JP3242779B2 - フィッシュアイ低含有ポリ塩化ビニルの製造方法 - Google Patents

フィッシュアイ低含有ポリ塩化ビニルの製造方法

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JP3242779B2 JP00588294A JP588294A JP3242779B2 JP 3242779 B2 JP3242779 B2 JP 3242779B2 JP 00588294 A JP00588294 A JP 00588294A JP 588294 A JP588294 A JP 588294A JP 3242779 B2 JP3242779 B2 JP 3242779B2
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【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は直結型のリフラックスコ
ンデンサを設けた重合機を用い、水性懸濁重合方法によ
りフィッシュアイ含有量の少ないポリ塩化ビニルまたは
ポリ塩化ビニル共重合体を製造する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】本発明のポリ塩化ビニルとは、ポリ塩化
ビニルまたはポリ塩化ビニル共重合体をいう。ポリ塩化
ビニルは工業的には主として回分式水性懸濁重合法によ
り重合されるが生産性向上並びに重合機の内容積が40
3 以上の大型化に伴い重合熱を除去する目的で重合機
直結型のリフラックスコンデンサを使用することが一般
的に行われる。重合機直結型のリフラックスコンデンサ
は、通常熱交換チューブおよび該チューブの支持板を有
する。しかし、リフラックスコンデンサを使用して重合
熱の一部を除去しようとするとリフラックスコンデンサ
の熱交換チューブ、該チューブの支持板等に塩化ビニル
重合体または、塩化ビニル共重合体が蓄積あるいはポリ
塩化ビニルのスケールが付着し、はなはだしい場合は閉
塞してしまうことがある。また、閉塞に至らなくてもこ
の様な重合機を用いて重合すると、製品の品質、特にフ
ィッシュアイ特性が悪化してポリ塩化ビニルの継続生産
が困難であった。ポリ塩化ビニルの蓄積あるいはそのス
ケールの付着は重合中における懸濁液の発泡に依る影響
が1つの原因と考えられる。その発泡を抑制する方法と
してたとえば特公平2−12963号公報には重合転化
率が50%以降において重合温度を上昇させることによ
り発泡を抑制するという方法が開示されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記の
製造方法は重合の途中に重合温度を上昇させる事により
発泡を抑制する方法であり、得られるポリ塩化ビニルは
重合温度を一定にして得られるポリ塩化ビニルと比べ重
合度分布が広くなるという問題があった。更に、重合温
度の上昇に伴ってリフラックスコンデンサの温度も上昇
するために、熱交換チューブにスケールが付着しやすく
なりフィッシュアイ特性を悪化させる事が多くなるとい
う問題点を有している。そのためリフラックスコンデン
サを有する重合機を用いてポリ塩化ビニルを品質良く継
続して製造できる方法が望まれていた。本発明は簡便な
操作でフィッシュアイ特性の良好なポリ塩化ビニルを直
結型のリフラックスコンデンサを設けた重合機で継続生
産する製造方法を提供するものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は前記の問題を解
決するために鋭意研究を進めたところ、リフラックスコ
ンデンサの熱交換チューブ等の外表面に残留するポリ塩
化ビニルが問題であることを見いだし本発明を完成する
に至ったものである。すなわち、本発明は塩化ビニル単
量体、またはこれと共重合し得る単量体との混合物を直
結型のリフラックスコンデンサを設けた重合機を用いて
水性懸濁重合によりポリ塩化ビニルまたはポリ塩化ビニ
ル共重合体を製造する方法において、リフラックスが行
われていない期間に、特に重合が完了後、次の重合用の
原料を装入開始するまでの期間に、該コンデンサの熱交
換チューブおよび該チューブの支持板等の外表面に通水
する事を特徴とする塩化ビニルの重合方法である。すな
わち、リフラックスコンデンサ内に前の重合で生成した
ポリ塩化ビニルが残留した状態で次の重合を行うと得ら
れる製品のフィッシュアイ特性を悪化させるばかりでな
く、リフラックスコンデンサ内にポリ塩化ビニルの蓄積
あるいはスケールの付着を助長し、その除熱能力を低下
させる、ついにはリフラックスコンデンサの閉塞までい
たらしめることを見いだした。
【0005】リフラックスコンデンサ内に残留するポリ
塩化ビニルは、パウダーの状態で付着している物とスケ
ールとして付着している物に大別することができる。前
者が存在する状態で1回でも次の重合を行うとそれがフ
ィッシュアイの原因物質となり、熱交換チューブから剥
がれ落ち易い。剥がれ落ちたフィッシュアイ原因物質が
混入したポリ塩化ビニルスラリーは回収工程、乾燥工程
を経て篩い器により粗大物を分離されるが、フィッシュ
アイ原因物質の大きさは製品と同等の大きさを持ち、分
離され難いことが判った。本発明者は、重合が完了後次
の重合用の原料を装入開始するまでの間にリフラックス
コンデンサの熱交換チューブの外表面に通水することに
よりフィッシュアイ原因物質の生成を十分防止できるこ
とを見出し本発明に到達した。一方、後者のスケールと
して付着している物は、熱交換チューブの外表面に通水
してもほとんど除去できない。たとえ剥がれ落ちたとし
ても製品より大幅に大きいために篩い器により分離され
るのでフィッシュアイの原因物質となり得ないことが判
った。
【0006】通水する水の量は少なすぎるとその効果が
不十分であり多すぎると水の使用量が増し経済的でない
ので次の範囲が好ましい。すなわちリフラックスコンデ
ンサの熱交換チューブの外表面単位伝熱面積当たり0.
5〜100リットル/min・m2 、該チューブ1本当
たり0.5〜30リットル/minおよびチューブ支持
板の外表面単位面積当たり200〜2000リットル/
min・m2 、更に好ましくは単位伝熱面積当たり1.
0〜50リットル/min・m2 、チューブ1本当たり
1.0〜10リットル/minおよびチューブ支持板の
単位面積当たり500〜1000リットル/min・m
2 である。通水は、水が各チューブおよびチューブ支持
板の外表面に均一に流れる様にすれば良く、散水、灌水
によって行われる態様も含まれる。通水する方法として
は、例えば固定式のスプレーノズル、スリット式のリン
ス弁、回転式ノズル等により行われる方法が挙げられる
が特に限定するものではない。
【0007】重合が完了に近づくにつれて反応熱の発生
が減少するとともにリフラックスが低下し、重合が完了
した時点ではリフラックスが停止する。リフラックスが
低下または停止することにより、リフラックスコンデン
サ内にパウダーの状態で付着しているポリ塩化ビニル
は、フィッシュアイの原因物質となる。したがって、通
水する時期は、一般的に言えば、リフラックスが低下ま
たは停止した時期である。より具体的には、通水する時
期は重合完了後次の重合用の原料を装入開始するまでの
間であるが好ましくは重合完了直後、更に好ましくは重
合完了直後重合機から重合生成懸濁液(以下、スラリー
という)を重合機より別の槽に移液中に行うのが水の使
用効率上良い。通水する水については特に限定するもの
ではないが、得られたスラリーを遠心分離したときに生
じる排水を再利用することが新たな水を追加することに
比較して水の使用効率上及び経済的に好ましい。
【0008】本発明の方法は一般に当業界で行われてい
る水性懸濁重合法に使用できる。すなわち、塩化ビニル
と水との割合は一般に塩化ビニル100重量部に対して
水80〜300重量部であり、また重合温度は通常35
℃〜75℃である。本発明において使用される塩化ビニ
ル、または塩化ビニルと共重合しうる単量体としては、
例えば、エチレン、プロピレン、1−ブテン、1−ペン
テン、1−ヘキセン、1−ヘプテン、1−オクテン、1
−ノネン、1−デセン、1−ウンデセン、1−ドデセ
ン、1−トリデセン、1−テトラデセン等の炭素原子数
2−12のα−オレフィン類、アクリル酸及びそのエス
テル類、メタクリル酸およびそのエステル類、マレイン
酸およびそのエステル類、酢酸ビニル、プロピオン酸ビ
ニル、アルキルビニルエステル等のビニル化合物及びこ
れらの混合物等が挙げられる。
【0009】本発明に於いて使用される開始剤としては
塩化ビニル懸濁重合で通常用いられる開始剤、例えば、
ジイソプロピルパーオキシジカーボネート、ジオクチル
パーオキシジカーボネート等のパーカーボネート類、タ
ーシャリーブチルパーオキシネオデカネート、アミルパ
ーオキシネオデカネート等のパーエステル類、ラウロイ
ルパーオキサイド、ジイソブチルパーオキサイド等のジ
アシルパーオキサイド類、2,2’アゾビスイソプチロ
ニトリル、2,2’アソビス−2,4ジメチルバレロニ
トリル類のアゾ化合物、過硫酸カリウム、過硫酸アンモ
ニウム等の水溶性過酸化物の水溶性アゾ化合物等の化合
物が挙げられこれらは単独もしくは重合反応速度を均一
過する為に組み合わせて使用する事ができる。本発明に
於いて使用される分散剤としては公知の分散剤で良く例
えば部分鹸化ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリ
ドン、セルロース誘導体、酢酸ビニル−無水マレイン酸
共重合体、無水マレイン酸−スチレン共重合体、ゼラチ
ン等が挙げられる。
【0010】
【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
るがこれらはなんら本発明の範囲を制限するものではな
い。実施例及び比較例で得られたポリマーの試験、測定
法は以下の方法で行った。 (1) フィッシュアイ:ポリマーに可塑剤、熱安定剤等を
所定量混合したものを145℃で5分間混練し、厚み0.
3mm のシートを作成する。しかる後に、目視により10cm
×10cmの面積に存在するブツの数を測定し、これをフィ
ッシュアイの数とする。 (2) 異物:異物とは、得られたポリマーの色と明らかに
異なった色を呈し、目視により確認できる物体であり、
ポリマー100g中に含まれる異物個数で示される。
【0011】実施例1 熱交換チューブ、同熱交換チューブの支持板および付帯
配管を有する直結型のリフラックスコンデンサと同リフ
ラックスコンデンサの上部に回転式ノズルを設けた内容
積150m3 の重合機を用いた。まず、重合機内にマン
ホールより脱イオン水50トン、ケン化度80モル%で
平均重合度約2000の部分ケン化ポリビニルアルコー
ルの5%水溶液640kg及びケン化度70モル%で平
均重合度約700の部分ケン化ポリビニルアルコール5
%水溶液800kg、70%ジ−2−エチルヘキシルパ
ーオキシジカーボネート12kg、70%クミルパーオ
キシネオデカノエート8kgを装入し内部の空気を真空
ポンプで排除した後、塩化ビニルモノマー40トンを装
入した。重合温度を52.4℃に設定し、反応を進行せ
しめ内部の圧力が6kg/cm2 −Gに達したところで
反応を停止し、未反応の塩化ビニルを回収した。なお、
反応時間は7.5時間であった。ついで、重合体のスラ
リーの排出を行った、排出開始から終了まではリフラッ
クスコンデンサの上部の回転式ノズルよりリフラックス
コンデンサの熱交換チューブの外表面に対して10リッ
トル/min・m2 、熱交換チューブ一本あたりの流量
は1.5リットル/min、また熱交換チューブの支持
板の外表面に対して、1000リットル/min・m2
の通水を行った。排出されたスラリーはデカンターで脱
水後、乾燥して34トンのポリ塩化ビニルを得た。ファ
ーストバッチの製造後、リフラックスコンデンサの熱交
換チューブおよびチューブ支持板等を調べたがポリ塩化
ビニルの付着は認められなかった。又、ファーストバッ
チで得られたポリ塩化ビニルのフィッシュアイは3個、
異物は0個であった。同様の操作を1日2回行い、6ヶ
月後のリフラックスコンデンサの熱交換チューブおよび
チューブ支持板等を調べたがポリ塩化ビニルの付着及び
該チューブの閉塞は殆ど認められなかった。リフラック
スコンデンサの熱交換チューブおよびチューブ支持板に
付着したポリマー量は、単位伝熱面積当たり0.1g/
2 、6ヶ月後に得られたポリ塩化ビニルのフィッシュ
アイは8個、異物は0個であった。
【0012】比較例1 重合体スラリーの排出開始から終了までの間リフラック
スコンデンサの上部の回転式ノズルよりリフラックスコ
ンデンサへ通水を行わなかった以外は実施例1と同様に
塩化ビニルを重合した。ファーストバッチの製造後リフ
ラックスコンデンサの熱交換チューブおよびチューブ支
持板を調べた結果ポリ塩化ビニルの付着量はリフラック
スコンデンサの単位伝熱面積当たり3g/m2 であっ
た。又、ファーストバッチで得られたポリ塩化ビニルの
フィッシュアイは3個、異物は0個であった。1日2回
同様の反応を続けたところ、2ヶ月後リフラックスコン
デンサの熱交換チューブの閉塞がおこった。閉塞が起こ
った時点で、リフラックスコンデンサの熱交換チューブ
及びチューブ支持板に付着したポリマー量は300g/
2 、2ヶ月後に得られたポリ塩化ビニルのフィッシュ
アイは85個、異物は6個であった。
【0013】
【発明の効果】本発明の方法により、重合機に直結した
リフラックスコンデンサの熱交換チューブの閉塞や付着
が起こらず、フィッシュアイ特性の良好なポリ塩化ビニ
ルを長期間継続生産することが可能となった。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高橋 明彦 大阪府高石市高砂1丁目6番地 三井東 圧化学株式会社内 (56)参考文献 特開 昭61−36301(JP,A) 特開 昭59−138207(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C08F 2/18 - 2/20

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 塩化ビニル単量体、またはこれと共重合
    し得る単量体との混合物を、熱交換チューブおよび該チ
    ューブの支持板を有する重合機直結型のリフラックスコ
    ンデンサを設けた重合機を用いて、水性懸濁重合により
    ポリ塩化ビニルを製造する方法において、リフラックス
    が行われていない期間に該コンデンサの熱交換チューブ
    の外表面および該チューブの支持板外表面に通水するこ
    とを特徴とするフィッシュアイ低含有ポリ塩化ビニルの
    製造方法。
  2. 【請求項2】 リフラックスが行われていない期間が、
    重合の完了直後から次の重合用原料の装入開始までの期
    間である請求項1記載の方法。
  3. 【請求項3】 通水する量が、熱交換チューブの単位伝
    熱面積当たり0.5〜100リットル/min・m2
    該チューブ1本当たり0.5〜30リットル/minお
    よびチューブの支持板の単位面積当たり200〜200
    0リットル/min・m2 である請求項1記載の方法。
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