JP7293997B2 - 合成ゴムの製造方法 - Google Patents
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Description
乳化重合装置(不図示)は、本実施形態に係る合成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、本実施形態に係る合成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、本実施形態に係る合成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、本実施形態に係る合成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、本実施形態に係る合成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2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の合成ゴム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、シート状の合成ゴム15を搬送する上下多段のコンベア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、本実施形態に係る合成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、冷却後のシート状の合成ゴム15を切断するために用いられる装置である。図2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の合成ゴム15の先端側部分を、ローラコンベア74の隣り合う一対のローラ75、75間の所定搬送位置で切断し、所定長さのカットシート状の合成ゴム16が得られるように構成されている。
ベール化装置8は、本実施形態に係る合成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、上述した合成ゴム製造システム1を用いてアクリルゴムなどの合成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、合成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33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、所定含水量以下の合成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の合成ゴム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の合成ゴム15を切断装置7で切断してカットシート状の合成ゴム16を得る。具体的には、搬送式冷却装置6により60℃以下の所定冷却温度に冷却されたシート状の合成ゴム15の先端側部分を、ローラコンベア74の隣り合う一対のローラ75、75間の所定搬送位置で切断装置7により所定長さのカットシート状に切断する。
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、切断装置7により切断したカットシート状の合成ゴム16を、ローラコンベア74の下流側で、ベール化装置8において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、切断などの加工性及び取扱いの容易な合成ゴムベール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 シート状の合成ゴム
16 カットシート状の合成ゴム
30 凝固槽
40 洗浄槽
50 駆動ユニット
51 バレルユニット
61 コンベア
62、63 ローラ
65 冷却手段
66 冷却槽
70 切断刃
74 ローラコンベア
76 レジストローラ
83 合成ゴムベール
150 材料供給ゾーン
Claims (7)
- 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、洗浄後の含水クラムを押出乾燥機の材料供給ゾーンに供給し、該押出乾燥機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、所定含水率以下の合成ゴムを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合成ゴムをコンベアで搬送するとともに所定冷却温度まで冷却させる搬送冷却工程と、を含む合成ゴムの製造方法であって、
前記搬送冷却工程にて、前記シート状合成ゴムをそれぞれ複数のローラまたは棒状のスラッドを有する上下多段のコンベアで折返し搬送するとともに、前記上下多段のコンベアを覆う冷却槽内に上段側から冷却風を送り、
前記押出乾燥機から押し出される前記シート状の合成ゴムを前記上下多段のコンベアに搬送する第1のローラコンベアと、前記上下多段のコンベアを通過した前記シート状の合成ゴムを所定方向に搬出する第2のローラコンベアとを配置しておき、
前記搬送冷却工程で、前記シート状合成ゴムを前記上下多段のコンベアで折返し搬送するとき、各段のコンベアの複数のローラまたは棒状のスラッドが、前記第1のローラコンベアよりも小径のローラ又はスラッドで、かつ、前記第1のローラコンベアおよび前記第2のローラコンベアのいずれのローラピッチよりも大きい支持間隔で前記シート状合成ゴムを支持することを特徴とする合成ゴムの製造方法。 - 前記上下多段のコンベアが、上下に隣り合う2段のコンベアのうち上段側のコンベアから下段側のコンベアに前記シート状の合成ゴムを移載する際に、該シート状の合成ゴムを折り返すとともに各コンベア上のシート状の合成ゴムの表裏を反転させて搬送を行うことを特徴とする請求項1に記載の合成ゴムの製造方法。
- 前記シート状合成ゴムを、押出し時の温度から60℃以下の前記所定冷却温度まで100℃/hr以上の冷却速度で冷却させることを特徴とする請求項1又は2に記載の合成ゴムの製造方法。
- 前記所定冷却温度を、20℃-50℃の間に設定することを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載の合成ゴムの製造方法。
- 前記第1のローラコンベアは、前記押出乾燥機から押し出される前記シート状の合成ゴムを、前記上下多段のコンベアのうち最上段のコンベアより上方まで斜上方に搬送した後、前記最上段のコンベア上に搬入することを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1項に記載の合成ゴムの製造方法。
- 前記上下多段のコンベアのうち最下段のコンベアから搬出される前記シート状の合成ゴムを、該最下段のコンベアより下方側で前記第2のローラコンベア上に搬入することを特徴とする請求項1ないし5のいずれか1項に記載の合成ゴムの製造方法。
- 前記上下多段のコンベアの各段のコンベアとして、前記複数のローラまたは棒状のスラッドを非回転状態で周回移動させる複数のチェーンコンベアを前記冷却槽内に配置することを特徴とする請求項1ないし6のいずれか1項に記載の合成ゴムの製造方法。
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