JP2019156899A - 合成ゴムのラテックスの製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
前記乳化工程において連続的に得られる乳化液を、ゲージ圧で−0.005〜0MPaの圧力条件に調整された容器中に連続的に移送しながら、前記容器中で有機溶媒の除去を行う常圧除去工程とを備え、
前記常圧除去工程において、前記容器内に移送された乳化液の液面に対し、消泡剤の水溶液を噴霧しながら、有機溶媒の除去を行う合成ゴムのラテックスの製造方法が提供される。
本発明の合成ゴムのラテックスの製造方法においては、前記消泡剤の水溶液として、消泡剤の濃度が0.005〜0.1重量%であるものを用いることが好ましい。
本発明の合成ゴムのラテックスの製造方法においては、前記消泡剤の水溶液として、シリコン系消泡剤を含有するものを用いることが好ましい。
本発明の合成ゴムのラテックスの製造方法においては、前記常圧除去工程において、前記乳化液の温度を、前記有機溶媒の大気圧下における沸点Tbに対して、Tb−10〜Tb+5℃の温度範囲に制御しながら有機溶媒の除去を行うことが好ましい。
本発明の合成ゴムのラテックスの製造方法においては、前記乳化剤の水溶液として、脂肪酸塩および/またはアルキルベンゼンスルホン酸塩を含有するものを用いることが好ましい。
合成ゴムが有機溶媒に溶解または分散してなる合成ゴムの溶液または分散液と、乳化剤の水溶液とを、混合装置に連続的に供給し、混合することで、乳化液を連続的に得る乳化工程と、
前記乳化工程において連続的に得られる乳化液を、ゲージ圧で−0.005〜0MPaの圧力条件に調整された容器中に連続的に移送しながら、前記容器中で有機溶媒の除去を行う常圧除去工程とを備え、
前記常圧除去工程において、前記容器内に移送された乳化液の液面に対し、消泡剤の水溶液を噴霧しながら、有機溶媒の除去を行うものである。
本発明の製造方法の乳化工程は、合成ゴムが有機溶媒に溶解または分散してなる合成ゴムの溶液または分散液と、乳化剤の水溶液とを、混合装置に連続的に供給し、混合することで、乳化液を連続的に得る工程である。
本発明の製造方法の常圧除去工程は、上述した乳化工程において連続的に得られる乳化液を、ゲージ圧で−0.005〜0MPaの圧力条件に調整された容器中に連続的に移送しながら、容器中で乳化液に含まれる有機溶媒(すなわち、合成ゴムの溶液または分散液に由来する有機溶媒)の除去を行う工程である。また、本発明の製造方法の常圧除去工程においては、容器中で乳化液に含まれる有機溶媒の除去を行う際に、容器内に移送された乳化液の液面に対し、消泡剤の水溶液を噴霧しながら有機溶媒の除去を行うものである。なお、本発明の製造方法の常圧除去工程における、乳化液からの有機溶媒の除去は、上述した乳化工程において連続的に得られる乳化液を容器中に連続的に移送しながら行われるものであることから、通常、上述した乳化工程とほぼ同時に行われることとなる。
以下においては、本発明の製造方法の常圧除去工程の具体的な態様について、図1を参照しながら説明を行うが、本発明は、図1に示す乳化装置を用いる態様に特に限定されるものではない。
また、本発明の製造方法においては、上述した常圧除去工程を経た乳化液の液面に対し、消泡剤の水溶液を噴霧しながら、ゲージ圧で−0.01MPa以下の減圧条件下において、乳化液中に含まれる有機溶媒の除去を行う減圧除去工程をさらに備えることが好ましい。以下においては、本発明の製造方法の減圧除去工程の具体的な態様について、図1を参照しながら説明を行うが、本発明は、図1に示す乳化装置を用いる態様に特に限定されるものではない。
(合成ポリイソプレンのシクロヘキサン溶液(a)の調製)
合成ポリイソプレン(商品名「NIPOL IR2200L」、日本ゼオン社製)をシクロヘキサン(沸点:81℃)と混合し、攪拌しながら温度を60℃に昇温して溶解し、合成ポリイソプレン濃度8重量%である、合成ポリイソプレンのシクロヘキサン溶液(a)を調製した。
脂肪酸系乳化剤としてのロジン酸カリウムを、温度60℃で水と混合することにより、ロジン酸カリウム濃度1.2重量%である、乳化剤水溶液(b1)を調製した。
そして、上記にて調製した合成ポリイソプレンのシクロヘキサン溶液(a)および乳化剤水溶液(b1)を用い、図1に示す乳化装置を使用して、合成ポリイソプレンラテックスの製造を行った。
貯留タンク40内でのシクロヘキサンの常圧除去および減圧除去を行う際に、乳化液の液面全面に噴霧する、シリコン系消泡剤の水溶液として、シリコン系消泡剤の濃度が0.009重量%のものを使用し、かつ、噴霧装置からの噴霧圧力を0.18MPaとした以外は、実施例1と同様にして、乳化および有機溶媒の除去を行った。なお、実施例2においては、減圧開始時の泡面高さは、貯留タンク40内部の全高さに対して80%の高さであったため、減圧除去に際しては、80%の泡面高さに維持されるように、−0.02MPa(ゲージ圧)から−0.09MPa(ゲージ圧)まで減圧度を徐々に上げていった。実施例2においては、混合装置30による混合開始から、減圧除去が終了するまでの時間である有機溶媒除去時間は、13時間であった。また、実施例2においては、貯留タンク40の壁面に付着した合成ポリイソプレンの割合は1.4重量%であり、得られた合成ポリイソプレンラテックスの平均粒径は1.12μmであった。
貯留タンク40として、貯留タンク40上部の4か所に、スプレーノズルを備える配管からなる噴霧装置を備えるものを用いるとともに、貯留タンク40内でのシクロヘキサンの常圧除去および減圧除去を行う際に、乳化液の液面全面に噴霧する、シリコン系消泡剤の水溶液として、シリコン系消泡剤の濃度が0.005重量%のものを使用し、かつ、4か所の噴霧装置からの噴霧圧力を、いずれも0.16MPaとした以外は、実施例1と同様にして、乳化および有機溶媒の除去を行った。なお、実施例3においては、減圧開始時の泡面高さは、貯留タンク40内部の全高さに対して72%の高さであったため、減圧除去に際しては、72%の泡面高さに維持されるように、−0.02MPa(ゲージ圧)から−0.09MPa(ゲージ圧)まで減圧度を徐々に上げていった。実施例3においては、混合装置30による混合開始から、減圧除去が終了するまでの時間である有機溶媒除去時間は、11時間であった。また、実施例3においては、貯留タンク40の壁面に付着した合成ポリイソプレンの割合は1.1重量%であり、得られた合成ポリイソプレンラテックスの平均粒径は1.14μmであった。
貯留タンク40内でのシクロヘキサンの常圧除去および減圧除去を行う際に、シリコン系消泡剤の水溶液に代えて、鉱物油系消泡剤(商品名「SNデフォーマー269、サンノプコ社製」の0.08重量%水溶液を使用するとともに、かつ、噴霧装置からの噴霧圧力を0.07MPaとした以外は、実施例1と同様にして、乳化および有機溶媒の除去を行った。なお、実施例4においては、減圧開始時の泡面高さは、貯留タンク40内部の全高さに対して79%の高さであったため、減圧除去に際しては、79%の泡面高さに維持されるように、−0.02MPa(ゲージ圧)から−0.09MPa(ゲージ圧)まで減圧度を徐々に上げていった。実施例4においては、混合装置30による混合開始から、減圧除去が終了するまでの時間である有機溶媒除去時間は、15時間であった。また、実施例4においては、貯留タンク40の壁面に付着した合成ポリイソプレンの割合は1.2重量%であり、得られた合成ポリイソプレンラテックスの平均粒径は1.12μmであった。
乳化剤の水溶液として、乳化剤水溶液(b1)に代えて、脂肪酸系乳化剤としてのロジン酸カリウムを1重量%の濃度、およびアルキルベンゼンスルホン酸系乳化剤としてのドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムを0.5重量%の濃度で含有する乳化剤水溶液(b2)を使用したこと、さらには、貯留タンク40として、貯留タンク40上部の4か所に、スプレーノズルを備える配管からなる噴霧装置を備えるものを用いるとともに、貯留タンク40内でのシクロヘキサンの常圧除去および減圧除去を行う際に、乳化液の液面全面に噴霧する、シリコン系消泡剤の水溶液として、シリコン系消泡剤の濃度が0.01重量%のものを使用し、かつ、4か所の噴霧装置からの噴霧圧力を、いずれも0.18MPaとしたこと以外は、実施例1と同様にして、乳化および有機溶媒の除去を行った。なお、実施例5においては、「合成ポリイソプレン」:「乳化剤」の重量比で10:1となるように、これらを混合した(後述する比較例1〜3も同様。)。また、実施例5においては、減圧開始時の泡面高さは、貯留タンク40内部の全高さに対して75%の高さであったため、減圧除去に際しては、75%の泡面高さに維持されるように、−0.02MPa(ゲージ圧)から−0.09MPa(ゲージ圧)まで減圧度を徐々に上げていった。実施例3においては、混合装置30による混合開始から、減圧除去が終了するまでの時間である有機溶媒除去時間は、14時間であった。また、実施例5においては、貯留タンク40の壁面に付着した合成ポリイソプレンの割合は0.7重量%であり、得られた合成ポリイソプレンラテックスの平均粒径は1.07μmであった。
乳化剤の水溶液として、乳化剤水溶液(b1)に代えて、乳化剤水溶液(b2)を使用したこと、貯留タンク40内でのシクロヘキサンの常圧除去(すなわち、乳化液を、貯留タンク40に移送している間におけるシクロヘキサンの除去)を行う際における、貯留タンク40内部の圧力を−0.02MPa(ゲージ圧)としたこと、さらに、常圧除去および減圧除去を行う際に、乳化液の液面全面に噴霧する、シリコン系消泡剤の水溶液として、シリコン系消泡剤の濃度が0.09重量%のものを使用し、かつ、噴霧装置からの噴霧圧力を0.18MPaとしたこと以外は、実施例1と同様にして、乳化および有機溶媒の除去を行った。なお、比較例1においては、乳化液の移送中に、乳化液の一部が、貯留タンク40から濃縮器60内に進入してしまったことから、乳化および有機溶媒の除去操作を、複数回中断する必要が生じたため、混合装置30による混合開始から、減圧除去が終了するまでの時間である有機溶媒除去時間は、26時間と長い時間が必要となった。また、比較例1においては、乳化液の移送完了後、減圧除去に際しては、約85%の泡面高さに維持されるように、−0.02MPa(ゲージ圧)から−0.09MPa(ゲージ圧)まで減圧度を徐々に上げていった。比較例1においては、貯留タンク40の壁面に付着した合成ポリイソプレンの割合は3.2重量%であり、得られた合成ポリイソプレンラテックスの平均粒径は1.15μmであった。
貯留タンク40内でのシクロヘキサンの常圧除去において、シリコン系消泡剤の水溶液の噴霧を行わなかったこと、および、貯留タンク40内でのシクロヘキサンの減圧除去における、シリコン系消泡剤の水溶液の噴霧を、連続噴霧ではなく、適時噴霧(液面が上昇してきたときのみ噴霧)としたこと、シリコン系消泡剤の水溶液として、シリコン系消泡剤の濃度が0.09重量%のものを使用し、かつ、4か所の噴霧装置からの噴霧圧力を、いずれも0.18MPaとしたこと以外は、実施例5と同様にして、乳化および有機溶媒の除去を行った。なお、比較例2においては、減圧開始時の泡面高さは、貯留タンク40内部の全高さに対して92%の高さであったため、減圧除去に際しては、92%の泡面高さに維持されるように、−0.02MPa(ゲージ圧)から−0.09MPa(ゲージ圧)まで減圧度を徐々に上げていった。比較例2においては、混合装置30による混合開始から、減圧除去が終了するまでの時間である有機溶媒除去時間は、18時間であった。また、比較例2においては、貯留タンク40の壁面に付着した合成ポリイソプレンの割合は2.4重量%であり、得られた合成ポリイソプレンラテックスの平均粒径は1.25μmであった。
貯留タンク40内でのシクロヘキサンの常圧除去において、シリコン系消泡剤の水溶液の噴霧を行わなかったこと、貯留タンク40として、貯留タンク40上部の1か所に、内径約1cmφのパイプ状ノズルからなる供給装置を備えるものを用いたこと、および、シリコン系消泡剤の水溶液の供給圧力を0.01MPaとしたこと以外は、実施例1と同様にして、乳化および有機溶媒の除去を行った。なお、比較例3においては、減圧除去操作中に、減圧度を−0.02MPa(ゲージ圧)とした際に、乳化液の一部が、貯留タンク40から濃縮器60内に進入してしまったことから、減圧除去操作を、複数回中断する必要が生じたため、混合装置30による混合開始から、減圧除去が終了するまでの時間である有機溶媒除去時間は、22時間と長い時間が必要となった。また、比較例3においては、減圧除去に際し、減圧度を−0.02MPa(ゲージ圧)としても、濃縮器60への乳化液の進入が起こらなくなった後には、約85%の泡面高さに維持されるように、−0.02MPa(ゲージ圧)から−0.09MPa(ゲージ圧)まで減圧度を徐々に上げていった。比較例3においては、貯留タンク40の壁面に付着した合成ポリイソプレンの割合は3.9重量%であり、得られた合成ポリイソプレンラテックスの平均粒径は1.33μmであった。
貯留タンク40として、貯留タンク40上部の1か所に、内径約1cmφのパイプ状ノズルからなる供給装置を備えるものを用い、かつ、貯留タンク40内でのシクロヘキサンの常圧除去および減圧除去を行う際における、シリコン系消泡剤の水溶液の供給圧力を0.01MPaとしたこと以外は、実施例1と同様にして、乳化および有機溶媒の除去を行った。なお、比較例4においては、減圧開始時の泡面高さは、貯留タンク40内部の全高さに対して90%の高さであったため、減圧除去に際しては、90%の泡面高さに維持されるように、−0.02MPa(ゲージ圧)から−0.09MPa(ゲージ圧)まで減圧度を徐々に上げていった。比較例4においては、混合装置30による混合開始から、減圧除去が終了するまでの時間である有機溶媒除去時間は、17時間であった。また、比較例4においては、貯留タンク40の壁面に付着した合成ポリイソプレンの割合は2.8重量%であり、得られた合成ポリイソプレンラテックスの平均粒径は1.14μmであった。
また、混合装置30にて連続的に得られた乳化液を、ゲージ圧で−0.005〜0MPaの圧力条件に調整されたタンク40中に連続的に移送したものの、この際に消泡剤の添加を行わなかった場合には、合成ポリイソプレンのタンク40の壁面への付着が多くなり、さらには、有機溶媒除去時間も長くなる結果となった(比較例2,3)。
さらに、混合装置30にて連続的に得られた乳化液を、ゲージ圧で−0.005〜0MPaの圧力条件に調整されたタンク40中に連続的に移送する際に、消泡剤の添加を行ったものの、消泡剤の添加を噴霧により行わなかった場合においもて、合成ポリイソプレンのタンク40の壁面への付着が多くなり、さらには、有機溶媒除去時間も長くなる結果となった(比較例4)。
Claims (6)
- 合成ゴムが有機溶媒に溶解または分散してなる合成ゴムの溶液または分散液と、乳化剤の水溶液とを、混合装置に連続的に供給し、混合することで、乳化液を連続的に得る乳化工程と、
前記乳化工程において連続的に得られる乳化液を、ゲージ圧で−0.005〜0MPaの圧力条件に調整された容器中に連続的に移送しながら、前記容器中で有機溶媒の除去を行う常圧除去工程とを備え、
前記常圧除去工程において、前記容器内に移送された乳化液の液面に対し、消泡剤の水溶液を噴霧しながら、有機溶媒の除去を行う合成ゴムのラテックスの製造方法。 - 前記常圧除去工程を経た乳化液の液面に対し、消泡剤の水溶液を噴霧しながら、ゲージ圧で−0.01MPa以下の減圧条件下において、有機溶媒の除去を行う減圧除去工程をさらに備える請求項1に記載の合成ゴムのラテックスの製造方法。
- 前記消泡剤の水溶液として、消泡剤の濃度が0.005〜0.1重量%であるものを用いる請求項1または2に記載の合成ゴムのラテックスの製造方法。
- 前記消泡剤の水溶液として、シリコン系消泡剤を含有するものを用いる請求項1〜3のいずれかに記載の合成ゴムのラテックスの製造方法。
- 前記常圧除去工程において、前記乳化液の温度を、前記有機溶媒の大気圧下における沸点Tbに対して、Tb−10〜Tb+5℃の温度範囲に制御しながら有機溶媒の除去を行う請求項1〜4のいずれかに記載の合成ゴムのラテックスの製造方法。
- 前記乳化剤の水溶液として、脂肪酸塩および/またはアルキルベンゼンスルホン酸塩を含有するものを用いる請求項1〜5のいずれかに記載の合成ゴムのラテックスの製造方法。
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