JP2021017501A - 連続生産可能なアクリルゴムの製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
ことを目的とする。
乳化重合装置(不図示)は、本実施形態に係るアクリルゴムの製造方法における乳化重合工程に係る処理に用いられる装置である。具体的には、乳化重合装置は、反応器内でアクリルゴムを形成するための単量体成分に水と乳化剤とを混合して撹拌機で適切に撹拌しながらエマルジョン化し、重合触媒存在下において乳化重合することで乳化重合液を得るようになっている。本実施形態に係る乳化重合装置の反応器は、反応器への原料の投入、反応、生成物の回収を全て同時に行う方式である連続式であるが、回分式や半回分式であってもよい。また、本実施形態に係る乳化重合装置の反応器は、槽型反応器であるが、管型反応器であってもよい。
凝固装置3は、本実施形態に係るアクリルゴムの製造方法における凝固工程に係る処理に用いられる装置である。具体的には、凝固装置3は、乳化重合装置で得られた乳化重合液を、凝固剤としての凝固液と接触させて凝固させることにより含水クラムを生成するようになっている。図1に示すように、本実施形態に係る凝固装置3は、乳化重合装置で得られた乳化重合液及び凝固液を収容する凝固槽30、凝固槽30内を加熱するとともに所望の温度を維持する加熱装置31、及び凝固槽30内に収容された乳化重合液及び凝固液などを撹拌する撹拌装置34を備えている。
洗浄装置4は、本実施形態に係るアクリルゴムの製造方法における洗浄工程に係る処理に用いられる装置である。具体的には、洗浄装置4は、凝固装置3で生成した含水クラムを洗浄用水で洗浄するようになっている。図1に示すように、本実施形態に係る洗浄装置4は、凝固装置3で生成された含水クラム及び洗浄用水を収容する洗浄槽40、洗浄槽40内を加熱するとともに所望の温度を維持する加熱装置41、及び洗浄槽40内に収容された含水クラム及び洗浄用水を撹拌する撹拌装置44を備えている。
スクリュー型押出乾燥機5は、本実施形態に係るアクリルゴムの製造方法における押出乾燥工程(脱水工程及び乾燥工程)に係る処理に用いられる装置である。具体的には、スクリュー型押出乾燥機5は、洗浄装置4で洗浄した含水クラムを、脱水スリットを用いて脱水し、脱水した含水クラムを乾燥して所定含水量以下の乾燥ゴムを得るようになっている。また、スクリュー型押出乾燥機5は、脱水工程及び乾燥工程により得られる乾燥ゴムを所定の形状に成形して排出するように構成されている。
搬送式冷却装置6は、本実施形態に係るアクリルゴムの製造方法における搬送冷却工程に係る処理に用いられる装置である。具体的には、搬送式冷却装置6は、スクリュー型押出乾燥機5により得られる乾燥ゴムを冷却するために用いられる装置である。図3に示すように、本実施形態に係る搬送式冷却装置6は、スクリュー型押出乾燥機5のダイ部11から押し出されたシート状乾燥ゴム15をコンベア61にて搬送しながら、冷却手段65から冷却風を吹き付けることにより、所定冷却温度まで冷却するようになっている。搬送式冷却装置6は、シート状乾燥ゴム15を搬送するコンベア61と冷却風を送出する冷却手段65とが冷却槽66内に配置された構成を有している。
切断装置7は、本実施形態に係るアクリルゴムの製造方法における切断工程に係る処理を行うよう構成されている。具体的には、切断装置7は、冷却後のシート状乾燥ゴム15を切断するために用いられる装置である。図3に示すように、本実施形態に係る切断装置7は、搬送式冷却装置6により所定冷却温度に冷却されたシート状乾燥ゴム15の先端側部分を、ローラコンベア74の所定搬送位置で切断し、所定長さのカットシート状乾燥ゴム16が得られるように構成されている。
ベール化装置8は、本実施形態に係るアクリルゴムの製造方法におけるベール化工程の処理に用いられる装置である。具体的には、ベール化装置8は、スクリュー型押出乾燥機5から押出成形された乾燥ゴムを加工して、一塊のブロックであるベールを製造するようになっている。
次に、上述したアクリルゴム製造システム1を用いてアクリルゴムなどのアクリルゴムを製造する方法について説明する。
乳化重合工程S1では、乳化重合装置において、アクリルゴムを形成するための単量体成分に水と乳化剤とを混合して撹拌機で適切に撹拌しながらエマルジョン化し、重合触媒存在下において乳化重合することで乳化重合液(重合体ラテックス)を得る。
凝固工程S2では、重合体ラテックス、凝固剤、及び水をそれぞれ設定温度の凝固槽30内に供給し、撹拌装置34で撹拌して含水クラムを生成する。凝固槽30内の設定温度(凝固剤水溶液の温度)は、温度制御部によって、通常40℃以上、好ましくは40〜90℃、より好ましくは50〜80℃の範囲となるように制御する。
洗浄工程S3では、含水クラムと洗浄用水とを設定洗浄温度の洗浄槽40に供給し、撹拌装置44により撹拌して含水クラムを洗浄する。洗浄槽40内の洗浄用水の温度は、温度制御部によって、通常40℃以上、好ましくは40〜100℃、より好ましくは50〜90℃、最も好ましくは60〜80℃の範囲となるように制御する。
押出乾燥工程S4では、洗浄後の含水クラムをスクリュー型押出乾燥機5の材料供給ゾーン150に取り込み、スクリュー型押出乾燥機5により圧縮脱水した後、加熱及び混練により水分を蒸発させて、所定含水量以下のアクリルゴムをシート状に押し出させる。
搬送冷却工程S5では、スクリュー型押出乾燥機5から押し出されたシート状乾燥ゴム15を、搬送式冷却装置6のコンベア61で搬送するとともに所定冷却温度まで冷却する。
切断工程S6では、搬送式冷却装置6により冷却されたシート状乾燥ゴム15を切断装置7で切断してカットシート状乾燥ゴム16を得る。
ベール化工程S7では、所定含水量以下の乾燥ゴムをベール化する。具体的には、ローラコンベア74の下流側に配置されたベール化装置8において、切断装置7により切断したカットシート状乾燥ゴム16を30℃以上の温度で所定の厚さ又は所定の重量になるまで順次積層してベール化する。これにより、積層時の粘着性を確保しつつ切断などの加工性及び取扱いの容易なアクリルゴムベール83を、効率よく製造できる。なお、ベール化は、乾燥工程を経て得られた乾燥ゴムをベーラーに入れ圧縮することで行うこともできる。
3 凝固装置
4 洗浄装置
5 スクリュー型押出乾燥機(押出乾燥機)
6 搬送式冷却装置
7 切断装置
8 ベール化装置
11 ダイ部
15 シート状乾燥ゴム
16 カットシート状乾燥ゴム
30 凝固槽
40 洗浄槽
49 水切り機
50 駆動ユニット
51 バレルユニット
52 供給バレル部
53 脱水バレル部
54 乾燥バレル部
59 スクリュー
61 コンベア
65 冷却手段
70 切断刃
74 ローラコンベア
76 レジストローラ
83 アクリルゴムベール
150 材料供給ゾーン
Claims (12)
- アクリルゴム重合体ラテックス、凝固剤および水をそれぞれ設定温度の凝固槽内に供給し撹拌して含水クラムを生成する凝固工程と、
前記含水クラムと洗浄用水とを設定洗浄温度の洗浄槽に供給し撹拌して前記含水クラムを洗浄する洗浄工程と、
前記洗浄槽内で洗浄された含水クラムを前記洗浄水と共に前記洗浄槽からオーバーフローさせて槽外に取り出し、水切りしつつ押出乾燥機の材料供給ゾーンに供給するクラム供給工程と、
前記材料供給ゾーンに供給された含水クラムを、前記押出乾燥機により圧縮脱水した後、加熱および混練により水分を蒸発させて、所定含水量以下のアクリルゴムを連続的にシート状に押し出させる押出乾燥工程と、
押し出されたシート状乾燥ゴムをコンベアで搬送するとともに押出し時の温度から所定冷却温度まで冷却させる搬送冷却工程と、
前記所定冷却温度に冷却されたシート状乾燥ゴムの先端側部分を所定長さのカットシート状に切断する切断工程と、
前記カットシート状に切断した乾燥ゴムを所定積層温度で所定の厚さになるまで順次積層してベール化するベール化工程と、
を含むアクリルゴムの製造方法。 - 前記材料供給ゾーンに供給された含水クラムの温度を、40℃以上とする請求項1に記載のアクリルゴムの製造方法。
- 前記設定洗浄温度を、40℃以上とする請求項1又は2に記載のアクリルゴムの製造方法。
- 前記押出乾燥機により圧縮脱水後の含水クラムの含水量を、1〜40重量%とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のアクリルゴムの製造方法。
- 前記押出乾燥機から押し出されるシート状乾燥ゴムの厚さを、50mm以下とする請求項1〜4のいずれか1項に記載のアクリルゴムの製造方法。
- 前記押出乾燥機から押し出されるシート状乾燥ゴムの温度を、80〜180℃とする請求項1〜5のいずれか1項に記載のアクリルゴムの製造方法。
- シート状乾燥ゴムベールの100℃における複素粘性率([η]100℃)が、1,500〜6,000Pa・sの範囲である請求項1〜6のいずれか1項に記載のアクリルゴムの製造方法。
- 前記所定冷却温度を、20〜60℃の間に設定することを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載のアクリルゴムの製造方法。
- 押出し時の温度から60℃の所定冷却温度までの冷却速度を、40℃/hr以上とする請求項1〜8のいずれか1項に記載のアクリルゴムの製造方法。
- 前記シート状乾燥ゴムは、60℃における複素粘性率([η]60℃)が、15,000Pa・s以下であり、
前記シート状乾燥ゴムの先端側部分を、60℃以下に冷却した後、前記カットシート状に切断することを特徴とする請求項1〜9のいずれか1項に記載のアクリルゴムの製造方法。 - 前記カットシート状乾燥ゴムの積層温度を、30℃以上とする請求項1〜10のいずれか1項に記載のアクリルゴムの製造方法。
- 前記切断工程で、前記ローラコンベア上の前記シート状乾燥ゴムに密着しつつ回転するレジストローラの回転量に基づいて前記所定搬送位置から前記シート状乾燥ゴムの先端までのフィード量を計測するとともに、切断された前記カットシート状乾燥ゴムの重量を計測し、該計測した重量値の規定重量値からの偏差に応じて前記カットシート状乾燥ゴムの前記所定長さを調節するものであることを特徴とする請求項1〜11のいずれか1項に記載のアクリルゴムの製造方法。
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