(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の保持力で塊状状態を維持するゴムの塊状体同士が、前記保持力よりも小さな密着力で密着することにより一体化した原料に対して溶媒を混合し、
前記保持力よりも小さく、且つ、前記密着力よりも大きな剪断力を前記原料に付与しながら撹拌することによって、前記原料を前記塊状体単位に分離させた後に前記溶媒に溶解させてゴム溶解液とすることを特徴とするゴム溶解液製造方法。
【請求項２】
前記塊状体の最大扁平寸法の平均値よりも大きく、且つ、前記塊状体の最大径の平均値よりも小さな最小隙間に設定された複数の撹拌翼を、相対的に異なる速度で移動させることによって、前記剪断力を前記原料に付与しながら撹拌することを特徴とする請求項１に記載のゴム溶解液製造方法。
【請求項３】
前記原料及び前記溶媒を冷却しながら撹拌することにより前記塊状体単位に分離させることを特徴とする請求項２に記載のゴム溶解液製造方法。
【請求項４】
前記原料及び前記溶媒に対して上昇力を付与するように撹拌することを特徴とする請求項３に記載のゴム溶解液製造方法。
【請求項５】
前記ゴムの前記溶媒への溶解割合に応じて撹拌状態を変更することを特徴とする請求項４に記載のゴム溶解液製造方法。
【請求項６】
前記撹拌を大気圧を超える圧力下で行うことを特徴とする請求項５に記載のゴム溶解液製造方法。
【請求項７】
前記原料及び前記溶媒を冷却しながら撹拌することにより前記塊状体単位に分離させることを特徴とする請求項１に記載のゴム溶解液製造方法。
【請求項８】
前記原料及び前記溶媒に対して上昇力を付与するように撹拌することを特徴とする請求項１に記載のゴム溶解液製造方法。
【請求項９】
前記ゴムの前記溶媒への溶解割合に応じて撹拌状態を変更することを特徴とする請求項１に記載のゴム溶解液製造方法。
【請求項１０】
前記撹拌を大気圧を超える圧力下で行うことを特徴とする請求項１に記載のゴム溶解液製造方法。
【請求項１１】
所定の保持力で塊状状態を維持するゴムの塊状体同士が、前記保持力よりも小さな密着力で密着することにより一体化した原料と共に、溶媒を収容する容器と、
前記保持力よりも小さく、且つ、前記密着力よりも大きな剪断力を前記原料に付与しながら、前記原料及び前記溶媒を撹拌する撹拌機構と、を有することを特徴とするゴム溶解液製造装置。
【請求項１２】
前記撹拌機構は、
前記塊状体の最大扁平寸法の平均値よりも大きく、且つ、前記塊状体の最大径の平均値よりも小さな最小隙間に設定された複数の撹拌翼と、
前記撹拌翼を相対的に異なる速度で移動させる駆動機構とを有することを特徴とする請求項１１に記載のゴム溶解液製造装置。
【請求項１３】
さらに、前記原料及び前記溶媒を冷却する温調機構を備えていることを特徴とする請求項１２に記載のゴム溶解液製造装置。
【請求項１４】
前記撹拌機構は、
前記原料に対して上昇力を付与する上昇用撹拌翼を備えていることを特徴とする請求項１３に記載のゴム溶解液製造装置。
【請求項１５】
前記容器は、前記原料及び溶媒を気密状態で収容するように形成されており、
前記容器の内部を大気圧を超える圧力に加圧する加圧装置を備えていることを特徴とする請求項１４に記載のゴム溶解液製造装置。
【請求項１６】
さらに、前記原料及び前記溶媒を冷却する温調機構を備えていることを特徴とする請求項１１に記載のゴム溶解液製造装置。
【請求項１７】
前記撹拌機構は、
前記原料に対して上昇力を付与する上昇用撹拌翼を備えていることを特徴とする請求項１１に記載のゴム溶解液製造装置。
【請求項１８】
前記容器は、前記原料及び溶媒を気密状態で収容するように形成されており、
前記容器の内部を大気圧を超える圧力に加圧する加圧装置を備えていることを特徴とする請求項１１に記載のゴム溶解液製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ゴムを溶媒に溶解してゴム溶解液とするゴム溶解液製造方法及びゴム溶解液製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
通常、大きなゴムの塊である原料からゴム溶解液を製造する場合は、原料を小片化した後に、小片化されたゴム片と溶媒とを混合及び撹拌することによりゴムを溶媒に溶解させる製造方法が採用される。このような製造方法における原料の小片化は、切断刃の昇降により原料を板状に切断するギロチン式の切断装置や、切断刃を水平配置して載置台との間に隙間を形成し、原料を載置台上で進退移動させることによりスライスする切断装置等を用いて行うことができる他、下記の特許文献１・２に記載の装置を用いて行うことが可能である。【０００３】
即ち、特許文献１には、ホッパの排出口にカットスクリュを設けると共に、排出口に向けて原料を送り出すスプロケットをホッパの底面に設け、ホッパに投入された原料を連続的にカットスクリュに送り込んで破砕する構成が開示されている。また、特許文献２には、ドラム内部に固定刃と回転刃を設け、ドラムに投入された原料を固定刃と回転刃とで連続的に切断する構成が開示されている。そして、これら構成の装置により小片化されたゴム片が溶媒と共に撹拌装置に投入された後、混合及び撹拌されることによりゴム溶解液とされる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２２５９７９号公報
【特許文献２】特開平１１−２４００１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来のように、原料を無条件で切断や破砕した場合には、原料を構成するゴムの分子構造が破壊されることによって、ゴム溶解液の品質が低下するという問題がある。さらに、原料の小片化と、小片化されたゴムの溶解とが別々の装置で行われる方法では、小片化された原料の保管や移動、撹拌装置への投入等の各種の動作が必要であるため、生産性が不十分であるという問題もある。【０００６】
本発明は、上記の問題を鑑みてされたものであり、ゴムの分子構造を維持した高品質のゴム溶解液を製造することができると共に、生産性を向上させることができるゴム溶解液製造方法及びゴム溶解液製造装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、ゴム溶解液製造方法であって、所定の保持力で塊状状態を維持するゴムの塊状体同士が、前記保持力よりも小さな密着力で密着することにより一体化した原料に対して溶媒を混合し、前記保持力よりも小さく、且つ、前記密着力よりも大きな剪断力を前記原料に付与しながら撹拌することによって、前記原料を前記塊状体単位に分離させた後に前記溶媒に溶解させてゴム溶解液とする。【０００８】
上記の構成によれば、塊状体の保持力よりも小さく、且つ、塊状体同士の密着力よりも大きな剪断力を原料に付与しながら撹拌することによって、塊状体が剪断力により破壊されることなく、塊状体同士の密着面が剪断力の作用により剥離する。これにより、塊状体となっているゴムの分子構造の破壊が防止されながら塊状体単位に分離される。その後、塊状体の破壊が防止されているため、塊状体が溶媒と共に撹拌され続けられる結果、塊状体の表面側からゴムが分子構造を維持しながら溶媒中に溶け出すことによって、ゴムが溶媒に溶解されることになる。この結果、ゴムの分子構造を維持した高品質のゴム溶解液を製造することができると共に、一連の動作でゴムの原料からゴム溶解液までを製造することができるため、生産性を向上させることができる。【０００９】
また、本発明は、前記塊状体の最大扁平寸法の平均値よりも大きく、且つ、前記塊状体の最大径の平均値よりも小さな最小隙間に設定された複数の撹拌翼（タンクである容器内面に形成された凸部を含む）を、相対的に異なる速度（同方向の回転、一方の停止、逆方向の回転）で移動させることによって、前記剪断力を前記原料に付与しながら撹拌してもよい。【００１０】
上記の構成によれば、撹拌翼を回転させる機構のように、比較的に簡単な構成であると共に、回転速度等の運転途中でも調整可能な簡単な動作でもって所望の剪断力を原料に付与しながら撹拌することができる。【００１１】
また、本発明は、前記原料及び前記溶媒を冷却しながら撹拌することにより前記塊状体単位に分離させてもよい。【００１２】
上記の構成によれば、原料と溶媒とを冷却することによって、原料のゴムが溶媒に溶け込み難くして、塊状体の分離を優先させることができる。この結果、塊状体の最大径や最大扁平寸法が塊状体の分離前に減少してしまうという事態の発生を防止できるため、塊状体の分離を短時間で完了することが可能になる。【００１３】
また、本発明は、前記原料及び前記溶媒に対して上昇力を付与するように撹拌してもよい。【００１４】
上記の構成によれば、原料と溶媒とを撹拌する際に、原料が上昇力により上昇することによって、撹拌による原料の流動が活発になり、全ての原料に対して効率良く剪断力を付与することが可能になる結果、塊状体単位の分離を短時間で完了することができる。【００１５】
また、本発明は、前記ゴムの前記溶媒への溶解割合に応じて撹拌状態（撹拌速度や撹拌方向、撹拌温度）を変更してもよい。【００１６】
上記の構成によれば、ゴムの溶媒への溶解割合に応じて撹拌状態を変更することによって、ゴムが溶媒に溶解する速度を高めることができるため、短時間でゴムの溶解を完了することが可能になる。【００１７】
また、本発明は、前記撹拌を大気圧を超える圧力下で行ってもよい。【００１８】
上記の構成によれば、大気圧における溶媒の沸点の温度よりも高温の環境下で溶媒及びゴムを撹拌することができるため、ゴムに対する溶媒の膨潤速度を高めることが可能になると共に、見た目の溶液粘度の低下により混合性を良好にすることができる。この結果、溶解時間を短縮することが可能になる。【００１９】
本発明は、ゴム溶解液製造装置であって、所定の保持力で塊状状態を維持するゴムの塊状体同士が、前記保持力よりも小さな密着力で密着することにより一体化した原料と共に、溶媒を収容する容器と、前記保持力よりも小さく、且つ、前記密着力よりも大きな剪断力を前記原料に付与しながら、前記原料及び前記溶媒を撹拌する撹拌機構とを有する。【００２０】
上記の構成によれば、塊状体の保持力よりも小さく、且つ、塊状体同士の密着力よりも大きな剪断力を原料に付与しながら撹拌することによって、塊状体が剪断力により破壊されることなく、塊状体同士の密着面が剪断力の作用により剥離する。これにより、塊状体となっているゴムの分子構造の破壊が防止されながら塊状体単位に分離される。その後、塊状体の破壊が防止されているため、塊状体が溶媒と共に撹拌され続けられる結果、塊状体の表面側からゴムが分子構造を維持しながら溶媒中に溶け出すことによって、ゴムが溶媒に溶解されることになる。この結果、ゴムの分子構造を維持した高品質のゴム溶解液を製造することができると共に、一連の動作でゴムの原料からゴム溶解液までを製造することができるため、生産性を向上させることができる。【００２１】
また、本発明における前記撹拌機構は、前記塊状体の最大扁平寸法の平均値よりも大きく、且つ、前記塊状体の最大径の平均値よりも小さな最小隙間に設定された複数の撹拌翼と、前記撹拌翼を相対的に異なる速度で移動させる駆動機構とを有していてもよい。上記の構成によれば、撹拌翼を回転させる機構のように、比較的に簡単な構成であると共に、回転速度等の運転途中でも調整可能な簡単な動作でもって所望の剪断力を原料に付与しながら撹拌することができる。【００２２】
また、本発明のゴム溶解液製造装置は、さらに、前記原料及び前記溶媒を冷却する温調機構を備えていてもよい。上記の構成によれば、原料と溶媒とを冷却することによって、原料のゴムが溶媒に溶け込み難くして、塊状体の分離を優先させることができる。この結果、塊状体の最大径や最大扁平寸法が塊状体の分離前に減少してしまうという事態の発生を防止できるため、塊状体の分離を短時間で完了することが可能になる。【００２３】
また、本発明における前記撹拌機構は、前記原料に対して上昇力を付与する上昇用撹拌翼を備えていてもよい。上記の構成によれば、原料と溶媒とを撹拌する際に、原料が上昇力により上昇することによって、撹拌による原料の流動が活発になり、全ての原料に対して効率良く剪断力を付与することが可能になる結果、塊状体単位の分離を短時間で完了することができる。【００２４】
また、本発明において、前記容器は、前記原料及び溶媒を気密状態で収容するように形成されており、前記容器の内部を大気圧を超える圧力に加圧する加圧装置を備えていてもよい。【００２５】
上記の構成によれば、大気圧における溶媒の沸点の温度よりも高温の環境下で溶媒及びゴムを撹拌することができるため、ゴムに対する溶媒の膨潤速度を高めることが可能になると共に、見た目の溶液粘度の低下により混合性を良好にすることができる。この結果、溶解時間を短縮することが可能になる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によると、ゴムの分子構造を維持した高品質のゴム溶解液を製造することができると共に、生産性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施形態に係るゴム溶解液製造方法の説明図である。
【図２】本発明の実施形態に係るゴム溶解液製造装置の説明図である。
【図３】最小隙間を示す説明図である。
【図４】塊状体が分離される過程を示す説明図である。
【図５】本発明の実施形態に係るゴム溶解液製造装置の説明図である。
【図６】本発明の実施形態に係るゴム溶解液製造方法の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。（ゴム溶解液製造方法）  本実施形態に係るゴム溶解液製造方法は、図１に示すように、原料６に対して溶媒７を混合し、原料６に剪断力を付与しながら撹拌し、原料６を塊状体６１単位に分離させた後に溶媒７に溶解させてゴム溶解液とすることによって、溶媒投入工程と原料投入工程と分離工程と溶解工程と調合工程とを一つの容器２で連続的に行うことを可能にしている。尚、『原料６に対して溶媒７を混合』は、原料６と溶媒との順序を限定するものではなく、原料６と溶媒とが同時に投入されてもよいし、何れか一方（原料６又は溶媒７）が他方（溶媒７又は原料６）に先行して投入されてもよい。
【００２９】
ここで、『原料６』は、ゴムからなる複数の塊状体６１同士が密着することにより一体化したものである。ゴムの塊状体６１は、所定の保持力で塊状状態を維持している。即ち、ゴムの塊状体６１は、付与される剪断力が保持力未満である場合は扁平形状に外形を変化させるものの破壊されることなく塊状状態を維持するという性質を有している。また、塊状体同士は、保持力よりも小さな密着力で密着している。これにより、原料６は、塊状体の保持力＞塊状体同士の密着力という関係が成立するため、塊状体の保持力未満で密着力を超える剪断力が付与されると、塊状体同士の密着の解消が塊状体の破壊に先行して行われることになる。
【００３０】
塊状体を構成するゴムとしては、塊状体の保持力＞塊状体同士の密着力という関係が成立する種類であれば特に限定されることはない。具体的なゴムの種類としては、ＰＩＢ（Ｐｏｌｙｉｓｏｂｕｔｙｌｅｎｅ）ゴム等の合成ゴムが例示される。また、ゴムは、重量絶対分子量（下限値）が７５００００以上、好ましくは３５０００００以上、より好ましくは３６０００００以上であり、重量絶対分子量（上限値）が１００００００以下、好ましくは４２０００００以下、より好ましくは４３０００００以下である。即ち、ゴムは、上記の重量絶対分子量（下限値）と重量絶対分子量（上限値）との組み合わせによる９種類の範囲で規定される重量絶対分子量を有している。
【００３１】
『溶媒７』は、ゴムを溶解可能な液体であれば特に限定されるものではない。例えば、溶媒７は、トルエンやヘキサン等の一種類の溶剤であってもよいし、トルエンとヘキサンとの混合物のように各種の溶剤の混合物であってもよい。
【００３２】
上記の製造方法によれば、塊状体６１の保持力よりも小さく、且つ、塊状体６１同士の密着力よりも大きな剪断力を原料６に付与しながら撹拌することによって、塊状体６１が剪断力により破壊されることなく、塊状体６１同士の密着面が剪断力の作用により剥離する。これにより、塊状体６１となっているゴムの分子構造の破壊が防止されながら塊状体６１単位に分離される。その後、塊状体６１の破壊が防止されているため、塊状体６１が溶媒７と共に撹拌され続けられる結果、塊状体６１の表面側からゴムが分子構造を維持しながら溶媒中に溶け出すことによって、ゴムが溶媒７に溶解されることになる。この結果、ゴムの分子構造を維持した高品質のゴム溶解液が製造されると共に、一連の動作でゴムの原料６からゴム溶解液までを製造することができるため、生産性が向上することになる。
【００３３】
塊状体６１に付与される剪断力は、塊状体６１の最大扁平寸法の平均値よりも大きく、且つ、塊状体６１の最大径の平均値よりも小さな最小隙間に設定された複数の撹拌翼、具体的には第１撹拌翼４３や第２撹拌翼５３を、相対的に異なる速度で移動させることにより形成されている。ここで、『最大扁平寸法』とは、図２に示すように、塊状体６１に外力を付与して扁平させたときに、塊状体６１が破壊される直前にまで扁平にされたときの扁平方向（外力の付与方向）の厚みのことである。また、『最大径』とは、塊状体６１が単体として溶媒７中に浮遊したときの最も大きな外径のことである。『最小隙間』とは、複数の撹拌翼（第１撹拌翼４３と第２撹拌翼５３との隙間）の隙間の中で最小の長さになる隙間である。
【００３４】
このようにして撹拌翼の最小隙間が設定されると、撹拌翼の最小隙間に塊状体６１が挟まれた場合であっても、最小隙間が最大扁平寸法よりも大きな隙間であるため、塊状体６１が破壊されることがない。また、塊状体６１の分離が進行し、２〜３個の塊状体６１の集合体となったときに、塊状体６１の最大径よりも小さな隙間であるため、これら少数の塊状体６１の集合体が撹拌翼の隙間に挟まれることなく抜け出てしまうという事態の発生が防止される。この結果、本実施形態の剪断力が原料６に付与されながら撹拌されると、塊状体６１が押し潰されることなく１個単位に分離されることになる。
【００３５】
また、図１に示すように、ゴム溶解液製造方法は、少なくとも分離工程において、原料６及び溶媒７を冷却しながら撹拌する冷却処理を実行している。ここで、『冷却』とは、常温（２５℃）よりも低く、且つ、原料６の塊状体６１を所望の扁平度まで変形可能な温度よりも高くなる温度範囲内における撹拌温度に冷却する処理のことである。具体的には、冷却処理は、−５℃〜２５℃、好ましくは、１０℃〜２５℃の撹拌温度に冷却する。
【００３６】
これにより、原料６と溶媒７とを冷却することによって、原料６のゴムが溶媒７に溶け込み難くして、塊状体６１の分離を優先させることができる。この結果、塊状体６１の最大径や最大扁平寸法が塊状体６１の分離前に減少してしまうという事態の発生を防止できるため、塊状体６１の分離を短時間で完了することが可能になる。
【００３７】
さらに、ゴム溶解液製造方法は、原料６及び溶媒７に対して上昇力を付与するように撹拌している。この場合には、原料６と溶媒７とを撹拌する際に、原料が上昇力により上昇することによって、撹拌による原料６の流動が活発になる。これにより、全ての原料６に対して効率良く剪断力を付与することが可能になる結果、塊状体６１単位の分離を短時間で完了することができる。
【００３８】
さらに、ゴム溶解液製造方法は、ゴムの溶媒７への溶解割合に応じて撹拌状態を変更している。ここで、『撹拌状態』とは、撹拌速度や撹拌方向、撹拌方向の切り替え時間、撹拌温度等の各撹拌要素、及び、これら撹拌要素の組合せである。具体的には、ゴムの溶媒７への溶解割合が高くなるのにしたがって粘度が増大するゴム溶解液を作成する場合には、粘度の増加する溶解割合に応じて撹拌速度を上昇させたり、撹拌温度を上昇させたりする操作である。これにより、ゴムの溶媒７への溶解割合に応じて撹拌状態を変更することによって、ゴムが溶媒７に溶解する速度を高めることができるため、短時間でゴムの溶解を完了することが可能になる。
【００３９】
（ゴム溶解液製造装置）
上記のゴム溶解液製造方法は、図２に示すように、ゴム溶解液製造装置１において実行される。尚、ゴム溶解液製造方法は、他の製造装置により実行されてもよい。ゴム溶解液製造装置１は、原料６及び溶媒７を収容する容器２と、原料６及び溶媒７を撹拌する撹拌機構である上側撹拌機構４及び下側撹拌機構５とを有している。
【００４０】
（ゴム溶解液製造装置：容器２）
上記の容器２は、上面が開口された円筒形状の収容体２２と、収容体２２の上面に着脱自在に設けられ、収容体２２の開口を密閉状態に閉鎖する蓋体２１とを有している。収容体２２は、上面が開口され、水平方向の横断面が円形状の胴部２２１と、胴部２２１の下側周縁に接続され、中心部が最下端となるように凸状に湾曲された底部２２２とを有している。
【００４１】
収容体２２の上方には、蓋体２１が配置されている。蓋体２１には、溶媒投入口２１ａ等の各種の投入口が形成されている。これらの投入口は、開閉バルブにより開口と閉口とが切り替え可能にされている。また、蓋体２１は、図示しない蓋開閉機構により移動可能に支持されている。蓋開閉機構は、油圧シリンダ装置等の少なくとも蓋体２１を昇降させる機能を有しており、上昇動作による蓋体２１の上昇により収容体２２の上面を開口させると共に、下降動作による蓋体２１の下降により収容体２２の上面を密閉状態に閉鎖させるようになっている。これにより、容器２は、内部に気密状態の収容空間２３を形成可能にされており、この収容空間２３で原料６を溶媒７と共に撹拌し、塊状体６１単位に分離させた後に溶媒７に溶解させることによりゴム溶解液を生成するようになっている。
【００４２】
（ゴム溶解液製造装置：撹拌機構）
上記の容器２には、撹拌機構が設けられている。撹拌機構は、上側撹拌機構４と下側撹拌機構５とを有している。上側撹拌機構４は、蓋体２１に設けられている。上側撹拌機構４は、第１撹拌駆動装置４１と第１撹拌軸部材４２と第１撹拌翼４３とを有している。第１撹拌駆動装置４１は、蓋体２１の上面中心部に固設されている。第１撹拌駆動装置４１は、減速機構付きの交流モータ等により形成されており、回転方向が切り替え可能にされていると共に、駆動電力の周波数の変更により任意の回転速度に変更可能にされている。第１撹拌駆動装置４１には、棒状の第１撹拌軸部材４２が連結されている。第１撹拌軸部材４２は、軸芯が鉛直方向に設定されており、蓋体２１の中心点を回転自在及び気密状態に貫設されている。
【００４３】
第１撹拌軸部材４２は、下端が収容体２２の上部に位置するように設定されている。第１撹拌軸部材４２の下端部には、第１撹拌翼４３が設けられている。尚、図２においては、１つの第１撹拌翼４３が記載されているが、第１撹拌翼４３は、１以上であればよい。第１撹拌翼４３は、水平配置された支持部材４３１と、支持部材４３１の先端部に固設された第１羽根部材４３２とを有している。第１羽根部材４３２は、平版状に形成されており、長手方向が鉛直方向であって幅方向が収容体２２の半径方向となるように設定されている。これにより、第１羽根部材４３２は、第１撹拌軸部材４２を回転中心として回転移動したときに、回転移動方向に対して交差する壁面により原料６や溶媒７を撹拌するようになっている。
【００４４】
尚、第１羽根部材４３２は、幅方向が収容体２２の半径方向に対して交差（傾斜）されていてもよい。この場合には、第１羽根部材４３２の外周側が内周側よりも先行するように回転移動（正回転）されると、撹拌による原料６等の流動方向を収容体２２の内周側に設定することが可能になる。一方、第１羽根部材４３２の内周側が外周側よりも先行するように回転移動（逆回転）されると、撹拌による原料６等の流動方向を収容体２２の外周側に設定することが可能になる。
【００４５】
また、第１羽根部材４３２は、長手方向が鉛直方向に対して交差（傾斜）されていてもよい。この場合には、第１羽根部材４３２の上端側が下端側よりも先行するように回転移動（正回転）されると、撹拌による原料６等の流動方向を収容体２２の下方側に設定することが可能になる。一方、第１羽根部材４３２の下端側が上端側よりも先行するように回転移動（逆回転）されると、撹拌による原料６等の流動方向を収容体２２の上方側に設定することが可能になる。
【００４６】
また、第１羽根部材４３２の外側端面は、収容体２２の内壁面に対向されている。第１羽根部材４３２は、収容体２２の内壁面に付着する原料６を掻き落とすスクレーパとしての機能を有するように、収容体２２の内壁面近傍との間隔が設定されている。
【００４７】
上記のように構成された上側撹拌機構４の下方には、下側撹拌機構５が配置されている。下側撹拌機構５は、収容体２２の底部２２２に設けられている。下側撹拌機構５は、第２撹拌駆動装置５１と第２撹拌軸部材５５と第２撹拌翼５３とを有している。第２撹拌駆動装置５１は、収容体２２の底面中心部に固設されている。第２撹拌駆動装置５１は、減速機構付きの交流モータ等により形成されており、回転方向が切り替え可能にされていると共に、駆動電力の周波数の変更により任意の回転速度に変更可能にされている。第２撹拌駆動装置５１は、上述の第１撹拌駆動装置４１と共に回転制御されることによって、同方向の回転や一方の停止、逆方向の回転等により第１撹拌翼４３と第２撹拌翼５３とを相対的に異なる速度で移動させるようになっている。尚、相対移動させることができれば、上側撹拌機構４の代わりに、容器内面に凸部が形成されていてもよい。
【００４８】
第２撹拌駆動装置５１には、棒状の第２撹拌軸部材５５が連結されている。第２撹拌軸部材５５は、軸芯が鉛直方向に設定されており、底部２２２の中心点を回転自在及び気密状態に貫設されている。
【００４９】
第２撹拌軸部材５５は、上端が上述の羽根部材４４の下端の高さ位置よりも上方に位置するように設定されている。第２撹拌軸部材５５の上端部には、第２撹拌翼５３が設けられている。第２撹拌翼５３は、図３にも示すように、第２撹拌軸部材５５に固設された羽根支持部材５３２と、羽根支持部材５３２から四方に水平配置された４本の第２羽根部材５３１とを有している。尚、第２羽根部材５３１は、１本以上であればよい。第２羽根部材５３１は、平版状に形成されており、幅方向が鉛直方向であって長手方向が収容体２２の半径方向となるように設定されている。これにより、第２羽根部材５３１は、第２撹拌軸部材５５を回転中心として回転移動したときに、回転移動方向に対して交差する壁面により原料６や溶媒７を撹拌するようになっている。
【００５０】
尚、第２羽根部材５３１は、長手方向が収容体２２の半径方向に対して交差（傾斜）されていてもよい。この場合には、第２羽根部材５３１の外周側が内周側よりも先行するように回転移動（正回転）されると、撹拌による原料６等の流動方向を収容体２２の内周側に設定することが可能になる。一方、第２羽根部材５３１の内周側が外周側よりも先行するように回転移動（逆回転）されると、撹拌による原料６等の流動方向を収容体２２の外周側に設定することが可能になる。
【００５１】
また、第２羽根部材５３１は、幅方向が鉛直方向に対して交差（傾斜）されていてもよい。この場合には、第２羽根部材５３１の上端側が下端側よりも先行するように回転移動（正回転）されると、撹拌による原料６等の流動方向を収容体２２の下方側に設定することが可能になる。一方、第２羽根部材５３１の下端側が上端側よりも先行するように回転移動（逆回転）されると、撹拌による原料６等の流動方向を収容体２２の上方側に設定することが可能になる。
【００５２】
また、第１撹拌翼４３と第２撹拌翼５３との最小隙間は、塊状体６１の最大扁平寸法の平均値よりも大きく、且つ、塊状体６１の最大径の平均値よりも小さな値に設定されている。第１撹拌翼４３及び第２撹拌翼５３の先端部は、半円形状に形成されており、塊状体６１を鋭利な角で傷つけないようにされている。
【００５３】
第２撹拌翼５３の下方には、上昇用撹拌機構５２が配置されている。上昇用撹拌機構５２は、収容体２２の底部２２２に設けられている。上昇用撹拌機構５２は、原料６や溶媒７に対して上昇力を付与する上昇用撹拌翼５２１と、上昇用撹拌翼５２１の回転中心に連結された上昇用撹拌軸部材５４とを有している。上昇用撹拌軸部材５４は、円環状に形成されており、第２撹拌軸部材５５を気密状態に貫挿している。そして、上昇用撹拌軸部材５４の下端は、上述の第２撹拌駆動装置５１において無段変速機等の伝達機構を介して回転駆動力が付与可能にされている。尚、上昇用撹拌翼５２１は、第２撹拌翼５３を回転させる第２撹拌軸部材５５に連結され、第２撹拌翼５３と連動して回転されてもよい。
【００５４】
（ゴム溶解液製造装置：温調機構３）
上記のように構成された容器２は、さらに、原料６及び溶媒７を冷却する温調機構３を備えている。温調機構３は、収容体２２の外壁面を覆う収容体ジャケット３１を有している。収容体ジャケット３１は、冷却水等の冷却媒体が供給可能にされていると共に、オイルや水蒸気等の加熱媒体が供給可能にされている。これにより、温調機構３は、原料６及び溶媒７を低温から高温までの所望の温度に温度調整することが可能になっている。
【００５５】
（ゴム溶解液製造装置の動作）
上記の構成において、ゴム溶解液製造装置１の動作について説明する。先ず、図１に示すように、蓋体２１が上昇されて収容体２２から離反される。そして、トルエンやヘキサン等の溶媒７が投入される（溶媒投入工程）。この後、原料６が容器２の開口から投入される（原料投入工程）。
【００５６】
次に、温調機構３が作動され、原料６及び溶媒７の温度が１５〜２５℃に調節される。これにより、原料６のゴムが溶媒７に溶け込み難くなるため、塊状体６１の最大径や最大扁平寸法が塊状体６１の分離前に減少してしまうという事態の発生が防止される。
【００５７】
この後、下側撹拌機構５の第２撹拌翼５３と上昇用撹拌機構５２の上昇用撹拌翼５２１とが１００〜１５０ｒｐｍの撹拌速度で回転されると共に、第２撹拌翼５３及び上昇用撹拌翼５２１の回転方向と同一方向に、第１撹拌翼４３が９〜１１ｒｐｍの撹拌速度で回転される。そして、ゴムからなる原料６が第１撹拌駆動装置４１と第２撹拌駆動装置５１とをロックさせて第１撹拌駆動装置４１等のモータの過負荷の原因にならないように、第２撹拌翼５３及び上昇用撹拌翼５２１の撹拌速度が徐々に上昇される。第２撹拌翼５３及び上昇用撹拌翼５２１の撹拌速度が１０００ｒｐｍになると、第１撹拌翼４３が一度停止され、第２撹拌翼５３と逆方向に９〜１１ｒｐｍの撹拌速度で再度回転される。
【００５８】
第１撹拌翼４３と第２撹拌翼５３とが回転されると、これら翼４３・５３の最小隙間は、図２に示すように、塊状体６１の最大扁平寸法の平均値よりも大きく、且つ、塊状体６１の最大径の平均値よりも小さな寸法に設定されているため、第１撹拌翼４３と第２撹拌翼５３との隙間に塊状体６１が挟まれた場合においても塊状体６１が破壊されることがない。そして、この場合には、図４（ａ）〜（ｃ）に示すように、塊状体６１と塊状体６１との密着面６１ａに作用する剪断力が、密着面６１ａを境界として塊状体６１と塊状体６１との間にズレを生じさせ、密着面６１ａで剥離した状態にする。これにより、塊状体６１となっているゴムの分子構造の破壊が防止されながら塊状体６１単位に分離されることになる（分離工程）。
【００５９】
図１に示すように、上記のような撹拌動作が約１時間継続され、個々の塊状体６１が溶媒７中に浮遊するようになると、塊状体６１及び溶媒７の温度が３０〜５５℃に調節され、ゴムが溶媒７に溶け込み易くされる。そして、第２撹拌翼５３及び上昇用撹拌翼５２１が３００〜５００ｒｐｍの撹拌速度、第１撹拌翼４３が９〜３６ｒｐｍの撹拌速度で回転されることによって、塊状体６１が流動される。このとき、第１撹拌翼４３と上昇用撹拌翼５２１とが３００〜５００ｒｐｍの撹拌速度で１０分間回転された後、６００〜３４００ｒｐｍの撹拌速度で５〜６０秒間回転されるという動作が繰り返されることによって、塊状体６１の沈降が防止されると共に、塊状体６１単体の流動が良化される。
【００６０】
そして、このような撹拌動作が２４〜４８時間継続されることによって、塊状体６１により溶解される。即ち、塊状体６１が溶媒７と共に撹拌され続けられる結果、塊状体６１の表面側からゴムが分子構造を維持しながら溶媒７中に溶け出すことによって、ゴムが溶媒７に溶解されることになる。そして、ゴムの分子構造を維持した高品質のゴム溶解液が製造される（溶解工程）。この後、ゴム溶解液に添加剤等が投入され、さらに撹拌されることによって、所望のゴム溶解液とされる（調合工程）。
【００６１】
以上、本発明の実施例を説明したが、具体例を例示したに過ぎず、特に本発明を限定するものではなく、具体的構成などは、適宜設計変更可能である。また、発明の実施形態に記載された、作用および効果は、本発明から生じる最も好適な作用および効果を列挙したに過ぎず、本発明による作用および効果は、本発明の実施形態に記載されたものに限定されるものではない。
【００６２】
（変形例）
例えば、ゴム溶解液製造装置１は、図５に示すように、第２羽根部材５３１の先端部に端面部材５３３が設けられていると共に、第２羽根部材５３１の中心部に突出部材５３４が設けられており、これら端面部材５３３及び突出部材５３４に対向するように配置された横設部材４３３が上側撹拌機構４に備えられていてもよい。そして、これらの端面部材５３３、突出部材５３４及び横設部材４３３により形成される最小隙間は、塊状体６１の最大扁平寸法の平均値よりも大きく、且つ、塊状体６１の最大径の平均値よりも小さな値に設定されることによって、撹拌機構における最小隙間の部位が増大されている。この構成によれば、撹拌機構が１回転される場合における塊状体６１が分離される機会が増えるため、短期間で塊状体６１単体に分離することが可能になる。
【００６３】
また、本実施形態におけるゴム溶解液製造装置１は、上側撹拌機構４及び下側撹拌機構５が容器２に対して上側及び下側にそれぞれ分離した状態で配設されているが、これに限定されるものではない。撹拌機構は、容器２に対して上側及び下側の何れか一方側に配設されていてもよい。さらに、撹拌機構が容器２の上側に配設される一方、抜き取り弁が容器２の底部に配設されていてもよい。この場合には、ゴム溶解液を自重の利用により抜き取ることができるため、抜き取り効率（歩留まり）を向上させることが可能になる。具体的には、容器の上方から汲み取り等した場合においては約８０％の歩留まりであるに対し、自重の利用による抜き取りの場合には、約９７％の歩留まりである。
【００６４】
また、本実施形態におけるゴム溶解液製造方法は、図６に示すように、撹拌を大気圧を超える圧力下で行ってもよい。この場合には、大気圧における溶媒の沸点の温度よりも高温の環境下で溶媒及びゴムを撹拌することができるため、ゴムに対する溶媒の膨潤速度を高めることが可能になると共に、見た目の溶液粘度（ゴム溶解液の粘度）の低下により混合性を良好にすることができる。この結果、溶解時間を短縮することが可能になる。
【００６５】
溶解時間の短縮は、下記の試験により確認された。具体的には、図２に示すゴム溶解液製造装置において、容器２の容積（タンク容量）が２Ｌ、容器２内の圧力が０．２ＭＰa、溶媒温度が１２５℃（収容体ジャケット３１：１６０℃の蒸気）、溶媒種類がトルエン（沸点１１０．６℃）、撹拌速度が８０rpm(アンカー翼)という製造条件で、０．００９６ｋｇ（８．０ｗｔ％）の高分子量ゴムを１．１ｋｇのトルエンで撹拌した。この結果、撹拌初期においては１時間で膨潤がかなり進行した状態が観察されたと共に、６時間後の膨潤状態を観察した結果から約１２時間で完全に溶解できる可能性が見出された。
【００６６】
また、加圧環境下で作成されたゴム溶解液のゴム分子量を測定したところ、加圧せずに作成されたゴム溶解液のゴム分子量よりも低下していることが判明した。この現象に対する温度の影響を確認するため、ゴムをプレス機で平たく延ばし、均等に加温(120℃、180℃×3分)することにより加温ゴムを作成し、この加温ゴムの分子量を測定した。この場合には、加温ゴムの分子量は低下していないことが判明した。この結果から、加圧環境下で作成されたゴム溶解液のゴム分子量が低下する理由は、温度以外の要因、例えば、溶剤の高温化による要件やその他の要因が作用していると推測された。
【００６７】
上記のような加圧環境下でゴム溶解液を製造する方法は、原料及び溶媒を気密状態で収容する容器２の内部を大気圧を超える圧力に加圧する加圧装置を、本実施形態のゴム溶解液製造装置１が備えることで実現される。加圧装置としては、窒素や二酸化炭素などの不活性気体を噴射するボンベやポンプが例示される。
【００６８】
ここで、容器２の耐圧性能は、30MPa以上であることが好ましい。この理由は、通常、溶剤を２００℃程度まで加温することを前提とすると、1MPa程度の耐圧性能で十分であるが、容器２内の二酸化炭素を超臨界状態にすることも想定すると、加圧圧力が最大約30MPaとなるからである。また、容器２の気密性を確保するため、上側撹拌機構４等と容器２との接合部は、加圧圧力が1MPa程度のときはメカニカルシールを用いることができ、1MPaを超えるときは、マグネット式のシールを用いることが好ましい。
【符号の説明】
【００６９】
１  ゴム溶解液製造装置
２  容器
２１  蓋体
２２  収容体
３  温調機構
４  上側撹拌機構
４１  第１撹拌駆動装置
４２  第２撹拌軸部材
４３  第１撹拌翼
５  下側撹拌機構
５１  第２撹拌駆動装置
５２  上昇用撹拌機構
５２１  上昇用撹拌翼
５３  第２撹拌翼
５４  上昇用撹拌軸部材
５５  第２撹拌軸部材
６  原料
６１  塊状体
６１ａ  密着面
７  溶媒
【図１】
0005608924.tif 000002
【図２】
0005608924.tif 000003
【図３】
0005608924.tif 000004
【図４】
0005608924.tif 000005
【図５】
0005608924.tif 000006
【図６】
0005608924.tif 000007