JPH0374404A - 重合体スケールの付着防止方法 - Google Patents

重合体スケールの付着防止方法

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JPH0374404A
JPH0374404A JP20982789A JP20982789A JPH0374404A JP H0374404 A JPH0374404 A JP H0374404A JP 20982789 A JP20982789 A JP 20982789A JP 20982789 A JP20982789 A JP 20982789A JP H0374404 A JPH0374404 A JP H0374404A
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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、エチレン性二重結合を有する単量体の重合に
おいて重合器内壁面などへの重合体スケールの付着防止
方法に関する。
〔従来の技術〕
重合器内で単量体を重合して重合体を製造する方法にお
いては、重合体が重合器内壁面などにスケールとして付
着する問題が知られている。重合体スケールが重合器内
壁面などに付着すると、重合体の収率、重合器の冷却能
力の低下、付着した重合体スケールが剥離して製品に混
入することによる製品重合体の品質低下などを招き、さ
らに重合体スケールの除去に多大の労力と時間が必要と
なるなどの不利が生じる。
従来、重合器内壁面などへの重合体スケールの付着を防
止する方法として、例えば、極性有機化金物や染料、顔
料などを内壁面に塗布する方法(特公昭45−3034
3号、同45−30835号)、芳香族アミン化合物を
塗布する方法(時開T[851−50887号)、フェ
ノール性化合物と芳香族アルデヒドとの反応生成物を塗
布する方法(特開昭55−54317号)などが提案さ
れる。
これらの方法は、塩化ビニルなどのハロゲン化ビニル単
量体あるいは該単量体を主体とする単量体混合物の重合
においては重合体スケールの付着防止に有効である。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかし、重合に供される単量体がスチレン、α−メチル
スチレン、アクリル酸エステルおよびアクリロニトリル
を初めとする一般式(■):CH2=CXY     
     (1)〔ここで、Xは水素原子またはメチル
基であり、Yは水素原子または式: −C,H2h、、
、 −CD口H9COONa、−COOC11fb−i
、 −CN、 −C8H5,−Cel14Z(ここで、
Zは水素原子、−0)1.−C)13.もしくは−CH
=CH2で表される基である) 、−0COC’、H2
,+、。
QC,、Hz−+もしくは一〇H=C)+2で表される
基であり、nは整数である。〕 で表されるエチレン性二重結合を有する単量体である場
合には、これらの単量体が前記の方法で形成されるスケ
ール防止効果を有する塗膜に対して大きい溶解能を有す
るため、塗膜の一部または全部が溶解されて失われる結
果、重合体スケールの付着を効果的に防止することがで
きなかった。中でも、スチレン、α−メチルスチレン、
アクリル酸エステルおよびアクリロニトリルはスケール
防止剤からなる塗膜に対する溶解能が著しく大きいため
、所期のスケール防止効果を得ることができなかった。
また、特に、ステンレス製重合器を用いる場合に、重合
体スケールの付着が起こり易いという問題があった。
本発明の目的は、かかる従来の問題に鑑み、前記の一般
式(I)で表される特定のエチレン性二重結合を有する
単量体の重合または共重合において、重合器内壁面なζ
への重合体スケールの付着を効果的に防止することがで
きる方法を提供することにある。
〔課題を解決するための手段〕
すなわち、本発明は、 一般式(I〉 : CH2=CXY          (I ’)〔ここ
で、Xは水素原子またはメチル基であり、Yは水素原子
または式;−Cイl(、、、、、−COOH。
COONa、 −COOCnLn+++ −CN、 −
Cs)Is、 −Cel14Z(ここで、Zは水素原子
、−DH,−C11,、もしくは−C)l=cH,で表
される基である) 、−DCDCI、)!2−1゜DC
−82,、+iもしくは−CH=CH,で表される基で
あり、nは整数、通常1〜4の整数である。〕で表され
るエチレン性二重結合を有する単量体の重合器内におけ
る重合において重合体スケールの付着を防止する方法で
あって、 重合器内壁面に、予め、まず (イ)スケール防止剤が塗布され、次に得られた塗膜上
に、さらに (ロ)アルカリ土類金属化合物および無機コロイドを含
む塗布液が塗布されて塗膜が形成されてなる重合器内で
、前記重合を行うことからなる重合体スケールの付着防
止方法を提供するものである。
本発明において用いられる(イ)のスケール防止剤とし
ては、例えば、米国特許第3.669.946号明細書
く特公昭45−30343号、同45−30835号、
48−29871号)に記載されている染料、顔料、極
性有機化合物;米国特許第4.105.838号明細書
く特公昭51−37308号)に記載されている極性有
機化合物の金属錯体、有機染料の金属錯体;米国特許第
4、105.839号明細書(特公昭53−46235
号)に記載されている電子供与性有機化合物、電子受容
性有機化合物、あるいはこれらの2種の有機化合物の少
なくとも1種を酸化剤、還元剤または塩基性物質で処理
したもの; 米国特許第4.173.696号明細書(特公昭56−
5442、5443および5444号)に記載されてい
る、(a)スルホン酸型またはカルボン酸型の水溶性ア
ニオン染料のアルカリ金属塩およびアンモニウム塩から
なる群から選ばれる少なくとも1種の化合物を含み、p
Hが7以下に調節された塗布液、並びに、(a)に加え
て (b) 1分子中に少なくとも1対の共役二重結合と少
なくとも1個の窒素原子とを有する水溶性カチオン染料
からなる群から選ばれる少なくとも1種の化合物、およ
び (C)ケイ酸、ケイ酸塩化合物、およびアルカリ金属以
外の金属の水溶性塩から選ばれる少なくとも1種の化合
物の少なくとも一方の化合物を含み、pHが7以下に調
節された塗布液、さらにこれらの塗布液に炭素原子数3
〜5の一価のアルコール。
フィチン酸等を含有させてなるもの; 米国特許第4.539.230号明細書(特開昭59−
202201号)に記載されている1分子中に共役π結
合を5個以上有する有機化合物、キレート試薬および配
位数2以上の金属イオンを発生する金属化合物を主剤と
してなる重合体スケール付着防止剤、並びにこれにさら
にケイ酸化合物が添加されたものなどを挙げることがで
きる。これらは1種単独でも2種以上を組み合わせても
用いることができる。
これらの種々のスケール防止剤のうちで、本発明の方法
において特に好ましいものは、アニオン染料を含有する
ものである。
このアニオン染料としては、例えば、C,!。アシッド
イエロー38 ; C,1,アシッドレッド1B、 5
2゜73゜80、87 ;C,I、アシッドバイオレッ
ト11.78 ; C,1゜アシッドブルー1.40.
59. 113. 116. 120゜158 、C,
I、アシッドオレンジ3.7;C,I、アシッドブラッ
ク1. 2. 124;C,I、ダイレクトオレンジ2
゜10.26.97;C,!、ダイレクトレッド1.3
1゜92、 186 ; C,I、ダイレクトバイオレ
ット1゜22;C,I、ダイレクトブルー1,6゜?1
.86.106゜C,1,ダイレクトブラック2.19
.32.38.77;C,1,ダイレクトグリーン1.
26;ダイレクトイエロー1;C,I、ダイレクトブラ
ウン1.37. 101;C,1,フードイエロー3;
C,I、リアクティブイエロー3;C,1,リアクティ
ブブルー2.4.18;C,I。
モーダントバイオレット5:[l:、1.モーダンドブ
ラック5;C,1,モーダントイエロー26 ; C0
1,フルオレセンドブライトニングエージェント30.
32;C,I、ソルビライズドバットブラック1;C9
I、アゾイックブラウン2等の水溶性アニオン染料など
を挙げることができる。
上記のアニオン染料を主成分とするスケール防止剤は、
アニオン染料以外の成分を含有してもよく、例えば、前
記の米国特許第4.173.696号、同第4.539
.230号等挙げることができる。
本発明の方法においては、(イ)のスケール防止剤は、
通常、適当な溶媒に溶解または分散されて第1の塗布液
が調製され、該塗布液の状態で重合器内壁面に塗布され
、塗膜が形成される。
(イ)のスケール防止剤を溶解または分散させるための
溶媒としては、例えば、水、メタノール。
エタノール、n−プロピルアルコール等のアルコール系
溶剤:n−ヘキサン、n−へブタン等の脂肪族炭化水素
系溶剤;トルエン、ベンゼン、キシレン等の芳香族炭化
水素系溶剤;塩化メチレン。
1−クロルブタン、塩化アミル、ジクロロエチレン、1
.1.2−)ジクロロエタン等のハロゲン化炭化水素系
溶剤:アセトン、メチルエチルケトン等のケトン系溶剤
;ギ酸メチル、酢酸エチル。
酢酸メチル、酢酸ジエチレングリコールモノメチルエー
テル等のエステル系溶剤;エチルエーテル。
1、 4−ジオキサン、エチレングリコールモノメチル
エーテル等のエーテル系溶剤;ジメチルホルムアミド、
ジメチルスルホキシド、アセトニトリル等の非プロント
系溶剤などが挙げられ、これらは適宜単独でまたは2種
以上の混合溶媒として使用される。
また、この第1の塗布液のpHは、必要に応じ適当な範
囲に調整される。例えば、前記米国特許第4、173.
696号明細書に記載されている水溶性アニオン染料を
溶解してなる塗布液は、前述のようにf187以下に調
整される。
こうして調製された(イ〉のスケール防止剤を含む第1
の塗布液は、通常、固形濃度約0.01〜5重量%の範
囲でよい。
該第1の塗布液は、重合器内−壁面、および好ましくは
重合中に単量体が接触する他の部分、例えば、攪拌軸、
攪拌翼などに塗布、乾燥されて、(イ)のスケール防止
剤の塗膜が形成される。乾燥は、例えば、室温〜100
℃で行えばよい。
このようにして得られる塗膜において、(イ〉のスケー
ル防止剤の乾燥塗布量は、通常、0.001〜5g/m
”程度が好ましい。
次に、以上のように形成された(イ)のスケール防止剤
の塗膜の上に、前記(ロ)のアルカリ土類金属化合物お
よび無機コロイドを含む塗布液を塗布、乾燥する。
この第2の塗布工程に用いられる塗布液(ロ)の成分で
あるアルカリ土類金属化合物としては、例えば、マグネ
シウム、カルシウム、バリウム等のアルカリ土類金属の
ケイ酸塩、炭酸塩、リン酸塩、硫酸塩、硝酸塩、ホウ酸
塩、酢酸塩、水酸化物、酸化物、ハロゲン化物などが挙
げられる。これらは1種単独でも2種以上を組み合わせ
て用いてもよい。
これらの中でも、特に好ましいものは、炭酸マグネシウ
ム、炭酸カルシウム、リン酸マグネシウム、リン酸カル
シウム、リン酸バリウム、硫酸カルシウム、ホウ酸カル
シウム、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、水酸
化バリウム、塩化マグネシウム、塩化カルシウム等であ
る。
また、塗布液(ロ)のもう1つの成分である無機コロイ
ドとしては、例えば、金コロイド、銀コロイド、イオウ
コロイド、水酸化第二鉄のコロイド、スズ酸のコロイド
、ケイ酸のコロイド、二酸化マンガンのコロイド、酸化
モリブデンのコロイド、五酸化バナジウムのコロイド、
水酸化アルミニウムのコロイド、リチウムシリケートの
コロイド等が挙げられ、これらは例えば、機械的粉砕、
超音波の照射、電気的分散、化学的方法等によって製造
されたものでよい。これらの無機コロイドは、1種単独
でも2種以上の組合せでも使用することができる。
塗布液(ロ)は、アルカリ土類金属化合物と無機コロイ
ドのそれぞれ1種または2種以上を適当な溶媒に溶解ま
たは分散させて調製される。
塗布液(ロ)中のアルカリ土類金属化合物と無機コロイ
ドとの合計濃度は、後記の乾燥塗布量が得られる限り特
に制限されないが、通常、0.005〜10重量%、好
ましくは0.01〜5重量%である。
塗布液(ロ)の調製に用いられる溶媒としては、水およ
び水と容易に混合可能な有機溶剤、例えば、アルコール
系溶剤、エステル系溶剤、ケトン系溶剤などが挙げられ
、これらは適宜、1種単独でまたは2種以上の混合溶剤
として使用される。
ここで、アルカリ土類金属化合物が十分に溶解され、塗
布液(口〉を塗布したときに均一で強固な塗膜が得られ
る点で、塗布液(ロ)のPHを6以下、特にpH5以下
に調整しておくと好ましい。
また、塗布液(口〉中のアルカリ土類金属化合物と無機
コロイドの含有割合は、通常、アルカリ土類金属100
重量部当り無機コロイド1〜10000重量部、好まし
くは10〜3000重量部である。
塗布液(ロ)の調製に用いられる溶媒としては、水およ
び水と容易に混合可能な有機溶剤、例えば、アルコール
系溶剤、エステル系溶剤、ケトン系溶剤などが挙げられ
、これらは適宜、1種単独でまたは2種以上の混合溶剤
として使用される。
ここで、アルカリ土類金属化合物が十分に溶解され、塗
布液(ロ)を塗布したときに均一で強固な塗膜が得られ
る点で、塗布液(ロ)のpt+を6以下、特にpH5以
下に調整しておくと好ましい。
塗布液(ロ)のPI(を調整するために使用されるp)
tall整剤としては、例えば、硫酸。塩酸、リン酸。
硝酸、炭酸、過塩素酸、モリブデン酸、タングステン酸
、リンモリブデン酸、リンタングステン酸。
ケイモリブデン酸、ケイタングステン酸。ギ酸。
酢酸、シコウ酸、乳酸、マレイン酸、グリコール酸、チ
オグリコール酸、パラトルエンスルホン酸およびフィチ
ン酸、並びにこれらの酸性塩が挙げられる。これらのう
ちで、塩酸、リン酸、過塩素酸、モリブデン酸、タング
ステン酸、リンモリブデン酸、リンタングステン酸、ケ
イモリブデン酸。
ケイタングステン酸、パラトルエンスルホン酸。
フィチン酸およびこれらの酸性塩が好ましい。これらの
pH調整剤は、予め適当な濃度の水溶液としておくと塗
布液(ロ)のpi(を調整する際に便利である。
次に、この塗布液(ロ)を前記の(イ)のスケール防止
剤の塗膜面に塗布した後、例えば室温ないし100℃程
度の温度で乾燥すればよい。十分な乾燥により塗膜を形
成することが必要である。塗布の際の重合器内壁等の温
度は室温〜100℃程度にしておくとよい。
この塗布液(ロ)のアルカリ土類金属化合物と無機コロ
イドの総乾燥塗布量は、通常、0.001〜5 g /
 m”であることが好ましい。
このようにして、重合器内壁、および好ましくはその他
重合中に単量体が接触する部分に2段階の塗布処理が施
され塗膜が形成された後は、この重合器に常法にしたが
って、前記一般式(1)で表されるエチレン性二重結合
を有する単量体9重合開始剤、その他必要とされる重合
媒体、添加剤。
例えば、単量体の分散助剤を仕込んで重合させればよい
本発明の方法が適用される一般式(1)のエチレン性二
重結合を有する単量体としては、例えば、酢酸ビニル、
プロピオン酸ビニルなどのビニルエステル;アクリル酸
、メタクリル酸およびそれらのエステルまたは塩;ブタ
ジェン、クロロプレン。
イソプレン等のジエン系単量体;スチレン、アクリロニ
トリル、α−メチルスチレン、ビニルエーテルなどが挙
げられる。
また、本発明の方法が適用される重合の形式は特に限定
されず、懸濁重合、乳化重合、溶液重合。
塊状重合などのいずれの重合形式においても有効である
したがって、重合系に添加される添加物質も通常用いら
れるものは何ら制約なく使用することができる。すなわ
ち、例えば、部分けん化ポリビニルアルコール、メチル
セルロース、ポリアクリレートなどの懸濁剤;リン酸カ
ルシウム、ヒドロキシアパタイト等の固体分散剤;ラウ
リル硫酸ナトリウム、ドデシルベンゼンスルホン酸ナト
リウム。
ジオクチルスルホコハク酸ナトリウム等のアニオン酸乳
化剤;ソルビタンモノラウレート、ポリオキシエチレン
アルキルエーテル等のノニオン性乳化剤;炭酸カルシウ
ム、酸化チタン等の充填剤:三塩基性硫酸鉛、ステアリ
ン酸カルシウム、ジブチルすずジラウレート、ジオクチ
ルすずメルカプチド等の安定剤;ライスワックス、ステ
アリン酸等の滑剤;DOP、DBP等の可盟剤;トリク
ロロエチレン、メルカプタン類等の連鎖移動剤;pH調
節剤;ジイソプロピルバーオキシジカーポネード、α、
α′−アゾビスー2.4−ジメチルバレロニトリル、ラ
ウロイルパーオキシド、過硫酸カリウム、クメンハイド
ロパーオキシド、p−メンタンハイドロパーオキシド等
の重合触媒などが存在する重合系においても、本発明の
方法は重合体スケールの付着を効果的に防止することが
できる。
本発明の方法が特に好適に実施される重合は、例えば、
固体分散剤を用いた懸濁重合法によるアクリロニトリル
とアチレンの共重合およびスチレンの単独重合である。
また、ステンレス製重合器におけるポリスチレン、ポリ
メチルメタクリレート、ポリアクリロニトリル等の重合
体のビーズ。
ラテックスの製造;SBR,NBR,CR,IR。
11Rなどの合成ゴムの乳化重合による製造;ABS樹
脂の製造を行う重合にも好適である。
本発明の方法を実施するにあたっては、塗布液の塗布作
業は、適宜、毎バッチあるいは数パッチに1回の割合で
行えばよく、これにより重合器内壁等に重合体スケール
を付着させることなく、重合器を繰り返し使用できる。
〔実施例〕
以下、実施例および比較例を挙げて本発明の詳細な説明
する。なお、以下の各表において*印を付した実験弘は
比較例であり、それ以外の実験弘は本発明の実施例であ
る。
プレポリマーの調製 実施例1で使用するプレポリマーを、下記の方法で調製
した。
重合器に、スチレン6000g、ポリブタジェンゴム7
20g、ミネラルオイル(出光興産■製、CP−50)
480gおよびn−ドデシルメルカプタン6000 g
を仕込み、115℃で5時間反応させてプレポリマーを
調製した。
実施例1 各実験恥において、内容積201の撹拌機付ステンレス
製重合器を用いて次のようにして重合を行った。
実験N(L 2および4〜14では、第1表に示すアニ
オン染料を水に濃度0.5重量%に溶解または分散させ
、塩酸でpH3に調整した液、実験に15〜18では第
1表に示すスケール防止剤の溶液を塗布液(イ)として
用い、これを重合器内壁その他重合中に単量体が接触す
る部分に塗布し、50℃で 15分間加熱して乾燥し塗
膜を形成した。
次に、水に(A)アルカリ土類金属化合物および(B)
無機コロイドを合計濃度が0.5重量%になるように溶
解または分散させ、pl調整剤でI)Hを調整して塗布
液(口〉を調製した。この塗布液(ロ)を上記に形成さ
れた塗膜の上にさらに塗布し、 50℃で20分間加熱
して乾燥させた後、水洗して塗膜を形成した。ただし、
実験Nα1〜3は、塗布液を塗布しないか、塗布液(イ
)または(ロ)のいずれか一方のみを塗布した比較例で
ある。各実験において用いた塗布液(イ)のスケール防
止剤、塗布液(ロ)のアルカリ土類金属化合物、無機コ
ロイド、pHl1整剤および塗布液(ロ)のpHSmび
に塗布液(口〉中のアルカリ土類金属化合物/無機コロ
イドの重量比を第1表に示す。
次に、このように塗膜を形成した重合器1と、水700
0 g 、上記調製例で得られたプレポリマー7000
、g1ヒドロキシアパタイト70g1ドデシルベンゼン
スルホン酸ナトリウム0.14g、過酸化ベンゾイル1
7.5 gおよび過安息香酸−t−ブチル10、5 g
を仕込み、92℃で3.5時間反応させた後、135℃
で1時間反応させて重合体を製造した。重合終了後、重
合器内壁面に付着した重合体スケールの量を測定した。
結果を第1表に示す。
実施例2 内容積3001の撹拌機付のステンレス製重合器に、実
施例1と同様の方法で、塗布液(イ)および塗布液(ロ
)を塗布して塗膜を形成した。ただし、実験に19〜2
1は、塗布液を塗布しないか、または塗布液(イ〉また
はく口〉のいずれか一方のみを塗布した比較例である。
各実験において用いた塗布液(イ)のスケール防止剤、
塗布液(ロ)のアルカリ土類金属化合物、無機コロイド
、PH調整剤および塗布液(口〉のpH1並びに塗布液
(ロ)中のアルカリ土類金属/無機コロイドの重量比を
第2表に示す。
次に、このように塗膜を形成した重合器に、スチレン6
0kg、アクリロニトリル40kg、水100kg1ヒ
ドロキシアパタイト2kg、ラウリル硫酸ナトリウム4
0g5 t−ドデシルメルカプタン300gおよびラウ
ロイルパーオキシド400gを仕込み、内温70℃で1
時間撹拌した後、2時間かけて 70℃から80℃に昇
温させた。次いで、80℃で1時間反応させて重合体を
製造した。重合終了後、重合器内壁面に付着した重合体
スケールの量を測定した。結果を第2表に示す。
〔発明の効果〕 本発明の方法によれば、従来スケール剤塗膜に対し溶解
能が高いためにスケールの付着を効果的に防止すること
が困難であった、前記一般式(I〉で表されるエチレン
性二重結合を有する単量体の重合、共重合において、重
合体スケールの重合器内壁面などへの付着を効果的に防
止することができる。特に、溶解能か著しく高いスチレ
ン、α−メチルスチレン、アクリル酸エステル、アクリ
ロニトリル等を含む重合系においても、重合体スケール
の付着を効果的に防止することができる。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 一般式: CH_2=CXY 〔ここで、Xは水素原子またはメチル基であり、Yは水
    素原子または式:−C_nH_2_n_+_1、−CO
    OH、−COONa、−COOC_nH_2_n_+_
    1、−CN、−C_6H_5、−C_6H_4Z(ここ
    で、Zは水素原子、−OH、−CH_3、もしくは−C
    H=CH_2で表される基である)、−OCOC_nH
    _2_n_+_1、−OC_nH_2_n_+_1もし
    くは−CH=CH_2で表される基であり、nは整数で
    ある。〕 で表されるエチレン性二重結合を有する単量体の重合器
    内における重合において重合体スケールの付着を防止す
    る方法であって、 重合器内壁面に、予め、まず (イ)スケール防止剤が塗布され、次に得られた塗膜上
    に、さらに (ロ)アルカリ土類金属化合物および無機コロイドを含
    む塗布液が塗布されて塗膜が形成されてなる重合器内で
    、前記重合を行うことからなる重合体スケールの付着防
    止方法。
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