JP4004497B2 - ゴムラテックスからゴムを製造する方法 - Google Patents

Description

本発明はゴムラテックスからゴムを製造する方法に関し、更に詳しくは生産性及び熱効率が良好でゴムの品質の劣化を抑えたゴムラテックスからゴム、特に天然ゴムを製造する方法に関する。

現在天然ゴムは、ゴムの木から樹液を人手で採取し、ろ過した後、そのラテックスを凝固させて絞り、シート状又はブロック状にして原産地から出荷されている。このように、天然ゴムの重要性がむしろ高まりつつある現在においても、相変わらず人手に頼ってゴムラテックスからゴムを製造しているのが現状である。またラテックスの凝固工程、水洗工程、そして乾燥工程といったプロセス、特にその乾燥工程は得られるゴムの製品粘度などに大きな影響を及ぼし、ゴム品質のバラツキの面から現在のゴムラテックスからのゴムの製造方法は十分とはいえないものがある。かかる観点から特許文献１には生産性と品質の改良が可能な製造方法が提案されている。

また、乳化重合によって得られる合成ゴムラテックスも、食塩水と稀硫酸などの酸を加えて凝固させ、得られたクラムを漿液（セラム）と分離、洗浄後、スクリュー押出機型の乾燥機に投入して乾燥後、計量と包装というプロセスで行われており、天然ゴムと同様、一度凝固させてから水を取り除く工程に時間がかかり、大掛かりな設備を必要としているのが現状である。

特開２００３−２６７０４号公報

従って、本発明は、天然ゴムに限らず、乳化重合で得られる合成ゴムも含んだ広く一般的なゴムラテックスからゴムを製造するにあたり、作業性や熱効率を大幅に改良しかつ得られるゴムが従来の加熱乾燥で生じるおそれがあるゴムの熱劣化やゲル化を抑制して品質のすぐれたゴムを製造する方法を提供することを目的とする。

本発明に従えば、固形分濃度（乾燥ゴム分）が６０重量％以下のゴムラテックスを、周波数２５０〜１２００Hz及び温度４０〜１４０℃の条件下に、パルス乾燥機を用いてパルス乾燥させることによってラテックスからゴムを製造する方法が提供される。

本発明に従えば、またゴムラテックスとして恒粘度剤を含む天然ゴムラテックスを用いた天然ゴムの製造方法が提供される。

本発明に従えば、酸等による凝固や自然凝固などの従来のプロセスに代えて、パルス燃焼でゴムラテックスを瞬時に乾燥させるので、生産性及び熱効率の大幅な向上が達成され、さらに従来の加熱乾燥で生じるゴムの熱劣化やゲル化が抑制されることにより、ゴム品質のコントロールがはるかに容易になる。またゲル化が抑制されることにより粘度が低下し、ゴムの素練り工程が従来より簡略化できるなどの利点もある。

本発明に従えば、天然ゴムラテックス又は乳化重合によって合成した合成ゴムラテックスを、例えば特開平７−７１８７５号公報などに記載のパルス衝撃波を発生させるパルス燃焼機を用いて、乾燥してゴムを製造する。本発明ではこのようなパルス燃焼機を用いて、固形分濃度６０重量％以下のラテックスを、周波数２５０〜１２００Hz、好ましくは３００〜１０００Hzで、温度４０〜１４０℃、好ましくは４０〜１００℃の条件下に乾燥室にラテックスを噴射乾燥させる。

本発明に従って乾燥されるゴムラテックスの固形分（乾燥ゴム分）濃度は６０重量％以下であるのが好ましく、２０〜５０重量％であるのが更に好ましい。この固形分濃度が６０重量％を超えると、ラテックスの粘度が高くなると同時に安定性が低下するため、パルス衝撃波乾燥機に投入する際、輸送管内部で凝固したり、燃焼室への噴射がうまく行われないなどの不具合が生じる可能性がある。またこの固形分濃度が低すぎる場合は乾燥自体には問題はないが、単位時間に乾燥できるラテックスの量が減り、生産性が劣るので実用上問題が生じることがある。

天然ゴムは、経時的に粘度が増大していくことが一般的に知られている。このため従来から天然ゴム中に恒粘度剤を含ませることによって天然ゴムの粘度上昇を抑えることが行われている場合がある。本発明においても、必要に応じ、パルス燃焼による衝撃波の雰囲気下に噴射乾燥させる天然ゴムラテックス中に恒粘度剤を配合することができる。

本発明において使用することができる恒粘度剤としては、前記パルス乾燥条件下において分解するおそれのない従来から一般に使用されている任意の恒粘度剤を用いることができ、具体的には例えばヒドロキシルアミン、セミカルバジド、ジメドンなどの少なくとも一種を用いることができる。これらの恒粘度剤は原料天然ゴムラテックス中の固形分（乾燥ゴム分）１００重量部に対し０．００１重量部以上、好ましくは０．０１〜３重量部を添加する。恒粘度剤の配合量が少な過ぎると恒粘度化効果が十分でなくなるおそれがある。

前記恒粘度剤の具体例としては、例えば硫酸ヒドロキシルアミン（（ＮＨ₂ＯＨ）₂・Ｈ₂ＳＯ₄）、セミカルバシド（ＮＨ₂ＣＯＮＨＮＨ₂）、ジメドン（１，１−ジメチルシクロヘキサン−３，５−ジオン）などをあげることができるが本発明の範囲をこれらに限定するものではない。

本発明に従ったゴムラテックスの乾燥方法には、予めゴム配合成分（例えば老化防止剤、各種カーボンブラック、各種シリカ、その他のフィラー、オイル、可塑剤、架橋剤、加硫促進剤、加硫促進助剤、しやく解剤、着色剤、カップリング剤、防腐剤）などの第三成分の水溶液、水分散液及び／又は親水性の有機溶液をラテックスに混合して配合成分を含むゴムを得ることができる。また、２種以上のラテックスを所望の割合であらかじめ混合して、異種ゴムのブレンドを直接得ることもできる。

以下に本発明の実施例を説明するが、本発明の範囲をこれらの実施例に限定するものでないことはいうまでもない。

実施例１及び比較例１
比較例１として従来から行われている天然ゴム（リブド・スモークド・シート（ＲＳＳ））の製造方法を示す。天然ゴムラテックスをゴムの木から採取後、異物を除去し、ギ酸を加えて凝固させ、ロールを通して水分を除去（シーティング）し、陰干しした未燻製シートを水洗し、７０℃で６〜８日間燻煙しながら乾燥し、選別および等級分けを行い、パッキングされて製造されている。

一方、実施例１ではアンモニア添加により安定化させた天然ゴムラテックス（タイ産、固形分濃度約３５重量％）５リットルを不純物をろ過した後、周波数１０００Hz、温度６０℃の条件でパルス衝撃波乾燥機（パルテック社製ハイパルコン）を用いて噴射して乾燥させた。実施例１及び比較例１のラテックスの乾燥時間を表Ｉに対比した。表Ｉの結果から明らかなように、本発明に従った実施例１では５リットルのラテックスを処理する乾燥時間が約３時間に短縮された。なお、乾燥時間はパルス衝撃波乾燥機の処理能力であり、実際に水分が除去されるのに要する時間は１秒以下である。乾燥機の規模により、単位時間に乾燥できるラテックスの量が決定される。本発明に従った実施例１で用いた乾燥機の処理能力は約２kg／時である。

実施例２及び比較例２
実施例１で得られた天然ゴムと市販の天然ゴム（ＲＳＳ＃１）とのゴム物性を比較した。即ち、表IIに示す配合において、加硫促進剤と硫黄を除く成分を１．７リットルのバンバリーミキサーで５分間混練し、１４０℃に達したときに放出してマスターバッチを得た。このマスターバッチに加硫促進剤と硫黄を８インチオープンロールで混練し、ゴム組成物を得た。得られた未加硫ゴム組成物のムーニー粘度（ＭＬ₁₊₄ １００℃）をＪＩＳ Ｋ−６３００−１に準拠して測定し、結果を表IIに示した。

次に得られたゴム組成物を１５×１５×０．２cmの金型中で１５０℃で３０分間加硫して加硫ゴムシートを得、以下に示す試験法でゴム物性を測定した。結果は表IIに示す。

３００％モジュラス（ＭＰａ）：ＪＩＳ Ｋ−６２５１（ＪＩＳ３号ダンベル）に準拠して測定
破断強度：ＪＩＳ Ｋ−６２５１（ＪＩＳ３号ダンベル）に準拠して測定
破断伸び：ＪＩＳ Ｋ−６２５１（ＪＩＳ３号ダンベル）に準拠して測定

表IIの結果から明きらかなように、本発明に従った実施例２では、破断物性は同等で、ムーニー粘度が低下しており、加工性が向上する。

実施例３及び比較例３
比較例３として従来から行われている乳化重合ＳＢＲの製造方法を示す。重合したＳＢＲラテックスからモノマーを除去した後、食塩を加えてクリーム化させ、次いで稀硫酸を加えて凝固させる。凝固タンクのプロペラで激しく撹拌し、凝固したクラムを破砕し、漿液（セラム）と分離した後洗浄し、スクリュー押出し機式の乾燥機などを通して乾燥される。

一方実施例３では、乳化重合で得られたＳＢＲラテックス（Ａ９７２５ＨＴ日本ゼオン製 固形分５０重量％）５リットルを、周波数１０００Hz、温度７０℃の条件でパルス衝撃波乾燥機（パルテック社製ハイパルコン 処理能力２kg／ｈ）を用いて乾燥させた。

実施例４及び比較例４
実施例３の方法で得られた合成ゴム（ＳＢＲ）のゴム物性を市販品（日本ゼオン製Ｎｉｐｏｌ１５０２）と比較した。即ち、表IVに示す配合において、加硫促進剤と硫黄を除く成分を１．７リットルのバンバリーミキサーで５分間混練し、１４０℃に達したときに放出してマスターバッチを得た。このマスターバッチに加硫促進剤と硫黄をオープンロールで混練し、ゴム組成物を得た。

次に得られたゴム組成物を１５×１５×０．２cmの金型中で１６０℃で２０分間加硫して加硫ゴムシートを調製し、上に示した試験法でゴム物性を測定した。結果は表IVに示す。表IVの結果から明らかなように、物性は同等以上で問題なく、ムーニー粘度が下がっており、加工性の改良が認められた。

実施例５及び比較例５〜８
以下の天然ゴムを用いて、天然ゴムの恒粘度性とゴム組成物の加硫物性を測定した。
実施例５の天然ゴム（Ｐｕｌｓｅ−ＮＲＣＶ）：
先ず、「ＨＡ ＬＡＴＥＸ」（Ｇｏｌｄｅｎ Ｈｏｐｅ Ｐｌａｎｔａｔｉｏｎ ＢＨＤ（マレーシア）製、乾燥ゴム分（ＤＲＣ）＝６０ｗｔ％）１０００ｇを、水２０００ｇで希釈し、ＤＲＣ＝２０％のＮＲラテックス３０００ｇを得た。このＮＲラテックスに、硫酸ヒドロキシルアミンの１０％水溶液６ｇを添加して、恒粘度剤含有ラテックスを得た。この恒粘度剤含有ラテックスを、実施例１で用いたパルス衝撃波乾燥機を用いて乾燥させ、試料を得た。

比較例５〜８の天然ゴム：一般に市販されている天然ゴムＳＭＲ ＣＶ６０、ＳＴＲ２０ＣＶ６０、ＲＳＳ＃３及びＳＴＲ２０を用いた。なお、参考のため、市販の恒粘度化天然ゴムの製法を記す。
ＳＭＲ ＣＶ６０：天然ゴムラテックスを原料に、天然ゴム加工工場で酸や恒粘度剤（硫酸ヒドロキシルアミン）を加えて凝固させた後、洗浄、粉砕、乾燥などの工程を経て得られる技術格付けゴム（ＴＳＲ）の１種であり、恒粘度剤は乾燥ゴム１００重量部に対して、０．０５〜０．１０重量部を添加する。
ＳＴＲ２０ＣＶ６０：上級農園屑ゴム（カップランプ）を原料に、天然ゴム加工工場で洗浄、粉砕、乾燥の工程を経た後、プリブレーカで恒粘度剤（硫酸ヒドロキシルアミン）を混練して得られる技術格付けゴム（ＴＳＲ）の一種。恒粘度剤は乾燥ゴム１００重量部に対して、０．０５〜０．１０重量部を添加する。

表Ｖに示す配合において、加硫促進剤と硫黄を除く成分を１．７リットルのバンバリーミキサーで５分間混練し、１４０℃に達したときに放出してマスターバッチを得た。このマスターバッチに加硫促進剤と硫黄を８インチオープンロールで混練し、ゴム組成物を得た。

次に得られたゴム組成物を１５×１５×０．２cmの金型中で１５０℃で３０分間加硫して加硫ゴムシートを調製し、上に示した試験法でゴム物性を測定した。結果を表Ｖに示す。

本発明に従ったラテックスからのゴムの製造方法においては、天然ゴムの場合、ラテックスからタッピングして不純物などをろ過した後、酸などによる凝固を行わず、パルス燃焼による衝撃波の雰囲気下で噴射して、水分を除去し瞬間的にゴムラテックスを乾燥させるのでラテックスからのゴムの製造の作業性及び熱効率を改良することができ、しかも得られたゴムの品質も、従来のような熱劣化やゲル化のおそれがなく、すぐれている。また、乳化重合による合成ゴムの場合においても、酸による凝固、クラムとセラムの分離、洗浄、乾燥という工程を経ることなく、パルス燃焼により直接ラテックス中の水分を除去できるため、大幅に生産効率が上がるだけでなく、熱履歴が大幅に減少しゴムの物性も向上できる。またクラムおよびセラムのpHや食塩濃度の調整、管理も不要になるためゴムの品質が安定するほか、酸の回収および再利用の設備、その腐食対策なども不要となる。天然ゴムその他のゴムラテックスからゴムを製造する方法として有用である。

Claims (7)

1. 固形分濃度（乾燥ゴム分）が６０重量％以下のゴムラテックスを、周波数２５０〜１２００Hz及び温度４０〜１４０℃の条件下に、パルス乾燥機を用いてパルス乾燥させることを特徴とするラテックスからゴムを製造する方法。
2. ゴムラテックスの固形分濃度（乾燥ゴム分）が２０〜６０重量％である請求項１に記載のゴムの製造方法。
3. パルス燃焼の周波数が３００〜１０００Hzであり、パルス乾燥室の温度を４０〜１００℃とした請求項１又は２に記載のゴムの製造方法。
4. ゴムラテックスが天然ゴムラテックスである請求項１〜３のいずれか１項に記載のゴムの製造方法。
5. 前記パルス乾燥を天然ゴムラテックスに恒粘度剤を添加して実施する請求項４に記載の方法。
6. 前記恒粘度剤の配合量がラテックス中の固形分１００重量部当り０．００１重量部以上である請求項５に記載の方法。
7. 前記恒粘度剤がヒドロキシルアミン、セミカルバジト及びジメドンからなる群から選ばれた少なくとも一種の化合物である請求項５又は６に記載の方法。