JPS606765B2 - エラ・ストマーを封入し凝固させる方法および装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、広義には、順次、ェラストマーフナックスを
分離した満として重力より封入−凝固液の表面を経て落
下させて供給し、その頂部に封入−凝固液が連続的に供
給される垂直に配向した流れ拘束ゾーンを経て該粒子を
液体の推進により概して直線的に移送し、そして該粒子
を該流れ拘束ゾーンの外側でけん濁させ、同時に該封入
−凝固液を該流れ拘束ゾーンの下端から固体生成物粒子
が存在しない該頂部へ再循環させることを特徴とするェ
ラストマーラテックスを封入し凝固させる方法および装
置に関する。

マ−クィシー（Ｍａｒｑｕｉｓｅｅ）の米国特許出願第
７００９６５号（１９７６手６月２９日出願）はト普通
のェラストマーラテックスから、ェラストマー重合体に
非粘着性を付与する一体的無機酸化物ューティング内に
、凝固と同時に封入されたェラストマ一粒子（または他
の）生成物を製造しようとするときの方法と得られた生
成物に関する。

この方法は、従来禾硬化のェラストマー物体を非粘着性
とするのに使用されてきた粒状物質、たとえばタルクの
重い装入物に比べると「とくに有利である。ざらにトこ
の方法は先行技術の方法で可能であったよりも小さい大
きさのェラストマ一物体を製造するために実施できる。
前記米国特許出願の好ましいヱラストマ−は「ネオプレ
ン」である。

「ネオブレンｊとは少なくとも５０％のクロロプレン（
すなわち〜 ２−クロロ−１０３−ブタジエン）からな
るエラストマーを意味するが「この特許出願の方法はコ
モノマ−ｔたとえばビニル芳香族化合物．たとえばスチ
レンも含有する広いクラスの他のェラストマ−、および
多数の物質に応用できるので〜成分の化学的構造「比率
については前記出願に詳述されており〜このような詳細
な情報はここには直接記載しない。ェラストマ−の凝固
法を教示するいくつかの特許が存在するが「前記米国特
許出願の封入と凝固を同時に行なう方法はまた知られて
いない。

たとえばｔ セモン（Ｓｅｍｏｎ）の米国特許２３６６
４６０は、ラテックス分散物と液状凝固剤とのジェット
対ジェットの衝突による凝固もならびに凝固の少なくと
も初期の段階の間乱流を横極的に維持する他の態様を開
示している。ャケ−（Ｙａｃｏｅ）の米国特許２８７９
１７３は、有機液体中にけん濁したェラストマ−を凍結
することによりヱう ３ストマ−の自由流動性べレツト
を製造しておりもこの固体の凍結べレツトはさらに処理
するために取り出される。

へィンズ（Ｈｅｉｎｚ）らの米国特許第３０５３８２４
は、リン酸塩またはホゥ酸塩で緩衡したェラストマーラ
テックスを「アルカリ金属塩ま全たはアルカリ士類金属
塩をも含有するアルミニウム塩またはアルカリ士類金属
塩類の水溶液に、注入することによってェラストマーラ
テックスを凝固することを示している。この特許は、生
じた凝固粒子は凝固塩を洗浄除去する前は一緒に粘着し
ないと述べている。洗浄後の粒子の粘着についての記載
は存在しない。本発明の装置は、望むならば「 この米
国特許の方法を実施するのに使用でき夕 るようにみえ
る。最後に「 パーク（Ｂｅｒｇ）らの米国特許３８４
６３６５は、アンモニウム塩の腸イオン性表面活性添加
剤を用いて有機溶媒中に乳化することはよって凝固した
ヱラストマー粒子を得ることを教えている。０ 簡単に
言えば「 マ−クイシ−（Ｍａｒｑｕｉｓｅｅ）の方法
は非粘着性の成形物体を製造する方法に関し、この方法
は固体含量が２０〜６５重量％である常態で粘着性の未
硬化ェラストマーラテックスの成形物体を、俗の全重量
に基づいて‘ａ｝約０。

５〜約２５５重量％のラテックスの可溶性凝固塩、およ
び‘ｂ）約０．０１〜約５重量％のケイ酸ポリマー「
アルミン酸ポリマー、ケイ酸−アルミン酸コポリマーお
よびそれらの混合物からなる群よりえらばれた可溶性ま
たはコロイド状に分散した含水無機酸化物を含０有する
水性浴と接触させることからなり、浴はｐＨ約２〜７を
もつようにし「 １。

ＯＮのＮａＯＨの滴が格に加えられるとき「 この滴は
ゲル化した含水無機酸化物ポリマーのくもったコーティ
ングで直ちに取り囲まれ〜これによりラテックスを凝固
しかつ水不溶性舎水無機酸化物ポリマーでコーティング
された凝固ヱラストマーの高度に多孔性の物体を形成す
ることからなる。次いで「 この成形物体は水糟性物質
が約３重量％より少なくなるまで水洗し〜揮発性物質含
有量が約１重量％より少なくなるまで乾燥し「 これに
より自由流動性の非粘着性ェラストマー成形物体を形成
できる。この発明は未硬化のネオプレソの非粘着性べレ
ットまたはフィラメントを製造するのにとくに通ずる。
約０。

０１〜約１０ミリメートルの最大寸法（ｍｉｎｉｍｕｍ
）をもつェラスドマ−べレツトに対して大きい市場が存
在する。

ｒ最大寸法」とは、成形物体が長さ方向に通過する最小
の丸い穴の直径である。封入コーティングは「一体的」
と表わされ、この一体的とはダスト化粉末またはダスト
化コーティングの場合のように明確な粒子で構成されて
いないという意味において単一であることを意味する。
本発明は滴によるべレットの形成法についてとくに説明
する。

べレットの形成を含む物体は、水溶性物質と揮発性物質
を除去する前に「高度に多孔質であるということにおい
て独特である。この多孔性は物体が水中に分散されてい
るときの外観が不透明であることと、その断面が顕微鏡
写真において小胞状構造をもつことによって、証明され
る。この多孔性により、水溶性物質と揮発怪物質は洗浄
および乾燥によって容易に除去される。この多孔‘性の
ある程度は洗浄後でさえ保持される。本発明は、溶解し
たラテツクス凝固塩を含有する含水無機酸化物またはそ
のコポリマーの溶液または水性分散液中に、ポリマーラ
テックスの粘着性成形物を導入しかつ進行させ、前記溶
液または分散液から多孔性ェラストマーの非粘着性沈殿
成形物品を分離することからなる。とくにべレットを工
業的規模で製造するためにこの方法を実施するには、多
数のラテックス滴を同時に形成し、引き続いてこれらの
満を封入および凝固することが必要である。瓶は理想的
には均一な大きさであり、コーティングの前後において
凝集してはならない。本発明による好ましい装置は、封
入−凝固液が概して直線の流れで下向きにその中を流れ
拘束ゾーンを規定する垂直に配向した関口端の管を利用
する。

「概して直線の流れ」でドラフト管２にはいり、その中
を流れる区は、この明細書および特許請求の範囲におい
て、孔２′を経る生成物粒子がとる移動路は平面図にお
いて直線として見える概して明確な分離した路に沿って
（すなわち、第１図において下向きの直真ぐの矢印で示
される路を経て）存在することを意味するが、もちろん
俗の液体はドラフト管２の上端にはいるとき曲った路（
曲がった矢印で示す）に沿って流れる。

さらに、第１図と第２図の装置は体積４内で乱流が保存
するが、乱流はここで絶対に必須ではないが、総体的な
ラテックスの凝固を促進する。概して直線の流れは、粒
子のお互いの援触を防ぐと同時に保護の封入を行ないか
つ少くとも凝固を開始するのに十分な時間を提供する。

その後粒子は管の下端から出るとき、凝固を効率よく完
結するためかなり激しくかきまぜられている俗の本体に
安全にはいることができる。浴の液体はドラフト管を経
て連続的に再循環される。凝固俗は、ことにかきまぜら
れているとき、あわ立ちによって特徴づけられ、そして
このあわをドラフト管の内部から排除することが重要で
ある。

同時に、生成物粒子もドラフト管への進入を妨げられる
。そうでないと、生成物粒子はドラフト管の上端へ連続
的に供給される新らしい粘着性ェラストマー滴と凝集部
位を形成するからである。以後説明するように「ドラフ
ト管からあわと封入された粒子とを排除し同時に格の液
体の再循環を防害しないようにするために「種々の構造
のスクリーンまたはせきが有効である。第１図について
説明すると、格を含むタンクは１で示し、格の運転時の
液面は破線５で示されている。

小型の袋薄において、タンク１は内径が２９−５肌、深
さが４５．７肌であり、以後説明するバッチの運転中断
進的に約６０％から７５％に満たされた。ドラフト管２
は関口端の円筒パイプであり内径が１２．７伽、厚さが
６．３５弧、厚さが１５．２伽であり「一対のたれ下が
る金属ストラップ（図示せず）によりラテックス供給管
７から同心的に（タンクーとも同じ的に）つるされてい
て、特定の格の液面に関する管の予定の垂直配置を促進
させるため管２が可動供給管７とともに上向きに動くこ
とができるようになっていた。ドラフト管２とタンク１
‘ま、たとえばガラス、金属またはプラスチックを含む
広い範囲の剛性材料から製作できる。第１図の好ましい
設計において、ドラフト管２は頂部端が関口端スクリー
ンリング３の付加により延びており、その上端は常に浴
液面５より十分な高さにあって体積４の環状部分４ａか
らあわまたは粒子がドラフト管２の頂部端へはいるのを
防ぐ。スクリーンリング３のメッシュサイズは予め選定
して（典型的には２０メッシュ）、生成物粒子が体積４
ａからドラフト管２の上端へはいらないようにする。ポ
リマーラテックスの滴または分離した物体はスクリーン
リング３内の裕表面へ導入され、直ちに流れ拘束ドラフ
ト管２の頂部端へはいる。

ラテックス滴の各流れはステンレス鋼の毛管６、典型的
には長さ１．９１ｃの×内径０．８６肋×外側１．２７
柳を経てドラフト管２へ送入するとよい。各毛管はポリ
マー供給管ふた板１１中の対応する孔に摩擦により保持
された個々のポリテトラフルオロェチレンの栓１０内に
設置されている。ふた板１１は取り巻きフランジーｌａ
を有する。フランジ１１ａは周辺にねじ穴１２の列を有
し、これによりラテツクス供給管７（典型的には内径１
０．１６ｃｍ）の下端へ固定された駆動フランジ７ａへ
ねじで取り付けることができる。成分１２ａはねじ（図
示せず）を取り付けるためのスプリットリングのワツシ
ャーであり、一方成分１０ａは使用しない孔をふさぐた
めの固体重合体の栓である。典型的なふた板１１には、
第２図に示すような中心対中心のピッチが１．１２ｃｍ
である６角形の列に６１本の毛管が設けられている。格
への満の添加の度数は、ラテツクス供給管７内のラテッ
クスの液面を変えることによって調節した。典型的には
、滴の添加速度は４〜１戊商／秒ノ毛管の範囲であり、
あるいはこれより大きいことさえあった。滴の大きさは
滴供給速度に無関係であるようにみえる。動力駆動液循
環手段、たとえばかきまぜ機１４、ポンプ、排出機（ｅ
ｄｕｃｏｒ）などの装置を存在させて、規則正しく浴溶
液を、ドラフト管２を経て下向きに、そこから好ましく
は乱流で、ドラフト管２とタンクーとの間の環状体積４
ａを経て移送維持しなければならない。

かきまぜ機１４として直径１５．２ｃののモー夕駆動３
葉マリーンプロベラ８を使用し、これを５０〜３０仇ｐ
ｍで運転した。体積４，４ａ内のコーティングされた粒
子のかきまぜとげん濁を促進するため「 ４つの垂直の
ひれ状部９、典型的には３。８１ｃのの幅、を設けてタ
ンク４の内壁へ固定し、９００の角度で間隔をもたせた
。

次の実施例は、次の方法と同じ方法を用いた。

第１に、水性封入浴を調製し、これには無機凝固塩、少
量の表面活性剤と封入重合体を加えてよくかきまぜた。
表面活性剤は満の浴表面中への進入を促進するようにみ
える。ラテックスをラテックス供給管孔こ加えて一定の
ヘッドを生成し、次いで連続的に加えて毛管６の上端に
予め選定した圧力（典型的には２．５４〜１０．１６ｃ
の日２０）を維持した。

報告した試料に対して、実験の運転中浴溶液を俗から取
り出さないで、格の液面はラテックスの添加により上昇
するにまかせた。ドラフト管２は前述のストラップハン
ガーにより供給管７からつるしたので「供給管７−ドラ
フト管２は１単位として上昇させて毛管６の出口を浴表
面５から約２．５４ｃｍ上のところに維持できた。この
場合、これはスクリーンリング３の上端を裕表面より約
６．４側に維持し、同時に下端を裕液面５から約１．９
１肌のところに配置させることに相当した。使用した表
面活性剤はブランドＤｕｐｏｎｏｌ■ＩＷＡＱＥであり
し これはラウリル硫酸ナトリウムの３０％水溶液であ
る。第１図と第２図に詳細に示し、前述した装置を、次
の実施例１、２および３のすべてにおいて使用した。

実施例 １ 次の水溶液をタンクー内でよく混合した。

１０００Ｍの１５％塩化アルミニウム ９５００のとの０．０３％表面活性剤 ５ｏｏ地のＬｕｄｏｘ■１３０Ｍコロイド状シリカ。

この製品は、正に帯電した重合体のアルミナでコープィ
ングした密なシリカのコアからなる正に帯電したコロイ
ド粒子の３０％固体の酸性の水性分散液である。概算化
学組成はＳｉ０２＝２６％、ＡＩ２０３＝４．０％、Ｃ
Ｉ＝１．４％、Ｍｇ０＝０．２％、粘度（２５こ○）＝
５〜１＄ｐ「ｐＨ（２６０）＝４．３〜４．ふ概算直径
＝１６の仏および比重（２５ｏｏ）＝１．２３である。
このようにして調製した格はｐＨ５．４であった。かき
まぜながら、（より多くの生成物粒子が形成するにした
がい５仇ｐｍから３０仇ｐｍ耳こ徐々に増加する入３４
８０夕のネオプレンラテツクス（４０％固体を含有する
）をラテックス供給管７から１３分間にわたって加えた
。同時に浴のｐＨを、５１の上のＩＮのＨＣＩを徐々に
添加して、５．４に維持した。１３分間のうテツクス添
加の直後、酸をこれ以上加えないで、かきまぜをさらに
１７分間続け、その間ｐＨは６．６に上昇した。

生成物粒子を１７分の保持期間の間けん濁状態に保った
。かきまぜ機を停止し、粒子を沈降させ「上澄み液をデ
カンテ−ションにより粒子から分離した。

粒子を、８０００の‘の蒸留水の添加、次いで５分間の
かきまぜにより、洗った。次いでかきまぜ機を停止し、
上澄み液をデカンテーションにより粒子から分離した。
この洗浄操作を２回繰り返した。粒子を空気中で１３１
５夕の一定重量の乾燥した。粒子は自由流動性であり「
非粘着性であった。実施例 ２次の溶液をタンクー内で
よく混合した。

１００００机上の１５％塩化アルミニウム９９５０の‘
の０．０３％表面活性剤 ５物上 ＰｏｓｉｔｉｖｅＳｏｌ（ポジテイブゾル）Ｓ
Ｍ３０このようにして調製した格はｐＨ５．３であった
。

ＰｏｓｉｔｉｖｅＳｏＩＳＭ３０は、５００夕の３５％
Ｎｉａｐｒｏｏｆ■（ユニオン・カーバイド・コーポレ
ーション製のホゥ酸安定化塩基性酢酸アルミニウム溶液
）を４ｏｏ夕のＬｕｄｏｘ■ＳＭ３０（約３０％Ｓｉ０
２、平均粒子サイズ７ミリミクロン、重量比Ｓｉ０２：
Ｎａ２０＝５０を含有する水性コロイドゾル、ｐＨ（２
５ｏｏ）＝９．９０し凍結点０℃）にブレンダー内でゆ
っくり加えることによって調製した溶液である。この混
合物を粗大孔炉紙を通して炉遇し〜少量のゲルを除去し
た。かきまぜながら、（実施例１におけるように５仇ｐ
ｍから３０仇ｐｍに徐々に増加させる）、３５９０夕の
ネオプレンラテックス（４０％固体を含有する）をラテ
ックス供給管７から９分間にわたって加え、その間ｐＨ
は６．７に上昇した。

かきまぜを続け、さらに５１分間粒子をけん濁させて維
持し、浴のｐＨの認めうる変化はなかった。かきまぜ機
を停止し、粒子を沈降させ、上澄み液をデカンテーショ
ンにより粒子と分離した。

粒子を、８０００の‘の蒸留水の添加、次いで１粉ふ間
のかきまぜにより、洗浄した。次いでかきまぜ機を停止
し、上澄み液をデカンテーションにより粒子を分離した
。この洗浄操作を３回繰り返えした。粒子を空気中で１
４４６夕の一定重量に乾燥した。

粒子は自由流動性であり、非粘着性であった。実施例
３次の水溶液をタンクー内で混合した。

ｌｏｏ００の‘の１５％塩化アルミニウム９９５０机の
０．０３％表面活性剤 ５０の｛のＰｏｓｉｔｉｖｅＳｏＩＳＭ３０このように
して調製した浴は細５．２である。

かきまぜながら（実施例１におけるように５びｐｍから
３０仇ｐｍに徐々にはやめる）、４５７８夕のネオプレ
ンラテックス（４０％固体を含有する）をラテックス供
給管７から１８分間にわたって加え、その間ＰＨは６．
７に上昇した。

かきまぜを続け、生成物粒子をさらに４２分間リブん濁
させておき、俗のｐＨの認めうる変化はなかった。かき
まぜ機を停止し、粒子を沈降させ、上澄み液をデカンテ
ーションにより粒子と分離した。

粒子を２００００の【の蒸留水の添加、次いで１０分間
のかきまぜにより、洗浄した。次いでかきまぜ機を停止
し、上澄み液をデカンテーションにより粒子から分離し
た。この洗浄操作を１回繰り返した。粒子を１７６７９
の一定重量に空気中で乾燥した。

粒子は自由流動性であり、非粘着性であった。前記の実
施例は各実験の終了においてコーティングされた粒子を
取り出すバッチ法であるが、この方法はオーバーフロー
管、好ましくは多数のこのような管を容器１に設け、取
り出した粒子のけん濁液をこの管を経て炉遇し、炉液を
その組成を適当に調整して再循環することによって連続
的に実施できる。本発明はその本質的精神を離れること
なく多くの面で変更できることがわかるであろう。

たとえば、ドラフト管２の外径より多小大きい直径のむ
くの金属のリングのせきをスクリーンリング３のかわり
に使用でき、この場合生成物粒子の通行を妨げる水平に
配置された（または傾斜した）環状スクリーンはリング
の下端とドラフト管との間に設置されるので、溶液は自
由にスクリーンを越え、そこからドラフト管２の上端へ
流入し、同時にむくのりング本体はドラフト管へのあわ
の流入を防げる。

【図面の簡単な説明】

第１図は「本発明に従う装置の好ましい態様の側断面図
である。 そして「第２図は、第１図の線２−２の方向に上向きに
見た第１図の装置のラテックス立て管ヘッドの多少拡大
した平面図である。１……格を含むタンク、２・・…・
流れ拘束ドラフト管、２……スクリーンリング、５・・
・・・・浴の液面、６…・・・毛管、７…・・・ラテッ
クス供給管、１４・…・・かきまぜ機。 孔汐Ｊ 予努２

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 順次、エラストマーラテツクスを分離した滴として
   重力により封入−凝固液の表面を経て落下させて供給し
   、その頂部に封入−凝固液が連続的に供給される垂直に
   配向した流れ拘束ゾーン経て該粒子を液体の推進により
   概して直線的に移送し、そして該粒子を該流れ拘束ゾー
   ンの外側でけん濁させ、同時に該封入−凝固液を該流れ
   拘束ゾーンの下端から固体生成物粒子が存在しない該頂
   部へ再循環させることを特徴とするエラストマーラテツ
   クスを封入し凝固させる方法。 ２ 該流れ拘束ゾーンの排出端から該流れ拘束ゾーンの
   頂部端への移送において該液を少なくともある程度乱流
   とする特許請求の範囲第１項記載の方法。 ３ エラストマーラテツクスを分離した滴として重力に
   より落下させて供給する手段と、該ラテツクス供給手段
   の下に配置された封入−凝固液浴とを備え、該ラテツク
   ス供給手段は該滴を受け取るために該浴中に沈められた
   概して垂直に配置された開口端のドラフト管を有し、該
   ドラフト管は液体をドラフト管の上端へ自由に通すこと
   ができるあわ阻止および粒状生成物阻止手段を有し、そ
   して該浴内に配置され該溶液を該ドラフト管を経て下向
   きに概して直線の流れで吸引し、固体生成物粒子を含ま
   ない、該溶液を該ドラフト管の上端へ再循環させる動力
   駆動液体循環手段をさらに備えることを特徴とするエラ
   ストマーラテツクスを封入し凝固するための装置。 ４ あわ阻止および粒状生成物阻止手段は該ドラフト管
   の頂部を取り囲みそれから延び該粒状生成物より小さい
   メツシユサイズのスクリーンバンドであり、該スクリー
   ンの頂部は該浴を構成する溶液の操作液面より上に位置
   し、そして該スクリーンバンドの下端は該溶液浴中に沈
   められている特許請求の範囲第３項記載のエラストマー
   ラテツクスを封入および凝固するための装置。