(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
(A)JIS K 6249の8.可塑度試験に規定された25℃における可塑度が75〜200であるオルガノポリシロキサン生ゴムと(B)オルガノポリシロキサン生ゴム(A)を溶解させる液体であり25℃における粘度が0.65〜5000mPa・sである溶媒とを混練して、オルガノポリシロキサン生ゴム溶液を連続的に製造する方法において、混練に、セルフクリーニング作用を有する2軸混練押出機を用い、該混練押出機はオルガノポリシロキサン生ゴム(A)の供給口の下流に少なくとも２つの溶媒(B)の供給口を具備し、該混練押出機の内圧が0.00981〜0.981MPaであることを特徴とする、オルガノポリシロキサン生ゴム溶液の連続的製造方法。
【請求項２】
該オルガノポリシロキサン生ゴム溶液は25℃における粘度が10〜500万mPa・sであることを特徴とする、請求項１記載のオルガノポリシロキサン生ゴム溶液の連続的製造方法。
【請求項３】
該混練押出機は、同方向回転噛み合い型であることを特徴とする、請求項１記載の連続的製造方法。
【請求項４】
該同方向噛み合い型2軸混練押出機は、攪拌翼軸の軸方向長さＬとパドルの外周の回転直径Ｄとの比Ｌ／Ｄが７以上であることを特徴とする、請求項３記載の連続的製造方法。
【請求項５】
該溶媒(B)は、脂肪族炭化水素、環状炭化水素、鉱油、流動パラフィン、及び液状オルガノポリシロキサンからなる群より選ばれた少なくとも１種であることを特徴とする、請求項１記載の連続的製造方法。
【請求項６】
該溶媒(B)の配合量は、該オルガノポリシロキサン生ゴム(A)100重量部に対して、10〜1000重量部であることを特徴とする、請求項１記載の連続的製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、オルガノポリシロキサン生ゴム溶液の連続的製造方法に関し、特にはオルガノポリシロキサン生ゴムの均質な溶液を生産性よく連続的に製造する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
オルガノポリシロキサン生ゴム溶液は、化粧品用基剤、離型剤、潤滑剤、艶出し剤等として、広く産業界に使用されている。かかるオルガノポリシロキサン生ゴム溶液は、通常、原料であるオルガノポリシロキサン生ゴムと溶媒、例えば、鉱油または液状オルガノポリシロキサンを遊星型混練機、例えば、ヘンシェルミキサー中で混練することによって、すなわち、バッチ式で製造される。バッチ式混練の場合、重合度の高いオルガノポリシロキサン生ゴムを溶解するには、混練時間が長くなるという問題がある。そこで、混練効率を上げるには、オルガノポリシロキサン生ゴムまたは溶媒を分割して混練機に投入すればよいが、そうするには人手を必要とするという問題がある。また、オルガノポリシロキサン溶液中のオルガノポリシロキサン生ゴム濃度を増やそうとすると、高粘度となるため混練しにくく、溶液の品質が一定にならないという問題がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解消すること、具体的には、オルガノポリシロキサン生ゴムの均質な溶液を生産性よく連続的に製造する方法を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、オルガノポリシロキサン生ゴムと溶媒とを混練して、オルガノポリシロキサン生ゴム溶液を連続的に製造する方法において、混練に、セルフクリーニング作用を有する2軸混練押出機を用い、該混練押出機はオルガノポリシロキサン生ゴム供給口の下流に少なくとも２つの溶媒供給口を具備し、該混練押出機の内圧が0.00981〜0.981MPaであることを特徴とする、オルガノポリシロキサン生ゴム溶液の連続的製造方法により、特には、JISK6249の8.可塑度試験に規定された25℃における可塑度が75〜200のオルガノポリシロキサン生ゴムと25℃における粘度が0.65〜5000mPa・sの溶媒とを混練して、25℃における粘度が10〜500万mPa・sのオルガノポリシロキサン生ゴム溶液を連続的に製造する方法において、混練に、セルフクリーニング作用を有する2軸混練押出機を用い、該混練押出機はオルガノポリシロキサン生ゴム供給口の下流に少なくとも２つの溶媒供給口を具備し、該混練押出機の内圧が0.00981〜0.981MPaであることを特徴とする、オルガノポリシロキサン生ゴム溶液の連続的製造方法によって達成される。
【０００５】
【発明の実施形態】
本発明に使用されるオルガノポリシロキサン生ゴムは、JISK6249の8.可塑度試験に規定された25℃における可塑度が75〜200であることが好ましく、常温においてガム状を呈する。その種類については特に限定されない。その分子構造は、直鎖状が一般的であり、一部分枝した直鎖状であってもよい。
【０００６】
オルガノポリシロキサン生ゴムは、次の平均組成式で示される。
ＲａＳｉＯ(4-a)/2
（式中、Ｒは場合によって置換された１価炭化水素基であり、メチル基、エチル基、プロピル基等のアルキル基、フェニル基、トリル基等のアリール基、ビニル基、アリル基、ヘキセニル基等のアルケニル基、アルキル基の炭素原子結合水素原子の一部がフッ素原子、アミノ基、エポキシ基などで置換された基、例えば、3-アミノプロピル基、3、3、3−トリフルオロプロピル基である。ａは平均1.9〜2.1の数である。）。Ｒは１分子中の50モル％以上がメチル基であることが一般的であり、分子鎖末端のRが水酸基やアルコキシ基によって置換されていてもよい。このオルガノポリシロキサン生ゴムは、JISK6249の8.可塑度試験に規定された25℃における可塑度が75〜200であることが好ましく、より好ましくは100〜185である。
【０００７】
かかるオルガノポリシロキサン生ゴムは、通常ジオルガノシロキサンオリゴマーを塩基性触媒やクロロフォスファゼン触媒により平衡化重合や縮合重合することにより製造される。具体例としては、両末端トリメチルシロキシ基封鎖ジメチルポリシロキサン生ゴム、両末端ジメチルビニルシロキシ基封鎖ジメチルポリシロキサン生ゴム、両末端ジメチルビニルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルビニルシロキサン共重合体生ゴム、両末端シラノール基封鎖ジメチルポリシロキサン生ゴム、両末端シラノール基封鎖ジメチルシロキサン・メチルビニルシロキサン共重合体生ゴム、両末端トリメチルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルフェニルシロキサン共重合体生ゴム、両末端シラノール基封鎖ジメチルシロキサン・メチルフェニルシロキサン共重合体生ゴム、両末端トリメチルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・ジフェニルシロキサン共重合体生ゴム、両末端シラノール基封鎖ジメチルシロキサン・ジフェニルシロキサン共重合体生ゴム、両末端トリメチルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチル（3、3、3−トリフルオロプロピル）シロキサン共重合体生ゴム、両末端シラノール基封鎖ジメチルシロキサン・メチル（3、3、3−トリフルオロプロピル）シロキサン共重合体生ゴムが挙げられる。
【０００８】
また、本発明に使用されるオルガノポリシロキサン生ゴムに、必要に応じてシリカ微粉末、シリカ微粉末の表面処理剤、耐熱剤、顔料等の添加剤を含有させることは、本発明の目的を損なわない限りさしつかえない。
【０００９】
オルガノポリシロキサン生ゴムを溶解させる溶媒は、オルガノポリシロキサン生ゴムを溶解させる液体であれば、特に限定されない。25℃における粘度が0.65〜5000mPa・sであることが好ましい。例えば、トルエン、キシレン等の液状芳香族炭化水素、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、シクロヘキサン等の液状脂肪族炭化水素、鉱油、流動パラフィン、液状オルガノポリシロキサン、例えば、ヘキサメチルジシロキサン、オクタメチルトリシロキサン、オクタメチルシクロテトラシロキサン、液状ジメチルポリシロキサンが挙げられる。溶媒は、これらの2種以上の混合物であってもよい。
【００１０】
オルガノポリシロキサン生ゴムと溶媒との配合割合は、オルガノポリシロキサン生ゴムを溶解できるような割合であればよいが、オルガノポリシロキサン生ゴム１００重量部に対して好ましくは、溶媒が10〜1000重量部、より好ましくは25〜400重量部である。
【００１１】
オルガノポリシロキサン生ゴム溶液を製造するのに用いる2軸混練押出機は、横形密閉式を標準とし、断面まゆ型のバレル内に2本の攪拌翼軸が横一列に並んでおり、夫々の軸にスクリューとパドル（羽根）が組み込まれ、同一方向もしくは異方向に、好ましくは同方向に等速で回転する。回転数は10〜1500rpmが好ましく、100〜1000rpmがより好ましい。
攪拌翼軸の軸方向長さＬとパドルの外周の回転直径Ｄとの比Ｌ／Ｄが７以上であるようにすることが好ましく、さらに好ましくは１０以上である。また、スクリュー、パドルとバレル内面との間隙は好ましくは５mm以下であり、より好ましくは１ｍｍ以下である。バレルの一端上部から供給されたオルガノポリシロキサン生ゴムは2本のスクリューで混練ゾーンに送り込まれ、途中から供給された溶媒とともにここでパドルにより混練されて、バレルの他端下部、側面または前方より連続的に排出される。パドル、スクリューとも断面形状は、凸レンズ型または擬三角形をしている。スクリューは、主に原料を混練部に送る役目をする。パドルのうち、フラットパドルは混練作用をし、ヘリカルパドルは混練作用と送り作用をし、逆ヘリカルパドルは混練作用と逆送り作用をする。2本の攪拌翼軸には、スクリューと20〜40個のパドルが組み込まれている。2本の攪拌翼軸に組み込まれた左右一対の凸レンズ型パドルは、90度位相がずれており、擬三角形パドルは同位相である。これらは、一方のパドルの先端が他方のパドルの側面をクリーニングするように一定の微少の間隔を保ちながら、同一方向に回転する。したがって、投入されたオルガノポリシロキサン生ゴムと溶媒は、パドルとバレル間やスクリュー相互間の非常にシビアなセルフクリーニング作用により、遅滞なくピストンフローで排出されていく。パドルの組み合わせにより攪拌翼軸方向の材料への圧縮および引き伸ばしが生じ、パドルの回転により攪拌翼軸と垂直方向の材料への圧縮および引き伸ばしが生じ、パドルとバレル間、パドル相互間でのオルガノポリシロキサン生ゴムと溶媒の剪断と混練が行われて短時間で均一な組成になる。２軸混練押出機が有するセルフクリーニング作用は、混練押出機の全ての部分でセルフクリーニング作用を有する必要はなく、前記混合物の存在する部分の少なくとも一部にセルフクリーニング作用を有していればよい。
【００１２】
２軸混練押出機がセルフクリーニング作用を有する場合は、その内圧が低いため、混練物の吐出部分に背圧をかけて混練押出機の内圧を0.00981〜0.981Mpaに調節する必要がある。内圧は、例えば吐出口の外側にボールバルブを設置することにより高くすることができる。内圧が低い場合、未溶解のオルガノポリシロキサン生ゴムが該混練押出機内で十分な剪断作用を受けず、未溶解のまま通過してしまい、不均一な濃度のオルガノポリシロキサン生ゴム溶液となってしまう。
【００１３】
断面まゆ型バレルの上流側上面もしくは側面にオルガノポリシロキサン生ゴム供給口が存在し、該供給口の下流上面もしくは側面に少なくとも２つの溶媒供給口が設けられている。オルガノポリシロキサン生ゴムは、まず、第1の溶媒供給口から送り込まれてきた溶媒と混合されて、その一部が溶解する。ついで、第２の溶媒供給口から送り込まれてきた溶媒と混合されて、その全部が溶解する。かくして、均一な濃度のオルガノポリシロキサン生ゴム溶液が生成する。溶媒供給部が１つの場合は、パドルによる剪断作用が専ら溶媒に作用して、オルガノポリシロキサン生ゴムに作用しない欠点があり、特にこの現象は溶媒が多量になるほど顕著となる。したがって、未溶解のオルガノポリシロキサン生ゴムが少なくなったところへ、次の溶媒供給口を設けることが好ましい。溶媒供給口は3個以上であってもよい。オルガノポリシロキサン生ゴム溶液は、断面まゆ型バレルの下流側下面、先端面もしくは側面に存在する吐出口から外部に排出される。吐出口には異物を除去するためのフィルターを設置しておくことが好ましい。
【００１４】
本発明の製造方法で製造されたオルガノポリシロキサン生ゴム溶液は、均質である。25℃における粘度が好ましくは10〜500万mPa・sであり、化粧品用基剤、離型剤、潤滑剤、艶出し剤等として有用である。
【００１５】
【実施例】
実施例と比較例を挙げて本発明を説明する。実施例と比較例中、可塑度はJIS K6249の8.可塑度試験に規定された方法により25℃で測定した。粘度は回転粘度計により25℃で測定した。
【００１６】
【実施例１】
オルガノポリシロキサン生ゴム溶液を製造するのに、セルフクリーニング作用を有する同方向回転噛み合い型２軸混練押出機A（断面まゆ型バレル12の上流側端部からＬ／Ｄ＝0.3〜1.7の所にオルガノポリシロキサン生ゴム供給口7が存在し、上流側端部からＬ／Ｄ＝2.8の所に第1の溶媒供給口8が存在し、上流側端部からＬ／Ｄ＝6.2の所に第２の溶媒供給口9が存在する。上流側端部からＬ／Ｄ＝4.2の所に圧力計が設置されている。スクリュー直径＝50mmであり、Ｌ／Ｄ＝8.9である。パドル先端部とバレル内面の最小間隙が0.5mmである。スクリュー11と断面凸レンズ型パドルは15、原料が2軸混練押出機A内で充満できるよう配列されている。実効容積＝0.8リッターである）を用いた。スクリュー11を回転数350rpmで回転させつつ、両末端トリメチルシロキシ基封鎖ジメチルポリシロキサン生ゴム（可塑度125）１００重量部をこの2軸混練押出機Aのオルガノポリシロキサン生ゴム供給口7から断面まゆ型バレル12内に連続的に供給し、流動パラフィン（40℃における粘度1.9mPa・s）26.9重量部を第１の溶媒供給口8から断面まゆ型バレル12内に連続的に供給し、該流動パラフィン26.9重量部を第２の溶媒供給口9から断面まゆ型バレル12内に連続的に供給し、吐出口10から均一なオルガノポリシロキサン生ゴム溶液を得た。オルガノポリシロキサン生ゴム溶液として100kg/hまでは、組成が均一であった。この時の2軸混練押出機Aの内圧が0.39MPaを示すように、吐出口10の外側にボールバルブ14を予め取り付けておいた。
【００１７】
このオルガノポリシロキサン生ゴム溶液をポリエステルフィルム上にとり、薄く延ばして未溶解オルガノポリシロキサン生ゴムの有無を調べたが、全く存在しなかった。また、このオルガノポリシロキサン生ゴム溶液を225ccサンプル瓶に採取し、粘度測定したところ100万mPa・sであり、経時的に変化することもなかった。
【００１８】
【実施例２】
実施例１で使用した同方向回転噛み合い型２軸混練押出機A（スクリュー回転数350rpm）に、実施例1と同様に両末端トリメチルシロキシ基封鎖ジメチルポリシロキサン生ゴム（可塑度125）100重量部を連続的に供給し、液状両末端トリメチルシロキシ基封鎖ジメチルポリシロキサン（粘度350mPa・s）50重量部を第1の溶媒供給口8から連続的に供給し、該ジメチルポリシロキサン100重量部を第2の溶媒供給口9からを連続的に供給して、吐出口10から均一なオルガノポリシロキサン生ゴム溶液を得た。オルガノポリシロキサン生ゴム溶液として120kg/hまでは、組成は均一であった。この時の２軸混練押出機Aの内圧が0.196〜0.343MPaを示すように吐出口10の外側にボールバルブ14を予め取り付けておいた。
【００１９】
このオルガノポリシロキサン生ゴム溶液をポリエステルフィルム上にとり、薄く延ばして未溶解オルガノポリシロキサン生ゴムの有無を調べたが、全く存在しなかった。また、このオルガノポリシロキサン生ゴム溶液を225ccサンプル瓶に採取し、粘度測定したところ50万mPa・sであり、経時的に変化することもなかった。
【００２０】
【実施例３】
実施例１で使用した同方向回転噛み合い型２軸混練押出機A（スクリュー回転数350rpm）に、実施例1と同様に、両末端トリメチルシロキシ基封鎖ジメチルポリシロキサン生ゴム（可塑度125）100重量部を連続的に供給し、液状両末端トリメチルシロキシ基封鎖ジメチルポリシロキサン（粘度350mPa・s）50重量部を第1の溶媒供給口8から連続的に供給し、該ジメチルポリシロキサン100重量部を第2の溶媒供給口9から連続的に供給して、吐出口10から均一なオルガノポリシロキサン生ゴム溶液を得た。その粘度は50万mPa・sであった。オルガノポリシロキサン生ゴム溶液として50kg/hまでは、組成は均一であった。この時の２軸混練押出機Aの内圧が0.0589〜0.0981MPaを示すように吐出口10の外側にボールバルブ14を予め取り付けておいた。
【００２１】
【比較例１】
実施例１で使用した同方向噛み合い型２軸混練押出機Aとは、溶媒供給口が一つしかない以外は同一の同方向噛み合い型２軸混練押出機（スクリュー回転数350rpm）に、実施例1と同様に、両末端トリメチルシロキシ基封鎖ジメチルポリシロキサン生ゴム（可塑度125）100重量部を連続的に供給し、液状両末端トリメチルシロキシ基封鎖ジメチルポリシロキサン（粘度350mPa・s ）150重量部を第1の溶媒供給口8から連続的に供給したところ、均一なオルガノポリシロキサン生ゴム溶液は得られなかった。この時の２軸混練押出機の内圧が0.0589〜0.0981Mpaを示すように吐出口10の外側にボールバルブ14を予め取り付けておいた。
【００２２】
【比較例２】
実施例１で使用した同方向回転噛み合い型２軸押出機A（スクリュー回転数350rpm）に、実施例１と同様に両末端トリメチルシロキシ基封鎖ジメチルポリシロキサン生ゴム（可塑度125）100重量部を連続的に供給し、液状両末端トリメチルシロキシ基封鎖ジメチルポリシロキサン（粘度350mPa・s）50重量部を第1の溶媒供給口8から連続的に供給し、第2の溶媒供給口9から100重量部を連続的に供給したが、均一なオルガノポリシロキサン生ゴム溶液は得られなかった。２軸混練押出機Aの吐出口10の外側にボールバルブを取り付けていなかったので、２軸混練押出機Aの内圧は0.00981Mpa未満であった。
【００２３】
【発明の効果】
本発明の製造方法によると、オルガノポリシロキサン生ゴムの均質な、経時変化しない溶液を生産性よく連続的に製造することができる。
【００２４】
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施例で使用した同方向回転噛み合い型2軸混練押出機Aの側面概略図兼断面図であり、断面まゆ型バレル12は断面が示され、攪拌翼軸11は側面が示されている。
【図２】  図１のＢ−Ｂ線断面凸レンズ型パドル存在部分の断面図である。
【図３】  図１において混練押出機ＡのＬとＤがわかるように記入した図である。
【図４】  本発明の実施例で使用した同方向回転噛み合い型２軸混練押出機Ａを上方から見たときの攪拌翼軸11の平面図兼断面まゆ型バレル12の断面図である。
【符号の説明】
A  同方向回転噛み合い型２軸混練押出機
１  オルガノポリシロキサン生ゴム貯蔵槽
２  溶媒貯蔵槽
３  溶媒貯蔵槽
４  オルガノポリシロキサン生ゴム供給ポンプ
５  溶媒供給ポンプ
６  溶媒供給ポンプ
７  オルガノポリシロキサン生ゴム供給口
８  第1の溶媒供給口
９  第２の溶媒供給口
１０  吐出口
１１  攪拌翼軸
１２  断面まゆ型バレル
１３  モータ
１４  ボールバルブ
１５  断面凸レンズ型パドル
【図１】
0004505086.tif 000002
【図２】
0004505086.tif 000003
【図３】
0004505086.tif 000004
【図４】
0004505086.tif 000005