橡膠溶液製造方法和橡膠溶液製造裝置的製作方法
2023-06-28 04:50:41
專利名稱：橡膠溶液製造方法和橡膠溶液製造裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及ー種將橡膠溶解於溶劑而製成橡膠溶液的橡膠溶液製造方法和橡膠溶液製造裝置
背景技術：
通常，在以較大的橡膠塊為原料來製造橡膠溶液的情況下，採用如下製造方法，即，在使原料碎片化後，利用對碎片化的橡膠片與溶劑進行混合和攪拌來使橡膠溶解於溶齊U。對於這種製造方法中的原料的碎片化，能夠使用利用切刀的升降將原料切割為板狀的閘刀式切割裝置，或是使用水平配置切刀並在切刀與載置臺之間形成間隙且利用使原料在載置臺上進退移動來進行切片處理的切割裝置等，除此之外，能夠使用在下述的專利文獻 1、2中記載的裝置來實施。S卩，在專利文獻I中公開了以下結構，S卩，在料鬥的排出ロ設置切割螺杆(cutscrew)並在料鬥的底面設置朝向排出ロ送出原料的鏈輪，將投入料鬥的原料連續地送入切割螺杆進行粉碎。並且，在專利文獻2中公開了以下結構，S卩，在滾筒內部設置固定刀與旋轉刀，用固定刀與旋轉刀來對投入料鬥的原料連續地進行切割。並且，在將利用該結構的裝置而碎片化的橡膠片與溶劑一同投入攪拌裝置後，利用混合和攪拌來製成橡膠溶液。專利文獻I :日本特開2002-225979號公報專利文獻2 :日本特開平11-240015號公報但是，如上述以往那樣，在對原料進行了無條件的切割、粉碎的情況下，存在由於構成原料的橡膠的分子結構被破壞而使橡膠溶液的品質下降的問題。並且，在用不同的裝置進行原料的碎片化與碎片化後的橡膠的溶解的方法中，由於需要碎片化後的原料的保管、移動、向攪拌裝置投入原料等各種的操作，因而存在生產率不充分這樣的問題。
發明內容
本發明是鑑於上述問題而提出的，其目的在於提供一種能夠製造維持了橡膠的分子結構的高品質的橡膠溶液井能夠提高生產率的橡膠溶液製造方法和橡膠溶液製造裝置本發明是一種橡膠溶液製造方法，其中，對用規定的保持力維持塊狀狀態的橡膠的塊狀體之間利用小於上述保持力的粘著力進行粘著而形成一體化的原料，將原料與溶劑混合，通過ー邊向上述原料施加小於上述保持力且大於上述粘著力的剪切カー邊進行攪拌，從而使上述原料分離成上述塊狀體単體後溶解於上述溶劑而製成橡膠溶液。採用上述結構，通過ー邊向原料施加小於塊狀體的保持力且大於塊狀體之間的粘著力的剪切カー邊進行攪拌，從而利用剪切力的作用將塊狀體之間的粘著面剝離，而不會使塊狀體被剪切力所破壞。由此，能夠在防止構成塊狀體的橡膠的分子結構被破壞的情況下，使塊狀體分離為塊狀體單體。之後，由於防止了塊狀體被破壞，因而，在對塊狀體與溶劑一同持續攪拌之後，其結果是通過使橡膠在維持分子結構的同時從塊狀體的表面側開始滲入到溶劑中，從而使橡膠溶解於溶剤。其結果，由於能夠製造維持了橡膠的分子結構的高品質的橡膠溶液井能夠以一系列的操作來由橡膠的原料製造橡膠溶液，因而，能夠提高生產率。並且，在本發明中，也可以，通過多個攪拌翼(包括形成於作為罐體的容器內表面的凸部)以互不相同的速度(同方向的旋轉、ー個停止，逆向的旋轉)移動，從而ー邊向上述原料施加上述剪切カー邊進行攪拌，其中多個攪拌翼設定有大於上述塊狀體的最大扁平尺寸的平均值且小於上述塊狀體的最大直徑的平均值的最小間隙。採用上述結構，如用於使攪拌翼旋轉的機構那樣，能夠設成比較簡單的結構，即使在運轉途中，也能夠通過調整旋轉速度等簡單操作來ー邊向原料施加希望的剪切カー邊進行攪拌。並且，在本發明中，也可以通過ー邊冷卻上述原料和上述溶劑ー邊進行攪拌來使上述原料分離為上述塊狀體単體。
採用上述結構，通過冷卻原料與溶劑，能夠使原料的橡膠難以溶入溶劑從而優先分離塊狀體。其結果，由於能夠防止在塊狀體的分離前塊狀體的最大直徑、最大扁平尺寸減小這樣的事態的發生，因而，能夠在短時間內完成塊狀體的分離。並且，在本發明中，也可以以對上述原料和上述溶劑施加上升力的方式進行攪拌。採用上述結構，在攪拌原料與溶劑時，利用上升力使原料上升，從而使由於攪拌而產生的原料的流動變活躍，能夠對全部的原料高效地施加剪切力，結果能夠在短時間內完成塊狀體單體的分離。並且，在本發明中，也可以根據上述橡膠在上述溶劑中的溶解比例來改變攪拌狀態(攪拌速度、攪拌方向、攪拌溫度)。採用上述結構，由於通過根據橡膠在溶劑中的溶解比例來改變攪拌狀態，能夠提高橡膠溶解於溶劑的速度，從而能夠在短時間內完成橡膠的溶解。並且，在本發明中，也可以在超過大氣壓的壓力下進行上述攪拌。採用上述結構，由於能夠在高於大氣壓下的溶劑的沸點的溫度的高溫的環境下攪拌溶劑和橡膠，因而，能夠提高與橡膠相對應的溶劑的溶脹速度並能夠通過可見的溶液粘度的下降來使混合性良好。其結果，能夠縮短溶解時間。本發明是一種橡膠溶液製造裝置，其中，包括容器，其用於容納溶劑和原料，該原料是用對規定的保持力維持塊狀狀態的橡膠的塊狀體彼此之間，利用小於上述保持力的粘著カ進行粘著而形成一體化的原料；攪拌機構，其用於ー邊向上述原料施加小於上述保持力且大於上述粘著力的剪切力，一邊攪拌上述原料和上述溶剤。採用上述結構，通過ー邊向原料施加小於塊狀體的保持力且大於塊狀體之間的粘著力的剪切カー邊進行攪拌，從而利用剪切力的作用將塊狀體之間的粘著面剝離，而不會使塊狀體被剪切力所破壞。由此，能夠在防止構成塊狀體的橡膠的分子結構被破壞的情況下，使塊狀體分離為塊狀體單體。之後，由於防止了塊狀體被破壞，因而，在對塊狀體與溶劑一同持續攪拌之後，其結果是通過使橡膠在維持分子結構的同時從塊狀體的表面側開始滲入到溶劑中，從而使橡膠溶解於溶剤。其結果，由於能夠製造維持了橡膠的分子結構的高品質的橡膠溶液井能夠以一系列的操作來由橡膠的原料製造橡膠溶液，因而，能夠提高生產率。並且，在本發明中的上述攪拌機構也可以包括多個攪拌翼，其設定有大於上述塊狀體的最大扁平尺寸的平均值且小於上述塊狀體的最大直徑的平均值的最小間隙；驅動機構，其使上述攪拌翼以互不相同的速度進行移動。採用上述結構，如用於使攪拌翼旋轉的機構那樣，能夠設成比較簡單的結構，並且，即使在運轉途中，也能夠通過調整旋轉速度等簡單操作來ー邊向原料施加希望的剪切力ー邊進行攪拌。並且，在本發明中的橡膠溶液製造裝置也可以進一歩包括用於冷卻上述原料和上述溶劑的調溫機構。採用上述結構，通過冷卻原料與溶剤，能夠使原料的橡膠難以溶入溶劑從而優先分離塊狀體。其結果，由於能夠防止在塊狀體的分離前塊狀體的最大直徑、最大扁平尺寸減小這樣的事態的發生，因而，能夠在短時間內完成塊狀體的分離。並且，在本發明中的上述攪拌機構也可以包括對上述原料施加上升力的上升用攪拌翼。採用上述結構，在攪拌原料與溶劑時，通過利用上升力使原料上升，從而使由於攪拌而產生的原料的流動變活躍，能夠對全部的原料高效地施加剪切力，結果能夠在短時間內完成塊狀體單體的分離。
並且，在本發明中，也可以，上述容器形成為以保持氣密狀態容納上述原料和溶齊U，並包括將上述容器的內部加壓到超過大氣壓的壓力的加壓裝置。採用上述結構，由於能夠在高於大氣壓下的溶劑的沸點的溫度的高溫的環境下攪拌溶劑和橡膠，因而，能夠提高與橡膠相對應的溶劑的溶脹速度並能夠通過可見的溶液粘度的下降來使混合性良好。其結果，能夠縮短溶解時間。採用本發明，能夠製造維持了橡膠的分子結構的高品質的橡膠溶液井能夠提高生產率。
圖I是本發明的實施方式的橡膠溶液製造方法的說明圖。圖2是本發明的實施方式的橡膠溶液製造裝置的說明圖。圖3是表不最小間隙的說明圖。圖4是表示塊狀體的分離過程的說明圖。圖5是本發明的實施方式的橡膠溶液製造裝置的說明圖。圖6是本發明的實施方式的橡膠溶液製造方法的說明圖。
具體實施例方式以下參照附圖來說明本發明的優選實施方式。橡膠溶液製造方法如圖I所示，在本實施方式的橡膠溶液製造方法中，通過以下方法，S卩，向原料6混合溶劑7，ー邊對原料6施加剪切カー邊進行攪拌，在使原料6分離為塊狀體61単體後溶解於溶劑7而製成橡膠溶液，從而能夠用ー個容器2連續地進行溶劑投入エ序、原料投入エ序、分離エ序、溶解エ序和調製エ序。另外，「向原料6混合溶劑7」並不限定原料6與溶劑的順序，既可以同時投入原料6與溶剤，也可以在另ー個(溶劑7或原料6)之前，先行投入任何ー個(原料6或溶劑7)。此處，「原料6」是通過使多個由橡膠構成的塊狀體61之間粘著而形成一體化所得到的原料。橡膠的塊狀體61以規定的保持力維持塊狀狀態。即，橡膠的塊狀體61具有以下性質在被施加的剪切カ小於保持力的情況下、即使外形變為扁平形狀也維持塊狀狀態，而不會發生破壞。並且,塊狀體之間以小於保持力的粘著力粘著。由此，由於塊狀體的保持力>塊狀體之間粘著力這樣的關係成立，因而，當對原料6施加小於塊狀體的保持カ且超過粘著力的剪切カ時，在塊狀體發生破壞之前，先行消除塊狀體之間的粘著。作為構成塊狀體的橡膠，只要是塊狀體的保持力 >塊狀體之間粘著力這樣的關係成立的種類，則不受特別的限定。作為具體的橡膠的種類，例示了 PIB (Polyisobutylene)橡膠等合成橡膠。並且，橡膠的重量絕對分子量(下限值)為750000以上，優選為3500000以上，更為優選為3600000以上，重量絕對分子量(上限值)為1000000以下，優選為4200000以下，更為優選為4300000以下。即，橡膠具有基於上述的重量絕對分子量(下限值)與重量絕對分子量(上限值)的組合的9種種類的範圍所定義的重量絕對分子量。「溶劑7」只要是可溶解橡膠的液體即可，其並不受特別的限定。例如，溶劑7既可以為甲苯(toluene)、己烷(hexane)等單ー種類溶劑，也可以為甲苯與己烷的混合物那樣的各種溶劑的混合物。
採用上述製造方法，通過ー邊向原料6施加小於塊狀體61的保持力且大於塊狀體61之間的粘著力的剪切カー邊進行攪拌，從而利用剪切力的作用將塊狀體61之間的粘著面剝離，而不會使塊狀體61被剪切力所破壞。由此，能夠在防止構成塊狀體61的橡膠的分子結構被破壞的情況下，使塊狀體61分離為塊狀體61單體。之後，由於防止了塊狀體61被破壞，因而，在塊狀體61與溶劑7 —同持續攪拌的結果是，通過使橡膠在維持分子結構的狀態下從塊狀體61的表面側開始滲出到溶劑中，從而使橡膠溶解於溶劑7。其結果，由於能夠製造維持了橡膠的分子結構的高品質的橡膠溶液井能夠以一系列的操作來由橡膠的原料6製造橡膠溶液，因而，使生產率提高。通過使設定有大於塊狀體61的最大扁平尺寸的平均值且小於塊狀體61的最大直徑的平均值的最小間隙的多個攪拌翼，具體而言為第I攪拌翼43、第2攪拌翼53，以互不相同的速度進行移動來形成施加於塊狀體61的剪切力。此處，如圖2所示，「最大扁平尺寸」是指，在對塊狀體61施加外力而使其扁平時，扁平到塊狀體61即將破壞時的扁平方向(夕卜力的施加方向)的厚度。並且，「最大直徑」是指，塊狀體61作為單體而漂浮於溶劑7中時的最大的外徑。「最小間隙」是指，在多個攪拌翼(第I攪拌翼43與第2攪拌翼53的間隙)的間隙之中的、形成最小的長度的間隙。當如此設定攪拌翼的最小間隙吋，即使在塊狀體61被夾持在攪拌翼的最小間隙中的情況下，由於最小間隙為大於最大扁平尺寸的間隙，因而塊狀體61不會被破壞。並且，在進行塊狀體61的分離而形成了 2個 3個塊狀體61的集合體吋，由於攪拌翼的最小間隙為小於塊狀體61的最大直徑的間隙，因而，可以防止這些塊狀體61的集合體沒有夾在攪拌翼的間隙中而脫出這樣的事態的發生。其結果，當ー邊對原料6施加本實施方式的剪切カー邊進行攪拌時，塊狀體61分離為ー個單體而不會被擠碎。並且，如圖I所示，在橡膠溶液製造方法中，至少在分離エ序中實施ー邊冷卻原料6和溶劑7 —邊進行攪拌的冷卻處理。此處，「冷卻」是指冷卻至低於常溫(25°C)且高於能夠使原料6的塊狀體61變形為希望的扁平度的溫度的溫度範圍內的攪拌溫度的處理，具體而言，冷卻溫度為_5°C 25°C，優選冷卻至10°C 25°C的攪拌溫度。由此，通過冷卻原料6與溶劑7，能夠使原料6的橡膠難以溶入溶劑7從而優先分離塊狀體61。其結果，由於能夠防止塊狀體61的最大直徑、最大扁平尺寸在塊狀體61的分離前減少這樣的事態的發生，因而，能夠在短時間內完成塊狀體61的分離。並且，在橡膠溶液製造方法中，以對原料6和溶劑7施加上升力的方式進行攪拌。該情況下，在攪拌原料6與溶劑7時，通過利用上升力使原料上升，從而使由於攪拌而產生的原料6的流動變活躍，能夠對全部的原料6高效地施加剪切力，結果能夠在短時間內完成塊狀體61單體的分離。並且，在橡膠溶液製造方法中，根據橡膠在溶劑7中的溶解比例來改變攪拌狀態。此處，「攪拌狀態」為攪拌速度、攪拌方向、攪拌溫度的切換時間、攪拌溫度等的各攪拌要素、及這些攪拌要素的組合。具體而言，「攪拌狀態」是指，在製造隨著橡膠在溶劑7中的溶解比例的變高而粘度増大的橡膠溶液的情況下，根據粘度増加的溶解比例來使攪拌速度上升的
操作或使攪拌溫度上升的操作。由此，通過根據橡膠在溶劑7中的溶解比例來改變攪拌狀態，能夠提高橡膠溶解於溶劑7的速度，從而能夠在短時間內完成橡膠的溶解。橡月交溶液製造裝置如圖2所示，上述橡膠溶液製造方法是在橡膠溶液製造裝置I中實施的。另外，橡膠溶液製造方法也可以利用其他的製造裝置來實施。橡膠溶液製造裝置I包括容器2，其容納原料6和溶劑7 ;上側攪拌機構4和下側攪拌機構5，其為用於攪拌原料6和溶劑7的攪拌機構。橡膠溶液製造裝置容器2上述容器2包括圓筒狀的容納體22，其上表面設有開ロ ；蓋體21，其可拆卸地設於容納體22的上表面，用於將容納體22的開ロ封閉為密閉狀態。容納體22包括筒部221，其上表面設有開ロ且水平方向的橫截面為圓形；底部222，其與筒部221的下側周緣連接，以中心部位於最下端的方式彎曲成凸狀。在容納體22的上方配置有蓋體21。在蓋體21上形成有溶劑投入ロ 21a等各種的投入ロ。將這些投入孔設成利用開閉閥能夠進行開ロ與閉ロ的切換。並且，蓋體21以可移動的方式受到未圖示的蓋開閉機構的支承。蓋開閉機構具有至少使液壓氣缸裝置等中的蓋體21升降的功能，通過基於上升操作的蓋體21的上升來使容納體22的上表面開ロ，並且，通過基於下降操作的蓋體21的下降來使容納體22的上表面封閉為密閉狀態。由此，在容器2中，能在內部形成保持氣密狀態的容納空間23，用該容納空間23將原料6與溶劑7 —同攪拌，通過在分離為塊狀體61単體後使塊狀體61単體溶解於溶劑7中，從而生成橡膠溶液。橡膠溶液製造裝置攪拌機構在上述容器2處設有攪拌機構。攪拌機構包括上側攪拌機構4和下側攪拌機構5。上側攪拌機構4設於蓋體21。上側攪拌機構4包括第I攪拌驅動裝置41、第I攪拌軸構件42和第I攪拌翼43。第I攪拌驅動裝置41以固定的方式設於蓋體21的上表面中心部。第I攪拌驅動裝置41由帶減速機構的交流電動機等形成，其能夠切換旋轉方向並能夠通過改變驅動電カ的頻率而改變為任意的旋轉速度。第I攪拌驅動裝置41與棒狀的第I攪拌軸構件42連結。第I攪拌軸構件42設置為軸線設定於鉛垂方向且以自由旋轉和保持氣密狀態貫穿蓋體21的中心點。第I攪拌軸構件42設定為下端位於容納體22的上部。在第I攪拌軸構件42的下端部設有第I攪拌翼43。另外，在圖2中，記載了ー個第I攪拌翼43，但是，第I攪拌翼43也可以為I個以上。第I攪拌翼43包括水平配置的支承構件431與以固定的方式設於支承構件431的前端部的第I葉片構件432。第I葉片構件432形成為平板狀，並設定成其長邊方向為鉛垂方向且寬度方向為容納體22的半徑方向。由此，第I葉片構件432在以第2攪拌軸構件42為旋轉中心進行旋轉移動時，通過與旋轉移動方向交叉的壁面來攪拌原料6、溶劑7。另外，第I葉片構件432的寬度方向也可以與容納體22的半徑方向交叉(傾斜)。該情況下，當第I葉片構件432的外周側比內周側靠前地進行旋轉移動(正轉)時，能夠將攪拌產生的原料6等的流動方向設定在朝向容納體22的內周側。另ー方面，當第I葉片構件432的內周側比外周側靠前地進行旋轉移 動(逆轉)時，能夠將攪拌產生的原料6等的流動方向設定在朝向容納體22的外周側。並且，第I葉片構件432的長邊方向也可以與鉛垂方向交叉(傾斜)。該情況下，當第I葉片構件432的上端側比下端側靠前地進行旋轉移動(正轉)時，能夠將攪拌產生的原料6等的流動方向設定在朝向容納體22的下方側。另ー方面，當第I葉片構件432的下端側比上端側靠前地進行旋轉移動(逆轉)時，能夠將攪拌產生的原料6等的流動方向設定在朝向容納體22的上方側。而且，第I葉片構件432的外側端面與容納體22的內壁面相面對。為了使第I葉片構件432具有將附著於容納體22的內壁面的原料6刮落的刮輥的功能，對第I葉片構件432與容納體22的內壁面附近的間隔進行了設定。在如上構成上側攪拌機構4的下方配置有下側攪拌機構5。下側攪拌機構5設於容納體22的底部222。下側攪拌機構5包括第2攪拌驅動裝置51、第2攪拌軸構件55和第2攪拌翼53。第2攪拌驅動裝置51以固定的方式設於容納體22的底面中心部。第2攪拌驅動裝置51由帶減速機構的交流電動機等形成，其能夠切換旋轉方向並能夠通過改變驅動電力的頻率而改變為任意的旋轉速度。通過對第2攪拌驅動裝置51和上述第I攪拌驅動裝置41 一起進行旋轉控制，從而使第I攪拌翼43與第2攪拌翼53以由同方向旋轉、其中ー個停止或是反向旋轉等產生的互不相同的速度進行移動。另外，只要能夠進行相對移動，則也可以代替上側攪拌機構4而在容器內表面形成凸部。第2攪拌驅動裝置51與棒狀的第2攪拌軸構件55連結。第2攪拌軸構件55設置為軸線設定於鉛垂方向且以自由旋轉和保持氣密狀態貫穿底部222的中心點。第2攪拌軸構件55設定為上端位於比上述葉片構件44的下端的高度位置靠上方。第2攪拌軸構件55的上端部設有第2攪拌翼53。在圖3中也有所表示，第2攪拌翼53包括以固定的方式設於第2攪拌軸構件55的葉片支承構件532與從葉片支承構件532沿四個方向水平配置的4個第2葉片構件531。另外，只要第2葉片構件531為ー個以上即可。第2葉片構件531形成為平板狀，並設定成其寬度方向為鉛垂方向且長邊方向為容納體22的半徑方向。由此，第2葉片構件531在以第2攪拌軸構件55為旋轉中心進行旋轉移動時，利用與旋轉移動方向交叉的壁面來攪拌原料6、溶劑7。另外，第2葉片構件531的長邊方向也可以與容納體22的半徑方向交叉(傾斜)。該情況下，當第2葉片構件531的外周側比內周側靠前地進行旋轉移動(正轉)吋，能夠將攪拌產生的原料6等的流動方向設定在朝向容納體22的內周側。另ー方面，當第2葉片構件531的內周側比外周側靠前地進行旋轉移動(逆轉)時，能夠將攪拌產生的原料6等的流動方向設定在朝向容納體22的外周側。並且，第2葉片構件531的寬度方向也可以與鉛垂方向交叉(傾斜)。該情況下，當第2葉片構件531的上端側比下端側靠前地進行旋轉移動(正轉)時，能夠將攪拌產生的原料6等的流動方向設定在朝向容納體22的下方側。另ー方面，當第2葉片構件531的下端側比上端側靠前地進行旋轉移動(逆轉)時，能夠將攪拌產生的原料6等的流動方向設定在朝向容納體22的上方側。並且，將第I攪拌翼43與第2攪拌翼53的最小間隙設為大於塊狀體61的最大扁平尺寸的平均值且小於塊狀體61的最大直徑的平均值的值。第I攪拌翼43和第2攪拌翼53的前端部形成為半圓形狀，並將第I攪拌翼43和第2攪拌翼53的前端部設成不會以銳利的角劃傷塊狀體61。在第2攪拌翼53的下方設有上升用攪拌機構52。上升用攪拌機構52設於容納體22的底部222。上升用攪拌機構52包括對原料6、溶劑7施加上升力的上升用攪拌翼521 與連接於上升用攪拌翼521的旋轉中心的上升用攪拌軸構件54。上升用攪拌軸構件54形成為圓環狀，第2攪拌軸構件55以保持氣密狀態貫穿上升用攪拌軸構件54。並且，在上述第2攪拌驅動裝置51處，能夠藉助無級變速機等的傳動機構對上升用攪拌軸構件54的下端施加旋轉驅動力。另外，也可以使上升用攪拌翼521與用於使第2攪拌翼53旋轉的第2攪拌軸構件55連結，上升用攪拌翼521以與第2攪拌翼53連動的方式旋轉。橡膠溶液製造裝置調溫機構3如上構成的容器2還具有用於冷卻原料6和溶劑7的調溫機構3，調溫機構3包括用於覆蓋容納體22的外壁面的容納體套31。將容納體套31設成能夠被供給冷卻水等的冷卻介質並能夠被供給油、水蒸氣等加熱介質。由此，調溫機構3能夠將原料6和溶劑7調整到從低溫到高溫之中的希望的溫度。橡膠溶液製造裝置的操作說明在上述結構中對橡膠溶液製造裝置I的操作。首先，如圖I所示，蓋體21上升而與容納體22分離。於是，投入甲苯、己烷等溶劑7 (溶劑投入エ序)。之後，從容器2的開ロ投入原料6 (原料投入エ序)。其次，調溫機構3進行動作，將原料6和溶劑7的溫度調節為15°C 25°C。由此，由於原料6的橡膠難以溶入溶劑7，因而，能夠防止塊狀體61的最大直徑、最大扁平尺寸在塊狀體61的分離前減小這樣的事態的發生。之後，下側攪拌機構5的第2攪拌翼53與上升用攪拌機構52的上升用攪拌翼521以IOOrpm 150rpm的攪拌速度旋轉，並且，在與第2攪拌翼53和上升用攪拌翼521的旋轉方向相同的方向上，第I攪拌翼43以9rpm Ilrpm的攪拌速度旋轉。並且，為了不使由橡膠構成的原料6成為使第I攪拌驅動裝置41與第2攪拌驅動裝置51鎖死而導致的第I攪拌驅動裝置41等的電動機的過載，使第2攪拌翼53和上升用攪拌翼521的攪拌速度緩慢上升。當第2攪拌翼53和上升用攪拌翼521的攪拌速度達到IOOOrpm時，第I攪拌翼43暫時停止，之後使第I攪拌翼43以9rpm Ilrpm的攪拌速度與第2攪拌翼53逆向地再次旋轉。當第I攪拌翼43與第2攪拌翼53旋轉吋，如圖2所示，由於這些翼43、翼53的最小間隙設定為大於塊狀體61的最大扁平尺寸的平均值且小於塊狀體61的最大直徑的平均值的尺寸，因而，即使在第I攪拌翼43和第2攪拌翼53之間夾持有塊狀體61的情況下，塊狀體61也不會破壞。並且，在該情況下，如圖4中的(a) (c)所示，作用於塊狀體61和塊狀體61的粘著面61a的剪切カ使以粘著面61a為邊界的塊狀體61和塊狀體61之間產生錯動而在粘著面61a處處於已剝離的狀態。由此，能夠在防止構成塊狀體61的橡膠的分子結構被破壞的情況下，使塊狀體61分離為塊狀體61單體(分離エ序)。如圖I所示，當上述那樣的攪拌操作持續大約I小時而使各個塊狀體61漂浮於溶劑7中時，將塊狀體61和溶劑7的溫度調節到30°C 55°C，從而使橡膠容易溶入溶劑7。並且，通過使第2攪拌翼53和上升用攪拌翼521以300rpm 500rpm的攪拌速度和使第I攪拌翼43以9rpm 36rpm的攪拌速度旋轉來使塊狀體61流動。此時，在第I攪拌翼43和上升用攪拌翼521以300rpm 500rpm的攪拌速度旋轉10分鐘後,通過反覆進行使第I攪拌翼43和上升用攪拌翼521以600rpm 3400rpm的攪拌速度旋轉5秒 60秒這樣的操作，從而可以防止塊狀體61的沉澱並使塊狀體61單體的流動良好。並且，通過使這種攪拌操作持續24小時 48小時，從而使塊狀體61溶解。S卩，在 塊狀體61與溶劑7 —同持續攪拌之後，結果是通過使橡膠在維持分子結構的狀態下從塊狀體16的表面側開始滲出到溶劑7中，從而使橡膠溶解於溶劑7。於是，製造維持了橡膠的分子結構的高品質的橡膠溶液(溶解エ序)。之後,將添加劑等投入橡膠溶液,通過進ー步的攪拌來製成希望的橡膠溶液(調製エ序)。以上，說明了本發明的實施例，但是，僅例示了具體例，並不特別限定本發明，能夠對具體結構等設計進行適當地改變。並且，對於發明的實施方式中所述的作用和效果，僅列舉了本發明所產生的優選的作用和效果，基於本發明的作用和效果並不限於本發明的實施方式所述的內容。變形例例如，如圖5所示，在橡膠溶液製造裝置I中，也可以，在第2葉片構件531的前端部設有端面構件533，並且，在第2葉片構件531的中心部設有突出構件534，以與這些端面構件533和突出構件534相面對的方式配置而成的橫向構件433設於上側攪拌機構4。並且，通過將由這些端面構件533、突出構件534以及橫向構件433形成的最小間隙設為大於塊狀體61的最大扁平尺寸的平均值且小於塊狀體61的最大直徑的平均值的值，從而使攪拌機構中的最小間隙的部位増大。採用該結構，由於在攪拌機構進行I次旋轉情況下的塊狀體61分離的機會增加，因而，能夠在短時間內分離為塊狀體61單體。並且，在本實施方式中的橡膠溶液製造裝置I以上側攪拌機構4和下側攪拌機構5相對於容器2在上側和下側分別分離的狀態配置，但是，並不限於此。攪拌機構也可以相對於容器2配置於上側和下側中的任何ー側。並且，也可以將攪拌機構配置於容器2的上偵牝而將排出閥配置於容器2的底部。該情況下，由於能夠利用橡膠溶液的自重將橡膠溶液排出，因而能夠使排出效率(成品率)提高。具體而言，在從容器的上方吸取等情況下，大約為80%的產量，與此相対，在利用自重進行排出的情況下，大約為97%的產量。並且，如圖6所示，本實施方式中的橡膠溶液製造方法也可以在超過大氣壓的壓力下進行攪拌。該情況下，由於能夠在高於大氣壓下的溶劑的沸點的溫度的高溫的環境下攪拌溶劑和橡膠，因而，能夠提高與橡膠相對應的溶劑的溶脹速度並能夠通過可見的溶液粘度(橡膠溶液的粘度)的下降來使混合性良好。其結果，能夠縮短溶解時間。利用以下的試驗確認了溶解時間的縮短。具體而言，在圖2所示的橡膠溶液製造裝置中，將容器2的容積(罐體容量)為2L、容器2內的壓カ為0. 2MPa、溶劑溫度為125°C(容納體套31 :160°C的蒸汽)、溶劑種類為甲苯(沸點110. 6°C)、攪拌速度為80rpm (錨翼)作為製造條件，用I. Ikg的甲苯對0. 0096kg (8. Owt%)的高分子量橡膠進行了攪拌。其結果，在攪拌初期，觀察到在I小時內溶脹很快地進展後的狀態，並且，由觀察6小時後的溶脹狀態的結果可以看出，具有橡膠在大約12小時內能夠完全溶解的可能性。並且，對加壓環境下製造的橡膠溶液的橡膠分子量進行了測定，結果發現該橡膠分子量低於在未加壓情況下製造的橡膠溶液的橡膠分子量。為了確認溫度對該現象的影響，通過利用擠壓機使平展並均勻地加熱(120°C、180°C X3分鐘)來製造加熱橡膠，測量了加熱橡膠的分子量。該情況下，發現加熱橡膠的分子量沒有變低。從該結果可推測，加壓環境下製造的橡膠溶液的橡膠分子量降低的原因是溫度以外的原因例如基於溶液的高溫化的條件、其他的因素髮揮了作用。 在上述那樣的加壓環境下製造橡膠溶液的方法是通過在本實施方式的橡膠溶液製造裝置I中具有加壓裝置來實現的，該加壓裝置是用於將以保持氣密狀態容納原料和溶劑的容器2的內部加壓至超過大氣壓的壓力的裝置。作為加壓裝置，例示了用於噴射氮氣、ニ氧化碳等不活潑性氣體的儲氣罐、泵。此處，容器2的耐壓性能優選為30MPa以上。其原因是，通常，當以將溶劑加熱200°C左右為前提時，利用IMPa左右的耐壓性能就足夠了，但是，當在還設想將容器2內的ニ氧化碳設為超臨界狀態時，加壓壓カ最大達到30MPa。並且，為了確保容器2的氣密性，優選的是，對於上側攪拌機構4等與容器2的接合部，當加壓壓カ為IMPa左右吋，能夠使用機械密封件，當加壓壓カ超過IMPa吋，能夠使用磁鐵式密封件。附圖標記說明I、橡膠溶液製造裝置；2、容器；21、蓋體；22、容納體；3、調溫機構；4、上側攪拌機構；41、第I攪拌驅動裝置；42、第I攪拌軸構件；43、第I攪拌翼；5、下側攪拌機構；51、第2攪拌驅動裝置；52、上升用攪拌機構；521、上升用攪拌翼；53、第2攪拌翼；54、上升用攪拌軸構件；55、第2攪拌軸構件；6、原料；61、塊狀體；61a、粘著面；7、溶剤。
權利要求
1.一種橡膠溶液製造方法，其特徵在幹， 對用規定的保持力維持塊狀狀態的橡膠的塊狀體之間利用小於上述保持力的粘著力進行粘著而形成一體化的原料，將該原料與溶劑混合，通過ー邊向上述原料施加小於上述保持力且大於上述粘著力的剪切カー邊進行攪拌，從而使上述原料分離成上述塊狀體単體後溶解於上述溶劑而製成橡膠溶液。
2.根據權利要求I所述的橡膠溶液製造方法，其特徵在幹， 通過多個攪拌翼以互不相同的速度進行移動，從而ー邊向上述原料施加上述剪切カー邊進行攪拌，其中多個攪拌翼設定有大於上述塊狀體的最大扁平尺寸的平均值且小於上述塊狀體的最大直徑的平均值的最小間隙。
3.根據權利要求2所述的橡膠溶液製造方法，其特徵在幹， 通過ー邊冷卻上述原料和上述溶劑ー邊進行攪拌來使上述原料分離為上述塊狀體單體。
4.根據權利要求3所述的橡膠溶液製造方法，其特徵在幹，以對上述原料和上述溶劑施加上升力的方式進行攪拌。
5.根據權利要求4所述的橡膠溶液製造方法，其特徵在於，根據上述橡膠在上述溶劑中的溶解比例來改變攪拌狀態。
6.根據權利要求5所述的橡膠溶液製造方法，其特徵在於，在超過大氣壓的壓カ下進行上述攪拌。
7.根據權利要求I所述的橡膠溶液製造方法，其特徵在幹， 通過ー邊冷卻上述原料和上述溶劑ー邊進行攪拌來使上述原料分離為上述塊狀體單體。
8.根據權利要求I所述的橡膠溶液製造方法，其特徵在幹，以對上述原料和上述溶劑施加上升力的方式進行攪拌。
9.根據權利要求I所述的橡膠溶液製造方法，其特徵在於，根據上述橡膠在上述溶劑中的溶解比例來改變攪拌狀態。
10.根據權利要求I所述的橡膠溶液製造方法，其特徵在幹， 在超過大氣壓的壓力下進行上述攪拌。
11.一種橡膠溶液製造裝置，其特徵在於，包括 容器，其用於容納溶劑和原料，該原料是對用規定的保持力維持塊狀狀態的橡膠的塊狀體彼此之間，利用小於上述保持力的粘著力進行粘著而形成一體化的原料； 攪拌機構，其用於ー邊向上述原料施加小於上述保持力且大於上述粘著力的剪切力，一邊攪拌上述原料和上述溶剤。
12.根據權利要求11所述的橡膠溶液製造裝置，其特徵在於，上述攪拌機構包括 多個攪拌翼，其設定有大於上述塊狀體的最大扁平尺寸的平均值且小於上述塊狀體的最大直徑的平均值的最小間隙； 驅動機構，其使上述攪拌翼以互不相同的速度進行移動。
13.根據權利要求12所述的橡膠溶液製造裝置，其特徵在幹， 上述橡膠溶液製造裝置還包括用於冷卻上述原料和上述溶劑的調溫機構
14.根據權利要求13所述的橡膠溶液製造裝置，其特徵在幹，上述攪拌機構包括對上述原料施加上升力的上升用攪拌翼。
15.根據權利要求14所述的橡膠溶液製造裝置，其特徵在幹， 上述容器形成為以保持氣密狀態容納上述原料和溶劑，並包括將上述容器的內部加壓到超過大氣壓的壓力的加壓裝置。
16.根據權利要求11所述的橡膠溶液製造裝置，其特徵在幹， 上述橡膠溶液製造裝置還包括用於冷卻上述原料和上述溶劑的調溫機構
17.根據權利要求11所述的橡膠溶液製造裝置，其特徵在幹， 上述攪拌機構包括對上述原料施加上升力的上升用攪拌翼。
18.根據權利要求11所述的橡膠溶液製造裝置，其特徵在幹， 上述容器形成為以保持氣密狀態容納上述原料和溶剤，並包括將上述容器的內部加壓到超過大氣壓的壓力的加壓裝置。
全文摘要
本發明提供一種橡膠溶液製造方法和橡膠溶液製造裝置。其製造維持了橡膠的分子結構的高品質的橡膠溶液並能夠提高生產率。通過以下方法，即，向原料(6)混合溶劑(7)，一邊對原料(6)施加剪切力一邊進行攪拌，在使原料(6)分離為塊狀體(61)單體後溶解於溶劑(7)而製成橡膠溶液，從而能夠用一個容器(2)連續地進行溶劑投入工序、原料投入工序、分離工序、溶解工序和調製工序。
文檔編號C08J3/11GK102712762SQ20118000678
公開日2012年10月3日 申請日期2011年1月14日 優先權日2010年1月21日
發明者豐岡孝司, 磯部訓宏 申請人:日東電工株式會社