JPH079441A - エラストマー溶液から溶媒を除去する方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 エラストマー溶液（エラストマー８ｗ％以
上）から溶媒を除去するに際し、エラストマーの架橋化
を防止し、且つ粒状化したエラストマーが押出器のベン
トポートを閉塞することを防止する。 【構成】 エラストマー溶液と加熱流体とを静止型混合
器に導入して十分に混合し、該エラストマー溶液と加熱
流体よりなる混合液を６０乃至２５０℃に昇温し、続い
て、前記エラストマー溶液と加熱流体とからなる混合液
を減圧した気化室にスプレーし、エラストマー溶液と気
化した加熱流体及び溶液を噛合型２軸スクリューフイー
ダーに導入し、前記気化した加熱流体及び溶媒を、該噛
合型２軸スクリューフィーダーの１端に連結された流体
排出装置から除去し、残るエラストマー溶液を該噛合型
２軸スクリューフィーダーにより押出機に導入する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、エラストマー溶液から
溶媒を除去する方法に関し、特に、エラストマーの含有
量が８重量％以上のエラストマー溶液から溶媒を除去す
る方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、エラストマー溶液から溶媒を除去
して粒状又は塊状のエラストマーを得るためには、水蒸
気法又は押出機による直接除去法等が採用されている。

【０００３】上記水蒸気法においては、高圧の水蒸気を
エラストマー溶液に注入することにより、溶液を加熱し
て溶媒を揮発させ、そして、機械的押圧手段を利用して
エラストマー溶液から残留する水の大部分（約４５重量
％）を除去し、更に、脱気手段、例えば１軸スクリュー
押出機又は２軸スクリュー押出機を用いて水分が１重量
％以下となるまでに水を除去している。

【０００４】上記水蒸気法は、その加熱方式が間接的加
熱であるので、直接的加熱より緩やかであり、エラスト
マー溶液の局部的な過熱を起こさないので、エラストマ
ーが、架橋してゲル化反応をおこすことはない。そのた
め、この方法は、ポリブタジエンゴムやポリイソプレン
ゴム等のエラストマーの製造によく採用されている。

【０００５】しかしながら、この方法では、エラストマ
ー溶液から水を除去するための複雑な製造ステップを遂
行し、且つ、得られた製品中になおもある程度の水分を
含んでいるので、より効率の高い乾燥機を利用しなけれ
ばならないという欠点がある。

【０００６】他方、上記押出機による直接的除去法の例
としては、特開昭６３−２８４２０３号が提案して第５
図に示されているような装置がある。これによると、予
め１５０〜２００℃まで加熱したエラストマー溶液を押
出機（９２）のホッパー（９０）に供給し、エラストマ
ー溶液を押圧前進させながら、ホッパー（９０）の後方
に配置したベントポート（８０）により溶媒の８０〜９
５重量％を除去し、更にスクリューの回転によって、エ
ラストマー溶液を１８０〜２５０℃の温度に加熱するそ
の他のベントポートの内圧を、上流端部のベントポート
がほぼ大気圧から下流端部のベントポートが約５ミリバ
ールの真空度に至るまでスクリュー方向に沿って段々と
減圧させ、残留溶媒をバレル沿いに設けたいくつかのベ
ントポート（例えば８１、８２、８３）から段階的に除
去する一方、溶媒を効率的に除去するため、必要に応じ
てベントポートの各々の間に設けた脱ガス助剤の供給ゾ
ーン（９６）より水等を導入することもできる。

【０００７】上記特開昭６３−２８４２０３号に記載さ
れている方法は、得られた最終生成物の揮発性成分を
０．１重量％まで減少し得るが、耐熱性の低いエラスト
マーには適用し得ない可能性がある。その理由は、エラ
ストマー溶液の粘性が高いと、スクリューバレル及びス
クリューの回転による前記溶液再加熱においては、熱伝
導効率が極めて低いために、加熱時間を長くしなければ
ならなくなり、エラストマーが架橋反応を起こし易いか
らである。これに対し、熱安定性の高いエラストマー溶
液、例えばスチレン−ブタジエン−スチレンブロックコ
ポリマーを処理する場合には、急な減圧による溶液の気
化により、大量のエラストマーがベントポートで気化す
る際に気泡を生じ、それが破裂して粉末状になって飛散
し、ベントポートを塞ぐ現象が起こりやすい欠点があ
る。

【０００８】従って、米国特許第３９１７５０７号に
は、上記方法によるポリマーの粉末がベントポートを妨
害する問題を起こさないように、ベントポートの上に噛
合型２軸スクリューを設置し、この噛合型２軸スクリュ
ーの回転により溶媒等の流体のみをスクリューの隙間を
通してバレルの外へ除去すると同時に、粉末状のエラス
トマーはバレル内に押し返す方式が開示されている。し
かしながら、この発明方法において使用されている加熱
方法は、バレル外部の加熱ジャケットによりポリマー溶
液を間接的に加熱するので、所要の加熱時間が比較的に
長く、且つ揮発性成分の含有量が低いプラスチック、例
えばＡＢＳなどのコポリマーにしか適用できず、エラス
トマー溶液或いは有機溶媒の含有量が高い材料には適さ
ない。

【０００９】従って、エラストマー溶液から溶媒を除去
する従来工程は、いまだに加熱効率が良く、エラストマ
ーを過熱変質させることなく、且つ、エライトマーの粉
末もベントポートを詰まらせないという段階に到達して
いないことが明らかである。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】上記の欠点、例えばゴ
ムが長期間加熱されて架橋反応によりゲルを形成する問
題を解消するために、本発明は、エラストマーを急速か
つ均一に昇温させるとともに、エラストマーの粉末の飛
散によりベントポートを閉塞させずにすむ脱ガス工程を
含む、エラストマーの含有量が８重量％以上のエラスト
マー溶液から溶媒を除去する方法を提供することを目的
とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本願発明者は、上記目的
を達成するために、鋭意研究した結果、容易かつ効率的
にエラストマー溶液から溶媒を除去する方法を完成し
た。

【００１２】即ち、本発明は、下記の方法を提供する。
即ち、エラストマーの含有量が８重量％以上のエラスト
マー溶液から前処理工程により溶媒の一部分を除去した
後、後処理工程の押出機に導入し、該押出機に付設する
ベントポートにより残留する溶媒を除去する方法であっ
て、上記前処理工程が、（ａ）エラストマー溶液と加熱
流体とを静止型混合器に導入して十分に混合し、該エラ
ストマー溶液と加熱流体よりなる混合液を６０乃至２５
０℃に昇温し、（ｂ）続いて、前記エラストマー溶液と
加熱流体とからなる混合液を減圧した気化室にスプレー
し、エラストマー溶液と気化した加熱流体及び溶媒を噛
合型２軸スクリューフィーダーに導入し、（ｃ）前記気
化した加熱流体及び溶媒を、該噛合型２軸スクリューフ
ィーダーの１端に連結された流体排出装置から除去し、
残るエラストマー溶液を該噛合型２軸スクリューフィー
ダーにより押出機に導入するステップからなることを特
徴とするエラストマー溶液から溶媒を除去する方法。本
発明方法が適用されるエラストマー溶液としては、エラ
ストマーを８重量％以上含むものが好ましく、エラスト
マーを１２重量％以上含むものがより好ましい。エラス
トマーとしては、ポリブタジエン、ポリイソプレン、エ
チレン−プロピレブロックポリマー及びビニル芳香族／
共役ジエンコポリマーから選ばれるものが望ましく、上
記共役ジエンは、部分的に水素化されていても良く、或
いは水素化されていなくても良い。又、ビニル芳香族／
共役ジエンコポリマーは、スチレン−ブタジエンのブロ
ックポリマー又は星型ポリマー、及びスチレン−イソプ
レンのブロックコポリマー又は星型ポリマーを含むこと
ができる。

【００１３】本発明で使用される加熱流体は、蒸気の状
態、又は十分に加熱された液体の状態でエラストマーと
共に混合してもよく、且つ該加熱流体の種類は必ずしも
エラストマー溶液に用いられる溶媒と同一である必要は
なく、例えば、水、ヘキサン、シクロヘキサン、ペンテ
ン、イソペンテン、ベンゼン、トルエン、エチルベンゼ
ン及びアセトンからなる群より選ばれるいずれかでもよ
い。尚、エラストマー溶液の昇温は、上記加熱流体の用
量又は圧力によって調節することが可能である。

【００１４】

【作用】本発明方法によれば、エラストマーを急速且つ
均一に昇温させる手段により、加熱時間が余り長すぎる
ことによるエラストマーの架橋を防止することができ、
且つ流体成分と固体成分とを別々に分離させる手段によ
り、エラストマー粉末が飛散してベントポートを塞ぐ問
題点も解決することができるので、エラストマーを８重
量％以上含有するエラストマー溶液から溶媒を除去する
ことが容易かつ効率的に行われる。

【００１５】以下、図面を参照しながら、本発明の方法
を実施するための装置を具体的に説明する。本発明の方
法による装置の好ましい態様は、第１図に示すように、
エラストマー溶液の溶媒を２０〜９５重量％除去し得る
前処理装置（Ａ）とこれに続く後処理工程の押出機
（４）とにより構成されており、該前処理装置（Ａ）は
主として静止型混合器（１）、気化室（２）及び分離装
置（３）からなるものである。本発明において、エラス
トマー溶液と加熱流体とを瞬間的且つ十分に混合して急
速に昇温させるべく用いられる静止型混合器（１）とし
ては、静止型混合器基礎と応用（日刊工業新聞社、松村
輝一郎等、昭和５６年９月３０日発行、）に記載されて
いるいくつかのタイプから選ぶことができるが、特にそ
れらに限られるものではない。

【００１６】この様な静止型混合器（１）は、その上流
端に、エラストマー溶液入口（１１）及び少なくとも一
つの加熱流体入口（１２）を設け、各流体入口（１２）
はそれぞれ逆止め弁（１２０）が付けられてある予備混
合室（１３）と連接し、且つその下流端に、スプレー用
ノズル（１５）を取り付けている。

【００１７】上記予備混合室（１３）は、単なる中空筒
体であっても良いが、混合の効果を促進させるために、
ねじり羽根（１３０）を混合室内に配置したものを使用
することもできる。加熱流体入口（１２）の予備混合室
（１３）における位置は、特に限定はなく自由に設計し
得るが、予備混合室（１３）が単純な中空筒体である場
合、第３図に示すように、高圧流体の噴流による運動量
（ｍｏｍｅｎｔｕｍ）のアンバランスを解消するため
に、二つの加熱流体入口（１２）を互いに直径上に対向
するように設けることが望ましく、予備混合室（１３）
にねじり羽根（１３０）を設けている場合、第２図に示
すように、すべての加熱流体入口（１２）を長手方向に
１列に並んで設けることが望ましい。

【００１８】又、静止型混合器（１）の下流端と連接し
且つ上記ノズル（１５）を内部へ突入させている上記気
化室（２）は、周壁面により比較的広い空間を画してな
り、該空間の形状は限定されないが、湾曲状や、下流向
きに径が徐々に広がる円錐形状にすることが好ましい。
更に、上記気化室（２）の内部表面には、ノズル（１
５）からスプレーされてきたエラストマーを付着させな
いように、必要ならば、ポリテトラフルオルエチレン等
の粘着防止剤を塗布することもできる。

【００１９】上記分離装置（３）は、気化室（２）の下
流端に接しており、噛合型２軸スクリューフィーダー
（３３）及び真空装置（図示略）から構成されるもので
ある。前記噛合型２軸スクリューフィーダー（３３）
は、ハウジングの一端が壁端により密閉された方式によ
り、スクリューの端部をシールし、真空装置（図示略）
に連接した流体排出口（３０）と接合しており、他端が
押出機（４）のフィーダーポート（３１）と接合してい
る。エラストマー溶液、気化した加熱流体及び溶媒は噛
合型２軸スクリューフィーダー（３３）の側面の開口に
導入し、エラストマーが流体排出口（３０）から排出さ
れることによって閉塞されることを防げるよう、該開口
の幅をスクリューフィーダー両端の長さよりも短く形成
する、即ち、スクリューの両端に気化室（２）との適当
な仕切りをもたせる。

【００２０】従って、該噛合型２軸スクリューフィーダ
ー（３３）においては、気化室（２）から導入されてき
たエラストマー溶液と気化した加熱流体及び溶媒が該噛
合型２軸スクリューフィーダー（３３）に供給される
と、気化した流体及び溶媒は上記噛合型２軸スクリュー
フィーダー（３３）の隙間を通過して上記流体排出口
（３０）へ排出され、他方、溶媒の一部分とこれにより
残るエラストマー溶液が該噛合型２軸スクリューフィー
ダー（３３）を経て押出機（４）に導入される。該噛合
型２軸スクリューフィーダー（３３）は、同方向回転型
又は異方向回転型のいずれでも良い。更に、流体の蒸気
が駆動モーター（３４）に侵入することのないように、
噛合型２軸スクリューフィーダーの軸と駆動モーターと
の間は、グランド パッキング等のシール部材で封止し
なければならない。

【００２１】本発明で用いる押出機（４）としては、単
軸押出機、二軸押出機及び多軸押出機のいずれであって
もよい。該押出機（４）として２軸押出機を使用する場
合には、そのスクリューの回転方向は同方向又は異方向
とも可能であり、且つそのスクリューの回転速度は５０
ないし３００ｒ．ｐ．ｍ．が好ましく、特に、１５０な
いし２５０ｒ．ｐ．ｍ．がより好ましい。又、上記押出
機（４）のバレル（４３ａ）においては、第４図に示す
ように、残留溶媒及びガスとエラストマーが押出機に送
り込まれるよう、押出機（４）のバレル（４３ａ）の外
側は、加熱装置（４３）、例えば加熱油管或いは電気式
加熱プレートで覆われている。噛合型２軸スクリューを
備えた三つのベントポート（４０ａ，４０ｂ，４０ｃ）
がバレル（４３ａ）の下流側軸方向に沿って間隔をおい
て設けられている。そして、必要な場合には、ベントポ
ート（４０ａ，４０ｂ，４０ｃ）の間に溶媒やガスの除
去を促進し得る脱ガス助剤を注入するための助剤注入口
（４２）も設けられる。本発明で用いられる脱ガス助剤
としては、水、エチルベンゼン、ブタン、ペンタン及び
ヘキサン等のような中低揮発性溶媒から選択することが
好ましく、その使用量はエラストマーの重量に対して
０．５〜５％の範囲が適当である。

【００２２】本発明装置によれば、実際にエラストマー
溶液を処理するに当たり、エラストマー溶液を、ポンプ
（図示略）圧送により所定の圧力で第４図矢印Ｓで示す
方向へエラストマー溶液入口（１１）より予備混合室
（１３）に導入するとともに、加熱流体を流体入口（１
２）より予備混合室（１３）に導入させる。エラストマ
ー溶液と加熱流体は予備混合室（１３）で混合された後
静止型混合器（１）に送られ、静止型混合器（１）によ
って、それらを十分に混合しながら、加熱流体の熱量が
短時間内にエラストマーに均一に吸収させる。通常、加
熱流体にかける圧力に応じてエラストマー溶液の温度上
昇及び加熱速度が容易に決定される。例えば、実験によ
れば、静止型混合器（１）の下流端に至った時の温度
は、加熱流体が圧力３ｂａｒ以上の水蒸気である場合、
混合して３秒間以内に混合液は６０℃乃至２５０℃以上
に上昇することができる。加熱流体が圧力３ｂａｒ以下
の水蒸気である場合には、混合して３秒後の混合液の温
度は６０℃にも達せず、溶媒を除去する効率も悪くな
る。この様な条件下で静止型混合器（１）下流端におけ
る混合液の温度を２５０℃以上に昇温しようとするなら
ば、高圧の水蒸気を使用することが必要となり、コスト
を高めるのみに対し、エラストマーが高温による劣化も
生じ易くなることは明らかである。

【００２３】次に、溶媒が静止型混合器（１）において
揮発点以上の温度を得た後、エラストマー溶液と加熱流
体とからなる混合後は高圧状態になってノズル（１５）
より気化室（２）に噴霧される。これにより、噴霧手段
による減圧で大量の加熱流体及び溶媒が混合液から蒸発
して気化するとともに、熱伝導性の低いエラストマー
も、急速に気泡を生じて細かい粒状になる。上記の過程
において、エラストマーは加熱時間が短く、温度の上昇
もあまり大きくないので、架橋による変質或いは高温に
よる劣化を抑止することができる。従って、水蒸気を加
熱流体とする場合、水蒸気使用量を従来の水蒸気抽出法
よりも効果的に低減できる。

【００２４】上記の気化した加熱流体と溶媒及び粒状化
したエラストマーは、更に気化室（２）より分離装置
（３）に導入され、引き続き噛合型２軸スクリューフィ
ーダー（３３）により気化した加熱流体及び溶媒を分離
させ、即ち、該気化した加熱流体及び溶媒が真空装置
（図示略）と接続する流体排出口（３０）から吸出され
ながら、残るエラストマー溶液と粒状化したエラストマ
ーが噛合型２軸スクリューフィーダー（３３）の回転に
より圧搾されながら前進してエラストマー フィーダー
ポート（３１）から押出機（４）に供給される。即ち、
この噛合型２軸スクリューフィーダー（３３）の回転に
より、ガス及び流体のみをスクリューの隙間から除去す
ると同時に、粉末状のエラストマーをスクリューにより
押し返して押出機（４）に供給する。従って、本発明の
分離装置（３）によれば、エラストマー溶液の溶媒を２
０〜９５重量％除去することができる。

【００２５】又、押出機（４）に供給されたエラストマ
ーは、押出機（４）のバレル（４３ａ）内に挿着したス
クリュー（４４）の回転、及び押出機（４）のバレル
（４３ａ）の外側に配置した加熱装置（４３）による再
加熱で溶融状態になり、必要があれば、これに脱ガス助
剤注入口（４２）から脱ガス助剤を注入することもでき
る。更に、ベントホート（４０ａ，４０ｂ，４０ｃ）よ
りエラストマーに残った溶媒やガス等をさらに完全除去
したのち、次いで、溶媒が殆ど存在しないエラストマー
をダイス（４１）から押出してペレット状乃至粒状エラ
ストマーを得る。

【００２６】

【実施例及び比較例】以下に、実施例と比較例とを示
し、本発明方法の利点をより一層明らかにする。

【００２７】比較例１ 図５に示すような従来の溶媒除去装置（Ｂ）、即ち特開
昭６３−２８４２０３号に開示されている溶媒除去装置
を使用して、エラストマーを２０重量％含有するヘキサ
ン溶液から溶媒を除去する処理を行ない、処理に着手し
た時点からベントポート（８０，８１，８２，８３）が
詰まる時点までの時間を測定した。

【００２８】エラストマーとしては、（ａ）ブロックコ
ポリマーに対してスチレンを３０重量％含有するスチレ
ン−ブタンジエン−スチレンブロックコポリマー、
（ｂ）ブロックコポリマーに対してスチレンを１０重量
％含有するスチレン−ブタンジエン−スチレンブロック
コポリマー、および（ｃ）ブタジエンホモポリマー（商
標名：３５ＡＳ，旭化成（株））を使用した。

【００２９】押出機（９２）は、同方向回転の噛合型２
軸スクリュー押出機（西ドイツ、Ｗ＆Ｐ社製、ＺＳＫ−
３５）であり、該２軸スクリューの長さは１２０ｃｍ
（Ｌ／Ｄ＝４０）で、且つスクリューバレルに四つのベ
ントポート（８０、８１、８２、８３）を設けているも
のである。

【００３０】又、押出条件は下記のように設定した。

【００３１】スクリュー（９４）の回転：２００ｒ．
ｐ．ｍ． ベントポート（８０）の真空度：１０ｍｂａｒ ベントポート（８１）の真空度：５ｍｂａｒ ベントポート（８２）の真空度：５ｍｂａｒ ベントポート（８３）の真空度：５ｍｂａｒ 押出機（９２）のスクリューバレルの温度設定：２１０
℃ エラストマー溶液を２００℃に予熱した後、押出機（９
２）のホッパー（９０）に定量で供給した。

【００３２】更に、溶媒をより良好に除去するために、
ベントポート（８２）とベントポート（８３）のと間の
脱ガス助剤注入口（９６）から水を注入した。

【００３３】

【表１】

【００３４】表１に示すのは、作業を施してからベント
ポート（８０，８１，８２，８３）が詰まるまでの時間
である。表１の結果から、エラストマーに対してスチレ
ンの含有量が高いほうが、高い粘弾性を有し泡を形成し
にくいため、ベントポートを詰まらせ難いことが明らか
となった。

【００３５】又、溶媒の大部分はベントポート（８０）
から除去され、その他の残留ガスはベントポート（８
１，８２，８３）から除去されるので、表１に示すよう
に、ベントポート（８０）はベントポート（８１，８
２，８３）よりエラストマーの粉末に容易に閉塞される
ことが認められた。

【００３６】更に、上記テストで水を用いる代わりに、
エラストマー溶液の溶媒であるヘキサンを脱ガス助剤と
して使用するほかに、同一条件でエラストマー溶液
（ａ）についての測定を行った。表２に示すように、エ
ラストマーを溶解させる脱ガス助剤を用いると、エラス
トマーの粉末がベントポート（８３）に現れることが明
らかにされた。

【００３７】

【表２】

【００３８】上記のように、従来の方法でエラストマー
を処理する場合には、処理可能なものは、スチレンの含
有率が高いもの（即ち、物理的性質がプラスチックに近
いもの）に限られることが判った。更に、一般的には、
好ましい溶媒としては高揮発性溶媒に限られる傾向があ
り、例えば、ブタジエンエラストマーに用いられる溶媒
は、ヘキサン（沸点６９℃）又はシクロヘキサン（沸点
８０．７℃）が好ましい。従って、１５０〜２００℃ま
でに予熱したエラストマー溶液を押出機に供給した後、
溶媒が急激に揮発するとともにエラストマーが容易に泡
立つため、ベントボートが閉塞する恐れが高まるので、
従来の方法は、大量生産に向かないという問題点が存在
する。

【００３９】比較例２ 下記の３種のエラストマーを２０重量％含有するヘキサ
ン溶液（即ち、下記に示すｄ、ｅ、ｆ）を処理し、その
他の溶媒除去装置及び操作条件は比較例１と同様にし
た。

【００４０】エラストマー溶液（ｄ）：（Ａｓａｄｅｎ
ｅ ３５ＡＳ，旭化成（株）製）、有機リチウム触媒に
よる低シスポリブタジエンゴムによる。

【００４１】エラストマー溶液（ｅ）：（Ａｓａｄｅｎ
ｅ ５５ＡＳ，旭化成（株）製）、有機リチウム触媒に
よる低シスポリブタジエンゴムによる。

【００４２】エラストマー溶液（ｆ）：（台湾合成ゴム
社製、商標名Ｔａｉｐｏｌ ０１５Ｈ）、チーグラー・
ナッタ触媒による高シスポリブタジエンゴムによる。

【００４３】処理開始からベントポートが詰まるまでの
時間を測定するとともに、溶媒を除去した３種類のエラ
ストマーについて、「目視ゲル測定方法」により測定
し、それらを、処理前のエラストマー溶液と比較した。

【００４４】上記「目視ゲル測定方法」とは、エラスト
マー中に含まれる不溶性ゲル量を測る方法である。その
分析は次のような手順による。

【００４５】（１）エラストマーの試料を１〜２ｍｍの
立方体に裁断し、（２）エラストマーの裁断試料を５グ
ラム分秤量してさらに細かく破砕し、（３）フラスコに
トルエン２５０ｍｌを入れ、（４）上記（２）で用意し
たエラストマーを上記（３）のフラスコに投入し、
（５）その後、磁石攪拌器にて、エラストマーを完全に
溶解させるように攪拌し（４０〜６０分）、（６）アス
ピレーターと、ブフナー漏斗セットによりろ紙でエラス
トマー溶液をろ過し、（７）ブフナー漏斗からろ紙を取
り出し、その上に染色液（染色液はデュポン社製のｂｒ
ｏｗｎ ｏｉｌをトルエンに０．１重量％溶かしてな
る）をかけ、（８）該ろ紙を残留溶媒が乾かないうち
に、標準品と比べてゲル量をアナログ測定し、（９）上
記手順（１）〜（７）による実験を三回繰り返し、その
平均値を求め、（１０）得られたゲルの面積が一定の範
囲を越える場合、ゲル値を加重して計算する。

【００４６】上記エラストマー（ｄ、ｅ、ｆ）のいずれ
も、耐衝撃性に優れるスチレンボリマーの改質及びタイ
ヤの製造等の用途によく使用されているものではある
が、従来の方法によれば、高温による架橋を容易に引き
起こして溶解しないゲルを生成させるので、得られた耐
衝撃性ポリスチレン製品の表面にいわゆるフィシュアイ
（ｆｉｓｈ ｅｙｅ）という欠陥を引き起こさせる。比
較例２では、溶媒を除去したエラストマーを上記「目視
ゲル測定方法」により分析するとともに、６重量％の割
合でスチレンに溶解させて重合を行なった。得られた耐
衝撃性ポリスチレンを２軸スクリュー押出機（ＺＳＫ−
３５）及びシート成形機で厚さ２ｍｍのシートに押出
し、このシート表面のフィシュアイ（ｆｉｓｈ ｅｙ
ｅ）発生を観察する。一方、前記のように溶媒除去処理
を経ていないエラストマーを上記「目視ゲル測定方法」
により分析するとともに、更に、６重量％の割合でスチ
レンに溶解させて重合を行わせたテストシートと比較し
た。この比較結果は表３に示す。

【００４７】

【表３】

【００４８】表３から、耐熱性が低いエラストマーを従
来の溶媒除去装置で処理すれば、ゲル量が明らかに増加
し、且つ、耐衝撃性ポリスチレンのシート製品の表面に
もフィシュアイが大量に現れてくるということが明らか
にされた。 実施例１ 本発明の方法に用いられている溶媒除去装置（図４に示
す）を使用する以外は、比較例１と同様に３種類のエラ
ストマー溶液、即ち、（ａ）ブロックコポリマーに対し
てスチレンを３０重量％含有するスチレン−ブタジエン
−スチレンブロックコポリマー、（ｂ）ブロックコポリ
マーに対してスチレンを１０重量％含有するスチレン−
ブタジエン−スチレンブロックコポリマー、（ｃ）ブタ
ジエンホモポリマー（商標名：３５ＡＳ，旭化成（株）
製） のそれぞれについて溶媒を除去する処理を行い、処理を
着手する時点からベントポートのいずれが詰まる時点ま
での時間を測定した。その測定結果を表４に示す。 押
出機（９２）は、同方向噛合型２軸スクリュー押出機
（西ドイツ、Ｗ＆Ｐ社製、ＺＳＫ−３５）を用いた。そ
の仕様は該２軸スクリューの長さは１２０ｃｍ（Ｌ／Ｄ
＝４０）であり、噛合型２軸スクリューを取りつけたス
クリューバレルに三つのベントポート（４０ａ、４０
ｂ、４０ｃ）を備え、ベントポート（４０ｂ）とベント
ポート（４０ｃ）との間に脱ガス助剤の注入口（４２）
を設けてなる。押出機の押出条件を下記のように設定し
た。

【００４９】 スクリュー（４）の回転：１８０ｒ．ｐ．ｍ． ベントポート（４０ａ）の真空度：８ｍｂａｒ ベントポート（４０ｂ）の真空度：５ｍｂａｒ ベントポート（４０ｃ）の真空度：５ｍｂａｒ 吐出量：約２５ｋｇ／ｈｒ 溶媒をより良好に除去するために、水を脱ガス助剤とし
て１．２５ｋｇ／ｈｒの割合で注入した。

【００５０】更に、前処理装置の処理条件は下記のよう
に設定した。

【００５１】 エラストマー溶液入口（１１）：流量１２５ｋｇ／ｈｒ 加熱流体：水蒸気（圧力：７ｂａｒ，流量：５０ｋｇ／
ｈｒ） 静止型混合機（１）の下流端の温度：１２０〜１３０℃ 噛合型２軸スクリューフィーダー（３３）のスクリュー
の回転：１５０ｒ．ｐ．ｍ．（同方向） 分離装置の流体排出口（３０）、凝縮器及び真空装置を
直列状に接続し、真空装置の真空度は１２ｍｂａｒに調
節した。

【００５２】

【表４】

【００５３】表４に示す結果から明らかな様に、本発明
の方法による装置を使用する場合には、いずれのエラス
トマー溶液を処理して２００時間を経過しても、なお、
各ベントポートに閉塞の現象を発生しなかった。従っ
て、エラストマー溶液の粘度やスチレンの含有量を特に
限定しなくても、各ベントポートは詰まることなく、操
作がスムーズに行われる。

【００５４】更には、エラストマー溶液（ａ）の例につ
いては、流体排出口（３０）に連接した凝縮器から、ヘ
キサン７２ｋｇ／ｈｒ及び水４５ｋｇ／ｈｒが排出され
た。排出されたヘキサンは、溶媒の総量に対して約７２
重量％を占めている。そして、押出機（４）より押出し
脱気されたエラストマー（ａ）を採取してガスクロトマ
グラフィーにより分析したところ、サンプル中にヘキサ
ンが５２０ｐｐｍ及び水が３５１０ｐｐｍ残留している
という結果を得た。上記の結果からは、本発明の方法に
よれば、溶媒を除去する効果に十分に優れていることが
明らかであろう。

【００５５】実施例２ 試料とするエラストマー溶液（ａ，ｂ，ｃ）におけるエ
ラストマーの含有量を１５重量％まで低減した以外は、
溶媒除去装置、エラストマー種類及び操作条件を全て実
施例１と同様にして実験をした。処理に着手する時点か
らベントポートのいずれが詰まる時点までの時間を測定
した。結果は表５の通りである。

【００５６】

【表５】

【００５７】実施例３ 比較例２におけるエラストマー溶液（ｄ，ｅ，ｆ）を試
料とする以外は、溶媒除去装置、操作条件を実施例１と
まったく同様にしてテストを行なった。処理に着手する
時点からベントポートのいずれかが詰まる時点までの時
間を測定した。更に、得られたエラストマーを比較例２
におけると同様の「目視ゲル測定法」で測定するととも
に、６重量％の割合でスチレンに溶解させて耐衝撃性の
ポリスチレンを製造し、得られたシートの表面を観察し
た。その結果を表６に示す。

【００５８】

【表６】

【００５９】表６の結果から明らかなように、本発明の
方法による装置で処理すると、エラストマー溶液は熱に
よる架橋を起こすことがないので、得られた製品の表面
には「フィシュアイ」欠陥が現れない。即ち、本発明の
方法は、耐熱性に弱いエラストマー溶液から溶媒を除去
するのに適していることが明らかである。

【００６０】実施例４ 押出機（４）を異方向回転噛合型２軸スクリュー押出機
（Ｐｌａｂｏｒ Ｃｏｎｖｅｒｔｗｉｎ ＢＴ−３０−
Ｃ）に代えた以外は、実験における他の設備、操作条件
及び試料のエラストマー溶液はすべて実施例３と同様に
した。得られた結果を表７に示す。

【００６１】

【表７】

【００６２】表６と表７を比較して、異方向回転押出機
では得られたエラストマーのゲル量をより減少させるこ
とができることが明らかである。

【００６３】

【発明の効果】本発明によれば、エラストマー溶液から
溶媒を除去する過程において、高温でエラストマーが架
橋化する現象と、粒状化したエラストマーが押出機のベ
ントポートを閉塞するという問題を容易に解決すること
ができるので、従来の技術に比して、生産コスト、製品
品質、装置運転効率などを改善させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の方法にかかわる前処理装置を拡大し
て示す縦断面図である。

【図２】 本発明の方法にかかわる前処理装置の要部静
止型混合器と予備混合器を拡大して示す縦断面図であ
る。

【図３】 本発明の方法にかかわる前処理装置の要部静
止型混合器と他の予備混合器を示す縦断面図である。

【図４】 本発明の方法にかかわる溶媒除去装置の配置
及び局部断面を示す概略側面図である。

【図５】 従来の方法にかかわる溶媒除去装置の配置を
示す概略側面図である。

【符号の説明】

１……静止型混合器 ２……気化室 ３……分離装置 ４……押出機 １１…エラストマー溶液入口 １２…加熱流体入口 １５…ノズル ３０…流体排出口 ３１…エラストマー フィーダーポート ３３…噛合型２軸スクリューフィーダー ４０ａ，４０ｂ，４０ｃ…ベントポート ４１…ダイス

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成６年２月１０日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正内容】

【書類名】 明細書

【発明の名称】 エラストマー溶液から溶媒を除去す
る方法

【特許請求の範囲】

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、エラストマー溶液から
溶媒を除去する方法に関し、特に、エラストマーの含有
量が８重量％以上のエラストマー溶液から溶媒を除去す
る方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、エラストマー溶液から溶媒を除去
して粒状又は塊状のエラストマーを得るためには、水蒸
気法又は押出機による直接除去法等が採用されている。

【０００３】上記水蒸気法とは、高圧の水蒸気をエラス
トマー溶液に注入することにより、溶液を加熱して溶媒
を揮発させ、そして、機械的押圧手段を利用してエラス
トマー溶液から残留する水の大部分（約４５重量％）を
除去し、更に、脱気手段、例えば１軸スクリュー押出機
又は２軸スクリュー押出機を用いて水分が１重量％以下
となるまでに除去する方法である。

【０００４】上記水蒸気法は、その加熱方式が間接的加
熱であるので、直接的加熱より緩やかであり、エラスト
マー溶液の局部的な過熱を起こさないので、エラストマ
ーが、架橋するゲル化反応をおこすことはない。そのた
め、この方法は、ポリブタジエンゴムやポリイソプレン
ゴム等のエラストマーの製造によく採用されている。

【０００５】しかしながら、この方法では、エラストマ
ー溶液から水を除去するための複雑な製造ステップを遂
行し、且つ、得られた製品中になおもある程度の水分を
含んでいるので、より効率の高い乾燥機を利用しなけれ
ばならないという欠点がある。

【０００６】他方、上記押出機による直接的除去法の例
としては、特開昭６３−２８４２０３号が提案して第５
図に示されているような装置がある。これによると、予
め１５０〜２００℃まで加熱したエラストマー溶液を押
出機（９２）のホッパー（９０）に供給し、エラストマ
ー溶液を押圧前進させながら、ホッパー（９０）の後方
に配置したベントポート（８０）により溶媒の８０〜９
５重量％を除去し、更にスクリューの回転によって、エ
ラストマー溶液を１８０〜２５０℃の温度に加熱する。
その他のベントポートの内圧を、上流端部のベントポー
トがほぼ大気圧から下流端部のベントポートが約５ミリ
バールの真空度に至るまでスクリュー方向に沿って段々
と減圧させ、残留溶媒をバレル沿いに設けたいくつかの
ベントポート（例えば８１、８２、８３）から段階的に
除去する一方、溶媒を効率的に除去するため、必要に応
じてベントポートの各々の間に設けた残留溶媒ガスを効
率よく除去するための脱ガス助剤の供給ゾーン（９６）
より水等を導入することもできる。

【０００７】上記特開昭６３−２８４２０３号に記載さ
れている方法は、得られた最終生成物の揮発性成分を
０．１重量％まで減少し得るが、次のような欠点を有す
る。即ち、第１に、耐熱性の低いエラストマーには適用
できない恐れがある。その理由は、エラストマー溶液の
粘性が高いと、スクリューバレル及びスクリューの回転
による前記溶液再加熱においては、熱伝導効率が極めて
低いために、加熱時間を長くしなければならなくなり、
エラストマーが架橋反応を起こし易いからである。第２
に、熱安定性の高いエラストマー溶液、例えばスチレン
−ブタジエン−スチレンプロックコポリマーを処理する
場合でも、ベントポートにおいて急な減圧による溶液の
気化により、エラストマーがベトポートを塞ぐ現象が起
こりやすい欠点がある。

【０００８】従って、米国特許第３９１７５０７号に
は、上記方法によるポリマーがベントポートを妨害する
問題を起こさないように、ベントポートの上に噛合型２
軸スクリューを設置し、この噛合型２軸スクリューの回
転により溶媒等の流体のみをスクリューの隙間を通して
バレルの外へ除去すると同時に、エラストマーはバレル
内に押し返す方式が開示されている。しかしながら、こ
の発明方法において使用されている加熱方法は、バレル
外部の加熱ジャケットによりポリマー溶液を間接的に加
熱するので、所要の加熱時間が比較的に長く、且つ揮発
性成分の含有量が低いプラスチック、例えばＡＢＳなど
のコポリマーにしか適用できず、エラストマー溶液或い
は有機溶媒の含有量が高い材料には適さない。

【０００９】従って、エラストマー溶液から溶媒を除去
す工程は、加熱効率が良く、エラストマーを過熱変質さ
せることなく、且つ、エライトマーがベントポートを詰
まらせない段階にいまだに到達していない。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記欠点、
例えばゴムが長時間加熱されて架橋反応によりゲルを形
成する問題、エラストマーがベントポートを閉塞させる
問題及び溶媒の含有量が高い材料に適用できない問題を
解消する方法を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本願発明者は、上記目的
を達成するために、鋭意研究した結果、容易かつ効率的
にエラストマー溶液から溶媒を除去する方法を完成し
た。

【００１２】即ち、本発明は、下記の方法を提供する。
即ち、エラストマーの含有量が８重量％以上のエラスト
マー溶液から前処理工程により溶媒の一部分を除去した
後、後処理工程の押出機に導入し、該押出機に付設する
ベントポートにより残留する溶媒を除去する方法であっ
て、上記前処理工程が、（ａ）エラストマー溶液と加熱
流体とを静止型混合器に導入して十分に混合し、該エラ
ストマー溶液と加熱流体よりなる混合液を６０乃至２５
０℃に昇温し、（ｂ）続いて、前記エラストマー溶液と
加熱流体とからなる混合液を減圧した気化室にスプレー
し、エラストマー溶液と気化した加熱流体及び溶媒を噛
合型２軸スクリューフィーダーに導入し、（ｃ）前記気
化した加熱流体及び溶媒を、該噛合型２軸スクリューフ
ィーダーの１端に連結された流体排出装置から除去し、
残るエラストマー溶液を該噛合型２軸スクリューフィー
ダーにより押出機に導入するステップからなることを特
徴とするエラストマー溶液から溶媒を除去する方法。本
発明方法が適用されるエラストマー溶液としては、エラ
ストマーを８重量％以上含むものであり、エラストマー
を１２重量％以上含むものがより好ましい。又、エラス
トマーとしては、ポリブタジエン、ポリイソプレン、ビ
ニル芳香族／共役ジエンコポリマーの如き共役ジエンポ
リマー及びエチレン−プロピレンコポリマーから選ばれ
るものが望ましく、上記共役ジエンポリマーは、少なく
とも部分的に水素化されていても良く、或いは水素化さ
れていなくても良い。又、ビニル芳香族／共役ジエンコ
ポリマーは、スチレン−ブタジエンのプロックコポリマ
ー又は星型ポリマー、及びスチレン−イソプレンのブロ
ックコポリマー又は星型ポリマーを含む。

【００１３】本発明で使用される加熱流体は、蒸気の状
態、又は十分に加熱された液体の状態でエラストマーと
共に混合してもよく、且つ該加熱流体の種類は必ずしも
エラストマー溶液に用いられる溶媒と同一である必要は
なく、例えば、水、へキサン、シクロヘキサン、ペンテ
ン、イソペンテン、ベンゼン、トルエン、エチルベンゼ
ン及びアセトンからなる群より選ばれるいずれかでもよ
い。尚、エラストマー溶液の昇温は、上記加熱流体の用
量又は圧力によって調節することが可能である。

【００１４】

【作用】本発明方法によれば、エラストマーを急速且つ
均一に昇温させる手段により、加熱時間が長すぎること
によるエラストマーの架橋を防止することができ、且
つ、前処理工程で流体成分と固体成分とを別々に分離さ
せる手段により、エラストマーがベントポートを塞ぐ問
題点も解決することができるので、エラストマーを８重
量％以上含有の溶媒含有量が高いエラストマー溶液から
溶媒を除去することが容易かつ効率的に行われる。

【００１５】以下、図面を参照しながら、本発明の方法
を実施するための装置を具体的に説明する。本発明の方
法による装置の好ましい態様は、第１図に示すように、
エラストマー溶液の溶媒を２０〜９５重量％除去し得る
前処理装置（Ａ）とこれに続く後処理工程の押出機
（４）とにより構成されており、該前処理装置（Ａ）は
主として静止型混合器（１）、気化室（２）及び分離装
置（３）からなるものである。本発明において、エラス
トマー溶液と加熱流体とを瞬間的且つ十分に混合して急
速に昇温させるべく用いられる静止型混合器（１）とし
ては、「静止型混合器基礎と応用」（日刊工業新聞社、
松村輝一郎等、昭和５６年９月３０日発行、）に記載さ
れているいくつかのタイプから選ぶことができるが、特
にそれらに限られるものではない。

【００１６】この様な静止型混合器（１）は、その上流
端に、エラストマー溶液入口（１１）及び少なくとも一
つの加熱流体入口（１２）を設け、各流体入口（１２）
はそれぞれ逆止め弁（１２０）が付けられてある予備混
合室（１３）と連接し、且つその下流端に、スプレー用
ノズル（１５）を取り付けている。

【００１７】上記予備混合室（１３）は、単なる中空筒
体であっても良いが、混合の効果を促進させるために、
ねじり羽根（１３０）を混合室内に配置したものを使用
することもできる。加熱流体入口（１２）の予備混合室
（１３）における位置は、特に限定はなく自由に設計し
得るが、予備混合室（１３）が単純な中空筒体である場
合、第３図に示すように、高圧流体の噴流による運動量
（ｍｏｍｅｎｔｕｍ）のアンバランスを解消するため
に、二つの加熱流体入口（１２）を互いに直径上に対向
するように設けることが望ましく、予備混合室（１３）
にねじり羽根（１３０）を設けている場合、第２図に示
すように、すべての加熱流体入口（１２）を長手方向に
１列に並んで設けることが望ましい。

【００１８】又、静止型混合器（１）の下流端と連接し
且つ上記ノズル（１５）を内部へ突入させている上記気
化室（２）は、周壁面により比較的広い空間を画してな
り、該空間の形状は限定されないが、湾曲状や、下流向
きに径が徐々に広がる円錐形状にすることが好ましい。
更に、上記気化室（２）の内部表面には、ノズル（１
５）からスプレーされてきたエラストマーを付着させな
いように、必要ならば、ポリテトラフルオルエチレン等
の粘着防止剤を塗布することもできる。

【００１９】上記分離装置（３）は、気化室（２）の下
流端に接しており、噛合型２軸スクリューフィーダー
（３３）及び真空装置（図示略）から構成されるもので
ある。前記噛合型２軸スクリューフィーダー（３３）
は、その一端がハウジングにより密閉された方式によ
り、スクリューの端部をシールし、真空装置（図示略）
に連接した流体排出口（３０）と接合しており、他端が
押出機（４）のフィーダーポート（３１）と接合してい
る。エラストマー溶液、気化した加熱流体及び溶媒は噛
合型２軸スクリューフィーダー（３３）の側面の開口に
導入されるが、エラストマーが流体排出口（３０）から
排出されることによって該流体排出口（３０）が閉塞さ
れることを防げるよう、該開口の幅をスクリューフィー
ダー両端の長さよりも短く形成する、即ち、スクリュー
の両端に気化室（２）との適当な仕切りをもたせる。

【００２０】従って、該噛合型２軸スクリューフィーダ
ー（３３）においては、気化室（２）から導入されてき
たエラストマー溶液と気化した加熱流体及び溶媒は該噛
合型２軸スクリューフィーダー（３３）に供給される
と、気化した流体及び溶媒は上記噛合型２軸スクリュー
フィーダー（３３）の隙間を通過して上記流体排出口
（３０）へ排出され、他方、溶媒の一部分が残るエラス
トマー溶液は該噛合型２軸スクリューフィーダー（３
３）を経て押出機（４）に導入される。該噛合型２軸ス
クリューフィーダー（３３）は、同方向回転型又は異方
向回転型のいずれでも良い。更に、流体の蒸気が駆動モ
ーター（３４）に侵入することのないように、噛合型２
軸スクリューフィーダーの軸と駆動モーターとの間は、
グランド パッキング等のシール部材で封止しなければ
ならない。

【００２１】本発明で用いる押出機（４）としては、単
軸押出機、二軸押出機及び多軸押出機のいずれであって
もよい。該押出機（４）として２軸押出機を使用する場
合には、そのスクリューの回転方向は同方向又は異方向
とも可能であり、且つそのスクリューの回転速度は５０
ないし３００ｒ．ｐ．ｍ．が好ましく、特に、１５０な
いし２５０ｒ．ｐ．ｍ．がより好ましい。又、上記押出
機（４）のバレル（４３ａ）においては、第１図に示す
ように、残留溶媒及びガスとエラストマーが押出機に送
り込まれるよう、押出機（４）のバレル（４３ａ）の外
側は、加熱装置（４３）、例えば加熱油管或いは電気式
加熱プレートで覆っている。噛合型２軸スクリューを備
えた三つのベントポート（４０ａ，４０ｂ，４０ｃ）が
バレル（４３ａ）の下流側軸方向に沿って間隔をおいて
設けられている。そして、必要な場合には、ベントポー
ト（４０ａ，４０ｂ，４０ｃ）の間に溶媒やガスの除去
を促進し得る脱ガス助剤を注入するための助剤注入口
（４２）も設けられる。本発明で用いられる脱ガス助剤
としては、水、エチルベンゼン、ブタン、ペンタン及び
へキサン等のような中低揮発性溶媒から選択することが
好ましく、その使用量はエラストマーの重量に対して
０．５〜５％の範囲が適当である。

【００２２】本発明装置によれば、実際にエラストマー
溶液を処理するに当たり、エラストマー溶液を、ポンプ
（図示略）圧送により所定の圧力で第４図矢印Ｓで示す
方向へエラストマー溶液入口（１１）より予備混合室
（１３）に導入するとともに、加熱流体を流体入口（１
２）より予備混合室（１３）に導入させる。エラストマ
ー溶液と加熱流体は予備混合室（１３）で混合された後
静止型混合器（１）に送られ、静止型混合器（１）によ
って、それらを十分に混合しながら、加熱流体の熱量が
短時間内にエラストマーに均一に吸収させる。通常、加
熱流体にかける圧力に応じてエラストマー溶液の温度上
昇及び加熱速度が容易に決定される。例えば、実験によ
れば、静止型混合器（１）の下流端に至った時の温度
は、加熱流体が圧力３ｂａｒ以上の水蒸気である場合、
混合して３秒間以内に混合液は６０℃乃至２５０℃以上
に上昇することができる。加熱流体が圧力３ｂａｒ以下
の水蒸気である場合には、混合して３秒後の混合液の温
度は６０℃にも達せず、溶媒を除去する効率も悪くな
る。この様な条件下で静止型混合器（１）下流端におけ
る混合液の温度を２５０℃以上に昇温しようとするなら
ば、高圧の水蒸気を使用することが必要となり、コスト
を高めるばかりでなく、エラストマーが高温による劣化
も生じ易くなる。

【００２３】次に、溶媒が静止型混合器（１）において
溶媒の揮発点以上の温度を得た後、エラストマー溶液と
加熱流体とからなる混合液は高圧状態になってノズル
（１５）より気化室（２）に噴霧される。これにより、
噴霧手段による減圧で大量の加熱流体及び溶媒が混合液
から蒸発して気化するとともに、熱伝導性の低いエラス
トマー溶液も、急速に気泡を生じて細かい粒伏になる。
上記の過程において、エラストマーは加熱時間が短く、
温度の上昇もあまり大きくないので、架橋による変質或
いは高温による劣化を抑止することができる。従って、
水蒸気を加熱流体とする場合、水蒸気使用量を従来の水
蒸気抽出法よりも効果的に低減できる。

【００２４】上記の気化した加熱流体と溶媒及び粒状化
したエラストマーは、更に気化室（２）より分離装置
（３）に導入され、引き続き噛合型２軸スクリューフィ
ーダー（３３）により気化した加熱流体及び溶媒を分離
させ、即ち、該気化した加熱流体及び溶媒が真空装置
（図示略）と接続する流体排出口（３０）から吸出され
ながら、残るエラストマー溶液と粒状化したエラストマ
ーが噛合型２軸スクリューフィーダー（３３）の回転に
より圧搾されながら前進してエラストマー フィーダー
ポート（３１）から押出機（４）に供給される。即ち、
この噛合型２軸スクリューフィーダー（３３）の回転に
より、ガス及び流体のみをスクリューの隙間から除去す
ると同時に、粉末状のエラストマーは押出機（４）に供
給する。従って、本発明の分離装置（３）によれば、エ
ラストマー溶液の溶媒を２０〜９５重量％除去すること
ができる。

【００２５】又、押出機（４）に供給されたエラストマ
ーは、押出機（４）のバレル（４３ａ）内に挿着したス
クリュー（４４）の回転、及び押出機（４）のバレル
（４３ａ）の外側に配置した加熱装置（４３）による再
加熱でされて溶融状態になる。必要があれば、これに脱
ガス助剤注入口（４２）から脱ガス助剤を注入すること
もできる。更に、ベントホート（４０ａ，４０ｂ，４０
ｃ）よりエラストマーに残った溶媒やガス等をさらに完
全除去したのち、次いで、溶媒が殆ど存在しないエラス
トマーをダイス（４１）から押出してペレット状乃至粒
状エラストマーを得る。

【実施例及び比較例】以下に、実施例と比較例とを示
し、本発明方法の利点をより一層明らかにする。

【００２７】比較例１ 図５に示すような従来の溶媒除去装置（Ｂ）、即ち特開
昭６３−２８４２０３号に開示されている溶媒除去装置
を使用して、エラストマーを２０重量％含有するヘキサ
ン溶液から溶媒を除去する処理を行ない、処理に着手し
た時点からベントポート（８０，８１，８２，８３）が
詰まる時点までの時間を測定した。

【００２８】エラストマーとしては、（ａ）スチレンを
３０重量％含有するスチレン−プタンジエン−スチレン
ブロックコポリマー、（ｂ）スチレンを１０重量％含有
するスチレン−ブタンジエン−スチレンブロックコポリ
マー、および（ｃ）ブタジエンホモポリマー（商標名：
３５ＡＳ，旭化成（株））を使用した。

【００２９】押出機（９２）は、同方向回転の噛合型２
軸スクリュー押出機（西ドイツ、Ｗ＆Ｐ社製、ＺＳＫ−
３５）であり、該２軸スクリューの長さは１２０ｃｍ
（Ｌ／Ｄー４０）で、且つスクリューバレルに四つのベ
ントポート（８０、８１、８２、８３）を設けているも
のである。

【００３０】又、押出条件は下記のように設定した。

【００３１】 スクリュー（９４）の回転：２００ｒ．ｐ．ｍ． ベントポート（８０）の真空度：１０ｍｂａｒ ベントポート（８１）の真空度：５ｍｂａｒ ベントポート（８２）の真空度：５ｍｂａｒ ベントポート（８３）の真空度：５ｍｂａｒ 押出機（９２）のスクリューバレルの温度設定：２１０
℃ エラストマー溶液を２００℃に予熱した後、押出機（９
２）のホッパー（９０）に定量で供給した。

【００３２】更に、溶媒をより良好に除去するために、
ベントポート（８２）とベントポート（８３）のと間の
脱ガス助剤注入口（９６）から水を注入した。

【００３３】

【表１】

【００３４】表１に示すのは、作業を施してからベント
ポート（８０，８１，８２，８３）が詰まるまでの時間
である。表１の結果から、スチレンの含有量の高いエラ
ストマーのほうが、高い粘弾性を有し泡を形成しにくい
ため、ベントポートを詰まらせ難いことが明らかとなっ
た。

【００３５】又、溶媒の大部分はベントポート（８０）
から除去され、その他の残留ガスはベントポート（８
１，８２，８３）から除去されるので、表１に示すよう
に、ベントポート（８０）はベントポート（８１，８
２，８３）よりエラストマーで容易に閉塞されることが
認められた。

【００３６】更に、上記テストで水を用いる代わりに、
エラストマー溶液の溶媒であるヘキサンを脱ガス助剤と
して使用するほかは、同一条件でエラストマー溶液
（ａ）についての測定を行った。表２に示すように、エ
ラストマーを溶解させる脱ガス助剤を用いると、エラス
トマーがベントポート（８３）に生ずることが明らかに
された。

【００３７】

【表２】

【００３８】上記のように、従来の方法でエラストマー
を処理する場合には、処理可能なものは、スチレンの含
有率が高いもの（即ち、物理的性質がプラスチックに近
いもの）に限られることが判った。更に、一般的には、
好ましい溶媒としては高揮発性溶媒に限られる傾向があ
り、例えば、ブタジエンエラストマーに用いられる溶媒
は、へキサン（沸点６９℃）又はシクロヘキサン（沸点
８０．７℃）が好ましい。従って、１５０〜２００℃ま
でに予熱したエラストマー溶液を押出機に供給した後、
溶媒が急激に揮発するとともにエラストマーが容易に泡
立つため、ベントボートが閉塞する恐れが高まるので、
従来の方法は、大量生産に向かないという問題点が存在
する。

【００３９】比較例２ 下記の３種エラストマー（即ち、下記に示すｄ、ｅ、
ｆ）を２０重量％含有するヘキサン溶液を比較例１と同
様に処理した。

【００４０】エラストマー（ｄ）：（Ａｃａｄｅｎｅ
３５ＡＳ，旭化成（株）製）、有機リチウム触媒による
低シスポリブタジエンゴム。

【００４１】エラストマー（ｅ）：（Ａｃａｄｅｎｅ
５５ＡＳ，旭化成（株）製）、有機リチウム触媒による
低シスポリプタジエンゴム。

【００４２】エラストマー（ｆ）：（台湾合成ゴム社
製、商標名Ｔａｉｐｏｌ ０１５Ｈ）、チーグラー・ナ
ッタ触媒による高シスポリプタジエンゴム。

【００４３】処理開始からベントポートが詰まるまでの
時間を測定するとともに、溶媒を除去した３種類のエラ
ストマーのゲル量について、「目視ゲル測定方法」によ
り測定し、それらを、処理前のエラストマー溶液と比較
した。

【００４４】上記「目視ゲル測定方法」とは、エラスト
マー中に含まれる不溶性ゲル量を測る方法である。その
分析は次のような手順による。

【００４５】（１）エラストマーの試料を１〜２ｍｍの
立方体に裁断し、（２）エラストマーの裁断試料を５グ
ラム分秤量してさらに細かく破砕し、（３）フラスコに
トルエン２５０ｍｌを入れ、（４）上記（２）で用意し
たエラストマーを上記（３）のフラスコに投入し、
（５）その後、磁石攪拌器にて、エラストマーを完全に
溶解させるように攪拌し（４０〜６０分）、（６）アス
ピレーターと、プフナー漏斗セットによりろ紙でエラス
トマー溶液をろ過し、（７）ブフナー漏斗からろ紙を取
り出し、その上に染色液（染色液はデェポン社製のｂｒ
ｏｗｎ ｏｉｌをトルエンに０．１重量％溶かしてな
る）をかけ、（８）該ろ紙を残留溶媒が乾かないうち
に、標準品と比べてゲル量をアナログ測定し、（９）上
記手順（１）〜（７）による実験を三回繰り返し、その
平均値を求め、（１０）得られたゲルの面積が一定の範
囲を越える場合、ゲル値を加重して計算する。

【００４６】上記エラストマー（ｄ、ｅ、ｆ）のいずれ
も、スチレンポリマーの耐衝撃性の改良及びタイヤの製
造等の用途によく使用されているものではあるが、従来
の方法によれば、高温による架橋を容易に引き起こして
溶解しないゲルを生成させるので、得られた耐衝撃性ポ
リスチレン製品の表面にいわゆるフィシュアイ（ｆｉｓ
ｈ ｅｙｅ）という欠陥を引き起こさせる。更に、比較
例２では、溶媒を除去したエラストマーを、６重量％の
割合でスチレンに溶解させて重合を行なった。得られた
耐衝撃性ポリスチレンを２軸スクリュー押出機（ＺＳＫ
−３５）及びシート成形機で厚さ２ｍｍのシートに押出
し、このシート表面のフィシュアイ（ｆｉｓｈ ｅｙ
ｅ）発生を観察し、溶媒除去処理を経ていないエラスト
マーを６重量％の割合でスチレンに溶解させて重合を行
わせたテストシートと比較した。この比較結果は表３に
示す。

【００４７】

【表３】

【００４８】表３から、耐熱性が低いエラストマーを従
来の溶媒除去装置で処理すれば、ゲル量が明らかに増加
し、且つ、耐衝撃性ポリスチレンのシート製品の表面に
もフイシュアイが大量に現れてくるということが明らか
にされた。 実施例１ 本発明の方法に用いられている溶媒除去装置（図４に示
す）を使用する以外は、比較例１と同様の処理を行い、
処理を着手する時点から分離装置の流体排出口及び各ベ
ントポートが詰まる時点までの時間を測定した。その測
定結果を表４に示す。 押出機（４）は、同方向噛合型
２軸スクリュー押出機（西ドイツ、Ｗ＆Ｐ社製、ＺＳＫ
−３５）を用いた。その仕様は該２軸スクリューの長さ
は１２０ｃｍ（Ｌ／Ｄ＝４０）であり、スクリューバレ
ルに噛合型２軸スクリューを取りつけた三つのベントポ
ート（４０ａ、４０ｂ、４０ｃ）及び、ベントポート
（４０ｂ）とベントポート（４０ｃ）との間に脱ガス助
剤の注入口（４２）を設けてなる。押出機の押出条件を
下記のように設定した。

【００４９】 スクリュー（４）の回転：１８０ｒ．ｐ．ｍ． ベントポート（４０ａ）の真空度：８ｍｂａｒ ベントポート（４０ｂ）の真空度：５ｍｂａｒ ベントポート（４０ｃ）の真空度：５ｍｂａｒ 吐出量：約２５ｋｇ／ｈｒ 溶媒をより良好に除去するために、水を脱ガス助剤とし
て１．２５ｋｇ／ｈｒの割合で注入した。

【００５０】更に、前処理装置の処理条件は下記のよう
に設定した。

【００５１】 エラストマー溶液入口（１１）：流量１２５ｋｇ／ｈｒ 加熱流体：水蒸気（圧力：７ｂａｒ，流量：５０ｋｇ／
ｈｒ） 静止型混合機（１）の下流端の温度：１２０〜１３０℃ 噛合型２軸スクリューフィーダー（３３）のスクリュー
の回転：１５０ｒ．ｐ．ｍ．（同方向） 分離装置の流体排出口（３０）、凝縮器及び真空装置を
直列状に接続し、真空装置の真空度は１２ｍｂａｒに調
節した。

【００５２】

【表４】

【００５３】表４に示す結果から明らかな様に、本発明
の方法による装置を使用する場合には、いずれのエラス
トマー溶液を処理して２００時間を経過しても、なお、
各ベントポートに閉塞の現象が発生しなかった。従っ
て、エラストマー溶液の粘度やスチレンの含有量を特に
限定しなくても、各ベントポートは詰まることなく、操
作がスムーズに行われる。

【００５４】更には、エラストマー（ａ）溶液の例につ
いては、流体排出口（３０）に連接した凝縮器から、へ
キサン７２ｋｇ／ｈｒ及び水４５ｋｇ／ｈｒが排出され
た。排出されたヘキサンは、溶媒の総量に対して約７２
重量％を占めている。そして、押出機（４）より押出し
脱気されたエラストマー（ａ）を採取してガスクロトマ
グラフィーにより分析したところ、サンプル中にヘキサ
ンが５２０ｐｐｍ及び水が３５１０ｐｐｍ残留している
という結果を得た。上記の結果からは、本発明の方法に
よれば、溶媒を除去する効果に十分に優れていることが
明らかであろう。

【００５５】実施例２ 試料とするエラストマー（ａ，ｂ，ｃ）溶液におけるエ
ラストマーの含有量を１５重量％まで低減した以外は、
全て実施例１と同様にして実験をした。処理に着手する
時点から各ベントポートが詰まる時点までの時間を測定
した。結果は表５の通りである。

【００５６】

【表５】

【００５７】実施例３ 比較例２におけるエラストマー（ｄ，ｅ，ｆ）溶液を試
料とする以外は、実施例１とまったく同様にしてテスト
を行なった。処理に着手する時点から各ベントポートが
詰まる時点までの時間を測定した。更に、得られたエラ
ストマーを比較例２におけると同様の「目視ゲル測定
法」でゲル量を測定するとともに、６重量％の割合でス
チレンに溶解させて耐衝撃性のポリスチレンを製造し、
得られたシートの表面を観察した。その結果を表６に示
す。

【００５８】

【表６】

【００５９】表６の結果から明らかなように、本発明の
方法による装置で処理すると、エラストマー溶液は熱に
よる架橋を起こすことがないので、得られた製品の表面
には「フィシュアイ」欠陥が現れない。即ち、本発明の
方法は、耐熱性に弱いエラストマー溶液から溶媒を除去
するのに適していることが明らかである。

【００６０】実施例４ 押出機（４）を異方向回転噛合型２軸スクリュー押出機
（Ｐｌａｂｏｒ Ｃｏｎｖｅｒｔｗｉｎ ＢＴ−３０−
Ｃ）に代えた以外は、実験における他の設備、操作条件
及び試料のエラストマー溶液はすべて実施例３と同様に
した。得られた結果を表７に示す。

【００６１】

【表７】

【００６２】表６と表７を比較して、異方向回転押出機
では得られたエラストマーのゲル量をより減少させるこ
とができることが明らかである。

【００６３】

【発明の効果】本発明によれば、エラストマー溶液から
溶媒を除去する過程において、高温でエラストマーが架
橋化する現象と、エラストマーが押出機のベントポート
を閉塞するという問題を容易に解決することができ、且
つ、溶媒の含有量が高いエラストマー溶液に適用できる
ので、従来の技術に比して、生産コスト、製品品質、装
置運転効率などを改善させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の方法にかかわる前処理装置を拡大し
て示す縦断面図である。

【図２】 本発明の方法にかかわる前処理装置の要部静
止型混合器と予備混合器を拡大して示す縦断面図であ
る。

【図３】 本発明の方法にかかわる前処理装置の要部静
止型混合器と他の予備混合器を示す縦断面図である。

【図４】 本発明の方法にかかわる溶媒除去装置の配置
及び局部断面を示す概略側面図である。

【図５】 従来の方法にかかわる溶媒除去装置の配置を
示す概略側面図である。

【符号の説明】 １……静止型混合器 ２……気化室 ３……分離装置 ４……押出機 １１…エラストマー溶液入口 １２…加熱流体入口 １５…ノズル ３０…流体排出口 ３１…エラストマー フィーダーポート ３３…噛合型２軸スクリューフィーダー ４０ａ，４０ｂ，４０ｃ…ベントポート ４１…ダイス

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ０８Ｌ 9:00

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エラストマーの含有量が８重量％以上の
   エラストマー溶液から前処理工程により溶媒の一部分を
   除去した後、後処理工程の押出機に導入し、該押出機に
   付設するベントポートにより残留する溶媒を除去する方
   法であって、上記前処理工程が、（ａ）エラストマー溶
   液と加熱流体とを静止型混合器に導入して十分に混合
   し、該エラストマー溶液と加熱流体よりなる混合液を６
   ０乃至２５０℃に昇温し、（ｂ）続いて、前記エラスト
   マー溶液と加熱流体とからなる混合液を減圧した気化室
   にスプレーし、エラストマー溶液と気化した加熱流体及
   び溶液を噛合型２軸スクリューフィーダーに導入し、
   （ｃ）前記気化した加熱流体及び溶媒を、該噛合型２軸
   スクリューフィーダーの１端に連結された流体排出装置
   から除去し、残るエラストマー溶液を該噛合型２軸スク
   リューフィーダーにより押出機に導入するステップから
   なることを特徴とするエラストマー溶液から溶媒を除去
   する方法。
2. 【請求項２】 前記（ｃ）において流体排出装置が真空
   装置であることを特徴とする請求項１に記載のエラスト
   マー溶液から溶媒を除去する方法。
3. 【請求項３】 前記（ｂ）において減圧した気化室にノ
   ズルにより混合液をスプレーすることを特徴とする請求
   項１に記載のエラストマー溶液から溶媒を除去する方
   法。
4. 【請求項４】 前記エラストマーが、ポリブタジエン、
   ポリイソプレン、エチレン−プロピレンブロックコポリ
   マー及びビニル芳香族／共役ジエンコポリマーから選ば
   れることを特徴とする請求項１に記載のエラストマー溶
   液から溶媒を除去する方法。
5. 【請求項５】 前記加熱流体が、水、ヘキサン、シクロ
   ヘキサン、ペンテン、イソペンテン、ベンゼン、トルエ
   ン、エチルベンゼン及びアセトンから選ばれることを特
   徴とする請求項１に記載のエラストマー溶液から溶媒を
   除去する方法。