JP4784507B2

JP4784507B2 - ゴム状重合体の製造方法および製造装置

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Publication number: JP4784507B2
Application number: JP2006511724A
Authority: JP
Inventors: 和浩引田; 博隆久田見; 直行小林; デービーアール．アービー，
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Publication date: 2011-10-05
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Description

本発明は、重合体ラテックスに凝固剤を加え、ゴム状重合体成分を凝固させることによりゴム状重合体を製造する方法、および該製造方法に使用される製造装置に関する。

乳化重合で得られた重合体ラテックスからゴム状重合体を製造する工程においては、たとえば図４に示すように、大型の凝固タンク２，４および洗浄タンク６で構成される凝固・洗浄装置１によりゴム状重合体成分を析出させ、洗浄を行い、次いで、スクイザー８により脱水を行い、その後、バンドドライヤー、気流乾燥機または押出乾燥機などの乾燥装置により乾燥状態のゴム状重合体を得ている。なお、乾燥装置の下流側には、通常ベーラーが接続してあり、乾燥後のゴム状重合体は最終的にはベール状に加工されて製品化されることが多い。

しかしながら、図４に示すようなゴム状重合体を製造する工程においては、大型の凝固タンクおよび洗浄タンクからなる凝固・洗浄装置を必要としていたため、操作が煩雑であり、操業性が悪く、しかも多大な設置スペースを必要とし、設備コストおよび製造コストを増大させていた。

この問題を解決するために、たとえば、特許文献１では、重合体ラテックスと凝固剤を直接、スクリュー押出機の内部に供給し、該押出機の内部で凝固・脱水・乾燥を行う方法が試みられている。しかしながら、この文献記載の方法では、凝固をスクリューの溝中で行うため、凝固により得られる重合体の形状が小さくなり、脱水スリットから水と共に流出してしまうため、重合体の回収率が著しく低下してしまうという欠点があった。

この欠点を補うために、特許文献２では、スクリュー押出機の内部に形成された凝固ゾーンにトルエンなどの沸点６０〜２００℃の有機溶媒を添加して、凝固した重合体を肥大化させることが検討されている。この文献記載の方法では、確かに上述した特許文献１の問題点を解消できると考えられる。しかしながら、この文献記載の方法では、最終製品中に残留する有機溶剤の量が増加するという欠点があった。

また、特許文献３には、セメント状のゴム溶液に凝固液を加えることによりゴム状重合体を製造する方法において、破砕機能付きポンプを使用して、セメント状のゴム溶液と凝固液とを接触させて、ゴム状重合体成分を析出させる方法が開示されている。この文献記載の発明によると、操業性が向上し、しかも製造プロセスおよび製造機器の削減を可能とし、設備費の低減および製造コストの低減を図ることができるという旨が記載されている。しかしながら、この文献に開示されている方法は、溶液重合により得られるセメント状のゴム溶液からゴム状重合体を製造するための方法であり、さらに、この文献では、ゴム状重合体の脱水および乾燥を２軸押出機を使用して行っているため、製造コストが高くなってしまうという問題があった。
特開昭５７−１７４２号公報特開昭６２−１７０３号公報特開平１０−１００１４５号公報

本発明は、このような実状に鑑みてなされ、重合体ラテックスに凝固剤を加え、ゴム状重合体成分を凝固させることによりゴム状重合体を製造する方法において、操業性の向上、ならびに製造プロセスおよび製造機器の削減を可能とし、設備費の低減および製造コストの低減を図ることを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の第１の観点に係るゴム状重合体の製造方法は、
重合体ラテックスと、凝固剤を含有する凝固液とを、破砕機能付きのポンプに供給し、前記重合体ラテックスと前記凝固剤とを接触させることにより、ゴム状重合体成分を凝固させ、クラム状のゴム状重合体を含むクラムスラリーを得る工程を有するゴム状重合体の製造方法であって、
前記破砕機能付きのポンプが、１０ｍ以上の揚程を有することを特徴とする。

本発明の第１の観点においては、ゴム状重合体成分の凝固を破砕機能付きのポンプを使用して行う。そのため、従来用いていた大型のタンクからなる凝固装置が不要となり、製造プロセスおよび製造機器の削減ができ、設備費の低減および製造コストの低減を図ることができる。しかも、第１の観点においては、前記破砕機能付きのポンプとして、１０ｍ以上、好ましくは１２ｍ以上の揚程を有するポンプを使用する。そのため、ポンプ内でのゴム状重合体成分の詰まりを防止し、かつ、ポンプから排出されたスラリー中のクラム状のゴム状重合体の分散性を良好とすることができる。

あるいは、本発明の第２の観点に係るゴム状重合体の製造方法は、
重合体ラテックスと、凝固剤を含有する凝固液とを、破砕機能付きのポンプに供給し、前記重合体ラテックスと前記凝固剤とを接触させることにより、ゴム状重合体成分を凝固させ、クラム状のゴム状重合体を含むクラムスラリーを得る第１工程と、
前記クラムスラリーを、前記ポンプの吐出口から配管を通して、大気中に開放する第２工程とを有し、
前記配管の長さＬと、前記ポンプの吐出口の内径Ｄの比（Ｌ／Ｄ）を、２０以下とすることを特徴とする。

本発明の第２の観点においては、上述の第１の観点と同様に、ゴム状重合体成分の凝固を破砕機能付きのポンプを使用して行う。そのため、従来用いていた大型のタンクからなる凝固装置が不要となり、製造プロセスおよび製造機器の削減でき、設備費の低減および製造コストの低減を図ることができる。しかも、第２の観点においては、前記配管の長さＬと、前記ポンプの吐出口の内径Ｄとの比（Ｌ／Ｄ）を、２０以下とする。そのため、配管内でのゴム状重合体成分の詰まりを防止し、開放時におけるスラリー中のクラム状のゴム状重合体の分散性を良好とすることができる。

本発明の製造方法において、好ましくは、
重合体ラテックスと、凝固剤を含有する凝固液とを、破砕機能付きのポンプに供給し、前記重合体ラテックスと前記凝固剤とを接触させることにより、ゴム状重合体成分を凝固させ、クラム状のゴム状重合体を含むクラムスラリーを得る第１工程と、
前記クラムスラリーを、前記ポンプの吐出口から配管を通して、大気中に開放する第２工程とを有し、
前記破砕機能付きのポンプが、１０ｍ以上の揚程を有し、かつ、
前記配管の長さＬと、前記ポンプの吐出口の内径Ｄの比（Ｌ／Ｄ）を、２０以下とする。

前記破砕機能付きのポンプとして、１０ｍ以上の揚程を有するポンプを使用し、しかも、前記配管の長さＬと、前記ポンプの吐出口の内径Ｄの比（Ｌ／Ｄ）を、２０以下とすることにより、本発明の作用効果をさらに高めることができる。

本発明において、前記破砕機能付きポンプとしては、前記重合体ラテックスと凝固液とを接触させて重合体を凝固させることができ、それにより得られたクラムスラリーを破砕できる機能を有するポンプであればよい。また、前記クラムスラリーをポンプ外部に吐出させる機能を有する回転翼を備えるものが好ましい。

本発明において、例えば前記回転翼を備えたポンプを用いる場合には、前記重合体ラテックスと前記凝固液とを、回転翼に対して流れ方向手前に供給し、該重合体ラテックス及び凝固液が回転翼と接触する前に両者を接触させることが好ましい。このようにすることにより、ゴム状重合体を、回転翼に対して流れ方向手前で凝固させ、凝固により得られるゴム状重合体を、回転翼により破砕し、適当な大きさとしてポンプ外へと排出することが可能となる。

本発明の製造方法において、好ましくは、
前記破砕機能付きのポンプが、凝固したゴム状重合体成分を破砕するための第１翼と、
前記第１翼の外周に設けられた第２翼とを有する。

前記第１翼および第２翼は、回転可能な回転翼であり、前記クラムスラリーをポンプ外部に吐出させる機能を有する。本発明においては、好ましくは、第１翼と共に、この第１翼の外周に第２翼を設けることにより、前記ポンプの吐出揚程を向上させることができ、ポンプ内部におけるゴム状重合体成分の詰まりを有効に防止することが可能となる。

前記第１翼は、凝固したゴム状重合体成分を破砕することを主たる目的とする回転翼である。また、前記第２翼は、第１翼の外周に設けられ、第１翼により破砕されたゴム状重合体を分散すること、およびゴム状重合体をセラム水（凝固剤を含む水）と共にポンプ外へ排出すること、を主たる目的とする回転翼である。なお、前記第１翼は、ゴム状重合体成分を破砕する機能と共に、ゴム状重合体成分を分散・排出させる機能を有していてもよく、同様に、前記第２翼は、ゴム状重合体成分を分散・排出させる機能と共に、ゴム状重合体成分を破砕する機能を有していてもよい。

本発明の製造方法において、好ましくは、
前記破砕機能付きのポンプが、前記第１翼と前記第２翼との間に固定枠を有しており、
前記固定枠には、前記第１翼により破砕されたゴム状重合体成分を、前記第１翼から前記第２翼方向へと排出するための通孔が、形成してあるものが好ましい。

前記破砕機能付きのポンプにおいて、固定枠を、第１翼と第２翼との間に形成することにより、第１翼である程度の大きさにまで破砕されたゴム状重合体成分を、該固定枠によってさらに破砕することができるため、ゴム状重合体成分の破砕を十分に行うことが可能となり、ゴム状重合体成分を、ポンプ外へ排出するのに適当な大きさとすることができる。また、前記固定枠に、第１翼から第２翼方向へと排出するための通孔を形成し、この通孔の大きさを調整することにより、破砕により得られるゴム状重合体成分の大きさを制御することができる。

本発明の製造方法において、好ましくは、
前記クラムスラリーを、水で洗浄することにより、クラム状のゴム状重合体から前記凝固剤を除去する洗浄工程を有する。

洗浄工程においては、クラムスラリーに洗浄水を供給することにより、クラム状のゴム状重合体表面に付着した凝固剤を除去し、水分とクラム状のゴム状重合体とを分離する。

本発明の製造方法において、好ましくは、
前記クラムスラリーから水分を取り除き、クラム状のゴム状重合体を得る脱水工程と、
前記水分の取り除かれたクラム状のゴム状重合体を、加熱乾燥する工程とを有する。

本発明の製造方法において、より好ましくは、前記クラムスラリーの洗浄および／または脱水・乾燥は、前記ポンプの吐出口から前記配管を通して、大気中に開放されたクラムスラリーについて行う。

本発明の製造方法において、好ましくは、
前記クラムスラリーを、タンクに排出し、前記タンク内で前記クラムスラリーを撹拌する工程を有する。

本発明においては、破砕機能付きポンプの吐出口から配管を通って、大気中に開放されたクラムスラリーを、撹拌装置を使用して、撹拌・滞留させた後に、上記洗浄、脱水、乾燥を行うことが好ましい。クラムスラリーを、撹拌・滞留させることにより、ゴム状重合体成分への凝固剤の接触を促進させ、ゴム状重合体成分の凝固を、ほぼ完全に進行させることができる。撹拌・滞留を行うための撹拌装置としては、特に限定されず、種々の撹拌措置を使用することができるが、たとえば、タンク底部に回転刃および固定刃を備えた撹拌機を有するハイシェアミキサー等を使用することができる。

本発明方法に適用できる、前記重合体ラテックスとしては、特に限定されず、たとえば、ブタジエン重合体やイソプレン重合体などの共役ジエンのみで構成される単独重合体；エチルアクリレート重合体などのアクリレートのみで構成される単独重合体；などの各種単独重合体のラテックスの他、ブタジエン／イソプレン共重合体などの共役ジエンのみで構成される共重合体；アクリロニトリル／ブタジエン共重合体、アクリロニトリル／ブタジエン／イソプレン共重合体、アクリロニトリル／イソプレン共重合体、アクリロニトリル／スチレン／ブタジエン共重合体、アクリロニトリル／スチレン／イソプレン共重合体などの不飽和ニトリルと共役ジエンで構成される共重合体；スチレン／ブタジエン共重合体、スチレン／イソプレン共重合体などの芳香族ビニルと共役ジエンで構成される共重合体；エチルアクリレート／ｎ−ブチルアクリレート共重合体、エチルアクリレート／ｎ−ブチルアクリレート／２−メトキシエチルアクリレート共重合体などのアクリレートのみで構成される共重合体；などの各種共重合体のラテックスが例示される。

なかでも、不飽和ニトリルと共役ジエンで構成される共重合体や、アクリレートのみで構成される単独または共重合体の各重合体ラテックスが好ましく、さらに不飽和ニトリルと共役ジエンで構成される共重合体のラテックスが好ましく、ブタジエンとアクリロニトリルで構成される共重合体のラテックスが特に好ましく本発明に適用できる。

本発明に適用できる重合体ラテックスの固形分濃度は、通常５〜５０重量％程度、好ましくは１０〜４０重量％程度である。

本発明に適用できる重合体ラテックスは、たとえば乳化重合や微細懸濁重合などで得ることができるが、特に乳化重合で得られる乳化重合体のラテックスが好適なものとして挙げられる。乳化重合で得られる重合体粒子の粒径や、乳化剤の種類および使用量は、特に限定されない。

本発明において、前記凝固剤としては、特に限定されず、たとえば硫酸、塩酸などの無機酸類；酢酸などの有機酸類；塩化カルシウム、塩化マグネシウム、硫酸マグネシウム、硫酸アルミニウム、塩化バリウムなどの無機塩類；およびこれらの混合物などが挙げられるが、重合体ラテックスに使用されている乳化剤の種類などにより適宜決定すればよい。なかでも、凝固剤としては、無機塩類が好ましく、より好ましくは塩化カルシウム、硫酸マグネシウム及び硫酸アルミニウムである。

本発明の第１の観点に係るゴム状重合体の製造装置は、
重合体ラテックスと、凝固剤を含有する凝固液とが、内部で接触混合可能な破砕機能付きのポンプを有し、
前記破砕機能付きのポンプの揚程が、１０ｍ以上であることを特徴とする。

本発明の第２の観点に係るゴム状重合体の製造装置は、
重合体ラテックスと、凝固剤を含有する凝固液とが、内部で接触混合可能な破砕機能付きポンプと、
前記破砕機能付きポンプの吐出口から排出されるクラム状のゴム状重合体を含むクラムスラリーを、大気中に開放するための配管とを有し、
前記配管の長さＬと、前記ポンプの吐出口の内径Ｄとの比（Ｌ／Ｄ）が、２０以下であることを特徴とする。

本発明の第１の観点および第２の観点に係る製造装置において、前記破砕機能付きのポンプとしては、特に限定されないが、たとえば、上述した本発明の製造方法に用いられる破砕機能付きのポンプを使用することができる。

本発明によると、ゴム状重合体を製造する方法において、破砕機能付きポンプを使用してゴム状重合体成分を凝固させることにより、従来用いていた大型のタンクからなる凝固装置が不要となるため、製造プロセスおよび製造機器の削減を可能とし、設備費の低減および製造コストの低減を図ることができる。

しかも、本発明においては、前記破砕機能付きのポンプとして、１０ｍ以上の揚程を有するポンプを使用する。あるいは、前記配管の長さＬと、前記ポンプの吐出口の内径Ｄとの比（Ｌ／Ｄ）を２０以下とする。そのため、ポンプ内や配管内でのゴム状重合体成分の詰まりを防止し、かつ、スラリー中のクラム状のゴム状重合体の分散性を良好とすることができる。

図１は本発明の一実施形態に係るゴム状重合体の製造装置の概略図である。図２は本発明の一実施形態に係る破砕機能付きポンプの要部断面図である。図３は本発明の一実施形態に係るゴム状重合体の製造装置の一部を示す概略図である。図４は従来例に係るゴム状重合体の製造装置の概略図である。図５は従来例に係る破砕機能付きポンプの要部断面図である。

以下、本発明を、図面に示す実施形態に基づき説明する。
図１に示すように、本発明の一実施形態に係るゴム状重合体の製造装置は、破砕機能付きポンプ１０と、ハイシェアミキサー１２と、ロータリースクリーン１４とスクイザー１６とを有する。

破砕機能付きポンプ１０は、図２に示すように、吸い込み口３０と吐出口３２とを有するポンプケーシング２８内に、第１翼３６および第２翼３８を有する円形の回転体３４が、回転自在に装着してある。回転体３４は、回転軸４０に接続されたモーター（図示省略）により、第１翼３６および第２翼３８と共に、回転駆動される。また、第１翼３６と第２翼３８との間には、第１翼３６を覆うように、ステーター（固定枠）４２が、配置されている。

第１翼３６および第２翼３８は、回転体３４上に複数設けられており、回転体３４と共に回転することにより、吸い込み口３０から流体を吸い込み、流体中に含まれるクラムを粉砕・分散し、破砕されたクラムを流体と共に、吐出口３２より排出させることができる。

第１翼３６は、吸い込み口３０から吸い込まれる流体に含まれるクラムを破砕するための回転翼である。第１翼３６は、クラムを粉砕できるような構造を有していればよいが、好ましくは、粉砕されるクラムに与える剪断速度（シェアレート）が、２００［１／ｓ］以上となるようにする。

第２翼３８は、第１翼３６により破砕されたクラムの分散および排出を行うための回転翼である。第２翼３８は、破砕されたクラムを分散、および排出することができるような構造を有していればよく、特に限定されないが、ステーター４２とポンプケーシング２８との隙間に、クラムの詰まりが発生しないような構造とすることが好ましい。すなわち、第２翼３８は、ステーター４２の外周を回転することにより、ステーター４２とポンプケーシング２８との間に排出されるクラムをほぼ完全に分散させることができるような構造とすることが好ましい。

本実施形態においては、第１翼３６と共に、第１翼の外周側に第２翼を形成するため、ポンプの吐出揚程を１０ｍ以上、好ましくは１２ｍ以上と高くすることができ、ポンプ内部におけるゴム状重合体成分の詰まりを有効に防止することが可能となる。
従来の破砕機能付きのポンプ１０ａは、図５に示すように、回転体３４に破砕用の第１翼３６しか形成されていないため、吐出揚程が低く、したがって、ポンプ内でゴム重合体を凝固させると、凝固により得られるクラムが、ポンプ１０ａ内で詰まってしまうという問題があった。特に、従来においては、ステーター４２とポンプケーシング２８との隙間へのクラムの詰まりが顕著であった。そのため、従来の破砕機能付きのポンプ１０ａ内で、ゴム状重合体成分を凝固させると、凝固したクラムの詰まりが原因となり、ポンプ１０ａ外へのクラムの排出ができなくなってしまい、連続的にクラム状のゴム状重合体を含むクラムスラリーを製造することが困難であった。
これに対し、本実施形態では、上述のように、ポンプの吐出揚程を向上させることができるため、従来問題となっていたポンプ内でのクラムの詰まりを有効に防止することができる。

ステーター４２は、第１翼３６と第２翼３８との間に、第１翼３６を覆うように配置されており、ステーター４２は、吸い込み口３０側には吸い込み孔４２ａを、側面部には通孔４２ｂを有している。吸い込み孔４２ａは、吸い込み口３０から吸い込まれる流体を第１翼３６方向へと送るための通り孔である。一方、通孔４２ｂは、第１翼３６により粉砕され、一定以下の大きさとなったクラムを第１翼３６から第２翼３８方向へと排出するための通り孔であり、この通孔４２ｂの大きさを調整することにより、排出されるクラムの大きさを制御することができる。通孔４２ｂの形状や、大きさは特に限定されないが、たとえば、第１翼３６により粉砕され、第２翼３８方向へ排出されるクラムの最大幅が、３〜２０ｍｍ程度となるように調整する。通孔４２ｂが、小さ過ぎるとクラムの粉砕に要する時間が長くなり、生産性が低下する傾向にあり、一方、大き過ぎるとポンプ１０内でクラムが詰まってしまうおそれがある。

吸い込み口３０には、アダプタ４４が装着されている。アダプタ４４には、溶液状態の重合体ラテックスが送り込まれるラテックス送り手段としてのラテックス輸送配管４６と、凝固剤を含有する凝固液が送り込まれる凝固液送り手段としての凝固液輸送配管４８とが形成してある。

ラテックス輸送配管４６は、たとえば重合タンクで重合されたゴム状重合体を含む重合体ラテックスを直接ポンプ１０の吸い込み口３０まで搬送する。配管４６の途中には、輸送用ポンプが配置されている。

凝固液輸送配管４８により輸送される凝固液は、塩化カルシウム等の凝固剤と水との混合溶液であり、凝固液中の凝固剤の濃度は、凝固液全体に対して、５〜３５重量％程度とする。また、凝固液の供給量は、特に限定されないが、重合体ラテックスに対して、〔重合体ラテックス：凝固液〕にて容量比で１：０．００５〜１：０．２程度が好ましい。凝固液の供給量が少なすぎると、ポンプ内におけるゴム状重合体成分の析出が不十分となる傾向にある。また、凝固液の供給量が多すぎると、洗浄工程における凝固剤の除去が困難となる傾向にある。

アダプタ４４は、ラテックス輸送配管４６および凝固液輸送配管４８によりそれぞれ送られた重合体ラテックスと凝固液とが、第１翼３６および第２翼３８にて混合等される前に接触するように、吸い込み口３０内に挿入してある。

本実施形態においては、重合体ラテックスと凝固液とを、吸い込み口３０より、ラテックス輸送配管４６および凝固液輸送配管４８を介して、それぞれ別々に、第１翼３６の流れ方向手前に供給し、この重合体ラテックスと凝固液とを第１翼３６の流れ方向手前で接触させる。このため、第１翼３６の近傍付近で、ゴム状重合体の凝固が起こり、凝固したゴム状重合体は、第１翼３６および第２翼３８により破砕・分散され、輸送されるのに適当な大きさのゴム状重合体クラムを含むスラリー（クラムスラリー）となり、吐出口３２から排出される。

また、本実施形態においては、重合体ラテックスおよび凝固液の他に、必要に応じて希釈水を使用することができ、希釈水としては、後に説明する洗浄工程において回収される洗浄排水を使用することが好ましい。なお、希釈水は、あらかじめ重合体ラテックス、あるいは凝固液と混合された状態で破砕機能付きポンプ１０に投入される。

図２、図３に示すように、ポンプ１０は、クラムスラリーを上方に排出するための吐出口３２を有しており、吐出口３２の内径（直径）Ｄは、５０〜２００ｍｍ程度である。また、図３に示すように、吐出口３２には、スラリー供給配管５０が接続されており、吐出口３２から排出されるクラムスラリーは、スラリー供給配管５０を通って、一度大気中に開放され、スラリー供給配管５０とハイシェアミキサー１２との接続部に形成された側壁５２に衝突させられ、落下し、タンク１８内へと供給される。なお、スラリー供給配管５０は、ポンプ１０の吐出口３２から開放部までの長さである配管長さＬを有しており、この配管長さＬは、図３に示すＬ１とＬ２との和であり、その長さは、２００〜２０００ｍｍ程度である。但し、ポンプを横向きに設置できる場合等、その配置如何によっては、配管長さＬが０、すなわち配管を介さずにポンプ突出口がそのままハイシェアミキサー１２に接続されていても構わない。また、図３中のＬ１とＬ２との長さの比については、特に限定されず、設備の設置スペース等に応じて、適宜調整可能である。

本実施形態においては、吐出口３２の内径Ｄと、スラリー供給配管５０の長さＬとの比（Ｌ／Ｄ）を２０以下とすることが好ましく、より好ましくは１８以下とする。吐出口３２の内径Ｄと、スラリー供給配管５０の長さＬとの比（Ｌ／Ｄ）を上記範囲とすることにより、配管５０内でのゴム状重合体クラムの詰まりを防止し、開放時におけるスラリー中のゴム状重合体クラムの分散性を良好とすることができる。

次いで、スラリー供給配管５０から大気中に開放されたクラムスラリーを、ハイシェアミキサー１２で撹拌・滞留させる。ハイシェアミキサー１２は、図３に示すように、タンク１８と、タンク１８の底部に回転刃および固定刃を備えた撹拌機２０とを有しており、撹拌機２０に形成された回転刃（図示省略）の攪拌効果により、スラリーに循環流を発生させることにより、スラリーを撹拌・滞留させる構造となっている。クラムスラリーを、ハイシェアミキサー１２を使用し、撹拌・滞留させることにより、凝固剤のゴム状重合体成分への付着を促進させ、ゴム状重合体成分の凝固を、ほぼ完全に進行させることができる。なお、クラムスラリーの撹拌・滞留は、１〜２０分程度とすることが好ましい。本実施形態においては、クラムスラリーの撹拌・滞留を、ハイシェアミキサーを使用して行うことにより、クラムスラリー中のゴム状重合体成分への凝固剤の付着を効率的に行うことができるため、短時間の撹拌・滞留で、クラムスラリー中のゴム状重合体成分の凝固を、ほぼ完全に進行させることができる。

次いで、ロータリースクリーン１４を使用して、クラムスラリーの洗浄を行い、クラム状のゴム状重合体表面に付着した凝固剤を除去し、水分とクラム状のゴム状重合体とを分離し、含水状態のクラムを得る。

クラムスラリーの洗浄は、ロータリースクリーン１４内に洗浄水を送り込み、スクリュー２２およびスクリーン２４を回転させることにより行われ、洗浄により、凝固剤濃度が１０００ｐｐｍ程度以下に低減される。洗浄に供する水の量は、ゴム状重合体成分に対して、重量比で１〜１０倍程度であることが好ましい。

なお、洗浄工程により発生する洗浄排水のうち、比較的凝固剤濃度の低い洗浄排水については回収を行い、希釈水として、再び破砕機能付きポンプ１０に投入することが好ましい。

次いで、スクイザー１６を使用して、洗浄された含水状態のクラムの脱水を行う。スクイザー１６は、内部に回転自在なスクリュー２６を有しており、このスクリュー２６により、クラムから水分を絞り出すことにより脱水を行い、水分含有量が１０重量％程度に調整されたクラムが得られる。

次いで、脱水されたクラムについて、バンドドライヤーにより、加熱乾燥を行い、実質的に水分をほとんど含まない状態（水分含有量は０．５重量％以下）のクラムを得る。クラムを乾燥する際の温度は、４０〜１００℃程度とする。

次いで、乾燥されたクラムは、たとえば、フレーク状で排出された後、ベーラー（図示省略）に導入されて圧縮され、適当な大きさとされて製品（ベール）化される。

本実施形態に係るゴム状重合体の製造方法においては、ゴム状重合体成分の凝固を破砕機能付きポンプ１０を使用して行うことにより、従来用いていた大型のタンクからなる凝固装置が不要となる。そのため、製造プロセスおよび製造機器の削減を可能とし、設備費の低減および製造コストの低減を図ることができる。また、本実施形態においては、ゴム状重合体成分の凝固を、高クラム濃度で行うことができるため、洗浄水や凝固剤の使用量を削減することができる。また、操作が単純になり、生産すべきゴム状重合体の種類の切り替え時などでも製品のロスが低減され、かつ切り替え時間の短縮を図ることができ、操業性が向上する。

また、本実施形態においては、破砕機能付きポンプ１０として、第１翼３６と共に、第１翼の外周側に第２翼が形成されたポンプ１０を使用するため、ポンプ１０の吐出揚程を１０ｍ以上、好ましくは１２ｍ以上と高くすることができる。しかも、本実施形態においては、スラリー供給配管５０の長さＬと、ポンプの吐出口３２の内径Ｄとの比（Ｌ／Ｄ）を、２０以下、好ましくは１８以下としてある。そのため、ポンプ内および配管内でのゴム状重合体成分の詰まりを防止し、かつ、ポンプから排出されたスラリー中のクラム状のゴム状重合体の分散性を良好とすることが可能となる。

なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々に改変することができる。

たとえば、上述した実施形態では、破砕機能付きポンプ１０により、ゴム状重合体成分を凝固させて得られたクラムスラリーを、ハイシェアミキサー１２で撹拌・滞留させる工程を有するゴム状重合体の製造方法を例示したが、クラムスラリーを、撹拌・滞留させる工程を経ずに、ロータリースクリーンに投入するような工程を採用することも可能である。

また、上述した実施形態では、重合体ラテックスと凝固液とを、それぞれ別々に破砕機能付きポンプ１０に投入するような方法を例示したが、重合体ラテックスと凝固液とを、あらかじめ混合した状態で破砕機能付きポンプ１０に投入する方法や、破砕機能付きポンプ１０に投入する直前に混合させて、破砕機能付きポンプ１０に投入する方法とすることも可能である。

また、上述した実施形態では、ロータリースクリーン１４を使用して、クラムスラリーの洗浄を行ったが、クラムスラリーの洗浄は、ウェッジ型のスクリーンを使用して行うことも可能である。

以下、本発明を、さらに詳細な実施例に基づき説明するが、本発明は、これら実施例に限定されない。尚、本発明の効果の確認方法としては、得られたポンプ吐出口に接続された配管中のクラムスラリーの詰まり状態及び大気中に解放されたクラムスラリー中のクラム分散性を目視観察により評価した。前記クラム分散性については、クラム同士の付着等がなく分散している場合を良好とした。

実施例１
まず、重合体ラテックスとしてＮＢＲ（アクリロニトリル−ブタジエンゴム）のラテックスを、凝固剤として塩化カルシウム水溶液を、それぞれ準備した。

次いで、ＮＢＲのラテックス、塩化カルシウム水溶液および希釈水を使用して、図１〜図３に示す破砕機能付きポンプ１０を有する製造装置により、ＮＢＲの製造を行った。なお、ＮＢＲのラテックス、塩化カルシウム水溶液および希釈水の量は、スラリー全体に対するクラム濃度が、４．７重量％となるように調整した。

また、破砕機能付きポンプ１０としては、ＩｎｌｉｎｅＭｉｘｅｒ（Ｓｉｌｖｅｒｓｏｎ社製型式４５０ＬＳ）に、図２に示すように、ステーター４２を有し、第１翼３６の外周に第２翼３８を形成したポンプを使用した。なお、ポンプ回転数を３０００ｒｐｍ、流量を２５ｍ^３／ｈとし、吐出揚程は１５ｍであった。また、図３に示すポンプ１０の吐出口３２の内径（Ｄ）およびスラリー供給配管５０の吐出口３２から開放部までの長さである配管長さ（Ｌ＝Ｌ１＋Ｌ２）は、Ｄ＝４８ｍｍ、Ｌ＝８００ｍｍ、Ｌ／Ｄ＝１６．６７ｍｍとした。

実施例２
破砕機能付きポンプ１０において、図２に示すステーター４２を使用しなかった以外は、実施例１と同様にして、ＮＢＲの製造を行った。

比較例１
破砕機能付きポンプとして、図５に示すＩｎｌｉｎｅＭｉｘｅｒ（Ｓｉｌｖｅｒｓｏｎ社製型式４５０ＬＳ）を使用した以外は、実施例１と同様にして、ＮＢＲの製造を行った。すなわち、比較例１においては、破砕機能付きポンプとして、第２翼３８を有しない破砕機能付きポンプ１０ａを使用した。なお、比較例１においては、ポンプ回転数を３０００ｒｐｍ、流量を２５ｍ^３／ｈとし、吐出揚程は８ｍであった。また、スラリー全体に対するクラム濃度は、４．０重量％とした。

比較例２
比較例１と同様に、破砕機能付きポンプとして、図５に示すＩｎｌｉｎｅＭｉｘｅｒ（Ｓｉｌｖｅｒｓｏｎ社製型式４５０ＬＳ）を使用して、ＮＢＲの製造を行った。なお、比較例２においては、ポンプ回転数を１５００ｒｐｍ、流量を２５ｍ^３／ｈとし、吐出揚程は５ｍであった。また、スラリー全体に対するクラム濃度は、４．１重量％とした。

評価１
表１より、吐出揚程が１５ｍであった実施例１，２は、ステーター４２の有無に関わらず、いずれもポンプ１０内およびスラリー供給配管５０内でのクラムの詰まりは確認されず、また、大気中に開放されたクラムの分散性も良好であった。

一方、吐出揚程が、それぞれ８ｍ、５ｍであった比較例１，２は、実施例１，２と比較して、クラム濃度を低くしたにも関わらず、ポンプ１０内でのクラムの詰まりの発生が確認された。特に、この比較例１，２においては、ステーター４２とポンプケーシング２８との隙間へのクラムの詰まりが原因となり、吐出口３２からのクラムの排出が不能となり、連続運転を行うことができなかった。

これらの結果より、破砕機能付きのポンプとして、吐出揚程が１０ｍ以上のポンプを使用することが好ましく、特に、第１翼３６と共に、第１翼３６の外周側に第２翼３８が形成され、吐出揚程が向上したポンプを使用することが好ましいことが確認できた。

実施例３，４、比較例３
実施例１と同様にして、重合体ラテックスとしてＮＢＲ（アクリロニトリル−ブタジエンゴム）のラテックスを、凝固剤として塩化カルシウム水溶液を、それぞれ準備した。
次いで、ＮＢＲのラテックス、塩化カルシウム水溶液および希釈水を使用して、図１〜図３に示す破砕機能付きポンプ１０を有する製造装置により、ＮＢＲの製造を行った。なお、ＮＢＲのラテックス、塩化カルシウム水溶液および希釈水の量は、スラリー全体に対するクラム濃度が、表２に示す濃度となるようにそれぞれ調整した。

また、破砕機能付きポンプ１０としては、ディスインテグレータ（小松ゼノア（株）製型式ＨＤ４Ｍｓ−ＳＣ）を用い、ポンプ回転数を１５００ｒｐｍ、流量を２５ｍ^３／ｈとし、図３に示すポンプ１０の吐出口３２の内径（Ｄ）およびスラリー供給配管５０の吐出口３２から開放部までの長さである配管長さ（Ｌ＝Ｌ１＋Ｌ２）は、それぞれ表２に示す長さとした。なお、実施例３，４、比較例３で用いたディスインテグレータ（破砕機能付きポンプ１０）は、図２に示す第１翼３６、第２翼３８を有するポンプであり、また、実施例３，４、比較例３においては、ポンプの吐出揚程は、１３ｍであった。

実施例５、比較例４
破砕機能付きポンプ１０として、ＩｎｌｉｎｅＭｉｘｅｒ（Ｓｉｌｖｅｒｓｏｎ社製型式４５０ＬＳ）を用い、ポンプ回転数を３０００ｒｐｍ、流量を２５ｍ^３／ｈとした以外は、実施例３と同様にして、ＮＢＲの製造を行った。なお、スラリー全体に対するクラム濃度、吐出口３２の内径（Ｄ）およびスラリー供給配管５０の長さ（Ｌ）は、表２に示す濃度および長さとした。また、実施例５、比較例４で用いたＩｎｌｉｎｅＭｉｘｅｒ（破砕機能付きポンプ１０）は、実施例１と同様の構成を有するものを用いた。すなわち、ステーター４２を有し、第１翼３６の外周に第２翼３８を形成したポンプを使用した。また、実施例５、比較例４においては、ポンプの吐出揚程は、１５ｍであった。

評価２
表２より、吐出口３２の内径（Ｄ）およびスラリー供給配管５０の長さ（Ｌ）の比（Ｌ／Ｄ）を２０以下とした実施例３〜５は、クラム濃度によらず、いずれもスラリー供給配管５０内でのクラムの詰まりは確認されず、また、大気中に開放されたクラムの分散性も良好であった。特に、実施例３のように、クラム濃度を１６．５％と高濃度とした場合においても、良好な結果が得られた。

一方、Ｌ／Ｄを２０より大きくした比較例３，４は、スラリー供給配管５０内でのクラムの詰まりが確認され、また、大気中に開放されたクラムの分散性も不良となった。

この結果より、吐出口３２の内径（Ｄ）およびスラリー供給配管５０の長さ（Ｌ）の比（Ｌ／Ｄ）は、２０以下とすることが好ましく、より好ましくは１８以下であることが確認できた。

Claims

重合体ラテックスと、凝固剤を含有する凝固液とを、破砕機能付きのポンプに供給し、前記重合体ラテックスと前記凝固剤とを接触させることにより、ゴム状重合体成分を凝固させ、クラム状のゴム状重合体を含むクラムスラリーを得る工程を有するゴム状重合体の製造方法であって、
前記破砕機能付きのポンプが、１０ｍ以上の吐出揚程を有し、
凝固したゴム状重合体成分を破砕するための第１翼と、
前記第１翼の外周に設けられた第２翼と有し、
前記製造方法が、前記クラムスラリーを、前記破砕機能付きのポンプの吐出口から配管を通して大気中に開放する工程を有し、
前記配管の長さＬと、前記破砕機能付きのポンプの吐出口の内径Ｄとの比（Ｌ／Ｄ）を、２０以下とすることを特徴とするゴム状重合体の製造方法。
前記破砕機能付きのポンプが、前記第１翼と前記第２翼との間に固定枠を有する請求項１に記載のゴム状重合体の製造方法。
前記第１翼により破砕されたゴム状重合体成分を、前記第１翼から前記第２翼方向へと排出するための通孔が、前記固定枠に形成してある請求項２に記載のゴム状重合体の製造方法。
前記クラムスラリーを、水で洗浄することにより、クラム状のゴム状重合体から前記凝固剤を除去する洗浄工程を有する請求項１〜３のいずれかに記載のゴム状重合体の製造方法。
前記クラムスラリーから水分を取り除き、クラム状のゴム状重合体を得る脱水工程と、
前記水分の取り除かれたクラム状のゴム状重合体を、加熱乾燥する工程とを有する請求項１〜４のいずれかに記載のゴム状重合体の製造方法。
前記クラムスラリーを、タンクに排出し、前記タンク内で前記クラムスラリーを撹拌する工程を有する請求項１〜５のいずれかに記載のゴム状重合体の製造方法。
前記重合体ラテックスが、乳化重合により得られた不飽和ニトリル−共役ジエン共重合体のラテックスである請求項１〜６のいずれかに記載のゴム状重合体の製造方法。
前記凝固剤が、塩化カルシウム、硫酸マグネシウム及び硫酸アルミニウムからなる群から選ばれる１種以上である請求項１〜７のいずれかに記載のゴム状重合体の製造方法。
重合体ラテックスと、凝固剤を含有する凝固液とが、内部で接触混合可能な破砕機能付きポンプを有し、
前記ポンプの吐出揚程が、１０ｍ以上で、
前記ポンプが、凝固したゴム状重合体成分を破砕するための第１翼と、
前記第１翼の外周に設けられた第２翼と有し、
前記破砕機能付きポンプの吐出口から排出されるクラム状のゴム状重合体を含むクラムスラリーを大気中に開放する配管をさらに有し、
前記配管の長さＬと、前記破砕機能付きのポンプの吐出口の内径Ｄとの比（Ｌ／Ｄ）が、２０以下であるゴム状重合体の製造装置。