JP2001081127A - 塩化ビニル系ペースト樹脂ラテックスの消泡方法 - Google Patents
塩化ビニル系ペースト樹脂ラテックスの消泡方法Info
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Abstract
樹脂ラテックスにスチームを吹き込むかまたは加熱し
て、該ラテックスから未反応単量体を減圧ストリッピン
グする方法において、装置の安定した操作性の低下、品
質の悪化およびラテックスの固形分濃度の低下を招くこ
となく消泡する方法を提供すること。 【解決手段】 減圧回収装置と泡分離器とが設けられた
未反応単量体の除去装置を用い、塩化ビニル系ペースト
樹脂ラテックスにスチームを吹き込むかまたは加熱し、
未反応単量体を減圧回収装置にて減圧回収する方法にお
いて、泡分離器に進出してくる泡に水蒸気を直接接触さ
せることを特徴とする塩化ビニル系ペースト樹脂ラテッ
クスの消泡方法。
Description
スト樹脂ラテックスの消泡方法に関する。さらに詳しく
は、重合後の発泡しやすい塩化ビニル系ペースト樹脂ラ
テックスから未反応単量体を減圧ストリッピングする方
法において発生する泡を消泡する方法に関する。
テックスは、可塑剤中に分散させてプラスチゾルの形に
し、このプラスチゾルをコーティング、ディッピングな
どの工程を経て加熱ゲル化して、たとえば壁紙、床材、
手袋などの加工製品として使用されている。
通常塩化ビニル系単量体単独でまたは塩化ビニル系単量
体とこれと共重合可能なビニル系単量体との混合物を、
微細懸濁重合、乳化重合、播種乳化重合などして得られ
た塩化ビニル系樹脂ラテックスを噴霧乾燥して調製され
る。塩化ビニル系樹脂ラテックスは、粒径が0.1〜1
0μm程度の重合体で形成されており、その重合には、
通常アニオン性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤など
の界面活性剤が用いられる。
クスには、多量の未反応の残存単量体が含まれる。ラテ
ックスから残存単量体を除去することは、これを回収し
て再利用するために必要であるだけでなく、環境に放出
される塩化ビニル系単量体を減少させるために、乾燥前
に塩化ビニル系樹脂ラテックス中のモノマー濃度を低下
させる必要がある。
応単量体を除去する方法として、特公昭53−3818
7号公報に記載されている重合後のスラリーに減圧下で
スチームを用いる方法や、特開昭54−8693号公報
に記載されている多孔板を有する多段式ストリッピング
塔の下部に導入したスチームと向流接触させる方法が知
られている。また、タンクなどの耐圧容器槽に塩化ビニ
ル系樹脂水性液を移液し、塩化ビニル系樹脂水性液の安
定性を保持することができる温度まで加熱昇温したの
ち、減圧回収する回分式の方法がある。これらのスチー
ムの吹き込み、もしくは加熱により減圧回収する方法
は、界面活性剤の多い塩化ビニル系ペースト樹脂ラテッ
クスに用いる場合、該ラテックスが発泡し、真空ポンプ
ラインへ飛散するため、設備上の故障やトラブルを招
き、装置の安定稼働が困難であり、連続運転に支障をき
たすという課題を有していた。そのため、従来は発泡を
抑制するために処理量を少なくしたり、排気速度を小さ
くするなどしていたことから、未反応単量体の回収時間
が増加するなどの欠点があった。なお、ここでいう塩化
ビニル系樹脂水性液とは、塩化ビル系単量体を懸濁重
合、微細懸濁重合、乳化重合して得られた重合スラリー
または重合ラテックスのことである。
ト樹脂ラテックスの消泡方法としては、適当な消泡剤を
添加する方法や機械的消泡方法がある。しかしながら、
塩化ビニル系ペースト樹脂ラテックスへの消泡剤の添加
は、熱安定性などの品質の悪化などの問題から微量でし
か行なえず、前記発泡を抑制することは不可能である。
さらに機械的消泡方法の場合は、衝突、剪断などにより
ラテックスが破壊され、凝集を起こして品質が劣化する
場合がある。
1−012656号明細書に記載のごとき、減圧回収装
置の空間部分または排気配管中に設置した冷却部を通過
させることにより消泡する方法があり、塩化ビニル系ペ
ースト樹脂ラテックスの消泡には有効である。しかしな
がら、減圧回収方式としてスチームの吹き込み方式を採
用した場合には、冷却部でスチームが凝縮してラテック
スの固形分濃度が低下し、後処理工程のスプレー乾燥機
における生産性の低下を引き起こすという問題がある。
鑑みてなされたものであり、重合後の発泡しやすい塩化
ビニル系ペースト樹脂ラテックスにスチームを吹き込む
かまたは加熱して、該ラテックスから未反応単量体を減
圧ストリッピングする方法において、装置の安定した操
作性の低下、品質の悪化およびラテックスの固形分濃度
の低下を招くことなく消泡する方法を提供することを目
的とする。
と泡分離器とが設けられた未反応単量体の除去装置を用
い、塩化ビニル系ペースト樹脂ラテックスにスチームを
吹き込むかまたは加熱し、未反応単量体を減圧回収装置
にて減圧回収する方法において、泡分離器に進出してく
る泡に水蒸気を直接接触させることを特徴とする塩化ビ
ニル系ペースト樹脂ラテックスの消泡方法に関する。
脂ラテックスの消泡方法(以下、消泡方法という)は、
減圧回収装置と泡分離器とが設けられた未反応単量体の
除去装置を用い、塩化ビニル系ペースト樹脂ラテックス
にスチームを吹き込むかまたは加熱し、未反応単量体を
減圧回収装置にて減圧回収する方法にて、泡分離器に進
出してくる泡に水蒸気を直接接触させることを特徴とす
るものである。
減圧回収する方法は、一般的な方法でよく、とくに未反
応塩化ビニル系単量体の回収効率にすぐれることから、
減圧下で実施するスチームストリッピングであることが
好ましい。スチームを用いた減圧回収装置としては、塩
化ビニル系樹脂の製造工程において一般的に未反応塩化
ビニル系単量体の回収工程に用いられる装置や重合機を
使用することができ、たとえばタンクなどの耐圧容器
で、ラテックスの安定性を保持することができる温度で
減圧処理する装置などがあげられる。
法としては、たとえば槽式減圧回収方法を採用すること
ができ、タンクのジャケット加熱により、ラテックス温
度を制御し、減圧回収する方法であってもよい。
よる方法とスチームを用いた減圧回収方法とを併用する
こともできる。さらに、減圧回収装置に連続的にラテッ
クスを供給して連続処理することも可能である。減圧回
収時には気液界面で起こる水の蒸発によって液の温度が
低下しようとするが、本発明における減圧回収処理時の
スチーム量、およびジャケットによる加熱は、かかる液
の温度を一定に保持することができる熱量であればよ
い。
体の回収条件として、減圧回収温度(処理温度)は、被
処理塩化ビニル系ペースト樹脂ラテックスが安定な状
態、すなわち粒子同士の凝集が起こらない温度範囲であ
ればよく、80℃以下であることが好ましい。減圧回収
温度が80℃をこえると、減圧回収時間(処理時間)に
もよるが、塩化ビニル系ペースト樹脂ラテックスのエマ
ルジョンが凝集を起こしてしまうおそれがある。減圧条
件は、被処理塩化ビニル系ペースト樹脂ラテックスの処
理温度における水の水蒸気圧と同一またはそれよりも若
干低いことが好ましい。すなわち、減圧度が水の蒸気圧
まで達しない場合は、残留した未反応単量体の除去速度
が充分に高くならずに処理時間が長くなり、生産性の低
下を引き起こすおそれがある。
ニル系ペースト樹脂ラテックスから残存する未反応単量
体を除去する場合、通常塩化ビニル系ペースト樹脂ラテ
ックスに界面活性剤が多量に含まれるため、泡が発生す
る。かかる泡は、塩化ビニル系ペースト樹脂ラテックス
中の粒子から脱離した塩化ビニル系単量体と水蒸気との
気泡であり、液膜は操作圧力に応じた飽和水蒸気圧温度
にある塩化ビニル系ペースト樹脂ラテックスである。
器に進出してくる泡に水蒸気を直接接触させることであ
るが、液膜を形成する溶媒の水を蒸発させ消泡するため
には、泡分離器の操作圧力の飽和水蒸気温度よりも高い
温度を示す過熱蒸気を泡に直接接触させることが好まし
い。このとき過熱蒸気は熱を奪われて飽和蒸気となり、
系外に排気されるので、ラテックスの固形分濃度の低下
も引き起こさない。
た泡を完全に消泡することができればよく、とくに限定
されるものではない。さらに、泡の液膜を局所的に水分
を蒸発する温度に保持するだけの熱エネルギーを加える
ことができれば、水蒸気に限定されず、加熱された塩化
ビニル系ペースト樹脂ラテックスであってもよい。
接接触させる際に、減圧回収操作により発生する多量の
泡と水蒸気とを均一に混合し、完全に消泡するために
は、泡が泡分離器に入った直後に該泡に水蒸気を直接接
触させるか、または減圧回収装置と泡分離器とを繋ぐガ
ス回収ラインの泡に水蒸気を直接接触させることが好ま
しい。減圧回収装置の容器内に直接水蒸気を吹き込むこ
とも可能であるが、泡全面に噴射するためには多量の水
蒸気を必要とするうえ、接触効率がよくないので、前記
接触方法のほうが好ましい。
泡された塩化ビニル系ペースト樹脂ラテックスを、泡分
離器に接続されたポンプなどの移送手段により減圧回収
装置に戻すことが好ましい。これは、泡が水蒸気と接触
することにより消泡されるが、消泡されたあとのラテッ
クスは水蒸気と接触したことにより泡分離器での減圧度
の示す飽和水蒸気温度よりも若干高い温度になり、この
まま泡分離器内で放置しておくと再度沸騰状態となって
泡を発生するおそれがあるからである。したがって、消
泡されたラテックスを速やかに減圧回収装置内に移送す
る移送手段が設置されていることが好ましい。
脂ラテックスの消泡方法について、図面を用いて具体的
に説明する。
反応単量体の除去装置の一実施態様を示す概略説明図で
ある。
ト樹脂ラテックスは、前工程より処理温度付近の温度で
処理液供給ライン2より供給され、昇温用ジャケット8
で一定温度に保持される。飽和水蒸気は減圧回収装置1
下部より蒸気供給ライン11にて導入される。処理温度
の飽和蒸気圧で一定に保持されるように減圧回収装置1
内の減圧度は制御され、泡分離器4に設けられた真空ポ
ンプ接続ライン13より未反応単量体が回収される。飽
和水蒸気の供給を開始すると、バブリングにより多量の
泡が発生し、減圧回収装置1の空間部を満たしながら、
排気ライン14へと排出される。発生した泡は、ついで
排気ライン14を通り、泡分離器4内に進出した直後に
水蒸気噴射ライン(A)6より噴射される水蒸気と直接
接触し、泡の液膜の水が蒸発するため消泡される。ま
た、泡分離器4で消泡されたラテックスは泡分離器4下
部のラインに取り付けられた移送ポンプ5により減圧回
収装置1に移送される。所定の時間、減圧回収処理を行
なったのち、処理液排出ライン3より次工程に移送され
る。また、減圧回収装置1と泡分離器4とを繋ぐライン
で泡に水蒸気を直接接触させる場合は、ガス回収ライン
に設置した水蒸気噴射ライン(B)7を使用する。な
お、該図1中に示す除去装置には泡分離器4が1つ設け
られているが、本発明においては、2つ以上の泡分離器
が連続してガス回収ラインに設置された除去装置を用い
ることも可能である。また、該図1において、符号9、
10はジャケット温水ラインを示し、12は消泡剤添加
ラインを示す。
ラテックスの消泡方法を実施例に基づいてさらに詳細に
説明するが、本発明はかかる実施例のみに限定されるも
のではない。
は、以下の方法にて行なった。
し、回収ラインの泡飛散状況を見ながら決定した。
ス中の残存塩化ビニル系単量体濃度の評価 公知のガスクロマトグラフを用いた方法により測定し
た。すなわち、塩化ビニル系ペースト樹脂ラテックスを
乾燥重量基準で2g計量し、これを40ccのテトラヒ
ドロフランで攪拌溶解させ、得られた溶解液0.5cc
をガスクロマトグラフ((株)島津製作所製、GC−1
4A)に投与して、水素イオン検出法により残存塩化ビ
ニル系単量体濃度を分析定量した。測定した塩化ビニル
系単量体濃度を塩化ビニル系ペースト樹脂ラテックスの
固形分重量あたりに換算し、塩化ビニル系ペースト樹脂
ラテックス中の残存塩化ビニル系単量体濃度とした。
細懸濁重合させたのち、重合機内で減圧回収することに
より、平均粒子径1μm、ラテックス濃度45重量%の
塩化ビニルペースト樹脂ラテックスを得た。このラテッ
クス中の未反応単量体濃度は4000ppmであった。
ラテックスを、図1に示す容量500リットルの減圧回
収装置1内に仕込み、50℃に保持したまま、減圧回収
装置1内を92mmHgに制御し、減圧回収装置1下部
より60℃の飽和水蒸気を連続的に供給した。発生した
泡が容量50リットルの泡分離器4に進出してくると、
泡分離器4に設置した水蒸気噴射ライン(A)6より過
熱蒸気を供給した。飽和水蒸気によるストリッピングを
20分間行ない、未反応単量体を回収した。
は移送ポンプ5により減圧回収装置1に移送された。泡
分離器4以降のガス回収ラインへの泡の飛散はなく、連
続処理が可能であった。処理後の塩化ビニルペースト樹
脂ラテックス中の固形分あたりの残存塩化ビニル単量体
濃度は50ppmと良好であった。また、処理後の塩化
ビニルペースト樹脂ラテックスの固形分濃度は45重量
%であり、固形分濃度の低下もなかった。
熱蒸気を供給するかわりに、減圧回収装置1と泡分離器
4とを繋ぐガス回収ラインに設置した水蒸気噴射ライン
(B)7より過熱蒸気を供給したほかは、実施例1と同
様の方法で減圧回収を行なった。
ンへの泡の飛散はなく、連続処理が可能であった。処理
後の塩化ビニルペースト樹脂ラテックス中の固形分あた
りの残存塩化ビニル単量体濃度は50ppmと良好であ
った。また、処理後の塩化ビニルペースト樹脂ラテック
スの固形分濃度は45重量%であり、固形分濃度の低下
もなかった。
収装置1の昇温用ジャケット8で内温を50℃に制御
し、減圧回収を行なったほかは実施例1と同様の方法で
減圧回収を行なった。
ンへの泡の飛散はなく、連続処理が可能であった。処理
後の塩化ビニルペースト樹脂ラテックス中の固形分あた
りの残存塩化ビニル単量体濃度は200ppmであっ
た。また、処理後の塩化ビニルペースト樹脂ラテックス
の固形分濃度は45.5重量%であり、固形分濃度の低
下もなかった。
熱蒸気を供給しなかったほかは、実施例1と同様の方法
で減圧回収を行なった。
泡分離器4でオーバーフローし、泡分離器4以降のガス
回収ラインへの泡の同伴が激しくなり、真空ポンプの故
障が考えられたので運転を停止した。
熱蒸気を供給せず、消泡のためにシリコン系消泡剤を添
加したほかは、実施例1と同様の方法で減圧回収を行な
った。消泡剤は、図1に示す消泡剤添加ライン12より
塩化ビニルペースト樹脂ラテックス中の固形分あたり1
00ppm添加した。
泡が泡分離器4でオーバーフローし、泡分離器4以降の
ガス回収ラインへの泡の同伴が激しくなり、真空ポンプ
の故障が考えられたので運転を停止した。
射ライン(A)6を有する除去装置を使用せず、図2に
示すコイル状の冷却器15を設置した除去装置を用いた
ほかは、実施例1と同様の方法で減圧回収を行なった。
冷却器15に供給する冷却水の温度は30℃であった。
なお図2中、符号1は減圧回収装置、2は処理液供給ラ
イン、3は処理液排出ライン、8は昇温用ジャケット、
9、10はジャケット温水ライン、11は蒸気供給ライ
ン、13は真空ポンプ接続ライン、16は冷却水供給ラ
イン、17は冷却水排出ラインを示す。
なく、連続処理が可能であった。処理後の塩化ビニルペ
ースト樹脂ラテックス中の固形分あたりの残存塩化ビニ
ル単量体濃度は60ppmと良好であった。しかしなが
ら、処理後の塩化ビニルペースト樹脂ラテックスの固形
分濃度は40重量%であり、固形分濃度が低下した。
ックスの消泡方法によれば、該ラテックスから未反応単
量体を減圧ストリッピングする方法において、装置の安
定した操作性を低下させず、品質の悪化を招かず、しか
も消泡する塩化ビニル系ペースト樹脂ラテックスの固形
分濃度を低下させることなく、重合後の発泡しやすいラ
テックスにスチームを吹き込むかまたは加熱して、発生
する泡を消泡することができる。
の消泡方法に使用し得る未反応単量体の除去装置の一実
施態様を示す概略説明図である。
のかわりにコイル状の冷却器が設置された除去装置の一
実施態様を示す概略説明図である。
Claims (5)
- 【請求項1】 減圧回収装置と泡分離器とが設けられた
未反応単量体の除去装置を用い、塩化ビニル系ペースト
樹脂ラテックスにスチームを吹き込むかまたは加熱し、
未反応単量体を減圧回収装置にて減圧回収する方法にお
いて、泡分離器に進出してくる泡に水蒸気を直接接触さ
せることを特徴とする塩化ビニル系ペースト樹脂ラテッ
クスの消泡方法。 - 【請求項2】 直接接触させる水蒸気が泡分離器の操作
圧力の飽和水蒸気温度よりも高い温度を示す過熱蒸気で
ある請求項1記載の消泡方法。 - 【請求項3】 減圧回収装置で発生した未反応単量体の
泡が泡分離器に入った直後に、該泡に水蒸気を直接接触
させる請求項1または2記載の消泡方法。 - 【請求項4】 除去装置が減圧回収装置と泡分離器とを
繋ぐガス回収ラインが設けられたものであり、該ガス回
収ラインの泡に水蒸気を直接接触させる請求項1または
2記載の消泡方法。 - 【請求項5】 泡分離器内の消泡された塩化ビニル系ペ
ースト樹脂ラテックスを、泡分離器に接続された移送手
段により減圧回収装置に戻す請求項1、2、3または4
記載の消泡方法。
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