JP2009031191A - Polymerization state determination device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、単量体を懸濁重合させて重合体を得る際の重合状態を判定するための装置に関する。より詳しくは、単量体が均一重合するものか、不均一重合するものかを判定するための装置に関する。 The present invention relates to an apparatus for determining a polymerization state when a polymer is obtained by suspension polymerization of a monomer. More specifically, the present invention relates to an apparatus for determining whether a monomer is uniformly polymerized or heterogeneously polymerized.
懸濁重合は、大きく分けて重合体が単量体に可溶である反応（以下、「均一重合」という）と重合体が単量体に不溶である反応（以下、「不均一重合」という）とに分けられる。 Suspension polymerization is roughly divided into a reaction in which the polymer is soluble in the monomer (hereinafter referred to as “homogeneous polymerization”) and a reaction in which the polymer is insoluble in the monomer (hereinafter referred to as “heterogeneous polymerization”). ).
均一重合では、生成する重合体粒子が、単量体に可溶なため単量体中に溶解されたまま重合反応が進行する。均一重合する単量体としては、スチレン、ジクロロブタジエンなどが知られている。これに対して、不均一重合では、重合体粒子が単量体に不溶なため、重合反応の進行に伴って重合体粒子が析出してくる。不均一重合する単量体としては、塩化ビニルや塩化ビニリデン、アクリロニトリルなどがある（非特許文献１参照）。 In homogeneous polymerization, the polymer particles produced are soluble in the monomer, so that the polymerization reaction proceeds while dissolved in the monomer. Styrene, dichlorobutadiene and the like are known as monomers that undergo uniform polymerization. In contrast, in the heterogeneous polymerization, the polymer particles are insoluble in the monomer, so that the polymer particles are precipitated as the polymerization reaction proceeds. Examples of the monomer that heterogeneously polymerizes include vinyl chloride, vinylidene chloride, and acrylonitrile (see Non-Patent Document 1).
懸濁重合において重合体が単量体に可溶であるのかどうかを判別することはその粉体特性を推定する上で重要な情報となる。公知の単量体であれば、その単量体が均一重合であるか不均一重合であるかを文献等から知ることができる。しかしながら、未知の単量体の場合は、実際に懸濁重合させて得られた重合体について、その可塑剤吸収量などの粉体特性を評価しないと、均一重合であるのか不均一重合であるのかという情報を得ることはできなかった。このため、重合の状態を重合反応の際に判定する手法の開発が望まれていた。 In suspension polymerization, determining whether a polymer is soluble in a monomer is important information for estimating its powder characteristics. If it is a well-known monomer, it can be known from literature etc. whether the monomer is homogeneous polymerization or heterogeneous polymerization. However, in the case of an unknown monomer, the polymer obtained by actual suspension polymerization is homogeneous polymerization or heterogeneous polymerization unless the powder properties such as the plasticizer absorption amount are evaluated. I couldn't get any information. For this reason, it has been desired to develop a method for determining the state of polymerization during the polymerization reaction.
重合液中の重合体粒子を観察する方法としては、オンライン解析装置が知られている。オンライン画像解析装置としては、例えば、特許文献２に記載された真球粒子の製造方法や、特許文献３記載の液中粒子の画像解析装置に記載されたものがある。
本発明は、単量体が均一重合するものか、不均一重合するものかを重合反応の際に判定するための重合状態判定装置及びその用途を提供することを主な目的とする。 The main object of the present invention is to provide a polymerization state determination apparatus and its use for determining whether a monomer is uniformly polymerized or heterogeneously polymerized during a polymerization reaction.
上記課題解決のため、本発明は、重合液を透過した光を検出することにより、重合液の光透過像に対応する画像情報を光学的な画像として取得する取得手段と、取得された画像情報を一時的に記憶する記憶手段と、記憶手段から出力された画像情報に基づいて単量体が均一重合するものか、不均一重合するものかを判定する判定手段と、を備える重合状態判定装置を提供する。
この重合状態判定装置において、上記判定手段は、前記画像情報に基づいて、前記光透過像における光不透過領域を検出することにより、単量体が均一重合するものか、不均一重合するものかの判定を行なう。
In order to solve the above problems, the present invention provides an acquisition means for acquiring image information corresponding to a light transmission image of a polymerization solution as an optical image by detecting light transmitted through the polymerization solution, and acquired image information. A polymerization state determination device comprising: storage means for temporarily storing the data; and determination means for determining whether the monomer is uniformly polymerized or heterogeneously polymerized based on image information output from the memory means I will provide a.
In this polymerization state determination device, the determination means detects whether the monomer is uniformly polymerized or nonuniformly polymerized by detecting a light opaque region in the light transmission image based on the image information. Judgment is made.
本発明に係る重合状態判定装置により、単量体が均一重合するものか、不均一重合するものかを重合反応の際に判定することが可能となる。 The polymerization state determination apparatus according to the present invention makes it possible to determine whether a monomer is uniformly polymerized or heterogeneously polymerized during a polymerization reaction.
以下、本発明を実施するための好適な形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下に説明する実施形態は、本発明の代表的な実施形態の一例を示したものであり、これにより本発明の範囲が狭く解釈されることはない。 DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments for carrying out the invention will be described with reference to the drawings. In addition, embodiment described below shows an example of typical embodiment of this invention, and, thereby, the range of this invention is not interpreted narrowly.
図1は本発明に係る重合状態判定装置の第一の実施形態を示す図である。 FIG. 1 is a diagram showing a first embodiment of a polymerization state determining apparatus according to the present invention.
図中、符号１で示される重合状態判定装置は、重合液の光透過像に対応する画像情報を取得するための取得手段１１と、取得された画像情報を一時的に記憶する記憶手段１２と、記憶手段１２から出力された画像情報に基づいて単量体が均一重合するものか、不均一重合するものかを判定する判定手段１３とを備えている。また、符号１４は、判定手段１３から出力された判定結果を表示する結果表示手段である。 In the figure, a polymerization state determination device denoted by reference numeral 1 includes an acquisition unit 11 for acquiring image information corresponding to a light transmission image of a polymerization solution, and a storage unit 12 for temporarily storing the acquired image information. And determining means 13 for determining whether the monomer is uniformly polymerized or heterogeneously polymerized based on the image information output from the storage means 12. Reference numeral 14 denotes a result display unit that displays the determination result output from the determination unit 13.
図中、符号２は単量体の重合反応を行なうための重合缶（重合反応槽）であり、符号３は重合缶２内の重合液を重合缶２外へ取り出すための流路である。符号ｓは、重合缶２内の重合液の液面を表している。 In the figure, reference numeral 2 is a polymerization can (polymerization reaction tank) for carrying out the polymerization reaction of the monomer, and reference numeral 3 is a flow path for taking out the polymerization solution in the polymerization can 2 out of the polymerization can 2. The symbol s represents the liquid level of the polymerization solution in the polymerization can 2.
重合缶２は、通常の重合反応に用いられるものを使用すればよく、その材質や形状等は特に限定されない。また、重合缶２には、図に示すように、内部の重合液を攪拌するための攪拌装置２１や攪拌効率を高めるための邪魔板２２を設けてもよい。攪拌装置２１は、例えば、三枚後退翼、パドル翼、アンカー翼、マックスブレンド翼、フルゾーン翼などの攪拌翼を用いる方法、ジェットポンプを用いる方法、泡による攪拌、攪拌子を用いる方法などがある。これらの中でも、マックスブレンド翼などの大型翼を使用すると、攪拌が十分に行われるため好ましい。 What is necessary is just to use what is used for the superposition | polymerization reaction for the superposition | polymerization can 2, The material, a shape, etc. are not specifically limited. Further, as shown in the figure, the polymerization can 2 may be provided with a stirring device 21 for stirring the internal polymerization solution and a baffle plate 22 for increasing the stirring efficiency. The stirring device 21 includes, for example, a method using a stirring blade such as a three-blade swept blade, a paddle blade, an anchor blade, a max blend blade, a full zone blade, a method using a jet pump, a method using a bubble, and a method using a stirrer. . Among these, it is preferable to use a large blade such as a Max Blend blade because stirring is sufficiently performed.
流路３は、重合缶２内の重合液を、導入口３１から図中矢印方向へと導入する。導入の方法は、特に限定するものではないが、重合缶２内を与圧させて重合液を導入口３１から導入する方法や、流路３に取り付けた真空ポンプやアスピレーターなどで導入口３１から吸入する方法などがある。本実施形態では、図に示すように、流路３内へ導入された重合液を排出口３２から重合缶２内へ戻し、循環させる構成としている。 The flow path 3 introduces the polymerization solution in the polymerization can 2 from the introduction port 31 in the direction of the arrow in the figure. The introduction method is not particularly limited, but a method of introducing the polymerization liquid from the introduction port 31 by pressurizing the inside of the polymerization can 2 or a vacuum pump or an aspirator attached to the flow path 3 from the introduction port 31. There are methods of inhalation. In this embodiment, as shown in the figure, the polymerization liquid introduced into the flow path 3 is returned from the discharge port 32 into the polymerization can 2 and circulated.
流路３の一部には、光を透過する材質で構成された重合液撮影部３３が設けられている。重合液撮影部３３は例えばガラス製とすることができ、これにより、重合液撮影部３３において取得手段１１が流路３内の重合液の光透過像を撮影できるよう構成している。なお、符号３４は、重合液中の空気（気泡）を排出するためのベント孔であり、流路３の導入口３１から重合液撮影部３３までの間に設けられる（ベント孔３４については後述）。なお、流路３の重合液撮影部３３以外の材質や、管長及び内外径は特に限定するものではない。 A polymerization liquid photographing unit 33 made of a material that transmits light is provided in a part of the flow path 3. The polymerization liquid photographing unit 33 can be made of, for example, glass, so that the acquisition unit 11 can photograph a light transmission image of the polymerization liquid in the flow path 3 in the polymerization liquid photographing unit 33. Reference numeral 34 denotes a vent hole for discharging air (bubbles) in the polymerization liquid, and is provided between the inlet 31 of the flow path 3 and the polymerization liquid photographing unit 33 (the vent hole 34 will be described later). ). In addition, the materials other than the polymerization liquid photographing unit 33 of the flow path 3, the tube length, and the inner and outer diameters are not particularly limited.
取得手段１１は撮影機構として機能する。上記の通り、重合液撮影部３３は光を透過する材質で構成されているため、重合液撮影部３３の反対側や側面（図中下方）から重合液撮影部３３へ投射され、重合液撮影部３３内の重合液を透過した光（図中点線で示す）を検出することにより、取得手段１１において重合液の光透過像を撮影することができる。取得手段１１には、通常用いられる撮影装置を用いることが可能であり、高速度ＣＣＤカメラが好適に採用できる。 The acquisition unit 11 functions as a photographing mechanism. As described above, since the polymerization solution photographing unit 33 is made of a material that transmits light, the polymerization solution photographing unit 33 is projected to the polymerization solution photographing unit 33 from the opposite side or side surface (downward in the drawing) of the polymerization solution photographing unit 33. By detecting the light (shown by the dotted line in the figure) that has passed through the polymerization solution in the section 33, the acquisition means 11 can take a light transmission image of the polymerization solution. As the acquisition means 11, a commonly used photographing apparatus can be used, and a high-speed CCD camera can be suitably employed.
この際、図に示すように、重合液撮影部３３に対し取得手段１１の反対側や側面（図中下方）に光源４を設けることにより、重合液の光透過像をより明瞭に撮影することが可能となる。すなわち、光源４は、例えばキセノンランプ等であって、重合液撮影部３３に光を投射する。光源４から投射され、重合液撮影部３３内の重合液を透過した光は、取得手段１１によって検出される。これにより、取得手段１１において、重合液の光透過像をより明瞭に撮影することでき、後述する重合液の光透過像における光不透過領域を感度良く検出することが可能となる。 At this time, as shown in the figure, a light transmission image of the polymerization solution can be taken more clearly by providing the light source 4 on the opposite side or the side surface (lower side in the drawing) of the acquisition unit 11 with respect to the polymerization solution imaging unit 33. Is possible. That is, the light source 4 is, for example, a xenon lamp or the like, and projects light onto the polymerization solution photographing unit 33. The light projected from the light source 4 and transmitted through the polymerization solution in the polymerization solution imaging unit 33 is detected by the acquisition unit 11. Thereby, in the acquisition means 11, the light transmission image of a polymerization liquid can be image | photographed more clearly, and it becomes possible to detect the light impervious area in the light transmission image of the polymerization liquid mentioned later with high sensitivity.
流路３への重合液の導入及び取得手段１１による重合液の光透過像の撮影は、重合反応開始後反応終了まで、任意のタイミングで断続的に行なってよく、又は持続的に行なってもよい。 The introduction of the polymerization liquid into the flow path 3 and the photographing of the light transmission image of the polymerization liquid by the acquisition means 11 may be intermittently performed at any timing from the start of the polymerization reaction to the end of the reaction, or may be performed continuously. Good.
取得手段１１は、撮影された重合液の光透過像を画像情報へと変換し、記憶手段１２へ出力する。記憶手段１２へ出力された画像情報は、一時的に記憶された後、さらに判定手段１３へと出力される。判定手段１３は、この画像情報に基づいて単量体が均一重合するものか、不均一重合するものかを判定する。記憶手段１２及び判定手段１３は、図に示すように別体に構成してもよく、また一体の構成であってもよい。通常は、汎用のコンピューターを用いて一体として構成される。また、この場合、上記結果表示手段１４はコンピューターの表示部（ディスプレイ）に設けることができる。 The acquisition unit 11 converts the photographed light transmission image of the polymerization solution into image information and outputs the image information to the storage unit 12. The image information output to the storage unit 12 is temporarily stored and then further output to the determination unit 13. The determination means 13 determines whether the monomer is uniformly polymerized or heterogeneously polymerized based on this image information. The storage unit 12 and the determination unit 13 may be configured separately as shown in the figure, or may be an integrated configuration. Usually, it is configured as a unit using a general-purpose computer. In this case, the result display means 14 can be provided on a display unit (display) of the computer.
図２は、本発明に係る重合状態判定装置の第二の実施形態を示す図である。 FIG. 2 is a diagram showing a second embodiment of the polymerization state determining apparatus according to the present invention.
図中、符号１で示される重合状態判定装置は、重合缶２内の重合液について、直接その光透過像を撮影する構成とされている。すなわち、上記第一実施形態に係る重合状態判定装置では、重合液を流路３内へ導入し、重合液撮影部３３において重合液の光透過像を撮影する構成となっている。これに対し、本実施形態に係る重合状態判定装置では、流路３によって重合液を重合缶２外へ取り出すことなく、直接その光透過像を撮影する。 In the figure, the polymerization state determination device denoted by reference numeral 1 is configured to directly take a light transmission image of the polymerization solution in the polymerization can 2. That is, the polymerization state determination apparatus according to the first embodiment is configured to introduce the polymerization solution into the flow path 3 and capture a light transmission image of the polymerization solution in the polymerization solution imaging unit 33. On the other hand, in the polymerization state determination apparatus according to the present embodiment, the light transmission image is directly taken without taking out the polymerization solution out of the polymerization can 2 by the flow path 3.
図では、重合缶２の壁面の一部に光源４を配置し、光源４から投射され重合液を透過した光が、重合缶２の対側壁面に配置した取得手段１１によって検出されるよう構成している。光源４及び取得手段１１の配置位置は、図に示す位置に限定されず、重合缶２内の所望の位置に配置することができる。例えば、重合缶２の壁面（又はその一部）を、光を透過する材質で構成し、重合缶２外の一方から光源４によって光を照射し、重合液を透過した光を反対側に配置した取得手段１１により検出するよう構成してもよい。 In the figure, the light source 4 is disposed on a part of the wall surface of the polymerization can 2 so that the light projected from the light source 4 and transmitted through the polymerization liquid is detected by the acquisition means 11 disposed on the opposite side wall surface of the polymerization can 2. is doing. The arrangement positions of the light source 4 and the acquisition means 11 are not limited to the positions shown in the figure, and can be arranged at desired positions in the polymerization can 2. For example, the wall surface (or part thereof) of the polymerization can 2 is made of a material that transmits light, light is irradiated from one side outside the polymerization can 2 by the light source 4, and the light transmitted through the polymerization solution is arranged on the opposite side. You may comprise so that it may detect with the acquired acquisition means 11.
本実施形態に係る重合状態判定装置は、スモールスケールでの重合反応を行なう場合であって、重合缶２の容積が小さい場合に特に好適に用いることができる。取得手段１１や記憶手段１２、判定手段１３等の構成は第一実施形態に係る重合状態判定装置に同じである。 The polymerization state determination apparatus according to the present embodiment can be particularly suitably used when the polymerization reaction is performed on a small scale and the volume of the polymerization can 2 is small. Configurations of the acquisition unit 11, the storage unit 12, the determination unit 13, and the like are the same as those of the polymerization state determination apparatus according to the first embodiment.
以下、判定手段１３による単量体が均一重合するものか、不均一重合するものかを判定方法を説明する。初めに、取得手段１１によって撮影される重合液の光透過像の具体例を図３に示す。 Hereinafter, a method for determining whether the monomer by the determination unit 13 is uniformly polymerized or heterogeneously polymerized will be described. First, a specific example of a light transmission image of the polymerization solution photographed by the acquisition unit 11 is shown in FIG.
図３（Ａ）は、ジクロロブタジエンを用いた懸濁重合において、取得手段１１によって撮影された重合液の光透過像である。図中、符号３３，３３で示す重合液撮影部３３壁面に挟まれた部分（図中矢印で示す）が、重合液の光透過像である。ジクロロブタジエンは、均一重合の単量体として知られている。図３（Ｂ）は、アクリロニトリルを用いた懸濁重合において、取得手段１１によって撮影された重合液の光透過像である。アクリロニトリルは、不均一重合の単量体として知られている。 FIG. 3A is a light transmission image of a polymerization solution photographed by the acquisition means 11 in suspension polymerization using dichlorobutadiene. In the figure, a portion (indicated by an arrow in the drawing) sandwiched between the wall surfaces of the polymerization solution imaging portion 33 indicated by reference numerals 33 and 33 is a light transmission image of the polymerization solution. Dichlorobutadiene is known as a monomer for homogeneous polymerization. FIG. 3B is a light transmission image of a polymerization solution photographed by the acquisition unit 11 in suspension polymerization using acrylonitrile. Acrylonitrile is known as a monomer for heterogeneous polymerization.
なお、ジクロロブタジエン及びアクリロニトリルの重合反応条件の詳細は以下の通りである。攪拌機を装備したガラス製重合缶に、イオン交換水３６８質量部、懸濁剤としてポリビニルアルコールＷ−２０Ｎ（電気化学工業社製）２質量部を仕込み、窒素で１時間脱気後、ジクロロブタジエン２０質量部に重合開始剤として過酸化ラウロイル０．５質量部を添加したものを仕込んで、６０℃に昇温して重合を開始した。図３（Ａ）は、重合開始１０分後の重合液の光透過像である。同様に、イオン交換水４００質量部、懸濁剤としてポリビニルアルコールＷ−２０Ｎ（電気化学工業社製）４．０質量部を仕込み、窒素で１時間脱気後、アクリロニトリル４０質量部に重合開始剤として過酸化ラウロイル０．５質量部を添加したものを仕込んで、６０℃に昇温して重合を開始した。図３（Ｂ）は、重合開始９０分後の重合液の光透過像である。 The details of the polymerization reaction conditions for dichlorobutadiene and acrylonitrile are as follows. A glass polymerization can equipped with a stirrer was charged with 368 parts by mass of ion-exchanged water and 2 parts by mass of polyvinyl alcohol W-20N (manufactured by Denki Kagaku Kogyo Co., Ltd.) as a suspending agent. After deaeration with nitrogen for 1 hour, dichlorobutadiene 20 What added 0.5 mass part of lauroyl peroxide as a polymerization initiator to a mass part was prepared, and it heated up at 60 degreeC, and started superposition | polymerization. FIG. 3A is a light transmission image of the polymerization solution 10 minutes after the start of polymerization. Similarly, 400 parts by mass of ion-exchanged water and 4.0 parts by mass of polyvinyl alcohol W-20N (manufactured by Denki Kagaku Kogyo Co., Ltd.) as a suspending agent were charged. After deaeration with nitrogen for 1 hour, the polymerization initiator was added to 40 parts by mass of acrylonitrile. Was charged with 0.5 part by weight of lauroyl peroxide as the starting material, and the temperature was raised to 60 ° C. to initiate polymerization. FIG. 3B is a light transmission image of the polymerization solution 90 minutes after the start of polymerization.
図３（Ａ）のジクロロブタジエンでは、符号ｐで示される重合体粒子が重合液（単量体）中に溶解した状態となっており、重合体粒子滴ｐは光透過性の透明な粒子として観察される。これに対して、図２（Ｂ）のアクリロニトリルでは、重合体粒子滴ｐが重合液（単量体）中に溶解せずに析出した状態となっており、重合体粒子滴ｐは光不透過性の黒い粒子として観察される。 In the dichlorobutadiene of FIG. 3 (A), the polymer particles indicated by the symbol p are in a state of being dissolved in the polymerization liquid (monomer), and the polymer particle droplets p are formed as light-transmitting transparent particles. Observed. On the other hand, in the acrylonitrile of FIG. 2 (B), the polymer particle droplet p is not dissolved in the polymerization liquid (monomer) but is deposited, and the polymer particle droplet p is not light-transmissive. Observed as sexual black particles.
図中、符号ｂは気泡であり、重合体粒子滴ｐに対して大型で、その中心部のみが光透過性となっているのが特徴である。気泡ｂは、上記第一実施形態に係る重合状態観察装置において、流路３内に重合液を導入する際、導入口３１から重合液とともに混入する（図１参照）。上述したベント孔３４は、重合液が重合液撮影部３３に到達する前に、この気泡ｂを可能な限り脱気して取り除くことを目的としたものである。 In the figure, the symbol b is a bubble, which is large with respect to the polymer particle droplet p, and is characterized in that only the central part thereof is light transmissive. Bubbles b are mixed together with the polymerization solution from the inlet 31 when the polymerization solution is introduced into the flow path 3 in the polymerization state observation apparatus according to the first embodiment (see FIG. 1). The vent hole 34 described above is intended to degas and remove the bubbles b as much as possible before the polymerization solution reaches the polymerization solution imaging unit 33.
図に示されるように、重合液中に生成される重合体粒子滴ｐは、重合反応が均一重合であるか（図３（Ａ）参照）不均一重合であるか（図３（Ｂ）参照）によって、その光透過性が異なる。また、重合液中に混入する気泡ｂについても、中心部分のみが光透過性であるという特徴において、重合体粒子滴ｐとは光透過性が異なる。 As shown in the figure, the polymer particle droplets p generated in the polymerization solution is whether the polymerization reaction is homogeneous polymerization (see FIG. 3A) or heterogeneous polymerization (see FIG. 3B). ) Varies in light transmittance. Also, the bubble b mixed in the polymerization solution is different from the polymer particle droplet p in the light transmission property in the feature that only the central part is light transmission.
図４は、図３に示した重合液の光透過像を模式化したものである。図４（Ａ）は、均一重合を示す図（図３（Ａ）参照）、図４（Ｂ）は、不均一重合を示す図（図３（Ｂ）参照）である。 FIG. 4 schematically shows a light transmission image of the polymerization solution shown in FIG. 4A is a diagram showing uniform polymerization (see FIG. 3A), and FIG. 4B is a diagram showing heterogeneous polymerization (see FIG. 3B).
上述したとおり、重合液に含まれる重合体粒子滴ｐ及び気泡ｂは、それぞれ光透過性が異なる。そこで、図３に示した重合液の光透過像に対応する画像情報について、輝度（光透過度）による二値化を行なうと、重合液の光透過像は図４のように模式化することができる。図中、黒い領域は光不透過領域、白い領域は光透過領域を表している。 As described above, the polymer particle droplets p and the bubbles b contained in the polymerization solution have different light transmittances. Therefore, when the image information corresponding to the light transmission image of the polymerization liquid shown in FIG. 3 is binarized by luminance (light transmittance), the light transmission image of the polymerization liquid is schematically shown in FIG. Can do. In the figure, the black region represents a light non-transparent region, and the white region represents a light transmissive region.
図４（Ｂ）中、符号ｐ２は、不均一重合において観察される光不透過性の重合体粒子滴を表す。また、符号ｂは、周辺部が光不透過性であり、かつ、中心部が光透過性である気泡を表す。なお、均一重合において観察される光透過性の重合体粒子滴（符号ｐ１）は、便宜上破線により示したが、破線部分については光不透過領域を意味するものではない。 Figure 4 (B) in the sign p 2 represents a polymer particle droplets of optically opaque observed in heterogeneous polymerization. The symbol b represents a bubble whose peripheral part is light-impermeable and whose central part is light-transmissive. The light-transmitting polymer particle droplets (symbol p 1 ) observed in the uniform polymerization are indicated by a broken line for convenience, but the broken line portion does not mean a light-impermeable region.
図に示されるように、不均一重合（図３（Ｂ）参照）では、重合体粒子滴ｐ２が光不透過領域として現れる。従って、この重合体粒子滴ｐ２に対応する光不透過領域を検出すれば、単量体が均一重合するものか、不均一重合するものかを判定することが可能となる。 As shown, the heterogeneous polymerization (see FIG. 3 (B)), the polymer particles drop p 2 appears as optically opaque regions. Therefore, by detecting the opaque area corresponding to the polymer particles drop p 2, or those monomers are homogeneous polymerization, it is possible to determine which heterogeneous polymerization.
判定手段１３は、このように画像情報に基づいて重合液の光透過像における光不透過領域を検出することにより、単量体が均一重合するものか、不均一重合するものかを判定する。図５は、その判定手順を示すフローチャートである。なお、判定手段１３に用いられるプログラムは、汎用の画像解析プログラム又はこれを改変したものを用いればよい。 The determination means 13 determines whether the monomer is uniformly polymerized or heterogeneously polymerized by detecting the light-impermeable region in the light transmission image of the polymerization liquid based on the image information. FIG. 5 is a flowchart showing the determination procedure. The program used for the determination unit 13 may be a general-purpose image analysis program or a modified version thereof.
判定手段１３は、まず、ステップ１において記憶手段１２から出力された画像情報を輝度（光透過性）によって二値化する。 First, the determination unit 13 binarizes the image information output from the storage unit 12 in step 1 based on luminance (light transmittance).
次に、ステップ２において、光不透過領域を識別する。ここで識別される光不透過領域は、不均一重合における重合体粒子滴ｐ２及び気泡ｂに由来するものである（図４（Ｂ）参照）。 Next, in step 2, a light opaque region is identified. Opaque regions identified herein are those derived from the polymer particles drop p 2 and the bubble b in heterogeneous polymerization (see FIG. 4 (B)).
続いて、ステップ３で、識別された光不透過領域において、さらに不均一重合における重合体粒子滴に対応する領域を検出する。図４で示したように、不均一重合における重合体粒子滴ｐ２は光を完全に透過しないため、重合体粒子滴ｐ２に対応する領域は「閉じた光不透過領域」として識別される。これに対して、気泡ｂは中心部に光透過領域を有するため、「開いた光不透過領域」として識別される。判定手段１３、この「閉じた光不透過領域」を識別することにより、不均一重合における重合体粒子滴を、気泡と区別して検出する。 Subsequently, in step 3, an area corresponding to the polymer particle droplet in the non-uniform polymerization is further detected in the identified light-impermeable area. As shown in FIG. 4, since the polymer particle droplet p 2 in the heterogeneous polymerization does not transmit light completely, the region corresponding to the polymer particle droplet p 2 is identified as a “closed light opaque region”. . On the other hand, since the bubble b has a light transmission region at the center, it is identified as an “open light non-transmission region”. The discriminating means 13 detects this “closed light-impermeable region”, thereby detecting the polymer particle droplets in the heterogeneous polymerization in distinction from the bubbles.
判定手段１３は、ステップ４で、不均一重合における重合体粒子滴に対応する「閉じた光不透過領域」を検出した場合（図５中「Ｙｅｓ」の場合）には、不均一重合との判定結果を結果表示部１４に出力する。また、検出しない場合（図５中「Ｎｏ」の場合）には、再度ステップ１において記憶手段１２から出力された画像情報を、輝度（光透過性）によって二値化し、同様の判定手順を行なう。 When the determination unit 13 detects a “closed light non-transmission region” corresponding to the polymer particle droplet in the heterogeneous polymerization in Step 4 (in the case of “Yes” in FIG. 5), The determination result is output to the result display unit 14. If not detected (in the case of “No” in FIG. 5), the image information output from the storage means 12 in step 1 is binarized again by luminance (light transmittance), and the same determination procedure is performed. .
本発明に係る重合状態判定装置は、単量体が均一重合するものか、不均一重合するものかを重合反応の際に判定することが可能であるため、例えば、新規単量体の開発において、その単量体が均一重合するものか、不均一重合するものかを迅速かつ容易に判定することができ、開発の短期化、コスト削減に寄与し得る。 Since the polymerization state determination apparatus according to the present invention can determine whether a monomer is uniformly polymerized or heterogeneously polymerized during the polymerization reaction, for example, in the development of a new monomer It is possible to quickly and easily determine whether the monomer is homogeneously polymerized or heterogeneously polymerized, which can contribute to shortening development and reducing costs.
１ 重合状態判定装置
１１ 入力手段
１２ 記憶手段
１３ 判定手段
１４ 結果表示部
２ 重合缶
２１ 攪拌装置
２２ 邪魔板
３ 流路
３１ 導入口
３２ 排出口
３３ 重合液撮影部
３４ ベント孔
ｐ 重合体粒子滴
ｂ 気泡
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Polymerization state determination apparatus 11 Input means 12 Storage means 13 Determination means 14 Result display part 2 Polymerization can 21 Stirrer 22 Baffle plate 3 Flow path 31 Inlet 32 Outlet 33 Polymerization liquid imaging part 34 Vent hole p Polymer particle droplet b Bubbles
Claims (2)
重合液を透過した光を検出することにより、前記重合液の光透過像に対応する画像情報を取得する取得手段と、
取得された前記画像情報を一時的に記憶する記憶手段と、
該記憶手段から出力された前記画像情報に基づいて単量体が均一重合するものか、不均一重合するものかを判定する判定手段と、
を備える重合状態判定装置。 A polymerization state determination device for determining a polymerization state of a polymerization solution when a polymer is obtained by suspension polymerization of a monomer,
An acquisition means for acquiring image information corresponding to a light transmission image of the polymerization solution by detecting light transmitted through the polymerization solution;
Storage means for temporarily storing the acquired image information;
A determination means for determining whether the monomer is uniformly polymerized or heterogeneously polymerized based on the image information output from the storage means;
A polymerization state determination device.
The determination means determines whether the monomer is uniformly polymerized or heterogeneously polymerized by detecting a light opaque region in the light transmission image based on the image information. The polymerization state determining apparatus according to claim 1.
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