JP2632570B2 - ゴム状重合体の製造方法 - Google Patents

ゴム状重合体の製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、乳化重合によって得られた重合体ラテック
スからゴム状重合体を凝固分離するに際し、適度な大き
さと多孔性を備え、乾燥性の良好なゴム状重合体(クラ
ム)を製造する方法に関するものである。
(従来の技術) 従来、乳化重合によって得られた重合体ラテックスか
らゴム状重合体を得るには、凝固剤として、例えば塩化
カルシウムなどの金属塩、硫酸などの無機酸あるいは高
分子凝集剤などを使用しており、それらを溶解した水溶
液中に、重合体ラテックスを流下させ、撹拌することに
より、ゴム分を凝集させ、クラムとして分離、回収する
方法が広く実施されている。
(発明が解決しようとする課題) しかしながら、凝固剤として金属塩あるいは無機酸を
用いた場合、凝固速度が速く、特に硫酸アルミニウムな
どの多価金属塩を用いた場合には、得られるクラムは大
きく、その上多孔性にも乏しいものであった。
一般に、クラムの粒子径とその多孔性は、凝固工程に
続く洗浄工程でのクラムの洗浄度合、振動スクリーンや
水絞り機での水切り工程での脱水度合、さらには乾燥工
程での乾燥度合に大きな影響を及ぼすものである。例え
ば、クラム径が小さすぎると、水切り工程で使用される
振動スクリーンなどでは、スクリーンの目からクラムが
流出し、クラム回収率が悪化するし、クラム径が大きす
ぎると相対的に表面積が小さくなるため洗浄度合が低下
する。クラムの多孔性が乏しい場合、洗浄度合の低下を
来たし、ポリマー中の残留物が多くなってポリマー物性
に悪影響を及ぼしたり、水切り工程での脱水度合も低下
し、乾燥度合が悪化する。従って凝固クラムは多孔性を
備え、かつ適度の大きさをもったものが望ましい。従来
の方法で、多孔性を備え、適度の大きさをもったクラム
を作るためには一般に、凝固槽撹拌機の回転数や撹拌翼
を変えたり、凝固剤使用量、凝固温度を変えたりする方
法が試みられていたが、制御因子が多く、最適条件の設
定は困難であった。また、ポリアクリルアミド系に代表
される高分子凝集剤を金属塩あるいは無機酸と併用する
場合も前述した撹拌の条件を調節することが試みられて
いたが、同様に困難であった。
本発明者らは、以上のような欠点を解決すべく鋭意研
究の結果、乳化重合によって得られた重合体ラテックス
からゴム状重合体を得るに際し、重合体ラテックス中に
ノニオン活性剤を添加し、しかる後、金属塩を溶解した
凝固槽中に該ラテックスを流下させ、凝固させることに
より、多孔性を備え、かつ適度の大きさを持ったクラム
が得られることを見い出し、この知見に基づいて本発明
を完成するに到った。
(課題を解決するための手段) かくして本発明によれば、乳化重合によって得られた
重合体ラテックスからゴム状重合体を得るに際し、ノニ
オン活性剤を予め重合体ラテックス中に添加し、しかる
後、該ラテックスを金属塩を溶解した凝固槽中に流下さ
せて加熱・凝固し、ゴム状重合体とすることを特徴とす
るゴム状重合体の製造方法が提供される。
本発明の乳化重合による重合体は、特に限定するもの
ではないが、ゴム状重合体の例としては、アクリロニト
リル−ブタジエン共重合体(NBR)、スチレン−ブタジ
エン共重合体(SBR)、アクリルゴムおよびこれら重合
体にエポキシ基、水酸基、カルボキシル基、アミノ基な
どの官能基を付与した変性重合体などが挙げられる。
これらのゴム状重合体は、通常の乳化重合法によって
得ることができる。すなわち、脂肪酸金属塩、ロジン酸
金属塩あるいはアルキルベンゼンスルホン酸金属塩など
の乳化剤を用い、単量体を乳化したのち、重合開始剤と
して過酸化物、レドックス系化合物、アゾ系化合物、過
硫酸塩などを用い、乳化重合させる。その他必要に応
じ、分子量調整剤なども用いることができる。また単量
体種も乳化重合可能なものであれば全て応用できる。乳
化重合は、酸素を除去した反応器中で行なわれる。単量
体、乳化剤、分子量調整剤、重合開始剤などは、反応開
始前に全量添加しても、反応開始後、任意に分割して添
加してもよく、反応途中で温度、撹拌などの条件を任意
に変更することができる。なお、重合方式は、連続式、
回分式のいずれであってもよい。このようにして得られ
た重合体ラテックスを減圧下または水蒸気蒸留などの通
常の単量体回収手段により単量体を回収した後、最終的
に凝固すべき重合体ラテックスを得る。
次に本発明において使用されるノニオン系活性剤は、
具体的には、例えばアルキルフェノールホルマリン縮合
物、オキシエチレン、オキシプロピレン付加物、ポリオ
キシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンア
ルキルアリルエーテル、ポリオキシエチレン脂肪酸エス
テル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、
ポリオキシエチレンオキシプロピレンブロックポリマ
ー、アルキルスルフィニルアルコール、脂肪酸モノグリ
セリドなどであるが、好ましくはアルキルフェノールホ
ルマリン縮合物EO,PO付加物があげられる。
これらのノニオン系活性剤は1種単独で使用するか、
あるいは2種以上を併用してもよく、凝固条件によって
適宜選択される。
これらのノニオン系活性剤を重合体ラテックス中に添
加し、しかる後、金属塩を溶解させた凝固槽中に該ラテ
ックスを流下させ、凝固する。
ノニオン系活性剤をラテックス中ではなく、凝固槽中
に金属塩と共に添加し、そこに重合体ラテックスを流下
させる方法では凝固系中のノニオン系活性剤の濃度が低
くなるために、顕著な効果は期待できない。
凝固槽中に溶解させる金属塩としては、例えば、塩化
ナトリウム、塩化カルシウム、塩化マグネシウムおよび
塩化アルミニウムなどの金属塩化物、硫酸ナトリウム、
硫酸マグネシウムおよび硫酸アルミニウムなどの金属硫
酸塩などが挙げられる。これらの金属塩と、硫酸、塩
酸、リン酸またはケイ酸などの無機酸を併用してもよ
い。
凝固後のクラムの多孔性は、洗浄効果を高める為によ
り大きいことが望ましい。またクラム径は、水切り工
程、乾燥工程の装置にもよるが、一般的には1cm程度が
適当である(クラムは不規則な形状である為、1つのク
ラムの直径のうち最大長と最小長の和の1/2をクラム径
とする)。
ノニオン系活性剤水溶液に特有の現象として、かかる
水溶液を加熱していく途中で曇りを生ずるのが認めら
れ、その時の温度を曇点と称する。すなわち曇点以上の
温度では、ノニオン系活性剤は水に難溶となり、界面活
性剤としての活性が失われ、系中のポリマーが析出して
くる。これは例えばアニオン系活性剤に酸、多価金属イ
オンなどを加えることにより水溶性を低下させ、重合体
ラテックスを凝固させる方法に対応している。従って、
本発明で重合体ラテックスを凝固させるときの温度(凝
固温度)は、ノニオン系活性剤の曇点以上とすることが
必要である。ノニオン系活性剤の曇点としては、30℃以
上100℃未満で好ましく、あまり低いと重合体ラテック
スの温度を曇点未満に保持するために冷却が必要とな
り、逆に高すぎると凝固温度が高くなり、いずれも実用
的ではない。
これらの活性剤および金属塩などの使用割合は、ゴム
状重合体100重量部あたりノニオン系活性剤が0.01〜5
重量部、好ましくは0.05〜2重量部かつ金属塩あるいは
無機酸が0.5〜50重量部、好ましくは1〜30重量部であ
る。
ノニオン系活性剤の使用量が0.01重量部未満では、ノ
ニオ系活性剤の効果が認められず、クラムは多孔性に乏
しくなり、一方5重量部を越えても効果は変らないし、
またコストが上昇する。金属塩または無機酸の使用量が
0.5重量部未満では、凝固槽内での凝固が不十分となっ
たり、クラムが肥大化し実用的でなく、また50重量部を
越えると、凝固速度が金属塩または無機酸に支配され、
クラムは多孔性に乏しいものとなる。
(発明の効果) かくして本発明によれば、重合体ラテックスに予め添
加するノニオン系活性剤及び凝固槽中に溶解する金属塩
または無機酸の使用割合又は重量比を変動させることに
より、金属塩のみを使用した従来技術に比較して、適度
の大きさと多孔性を備え、乾燥性の良好なクラムを容易
に製造することができる。また、ノニオン系活性剤を用
いることにより、金属塩あるいは無機酸の使用量を減ず
ることもできる。以上から、ゴム状重合体の凝固・乾燥
工程における生産安定化とコスト低減とを図ることが可
能となる。
(実施例) 以下に実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明す
る。なお、実施例、比較例中の部及び%はとくに断りの
ないかぎり重量基準である。参考として各測定値の測定
法を記す。
クラム径の測定 1. 凝固槽から任意にサンプリングした300個のクラム
のそれぞれのクラム径(クラムは不規則な形状である
為、1つのクラム直径のうち最大長と最小長の和の1/2
をクラム径とする)を測定する。2. それらクラム径の
最大と最小の間を10の区分に分け、各区分に含まれるク
ラム数の全クラム数に対する割合を算出し、積算分布曲
線を作成する。3. この積算分布曲線より、メジアン径
(積算分布曲線の50%に相当する粒子径)を求め、それ
をそのサンプルのクラム径とする。このクラム径の算出
手順を第2表、第1図にそれぞれ示す。
クラムの多孔性の測定 1. 前記で用いた300個のクラムを60℃の真空乾燥機で2
4時間乾燥させ、重量を測定しこれをAとする。2. 同
じクラム群を80℃の水中で1時間浸漬させ、クラム孔内
に水を含浸させる。3. その後、60℃のオープン中で30
分間処理し、クラムの外部表面が乾く程度に乾燥して、
その重量を測定しこれをBとする。4. クラムの多孔性
は(B−A)/A×100(%)として表す。
クラムの乾燥性の測定 乾燥工程に移行する前の水絞り工程を想定して、生成
したクラムを簡易プレス機を用いて圧縮し(条件;50℃,
5Kg/cm2で30秒)、とり出したクラムの含水率を測定し
た。
(実施例1) 下記に示す重合処方で、内容積10のオートクレープ
中、40℃で乳化重合を行った。
乳化重合処方 ブタジエン 65 重量部 アクリロニトリル 35 水 200 ドデシルベンゼンスルホン酸ソーダ 3 炭酸ナトリウム 0.1 第3級ドデシルメルカプタン 0.2 過硫酸カリウム 0.2 重合転化率が90%に達した後、単量体100重量部当り
0.2重量部のヒドロキシアミン硫酸塩を添加し、重合を
停止した。続いて加温し、減圧下、70℃で水蒸気蒸留
し、残留単量体を回収した。そこに老化防止剤としてア
ルキル化フェノールを2重量部添加し、重合体ラテック
スを得た。この重合体ラテックスにゴム状重合体100重
量部あたり0.08重量部のアルキルフェノールホルマリン
縮合物オキシエチレンオキシプロピレン付加物(花王
(株)製ラテムルNP−5150)を添加し、硫酸アルミニウ
ムをゴム状重合体100重量部あたり3重量部を溶解した
撹拌機付き5凝固槽中へ滴下し、該重合体ラテックス
を凝固した。生成したクラムのクラム径、多孔性、乾燥
性を評価し、第1表に示した。
(実施例2〜6) 第1表に示されるように、単量体の種類を変えて実施
例1と同様に重合し、その重合体に加えるノニオン系活
性剤の種類と量、凝固槽中に溶解した金属塩および無機
酸の種類と量、凝固温度をかえて凝固を行った結果を第
1表に示す。
(比較例1〜3) 凝固剤としてノニオン系活性剤を使わずに、従来の金
属塩のみを使用して凝固を行った結果を同様に第1表に
示す。
(比較例4) 凝固槽中にアルキルフェノールホルマリン縮合物オキ
シエチレンオキシプロピレン付加物と硫酸アルミニウム
の両方を添加し、重合体ラテックスを凝固した。結果を
第1表に示す。
(比較例5〜6) 凝固剤として、ポリオキシエチレンラウリルエーテル
のみを使用して凝固を行った結果を第1表に示す。
第1表より、本願の発明の方法によれば、多孔性に富
み、適度の大きさを備えたクラムを得ることができ、こ
れによって水絞り効果が大きくなることがわかる。
【図面の簡単な説明】
第1図は第2表に示す各区分の代表径と個数の関係を積
算分布曲線として表したものである。 50%積算したときのクラム径をメジアン径といい、これ
をこのサンプルのクラム径とする。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】乳化重合によって得られた重合体ラテック
    スからゴム状重合体を得るに際し、重合体ラテックス中
    にノニオン系活性剤を添加し、しかる後該ラテックスを
    金属塩が溶解した凝固槽中に流下させ、加熱し凝固させ
    ることを特徴とするゴム状重合体の製造方法。
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