JP4257006B2 - 塩化ビニル系ペースト樹脂ラテックスの製造方法および製造装置 - 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製造方法および製造装置に関する。さらに詳しくは、発泡しやすい重合後の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である塩化ビニル系モノマーをストリッピングする操作において、品質の悪化を招くことなく泡を消泡し、かつ、生産性の低下を招くことなく、連続的に減圧ストリッピングして残存塩化ビニル単量体濃度が低い塩化ビニル系ペースト樹脂ラテックスを製造する方法および製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、塩化ビニル系ペースト樹脂の製造は、まず塩化ビニル系単量体を微細懸濁重合、乳化重合または播種乳化重合することにより該樹脂ラテックスを得る。ここでいう塩化ビニル系単量体とは、塩化ビニル単量体単独または塩化ビニル単量体とこれと共重合可能なビニル単量体との混合物が用いられる。また、塩化ビニル系ペースト樹脂ラテックスとは、通常粒径０．１〜１０μｍの重合体による水性分散液であり、必要によりアニオン性界面活性剤またはノニオン性界面活性剤などの界面活性剤を溶解している。ついで、製品樹脂を得るには、該樹脂ラテックスを噴霧乾燥して得ることが通例である。
【０００３】
一般に、製品樹脂となる前段階の塩化ビニル系ペースト樹脂ラテックスは、多量の未反応の塩化ビニル系単量体を含有している。しかしながら、このような未反応単量体は、該ラテックスを噴霧乾燥する前に、理想的には全量を該ラテックスから分離回収することが望ましい。それは、ラテックスから分離回収して再利用するためだけでなく、環境上の問題から、その大気中への放出を抑えることが望まれているためである。そのため、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高効率で分離回収する必要がある。
【０００４】
従来より、塩化ビニル系樹脂水性液からの未反応単量体をストリッピングする方法として、タンクなどの耐圧容器に塩化ビニル系樹脂水性液を移液し、加熱昇温して減圧回収する回分式の方法、特公昭５３−３８１８７号公報に記載されている重合後の塩化ビニル系樹脂水性液に減圧下でスチームを吹き込む方法、連続式の方法では特開昭５４−８６９３号公報に記載されているような多孔板を有した多段式ストリッピング塔下部より導入したスチームと向流接触させる方法などが知られている。しかし、これらの方法を塩化ビニル系ペースト樹脂ラテックスに対して用いる場合、いずれも共通して該ラテックスの発泡の問題に直面する。すなわち、該ラテックスは安定性を保持するために多量の界面活性剤を含むが、これによりラテックスが激しく発泡し、その泡沫が容器内に充満して回収配管へ飛散するという問題が生じる。この場合、飛散した泡沫が回収配管に飛散することは、設備上の故障、トラブルの原因となることがある。また、上記泡沫は回収配管内に充満し、そのために該配管内の圧力損失が増大すると、排気用真空ポンプの回収能力を低下させることがある。
【０００５】
減圧回収中の泡沫が排気回収配管へ飛散するのを回避する方法としては、適当な消泡剤を投入する方法や未反応単量体の回収流量を抑えて発泡を抑制する方法がある。しかし、ペースト用塩化ビニル樹脂ラテックスへの消泡剤の添加は、例えば数百ｐｐｍ程度であれば品質に悪影響は少ないが、上記の泡を消すためには多量の消泡剤を添加したりする必要がある。多量の消泡剤の添加はラテックス中のＰＶＣの物理−化学的特性を変化させるため、最終製品の段階で品質上の問題を起こすことがある。上記の未反応単量体の回収流量を抑える方法は、該単量体ガスの回収に長時間を要し、生産性の低下につながるという欠点がある。また、減圧槽の排気回収ラインに泡分離槽を設け、該ラインに飛散した泡沫を貯めることにより、泡分離槽以降の排気回収配管へ泡沫を飛散させない方法がある。しかし、この方法を塩化ビニル系ペースト樹脂ラテックスに用いる場合、該ラテックスの発泡性および泡の保持性が強いために、その泡沫が泡分離槽に短時間で充満し、泡分離槽以降の排気回収配管へ泡沫が飛散することがある。
【０００６】
また、その他の消泡方法として、特願平１１−０１２６５６に記載されている減圧回収槽の空間部分、または、排気配管中に設置した冷却部と泡沫を接触させて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、減圧ストリッピングの方法に該ラテックスへのスチームの導入をおこなう場合は、冷却部でスチームが凝縮して該ラテックスの固形分濃度が低下するため、後処理工程のスプレー乾燥機における生産性を低下させるという問題がある。
【０００７】
このように、いずれの方法も塩化ビニル系ペースト樹脂ラテックスの消泡もしくは生産性の面から充分でなく、該ラテックスの良好なストリッピング方法およびその装置は提案されていなかった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、重合後の発泡性に富んだ塩化ビニル系ペースト樹脂ラテックスから未反応塩化ビニル系単量体をストリッピングする操作において、品質の悪化を招くことなく泡を消泡し、かつ、生産性の低下を招くことなく連続的に減圧ストリッピングする方法、その装置、および残存塩化ビニル単量体濃度が低い塩化ビニル系ペースト樹脂ラテックスを提供する。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明は、
（１）減圧回収槽と該槽の排気ラインに泡分離槽を設け、重合後の未反応塩化ビニル系単量体を含む塩化ビニル系ペースト樹脂ラテックスを該減圧回収槽内へ連続的に供給し、前記重合後の塩化ビニル系ペースト樹脂ラテックス中の未反応塩化ビニル系単量体を連続的に減圧ストリッピングして製造する塩化ビニル系ペースト樹脂ラテックスの製造方法であって、排気ラインの配管内に進出する泡を同配管内および／または泡分離槽内でスチームと接触させて消泡し、泡分離槽内から塩化ビニル系ペースト樹脂ラテックスを減圧回収槽へ戻し、前記減圧回収槽に設けたラテックス循環ラインにおいて前記減圧回収槽内の一部のラテックスを抜き出し、該ラテックスを加熱して減圧回収槽内へ戻し、前記ラテックス循環ラインに設けたラテックス回収ラインから前記ラテックス循環ライン中のラテックスの一部を連続回収して塩化ビニル系ペースト樹脂ラテックスを得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製造方法、
（２）塩化ビニル系単量体を重合して未反応塩化ビニル系単量体を含む塩化ビニル系ペースト樹脂ラテックスとする重合機、減圧回収槽、該槽の排気ラインに設置した泡分離槽、減圧回収槽への重合後の前記未反応塩化ビニル系単量体を含む塩化ビニル系ペースト樹脂ラテックスの連続供給ライン、減圧回収槽からのラテックス連続回収ライン、排気ラインの配管内および／または泡分離槽内に接続したスチーム供給ラインを備え、重合後の未反応塩化ビニル系単量体を含む塩化ビニル系ペースト樹脂ラテックスから未反応塩化ビニル系単量体をストリッピングする、塩化ビニル系ペースト樹脂ラテックスの製造装置であって、前記減圧回収層にラテックス抜き出しラインとラテックス戻しラインからなるラテックス循環ラインを設け、該ラテックス循環ラインにラテックスを加熱する装置と該ラテックス循環ライン中の一部のラテックスを連続回収するラテックス回収ラインとを設けた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製造装置、
に関する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明を図面に基づいて具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００１１】
図１は本発明を実施するために用いられる装置の一例を示す説明図である。本発明の方法およびその装置においては、重合後の塩化ビニル系ペースト樹脂ラテックスを連続的に減圧回収槽１内に供給してラテックス中の未反応塩化ビニル系単量体を除去し、該単量体気体を該減圧回収槽１上部に設けた真空排気ラインＡ５へ、同ラインに設けた泡分離槽２を介して回収する。
【００１２】
次に、ストリッピング中に発生するラテックスの泡沫は、ラテックスから未反応単量体ガスおよび水蒸気が発生するために形成されるが、真空排気ラインＡ５配管内に進出するので、同配管内および／または泡分離槽２内でスチームと接触させて消泡する。さらに、真空排気ラインＡ５配管内および／または泡分離槽２内でスチームとの接触により消泡され、泡分離槽２内に流下した塩化ビニル系ペースト樹脂ラテックスは、泡分離槽２内に滞留させることなく減圧回収槽１に戻す方がよい。
【００１３】
前記減圧回収槽１内に導入するラテックスは、重合機から直接移送してもよく、重合機から一旦貯槽に移送した後に貯槽から移送してもよいし、重合機または貯槽でのバッチ式ストリッピングにより未反応単量体濃度を低くしてから移送してもよい。
【００１４】
前記減圧回収槽１としては、塩化ビニル系ペースト樹脂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タンクでよく、特に限定されないが、タンクとしては数ｍｍＨｇの減圧に耐えうる容器であればよい。
【００１５】
前記真空排気ラインＡ５は、減圧回収槽１内の気相部、すなわちラテックス液面より上に設ければよく、通常、減圧回収槽１上面に設置する。前記真空排気ラインＡ５に接続する減圧ポンプとしては所定の減圧度を達成できる真空ポンプであれば特に限定はない。たとえば、水封式真空ポンプでもよいし、オイル回転真空ポンプでもよい。
【００１６】
本発明では、ストリッピング中に真空排気ラインＡ５配管内に進出するラテックスの泡沫を、同配管内および／または泡分離槽２内でスチームと接触させて消泡する。そのスチームの温度としては、真空排気ラインＡ５配管内および／または泡分離槽２内に凝縮せずに導入できるよう減圧回収槽１内における飽和水蒸気温度以上であれば特に限定はないが、好ましくは該減圧回収槽１内における飽和水蒸気温度より高くし、ラテックスの熱安定性を考慮すると、最も好ましくは減圧回収槽１内における飽和水蒸気温度より１０℃〜５０℃高くする。
【００１７】
本発明では、真空排気ラインＡ５に泡分離槽２を設置する。その泡分離槽２としては、数ｍｍＨｇの減圧に耐えうる容器であれば特に限定はない。また、泡分離槽２の容積としては、減圧回収槽１内から一部飛散するラテックスを一時受け入れることができればよく、通常減圧回収槽１の１／２０〜１／５で問題ないが、特に限定はない。
【００１８】
泡分離槽２の設置位置としては、該泡分離槽２と減圧回収槽１間の圧力損失が小さい方が好ましいことから、減圧回収槽１から近い距離に設置する方がよい。また、該泡分離槽２と減圧回収槽１間の真空排気ラインＡ５配管径は、太い方が好ましい。
【００１９】
本発明では、泡分離槽２内に流下した塩化ビニル系ペースト樹脂ラテックスは、泡分離槽２内に滞留させることなく減圧回収槽１に戻す方がよい。これは、ラテックスを泡分離槽内２に放置すると再沸騰を起こし泡を発生するためである。そのため、泡分離槽２の底の形状としては、泡分離槽２内からラテックスを抜き出せる形状であればよいが、好ましくは２：１正半楕円形、最も好ましくはコニカル形がよい。
【００２０】
泡分離槽２から減圧回収槽１へのラテックス戻しライン１１としては、泡分離槽２の最下部に接続するのが好ましく、ラインの配管径は太い方が好ましい。ラテックスを減圧回収槽１に戻す位置としては、戻したラテックスが直接真空排気ラインＡ５に飛散しない位置であればよいが、好ましくは減圧回収槽１内のラテックスの液面下に戻すのが好ましく、さらに好ましくは減圧回収槽１の底部に戻すのがよい。また、ラテックスを減圧回収槽１に戻す方法としては、ラテックス戻しライン１１にラテックス戻し用ポンプ１０を設置して該ポンプによりラテックスを強制的に戻してもよいし、減圧回収槽１内のラテックス液面から泡分離槽２の高さ方向距離を適宜調整して差圧により戻してもよい。または、ラテックス戻しライン１１に設置したラテックス戻し用ポンプ１０を補助的に用いてもよい。
【００２１】
本発明の減圧回収槽１内の減圧度は、該槽内のラテックス中の水が沸騰するように制御し、すなわち該槽内のラテックス温度における水の蒸気圧以下とする。塩化ビニル系ペースト樹脂ラテックスの機械的安定性を低下させることなく且つ品質を損なうことなく未反応単量体を除去するためラテックスの温度は８０℃以下であることが好ましい。本発明者らが検討の結果、塩化ビニル系ペースト樹脂ラテックスからの未反応単量体の除去量は、該ラテックスが沸騰して蒸発する該ラテックス中の水分量と深く関係しており、蒸発水分量が大きい程、未反応単量体の除去量も大きくなることが解った。そのため、減圧回収槽１へ供給されるラテックスの温度は８０℃以下の範囲で高い方が好ましく、例えば５０℃以上が好ましい。また、減圧回収槽１内の減圧度としては、好ましくは４５ｍｍＨｇ〜３６０ｍｍＨｇであり、さらに好ましくは５５ｍｍＨｇ〜２４０ｍｍＨｇである。
【００２２】
本発明において減圧回収槽内１に供給するラテックスを加熱する場合は、ラテックス供給ライン３に設置した熱交換器Ａ１２により加熱してもよいし、該供給ラインに接続したスチーム導入ラインＡ１３からスチームを導入することにより加熱してもよい。熱交換器Ａ１２による熱交換量および導入スチーム量は、ラテックスが好ましくは８０℃以下の範囲で昇温出来るように設定される。本発明において減圧回収槽１内のラテックスを加熱する場合は、該槽に設けた加熱用ジャケット１５により加熱したり、該槽内ラテックス中にスチームを導入して加熱してもよいし、該槽内から抜き出したラテックスをラテックス循環ライン２０においてスチームとの接触および／または熱交換器Ｂ２１により加熱し、減圧回収槽１内に戻してもよい。加熱用ジャケット１５による加熱の場合は、ジャケット内を循環させる温水の温度が減圧回収槽１内の温度より高ければ特に限定しないが、６０℃〜８０℃であることが好ましい。また、減圧回収槽１内へ導入するスチーム量は、該槽内が所定の減圧度で制御可能であれば特に限定はない。また、ラテックスを循環して加熱する場合は、該槽内が所定の減圧度で制御可能であれば、ラテックス循環量およびラテックス加熱量に特に限定はない。
【００２３】
上記の方法は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連続ストリッピングするのに有効であるが、該ラテックスの発泡が極めて激しいために、泡が泡分離槽２から排気用真空ポンプへの真空排気ラインＢ８へ飛散することがあれば、排気速度を低下させ、真空排気ラインＢ８への泡の飛散を回避すると共に、泡分離槽２からのラテックスの排出を促して、該ラテックスを減圧回収槽１へ戻す操作をおこなうことができる。この操作では、泡分離槽２内の泡およびラテックスがおおよそ減圧回収槽１にもどされた時点で、再び排気速度を上げて定常運転に復帰させることが好ましい。この操作により、通常、真空ポンプへの真空排気ラインＢ８配管内に泡が飛散することによる装置の故障や真空ポンプの回収能力低下等を回避するために装置の運転を停止せざるを得ないところ、装置を停止する必要が無く、装置の停止および立ち上げに係る作業と時間を省くことができる。
【００２４】
以下、実施例に基づき、本発明を具体的に説明するが、本発明は、これら実施例によって制限されるものではない。
【００２５】
【実施例】
実施例および比較例における測定、評価は、以下の方法により行った。
【００２６】
減圧ストリッピング処理の運転可否の判定は、泡分離槽から排気用真空ポンプへの排気ライン配管途中に設置したサイトグラスを観察し、泡分離槽から排気用真空ポンプへの排気ライン配管への泡飛散の有無により決定した。また、泡分離槽上部側面にもサイトグラスを設置し、泡分離槽内の泡の充満状態も観察した。
【００２７】
塩化ビニル系ペースト樹脂中の残存塩化ビニル系単量体濃度の評価は、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４０ｃｃのテトラヒドロフランで攪拌溶解し、得られた溶解液０．５ｃｃをガスクロマトグラフ（株式会社島津製作所製ＧＣ１４−１４Ａ）に投与し、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固形分の重量（乾燥重量）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。
【００２８】
塩化ビニル系ペースト樹脂の品質は、ストリッピング後のラテックスを１００メッシュ、開口径１５０μｍの金網を用い湿式篩いし、乾燥樹脂量に対する１００メッシュ以上の粗粒子量の割合を用いて評価を行った。通常、品質上の問題となる１００メッシュ以上の粗粒子量の割合は０．５％以上とされている。
【００２９】
（実施例１）
１．２ｍ3の攪拌機付き分散槽に脱イオン水３９０ｋｇを仕込み、次いで予めイオン交換水６０ｋｇにラウリル硫酸ナトリウム２．７ｋｇおよびセチルアルコール２．７ｋｇを８０℃で溶解して常温まで冷却した乳化剤水溶液と、α，α’−アゾビスイソブチロパレロニトリル（ＡＢＶＮ）２０７ｇをトルエン０．５Ｌに溶解した重合開始剤溶液とを加えて１０分間脱気した後、塩化ビニル単量体４５０ｋｇを仕込み、撹拌しながら能力１０ｍ3／Ｈｒの遠心ポンプ中で更に分散処理をして槽内に循環させる操作を６０分間行い、分散均質化した。次に、予めスケール防止剤を内壁に塗布した攪拌機付き１．２ｍ3ステンレス製重合機の管内に分散槽から分散均質化液をポンプで移送した。移液後、缶内圧を１ｋｇ／ｃｍ2だけ窒素で昇圧し、撹拌しながら昇温して５０℃で重合を進めた。缶内圧が６．５ｋｇ／ ｃｍ2Ｇまで低下した時点で７０℃まで昇温し、同温度で３０分間保持した後、重合機内で未反応塩化ビニル単量体を減圧回収することにより、ラテックス固形分濃度４５重量％の塩化ビニル系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であり、１００メッシュ以上の粗粒子量の割合は０．０１％であった。
【００３０】
次いで、得られた塩化ビニル系ペースト樹脂ラテックスを供給貯槽に仕込み、６０℃で保持するとともに、９０ｍｍＨｇに制御した減圧回収槽へ上部のラテックス供給ラインより２０Ｌ／Ｈｒで連続的に供給した。また、減圧回収槽内のラテックス量は１０Ｌとして、下部のラテックス回収ラインからはチューブポンプを用いて連続的に２０Ｌ／Ｈｒでラテックスを回収し、減圧回収槽内のラテックス平均滞留時間が０．５Ｈｒとなるようにした。このときの減圧回収槽には上下が２：１半楕円形状である直径０．２２ｍ、高さ０．４４ｍの耐圧容器を用い、泡分離槽には上下が２：１半楕円形状である直径０．１０ｍ、高さ０．２０ｍの耐圧容器を用いた。減圧回収槽と泡分離槽を結ぶ排気ライン配管は内径０．０４ｍ、長さ０．３０ｍとした。また、ラテックス供給ラインの配管直径は０．０１ｍとし、導入ラテックスの流動速度は約０．０７ｍ／ｓｅｃ．であった。連続ストリッピング処理している間、減圧回収槽から泡分離槽への排気ライン配管内に接続したスチーム供給ラインからは８０℃のスチームを０．８ｋｇ／Ｈｒ供給して同配管内に進出する泡沫を消泡し、泡分離槽内に流下したラテックスが槽下部に滞留しないようにチューブポンプを用いて同ラテックスを減圧回収槽へ排出した。さらに、減圧回収槽のジャケットには６０℃の温水を１２０Ｌ／Ｈｒで通水し、槽内のラテックスを加熱するようにした。未反応単量体の回収は泡分離槽上部に設置した真空排気ラインからおこなった。その結果、泡分離槽から排気用真空ポンプへの排気ラインへの泡の飛散はなく、連続処理可能であった。ラテックス回収ラインのチューブポンプにより連続回収されたラテックス中の固形分あたりの未反応単量体濃度は４００ｐｐｍであった。また、処理後のラテックス中の１００メッシュ以上の粗粒子量の割合は０．０１％であり、減圧回収処理前の粗粒子量と同等であった。結果を表１に示す。
【００３１】
（実施例２）
減圧回収槽から泡分離槽への排気ライン配管内に接続したスチーム供給ラインから導入するスチームを１２０℃とする以外は、実施例１と同様の方法でストリッピングを行った。その結果、泡分離槽から排気用真空ポンプへの排気ラインへの泡の飛散はなく、連続処理可能であった。ラテックス回収ラインのチューブポンプにより連続回収されたラテックス中の固形分あたりの未反応単量体濃度は４００ｐｐｍであった。また、処理後のラテックス中の１００メッシュ以上の粗粒子量の割合は０．０４％であり、品質上に問題のない程度であった。結果を表１に示す。
【００３２】
（比較例１）
減圧回収槽から泡分離槽への排気ライン配管内へスチームを供給しない以外は、実施例１と同様の方法でストリッピングを行った。その結果、減圧回収槽から泡分離槽への泡の飛散が激しいために泡分離槽から泡がオーバーフローし、回収ラインへの泡の同伴が激しい結果となり、真空ポンプの故障が考えられたので運転を停止した。結果を表１に併せて示す。
【００３３】
（比較例２）
減圧回収槽から泡分離槽への排気ライン配管内へスチームを供給せず、その代わりに同配管内にシリコン系消泡剤を添加した以外は、実施例１と同様の方法で減圧回収を行った。消泡剤は排気ライン配管に設置したスチーム導入管より、ラテックス中の固形分当たり１００ｐｐｍとなるよう連続添加した。その結果、減圧回収槽から泡分離槽への泡の飛散が激しいために泡分離槽から泡がオーバーフローし、回収ラインへの泡の同伴が激しい結果となり、真空ポンプの故障が考えられたので運転を停止した。結果を表１に併せて示す。
【００３４】
（比較例３）
減圧回収槽へのラテックス供給ライン配管内にシリコン系消泡剤を添加した以外は、比較例２と同様の方法で減圧回収を行った。消泡剤は排気ライン配管に設置したスチーム導入管とラテックス供給ライン配管内に設置した導入管から、それぞれラテックス中の固形分当たり５０ｐｐｍ、両方合計すると１００ｐｐｍとなるよう連続添加した。その結果、減圧回収槽から泡分離槽への泡の飛散が激しいために泡分離槽から泡がオーバーフローし、回収ラインへの泡の同伴が激しい結果となり、真空ポンプの故障が考えられたので運転を停止した。結果を表１に併せて示す。
【００３５】
（実施例３）
減圧回収槽から泡分離槽への排気ライン配管内に接続したスチーム供給ラインから導入するスチームを５５℃とする以外は、実施例１と同様の方法でストリッピングを行った。ストリッピング中、泡分離槽内に泡が充満しそうになる時があったため、そのときは泡分離槽から真空ポンプへの排気ラインに設置したバルブの開度を絞ることにより排気速度を低下させ、泡分離槽内の泡沫およびラテックスが排出されるのを確認してから再びバルブの開度を上げて排気速度を復帰させる操作を行った。その結果、泡分離槽から排気用真空ポンプへの排気ラインへの泡の飛散はなく、連続処理可能であった。ラテックス回収ラインのチューブポンプにより連続回収されたラテックス中の固形分あたりの未反応単量体濃度は４００ｐｐｍであった。また、処理後のラテックス中の１００メッシュ以上の粗粒子量の割合は０．０１％であり、減圧回収処理前の粗粒子量と同等であった。結果を表１に示す。
【００３６】
（実施例４）
減圧回収槽へのラテックス供給配管に設けた熱交換器を用いてラテックスを６５℃まで昇温する以外は、実施例１と同様の方法でストリッピングを行った。その結果、泡分離槽から排気用真空ポンプへの排気ラインへの泡の飛散はなく、連続処理可能であった。ラテックス回収ラインのチューブポンプにより連続回収されたラテックス中の固形分あたりの未反応単量体濃度は２４０ｐｐｍであった。また、処理後のラテックス中の１００メッシュ以上の粗粒子量の割合は０．０１％であり、減圧回収処理前の粗粒子量と同等であった。結果を表１に示す。
【００３７】
（実施例５）
減圧回収槽へのラテックス供給配管中でラテックスをスチームと接触させて６５℃まで昇温する以外は、実施例１と同様の方法でストリッピングを行った。スチームは塩化ビニル系ペースト樹脂ラテックスに対して重量比で１：２０となるように、ラテックス供給ラインの配管に設置した導入管より導入した。その結果、泡分離槽から排気用真空ポンプへの排気ラインへの泡の飛散はなく、連続処理可能であった。ラテックス回収ラインのチューブポンプにより連続回収されたラテックス中の固形分あたりの未反応単量体濃度は２４０ｐｐｍであった。また、処理後のラテックス中の１００メッシュ以上の粗粒子量の割合は０．０１％であり、減圧回収処理前の粗粒子量と同等であった。結果を表１に示す。
【００３８】
（実施例６）
減圧回収槽へのラテックス供給配管中でラテックスをスチームと接触させて７０℃まで昇温する以外は、実施例１と同様の方法でストリッピングを行った。スチームは塩化ビニル系ペースト樹脂ラテックスに対して重量比で３：４０となるように、ラテックス供給ラインの配管に設置した導入管より導入した。その結果、泡分離槽から排気用真空ポンプへの排気ラインへの泡の飛散はなく、連続処理可能であった。ラテックス回収ラインのチューブポンプにより連続回収されたラテックス中の固形分あたりの未反応単量体濃度は１６０ｐｐｍであった。また、処理後のラテックス中の１００メッシュ以上の粗粒子量の割合は０．０１％であり、減圧回収処理前の粗粒子量と同等であった。結果を表１に示す。
【００３９】
（実施例７）
減圧回収槽内にスチームを導入して、槽内に滞留するラテックスをスチームに接触させる以外は、実施例５と同様の方法でストリッピングを行った。スチームは１．０ｋｇ／Ｈｒで、減圧回収槽の下部に設置した導入管より導入した。その結果、泡分離槽から排気用真空ポンプへの排気ラインへの泡の飛散はなく、連続処理可能であった。ラテックス回収ラインのチューブポンプにより連続回収されたラテックス中の固形分あたりの未反応単量体濃度は１２０ｐｐｍであった。また、処理後のラテックス中の１００メッシュ以上の粗粒子量の割合は０．０１％であり、減圧回収処理前の粗粒子量と同等であった。結果を表１に示す。
【００４０】
【００４１】
【表１】
【００４２】
【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からの未反応単量体のストリッピング方法およびその装置によれば、品質の悪化を招くことなく泡を消泡し、かつ、生産性の低下を招くことなく、連続的に減圧ストリッピングすることができる。また、本ストリッピング方法および装置により得られる塩化ビニル系ペースト樹脂ラテックスによれば、ラテックス乾燥時に環境へ排出される未反応単量体量を低く抑えることができ、環境上好ましい製品樹脂を得ることができる。
【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ストリッピング方法および装置の説明図である。
【符号の説明】
１ 減圧回収槽
２ 泡分離槽
３ ラテックス供給ライン
４ ラテックス回収ライン
５ 真空排気ラインＡ
６ 消泡用スチーム導入ライン
７ 消泡剤導入ラインＡ
８ 真空排気ラインＢ
９ ラテックス回収循環用ポンプ
１０ ラテックス循環用ポンプ
１１ ラテックス戻しライン
１２ 熱交換器Ａ
１３ スチーム導入ラインＡ
１４ 消泡剤導入ラインＢ
１５ 加熱用ジャケット
１６、１７ ジャケット温水ライン
１８ スチーム導入ラインＢ
１９ 攪拌羽根
２０ ラテックス循環ライン
２１ 熱交換器Ｂ
２２ スチーム導入ラインＣ
【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製造方法および製造装置に関する。さらに詳しくは、発泡しやすい重合後の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である塩化ビニル系モノマーをストリッピングする操作において、品質の悪化を招くことなく泡を消泡し、かつ、生産性の低下を招くことなく、連続的に減圧ストリッピングして残存塩化ビニル単量体濃度が低い塩化ビニル系ペースト樹脂ラテックスを製造する方法および製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、塩化ビニル系ペースト樹脂の製造は、まず塩化ビニル系単量体を微細懸濁重合、乳化重合または播種乳化重合することにより該樹脂ラテックスを得る。ここでいう塩化ビニル系単量体とは、塩化ビニル単量体単独または塩化ビニル単量体とこれと共重合可能なビニル単量体との混合物が用いられる。また、塩化ビニル系ペースト樹脂ラテックスとは、通常粒径０．１〜１０μｍの重合体による水性分散液であり、必要によりアニオン性界面活性剤またはノニオン性界面活性剤などの界面活性剤を溶解している。ついで、製品樹脂を得るには、該樹脂ラテックスを噴霧乾燥して得ることが通例である。
【０００３】
一般に、製品樹脂となる前段階の塩化ビニル系ペースト樹脂ラテックスは、多量の未反応の塩化ビニル系単量体を含有している。しかしながら、このような未反応単量体は、該ラテックスを噴霧乾燥する前に、理想的には全量を該ラテックスから分離回収することが望ましい。それは、ラテックスから分離回収して再利用するためだけでなく、環境上の問題から、その大気中への放出を抑えることが望まれているためである。そのため、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高効率で分離回収する必要がある。
【０００４】
従来より、塩化ビニル系樹脂水性液からの未反応単量体をストリッピングする方法として、タンクなどの耐圧容器に塩化ビニル系樹脂水性液を移液し、加熱昇温して減圧回収する回分式の方法、特公昭５３−３８１８７号公報に記載されている重合後の塩化ビニル系樹脂水性液に減圧下でスチームを吹き込む方法、連続式の方法では特開昭５４−８６９３号公報に記載されているような多孔板を有した多段式ストリッピング塔下部より導入したスチームと向流接触させる方法などが知られている。しかし、これらの方法を塩化ビニル系ペースト樹脂ラテックスに対して用いる場合、いずれも共通して該ラテックスの発泡の問題に直面する。すなわち、該ラテックスは安定性を保持するために多量の界面活性剤を含むが、これによりラテックスが激しく発泡し、その泡沫が容器内に充満して回収配管へ飛散するという問題が生じる。この場合、飛散した泡沫が回収配管に飛散することは、設備上の故障、トラブルの原因となることがある。また、上記泡沫は回収配管内に充満し、そのために該配管内の圧力損失が増大すると、排気用真空ポンプの回収能力を低下させることがある。
【０００５】
減圧回収中の泡沫が排気回収配管へ飛散するのを回避する方法としては、適当な消泡剤を投入する方法や未反応単量体の回収流量を抑えて発泡を抑制する方法がある。しかし、ペースト用塩化ビニル樹脂ラテックスへの消泡剤の添加は、例えば数百ｐｐｍ程度であれば品質に悪影響は少ないが、上記の泡を消すためには多量の消泡剤を添加したりする必要がある。多量の消泡剤の添加はラテックス中のＰＶＣの物理−化学的特性を変化させるため、最終製品の段階で品質上の問題を起こすことがある。上記の未反応単量体の回収流量を抑える方法は、該単量体ガスの回収に長時間を要し、生産性の低下につながるという欠点がある。また、減圧槽の排気回収ラインに泡分離槽を設け、該ラインに飛散した泡沫を貯めることにより、泡分離槽以降の排気回収配管へ泡沫を飛散させない方法がある。しかし、この方法を塩化ビニル系ペースト樹脂ラテックスに用いる場合、該ラテックスの発泡性および泡の保持性が強いために、その泡沫が泡分離槽に短時間で充満し、泡分離槽以降の排気回収配管へ泡沫が飛散することがある。
【０００６】
また、その他の消泡方法として、特願平１１−０１２６５６に記載されている減圧回収槽の空間部分、または、排気配管中に設置した冷却部と泡沫を接触させて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、減圧ストリッピングの方法に該ラテックスへのスチームの導入をおこなう場合は、冷却部でスチームが凝縮して該ラテックスの固形分濃度が低下するため、後処理工程のスプレー乾燥機における生産性を低下させるという問題がある。
【０００７】
このように、いずれの方法も塩化ビニル系ペースト樹脂ラテックスの消泡もしくは生産性の面から充分でなく、該ラテックスの良好なストリッピング方法およびその装置は提案されていなかった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、重合後の発泡性に富んだ塩化ビニル系ペースト樹脂ラテックスから未反応塩化ビニル系単量体をストリッピングする操作において、品質の悪化を招くことなく泡を消泡し、かつ、生産性の低下を招くことなく連続的に減圧ストリッピングする方法、その装置、および残存塩化ビニル単量体濃度が低い塩化ビニル系ペースト樹脂ラテックスを提供する。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明は、
（１）減圧回収槽と該槽の排気ラインに泡分離槽を設け、重合後の未反応塩化ビニル系単量体を含む塩化ビニル系ペースト樹脂ラテックスを該減圧回収槽内へ連続的に供給し、前記重合後の塩化ビニル系ペースト樹脂ラテックス中の未反応塩化ビニル系単量体を連続的に減圧ストリッピングして製造する塩化ビニル系ペースト樹脂ラテックスの製造方法であって、排気ラインの配管内に進出する泡を同配管内および／または泡分離槽内でスチームと接触させて消泡し、泡分離槽内から塩化ビニル系ペースト樹脂ラテックスを減圧回収槽へ戻し、前記減圧回収槽に設けたラテックス循環ラインにおいて前記減圧回収槽内の一部のラテックスを抜き出し、該ラテックスを加熱して減圧回収槽内へ戻し、前記ラテックス循環ラインに設けたラテックス回収ラインから前記ラテックス循環ライン中のラテックスの一部を連続回収して塩化ビニル系ペースト樹脂ラテックスを得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製造方法、
（２）塩化ビニル系単量体を重合して未反応塩化ビニル系単量体を含む塩化ビニル系ペースト樹脂ラテックスとする重合機、減圧回収槽、該槽の排気ラインに設置した泡分離槽、減圧回収槽への重合後の前記未反応塩化ビニル系単量体を含む塩化ビニル系ペースト樹脂ラテックスの連続供給ライン、減圧回収槽からのラテックス連続回収ライン、排気ラインの配管内および／または泡分離槽内に接続したスチーム供給ラインを備え、重合後の未反応塩化ビニル系単量体を含む塩化ビニル系ペースト樹脂ラテックスから未反応塩化ビニル系単量体をストリッピングする、塩化ビニル系ペースト樹脂ラテックスの製造装置であって、前記減圧回収層にラテックス抜き出しラインとラテックス戻しラインからなるラテックス循環ラインを設け、該ラテックス循環ラインにラテックスを加熱する装置と該ラテックス循環ライン中の一部のラテックスを連続回収するラテックス回収ラインとを設けた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製造装置、
に関する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明を図面に基づいて具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００１１】
図１は本発明を実施するために用いられる装置の一例を示す説明図である。本発明の方法およびその装置においては、重合後の塩化ビニル系ペースト樹脂ラテックスを連続的に減圧回収槽１内に供給してラテックス中の未反応塩化ビニル系単量体を除去し、該単量体気体を該減圧回収槽１上部に設けた真空排気ラインＡ５へ、同ラインに設けた泡分離槽２を介して回収する。
【００１２】
次に、ストリッピング中に発生するラテックスの泡沫は、ラテックスから未反応単量体ガスおよび水蒸気が発生するために形成されるが、真空排気ラインＡ５配管内に進出するので、同配管内および／または泡分離槽２内でスチームと接触させて消泡する。さらに、真空排気ラインＡ５配管内および／または泡分離槽２内でスチームとの接触により消泡され、泡分離槽２内に流下した塩化ビニル系ペースト樹脂ラテックスは、泡分離槽２内に滞留させることなく減圧回収槽１に戻す方がよい。
【００１３】
前記減圧回収槽１内に導入するラテックスは、重合機から直接移送してもよく、重合機から一旦貯槽に移送した後に貯槽から移送してもよいし、重合機または貯槽でのバッチ式ストリッピングにより未反応単量体濃度を低くしてから移送してもよい。
【００１４】
前記減圧回収槽１としては、塩化ビニル系ペースト樹脂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タンクでよく、特に限定されないが、タンクとしては数ｍｍＨｇの減圧に耐えうる容器であればよい。
【００１５】
前記真空排気ラインＡ５は、減圧回収槽１内の気相部、すなわちラテックス液面より上に設ければよく、通常、減圧回収槽１上面に設置する。前記真空排気ラインＡ５に接続する減圧ポンプとしては所定の減圧度を達成できる真空ポンプであれば特に限定はない。たとえば、水封式真空ポンプでもよいし、オイル回転真空ポンプでもよい。
【００１６】
本発明では、ストリッピング中に真空排気ラインＡ５配管内に進出するラテックスの泡沫を、同配管内および／または泡分離槽２内でスチームと接触させて消泡する。そのスチームの温度としては、真空排気ラインＡ５配管内および／または泡分離槽２内に凝縮せずに導入できるよう減圧回収槽１内における飽和水蒸気温度以上であれば特に限定はないが、好ましくは該減圧回収槽１内における飽和水蒸気温度より高くし、ラテックスの熱安定性を考慮すると、最も好ましくは減圧回収槽１内における飽和水蒸気温度より１０℃〜５０℃高くする。
【００１７】
本発明では、真空排気ラインＡ５に泡分離槽２を設置する。その泡分離槽２としては、数ｍｍＨｇの減圧に耐えうる容器であれば特に限定はない。また、泡分離槽２の容積としては、減圧回収槽１内から一部飛散するラテックスを一時受け入れることができればよく、通常減圧回収槽１の１／２０〜１／５で問題ないが、特に限定はない。
【００１８】
泡分離槽２の設置位置としては、該泡分離槽２と減圧回収槽１間の圧力損失が小さい方が好ましいことから、減圧回収槽１から近い距離に設置する方がよい。また、該泡分離槽２と減圧回収槽１間の真空排気ラインＡ５配管径は、太い方が好ましい。
【００１９】
本発明では、泡分離槽２内に流下した塩化ビニル系ペースト樹脂ラテックスは、泡分離槽２内に滞留させることなく減圧回収槽１に戻す方がよい。これは、ラテックスを泡分離槽内２に放置すると再沸騰を起こし泡を発生するためである。そのため、泡分離槽２の底の形状としては、泡分離槽２内からラテックスを抜き出せる形状であればよいが、好ましくは２：１正半楕円形、最も好ましくはコニカル形がよい。
【００２０】
泡分離槽２から減圧回収槽１へのラテックス戻しライン１１としては、泡分離槽２の最下部に接続するのが好ましく、ラインの配管径は太い方が好ましい。ラテックスを減圧回収槽１に戻す位置としては、戻したラテックスが直接真空排気ラインＡ５に飛散しない位置であればよいが、好ましくは減圧回収槽１内のラテックスの液面下に戻すのが好ましく、さらに好ましくは減圧回収槽１の底部に戻すのがよい。また、ラテックスを減圧回収槽１に戻す方法としては、ラテックス戻しライン１１にラテックス戻し用ポンプ１０を設置して該ポンプによりラテックスを強制的に戻してもよいし、減圧回収槽１内のラテックス液面から泡分離槽２の高さ方向距離を適宜調整して差圧により戻してもよい。または、ラテックス戻しライン１１に設置したラテックス戻し用ポンプ１０を補助的に用いてもよい。
【００２１】
本発明の減圧回収槽１内の減圧度は、該槽内のラテックス中の水が沸騰するように制御し、すなわち該槽内のラテックス温度における水の蒸気圧以下とする。塩化ビニル系ペースト樹脂ラテックスの機械的安定性を低下させることなく且つ品質を損なうことなく未反応単量体を除去するためラテックスの温度は８０℃以下であることが好ましい。本発明者らが検討の結果、塩化ビニル系ペースト樹脂ラテックスからの未反応単量体の除去量は、該ラテックスが沸騰して蒸発する該ラテックス中の水分量と深く関係しており、蒸発水分量が大きい程、未反応単量体の除去量も大きくなることが解った。そのため、減圧回収槽１へ供給されるラテックスの温度は８０℃以下の範囲で高い方が好ましく、例えば５０℃以上が好ましい。また、減圧回収槽１内の減圧度としては、好ましくは４５ｍｍＨｇ〜３６０ｍｍＨｇであり、さらに好ましくは５５ｍｍＨｇ〜２４０ｍｍＨｇである。
【００２２】
本発明において減圧回収槽内１に供給するラテックスを加熱する場合は、ラテックス供給ライン３に設置した熱交換器Ａ１２により加熱してもよいし、該供給ラインに接続したスチーム導入ラインＡ１３からスチームを導入することにより加熱してもよい。熱交換器Ａ１２による熱交換量および導入スチーム量は、ラテックスが好ましくは８０℃以下の範囲で昇温出来るように設定される。本発明において減圧回収槽１内のラテックスを加熱する場合は、該槽に設けた加熱用ジャケット１５により加熱したり、該槽内ラテックス中にスチームを導入して加熱してもよいし、該槽内から抜き出したラテックスをラテックス循環ライン２０においてスチームとの接触および／または熱交換器Ｂ２１により加熱し、減圧回収槽１内に戻してもよい。加熱用ジャケット１５による加熱の場合は、ジャケット内を循環させる温水の温度が減圧回収槽１内の温度より高ければ特に限定しないが、６０℃〜８０℃であることが好ましい。また、減圧回収槽１内へ導入するスチーム量は、該槽内が所定の減圧度で制御可能であれば特に限定はない。また、ラテックスを循環して加熱する場合は、該槽内が所定の減圧度で制御可能であれば、ラテックス循環量およびラテックス加熱量に特に限定はない。
【００２３】
上記の方法は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連続ストリッピングするのに有効であるが、該ラテックスの発泡が極めて激しいために、泡が泡分離槽２から排気用真空ポンプへの真空排気ラインＢ８へ飛散することがあれば、排気速度を低下させ、真空排気ラインＢ８への泡の飛散を回避すると共に、泡分離槽２からのラテックスの排出を促して、該ラテックスを減圧回収槽１へ戻す操作をおこなうことができる。この操作では、泡分離槽２内の泡およびラテックスがおおよそ減圧回収槽１にもどされた時点で、再び排気速度を上げて定常運転に復帰させることが好ましい。この操作により、通常、真空ポンプへの真空排気ラインＢ８配管内に泡が飛散することによる装置の故障や真空ポンプの回収能力低下等を回避するために装置の運転を停止せざるを得ないところ、装置を停止する必要が無く、装置の停止および立ち上げに係る作業と時間を省くことができる。
【００２４】
以下、実施例に基づき、本発明を具体的に説明するが、本発明は、これら実施例によって制限されるものではない。
【００２５】
【実施例】
実施例および比較例における測定、評価は、以下の方法により行った。
【００２６】
減圧ストリッピング処理の運転可否の判定は、泡分離槽から排気用真空ポンプへの排気ライン配管途中に設置したサイトグラスを観察し、泡分離槽から排気用真空ポンプへの排気ライン配管への泡飛散の有無により決定した。また、泡分離槽上部側面にもサイトグラスを設置し、泡分離槽内の泡の充満状態も観察した。
【００２７】
塩化ビニル系ペースト樹脂中の残存塩化ビニル系単量体濃度の評価は、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４０ｃｃのテトラヒドロフランで攪拌溶解し、得られた溶解液０．５ｃｃをガスクロマトグラフ（株式会社島津製作所製ＧＣ１４−１４Ａ）に投与し、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固形分の重量（乾燥重量）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。
【００２８】
塩化ビニル系ペースト樹脂の品質は、ストリッピング後のラテックスを１００メッシュ、開口径１５０μｍの金網を用い湿式篩いし、乾燥樹脂量に対する１００メッシュ以上の粗粒子量の割合を用いて評価を行った。通常、品質上の問題となる１００メッシュ以上の粗粒子量の割合は０．５％以上とされている。
【００２９】
（実施例１）
１．２ｍ3の攪拌機付き分散槽に脱イオン水３９０ｋｇを仕込み、次いで予めイオン交換水６０ｋｇにラウリル硫酸ナトリウム２．７ｋｇおよびセチルアルコール２．７ｋｇを８０℃で溶解して常温まで冷却した乳化剤水溶液と、α，α’−アゾビスイソブチロパレロニトリル（ＡＢＶＮ）２０７ｇをトルエン０．５Ｌに溶解した重合開始剤溶液とを加えて１０分間脱気した後、塩化ビニル単量体４５０ｋｇを仕込み、撹拌しながら能力１０ｍ3／Ｈｒの遠心ポンプ中で更に分散処理をして槽内に循環させる操作を６０分間行い、分散均質化した。次に、予めスケール防止剤を内壁に塗布した攪拌機付き１．２ｍ3ステンレス製重合機の管内に分散槽から分散均質化液をポンプで移送した。移液後、缶内圧を１ｋｇ／ｃｍ2だけ窒素で昇圧し、撹拌しながら昇温して５０℃で重合を進めた。缶内圧が６．５ｋｇ／ ｃｍ2Ｇまで低下した時点で７０℃まで昇温し、同温度で３０分間保持した後、重合機内で未反応塩化ビニル単量体を減圧回収することにより、ラテックス固形分濃度４５重量％の塩化ビニル系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であり、１００メッシュ以上の粗粒子量の割合は０．０１％であった。
【００３０】
次いで、得られた塩化ビニル系ペースト樹脂ラテックスを供給貯槽に仕込み、６０℃で保持するとともに、９０ｍｍＨｇに制御した減圧回収槽へ上部のラテックス供給ラインより２０Ｌ／Ｈｒで連続的に供給した。また、減圧回収槽内のラテックス量は１０Ｌとして、下部のラテックス回収ラインからはチューブポンプを用いて連続的に２０Ｌ／Ｈｒでラテックスを回収し、減圧回収槽内のラテックス平均滞留時間が０．５Ｈｒとなるようにした。このときの減圧回収槽には上下が２：１半楕円形状である直径０．２２ｍ、高さ０．４４ｍの耐圧容器を用い、泡分離槽には上下が２：１半楕円形状である直径０．１０ｍ、高さ０．２０ｍの耐圧容器を用いた。減圧回収槽と泡分離槽を結ぶ排気ライン配管は内径０．０４ｍ、長さ０．３０ｍとした。また、ラテックス供給ラインの配管直径は０．０１ｍとし、導入ラテックスの流動速度は約０．０７ｍ／ｓｅｃ．であった。連続ストリッピング処理している間、減圧回収槽から泡分離槽への排気ライン配管内に接続したスチーム供給ラインからは８０℃のスチームを０．８ｋｇ／Ｈｒ供給して同配管内に進出する泡沫を消泡し、泡分離槽内に流下したラテックスが槽下部に滞留しないようにチューブポンプを用いて同ラテックスを減圧回収槽へ排出した。さらに、減圧回収槽のジャケットには６０℃の温水を１２０Ｌ／Ｈｒで通水し、槽内のラテックスを加熱するようにした。未反応単量体の回収は泡分離槽上部に設置した真空排気ラインからおこなった。その結果、泡分離槽から排気用真空ポンプへの排気ラインへの泡の飛散はなく、連続処理可能であった。ラテックス回収ラインのチューブポンプにより連続回収されたラテックス中の固形分あたりの未反応単量体濃度は４００ｐｐｍであった。また、処理後のラテックス中の１００メッシュ以上の粗粒子量の割合は０．０１％であり、減圧回収処理前の粗粒子量と同等であった。結果を表１に示す。
【００３１】
（実施例２）
減圧回収槽から泡分離槽への排気ライン配管内に接続したスチーム供給ラインから導入するスチームを１２０℃とする以外は、実施例１と同様の方法でストリッピングを行った。その結果、泡分離槽から排気用真空ポンプへの排気ラインへの泡の飛散はなく、連続処理可能であった。ラテックス回収ラインのチューブポンプにより連続回収されたラテックス中の固形分あたりの未反応単量体濃度は４００ｐｐｍであった。また、処理後のラテックス中の１００メッシュ以上の粗粒子量の割合は０．０４％であり、品質上に問題のない程度であった。結果を表１に示す。
【００３２】
（比較例１）
減圧回収槽から泡分離槽への排気ライン配管内へスチームを供給しない以外は、実施例１と同様の方法でストリッピングを行った。その結果、減圧回収槽から泡分離槽への泡の飛散が激しいために泡分離槽から泡がオーバーフローし、回収ラインへの泡の同伴が激しい結果となり、真空ポンプの故障が考えられたので運転を停止した。結果を表１に併せて示す。
【００３３】
（比較例２）
減圧回収槽から泡分離槽への排気ライン配管内へスチームを供給せず、その代わりに同配管内にシリコン系消泡剤を添加した以外は、実施例１と同様の方法で減圧回収を行った。消泡剤は排気ライン配管に設置したスチーム導入管より、ラテックス中の固形分当たり１００ｐｐｍとなるよう連続添加した。その結果、減圧回収槽から泡分離槽への泡の飛散が激しいために泡分離槽から泡がオーバーフローし、回収ラインへの泡の同伴が激しい結果となり、真空ポンプの故障が考えられたので運転を停止した。結果を表１に併せて示す。
【００３４】
（比較例３）
減圧回収槽へのラテックス供給ライン配管内にシリコン系消泡剤を添加した以外は、比較例２と同様の方法で減圧回収を行った。消泡剤は排気ライン配管に設置したスチーム導入管とラテックス供給ライン配管内に設置した導入管から、それぞれラテックス中の固形分当たり５０ｐｐｍ、両方合計すると１００ｐｐｍとなるよう連続添加した。その結果、減圧回収槽から泡分離槽への泡の飛散が激しいために泡分離槽から泡がオーバーフローし、回収ラインへの泡の同伴が激しい結果となり、真空ポンプの故障が考えられたので運転を停止した。結果を表１に併せて示す。
【００３５】
（実施例３）
減圧回収槽から泡分離槽への排気ライン配管内に接続したスチーム供給ラインから導入するスチームを５５℃とする以外は、実施例１と同様の方法でストリッピングを行った。ストリッピング中、泡分離槽内に泡が充満しそうになる時があったため、そのときは泡分離槽から真空ポンプへの排気ラインに設置したバルブの開度を絞ることにより排気速度を低下させ、泡分離槽内の泡沫およびラテックスが排出されるのを確認してから再びバルブの開度を上げて排気速度を復帰させる操作を行った。その結果、泡分離槽から排気用真空ポンプへの排気ラインへの泡の飛散はなく、連続処理可能であった。ラテックス回収ラインのチューブポンプにより連続回収されたラテックス中の固形分あたりの未反応単量体濃度は４００ｐｐｍであった。また、処理後のラテックス中の１００メッシュ以上の粗粒子量の割合は０．０１％であり、減圧回収処理前の粗粒子量と同等であった。結果を表１に示す。
【００３６】
（実施例４）
減圧回収槽へのラテックス供給配管に設けた熱交換器を用いてラテックスを６５℃まで昇温する以外は、実施例１と同様の方法でストリッピングを行った。その結果、泡分離槽から排気用真空ポンプへの排気ラインへの泡の飛散はなく、連続処理可能であった。ラテックス回収ラインのチューブポンプにより連続回収されたラテックス中の固形分あたりの未反応単量体濃度は２４０ｐｐｍであった。また、処理後のラテックス中の１００メッシュ以上の粗粒子量の割合は０．０１％であり、減圧回収処理前の粗粒子量と同等であった。結果を表１に示す。
【００３７】
（実施例５）
減圧回収槽へのラテックス供給配管中でラテックスをスチームと接触させて６５℃まで昇温する以外は、実施例１と同様の方法でストリッピングを行った。スチームは塩化ビニル系ペースト樹脂ラテックスに対して重量比で１：２０となるように、ラテックス供給ラインの配管に設置した導入管より導入した。その結果、泡分離槽から排気用真空ポンプへの排気ラインへの泡の飛散はなく、連続処理可能であった。ラテックス回収ラインのチューブポンプにより連続回収されたラテックス中の固形分あたりの未反応単量体濃度は２４０ｐｐｍであった。また、処理後のラテックス中の１００メッシュ以上の粗粒子量の割合は０．０１％であり、減圧回収処理前の粗粒子量と同等であった。結果を表１に示す。
【００３８】
（実施例６）
減圧回収槽へのラテックス供給配管中でラテックスをスチームと接触させて７０℃まで昇温する以外は、実施例１と同様の方法でストリッピングを行った。スチームは塩化ビニル系ペースト樹脂ラテックスに対して重量比で３：４０となるように、ラテックス供給ラインの配管に設置した導入管より導入した。その結果、泡分離槽から排気用真空ポンプへの排気ラインへの泡の飛散はなく、連続処理可能であった。ラテックス回収ラインのチューブポンプにより連続回収されたラテックス中の固形分あたりの未反応単量体濃度は１６０ｐｐｍであった。また、処理後のラテックス中の１００メッシュ以上の粗粒子量の割合は０．０１％であり、減圧回収処理前の粗粒子量と同等であった。結果を表１に示す。
【００３９】
（実施例７）
減圧回収槽内にスチームを導入して、槽内に滞留するラテックスをスチームに接触させる以外は、実施例５と同様の方法でストリッピングを行った。スチームは１．０ｋｇ／Ｈｒで、減圧回収槽の下部に設置した導入管より導入した。その結果、泡分離槽から排気用真空ポンプへの排気ラインへの泡の飛散はなく、連続処理可能であった。ラテックス回収ラインのチューブポンプにより連続回収されたラテックス中の固形分あたりの未反応単量体濃度は１２０ｐｐｍであった。また、処理後のラテックス中の１００メッシュ以上の粗粒子量の割合は０．０１％であり、減圧回収処理前の粗粒子量と同等であった。結果を表１に示す。
【００４０】
【００４１】
【表１】
【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からの未反応単量体のストリッピング方法およびその装置によれば、品質の悪化を招くことなく泡を消泡し、かつ、生産性の低下を招くことなく、連続的に減圧ストリッピングすることができる。また、本ストリッピング方法および装置により得られる塩化ビニル系ペースト樹脂ラテックスによれば、ラテックス乾燥時に環境へ排出される未反応単量体量を低く抑えることができ、環境上好ましい製品樹脂を得ることができる。
【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ストリッピング方法および装置の説明図である。
【符号の説明】
１ 減圧回収槽
２ 泡分離槽
３ ラテックス供給ライン
４ ラテックス回収ライン
５ 真空排気ラインＡ
６ 消泡用スチーム導入ライン
７ 消泡剤導入ラインＡ
８ 真空排気ラインＢ
９ ラテックス回収循環用ポンプ
１０ ラテックス循環用ポンプ
１１ ラテックス戻しライン
１２ 熱交換器Ａ
１３ スチーム導入ラインＡ
１４ 消泡剤導入ラインＢ
１５ 加熱用ジャケット
１６、１７ ジャケット温水ライン
１８ スチーム導入ラインＢ
１９ 攪拌羽根
２０ ラテックス循環ライン
２１ 熱交換器Ｂ
２２ スチーム導入ラインＣ
Claims (11)
- 減圧回収槽と該槽の排気ラインに泡分離槽を設け、重合後の未反応塩化ビニル系単量体を含む塩化ビニル系ペースト樹脂ラテックスを該減圧回収槽内へ連続的に供給し、前記重合後の塩化ビニル系ペースト樹脂ラテックス中の未反応塩化ビニル系単量体を連続的に減圧ストリッピングして製造する塩化ビニル系ペースト樹脂ラテックスの製造方法であって、
排気ラインの配管内に進出する泡を同配管内および／または泡分離槽内でスチームと接触させて消泡し、泡分離槽内から塩化ビニル系ペースト樹脂ラテックスを減圧回収槽へ戻し、
前記減圧回収槽に設けたラテックス循環ラインにおいて前記減圧回収槽内の一部のラテックスを抜き出し、該ラテックスを加熱して減圧回収槽内へ戻し、
前記ラテックス循環ラインに設けたラテックス回収ラインから前記ラテックス循環ライン中のラテックスの一部を連続回収して塩化ビニル系ペースト樹脂ラテックスを得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製造方法。 - 前記減圧回収槽内のラテックスを抜き出し、該ラテックスをスチームとの接触および／または熱交換器により加熱して減圧回収槽内へ戻す、請求項１に記載の塩化ビニル系ペースト樹脂ラテックスの製造方法。
- 前記排気ライン配管内および／または泡分離槽内へ導入するスチームの温度が、該減圧回収槽内における飽和水蒸気温度より１０℃〜５０℃高い請求項１又は２に記載の塩化ビニル系ペースト樹脂ラテックスの製造方法。
- 前記排気ライン配管内へ導入するスチームを減圧回収槽から泡分離槽への排気ライン配管内に導入する請求項１〜３いずれかに記載の塩化ビニル系ペースト樹脂ラテックスの製造方法。
- 前記泡分離槽内に泡が充満したときに、泡分離槽から排気ポンプへの排気ラインの排気速度を低下させる請求項１〜４いずれかに記載の塩化ビニル系ペースト樹脂ラテックスの製造方法。
- 前記減圧回収槽への塩化ビニル系ペースト樹脂ラテックス供給ラインに熱交換器を設けてラテックスを加熱する請求項１〜５いずれかに記載の塩化ビニル系ペースト樹脂ラテックスの製造方法。
- 前記減圧回収槽への塩化ビニル系ペースト樹脂ラテックス供給ラインに熱交換器を設けることにより、該供給ラテックス温度を８０℃以下に加熱する請求項１〜６いずれかに記載の塩化ビニル系ペースト樹脂ラテックスの製造方法。
- 塩化ビニル系単量体を重合して未反応塩化ビニル系単量体を含む塩化ビニル系ペースト樹脂ラテックスとする重合機、減圧回収槽、該槽の排気ラインに設置した泡分離槽、減圧回収槽への重合後の前記未反応塩化ビニル系単量体を含む塩化ビニル系ペースト樹脂ラテックスの連続供給ライン、減圧回収槽からのラテックス連続回収ライン、排気ラインの配管内および／または泡分離槽内に接続したスチーム供給ラインを備え、重合後の未反応塩化ビニル系単量体を含む塩化ビニル系ペースト樹脂ラテックスから未反応塩化ビニル系単量体をストリッピングする、塩化ビニル系ペースト樹脂ラテックスの製造装置であって、
前記減圧回収層にラテックス抜き出しラインとラテックス戻しラインからなるラテックス循環ラインを設け、該ラテックス循環ラインにラテックスを加熱する装置と該ラテックス循環ライン中の一部のラテックスを連続回収するラテックス回収ラインとを設けたことを 特徴とする塩化ビニル系ペースト樹脂ラテックスの製造装置。 - 前記循環ラインのラテックスを加熱する装置が、熱交換器および／またはラテックス循環ラインにスチーム供給ラインを接続した装置である請求項８に記載塩化ビニル系ペースト樹脂ラテックスの製造装置。
- 前記重合後の未反応塩化ビニル系単量体を含むスチーム供給ラインを減圧回収槽から泡分離槽への排気ラインの配管内に接続した請求項８又は９に記載の塩化ビニル系ペースト樹脂ラテックスの製造装置。
- 前記重合後の未反応塩化ビニル系単量体を含む塩化ビニル系ペースト樹脂ラテックス供給ラインにラテックスを加熱する装置を設け、
前記ラテックスを加熱する装置が、熱交換器および／または前記重合後の未反応塩化ビニル系単量体を含む塩化ビニル系ペースト樹脂ラテックス供給ラインにスチーム供給ラインを接続した装置である請求項８〜１０いずれかに記載の塩化ビニル系ペースト樹脂ラテックスの製造装置。
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