JP5214155B2 - Water-soluble polymer production apparatus and continuous production method of water-soluble polymer - Google Patents

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Description

本発明は、水溶性重合体製造装置、およびこのような装置を用いた水溶性重合体の連続的製造方法に関する。   The present invention relates to a water-soluble polymer production apparatus and a continuous production method of a water-soluble polymer using such an apparatus.

水溶性重合体は、増粘剤、粘着剤、凝集剤、吸湿剤、乾燥剤、表面改質剤、粘着性向上剤、分散剤等としての優れた基本性能を有するものであり工業上多用されている。例えば、掘削土処理剤、湿布薬・パップ剤用添加剤、浚渫土処理剤に加えて、医薬、塗料、製紙、洗剤または化粧品、水処理、繊維処理、土木建築または農・園芸、接着剤、窯業、製造プロセス等の分野において多岐にわたって使用されている。また、粘度や残存する単量体の量等においてより高品質の水溶性重合体は、例えば、増粘剤またはほぐれ促進剤等として食品用または飼料用として用いられている。   Water-soluble polymers have excellent basic performance as thickeners, adhesives, flocculants, hygroscopic agents, desiccants, surface modifiers, tackifiers, dispersants, etc. and are widely used in industry. ing. For example, in addition to drilling soil treatment agent, poultice and poultice additive, dredging treatment agent, medicine, paint, papermaking, detergent or cosmetics, water treatment, textile treatment, civil engineering or agriculture / horticulture, adhesive, Widely used in fields such as ceramics and manufacturing processes. Further, a water-soluble polymer having a higher quality in terms of viscosity, the amount of remaining monomer, and the like is used for food or feed as a thickener or a loosening accelerator, for example.

従来、水溶性重合体の製造方法として、発泡や温度を制御したバッチ重合での高濃度のポリアクリル酸ソーダの製造方法が知られている(例えば、特許文献1参照)。特許文献1には、冷却装置、槽型反応器、撹拌型ミキサーを有する回分(バッチ)式反応装置が記載されている。しかしながら、この製造方法では、高生産性を確保するには大規模な装置が必要である。さらに、得られた重合体の分子量分布(Mw/Mn)が比較的大きくなってしまい、所望の分子量分布を有する重合体を得るためには、さらなる工夫が必要である。なお、分子量分布(Mw/Mn)は、重量平均分子量(Mw)を数平均分子量(Mn)で割った商で示される。   Conventionally, as a method for producing a water-soluble polymer, a method for producing high-concentration sodium polyacrylate by batch polymerization with controlled foaming and temperature is known (for example, see Patent Document 1). Patent Document 1 describes a batch-type reactor having a cooling device, a tank reactor, and a stirring mixer. However, this manufacturing method requires a large-scale apparatus to ensure high productivity. Furthermore, the molecular weight distribution (Mw / Mn) of the obtained polymer becomes relatively large, and further devices are required to obtain a polymer having a desired molecular weight distribution. The molecular weight distribution (Mw / Mn) is represented by a quotient obtained by dividing the weight average molecular weight (Mw) by the number average molecular weight (Mn).

また、複数個の反応装置を直列に設置して用いる、分子量分布の狭いポリアクリル酸の連続的な製造方法が知られている(例えば、特許文献2および特許文献3参照)。これらの特許文献に記載の実施例においては、槽型の第1〜第3反応器と、必要に応じて第2反応器に冷却装置と、撹拌型ミキサーとを有する撹拌槽直列連続式反応装置が記載されている。この反応装置は「連続式」と称されているが、実質的には、撹拌槽が第1〜第3反応器として直列に接続され、第1反応器から第3反応器に順に反応液が送られて第3反応器から取り出される方式である。このような直列型反応装置は、反応時間の短縮化および生産性、ならびに除熱効率が、工業上効率的にポリアクリル酸を生産するには不十分である場合が多い。   Further, a continuous production method of polyacrylic acid having a narrow molecular weight distribution using a plurality of reactors installed in series is known (see, for example, Patent Document 2 and Patent Document 3). In the examples described in these patent documents, a stirred tank series continuous reactor having a tank-type first to third reactor and, if necessary, a cooling device and a stirring mixer in the second reactor. Is described. This reaction apparatus is called “continuous type”, but substantially, the stirring tank is connected in series as the first to third reactors, and the reaction liquid is sequentially supplied from the first reactor to the third reactor. It is a system which is sent and taken out from the third reactor. In such a series reactor, the reduction in reaction time and productivity, and the heat removal efficiency are often insufficient for industrially efficient production of polyacrylic acid.

一方、ループ型の循環ラインを用いる、分子量分布の狭いポリアクリル酸の連続的な製造方法が知られている(例えば、特許文献4参照)。特許文献4には、管型反応器とモーションレスミキサーとを有する循環型連続式反応装置が記載されている。しかしながら、この製造装置もまた、反応時間の短縮化および生産性、ならびに除熱効率が、工業上効率的にポリアクリル酸を生産するには不十分である場合が多い。   On the other hand, a continuous production method of polyacrylic acid having a narrow molecular weight distribution using a loop-type circulation line is known (for example, see Patent Document 4). Patent Document 4 describes a circulation type continuous reaction apparatus having a tubular reactor and a motionless mixer. However, this production apparatus also often has a short reaction time and productivity, and heat removal efficiency, which is insufficient for industrially producing polyacrylic acid efficiently.

加えて、実験室規模では所望の分子量分布を有する水溶性重合体を高効率で得られる場合であっても、実際の製造設備規模では所望の分子量分布を有する水溶性重合体が得られない等の問題を生じる場合がある。
特開2004−244617号公報(第2、8〜10、41頁) 特開2003−002909号公報(第2、4−7頁) 特開2003−040912号公報(第2、5−8頁) 特開2001−098002号公報(第2−9頁) 特公昭48−20532号公報(第1−2頁) 特開昭47−31924号公報(第1−2頁) 特開昭49−11820号公報(第1−2頁)
In addition, even if a water-soluble polymer having a desired molecular weight distribution can be obtained with high efficiency on a laboratory scale, a water-soluble polymer having a desired molecular weight distribution cannot be obtained on an actual production equipment scale. May cause problems.
JP-A-2004-244617 (second, pages 8 to 10, 41) JP 2003-002909 A (pages 2-7) Japanese Unexamined Patent Publication No. 2003-040912 (pages 2 and 5-8) JP 2001-098002 A (page 2-9) Japanese Examined Patent Publication No. 48-20532 (page 1-2) JP 47-31924 A (page 1-2) Japanese Patent Laid-Open No. 49-11820 (page 1-2)

本発明は上記従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、分子量分布が狭い水溶性(共)重合体が工業規模でかつ高効率で得られる連続的製造方法、およびこのような方法を実施し得る製造装置を提供することにある。   The present invention has been made in order to solve the above-described conventional problems, and its object is to provide a continuous production method in which a water-soluble (co) polymer having a narrow molecular weight distribution can be obtained on an industrial scale and with high efficiency. And a manufacturing apparatus capable of performing such a method.

本発明の水溶性重合体製造装置は、重合性不飽和結合を有する単量体を含む循環液を一時的に貯留するタンクと;該タンクから出て該タンクの外部を循環し該タンクに戻り、該循環液を循環させる循環ラインと;該循環液の一部を排出する排出ラインとを備える。該循環ラインは少なくとも1つの冷却器を有し、該タンクにはパドル型撹拌翼、錨型撹拌翼、格子型撹拌翼および大型平板翼からなる群から選択される撹拌翼を用いた撹拌手段が設けられている。好ましい実施形態においては、上記排出ラインは、蒸気循環ラインから分かれて設けられている。本発明の水溶性重合体の連続的製造方法は、重合性不飽和結合を有する単量体を含む循環液を、タンクから出て該タンクの外部を循環し該タンクに戻る循環ラインに循環させながら該単量体を重合する、水溶性重合体の連続的製造方法である。この方法は、該循環ラインの少なくとも1ヶ所で該循環液を冷却する工程と;該循環液の一部を該循環ライン外に排出する工程と;該タンク内の循環液を撹拌する工程とを含み、該撹拌が、パドル型撹拌翼、錨型撹拌翼、格子型撹拌翼および大型平板翼からなる群から選択される撹拌翼を用いて行われる。   The water-soluble polymer production apparatus of the present invention includes a tank for temporarily storing a circulating liquid containing a monomer having a polymerizable unsaturated bond; and circulates outside the tank and returns to the tank A circulation line for circulating the circulating fluid; and a discharge line for discharging a part of the circulating fluid. The circulation line has at least one cooler, and the tank has stirring means using a stirring blade selected from the group consisting of a paddle stirring blade, a saddle stirring blade, a lattice stirring blade, and a large flat blade. Is provided. In a preferred embodiment, the discharge line is provided separately from the steam circulation line. In the continuous production method of the water-soluble polymer of the present invention, a circulating liquid containing a monomer having a polymerizable unsaturated bond is circulated through a circulation line that leaves the tank, circulates outside the tank, and returns to the tank. In this way, the monomer is polymerized while the water-soluble polymer is continuously produced. The method comprises the steps of cooling the circulating fluid at at least one location of the circulating line; discharging a part of the circulating fluid out of the circulating line; and stirring the circulating fluid in the tank. In addition, the stirring is performed using a stirring blade selected from the group consisting of a paddle stirring blade, a saddle stirring blade, a lattice stirring blade, and a large flat blade.

本発明によれば、以下に説明するような効果が相乗的に得られることにより、非常に狭い分子量分布を有する水溶性重合体を非常に高い生産性で製造することができる。しかも、工業生産規模にスケールアップしても、実験室規模と同様に、非常に狭い分子量分布を有する水溶性重合体を非常に高い生産性で製造することができる。より詳細には、以下の通りである:ループ型の循環ラインを用いる連続的製造装置は、基本的に生産性に優れる。このような連続製造装置の循環ラインに冷却器を設けることにより、循環ラインおよびタンク内の温度分布を均一にすることができ、かつ、温度を容易に制御することができる。その結果、単量体を高い重合濃度で反応させることができるので、残存単量体の濃度を非常に少なくすることができ、非常に優れた生産性が実現される。さらに、このような製造装置(およびこのような装置を用いた製造方法)によれば、熟成工程を必要とせず、短い反応(滞留)時間で重合反応させることができるので、さらに生産性を向上させることができる。従来技術では、分子量分布の狭い重合体を得るためには、重合濃度を下げたり、反応時間を長くしたり、時間当たりの生産量を少なくしたりする必要があるが、本発明によれば、上記のような特性が相乗効果的に発揮されることにより、非常に狭い分子量分布を有する水溶性重合体を非常に高い生産性で製造できる。加えて、理由は明らかではないが、実験室規模では所望の分子量分布を有する水溶性重合体が得られても、工業生産規模にスケールアップすると所望の分子量分布を有する水溶性重合体が得られない場合が多い。本発明によれば、タンクにパドル型撹拌翼、錨型撹拌翼、格子型撹拌翼または大型平板翼を用いた撹拌手段を設けることにより、工業生産規模にスケールアップしても、実験室規模と同様に、非常に狭い分子量分布を有する水溶性重合体を非常に高い生産性で製造することができる。   According to the present invention, the effects described below are obtained synergistically, whereby a water-soluble polymer having a very narrow molecular weight distribution can be produced with very high productivity. Moreover, even if the scale is scaled up to industrial production scale, a water-soluble polymer having a very narrow molecular weight distribution can be produced with very high productivity as in the laboratory scale. More specifically, it is as follows: A continuous production apparatus using a loop-type circulation line is basically excellent in productivity. By providing a cooler in the circulation line of such a continuous production apparatus, the temperature distribution in the circulation line and the tank can be made uniform, and the temperature can be easily controlled. As a result, since the monomer can be reacted at a high polymerization concentration, the concentration of the residual monomer can be extremely reduced, and very excellent productivity is realized. Furthermore, according to such a manufacturing apparatus (and a manufacturing method using such an apparatus), a ripening step is not required and a polymerization reaction can be performed in a short reaction (residence) time, thereby further improving productivity. Can be made. In the prior art, in order to obtain a polymer having a narrow molecular weight distribution, it is necessary to lower the polymerization concentration, increase the reaction time, or reduce the production amount per hour. By exhibiting the above properties synergistically, a water-soluble polymer having a very narrow molecular weight distribution can be produced with very high productivity. In addition, although the reason is not clear, even if a water-soluble polymer having a desired molecular weight distribution is obtained on a laboratory scale, a water-soluble polymer having a desired molecular weight distribution can be obtained by scaling up to an industrial production scale. Often not. According to the present invention, by providing the tank with a stirring means using paddle type stirring blades, vertical stirring blades, lattice type stirring blades or large plate blades, even if scaled up to industrial production scale, Similarly, water-soluble polymers having a very narrow molecular weight distribution can be produced with very high productivity.

A.水溶性重合体製造装置
図1は、本発明の1つの実施形態による水溶性重合体製造装置を説明する概念図である。図2は、本発明の別の実施形態による水溶性重合体製造装置を説明する概念図である。水溶性重合体製造装置100は、タンク1と、循環ライン2と、排出ライン3とを備える。タンク1は、重合性不飽和結合を有する単量体を含む循環液を一時的に貯留する。循環ライン2は、タンク1の出口aから出て、タンク1の外部を循環し、タンク1の戻り口bに戻る(すなわち、循環ラインは、いわゆるループ型である)。循環ライン2には、通常、循環ポンプ6および混合装置5が設けられ、上記循環液を混合しながら循環させる。循環液が循環ラインを循環しながら、循環液中の単量体の重合が進行する。また、循環ライン2には、通常、単量体および各種添加剤供給口(図1および図2の形態においては、供給口7、8、9および10)が設けられている。なお、このような供給口は、タンク1の任意の位置に設けてもよい。本発明においては、循環ライン2は少なくとも1つの冷却器4を有する。循環ライン2に冷却器4を設けることにより、分子量分布の狭い水溶性重合体を得ることができる。さらに、本発明の製造装置においては、タンク1に特定の撹拌翼(後述)を用いる撹拌手段12が設けられている。1つの実施形態においては、このような撹拌手段12は、タンク内の循環液を0.5kW/m以上の撹拌所要動力Pvで撹拌する。タンク内に特定の撹拌翼を用いる撹拌手段を設けることにより、工業規模の製造ラインにおいても分子量分布の狭い水溶性重合体を得ることができる。排出ライン3は、循環液の一部を循環ライン2から排出し、得られる重合体を回収する。以下、水溶性重合体製造装置の構成部について詳細に説明する。なお、本明細書においては、便宜上、タンクと循環ラインとを併せて「反応装置」と称することがあり、反応装置と排出ラインとを併せて「製造装置」と称することがある。さらに、単量体および各種添加剤をまとめて「原料」と称することがある。
A. Water-Soluble Polymer Manufacturing Device FIG. 1 is a conceptual diagram illustrating a water-soluble polymer manufacturing device according to one embodiment of the present invention. FIG. 2 is a conceptual diagram illustrating a water-soluble polymer production apparatus according to another embodiment of the present invention. The water-soluble polymer production apparatus 100 includes a tank 1, a circulation line 2, and a discharge line 3. The tank 1 temporarily stores a circulating liquid containing a monomer having a polymerizable unsaturated bond. The circulation line 2 exits from the outlet a of the tank 1, circulates outside the tank 1, and returns to the return port b of the tank 1 (that is, the circulation line is a so-called loop type). The circulation line 2 is usually provided with a circulation pump 6 and a mixing device 5, and circulates the circulating liquid while mixing. While the circulating fluid circulates through the circulating line, the polymerization of the monomer in the circulating fluid proceeds. In addition, the circulation line 2 is usually provided with monomer and various additive supply ports (in the form of FIGS. 1 and 2, supply ports 7, 8, 9 and 10). Such a supply port may be provided at an arbitrary position of the tank 1. In the present invention, the circulation line 2 has at least one cooler 4. By providing the cooler 4 in the circulation line 2, a water-soluble polymer having a narrow molecular weight distribution can be obtained. Furthermore, in the manufacturing apparatus of the present invention, the tank 1 is provided with a stirring means 12 using a specific stirring blade (described later). In one embodiment, such a stirring means 12 stirs the circulating fluid in the tank with a stirring required power Pv of 0.5 kW / m 3 or more. By providing a stirring means using a specific stirring blade in the tank, a water-soluble polymer having a narrow molecular weight distribution can be obtained even on an industrial scale production line. The discharge line 3 discharges a part of the circulating liquid from the circulation line 2 and collects the resulting polymer. Hereinafter, the components of the water-soluble polymer production apparatus will be described in detail. In the present specification, for convenience, the tank and the circulation line may be collectively referred to as “reaction apparatus”, and the reaction apparatus and the discharge line may be collectively referred to as “production apparatus”. Furthermore, monomers and various additives may be collectively referred to as “raw materials”.

上記循環ライン2は、任意の適切な配管として構成される。管を構成する材料は、好ましくは、SUSである。伝熱性および耐食性に優れ、かつ、重合反応に影響を与えないからである。具体例としては、SUS304、SUS316、SUS316L等が挙げられる。必要に応じて、循環ライン内表面(循環液と接する表面)には、任意の適切なスケール防止剤を塗布してもよい。   The circulation line 2 is configured as any appropriate piping. The material constituting the tube is preferably SUS. It is because it is excellent in heat transfer and corrosion resistance and does not affect the polymerization reaction. Specific examples include SUS304, SUS316, SUS316L, and the like. If necessary, any appropriate scale inhibitor may be applied to the inner surface of the circulation line (surface in contact with the circulating fluid).

本発明においては、上記のように、循環ライン2には少なくとも1つの冷却器4が設けられている。冷却器を設けることにより、重合熱、希釈熱、中和熱、分解熱、溶解熱等の反応熱を除去することができ、反応装置内の温度分布を均一なものとすることができるとともに、反応装置内の温度を容易に制御することができる。その結果、分子量分布が狭い水溶性重合体を得ることができる。冷却器を設けない場合には、反応熱を十分に除去できないので、重合反応が急激に進む場合がある。その結果、ハンドリングが困難になる場合がある。具体的には、反応液(循環液)が沸点に達したり、マイケル付加物が多量に発生したり、連鎖移動剤を用いる場合に、当該連鎖移動剤が十分に機能しなかったりする場合がある。   In the present invention, as described above, the circulation line 2 is provided with at least one cooler 4. By providing a cooler, it is possible to remove heat of reaction such as heat of polymerization, heat of dilution, heat of neutralization, heat of decomposition, heat of dissolution, etc., and make the temperature distribution in the reactor uniform, The temperature in the reactor can be easily controlled. As a result, a water-soluble polymer having a narrow molecular weight distribution can be obtained. If the cooler is not provided, the reaction heat cannot be removed sufficiently, and the polymerization reaction may proceed rapidly. As a result, handling may be difficult. Specifically, the reaction liquid (circulating liquid) reaches the boiling point, a large amount of Michael adduct is generated, or the chain transfer agent may not function sufficiently when a chain transfer agent is used. .

特に、本発明の水溶性重合体製造装置は、重合反応が早く進む単量体(例えば、(メタ)アクリル酸やその塩、エステル等、アクリルアミドやそのN−置換体等の重合)を用いる場合に好適に適用され得る。冷却器を設けることにより、このような場合であっても十分にマイルドな重合反応とすることができる。特に、アクリル酸及び/又はその塩の重合反応においては、用いる開始剤等の反応条件によっては、30秒で90%以上の単量体が水溶性重合体に転換するほど反応が速く、それに伴う反応熱も大きい。このような場合であっても、循環ラインに適切に冷却器を設けることにより、重合反応を制御することができる。   In particular, the water-soluble polymer production apparatus of the present invention uses a monomer (for example, polymerization of (meth) acrylic acid, its salt, ester, acrylamide, its N-substituted product, etc.) that advances the polymerization reaction quickly. It can be suitably applied to. By providing a cooler, a sufficiently mild polymerization reaction can be achieved even in such a case. In particular, in the polymerization reaction of acrylic acid and / or a salt thereof, depending on the reaction conditions such as the initiator used, the reaction is so fast that 90% or more of the monomer is converted into a water-soluble polymer in 30 seconds. The reaction heat is also large. Even in such a case, the polymerization reaction can be controlled by appropriately providing a cooler in the circulation line.

上記冷却器としては、冷却器内を通過する循環液の温度を下げて反応熱を除去できる限りにおいて、任意の適切な冷却器が採用され得る。除去すべき反応熱の割合は、目的や反応系に応じて変化し得る。1つの実施形態においては、冷却器は、発生する反応熱のうち、好ましくは1%以上、より好ましくは30%以上、さらに好ましくは50%以上、特に好ましくは70%以上除去することができる。反応熱を除去することにより、循環液の温度(重合温度)を目的に応じた所望の範囲に制御することができる。反応熱の除去が充分でない場合には、得られる水溶性重合体の分子量分布を充分に狭くできなくなるおそれがある。さらに、上記冷却器は、S/Vが好ましくは5以上であり、さらに好ましくは6.5以上であり、特に好ましくは8以上である。ここで、Vは循環液の体積(循環ラインおよびタンク中の循環液の総量)[m]であり、Sは冷却器の伝熱面積[m]である。特に好ましくは、冷却器は、上記反応熱の除去効率および上記S/Vの両方を満足する。冷却器の冷却効率が大きいほど、短い滞留時間で(すなわち、非常に高い生産性で)、分子量分布の狭い水溶性重合体を得ることができるので、好ましい。 Any appropriate cooler can be adopted as the cooler as long as the heat of reaction can be removed by lowering the temperature of the circulating liquid passing through the cooler. The proportion of reaction heat to be removed can vary depending on the purpose and reaction system. In one embodiment, the cooler can remove 1% or more, more preferably 30% or more, still more preferably 50% or more, particularly preferably 70% or more of the generated reaction heat. By removing the reaction heat, the temperature of the circulating liquid (polymerization temperature) can be controlled within a desired range according to the purpose. If the heat of reaction is not sufficiently removed, the molecular weight distribution of the water-soluble polymer obtained may not be sufficiently narrow. Further, in the cooler, S / V is preferably 5 or more, more preferably 6.5 or more, and particularly preferably 8 or more. Here, V is the volume of the circulating fluid (total amount of circulating fluid in the circulating line and tank) [m 3 ], and S is the heat transfer area [m 2 ] of the cooler. Particularly preferably, the cooler satisfies both the reaction heat removal efficiency and the S / V. A higher cooling efficiency of the cooler is preferable because a water-soluble polymer having a narrow molecular weight distribution can be obtained with a short residence time (that is, with very high productivity).

上記冷却器の形状または形式は、目的に応じて適切に設定され得る。冷却器の形状または形式としては、任意の適切な冷却器または熱交換器の形状または形式が採用され得る。具体例としては、多管円筒型、二重管式、プレート式、エアクーラー、イリゲーションクーラー、コイル式、渦巻き式、ジャケット等が挙げられる。これらは、単独で採用してもよく、組み合わせて採用してもよい。例えばジャケット等の場合、配管やタンクに接している長さ等は、特に制限されない。   The shape or type of the cooler can be appropriately set according to the purpose. Any suitable cooler or heat exchanger shape or type may be employed as the cooler shape or type. Specific examples include a multi-tube cylindrical type, a double tube type, a plate type, an air cooler, an irrigation cooler, a coil type, a spiral type, and a jacket. These may be employed alone or in combination. For example, in the case of a jacket or the like, the length in contact with the pipe or the tank is not particularly limited.

冷却器の設置個数および設置位置もまた、目的に応じて適切に設定され得る。例えば、冷却器の設置個数は、一つであってもよく、複数であってもよい。図1は、循環ラインにおける単量体および各種添加剤供給口7、8、9および10(詳細は後述)の上流に冷却器を1つ設ける場合を示す。図2は、単量体および各種添加剤供給口7、8、9および10の上流および下流に冷却器を1つずつ(合計2つ)設ける場合を示す。図示していないが、3つ以上の冷却器を設けてもよいことはいうまでもない。複数設置する場合は、循環ラインの一ヶ所にまとめて複数設置してもよく、例えば図2のように循環ラインの複数箇所に分散させて設置してもよい。複数箇所に分散させて設置するのが好ましい。冷却効率にさらに優れるからである。例えば、発生する反応熱量が多い単量体を用いる場合には、分散して複数設置することが特に好ましい。冷却器の設置位置は、図示例に限定されない。例えば、タンク出口aのすぐ下流に設けてもよく、戻り口bのすぐ上流に設けてもよく、それらの両方に設けてもよい。冷却器は、反応装置の少なくとも循環ラインに設けられればよい。したがって、冷却器は、循環ラインのみに設けられてもよく、循環ラインとタンクの両方に設けられてもよい。好ましくは、冷却器は、循環ラインのみに設けられる。タンク内の循環液の温度勾配や濃度勾配(これらは、得られる重合体の分子量分布を拡大するおそれがある)を留意する必要がないからである。なお、ジャケットや二重管等の冷却器を設けなくても、循環ラインの長さを長くするだけで、循環液の温度をある程度低下させることはできる。しかし、このような手段によれば、循環ラインの配管および装置敷設の建設コストが増大し、かつ、ポンプ能力の強化が必要となる。さらに、仮に非常に長い循環ラインを設け、かつポンプ能力を強化した場合であっても、十分な冷却能力が得られない場合が多く、その結果、循環ライン内の温度勾配が大きくなるので、所望の特性を有する重合体が得られない場合が多い。また、このような長い循環ラインは、生産性が不十分であるという問題がある。   The installation number and installation position of the coolers can also be appropriately set according to the purpose. For example, the number of installed coolers may be one or plural. FIG. 1 shows a case where one cooler is provided upstream of the monomer and various additive supply ports 7, 8, 9 and 10 (details will be described later) in the circulation line. FIG. 2 shows a case where one cooler is provided upstream and downstream of the monomer and various additive supply ports 7, 8, 9 and 10 (two in total). Although not shown, it goes without saying that three or more coolers may be provided. In the case where a plurality of units are installed, a plurality of units may be installed together in one circulation line. For example, they may be installed in a plurality of locations on the circulation line as shown in FIG. It is preferable to disperse and install in a plurality of places. This is because the cooling efficiency is further improved. For example, when using a monomer that generates a large amount of heat of reaction, it is particularly preferable to disperse and install a plurality of monomers. The installation position of the cooler is not limited to the illustrated example. For example, it may be provided immediately downstream of the tank outlet a, may be provided immediately upstream of the return port b, or may be provided in both of them. The cooler may be provided at least in the circulation line of the reaction apparatus. Therefore, the cooler may be provided only in the circulation line, or may be provided in both the circulation line and the tank. Preferably, the cooler is provided only in the circulation line. This is because it is not necessary to pay attention to the temperature gradient and concentration gradient of the circulating fluid in the tank (these may increase the molecular weight distribution of the resulting polymer). Even if a cooler such as a jacket or a double pipe is not provided, the temperature of the circulating fluid can be lowered to some extent by simply increasing the length of the circulation line. However, according to such means, the construction cost of the circulation line piping and device laying increases, and the pumping capacity needs to be strengthened. Furthermore, even if a very long circulation line is provided and the pumping capacity is strengthened, sufficient cooling capacity is often not obtained. As a result, the temperature gradient in the circulation line becomes large. In many cases, a polymer having the above characteristics cannot be obtained. In addition, such a long circulation line has a problem of insufficient productivity.

上記循環ポンプ6としては、所望の水溶性重合体を得るに十分な程度に循環液を循環させ得る限りにおいて、任意の適切な循環ポンプが採用され得る。循環ポンプの設置位置、個数及び形式等も、目的に応じて適切に設定され得る。図1および図2に示す形態においては、1つの循環ポンプがタンクと循環ラインから排出ラインへの分岐点との間に設けられている。   As the circulation pump 6, any appropriate circulation pump can be adopted as long as the circulating liquid can be circulated to a degree sufficient to obtain a desired water-soluble polymer. The installation position, number, type, and the like of the circulation pump can be appropriately set according to the purpose. 1 and 2, one circulation pump is provided between the tank and the branch point from the circulation line to the discharge line.

上記混合装置5としては、所望の水溶性重合体を得るに十分な程度に循環液の濃度分布を均一にし得る任意の適切な混合装置が採用され得る。混合装置の設置位置、個数及び形式等も、目的に応じて適切に設定され得る。例えば、混合装置5は、少なくとも循環ラインに設けられればよく、したがって、循環ラインに加えてタンクおよび/または排出ラインに設けられてもよい。混合装置の具体例としては、パドル翼、マックスブレンド(登録商標)、アンカー翼等の撹拌翼に代表されるモーター駆動型;シェイカー等に代表される面駆動型;噴射衝突型;超音波分散型;モーションレスミキサーが挙げられる。好ましくは、パドル翼、マックスブレンド、アンカー翼を使用した撹拌装置、モーションレスミキサーであり、より好ましくは、パドル翼またはアンカー翼を用いた撹拌装置、モーションレスミキサーであり、更に好ましくは、モーションレスミキサーである。循環ラインにモーションレスミキサーを設けることにより、循環液中の単量体および添加剤(例えば、重合開始剤、連鎖移動剤)が効率的に混合するので、循環液の濃度勾配が減少し、より均一な循環液が得られるという利点がある。   As the mixing device 5, any suitable mixing device that can make the concentration distribution of the circulating fluid uniform enough to obtain a desired water-soluble polymer can be adopted. The installation position, number, type, and the like of the mixing device can be appropriately set according to the purpose. For example, the mixing device 5 may be provided at least in the circulation line, and thus may be provided in the tank and / or the discharge line in addition to the circulation line. Specific examples of the mixing device include a motor driven type represented by a stirring blade such as a paddle blade, Max Blend (registered trademark), an anchor blade, etc .; a surface driven type represented by a shaker, etc .; an injection collision type; an ultrasonic dispersion type A motionless mixer. Preferred are a paddle blade, Max blend, a stirring device using an anchor blade, and a motionless mixer, more preferably a stirring device using a paddle blade or an anchor blade and a motionless mixer, and more preferably a motionless. It is a mixer. By providing a motionless mixer in the circulation line, the monomer and additive (for example, polymerization initiator, chain transfer agent) in the circulation liquid are efficiently mixed, so that the concentration gradient of the circulation liquid is reduced and more There is an advantage that a uniform circulating fluid can be obtained.

上記のように、循環ライン2には、通常、単量体および各種添加剤の供給口が設けられている。供給口の数および設置位置は、目的とする重合体の種類や分子量等に応じて適切に設定することができる。例えば、図1および図2に示すように、供給口7、8、9および10が設けられ得る。1つの実施形態においては、供給口7からアルカリ剤または酸化剤等が供給され、供給口8から単量体が供給され、供給口9から連鎖移動剤が供給され、供給口10から重合開始剤(または重合促進剤)が供給され得る。単量体供給口を循環ラインの所定の位置に設けることにより、撹拌が必ずしも必要とされなくなるので、装置の製造コストや設置の簡便さという点で非常に有利である。なお、上記以外の添加剤(例えば、スケール防止剤)を供給してもよいことはいうまでもない。また、図示しないが、重合を不活性ガス雰囲気下で行う場合には、そのようなガス導入口を適切な場所に設けてもよい。単量体や添加剤の供給口のより具体的な設置形態について、以下で説明する。単量体供給口、重合開始剤供給口、その他の成分の供給口の順に説明する。   As described above, the circulation line 2 is usually provided with a supply port for monomers and various additives. The number and installation positions of the supply ports can be appropriately set according to the type and molecular weight of the target polymer. For example, as shown in FIGS. 1 and 2, supply ports 7, 8, 9 and 10 may be provided. In one embodiment, an alkali agent or an oxidizing agent is supplied from the supply port 7, a monomer is supplied from the supply port 8, a chain transfer agent is supplied from the supply port 9, and a polymerization initiator is supplied from the supply port 10. (Or polymerization accelerator) may be supplied. By providing the monomer supply port at a predetermined position in the circulation line, stirring is not necessarily required, which is very advantageous in terms of manufacturing cost of the apparatus and ease of installation. Needless to say, additives other than those described above (for example, scale inhibitors) may be supplied. Moreover, although not shown, when the polymerization is performed in an inert gas atmosphere, such a gas inlet may be provided at an appropriate location. More specific installation forms of the monomer and additive supply ports will be described below. The monomer supply port, the polymerization initiator supply port, and other component supply ports will be described in this order.

上記単量体供給口8は、例えば図1に示すような冷却器が1つだけ設けられる形態においては、循環ライン内の循環液の流路方向において、図1に示すように冷却器からタンクまでの間に位置していてもよく、タンクから冷却器までの間に位置していてもよい。冷却器からタンクまでの間に位置する場合は、単量体を冷却器の下流側で供給することにより、循環ラインが閉塞する等の不測の事態が起こっても復旧が容易であるという利点がある。タンクから冷却器までの間に位置する場合は、著しく反応熱が大きい反応系において、好ましくない副反応を抑制できるという利点がある。また例えば、循環ラインにモーションレスミキサーが設けられる形態においては、単量体供給口8は、循環ラインのいずれの場所に設けられてもよい。より具体的には、単量体供給口8は、モーションレスミキサー内に設けられてもよく、循環ライン内の循環液の流路方向において、タンクからモーションレスミキサーまでの間に設けられてもよく、モーションレスミキサーからタンクまでの間に設けられてもよい。好ましくは、単量体供給口は、モーションレスミキサー内、あるいは、タンクからモーションレスミキサーまでの間に設けられる。特に好ましくは、単量体供給口は、循環液の流路方向において冷却器からモーションレスミキサーの間に設けられる。単量体をモーションレスミキサー内又はその直前で添加することにより、供給した単量体が直ちに撹拌されることになり、単量体の濃度分布が均一になるので、分子量分布の狭い水溶性重合体を得ることができる。   For example, in the form in which only one cooler as shown in FIG. 1 is provided, the monomer supply port 8 is connected to the tank from the cooler as shown in FIG. 1 in the flow direction of the circulating liquid in the circulation line. Or between the tank and the cooler. When it is located between the cooler and the tank, the monomer can be supplied downstream of the cooler, so that it is easy to recover even if an unforeseen situation such as the circulation line is blocked. is there. When it is located between the tank and the cooler, there is an advantage that an undesirable side reaction can be suppressed in a reaction system having a significantly large heat of reaction. In addition, for example, in a form in which a motionless mixer is provided in the circulation line, the monomer supply port 8 may be provided in any place of the circulation line. More specifically, the monomer supply port 8 may be provided in the motionless mixer, or may be provided between the tank and the motionless mixer in the flow direction of the circulating liquid in the circulation line. Well, it may be provided between the motionless mixer and the tank. Preferably, the monomer supply port is provided in the motionless mixer or between the tank and the motionless mixer. Particularly preferably, the monomer supply port is provided between the cooler and the motionless mixer in the direction of the circulating fluid flow path. By adding the monomer in or just before the motionless mixer, the supplied monomer is immediately stirred, and the monomer concentration distribution becomes uniform. Coalescence can be obtained.

上記重合開始剤供給口10は、例えば図1に示すような冷却器が1つだけ設けられる形態においては、循環ライン内の循環液の流路方向において、図1に示すように冷却器からタンクまでの間に位置していてもよく、タンクから冷却器までの間に位置していてもよい。冷却器からタンクまでの間に位置する場合は、循環液がタンクに戻る際に定温としやすく、温度勾配を極めて小さくできるという利点がある。タンクから冷却器までの間に位置する場合は、著しく速い反応系において、開始剤濃度が均一となっており、供給口での望まざる暴走反応を抑制できるという利点がある。また例えば、循環ラインにモーションレスミキサーが設けられる形態においては、重合開始剤供給口10は、循環ライン内の循環液の流路方向において、タンクからモーションレスミキサーまでの間に設けられてもよく、モーションレスミキサーからタンクまでの間に設けられてもよい。いずれの場合でも、モーションレスミキサーにより循環液の混合を充分に行うことができる。   For example, in the embodiment in which only one cooler as shown in FIG. 1 is provided, the polymerization initiator supply port 10 is connected to the tank from the cooler as shown in FIG. Or between the tank and the cooler. When it is located between the cooler and the tank, there is an advantage that the circulating fluid can be easily kept at a constant temperature when returning to the tank, and the temperature gradient can be extremely reduced. When located between the tank and the cooler, the initiator concentration is uniform in a remarkably fast reaction system, and there is an advantage that undesired runaway reaction at the supply port can be suppressed. For example, in a form in which a motionless mixer is provided in the circulation line, the polymerization initiator supply port 10 may be provided between the tank and the motionless mixer in the direction of the flow path of the circulating liquid in the circulation line. It may be provided between the motionless mixer and the tank. In any case, the circulating liquid can be sufficiently mixed by the motionless mixer.

重合開始剤供給口10、単量体供給口8、冷却器4および混合装置5の相対的な位置関係も特に限定されない。例えば、重合開始剤供給口10は、循環ライン内の循環液の流路方向において、図1および図2に示すように単量体供給口8の下流に設けられてもよく、図示しない上流に設けられてもよい。また、循環ライン内の循環液の流路方向において、重合開始剤供給口10を混合装置(例えば、モーションレスミキサー)5の下流に設けかつ単量体供給口8を混合装置5の上流に設けてもよく(図1および図2に示す形態)、重合開始剤供給口10を混合装置5の上流に設けかつ単量体供給口8を混合装置5の下流に設けてもよく、重合開始剤供給口10および単量体供給口8の両方を混合装置5の上流に設けてもよく、重合開始剤供給口10および単量体供給口8の両方を混合装置5の下流に設けてもよい。さらに、例えば図1に示すような冷却器が1つだけ設けられる形態においては、重合開始剤供給口10を冷却器4の上流に設けかつ単量体供給口8を冷却器4の下流に設けてもよく、重合開始剤供給口10を冷却器4の下流に設けかつ単量体供給口8を冷却器4の上流に設けてもよく、重合開始剤供給口10および単量体供給口8の両方を冷却器4の上流に設けてもよく、重合開始剤供給口10および単量体供給口8の両方を冷却器4の下流に設けてもよい。好ましい配置は、循環ライン内の循環液の流路方向において、冷却器4/単量体供給口8/混合装置5/重合開始剤供給口10、冷却器4/単量体供給口8/重合開始剤供給口10/混合装置5であり、特に好ましい配置は、冷却器4/単量体供給口8/重合開始剤供給口10/混合装置5である。さらに、例えば図2に示すような冷却器が2つ設けられる形態においては、特に好ましい配置は、冷却器4/単量体供給口8/混合装置5/重合開始剤供給口10/冷却器4である。例えば循環液の粘度が低い場合、上記のような配置(順序)で単量体等を供給することにより、これらが非常にすばやく混合され、濃度勾配を迅速に均一にすることができる。その結果、分子量分布が非常に狭い水溶性重合体が得られるという利点がある。   The relative positional relationship among the polymerization initiator supply port 10, the monomer supply port 8, the cooler 4, and the mixing device 5 is not particularly limited. For example, the polymerization initiator supply port 10 may be provided downstream of the monomer supply port 8 as shown in FIG. 1 and FIG. It may be provided. Further, in the direction of the circulating fluid in the circulation line, a polymerization initiator supply port 10 is provided downstream of the mixing device (for example, motionless mixer) 5 and a monomer supply port 8 is provided upstream of the mixing device 5. Alternatively, the polymerization initiator supply port 10 may be provided upstream of the mixing device 5 and the monomer supply port 8 may be provided downstream of the mixing device 5. Both the supply port 10 and the monomer supply port 8 may be provided upstream of the mixing device 5, and both the polymerization initiator supply port 10 and the monomer supply port 8 may be provided downstream of the mixing device 5. . Further, for example, in a mode in which only one cooler as shown in FIG. 1 is provided, the polymerization initiator supply port 10 is provided upstream of the cooler 4 and the monomer supply port 8 is provided downstream of the cooler 4. Alternatively, the polymerization initiator supply port 10 may be provided downstream of the cooler 4 and the monomer supply port 8 may be provided upstream of the cooler 4. The polymerization initiator supply port 10 and the monomer supply port 8 may be provided. Both may be provided upstream of the cooler 4, and both the polymerization initiator supply port 10 and the monomer supply port 8 may be provided downstream of the cooler 4. A preferred arrangement is as follows: cooler 4 / monomer supply port 8 / mixing device 5 / polymerization initiator supply port 10; cooler 4 / monomer supply port 8 / polymerization in the flow direction of the circulating liquid in the circulation line. The initiator supply port 10 / mixing device 5 is particularly preferable, and the cooler 4 / monomer supply port 8 / polymerization initiator supply port 10 / mixing device 5 is particularly preferable. Furthermore, for example, in a form in which two coolers as shown in FIG. 2 are provided, a particularly preferable arrangement is the cooler 4 / monomer supply port 8 / mixing device 5 / polymerization initiator supply port 10 / cooler 4. It is. For example, when the viscosity of the circulating fluid is low, the monomers and the like are supplied in the above arrangement (order) so that they are mixed very quickly and the concentration gradient can be made uniform quickly. As a result, there is an advantage that a water-soluble polymer having a very narrow molecular weight distribution can be obtained.

上記その他の成分の供給口の設置個数および設置位置は、目的に応じて適切に設定され得る。例えば、図1および図2に示すように供給口7および9の2つが設けられてもよく、供給口が1つだけ設けられてもよく、供給口が3つ以上設けられてもよい。図1および図2に示す形態においては、供給口7からアルカリ剤または酸化剤等が供給され、供給口9から連鎖移動剤が供給され得る。好ましくは、これらの供給口は、循環液の流路方向において、排出ラインからタンクまでの間に設けられる。循環ライン内の循環液の流路方向において、タンク、排出ライン、冷却器がこの順に配置される場合には、これらの供給口は、好ましくは、冷却器からタンクまでの間、または、排出ラインから冷却器までの間に設けられる。上記循環ラインがモーションレスミキサーを有する場合には、これらの供給口は、好ましくは、循環液の流路方向においてモーションレスミキサーの上流に設けられる。このような位置に設置することにより、モーションレスミキサーにより単量体等と早期に均一に混合することができる。特に好ましい配置は、循環ライン内の循環液の流路方向において、アルカリ剤供給口7/単量体供給口8/連鎖移動剤供給口9/混合装置5/重合開始剤供給口10である。   The number and position of the supply ports for the other components can be set appropriately according to the purpose. For example, as shown in FIGS. 1 and 2, two supply ports 7 and 9 may be provided, only one supply port may be provided, or three or more supply ports may be provided. In the form shown in FIGS. 1 and 2, an alkali agent, an oxidizing agent, or the like can be supplied from the supply port 7 and a chain transfer agent can be supplied from the supply port 9. Preferably, these supply ports are provided between the discharge line and the tank in the direction of the circulating fluid flow path. When the tank, the discharge line, and the cooler are arranged in this order in the flow direction of the circulating fluid in the circulation line, these supply ports are preferably between the cooler and the tank or the discharge line. To the cooler. When the circulation line has a motionless mixer, these supply ports are preferably provided upstream of the motionless mixer in the direction of the circulating fluid flow path. By installing in such a position, it can be uniformly mixed with monomers and the like at an early stage by a motionless mixer. A particularly preferable arrangement is the alkali agent supply port 7 / monomer supply port 8 / chain transfer agent supply port 9 / mixing device 5 / polymerization initiator supply port 10 in the direction of the circulating fluid flow path in the circulation line.

単量体および各種添加剤の供給口が上記以外の位置に設けられてもよいことはいうまでもない。例えば、単量体および各種添加剤の供給口7、8、9および10の少なくとも1つをタンクに設けてもよく、タンク出口aのすぐ下流に設けてもよく、タンク戻り口bのすぐ上流に設けてもよく、これらの形態を組み合わせてもよい。   It goes without saying that the supply ports for the monomer and various additives may be provided at positions other than those described above. For example, at least one of the monomer and various additive supply ports 7, 8, 9 and 10 may be provided in the tank, may be provided immediately downstream of the tank outlet a, or immediately upstream of the tank return port b. These may be provided in combination.

上記タンク1は、循環液を一時的に貯留し得る限りにおいて、任意の適切な構成を有し得る。例えば、タンクを構成する材料は、循環ラインと同様である。必要に応じて、タンク内表面(循環液と接する表面)には、任意の適切なスケール防止剤を塗布してもよい。好ましくは、タンクは、循環液を貯留・循環させるのみならず、循環液の重合反応を進行させる重合器としても機能し得る。タンクが重合器として機能することにより(すなわち、反応装置の一部を構成することにより)、水溶性重合体の生産性を高くすることができる。さらに、低分子量の重合体の製造を意図する場合に、循環液の濃度や単量体供給量を大きくしても、所望の低分子量の重合体を得ることができる。従来のループ型反応器(循環ライン)を用いた連続的重合法では、生産性を高めようとして循環液の濃度や単量体供給量を大きくすると、所望の低分子量の重合体を得ることができなかった。これに対して、本発明によれば、反応装置の一部としてタンクを設けることにより、循環液の濃度や単量体供給量を大きくしても、所望の低分子量の重合体を高生産性で得ることができる。タンクには、必要に応じて気液分離器を設けて、循環液のガスを抜きながら循環ラインを循環させてもよい。   The tank 1 may have any appropriate configuration as long as the circulating fluid can be temporarily stored. For example, the material constituting the tank is the same as the circulation line. Any appropriate scale inhibitor may be applied to the inner surface of the tank (the surface in contact with the circulating fluid) as necessary. Preferably, the tank not only stores and circulates the circulating liquid, but can also function as a polymerization vessel for advancing the polymerization reaction of the circulating liquid. When the tank functions as a polymerization vessel (that is, by constituting a part of the reaction apparatus), the productivity of the water-soluble polymer can be increased. Furthermore, when the production of a low molecular weight polymer is intended, the desired low molecular weight polymer can be obtained even if the concentration of the circulating liquid and the monomer supply amount are increased. In a continuous polymerization method using a conventional loop reactor (circulation line), a desired low molecular weight polymer can be obtained by increasing the concentration of circulating fluid and the amount of monomer supply in order to increase productivity. could not. On the other hand, according to the present invention, by providing a tank as a part of the reaction apparatus, a desired low molecular weight polymer can be produced with high productivity even if the concentration of the circulating liquid and the monomer supply amount are increased. Can be obtained at If necessary, the tank may be provided with a gas-liquid separator, and the circulation line may be circulated while removing the gas of the circulating liquid.

上記タンクは、好ましくは、循環ラインの体積に対して所定の比率の体積を有する。より具体的には、タンクの体積は、循環ライン全体の体積に対して、好ましくは10体積%以上であり、より好ましくは30体積%以上である。タンクの体積が10体積%未満である場合には、結果として配管が非常に長くなり、圧力損失等が生じる場合がある。その結果、タンクが重合器として十分に機能せず、生産性が不十分となるおそれがある。一方、タンクの体積は、循環ライン全体の体積に対して、好ましくは90体積%以下であり、より好ましくは75体積%以下である。タンクの体積が90体積%を超える場合には、循環比(後述)を適切な範囲に設定するために循環速度を非常に大きくする必要がある。その結果、ポンプを大きくする必要が生じ、および、圧力損失が大きくなる場合がある。さらに、除熱が不十分になる場合がある。なお、本明細書においては、便宜上、タンクをリサイクルタンクと称することもある。   The tank preferably has a predetermined ratio of volume to the volume of the circulation line. More specifically, the volume of the tank is preferably 10% by volume or more, more preferably 30% by volume or more with respect to the volume of the entire circulation line. When the volume of the tank is less than 10% by volume, the piping becomes very long as a result, and pressure loss or the like may occur. As a result, the tank may not function sufficiently as a polymerization vessel, and productivity may be insufficient. On the other hand, the volume of the tank is preferably 90% by volume or less, and more preferably 75% by volume or less, with respect to the volume of the entire circulation line. When the volume of the tank exceeds 90% by volume, it is necessary to increase the circulation speed very much in order to set the circulation ratio (described later) in an appropriate range. As a result, the pump needs to be large and the pressure loss may increase. Furthermore, heat removal may be insufficient. In the present specification, for convenience, the tank may be referred to as a recycle tank.

上記タンクと上記循環ラインとは、出口aおよび戻り口bで接続されている。すなわち、循環ライン2は、タンク1の出口aから出て、タンク1の外部を循環し、タンク1の戻り口bに戻る。出口aおよび戻り口bは、タンクの任意の適切な場所に設けられる。図示例では、出口aがタンク底部に設けられ、戻り口bがタンク上部に設けられている。   The tank and the circulation line are connected by an outlet a and a return port b. That is, the circulation line 2 exits from the outlet a of the tank 1, circulates outside the tank 1, and returns to the return port b of the tank 1. The outlet a and the return port b are provided at any appropriate place in the tank. In the illustrated example, the outlet a is provided at the bottom of the tank, and the return port b is provided at the top of the tank.

本発明においては、タンク1には撹拌手段12が設けられる。撹拌手段12としては、パドル型撹拌翼、錨型撹拌翼、格子型撹拌翼または大型平板翼を用いた撹拌装置が挙げられる。大型平板翼の具体例としては、マックスブレンド(登録商標)型撹拌翼、フルゾーン型撹拌翼、スーパーミックス型撹拌翼、サンメラー型撹拌翼が挙げられる。このような撹拌手段を用いることにより、タンク内の循環液を所定の値(例えば、0.5kW/m)以上の撹拌所要動力Pvで撹拌することができる。また、このような撹拌手段を用いることにより、タンク内の循環液に乱流を生じさせ、水平方向のみならず垂直方向にも撹拌することができる。例えば、非常に大きな撹拌所要動力で撹拌しても、撹拌翼の形状によっては層流しか発生しない場合やいわゆる共回りになる場合があり、撹拌所要動力が十分に撹拌に貢献しない場合がある。本発明によれば、上記のような撹拌手段を用いることにより、十分に大きな撹拌所要動力を実現し、かつ、非常に良好な撹拌を実現し得る。例えば、パドル型撹拌翼は、羽根に傾斜をつけることにより水平方向のみならず上方にも液を送る(すなわち、撹拌する)ことができ、系内の混合を速くするような撹拌を実現できる。錨型撹拌翼は、錨の垂直方向にはねた部分に起因して水平方向のみならず上方にも液を送ることができ、系内の混合を速くするような撹拌を実現できる。格子型撹拌翼は、格子によって液に剪断がかけられるので、系内の混合を速くするような撹拌を実現できる。マックスブレンド型撹拌翼は、下方のパドル翼と上方の格子翼とを組み合わせて構成されているので、パドル型撹拌翼と格子型撹拌翼の効果が相乗的に得られ得る。タンクにこのような撹拌手段を設けることにより、反応装置内の循環液の流速が早くなった場合であっても、タンク内で非常に良好な撹拌が行われてタンク内の循環液の濃度分布がきわめて均一となるので、所望の分子量より大きい分子量を有する重合体や所望の分子量より小さい分子量を有する重合体の生成が抑制され得る。その結果、工業規模の製造ラインにおいても分子量分布の狭い水溶性重合体を得ることができる。なお、一般的に、撹拌装置は、駆動部と変速部と撹拌翼とを有する。駆動部および変速部は、所望の撹拌所要動力Pvが得られる限りにおいて、任意の適切な形状および/または様式を有するものが採用され得る。駆動部の具体例としては、電動駆動、油圧駆動、空気駆動(エアモーター)が挙げられる。変速部には、例えば、インバーター、変速ギアを備えることができる。 In the present invention, the tank 1 is provided with stirring means 12. Examples of the stirring means 12 include a stirring device using a paddle type stirring blade, a saddle type stirring blade, a lattice type stirring blade, or a large flat plate blade. Specific examples of the large plate blade include a Max Blend (registered trademark) type stirring blade, a full zone type stirring blade, a supermix type stirring blade, and a Sammel type stirring blade. By using such a stirring means, the circulating fluid in the tank can be stirred with a required stirring power Pv of a predetermined value (for example, 0.5 kW / m 3 ) or more. Further, by using such a stirring means, turbulent flow is generated in the circulating liquid in the tank, and stirring can be performed not only in the horizontal direction but also in the vertical direction. For example, even if stirring is performed with a very large required power for stirring, depending on the shape of the stirring blade, only a laminar flow may be generated or so-called co-rotation may occur, and the power required for stirring may not sufficiently contribute to stirring. According to the present invention, by using the stirring means as described above, a sufficiently large stirring power can be realized, and very good stirring can be realized. For example, a paddle type stirring blade can send liquid (that is, stir) not only in the horizontal direction but also in the upper direction by inclining the blade, and can achieve stirring that speeds up the mixing in the system. The vertical stirring blade can send liquid not only in the horizontal direction but also upward due to the splashed portion in the vertical direction of the vertical bowl, and can achieve stirring that speeds up mixing in the system. Since the lattice-type stirring blade shears the liquid by the lattice, it is possible to realize stirring that speeds up the mixing in the system. Since the Max Blend type stirring blade is configured by combining the lower paddle blade and the upper lattice blade, the effects of the paddle type stirring blade and the lattice type stirring blade can be obtained synergistically. By providing such a stirring means in the tank, even if the flow rate of the circulating fluid in the reaction apparatus becomes high, very good stirring is performed in the tank, and the concentration distribution of the circulating fluid in the tank Is extremely uniform, so that the formation of a polymer having a molecular weight higher than the desired molecular weight or a polymer having a molecular weight lower than the desired molecular weight can be suppressed. As a result, a water-soluble polymer having a narrow molecular weight distribution can be obtained even on an industrial scale production line. In general, the stirring device includes a drive unit, a transmission unit, and a stirring blade. The drive unit and the transmission unit may have any suitable shape and / or style as long as the desired stirring power Pv can be obtained. Specific examples of the drive unit include electric drive, hydraulic drive, and air drive (air motor). For example, the transmission unit can include an inverter and a transmission gear.

上記排出ライン3は、任意の適切な配管として構成される。管を構成する材料は、上記循環ラインと同様である。排出ライン3は、反応装置のいずれの位置に設けてもよい。好ましくは、排出ライン3は、循環ライン2から分かれて設けられる。配管が単純であり、設備が簡略化され、コスト面で有利だからである。排出ラインは、目的に応じて、1つだけ設けてもよく、2つ以上設けてもよい。   The discharge line 3 is configured as any appropriate piping. The material which comprises a pipe | tube is the same as that of the said circulation line. The discharge line 3 may be provided at any position of the reaction apparatus. Preferably, the discharge line 3 is provided separately from the circulation line 2. This is because piping is simple, equipment is simplified, and cost is advantageous. Only one discharge line or two or more discharge lines may be provided depending on the purpose.

上記排出ライン3は、循環比が好ましくは3以上、より好ましくは5以上、さらに好ましくは9以上、特に好ましくは10以上となるように構成される。循環比が3以上であれば、濃度勾配が小さく、狭い分子量分布を有する水溶性重合体を、高い生産性で得ることができる。循環比は、(タンクに戻る循環液の量)/(反応装置から排出される排出液の量)で定義される。循環比と上記冷却器の冷却効率とを適切に調整することにより、非常に狭い分子量分布を有する水溶性重合体を、非常に高い生産性で得ることができる。循環比を調整する手段としては、例えば、ポンプの吐出量(駆動力)を調整すること、循環ラインおよび/または排出ラインの開度を調整すること、ならびにこれらの組み合わせが挙げられる。   The discharge line 3 is configured so that the circulation ratio is preferably 3 or more, more preferably 5 or more, still more preferably 9 or more, and particularly preferably 10 or more. If the circulation ratio is 3 or more, a water-soluble polymer having a small concentration gradient and a narrow molecular weight distribution can be obtained with high productivity. The circulation ratio is defined by (amount of circulating liquid returning to the tank) / (amount of discharged liquid discharged from the reactor). By appropriately adjusting the circulation ratio and the cooling efficiency of the cooler, a water-soluble polymer having a very narrow molecular weight distribution can be obtained with very high productivity. Examples of means for adjusting the circulation ratio include adjusting the discharge amount (driving force) of the pump, adjusting the opening of the circulation line and / or the discharge line, and combinations thereof.

好ましくは、排出ライン3は、少なくとも1つの冷却器4を有する。冷却器を排出ラインに設けることにより、得られる生成物を充分に除熱することができ、重合体中の単量体除去や中和等の後処理がある場合、装置を簡略化できる。冷却器の具体例としては、上記のとおりである。図1および図2に示す形態においては、冷却器は、排出ラインの2箇所に設けられる。   Preferably, the discharge line 3 has at least one cooler 4. By providing a cooler in the discharge line, the product obtained can be sufficiently removed from heat, and the apparatus can be simplified when there are post-treatments such as monomer removal and neutralization in the polymer. Specific examples of the cooler are as described above. In the form shown in FIGS. 1 and 2, the coolers are provided at two places on the discharge line.

好ましくは、排出ライン3は、少なくとも1つの混合装置を有する。混合装置としては、モーションレスミキサーが好ましい。混合装置(例えば、モーションレスミキサー)を排出ラインに設けることにより、残存単量体を除くための開始剤の混合や、重合体の中和等の後処理を容易に行うことができる。   Preferably, the discharge line 3 has at least one mixing device. As the mixing device, a motionless mixer is preferable. By providing a mixing device (for example, a motionless mixer) in the discharge line, post-treatment such as mixing of an initiator for removing residual monomers and neutralization of a polymer can be easily performed.

好ましくは、排出ライン3は、少なくとも1つの単量体供給口を備える。排出ラインに単量体供給口を設けて、排出液(水溶性重合体の溶液)と単量体とを混合することにより、水溶性重合体に含まれる残留単量体(および加えた単量体)の重合が新たに進行し、得られる水溶性重合体に含まれる残留単量体を極めて低レベルとすることができる。排出ラインに冷却器またはモーションレスミキサーのいずれかを設置する場合には、冷却器またはモーションレスミキサーの上流側の少なくとも1箇所に、単量体供給口を設置する形態が好ましい。冷却器とモーションレスミキサーを共に設置する場合には、モーションレスミキサーの上流に冷却器を設け、上流冷却器とモーションレスミキサーとの間に単量体供給口を設ける形態が好ましい(図1および図2は、このような形態を示している)。このように配置することにより、単量体の添加による反応熱を良好に除去することができ、排出液を適度な温度に調整することができる。   Preferably, the discharge line 3 comprises at least one monomer supply port. By providing a monomer supply port in the discharge line and mixing the discharge liquid (water-soluble polymer solution) and the monomer, the residual monomer contained in the water-soluble polymer (and the added monomer) ), The residual monomer contained in the resulting water-soluble polymer can be brought to a very low level. In the case where either a cooler or a motionless mixer is installed in the discharge line, a mode in which a monomer supply port is installed in at least one location upstream of the cooler or the motionless mixer is preferable. When both the cooler and the motionless mixer are installed, a mode in which a cooler is provided upstream of the motionless mixer and a monomer supply port is provided between the upstream cooler and the motionless mixer is preferable (see FIG. 1 and FIG. 1). FIG. 2 shows such a configuration). By arrange | positioning in this way, the reaction heat by addition of a monomer can be removed favorably, and discharge liquid can be adjusted to moderate temperature.

排出ライン3は、必要に応じて、上記添加剤(例えば、アルカリ剤、重合開始剤または重合促進剤、連鎖移動剤、酸化剤)を供給する供給口を有するものであってもよい。排出ラインに冷却器またはモーションレスミキサーのいずれかを設置する場合には、冷却器またはモーションレスミキサーの上流側の少なくとも1箇所に、添加剤の供給口を設置する形態が好ましい。冷却器とモーションレスミキサーを共に設置する場合には、モーションレスミキサーの上流に冷却器を設け、上流冷却器とモーションレスミキサーとの間に添加剤の供給口を設ける形態が好ましい。このように配置することにより、重合開始剤等の添加による反応熱を良好に除去することができ、排出液を適度な温度に調整することができる。このような供給口は、上記の単量体供給口と別個に設けてもよく、単量体供給口と兼用してもよい。単量体および/または添加剤の供給口が複数設けられる場合には、その位置関係は目的に応じて適切に設定され得る。なお、図1および図2においては、単量体および/または添加剤の供給口を便宜上1つの「剤供給口11」として示している。   The discharge line 3 may have a supply port for supplying the additive (for example, an alkali agent, a polymerization initiator or a polymerization accelerator, a chain transfer agent, and an oxidizing agent) as necessary. In the case where either a cooler or a motionless mixer is installed in the discharge line, a mode in which an additive supply port is installed in at least one location upstream of the cooler or the motionless mixer is preferable. When both a cooler and a motionless mixer are installed, a mode in which a cooler is provided upstream of the motionless mixer and an additive supply port is provided between the upstream cooler and the motionless mixer is preferable. By arrange | positioning in this way, the reaction heat by addition, such as a polymerization initiator, can be removed favorably, and discharged | emitted liquid can be adjusted to moderate temperature. Such a supply port may be provided separately from the monomer supply port, or may be used as a monomer supply port. When a plurality of monomer and / or additive supply ports are provided, the positional relationship can be appropriately set according to the purpose. In FIG. 1 and FIG. 2, the monomer and / or additive supply port is shown as one “agent supply port 11” for convenience.

B.水溶性重合体の連続的製造方法
本発明の水溶性重合体の連続的製造方法は、重合性不飽和結合を有する単量体を含む循環液を、タンク1から出て該タンクの外部を循環し該タンクに戻る循環ライン2に循環させながら該単量体を重合する。以下、詳細を説明する。
B. Continuous production method of water-soluble polymer The continuous production method of the water-soluble polymer of the present invention is such that a circulating liquid containing a monomer having a polymerizable unsaturated bond is removed from the tank 1 and circulated outside the tank. Then, the monomer is polymerized while circulating in the circulation line 2 returning to the tank. Details will be described below.

まず、単量体と、必要に応じて各種の添加剤(例えば、アルカリ剤、重合開始剤または重合促進剤、連鎖移動剤、酸化剤、架橋剤)を上記A項で説明した製造装置に供給する。単量体および添加剤の供給順序は、目的とする重合体の種類、分子量および分子量分布等に応じて適切に設定され得る。例えば、アルカリ剤または酸化剤を供給することにより、循環液のpHを調整することができ、単量体を部分中和又は完全中和することができ;重合促進剤および/または連鎖移動剤を用いることにより、重合反応を制御し、得られる水溶性重合体の分子量分布を狭くすることができる。図1および図2に示す製造装置を用いる実施形態においては、循環液を定常状態で循環させながら、アルカリ剤、単量体、連鎖移動剤および重合開始剤がこの順に供給され得る。単量体等のタンクへの供給方法としては、例えば、背圧弁などを利用して循環液が逆流しないようにしながら、定量ポンプなどを用いて供給する方法が挙げられる。単量体に対する各種添加剤の添加量は、目的に応じて適切に設定され得る。なお、単量体および各種添加剤の詳細については、後述のC項で説明する。   First, a monomer and various additives (for example, an alkali agent, a polymerization initiator or a polymerization accelerator, a chain transfer agent, an oxidizing agent, and a cross-linking agent) are supplied to the production apparatus described in the above section A as necessary. To do. The supply order of monomers and additives can be appropriately set according to the type of polymer, molecular weight, molecular weight distribution, and the like. For example, by supplying an alkaline agent or an oxidizing agent, the pH of the circulating liquid can be adjusted, and the monomer can be partially or completely neutralized; a polymerization accelerator and / or a chain transfer agent can be added. By using it, the polymerization reaction can be controlled and the molecular weight distribution of the resulting water-soluble polymer can be narrowed. In the embodiment using the production apparatus shown in FIGS. 1 and 2, the alkali agent, the monomer, the chain transfer agent, and the polymerization initiator can be supplied in this order while circulating the circulating liquid in a steady state. Examples of a method for supplying the monomer or the like to the tank include a method using a metering pump or the like while using a back pressure valve to prevent the circulating fluid from flowing backward. The amount of each additive added to the monomer can be appropriately set according to the purpose. Details of the monomer and various additives will be described in Section C below.

上記単量体および各種添加剤の供給形態としては、本発明の効果が得られる限りにおいて任意の適切な供給形態が採用され得る。1つの実施形態においては、単量体および各種添加剤は、あらかじめ適切な溶媒(例えば、後述のC項で説明する溶媒)に溶解させて溶液として循環ラインに供給され得る。このような溶液の濃度は、目的とする重合体の種類や分子量等に応じて適切に設定され得る。1つの実施形態においては、単量体および各種添加剤は、適切な範囲に温度制御された状態で循環ラインに供給され得る。単量体等の温度は、所望の循環液の温度(重合温度)等に応じて適切に設定され得る。単量体および各種添加剤は、連続的に供給してもよく、一括して供給してもよく、断続的に分割して供給してもよい。連続的に供給する場合には、単位時間当たりの供給量は、一定であってもよく、漸次増加または減少させてもよく、段階的に変化させてもよい。さらに、単位時間の供給量は、目的に応じて増減し得る。上記で説明した供給形態を適宜組み合わせてもよいことはいうまでもない。共重合体を製造する場合には、複数の単量体を一括して供給してもよく、順次供給してもよい。順次供給する場合の供給順序は、目的(例えば、共重合体の所望の構造)に応じて適切に設定され得る。   As a supply form of the monomer and various additives, any appropriate supply form can be adopted as long as the effects of the present invention are obtained. In one embodiment, the monomer and various additives can be dissolved in an appropriate solvent in advance (for example, a solvent described in Section C below) and supplied as a solution to the circulation line. The concentration of such a solution can be appropriately set according to the type and molecular weight of the target polymer. In one embodiment, the monomer and various additives can be supplied to the circulation line under temperature control within an appropriate range. The temperature of the monomer or the like can be appropriately set according to the desired circulating fluid temperature (polymerization temperature) or the like. A monomer and various additives may be supplied continuously, may be supplied collectively, and may be supplied by dividing | segmenting intermittently. In the case of continuous supply, the supply amount per unit time may be constant, may be gradually increased or decreased, or may be changed stepwise. Furthermore, the supply amount per unit time can be increased or decreased according to the purpose. Needless to say, the supply forms described above may be combined as appropriate. In the case of producing a copolymer, a plurality of monomers may be supplied all at once or sequentially. The supply order in the case of supplying sequentially may be appropriately set according to the purpose (for example, a desired structure of the copolymer).

上記循環ラインに供給される単量体および各種添加剤の供給量の合計は、循環ラインの全循環液量に対して、好ましくは0.1〜50重量%であり、さらに好ましくは0.5〜20重量%である。供給量をこのような範囲に制御することにより、分子量分布が狭く、かつ、残留単量体が少ない水溶性重合体が高生産性で得られ得る。なお、循環液の流量は、目的や製造装置の規模(生産能力)に応じて適切に設定され得る。循環液の流量は、一定でもよく、重合の進行に伴って連続的又は段階的に変化させてもよい。循環液の流量(または流速)は、製造装置によって適宜設定することができる。例えば循環液の総量が85kgである場合には、循環液の流量は、好ましくは1700kg/h以上である。   The total amount of monomers and various additives supplied to the circulation line is preferably 0.1 to 50% by weight, more preferably 0.5%, based on the total amount of circulating liquid in the circulation line. -20% by weight. By controlling the supply amount in such a range, a water-soluble polymer having a narrow molecular weight distribution and few residual monomers can be obtained with high productivity. The flow rate of the circulating fluid can be appropriately set according to the purpose and the scale (production capacity) of the manufacturing apparatus. The flow rate of the circulating liquid may be constant or may be changed continuously or stepwise as the polymerization proceeds. The flow rate (or flow rate) of the circulating fluid can be appropriately set by the manufacturing apparatus. For example, when the total amount of the circulating fluid is 85 kg, the flow rate of the circulating fluid is preferably 1700 kg / h or more.

本発明の製造方法においては、上記循環ラインの少なくとも1ヶ所で上記循環液を冷却する。循環ラインにおける好ましい冷却位置(冷却器の設置位置)については、上記A項で説明したとおりである。このような冷却処理を行うことにより、反応熱を効率的に除去できるので、単量体を高い重合濃度で重合することができる。その結果、循環液が反応装置内に滞留する時間を短くすることができるので、非常に高い生産性で水溶性重合体を得ることができる。なお、滞留時間については後述する。   In the production method of the present invention, the circulating liquid is cooled in at least one place of the circulating line. The preferred cooling position (cooler installation position) in the circulation line is as described in the above section A. By performing such a cooling treatment, the heat of reaction can be efficiently removed, so that the monomer can be polymerized at a high polymerization concentration. As a result, the time during which the circulating liquid stays in the reaction apparatus can be shortened, so that a water-soluble polymer can be obtained with very high productivity. The residence time will be described later.

1つの実施形態においては、上記循環ライン内の循環液の液温(重合温度)は25〜150℃である。重合温度は、好ましくは50℃以上であり、さらに好ましくは70℃以上である。また、重合温度は、好ましくは130℃以下であり、さらに好ましくは99℃以下であり、95℃未満とすることも可能である。重合温度がこのような範囲であれば、分子量の上昇、不純物の増加等を生じることなく、適切な重合時間により充分な生産性を達成することができる。重合開始剤を用いる場合には、重合温度は、重合開始剤の半減期に応じて変化し得る。例えば、重合開始剤を用いる場合の重合温度は、好ましくは60〜130℃であり、より好ましくは70〜120℃であり、さらに好ましくは80〜120℃である。本発明の製造方法においては、循環ラインの適切な位置で冷却を行うことにより、循環液の温度を効率的に所望の範囲に制御することができる。その結果、安価な汎用の重合開始剤が使用できるという利点がある。タンク内に貯留された循環液の温度も、上記範囲であることが好ましい。重合温度は、必要に応じて、所定の範囲で経時的に変動(昇温または降温)させてもよい。   In one embodiment, the liquid temperature (polymerization temperature) of the circulating liquid in the said circulation line is 25-150 degreeC. The polymerization temperature is preferably 50 ° C. or higher, more preferably 70 ° C. or higher. The polymerization temperature is preferably 130 ° C. or lower, more preferably 99 ° C. or lower, and can be lower than 95 ° C. When the polymerization temperature is within such a range, sufficient productivity can be achieved with an appropriate polymerization time without causing an increase in molecular weight or an increase in impurities. When a polymerization initiator is used, the polymerization temperature can vary depending on the half-life of the polymerization initiator. For example, the polymerization temperature in the case of using a polymerization initiator is preferably 60 to 130 ° C, more preferably 70 to 120 ° C, and further preferably 80 to 120 ° C. In the production method of the present invention, the temperature of the circulating liquid can be efficiently controlled within a desired range by performing cooling at an appropriate position in the circulation line. As a result, there is an advantage that an inexpensive general-purpose polymerization initiator can be used. The temperature of the circulating fluid stored in the tank is also preferably in the above range. The polymerization temperature may be changed over time (increase or decrease in temperature) within a predetermined range as necessary.

上記重合温度は、循環ラインにおいて所定の範囲内で変動幅を制御することが好ましい。例えば、循環ラインの入口(タンク1の出口a)における循環液の温度と循環ラインの出口(タンク1の戻り口b)における循環液の温度との差は、好ましくは25℃以内であり、より好ましくは20℃以内であり、さらに好ましくは18℃以内である。循環ラインにおける変動幅をこのような範囲に制御することにより、狭い分子量分布を有する水溶性重合体を得ることができる。また、重合開始剤を用いる場合にその分解速度をほぼ一定にできるので、均一な重合反応を行うことができる。なお、循環ラインの入口および出口における循環液の温度は、好ましくは10〜90℃である。これにより、循環液を安定的に除熱することができる。この温度は、製造装置における溶液流速と冷却媒体の温度を適宜設定することにより、制御することができる。   The polymerization temperature is preferably controlled within a predetermined range in the circulation line. For example, the difference between the temperature of the circulating fluid at the inlet of the circulation line (the outlet a of the tank 1) and the temperature of the circulating fluid at the outlet of the circulation line (the return port b of the tank 1) is preferably within 25 ° C. Preferably it is within 20 degreeC, More preferably, it is within 18 degreeC. By controlling the fluctuation range in the circulation line in such a range, a water-soluble polymer having a narrow molecular weight distribution can be obtained. Further, when a polymerization initiator is used, the decomposition rate can be made almost constant, so that a uniform polymerization reaction can be performed. The temperature of the circulating liquid at the inlet and outlet of the circulation line is preferably 10 to 90 ° C. Thereby, heat can be stably removed from the circulating fluid. This temperature can be controlled by appropriately setting the solution flow rate and the temperature of the cooling medium in the production apparatus.

上記所望の重合温度および変動幅に制御する方法としては、例えば、循環液の温度を温度センサーで検出し、この検出値に応じて冷却器の設定を調節するフィードバック制御が挙げられる。例えば、目的の重合温度がT℃である場合、制御範囲は、好ましくはT℃±10℃であり、より好ましくはT℃±7℃であり、さらに好ましくはT℃±5℃である。このフィードバック制御による温度制御は、製造装置(特にタンク)の規模が大きいほど効果を発揮し得る。タンク表面からの放熱が減少するので、特に循環ラインによる除熱の効果が現れ易いからである。具体的には、製造装置(タンク)の体積が、好ましくは1m以上であり、より好ましくは3m以上であり、さらに好ましくは5m以上である。また、循環液を保温する必要がある場合には、任意の適切な手段が用いられ得る。例えば、モーションレスミキサーのジャケット内を流れる熱媒(又は冷媒)の温度を制御すること、単量体供給量を調整すること、配管及びタンクの保温(保温材を巻き付ける等)、循環ライン及びタンクへの熱供給等が挙げられる。 Examples of the method for controlling the desired polymerization temperature and fluctuation range include feedback control in which the temperature of the circulating liquid is detected by a temperature sensor and the setting of the cooler is adjusted according to the detected value. For example, when the target polymerization temperature is T ° C., the control range is preferably T ° C. ± 10 ° C., more preferably T ° C. ± 7 ° C., and further preferably T ° C. ± 5 ° C. The temperature control by this feedback control can be more effective as the scale of the manufacturing apparatus (particularly the tank) is larger. This is because heat dissipation from the tank surface is reduced, and in particular, an effect of heat removal by the circulation line is likely to appear. Specifically, the volume of the production apparatus (tank) is preferably 1 m 3 or more, more preferably 3 m 3 or more, and further preferably 5 m 3 or more. In addition, when it is necessary to keep the circulating fluid warm, any appropriate means can be used. For example, controlling the temperature of the heat medium (or refrigerant) flowing in the jacket of the motionless mixer, adjusting the monomer supply amount, keeping the pipes and tanks warm (wrapping a heat insulator, etc.), circulation lines and tanks Supply of heat to

本発明の製造方法によれば、単量体を高い重合濃度で重合させることができ、熟成工程を必要としないので、循環液の反応装置内の滞留時間を短くすることができる(すなわち、短い重合時間で単量体を重合することができる)。ここで、滞留時間とは、循環液の総量/単位時間あたりの排出量をいう。滞留時間は、好ましくは240分以下であり、より好ましくは120分以下であり、さらに好ましくは80分以下であり、特に好ましくは60分以下である。一方、滞留時間は、好ましくは3分以上である。本発明の製造方法によれば、このような短い滞留時間で、分子量分布の狭い水溶性重合体を非常に効率よく得ることができる。さらに、クレイ分散性等の各種特性に優れた水溶性重合体を得ることができる。なお、滞留時間を短くすると、生産性が高くなる一方で、単位時間あたりの反応熱量は大きくなる。本発明の製造方法は、上記のような適切な冷却処理を行うことにより、反応系中の温度勾配を小さくすることができるので、このような滞留時間の短い製造を実現することができる。   According to the production method of the present invention, the monomer can be polymerized at a high polymerization concentration, and no aging step is required. Therefore, the residence time of the circulating liquid in the reactor can be shortened (that is, short). The monomer can be polymerized in the polymerization time). Here, the residence time refers to the total amount of circulating fluid / the discharge amount per unit time. The residence time is preferably 240 minutes or less, more preferably 120 minutes or less, still more preferably 80 minutes or less, and particularly preferably 60 minutes or less. On the other hand, the residence time is preferably 3 minutes or more. According to the production method of the present invention, a water-soluble polymer having a narrow molecular weight distribution can be obtained very efficiently with such a short residence time. Furthermore, a water-soluble polymer excellent in various properties such as clay dispersibility can be obtained. Note that, when the residence time is shortened, the productivity is increased while the heat of reaction per unit time is increased. In the production method of the present invention, the temperature gradient in the reaction system can be reduced by performing the appropriate cooling treatment as described above, so that production with such a short residence time can be realized.

本発明の製造方法においては、上記の温度変動(タンク出口と戻り口との温度差)が小さく、かつ、滞留時間が短いことが特に好ましい。例えば、温度変動/滞留時間の組み合わせは、好ましくは25℃以内/120分以下であり、より好ましくは20℃以内/120分以下であり、さらに好ましくは20℃以内/60分以下であり、特に好ましくは15℃以内/30分以下である。   In the production method of the present invention, it is particularly preferable that the temperature fluctuation (temperature difference between the tank outlet and the return port) is small and the residence time is short. For example, the combination of temperature fluctuation / residence time is preferably within 25 ° C./120 minutes or less, more preferably within 20 ° C./120 minutes or less, and even more preferably within 20 ° C./60 minutes or less. Preferably, it is within 15 ° C./30 minutes or less.

本発明の製造方法においては、単量体の転化率は、好ましくは90%以上であり、より好ましくは96%以上であり、さらに好ましくは99%以上である。転化率が90%未満であると、残存単量体が多く、また生産性が低下するおそれがある。ここで、転化率とは、単量体供給口での単量体添加量に対して、循環ライン出口(タンク入口)で単量体が重合体に転化した量をいう。転化率は、例えば単量体としてアクリル酸ナトリウムを用いてポリアクリル酸ナトリウム(PSA)を得る場合において、開始剤量、移動剤量、促進剤量、温度、滞留時間を種々に変化させ得られた反応速度解析によるシミュレーションの結果から、アレニウスの式に基づいて算出することができる。なお、上記算出方法による転化率は、攪拌槽式連続反応装置(continuous stirred tank reactor;CSTR)において、(メタ)アクリル酸(塩)/(メタ)アクリル酸エステル等のコポリマーを製造する場合には、PSA等のホモポリマーの場合と異なる可能性があるが、転化率の好ましい範囲は、上記のとおりである。   In the production method of the present invention, the conversion rate of the monomer is preferably 90% or more, more preferably 96% or more, and further preferably 99% or more. If the conversion is less than 90%, there are many residual monomers and the productivity may be reduced. Here, the conversion rate refers to the amount of monomer converted into a polymer at the circulation line outlet (tank inlet) with respect to the amount of monomer added at the monomer supply port. The conversion rate can be obtained by changing the amount of initiator, amount of transfer agent, amount of accelerator, temperature, residence time in various ways, for example, when sodium acrylate is used as a monomer to obtain sodium polyacrylate (PSA). It can be calculated based on the Arrhenius equation from the result of the simulation by the reaction rate analysis. Note that the conversion rate by the above calculation method is as follows when a copolymer such as (meth) acrylic acid (salt) / (meth) acrylic acid ester is produced in a continuous stirred tank reactor (CSTR). , PSA and other homopolymers may be different, but the preferred range of conversion is as described above.

本発明の製造方法においては、好ましくは、タンク内の循環液を0.5kW/m以上の撹拌所要動力Pvで撹拌する。撹拌所要動力Pvは、好ましくは0.6〜8.0kW/mであり、さらに好ましくは1.0〜6.0kW/mである。このような撹拌所要動力は、上記A項で説明した撹拌手段を用いることにより実現され得る。このような範囲の撹拌所要動力でタンク内の循環液を撹拌することにより、工業規模の製造ラインにおいても分子量分布の狭い水溶性重合体を得ることができる。上記A項で説明した撹拌手段を用いれば撹拌所要動力Pvを8.0kW/mより大きくすることは可能であるが、上記好ましい範囲の場合と得られる効果は実質的に変わらないので、経済性(例えば、電力や運転コストがかかること、装置の大型化が必要とされること)を考慮すると、過大なPvをあえて採用しなくてもよい。撹拌所要動力Pvは、例えば、化学工学便覧(化学工学会編、改定六版、丸善株式会社)の431ページに記載の永田の式から算出され得る。 In the production method of the present invention, the circulating fluid in the tank is preferably agitated with a required power Pv for agitation of 0.5 kW / m 3 or more. The required power Pv for stirring is preferably 0.6 to 8.0 kW / m 3 , more preferably 1.0 to 6.0 kW / m 3 . Such power required for stirring can be realized by using the stirring means described in the above section A. By stirring the circulating liquid in the tank with the required power for stirring in such a range, a water-soluble polymer having a narrow molecular weight distribution can be obtained even on an industrial scale production line. If the stirring means described in the above section A is used, the required power Pv for stirring can be made larger than 8.0 kW / m 3 , but the effect obtained is substantially the same as in the case of the above preferable range. In consideration of the characteristics (for example, the cost of electric power and operation costs, and the need to increase the size of the apparatus), it is not necessary to dare to use an excessive Pv. The required stirring power Pv can be calculated, for example, from the Nagata equation described on page 431 of the Chemical Engineering Handbook (Edited by the Chemical Engineering Society, revised 6th edition, Maruzen Co., Ltd.).

上記の製造方法においては、タンク出口における循環液の単量体濃度は、好ましくは0.3モル/kg以下であり、より好ましくは0.15モル/kg以下であり、さらに好ましくは0.10モル/kg以下である。タンク出口における循環液の単量体濃度は小さいほど好ましく、実質的に0モル/kgであることが特に好ましい。このような濃度に制御することにより、最終的に得られる製品の残留単量体を極めて低レベルとすることができる。本発明の製造方法によれば、タンクが重合器としても機能することにより、このような単量体濃度を達成することができる。   In the above production method, the monomer concentration of the circulating liquid at the tank outlet is preferably 0.3 mol / kg or less, more preferably 0.15 mol / kg or less, and further preferably 0.10. Mole / kg or less. The monomer concentration of the circulating liquid at the tank outlet is preferably as small as possible, and particularly preferably substantially 0 mol / kg. By controlling to such a concentration, the residual monomer of the finally obtained product can be made extremely low. According to the production method of the present invention, such a monomer concentration can be achieved by the tank also functioning as a polymerization vessel.

上記の製造方法においては、タンクおよび/または循環ラインにおける重合反応を加圧下で行ってもよい。重合反応を加圧下で行うことにより、高温で重合反応を行うことができる。その結果、残存単量体が少ない水溶性重合体を非常に高い生産性で得ることができる。圧力の制御は、例えば、循環液の流量や温度等を調整することにより制御してもよく、加圧ポンプまたは減圧ポンプ等の圧力制御手段を用いて制御してもよい。タンクおよび/または循環ラインの圧力は、好ましくは0.1MPa〜3.0MPaであり、より好ましくは0.12MPa〜1.0MPaである。また、上記重合反応は、任意の適切な雰囲気下(例えば、空気下、窒素やアルゴン等の不活性ガス雰囲気下、連鎖移動剤等に由来する反応性ガス雰囲気下)で行われ得る。   In the above production method, the polymerization reaction in the tank and / or the circulation line may be performed under pressure. By performing the polymerization reaction under pressure, the polymerization reaction can be performed at a high temperature. As a result, a water-soluble polymer with little residual monomer can be obtained with very high productivity. The pressure may be controlled, for example, by adjusting the flow rate or temperature of the circulating fluid, or may be controlled using a pressure control means such as a pressurizing pump or a decompressing pump. The pressure in the tank and / or the circulation line is preferably 0.1 MPa to 3.0 MPa, more preferably 0.12 MPa to 1.0 MPa. In addition, the polymerization reaction can be performed under any appropriate atmosphere (for example, under air, under an inert gas atmosphere such as nitrogen or argon, under a reactive gas atmosphere derived from a chain transfer agent or the like).

上記の製造方法においては、重合反応は、任意の適切なpH領域で行われ得る。言い換えれば、重合反応は、酸性条件下で行ってもよく、中性条件下で行ってもよく、アルカリ性条件下で行ってもよい。例えば、重合開始剤として過硫酸塩を用いる場合には、低いpH条件下で行うことが好ましく、過酸化水素を用いる場合には、高いpH条件下で行うことが好ましい。例えば、重合反応を酸性領域下で行う場合には、重合反応系の水溶液の粘度の上昇を抑制し、低分子量の水溶性重合体を良好に製造することができる。循環液のpHは、酸化剤またはアルカリ剤を適切に用いることにより調整され得る。   In the above production method, the polymerization reaction can be performed in any appropriate pH range. In other words, the polymerization reaction may be performed under acidic conditions, may be performed under neutral conditions, or may be performed under alkaline conditions. For example, when persulfate is used as the polymerization initiator, it is preferably carried out under low pH conditions, and when hydrogen peroxide is used, it is preferably carried out under high pH conditions. For example, when the polymerization reaction is performed in an acidic region, an increase in the viscosity of the aqueous solution in the polymerization reaction system can be suppressed, and a low molecular weight water-soluble polymer can be produced satisfactorily. The pH of the circulating fluid can be adjusted by appropriately using an oxidizing agent or an alkaline agent.

上記の製造方法においては、供給された単量体は循環ラインを循環する間に非常に高い転化率で重合体に転化している。したがって、循環液を循環させながら、循環液の一部を循環ライン外に排出することにより、排出液(水溶性重合体溶液)を回収することができる。通常、排出液には後処理が行われ得る。本明細書において「後処理」とは、排出液中の水溶性重合体を所定の用途(例えば、洗剤、水処理剤、分散剤)に好適に用いることができるようにするために、当該水溶性重合体に行われる種々の処理をいう。以下、代表的な後処理について具体的に説明する。   In the above production method, the supplied monomer is converted into a polymer at a very high conversion rate while circulating through the circulation line. Therefore, the discharged liquid (water-soluble polymer solution) can be recovered by discharging a part of the circulating liquid to the outside of the circulation line while circulating the circulating liquid. Usually, the effluent can be post-treated. In this specification, “post-treatment” means that the water-soluble polymer in the effluent can be suitably used for a predetermined application (for example, a detergent, a water treatment agent, a dispersant). It refers to various treatments performed on the conductive polymer. Hereinafter, typical post-processing will be described in detail.

1つの実施形態においては、上記排出液には、上記単量体と、必要に応じて上記各種添加剤が供給され得る。排出液(水溶性重合体の溶液)と単量体とを混合することにより、水溶性重合体に含まれる残留単量体(および加えた単量体)の重合が新たに進行し、得られる水溶性重合体に含まれる残留単量体を極めて低レベルとすることができる。1つの実施形態においては、排出ラインの適切な位置で、混合(代表的には撹拌)および/または冷却が行われ得る。混合装置および冷却器に関しては、上記A項で説明したとおりである。   In one embodiment, the monomer and, if necessary, the various additives may be supplied to the effluent. By mixing the discharged liquid (water-soluble polymer solution) and the monomer, the polymerization of the residual monomer (and the added monomer) contained in the water-soluble polymer newly proceeds and obtained. The residual monomer contained in the water-soluble polymer can be made extremely low. In one embodiment, mixing (typically agitation) and / or cooling can occur at an appropriate location in the discharge line. The mixing device and the cooler are as described in the above section A.

1つの実施形態においては、上記添加剤は酸化剤であり得る。酸化剤を供給することにより、排出液のpHが調整され、残留単量体の新たな重合が良好に進行し得る。したがって、酸化剤は、好ましくは上記単量体の供給前に供給され得る。供給される酸化剤の種類は、重合開始剤の種類、排出液中の成分等に応じて適切に選択され得る。   In one embodiment, the additive can be an oxidizing agent. By supplying the oxidizing agent, the pH of the effluent is adjusted, and new polymerization of the residual monomer can proceed well. Therefore, the oxidizing agent can be preferably supplied before supplying the monomer. The kind of the oxidizing agent to be supplied can be appropriately selected according to the kind of the polymerization initiator, the components in the discharged liquid, and the like.

上記の各種後処理は、適宜組み合わせて行われ得る。   The various post-treatments described above can be performed in appropriate combination.

排出液を排出ラインから回収する時点(重合反応が終了した時点)における排出液の固形分濃度は、好ましくは35質量%以上、より好ましくは40〜70質量%、さらに好ましくは45〜65質量%である。固形分濃度が35質量%未満の場合には、例えば、水溶性重合体を実用に供するために排出液を濃縮する必要が生じる場合がある。本発明の製造方法によれば、このような高濃度(高固形分濃度)かつ一段で重合を行うことができるので、低分子量の水溶性重合体を効率よく得ることができる。例えば、上記のような濃縮工程(従来の製造方法では多くの場合に必要であった)を省略することができる。その結果、水溶性重合体の製造効率および製造コストを大幅に改善することができる。さらに、従来の方法では、上記固形分濃度を高くすると、重合反応の進行に伴う反応溶液の粘度の上昇が顕著となり、得られる重合体の重量平均分子量も大幅に高くなるという問題点を生じていた。上記の製造方法の1つの実施形態によれば、重合反応を例えば酸性条件下(例えば、25℃でのpHが1〜6であり、中和度が1〜25mol%の範囲)で行うことにより、重合反応の進行に伴う反応溶液(循環液および/または排出液)の粘度の上昇を抑制することができる。その結果、高濃度(高固形分濃度)かつ一段で、低分子量の重合体を得ることができる。   The solid content concentration of the discharged liquid at the time when the discharged liquid is recovered from the discharge line (at the time when the polymerization reaction is completed) is preferably 35% by mass or more, more preferably 40 to 70% by mass, and further preferably 45 to 65% by mass. It is. When the solid content concentration is less than 35% by mass, for example, it may be necessary to concentrate the effluent for practical use of the water-soluble polymer. According to the production method of the present invention, the polymerization can be carried out in such a high concentration (high solid content concentration) and in one stage, so that a low molecular weight water-soluble polymer can be obtained efficiently. For example, the above-described concentration step (which was necessary in many cases in the conventional manufacturing method) can be omitted. As a result, the production efficiency and production cost of the water-soluble polymer can be greatly improved. Furthermore, in the conventional method, when the solid content concentration is increased, the viscosity of the reaction solution is significantly increased as the polymerization reaction proceeds, and the weight average molecular weight of the resulting polymer is significantly increased. It was. According to one embodiment of the production method described above, the polymerization reaction is performed under acidic conditions (for example, the pH at 25 ° C. is 1 to 6 and the degree of neutralization is 1 to 25 mol%). In addition, an increase in the viscosity of the reaction solution (circulated liquid and / or discharged liquid) accompanying the progress of the polymerization reaction can be suppressed. As a result, a polymer having a high molecular weight (high solid content concentration) and a low molecular weight can be obtained.

必要に応じて、回収される排出液(目的の水溶性重合体の溶液)には、任意の適切なアルカリ剤が添加されて、中和度(最終中和度)を所望の範囲に調整し得る。アルカリ剤は、目的に応じて、単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。上記最終中和度は、水溶性重合体の用途に応じて所望の値が異なる。したがって、最終中和度は、1〜100mol%の極めて広範囲に設定可能である。例えば、素肌に優しいといわれている弱酸性洗剤等に、洗剤ビルダーとして水溶性重合体を利用するような場合には、排出液を中和せずに酸性のまま使用してもよい。酸性の重合体として使用する場合の最終中和度は、好ましくは1〜75mol%、より好ましくは5〜70mol%である。また例えば、中性洗剤やアルカリ洗剤等に使用するような場合には、排出液をアルカリ剤で中和して中和度90mol%以上に中和して使用してもよい。中性ないしアルカリ性の重合体として使用する場合の最終中和度は、好ましくは75〜100mol%、より好ましくは85〜99mol%である。なお、最終中和度が99mol%を超える場合には、排出液(水溶性重合体溶液)が着色するおそれがある。   If necessary, any appropriate alkaline agent is added to the recovered effluent (the target water-soluble polymer solution) to adjust the degree of neutralization (final neutralization degree) to the desired range. obtain. An alkali agent may be used independently according to the objective, and may be used in combination of 2 or more type. The desired degree of final neutralization varies depending on the use of the water-soluble polymer. Therefore, the final neutralization degree can be set in a very wide range of 1 to 100 mol%. For example, when a water-soluble polymer is used as a detergent builder in a weakly acidic detergent or the like that is said to be gentle to the skin, the discharged liquid may be used without being neutralized. The final neutralization degree when used as an acidic polymer is preferably 1 to 75 mol%, more preferably 5 to 70 mol%. Further, for example, when used in a neutral detergent or an alkaline detergent, the discharged liquid may be neutralized with an alkaline agent and neutralized to a degree of neutralization of 90 mol% or more. When used as a neutral to alkaline polymer, the final neutralization degree is preferably 75 to 100 mol%, more preferably 85 to 99 mol%. In addition, when the final neutralization degree exceeds 99 mol%, there is a concern that the discharged liquid (water-soluble polymer solution) may be colored.

以上のようにして、水溶性重合体が製造される。   As described above, a water-soluble polymer is produced.

C.水溶性重合体およびその原料
C−1.水溶性重合体
上記で得られる水溶性重合体が、洗剤用ビルダー、分散剤、スケール防止剤等として供される場合、その重量平均分子量(Mw)は、好ましくは1500〜30000であり、より好ましくは2000〜20000であり、さらに好ましくは3500〜15000であり、特に好ましくは4000〜12000である。また、上記水溶性重合体が、(メタ)アクリル酸(塩)のホモポリマーである場合には、その重量平均分子量(Mw)は、好ましくは1500〜30000であり、より好ましくは2000〜12000であり、さらに好ましくは2000〜10000である。このような分子量範囲において分子量分布(Mw/Mn)が狭くなることにより、同程度の重合度を有する重合体をより多く得られることとなる。その結果、例えば分散剤では分散性の向上等、各用途に要求される性能に好ましい影響を与えることとなる。Mw/Mnは、7以下が好ましく、5以下がより好ましく、3.5以下が更に好ましく、3.2以下が特に好ましく、2.7以下が最も好ましい。
C. Water-soluble polymer and raw material thereof C-1. Water-soluble polymer When the water-soluble polymer obtained above is used as a detergent builder, a dispersant, a scale inhibitor, etc., its weight average molecular weight (Mw) is preferably 1500 to 30000, more preferably. Is 2000 to 20000, more preferably 3500 to 15000, and particularly preferably 4000 to 12000. Moreover, when the said water-soluble polymer is a homopolymer of (meth) acrylic acid (salt), the weight average molecular weight (Mw) becomes like this. Preferably it is 1500-30000, More preferably, it is 2000-12000. Yes, more preferably 2000-10000. By narrowing the molecular weight distribution (Mw / Mn) in such a molecular weight range, more polymers having the same degree of polymerization can be obtained. As a result, for example, the dispersant has a favorable influence on the performance required for each application, such as improvement of dispersibility. Mw / Mn is preferably 7 or less, more preferably 5 or less, still more preferably 3.5 or less, particularly preferably 3.2 or less, and most preferably 2.7 or less.

上記水溶性重合体のMw/Mnは、重量平均分子量(Mw)が好ましくは1500〜30000、より好ましくは2000〜20000である場合に、7以下であることが好ましく、3.5以下であることがより好ましい。Mw/Mnがこのような範囲であれば、洗剤ビルダー、スケール防止剤、無機顔料分散剤等の用途に好適に用いることができる。また、上記水溶性重合体のMw/Mnは、Mwが好ましくは1500〜30000、より好ましくは2000〜15000である場合に、6.5以下であることが好ましく、2.9以下であることがより好ましい。上記水溶性重合体のMw/Mnは、Mwが好ましくは2000〜12000である場合に、Mw/Mnが5以下であることが好ましく、2.7以下であることがより好ましい。   Mw / Mn of the water-soluble polymer is preferably 7 or less, preferably 3.5 or less, when the weight average molecular weight (Mw) is preferably 1500 to 30000, more preferably 2000 to 20000. Is more preferable. If Mw / Mn is in such a range, it can be suitably used for applications such as detergent builders, scale inhibitors, inorganic pigment dispersants and the like. Further, Mw / Mn of the water-soluble polymer is preferably 6.5 or less, and preferably 2.9 or less when Mw is preferably 1500 to 30000, more preferably 2000 to 15000. More preferred. When the Mw is preferably 2000 to 12000, the Mw / Mn of the water-soluble polymer is preferably 5 or less, more preferably 2.7 or less.

上記重合体の数平均分子量(Mn)、重量平均分子量(Mw)及びMw/Mnは、GPC(ゲルパーミュエーションクロマトグラフィー)測定により得ることができる。測定条件は以下のとおりである:(1)GPCのカラムとしては東ソー株式会社製G−3000PWXL(商品名)を用いる。(2)移動相としては、リン酸水素二ナトリウム12水和物34.5g及びリン酸二水素ナトリウム2水和物46.2g(いずれも試薬特級)に純水を加えて全量を5000gとし、その後0.45μmのメンブランフィルターで濾過した水溶液(固形分0.1質量%)を用いる。(3)検出器としては、株式会社日立製作所製のL−7110(商品名)を用い、検出波長は、214nmを用いる。(4)測定はUV測定モードで行う。(5)ポンプは、日立製作所社製L−6000を用い、移動相の流量は0.5ml/分とし、温度は35℃とする。(6)検量線は、創和科学社製のポリアクリル酸ナトリウム標準サンプルを用いて作成し、システムインスツルメント株式会社製解析ソフト SIC480IIデータステーションにより分子量を算出する。   The number average molecular weight (Mn), weight average molecular weight (Mw) and Mw / Mn of the polymer can be obtained by GPC (gel permeation chromatography) measurement. Measurement conditions are as follows: (1) As a GPC column, G-3000PWXL (trade name) manufactured by Tosoh Corporation is used. (2) As a mobile phase, 34.5 g of disodium hydrogen phosphate 12 hydrate and 46.2 g of sodium dihydrogen phosphate dihydrate (both of which are reagent-grade) are added pure water to make a total amount of 5000 g, Thereafter, an aqueous solution (solid content: 0.1% by mass) filtered through a 0.45 μm membrane filter is used. (3) As the detector, L-7110 (trade name) manufactured by Hitachi, Ltd. is used, and the detection wavelength is 214 nm. (4) Measurement is performed in the UV measurement mode. (5) The pump is L-6000 manufactured by Hitachi, Ltd., the mobile phase flow rate is 0.5 ml / min, and the temperature is 35 ° C. (6) A calibration curve is prepared using a sodium polyacrylate standard sample manufactured by Soka Kagaku Co., Ltd., and the molecular weight is calculated using analysis software SIC480II data station manufactured by System Instruments Co., Ltd.

本明細書において、水溶性重合体とは、カルボン酸、ホスホン酸、スルホン酸等の酸とその塩、アミドやアミン、アルコール等親水性の官能基を有する重合体を意味する。塩としては、例えば、ナトリウム、カリウム等のアルカリ金属塩;カルシウム、マグネシウム等のアルカリ土類金属塩;アンモニウム塩;モノエタノールアミン、トリエタノールアミン等の有機アミン塩等が挙げられる。これらの塩は単独で用いても良いし、2種以上の混合物として用いても良い。塩とする場合における好ましい形態は、ナトリウム、カリウム等のアルカリ金属塩とアンモニウム塩であり、特に好ましくはナトリウム塩とアンモニウム塩である。   In the present specification, the water-soluble polymer means a polymer having a hydrophilic functional group such as an acid such as carboxylic acid, phosphonic acid or sulfonic acid and a salt thereof, amide, amine or alcohol. Examples of the salt include alkali metal salts such as sodium and potassium; alkaline earth metal salts such as calcium and magnesium; ammonium salts; organic amine salts such as monoethanolamine and triethanolamine. These salts may be used alone or as a mixture of two or more. Preferred forms in the case of a salt are alkali metal salts such as sodium and potassium and ammonium salts, and particularly preferably sodium salts and ammonium salts.

上記水溶性重合体はまた、末端に硫黄原子及び/又はリン原子を有するポリアクリル酸及び/又はその塩によって構成される水溶性重合体であって、該ポリアクリル酸及び/又はその塩のピークトップ分子量は100〜50000の範囲であり、かつ、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーで、標準ポリアクリル酸ソーダを使用した検量線から得られた分子量が2500となる保持時間から7000となる保持時間に含まれる区間の面積強度が、該ポリアクリル酸及び/又はその塩の全面積強度に対して38.0%以上である水溶性重合体でもある。上記水溶性重合体は、重合体の主鎖末端に硫黄原子及び/又はリン原子を有するポリアクリル酸及び/又はその塩によって構成されるものであればよく、その他の構成成分を有していてもよい。重合体の分子量を制御できる連鎖移動剤由来の硫黄原子及び/又はリン原子は、重合体の主鎖末端に導入されるので、主鎖末端に硫黄原子及び/又はリン原子を有することで、水溶性重合体を得る場合に、重合を速くすすめることができる。また添加量を変化させれば、容易に所望の分子量の水溶性重合体を得ることができる。   The water-soluble polymer is also a water-soluble polymer composed of polyacrylic acid and / or a salt thereof having a sulfur atom and / or a phosphorus atom at the terminal, and the peak of the polyacrylic acid and / or the salt thereof. The top molecular weight is in the range of 100 to 50000, and is included in the retention time when the molecular weight obtained from the calibration curve using standard polyacrylic acid soda is 2500 to 7000 with gel permeation chromatography. It is also a water-soluble polymer having an area strength of 38.0% or more with respect to the total area strength of the polyacrylic acid and / or a salt thereof. The water-soluble polymer may be composed of polyacrylic acid having a sulfur atom and / or a phosphorus atom at the end of the main chain of the polymer and / or a salt thereof, and has other components. Also good. Since the sulfur atom and / or phosphorus atom derived from the chain transfer agent capable of controlling the molecular weight of the polymer is introduced at the main chain terminal of the polymer, it has a sulfur atom and / or phosphorus atom at the main chain terminal, so In the case of obtaining a conductive polymer, the polymerization can be accelerated. Moreover, if the addition amount is changed, a water-soluble polymer having a desired molecular weight can be easily obtained.

上記ポリアクリル酸及び/又はその塩は、特定の分子量範囲に含まれるポリマーの量が38.0%以上のものである。38.0%未満であると、優れたクレイ分散性が得られず、例えば、ビルダー等の種々の用途に好適に用いることができないおそれがある。より好ましくは、39.0%以上であり、更に好ましくは、39.5%以上であり、最も好ましくは、40.0%以上であり、特に好ましくは、41.0%以上である。中でも、上記分子量範囲に含まれるポリマーの量が、41.0%(面積%)以上であれば、充分なクレイ分散性を発現することができる。   The polyacrylic acid and / or the salt thereof has a polymer content of 38.0% or more within a specific molecular weight range. If it is less than 38.0%, excellent clay dispersibility cannot be obtained, and there is a possibility that it cannot be suitably used for various applications such as a builder. More preferably, it is 39.0% or more, more preferably 39.5% or more, most preferably 40.0% or more, and particularly preferably 41.0% or more. Especially, if the amount of the polymer included in the molecular weight range is 41.0% (area%) or more, sufficient clay dispersibility can be expressed.

上記特定の分子量範囲に含まれるポリマーの量の上限としては、100.0%である。本発明においては、上記ポリマーの量が38.0%以上であればよく、上限は特に制限されないが、生産性の観点から、80.0%以下であることが好ましい。例えば、上記ポリマー量を100.0%とする場合、含有量を増すために、範囲外の高分子を除くために透析等の操作や、範囲外の高分子を作らないようにする操作等が必要となるが、80.0%以下とすることにより、上記操作を省略又は簡略化することができ、高い生産性でポリマーを得ることができる。また、このような範囲であっても充分に高いクレイ分散性を発揮することができる。すなわち、80.0%以下とすることにより、クレイ分散性とポリマーの生産性の両方に優れたものとすることができる。上限としてより好ましくは、70.0%以下であり、更に好ましくは、65.0%以下である。   The upper limit of the amount of the polymer included in the specific molecular weight range is 100.0%. In the present invention, the amount of the polymer may be 38.0% or more, and the upper limit is not particularly limited, but is preferably 80.0% or less from the viewpoint of productivity. For example, when the amount of the polymer is 100.0%, in order to increase the content, an operation such as dialysis to remove the out-of-range polymer, an operation to prevent the out-of-range polymer from being made, etc. Although it is necessary, by making it 80.0% or less, the above operation can be omitted or simplified, and a polymer can be obtained with high productivity. Further, even within such a range, sufficiently high clay dispersibility can be exhibited. That is, by setting it to 80.0% or less, it can be excellent in both clay dispersibility and polymer productivity. More preferably, it is 70.0% or less as an upper limit, More preferably, it is 65.0% or less.

上記ポリマー含有量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により得られる面積比であって、〔標準ポリアクリル酸ソーダを使用した検量線から得られた分子量が2500となる保持時間から7000となる保持時間に含まれる区間のポリアクリル酸及び/又はその塩の面積強度〕/〔上記ポリアクリル酸及び/又はその塩の全面積強度〕×100で得られるものである。保持時間が分子量2500未満であると、得られる水溶性重合体の分散性が低く、保持時間が分子量7000を超えると、金属原子が共存する場合、該金属原子に架橋して、不溶化し、後述する各種用途に好適に用いることができなくなるおそれがある。上記面積比としては、例えば、図3の概念図に示すように、網線部分が、標準ポリアクリル酸ソーダを使用した検量線から得られた分子量が2500となる保持時間から7000となる保持時間に含まれる区間のポリアクリル酸及び/又はその塩の面積強度を示し、斜線部分が上記ポリアクリル酸及び/又はその塩の全面積強度を表す。   The polymer content is an area ratio obtained by gel permeation chromatography (GPC), and [the retention from which the molecular weight obtained from the calibration curve using standard sodium polyacrylate is 2500 is 7000 The area strength of polyacrylic acid and / or its salt in the section included in time] / [total area strength of polyacrylic acid and / or its salt] × 100. When the retention time is less than 2500, the resulting water-soluble polymer has low dispersibility, and when the retention time exceeds 7000, when a metal atom coexists, the metal atom is crosslinked and insolubilized. There is a possibility that it can no longer be suitably used for various applications. As the area ratio, for example, as shown in the conceptual diagram of FIG. 3, the mesh line portion has a retention time from which the molecular weight obtained from the calibration curve using standard sodium polyacrylate is 2500 to 7000. The area strength of the polyacrylic acid and / or salt thereof in the section contained in is shown, and the hatched portion represents the total area strength of the polyacrylic acid and / or salt thereof.

上記ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)の測定条件としては、上述のとおりであることが好ましい。また、標準ポリアクリル酸ソーダを使用した検量線は、例えば、ピークトップ分子量(Mp)が900〜47500等の標準ポリアクリル酸ソーダを、上記ポリアクリル酸及び/又はその塩のGPC測定条件と同じ条件で測定し、保持時間と分子量との関係を表したものである。上記ポリアクリル酸及び/又はその塩の面積強度は、当該検量線からMpが2500〜7000に相当する区間の面積を全区間の面積で割ったものである。   The measurement conditions for the gel permeation chromatography (GPC) are preferably as described above. The standard curve using standard sodium polyacrylate is the same as the GPC measurement conditions for standard polysodium acrylate having a peak top molecular weight (Mp) of 900 to 47500, etc., and for the polyacrylic acid and / or its salt. It is measured under conditions and represents the relationship between retention time and molecular weight. The area intensity of the polyacrylic acid and / or salt thereof is obtained by dividing the area of the section corresponding to Mp of 2500 to 7000 by the area of the entire section from the calibration curve.

上記水溶性重合体としては、ポリアクリル酸及び/又はその塩によって構成されるものであればよく、本発明の作用効果を発揮できる限り特に限定されず、その他の成分が含まれていてもよい。上記その他の成分としては、開始剤・移動剤等に由来の有機物/無機物、残存単量体や残存単量体由来の付加反応物等が挙げられる。上記ポリアクリル酸及び/又はその塩の含有割合としては、水溶性重合体100モル中、90モル以上であることが好ましい。90モル未満であると、本発明の作用効果を充分に発揮することができないおそれがある。より好ましくは、95モル以上であり、更に好ましくは、水溶性重合体がすべてポリアクリル酸及び/又はその塩で構成されることである。このように、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)において、標準ポリアクリル酸ソーダを使用した検量線から得られた分子量(Mp)にて2500なる保持時間から7000なる保持時間に含まれる区間の面積強度が、該ポリマー全体の面積強度に対して38.0%以上であることを特徴とする、ポリマー末端に硫黄及び/又はリンが結合したポリアクリル酸及び/又はその塩もまた、本発明の好ましい形態の一つである。   The water-soluble polymer is not particularly limited as long as it is constituted by polyacrylic acid and / or a salt thereof, and can exhibit the effects of the present invention, and may contain other components. . Examples of the other components include organic / inorganic substances derived from initiators, transfer agents, and the like, residual monomers and addition reaction products derived from residual monomers. As a content rate of the said polyacrylic acid and / or its salt, it is preferable that it is 90 mol or more in 100 mol of water-soluble polymers. If the amount is less than 90 mol, the effects of the present invention may not be sufficiently exhibited. More preferably, it is 95 mol or more, and still more preferably, the water-soluble polymer is entirely composed of polyacrylic acid and / or a salt thereof. Thus, in gel permeation chromatography (GPC), the area intensity of the section included in the retention time of 2500 to 7000 in the molecular weight (Mp) obtained from the calibration curve using standard sodium polyacrylate. Is preferably 38.0% or more based on the total area strength of the polymer, and polyacrylic acid having sulfur and / or phosphorus bonded to the polymer terminal and / or a salt thereof is also preferable in the present invention. One of the forms.

上記ポリアクリル酸及び/又はその塩は、クレイ分散性が、0.85以上であることが好ましい。0.85未満であると、洗剤、水処理剤又は分散剤等の種々の用途に好適に用いることができないおそれがある。より好ましくは、0.88以上であり、更に好ましくは、0.90以上である。上記ポリアクリル酸及び/又はその塩は、数平均分子量が、2000〜3000の範囲にあることが好ましい。数平均分子量が、2000未満であると、分散性が不足するおそれがあり、3000を超えると、多価金属による不溶化のおそれがある。   The polyacrylic acid and / or salt thereof preferably has a clay dispersibility of 0.85 or more. If it is less than 0.85, it may not be suitably used for various applications such as detergents, water treatment agents or dispersants. More preferably, it is 0.88 or more, More preferably, it is 0.90 or more. The polyacrylic acid and / or salt thereof preferably has a number average molecular weight in the range of 2000 to 3000. If the number average molecular weight is less than 2000, dispersibility may be insufficient, and if it exceeds 3000, insolubilization by a polyvalent metal may occur.

C−2.単量体
上記単量体としては、任意の適切な単量体が用いられ得る。例えば、不飽和カルボン酸系単量体が好ましい。
C-2. Monomer Any appropriate monomer can be used as the monomer. For example, an unsaturated carboxylic acid monomer is preferable.

上記不飽和カルボン酸系単量体(以下、単量体(I)ともいう。)としては、重合性不飽和基とカルボアニオンを形成しうる基とを有する単量体であればよく、好ましくは、下記一般式(1)で表される化合物である。

Figure 0005214155
The unsaturated carboxylic acid monomer (hereinafter also referred to as monomer (I)) may be any monomer having a polymerizable unsaturated group and a group capable of forming a carbanion. Is a compound represented by the following general formula (1).
Figure 0005214155

式中、R、R及びRは、同一若しくは異なって、水素原子、メチル基、又は−(CHz1COOMを表し、z1は0〜3の数を表す。−(CHz1COOMは、−COOM又は他の−(CHz1COOMと無水物を形成していてもよい。M及びMは、同一若しくは異なって、水素原子、金属原子、アンモニウム基又は有機アミン基(有機アンモニウム基)を表す。 Wherein, R 1, R 2 and R 3 are the same or different, a hydrogen atom, a methyl group, or - represents a (CH 2) z1 COOM 2, z1 represents the number of 0 to 3. - (CH 2) z1 COOM 2 may, -COOM 1 or another - (CH 2) may form a z1 COOM 2 and anhydride. M 1 and M 2 are the same or different and each represents a hydrogen atom, a metal atom, an ammonium group, or an organic amine group (organic ammonium group).

上記一般式(1)のM及びMにおける金属原子としては、リチウム、ナトリウム、カリウム等のアルカリ金属原子等の1価の金属原子;カルシウム、マグネシウム等のアルカリ土類金属原子等の2価の金属原子;アルミニウム、鉄等の3価の金属原子が好適である。また、有機アミン基としては、エタノールアミン基、ジエタノールアミン基、トリエタノールアミン基等のアルカノールアミン基や、トリエチルアミン基が好適である。更に、有機アミン基はアンモニウム基であってもよい。 The metal atom in M 1 and M 2 of the general formula (1) is a monovalent metal atom such as an alkali metal atom such as lithium, sodium or potassium; a divalent metal such as an alkaline earth metal atom such as calcium or magnesium; A trivalent metal atom such as aluminum or iron is preferred. Moreover, as an organic amine group, alkanolamine groups, such as an ethanolamine group, a diethanolamine group, and a triethanolamine group, and a triethylamine group are suitable. Further, the organic amine group may be an ammonium group.

上記単量体(I)としては、不飽和モノカルボン酸系単量体や不飽和ジカルボン酸系単量体等が好適であり、不飽和モノカルボン酸系単量体としては、分子内に不飽和基とカルボアニオンを形成しうる基とを1つずつ有する単量体であればよく、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、α−ヒドロキシアクリル酸等;これらの1価金属塩、2価金属塩、アンモニウム塩、有機アミン塩が好ましい。上記不飽和ジカルボン酸系単量体としては、分子内に不飽和基を1つとカルボアニオンを形成しうる基を2つとを有する単量体であればよく、マレイン酸、イタコン酸、シトラコン酸、フマル酸等や、それらの1価金属塩、2価金属塩、アンモニウム塩及び有機アミン塩等、又は、それらの無水物が好ましい。   As the monomer (I), an unsaturated monocarboxylic acid-based monomer, an unsaturated dicarboxylic acid-based monomer, and the like are preferable. Any monomer that has one saturated group and one group capable of forming a carbanion may be used, for example, acrylic acid, methacrylic acid, crotonic acid, α-hydroxyacrylic acid, etc .; these monovalent metal salts, 2 Preferred are valent metal salts, ammonium salts and organic amine salts. The unsaturated dicarboxylic acid-based monomer may be any monomer having one unsaturated group and two groups capable of forming a carbanion in the molecule, such as maleic acid, itaconic acid, citraconic acid, Fumaric acid and the like, monovalent metal salts, divalent metal salts, ammonium salts and organic amine salts thereof, or anhydrides thereof are preferable.

上記単量体(I)としてはまた、これらの他にも、不飽和ジカルボン酸系単量体と炭素数1〜22個のアルコールとのハーフエステル、不飽和ジカルボン酸類と炭素数1〜22のアミンとのハーフアミド、不飽和ジカルボン酸系単量体と炭素数2〜4のグリコールとのハーフエステル、マレアミン酸と炭素数2〜4のグリコールとのハーフアミド等を用いることもできる。上記単量体(I)としては、上記例示の1種又は2種以上が好適に用いることができるが、中でも、重合性の高さや汎用性の面から、(メタ)アクリル酸(塩)、マレイン酸(塩)、無水マレイン酸、イタコン酸(塩)、α−ヒドロキシアクリル酸(塩)が好ましく、より好ましくは(メタ)アクリル酸、マレイン酸(塩)である。更に好ましくは、(メタ)アクリル酸(塩)である。なお、(メタ)アクリル酸(塩)とは、(メタ)アクリル酸、及び、これらの1価金属塩、2価金属塩、アンモニウム塩、有機アミン塩等の部分又は完全中和した塩をいう。   In addition to these, the monomer (I) is a half ester of an unsaturated dicarboxylic acid monomer and an alcohol having 1 to 22 carbon atoms, an unsaturated dicarboxylic acid and an alcohol having 1 to 22 carbon atoms. A half amide with an amine, a half ester of an unsaturated dicarboxylic acid monomer and a glycol having 2 to 4 carbon atoms, a half amide of maleamic acid and a glycol having 2 to 4 carbon atoms, or the like can also be used. As the monomer (I), one or more of the above-exemplified examples can be suitably used. Among them, (meth) acrylic acid (salt), from the viewpoint of high polymerizability and versatility, Maleic acid (salt), maleic anhydride, itaconic acid (salt), and α-hydroxyacrylic acid (salt) are preferable, and (meth) acrylic acid and maleic acid (salt) are more preferable. More preferred is (meth) acrylic acid (salt). In addition, (meth) acrylic acid (salt) refers to (meth) acrylic acid and a partial or completely neutralized salt such as monovalent metal salt, divalent metal salt, ammonium salt or organic amine salt thereof. .

上記水溶性重合体を製造できる単量体成分において、上記単量体(I)以外のその他の単量体(上記不飽和カルボン酸系単量体(単量体(I))と共重合可能な単量体。以下、単量体(II)ともいう。)を好適に用いることができる。上記単量体(II)としては、上記単量体(I)と共重合可能な単量体であればよく、ビニルスルホン酸、アリルスルホン酸、3−アリロキシ−2−ヒドロキシプロパンスルホン酸、イソプレンスルホン酸、2−アクリルアミドメチルプロパンスルホン酸、スチレンスルホン酸、2−スルホエチルメタクリレート等のスルホン酸基を有するモノエチレン性不飽和単量体、及び、これらの1価金属塩、2価金属塩、アンモニウム塩、有機アミン塩等の部分又は完全中和した塩;3−メチル−2−ブテン−1−オール(単に、プレノールともいう)、3−メチル−3−ブテン−1−オール(単に、イソプレノールともいう)、(メタ)アリルアルコール等の水酸基を含有する不飽和炭化水素及びイソプレノールやアリルアルコールにアルキレンオキシドを付加した不飽和ポリアルキレングリコール系単量体等を挙げることができる。   The monomer component capable of producing the water-soluble polymer can be copolymerized with other monomers (the unsaturated carboxylic acid monomer (monomer (I)) other than the monomer (I). Monomer (hereinafter also referred to as monomer (II)) can be preferably used. The monomer (II) may be any monomer copolymerizable with the monomer (I), such as vinyl sulfonic acid, allyl sulfonic acid, 3-allyloxy-2-hydroxypropane sulfonic acid, isoprene. Monoethylenically unsaturated monomers having a sulfonic acid group such as sulfonic acid, 2-acrylamidomethylpropanesulfonic acid, styrenesulfonic acid, and 2-sulfoethyl methacrylate, and monovalent metal salts, divalent metal salts thereof, Partially or completely neutralized salts such as ammonium salts and organic amine salts; 3-methyl-2-buten-1-ol (also simply referred to as prenol), 3-methyl-3-buten-1-ol (simply simply isoprenol) Also called unsaturated hydrocarbons containing hydroxyl groups such as (meth) allyl alcohol, isoprenol and allyl alcohol. It was added Sid unsaturated polyalkylene glycol monomer, and the like.

上記単量体(II)としては、ラジカル重合性単量体も好適に使用することができる。ラジカル重合性単量体としては、ラジカル重合性単量体であれば特に限定されないが、例えば、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸ヘキシル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸ラウリル、(メタ)アクリル酸トリデシル、(メタ)アクリル酸ステアリル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸ジメチルアミノエチル、(メタ)アクリル酸エチルアミノエチル、(メタ)アクリル酸グリシジル、(メタ)アクリル酸テトラヒドロフルフリル、(メタ)アクリル酸アリル等のモノ(メタ)アクリレート類;トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、テトラエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、ジプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート等の多価(メタ)アクリレート類;等の(メタ)アクリレート類、アルコキシポリアルキレングリコール(メタ)アクリレート、ポリアルキレングリコール(メタ)アクリレート、α−(ヒドロキシアルキル)アクリル酸(塩)、α−(ヒドロシキポリアルキレンオキシメチル)アクリル酸(塩)。   As said monomer (II), a radically polymerizable monomer can also be used conveniently. The radical polymerizable monomer is not particularly limited as long as it is a radical polymerizable monomer. For example, methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, (meth) acrylic Hexyl acid, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, lauryl (meth) acrylate, tridecyl (meth) acrylate, stearyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, dimethylaminoethyl (meth) acrylate, ( Mono (meth) acrylates such as ethyl aminoethyl acrylate, glycidyl (meth) acrylate, tetrahydrofurfuryl (meth) acrylate, allyl (meth) acrylate; triethylene glycol di (meth) acrylate, tetraethylene Glycol di (meth) acrylate, pentylglyco Rudi (meth) acrylate, dipropylene glycol di (meth) acrylate, trimethylolpropane di (meth) acrylate, trimethylolpropane tri (meth) acrylate, pentaerythritol tri (meth) acrylate, pentaerythritol tetra (meth) acrylate, etc. (Meth) acrylates such as polyvalent (meth) acrylates; alkoxy polyalkylene glycol (meth) acrylate, polyalkylene glycol (meth) acrylate, α- (hydroxyalkyl) acrylic acid (salt), α- (hydroxy) (Polyalkyleneoxymethyl) acrylic acid (salt).

スチレン、α−メチルスチレン等の芳香族系単量体;酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル等のビニルエステル類;ヒドロキシメチルビニルエーテル、ヒドロキシエチルビニルエーテル、ヒドロキシプロピルビニルエーテル、ヒドロキシブチルビニルエーテル等のビニルエーテル類;N−ビニルピロリドン、アクリロイルモルホリン等の窒素含有官能基を有する単量体;(メタ)アクリロニトリル等のニトリル基含有単量体;(メタ)アクリルアミド、N−メチロールアクリルアミド等のアミド系単量体等;イタコン酸、クロトン酸、無水マレイン酸、マレイン酸等のカルボキシル基含有単量体;(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシエチル等のヒドロキシル基含有単量体;(メタ)アクリル酸グリシジル等のエポキシ基含有単量体等が好ましい単量体として挙げられる。上記単量体(II)としては、これらのうち1種又は2種以上を適宜選択して使用することができる。   Aromatic monomers such as styrene and α-methylstyrene; vinyl esters such as vinyl acetate and vinyl propionate; vinyl ethers such as hydroxymethyl vinyl ether, hydroxyethyl vinyl ether, hydroxypropyl vinyl ether, and hydroxybutyl vinyl ether; N-vinyl Monomers having nitrogen-containing functional groups such as pyrrolidone and acryloylmorpholine; Nitrile group-containing monomers such as (meth) acrylonitrile; Amide monomers such as (meth) acrylamide and N-methylolacrylamide; Itaconic acid, Carboxyl group-containing monomers such as crotonic acid, maleic anhydride and maleic acid; Hydroxyl group-containing monomers such as 2-hydroxyethyl (meth) acrylate; Epoxy group-containing monomers such as glycidyl (meth) acrylate Etc. are preferred And the like as the body. As said monomer (II), 1 type (s) or 2 or more types can be selected suitably and used.

上記単量体(I)の配合量は、単量体全量に対して、50〜100mol%、好ましくは70〜100mol%、より好ましくは90〜100mol%の範囲である。単量体(I)の配合量が50mol%以上において、多くの場合、水溶性を広く発現させることができ、好ましい。一方、上限については、100mol%、すなわち全量(メタ)アクリル酸(塩)であってもよい。更に、単量体(I)として、アクリル酸(塩)及びメタクリル酸(塩)を併用する場合には、該(メタ)アクリル酸(塩)の配合量は、単量体全量に対して好ましくは50mol%以下、より好ましくは0.5〜40mol%、更に好ましくは1〜30mol%の範囲で用いる。   The blending amount of the monomer (I) is in the range of 50 to 100 mol%, preferably 70 to 100 mol%, more preferably 90 to 100 mol%, based on the total amount of monomers. When the amount of monomer (I) is 50 mol% or more, in many cases, water solubility can be widely expressed, which is preferable. On the other hand, about an upper limit, 100 mol%, ie, the whole quantity (meth) acrylic acid (salt) may be sufficient. Furthermore, when using together acrylic acid (salt) and methacrylic acid (salt) as a monomer (I), the compounding quantity of this (meth) acrylic acid (salt) is preferable with respect to the monomer whole quantity. Is used in the range of 50 mol% or less, more preferably 0.5 to 40 mol%, still more preferably 1 to 30 mol%.

なお、単量体(I)を、後述する溶媒、好ましくは水に溶解して単量体(I)の溶液(好ましくは水溶液)の形態で添加してもよい。単量体(I)溶液(好ましくは水溶液)として用いる場合の濃度は、30〜75質量%、好ましくは35〜70質量%、より好ましくは40〜65質量%である。単量体(I)溶液の濃度がこの範囲の場合において、良好な濃度の製品を得ることができ、輸送及び保管の点で好ましい。   The monomer (I) may be added in the form of a solution (preferably an aqueous solution) of the monomer (I) after being dissolved in a solvent described later, preferably water. The concentration when used as a monomer (I) solution (preferably an aqueous solution) is 30 to 75% by mass, preferably 35 to 70% by mass, and more preferably 40 to 65% by mass. When the concentration of the monomer (I) solution is within this range, a product with a good concentration can be obtained, which is preferable in terms of transportation and storage.

上記単量体(II)の配合量は、単量体全量に対して、0〜50mol%であることが好ましい。より好ましくは、0〜30mol%であり、更に好ましくは、0〜10mol%である。該(II)の配合量は50mol%以下において、水溶性を保ちつつ、単量体(II)単体の、又は、単量体(I)と協調した物性を、重合体として発現することができる。一方、上記単量体(II)の下限値は、0mol%である。すなわち、上記単量体(I)成分による単独重合体(ホモポリマー)ないし共重合体(コポリマー)のいずれでもよい。   It is preferable that the compounding quantity of the said monomer (II) is 0-50 mol% with respect to the monomer whole quantity. More preferably, it is 0-30 mol%, More preferably, it is 0-10 mol%. When the blending amount of the (II) is 50 mol% or less, the physical properties of the monomer (II) alone or in cooperation with the monomer (I) can be expressed as a polymer while maintaining water solubility. . On the other hand, the lower limit of the monomer (II) is 0 mol%. That is, any of a homopolymer (copolymer) or a copolymer (copolymer) based on the monomer (I) component may be used.

単量体(II)を後述する溶媒、好ましくは水に溶解して単量体(II)の溶液(好ましくは水溶液)の形態で添加してもよい。単量体(II)溶液(好ましくは水溶液)として用いる場合の濃度としては、10〜100質量%、好ましくは20〜95質量%、より好ましくは30〜90質量%である。単量体(II)溶液の濃度が10質量%以上の場合において、良好な濃度の製品を得ることができ、輸送及び保管の点で好ましい。一方、上限については特に制限されるべきものではなく、100質量%(すなわち、全量)単量体(II)(すなわち、無溶媒)であってもよい。   The monomer (II) may be added in the form of a solution (preferably an aqueous solution) of the monomer (II) after being dissolved in a solvent described later, preferably water. The concentration when used as a monomer (II) solution (preferably an aqueous solution) is 10 to 100% by mass, preferably 20 to 95% by mass, more preferably 30 to 90% by mass. When the concentration of the monomer (II) solution is 10% by mass or more, a product with a good concentration can be obtained, which is preferable in terms of transportation and storage. On the other hand, the upper limit is not particularly limited, and may be 100% by mass (that is, the total amount) of monomer (II) (that is, no solvent).

上記溶媒としては、水;メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロピルアルコール、ブタノール、ペンタノール、ヘキサノール、シクロヘキサノール、メチルシクロヘキサノール、ベンジルアルコール等の1価アルコール;エチレングリコール、プロピレングリコール、エチレングリコールジアセタート、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコールジブチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテルアセタート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセタート、ジエチレングリコール、ジエチレングリコールジアセタート、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、グリセリン等の多価アルコール及びその誘導体;ジメチルホルムアルデヒド等のアミド類;ジエチルエーテル、ジオキサン等のエーテル類;アセトン、メチルエチルケトン、ジイソブチルケトン、ジイソプロピルケトン、ジエチルケトン、シクロヘキサノン、メチルイソブチルケトン等のケトン系溶剤;アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル、安息香酸メチル、安息香酸エチル、酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル系溶剤;ベンゼン、トルエン、キシレン、シクロヘキサン等の炭化水素系溶剤等の1種類又は2種類以上を適宜選択して用いることができる。   Examples of the solvent include water; monohydric alcohols such as methanol, ethanol, propanol, isopropyl alcohol, butanol, pentanol, hexanol, cyclohexanol, methylcyclohexanol, and benzyl alcohol; ethylene glycol, propylene glycol, ethylene glycol diacetate, Ethylene glycol dimethyl ether, ethylene glycol diethyl ether, ethylene glycol dibutyl ether, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monomethyl ether acetate, ethylene glycol monoethyl ether acetate, diethylene glycol, diethylene glycol diacetate, propylene glycol monomethyl Ether, propire Polyhydric alcohols such as glycol monoethyl ether, propylene glycol monobutyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate and glycerin and derivatives thereof; Amides such as dimethylformaldehyde; Ethers such as diethyl ether and dioxane; Acetone, methyl ethyl ketone, diisobutyl ketone and diisopropyl Ketone solvents such as ketone, diethyl ketone, cyclohexanone, methyl isobutyl ketone; ester solvents such as methyl acetoacetate, ethyl acetoacetate, methyl benzoate, ethyl benzoate, ethyl acetate, butyl acetate; benzene, toluene, xylene, cyclohexane One type or two or more types of hydrocarbon solvents such as can be appropriately selected and used.

上記溶媒として好ましくは、水、アルコール、グリコール、グリセリン、ポリエチレングリコール類等の水性の溶媒である。より好ましくは、水と水以外の1種以上を用いる水系溶媒である。水以外の溶媒を用いると、沸点の調整又は溶解性の調整等をおこなうことができる。水と水以外の溶媒との混合割合は、重合体の溶解性、原料との反応性等を考慮して適宜設定すればよく、通常10質量%以下であることが好ましい。   The solvent is preferably an aqueous solvent such as water, alcohol, glycol, glycerin or polyethylene glycol. More preferably, the aqueous solvent uses water and one or more kinds other than water. When a solvent other than water is used, the boiling point or solubility can be adjusted. The mixing ratio of water and a solvent other than water may be appropriately set in consideration of the solubility of the polymer, the reactivity with the raw material, and the like, and is usually preferably 10% by mass or less.

上記溶媒の使用量は、単量体全量に対して40〜200質量%、好ましくは45〜180質量%、より好ましくは50〜150質量%の範囲である。該溶媒の使用量が40質量%未満の場合には、分子量が高くなってしまい、一方、該溶媒の使用量が200質量%を超える場合には、製造された水溶性重合体の濃度が低くなり、場合によっては溶媒除去が必要となるため、好ましくない。なお、該溶媒の一部は、必要に応じて、重合初期に製造装置に仕込むこともできる。溶媒の一部は、単独で重合中に反応系内に、例えば、その他の成分の供給口から適宜添加してもよい。また、単量体成分や開始剤やその他の添加剤等を予め溶媒に溶解させた形で、これらの成分と共に重合中に反応系内に適当に添加してもよい。   The amount of the solvent used is in the range of 40 to 200 mass%, preferably 45 to 180 mass%, more preferably 50 to 150 mass%, based on the total amount of monomers. When the amount of the solvent used is less than 40% by mass, the molecular weight becomes high. On the other hand, when the amount of the solvent used exceeds 200% by mass, the concentration of the produced water-soluble polymer is low. In some cases, it is not preferable because solvent removal is required. A part of the solvent can be charged into the production apparatus at the initial stage of polymerization as required. A part of the solvent may be suitably added to the reaction system alone during polymerization, for example, from the supply port of other components. In addition, monomer components, initiators, other additives, and the like may be appropriately added to the reaction system during the polymerization together with these components in the form of being dissolved in a solvent in advance.

溶媒と単量体との使用量比は、特に限定されないが、溶媒100質量部に対し、単量体全量を200質量部以下とすることが好ましい。より好ましくは180質量部以下、更に好ましくは160質量部以下である。   Although the usage-amount ratio of a solvent and a monomer is not specifically limited, It is preferable that a monomer whole quantity shall be 200 mass parts or less with respect to 100 mass parts of solvents. More preferably, it is 180 mass parts or less, More preferably, it is 160 mass parts or less.

上記単量体(I)及び/又は(II)を共重合する場合、単量体それぞれの重合性に応じて添加時間を制御するとよい。例えば、重合性の低い単量体を用いる場合には、添加時間を短くしてもよい。また、予め単量体の一部又は全量を製造装置に仕込んでおいてもよい。   When the monomers (I) and / or (II) are copolymerized, the addition time may be controlled according to the polymerizability of each monomer. For example, when using a monomer having low polymerizability, the addition time may be shortened. Further, a part or the whole amount of the monomer may be charged in the production apparatus in advance.

C−3.重合開始剤
本発明の製造方法に用いることのできる重合開始剤としては、レドックス開始剤、アゾ系開始剤、有機過酸化物、光開始剤等が好適である。具体的には、過硫酸ナトリウム、過硫酸アンモニウム、過硫酸カリウム等の過硫酸塩;過酸化水素;2,2’−アゾビス(2−アミジノプロパン)2塩酸塩、4,4’−アゾビス(4−シアノバレリン酸)、アゾビスイソブチルニトリル、2,2’−アゾビス(4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル)等のアゾ系化合物;過酸化ベンゾイル、過酸化ラウロイル、過酢酸、過コハク酸、ジ−t−ブチルパーオキサイド、t−ブチルヒドロパーオキサイド、クメンヒドロパーオキサイド等の有機過酸化物等が挙げられる。これらは、1種類のみであっても2種類以上含んでいてもよい。中でも、レドックス開始剤、アゾ系開始剤、有機過酸化物が好ましい。具体的には、過硫酸塩、過酸化水素、有機過酸化物、2,2’−アゾビス(2−アミジノプロパン)2塩酸塩が好ましく、過硫酸塩、過酸化水素、2,2’−アゾビス(2−アミジノプロパン)2塩酸塩がより好ましく、過硫酸塩、過酸化水素が更に好ましい。
C-3. Polymerization initiator As the polymerization initiator that can be used in the production method of the present invention, a redox initiator, an azo-based initiator, an organic peroxide, a photoinitiator and the like are suitable. Specifically, persulfates such as sodium persulfate, ammonium persulfate, and potassium persulfate; hydrogen peroxide; 2,2′-azobis (2-amidinopropane) dihydrochloride, 4,4′-azobis (4- Cyano compounds such as cyanovaleric acid), azobisisobutylnitrile, 2,2′-azobis (4-methoxy-2,4-dimethylvaleronitrile); benzoyl peroxide, lauroyl peroxide, peracetic acid, persuccinic acid, di Organic peroxides such as -t-butyl peroxide, t-butyl hydroperoxide, cumene hydroperoxide and the like can be mentioned. These may be only one type or two or more types. Among these, redox initiators, azo initiators, and organic peroxides are preferable. Specifically, persulfate, hydrogen peroxide, organic peroxide, 2,2′-azobis (2-amidinopropane) dihydrochloride is preferable, and persulfate, hydrogen peroxide, 2,2′-azobis. (2-Amidinopropane) dihydrochloride is more preferable, and persulfate and hydrogen peroxide are still more preferable.

上記重合開始剤としては、複数の酸化数を有する金属を構成成分とする金属単体、塩及び/又は錯体を用いてもよい。複数の酸化数を有する金属とは、例えば、鉄の2価と3価、銅の1価と2価、コバルトの2価と3価、クロムの2価、3価及び6価等、イオンとなった際に複数の酸化数を有するものを指す。複数の酸化数について、複数存在することにより反応を促進する用をなせば金属の種類は制限されないが、反応系を複雑にしないことを考慮すると、2種類の酸化数を有する金属構成成分とする金属単体、塩及び/又は錯体がより好ましい。金属錯体の配位子としては、例えば、水(アコ錯体)、アンモニア(アンモン錯体)、エチレンジアミン、シアン(シアノ錯体)、ヒドロキシル基(ヒドロキシ錯体)、ハロゲン(ハロゲノ錯体)、環状エーテル、ピリジン等の環状アミン、フラーレン、ポルフィリン、シクロペンタジエン(メタロセン)等が好適である。   As said polymerization initiator, you may use the metal single-piece | unit, salt, and / or complex which have the metal which has a several oxidation number as a structural component. Metals having a plurality of oxidation numbers include, for example, iron divalent and trivalent, copper monovalent and divalent, cobalt divalent and trivalent, chromium divalent, trivalent and hexavalent, It has a plurality of oxidation numbers. If there is a plurality of oxidation numbers, the type of the metal is not limited if it is used to promote the reaction, but considering that the reaction system is not complicated, it is a metal component having two types of oxidation numbers. More preferred are simple metals, salts and / or complexes. Examples of the ligand of the metal complex include water (aquo complex), ammonia (ammonium complex), ethylenediamine, cyan (cyano complex), hydroxyl group (hydroxy complex), halogen (halogeno complex), cyclic ether, pyridine and the like. Cyclic amine, fullerene, porphyrin, cyclopentadiene (metallocene) and the like are preferable.

上記複数の酸化数を有する金属を構成成分とする金属単体、塩及び/又は錯体としては、多価金属化合物又は単体が好ましい。具体的には、オキシ三塩化バナジウム、三塩化バナジウム、シュウ酸バナジル、硫酸バナジル、無水バナジン酸、メタバナジン酸アンモニウム、硫酸アンモニウムハイポバナダス[(NHSO・VSO・6HO]、硫酸アンモニウムバナダス[(NH)V(SO・12HO]、酢酸銅(II)、臭化銅(II)、銅(II)アセチルアセテート、塩化第二銅アンモニウム、塩化銅アンモニウム、炭酸銅、塩化銅(II)、クエン酸銅(II)、ギ酸銅(II)、水酸化銅(II)、硝酸銅、ナフテン酸銅、オレイン酸銅(II)、マレイン酸銅、リン酸銅、硫酸銅(II)、塩化第一銅、シアン化銅(I)、ヨウ化銅、酸化銅(I)、チオシアン酸銅、鉄アセチルアセナート、クエン酸鉄アンモニウム、シュウ酸第二鉄アンモニウム、硫酸鉄アンモニウム(モール塩)、硫酸第二鉄アンモニウム、クエン酸鉄、フマル酸鉄、マレイン酸鉄、乳酸第一鉄、硝酸第二鉄、鉄ペンタカルボニル、リン酸第二鉄、ピロリン酸第二鉄等の水溶性多価金属塩;五酸化バナジウム、酸化銅(II)、酸化第一鉄、酸化第二鉄等の多価金属酸化物;硫化鉄(III)、硫化鉄(II)、硫化銅等の多価金属硫化物;銅粉末、鉄粉末等の1種又は2種以上であることが好ましい。なお、これらは水和物の形態であってもよい。より好ましくは、入手の容易さと経済性を考慮すると、硫酸塩、ハロゲン化物、水溶性の錯体であり、更に好ましくは、硫酸塩、水溶性の錯体である。上記複数の酸化数を有する金属を構成成分とする金属単体、塩及び/又は錯体は、上述した重合開始剤供給口から循環ラインにされることが好適であり、該重合開始剤供給口の配置、設置個数等については、上述のとおりである。 As the metal simple substance, salt and / or complex containing the metal having a plurality of oxidation numbers as a constituent, a polyvalent metal compound or simple substance is preferable. Specifically, vanadium oxytrichloride, vanadium trichloride, vanadyl oxalate, vanadyl sulfate, vanadic acid anhydride, ammonium metavanadate, ammonium sulfate hypo-nosed Das [(NH 4) 2 SO 4 · VSO 4 · 6H 2 O], Ammonium sulfate vanadas [(NH 4 ) V (SO 4 ) 2 · 12H 2 O], copper (II) acetate, copper (II) bromide, copper (II) acetyl acetate, cupric ammonium chloride, ammonium copper chloride, Copper carbonate, copper chloride (II), copper citrate (II), copper formate (II), copper hydroxide (II), copper nitrate, copper naphthenate, copper oleate (II), copper maleate, copper phosphate , Copper (II) sulfate, cuprous chloride, copper (I) cyanide, copper iodide, copper (I) oxide, copper thiocyanate, iron acetyl acetonate, ammonium iron citrate, Ferric ammonium oxalate, ammonium iron sulfate (Mole salt), ferric ammonium sulfate, iron citrate, iron fumarate, iron maleate, ferrous lactate, ferric nitrate, iron pentacarbonyl, phosphoric acid ferric acid Water-soluble polyvalent metal salts such as ferric iron and ferric pyrophosphate; polyvalent metal oxides such as vanadium pentoxide, copper (II) oxide, ferrous oxide and ferric oxide; iron (III) sulfide, It is preferable that it is 1 type, or 2 or more types, such as polyvalent metal sulfides, such as iron (II) sulfide and copper sulfide; copper powder, iron powder, etc. These may be in the form of hydrates. In view of availability and economy, sulfates, halides, and water-soluble complexes are more preferable, and sulfates and water-soluble complexes are more preferable. The metal simple substance, salt and / or complex containing the metal having a plurality of oxidation numbers as a constituent component is preferably made into a circulation line from the above-mentioned polymerization initiator supply port, and the arrangement of the polymerization initiator supply port The number of installations is as described above.

上記重合開始剤としては、上記のものを組み合わせてもよい。例えば、過硫酸塩と亜硫酸塩系、過硫酸塩と過酸化水素系、亜硫酸塩と酸素系、多価金属イオンと上記開始剤の1又は2以上(例えば、鉄と過酸化水素系または過硫酸塩系、鉄と過硫酸塩と亜硫酸塩系)、過酸化水素とチオ尿酸、L−アスコルビン酸またはその塩のような還元性有機化合物、のような組み合わせが挙げられる。中でも、過硫酸塩と亜硫酸塩系、過硫酸塩と過酸化水素系、多価金属イオンと過硫酸塩及び亜硫酸塩系の組み合わせが好ましい。より好ましくは、多価金属イオンと過硫酸塩及び亜硫酸塩系である。上記多価金属イオンとしては、具体的には、後述の重金属含有化合物で挙げられる化合物、例えば、オキシ三塩化バナジウム等の水溶性多価金属塩、五酸化バナジウム等の多価金属酸化物、硫化鉄(III)等の多価金属硫化物、硫酸鉄アンモニウム(モール塩)等の多価金属を含有した錯体、銅粉末等の金属単体等が挙げられる。中でも硫酸鉄アンモニウム(モール塩)が好ましい。すなわち、上記重合開始剤としては、多価金属を含有した錯体と過硫酸塩及び亜硫酸塩系がより好ましく、硫酸鉄アンモニウム(モール塩)と過硫酸塩及び亜硫酸塩系が更に好ましい。具体的には、硫酸鉄アンモニウム(モール塩)と過硫酸ナトリウム及び亜硫酸水素ナトリウムを組み合わせた形態であることが好ましい。   As said polymerization initiator, you may combine said thing. For example, persulfates and sulfites, persulfates and hydrogen peroxide, sulfites and oxygen, polyvalent metal ions and one or more of the above initiators (eg, iron and hydrogen peroxide or persulfate) (Salt system, iron, persulfate, and sulfite system), hydrogen peroxide and thiouric acid, and a reducing organic compound such as L-ascorbic acid or a salt thereof. Of these, combinations of persulfate and sulfite, persulfate and hydrogen peroxide, polyvalent metal ions, persulfate and sulfite are preferred. More preferred are polyvalent metal ions, persulfates and sulfites. Specific examples of the polyvalent metal ions include compounds mentioned in the heavy metal-containing compounds described below, for example, water-soluble polyvalent metal salts such as vanadium oxytrichloride, polyvalent metal oxides such as vanadium pentoxide, and sulfides. Examples thereof include polyvalent metal sulfides such as iron (III), complexes containing polyvalent metals such as ammonium iron sulfate (Mole salt), and simple metals such as copper powder. Of these, ammonium iron sulfate (Mole salt) is preferred. That is, as the polymerization initiator, a complex containing a polyvalent metal, a persulfate and a sulfite system are more preferable, and an ammonium iron sulfate (mole salt), a persulfate and a sulfite system are more preferable. Specifically, a form in which ammonium iron sulfate (Mole salt) is combined with sodium persulfate and sodium bisulfite is preferable.

特に、過硫酸塩及び重亜硫酸塩をそれぞれ1種類以上組み合わせて用いることにより、分散能やキレート能に優れた低分子量の水溶性重合体を得ることができ、好ましい。過硫酸塩に加えて、重亜硫酸塩を開始剤系に加えることで、得られる水溶性重合体が必要以上に高分子量化することが抑制され、重合体の分子量を調整することができる。また複数の酸化数を有する金属を構成成分とする金属単体、塩及び/又は錯体を組み合わせた場合、反応速度を大幅に向上できるという利点がある。例えば、モール塩を併用した場合、得られる水溶性重合体の分子量を容易に規定することができ、重亜硫酸塩において脱酸素させることができ、同時に所望の分子量の水溶性重合体を得ることができる。また、水溶性重合体の重合速度を速くすることができ、例えば、水溶性重合体としてポリアクリル酸及び/又はその塩を製造する場合、30秒で90%以上のアクリル酸及び/又はその塩をポリアクリル酸及び/又はその塩に転換させることができる。   In particular, by using one or more persulfates and bisulfites in combination, a low molecular weight water-soluble polymer having excellent dispersibility and chelate ability can be obtained, which is preferable. By adding bisulfite to the initiator system in addition to persulfate, the resulting water-soluble polymer can be prevented from becoming too high in molecular weight, and the molecular weight of the polymer can be adjusted. In addition, when a single metal, a salt and / or a complex containing a metal having a plurality of oxidation numbers as a constituent component is combined, there is an advantage that the reaction rate can be greatly improved. For example, when a mole salt is used in combination, the molecular weight of the obtained water-soluble polymer can be easily defined, deoxygenated in bisulfite, and at the same time, a water-soluble polymer having a desired molecular weight can be obtained. it can. In addition, the polymerization rate of the water-soluble polymer can be increased. For example, when producing polyacrylic acid and / or a salt thereof as the water-soluble polymer, 90% or more of acrylic acid and / or a salt thereof in 30 seconds. Can be converted to polyacrylic acid and / or its salts.

過硫酸塩としては、具体的には、上記のように、過硫酸ナトリウム(ペルオキソ二硫酸ナトリウム)、過硫酸カリウム及び過硫酸アンモニウム等を挙げることができる。好ましくは過硫酸ナトリウムである。また、重亜硫酸塩としては、具体的には、重亜硫酸ナトリウム、重亜硫酸カリウム及び重亜硫酸アンモニウム等を挙げることができる。更に重亜硫酸塩の代わりに、亜硫酸塩、ピロ亜硫酸塩等を用いてもよい。   Specific examples of the persulfate include sodium persulfate (sodium peroxodisulfate), potassium persulfate, and ammonium persulfate as described above. Sodium persulfate is preferred. Specific examples of the bisulfite include sodium bisulfite, potassium bisulfite, and ammonium bisulfite. Further, sulfite, pyrosulfite, etc. may be used instead of bisulfite.

過硫酸塩及び重亜硫酸塩の添加比率は、過硫酸塩1質量部に対して、重亜硫酸塩は0.5〜5質量部、好ましくは1〜4質量部、より好ましくは1.25〜3質量部の範囲内である。過硫酸塩1質量部に対して重亜硫酸塩を0.5質量部以上用いることにより、重亜硫酸塩による充分な効果が得られるとともに、水溶性重合体の重量平均分子量も充分に低く抑えることができる。一方、過硫酸塩1質量部に対して重亜硫酸塩が5質量部以下において、充分な重亜硫酸塩添加効果を得ることができ、重亜硫酸塩の過剰供給を抑えることができる。このため、過剰な重亜硫酸塩が重合反応系で分解されることによる亜硫酸ガスの発生を抑制することができる。また、得られる水溶性重合体の性能低下や低温保持時の不純物析出を有効に防止することができ、低温保持時に不純物析出を招くこともなく、好ましい。複数の酸化数を有する金属を構成成分とする金属単体、塩及び/又は錯体を併用する場合の添加比率としては、過硫酸塩100質量%に対し、20質量%以下であることが好ましい。20質量%を超える場合、反応促進等の効果は保たれるが、経済性に劣るおそれがある。また、添加する金属塩や錯体によっては、pH等の条件によって着色し、水溶性重合体の用途によっては好ましくない結果をもたらすおそれがある。より好ましくは、0.2質量%以下であり、更に好ましくは、0.02質量%以下である。   The addition ratio of persulfate and bisulfite is 0.5 to 5 parts by mass, preferably 1 to 4 parts by mass, and more preferably 1.25 to 3 parts by mass with respect to 1 part by mass of persulfate. Within the range of parts by mass. By using 0.5 parts by mass or more of bisulfite with respect to 1 part by mass of persulfate, it is possible to obtain a sufficient effect of bisulfite and to keep the weight average molecular weight of the water-soluble polymer sufficiently low. it can. On the other hand, when the amount of bisulfite is 5 parts by mass or less with respect to 1 part by mass of persulfate, a sufficient bisulfite addition effect can be obtained, and excessive supply of bisulfite can be suppressed. For this reason, generation | occurrence | production of sulfurous acid gas by an excessive bisulfite being decomposed | disassembled by a polymerization reaction system can be suppressed. Moreover, the performance degradation of the water-soluble polymer obtained and impurity precipitation at the time of low-temperature holding can be prevented effectively, and it does not cause impurity precipitation at the time of low-temperature holding, which is preferable. The addition ratio in the case of using a simple metal, a salt and / or a complex containing a metal having a plurality of oxidation numbers as a constituent component is preferably 20% by mass or less with respect to 100% by mass of persulfate. When it exceeds 20% by mass, the effect of promoting the reaction and the like is maintained, but there is a possibility that the economy is inferior. Further, depending on the metal salt or complex to be added, it may be colored depending on conditions such as pH, and depending on the use of the water-soluble polymer, there is a possibility that an undesirable result may be brought about. More preferably, it is 0.2 mass% or less, More preferably, it is 0.02 mass% or less.

過硫酸塩及び重亜硫酸塩の添加量は、単量体1モルに対して、過硫酸塩及び重亜硫酸塩の合計量が好ましくは2〜20g、より好ましくは4〜15g、更に好ましくは6〜12g、特に好ましくは6〜9gである。本発明では、このように低い添加量の範囲で過硫酸塩及び重亜硫酸塩を加えてもよく、不純物の発生を低減できる。更に、得られる水溶性重合体の性能低下や低温保持時の不純物析出を防止することができる。上記重合開始剤の過硫酸塩及び重亜硫酸塩の添加量が2〜20gの範囲内において、得られる水溶性重合体の純度低下等の悪影響を及ぼすことなく、良好な分子量の重合体を効率よく得ることができる。複数の酸化数を有する金属を構成成分とする金属単体、塩及び/又は錯体を併用する場合の添加量としては、また、単量体100質量%に対し、1.5質量%以下であることが好ましい。1.5質量%を超える場合、反応促進等の効果は保たれるが、経済性に劣るおそれがある。また、添加する金属塩や錯体によっては、pH等の条件によって着色し、水溶性重合体の用途によっては好ましくない結果をもたらすおそれがある。より好ましくは、0.015質量%以下であり、更に好ましくは、0.0015質量%以下である。   The amount of persulfate and bisulfite added is preferably 2 to 20 g, more preferably 4 to 15 g, and still more preferably 6 to the total amount of persulfate and bisulfite per mole of monomer. 12 g, particularly preferably 6 to 9 g. In the present invention, persulfate and bisulfite may be added in such a low addition amount range, and the generation of impurities can be reduced. Furthermore, it is possible to prevent deterioration of the performance of the obtained water-soluble polymer and precipitation of impurities during holding at a low temperature. When the addition amount of the above-mentioned polymerization initiator persulfate and bisulfite is within the range of 2 to 20 g, a polymer having a good molecular weight can be efficiently produced without adversely affecting the purity of the resulting water-soluble polymer. Can be obtained. The amount of addition in the case of using a single metal, a salt and / or a complex containing a metal having a plurality of oxidation numbers as a constituent component is 1.5% by mass or less with respect to 100% by mass of the monomer. Is preferred. When it exceeds 1.5 mass%, the effect of promoting the reaction and the like is maintained, but there is a possibility that the economy is inferior. Further, depending on the metal salt or complex to be added, it may be colored depending on conditions such as pH, and depending on the use of the water-soluble polymer, there is a possibility that an undesirable result may be brought about. More preferably, it is 0.015 mass% or less, More preferably, it is 0.0015 mass% or less.

上記過硫酸塩は、上記水系溶媒に溶解して過硫酸塩の溶液(好ましくは水溶液)の形態で添加されてもよい。該過硫酸塩溶液(好ましくは水溶液)として用いる場合の濃度としては、1〜35質量%、好ましくは5〜35質量%、より好ましくは10〜30質量%である。ここで、過硫酸塩溶液の濃度が1質量%未満の場合には、製品の濃度が低下してしまい、輸送及び保管が繁雑となる。一方、過硫酸塩溶液の濃度が35質量%を超える場合には、過硫酸塩が析出するおそれがある。   The persulfate may be dissolved in the aqueous solvent and added in the form of a persulfate solution (preferably an aqueous solution). The concentration when used as the persulfate solution (preferably an aqueous solution) is 1 to 35% by mass, preferably 5 to 35% by mass, and more preferably 10 to 30% by mass. Here, when the concentration of the persulfate solution is less than 1% by mass, the concentration of the product decreases, and transportation and storage become complicated. On the other hand, when the concentration of the persulfate solution exceeds 35% by mass, the persulfate may be precipitated.

重合の際の過硫酸塩(溶液)の添加終了時間は、単量体(I)(溶液)の添加終了時間よりも1〜30分、好ましくは1〜20分、より好ましくは1〜15分遅らせる。これにより、重合終了後に残存する単量体成分量を低減できる等、残存単量体に起因する不純物を格段に低減することができる。   The addition completion time of the persulfate (solution) during the polymerization is 1 to 30 minutes, preferably 1 to 20 minutes, more preferably 1 to 15 minutes than the addition completion time of the monomer (I) (solution). Delay. Thereby, the amount of the monomer component remaining after the completion of the polymerization can be reduced, and impurities caused by the remaining monomer can be significantly reduced.

ここで、過硫酸塩(溶液)の添加終了時間が単量体(I)(溶液)の添加終了時間よりも1分未満しか遅くすることができない場合には、重合終了後に単量体成分が残存する場合がある。かような場合としては、過硫酸塩(溶液)の添加終了と単量体(I)(溶液)の添加終了が同時である場合や、過硫酸塩(溶液)の添加終了の方が単量体(I)(溶液)の添加終了よりも早い場合が含まれる。こうした場合には、不純物の形成を有効かつ効果的に抑制するのが困難となる。一方、過硫酸塩(溶液)の添加終了時間が単量体(I)(溶液)の添加終了時間よりも30分を超えて遅い場合には、重合終了後に過硫酸塩又はその分解物が残存し、不純物を形成するおそれがある。また上述した酸素、オゾン、過酸化水素、過硫酸塩、過塩素酸塩、過マンガン酸塩、ニクロム酸塩、臭素酸塩、硝酸(塩)、次亜塩素酸塩等の酸化剤を使用することによっても同様の効果を奏することができる。   Here, when the addition end time of the persulfate (solution) can be delayed by less than 1 minute from the addition end time of the monomer (I) (solution), May remain. In such cases, the end of the addition of the persulfate (solution) and the end of the addition of the monomer (I) (solution) are the same, or the end of the addition of the persulfate (solution) is simpler. The case where it is earlier than the end of addition of the body (I) (solution) is included. In such a case, it is difficult to effectively and effectively suppress the formation of impurities. On the other hand, if the end time of addition of persulfate (solution) is more than 30 minutes later than the end time of addition of monomer (I) (solution), the persulfate or its decomposition product remains after the end of polymerization. In addition, impurities may be formed. Also, use the above-mentioned oxidizing agents such as oxygen, ozone, hydrogen peroxide, persulfate, perchlorate, permanganate, dichromate, bromate, nitric acid (salt), hypochlorite, etc. The same effect can also be achieved.

上記重亜硫酸塩は、上記水系溶媒に溶解して重亜硫酸塩の溶液(好ましくは水溶液)の形態で添加されてもよい。該重亜硫酸塩溶液(好ましくは水溶液)として用いる場合の濃度としては、10〜40質量%、好ましくは20〜40質量%、より好ましくは30〜40質量%である。重亜硫酸塩溶液の濃度を上記範囲内とすることにより、重亜硫酸塩の析出のおそれなく、充分な濃度の製品を得ることができ、輸送及び保管上好ましい。   The bisulfite may be dissolved in the aqueous solvent and added in the form of a bisulfite solution (preferably an aqueous solution). The concentration when used as the bisulfite solution (preferably an aqueous solution) is 10 to 40% by mass, preferably 20 to 40% by mass, and more preferably 30 to 40% by mass. By setting the concentration of the bisulfite solution within the above range, a product having a sufficient concentration can be obtained without fear of precipitation of bisulfite, which is preferable for transportation and storage.

更に、重亜硫酸塩は、重合初期の分子量が最終分子量に大きく影響する。このため、初期分子量を低下させるために、重合開始より60分以内、好ましくは30分以内、より好ましくは10分以内に重亜硫酸塩ないしその溶液を5〜20質量%添加することにより調整可能であり、特に、室温から重合を開始する場合には有効である。   Further, in bisulfite, the molecular weight at the initial stage of polymerization greatly affects the final molecular weight. Therefore, in order to reduce the initial molecular weight, it can be adjusted by adding 5 to 20% by mass of bisulfite or a solution thereof within 60 minutes, preferably within 30 minutes, more preferably within 10 minutes from the start of polymerization. In particular, it is effective when the polymerization is started from room temperature.

また、重合の際の添加成分のうち、重亜硫酸塩ないしその溶液の添加時間については、単量体(I)ないしその溶液の添加終了よりも1〜30分、好ましくは1〜20分、より好ましくは1〜15分添加終了を早めることで、これにより、重合終了後の重亜硫酸塩量を低減でき、該重亜硫酸塩による亜硫酸ガスの発生や不純物の形成を有効かつ効果的に抑制することができる。そのため重合終了後、気相部の亜硫酸ガスが液相に溶解してできる不純物を格段に低減することができる。重合終了後に重亜硫酸塩が残存する場合には、不純物を生成し重合体の性能低下や低温保持時の不純物析出等を招くことにつながる。したがって、重合の終わりには重亜硫酸塩を含む開始剤が消費され残存していないことがより望ましい。   Moreover, about the addition time of a bisulfite or its solution among the addition components in the case of superposition | polymerization, it is 1 to 30 minutes from the completion of addition of monomer (I) or its solution, Preferably it is 1 to 20 minutes, Preferably, by completing the addition for 1 to 15 minutes, it is possible to reduce the amount of bisulfite after the completion of polymerization, and effectively and effectively suppress the generation of sulfurous acid gas and the formation of impurities by the bisulfite. Can do. For this reason, after the polymerization is completed, impurities formed by dissolving the sulfurous acid gas in the gas phase in the liquid phase can be significantly reduced. When bisulfite remains after the completion of the polymerization, impurities are generated, leading to deterioration of the performance of the polymer and precipitation of impurities when kept at a low temperature. Therefore, it is more desirable that the initiator containing bisulfite is consumed and does not remain at the end of the polymerization.

ここで、重亜硫酸塩(溶液)の添加終了時間を、単量体(I)(溶液)の添加終了時間よりも1分未満しか早めることができない場合には、重合終了後に重亜硫酸塩が残存する場合がある。かかる場合としては、重亜硫酸塩ないしその溶液の添加終了と単量体(I)(溶液)の添加終了が同時である場合や、重亜硫酸塩(溶液)の添加終了の方が単量体(I)(溶液)の添加終了よりも遅い場合が含まれる。こうした場合には亜硫酸ガスの発生や不純物の形成を有効かつ効果的に抑制するのが困難となり、残存する開始剤が得られる重合体の熱的安定性に悪影響を及ぼすおそれがある。一方、重亜硫酸塩ないしその溶液の添加終了時間が単量体(I)(溶液)の添加終了時間よりも30分を超えて早い場合には、重合終了までに重亜硫酸塩が消費されてしまっている。このため、分子量の増大をまねくおそれがある。そのほか、重合中に重亜硫酸塩の添加速度が単量体(I)(溶液)の添加速度に比して速く、短時間で多く添加されるために、この添加期間中に不純物や亜硫酸ガスが多く発生するおそれがある。   Here, when the addition end time of the bisulfite (solution) can be advanced by less than 1 minute from the addition end time of the monomer (I) (solution), the bisulfite remains after the end of the polymerization. There is a case. In such a case, the end of addition of bisulfite or a solution thereof and the end of addition of monomer (I) (solution) are the same, or the end of addition of bisulfite (solution) is more I) The case where it is later than the end of the addition of (solution) is included. In such a case, it becomes difficult to effectively and effectively suppress the generation of sulfurous acid gas and the formation of impurities, which may adversely affect the thermal stability of the polymer from which the remaining initiator is obtained. On the other hand, if the addition end time of bisulfite or its solution is more than 30 minutes earlier than the addition end time of monomer (I) (solution), the bisulfite has been consumed by the end of the polymerization. ing. For this reason, there exists a possibility of causing the increase in molecular weight. In addition, the addition rate of bisulfite during polymerization is faster than the addition rate of monomer (I) (solution) and is added in a short amount of time, so impurities and sulfite gas are added during this addition period. May occur frequently.

また、本発明においては、重合開始剤として、1種類又は2種類以上の過硫酸塩及び過酸化水素を併用して用いることも好ましい。また場合により、連鎖移動剤や多価金属イオンを用いてもよく(ここで、多価金属イオンは重合開始剤の分解促進剤として働く)、これらは両方同時に用いても良い。   Moreover, in this invention, it is also preferable to use together 1 type, or 2 or more types of persulfate and hydrogen peroxide as a polymerization initiator. In some cases, a chain transfer agent or a polyvalent metal ion may be used (wherein the polyvalent metal ion serves as a decomposition accelerator for the polymerization initiator), and both of these may be used simultaneously.

上記過酸化水素の添加量は、単量体1molに対して2.0〜10.0gであることが好ましく、3.0〜8.0gであることがより好ましい。過酸化水素の添加量が2.0g以上において、重合平均分子量が充分に低い(メタ)アクリル酸(塩)系重合体を得ることができる。また、添加量が10.0g以下において、残存する過酸化水素による悪影響もなく、充分に有効な過酸化水素の効果を得ることができる。上記過硫酸塩の添加量は、単量体1molに対して1.0〜5.0gであることが好ましく、2.0〜4.0gであることがより好ましい。過硫酸塩の添加量が1.0g以上において、分子量が充分に低い(メタ)アクリル酸(塩)系重合体を得ることができ、また、添加量が5.0g以下において、得られる(メタ)アクリル酸(塩)系重合体の純度低下を招くことなく充分に有効な過硫酸塩の効果を得ることができる。   The amount of hydrogen peroxide added is preferably 2.0 to 10.0 g, more preferably 3.0 to 8.0 g, with respect to 1 mol of the monomer. When the amount of hydrogen peroxide added is 2.0 g or more, a (meth) acrylic acid (salt) -based polymer having a sufficiently low polymerization average molecular weight can be obtained. Further, when the addition amount is 10.0 g or less, there is no adverse effect due to the remaining hydrogen peroxide, and a sufficiently effective hydrogen peroxide effect can be obtained. The amount of the persulfate added is preferably 1.0 to 5.0 g and more preferably 2.0 to 4.0 g with respect to 1 mol of the monomer. When the amount of persulfate added is 1.0 g or more, a (meth) acrylic acid (salt) polymer having a sufficiently low molecular weight can be obtained, and when the amount added is 5.0 g or less (meta) ) A sufficiently effective persulfate effect can be obtained without degrading the purity of the acrylic acid (salt) polymer.

上記過酸化水素及び過硫酸塩の添加比率は、重量比で過酸化水素の重量が1としたときに、過硫酸塩の重量が0.1〜5.0であることが好ましく、0.5〜3.0であることがより好ましい。過硫酸塩の重量比が0.1以上において、得られる(メタ)アクリル酸(塩)系重合体の重量平均分子量を充分に低く抑えることができ、また5.0以下で過硫酸塩添加効果を充分に得ることができる。   The addition ratio of hydrogen peroxide and persulfate is preferably 0.1 to 5.0 persulfate when the weight of hydrogen peroxide is 1 by weight. More preferably, it is -3.0. When the weight ratio of persulfate is 0.1 or more, the weight average molecular weight of the resulting (meth) acrylic acid (salt) -based polymer can be kept sufficiently low, and if it is 5.0 or less, the effect of adding persulfate Can be sufficiently obtained.

本発明は、本発明の作用効果に悪影響を及ぼさない限り、他の開始剤を、必要に応じて適宜使用してもよい。本発明においては、開始剤系として上記過硫酸塩及び重亜硫酸塩の組み合わせが好適に用いられるが、この組み合わせに特に限定されるものではない。すなわち、本発明の作用効果が発揮される限り、上述の開始剤を用いてもよく、他の開始剤を用いてもよく、また、上述した開始剤に加えて更に他の開始剤を用いてもよい。他の開始剤としては、例えば、2,2’−アゾビス(2−アミジノプロパン)塩酸塩、4,4’−アゾビス−4−シアノパレリン酸、アゾビスイソブチロニトリル、2,2’−アゾビス(4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル)等のアゾ系化合物、過酸化ベンゾイル、過酸化ラウロイル、過酢酸、ジ−t−ブチルパーオキサイド、t−ブチルヒドロパーオキサイド、クメンヒドロパーオキサイド等の有機過酸化物、及び過酸化水素が挙げられる。   In the present invention, other initiators may be appropriately used as necessary as long as the effects of the present invention are not adversely affected. In the present invention, the combination of the above-mentioned persulfate and bisulfite is preferably used as the initiator system, but is not particularly limited to this combination. That is, as long as the effects of the present invention are exhibited, the above-described initiator may be used, other initiators may be used, and other initiators may be used in addition to the above-described initiators. Also good. Examples of other initiators include 2,2′-azobis (2-amidinopropane) hydrochloride, 4,4′-azobis-4-cyanoparellinic acid, azobisisobutyronitrile, 2,2′-azobis ( Azo compounds such as 4-methoxy-2,4-dimethylvaleronitrile), benzoyl peroxide, lauroyl peroxide, peracetic acid, di-t-butyl peroxide, t-butyl hydroperoxide, cumene hydroperoxide, etc. Organic peroxides and hydrogen peroxide are mentioned.

上記他の開始剤についても、上記水系溶媒に溶解して水溶液の形態で添加してもよい。該水溶液として用いる場合の濃度としては、本発明の効果を損なわない範囲であればよく、通常は、上記した過硫酸塩又は重亜硫酸塩の溶液の濃度と同程度に基づき適宜決定される。   The other initiator may be added in the form of an aqueous solution after being dissolved in the aqueous solvent. The concentration in the case of using as an aqueous solution may be a range that does not impair the effects of the present invention, and is usually appropriately determined based on the same level as the concentration of the above-described persulfate or bisulfite solution.

C−4.連鎖移動剤
上記連鎖移動剤としては、特に限定されず、亜硫酸(塩)、亜硫酸水素(塩)、ピロ亜硫酸(塩)、亜リン酸(塩)、次亜リン酸(塩)、チオグリコール酸、チオグリコール酸オクチル、チオプロピオン酸、チオプロピオン酸オクチル、n−ドデシルメルカプタン、t−ドデシルメルカプタン、エチレングリコールジチオグリコレート、エチレングリコールジチオプロピオネート、1,4−ブタンジオールチオグリコレート、トリメチロールプロパントリチオグリコレート、トリメチロールプロパントリチオプロピオネート、ペンタエリスリトールテトラキスチオグリコレート、ペンタエリスリトールテトラキスチオプロピオネート、ジペンタエリスリトールヘキサキスチオグリコレート、ジペンタエリスリトールヘキサキスチオプロピオネート等のメルカプト基含有化合物、ブタンチオール、オクタンチオール、デカンチオール、ヘキサデカンチオール、オクタデカンチオール、シクロヘキシルメルカプタン、チオフェノール、メルカプトエタノール、チオグリセロール、チオリンゴ酸、2−メルカプトエタンスルホン酸等のメルカプタン系化合物、イソプロパノール、グリセリン等の2級アルコール等を用いることができる。
C-4. Chain transfer agent The chain transfer agent is not particularly limited. Sulfurous acid (salt), hydrogen sulfite (salt), pyrosulfurous acid (salt), phosphorous acid (salt), hypophosphorous acid (salt), thioglycolic acid Octyl thioglycolate, thiopropionic acid, octyl thiopropionate, n-dodecyl mercaptan, t-dodecyl mercaptan, ethylene glycol dithioglycolate, ethylene glycol dithiopropionate, 1,4-butanediol thioglycolate, trimethylol Propane trithioglycolate, trimethylolpropane trithiopropionate, pentaerythritol tetrakisthioglycolate, pentaerythritol tetrakisthiopropionate, dipentaerythritol hexakisthioglycolate, dipentaerythritol hexakisthio Mercapto group-containing compounds such as propionate, butanethiol, octanethiol, decanethiol, hexadecanethiol, octadecanethiol, cyclohexyl mercaptan, thiophenol, mercaptoethanol, thioglycerol, thiomalic acid, 2-mercaptoethanesulfonic acid and the like, Secondary alcohols such as isopropanol and glycerin can be used.

C−5.アルカリ剤
上記重合中の反応溶液のpHを調整したり、単量体を中和したりするためのアルカリ剤(pH調整剤又は中和剤とも言う。)としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ金属の水酸化物、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム等のアルカリ土類金属の水酸化物、アンモニア、モノエタノールアミン、トリエタノールアミン等の有機アミン塩等が挙げられる。これらは1種単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。これらの中でも、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ金属の水酸化物とアンモニアが好ましく、水酸化ナトリウムとアンモニアがより好ましい。
C-5. Alkaline agent As an alkali agent (also referred to as pH adjuster or neutralizer) for adjusting the pH of the reaction solution during the polymerization or neutralizing the monomer, sodium hydroxide, potassium hydroxide And alkali metal hydroxides such as calcium hydroxide and magnesium hydroxide, and organic amine salts such as ammonia, monoethanolamine and triethanolamine. These may be used alone or in combination of two or more. Among these, alkali metal hydroxides such as sodium hydroxide and potassium hydroxide and ammonia are preferable, and sodium hydroxide and ammonia are more preferable.

重合中の中和度は1〜25mol%であるが、重合に用いられる単量体が上記単量体(I)のみの場合には、好ましくは2〜15mol%、より好ましくは3〜10mol%の範囲内である。重合に用いられる単量体が上記単量体(I)に加えて単量体(II)を含む場合には、該単量体(II)の一部又は全量を初期に仕込むことが可能であるが、このときの重合中の中和度は、好ましくは1〜25mol%、より好ましくは3〜10mol%の範囲内である。重合中の中和度がかかる範囲内であれば、上記単量体(I)のみの場合であっても、単量体(I)と単量体(II)とを共重合させる場合であっても、最も良好に重合ないし共重合することが可能である。また、重合反応系の水溶液の粘度が上昇することがなく、低分子量の重合体を良好に製造することができる。しかも、従来よりも高濃度の条件下で重合反応を進行させることができるため、製造効率を大幅に上昇させることができる。重合中の中和度が1mol%以上において、亜硫酸ガスの発生量を良好に抑制でき、得られる重合体の分子量を充分に低く抑えることができ、好ましい。また、重合中の中和度が25mol%以下において、充分な重亜硫酸塩の連鎖移動効率を得ることができるため、得られる重合体の分子量を充分に低く抑えることができ、また、重合が進行するに伴う重合反応系の水溶液の粘度の上昇も抑えることができ、得られる重合体の分子量が必要以上に増大することなく、低分子量の重合体を得ることができる。更に、上記中和度低減による効果を充分に発揮でき、不純物を低減することができる。   The degree of neutralization during the polymerization is 1 to 25 mol%, but when the monomer used for the polymerization is only the monomer (I), it is preferably 2 to 15 mol%, more preferably 3 to 10 mol%. Is within the range. When the monomer used for the polymerization contains the monomer (II) in addition to the monomer (I), a part or all of the monomer (II) can be initially charged. However, the degree of neutralization during polymerization at this time is preferably in the range of 1 to 25 mol%, more preferably 3 to 10 mol%. If the degree of neutralization during polymerization is within such a range, even if only the monomer (I) is used, the monomer (I) and the monomer (II) may be copolymerized. However, the best polymerization or copolymerization is possible. Moreover, the viscosity of the aqueous solution of the polymerization reaction system does not increase, and a low molecular weight polymer can be produced satisfactorily. In addition, since the polymerization reaction can proceed under a higher concentration condition than before, the production efficiency can be significantly increased. When the degree of neutralization during the polymerization is 1 mol% or more, the amount of sulfurous acid gas generated can be favorably suppressed, and the molecular weight of the resulting polymer can be sufficiently low, which is preferable. In addition, when the degree of neutralization during polymerization is 25 mol% or less, sufficient bisulfite chain transfer efficiency can be obtained, so that the molecular weight of the resulting polymer can be kept sufficiently low, and polymerization proceeds. Accordingly, an increase in the viscosity of the aqueous solution of the polymerization reaction system can be suppressed, and a low molecular weight polymer can be obtained without increasing the molecular weight of the obtained polymer more than necessary. Furthermore, the effect by the said neutralization degree reduction can fully be exhibited, and an impurity can be reduced.

ここでの中和の方法は、特に制限されない。中和剤として、例えば、(メタ)アクリル酸ナトリウム等のアルカリ性の単量体(I)成分を利用してもよい。また、水酸化ナトリウム等のアルカリ金属の水酸化物等を用いてもよいし、これらを併用してもよい。また、中和の際の中和剤の添加形態は、固体であってもよいし、適当な溶媒、好ましくは水に溶解した水溶液であってもよい。水溶液を用いる場合の水溶液の濃度は、好ましくは10〜60質量%、より好ましくは20〜55質量%、更に好ましくは30〜50質量%である。水溶液の濃度が10質量%以上において、良好な濃度の製品を得ることができ、輸送及び保管上好ましい。一方、60質量%以下において、析出や粘度上昇のおそれがなく、送液や液−液混合も容易であり、好ましい。   The neutralization method here is not particularly limited. As the neutralizing agent, for example, an alkaline monomer (I) component such as sodium (meth) acrylate may be used. In addition, alkali metal hydroxides such as sodium hydroxide may be used, or these may be used in combination. Moreover, the addition form of the neutralizing agent at the time of neutralization may be solid, or may be an aqueous solution dissolved in an appropriate solvent, preferably water. The concentration of the aqueous solution when the aqueous solution is used is preferably 10 to 60% by mass, more preferably 20 to 55% by mass, and still more preferably 30 to 50% by mass. When the concentration of the aqueous solution is 10% by mass or more, a product having a good concentration can be obtained, which is preferable for transportation and storage. On the other hand, at 60% by mass or less, there is no fear of precipitation and viscosity increase, and liquid feeding and liquid-liquid mixing are easy and preferable.

C−6.酸化剤
上記酸化剤としては、酸素、オゾン、過酸化水素、過硫酸塩、過塩素酸塩、過マンガン酸塩、ニクロム酸塩、臭素酸塩、硝酸(塩)、次亜塩素酸塩等が好適である。酸化剤は、開始剤の種類や装置等への腐食性、得られる水溶性重合体に残存する成分により選択可能であるが、その中でも、酸素、オゾン、過酸化水素、過硫酸塩が好ましい。
C-6. Oxidizing agent As the oxidizing agent, oxygen, ozone, hydrogen peroxide, persulfate, perchlorate, permanganate, dichromate, bromate, nitric acid (salt), hypochlorite, etc. Is preferred. The oxidizing agent can be selected depending on the type of initiator, the corrosiveness to the apparatus, and the components remaining in the resulting water-soluble polymer. Among them, oxygen, ozone, hydrogen peroxide, and persulfate are preferable.

C−7.他の添加剤
上記単量体を水溶液中で重合する際に重合反応系に用いることのできる他の添加剤としては、本発明の作用効果に影響を与えない範囲で適当な添加剤を適量加えることができる。例えば、重金属含有化合物、有機過酸化物、過酸化水素(H)と金属塩等が用いることが好適である。このような添加剤を用いることにより、反応を速めることができ、生産効率の観点からこれらを添加することが好ましい。上記重金属含有化合物としては、例えば、上述した複数の酸化数を有する金属を構成成分とする金属単体、塩及び/又は錯体に記載のものを添加剤として用いることができる。
C-7. Other Additives As other additives that can be used in the polymerization reaction system when the above monomers are polymerized in an aqueous solution, an appropriate amount of an appropriate additive is added as long as the effects of the present invention are not affected. be able to. For example, it is preferable to use a heavy metal-containing compound, an organic peroxide, hydrogen peroxide (H 2 O 2 ) and a metal salt. By using such an additive, the reaction can be accelerated, and it is preferable to add them from the viewpoint of production efficiency. As said heavy metal containing compound, the thing as described in the metal simple substance, salt, and / or complex which uses the metal which has several oxidation number mentioned above as a structural component can be used as an additive, for example.

本発明において得られる水溶性重合体の重金属イオン濃度は、0.05〜10ppmであることが望ましいことから、上記重金属含有化合物を必要に応じて適量添加するのが望ましい。更に、本発明においては、SUS(ステンレス)製の容器や撹拌器等を用いた場合に、本発明の製造条件下において、上記に規定する適量の重金属イオン、特に鉄イオンが、容器等の材質であるSUSから反応溶液中に極微量溶出(供給)するため、費用対効果の面から有利である。本発明の製造方法においては、こうしたSUS製の反応容器や撹拌翼等の反応装置を利用する場合には、上記重金属含有化合物を添加する場合と同様の作用効果を奏しうる。なお、既存の鋼鉄(スチール)製や銅合金製の反応容器であっても問題はないが、重金属イオンが多く溶出されるおそれがある。そうした場合には、重金属により着色するため、こうした重金属イオンを除去する操作が必要となり、不経済である。また、グラスライニング加工等された反応容器であっても問題はなく、必要に応じて、重金属含有化合物を使用すればよい。   Since it is desirable that the heavy metal ion concentration of the water-soluble polymer obtained in the present invention is 0.05 to 10 ppm, it is desirable to add an appropriate amount of the heavy metal-containing compound as necessary. Furthermore, in the present invention, when a SUS (stainless steel) container, a stirrer, or the like is used, an appropriate amount of heavy metal ions, particularly iron ions, as defined above is used in the material of the container or the like under the production conditions of the present invention. This is advantageous in terms of cost-effectiveness because it is eluted (supplied) in a reaction solution from SUS. In the production method of the present invention, when such a reaction apparatus such as a reaction vessel made of SUS or a stirring blade is used, the same operational effects as in the case of adding the heavy metal-containing compound can be obtained. Although there is no problem even with an existing reaction vessel made of steel or copper alloy, there is a possibility that a lot of heavy metal ions are eluted. In such a case, since it is colored with heavy metal, an operation for removing such heavy metal ions is required, which is uneconomical. Moreover, there is no problem even if the reaction vessel is glass-lined or the like, and a heavy metal-containing compound may be used if necessary.

D.水溶性重合体の用途
本発明は更に、水溶性重合体を含有してなる洗剤、水処理剤又は分散剤でもある。すなわち、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)において、標準ポリアクリル酸ソーダを使用した検量線から得られた分子量(Mp)にて2500なる保持時間と7000なる保持時間に含まれる区間の面積強度が、該ポリマー全体の面積強度に対して38.0%以上である、ポリマー末端に硫黄及び/又はリンが結合したポリアクリル酸及び/又とその塩であり、上記クレイ分散性試験において、0.85以上の分散性を示し、かつ数平均分子量(Mn)が2000〜3000の範囲にあることを特徴とする洗剤、洗剤組成物、水処理剤及び/又は顔料分散剤もまた本発明の好ましい形態の一つである。
D. Use of Water-Soluble Polymer The present invention is also a detergent, water treatment agent or dispersant containing a water-soluble polymer. That is, in gel permeation chromatography (GPC), the area intensity of the section included in the retention time of 2500 and the retention time of 7000 in the molecular weight (Mp) obtained from the calibration curve using standard polyacrylic acid soda, Polyacrylic acid and / or salt thereof having sulfur and / or phosphorus bonded to the polymer terminal, which is 38.0% or more with respect to the area strength of the whole polymer, and 0.85 in the clay dispersibility test. Detergents, detergent compositions, water treatment agents and / or pigment dispersants that exhibit the above dispersibility and have a number average molecular weight (Mn) in the range of 2000 to 3000 are also preferred forms of the present invention. One.

上記水溶性重合体は、本発明の製造方法により製造されてなる水溶性重合体でもよく、その他の製造方法により製造されてなるものでもよい。また、上記洗浄用組成物は、洗浄剤用添加剤、洗浄剤、洗剤用ビルダー(洗剤ビルダー)、洗剤を意味する。上記洗剤用ビルダーは、洗浄中の衣類等に汚れが再付着するのを防止するための作用を発揮するものである。水溶性重合体が汚れの再付着を防止する場合、カルボキシル基により系中の多価金属イオンを除き、洗浄成分を充分に働かせる作用と共に、疎水性の末端構造を有するときには汚れとの親和性を低下させる作用、又は、親水性の末端構造を有するときには、汚れの分散作用が充分に発揮されるようにすることが好ましい。   The water-soluble polymer may be a water-soluble polymer produced by the production method of the present invention, or may be produced by other production methods. Moreover, the said cleaning composition means the additive for cleaning agents, a cleaning agent, the builder for detergents (detergent builder), and a detergent. The detergent builder exhibits an action for preventing dirt from reattaching to the clothes being washed. When the water-soluble polymer prevents the reattachment of dirt, it removes polyvalent metal ions in the system by the carboxyl group, and it works to make the cleaning component work well, and when it has a hydrophobic terminal structure, it has an affinity for dirt. In the case of having a lowering action or a hydrophilic terminal structure, it is preferable that the dirt dispersing action is sufficiently exerted.

上記洗剤用ビルダーは、界面活性剤との相溶性に優れ、得られる洗剤が高濃縮の液体洗剤となる点から、液体洗剤用ビルダーとして好適に用いることができる。界面活性剤との相溶性に優れることにより、液体洗剤に用いた場合の透明性が良好となり、濁りが原因として起こる液体洗剤の分離の問題を防ぐことができる。また、相溶性が優れることにより、高濃縮の液体洗剤とすることができ、液体洗剤の洗浄能力を向上することができる。   The detergent builder can be suitably used as a builder for liquid detergents because it has excellent compatibility with surfactants and the resulting detergent becomes a highly concentrated liquid detergent. By being excellent in compatibility with the surfactant, transparency when used in a liquid detergent is improved, and the problem of separation of the liquid detergent caused by turbidity can be prevented. Moreover, it can be set as a highly concentrated liquid detergent by being excellent in compatibility, and the washing | cleaning capability of a liquid detergent can be improved.

上記液体洗剤用ビルダーの配合割合は、通常、液体洗剤100質量%に対して0.1〜20質量%が好ましい。より好ましくは、0.2質量%以上、15質量%以下であり、より好ましくは、0.3質量%以上、10質量%以下であり、更に好ましくは、0.4質量%以上、8質量%以下であり、特に好ましくは、0.5質量%以上、5質量%以下である。液体洗剤用ビルダーの配合割合が0.1質量%未満であると、充分な洗剤性能を発揮できなくなるおそれがあり、20質量%を超えると、経済性が低下するおそれがある。   The blending ratio of the liquid detergent builder is usually preferably 0.1 to 20% by mass with respect to 100% by mass of the liquid detergent. More preferably, it is 0.2 mass% or more and 15 mass% or less, More preferably, it is 0.3 mass% or more, 10 mass% or less, More preferably, it is 0.4 mass% or more, 8 mass% Or less, and particularly preferably 0.5% by mass or more and 5% by mass or less. If the blending ratio of the builder for liquid detergent is less than 0.1% by mass, sufficient detergent performance may not be exhibited, and if it exceeds 20% by mass, the economy may be lowered.

上記液体洗剤に含まれる水分量は、通常、液体洗剤100質量%に対して0.1〜75質量%が好ましい。より好ましくは、0.2質量%以上、70質量%以下であり、更に好ましくは、0.5質量%以上、65質量%以下であり、特に好ましくは、0.7質量%以上、60質量%以下であり、より特に好ましくは、1質量%以上、55質量%以下であり、最も好ましくは、1.5質量%以上、50質量%以下である。   The water content contained in the liquid detergent is usually preferably 0.1 to 75% by mass with respect to 100% by mass of the liquid detergent. More preferably, it is 0.2 mass% or more and 70 mass% or less, More preferably, it is 0.5 mass% or more and 65 mass% or less, Especially preferably, it is 0.7 mass% or more, 60 mass% Or less, more preferably 1% by mass or more and 55% by mass or less, and most preferably 1.5% by mass or more and 50% by mass or less.

上記液体洗剤は、カオリン濁度が200mg/L以下であることが好ましい。より好ましくは、150mg/L以下であり、更に好ましくは、120mg/L以下であり、特に好ましくは、100mg/L以下であり、最も好ましくは、50mg/L以下である。また、本発明の水溶性重合体を液体洗剤に添加する場合としない場合とでのカオリン濁度の変化(差)は、500mg/L以下が好ましい。より好ましくは、400mg/L以下であり、更に好ましくは、300mg/L以下であり、特に好ましくは、200mg/L以下であり、最も好ましくは、100mg/L以下である。カオリン濁度は、例えば、以下の方法により測定することができる:厚さ10mmの50mm角セルに均一に攪拌した試料(液体洗剤)を仕込み、気泡を除いた後、日本電色株式会社製NDH2000(商品名、濁度計)を用いて25℃でのTurbidity(カオリン濁度:mg/L)を測定する。   The liquid detergent preferably has a kaolin turbidity of 200 mg / L or less. More preferably, it is 150 mg / L or less, More preferably, it is 120 mg / L or less, Especially preferably, it is 100 mg / L or less, Most preferably, it is 50 mg / L or less. Further, the change (difference) in kaolin turbidity between when the water-soluble polymer of the present invention is added to the liquid detergent and when it is not added is preferably 500 mg / L or less. More preferably, it is 400 mg / L or less, More preferably, it is 300 mg / L or less, Especially preferably, it is 200 mg / L or less, Most preferably, it is 100 mg / L or less. Kaolin turbidity can be measured, for example, by the following method: A sample (liquid detergent) uniformly stirred into a 50 mm square cell having a thickness of 10 mm is charged, air bubbles are removed, and then NDH2000 manufactured by Nippon Denshoku Co., Ltd. is used. Turbidity (kaolin turbidity: mg / L) at 25 ° C. is measured using (trade name, turbidimeter).

上記洗剤ビルダーは、再汚染防止能に優れ、更に、長期間保存した場合の性能低下や低温で保持した場合の不純物析出等が生じにくい極めて高品質剤性能で安定性に優れた洗剤ビルダーとすることができる。上記洗剤ビルダーにおける水溶性重合体以外の他の組成成分や配合比率としては、通常の洗剤ビルダーに用いることができる各種成分、及び、その配合比率に基づき、本発明の作用効果を損なわない範囲で適宜用いることができる。   The above-mentioned detergent builder is excellent in re-contamination prevention ability, and is a detergent builder with excellent stability and extremely high quality agent performance that is less likely to cause performance degradation when stored for a long period of time and precipitation of impurities when held at low temperatures. be able to. As other composition components and blending ratios other than the water-soluble polymer in the detergent builder, various components that can be used in a normal detergent builder, and based on the blending ratio, the range does not impair the effects of the present invention. It can be used as appropriate.

上記洗剤は、粉末洗剤であってもよいし、液体洗剤であってもよい。上記洗剤には、水溶性重合体以外に、通常、洗剤に用いられる添加剤を用いることができる。上記添加剤としては、例えば、界面活性剤、アルカリビルダー、キレートビルダー、ポリアクリレートやポリアクリレート/マレートコポリマー等のポリカルボキシレートやカルボキシメチルセルロースナトリウム等の汚染物質の再沈着を防止するための再付着防止剤、ベンゾトリアゾールやエチレン−チオ尿素等のよごれ抑制剤、ソイルリリース剤、色移り防止剤、柔軟剤、pH調節のためのアルカリ性物質、香料、可溶化剤、蛍光剤、着色剤、起泡剤、泡安定剤、つや出し剤、殺菌剤、漂白剤、漂白助剤、酵素、染料、溶媒等が好適である。また、粉末洗剤の場合にはゼオライトを配合することが好ましい。上記洗剤に用いる場合、水溶性重合体は、洗剤100質量%に対して0.1〜20質量%添加することが好ましく、より好ましくは0.2〜10質量%であり、更に好ましくは0.3〜5質量%であり、特に好ましくは0.4〜4質量%である。0.1質量%未満であると、洗剤の洗浄力が不充分になるおそれがあり、20質量%を超えると、不経済になるおそれがある。   The detergent may be a powder detergent or a liquid detergent. In addition to the water-soluble polymer, additives generally used in detergents can be used for the detergent. Examples of the additive include surfactants, alkali builders, chelate builders, re-deposition to prevent re-deposition of contaminants such as polycarboxylates such as polyacrylates and polyacrylate / malate copolymers, and sodium carboxymethylcellulose. Anti-fouling agents such as benzotriazole and ethylene-thiourea, soil release agents, color transfer inhibitors, softeners, alkaline substances for pH adjustment, fragrances, solubilizers, fluorescent agents, colorants, foaming Agents, foam stabilizers, polishes, bactericides, bleaching agents, bleaching aids, enzymes, dyes, solvents and the like are suitable. In the case of a powder detergent, it is preferable to blend zeolite. When used in the detergent, the water-soluble polymer is preferably added in an amount of 0.1 to 20% by mass, more preferably 0.2 to 10% by mass, and still more preferably 0.8 to 100% by mass of the detergent. It is 3-5 mass%, Most preferably, it is 0.4-4 mass%. If it is less than 0.1% by mass, the cleaning power of the detergent may be insufficient, and if it exceeds 20% by mass, it may be uneconomical.

上記洗剤における水溶性重合体の配合形態は、液状、固形状等のいずれであってもよく、洗剤の販売時の形態(例えば、液状物又は固形物)に応じて決定することができる。重合後の水溶液の形態で配合してもよいし、水溶液の水分をある程度減少させて濃縮した状態で配合してもよいし、乾燥固化した状態で配合してもよい。なお、上記洗剤は、家庭用洗剤の合成洗剤、繊維工業その他の工業用洗剤、硬質表面洗浄剤のほか、その成分の1つの働きを高めた漂白洗剤、繊維助剤等の特定の用途にのみ用いられる洗剤も含む。   The form of the water-soluble polymer in the detergent may be liquid or solid, and can be determined according to the form at the time of sale of the detergent (for example, liquid or solid). You may mix | blend with the form of the aqueous solution after superposition | polymerization, you may mix | blend in the state which reduced the water | moisture content of the aqueous solution to some extent, and may mix | blend in the state solidified dry. The above detergents are used only for specific applications such as synthetic detergents for household detergents, textile industry and other industrial detergents, hard surface cleaners, bleach detergents that enhance the function of one of its components, and fiber auxiliaries. Also includes the detergent used.

上記界面活性剤は、アニオン系界面活性剤、ノニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤及び両性界面活性剤から選ばれる少なくとも1種であり、これらの界面活性剤は1種又は2種以上を使用することができる。2種以上使用する場合、アニオン系界面活性剤とノニオン系界面活性剤とを合わせた使用量は、全界面活性剤100質量%に対して50質量%以上が好ましい。より好ましくは、60質量%以上であり、更に好ましくは、70質量%以上であり、特に好ましくは、80質量%以上である。   The surfactant is at least one selected from anionic surfactants, nonionic surfactants, cationic surfactants and amphoteric surfactants, and these surfactants include one or more. Can be used. When using 2 or more types, the combined use amount of the anionic surfactant and the nonionic surfactant is preferably 50% by mass or more with respect to 100% by mass of the total surfactant. More preferably, it is 60 mass% or more, More preferably, it is 70 mass% or more, Most preferably, it is 80 mass% or more.

上記アニオン系界面活性剤としては、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルエーテル硫酸塩、アルケニルエーテル硫酸塩、アルキル硫酸塩、アルケニル硫酸塩、α−オレフィンスルホン酸塩、α−スルホ脂肪酸又はエステル塩、アルカンスルホン酸塩、飽和脂肪酸塩、不飽和脂肪酸塩、アルキルエーテルカルボン酸塩、アルケニルエーテルカルボン酸塩、アミノ酸型界面活性剤、N−アシルアミノ酸型界面活性剤、アルキルリン酸エステル又はその塩、アルケニルリン酸エステル又はその塩等が好適である。上記アニオン系界面活性剤におけるアルキル基、アルケニル基は、メチル基等のアルキル基が分岐していてもよい。   Examples of the anionic surfactant include alkylbenzene sulfonate, alkyl ether sulfate, alkenyl ether sulfate, alkyl sulfate, alkenyl sulfate, α-olefin sulfonate, α-sulfo fatty acid or ester salt, alkane sulfonic acid. Salt, saturated fatty acid salt, unsaturated fatty acid salt, alkyl ether carboxylate, alkenyl ether carboxylate, amino acid type surfactant, N-acyl amino acid type surfactant, alkyl phosphate ester or salt thereof, alkenyl phosphate ester Or its salt etc. are suitable. The alkyl group or alkenyl group in the anionic surfactant may have a branched alkyl group such as a methyl group.

上記ノニオン系界面活性剤としては、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル、ポリオキシアルキレンアルケニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、高級脂肪酸アルカノールアミド又はそのアルキレンオキサイド付加物、ショ糖脂肪酸エステル、アルキルグリコキシド、脂肪酸グリセリンモノエステル、アルキルアミンオキサイド等が好適である。上記ノニオン系界面活性剤におけるアルキル基、アルケニル基は、メチル基等のアルキル基が分岐していてもよい。上記カチオン系界面活性剤としては、第4アンモニウム塩等が好適である。上記両性界面活性剤としては、カルボキシル型両性界面活性剤、スルホベタイン型両性界面活性剤等が好適である。上記カチオン系界面活性剤、両性界面活性剤におけるアルキル基、アルケニル基は、メチル基等のアルキル基が分岐していてもよい。   Examples of the nonionic surfactant include polyoxyalkylene alkyl ether, polyoxyalkylene alkenyl ether, polyoxyethylene alkyl phenyl ether, higher fatty acid alkanolamide or its alkylene oxide adduct, sucrose fatty acid ester, alkyl glycoxide, fatty acid glycerin. Monoesters, alkylamine oxides and the like are preferred. The alkyl group or alkenyl group in the nonionic surfactant may have a branched alkyl group such as a methyl group. As the cationic surfactant, a quaternary ammonium salt or the like is preferable. As the amphoteric surfactant, a carboxyl type amphoteric surfactant, a sulfobetaine type amphoteric surfactant and the like are suitable. The alkyl group and alkenyl group in the cationic surfactant and amphoteric surfactant may be branched from an alkyl group such as a methyl group.

上記界面活性剤の配合割合は、通常、液体洗剤100質量%に対して10〜60質量%であることが好ましい。より好ましくは、15質量%以上、50質量%以下であり、更に好ましくは、20質量%以上、45質量%以下であり、特に好ましくは、25質量%以上、40質量%以下である。界面活性剤の配合割合が10質量%未満であると、充分な洗浄力を発揮できなくなるおそれがあり、60質量%を超えると、経済性が低下するおそれがある。   In general, the blending ratio of the surfactant is preferably 10 to 60% by mass with respect to 100% by mass of the liquid detergent. More preferably, they are 15 mass% or more and 50 mass% or less, More preferably, they are 20 mass% or more and 45 mass% or less, Especially preferably, they are 25 mass% or more and 40 mass% or less. If the blending ratio of the surfactant is less than 10% by mass, sufficient detergency may not be exhibited, and if it exceeds 60% by mass, the economy may be lowered.

本発明の洗剤に配合することができる酵素としては、アミラーゼ、プロテアーゼ、リパーゼ、セルラーゼ等が好適である。中でも、アルカリ洗浄液中で活性が高いアルカリアミラーゼ、プロテアーゼ、アルカリリパーゼ及びアルカリセルラーゼが好ましい。上記酵素の添加量は、洗剤100質量%に対して5質量%以下であることが好ましい。5質量%を超えると、洗浄力の向上が見られなくなり、経済性が低下するおそれがある。   As the enzyme that can be blended in the detergent of the present invention, amylase, protease, lipase, cellulase and the like are suitable. Of these, alkaline amylase, protease, alkaline lipase, and alkaline cellulase, which are highly active in an alkaline washing solution, are preferred. The amount of the enzyme added is preferably 5% by mass or less with respect to 100% by mass of the detergent. If it exceeds 5% by mass, improvement in detergency cannot be seen, and the economy may be reduced.

上記アルカリビルダーとしては、珪酸塩、炭酸塩、硫酸塩等が好適である。上記キレートビルダーとしては、ジグリコール酸、オキシカルボン酸塩、EDTA(エチレンジアミン四酢酸)、DTPA(ジエチレントリアミン五酢酸)、クエン酸等が好適である。水溶性ポリカルボン酸系ポリマーを用いてもよい。上記洗剤は、分散能に優れ、更に、長期間保存した場合の性能低下や低温で保持した場合の不純物析出等が生じにくい極めて高品質剤性能で安定性に優れた洗剤とすることができる。   As the alkali builder, silicate, carbonate, sulfate and the like are preferable. As the chelate builder, diglycolic acid, oxycarboxylate, EDTA (ethylenediaminetetraacetic acid), DTPA (diethylenetriaminepentaacetic acid), citric acid and the like are preferable. A water-soluble polycarboxylic acid polymer may be used. The above-mentioned detergent has excellent dispersibility, and can be a highly stable detergent with extremely high quality agent performance that is unlikely to cause deterioration in performance when stored for a long period of time or precipitation of impurities when held at a low temperature.

上記水処理剤は、例えば、冷却水系、ボイラー水系等の水系に添加されることになる。この場合、水溶性重合体をそのまま添加してもよく、水溶性重合体以外のその他の成分を含むものを添加してもよい。上記水処理剤における水溶性重合体以外の他の組成成分や配合比率としては、通常の水処理剤に用いることができる各種成分、及び、その配合比率に基づき、本発明の作用効果を損なわない範囲で適宜用いることができる。   The said water treatment agent is added to water systems, such as a cooling water system and a boiler water system, for example. In this case, the water-soluble polymer may be added as it is, or one containing other components other than the water-soluble polymer may be added. As other composition components and blending ratios other than the water-soluble polymer in the water treatment agent, various effects that can be used in normal water treatment agents and blending ratios thereof are not impaired. It can use suitably in the range.

上記分散剤は、水系の分散剤であればよく、例えば、顔料分散剤、セメント分散剤、炭酸カルシウムの分散剤、カオリンの分散剤等が好適である。上記分散剤は、水溶性重合体が本来有する極めて優れた分散能を発現することができる。また、長期間保存しても性能低下や低温保持時の不純物析出なども生じることのない極めて高品質高性能で安定性に優れた分散剤とすることができる。   The dispersant may be an aqueous dispersant, and for example, a pigment dispersant, a cement dispersant, a calcium carbonate dispersant, a kaolin dispersant, and the like are suitable. The dispersing agent can express extremely excellent dispersibility inherent in the water-soluble polymer. In addition, it is possible to obtain a very high quality, high performance, and highly stable dispersant that does not cause deterioration in performance or precipitation of impurities when kept at a low temperature even when stored for a long period of time.

上記分散剤における水溶性重合体以外の他の組成成分や配合比率としては、通常の分散剤に用いることができる各種成分、及び、その配合比率に基づき、本発明の作用効果を損なわない範囲で適宜用いることができる。本発明の水溶性重合体は、このように、洗剤用ビルダー、洗剤、水処理剤又は分散剤の用途において好適なものであるが、その他の用途においても、水溶性重合体が用いられる用途において、該共重合体が発揮する各種の特性を向上して好適に用いることができるものである。   As other composition components and blending ratios other than the water-soluble polymer in the dispersant, various components that can be used in ordinary dispersants, and based on the blending ratio, the range does not impair the effects of the present invention. It can be used as appropriate. Thus, the water-soluble polymer of the present invention is suitable for use in detergent builders, detergents, water treatment agents or dispersants, but also in other uses where the water-soluble polymer is used. Various properties exhibited by the copolymer can be improved and used suitably.

以下、実施例により本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例には限定されない。なお、特に明記しない限り、「部」は「重量部」を、「%」は「質量%」を意味するものとする。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention in detail, this invention is not limited to these Examples. Unless otherwise specified, “parts” means “parts by weight” and “%” means “mass%”.

(実施例1)
2Lのガラス製セパラブルフラスコに、反応液抜き出し用のポンプと、当該フラスコから出て当該フラスコ外部を循環し当該フラスコに戻る、開度調節が可能な循環ラインとを設置した。循環ラインには、原料供給口、冷却器およびスタティックミキサーを設けた。さらに、循環ラインから分岐して排出ラインを設けた。加えて、フラスコ内に4枚パドル撹拌翼を設置した。このようにして、ループライン型反応器(重合体製造装置)を作製した。
Example 1
A 2 L glass separable flask was provided with a pump for extracting the reaction liquid, and a circulation line capable of adjusting the opening degree, coming out of the flask and circulating outside the flask and returning to the flask. The circulation line was provided with a raw material supply port, a cooler and a static mixer. In addition, a discharge line was branched off from the circulation line. In addition, four paddle stirring blades were installed in the flask. In this way, a loop line type reactor (polymer production apparatus) was produced.

このセパラブルフラスコに水720gを予め仕込み、90℃まで加熱した。その条件下で反応液抜き出し用ポンプを起動させ、フラスコ内の温度が90℃を維持するように冷却水温および冷却水量を調整しながら、原料供給口から80重量%アクリル酸水溶液834.2g/hr、48重量%水酸化ナトリウム水溶液38.6g/hr、35重量%亜硫酸水素ナトリウム水溶液119.2g/hr、15質量%過硫酸ナトリウム(ペルオキソ二硫酸ナトリウム)水溶液123.6g/hr、14.2ppmモール塩水溶液506.9g/hrをそれぞれ加えた。なお加えた単量体、開始剤、連鎖移動剤および触媒水溶液の合計質量は1440g/hrであり、反応液の滞留時間は30分であった。また、循環比(=循環量/系外抜き出し液量)は10となるように調整した。撹拌翼で与えた撹拌所要動力Pvは2.5kW/mであった。この状態で反応液(循環液)を3時間反応させた後、原料供給と循環を止め、フラスコ内に残った反応液を冷却後取り出し、48質量%水酸化ナトリウムを加えpH7となるまで中和した。中和後、分子量をGPCにより測定したところ、重量平均分子量Mwは5,157、分子量分布は2.266であった。 This separable flask was previously charged with 720 g of water and heated to 90 ° C. Under such conditions, the reaction liquid extraction pump was started and the temperature of the cooling water and the amount of cooling water were adjusted so that the temperature in the flask was maintained at 90 ° C., while the 80 wt% aqueous acrylic acid solution was 834.2 g / hr from the raw material supply port. 48 weight% sodium hydroxide aqueous solution 38.6 g / hr, 35 weight% sodium hydrogen sulfite aqueous solution 119.2 g / hr, 15 mass% sodium persulfate (sodium peroxodisulfate) aqueous solution 123.6 g / hr, 14.2 ppm mol An aqueous salt solution of 506.9 g / hr was added. The total mass of the added monomer, initiator, chain transfer agent and catalyst aqueous solution was 1440 g / hr, and the residence time of the reaction solution was 30 minutes. Further, the circulation ratio (= circulation amount / external liquid removal amount) was adjusted to be 10. The required stirring power Pv given by the stirring blade was 2.5 kW / m 3 . After reacting the reaction liquid (circulated liquid) for 3 hours in this state, the supply and circulation of the raw materials were stopped, the reaction liquid remaining in the flask was taken out after cooling, and neutralized until pH 7 was obtained by adding 48 mass% sodium hydroxide. did. After neutralization, the molecular weight was measured by GPC. As a result, the weight average molecular weight Mw was 5,157, and the molecular weight distribution was 2.266.

(実施例2)
4枚パドル撹拌翼の代わりにマックスブレンド(登録商標)型撹拌翼を用いたこと以外は実施例1と同様にして水溶性重合体を得た。撹拌翼で与えた撹拌所要動力Pvは2.5kW/mであった。中和後、得られた重合体の分子量をGPCにより測定したところ、重量平均分子量Mwは8,296、分子量分布は2.751であった。
(Example 2)
A water-soluble polymer was obtained in the same manner as in Example 1 except that a Max Blend (registered trademark) type stirring blade was used instead of the four-paddle stirring blade. The required stirring power Pv given by the stirring blade was 2.5 kW / m 3 . After neutralization, when the molecular weight of the obtained polymer was measured by GPC, the weight average molecular weight Mw was 8,296, and the molecular weight distribution was 2.751.

(実施例3)
4枚パドル撹拌翼の代わりに錨型撹拌翼(翼長/槽内径=0.9、翼幅/槽内径=0.1)を用いたこと以外は実施例1と同様にして水溶性重合体を得た。撹拌翼で与えた撹拌所要動力Pvは2.5kW/mであった。中和後、得られた重合体の分子量をGPCにより測定したところ、重量平均分子量Mwは7,842、分子量分布は2.628であった。
(Example 3)
A water-soluble polymer was prepared in the same manner as in Example 1 except that a vertical stirring blade (blade length / inner diameter = 0.9, impeller width / inner diameter = 0.1) was used instead of the four-paddle stirring blade. Got. The required stirring power Pv given by the stirring blade was 2.5 kW / m 3 . After neutralization, when the molecular weight of the obtained polymer was measured by GPC, the weight average molecular weight Mw was 7,842, and the molecular weight distribution was 2.628.

(比較例1:バッチ重合)
2Lのガラス製セパラブルフラスコに水350gとモール塩を加え、90℃まで加熱した。その条件下でテフロン製撹拌羽根(通常のパドル型)により撹拌を行いつつ、フラスコ内の温度が90℃を維持するように風冷しながら、フラスコ内に80重量%アクリル酸水溶液、48重量%水酸化ナトリウム水溶液、35重量%亜硫酸水素ナトリウム水溶液、15質量%過硫酸ナトリウム(ペルオキソ二硫酸ナトリウム)水溶液を表1に示す規定量加えた。本比較例で用いた撹拌翼で与えた撹拌所要動力Pvは1.02kW/mであった。なお添加の速度は表1に示す通りであり、分子量の調整は亜硫酸水素ナトリウムの増減により行なった。原料の供給が終わった後30分間温度を保ち、その後冷却して48質量%水酸化ナトリウムを加えpH7となるまで中和した。
(Comparative Example 1: Batch polymerization)
350 g of water and Mole salt were added to a 2 L glass separable flask and heated to 90 ° C. While stirring with a Teflon stirring blade (normal paddle type) under the conditions, the flask was cooled with air so that the temperature in the flask was maintained at 90 ° C. Sodium hydroxide aqueous solution, 35 wt% sodium hydrogensulfite aqueous solution, and 15 mass% sodium persulfate (sodium peroxodisulfate) aqueous solution were added in the prescribed amounts shown in Table 1. The stirring required power Pv given by the stirring blade used in this comparative example was 1.02 kW / m 3 . The rate of addition is as shown in Table 1, and the molecular weight was adjusted by increasing or decreasing sodium bisulfite. The temperature was maintained for 30 minutes after the supply of the raw materials was completed, and then cooled and neutralized until 48 mass% sodium hydroxide was added to reach pH 7.

Figure 0005214155
Figure 0005214155

以上のようにして、重量平均分子量および分子量分布が異なる複数の重合体を得た。比較例1で得られた分子量および分子量分布から、分子量と分子量分布の下記相関式(1)を用いて、バッチ重合で得られた重合体の所定の重量分子量における分子量分布を推定することができる。
y = a ln x + b ・・・(1)
式(1)において、yは分子量分布であり、xは重量平均分子量であり、lnはネイピア数eを底とした対数(自然対数)である。式(1)から、実施例1〜3で得られた重合体と同等の重量平均分子量において、バッチ重合で得られた重合体の推定分子量分布を算出した。結果を表2に示す。また、実施例1で得られた重合体の重量平均分子量に近い重量平均分子量(Mw:5,963)を有する、バッチ重合で実際に得られた重合体の分子量分布は2.501であった。さらに、実施例2で得られた重合体の重量平均分子量に近い重量平均分子量(Mw:8,354)を有する、バッチ重合で実際に得られた重合体の分子量分布は2.826であった。加えて、実施例3で得られた重合体の重量平均分子量に近い重量平均分子量(Mw:7,746)を有する、バッチ重合で実際に得られた重合体の分子量分布は2.728であった。実施例1〜3および比較例1〜4の重合体の重量平均分子量と分子量分布との関係を図4に示す。
As described above, a plurality of polymers having different weight average molecular weights and molecular weight distributions were obtained. From the molecular weight and molecular weight distribution obtained in Comparative Example 1, the molecular weight distribution at a predetermined weight molecular weight of the polymer obtained by batch polymerization can be estimated using the following correlation equation (1) between the molecular weight and the molecular weight distribution. .
y = a ln x + b (1)
In the formula (1), y is a molecular weight distribution, x is a weight average molecular weight, and ln is a logarithm (natural logarithm) with the Napier number e as a base. From the formula (1), the estimated molecular weight distribution of the polymer obtained by batch polymerization was calculated at the weight average molecular weight equivalent to the polymers obtained in Examples 1 to 3. The results are shown in Table 2. The molecular weight distribution of the polymer actually obtained by batch polymerization having a weight average molecular weight (Mw: 5,963) close to the weight average molecular weight of the polymer obtained in Example 1 was 2.501. . Furthermore, the molecular weight distribution of the polymer actually obtained by batch polymerization having a weight average molecular weight (Mw: 8,354) close to the weight average molecular weight of the polymer obtained in Example 2 was 2.826. . In addition, the molecular weight distribution of the polymer actually obtained by batch polymerization having a weight average molecular weight (Mw: 7,746) close to the weight average molecular weight of the polymer obtained in Example 3 was 2.728. It was. FIG. 4 shows the relationship between the weight average molecular weight and the molecular weight distribution of the polymers of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 4.

Figure 0005214155
Figure 0005214155

(比較例2)
表1の比較例1−7の処方において、撹拌所要動力Pvを2.5kW/mに変更したこと以外は比較例1−7と同様にして、水溶性重合体を得た。中和後、得られた重合体の分子量をGPCにより測定したところ、重量平均分子量Mwは6,810、分子量分布は2.621であった。
(Comparative Example 2)
In the formulation of Comparative Example 1-7 in Table 1, a water-soluble polymer was obtained in the same manner as Comparative Example 1-7, except that the required power Pv for stirring was changed to 2.5 kW / m 3 . After neutralization, the molecular weight of the obtained polymer was measured by GPC. As a result, the weight average molecular weight Mw was 6,810 and the molecular weight distribution was 2.621.

(比較例3)
マックスブレンド(登録商標)型撹拌翼を用いたこと以外は比較例2と同様にして、水溶性重合体を得た。中和後、得られた重合体の分子量をGPCにより測定したところ、重量平均分子量Mwは6,392、分子量分布は2.598であった。
(Comparative Example 3)
A water-soluble polymer was obtained in the same manner as in Comparative Example 2 except that a Max Blend (registered trademark) type stirring blade was used. After neutralization, the molecular weight of the obtained polymer was measured by GPC. As a result, the weight average molecular weight Mw was 6,392 and the molecular weight distribution was 2.598.

(比較例4)
アンカー翼を用いたこと以外は比較例2と同様にして、水溶性重合体を得た。中和後、得られた重合体の分子量をGPCにより測定したところ、重量平均分子量Mwは6,107、分子量分布は2.555であった。
(Comparative Example 4)
A water-soluble polymer was obtained in the same manner as in Comparative Example 2 except that the anchor blade was used. When the molecular weight of the obtained polymer was measured by GPC after neutralization, the weight average molecular weight Mw was 6,107 and the molecular weight distribution was 2.555.

実施例1〜3と比較例1〜4とを比較すると明らかなように、ループライン型反応器(重合体製造装置)と特定の撹拌翼とを組み合わせて用いることにより、分子量分布を狭くする効果が奏されることが明らかとなった。   As is clear when Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 4 are compared, the effect of narrowing the molecular weight distribution by using a combination of a loop line reactor (polymer production device) and a specific stirring blade. It became clear that is played.

本発明によれば、分子量分布の非常に狭い水溶性重合体が非常に高い生産性で得られる。本発明により得られる水溶性重合体は、水系の分散剤(顔料分散剤を含む)、スケール防止剤(スケール抑制剤)、洗剤ビルダー及びこれを用いた洗剤、金属イオン封止剤、増粘剤、各種バインダー等に好適に利用され得る。   According to the present invention, a water-soluble polymer having a very narrow molecular weight distribution can be obtained with very high productivity. The water-soluble polymer obtained by the present invention includes an aqueous dispersant (including a pigment dispersant), a scale inhibitor (scale inhibitor), a detergent builder, and a detergent, a metal ion sealing agent, and a thickener. It can be suitably used for various binders.

本発明の1つの実施形態による水溶性重合体製造装置を説明する概念図である。It is a conceptual diagram explaining the water-soluble polymer manufacturing apparatus by one Embodiment of this invention. 本発明の別の実施形態による水溶性重合体製造装置を説明する概念図である。It is a conceptual diagram explaining the water-soluble polymer manufacturing apparatus by another embodiment of this invention. ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により得られる面積比を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the area ratio obtained by gel permeation chromatography (GPC). 実施例1〜3および比較例1〜4の重合体の重量平均分子量と分子量分布との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the weight average molecular weight and molecular weight distribution of the polymer of Examples 1-3 and Comparative Examples 1-4.

符号の説明Explanation of symbols

100 水溶性重合体製造装置
1 タンク
2 循環ライン
3 排出ライン
4 冷却器
5 混合装置
6 循環ポンプ
7 アルカリ剤供給口
8 単量体供給口
9 連鎖移動剤供給口
10 重合開始剤供給口
11 剤供給口
12 撹拌手段
a タンク出口
b タンク戻り口

DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Water-soluble polymer manufacturing apparatus 1 Tank 2 Circulation line 3 Discharge line 4 Cooler 5 Mixing device 6 Circulation pump 7 Alkaline agent supply port 8 Monomer supply port 9 Chain transfer agent supply port 10 Polymerization initiator supply port 11 Agent supply Port 12 Stirring means a Tank outlet b Tank return port

Claims (8)

不飽和カルボン酸系単量体を含有する単量体を含む循環液を一時的に貯留するタンクと、
該タンクから出て該タンクの外部を循環し該タンクに戻り、該循環液を循環させる循環ラインと、
該循環液の一部を排出する排出ラインと、を備え、
該循環ラインが少なくとも1つの冷却器と、少なくとも1つの単量体供給口と、少なくとも1つの混合装置と、少なくとも1つの重合開始剤供給口と、を有し
該冷却器、該単量体供給口、該混合装置および該重合開始剤供給口が、該循環ライン内の循環液の流路方向に沿って冷却器/単量体供給口/混合装置/重合開始剤供給口の順、または、冷却器/単量体供給口/重合開始剤供給口/混合装置の順で配置されており、
該タンクにパドル型撹拌翼、錨型撹拌翼、格子型撹拌翼および大型平板翼からなる群から選択される撹拌翼を用いた撹拌手段が設けられている
水溶性重合体製造装置。
A tank for temporarily storing a circulating fluid containing a monomer containing an unsaturated carboxylic acid monomer ;
A circulation line that circulates out of the tank, circulates outside the tank, returns to the tank, and circulates the circulating liquid;
A discharge line for discharging a part of the circulating fluid,
The circulation line has at least one cooler , at least one monomer supply port, at least one mixing device, and at least one polymerization initiator supply port.
The cooler, the monomer supply port, the mixing device, and the polymerization initiator supply port are arranged along the flow direction of the circulating liquid in the circulation line by the cooler / monomer supply port / mixing device / polymerization. Arranged in the order of the initiator supply port or in the order of cooler / monomer supply port / polymerization initiator supply port / mixing device,
An apparatus for producing a water-soluble polymer, wherein the tank is provided with stirring means using a stirring blade selected from the group consisting of a paddle stirring blade, a saddle stirring blade, a lattice stirring blade, and a large flat blade.
前記排出ラインが、前記循環ラインから分かれて設けられている、請求項1に記載の水溶性重合体製造装置。   The water-soluble polymer production apparatus according to claim 1, wherein the discharge line is provided separately from the circulation line. 前記混合装置がモーションレスミキサーである、請求項1または2に記載の水溶性重合体製造装置。The water-soluble polymer manufacturing apparatus of Claim 1 or 2 whose said mixing apparatus is a motionless mixer. 前記重合開始剤供給口から供給される重合開始剤が、過硫酸塩および/または過酸化水素である、請求項1から3のいずれかに記載の水溶性重合体製造装置。The water-soluble polymer manufacturing apparatus in any one of Claim 1 to 3 whose polymerization initiator supplied from the said polymerization initiator supply port is a persulfate and / or hydrogen peroxide. 前記循環ラインが連鎖移動剤供給口をさらに有し、該連鎖移動剤供給口から供給される連鎖移動剤が、亜硫酸(塩)、亜硫酸水素(塩)、ピロ亜硫酸(塩)、亜リン酸(塩)、次亜リン酸(塩)、メルカプト基含有化合物、メルカプタン系化合物および2級アルコールから選択される、請求項1から4のいずれかに記載の水溶性重合体製造装置。The circulation line further has a chain transfer agent supply port, and the chain transfer agent supplied from the chain transfer agent supply port includes sulfurous acid (salt), hydrogen sulfite (salt), pyrosulfite (salt), phosphorous acid ( Salt), hypophosphorous acid (salt), mercapto group-containing compound, mercaptan compound, and secondary alcohol, the water-soluble polymer production apparatus according to any one of claims 1 to 4. 不飽和カルボン酸系単量体を含有する単量体を含む循環液を、タンクから出て該タンクの外部を循環し該タンクに戻る循環ラインに循環させながら該単量体を重合する、水溶性重合体の連続的製造方法であって、
該循環ラインの少なくとも1ヶ所で該循環液を冷却する工程と、
該循環ラインの少なくとも1ヶ所で該循環液を混合する工程と、
該循環液の一部を該循環ライン外に排出する工程と、
該タンク内の循環液を撹拌する工程と、を含み、
該循環ラインにおいて冷却工程後かつ混合工程前に単量体を供給し、かつ、混合工程後に重合開始剤を供給するか、冷却工程後かつ混合工程前に単量体および重合開始剤を供給することを含み、
該撹拌が、パドル型撹拌翼、錨型撹拌翼、格子型撹拌翼および大型平板翼からなる群から選択される撹拌翼を用いて行われる
水溶性重合体の連続的製造方法。
A circulating liquid containing a monomer containing an unsaturated carboxylic acid monomer is polymerized while being circulated through a circulation line that exits the tank, circulates outside the tank, and returns to the tank. A continuous production method of a conductive polymer,
Cooling the circulating fluid at at least one location of the circulating line;
Mixing the circulating fluid in at least one location of the circulation line;
Discharging a part of the circulating fluid out of the circulation line;
A step of stirring the circulating liquid in the tank,
In the circulation line, the monomer is supplied after the cooling step and before the mixing step, and the polymerization initiator is supplied after the mixing step, or the monomer and the polymerization initiator are supplied after the cooling step and before the mixing step. Including
The continuous production method of a water-soluble polymer, wherein the stirring is performed using a stirring blade selected from the group consisting of a paddle stirring blade, a saddle stirring blade, a lattice stirring blade, and a large flat blade.
前記重合開始剤が、過硫酸塩および/または過酸化水素である、請求項6に記載の水溶性重合体の連続的製造方法。The method for continuously producing a water-soluble polymer according to claim 6, wherein the polymerization initiator is a persulfate and / or hydrogen peroxide. 前記循環ラインにおいて連鎖移動剤を供給することをさらに含み、該連鎖移動剤が、亜硫酸(塩)、亜硫酸水素(塩)、ピロ亜硫酸(塩)、亜リン酸(塩)、次亜リン酸(塩)、メルカプト基含有化合物、メルカプタン系化合物および2級アルコールから選択される、請求項6または7に記載の水溶性重合体の連続的製造方法。And supplying a chain transfer agent in the circulation line, wherein the chain transfer agent comprises sulfurous acid (salt), hydrogen sulfite (salt), pyrosulfite (salt), phosphorous acid (salt), hypophosphorous acid ( Salt), a mercapto group-containing compound, a mercaptan compound, and a secondary alcohol, The method for continuously producing a water-soluble polymer according to claim 6 or 7.
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JP2011208027A (en) * 2010-03-30 2011-10-20 Nippon Shokubai Co Ltd Continuous production method of water-soluble polymer and water-soluble polymer
EP2742995A1 (en) * 2012-12-11 2014-06-18 Construction Research & Technology GmbH Continuous method for manufacturing copolymers
CN107074993B (en) * 2014-12-25 2019-01-11 东亚合成株式会社 The manufacturing method of acrylic acid series polymeric compounds aqueous solution
JP2017031255A (en) * 2015-07-29 2017-02-09 東亞合成株式会社 Method for producing acrylic acid based polymer

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4173610B2 (en) * 1999-09-28 2008-10-29 株式会社日本触媒 Continuous production method of water-soluble polymer
JP3820940B2 (en) * 2001-08-28 2006-09-13 東亞合成株式会社 Method for producing water-soluble polymer
JP3730615B2 (en) * 2001-12-28 2006-01-05 花王株式会社 Method for producing carboxylic acid polymer
JP3973976B2 (en) * 2002-06-12 2007-09-12 株式会社日本触媒 Method for producing (meth) acrylic acid polymer
JP4059845B2 (en) * 2003-01-22 2008-03-12 株式会社日本触媒 Method for producing temperature-controlled polymer
JP2006143766A (en) * 2004-11-16 2006-06-08 Dainippon Ink & Chem Inc Method for producing water-absorbing resin

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