(57)【要約】【課題】原料ロス等の問題を生ずることなく、連続して安定した物性を有するゴム組成物を製造することが可能なゴム組成物の混合方法および混合装置を提供する。【解決手段】２種類の原料を貯蔵する貯蔵部１Ａ，１Ｂと、２種類の原料を混合攪拌するためのミキサー２と、２種類の原料をミキサー２に供給するためのポンプ３Ａ，３Ｂと、貯蔵部１Ａ，１Ｂとミキサー２とを接続する配管４Ａ，４Ｂと、を備えるゴム組成物の混合装置である。２種類の原料の吐出量およびミキサー２の回転数が共に変更可能であって、ミキサー２の回転数が、２種類の原料の吐出量の変化に応じて自動的に変動するよう制御されている。【選択図】図１
2009208298.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２種類の原料を、ミキサーを用いて混合してゴム組成物を得るゴム組成物の混合方法において、
前記２種類の原料の吐出量および前記ミキサーの回転数を共に変更可能とし、前記ミキサーの回転数を、前記２種類の原料の吐出量の変化に応じて自動的に変動させることを特徴とするゴム組成物の混合方法。
【請求項２】
前記２種類の原料の吐出量を、該２種類の原料の混合比を一定に保持しつつ変更する請求項１記載のゴム組成物の混合方法。
【請求項３】
前記２種類の原料の吐出量の変化を、該２種類の原料を前記ミキサーに供給するためのポンプの回転数、または、該２種類の原料を前記ミキサーに供給するための配管内の原料流量により検出する請求項１または２記載のゴム組成物の混合方法。
【請求項４】
前記２種類の原料の吐出量を、該２種類の原料を前記ミキサーに供給するためのポンプの回転数の変更により制御する請求項１〜３のうちいずれか一項記載のゴム組成物の混合方法。
【請求項５】
前記ミキサーの回転数をインバータ制御する請求項１〜４のうちいずれか一項記載のゴム組成物の混合方法。
【請求項６】
２種類の原料を貯蔵する貯蔵部と、該２種類の原料を混合攪拌するためのミキサーと、該２種類の原料を該ミキサーに供給するためのポンプと、該貯蔵部とミキサーとを接続する配管と、を備えるゴム組成物の混合装置において、
前記２種類の原料の吐出量および前記ミキサーの回転数が共に変更可能であって、前記ミキサーの回転数が、前記２種類の原料の吐出量の変化に応じて自動的に変動するよう制御されていることを特徴とするゴム組成物の混合装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はゴム組成物の混合方法および混合装置（以下、単に「混合方法」および「混合装置」とも称する）に関し、詳しくは、２種類の原料を混合してゴム組成物を得るゴム組成物の混合方法、および、それに用いる混合装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ゴム組成物を混合、攪拌する方法としては、従来、主として以下の２つの方法が用いられている。
１）攪拌用の容器に各々計量した原料を投入し、パドルと呼ばれる固定された攪拌扇をセットして、攪拌用の容器を回転させることにより攪拌を行う方法。
２）ギアポンプやプランジャーポンプなどを用いて、２種類の原料を一定量にて連続的にミキサーへ供給し、ミキサーの回転により２種類の原料を混合、攪拌する方法。
【０００３】
ゴム組成物の混合方法に関しては、例えば、粘度、モジュラス等の物性および品質の安定したゴム組成物を得、性能の安定したゴム製品を提供することを目的として、ゴム組成物を密閉式混合機で混合するゴム組成物の混合過程で、混合機内でゴム組成物を複数のステップで混合するにあたり、少なくとも１つのステップで、混合用ロータの回転駆動のための電力の積算量が、予めこのステップ用に設定された目標積算電力量に達した後に、次のステップに移るものとする技術が知られている（特許文献１）。
【特許文献１】特開２００６−３１５２２０号公報（特許請求の範囲等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のうち、１）のパドルによる混合方法においては、原料を計量する時間や容器のセットなどに作業工数を必要とする。また、この方法はバッチ式となるため、連続的に製品を製作する工程には不向きである。さらに、原料を必要量よりも少なく混合してしまった場合には、先に混合したゴムの硬化が始まることから、不足分のみ追加投入することができないため、通常は安全のために使用量よりも若干多めに混合することが多く、その分、原料のロスが生ずるという問題があった。
【０００５】
また、２）のミキサーによる混合方法においては、吐出量の変更ができない設備が多いため、流し込む容器の大きさやゴムの飲込み性、ゴムの粘度等に関わらず、通常は一定の吐出量で混合を行っている。吐出量の変更が可能な設備であっても、ミキサーの回転数の変更ができないために吐出量を変更すると単位当たりのせん断回数が変化し、混合条件が変化することから混合物の温度が変わってしまい、得られるゴム組成物の物性が安定しないという問題があった。
【０００６】
そこで本発明の目的は、上記従来技術におけるような原料ロス等の問題を生ずることなく、連続して安定した物性を有するゴム組成物を製造することが可能なゴム組成物の混合方法および混合装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
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、上記問題を解消できることを見出して、本発明を完成するに至った。
【０００８】
すなわち、本発明のゴム組成物の混合方法は、２種類の原料を、ミキサーを用いて混合してゴム組成物を得るゴム組成物の混合方法において、
前記２種類の原料の吐出量および前記ミキサーの回転数を共に変更可能とし、前記ミキサーの回転数を、前記２種類の原料の吐出量の変化に応じて自動的に変動させることを特徴とするものである。
【０００９】
本発明においては、前記２種類の原料の吐出量を、該２種類の原料の混合比を一定に保持しつつ変更することが好ましい。また、前記２種類の原料の吐出量の変化は、該２種類の原料を前記ミキサーに供給するためのポンプの回転数、または、該２種類の原料を前記ミキサーに供給するための配管内の原料流量により検出することができる。さらに、前記２種類の原料の吐出量は、該２種類の原料を前記ミキサーに供給するためのポンプの回転数の変更により制御することができ、前記ミキサーの回転数は、好適にはインバータ制御する。
【００１０】
また、本発明のゴム組成物の混合装置は、２種類の原料を貯蔵する貯蔵部と、該２種類の原料を混合攪拌するためのミキサーと、該２種類の原料を該ミキサーに供給するためのポンプと、該貯蔵部とミキサーとを接続する配管と、を備えるゴム組成物の混合装置において、
前記２種類の原料の吐出量および前記ミキサーの回転数が共に変更可能であって、前記ミキサーの回転数が、前記２種類の原料の吐出量の変化に応じて自動的に変動するよう制御されていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、ミキサーの回転数を、原料の吐出量に応じて自動的に変動させるものとしたことで、吐出量の変動に伴う、混合攪拌時における混合物の単位量あたりのせん断回数のばらつきを小さくして、混合条件のばらつきを低減することが可能となった。これにより、生成される混合物の温度を安定化させることができるので、得られるゴム組成物の物性についても安定化させることができる。また、本発明においては、ミキサーを用いることで連続的なゴム組成物の製造が可能であるとともに、従来のような原料ロスの問題を生ずることもない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の好適実施形態について詳細に説明する。
本発明は、２種類の原料を、ミキサーを用いて混合してゴム組成物を得るゴム組成物の混合方法であり、２種類の原料の吐出量およびミキサーの回転数を共に変更可能とするとともに、ミキサーの回転数を、２種類の原料の吐出量の変化に応じて自動的に変動させる点に特徴を有する。
【００１３】
安定した物性を有するゴム組成物を得るためには、混合攪拌時における混合物のせん断回数等の混合条件を均一にして、混合物の温度を適正にコントロールする必要があるが、本発明によれば、原料の吐出量およびミキサーの回転数を共に変更可能とし、吐出量の変化に合わせてミキサーの回転数を変動させるものとしたことで、常に一定の混合物温度を保持することが可能となった。また、本発明においては、ミキサーを用いて混合を行うため、連続的なゴム組成物の製造が可能であり、吐出量の変更が可能であるため、原料ロスの問題を生ずることもない。なお、混合物のせん断回数は、ミキサーの回転数および原料の吐出量により決まるため、任意の吐出量でのミキサー回転数が設定されれば、吐出量が変化してもその時のミキサー回転数は算出できるが、ミキサーの形状や原材料によっても混合物の温度は変化するので、複数点のサンプリングを行うことで決定することが好ましい。
【００１４】
ミキサーの回転数を原料の吐出量の変化に応じて自動的に変動させるためには、具体的には、原料の吐出量の変化を検出して、検出された吐出量に基づき対応するミキサーの回転数を算出し、算出された回転数にミキサーを制御すればよい。検出された吐出量からのミキサーの回転数の算出は、例えば、あらかじめ複数点の吐出量についてミキサーの回転数を設定しておき、それらのデータより任意の吐出量でのミキサーの回転数を算出することにより行うことができる。すなわち、ソフトウェア内でミキサーの回転数−原料の吐出量のグラフを作成して、設定した吐出量での回転数を算出すればよい。または、必要とされる吐出量ごとにあらかじめミキサーの回転数を設定しておき、検出時にその設定された吐出量に応じてミキサーの回転数が決定されるものとしてもよい。
【００１５】
図１に、本発明のゴム組成物の混合方法に使用可能な混合装置の一例の概略構成図を示す。図示する混合装置は、２種類の原料を貯蔵する貯蔵部１Ａ，１Ｂと、これら２種類の原料を混合攪拌するためのミキサー２と、２種類の原料をミキサー２に供給するためのポンプ３Ａ，３Ｂと、２種類の原料をミキサー２に供給するために貯蔵部１Ａ，１Ｂとミキサー２とを接続する配管４Ａ，４Ｂと、を備えており、２種類の原料をミキサー２を用いて混合してゴム組成物１０を得る混合設備である。
【００１６】
図示する混合装置においては、制御盤５等の制御部によりポンプ３Ａ，３Ｂの回転数およびミキサーの回転数をそれぞれ制御するものとすることで、２種類の原料の吐出量およびミキサーの回転数をそれぞれ変更することが可能である。また、２種類の原料の吐出量の変化は、例えば、ポンプ３Ａ，３Ｂの回転数、または、配管４Ａ，４Ｂ内の原料流量により検出することができる。この場合、配管４Ａ，４Ｂ内の原料流量の測定は、例えば、図示するように、配管に流量計６を設けて、この流量計６により行うことができる。
【００１７】
図示するような混合装置において、ミキサーの回転数を２種類の原料の吐出量の変化に応じて自動的に変動するよう制御するための具体的な方法としては、まず、制御盤５によりポンプ３Ａ，３Ｂの回転数を制御して吐出量を変更し（ａ）、このポンプ３Ａ，３Ｂの回転数または配管４Ａ，４Ｂ内の原料流量により吐出量の変化を検出して（ｂ，ｃ）、この検出された吐出量に応じて自動的にミキサー２の回転数を変更する（ｄ）方法が挙げられる。また、制御盤５により原料の吐出量の変更を行う（ａ）と同時に、設定された吐出量に合わせてミキサー２の回転数を自動で変更（ｄ）してもよい。
【００１８】
なお、本発明において、２種類の原料の吐出量は、ポンプ３Ａ，３Ｂの制御により、その混合比を一定に保持しつつ変更することが好ましい。また、ミキサー２の回転数がインバータ制御にてコントロールされるものとして、あらかじめ吐出量に応じたインバーター出力を設定・入力しておくことで、吐出量の変更の際にミキサーの回転数が自動で変更制御されるものとすることも好適である。
【００１９】
本発明の混合方法および混合装置は、２種類の原材料を混合して得られるゴム組成物であれば、いかなる配合のゴム組成物にも適用することが可能である。具体的には例えば、タイヤ製造時に用いられるタイヤ金型用のゴム型に適用される、２液混合型のシリコーンゴム組成物に好適に適用することができる。
【実施例】
【００２０】
以下、本発明を、実施例を用いてより詳細に説明する。本発明は以下の記載により何ら限定されるものではない。また、以下の実施例および比較例において、「部」は重量部を表し、粘度は２５℃における値を示す。
【００２１】
図１に示すような構成の混合装置において、主剤および硬化剤を混合後、硬化触媒を添加して加硫することにより硬化するシリコーンゴム原料を用いて、ゴム組成物の調製を行った。貯蔵部１Ａの原料には以下に示す主剤を用い、貯蔵部１Ｂの原料には以下に示す硬化剤を用いて、主剤：硬化剤の割合は１０：１とした。
【００２２】
＜主剤の調製＞
分子鎖両末端がジメチルビニルシロキシ基で封鎖され主鎖がジメチルシロキサン単位の繰り返しからなる重量平均分子量１６０００の直鎖状ジメチルポリシロキサン（ビニル基含有量＝０．２重量％）１００部と、ヒュームドシリカ（ＢＥＴ法による比表面積：２００ｍ２／ｇ、タップ密度：０．２ｇ／ｍｌ）４０部と、ヘキサメチルジシラザン５部と、水２．５部とを、ニーダー内において、室温で１時間混合した。次いで、ニーダー内部の温度を６０分かけて１６０℃まで昇温して、その温度を保ったまま４時間混合を継続し、主剤を得た。
【００２３】
＜硬化剤の調製＞
上記と同様の重量平均分子量１６０００の分子鎖両末端ジメチルビニルシロキシ基封鎖ジメチルポリシロキサン（ビニル基含有量＝０．２重量％）７部と、粘度３０ｃＰの分子鎖両末端トリメチルシロキシ基封鎖メチルハイドロジェンポリシロキサン（Ｓｉ−Ｈ結合水素原子含有量＝１．５重量％）３部とを混合して、硬化剤を得た。
【００２４】
原料の吐出量を混合した状態で１ｋｇ／ｍｉｎ、２ｋｇ／ｍｉｎ、３ｋｇ／ｍｉｎに設定し、これら各吐出量に対し混合物の温度が３０℃、４０℃、５０℃となるミキサーの回転数をそれぞれ設定して、図２に示すような原料の吐出量−ミキサー回転数のグラフを作成した。このグラフデータをソフトウェアに入力した。このような設定に基づきゴム組成物の調製を行ったところ、任意の吐出量での最適なミキサーの回転数を得ることができ、安定した物性の混合物を得ることができた。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明のゴム組成物の混合装置の一例を示す概略構成図である。
【図２】実施例で用いた原料の吐出量−ミキサー回転数のグラフである。
【符号の説明】
【００２６】
１Ａ，１Ｂ  貯蔵部
２  ミキサー
３Ａ，３Ｂ  ポンプ
４Ａ，４Ｂ  配管
５  制御盤
６  流量計
１０  ゴム組成物
【図１】
2009208298.tif 000003
【図２】
2009208298.tif 000004