JP2018515649A - バルク相にあるオレフィン誘導エラストマーをハロゲン化するためのシステムおよび方法 - Google Patents

Abstract

オレフィン系エラストマーをハロゲン化するためのシステムであって、第１の押出し機と、前記第１の押出し機の下流にあり、かつ前記第１の押出し機に流体連通している第１の混練機容器と、前記第１の混練機容器の下流にあり、かつ前記第１の混練機容器に流体連通している第２の押出し機と、前記第２の押出し機の下流にあり、かつ前記第２の押出し機に流体連通している第２の混練機容器と；前記第２の混練機容器の下流にあり、かつ前記第２の混練機容器に流体連通している第３の押出し機とを含むシステム。

Description

関連出願の相互参照
本出願は、参照により本明細書に組み込まれる２０１５年４月３０日に出願された米国仮出願第６２／１５５，０４７号の優先権の利益を主張する。
本開示は、バルク相内でオレフィン誘導エラストマー（例えば、ブチルゴム）をハロゲン化するためのシステムおよび方法に関する。特定の実施形態では、連続プロセスにおいて、気相ハロゲン化剤をバルク相エラストマーと反応させる。

ブチルゴムは、一般に、イソブチレンなどのイソオレフィンおよびイソプレンなどの共役ジエンを含む重合反応混合物から合成されたコポリマーを指す。ブチルゴムは、イソブチレン系エラストマーと呼ばれるポリマーのより大きい群に、しばしば分類される。イソブチレン系エラストマーの合成は周知であり、例えば、参照により本明細書に組み込まれる米国特許第２，３５６，１２８号、第４，４７４，９２４号、第４，０６８，０５１号、第７，２３２，８７２号、および第７，４１４，１０１号などの数多くの公報に記載されている。

ブチルゴムなどのイソブチレン系エラストマーは、イソプレンの重合から誘導された不飽和を少ないパーセンテージで含有する。この不飽和は、一般に、ポリマー鎖全体にわたってランダムに分布する。その結果、イソブチレン系エラストマーの反応性、したがってその硬化速度は、高度に不飽和の天然および合成ゴムよりもかなり遅い。イソブチレン系エラストマーの硬化特性を改善しようとする際、イソブチレン系エラストマーをしばしばハロゲン化する。
多くのハロゲン化プロセスが、イソブチレン系エラストマーに関して提案されてきたが、ほとんどの商用のプロセスは、液相内でイソブチレン系エラストマーをハロゲン化する。例えば、参照により本明細書に組み込まれる米国特許第３，０９９，６４４号は、イソブチレン系エラストマーが溶液状態にある間にイソブチレン系エラストマーを臭素化するためのプロセスについて教示している。イソブチレンコポリマーのハロゲン化は、参照により本明細書に組み込まれる米国特許第５，６７０，５８２号にも記載されている。

商慣習にも関わらず、バルク相のブチルゴムを用いるプロセスを通してハロゲン化ブチルゴムを生成する可能性が提示されてきた。例えば、参照により本明細書に組み込まれる米国特許第４，５１３，１１６号および第４，５６３，５０６号は、ブチルゴムがバルク相内にある間に連続流デバイス内でブチルゴムと臭素化剤とを接触させることによって、ブチルゴムを連続的に臭素化するためのプロセスについて教示している。具体的にはこの特許は、連続流デバイスが、ブチルゴムを変形させることが可能な混練機、押出し機、および連続混合機を含んでいてもよいことを教示している。これらの連続流デバイスは、ブチルゴムが臭素化剤と接触する第１の反応ゾーンと、臭素化反応の副生成物が臭素化ブチルゴム生成物から放出され、かつ連続流デバイスから除去される下流中和ゾーンとを含む、多数の反応ゾーンを含むように構成されている。ＷＯ２０１５−５１８８５は、ブチルゴムのスラリー重合および希釈剤の一部または全ての除去後、混練機内でブチル固形分を５〜１０％の液体と混合し、次いでハロゲン化し、第２の混練機内でこのハロゲン化ゴムを水で中和すると同時に、残りのハロゲン化剤および気体副生成物を除去するシステムを開示している。しかし、このシステムは、依然としてハロゲン化混練機内に残留希釈剤を含み、材料の温度感受性およびハロゲン化剤の腐食性について検討することができない。

ブチルゴムがバルク相内に残されている間にブチルゴムを臭素化することが、依然として引き続き望まれているので、この目標を達成するのに技術的に有用なプロセスが、依然として求められている。

本明細書には、オレフィン系エラストマーをハロゲン化するためのシステムであって、第１の押出し機と、前記第１の押出し機の下流にあり、かつ前記第１の押出し機に流体連通している第１の混練機容器と、前記第１の混練機容器の下流にあり、かつ前記第１の混練機容器に流体連通している第２の押出し機と、前記第２の押出し機の下流にあり、かつ前記第２の押出し機に流体連通している第２の混練機容器と；前記第２の混練機の下流にあり、かつ前記第２の混練機に流体連通している第３の押出し機とを含むシステムが記述されている。
また本明細書には、オレフィン系エラストマーがバルク相内にある間にオレフィン系エラストマーをハロゲン化するための方法であって、実質的にバルク相内にあるオレフィン系エラストマーを、第１の混練反応器内でハロゲン化剤と反応させて、ハロゲン化オレフィン系エラストマーおよびハロゲン化反応の副生成物を生成するステップと、ハロゲン化オレフィン系エラストマーを、第２の混練反応器内でハロゲン化反応の副生成物の少なくとも一部から分離するステップとを含む方法も記述されている。
本開示のこれらおよびその他の特徴、態様、および利点は、以下の記述および添付される特許請求の範囲に関してより良好に理解されるようになる。

本発明の１つまたは複数の実施形態による、システムおよびプロセスの概略図である。

次に、特許請求の範囲に記載される本発明を理解する目的で、本明細書で採用される好ましい実施形態および定義を含む、本発明の様々な特定の実施形態、様式、例について述べる。以下の詳細な記述は特定の好ましい実施形態を示すが、当業者なら、これらの実施形態は単なる例示であり、本発明をその他の方法で実施することができることが理解されよう。権利侵害を決定する目的で、本発明の範囲は、添付される特許請求の範囲のいずれか１つまたは複数であって、それらの均等物、および列挙されるものに等しい要素または限定を含むものを指すことになる。「発明」と言及するものはどれも、請求項により定義される本発明の１つまたは複数を指してもよく、しかし必ずしも全てとは限らないものを指してもよい。
本明細書に記述される発明に適用可能な定義は、以下に記述する通りである。
本明細書で使用される「エラストマー」という用語は一般に、「大きい変形から回復することが可能であり、かつ沸騰溶媒に本質的に不溶な（しかし、膨潤することができる）状態に変化することができるまたはそのような状態に既になっている材料」というＡＳＴＭ Ｄ１５６６の定義と矛盾のないポリマーを指す。本明細書で使用される「エラストマー」という用語は、「ゴム」という用語と同義に使用されてもよい。エラストマーは、ＤＳＣによって測定することができない融点、またはＤＳＣによって測定できる場合には４０℃未満もしくは２０℃未満もしくは０℃未満の融点を有していてもよい。エラストマーは、ＤＳＣにより測定されたときに−５０℃以下のＴｇを有していてもよい。例示的なエラストマーは、ゲル透過クロマトグラフィーによって決定されるように、１０未満、あるいは５未満、あるいは２．５未満の分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）と、２００，０００から２，０００，０００までの範囲の例示的な粘度平均分子量と、２５，０００から７５０，０００の範囲の例示的な数平均分子量によって特徴付けられてもよい。

本明細書で使用される「オレフィン系エラストマー」という用語は、オレフィンを含むモノマーと、それと共重合可能なモノマーであってもよいモノマーとの重合から誘導されたエラストマーを指す。「オレフィン系エラストマー」という用語は、「オレフィン誘導エラストマー」という用語と同義に使用されてもよい。有用なオレフィンには、モノオレフィンおよびマルチオレフィンが含まれるが、これらに限定するものではない。モノオレフィンには、エテンおよびプロペンなどのノルマルオレフィンと、イソブチレン、イソブテン、２−メチル−１−ブテン、３−メチル−１−ブテン、２−メチル−２−ブテン、１−ブテン、２−ブテン、メチルビニルエーテル、インデン、ビニルトリメチルシラン、ヘキセン、および４−メチル−１−ペンテンなどのイソオレフィンが含まれるが、これらに限定されるものではない。例示的なマルチオレフィンには、イソプレン、ブタジエン、２，３−ジメチル−１，３−ブタジエン、ミルセン、６，６−ジメチル−フルベン、ヘキサジエン、シクロペンタジエン、およびピペリレンなどのＣ₄−Ｃ₁₄マルチオレフィンモノマーと、米国特許第５，５０６，３１６号に開示されるようなその他のモノマー（例えば、アルキルスチレン）とが含まれるが、これらに限定するものではない。１つまたは複数の実施形態では、オレフィン系エラストマーは、イソブチレン系エラストマーなどのイソオレフィン系エラストマーを含む。便宜上、「ゴム」という用語は、オレフィン系エラストマーを指すのに本明細書で使用されてもよい。

「イソオレフィン系エラストマー」という用語は、（ａ）少なくとも１種のＣ₄−Ｃ₇イソオレフィンモノマーおよび少なくとも１種のマルチオレフィンモノマーの重合から誘導されるコポリマーと、（ｂ）Ｃ₄−Ｃ₇イソオレフィンモノマーの重合から誘導されるホモポリマーと、（ｃ）Ｃ₄−Ｃ₇イソオレフィンおよびアルキルスチレンの重合から誘導されるランダムコポリマーとを指す。

「イソオレフィン系エラストマー」のタイプには、少なくとも７０ｍｏｌ％のイソブチレンからの反復単位を含むエラストマーを指す「イソブチレン系エラストマー」が含まれる。これらのポリマーは、イソブチレン由来の単位などのＣ₄イソモノオレフィン由来の単位と、少なくとも１つのその他の重合性単位とのランダムコポリマーであると記述することができる。特定の実施形態では、イソブチレン系エラストマーは、少なくとも７０ｍｏｌ％のイソブチレン由来の単位を含んでいてもよい。本発明で有用なイソブチレン系ブチルゴムポリマーの一実施形態は、イソブチレン９２〜９９．５質量％と０．５〜８質量％のイソプレンとを反応させることによって、またはさらに別の実施形態では９５〜９９．５質量％のイソブチレンと０．５質量％〜５．０質量％のイソプレンとを反応させることによって得られる。その他の実施形態では、イソブチレン系エラストマーは、イソオレフィン単位を少なくとも８０％、代替的には少なくとも８６．５質量％と、約５％〜約２０質量％のアルキルスチレン単位とを含むコポリマーを含む。一実施形態では、これらのポリマーは、Ｃ₄−Ｃ₇オレフィンとアルキルスチレンとの重合から誘導された、約５％〜約１４質量％のアルキルスチレンを含有するランダムエラストマーコポリマーであってもよい。ポリ（イソブチレン−ｃｏ−ｐ−アルキルスチレン）ポリマーは、ＩＭＳＭポリマーとも呼ばれる。さらにその他のイソブチレン系エラストマーは、イソオレフィンと２種のマルチオレフィンとを含み、重合前にマルチオレフィンが異なる主鎖構造を有しているターポリマーを含む。これらのターポリマーは、Ｃ₄−Ｃ₈イソオレフィン由来の単位、Ｃ₄からＣ₁₄マルチオレフィン由来の単位、およびアルキルスチレン由来の単位のブロックターポリマーとランダムターポリマーとの両方を含む。１つのそのようなターポリマーは、イソブチレン、イソプレン、およびアルキルスチレン（好ましくは、メチルスチレン）モノマーから形成されてもよい。別の適切なターポリマーは、イソブチレン、シクロペンタジエン、およびアルキルスチレンモノマーから重合されてもよい。これらのターポリマーは、カチオン重合条件下で得られてもよい。

イソブチレン系エラストマーの非限定的な特定の例には、ポリ（イソブチレン）、ブチルゴム（イソプレン−イソブチレンゴム、「ＩＩＲ」）、分枝状（「星形分枝状」）ブチルゴム、星形分枝状ポリイソブチレンゴム、イソプレン−イソブチレン−スチレンのブロックターポリマー、イソブチレンおよびパラ−メチルスチレンのランダムコポリマー、イソブチレン、イソプレン、およびパラ−メチルスチレンのランダムターポリマーと、これらの混合物が含まれる。

「ブチルゴム」という用語は、イソオレフィンおよびマルチオレフィンの、あるコポリマーを指すのに使用されてもよい。これらのコポリマーでは、イソオレフィン由来の含量は、一実施形態では全モノマー由来の単位の７０〜９９．５質量％の範囲にあってもよく、別の実施形態では８５〜９９．５質量％の範囲にあってもよい。コポリマー中のマルチオレフィン由来の全含量は、一実施形態では３０〜０．５質量％の混合物の範囲で存在していてもよく、別の実施形態では１５〜０．５質量％の混合物の範囲で存在していてもよい。さらに別の実施形態では、ポリマーの１２〜０．５質量％がマルチオレフィン由来の単位である。さらに別の実施形態では、ポリマーの８〜０．５質量％がマルチオレフィン由来の単位である。ここで本発明の目的について、マルチオレフィンは、２つ以上の二重結合を有する任意のモノマーを指す。１つまたは複数の実施形態では、マルチオレフィンは、２つの共役二重結合を含む任意のモノマーであり、脂肪族モノマーであっても芳香族モノマーであってもよい。本明細書で使用されるように、かつ他に指示のない限り、「ブチルゴム」および「イソブチレン系エラストマー」という用語は、本発明の方法について記述すときに同義に使用されるが、それは当業者なら、本発明の実施が全てのイゾブチレン系エラストマーに等しく適用可能であると共に、ほとんどの商用プロセスではブチルゴムであることが最も理解されるものを生成することが理解されるからである。

「可塑化液」という用語は、本明細書に記述されるエラストマーを膨潤させまたは軟化させることが可能な炭化水素液または油を指す。可塑化液は、望ましくは、本明細書に記述されるエラストマーまたはハロゲン化剤と、目につくほどには反応しない。１つまたは複数の実施形態では、可塑化液は、ヘキサン、イソヘキサン、ペンタン、イソペンタン、ブタン、イソブタン、およびシクロヘキサンなど、式Ｃ_xＨ_y（式中、ｘは４〜２０であり、ｙは１２〜４２である）を有する炭化水素液を含んでいてもよい。

「ハロゲン化ゴム」という用語は、塩素および／または臭素などのなどのハロゲン原子をエラストマーに付加することによって修飾されたオレフィン系エラストマーまたはイソブチレン系エラストマーなどの、本明細書で定義される任意のエラストマーを指す。同じ文脈において、ハロゲン化オレフィン系エラストマーまたはハロゲン化イソブチレン系エラストマーまたはハロゲン化ブチルゴムについて言及されてもよい。
エラストマーに関する「バルク相」という用語は、室温、ゼロ剪断下で、１０³〜１０⁹Ｐａ・秒の範囲の動粘度を有する固相にある、エラストマーまたは可塑化液とブレンドされたエラストマーを意味する。本発明の任意の実施形態では、バルク相エラストマーはあるいは、室温で、ゼロ剪断下で１０⁴〜１０⁹Ｐａ・秒の範囲の動粘度を有していてもよい。「バルク相」という用語は、溶媒および／または希釈剤を３０質量％未満含有するポリマー塊を指すのに使用されてもよい。

「中和剤」と呼んでもよい「中和化合物」という用語は、本発明の方法からの反応副生成物の望ましくない属性を防止しまたは最小限に抑える目的で、これらの副生成物と反応しまたは相互作用するような化合物を指す。例えば、中和化合物は、臭化水素と反応しまたは相互作用するのに使用されてもよい。例示的な中和化合物には、アルカリおよびアルカリ土類カルボキシレート（例えば、ステアリン酸カルシウムおよびナトリウム）、水酸化物（例えば、水酸化マグネシウム）、酸化物（例えば、酸化マグネシウム）、エポキシド、Ｃ₈−Ｃ₂₄エポキシド化エステルなどのエポキシド化エステル、エポキシド化大豆油、および有機酸の無機塩が含まれるが、これらに限定するものではない。

「安定化剤」と呼んでもよい「安定化化合物」という用語は、オレフィン系エラストマーが受ける可能性のある、望ましくない反応または相互作用を防止しまたは最小限に抑える目的で、本明細書に記述されるオレフィン系エラストマーに導入することができるような化合物を指す。例えば安定化剤は、ブチル化ヒドロキシトルエン（ＢＨＴ）などのヒンダードフェノール、第２級芳香族アミン、ベンゾフラノン、およびヒンダードアミン光安定化剤（ＨＡＬＳ）などであるが、これらに限定することのない抗酸化剤を含んでいてもよい。その他の安定化剤は、カルボン酸（例えば、ステアリン酸などの脂肪酸）、ｐＫａが９．０未満の無機および有機酸（例えば、フェノール、クエン酸、リン酸一カリウム、および過塩素酸）、および酸性官能基を持つポリマー樹脂などの、任意の有機プロトン供与体を指すイオノマー安定化剤を含んでいてもよい。さらにその他の安定化剤には、ＷＯ２００８／００３６０５に記載されるような、立体障害型ニトロキシルエーテルおよび立体障害型ニトロキシルラジカルを含むフリーラジカルスカベンジャーが含まれる。

本発明の実施形態は、図を参照しながら記述することができ、この図は、第１の押出し機２０と、第１の押出し機２０の下流にあり、かつ第１の押出し機に流体連通している第１の混練機容器４０と、第１の混練機容器４０の下流にあり、かつ第１の混練機容器４０に流体連通している第２の押出し機６０と、第２の押出し機６０の下流にあり、かつ第２の押出し機６０に流体連通している第２の混練機容器８０と、第２の混練機８０の下流にあり、かつ第２の混練機８０に流体連通している第３の押出し機１００とを含む、ポリマーハロゲン化システム１１を示す。図に示されるように、システム１１の様々な構成要素は、適切なコンジットを使用して相互接続される。あるいは、構成要素の２つ以上が互いに直接接続されていてもよい。
１つまたは複数の実施形態では、第１の混練機容器４０および第２の混練機容器８０は、順にバルク相オレフィン系エラストマー（例えば、ブチルゴムなどのイソブチレン系ゴム）を処理するよう適合される。反応混練機４０と呼んでもよい第１の混練機容器４０は、ゴムがハロゲン化剤と反応する反応用の反応容器として働くように適合される。副生成物除去混練機８０と呼んでもよい第２の混練機容器８０は、第１の混練機容器４０内で生成されたハロゲン化ゴムをさらに処理し、ハロゲン化ゴムから反応副生成物を除去するように適合される。

上述のように、第１の混練機容器４０および第２の混練機容器８０は、バルク相オレフィン系エラストマーを処理する。１つまたは複数の実施形態では、バルク相オレフィン系エラストマーが可塑化液を実質的に含んでおらず、ここで実質的に含んでいないとは、本発明の実施に対して目に見える影響を及ぼさない可塑化液の量以下を指す。１つまたは複数の実施形態では、バルク相オレフィン系エラストマーは４０質量％以下、その他の実施形態では３０質量％以下、その他の実施形態では２０質量％以下、その他の実施形態では１０質量％以下、その他の実施形態では５質量％以下、その他の実施形態では３質量％以下の可塑化液を含む。

第１の混練機容器４０は、第１の押出し機２０によって入口４２で供給され得る。１つまたは複数の実施形態では、第１の押出し機２０の配置構成および動作は、いくつかの目標を達成するように設計される。まず最初に、第１の押出し機２０は、入口２２を通してペレットまたは小片の形で押出し機２０に供給され得るゴムを、入口４２で第１の混練機容器４０に供給するコンジット３０の少なくとも一部の断面積全体を占める圧縮された連続固体塊に変換するように、配置構成され動作する。その結果、コンジット３０を介して第１の混練機容器４０に供給されるゴムは、入口４２で第１の混練機容器４０を封止するように働く。

１つまたは複数の実施形態では、加熱または冷却要素２６を備えていてもよい第１の押出し機２０は、第１の混練機容器４０内で処理するために、ゴムの温度を所望の温度に修正するように動作する。１つまたは複数の実施形態では、加熱または冷却要素は、典型的に混練機の外部、または、そこを通して加熱／冷却流体をポンプ送出することができるシャフトなどの混練機の内部機構を取り囲む、加熱／冷却ジャケットを含んでいてもよい。１つまたは複数の実施形態では、温度は、ゴムの凝集塊が形成されるように調節される。１つまたは複数の実施形態では、第１の押出し機２０は、ゴムの温度を、約２０〜約２００℃の温度に、その他の実施形態では約４０〜約１５０℃の温度に、およびその他の実施形態では約５０〜約８０℃の温度に調節する。

１つまたは複数の実施形態では、第１の押出し機２０は、ゴムを第１の混練機容器４０に供給するのに十分な速度で動作する。１つまたは複数の実施形態では、第１の押出し機２０は、以下にさらに詳細に記述するように第２の押出し機６０と併せて、第１の混練機容器４０内でゴムの体積を維持するのに十分な速度で動作する。特に、第１の押出し機２０は、第１の混練機容器４０内へのゴムの流量を設定し、第２の押出し機６０は、第１の混練機容器の外へのゴムの流れを調整する。１つまたは複数の実施形態では、第１の混練機容器４０内の材料の体積は、第１の混練機容器４０の全内部体積（即ち、第１の混練機４０の体積容量）の約１０〜約８０％、その他の実施形態では約２０から約７０％、およびその他の実施形態では約３０から約５０％で維持される。別の言い方をすれば、約９０から約２０％、その他の実施形態では約８０〜約３０％、およびその他の実施形態では約７０〜約５０％のボイド空間が、第１の混練機容器４０内で維持される。１つまたは複数の実施形態では、第１の混練機容器４０内のゴムの滞留時間は、少なくとも２分、その他の実施形態では少なくとも３分、その他の実施形態では少なくとも４分、およびその他の実施形態では少なくとも５分である。これらまたはその他の実施形態では、第１の混練機容器４０内の滞留時間は、約３〜約１５分、その他の実施形態では約４〜約１２分、およびその他の実施形態では約５〜約１０分である。

本発明の実施形態は、第１の押出し機２０の構造に必ずしも限定されない。例えば、第１の押出し機２０は、一軸スクリュー押出し機または二軸スクリュー押出し機などのスクリュー型押出し機であってもよい。その他の実施形態では、第１の押出し機２０は、リング押出し機またはスクリューコンベヤであってもよい。さらにその他の実施形態では、第１の押出し機２０は、溶融ポンプまたはギアポンプを含んでいてもよい。
１つまたはその他の実施形態では、第１の押出し機２０は、１種または複数の添加剤材料を第１の押出し機２０に導入するために使用され得る１つまたは複数の入口２８を含んでいてもよい。そのような添加剤材料には、中和化合物、安定化化合物、または中和化合物と安定化化合物との両方が含まれてもよい。第１の押出し機２０は、可塑化液を導入するための１つまたは複数の入口２９を含んでいてもよい。

上記に提示したように、第１の混練機容器４０は、入口４２を通してゴムを受容し、出口４４を通してハロゲン化ゴムを放出する。１つまたは複数の実施形態では、第１の混練機容器４０は、ハロゲン化剤（キャリアガスと一緒であってもよい）を第１の混練機容器４０内に導入するための入口４７を含む。
ハロゲン化剤は、塩素化剤または臭素化剤である。ハロゲン化剤の例には、臭素、塩素、塩化臭素、臭化スルフリル、１，３−ジブロモ−５，５−ジメチルヒダントイン、臭化ヨードベンゼン、次亜臭素酸ナトリウム、臭化イオウ、およびＮ−ブロモスクシンイミドが含まれるが、これらに限定するものではない。１つまたは複数の実施形態では、キャリアは、ハロゲン化剤と併せて使用される。有用なキャリアガスには、窒素、アルゴン、二酸化炭素、および実質的にまたは完全にハロゲン化されたような気体（例えば、フルオロ−およびクロロ−カーボンとヒドロフルオロ−およびヒドロクロロ−カーボン）が含まれるが、これらに限定するものではない。

上記にて論じたように、第１の混練機容器４０は、ゴムがハロゲン化剤との反応を受けている間にゴムを処理する。１つまたは複数の実施形態では、ハロゲン化剤は、バルク相にあるゴムと反応する気相反応物である。システムの好ましい動作によれば、ハロゲン化剤とゴムとの間の反応は、ゴムの表面で生じる。
１つまたは複数の実施形態では、未反応のハロゲン化剤、ハロゲン化反応のガス状副生成物、およびキャリアガスを出口４９で除去することもできる。これらの気体の１種または複数は、気体ループ４８を通してリサイクルされてもよい。１つまたは複数の実施形態では、入口４７および出口４９は、気体ループ４８の部分を形成する。１つまたは複数の実施形態では、気体ループ４８は、任意選択の反応器５１を含むことができ、この反応器では、望ましくない副生成物の気体が中和されかつ／または副生成物の気体（例えば、ＨＢｒ）が元のハロゲン化剤（臭素）に変換される。

第１の混練機容器４０は、加熱および／または冷却要素４６を備えていてもよく、その要素を通して第１の混練機容器４０内のゴムの温度を調整することができる。１つまたは複数の実施形態では、加熱／冷却要素が、典型的に混練機の外部、またはそこを通して加熱／冷却流体をポンプ送出することができるシャフトなどの混練機の加熱／冷却内部機構を取り囲む、加熱／冷却ジャケットを含んでいてもよい。１つまたは複数の実施形態では、第１の混練機容器４０内のゴムおよび／またはハロゲン化ゴムの温度は、約２０〜約２００℃の温度、その他の実施形態では約４０〜約１５０℃の温度、およびその他の実施形態では約５０〜約８０℃の温度で維持される。

１つまたは複数の実施形態では、第１の混練機容器４０は密封容器であり、この密封容器は、高い圧力の下でまたは真空中で動作することができる容器を指す。１つまたは複数の実施形態では、第１の混練機容器４０は、第１の混練機容器４０内の圧力を低下させるための真空ポンプまたは圧力を増大させるためのコンプレッサーなどの圧力調整システム５２と流体連通している。あるいは、ハロゲン化剤が圧力下でライン４７内に供給される場合、出口圧力制御弁は、第１の混練機容器圧力を調整するのに使用されてもよい。１つまたは複数の実施形態では、第１の混練機容器４０は、約０．５〜約１０気圧（５０〜１０１５ｋＰａ）の圧力で、その他の実施形態では約０．８〜約５気圧（８０〜５１０ｋＰａ）の圧力で、およびその他の実施形態では約１〜約２気圧（１００〜２０５ｋＰａ）の圧力で動作する。１つまたは複数の実施形態では、第１の混練機容器４０内の温度および圧力は、技術的に有用な量のガス状ハロゲン化剤が気相で維持される環境をもたらすように維持される。例えば、ハロゲン化剤が臭素を含む場合、当業者なら、第１の混練機容器４０内の濃度および圧力が臭素の露点に影響を及ぼし、したがって第１の混練機容器４０内の条件は、臭素をガス状の状態に維持するように調節されることを理解する。同様に、１つまたは複数の実施形態では、第１の混練機容器４０内の温度および圧力は、技術的に有用な量のハロゲン化反応のガス状副生成物が、気相で維持される環境をもたらすように維持される。

ゴムとハロゲン化剤との間の反応を容易にするために、第１の混練機容器４０は、ゴム塊を変形させ、未反応のゴムをハロゲン化剤に曝すように適合される。別の言い方をすれば、第１の混練機容器４０内のゴム塊は崩壊し、再配向し、それによって固体ゴム塊の新しくなった表面が得られ、それによって未反応のゴムがハロゲン化剤に曝露される。
１つまたは複数の実施形態では、第１の混練機容器４０内のハロゲン化反応の処理および促進は、第１の混練機容器４０内の混練要素の配置構成によってもたらされる。１つまたは複数の実施形態では、これら混練要素は、第１の混練機容器４０内の１つまたは複数の回転シャフトから概して不連続に延びる、突起の噛合いアレイを含んでいてもよい。特定の実施形態では、第１の混練機容器４０は、固定フックおよび回転パドルを含んでいてもよい。反応器４０は、シングルまたはデュアルシャフトデバイスであってもよい。その他の実施形態では、第１の混練機容器４０は、２つ以上のシャフトから延びる相補的突起を含む。１つまたは複数の実施形態では、第１の混練機容器４０の混練要素は、第１の混練機容器４０の内面または第１の混練機容器４０の混練要素上での、ゴムまたはハロゲン化ゴムの蓄積を最小限に抑えるように適合され動作する。言い換えれば、混練要素は、自己清浄化するように適合される。

第１の押出し機２０の場合のように、第１の混練機容器４０は、第１の混練機容器４０内のゴムに、可塑化液を導入するように使用され得る１つまたは複数の入口４１と、添加剤化合物（例えば、安定化および／または中和化合物）を導入するように使用され得る１つまたは複数の入口４５とを含んでいてもよい。
代替の実施形態では、第１の混練機容器４０でバルク相エラストマーと共に用いられるハロゲン化のメカニズムは、フリーラジカルハロゲン化に向けて適合されていてもよい。このメカニズムは、フリーラジカルハロゲン化を開始し維持するのに適切な温度で第１の混練機容器４０を維持することによって、実現され得る。別の実施形態では、ハロゲン化は、熱開始を補完するために、光開始、例えばＵＶによって実現され得る。さらに別の実施形態では、フリーラジカルハロゲン化は、過酸化物などの化学フリーラジカル開始剤を使用して実現されてもよい。

この場合もゴムは、第２の押出し機６０に流体連通している出口４４を通って第１の混練機容器４０から出て行く。第２の押出し機６０は、いくつかの目標を達成するように適合され動作する。まず最初に、放出押出し機６０と呼んでもよい第２の押出し機６０は、第１の混練機容器４０から放出されたハロゲン化ブチルゴム生成物を圧縮し蓄積して、第２の押出し機６０の断面積を満たし、それによって第１の混練機容器４０の出口４４に封止材を設ける。この封止材は、いくつかの目的を果たす：ａ）封止材は、第１の混練機容器４０内にガス状反応物および副生成物の少なくとも一部を維持し、ｂ）封止材は、システム１１の高圧要素と低圧要素との間にクロージャーも提供する。以下にさらに詳細に記述されるように、第２の混練機容器８０は、第１の混練機容器４０よりも低い圧力で動作する。

また、第２の押出し機６０は、第１の混練機容器４０内のゴムの量を調整するように、第１の押出し機２０と併せて動作する。１つまたは複数の実施形態では、第１の混練機容器４０内のゴムが定常状態で維持されるが、この状態は、システム１１が動作パラメーターに達したら、第１の混練機容器４０内のゴムの体積が経時的にごく僅かな変動で維持されることをいう。１つまたは複数の実施形態では、第１の混練機容器４０内のゴムの体積は、第１の混練機容器４０内の材料の全体積の１０％未満、その他の実施形態では５％未満、およびその他の実施形態では１％未満の体積差分内で維持される。

第２の押出し機６０は、第２の混練機容器８０と流体連通し、ハロゲン化ゴムを、コンジット７０を通して、入口８２を介して第２の混練機容器８０に供給する。この場合も、第２の押出し機６０内のハロゲン化ゴムの蓄積および圧縮を通して、入口８２で第２の混練機容器８０に供給するコンジット７０の少なくとも一部の断面積全体が満たされ、それによって第２の混練機容器８０の入口８２に封止材が創出される。
第２の押出し機６０は、ハロゲン化ゴムを第２の混練機容器８０に供給し、かつ第２の混練機容器８０内のハロゲン化ゴムの体積を所望のレベルで維持するのに十分な速度で動作する。１つまたは複数の実施形態では、第２の押出し機６０は、以下にさらに詳細に記述される第３の押出し機１００と併せて、第２の混練機容器８０内のハロゲン化ゴムの体積を、第２の混練機容器８０の全内部体積（即ち、第２の混練機容器８０の体積容量）の約１０〜約８０％、その他の実施形態では約２０〜約７０％、およびその他の実施形態では約３０〜約５０％維持するのに十分な速度で動作する。別の言い方をすれば、約９０〜約２０％のボイド空間、その他の実施形態では約８０〜約３０％、およびその他の実施形態では約７０〜約５０％のボイド空間が、第２の混練機容器８０内で維持される。１つまたは複数の実施形態では、第２の混練機容器８０内のゴムの滞留時間は、少なくとも２分、その他の実施形態では少なくとも３分、その他の実施形態では少なくとも４分、およびその他の実施形態では少なくとも５分である。これらまたはその他の実施形態では、第２の混練機容器８０内での滞留時間は、約３〜約１５分、その他の実施形態では約４〜約１２分、およびその他の実施形態では約５〜約１０分である。

本発明の実施形態は、第２の押出し機６０の構造に必ずしも限定されない。例えば、第２の押出し機６０は、一軸スクリュー押出し機または二軸スクリュー押出し機などのスクリュー型押出し機であってもよい。その他の実施形態では、第２の押出し機６０は、リング押出し機またはスクリューコンベヤであってもよい。さらにその他の実施形態では、第２の押出し機６０は、溶融ポンプまたはギアポンプを含んでいてもよい。
１つまたはその他の実施形態では、第２の押出し機６０は、添加剤化合物（例えば、安定化および／または中和化合物）を第２の押出し機６０に導入するための、１つまたは複数の入口６５を含んでいてもよい。また、第２の押出し機６０は、可塑化液を第２の押出し機６０に導入するための１つまたは複数の入口６６を含んでいてもよい。

第２の混練機容器８０は、加熱および／または冷却要素８６を備えていてもよく、その要素を通して第２の混練機容器８０内のハロゲン化ゴムの温度を調整することができる。１つまたは複数の実施形態では、加熱／冷却要素が、典型的に混練機の外部を取り囲む加熱／冷却ジャケット、またはシャフトなどの混練機の加熱／冷却内部機構を含んでいてもよく、それらの内部では加熱／冷却流体をポンプ送出することができる。１つまたは複数の実施形態では、第２の混練機容器８０内のハロゲン化ゴムの温度は、約２０〜約２００℃の温度、その他の実施形態では約４０〜約１５０℃の温度、およびその他の実施形態では約５０〜約８０℃の温度で維持される。

１つまたは複数の実施形態では、第２の混練機容器８０は密封容器であり、この密封容器は、高い圧力の下でまたは真空中で動作することができる容器を指す。１つまたは複数の実施形態では、第２の混練機容器８０は、第２の混練機容器８０内の、圧力を低下させるための真空ポンプまたは圧力を増大させるためのコンプレッサーなどの圧力調整システム９２と流体連通している。あるいは圧力は、加圧下でゴムを導入し、かつゴムの出口流量を制御することにより、または加圧下で気体を導入し、かつ出口圧力制御弁を介して内部圧力を制御することにより、第２の混練気容器８０内で調整されてもよい。１つまたは複数の実施形態では、第２の混練機容器８０は、１気圧（１００ｋＰａ）未満、その他の実施形態では０．５気圧（５０ｋＰａ）未満、その他の実施形態では０．１気圧（１０ｋＰａ）未満、その他の実施形態では０．０７気圧（７ｋＰａ）未満、その他の実施形態では０．０５気圧（５ｋＰａ）未満、およびその他の実施形態では０．０３気圧（３ｋＰａ）未満の圧力で動作する。１つまたは複数の実施形態では、第２の混練機容器８０は、約０．０２〜約２気圧（２〜２０５ｋＰａ）、その他の実施形態では約０．０３〜約１気圧（３〜１００ｋＰａ）、およびその他の実施形態では約０．０５〜約０．５気圧（５〜５０ｋＰａ）の圧力で動作する。

１つまたは複数の実施形態では、第２の混練機容器８０内の温度および圧力は、技術的に有用な量のハロゲン化反応のガス状副生成物が気相で維持される環境をもたらすように維持される。
１つまたは複数の実施形態では、第２の混練機容器８０は出口８８を含み、その出口を通して、ハロゲン化反応のガス状副生成物ならびにその他の伝達気体（先に論じた伝達気体、例えば窒素、アルゴン、二酸化炭素、フルオロ−およびクロロ−カーボン、ヒドロフルオロ−およびヒドロクロロ−カーボンのいずれかを含む）を、第２の混練機容器８０から除去することができる。１つまたは複数の実施形態では、第２の混練機容器８０は、窒素などの伝達気体を第２の混練機容器８０内に注入することができる任意選択の気体入口９０も含む。これらの伝達気体は、出口８８を通した副生成物の気体の除去を容易にするのに使用されてもよい。これらの気体の１種または複数は、気体ループ９１を通してリサイクルされてもよい。１つまたは複数の実施形態では、入口９０および出口８８は、気体ループ９１の部分を形成する。１つまたは複数の実施形態では、気体ループ９１は、任意選択のスクラバー９３を含むことができ、このスクラバーでは、望ましくない副生成物の気体が一掃される。これらまたはその他の実施形態では、気体ループ９１は、再生システム９３を含んでいてもよく、このシステムでは、副生成物の気体（例えば、ＨＢｒ）を元のハロゲン化剤（例えば、臭素）に変換し、再生されたハロゲン化剤（例えば、臭素）を、元の第１の混練機容器４０に通す（図示せず）。

上記にて論じたように、第２の混練機容器８０は、ハロゲン化ブチルゴム生成物から副生成物の気体を分離するために、ハロゲン化ゴムを処理する。当業者に理解されるように、これらの副生成物の気体は、臭化水素、塩化水素などのハロゲン化水素、およびハロゲン化溶媒または希釈剤を含み得る。
ハロゲン化ブチルゴムからの副生成物の気体の分離を容易にするために、第２の混練機容器８０は、ハロゲン化ゴム塊を変形させ露出させ、それによって、固体ハロゲン化ゴム塊に閉じ込められまたは同伴されるガス状材料（例えば、副生成物の気体、またはシステムで使用される揮発した可塑剤／有機物）の放出が促進するように適合される。別の言い方をすれば、第２の混練機容器８０内のハロゲン化ゴム塊は、崩壊し再配向され、それによって、バルクハロゲン化ゴム塊の新しくなった表面が得られ、それによって、バルクハロゲン化ゴム内に閉じ込められまたは同伴されたガス状材料が、第２の混練機容器８０内のガス状相に曝される。

１つまたは複数の実施形態では、第２の混練機容器８０内のハロゲン化ゴムからの副生成物の気体の処理、および分離の促進は、第２の混練機容器８０内の混練要素の配置構成によってもたらされる。１つまたは複数の実施形態では、これらの混練要素は、第２の混練機容器８０内の１つまたは複数の回転シャフトから概して不連続に延びる、突起の噛合いアレイを含んでいてもよい。特定の実施形態では、第２の混練機容器８０は、固定フックおよび回転パドルを含んでいてもよい。その他の実施形態では、第２の混練機容器８０は、２つ以上のシャフトから延びる相補的突起を含む。１つまたは複数の実施形態では、第２の混練機容器８０の混練要素は、第２の混練機容器８０の内面または第２の混練機容器８０の混練要素上での、ハロゲン化ブチルゴムの蓄積を最小限に抑えるように適合され動作する。言い換えれば、混練要素は、自己清浄化するように適合される。

任意の実施形態では、第２の混練機容器８０は、第２の混練機容器８０内に１種または複数の添加剤化合物（例えば、安定化および／または中和化合物）を導入するのに使用され得る１つまたは複数の入口９４を含んでいてもよい。第２の混練機容器８０は、１種または複数の可塑化液を第２の混練機８０に導入するのに使用され得る１つまたは複数の入口９５を含んでいてもよい。

ハロゲン化ゴムは、第３の押出し機１００に流体連通している出口８４を通して、第２の混練機容器８０から出て行く。第３の押出し機１００は、いくつかの目標を達成するように適合され動作する。まず最初に、第３の押出し機１００は、第２の混練機容器８０から放出されたハロゲン化ゴム生成物を圧縮し蓄積させ、それによって第３の押出し機１００の断面積を満たし、それによって第２の混練機容器８０の出口８４に封止材を設ける。この封止材は、いくつかの目的を果たす。例えば封止材は、ガス状副生成物の少なくとも一部を第２の混練機容器８０内に維持する。封止材は、プロセスの高圧要素と低圧要素との間にクロージャーも提供する。例えば、第２の混練機容器８０は、第３の押出し機１００よりも低い圧力で動作する。

第３の押出し機１００は、第２の混練機容器８０内のハロゲン化ゴムの量が調整されるよう、第２の押出し機６０と併せて動作する。１つまたは複数の実施形態では、第２の混練機容器８０内のハロゲン化ゴムが定常状態で維持され、この状態は、第２の混練機容器８０内のハロゲン化ゴムの体積がごく僅かな変動で維持されることをいう。１つまたは複数の実施形態では、第２の混練機容器８０内のハロゲン化ゴムの体積は、第２の混練機容器８０内の材料の全体積の１０％未満、その他の実施形態では５％未満、およびその他の実施形態では１％未満の体積差分内で維持される。
本発明の実施形態は、第３の押出し機１００の構造によって必ずしも限定されるものではない。例えば、第３の押出し機１００は、一軸押出し機または二軸押出し機などのスクリュー型押出し機であってもよい。その他の実施形態では、第３の押出し機１００は、リング押出し機またはスクリューコンベヤであってもよい。さらにその他の実施形態では、第３の押出し機１００は、溶融ポンプまたはギアポンプを含んでいてもよい。

任意の実施形態では、第３の押出し機１００は、添加剤材料（例えば、安定化および／または中和化合物）を第３の押出し機１００に導入するのに使用され得る、１つまたは複数の入口１０８を含んでいてもよい。また、第３の押出し機１００は、可塑化液を第３の押出し機１００内のハロゲン化ゴムに導入するのに使用され得る、１つまたは複数の入口１１０を含んでいてもよい。第３の押出し機１００は、第２の混練機容器８０からのガス状材料の除去と同様に、任意の揮発性材料を除去するための出口を含んでいてもよい。第１の押出し機２０および第２の押出し機６０の場合のように、第３の押出し機１００には、第２の混練機容器８０から除去され下流に送られるときにハロゲン化エラストマーの所望の熱プロファイルを維持するために、加熱および冷却要素を設けてもよい（図示せず）。

システム内での水とハロゲン化物元素またはハロゲン化物副生成物のいずれかとの反応に起因した、システムの潜在的な腐食を防止するために、水の導入は、システムから特に排除される。システム内に存在する水の任意の量は、１０，０００ｐｐｍ以下の汚染量にすぎないものであるべきである。水の汚染物質量以下で、かつ水のいかなる意図的な導入もない状態で、例示されるシステムは、第１の押出し機２０から、システムからの遊離ハロゲン化物またはハロゲン化物副生成物の気体の実質的に全てを除去するまで、例えば第３の押出し機１００まで非水系システムである。
１つまたは複数の実施形態では、第３の押出し機１００は、ハロゲン化ゴムをさらなる下流の仕上げプロセスに供給する。１つまたは複数の実施形態では、下流の仕上げは、ハロゲン化エラストマーの脱揮発と、当技術分野で公知のタイプの乾燥、ペレット化および／またはベーリング、および包装操作とを含んでいてもよい。

イソブチレン系エラストマーに関して開示されるハロゲン化システムおよび方法の実施に際し、第３の押出し機１００から得られるハロゲン化ゴムは、ハロゲンを０．０５〜５質量％、あるいは０．１〜２．７５質量％のハロゲンを含有することになる。任意の実施形態では、ハロゲン化イソブチレン系エラストマーは、９２〜９９．５質量％のイソブチレン誘導モノマー、０．５〜８質量％のイソプレン誘導モノマー、および０．０５〜２．７５質量％の臭素または塩素を含有していてもよい。開示される方法の任意の実施形態では、ハロゲン化イソブチレン系エラストマーは、少なくとも８０％、代替的には少なくとも８６．５質量％のイソブチレン由来の単位、約５〜２０質量％のアルキルスチレン由来の単位、および約０．５〜２．５質量％のハロゲンを含有するランダムコポリマーを含む。
開示されたシステムにより生成されたハロゲン化エラストマーは、任意の数の物品が作製されるよう、配合された調合物中に使用されてもよい。例示的な物品には、タイヤ加硫用ブラダー、タイヤ用インナーライナー、タイヤ用インナーチューブ、エアスリーブ、ホース、および多層ホースのホース構成要素が含まれる。開示された方法により作製されたハロゲン化エラストマーを含む組成物を使用して作製することができる、その他の有用なものには、空気ばねブラダー、封止材、成型品、ケーブルハウジング、およびTHE VANDERBILT RUBBER HANDBOOK, p 637-772 (Ohm, ed., R.T.Vanderbilt Company, Inc.1990)に開示されるその他の物品が含まれる。

イソブチレン系エラストマーに関して開示されるハロゲン化システムおよび方法の実施に際し、第３の押出し機１００から得られるハロゲン化ゴムは、ハロゲンを０．０５〜５質量％、あるいは０．１〜２．７５質量％のハロゲンを含有することになる。任意の実施形態では、ハロゲン化イソブチレン系エラストマーは、９２〜９９．５質量％のイソブチレン誘導モノマー、０．５〜８質量％のイソプレン誘導モノマー、および０．０５〜２．７５質量％の臭素または塩素を含有していてもよい。開示される方法の任意の実施形態では、ハロゲン化イソブチレン系エラストマーは、少なくとも８０％、代替的には少なくとも８６．５質量％のイソブチレン由来の単位、約５〜２０質量％のアルキルスチレン由来の単位、および約０．５〜２．５質量％のハロゲンを含有するランダムコポリマーを含む。
開示されたシステムにより生成されたハロゲン化エラストマーは、任意の数の物品が作製されるよう、配合された調合物中に使用されてもよい。例示的な物品には、タイヤ加硫用ブラダー、タイヤ用インナーライナー、タイヤ用インナーチューブ、エアスリーブ、ホース、および多層ホースのホース構成要素が含まれる。開示された方法により作製されたハロゲン化エラストマーを含む組成物を使用して作製することができる、その他の有用なものには、空気ばねブラダー、封止材、成型品、ケーブルハウジング、およびTHE VANDERBILT RUBBER HANDBOOK, p 637-772 (Ohm, ed., R.T.Vanderbilt Company, Inc.1990)に開示されるその他の物品が含まれる。
本発明のまた別の態様は、以下のとおりであってもよい。
〔１〕オレフィン系エラストマーをハロゲン化するためのシステムであって、
（ｉ） 第１の押出し機と、
（ｉｉ） 前記第１の押出し機の下流にあり、かつ前記第１の押出し機に流体連通している、第１の混練機容器と、
（ｉｉｉ） 前記第１の混練機容器の下流にあり、かつ前記第１の混練機容器に流体連通している、第２の押出し機と、
（ｉｖ） 前記第２の押出し機の下流にあり、かつ前記第２の押出し機に流体連通している、第２の混練機容器と、
（ｖ） 前記第２の混練機容器の下流にあり、かつ前記第２の混練機容器に流体連通している、第３の押出し機と
を含むシステム。
〔２〕前記第１の押出し機が、オレフィン系エラストマーを圧縮し加熱するように適合されたスクリュー押出し機である、前記〔１〕に記載のシステム。
〔３〕前記第１の混練機容器が、前記混練機容器に導入されるガス状反応物を維持するように適合された密封容器である、前記〔１〕または〔２〕に記載のシステム。
〔４〕前記第１の混練機容器が、前記混練機容器にガス状反応物を導入し、かつ前記混練機容器からガス状副生成物を除去するように適合された気体ループに流体連通している、前記〔１〕から〔３〕までのいずれか１項に記載のシステム。
〔５〕前記気体ループが、前記ガス状副生成物を中和するための、または前記ガス状副生成物からガス状反応物を再生するための反応器を含む、前記〔４〕に記載のシステム。
〔６〕前記第１の混練機容器が、前記第１の混練機容器内でオレフィン系エラストマーの未反応の表面領域を変形させ露出させるように適合されている、前記〔１〕から〔５〕までのいずれか１項に記載のシステム。
〔７〕前記第２の押出し機が、前記第１の混練機容器内の材料の体積を調整し、かつある流量の材料が前記第２の混練機容器に提供されるように適合された一軸スクリュー押出し機である、前記〔１〕から〔６〕までのいずれか１項に記載のシステム。
〔８〕前記第２の混練機容器が、前記第２の混練機容器内または前記第２の混練機容器に流体連通している要素内に気体を含有するように適合された密封容器である、前記〔１〕から〔７〕までのいずれか１項に記載のシステム。
〔９〕前記第２の混練機容器が、前記第２の混練機容器内のオレフィン系エラストマーの面積領域を変形させ露出させ、それによって、同伴された気体を放出するように適合されている、前記〔１〕から〔８〕までのいずれか１項に記載のシステム。
〔１０〕ａ）前記第１の混練機容器もしくは第２の混練機容器、またはｂ）第１および第２の混練機容器の両方が、フックおよび回転パドルの噛合いアレイを含む、前記〔１〕から〔９〕までのいずれか１項に記載のシステム。
〔１１〕前記第２の混練機容器が、前記第１の混練機容器よりも低い圧力で動作する、前記〔１〕から〔１０〕までのいずれか１項に記載のシステム。
〔１２〕非水系システムである、前記〔１〕から〔１１〕までのいずれか１項に記載のシステム。
〔１３〕オレフィン系エラストマーがバルク相にある間にオレフィン系エラストマーをハロゲン化するための方法であって、
（ｉ） 実質的にバルク相にあるオレフィン系エラストマーを、第１の混練反応器内でハロゲン化剤と反応させて、ハロゲン化オレフィン系エラストマーおよびハロゲン化反応の副生成物を生成するステップと、
（ｉｉ） 前記ハロゲン化オレフィン系エラストマーを、第２の混練機容器内で前記ハロゲン化反応の前記副生成物の少なくとも一部から分離するステップと
を含む方法。
〔１４〕前記反応させるステップ中に、前記オレフィン系エラストマーを変形させて、前記オレフィン系エラストマーの未反応の表面を前記ハロゲン化剤に曝すステップをさらに含む、前記〔１３〕に記載の方法。
〔１５〕前記反応させるステップは、前記オレフィン系エラストマーが約２０〜約２００℃の温度および約０．５〜約１０気圧の圧力にあるときに行われる、前記〔１３〕または〔１４〕に記載の方法。
〔１６〕前記分離するステップ中に、前記ハロゲン化オレフィン系エラストマーを変形させて、前記第２の混練機容器内のボイド空間にハロゲン化の副生成物を曝すステップをさらに含む、前記〔１３〕から〔１５〕までのいずれか１項に記載の方法。
〔１７〕前記分離するステップが、約２０〜約２００℃の温度および約０．０２〜約２気圧の圧力で行われる、前記〔１３〕から〔１６〕までのいずれか１項に記載の方法。
〔１８〕前記オレフィン系エラストマーが、前記第１の混練反応器の体積の約１０〜約８０％を占める、前記〔１３〕から〔１７〕までのいずれか１項に記載の方法。
〔１９〕前記システムが非水系システムである、前記〔１３〕から〔１８〕までのいずれか１項に記載の方法。
〔２０〕前記オレフィン系エラストマーがイソブチレン系エラストマーである、前記〔１３〕から〔１９〕までのいずれか１項に記載の方法。
〔２１〕ハロゲン化イソブチレン系エラストマーを得るための方法であって、
（ｉ） ゼロ剪断条件下、室温で、１０３〜１０９Ｐａ・秒の範囲の固相動粘度を有するイソブチレン系エラストマーを得るステップと、
（ｉｉ） 第１の混練反応器内で、前記得られたイソブチレン系エラストマーとハロゲン化剤とを反応させて、ハロゲン化イソブチレン系エラストマーおよびハロゲン化反応の副生成物を生成するステップと、
（ｉｉｉ） 前記第１の混練反応器に流体連通している第２の混練機容器内で、任意の残りのハロゲン化剤またはハロゲン化副生成物を中和し、前記ハロゲン化副生成物を前記ハロゲン化イソブチレン系エラストマーから除去するステップ、および
（ｉｖ） 前記ハロゲン化イソブチレン系エラストマーを任意に脱揮発化するステップと、
（ｖ） 前記ハロゲン化イソブチレン系エラストマーを任意に乾燥するステップと
を含み、前記第１の混練反応器および前記第２の混練機容器内の水の量が、１０，０００ｐｐｍ以下である方法。

Claims (21)

1. オレフィン系エラストマーをハロゲン化するためのシステムであって、
   （ｉ） 第１の押出し機と、
   （ｉｉ） 前記第１の押出し機の下流にあり、かつ前記第１の押出し機に流体連通している、第１の混練機容器と、
   （ｉｉｉ） 前記第１の混練機容器の下流にあり、かつ前記第１の混練機容器に流体連通している、第２の押出し機と、
   （ｉｖ） 前記第２の押出し機の下流にあり、かつ前記第２の押出し機に流体連通している、第２の混練機容器と、
   （ｖ） 前記第２の混練機容器の下流にあり、かつ前記第２の混練機容器に流体連通している、第３の押出し機と
   を含むシステム。
2. 前記第１の押出し機が、オレフィン系エラストマーを圧縮し加熱するように適合されたスクリュー押出し機である、請求項１に記載のシステム。
3. 前記第１の混練機容器が、前記混練機容器に導入されるガス状反応物を維持するように適合された密封容器である、請求項１または２に記載のシステム。
4. 前記第１の混練機容器が、前記混練機容器にガス状反応物を導入し、かつ前記混練機容器からガス状副生成物を除去するように適合された気体ループに流体連通している、請求項１から３までのいずれか１項に記載のシステム。
5. 前記気体ループが、前記ガス状副生成物を中和するための、または前記ガス状副生成物からガス状反応物を再生するための反応器を含む、請求項４に記載のシステム。
6. 前記第１の混練機容器が、前記第１の混練機容器内でオレフィン系エラストマーの未反応の表面領域を変形させ露出させるように適合されている、請求項１から５までのいずれか１項に記載のシステム。
7. 前記第２の押出し機が、前記第１の混練機容器内の材料の体積を調整し、かつある流量の材料が前記第２の混練機容器に提供されるように適合された一軸スクリュー押出し機である、請求項１から６までのいずれか１項に記載のシステム。
8. 前記第２の混練機容器が、前記第２の混練機容器内または前記第２の混練機容器に流体連通している要素内に気体を含有するように適合された密封容器である、請求項１から７までのいずれか１項に記載のシステム。
9. 前記第２の混練機容器が、前記第２の混練機容器内のオレフィン系エラストマーの表面積領域を変形させ露出させ、それによって、同伴された気体を放出するように適合されている、請求項１から８までのいずれか１項に記載のシステム。
10. ａ）前記第１の混練機容器もしくは第２の混練機容器、またはｂ）第１および第２の混練機容器の両方が、フックおよび回転パドルの噛合いアレイを含む、請求項１から９までのいずれか１項に記載のシステム。
11. 前記第２の混練機容器が、前記第１の混練機容器よりも低い圧力で動作する、請求項１から１０までのいずれか１項に記載のシステム。
12. 非水系システムである、請求項１から１１までのいずれか１項に記載のシステム。
13. オレフィン系エラストマーがバルク相にある間にオレフィン系エラストマーをハロゲン化するための方法であって、
    （ｉ） 実質的にバルク相にあるオレフィン系エラストマーを、第１の混練反応器内でハロゲン化剤と反応させて、ハロゲン化オレフィン系エラストマーおよびハロゲン化反応の副生成物を生成するステップと、
    （ｉｉ） 前記ハロゲン化オレフィン系エラストマーを、第２の混練機容器内で前記ハロゲン化反応の前記副生成物の少なくとも一部から分離するステップと
    を含む方法。
14. 前記反応させるステップ中に、前記オレフィン系エラストマーを変形させて、前記オレフィン系エラストマーの未反応の表面を前記ハロゲン化剤に曝すステップをさらに含む、請求項１３に記載の方法。
15. 前記反応させるステップは、前記オレフィン系エラストマーが約２０〜約２００℃の温度および約０．５〜約１０気圧の圧力にあるときに行われる、請求項１３または１４に記載の方法。
16. 前記分離するステップ中に、前記ハロゲン化オレフィン系エラストマーを変形させて、前記第２の混練機容器内のボイド空間にハロゲン化の副生成物を曝すステップをさらに含む、請求項１３から１５までのいずれか１項に記載の方法。
17. 前記分離するステップが、約２０〜約２００℃の温度および約０．０２〜約２気圧の圧力で行われる、請求項１３から１６までのいずれか１項に記載の方法。
18. 前記オレフィン系エラストマーが、前記第１の混練反応器の体積の約１０〜約８０％を占める、請求項１３から１７までのいずれか１項に記載の方法。
19. 前記システムが非水系システムである、請求項１３から１８までのいずれか１項に記載の方法。
20. 前記オレフィン系エラストマーがイソブチレン系エラストマーである、請求項１３から１９までのいずれか１項に記載の方法。
21. ハロゲン化イソブチレン系エラストマーを得るための方法であって、
    （ｉ） ゼロ剪断条件下、室温で、１０３〜１０９Ｐａ・秒の範囲の固相動粘度を有するイソブチレン系エラストマーを得るステップと、
    （ｉｉ） 第１の混練反応器内で、前記得られたイソブチレン系エラストマーとハロゲン化剤とを反応させて、ハロゲン化イソブチレン系エラストマーおよびハロゲン化反応の副生成物を生成するステップと、
    （ｉｉｉ） 前記第１の混練反応器に流体連通している第２の混練機容器内で、任意の残りのハロゲン化剤またはハロゲン化副生成物を中和し、前記ハロゲン化副生成物を前記ハロゲン化イソブチレン系エラストマーから除去するステップ、および
    （ｉｖ） 前記ハロゲン化イソブチレン系エラストマーを任意に脱揮発化するステップと、
    （ｖ） 前記ハロゲン化イソブチレン系エラストマーを任意に乾燥するステップと
    を含み、前記第１の混練反応器および前記第２の混練機容器内の水の量が、１０，０００ｐｐｍ以下である方法。

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