(57)【要約】  シリンダーと、前記シリンダーの一端に複数の開口を有するダイとを備えるゴム状重合体用押出乾燥機であって、前記開口は、開口基部と、前記開口基部と連通する少なくとも１つの開口延長部とを有し、前記開口延長部は、前記開口基部から離れる方向に開口幅が広がる形状を含む、ゴム状重合体用押出乾燥機。
2018181239.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダーと、
前記シリンダーの一端に複数の開口を有するダイとを備えるゴム状重合体用押出乾燥機であって、
前記開口は、開口基部と、前記開口基部と連通する少なくとも１つの開口延長部とを有し、
前記開口延長部は、前記開口基部から離れる方向に開口幅が広がる形状を含む、ゴム状重合体用押出乾燥機。
【請求項２】
前記開口延長部は、前記開口基部に連通している側の第１の開口端部と、前記開口基部から離れた側の第２の開口端部とを有し、
前記第１の開口端部における開口幅に対する前記第２の開口端部における開口幅の比が１より大きい、請求項１に記載のゴム状重合体用押出乾燥機。
【請求項３】
前記第２の開口端部には、円弧状の追加開口延長部が連通する、請求項２に記載のゴム状重合体用押出乾燥機。
【請求項４】
前記開口は、前記開口基部と前記開口延長部とが接続している境界部に角部がない形状を有する、請求項１乃至３のいずれか１項に記載のゴム状重合体用押出乾燥機。
【請求項５】
前記少なくとも１つの開口延長部は、４つの開口延長部であり、
前記開口の形状が十字型である、請求項１乃至４のいずれか１項に記載のゴム状重合体用押出乾燥機。
【請求項６】
前記少なくとも１つの開口延長部は、２つの開口延長部であり、
前記開口の形状がアレイ型である、請求項１乃至４のいずれか１項に記載のゴム状重合体用押出乾燥機。
【請求項７】
前記シリンダーの内周面に設けられたライナーを有し、
前記ライナーの内面に複数の溝が形成されている、請求項１乃至６のいずれか１項に記載のゴム状重合体用押出乾燥機。
【請求項８】
前記シリンダー内に回転可能に配置され、シャフトと前記シャフトの外周面に形成された螺旋状のフライトとを有するスクリューを有し、
前記スクリューが、搬送部と圧縮部とからなる複数のゾーンを備え、
前記ダイに最も近いゾーンにおいて、前記搬送部におけるシャフトの外径が、前記圧縮部におけるシャフトの外径より小さい、請求項１乃至７のいずれか１項に記載のゴム状重合体用押出乾燥機。
【請求項９】
シリンダーの一端に複数の開口を有するダイを備える押出乾燥機を用いてゴム状重合体を乾燥するゴム状重合体の乾燥方法であって、
前記開口は、開口基部と、前記開口基部と連通する少なくとも１つの開口延長部とを有し、
前記開口延長部は、前記開口基部から離れる方向に開口幅が広がる形状を含む、ゴム状重合体の乾燥方法。
【請求項１０】
ゴム状重合体の重合体溶液を凝固させてゴム状重合体のスラリーを調製する凝固工程と、
前記スラリーを脱水する脱水工程と、
脱水したゴム状重合体を、シリンダーの一端に複数の開口を有するダイを備える押出乾燥機を用いて押出乾燥する乾燥工程とを有する、ゴム状重合体の製造方法であって、
前記開口は、開口基部と、前記開口基部と連通する少なくとも１つの開口延長部とを有し、
前記開口延長部は、前記開口基部から離れる方向に開口幅が広がる形状を含む、ゴム状重合体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ゴム状重合体用押出乾燥機、ゴム状重合体の乾燥方法、およびゴム状重合体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ゴム状重合体の製造過程において、重合工程および凝固工程を経た後の水分を多く含むゴム状重合体を乾燥させる方法として、押出乾燥機を用いることが知られている。この押出乾燥機は、シリンダーの一端に複数の開口を有するダイを備えており、シリンダー内に投入されたゴム状重合体はダイまで搬送され、ダイのノズルから大気中に押し出される。このとき、ゴム状重合体に含まれていた水分が急激に気化して大気中に放出され、ゴム状重合体の乾燥が行われる。【０００３】
例えば、特許第５８０５３０４号（特許文献１）には、十字型や星型のダイノズルを用いたエキスパンジョン型押出乾燥機が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第５８０５３０４号、図１〜図７
【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、従来の押出乾燥機では、ゴム状重合体の押出乾燥時に微紛や小紛（以下、微小紛という）が発生し、また、押出乾燥後のゴム状重合体中に水分が残り、ゴム状重合体の十分な乾燥を行うことができなかった。このような乾燥作業中に発生する微小紛やゴム状重合体中に残存する水分は、ゴム状重合体が劣化する原因となり、ゴム状重合体の品質や生産性を低下させる。そのため、微小粉の発生を抑制し、十分な乾燥を行うことができる押出乾燥機が求められている。【０００６】
本発明の目的は、微小粉の発生を抑制し、十分な乾燥を行うことができるゴム状重合体用押出乾燥機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明の一形態は、シリンダーと、前記シリンダーの一端に複数の開口を有するダイとを備えるゴム状重合体用押出乾燥機であって、前記開口は、開口基部と、前記開口基部と連通する少なくとも１つの開口延長部とを有し、前記開口延長部は、前記開口基部から離れる方向に開口幅が広がる形状を含む、ゴム状重合体用押出乾燥機である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の一形態によれば、微小粉の発生を抑制し、十分な乾燥を行うことができるゴム状重合体用押出乾燥機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態に係る押出乾燥機を示す図である。
【図２Ａ】本実施形態の押出乾燥機においてカッターが取り付けられたダイの正面図である。
【図２Ｂ】図２Ａにおいてカッターを省略した図ある。
【図３】本実施形態の押出乾燥機におけるダイノズル（第１実施形態）の形状を示す図である。
【図４】本実施形態の押出乾燥機におけるダイノズル（第２実施形態）の形状を示す図である。
【図５】本実施形態の押出乾燥機におけるダイノズル（第３実施形態）の形状を示す図である。
【図６】本実施形態の押出乾燥機におけるダイノズル（第４実施形態）の形状を示す図である。
【図７】本実施形態の押出乾燥機におけるダイノズル（第５実施形態）の形状を示す図である。
【図８】本実施形態の押出乾燥機におけるダイノズル（第６実施形態）の形状を示す図である。
【図９】従来の押出乾燥機におけるダイノズルの形状（十字型）を示す図である。
【図１０】従来の押出乾燥機におけるダイノズルの形状（星型）を示す図である。
【図１１】本実施形態の押出乾燥機におけるライナーの内部の一部を拡大して示す図である。
【図１２】本実施形態の押出乾燥機におけるライナーの一部を展開した図である。
【図１３Ａ】図１２の４Ａ−４Ａ線断面図である。
【図１３Ｂ】図１２の４Ｂ−４Ｂ線断面図である。
【図１４】本実施形態の押出乾燥機におけるスクリューの概略図である。
【図１５】本実施形態に係るゴム状重合体の製造方法の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。なお、本明細書では、理解を容易にするため、各図における各部材の縮尺は実際とは異なる場合がある。また、本実施形態において、各図で共通する部分については、同一の符号または対応する符号を付して説明を省略する。
【００１１】
図１は、本実施形態に係る押出乾燥機を示す図である。なお、図１では、図の一部が切り欠かれた断面図で示されている。図１において、符号１００は、本実施形態で用いるエクスパンション型の押出乾燥機である。
【００１２】
押出乾燥機１００は、ゴム状重合体を乾燥する押出乾燥機であり、シリンダー２０、ダイ３０、ライナー５０、スクリュー６０、およびカッター８０を備えている。なお、シリンダー２０、ダイ３０、ライナー５０、スクリュー６０は、本発明のゴム状重合体用押出乾燥機の一部を構成するシリンダー、ダイ、ライナー、およびスクリューの一例である。
【００１３】
シリンダー２０は、円筒状のシリンダーであり、一端にゴム状重合体（ゴム状クラム）を供給するホッパー１０が設けられており、他端に開口（噴出口）を構成するノズル３１を有するダイ３０が取り付けられている。シリンダー２０は、周囲にスチーム機能を有する図示しないジャケットが設けられており、スチームの熱により加熱され、または水により冷却される。
【００１４】
シリンダー２０には、ブレーカーボルト７０が設けられている。ブレーカーボルト７０は、シリンダー２０の側面からシリンダー２０の半径方向内側へ先端がライナー５０から突出するようにシリンダー２０の軸方向に所定間隔を置いて気密に埋め込まれている。なお、ブレーカーボルト７０の突出位置は、スクリュー６０のスクリューピッチに対応して、ブレーカーボルト７０がスクリュー６０のフライト（羽根）と接触しないように定められている。
【００１５】
ゴム状重合体（ゴム状クラム）は、例えばゴム状重合体が脱水された後の水分を含むゴム状重合体のクラムであり、本発明のゴム状重合体用押出乾燥機により押出乾燥されるゴム状重合体の一例である。このような水分を含むゴム状重合体のクラムとしては、例えば、含水率が５〜４０％のゴム状重合体を用いることができる。
【００１６】
ライナー５０は、シリンダー２０の内周面に設けられている。ライナー５０内にはスクリュー６０が回転自在に配置されている。ライナー５０の一部では、スクリュー６０が回転することによりゴム状重合体が搬送される。
【００１７】
スクリュー（ワーム）６０は、ライナー５０内に回転自在に配置されている。スクリュー６０は、駆動装置４０により駆動されて、シリンダー２０内のライナー５０の内面と接触しないように回転することができる。スクリュー６０には、所定のスクリューピッチと直径が与えられている。
【００１８】
シリンダー２０内に供給されたゴム状重合体は、スクリュー６０によりライナー５０内をダイ３０側へ搬送される。スクリュー６０は後述する搬送部２２Ａと圧縮部２２Ｂとを備え、搬送部２２Ａと圧縮部２２Ｂとで、スクリュー６０のピッチと直径が異なっている（図１４参照）。例えば、搬送部でスクリューが１回転するときにゴム状重合体が搬送されるライナー５０内の空間の体積が、圧縮部１２でスクリュー６０が１回転するときにゴム状重合体が搬送されるライナー５０内の空間の体積に対して１．２倍より大きくなるように、搬送部と圧縮部１２とで、スクリュー６０のピッチと直径が異なる。
【００１９】
これにより、搬送部から圧縮部に搬送されたゴム状重合体は圧縮作用を受ける。同時に、ゴム状重合体は、スクリュー６０のフライト端面とブレーカーボルト７０の先端部との間で剪断、混練される。そして、ダイ３０から押し出されたゴム状重合体は、カッター８０で切断されてペレット状等の形態になる。なお、カッター８０は、４枚の刃８１を備えている。カッター８０は、ダイ３０に対して、各刃８１がダイ３０に当らない程度に離間して配置されている（図１及び図２Ａ参照）。
【００２０】
図示しないジャケットから与えられた熱とスクリュー６０を回転させる外部動力の一部は、ゴム状重合体の圧力と温度に変換され、ゴム状重合体は高温、高圧でダイ３０まで搬送され、ダイ３０のノズル３１から大気中に押し出される。このとき、水分等の気化物が爆発的に大気放出され、ゴム状重合体の含水率が急激に低下して、乾燥（エクスパンション乾燥）が行われる。
【００２１】
図２は、本実施形態の押出乾燥機におけるダイの概略図である。また、図３は、本実施形態の押出乾燥機におけるダイノズル（第１実施形態）の形状を示す図である。
【００２２】
本実施形態の押出乾燥機では、図３に示すように、ダイ３０に複数のノズル３１が設けられている。ダイ３０の各ノズル３１は、図２Ａ及び図２Ｂに示すように、ダイ３０に設けられた複数の孔Ｈで構成されている。すなわち、ダイ３０に設けられた孔Ｈがダイ３０のノズル３１として機能する。また、ノズル３１として機能させない孔Ｈには、プラグＰが挿入され、孔Ｈが閉塞されている。
【００２３】
なお、ダイ３０は、図２Ａ及び図２Ｂに示すように、シリンダー２０の一端に設けられた図示しないフランジにダイ３０の周縁部３８をボルトＢで締め付けることにより、シリンダー２０の一端に取付けられている。
【００２４】
図３に示すように、ダイ３０の各ノズル３１は、ベース空間３２と延長空間３３とを有する。ベース空間３２は、ノズル３１の中央部に矩形状に配置されている。また、延長空間３３は、ベース空間３２に連通し、ベース空間３２と連通する４つの延長空間３３として構成されている。
【００２５】
各延長空間３３は、ベース空間３２から離れる方向に開口幅が広がる形状を含む。ベース空間３２から離れる方向は、各延長空間３３がベース空間３２から延びる方向である。また開口幅は、図３に示すように、ノズル３１を平面で見た場合に、ベース空間３２から延びる方向と直交する方向の空間の幅である。すなわち、各延長空間３３は、ベース空間３２から末広がりに延びている。さらに、開口幅が広がる形状を含むとは、延長空間３３の一部の形状が、開口幅が広がる形状であればよい。
【００２６】
押出乾燥機１００では、このようなノズル３１を有するダイ３０にゴム状重合体を通過させることにより、微小粉の発生が抑制され、ゴム状重合体の均一な乾燥を行うことができる。なお、ノズル３１、ベース空間３２、延長空間３３は、本発明におけるダイの開口、開口基部、開口延長部の各一例である。
【００２７】
延長空間３３の開口幅が同じ幅であったり（図９参照）、先細であったりすると（図１０参照）、延長空間３３のベース空間３２付近の位置とベース空間３２から離れた位置とで、吐出圧力の差が生じる。すなわち、ベース空間３２と延長空間３３のベース空間３２付近の位置では、ベース空間３２から離れた位置よりもゴム状重合体の吐出圧力が小さくなるため、水分が蒸発し難くなり、均一な乾燥を行うことができない。また、延長空間３３のベース空間３２から離れた位置では、ベース空間３２および延長空間３３のベース空間３２付近の位置よりもゴム状重合体の吐出圧力が大きくなるため、ゴム状重合体にせん断応力が作用し、微小紛を発生させる要因となる。
【００２８】
これに対して、延長空間３３にベース空間３２から離れる方向に開口幅が広がる形状を含めると、延長空間３３のベース空間３２付近の位置とベース空間３２から離れた位置とで、ゴム状重合体の吐出圧力に差が生じ難くなる。そのため、押出乾燥機１００では、微小粉の発生が抑制され、ゴム状重合体の均一な乾燥を行うことができる。
【００２９】
また、図３に示すように、本実施形態では、ダイ３０の延長空間３３は、第１の空間端部３４及び第２の空間端部３５を有する。第１の空間端部３４及び第２の空間端部３５は、延長空間３３の両端を構成するものであり、第１の空間端部３４はベース空間３２に連通している側に位置し、第２の空間端部３５はベース空間３２から離れた側に位置する。
【００３０】
第１の空間端部３４及び第２の空間端部３５は、図３に示すように、第１の空間端部３４における開口幅Ｅ１と第２の空間端部３５における開口幅Ｅ２との比Ｅ２／Ｅ１が１より大きくなっている。すなわち、延長空間３３は、第１の空間端部３４における開口幅Ｅ１より第２の空間端部３５における開口幅Ｅ２が長くなっている。なお、第１の空間端部３４及び第２の空間端部３５は、本発明における第１の開口端部および第２の開口端部の一例である。
【００３１】
第１の空間端部３４における開口幅Ｅ１と第２の空間端部３５における開口幅Ｅ２とをこのような関係にすることにより、第１の空間端部３４から第２の空間端部３５に向かって開口幅が長くなるように構成することができる。そのため、各延長空間３３がベース空間３２から離れる方向に開口幅が広がる形状を含むノズル３１を形成することができ、微小粉の発生を抑制し、ゴム状重合体の均一な乾燥を行うことができる。
【００３２】
なお、第１の空間端部３４における開口幅Ｅ１と第２の空間端部３５における開口幅Ｅ２との比Ｅ２／Ｅ１は、特に制限されないが、好ましくは１．０５〜３．００であり、より好ましくは１．１０〜２.００、さらに好ましくは１．２０〜１．６０である。比Ｅ２／Ｅ１の値が過度に大きいと、ノズル３１（延長空間３３）の第２の空間端部３５付近で乾燥性が低下する可能性がある。また、比Ｅ２／Ｅ１の値が過度に小さいと、微小粉の発生量が多くなる可能性がある。
【００３３】
図４は、本実施形態の押出乾燥機におけるダイノズル（第２実施形態）の形状を示す図である。また、図５は、本実施形態の押出乾燥機におけるダイノズル（第３実施形態）の形状を示す図である。
【００３４】
本実施形態では、さらに、第２の空間端部３５には円弧状の追加延長空間３６を連通させることができる。円弧状の追加延長空間３６形状は、任意の形状とすることができ、例えば、ベース空間３２から離れる側の延長空間３３の端部の二つの角部を、図４に示すようにラウンド処理することによって湾曲させることができる。また、図５に示すように、ベース空間３２から離れる側の延長空間３３の端部全体をラウンド処理することにより、直線部を残さずに形成してもよい。
【００３５】
第２の空間端部３５に角部が存在すると、ゴム状重合体がノズル３１から押し出される際に、角部によりゴム状重合体がちぎれたり、大きなせん断応力がゴム状重合体にかかる要因となる。これに対して、本実施形態では、第２の空間端部３５にこのような円弧状の追加延長空間３６を連通させることで、第２の空間端部３５に角部が存在しないため、角部によりゴムがちぎれたり、ゴム状重合体に大きなせん断応力がかかるのを防ぐことができる。そのため、微小紛の発生は確実に抑制することができる。なお、追加延長空間３６は、本発明における追加開口延長部の一例である。
【００３６】
また、図６は、本実施形態の押出乾燥機におけるダイノズル（第４実施形態）の形状を示す図である。図６に示すように、ベース空間３２と延長空間３３とが接続している境界部３７は、角部がない形状とするのが好ましい。ベース空間３２と延長空間３３との境界部３７は、ダイ３０において延長空間３３の第１の空間端部３４とベース空間３２とが連通する部分である。ベース空間３２と延長空間３３との境界部３７に角部がない形状は、任意の形状とすることができ、例えば、図６に示すように、ベース空間３２と延長空間３３との境界部３７をラウンド処理して湾曲した形状にすることができる。
【００３７】
延長空間３３の第１の空間端部３４とベース空間３２との境界部３７の形状をこのような角部がない形状とすることで、ゴム状重合体がノズル３１から押し出される際に、ノズル３１の中央部でも、ゴム状重合体にかかるせん断応力が小さくなるため、微小紛の発生をさらに抑制することができる。
【００３８】
図７は、本実施形態の押出乾燥機におけるダイノズル（第５実施形態）の形状を示す図である。また、図８は、本実施形態の押出乾燥機におけるダイノズル（第６実施形態）の形状を示す図である。ダイ３０のノズル３１は、延長空間３３が少なくとも１つの延長空間３３であればよく、延長空間３３の数は限定されない。また、ノズル３１の形状も限定されない。例えば、図３〜６に示すように、４つの延長空間３３で構成することができる。また、図７及び図８に示すように、２つの延長空間３３で構成することもできる。
【００３９】
ノズル３１を４つの延長空間３３で構成する場合、図３〜６に示すように、ノズル３１の形状は十字型（交差型）にするのが好ましい。十字型のノズル３１は、設計が容易である。また、十字型のノズル３１を採用することにより４つの延長空間３３をベース空間３２に対して均等に配置することができるため、ゴム状重合体の均一な乾燥を行うことができる。
【００４０】
また、ノズル３１を２つの延長空間３３で構成する場合は、図７及び図８に示すように、ノズル３１の形状はアレイ型（線形）にするのが好ましい。このようなアレイ型のノズル３１も、設計が容易である。また、アレイ型のノズル３１を採用することにより、２つの延長空間３３をベース空間３２に対して均等に配置することができるため、ゴム状重合体の均一な乾燥を行うことができる。
【００４１】
なお、図８に示すように、２つの延長空間３３を有する（アレイ型の）ノズル３１を用いる場合も、ゴム状重合体にかかるせん断応力を小さくする観点から、延長空間３３の第２の空間端部３５に円弧状の追加延長空間３６を設ける（ラウンド処理する）のが好ましい。また、ベース空間３２と第１の空間端部３４と境界部３７に角部がない形状を有するノズル３１を用いるのが好ましい。
【００４２】
次に、ライナー５０の構成について説明する。図１１は、本実施形態の押出乾燥機の一部を構成するライナーの内面の一部を拡大して示す図である。図１１に示すように、ライナー５０の内面には、複数の溝を形成するのが好ましい。本実施形態では、２種類の溝（溝５１、溝５２）がそれぞれ複数形成されている。この場合、溝５１、溝５２は、いずれもライナー５０内のクラムが搬送される方向（搬送方向）に延びるように形成する。また、一部の溝５２間には、ブレーカーボルト７０を取り付けるための孔５３を形成する。
【００４３】
図１２は、本実施形態に係る押出乾燥機（第１の実施形態）のライナーの一部を展開した図である。図１３Ａは、図１２の４Ａ−４Ａ線断面図であり、図１３Ｂは図１２の４Ｂ−４Ｂ線断面図である。図１２に示すように、搬送部を構成するライナー５０の一部は、１２個のセグメント（セグメントＳＧ１〜ＳＧ１２）で構成することができる。１２個のセグメントのうち、８つのセグメント（セグメントＳＧ２、ＳＧ３、ＳＧ５、ＳＧ６、ＳＧ８、ＳＧ９、ＳＧ１１、ＳＧ１２）に、複数の溝５１が設けられている。本実施形態では、各セグメントに、５つの溝５１が設けられている。
【００４４】
また、１２個のセグメント（セグメントＳＧ１〜ＳＧ１２）の全てに、溝５２が設けられている。本実施形態では、各セグメントに１つの溝５２が設けられている。
【００４５】
さらに、セグメントＳＧ１、ＳＧ４、ＳＧ７、ＳＧ１０には、ブレーカーボルト７０を装着するための孔５３が形成されている。孔５３は、各セグメントに３つずつ設けられているが、セグメントあたりの孔の数は、スクリューのピッチと直径の寸法との関係で適宜定めることができる。
【００４６】
各溝５１は、図１３Ａに示すように、所定の幅Ｗ１で形成されている。この溝５１の幅Ｗ１の寸法は、特に限定されないが、好ましくは０．１ｍｍ以上２ｍｍ以下に定められ、より好ましくは１．０ｍｍ以上２．０ｍｍ以下に定められる。本明細書において、溝の幅とは、ライナーの内面に開口する溝の開口幅を意味する（図１２、図１３参照）。
【００４７】
このような幅の溝５１を設けることにより、脱水後のゴム材料（クラム）のように搬送時に水が分離しやすいゴム状重合体を搬送する場合に、分離した水を溝５１に逃がすことができる。そのため、ゴム状重合体とライナー５０との間に水膜が形成され難くなり、ゴム状重合体とライナー５０との摩擦力を向上させることができる。
【００４８】
これにより、ゴム状重合体を押出乾燥する際に、ゴム状重合体がライナー内に滞留したり、供給部から漏れたりすることを防ぐことができる。したがって、本実施形態の押出乾燥機を用いることにより、押出乾燥機内で安定したゴム状重合体の搬送を行うことができ、乾燥効率を高くすることができる。
【００４９】
なお、溝５１の幅Ｗ１が０．１ｍｍ未満の場合は、搬送部内で分離した水を溝５１内に逃がすことができる空間を十分に確保することができない。また、溝の幅Ｗ１が２ｍｍを超える場合はゴム状重合体が溝５１内に入り込むため、搬送部内で分離した水を溝５１内に逃がすことができる空間が狭くなる。
【００５０】
また、各溝５１は、図１３Ａに示すように、所定のピッチＰ１で形成されている。溝５１のピッチＰ１は、特に限定されないが、０．５ｍｍ以上２５ｍｍ以下に定めるのが好ましい。本明細書において、溝のピッチとは、隣り合う二つの溝の間隔を意味する（図４、図５参照）。
【００５１】
このようなピッチの溝５１を設けることにより、円筒状のライナー５０の内面の限られた範囲に、分離した水を逃すための溝５１を過不足なく形成することができる。そのため、ゴム状重合体とライナー５０との間に水膜がより形成され難くなり、ゴム状重合体とライナー５０との摩擦力を確実に向上させることができる。
【００５２】
これにより、ゴム状重合体を押出乾燥する際に、ゴム状重合体がライナー５０内に滞留したり、供給部から漏れたりすることを確実に防ぐことができる。したがって、本実施形態の押出乾燥機を用いることにより、押出乾燥機内で安定したゴム状重合体の搬送を確実に行うことができ、乾燥効率をさらに高めることができる。
【００５３】
なお、溝５１のピッチＰ１が０．５ｍｍ未満の場合は、円筒状のライナー５０の内面に設けられる溝５１の数が多くなり、ライナー５０の内面において溝５１が設けられていない部分の面積が小さくなる。そのため、搬送されるゴム状重合体とライナー５０の接触面積が小さくなり、ゴム状重合体とライナー５０との間で搬送に必要な摩擦力が得られない可能性がある。また、溝のピッチＰ１が２５ｍｍを超える場合は、円筒状のライナー５０の内面に設けられる溝５１の数が少なくなるため、分離した水を逃がすための空間を十分に確保できない可能性がある。
【００５４】
また、各溝５１は、図１３Ａに示すように、所定の深さＤ１で形成されている。溝５１の深さＤ１は、特に限定されないが、好ましくは０．０５ｍｍ以上１．０ｍｍ以下に定められ、より好ましくは０．１ｍｍ以上１．０ｍｍ以下に定められている。本明細書において、溝の深さとは、ライナーの内面に開口する溝の開口から底部までの距離を意味する（図４、図５参照）。
【００５５】
このような深さの溝５１を設けることにより、円筒状のライナー５０の内面の限られた範囲に、分離した水を逃すための空間を確保することができる。そのため、ゴム状重合体とライナー５０との間に水膜がより形成され難くなり、ゴム状重合体とライナー５０との摩擦力をさらに向上させることができる。
【００５６】
これにより、ゴム状重合体を押出乾燥する際に、ゴム状重合体がライナー５０内に滞留したり、供給部から漏れたりすることをより確実に防ぐことができる。したがって、本実施形態の押出乾燥機を用いることにより、押出乾燥機内でより安定したゴム状重合体の搬送を行うことができ、乾燥効率をさらに高めることができる。
【００５７】
なお、溝５１の深さＤ１が０．０５ｍｍ未満の場合は、各溝の深さが浅すぎて、ゴム状重合体から分離した水を逃がすための空間を各溝において十分に確保することができない。また、溝５１の深さＤ１が１．０ｍｍを超える場合は、溝５１の底部とライナー５０の外面との間の厚みが薄くなるため、ライナー５０の強度が低下するおそれがある。また、溝５１の深さＤ１が１．０ｍｍを超えると、ゴム重合体が溝５１内に入り込み、ライナー５０内に長期間滞留した後に溝５１から剥がれ出て、劣化した状態で搬送中のゴム重合体に混入するおそれがある。
【００５８】
なお、本実施形態では、全ての溝５１で、幅Ｗ１、深さＤ１が同じ寸法になっている。また、各セグメントにおいて隣り合う溝５１のピッチＰ１は、同じ寸法になっている。しかし、溝５１の幅Ｗ１、ピッチＰ１、深さＤ１は、それぞれ上記の範囲を満たす限り異なっていてもよい。
【００５９】
また、本実施形態では、溝５１は、８つのセグメントに設けられているが、溝５１は少なくとも１つのセグメントに設けられていればよい。なお、溝５１は、本発明の押出乾燥機における複数の溝の一例である。
【００６０】
溝５１の断面形状は、特に限定されず、例えば、半円形状、Ｕ字形状、三角形状、Ｖ字形状、四角形状、台形形状、逆台形形状等の形状にすることができる。本明細書において、溝の断面形状とは、溝が伸びる方向と直交する断面における形状を意味する（図１２、図１３Ａ、１３Ｂ参照）。
【００６１】
なお、溝５１内にゴム状重合体が滞留し難くなる観点から、溝５１の断面形状は、Ｖ字形状にするのが好ましい。溝５１の断面形状をこのような形状にすることにより、溝５１の底部にゴム状重合体が滞留し難くなり、溝５１に入り込んだ場合でも、ゴム状重合体が溝５１内に滞留し難くなる。そのため、ゴム状重合体の搬送効率の低下を防ぐことができる。
【００６２】
また、図１１〜図１３Ｂ、に示すように、ライナー５０の内面に、溝５１と異なる寸法の溝を設けてもよい。ここで、溝５１と異なる寸法の溝には、溝５１の幅よりも大きい幅を有する溝、および溝５１の幅よりも小さい幅を有する溝のいずれも含まれる。本実施形態では、溝５１の幅よりも大きい幅を有する溝５２が形成されている。各溝５２は、図１３Ａ、図１３Ｂに示すように、所定の幅Ｗ２、所定のピッチＰ２、所定の深さＤ２で形成されている。なお、溝５２は、本発明の押出乾燥機における複数の溝の他の一例である。
【００６３】
なお、溝の幅Ｗ２、ピッチＰ２の各寸法は、溝５１の幅Ｗ１、ピッチＰ１との関係で任意に設定することができる。また、溝５２の深さＤ２は、ライナー５０の厚みを考慮して任意に設定することができる。なお、本実施形態では、全ての溝５２で、幅Ｗ２、ピッチＰ２、深さＤ２が同じ寸法になっているが、各溝５２の幅Ｗ２、ピッチＰ２、深さＤ２は、それぞれ異なっていてもよい。
【００６４】
このような幅寸法が溝５１よりも大きい溝５２を設けることにより、ライナー５０内のゴム状重合体が搬送される空間の体積を増やすことができる。そのため、ゴム状重合体の搬送量を増やすことができる。また、ライナー５０にこのような溝５２を設けることにより、スクリュー６０の回転方向（ライナー５０の周方向）に溝５２の段差が抵抗になるため、ゴム状重合体とライナー５０と間に摩擦力を生じさせることができる。
【００６５】
なお、溝５１、溝５２が延びる方向は、本実施形態では、図１１、図１２に示すように、シリンダー２０の軸線方向と略平行であるが、ゴム状重合体の搬送方向がシリンダー２０の軸線方向と平行でない場合は、該軸線方向と平行でない方向に定めても良い。例えば、スクリュー６０の回転によりゴム状重合体が実際に搬送される方向が、例えばシリンダー２０の軸線方向に対して所定の角度で延びる方向であれば、該所定の角度で延びる方向に、溝５１、溝５２が延びる方向を定めることができる。
【００６６】
なお、図１２、図１３Ａ、図１３Ｂに示すライナー５０では、ブレーカーボルト７０を装着するための孔５３が設けられたセグメントＳＧ１、ＳＧ４、ＳＧ７、ＳＧ１０に、溝５１は設けられていない。これに対して、孔５３が設けられたセグメントＳＧ１、ＳＧ４、ＳＧ７、ＳＧ１０に、溝５１の幅Ｗ１、ピッチＰ１、深さＤ１と同じ寸法の溝５１Ａが設けてもよい。この構成により、ライナー５０全体に設けられた溝５１の数を実質的に増やすことができる。そのため、搬送部に対応するライナー５０の内部でゴム状重合体から分離した水を逃がす空間が増えるため、さらに安定したゴム状重合体の搬送が可能になる。
【００６７】
また、図１２、図１３Ａ、図１３Ｂに示すライナー５０では、セグメントＳＧ１、ＳＧ４、ＳＧ７、ＳＧ１０の各セグメントに溝５１Ａが２本ずつ設けられているが、溝５１Ａの数は、任意であり、溝５１の幅Ｗ１、ピッチＰ１、深さＤ１との関係で任意に増減させることができる。例えば、セグメントＳＧ１、ＳＧ４、ＳＧ７、ＳＧ１０の各セグメントにそれぞれ溝５１Ａを１１本設けることができ、ライナー５０全体で溝５１Ａが４４本設けられることになる。
【００６８】
また、図１２、図１３Ａ、図１３Ｂに示すライナー５０では、１２個のセグメント（セグメントＳＧ１〜ＳＧ１２）の全てに、溝５２が設けられている。これに対して、溝５２を設ける代わりに溝５１を、幅Ｗ１、ピッチＰ１、深さＤ１と同じ寸法で設けてもよい。この場合も、セグメントＳＧ１、ＳＧ４、ＳＧ７、ＳＧ１０の各セグメントに溝５１Ａが設けるのが好ましい。
【００６９】
上記の構成により、ライナー５０全体に設けられた溝５１の数をさらに増やすことができる。そのた、搬送部に対応するライナー５０の内部でゴム状重合体から分離した水を逃がす空間をさらに増やすことができ、含水量が多いゴム状重合体を搬送する場合でも安定した搬送が可能になる。
【００７０】
次にスクリュー６０の構成について説明する。図１４は、本実施形態の押出乾燥機におけるスクリューの概略図である。スクリュー６０は、駆動装置４０によって駆動され、シリンダー２０の内面と所定の間隙を保って回転可能に構成、配置されている。シリンダー２０の内径は、ダイ３０の近傍を除いて、ほぼ同一径となっている。そして、スクリュー６０は、シャフト６１とフライト６２を有する。
【００７１】
ゴム状重合体は、このスクリュー６０の回転によってシリンダー２０内をダイ３０に向かって搬送される。この際、ゴム状重合体は、シリンダー２０内のライナー５０とスクリュー６０のフライト６２との間で、またブレーカーボルト７０とスクリュー６０のフライト６２との間でせん断、圧縮されることによって加熱され、加圧される。シリンダー２０および／またはスクリュー６０のシャフト６１に設けられた加熱手段によって加熱を行ってもよい。
【００７２】
シリンダー２０内で高温、高圧が付与された含水ゴム重合体は、ダイ３０まで搬送されて、ダイ３０のノズルから大気中に噴出される。このとき、ゴム状重合体に含まれていた高温、高圧の水分等が一気に蒸発し、大気中に放出されることによって、乾燥（エクスパンション乾燥）が行われる。
【００７３】
図１４に示すように、スクリュー６０は、中空のシャフト６１とシャフト６１の外周面に突出するように形成された螺旋状のフライト（羽根）６２とを有している。フライト６２に切欠が設けられていることでフライト６２の螺旋形状は非連続になっており、シリンダー２０の側面からシリンダー２０の半径方向内側へと突出するように埋め込まれたブレーカーボルト７０と接触しないようになっている。ブレーカーボルト７０が設けられていない場合には、フライト６２の螺旋形状は連続的に形成することもできる。
【００７４】
図１４に示す押出乾燥機１００のスクリュー６０は、第１ゾーン２１および第２ゾーン２２の２つのゾーンを有している。そして、第１ゾーン２１は、搬送部２１Ａと、搬送部２１Ａにホッパー１０側で隣接する圧縮部２１Ｂとからなっており、ダイ３０に最も近い第２ゾーン２２は、搬送部２２Ａと、搬送部２２Ａにホッパー１０側で隣接する圧縮部２２Ｂとからなっている。また、第１ゾーン２１のホッパー１０側に隣接した区分は、ホッパー部２５となっている。
【００７５】
本実施形態では、スクリュー６０が、搬送部と圧縮部とからなるゾーン２１、２２を複数有していることにより、温度および圧力の上昇が段階的に行われ、高温および高圧となる箇所を分散させることができるので、ダイに隣接する圧縮部および搬送部の負荷変動を小さくすることができる。
【００７６】
水を多く含むゴム状重合体は固体としての性質を示すが、材料の均一性が低いために局所的に発熱しやすい。また、熱伝導率が低いため温度分布や圧力分布が生じ、搬送が安定せずサージング（押出乾燥機が逆流等により失速し、機能しなくなる現象）等を起こしやすい。このため、第１ゾーンで温度・圧力をかけて均一性を増し、第２ゾーンでさらに均一性を増すことで、搬送量、温度分布、圧力分布の均一性を段階的に高めることができ、均一な状態でエキスパンジョンさせることができる。その結果、ゴム状重合体が押出乾燥機のダイ３０より出たときに、より均一な乾燥状態が得られる。複数のゾーンを設けることによるこの繰返しは、２以上あればよく、乾燥する材料の性質に応じて３以上の構成としてもよい。
【００７７】
本実施形態では、ダイ３０に最も近い第２ゾーン２２において、搬送部２２Ａにおけるシャフト６１の外径（スクリュー６０の内径）ｄ２Ａが、圧縮部２２Ｂにおけるシャフト６１の外径ｄ２Ｂより小さくなっている。図示の押出乾燥機１００では、スクリュー６０の外径（フライト６２の外径）Ｄは一定となっているので、第２ゾーン２２におけるシャフト６１の外径が上記関係を有することによって、第２搬送部２２Ａにおけるフライト６２の高さｈ２Ａを、第２圧縮部２２Ｂにおけるフライト６２の高さｈ２Ｂより大きくすることができる。なお、スクリュー６０におけるフライト高さｈは、スクリュー６０の外半径（フライト６２の外半径）Ｄ／２からシャフト６１の外半径ｄ／２を引いたものに相当する。
【００７８】
ここで、シリンダー２０内でのゴム状重合体の移送において生成する熱量は、せん断速度の２乗に比例する。そして、せん断速度は、ゴム状重合体がせん断応力を受ける方向の速度、すなわち回転数に比例し、フライト高さｈに反比例する。よって、フライト高さｈを大きくすれば、せん断速度が小さくなり、生成する熱量も低くなる。したがって、上述のように第２搬送部２２Ａのシャフト外径ｄ２Ａを第２圧縮部２２Ｂのシャフト外径ｄ２Ｂより小さくすることによって、生成する熱量（不可避的に発生する熱量）を小さくすることができる。その結果、ゴム状重合体の過剰な温度上昇を防いで、変質（ゲル化）を抑制することができる。
【００７９】
さらに、第２ゾーン２２において搬送部２２Ａのシャフト外径ｄ２Ａを圧縮部２２Ｂのシャフト外径ｄ２Ｂより小さくすることによって、第２ゾーン２２の搬送部２２Ａの内部の容積（搬送部２２Ａに収容できる材料の体積）が大きくなり、搬送体積Ｖ２Ａも大きくなる。その結果、第２ゾーン２２における搬送部２２Ａの搬送体積Ｖ２Ａの、圧縮部２２Ｂの搬送体積Ｖ２Ｂに対する比の値（搬送体積比または圧縮比（Ｖ２Ａ／Ｖ２Ｂ））を大きくすることができる。つまり、圧縮部２２Ｂでのゴム状重合体の圧縮度合いを大きくすることができる。これにより、圧縮部通過後のゴム状重合体の圧力を高くすることができるので、押出し時の水分蒸発率を上げることができ、乾燥を促進させることが可能となる。例えば、４０質量％程度の含水率（水分率）のゴム状重合体を押出乾燥させて、１０質量％以下の含水率にすることができる。
【００８０】
このように、本実施形態によれば、過剰な温度上昇を抑えることによってゴム状重合体の劣化を防止しつつ、乾燥に必要な圧力を確保することができるので、高品質のゴム状重合体を安定して製造することができる。
【００８１】
また、本実施形態では、ダイ３０に最も近いゾーンにおいて上記関係（ｄ２Ａ＜ｄ２Ｂ）を有しているため、製造において特に重要な押出し直前位置でのゴム状重合体の温度および圧力（或いは出口温度および出口圧力）を良好に制御することができる。
【００８２】
また、本実施形態によって不要な熱を抑制できることから、従来の構成に比べて、例えばスクリュー６０の回転数Ｎを上げることが可能になる。これによって、単位時間当たりの乾燥ゴム状重合体の回収量を増加させることができ、生産性も高めることができる。
【００８３】
第２ゾーン２２におけるスクリュー６０のフライト６２のピッチは、図１４に示すように、ほぼ一定となっている。つまり、第２ゾーン２２では、第２搬送部２２Ａと第２圧縮部２２Ｂとでフライト６２のピッチを相違させることによってではなく、シャフト６１の外径ｄを相違させることによって、搬送体積比（Ｖ２Ａ／Ｖ２Ｂ）を大きくしている。
【００８４】
なお、第２搬送部２２Ａにおけるフライト６２のピッチを第２圧縮部２２Ｂにおけるフライト６２のピッチよりも大きくした場合、第２ゾーン２２での搬送体積比（Ｖ２Ａ／Ｖ２Ｂ）は大きくなるが、せん断速度が大きくなるため、発熱量は大きくなる。そのため、押出し直前でのゴム状重合体の温度が過度に上昇し、適切に制御できない可能性がある。
【００８５】
但し、第２搬送部２２Ａのシャフト外径ｄ２Ａを第２圧縮部２２Ｂのシャフト外径ｄ２Ｂより小さくして、不要な熱の発生が抑制されているのであれば、第２搬送部２２Ａと第２圧縮部２２Ｂとで、フライト６２のピッチを相違させてもよい。
【００８６】
第２ゾーン２２における第２搬送部２２Ａのシャフト外径ｄ２Ａは、搬送部２２Ａのホッパー１０側の端部からダイ３０側の端部に亘って一定であることが好ましいが、設計上、図１４に示すように、搬送部２２Ａの両端においてシャフト６１にテーパが設けられていてもよい。その場合、ホッパー１０側の端部とダイ３０側の端部との間の、ほぼ一定となっている中央部分のシャフト外径を、シャフト外径ｄ２Ａとしてよい。
【００８７】
また、搬送体積についても、第２ゾーン２２における第２搬送部２２Ａでは、スクリュー６０のホッパー１０側の端部とダイ３０側の端部との間の、シャフト外径がほぼ一定となる中央部分における搬送体積を、搬送体積Ｖ２Ａとしてよい。
【００８８】
本実施形態では、第２ゾーン２２における圧縮部２２Ｂのシャフト外径ｄ２Ｂと搬送部２２Ａのシャフト外径ｄ２Ａとの比は、１：０．８〜１：０．９８であることが好ましく、１：０．８５〜１：０．９６であるとより好ましい。１：０９８以下とすることで、乾燥機内での不要な発熱を抑制して過剰な温度上昇を回避しつつ、第２ゾーン２２における搬送体積比（Ｖ２Ａ／Ｖ２Ｂ）を大きくして乾燥のための圧力を確保する効果を高めることができる。よって、ゴム状重合体の劣化（ゲル化）を防ぎつつ、一層高い乾燥効率を得ることができる。また、１：０８０以上とすることで、ゴム状重合体の押出操作に十分なシャフト６１の強度を確保することができる。
【００８９】
ダイ３０に最も近い第２ゾーンにおいては、第２搬送部２２Ａのフライト６２の幅（厚み）ｗ２Ａが、第２圧縮部２２Ｂのフライト６２の幅ｗ２Ｂより小さくなっていると好ましい。これにより、第２搬送部２２Ａの内体積（搬送部２２Ａに収容できる材料の体積）を大きくすることができるため、第２ゾーン２２における搬送体積比（Ｖ２Ａ／Ｖ２Ｂ）を大きくすることができる。よって、第２搬送部２２Ａのフライト幅ｗ２Ａを第２圧縮部２２Ｂのフライト６２の幅ｗ２Ｂより小さくした場合、搬送体積比（Ｖ２Ａ／Ｖ２Ｂ）を大きくするという観点からは、その分だけ、搬送部２２Ａのシャフト外径ｄ２Ａを小さくする必要はなくなる。つまり、スクリュー６０のシャフト６１の強度を維持しつつ、搬送体積比（Ｖ２Ａ／Ｖ２Ｂ）を大きくすることができる。
【００９０】
第２圧縮部２２Ｂのフライトの幅ｗ２Ｂと第２搬送部２２Ａのフライトの幅ｗ２Ａとの比は、押出乾燥機１００およびスクリュー６０のサイズにもよるが、１：０．４〜１：０．８であると好ましく、１：０．４５〜１：０．６であるとより好ましい。１：０．６以下とすることで、搬送体積比を大きくし、押し出される直前のゴム状重合体の圧力を上昇させることができる。また、１：０．４以上とすることで、スクリュー６０のシャフト６１およびフライト６２自体の強度を確保することができる。
【００９１】
なお、ｗ２Ａをｗ２Ｂより小さくしても、ゴム状重合体から第２搬送部２２Ａのフライト６２が受ける圧力は、第２圧縮部２２Ｂにおいてフライト６２が受ける圧力よりも小さいので、フライト６２の強度への影響は少ない。
【００９２】
また、本実施形態では、ダイに最も近い第２ゾーン２２において、第２圧縮部２２Ｂにおいてスクリューが１回転する際に搬送されるゴム状重合体の体積Ｖ２Ｂと、第２搬送部２２Ａにおいてスクリューが１回転する際に搬送されるゴム状重合体の体積Ｖ２Ａとの比は、１：１を超えることが好ましい。例えば、１：１．１〜１：５とすることが好ましく、１．５〜１：２．５とすることがより好ましく、１：１．６〜１：２．２とするとより好ましく、１：１．８〜１：２．０以上とするとさらに好ましい。１：１．１以上とすることで、押し出される直前のゴム状重合体の圧力を高くすることができる。その結果、押し出されたゴム状重合体の水分が大気中で蒸発することを促進でき、含水率の小さい高品質のゴム状重合体を得ることができる。また、１：５以下とすることで、押出乾燥機の機械的な強度を維持することができる。
【００９３】
図１４においては、第１ゾーン２１は第２ゾーン２２とは異なる構成を有している。すなわち、第１ゾーン２１における第１搬送部２１Ａのシャフト外径は、第１圧縮部２１Ｂのシャフト外径と同じである。また、第１搬送部２１Ａのフライト６２のピッチは、第１圧縮部２１Ｂのフライト６２のピッチより大きく、第１搬送部２１Ａと第１圧縮部２１Ｂとではフライト６２の幅は等しくなっている。図示の例による第１ゾーン２１では、搬送部と圧縮部とでフライト６２のピッチを相違させることによって、搬送体積比を１より大きくしている。
【００９４】
しかし、第１ゾーン２１は、上記以外の構成を有していてもよく、第２ゾーン２２と同様の構成を有していてもよい。例えば、第１搬送部２１Ａにおけるシャフト外径を、第１圧縮部２１Ｂにおけるシャフト外径より小さくすることができる。これにより、第２ゾーン２２で得られるのと同様の効果、すなわち不要な発熱を抑えつつ、ゴム状重合体の乾燥も十分に促進させることができるという効果を第１ゾーン２１でも得ることができ、さらに高品質のゴム状重合体を得ることができる。
【００９５】
その場合、第１ゾーン２１においても、第２ゾーン２２と同様に、圧縮部２１Ｂのシャフト外径と搬送部２１Ａのシャフト外径との比を、１：０．８〜１：０．９８とすること好ましく、１：０．８５〜１：０．９６とするとより好ましい。
【００９６】
また、第１ゾーン２１において、圧縮部２１Ａにおいてスクリューが１回転する際に搬送されるゴム状重合体の体積と、搬送部２１Ｂにおいてスクリューが１回転する際に搬送されるゴム状重合体の体積との比を１：１超とすることができる。また、この比は、１：１．５〜１：２．５とすることが好ましく、１：１．６〜１：２．２とするとより好ましく、１：１．８〜１：２．０以上とするとさらに好ましい。
【００９７】
さらに、第１搬送部２１Ａのフライト幅が第１圧縮部２１Ｂのフライト幅より小さくなっていてもよい。その比は、１：０．４〜１：０．８であると好ましく、１：０．４５〜１：０．６であるとより好ましい。
【００９８】
図１４の形態では搬送部と圧縮部とからなるゾーンは２つであるが、押出乾燥機１００には、このようなゾーンが３つ以上あってもよい。この場合、ダイ３０に最も近い第２ゾーン２２よりも入口側に設けられている第１ゾーン２１が複数あってもよい。その場合には、上記のように、複数の第１ゾーン２１それぞれにおいて、搬送部２１Ａにおけるシャフト６１の外径を、圧縮部２１Ｂにおけるシャフト６１の外径より小さくすることで、不要な発熱を抑えることができる。また、複数の第１ゾーン２１それぞれにおいて搬送体積比を大きくすることができるので、ゴム状重合体が押し出される直前の圧力も十分に高く維持することができる。
【００９９】
なお、上述の形態では、シリンダー２０の内径および外径、並びにスクリュー６０の外径が軸線方向に一定であるものを用いているが、これらの径は必ずしも一定でなくともよい。上記径の１つ以上が軸線方向で変化している場合であっても、第２搬送部２２Ａのシャフト外径ｄ２Ａを第２圧縮部２２Ｂのシャフト外径ｄ２Ｂより小さくする、或いは、第２搬送部２２Ａのフライト高さｈ２Ａを第２圧縮部２２Ｂのフライト高さｈ２Ｂより大きくすることによって、押出乾燥機１００内での過剰な発熱を抑えつつ、乾燥を良好に行うことができるという本願発明の効果を得ることができる。
【０１００】
本実施形態によって押出乾燥されるゴム状重合体の種類は、特に限定されない。このようなゴム状重合体としては、例えば、ブタジエンゴム（ＢＲ）、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、スチレン−イソプレンブロックポリマー（ＳＩＳ）、スチレン−ブタジエンブロックポリマー（ＳＢＳ）、ニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）などのジエン系ゴム、ブチルゴム（ＩＩＲ）、エチレン−プロピレン−ジエンターポリマーゴム（ＥＰＤＭ）、アクリルゴム、クロロスルホン化ポリエチレンゴム、フッ素ゴムなどのオレフィン系ゴム、シリコーンゴム、ウレタンゴムなどを例示することができる。これらの中でも、本実施形態は、ＢＲ、ＳＢＲの押出乾燥において好適に用いられる。
【０１０１】
また、ゴム状重合体の含水率は、本実施形態の押出乾燥機を用いて押出乾燥することにより、押出乾燥前の含水率の約３分の１以下まで低減することができる。例えば、含水率が約２５％のゴム状重合体は、押出乾燥機１００を用いることにより、約１０％以下の含水率まで低減することができる。
【０１０２】
次に、本実施形態に係るゴム状重合体の乾燥方法について説明する。本実施形態の乾燥方法では、上述の押出乾燥機１００を用いることができる。具体的には、シリンダー２０の一端に複数のノズル３１を有するダイ３０を備える押出乾燥機１００を用いてゴム状重合体を乾燥する。この場合、ノズル３１には、上述のようにベース空間３２と、ベース空間３２と連通する少なくとも１つの延長空間３３を設ける。また、延長空間３３の形状は、ベース空間３２から離れる方向に開口幅が広がる形状を含む。
【０１０３】
本実施形態の乾燥方法を用いてゴム状重合体を乾燥することにより、上記の押出乾燥機を用いた場合と同様に、ゴム状重合体の押出乾燥時における微小粉の発生を抑制し、ゴム状重合体の均一な乾燥を行うことができる。なお、本実施形態の乾燥方法は、本発明のゴム状重合体の乾燥方法の一例である。
【０１０４】
本実施形態に係るゴム状重合体の製造方法について説明する。図１５は、本発明の実施形態に係るゴム状重合体の製造方法の一例を示すフローチャートである。図１５に示すように、本実施形態のゴム状重合体の製造方法は、重合工程Ｓ１、凝固工程Ｓ２、脱水工程Ｓ３、押出乾燥工程Ｓ４、振動乾燥工程Ｓ５、成形工程Ｓ６を含む。なお、本実施形態の製造方法は、本発明のゴム状重合体の製造方法の一例である。
【０１０５】
重合工程Ｓ１では、ブタジエン等のゴム原料を乳化重合、溶液重合等の重合反応により重合してゴム状重合体の重合体溶液やラテックス等を得る。
【０１０６】
凝固工程Ｓ２では、ゴム状重合体の重合体溶液やラテックス等をスチームストリッピング法により脱溶媒して、あるいは塩凝固させてゴム状重合体のスラリーを調製する。
【０１０７】
脱水工程Ｓ３では、ゴム状重合体のスラリーを押出機型スクイザー等の脱水機を用いて脱水し、所定の含水率を有するクラムを得る。
【０１０８】
押出乾燥工程Ｓ４では、脱水したゴム状重合体のクラムを、上述した押出乾燥機１００を用いて押出乾燥する。具体的には、シリンダー２０の一端に複数のノズル３１を有するダイ３０を備える押出乾燥機１００を用いてゴム状重合体を乾燥する。この場合、ノズル３１には、上述のようにベース空間３２と、ベース空間３２と連通する少なくとも１つの延長空間３３を設ける。また、延長空間３３の形状は、ベース空間３２から離れる方向に開口幅が広がる形状を含む。この押出乾燥工程Ｓ４は、上述したゴム状重合体の乾燥方法を用いることができる。
【０１０９】
振動乾燥工程Ｓ５では、押出乾燥工程Ｓ４を経たゴム状重合体を、移動する振動ベルトに載せ、振動させながら加熱して乾燥する。ゴム状重合体の加熱は、ゴム状重合体に直接熱風を接触させたり、間接的に熱媒体を接触させたりすることにより行うことができる。
【０１１０】
成形工程Ｓ６では、振動乾燥工程Ｓ５を経たゴム状重合体の重量を測定し、成形機を用いて所定の寸法のベールに成形する。ベールは、例えば、短辺３６ｃｍ、長辺７３ｃｍ、高さ１８ｃｍの寸法を有する直方体形状とすることができる。
【０１１１】
本実施形態のゴム状重合体の製造方法によれば、ゴム状重合体の押出乾燥時における微小粉の発生を抑制し、ゴム状重合体の均一な乾燥を行うことができる。そのため、ゴム状重合体の劣化を防止することができ、ゴム状重合体の生産性を高めることができる。
【実施例】
【０１１２】
以下、本実施形態について、さらに実施例を用いて具体的に説明する。なお、以下において、「部」および「％」は、特に断りのない限り、重量基準である。各種の試験および評価は、下記の方法にしたがって行った。【０１１３】
［フィルターの詰まり時間（微粉量）の評価］
押出乾燥機１００（図１参照）の一端（ダイ３０が設けられた出口）から５ｍ離れた位置にダクトを配置し、このダクトにより排気する温風の経路の途中に２００メッシュの金網フィルターを入れ、排気風量が排気開始から半分になるまでの時間を測定した。【０１１４】
［小粉量の評価］
３２−１６−８−４．７５−０．７１ｍｍの目開きの金網メッシュを用い、押出乾燥機１００（図１参照）の一端（ダイ３０が設けられた出口で落下クラムを約５００ｇ採取して篩にかけた。０．７１〜４．７５ｍｍのクラムを小粉量として１００分率で表記した。【０１１５】
［ヒートロスの評価］
図１５に示すゴム状重合体の製造方法において、成形工程Ｓ６後にサンプリングしたゴム状重合体（ベール）について、送風型乾燥機（１０５℃、１時間）により含水率を測定し、ヒートロス（％）を算出した。ヒートロスは、｛［（成形工程後に得られたサンプルの質量）−（送風型乾燥機による乾燥後のサンプルの重量）］／（成形工程後に得られたサンプルの質量）｝×１００より求めた。【０１１６】
［ミクロゲルの評価］
得られたゴム状重合体１０ｇをキシレン３００ｍｌに溶解し、１μｍのフィルターでろ過して表面を観察して、ゲルの大きさと個数を評価した。一番大きなものを代表値として表に記した。【０１１７】
［乾燥均一性の評価］
１００ベールランダムに採取して、表面にある、１０ｍｍ以上のウェットスポットのあるベール数を数えた。２回測定した平均数を表に示した。【０１１８】
以下、実施例及び比較例について説明する。【０１１９】
［実施例１］
溶液重合でスチレン含有量２１％、ブタジエン中のビニル量６３モル％、ムーニー粘度４５の溶液重合スチレンブタジエンゴムを常法で得た。フェノール系老化防止剤を０．２部添加したのち、スチームスチリッピング法で脱溶媒し、連続回転スゥリュー脱水機で含水率１５％、残留シクロヘンキサン量が１．５％のゴム状重合体のクラムを得た。得られたクラムを所定の投入レート（乾燥ゴムとし）で押出乾燥機１００に投入した。また、ダイ温度が１６０℃になるようにカッターの回転数を８００ｒｐｍに制御した。ダイ３０の条件は、ノズル３１の形状を十字型とし、第１の空間端部３４と第２の空間端部３５との比Ｅ２／Ｅ１を１.７３とし、ノズル３１の個数を３４個とした。押出乾燥機１００の出口は、３つのセクションからなる図示しない温風乾燥機に接続されており、滞留時間約０．５分の第１セクションと、滞留時間約２分の第２セクションおよび第３セクションからなる振動型コンベアを用いて評価を行った。温度はセクションの最高温度を示しており、第３セクションでは最高温度から約５０℃まで徐々に低下させた。ヒートロスの評価には温風乾燥機の出口からサンプリングして１０５℃で１時間乾燥して求めた。小粉量は、温風乾燥機の第１セクションの出口で採取して篩にかけて定量した。第１セクションの排気フィルターのつまりは、排気風量をモニターしながら約５０％に低下したときの時間を求めた。結果を表１に示す。【０１２０】
［実施例２］
ダイ３０の条件として、第１の空間端部３４と第２の空間端部３５との比Ｅ２／Ｅ１を１．２６とし、ノズル３１の個数を２４個とした以外は、実施例１とほぼ同等のダイ３０を用いた。結果を表１に示す。【０１２１】
［実施例３］
ダイ３０の条件として、第１の空間端部３４と第２の空間端部３５との比Ｅ２／Ｅ１を１．１８とし、ノズル３１の個数を２４個とした以外は、実施例１とほぼ同等のダイ３０を用いた。結果を表１に示す。【０１２２】
［実施例４］
ダイ３０の条件として、第１の空間端部３４と第２の空間端部３５との比Ｅ２／Ｅ１を１．１９とし、ノズル３１の個数を１２個とし、第２の空間端部３５をラウンド処理した以外は、実施例１とほぼ同等のダイ３０を用いた。結果を表１に示す。【０１２３】
［実施例５］
ダイ３０の条件として、ノズル３１の個数を２４個とした以外は、実施例４のほぼ同等のダイ３０を用いた。結果を表１に示す。【０１２４】
［実施例６］
ダイ３０の条件として、ノズル３１の個数を３４個とした以外は、実施例４とほぼ同等のダイ３０を用いた。結果を表１に示す。【０１２５】
［実施例７］
カッターの回転数を１２００ｒｐｍとし、ダイ３０の条件として、ベース空間３２と第１の空間端部３４と境界部をラウンド処理した以外は、実施例５とほぼ同等のダイ３０を用いた。結果を表２に示す。【０１２６】
［実施例８］
カッターの回転数を４００ｒｐｍとした以外は、実施例７と同様のダイ３０を用いた。結果を表２に示す。【０１２７】
［実施例９］
カッターの回転数を８００ｒｐｍとした以外は、実施例７と同様のダイ３０を用いた。結果を表２に示す。【０１２８】
［実施例１０］
投入レートを７０００ｋｇ／ｈとし、ダイ３０の条件として、ライナー５０に上述の溝を形成した以外は、実施例９と同様のダイ３０を用いた。結果を表２に示す。【０１２９】
［実施例１１］
上述のスクリュー６０を用いた以外は、実施例１０と同様のダイを用いた。結果を表２に示す。【０１３０】
［実施例１２］
ダイ３０の条件として、ノズル３１の形状をアレイ型とし、ノズル３１の個数を４８個とした以外は、実施例２とほぼ同等のダイ３０を用いた。
結果を表２に示す。【０１３１】
［実施例１３］
ダイ３０の条件として、第２の空間端部３５をラウンド処理した以外は、実施例１２とほぼ同等のダイ３０を用いた。
結果を表３に示す。【０１３２】
［実施例１４］
ダイ３０の条件として、ノズル３１の個数を６個とし、ベース空間３２と第１の空間端部３４と境界部をラウンド処理し、コンベアにベルトコンベアを用い、投入レートを４０００ｋｇ／ｈとした以外は、実施例１３と同様のダイ３０を用いた。
結果を表３に示す。【０１３３】
［比較例１］
第１の空間端部３４と第２の空間端部３５との比が１であり、ダイのノズルの個数を４８個とした以外は、実施例１と同様のダイを用いた。結果を表３に示す。【０１３４】
［比較例２］
ダイのノズルの個数を４２個とした以外は、比較例１と同様のダイを用いた。結果を表３に示す。【０１３５】
［比較例３］
ダイのノズルの個数を６０個とした以外は、比較例１と同様のダイを用いた。結果を表３に示す。【０１３６】
［比較例４］
ダイのノズルの形状を星型とし、ノズルの個数を７４個とした以外は、実施例１と同様のダイを用いた。結果を表３に示す。【０１３７】
【表１】
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【０１３８】
【表２】
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【０１３９】
【表３】
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【０１４０】
表１〜３に示すように、ベース空間３２と連通する少なくとも１つの延長空間３３がベース空間３２から離れる方向に開口幅が広がる形状のノズル３１を有するダイ３０を用いた場合、フィルターの詰まり時間、小紛量、ヒートロス、ミクロゲル、乾燥均一性の各評価が全て良好なゴム状重合体が得られた（実施例１〜１４）。これに対して、表３に示すように、従来のダイ（ノズルの形状が十字型または星型）を備える押出乾燥機を用いた場合、フィルターの詰まり時間、小紛量、ヒートロス、ミクロゲル、乾燥均一性の各評価が全て良好なゴム状重合体は得られなかった（比較例１〜４）。【０１４１】
これらの結果から、上述のダイ３０を備える押出乾燥機１００を用いることにより、ゴム状重合体の押出乾燥時における微粉末の発生を抑制することができ、また十分な乾燥が行われることが判った。【０１４２】
また、表１に示すように、延長空間３３の第２の空間端部３５に円弧状の追加延長空間３６が設けられたノズル３１を有するダイ３０を用いた場合、微粉末の抑制効果がさらに良好であった。また、ダイの流速が早くなっても微粉末の抑制効果および乾燥性の効果が維持された（実施例４）。【０１４３】
さらに、表２に示すように、ベース空間３２と第１の空間端部３４と境界部に角部がないノズル３１を有するダイ３０を用いた場合、カッターの回転数が高くなっても良好な微粉末の抑制効果が得られた（実施例７）。【０１４４】
また、表２に示すように、ベース空間３２と延長空間３３との境界部３７に角部がないノズル３１を有するダイ３０を用い、ライナー５０に上述の溝を形成した場合、乾燥均一性がさらに良好となった（実施例１０）。【０１４５】
さらに、表２に示すように、ダイ３０に最も近いゾーンにおいて、搬送部におけるシャフトの外径が、圧縮部におけるシャフトの外径より小さいスクリュー６０を用いた場合、乾燥均一性がさらに良好となった（実施例１１）。【０１４６】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は特定の実施形態、実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内において、種々の変形、変更が可能である。【０１４７】
本国際出願は、２０１７年３月２７日に出願された日本国特許出願２０１７−６１９３６号に基づく優先権を主張するものであり、その全内容をここに援用する。
【符号の説明】
【０１４８】
１００  押出乾燥機
２０  シリンダー
２１  第１ゾーン
２１Ａ  第１搬送部
２１Ｂ  第１圧縮部
２２  第２ゾーン
２２Ａ  第２搬送部
２２Ｂ  第２圧縮部
３０  ダイ
３１  ノズル
３２  ベース空間
３３  延長空間
３４  第１の空間端部
３５  第２の空間端部
３６  追加延長空間
３７  境界部
４０  駆動装置
５０  ライナー
５１、５２  溝
６０  スクリュー
６１  シャフト
６２  フライト
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１４】
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【図１５】
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【国際調査報告】
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2018181239.tif 000024
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