JP3901885B2 - 塩化ビニル系ペースト樹脂ラテックスの消泡方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、塩化ビニル系ペースト樹脂ラテックスの消泡方法に関する。さらに詳しくは、重合後の発泡しやすい塩化ビニル系ペースト樹脂ラテックスから未反応単量体を減圧ストリッピングする方法において発生する泡を消泡する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、塩化ビニル系ペースト樹脂ラテックスは、可塑剤中に分散させてプラスチゾルの形にし、このプラスチゾルをコーティング、ディッピングなどの工程を経て加熱ゲル化して、たとえば壁紙、床材、手袋などの加工製品として使用されている。
【０００３】
塩化ビニル系ペースト樹脂ラテックスは、通常塩化ビニル系単量体単独でまたは塩化ビニル系単量体とこれと共重合可能なビニル系単量体との混合物を、微細懸濁重合、乳化重合、播種乳化重合などして得られた塩化ビニル系樹脂ラテックスを噴霧乾燥して調製される。塩化ビニル系樹脂ラテックスは、粒径が０．１〜１０μｍ程度の重合体で形成されており、その重合には、通常アニオン性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤などの界面活性剤が用いられる。
【０００４】
しかしながら、該塩化ビニル系樹脂ラテックスには、多量の未反応の残存単量体が含まれる。ラテックスから残存単量体を除去することは、これを回収して再利用するために必要であるだけでなく、環境に放出される塩化ビニル系単量体を減少させるために、乾燥前に塩化ビニル系樹脂ラテックス中のモノマー濃度を低下させる必要がある。
【０００５】
一般に、塩化ビニル系樹脂水性液から未反応単量体を除去する方法として、特公昭５３−３８１８７号公報に記載されている重合後のスラリーに減圧下でスチームを用いる方法や、特開昭５４−８６９３号公報に記載されている多孔板を有する多段式ストリッピング塔の下部に導入したスチームと向流接触させる方法が知られている。また、タンクなどの耐圧容器槽に塩化ビニル系樹脂水性液を移液し、塩化ビニル系樹脂水性液の安定性を保持することができる温度まで加熱昇温したのち、減圧回収する回分式の方法がある。これらのスチームの吹き込み、もしくは加熱により減圧回収する方法は、界面活性剤の多い塩化ビニル系ペースト樹脂ラテックスに用いる場合、該ラテックスが発泡し、真空ポンプラインへ飛散するため、設備上の故障やトラブルを招き、装置の安定稼働が困難であり、連続運転に支障をきたすという課題を有していた。そのため、従来は発泡を抑制するために処理量を少なくしたり、排気速度を小さくするなどしていたことから、未反応単量体の回収時間が増加するなどの欠点があった。なお、ここでいう塩化ビニル系樹脂水性液とは、塩化ビル系単量体を懸濁重合、微細懸濁重合、乳化重合して得られた重合スラリーまたは重合ラテックスのことである。
【０００６】
前記のごとき発泡した塩化ビニル系ペースト樹脂ラテックスの消泡方法としては、適当な消泡剤を添加する方法や機械的消泡方法がある。しかしながら、塩化ビニル系ペースト樹脂ラテックスへの消泡剤の添加は、熱安定性などの品質の悪化などの問題から微量でしか行なえず、前記発泡を抑制することは不可能である。さらに機械的消泡方法の場合は、衝突、剪断などによりラテックスが破壊され、凝集を起こして品質が劣化する場合がある。
【０００７】
また、その他の消泡方法として、特願平１１−０１２６５６号明細書に記載のごとき、減圧回収装置の空間部分または排気配管中に設置した冷却部を通過させることにより消泡する方法があり、塩化ビニル系ペースト樹脂ラテックスの消泡には有効である。しかしながら、減圧回収方式としてスチームの吹き込み方式を採用した場合には、冷却部でスチームが凝縮してラテックスの固形分濃度が低下し、後処理工程のスプレー乾燥機における生産性の低下を引き起こすという問題がある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、前記実情に鑑みてなされたものであり、重合後の発泡しやすい塩化ビニル系ペースト樹脂ラテックスにスチームを吹き込むかまたは加熱して、該ラテックスから未反応単量体を減圧ストリッピングする方法において、装置の安定した操作性の低下、品質の悪化およびラテックスの固形分濃度の低下を招くことなく消泡する方法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】
本発明は、減圧回収装置と泡分離器とが設けられた未反応単量体の除去装置を用い、塩化ビニル系ペースト樹脂ラテックスにスチームを吹き込むかまたは加熱し、未反応単量体を減圧回収装置にて減圧回収する方法において、泡分離器に進出してくる泡に、泡分離器の操作圧力の飽和水蒸気温度よりも高い温度を示す過熱蒸気を直接接触させることを特徴とする塩化ビニル系ペースト樹脂ラテックスの消泡方法に関する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の塩化ビニル系ペースト樹脂ラテックスの消泡方法（以下、消泡方法という）は、減圧回収装置と泡分離器とが設けられた未反応単量体の除去装置を用い、塩化ビニル系ペースト樹脂ラテックスにスチームを吹き込むかまたは加熱し、未反応単量体を減圧回収装置にて減圧回収する方法にて、泡分離器に進出してくる泡に水蒸気を直接接触させることを特徴とするものである。
【００１１】
本発明の消泡方法における未反応単量体を減圧回収する方法は、一般的な方法でよく、とくに未反応塩化ビニル系単量体の回収効率にすぐれることから、減圧下で実施するスチームストリッピングであることが好ましい。スチームを用いた減圧回収装置としては、塩化ビニル系樹脂の製造工程において一般的に未反応塩化ビニル系単量体の回収工程に用いられる装置や重合機を使用することができ、たとえばタンクなどの耐圧容器で、ラテックスの安定性を保持することができる温度で減圧処理する装置などがあげられる。
【００１２】
また、スチームを使用しない加熱による方法としては、たとえば槽式減圧回収方法を採用することができ、タンクのジャケット加熱により、ラテックス温度を制御し、減圧回収する方法であってもよい。
【００１３】
なお本発明においては、ジャケット加熱による方法とスチームを用いた減圧回収方法とを併用することもできる。さらに、減圧回収装置に連続的にラテックスを供給して連続処理することも可能である。減圧回収時には気液界面で起こる水の蒸発によって液の温度が低下しようとするが、本発明における減圧回収処理時のスチーム量、およびジャケットによる加熱は、かかる液の温度を一定に保持することができる熱量であればよい。
【００１４】
また、前記のごとき装置による未反応単量体の回収条件として、減圧回収温度（処理温度）は、被処理塩化ビニル系ペースト樹脂ラテックスが安定な状態、すなわち粒子同士の凝集が起こらない温度範囲であればよく、８０℃以下であることが好ましい。減圧回収温度が８０℃をこえると、減圧回収時間（処理時間）にもよるが、塩化ビニル系ペースト樹脂ラテックスのエマルジョンが凝集を起こしてしまうおそれがある。減圧条件は、被処理塩化ビニル系ペースト樹脂ラテックスの処理温度における水の水蒸気圧と同一またはそれよりも若干低いことが好ましい。すなわち、減圧度が水の蒸気圧まで達しない場合は、残留した未反応単量体の除去速度が充分に高くならずに処理時間が長くなり、生産性の低下を引き起こすおそれがある。
【００１５】
前記のごとき減圧回収方法により、塩化ビニル系ペースト樹脂ラテックスから残存する未反応単量体を除去する場合、通常塩化ビニル系ペースト樹脂ラテックスに界面活性剤が多量に含まれるため、泡が発生する。かかる泡は、塩化ビニル系ペースト樹脂ラテックス中の粒子から脱離した塩化ビニル系単量体と水蒸気との気泡であり、液膜は操作圧力に応じた飽和水蒸気圧温度にある塩化ビニル系ペースト樹脂ラテックスである。
【００１６】
本発明の消泡方法における特徴は、泡分離器に進出してくる泡に水蒸気を直接接触させることであるが、液膜を形成する溶媒の水を蒸発させ消泡するためには、泡分離器の操作圧力の飽和水蒸気温度よりも高い温度を示す過熱蒸気を泡に直接接触させることが好ましい。このとき過熱蒸気は熱を奪われて飽和蒸気となり、系外に排気されるので、ラテックスの固形分濃度の低下も引き起こさない。
【００１７】
本発明に用いられる水蒸気の量は、発生した泡を完全に消泡することができればよく、とくに限定されるものではない。さらに、泡の液膜を局所的に水分を蒸発する温度に保持するだけの熱エネルギーを加えることができれば、水蒸気に限定されず、加熱された塩化ビニル系ペースト樹脂ラテックスであってもよい。
【００１８】
本発明において、発生した泡に水蒸気を直接接触させる際に、減圧回収操作により発生する多量の泡と水蒸気とを均一に混合し、完全に消泡するためには、泡が泡分離器に入った直後に該泡に水蒸気を直接接触させるか、または減圧回収装置と泡分離器とを繋ぐガス回収ラインの泡に水蒸気を直接接触させることが好ましい。減圧回収装置の容器内に直接水蒸気を吹き込むことも可能であるが、泡全面に噴射するためには多量の水蒸気を必要とするうえ、接触効率がよくないので、前記接触方法のほうが好ましい。
【００１９】
さらに本発明においては、泡分離器内の消泡された塩化ビニル系ペースト樹脂ラテックスを、泡分離器に接続されたポンプなどの移送手段により減圧回収装置に戻すことが好ましい。これは、泡が水蒸気と接触することにより消泡されるが、消泡されたあとのラテックスは水蒸気と接触したことにより泡分離器での減圧度の示す飽和水蒸気温度よりも若干高い温度になり、このまま泡分離器内で放置しておくと再度沸騰状態となって泡を発生するおそれがあるからである。したがって、消泡されたラテックスを速やかに減圧回収装置内に移送する移送手段が設置されていることが好ましい。
【００２０】
以下に、本発明の塩化ビニル系ペースト樹脂ラテックスの消泡方法について、図面を用いて具体的に説明する。
【００２１】
図１は、本発明の消泡方法に使用し得る未反応単量体の除去装置の一実施態様を示す概略説明図である。
【００２２】
図１において、被処理塩化ビニル系ペースト樹脂ラテックスは、前工程より処理温度付近の温度で処理液供給ライン２より供給され、昇温用ジャケット８で一定温度に保持される。飽和水蒸気は減圧回収装置１下部より蒸気供給ライン１１にて導入される。処理温度の飽和蒸気圧で一定に保持されるように減圧回収装置１内の減圧度は制御され、泡分離器４に設けられた真空ポンプ接続ライン１３より未反応単量体が回収される。飽和水蒸気の供給を開始すると、バブリングにより多量の泡が発生し、減圧回収装置１の空間部を満たしながら、排気ライン１４へと排出される。発生した泡は、ついで排気ライン１４を通り、泡分離器４内に進出した直後に水蒸気噴射ライン（Ａ）６より噴射される水蒸気と直接接触し、泡の液膜の水が蒸発するため消泡される。また、泡分離器４で消泡されたラテックスは泡分離器４下部のラインに取り付けられた移送ポンプ５により減圧回収装置１に移送される。所定の時間、減圧回収処理を行なったのち、処理液排出ライン３より次工程に移送される。また、減圧回収装置１と泡分離器４とを繋ぐラインで泡に水蒸気を直接接触させる場合は、ガス回収ラインに設置した水蒸気噴射ライン（Ｂ）７を使用する。なお、該図１中に示す除去装置には泡分離器４が１つ設けられているが、本発明においては、２つ以上の泡分離器が連続してガス回収ラインに設置された除去装置を用いることも可能である。また、該図１において、符号９、１０はジャケット温水ラインを示し、１２は消泡剤添加ラインを示す。
【００２３】
【実施例】
つぎに、本発明の塩化ビニル系ペースト樹脂ラテックスの消泡方法を実施例に基づいてさらに詳細に説明するが、本発明はかかる実施例のみに限定されるものではない。
【００２４】
実施例および比較例における各測定、評価は、以下の方法にて行なった。
【００２５】
（イ）減圧回収処理の運転可否の判定
減圧回収ラインに設置されているサイトグラスを観察し、回収ラインの泡飛散状況を見ながら決定した。
【００２６】
（ロ）塩化ビニル系ペースト樹脂ラテックス中の残存塩化ビニル系単量体濃度の評価
公知のガスクロマトグラフを用いた方法により測定した。すなわち、塩化ビニル系ペースト樹脂ラテックスを乾燥重量基準で２ｇ計量し、これを４０ｃｃのテトラヒドロフランで攪拌溶解させ、得られた溶解液０．５ｃｃをガスクロマトグラフ（（株）島津製作所製、ＧＣ−１４Ａ）に投与して、水素イオン検出法により残存塩化ビニル系単量体濃度を分析定量した。測定した塩化ビニル系単量体濃度を塩化ビニル系ペースト樹脂ラテックスの固形分重量あたりに換算し、塩化ビニル系ペースト樹脂ラテックス中の残存塩化ビニル系単量体濃度とした。
【００２７】
実施例１
公知の方法に従い、塩化ビニル単量体を水性媒体中で微細懸濁重合させたのち、重合機内で減圧回収することにより、平均粒子径１μｍ、ラテックス濃度４５重量％の塩化ビニルペースト樹脂ラテックスを得た。このラテックス中の未反応単量体濃度は４０００ｐｐｍであった。
【００２８】
ついで、得られた塩化ビニルペースト樹脂ラテックスを、図１に示す容量５００リットルの減圧回収装置１内に仕込み、５０℃に保持したまま、減圧回収装置１内を９２ｍｍＨｇに制御し、減圧回収装置１下部より６０℃の飽和水蒸気を連続的に供給した。発生した泡が容量５０リットルの泡分離器４に進出してくると、泡分離器４に設置した水蒸気噴射ライン（Ａ）６より過熱蒸気を供給した。飽和水蒸気によるストリッピングを２０分間行ない、未反応単量体を回収した。
【００２９】
なお、泡分離器４で消泡されたラテックスは移送ポンプ５により減圧回収装置１に移送された。泡分離器４以降のガス回収ラインへの泡の飛散はなく、連続処理が可能であった。処理後の塩化ビニルペースト樹脂ラテックス中の固形分あたりの残存塩化ビニル単量体濃度は５０ｐｐｍと良好であった。また、処理後の塩化ビニルペースト樹脂ラテックスの固形分濃度は４５重量％であり、固形分濃度の低下もなかった。
【００３０】
実施例２
泡分離器４に設置した水蒸気噴射ライン（Ａ）６より過熱蒸気を供給するかわりに、減圧回収装置１と泡分離器４とを繋ぐガス回収ラインに設置した水蒸気噴射ライン（Ｂ）７より過熱蒸気を供給したほかは、実施例１と同様の方法で減圧回収を行なった。
【００３１】
その結果、泡分離器４以降のガス回収ラインへの泡の飛散はなく、連続処理が可能であった。処理後の塩化ビニルペースト樹脂ラテックス中の固形分あたりの残存塩化ビニル単量体濃度は５０ｐｐｍと良好であった。また、処理後の塩化ビニルペースト樹脂ラテックスの固形分濃度は４５重量％であり、固形分濃度の低下もなかった。
【００３２】
実施例３
減圧回収装置１下部より飽和水蒸気を供給せず、減圧回収装置１の昇温用ジャケット８で内温を５０℃に制御し、減圧回収を行なったほかは実施例１と同様の方法で減圧回収を行なった。
【００３３】
その結果、泡分離器４以降のガス回収ラインへの泡の飛散はなく、連続処理が可能であった。処理後の塩化ビニルペースト樹脂ラテックス中の固形分あたりの残存塩化ビニル単量体濃度は２００ｐｐｍであった。また、処理後の塩化ビニルペースト樹脂ラテックスの固形分濃度は４５．５重量％であり、固形分濃度の低下もなかった。
【００３４】
比較例１
泡分離器４に設置した水蒸気噴射ライン（Ａ）６より過熱蒸気を供給しなかったほかは、実施例１と同様の方法で減圧回収を行なった。
【００３５】
その結果、ガス回収ラインに進出した泡が泡分離器４でオーバーフローし、泡分離器４以降のガス回収ラインへの泡の同伴が激しくなり、真空ポンプの故障が考えられたので運転を停止した。
【００３６】
比較例２
泡分離器４に設置した水蒸気噴射ライン（Ａ）６より過熱蒸気を供給せず、消泡のためにシリコン系消泡剤を添加したほかは、実施例１と同様の方法で減圧回収を行なった。消泡剤は、図１に示す消泡剤添加ライン１２より塩化ビニルペースト樹脂ラテックス中の固形分あたり１００ｐｐｍ添加した。
【００３７】
しかしながら、ガス回収ラインに進出した泡が泡分離器４でオーバーフローし、泡分離器４以降のガス回収ラインへの泡の同伴が激しくなり、真空ポンプの故障が考えられたので運転を停止した。
【００３８】
比較例３
図１に示される泡分離器４に設置した消泡用の水蒸気噴射ライン（Ａ）６を有する除去装置を使用せず、図２に示すコイル状の冷却器１５を設置した除去装置を用いたほかは、実施例１と同様の方法で減圧回収を行なった。冷却器１５に供給する冷却水の温度は３０℃であった。なお図２中、符号１は減圧回収装置、２は処理液供給ライン、３は処理液排出ライン、８は昇温用ジャケット、９、１０はジャケット温水ライン、１１は蒸気供給ライン、１３は真空ポンプ接続ライン、１６は冷却水供給ライン、１７は冷却水排出ラインを示す。
【００３９】
その結果、ガス回収ラインへの泡の飛散はなく、連続処理が可能であった。処理後の塩化ビニルペースト樹脂ラテックス中の固形分あたりの残存塩化ビニル単量体濃度は６０ｐｐｍと良好であった。しかしながら、処理後の塩化ビニルペースト樹脂ラテックスの固形分濃度は４０重量％であり、固形分濃度が低下した。
【００４０】
【発明の効果】
本発明の塩化ビニル系ペースト樹脂ラテックスの消泡方法によれば、該ラテックスから未反応単量体を減圧ストリッピングする方法において、装置の安定した操作性を低下させず、品質の悪化を招かず、しかも消泡する塩化ビニル系ペースト樹脂ラテックスの固形分濃度を低下させることなく、重合後の発泡しやすいラテックスにスチームを吹き込むかまたは加熱して、発生する泡を消泡することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の塩化ビニル系ペースト樹脂ラテックスの消泡方法に使用し得る未反応単量体の除去装置の一実施態様を示す概略説明図である。
【図２】泡分離器に設置した消泡用の水蒸気噴射ラインのかわりにコイル状の冷却器が設置された除去装置の一実施態様を示す概略説明図である。
【符号の説明】
１ 減圧回収装置
２ 処理液供給ライン
３ 処理液排出ライン
４ 泡分離器
５ 移送ポンプ
６ 水蒸気噴射ライン（Ａ）
７ 水蒸気噴射ライン（Ｂ）
８ 昇温用ジャケット
９、１０ ジャケット温水ライン
１１ 蒸気供給ライン
１２ 消泡剤添加ライン
１３ 真空ポンプ接続ライン
１４ 排気ライン
１５ 冷却器
１６ 冷却水供給ライン
１７ 冷却水排出ライン
【発明の属する技術分野】
本発明は、塩化ビニル系ペースト樹脂ラテックスの消泡方法に関する。さらに詳しくは、重合後の発泡しやすい塩化ビニル系ペースト樹脂ラテックスから未反応単量体を減圧ストリッピングする方法において発生する泡を消泡する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、塩化ビニル系ペースト樹脂ラテックスは、可塑剤中に分散させてプラスチゾルの形にし、このプラスチゾルをコーティング、ディッピングなどの工程を経て加熱ゲル化して、たとえば壁紙、床材、手袋などの加工製品として使用されている。
【０００３】
塩化ビニル系ペースト樹脂ラテックスは、通常塩化ビニル系単量体単独でまたは塩化ビニル系単量体とこれと共重合可能なビニル系単量体との混合物を、微細懸濁重合、乳化重合、播種乳化重合などして得られた塩化ビニル系樹脂ラテックスを噴霧乾燥して調製される。塩化ビニル系樹脂ラテックスは、粒径が０．１〜１０μｍ程度の重合体で形成されており、その重合には、通常アニオン性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤などの界面活性剤が用いられる。
【０００４】
しかしながら、該塩化ビニル系樹脂ラテックスには、多量の未反応の残存単量体が含まれる。ラテックスから残存単量体を除去することは、これを回収して再利用するために必要であるだけでなく、環境に放出される塩化ビニル系単量体を減少させるために、乾燥前に塩化ビニル系樹脂ラテックス中のモノマー濃度を低下させる必要がある。
【０００５】
一般に、塩化ビニル系樹脂水性液から未反応単量体を除去する方法として、特公昭５３−３８１８７号公報に記載されている重合後のスラリーに減圧下でスチームを用いる方法や、特開昭５４−８６９３号公報に記載されている多孔板を有する多段式ストリッピング塔の下部に導入したスチームと向流接触させる方法が知られている。また、タンクなどの耐圧容器槽に塩化ビニル系樹脂水性液を移液し、塩化ビニル系樹脂水性液の安定性を保持することができる温度まで加熱昇温したのち、減圧回収する回分式の方法がある。これらのスチームの吹き込み、もしくは加熱により減圧回収する方法は、界面活性剤の多い塩化ビニル系ペースト樹脂ラテックスに用いる場合、該ラテックスが発泡し、真空ポンプラインへ飛散するため、設備上の故障やトラブルを招き、装置の安定稼働が困難であり、連続運転に支障をきたすという課題を有していた。そのため、従来は発泡を抑制するために処理量を少なくしたり、排気速度を小さくするなどしていたことから、未反応単量体の回収時間が増加するなどの欠点があった。なお、ここでいう塩化ビニル系樹脂水性液とは、塩化ビル系単量体を懸濁重合、微細懸濁重合、乳化重合して得られた重合スラリーまたは重合ラテックスのことである。
【０００６】
前記のごとき発泡した塩化ビニル系ペースト樹脂ラテックスの消泡方法としては、適当な消泡剤を添加する方法や機械的消泡方法がある。しかしながら、塩化ビニル系ペースト樹脂ラテックスへの消泡剤の添加は、熱安定性などの品質の悪化などの問題から微量でしか行なえず、前記発泡を抑制することは不可能である。さらに機械的消泡方法の場合は、衝突、剪断などによりラテックスが破壊され、凝集を起こして品質が劣化する場合がある。
【０００７】
また、その他の消泡方法として、特願平１１−０１２６５６号明細書に記載のごとき、減圧回収装置の空間部分または排気配管中に設置した冷却部を通過させることにより消泡する方法があり、塩化ビニル系ペースト樹脂ラテックスの消泡には有効である。しかしながら、減圧回収方式としてスチームの吹き込み方式を採用した場合には、冷却部でスチームが凝縮してラテックスの固形分濃度が低下し、後処理工程のスプレー乾燥機における生産性の低下を引き起こすという問題がある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、前記実情に鑑みてなされたものであり、重合後の発泡しやすい塩化ビニル系ペースト樹脂ラテックスにスチームを吹き込むかまたは加熱して、該ラテックスから未反応単量体を減圧ストリッピングする方法において、装置の安定した操作性の低下、品質の悪化およびラテックスの固形分濃度の低下を招くことなく消泡する方法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】
本発明は、減圧回収装置と泡分離器とが設けられた未反応単量体の除去装置を用い、塩化ビニル系ペースト樹脂ラテックスにスチームを吹き込むかまたは加熱し、未反応単量体を減圧回収装置にて減圧回収する方法において、泡分離器に進出してくる泡に、泡分離器の操作圧力の飽和水蒸気温度よりも高い温度を示す過熱蒸気を直接接触させることを特徴とする塩化ビニル系ペースト樹脂ラテックスの消泡方法に関する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の塩化ビニル系ペースト樹脂ラテックスの消泡方法（以下、消泡方法という）は、減圧回収装置と泡分離器とが設けられた未反応単量体の除去装置を用い、塩化ビニル系ペースト樹脂ラテックスにスチームを吹き込むかまたは加熱し、未反応単量体を減圧回収装置にて減圧回収する方法にて、泡分離器に進出してくる泡に水蒸気を直接接触させることを特徴とするものである。
【００１１】
本発明の消泡方法における未反応単量体を減圧回収する方法は、一般的な方法でよく、とくに未反応塩化ビニル系単量体の回収効率にすぐれることから、減圧下で実施するスチームストリッピングであることが好ましい。スチームを用いた減圧回収装置としては、塩化ビニル系樹脂の製造工程において一般的に未反応塩化ビニル系単量体の回収工程に用いられる装置や重合機を使用することができ、たとえばタンクなどの耐圧容器で、ラテックスの安定性を保持することができる温度で減圧処理する装置などがあげられる。
【００１２】
また、スチームを使用しない加熱による方法としては、たとえば槽式減圧回収方法を採用することができ、タンクのジャケット加熱により、ラテックス温度を制御し、減圧回収する方法であってもよい。
【００１３】
なお本発明においては、ジャケット加熱による方法とスチームを用いた減圧回収方法とを併用することもできる。さらに、減圧回収装置に連続的にラテックスを供給して連続処理することも可能である。減圧回収時には気液界面で起こる水の蒸発によって液の温度が低下しようとするが、本発明における減圧回収処理時のスチーム量、およびジャケットによる加熱は、かかる液の温度を一定に保持することができる熱量であればよい。
【００１４】
また、前記のごとき装置による未反応単量体の回収条件として、減圧回収温度（処理温度）は、被処理塩化ビニル系ペースト樹脂ラテックスが安定な状態、すなわち粒子同士の凝集が起こらない温度範囲であればよく、８０℃以下であることが好ましい。減圧回収温度が８０℃をこえると、減圧回収時間（処理時間）にもよるが、塩化ビニル系ペースト樹脂ラテックスのエマルジョンが凝集を起こしてしまうおそれがある。減圧条件は、被処理塩化ビニル系ペースト樹脂ラテックスの処理温度における水の水蒸気圧と同一またはそれよりも若干低いことが好ましい。すなわち、減圧度が水の蒸気圧まで達しない場合は、残留した未反応単量体の除去速度が充分に高くならずに処理時間が長くなり、生産性の低下を引き起こすおそれがある。
【００１５】
前記のごとき減圧回収方法により、塩化ビニル系ペースト樹脂ラテックスから残存する未反応単量体を除去する場合、通常塩化ビニル系ペースト樹脂ラテックスに界面活性剤が多量に含まれるため、泡が発生する。かかる泡は、塩化ビニル系ペースト樹脂ラテックス中の粒子から脱離した塩化ビニル系単量体と水蒸気との気泡であり、液膜は操作圧力に応じた飽和水蒸気圧温度にある塩化ビニル系ペースト樹脂ラテックスである。
【００１６】
本発明の消泡方法における特徴は、泡分離器に進出してくる泡に水蒸気を直接接触させることであるが、液膜を形成する溶媒の水を蒸発させ消泡するためには、泡分離器の操作圧力の飽和水蒸気温度よりも高い温度を示す過熱蒸気を泡に直接接触させることが好ましい。このとき過熱蒸気は熱を奪われて飽和蒸気となり、系外に排気されるので、ラテックスの固形分濃度の低下も引き起こさない。
【００１７】
本発明に用いられる水蒸気の量は、発生した泡を完全に消泡することができればよく、とくに限定されるものではない。さらに、泡の液膜を局所的に水分を蒸発する温度に保持するだけの熱エネルギーを加えることができれば、水蒸気に限定されず、加熱された塩化ビニル系ペースト樹脂ラテックスであってもよい。
【００１８】
本発明において、発生した泡に水蒸気を直接接触させる際に、減圧回収操作により発生する多量の泡と水蒸気とを均一に混合し、完全に消泡するためには、泡が泡分離器に入った直後に該泡に水蒸気を直接接触させるか、または減圧回収装置と泡分離器とを繋ぐガス回収ラインの泡に水蒸気を直接接触させることが好ましい。減圧回収装置の容器内に直接水蒸気を吹き込むことも可能であるが、泡全面に噴射するためには多量の水蒸気を必要とするうえ、接触効率がよくないので、前記接触方法のほうが好ましい。
【００１９】
さらに本発明においては、泡分離器内の消泡された塩化ビニル系ペースト樹脂ラテックスを、泡分離器に接続されたポンプなどの移送手段により減圧回収装置に戻すことが好ましい。これは、泡が水蒸気と接触することにより消泡されるが、消泡されたあとのラテックスは水蒸気と接触したことにより泡分離器での減圧度の示す飽和水蒸気温度よりも若干高い温度になり、このまま泡分離器内で放置しておくと再度沸騰状態となって泡を発生するおそれがあるからである。したがって、消泡されたラテックスを速やかに減圧回収装置内に移送する移送手段が設置されていることが好ましい。
【００２０】
以下に、本発明の塩化ビニル系ペースト樹脂ラテックスの消泡方法について、図面を用いて具体的に説明する。
【００２１】
図１は、本発明の消泡方法に使用し得る未反応単量体の除去装置の一実施態様を示す概略説明図である。
【００２２】
図１において、被処理塩化ビニル系ペースト樹脂ラテックスは、前工程より処理温度付近の温度で処理液供給ライン２より供給され、昇温用ジャケット８で一定温度に保持される。飽和水蒸気は減圧回収装置１下部より蒸気供給ライン１１にて導入される。処理温度の飽和蒸気圧で一定に保持されるように減圧回収装置１内の減圧度は制御され、泡分離器４に設けられた真空ポンプ接続ライン１３より未反応単量体が回収される。飽和水蒸気の供給を開始すると、バブリングにより多量の泡が発生し、減圧回収装置１の空間部を満たしながら、排気ライン１４へと排出される。発生した泡は、ついで排気ライン１４を通り、泡分離器４内に進出した直後に水蒸気噴射ライン（Ａ）６より噴射される水蒸気と直接接触し、泡の液膜の水が蒸発するため消泡される。また、泡分離器４で消泡されたラテックスは泡分離器４下部のラインに取り付けられた移送ポンプ５により減圧回収装置１に移送される。所定の時間、減圧回収処理を行なったのち、処理液排出ライン３より次工程に移送される。また、減圧回収装置１と泡分離器４とを繋ぐラインで泡に水蒸気を直接接触させる場合は、ガス回収ラインに設置した水蒸気噴射ライン（Ｂ）７を使用する。なお、該図１中に示す除去装置には泡分離器４が１つ設けられているが、本発明においては、２つ以上の泡分離器が連続してガス回収ラインに設置された除去装置を用いることも可能である。また、該図１において、符号９、１０はジャケット温水ラインを示し、１２は消泡剤添加ラインを示す。
【００２３】
【実施例】
つぎに、本発明の塩化ビニル系ペースト樹脂ラテックスの消泡方法を実施例に基づいてさらに詳細に説明するが、本発明はかかる実施例のみに限定されるものではない。
【００２４】
実施例および比較例における各測定、評価は、以下の方法にて行なった。
【００２５】
（イ）減圧回収処理の運転可否の判定
減圧回収ラインに設置されているサイトグラスを観察し、回収ラインの泡飛散状況を見ながら決定した。
【００２６】
（ロ）塩化ビニル系ペースト樹脂ラテックス中の残存塩化ビニル系単量体濃度の評価
公知のガスクロマトグラフを用いた方法により測定した。すなわち、塩化ビニル系ペースト樹脂ラテックスを乾燥重量基準で２ｇ計量し、これを４０ｃｃのテトラヒドロフランで攪拌溶解させ、得られた溶解液０．５ｃｃをガスクロマトグラフ（（株）島津製作所製、ＧＣ−１４Ａ）に投与して、水素イオン検出法により残存塩化ビニル系単量体濃度を分析定量した。測定した塩化ビニル系単量体濃度を塩化ビニル系ペースト樹脂ラテックスの固形分重量あたりに換算し、塩化ビニル系ペースト樹脂ラテックス中の残存塩化ビニル系単量体濃度とした。
【００２７】
実施例１
公知の方法に従い、塩化ビニル単量体を水性媒体中で微細懸濁重合させたのち、重合機内で減圧回収することにより、平均粒子径１μｍ、ラテックス濃度４５重量％の塩化ビニルペースト樹脂ラテックスを得た。このラテックス中の未反応単量体濃度は４０００ｐｐｍであった。
【００２８】
ついで、得られた塩化ビニルペースト樹脂ラテックスを、図１に示す容量５００リットルの減圧回収装置１内に仕込み、５０℃に保持したまま、減圧回収装置１内を９２ｍｍＨｇに制御し、減圧回収装置１下部より６０℃の飽和水蒸気を連続的に供給した。発生した泡が容量５０リットルの泡分離器４に進出してくると、泡分離器４に設置した水蒸気噴射ライン（Ａ）６より過熱蒸気を供給した。飽和水蒸気によるストリッピングを２０分間行ない、未反応単量体を回収した。
【００２９】
なお、泡分離器４で消泡されたラテックスは移送ポンプ５により減圧回収装置１に移送された。泡分離器４以降のガス回収ラインへの泡の飛散はなく、連続処理が可能であった。処理後の塩化ビニルペースト樹脂ラテックス中の固形分あたりの残存塩化ビニル単量体濃度は５０ｐｐｍと良好であった。また、処理後の塩化ビニルペースト樹脂ラテックスの固形分濃度は４５重量％であり、固形分濃度の低下もなかった。
【００３０】
実施例２
泡分離器４に設置した水蒸気噴射ライン（Ａ）６より過熱蒸気を供給するかわりに、減圧回収装置１と泡分離器４とを繋ぐガス回収ラインに設置した水蒸気噴射ライン（Ｂ）７より過熱蒸気を供給したほかは、実施例１と同様の方法で減圧回収を行なった。
【００３１】
その結果、泡分離器４以降のガス回収ラインへの泡の飛散はなく、連続処理が可能であった。処理後の塩化ビニルペースト樹脂ラテックス中の固形分あたりの残存塩化ビニル単量体濃度は５０ｐｐｍと良好であった。また、処理後の塩化ビニルペースト樹脂ラテックスの固形分濃度は４５重量％であり、固形分濃度の低下もなかった。
【００３２】
実施例３
減圧回収装置１下部より飽和水蒸気を供給せず、減圧回収装置１の昇温用ジャケット８で内温を５０℃に制御し、減圧回収を行なったほかは実施例１と同様の方法で減圧回収を行なった。
【００３３】
その結果、泡分離器４以降のガス回収ラインへの泡の飛散はなく、連続処理が可能であった。処理後の塩化ビニルペースト樹脂ラテックス中の固形分あたりの残存塩化ビニル単量体濃度は２００ｐｐｍであった。また、処理後の塩化ビニルペースト樹脂ラテックスの固形分濃度は４５．５重量％であり、固形分濃度の低下もなかった。
【００３４】
比較例１
泡分離器４に設置した水蒸気噴射ライン（Ａ）６より過熱蒸気を供給しなかったほかは、実施例１と同様の方法で減圧回収を行なった。
【００３５】
その結果、ガス回収ラインに進出した泡が泡分離器４でオーバーフローし、泡分離器４以降のガス回収ラインへの泡の同伴が激しくなり、真空ポンプの故障が考えられたので運転を停止した。
【００３６】
比較例２
泡分離器４に設置した水蒸気噴射ライン（Ａ）６より過熱蒸気を供給せず、消泡のためにシリコン系消泡剤を添加したほかは、実施例１と同様の方法で減圧回収を行なった。消泡剤は、図１に示す消泡剤添加ライン１２より塩化ビニルペースト樹脂ラテックス中の固形分あたり１００ｐｐｍ添加した。
【００３７】
しかしながら、ガス回収ラインに進出した泡が泡分離器４でオーバーフローし、泡分離器４以降のガス回収ラインへの泡の同伴が激しくなり、真空ポンプの故障が考えられたので運転を停止した。
【００３８】
比較例３
図１に示される泡分離器４に設置した消泡用の水蒸気噴射ライン（Ａ）６を有する除去装置を使用せず、図２に示すコイル状の冷却器１５を設置した除去装置を用いたほかは、実施例１と同様の方法で減圧回収を行なった。冷却器１５に供給する冷却水の温度は３０℃であった。なお図２中、符号１は減圧回収装置、２は処理液供給ライン、３は処理液排出ライン、８は昇温用ジャケット、９、１０はジャケット温水ライン、１１は蒸気供給ライン、１３は真空ポンプ接続ライン、１６は冷却水供給ライン、１７は冷却水排出ラインを示す。
【００３９】
その結果、ガス回収ラインへの泡の飛散はなく、連続処理が可能であった。処理後の塩化ビニルペースト樹脂ラテックス中の固形分あたりの残存塩化ビニル単量体濃度は６０ｐｐｍと良好であった。しかしながら、処理後の塩化ビニルペースト樹脂ラテックスの固形分濃度は４０重量％であり、固形分濃度が低下した。
【００４０】
【発明の効果】
本発明の塩化ビニル系ペースト樹脂ラテックスの消泡方法によれば、該ラテックスから未反応単量体を減圧ストリッピングする方法において、装置の安定した操作性を低下させず、品質の悪化を招かず、しかも消泡する塩化ビニル系ペースト樹脂ラテックスの固形分濃度を低下させることなく、重合後の発泡しやすいラテックスにスチームを吹き込むかまたは加熱して、発生する泡を消泡することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の塩化ビニル系ペースト樹脂ラテックスの消泡方法に使用し得る未反応単量体の除去装置の一実施態様を示す概略説明図である。
【図２】泡分離器に設置した消泡用の水蒸気噴射ラインのかわりにコイル状の冷却器が設置された除去装置の一実施態様を示す概略説明図である。
【符号の説明】
１ 減圧回収装置
２ 処理液供給ライン
３ 処理液排出ライン
４ 泡分離器
５ 移送ポンプ
６ 水蒸気噴射ライン（Ａ）
７ 水蒸気噴射ライン（Ｂ）
８ 昇温用ジャケット
９、１０ ジャケット温水ライン
１１ 蒸気供給ライン
１２ 消泡剤添加ライン
１３ 真空ポンプ接続ライン
１４ 排気ライン
１５ 冷却器
１６ 冷却水供給ライン
１７ 冷却水排出ライン
Claims (4)
- 減圧回収装置と泡分離器とが設けられた未反応単量体の除去装置を用い、塩化ビニル系ペースト樹脂ラテックスにスチームを吹き込むかまたは加熱し、未反応単量体を減圧回収装置にて減圧回収する方法において、泡分離器に進出してくる泡に、泡分離器の操作圧力の飽和水蒸気温度よりも高い温度を示す過熱蒸気を直接接触させることを特徴とする塩化ビニル系ペースト樹脂ラテックスの消泡方法。
- 減圧回収装置で発生した未反応単量体の泡が泡分離器に入った直後に、該泡に水蒸気を直接接触させる請求項１記載の消泡方法。
- 減圧回収装置、泡分離器、減圧回収装置と泡分離器とを繋ぐガス回収ラインからなる除去装置において、該ガス回収ラインの泡に水蒸気を直接接触させる請求項１記載の消泡方法。
- 泡分離器内の消泡された塩化ビニル系ペースト樹脂ラテックスを、泡分離器に接続された移送手段により減圧回収装置に戻す請求項１、２または３記載の消泡方法。
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