WO2018159270A1 - 合成ゴムのラテックスの製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
前記乳化工程において連続的に得られる乳化液を、700~760mmHgの圧力条件に調整された容器中に連続的に移送しながら、前記容器中で有機溶媒の除去を行う第1除去工程と、
前記第1除去工程を経た乳化液に対し、700mmHg未満の圧力下において、有機溶媒の除去を行う第2除去工程とを備える合成ゴムのラテックスの製造方法が提供される。
本発明の合成ゴムのラテックスの製造方法においては、前記第1除去工程において、前記乳化液の温度を、乳化液に含まれる有機溶媒の沸点よりも10℃以上低い温度に制御しながら有機溶媒の除去を行うことがより好ましい。
本発明の合成ゴムのラテックスの製造方法においては、前記第2除去工程において、前記乳化液の温度を、前記有機溶媒の沸点以上の温度に制御しながら有機溶媒の除去を行うことが好ましい。
本発明の合成ゴムのラテックスの製造方法においては、前記第2除去工程において、1~600mmHgの圧力下において、有機溶媒の除去を行うことが好ましい。
また、本発明の合成ゴムのラテックスの製造方法においては、前記第1除去工程における、前記容器への前記乳化液の供給速度(m3/hr)を前記容器の容積(m3)で除すことにより求められる、前記容器への前記乳化液の移送速度(1/hr)が、0.01~0.5であることが好ましい。
さらに、本発明の合成ゴムのラテックスの製造方法においては、前記第1除去工程による700~760mmHgの圧力下における有機溶媒の除去を、前記容器への前記乳化液の供給量が、前記容器の容積に対し、70~140容積%の量となるまで継続した後に、前記容器内の圧力を700mmHg未満とすることで、前記第2除去工程による有機溶媒の除去を行うことが好ましい。
合成ゴムが有機溶媒に溶解または分散してなる合成ゴムの溶液または分散液と、乳化剤の水溶液とを、混合装置に連続的に供給し、混合することで、乳化液を連続的に得る乳化工程と、
前記乳化工程において連続的に得られる乳化液を、700~760mmHgの圧力条件に調整された容器中に連続的に移送しながら、前記容器中で有機溶媒の除去を行う第1除去工程と、
前記第1除去工程を経た乳化液に対し、700mmHg未満の圧力下において、有機溶媒の除去を行う第2除去工程とを備える。
本発明の製造方法の乳化工程は、合成ゴムが有機溶媒に溶解または分散してなる合成ゴムの溶液または分散液と、乳化剤の水溶液とを、混合装置に連続的に供給し、混合することで、乳化液を連続的に得る工程である。
本発明の製造方法の第1除去工程は、上述した乳化工程において連続的に得られる乳化液を、700~760mmHgの圧力条件に調整された容器中に連続的に移送しながら、容器中で乳化液に含まれる有機溶媒(すなわち、合成ゴムの溶液または分散液に由来する有機溶媒)の除去を行う工程である。なお、本発明の製造方法の第1除去工程における、乳化液からの有機溶媒の除去は、上述した乳化工程において連続的に得られる乳化液を容器中に連続的に移送しながら行われるものであることから、通常、上述した乳化工程とほぼ同時に行われることとなる。
以下においては、本発明の製造方法の第1除去工程の具体的な態様について、図1を参照しながら説明を行うが、本発明は、図1に示す乳化装置を用いる態様に特に限定されるものではない。
本発明の製造方法の第2除去工程は、上述した第1除去工程を経た乳化液に対し、700mmHg未満の圧力下において、有機溶媒の除去を行う工程である。以下においては、本発明の製造方法の第2除去工程の具体的な態様について、図1を参照しながら説明を行うが、本発明は、図1に示す乳化装置を用いる態様に特に限定されるものではない。
また、本発明の製造方法により製造される合成ゴムのラテックスは、架橋剤を添加することでラテックス組成物としてもよい。
架橋促進剤としては、ディップ成形において通常用いられるものが使用でき、たとえば、ジエチルジチオカルバミン酸、ジブチルジチオカルバミン酸、ジ-2-エチルヘキシルジチオカルバミン酸、ジシクロヘキシルジチオカルバミン酸、ジフェニルジチオカルバミン酸、ジベンジルジチオカルバミン酸などのジチオカルバミン酸類およびそれらの亜鉛塩;2-メルカプトベンゾチアゾール、2-メルカプトベンゾチアゾール亜鉛、2-メルカプトチアゾリン、ジベンゾチアジル・ジスルフィド、2-(2,4-ジニトロフェニルチオ)ベンゾチアゾール、2-(N,N-ジエチルチオ・カルバイルチオ)ベンゾチアゾール、2-(2,6-ジメチル-4-モルホリノチオ)ベンゾチアゾール、2-(4′-モルホリノ・ジチオ)ベンゾチアゾール、4-モルホニリル-2-ベンゾチアジル・ジスルフィド、1,3-ビス(2-ベンゾチアジル・メルカプトメチル)ユリアなどが挙げられるが、ジエチルジチオカルバミン酸亜鉛、2ジブチルジチオカルバミン酸亜鉛、2-メルカプトベンゾチアゾール亜鉛が好ましい。架橋促進剤は、1種単独で、あるいは2種以上を組み合わせて用いることができる。
酸化亜鉛の含有量は、特に限定されないが、合成ゴムのラテックスに含まれる合成ゴム100重量部に対して、好ましくは0.1~5重量部、より好ましくは0.2~2重量部である。酸化亜鉛の含有量を上記範囲とすることにより、乳化安定性を良好なものとしながら、得られるディップ成形体などの膜成形体の引張強度をより高めることができる。
そして、前架橋した後、ディップ成形などの成形に供されるまで、好ましくは10~30℃の温度で貯蔵することが好ましい。高温のまま貯蔵すると、得られるディップ成形体などの膜成形体の引張強度が低下する場合がある。
また、上述したラテックス組成物を膜状に成形することで、膜成形体を得ることができる。膜成形体の膜厚は、好ましくは0.03~0.50mm、より好ましくは0.05~0.40mm、特に好ましくは0.08~0.30mmである。
架橋時の加熱条件は、特に限定されないが、好ましくは60~150℃、より好ましくは100~130℃の加熱温度で、好ましくは10~120分の加熱時間である。
加熱の方法は、特に限定されないが、オーブンの中で温風にて加熱する方法、赤外線を照射して加熱する方法などがある。
接着剤層形成基材は、基材上に、上述した本発明の製造方法により製造される合成ゴムのラテックスを用いて形成される接着剤層を備える、基材と、接着剤層との複合材料である。
アルミ皿(重量:X1)に、合成ポリイソプレンラテックス2gを精秤し(重量:X2)、これを105℃の熱風乾燥器内で2時間乾燥させた。次いで、デシケーター内で冷却した後、アルミ皿ごと重量を測定し(重量:X3)、下記の計算式にしたがって、合成ポリイソプレンラテックスの固形分濃度を算出した。
固形分濃度(重量%)=(X3-X1)×100/X2
次いで、合成ポリイソプレンラテックスを約100g精秤した後、重量既知の200メッシュのSUS製金網でろ過し、金網上の凝集物を数回水洗して、合成ポリイソプレンラテックスを除去した。これを、105℃で60分間、乾燥した後、その乾燥重量を測定し、下記式に基づいて、合成ポリイソプレンラテックス中の凝集物含有量(単位:重量%)を求めた。
凝集物含有率(重量%)={(α-β)/(γ×Δ)}×10,000
ここで、αは乾燥後の金網及び乾燥凝集物の重量、βは金網の重量、γは合成ポリイソプレンラテックスの重量、Δは合成ポリイソプレンラテックスの固形分濃度をそれぞれ示す。
(合成ポリイソプレンのシクロヘキサン溶液(a)の調製)
合成ポリイソプレン(商品名「NIPOL IR2200L」、日本ゼオン社製)をシクロヘキサン(沸点:81℃)と混合し、攪拌しながら温度を60℃に昇温して溶解し、合成ポリイソプレン濃度8重量%である、合成ポリイソプレンのシクロヘキサン溶液(a)を調製した。
乳化剤としてのロジン酸カリウムを、温度60℃で水と混合することにより、ロジン酸カリウム濃度1重量%である、ロジン酸カリウム水溶液(b)を調製した。
そして、上記にて調製した合成ポリイソプレンのシクロヘキサン溶液(a)およびロジン酸カリウム水溶液(b)を用い、図1に示す乳化装置を使用して、合成ポリイソプレンラテックスの製造を行った。
混合装置30から貯留タンク40への乳化液の排出速度を実施例1の2倍とした(すなわち、本実施例では、貯留タンク40への乳化液の移送速度を、0.2(1/hr)とした)以外は、実施例1と同様の操作を行うことで、合成ポリイソプレンラテックスの製造を行った。なお、実施例2においては、乳化液の貯留タンク40への移送を停止した直後における、貯留タンク40内の乳化液の量は、貯留タンク40の容積の74容積%であり、また、減圧除去時間(すなわち、乳化液中のシクロヘキサン含有量が、乳化液中の合成ゴムに対して100重量ppm以下となるまでに要した時間)は10時間であった。そして、得られた合成ポリイソプレンラテックスについて、上記方法にしたがい、凝集物含有量の測定を行った。結果を表1に示す。
重合体用タンク10に、合成ポリイソプレンのシクロヘキサン溶液(a)を貯留させる際における温度を80℃とするとともに、乳化剤用タンク20に、ロジン酸カリウム水溶液(b)を貯留させる際における温度を80℃とし、かつ、乳化液を貯留タンク40内に移送しながら、これと同時に貯留タンク40内でのシクロヘキサンの蒸発による除去(常圧除去)を行う際における、乳化液の温度を80℃に保った状態とした以外は、実施例1と同様の操作を行うことで、合成ポリイソプレンラテックスの製造を行った。なお、実施例3においては、乳化液の貯留タンク40への移送を停止した直後における、貯留タンク40内の乳化液の量は、貯留タンク40の容積の55容積%であり、また、減圧除去時間(すなわち、乳化液中のシクロヘキサン含有量が、乳化液中の合成ゴムに対して100重量ppm以下となるまでに要した時間)は7時間であった。そして、得られた合成ポリイソプレンラテックスについて、上記方法にしたがい、凝集物含有量の測定を行った。結果を表1に示す。
貯留タンク40内にて、乳化液から、シクロヘキサンの減圧除去を行う際における、貯留タンク40内の乳化液の保持温度を70℃に変更した以外は、実施例3と同様の操作を行うことで、合成ポリイソプレンラテックスの製造を行った。なお、実施例4においては、乳化液の貯留タンク40への移送を停止した直後における、貯留タンク40内の乳化液の量は、貯留タンク40の容積の55容積%であり、また、減圧除去時間(すなわち、乳化液中のシクロヘキサン含有量が、乳化液中の合成ゴムに対して100重量ppm以下となるまでに要した時間)は14時間であった。そして、得られた合成ポリイソプレンラテックスについて、上記方法にしたがい、凝集物含有量の測定を行った。結果を表1に示す。
混合装置30にて乳化液を連続的に得て、得られた乳化液を、圧力が760mmHgに保たれた貯留タンク40に連続的に排出させる際に、貯留タンク40の圧力を760mmHgに保ち、かつ、乳化液の温度を60℃に保持したものの、貯留タンク40に接続されたバルブ50を「閉」とし、貯留タンク40を密閉系にすることで、乳化液を貯留タンク40内への移送を連続的に行った際に、シクロヘキサンの蒸発(常圧除去)による除去を行わなかった以外は、実施例1と同様の操作を行うことで、合成ポリイソプレンラテックスの製造を行った。なお、比較例1においては、シクロヘキサンの蒸発(常圧除去)による除去を行わなかったため、乳化液の貯留タンク40への移送を停止した直後における、貯留タンク40内の乳化液の量は、貯留タンク40の容積の92容積%であり(すなわち、混合装置30から排出された量と同じ量)であり、また、減圧除去時間(すなわち、乳化液中のシクロヘキサン含有量が、乳化液中の合成ゴムに対して100重量ppm以下となるまでに要した時間)は24時間以上であった。さらに、比較例1においては、シクロヘキサンの減圧除去に際し、発泡が激しかったため、消泡剤を多量に添加する必要があった(具体的には、実施例1において使用した発泡剤の量を100とした場合に、2000以上の量)。そして、得られた合成ポリイソプレンラテックスについて、上記方法にしたがい、凝集物含有量の測定を行った。結果を表1に示す。
混合装置30にて乳化液を連続的に得て、得られた乳化液を、貯留タンク40に連続的に排出させる際に、濃縮器60の下流側に減圧ポンプを接続し、減圧操作を行うことで、貯留タンク40の圧力を500mmHgに保った状態とした以外は、実施例1と同様に操作を行ったところ、貯留タンク40の圧力を500mmHgとした影響により、乳化液の泡立ちが顕著になり、泡立ちにより、乳化液が濃縮器60に進入してしまい、運転を継続することができず、運転を中止した。
一方、有機溶媒の常圧除去(第1除去工程)を行わなかった場合には、有機溶媒の減圧除去(第2除去工程)に多大な時間が掛かってしまい、生産性に劣るとともに、減圧除去を行う際に多量の消泡剤を添加する必要があり、さらには、得られる合成ゴムのラテックス中における凝集物量も多くなる結果となった(比較例1)。
さらに、混合装置30にて連続的に得られた乳化液を、タンク40中に連続的に移送しながら、タンク40中で有機溶媒の除去を行う際に、500mmHgと減圧された条件で行った場合には、乳化液の泡立ちが顕著になり、泡立ちにより、乳化液が濃縮器60に進入してしまい、運転を継続することができないという結果となった(比較例2)。
Claims (7)
- 合成ゴムが有機溶媒に溶解または分散してなる合成ゴムの溶液または分散液と、乳化剤の水溶液とを、混合装置に連続的に供給し、混合することで、乳化液を連続的に得る乳化工程と、
前記乳化工程において連続的に得られる乳化液を、700~760mmHgの圧力条件に調整された容器中に連続的に移送しながら、前記容器中で有機溶媒の除去を行う第1除去工程と、
前記第1除去工程を経た乳化液に対し、700mmHg未満の圧力下において、有機溶媒の除去を行う第2除去工程とを備える合成ゴムのラテックスの製造方法。 - 前記第1除去工程において、前記乳化液の温度を、前記有機溶媒の沸点よりも低い温度に制御しながら有機溶媒の除去を行う請求項1に記載の合成ゴムのラテックスの製造方法。
- 前記第1除去工程において、前記乳化液の温度を、乳化液に含まれる有機溶媒の沸点よりも10℃以上低い温度に制御しながら有機溶媒の除去を行う請求項1または2に記載の合成ゴムのラテックスの製造方法。
- 前記第2除去工程において、前記乳化液の温度を、前記有機溶媒の沸点以上の温度に制御しながら有機溶媒の除去を行う請求項1~3のいずれかに記載の合成ゴムのラテックスの製造方法。
- 前記第2除去工程において、1~600mmHgの圧力下において、有機溶媒の除去を行う請求項1~4のいずれかに記載の合成ゴムのラテックスの製造方法。
- 前記第1除去工程における、前記容器への前記乳化液の供給速度(m3/hr)を前記容器の容積(m3)で除すことにより求められる、前記容器への前記乳化液の移送速度(1/hr)が、0.01~0.5である請求項1~5のいずれかに記載の合成ゴムのラテックスの製造方法。
- 前記第1除去工程による700~760mmHgの圧力下における有機溶媒の除去を、前記容器への前記乳化液の供給量が、前記容器の容積に対し、70~140容積%の量となるまで継続した後に、前記容器内の圧力を700mmHg未満とすることで、前記第2除去工程による有機溶媒の除去を行う請求項1~6のいずれかに記載の合成ゴムのラテックスの製造方法。
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