(57)【要約】      （修正有）【課題】作業時の危険性を伴うことなく、かつ、ゴムの再凝集を生ずることなくゴムの粉砕を行うことを可能とすることで、不純物の除去効率をより向上できる粉砕ゴムの製造方法および製造装置を提供する。【解決手段】不純物を含むゴム材料を水と混合した状態で粉砕して、３ｍｍ角以下の粉砕ゴムを製造する方法であって、粉砕中または粉砕直後のゴム材料を冷却する。回転軸から半径方向の外側に複数の回転刃を有する回転部材１０と、回転刃に対向して近接配置された複数の固定刃を有して回転部材の周囲に回転部材と同心に設けられる環状の固定部材２０とを備える粉砕機１を具備し、回転刃と固定刃とにより、不純物を含むゴム材料を粉砕して粉砕ゴムを製造する装置であって、粉砕直後のゴム材料に対し水をかけるためのノズル９を備える。【選択図】図６
2015016445.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
不純物を含むゴム材料を水と混合した状態で粉砕して、３ｍｍ角以下の粉砕ゴムを製造する方法であって、粉砕中または粉砕直後の該ゴム材料を冷却することを特徴とする粉砕ゴムの製造方法。
【請求項２】
回転軸から半径方向の外側に複数の回転刃を有する回転部材と、該回転刃に対向して近接配置された複数の固定刃を有して前記回転部材の周囲に該回転部材と同心に設けられる環状の固定部材とを備える粉砕機を用いて、該回転刃と該固定刃とにより、不純物を含むゴム材料を水と混合した状態で粉砕して、粉砕ゴムを製造する方法であって、粉砕中または粉砕直後の該ゴム材料を冷却することを特徴とする粉砕ゴムの製造方法。
【請求項３】
前記固定部材が、所定の間隔を空けて円周方向に沿って複数個が設けられた縦ブレードと、隣り合う該縦ブレード間に水平に架け渡され、かつ、上下方向に複数個が所定の間隔をあけて設けられた横ブレードとを有する請求項２記載の粉砕ゴムの製造方法。
【請求項４】
前記粉砕直後のゴム材料の冷却は、室温以下の水をかけることにより行われる請求項１〜３のうちいずれか一項記載の粉砕ゴムの製造方法。
【請求項５】
前記不純物を含むゴム材料の粉砕に先立って、該ゴム材料を室温以下に冷却する請求項１〜３のうちいずれか一項記載の粉砕ゴムの製造方法。
【請求項６】
前記不純物を含むゴム材料と混合する水として、室温以下の水または氷を用いる請求項１〜３のうちいずれか一項記載の粉砕ゴムの製造方法。
【請求項７】
前記不純物を含むゴム材料の粉砕に先立って、前記粉砕機を室温以下に冷却する請求項１〜３のうちいずれか一項記載の粉砕ゴムの製造方法。
【請求項８】
前記室温が０℃〜２０℃の範囲である請求項４〜７のうちいずれか一項記載の粉砕ゴムの製造方法。
【請求項９】
回転軸から半径方向の外側に複数の回転刃を有する回転部材と、該回転刃に対向して近接配置された複数の固定刃を有して前記回転部材の周囲に該回転部材と同心に設けられる環状の固定部材とを備える粉砕機を具備し、該回転刃と該固定刃とにより、不純物を含むゴム材料を粉砕して粉砕ゴムを製造する装置であって、前記粉砕直後のゴム材料に対し水をかけるためのノズルを備えることを特徴とする粉砕ゴムの製造装置。
【請求項１０】
回転軸から半径方向の外側に複数の回転刃を有する回転部材と、該回転刃に対向して近接配置された複数の固定刃を有して前記回転部材の周囲に該回転部材と同心に設けられる環状の固定部材とを備える粉砕機を具備し、該回転刃と該固定刃とにより、不純物を含むゴム材料を粉砕して粉砕ゴムを製造する装置であって、前記粉砕機を冷却するための冷却機構を備えることを特徴とする粉砕ゴムの製造装置。
【請求項１１】
前記固定部材が、所定の間隔を空けて円周方向に沿って複数個が設けられた縦ブレードと、隣り合う該縦ブレード間に水平に架け渡され、かつ、上下方向に複数個が所定の間隔をあけて設けられた横ブレードとを有する請求項９または１０記載の粉砕ゴムの製造装置。
【請求項１２】
前記粉砕機が、前記ゴム材料を３ｍｍ角以下に細粒化可能である請求項９〜１１のうちいずれか一項記載の高純度ゴム材料の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粉砕ゴムの製造方法および製造装置（以下、単に「製造方法」および「製造装置」とも称する）に関し、詳しくは、不純物を含むゴム材料を粉砕して、３ｍｍ角以下の粉砕ゴムを製造する方法および装置の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、天然ゴム資源が不足して、価格が高騰している。その一方、安価な天然ゴム中には泥や土埃などのダート（不純物）が多く含まれているので、この不純物を低コストで除去することができれば、不純物の少ないことが求められる用途に、安価な天然ゴムを適用することが可能となる。ゴム中に含まれる不純物は、ゴムを粉砕、洗浄することで取り除くことが可能であるため、従来は、ハンマーミルやエクストルーダーを使用してゴムを粉砕して、不純物の除去を行っていた。
【０００３】
しかし、ゴムは粘弾性体であるため破壊しにくいことに加え、細かく粉砕するほど不純物が露出するために除去しやすくなる反面、粉砕により表面積が大きくなって破砕面が粘着しやすくなり、凝着しやすくなる。粉砕されたゴムの融着が発生すると、不純物の除去処理を連続的に行うことが困難となるため、問題となっていた。
【０００４】
ゴムの粉砕工程に係る従来技術として、例えば、特許文献１には、廃タイヤを粗砕して切片とする粗砕工程と、この切片を液体窒素中に浸漬して超低温に冷却する超低温冷却工程と、超低温に冷却された前記切片を所望の粒径の粒子になるように粉砕する粉砕工程と、この粉砕工程で得られた粒子を磁力選別によりゴム粒子とスチール成分とに分離する磁力選別工程とを備え、ゴム再生材として再利用できるゴム粒子と、金属再生材として再利用できる金属成分を得る廃タイヤのリサイクル方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−８６４４９号公報（特許請求の範囲等）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
粉砕されたゴムの再凝集の発生は、ゴムを水中で破砕することにより抑制することが可能である。しかしながら、この場合も、破砕時に使用する水の温度または被粉砕物であるゴムの温度が高くなると、上記再凝集の抑制効果が低下してしまうという問題があった。よって、作業を行う季節や地域によって、気候の影響や設備の稼動に伴う発熱により温度が上昇すると、ゴムの再凝集が発生して、粉砕機内に粉砕ゴムが詰まるなどにより、粉砕能力の低下が生ずる。また、上記特許文献１に開示された技術によれば、液体窒素等を用いてゴムを冷凍（凍結）させた後に粉砕することで、粉砕を容易にすることはできるものの、液体窒素を使用するプロセスでは、作業者に窒息や凍傷などの危険があった。
【０００７】
そこで本発明の目的は、上記問題を解消して、作業時の危険性を伴うことなく、かつ、ゴムの再凝集を生ずることなくゴムの粉砕を行うことを可能とすることで、不純物の除去効率をより向上できる粉砕ゴムの製造方法および製造装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者は鋭意検討した結果、下記構成とすることにより上記問題を解決できることを見出して、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明の粉砕ゴムの製造方法は、不純物を含むゴム材料を水と混合した状態で粉砕して、３ｍｍ角以下の粉砕ゴムを製造する方法であって、粉砕中または粉砕直後の該ゴム材料を冷却することを特徴とするものである。
【０００９】
また、本発明の他の粉砕ゴムの製造方法は、回転軸から半径方向の外側に複数の回転刃を有する回転部材と、該回転刃に対向して近接配置された複数の固定刃を有して前記回転部材の周囲に該回転部材と同心に設けられる環状の固定部材とを備える粉砕機を用いて、該回転刃と該固定刃とにより、不純物を含むゴム材料を水と混合した状態で粉砕して、粉砕ゴムを製造する方法であって、粉砕中または粉砕直後の該ゴム材料を冷却することを特徴とするものである。
【００１０】
本発明の製造方法においては、前記固定部材が、所定の間隔を空けて円周方向に沿って複数個が設けられた縦ブレードと、隣り合う該縦ブレード間に水平に架け渡され、かつ、上下方向に複数個が所定の間隔をあけて設けられた横ブレードとを有するものとすることができる。また、本発明の製造方法において、前記粉砕直後のゴム材料の冷却は、室温以下の水をかけることにより行うことができ、前記不純物を含むゴム材料の粉砕に先立って、該ゴム材料を室温以下に冷却することができ、前記不純物を含むゴム材料と混合する水として、室温以下の水または氷を用いることができ、また、前記不純物を含むゴム材料の粉砕に先立って、前記粉砕機を室温以下に冷却することができる。ここで、前記室温とは、０℃〜２０℃の範囲であることが好ましい。
【００１１】
さらに、本発明の粉砕ゴムの製造装置は、回転軸から半径方向の外側に複数の回転刃を有する回転部材と、該回転刃に対向して近接配置された複数の固定刃を有して前記回転部材の周囲に該回転部材と同心に設けられる環状の固定部材とを備える粉砕機を具備し、該回転刃と該固定刃とにより、不純物を含むゴム材料を粉砕して粉砕ゴムを製造する装置であって、前記粉砕直後のゴム材料に対し水をかけるためのノズルを備えることを特徴とするものである。
【００１２】
さらにまた、本発明の他の粉砕ゴムの製造装置は、回転軸から半径方向の外側に複数の回転刃を有する回転部材と、該回転刃に対向して近接配置された複数の固定刃を有して前記回転部材の周囲に該回転部材と同心に設けられる環状の固定部材とを備える粉砕機を具備し、該回転刃と該固定刃とにより、不純物を含むゴム材料を粉砕して粉砕ゴムを製造する装置であって、前記粉砕機を冷却するための冷却機構を備えることを特徴とするものである。
【００１３】
本発明の製造装置においては、前記固定部材が、所定の間隔を空けて円周方向に沿って複数個が設けられた縦ブレードと、隣り合う該縦ブレード間に水平に架け渡され、かつ、上下方向に複数個が所定の間隔をあけて設けられた横ブレードとを有することが好ましい。また、本発明の製造装置においては、前記粉砕機が、前記ゴム材料を３ｍｍ角以下に細粒化可能であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、作業時の危険性を伴うことなく、かつ、ゴムの再凝集を生ずることなくゴムの粉砕を行うことが可能となり、これにより、不純物の除去効率をより向上できる粉砕ゴムの製造方法および製造装置を実現することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施の形態に係る粉砕機を示す模式図である。
【図２】本発明の一実施の形態に係る粉砕機を示す模式的断面図である。
【図３】羽根車の一例を示す斜視図である。
【図４】環状ブレードの一例を示す斜視図である。
【図５】ゴム材料の粉砕を説明する概略斜視図である。
【図６】本発明の他の実施の形態に係る粉砕機を示す模式図である。
【図７】本発明のさらに他の実施の形態に係る粉砕機を示す模式図である。
【図８】粉砕ゴムの付着率に対する温度および隙間面積の影響の調査結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。
本発明は、不純物を含むゴム材料を粉砕して粉砕ゴムを製造する方法の改良に係るものであり、特に、ゴム材料を３ｍｍ角以下程度に細粒化する際に適用される技術である。
【００１７】
本発明においては、不純物を含むゴム材料を水と混合した状態で粉砕して粉砕ゴムを製造するに際し、粉砕中または粉砕直後のゴム材料を、冷却する点が重要である。ゴムを水中で破砕することにより粉砕されたゴムの再凝集を抑制することができるとともに、粉砕されたゴム材料を冷却するものとしたことによりゴム材料の温度の上昇を抑制して、粘着性の上昇を抑制でき、作業環境によらず、この再凝集の抑制効果を持続させることができる。よって、粉砕能力の低下を生ずることなく、効率的に、かつ、安定して粉砕ゴムを連続的に製造することができ、結果としてゴム中の不純物の除去効率をより向上することができる。また、本発明においては、特許文献１に係る技術におけるように液体窒素を使用する必要がないので、作業時に危険を伴うことがなく、安全性にも優れている。さらに、後述するように、本発明は水等の使用により実施可能であって、特許文献１で使用する冷凍粉砕ほど冷却温度が低くないので、作業時における冷却コストの点でも有利であり、経済性および安全性の点で有用である。さらにまた、粉砕に使用する刃が摩耗すると、粉砕ゴムの凝集が発生しやすくなるが、本発明によれば、ゴム材料の温度を制御することで、摩耗した刃を使用した場合でも粉砕ゴムの凝集を防止でき、刃の交換寿命を延ばすことができるので、コスト削減にも寄与できる。
【００１８】
図１に、本発明の一実施の形態に係る粉砕機を示す模式図を示す。本発明において、ゴム材料を粉砕により細粒化する際の具体的手法としては、例えば、図示するような粉砕機を用いる方法が好適である。図示する粉砕機１は、上カバー２と、この上カバー２の下端に接続される胴カバー３とを備えており、これら上カバー２および胴カバー３により形成される内部空間には、ゴムの粉砕手段として後で詳しく述べる回転部材としての羽根車１０と固定部材としての環状ブレード２０が設けられている。上カバー２の中央部上端には、ゴム投入口２ａが形成され、このゴム投入口２ａに投入ガイド４が接続されている。胴カバー３の側方には、羽根車１０を駆動させるためのモータ５が設けられ、このモータ５からの駆動力は、伝達手段、例えば、ベルト６によって羽根車１０に伝達される。
【００１９】
図２の模式的な断面図に示すように、回転部材としての羽根車１０および固定部材としての環状ブレード２０は、上カバー２の投入口２ａの垂直方向下方に配置されている。羽根車１０は、ベルトカバー７内で循環移動するベルト６から駆動力を受けて回転するシャフト８の先端が、当該羽根車１０の回転中心に固定されて、羽根車１０の回転軸が垂直方向になるように設けられている。環状ブレード２０は、羽根車１０の周囲に、環状ブレード２０の中心軸が羽根車１０の回転軸と同心になるように設けられている。ここで、かかる粉砕機１においては回転刃と固定刃との間でゴム材料を粉砕するので、図示するように、粉砕されたゴム片ｇは、回転刃の回転方向に対する力を受けながら放射状に飛散して、粉砕機の内壁やベルトカバー７に接触することになる。
【００２０】
図３に、羽根車の一例の斜視図を示す。図示する羽根車１０は、羽根車１０の回転軸に直交する円形の平板よりなる円板部１０ａと、この円板部１０ａの一平面の周縁に沿って複数個が配設された羽根部１０ｂとを有している。図示する例では、羽根車１０は、羽根部１０ｂを４枚有している。羽根部１０ｂは３〜４枚とするのが好ましいが、羽根の数は、３〜４枚に限られない。もっとも、羽根車１０は、モータ５からの駆動力を受けて高速回転するので、バランス良く回転できるように回転軸を中心として回転対称の配置になるような複数枚であることが好ましい。図示するような粉砕機１においては、回転部材が羽根車１０であることにより、投入されたゴム材料を、環状ブレード２０に対して効率よくこすり付けることができる。
【００２１】
図３に示す羽根車１０は、回転軸の上方から見て時計回りに回転するものである。羽根部１０ｂは、円板部１０ａと接続する羽根部１０ｂの基部が、円板部１０ａの半径方向に沿って周縁部まで延び、かつ、この周縁部で羽根部１０ｂが円板部１０ａから垂直方向に立つように設けられていてもよいが、図３に示すように、円板の周縁部で側方から見て羽根部１０ｂの基部よりも羽根部１０ｂの上端が、羽根車１０の回転方向に前進しているような形状または後退しているような形状とすることができる。図３に示す例では、円板部１０ａの円周に沿って隣り合う二枚の羽根部１０ｂは、一方は上端が基部より回転方向に前進している羽根であり、他方は上端が基部より回転方向に後退している羽根となっている。また、上端が基部より回転方向に前進している羽根は、上端が基部より回転方向に後退している羽根と比べて、円盤からの上端の高さが高い。これらの羽根を組み合わせてなる羽根車は、粉砕するゴム材料が、環状ブレード２０の内周面において高さ方向で偏在しないので、環状ブレード２０の内周面の全面にわたって有効活用することができる。羽根車１０の羽根部１０ｂの各々には、円板の中心から離れる方向の外側端部の、回転方向に向かう側の角に、回転刃１０ｃが設けられている。
【００２２】
羽根車１０は、モータ５からの駆動力を受けて３０００〜１００００ｒｐｍ程度の回転速度で回転する。好ましくは４０００ｒｐｍ以上、４７００ｒｐｍ以上、さらには４７００〜６０００ｒｐｍの範囲とすることが好ましい。羽根車１０の回転速度が小さすぎるとゴムが切断できないので好ましくなく、回転速度が大きすぎると機械振動が大きくなり、破損の原因となる。
【００２３】
図４に、環状ブレード２０の一例の斜視図を示す。図示する環状ブレード２０は、所定の間隔を空けて円周方向に沿って複数個が設けられた縦ブレード２０ａと、隣り合う縦ブレード２０ａ間に水平に架け渡され、かつ、上下方向に複数個が所定の間隔を空けて設けられた横ブレード２０ｂとを有し、これらの縦ブレード２０ａと横ブレード２０ｂとの組み合わせによる環状体よりなる。環状ブレード２０の内径は、羽根車１０の外径よりもわずかに大きな径となっていて、これにより環状ブレードの中空部に羽根車１０が、同心に収容可能になっている。
【００２４】
環状ブレード２０の縦ブレード２０ａには、環状ブレード２０の内周側に固定刃２０ｃが設けられている。図示する例では、縦ブレード２０ａの鋭利な先端部が固定刃２０ｃを兼ねている。この固定刃２０ｃは、当該固定刃２０ｃの上下方向にわたって対向する羽根車１０の羽根部１０ｂに設けられた回転刃１０ｃとの間に、所定のギャップを開けて近接するように形成されている。また、環状ブレード２０の横ブレード２０ｂは、薄板形状を有している。
【００２５】
かかるゴム粉砕機によりゴム材料を粉砕して得られる粉砕ゴムの粒径の大きさは、円周方向に隣り合う２個の縦ブレード２０ａと、上下方向に隣り合う２個の横ブレード２０ｂとに囲まれて形成される開口の大きさに依存する。本発明においては、粉砕後に３ｍｍ角以下程度の細粒化ゴム材料を得るために、縦ブレード２０ａおよび横ブレード２０ｂの間隔を、２ｍｍ以下、特には、１〜２ｍｍの範囲とすることが好ましい。この間隔が広すぎると、ゴム材料を上記範囲程度に細粒化することが困難となる。一方、間隔が狭すぎると、縦ブレード２０ａ間および横ブレード２０ｂ間の開口からゴムが排出されにくくなり、生産性低下の原因となる。上記範囲に調整することにより、ゴム材料を３ｍｍ角以下、特には０．５〜３ｍｍ角に細粒化することができる。
【００２６】
図示する粉砕機によりゴム材料の粉砕を行う場合には、粉砕するゴム材料を、投入ガイド４からゴム投入口２ａを通してゴム粉砕機１内に投入する。かかる粉砕機において、投入するゴムの大きさは、こぶし大か、それ以下の大きさとすることが好適である。このため、あらかじめゴム材料を、プリブレーカやハンマーミル、エクストルーダー等の汎用の粉砕機により前粉砕処理して、２０〜５０ｍｍ角程度の大きさに調整しておくことが好ましい。羽根車の外径や装置の容量にもよるが、投入するゴム材料の大きさが大きすぎると、製造歩留が低下し、一方、小さすぎると、前処理の工程が増えるので、やはり製造歩留の低下につながる。
【００２７】
投入されるゴム材料としては、不純物を含む固形ゴムであって、粉砕できる硬度のものであれば、いかなるものであってもよく、具体的には例えば、不純物が多く含まれる天然ゴム（未加硫ゴム）の他、天然ゴムや各種合成ゴムを含む未加硫または加硫済みゴム組成物などが挙げられる。
【００２８】
本発明において、ゴム材料は、水と混合された状態で、粉砕機内に投入される。投入前は、水がゴム材料のキャリアの役割を果たすことになる。羽根車１０上に投入されたゴム材料は、図５に概略斜視図で示すように、当該羽根車１０の回転により生ずる遠心力によって環状ブレード２０の内周面に向けて移動する。当該内周面において、羽根車１０の回転刃１０ｃが、環状ブレード２０の固定刃２０ｃに対してせん断する方向に旋回移動するので、ゴム材料Ｇは、羽根車１０により環状ブレード２０内周面に押さえつけられつつ固定刃２０ｃと回転刃１０ｃとによりすり下ろされるようにして切断され、かつ、環状ブレード２０の縦ブレード２０ａと横ブレード２０ｂとにより形成される開口を通るように縦ブレード２０ａと横ブレード２０ｂとにより切断され、上記開口より横ブレード２０ｂの外周面側に押し出されて、所望の粒径の粉砕ゴムが得られる。
【００２９】
また、羽根車１０の回転刃と１０ｃと、環状ブレード２０の固定刃２０ｃとの間隔は、得ようとするゴム粉砕物のサイズによって定めればよいが、あまりに大きいと、粉砕機構がせん断破壊から引張破壊へと変化して、ゴム粉砕物の凝着性を高めるので、せん断破壊であることを維持する範囲として１ｍｍ以下とするのが好ましい。より好ましくは０．４ｍｍ以下である。下限については、初期設定値として０．２ｍｍ程度とすることができる。
【００３０】
さらに、羽根車１０の回転体の側面の外径および環状ブレード２０の固定刃２０ｃの内径は、回転軸に沿って先細り形状又は先広がり形状における最小径となる端部の位置において、１２０ｍｍ以上とすることが好ましい。こぶし大程度の大きさのゴム材料を粉砕するには、羽根車１０および環状ブレード２０は、ある程度の大きさが必要であり、よって上記内径または外径１２０ｍｍ以上とすることが好ましい。
【００３１】
かかる本発明に好適に使用できる粉砕機としては、具体的には例えば、市販品として、主として食品業界で使用されているアーシェルジャパン（株）製のコミトロールシリーズが挙げられる。
【００３２】
本発明においては、粉砕中または粉砕直後のゴム材料を冷却して、例えば、粉砕直後の表面温度で０℃〜２０℃の範囲とすることができるものであれば、その冷却の手法については、特に制限されるものではない。具体的には例えば、粉砕直後のゴム材料に対し、室温以下の水をかける手法を、好適に用いることができ、これにより、粉砕ゴムの温度を効率的に低下させることができる。特に、図示するような構造を有する粉砕機を用いる場合には、上カバー２や胴カバー３の内面、および、ベルト６を覆うベルトカバー７上に粉砕ゴムが接触して堆積しやすく、粉砕ゴムが堆積するとゴムの凝集が生じやすいので、これらの部位に水をかけることが好ましい。特に、ベルトカバー７上には粉砕ゴムの堆積が生じやすいので、このベルトカバー７上の堆積ゴムに対し室温以下の水をかけることで、ゴム温度の上昇を抑制して、堆積した粉砕ゴムの付着、凝集を抑制することができ、効果的である。
【００３３】
粉砕直後のゴム材料に対し水をかけるための方法としては、例えば、図６に示すように、粉砕機１の上カバー２の内面および／またはベルトカバー７上に、粉砕機１内に水を導入するためのノズル９を配置する方法を用いることができる。この場合、ノズル９を介して粉砕機１内に噴射ないし噴霧する水の量は、粉砕機１の内容量にもより、粉砕直後のゴム材料を所望の温度に冷却するためには多い方が好ましいが、ゴム材料とともに投入される水もあるので、例えば、３０リットル毎分以上、特には３０〜４０リットル毎分とすることができる。水量をある程度多量とすることで、凝集前に粉砕ゴムを押し流す効果も得ることができる。なお、図示するように粉砕機１の内部に突出するノズル９を設ける場合には、飛散する粉砕ゴムがノズル９に付着しないよう、ノズル９の配置箇所を選定することが重要である。
【００３４】
また、本発明においては、不純物を含むゴム材料の粉砕に先立って、ゴム材料を室温以下に冷却する手法も好適に用いることができ、この場合も、粉砕中または粉砕直後のゴム材料を効果的に冷却することができる。
【００３５】
さらに、上述したように、本発明においてゴム材料の粉砕機への投入は、水とともに行うので、本発明においては、不純物を含むゴム材料と混合する水として、室温以下の水または氷を用いることもでき、この場合も、粉砕中または粉砕直後のゴム材料を効果的に冷却することができる。ゴム材料とともに投入された水は、粉砕されたゴム材料と同様に放射状に飛散して、粉砕機の内壁を螺旋状に伝って流下する。なお、粉砕ゴムとともに環状ブレードの開口から排出される水は、粉砕ゴムの粉砕機内部への付着を抑制する効果的も有するので、かかる観点からは、粉砕機１への水の投入量は、例えば、１００リットル毎分以上、特には１００〜２００リットル毎分とすることができる。また、氷を使用する場合、大きすぎるとゴムの粉砕を妨げるおそれがあるので、例えば、こぶし大程度の大きさとすることが好ましい。
【００３６】
さらにまた、本発明においては、ゴム材料の粉砕に先立って、粉砕機を室温以下に冷却する手法を用いることもできる。具体的には例えば、図７に示すように、粉砕機１の上カバー２および胴カバー３の外周に冷却機構としての冷却用カバー１１を配置して、冷却用カバー１１の内部に冷却水を循環させるなどの手法を用いることにより、粉砕機１、特に、上カバー２および胴カバー３の内面を効果的に冷却することが可能となる。
【００３７】
ここで、本発明において室温以下とは、通常２５℃以下を意味し、好適には、０℃〜２０℃の範囲である。ゴム材料の温度が２５℃を超える付近で粘着性が強まるので、凝集を防止する効果は弱くなる。本発明においては、冷却温度が２０℃以下であれば粉砕ゴムの凝集を防止する効果が得られるので、液体窒素などで凍結させることにより０℃未満にする必要はない。水を用いて冷却する場合、水を０℃未満にすることで氷になると、加工時の発熱を効果的に吸収できるが、氷のみになってしまうと熱交換が不足してゴムの冷却が行われなくなるため氷以上に水量が必要となる。よって、温度としては０℃程度までである。なお、水を目的の温度範囲に冷却する方法としては種々あるが、井水をふんだんに使える状況であれば好ましい。夏季および熱帯地域の場合には、ヒートポンプやチラー等により冷却水を得る手法を用いることもできる。冷却水を得るときに得られた温水は、例えば、粉砕ゴムの洗浄後の乾燥工程における加熱に、効率的に利用することができる。
【００３８】
本発明において、粉砕中または粉砕直後のゴム材料を冷却するに際しては、上記に挙げた手法のうちのいずれか１つを用いてもよく、また、２つ以上の手法若しくはすべての手法を併用してもよい。また、上記の温度制御に係る手法の他に、ゴム材料、および、所望に応じ水または氷の供給量の制御によっても、粉砕ゴムの温度は変わってくるので、各投入成分の供給量についても、温度条件と併せ、適宜設定することが好ましい。
【００３９】
上述したように、本発明によれば、３ｍｍ角以下に細粒化された粉砕ゴムを、安全に、かつ、再凝集を生ずることなく連続的に製造することができ、かかる細粒化された粉砕ゴムを洗浄することにより、ゴム中の不純物を、従来と比較して高効率で除去できるので、結果として、異物量および異物率を低減した高品質のゴムを得ることができるものである。ここで、本発明において粉砕ゴムを洗浄する際の手法については特に制限はなく、例えば、粉砕機の直下に水が循環するプールを設置して、細粒化された粉砕ゴムを流水中で水洗することで、ゴム中の不純物を簡易にかつ高効率で除去することができる。
【００４０】
洗浄後の粉砕ゴムは、水中から回収した後、適宜乾燥することで、高純度ゴム材料として用いることができるものとなる。かかる高純度ゴム材料は、例えば、タイヤやタイヤ製造用ブラダー等の各種ゴム製品に適宜適用することが可能である。
【実施例】
【００４１】
以下、本発明を、実施例を用いてより詳細に説明する。
粉砕機として、アーシェルジャパン（株）製のコミトロール（品番：３Ｍ−０３００８０）を用いて、天然ゴムからの不純物の除去を行った。天然ゴムは、プリブレーカーおよびハンマーミルを用いて、あらかじめ３０ｍｍ角程度の大きさに調整しておいた。この３０ｍｍ角程度の大きさのゴム材料を、水と混合した状態でコミトロール内に投入し、粉砕処理を行った。
【００４２】
この粉砕機は、回転軸から半径方向の外側に複数の回転刃を有する回転部材と、回転刃に対向して近接配置された複数の固定刃を有して、回転部材の周囲に、回転部材と同心に設けられる環状の固定部材と、を備えていた。また、固定部材は、所定の間隔を空けて円周方向に沿って複数個が設けられた縦ブレードと、隣り合う縦ブレード間に水平に架け渡され、かつ、上下方向に複数個が所定の間隔をあけて設けられた横ブレードとを有していた。粉砕機内への、ゴム材料および水の合計投入量は１５０Ｌ／ｍｉｎとした。また、ゴムと混合した水の温度は１５℃であった。また、粉砕開始時における回転刃１０ｃと固定刃２０ｃとの間の間隔は、隙間面積（回転刃１０ｃと固定刃２０ｃとの間の一周分の断面積）で１００ｍｍ２であった。
【００４３】
上記条件に従い、環境温度１５℃および３０℃の２条件下でゴム材料の粉砕を行って、粉砕ゴムの付着率を評価した。付着率は、図１等に示す粉砕機の直下に、底面が１７０ｍｍ×１５０ｍｍの長方形であって高さが７０ｍｍである、横置きした三角錐を配置し、傾斜角度３０°の斜面（金属面）上に粉砕ゴムが落下するよう調整して、斜面上に落下した粉砕ゴム量と、斜面に付着したゴム量との測定結果から、下記式に従い算出した。
付着率（％）＝｛（付着ゴムの質量）（ｇ）／（落下ゴムの質量）（ｇ）｝×１００
【００４４】
得られた結果を、図８のグラフに示す。図示するグラフの横軸は隙間面積であり、使用に伴い刃が摩耗することで、隙間面積は増大する。図示するように、温度３０℃では、粉砕開始当初から粉砕ゴムの付着率が高くなっていることがわかる。これに対し、温度１５℃では、粉砕当初は付着率が低いが、刃の摩耗により隙間面積が増大するにつれゴムの付着率が上昇していくことがわかる。この結果から、摩耗に伴うゴム付着の発生は、粉砕ゴムを低温化することで抑制できることが確かめられた。
【００４５】
＜実施例＞
上記と条件は同様にして、環境温度３０℃で、粉砕機内にノズルを設置し、特に粉砕ゴムの凝集が生じやすいベルトカバー上に、温度１５℃の水を供給量４０ｌ／ｍｉｎで供給して粉砕ゴムを冷却しながら、ゴム材料の粉砕を行った。なお、供給する水はチラーで冷却し、チラーで同時に得られる温水は、粉砕ゴム洗浄後の乾燥時に利用するものとした。
【００４６】
結果として、粉砕後のゴムの表面温度は１５℃であって、ベルトカバー上に落下した粉砕ゴムの粘着性が抑制され、ゴムの凝集発生が防止されたことで、３ｍｍ角以下の粉砕ゴムを安定して製造できることが確かめられた。
【符号の説明】
【００４７】
１  粉砕機
２  上カバー
２ａ  投入口
３  胴カバー
４  投入ガイド
５  モータ
６  ベルト
７  ベルトカバー
８  シャフト
９  ノズル
１０  羽根車（回転部材）
１０ａ  円板部
１０ｂ  羽根部
１０ｃ  回転刃
１１  冷却用カバー
２０  環状ブレード（固定部材）
２０ａ  縦ブレード
２０ｂ  横ブレード
２０ｃ  回転刃
【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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【図８】
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