JP2001519472A - 気相重合で生じさせたゴムの脱気方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 気相重合で生じさせたゴム粒子の脱気方法において、そのゴム粒子をそれらが振動流動床内で絶えず動いている状態に保持すると同時にそれに交差させて気体流れを通す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 本発明は気相重合で生じさせたゴム粒子の脱気方法に関し、ここでは、上記ゴ
ム粒子をそれらが振動流動床（ｖｉｂｒａｔｉｎｇ ｆｌｕｉｄｉｓｅｄ ｂｅ
ｄ）内で絶えず動いている状態（ｉｎ ｃｏｎｓｔａｎｔ ｍｏｔｉｏｎ）に保
持しながら、同時にそれらの中に気体流れを通す。

【０００２】 ポリオレフィン類の気相重合は、長年に渡って知られていて１９６８年に初め
て産業規模で実施された方法である（Ｕｌｌｍａｎｎｓ Ｅｎｃｙｃｌｏｐｅｄ
ｉａ ｏｆ Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，第４版 １９８０，
１９巻，１８６頁以降）。

【０００３】 そのような方法では、反応ゾーンとその上に位置する安定化（ｓｔａｂｉｌｉ
ｚｉｎｇ）ゾーン（この中で固体粒子が広範に気相から分離される）で構成され
ている流動床反応槽内で固有の重合反応を起こさせている。モノマー類、添加剤
および触媒を上記反応ゾーンに導入する。流動床を維持する目的で循環用気体流
れを上記反応槽に下部から送り込む。上記反応槽の上部から上記循環用気体流れ
（これは未反応のモノマーを実質的に含有する）を再排出させ、残存する粒子を
取り除いた後、冷却して上記反応槽に戻す。発生する重合体を反応ゾーンから連
続的または半連続的に排出させて、それにさらなる処理を受けさせる。

【０００４】 重合体粒子の純度に関する現在の要求水準は高いことから、そのようなさらな
る処理にはとりわけ生じた重合体粒子の脱気が含まれる。

【０００５】 脱気中、気相重合で生じた粘性のある重合体から、相当する温度で充分な蒸気
圧を示す残存モノマーおよび他の不純物が取り除かれる。

【０００６】 特にゴム粒子は粘性があることからそれらの脱気を行うのは困難である。この
ようにゴム粒子は粘性があることから粒子の凝集がもたらされることで材料の交
換表面積が小さくなってしまう。加うるに、また、このようなゴム粒子は装置を
詰まらせ、それによって、装置の有効寿命（ｓｅｒｖｉｃｅ ｌｉｆｅ）が短く
なってしまう。

【０００７】 残存モノマー類の除去は現在のところ押出し加工機を用いて行われており、こ
の押出し加工機を、例えば減圧下に置くか、或はその中に担体ガスを通すことが
行われている。このような方法は、重合体粒子に含まれる残存モノマー含有量を
充分に低くすることができないか或は非常に複雑な装置を用いる必要があると言
った欠点を示す。別の方法は、固体床に担体ガスを通すことでモノマーを除去す
ることを伴う。このような方法では、ゴムの場合、急速に塊の生成がもたらされ
る可能性があり、それに伴って脱気成果（ｄｅｇａｓｓｉｎｇ ｏｕｔｃｏｍｅ
）が劣りかつ排出に問題が生じる。

【０００８】 従って、本目的は、気相重合で生じさせたゴムの脱気に適していて従来技術の
欠点を示さない方法を提供することにある。

【０００９】 この目的を、本発明に従い、気相重合で生じさせたゴムの脱気方法を提供する
ことで達成し、ここでは、上記ゴム粒子をそれらが振動流動床内で絶えず動いて
いる状態に保持しながら同時にそれらの中に気体流れを通す。

【００１０】 本発明に従う方法を、好適には、気体が中を通って流れ得る振動ベースプレー
ト（ｂａｓｅ ｐｌａｔｅ）で主に構成させた装置内で実施する。このベースプ
レートを好適には水平に位置させそして好適には長方形にするが、また、他の如
何なる形状も可能である。このベースプレートに穴開き板、すり割り板（ｓｌｏ
ｔｔｅｄ ｐｌａｔｅ）またはＣｏｎｉｄｕｒ板の形態を持たせてもよいか、或
はこれは空気が透過し得る他の如何なる形態を示してもよい。しかしながら、穴
開き板が好適である。この穴の直径を好適には１から４ｍｍにする。この穴の分
布および間隔を、１から６％、好適には１．３から４％の開口表面積が得られる
ような分布および間隔にする。

【００１１】 本発明に従い、上記ベースプレートを好適には２００から２０００分^-1、特に
好適には１４００から１６００分^-1の振動数で振動させるべきである。それの振
幅を好適には１から２５ｍｍ、特に好適には３から１０ｍｍにすべきである。

【００１２】 脱気を受けさせるべき重合体粒子を上記ベースプレート上に位置させるが、振
動流動床の最大高が２００ｍｍを越えないようにすべきである。この振動流動床
の高さを好適には８０から１５０ｍｍにする。

【００１３】 気体、好適には６０℃から１２０℃に加熱しておいた気体をこれが上記ベース
プレートを貫通するように通し、上記ベースプレートの上に重合体粒子を位置さ
せる。この気体は好適には産業用Ｎ₂である。しかしながら、この気体流れをま た好適にはＮ₂と蒸気の混合物または高純度の蒸気で構成させることも可能であ る。この蒸気を好適には過熱状態にする。

【００１４】 上記ベースプレートの気体充填速度（ｇａｓ ｌｏａｄｉｎｇ ｒａｔｅ）を
好適には１５００−４０００ｍ³／ｍ²時にする。

【００１５】 ゴム粒子の脱気は連続および不連続の両方で実施可能である。ゴム粒子を上記
ベースプレート上に滞留させる滞留時間を、そのゴム粒子に含まれる残存モノマ
ーの含有量が許容含有量になるように決定すべきである。しかしながら、この滞
留時間を好適には２分から３０分の範囲にする。

【００１６】 好適な態様では、ゴム粒子と気体流れを互いに関して交差流で移動させる。こ
れを、ゴム粒子を上記ベースプレートの一方の側に送り込んで反対側から再排出
させる一方で気体をそれらの中に下方から通すことで達成する。このような操作
方法は、ゴム粒子が脱気中絶えず移動していると言った利点を有する。

【００１７】 脱気で用いる気体流れを好適には循環させる。

【００１８】 本発明に従う方法は気相中で製造が行われる全種類の重合体粒子の脱気で使用
可能であるが、特に好適には全種類のゴム粒子の脱気で使用可能である。

【００１９】 本発明の目的で、重合体は、例えばポリ−α−オレフィン類、ポリイソプレン
、ポリスチレン、ＳＢＲ、ＩＩＲ、ポリイソブテン、ポリクロロプレン、シリコ
ン類、そしてエチレンと下記の化合物：アクリロニトリル、マロン酸エステル、
酢酸ビニル、アクリル酸エステル、メタアクリル酸エステル、α−オレフィン類
、ジエン類およびトリエン類の１つ以上から作られた共重合体などを包含する。

【００２０】 本発明の目的で、ゴムは、架橋によってゴム状になり得る未架橋で架橋性の重
合体を包含する。

【００２１】 しかしながら、本発明に従う方法を、好適には、ＥＰＭ、ＥＰＤＭ、ＳＢＲ、
ＮＢＲ、ポリイソプレンおよびＢＲの気相重合で用いる。

【００２２】 この重合体粒子の形態を好適には球形にし、その直径を好適には１−７ｍｍに
する。

【００２３】 本発明を以下に図１を参照して説明する。

【００２４】 図１に、本発明に従う脱気を示す。気相反応で生じさせたゴム粒子（これには
残存モノマーが混入している）を振動溝流動床乾燥器（ｖｉｂｒａｔｉｎｇ ｃ
ｈａｎｎｅｌ ｆｌｕｉｄｉｓｅｄ ｂｅｄ ｄｒｉｅｒ）２の左側１の中に連
続的に送り込む。この乾燥器は、振動するように［この実施例ではアンバランス
モーター（ｕｎｂａｌａｎｃｅ ｍｏｔｏｒ）で振動するように］取り付けられ
ている穴開きベースプレート３で主に構成されている。ライン８および９に通し
て供給する熱気体流れを２つのチャンバ６および７の下方から通すことで、上記
穴開きベースプレートを作動させる。別法として、冷却用の冷ガスを用いてチャ
ンバ７を作動させることも可能である。

【００２５】 その混入物を含有するゴム粒子を入り口１に通して計量様式で上記振動溝流動
床乾燥器２の振動ベースプレートの上に送り込むと、上記ベースプレートがそれ
を振動させる。それと同時に気体をそれの下方から通すと、結果として、流動床
１０が形成される。この層内でゴム粒子が脱気を受けることに加えて左側から右
側に移動し、それによって残存モノマーが取り除かれたか或は実質的に取り除か
れたゴム粒子が出口２０を通って上記装置から出る。このような操作様式にする
と、ゴム粒子と気体流れを互いに関して交差流（ｉｎ ｃｒｏｓｓ ｆｌｏｗ）
で移動させることが可能になる。上記ベースプレート３上に形成させる振動流動
床１０の高さはせき板（ｗｅｉｒ）１１の高さで決定される。別法として、せき
板を省くことも可能であるが、その場合には上記装置の傾斜角を所望の滞留時間
が達成されるような角度にすべきである。

【００２６】 残存モノマーを含有する気体流れはライン１２を通って上記装置の上部から出
た後、最初に、この気体流れと一緒に飛沫同伴した重合体粒子が取り除かれる。
この浄化をサイクロン１３とフィルター１４で実施する。次に、上記気体流れの
少なくともいくらかをコンデンサの中に通すことで残存モノマーを少なくともあ
る程度凝縮させる。次に、このようにして浄化を受けさせた気体流れをファン１
６で圧縮した後、熱交換器１７および１８で加熱して上記振動溝流動床乾燥器２
に再潤滑させる。場合により、追加的気体を連結部１９に通して計量様式で供給
することも可能である。

【００２７】 気体流れを２つのライン８および９（各々に熱交換器１８および１７が含まれ
ている）に分割することにより、気体流れを流動層１０にいろいろな温度で供給
することが可能になる。

【００２８】 本発明に従う方法を用いると、生成物に損傷を受けさせることなくゴム粒子内
の残存モノマー含有量が非常に低いゴム粒子を得ることができる。長期間に渡る
試験により、使用した装置は詰まりを起こさないことで長い有効寿命を示し、そ
の結果として保守の費用が低くなることが示された。その上、本発明に従う方法
は相対的に有利である。

【００２９】 実施例 気相中で生じさせたポリブタジエンゴム（残存ブタジエン含有量が１．４％）
を３６８ｇ用いて、それに脱気を８０℃の窒素を用いたバッチ式振動流動床乾燥
器内で受けさせた。それの体積流量を３０Ｎｏｒｍ−ｍ³／時にした。この流動 床乾燥器［Ｖｉｂｒａ／Ｏｆｆｅｎｂａｃｈ（Ｄ）が製造］の流動可能ベース面
積（ｆｌｕｉｄｉｓａｂｌｅ ｂａｓｅ ａｒｅａ）は０．１５ｍｘ０．１５ｍ
であった。穴開き板の形態の分配器（ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｏｒ）ベースプレート
には直径が２．５ｍｍの穴が含まれていて、これらの穴は、１．３％の開口表面
積が得られるように１９．５ｍｍの間隔で三角形に配列している。振動は２．５
ｍｍの振幅で１４９０分^-1の振動数を示した。流動状態のゴムの高さは約４０ｍ
ｍであり、これは床の密度が４００ｋｇ／ｍ³であることに相当する。

【００３０】 重合体粒子に含まれる残存ブタジエン含有量を５分間の滞留時間で６０ｐｐｍ
にまで下げることができた。滞留時間を１０分にすると残存ブタジエン含有量が
１０ｐｐｍ未満になった。

【図面の簡単な説明】

【図１】 図１に、気体循環を伴わせた本発明に従う方法を示す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ) ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ， ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，Ｄ Ｋ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ， ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，Ｌ Ｕ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ， ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，Ｕ Ｇ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ (72)発明者 メルスマン，フランツ−ヨゼフ ドイツ連邦共和国デー−51427ベルギツシ ユグラートバツハ・アムカツターバツハ14 アー (72)発明者 シユナイダー，ユルゲン ドイツ連邦共和国デー−50668ケルン・ク レフアーシユトラーセ29 Ｆターム(参考） 4J100 AA02P AA03Q AS02P FA22 GC03 GC25

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 気相重合で生じさせた重合体粒子、特にゴム粒子、の脱気方
   法であって、重合体粒子を振動流動床内で絶えず動いている状態に保持しながら
   同時にそれらの中に気体流れを通すことを特徴とする方法。
2. 【請求項２】 該振動流動床を、気体が中を通って流れ得る振動ベースプレ
   ートで生じさせることを特徴とする請求項１記載の方法。
3. 【請求項３】 該ベースプレートを２００分^-1から２０００分^-1、好適には
   １４００分^-1から１６００分^-1で振動させそしてその振幅を１から２５ｍｍ、好
   適には３−１０ｍｍにすることを特徴とする請求項１または２のいずれか１項記
   載の方法。
4. 【請求項４】 該気体流れが窒素流または窒素／蒸気流または高純度蒸気流
   でありそしてそれが６０℃から１２０℃の温度を示すことを特徴とする請求項１
   から３のいずれか１項記載の方法。
5. 【請求項５】 該ゴム粒子と気体流れを互いに関して交差流で移動させるこ
   とを特徴とする請求項１から４のいずれか１項記載の方法。
6. 【請求項６】 該気体流れを循環させることを特徴とする請求項１から５の
   いずれか１項記載の方法。
7. 【請求項７】 該ゴム粒子がＥＰＭ、ＥＰＤＭおよびＢＲであることを特徴
   とする請求項１から６のいずれか１項記載の方法。