JP3820940B2

JP3820940B2 - 水溶性重合体の製造方法

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Publication number: JP3820940B2
Application number: JP2001257909A
Authority: JP
Inventors: 正裕藤原; 賢司伊藤; 享美保
Original assignee: Toagosei Co Ltd
Current assignee: Toagosei Co Ltd
Priority date: 2001-08-28
Filing date: 2001-08-28
Publication date: 2006-09-13
Anticipated expiration: 2021-08-28
Also published as: JP2003064108A

Description

【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、アクリル酸等の水溶性ビニル系単量体を必須成分として製造する水溶性重合体の製造方法に関する。本発明によれば、分散剤、キレ−ト剤等として有用な、分子量分布の狭い水溶性重合体を効率的に生産できる。
【０００２】
【従来の技術】
アクリル酸等の水溶性ビニル系単量体を主成分とし、これを重合して製造する水溶性重合体は、分散剤、キレ−ト剤等として有用である。これらの用途に用いる水溶性重合体の重量平均分子量は２０００〜１００００程度が好ましく、また重量平均分子量Ｍｗを数平均分子量Ｍｎで除した商Ｍｗ／Ｍｎ、すなわち分散度等で表される分子量分布はできるだけ狭いことが好ましい。
【０００３】
分子量分布の広い重合体を分散剤等の用途に使用すると、分散性能等が劣る問題があり、このため分子量分布の狭い水溶性重合体の製造方法が求められている。
【０００４】
しかし、上記要求を充分満たすことのできる分子量分布の狭い水溶性重合体の製造は現実には困難を伴っている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明者らは、前記問題を解決するために鋭意検討しているうちに、以下に述べる考え方に想到した。即ち、水溶性重合体の製造においては、通常反応器へ単量体や重合開始剤等の重合原料を供給して重合を行うが、反応液は重合体を含んでいるので粘度が高くなっている。このため、バッチ式重合装置を用いる場合、供給する重合原料は反応液中へ迅速に拡散できず、その結果高濃度の重合原料の偏在箇所が生じていると考えた。
【０００６】
例えば、反応液中に単量体が高濃度に偏在する箇所があると、この箇所で生成する水溶性重合体は分子量が極端に高くなる。この分子量の極端に高い水溶性重合体の存在は、最終的に得られる水溶性重合体の分子量分布を広いものにする。
【０００７】
この分子量分布を広いものにする問題は、連続重合装置を用いる製造方法においても同様に起きる。連続重合の場合は、反応器内の反応液に常時一定量の重合体が含まれているので、重合原料はさらに偏在しやすい状況にあるといえ、前記同様に分子量分布の広い水溶性重合体が得られる。
【０００８】
そこで、本発明者等は水溶性ビニル系単量体を必須成分とし、これを重合する水溶性重合体の製造方法において、撹拌効率を重点的に検討した。その結果、重合時に、反応器の反応液１ｍ³当たりの撹拌所要動力Ｐｖ（ｋｗ／ｍ³）を、０．５以上の範囲に制御すると、分子量分布の狭い重合体が得られる事を見出した。
【０００９】
重合時においては、反応器内に単量体及び重合開始剤等を供給するが、この場合Ｐｖが０．５未満なら、各原料が反応液中へ拡散するまでに時間がかかり、単量体が高濃度で偏在した状態で重合するため、極端な高分子量の水溶性重合体が生成する。
【００１０】
一方、Ｐｖを０．５以上に制御すれば、各原料は速やかに反応液中へ拡散するので、単量体は反応液で希釈された状態で重合し、極端な高分子量の水溶性重合体は生成しない。その結果、分子量分布の狭い重合体が得られる。更に、撹拌翼の形状を検討した結果、特定の形状のものを使用すると、より好ましい結果を得ることを知得した。
【００１１】
本発明は上記考察及び発見の結果完成するに至ったものである。
【００１２】
従って、本発明の目的とするところは、分子量分布の狭い水溶性重合体の製造方法を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明は以下に記載するものである。
【００１４】
〔１〕水溶性ビニル系単量体を水性媒体中で重合させて水溶性重合体を製造するにあたり、重合を実施する反応器として撹拌槽型反応器を用い、重合工程において反応器の反応液１ｍ³当たりの撹拌所要動力Ｐｖ（ｋｗ／ｍ³）を、０．５以上の範囲に制御する事を特徴とする水溶性重合体の製造方法。
【００１５】
〔２〕重合を実施する反応器の撹拌回転軸に装着する撹拌翼が２枚の垂直に保持された羽根板からなる２段のパドル翼であって、各パドル翼は上下方向に配置し、各パドル翼の羽根板は軸対称に装着し、羽根板の高さは翼径の１／２以上の大きさであり、下段パドル翼の翼径は反応器内径の１／２以上であり、下段パドル翼の外端側は後退羽根に形成し、下段パドル翼は反応器の底面に近接して配置し、上段パドル翼及び下段パドル翼と反応器内面との間にはバッフルまたは邪魔板を設置できる空間を有し、上段パドル翼の翼径は下段パドル翼の翼径より小さくし、上段パドル翼と下段パドル翼の翼間距離は反応器内径の２０％以下であり、上段パドル翼と下段パドル翼は外端側において互いに上下方向に部分的にオ−バ−ラップし、上段パドル翼は下段パドル翼に対して４５〜７５度の交差角度で回転方向に先行してなる〔１〕に記載の水溶性重合体の製造方法。
【００１６】
〔３〕重合を実施する反応器の撹拌回転軸に装着するパドル翼であって、パドル翼は反応器の底面に近接して配置し、パドル翼より上位部分にア−ム部分と該ア−ム部分と直角方向に延びるストリップから構成される格子翼を装着し、格子翼はストリップの間隔を撹拌回転軸から遠ざかるに従って狭く配置してなる〔１〕に記載の水溶性重合体の製造方法。
【００１７】
〔４〕複数個の反応器よりなり、少なくとも第１反応器は撹拌槽型反応器である連続反応装置を使用し、前記第１反応器が重合反応を実施する反応器である〔１〕乃至〔３〕の何れかに記載の水溶性重合体の製造方法。
【００１８】
以下、本発明を詳細に説明する。
【００１９】
【発明の実施の形態】
本発明の水溶性重合体の製造方法は、上述のように、撹拌槽型反応器を用い、重合工程において反応液１ｍ³当りの撹拌所要動力Ｐｖ（ｋｗ／ｍ³）を、０．５以上、好ましくは０．８〜２．５の範囲に制御することを特徴とする。
【００２０】
本発明において使用する反応装置は、反応器１個からなるバッチ式反応装置、及び複数個の反応器よりなる連続反応装置の何れも使用できる。連続反応装置の場合は、少なくとも第１反応器として槽型反応器を用いる。連続重合の場合は、単量体及び重合開始剤を供給する反応器において、Ｐｖを０．５以上、好ましくは０．８〜２．５に制御すれば良い。連続反応装置の第２反応器としては、槽型反応器を使用することもできるし、管型反応器を使用することもできる。槽型反応器は、撹拌翼以外は前記第１反応器と同様の構成のものが好ましい。
【００２１】
第２反応器として管型反応器を使用する場合、第２反応器で単量体の重合および中和の各反応を完結することができる。即ち、管型反応器として十分な長さを有するものを使用すれば、該反応器の中で重合転換率を高くすることができ、更にアルカリを添加する部位を選択することにより、重合が進行する場所における反応液のｐＨを管理することができる。
【００２２】
槽型反応器としては、連続重合に適するように反応液の取り出しを可能にする手段を備えていることを除けば、バッチ式の重合において通常使用している反応器が使用できる。槽型反応器は、後で詳述する攪拌機、及び温調用のジャケット等を有するものが好ましい。
【００２３】
バッチ式で用いる反応器または連続反応装置の第１反応器の撹拌翼は、フルゾ−ン型の撹拌翼、または、マックスブレンド型の撹拌翼が好ましい。
【００２４】
図１は、本発明に用いて好適なバッチ用反応器または連続反応装置の第１反応器の一例を示すもので、図１（Ａ）は側面断面概略図、図１（Ｂ）は平面断面概略図である。図１（Ａ）中、２は円筒状反応槽で、該反応槽の上下は外方に膨出した上部蓋４及び底部６により閉塞している。また、反応槽２は上部蓋４を除くほぼ全表面に温度調節用ジャケット８を備えている。
【００２５】
前記反応槽２内には、上部蓋４を貫通して撹拌回転軸１０を回転自在に挿入すると共に、撹拌回転軸１０には、上段パドル翼１２、下段パドル翼１４を取付けてある。なお、撹拌回転軸１０の上部は不図示の減速機付モータに連結してある。
【００２６】
前記撹拌回転軸１０に取付けた上段パドル翼１２の羽根板１２ａと１２ｂは略長方形で、その撹拌回転軸１０から離れた外端側下部には長方形のフィン１２ｃ、１２ｄを一体に形成してある。上段羽根板の撹拌回転軸１０の軸方向に沿った高さＬは、上段パドル翼１２の翼径Ｍの１／２以上である。また、羽根板１２ａと１２ｂとは軸対象に撹拌回転軸１０に取付けてある。
【００２７】
前記撹拌回転軸１０に取付けた下段パドル翼１４の羽根板１４ａと１４ｂは略長方形で下端は底部６の内壁に沿ってなだらかな楕円弧に形成すると共に、撹拌回転軸１０から離れた外端側は３０〜６０度の角度Ｐで回転方向の逆方向に折曲げて後退翼１４ｃ、１４ｄを形成している。
【００２８】
下段羽根板１４ａ、１４ｂの撹拌回転軸１０の軸方向に沿った高さＮは、下段パドル翼１４の翼径Ｑの１／２以上である。撹拌回転軸１０の中心から後退翼までの長さ（折曲げ部までの長さ）Ｒは翼径Ｑの５０〜８０％が好ましい。
【００２９】
なお、羽根板１４ａと１４ｂとは軸対象に撹拌回転軸１０に取付けてある。
【００３０】
上段パドル翼１２の翼径Ｍは、下段パドル翼１４の翼径Ｑの７０〜９５％が好ましい。
【００３１】
上段パドル翼１２と下段パドル翼１４との翼間距離Ｓは反応器内径の２０％以下である。
【００３２】
上段パドル翼１２と、下段パドル翼１４とは、フィン１２ｃ、１２ｄの回転軌跡内において部分的にオーバーラップする。
【００３３】
上段パドル翼１２は、下段パドル翼１４に対して４５〜７５度の交差角度Ｔで、撹拌回転軸１０の回転方向に先行して回転軸１０に装着してある。
【００３４】
前記反応槽２内壁には、上段パドル翼１２の高さとほぼ同等の長さの複数（本図では４個）の邪魔板１６を上段パドル翼１２に対向して垂直に取付けてある。邪魔板の数としては、２〜４個が好ましい。
【００３５】
図２は、本発明に用いて好適な反応器の他の例を示すもので、図２（Ａ）は側面断面概略図、図２（Ｂ）は平面断面概略図である。図２（Ａ）中、２０は図１の反応槽と同様の構成の円筒状反応槽で、その内部に挿入した撹拌回転軸２２にパドル翼２４を装着している。前記パドル翼は前記回転軸の軸対象に形成してあり、略長方形で、その下端２６は、反応槽２０の底壁に倣って下方に膨出した楕円弧に形成すると共に、パドル翼２４上部には水平に形成したアーム部分３２と、前記アーム部分から直角方向にのびるストリップ３４とから構成される格子翼３６とを一体に形成してなる。そして、格子翼３６はストリップ３４の間隔を撹拌回転軸２２から遠ざかるに従って狭くしてある。
【００３６】
その他の構成は、図１と同様であるからその説明は省略する。
【００３７】
次に、バッチ式で用いる反応器または連続反応装置の第１反応器に供給する各成分について述べる。
【００３８】
水溶性ビニル系単量体としては、アクリル酸単量体またはアクリル酸塩単量体を主体とするアクリル系単量体を挙げることができる。
【００３９】
アクリル酸単量体、アクリル酸塩単量体は単独で、または混合して、更には後述するその他の単量体を併用して重合に供することができる。アクリル酸塩としては、アクリル酸のナトリウム、カリウム等のアルカリ金属塩、アンモニウム塩等を例示できる。
【００４０】
連鎖移動剤に亜硫酸水素塩を用いる場合は、反応器内の反応液のｐＨ値は３．５以下に管理することが好ましい。反応液のｐＨ値が３．５より高いと、アクリル系単量体と、連鎖移動剤として用いる亜硫酸水素塩とが付加反応を起こし（ミカエル付加物を生成）、それが原因となって、得られる重合体の分子量分布が広くなる。
【００４１】
反応器の反応液のｐＨ値を３．５以下に管理するためには、アクリル酸塩単量体の使用量は全単量体の合計量を基準にして、１０モル％以下が適当である。なお、アクリル酸単量体のみを第１反応槽に供給する場合、反応液のｐＨ値は０．１〜２程度となる。
【００４２】
上記アクリル酸単量体またはアクリル酸塩単量体以外の単量体としては、メタクリル酸、２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸、マレイン酸、イタコン酸およびそれらの塩、並びに（メタ）アクリル酸ヒドロキシアルキル等を例示できる。
【００４３】
これら単量体は水溶液として反応器に供給することが好ましい。単量体の水溶液濃度としては各単量体の合計量で３０〜６０質量％が好ましい。
【００４４】
単量体の供給速度としては、生産効率および得られる重合体の品質のバランスから、第１反応器に反応液が０．５〜４時間滞留するような供給速度が好ましい。
【００４５】
連続反応装置を用いて重合を行う場合は、第１反応器において、単量体の重合転換率が９０％以上となるような条件を選択する。そのためには用いる単量体の大半を第１反応器に供給する。具体的には、用いる単量体の９５％以上を第１反応器に供給することが好ましく、さらに好ましくは１００％を第１反応器に供給する。
【００４６】
全単量体を第１反応器に供給しない場合、残余の単量体は第２反応器以降の反応器に供給することになる。
【００４７】
重合開始剤は、ラジカルを発生し得る化合物であれば何れの重合開始剤でも使用可能であるが、過酸化物が好ましい。過酸化物としては、過硫酸ナトリウム、過硫酸アンモニウム等の過硫酸塩、過酸化水素およびターシャリーブチルハイドロパーオキサイド等の有機過酸化物等が挙げられる。さらに好ましい過酸化物は、後述する亜硫酸水素塩と共にレドックス系重合開始剤となりうる過酸化物である。具体的には過硫酸ナトリウム、過硫酸アンモニウム等の過硫酸塩を挙げることができる。
【００４８】
上記重合開始剤は、例えば水性媒体等で希釈し、前記単量体とは別の供給口から反応器に供給することが好ましい。重合開始剤の好ましい供給量は、単量体１００質量部あたり０．１〜２０質量部であり、さらに好ましくは０．３〜５質量部である。
【００４９】
また、本発明においては目的とする重合体の分子量の調整のために連鎖移動剤を使用することが好ましい。連鎖移動剤としては、亜硫酸水素ナトリウムに代表される亜硫酸水素塩が好ましい。亜硫酸水素塩は、前記単量体または重合開始剤と別の供給口から反応器に供給してもよいが、反応器に供給する直前に単量体と混合してもよい。その好ましい使用量は、単量体の量（モル数）に対して０．３〜５０モル％であり、さらに好ましくは１．０〜２５モル％である。
【００５０】
反応温度は、２０〜１００℃が好ましく、さらに好ましくは３０〜８０℃である。
【００５１】
上記条件を選択することにより、反応器（連続反応装置を用いる場合は第１反応器）において単量体の重合転換率を９０％以上にすることができる。
【００５２】
連続反応装置を用いる場合は、第１反応器中で重合転換率が９０％以上になった反応液を、次いで第２反応器に連続的に送り、更に重合反応を進める。
【００５３】
第２反応器として槽型反応器を使用する場合は、第２反応器における反応液のｐＨ値を３．５以下としてさらに重合を進行させることが好ましい。この場合には、第２反応器の後にさらに第３反応器を置き、そこで中和をすることにより、最終的にｐＨ値が６〜９のアクリル系重合体塩水溶液を得ることができる。勿論、第２反応器までで製造工程を完結させてもよく、その場合には、該反応器においてアリカリを添加して反応液をｐＨ値６〜９に中和する。
【００５４】
第２反応器に槽型反応器を用いる場合、第１反応器から排出される反応液と共に、別途重合開始剤を第２反応器に供給することが望ましい。それらの成分の第２反応器における滞留時間としては、０．５〜４時間程度が好ましい。重合開始剤の使用量は、単量体の供給量（第１反応器に供給する単量体の量）１００質量部に対して０〜３質量部が好ましい。そして、第１および第２反応器に供給する重合開始剤の合計量は、単量体合計量を１００質量部とすると０．１〜２０質量部が好ましい。
【００５５】
第２反応器における反応温度は、４０〜９０℃が好ましい。第１反応器において単量体の重合転換率を９０％以上にし、さらに第２反応器における重合を進行させることにより、全体として９８％以上に重合転換率を高めることができる。
【００５６】
第１反応器の反応液中に連鎖移動剤として亜硫酸水素塩を加える場合は、前記第２反応器の反応液に分子状酸素を吹込むことが好ましい。分子状酸素源としては空気が好ましい。分子状酸素の吹込みにより、亜硫酸水素塩が酸化されて失活し、第２反応器中で生成する重合体の分子量低下を防止する。分子状酸素の吹き込み量は、亜硫酸水素が失活するのに充分な量であれば特に制限がない。
【００５７】
第２反応器として管型反応器を使用する場合にも、反応温度および重合開始剤の使用量等に関しては、前記槽型反応器と同様の条件を採用できる。
【００５８】
管型反応器としては、内側に反応液を流し、外側に熱媒や冷媒を流すことができる二重管構造のものが好ましい。反応液を通過させる管内には、反応液の混合状態をよくするために、エレメント、邪魔板等を設置してもよい。管長と管径の比は、１０倍以上が適当であり、好ましくは２０倍以上である。管型反応器に供給する重合開始剤は、一箇所から全量を供給することもできるが、管の入り口から出口の間の適当な複数の個所から分割して供給してもよい。反応液の好ましい滞留時間は、０．５〜４時間である。これは、反応液の供給速度と管型反応器の容量によって決まる。
【００５９】
アルカリの添加場所も特に制限はないが、前述のように単量体の重合中はｐＨ値を低く保つことが好ましいので、管の後半部におけるアルカリの添加が好ましい。または、管型反応器の後に、第３反応器として、槽型の中和槽を設けてもよい。
【００６０】
【実施例】
実施例１
本実施例においては、図３に示す３個の槽型反応器よりなる連続反応装置を使用して水溶性重合体を製造した。第１槽型反応器５０は、ジャケット、還流冷却器、トルクメ−タ−つき撹拌機を備えた容積３リットルの反応器であった。この反応器５０は図４にその寸法（単位ｍｍ）を示すように、内径１５０ｍｍ、高さ２３０ｍｍ、底部の高さ５０ｍｍであり、底部から８０ｍｍ上方に幅１０ｍｍ、高さ１００ｍｍの邪魔板を９０度の間隔で４カ所に設置した。
【００６１】
第１反応器５０の撹拌翼は、上下２段からなり、上段パドル翼は、翼径８０ｍｍ、翼高８０ｍｍ、フィン部の横幅１０ｍｍ、フィン部の突き出し長さ２０ｍｍであり、下段パドル翼は、回転半径４５ｍｍ、中央部の翼高８０ｍｍ、外端部の翼高７０ｍｍ、軸の中心と折り線までの距離３０ｍｍ、折り曲げ角４５度の後退翼であり、上段パドル翼・下段パドル翼の交差角度４５度、翼間距離１５ｍｍのものを使用した。また、下段パドル翼下端と槽底との距離を１０ｍｍとした。
【００６２】
第２の槽型反応器５２には、第１槽型反応器と同一のジャケット、還流冷却器、撹拌機を備えた容積３リットルの反応器を使用した。但し、第２反応器５２の撹拌翼は、ファウドラ−翼を設置した。第３槽型反応器５４は、第２反応器５２と同一であった。第３反応器の撹拌翼は、ファウドラ−翼を設置した。
【００６３】
なお、重合開始前の第１反応器及び第２反応器には、予め重量平均分子量が６０００のポリアクリル酸水溶液を２．４Ｌ入れ、第３反応器には、予め重量平均分子量が６０００のポリアクリル酸ソーダ水溶液を２．４Ｌ入れた。第１反応器５０は２６０回転／分、第２反応器５２は４００回転／分、第３反応器５４は４００回転／分で撹拌した。
【００６４】
一方、第１反応器５０へ供給する原料溶液として、６０．０質量％のアクリル酸水溶液１９ｋｇと、連鎖移動剤として濃度２８．０質量％の亜硫酸水素ナトリウム水溶液３．４ｋｇと、重合開始剤として５質量％過硫酸ナトリウム水溶液２．４ｋｇとをそれぞれ調製した。また、第３反応器に供給する原料溶液として４８質量％の水酸化ナトリウム水溶液１５ｋｇを調製した。
【００６５】
上記アクリル酸水溶液と亜硫酸水素ナトリウム水溶液と過硫酸ナトリウム水溶液とを水溶性ビニル系単量体供給管と、連鎖移動剤供給管と、重合開始剤供給管とを介して第１反応器に供給し、重合を開始した。これらの供給速度は、アクリル酸水溶液が２６．２ｇ／分、亜硫酸水素ナトリウム水溶液が４．５５ｇ／分、過硫酸ナトリウム水溶液が３．１９ｇ／分であった。
【００６６】
第１反応器における反応条件は、反応温度は７０℃、液量は２．４Ｌに制御し、滞留時間は８５分であった。
【００６７】
第１反応器５０中の反応液を第１反応器５０の最下部に連結した反応液排出管から取りだし、反応液供給管を介して第２反応器５２に供給した。第２反応器５２における反応条件は、反応温度は７０℃、液量は２．４Ｌに制御し、滞留時間は８５分であった。
【００６８】
第２反応器５２中の反応液は、同様にして第３反応器５４に供給し、ここで水酸化ナトリウム水溶液によりｐＨ値を７．５となるよう中和した後、反応液排出管から取りだした。なお、第３反応器の反応液温度は７０℃、液量は２．４Ｌに制御し、滞留時間は６０分であった。
【００６９】
上記の条件で、１２時間重合を継続させた後、第３反応器５４の反応液排出管より目的とする水溶性重合体を得た。運転中の第１反応器５０の撹拌機のトルク値Ｔは、０．０６６（Ｎ・ｍ）であった。水溶性重合体の重量平均分子量、分子量分布、第１反応器５０の単位容積当たりの撹拌動力Ｐｖ等は、表１に記載の通りである。
【００７０】
なお、上記分子量等の測定は以下の方法によった。
【００７１】
（イ）重量平均分子量（Ｍｗ）・数平均分子量（Ｍｎ）・分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）の測定；ゲルパ−ミエ−ションクロマトグラフィ−法によった。使用した分離カラムは、東ソ−株式会社製商品名ＴＳＫ−ｇｅｌＧ４０００ＰＷＸＬ＋Ｇ３０００ＰＷＸＬ＋Ｇ２５００ＰＷＸＬ（３本を直列に接続）であり、溶離液は０．１ＭＮａＣｌを含むリン酸緩衝液である。
【００７２】
（ロ）Ｐｖ；トルク値Ｔ（Ｎ・ｍ）、撹拌の回転数ｎ（１／ｓ）、反応液の体積Ｖ（ｍ³）の各値を式Ｐｖ＝２πｎＴ／Ｖに代入して算出した。
【００７３】
実施例２
実施例１において用いた反応装置を用いて重合を行った。但し、第１反応器の撹拌翼は図５にその寸法を示す撹拌翼に交換した。即ち、撹拌翼の寸法は、回転半径４０ｍｍ、中央部の翼高１６０ｍｍ、外端部の翼高１５５ｍｍであり、最上部のア−ム部分の幅５ｍｍであり、該ア−ム部の下位にあるストリップは、撹拌回転軸から２５ｍｍの位置にあり、ストリップの高さ１１０ｍｍ、幅５ｍｍであった。翼下端と槽底との距離を１０ｍｍとした。上記反応装置を用いて、第１反応器を３６０回転／分で撹拌した以外は、実施例１と同様の方法で水溶性重合体の製造を行った。運転中の第１反応器の撹拌機のトルク値は、０．１０（Ｎ・ｍ）であった。得られた結果を表１に示した。
【００７４】
比較例１
実施例１で用いた反応装置を用いて第１反応器を１５０回転／分で撹拌した以外は、実施例１と同様の方法で水溶性重合体の製造を行った。運転中の第１反応器の撹拌のトルク値は、０．０３０（Ｎ・ｍ）であった。得られた結果を表１に示した。
【００７５】
【表１】

【００７６】
【発明の効果】
本発明の水溶性重合体の製造方法においては、重合工程における撹拌所要動力Ｐｖを０．５以上に制御しているので、分子量分布の狭い水溶性重合体を製造できる。分子量分布の狭い水溶性重合体は、分散剤、ビルダー、キレート剤等として工業上有用なものである。
【００７７】
更に、撹拌翼として特定の形状を有する反応器を使用する場合は、更に簡単に分子量分布の狭い水溶性重合体を製造できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明において使用する反応器の一例を示す、（Ａ）は概略側面断面模式図、（Ｂ）は概略平面断面模式図である。
【図２】本発明において使用する反応器の他の例を示す、（Ａ）は概略側面断面模式図、（Ｂ）は概略平面断面模式図である。
【図３】本発明において使用する連続反応装置の一例を示すフロー図である。
【図４】実施例１おいて使用する反応器の寸法を示す、（Ａ）は概略側面断面模式図、（Ｂ）は概略平面断面模式図である。
【図５】実施例２において使用する反応器の寸法を示す、（Ａ）は概略側面断面模式図、（Ｂ）は概略平面断面模式図である。
【符号の説明】
２反応槽
４上部蓋
６底部
８ジャケット
１０撹拌回転軸
１２上段パドル翼
１２ａ、１２ｂ羽根板
１２ｃ、１２ｄフィン
１４下段パドル翼
１４ｃ、１４ｄ後退翼
Ｎ高さ
Ｍ、Ｑ翼径
Ｒ折曲げ部までの長さ
Ｓ翼間距離
Ｔ交差角度
１６邪魔板
２０反応槽
２２撹拌回転軸
２４パドル翼
２６下端
３２アーム部分
３４ストリップ
３６格子翼

Claims

アクリル酸単量体を必須とする水溶性ビニル系単量体を、亜硫酸水素塩の存在下で水性媒体中で重合させて水溶性重合体を製造するにあたり、重合を実施する反応器として撹拌槽型反応器を用い、重合工程において反応器の反応液１ｍ³当たりの撹拌所要動力Ｐｖ（ｋｗ／ｍ³）を０．５以上の範囲に制御する事を特徴とする重量平均分子量が２０００〜１００００の水溶性重合体の製造方法。
重合を実施する反応器の撹拌回転軸に装着する撹拌翼が２枚の垂直に保持された羽根板からなる２段のパドル翼であって、各パドル翼は上下方向に配置し、各パドル翼の羽根板は軸対称に装着し、羽根板の高さは翼径の１／２以上の大きさであり、下段パドル翼の翼径は反応器内径の１／２以上であり、下段パドル翼の外端側は後退羽根に形成し、下段パドル翼は反応器の底面に近接して配置し、上段パドル翼及び下段パドル翼と反応器内面との間にはバッフルまたは邪魔板を設置できる空間を有し、上段パドル翼の翼径は下段パドル翼の翼径より小さくし、上段パドル翼と下段パドル翼の翼間距離は反応器内径の２０％以下であり、上段パドル翼と下段パドル翼は外端側において互いに上下方向に部分的にオ−バ−ラップし、上段パドル翼は下段パドル翼に対して４５〜７５度の交差角度で回転方向に先行してなる請求項１に記載の水溶性重合体の製造方法。
重合を実施する反応器の撹拌回転軸に装着するパドル翼であって、パドル翼は反応器の底面に近接して配置し、パドル翼より上位部分にア−ム部分と該ア−ム部分と直角方向に延びるストリップから構成される格子翼を装着し、格子翼はストリップの間隔を撹拌回転軸から遠ざかるに従って狭く配置してなる請求項１に記載の水溶性重合体の製造方法。
複数個の反応器よりなり、少なくとも第１反応器は撹拌槽型反応器である連続反応装置を使用し、前記第１反応器が重合反応を実施する反応器である請求項１乃至３の何れかに記載の水溶性重合体の製造方法。