混合搅拌机及混合搅拌方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及混合搅拌机及混合搅拌方法。更详细而言，本发明涉及对添加了作为增强剂的二氧化硅和硅烷偶联剂的树脂材料进行混合搅拌的混合搅拌机及混合搅拌方法。
【背景技术】
[0002]通常，在制造轮胎等橡胶产品的情况下，首先实施对作为橡胶产品的原料的橡胶材料(生胶)中添加填充剂(filler)等并进行混合搅拌的工序。对该填充剂中添加如碳黑或二氧化硅之类的增强成分。但是，近年增加以提高橡胶材料的强度为目的采用二氧化硅的情况。
[0003]另外，还有对以PE (聚乙烯)或PP (聚丙烯)等聚烯烃系树脂、尼龙等聚酰胺系树月旨、PET(聚对苯二甲酸乙二酯)等聚酯系树脂为代表的合成树脂材料中添加二氧化硅等增强成分的情况。
[0004]但是，作为无机材料的二氧化硅难以直接与作为有机物的橡胶材料或合成树脂材料(以下将橡胶材料和合成树脂材料一并只称为树脂材料)化学结合。因此，将硅烷偶联剂与一■氧化娃一起添加到树脂材料。娃烧偶联剂对一■氧化娃的表面赋予有机官能团，以使二氧化硅容易与树脂材料化学结合。
[0005]例如，专利文献I公开一种利用分批式混合搅拌机对添加了二氧化硅及硅烷偶联剂的橡胶等高分子材料进行混合搅拌的方法。此外，专利文献2公开一种封闭式橡胶混合搅拌机，其中设有用于吸引在混合搅拌机的料斗内飞溅的材料的收尘管。
[0006]另外，在对包含上述硅烷偶联剂的树脂材料进行混合搅拌的情况下需要充分地进行混合搅拌，以便使硅烷偶联剂可靠地与二氧化硅进行反应。为此，在由专利文献I或专利文献2记载的混合搅拌机进行混合搅拌的情况下，也根据过去的操作实践等以十分富余的时间混合搅拌，使硅烷偶联剂可靠地与二氧化硅进行反应。
[0007]然而，在对树脂材料添加硅烷偶联剂而进行混合搅拌的情况下，根据使用的树脂材料的种类、材料的分布不均或在混合搅拌机内的温度分布等，有时导致硅烷偶联剂的反应状态发生变化。据此，混合搅拌时间和混合搅拌条件有时会超乎预期地大幅度变化。因此，为了充分地进行混合搅拌来使硅烷偶联剂可靠地反应，较为理想的是准确得知树脂材料在混合搅拌机的内部被混合搅拌到何种程度，换言之，准确得知硅烷偶联剂的反应完成到何种程度。
[0008]对于这种要求，专利文献I和专利文献2记载的混合搅拌机不能得知树脂材料在混合搅拌机内实际上被混合搅拌到何种程度。因此，在利用如专利文献I或专利文献2所述的混合搅拌机对包含硅烷偶联剂的树脂材料进行混合搅拌的情况下，有可能发生如下问题:硅烷偶联剂的反应还没有完成却结束混合搅拌，不能充分地获得硅烷偶联剂的作用，从而导致每批混合搅拌处理的树脂材料的质量不一致。
[0009]于是，可以考虑采用在利用上述混合搅拌机来结束混合搅拌之后取出树脂材料并对树脂材料的质量进行离线分析的方式。但是，当进行这种分析时，在获得分析结果之前不能进行下一批的混合搅拌，造成生产效率降低。再加上，在使用专利文献I或专利文献2的混合搅拌机的情况下，混合搅拌时间有可能不必要地变长。例如，在硅烷偶联剂的反应完成之后还会继续不必要的混合搅拌，也有可能降低生产效率。
[0010]现有技术文献
[0011]专利文献
[0012]专利文献1:日本专利公报第4568785号
[0013]专利文献2:日本专利公报第3806345号
【发明内容】
[0014]本发明的目的在于当对添加了作为增强剂的无机添加剂和偶联剂的树脂材料进行混合搅拌时，能够准确地监视无机添加剂和偶联剂的反应率，从而一并达成质量稳定性和生广效率的提尚。
[0015]本发明的混合搅拌机的特征在于包括:混合搅拌机主体部，具备:外壳，具有被提供材料的混合搅拌室，所述材料包含树脂材料、对所述树脂材料添加的无机添加剂和提高所述无机添加剂相对于所述树脂材料的亲和性的偶联剂；和混合搅拌部，对所述混合搅拌室内的所述材料进行混合搅拌；以及混合搅拌监视部，通过检测所述偶联剂与所述无机添加剂反应产生的反应生成物来监视所述材料的混合搅拌状态。
【附图说明】
[0016]图1是本发明的实施方式所涉及的混合搅拌机的整体结构的图。
【具体实施方式】
[0017]下面，利用附图对本发明的实施方式所涉及的混合搅拌机I及混合搅拌方法进行说明。
[0018]图1所示的混合搅拌机I具备封闭式的混合搅拌机主体部20 (分批式的封闭型混合搅拌机)、对由混合搅拌机主体部20混合搅拌的材料的混合搅拌状态进行监视的混合搅拌监视部12、以及控制混合搅拌机主体部20的运转的控制部15。
[0019]对于由所述混合搅拌机主体部20混合搅拌的混合搅拌材料(树脂材料)而言，可以采用在包含如BR( 丁二烯橡胶)或SBR(苯乙烯丁二烯橡胶)等橡胶、PE或PP等聚烯烃系树脂、尼龙等聚酰胺系树脂、PET等聚酯系树脂之类的合成树脂的基体(主要成分)中添加了作为增强剂的二氧化硅或碳黑等无机添加剂以及使该无机添加剂与基体亲和的偶联剂而成的材料。具体而言，可以将在用于轮胎等的原料橡胶(生胶)、聚乙烯树脂或PA66等尼龙树脂中添加了各种添加剂(例如，硫化剂、硫化助剂或增强剂等添加剂)的材料用作混合搅拌材料。另外，对于无机添加剂而言，可以采用二氧化硅、碳黑等。对于偶联剂而言，可以采用硅烷偶联剂等。
[0020]在以下的例子中，将橡胶用作树脂材料，将二氧化硅用作无机添加剂，将硅烷偶联剂用作偶联剂。
[0021]如图1所示，混合搅拌机主体部20具备在内部具有混合搅拌室2的外壳3、插通于该外壳3的内部而对混合搅拌室2内的材料进行混合搅拌的混合搅拌部4、以及改变外壳3的温度来调整混合搅拌室2的温度的加热器等温度调整部19。
[0022]外壳3 Utbarrel)采用金属等，其内部被形成为空腔，并由金属制的支承台所支承。在外壳3的内部形成有具备眼镜孔状的剖面的混合搅拌室2(腔，chamber)。在该混合搅拌室2内收容有后面叙述的混合搅拌部4的一对混合搅拌转子4a、4b。另外，在外壳3的上侧形成有沿上下方向贯穿外壳3的上部(上部壁)的材料供给口 5。进一步，在材料供给口 5的上侧设有通过该材料供给口 5向混合搅拌室2的内部提供材料的材料供给部6。另一方面，在外壳3的下侧形成有沿上下方向贯穿外壳3的下部(下部壁)的材料排出口 7。混合搅拌室2的内部的材料(混合搅拌后材料)通过材料排出口 7被排出到混合搅拌室2的外部。
[0023]材料供给部6是长条圆筒状的构件。材料供给部6以沿上下方向竖立的状态被安装于外壳3的上侧。收容于材料供给部6的内部的材料被向混合搅拌室2朝下方压进，从而材料被提供给混合搅拌室2。在材料供给部6的内部收容有混合搅拌前(未混合搅拌)的材料和用于将该材料向混合搅拌室2侧(下方)压进的浮动锤(floating weight) 80该浮动锤8以沿上下方向自由移动的方式被配置在材料供给部6的内部。浮动锤8通过后面叙述的缸部9沿上下方向移动。另外，在材料供给部6的侧面设有向材料供给部6的内部提供材料的材料供给门10。而且，在材料供给部6的上侧设有将设在材料供给部6的内部的浮动锤8向下方推动的缸部9。
[0024]混合搅拌部4具备一对混合搅拌转子4a、4b。混合搅拌转子4a、4b在混合搅拌室2的内部以让各自的轴心相互平行的方式沿左右方向并排配置。这些一对混合搅拌转子4a、4b利用图中省略的马达等绕分别朝向水平方向的轴旋转驱动。另外，这些混合搅拌转子4a、4b是反向旋转型。对于图1所示的混合搅拌转子4a、4b而言，当设图1的纸面左侧的混合搅拌转子为“第I转子4a”、图1的纸面右侧的混合搅拌转子为“第2转子4b”时，第I转子4a向F方向旋转，第2转子b向与第I转子4a的旋转方向相反的R方向旋转。另夕卜，在各混合搅拌转子4a、4b的外周面(表面)形成有向离开混合搅拌转子的旋转轴心的方向(径向外侧方向)突出的混合搅拌叶片11，各转子4a、4b均形成