(57)【要約】【課題】  分子量の低下を抑制した物性が良好な天然ゴムの製造方法、及びその方法で得られる天然ゴムを提供する。【解決手段】  天然ゴムラテックスからゴム成分を固化して得た固形ゴムをクラム化して乾燥する天然ゴムの製造において、乾燥前に水分を含むクラムをスクイーザーによる脱水工程、脱水クラムの裁断工程による処理を行った後、バンド乾燥機を用いて乾燥する天然ゴムの製造方法。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
天然ゴムラテックスからゴム成分を固化して得た固形ゴムをクラム化して乾燥する天然ゴムの製造において、乾燥前に水分を含むクラムをスクイーザーによる脱水工程、脱水クラムの裁断工程による処理を行った後、バンド乾燥機を用いて乾燥することを特徴とする天然ゴムの製造方法。
【請求項２】
脱水工程において、天然ゴムクラムの水分率を２５重量％以下まで脱水する請求項１に記載の天然ゴムの製造方法。
【請求項３】
裁断工程において、天然ゴムを粒径３０ｍｍ以下にする請求項１又は２に記載の天然ゴムの製造方法。
【請求項４】
バンド乾燥機による乾燥を１３０℃で、５０分以内で行う請求項２又は３に記載の天然ゴムの製造方法。
【請求項５】
請求項１〜４に記載の天然ゴムの製造方法により得られる天然ゴム。
【請求項６】
得られた天然ゴムの分子量が９５００００以上である請求項５に記載の天然ゴム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、分子量の低下を抑制した物性が良好な天然ゴムの製造方法、及びその方法で得られる天然ゴムに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、天然ゴムは、タイ・マレーシア・インドネシアなどの熱帯諸国で産出されている。天然ゴムは、その優れた物理的性質のため、ゴム産業、タイヤ産業において幅広く、かつ、大量に使用されている。産出された直後の天然ゴムは、ムーニー粘度が６０〜７０と低いが、収穫後、貯蔵・輸送される数カ月の間にムーニー粘度が９０〜１００近くまで上昇（貯蔵硬化）してしまう。
【０００３】
天然ゴムが貯蔵硬化する原因として、イソプレン鎖中の異種結合（アルデヒド基など）が天然ゴム中のタンパク質、アミノ酸と反応することによって架橋し、ゲル化（ゲル量の増加）が起こるとされている。天然ゴムにおけるゲル化は、加工性を悪化させることとなる。また、天然ゴムは、物性面より分子量が大きい方が好ましく、分子量の低下は天然ゴムの物性に悪影響を及ぼす。
この分子量やゲル量は、天然ゴムラテックスからのゴム凝固、水洗後の乾燥条件等、採取後の天然ゴムの製造条件で大きく左右される。
【０００４】
天然ゴムの製造は、通常、タッピング−凝固−洗浄（水洗い）−脱水−乾燥−パッキングの順で行われており、その産出種、グレード等に分けられている。
天然ゴムの製造工程としては、下記の２つの方法が代表的である。
すなわち、天然ゴム各種等級品の国際品質包装標準（通称グリーンブック）における格付けによるリブド・スモーク・シート（ＲＳＳ）では、タッピング後、採取した天然ゴムラテックスから異物を除去し、酸等によりゴム成分を凝固（ＵＳＳ）せしめて、ゴム成分（固形ゴム）から非ゴム成分を分離し、固形ゴムをロールでシート状にして、陰干して未燻煙シートとし、水洗後、未燻煙シートを燻煙室で乾燥し、選別・等級分けした後、パッキングする。
また、技術的格付けゴム（ＴＳＲ）では、タッピング後、天然ゴムラテックスのゴム成分を凝固（自然凝固、ギ酸などの添加による酸凝固）せしめて、ゴム成分（固形ゴム）と非ゴム成分とを分離し、固形ゴムを水洗後、粉砕してクラム化し、この固形ゴムを乾燥機で乾燥した後、プレス成型してブロックとし、パッキングを行なっている。
【０００５】
ＴＳＲ型天然ゴムの製造では、１２０℃以上などの高温で乾燥されており、分子量が低下する要因となる。一方、ＲＳＳ型天然ゴムでは、燻煙により比較的低温（１００℃以下など）で乾燥されており、長時間の乾燥が必要となり、ゲル化が促進される。
このように、天然ゴムの製造においては、天然ゴムの粘度のバラツキが大きく、得られる天然ゴムの品質にもバラツキが生じ、生産効率、その後のゴム組成物の配合工程等に悪影響等を及ぼす点に課題がある。
【０００６】
そこで、ゴムの熱劣化やゲル化を抑制して品質のよい天然ゴムを得るため、乾燥工程にコンベア式乾燥機を用いる方法（特許文献１）、ゴムラテックスをパルス燃焼による衝撃波の雰囲気下に噴霧して乾燥させてゴムを製造する方法（特許文献２）、天然ゴムラテックスに水溶性の塩を加えて天然ゴムラテックス中の金属分を除去した後、パルス乾燥機で乾燥する方法（特許文献３）、乾燥工程を多段階で行う方法（特許文献４）が開示されている。これらの方法では、いずれも恒粘度剤を添加するとさらに効果的であることも開示されている。更に、ゴム溶液と充填剤のスラリー溶液を混合・凝固させ、固形分を分離、乾燥してウエットマスターバッチを製造するに際し、特定の脱水機で脱水後、乾燥工程で固形分に剪断力をかけながら行うことで加工性、補強性のよいゴムが得られること（特許文献５）などが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−２６７０４号公報
【特許文献２】特開２００５−１９４５０３号公報
【特許文献３】特開２００７−１４６１１４号公報
【特許文献４】特開平１１−２９２９０２号公報
【特許文献５】特開２００６−３４６９５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、天然ゴムラテックスから天然ゴムを製造するにあたり、ゴムの分子量の低下及びゲル化を抑制し、品質のすぐれた天然ゴムを製造する方法及びその方法により得られる天然ゴムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、天然ゴムラテックスからゴム成分を固化して得た固形ゴムを水洗後、クラム化して乾燥工程を含む天然ゴムの製造工程において、乾燥前に水分を含むクラムをスクイーザーによって脱水を行ってクラムの水分量をある程度下げてから、クラムをさらに裁断し、バンド乾燥機を用いて乾燥することで、乾燥温度が低く抑えられ、乾燥時間も短くてよく、分子量の低下が避けられる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、天然ゴムの分子量の低下を極力抑え、機械的特性の優れたゴムを効率よく製造することができる。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明は、天然ゴムの製造工程、例えば、タッピング−凝固（自然凝固、ギ酸などの添加による酸凝固）−固形ゴム分離−洗浄（水洗）−粉砕（洗浄−粉砕は繰返し行う）−乾燥−パッキングの順で行われる製造工程において、粉砕して得られた天然ゴムのクラムを乾燥工程に入る前にスクイーザー（一軸押出機）で、予め回転スクリューで剪断力をかけてゴム内の水分を絞りとり（脱水工程）、そのあと脱水クラムを裁断して（裁断工程）、バンド乾燥機で乾燥する（乾燥工程）ことにより、品質の良い天然ゴムを得るものである。
【００１２】
＜天然ゴムラテックス＞
天然ゴムのラテックスとしては、例えば、天然ゴム木からタッピングして３時間以内に使用するタッピング後のフレッシュラテックス、タッピング後のラテックスにアンモニア処理等で安定化してなる安定化剤を加えた、好ましくはｐＨ１０〜１１程度のラテックス、またこれらのラテックスを遠心分離機により遠心分離した遠心分離ラテックスの少なくとも１種（各単独又は２種以上の組合わせ使用）を挙げることができる。
【００１３】
＜天然ゴムラテックスの凝固処理＞
本発明の天然ゴム製造においては、天然ゴムラテックスを自然凝固せしめて、ゴム成分る（固形ゴム）を分離し、この固形ゴムを水洗した後クラム化する。
【００１４】
＜クラム化処理＞
本発明では、凝固処理した凝固物を乾燥する前にクラム化処理する。クラム化処理は、例えば、スラブカッター、プリブレーカー、ハンマーミル、エクストルーダー、クレーパー及びシュレッダー工程のいずれか又はいくつかを組合わせた工程を経ることによりクラム化することができる。クレーパー工程としては、例えば、ＳＰＨＥＲＥ社製のＣｒｅｐｅｒ Ｍｏｄｅｌ ＣＲＣ １４／２８に凝固物を４回通してクレーパーシートを得ることができ、また、シュレッダー工程としては、例えば、ＳＰＨＥＲＥ社製のＳｈｒｅｄｄｅｒ Ｍｏｄｅｌ ＣＲＣ １４／２８にこのクレーパーシートを投入しクラムを得ることができる。
【００１５】
＜脱水処理＞
本発明では、天然ゴムのクラムを乾燥工程に入る前にスクイーザー（一軸押出機）で、予め回転スクリューで剪断力をかけてゴム内の水分を絞りとり脱水する。
本発明に用いるスクイーザーとしては、シリンダと、このシリンダに回転可能に支持されたスクリュー軸及び上記スクリュー軸の外周面に螺旋状に形成されたフライトを有するスクリューとを備え、シリンダの上流側に設けられたホッパ口から供給される天然ゴムクラムをシリンダの下流側に搬送しながら脱水してシリンダの先端側に設けられた排出口から排出するスクリュー型脱水機が好ましい。この脱水機では、スクリュー軸の径をスクリューの進行方向に向かって徐々に大きくして天然ゴムクラムを圧搾して脱水した後、スクリュー軸の径を一定にし、かつ、シリンダの内壁からスクリューのフライト間の空隙にピン部材を突出させて、シリンダとスクリューとの間を搬送される天然ゴムクラムをピン部材で混練しながら、更に脱水することでより効果的に脱水できる。
脱水工程では、クラム中の水分を水分率（クラム全体重量に対する水の重量割合）２５ｗｔ％、好ましくは２０ｗｔ％以下に下げる。これにより、乾燥時間が短く、乾燥温度を低く抑えることができる。
【００１６】
＜裁断処理＞
脱水後のクラムの裁断は、プリブレーカー、スラブカッター、ハンマーミル、エクストレーダー、クラッシャー、クレーパー、シュレッダーのいずれか又はいくつかを組合わせて行うことができる。クレーパーによる裁断としては、ＳＰＨＥＲＥ社製のＣｒｅｐｅｒ Ｍｏｄｅｌ ＣＲＣ １４／２８に脱水したクラムを４回通した後、ＳＰＨＥＲＥ社製のＳｈｒｅｄｄｅｒ Ｍｏｄｅｌ ＣＲＣ １４／２８に１回通すことにより行うことができる。
裁断により、ゴム粒子の粒径を３０ｍｍ以下、好ましくは１２ｍｍ以下に裁断する。ゴムクラムを裁断することによって、ゴム粒子の表面積が大きくなり、乾燥効率を上げることができる。
【００１７】
＜乾燥工程＞
上記裁断した天然ゴム凝固物の粒子の乾燥処理は、バンド乾燥機を用いて行なうことにより、目的の品質のすぐれた天然ゴムを得るものである。
本発明の乾燥工程に用いるバンド乾燥機としては、コンベア上に脱水、裁断した天然ゴムクラムを厚さ０．６〜１５ｃｍ、好ましくは５ｃｍ程度に薄く延ばし、ゴムに０．５〜４．０ｍ／ｓ、好ましくは１ｍ／ｓ以上となるよう風速を制御した熱風を送り、連続的に乾燥する。上記バンド乾燥機における乾燥温度は、天然ゴムクラムの大きさ、水分率やコンベア上の積層厚さなどにより適宜設定されるが、９０℃〜１５０℃、好ましくは、１３０℃以下である。乾燥温度を１００℃以上とすることにより、ゴムを効率よく乾燥することができる。また、１３０℃以下とすることで熱による劣化を抑制できる。上記凝固物の乾燥は、配合ゴムの練り安定性、物質安定性の点から天然ゴム混合物の水分率が、１．５％以下、好ましくは、０．８％以下、さらに好ましくは０．５％以下となるまで乾燥することが望ましい。
【００１８】
また、乾燥時間は、乾燥温度１００℃で１１０分以内で行うことができ、１３０分以内で水分率０．５％以下になる。好ましくは、温度１３０℃以下、時間５０分以内で行うのがよい。このような条件で乾燥するとゴムの熱劣化が少なく、分子量の低下が抑えられ、１２０００００（±２５００００）より大きく維持できる。
【００１９】
さらに、本発明では、上記バンド乾燥機での乾燥工程を上記一段階で充分行うことができるが、これを二段階以上の多段階で構成しても良いものであり、例えば、バンド乾燥機での乾燥を多数の部屋などで連続して行っても良く、脱水後等のゴム状態に合わせ、バンド乾燥における各段階の乾燥条件が設定される。各段階終了時に天然ゴムの状態をチェックし、次段階の乾燥条件を設定し、乾燥後の天然ゴムの品質をより良好にとすることができる。上記多段階乾燥工程は乾燥段階が多い方が品質を保つ上で好ましいが、コストが高くなる。
【００２０】
本発明の上記処理工程で得られた天然ゴムには、必要に応じて、充填剤、補強剤、軟化剤、加硫剤、加硫促進剤、加硫促進助剤、老化防止剤等の任意成分を含有させることもできる。また、天然ゴムはその優れた物理的性質のため、ゴム産業、タイヤ産業界において幅広く使用でき、特にタイヤゴムに使用することが好ましい。
【実施例】
【００２１】
以下に、実施例、比較例により、本発明を詳しく説明するが、本発明は下記実施例に限定されるものではない。
表１及び２に示す条件で実施例及び比較例の天然ゴムを製造した。
＜天然ゴムラテックス＞
採取した天然ゴムラテックス（ゴム濃度（ＤＲＣ）３０％のもの）を使用し、自然凝固させた。
【００２２】
＜クラム化工程＞
凝固物をスラブカッターで破砕、洗浄し、約２週間保管した。その後、プリブレーカーに２回、ハンマーミルに１回、エクストレーダーに２回通した。各工程の間で材料を洗浄タンクに入れて洗浄した。
＜脱水工程＞
スクイーザー（一軸押出機）を用いて、天然ゴムのウェットクラムの水分を除去した。
脱水処理後の天然ゴム約５０ｇを１２０℃、２時間乾燥した前後の重量から水分率を求めた。
水分率（ｗｔ％）＝（（サンプル重量−乾燥後重量）／サンプル重量）×１００
表１に処理回数０〜２回の場合の結果を示す。
【００２３】
【表１】
2010260930.tif 000002
【００２４】
＜裁断工程＞
脱水したクラムをクレーパーを用いて裁断（細粒化）した。
＜乾燥工程＞
（１）トンネル乾燥機による乾燥
厚さ３０ｃｍの高さのボックス（下面は金網）にウェットクラムを２９．５ｃｍの厚さで積載し、表２に示す乾燥温度に保った庫内に静置し、水分率が０．５％を切るまで乾燥し、その時間を測定した。なお、庫内の温度を一定にするために風を回した。
（２）バンド乾燥機による乾燥
パンチ穴の開いた鉄板の上に９．５ｃｍの厚さにウェットクラムを置き、ゴムの間を通過する風量を表２に示す風速になるよう制御して乾燥し、水分率が０．５％を切るまでの時間を測定した。庫内の湿度を０．０１５−０．０２３ｋｇ／ｋｇに保った。
【００２５】
＜物性試験＞
天然ゴムの分子量及び耐破壊特性を次の方法で測定した。
（１）重量平均分子量（Ｍｗ）
脱水の前後及び乾燥後にゴムの分子量を測定した。測定装置には、東ソー社製のゲルバーミエイションクロマトグラフ（ＨＣＬ−８０２０）、カラムには東ソー社製のＧＭＨＸＬ、校正には東ソー社製の標準ポリスチレン、溶媒にはＴＨＦ（１級）、溶液には０．０１ｇサンプル／３０ｃｃＴＨＦをそれぞれ用いた。
（２）耐破壊性
乾燥して得られた各天然ゴムを使用して以下に示す配合により、ゴム組成物を製造し、１４５℃で３３分加硫して、ＪＩＳ  ６３０１に定める引張り試験により、１００℃においてゴムシートの破壊強度（Ｔｂ）を測定し、比較例１の値を１００として指数化した。この数値が大きい程、耐破壊性は良好であることを示す。
耐破壊性試験用ゴム組成物（質量部）
天然ゴム＊１                １００
カーボンブラックＮ２２０    ４５
亜鉛華                      ５
ステアリン酸                ４
硫黄                        ３
加硫促進剤ＭＢＴ＊２        １
老化防止剤６ＰＰＤ＊３      １
＊１  各実施例、比較例の乾燥後ゴム
＊２  ２−メルカプトベンゾチアゾール
＊３  Ｎ−（１，３−ジメチルブチル）−Ｎ’−フェニル−ｐ−フェニレンジアミン
【００２６】
【表２】
2010260930.tif 000003
注
＊１：表１に示す
＊２：Ｔ  トンネル乾燥機
Ｂ  バンド乾燥機
【００２７】
表２から、天然ゴムクラムを乾燥前にスクイーザーを用いて、予め水分率を下げ、バンド乾燥機によって乾燥すると、薄く積層し低い温度で短時間に効果的に乾燥ができるため、分子量の低下が少なく、耐破壊性も高いことがわかる。乾燥機にトンネル乾燥機を使用すると、積層厚さが厚く、脱水処理しても乾燥時間に長い時間を要し、分子量が大きく低下する。また、脱水処理をしないと、バンド乾燥機による乾燥でも温度を高くするか、時間を長くする必要があり、熱履歴が長く品質の劣化が大きいことがわかる。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
本発明によれば、従来の天然ゴムに比べ分子量の低下の小さい機械的特性に優れたゴムが効率よく得られる。この天然ゴムは、各種ゴム製品、タイヤ、ベルトコンベア、免震ゴムなど各種工業用ゴム製品に使用することができる。