混合攪拌機(jī)及混合攪拌方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及混合攪拌機(jī)及混合攪拌方法。更詳細(xì)而言，本發(fā)明涉及對(duì)添加了作為增強(qiáng)劑的二氧化硅和硅烷偶聯(lián)劑的樹(shù)脂材料進(jìn)行混合攪拌的混合攪拌機(jī)及混合攪拌方法。
【背景技術(shù)】
[0002]通常，在制造輪胎等橡膠產(chǎn)品的情況下，首先實(shí)施對(duì)作為橡膠產(chǎn)品的原料的橡膠材料(生膠)中添加填充劑(filler)等并進(jìn)行混合攪拌的工序。對(duì)該填充劑中添加如碳黑或二氧化硅之類的增強(qiáng)成分。但是，近年增加以提高橡膠材料的強(qiáng)度為目的采用二氧化硅的情況。
[0003]另外，還有對(duì)以PE (聚乙烯)或PP (聚丙烯)等聚烯烴系樹(shù)脂、尼龍等聚酰胺系樹(shù)月旨、PET(聚對(duì)苯二甲酸乙二酯)等聚酯系樹(shù)脂為代表的合成樹(shù)脂材料中添加二氧化硅等增強(qiáng)成分的情況。
[0004]但是，作為無(wú)機(jī)材料的二氧化硅難以直接與作為有機(jī)物的橡膠材料或合成樹(shù)脂材料(以下將橡膠材料和合成樹(shù)脂材料一并只稱為樹(shù)脂材料)化學(xué)結(jié)合。因此，將硅烷偶聯(lián)劑與一■氧化娃一起添加到樹(shù)脂材料。娃燒偶聯(lián)劑對(duì)一■氧化娃的表面賦予有機(jī)官能團(tuán)，以使二氧化硅容易與樹(shù)脂材料化學(xué)結(jié)合。
[0005]例如，專利文獻(xiàn)I公開(kāi)一種利用分批式混合攪拌機(jī)對(duì)添加了二氧化硅及硅烷偶聯(lián)劑的橡膠等高分子材料進(jìn)行混合攪拌的方法。此外，專利文獻(xiàn)2公開(kāi)一種封閉式橡膠混合攪拌機(jī)，其中設(shè)有用于吸引在混合攪拌機(jī)的料斗內(nèi)飛濺的材料的收塵管。
[0006]另外，在對(duì)包含上述硅烷偶聯(lián)劑的樹(shù)脂材料進(jìn)行混合攪拌的情況下需要充分地進(jìn)行混合攪拌，以便使硅烷偶聯(lián)劑可靠地與二氧化硅進(jìn)行反應(yīng)。為此，在由專利文獻(xiàn)I或?qū)＠墨I(xiàn)2記載的混合攪拌機(jī)進(jìn)行混合攪拌的情況下，也根據(jù)過(guò)去的操作實(shí)踐等以十分富余的時(shí)間混合攪拌，使硅烷偶聯(lián)劑可靠地與二氧化硅進(jìn)行反應(yīng)。
[0007]然而，在對(duì)樹(shù)脂材料添加硅烷偶聯(lián)劑而進(jìn)行混合攪拌的情況下，根據(jù)使用的樹(shù)脂材料的種類、材料的分布不均或在混合攪拌機(jī)內(nèi)的溫度分布等，有時(shí)導(dǎo)致硅烷偶聯(lián)劑的反應(yīng)狀態(tài)發(fā)生變化。據(jù)此，混合攪拌時(shí)間和混合攪拌條件有時(shí)會(huì)超乎預(yù)期地大幅度變化。因此，為了充分地進(jìn)行混合攪拌來(lái)使硅烷偶聯(lián)劑可靠地反應(yīng)，較為理想的是準(zhǔn)確得知樹(shù)脂材料在混合攪拌機(jī)的內(nèi)部被混合攪拌到何種程度，換言之，準(zhǔn)確得知硅烷偶聯(lián)劑的反應(yīng)完成到何種程度。
[0008]對(duì)于這種要求，專利文獻(xiàn)I和專利文獻(xiàn)2記載的混合攪拌機(jī)不能得知樹(shù)脂材料在混合攪拌機(jī)內(nèi)實(shí)際上被混合攪拌到何種程度。因此，在利用如專利文獻(xiàn)I或?qū)＠墨I(xiàn)2所述的混合攪拌機(jī)對(duì)包含硅烷偶聯(lián)劑的樹(shù)脂材料進(jìn)行混合攪拌的情況下，有可能發(fā)生如下問(wèn)題:硅烷偶聯(lián)劑的反應(yīng)還沒(méi)有完成卻結(jié)束混合攪拌，不能充分地獲得硅烷偶聯(lián)劑的作用，從而導(dǎo)致每批混合攪拌處理的樹(shù)脂材料的質(zhì)量不一致。
[0009]于是，可以考慮采用在利用上述混合攪拌機(jī)來(lái)結(jié)束混合攪拌之后取出樹(shù)脂材料并對(duì)樹(shù)脂材料的質(zhì)量進(jìn)行離線分析的方式。但是，當(dāng)進(jìn)行這種分析時(shí)，在獲得分析結(jié)果之前不能進(jìn)行下一批的混合攪拌，造成生產(chǎn)效率降低。再加上，在使用專利文獻(xiàn)I或?qū)＠墨I(xiàn)2的混合攪拌機(jī)的情況下，混合攪拌時(shí)間有可能不必要地變長(zhǎng)。例如，在硅烷偶聯(lián)劑的反應(yīng)完成之后還會(huì)繼續(xù)不必要的混合攪拌，也有可能降低生產(chǎn)效率。
[0010]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0011]專利文獻(xiàn)
[0012]專利文獻(xiàn)1:日本專利公報(bào)第4568785號(hào)
[0013]專利文獻(xiàn)2:日本專利公報(bào)第3806345號(hào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0014]本發(fā)明的目的在于當(dāng)對(duì)添加了作為增強(qiáng)劑的無(wú)機(jī)添加劑和偶聯(lián)劑的樹(shù)脂材料進(jìn)行混合攪拌時(shí)，能夠準(zhǔn)確地監(jiān)視無(wú)機(jī)添加劑和偶聯(lián)劑的反應(yīng)率，從而一并達(dá)成質(zhì)量穩(wěn)定性和生廣效率的提尚。
[0015]本發(fā)明的混合攪拌機(jī)的特征在于包括:混合攪拌機(jī)主體部，具備:外殼，具有被提供材料的混合攪拌室，所述材料包含樹(shù)脂材料、對(duì)所述樹(shù)脂材料添加的無(wú)機(jī)添加劑和提高所述無(wú)機(jī)添加劑相對(duì)于所述樹(shù)脂材料的親和性的偶聯(lián)劑；和混合攪拌部，對(duì)所述混合攪拌室內(nèi)的所述材料進(jìn)行混合攪拌；以及混合攪拌監(jiān)視部，通過(guò)檢測(cè)所述偶聯(lián)劑與所述無(wú)機(jī)添加劑反應(yīng)產(chǎn)生的反應(yīng)生成物來(lái)監(jiān)視所述材料的混合攪拌狀態(tài)。
【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1是本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的混合攪拌機(jī)的整體結(jié)構(gòu)的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面，利用附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的混合攪拌機(jī)I及混合攪拌方法進(jìn)行說(shuō)明。
[0018]圖1所示的混合攪拌機(jī)I具備封閉式的混合攪拌機(jī)主體部20 (分批式的封閉型混合攪拌機(jī))、對(duì)由混合攪拌機(jī)主體部20混合攪拌的材料的混合攪拌狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)視的混合攪拌監(jiān)視部12、以及控制混合攪拌機(jī)主體部20的運(yùn)轉(zhuǎn)的控制部15。
[0019]對(duì)于由所述混合攪拌機(jī)主體部20混合攪拌的混合攪拌材料(樹(shù)脂材料)而言，可以采用在包含如BR( 丁二烯橡膠)或SBR(苯乙烯丁二烯橡膠)等橡膠、PE或PP等聚烯烴系樹(shù)脂、尼龍等聚酰胺系樹(shù)脂、PET等聚酯系樹(shù)脂之類的合成樹(shù)脂的基體(主要成分)中添加了作為增強(qiáng)劑的二氧化硅或碳黑等無(wú)機(jī)添加劑以及使該無(wú)機(jī)添加劑與基體親和的偶聯(lián)劑而成的材料。具體而言，可以將在用于輪胎等的原料橡膠(生膠)、聚乙烯樹(shù)脂或PA66等尼龍樹(shù)脂中添加了各種添加劑(例如，硫化劑、硫化助劑或增強(qiáng)劑等添加劑)的材料用作混合攪拌材料。另外，對(duì)于無(wú)機(jī)添加劑而言，可以采用二氧化硅、碳黑等。對(duì)于偶聯(lián)劑而言，可以采用硅烷偶聯(lián)劑等。
[0020]在以下的例子中，將橡膠用作樹(shù)脂材料，將二氧化硅用作無(wú)機(jī)添加劑，將硅烷偶聯(lián)劑用作偶聯(lián)劑。
[0021]如圖1所示，混合攪拌機(jī)主體部20具備在內(nèi)部具有混合攪拌室2的外殼3、插通于該外殼3的內(nèi)部而對(duì)混合攪拌室2內(nèi)的材料進(jìn)行混合攪拌的混合攪拌部4、以及改變外殼3的溫度來(lái)調(diào)整混合攪拌室2的溫度的加熱器等溫度調(diào)整部19。
[0022]外殼3 Utbarrel)采用金屬等，其內(nèi)部被形成為空腔，并由金屬制的支承臺(tái)所支承。在外殼3的內(nèi)部形成有具備眼鏡孔狀的剖面的混合攪拌室2(腔，chamber)。在該混合攪拌室2內(nèi)收容有后面敘述的混合攪拌部4的一對(duì)混合攪拌轉(zhuǎn)子4a、4b。另外，在外殼3的上側(cè)形成有沿上下方向貫穿外殼3的上部(上部壁)的材料供給口 5。進(jìn)一步，在材料供給口 5的上側(cè)設(shè)有通過(guò)該材料供給口 5向混合攪拌室2的內(nèi)部提供材料的材料供給部6。另一方面，在外殼3的下側(cè)形成有沿上下方向貫穿外殼3的下部(下部壁)的材料排出口 7。混合攪拌室2的內(nèi)部的材料(混合攪拌后材料)通過(guò)材料排出口 7被排出到混合攪拌室2的外部。
[0023]材料供給部6是長(zhǎng)條圓筒狀的構(gòu)件。材料供給部6以沿上下方向豎立的狀態(tài)被安裝于外殼3的上側(cè)。收容于材料供給部6的內(nèi)部的材料被向混合攪拌室2朝下方壓進(jìn)，從而材料被提供給混合攪拌室2。在材料供給部6的內(nèi)部收容有混合攪拌前(未混合攪拌)的材料和用于將該材料向混合攪拌室2側(cè)(下方)壓進(jìn)的浮動(dòng)錘(floating weight) 80該浮動(dòng)錘8以沿上下方向自由移動(dòng)的方式被配置在材料供給部6的內(nèi)部。浮動(dòng)錘8通過(guò)后面敘述的缸部9沿上下方向移動(dòng)。另外，在材料供給部6的側(cè)面設(shè)有向材料供給部6的內(nèi)部提供材料的材料供給門(mén)10。而且，在材料供給部6的上側(cè)設(shè)有將設(shè)在材料供給部6的內(nèi)部的浮動(dòng)錘8向下方推動(dòng)的缸部9。
[0024]混合攪拌部4具備一對(duì)混合攪拌轉(zhuǎn)子4a、4b?；旌蠑嚢柁D(zhuǎn)子4a、4b在混合攪拌室2的內(nèi)部以讓各自的軸心相互平行的方式沿左右方向并排配置。這些一對(duì)混合攪拌轉(zhuǎn)子4a、4b利用圖中省略的馬達(dá)等繞分別朝向水平方向的軸旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)。另外，這些混合攪拌轉(zhuǎn)子4a、4b是反向旋轉(zhuǎn)型。對(duì)于圖1所示的混合攪拌轉(zhuǎn)子4a、4b而言，當(dāng)設(shè)圖1的紙面左側(cè)的混合攪拌轉(zhuǎn)子為“第I轉(zhuǎn)子4a”、圖1的紙面右側(cè)的混合攪拌轉(zhuǎn)子為“第2轉(zhuǎn)子4b”時(shí)，第I轉(zhuǎn)子4a向F方向旋轉(zhuǎn)，第2轉(zhuǎn)子b向與第I轉(zhuǎn)子4a的旋轉(zhuǎn)方向相反的R方向旋轉(zhuǎn)。另夕卜，在各混合攪拌轉(zhuǎn)子4a、4b的外周面(表面)形成有向離開(kāi)混合攪拌轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸心的方向(徑向外側(cè)方向)突出的混合攪拌葉片11，各轉(zhuǎn)子4a、4b均形成