JP6550870B2 - 天然ゴムの製造方法 - Google Patents
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Description
このように、容易に入手できる固形状の天然ゴムを簡便に臭気低減し、かつ物性も保持できる技術はまだ存在していなかった。
天然ゴムの臭気は、天然ゴムの非ゴム成分であるタンパク質、脂質、糖などが貯蔵中に腐敗することで、臭気の原因物質である低級脂肪酸が発生することが原因と考えられる。そこで、上記脱蛋白処理されていない固形状の天然ゴムをシート化して水分含量を少なくすることで、その後貯蔵した場合であっても、貯蔵中の腐敗を抑制し臭気原因物質である低級脂肪酸の発生を抑えることができ、臭気を低減することが可能となる。また、水分含量の低減以外にもシート化することにより貯蔵中の風通りが良くなり、腐敗の進行を抑制できると考えられる。
そして更には、シート化を行うのみであるので、耐熱老化性等の物性も低下させずに維持することができる。
上記水分率は、後述する実施例において実施されるように、シート化天然ゴムを充分乾燥させる前後での重量の差から求めることができる。
なお、上述したシート化天然ゴムの水分率は、シート化工程によりシート化天然ゴムが得られた直後、又は、乾燥工程により乾燥させた直後に測定されたものであればよい。
なお、上記塩基処理工程においてシート化天然ゴムを塩基性溶液に接触させる際には、シート化天然ゴムをそのまま用いてもよいし、適宜切断して任意の大きさまで小さくしてから処理してもよい。
このように、上記塩基処理工程が、マイクロ波を照射して行われることもまた、本発明の好適な実施形態の1つである。
上記塩基性溶液としては、上記塩基性無機物を含有する水溶液、上記塩基性無機物を含有するアルコール溶液等が挙げられるが、上記塩基性無機物を含有する水溶液が好ましい。
なお、上記塩基性溶液は、上記塩基性無機物を水、アルコール等の溶媒で希釈、溶解することで調製することができる。
上記金属炭酸水素塩としては、炭酸水素リチウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウムなどのアルカリ金属炭酸水素塩等が挙げられる。
上記金属リン酸塩としては、リン酸ナトリウム、リン酸水素ナトリウムなどのアルカリ金属リン酸塩等が挙げられる。
これら塩基性無機物としては、これらを単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
このように、上記塩基性無機物と共に界面活性剤を含めることにより、シート化天然ゴム内部の臭気原因成分を抽出しやすくしたり、シート化天然ゴム内部に塩基性無機物を浸透させやすくしたりすることが可能となり、臭気成分の中和、除去がより効率的に行われる。
上記非イオン性界面活性剤としては、例えば、ポリオキシアルキレンエステル系、多価アルコール脂肪酸エステル系、糖脂質エステル系、アルキルポリグリコシド系等の非イオン性界面活性剤が挙げられる。
上記両性界面活性剤としては、例えば、アミノ酸型、ベタイン型、アミンオキサイド型等の両性界面活性剤が挙げられる。これらの中でも、陰イオン性界面活性剤が好適に用いられる。
これら界面活性剤は、単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
これらの中でも、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸エステル塩が特に好ましい。
なお、上記pHは、上記塩基処理天然ゴムを各辺2mm角以内の大きさに切って蒸留水に浸漬し、マイクロ波を照射しながら90℃で15分間抽出して、該浸漬水をpHメーターを用いて測定された値である。
ここで、上記抽出については、超音波洗浄器などで1時間抽出してもゴム内部から完全に水溶性成分を抽出することはできないため、正確に内部のpHを知ることはできないが、上記マイクロ波を用いた抽出方法により抽出することで、処理後の天然ゴムの実体(pH)を知ることができる。
これらのなかでも、作業効率の観点から、塩基処理天然ゴムを酸性溶液に浸漬する方法が特に好ましい。この処理を行うことによって、脱臭効果を長期持続させ、耐熱老化性の低下をより防止することができる。
このように、上記pH調整工程が、マイクロ波を照射して行われることもまた、本発明の好適な実施形態の1つである。
なお、上記酸性溶液は、後述する酸性化合物を水、アルコール等の溶媒で希釈、溶解することで調製することができる。
Na2CO3:炭酸ナトリウム(シグマ・アルドリッチ社製)
NaHCO3:炭酸水素ナトリウム(シグマ・アルドリッチ社製)
E−27C:花王(株)製のエマールE−27C(ポリオキシエチレンラウリルエーテル硫酸ナトリウム)
通常のゴム農園で作製されたカップランプ(窒素含有量:0.37質量%)を入手した。
上述のように入手したカップランプをそのまま1ヶ月間貯蔵した。貯蔵する前のカップランプの水分率を下記する方法にて測定したところ、32%であった。
カップランプ1gを正確に量り取り(乾燥前の重量)、細かく切断してから70℃、14時間乾燥させた後、乾燥後の重量を測定した。そして、下記式により、水分率を求めた。
水分率(%)={(乾燥前の重量(g)−乾燥後の重量(g))/乾燥前の重量(g)}×100
上述のように入手したカップランプをロールに通して1cm以下の厚みのシート状にシート化し、シート化天然ゴムを調製し、室温(20〜30℃)で1ヶ月間貯蔵した。貯蔵する前のシート化天然ゴムの水分率を下記する方法にて測定したところ、27%であった。
シート化天然ゴム1gを正確に量り取り(乾燥前の重量)、細かく切断してから70℃、14時間乾燥させた後、乾燥後の重量を測定した。そして、下記式により、水分率を求めた。
水分率(%)={(乾燥前の重量(g)−乾燥後の重量(g))/乾燥前の重量(g)}×100
上述のように入手したカップランプをロールに通して1cm以下の厚みのシート状にシート化し、シート化天然ゴムを調製し、サンプルとし、室温(20〜30℃)で1ヶ月間貯蔵した。貯蔵する前のサンプルの水分率を下記する方法にて測定したところ、16%であった。
サンプル1gを正確に量り取り(乾燥前の重量)、細かく切断してから70℃、14時間乾燥させた後、乾燥後の重量を測定した。そして、下記式により、水分率を求めた。
水分率(%)={(乾燥前の重量(g)−乾燥後の重量(g))/乾燥前の重量(g)}×100
上述のように入手したカップランプをロールに通して1cm以下の厚みのシート状にシート化し、シート化天然ゴムを調製し、サンプルとし、室温(20〜30℃)で1ヶ月間貯蔵した。貯蔵する前のサンプルの水分率を実施例1と同様に測定したところ、表1のとおりであった。
表1に示す濃度で作製した水溶液1Lに、上述のように1ヶ月間貯蔵したサンプル100gを、表1に示す処理時間、室温(20〜30℃)で浸漬した。浸漬中はサンプルが水溶液の液面に浮いてこないように適宜重し等を載せ、サンプル全体が水溶液に沈むよう配置した。サンプルを取り出し、水で洗浄した後、70℃で14時間乾燥し、処理後天然ゴムを得た。
天然ゴムの臭気の主な原因物質としては、酢酸、吉草酸、イソ吉草酸、イソ吉草酸アルデヒド、酪酸のような低級脂肪酸及びそれらのアルデヒドが挙げられる。
そこでHead−Space GCMS(株式会社島津製作所製、製品名「GCMS−QP2010 Ultra」、ヘッドスペースサンプラ―として株式会社島津製作所製「HS−20」を使用)を用いて検出される上記成分のピーク面積比を各成分の嗅覚閾値で補正し、全てを足したものを臭気成分指数とした。そして、下記式により、臭気成分率を評価した。
臭気成分率(%)=(処理後天然ゴム〔比較例1の場合には貯蔵後のカップランプ、比較例2の場合には貯蔵後のシート化天然ゴム、実施例1の場合には貯蔵後のサンプル〕における臭気成分指数/比較例1の貯蔵後のカップランプにおける臭気成分指数)×100
処理後天然ゴム(比較例1の場合には貯蔵後のカップランプ、比較例2の場合には貯蔵後のシート化天然ゴム、実施例1の場合には貯蔵後のサンプル)の劣化特性は、下記式により、80℃で72時間老化させた後のムーニー粘度の保持率を評価した。ムーニー粘度保持率の値が大きいほど、処理後天然ゴムが劣化特性(耐熱老化性)に優れていることを示す。具体的には、ムーニー粘度保持率が60%以上であれば充分劣化特性に優れているといえ、65%以上であればより劣化特性に優れているといえ、70%以上であれば更に劣化特性に優れているといえ、80%以上であればより更に劣化特性に優れているといえ、85%以上であれば特に劣化特性に優れているといえ、95%以上であれば中でも特に劣化特性に優れているといえる。
ムーニー粘度保持率(Mw保持率、%)=(老化後のムーニー粘度/老化前のムーニー粘度)×100
具体的には、シート化して水分率を16%としてから貯蔵した場合(実施例1)、シート化せずに水分率32%で貯蔵した場合(比較例1)に比べて臭気成分率が大幅に低減していた。これに対して、シート化はしたが水分率が27%と高いシート化天然ゴムを貯蔵した場合(比較例2)、臭気低減効果は低かった。
更に、表1に示すような、濃度、処理時間でシート化天然ゴムを処理した実施例2〜6では、本発明の処理を行わなかった比較例1に比べて臭気成分が大幅に低減しているのが確認できた。
Claims (5)
- カップランプをシート化してシート化天然ゴムを得るシート化工程を含み、
前記シート化天然ゴムの厚みが、3cm以下であり、
前記シート化天然ゴムの水分率が、20%以下である
ことを特徴とする天然ゴムの製造方法。 - 前記シート化天然ゴムの水分率が、15%以下である請求項1記載の天然ゴムの製造方法。
- 前記製造方法は、更に、前記シート化天然ゴムを塩基性溶液に接触させる塩基処理工程を含む請求項1又は2記載の天然ゴムの製造方法。
- 前記塩基性溶液が、金属炭酸塩、金属炭酸水素塩、金属リン酸塩、及びアンモニアからなる群より選択される少なくとも1種の塩基性無機物を含む溶液である請求項3記載の天然ゴムの製造方法。
- 前記塩基性溶液が、更に界面活性剤を含む溶液である請求項3又は4記載の天然ゴムの製造方法。
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