JPH04255726A - 重合体の混合および活性化システム - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、回分または連続状態に
おいて比較的速い速度で有機合成重合体を混合して活性
化し、かつ重合体の濃度および活性化を制御し、選択し
、変化させ、維持することが可能な方法および装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】有機合成高分子電解質の需要はここ２０
年の間に急速に増加している。ごく最近になって、米国
環境保護庁は飲用水の処理に用いることを認可した重合
体生成物をおよそ４５０ばかり列挙した。今日、飲用水
生産に利用することが認可されている有機重合体生成物
は１，０００以上あり、世界中のすべての液／固分離に
応用されている変形物は１０，０００にも上る。水処理
に一般に用いられている有機合成重合体を分類するうえ
で、電荷のタイプ、生成形態、および相対分子重量を考
慮することが重要である。電荷は陰イオンか陽イオン、
または非イオンである。重合体は粉末か（水）溶液、ま
たはエマルションである。相対分子重量は低値から極め
て高値にまで変化する。活性化していない重合体すなわ
ち純粋な重合体はオイル担体によって囲まれている。こ
の相では、分子自体がコイル状になっている。分子は電
荷によってコイル状ではなくなろうとするが、オイル担
体は電荷を弱めてコイル状を保つ。

【０００３】米国水道局のチェサピーク支部（Ｃｈｅｓ
ａｐｅａｋｅ　　ｓｅｃｔｉｏｎ）に贈られたベス・エ
ム・グチアルディ（Ｂｅｔｈ　　Ｍ．　　Ｇｕｃｃｉａ
ｒｄｉ）およびスチーブン・ケイ・デンテル哲学博士（
Ｄｒ．　　Ｓｔｅｖｅｎ　　Ｋ．　　Ｄｅｎｔｅｌ，　
　ＰｈＤ）による「水処理に用いられる有機合成高分子
電解質の特徴（Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ　　
ｏｆ　　Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ　　Ｏｒｇａｎｉｃ　　Ｐ
ｏｌｙｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅｓ　　Ｕｓｅｄ　　ｉｎ
　　Ｗａｔｅｒ　　Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ）」の項目に以
下のように述べられている。 「一般論として、重合体は、主に炭素と水素からなる連
続した構造単位によって形成された化学的化合物である
と定義できる。この構造単位すなわち単量体は、重合と
呼ばれるプロセスにおいて互いにリンクして長い鎖を形
成する。仮に単量体が正に荷電すると、重合体は陽イオ
ン重合体であるとされる。逆に重合体が負に荷電した単
位を持っていると、これは陰イオン重合体と言われてい
る。もし重合体の総電荷がゼロであれば、これは非イオ
ン重合体である。典型的な陽イオン重合体では、そのい
くつかまたはすべての連続した単位に、正に荷電した窒
素原子が含まれている。陰イオン重合体は負に荷電した
酸素から電荷を得る。陰イオン重合体は、正負の単位が
等しく結合した場合か、鎖状に荷電した単位が存在しな
い場合に見られる。重合体を形成する連続した単位すな
わち単量体が１種類のみの場合、これは単重合体である
。もし２種類の単量体が重合体排列に沿って均一に交互
する場合、これは共重合体である。重合体分子を有する
連続した単位の数と種類とによって分子重量が決定され
る。重合体の形成には多くの単量体単位が必要であるた
め、この重量は１万から１０００万という重いものとな
る。」

【０００４】液体、またはエマルションの重合体は、炭
化水素オイルに硬質有機重合体ゲルが分散した分散系で
ある。ゲルの分子はコイル状であり、不活性で連続相に
あると考えられている。重合体をオイル担体の連続相に
おくことには、何といっても荷積みが容易で貯蔵寿命が
長いという利点がある。アミドおよびカルボキシル群が
あるため、重合体は極めてイオン化しやすい。このため
重合体は水とは非常に相性が良いが油を嫌う。重合体は
水のような適した溶媒に混合して水和（活性化）作用を
起こさなければ不活性であると考えられている。

【０００５】重合体ゲルは、分散した有機重合体相が連
続した液相と結合して半流動物質を形成するコロイド懸
濁液である。ゲルは窒素を含有する長い鎖状の高分子か
ら成っている液様コロイド系でもある。エマルションは
硬質有機重合体ゲルが炭化水素オイル中に分散した分散
系である。固体の有機高分子電解質はすべて、水溶液や
懸濁液の液相において重合体を処理する際の相違から生
じるものである。合成を行うことによって、固くて強度
があるゴムのゲルができる。粘着性のあるゲル粒子を熱
処理すると、「乾燥」または「粉末」状態の固体の高分
子電解質生成物ができる。

【０００６】液体重合体は産業上、その産業工程を簡略
化してより経済的なものにするために用いられている。 例えば、液体重合体は水を純化して凝集するために用い
られたり、自動車用のスプレーペイントブースにおいて
ペイントの粘着力を取り除くために用いられたりする。 また、化学産業において無機物や他の固体を植物溶出液
から分離するために利用されたり、石炭産業において固
体の沈殿物をプロモートして純粋な石炭に再生するため
に利用されたりする。さらに、石油産業では石油の再生
利用度を増し、リン酸産業ではテーリングを処理するた
めに用いられる。パルプ紙業では保存と脱水を助ける働
きをし、鉄鋼業では不要物を沈殿させる際に用いられる
。上述した技術分野では広く用いられているものである
ので、他の産業においてさらに多くの利用法があること
は容易に理解できよう。

【０００７】液体の重合体は一般に、５ガロン（約１９
リットル）容器か５５ガロン（約２０８リットル）の裏
打ちをしたドラム、３５０ガロン（約１，３２５リット
ル）のポータブルビンコンテナ、５，０００ガロン（約
１８，９２７リットル）のタンクトラックまたは１０，
０００から３０，０００ガロン（約３７，８５３から１
１３，５５９リットル）の鉄道タンク列車で運ぶ。エマ
ルション重合体は通常、連続相（活性化していない）状
態で荷積みして使用地まで運ぶ。使用地において重合体
を活性化する必要がある。一般に、活性化とは電解質溶
液中において重合体を非連続相（活性）に転化すること
を意味する。通常、この電解質溶液には水を用いる。こ
のように、重合体に十分なエネルギを与えるための一方
法として、重合体を活性状態に転化することが挙げられ
る。

【０００８】エマルション重合体の活性化に必要とされ
る正確なエネルギ量はファクターによって決まる。分子
重量、溶液濃度、水組成、および活性固体率などが変化
すると、重合体を適切に転化するためのエネルギ量に影
響する。重合体を転化すると、重合体溶液の粘性が増す
ことがある。粘性が増すのは伸長分子が互いに絡み合お
うとするためである。伸長重合体分子において、重合体
−重合体絡み合いは最大となり得るのである。

【０００９】（関連した従来技術について）上述したよ
うに、重合体ゲルを破壊して分散させ分子を伸長させる
ために、重合体を活性化するプロセスにおいて重合体に
十分なエネルギを与える必要がある。重合体活性化シス
テムについての従来例については、例えばロイ・アール
・ローゼンバーガー（Ｒｏｙ　　Ｒ．　　Ｒｏｓｅｎｂ
ｅｒｇｅｒ）氏の米国特許第４，０５７，２２３号およ
びプレストン・ジー・ガディス（Ｐｒｅｓｔｏｎ　　Ｇ
．Ｇａｄｄｉｓ）氏の米国特許第４，２１７，１４５を
参照のこと。炭化水素の担体に囲まれた重合体ゲルは不
活性である。したがって、この炭化水素の障壁は中性と
なり、電解質、溶質、共溶質の接触が可能となる。エマ
ルション重合体を活性化する方法として、エマルション
重合体を溶媒（水）で薄めてオイル担体を乳化するため
の十分なミキシングエネルギを与え、イオン化した荷電
分子がコイル状にならないようにする方法がある。すな
わち、不活性重合体に付加されたエネルギには、脂質の
障壁を破壊して水や他の電解質が長いコイル状分子に達
することができるように、機械的に攪拌することも含ま
れるのである。分子が水中に入るやいなや、重合体鎖に
固定された電荷間に働く反発相互作用によって分子はコ
イル状ではなくなり、反発側が現れる。この非コイル状
態になる前の分子は何の役にもたたないことが多いので
ある。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】従来の活性化システム
は、重合体の活性化を完全に行うために１時間かもしく
はそれ以上かかり、比較的時間を要するものであった。 こうした時間的な要求を満たすために、従来のシステム
では分子がほどけて伸長するまでの間、活性化した重合
体の活性状態を保つためのエージングまたは補助的な保
持室を利用している。このために余分な時間がかかり、
活性化を行っている間タンクを保持してエージングする
ために必要な容量も多くなる。また、活性時間が比較的
長いために費用も余分にかかる。さらに、長い時間をか
けて活性化を行うため、システムを連続操業した場合は
機械を動かすために必要な資金が極めて多額となる。こ
のような事情に鑑みて、より高速でより効果的な活性化
システムが強く望まれているのである。

【００１１】まず、従来は液体重合体を活性化するため
に回分法を用いていた。重合体と水とを共通のミキシン
グタンクに注入する。タンクに注入したら、一定時間溶
液を強く攪拌またはミキシングして、注入した内容物に
エネルギを付加する。ミキシング後、分子がほどけるた
めの十分な時間を与えるために、必ず出来上がった溶液
のエージングを行う。この方法では、非能率的なミキシ
ングと局所的な翦断面を生むために、必ずしも最高品質
の重合体溶液ができるとは限らないのである。他の従来
例には、インライン静止ミキサーばかりでなく連続イン
ラインミキサーも示されている。ミキシングおよびフィ
ーディングに利用される標準的なミキサーについては、
カール・ブラゼルトン（Ｃａｒｌ　　Ｂｒａｚｅｌｔｏ
ｎ）の米国特許第４，５２２，５０２号および第４，６
４２，２２２号の他、ロバート・オー・ホフランド（Ｒ
ｏｂｅｒｔ　　Ｏ．　　Ｈｏｆｆｌａｎｄ）の米国特許
第４，７４７，６９１号に示されている。また、ジェラ
ルド・ジェー・ベネマ（Ｇｅｒａｒｄ　　Ｊ．　　Ｖｅ
ｎｅｍａ）の米国特許第４，０５１，０６５号およびシ
ドニー・アール・バロー（Ｓｉｄｎｅｙ　　Ｒ．　　Ｂ
ａｌｌｏｕ）の米国特許第３，０６７，９８７号の中に
、従来の標準的な静止ミキサーのいくつかの例が見られ
る。

【００１２】

【課題を解決するための手段】従って、本発明の目的は
、重合体を活性化するための新規で改良された手段およ
び方法を提供することにある。特に、高速で回分または
連続処理のどちらにも適応できる多段工程を提供し、さ
らにより高レベルの活性生成物を生成するための重合体
分子構成手段を提供することにある。本発明の他の目的
は、現在あるシステムの生産性を増すための費用がかか
らない方法を用いた重合体活性化手段を提供することに
ある。従って、本発明の目的は、転化した重合体の流量
を変化させる一方で、転化した重合体に付加したエネル
ギや適切な重合体濃度を、高速で効果的かつ比較的費用
のかからない方法によって自動的に維持することができ
る自動連続システムを提供することにある。さらに本発
明の他の目的は、エージング時間を実質的に減少させ、
多くの場合は完全に削除することで、重合体ミキシング
および活性化システムを設置するために必要な金銭上の
支出を削減することにある。

【００１３】

【概要】基本的に、重合体の転化は通常４段階に分けて
行われる。すなわち、プレミキシング（予混合）、ブレ
ンド（混合）、リサイクル（再循環）、および最終段階
としての急激な減圧の４つである。プレミキシングは静
止ミキサーを含むマニフォルドにおいて行われる。ブレ
ンドは遠心ポンプ内で行う。遠心ポンプでは、水や他の
電解質物質（またはその混合物）を重合体と混合する。 しかしながら、混合物をポンプに入れる前に、本発明で
は何らかの気体を注入する必要がある。すなわち、気体
を注入することによって混合物または気泡中に泡すなわ
ち「泡沫」を作り出すのである。遠心ポンプから流出し
た流出物を、静止ミキサーを通ってフィードバックして
いる流出物の一部とともに２方向に分流する。分流した
流出物の一方をミキシング圧力調整弁に送る。遠心ポン
プによって与えられた圧力はこのミキシング圧力調整弁
において急激に弱められ、気圧と同じかまたはそれに近
い圧力となる。こうして長コイル重合体は急速に緩めら
れ、伸長が促される。

【００１４】上述したように、プレミキシングは静止ミ
キサーを含むマニフォルドにおいて行われる。純粋な重
合体と水とは、このプレミキシングマニフォルドにおい
て初めて接触するのである。プレミキシングマニフォル
ドを通った流出物は水と重合体の混合溶液であり、通常
は水だけの場合にくらべてかなり高い粘性をもつ。ゆえ
に、純粋な重合体を粘性のある重合体溶液に加える。溶
液に同じような粘性を持たせることで、ミキシング環境
を高めることができるのである。類似の有機物質（この
場合は重合体）が類似の有機溶媒に溶解する際の原理は
周知である。この原理は「シーディング」と呼ばれてお
り、本発明に取り入れられている。非有機溶媒に少量の
有機物質を添加することで、類似の有機物が溶解しやす
くなるのである。新たに添加した重合体（有機物質）は
、瞬時に重合体溶液（有機溶媒）と混ざり合う。こうし
て本発明においては速やかな溶解が促されるのである。

【００１５】通常、重合体溶液をプレミキシングマニフ
ォルドに入れた後に、第３の物質すなわち気体を添加し
、重合体溶液を様々な密度の泡沫に転化する。このタイ
プの重合体溶液は、液体の薄膜（すなわち重合体溶液）
が存在するため互いに遊離した気泡によって形成された
物質であるということができよう。この泡は球状であり
、泡同士を隔てている液体の薄膜の厚さはおよそ０．５
ミリかそれ以上程度である。理想的には、気体を希薄な
水に導入すなわち「散布」する際に重合体溶液を制御し
て、結果として生じる気泡を直径０．１から１００ミク
ロンの大きさのものとするのが実施例としては望ましい
。使用する気体を適度に散布する際に利用でき、様々に
異なった形態に製造された高密度の多孔性金属ノズルや
静止ミキサーは数多くある。（これらのノズルには、ニ
ューメット・クレブソージ（Ｎｅｗｍｅｔ　　Ｋｒｅｂ
ｓｏｇｅ）によって製造されたものを含む。）粘性のあ
る環境において、溶液が接触する際に急速なミキシング
を行って気泡を均等に分散させなければ、小さい気泡は
大きい気泡に合着する傾向にある。急速なミキシングの
１つの型が本発明のブレンド段階に用いられている。ブ
レンドは修正した遠心ポンプにおいて行われ、ここで水
（または他の溶媒や電解質のいずれか）またはそれらの
混合物および気体と重合体とをブレンドする。この段階
では、有機生成物を気体とともに分散させることによっ
て、気泡の大きさが直径およそ１から１０００ミクロン
の泡沫構造となるようにすると同時に、溶液の均質性お
よび濃度が適切なものとなるようにしている。泡の大き
さは不揃いで大小が見られるであろう。

【００１６】多かれ少なかれ、ブレンド用のポンプ内で
インペラの速度を変化させることによって泡を制御する
。重合体分子に対するコンフォーメーションの変化や界
面作用が、分子重量およびイオン電荷、溶解または共溶
解した電荷および溶液濃度によって大きく影響される際
には、この制御を行うことが重要となる。この場合に応
用できる有効なインペラ回転速度はおよそ１，０００か
ら１０，０００ＲＰＭ程度である。さらに、分散力を起
こす際にはインペラの形状も重要である。インペラのデ
ザインはオープンまたはクローズで、効果的な直径また
は軸幅を変化させることができるタービンまたは遠心機
が使用可能である。

【００１７】ブレンド用のポンプから流出した流出物は
、プレミキシングマニフォルド、静止ミキサーおよびブ
レンド用のポンプにフィードバックする流出物の一部と
なる。これがリサイクル段階である。リサイクル開口部
およびミキシング圧力調節弁によってリサイクル量を制
御する。濃縮した重合体を新たに注入し、プレミキシン
グマニフォルドを通す。このようにして新たに注入した
重合体をブレンド用ポンプから流出した部分と混ぜ合わ
せる。プレミキシング段階に移るために重合体溶液を供
給する過程は、リサイクル回路を通して行われる。流出
物のうち、分流した部分をミキシング圧力調整弁へ送る
。遠心ポンプによって付加された圧力は、ミキシング圧
力調整弁において急激に弱められ、気圧と同じかまたは
それに近い圧力となる。この急激な減圧が最終ミキシン
グ段階である。

【００１８】通常は溶液をブレンド用ポンプに注入する
前に気体を導入するが、システムの他の場所で導入する
ことも可能である。さらに、単一のシステムを使用可能
にするために上述した段階すべてを含む必要はない。例
えば、気体を注入して重合体と水とを混ぜ合わせるだけ
でも、好ましい結果が得られるであろう。重合体分子を
繊維状の集合として視覚化することが提案されている。 各々の重合体繊維は１から３，０００の分子を含んでい
る。良い溶媒では、重合体分子が伸長していて溶媒との
接触が最大限になされていなければならない。この状態
になれば、重合体−重合体絡みは最大限となり、粘性は
目に見えて増す。重合体／泡沫系が作られると、従来の
重合体転化方法を用いた場合に可能であると考えられて
いた以上に、溶液の粘性および活性が目に見えて増す。 予想したレベル以上の１５００ｐｐｍというレベル（活
性重合体）や、さらに大きな６０００ｐｐｍというレベ
ルで実際に粘性が増すのは珍しいことではない。さらに
、このような粘性レベルに達するまでの時間は、現段階
での従来技術よりもかなり早い。粘性の瞬間最大レベル
が得られる場合もある。本発明者は、溶液の作用変化に
反応する液／気界面を持つ吸着重合体分子の効果を考慮
している。

【００１９】重合体吸着の理論的な作用について共通し
て想定できることは、重合体鎖が構成的には可撓性であ
るということである。このような重合体の液／気界面に
おける吸着作用とは、まず分子が界面に対して拡散し、
その後に実際の吸着段階が起こる。この実際の吸着段階
には、重合体のコンフォーメーションを幾らか転位する
ことも含まれている。分子の転位は、転位することによ
って起こる溶液粘性の増加に影響される。泡沫構造によ
って作られた液／気界面が存在するために分子の界面領
域が拡張するという事実に鑑みると、転位はもっと容易
に起こると思われている。界面において多くの吸着がな
されることによって分子組成はより良くなる。すなわち
、界面が存在することによって利用可能なイオン電荷が
増えるのである。簡単に言えば、ほとんど制限されない
状態におけば、分子はより容易に拡張することができ、
また拡張するのである。

【００２０】

【実施例】図１は、本発明の好ましい基本実施例を示す
基本図である。図１におけるシステムの構成要素は、水
（または他の溶媒や電解質）の重合体に対する割合を制
御するための注入絞り弁２０、水を導入するための遠心
ポンプ２２、ミキシング用閉ループ２４、気体保持容器
２５、気体をフィードバックループ導管６８に送るため
の通路となる気体注入線２７、プレミキシングマニフォ
ルド２６、および重合体を導入するための遠心ポンプ２
８である。気体保持容器２５は気体圧縮機のようなもの
でも良い。水と重合体が最初に接触するのはプレミキシ
ングマニフォルド２６内である。図１において、水流を
実線で示し重合体の流れを点線で示す。弁２０は、一つ
の例として、重合体が水のおよそ１％となるようにセッ
トしておくとよいが、有効範囲は０．２５から１５％程
度である。弁２０にはメーター（図示せず）が接続され
ている。このメーターの目盛りはガロン／分でもよいし
、または他の必要な値でも何でもよい。弁２０を調節す
ることによって、システム全体の適切な流出量を選択す
ることができる。また、弁２９を備えることにより、操
作者はシステムに注入する気体量を制御することができ
る。注入する気体の量が多くなればなるほど泡沫密度も
高くなる。弁２９は、フェアチルド・モデル５９Ａ差圧
調整弁（Ｆａｉｒｃｈｉｌｄ　　Ｍｏｄｅｌ　　５９Ａ
　　Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ　　Ｐｒｅｓｓｕｒｅ　
　Ｒｅｇｕｒａｔｏｒ）かまたは同様の装置であること
が望ましい。

【００２１】ミキシング圧力調整弁３０は、３つの場所
で重要とされる。調整弁はブースターモジュールすなわ
ち遠心ポンプ２２において一定の有効吐出しヘッドを維
持するために使用される。また、調整弁によってリサイ
クル段階での再循環量を制御する。さらに調整弁がある
ことで、最終的な状態における様々な圧力降下ゾーンが
得られ、操作者は処理すべき重合体の型および濃度に基
づいて適当なミキシングエネルギ量を選択することがで
きる。より硬度の高い重合体および濃度が高い溶液の場
合には、通常より多くのミキシングエネルギが必要なの
である。より詳細にいえば、ミキシングマニフォルド２
６（図２）は例えば固体の金属ブロックで、実質的にこ
の金属ブロックと同じ長さの穴３２が中心を通っている
。穴３２は注入開口３４の所まであけられている。この
注入開口は隔壁３６を形成するためにくり広げられて貫
通している。一定直径のオリフィス３８を隔壁３６の中
央に形成し、流量を吸込口の直径によって制御した状態
で、水／フィードバック吸込口３４および中央の穴３２
の間を連通している。最初の横断点すなわち貫通穴４０
は、隔壁４２に通じている。この隔壁は、貫通穴４０お
よび中央の穴３２を開けて貫通したカウンタへの入り口
にある。オリフィス４４を隔壁４２に形成することで、
流体の出入りが可能となり、さらに穴４０と中央の穴３
２との間の流量を制御することができる。排出口４６は
中央の穴３２に直接通じており、障害物のない重合体と
水の混合流出物が得られる。

【００２２】静止ミキサー５０（図３、図４）には２組
の半楕円形バッフルが備えられている。この２つは互い
に向き合っているため、結果的には全体として円形に見
える（図４）。静止ミキサーの片側にあるバッフル５２
（図３Ａ）は、複数の板を一定間隔で平行にならべたも
のである。静止ミキサーの反対側のバッフル５４は、各
々の端が交互に接続されているため、全体としてジグザ
グに見える。静止ミキサーの外径（図４）は中央の穴３
２の内径と対応している。ゆえに、静止ミキサー５０は
端開口５６を通って穴３２に滑り込む。その後プラグで
穴の端を塞ぐ。一実施例において、静止ミキサー５０は
ニュージャージーにあるインレースタウンのＴＡＨ産業
（ＴＡＨ　　Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ　　ｏｆ　　Ｉｎｌ
ａｙｓｔｏｗｎ，　　Ｎ．Ｊ．）の標準的な市販品であ
る。

【００２３】２０で流量絞り弁によって制御し、メータ
ーによって測定した水を、遠心ポンプ２２を介してミキ
シングループ２４（図１）に導入する。活性化の最初の
段階または予混合段階は、遠心ポンプ部２２において行
われる。例えば、殆どの場合、流出物の流量が最大限と
なる際には遠心ポンプ２２の性能をおよそ２から７ファ
クター程おとすのが望ましい。流出物の流量が最低限と
なる際には、性能低下ファクターはさらに高くなる。す
なわち、インペラの直径や幅をトリムすることによって
性能を低下させるのである。こうした性能下では、ある
流量ごとの攪拌量やミキシング量が多くなる。性能低下
率は吸水流量を調節することによって制御できる。例を
用いてより詳細に言うと、遠心ポンプは通常、製造業者
が作成した一連のフローチャートを有している。通常用
いられているフローチャートのうちの１つには、例えば
１分あたり２０ガロン（約７５．７リットル）の流量を
高さ４０フィート（約１２．２メートル）の頂点までポ
ンプで送るためにはどうするかが示されている。他のフ
ローチャートには、この特定の例において、同じポンプ
でこの容量を５回に渡って異なった速度で送る場合や、
１分あたり１００ガロン（約３７８．５リットル）を同
じ４０フィート（１２．２メートル）の頂点まで送る場
合にポンプはどの様に動作するかが示されている。

【００２４】本発明によれば、ポンプは１分あたり１０
０ガロン（約３７８．５リットル）を送れるように動作
するが、送出量が１分あたり２０ガロン（約７５．７リ
ットル）になるまでは水弁と組み合わせたインペラの形
状を修正する。一方でポンプは製造業者が提案した１分
あたり１００ガロン（約３７８．５リットル）で動作を
続ける。このように、この特定の例において、遠心ポン
プを５ファクター（すなわちポンプの性能を１分あたり
１００ガロンから２０ガロンにおとした）だけ性能低下
させる。性能低下後は、１分あたり１００ガロン（約３
７８．５リットル）を送るために通常要求される速度に
までインペラの速度をあげることで、流出量を増やさず
により高レベルのエネルギを混合物の流体に与えるので
ある。

【００２５】容量型ポンプ２８およびプレミキシングマ
ニフォルド２６を介して、活性化していないエマルショ
ン重合体を様々な流量でミキシングループ２４に導入す
る。容量型ポンプ２８は、適切な濃度が得られるような
流量で重合体を送出するためのものである。この流量可
変ポンプ２８が適切な濃度を実際に得られるような流量
で、活性化していない重合体を送出することができるよ
うに、目盛りを決めるカラム（図示せず）を備えておく
。ポンプ２８は、重合体をミキシングマニフォルド２６
へと送出する。ループ２４を通して水と重合体との混合
溶液をリサイクルし、再びプレミキシングマニフォルド
２６およびブースターモジュール（遠心ポンプ２２）を
通す。ブースターモジュールによって、重合体の活性レ
ベルは上がり続ける。

【００２６】気体をシステムに導入するのはこの時であ
る。酸素、窒素、混合気体、または適当だと思われる他
のいかなる気体でもよいが、この気体を通常はある種の
タンク２５内に保持する。このタンクは単一の圧縮機で
作られていることが望ましい。弁２９によってシステム
に注入する気体の量を制御する。このシステムに気体を
導入するのは、遠心ポンプ２２の直前であり且つ溶液が
マニフォルド２６に注入された後である。通常はこの注
入によって、６８で示したフィードバックセクションに
送られる気体の導入が起こるのである。望ましい形の実
施例においては、ここで気体を導入することが一般に好
まれるが、システムのどこで気体を注入しても実質的に
有益な結果が得られる。例えば、気体を注水線に注入し
たり、遠心ポンプ２２や２４で示すフィードバックルー
プ系の部分、ミキシング圧力調整弁１５６の直前か調整
弁の下流側にあるプレミキシングマニフォルドなどに直
接注入することも可能であろう。

【００２７】上述したように、結果として生じる気泡の
大きさが直径０．５から１００ミクロンとなるように気
体が重合体溶液中に散乱していると理想的である。この
条件を満たすことができる金属ノズルは、コネクティカ
ットにあるテリービルのニューメット・クレブソージ（
Ｎｅｗｍｅｔ　　Ｋｒｅｂｓｏｇｅ　　ｉｎ　　Ｔｅｒ
ｒｙｖｉｌｌｅ，　　Ｃｏｎｎｅｃｔｉｃｕｔ）で製造
されたものに多数見られる。フィードバック線６８にお
いて気体を導入すると遠心ポンプ２２の回転数を制御す
ることで操作者が泡の大きさを制御でき、利用する重合
体の型によって処理方法を細かく決めることができると
いう利点がある。このような粘性のある環境において、
溶液媒体中で泡を均一に分散させるために急速なミキシ
ングを行わなければ、小さな気泡は合着する傾向にある
。好ましい形の本実施例においては、この急速なミキシ
ングを遠心ポンプ２２でのブレンド段階で行っている。 この段階において、有機生成物を気体とともに急速に分
散させることで、１から１，０００ミクロンの泡のある
泡沫構造をとり、溶液の均質性および濃度が適切なもの
となるようにしている。ここに応用する際に有益なイン
ペラ回転数は１，０００から１０，０００ＲＰＭである
。さらに、分散力を生むためにはインペラの形状もまた
重要な要素である。インペラのデザインはオープンまた
はクローズで、効果的な直径または軸幅を変化させるこ
とができるタービンまたは遠心機が使用可能である。

【００２８】ブレンド用ポンプ２２からの流出物の一部
を、プレミキシングマニフォルドを介してフィードバッ
クしながら分流する。これがリサイクル段階である。ミ
キシング圧力調整弁ならびにリサイクルオリフィス３８
によってリサイクル量を制御する。濃縮した重合体をポ
ンプ２８から新たに注入し、ブレンド用ポンプからの流
出物のうちプレミキシングマニフォルドを介して送られ
た部分と混ぜ合わせる。重合体転化の最終段階は、ミキ
シング圧力調整弁３０によって制御されている。調整弁
３０を通過する重合体溶液に対して、溶液を十分転化す
るために急激な圧力降下を行う。この圧力降下量は制御
可能であり、十分活性化した重合体分子を開発する際に
は重要な要素なのである。この圧力調整弁３０は標準的
な市販品である。より詳細に言えば、圧力調整弁３０は
ミキシングループに備えられており、適切な活性レベル
で転化した重合体の吐出しを可能にする一方で、キャビ
テーションを防ぐために遠心ポンプの有効吸込水頭を維
持する。適切な流量および活性レベルを選択すれば、ミ
キシング圧力調整弁３０は流量の変化によって起こる流
出物の揺れを自動的に補整する。このように、圧力調整
弁３０によって遠心ポンプ２２内での適切な混合レベル
を維持するのである。

【００２９】ミキシング圧力調整弁は３つの場所で重要
とされる。調整弁はブースターモジュールにおいて一定
の有効吐出しヘッドを維持するために使用される。この
有効吐出しヘッドはシステムの水圧について考慮すべき
重要な事柄である。また調整弁によってリサイクル段階
での再循環量が制御できる。さらに、調整弁があること
で最終的な状態における様々な圧力降下ゾーンが得られ
、操作者は処理すべき重合体の型および濃度や注入する
気体の型および量に基づいて、適当なミキシングエネル
ギを選択することができる。より硬度の高い重合体およ
び濃度が高い溶液の場合は、通常より多くのミキシング
エネルギが必要なのである。調整弁３０は、線６０にお
ける圧力を気圧と同じかこれに近い圧力にまで急激に減
圧するために備えられている。この急激な減圧によって
、従来はエージングまたは保持タンクで行っていたエー
ジングとある意味では同様の効果が得られる。

【００３０】動作について、本発明は、適切な流量およ
び活性レベルでエマルション重合体を活性化し、溶液重
合体を分散する自動システムを提供するものである。こ
のシステムによって、適切な濃度で均質化されて活性化
した溶液が得られる。このシステムは高速で、低価格で
、信頼性が高く、他の周知のシステムからは得られない
様々な能力を持つ。より詳細に言えば、このシステムで
は吸込口６２から重合体を吸入し、吸込口６４から水を
吸入する。絞り弁２０は、流入する水量を制御すること
によって重合体に対する水の比率を制御するために置か
れている。静止ミキシング装置５０におけるパイプや機
器、および障害物などの直径によって、ポンプ２２から
の流出物は６６で示す地点で分流する。分流する割合は
、生成物の性質によって選択する。模範的なシステムに
おいては、ポンプ２２からの流出物のおよそ４０％から
９５％がパイプを通過し、さらに圧力調整弁３０を通過
してシステムの外に排出される。ポンプ２２から流出し
た流出物のうち、残りのおよそ５％から６０％は再びプ
レミキシングマニフォルド２６へ送られる。マニフォル
ドから出ると、６８において遠心ポンプ２２へとフィー
ドバックされる。この時ループ６８に気体を注入する。

【００３１】本発明の好ましい実施例では４つの段階を
踏んでいるということは、すでに明らかであろう。プレ
ミキシング（予混合）、ブレンド（混合）、リサイクル
（再循環）および最終段階である。しかしながら、ブレ
ンド段階のみを利用すれば十分である。他の段階につい
ては、操作者が任意に使用できる。純粋な重合体と水と
が初めて接触する際には、ミキシングマニフォルド２６
において予混合を行う。バッフル５２、５４（図３）ま
たは静止ミキサーによって発生した乱流によって水と重
合体は完全に混合しようとするが、螺旋状の重合体分子
を囲んでいる炭化水素担体は壊れずに残る。静止ミキサ
ーとは対照のものとして、パワーミキサーを使用しても
良い。第１の活性レベルでのブレンド段階は、遠心ポン
プ２２において始まる。このポンプ内においてオイル障
壁は破壊されはじめる。ブレンド段階は気体を注入した
後に行われ、通常はこのブレンドによって溶液中に「泡
沫」ができる。単に気体を重合体と水の混合物に注入す
るだけで、重合体の有効度が増すのである。

【００３２】リサイクル段階はフィードバックループ２
４において行われる。ここでは、ポンプ２２からの流出
物のうちのおよそ５％から４０％に対し、溶液を転化す
るために与えられた量のエネルギーを加え続ける。すぐ
に平衡・安定のレベルに達する。この際、流出物が排管
６０に達するまでにすべての溶液が事実上転化し、重合
体は十分活性化するのである。最終段階は、調整弁３０
において急激な圧力降下がなされて重合体分子を緩和す
るものである。このとき、長重合体分子に沿った類似の
電荷同士が互いに反発し、調整弁３０での急激な圧力降
下に応じて分子を伸長させるのである。

【００３３】上述した原理および装置を拡張し、修正し
て様々な電解質中の様々な重合体を活性化するために設
計されたシステムを提供する。重合体を水だけではなく
さらに他の化学薬品と混合するためにパイプ系のフォー
マットを修正した変形を図５に示す。この特定の例にお
いて、重合体をジメチルアミン（ＤＭＡ）およびホルム
アルデヒドと混合する。純粋な状態では、ＤＭＡは工場
などには持ち込むべきではない極めて可燃性の高い物質
である。ゆえに、ＤＭＡはポンプ８０を通して注入する
。このポンプの排出口は工場の外にあり、絞り弁２０に
達する前の位置で水注入パイプ６４に接続されている。 ＤＭＡは水と混合すれば、工場内に持ち込んでも安全で
ある。ホルムアルデヒドは工場内でも安全に取り扱うこ
とができるので、ポンプ８１を通して導入する。このポ
ンプはどこでも都合の良いところに配置してよい。 ホルムアルデヒドは、水とＤＭＡの混合物がポンプ２２
や重合体に達する前に混合する。

【００３４】図５におけるシステムの残りの部分につい
ては、図１に示すものと同様であるため、ここでは省略
する。圧力調整弁３０からの流出物は、水、気体、ＤＭ
Ａ、およびホルムアルデヒドに混合される重合体である
。一般的なシステムを変更する場合は、気体をシステム
に注入するという点に関して変更を行う。まず、気体を
注入する場所を特定する際には、活性する重合体が持つ
界面活性特性について考慮すべきである。界面活性剤の
量が多ければ、気体とのミキシングはあまり行わないほ
うが良い。なぜなら、泡沫が多くなりすぎたり密度に影
響が及んだりするからである。上述したように、この場
合の注入場所として好ましいのは、リサイクル線上であ
る。重合体をマニフォルド２６に注入する前に気体を重
合体吸入線２３に注入することも可能である。気体を注
入する位置として他に可能であるのは、圧力降下を行う
前の排出線６０上である。さらに他の気体注入位置とし
て、吸水線６４上でも可能である。さらに、ミキシング
圧力調整弁の下流側でも良い。

【００３５】上述したように、泡の大きさは、インペラ
およびブレンド用ポンプ２２の大きさと流量とに影響さ
れる。回転速度１１４０ＲＰＭでは、泡沫はむしろ大き
な泡となるが、速度を３０００から６０００ＲＰＭにま
で上げることで、泡は小さくなり、より良い分散状態と
さえなる。好ましい実施例においては、その後インペラ
の回転数を１１４０から１００００ＲＰＭの間において
利用するのである。

【００３６】図６および図７は、図１から５において述
べた原理を取り入れた発明的システムについての、実際
に則した実施例である。適切な活性エネルギレベルでエ
マルション重合体を混合し活性化するために、システム
１１０では水と純粋なエマルション重合体をミキシング
ループ１１２に入れるようになっている。さらに、シス
テム１１０では、転化したエマルション重合体を適切な
速度で吐出口を通し、連続して排出することができる。

【００３７】ミキシングループ１１２は、静止ミキシン
グマニフォルドすなわちチェンバー１１６およびブース
ターモジュールすなわち遠心ポンプ１１８を有している
。導管１２０および１２２を通った流体はチェンバー１
１６において互いに接触する。活性化していない重合体
すなわち純粋な重合体を導管１２４を通して導入し、ミ
キシングループ１１２へ注入する。この重合体をプレミ
キシングマニフォルドすなわちチェンバー１１６におい
て活性化する。吸水口１２６に送られた水は、導管１２
８を通してミキシングループ１１２内の流体と接触する
。気体は接続点１２１においてシステムと接しており、
導管１１９を通して注入される。純粋な重合体を、栓１
３０およびポンプ１３２を介して供給源から導管１２４
へと供給する。システム１１０では、適切な流水量を選
択すれば活性化する重合体の適切な濃度を自動的に選択
することができる。この自動選択はモーター１３４によ
って行われる。モーター１３４は、変速装置１３６を介
してポンプ１３２に接続されている。モーター１３４の
電力は、コントロールパネル１４０を介して電気ケーブ
ル１３８より供給される。ポンプ１３２を介してミキシ
ングループ１１２まで重合体を送り込む速度は、変速装
置１３６によって調節することができる。

【００３８】同じポンプ速度でも、溶液濃度が異なれば
流量も異なるので、変速装置１３６には利用する重合体
それぞれについて目盛りをふることができる。目盛りを
定める際には、栓１３０を閉め、使用する重合体を目定
めカラム１４２に満たして行う。目定めカラム１４２は
重合体をポンプ１３２に送る。カラム１４２内の重合体
が減る速度と、変速装置１３６に付属している調節部材
１４４とが関連付けられているので、選択した速度で重
合体をミキシングループ１１２へと送ることができる。 その後、栓１３０を開いて適切な速度で重合体を供給す
る。計器１４６および１４８は、それぞれポンプ１３２
の吸入口および吐出し口がある側に接続されている。こ
れらの計器によって、ポンプが正確に動作しているかど
うか視覚的に点検することができる。計器１４６は真空
圧力計であり、ポンプの吸入圧力を表示する。計器１４
８は、ポンプの吐出し圧力を測定する。計器１４８に高
レベル値が表示された場合は、ポンプ１３２またはプレ
ミキシングマニフォルドすなわちチェンバー１１６にお
いて障害が生じていることを警告し、故障の原因を突き
止めて修正するためにシステムの活動は停止する。

【００３９】流量メーターに反応する手段１４０（図６
）は、活性化した重合体の適切な流出量を選択するため
に調整弁３０（図１）と相関して作動する。より詳細に
言えば、水は導管１２８、測定弁１５０および流量指示
器１５２を通ってミキシングループ１１２に送られる。 流量指示器１５２にはガロン／分の目盛りが付けられて
いる。弁１５０を調節することによって、転化した重合
体溶液の適切な流量を選択することができる。流量指示
器１５２には低流センサーが含まれている。システムに
おいて低流状態が検知されると、電気ケーブル１５４を
介してコントロールパネル１４０にインパルスが送られ
、操作者に警告するために警告音を発してシステムが停
止する。ミキシング圧力調整弁１５６は吐出口１１４と
ミキシングループ１１２との橋渡しをしている。ミキシ
ング圧力調整弁１５６は調節用ハンドル１５９を有して
いる。このハンドルは、エマルション重合体の適切な活
性レベルを得るためにミキシングループ内の圧力を変化
させる際に用いられる。

【００４０】重合体と水を混合したり、その混合物をミ
キシングループ１１２へと送るための原動力は、ブース
ターモジュールすなわち遠心ポンプ１１８によって与え
られる。ケーブル１６２を介して、コントロールパネル
から遠心ポンプ１１８に電力が供給される。ポンプ１１
８の動作状態を視覚的に点検するために計器１６４を設
置する。計器１６４は複合計であり、ポンプ１１８の吸
入圧力を表示するためにプレミキシングマニフォルドす
なわちチェンバー１１６に接続されている。導管１２０
は、ミキシングループ用の可視流量指示観察窓を備えて
いる。計器１６６は導管１２２に接続されており、ミキ
シングループ内のミキシング圧力値を表示する。吐出口
は、転化した重合体をタンク（図示せず）または直接プ
ロセシングシステム（図示せず）へと吐出する。ケーブ
ル１６８は、コントロールパネル１４０とタンクとをつ
ないでいる。転化した重合体溶液の予め定められたレベ
ルがタンク内において検知されると、コントロールパネ
ルによってシステムは停止する。

【００４１】流出量およびエネルギの適切なレベルを選
択すると、水の流量が変化するのに伴って、適切な活性
エネルギレベルを得るためのミキシングループ１１２内
における圧力レベルを維持するために、システムは圧力
調整弁１５６を自動的に動かす。ミキシングループ１１
２内の圧力は、どれだけの量の重合体が再循環している
か示しており、活性エネルギー量に比例している。ゆえ
に、ミキシング圧力調整弁を介したミキシング圧力が増
加すると、より多くの重合体が再循環することを示すル
ープ内の圧力も増加する。ミキシングループ１１２は、
適切な流量および転化エネルギレベルを達成するための
バランスをとるばかりでなく、ポンプ１１８のキャビテ
ーションを防ぐための調整も行う。ポンプ１１８から流
出する流量を得るために、これを有効吸込水頭（ＮＰＳ
Ｈ）要求へ与える必要がある。ポンプ１１８に必要なＮ
ＰＳＨを供給しそこなった場合に、液体のキャビテーシ
ョンすなわちボイリングが発生する。したがって調整弁
１５６および弁１５０はループ１１２のバランスをとり
、ポンプ１１８のＮＰＳＨ要求を調整できる範囲内で流
量および活性エネルギを変化させる。

【００４２】本システムは、エマルション重合体をミキ
シングし活性化するための自動的、効果的かつ低価格の
装置である。より詳細に言えば、システム１１０では処
理した重合体の濃度をおよそ０．１０から１５パーセン
トの範囲内で極限まで制御することができる。また、シ
ステム１１０においては様々な流量を自動的に生み出す
一方で、エマルション重合体に制御したミキシングエネ
ルギを与えるための臨界ミキシング圧力を維持できる。 本発明の修正方法は当業者によって容易に理解できるも
のである。したがって、添付のクレームは本発明の精神
と範囲にかかわる同等の構成物すべてを包含するものと
みなされるべきである。

【００４３】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、比
較的速い速度で回分または連続処理のどちらにも適応で
きる効果的かつ低価格な自動システムが得られるという
効果がある。さらに本発明によれば、より高レベルの活
性生成物を生成するための重合体分子構成手段が得られ
るという効果がある。また、転化した重合体の流量を変
化させる一方で、転化した重合体に付加されたエネルギ
や必要な重合体濃度を比較的費用のかからない方法によ
って自動的に維持する自動連続システムを提供できると
いう効果がある。さらに、エージング時間を実質的に減
少させることによって、重合体ミキシングおよび活性化
システムを設置するために必要とされる金銭上の支出を
削減することにある。

【図面の簡単な説明】

【図１】活性化する水と重合体用の２つの注入口を有す
る発明的システムの原理を示す概略図である。

【図２】プレミキシングマニフォルドの斜視図である。

【図３】図２のマニフォルド内で使用する静止ミキサー
を示す平面図（互いに９０度回転したもの）である。

【図４】静止ミキサーの一端を示す図である。

【図５】重合体を活性化する際の電解質として使用でき
る化学薬品を１種類または多数導入するための装置を有
する、図１に示すシステムをより精密に示す概略図であ
る。

【図６】本発明におけるシステムの正面図である。

【図７】図６の７−７線で示す部分の平面図である。

【符号の説明】

２０　　注入絞り弁 ２２　　遠心ポンプ ２４　　ミキシングループ ２５　　気体保持容器 ２６　　プレミキシングマニフォルド ２８　　遠心ポンプ ３０　　ミキシング圧力調整弁 ５０　　静止ミキサー ５２、５４　　バッフル １１２　　ミキシングループ １１４　　吐出口 １１６　　ミキシングマニフォルド １１８　　遠心ポンプ １２６　　吸水口 １３０　　栓 １３２　　ポンプ １３４　　モーター １３６　　変速装置 １４０　　コントロールパネル １４４　　調節部材 １５０　　測定弁 １５２　　流量指示器 １５６　　ミキシング圧力調整弁

Claims (46)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　注入口および排出口を有するポンプと
   ；前記ポンプの内容物にエネルギを与えるための手段と
   ；前記ポンプの前記注入口と重合体の供給源とを結合す
   るための手段と；注入口および排出口を有する攪拌機を
   含むミキシングマニフォルドであり、重合体の一部を再
   び循環させるために前記注入口が前記ポンプ排出口に接
   続されており、前記マニフォルド排出口が前記ポンプ注
   入口に接続されたミキシングマニフォルドと；前記再循
   環された重合体に気体を注入するための手段と；前記重
   合体のうち再循環しなかった部分のための出力分配手段
   と；を有する重合体活性化システム。
2. 【請求項２】　　前記エネルギを与えるための手段が前
   記ポンプ内に位置している高速インペラである請求項１
   記載の重合体活性化システム。
3. 【請求項３】　　前記ポンプが性能を低下させ遠心ポン
   プであり、前記性能を低下させたポンプの排出口から流
   出した流体量が、非性能低下ポンプの場合と比較してお
   よそ５ファクター減少した請求項２記載の重合体活性化
   システム。
4. 【請求項４】　　前記ポンプが２〜７ファクタ−性能を
   低下させた請求項２記載の重合体活性化システム。
5. 【請求項５】　　前記ポンプによって増加した圧力を低
   下させるための圧力調整弁を有し、前記圧力調整弁およ
   び前記ポンプ排出口が前記マニフォルド注入口と接続さ
   れている請求項１記載の重合体活性化システム。
6. 【請求項６】　　前記圧力調節弁が、前記ポンプの排出
   口から流出した流体の非フィードバック部分において急
   激にかつ迅速に圧力を低下させる請求項５記載の重合体
   活性化システム。
7. 【請求項７】　　前記ポンプの排出口から流出した流体
   が、近似値で流出物の５％から６０％が前記マニフォル
   ドについての前記第１の注出口へと流れるものと；近似
   値で前記流出物の４０％から９５％が前記圧力調節弁へ
   と流れるものとに分かれる請求項５記載の重合体活性化
   システム。
8. 【請求項８】　　前記重合体供給源をもつ第１および第
   ２の注入口を備えたマニフォルドであり、前記マニフォ
   ルドについての前記第２の注入口を介して前記ポンプと
   結合しており、このため元の重合体が前記再循環した重
   合体とともにポンプ内に流入するマニフォルドを有する
   請求項１記載の重合体活性化システム。
9. 【請求項９】　　前記再循環した重合体に気体を注入す
   るための手段に代わって前記再循環しなかった重合体部
   分に気体を注入するための手段を有する請求項３記載の
   重合体活性化システム。
10. 【請求項１０】　　前記ポンプの前記注入口を介して前
    記マニフォルドの前記注入口に水を導入するための手段
    を有する請求項１記載の重合体活性化システム。
11. 【請求項１１】　　複数の化学薬品を前記プレミキシン
    グ用のポンプ注入口に導入して前記重合体のための電解
    質を形成するための前記ポンプと吸入口とがパイプフォ
    ーマットによって接続されている請求項１０記載の重合
    体活性化システム。
12. 【請求項１２】　　前記パイプフォーマットのうち第１
    のパイプがジメチルアミンの供給源に接続されており、
    前記パイプフォーマットのうち第２のパイプがホルムア
    ルデヒドの供給源に接続されており、前記パイプフォー
    マットのうち第３のパイプが水の供給源に接続されてい
    る請求項１１記載の重合体活性化システム。
13. 【請求項１３】　　火気から保護された遠隔地において
    前記フォーマットの前記第１のパイプにジメチルアミン
    を導入する請求項１２記載の重合体活性化システム。
14. 【請求項１４】　　重合体の供給源と；水の供給源と；
    前記水の供給源を前記重合体の供給源と接続してこの２
    つを混合するための手段と；前記重合体と水との混合物
    に気体を注入するための手段と；を備える重合体活性化
    システム。
15. 【請求項１５】　　前記重合体と水との混合物に対照す
    るものとして前記水の供給源に気体を注入するための手
    段を有する請求項１４記載の重合体活性化システム。
16. 【請求項１６】　　混合物にエネルギを与える前記重合
    体および水の供給源を接続するための手段と；前記重合
    体と水との混合物用の吐出口と；重合体と水との混合物
    に気体を注入するための手段と；を有する請求項１４記
    載の重合体活性化システム。
17. 【請求項１７】　　前記水と前記重合体とが混合された
    後に気体を注入する手段の代わりに、前記水と混合する
    前に気体を前記重合体に注入するための手段を備えた請
    求項１５記載の重合体活性化システム。
18. 【請求項１８】　　液体重合体を活性化するための速度
    可変連続出力システムにおいて、前記システムが、フィ
    ードバックを有するミキシングループを備え、循環ポン
    プ手段および流体を接触させる際の静止ミキシングバッ
    フルを有するプレミキシングチェンバーを含み、前記循
    環ポンプは与えられた流出量およびヘッドで前記液体重
    合体に比較的大きなエネルギを与えるための手段を含み
    、さらに前期システムが水源を前記ポンプ手段の注入口
    と接続するための手段と；活性化していない重合体の供
    給源を前記ミキシングループに接続するための手段と；
    重合体分子にダメージを与えずに緩和するには十分高く
    十分速い圧力差を伴う急激な圧力降下を行う手段と；前
    記フィードバックループに気体を注入するための手段と
    ；を含むシステム。
19. 【請求項１９】　　前記プレミキシングチェンバーに前
    記重合体を様々な量で注入することによって前記排出口
    における前記重合体の濃度を制御するための第２ポンプ
    手段を有する請求項１８記載の重合体活性化システム。
20. 【請求項２０】　　前記水の流出物を前記循環ポンプ手
    段に送るための手段を含む制御手段を有する請求項１８
    記載のシステム。
21. 【請求項２１】　　前記重合体に付加される活性エネル
    ギ量を制御するための制御手段を含む請求項１９記載の
    システム。
22. 【請求項２２】　　前記循環ポンプ手段が、インペラ活
    性レベルが増加し流出速度が選択された性能を低下させ
    た遠心ポンプであり、前記システムによって、前記重合
    体に与えられた活性エネルギを維持し前記遠心ポンプに
    おける有効吸込水頭を維持することでポンプでのキャビ
    テーションを防ぎながら活性化した重合体の適切な連続
    排出速度が得られる請求項２０記載のシステム。
23. 【請求項２３】　　前記調整手段の変化に応じて前記重
    合体に加えられた適切な分配エネルギ量を維持するため
    に、前記他の調整手段を自動的に制御するための制御手
    段を有する請求項２１記載のシステム。
24. 【請求項２４】　　活性重合体のレベルを検知し、前記
    活性重合体の予め選択されたレベルの検知に反応して前
    記システムを停止するための検知手段を有する請求項２
    ２記載のシステム。
25. 【請求項２５】　　前記ミキシングループと接触してい
    る流量メーター手段および活性化した重合体の適切な流
    出量を選択するために前記他の調整手段に関連し前記流
    量メーターに反応する手段を有する請求項２３記載のシ
    ステム。
26. 【請求項２６】　　低水流状態を検出すると前記システ
    ムを自動的に停止するための手段を有する請求項２４記
    載のシステム。
27. 【請求項２７】　　前記低水流状態に応じて操作者に警
    告するための警報手段を有する請求項２５記載のシステ
    ム。
28. 【請求項２８】　　前記ミキシングループにおける圧力
    をモニタリングするための圧力モニタリング手段を有す
    る請求項２６記載のシステム。
29. 【請求項２９】　　前記圧力調整弁よりも前に前記ポン
    プの非フィードバック排出において気体を注入する請求
    項５記載の重合体活性化システム。
30. 【請求項３０】　　前記遠心ポンプの注入口において気
    体を注入する請求項１記載の重合体活性化システム。
31. 【請求項３１】　　前記遠心ポンプよりも前にフィード
    バックループにおいて気体を注入する請求項１記載の重
    合体活性化システム。
32. 【請求項３２】　　前記混合点の直前の点において気体
    を注入するための手段を有する請求項１４記載の重合体
    活性化システム。
33. 【請求項３３】　　水、重合体および気体を混合するた
    めのステップを有するミキシングおよび／または活性化
    および／または転化プロセスにおいて重合体注入の効果
    を高め、改良する方法。
34. 【請求項３４】　　重合体を活性化するために、重合体
    と水、気体の混合物を静止ミキサーを通して移動させる
    ステップを含む請求項３３記載の方法。
35. 【請求項３５】　　重合体を活性化するために水、重合
    体および気体の混合物を非静止型ミキサーを通して移動
    させるステップを含む請求項３３記載の方法。
36. 【請求項３６】　　水、活性化していない重合体および
    気体を、各々別個に独立して制御し加圧したチェンバー
    を介して、同時に単一のチェンバーに注入するステップ
    を含む活性化した重合体を連続して出力する方法。
37. 【請求項３７】　　水、重合体および気体を、別々に制
    御し加圧したチェンバーを介して移動させる代わりに、
    気体と水を単一のチェンバーにおいて混合し、その混合
    物をさらに単一の制御可能な加圧したチェンバーを介し
    て移動するステップを含む請求項３６記載の方法。
38. 【請求項３８】　　（ａ）　　水、活性化していないエ
    マルション重合体および気体を、静止ミキサーおよび性
    能を低下させたポンプを含むミキシングループに注入し
    、前記性能を低下させたポンプが流出量およびヘッドを
    受けて前記重合体に対して相当量のエネルギーを与え、
    前記ミキシングループが吐出口および制御された混合物
    のフィードバック量を有するステップと； （ｂ）　　前記重合体を比較的遅い流量速度で活性化す
    るために、比較的大きくて制御した量の活性化エネルギ
    を与えることによって、前記ミキシングループにおいて
    前記重合体に与えられたミキシング圧力を制御するステ
    ップと； （ｃ）　　前記ミキシングループから送られる前記転化
    した重合体の流出量を制御するために、前記ミキシング
    ループに導入する水の量を制御するステップと；を含む
    転化した重合体を速度可変に連続して出力する方法。
39. 【請求項３９】　　前記ミキシング圧力量によって、前
    記重合体の活性量を制御するための、前記ミキシングル
    ープにおける前記重合体および水の適切な転化量が保た
    れる請求項３８記載の方法。
40. 【請求項４０】　　前記重合体の濃度を制御するために
    、前記ミキシングループに導入する重合体の量を制御す
    るステップを含む請求項３８記載の方法。
41. 【請求項４１】　　活性重合体の予め定められた出力レ
    ベルを、前記予め定められた重合体出力レベルを検知す
    ることによって自動的に維持するステップを含む請求項
    ３３記載の方法。
42. 【請求項４２】　　水の流出量における低レベルを検知
    するステップと、前記低流量の検知に呼応して自動的に
    シャットダウンを停止するステップとを含む請求項４１
    記載の方法。
43. 【請求項４３】　　低流水状態の検知に呼応して操作者
    に警告を行うステップを含む請求項４２記載の方法。
44. 【請求項４４】　　（ａ）　　静止ミキサーを有してい
    るミキシングマニフォルドにおいて水と重合体とのプレ
    ミキシングを行うステップと； （ｂ）　　流出量に応じて前記重合体に高レベルのエネ
    ルギを与えるための実質的なブレード活性を有するポン
    プにおいて、前記マニフォルドからの流出物に気体を混
    合するステップと；を含む重合体活性方法。
45. 【請求項４５】　　前記ポンプからの流出物の一部を前
    記ミキシングマニフォルドを介してリサイクルするステ
    ップを含む請求項４４記載の重合体活性方法。
46. 【請求項４６】　　前記ポンプによって加圧された圧力
    を急激に緩和する圧力調整弁を介して、前記ポンプから
    の流出物のうち残りの部分を送り出すステップを有する
    請求項４５記載の重合体活性方法。