JPH0214701A - 抽出方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、粉状、ベレット状などのポリマーゴム等に含
有される不純物等の高度除去方法に関するものである。

（従来の技術） ポリマー、粉体等の中に残留する不純物（溶剤、モノマ
ー、オリゴマー、副生成物等）を除去する方法として従
来加熱蒸発、真空蒸発等の手段が用いられていた。しか
し、なお少量の不純物が残留しており、そのために製品
の品質低下や中には人体に害を及ぼすものもあった。こ
こでさらに不純物含有量を減少させるためにポリマー等
を加熱すると変質、軟化等を起こすため不純物の残留濃
度をある程度以下に低下することはできない。

そこで近年、超臨界流体等を使用する高圧抽出法が提案
されており（例えばＣｈｅｌＩｎｇ　Ｔｅｃｈ　５６（
１’１８４）　Ｎｒ、１１．　Ｓ、　８５６）　、特開
昭５７−１１５４１９号には超臨界状態の流体により重
合体中のオリゴマー性環状エーテル分を減少させる方法
が開示されている。

（発明か解決しようとする課題） しかし、特開昭５７−１１５４１９号に記載のような高
圧抽出法を用いて重合体から不純物を高度に抽出除去し
ようとする場合、粉状、ベレット状等の粒度の小さい重
合体のとき抽出時に抽出剤を吸収して重合体の体積か増
加し、固体同志の付着を起こすことかある。また、粉状
、ベレット状等の形状の重合体が抽出条件で軟化、溶融
等の変化のため重合体同志の付着を起こすことがある。

すなわち、従来の高圧抽出法においで、重合体の抽出時
、抽出操作を実施すると抽出が進むうちに重合体同志の
付着が発生し、固結に進み製品重合体の品質上の問題、
抽出容器よりの製品の取りだし操作の不都合、製品の再
粉砕などの新しい操作の必要性か生じた。

そこで、このような付着、固結などを起こさないように
するため、温度を下げることが考えられる。しかし温度
を下げると抽出速度が遅くなり、したがって抽出に要す
る時間が長くなるため装置が大きくなる点や抽出剤量を
多くしなければならないなど経済的に不利になる。

特に被処理固形物質（例えば重合体）が粒度の小さい粉
体の場合、付着、固結がより発生しやすく、高度抽出が
不可箋であった。

（課題を解決するための手段） 本発明者らは上記の従来の、固形製品中の不純物除去に
際しての問題を克服するため鋭意研究を道ねた結果、粉
状製品を所定の流動化状態とし、超臨界状態又は液体の
抽出剤と接触させることにより、固形物質同志の付着か
防止でき、かつ、不純物の除去か効率的に行えることを
見出し、この知見に基づき本発明をなすに至った。

すなわち本発明は、粉状もしくは粒状の固形物質を抽出
器内部に充填して該物質中に含有される不純物を抽出器
内を上昇する抽出剤で抽出除去するに当り、抽出剤の上
昇速度か抽出器内部に充填された固形物質の最少流動化
速度以上で、かつ、該固形物質の終端速度以下になるよ
うにすることを特徴とする抽出方法を提供するものであ
る。

本発明の実施態様の１例を図面に従って説明する。

第１図はこの発明の一実施態様を示すフローシートであ
る。同図において抽出剤は抽出剤のタンクやボンベのよ
うな貯槽（図示しない）よりライン１から抽出剤の昇圧
装置２へ供給され、抽出に適する圧力まで昇圧される。

昇圧装置はライン１の抽出剤がガス状の場合は圧縮機が
、液体の場合にはポンプが用いられる。また昇圧装置は
複数基を直列または並列に接続されてもよい。抽出の圧
力まで昇圧された抽出剤はライン３から熱交換器４に供
給されライン５からの流体により抽出温度に調整され、
ライン６から抽出器７に供給される。抽出器７内下部に
抽出剤の分散装置８として例えば焼結金属板等が用いら
れる。抽出器７の分散装置８より上部に被抽出物質であ
る不純物を含むポリマー、ゴム等の粉状もしくは粒状固
形物質を導入口１２から所定量充填する。抽出器７に充
填する量は抽出剤を挿入する速度と上部の小粉体の分級
ゾーンの高さも関係するが分級ゾーンを除く抽出器分散
装置の上の高さの通常２０〜９０％程度であるが特に限
定されない。

不純物を抽出した抽出剤はライン９から圧力調整弁、１
０を介し、ライン１１から廃棄又は回収される。抽出剤
が回収再利用される場合は抽出剤を減圧又は／及び昇温
の通常の方法又は吸着分離などの方法により抽出剤中に
含まれる不純物を分離・除去する。

ここで抽出器７内の抽出剤の上昇速度は充填された粉状
もしくは粒状固形物質の最少流動化速度以上、終端速度
以下の範囲であるが、この流速の調節はライン１，３．
６．９、ｌｌ中に１つ又は複数個設置された流量計（図
示しない）によって流量を測定し、上記のような適切な
流動状態を維持する流量に設定される。

抽出処理後の処理固形物質は取出口１３から排出される
。

本発明において最少流動化速度とは粉状もしくは粒状の
固形物質の充填層に下から抽出剤を流し、流量を徐々に
増加していった時、固形物質層か静止状態から抽出剤に
伴われて運動を始める時の空塔速度をいい、これは流動
化開始速度ともいうことができる。また終端速度は重力
の作用で抽出剤中を沈降開始した該固形物質が一定速度
て沈降する状態に達した時の速度をいう。

本発明において抽出器内の下から上に向って抽出剤を流
す流速か最少流動化速度より小さい場合、抽出器内の粉
状もしくは粒状固形物質は流動しないため付着や固結等
を生じるが、一方抽出剤の流速が終端速度を越える場合
抽出蓋内の該固形物質は抽出剤により上部へ運ばれて付
着し、やはり固結を起こす。

本発明において最少流動化速度及び終端速度は抽出篇理
される固形物質の粒径、密度、充填量、抽出剤の種類、
抽出圧力、温度などの種々の条件によって異なるか、こ
れは実験的に求めることができる。

１例として二酸化炭素を用いて粉末状（直径１００１Ｌ
ｍ）の塩素化ポリエチレン（密度１．６ｇ／ｃｒｎ’）
を抽出する際の終端速度（ｕｔ　［ｍ１５］）と最少流
動化速度（ｕｆ　［ｍ／Ｓ］　）を抽出圧力の関数とし
て計算した結果を次表に示した。抽出器内の抽出剤の流
速を下記表の町とｕｆの間になるようにコントロールし
ながら抽出を行う。

本発明において抽出処理される粉状もしくは粒状固形物
質は抽出剤により溶解、膨潤を起ず限り特に粒径、形状
等には制限はなく、粒状のものにはいわゆるベレットも
包含する。

本発明において固形物質の粒径か小さい程抽出剤の内部
への拡散か速くなり抽出効果が大となって抽出速度が速
くなる。したかって固形物質は粉体か好ましい。このよ
うな粉体にはもともと粉体のものと、固形物質を粉砕等
により微細化したものかある。このような粉体は従来法
ては抽出時に容易に固結か発生したか本発明ではこれを
防止して抽出効果、抽出速度を高めることかてきる。

このような対象となる固形物質の好ましいものとしては
ポリマー、ゴムがあり、例えばポリエチレン、ポリプロ
ピレン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリオキシメ
チレン、ポリアクリルアミド等、これらの共重合体、塩
素化物、ゴム、塩化ゴムなどが挙げられる。抽出対象と
なる不純物はこれらのポリマー中に残留のモノマー、オ
リゴマーなと１例えば残留するホルマリン、スチレン、
トリオキシメチレン、水分、有機溶媒などである。

本発明方法の抽出処理に好適な固体物質は抽出剤に対し
て適度の膨潤性のあるポリマーであり、このような固体
物質を適度に溶解、膨潤させる抽出剤を用いて固形物質
を抽出処理することができる。

次に本発明に用いられる抽出剤は、抽出処理する固体物
質に対して適宜選ばれるか、具体例として（ａ）二酸化
炭素、笑気ガス、二硫化炭素、炭化水素（例文ばエタン
、エチレン、プロパン、プロピレン）、ハロゲン化炭化
水素（例えばフルオロカーボン）、（ｂ）上記のガスの
２種類以上の混合物、（ｃ）以上の物質と不純物の第２
の抽出溶剤（メタノール、エタノール等の通常の有機溶
媒）となる物質の混合物が挙げられる。

本発明においては用いられる抽出剤は液状又は超臨界状
態であるが、超臨界状態で用いるのかより好ましい。こ
の場合の抽出器の圧力と温度は、対象の固体物質により
異なるが、一般的には圧力は４０〜５００　ｋ　ｇ　／
　ｃ　ｒｒｆ　Ｇか好ましく、温度は０〜１５０℃か好
ましい。圧力か４ｏ　ｋｇ／　ｃｒｒｒ’Ｇ未満ては抽
出剤の抽出能力か低く、十分な抽出効果か得られず、５
００ｋｇ／ｃｒｎ’Ｇを越えると装置の耐圧設計のため
製作費のコストアップや抽出剤の圧縮に要する動力を考
慮すると経済的てない。また温度か０°Ｃより低いど抽
出速度が低下し、１５０°Ｃを越えると被抽出物（固形
物質）の欧化、付着、固結や劣化などを招く。

、に発明に用いられる抽出器の型は特に制限はな７・か
流動層型抽出器、噴流層型抽出器が好ましくｈ・うれる
。第２図に流動層型抽出器２０を、第３司に′■流層型
抽出器２１を断面図て示す。これ・？計則に説明すると
、２０ａ、２１ａは上部の小扮体の分級ゾーン、２０ｂ
、２１ｂはより大な粉体の抽出ゾーン、２２は抽出剤分
散板、２３．２４はそれぞれ導入される抽出剤、２５．
２６はｆく鈍物を抽出して抜き出される抽出剤を示す６
２７．２８は被処理固形物質導込口、２９．３０、ｉｈ
（、出恋理後の処理固形物質取出口を示す。

なお、図示しないか、第１図〜第３図において抽出剤の
供給を分割して複数の部位から抽出器内に供給するよう
にしてもよい。

また本発明においては、上記の第１図に示すような抽出
器を複数個並列に設け、それぞれの抽出器に抽出剤を流
すラインの切換機構を設けで、抽出の終了した抽出器の
ラインを閉じて別の抽出器に抽出剤の流れを順次切り換
えて連続的に抽出を行えるようにしてもよい。さらに抽
出器を複数個直列に設け、最初の抽出器て使用され、抽
出器上部から排出される不純物を含む抽出剤を次の抽出
器での不純物の抽出に使用して連続的に抽出を行えるよ
うにしてもよい。

本発明方法において固形物質の種類によっては、その充
填後抽出圧力まで昇圧中にイ」着固結するのを防ぐため
次のような方法をとるのが好ましい。

例えば抽出条件１００　ｋ　ｇ／　ｃｍ′Ｇとする時Ｏ
ｋ　ｇ／　ｃｍ’Ｇ　−１００ｋ　ｇ　／　ｃｒｎ’Ｇ
の昇圧過程においていずれの圧力においても又はある程
度の圧力以上の特に抽出器内の固形物質が流動するよう
な条件となるように抽出剤の送入速度をコントロールし
ながら抽出器内の圧力をと昇させる方法かよい。

また、例えば第１図の圧力調整弁ｌＯが閉まっていると
抽出器の上部の部分は抽出剤の上昇速度が遅い〜０とな
るのて出口のその弁をある程度開けて抽出剤を多少下流
に流しながら抽出器を昇圧していく方法かとられる。

（発明の効果） 本発明によれば粉状もしくは粒状固形物質（ポリマー、
ゴム等）の付着、固結を起こすことなく抽出処理を行う
ことができる。また本発明方法によれば不純物の抽出を
効率的に行うことができるばかりてなく、不純物抽出度
の極めて高い固形物質の精製を行うことかできる。

（実施例） 次に本発明を実施例及び比較例に基づきさらに詳細に説
明する。

実施例１ 塩素化ポリエチレン（残留溶剤濃度７．５％、残留溶剤
は四塩化炭素）を第１図に示すフローシートに基づいて
抽出を行った。なお、抽出剤の供給量を測定するための
流量計はラインｌ上に設置された。抽出器７内に粉状（
平均粒径２０ｇｍ）の塩素化ポリエチレン４０ｇを充填
し、下部より抽出剤として二酸化炭素を８０ｇ／分で供
給した。抽出器圧力調整弁１０により抽出器内の圧力を
徐々に上げていったが、圧力調整弁１０は少し開けて二
酸化炭素を流しながら昇圧した。最終的に抽出器７を圧
力１００ｋｇ／ｃｒｎ’Ｇ、温度的２０°Ｃで９０分間
保持した後、二酸化炭素の供給を停止した。抽出器の圧
力が大気圧になったあと、塩素化ポリエチレンを取り出
し、分析に供した。粉体に固結は認められず、溶剤の濃
度は０．６％に減少した。

比較例１ 第１図に基づいて実施例１と同じ方法で実施したか抽出
剤の供給量を実施例１の約１／１０とし、保持時間を４
時間とした。終了後抽出器内の粉体は約８０％かいくつ
かの大きな塊状となり、残りも硬い小片となっていた。

比較例２ 第１図の抽出器内に内筒を入れ、断面積を約ｌ／２０と
した。抽出器内に粉状の塩素化ポリエチレンを８ｇ充填
し、抽出剤で昇圧後実施例１のｌ／２゛の速度で１０分
間供給した。その結果、抽出器の塩素化ポリエチレンの
約半量が抽出器上部に付着していた。付着糊は硬いかた
まりとなっていた。下部のものは粉状てあったが、多少
固結物か混入していた。

実施例２ 粉状塩素化ポリプロピレン（平均粒径２０牌ｍ、残留溶
剤濃度５．５％）を第１図に示すフローシートに基づい
て二酸化炭素を抽出剤として抽出を行った。抽出器７内
に粉状の原料４０ｇを充填し、圧力１００　ｋ　ｇ／　
ｃｍ’Ｇ、温度２０℃に保持しながら二酸化炭、ｌｕｏ
ｇ／分で１時間供給したあと供給を停止した。抽出後粉
体に特に固結は認められず、　：ＴＩＣＩＣ間濃度は０
．８％であつた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法の実施に用いられる抽出装置のフロ
ーシートを示し、第２図及び第３図は本発明方法の実施
に用いられる抽出器の他側の断面図である。 特許出願人　東洋エンジニアリング株式会社第 図 第 匡 第 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）粉状もしくは粒状の固形物質を抽出器内部に充填
   して該物質中に含有される不純物を抽出器内を上昇する
   抽出剤で抽出除去するに当り、抽出剤の上昇速度が抽出
   器内部に充填された固形物質の最少流動化速度以上で、
   かつ該固形物質の終端速度以下になるようにすることを
   特徴とする抽出方法。