JP3164643B2 - 噴霧重合法及び噴霧重合用ノズル - Google Patents
噴霧重合法及び噴霧重合用ノズルInfo
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、有機不飽和カルボン酸
又はその塩を主成分とするモノマー溶液をレドックス系
重合開始剤を使用して噴霧重合する方法、特に高吸水性
樹脂の製造に適した噴霧重合法及び噴霧重合用ノズルに
関するものである。
又はその塩を主成分とするモノマー溶液をレドックス系
重合開始剤を使用して噴霧重合する方法、特に高吸水性
樹脂の製造に適した噴霧重合法及び噴霧重合用ノズルに
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】有機不飽和カルボン酸又はその塩を主成
分とするモノマーから高吸水性樹脂を製造する方法とし
ては逆相懸濁法が主流であり、一部で溶液重合法も用い
られている。これらの方法では乾燥とか粉砕とかの後工
程を必要とする。これらの後工程の省略又は簡素化が可
能な方法として気相重合法が提案されている。
分とするモノマーから高吸水性樹脂を製造する方法とし
ては逆相懸濁法が主流であり、一部で溶液重合法も用い
られている。これらの方法では乾燥とか粉砕とかの後工
程を必要とする。これらの後工程の省略又は簡素化が可
能な方法として気相重合法が提案されている。
【０００３】特公昭３２−１０１９６号には、アクリル
酸、メタクリル酸、イタコン酸などの水溶性塩からなる
モノマーの水溶液を過硫酸アルカリ金属塩又は過硫酸ア
ンモニウム触媒の存在下３００〜９００Ｆ（１４９〜４
８２℃）に加熱したガス媒質中に噴霧させる重合法が記
載されている。噴霧方法としてはスプレーガンとか回転
円盤とかが例示され、予めモノマーの水溶液と触媒を混
合してから回転円盤に供給する方法又はモノマー水溶液
と開始剤溶液を直前に混合して回転円盤に供給する方法
についても述べている。
酸、メタクリル酸、イタコン酸などの水溶性塩からなる
モノマーの水溶液を過硫酸アルカリ金属塩又は過硫酸ア
ンモニウム触媒の存在下３００〜９００Ｆ（１４９〜４
８２℃）に加熱したガス媒質中に噴霧させる重合法が記
載されている。噴霧方法としてはスプレーガンとか回転
円盤とかが例示され、予めモノマーの水溶液と触媒を混
合してから回転円盤に供給する方法又はモノマー水溶液
と開始剤溶液を直前に混合して回転円盤に供給する方法
についても述べている。
【０００４】特開昭４９−１０５８８９号には、有機不
飽和カルボン酸又はその塩を、有機ハイドロパーオキサ
イドと還元剤からなるレドックス系重合開始剤を使用し
て水への不溶解分の生成を伴わない噴霧重合法が記載さ
れ、噴霧機としては回転円盤型、圧力ノズル型、二流体
ノズル型等があるが、長時間運転を行う上からは単量体
と重合開始剤溶液は別個の導管から供給する方が好まし
く、回転円盤型のように複数の導管から供給される液が
円盤内で短時間に混合されるものが望ましいと述べてい
る。
飽和カルボン酸又はその塩を、有機ハイドロパーオキサ
イドと還元剤からなるレドックス系重合開始剤を使用し
て水への不溶解分の生成を伴わない噴霧重合法が記載さ
れ、噴霧機としては回転円盤型、圧力ノズル型、二流体
ノズル型等があるが、長時間運転を行う上からは単量体
と重合開始剤溶液は別個の導管から供給する方が好まし
く、回転円盤型のように複数の導管から供給される液が
円盤内で短時間に混合されるものが望ましいと述べてい
る。
【０００５】特開平２−６４１０６号には水溶性エチレ
ン性不飽和モノマーを主成分とする溶液を水蒸気又は水
蒸気と少なくとも一種の重合に実質的に不活性を示す気
体を混合してなる気相中に供給し該気相中で重合させる
吸水性樹脂の製造法が、また特開平２−１３８３０６号
には前記方法においてモノマー濃度が少なくとも２０重
量％の溶液を気相に供給し、しかも気相の相対湿度３０
％以上の条件下で重合させる吸水性樹脂の製造法が開示
され、予めラジカル重合開始剤を混合したモノマーを、
アトマイザー、スプレーノズル（圧力ノズル）を用いて
４０〜１８０℃の気相中に噴霧することにより高吸水性
樹脂を得ている。
ン性不飽和モノマーを主成分とする溶液を水蒸気又は水
蒸気と少なくとも一種の重合に実質的に不活性を示す気
体を混合してなる気相中に供給し該気相中で重合させる
吸水性樹脂の製造法が、また特開平２−１３８３０６号
には前記方法においてモノマー濃度が少なくとも２０重
量％の溶液を気相に供給し、しかも気相の相対湿度３０
％以上の条件下で重合させる吸水性樹脂の製造法が開示
され、予めラジカル重合開始剤を混合したモノマーを、
アトマイザー、スプレーノズル（圧力ノズル）を用いて
４０〜１８０℃の気相中に噴霧することにより高吸水性
樹脂を得ている。
【０００６】噴霧の前に重合性モノマーと重合開始剤を
混合するケースでは原理的にノズルの内部で重合が開始
される危険性を持っている。特に長時間運転を行う場合
には必ず滞留時間分布ができ、ノズル内での重合反応が
進行する危険性が高く問題である。さらに、重合反応は
発熱反応であるので僅かでも反応が起き始めれば、暴走
的に進行してノズルの閉塞を引き起こす。また特開昭４
９−１０５８８９号に開示されるモノマーと重合開始剤
溶液を別個の導管から回転円盤に供給する方法は、モノ
マーと重合開始剤が円盤上で混合されるため、滞留時間
分布が生じ、重合反応が円盤上で開始される危険性があ
り、長時間運転は難しい。
混合するケースでは原理的にノズルの内部で重合が開始
される危険性を持っている。特に長時間運転を行う場合
には必ず滞留時間分布ができ、ノズル内での重合反応が
進行する危険性が高く問題である。さらに、重合反応は
発熱反応であるので僅かでも反応が起き始めれば、暴走
的に進行してノズルの閉塞を引き起こす。また特開昭４
９−１０５８８９号に開示されるモノマーと重合開始剤
溶液を別個の導管から回転円盤に供給する方法は、モノ
マーと重合開始剤が円盤上で混合されるため、滞留時間
分布が生じ、重合反応が円盤上で開始される危険性があ
り、長時間運転は難しい。
【０００７】本発明者らは、このような問題点を解決
し、噴霧機における重合を防止し長時間の連続運転を可
能にする方法として、有機不飽和カルボン酸又はその塩
を主成分とするモノマー溶液をレドックス系重合開始剤
を使用して噴霧重合するに際して、レドックス系重合開
始剤を構成する酸化剤と還元剤の内の一方をモノマー溶
液に添加した第１液を第１の液用ノズルに供給し、酸化
剤と還元剤の内の他方はモノマー溶液を加え又は加えず
に第２液として第２の液用ノズルに供給し、第１及び第
２の液用ノズルの出口で第１液及び第２液が混合するよ
うに噴出させて気相中で重合反応を行わせることを提案
した。（特願平３−３２４００５号）。
し、噴霧機における重合を防止し長時間の連続運転を可
能にする方法として、有機不飽和カルボン酸又はその塩
を主成分とするモノマー溶液をレドックス系重合開始剤
を使用して噴霧重合するに際して、レドックス系重合開
始剤を構成する酸化剤と還元剤の内の一方をモノマー溶
液に添加した第１液を第１の液用ノズルに供給し、酸化
剤と還元剤の内の他方はモノマー溶液を加え又は加えず
に第２液として第２の液用ノズルに供給し、第１及び第
２の液用ノズルの出口で第１液及び第２液が混合するよ
うに噴出させて気相中で重合反応を行わせることを提案
した。（特願平３−３２４００５号）。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、有機不飽和
カルボン酸又はその塩を主成分とするモノマー溶液をレ
ドックス系重合開始剤を使用して噴霧重合する上記特願
平３−３２４００５号に記載された発明のさらなる改良
に関するもので、２本のノズルからそれぞれ流出する原
料液の混合度の向上が図られ、品質の向上した製品が得
られる噴霧重合法及び噴霧重合用ノズルを提供すること
を目的とする。
カルボン酸又はその塩を主成分とするモノマー溶液をレ
ドックス系重合開始剤を使用して噴霧重合する上記特願
平３−３２４００５号に記載された発明のさらなる改良
に関するもので、２本のノズルからそれぞれ流出する原
料液の混合度の向上が図られ、品質の向上した製品が得
られる噴霧重合法及び噴霧重合用ノズルを提供すること
を目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明に関わる噴霧重合
法は、有機不飽和カルボン酸又はその塩を主成分とする
モノマー溶液をレドックス系重合開始剤を使用して噴霧
重合するに際して、レドックス系重合開始剤を構成する
酸化剤と還元剤の内の一方をモノマー溶液に添加した第
１液を第１の液用ノズルに供給し、酸化剤と還元剤の内
の他方はモノマー溶液を加え又は加えずに第２液として
第２の液用ノズルに供給し、第１及び第２の液用ノズル
から流出する第１液及び第２液を、それぞれの流出方向
が１５度以上の角度でしかも液柱状態で衝突するように
噴出させて気相中で重合反応を行わせることを特徴とす
る。また重合性モノマーの噴霧重合用ノズルは、ノズル
の延長線が１５度以上の角度で交差するように設置され
た２本の液用ノズルからなることを特徴とする。
法は、有機不飽和カルボン酸又はその塩を主成分とする
モノマー溶液をレドックス系重合開始剤を使用して噴霧
重合するに際して、レドックス系重合開始剤を構成する
酸化剤と還元剤の内の一方をモノマー溶液に添加した第
１液を第１の液用ノズルに供給し、酸化剤と還元剤の内
の他方はモノマー溶液を加え又は加えずに第２液として
第２の液用ノズルに供給し、第１及び第２の液用ノズル
から流出する第１液及び第２液を、それぞれの流出方向
が１５度以上の角度でしかも液柱状態で衝突するように
噴出させて気相中で重合反応を行わせることを特徴とす
る。また重合性モノマーの噴霧重合用ノズルは、ノズル
の延長線が１５度以上の角度で交差するように設置され
た２本の液用ノズルからなることを特徴とする。
【００１０】高吸水性樹脂を製造するためのモノマー溶
液としては、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、
イタコン酸又はそれらの塩など、有機不飽和カルボン酸
又はその塩の水溶液或は混合水溶液が用いられる。特に
好ましいのはアクリル酸又はその塩である。有機不飽和
カルボン酸の塩としては、アンモニウム塩、アルカリ金
属塩、アルカリ土類金属塩が挙げられ、特にナトリウ
ム、カリウム、アンモニウムのアクリレート又はメタク
リレートである。さらに、アクリルアミド、メタクリル
アミドや、アクリル酸エステルなどのような共重合可能
な単量体を共存させても良い。水溶液中の有機不飽和カ
ルボン酸又はその塩の合計の濃度は２０重量％以上、好
ましくは２５重量％以上である。吸水性能向上のため架
橋剤をモノマー重量に対し０．５重量％以下添加しても
良い。
液としては、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、
イタコン酸又はそれらの塩など、有機不飽和カルボン酸
又はその塩の水溶液或は混合水溶液が用いられる。特に
好ましいのはアクリル酸又はその塩である。有機不飽和
カルボン酸の塩としては、アンモニウム塩、アルカリ金
属塩、アルカリ土類金属塩が挙げられ、特にナトリウ
ム、カリウム、アンモニウムのアクリレート又はメタク
リレートである。さらに、アクリルアミド、メタクリル
アミドや、アクリル酸エステルなどのような共重合可能
な単量体を共存させても良い。水溶液中の有機不飽和カ
ルボン酸又はその塩の合計の濃度は２０重量％以上、好
ましくは２５重量％以上である。吸水性能向上のため架
橋剤をモノマー重量に対し０．５重量％以下添加しても
良い。
【００１１】重合開始剤としては重合反応時間が短いこ
とからレドックス系を用いる。レドックス系重合開始剤
を構成する酸化剤及び還元剤の組合わせは通常良く知ら
れたものが使用できる。例えばＨ2 Ｏ2 とｌ−アスコル
ビン酸又はアミン類との組合わせが挙げられる。
とからレドックス系を用いる。レドックス系重合開始剤
を構成する酸化剤及び還元剤の組合わせは通常良く知ら
れたものが使用できる。例えばＨ2 Ｏ2 とｌ−アスコル
ビン酸又はアミン類との組合わせが挙げられる。
【００１２】噴霧した液滴が落下しながら重合する気相
のガスとしては窒素、ヘリウム、炭酸ガス等の重合に不
活性なものが好ましいが、空気でもよい。また、水蒸気
のみの場合を含め、ガス中の湿度には特に制限はない。
ガスの温度条件は室温以上、２００℃以下、望ましくは
１５０℃以下である。ガスの流れ方向は向流、並流のど
ちらでも良いが、滞留時間を長くする必要がある場合は
向流（反重力方向）の方がよい。
のガスとしては窒素、ヘリウム、炭酸ガス等の重合に不
活性なものが好ましいが、空気でもよい。また、水蒸気
のみの場合を含め、ガス中の湿度には特に制限はない。
ガスの温度条件は室温以上、２００℃以下、望ましくは
１５０℃以下である。ガスの流れ方向は向流、並流のど
ちらでも良いが、滞留時間を長くする必要がある場合は
向流（反重力方向）の方がよい。
【００１３】気相に液滴を放出後、落下するまでにほぼ
重合反応を終了させようと考えたとき、落下時間は数秒
から十数秒である。そのため噴霧重合法を成功に導くに
は重合反応の誘導期及び反応時間の合計を十数秒以下に
する必要がある。従ってかかる条件を満たすように、重
合開始剤の種類、量、液滴が落下する気相の温度等を定
めれば良い。
重合反応を終了させようと考えたとき、落下時間は数秒
から十数秒である。そのため噴霧重合法を成功に導くに
は重合反応の誘導期及び反応時間の合計を十数秒以下に
する必要がある。従ってかかる条件を満たすように、重
合開始剤の種類、量、液滴が落下する気相の温度等を定
めれば良い。
【００１４】本発明においては、有機不飽和カルボン酸
又はその塩を主成分とするモノマー溶液をレドックス系
重合開始剤を使用して噴霧重合するに際して、レドック
ス系重合開始剤を構成する酸化剤と還元剤のうちのどち
らか一方をモノマー溶液に添加したものを第１液として
使用し、酸化剤と還元剤のうちの他方にはモノマー溶液
を加えずに又はモノマー溶液を加えたものを第２液とし
て使用する。第１液及び第２液は、それぞれの流出方向
が１５度以上の角度で、しかも液柱状態で衝突するよう
にそれぞれ別個のノズルより噴出させる。このように両
溶液の流出方向に角度を持たせて互いに衝突させること
により、ノズルからの流出エネルギーの一部を混合に利
用するのである。それぞれのノズルから流出する第１液
と第２の交差角度は、使用する原料モノマー溶液の性
状、流量比等に応じ適宜選定する。例えば液の線速度が
大きければ角度は小さくすることができる。十分な混合
の効果を得るには１５度以上が必要であり、特に好まし
い角度は２０度以上である。第１液と第２液の衝突後に
液柱ができる条件であれば、上限は特に制限されない
が、工業的装置としては１２０度以下、特に好ましくは
１００度以下である。また、それぞれのノズルから出る
第１液と第２液は２液が合流し液柱が形成されるように
液柱状態で衝突させることを要する。このように液柱状
態で衝突させることにより、設定した流量比で液体の混
合が可能になり、重合反応が良好に行われる。第１液と
第２液が粒子状になってから衝突させたのでは混合比率
が設定した流量比と異なり、好ましい結果は得られにく
い。
又はその塩を主成分とするモノマー溶液をレドックス系
重合開始剤を使用して噴霧重合するに際して、レドック
ス系重合開始剤を構成する酸化剤と還元剤のうちのどち
らか一方をモノマー溶液に添加したものを第１液として
使用し、酸化剤と還元剤のうちの他方にはモノマー溶液
を加えずに又はモノマー溶液を加えたものを第２液とし
て使用する。第１液及び第２液は、それぞれの流出方向
が１５度以上の角度で、しかも液柱状態で衝突するよう
にそれぞれ別個のノズルより噴出させる。このように両
溶液の流出方向に角度を持たせて互いに衝突させること
により、ノズルからの流出エネルギーの一部を混合に利
用するのである。それぞれのノズルから流出する第１液
と第２の交差角度は、使用する原料モノマー溶液の性
状、流量比等に応じ適宜選定する。例えば液の線速度が
大きければ角度は小さくすることができる。十分な混合
の効果を得るには１５度以上が必要であり、特に好まし
い角度は２０度以上である。第１液と第２液の衝突後に
液柱ができる条件であれば、上限は特に制限されない
が、工業的装置としては１２０度以下、特に好ましくは
１００度以下である。また、それぞれのノズルから出る
第１液と第２液は２液が合流し液柱が形成されるように
液柱状態で衝突させることを要する。このように液柱状
態で衝突させることにより、設定した流量比で液体の混
合が可能になり、重合反応が良好に行われる。第１液と
第２液が粒子状になってから衝突させたのでは混合比率
が設定した流量比と異なり、好ましい結果は得られにく
い。
【００１５】ノズルから流出する液柱の長さ（Ｌ）に関
する研究は、例えば高橋らによって行われており（化学
工学、第３６巻、５２７頁、１９７２年）、 Ｌ ：液柱の長さ（ｃｍ） Ｄ0 ：ノズル内直径（ｃｍ） ａ0 ：ノズル内半径（ｃｍ） δ0 ：表面乱れの初期振幅（ｃｍ） ρ ：液体密度（ｇ／ｃｍ3 ） ｕ0 ：液流速（ｃｍ／ｓｅｃ） σ ：液体表面張力（ｄｙｎｅ／ｃｍ） μ ：液体粘度（ｇ／ｃｍ・ｓｅｃ） とすると、Ｄ0 ＜０．３ｃｍのとき、 Ｌ／Ｄ0 ＝ln（ａ0 ／δ0 ）〔（ρＤ0 ｕ0 2／σ）0.5
＋３μｕ0 ／σ〕 で表される。ただし、 Ｚ（Ohnesorge number）＝μ／（ρＤ0 σ）0.5 ＞０．
０１５の時 ln（ａ0 ／δ0 ）＝１２ Ｚ（Ohnesorge number）＝μ／（ρＤ0 σ）0.5 ≦０．
０１５の時 ln（ａ0 ／δ0 ）＝６．５Ｚ-0.15 である。本発明の重合性モノマーの噴霧重合用ノズルの
設計に当っては、２本のノズルの出口からノズルの延長
線が交差する位置までの距離が液柱の長さＬ以下になる
ようにする。
する研究は、例えば高橋らによって行われており（化学
工学、第３６巻、５２７頁、１９７２年）、 Ｌ ：液柱の長さ（ｃｍ） Ｄ0 ：ノズル内直径（ｃｍ） ａ0 ：ノズル内半径（ｃｍ） δ0 ：表面乱れの初期振幅（ｃｍ） ρ ：液体密度（ｇ／ｃｍ3 ） ｕ0 ：液流速（ｃｍ／ｓｅｃ） σ ：液体表面張力（ｄｙｎｅ／ｃｍ） μ ：液体粘度（ｇ／ｃｍ・ｓｅｃ） とすると、Ｄ0 ＜０．３ｃｍのとき、 Ｌ／Ｄ0 ＝ln（ａ0 ／δ0 ）〔（ρＤ0 ｕ0 2／σ）0.5
＋３μｕ0 ／σ〕 で表される。ただし、 Ｚ（Ohnesorge number）＝μ／（ρＤ0 σ）0.5 ＞０．
０１５の時 ln（ａ0 ／δ0 ）＝１２ Ｚ（Ohnesorge number）＝μ／（ρＤ0 σ）0.5 ≦０．
０１５の時 ln（ａ0 ／δ0 ）＝６．５Ｚ-0.15 である。本発明の重合性モノマーの噴霧重合用ノズルの
設計に当っては、２本のノズルの出口からノズルの延長
線が交差する位置までの距離が液柱の長さＬ以下になる
ようにする。
【００１６】本発明の重合性モノマーの噴霧重合用ノズ
ルの一例は、図１に示すように、二本の液用ノズル１及
び液用ノズル２が別個に設けられ、その延長線が１５度
以上の角度で交差するように設置された２本の液用ノズ
ルからなる。本発明の重合性モノマーの噴霧重合用ノズ
ルの他の例は、図２に示すように、ノズルブロック３の
中に二本の液用ノズル１及び液用ノズル２が、それらの
延長線が１５度以上の角度で交差するように設置された
ものである。また、ノズル先端間の距離は流体が液柱状
態で衝突できる範囲内で自由に設定でき、ノズルの先端
が接触していてもよい。
ルの一例は、図１に示すように、二本の液用ノズル１及
び液用ノズル２が別個に設けられ、その延長線が１５度
以上の角度で交差するように設置された２本の液用ノズ
ルからなる。本発明の重合性モノマーの噴霧重合用ノズ
ルの他の例は、図２に示すように、ノズルブロック３の
中に二本の液用ノズル１及び液用ノズル２が、それらの
延長線が１５度以上の角度で交差するように設置された
ものである。また、ノズル先端間の距離は流体が液柱状
態で衝突できる範囲内で自由に設定でき、ノズルの先端
が接触していてもよい。
【００１７】噴霧された液滴の粒径、従って重合した樹
脂の粒径は、例えばノズルの内径を変えることにより制
御される。ノズルでの液の線速度が大きいときは内径が
小さい方がノズルより出る液柱が細くなり小さい粒径の
液滴を生じる。ノズルの内直径は使用する原料モノマー
溶液の性状、目的とする重合生成物の大きさ等に応じて
適宜選択すればよい。好ましくは０．１〜２．０ｍｍ、
さらに好ましくは０．１５〜１．０ｍｍの範囲である。
脂の粒径は、例えばノズルの内径を変えることにより制
御される。ノズルでの液の線速度が大きいときは内径が
小さい方がノズルより出る液柱が細くなり小さい粒径の
液滴を生じる。ノズルの内直径は使用する原料モノマー
溶液の性状、目的とする重合生成物の大きさ等に応じて
適宜選択すればよい。好ましくは０．１〜２．０ｍｍ、
さらに好ましくは０．１５〜１．０ｍｍの範囲である。
【００１８】上記の如く、本発明においては、それぞれ
別個のノズルから流出した第１液及び第２液を、特定の
交差角度でしかも液柱状態で衝突させることにより混合
し、生じた液滴を気相中で重合反応を行わせることによ
り、原料液の混合度の向上が図られ、品質の向上した製
品の製造が可能となる。
別個のノズルから流出した第１液及び第２液を、特定の
交差角度でしかも液柱状態で衝突させることにより混合
し、生じた液滴を気相中で重合反応を行わせることによ
り、原料液の混合度の向上が図られ、品質の向上した製
品の製造が可能となる。
【００１９】以下実施例により本発明を具体的に説明す
るが、本発明は下記の実施例に限定されるものではな
い。
るが、本発明は下記の実施例に限定されるものではな
い。
【００２０】
【モノマー溶液調製】８０重量％のアクリル酸水溶液１
２５重量部に４２．６重量％の水酸化ナトリウム水溶液
６５．１重量部と架橋剤（Ｎ，Ｎ′−メチレンビスアク
リルアミド）０．１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５．６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％であった。これとは別に８０重量％のア
クリル酸水溶液１２５重量部に４１．４重量％の水酸化
ナトリウム水溶液６７．１重量部と架橋剤（Ｎ，Ｎ′−
メチレンビスアクリルアミド）０．１重量部を加え、さ
らに還元剤としてｌ−アスコルビン酸１．３４重量部加
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と同様であった。
２５重量部に４２．６重量％の水酸化ナトリウム水溶液
６５．１重量部と架橋剤（Ｎ，Ｎ′−メチレンビスアク
リルアミド）０．１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５．６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％であった。これとは別に８０重量％のア
クリル酸水溶液１２５重量部に４１．４重量％の水酸化
ナトリウム水溶液６７．１重量部と架橋剤（Ｎ，Ｎ′−
メチレンビスアクリルアミド）０．１重量部を加え、さ
らに還元剤としてｌ−アスコルビン酸１．３４重量部加
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と同様であった。
【００２１】モノマー反応率は、ノズルより５ｍ下にお
いて、液滴中の重合反応を直ちに停止させるため、落下
してきた液滴をメタノール中に捕集し、メタノール中の
モノマーとポリマーの割合より算出した。ポリマーの吸
水率は、液滴を直接捕集したものを真空乾燥後脱イオン
水中に投入し、膨潤したポリマー重量とはじめに投入し
たポリマー重量の比から算出した。
いて、液滴中の重合反応を直ちに停止させるため、落下
してきた液滴をメタノール中に捕集し、メタノール中の
モノマーとポリマーの割合より算出した。ポリマーの吸
水率は、液滴を直接捕集したものを真空乾燥後脱イオン
水中に投入し、膨潤したポリマー重量とはじめに投入し
たポリマー重量の比から算出した。
【００２２】
【比較例１】図３に示した構造の、内径２００μｍの２
本のノズルが並べて設置され、両方のノズルの先端位置
が揃えてある結束式ノズル（それぞれのノズルからの流
出液の交差角度は０度）を使用し、一方のノズルより前
記Ａ液、他方のノズルよりＢ液を、それぞれ流速２ｍ／
秒となるようにポンプで供給した。Ａ液及びＢ液はノズ
ルを出たところで合流し、約１０ｍｍほど液柱を形成し
た後、液滴として窒素（７０℃）の上昇気流中を落下し
た。捕集した液滴について前記の方法で反応率及び吸水
率を測定した。結果を表１及び図４に示す。
本のノズルが並べて設置され、両方のノズルの先端位置
が揃えてある結束式ノズル（それぞれのノズルからの流
出液の交差角度は０度）を使用し、一方のノズルより前
記Ａ液、他方のノズルよりＢ液を、それぞれ流速２ｍ／
秒となるようにポンプで供給した。Ａ液及びＢ液はノズ
ルを出たところで合流し、約１０ｍｍほど液柱を形成し
た後、液滴として窒素（７０℃）の上昇気流中を落下し
た。捕集した液滴について前記の方法で反応率及び吸水
率を測定した。結果を表１及び図４に示す。
【００２３】
【比較例２】図１に示した構造の内径２００μｍの２本
のノズルを使用し、ノズル間角度を１０度、ノズルの先
端の間の距離を１ｍｍとした以外は比較例１と同様の操
作を行いデータを得た。結果を表１及び図４に示す。
のノズルを使用し、ノズル間角度を１０度、ノズルの先
端の間の距離を１ｍｍとした以外は比較例１と同様の操
作を行いデータを得た。結果を表１及び図４に示す。
【００２４】
【実施例１〜４】比較例２と同様のノズルを使用し、ノ
ズル間角度を２０度、３０度、４０度、５０度に設定し
た以外は比較例１と同様の操作を行いデータを得た。結
果を表１及び図４に示す。
ズル間角度を２０度、３０度、４０度、５０度に設定し
た以外は比較例１と同様の操作を行いデータを得た。結
果を表１及び図４に示す。
【表１】
【００２５】表１及び図４に示された結果より、ノズル
間角度が１５度以上になると、反応率も吸水率も急激に
上昇することが分かる。
間角度が１５度以上になると、反応率も吸水率も急激に
上昇することが分かる。
【００２６】
【発明の効果】第１液及び第２液はそれぞれのノズルよ
り流出した後、設定された流量比に効率よく混合される
ため、噴霧重合時間の短縮や生成物の均一性の向上が期
待される。
り流出した後、設定された流量比に効率よく混合される
ため、噴霧重合時間の短縮や生成物の均一性の向上が期
待される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を実施するためのノズルの構造の一例及
び本発明方法の実施態様を示す図である。
び本発明方法の実施態様を示す図である。
【図２】本発明を実施するためのノズル構造の他の例を
示す図である。
示す図である。
【図３】比較例１で使用した、２本のノズルが並べて設
置され、両方のノズルの先端位置が揃えてある結束式ノ
ズルである。
置され、両方のノズルの先端位置が揃えてある結束式ノ
ズルである。
【図４】実施例及び比較例により得られた高吸水性樹脂
の反応率と吸水率を示す図である。
の反応率と吸水率を示す図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大原 武 神奈川県横浜市南区別所１−14−１ 日 揮株式会社横浜事業所内 (56)参考文献 特許3145156（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C08F 2/01
Claims (2)
- 【請求項１】 有機不飽和カルボン酸又はその塩を主成
分とするモノマー溶液をレドックス系重合開始剤を使用
して噴霧重合するに際して、レドックス系重合開始剤を
構成する酸化剤と還元剤の内の一方をモノマー溶液に添
加した第１液を第１の液用ノズルに供給し、酸化剤と還
元剤の内の他方はモノマー溶液を加え又は加えずに第２
液として第２の液用ノズルに供給し、第１及び第２の液
用ノズルから流出する第１液及び第２液を、それぞれの
流出方向が１５度以上の角度でしかも液柱状態で衝突す
るように噴出させて気相中で重合反応を行わせることを
特徴とする噴霧重合法。 - 【請求項２】 ノズルの延長線が１５度以上の角度で交
差するように設置された２本の液用ノズルからなること
を特徴とする重合性モノマーの噴霧重合用ノズル。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12538692A JP3164643B2 (ja) | 1992-04-20 | 1992-04-20 | 噴霧重合法及び噴霧重合用ノズル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12538692A JP3164643B2 (ja) | 1992-04-20 | 1992-04-20 | 噴霧重合法及び噴霧重合用ノズル |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06211904A JPH06211904A (ja) | 1994-08-02 |
| JP3164643B2 true JP3164643B2 (ja) | 2001-05-08 |
Family
ID=14908856
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12538692A Expired - Fee Related JP3164643B2 (ja) | 1992-04-20 | 1992-04-20 | 噴霧重合法及び噴霧重合用ノズル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3164643B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002081608A2 (en) | 2001-04-02 | 2002-10-17 | Nippon Shokubai Co., Ltd. | Method for producing chemical reactive substance and polycarboxylic acid produced thereby |
| WO2003011913A1 (fr) * | 2001-07-31 | 2003-02-13 | Mitsubishi Chemical Corporation | Procede de polymerisation et injecteur destine a etre utilise dans le cadre du procede de polymerisation |
| JP2007238671A (ja) * | 2006-03-06 | 2007-09-20 | Kaneka Corp | 塩化ビニル系樹脂の製造方法 |
| JP7331529B2 (ja) | 2019-07-29 | 2023-08-23 | 富士フイルムビジネスイノベーション株式会社 | 情報処理装置及び情報処理プログラム |
-
1992
- 1992-04-20 JP JP12538692A patent/JP3164643B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06211904A (ja) | 1994-08-02 |
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