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JP2002194005A - ゴム誘導体及びその製造方法 - Google Patents

ゴム誘導体及びその製造方法

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JP2002194005A
JP2002194005A JP2001373940A JP2001373940A JP2002194005A JP 2002194005 A JP2002194005 A JP 2002194005A JP 2001373940 A JP2001373940 A JP 2001373940A JP 2001373940 A JP2001373940 A JP 2001373940A JP 2002194005 A JP2002194005 A JP 2002194005A
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  • Processes Of Treating Macromolecular Substances (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 広範な用途に用いることのできる水溶性ゴム
誘導体を製造する。 【解決手段】 二重結合及び/又はエポキシ、或いは一
つ又は複数の電気陰性原子を含む他の基を含み、重量平
均分子量が２００００乃至９００００である少なくとも
一つの成分を含むゴムを極性溶媒に溶解し、この溶液に
少なくとも等量の水酸化及び/又は炭酸粉体アルカリ金
属及び/又はアルカリ土類金属を、溶媒が水を含む場合
は必要に応じて乾燥剤と共に添加し、この混合物をゴム
と金属原子との間で配位化合物が生成するまで攪拌し、
この配位化合物を溶媒から分離することを含む方法によ
り製造されるゴム誘導体及びその製造方法である。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ゴム誘導体に関す
る。より詳しくは、本発明は、完全な又は部分的な水溶
性を有し、或いは非常に安定な水性乳濁液又はコロイド
溶液を形成する親水性ゴム誘導体を提供する。
【０００２】
【従来の技術】種々の天然及び合成ゴム誘導体が知られ
ている。
【０００３】例えば、二重結合を有するゴムは、所望の
変性特性を備えたゴムを提供するため、様々な他の分子
を導入するのに使用することのできる活性部位を有する
誘導体を提供するためにエポキシ化が行われてきた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】広範な用途に用いるこ
とのできる水溶性ゴム誘導体を製造するために、多くの
試みがなされてきた。しかし、今までのところ、安定性
が限られていて、誘導体が短時間で沈降する水性懸濁液
を形成するのに使用できる誘導体が得られているにすぎ
ない。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明に従うと、ゴム誘
導体は、二重結合及び/又はエポキシ、或いは一つ又は
複数の電気陰性原子を含む他の基をアルカリ又はアルカ
リ土類金属と共に含み、重量平均分子量が好ましくは２
００００乃至９００００、より好ましくは２００００乃
至８５０００、特には約８００００である、天然又は合
成ゴムの配位化合物からなる。
【０００６】本発明の配位化合物誘導体を生成するのに
用いることのできる典型的なゴムとしては、天然ゴム
（シスポリイソプレン）、好適には液状天然ゴム、トラ
ンスポリイソプレン、ネオプレン、ニトリルゴム、ポリ
ブタジエン類、エポシキ化ゴムが挙げられ、特には液状
エポキシ化ポリイソプレン類又はこれらのゴムの混合物
が挙げられる。
【０００７】本発明の配位化合物は重量平均分子量の比
較的低いゴムを用いて生成することが好ましいが、比較
的大きいゴム分子の存在下でも生成できる。このため、
収率は低くなるが、任意のゴムの分子量の比較的低い成
分から配位化合物を生成することが可能である。
【０００８】配位化合物の金属成分としてはアルカリ金
属が好ましく、カリウム又はナトリウムがより好ましい
が、アルカリ土類金属類（好適には、カルシウム）も配
位化合物の生成に用いることができる。金属の混合物、
例えばカリウムとナトリウムもしくはリチウム、又はカ
リウムとカルシウムとの混合物も利用できる。
【０００９】強固な配位内結合(intra-coordinated bon
d)を形成するには、複数の部位で結合が形成されるよ
う、ゴム分子が金属原子の周囲を被覆することが必要で
ある。このため金属原子の大きさを考慮しなくてはなら
ない。金属原子の大きさが小さすぎると、ゴム分子の可
撓性が不十分となり、金属原子の周囲に密着して被覆す
ることができず、ゴム分子中の活性部位が金属原子から
離れすぎ、多数の結合が形成されない。また、金属原子
の大きさが大きすぎると、金属原子がゴム分子内の空い
ている空間に入ることができない。但し、配位内結合及
び配位間結合(inter-coordinated bond)の両方が形成さ
れ、配位間結合はゴムとより大きい又はより小さい金属
原子との間に形成されることがあると考えられている。
【００１０】本発明のゴム誘導体は親水性であり、水に
溶解して茶色がかった透明な溶液となることができる。
分子量の大きい成分を有するゴムから誘導体を形成する
場合、このような成分から形成される配位化合物はいず
れも全く水に溶けないが、誘導体は可溶性部分の溶液中
で、長期間にわたり安定な不溶性部分の懸濁液を形成す
る。
【００１１】本発明の誘導体は、二重結合及び/又はエ
ポキシ、或いは一つ又は複数の電気陰性原子を含む他の
基を含み、重量平均分子量が２００００乃至９０００
０、より好ましくは２００００乃至８５０００、特には
約８００００である少なくとも一つの成分を含むゴムを
極性溶媒に溶解し、この溶液に少なくとも等量の水酸化
及び/又は炭酸粉体アルカリ金属及び/又はアルカリ土類
金属を、溶媒が水を含む場合は必要に応じて乾燥剤と共
に添加し、この混合物をゴムと金属原子との間で配位化
合物が生成するまで攪拌し、この配位化合物を溶媒から
分離することにより生成することができる。
【００１２】極性溶媒は1,4-ジオキサン又はテトラヒド
ロフランであることが好ましい。
【００１３】ゴム溶液と金属との混合物は、連続的に攪
拌しながら、還流しつつ３時間乃至２４時間加熱するこ
とが好ましい。溶液は乾燥するまで蒸発させ、残留物を
真空下で更に乾燥させることが好ましい。
【００１４】平均分子量が大きいゴムを誘導体の調製に
用いる場合には、塩基を添加する前に、ゴムを極性溶媒
中で還流させながら、分子量を低下させるために少なく
とも分子鎖の一部が切断するに足る時間加熱し、これに
より誘導体の収率を増加させる。
【００１５】この後、残留物は水中に溶解することがで
き、溶液又は懸濁液のｐＨがずっと７を超えたままでい
るのであれば、その溶液又は懸濁液は無限に安定であ
る。しかしながら、溶液又は懸濁液が例えば希塩酸又は
他の酸を添加することにより酸性化される場合には、配
位結合が切断され、ゴムが沈殿する。
【００１６】この驚嘆すべき現象は、水処理剤として非
常に効果的に使用することができるという、本発明のゴ
ム誘導体の特別な用途の源となった。
【００１７】懸濁された又は分散された汚染物質を含有
する水に、希薄溶液又は懸濁液を少量でも添加し、次い
で酸を添加すると、沈殿したゴムが汚染物質を収集し、
汚染物質を含んだ容易に分離可能なマトリックスを形成
する。汚染物質の密度が水の密度よりも低ければ、沈殿
したゴムは汚染物質を運びながら水面へ浮上し、水面に
おいて汚染物質は例えばすくい取ることによって水から
容易に分離することができる。
【００１８】従って、例えば煙の残留物、炭素又は木材
の粉塵等の非常に細かい、濾過できない微粒状物質、或
いは油滴等の細かく分散された液状物質を含有する水
を、非常に単純で費用対効果の高い方法で清浄化するた
めに本発明の誘導体を使用することができる。
【００１９】誘導体は単独でも、或いは例えば塩、又は
キチン、キトサン及び種々のアクリルポリマー等のオリ
ゴマー又はポリマー物質等の一般的な凝集剤又は凝固剤
と共に使用することもできる。
【００２０】更に、誘導体はイオン、特には例えば銅、
ニッケル、鉄、スズ、白金、金、クロム、水銀、鉛等の
金属イオンを水中から抽出又は除去したり、或いは水か
ら刺激臭や不都合な色素沈着を取り除いたりするために
用いることもできる。誘導体は、処理剤として単独に用
いることも、或いはイオンを捕捉するために例えば活性
炭、イオン交換樹脂、ゼオライト、キチン、キトサン等
の他のイオン除去物質を水中に添加し、その後誘導体を
添加して酸性化することで、これらのイオン除去物質と
併用することもできる。これにより、この方法によらな
ければ従来の処理後に除去することが困難なイオン除去
物質の微細粒子を容易に除去することができる。この応
用では、有用な金属を水中から再生利用するためにこれ
らの誘導体を用いることができる。
【００２１】また、これまでは実現できなかったことで
あるが、誘導体を水性ゴム化接着剤、塗料及び被膜剤の
製造に使用することも可能である。
【００２２】更に、肥料や殺虫剤のための緩開放(スロ
ーリリース)結合マトリックスとして誘導体を使用する
こともできる。これらの製品は、有効成分を水に溶解又
は懸濁し、誘導体溶液、次いで酸を添加し、生成した有
効成分を含むゴムマトリックスを収集することにより製
造される。この形態の肥料及び殺虫剤は、豪雨に遭って
も容易には流されないという利点を有する。
【００２３】
【発明の実施の形態】以下に実施例により本発明を説明
する。
【００２４】実施例１ エポキシ含有量が５０％（ＥＮＲ ５０）のエポキシ化
液状天然ゴム２０グラムを１リットルの乾燥1,4-ジオキ
サンに溶解し、この溶液に粉体水酸化カリウム３０グラ
ムを添加した。この混合物を還流しながら１２時間加熱
した。加熱中に溶液の色が薄い黄色がかった茶色から赤
みがかった色合いに変化し、これによりゴムとカリウム
との間の配位化合物が生成したことが示された。加熱期
間の最後に、反応混合物を濾過又は傾瀉することで、未
使用の水酸化カリウムを除去し、回転蒸発器を用いて溶
媒を蒸発させた。得られた残留物を真空下で更に２時間
乾燥させた。収率はゴムに対して定量的であった。
【００２５】残留物は水に容易に溶解し、茶色がかった
透明な溶液となり、その外観は２年以上変化しないこと
がわかった。
【００２６】残留物を１リットルの水に溶解し、この溶
液１〜２ミリリットルを、活性炭又は炭素粉塵約５グラ
ムを含有する水約５０ミリリットルに添加し、１０〜２
０秒間攪拌した。得られた混合物を塩酸で酸性化したと
ころ、ゴムが沈殿し、粉塵を運びながら水面へ浮上し
た。粉塵上又は粉塵中に吸収された他の物質はいずれも
沈殿したゴムマトリックスにより捕捉された。
【００２７】炭素粉塵の除去は実質上定量的であった。
【００２８】実施例２ エポキシ含有量が２５％（ＥＮＲ ２５）のエポキシ化
液状天然ゴムを用いたほかは、実施例１と同じ手順を用
いて、同様の結果を得た。
【００２９】水から炭素粉塵を除去する場合の誘導体の
特性は実施例１と同様であった。
【００３０】実施例３ 重量平均分子量が約８００００の液状天然ゴムを用いた
ほかは、実施例１と同じ手順を用いて、同様の結果を得
た。
【００３１】水から炭素粉塵を除去する場合の誘導体の
特性は実施例１と同様であった。
【００３２】実施例４ 重量平均分子量が１４００００の液状天然ゴムを用い
て、実施例３と同様の手順で行った。得られた誘導体は
全く水溶性をもたなかったが、乳白色の非常に安定な懸
濁液を形成した。但し、この誘導体を水から炭素粉塵を
除去するために使用すると、同様の結果が得られた。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4D015 BA03 BA05 BA09 BA10 BA11 BA17 BA19 BB06 CA17 DA01 DA40 DB01 DB33 DC02 EA06 EA15 EA16 EA32 EA33 4J100 AM02Q AS02P AS03P AS07P CA01 CA04 CA14 CA31 DA01 HA29 HA31 HA37 HB06 HB37 HB39 HE14 HG32 JA18 JA64

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 二重結合及び/又はエポキシ、或いは一
    つ又は複数の電気陰性原子を含む他の基をアルカリ又は
    アルカリ土類金属と共に含む、天然又は合成ゴムの配位
    化合物からなるゴム誘導体。
  2. 【請求項２】 前記ゴムの数平均分子量が５０００乃至
    １５０００、重量平均分子量が２００００乃至９０００
    ０である、請求項１に記載のゴム誘導体。
  3. 【請求項３】 前記ゴムの数平均分子量が約１０００
    ０、重量平均分子量が約８５０００である、請求項２に
    記載のゴム誘導体。
  4. 【請求項４】 天然ゴム、トランスポリイソプレン、ネ
    オプレン、ニトリルゴム又はポリブタジエン或いはエポ
    キシ化ゴムから製造される、請求項１乃至３のいずれか
    に記載のゴム誘導体。
  5. 【請求項５】 液状天然ゴムから製造される、請求項４
    に記載のゴム誘導体。
  6. 【請求項６】 前記金属がアルカリ金属である、請求項
    １乃至５のいずれかに記載のゴム誘導体。
  7. 【請求項７】 前記アルカリ金属がカリウムである、請
    求項６に記載のゴム誘導体。
  8. 【請求項８】 請求項１乃至７のいずれかに記載のゴム
    誘導体を製造する方法であって、二重結合及び/又はエ
    ポキシ、或いは一つ又は複数の電気陰性原子を含む他の
    基を含み、重量平均分子量が２００００乃至９００００
    である少なくとも一つの成分を含むゴムを極性溶媒に溶
    解し、この溶液に少なくとも等量の水酸化及び/又は炭
    酸粉体アルカリ金属及び/又はアルカリ土類金属を、溶
    媒が水を含む場合は必要に応じて乾燥剤と共に添加し、
    この混合物をゴムと金属原子との間で配位化合物が生成
    するまで攪拌し、この配位化合物を溶媒から分離するこ
    とを含む、方法。
  9. 【請求項９】 汚染物質を水から除去するため、或いは
    水に含まれる物質を再生利用するために水を処理する方
    法であって、ｐＨが約７以上である水に請求項１乃至７
    のいずれかに記載のゴム誘導体を添加し、攪拌し、得ら
    れた混合物を酸性化することを含む、方法。
  10. 【請求項１０】 前記誘導体が他の水処理剤と併用され
    る、請求項９に記載の方法。
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