JP3182192B2 - モノマー液滴生成方法及び装置 - Google Patents

モノマー液滴生成方法及び装置

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JP3182192B2
JP3182192B2 JP02440492A JP2440492A JP3182192B2 JP 3182192 B2 JP3182192 B2 JP 3182192B2 JP 02440492 A JP02440492 A JP 02440492A JP 2440492 A JP2440492 A JP 2440492A JP 3182192 B2 JP3182192 B2 JP 3182192B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、モノマーから粒状の重
合体を製造するための装置に使用するモノマー液滴生成
方法及び装置に関し、更に詳しくは、モノマーの引火、
発火又は爆発のおそれがなく、安全操業を可能とするモ
ノマー液滴生成方法及び装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来より、粒状の重合体の製造装置には
種々のものが存在するが、加振機を備えたモノマー液滴
生成装置と重合器から構成された製造装置が、均一な粒
径を有する重合体を得ることができる点で最も優れてい
る。
【0003】この製造装置においては、モノマー液滴生
成装置が、モノマー相を細孔から噴出させて層流状態の
モノマー噴出流を形成し、このモノマー噴出流に加振機
により一定の振動を加えて粒径が均一なモノマー液滴を
生成し、その後、重合器が、モノマー液滴をその粒径分
布を維持しながら重合して、粒径が均一な粒状重合体を
製造している。なお、前記細孔には細管、オリフィス、
ノズル、キャピラリー等を使用し、前記加振機には機械
的、水力的、モータ振動型、電気的等の加振機を使用し
ている(特開昭57−73002号、特開昭57−10
2905号、特開昭57−167301号、特開昭57
−205402号、特開昭61−115902号公報参
照)。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、モノマー
は、通常引火性、発火性又は爆発性を有するので、取扱
いには十分な注意と対策が必要である。特に、加振機を
備えたモノマー液滴生成装置を使用して粒径が均一な重
合体を工業的に製造しようとする場合には、モノマーを
大量に扱う上に、加振機が発する火花等が発火源となる
ので、引火、発火又は爆発の危険性が大である。しか
し、上記従来の製造装置に使用しているモノマー液滴生
成装置においては、モノマーの引火、発火又は爆発に対
して十分な安全対策を施したものが見当たらず、安全性
に欠けるという問題があった。本発明は、従来のモノマ
ー液滴装置を改良して、このような問題点を取り除くこ
とを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の第1は、モノマーを細孔から噴出させて形
成したモノマー噴出流に加振機により振動を加えてモノ
マー液滴を生成するに際し、前記加振機を外部の振動か
ら隔離する防振手段を介して遮蔽手段により被包して外
部から遮断し、前記遮蔽手段内を引火、発火及び爆発の
おそれがない気体により通風冷却することを特徴とする
モノマー液滴生成方法を、本発明の第2は、モノマーを
細孔から噴出させモノマー噴出流を形成させる手段及び
該モノマー噴出流に振動を加えてモノマー液滴を形成さ
せる加振機を備えたモノマー液滴生成装置において、前
記加振機を外部の振動から隔離する防振部材を介して遮
蔽箱内に設置するとともに、該遮蔽箱に通気ラインと圧
力制御装置とを付設したことを特徴とするモノマー液滴
生成装置を、それぞれ内容とするものである。
【0006】
【作用】上記構成のモノマー液滴生成方法及び装置にお
いては、加振機を外部の振動から隔離する防振手段を介
して遮蔽手段により被包して外部から遮断し、少なくと
も前記遮蔽手段内を引火、発火及び爆発のおそれがない
気体により通風冷却しているので、モノマーの気体又は
液体が加振機に接近するのを防止するとともに、加振機
を冷却してその発熱部分や火花等が発火源になるのを防
止する。したがって、モノマーの引火、発火又は爆発の
おそれがなく、安全に操業することができる。
【0007】
【実施例】以下、本発明に用いられる装置の一実施例
を、図1及び図2に基づいて説明する。本実施例のモノ
マー液滴生成装置は、図1に示すように、モノマー貯留
槽1にモノマー供給ライン2、加振手段3及び圧力パル
ス制御装置4を接続してなり、加振手段3を介して設置
面5に取り付けられている。
【0008】モノマー貯留槽1は、上面が開口した容器
で、底部に多数のモノマー噴出用細孔6を有する。細孔
6は、オリフィスで、工業的製造の場合には少なくとも
300個以上、好ましくは1000個以上設ける。
【0009】モノマー供給ライン2は、モノマー貯留槽
1の側壁に接続され、中間に流量調節装置7を有する。
流量調節装置7は、細孔6から噴出するモノマー噴出流
8が層流状態になるようにモノマー供給量を調節するも
のである。
【0010】加振手段3は、後述する遮蔽箱21内に加
振機9を収容し、加振機9の下部に設けた振動板10を
防振部材11を介してモノマー貯留槽1の頂部開口に接
続するとともに、加振機9の上部を防振部材12を介し
て遮蔽箱21に取り付けてなるもので、遮蔽箱21が設
置面5に固定されている。加振機9には動電型加振機を
使用する。この動電型加振機は、電気コイルに交流電流
を通じて振動棒を上下振動させるもので、一定の正確な
正弦波を発生するとともに、大きな加振力を発揮する点
で他型式の加振機よりも優れ、工業的製造レベルでのモ
ノマー液滴生成に好適のものである。振動板10は、加
振機9の振動をモノマー貯留槽1内のモノマー16に圧
力パルスとして伝播させるものである。防振部材11
は、振動板10の振動がモノマー貯留槽1の側壁に直接
伝わるのを防止するもので、ダイヤフラムやベローズな
どからなり、特にステンレスなどの金属製ベローズが好
ましい。また、防振部材12は、加振機9を外部から隔
離するもので、普通のエアークッションなどを使用す
る。
【0011】圧力パルス制御装置4は、モノマー貯留槽
1の底部に設けた圧力センサー13と、この圧力センサ
ー13と加振機9との間に接続したチャージアンプ14
及び加振機コントローラ15とから構成されており、モ
ノマー貯留槽1内のモノマー16中を伝播する圧力パル
スを圧力センサー13で検出し、その出力をチャージア
ンプ14を介して加振機コントローラ15にフィードバ
ックし、加振機9の振動加速度を調節して圧力パルスを
設定値に調節することによりモノマー液滴17の粒径を
均一化する。
【0012】前記加振手段3は、図2に示すように、防
爆構造になっており、この点に本発明の特徴が存する。
即ち、加振機9を遮蔽箱21により被包して外部から遮
断し、この遮蔽箱21に通気ライン22、23と圧力制
御装置24とを接続している。
【0013】遮蔽箱21は、金属製箱で、防振部材12
を介して加振機9の上部を支持するとともに、防振部材
25を介して加振機9の振動板10と接続されており、
設置面5に固定されている。遮蔽箱21の内部は、加振
機9の空気出口26を介して加振機9の内部と連通して
いる。防振部材25は、ゴムなどからなる不燃性ダイヤ
フラムで、振動板10と遮蔽箱21との間の気密を保持
するとともに、振動板10を外部の振動から隔離する。
【0014】通気ライン22は、不燃性フレキシブルホ
ースなどからなる防振性給気ラインで、一端が遮蔽箱2
1の側壁を貫通して、可撓管27を介して加振機9の空
気入口28に接続され、中間にブロアー29を有し、他
端が屋外の大気中に開口している。可撓管27は不燃性
ゴム管などからなり、ブロアー29は屋外に設置されて
いる。また、通気ライン23は、不燃性フレキシブルホ
ースなどからなる防振性排気ラインで、一端が遮蔽箱2
1の側壁に接続され、他端が屋外の大気中に開口してい
る。
【0015】圧力制御装置24は、遮蔽箱21の側壁に
設けた圧力センサー30と、この圧力センサー30と加
振機コントローラ15との間に接続した圧力コントロー
ラ31とから構成されており、圧力センサー30が遮蔽
箱21内の圧力を検出し、この検出圧力が工場雰囲気の
圧力よりも水柱で100mm程度高く設定した設定圧力以
上の場合にのみ、圧力コントローラ31が加振機9の運
転を許容するように作用する。これにより、加振機9の
運転時に、工場内のモノマーの気体が遮蔽箱21内に流
入するのを防止する。
【0016】上記構成のモノマー液滴生成装置によりモ
ノマー液滴を工業的に生成するには、まず、ブロアー2
9を運転して、引火、発火及び爆発のおそれがない気体
32を通気ライン22により加振機9の空気入口28か
ら加振機9内に圧入する。この気体32は、屋外の常温
の空気で、引火性気体の含有濃度が引火性気体の爆発下
限界の1/4以下(通常は1ppm 以下)であることを要
する。気体32は、加振機9の空気出口26を出て遮蔽
箱21内に充満し、遮蔽箱21内を昇圧した後通気ライ
ン23を経て屋外に放出される。圧力センサー30が遮
蔽箱21内の圧力を検出し、検出圧力が設定圧力以上に
なると圧力コントローラ31が作用して加振機9を運転
可能の状態にする。
【0017】次に、加振機9を運転しながら、モノマー
16をモノマー供給ライン2からモノマー貯留槽1内に
充填する。モノマー16は、スチレン、α−メチルスチ
レン、ジビニルベンゼン、アクリロニトリル、アクリル
酸エステル、メタクリル酸エステルなどのビニル単量体
等、又はそれらの混合物からなっており、流量調節装置
7の作用により細孔6から層流状態のモノマー噴出流8
となって噴出する。他方、加振機9の振動板10の振動
は、モノマー貯留槽1内のモノマー16中を圧力パルス
となって伝播し、モノマー噴出流8の液柱表面に表面波
を形成することによりモノマー液滴17を形成する。そ
の際、圧力センサー13が圧力パルスを検出し、その出
力をチャージアンプ14を介して加振機コントローラ1
5にフィードバックする。加振機コントローラ15は、
加振機9の振動加速度を調節して、モノマー噴出流8の
噴出速度に応じて予め設定した設定値に圧力パルスを調
節することによりモノマー液滴17の粒径を均一化す
る。ここに、均一な粒径とは、モノマー液滴群がその平
均粒径の±10%の粒径の範囲に液滴群全体の重量80
%(好ましくは90%)以上含まれる場合の粒径分布を
いう。
【0018】そして、加振機9の運転中は、常に気体3
2が遮蔽箱21及び加振機9の内部を通風冷却するとと
もに、工場雰囲気の圧力よりも高圧に保持している。そ
のため、モノマーの気体や液体が遮蔽箱21内に侵入し
たり、加振機9の発熱部分や火花等が発火源になること
が防止され、モノマーの引火、発火又は爆発の危険がな
くなる。
【0019】なお、本実施例では、加振機9及び遮蔽箱
21の内部を気体32により通風冷却したが、他の実施
例として、加振機9が比較的小型の場合には、気体32
を直接遮蔽箱21内に圧入し、加振機9の冷却は遮蔽箱
21内の気体32の自然対流により行なってもよい。
【0020】以下、図1に示す装置を使用して行なった
モノマー液滴生成試験の結果を次に示す。試験では、下
記の条件によりスチレン液滴を250ppm のPVA(ポ
リビニルアルコール)水溶液中に形成した。 オリフィス孔の数 1628個 オリフィスの直径 56cm 振動板の直径 18cm スチレンを充満した室の角度 40° スチレンの噴流速度 180cm/sec 圧力パルスの周波数 800Hz 圧力パルスの強さ 2mbar 加振機(動電型)の加振力 50kgf 遮蔽手段の内圧 100mm水柱
【0021】なお、スチレン液滴の比重はPVA水溶液
よりも小さいので、図1の装置を床面上に設置し、オリ
フィス上にPVA水溶液槽を取り付けて、PVA水溶液
中にスチレンを噴出させた。PVA水溶液は、PVA水
溶液槽にスチレン供給量と同じ流量で供給し、PVA水
溶液槽の上部よりオーバフローさせた。スチレンとPV
A水溶液とを供給して系が安定した後、PVA水溶液槽
の上部からPVA水溶液中にスチレン液滴が分散したス
ラリーを回収した。試験の間、装置は全く安全に運転さ
れ、スチレンの引火、発火、爆発のおそれはなかった。
また、回収したスラリーを実体顕微鏡で撮影し、画像処
理してスチレン液滴の粒径分布を計測したが、全体の9
4.4%が0.423〜0.464mmの粒径範囲内に含
まれていた。
【0022】比較のために遮蔽手段を取り外して上記と
同様にしてスチレン液滴を生成したところ、スチレン液
滴の粒径は同様に均一であったが、部屋内でスチレンを
準備したので、スチレンガスが部屋内に充満し、装置周
辺のスチレンガス濃度は10ppm もあった。このことか
ら、工業的規模の操業においては、装置の異常などによ
りスチレンが大量に漏洩した場合、スチレンガス濃度が
著しく高くなり、加振機によりスチレンガスが引火、発
火又は爆発する危険性が予見された。
【0023】
【発明の効果】本発明は、以上説明したように、加振機
を遮蔽手段により被包して外部から遮断し、少なくとも
前記遮蔽手段内を引火、発火及び爆発のおそれがない気
体により通風冷却する構成としたので、モノマーの気体
又は液体が加振機に接近するのを防止するとともに、加
振機を冷却してその発熱部分や火花等が発火源になるの
を防止する。したがって、本発明のモノマー液滴生成装
置を使用した粒状重合体の製造装置は、モノマーの引
火、発火又は爆発のおそれがなく、安全に操業すること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示すモノマー液滴生成装置
の説明図である。
【図2】図1における加振手段の拡大説明図である。
【符号の説明】
6 細孔 8 モノマー噴出流 9 加振機 16 モノマー 17 モノマー液滴 21 遮蔽箱 32 気体(通気冷却用)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−115902(JP,A) 特開 平2−305802(JP,A) 特開 平2−199137(JP,A) 特開 昭57−102905(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C08F 2/01

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 モノマーを細孔から噴出させて形成した
    モノマー噴出流に加振機により振動を加えてモノマー液
    滴を生成するに際し、前記加振機を外部の振動から隔離
    する防振手段を介して遮蔽手段により被包して外部から
    遮断し、前記遮蔽手段内を引火、発火及び爆発のおそれ
    がない気体により通風冷却することを特徴とするモノマ
    ー液滴生成方法。
  2. 【請求項2】 遮蔽手段内部の圧力を外部の圧力よりも
    高く設定する請求項1記載の方法。
  3. 【請求項3】 モノマーを細孔から噴出させモノマー噴
    出流を形成させる手段及び該モノマー噴出流に振動を加
    えてモノマー液滴を形成させる加振機を備えたモノマー
    液滴生成装置において、前記加振機を外部の振動から隔
    離する防振部材を介して遮蔽箱内に設置するとともに、
    該遮蔽箱に通気ラインと圧力制御装置とを付設したこと
    を特徴とするモノマー液滴生成装置。
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JP2008095115A (ja) * 2001-06-22 2008-04-24 Sekisui Chem Co Ltd 樹脂微粒子の製造方法、樹脂微粒子及び樹脂微粒子の製造装置
JP2007044654A (ja) * 2005-08-11 2007-02-22 Kaneka Corp 液滴製造装置
CN114345234B (zh) * 2022-01-10 2023-02-03 北京航空航天大学 一种基于水锤效应的液滴发生器及其工作方法

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