(57)【要約】【課題】粉体の初期含水率のいかんにかかわらず、含水率を簡易かつ精度よく調整することができる調整方法を提供する。【解決手段】粉体の含水率Ｘが目標含水率Ｙ未満となるまで粉体を乾燥し、乾燥後の粉体に含水率Ｘが目標含水率Ｙと等しくなるような所定量Ｗの水を給水する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定量Ｆの粉体を、該粉体の含水率Ｘが目標含水率Ｙ未満となるまで乾燥し、前記乾燥した粉体に、前記含水率Ｘが前記目標含水率Ｙに等しくなるような所定量Ｗの水を給水する粉体の含水率調整方法。
【請求項２】
前記所定量Ｗが、前記所定量Ｆと前記含水率Ｘと前記目標含水率Ｙとからなる以下の式から求められる請求項１に記載の粉体の含水率調整方法。
Ｗ＝Ｆ×（Ｘ＋Ｙ）／（１−Ｙ）
【請求項３】
前記粉体の含水率Ｘが赤外線水分計で求められる請求項１又は２に記載の粉体の含水率調整方法。
【請求項４】
前記粉体の乾燥を該粉体を加熱することにより行うようにした請求項１〜３のいずれかに記載の粉体の含水率調整方法。
【請求項５】
前記粉体の乾燥を該粉体を攪拌しながら行うようにした請求項１〜４のいずれかに記載の粉体の含水率調整方法。
【請求項６】
前記粉体の乾燥を真空状態下で行うようにした請求項１〜５のいずれかに記載の粉体の含水率調整方法。
【請求項７】
前記粉体が、ゴム組成物の補強剤として用いられるシリカ又はカーボンブラックである請求項１〜６のいずれかに記載の粉体の含水率調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粉体の含水率の調整方法に関し、更に詳しくは、粉体の初期含水率のいかんにかかわらず、含水率を精度よくかつ均一に調整することができる調整方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、原料ゴムにシリカやカーボンブラックなどの補強剤（フィラー）を配合することにより、加硫ゴムの補強性を向上することが行われている。これらの補強剤は粉体として使用されるが、含有する水分量により未加硫ゴムの加硫速度や加硫ゴムの機械的強度、例えば硬さや引張強度などが大きな影響を受けることが知られている。そのため、ゴム組成物の製造工程においては、使用時、特に混練工程の直前におけるフィラーの含水率を精度よく管理することが重要である。例えば、シリカは８％前後の含水率を、カーボンブラックは１％未満の含水率を、それぞれ有することが好ましいとされている。
【０００３】
このような問題を解決するため、特許文献１は、シリカの含水率を測定し、目標の含水率に対して不足する水分を自動的に加水してからミキサーに供給するゴム混練設備を提案している。
【０００４】
しかし、上記のゴム混練設備では、シリカの初期含水率が、目標の含水率を超過している場合には対応することができないという問題があった。シリカの含水率を下げるには、熱風やヒータなどでシリカを加熱乾燥することが考えられるが、そのような手段により含水率を調整する方法は、給水により含水率を調整する方法に比べて、含水率を精度よく調整することは難しく、複雑な機構の乾燥装置が必要となるという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−２０５５８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、粉体の初期含水率のいかんにかかわらず、含水率を簡易かつ精度よく調整することができる調整方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成する本発明の粉体の含水率調整方法は、所定量Ｆの粉体を該粉体の含水率Ｘが目標含水率Ｙ未満となるまで乾燥し、前記乾燥した粉体に前記含水率Ｘが前記目標含水率Ｙに等しくなるような所定量Ｗの水を給水することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の粉体の含水率調整方法によれば、粉体の含水率が目標値未満となるように粉体を乾燥してから、所定量の水を給水して含水率が目標値となるようにしたので、粉体の初期含水率のいかんにかかわらず含水率を簡易かつ精度よく調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態からなる粉体の含水率調整方法を実施する装置の断面図である。
【図２】図１においてＡ−Ａ矢視で示す断面図である。
【図３】制御装置の機能を説明するフロー図である。
【図４】制御装置の機能の他の例を説明するフロー図である。
【図５】粉体の含水率調整装置の別の例を示す断面図である。
【図６】粉体の含水率調整装置の更に別の例を示す断面図である。
【図７】図２の断面図の別の例である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００１１】
図１は、本発明の実施形態からなる粉体の含水率調整方法を実施するための装置の例を示す。
【００１２】
この粉体の含水率調整装置（以下、単に「調整装置」という。）は、調整容器である横置きされた中空円筒形状の回転ドラム１の両端の開口部に、シール機構２を介してそれぞれ固定フード３Ａ、３Ｂを接続し、一方の固定フード３Ａに粉体の供給口４と排出口５を設けると共に、他方の固定フード３Ｂには給水管６と水分計７の信号線８ａを貫通するように取り付けたものである。給水管６における固定フード３Ｂとの貫通部分には、図示しないロータリージョイントが介設されている。
【００１３】
回転ドラム１は、乾燥手段である加熱ヒータ９により外囲されていると共に、図２に示すように、基台１０に立設された複数の支持ローラ１１及び駆動ローラ１２の上にローラ受け１３を介して載置され、電動機１４で駆動ローラ１２を駆動させることにより回転可能に支持されている。
【００１４】
一方の固定フード３Ａにおける粉体の供給口４は、粉体供給手段であるホッパー１５及び切出機１６に分離可能に接続しており、回転ドラム１が回転する際などには、ホッパー１５及び切出機１６を切り離せるようになっている。
【００１５】
他方の固定フード３Ｂに取り付けられた給水管６は、給水タンク１７及び電磁弁１８とともに給水手段を形成し、回転ドラム１内に位置する噴霧ノズル１９に接続している。また、信号線８ａに接続する水分計７は、回転ドラム１内の底面近傍に配置されている。水分計７の種類は限定するものではないが、非接触で取扱いが容易である点から赤外線水分計を用いることが望ましい。なお、ここで赤外線水分計とは、特定波長の測定光を検体（粉体）に照射し、その反射光を測定することにより水分測定を行うものを指す。
【００１６】
上述した水分計７、加熱ヒータ９、電動機１４、切出機１６及び電磁弁１８は、それぞれ信号線（８ａ〜８ｅ）を通じて制御装置２０に電気的に接続している。制御装置２０は、中央処理装置（ＣＰＵ）を有するパーソナルコンピュータなどから構成することができる。
【００１７】
このような調整装置における制御装置２０の機能を、図３に基づいて以下に説明する。
【００１８】
まず、切出機１６により所定量Ｆの粉体をホッパー１５から回転ドラム１内へ供給する（Ｓ１０）。次に、回転ドラム１へ粉体を供給した（Ｓ１０）後に、電動機１４を起動して回転ドラム１を回転駆動させる（Ｓ１１）。加熱ヒータ９をオンにし（Ｓ１２）、回転ドラム１の壁面を介して粉体を加熱し乾燥させる。例えば、粉体がゴム組成物の補強剤であるシリカの場合には、約５０〜１００℃の温度で加熱することが好ましい。
【００１９】
そして、水分計７により粉体の含水率Ｘを測定し（Ｓ１４）、測定した含水率Ｘが、あらかじめ設定された目標含水率Ｙ未満となるまで加熱して乾燥を行う（Ｓ１６）。含水率Ｘが目標含水率Ｙ未満とした後に、加熱ヒータ９をオフにして加熱を中止し（Ｓ１８）、含水率Ｘが目標含水率Ｙと等しくなるような所定量Ｗの水を給水する。その所定量Ｗは以下の（１）式により計算される（Ｓ２０）。
Ｗ＝Ｆ×（Ｘ＋Ｙ）／（１−Ｙ）   ---（１）
【００２０】
次に、電磁弁１８の開度を調節して、上記（１）式で求めた所定量Ｗの水を噴霧ノズル１９を通じて粉体へ噴霧して含水率の調整を行う（Ｓ２２）。
【００２１】
なお、調整後の粉体については、回転ドラム１を停止した（Ｓ２３）後に、回転ドラム１を固定フード３Ａ側へ傾けるなどの適当な手段により排出口５から取り出し、混練りなどの次工程に供する。
【００２２】
このように、粉体の含水率の調整において、含水率が目標値未満となるように粉体を乾燥してから、所定量の水を給水して含水率が目標値となるようにしたので、粉体の初期含水率の大きさにかかわらず含水率を簡易かつ精度よく調整することができる。また、攪拌しながら乾燥及び給水を行うようにしたので、粉体の含水率を均一にすることができる。
【００２３】
図４は、調整装置における制御装置２０の機能の他の例を示す。
【００２４】
この例では、上記図３の例に加えて、含水率Ｘが目標含水率Ｙ未満になるまで、水分計７による粉体を含水率Ｘの測定を繰り返し行う（Ｓ１４〜Ｓ１５）ようにしている。このようにすることで、粉体の乾燥工程（Ｓ１６）の効率化を図ることができる。
【００２５】
上記の調整装置には、図５に示すように、流量計２１、真空ポンプ２２及び温度計２３のうちの少なくとも１つを設置し、その設置した装置を信号線８ｆ〜８ｈのいずれかを介して制御装置２０に接続することが望ましい。
【００２６】
流量計２１は、給水管６において電磁弁１８の下流側に配置され、給水時（Ｓ２２）に流量計２１からの信号を電磁弁１８の開度調整にフィードバックさせることにより、所定量Ｗの水を正確に噴霧ノズル１９へ送ることができるようになるため、含水率の調整精度を向上することができる。
【００２７】
真空ポンプ２２は、固定フード３Ｂを貫通するようにロータリージョイントを介して取り付けられた排気管２４に接続される。この真空ポンプ２２で回転ドラム１内の気体を排気筒２５などから外部へ排出することにより、加熱・乾燥時において回転ドラム１内を真空状態にすることができるため、含水率の調整精度を向上することができると共に、真空状態により粉体の乾燥が促進されるため、加熱ヒータ９の加熱温度を低くしたり、調整時間を短縮したりすることができる。
【００２８】
温度計２３は、回転ドラム１内の空間の中央部に配置される。このように温度計２３を設けることにより、加熱ヒータ９による粉体の加熱時（Ｓ１２〜Ｓ１６）において、粉体の温度が乾燥に必要な水の沸点以上となるように、温度計２３の測定値を加熱ヒータ９の出力にフィードバックさせることができる。
【００２９】
この温度計２３を設置した場合には、図６に示すように、気圧センサー２６も回転ドラム１内に配置することが望ましい。この気圧センサー２４は、信号線８ｉにより制御装置２０に接続される。このように気圧センサー２６を設けることにより、回転ドラム１内の気圧を検知し、そのときの温度計２３の測定結果から回転ドラム１内の圧力下での水の沸点を求めることができるので、制御装置２０により加熱ヒータ９の出力を水の沸騰状態を維持するように制御することで、効率的に粉体の乾燥を行うことができる。なお、前述の真空ポンプ２２も設置している場合には、制御装置２０により加熱ヒータ９の出力と一緒に真空ポンプ２２の運転も制御することで、更に効率的に粉体の乾燥を行うことができる。
【００３０】
回転ドラム１を回転して調整を行う場合には、図７に示すように、回転ドラム１の内面に複数の攪拌羽根２７を設けることが望ましい。このようにすることで、回転ドラム１の回転中に粉体がより攪拌されるため、含水率をより均一にすることができる。また、この撹拌羽根２７を、回転ドラム１の軸方向（長手方向）に沿って螺旋状に延ばすことで、粉体が軸方向にも移動するようになるため、攪拌の程度を更に高めることができる。
【００３１】
なお、調整容器としては、上述した回転ドラム１に限るものではなく、例えば固定式の容器に、回転可能な攪拌羽根等からなる攪拌手段を設けるようにしてもよい。
【００３２】
本発明の調整方法の用途は特に限定するものではないが、ゴム組成物の補強剤であるシリカやカーボンブラックの混練工程の直前における含水率の調整に好適に用いることができる。
【符号の説明】
【００３３】
１  回転ドラム
２  シール機構
３Ａ、３Ｂ  固定フード
４  供給口
５  排出口
６  給水管
７  水分計
８ａ〜８ｈ  信号線
９  加熱ヒータ
１０  基台
１１  支持ローラ
１２  駆動ローラ
１３  ローラ受け
１４  電動機
１５  ホッパー
１６  切出機
１７  給水タンク
１８  電磁弁
１９  噴霧ノズル
２０  制御装置
２１  流量計
２２  真空ポンプ
２３  温度計
２４  排気管
２５  排気筒
２６  気圧センサー
２７  撹拌羽根
【図１】
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【図２】
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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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