JP7359160B2 - ラテックスの製造方法および該製造方法で得られたラテックスを用いた膜成形体、ディップ成形体および接着剤層形成基材の製造方法 - Google Patents
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Description
図1は、実施形態に係るラテックスの製造方法を好適に実施し得るラテックス製造装置を概略的に示している。まず、この製造装置について説明する。
乳化工程においては、ゴム、有機溶媒、水および乳化剤を含むゴム組成物を乳化するが、ここでは、これら原料を、ゴムおよび有機溶媒との混合物(ゴム溶液)と、水および乳化剤との混合物(乳化剤水溶液)とに分ける。
本実施形態の乳化工程は、粗乳化工程の次に循環乳化工程を経て乳化液を得る場合を含む。
次に、乳化機4を作動させ、この乳化機4を通じて、粗乳化状態の乳化液を、撹拌タンク30内から循環管14を通して撹拌タンク30内に戻す循環乳化工程を少なくも1回行う。循環乳化工程においては、乳化機4によって乳化液が撹拌タンク30内から循環管14を経て撹拌タンク30内に戻るように循環され、乳化機4を通過することにより、粗乳化状態の乳化液は連続的に乳化され、乳化液が撹拌タンク30内に貯留される。なお、本実施形態におけるラテックスの製造方法においては、当該循環乳化工程を含むことが好ましいが、当該循環乳化工程を含むことは、必ずしも必須ではない。
本実施形態で使用可能なゴムとしては、天然ゴムおよび合成ゴムが挙げられる。合成ゴムとしては、特に限定されないが、例えば、イソプレンゴム(IR)、スチレン-イソプレン-スチレンブロック共重合体(SIS)、アクリロニトリルブタジエンゴム(NBR)、クロロプレンゴム(CR)、スチレンブタジエンゴム(SBR)、イソブチエン・イソプレンゴム(IIR)等が挙げられる。これらの中では、ラテックスをディップ成形体とした場合における引張強度や伸び等の機械的特性に優れる点で、天然ゴム、イソプレンゴム(IR)およびスチレン-イソプレン-スチレンブロック共重合体(SIS)が好ましく、より好ましくはイソプレンゴム(IR)およびスチレン-イソプレン-スチレンブロック共重合体(SIS)であり、イソプレンゴム(IR)であればさらに好ましい。
ゴムを溶解・分散させてゴム溶液とするための有機溶媒としては、特に限定されないが、例えば、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素溶媒、あるいはシクロペンタン、シクロペンテン、シクロヘキサン、シクロヘキセン等の脂環族炭化水素溶媒、あるいはブタン、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン等の脂肪族炭化水素溶媒、あるいは塩化メチレン、クロロホルム、二塩化エチレン等のハロゲン化炭化水素溶媒等の中から、適宜に選択することができる。
乳化剤としては、特に限定されないが、アニオン性乳化剤を好ましく用いることができる。アニオン性乳化剤としては、例えば、ラウリン酸ナトリウム、ミリスチン酸カリウム、パルミチン酸ナトリウム、オレイン酸カリウム、リノレン酸ナトリウム、ロジン酸ナトリウム、ロジン酸カリウム等の脂肪酸塩、あるいはドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ドデシルベンゼンスルホン酸カリウム、デシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、デシルベンゼンスルホン酸カリウム、セチルベンゼンスルホン酸ナトリウム、セチルベンゼンスルホン酸カリウム等のアルキルベンゼンスルホン酸塩、あるいはジ(2-エチルヘキシル)スルホコハク酸ナトリウム、ジ(2-エチルヘキシル)スルホコハク酸カリウム、ジオクチルスルホコハク酸ナトリウム等のアルキルスルホコハク酸塩、あるいはラウリル硫酸ナトリウム、ラウリル硫酸カリウム等のアルキル硫酸エステル塩、あるいはポリオキシエチレンラウリルエーテル硫酸ナトリウム、ポリオキシエチレンラウリルエーテル硫酸カリウム等のポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸エステル塩、あるいはラウリルリン酸ナトリウム、ラウリルリン酸カリウム等のモノアルキルリン酸塩等が挙げられる。
脱溶媒工程は、乳化工程で得られた乳化液から有機溶媒を除去する工程である。脱溶媒の方法としては、乳化液中における有機溶媒の含有量を500重量ppm以下とすることが可能な方法が好ましく、例えば、減圧蒸留、常圧蒸留、水蒸気蒸留、遠心分離等の方法を採用することができる。これらの中では、有機溶媒を適切かつ効率的に除去できるという観点から、減圧蒸留が好ましい。
本実施形態では、脱溶媒工程を行った後に、有機溶媒が除去された乳化液を、遠心分離機に移して遠心分離することにより、固形分濃度が高められた軽液をゴムのラテックスとして得る。
ラテックス組成物は、ラテックスに架橋剤を添加することで得ることができる。
ディップ成形体は、上記のラテックス組成物をディップ成形することによって得ることができる。ディップ成形は、ラテックス組成物に浸漬した型の表面にラテックス組成物を沈着させ、次に型をラテックス組成物から引き上げ、その後、型の表面に沈着したラテックス組成物を乾燥させるといった成形方法である。なお、ラテックス組成物に浸漬される前の型は予熱しておいてもよい。また、型をラテックス組成物に浸漬する前、または、型をラテックス組成物から引き上げた後、必要に応じて凝固剤を使用することができる。
本実施形態に係る接着剤層形成基材は、上記ラテックス組成物を用いて形成される接着剤層を基材の表面に形成して得られる。
次に、本実施形態に係るラテックスの製造方法の作用を説明する。
次に、図4および図5を参照して、上記撹拌手段40を構成する撹拌翼50の他の実施形態を説明する。他の実施形態の各図においては上記実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
(ゴム溶液の製造)
図1に示すゴム溶液タンク1内に85部のシクロヘキサン(有機溶媒)を貯留した後、重量平均分子量が1,300,000のイソプレン重合体(合成ゴム:商品名「NIPOL IR2200L」、日本ゼオン(株)製、イソプレンの単独重合体、シス結合単位量98%)15部を投入し、ゴム溶液タンク1内で撹拌しながら温度を60℃に昇温して溶解し、イソプレン重合体のシクロヘキサン溶液からなるゴム溶液(a)を調製した。
図1に示す乳化剤タンク2内に、ロジン酸ナトリウム塩10部およびドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム塩5部を水と混合し、濃度2.3重量%のアニオン性界面活性剤水溶液を乳化剤水溶液(b)として調製した後、60℃に昇温した。
次いで、上記シクロヘキサン溶液からなるゴム溶液(a)と、上記アニオン性界面活性剤水溶液からなる乳化剤水溶液(b)とを、重量比で1:1となるように、撹拌タンク30内に供給した後、接液面積率が30%の撹拌翼50で30分間撹拌し、粗乳化した。
次いで、得られた粗乳化液を撹拌翼50で撹拌しながら、乳化機4を用いて循環数が2回となるように循環管14を循環させて循環乳化し、乳化液(c)を得た。なお、循環数は、「乳化機4による流速(L/HR)÷L×HR(L:粗乳化液量、HR:運転時間)」にて算出した。また、乳化機4には、商品名「マイルダーMDN310」(太平洋機工株式会社製)を用いた。循環乳化が終了した後、撹拌タンク30内で乳化液を20分間静置して液面を観察したが、浮遊物は存在していなかった。
次いで、バルブ7を開けて減圧ポンプ5を作動させ、乳化液(c)を撹拌翼50で撹拌しながら、撹拌タンク30内を-0.01~-0.09MPa(ゲージ圧)に減圧するとともに80℃に加熱し、これによりシクロヘキサンを蒸留して除去し、撹拌タンク30内に合成イソプレン重合体の水分散液(d)を得た。
次いで、撹拌タンク30から抜き出して得られた水分散液(d)を、遠心分離機を用いて遠心分離し、軽液を固形分濃度60重量%の合成ポリイソプレンラテックス(e)として得た。
以上のようにして得た合成ポリイソプレンラテックス(e)を撹拌しながら、5重量%のジブチルジチオカルバミン酸ナトリウム水溶液を添加した(添加量は、合成ポリイソプレン100部に対して、ジブチルジチオカルバミン酸ナトリウム0.4部とした)。
表面がすり加工されたガラス型(直径約5cm、すり部長さ約15cm)を洗浄し、70℃のオーブン内で予備加熱した後、そのガラス型を、16重量%の硝酸カルシウムおよび0.05重量%のポリオキシエチレンラウリルエーテル(商品名:エマルゲン109P、花王(株)製)からなる凝固剤水溶液に5秒間浸漬し、取り出した。
循環乳化工程を、撹拌翼50に代えて図4に示した撹拌翼60(接液面積率:15%)を備えた撹拌タンク30Bを用いて行った以外は、実施例1と同様にしてディップ成形体を得た。
循環乳化工程を、撹拌翼50に代えて図5に示した撹拌翼70(接液面積率:45%)を備えた撹拌タンク30Cを用いて行った以外は、実施例1と同様にしてディップ成形体を得た。
脱溶媒工程を、撹拌翼50に代えて図4に示した撹拌翼60(接液面積率:15%)を備えた撹拌タンク30Bを用いて行った以外は、実施例1と同様にしてディップで成形体を得た。
脱溶媒工程を、撹拌翼50に代えて図6に示す2段パドル型の撹拌翼110(接液面積率:5%)を備えた撹拌タンク100を用いて行った以外は、実施例1と同様にしてディップ成形体を得た。
粗乳化工程、循環乳化工程、脱溶媒工程を、撹拌翼50に代えて図6に示した撹拌翼110を備えた撹拌タンク100を用いて行った以外は、実施例1と同様にしてディップ成形体を得た。
粗乳化工程、循環乳化工程、脱溶媒工程を、撹拌翼50に代えて図7に示すダブルリボン型の撹拌翼210(撹拌面の接液面積率:15%)を備えた撹拌タンク200を用いて行った以外は、実施例1と同様にしてディップ成形体を得た。
表1に示すように、乳化工程および脱溶媒工程で乳化液を平板状の撹拌翼で撹拌・混合した実施例1~4においては、平板状の撹拌翼で撹拌していない比較例1、2よりも浮遊物および凝集物が少なかった。したがって本発明によれば乳化が良好に行われ、得られるラテックスは凝集物の量が少ない高品質なものになることが確かめられた。実施例5は循環乳化工程で平板状の撹拌翼を用いなかったことにより、実施例1~4に比べると凝集物の量が若干多く、したがって乳化工程および脱溶媒工程の両方で平板状の撹拌翼を用いることが好ましい。
4 乳化機
30、30B、30C 撹拌タンク(容器)
40 撹拌手段
50、60、70 撹拌翼
52、62、72 撹拌面
54 格子部
Claims (7)
- ゴムと有機溶媒とを混合させたゴム溶液と、乳化剤水溶液とを混合することにより粗乳化状態の乳化液を得る粗乳化工程と、
前記粗乳化工程で得られた粗乳化状態の乳化液を、乳化機を通じて循環してさらに乳化する循環乳化工程と、
前記循環乳化工程を経て得られた乳化液から前記有機溶媒を除去する脱溶媒工程と、を備えるラテックスの製造方法であって、
前記粗乳化工程および前記循環乳化工程の両方の工程において、前記乳化液を、撹拌物が貯留される容器と、該容器内に回転可能に設けられた撹拌手段と、を備えた撹拌装置で撹拌するようにし、
前記脱溶媒工程において、前記乳化液を、前記容器と前記撹拌手段とを備えた前記撹拌装置で撹拌するようにし、
前記撹拌手段は、その回転方向と略直交して撹拌物に対向する撹拌面を有する平板状の撹拌翼を含む構成であることを特徴とするラテックスの製造方法。 - 前記撹拌翼の前記撹拌面の面積が、前記容器内に貯留される前記撹拌物の断面積の10~60%であることを特徴とする請求項1に記載のラテックスの製造方法。
- 前記撹拌翼は、格子状の構造を有する格子部を備えることを特徴とする請求項1または2に記載のラテックスの製造方法。
- 前記粗乳化工程では、前記ゴム溶液と前記乳化剤水溶液とを、前記乳化機を用いて連続的に混合する工程を含むことを特徴とする請求項1に記載のラテックスの製造方法。
- 請求項1~4のいずれかに記載の製造方法によって製造されたラテックスに架橋剤を添加してラテックス組成物を得、該ラテックス組成物を用いて膜成形体を成形することを特徴とする膜成形体の製造方法。
- 請求項1~4のいずれかに記載の製造方法によって製造されたラテックスに架橋剤を添加してラテックス組成物を得、該ラテックス組成物を用いてディップ成形体を成形することを特徴とするディップ成形体の製造方法。
- 請求項1~4のいずれかに記載の製造方法によって製造されたラテックスに架橋剤を添加してラテックス組成物を得、該ラテックス組成物を接着剤層として基材の表面に形成することを特徴とする接着剤層形成基材の製造方法。
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