JP2003113203A - Method for polymerization and nozzle used for the same method for polymerization - Google Patents

Method for polymerization and nozzle used for the same method for polymerization

Info

Publication number
JP2003113203A
JP2003113203A JP2002222536A JP2002222536A JP2003113203A JP 2003113203 A JP2003113203 A JP 2003113203A JP 2002222536 A JP2002222536 A JP 2002222536A JP 2002222536 A JP2002222536 A JP 2002222536A JP 2003113203 A JP2003113203 A JP 2003113203A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
liquid
circular opening
polymerization method
polymerization
nozzle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2002222536A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP4031960B2 (en
Inventor
Taisuke Ishii
泰助 石井
Yoshiaki Mori
義昭 森
Shunichi Himori
俊一 檜森
Kiichi Ito
喜一 伊藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Chemical Corp
Original Assignee
Mitsubishi Chemical Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Chemical Corp filed Critical Mitsubishi Chemical Corp
Priority to JP2002222536A priority Critical patent/JP4031960B2/en
Publication of JP2003113203A publication Critical patent/JP2003113203A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4031960B2 publication Critical patent/JP4031960B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To efficiently mass-produce a high-quality polymer by a method for droplet polymerization even when a polymerizable monomer having a high rate of reaction is used. SOLUTION: This method for polymerization comprises mixing a first liquid with a second liquid in a vapor phase and carrying out polymerization in the droplet form. In the method for the polymerization, the polymerizable monomer and a polymerization initiator are respectively contained in at least one of the first liquid and the second liquid. At least one of the first liquid or the second liquid is jetted in the form of a liquid film so as to spatially spread.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、重合方法および該
重合方法に使用するためのノズルに関する。より詳細に
は、気相中で2液を混合することにより重合する方法と
それに用いるノズルの改良に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a polymerization method and a nozzle for use in the polymerization method. More specifically, it relates to a method of polymerizing by mixing two liquids in a gas phase and an improvement of a nozzle used therefor.

【0002】[0002]

【従来の技術】重合性モノマーを含有する液と重合開始
剤を含有する液を気相中に噴出して混合することにより
重合反応を進行させる液滴重合法が知られている。液滴
重合法は、重合開始剤と接触することにより重合性モノ
マーが瞬時に重合する場合に特に有効な方法である。例
えば、吸水性ポリマーは、脂肪族不飽和カルボン酸を重
合開始剤と接触させることによりラジカル重合させて製
造するが、このとき重合開始剤の選択によってはラジカ
ル重合反応が極めて速くなる。このため、従来は溶液重
合法や逆相懸濁重合法を用いて吸水性ポリマーを製造す
るのが一般的であったが、重合熱を除去しにくいため重
合速度を上げるのに限界があった。そこで近年になっ
て、重合熱の除去が効率的に行われる液滴重合法を用い
て吸水性ポリマーを製造することが提案されている。
2. Description of the Related Art A droplet polymerization method is known in which a liquid containing a polymerizable monomer and a liquid containing a polymerization initiator are jetted into a gas phase and mixed to proceed a polymerization reaction. The droplet polymerization method is a particularly effective method when the polymerizable monomer is instantly polymerized by contact with a polymerization initiator. For example, a water-absorbent polymer is produced by radically polymerizing an aliphatic unsaturated carboxylic acid by contacting it with a polymerization initiator. At this time, the radical polymerization reaction becomes extremely fast depending on the selection of the polymerization initiator. Therefore, conventionally, it was general to produce a water-absorbing polymer by using a solution polymerization method or a reverse phase suspension polymerization method, but there is a limit to increase the polymerization rate because it is difficult to remove the heat of polymerization. . Therefore, in recent years, it has been proposed to produce a water-absorbent polymer using a droplet polymerization method in which the heat of polymerization is efficiently removed.

【0003】液滴重合法によれば、溶液重合法で必要と
される粉砕工程や、逆相懸濁重合法で必要とされる吸水
性ポリマーと有機溶媒の分離工程や、有機溶媒の蒸留回
収工程が不要となる。また、条件次第では重合熱の一部
を吸水性ポリマー中に含まれる水分の蒸発に利用するこ
とができるため、後に続く乾燥工程でのエネルギー負荷
を低減することができ、エネルギー的に非常に有利であ
るという利点がある。さらに、液滴重合法によれば、気
相中で混合した液滴を繊維質基材の上に直接落下させる
ことにより、粉末を扱うことなく吸水性複合体を短時間
に製造できるという利点もある。このとき、落下のタイ
ミングを調節したり、繊維質基材の搬入速度を調節した
りすることにより、所望の吸水能を有する吸水性複合体
を容易に製造することができる。このため、液滴重合法
を利用することにより、吸水性および吸水速度が高く、
高吸水性ポリマー粒子が繊維質基材上に安定性よく固定
化された吸水性複合体を提供することができる(特開平
9−67403号公報、特開平10−113556号公
報)。
According to the droplet polymerization method, the pulverization step required in the solution polymerization method, the separation step between the water-absorbing polymer and the organic solvent required in the reverse phase suspension polymerization method, and the distillation recovery of the organic solvent. No process is required. Also, depending on the conditions, part of the heat of polymerization can be used for evaporation of the water contained in the water-absorbent polymer, so that the energy load in the subsequent drying step can be reduced and it is very advantageous in terms of energy. The advantage is that Further, the droplet polymerization method has an advantage that a water-absorbent composite can be produced in a short time without handling powder by directly dropping droplets mixed in a gas phase onto a fibrous base material. is there. At this time, the water-absorbing composite having a desired water-absorbing ability can be easily manufactured by adjusting the timing of dropping and adjusting the carry-in speed of the fibrous base material. Therefore, by utilizing the droplet polymerization method, the water absorption and the water absorption rate are high,
It is possible to provide a water-absorbent composite in which superabsorbent polymer particles are immobilized on a fibrous substrate with good stability (JP-A-9-67403, JP-A-10-113556).

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、液滴重
合法は第1液と第2液を気相中で衝突させて混合させる
ものであることから、溶液重合法や逆相懸濁法のように
大量のポリマーを効率よく製造することは原理的に困難
であると考えられている。第1図は、従来から用いられ
ている吸水性ポリマー製造用の液滴重合用ノズルを示し
たものである。ここでは、第1液(3)が導入管を経由
して5本のノズル(1)に供給され、第2液(4)が導
入管を経由して5本のノズル(2)に供給され、第1液
と第2液がノズル先端から噴出された後に合流して落下
しながら重合を進行させるようになっている。
However, since the droplet polymerization method is a method of colliding and mixing the first liquid and the second liquid in the gas phase, it is different from the solution polymerization method and the reverse phase suspension method. In principle, it is considered difficult to efficiently produce a large amount of polymer. FIG. 1 shows a conventionally used droplet polymerization nozzle for producing a water-absorbing polymer. Here, the first liquid (3) is supplied to the five nozzles (1) via the introduction pipe, and the second liquid (4) is supplied to the five nozzles (2) via the introduction pipe. After the first liquid and the second liquid are ejected from the tip of the nozzle, they merge and fall to allow polymerization to proceed.

【0005】ノズルの内径は通常0.1〜0.2mmに
設定されるが、内径を太くすると混合にムラが生じて製
造される吸水性ポリマーの品質にばらつきが生じてしま
う。このため、大量生産するために過度に内径を太くす
ることはできない。したがって、吸水性ポリマーを大量
生産するためには、ノズルの数を増やして対応せざるを
得ないが、それでは製造設備のコストがかさむため現実
的ではない。また、ノズルの先端から噴出される第1液
と第2液が互いにずれることなく衝突するためには、ノ
ズルの先端が精度よく固定されている必要があるが、長
期間の使用による微妙なズレやノズルの部分的な閉塞に
より製造効率が低下する問題もあった。
The inner diameter of the nozzle is usually set to 0.1 to 0.2 mm, but if the inner diameter is made thicker, the mixing will be uneven and the quality of the water-absorbent polymer produced will vary. Therefore, the inner diameter cannot be excessively increased for mass production. Therefore, in order to mass-produce the water-absorbent polymer, it is unavoidable to increase the number of nozzles to cope with it, but this is not realistic because the cost of the manufacturing equipment increases. Further, in order for the first liquid and the second liquid ejected from the tip of the nozzle to collide with each other without displacement, the tip of the nozzle needs to be fixed accurately, but there is a slight deviation due to long-term use. There is also a problem that manufacturing efficiency is reduced due to partial clogging of the nozzle and the nozzle.

【0006】このような問題に対処するものとして、第
2図に示すようなスリット型ノズルを利用する方法が提
案されている(特開平11−49805号公報)。ここ
では、第1液(13)が第1液用ノズル(11)の底部
に開設されたスリット(15)を通して液膜状に噴出さ
れ、第2液(14)が第2液用ノズル(12)の底部に
開設されたスリット(16)を通して液膜状に噴出さ
れ、2つの液膜が気相中で合流して落下しながら重合を
進行させるようになっている。この方法によれば、確か
に第1図の対向ノズルを用いた場合よりも吸水性ポリマ
ーの製造効率は上がるものと期待される。
In order to deal with such a problem, a method using a slit type nozzle as shown in FIG. 2 has been proposed (Japanese Patent Laid-Open No. 11-49805). Here, the first liquid (13) is ejected in the form of a liquid film through a slit (15) provided at the bottom of the first liquid nozzle (11), and the second liquid (14) is discharged into the second liquid nozzle (12). ) Is ejected in the form of a liquid film through a slit (16) opened at the bottom of (2), and the two liquid films join together in the gas phase and fall while advancing the polymerization. According to this method, the production efficiency of the water-absorbent polymer is certainly expected to be higher than that in the case of using the opposed nozzle shown in FIG.

【0007】しかしながら、実際にスリット型ノズルを
利用すると、スリット(15,16)先端から噴出され
た液膜は、落下するにしたがって表面張力によりその幅
が細くなることが、本発明者らの検討により確認され
た。また、液膜の幅が細くなるに伴って液膜の厚みにも
ムラが生じ、液膜は一様でなくなる。このため、衝突地
点ではともに一様でない第1液と第2液が衝突する結
果、重合反応にもムラが生じてしまう。さらに、衝突後
の混合液も、落下するに伴って表面張力によりその液膜
の幅が細くなる。このため、期待される液滴が生じにく
くなるとともに、液滴が生じてもその粒径にばらつきが
生じてしまう。
However, when the slit type nozzle is actually used, the width of the liquid film ejected from the tip of the slit (15, 16) becomes smaller due to the surface tension as it falls, the present inventors have studied. Confirmed by. Further, as the width of the liquid film becomes narrower, the thickness of the liquid film also becomes uneven, and the liquid film becomes uneven. Therefore, as a result of the first liquid and the second liquid that are not uniform at the collision point, the polymerization reaction also becomes uneven. Further, the liquid mixture after the collision also has a narrower liquid film width due to the surface tension as it falls. For this reason, expected droplets are less likely to be generated, and even if droplets are generated, the particle size of the droplets varies.

【0008】このように、従来の液滴重合法では、反応
速度が速い重合性モノマーを用いて高品質なポリマーを
大量に効率よく製造することはできなかった。そこで本
発明は、このような従来技術の問題点を解消することを
課題とした。すなわち本発明は、反応速度が速い重合性
モノマーを用いて液滴重合法により高品質なポリマーを
大量に効率よく製造する方法を提供することを課題とし
た。特に、スリット型ノズルの問題点である表面張力に
よる液膜の幅の狭小化を防ぎ、より均質なポリマーを製
造することを課題とした。また、本発明はこれらの重合
方法に用いるのに適したノズルを提供することも課題と
した。
As described above, in the conventional droplet polymerization method, it was not possible to efficiently produce a large amount of high quality polymer by using a polymerizable monomer having a fast reaction rate. Therefore, the present invention has an object to solve such a problem of the conventional technique. That is, an object of the present invention is to provide a method for efficiently producing a large amount of a high quality polymer by a droplet polymerization method using a polymerizable monomer having a fast reaction rate. In particular, the subject was to prevent the narrowing of the width of the liquid film due to the surface tension, which is a problem of the slit type nozzle, and to manufacture a more homogeneous polymer. Another object of the present invention is to provide a nozzle suitable for use in these polymerization methods.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明者らは鋭意検討を
重ねた結果、第1液または第2液の少なくとも一方を、
空間的に広がるように液膜状に噴出させれば従来技術の
問題点を解消しうることを見出し、本発明を提供するに
至った。すなわち本発明は、第1液および第2液を気相
中で混合し、液滴状で重合させる重合方法であって、重
合性モノマーと重合開始剤が、それぞれ前記第1液また
は前記第2液の少なくとも一方に含まれており、かつ、
前記第1液および前記第2液の少なくとも一方を、空間
的に広がるように液膜状に噴出することを特徴とする重
合方法を提供する。
Means for Solving the Problems As a result of intensive investigations by the present inventors, at least one of the first liquid and the second liquid was
It has been found that the problems of the prior art can be solved by ejecting the liquid film so as to spread spatially, and the present invention has been provided. That is, the present invention is a polymerization method in which a first liquid and a second liquid are mixed in a gas phase and polymerized in a droplet form, wherein the polymerizable monomer and the polymerization initiator are the first liquid or the second liquid, respectively. Contained in at least one of the liquids, and
There is provided a polymerization method characterized in that at least one of the first liquid and the second liquid is jetted in a liquid film shape so as to spread spatially.

【0010】本発明の重合方法は、前記第1液および前
記第2液の少なくとも一方を、噴出面と同一平面上の速
度成分を持たせて噴出することが好ましい。また、前記
第1液および前記第2液の少なくとも一方を空間的に広
がるように液膜状に噴出し、かつ、噴出時の液膜断面が
曲線部を含むように噴出したり、中空円になるように噴
出したりすることができる。好ましいのは、前記第1液
および前記第2液の両方を、噴出時の液膜断面が中空円
になるように噴出する場合である。このとき、第1液の
噴出時の液膜断面である中空円が前記第2液の噴出時の
液膜断面である中空円の内側に形成されるように、前記
第1液および前記第2液を噴出することが好ましい。ま
た、前記第1液の中空円の中心と、前記第2液の中空円
の中心が同一軸線上にあることが好ましい。さらに、前
記第1液および前記第2液の少なくとも一方が噴出後に
チューリップ型またはオニオン型の軌跡を辿るように噴
出液圧を調節することが好ましい。また、前記第1液お
よび前記第2液が混合後にチューリップ型またはオニオ
ン型の軌跡を辿るように、前記第1液および前記第2液
の噴出液圧を調節することが好ましい。本発明の重合方
法に使用する重合開始剤はレドックス系重合開始剤であ
る酸化剤と還元剤からなり、重合性モノマー、酸化剤、
還元剤が、それぞれ前記第1液または前記第2液の少な
くとも一方に含まれていることが好ましい。
In the polymerization method of the present invention, it is preferable that at least one of the first liquid and the second liquid is jetted with a velocity component on the same plane as the jet surface. In addition, at least one of the first liquid and the second liquid is jetted in a liquid film shape so as to spread spatially, and the jetted liquid film is jetted so as to include a curved portion, or formed into a hollow circle. It can be spouted to become. It is preferable that both the first liquid and the second liquid are jetted so that the liquid film cross section at the time of jetting becomes a hollow circle. At this time, the first liquid and the second liquid are formed so that a hollow circle, which is a liquid film cross section when the first liquid is jetted, is formed inside a hollow circle, which is a liquid film cross section when the second liquid is jetted. It is preferable to eject the liquid. Further, it is preferable that the center of the hollow circle of the first liquid and the center of the hollow circle of the second liquid are on the same axis. Furthermore, it is preferable that the ejection liquid pressure is adjusted so that at least one of the first liquid and the second liquid follows a tulip-shaped or onion-shaped locus after ejection. In addition, it is preferable that the ejection liquid pressures of the first liquid and the second liquid are adjusted so that the first liquid and the second liquid follow a tulip-shaped or onion-shaped locus after mixing. The polymerization initiator used in the polymerization method of the present invention is composed of an oxidizing agent and a reducing agent that are redox-based polymerization initiators, and is a polymerizable monomer, an oxidizing agent,
It is preferable that the reducing agent is contained in at least one of the first liquid and the second liquid.

【0011】また、本発明は、第1液噴出用の第1円形
開口部と第2液噴出用の第2円形開口部を備えている、
上記重合方法に使用するためのノズルであって;前記第
1円形開口部には断面が円形の第1誘導部が連結されて
おり、さらに、該第1誘導部内壁を第1液がらせん状の
軌跡を辿りながら前記第1円形開口部に降下するように
第1液を供給する第1液供給手段が設置されており;前
記第2円形開口部には断面が円形の第2誘導部が連結さ
れており、さらに、該第2誘導部内壁を第2液がらせん
状の軌跡を辿りながら前記第2円形開口部に降下するよ
うに第2液を供給する第2液供給手段が設置されてお
り;前記第1円形開口部、前記第2円形開口部、前記第
1誘導部、および前記第2誘導部が同心軸状に配置され
ていることを特徴とするノズルを提供する。
The present invention further comprises a first circular opening for ejecting the first liquid and a second circular opening for ejecting the second liquid.
A nozzle for use in the above-mentioned polymerization method, wherein a first guide portion having a circular cross section is connected to the first circular opening, and the first liquid has a spiral shape on the inner wall of the first guide portion. A first liquid supply means for supplying the first liquid so as to descend to the first circular opening while following the locus of the above; and the second guiding portion having a circular cross section in the second circular opening. Second liquid supply means is provided which is connected and further supplies the second liquid such that the second liquid descends to the second circular opening while following the spiral trajectory on the inner wall of the second guide portion. A nozzle characterized in that the first circular opening, the second circular opening, the first guiding portion, and the second guiding portion are arranged concentrically.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】以下において、本発明の重合方法
および該重合方法に使用するためのノズルについて詳細
に説明する。なお、本明細書において「〜」はその前後
に記載される数値をそれぞれ最小値および最大値として
含む範囲を意味する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The polymerization method of the present invention and the nozzle used for the polymerization method will be described in detail below. In addition, in this specification, "-" means the range which includes the numerical value described before and behind that as a minimum value and a maximum value, respectively.

【0013】本発明の重合方法では、第1液および第2
液を気相中で混合し液滴状で重合させる際に、第1液お
よび第2液の少なくとも一方を、空間的に広がるように
液膜状に噴出することを特徴とする。ここで「空間的に
広がるように液膜状に噴出する」とは、液が噴出される
ノズル開口部の面積よりも広い面積に渡って液膜が広が
るように噴出することを意味する。上述のスリット型ノ
ズルを用いた従来の液滴重合法では、噴出される液膜の
断面積はノズル開口部の面積と噴出直後は同じである
が、落下に伴って表面張力のために徐々に小さくなって
行く。本発明では、このような表面張力による液膜の狭
小化を避けるために、予めノズル開口部から噴出される
液が空間的に広がるようにしたものである。
In the polymerization method of the present invention, the first liquid and the second liquid
When the liquids are mixed in the gas phase and polymerized in the form of droplets, at least one of the first liquid and the second liquid is ejected in the form of a liquid film so as to spread spatially. Here, “spouting in the form of a liquid film so as to spread spatially” means that the liquid film is sprayed so as to spread over a larger area than the area of the nozzle opening where the liquid is sprayed. In the conventional droplet polymerization method using the above-mentioned slit type nozzle, the cross-sectional area of the ejected liquid film is the same as the area of the nozzle opening immediately after ejection, but gradually decreases due to surface tension as it falls. It gets smaller. In the present invention, in order to avoid the narrowing of the liquid film due to such surface tension, the liquid ejected from the nozzle opening portion is spatially spread in advance.

【0014】空間的に広がるように液膜状に噴出する態
様は特に制限されない。例えば、第3図に示すようにス
リット型ノズルに形成されたスリットの長手方向の速度
成分を持つように液を噴出させて、液がスリットの長手
方向に広がるように噴出させることができる。このよう
に、液の噴出面(吐出口を含む平面)と同一平面上の速
度成分を持たせて液が広がるように噴出すれば、本発明
の方法は容易に実施することができる。なお、これらの
場合における噴出角度や噴出速度は、2液の衝突位置、
スリットのサイズ、目的とする吸水性ポリマーの機能の
許容範囲等に応じて適宜決定することができる。
The mode of ejecting in a liquid film shape so as to spread spatially is not particularly limited. For example, as shown in FIG. 3, the liquid can be jetted so as to have a velocity component in the longitudinal direction of the slit formed in the slit type nozzle so that the liquid spreads in the longitudinal direction of the slit. In this way, the method of the present invention can be easily carried out if the liquid is jetted so as to spread with a velocity component on the same plane as the jetting surface (the plane including the discharge port). In addition, the ejection angle and ejection velocity in these cases are as follows:
It can be appropriately determined according to the size of the slit, the permissible range of the function of the desired water-absorbent polymer, and the like.

【0015】本発明の方法は、スリット型ノズル以外の
ノズルにより噴出される場合にも適用することができ
る。例えば、ノズルに形成された開口部が曲線部を含む
場合にも本発明を適用することができる。具体的には、
開口部が半円形状である場合や、C字、J字、U字形状
である場合を挙げることができる。曲線部の曲率半径は
一定であっても一定でなくてもよいが、本発明にとって
好ましいのは一定である場合である。例えば、第4図に
示すように、ノズル底面に曲率半径が一定の曲線部から
なる開口部が形成されているとき、液を該曲線部の径方
向外側に向かう速度成分を持たせて噴出することができ
る。また、曲線部の接線方向の速度成分を持たせて噴出
することもできる。
The method of the present invention can also be applied to the case of jetting with a nozzle other than the slit type nozzle. For example, the present invention can be applied even when the opening formed in the nozzle includes a curved portion. In particular,
The case where the opening has a semicircular shape and the case where it has a C shape, a J shape, and a U shape can be mentioned. The radius of curvature of the curved portion may or may not be constant, but the case of being constant is preferred for the present invention. For example, as shown in FIG. 4, when an opening formed of a curved portion with a constant radius of curvature is formed on the bottom surface of the nozzle, the liquid is ejected with a velocity component directed radially outward of the curved portion. be able to. Further, it is also possible to give a jet with a velocity component in the tangential direction of the curved portion.

【0016】本発明の方法は、ノズル底面開口部から液
が中空円状に噴出される場合に最も好ましく適用するこ
とができる。このとき中空円の曲率は実質的に一定であ
ればよく、本発明の効果を阻害しない範囲内で曲率に多
少の変動があってもよいし、実質的に円に近い多角形構
造をとっていてもよい。好ましいのは曲率が一定の真円
である。このように噴出時の液膜断面が中空円である場
合に本発明を適用すれば、噴出に等方性があるために液
が部分的に偏ることはない。具体的には、例えば第5図
に示すように、中空円の径方向外側に向かう速度成分を
持たせて噴出することができる。また、円の接線方向の
速度成分を持たせて噴出することもできる。さらに、噴
出面と同一平面上の速度成分として、径方向の速度成分
と接線方向の速度成分を適宜組み合わせた速度成分を持
たせて噴出することもできる。
The method of the present invention can be most preferably applied to the case where the liquid is jetted in the shape of a hollow circle from the opening on the bottom surface of the nozzle. At this time, the curvature of the hollow circle may be substantially constant, the curvature may be slightly changed within a range that does not impair the effects of the present invention, and the polygonal structure is substantially a circle. May be. A perfect circle having a constant curvature is preferable. When the present invention is applied to the case where the liquid film cross section at the time of jetting is a hollow circle as described above, the jetting is isotropic and therefore the liquid is not locally biased. Specifically, for example, as shown in FIG. 5, it is possible to eject the hollow circle with a velocity component toward the outside in the radial direction. Moreover, it is also possible to eject by giving a velocity component in the tangential direction of the circle. Furthermore, it is also possible to eject a velocity component on the same plane as the ejection surface with a velocity component appropriately combining a velocity component in the radial direction and a velocity component in the tangential direction.

【0017】液が落下する際の軌跡形状は特に制限され
ないが、好ましいのはいわゆるチューリップ型またはオ
ニオン型の軌跡を辿りながら落下する場合である。第6
図は、ノズル底面に形成された真円ループ状開口部から
液が噴出されたときの様子を示したものである。ノズル
開口部からの噴出時には、液圧が高くなるとともに接線
方向の速度成分が生じている。第6図は、左側から右側
に行くにしたがって噴出液圧が高くなっている。噴出液
圧が小さいときには、最初から大きな液滴状になって落
下するが(第6図(a))、噴出液圧がやや高くなると
最初は液柱状で噴出したものが、やがて液滴状になって
落下する(第6図(b))。さらに噴出液圧が高くなる
と中空液膜が形成される。第6図(c)の状態では、中
空液膜の断面径は途中で最大になりやがて表面張力の影
響で収縮し、最後は液滴状に分裂して落下する。この状
態をオニオン型という。さらに噴出液圧が高くなると、
中空液膜は収縮する前に分裂して液滴状になって落下す
る(第6図(d))。この状態をチューリップ型とい
う。これよりさらに噴出液圧が高くなると、噴出直後か
ら微細液滴状(ミスト状)になって広がりながら落下す
る(第6図(e))。これらの噴出後の落下挙動につい
ては、A.H.Lefebvere, "Atomization and sprays", Tay
lor & Francis に詳細に記載されている。
The locus shape when the liquid falls is not particularly limited, but it is preferable that the liquid falls while following a so-called tulip type or onion type locus. Sixth
The figure shows a state where the liquid is ejected from a perfect circular loop-shaped opening formed on the bottom surface of the nozzle. At the time of ejection from the nozzle opening, the liquid pressure becomes high and a tangential velocity component is generated. In FIG. 6, the ejected liquid pressure increases from the left side to the right side. When the ejected liquid pressure is low, the ejected liquid drops become large droplets from the beginning (Fig. 6 (a)). And falls (Fig. 6 (b)). When the jet pressure is further increased, a hollow liquid film is formed. In the state of FIG. 6 (c), the cross-sectional diameter of the hollow liquid film reaches its maximum on the way and then shrinks due to the influence of the surface tension, and finally splits into droplets and falls. This state is called onion type. When the jet pressure increases further,
The hollow liquid film splits into droplets and drops before contracting (FIG. 6 (d)). This state is called tulip type. When the ejected liquid pressure becomes higher than this, the ejected liquid becomes a fine droplet (mist) immediately after the ejection and spreads and falls (FIG. 6 (e)). Regarding the drop behavior after these jets, AHLefebvere, "Atomization and sprays", Tay
See lor & Francis for details.

【0018】このような液の軌跡は、噴出面と同一平面
上の速度成分を調整して噴出することによって制御する
ことができる。噴出面と同一平面上の速度成分を大きく
すれば、収縮に打ち勝つことができるため、例えばオニ
オン型の軌跡をチューリップ型の軌跡に制御することが
可能である。このような噴出面と同一平面上の速度成分
は、上記の径方向の速度成分であっても接線方向の速度
成分であってもその組み合わせであってもよい。
Such a trajectory of the liquid can be controlled by adjusting the velocity component on the same plane as the ejection surface and ejecting the liquid. If the velocity component on the same plane as the ejection surface is increased, it is possible to overcome the contraction, so that it is possible to control the onion type trajectory to a tulip type trajectory, for example. The velocity component on the same plane as the ejection surface may be the radial velocity component, the tangential velocity component, or a combination thereof.

【0019】本発明の重合方法では、第1液および第2
液の少なくとも一方を、空間的に広がるように噴出す
る。したがって、一方を空間的に広がるように噴出して
さえいれば、他方の噴出方法は特に制限されない。ま
た、第1液および第2液は両方とも空間的に広がるよう
に噴出してもよい。
In the polymerization method of the present invention, the first liquid and the second liquid
At least one of the liquids is jetted so as to spread spatially. Therefore, the jetting method of the other is not particularly limited, as long as the jetting is performed so as to spread one spatially. Further, both the first liquid and the second liquid may be jetted so as to spread spatially.

【0020】本発明の好ましい実施態様では、第1液と
第2液はともに噴出時の液膜断面が中空円になるように
噴出することが好ましい。このとき、第1液の噴出時の
液膜断面である中空円が、第2液の噴出時の液膜断面で
ある中空円の内側に位置するように噴出することが好ま
しい。2つの中空円の中心は同一軸線上にあることが好
ましい。このとき、第1液は本発明にしたがって噴出後
に中空円の径が広がるように噴出することが好ましい。
これに対して、第2液は噴出された第1液に合流するよ
うに噴出すればよい。したがって、第2液は中空円の径
が広がるように噴出してもよいし、狭まるように噴出し
てもよいし、変化しないように噴出してもよい。さら
に、ミスト状にして噴出してもよい。
In a preferred embodiment of the present invention, it is preferable that both the first liquid and the second liquid are jetted so that the cross section of the liquid film at the time of jetting becomes a hollow circle. At this time, it is preferable that the hollow circle, which is the liquid film cross section when the first liquid is jetted, is jetted so as to be located inside the hollow circle that is the liquid film cross section when the second liquid is jetted. The centers of the two hollow circles are preferably on the same axis. At this time, it is preferable that the first liquid is jetted according to the present invention so that the diameter of the hollow circle is expanded after jetting.
On the other hand, the second liquid may be jetted so as to join the jetted first liquid. Therefore, the second liquid may be ejected so that the diameter of the hollow circle is expanded, ejected so as to be narrowed, or ejected so as not to change. Further, it may be sprayed in the form of mist.

【0021】また、第1液および第2液は混合後にチュ
ーリップ型またはオニオン型の軌跡を辿るように、第1
液および第2液の噴出速度(噴出液圧)と噴出方向を組
み合わせて選択することが好ましい。例えば、第1液を
単独でチューリップ型またはオニオン型の軌跡を辿るよ
うに噴出させ、第1液の軌跡をあまり変化させない程度
の速度で第2液を衝突させる例を挙げることができる。
また、第1液と第2液の衝突後に内側から空気圧を加え
ることにより、混合液がチューリップ型またはオニオン
型の軌跡を辿るように設定してもよい。
Further, the first liquid and the second liquid are mixed with each other so as to follow a tulip type or onion type trajectory after mixing.
It is preferable to select the ejection speed (ejection liquid pressure) of the liquid and the second liquid and the ejection direction in combination. For example, an example can be given in which the first liquid is ejected by itself so as to follow a tulip-shaped or onion-shaped locus, and the second liquid is caused to collide at a speed that does not significantly change the locus of the first liquid.
Alternatively, the liquid mixture may be set to follow a tulip-type or onion-type trajectory by applying air pressure from the inside after the collision of the first liquid and the second liquid.

【0022】第1液と第2液の混合後に形成される液滴
の大きさは、5〜3000μm、特に50〜1000μ
mが好ましい。両液が混合すると直ちに重合が開始さ
れ、液滴内でも重合が進行しつつ重合室内を落下する。
重合室の雰囲気は重合反応に支障を来さない限り任意に
設定することができる。通常は雰囲気ガスとして窒素、
ヘリウム、炭酸ガスなどを用いるが、空気や水蒸気を用
いることもできる。雰囲気中に水蒸気を送入する場合に
は、反応に供する重合性モノマー含有液の濃度や、生成
するポリマー粒子に求められる含水率などに基づき、重
合性モノマー含有液からの水分蒸発をどの程度にするか
という観点から設定すればよい。雰囲気の温度は通常は
室温〜150℃、好ましくは室温〜100℃である。
The size of the droplets formed after mixing the first liquid and the second liquid is 5 to 3000 μm, especially 50 to 1000 μm.
m is preferred. Polymerization is started immediately after the two liquids are mixed, and the liquid drops in the polymerization chamber while the polymerization proceeds even in the droplets.
The atmosphere in the polymerization chamber can be arbitrarily set as long as it does not hinder the polymerization reaction. Normally, nitrogen is used as the atmosphere gas,
Helium, carbon dioxide, or the like is used, but air or water vapor can also be used. When water vapor is fed into the atmosphere, based on the concentration of the polymerizable monomer-containing liquid to be subjected to the reaction, the water content required for the polymer particles to be produced, etc., how much water is evaporated from the polymerizable monomer-containing liquid It may be set from the viewpoint of whether to do it. The temperature of the atmosphere is usually room temperature to 150 ° C, preferably room temperature to 100 ° C.

【0023】以下において、本発明の重合方法を実施す
るためのノズルについて説明する。ここでは、本発明の
重合方法を実施することができるノズルであれば、従来
から知られているノズル機構を適宜選択したり組み合わ
せたりして用いることが可能である。例えば、ノズル底
部の開口部に液を導く噴出誘導部の形状に特徴があるノ
ズルを用いて、該ノズルに圧力をかけて液を導入するこ
とによりノズル底部の開口部から液が空間的に広がるよ
うに噴出させるようにすることができる。具体的には、
噴出誘導部がスリット状をしており、スリット上部から
下部(開口部)に向かうにしたがってスリット厚が薄く
なり、それに伴ってスリット長が長くなるように形成さ
れたノズルを用いることができる。これと同様の原理を
利用して、噴出時の液膜断面が曲線部を含む場合や中空
円である場合にも、空間的に広がるように噴出しうるノ
ズルを形成することができる。
The nozzle for carrying out the polymerization method of the present invention will be described below. Here, as long as the nozzle can carry out the polymerization method of the present invention, conventionally known nozzle mechanisms can be appropriately selected or combined and used. For example, by using a nozzle characterized by the shape of an ejection guide portion that guides the liquid to the opening at the bottom of the nozzle, the liquid is spatially spread from the opening at the bottom of the nozzle by applying pressure to the nozzle to introduce the liquid. Can be made to squirt. In particular,
It is possible to use a nozzle in which the ejection guide portion has a slit shape, and the slit thickness decreases from the upper part of the slit toward the lower part (opening), and the slit length increases accordingly. By using the same principle as this, even when the liquid film cross section at the time of jetting includes a curved portion or is a hollow circle, it is possible to form a nozzle capable of jetting so as to spread spatially.

【0024】また、ノズル開口部または開口部直前に流
路調整部を備えたノズルも利用することができる。例え
ば、円筒状の誘導路を通ってノズル開口部直上まで送液
された液を、円錐型をした偏向部に衝突させることによ
り流路を変更させ、円形開口部から径方向外側に広がる
ように液を噴出させることができるノズルを使用するこ
とができる。偏向部の形状を適宜選択することにより、
開口部からの噴出速度と方向は任意に調節することがで
きる。また、液膜の厚みについても、ノズル形状やサイ
ズを変更したり、噴出時の流速を調節したりすることに
より制御することができる。
Further, it is possible to use a nozzle having a nozzle opening portion or a flow path adjusting portion immediately before the opening portion. For example, by changing the flow path by colliding the liquid that has been sent through the cylindrical guide path to just above the nozzle opening with the conical deflecting section, it is possible to spread radially outward from the circular opening. A nozzle capable of ejecting liquid can be used. By selecting the shape of the deflection section appropriately,
The ejection speed and direction from the opening can be adjusted arbitrarily. Further, the thickness of the liquid film can also be controlled by changing the nozzle shape or size or adjusting the flow velocity at the time of jetting.

【0025】さらに本発明では、空気圧によって液の噴
出方向と速度を調節するノズルを利用することができ
る。例えば、開口部に所望の方向に空気圧をかけること
によって開口部に供給された液をその方向に噴出させる
ことが可能である。また、空気圧は開口部の内側で液に
作用させるものであってもよいし、第1液と第2液が衝
突した後に軌跡を変更するために作用させるものであっ
てもよい。
Further, in the present invention, it is possible to utilize a nozzle for adjusting the jetting direction and speed of the liquid by air pressure. For example, by applying air pressure to the opening in a desired direction, the liquid supplied to the opening can be ejected in that direction. Further, the air pressure may be applied to the liquid inside the opening, or may be applied to change the locus after the collision of the first liquid and the second liquid.

【0026】噴出時の液膜断面が曲線部を含む場合や中
空円である場合に、曲線や円の接線方向の速度成分を持
たせて液を噴出するためには、ノズル内で液を回転運動
させながら開口部より液を噴出させる機構を備えたノズ
ルを利用することが好ましい。例えば、らせん状の誘導
溝を有する噴出誘導部に圧力をかけながら送液すること
によって開口部で接線方向の速度成分をもたせることが
できる。あるいは、らせん状の誘導溝を用いずに、遠心
力を利用して円筒形の内壁を回転運動させながららせん
状に降下させてもよい。
When the liquid film cross section at the time of jetting includes a curved portion or is a hollow circle, in order to jet the liquid with a velocity component in the tangential direction of the curve or circle, the liquid is rotated in the nozzle. It is preferable to use a nozzle provided with a mechanism for ejecting the liquid from the opening while moving. For example, it is possible to have a velocity component in the tangential direction at the opening by sending the liquid while applying pressure to the jetting guide having a spiral guide groove. Alternatively, instead of using the spiral guide groove, centrifugal force may be utilized to cause the cylindrical inner wall to spirally descend while rotating.

【0027】本発明における特に好ましいノズルは、こ
のような回転運動をさせるための誘導部と円形開口部の
組み合わせが、同心軸状に2つ形成されている2重同芯
渦巻噴射ノズルである。本明細書において、2重同芯渦
巻噴射ノズルとは、第1液噴出用の第1円形開口部と第
2液噴出用の第2円形開口部を備えている、上記重合方
法に使用するためのノズルであって;前記第1円形開口
部には断面が円形の第1誘導部が連結されており、さら
に、該第1誘導部内壁を第1液がらせん状の軌跡を辿り
ながら前記第1円形開口部に降下するように第1液を供
給する第1液供給手段が設置されており;前記第2円形
開口部には断面が円形の第2誘導部が連結されており、
さらに、該第2誘導部内壁を第2液がらせん状の軌跡を
辿りながら前記第2円形開口部に降下するように第2液
を供給する第2液供給手段が設置されており;前記第1
円形開口部、前記第2円形開口部、前記第1誘導部、お
よび前記第2誘導部が同心軸状に配置されていることを
特徴とするノズルを意味する。
A particularly preferred nozzle in the present invention is a double concentric spiral jet nozzle in which two combinations of the guide portion and the circular opening for making such a rotational movement are formed concentrically. In the present specification, the double concentric swirl jet nozzle has a first circular opening for jetting a first liquid and a second circular opening for jetting a second liquid, and is used for the above polymerization method. A first guide part having a circular cross section is connected to the first circular opening, and further, the first liquid follows the spiral trajectory of the first liquid on the inner wall of the first guide part. 1st liquid supply means for supplying the 1st liquid so as to descend to the 1 circular opening is installed; a 2nd guiding part having a circular cross section is connected to said 2nd circular opening,
Further, a second liquid supply means is provided for supplying the second liquid so that the second liquid descends to the second circular opening while following the spiral trajectory of the inner wall of the second guiding portion; 1
It means a nozzle in which a circular opening, the second circular opening, the first guiding portion, and the second guiding portion are concentrically arranged.

【0028】2重同芯渦巻噴射ノズルを用いれば、内側
の第1液用開口部から第1液を円錐状に噴出させ、外側
の第2液用開口部から第2液を円錐状に噴出させること
ができる。第1液と第2液は、噴出後に互いに衝突する
ように噴出角度と噴出速度が調整される。例えば、第1
液の噴出速度が第2液の噴出速度よりも大きくなるよう
に調節して2液が衝突するようにしてもよいし、第1液
または第2液のいずれかに空気圧を加えて噴出軌跡を調
整することにより2液が効率よく衝突するようにしても
よい。本発明における第1液と第2液の噴出速度や流量
は、同じであっても異なっていてもよい。
If the double concentric spiral jet nozzle is used, the first liquid is ejected in a conical shape from the inner first liquid opening and the second liquid is ejected in a conical shape from the outer second liquid opening. Can be made. The ejection angle and ejection speed of the first liquid and the second liquid are adjusted so that they collide with each other after ejection. For example, the first
The ejection speed of the liquid may be adjusted to be higher than the ejection speed of the second liquid so that the two liquids collide with each other, or air pressure is applied to either the first liquid or the second liquid to make the ejection trajectory. The two liquids may be made to collide efficiently by adjusting. The jetting speed and the flow rate of the first liquid and the second liquid in the present invention may be the same or different.

【0029】2重同芯渦巻噴射ノズルの具体例を第7図
に示す。第7図(a)は2重同芯渦巻噴射ノズルの誘導
部上部の水平断面図であり、第7図(b)は2重同芯渦
巻噴射ノズルの垂直断面図である。第7図(a)に示す
ように、第1誘導部(21)には第1液を導入するため
の2本の導入管(23a,23b)が設置されている。
第1液は導入管(23a,23b)内を通って矢印の方
向に送液され、第1誘導部(21)内に勢いよく導入さ
れる。第1液は、遠心力と重力によって第1誘導部(2
1)の内壁をらせん状の軌跡を辿りながら第1円形開口
部(24)に到達する(第7図(b))。同様に、第2
誘導部(22)にも2本の導入管(23c,23d)が
設置されており、この導入管(23c,23d)を通し
て第2液が第2誘導部(22)に勢いよく導入され、ら
せん状の軌跡を辿りながら第2円形開口部(25)に到
達する。円形開口部に到達した第1液と第2液は、第7
図(c)に示すように開口部で接線方向の速度成分を持
って噴出し、気相中で合流する。第7図の2重同芯渦巻
噴射ノズルの形状は、第1液と第2液の種類や重合目的
等に応じて適宜変更することができる。例えば、導入管
の数を増減したり、誘導部の径や長さや内壁角度を調整
したりすることができる。
A concrete example of the double concentric spiral jet nozzle is shown in FIG. FIG. 7 (a) is a horizontal sectional view of the upper part of the guide portion of the double concentric spiral jet nozzle, and FIG. 7 (b) is a vertical sectional view of the double concentric spiral jet nozzle. As shown in FIG. 7 (a), the first guide part (21) is provided with two introduction pipes (23a, 23b) for introducing the first liquid.
The first liquid is sent in the direction of the arrow through the introduction pipes (23a, 23b) and is vigorously introduced into the first guide portion (21). The first liquid is generated by centrifugal force and gravity by the first guiding part (2
The first circular opening (24) is reached while following the spiral trajectory on the inner wall of 1) (FIG. 7 (b)). Similarly, the second
Two guide pipes (23c, 23d) are also installed in the guide part (22), and the second liquid is vigorously introduced into the second guide part (22) through the guide pipes (23c, 23d) to form a spiral. The second circular opening (25) is reached while following a locus. The first and second liquids that have reached the circular opening are
As shown in FIG. 6C, the jet is ejected with a velocity component in the tangential direction at the opening and joins in the gas phase. The shape of the double concentric swirl jet nozzle in FIG. 7 can be appropriately changed depending on the types of the first liquid and the second liquid, the purpose of polymerization, and the like. For example, the number of introducing pipes can be increased or decreased, and the diameter or length of the guiding portion or the inner wall angle can be adjusted.

【0030】また、第1液と第2液は、円形開口部から
噴出し、気相中で初めて合流する必要がある。従って、
ノズル内やノズル入口で2液の流れが短絡して混合する
ことを防ぐ工夫を施すことが好ましい。例えば第8図
(a)に示すように、第1液と第2液が混合しないよう
にノズル組立て部にO型リング(26)等を設けてシー
ルする方法を採用することができる。ただし、第1液と
第2液は高圧でノズルに導入されるため、長期使用中に
液圧によってO型リングのシール部分が短絡して第1液
と第2液が混合することがないように注意する必要があ
る。
Further, it is necessary that the first liquid and the second liquid are ejected from the circular opening and join together for the first time in the vapor phase. Therefore,
It is preferable to take measures to prevent the two liquid flows from being short-circuited and mixed in the nozzle or at the nozzle inlet. For example, as shown in FIG. 8 (a), it is possible to employ a method in which an O-shaped ring (26) or the like is provided in the nozzle assembly portion and sealing is performed so that the first liquid and the second liquid do not mix. However, since the first liquid and the second liquid are introduced into the nozzle under high pressure, the sealing part of the O-shaped ring is not short-circuited by the liquid pressure during a long-term use so that the first liquid and the second liquid are not mixed. Need to be careful.

【0031】そのような短絡を確実に防ぐために、第1
液の導入部と第2液の導入部を隔離し、液漏れによる短
絡が物理的に起こりえない構造を採用することが特に好
ましい。例えば第8図(b)に示すように、第1液の流
路と第2液の流路を完全に分離することにより短絡を確
実に防ぐことができる。このような構造を採用すれば、
第8図(a)のようにO型リングを寸法精度よく所定の
位置に挿入してシールするという比較的困難な組み立て
作業を省略することができるうえ、第1液用のノズル部
分と第2液用のノズル部分を段階的に固定して組み立て
て行くこともできるため、実際上のメリットが大きい。
In order to reliably prevent such short circuit, the first
It is particularly preferable to adopt a structure in which the liquid introduction part and the second liquid introduction part are separated from each other and a short circuit due to liquid leakage cannot physically occur. For example, as shown in FIG. 8 (b), a short circuit can be reliably prevented by completely separating the flow path of the first liquid and the flow path of the second liquid. With this structure,
As shown in FIG. 8A, the relatively difficult assembling work of inserting the O-shaped ring at a predetermined position with high dimensional accuracy and sealing can be omitted, and the nozzle portion for the first liquid and the second liquid can be omitted. Since it is possible to assemble the liquid nozzle part by fixing it in stages, there are great practical advantages.

【0032】2重同芯渦巻噴射ノズルを用いる場合、第
1円形開口部におけるウェバー数(We1)および第1
誘導部におけるレイノルズ数(Re1)が以下の関係式
を満たすことが好ましい。
When a double concentric spiral jet nozzle is used, the Weber number (We1) and the first number in the first circular opening are
It is preferable that the Reynolds number (Re1) in the guiding portion satisfies the following relational expression.

【数5】10000≦(We1)×(Re1)0.5 (We1)1.17×(Re1)0.33≦100000 2重同芯渦巻噴射ノズルを用いる場合、第2円形開口部
におけるウェバー数(We2)および前記第2誘導部に
おけるレイノルズ数(Re2)が以下の関係式を満たす
ことが好ましい。
[Formula 5] 10000 ≤ (We1) x (Re1) 0.5 (We1) 1.17 x (Re1) 0.33 ≤ 100000 When using a double concentric spiral jet nozzle, the Weber number (We2) at the second circular opening and the above It is preferable that the Reynolds number (Re2) in the 2-lead portion satisfies the following relational expression.

【数6】(We2)×(Re2)0.5≦40000 本発明では、上記の3つの関係式をすべて満たすことが
特に好ましい。
[Equation 6] (We2) × (Re2) 0.5 ≦ 40000 In the present invention, it is particularly preferable that all of the above three relational expressions are satisfied.

【0033】レイノルズ数(Re)は、用いる液体の粘
度μと密度ρ、渦巻室の径Ds、渦巻室への液の流入速
度Viから以下の計算式にしたがって求めることができ
る。
The Reynolds number (Re) can be obtained from the viscosity μ and density ρ of the liquid used, the diameter Ds of the spiral chamber, and the inflow velocity Vi of the liquid into the spiral chamber according to the following calculation formula.

【数7】 また、ウェバー数(We)は、用いる液体の表面張力σ
と密度ρ、噴出口における液膜の厚さ(ノズル軸に垂直
な方向の厚さ)t、噴出口における流体速度Voを用い
て以下の計算式にしたがって求めることができる。
[Equation 7] The Webber number (We) is the surface tension σ of the liquid used.
And the density ρ, the thickness of the liquid film at the ejection port (thickness in the direction perpendicular to the nozzle axis) t, and the fluid velocity Vo at the ejection port can be calculated according to the following formula.

【数8】 [Equation 8]

【0034】Re1、We1、Re2およびWe2の好
ましい範囲は以下のとおりである。
The preferred ranges of Re1, We1, Re2 and We2 are as follows.

【数9】1000<Re1<5000 200<We1<2000 Re2<2000 We2< 300[Equation 9] 1000 <Re1 <5000 200 <We1 <2000 Re2 <2000 We2 <300

【0035】本発明では、レイノルズ数(Re)とウェ
バー数(We)の計算式を構成するパラメーターを適宜
調節することによって、上記の3つの関係式を満たすよ
うに制御することができる。具体的には、使用する第1
液と第2液に応じて上記の関係式を満たすように2重同
芯渦巻噴射ノズルの渦巻室の設計を行ったり、使用する
2重同芯渦巻噴射ノズルに応じて上記の関係式を満たす
ように第1液と第2液の流量条件を調整したり、さらに
は第1液と第2液にそれぞれ増粘剤や界面活性剤を添加
して物性を制御したりすることが可能である。これらの
設計や調整は組み合わせて行ってもよい。
In the present invention, control can be performed so as to satisfy the above three relational expressions by appropriately adjusting the parameters constituting the calculation formulas of Reynolds number (Re) and Webber number (We). Specifically, the first to use
The swirl chamber of the double concentric swirl jet nozzle is designed to satisfy the above relational expression depending on the liquid and the second liquid, and the above relational expression is satisfied depending on the double concentric swirl jet nozzle used. As described above, it is possible to adjust the flow rate conditions of the first liquid and the second liquid, and further to control the physical properties by adding a thickener or a surfactant to the first liquid and the second liquid, respectively. . These designs and adjustments may be performed in combination.

【0036】本発明の重合方法に適した第1液と第2液
の粘度(μ)は、通常0.3〜20mPa・sであり、
好ましくは0.5〜10mPa・sである。表面張力
(σ)は、通常10〜100mN/m(dyn/cm)
であり、好ましくは20〜50mN/m(dyn/c
m)である。また、密度(ρ)は、通常500〜200
0kg/m3(0.5〜2g/cm3)であり、好ましく
は700〜1500kg/m3(0.7〜1.5g/c
3)である。
The viscosity (μ) of the first and second liquids suitable for the polymerization method of the present invention is usually 0.3 to 20 mPa · s,
It is preferably 0.5 to 10 mPa · s. Surface tension (σ) is usually 10 to 100 mN / m (dyn / cm)
And preferably 20 to 50 mN / m (dyn / c
m). The density (ρ) is usually 500 to 200.
0 kg / m is 3 (0.5~2g / cm 3), preferably 700~1500kg / m 3 (0.7~1.5g / c
m 3 ).

【0037】上記の関係式を満たすように設計や調整を
行うことによって、一段と効率良く重合を行うことが可
能になる。すなわち、第1液と第2液を効率良く混合し
て反応させ、良好な性質を有する重合体をスムーズに製
造することができる。
By designing and adjusting so as to satisfy the above relational expression, it becomes possible to carry out polymerization more efficiently. That is, the first liquid and the second liquid can be efficiently mixed and reacted to smoothly produce a polymer having good properties.

【0038】本発明の重合方法では、重合性モノマーと
重合開始剤が、それぞれ第1液または第2液の少なくと
も一方に含まれている。重合性モノマーが含まれている
液は、2液を混合する前に重合が進行しないようにして
おく必要がある。例えば、重合開始剤として、酸化剤と
還元剤からなるレドックス系重合開始剤を使用するとき
には、第1液に酸化剤、第2液に還元剤を含有させてお
くことができる。このとき、重合性モノマーは第1液と
第2液のいずれか一方または両方に含有させておくこと
ができる。また、第1液に重合性モノマーを含有させて
おき、第2液を使用直前に酸化剤と還元剤を混合するこ
とにより調製してもよい。
In the polymerization method of the present invention, the polymerizable monomer and the polymerization initiator are contained in at least one of the first liquid and the second liquid, respectively. It is necessary to prevent the polymerization of the liquid containing the polymerizable monomer from proceeding before mixing the two liquids. For example, when a redox type polymerization initiator composed of an oxidizing agent and a reducing agent is used as the polymerization initiator, the first liquid may contain the oxidizing agent and the second liquid may contain the reducing agent. At this time, the polymerizable monomer can be contained in either one or both of the first liquid and the second liquid. Alternatively, the first liquid may contain a polymerizable monomer, and the second liquid may be prepared by mixing an oxidizing agent and a reducing agent immediately before use.

【0039】本発明の重合方法に使用する重合性モノマ
ーの種類は特に制限されない。例えば、ビニル化合物、
ビニリデン化合物、ビニレン化合物、環状オレフィン化
合物等を用途に応じて適宜選択して使用することができ
る。これらの重合モノマーは、置換基の種類によって水
溶性重合モノマーと油溶性重合モノマーに大別される。
水溶性重合モノマーとしては、オレフィン系不飽和カル
ボン酸またはその塩、オレフィン系不飽和スルホン酸ま
たはその塩、オレフィン系不飽和アミン、オレフィン系
不飽和アミド等を挙げることができる。また、油溶性重
合モノマーとしては、スチレン、イソブテン、塩化ビニ
ル、酢酸ビニル、アクリル酸エステル類、メタクリル酸
エステル類等を挙げることができる。本発明で用いるこ
とができる重合性モノマーの具体例や反応例について
は、大津隆行著「高分子合成の化学」(化学同人)34
〜43頁等を参照することができる。これらのモノマー
は単独で用いてもよいし、2種以上を混合して用いても
よい。
The type of polymerizable monomer used in the polymerization method of the present invention is not particularly limited. For example, vinyl compounds,
A vinylidene compound, a vinylene compound, a cyclic olefin compound or the like can be appropriately selected and used according to the application. These polymerized monomers are roughly classified into water-soluble polymerized monomers and oil-soluble polymerized monomers depending on the type of substituent.
Examples of the water-soluble polymerizable monomer include olefinic unsaturated carboxylic acid or a salt thereof, olefinic unsaturated sulfonic acid or a salt thereof, olefinic unsaturated amine, olefinic unsaturated amide, and the like. Examples of the oil-soluble polymerizable monomer include styrene, isobutene, vinyl chloride, vinyl acetate, acrylic acid esters, methacrylic acid esters and the like. For specific examples and reaction examples of the polymerizable monomer that can be used in the present invention, see Takayuki Otsu, “Chemistry of Polymer Synthesis” (Chemical Dojin) 34.
Pp. 43, etc. can be referred to. These monomers may be used alone or in combination of two or more.

【0040】本発明の重合方法を種々のモノマーに適用
することによって、従来、溶液重合法、乳化重合法、懸
濁重合法で得られていた各種ポリマーを効率良く製造す
ることができる。また、従来、乳化重合や懸濁重合に供
していた重合性モノマーを本発明の重合方法に適用する
ことで、ソープフリーの重合が可能になる。これによっ
て、例えば粘着剤、接着剤、塗料、インキ等を提供する
ことができる。また、本発明の重合方法では、モノマー
種を選択したり、2液の混合状態をコントロールしたり
することによって、ポリマー構造を制御(例えば、コア
シェル構造の構築、マイクロカプセルの製造、ブロック
ポリマーの製造)することも可能である。これによっ
て、例えば感圧粘着剤、感圧接着剤、シーラント、色
素、顔料、薬品、ハードコート、離型剤等を提供するこ
とができる。
By applying the polymerization method of the present invention to various monomers, various polymers conventionally obtained by the solution polymerization method, emulsion polymerization method and suspension polymerization method can be efficiently produced. Further, by applying the polymerizable monomer that has been conventionally subjected to emulsion polymerization or suspension polymerization to the polymerization method of the present invention, soap-free polymerization becomes possible. Thereby, for example, an adhesive, an adhesive, a paint, an ink, etc. can be provided. In the polymerization method of the present invention, the polymer structure is controlled (for example, core shell structure construction, microcapsule production, block polymer production) by selecting monomer species and controlling the mixed state of the two liquids. ) Is also possible. Thereby, for example, a pressure sensitive adhesive, a pressure sensitive adhesive, a sealant, a dye, a pigment, a chemical, a hard coat, a release agent, etc. can be provided.

【0041】以下において、従来は懸濁重合法又は溶液
重合法で得られていた吸水性ポリマーを、本発明の重合
方法によって製造する方法を具体的に説明する。吸水性
ポリマーを製造する場合には、重合性モノマーとして脂
肪族不飽和カルボン酸またはその塩が好ましく選択され
る。具体的には、ビニル化合物であるアクリル酸または
その塩、ビニリデン化合物であるメタクリル酸またはそ
の塩等の不飽和モノカルボン酸またはその塩、或いはマ
レイン酸またはその塩、フマル酸またはその塩、イタコ
ン酸またはその塩等の不飽和ジカルボン酸またはその塩
を例示することができる。これらは単独でも2種以上を
混合して用いてもよい。この中で好ましいのはアクリル
酸またはその塩、およびメタクリル酸またはその塩であ
り、特に好ましいのはアクリル酸またはその塩である。
水溶性あるいは吸水性ポリマーを製造する場合には、こ
れらの脂肪族不飽和カルボン酸またはその塩を、重合性
モノマーの全量に対して50モル%以上用いることが好
ましく、80モル%以上用いることがより好ましい。
The method for producing the water-absorbing polymer, which has been obtained by the suspension polymerization method or the solution polymerization method in the past, by the polymerization method of the present invention will be specifically described below. In the case of producing a water-absorbing polymer, an aliphatic unsaturated carboxylic acid or its salt is preferably selected as the polymerizable monomer. Specifically, unsaturated monocarboxylic acids or salts thereof such as vinyl compound acrylic acid or a salt thereof, vinylidene compound methacrylic acid or a salt thereof, maleic acid or a salt thereof, fumaric acid or a salt thereof, itaconic acid. Alternatively, unsaturated dicarboxylic acids such as salts thereof or salts thereof can be exemplified. You may use these individually or in mixture of 2 or more types. Among these, acrylic acid or a salt thereof and methacrylic acid or a salt thereof are preferable, and acrylic acid or a salt thereof is particularly preferable.
When a water-soluble or water-absorbing polymer is produced, these aliphatic unsaturated carboxylic acids or salts thereof are preferably used in an amount of 50 mol% or more, and more preferably 80 mol% or more, based on the total amount of polymerizable monomers. More preferable.

【0042】脂肪族不飽和カルボン酸の塩としては、水
溶性の塩、例えば、アルカリ金属塩、アルカリ土類金属
塩、アンモニウム塩等が通常用いられる。また、その中
和度は、目的に応じて適宜定められるが、アクリル酸の
場合には、カルボキシル基の20〜90モル%がアルカ
リ金属塩またはアンモニウム塩に中和されたものが好ま
しい。アクリル酸モノマーの部分中和度が20モル%未
満であると、生成する吸水性ポリマーの吸水能が著しく
低下する傾向がある。
As the salt of the aliphatic unsaturated carboxylic acid, a water-soluble salt such as an alkali metal salt, an alkaline earth metal salt or an ammonium salt is usually used. The degree of neutralization is appropriately determined depending on the purpose, but in the case of acrylic acid, 20 to 90 mol% of the carboxyl groups are preferably neutralized with an alkali metal salt or ammonium salt. When the degree of partial neutralization of the acrylic acid monomer is less than 20 mol%, the water absorbing ability of the water absorbent polymer produced tends to be significantly reduced.

【0043】アクリル酸モノマーの中和には、アルカリ
金属の水酸化物や重炭酸塩等または水酸化アンモニウム
等を使用することができるが、好ましいのはアルカリ金
属水酸化物であり、その具体例としては水酸化ナトリウ
ムおよび水酸化カリウムが挙げられる。
To neutralize the acrylic acid monomer, an alkali metal hydroxide, bicarbonate or the like or ammonium hydroxide or the like can be used, but the alkali metal hydroxide is preferred, and specific examples thereof are given. Include sodium hydroxide and potassium hydroxide.

【0044】また、本発明の重合方法により吸水性ポリ
マーを製造する場合には、前記の脂肪族不飽和カルボン
酸以外にこれらと共重合可能な重合性モノマー、例え
ば、(メタ)アクリルアミド、(ポリ)エチレングリコ
ール(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシエチル(メ
タ)アクリレートを共重合させることができる。また、
低水溶性モノマーではあるが、アクリル酸メチル、アク
リル酸エチル等のアクリル酸アルキルエステル類等も生
成する吸水性ポリマーの性能を低下させない範囲の量で
共重合させることができる。なお、本明細書中「(メ
タ)アクリル」という用語は、「アクリル」および「メ
タクリル」の何れをも意味するものとする。
When the water-absorbent polymer is produced by the polymerization method of the present invention, in addition to the above-mentioned aliphatic unsaturated carboxylic acid, a polymerizable monomer copolymerizable therewith, such as (meth) acrylamide, (poly ) Ethylene glycol (meth) acrylate and 2-hydroxyethyl (meth) acrylate can be copolymerized. Also,
Although it is a low water-soluble monomer, it can be copolymerized in an amount within a range that does not deteriorate the performance of the water-absorbing polymer that also produces alkyl acrylates such as methyl acrylate and ethyl acrylate. In addition, in this specification, the term “(meth) acrylic” means both “acrylic” and “methacrylic”.

【0045】本発明で用いる重合性モノマー含有液に含
まれる重合性モノマーの濃度は、目的に応じて適宜決定
することができる。例えば、脂肪族不飽和カルボン酸ま
たはその塩を主成分として含む重合性モノマー含有液の
場合は、重合性モノマーの濃度を20重量%以上にする
ことが好ましく、25重量%以上にすることがより好ま
しい。濃度が20重量%より少ないと重合速度が遅す
ぎ、ひいては重合後の吸水性ポリマーの吸水能が十分に
得られなくなる傾向がある。上限は重合反応液の取り扱
い上から80重量%程度とするのがよい。
The concentration of the polymerizable monomer contained in the polymerizable monomer-containing liquid used in the present invention can be appropriately determined depending on the purpose. For example, in the case of a polymerizable monomer-containing liquid containing an aliphatic unsaturated carboxylic acid or its salt as a main component, the concentration of the polymerizable monomer is preferably 20% by weight or more, more preferably 25% by weight or more. preferable. If the concentration is less than 20% by weight, the polymerization rate tends to be too slow, and the water-absorbing polymer after polymerization tends to have insufficient water absorbing ability. From the viewpoint of handling the polymerization reaction liquid, the upper limit is preferably about 80% by weight.

【0046】本発明で用いる重合性モノマー含有液に
は、架橋剤を含有させておいてもよい。例えば、脂肪族
不飽和カルボン酸またはその塩、特にアクリル酸または
その塩は、それ自身で自己架橋ポリマーを形成すること
があるが、架橋剤を併用すれば架橋構造を積極的に形成
させることができる。また、架橋剤を併用すると、一般
に生成する吸水性ポリマーの吸水性能が向上する。架橋
剤としては、前記重合性モノマーと共重合可能なジビニ
ル化合物、例えば、N,N′−メチレンビス(メタ)ア
クリルアミド、(ポリ)エチレングリコール(メタ)ア
クリレート類等、ならびにカルボン酸と反応し得る2個
以上の官能基を有する水溶性の化合物、例えばエチレン
グリコールジグリシジルエーテル、ポリエチレングリコ
ールジグリシジルエーテル等のポリグリシジルエーテル
等が好適に使用される。この中で特に好ましいのは、
N,N′−メチレンビス(メタ)アクリルアミドであ
る。架橋剤の使用量は、モノマーの仕込み量に対して
0.001〜1重量%、好ましくは、0.01〜0.5
重量%である。なお、これらの架橋剤は開始剤混合液に
含有させてもよい。
The polymerizable monomer-containing liquid used in the present invention may contain a crosslinking agent. For example, an aliphatic unsaturated carboxylic acid or a salt thereof, especially acrylic acid or a salt thereof may form a self-crosslinking polymer by itself, but when a crosslinking agent is used together, a crosslinked structure can be positively formed. it can. In addition, when a crosslinking agent is used in combination, the water absorption performance of the water absorbent polymer that is generally formed is improved. As the cross-linking agent, a divinyl compound copolymerizable with the above-mentioned polymerizable monomer, for example, N, N'-methylenebis (meth) acrylamide, (poly) ethylene glycol (meth) acrylate, etc., and a carboxylic acid capable of reacting 2 Water-soluble compounds having at least one functional group, for example, polyglycidyl ethers such as ethylene glycol diglycidyl ether and polyethylene glycol diglycidyl ether are preferably used. Of these, particularly preferred is
It is N, N'-methylenebis (meth) acrylamide. The amount of the cross-linking agent used is 0.001 to 1% by weight, preferably 0.01 to 0.5, with respect to the charged amount of the monomer.
% By weight. In addition, these cross-linking agents may be contained in the initiator mixed liquid.

【0047】本発明の重合方法には、この他に特開平9
−255704号公報[0012]〜[0015]に記
載されている材料を使用することもできる。
In addition to this, in the polymerization method of the present invention, Japanese Patent Laid-Open No.
The materials described in JP-A-255704 [0012] to [0015] can also be used.

【0048】本発明の重合方法に使用する重合開始剤の
種類は、重合性モノマーの重合を開始させることができ
るものであれば特にその種類は制限されない。例えば、
過酸化ベンゾイル、過酸化アセチル、過酸化ラウロイル
等の過酸化物や、アゾビスイソブチロニトリル等のアゾ
系化合物のような熱分解型の重合開始剤を用いることが
できる。また、上述のようなレドックス系重合開始剤を
好ましく用いることができる。レドックス系重合開始剤
としては、一般に、酸化性を示すラジカル発生剤と還元
剤との組合せからなるものを用いるのが好ましい。
The type of the polymerization initiator used in the polymerization method of the present invention is not particularly limited as long as it can initiate the polymerization of the polymerizable monomer. For example,
A thermal decomposition type polymerization initiator such as a peroxide such as benzoyl peroxide, acetyl peroxide, lauroyl peroxide, or an azo compound such as azobisisobutyronitrile can be used. In addition, the redox polymerization initiator as described above can be preferably used. As the redox-based polymerization initiator, it is generally preferable to use a combination of a radical generator exhibiting an oxidizing property and a reducing agent.

【0049】水系レドックス系重合開始剤の酸化剤とし
ては、過硫酸塩や過酸化水素等を挙げることができる。
また、水系レドックス系重合開始剤の還元剤としては、
第1鉄塩や亜硫酸ナトリウム等の無機系還元剤や、アル
コール類、アミン類、アスコルビン酸等の有機系還元剤
を挙げることができる。非水系レドックス系重合開始剤
の酸化剤としては、t−ブチルヒドロペルオキシドやク
メンヒドロペルオキシド等のヒドロペルオキシド類、過
酸化ジアルキル類、過酸化ジアシル類等を挙げることを
挙げることができる。また、非水系レドックス系重合開
始剤の還元剤としては、第3アミン類、ナフテン酸塩、
メルカプタン類等を挙げることができる。レドックス系
重合開始剤の酸化剤は、重合性モノマーに対して0.0
1〜10重量%、特に0.1〜2重量%となるように用
いるのが好ましい。また、レドックス系重合開始剤の還
元剤は、重合性モノマーに対して0.01〜10重量
%、特に0.1〜2重量%となるように用いるのが好ま
しい。
Examples of the oxidizing agent for the aqueous redox type polymerization initiator include persulfate and hydrogen peroxide.
Further, as a reducing agent for the water-based redox-based polymerization initiator,
Examples thereof include inorganic reducing agents such as ferrous salts and sodium sulfite, and organic reducing agents such as alcohols, amines and ascorbic acid. Examples of the oxidizing agent for the non-aqueous redox polymerization initiator include hydroperoxides such as t-butyl hydroperoxide and cumene hydroperoxide, dialkyl peroxides, diacyl peroxides and the like. Further, as a reducing agent for the non-aqueous redox polymerization initiator, tertiary amines, naphthenates,
Examples thereof include mercaptans. The oxidizing agent of the redox type polymerization initiator is 0.0 with respect to the polymerizable monomer.
It is preferable to use 1 to 10% by weight, particularly 0.1 to 2% by weight. Further, the reducing agent of the redox polymerization initiator is preferably used in an amount of 0.01 to 10% by weight, particularly 0.1 to 2% by weight, based on the polymerizable monomer.

【0050】なお、重合開始剤については、上記以外に
大津隆行著「改定高分子合成の化学」(化学同人)59
〜69頁に記載される材料や技術を利用することもでき
る。
Regarding the polymerization initiator, in addition to the above, Takayuki Otsu, “Revised Polymer Synthesis Chemistry” (Kagaku Dojin) 59
It is also possible to use the materials and techniques described on pages 69 to 69.

【0051】本発明の重合方法を利用して、吸水性ポリ
マーが繊維質基材に固定された吸水性複合体を製造する
場合には、重合室にシート状の繊維質基材を送入し、こ
れを重合室の床面に平行に移動させつつ、その上に落下
してくる重合途上のポリマー粒子を付着させることが好
ましい。繊維質基材としては、一定の形状に形成されて
いて、かつ重合途上のポリマー粒子が付着し易いもので
あればよく、布、紙、パルプ、不織布などを用いること
ができる。なかでも、繊維質基材が粗に集積されていて
ポリマー粒子が内部にまで入り込み易く、かつポリマー
粒子が繊維質基材に強く付着することが可能な、フラッ
フパルプ又は不織布を用いるのが好ましい。特に好まし
いのは湿潤状態でも強度の大きい、ポリエステル、ポリ
オレフィン、ポリアミド、アセテートなどのような
(半)合成繊維からなる不織布である。不織布を構成す
る繊維質基材の繊維の太さは10〜50μmが好まし
く、また不織布の目付量は10〜100g/m2、特に
20〜50g/m2であるのが好ましい。
When a water-absorbent composite in which a water-absorbent polymer is fixed to a fibrous base material is produced using the polymerization method of the present invention, a sheet-shaped fibrous base material is fed into a polymerization chamber. It is preferable that the polymer particles falling in the course of polymerization are attached while moving this in parallel with the floor of the polymerization chamber. As the fibrous base material, any material may be used as long as it is formed in a certain shape and polymer particles in the process of polymerization are easily attached, and cloth, paper, pulp, non-woven fabric and the like can be used. Above all, it is preferable to use a fluff pulp or a non-woven fabric, in which the fibrous base material is roughly accumulated, the polymer particles can easily enter the inside, and the polymer particles can strongly adhere to the fibrous base material. Particularly preferred is a non-woven fabric made of (semi) synthetic fibers such as polyester, polyolefin, polyamide, acetate, etc., which has high strength even in a wet state. The fiber thickness of the fibrous base material forming the nonwoven fabric is preferably 10 to 50 μm, and the basis weight of the nonwoven fabric is preferably 10 to 100 g / m 2 , and particularly preferably 20 to 50 g / m 2 .

【0052】重合進行中の液滴が気相中或いは繊維質基
材上に接して凝集粒状体を形成する時点での重合率は、
3〜97%、好ましくは20〜97%、さらに好ましく
は50〜95%になるように諸条件を設定する。この重
合率が余り低い場合には、液滴同士が衝突しても凝集粒
状体とはならず一体化して大粒子となったり、繊維質基
材上に液滴が落下した時に液が基材上に広がったり或い
は吸収ないし含浸されたりして凝集粒状体の形状で繊維
質基材に付着させることが困難になる。また、余り高い
場合には、基材との接着力が発現せず、繊維質基材と吸
水性ポリマーとの固定性が悪くなる。
The polymerization rate at the time when droplets during polymerization are in contact with each other in the gas phase or on the fibrous base material to form agglomerated particles is
Various conditions are set so as to be 3 to 97%, preferably 20 to 97%, and more preferably 50 to 95%. If the polymerization rate is too low, even if the liquid droplets collide with each other, they do not become aggregated particles and are integrated into large particles, or when the liquid droplets drop onto the fibrous base material, the liquid becomes a base material. It spreads over or is absorbed or impregnated to make it difficult to adhere to the fibrous base material in the form of agglomerated particles. If it is too high, the adhesive force with the substrate will not be developed, and the fixability between the fibrous substrate and the water-absorbent polymer will be poor.

【0053】ポリマー粒子は、最終的に得られる吸水性
複合体中の含有量が50〜400g/m2となるように
繊維質基材に付着させることが好ましい。用途にもよる
が一般に80〜300g/m2となるように付着させる
のがより好ましい。吸水性複合体のポリマー粒子の含有
量が少ないと、当然のことながら吸水能が小さくなる。
また含有量が多過ぎることは一般に不経済であり、かつ
繊維質基材と結合する部分の割合が減少して、繊維質基
材との結合力が弱くなる。
The polymer particles are preferably attached to the fibrous base material so that the content in the finally obtained water-absorbent composite is 50 to 400 g / m 2 . Although it depends on the use, it is generally more preferable that the adhesion is 80 to 300 g / m 2 . When the content of polymer particles in the water-absorbent composite is low, the water-absorbing ability is naturally low.
Further, if the content is too large, it is generally uneconomical, and the ratio of the portion bonded to the fibrous base material is reduced, so that the binding force to the fibrous base material is weakened.

【0054】本発明の製造方法で製造される吸水性複合
体を構成するポリマー粒子は、その少なくとも一部が重
合途上のポリマー粒子(一次粒子)が相互に結着して凝
集粒状体を構成しており、かつこの凝集粒状体を構成す
るポリマー粒子(一次粒子)の一部は繊維質基材に直接
結合していないものであることが好ましい。このような
凝集粒状体は比表面積が大きいので吸水速度が大きく、
かつ凝集粒状体を構成する一次粒子の一部でしか繊維質
基材に結合していないので、吸水して膨潤するに際し繊
維質基材から受ける拘束が小さく、吸水能に優れてい
る。また凝集粒状体を構成する一次粒子同士の接合面は
一体化しているので、吸水前は勿論のこと吸水後におい
ても、凝集粒状体が一次粒子に崩壊して繊維質基材から
脱落することが少ない。ポリマー粒子の30重量%以上
が凝集粒状体であるのが好ましく、50重量%以上、特
に80重量%以上が凝集粒状体であれば更に好ましい。
一般に凝集粒状体の比率が大きいほど吸水材料としての
性能が優れている。凝集粒状体の粒径は実質的に100
〜3000μmの範囲にあるのが好ましい。粒径が10
0μmより小さいと、吸水性能が十分に発現しない傾向
がある。また粒径が3000μmより大きくなると、シ
ート状の繊維質基材に対する接着力が弱くなる傾向があ
る。凝集粒状体の比率や粒径は、主として気相中におけ
る重合途上の粒子の密度や分布状態、流動状態などを適
宜調整することにより制御することができる。例えば凝
集粒状体の比率を大きくするには、重合途上の粒子が落
下の途中において相互に接触する機会が増加するよう
に、重合室の単位横断面積当たりの落下ポリマー量を大
きくしたり、重合室内に上昇流を発生させてポリマー粒
子の落下速度を遅くしたりすればよい。また重合室内に
偏流を発生させて、落下するポリマー粒子の分布に片寄
りを生じさせるのも一方法である。
At least some of the polymer particles constituting the water-absorbent composite produced by the production method of the present invention are bound to each other by polymer particles in the process of polymerization (primary particles) to form agglomerated particles. It is preferable that a part of the polymer particles (primary particles) constituting the aggregated granules are not directly bonded to the fibrous base material. Since such agglomerated particles have a large specific surface area, they have a high water absorption rate,
Moreover, since only a part of the primary particles constituting the agglomerated granules are bonded to the fibrous base material, the constraint imposed by the fibrous base material when absorbing water and swelling is small, and the water absorbing ability is excellent. Further, since the bonding surfaces of the primary particles constituting the agglomerated particles are integrated, the agglomerated particles may collapse into primary particles and fall off from the fibrous base material not only before water absorption but also after water absorption. Few. It is preferable that 30% by weight or more of the polymer particles are agglomerated particles, and 50% by weight or more, particularly 80% by weight or more are agglomerated particles.
Generally, the larger the ratio of the agglomerated particles, the better the performance as a water absorbing material. The particle size of the agglomerated particles is substantially 100
It is preferably in the range of ˜3000 μm. Particle size is 10
If it is smaller than 0 μm, the water absorption performance tends not to be sufficiently exhibited. When the particle size is more than 3000 μm, the adhesive force to the sheet-shaped fibrous base material tends to be weak. The ratio and particle size of the agglomerated particles can be controlled mainly by appropriately adjusting the density, distribution state, flow state and the like of particles in the gas phase during polymerization. For example, in order to increase the ratio of agglomerated particles, the amount of falling polymer per unit cross-sectional area of the polymerization chamber should be increased or the polymerization chamber should be increased so that the chances of particles in the polymerization contacting each other during the fall increase. An ascending flow may be generated to slow down the falling speed of the polymer particles. Another method is to generate a drift in the polymerization chamber so that the distribution of the falling polymer particles is biased.

【0055】繊維質基材に吸水性ポリマーを適用した後
は、含水率調整工程、表面架橋工程、残存モノマー処理
工程等を適宜行って吸水性複合体を得ることができる。
このようにして製造した吸水性複合体は、これまで吸水
性ポリマーが利用されていた様々な用途に用いることが
できる。「吸水性ポリマー」81〜111頁(増田房
義、共立出版、1987)、「高吸水性樹脂の開発動向
とその用途展開」(大森英三、テクノフォーラム、19
87)、田中健治、「工業材料」42巻4号18〜25
頁、1994、原田信幸、下村忠生、同26〜30頁に
は吸水性ポリマーの様々な用途が紹介されており、適宜
用いることができる。例えば紙おむつ、生理用品、鮮度
保持材、保湿剤、保冷剤、結露防止剤、土壌改良材等が
挙げられる。
After applying the water-absorbent polymer to the fibrous base material, a water-absorbent composite can be obtained by appropriately performing a water content adjusting step, a surface cross-linking step, a residual monomer treatment step and the like.
The water-absorbent composite thus produced can be used in various applications where water-absorbent polymers have been used so far. "Water-absorbing polymers" 81-111 (Fusayoshi Masuda, Kyoritsu Shuppan, 1987), "Development trends of superabsorbent polymers and their applications" (Eizo Omori, Techno Forum, 19
87), Kenji Tanaka, "Industrial Materials" Vol. 42, No. 4, 18-25
Pp. 1994, Nobuyuki Harada, Tadao Shimomura, pp. 26-30, various uses of the water-absorbent polymer are introduced and can be used appropriately. Examples include paper diapers, sanitary products, freshness-retaining materials, moisturizers, cold-preserving agents, anti-condensation agents, and soil conditioners.

【0056】また更に特開昭63−267370号公
報、特開昭63−10667号公報、特開昭63−29
5251号公報、特開昭270801号公報、特開昭6
3−294716号公報、特開昭64−64602号公
報、特開平1−231940号公報、特開平1−243
927号公報、特開平2−30522号公報、特開平2
−153731号公報、特開平3−21385号公報、
特開平4−133728号公報、特開平11−1561
18号公報等に提案されているシート状吸水性複合体の
用途にも用いることができる。
Further, JP-A-63-267370, JP-A-63-10667, and JP-A-63-29.
5251, JP-A-270801, JP-A-6
3-294716, JP-A-64-64602, JP-A-1-231940, JP-A-1-243.
No. 927, Japanese Patent Laid-Open No. 2-30522, Japanese Patent Laid-Open No. 2-2522
No. 153,731, Japanese Patent Laid-Open No. 3-21385,
JP-A-4-133728, JP-A-11-1561
It can also be used for the application of the sheet-shaped water-absorbent composite proposed in Japanese Patent No. 18, etc.

【0057】[0057]

【実施例】以下に実施例と比較例を挙げて本発明の特徴
をさらに具体的に説明する。以下の実施例に示す材料、
使用量、割合、処理内容、処理手順等は、本発明の趣旨
を逸脱しない限り適宜変更することができる。したがっ
て、本発明の範囲は以下に示す具体例により限定的に解
釈されるべきものではない。
EXAMPLES The features of the present invention will be described more specifically below with reference to examples and comparative examples. Materials shown in the following examples,
The usage amount, ratio, processing content, processing procedure, etc. can be appropriately changed without departing from the spirit of the present invention. Therefore, the scope of the present invention should not be limitedly interpreted by the following specific examples.

【0058】(原料の調整)80重量%のアクリル酸水
溶液125重量部に、48.5重量%の水酸化ナトリウ
ム水溶液57.3重量部、水6.4重量部、架橋剤とし
てN,N−メチレンビスアクリルアミド0.15重量部
とさらに酸化剤として30重量%の過酸化水素水溶液
5.0重量部を加えて溶液Aを調製した。溶液Aのモノ
マー濃度は60重量%、中和度は50モル%、粘度は7
mPa・s、密度は1200kg/m3(1.2g/c
2)、表面張力は40mN/m(dyn/cm)であ
った。
(Preparation of raw materials) 125 parts by weight of 80% by weight acrylic acid aqueous solution, 57.3 parts by weight of 48.5% by weight aqueous sodium hydroxide solution, 6.4 parts by weight of water, and N, N- as a crosslinking agent. Solution A was prepared by adding 0.15 part by weight of methylenebisacrylamide and 5.0 parts by weight of a 30% by weight aqueous hydrogen peroxide solution as an oxidizing agent. Solution A has a monomer concentration of 60% by weight, a degree of neutralization of 50 mol% and a viscosity of 7
mPa · s, density is 1200 kg / m 3 (1.2 g / c
m 2 ), and the surface tension was 40 mN / m (dyn / cm).

【0059】これとは別に80重量%のアクリル酸水溶
液125重量部に、48.5重量%の水酸化ナトリウム
水溶液57.3重量部、水9.9重量部、架橋剤として
N,N−メチレンビスアクリルアミド0.15重量部と
さらに還元剤としてL−アスコルビン酸1.5重量部を
加えて溶液Bを調製した。溶液Bのモノマー濃度、中和
度は溶液Aと同じであった。溶液Bの粘度は7mPa・
s、密度は1200kg/m3(1.2g/cm2)、表
面張力は40mN/m(dyn/cm)であった。
Separately, 125 parts by weight of 80% by weight acrylic acid aqueous solution, 57.3 parts by weight of 48.5% by weight aqueous sodium hydroxide solution, 9.9 parts by weight of water, and N, N-methylene as a crosslinking agent. Solution B was prepared by adding 0.15 parts by weight of bisacrylamide and 1.5 parts by weight of L-ascorbic acid as a reducing agent. The monomer concentration and the degree of neutralization of solution B were the same as those of solution A. The viscosity of solution B is 7 mPa
s, the density was 1200 kg / m 3 (1.2 g / cm 2 ), and the surface tension was 40 mN / m (dyn / cm).

【0060】(実施例1〜4)表1に示す吐出口の直径
を有する2重同芯渦巻噴射ノズル(第7図)を用い、内
側吐出口と外側吐出口にそれぞれ表1に示す種類の溶液
を供給した。各溶液の液温は40℃とし、ポンプを用い
て表1に示す流量と吐出圧で噴出させた。
(Examples 1 to 4) A double concentric spiral jet nozzle (Fig. 7) having the discharge port diameter shown in Table 1 was used, and the inner discharge port and the outer discharge port were of the types shown in Table 1, respectively. The solution was fed. The liquid temperature of each solution was 40 ° C., and jetting was performed using a pump at the flow rates and discharge pressures shown in Table 1.

【0061】溶液A及び溶液Bはノズルの出口付近で衝
突、微粒化し、液滴となって重合を進行させながら気相
中(空気中、温度50℃)を落下した。液滴の一部は気
相中で衝突し凝集粒状体を形成し、ノズルの吐出口の先
端より下方3mに設置したポリエステル製不織布基材
(目付量:30g/m2)上に落下し、該基材上で重合
を完了させた。また同時に液滴の一部は該基材上に落下
し、基材上で凝集粒状体を形成後、該基材上で重合を完
了させた。このような複合化工程を経て、吸水性ポリマ
ーは該基材上に担持された。基材に担持された吸水性ポ
リマーの含水率は20〜30重量%であった。さらに該
複合体には、0.5重量%エチレングリコールジグリシ
ジルエーテル(EGDGE)のエタノール溶液を、EG
DGEが担持されたポリマーに対し(乾燥ポリマーベー
ス)、3000重量ppmとなるように噴霧した。EG
DGEのエタノール溶液を施した複合体は、さらに11
0℃温風乾燥機により担持されたポリマーの含水率が5
%になるまで乾燥し、ポリマー担持量が200g/m2
の吸収性複合体を得た。
The solutions A and B collided and atomized near the outlet of the nozzle to form droplets, which dropped in the gas phase (in air, temperature 50 ° C.) while advancing polymerization. Part of the droplets collide in the gas phase to form agglomerated particles, and drop onto a polyester non-woven fabric base material (weight per unit area: 30 g / m 2 ) installed 3 m below the tip of the discharge port of the nozzle, Polymerization was completed on the substrate. At the same time, a part of the droplets dropped onto the base material, and after forming agglomerated particles on the base material, the polymerization was completed on the base material. Through such a complexing step, the water-absorbing polymer was supported on the base material. The water content of the water-absorbent polymer carried on the substrate was 20 to 30% by weight. Further, 0.5% by weight ethylene glycol diglycidyl ether (EGDGE) in ethanol was added to the complex as EG
It was sprayed onto the DGE-supported polymer (dry polymer base) at 3000 ppm by weight. EG
The complex treated with the ethanol solution of DGE is 11
The water content of the polymer supported by the 0 ° C warm air dryer is 5
%, The amount of supported polymer is 200 g / m 2
An absorbent complex of was obtained.

【0062】(比較例1)実施例1〜4の2重同芯渦巻
噴射ノズルの代わりに第1図に示す対向ノズルを用いて
実施した。溶液Aが流出するノズルは1cm間隔に5対
配置され、溶液Bが流出するノズルも1cm間隔に5対
配置されている。溶液Aが流出するノズルと溶液Bが流
出するノズルは1本ずつ互いに対向して、合計5つの対
向ノズル対を形成している。各ノズルの内径は0.13
mm、対向するノズルから流出する溶液Aと溶液Bの交
差角度は30度、対向するノズル先端の距離は4mmに
調節した。この対向ノズルを用いて、液温40℃の溶液
Aと溶液Bを流量20cm3/minとなるようにポン
プで供給した。
Comparative Example 1 Instead of the double concentric spiral jet nozzles of Examples 1 to 4, the opposed nozzle shown in FIG. 1 was used. Five pairs of nozzles through which the solution A flows out are arranged at 1 cm intervals, and five pairs of nozzles through which the solution B flows out are also arranged at 1 cm intervals. The nozzles from which the solution A flows out and the nozzles from which the solution B flow out face each other to form a total of five facing nozzle pairs. The inner diameter of each nozzle is 0.13
mm, the crossing angle of the solution A and the solution B flowing out from the facing nozzle was adjusted to 30 degrees, and the distance between the facing nozzle tips was adjusted to 4 mm. Solution A and solution B having a liquid temperature of 40 ° C. were supplied by a pump so that the flow rate was 20 cm 3 / min using the facing nozzle.

【0063】溶液A及び溶液Bはそれぞれのノズル対の
ノズルから液柱状で噴出されたところで合流し、それぞ
れ約10mmほど液柱を形成した後、液滴となって重合
を進行させながら気相中(空気中、温度50℃)を落下
し、液滴の一部は気相中で衝突し凝集粒状体を形成し、
ノズルの吐出口の先端より下方3mに設置したポリエス
テル製不織布基材(目付量:30g/m2)上に落下
し、該基材上で重合を完了させた。また同時に液滴の一
部は該基材上に落下し、基材上で凝集粒状体を形成後、
該基材上で重合を完了させた。このような複合化工程を
経て、吸水性ポリマーは該基材上に担持された。基材に
担持された吸水性ポリマーの含水率は20重量%であっ
た。その後、実施例1〜4と同様の処理を行い、ポリマ
ーの含水率が5%、ポリマー担持量が200g/m2
吸収性複合体を得た。
The solution A and the solution B join at the point where they are ejected in the form of liquid columns from the nozzles of the respective nozzle pairs, form liquid columns of about 10 mm each, and then become droplets in the vapor phase while proceeding with polymerization. (In air, temperature 50 ° C.), some of the droplets collide in the gas phase to form agglomerated particles,
It dropped onto a polyester non-woven fabric base material (Basis weight: 30 g / m 2 ) installed 3 m below the tip of the nozzle outlet, and the polymerization was completed on the base material. At the same time, some of the droplets drop onto the base material to form agglomerated particles on the base material,
Polymerization was completed on the substrate. Through such a complexing step, the water-absorbing polymer was supported on the base material. The water content of the water-absorbent polymer carried on the substrate was 20% by weight. Then, the same treatments as in Examples 1 to 4 were carried out to obtain an absorbent composite having a water content of the polymer of 5% and a supported amount of the polymer of 200 g / m 2 .

【0064】(比較例2)実施例1〜4の2重同芯渦巻
噴射ノズルの代わりに特開平11−49805号公報の
第1図に示すスリット型ノズルを用いて実施した。溶液
Aと溶液Bが流出する各スリットは、それぞれ幅0.0
5mm、長さ10mmとし、対向する各スリットから流
出する溶液Aと溶液Bの交差角度は30度、対向するス
リット先端の距離は10mmに調節した。この対向ノズ
ルを用いて、液温40℃の溶液Aと溶液Bを流量150
cm3/minとなるようにポンプで供給した。
(Comparative Example 2) A slit type nozzle shown in FIG. 1 of JP-A-11-49805 was used in place of the double concentric spiral jet nozzles of Examples 1 to 4. The slits from which solution A and solution B flow out are each 0.0
The length was 5 mm and the length was 10 mm. The crossing angle between the solution A and the solution B flowing out from each of the opposing slits was 30 degrees, and the distance between the opposing slit tips was 10 mm. Using this opposing nozzle, the solution A and the solution B having a liquid temperature of 40 ° C. were flowed at a flow rate of 150.
It was supplied by a pump so as to have a cm 3 / min.

【0065】溶液Aと溶液Bは各スリットから液膜状で
吐出されるが、吐出口からの距離が離れるとともに液膜
幅は短くなった。吐出口から2cmの位置で両液膜が衝
突、微粒化し、液滴となって重合を進行させながら気相
中(空気中、温度50℃)を落下し、液滴の一部は気相
中で衝突し凝集粒状体を形成し、ノズルの吐出口の先端
より下方3mに設置したポリエステル製不織布基材(目
付量:30g/m2)上に落下し、該基材上で重合を完
了させた。また同時に液滴の一部は該基材上に落下し、
基材上で凝集粒状体を形成後、該基材上で重合を完了さ
せた。このような複合化工程を経て、吸水性ポリマーは
該基材上に担持された。基材に担持された吸水性ポリマ
ーの含水率は30重量%であった。その後、実施例1〜
4と同様の処理を行い、ポリマーの含水率が5%、ポリ
マー担持量が200g/m2の吸収性複合体を得た。
Solution A and solution B were discharged from each slit in the form of a liquid film, but the liquid film width became shorter as the distance from the discharge port increased. Both liquid films collide with each other at a position 2 cm from the discharge port, atomize into droplets, and fall into the gas phase (in air, temperature 50 ° C) while polymerization progresses, and some of the droplets are in the gas phase. Collide with each other to form agglomerated granules, and drop onto a polyester non-woven fabric substrate (basis weight: 30 g / m 2 ) installed 3 m below the tip of the nozzle outlet to complete the polymerization on the substrate. It was At the same time, some of the droplets drop onto the substrate,
After forming agglomerated granules on the substrate, the polymerization was completed on the substrate. Through such a complexing step, the water-absorbing polymer was supported on the base material. The water content of the water-absorbent polymer carried on the substrate was 30% by weight. Then, Examples 1 to 1
The same treatment as in Example 4 was performed to obtain an absorbent composite having a water content of the polymer of 5% and a supported amount of the polymer of 200 g / m 2 .

【0066】(比較例3)実施例4と同じ2重同芯渦巻
噴射ノズルを用いて、溶液Aと溶液Bを流量400cm
3/minとなるようにポンプを用いて実施した。溶液
Aと溶液Bは、ともにノズルから噴射するときにミスト
状に噴出し、出口付近で混合されながら気相中(空気
中、温度50℃)を落下した。しばらくして、ノズル付
近に滞流しているモノマー粒子がノズル出口に付着し、
ノズル出口付近にポリマー塊が生成してノズルが閉塞
し、運転不能な状態となった。結果として、実施例1〜
4のような吸水性複合体を得ることができなかった。
(Comparative Example 3) Using the same double concentric spiral jet nozzle as in Example 4, the flow rate of solution A and solution B was 400 cm.
It was carried out using a pump so that the flow rate was 3 / min. Both the solution A and the solution B were ejected in the form of mist when ejected from the nozzle and dropped in the gas phase (in air, temperature 50 ° C.) while being mixed near the outlet. After a while, the monomer particles remaining in the vicinity of the nozzle adhere to the nozzle outlet,
Polymer lumps were generated near the nozzle outlet, clogging the nozzle and rendering it inoperable. As a result, Examples 1 to 1
It was not possible to obtain a water-absorbing complex like No. 4.

【0067】(評価)実施例1〜4、比較例1〜2で得
た各吸水性複合体について、以下の測定を行った。 1)凝集粒状体の平均粒子短径の測定 吸水性複合体の複数箇所の光学顕微鏡写真を撮影後、撮
影された凝集粒状体の中から100個を任意に選択して
各々の粒子短径を計測した。測定値の平均値を求めて、
凝集粒状体の平均粒子短径とした。なお、ここにおいて
粒子短径とは、粒子の径が最も長くなるようにとった長
径に直交する径のうち最大のものをいう。
(Evaluation) The water-absorbing composites obtained in Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 2 were subjected to the following measurements. 1) Measurement of average particle minor axis of agglomerated particles After taking optical micrographs of a plurality of locations of a water-absorbing composite, 100 particles are arbitrarily selected from the photographed agglomerated particles to determine the minor axis of each particle. Measured. Obtain the average value of the measured values,
The average particle minor axis of the agglomerated particles was used. In addition, the particle minor axis here means the largest of the diameters orthogonal to the major axis taken so that the particle diameter becomes the longest.

【0068】2)生理食塩水保水能の測定 吸水性複合体に担持された吸水性ポリマーの重量W1が
1gとなるように吸水性複合体を切断し、250メッシ
ュのナイロン袋(20cm×10cm)に入れて、室温
の生理食塩水(濃度0.9重量%)500cm3中に3
0分間浸漬した。次いでナイロン袋を引き出し、15分
間懸垂して水切りしたのち、遠心分離器を用いて90G
で90秒間脱水した。脱水後ナイロン袋の重量W2を測
定した。また吸水性ポリマーを担持していない不織布を
吸水性複合体と同じ大きさに切断し、同様の操作を行い
脱水後の重量W3を測定した。生理食塩水の保水能は以
下の式に従って算出した。ここでW1〜W3の単位はす
べてgである。
2) Measurement of water retention capacity of physiological saline The water-absorbent composite was cut so that the weight W1 of the water-absorbent polymer supported on the water-absorbent composite was 1 g, and a 250 mesh nylon bag (20 cm × 10 cm) was cut. to put, at room temperature saline (concentration 0.9 wt%) 500 cm 3 in 3
Soak for 0 minutes. Then pull out the nylon bag, suspend it for 15 minutes to drain water, then use a centrifuge to remove 90G.
It was dehydrated for 90 seconds. After dehydration, the weight W2 of the nylon bag was measured. Further, the non-woven fabric not supporting the water-absorbent polymer was cut into the same size as the water-absorbent composite, and the same operation was performed to measure the weight W3 after dehydration. The water retention capacity of physiological saline was calculated according to the following formula. Here, the units of W1 to W3 are all g.

【数10】 [Equation 10]

【0069】3)製造速度の算出 吐出口に供給する溶液Aの供給速度Raと吐出口に供給
する溶液Bの供給速度Rbを計測し、その和にモノマー
濃度である0.6(60%)を掛け、吐出口の対の数n
で割ることにより製造速度を算出した。計算式は下記の
とおりである。計算される製造速度は、2重同芯渦巻噴
射ノズルを用いた実施例1〜4では内側吐出口と外側吐
出口を1つずつ備えた1本のノズルあたりの製造速度で
あり、対向ノズルを用いた比較例1とスリット型ノズル
を用いた比較例2では互いに対向する1対のノズルあた
りの製造速度である。
3) Calculation of manufacturing speed The supply speed Ra of the solution A supplied to the discharge port and the supply speed Rb of the solution B supplied to the discharge port are measured, and the sum is the monomer concentration of 0.6 (60%). And the number of discharge port pairs n
The production rate was calculated by dividing by. The calculation formula is as follows. In Examples 1 to 4 using the double concentric spiral jet nozzle, the calculated production speed is the production speed per nozzle having one inner discharge port and one outer discharge port, and the counter nozzle is In Comparative Example 1 used and Comparative Example 2 using the slit type nozzle, the manufacturing speeds are for a pair of nozzles facing each other.

【数11】 [Equation 11]

【0070】[0070]

【表1】 [Table 1]

【0071】表1から明らかなように、2重同芯渦巻噴
射ノズルを用いて溶液を本発明の条件を満たすように噴
出した実施例では、望ましい粒径を有し、保水能が高い
吸水性複合体を効率よく製造することができた。これに
対して、対抗ノズルを用いた比較例1では製造効率が低
く、スリット型ノズルを用いた場合は粒径や保水能が悪
かった。
As is clear from Table 1, in the examples in which the solution was jetted using the double concentric swirl jet nozzle so as to satisfy the conditions of the present invention, the water absorbency having a desired particle size and high water retention ability was obtained. The complex could be efficiently produced. On the other hand, in Comparative Example 1 using the counter nozzle, the manufacturing efficiency was low, and when the slit type nozzle was used, the particle size and the water retention capacity were poor.

【0072】[0072]

【発明の効果】本発明によれば、反応速度が速い重合性
モノマーを用いた場合であっても、液滴重合法により高
品質なポリマーを大量に効率よく製造することができ
る。本発明によれば、特にスリット型ノズルの問題点で
ある表面張力による液膜の幅の狭小化を防ぎ、より均質
なポリマーを製造することができる。また、本発明のノ
ズルを用いれば、高品質なポリマーを簡便な操作で効率
よく製造することができる。
According to the present invention, a high-quality polymer can be efficiently produced in a large amount by the droplet polymerization method even when a polymerizable monomer having a fast reaction rate is used. According to the present invention, it is possible to prevent the narrowing of the width of the liquid film due to the surface tension, which is a problem of the slit type nozzle, and to manufacture a more homogeneous polymer. Further, by using the nozzle of the present invention, a high quality polymer can be efficiently produced by a simple operation.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 従来から用いられている対向ノズルの一例を
示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing an example of a counter nozzle that has been conventionally used.

【図2】 従来から用いられているスリット型ノズルの
一例を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing an example of a slit-type nozzle that has been conventionally used.

【図3】 本発明の液の噴出態様の一例を示す図であ
る。
FIG. 3 is a diagram showing an example of a liquid ejection mode of the present invention.

【図4】 本発明の液の噴出態様の別の一例を示す図で
ある。
FIG. 4 is a diagram showing another example of a liquid ejection mode of the present invention.

【図5】 本発明の液の噴出態様のさらに別の一例を示
す図である。
FIG. 5 is a diagram showing still another example of a liquid ejection mode of the present invention.

【図6】 異なる速度で真円ループ状開口部から液が噴
出されたときの様子を示した図である。
FIG. 6 is a diagram showing a state where liquid is ejected from a perfect circular loop-shaped opening at different speeds.

【図7】 2重同芯渦巻噴射ノズルの具体例を示す断面
図および斜視図である。
FIG. 7 is a cross-sectional view and a perspective view showing a specific example of a double concentric spiral jet nozzle.

【図8】 2重同芯渦巻噴射ノズルの具体例を示す断面
図である。
FIG. 8 is a cross-sectional view showing a specific example of a double concentric spiral jet nozzle.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,11 第1液用ノズル 2,12 第2液用ノズル 3,13 第1液 4,14 第2液 15,16 スリット 21 第1誘導部 22 第2誘導部 23a,23b 第1導入管 23c,23d 第2導入管 24 第1円形開口部 25 第2円形開口部 26 O型リング 1,11 Nozzle for first liquid 2,12 Nozzle for second liquid 3,13 1st liquid 4,14 second liquid 15 and 16 slits 21 First induction part 22 Second guiding part 23a, 23b 1st introduction pipe 23c, 23d 2nd introduction pipe 24 First circular opening 25 Second circular opening 26 O type ring

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 檜森 俊一 三重県四日市市東邦町1番地 三菱化学株 式会社内 (72)発明者 伊藤 喜一 三重県四日市市東邦町1番地 三菱化学株 式会社内 Fターム(参考) 4J011 AA01 AA04 AA08 BA08 BB01 BB03 BB13 BB17 DB18    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Shunichi Hinomori             1 Toho-cho, Yokkaichi-shi, Mie Mitsubishi Chemical Corporation             Inside the company (72) Inventor Kiichi Ito             1 Toho-cho, Yokkaichi-shi, Mie Mitsubishi Chemical Corporation             Inside the company F-term (reference) 4J011 AA01 AA04 AA08 BA08 BB01                       BB03 BB13 BB17 DB18

Claims (16)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 第1液および第2液を気相中で混合し、
液滴状で重合させる重合方法であって、 重合性モノマーと重合開始剤が、それぞれ前記第1液ま
たは前記第2液の少なくとも一方に含まれており、か
つ、 前記第1液および前記第2液の少なくとも一方を、空間
的に広がるように液膜状に噴出することを特徴とする重
合方法。
1. A first liquid and a second liquid are mixed in a gas phase,
A polymerization method of polymerizing in a droplet form, wherein a polymerizable monomer and a polymerization initiator are contained in at least one of the first liquid and the second liquid, respectively, and the first liquid and the second liquid. A polymerization method characterized in that at least one of the liquids is jetted in the form of a liquid film so as to spread spatially.
【請求項2】 前記第1液および前記第2液の少なくと
も一方を噴出面と同一平面上の速度成分を持たせて噴出
することを特徴とする請求項1に記載の重合方法。
2. The polymerization method according to claim 1, wherein at least one of the first liquid and the second liquid is jetted with a velocity component on the same plane as the jet surface.
【請求項3】 前記第1液および前記第2液の少なくと
も一方を空間的に広がるように液膜状に噴出し、かつ噴
出時の液膜断面が曲線部を含むことを特徴とする請求項
1または2に記載の重合方法。
3. The at least one of the first liquid and the second liquid is jetted in a liquid film shape so as to spread spatially, and the liquid film cross section at the time of jetting includes a curved portion. The polymerization method according to 1 or 2.
【請求項4】 前記第1液および前記第2液の少なくと
も一方を空間的に広がるように液膜状に噴出し、かつ噴
出時の液膜断面が中空円であることを特徴とする請求項
1〜3のいずれかに記載の重合方法。
4. A liquid film jetting at least one of the first liquid and the second liquid so as to spatially spread, and a liquid film cross section at the time of jetting is a hollow circle. The polymerization method according to any one of 1 to 3.
【請求項5】 前記第1液および前記第2液の両方を空
間的に広がるように液膜状に噴出し、かつ噴出時の液膜
断面がともに中空円であることを特徴とする請求項4に
記載の重合方法。
5. The first liquid and the second liquid are both jetted in a liquid film shape so as to spread spatially, and the liquid film cross-sections at the time of jetting are both hollow circles. 4. The polymerization method according to item 4.
【請求項6】 前記第1液の噴出時の液膜断面である中
空円が前記第2液の噴出時の液膜断面である中空円の内
側に形成されるように、前記第1液および前記第2液を
噴出することを特徴とする請求項5に記載の重合方法。
6. The first liquid and the first liquid so that a hollow circle that is a liquid film cross section when the first liquid is jetted is formed inside a hollow circle that is a liquid film cross section when the second liquid is jetted. The polymerization method according to claim 5, wherein the second liquid is jetted.
【請求項7】 前記第1液の噴出時の液膜断面である中
空円の中心と、前記第2液の噴出時の液膜断面である中
空円の中心が同一軸線上にあることを特徴とする請求項
6に記載の重合方法。
7. The center of a hollow circle, which is a liquid film cross section when the first liquid is jetted, and the center of a hollow circle, which is a liquid film cross section when the second liquid is jetted, are on the same axis. The polymerization method according to claim 6.
【請求項8】 前記第1液および前記第2液の少なくと
も一方が噴出後にチューリップ型またはオニオン型の軌
跡を辿るように噴出液圧を調節することを特徴とする請
求項4〜7のいずれかに記載の重合方法。
8. The ejected liquid pressure is adjusted so that at least one of the first liquid and the second liquid follows a tulip-shaped or onion-shaped locus after being ejected. The polymerization method described in.
【請求項9】 前記第1液および前記第2液の両方が噴
出後にチューリップ型またはオニオン型の軌跡を辿るよ
うに噴出液圧を調節することを特徴とする請求項4〜7
のいずれかに記載の重合方法。
9. The jet liquid pressure is adjusted so that both the first liquid and the second liquid follow a tulip-shaped or onion-shaped locus after being jetted.
The polymerization method according to any one of 1.
【請求項10】 第1液噴出用の第1円形開口部と第2
液噴出用の第2円形開口部を備えているノズルであっ
て、前記第1円形開口部には断面が円形の第1誘導部が
連結されており、さらに、該第1誘導部内壁を第1液が
らせん状の軌跡を辿りながら前記第1円形開口部に降下
するように第1液を供給する第1液供給手段が設置され
ており、 前記第2円形開口部には断面が円形の第2誘導部が連結
されており、さらに、該第2誘導部内壁を第2液がらせ
ん状の軌跡を辿りながら前記第2円形開口部に降下する
ように第2液を供給する第2液供給手段が設置されてお
り、 前記第1円形開口部、前記第2円形開口部、前記第1誘
導部、および前記第2誘導部が同心軸状に配置されてい
ることを特徴とするノズルを用いることを特徴とする請
求項3〜9のいずれかに記載の重合方法。
10. A first circular opening for ejecting a first liquid and a second circular opening.
A nozzle having a second circular opening for ejecting a liquid, wherein a first guiding part having a circular cross section is connected to the first circular opening, and further, the first guiding part inner wall is A first liquid supply means for supplying the first liquid is installed so that the first liquid descends into the first circular opening while following a spiral trajectory, and the second circular opening has a circular cross section. A second liquid is connected to the second guiding part, and further supplies the second liquid so that the second liquid descends to the second circular opening while following the spiral trajectory on the inner wall of the second guiding part. A supply means is installed, and the first circular opening portion, the second circular opening portion, the first guiding portion, and the second guiding portion are concentrically arranged in a nozzle. It uses, The polymerization method in any one of Claims 3-9 characterized by the above-mentioned.
【請求項11】 前記第1円形開口部におけるウェバー
数(We1)および前記第1誘導部におけるレイノルズ
数(Re1)が以下の関係式を満たすことを特徴とする
請求項10に記載の重合方法。 【数1】10000≦(We1)×(Re1)0.5 (We1)1.17×(Re1)0.33≦100000
11. The polymerization method according to claim 10, wherein the Webber number (We1) in the first circular opening and the Reynolds number (Re1) in the first guiding portion satisfy the following relational expression. [Equation 1] 10000 ≤ (We1) x (Re1) 0.5 (We1) 1.17 x (Re1) 0.33 ≤ 100000
【請求項12】 前記第2円形開口部におけるウェバー
数(We2)および前記第2誘導部におけるレイノルズ
数(Re2)が以下の関係式を満たすことを特徴とする
請求項10に記載の重合方法。 【数2】(We2)×(Re2)0.5≦40000
12. The polymerization method according to claim 10, wherein the Webber number (We2) in the second circular opening and the Reynolds number (Re2) in the second guiding portion satisfy the following relational expression. [Formula 2] (We2) × (Re2) 0.5 ≦ 40000
【請求項13】 前記第1円形開口部におけるウェバー
数(We1)および前記第1誘導部におけるレイノルズ
数(Re1)が以下の関係式を満たし、かつ、 【数3】10000≦(We1)×(Re1)0.5 (We1)1.17×(Re1)0.33≦100000 前記第2円形開口部におけるウェバー数(We2)およ
び前記第2誘導部におけるレイノルズ数(Re2)が以
下の関係式を満たすことを特徴とする請求項10に記載
の重合方法。 【数4】(We2)×(Re2)0.5≦40000
13. The Webber number (We1) in the first circular opening and the Reynolds number (Re1) in the first guiding portion satisfy the following relational expression, and the following expression is satisfied: 10000 ≦ (We1) × ( Re1) 0.5 (We1) 1.17 x (Re1) 0.33 ≤ 100000 The Weber number (We2) in the second circular opening and the Reynolds number (Re2) in the second guiding portion satisfy the following relational expressions. The polymerization method according to claim 10. [Equation 4] (We2) × (Re2) 0.5 ≦ 40000
【請求項14】 重合性モノマーおよび重合開始剤が、
前記第1液および前記第2液の少なくとも一方に含まれ
ていることを特徴とする請求項1〜13のいずれかに記
載の重合方法。
14. The polymerizable monomer and the polymerization initiator,
It is contained in at least one of the said 1st liquid and the said 2nd liquid, The polymerization method in any one of Claims 1-13 characterized by the above-mentioned.
【請求項15】 前記重合開始剤がレドックス系重合開
始剤である酸化剤と還元剤からなり、重合性モノマー、
酸化剤、還元剤が、それぞれ前記第1液または前記第2
液の少なくとも一方に含まれていることを特徴とする請
求項1〜14のいずれかに記載の重合方法。
15. The polymerization initiator comprises an oxidizing agent and a reducing agent, which are redox polymerization initiators, and a polymerizable monomer,
The oxidizing agent and the reducing agent are respectively the first liquid or the second liquid.
15. The polymerization method according to claim 1, wherein the polymerization method is contained in at least one of the liquids.
【請求項16】 第1液噴出用の第1円形開口部と第2
液噴出用の第2円形開口部を備えている、請求項1〜1
5のいずれかの重合方法に使用するためのノズルであっ
て、 前記第1円形開口部には断面が円形の第1誘導部が連結
されており、さらに、該第1誘導部内壁を第1液がらせ
ん状の軌跡を辿りながら前記第1円形開口部に降下する
ように第1液を供給する第1液供給手段が設置されてお
り、 前記第2円形開口部には断面が円形の第2誘導部が連結
されており、さらに、該第2誘導部内壁を第2液がらせ
ん状の軌跡を辿りながら前記第2円形開口部に降下する
ように第2液を供給する第2液供給手段が設置されてお
り、 前記第1円形開口部、前記第2円形開口部、前記第1誘
導部、および前記第2誘導部が同心軸状に配置されてい
ることを特徴とするノズル。
16. A first circular opening for jetting a first liquid and a second
A second circular opening for ejecting a liquid is provided, wherein the first circular opening is provided.
5. The nozzle for use in the polymerization method according to any one of 5, wherein a first guide part having a circular cross section is connected to the first circular opening, and the first guide part inner wall is a first guide part. A first liquid supply means for supplying the first liquid is installed so that the liquid descends to the first circular opening while following a spiral trajectory, and the second circular opening has a circular cross section. A second liquid supply that connects the two guide parts and further supplies the second liquid so that the second liquid descends to the second circular opening while following the spiral trajectory of the inner wall of the second guide part. A means is installed, and the first circular opening, the second circular opening, the first guiding portion, and the second guiding portion are arranged concentrically.
JP2002222536A 2001-07-31 2002-07-31 Polymerization method and nozzle for use in the polymerization method Expired - Fee Related JP4031960B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002222536A JP4031960B2 (en) 2001-07-31 2002-07-31 Polymerization method and nozzle for use in the polymerization method

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001-230822 2001-07-31
JP2001230822 2001-07-31
JP2002222536A JP4031960B2 (en) 2001-07-31 2002-07-31 Polymerization method and nozzle for use in the polymerization method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2003113203A true JP2003113203A (en) 2003-04-18
JP4031960B2 JP4031960B2 (en) 2008-01-09

Family

ID=26619613

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2002222536A Expired - Fee Related JP4031960B2 (en) 2001-07-31 2002-07-31 Polymerization method and nozzle for use in the polymerization method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4031960B2 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
JP4031960B2 (en) 2008-01-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7288610B2 (en) Method of polymerization and nozzle employed in same
JP3583227B2 (en) Water-absorbing composite and method for producing the same
RU2467020C2 (en) Regulation in method of obtaining water-absorbing polymer particles in heated gas phase
JP5047876B2 (en) Waste ink absorbing sheet and ink jet recording apparatus having the same
US8883939B2 (en) Method for producing polymers and reactor for carrying out said method
US5059664A (en) Process for the preparation of water absorptive resin
EP0348180A2 (en) Process for the preparation of water absorptive resin
CN105612186B (en) Reversed-phase polymerization method
CN101410684B (en) Spray dryer, spray dry method, and polymer powder
JP2013522431A (en) Method for producing water-absorbing polymer particles by polymerizing droplets of monomer solution
JP7157167B2 (en) Method for producing water absorbent resin and water absorbent resin
CN105175610B (en) A method of preparing super absorbent resin
US8399585B2 (en) Process for producing water-absorbing polymer particles with improved blood absorbance by polymerizing droplets of a monomer solution
JP2003040904A (en) Polymerization method
JPH1193073A (en) Production of composite of polymer and fiber
CN106065037B (en) A kind of method and equipment for polymer emulsion post-processing
JP4031960B2 (en) Polymerization method and nozzle for use in the polymerization method
JPH07124503A (en) Binary fluid nozzle and spray drying method using the same
JP2003010680A (en) Water absorbable composite and method for manufacturing the same
JP2007056122A (en) Nozzle for droplet polymerization reaction, method for polymerization and method for producing liquid-absorbing composite using the same
JP3145156B2 (en) Spray polymerization method and nozzle for spray polymerization
JP2004026855A (en) Polymerization process
JP3164643B2 (en) Spray polymerization method and nozzle for spray polymerization
JP2005162848A (en) Polymerization method and nozzle useful for the polymerization method
JP2004026856A (en) Polymerization method

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20050314

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20070129

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20070207

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20070406

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20070418

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20070615

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20070724

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20070920

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20071016

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20071022

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101026

Year of fee payment: 3

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20070920

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111026

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111026

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121026

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121026

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131026

Year of fee payment: 6

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees