JP7758565B2 - Natural rubber latex, natural rubber, and their manufacturing method - Google Patents
Natural rubber latex, natural rubber, and their manufacturing methodInfo
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Description
本開示は、非ゴム成分の含有量が調整された天然ゴムラテックス、天然ゴム、およびこれらの製造方法に関する。 This disclosure relates to natural rubber latex and natural rubber with an adjusted content of non-rubber components, and methods for producing the same.
天然ゴムは、引張り強さが大きく、振動による発熱が少ないなどの優れた性質を有しているため、タイヤ、防振ゴム、ベルトなどの様々なゴム製品に用いられる。天然ゴムには、ゴム成分の他に、タンパク質、脂質、金属分などの非ゴム成分が含まれており、当該非ゴム成分が、ゴム組成物の加工性や、製造されるゴム製品の特性に影響を及ぼすことが知られている。このため、ゴム製品に応じて所望の特性が得られるよう、当該特性に影響を及ぼす非ゴム成分を低減するための処理方法が提案されている。 Natural rubber has excellent properties, such as high tensile strength and low heat generation due to vibration, and is therefore used in a variety of rubber products, including tires, vibration-proof rubber, and belts. In addition to rubber components, natural rubber also contains non-rubber components such as proteins, lipids, and metals, and these non-rubber components are known to affect the processability of rubber compositions and the properties of the resulting rubber products. For this reason, processing methods have been proposed to reduce the non-rubber components that affect these properties, so that the desired properties can be achieved for each rubber product.
例えば、特許文献1には、耐熱老化性と低発熱性とが両立された天然ゴムを得ることを目的として、遠心分離などの機械的手段により天然ゴムラテックスからタンパク質を除去して、ゴム中の窒素含有量を0.1質量%を超えて0.4質量%以下にする方法が記載されている。特許文献2には、低粘度化して加工しやすい天然ゴムを得ることを目的として、天然ゴムラテックスに水溶性アンモニウム塩を添加して、カリウム、マグネシウムなどの金属分を金属塩として除去する方法が記載されている。特許文献3には、耐熱老化性が向上した天然ゴムを得ることを目的として、天然ゴムラテックスにキレート剤を添加して金属イオンを水相に移動させることにより、ゴム中のマンガンイオン濃度を1質量ppm以下、鉄イオン濃度を25質量ppm以下、銅イオン濃度を1質量ppm以下にする方法が記載されている。特許文献4には、損失正接tanδが低減された天然ゴムを得ることを目的として、天然ゴムラテックスをアルカリによりケン化処理した後、洗浄処理することにより、ゴム中のリン含有量を200ppm以下、ナトリウムとカリウムとの合計含有量を350ppm以下、窒素含有量を0.3質量%以下にする方法が記載されている。 For example, Patent Document 1 describes a method for obtaining natural rubber that combines heat aging resistance and low heat buildup by removing proteins from natural rubber latex using mechanical means such as centrifugation to reduce the nitrogen content in the rubber to more than 0.1% by mass but not more than 0.4% by mass. Patent Document 2 describes a method for obtaining natural rubber with low viscosity and easy processing by adding a water-soluble ammonium salt to natural rubber latex to remove metals such as potassium and magnesium as metal salts. Patent Document 3 describes a method for obtaining natural rubber with improved heat aging resistance by adding a chelating agent to natural rubber latex to transfer metal ions to the aqueous phase, thereby reducing the manganese ion concentration in the rubber to 1 ppm by mass or less, the iron ion concentration to 25 ppm by mass or less, and the copper ion concentration to 1 ppm by mass or less. Patent Document 4 describes a method for obtaining natural rubber with a reduced loss tangent tanδ, in which natural rubber latex is saponified with an alkali and then washed to reduce the phosphorus content in the rubber to 200 ppm or less, the total content of sodium and potassium to 350 ppm or less, and the nitrogen content to 0.3 mass% or less.
天然ゴムの成分には、天然物由来の大きなばらつきがある。本発明者の検討によると、非ゴム成分の含有量にばらつきがあると、製造されるゴム製品における特性のばらつきが大きいことが確認された。そして、非ゴム成分のなかでも、窒素、マグネシウム、カリウムの含有量のばらつきは、天然ゴムの硬さ、スコーチ性への影響が大きいことが確認された。天然ゴムの硬さ、スコーチ性のばらつきは、ゴム製品の特性のばらつきに直結するため、極力小さくすることが望ましい。例えば、防振ゴムにおいては、エンジンなどの重量物を支持する強度や、振動を吸収し抑制する防振性能が要求される。防振性能を示す特性の一つとして、動倍率がある。動倍率は、動的ばね定数と静的ばね定数との比(動的ばね定数(Kd)/静的ばね定数(Ks))であり、動倍率が小さいほど防振性能が高い。したがって、防振ゴムにおいては、硬さ、静的ばね定数などのばね特性が重要になる。 The components of natural rubber vary greatly due to their natural origin. Research by the inventors has confirmed that variations in the content of non-rubber components result in significant variations in the properties of manufactured rubber products. Furthermore, it has been confirmed that variations in the content of nitrogen, magnesium, and potassium, among other non-rubber components, have a significant impact on the hardness and scorch resistance of natural rubber. Since variations in the hardness and scorch resistance of natural rubber directly affect the properties of rubber products, it is desirable to minimize them. For example, vibration-damping rubber requires strength to support heavy objects such as engines and vibration-damping performance to absorb and suppress vibrations. One characteristic that indicates vibration-damping performance is the dynamic magnification ratio. The dynamic magnification ratio is the ratio of the dynamic spring constant to the static spring constant (dynamic spring constant (Kd) / static spring constant (Ks)). The smaller the dynamic magnification ratio, the higher the vibration-damping performance. Therefore, spring properties such as hardness and static spring constant are important for vibration-damping rubber.
しかしながら、従来の方法を用いても、非ゴム成分のうちの窒素、マグネシウム、カリウムの含有量を同時に所定の範囲に収めることは難しい。また、従来の方法には、以下のような問題がある。特許文献1に記載されている遠心分離法によると、濃縮を複数回行ったり、濃縮後の固形分を再度希釈する必要があるなど、工程が煩雑でコスト高になる。また、マグネシウムの含有量を低減させる条件で行うと、窒素、カリウムの含有量が少なくなりすぎる。特許文献2に記載されている水溶性アンモニウム塩添加法によると、処理後に沈殿物を除去し、遠心分離する必要があり、その際に収率が低下するおそれがある。特許文献3に記載されているキレート剤添加方法においては、天然ゴムラテックスにキレート剤を添加して、ゴム中の金属イオンを水相に移動させ、その状態でギ酸などを添加して凝固、洗浄、乾燥させて固形の天然ゴムを得ている。このため、天然ゴムラテックスはキレート剤を含んだ状態であり、得られた天然ゴムにキレート剤が残存するおそれがある。特許文献4に記載されているケン化処理によると、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどのアルカリを使用するため、ナトリウム、カリウムを残存させないよう、凝固させたゴムの丁寧な洗浄が必要になる。 However, even with conventional methods, it is difficult to simultaneously achieve the desired nitrogen, magnesium, and potassium content of non-rubber components. Furthermore, conventional methods have the following problems. The centrifugation method described in Patent Document 1 requires multiple concentration steps and further dilution of the concentrated solids, resulting in complex and costly processes. Furthermore, performing the process under conditions that reduce the magnesium content results in excessively low nitrogen and potassium content. The water-soluble ammonium salt addition method described in Patent Document 2 requires post-treatment removal of the precipitate and centrifugation, which may result in a reduced yield. The chelating agent addition method described in Patent Document 3 adds a chelating agent to natural rubber latex to transfer metal ions in the rubber to the aqueous phase. Formic acid or other suitable acid is then added, followed by coagulation, washing, and drying to obtain solid natural rubber. As a result, the natural rubber latex contains the chelating agent, which may remain in the resulting natural rubber. The saponification process described in Patent Document 4 uses alkalis such as sodium hydroxide and potassium hydroxide, necessitating careful washing of the coagulated rubber to remove residual sodium and potassium.
本開示は、このような実状に鑑みてなされたものであり、硬さなどの特性のばらつきが小さいゴム製品を製造することができる天然ゴムラテックス、天然ゴム、およびこれらの製造方法を提供することを課題とする。 The present disclosure has been made in light of these circumstances, and aims to provide natural rubber latex, natural rubber, and methods for producing these that can be used to produce rubber products with little variation in properties such as hardness.
(1)上記課題を解決するため、本開示の天然ゴムラテックスは、固形分中の窒素含有量が0.3質量%以上0.6質量%以下、マグネシウム含有量が0質量%以上0.02質量%以下、カリウム含有量が0.1質量%以上0.3質量%以下であることを特徴とする。 (1) In order to solve the above problem, the natural rubber latex of the present disclosure is characterized in that the nitrogen content in the solid content is 0.3% by mass or more and 0.6% by mass or less, the magnesium content is 0% by mass or more and 0.02% by mass or less, and the potassium content is 0.1% by mass or more and 0.3% by mass or less.
(2)本開示の天然ゴムは、窒素含有量が0.3質量%以上0.6質量%以下、マグネシウム含有量が0質量%以上0.02質量%以下、カリウム含有量が0.1質量%以上0.3質量%以下であることを特徴とする。 (2) The natural rubber disclosed herein is characterized by a nitrogen content of 0.3% by mass or more and 0.6% by mass or less, a magnesium content of 0% by mass or more and 0.02% by mass or less, and a potassium content of 0.1% by mass or more and 0.3% by mass or less.
(3)本開示の天然ゴムラテックスの製造方法は、上記(1)の構成の天然ゴムラテックスの製造方法であって、天然ゴムラテックスを、少なくとも窒素分、マグネシウムイオン、マグネシウム化合物、カリウムイオン、およびカリウム化合物を捕捉可能な処理剤に接触させる処理工程を有することを特徴とする。 (3) The method for producing natural rubber latex disclosed herein is a method for producing natural rubber latex having the configuration described in (1) above, characterized by including a treatment step of contacting natural rubber latex with a treating agent capable of capturing at least nitrogen components, magnesium ions, magnesium compounds, potassium ions, and potassium compounds.
(4)本開示の天然ゴムの製造方法は、上記(2)の構成の天然ゴムの製造方法であって、天然ゴムラテックスを、少なくとも窒素分、マグネシウムイオン、マグネシウム化合物、カリウムイオン、およびカリウム化合物を捕捉可能な処理剤に接触させる処理工程と、処理後のラテックスを乾燥する乾燥工程と、を有することを特徴とする。 (4) The method for producing natural rubber disclosed herein is a method for producing natural rubber as described in (2) above, characterized by comprising a treatment step of contacting natural rubber latex with a treating agent capable of capturing at least nitrogen components, magnesium ions, magnesium compounds, potassium ions, and potassium compounds, and a drying step of drying the treated latex.
(1)本開示の天然ゴムラテックスにおいては、固形分における窒素(N)、マグネシウム(Mg)、カリウム(K)の含有量が低減され、各々の含有量が所定の範囲に収まっている。このため、本開示の天然ゴムラテックスによると、N、Mg、Kが、各々、所定の範囲内の量の天然ゴムが得られる。そして、得られた天然ゴムを用いることにより、硬さ、スコーチ性などの特性が良好で、かつ特性のばらつきが小さいゴム製品を製造することができる。結果、ゴム製品の品質向上および品質均一化を図ることができる。 (1) In the natural rubber latex of the present disclosure, the content of nitrogen (N), magnesium (Mg), and potassium (K) in the solids is reduced, with each content falling within a specified range. Therefore, the natural rubber latex of the present disclosure produces natural rubber with N, Mg, and K each within a specified range. The resulting natural rubber can then be used to produce rubber products with good properties, such as hardness and scorch resistance, and little variation in properties. As a result, the quality of rubber products can be improved and made uniform.
(2)本開示の天然ゴムにおいては、N、Mg、Kの含有量が低減され、各々の含有量が所定の範囲に収まっている。このため、本開示の天然ゴムを用いることにより、硬さ、スコーチ性などの特性が良好で、かつ特性のばらつきが小さいゴム製品を製造することができる。結果、ゴム製品の品質向上および品質均一化を図ることができる。 (2) The natural rubber of the present disclosure has reduced contents of N, Mg, and K, each of which falls within a specified range. Therefore, by using the natural rubber of the present disclosure, it is possible to produce rubber products with good properties such as hardness and scorch resistance, and with little variation in properties. As a result, it is possible to improve and standardize the quality of rubber products.
(3)本開示の天然ゴムラテックスの製造方法においては、天然ゴムラテックスを所定の処理剤に接触させることにより、ラテックス中の窒素分、マグネシウムイオン、マグネシウム化合物、カリウムイオン、およびカリウム化合物が処理剤に取り込まれる。これにより、固形分(ゴム分)におけるN、Mg、Kの含有量が所定の範囲に低減される。本開示の天然ゴムラテックスの製造方法によると、天然ゴムラテックスを所定の処理剤に接触させるという単純な方法により、固形分中のN、Mg、Kの含有量を低減し、かつそのばらつきを小さくすることができる。例えば、天然ゴムラテックスに処理剤を添加した場合でも、処理後のラテックスから処理剤を除去することにより、処理剤の影響を極力減らすことができる。 (3) In the method for producing natural rubber latex disclosed herein, natural rubber latex is brought into contact with a predetermined treating agent, which incorporates the nitrogen, magnesium ions, magnesium compounds, potassium ions, and potassium compounds contained in the latex. This reduces the N, Mg, and K contents in the solids (rubber content) to within a predetermined range. According to the method for producing natural rubber latex disclosed herein, the N, Mg, and K contents in the solids can be reduced and their variability minimized by the simple method of bringing natural rubber latex into contact with a predetermined treating agent. For example, even when a treating agent is added to natural rubber latex, the effects of the treating agent can be minimized by removing the treating agent from the treated latex.
(4)本開示の天然ゴムの製造方法においては、天然ゴムラテックスを所定の処理剤に接触させた後、処理後のラテックスを乾燥するという単純な方法により、N、Mg、Kの含有量が低減され、かつそのばらつきが小さい天然ゴムを、容易に製造することができる。また、本開示の天然ゴムの製造方法においては、処理後のラテックスに酸を添加するなどして凝固させる必要はない。例えば、天然ゴムラテックスに処理剤を添加した場合でも、処理後のラテックスから処理剤を除去することにより、得られる天然ゴム中に処理剤が残存するのを抑制することができる。 (4) In the disclosed method for producing natural rubber, natural rubber with reduced N, Mg, and K contents and little variation can be easily produced by the simple method of contacting natural rubber latex with a specified treating agent and then drying the treated latex. Furthermore, in the disclosed method for producing natural rubber, there is no need to coagulate the treated latex by adding an acid, for example. For example, even if a treating agent is added to natural rubber latex, the treating agent can be removed from the treated latex to prevent it from remaining in the resulting natural rubber.
本開示の天然ゴムラテックス、天然ゴム、およびこれらの製造方法の実施の形態について説明する。なお、実施の形態は以下の形態に限定されるものではなく、当業者が行いうる種々の変形的形態、改良的形態で実施することができる。 The following describes embodiments of the disclosed natural rubber latex, natural rubber, and methods for producing the same. Note that the embodiments are not limited to the following, and various modifications and improvements within the skill of those in the art are possible.
<天然ゴムラテックス>
本開示の天然ゴムラテックスにおいては、後に製造方法を説明するように、原料の天然ゴムラテックスを所定の処理剤に接触させることにより、固形分における窒素、マグネシウム、カリウムの含有量が所定の範囲に収まっている。原料の天然ゴムラテックスとしては、タッピングにより採液されたフィールドラテックス、それにアンモニアを加えて処理されたラテックス(ハイアンモニアラテックス)などを用いればよい。天然ゴムラテックスの固形分(ゴム分)濃度は、特に限定されない。固形分濃度が低すぎると、乾燥して得られるゴムが少なくなり経済的ではない。反対に、固形分濃度が高すぎると、ラテックス中のゴム粒子同士の凝集が起きやすくなり安定しない。例えば、本開示の天然ゴムラテックスの固形分濃度は、10質量%以上60質量%以下であることが望ましい。
<Natural rubber latex>
In the natural rubber latex of the present disclosure, as will be described later in the manufacturing method, the raw natural rubber latex is contacted with a predetermined treating agent, thereby ensuring that the nitrogen, magnesium, and potassium contents in the solids are within predetermined ranges. Examples of the raw natural rubber latex that can be used include field latex extracted by tapping and latex treated with ammonia (high ammonia latex). The solids (rubber content) concentration of the natural rubber latex is not particularly limited. If the solids concentration is too low, less rubber is obtained after drying, which is uneconomical. Conversely, if the solids concentration is too high, the rubber particles in the latex are more likely to aggregate, resulting in instability. For example, the solids concentration of the natural rubber latex of the present disclosure is desirably 10% by mass or more and 60% by mass or less.
本開示の天然ゴムラテックスにおける固形分中の窒素含有量は、0.3質量%以上0.6質量%以下である。窒素含有量は主にタンパク質に由来する。天然ゴム中のタンパク質は、天然ゴムを硫黄架橋した場合に、架橋速度および架橋密度を大きくする役割を果たす。よって、固形分中の窒素含有量が0.3質量%未満の場合には、タンパク質が少なすぎるため、架橋速度、架橋密度が小さくなり、架橋物(ゴム製品)における引張強度が低下するおそれがある。反対に、窒素含有量が0.6質量%より大きい場合には、スコーチしやすくなったり、ゴム製品の耐へたり性や破断伸びが低下したりするおそれがある。また、ゴム製品の動的ばね定数が大きくなり、ゴム製品の防振性能が低下するおそれがある。 The nitrogen content in the solids of the natural rubber latex of the present disclosure is 0.3% by mass or more and 0.6% by mass or less. The nitrogen content is mainly derived from proteins. Proteins in natural rubber play a role in increasing the crosslinking rate and crosslinking density when natural rubber is sulfur-crosslinked. Therefore, if the nitrogen content in the solids is less than 0.3% by mass, the protein content will be too low, which may reduce the crosslinking rate and crosslinking density and result in reduced tensile strength in the crosslinked product (rubber product). Conversely, if the nitrogen content is greater than 0.6% by mass, the rubber product may be more susceptible to scorching, or may have reduced sag resistance and elongation at break. Furthermore, the dynamic spring constant of the rubber product may increase, which may reduce the vibration-damping performance of the rubber product.
本開示の天然ゴムラテックスにおける固形分中のマグネシウム含有量は、0質量%以上0.02質量%以下である。固形分中のマグネシウムは、架橋速度の低下、耐老化性の指標になる可塑度残留指数(PRI)の低下、良溶媒に不溶なゲル分の増加などの原因となる。よって、固形分中のマグネシウム含有量が0.02質量%より大きい場合には、ゴム製品の静的ばね定数が小さくなり、硬さや防振性能が低下したり、耐老化性が低下したりするおそれがある。固形分中のマグネシウム含有量は少ない方がよく、0質量%でもよい。換言すると、固形分はマグネシウムを含まなくてもよい。 The magnesium content in the solids of the natural rubber latex of the present disclosure is 0% by mass or more and 0.02% by mass or less. Magnesium in the solids can cause a decrease in the crosslinking rate, a decrease in the plasticity residual index (PRI), which is an indicator of aging resistance, and an increase in the gel content that is insoluble in good solvents. Therefore, if the magnesium content in the solids is greater than 0.02% by mass, the static spring constant of the rubber product may decrease, and there is a risk of reduced hardness, vibration-damping performance, and aging resistance. A low magnesium content in the solids is preferable, and 0% by mass is even acceptable. In other words, the solids may not contain magnesium.
本開示の天然ゴムラテックスにおける固形分中のカリウム含有量は、0.1質量%以上0.3質量%以下である。固形分中のカリウムは、架橋速度、スコーチ性などに影響する。固形分中のカリウム含有量が0.1質量%未満の場合には、架橋速度が低下したり、加硫誘導時間が長くなる。反対に、カリウム含有量が0.3質量%より大きい場合には、加硫誘導時間が短くなる。 The potassium content in the solids of the natural rubber latex of the present disclosure is 0.1% by mass or more and 0.3% by mass or less. The potassium content in the solids affects the crosslinking rate, scorch resistance, etc. If the potassium content in the solids is less than 0.1% by mass, the crosslinking rate will decrease and the vulcanization induction time will be longer. Conversely, if the potassium content is greater than 0.3% by mass, the vulcanization induction time will be shorter.
<天然ゴム>
本開示の天然ゴムは、本開示の天然ゴムラテックスを乾燥して得られる固形の天然ゴムである。本開示の天然ゴムにおける窒素含有量は0.3質量%以上0.6質量%以下、マグネシウム含有量は0質量%以上0.02質量%以下、カリウム含有量は0.1質量%以上0.3質量%以下である。後に製造方法を説明するように、天然ゴムラテックスの乾燥方法は、特に限定されない。酸による凝固を行うことなく、天然ゴムラテックスを直接乾燥させればよい。
<Natural rubber>
The natural rubber of the present disclosure is a solid natural rubber obtained by drying the natural rubber latex of the present disclosure. The natural rubber of the present disclosure has a nitrogen content of 0.3% by mass or more and 0.6% by mass or less, a magnesium content of 0% by mass or more and 0.02% by mass or less, and a potassium content of 0.1% by mass or more and 0.3% by mass or less. As will be explained later in the production method, the method for drying the natural rubber latex is not particularly limited. The natural rubber latex may be directly dried without coagulation using an acid.
例えば、本開示の天然ゴムを用いてゴム製品を製造する場合、天然ゴムに架橋剤、加硫促進剤、酸化亜鉛、加工助剤、補強材、老化防止剤、軟化剤などを配合してゴム組成物を調製し、それを架橋すればよい。本開示の天然ゴムは、硬さなどの特性のばらつきが小さいため、エンジンマウント、サスペンションブッシュなどの車両部品や、建築、住宅分野で使用される防振ゴムなどの材料として好適である。 For example, when producing rubber products using the natural rubber of the present disclosure, a rubber composition can be prepared by blending the natural rubber with a crosslinking agent, vulcanization accelerator, zinc oxide, processing aid, reinforcing material, antioxidant, softener, etc., and then crosslinking the resulting rubber composition. Because the natural rubber of the present disclosure has little variation in properties such as hardness, it is suitable as a material for vehicle parts such as engine mounts and suspension bushings, as well as vibration-proof rubber used in the construction and housing fields.
<天然ゴムラテックスの製造方法>
本開示の天然ゴムラテックスの製造方法は、天然ゴムラテックスを、少なくとも窒素分、マグネシウムイオン、マグネシウム化合物、カリウムイオン、およびカリウム化合物を捕捉可能な処理剤に接触させる処理工程を有する。
<Method for producing natural rubber latex>
The method for producing natural rubber latex according to the present disclosure includes a treatment step of contacting natural rubber latex with a treating agent capable of capturing at least nitrogen components, magnesium ions, magnesium compounds, potassium ions, and potassium compounds.
原料の天然ゴムラテックスについては、前述したように、フィールドラテックス、ハイアンモニアラテックスなどを用いればよい。処理剤は、少なくとも窒素分、マグネシウムイオン、マグネシウム化合物、カリウムイオン、およびカリウム化合物を捕捉可能なものであればよく、例えば、吸着剤、キレート剤などが、入手が容易で扱いやすいため好適である。吸着剤およびキレート剤から選ばれる一種以上を用いる場合、吸着剤、キレート剤のいずれか一方を用いてもよく、両方を組み合わせて用いてもよい。 As mentioned above, natural rubber latex, such as field latex or high ammonia latex, can be used as the raw material. The treating agent can be any agent capable of capturing at least nitrogen, magnesium ions, magnesium compounds, potassium ions, and potassium compounds; for example, adsorbents and chelating agents are preferred because they are readily available and easy to handle. When using one or more agents selected from adsorbents and chelating agents, either one of the adsorbents or chelating agents can be used, or both can be used in combination.
吸着剤としては、有機イオン交換体、無機イオン交換体、合成吸着剤、およびタンパク質吸着剤が挙げられる。このうち、有機イオン交換体としては、ポリマーにイオン交換性の官能基が化学的に結合されたイオン交換樹脂や、アルギン酸などが知られている。イオン交換樹脂としては、三菱ケミカル(株)製の「ダイヤイオン(登録商標)シリーズ」、オルガノ(株)が販売している「アンバーライト(登録商標)シリーズ」などを用いることができる。無機イオン交換体としては、含水金属酸化物やその複合酸化物が知られており、例えば、ゼオライト、ハイドロタルサイトなどの鉱物が挙げられる。無機イオン交換体としては、例えば、東亜合成(株)製の「IXE(登録商標)シリーズ」などを用いることができる。合成吸着剤は、多孔性構造と、溶剤などに不溶な架橋構造と、を有する巨大網目構造の合成高分子である。合成吸着剤としては、スチレン系樹脂、アクリル系樹脂などからなる球状の粒子が知られている。合成吸着剤としては、例えば、三菱ケミカル(株)製の「ダイヤイオン(登録商標)HPシリーズ」、オルガノ(株)が販売している「アンバーライト(登録商標)XAD(登録商標)シリーズ」などを用いることができる。 Adsorbents include organic ion exchangers, inorganic ion exchangers, synthetic adsorbents, and protein adsorbents. Among these, known organic ion exchangers include ion exchange resins in which ion-exchange functional groups are chemically bonded to polymers, and alginic acid. Examples of ion exchange resins include the "Diaion (registered trademark) series" manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation and the "Amberlite (registered trademark) series" sold by Organo Corporation. Examples of inorganic ion exchangers include hydrous metal oxides and their composite oxides, such as zeolites and hydrotalcites. Examples of inorganic ion exchangers include the "IXE (registered trademark) series" manufactured by Toa Gosei Co., Ltd. Synthetic adsorbents are synthetic polymers with a macromechanical network structure that combines a porous structure with a cross-linked structure that is insoluble in solvents. Examples of synthetic adsorbents include spherical particles made of styrene-based resins, acrylic resins, and other resins. Examples of synthetic adsorbents that can be used include the "Diaion (registered trademark) HP series" manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation and the "Amberlite (registered trademark) XAD (registered trademark) series" sold by Organo Corporation.
キレート剤としては、キレート樹脂およびキレート繊維が挙げられる。このうち、キレート樹脂は、スチレン系樹脂などに特定のイオンをキレート化して吸着するキレート官能基が導入されたものであり、例えば、住友ケムテックス(株)が販売している「デュオライト(登録商標)シリーズ」、オルガノ(株)が販売している「AMBERSEP(アンバーセップ、登録商標)シリーズ」、キレスト(株)製の「キレスパール(登録商標)シリーズ」などを用いることができる。キレート繊維は、セルロース繊維などにキレート剤が化学的に結合されたものであり、例えば、キレスト(株)製の「キレストファイバー(登録商標)シリーズ」、(株)カネカ製の「カネカロン(登録商標)シリーズ」などを用いることができる。キレート官能基、キレート剤としては、アミノポリカルボン酸、イミノ二酢酸、アミノメチルリン酸などが挙げられる。 Chelating agents include chelating resins and chelating fibers. Chelating resins are styrene-based resins or the like that have chelating functional groups introduced into them that chelate and adsorb specific ions. Examples of such resins include the "DUOLITE® series" sold by Sumitomo Chemtex Co., Ltd., the "AMBERSEP® series" sold by Organo Corporation, and the "KIRESPEARL® series" manufactured by Chelesto Co., Ltd. Chelating fibers are cellulose fibers or the like that have chelating agents chemically bonded to them. Examples of such fibers include the "CHELESTOCK® series" manufactured by Chelesto Co., Ltd., and the "KANECARON® series" manufactured by Kaneka Corporation. Examples of chelating functional groups and chelating agents include aminopolycarboxylic acids, iminodiacetic acid, and aminomethylphosphate.
天然ゴムラテックスを処理剤に接触させる方法は、特に限定されない。例えば、天然ゴムラテックスに処理剤を添加してもよく、処理剤を充填したカラムに天然ゴムラテックスを流してもよい。接触させる際の温度は室温でよく、例えば10℃以上40℃以下が好適である。処理剤を添加する方法においては、天然ゴムラテックスと処理剤とを反応させるため、処理剤を添加した状態を所定時間維持することが望ましい。維持時間は、1時間以上、3時間以上にするとよく、生産性を考慮すると48時間以下、30時間以下、さらには24時間以下にするとよい。この間、静置してもよいが、振とう、撹拌などを行い、天然ゴムラテックスと処理剤との反応を促進させてもよい。 There are no particular limitations on the method for contacting natural rubber latex with the treating agent. For example, the treating agent may be added to the natural rubber latex, or the natural rubber latex may be passed through a column packed with the treating agent. The temperature during contact may be room temperature, preferably 10°C or higher and 40°C or lower. In the method of adding a treating agent, it is desirable to maintain the state in which the treating agent has been added for a predetermined period of time to allow the natural rubber latex and the treating agent to react. The maintenance period should be at least 1 hour, or at least 3 hours, and, considering productivity, should be 48 hours or less, 30 hours or less, or even 24 hours or less. During this period, the mixture may be left to stand, or may be shaken, stirred, or the like to promote the reaction between the natural rubber latex and the treating agent.
処理剤を添加する方法の場合、処理剤の添加量については、その種類に応じて捕捉効果が発揮されるように適宜決定すればよい。例えば、処理剤の添加量は、天然ゴムラテックスの固形分100質量部に対して20質量部以上、さらには30質量部以上であることが望ましい。なお、処理剤の添加量が多すぎても捕捉効果の向上は見込めない。このため、処理剤の添加量は、天然ゴムラテックスの固形分100質量部に対して85質量部以下、さらには75質量部以下であることが望ましい。 When adding a treating agent, the amount of treating agent added can be determined appropriately depending on the type of agent so that the trapping effect is achieved. For example, the amount of treating agent added is preferably 20 parts by mass or more, and even 30 parts by mass or more, per 100 parts by mass of the solids content of natural rubber latex. However, if the amount of treating agent added is too large, the trapping effect cannot be expected to improve. For this reason, the amount of treating agent added is preferably 85 parts by mass or less, and even 75 parts by mass or less, per 100 parts by mass of the solids content of natural rubber latex.
本開示の天然ゴムラテックスの好適な製造方法として、処理工程が天然ゴムラテックスに処理剤を添加する工程であり、処理工程の後、処理剤が添加されたラテックスをろ過して処理剤をろ別する処理剤除去工程を有する形態が挙げられる。処理剤をろ別することにより、天然ゴムラテックスから処理剤を除去することができ、固形分への影響を極力小さくすることができる。ろ過の方法は、処理剤を除去できれば特に限定されず、例えばメッシュ(金網)などのフィルターを使用すればよい。この形態によると、処理剤添加→処理剤ろ別という単純な工程により、処理剤を残存させることなく、固形分中の窒素、マグネシウム、カリウムの含有量を低減し、かつそのばらつきを小さくすることができる。 A suitable method for producing the natural rubber latex disclosed herein includes a treatment step in which a treating agent is added to natural rubber latex, followed by a treatment agent removal step in which the latex to which the treating agent has been added is filtered to separate the treating agent. By filtering the treating agent, the treating agent can be removed from the natural rubber latex, minimizing its impact on the solids. The filtration method is not particularly limited as long as it can remove the treating agent; for example, a filter such as a mesh (wire screen) can be used. This method reduces the nitrogen, magnesium, and potassium content in the solids and minimizes their variability, without leaving any residual treating agent, through the simple process of adding the treating agent and then filtering it out.
また、処理剤に接触させる際に天然ゴムラテックスの凝集、凝固を抑制するという観点から、本開示の天然ゴムラテックスの好適な製造方法として、処理工程の前に、天然ゴムラテックスにpH調整剤を添加してpH値を9以上に調整するpH調整工程を有する形態が挙げられる。pH調整剤としては、アンモニア、ジエタノールアミン、水酸化アンモニウムなどを用いればよい。 In addition, from the perspective of suppressing aggregation and coagulation of natural rubber latex when it is brought into contact with a treatment agent, a suitable method for producing the natural rubber latex of the present disclosure includes a pH adjustment step in which a pH adjuster is added to the natural rubber latex to adjust the pH to 9 or higher prior to the treatment step. Examples of pH adjusters that can be used include ammonia, diethanolamine, and ammonium hydroxide.
<天然ゴムの製造方法>
本開示の天然ゴムの製造方法は、天然ゴムラテックスを、少なくとも窒素分、マグネシウムイオン、マグネシウム化合物、カリウムイオン、およびカリウム化合物を捕捉可能な処理剤に接触させる処理工程と、処理後のラテックスを乾燥する乾燥工程と、を有する。処理工程は、前述した本開示の天然ゴムラテックスの製造方法のそれと同じであるため、ここでは、乾燥工程について説明する。
<Natural rubber manufacturing method>
The method for producing natural rubber according to the present disclosure comprises a treatment step of contacting natural rubber latex with a treating agent capable of capturing at least nitrogen, magnesium ions, magnesium compounds, potassium ions, and potassium compounds, and a drying step of drying the treated latex. Since the treatment step is the same as that in the method for producing natural rubber latex according to the present disclosure described above, only the drying step will be described here.
処理後の天然ゴムラテックスの乾燥方法は、特に限定されないが、酸などを添加して凝固、洗浄、乾燥する方法によると、ラテックスに含まれる有用な成分が流出しやすい。このため、有用成分の流出を抑制する、生産性を高めるなどの観点から、天然ゴムラテックスをそのまま乾燥することが望ましい。本開示の天然ゴムの好適な製造方法として、処理工程が天然ゴムラテックスに処理剤を添加する工程であり、処理工程の後、処理剤が添加されたラテックスをろ過して処理剤をろ別する処理剤除去工程を有し、乾燥工程は、処理剤除去工程で得られたろ液を乾燥する工程である形態が挙げられる。処理後の天然ゴムラテックスを乾燥する前に、処理剤を除去しておくことにより、天然ゴムラテックスをそのまま乾燥させることができる。この形態によると、処理剤添加→処理剤ろ別→ろ液乾燥という単純な工程により、処理剤を残存させることなく、窒素、マグネシウム、カリウムの含有量が低減され、かつそのばらつきが小さい天然ゴムを製造することができる。 There are no particular limitations on the method for drying the treated natural rubber latex. However, methods that involve adding an acid or the like to coagulate, wash, and dry the latex tend to result in the leaching of useful components contained in the latex. For this reason, it is desirable to dry the natural rubber latex directly from the standpoint of preventing the leaching of useful components and increasing productivity. A preferred method for producing natural rubber according to the present disclosure includes a treatment step in which a treating agent is added to the natural rubber latex, a treatment agent removal step in which the latex to which the treating agent has been added is filtered to separate the treating agent, and a drying step in which the filtrate obtained in the treatment agent removal step is dried. By removing the treating agent before drying the treated natural rubber latex, the natural rubber latex can be dried directly. This method allows for the production of natural rubber with reduced nitrogen, magnesium, and potassium contents and minimal variation, without leaving any remaining treating agent, through the simple process of adding the treating agent, filtering the treating agent, and drying the filtrate.
天然ゴムラテックスをそのまま乾燥させる方法としては、例えば、天然ゴムラテックスをオーブン中で加熱すればよい。熱による天然ゴムの劣化や、生産性を考慮すると、加熱された基材に天然ゴムラテックスを塗布して、または吹き付けて、乾燥することが望ましい。こうすると、乾燥時間を短縮することができる。よって、天然ゴムの熱劣化を抑制することができると共に、生産性が向上する。なかでも、天然ゴムラテックスを吹き付ける方法が、望ましい。吹き付けられた天然ゴムラテックスは、基材表面にドット状に付着する。このため、基材表面に塗布した場合と比較して、比表面積が大きくなり、乾燥しやすい。したがって、天然ゴムラテックスを、より短時間で乾燥させることができる。 One method for drying natural rubber latex directly is to heat it in an oven. Considering productivity and the risk of heat-induced degradation of natural rubber, it is desirable to apply or spray the natural rubber latex onto a heated substrate and then dry it. This shortens the drying time, thereby suppressing thermal degradation of natural rubber and improving productivity. Among these methods, spraying the natural rubber latex is particularly desirable. The sprayed natural rubber latex adheres to the substrate surface in a dot pattern. This increases the specific surface area and dries more easily than when the natural rubber latex is applied to the substrate surface. Therefore, the natural rubber latex can be dried in a shorter time.
基材の形状などは、特に限定されない。例えば、基材としてドラムなどの回転部材を使用するとよい。この場合、回転部材の加熱された無端環状面(例えばドラムの外周面)に、天然ゴムラテックスを吹き付けて、無端環状面を回転させながら、塗液を乾燥する。そして、得られた固形の天然ゴムを、順に無端環状面から剥離すればよい。こうすることにより、天然ゴムラテックスの吹き付け→乾燥→天然ゴムの剥離、という一連の工程の自動化が可能となる。したがって、生産性が格段に向上する。基材表面の温度は、120℃以上200℃以下の範囲が望ましい。基材表面の温度が低すぎると、実用的な乾燥時間で、天然ゴムラテックスの乾燥を充分に行うことができない。反対に、基材表面の温度が高すぎると、付着した天然ゴムラテックスが過剰に加熱され、劣化するおそれがある。 The shape of the substrate is not particularly limited. For example, a rotating member such as a drum can be used as the substrate. In this case, natural rubber latex is sprayed onto the heated endless annular surface of the rotating member (e.g., the outer peripheral surface of a drum), and the coating liquid is dried while the endless annular surface is rotating. The resulting solid natural rubber is then peeled off in order from the endless annular surface. This makes it possible to automate the series of steps: spraying natural rubber latex → drying → peeling natural rubber. This significantly improves productivity. The substrate surface temperature is preferably in the range of 120°C to 200°C. If the substrate surface temperature is too low, the natural rubber latex cannot be sufficiently dried within a practical drying time. Conversely, if the substrate surface temperature is too high, the attached natural rubber latex may be overheated, resulting in degradation.
処理剤除去工程については、前述した本開示の天然ゴムラテックスの製造方法のそれと同じである。また、本開示の天然ゴムの製造方法においても、処理剤に接触させる際に天然ゴムラテックスの凝集、凝固を抑制するという観点から、処理工程の前に、天然ゴムラテックスにpH調整剤を添加してpH値を9以上に調整するpH調整工程を有する形態が望ましい。 The treatment agent removal step is the same as that in the method for producing natural rubber latex of the present disclosure described above. Furthermore, from the perspective of suppressing aggregation and coagulation of the natural rubber latex when it is brought into contact with the treatment agent, the method for producing natural rubber of the present disclosure also preferably includes a pH adjustment step in which a pH adjuster is added to the natural rubber latex to adjust the pH to 9 or higher before the treatment step.
次に、実施例を挙げて本開示をより具体的に説明する。 Next, we will explain this disclosure in more detail using examples.
(1)N、Mg、K含有量の測定
<実施例1>
天然ゴムラテックスとして、タイ産のフレッシュラテックスを使用した。まず、フレッシュラテックスを固形分濃度が15質量%となるように希釈した後、アンモニア水を添加してpH値を9に調整した。次に、希釈された天然ゴムラテックスの固形分100質量部に対して、キレート繊維(キレスト(株)製「キレストファイバー(登録商標) IRY-L」)の71質量部、および合成吸着剤(オルガノ(株)が販売している「アンバーライト(登録商標)XAD(登録商標) 7HP」)の35質量部を添加して、室温にて24時間振とうした。続いて、反応後のラテックスをメッシュでろ過し、キレート繊維および合成吸着剤をろ別した。
(1) Measurement of N, Mg, and K Contents <Example 1>
Fresh latex produced in Thailand was used as the natural rubber latex. First, the fresh latex was diluted to a solids concentration of 15% by mass, and then aqueous ammonia was added to adjust the pH to 9. Next, 71 parts by mass of chelating fiber ("Chilest Fiber (registered trademark) IRY-L" manufactured by Chelest Co., Ltd.) and 35 parts by mass of a synthetic adsorbent ("Amberlite (registered trademark) XAD (registered trademark) 7HP" sold by Organo Corporation) were added to 100 parts by mass of the solids content of the diluted natural rubber latex, and the mixture was shaken at room temperature for 24 hours. Subsequently, the latex after the reaction was filtered through a mesh to separate the chelating fiber and synthetic adsorbent.
それから、得られたろ液を、回転するドラムの外周面に吹き付けて乾燥させた。ドラムの回転速度は、約1rpm(1分間に約1回転)であり、ドラムの外周面は、予め約150℃に加熱されている。吹き付けられたろ液の液滴は、ドラムの回転と共に乾燥しながら互いに結着して、シート状に固形化される。そして、ドラムが約3/4回転したところで、形成されたシートを、ドラムの外周面から剥離した。このようにして、固形の天然ゴムを製造した。製造された天然ゴムを、実施例1の天然ゴムと称す。実施例1の天然ゴム中の窒素、マグネシウム、カリウムの含有量を、次のようにして測定した。以下、本実施例における窒素、マグネシウム、カリウムの含有量の測定方法は、全て同じである。 The resulting filtrate was then sprayed onto the outer surface of a rotating drum and dried. The drum rotation speed was approximately 1 rpm (approximately 1 rotation per minute), and the outer surface of the drum had been preheated to approximately 150°C. The sprayed droplets of filtrate dried as the drum rotated, bonding to each other and solidifying into a sheet. When the drum had rotated approximately 3/4 of a turn, the formed sheet was peeled off from the outer surface of the drum. In this manner, solid natural rubber was produced. The produced natural rubber is referred to as the natural rubber of Example 1. The nitrogen, magnesium, and potassium contents of the natural rubber of Example 1 were measured as follows. The nitrogen, magnesium, and potassium contents in the following examples were all measured using the same method.
[窒素]
天然ゴムを950℃で燃焼した後、PerkinElmer社の有機微量元素分析装置「2400II CHNS/O」により元素分析して窒素量を測定した。そして、天然ゴムの全体を100質量%とした場合の窒素の質量割合を、窒素含有量とした。
[nitrogen]
The natural rubber was combusted at 950°C and then subjected to elemental analysis using a PerkinElmer 2400II CHNS/O organic trace elemental analyzer to measure the amount of nitrogen. The mass ratio of nitrogen to the total amount of natural rubber taken as 100% by mass was defined as the nitrogen content.
[マグネシウム]
天然ゴムを、空気中で550℃に加熱して燃焼する乾式灰化法により灰化した後、(株)日立ハイテク製の偏光ゼーマン原子吸光光度計「Z-2310」を用いて分析し、マグネシウムイオン濃度を測定した。測定されたマグネシウムイオン濃度を、天然ゴム中のマグネシウム含有量とした。
[magnesium]
Natural rubber was incinerated by a dry incineration method in which it was heated to 550°C in air and burned, and then analyzed to measure the magnesium ion concentration using a polarized Zeeman atomic absorption spectrophotometer "Z-2310" manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation. The measured magnesium ion concentration was taken as the magnesium content in the natural rubber.
[カリウム]
天然ゴムを、PerkinElmer社のICP発光分光分析装置「Optima4300DV」により分析し、カリウムイオン濃度を測定した。測定されたカリウムイオン濃度を、天然ゴム中のカリウム含有量とした。
[potassium]
The natural rubber was analyzed using an ICP emission spectrometer "Optima 4300DV" manufactured by PerkinElmer, Inc. to measure the potassium ion concentration. The measured potassium ion concentration was taken as the potassium content in the natural rubber.
<実施例2>
実施例1の天然ゴムの製造において、キレート繊維を使用せず合成吸着剤のみを使用した点以外は、実施例1と同様にして天然ゴムを製造し、窒素、マグネシウム、カリウムの含有量を測定した。合成吸着剤の添加量は、希釈された天然ゴムラテックスの固形分100質量部に対して、35質量部とした。製造された天然ゴムを、実施例2の天然ゴムと称す。
Example 2
A natural rubber was produced in the same manner as in Example 1, except that in the production of the natural rubber of Example 1, no chelating fiber was used and only a synthetic adsorbent was used, and the nitrogen, magnesium, and potassium contents were measured. The amount of synthetic adsorbent added was 35 parts by mass per 100 parts by mass of the solids content of the diluted natural rubber latex. The produced natural rubber is referred to as the natural rubber of Example 2.
<比較例1>
実施例1の天然ゴムの原料として使用したフレッシュラテックスを固形分濃度が28質量%となるように希釈した後、実施例1と同様に、回転するドラムの外周面に吹き付けて乾燥させて天然ゴムを製造した。製造された天然ゴムを、比較例1の天然ゴムと称す。比較例1の天然ゴム中の窒素、マグネシウム、カリウムの含有量を測定した。
<Comparative Example 1>
The fresh latex used as the raw material for the natural rubber of Example 1 was diluted to a solids concentration of 28% by mass, and then natural rubber was produced by spraying the diluted solution onto the outer surface of a rotating drum and drying it in the same manner as in Example 1. The natural rubber produced is referred to as natural rubber of Comparative Example 1. The contents of nitrogen, magnesium, and potassium in the natural rubber of Comparative Example 1 were measured.
<比較例2>
実施例1の天然ゴムの原料として使用したフレッシュラテックスを、遠心分離機を用いて、回転速度8000rpmで40分間遠心分離処理した。処理後の固形分に等量の純水を加えてラテックスとし、さらに同じ操作(遠心分離処理→純水添加による再分散)を2回繰り返して、精製ラテックスを得た。得られた精製ラテックスを、実施例1と同様に、回転するドラムの外周面に吹き付けて乾燥させて天然ゴムを製造した。製造された天然ゴムを、比較例2の天然ゴムと称す。比較例2の天然ゴム中の窒素、マグネシウム、カリウムの含有量を測定した。
<Comparative Example 2>
The fresh latex used as the raw material for the natural rubber in Example 1 was centrifuged at 8,000 rpm for 40 minutes using a centrifuge. An equal amount of pure water was added to the solids after the centrifugation to form a latex, and the same procedure (centrifugation followed by redispersion by adding pure water) was repeated twice to obtain a purified latex. The purified latex obtained was sprayed onto the outer surface of a rotating drum and dried, as in Example 1, to produce natural rubber. The produced natural rubber is referred to as the natural rubber of Comparative Example 2. The nitrogen, magnesium, and potassium contents in the natural rubber of Comparative Example 2 were measured.
<測定結果>
表1に、実施例1、2および比較例1、2の天然ゴムについての測定結果を示す。
Table 1 shows the measurement results for the natural rubbers of Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2.
(2)N、Mg、K含有量、加硫誘導時間および硬さのばらつき評価
<評価方法>
[実施例1]
前述した実施例1の天然ゴムと同様に、キレート繊維および合成吸着剤による処理→ろ過→乾燥により、天然ゴムを10個製造した。そして、各々の天然ゴム中の窒素、マグネシウム、カリウムの含有量を測定し、そのばらつきを調べた。加えて、天然ゴムのスコーチ性の指標になる加硫誘導時間、および硬さを次のようにして測定し、そのばらつきを調べた。以下、本実施例における加硫誘導時間および硬さの測定方法は、全て同じである。
(2) Evaluation of variations in N, Mg, and K contents, vulcanization induction time, and hardness <Evaluation method>
[Example 1]
Ten pieces of natural rubber were produced by the same process as in Example 1, namely, treatment with chelating fiber and synthetic adsorbent, filtration, and drying. The nitrogen, magnesium, and potassium contents of each natural rubber were measured, and their variations were investigated. Additionally, the vulcanization induction time and hardness, which are indicators of the scorch resistance of natural rubber, were measured as follows, and their variations were investigated. The methods for measuring the vulcanization induction time and hardness in the following examples were all the same.
[加硫誘導時間(T10)]
天然ゴムに、架橋剤、加硫促進剤、酸化亜鉛、加工助剤、補強材、老化防止剤、軟化剤を配合してゴム組成物を調製し、調製したゴム組成物の加硫誘導時間(T10)を測定した。加硫誘導時間(T10)の測定は、JIS K6300-2に準拠した、(株)東洋精機製作所製のロータレス・レオメータを用いて行った。測定温度は150℃とした。加硫誘導時間(T10)は、JIS K6300-2:2001に記載されているように、加硫曲線における加硫開始点に対応する。
[Vulcanization induction time (T10)]
A rubber composition was prepared by compounding natural rubber with a crosslinking agent, a vulcanization accelerator, zinc oxide, a processing aid, a reinforcing material, an antioxidant, and a softener, and the vulcanization induction time (T10) of the prepared rubber composition was measured. The vulcanization induction time (T10) was measured using a rotorless rheometer manufactured by Toyo Seiki Seisakusho, Ltd. in accordance with JIS K6300-2. The measurement temperature was 150°C. The vulcanization induction time (T10) corresponds to the vulcanization initiation point in the vulcanization curve, as described in JIS K6300-2:2001.
[硬さ]
天然ゴムに、架橋剤、加硫促進剤、酸化亜鉛、加工助剤、補強材、老化防止剤、軟化剤を配合してゴム組成物を調製し、150℃×20分の条件でプレス成形して、厚さ2mmのゴムシートを作製した。作製したゴムシートを3枚重ねて試験片とし、試験片のタイプAデュロメータ硬さを、JIS K6253-3:2012に準拠した硬度計(高分子計器(株)製「ASKER P1-A型」)を用いて測定した。タイプAデュロメータ硬さとしては、押針と試験片とが接触した直後から15秒後の値を採用した。
[Hardness]
A rubber composition was prepared by blending natural rubber with a crosslinking agent, a vulcanization accelerator, zinc oxide, a processing aid, a reinforcing material, an antioxidant, and a softener. The rubber composition was then press-molded at 150°C for 20 minutes to prepare a 2 mm thick rubber sheet. Three of the prepared rubber sheets were stacked to form a test piece, and the Type A durometer hardness of the test piece was measured using a hardness tester ("ASKER P1-A" manufactured by Kobunshi Keiki Co., Ltd.) in accordance with JIS K6253-3:2012. The Type A durometer hardness was measured 15 seconds after the indenter came into contact with the test piece.
[比較例1]
前述した比較例1の天然ゴムと同様に、原料として使用したフレッシュラテックスを乾燥させて、天然ゴムを26個製造した。そして、各々の天然ゴム中の窒素、マグネシウム、カリウムの含有量、加硫誘導時間および硬さを測定し、そのばらつきを調べた。
[Comparative Example 1]
In the same manner as in the natural rubber of Comparative Example 1, 26 pieces of natural rubber were produced by drying the fresh latex used as the raw material. The contents of nitrogen, magnesium, and potassium, vulcanization induction time, and hardness of each natural rubber were measured, and variations therein were investigated.
[比較例2]
前述した比較例2の天然ゴムと同様に、遠心分離処理→純水添加による再分散→乾燥により、天然ゴムを17個製造した。そして、各々の天然ゴム中の窒素、マグネシウム、カリウムの含有量、加硫誘導時間および硬さを測定し、そのばらつきを調べた。
[Comparative Example 2]
Seventeen pieces of natural rubber were produced by the same process as in the natural rubber of Comparative Example 2, namely, centrifugal separation, redispersion by adding pure water, and drying. The nitrogen, magnesium, and potassium contents, vulcanization induction time, and hardness of each natural rubber were measured, and the variations in these values were investigated.
<評価結果>
表2に、実施例1および比較例1、2の天然ゴムについての測定結果を示す。なお、ばらつきを測定したサンプル数は、測定対象により異なる。このため、表2において、測定したサンプル数をn値で示す。例えば、「n=10」は、10個のサンプルにおける測定値であることを意味する。
Table 2 shows the measurement results for the natural rubbers of Example 1 and Comparative Examples 1 and 2. The number of samples for which the variation was measured varies depending on the object being measured. Therefore, in Table 2, the number of samples measured is indicated by the value n. For example, "n=10" means that the measurement values are for 10 samples.
表2に示すように、実施例1の天然ゴムにおいては、比較例1の未処理の天然ゴムと比較して、N量、Mg量、K量の下限値がいずれも小さくなり、N量、Mg量、K量のばらつきも小さくなった。実施例1の天然ゴムにおいては、N量は0.3質量%以上0.6質量%以下、Mg量は0質量%以上0.02質量%以下、K量は0.1質量%以上0.3質量%以下の範囲に収まった。実施例1の天然ゴムの加硫誘導時間のばらつきは、比較例1の天然ゴムのそれと比較して小さくなった。同様に、実施例1の天然ゴムの硬さばらつきも、比較例1の天然ゴムのそれと比較して小さくなった。これに対して、遠心分離処理した比較例2の天然ゴムにおいては、N量およびK量が少なすぎ、所望の範囲から外れた。また、加硫誘導時間については、ばらつきは小さいが、値が大きくなり加硫速度が遅くなることが確認された。硬さについては、ばらつきは小さいが、値が小さくなることが確認された。 As shown in Table 2, the natural rubber of Example 1 had smaller lower limits for the N, Mg, and K contents, and smaller variations in the N, Mg, and K contents compared to the untreated natural rubber of Comparative Example 1. For the natural rubber of Example 1, the N content was within the range of 0.3% to 0.6% by mass, the Mg content was within the range of 0% to 0.02% by mass, and the K content was within the range of 0.1% to 0.3% by mass. The natural rubber of Example 1 also had smaller variations in the vulcanization induction time compared to the natural rubber of Comparative Example 1. Similarly, the hardness of the natural rubber of Example 1 also had smaller variations compared to the natural rubber of Comparative Example 1. In contrast, the N and K contents of the centrifuged natural rubber of Comparative Example 2 were too low and outside the desired ranges. Furthermore, although the vulcanization induction time varied only slightly, it was confirmed that the values increased, resulting in a slower vulcanization rate. Although the hardness varied only slightly, it was confirmed that the values decreased.
本開示の天然ゴムは、硬さなどの特性のばらつきが小さいため、エンジンマウント、サスペンションブッシュなどの車両部品や、建築、住宅分野で使用される防振ゴムなどの材料として有用である。 The natural rubber disclosed herein has little variation in properties such as hardness, making it useful as a material for vehicle parts such as engine mounts and suspension bushings, as well as vibration-damping rubber used in the construction and housing fields.
Claims (4)
天然ゴムラテックスにpH調整剤を添加して、該天然ゴムラテックスのpH値を9以上に調整するpH調整工程と、
pH値が調整された天然ゴムラテックスを、少なくとも窒素分、マグネシウムイオン、マグネシウム化合物、カリウムイオン、およびカリウム化合物を捕捉可能な処理剤に接触させる処理工程と、
処理後のラテックスを凝固させずに乾燥する乾燥工程と、
を有することを特徴とする天然ゴムの製造方法。 A method for producing natural rubber having a nitrogen content of 0.3% by mass or more and 0.6% by mass or less, a magnesium content of 0% by mass or more and 0.02% by mass or less, and a potassium content of 0.1% by mass or more and 0.3% by mass or less, comprising :
a pH adjusting step of adding a pH adjuster to the natural rubber latex to adjust the pH value of the natural rubber latex to 9 or more;
a treating step of contacting the pH-adjusted natural rubber latex with a treating agent capable of capturing at least nitrogen components, magnesium ions, magnesium compounds, potassium ions, and potassium compounds;
a drying step in which the treated latex is dried without coagulating ;
1. A method for producing natural rubber, comprising:
前記キレート剤は、キレート樹脂およびキレート繊維から選ばれる一種以上である請求項2に記載の天然ゴムの製造方法。 the adsorbent is at least one selected from an organic ion exchanger, an inorganic ion exchanger, a synthetic adsorbent, and a protein adsorbent;
3. The method for producing natural rubber according to claim 2 , wherein the chelating agent is at least one selected from the group consisting of a chelating resin and a chelating fiber.
該処理工程の後、該処理剤が添加されたラテックスをろ過して該処理剤をろ別する処理剤除去工程を有し、
前記乾燥工程は、該処理剤除去工程で得られたろ液を凝固させずに乾燥する工程である請求項1ないし請求項3のいずれかに記載の天然ゴムの製造方法。 the treating step is a step of adding the treating agent to the natural rubber latex whose pH value has been adjusted ,
a treating agent removing step of filtering the latex to which the treating agent has been added to remove the treating agent,
4. The method for producing natural rubber according to claim 1 , wherein the drying step is a step of drying the filtrate obtained in the treating agent removing step without coagulating it .
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