CN113166429A - 胶乳的制造方法及使用由该制造方法得到的胶乳的膜成型体、浸渍成型体及粘接剂层形成基材的制造方法 - Google Patents

胶乳的制造方法及使用由该制造方法得到的胶乳的膜成型体、浸渍成型体及粘接剂层形成基材的制造方法 Download PDF

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CN113166429A CN201980081519.8A CN201980081519A CN113166429A CN 113166429 A CN113166429 A CN 113166429A CN 201980081519 A CN201980081519 A CN 201980081519A CN 113166429 A CN113166429 A CN 113166429A
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Abstract

本发明提供一种胶乳的制造方法,其能够在原料的乳化工序中得到良好的乳化状态,其结果是,能够制造凝聚物少的高品质的胶乳,本发明的胶乳的制造方法具有:乳化工序,将包含橡胶、有机溶剂、水以及乳化剂的橡胶组合物乳化而得到乳化液;以及脱溶剂工序,从乳化液除去有机溶剂,在乳化工序中,用搅拌装置(3)搅拌橡胶组合物,上述搅拌装置(3)具有:存储搅拌物的搅拌罐(30)和能够旋转地设置于搅拌罐(30)内的搅拌单元(40),搅拌单元(40)是包含平板状的搅拌叶片(50)的结构,上述平板状的搅拌叶片(50)具有与上述搅拌单元(40)的旋转方向大致正交的搅拌面(52)。

Description

胶乳的制造方法及使用由该制造方法得到的胶乳的膜成型 体、浸渍成型体及粘接剂层形成基材的制造方法
技术领域
本发明涉及橡胶的胶乳的制造方法,进而涉及使用由该制造方法得到的胶乳的膜成型体、浸渍成型体及粘接剂层形成基材的制造方法。
背景技术
一直以来,将含有天然橡胶、合成橡胶的胶乳的胶乳组合物浸渍成型来制造哺乳瓶用奶嘴、气球、手套、袋子、医用导管的气囊等与人体接触而使用的浸渍成型体。特别是异戊二烯聚合物等合成橡胶因为不含有引起人体过敏症状的蛋白质,所以作为与生物体粘膜、脏器等直接接触的浸渍成型体用胶乳的原料是有用的。
作为天然橡胶、合成橡胶的胶乳的制造方法,已知有如下制造方法:通过将在有机溶剂中使橡胶溶解或分散的橡胶溶液与肥皂水等乳化剂水溶液以规定的比率供给到乳化机而进行混合从而使其乳化(乳化工序),然后,除去得到的乳化液中的有机溶剂(脱溶剂工序)(参照例如专利文献1等)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利第5260738号公报。
发明内容
发明要解决的问题
在制造胶乳时,在乳化工序中,使作为固体成分的橡胶微细化,得到经微细化的橡胶分散为均匀状态的良好的乳化状态是很重要的,通过进行良好的乳化,能够得到凝聚物少的高品质的胶乳。但是,在用现有的乳化机乳化原料的情况下,有时乳化不充分而残留比较粗大的颗粒的橡胶,进而由于该粗大的橡胶,脱溶剂工序后的胶乳所存在的凝聚物的量变多。
本发明是鉴于上述情况而完成的,本发明的目的在于提供一种胶乳的制造方法,其能够在原料的乳化工序中得到良好的乳化状态,其结果是,能够制造凝聚物少的高品质的胶乳。
用于解决问题的方案
本发明的胶乳的制造方法的特征在于,具有:乳化工序,将包含橡胶、有机溶剂、水以及乳化剂的橡胶组合物乳化而得到乳化液;以及脱溶剂工序,从上述乳化液除去上述有机溶剂,在上述乳化工序中,用搅拌装置搅拌上述橡胶组合物,上述搅拌装置具有存储搅拌物的容器和能够旋转地设置于该容器内的搅拌单元,上述搅拌单元是包含平板状的搅拌叶片的结构,上述平板状的搅拌叶片具有与上述搅拌单元的旋转方向大致正交且与搅拌物相向的搅拌面。另外,本发明所说的全部的“大致正交”定义为:所成的角度通常为85°以上,优选为89°以上,且通常为95°以下,优选为91°以下。
在本发明中,在乳化工序中,将容器内所存储的橡胶组合物用搅拌叶片搅拌而进行混合,将橡胶组合物乳化。利用本发明的搅拌装置所具有的平板状的搅拌叶片,能够产生使搅拌物在容器内沿上下方向循环的循环流。因此,通过使比重比较轻在液面附近漂浮而容易停滞的橡胶上下循环,从而能够使其在溶液中有效地分散,能够得到橡胶分散为均匀状态的乳化液。因此根据本发明,能够在乳化工序中将橡胶组合物乳化为良好的状态,其结果是,能够制造凝聚物少的高品质的胶乳。
此外,本发明的胶乳的制造方法的特征在于,具有:粗乳化工序,通过将混合了橡胶和有机溶剂的橡胶溶液与乳化剂水溶液混合,从而得到粗乳化状态的乳化液;循环乳化工序,将由上述粗乳化工序得到的粗乳化状态的乳化液通过乳化机进行循环而进一步乳化;以及脱溶剂工序,从经过上述循环乳化工序而得到的乳化液除去上述有机溶剂,在上述粗乳化工序和上述循环乳化工序之中的至少任意一者的工序中,用搅拌装置搅拌上述乳化液,上述搅拌装置具有存储搅拌物的容器和能够旋转地设置于该容器内的搅拌单元,上述搅拌单元是包含平板状的搅拌叶片的结构,上述平板状的搅拌叶片具有与上述搅拌单元的旋转方向大致正交且与搅拌物相向的搅拌面。
在本发明中,通过在粗乳化工序和循环乳化工序之中的至少一个工序中,利用搅拌叶片搅拌乳化液,从而能够使该乳化液如上所述在容器内上下循环而得到橡胶分散为均匀状态的乳化液。因此在本发明中,能够在粗乳化工序和循环乳化工序之中的至少一个工序中将乳化液混合为良好的状态。在本发明中,如果在粗乳化工序和循环乳化工序的两者利用本发明的平板状的搅拌叶片搅拌乳化液,则能够将乳化液乳化为更加良好的状态。
此外,本发明的胶乳的制造方法的优选方式是:在上述脱溶剂工序中,用搅拌装置搅拌上述乳化液,上述搅拌装置具有存储搅拌物的容器和能够旋转地设置于该容器内的搅拌单元,上述搅拌单元是包含平板状的搅拌叶片的结构,上述平板状的搅拌叶片具有与上述搅拌单元的旋转方向大致正交且与搅拌物相向的搅拌面。
在此方式中,通过在脱溶剂工序中也利用本发明的平板状的搅拌叶片搅拌乳化液,从而脱溶剂中的乳化液中的橡胶上下循环而被搅拌,从而充分混合。因此,脱溶剂后得到的胶乳成为凝聚物少的高品质的胶乳。
此外,从有效地得到本发明的混合效果的观点出发,在本发明的胶乳的制造方法中使用的所述搅拌叶片的特征在于,上述搅拌面的面积为上述容器内所存储的上述搅拌物的截面积的10~60%,在该范围中,优选为15~50%,更优选为20~40%,进一步优选为25~35%。
此外,本发明的上述搅拌叶片的特征在于,上述搅拌叶片具有格子部,该格子部具有格子状的结构。
根据此结构,利用进行旋转的格子部,上下循环的溶液中的橡胶被剪切、细分,进而橡胶被卷入到产生于格子部的旋转方向后方的微细旋涡而被混合。因此,橡胶的微细化和混合促进,能够容易得到良好的乳化状态并且能够减少凝聚物。
此外,在本发明中,在上述粗乳化工序中,可以使用上述乳化机将上述橡胶溶液和上述乳化剂水溶液连续地混合。
接下来,本发明的膜成型体的制造方法的特征在于,在由上述本发明的胶乳的制造方法而制造的胶乳中添加交联剂而得到胶乳组合物,使用该胶乳组合物成型膜成型体。
此外,本发明的浸渍成型体的制造方法的特征在于,在由上述本发明的胶乳的制造方法而制造的胶乳中添加交联剂而得到胶乳组合物,使用该胶乳组合物成型浸渍成型体。
此外,本发明的粘接剂层形成基材的制造方法的特征在于,在由上述本发明的胶乳的制造方法而制造的胶乳中添加交联剂而得到胶乳组合物,将该胶乳组合物形成在基材的表面作为粘接剂层。
发明效果
根据本发明,能够提供一种胶乳的制造方法,其能够在原料的乳化工序中得到良好的乳化状态,其结果是,能够制造凝聚物少的高品质的胶乳。
附图说明
图1是能够优选地实施本发明的一个实施方式的胶乳的制造方法的胶乳制造装置的概略图。
图2是在图1所示的胶乳制造装置中变更了橡胶溶液和乳化剂水溶液的搅拌罐的配管结构的胶乳制造装置的概略图。
图3的(a)是构成图1所示的搅拌罐的罐主体的侧截面图,图3的(b)是同一搅拌罐所具有的搅拌叶片和旋转轴的俯视图。
图4是具有本发明的另一个实施方式的搅拌叶片的搅拌罐的侧截面图。
图5是具有图4所示的另一个实施方式的变更例的搅拌叶片的搅拌罐的侧截面图。
图6是示出具有本发明以外的比较例的搅拌叶片的搅拌罐的侧截面图。
图7是示出具有本发明以外的另一比较例的搅拌叶片的搅拌罐的侧截面图。
具体实施方式
以下,参照附图对本发明的实施方式的胶乳的制造方法进行说明。
(实施方式)
图1概略地示出能够将实施方式的胶乳的制造方法优选地实施的胶乳制造装置。首先,对该制造装置进行说明。
图1所示的胶乳制造装置具有:橡胶溶液罐1,其制备橡胶溶液;乳化剂罐2,其制备乳化剂水溶液;搅拌装置3,其将橡胶溶液和乳化剂水溶液存储于搅拌罐30,将这些橡胶溶液和乳化剂水溶液在该搅拌罐30内搅拌、混合;乳化机4,其将橡胶溶液和乳化剂水溶液的混合溶液乳化;减压泵5,其用于将搅拌罐30内减压、从乳化液蒸馏除去有机溶剂;以及浓缩器6,其将从搅拌罐30内的乳化液除去的有机溶剂浓缩。
橡胶溶液罐1内的橡胶溶液和乳化剂罐2内的乳化剂水溶液分别从供给管11、12直接供给到搅拌罐30内。搅拌罐30内的溶液能够通过从搅拌罐30的底部到顶部进行配置的循环管14进行循环。乳化机4配置于循环管14的途中。
另外,如图2所示,也可以设置成将供给管11、12分别与连接于搅拌罐30的合流管13合流,在使橡胶溶液与乳化剂水溶液合流的状态下从合流管13供给到搅拌罐30内。
在搅拌罐30与减压泵5之间配置有蒸馏管15,在蒸馏管15的搅拌罐30与减压泵5之间,从搅拌罐30侧起依次配置有阀7和浓缩器6。各罐1、2、30分别具有加热在内部存储的溶液的未图示的加热单元。
如图1和图3的(a)所示,搅拌装置3具有搅拌罐30和搅拌单元40。搅拌罐30构成本发明的容器。
如图1所示,搅拌罐30具有:有底圆筒状的罐主体31,其存储上述混合溶液;以及盖体32,其能够装卸地固定于罐主体31的上部开口且封闭其上部开口。罐主体31以其轴心沿几乎铅直方向延伸的方式设置。供给管11、12、循环管14的下流侧端部和蒸馏管15与盖体32连接。此外,循环管14的上流侧端部与罐主体31的底部连接,循环管14的下流侧端部与盖体32连接。
如图3的(a)所示,本实施方式的搅拌单元40具有:平板状的搅拌叶片50,其设置于罐主体31内;以及搅拌叶片50的旋转轴41。旋转轴41与罐主体31的轴心同轴配置,经由未图示的轴承被能够旋转地支承。旋转轴41通过经由联轴器而连结在其上端部的驱动源(均省略图示)而被旋转驱动。该驱动源配设在盖体32的上方。
另外,旋转驱动旋转轴41的驱动源也可以配设在罐主体31的下方而与旋转轴41的下端部连结。
搅拌叶片50具有矩形形状,以旋转轴41通过其宽度方向中间部分的方式固定于旋转轴41。即,搅拌叶片50以旋转轴41为对称线具有左右对称的形状,具有旋转轴41的左右一侧的叶片部51a和另一侧的叶片部51b。搅拌叶片50与旋转轴41一起旋转,搅拌叶片50具有搅拌面52,如图3的(b)所示,其与箭头表示的旋转方向大致正交且与在搅拌罐30内所存储的乳化液等溶液(搅拌物)相向。
搅拌叶片50在其下部具有桨部53,在桨部53的上侧一体地形成有格子部54,上述格子部54具有格子状的结构。桨部53和格子部54具有上述搅拌面52。在本实施方式中,就桨部53和格子部54所占的高度尺寸相对于搅拌叶片50的整体高度的比例而言,格子部54为6~7成左右,比桨部53大,但是,不限定于此。在图3的(a)中,符号L表示乳化液等溶液的液面,搅拌叶片50以整体浸没于溶液中的状态被使用。
桨部53具有其下端缘大致沿着罐主体31内的底面的形状,其下端缘与罐主体31内的底面的间隔尽可能设置得窄,例如其间隔设定为1~200mm左右,优选设定为5~100mm左右,最优选设定为10~50mm左右。
格子部54具有多个板条状的横构件54a和与这些横构件54a正交的多个板条状的纵构件54b。本实施方式的格子部54具有2个横构件54a和4个纵构件54b,但是各构件54a、54b的数量和宽度可考虑搅拌的效果等任意设定。
搅拌叶片50通过与旋转轴41一起旋转,从而搅拌在搅拌罐30内所存储的乳化液等溶液,上述搅拌面52是在搅拌叶片50的旋转中与搅拌对象的溶液相向且接触的面。因此,如图3的(b)所示,实际的搅拌面52由一侧的叶片部51a的一侧的面(表面)与另一侧的叶片部51b的另一侧的面(背面)构成。这些搅拌面52合计的面积与搅拌叶片50自身的面积相当。
在此,本实施方式的搅拌叶片50以其面积(与图3的(b)所示的左右的各搅拌面52合计的面积相当)相对于搅拌罐30内所存储的乳化液等溶液的截面积的比率(以下有时称作液体接触面积率)成为10~60%的方式构成。这是可有效地得到混合效果的比例,在该范围内,优选为15~50%,更优选为20~40%,进一步优选为25~35%。
此外,如图3的(a)所示,在罐主体31的内壁面,经由上下的支撑物91配设有沿着搅拌罐30的轴方向延伸的多个遮挡板90。这些遮挡板90以其宽度方向与罐主体31的径向大致平行的方式设置为放射状。遮挡板90的面积和数量可考虑搅拌的效果等任意设定。
此外,各遮挡板90当然以不阻碍搅拌叶片50的旋转的方式确保与搅拌叶片50的间隔,其间隔可考虑搅拌的效果等设定为1~200mm左右,优选设定为5~100mm左右,最优选设定为10~50mm左右。
根据本实施方式的搅拌单元40,当搅拌叶片50沿一个方向旋转时,能够以如下方式搅拌在搅拌罐30内所存储的乳化液等溶液。即,搅拌罐30内的溶液产生下述这样的上下方向的循环流:搅拌罐30内的溶液被下方的桨部53挤出到径向外侧而与罐主体31内壁面碰撞,接下来,因遮挡板90的作用上升后,自罐主体31上部的内壁面向中心的旋转轴41方向流动,接下来,通过旋转轴41和格子部54流动至下方而返回到桨部53。
在像这样一边循环一边搅拌的溶液中,利用格子部54的各横构件54a和各纵构件54b,下降中的橡胶被剪切、细分,进而,橡胶被卷入在这些构件54a、54b的旋转方向后方产生的微细旋涡中而被混合。
此外,桨部53由于其下端部接近于搅拌罐30内的底部,因此,能够使溶液不残留于底部而跟着循环流搅拌。此外,遮挡板90抑制被桨部53挤出到径向外侧的溶液随着搅拌叶片50的旋转而进行旋转,并且发挥使上升流产生的作用。此外,如上所述,格子部54的横构件54a和纵构件54b发挥将下降的溶液细分而混合的作用。
乳化机4只要是能够赋予溶液强剪切力而连续地进行混合的装置即可,没有特别限定,优选使用例如具有多个转子-定子对的转子定子式乳化机,上述转子-定子对为具有多个缝隙的转子相对于具有多个缝隙的定子相对旋转的结构。作为这样的转子定子式乳化机,能够使用例如商品名“TK Pipeline Homomixer”(PRIMIX公司制)、商品名“THRASHER”(Nippon Coke&Engineering公司制)、商品名“Trigonal”(Nippon Coke&Engineering公司制)、商品名“Cavitron”(Eurotec公司制)、商品名“Milder”(太平洋机工公司制)、商品名“Fine Flow Mill”(太平洋机工公司制)等市售品。
此外,作为乳化机4,具有泵功能的乳化机能够压送溶液而使其循环,因此优选,在使用不具有泵功能的乳化机的情况下,在循环管14的途中另外配置压送泵即可。
接下来,对本实施方式的胶乳的制造方法进行说明。
本实施方式的胶乳的制造方法具有乳化工序和脱溶剂工序,在上述乳化工序中,将包含橡胶、有机溶剂、水以及乳化剂的橡胶组合物乳化而得到乳化液,在上述脱溶剂工序中,从由乳化工序得到的乳化液除去有机溶剂。
在乳化工序中,在上述搅拌装置3的搅拌罐30内利用搅拌叶片50搅拌橡胶组合物而进行乳化。
本实施方式的胶乳的制造方法包含将上述乳化工序分为粗乳化工序和循环乳化工序的情况,在上述粗乳化工序中,通过将混合了橡胶和有机溶剂的橡胶溶液与乳化剂水溶液混合,从而得到粗乳化状态的乳化液,在上述循环乳化工序中,将由粗乳化工序得到的粗乳化状态的乳化液通过上述乳化机4进行循环而进一步乳化。在此情况下,在粗乳化工序和循环乳化工序之中的至少任意一者的工序中,进一步包含使用上述搅拌装置3搅拌乳化液的情况。
以下,对使用图1所示的胶乳制造装置进行的本实施方式的胶乳的制造方法例进行更具体说明。
[乳化工序]
在乳化工序中,将包含橡胶、有机溶剂、水以及乳化剂的橡胶组合物乳化,在此,将这些原料分为橡胶和有机溶剂的混合物(橡胶溶液)、以及水和乳化剂的混合物(乳化剂水溶液)。
即,通过在橡胶溶液罐1内一边以规定的比例供给橡胶和有机溶剂且进行搅拌一边加热至例如60℃左右从而溶解橡胶,制备橡胶溶液。此外,在乳化剂罐2内以规定的比例供给乳化剂和水而使它们混合之后,加热至例如60℃左右,制备乳化剂水溶液。
接下来,从橡胶溶液罐1将橡胶溶液、并且从乳化剂罐2将乳化剂水溶液分别从供给管11、12连续地直接供给至搅拌罐30内。然后在搅拌罐30内,利用搅拌叶片50搅拌这些橡胶溶液和乳化剂水溶液的混合物(橡胶组合物)而进行混合,从而得到乳化液。
从良好地进行乳化的观点出发,在橡胶溶液罐1内制备的橡胶溶液和在乳化剂罐2内制备的乳化剂水溶液优选分别根据需要通过将各罐1、2加热而维持在规定温度。橡胶溶液和乳化剂水溶液的温度没有特别限定,分别优选为20~100℃,更优选为40~90℃,进一步优选为60~80℃。
此外,在将橡胶溶液和乳化剂水溶液连续地送至搅拌罐30内时的这些橡胶溶液和乳化剂水溶液的供给比例没有特别限定,从良好地进行乳化的观点出发,橡胶溶液∶乳化剂水溶液的体积比优选为1∶2~1∶0.3,更优选为1∶1.5~1∶0.5,进一步优选为1∶1~1∶0.7。
[粗乳化工序]
本实施方式的乳化工序包含在粗乳化工序之后经过循环乳化工序而得到乳化液的情况。
粗乳化的状态是指,橡胶的溶解度比较低,没有充分乳化的前阶段的乳化状态。在粗乳化工序中,与上述乳化工序同样地,从橡胶溶液罐1将橡胶溶液、并且从乳化剂罐2将乳化剂水溶液分别连续地供给至搅拌罐30内,在搅拌罐30内,通过搅拌叶片50搅拌这些橡胶溶液和乳化剂水溶液的混合物(橡胶组合物)而进行混合。
[循环乳化工序]
接下来,使乳化机4工作,通过此乳化机4,对粗乳化状态的乳化液至少进行一次从搅拌罐30内通过循环管14返回到搅拌罐30内的循环乳化工序。在循环乳化工序中,利用乳化机4使乳化液以从搅拌罐30内经过循环管14返回到搅拌罐30内的方式循环,由于通过乳化机4,从而粗乳化状态的乳化液被连续地乳化,乳化液被存储在搅拌罐30内。另外,在本实施方式中的胶乳的制造方法中,优选包含该循环乳化工序,但是包含该循环乳化工序并不是必须的。
在如上所述那样进行了粗乳化工序之后进行循环乳化工序而得到乳化液的情况下,除了在粗乳化工序和循环乳化工序中的任一工序均在搅拌罐30内利用搅拌叶片50搅拌乳化液的情况以外,还可选择仅在粗乳化工序用搅拌叶片50搅拌乳化液的情况和仅在循环乳化工序用搅拌叶片50搅拌乳化液的情况中的任一操作模式。
在搅拌罐30内搅拌乳化液的操作模式可根据乳化的状況等适当地选择,从良好地进行乳化的观点出发,在粗乳化工序和循环乳化工序中的至少任意一者的工序搅拌乳化液即可,但是,在这些之中,更优选在循环乳化工序搅拌乳化液。但是,最优选在粗乳化工序和循环乳化工序的任一工序中均搅拌乳化液。
另外,在粗乳化工序中,可以不在搅拌罐30内利用搅拌叶片50搅拌作为橡胶溶液与乳化剂水溶液的混合物的橡胶组合物,例如,如图2所示那样,通过使橡胶溶液与乳化剂水溶液在合流管13合流,仅利用配置于此合流管13的乳化机8连续地混合,从而将橡胶组合物粗乳化而供给到搅拌罐30内。
在此,对作为原料的上述的橡胶、有机溶剂、乳化剂的具体例子进行说明。
(橡胶)
作为在本实施方式中能够使用的橡胶,可举出天然橡胶和合成橡胶。作为合成橡胶,没有特别限定,可举出例如:异戊二烯橡胶(IR)、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SIS)、丙烯腈丁二烯橡胶(NBR)、氯丁二烯橡胶(CR)、苯乙烯丁二烯橡胶(SBR)、异丁烯-异戊二烯橡胶(IIR)等。在这些之中,从将胶乳制成浸渍成型体的情况下的拉伸强度、伸长率等机械特性优异的方面出发,优选天然橡胶、异戊二烯橡胶(IR)以及苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SIS),更优选异戊二烯橡胶(IR)和苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SIS),进一步优选异戊二烯橡胶(IR)。
(有机溶剂)
作为用于使橡胶溶解、分散而成为橡胶溶液的有机溶剂,没有特别限定,能够从例如:苯、甲苯、二甲苯等芳香族烃溶剂,或者环戊烷、环戊烯、环己烷、环己烯等脂环族烃溶剂,或者丁烷、戊烷、己烷、庚烷等脂肪族烃溶剂,或者二氯甲烷、氯仿、二氯乙烷等卤代烃溶剂等中适当选择。
橡胶溶液中的橡胶的含有比例没有特别限定,优选为3~30重量%,更优选为5~20重量%,进一步优选为7~15重量%。
(乳化剂)
作为乳化剂,没有特别限定,能够优选使用阴离子性乳化剂。作为阴离子性乳化剂,可举出例如:月桂酸钠、肉豆蔻酸钾、棕榈酸钠、油酸钾、亚麻酸钠、松香酸钠、松香酸钾等脂肪酸盐;或者十二烷基苯磺酸钠、十二烷基苯磺酸钾、癸基苯磺酸钠、癸基苯磺酸钾、十六烷基苯磺酸钠、十六烷基苯磺酸钾等烷基苯磺酸盐;或者二(2-乙基己基)磺基琥珀酸钠、二(2-乙基己基)磺基琥珀酸钾、二辛基磺基琥珀酸钠等烷基磺基琥珀酸盐;或者月桂基硫酸钠、月桂基硫酸钾等烷基硫酸酯盐;或者聚氧乙烯月桂基醚硫酸钠、聚氧乙烯月桂基醚硫酸钾等聚氧乙烯烷基醚硫酸酯盐;或者月桂基磷酸钠、月桂基磷酸钾等单烷基磷酸盐等。
在这些阴离子性乳化剂中,优选脂肪酸盐、烷基苯磺酸盐、烷基磺基琥珀酸盐、烷基硫酸酯盐和聚氧乙烯烷基醚硫酸酯盐,更优选脂肪酸盐和烷基苯磺酸盐,进一步优选脂肪酸盐,从能够更加适当地防止得到的橡胶的胶乳中的凝聚物的产生的方面出发,特别优选松香酸钠、松香酸钾。
乳化剂的水溶液中的乳化剂的含有比例没有特别限定,从良好地进行乳化的观点出发,优选为0.1~5重量%,更优选为0.3~3重量%,进一步优选为0.5~2重量%。
[脱溶剂工序]
脱溶剂工序是从由乳化工序得到的乳化液除去有机溶剂的工序。作为脱溶剂的方法,优选能够使乳化液中的有机溶剂的含量为500重量ppm以下的方法,能够采用例如:减压蒸馏、常压蒸馏、水蒸气蒸馏、离心分离等方法。在这些之中,从能够适当且有效地除去有机溶剂的观点出发,优选减压蒸馏。
在本实施方式中,使用减压泵5和浓缩器6,对由乳化工序得到的在搅拌罐30内所存储的乳化液进行减压蒸馏,从而进行脱溶剂。即,在本实施方式的脱溶剂工序中,从将搅拌罐30内的乳化液加热至例如80℃左右的状态,打开阀7,使减压泵5工作,将搅拌罐30内减压至例如小于700mmHg。由此,从搅拌罐30内的乳化液蒸馏有机溶剂,该有机溶剂从搅拌罐30内向蒸馏管15排出,通过浓缩器6浓缩而被回收。
在本实施方式中,在脱溶剂工序中,在搅拌罐30内一边利用搅拌叶片50搅拌乳化液一边进行,脱溶剂后得到的胶乳中所存在的凝聚物容易变少,因此优选。
在利用减压蒸馏的脱溶剂工序中,优选搅拌罐30内的压力减压至小于700mmHg。在脱溶剂工序搅拌罐30内的压力高的情况下,脱溶剂工序需要的时间长,并且,在压力低的情况下有乳化液过度发泡的风险。因此,从抑制这些问题的产生的观点出发,脱溶剂工序的搅拌罐30内的压力优选为1~600mmHg,更优选为10~500mmHg,进一步优选为100~400mmHg。
此外,本实施方式的脱溶剂工序中的搅拌罐30内的乳化液的温度优选加热至乳化液所包含的有机溶剂的沸点以上的温度,具体而言,更优选控制为与该有机溶剂的沸点相比高5℃以上的温度,进一步优选控制为与该有机溶剂的沸点相比高10℃以上的温度。另外,脱溶剂工序中的搅拌罐30内的乳化液的温度的上限没有特别限定,优选小于100℃。
[离心分离工序]
在本实施方式中,通过在进行脱溶剂工序后,将除去了有机溶剂的乳化液转移至离心分离机进行离心分离,从而得到固体成分浓度提高的轻液作为橡胶的胶乳。
在离心分离工序中,为了使得到的胶乳的机械稳定性提高,预先向除去了有机溶剂的乳化液添加pH调节剂,使其pH为7以上,优选为9以上。
作为pH调节剂,可举出例如:氢氧化钠、氢氧化钾等碱金属的氢氧化物;或者碳酸钠、碳酸钾等碱金属的碳酸盐;或者碳酸氢钠等碱金属的碳酸氢盐;或者氨;或者三甲胺,三乙醇胺等有机胺化合物等,优选碱金属的氢氧化物或氨。
此外,如上所述地进行而在本实施方式得到的橡胶的胶乳也可以适当配合在胶乳的领域中可配合的消泡剂、防腐剂、整合剂、除氧剂、分散剂、抗老化剂等添加剂。
此外,在使用天然橡胶作为橡胶的原料的情况下,在将得到的胶乳作为与人体接触的浸渍成型体而使用的情况中,需要在胶乳的阶段将对人体引起过敏症状的蛋白质分解除去。
以上为本实施方式的胶乳的制造方法。从通过本实施方式的制造方法制造的胶乳出发能够经过胶乳组合物而得到橡胶手套等浸渍成型体。浸渍成型体是本发明的膜成型体的一种方式。进而,使用以本实施方式的制造方法制造的胶乳,能够得到粘接剂层形成基材。粘接剂层形成基材是指在基材的表面将胶乳组合物形成为粘接剂层的复合材料。
以下举出胶乳组合物、浸渍成型体以及粘接剂层形成基材的制造方法的具体例子。
(胶乳组合物的制造)
胶乳组合物能够通过在胶乳中添加交联剂而得到。
作为交联剂,可举出例如:硫粉、升华硫、沉淀硫、胶体硫、表面处理硫、不溶性硫等硫;或者氯化硫、二氯化硫、二硫化吗啉、二硫化烷基酚、二硫化己内酰胺、含磷多硫化物、高分子多硫化物、2-(4’-吗啉二硫代)苯并噻唑等含硫化合物。在这些之中,优选使用硫。交联剂能够单独使用1种或组合使用2种以上。
交联剂的含量没有特别限定,相对于橡胶的胶乳所包含的橡胶100重量份,优选为0.1~10重量份,更优选为0.2~3重量份。通过使交联剂的含量为该范围,能够进一步提高得到的浸渍成型体的拉伸强度。
此外,胶乳组合物优选还含有交联促进剂。作为交联促进剂,能够使用在浸渍成型中通常可使用的交联促进剂,可举出例如:二乙基二硫代氨基甲酸、二丁基二硫代氨基甲酸、二-2-乙基己基二硫代氨基甲酸、二环己基二硫代氨基甲酸、二苯基二硫代氨基甲酸、二苄基二硫代氨基甲酸等二硫代氨基甲酸类及它们的锌盐;或者2-巯基苯并噻唑、2-巯基苯并噻唑锌、2-巯基噻唑啉、二硫化二苯并噻唑、2-(2,4-二硝基苯基硫代)苯并噻唑、2-(N,N-二乙基硫代氨基甲酰基硫代)苯并噻唑、2-(2,6-二甲基-4-吗啉硫代)苯并噻唑、2-(4’-吗啉二硫代)苯并噻唑、4-吗啉基-2-二硫代苯并噻唑、1,3-双(2-苯并噻唑基巯基甲基)脲等,优选二乙基二硫代氨基甲酸锌、二丁基二硫代氨基甲酸锌、2-巯基苯并噻唑锌。交联促进剂能够单独使用1种或组合使用2种以上。
交联促进剂的含量相对于橡胶的胶乳所包含的橡胶100重量份,优选为0.05~5重量份,更优选为0.1~2重量份。通过使交联促进剂的含量为该范围,能够进一步提高得到的浸渍成型体的拉伸强度。
此外,在胶乳组合物中,优选还含有氧化锌。氧化锌的含量没有特别限定,相对于橡胶的胶乳所包含的橡胶100重量份,优选为0.1~5重量份,更优选为0.2~2重量份。通过使氧化锌的含量为上述范围,能够使乳化稳定性良好,并且能够进一步提高得到的浸渍成型体的拉伸强度。
胶乳组合物还能够根据需要配合抗老化剂、分散剂、炭黑、二氧化硅、滑石等增强剂;碳酸钙、黏土等填充剂;紫外线吸收剂;增塑剂等配合剂等。
例如,作为抗老化剂,可举出:2,6-二-4-甲基苯酚、2,6-二叔丁基苯酚、丁基羟基苯甲醚、2,6-二叔丁基-α-二甲基氨基对甲酚、十八烷基-3-(3,5-二-叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯、苯乙烯化苯酚、2,2’-亚甲基-双(6-α-甲基-苄基-对甲酚)、4,4’-亚甲基双(2,6-二叔丁基苯酚)、2,2’-亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)、烷基化双苯酚、对甲酚与二环戊二烯的丁基化反应产物等不含有硫原子的酚系抗老化剂;或者2,2’-硫代双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)、4,4’-硫代双(6-叔丁基-邻甲酚)、2,6-二叔丁基-4-[4,6-双(辛基硫代)-1,3,5-三嗪-2-基氨基]苯酚等硫代双酚系抗老化剂;或者三(壬基苯基)亚磷酸酯、二苯基异癸基亚磷酸酯、四苯基二丙二醇二亚磷酸酯等亚磷酸酯系抗老化剂;或者硫代二丙酸二月桂酯等硫酯系抗老化剂;或者苯基-α-萘胺、苯基-β-萘胺、对(对甲苯磺酰胺)-二苯基胺、4,4’-(α,α-二甲基苄基)二苯基胺、N,N-二苯基-对亚苯基二胺、N-异丙基-N’-苯基-对亚苯基二胺、丁醛-苯胺缩合物等胺系抗老化剂;或者6-乙氧基-2,2,4-三甲基-1,2-二氢喹啉等喹啉系抗老化剂;或者2,5-二(叔戊基)氢醌等氢醌系抗老化剂等。这些抗老化剂能够单独使用1种或组合使用2种以上。
抗老化剂的含量相对于橡胶的胶乳所包含的橡胶100重量份,优选为0.05~10重量份,更优选为0.1~5重量份。
胶乳组合物的制备方法没有特别限定,可举出例如:使用球磨机、捏合机、分散器等分散机,在橡胶的胶乳中混合交联剂和根据需要配合的各种配合剂的方法;使用上述的分散机来制备除橡胶的胶乳以外的配合成分的水性分散液,然后将该水性分散液与橡胶的胶乳混合的方法等。
胶乳组合物优选pH为7以上,更优选pH为7~13的范围,进一步优选pH为8~12的范围。此外,胶乳组合物的固体成分浓度优选在15~65重量%的范围。
从进一步提高得到的浸渍成型体的机械特性的观点出发,胶乳组合物优选在供给到浸渍成型前使其熟化(预交联)。预交联的时间没有特别限定,也取决于预交联的温度,优选为1~14天,更优选为1~7天。另外,预交联的温度优选为20~40℃。
而且,在进行了预交联后直至供给到浸渍成型为止,优选以优选10~30℃的温度进行贮藏。这是因为,当在比这温度高的高温的状态直接贮藏时,有得到的浸渍成型体的拉伸强度下降的情况。
(浸渍成型体的制造)
浸渍成型体能够通过将上述的胶乳组合物浸渍成型而得到。浸渍成型为如下的成型方法:使胶乳组合物沉积在浸渍于胶乳组合物的模具的表面,接下来将模具从胶乳组合物提起,然后,使在模具的表面沉积的胶乳组合物干燥。另外,浸渍于胶乳组合物前的模具可以先进行预热。此外,在将模具浸渍到胶乳组合物前或者在将模具从胶乳组合物中提起后,能够根据需要使用凝固剂。
作为凝固剂的使用方法的具体例子,有将模具浸渍于凝固剂溶液后再使该模具浸渍于胶乳组合物的方法(阳极凝结浸渍法),先将模具浸渍于胶乳组合物后再将模具浸渍于凝固剂溶液的方法(Teague凝结浸渍法),从可得到厚度不均少的浸渍成型体的方面出发,优选阳极凝结浸渍法。
作为凝固剂的具体例子,其为:氯化钡、氯化钙、氯化镁、氯化锌、氯化铝等卤代金属;或者硝酸钡、硝酸钙、硝酸锌等硝酸盐;或者乙酸钡、乙酸钙、乙酸锌等乙酸盐;或者硫酸钙、硫酸镁、硫酸铝等硫酸盐等水溶性多价金属盐。其中,优选钙盐,更优选硝酸钙。这些水溶性多价金属盐能够单独使用1种或组合使用2种以上。
凝固剂优选以水溶液的状态使用。该水溶液也可以进一步含有甲醇、乙醇等水溶性有机溶剂、非离子性表面活性剂。凝固剂的浓度还根据水溶性多价金属盐的种类而不同,优选为5~50重量%,更优选为10~30重量%。
在将模具从胶乳组合物中提起后,通常通过加热,从而使在模具上形成为膜状的沉积物干燥。干燥条件适当选择即可。
接下来,通过加热,从而使在模具上形成为膜状的沉积物交联。交联时的加热条件没有特别限定,作为加热温度,优选为60~150℃,更优选为100~130℃。此外,作为加热时间,优选为10~120分钟。
加热的方法没有特别限定,可举出在烘箱中吹温风来进行加热的方法、照射红外线来进行加热的方法等。
此外,在加热沉积了胶乳组合物的模具之前或者进行了加热之后,为了除去水溶性杂质(例如,剩余的表面活性剂、凝固剂),优选用水或温水清洗模具。在使用温水的情况下,该温水的温度优选为40~80℃,更优选为50~70℃。
交联后的浸渍成型体从模具脱离。作为脱离方法,能够采用用手从模具剥离的方法、利用水压或压缩空气压力从模具剥离的方法等。如果交联途中的浸渍成型体具有对于脱离的充分的强度,则也可以在交联途中脱离,然后继续其后的交联。
作为浸渍成型体,特别优选制造例如橡胶手套。在浸渍成型体为橡胶手套的情况下,为了防止浸渍成型体彼此的接触面的密合和改善穿戴在手上时的滑动,可以将滑石、碳酸钙等无机微粒或淀粉颗粒等有机微粒散布在手套表面,或者可以在手套表面形成含有微粒的弹性体层,或者可以对手套的表面层进行氯化。
此外,作为浸渍成型体,除能够应用于上述橡胶手套以外,也能够应用于:哺乳瓶用奶嘴;滴管、管、水枕、气囊袋、导管、安全套等医疗用品;气球、人偶、球等玩具;或者加压成型用袋、气体贮藏用袋等工业用品;或者指套等各种橡胶成型体。
此外,浸渍成型体的厚度根据用途、产品而定,成型为例如0.03~0.50mm左右的厚度。
(粘接剂层形成基材)
本实施方式的粘接剂层形成基材可将使用上述胶乳组合物形成的粘接剂层形成在基材的表面来得到。
本实施方式所说的基材没有特别限定,能够使用例如纤维基材。构成纤维基材的纤维的种类没有特别限定,可举出例如维纶纤维、聚酯纤维、尼龙、芳纶(芳香族聚酰胺)等聚酰胺纤维、玻璃纤维、棉、人造丝等。这些能够根据其用途适当选择。
纤维基材的形状没有特别限定,能够举出例如短纤维、丝、线状、绳状、织布(帆布等)等,能够根据其用途适当选择。例如,粘接剂层形成基材能够经由粘接剂层与橡胶粘接,作为基材-橡胶复合物来使用。作为基材-橡胶复合物,没有特别限定,可举出例如使用线状纤维基材来作为纤维基材的带芯线的橡胶制齿形带、使用帆布等底布状的纤维基材的橡胶制齿形带等。
作为得到基材-橡胶复合物的方法,没有特别限定,可举出例如以下的方法:利用浸渍处理等使胶乳组合物附着在基材上,得到粘接剂层形成基材,接下来,将粘接剂层形成基材放置在橡胶上,对其进行加热和加压。
上述方法中的加压能够使用压制成型机、金属辊、或者注射成型机等进行。此外,加压的压力优选为0.5~20MPa,更优选为2~10MPa。此外,加热的温度优选为130~300℃,更优选为150~250℃。此外,上述方法中的加热和加压的处理时间优选为1~180分钟,更优选为5~120分钟。通过进行加热和加压的方法,能够同时进行橡胶的成型、以及粘接剂层形成基材与橡胶的粘接。另外,优选在加压所使用的压制成型机的模具的内面、辊的表面预先形成用于对作为目标的基材-橡胶复合物的橡胶赋予期望的表面形状的模具。
此外,作为基材-橡胶复合物的一个方式,能够举出基材-橡胶-基材复合物。基材-橡胶-基材复合物能够组合例如基材(可以是2种以上基材的复合物)和基材-橡胶复合物来形成。具体地,可以将作为基材的芯线、橡胶和作为基材的底布重叠(此时,使胶乳组合物适当地附着于芯线和底布,预先制成粘接剂层形成基材),同时进行加热和加压,由此得到基材-橡胶-基材复合物。
使用本实施方式的粘接剂层形成基材得到的基材-橡胶复合物的机械强度、耐磨耗性和耐水性优异,因此,能够优选用作平形带、V形带、多楔带、圆形带、方形带、齿形带等带。此外,使用本实施方式的粘接剂层形成基材得到的基材-橡胶复合物的耐油性优异,能够优选用作油中的带。进而,使用本实施方式的粘接剂层形成基材得到的基材-橡胶复合物也能够优选用于软管、管、膜片等。作为软管,可举出单管橡胶软管、多层橡胶软管、编织式增强软管、夹布式增强软管等。作为膜片,可举出平膜片、滚动膜片等。
进而,使用本实施方式的粘接剂层形成基材得到的基材-橡胶复合物除了上述的用途以外,也能够用作密封件、橡胶辊等工业用制品。作为密封件,可举出旋转用、摇动用、往复运动等运动部位密封件和固定部位密封件。作为运动部位密封件,可举出油密封件、活塞密封件、机械密封件、保护罩、防尘罩、膜片、蓄压器等。作为固定部位密封件,可举出O型环、各种垫片等。作为橡胶辊,可举出:作为印刷设备、复印设备等办公自动化设备的部件的辊,或者纺丝用拉伸辊、纺织用牵伸辊等纤维加工用辊,或者张力辊、缓冲辊、转向辊等制铁用辊等。
(作用)
接下来,对本实施方式的胶乳的制造方法的作用进行说明。
在本实施方式的胶乳的制造方法中,在包含粗乳化工序的原料的乳化工序中用平板状的搅拌叶片50搅拌在搅拌装置3的搅拌罐30内所存储的橡胶组合物(橡胶溶液+乳化剂水溶液)而进行混合。
根据本实施方式的搅拌叶片50,如前所述能够产生使乳化液沿上下方向循环的循环流。因此,通过使比重比较轻在溶液的液面附近漂浮而容易停滞的橡胶上下循环从而能够在溶液中有效地分散,能够得到橡胶分散为均匀状态的乳化液。因此能够在乳化工序中将橡胶组合物乳化为良好的状态,由此能够制造凝聚物少的高品质的胶乳。
此外,本实施方式的搅拌叶片50利用具有格子状的结构的格子部54,上下循环的溶液中的橡胶被剪切、细分,进而橡胶被卷入到产生于格子部54的旋转方向后方的微细旋涡而被混合。因此,能够促进橡胶的微细化和混合,变得容易得到良好的乳化状态并且减少凝聚物。
此外,本实施方式的搅拌叶片50由于桨部53的下端部与搅拌罐30内的底部接近,因此能够使溶液不残留于底部而跟着循环流搅拌。因此,上下的循环流确切地产生,橡胶被分散,能够得到良好的乳化液。
此外,遮挡板90起到抑制被桨部53挤出到径向外侧的溶液随着搅拌叶片50的旋转而旋转的作用,并且起到使上升流产生的作用。由此,上下的循环流确切地产生,橡胶被分散,能够得到良好的乳化液。
此外,本实施方式的胶乳的制造方法通过在脱溶剂工序中也利用搅拌叶片50搅拌乳化液,从而脱溶剂中的乳化液中的橡胶上下循环而被搅拌,橡胶被充分混合,因此,脱溶剂后得到的胶乳为凝聚物少的高品质的胶乳。
另外,在上述的实施方式中,在1个搅拌罐30中进行包含粗乳化工序的乳化工序和脱溶剂工序,但是,也可以准备2个搅拌罐30,在不同的搅拌罐30中进行乳化工序和脱溶剂工序。此外,在脱溶剂工序不进行利用搅拌叶片50进行的搅拌的情况下,也可以将在搅拌罐30得到的乳化液移动至脱溶剂专用的罐而进行脱溶剂工序。
(搅拌叶片的另一个实施方式)
接下来,参照图4和图5,对构成上述搅拌单元40的搅拌叶片50的另一个实施方式进行说明。在另一个实施方式的各图中对于与上述实施方式相同的结构构件标注相同的附图标记,省略其说明。
图4示出具有另一个实施方式的搅拌叶片60的搅拌罐(容器)30B。搅拌叶片60整体上为平板状,具有矩形形状,并且以旋转轴41为对称线具有左右对称的形状。搅拌叶片60具有:下部的矩形状的桨部63和从桨部63向上方延伸的左右的矩形状的叶片部64a、64b。旋转轴41以贯通桨部63的宽度方向中心的方式固定于桨部63,搅拌叶片60与旋转轴41一起旋转。
左右的叶片部64a、64b分别具有内侧(旋转轴41侧)的缘部65,这些缘部65形成为与旋转轴41平行。此外,左右的叶片部64a、64b分别具有外侧的缘部66,这些缘部66形成为凹凸重复的锯齿状。内侧的缘部65与旋转轴41之间和外侧的缘部66与遮挡板90之间分别以空出规定的间隔的方式构成。
就桨部63和各叶片部64a、64b相对于搅拌叶片60的整体高度所占的高度尺寸的比例而言,各叶片部64a、64b为6~7成左右,比桨部63大,但是不限定于此。
搅拌叶片60与前面所述的实施方式的搅拌叶片50同样地具有搅拌面62,其与旋转方向大致正交且与搅拌罐30B内存储的乳化液等溶液相向。该搅拌面62的面积与搅拌叶片60的面积相当,搅拌叶片60以搅拌面62的液体接触面积率、即搅拌面62的面积相对于搅拌罐30B内所存储的溶液的截面积的比率成为10~60%的方式构成。
图5示出具有搅拌叶片70的搅拌罐(容器)30C。搅拌叶片70具有与图4所示的搅拌叶片60相同的形状、但是其为变更了尺寸大小的变更例。因此,对与搅拌叶片60相同的结构构件标注相同的附图标记,省略其说明。
图5所示的变更例的搅拌叶片70与图4所示的搅拌叶片60相比,面积即搅拌面72的面积大例如10~30%左右。例如,在搅拌叶片60的搅拌面62的液体接触面积率为15%左右的情况下,搅拌叶片70所具有的搅拌面72的液体接触面积率为45%左右。
根据另一个实施方式的上述平板状的搅拌叶片60、70,与搅拌叶片50的情况同样地,能够使搅拌的溶液产生沿上下方向循环的循环流,能够使比重比较轻在溶液的液面附近漂浮而容易停滞的橡胶上下循环,分散为均匀状态。因此能够制造凝聚物少的高品质的胶乳。
实施例
接下来,对本发明的实施例和比较例进行说明。另外,本发明不限于以下实施例。
[实施例1]
(橡胶溶液的制造)
在将85份的环己烷(有机溶剂)存储于图1所示的橡胶溶液罐1内之后,投入15份的重均分子量为1300000的异戊二烯聚合物(合成橡胶:商品名“NIPOL IR2200L”,日本瑞翁(株)制,异戊二烯的均聚物,顺式键合单元量98%),一边在橡胶溶液罐1内搅拌一边将温度升温至60℃而溶解,制备由异戊二烯聚合物的环己烷溶液形成的橡胶溶液(a)。
(乳化剂水溶液的制造)
在图1所示的乳化剂罐2内,将10份的松香酸钠盐和5份的十二烷基苯磺酸钠盐与水混合,制备浓度2.3重量%的阴离子性表面活性剂水溶液作为乳化剂水溶液(b)之后,升温至60℃。
(粗乳化工序)
接下来,将上述环己烷溶液形成的橡胶溶液(a)与上述阴离子性表面活性剂水溶液形成的乳化剂水溶液(b)以重量比成为1∶1的方式供给到搅拌罐30内,然后用液体接触面积率为30%的搅拌叶片50搅拌30分钟,进行粗乳化。
(循环乳化工序)
接下来,一边用搅拌叶片50搅拌得到的粗乳化液,一边用乳化机4以循环次数为2次的方式在循环管14中循环而进行循环乳化,得到乳化液(c)。另外,循环数由“乳化机4的流速(L/HR)÷L×HR(L:粗乳化液量,HR:运转时间)”算出。此外,乳化机4使用商品名“Milder MDN310”(太平洋机工株式会社制)。在循环乳化结束之后,使乳化液在搅拌罐30内静置20分钟并观察液面,不存在漂浮物。
(脱溶剂工序)
接下来,打开阀7使减压泵5工作,一边用搅拌叶片50搅拌乳化液(c),一边将搅拌罐30内减压至-0.01~-0.09MPa(表压)并加热至80℃,由此蒸馏环己烷而除去,在搅拌罐30内得到合成异戊二烯聚合物的水分散液(d)。
在除去环己烷的过程中,观察搅拌罐30内,几乎没有观察到发泡。此外,在将水分散液(d)从搅拌罐30抽出之后,将附着于搅拌罐30的内壁、搅拌叶片50的凝固物回收,测定该回收物的重量,结果为0.01份以下。
(离心分离工序)
接下来,将从搅拌罐30抽出而得到的水分散液(d)用离心分离机进行离心分离,得到轻液作为固体成分浓度60重量%的合成聚异戊二烯胶乳(e)。
(浸渍成型用的胶乳组合物的制造)
一边搅拌如上所述地进行而得到的合成聚异戊二烯胶乳(e),一边添加5重量%的二丁基二硫代氨基甲酸钠水溶液(就添加量而言,相对于100份的合成聚异戊二烯,二丁基二硫代氨基甲酸钠为0.4份)。
另一方面,对于苯乙烯-马来酸单仲丁酯-马来酸单甲酯聚合物(商品名“Scripset550”,Hercules公司制),使用氢氧化钠将聚合物中的羧基100%中和,制备作为分散剂(f)的钠盐水溶液(浓度为10重量%)。
接下来,相对于100份的合成聚异戊二烯胶乳(e),以固体成分换算计为0.6份的方式添加分散剂(f)并混合,一边搅拌此混合物一边添加如下配合剂的水分散液:相对于混合物中的合成聚异戊二烯100份,以固体成分换算计1.5份的氧化锌、1.5份的硫、2份的抗老化剂(商品名:Wingstay L,Goodyear公司制)、0.35份的二乙基二硫代氨基甲酸锌、0.3份的巯基苯并噻唑锌盐。然后,再添加氢氧化钾水溶液,将pH调节为10.5之后,以固体成分浓度成为40%的方式添加蒸馏水,得到浸渍成型用的胶乳组合物(g)。然后,使得到的胶乳组合物(g)在25℃熟化48小时。
(浸渍成型体的制造)
清洗表面被磨砂加工的玻璃模具(直径约5cm,磨砂部长度约15cm),在70℃的烘箱内预加热之后,将该玻璃模具在由16重量%的硝酸钙和0.05重量%的聚氧乙烯月桂基醚(商品名:Emulgen 109P,花王(株)制)形成的凝固剂水溶液中浸渍5秒,然后取出。
接下来,将被凝固剂覆盖的上述玻璃模具在70℃的烘箱内进行干燥。然后,将被凝固剂覆盖的玻璃模具从烘箱取出,在25℃的上述胶乳组合物(g)中浸渍10秒,然后取出,以室温干燥60分钟。由此,合成聚异戊二烯胶乳(e)在玻璃模具的表面形成为膜状。
接下来,将膜状的合成聚异戊二烯胶乳(e)形成于表面的玻璃模具放置于烘箱内,用25分钟从50℃升温至60℃来预干燥,在70℃的烘箱内放置10分钟来进一步干燥。然后,将该玻璃模具在60℃的温水中浸渍2分钟之后,以室温风干10分钟。
接下来,将被膜状的合成聚异戊二烯胶乳(e)覆盖的玻璃模具放置于烘箱内,以100℃进行60分钟硫化。将被硫化的膜覆盖的玻璃模具冷却至室温,在表面撒上滑石之后,将该膜从玻璃模具剥離,得到由合成聚异戊二烯胶乳形成的浸渍成型体。
[实施例2]
使用具有图4所示的搅拌叶片60(液体接触面积率:15%)代替搅拌叶片50的搅拌罐30B进行循环乳化工序,除此以外,与实施例1同样地进行,得到浸渍成型体。
[实施例3]
使用具有图5所示的搅拌叶片70(液体接触面积率:45%)代替搅拌叶片50的搅拌罐30C进行循环乳化工序,除此以外,与实施例1同样地进行,得到浸渍成型体。
[实施例4]
使用具有图4所示的搅拌叶片60(液体接触面积率:15%)代替搅拌叶片50的搅拌罐30B进行脱溶剂工序,除此以外,与实施例1同样地进行,得到浸渍成型体。
[实施例5]
使用具有图6所示的2段桨型的搅拌叶片110(液体接触面积率:5%)代替搅拌叶片50的搅拌罐100进行脱溶剂工序,除此以外,与实施例1同样地进行,得到浸渍成型体。
图6所示的搅拌罐100具有罐主体101和未图示的盖体,并且,具有与前述的遮挡板90相同的多个遮挡板109。在罐主体101内配设2个搅拌叶片110,这些搅拌叶片110在上下方向空出规定的间隔而固定于旋转轴104。
搅拌叶片110是本发明以外的比较例的搅拌叶片,是从旋转轴104向左右方向延伸的板状,具有相对于旋转方向以大致45°倾斜、且其倾斜方向左右互相不同的形状。上述液体接触面积率:5%是上下2个搅拌叶片110的液体接触面积率的合计值。
[比较例1]
使用具有图6所示的搅拌叶片110代替搅拌叶片50的搅拌罐100进行粗乳化工序、循环乳化工序、脱溶剂工序,除此以外,与实施例1同样地进行,得到浸渍成型体。
[比较例2]
使用具有图7所示的双带型搅拌叶片210(搅拌面的液体接触面积率:15%)代替搅拌叶片50的搅拌罐200进行粗乳化工序、循环乳化工序、脱溶剂工序,除此以外,与实施例1同样地进行,得到浸渍成型体。
图7所示的搅拌罐200具有罐主体201和未图示的盖体。搅拌叶片210以能够通过旋转轴204旋转的方式配设于罐主体201内。
搅拌叶片210是本发明以外的比较例的搅拌叶片,由2张带状板组成的螺旋带状叶片211以旋转轴204为中心从轴向观察呈点对称地组合而构成。2条螺旋带状叶片211通过固定在旋转轴204的下端部的底部框架221和一对侧向框架222彼此连结。
螺旋带状叶片211的搅拌面呈螺旋面,相对于旋转方向倾斜。上述液体接触面积率:15%是2个螺旋带状叶片211的液体接触面积率的合计值。
将上述实施例1~5和比较例1、2的制造方法汇总于表1,并将评价一并计入表1。在表1中,“漂浮物”表示在循环乳化结束之后、将乳化液在搅拌罐内静置20分钟并观察液面时漂浮物的状态的观察结果。此外,在表1中,“凝聚物”表示在脱溶剂工序后的乳化液中所残留的橡胶成分的量。此外,机械强度是得到的浸渍成型体的机械强度,如以下方式测定。
基于ASTM D624-00,将浸渍成型体在23℃、相对湿度50%的恒温恒湿室放置24小时以上,然后,用哑铃裁刀(商品名“Die C”,Dumbbell公司制)冲裁,制作测定用的试验片。然后,用Tensilon万能试验机(商品名“RTG-1210”,A&D公司制)以500mm/分钟的拉伸速度来拉伸该试验片,测定即将断裂时的拉伸强度(单位:MPa)、即将断裂时的拉伸伸长率(单位:%)、撕裂强度(单位:N/mm)。
[表1]
Figure BDA0003108023390000251
(评价)
如表1所示,在乳化工序和脱溶剂工序将乳化液用平板状的搅拌叶片搅拌、混合的实施例1~4中,与没有用平板状的搅拌叶片搅拌的比较例1、2相比,漂浮物和凝聚物少。因此可确认,根据本发明,乳化良好地进行,得到的胶乳是凝聚物的量少的高品质的胶乳。由于实施例5在循环乳化工序没有使用平板状的搅拌叶片,与实施例1~4相比,凝聚物的量稍多,因此优选在乳化工序和脱溶剂工序这两者使用平板状的搅拌叶片。
此外,关于浸渍成型体的机械强度,实施例1~5与比较例1、2相比更优异,可确认由本发明制造的胶乳制造的浸渍成型体的强度优异。
产业上的可利用性
本发明能够在原料的乳化工序中得到良好的乳化状态,因此作为能够谋求品质提升的胶乳的制造方法是有用的。
附图标记说明
3:搅拌装置
4:乳化机
30、30B、30C:搅拌罐(容器)
40:搅拌单元
50、60、70:搅拌叶片
52、62、72:搅拌面
54:格子部

Claims (9)

1.一种胶乳的制造方法,其特征在于,具有:
乳化工序,将包含橡胶、有机溶剂、水以及乳化剂的橡胶组合物乳化而得到乳化液;以及
脱溶剂工序,从所述乳化液除去所述有机溶剂,
在所述乳化工序中,用搅拌装置搅拌所述橡胶组合物,所述搅拌装置具有存储搅拌物的容器和能够旋转地设置于该容器内的搅拌单元,
所述搅拌单元是包含平板状的搅拌叶片的结构,所述平板状的搅拌叶片具有与所述搅拌单元的旋转方向大致正交且与搅拌物相向的搅拌面。
2.一种胶乳的制造方法,其特征在于,具有:
粗乳化工序,通过将混合了橡胶和有机溶剂的橡胶溶液与乳化剂水溶液混合,从而得到粗乳化状态的乳化液;
循环乳化工序,将由所述粗乳化工序得到的粗乳化状态的乳化液通过乳化机进行循环而进一步乳化;以及
脱溶剂工序,从经过所述循环乳化工序而得到的乳化液除去所述有机溶剂,
在所述粗乳化工序和所述循环乳化工序之中的至少任意一者的工序中,用搅拌装置搅拌所述乳化液,所述搅拌装置具有存储搅拌物的容器和能够旋转地设置于该容器内的搅拌单元,
所述搅拌单元是包含平板状的搅拌叶片的结构,所述平板状的搅拌叶片具有与所述搅拌单元的旋转方向大致正交且与搅拌物相向的搅拌面。
3.根据权利要求1或2所述的胶乳的制造方法,其特征在于,在所述脱溶剂工序中,用搅拌装置搅拌所述乳化液,所述搅拌装置具有存储搅拌物的容器和能够旋转地设置于该容器内的搅拌单元,
所述搅拌单元是包含平板状的搅拌叶片的结构,所述平板状的搅拌叶片具有与所述搅拌单元的旋转方向大致正交且与搅拌物相向的搅拌面。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的胶乳的制造方法,其特征在于,所述搅拌叶片的所述搅拌面的面积为所述容器内所存储的所述搅拌物的截面积的10~60%。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的胶乳的制造方法,其特征在于,所述搅拌叶片具有格子部,所述格子部具有格子状的结构。
6.根据权利要求2所述的胶乳的制造方法,其特征在于,在所述粗乳化工序中,包含将所述橡胶溶液和所述乳化剂水溶液用所述乳化机连续地混合的工序。
7.一种膜成型体的制造方法,其特征在于,在由权利要求1~6中任一项所述的制造方法而制造的胶乳中添加交联剂而得到胶乳组合物,使用该胶乳组合物成型膜成型体。
8.一种浸渍成型体的制造方法,其特征在于,在由权利要求1~6中任一项所述的制造方法而制造的胶乳中添加交联剂而得到胶乳组合物,使用该胶乳组合物成型浸渍成型体。
9.一种粘接剂层形成基材的制造方法,其特征在于,在由权利要求1~6中任一项所述的制造方法而制造的胶乳中添加交联剂而得到胶乳组合物,将该胶乳组合物形成在基材的表面作为粘接剂层。
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