JPH0329085B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は特にスクリユー押出機型の脱水、乾燥
装置を用いて、ポリビニルアルコール（以下
PVAという）を乳化剤とする高分子ラテツクス
から乾燥ポリマーを連続的に収量よく製造する方
法に関する。

一般に高分子ラテツクスから乾燥ポリマーを得
る方法としては、まず高分子ラテツクスに、酸あ
るいは塩などを加え、凝固させた後、これを脱水
しさらに乾燥することによつて製造される。

これを更に詳しく説明すると、まず、高分子ラ
テツクスに酸あるいは無機塩の水溶液を加えて撹
拌下に凝固させるか、または凍結凝固させた後、
脱水、乾燥の工程へ供給する。脱水乾燥の方法
は、ポリマーに要求される物性により異なるが、
脱水方法としては、例えばドラムフイルターによ
る方法、ロールによる方法、スクリユータイプの
装置による方法等、また乾燥方法としては、例え
ばバンド乾燥機やスクリユータイプの乾燥機によ
る方法等があり、これらを適当に組合せて目的の
水分まで脱水、乾燥している。

しかし、これらの脱水、乾燥方法は工程が多
く、かつ例えばバンド乾燥機では多量のエネルギ
ーを必要とする等の欠点がある。

このようなことから脱水、乾燥工程をスクリユ
ー押出機型の脱水、乾燥装置により同一装置内で
一度に行なつてしまう簡略化方法が提案されてい
る。

例えば特公昭50−17227号には、常温で硬質で
あり、かつ100〜300℃の温度で軟質もしくは溶融
状態になる重合体のラテツクスから重合体を回収
する際に、スクリユー、シリンダ、シリンダ先端
のダイス部、スクリユー駆動部およびシリンダの
先端から後端にかけて300℃から常温までの温度
域を維持することのできる加熱部分から成り、ス
クリユーおよびシリンダは先端方向にしたがい圧
縮比を有しており、シリンダは後端部に液状物を
通過させるが、固形状物を通過させない溝、穴あ
るいは間隙、比較的後端部に重合体ラテツクスと
凝固剤の導入口、および先端部の比較的高温度領
域に１つ以上の排気孔を備えてなる装置の導入口
に重合体ラテツクスおよび凝固剤を別途あるいは
混合して連続的に提供し、まずシリンダの比較的
低温度域でスクリユーの回転により混合圧縮して
大部分の水をシリンダ後端部の溝、穴あるいは間
隙から排出させ、次いでシリンダの高温度域で重
合体を溶融し、残余の水分およびその他の揮発物
を高温度部分の排気孔から除去し、シリンダ先端
のダイス部から重合体を溶融状態で連続的に取り
出すことを特徴とする重合体ラテツクスから重合
体を回収する方法が提案されている。

また、二軸同方向回転スクリユー押出機型を成
し、移送物を圧搾可能でかつ相互かき取り型のス
クリユーを有し、更に、ケーシングに設けられた
遊離水排出用のスリツトと、加熱と共にベント孔
からの吸引を行なう減圧乾燥手段を具備した脱
水・乾燥装置を用いることにより、従来別工程で
行なわれている脱水と乾燥を同一装置内で連続的
に行なう方法もある。

また特開昭57−1741号には二軸同方向回転スク
リユー押出機型を成し、移送物を圧搾可能でかつ
相互かき取り型のスクリユーを有し更にケーシン
グに設けられた排出用のスリツトと加熱と共にベ
ント孔からの吸引を行なう減圧乾燥手段を具備し
た脱水・乾燥装置を用いることにより打水と乾燥
を同一装置内で連続的に行なう方法もある。

しかしながらこれらの方法も高分子ラテツクス
を製造する際に使用される乳化剤および高分子ラ
テツクスを凝固させる凝固剤の種類が適当でなか
つたり、組合わせが適切でなかつたりすると凝固
状態が不充分となり、機械的圧搾に抗することが
できず、ポリマーはスリツトにより流出してしま
うことがある。

従つてスクリユー押出機型の脱水、乾燥装置に
よりこれらの工程を同一装置内で一度で行なうた
めには、まず高分子ラテツクスの凝固物が充分に
硬く、かつ、スクリユー内にてポリマーが微粒子
状とならないことが必要である。

本発明はこのような現状に鑑みてなされたもの
であり、高分子ラテツクスが乳化剤としてPVA
を含み、凝固剤としてホウ素化合物と硫酸根を含
んだ化合物を脱水、乾燥装置に供給し、凝固、脱
水、乾燥等を連続的にかつ収量良く行なえるよう
にした乾燥ポリマーの連続製造方法に関するもの
である。

即ち本発明はスクリユー押出機型脱水、乾燥装
置を用いてPVAを乳化剤とする高分子ラテツク
スから乾燥ポリマーを製造する際に、凝固剤とし
てホウ素化合物および硫酸根を持つた化合物を特
定量混合使用することによつて、スクリユー押出
機内で凝固、脱水、洗滌及び乾燥を効率よく行な
わせ、かつ収量よく乾燥ポリマーを連続的に得る
ことを特徴とするものである。

更に本発明を詳細に説明する。本発明に用いる
高分子ラテツクスはPVAを乳化剤としたもので
あればいかなる種類の高分子ラテツクスでもよ
く、特にPVAが乳化剤として用いられる、酵素
ビニル系の高分子ラテツクス、例えば酢酸ビニ
ル・エチレン共重合体のラテツクス、酢酸ビニ
ル・エチレン・アクリル酸アルキル及び／又はア
ルコキシエステル共重合体のラテツクスおよびア
クリル酸アルキル及び／又はアルコキシエステル
の高分子ラテツクス等に適用できる。

PVAの種類は部分ケン化PVAあるいは完全ケ
ン化PVAのうちでいかなるものでもよくその使
用量はポリマー１００重量部に対して２〜10重量
部、好ましくは４〜７重量部である。

またPVAは高分子ラテツクスの製造時には乳
化剤として使用されるが、このラテツクスから乾
燥ポリマーを得るには加えたPVAをおおかた除
かなければならない。何故ならPVAが残存する
とポリマーの物性に悪影響をおよぼすためであ
る。

高分子ラテツクスの固型分濃度は20〜70重量％
であり、好ましくは30〜60重量％である。

凝固剤としてはPVAのゲル化剤として、よく
知られているホウ素化合物および硫酸根を含んだ
化合物を併用して用いる。

ホウ素化合物としてはホウ酸、四ホウ酸カリウ
ム、四ホウ酸水素アンモニウム、四ホウ酸ナトリ
ウム（ホウ砂）などがあり、いずれのホウ素化合
物を用いてもよいが、とりわけホウ砂が最も効果
的な凝固剤であり好ましい。

しかしながら、上記のホウ素化合物のみで凝固
させると凝固状態は固く良好なるも、未凝固のラ
テツクスが生じるため分離水は白濁するほか、脱
水工程のスリツトからも含水率約50重量％の凝固
ポリマーが排出され乾燥ポリマーの収量を悪くす
るといつた欠点がある。

また硫酸根を含んだ塩もPVAのゲル化剤とし
て、知られているが、これらの塩で凝固させると
ほぼ完全に凝固するものの凝固物はもろく機械的
圧搾に耐え得なく、スリツトより流出してしまい
乾燥ポリマーが得られない。

本発明においては、これらホウ素化合物と硫酸
根を有する塩を混合し凝固液として使用すること
により、未凝固のラテツクスを生ずることなく、
かつ機械的圧搾に充分耐えうる凝固物とすること
にある。

硫酸根を持つた化合物としては水への溶解度を
有するものであれば特に限定されず、例えば、硫
酸ナトリウム、硫酸カリウム、硫酸アンモニウ
ム、硫酸第一鉄、硫酸銅、硫酸亜鉛、硫酸アルミ
ニウム、カリ明ばんおよび硫酸などが使用できる
がとりわけ、硫酸ナトリウム、硫酸アンモニウム
が好ましい。

使用するホウ素化合物の量はポリマー１００重
量部に対して0.2〜10重量部であり、好ましくは
１〜５重量部である。

硫酸根を含む化合物の量はポリマー１００重量
部に対して0.5〜15重量部であり、0.5重量部より
少ないとポリマーの凝固物の分離水は白濁し、乾
燥ポリマーの収量が悪くなり、15重量部より多い
とポリマー中に硫酸塩が残存し、ポリマーの物性
を悪化させる。好ましくは３〜10重量部である。

ホウ素化合物と硫酸根を含む化合物の重量割合
はホウ素化合物／硫酸根を含む化合物＝0.2〜５
であるが、好ましくは0.5〜２である。

脱水、乾燥装置としてはスクリユー押出機型の
もので、少なくとも脱水と乾燥を同一装置内でで
きるものであればよく、具体的には機械的圧搾と
それによつて生じる遊離水のスリツトからの排
水、並びに加熱やベント孔からの排気による乾燥
機能を同一装置内に有するスクリユー押出機型の
ものであればよい。

脱水、乾燥装置のケーシングは分割式でも一体
式のものでもよく、スクリユーも分割式のものを
組合せたものでも一体型のものでもよいが、自由
な組合せによる適した機能の選択ができることか
ら、分割式のものの方が好ましい。スクリユー
は、送り方向スクリユー、逆方向スクリユーなど
が自由に組合わせて使えるが基本的には相互かき
取り方式のセルフクリーニングスクリユーが好ま
しい。

また吐出口の先端にペレツト作成用のノズルを
つけたり、途中で温水を圧入して凝固物の洗滌工
程を付加したり、あるいは安定剤などのような添
加剤の圧入を行なつてもよい。

更にスクリユー上での凝固物の硬さを調整する
ために予め、高分子ラテツクスおよび凝固液を加
熱してもよい。

次に実施例および比較的により本発明を説明す
る。

先ず、実施例に用いた装置について説明する
と、第１図は装置の全体を示す説明図、第２図は
脱水・乾燥装置のケーシングとスクリユーの関係
を示す図、第３図はかき取り型（セルフクリーニ
ング型）スクリユーのかみ合いの模式図である。
図中１は高分子ラテツクス貯槽、２，４はポン
プ、３は凝固液貯槽、５は同方向回転二軸のスク
リユー押出機型の脱水・乾燥装置で、Ａ〜Ｍの分
割されたケーシングを連結したものである。Ａは
原料供給ケーシング、Ｂ，Ｄ，Ｈはスリツトケー
シング、Ｆは圧入孔Ｐを有する圧入ケーシング、
Ｊ，Ｌはベント孔V₁，V₂を有するベントケーシ
ング、他は単なるケーシングで、ケーシングＭに
乾燥ゴムを取り出すダイスが取りつけてある。

スクリユーは、第２図及び第３図に示されるよ
うに二軸同方向回転で互いにかき取るセルフクリ
ーニング型式となつており、ケーシングＡ〜Ｍと
同様に分割式となつている。

実施例 １ 第１図に示す装置を用い、固型分40％（％は重
量による。以下同様である。）のPVA（電気化学
工業社製部分ケン化ポリビニルアルコールＢ−
0.5：2.5PHR、Ｂ−17：2.5，PHR（PHRは凝固
させるラテツクス中の重合体１００重量部に対す
る添加重量部である）を使用）エチレン−酢酸ビ
ニル−アクリル酸ブチルエステル共重合体高分子
ラテツクスを貯槽１より、その供給量を131／
Hr、ホウ砂および硫酸アンモニウムの混合溶液
を貯槽３から40／Hrでそれぞれポンプ２およ
び４により供給した（ホウ砂1PHR、硫酸アンモ
ニウム、1.2PHR）。

供給開始と共に脱水・乾燥装置６のスクリユー
回転数を徐々に上げ300rpmまで上げた。ベント
用ケーシングＪ，Ｌのベント孔V₁，V₂に直結し
た真空ポンプを作動させた。

開始後10分で定常状態となり、ケーシングＭの
先端より水分0.35％、色相は無色の共重合ポリマ
ーが50Kg／Hrで得られた。

なおケーシングの温度は次のように設定し、ま
た温度80℃の温水をケーシングＦの圧入孔Ｐおよ
びケーシングＣの圧入孔Ｑよりそれぞれ100／
Hr、40／Hrで供給した。

ケーシング記号 温 度 Ｉ 142℃ Ｊ 152℃ Ｋ 158℃ Ｌ 170℃ Ｍ 180℃ 一方スリツトから排出された水はケーシングＢ
では透明な分離水が82／Hr、ケーシングＤで
110／Hr、ケーシングＨでは、スチームのみの
排出であつた（ポリマーの収率95％）。

実施例 ２ 固型分40％のPVA（Ｂ−05、Ｂ−17）を乳化剤
として重合したアクリル酸ブチルエステルの高分
子ラテツクスを100／Hr、ホウ砂、硫酸アンモ
ニウム混合溶液を30／Hrでそれぞれ供給し、
実施例１と同様にして脱水・乾燥装置６へ送り、
水分0.5％の色相無色の乾燥ポリマーを38Kg／Hr
で得た。

なお、ケーシングの温度は次のように設定し、
圧入用ケーシングＦの圧入孔Ｐおよびケーシング
Ｃの圧入孔Ｑより80℃の湯をそれぞれ100／
Hr、40／Hrで供給した。

ケーシング記号 温 度 Ｉ 144℃ Ｊ 150℃ Ｋ 161℃ Ｌ 173℃ Ｍ 181℃ 一方スリツトから排出された水はケーシングＢ
で62／Hr、ケーシングＤでは110／Hr、ケ
ーシングＨではスチームのみであつた。

実施例 ３ 実施例１と同じ高分子ラテツクスを用い、供給
量を131／Hr、凝固液としてホウ砂、および硫
酸ナトリウムの混合溶液（ホウ砂1PHR 硫酸ナ
トリウム1.2PHRを含む。）を40／Hrで供給し、
実施例１と同じ方法により、水分0.53％の乾燥ポ
リマーを48Kg／Hrで得た。ケーシングの温度、
スリツトからの排出量は実施例１と同じであつた
（ポリマー収率92％）。

比較例 １ 実施例１と同じ高分子ラテツクスを用い供給量
を131／Hr、凝固液としてホウ砂および硫酸ア
ンモニウムの混合溶液（ホウ砂1PHR、硫酸アン
モニウム0.4PHR含んだ溶液）を実施例１と同じ
方法で供給した。ケーシングＭの先端より水分
0.37％で色相が無色の乾燥ポリマーが37Kg／Hr
で得られた。この時スリツトＢからは乳白色の未
凝固の高分子ラテツクスが分離水として排出さ
れ、さらに含水率48％の含水ポリマーも同じスリ
ツトより８Kg／Hr排出された（ポリマー収率70
％）。

比較例２ 実施例１と同じラテツクスを用い、高分子ラテ
ツクスの供給量を131／Hr、凝固液としてホウ
砂、硫酸アンモニウムの混合溶液（ホウ砂
1PHR、硫酸アンモニウム20PHR含んだ溶液）
を実施例１と同じ方法で供給した。ケーシングＭ
の先端より水分0.45％で色相が無色の乾燥ポリマ
ーが50Kg／Hrで得られた。この時スリツトＢか
らは透明な分離水が排出され、含水ゴムは、ほど
んど排水されなかつた。

得られたポリマーは見かけ上は実施例１のポリ
マーと差はなかつたが、灰分と耐水性を測定した
ところ、次のようになつた。

灰分（％） 耐水性^* 実施例１ 0.2 2.0 比較例２ 1.5 11 ＊耐水性40℃・48Hrにおけるポリマーの体積膨
潤率 これにより比較例２のポリマーの耐水性が劣る
ことは明白である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に用いた装置の全体説
明図、第２図は脱水、乾燥装置のケーシングとス
クリユーの関係を示す図、第３図はかき取り型
（セルフクリーニング型）スクリユーのかみ合い
の模式図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ スクリユー押出機型の脱水、乾燥装置を用い
   て、ポリビニルアルコールを乳化剤とする高分子
   ラテツクスから乾燥ポリマーを連続的に製造する
   際に、凝固剤として(イ)ホウ素化合物をポリマー１
   ００重量部に対して0.2〜10重量部、及び(ロ)硫酸
   根を含んだ化合物0.5〜15重量部を各々混合した
   ものを用い、スクリユー押出機の中にて凝固、脱
   水、洗滌及び乾燥を行なうことを特徴とする乾燥
   ポリマーを連続的に収量よく製造する方法。