JPH07157502A - ゴムラテックスの連続凝集肥大化方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 親水基としてカルボン酸を有する界面活性剤
で乳化され、かつゴムラテツクス粒子の重量平均粒子径
が０．２μ以下であるゴムラテックスと酸性物質を流通
式管型装置に連続的に供給し、ゴムラテックスを肥大化
させた後、塩基性物質を添加してなる連続凝集肥大化方
法において、（Ａ）流通式管型装置内に少なくとも１個
の静止型エレメントが装着されていること、および
（Ｂ）流通式管型装置内の流れがパイプレイノルズ数２
０００以下の層流域であることを特徴とするゴムラテッ
クスの連続凝集肥大化方法。 【効果】 凝集物の発生ならびに肥大化装置への付着を
抑制して、ゴムラテックスの連続凝集肥大化できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、凝集物の発生ならびに
肥大化装置への付着を抑制してなるゴムラテツクスの連
続凝集肥大化方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ポリブタジエン、スチレン−ブタジエン
共重合体等のジエン系重合体は、耐衝撃性、加工性、光
沢などのバランスに優れたＡＢＳ樹脂のゴム成分として
用いられている。従来よりジエン系重合体の粒子径がＡ
ＢＳ樹脂の物性バランスに影響をもたらすことは知られ
ており、一般的には０．２〜０．５μのジエン系重合体
が最適とされている。しかしながら、０．２〜０．５μ
のジエン系重合体ラテックスを乳化重合法で製造するに
は長時間を要するため、工業的に不利である。このた
め、小粒子径のジエン系重合体ラテックスを乳化重合し
た後、酸性物質を添加し、ラテックス粒子を肥大化させ
る方法が提案されている。

【０００３】特公昭４２−３１１２、特公昭５５−１９
２４６、特公平２−９６０１、特開昭６３−１１７００
５などには酸性物質を添加し、肥大化させる方法が記載
されているが、大量の酸性物質を必要とし、酸性物質添
加により好ましくない凝固物が生成する。また、酸性物
質添加による凝固物生成を防止するため、酸性物質濃度
を低下させる方法（１％硫酸など。）もあるが、使用量
が増大し、肥大化ジエン系重合体ラテックスの固形分濃
度を低下させる。このため、ＡＢＳ樹脂の生産性低下と
言った問題を有している。

【０００４】特開昭６３−１３２９０３には、ゴムラテ
ックスと酸性物質を流通式管型装置に連続的に供給して
凝集肥大化する方法が記載されているが、装置への付着
が著しく長時間運転が不可能である。又、装置への付着
が装置内の肥大化ゴムラテックスの流れに影響をもたら
し凝集物の発生をももたらす。

【０００５】

【発明が解決しようとする問題点】本発明の目的は、前
記の問題（凝集物の生成、固形分の低下、装置への付
着）を生じることなく、均一な粒子径分布を有するジエ
ン系重合体ラテックスの連続肥大化方法を提供するもの
である。

【０００６】

【問題点を解決するための手段】本発明者らは、前記の
問題点に鑑み鋭意研究した結果、肥大化すべきラテック
スと酸性物質を、少なくとも１個の静止型エレメントか
装着されている流通式管型装置内で接触させること、お
よび流通式管型装置内のゴムラテックスの流れを層流域
とすることにより、凝集物の生成、固形分の低下、装置
への付着と言った問題が解決されることを見出し、本発
明に到達したものである。

【０００７】すなわち、本発明は、親水基としてカルボ
ン酸を有する界面活性剤で乳化され、かつゴムラテツク
ス粒子の重量平均粒子径が０．２μ以下であるゴムラテ
ックスと酸性物質を流通式管型装置に連続的に供給し、
ゴムラテックスを肥大化させた後、塩基性物質を添加し
てなる連続凝集肥大化方法において、（Ａ）流通式管型
装置内に少なくとも１個の静止型エレメントが装着され
ていること、および（Ｂ）流通式管型装置内の流れがパ
イプレイノルズ数２０００以下の層流域であることを特
徴とするゴムラテックスの連続凝集肥大化方法を提供す
るものである。以下、本発明の連続凝集肥大化方法につ
き詳細に説明する。

【０００８】本発明で用いられるゴムラテックスとは、
ゴム弾性を有する重合体の水分散体であり、ポリブタジ
エン、アクリロニトリル−ブタジエンゴム、スチレン−
ブタジエンゴムなどのジエン系ゴム、ポリブチルアクリ
レ−トなどのアクリルゴム、エチレン−プロピレンゴ
ム、エチリデンノルボルネンやジシクロペンタジエン等
の非共役ジエン成分を導入してなるエチレン−プロピレ
ン−非共役ジエンゴムなどのエチレン−プロピレン系ゴ
ム等が挙げられる。特にジエン系ゴムが好ましい。ゴム
ラテックスの重量平均粒子径は０．２μ以下である。
０．２μを越すと小粒子径ラテックスを肥大化させると
いった経済的メリットが低下する。特に０．０５〜０．
１５μの小粒子径ラテックスが好ましい。

【０００９】肥大化対象である小粒子径のゴムラテック
スは、親水基としてカルボン酸を有する界面活性剤で乳
化重合される。かかる界面活性剤としては、ラウリン酸
カリウム、オレイン酸ナトリウム、ステアリン酸カリウ
ム、混合脂肪酸カリウム、ロジン酸ナトリウム、不均化
ロジン酸カリウムなどが挙げられる。親水基としてカル
ボン酸を有する界面活性剤の使用量には何ら制限はない
が、ゴムラテックスの重合安定性、その後の凝集・肥大
化処理効率の面よりモノマー１００重量部当たり１．０
〜５．０重量部用いるのが好ましい。

【００１０】ゴムラテックスの重合には、上述の特定乳
化剤の他、通常の開始剤、分子量調整剤、電解質などを
用いることが可能である。たとえば、過硫酸塩（過硫酸
カリウム、過硫酸ナトリウム、過硫酸アンモニウムな
ど）、有機過酸化物（ｔ−ブチルヒドロキシペルオキシ
ド、クメンヒドロキシペルオキシドなど）などの開始
剤、メルカプタン類（ｔ−ドデシルメルカプタン、ｎ−
ドデシルメルカプタンなど）、ターピノレン、α−メチ
ルスチレンダイマーなどの分子量調整剤、水酸化ナトリ
ウム、水酸化カリウム、水酸化アンモニウムなどの塩基
性物質、塩化ナトリウム、硫酸カリウム、酢酸ナトリウ
ム、硫酸ナトリウム、燐酸カリウム、ピロリン酸４カリ
ウムなどの電解質である。また、これら重合助剤の使用
量にも制限はないが、一般的には、モノマー１００重量
部当たり、開始剤０．１〜１．０重量部、分子量調整剤
０〜１重量部、塩基性物質０．０２〜０．５重量部、電
解質０〜１重量部用いられる。

【００１１】上述のゴムラテックスは、酸性物質と接触
することにより凝集・肥大化されるが、酸性物質として
は、鉱酸、酸性塩類、有機酸などであり、硫酸、塩酸、
リン酸、硫酸水素ナトリウム、リン酸二水素ナトリウ
ム、蓚酸、クエン酸、酢酸、蟻酸などが例示される。特
に凝集・肥大化性能の面より鉱酸が好ましい。酸性物質
の濃度には何ら制限はないが、凝集・肥大化後のジエン
系重合体ラテックスの固形分濃度を低下させないため、
０．５〜５重量％であることが好ましい。酸性物質は、
ラテックス粒子を凝集・肥大化させるため、ゴムラテッ
クスのｐＨを７以下とする量が用いられる。

【００１２】本発明において用いられる流通式管型装置
は通常のものであればよく、特に限定はしないが、例え
ば第１図に示す様な装置が好適である。図示する装置に
おいて、導入口１よりラテックスを供給し、導入口２よ
り酸性物質を供給する。粒子径が肥大した不安定なラテ
ックスは導入口３より供給される塩基性物質によって再
び安定なラテックスとなり、排出口４より装置外へ排出
される。該装置においてラテックスと酸性物質を混合す
るＡ部、および不安定なラテックスと塩基性物質を混合
するＢ部には、各々少なくとも１個以上の静止型エレメ
ントを装着し、流体の流れによって混合攪拌される。装
置は水平から垂直まで種々の角度で設置することがで
き、凝集・肥大化するラテックスの比重が水のそれより
も大きい場合は導入部分を上方にして液を下降させ、小
さい場合は図示の如く流れが上昇するように設置するこ
とが好ましい。

【００１３】静止型エレメントとしては特に限定はしな
いが、過剰な剪断を与えることは装置内でのラテックス
粒子の破壊を引き起こすため適当ではない。

【００１４】Ａ部およびＢ部の装置内流動状態は、「ｄ
ｕρ／μ」（ｄ：装置内径、ｕ：断面平均流速、ρ：流
体の密度、μ：流体の粘度）で示されるパイプレイノル
ズ数が２０００以下のいわゆる層流域である。パイプレ
イノルズ数が２０００を越す乱流域では、装置内でラテ
ックスに過剰な流動を与えることとなり適当でない。２
０００以下の層流域は、流通式管装置へ供給されるゴム
ラテックスや酸性物質の量または装置内に設置されるエ
レメントの形状、数により調整される。好ましくは２０
０以下の層流域である。

【００１５】ゴムラテックスに酸性物質を添加する前
に、ラテックスへ予め酸性で良好な界面活性能を有する
界面活性剤を添加しておくことにより、凝集・肥大化ラ
テックスの粒子径制御が容易となる。添加量の増大に伴
い凝集・肥大化ラテックスの粒子径は、小さくなる。酸
性で良好な界面活性能を有する界面活性剤としては、ア
ルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム、アルキルナフタ
レンスルホン酸ナトリウム、アルキルジフェニルエーテ
ルスルホン酸カリウム、ラウリル硫酸ナトリウムなどが
挙げられる。添加量は、凝集・肥大化に用いられる酸性
物質の種類、濃度およびラテックスの種類、濃度などに
よって適宜調整できる。一般的にはラテックス（固形
分）１００重量部当り０．２重量部以下である。多過ぎ
るとその後の工程である凝集・肥大化効果が低下する。

【００１６】また、凝集・肥大化の後、ラテックスに塩
基性物質を添加し、ラテックスのｐＨを８〜１０として
おくことが、凝集・肥大化ラテックスの機械的安定性ま
た、かかるラテックスを用いたグラフト重合時の安定性
の面より好ましい。塩基性物質としては、塩化ナトリウ
ム、硫酸カリウム、酢酸ナトリウム、硫酸ナトリウム、
燐酸カリウム、ピロリン酸４カリウムなどが挙げられ、
それらは一種または二種以上用いることができる。塩基
性物質の添加方法には何ら制限はなく、静止型エレメン
トを有する流通式管型装置内で添加する方法、流通式管
型装置で凝集・肥大化した後に装置外（タンク等）にて
ラテックス液面にシャワー状、液滴状として添加する方
法、ラテックス液中へ注入する方法などが挙げられる。

【００１７】本発明の方法によって得られた肥大化ラテ
ックスは、従来より使用されている大粒子径ラテックス
と同様に、ＡＢＳ樹脂のゴム成分として、スチレンやア
クリロニトリルとグラフト重合に供することが可能であ
る。

【００１８】次に、本発明を実施例をもってより詳細に
説明するが、本発明はかかる実施例によって何ら制限さ
れるものでない。なお、部および％は重量に基づく。

【００１９】実施例−１ 第１図に示すＡ、Ｂ部の内径が２５ｍｍ、長さ２００ｍ
ｍで、静止型エレメントがスケヤータイプで各６個装着
された流通式管型装置を用い、１，３ブタジエン１００
部当り１．５部のロジン酸ナトリウムを用いて乳化重合
してなるポリブタジエンラテックス（平均粒子径０．０
８μｍ、固形分３６．９％、ｐＨ１１．６）を導入管１
より３．６リットル／時間で送液した。管内をラテック
スで満たした後、導入管２より３％リン酸水溶液を０．
５９リットル／時間で送液するとともに、１０％水酸化
カリウム水溶液を導入管３より０．２リットル／時間で
送液した。パイプレイノルズ数は１。リン酸水溶液の送
液を開始してから１２０分後に排出口４より排出された
凝集・肥大化ラテックスは、固形分３０％、平均粒子径
０．４５μであり、この間凝固物は全く生成しなかっ
た。

【００２０】実施例−２ ラテックスを７２リットル／時間、リン酸水溶液を１
１．８リットル／時間、水酸化カリウム水溶液を４リッ
トル／時間に変更した以外は、実施例−１と同様にして
凝集・肥大化処理を行なった。パイプレイノルズ数は２
４。リン酸水溶液の送液を開始してから１２０分後に排
出口４より排出された凝集・肥大化ラテックスは、固形
分３０％、平均粒子径０．４４μであり、この間凝固物
は全く生成しなかった。

【００２１】実施例−３ 第１図に示すＡ、Ｂ部の内径が２００ｍｍ、長さ１００
０ｍｍで、静止型エレメントがスケヤータイプで各１０
個装着された流通式管型装置を用い、１，３ブタジエン
１００部当り１．５部のロジン酸ナトリウムを用いて乳
化重合してなるポリブタジエンラテックス（平均粒子径
０．０８μ、固形分３６．９％、ｐＨ１１．６）を導入
管１より１０ｍ³ ／時間で送液した。管内をラテックス
で満たした後、導入管２より３％リン酸水溶液を１６４
０リットル／時間で送液するとともに、１０％水酸化カ
リウム水溶液を導入管３より５６０リットル／時間で送
液した。 パイプレイノルズ数は４１２。 リン酸水溶液の送液を開始してから１２０分後に排出口
４より排出された凝集・肥大化ラテックスは、固形分３
０％、平均粒子径０．４８μであり、この間凝固物は
０．０５％と微量であった。

【００２２】実施例−４ 実施例−３で用いられた装置に１，３ブタジエン１００
部当り１．５部のロジン酸ナトリウムを用いて乳化重合
してなるポリブタジエンラテックス（平均粒子径０．０
８μ、固形分３６．９％、ｐＨ１１．６）を導入管１よ
り１０ｍ³ ／時間で送液した。管内をラテックスで満た
した後、導入管２より３％リン酸水溶液を５５０リット
ル／時間で送液するとともに、３％リン酸水溶液をＡ部
の第２、第４エレメント装着箇所より計１０９０リット
ル／時間で送液した。その後、１０％水酸化カリウム水
溶液を導入管３より５６０リットル／時間で送液した。 パイプレイノルズ数は４１２。 リン酸水溶液の送液を開始してから１２０分後に排出口
４より排出された凝集・肥大化ラテックスは、固形分３
０％、平均粒子径０．４４μであり、この間凝固物は全
く生成しなかった。

【００２３】比較例−１ 第１図に示すＡ、Ｂ部の内径が１００ｍｍ、長さ１００
０ｍｍで、静止型エレメントがスケヤータイプで各１０
個装着された流通式管型装置を用い、１，３ブタジエン
１００部当り１．５部のロジン酸ナトリウムを用いて乳
化重合してなるポリブタジエンラテックス（平均粒子径
０．０８μ、固形分３６．９％、ｐＨ１１．６）を導入
管１より４０ｍ³ ／時間で送液した。管内をラテックス
で満たした後、導入管２より３％リン酸水溶液を６６０
０リットル／時間で送液するとともに、１０％水酸化カ
リウム水溶液を導入管３より２２００リットル／時間で
送液した。 パイプレイノルズ数は３３００。 リン酸水溶液の送液を開始してから９０分後に排出口４
より排出された凝集・肥大化ラテックスは、固形分３０
％、平均粒子径０．４５であり、この間凝固物は１．０
５％であった。

【００２４】比較例−２ Ａ、Ｂ部の内径が２５ｍｍ、長さ２００ｍｍで、静止型
エレメントが装着されていない流通式管型装置を用い、
１，３ブタジエン１００部当り１．５部のロジン酸ナト
リウムを用いて乳化重合してなるポリブタジエンラテッ
クス（平均粒子径０．０８μ、固形分３６．９％、ｐＨ
１１．６）を導入管１より３．６リットル／時間で送液
した。管内をラテックスで満たした後、導入管２より３
％リン酸水溶液を０．５９リットル／時間で送液すると
ともに、１０％水酸化カリウム水溶液を導入管３より
０．２リットル／時間で送液した。 パイプレイノルズ数は１。 リン酸水溶液の送液を開始してから１５分後に排出口４
より排出された凝集・肥大化ラテックスは、固形分３０
％、平均粒子径０．４５μであり、この間凝固物は３．
５％であった。

【００２５】比較例−３ Ａ、Ｂ部の内径が２５ｍｍ、長さがＡ部４００ｍｍ、Ｂ
部２００ｍｍで、Ａ部は多数の相互にかみ合う棒状片が
交差するように配列して形成し、隣接するエレメントを
互いに９０°交差させて配列したものを２０個装着し、
Ｂ部はスケヤータイプを６個装着された流通式管型装置
を用い、１，３ブタジエン１００部当り１．５部のロジ
ン酸ナトリウムを用いて乳化重合してなるポリブタジエ
ンラテックス（平均粒子径０．０８μ、固形分３６．９
％、ｐＨ１１．６）を導入管１より７２リットル／時間
で送液した。管内をラテックスで満たした後、導入管２
より３％リン酸水溶液を１１．８リットル／時間で送液
するとともに、１０％水酸化カリウム水溶液を導入管３
より４リットル／時間で送液した。 パイプレイノルズ数は２４。 リン酸水溶液の送液を開始してから２０分後に排出口４
より排出された凝集・肥大化ラテックスは、固形分３０
％、平均粒子径０．４５μであり、この間凝固物は４．
０％であった。

【図面の簡単な説明】

【第１図】本発明の実施例で使用される静止型エレメン
ト装着の流通式管型装置の概略構成図。

【符号の説明】

１・・・ラテックス導入口。２・・・酸性物質導入口。
３・・・塩基性物質導入口。４・・・排出口。Ａおよび
Ｂ・・・静止型エレメント装着の流通式管型装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 親水基としてカルボン酸を有する界面活
   性剤で乳化され、かつゴムラテックス粒子の重量平均粒
   子径が０．２μ以下であるゴムラテックスと酸性物質を
   流通式管型装置に連続的に供給し、ゴムラテックスを肥
   大化させた後、塩基性物質を添加してなる連続凝集肥大
   化方法において、（Ａ）流通式管型装置内に少なくとも
   １個の静止型エレメントが装着されていること、および
   （Ｂ）流通式管型装置内の流れがパイプレイノルズ数２
   ０００以下の層流域であることを特徴とするゴムラテッ
   クスの連続凝集肥大化方法。