(57)【要約】  本発明は、特にエラストマー溶液およびエラストマー分散液等のエラストマー含有媒体の脱ガス方法、および前記方法を実施するための脱ガス装置（１）に関する。
2016514639.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの押出機を備える装置であって、前記押出機は、少なくとも
・１つのバレル、および対応する孔径Ｄｎのｎ個のバレル孔Ｂｎ（ｎは２〜１６の整数であり、特に好ましくは２〜１２の整数であり、さらに特に好ましくは２〜８の整数であり、最も特に好ましくは２である）であって、前記バレル孔は互いに貫通し合い、好ましくは平行に配置されている、１つのバレル、およびｎ個のバレル孔Ｂｎと、
・前記バレル孔Ｂｎのそれぞれ１つの中に同心にて配置され、それぞれ１つの回転軸Ａｎを有し、かつそれぞれ少なくとも１つの処理要素を備える、ｎ個の好ましくは同方向に回転駆動可能な軸Ｗｎであって、前記処理要素の円周方向の断面プロファイルが以下の特徴：
−前記軸Ｗｎの回転軸Ａｎに対する前記処理要素の前記断面プロファイルの半径方向寸法に関するｍ個の極大値Ｒｍｍａｘ  ｎ（ｍは１〜１６の整数であり、好ましくは１〜８の整数であり、特に好ましくは１、２、３、または４であり、さらに特に好ましくは１、２、または３であり、最も好ましくは２または３である）であって、さらに、少なくとも１つの極大値Ｒｍｍａｘ  ｎが、前記軸Ｗｎの前記回転軸Ａｎに対する前記処理要素の前記断面プロファイルの前記半径方向寸法に関する前記半径方向寸法の最大値Ｒｍａｘ  ｎであり、Ｒｍａｘ  ｎはＲｍａｘ  ｎ＜＝（Ｄｎ／２）で定義される）、ｍ個の極大値Ｒｍｍａｘ  ｎ
を有する、ｎ個の好ましくは同方向に回転駆動可能な軸Ｗｎと、
・少なくとも１つの供給ゾーンと、
・エラストマー含有媒体の揮発性成分を前記押出機から排出するのに適したそれぞれ少なくとも１つの脱ガス通気孔を有する１つまたは複数の脱ガスゾーンと、
・少なくとも１つの排出ゾーンと、を備え、
前記押出機は処理要素として、少なくとも以下の条件：
Ｓ１）２つの回転駆動可能な軸が、互いに貫通し合って隣り合うバレル孔ＢｎおよびＢｎ＋１内にそれぞれ同心にて配置されており、前記２つの回転駆動可能な軸のスクリュー要素のプロファイル間のクリアランスＡＳＥが、前記軸の３６０度の同方向回転時の前記断面プロファイルにおいて、
ｉ）０．００１〜０．２ＡＤ（ＡＤは、隣り合う前記２つの回転駆動可能な軸の回転軸の間隔である）である、
ｉｉ）かつ、少なくとも１つの最小値ＡｍｉｎＳＥと１つの最大値ＡｍａｘＳＥ（ＡｍａｘＳＥ≧１．５ＡｍｉｎＳＥであり、好ましくはＡｍａｘＳＥ≧５．０ＡｍｉｎＳＥであり、特に好ましくはＡｍａｘＳＥ≧１０．０ＡｍｉｎＳＥである）とを有する
を満たすように設計されたスクリュー要素ＳＥを有する、装置。
【請求項２】
前記スクリュー要素ＳＥが、さらに以下の条件：
Ｓ２）前記スクリュー要素の断面プロファイルが、プロファイル曲線の半径方向寸法に関して、以下：
０．４２０Ｄｎ＜Ｒｍａｘ  ｎ＜０．４９６Ｄｎ、好ましくは０．４２０Ｄｎ＜Ｒｍａｘ  ｎ＜０．４９０Ｄｎ、好ましくは０．４３０Ｄｎ＜Ｒｍａｘ  ｎ＜０．４８５Ｄｎ、特に好ましくは０．４４０Ｄｎ＜Ｒｍａｘ  ｎ＜０．４８２Ｄｎ、極めて特に好ましくは０．４５０Ｄｎ＜Ｒｍａｘ  ｎ＜０．４８０Ｄｎ
が当てはまる少なくとも１つの最大値Ｒｍａｘｎを有する
を満たすことを特徴とする、請求項１に記載の脱ガス装置。
【請求項３】
前記スクリュー要素ＳＥが、モジュール構造方式にて１つの中核軸と、前記中核軸のための１つの配置ソケットを有するスクリュー要素とからできているか、または一体構造方式のスクリューとして存在するか、または一体構造方式で製造された個々のサブセグメントからなるスクリュー軸として存在することを特徴とする、請求項１または２に記載の脱ガス装置。
【請求項４】
押出機として２軸押出機、プラネタリギヤ押出機、またはリング押出機が使用され、好ましくは２軸押出機またはリング押出機が使用され、最も好ましくは２軸押出機が使用されることを特徴とする、請求項１から３に記載の脱ガス装置。
【請求項５】
前記脱ガス装置の前記押出機が、少なくとも１つの分散ゾーンを有することを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載の脱ガス装置。
【請求項６】
前記押出機（１４）の搬送方向における前記押出機の最後の脱ガスゾーンが、好ましくは、全ての脱ガスゾーンがスクリュー要素ＳＥを備えていることを特徴とする、請求項１から６のいずれか一項に記載の脱ガス装置。
【請求項７】
前記脱ガスゾーンの数が１〜２０、好ましくは１〜１０、特に好ましくは２〜８であることを特徴とする、請求項１から６のいずれか一項に記載の脱ガス装置。
【請求項８】
少なくとも１つの脱ガスゾーンが、前記押出機（１４）の前記搬送方向における前記供給ゾーン（４）の上流に配置されていることを特徴とする、請求項１から７のいずれか一項に記載の脱ガス装置。
【請求項９】
ガス通気孔（１６）および前記脱ガスドーム（１７）が、エラストマー含有媒体の離脱を効果的に防ぐかまたは減らすように設計されており、かつ、前記ガス通気孔に取り付けられて前記押出機内に送るように駆動する特に１波または多波、特に２波の栓スクリューを有するか、またはエラストマー含有媒体もしくは生成物を前記押出機内に押し戻すために前記ガス通気孔の内側に配置されたローラまたはベルトを有することを特徴とする、請求項１から８のいずれか一項に記載の脱ガス装置。
【請求項１０】
表面への材料の付着を減らすかまたは妨げる被膜が、前記ガス通気孔（１５）に使用されることを特徴とする、請求項１から９のいずれか一項に記載の脱ガス装置。
【請求項１１】
前記押出機の搬送方向における前記脱ガスゾーンの上流に、特に回転する、または固定された多孔板等の緩和要素が少なくとも部分的に接続されていることを特徴とする、請求項１から１０のいずれか一項に記載の脱ガス装置。
【請求項１２】
前記多孔板が、軸を外さなくとも前記バレル（２１）から取り外せるように、複数の部分、好ましくは２つの部分から作られていることを特徴とする、請求項１１に記載の脱ガス装置。
【請求項１３】
前記押出機が、添加剤を供給するための１つまたは複数の供給開口部を含むことを特徴とする、請求項１から１２のいずれか一項に記載の脱ガス装置。
【請求項１４】
前記スクリュー要素ＳＥが２条式または３条式であることを特徴とする、請求項１３に記載の脱ガス装置。
【請求項１５】
前記スクリュー要素ＳＥが非対称または対称であることを特徴とする、請求項１から１４のいずれか一項に記載の脱ガス装置。
【請求項１６】
前記スクリュー要素ＳＥが、鋼、特に窒化鋼、クロム鋼、工具鋼、および特殊鋼、または鉄、ニッケル、またはコバルトをベースにして粉末冶金的に製造された金属複合材料から製造されていることを特徴とする、請求項１から１５のいずれか一項に記載の脱ガス装置。
【請求項１７】
前記押出機（３）の上流に、それぞれ脱ガス押出機または脱ガス混錬機として設計された１つのプレ押出機（２）または１つのプレ混錬機が配置されていることを特徴とする、請求項１から１６のいずれか一項に記載の脱ガス装置。
【請求項１８】
前記脱ガスするプレ押出機または前記脱ガスするプレ混錬機と前記押出機（３）とを接続する引渡しゾーン（１２）が、少なくとも１つの、好ましくは厳密に１つの緩和要素、特に多孔板を有することを特徴とする、請求項１７に記載の脱ガス装置。
【請求項１９】
前記引渡しゾーン（１２）に、たとえばスロットルのような少なくとも１つの圧力制御ユニットが含まれていることを特徴とする、請求項１から１８のいずれか一項に記載の脱ガス装置。
【請求項２０】
１つまたは複数のさらなる濃縮機ユニットが上流に配置されていることを特徴とする、請求項１から１９のいずれか一項に記載の脱ガス装置。
【請求項２１】
少なくとも１つのエラストマーと１つの揮発性化合物とを含むエラストマー含有媒体（ＥＭ）から揮発性化合物を除去する方法であって、
ａ）前記エラストマー含有媒体（ＥＭ）を請求項１から２０のいずれか一項に記載の脱ガス装置内に供給することであって、前記脱ガス装置は、前記揮発性化合物が前記エラストマー含有媒体（ＥＭ）から前記脱ガスユニットの前記ガス通気孔を介して逃れ出るように、かつ前記エラストマー含有媒体（ＥＭ）の前記揮発性化合物が少なくなるように、かつ前記脱ガス装置からの排出時に前記エラストマー含有媒体からポリマーが生成物Ｐとして得られるように、稼働され、前記生成物の前記揮発性化合物の割合が、前記脱ガス装置内に供給された前記エラストマー含有媒体（ＥＭ）のそれより低く、好ましくはエラストマーの質量に対して揮発性化合物の総含有量が１重量％以下、好ましくは０．５重量％以下、特に好ましくは０．１重量％以下である、供給すること
を少なくとも含む、方法。
【請求項２２】
前記エラストマー含有媒体（ＥＭ）が、好ましくは重量平均分子量２，０００ｇ／ｍｏｌ超、さらに好ましくは５，０００ｇ／ｍｏｌ超、最も好ましくは２０，０００〜２，０００，０００ｇ／ｍｏｌの少なくとも１つの天然または合成のエラストマーを含むことを特徴とする、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記エラストマー含有媒体（ＥＭ）に、溶液−スチレン−ブタジエンゴム（ＳＳＢＲ）またはエマルジョン−スチレン−ブタジエンゴム（ＥＳＢＲ）のようなスチレン−ブタジエン−ゴム、天然ゴム（ＮＲ）、ネオジウムブタジエンゴム（ＮｄＢＲ）、リチウム−ブタジエンゴム（ＬｉＢＲ）、およびコバルト−ブタジエンゴム（ＣｏＢＲ）のようなブタジエン−ゴム（ＢＲ）、イソプレン−ゴム（ＩＲ）、エチレンプロピレンジエン（Ｍクラス）ゴム（ＥＰＤＭ）のようなエチレン−プロピレン−ジエン−ゴム、エチレン−プロピレン−ゴム、アクリルニトリル−ブタジエン−ゴム（ＮＢＲ）のようなニトリル−ゴム、水素化ニトリルゴム（ＨＮＢＲ）、イソブテン−イソプレン−ゴム（ＩＩＲ）のようなブチルゴム、クロロブチルゴム（ＣＩＩＲ）のようなハロブチルゴム、およびブロモブチルゴム（ＢＩＩＲ）、またはアミンまたはフォスフィンによる転換によりハロブチルゴムから製造されたイオノマー、好ましくは第３フォスフィンによるＢＩＩＲの転換により得られるイオノマー、クロロプレン−ゴム（ＣＲ）、エチレン−ビニルアセテート−ゴム（ＥＶＡおよびＥＶＭ）、ポリウレタン−ゴム、グッタペルカ、フルオロゴム、シリコンゴム、スルフィドゴム、クロロスルホニル−ポリエチレン−ゴム、ならびに上記のエラストマーの任意の混合物が使用されることを特徴とする、請求項２１または２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記エラストマー含有媒体（ＥＭ）がブチルゴムおよび／またはハロゲン化ブチルゴムを含むことを特徴とする、請求項２１から２３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２５】
前記エラストマー含有媒体（ＥＭ）の形状が、懸濁液、ペースト、溶液、溶解物、塊状固形素地、または上記の形状の混合であることを特徴とする、請求項２１から２４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２６】
前記エラストマー含有媒体（ＥＭ）が、３〜９８重量％のエラストマーと、２〜９７重量％の揮発性化合物（特に１つの有機溶媒、または１つの有機溶媒および水）とを含み、上記の成分は合わせて、最大で前記エラストマー含有媒体（ＥＭ）の総質量の９０〜１００重量％、好ましくは９５〜１００重量％であることを特徴とする、請求項２１から２５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２７】
前記脱ガス通気孔（１６）および前記脱ガスドーム（１７）内の圧力が１ｈＰａ〜２，０００ｈＰａであることを特徴とする、請求項２１から２６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２８】
前記脱ガス装置の前記押出機に、またはプレ押出機またはプレ混錬機に、ストリッピング剤が供給されることを特徴とする、請求項２１から２７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２９】
少なくとも以下の条件：
Ｓ１）２つの回転駆動可能な軸が、互いに貫通し合って隣り合うバレル孔ＢｎおよびＢｎ＋１内にそれぞれ同心にて配置されており、前記の２つの回転駆動可能な軸の前記スクリュー要素のプロファイル間のクリアランスＡＳＥが、前記軸の３６０度の同方向回転時の断面プロファイルにおいて、
ｉ）０．００１〜０．２ＡＤ（ＡＤは、前記隣り合う２つの回転駆動可能な軸の回転軸の間隔である）である、
ｉｉ）かつ、少なくとも１つの最小値ＡｍｉｎＳＥと１つの最大値ＡｍａｘＳＥ（ＡｍａｘＳＥ≧１．５ＡｍｉｎＳＥ、好ましくは≧５．０ＡｍｉｎＳＥ、特に好ましくは≧１０．０ＡｍｉｎＳＥ）とを有する
を満たすように形成されたスクリュー要素ＳＥを処理要素として有する押出機を、エラストマー含有媒体の脱ガスのために使用すること。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特にエラストマー溶液およびエラストマー分散液等のエラストマー含有媒体の脱ガス方法、ならびに上記方法を実施するための脱ガス装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
押出成形は、ポリマーの製造、処理、および加工において頻繁に使用される方法である。ここにおいて、およびこれ以降、押出成形という言葉は、単軸押出機または多軸押出機における媒体の処理のことを言う。
【０００３】
ポリマーの製造では、ポリマー含有媒体からモノマー、オリゴマー、助剤、および溶媒等の揮発性成分を除去するために、押出成形が工業的に使用されている（［１］、１９２〜２１２頁、［１］＝クレメンス・コールグリューバー。２軸押出機、ハンザー出版ミュンヘン２００７年）。押出成形では、場合によって追加的に、たとえばグラフト、官能基の修飾、または分子量の適切な増減により分子量を変更するなどしてポリマーの化学的改質を行うことができ、あるいはポリマーにたとえば添加剤を混合して変換することができる。
【０００４】
押出成形にはこうした利点がある一方で、特に処理要素として一般的に押出機内に使用されるスクリュー要素のカム領域において、押出成形されるべきポリマー含有媒体内に非常に多くのエネルギーが放散され、それによって局所的に過大な過熱が生じ得るという欠点がある。この局所的な過熱は、臭い、色、化学的組成を変化させるなど生成物に損傷をもたらす可能性があり、あるいはゲル体またはフィッシュアイ等により生成物を不均質にする可能性がある。
【０００５】
局所的な過熱における各種ポリマーの損傷見本は、たとえば特許文献１の２２頁７行目から２４頁２５行目までに記載されている。
【０００６】
特にたとえばポリブタジエン（ＢＲ）、天然ゴム（ＮＲ）、ポリイソプレン（ＩＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、クロロブチルゴム（ＣＩＩＲ）、ブロモブチルゴム（ＢＩＩＲ）、スチレン−ブタジエン−ゴム（ＳＢＲ）、クロロプレン−ゴム（ＣＲ）、ブタジエン−アクリロニトリル−ゴム（ＮＢＲ）、部分水素化ブタジエン−アクリロニトリル−ゴム（ＨＮＢＲ）、およびエチレン−プロピレン−ジエン−コポリマー（ＥＰＤＭ）等のゴムは、温度が高過ぎると架橋およびゲル形成の傾向があり、そのためそれらから製造される生成物の機械的特性は大きく低下する。クロロブチルゴム、ブロモブチルゴムおよびクロロプレンゴムが含まれる場合、温度が高くなると腐食性の塩化水素または臭化水素が遊離することがあり、それらがポリマーのさらなる分解を触媒する。
【０００７】
ポリマー損傷が起こる際の反応速度は温度に依存し、反応速度定数ｋ（Ｔ）は下記のアルニウスの式によって表すことができる。
ｋ（Ｔ）＝Ａ＊ｅｘｐ（−ＥＡ／（Ｒ＊Ｔ））
この式で、ｋは反応速度定数、Ｔは絶対温度（単位［Ｋ］）、Ａは頻度因子、ＥＡは活性化エネルギー（単位［Ｊ／ｍｏｌ］）、Ｒは一般気体定数（単位［Ｊ／（ｍｏｌ＊Ｋ）］）である。
【０００８】
従ってポリマー含有媒体の押出成形方法は、エネルギー関連の観点からも一般に、平均温度の上昇ができるだけ小さくなるように、かつたとえば典型的なエルトメンガースクリュープロファイルを有する従来技術によるスクリュー要素のカム領域で生じるような局所的な温度ピークが回避されるように設計されなければならない。
【０００９】
特にポリマー含有媒体からたとえば残留溶媒や水等の揮発性成分を除去する場合、揮発性成分の除去を促進する高度の表面リニューアルを、スクリュージオメトリによって達成することが引き続き有利である。
【００１０】
従来技術は、これらの問題に対処する解決策の端緒を多く有する。
【００１１】
特許文献２には、１条式の処理要素および／またはスクリュー要素を有する２軸スクリュー機械が開示されている。断面においてスクリュー要素の外輪郭線は円弧からなる。回転方向に延びるアクティブなフランクは、３つの円弧からなる外輪郭線を有し、それらの円弧の中心はスクリュー要素の外径上または長軸上にある。欠点は、これらのスクリュー要素が、加工される材料に作用するせん断流および／または膨張流の調整に際して可変性に乏しいことである。
【００１２】
特許文献３および特許文献４には、角を取って丸くした形状により押出成形中にポリマー含有材料へのエネルギー投入量が少なくなる押出機用処理方法、特にスクリュー要素が開示されている。
【００１３】
特許文献５には、バイモーダルポリオレフィンを脱ガスする処理プラントおよび方法が開示されている。この処理プラントでは、２つの同期作動式２軸押出機が直列に並んでおり、その際流れ方向から見て２番目の押出機が、処理されるべきポリオレフィンを脱ガスするための脱ガスゾーンを有する。この処理プラントの欠点は、脱ガス性能、すなわち望ましからざる揮発性成分の脱ガス率が低いことである。
【００１４】
特許文献６には、激しく脱ガスする材料を加工するための方法および装置が開示されている。この押出装置は、１つの主押出機とこれに脇から開口する２つの副押出機を有し、それにより主押出機の気化ゾーン内で生じるガス流が少なくとも３つの部分流に分かれ、その後それらは押出機から排出される。
【００１５】
特許文献７には、混錬機を用いてポリマー含有媒体から揮発性成分を除去する方法が開示されている。この場合エネルギーの一部は混錬機の壁を介して導入され、溶媒の気化に使用される。さらにエネルギーは、混錬機の回転する軸を介して機械的エネルギーとして導入される。混錬機による機械的エネルギーの導入は生成物の粘性に大きく依存することから、工業的方法としてのこの方法の可変性は大きく低下し、その結果この方法の魅力も大きく減少する。
【００１６】
特許文献８には、１つの逆方向脱ガスゾーンと、真空下で稼働する流れ方向の複数の脱ガスゾーンとを有する、プラスチックを脱ガスする装置および方法が開示されている。この真空状態は、揮発性成分の残留濃度を低くするのに必要である。
【００１７】
１つのフラッシュタンクおよび１つまたは複数の押出機を用いたゴム溶液の直接的脱ガスが非特許文献１、ならびに特許文献９および特許文献１０に開示されている。
【００１８】
特許文献１１には、乾燥プロセス中に超音波ソノトロードを使用して、ブチルゴムのような含水量０．１重量％未満のポリマーを製造する方法が開示されている。しかし超音波による非常に大きいせん断荷重は、商業的利用には不利である。
【００１９】
特許文献１２には、ゴム溶液を濃縮する１段階式の方法が開示されている。この場合、真空下の脱ガスにより１段階で溶媒を除去するために、ゴム溶液は水蒸気で加熱され、それにより白いクラムが生成される。その際特許文献１２は、低蒸気圧で揮発性成分を除去するのに大容量の蒸気流を必要とするので、不都合なことにさらなる水分をクラム内に閉じ込めてしまう。ＥＰ  ０  ７６４  ０７６Ａには、押出機稼働時の非対称のジオメトリによって、低温でもこの種の溶解物のダイナミックな混錬に寄与する、ポリマー溶解物を処理するためのスクリュー要素が開示されている。
【００２０】
上に挙げた解決の糸口はしかし、エラストマー含有媒体の押出成形には転用できないか、あるいはまだ改善可能である。
【００２１】
特許文献１４には、特にポリマー溶解物、ポリマー溶液、およびポリマー分散液等のポリマー含有媒体を脱ガスする方法、ならびに上記の方法を実施するための脱ガス装置が開示されているが、この場合よりよい脱ガス成果を得るには、スクリュージオメトリが特定の幾何学的要件を満たす必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２２】
【特許文献１】国際公開第２００９／１５３０００号パンフレット
【特許文献２】独国特許出願公開第１  １８０  ７１８号明細書
【特許文献３】国際公開第２００９／１５２９６８号パンフレット
【特許文献４】国際公開第２０１１／０３９０１６号パンフレット
【特許文献５】欧州特許出願公開第１  ６１７  ９８５号明細書
【特許文献６】欧州特許出願公開第０８６１７１７号明細書
【特許文献７】欧州特許出願公開第１  １２７  ６０９号明細書
【特許文献８】欧州特許出願公開第１  １６５  ３０２号明細書
【特許文献９】国際公開第２０１０／０３１８２３号パンフレット
【特許文献１０】ＰＣＴ／ＥＰ２０１１／０５４４１５
【特許文献１１】米国特許第４０５５００１号明細書
【特許文献１２】米国特許出願公開第２００１／０５６１７６号明細書
【特許文献１３】欧州特許出願公開第０  ７６４  ０７６号明細書
【特許文献１４】ＰＣＴ／ＥＰ２０１２／０６９２０１
【非特許文献】
【００２３】
【非特許文献１】Ｃ．Ｇ．ハークベルク著、「プロセスマシナリー」第１部および第２部、２０００年３月および４月
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２４】
よって本発明の課題は、高い脱ガス性能を、高いエラストマー装入量および僅少な揮発性成分残留量と併せて可能にする、エラストマー含有媒体から揮発性成分を除去する方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２５】
本発明の目的は、エラストマー含有媒体から揮発性化合物を除去するのに特に適しており、かつ少なくとも１つの押出機を有する装置であって、上記押出機は少なくとも
・１つのバレル、および対応する孔径Ｄｎのｎ個のバレル孔Ｂｎ（ｎは２〜１６の整数であり、特に好ましくは２〜１２の整数であり、さらに特に好ましくは２〜８の整数であり、最も特に好ましくは２である）であって、上記バレル孔は互いに貫通し合い、好ましくは平行に配置されている、１つのバレル、およびｎ個のバレル孔Ｂｎと、
・バレル孔Ｂｎのそれぞれ１つの中に同心にて配置され、それぞれ１つの回転軸Ａｎを有し、かつそれぞれ少なくとも１つの処理要素を備える、ｎ個の同方向に回転駆動可能な軸Ｗｎであって、上記処理要素の円周方向の断面プロファイルが以下の特徴：
−上記軸Ｗｎの回転軸Ａｎに対する上記処理要素の断面プロファイルの半径方向寸法に関するｍ個の極大値Ｒｍｍａｘ  ｎ（ｍは１〜１６の整数であり、好ましくは１〜８の整数であり、特に好ましくは１、２、３、または４であり、さらに好ましくは１、２、または３であり、最も好ましくは２または３である）であって、さらに、少なくとも１つの極大値Ｒｍｍａｘ  ｎが、上記軸Ｗｎの回転軸Ａｎに対する上記処理要素の断面プロファイルの半径方向寸法に関する半径方向寸法の最大値Ｒｍａｘ  ｎであり、Ｒｍａｘ  ｎはＲｍａｘ  ｎ＜＝（Ｄｎ／２）で定義される）、ｍ個の極大値Ｒｍｍａｘ  ｎ
を有する、ｎ個の好ましくは同方向に回転駆動可能な軸Ｗｎと、
・少なくとも１つの供給ゾーンと、
・エラストマー含有媒体の揮発性成分を押出機から排出するのに適したそれぞれ少なくとも１つの脱ガス通気孔を有する１つまたは複数の脱ガスゾーンと、
・少なくとも１つの排出ゾーンと、を備え、
【００２６】
その際押出機は処理要素として、少なくとも以下の条件：
Ｓ１）２つの回転駆動可能な軸が、互いに貫通し合って隣り合うバレル孔ＢｎおよびＢｎ＋１内にそれぞれ同心にて配置されており、上記２つの回転駆動可能な軸のスクリュー要素のプロファイル間のクリアランスＡＳＥが、上記軸の３６０度の同方向回転時の断面プロファイルにおいて、
ｉ）０．００１〜０．２ＡＤ、他の実施形態では０．００５〜０．０５ＡＤ（ＡＤは、隣り合う２つの回転駆動可能な軸の回転軸の間隔である）である、
ｉｉ）かつ、少なくとも１つの最小値ＡｍｉｎＳＥと１つの最大値ＡｍａｘＳＥ（ＡｍａｘＳＥ≧１．３ＡｍｉｎＳＥであり、好ましくはＡｍａｘＳＥ≧１．５ＡｍｉｎＳＥであり、さらに好ましくはＡｍａｘＳＥ≧５．０ＡｍｉｎＳＥであり、かつ特に好ましくは１０．０ＡｍｉｎＳＥであり、また他の実施形態ではＡｍａｘＳＥが１．３〜１０ＡｍｉｎＳＥであり、好ましくは１．５〜８．０であり、特に好ましくは１．５〜５．０である）とを有する
を満たすように設計されたスクリュー要素ＳＥを有する。
【００２７】
専門家には、条件ｉ）によりＡｍａｘＳＥが２００ＡｍｉｎＳＥ以下であり得ることは明白である。
【００２８】
好ましくは以下の条件も満たされている。
Ｓ２）スクリュー要素の断面プロファイルが、プロファイル曲線の半径方向寸法に関して、以下のことが当てはまる少なくとも１つの最大値Ｒｍａｘｎを有する。
０．４２０Ｄｎ＜Ｒｍａｘ  ｎ＜０．４９６Ｄｎ、好ましくは０．４２０Ｄｎ＜Ｒｍａｘ  ｎ＜０．４９０Ｄｎ、好ましくは０．４３０Ｄｎ＜Ｒｍａｘ  ｎ＜０．４８５Ｄｎ、さらに好ましくは０．４４０Ｄｎ＜Ｒｍａｘ  ｎ＜０．４８２Ｄｎ、特に好ましくは０．４５０Ｄｎ＜Ｒｍａｘ  ｎ＜０．４８０Ｄｎ。
【００２９】
本発明の範囲には、明示的に記載された特徴および特徴の組み合わせの他に、各特徴について詳細に指定された優先範囲のあらゆる任意の組み合わせも含まれる。
【００３０】
断面プロファイルとは、本発明の文脈においては、処理要素が配置されているところの軸の回転軸Ａｎに直交する平面における、処理要素、特にスクリュー要素のプロファイルを意味する。
【００３１】
スクリュー要素という用語には、中核軸のための１つの配置ソケットを有するスクリュー要素と中核軸とからなる今日一般的なモジュール構造方式、たとえばワンピース形状のような一体構造方式のスクリュー、一体構造方式で製造された個々のサブセグメントからなるスクリュー軸、または上記構造方式の組み合わせが含まれる。
【００３２】
互いに貫通し合うバレル孔とは、本発明においては、少なくとも押出機の長手方向の一部分に沿って、孔の全体に渡って断面プロファイル内に１つの共通の空隙を形成するようなバレル孔である。
【００３３】
上記の幾何学的関係は、図１、２ａ、および２ｂに示すように、密に噛合うツインスクリュー押出機用のいわゆる２条式の典型的なエルトメンガー・プロファイルをもとに描写される。このエルトメンガー・プロファイルは、スクリューカムの領域においてたとえば２つの極大値Ｒ１ｍａｘおよびＲ２ｍａｘを有し、上記スクリューカムもまた同じくそれぞれ、回転軸Ａ１およびＡ２に対する断面プロファイルの半径方向寸法に関して最大値Ｒｍａｘを有する。
【００３４】
本文書におけると同様に文献内では、それぞれ軸Ｗｎの回転軸Ａｎに対する断面プロファイルの半径方向寸法に関する最大値Ｒｍａｘの少なくとも８５％、好ましくは少なくとも９５％を示すｐ個の極大値ＲＰｍａｘを有するスクリュー要素は、ｐ条式のスクリュープロファイルとも呼ばれる。
【００３５】
回転方向の前方に位置するアクティブなフランクは、本発明の文脈では、スクリュー要素の断面プロファイルの、軸Ｗｎの回転軸Ａｎに対する断面プロファイルの半径方向寸法に関するある極大値Ｒｍｍａｘ  ｎから回転方向の次の極小値Ｒｍｍｉｎ  ｎまでの領域である。極大値Ｒｍｍａｘ  ｎまたは極小値Ｒｍｍｉｎ  ｎが唯一の点である限り、それらはその定義に基づきアクティブなフランクＦａｋｔの構成要素でもなければ、パッシブなフランクＦｐａｓｓの構成要素でもない。同じことは、たとえばカム角ＫＷを越えてスクリュープロファイルの関数Ｒ（φ）（φは回転方向の回転軸Ａ１および／またはＡ２に対する角度である）に関してプラトー状の極大値を呈するカム領域の中心Ｍ（定義された中心）についても当てはまる。この場合、図１に示したように、プラトー状の最大値の中心から、スクリュー要素の回転方向に位置する極大値の最終点までの領域は、定義に従い同じくアクティブなフランクＦａｋｔの一部である。スクリュー要素の回転方向の極大値の最終点は、図１に示したエルトメンガー・プロファイルでは交点Ｓｐである。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】エルトメンガー・プロファイルの配置を示す。
【図２ａ】エルトメンガー・プロファイルの配置を示す。
【図２ｂ】エルトメンガー・プロファイルの配置を示す。
【図２ｃ】エルトメンガー・プロファイルから頭径を減らして作られたスクリュープロファイルの本発明による配置を示す。
【図３】クリアランスＡＳＥの推移を示す。
【図４】クリアランスＡＳＥの推移を示す。
【図５】本発明による脱ガス装置の押出機の縦断面、および上流のプレ押出機の横断面を示す。
【図６】上記押出機の上流に配置されたプレ押出機の縦断面を示す。
【図７】スクリュープロファイルの本発明による配置を示す。
【図８】スクリュープロファイルの本発明による配置を示す。
【図９】スクリュープロファイルの本発明による配置を示す。
【図１０】スクリュープロファイルの本発明による配置を示す。
【図１１】スクリュープロファイルの本発明による配置を示す。
【図１２】図１１に示すプロファイルの設計を示す。
【図１３】回転角に依存するＡＳＥを示す。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
図１にはさらに一例として半径０．９Ｒｍａｘが記載されているが、これによりカム弧とフランク弧の交点Ｓｐが、この半径の外部に、すなわち０．９ＲｍａｘとＲｍａｘの間にあって、プロファイル内で１つの屈曲を作り、この屈曲がスクリュー要素面に１つの稜を作ることが見て取れる。同じく図１には、カム弧の接線Ｔ１とフランク弧の接線Ｔ２、ならびに接線Ｔ１とＴ２によって挟まれた小さい方の角度β（ここに示したエルトメンガー・プロファイルの場合約３４°である）が示されている。
【００３８】
図１に示したエルトメンガー・プロファイルの配置は、完全自浄式である。角度０°、４５°、および９０°による軸Ａ１およびＡ２の同方向の回転について、図２ａにこの配置のために示したクリアランスＡＳＥは、一定かつ０であり、すなわち間隔ＡｍａｘＳＥおよびＡｍｉｎＳＥは同じくそれぞれ０であり、すなわち特徴Ｓ１）は満たされない。処理要素の断面プロファイルの最大半径方向寸法はＲｍａｘ＝（Ｄｎ／２）＝２９ｍｍであり、すなわち文献内に半径方向遊びとしても記載されている特徴Ｓ２）は同じく満たされない。隣り合う２つの回転駆動可能な軸Ａ１とＡ２の回転軸の間隔ＡＤはここでは４８ｍｍである。実地において一般的に、回転部品の機械的な損傷を避けるために０ではない一定の遊びＡｍａｘＳＥが使用されることは、専門家の知るところである。
【００３９】
図２ｂは、図２ａと同じエルトメンガー・プロファイルの配置を示すが、ただし回転軸Ａ１とＡ２の間隔ＡＤは、スクリュー要素間に遊びを作るために１．５ｍｍ増の４９．５ｍｍになっている。スクリュー要素の最大半径方向寸法Ｒｍａｘ＝（Ｄｎ／２）は、この場合同じく２９ｍｍである。クリアランスＡＳＥは、軸Ａ１およびＡ２の３６０°の同方向回転時に一定を保ち、軸間隔ＡＤに関して平均して約０．０３である。クリアランスＡＳＥの推移は、図３において回転角度０〜９０°について示されている。この要素の対称性により、次の４分の１回転についてもこの推移は繰り返される。図２ａの配置の場合も、特徴Ｓ１）およびＳ２）は満たされない。
【００４０】
図２ｃは、エルトメンガー・プロファイルから頭径を減らして作られたスクリュープロファイルの本発明による配置を示す。間隔ＡＳＥは、軸Ａ１およびＡ２の３６０°の同方向回転時に変化する。クリアランスＡＳＥの推移は、図４において回転角度０〜９０°について示されている。ここでもこの要素の対称性により、次の４分の１回転についてもこの推移は繰り返される。ＡｍａｘＳＥは１．４５ｍｍもしくは０．０３ＡＤ  Ｄであり、ＡｍｉｎＳＥは０．３１ｍｍもしくは０．００６４ＡＤ  Ｄである。ＡＤは４８ｍｍである。ＡｍａｘＳＥ＝４．７ＡｍｉｎＳＥ。従って特徴Ｓ１）は満たされる。
【００４１】
頭径の縮小によって、同時に半径方向遊びも作られる。スクリュー要素の最大半径方向寸法はＲｍａｘ＝０．４７４３Ｄｎである。従って特徴Ｓ２）は同じく満たされる。
【００４２】
図２ｃに示したスクリュープロファイルは、標準エルトメンガー・プロファイルから作られる（［１］の設計規定を参照のこと）。ここでは一例として、輪郭の外径５７．８ｍｍ、軸間隔４７．８ｍｍが採用されている。まず、この数値を用いて、正確に擦る輪郭として［１］に記載されているようなプロファイルを作る。次に、軸間隔を４８ｍｍに拡大する（軸間隔拡大）。続いて、このプロファイルの回転軸の周りに半径２７．６５ｍｍの円を描く。半径２７．６５ｍｍのこの円は、このプロファイルの新たな外側フランクとなる。その際このプロファイルは対称的なままである。ここでは２条式のプロファイルであるので、新たな外側半径２７．６５ｍｍを持つ２つの条を作る。
【００４３】
幾何学的な設計自由度は、条件Ｓｌ）および好ましくは追加的にＳ２）の範囲内で高く、また、たとえば所与の正確に擦るスクリュープロファイルから半径方向遊びとクリアランスＡＳＥを構成するために、然るべきスクリュー要素および断面ジオメトリを構成する方法は専門家であれば十分に知っている。そのための既知の方法は、たとえば［１］の２．５．２章および５章に記載された軸間隔拡大、縦断面等間隔、および空間等間隔の方法である。軸間隔拡大の場合、スクリュープロファイルはより小さい直径で設計され、スクリュー間の遊びの分だけ引き離される。縦断面等間隔の場合、縦断面プロファイル曲線は、それぞれの要素の回転軸に平行に、スクリュー要素とスクリュー要素の遊びの半分だけ、プロファイル曲線に垂直に内側に向かって回転軸の方へ移動させられる。空間等間隔の場合、スクリュー要素がそこで自身を浄化するところの空間曲線を出発点として、スクリュー要素が、正確に擦るプロファイルの面に垂直の方向に、スクリューとスクリュー間の遊びの半分だけ縮小される。縦断面等間隔および空間等間隔が好ましく、空間等間隔の使用が特に好ましい。
【００４４】
一例として、図７から図１１もまた、以下のようにして作られたスクリュープロファイルの本発明による配置を示す。
【００４５】
全てのケースでベースとなるのは、図１に記載の外径が５８ｍｍ、軸間隔Ａが４８ｍｍの正確に擦る輪郭である。この構成は［１］に記載の通りになされた。これを出発点として以下のような修正が行われた。
【００４６】
図７：半径４６ｍｍの円弧は、エルトメンガー・プロファイルのカムの２つの最終点がそのまま保持されるように配置された。これによりフランク基礎とカムの間に３．６ｍｍの遊びができた。
【００４７】
図８：カムは、半径１３ｍｍの円によって片側において修正された。この円の中心は、エルトメンガー・プロファイルの対称軸上にあった。この半径１３ｍｍの円は、当初のエルトメンガー・プロファイルの残ったカムへの円滑な移行部が存続するように置かれた。
【００４８】
図９：当初のエルトメンガー・プロファイルのカムの中心を出発点として、当初のエルトメンガー・プロファイルの対称軸に対して５０°の角度をなすように１つの直線が引かれた。
【００４９】
図１０：当初のエルトメンガー・プロファイルの対称軸に対して、対称軸から１６ｍｍの距離に１つの平行線が引かれた。これによりフランク基礎の一部が除去されて、カムとフランク基礎の間に部分的により大きい遊びができた。
【００５０】
図１１：ここに示したプロファイルは、通常のエルトメンガー・プロファイルとは異なる。基礎となるこの自浄式プロファイルは、軸間隔４８ｍｍ、外径５８ｍｍのために設計されたもので、各４分円が３つの円弧からなる。この自浄式プロファイルでは、歯元半径が３３ｍｍ、フランク半径が４８ｍｍ、歯先半径が１５ｍｍである。歯元半径とフランク半径は、接線において互いに移行し、歯元と歯先の間にとがった屈曲点ができる。円周方向に遊びＡＳＥのバリエーションを得るために、フランク円の中心が１ｍｍだけずらされ、それによりフランク半径は４８．５ｍｍに拡大した。さらに軸間隔を４９ｍｍに拡大すると、ＡｍｉｎＳＥ＝０．０２ＡＤ  ＤおよびＡｍａｘＳＥ＝０．０３２ＡＤとなり、ＡｍａｘＳＥ＝１．６ＡｍｉｎＳＥとなる。このプロファイルの設計は図１２に示されている。回転角に依存するＡＳＥは図１３に示されている。
【００５１】
本発明によれば、その断面プロファイルが、常に微分可能なプロファイル曲線によって完全に描写され得るようなスクリュー要素もまた、それらのスクリュー要素が特徴Ｓ１）を、好ましくは特徴Ｓ２）をも満たす限り使用することができる。
【００５２】
本発明のさらなる実施形態では、押出機が１つのバレルと、ｎ個（ｎ＝２〜１６、特に好ましくはｎ＝２〜１２、さらに特に好ましくはｎ＝２〜８、最も特に好ましくはｎ＝２）のバレル孔Ｂｎを有する。
【００５３】
これらのバレル孔Ｂｎは互いに貫通し合い、好ましくは平行に配置されている。
【００５４】
少なくとも１つのバレルと、対応する孔径Ｄｎを持つｎ個（ｎは２〜１６の整数、特に好ましくは２〜１２の整数、さらに特に好ましくは２〜８の整数、最も特に好ましくは２である）のバレル孔Ｂｎ（その際バレル孔が互いに貫通し合い、かつ好ましくは平行に配置されている）とを有する、本発明による押出機の適切なタイプは、たとえば２軸押出機、プラネタリギヤ押出機、またはリング押出機であり、その際２軸押出機またはリング押出機が好ましいが、より好ましいのは２軸押出機である。本発明による２軸押出機は、同方向に回転駆動可能である。
【００５５】
ある実施形態では、少なくとも１つの押出機がさらに、少なくとも１つの分散ゾーンを有する。この分散ゾーンでは、たとえばストリッピング剤や他の添加剤をポリマーに供給することができる。分散ゾーンの処理要素は、たとえば混錬要素、歯ブロック、歯ロックワッシャ、または鋸歯状混合要素であり得る。適切な要素のこれ以外の選択肢は［１］に記載されている。
【００５６】
スクリュー要素のアクティブなフランクの領域では、押出されるべきエラストマー含有媒体が、押出機軸Ｗｎの回転時に、そのバレル孔Ｂｎ内において、徐々に狭くなるウェッジ内に押し込まれる。その際せん断流および膨張流が生じ、それらは特に本発明による脱ガスの間に高度の表面リニューアルをもたらし、その結果ポリマー含有媒体からの揮発性成分の拡散を向上させる。
【００５７】
驚くことに、特徴Ｓ１）を、および好ましくはＳ２）をも満たすスクリュー要素が処理要素として押出機内にある場合、押出機の装入量性能および脱ガス性能は顕著に向上し得ることが分かった。
【００５８】
科学的に明言するつもりはないが、透明なバレルを有する本発明による押出機での数回の実験からは、脱ガスが増えて粘性が上がると、エラストマー含有媒体が押出機内に綱状の形成物を形成すること、そしてこの形成物が、隣り合うスクリュー要素間の変化するクリアランスＡＳＥによって、および好ましくはさらにスクリュー要素とバレル壁間のＳ２）による半径方向遊びによって非常によく叩かれることが分かった。このようにして表面リニューアルおよび脱ガスが非常に大きく保証される。
【００５９】
さらに、特徴Ｓ１）を、および好ましくはＳ２）をも満たすスクリュー要素が、高い脱ガス性能ながらエネルギー投入量を最小限に保ち、その結果押出されたエラストマーにおける上述した損傷を大幅にまたは完全に防ぐことができることが確認された。この効果は、特に上記の特徴を備えたスクリュー要素を少なくとも１つの脱ガスゾーンで使用した場合に完全に発揮される。押出機の少なくとも最後の脱ガスゾーンに対応するスクリュー要素を備えるのが好ましい。別の実施形態では、押出機の全ての脱ガスゾーンに対応するスクリュー要素が備わる。脱ガスゾーンの数は基本的に制限されておらず、押出機内の数は、たとえば１〜２０、好ましくは１〜１０、特に好ましくは２〜８である。脱ガスゾーンは、通常押出機の流れ方向における供給ゾーンの下流に置かれるが、少なくとも１つの脱ガスゾーン（いわゆる逆脱ガスゾーン）が、押出機の流れ方向における供給ゾーンの上流に置かれる配置が好ましい。
【００６０】
専門家には周知のことだが、脱ガスゾーンは一般的に、少なくとも１つの脱ガス通気孔を押出機バレル内に有しており、この開口部はいわゆる脱ガスドームに通じており、この脱ガスドームもまたガス排出管を介して凝縮器ユニットと接続されており、この凝縮器ユニット内で、ポリマー含有媒体から出る揮発性化合物が凝縮される。脱ガスゾーン内および脱ガスドーム内の圧力は、好ましくは特に真空ポンプのようなポンプによって制御される。
【００６１】
エラストマー含有媒体から脱ガス通気孔および脱ガスドームを介して逃れ出てくる揮発性化合物は、その際エラストマーまたは生成物を巻き添えにしてつれてくる傾向があり、その結果最悪の場合脱ガス通気孔または脱ガスドームの閉塞を招く可能性がある。
【００６２】
そのため本発明のある好ましい実施形態では、脱ガス通気孔および脱ガスドームは、エラストマー含有媒体または生成物のいずれの離脱を効果的に防ぐように、または減らすように設計されている。
【００６３】
この目的を達成するのに適した装置は、脱ガス通気孔に取り付けられて押出機内に材料を送るように駆動される１波または多波、特に２波の栓スクリューであり、あるいはエラストマー含有媒体および生成物を押出機内に押し戻すために脱ガス通気孔の内部に配置されたローラまたはベルトである。上記の装置に代わるものとして、あるいはそれに加えて、表面への材料の付着を減らす、または妨げる被膜を脱ガス通気孔に使うことができる。それに適した被膜は、たとえばＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）、エチレン・テトラフルオロエチレン（ＥＴＦＥ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、およびニッケル合金である。
【００６４】
脱ガス通気孔および脱ガスドーム内の圧力は、たとえば１ｈＰａ〜２，０００ｈＰａ、好ましくは５ｈＰａ〜９００ｈＰａである。
【００６５】
ある代替的な実施形態では、脱ガスゾーン内に、さらに以下の条件を満たすスクリュー要素が使用される。
Ｓ３）スクリュー要素ＳＥは、以下のようなピッチｔを有する。
１．３８Ｄｎ＜ｔ＜５．００Ｄｎ、好ましくは１．６０Ｄｎ＜ｔ＜３．００Ｄｎ、特に好ましくは１．８０Ｄｎ＜ｔ＜２．５０Ｄｎ、かつ最も特に好ましくは１．９０Ｄｎ＜ｔ＜２．４０Ｄｎ
【００６６】
押出機の流れ方向における供給ゾーンの下流に複数の脱ガスゾーンが接続されている場合、個々の脱ガスゾーンを互いに密閉して押出機の流れ方向の脱ガスを進捗させるために、個々の脱ガスゾーン間に圧力増大ゾーンおよび好ましくはさらに滞留要素を接続する必要がある。この場合脱ガスゾーンは、様々な圧力で、特に押出機の流れ方向に一般的に減少していく圧力で駆動され得る。
【００６７】
脱ガスゾーンは、一般的に容積充填度約０．１〜０．６、好ましくは０．３〜０．５のいわゆる部分充填ゾーンとなるが、圧力増大ゾーン内および場合によっては滞留要素面では、容積充填度は１となる。そこは、完全充填されたゾーンまたは区間と呼ばれる。
【００６８】
圧力増大ゾーン内の処理要素として、たとえば脱ガスゾーンにおけるよりピッチｔが小さい従来の、本発明によらないスクリュー要素を使用することもできる。
【００６９】
滞留要素として、たとえば逆方向搬送要素、小さいピッチの順方向搬送要素、混錬ブロック、滞留プレート、歯付き混合要素、または搬送容量の小さい一般的な要素を使用することができる。
【００７０】
押出機は、たとえばストリッピング剤または他の添加剤をエラストマー含有媒体内に入れるために、たとえば少なくとも１つの分散ゾーンをも有することができる。驚くことに、少なくとも１つの分散ゾーンが、以下の条件を満たすように形成されたスクリュー要素を処理要素として有する場合、押出機内の分散作用が特によく機能することが分かった。
好ましい範囲を含む上述の値を伴う上記Ｓ１）、および／または
好ましい範囲を含む上述の値を伴う上記Ｓ２）、および／または
１．５０Ｄｎ＜ｔ＜１２．００Ｄｎ、好ましくは１．６０Ｄｎ＜ｔ＜１０．００Ｄｎ、特に好ましくは２．００Ｄｎ＜ｔ＜９．００というピッチｔのＳ４）
【００７１】
特徴Ｓ１）およびＳ４）、またはＳ１）およびＳ２）を満たすスクリュー要素を分散ゾーン内に使用することが好ましく、特徴Ｓ１）、Ｓ２）、およびＳ４）を満たすスクリュー要素を分散ゾーン内に使用することが特に好ましい。
【００７２】
脱ガスを促進するために、エラストマー含有媒体にストリッピング剤を添加する必要がある場合、押出機の流れ方向における脱ガスゾーンの上流に分散ゾーンを配置することが好ましい。
【００７３】
ある実施形態では、押出機の流れ方向における脱ガスゾーンの上流に少なくとも部分的に緩和要素が設置されている。
【００７４】
緩和要素は、たとえば回転する、または固定された多孔板であり得る。
【００７５】
そのような多孔板は、たとえばＪＰ  ５９  ０４８１３６Ａ、ＵＳ  ３  ５０１  ８０７、ＤＥ  ３４  ３１  ０６３、ＤＥ  ６２３  ９０３およびＰＣＴ／ＥＰ２０１１／０６２６３６によって知られている。
【００７６】
緩和要素としては、たとえば逆方向搬送要素、ピッチが非常に小さい順方向搬送要素、混錬ブロック、または滞留プレートも使用できる。
【００７７】
ある好ましい実施形態では、稼働中はバレルと固定接続されるが、取り外し可能であり、押出機内にある各軸を収容するためにそれぞれ１つの配置ソケットを有し、好ましくは軸用のスライドシールのような働きをする、固定された多孔板が使用される。配置ソケットと軸との半径方向間隔ｓは、バレル孔の直径Ｄとの関係において、好ましくは０．００１≦ｓ／Ｄ≦０．０２、好ましくは０．００２≦ｓ／Ｄ≦０．０１、特に好ましくは０．００３≦ｓ／Ｄ≦０．００６である。
【００７８】
この多孔板は、１つまたは複数の、好ましくは多数の孔を有しており、その際孔直径ｄは、たとえば１ｍｍ≦ｄ≦６ｍｍ、好ましくは１．５ｍｍ≦ｄ≦５ｍｍ、特に好ましくは２ｍｍ≦ｄ≦４ｍｍである。
【００７９】
別の同様に好ましい実施形態では、多孔板は、軸を外さなくともバレルから取り外せるように、複数の部分、好ましくは２つの部分から設計されている。
【００８０】
多孔板使用の特に優れた利点は、多孔板を通り抜けるエラストマー含有媒体が、後続の脱ガスゾーンの自由空間内で綱状に形成され、ノズルプレート前のポリマー含有媒体と比べてより大きい表面積を呈することにある。これにより揮発性化合物は、エラストマー含有媒体から容易に抜け出し、そこから離れることができる。
【００８１】
一般に押出機は、添加剤を導入するために１つまたは複数の供給開口部を有するが、それらは基本的に押出機内のどこにでも配置することができ、好ましくは脱ガスゾーン外に、好ましくは分散ゾーンがある場合にはその中に配置できる。
【００８２】
供給開口部から供給できる添加剤の例としては、特に（ハロ）ブチルゴム生成物の場合、安定剤、ＥＳＢＯ（エポキシ化大豆油）等の酸捕捉剤、ステアリン酸カルシウム等のステアリン酸塩、酸化防止剤等がある。好適な酸化防止剤の例としては、ブチルヒドロキシトルエン等の立体障害性フェノール、およびそれらの誘導体、たとえばイルガノックス１０１０および１０７６、アミン、メルカプトベンゾイミダゾール、ある種の亜リン酸エステル等がある。
【００８３】
代替的に、または追加的に、これらの添加剤は、脱ガス装置進入前のポリマー媒体ＰＭに供給することもでき、またそれが液体の場合は、ストリッピング剤と一緒に押出機内に供給することができる。
【００８４】
専門家には周知のことだが、半径方向遊びは与えられた範囲内で一定または可変であり得る。また半径方向遊びの範囲内でスクリュープロファイルをずらすことも可能である。
【００８５】
一般的にスクリュー要素を製造するために好ましい原料は、鋼、特に窒化鋼、クロム鋼、工具鋼、および特殊鋼、ならびに鉄、ニッケル、またはコバルトをベースにして粉末冶金的に製造された金属複合材料である。この他には、ニッケルベースの合金、およびセラミック等の非金属材料がある。
【００８６】
本発明による脱ガス装置はさらに、押出機の上流に、プレ押出機またはプレ混錬機を有することもでき、これらはそれぞれ脱ガス押出機もしくは脱ガス混錬機として形成されている。
【００８７】
そのような配置は、原理としてはＥＰ  ２  ３５３  ８３９  ＡまたはＰＣＴ／ＥＰ２０１１／０５４４１５によって知られている。
【００８８】
脱ガス装置の１つの実施形態では、脱ガスするプレ押出機または脱ガスするプレ混錬機と（主）押出機を接続する引渡しゾーンが、少なくとも１つの、好ましくは厳密に１つの緩和要素、特に上述したノズルプレートのような緩和要素を有することができる。
【００８９】
脱ガス装置の別の実施形態では、脱ガスするプレ押出機または脱ガスするプレ混錬機と（主）押出機を接続する引渡しゾーンが、たとえばスロットルのような少なくとも１つの圧力制御ユニットを有することができ、このスロットルによりプレ押出機またはプレ混錬機へのエネルギー投入量を制御することができる。
【００９０】
脱ガス装置のこの２段階構造により、高い脱ガス性能と同時に、エラストマー含有媒体の高装入量を達成することができる。
【００９１】
脱ガスするプレ押出機を使用する場合、脱ガスされるべきポリマー含有媒体の粘性が（まだ）低いことからエネルギー投入量は少ないので、その回転数は一般的に高く選択される。これにより揮発性化合物の比率を、（主）押出機への供給前に大幅に減らすことができる。
【００９２】
脱ガスするプレ押出機または脱ガスするプレ混錬機の上流には、脱ガス性能をさらに上げるために、１つまたは複数のさらなる濃縮機ユニットを設置することができる。
【００９３】
そのような濃縮機ユニットは、たとえば従来技術によって十分に知られているフラッシュベーパライザやサイクロンであってもよい。
【００９４】
ある実施形態では、濃縮ユニットが少なくとも
・１つの脱ガスタンク（その際この脱ガスタンクの底部は１つのポンプと接続されており、かつこの脱ガスタンクの上部は少なくとも１つのガス排出管と接続されている）と組み合わされた１つの加熱装置と、
・上記濃縮ユニットの上記ポンプ、または押出機またはプレ押出機またはプレ混錬機の供給ゾーンと接続された１つの加熱ユニット
を有する。
【００９５】
本発明の文脈において、「接続された」という用語は、直接的または間接的な接続を含んでおり、その際間接的な接続はたとえばホースや管を介して行うことができる。「接続された」という用語はさらに、接続された状態にあるユニットと装置の間にさらなるユニットまたは装置が配置されているというオプションを含む。
【００９６】
対応する濃縮機ユニットは、ＷＯ２０１０／０３１８２３  Ａによって十分に知られている。
【００９７】
本発明のさらなる特徴、利点、および詳細は、下記の例示的な実施形態の説明から判明する。
【００９８】
上述した、および以下に述べる実施形態を含む本発明による脱ガス装置は、特にエラストマー含有媒体を脱ガスする方法において使用するのに適しており、それゆえ本発明の別の目的は、少なくとも１つのエラストマーと少なくとも１つの揮発性化合物とを含むエラストマー含有媒体（ＥＭ）から揮発性化合物を除去する方法であり、この方法は少なくとも以下の工程を含む。
ａ）エラストマー含有媒体（ＥＭ）を本発明による脱ガス装置内に供給することであって、上記脱ガス装置は、揮発性化合物がエラストマー含有媒体（ＥＭ）から脱ガスユニットの脱ガス通気孔を介して逃れ出るように、かつエラストマー含有媒体（ＥＭ）の揮発性化合物が少なくなるように、かつ脱ガス装置から出る際にエラストマー含有媒体からポリマーが生成物Ｐとして得られるように、その際この生成物の揮発性化合物の割合が、脱ガス装置内に供給されたエラストマー含有媒体（ＥＭ）のそれより低く、好ましくはエラストマーの質量に対して揮発性化合物の総含有量が１重量％以下、好ましくは０．５重量％以下、特に好ましくは０．１重量％以下となるように稼働される。
【００９９】
本発明によれば、エラストマー含有媒体（ＥＭ）は、少なくとも１つのエラストマーと少なくとも１つの揮発性化合物を含む媒体である。
【０１００】
エラストマーは、天然または合成のエラストマーであり得るが、好ましくは重量平均分子量が２，０００ｇ／ｍｏｌ超、特に好ましくは５，０００ｇ／ｍｏｌ超、最も好ましくは２０，０００〜２，０００，０００ｇ／ｍｏｌの天然または合成エラストマーであり得る。
【０１０１】
天然または合成のエラストマーの例には、溶液−スチレン−ブタジエンゴム（ＳＳＢＲ）またはエマルジョン−スチレン−ブタジエンゴム（ＥＳＢＲ）のようなスチレン−ブタジエンゴム、天然ゴム（ＮＲ）、ネオジウムブタジエンゴム（ＮｄＢＲ）、リチウム−ブタジエンゴム（ＬｉＢＲ）、およびコバルト−ブタジエンゴム（ＣｏＢＲ）のようなブタジエン−ゴム（ＢＲ）、イソプレン−ゴム（ＩＲ）、エチレンプロピレンジエン（Ｍクラス）ゴム（ＥＰＤＭ）のようなエチレン−プロピレン−ジエン−ゴム、エチレン−プロピレン−ゴム、アクリルニトリル−ブタジエン−ゴム（ＮＢＲ）のようなニトリル−ゴム、水素化ニトリルゴム（ＨＮＢＲ）、イソブテン−イソプレン−ゴム（ＩＩＲ）のようなブチルゴム、クロロブチルゴム（ＣＩＩＲ）のようなハロブチルゴム、およびブロモブチルゴム（ＢＩＩＲ）、またはアミンまたはフォスフィンによる転換によりハロブチルゴムから製造されたイオノマー、好ましくは第３フォスフィンによるＢＩＩＲの転換により得られるイオノマー、クロロプレン−ゴム（ＣＲ）、エチレン−ビニルアセテート−ゴム（ＥＶＡおよびＥＶＭ）、ポリウレタン−ゴム、グッタペルカ、フルオロゴム、シリコンゴム、スルフィドゴム、クロロスルホニル−ポリエチレン−ゴム、ならびに上記エラストマーの任意の混合物が含まれる。
【０１０２】
本発明の文脈において、ブチルゴムという用語は、イソブテンと少なくとも１つのさらなるコモノマーとからなるコポリマーを意味し、その際少なくとも１つのコモノマーは共役２重結合を呈する。好ましい１つのブチルゴムは、イソブテン（２−メチルプロペン）とイソプレン（２−メチルブタ−１．３−ジエン）とのコポリマーであり、これはまたイソブテン−イソプレン−ゴムまたは略してＩＩＲとも呼ばれる。モル基準で、このポリマー内のイソプレン含有量は、０．００１〜１０ｍｏｌ％、好ましくは０．５〜８、特に好ましくは１．８〜２．３Ｍｏｌ％である。ＩＩＲは、不規則に分布したイソプレン単位を有する線状ポリイソブテン鎖からなる。これらのイソプレン単位は、ポリマー鎖内に不飽和箇所を導き入れ、それにより加硫が可能になる。ＩＩＲの質量平均分子量Ｍｗは、たとえば５０，０００〜１，０００，０００ｇ／ｍｏｌ、好ましくは３００，０００〜１，０００，０００ｇ／ｍｏｌの範囲にある。
【０１０３】
ハロゲン化ブチルゴムＣＩＩＲおよびＢＩＩＲは、ポリマーと化学結合したある程度の量のハロゲンをも含んでいる。化学結合したハロゲンの量は、通例エラストマーの総質量に対して０重量％超から３重量％までの範囲内にある。（ハロ）ブチルゴムは、添加剤、たとえば０．０００１〜４ｐｈｒ（ｐｈｒ＝ゴム重量についてゴム１００部あたりの部数）のエポキシ化大豆油（ＥＳＢＯ）、０．０００１〜５ｐｈｒのステアリン酸カルシウム、および０．０００１〜０．５ｐｈｒの酸化防止剤をも含むことが可能であろう。ブチルゴムの適用に応じて、他の添加剤すなわち充填剤または着色剤も使用可能である。
【０１０４】
ブロモブチルゴムＢＩＩＲの場合、完成品中の一般的な臭素含有量は１．５〜２．５重量％であり、好ましくは１．６〜２．０重量％である。
【０１０５】
クロロブチルゴムの場合、完成品中の一般的な塩素含有量は１．０〜１．５重量％であり、好ましくは１．１５〜１．３５重量％である。
【０１０６】
本発明において使用されるエラストマー含有媒体は、たとえば懸濁液、ペースト、溶液、塊状固形素地、団粒（いわゆるクラム）の形状、または上記形状の混合形状をとり得る。
【０１０７】
本発明の文脈において、「揮発性化合物」という用語は、圧力１０１３ｈＰａにおいて２５０℃未満の沸点を有する化合物を意味する。揮発性化合物とは、特に水および他の揮発性無機化合物、ならびに揮発性有機化合物である。揮発性有機化合物は一般的に、重合またはそれに続く加工工程に使用される溶媒、たとえば重合プロセスに由来するモノマーまたはオリゴマー、またはたとえば添加剤のような他の有機化合物である。セメントとも呼ばれるエラストマー含有媒体ＥＭは、たとえば３〜９８重量％のエラストマーと、２〜９７重量％の揮発性化合物、特に有機溶媒、または有機溶媒および水とを含み、その際上記の成分は合わせて、エラストマー含有媒体の総質量の９０〜１００重量％、好ましくは９５〜１００重量％になる。１００重量％になるための残りは、たとえば無機物、またはたとえば添加剤のような非エラストマー有機物であり得る。
【０１０８】
有機溶媒は、たとえば４〜１０個の炭素原子、好ましくは４〜７個の炭素原子を有する線状アルカンまたは分岐アルカンからなる群から選択することができる。より好ましい有機溶媒は、ｎ−ペンタン、イソ−ペンタン、ｎ−ヘキサン、シクロ−ヘキサン、イソ−ヘキサン、メチル−シクロペンタン、メチル−シクロヘキサン、およびｎ−ヘプタンを含むか、またはそれらからなる溶媒であり、またそれらのアルカンを含むか、またはそれらからなる任意の混合物でもある。
【０１０９】
ある実施形態では、押出機内に供給されるエラストマー含有媒体ＥＭは、好ましくは３０〜９８重量％のエラストマーと、２〜７０重量％の揮発性化合物、特に有機溶媒、または有機溶媒および水を含み、その際上記の成分の合計は、ポリマー含有媒体の総質量の９０〜１００重量％、好ましくは９５〜１００重量％になる。
【０１１０】
押出機内に供給されるこのエラストマー含有媒体ＥＭは、好ましくは４０〜９５重量％のエラストマーと、５〜６０重量％の揮発性化合物、特に有機溶媒、または有機溶媒および水とを含み、その際上記の成分の合計は、エラストマー含有媒体の総質量の９０〜１００重量％、好ましくは９５〜１００重量％になる。
【０１１１】
この脱ガスユニットが、押出機の上流にある脱ガスするプレ押出機、または脱ガスするプレ混錬機、または濃縮機ユニットを含む場合、脱ガスするプレ押出機内、脱ガスするプレ混錬機内、または濃縮機ユニット内に供給されるエラストマー含有媒体ＥＭは、たとえば１０〜９５重量％のエラストマーと、５〜９０重量％の揮発性化合物、好ましくは１５〜８０重量％のエラストマーと、２０〜８５重量％の揮発性化合物、特に好ましくは１５〜７０重量％のエラストマーと、３０〜８５重量％の揮発性化合物を含み、その際この揮発性化合物は、特に有機溶媒、または有機溶媒および水であり、その際上記の成分の合計は、エラストマー含有媒体の総質量の９０〜１００重量％、好ましくは９５〜１００重量％になる。
【０１１２】
専門家には明らかなことだが、脱ガスするプレ押出機内または脱ガスするプレ混錬機内への進入時のエラストマー含有媒体ＥＭ内の揮発性化合物の含有量は、下流の押出機内への進入時より少ない。同じことは、脱ガスするプレ押出機または脱ガスするプレ混錬機の上流の濃縮機ユニットに進入する時のエラストマー含有媒体ＥＭ内の揮発性化合物の含有量にも当てはまる。
【０１１３】
この場合、濃縮機ユニット内に供給されるエラストマー含有媒体ＥＭは、好ましくは５〜８０重量％のエラストマーと、２０〜９５重量％の揮発性化合物、好ましくは１０〜７５重量％のエラストマーと、２５〜９０重量％の揮発性化合物を含み、その際この揮発性化合物は、特に有機溶媒、または有機溶媒および水であり、その際上記の成分の合計は、エラストマー含有媒体の総質量の９０〜１００重量％、好ましくは９５〜１００重量％になる。
【０１１４】
本発明のある実施形態では、押出機はバレルを介して３００℃まで加熱され得るか、またはそこまで冷却され得る。
【０１１５】
ある好ましい実施形態では、押出機が、様々な温度で別個の複数ゾーンを互いに独立して駆動させる装置を含み、それによりそれらのゾーンの加熱、非加熱、冷却のいずれかが可能になる。
【０１１６】
好ましい押出機材料は、腐食性がなく、かつ主として生成物Ｐのエラストマー含有媒体の、金属または金属イオンによる汚染を回避するものでなければならない。
【０１１７】
好ましい押出機材料は、窒化鋼、混粒鋼、ステンレス鋼、ニッケルベースの合金、焼結金属等の複合材料、熱間等方圧加圧材料、ステライト等の硬質耐摩耗材料、たとえばセラミック、窒化チタン、窒化クロム、およびダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）からなる被膜を被せた金属を含む。
【０１１８】
脱ガスゾーンのガス排出管は、凝縮システムに接続することができ、好ましくは凝縮システムそのものでもある。
【０１１９】
一般に、凝縮システムの目的は、ガス通気孔からガス排気管を介して除去された揮発性化合物を回収することであり、凝縮システムは通常、１つの凝縮器と１つの真空ポンプを含む。従来技術によって知られる全ての凝縮システムは、揮発性化合物の回収のために使用され得る。
【０１２０】
一般に、場合によっては水と揮発性有機化合物を分離する相分離の実施後、凝縮された揮発性化合物をエラストマー含有媒体の調製プロセスにフィードバックすることが好ましい。
【０１２１】
脱ガス装置の下流には、好ましくは冷却機能を有する生成物加工装置があり得る。
【０１２２】
冷却機能を有する生成物加工装置は、この目的の専門家には周知の全ての装置、たとえば対流空気冷却式空圧クラムコンベヤ、対流空気冷却式振動クラムコンベヤ、冷却接触面式振動クラムコンベヤ、対流空気冷却式ベルトコンベヤ、冷却ベルト式ベルトコンベヤ、散水装置、および水が冷却剤として働く水中ペレタイザーを含む。
【０１２３】
生成物Ｐは、その後最終梱包および発送のために加工され得る。（ハロ）ブチルゴムは、たとえば６０℃以下まで冷却され、たとえば液圧プレスで束に形成され、その後発送用の紙箱または木箱に梱包される。
【０１２４】
一般に、押出機の供給ゾーンへのエラストマー含有媒体ＥＭの供給率を上げるには、それに応じて押出機の回転数を上げる必要がある。さらに、回転数によってエラストマー含有媒体ＥＭの滞留時間が決まる。従って回転数、供給率、および押出機直径は、通常は互いに依存している。押出機は通常、無次元装入量Ｖ／ｎ＊ｄ３が約０．０１〜約０．２、好ましくは約０．０１５〜約０．１に調節されるように稼働され、その際Ｖは体積流率を、ｎは回転／分で表される回転数を、ｄは押出機の有効直径を意味する。最大および最小の供給率および回転数は、たとえば押出機の大きさ、エラストマー含有媒体ＥＭに含まれるエラストマーの物理特性、およびポリマー内に残される揮発性化合物の目標値によって決定される。しかし稼働パラメータは、これらの特性をもとに、数回の初期実験を経て専門家によって決められることがある。
【０１２５】
本発明のある実施形態では、押出機は、５〜２５，０００キログラム／時の供給率で、好ましくは５〜６，０００キログラム／時で稼働される。
【０１２６】
一般に、押出機、ならびにプレ押出機またはプレ混錬機における脱ガスは、他の揮発性化合物と共に除去されるストリッピング剤の添加により補助され得る。ストリッピング剤は、基本的に押出機ユニットのどこでも添加できるが、脱ガスゾーン外の、たとえば１つまたは複数の圧力増大ゾーンまたは分散ゾーンで添加するのが好ましい。
【０１２７】
好適なストリッピング剤は、エラストマー含有媒体（ＥＭ）に対して不活性、かつ１００℃における蒸気圧が１００ｈＰａ超の物質である。
【０１２８】
本発明の文脈において、「不活性」という用語は、ストリッピング剤がポリマーと化学反応しない、または識別可能な形で化学反応しないことを意味する。好適なストリッピング剤は、窒素、二酸化炭素、希ガス、プロパン、ブタン、水、または上記物質の混合物である。ストリッピング剤の量は、押出機の排出ゾーンで得られるエラストマーの量の０．０００１〜１０重量％、好ましくは０．００１〜５重量％、より好ましくは０．１〜２重量％であり得る。
【０１２９】
本発明を、実施例ならびに図５および図６を参照して詳しく説明するが、しかし本発明はそれらに限定されるわけではない。
【０１３０】
図５は、本発明による脱ガス装置の押出機の縦断面、および上流のプレ押出機の横断面を示す。
【０１３１】
図６は、上記押出機の上流に配置されたプレ押出機の縦断面を示す。
【実施例】
【０１３２】
分析方法
エラストマー含有媒体ＥＭの含水量：サンプルを遠心分離器に入れ、４０００ｒｐｍで５分間遠心分離を行った。次にアンプルの底において水を集め秤量した。
【０１３３】
揮発性化合物の総濃度：生成物（Ｐ）のサンプルを２×２ｍｍの大きさの小片に切断した。約３０ｇの上記生成物をアルミニウム容器に入れた。容器と生成物の重量を正確に測定した。次に、生成物の入った容器を、真空度１３０ｈＰａ、温度１０５℃の真空炉に６０分間入れた。乾燥後容器をデシケータ内に入れ、３０分間冷却した。次に容器を再度秤量した。損失重量を算定した。
【０１３４】
生成物Ｐ中の残留溶媒含有量：生成物Ｐ中の残留溶媒含有量を、気化室ガスクロマトグラフィーにより測定した。サンプルの定量（０．５±０．００５ｇ）を気化室アンプルに入れ、測定した量の溶媒（１．２ジクロロベンゼン、ＯＤＣＢ）を加えた。アンプルを閉じ生成物が溶解するまで振った。サンプルと気相がアンプル（気化室）内で平衡となり揮発性有機化合物が分散されるまで、アンプルを加熱した。気化室ガスの一部を、サンプルをクロマトグラフィーカラムに沿って搬送するキャリアガス流内に噴射した。ＧＣの較正には既知の組成の標準を使用した。内部標準として使うために、溶媒にトルエンを添加した。
【０１３５】
生成物Ｐ中の残留含水量：揮発性化合物の総量は、水、溶媒、およびその他の揮発性化合物の合計である。モノマー等のその他の揮発性化合物の割合は、実験したケースでは概ね０．０００５重量％未満だったので、残留含水量は、揮発性化合物の総量から溶媒含有量を差し引くことによって得ることができた。
【０１３６】
エラストマー含有媒体ＥＭ中の溶媒含有量を、ガスクロマトグラフィーにより測定した。内部標準はイソオクタンであった。サンプルをトルエンで希釈し、その後ガスクロマトグラフ内に噴射した。以下の仕様を持つガスクロマトグラフＨＰ  ６８９０を用いてガスクロマトグラフィーを行った。
【０１３７】
【表１】
2016514639.tif 000003
【０１３８】
以下の実施例では次のエラストマー含有媒体ＥＭを使用した。
【０１３９】
ＥＭ−Ｉの調製
粗ブロモブチルゴム溶液を商業用生産施設から入手し、水分含有相から有機相を分離した。水分含有相の有機相からの分離は、ＷＯ２０１０／０３１８２３  Ａ、特に図７およびその説明によって知られている。次に、この有機相をＥＭ−Ｉとして実験に使用した。ＥＭ−Ｉは、ブロモブチルゴムを約２３重量％、ヘキサン異性体を約７４重量％、および水を３重量％含む（これら３つの成分を１００重量％として計算）。他の添加剤のブロモブチルゴム質量に対する濃度は、
ＥＳＢＯ：１〜１．６ｐｈｒ、ステアリン酸カルシウム：１．３〜１．７ｐｈｒ、およびイルガノックス：０．０３〜０．１ｐｈｒであった。
【０１４０】
よってエラストマーと揮発性化合物の合計は、エラストマー含有媒体の総質量の９７．５５〜９８．３０重量％となった。
【０１４１】
ＥＭ−Ｉから得られたブロモブチルゴムは、押出成形後に以下の特性を呈した。
ムーニー粘度（ＭＬ１＋８、１２５℃）２８〜３６、結合臭素含有量１．６〜２．０重量％
【０１４２】
実施例１：プレ濃縮
濃縮機ユニット
この実施例に使用した濃縮機ユニットは、ＷＯ２０１０／０３１８２３  Ａの特に図１に記載のものと類似のものであった。前述のように調製したエラストマー含有媒体ＥＭ−Ｉを加熱装置まで送るために、ギヤポンプを使用した。加熱装置はチューブ・イン・チューブ型の熱交換器であった。この場合、内部から蒸気によって加熱される複数の管が１つのシェル管内に収容されており、このシェル管はまた同時に生成物をも収容する。さらに、生成物に接触する内部管の外面上には、良好な熱移動をもたらす混合要素が収容されている。加熱媒体は蒸気であり、その流量は、設定した媒体温度に応じて制御することができた。圧力逃し弁を濃縮機ユニットの上流に取り付けて、弁の上流の圧力を目標値に自動制御した。この目標値は、加熱装置内で加熱されるエラストマー含有媒体ＥＭ−Ｉの沸騰を回避するように選択した。加熱されたエラストマー含有媒体ＥＭ−Ｉを上から脱ガスタンク内に導いた。脱ガスタンクの円錐状の排出口にはギヤポンプが備えられていた。このギヤポンプの利点は、高粘度の扱いが可能で、かつ高圧を作り出せることにあった。濃縮段階後の濃度を調べるために、濃縮されたエラストマー含有媒体ＥＭ−ＩＩからサンプルを採取した。
【０１４３】
（実施例１）
加熱装置の加熱媒体を１６０℃に設定して、エラストマー含有媒体ＥＭ−Ｉを１３５℃まで加熱した。脱ガスタンク内の圧力は大気圧であった。大気圧であったので、気化した揮発性成分は脱ガスタンクから凝縮機を介して導かれた。凝縮機は水で冷却され、凝縮した液体成分が、周囲環境に直接接続されていた回収容器に流れ落ちた。それにより脱ガスタンク内はほぼ周囲環境の圧力になった。脱ガスタンクの排出口における濃縮されたエラストマー含有媒体ＥＭ−ＩＩは、抽出ポンプを使って濃縮機ユニットから上述のように送ることができた。濃縮されたエラストマー含有媒体ＥＭ−ＩＩのヘキサン濃度は約４３重量％であった。
【０１４４】
脱ガス装置（１）
プレ濃縮されたＥＭ−ＩＩは、加熱装置を介して脱ガス装置（１）内に導かれた。加熱装置は、濃縮機ユニット内で使用されたものと同じ構造方式の熱交換器であった。脱ガス装置は、１つのプレ押出機（２）、すなわち孔径Ｄｌ＝Ｄ２＝５７ｍｍ、有効長さ７２０ｍｍの１つの反転２軸押出機と、１つの主押出機（３）、すなわち孔径Ｄｌ＝Ｄ２＝５８．３ｍｍ、有効長さ３２２５ｍｍの１つの共回転２軸押出機とからなるものであった。有効長さとは、この場合生成物との接触が起こる長さを意味する。
【０１４５】
脱ガス装置の２つの押出機は、押出機またはプレ押出機の各供給ゾーン（４および４．１）の上流に、圧力制御装置として１つの制御弁（５および５．１）を含んでいた。
【０１４６】
プレ押出機は、プレ押出機（６）の搬送方向における供給ゾーン（４．１）の下流に配置された１つの脱ガスゾーン（７．１）と、プレ押出機（６）の供給ゾーン（４．１）の上流に配置された１つの脱ガスゾーン（７．Ｒ）とを有していた。脱ガスゾーン（７．Ｒ）は、１つのガス排出管と接続されかつ脱ガスドーム（９．Ｒ）を有する１つのガス通気孔（８．Ｒ）を有し、脱ガスゾーン（７．１）は、１つのガス排出管と接続されかつ脱ガスドーム（９．１）を有する１つのガス通気孔（８．１）を有していた。１つの圧力増大ゾーン（１０．１）と１つの滞留要素（１１）がプレ押出機（６）の搬送方向における脱ガスゾーン（７．１）の下流に配置されていた。。滞留要素（１１）の下流では、１つの引渡しゾーン（１２）が主押出機（３）へと通じていた。引渡しゾーン（１２）は、制御弁（５）の入口へと開口する１つの加熱可能な管からなり、上記制御弁はまた主押出機（３）の供給ゾーン（４）の開始部を示すものであった。
【０１４７】
プレ押出機（２）のガス排気管は、吸引ユニットおよび凝縮ユニットと接続されていた。ガスの吸引は真空ポンプで行われ、圧縮されたガスはそこから１つの水冷凝縮機へと導かれた。プレ押出機のバレル（１３）は、蒸気による可変加熱が可能なように設計されていた。
【０１４８】
主押出機は、押出機（１４）の搬送方向における供給ゾーン（４）の下流に配置された３つの脱ガスゾーン（１５．１、１５．２、および１５．３）と、押出機（１４）の供給ゾーン（４）の上流に配置された１つの脱ガスゾーン（１５．Ｒ）とを有していた。脱ガスゾーン（１５．Ｒ）は、１つのガス排出管と接続されかつ脱ガスドーム（１７．Ｒ）を有する１つのガス通気孔（１６．Ｒ）を有し、脱ガスゾーン（１５．１、１５．２、および１５．３）は、それぞれ１つのガス排出管と接続されかつ脱ガスドーム（１７．１、１７．２、および１７．３）を有するそれぞれ１つのガス通気孔（１６．１、１６．２、および１６．３）を有していた。ガス排出管は、１つの機械的真空ポンプと１つの下流接続の水冷凝縮機とからなる１つの凝縮機ユニットと接続されていた。ガス排出管は、直列に接続された２つの機械的真空ポンプと１つの下流接続の水冷凝縮機とからなる１つの凝縮機ユニットと接続されていた。
【０１４９】
押出機（１４）の搬送方向における脱ガスゾーン（１５．１）の下流に配置される形で、１つの圧力増大ゾーン（１８．１）があり、またこれの下流に配置される形で１つの第１分散ゾーン（１９．１）があった。
【０１５０】
押出機（１４）の搬送方向における脱ガスゾーン（１５．２および１５．３）の下流に配置される形で、同じくそれぞれ１つの圧力増大ゾーン（１８．２および１８．３）があった。また圧力増大ゾーン（１８．２および１８．３）の下流に配置される形で、それぞれ１つの分散ゾーン（１９．２および１９．３）があった。圧力増大ゾーン（１８．１、１８．２、および１８．３）と分散ゾーン（１９．１、１９．２、および１９．３）の間には、１つの滞留要素（２０．１、２０．２、および２０．３）と、押出機（１４）の搬送方向における分散ゾーン（１９．１および１９．２）の下流に配置される形でそれぞれ１対の、取出し可能なように分割されてバレル（２１）内に固定されたフィルタディスク（２２．１および２２．２）とがあった。
【０１５１】
押出機（１４）の流れ方向における最後の圧力増大ゾーン（１８．３）の下流に配置される形で、押出機からの排出ゾーン（２３）があった。この排出部は、１つの水中造粒部（２４）へと開口する１つの固定のノズルプレートから形成された。押出機の圧力増大ゾーン（１８．３）と造粒機のノズルプレート（２３）の間には、１つのスタートアップバルブがあり、これにより、ノズルプレートを通して水中造粒機に生成物を搬送する代わりに、バイパスを通して用意された１つの受け容器に生成物を押出すことが可能になる。このバイパスは、主に押出成形装置の始動および停止に使用される。
【０１５２】
押出機は、分散ゾーン（１９．１、１９．２、および１９．３）の領域内に、ストリッピング剤を供給するための入口開口部（２５．１、２５．２、および２５．３）を有していた。
【０１５３】
バレルは、複数の部分からなり、また押出機内の温度プロファイルを少なくともある程度まで制御するために、互いに独立して加熱または冷却される３つのゾーンに分割可能なように形成されていた。加熱と冷却は蒸気または冷却水により行われた。
【０１５４】
脱ガスゾーン、圧力増大ゾーン、および分散ゾーンのために使用された処理要素とその仕様明細は、以下の実施例に記載されている。
【０１５５】
（実施例２）
実施例１から得られたプレ濃縮されたエラストマー含有媒体ＥＭ−ＩＩは、１つの加熱装置を介して１８０ｋｇ／ｈの速度で脱ガス装置内に導かれ、その後脱ガス装置の排出ゾーン（２４）において約８０ｋｇ／ｈの速度で脱ガス済みの乾燥生成物になった。その際加熱装置への蒸気の供給は、制御弁（５．１）におけるＰＭ−ＩＩの温度が約１１０℃になるように調整された。制御弁における圧力は１．３Ｍｐａに設定された。プレ押出機の２つのゾーン内の圧力は、４００ｍｂａｒ（絶対圧）に設定された。プレ押出機のバレル（１３）の加熱可能部分内の加熱温度は、約１６０℃であった。引渡しゾーン（４）の開始部において、さらに濃縮されたエラストマー含有媒体ＥＭ−ＩＩＩのゴム割合は約８０重量％であった。次にＥＭ−ＩＩＩは、温度１００℃および圧力約２．０Ｍｐａで、供給ゾーン（４）内の主押出機（３）内に導入された。引渡しゾーンにおける圧力は、主押出機の供給ゾーンにおける圧力制御装置を全開にした状態で得られた。
【０１５６】
（実施例３〜６）
実施例１および実施例２に従って得られた、さらに濃縮された生成物ＥＭ−ＩＩＩは、主押出機（３）内に導入され、その際様々なスクリュー要素が脱ガスゾーンおよび分散ゾーン内で使用された。
【０１５７】
脱ガスゾーン（１５．Ｒ）および脱ガスゾーン（１５．１）は、絶対圧約１００〜１８０ｍｂａｒで稼働された。脱ガスゾーン（１５．２および１５．３）の圧力は、絶対圧約５０ｍｂａｒに設定された。技術的に見て、このようなプロセスにおいて真空圧を厳密に一定に保つことは難しいので、実験が進むにつれて相殺されるような変動が生じる。
【０１５８】
脱ガスゾーン（１５．１）の下流に配置された分散ゾーン（１９．１）内に、０．５〜０．６ｋｇ／ｈの速度でストリッピング剤として窒素が導入された。
【０１５９】
脱ガスゾーン（１５．２）の下流に配置された分散ゾーン（１９．２）内に、３．６ｋｇ／ｈの速度でステアリン酸カルシウム入りの水（ステアリン酸カルシウム４５重量％）からなる分散液が導入された。
【０１６０】
脱ガスゾーン（１５．３）の下流に配置された分散ゾーン（１９．３）内に、３．６ｋｇ／ｈの速度でステアリン酸カルシウム入りの水（ステアリン酸カルシウム４５重量％）からなる分散液が導入された。
【０１６１】
主押出機の押出機軸の回転数は６０ｍｉｎ−１〜９０ｍｉｎ−１であった。
【０１６２】
表２ａ）に、各実施例で使用したスクリュー要素をまとめた。
【０１６３】
【表２】
2016514639.tif 000004
【０１６４】
【表３】
2016514639.tif 000005
【０１６５】
【表４】
2016514639.tif 000006
【０１６６】
これらの実施例から以下のことが分かる。
実施例１では、条件Ｓ２）は満たされるが条件Ｓ１）は満たされず、脱ガス結果は不十分である。
【０１６７】
実施例２および３では、条件Ｓ１）およびＳ２）が満たされ、脱ガス結果は非常に良好である。
【符号の説明】
【０１６８】
１  脱ガス装置
２  プレ押出機
３  主押出機
４  供給ゾーン
５  制御弁
６  プレ押出機
１１  滞留要素
１２  引渡しゾーン
１３  バレル
１４  押出機
１５  ガス通気孔
１６  脱ガス通気孔
１７  脱ガスドーム
２１  バレル
２３  ノズルプレート
２４  排出ゾーン
【図１】
2016514639.tif 000007
【図２ａ−２ｂ】
2016514639.tif 000008
【図２ｃ】
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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１３】
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【国際調査報告】
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