(57)【要約】本発明は、エラストマ組成物を連続的に生産するための方法に関する。前記方法は、ａ）少なくとも１つのエラストマ及び少なくとも１つの充填剤を少なくとも１つの押出し機の中に計量し供給するステップ、ｂ）前記充填剤を前記押出し機を用いて前記エラストマ内に混合し分散させるステップ及びｃ）少なくとも１つの静止型ミキサーの中に、前記結果として得られたエラストマ組成物を通過させるステップを含む。さらに本発明は、連続的にエラストマ組成物を生産するための装置において、前記装置が、押出し機から放出された前記結果として得られたエラストマ組成物を通過させるための、少なくとも１つの静止型ミキサーを含む装置に関する。
2005532926.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エラストマ組成物を連続的に生産するための方法において、
−  少なくとも１つのエラストマ及び少なくとも１つの充填剤を少なくとも１つの押出し機（１１０）の中に計量し供給するステップ、
−  前記充填剤を前記押出し機（１１０）を用いて前記エラストマ内に混合し分散させるステップ及び
−  少なくとも１つの静止型ミキサー（２１０）の中に、前記結果として得られたエラストマ組成物を通過させるステップ、
を含む方法。
【請求項２】
前記押出し機（１１０）から前記結果として得られたエラストマ組成物を放出するステップをさらに含み、前記放出ステップが前記通過ステップよりも前に実施される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記押出し機（１１０）から放出された前記結果として得られたエラストマ組成物を冷却するステップをさらに含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記結果として得られたエラストマ組成物が１１０℃以下の温度で冷却される、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記温度が２０℃〜９０℃の範囲にある、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
少なくとも１つの副次成分を前記押出し機（１１０）内に計量し供給するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記副次成分が感温副次成分を内含しない、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記押出し機（１１０）を用いて前記少なくとも１つの副次成分を前記エラストマ内に混合し分散させるステップをさらに含む、請求項６に記載の方法。
【請求項９】
前記押出し機（１１０）から放出された前記結果として得られたエラストマ組成物に対して少なくとも１つの副次成分を添加するステップをさらに含む、請求項２に記載の方法。
【請求項１０】
前記少なくとも１つの副次成分が少なくとも１つの感温副次成分を内含する、請求項６又は９に記載の方法。
【請求項１１】
前記少なくとも１つの副次成分が細片化された生成物の形態をしている、請求項６又は９に記載の方法。
【請求項１２】
前記少なくとも１つの副次成分が粉末の形態をしている、請求項６又は９に記載の方法。
【請求項１３】
前記少なくとも１つの副次成分がマスターバッチの形態をしている、請求項６又は９に記載の方法。
【請求項１４】
前記マスターバッチが前記副次成分及び前記押出し機（１１０）から放出された前記結果として得られたエラストマ組成物を含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記マスターバッチが細片化された生成物の形態で得られる、請求項１３又は１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記押出し機（１１０）から放出された前記結果として得られたエラストマ組成物から細片化された生成物を得るステップをさらに含む、請求項２に記載の方法。
【請求項１７】
細片化された生成物を得る前記ステップが前記押出し機（１１０）の放出開口部にて実施される、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記結果として得られたエラストマ組成物から細片化された生成物を得る前記ステップが前記冷却ステップの後に実施される、請求項１６及び３に記載の方法。
【請求項１９】
−  前記押出し機（１１０）から放出された前記結果として得られたエラストマ組成物から得られる前記細片化された生成物を一定量蓄積するステップ、及び
−  前記蓄積された量の細片化された生成物を撹拌するステップ、
をさらに含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項２０】
−  前記マスターバッチから得られた前記細片化された生成物を一定量蓄積するステップ、及び
−  前記蓄積量を撹拌するステップ
をさらに含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項２１】
前記添加ステップが前記蓄積及び撹拌ステップの前に実施される、請求項９及び１９に記載の方法。
【請求項２２】
前記添加ステップが前記蓄積及び撹拌ステップの後に実施される、請求項９及び１９に記載の方法。
【請求項２３】
前記静止型ミキサー（２１０）から前記エラストマ組成物を放出するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項２４】
前記放出ステップが連続的に実施される、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記放出ステップがバッチ式に実施される、請求項２３に記載の方法。
【請求項２６】
前記副次成分が架橋剤、架橋促進剤、樹脂、架橋活性剤、架橋遅延剤、接着促進剤、保護剤、カップリング剤、縮合触媒の中から選択される、請求項６又は９に記載の方法。
【請求項２７】
エラストマ組成物を連続的に生産するための装置（２００、３００、４００、５００、６００、７００、８００、９００、９５０）において、
−  ハウジング、及び前記ハウジング内に回転可能な形で取付けられた２つのスクリューを含む、少なくとも１つの２軸スクリュー押出し機（１１０）であって、前記ハウジングが少なくとも１つの供給開口部（１１１）及び放出開口部を内含する、押出し機；
−  少なくとも１つのエラストマ及び少なくとも１つの充填剤を前記押出し機（１１０）の中に計量及び供給するための少なくとも１つの計量用装置（１１２）、及び
−  前記押出し機（１１０）の前記放出開口部から放出される前記結果として得られたエラストマ組成物を通過させるための少なくとも１つの静止型ミキサー（２１０）
を含む装置。
【請求項２８】
前記静止型ミキサー（２１０）が前記押出し機（１１０）の前記放出開口部に位置づけされる、請求項２７に記載の装置。
【請求項２９】
前記静止型ミキサー（２１０）が前記押出し機（１１０）の下流側に位置づけされる、請求項２７に記載の装置。
【請求項３０】
少なくとも１つの副次成分を前記押出し機（１１０）内に計量及び供給するための少なくとも１つのさらなる計量装置（１１２）をさらに含む、請求項２７に記載の装置。
【請求項３１】
前記放出開口部から放出された前記結果として得られたエラストマ組成物（Ｅ）に対して少なくとも１つの副次成分を計量し添加するための少なくとも１つのさらなる計量装置をさらに含む、請求項２９に記載の装置。
【請求項３２】
前記副次成分が少なくとも１つの感温副次成分を含む、請求項３０又は３１に記載の装置。
【請求項３３】
前記静止型ミキサー（２１０）の上流側に少なくとも１つの冷却装置をさらに含む、請求項２９に記載の装置。
【請求項３４】
前記放出開口部から放出された前記結果として得られたエラストマ組成物（Ｅ）から細片化された生成物（Ｇ）を得るための少なくとも１つの装置（４１０、５１０）をさらに含む、請求項２９に記載の装置。
【請求項３５】
細片化された生成物（Ｇ）を得るための前記装置（５１０）が前記押出し機（１１０）の前記放出開口部に位置づけられている、請求項３４に記載の装置。
【請求項３６】
細片化された生成物（Ｇ）を得るための前記装置（５１０）が、切断手段の備わった有孔ダイプレートである、請求項３５に記載の装置。
【請求項３７】
細片化された生成物（Ｇ）を得るための前記装置（４１０）が造粒機又はオープンミルである、請求項３４に記載の装置。
【請求項３８】
前記押出し機（１１０）から放出された前記結果として得られたエラストマ組成物（Ｅ）から得られた前記蓄積された細片化された生成物（Ｇ）を混合するため少なくとも１つの撹拌装置（７１０）をさらに含む、請求項３４に記載の装置。
【請求項３９】
前記撹拌装置（７１０）が前記静止型ミキサー（２１０）の上流側に位置づけされている、請求項３８に記載の装置。
【請求項４０】
前記計量装置（１１２）が重量計量フィーダである、請求項２７又は３１に記載の装置。
【請求項４１】
前記撹拌装置（７１０）が回転ドラムである、請求項３８に記載の装置。
【請求項４２】
前記静止型ミキサー（２１０）の上流側に位置づけされた供給及び圧送用装置（２１１）をさらに含む、請求項２８に記載の装置。
【請求項４３】
前記供給及び圧送用装置（２１１）がギヤポンプである、請求項４２に記載の装置。
【請求項４４】
前記静止型ミキサー（２１０）の供給開口部に位置づけされた供給及び圧送用装置（３１０、３２０）をさらに含む、請求項２９に記載の装置。
【請求項４５】
前記供給及び圧送用装置（３１０、３２０）が、ギヤポンプ、１軸スクリュー押出し機、往復スクリュー及びそれらの組合せを含む群の中から選択される、請求項４４に記載の装置。
【請求項４６】
前記押出し機（１１０）の前記放出開口部の上流側に位置づけされた少なくとも１つのろ過本体（２１２）をさらに含む、請求項２７に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エラストマ組成物を連続的に生産するための方法及び装置に関する。より詳細には、本発明は、少なくとも１つの押出し機を用いてエラストマ組成物を連続的に生産するための方法及び装置であって、結果として得られたエラストマ組成物が、主として（ただし排他的にではなく）タイヤの生産における使用のために意図されている方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、エラストマ組成物（以下では「ゴム混合物」として表示する」）の生産は、内部ミキサー、通常はゴム成分を素練りしその中に充填剤、潤滑助剤、硬化剤及び補助物質といったようなその他の成分を取込み徹底的に分散させるべく集中的な混合作用を及ぼす２つの逆回転ローターをもつバンバリーミキサーを用いて、バッチ式に実施される。
【０００３】
内部ミキサーを用いた配合方法は、数多くの欠点、特に低い熱放散ひいては主として材料体積とミキサーの表面積の間の不利な比率に起因する不充分な温度制御といった欠点を示す。ゴム基材内の分散を改善するために、さまざまな成分、特に充填剤が、冷却及び貯蔵ステップにより分離された複数の混合作業において分配されたバッチ内のゴム基材中に取込まれる。スコーチを回避するため（通常１１０℃未満の）所定の温度より低い温度にゴム混合物を冷却した後の最終的混合ステップの間にのみ、架橋剤及び促進剤といったような感温成分が添加される。
【０００４】
従って、内部ミキサー内での配合方法は、ゴム産業においてはなおも最も広く用いられている混合方法であり続けているものの、時間及びエネルギーのかかる方法であり、特にゴム基材内への充填剤の分散均質性に関して、結果として得られたエラストマ組成物の特性に対する有効な制御を保証するものではない。個々の成分の添加量のばらつき、ミキサーからの放出及び添加のタイミング、原料の初期温度、及び混合中の材料の内部のせん断力の変動は、全てバッチ間のばらつきに影響を及ぼす。
【０００５】
不連続方法の制限を克服するため、熱可塑性重合体材料の加工において一般に利用されている技術と類似した押出し技術に基づいて連続的配合方法を構成するべく数多くの試みがゴム産業により実施されてきた。押出し機を用いて実施される連続的混合方法が、ゴム混合物の特性の均質性を改善し、表面積対質量比が改善された結果としてのより優れた熱管理及び高レベルに自動化された作業の開発の可能性をもたらすはずである。この主題の概観に関しては、Ｅｕｒｏｐｅａｎ  Ｒｕｂｂｅｒ  Ｊｏｕｒｎａｌ、１９８７年３月、ｐ２６〜２８で公表されたＨ・エリウッド（Ｈ．Ｅｌｌｗｏｏｄ）による「連続的開発の物語（Ａ  ｔａｌｅ  ｏｆ  ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ  ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ）」という記事を参照のこと。
【０００６】
米国特許第４，８９７，２３６号明細書は、ゴム混合物を連続的に生産するための方法及び装置において、混合物の成分が２軸スクリュー押出し機の中で供給、素練り及び均質化される方法及び装置を開示している。結果として得られた混合物は第１及び第２の分量に分割される。第１の分量は放出され、一方第２の分量はさらに均質化するため及び押出し機内に供給されつつある成分の新鮮なバッチと混合するために再循環される。再循環された分量は、押出し機チャンバ外の冷却された環状チャンバまで循環され、又そこから戻される。前記環状チャンバは押出し機の内部と連続している流出及び流入通路を有している。このゴム混合物の部分的再循環は、成分の計量における変動及び発生しうる局所的不均質性を補償するはずである。その上、環状チャンバ内の再循環された分量の集中的冷却は、上昇する加工温度を補正するはずであり、又、温度の低下に続くせん断応力の増大に起因して分散作用を改善するはずである。
【０００７】
米国特許第５，３０２，６３５号明細書は、ゴム組成物を連続的に生産するための方法及び装置を開示している。第１段階では、生ゴムが連続的に２軸スクリュー押出し機内に供給され、非反応性添加剤（油及び充填剤）が添加され、結果として得られた混合物は可塑化されて押出し機のスクリューにより均質化される。この第１段階の間に、混合物は１００℃〜１６０℃の温度に保たれる。その後第２段階では、結果として得られた混合物は１００℃〜１２０℃の温度まで冷却され、反応添加剤（特に硫黄及び加硫促進剤）が供給されゴム混合物内に取込まれる。均質化されたゴム組成物はこのとき、押出し機出口開口部を介して押出し機から出る。
【０００８】
該方法は、異なる押出し機構成に従って実施され得る。例えば、２つの異なる温度で動作する２つの全く異なる混合ゾーンをもつ単一の２軸スクリュー押出し機の中で２つの混合ステップを実施することができる。代替的には、１００℃〜１６０℃で動作する第１の２軸スクリュー押出し機内で第１ステップを実施し、結果として得られた基礎組成物を次に直接、１００℃〜１２０℃で動作する第２の２軸スクリュー押出し機に供給する。もう１つの実施形態に従うと、該方法は、押出し機ハウジングの互いに相対する端部で駆動される２つのスクリュー対を有する単一の押出し機の中で実施可能であり、ここで２つのスクリュー対は、異なる温度で動作する。
【０００９】
米国特許第５，１５８，７２５号明細書は、２軸スクリュー押出し機内にエラストマを供給するステップ；少なくとも１つの充填剤、油及び／又はその他のエラストマを押出し機内に供給するステップ；混合中１００℃でのムーニー粘度ＭＬ（１＋４）が２０〜２５０の間に維持される均質な混合物を提供するべく成分を混合するステップ；押出し機から結果として得られた混合物を放出するステップを含む、エラストマ組成物を連続的に生産するための方法を開示している。精確な定量又は減量フィーダが、エラストマ及びその他の成分を押出し機内へ計量するために使用される。押出し機を出た後、配合ゴムをダイを通して押出し加工するか、シート、ストリップ又はストランドの形にカレンダ加工するか、又はペレット化することができる。連続方法は、現在当該技術分野で使用されている多段階バッチ式方法よりも安価で、少ない労力及び少ない材料取扱いしか必要としない。その上、結果として得られたエラストマ組成物の分散及び均質性は改善されることになる。
【００１０】
米国特許第５，２６２，１１１号明細書は、２軸スクリュー押出し機内でのゴム組成物の連続的生産のための方法を開示している。ゴムは、加工助剤と共に押出し機内に供給され、１２０℃〜１８０℃の温度まで素練りされる。その後、カーボンブラックの全数量の好ましくは４０〜８０％を占めるカーボンブラックの第１部分が、加熱された押出物の中に供給される。その後、第２の残留カーボンブラック部分が１２０℃〜１８０℃の温度で抽出物の中に供給され取込まれる前に、押出物に対し可塑化油が添加される。次に、組成物全体が１００℃〜１２０℃の温度まで冷却され、架橋剤が添加され、組成物は均質化され押出し加工される。該方法は、比エネルギー所要量（specific energy requirement）を低減させながら押出物中のカーボンブラックの分散を改善させることになる。
【００１１】
米国特許第５，６２６，４２０号明細書は、基本エラストマ（単複）及びその他の成分が連続的に用量決定され、固定子及び内部で回転する回転子から成る混合チャンバ内、好ましくは１軸スクリュー押出し機内に導入されるような、連続的混合方法及び装置を開示している。導入された成分は、推進及び混合ゾーンに沿って混合チャンバ内を進む。ゴム成分の分散及び均質化を改善するため、少なくとも一部の混合ゾーン内での混合チャンバ充填速度は１より低い。成分特にゴム基材を適切に導入するためには、容積式ポンプ（例えばギヤポンプ）といった強制供給手段が使用される。異なる成分の精確な用量を得るためには、１未満の充填速度を有する２つの混合ゾーンの間にある、充填速度が１に等しい混合ゾーン内において成分を添加することが望ましいかもしれない。
【００１２】
米国特許第５，３７４，３８７号明細書は、以下の逐次的ステップを含む２軸スクリュー押出し機を用いたエラストマ組成物を連続的に生産するための方法について記述している。押出し機の第１の混合ゾーンにおいて、エラストマ材料が添加され、せん断され、かつ粘度を低下させながら第１の運転温度まで（標準的には１３０℃〜２２０℃）加熱される。次に、エラストマ材料は、同時にゴム混合物を第２の運転温度（標準的には１１０℃〜１６０℃）まで冷却しながら、補強用充填剤及び加工助剤の少なくとも第１の部分と共にそれが添加される第２の混合ゾーン内を通過させられる。結果として得られた混合物はこのとき、任意の第３の混合ゾーンまで通過させられ、ここで接着促進剤、オゾン劣化防止剤、着色添加剤、難燃剤などといった少量の構成要素化学物質がゴム混合物中に導入される。好ましくは、前記第３の混合ゾーン内で、第３の運転温度（標準的には８５℃〜１３０℃）に達するように補強用充填剤及び加工助剤の第２の分量が添加される。その後、第４の混合ゾーン内で、ゴム混合物に、第４の運転温度（標準的には１１５℃〜１５０℃）で加硫剤が補足される。混合物流は次に、送達ゾーン（第５ゾーン）を通って導かれ、ここで、混合物流は、或る種のダイスロットなどを通して望みの形状に押出し加工される。ゴム組成物のさまざまな成分が、好ましくは減量フィーダを用いて粒状化された材料及び／又は液体の形態で、押出し機まで連続的かつ個別に計量される。
【００１３】
米国特許第５，７１１，９０４号明細書は、シリカで補強されたエラストマ組成物の連続的混合のための方法を開示している。２軸スクリュー押出し機に、エラストマ材料が供給され、その後シリカ及びシリカカップラを内含するその他の配合成分が供給される。押出し機に沿って温度及び圧力が制御され、シリカ及びエラストマ材料とシリカカップラが反応できるようにする。このとき、混合物を、１００℃でのムーニー粘度ＭＬ（１＋４）を２０〜２５０の間に維持しながら、硬化剤及び促進剤が添加される。硬化剤と促進剤を徹底的に混合するのに充分な時間、混合が続けられる。結果として得られたエラストマ組成物は次に、押出し機の出口に取付けられた適切なダイを通して押出される。方法全体は、単一の押出し機又は一連の押出し機を用いて実施可能である。好ましくは、第１の２軸スクリュー押出し機の中で滞留時間が増大され次に、組成物は冷却され、粉砕され、第２の２軸スクリュー押出し機内に投入され、ここでゴム混合物は硬化剤及びその他の成分で補完される。異なる押出し機は、分離した独立型実体であってもよいし、或いは又互いに結合されて１つの連続したプロセスを形成することもできる。押出し機は、クロスヘッド押出し機マウント内でも接近して結合されていてもよいし、又は例えば１つのユニットからもう１つのユニットまで材料を搬送するベルト又はフェストゥーンを介してゆるく連結されていてもよい。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本願出願人は、少なくとも１つの押出し機を用いてエラストマ組成物を連続的に生産するための方法においては、結果として得られたエラストマ組成物は、押出し加工中に達成可能な加工条件のきわめて優れた制御を考慮した場合に予想されるような物性の均一性を有していない可能性がある、ということに気付いた。
【００１５】
特に、本願出願人は、押出し機の混合性能が、スコーチを回避するべく押出し機内へ温度の非常に厳しい制御を必要とする感温副次成分を導入することによって制限されるということにも気付いた。その上、前記感温副次成分は一般に、押出し機のバレル内にそのエンドゾーンと対応させた状態で導入される。従って、これらは、配合すべき複数の成分と、充分に混合されず、均一に均質化されていない。
【００１６】
特に、本願出願人は、連続生産プロセスから排出する結果として得られたエラストマ組成物が物理化学特性の一貫性（すなわち均等性）に関し満足のいくものでなく、前記特性は同じ生産活動内でさえ試料間で変動し、仕上った製品内において、対応する性能変動をひき起こす、ということを認識した。
【００１７】
本願出願人は、いわゆる「副次成分」すなわち、ゴム、補強用充填剤及び可塑化剤と異なりエラストマ組成物の特性を修正及び／又は改善するために添加される成分に適用される場合に、上述の考慮事項が特に関連してくる、ということを認識した。前記副次成分の一部の例としては、架橋剤、架橋促進剤、架橋遅延剤、架橋活性剤、保護剤、硬化性樹脂、接着促進剤、カップリング剤、縮合触媒がある。
【００１８】
生産対象のエラストマ組成物に従ってそのタイプ及び量が変動する副次成分をゴム基材に添加することは、副次成分が非常に数多く（通常、単一のゴム混合物内で少なくとも５−１５）しかもわずかな量（一般にはゴム混合物の合計重量との関係において５重量％以下）で使用されることから、特に重要である。従って、前記副次成分の非常に正確な分配及び均一な均質性は、達成がかなり困難である。
【００１９】
ここで、本願出願人は、押出し装置から排出するエラストマ組成物の物理−化学特性の優れた均質性が、静止型ミキサー内で実施されるべき混合ステップを伴う生産方法を提供することで得られるということを発見した。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
従って、第１の態様では、本発明は、エラストマ組成物を連続的に生産するための方法において、
−  少なくとも１つのエラストマ及び少なくとも１つの充填剤を少なくとも１つの押出し機の中に計量し供給するステップ、
−  前記充填剤を前記押出し機を用いて前記エラストマ内に混合し分散させるステップ、及び
−  少なくとも１つの静止型ミキサーの中に、前記結果として得られたエラストマ組成物を通過させるステップ、
を含む方法に関する。
【００２１】
本願出願人は、静止型ミキサー内に結果として得られたエラストマ組成物を通過させる前記ステップにおいてさらなる混合ステップが実施され、この通過ステップが有利にも前記結果として得られたエラストマ組成物の物理化学的特性の再現性を確実にする、ということを発見した。
【００２２】
好ましい実施形態に従うと、本発明の方法には、前記押出し機から結果として得られたエラストマ組成物を放出し、静止型ミキサー内に通過させる前に前記組成物を冷却するステップが含まれている。
【００２３】
好ましくは、前記押出し機は２軸スクリュー押出し機である。
【００２４】
好ましい実施形態に従うと、本発明の方法は、前記押出し機を用いて前記エラストマ内に混合され分散される少なくとも１つの副次成分を前記押出し機内に計量し供給するステップを含む。
【００２５】
好ましくは、前記押出し機内に計量され供給される副次成分は、感温副次成分を内含しない。
【００２６】
さらなる実施形態に従うと、本発明の方法は、押出し機から放出された結果として得られたエラストマ組成物に対し少なくとも１つの副次成分を添加するステップを含む。
【００２７】
好ましくは、前記添加ステップは、前記冷却ステップの後に実施される。
【００２８】
好ましくは、感温副次成分は、押出し機から放出された結果として得られたエラストマ組成物に対して添加される。このことは、押出し機の運転条件が感温副次成分によって制限されないことから、特に有利である。特に、混合及び分散ステップ中に前記感温副次成分が存在しないことから、押出し機内に到達しうる最高温度は制限されない。
【００２９】
好ましくは、副次成分は細片化された生成物の形態で（in the form of a subdivided product）押出し機内に供給されるか又は押出し機から放出された結果として得られたエラストマ組成物に対し添加される。本発明に従うと、「細片化された生成物」という語は、離散粒子状の生成物（aproduct in discrete particles）を意味する。好ましくは、前記粒子は、０．５ｍｍ〜１５ｍｍ、より好ましくは１ｍｍ〜１０ｍｍ、さらに一層好ましくは３ｍｍ〜７ｍｍの平均寸法を有する。好ましくは、前記粒子は顆粒、ペレット、ビーズ又はパールの形態をしている。
【００３０】
代替的には、副次成分は、粉末の形態で押出し機内に供給されるか又は押出し機から放出された結果として得られたエラストマ組成物に対し添加される。
【００３１】
代替的には、副次成分は、液体の形態で押出し機内に供給されるか又は押出し機から放出された結果として得られたエラストマ組成物に対し添加される。
【００３２】
代替的には、副次成分は、マスターバッチの形態で押出し機内に供給されるか又は押出し機から放出された結果として得られたエラストマ組成物に対し添加される。
【００３３】
有利には、前記マスターバッチは、少なくとも１つの副次成分と、所定量の押出し機から放出された結果として得られたエラストマ組成物とを、好ましくは付加的な押出し機の中に混合及び分散させることによって得ることができる。
【００３４】
前記付加的な押出し機からの結果のマスターバッチは、連続したリボンの形態又は代替的に細片化された生成物の形態で得ることができる。
【００３５】
好ましい実施形態に従うと、本発明の方法はさらに、押出し機から放出された結果として得られたエラストマ組成物から細片化された生成物を得るステップを含む。
【００３６】
好ましい実施形態に従うと、前記押出し機から放出された結果として得られたエラストマ組成物から細片化された生成物を得る前記ステップは、押出物が直接細片化された形態で得られるように前記押出し機の放出開口部で実施される。
【００３７】
さらなる実施形態に従うと、前記押出し機から放出された結果として得られたエラストマ組成物から細片化された生成物を得る前記ステップは、前記冷却ステップの後に実施される。
【００３８】
さらなる実施形態に従うと、本発明の方法は、
−  前記押出し機から放出された前記結果として得られたエラストマ組成物から得られる前記細片化された生成物を一定量蓄積するステップ、及び
−  前記蓄積された量の細片化された生成物を撹拌するステップ、をさらに含む。
【００３９】
本願出願人は、例えば回転ドラムを用いて、細片化された生成物の形態をした一定量のエラストマ押出物を所定の時間蓄積、撹拌することによって、さまざまな成分の計量ステップにおいて起こり得るあらゆる変動、ならびに生産プロセス中に発生しうるあらゆる局所的不均質性が補償されるということを理解した。本願出願人は、前記不均質性すなわち上述の物理化学特性の一貫性の欠如が、主として、エラストマ組成物を生産するために添加される複数の成分の計量中に発生し得る変動に起因するものであるということに気付いた。本願出願人は、前記蓄積及び撹拌ステップが、計量及び供給ステップ中に発生する可能性のあるあらゆる変動を有利に補償できるように、生産プロセスの異なる時点で得られる細片化された生成物を機械的に均質化することを可能にする、ということを発見した。
【００４０】
好ましい実施形態に従うと、前記蓄積及び撹拌ステップは、前記押出し機から放出された結果として得られたエラストマ組成物から細片化された生成物を得る前記ステップの後に実施される。
【００４１】
さらなる実施形態に従うと、蓄積及び撹拌ステップは同様に、少なくとも１つの副次成分から得た細片化された生成物上でも実施される。
【００４２】
さらなる実施形態に従うと、押出し機から放出された結果として得られたエラストマ組成物に対し少なくとも１つの副次成分を添加するステップは、前記蓄積及び撹拌ステップの前に実施される。
【００４３】
代替的には、押出し機から放出された結果として得られたエラストマ組成物に対して少なくとも１つの副次成分を添加するステップは、前記蓄積及び撹拌ステップの後に実施される。
【００４４】
本発明の好ましい実施形態に従うと、撹拌された細片化された生成物の放出は連続的に実施される。
【００４５】
さらなる実施形態に従うと、撹拌された細片化された生成物の放出は、第１のものを撹拌している間、細片化された生成物が第２のものに投入されるか又は取出されるような形で、直列式に配置されている少なくとも２つの撹拌装置を用いた撹拌ステップの終りにバッチ式に実施される。
【００４６】
好ましい実施形態に従うと、本発明の方法は、さらに、前記静止型ミキサーを通過させられたエラストマ組成物の放出ステップを含んでいる。好ましくは前記放出ステップは、連続的に実施される。代替的には、前記放出ステップは、バッチ式で行なわれる。
【００４７】
本発明の好ましい実施形態に従うと、結果として得られたエラストマ組成物は、スコーチを防ぐため冷却させられる。好ましくは、押出し機から放出された結果として得られたエラストマ組成物は、連続する作業ユニットに向かう移送中に前記エラストマ組成物と接触する室温の空気によって冷却される。代替的には、前記冷却ステップは、例えば、冷却されたコンベヤベルト、結果として得られたエラストマ組成物上に導かれた冷却空気流といったような当該技術分野において既知のあらゆる冷却装置を使用することによってか、又は結果として得られたエラストマ組成物を冷却材（標準的には水）の入った冷却用導管内に通し、連続的に高温空気で乾燥させることによって行なわれる。好ましくは、前記エラストマ組成物は１１０℃以下の温度、より好ましくは２０℃〜９０℃の範囲内の温度、さらに一層好ましくは２５℃〜８０℃の範囲内の温度で冷却される。
【００４８】
第２の態様においては、本発明は、エラストマ組成物を連続的に生産するための装置において、
−  ハウジング、及び前記ハウジング内に回転可能な形で取付けられた２つのスクリューを含む、少なくとも１つの２軸スクリュー押出し機であって、前記ハウジングが少なくとも１つの供給開口部及び放出開口部を内含する、押出し機；
−  少なくとも１つのエラストマ及び少なくとも１つの充填剤を前記押出し機の中に計量及び供給するための少なくとも１つの計量用装置、及び
−  前記押出し機の前記放出開口部から放出される前記結果として得られたエラストマ組成物を通過させるための少なくとも１つの静止型ミキサー、
を含む装置に関する。
【００４９】
本発明の１実施形態に従うと、前記静止型ミキサーは、前記押出し機の前記放出開口部に位置づけされている。
【００５０】
本発明のさらなる実施形態に従うと、前記静止型ミキサーは、前記押出し機の下流側に位置づけされている。
【００５１】
本発明のさらなる実施形態に従うと、前記装置は、少なくとも１つの副次成分を前記押出し機内に計量及び供給するべく少なくとも１つのさらなる計量装置をさらに含んでいる。好ましくは、押出し機内に供給された副次成分は、感温副次成分を内含していない。
【００５２】
本発明の好ましい実施形態に従うと、前記装置は、押出し機の放出開口部から放出された結果として得られたエラストマ組成物に対し少なくとも１つの副次成分を計量し添加するべく少なくとも１つのさらなる計量装置を含んでいる。好ましくは、感温副次成分は、押出し機から放出された結果として得られたエラストマ組成物に対し添加される。
【００５３】
本発明の好ましい実施形態に従うと、前記装置は少なくとも１つの冷却装置を静止型ミキサーの上流側に含んでいる。
【００５４】
本発明の好ましい実施形態に従うと、前記装置は、押出し機の放出開口部から放出された結果として得られたエラストマ組成物から細片化された生成物を得るための少なくとも１つの装置をさらに含んでいる。好ましくは、結果として得られたエラストマ組成物から細片化された生成物を得るための前記装置は、押出物が細片化された形態で直接得られるように、押出し機の放出開口部に位置づけされている。
【００５５】
代替的には、前記装置は、前記押出し機の下流側に位置づけされている。好ましくは前記装置は造粒機又はオープンミルである。
【００５６】
本発明の好ましい実施形態に従うと、前記装置はさらに、押出し機から放出された結果として得られたエラストマ組成物から得られた蓄積された細片化された生成物を混合するため少なくとも１つの撹拌装置をさらに含んでいる。
【００５７】
好ましくは、前記撹拌装置は、静止型ミキサーの上流側に位置づけされている。好ましくは前記撹拌装置は、回転ドラムである。
【００５８】
本発明の好ましい実施形態に従うと、本発明に従った装置の前記計量装置は、重量計量フィーダである。
【００５９】
好ましい実施形態に従うと、エラストマ組成物は、供給及び圧送装置を用いて少なくとも１つの静止型ミキサー内に供給される。前記供給及び圧送装置は、静止型ミキサーのなかを通過させるのに必要な圧力を前記組成物に提供する。
【００６０】
本発明の１実施形態に従うと、前記供給及び圧送装置は、静止型ミキサーの上流側に位置づけされている。好ましくは、前記供給及び圧送装置はギヤポンプである。
【００６１】
さらなる実施形態に従うと、前記供給及び圧送装置は、前記静止型ミキサーの供給開口部に位置づけされている。好ましくは、前記供給及び圧送装置は、ギヤポンプ又は１軸スクリュー押出し機又は往復スクリュー又はそれらの組合せである。特に好ましいのは、１軸スクリュー押出し機とギヤポンプの組合せである。
【００６２】
好ましい実施形態に従うと、本発明の装置はさらに、押出し機の放出開口部の上流側に位置づけされた少なくとも１つのろ過本体を含む。
【００６３】
本発明は、ここで添付図面を参考にしてさらに詳細に例示される。
【００６４】
記述を簡略化するため、添付の図面においては、同じ参照番号は類似の又は同一の構成要素に対応している。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６５】
図１は、先行技術に従ったエラストマ組成物の生産プラント１００の概略図を示している。
【００６６】
前記生産プラント１００は、所望のエラストマ組成物の連続したリボン（又は棒材）Ｅを生産するのに適した押出し機１１０を含んでいる。図１に概略的に示されているように、押出し機１１０には、前記所望のエラストマ組成物を生産するために必要な処方成分が供給用ホッパー１１１を用いて供給されており、これらの成分には標準的に、上記に規定されているようなゴム基材材料、補強用充填剤及び副次成分が含まれている。
【００６７】
一般に、処方成分は押出し機の異なるゾーンに供給される。例えば図１は、押出し機１１０の３つの異なるゾーンに対応した３つの主要な流れＡ、Ｂ、Ｃを示しており、前記流れの数は、生産対象のエラストマ組成物によって左右される。
【００６８】
さらに、一般的には、一部の処方成分は押出し機に対し２度以上供給され、例えば、生産対象のエラストマ組成物に再び応じて、押出し機の２つの全く異なるゾーンに対し同じ処方成分を供給することができる。従って、図１の各々の流れＡ、Ｂ、Ｃは複数の処方成分を含むことができる。例えば、ゴム基材内でのその分散を改善するべく好ましくは押出し機の異なるゾーンで導入される補強用充填剤（例えばカーボンブラック、シリカ）の場合がそれである。
【００６９】
前記実施形態に従うと、感温副次成分は、その最後の供給用ホッパに対応した位置で、押出し機１１０内に導入される。
【００７０】
単純さを期して、図１は、各々の流れＡ、Ｂ、Ｃ、のための１つの計量装置１１２だけを示している。しかしながら、各々の流れが複数の処方成分を含む場合には、好ましくは各々の処方成分に１つの専用計量装置が具備される。このようにして、異なる密度の処方成分の計量に起因して発生しうる計量誤差を有利にも低減することができる。
【００７１】
代替的には、同じ計量装置を用いて複数の異なる処方成分を計量することが可能である。
【００７２】
好ましくは、計量装置１１２は減量重量計量フィーダである。
【００７３】
一般に、通常メーカーがベールの形態で（in bales）供給するゴム基材材料は、例えば刃を用いて小さいサイズ（平均寸法として約３〜５０ｍｍ）の不規則な粒子（小片）へと微粉砕され、次に再凝集を避けるため付着防止剤（例えば白亜、シリカ又はその他の粉末）で補足される。
【００７４】
その上、押出し機１１０内に、可塑化油及び場合によってはシリカカップリング剤（例えばシラン）、接着促進剤（例えばコバルト塩）、液体樹脂（例えばフェノール樹脂）及び戻り防止剤（例えばシラン）といった、一般にゴム基材に添加されるその他の液体成分を導入するために、重力計により制御される供給用ポンプ１１３も具備されている。
【００７５】
図１は同様に、一般に参考番号１１４により概略的に示されている脱ガスユニットが備わった押出し機１１０から、退出する流れＤをも示している。
【００７６】
好ましくは、押出し機１１０は、同時回転式２軸スクリュー押出し機である。
【００７７】
図１を参照すると、エラストマ組成物は、連続するエラストマリボンＥの形態でエラストマ組成物が得られるように押出し機ダイ１１７を通過させることによって、押出し機１１０から放出される。
【００７８】
図２は、本発明に従った連続的生産プラント２００の第１の実施形態を示しており、このプラント２００は、図１を参照して記述された通りの押出し機１１０を含んでいる。
【００７９】
前記実施形態に従うと、エラストマ組成物は、考えられるあらゆる凝集体、金属粒子又はその他の不純物を除去するようにろ過される。その目的で、ろ過本体２１２（例えばスクリーンフィルタ）が押出し機スクリュー（図示せず）の下流側に設置される。エラストマ組成物の前記ろ過ステップ中、エラストマ組成物のスコーチをひき起こし得る温度上昇を回避するために、特に注意を払わなくてはならない。
【００８０】
押出し加工された材料に前記ろ過本体２１２を通るのに充分な圧力を付与するために、好ましくは、押出し機１１０にギヤポンプ２１１が具備される。好ましくは、前記ギヤポンプ２１１は、ろ過本体２１２の上流側に設置される。
【００８１】
好ましくは、前記押出し機１１０は、２軸スクリュー押出し機である。好ましくは、押出し機１１０のスクリューは同時回転式である。好ましくは前記同時回転式かみ合い２軸スクリュー押出し機のＬ／Ｄ比は４８である。
【００８２】
前記実施形態に従うと、本発明の連続生産プラント２００はさらに、押出し機１１０の放出開口部に位置づけされている静止型ミキサー２１０を含んでいる。本発明に従うと、静止型ミキサー２１０は、エラストマ組成物に対しその物理化学特性の所望の一貫性を付与するために、均質化及び混合作用を実施する。エラストマ組成物は、連続したエラストマリボンＦの形態で静止型ミキサー２１０から放出される。
【００８３】
本発明に従った方法中で使用可能な静止型ミキサーは、一般にそれ自体当該技術分野において知られている、いかなる可動部分も含まずブレンドすべきエラストマ組成物を強制的に定置式ブレンディング要素（stationary blending elements）に通過させることによりブレンディング作用が得られる、ブレンディング装置である。流れの方向を転換させるか又はこの流れを好ましい流路を通るべく拘束することにより、このブレンディング要素は流れの数多くの再分割及び再組合せを実施し、かくしてミキサーを離れるエラストマ組成物内の特性の所望の均質性を得ることが可能となる。静止型ミキサーは好ましくは、例えば米国特許第５，５６４，８２７号明細書の中に開示されているような静止型ミキサーといった、粘度の高い流体をブレンドするように特別に設計され一般にプラスチックの射出成形方法において使用される装置である。一般に、このタイプのミキサーは、ブレンドすべき材料が粘度のきわめて高いものでありかくして高い押出し圧力を必要としている場合でさえ、ミキサーの内部であらゆる変形及び／又は破断を可能なかぎり回避する目的で、単一の部品すなわち溶接又は継目の無い部品の中に静止したブレンディング要素を含んでいる。
【００８４】
図３は、図１を参考にして上述したような押出し機１１０を含む、本発明に従った連続生産プラント３００の第２の実施形態を示している。
【００８５】
好ましくは、押出し機１１０から退出するエラストマリボンＥは、適切な装置（例えばコンベヤベルト）を用いた連続動作ユニットまでのその搬送中、前記エラストマリボンをとり囲む周囲温度の空気のおかげで１１０℃以下の温度で冷却される。
【００８６】
前記実施形態に従うと、本発明の連続生産プラント３００は、押出し機１１０の下流側に位置づけされた静止型ミキサー２１０をさらに含む。静止型ミキサー２１０には、それぞれ供給及び圧送装置３１０及びギヤリボン３２０を用いて、エラストマリボンＥが供給される。前記エラストマ組成物Ｅに対し静止型ミキサー２１０内を通過するのに充分な圧力を付与するため、前記エラストマ組成物は、供給及び圧送装置３１０に供給され、この装置が今度はその下流側に設置されたギヤポンプ３２０に供給を行なう。
【００８７】
好ましくは、前記供給及び圧送用装置３１０は、エラストマ組成物の温度を著しく上昇させることがないことから、ギヤポンプ３２０に供給するために特に好まれる、１軸スクリュー押出し機である。
【００８８】
最後に、エラストマ組成物は連続したエラストマリボンＦの形態で静止型ミキサー２１０から放出される。
【００８９】
図４は、任意の適切な装置（例えばコンベヤベルト）を用いて押出し機１１０から退出するエラストマリボンＥが粉砕装置４１０まで搬送され、この装置４１０がエラストマリボンＥをエラストマの細片化された生成物Ｇへと変換する、本発明の連続生産プラント４００のさらなる実施形態を示している。
【００９０】
好ましくは、前記粉砕装置４１０は粉砕ミル又は造粒機である。
【００９１】
前記さらなる実施形態に従うと、エラストマの細片化された生成物Ｇは、図３の連続生産プラント３００を参考にして以上で開示されているような、１軸スクリュー押出し機３１０へと連続的に供給される。
【００９２】
図５は、図４の粉砕装置４１０を回避できるように、細片化された形態のエラストマ組成物を得るステップが押出し機１１０の放出開口部において直接行なわれる、本発明の連続生産プラント５００のさらなる実施形態を示している。
【００９３】
例えば、前記さらなる実施形態に従うと、エラストマ組成物は、それが通過させられる有孔ダイプレート５１０を押出しヘッドに具備することにより、押出しステップの最後で造粒され得る。
【００９４】
ダイプレート５１０には一般に、エラストマ組成物を粒状で得ることができるような形で、切断手段（図５には図示せず）が備わっている。
【００９５】
図４に示された生産プラント４００と類似の要領で、細片化された形態Ｇでのエラストマ組成物は、上述のように１軸スクリュー押出し機３１０に連続的に供給される。
【００９６】
本発明のさらなる実施形態に従うと、前記少なくとも１つの押出し機から放出された結果として得られたエラストマ組成物に対して、副次成分又はその一部分（好ましくは感温副次成分）が添加される。
【００９７】
本発明の１実施形態に従うと、押出し機１１０には、ゴム基材材料、補強用充填剤、及び感温性でない、従って、運転条件下で分解及び／又はスコーチをひき起こさずかつ／又は配合プロセスと干渉しない副次成分（例えば架橋剤、架橋促進剤、架橋遅延剤及び架橋活性剤）が供給される。
【００９８】
代替的には、前記結果として得られたエラストマ組成物に対して所定量の前記感温副次成分が添加され、一方その残留部分は直接押出し機内に導入される。
【００９９】
図６は、押出し機１１０からエラストマリボンＥの形態で放出された結果として得られたエラストマ組成物に対し、マスターバッチとして、副次成分又は少なくともその一部が添加される、本発明の連続生産プラント６００の１実施形態を示している。図６には、本発明の制限的意味のない例として、２つの副次成分の２つのマスターバッチＨ、Ｉが示されている。
【０１００】
好ましくは、前記マスターバッチは、押出し機１１０から放出された結果として得られたエラストマ組成物の少なくとも所定量と、少なくとも１つの副次成分とを、付加的な押出し機（図示せず）内へと混合し分散することによって得られる。
【０１０１】
本発明の実施形態に従うと、各々のマスターバッチは、１つの副次成分を内含している。好ましくは、前記副次成分は感温副次成分である。
【０１０２】
さらなる実施形態に従うと、各々のマスターバッチは、少なくとも２つの副次成分の混合物を内含する。
【０１０３】
好ましい実施形態においては、連続生産プラント６００はさらに、現場にて前記マスターバッチを生産するために必要である装置を含んでいる。代替的には、前記マスターバッチは、連続生産プラント６００から離れたところで生産される。
【０１０４】
図６に示されているように、（例えば減量式重量計量フィーダといったあらゆる適切な計量装置を用いて）計量された後、マスターバッチＨ、Ｉは、押出し機１１０から放出されたエラストマリボンＥと共に１軸スクリュー押出し機３１０の供給ホッパー内に導入され、図３〜５を参考にして上述したようにプロセスが連続的に実施される。
【０１０５】
本発明のさらなる実施形態に従うと、連続生産プラントはさらに撹拌装置を含む。
【０１０６】
詳細には、図７は、粉砕装置４１０から退出した一定量の細片化された生成物Ｇが、撹拌装置７１０内部で蓄積し撹拌される、本発明の連続生産プラント７００の実施形態を示す。
【０１０７】
好ましくは、撹拌装置７１０は回転ドラムである。
【０１０８】
好ましくは、撹拌ステップは、異なる時点で粉砕装置４１０から出てくる細片化された生成物が合わせてブレンドされるように、該蓄積された量を連続的に回転させることによって（例えばドラムを回転させることによって）実施される。
【０１０９】
撹拌装置７１０内部の細片化された生成物（例えば顆粒）の基本的部分の滞留時間は、ａ）撹拌装置の容積；ｂ）細片化された生成物Ｇの流速；ｃ）撹拌装置が回転ドラムである場合にはドラムの回転速度；ｄ）撹拌装置の充填度、といったような複数のパラメータに左右される。
【０１１０】
例えば、撹拌装置が回転ドラムである場合、細片化された生成物の流速は、約５０ｋｇ／時〜約５０００ｋｇ／時まで、充填度は約０．５、ドラム容積は約１ｍ３〜約５ｍ３の間、回転速度は約５ｒｐｍから約１５ｒｐｍ（例えば６ｒｐｍ）までの範囲内にあり、細片化された生成物の回転ドラム内の滞留時間は好ましくは５分〜１５分の範囲内である。
【０１１１】
図７に示されているように、撹拌ステップの終りで、撹拌された細片化された生成物Ｌは、撹拌装置７１０から放出され、１軸スクリュー押出し機３１０に供給される。かくして、図３〜６を参考にして記述されている通り、プロセスは連続して実施される。
【０１１２】
本発明のさらなる実施形態に従うと、図８は、細片化された形態Ｇのエラストマ組成物を得るステップが、図５を参考にして上述した通り、押出し機１１０の放出開口部において直接実施される連続生産プラント８００を示している。
【０１１３】
さらなる実施形態に従うと、副次成分のマスターバッチは、撹拌装置７１０の内部で（押出し機１１０から放出される）結果として得られたエラストマ組成物に添加される。
【０１１４】
詳細には、図９は、細片化された形態の２つの副次成分の２つのマスターバッチＨ’、Ｉ’及び押出し機１１０から排出する細片化された形態の結果として得られたエラストマ組成物Ｇが撹拌装置７１０に供給される、連続生産プラント９００を示している。
【０１１５】
図１０は、副次成分又は少なくともその一部分が１軸スクリュー押出し機の内部で撹拌されたエラストマ組成物に添加される、本発明の連続生産プラント９５０を示している。
【０１１６】
前記実施形態に従うと、細片化された形態Ｇのエラストマ組成物は、撹拌装置７１０内に撹拌され、連続的に副次成分Ｈ、Ｉに添加される。好ましくは、前記副次成分Ｈ、Ｉは上述のようなマスターバッチの形態をしている。好ましくは、前記マスターバッチは、細片化された形態に縮小される。代替的には、前記マスターバッチは、リボンの形態で１軸スクリュー押出し機３１０内に導入（注入）される。
【０１１７】
本発明の好ましい実施形態に従うと、１つ以上の処方成分が、細片化された形態でそれぞれの計量装置に供給される。
【０１１８】
好ましくは、副次成分は、細片化された形態で供給される。
【０１１９】
本発明のさらなる実施形態に従うと、１つ以上の処方成分が、空気圧式搬送ラインを用いてそれぞれの計量装置に搬送される。
【０１２０】
空気圧式搬送ラインが使用される場合、好ましくは、その空気圧式搬送に特に適した細片化された自由流動形態で（in a subdivided free-flowing form）、少なくとも１つの副次成分が生産プラントに供給される。
【０１２１】
好ましくは、前記自由流動特性ならびに高い寸法的規則性及び安定性は、熱可塑性結合剤の中に前記少なくとも１つの副次成分を分散させることによって得られる。
【０１２２】
その上、熱可塑性結合剤は、押出し機内に導入された時点で容易に溶融し、かくして加工助剤として作用し、最終的エラストマ組成物の特性に著しい変化を全くひき起こすことなく、ゴム基材内への前記少なくとも１つの副次成分の分散を著しく改善させる。
【０１２３】
細片化された形態で押出し機に計量及び供給され得る副次成分は、例えば、以下のものの中から選択可能である：
（ａｌ）（通常は可溶性結晶形態か又は任意には油相中に分散された不溶性重合体形態の）硫黄；硫黄供与体（例えばアルキルチウラムジスルフィド）；有機過酸化物；
（ａ２）チアゾール、スルフェンアミド、グアニジン、チウラム、ジチオカルバメート、アミン、キサントゲン酸塩といった架橋促進剤；
（ａ３）アルファ−メチルスチレン樹脂、クマロン樹脂といった合成樹脂；
（ａ４）亜鉛化合物（例えばＺｎＯ、ＺｎＣＯ３、脂肪酸亜鉛塩）といったような架橋活性剤、
（ａ５）カルボン酸、フタルイミド誘導体、ジフェニルアミン誘導体といったような架橋遅延剤；
（ａ６）ヘキサメチレンテトラミン（ＨＭＴ）、レソルシノールといったような接着促進剤；
（ａ７）芳香族ジアミン（例えば、Ｎ−（１，３−ジメチルブチル）−Ｎ’−ｐ−フェニレンジアミン（６ＰＰＤ））、ジヒドロキノリン誘導体、イミダゾール誘導体といったような保護剤；
（ａ８）シリカ用カップリング剤、特に硫黄含有加水分解シラン（例えば３，３’−ビス（トリエトキシシリルプロピル）テトラスルフィド（ＴＥＳＰＴ））といったようなカップリング剤；
（ａ９）金属カルボン酸塩（例えばジブチルチンジラウレート（ＤＢＴＬ）といった縮合触媒。
【０１２４】
上述のリストは、ゴム混合物、特にタイヤ用のゴム混合物の中で使用される最も一般的な副次成分のいくつかの例を示すためのみに記されており、本発明の範囲を制限するものとして意図されたものではない。
【０１２５】
本発明に従った方法は、あらゆる種類のエラストマ、特にタイヤ業界で使用されるエラストマのゴム混合物を生産するのに利用可能である。一般的には、エラストマ基材は、ジエンエラストマ重合体及びモノオレフィンエラストマ重合体又はそれらの混合物の中から選択可能である。
【０１２６】
ジエンエラストマ重合体は一般的には天然由来のものであるか、又は、任意に５０重量％以下の量の少なくとも１つのモノビニルアレンと共に、少なくとも１つの共役ジオレフィンを溶液又はエマルジョンの形態で重合させることによって得ることも可能である。ジエンエラストマ重合体の例としては、シス−１，４−ポリイソプレン（天然か又は合成、好ましくは天然ゴム）、３，４−ポリイソプレン、ポリ−１，３−ブタジエン（特に１５〜８５重量％の１，２−重合単位含有量をもつ、高ビニルポリ−１，３−ブタジエン）、ポリクロロプレン、任意にハロゲン化されたイソプレン／イソブテン共重合体、１，３−ブタジエン／アクリロニトリル共重合体、１，３−ブタジエン／スチレン共重合体、１，３−ブタジエン／イソプレン共重合体、イソプレン／スチレン共重合体、イソプレン／１，３−ブタジエン／スチレン三元共重合体、又はその混合物がある。
【０１２７】
モノオレフィンエラストマ重合体に関しては、それらは、３〜１２個の炭素原子をもつ少なくとも１つのアルファオレフィンと、及び任意に、４〜１２個の炭素原子をもつジエンと、のエチレン共重合体；ポリイソブテン；少なくとも１つのジエンとのイソブテン共重合体の中から選択され得る。特に好ましいのは、エチレン／プロピレン共重合体（ＥＰＲ）；エチレン／プロピレン／ジエン三元重合体（ＥＰＤＭ）；ポリイソブテン；ブチルゴム；ハロブチルゴム；又はその混合物である。
【０１２８】
ゴム混合物はさらに、カーボンブラック、シリカ、アルミナ、アルミノケイ酸塩、炭酸カルシウム、カオリン、二酸化チタン、又はそれらの混合物といったような少なくとも１つの補強用充填剤を含む。特に好ましいのは、カーボンブラック及びシリカ、又はそれらの混合物である。補強用充填剤の量は、一般に０．１〜１２０ｐｈｒ、好ましくは２０〜９０ｐｈｒ（ｐｈｒ＝合計エラストマ基材１００重量部あたりの重量部）であり得る。
【０１２９】
加工性を改善するために、好ましくはゴム混合物に対し少なくとも１つの可塑化剤が添加される。これは一般に、鉱油、植物油、合成油など、又はそれらの混合物、例えば芳香油、ナフテン油、フタレート、大豆油、又はそれらの混合物の中から選択される。可塑化剤の量は一般に２〜１００ｐｈｒ、好ましくは５〜５０ｐｈｒの範囲内であり得る。
【０１３０】
本発明をここで以下の作業例によってさらに例示する。
【実施例】
【０１３１】
実施例１（発明）
図４の概略的生産方法に従ってエラストマ組成物を生産した。
【０１３２】
前記エラストマ組成物は、エラストマ基材として天然ゴム（ＮＲ）及びブタジエンゴム（ＢＲ）を、そして補強用充填剤としてカーボンブラックを用いることによって調製された。
【０１３３】
エラストマ組成物の処方は、下表１に報告されている。
【０１３４】
【表１】
2005532926.tif 000003
【０１３５】
「ｐｈｒ」という語は、合計ゴム１００重量部あたりの重量部を表わす。
【０１３６】
天然ゴム及びブタジエンゴムは、回転刃の備わった２基のミルを用いて、約１ｃｍの平均粒度をもつ顆粒の形態で得られた。
【０１３７】
再凝集を防止するため、得られた２つのゴム顆粒にはシリカを粉付けした。
【０１３８】
続いて、２つのゴムの粒子の機械的ブレンディングを実施し、５８ｍｍのシリンダ直径及び４８というＬ／Ｄ比を有する同時回転かみ合い２軸スクリュー押出し機の第１の供給用ホッパー（主ホッパー）に、２つの異なるゴムのブレンディングした顆粒を供給した。
【０１３９】
前記ブレンディングした顆粒の２軸スクリュー押出し機に対する供給は、重量計量フィーダを用いて実施した。
【０１４０】
粉末の形態をした副次成分を２軸スクリュー押出し機の異なるゾーンで導入した。
【０１４１】
約５０重量％の補強用充填剤すなわちカーボンブラックを、専用重量計量フィーダを用いて、２軸スクリュー押出し機の第１の供給用ホッパーに、造粒したゴムと共に供給した。
【０１４２】
カーボンブラックの残留部分ならびに酸化亜鉛、ろう及びステアリン酸を、異なる専用重量計量フィーダすなわち各成分用の重量計量フィーダを用いて、２軸スクリュー押出し機の第２の供給用ホッパーに供給した。
【０１４３】
専用重量計量フィーダを用いて、２軸スクリュー押出し機のさらなる供給用ホッパーに、不溶性硫黄、Ｎ−シクロヘキシルチオフタロイミド（ＰＶＩ）及びＮ−ｔｅｒｔブチルメルカプトベンゾチアジルスルフェンアミド（ＴＢＢＳ）すなわち硬化剤を供給した。
【０１４４】
重量計量により制御される供給用ポンプを用いて、溶融状態で酸化防止剤６ＰＰＤを注入した。
【０１４５】
供給用重量計量システムによって生産プロセス内に導入された重量誤差を見極めるため、各々の重量計量フィーダには、オンライン電子制御装置が備わり、これが処方成分の瞬間流量を測定し表示した。必要とあらば、前記制御は、重量計量フィーダの供給機構に作用することによって、瞬間流量を補正することができた。
【０１４６】
押出されたエラストマ組成物は、約１０ｃｍの幅と約２ｃｍの厚みを有する連続したリボンの形態をしていた。
【０１４７】
約１ｃｍの平均粒度を有するエラストマ顆粒を得るため前記リボンをペレット化するべく、回転刃の備わったミルに前記リボンを供給した。
【０１４８】
粒状形態のエラストマ組成物１００ｋｇを生産し、再凝集を防止するべくシリカで粉付けした。
【０１４９】
続いて、前記顆粒を、シリンダ径５０ｍｍ、Ｌ／Ｄ比１２の１軸スクリュー押出し機に供給した。
【０１５０】
１軸スクリュー押出し機は、そこから排出する押出物を均質化するため、静止型ミキサー（スルザー・ケムテク株式会社（Ｓｕｌｚｅｒ  Ｃｈｅｍｔｅｃｈ  Ｌｔｄ）製のスルザー静止型ミキサーＫ−ＸＤＮ）に対し、エラストマ組成物を供給するステップを実施した。
【０１５１】
静止型ミキサーから排出するエラストマ組成物は、約１３０℃の温度であり、約３ｃｍの直径をもつ棒材の形態をしていた。
【０１５２】
前記棒材から８つの試料（各試料は、長さ約２５ｍｍ、直径約１４ｍｍの円筒形をしている）を得、これを１７０℃で１０分間の硬化ステップに付した。
【０１５３】
続いて、以下の特性を評価する目的で前記試料をテストした：
−  ＩＳＯ規格２８９／１に従った１００℃のムーニー粘度ＭＬ（１＋４）；
−  ＩＳＯ規格３７に従った機械的特性（１００％モジュラス（Modulus）、３００％モジュラス、破断時応力、破断時伸び）；
−  動的弾性特性、及び
−  ＩＳＯ規格４８に従った２３℃及び１００℃でのＩＲＨＤ度単位での硬度。
【０１５４】
表２では、テスト対象試料の各特性についての算術平均値が報告されている。
【０１５５】
動的弾性特性を、以下の方法に従って、圧縮モードでのダイナミックインストロン装置で測定した。初期長との関係において１０％までの長手方向変形まで圧縮予備荷重を加え、試験の間中予め固定された温度（７０℃又は２３℃）に保った各々の試料を、１００Ｈｚの周波数で、予備荷重下の長さに関して±３．３３％の振幅をもつ動的正弦的歪みに付した。動的弾性特性は、動的弾性モジュラス（Ｅ’）及びタンデルタ（損失係数）値で表現された。タンデルタ値は、共に上述の動的測定値で決定されている粘性モジュラス（Ｅ’’）と弾性モジュラス（Ｅ’）との間の比率として計算された。
【０１５６】
上述の試料を参考にして、試験対象の特性の各々について、平均値からの測定値のばらつきを定量化するため、本願出願人は二乗平均平方根偏差（σ）及びばらつき係数（ｖ）を計算した。
【０１５７】
【表２】
2005532926.tif 000004
なおここでばらつき係数Ｖは以下のように計算される：
【数１】
2005532926.tif 000005
又は
【数２】
2005532926.tif 000006
式中
【数３】
2005532926.tif 000007
は、全ての試料についての特性ｘの測定値の算術平均である：すなわち
【数４】
2005532926.tif 000008
・Ｎは、考慮された試料の合計数であり、
・σは、以下の通りに計算される二乗平均平方根偏差である。
【数５】
2005532926.tif 000009
【０１５８】
ばらつき係数Ｖは二乗平均平方根偏差σに正比例することから、Ｖの値が大きくなればなるほどσの値は大きくなる、すなわち平均値
【数６】
2005532926.tif 000010
に対応した値を中心とするガウス曲線の振幅は大きくなる。当然のことながら、Ｖの値が大きくなればなるほど、試料毎の測定された物理化学特性の不一致は大きくなる。
【０１５９】
実施例２（発明）
実施例１のエラストマ組成物が、図７に示されているタイプの連続生産プラント内で加工された。
【０１６０】
前記エラストマ組成物は、ミルから排出する粒状のエラストマ組成物を回転ドラムに供給したという事実を除いて、実施例１と同じ生産手順及び同じ運転条件に付した。
【０１６１】
粒状のエラストマ組成物１００ｋｇを生産し、再凝集を防ぐべくシリカで粉付けした。
【０１６２】
続いて、前記顆粒量を、１，５００リットルの容量をもつ前記回転ドラムに供給し、ペレット化された押出物を均質化するべく、約２５ｒｐｍの回転速度で１０分間撹拌した。
【０１６３】
撹拌ステップの終りで、回転ドラムを停止させ、放出された顆粒を、実施例１に記述されているように、静止型ミキサーに結びつけられた１軸スクリュー押出し機に供給した。
【０１６４】
実施例１と類似の要領で、静止型ミキサーから排出する結果として得られたエラストマ組成物は、約１３０℃の温度で、約３ｃｍの直径の棒材の形態をしていた。
【０１６５】
前記棒材から８つの試料（各試料は長さ約２５ｍｍ、直径約１４ｍｍの円筒形をしている）を得、これを１７０℃で１０分間の硬化ステップに付した。
【０１６６】
続いて、（実施例１に記述されているように）上述の特性を評価するために前記試料をテストし、その結果は、表３で報告されている。
【０１６７】
表３では、テスト対象試料の各特性についての算術平均値が報告されている。
【０１６８】
【表３】
2005532926.tif 000011
【０１６９】
実施例３（発明）
図９の概略的生産方法に従ってエラストマ組成物を生産した。
【０１７０】
エラストマ基材として天然ゴム（ＮＲ）及びブタジエンゴム（ＢＲ）を、又補強用充填剤としてカーボンブラックを使用することにより、前記エラストマ組成物を調製した。
【０１７１】
エラストマ組成物の処方は下表４で報告されている。
【０１７２】
【表４】
2005532926.tif 000012
【０１７３】
実施例１で記述されているように、ブレンディング後に顆粒状で得られた天然ゴム及びブタジエンゴムを、５８ｍｍのシリンダ直径及びＬ／Ｄ比４８の同時回転かみ合い２軸スクリュー押出し機の第１の供給用ホッパ（主ホッパー）に供給した。
【０１７４】
表４に記された副次成分を、２軸スクリュー押出し機の異なるゾーンで、粉末の形態で導入した。
【０１７５】
供給用充填剤すなわちカーボンブラックを約５０重量％、造粒したゴムと共に第１の供給用ホッパーに供給し、一方カーボンブラックの残留部分ならびに酸化亜鉛、ろう及びステアリン酸を２軸スクリュー押出し機の第２の供給用ホッパーに供給した。
【０１７６】
重量計量により制御される供給ポンプを用いて、溶融状態で酸化防止剤６ＰＰＤを注入した。
【０１７７】
不溶性硫黄、Ｎ−シクロヘキシルチオフタロイミド（ＰＶＩ）及びＮ−ｔｅｒｔブチルメルカプトベンゾチアジルスルフェンアミド（ＴＢＢＳ）すなわち硬化剤を、２軸スクリュー押出し機内で処理せず、表５及び表６で報告された組成を有する２つのマスターバッチを用いて、２軸スクリュー押出し機から排出する結果として得られたエラストマ組成物に添加した。
【０１７８】
【表５】
2005532926.tif 000013
【０１７９】
【表６】
2005532926.tif 000014
【０１８０】
マスターバッチ１及び２を、それぞれ表５及び６に報告された処方に従った所定量の（押出し機から排出する）エラストマ組成物及び感温副次成分を供給した、さらなる２軸スクリュー押出し機を用いて、図９に示された生産プラントから離れたところで調製した。
【０１８１】
続いて、約５ｍｍの平均粒度を有する顆粒を得るため、切断装置を用いてマスターバッチ１及び２をペレット化した。
【０１８２】
２軸スクリュー押出し機から排出する結果として得られたエラストマ組成物を、約１ｃｍの平均粒度を有するエラストマ顆粒を得るために、ペレット化した。図９に記された実施形態に従うと、押出しヘッドに有孔ダイプレートを具備し、エラストマ組成物がそこを通過したことによって、押出し機の放出開口部において直接エラストマ組成物がペレット化された。
【０１８３】
２軸スクリュー押出し機から排出する結果として得られた８０ｋｇのエラストマ組成物、１０．９３ｋｇのマスターバッチ１及び９．０７ｋｇのマスターバッチ２（合計１００ｋｇ）を、１，５００リットルの容量を有する回転ドラムに供給し、ペレット化された押出物を均質化するべく約２５ｒｐｍの回転速度で１０分間撹拌した。
【０１８４】
撹拌ステップの終りで、回転ドラムを停止させ、放出された顆粒を、実施例１に記述されているように、静止型ミキサーに結びつけられた１軸スクリュー押出し機に供給した。
【０１８５】
実施例１と類似の要領で、（静止型ミキサーから排出する）結果として得られたエラストマ組成物は、約１３３℃の温度で、約３ｃｍの直径の棒材の形態をしていた。
【０１８６】
前記棒材から５つの試料（各試料は長さ約２５ｍｍ、直径約１４ｍｍの円筒形をしている）を得、これを１７０℃で１０分間の硬化ステップに付した。
【０１８７】
続いて、上述の特性を評価するために前記試料をテストし、その結果は、表７で報告されている。
【０１８８】
表７では、テスト対象試料の各特性についての算術平均値が報告されている。
【０１８９】
【表７】
2005532926.tif 000015
【０１９０】
実施例４（比較）
実施例１のエラストマ組成物を計量し、図１に示された連続生産プラントに従って同時回転かみ合い２軸スクリュー押出し機に供給した。
【０１９１】
エラストマ基材として天然ゴム（ＮＲ）及びブタジエンゴム（ＢＲ）を、又補強用充填剤としてカーボンブラックを使用することにより、前記エラストマ組成物を調製した。
【０１９２】
天然ゴム及びブタジエンゴムは、回転刃の備わった２基のミルを用いて、約１ｃｍの平均粒径をもつ顆粒の形態で得られた。
【０１９３】
再凝集を防止するため、得られた２つのゴム顆粒にはシリカを粉付けした。
【０１９４】
続いて、２つのゴムの粒子の機械的ブレンディングを実施し、５８ｍｍのシリンダ直径及び４８というＬ／Ｄ比を有する同時回転かみ合い２軸スクリュー押出し機の第１の供給用ホッパー（主ホッパー）に、２つの異なるゴムのブレンディングした顆粒を供給した。
【０１９５】
前記ブレンディングした顆粒の２軸スクリュー押出し機に対する供給は、重量計量フィーダを用いて実施した。
【０１９６】
粉末の形態をした副次成分を２軸スクリュー押出し機の異なるゾーンで導入した。
【０１９７】
約５０重量％の補強用充填剤すなわちカーボンブラックを、専用重量計量フィーダを用いて、２軸スクリュー押出し機の第１の供給用ホッパーに、造粒したゴムと共に供給した。
【０１９８】
カーボンブラックの残留部分ならびに酸化亜鉛、ろう及びステアリン酸を、異なる専用重量計量フィーダすなわち各成分用の重量計量フィーダを用いて、２軸スクリュー押出し機の第２の供給用ホッパーに供給した。
【０１９９】
専用重量計量フィーダを用いて、２軸スクリュー押出し機のさらなる供給用ホッパーに、不溶性硫黄、Ｎ−シクロヘキシルチオフタロイミド（ＰＶＩ）及びＮ−ｔｅｒｔブチルメルカプトベンゾチアジルスルフェンアミド（ＴＢＢＳ）すなわち硬化剤を供給した。
【０２００】
重量計量により制御される供給用ポンプを用いて、溶融状態で酸化防止剤６ＰＰＤを注入した。
【０２０１】
押出ししたエラストマ組成物は、幅約１０ｃｍ、厚み約２ｃｍの連続するリボン状であった。押出物の温度は約１２６℃であった。
【０２０２】
前記リボンから１０個の試料を得、１７０℃で１０分間硬化に付し、その物理化学特性を評価するためにテストした。
【０２０３】
結果は表８で報告されている。
【０２０４】
【表８】
2005532926.tif 000016
【０２０５】
表２、３、７及び８に報告された値を比較することにより、本発明の生産方法で得られるエラストマ試料の測定上の物理化学特性に関連したばらつき係数Ｖが、従来の生産方法で得られるエラストマ試料の対応するばらうき係数Ｖよりも、著しく低いものであることを指摘することができる。
【０２０６】
上述のように、非常に低いばらつき係数は、本発明に従った生産方法から得られたエラストマ組成物の物理化学特性が、生産活動全体にわたり実質的に一貫性あるものであることを意味することから、ばらつき係数Ｖが著しく減少したという事実は、特に有利なことである。
【０２０７】
このことはすなわち、該生産方法の異なる瞬間において同じ処方から得られるエラストマ製品が特性の均一性ならびに高品質の一貫性を示し、かくして同じ生産活動に属する製品間で実質的に同じ挙動が確保できるようになっていると予想されることを意味している。
【０２０８】
さらに、２つの２軸スクリュー押出し機が備わった先行技術の連続方法と比較した場合、本発明に従った連続生産方法は、結果として得られたエラストマ組成物の物理化学特性のばらつきに関し優れた結果をもたらし、有利にも比較的安価でかつ実施が比較的複雑でない。
【図面の簡単な説明】
【０２０９】
【図１】エラストマ組成物を生産するための従来のプラントの概略図である。
【図２】本発明に従ったエラストマ組成物の連続生産プラントの異なる実施形態の概略図である。
【図３】本発明に従ったエラストマ組成物の連続生産プラントの異なる実施形態の概略図である。
【図４】本発明に従ったエラストマ組成物の連続生産プラントの異なる実施形態の概略図である。
【図５】本発明に従ったエラストマ組成物の連続生産プラントの異なる実施形態の概略図である。
【図６】本発明に従ったエラストマ組成物の連続生産プラントの異なる実施形態の概略図である。
【図７】本発明に従ったエラストマ組成物の連続生産プラントの異なる実施形態の概略図である。
【図８】本発明に従ったエラストマ組成物の連続生産プラントの異なる実施形態の概略図である。
【図９】本発明に従ったエラストマ組成物の連続生産プラントの異なる実施形態の概略図である。
【図１０】本発明に従ったエラストマ組成物の連続生産プラントの異なる実施形態の概略図である。
【図２】
2005532926.tif 000017
【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】
2005532926.tif 000023
【図９】
2005532926.tif 000024
【図１０】
2005532926.tif 000025
【図１】
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【国際調査報告】
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