JPH04331202A - 泡センサを備えたタンクおよびこれを用いた重合体の製造方法 - 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】 【０００１】 【産業上の利用分野】本発明は、泡センサを備えた重合
体スラリー収容タンクおよびこれを用いた重合体の製造
方法に関する。 【０００２】 【従来の技術】塩化ビニル等のエチレン性二重結合を有
する単量体の水性媒体中における、懸濁重合や乳化重合
においては、生産効率を高めるために重合器の大型化や
重合時間、未反応単量体の回収時間、スラリー移送時間
、重合終了後の重合器内洗浄時間等を短縮して重合サイ
クル全体の短縮が図られている。 【０００３】ところで、従来、このような懸濁重合や乳
化重合においては、通常、重合終了後、重合器内の未反
応単量体を回収した後、該重合器内から、重合体粒子を
含むスラリーを、ストリッピングタンク（ブローダウン
タンク）やスラリータンク等のスラリー収容タンク内へ
移送している。しかし、この場合、未反応単量体の回収
速度を余り高めると、重合器内気相部の圧力が急激に降
下し、気相部と液相部との圧力平衡が大きく崩れるため
、重合体粒子中および水性媒体中に溶解している未反応
単量体が急速かつ多量に気化して発泡が起こる。そして
、この泡に同伴した重合体粒子が未反応単量体回収口、
コンデンサー連絡口、原料仕込口等に付着し、残留する
と、次回の重合の際に重合製品中に混入し、その重合製
品をシート状に成形したときにフィッシュアイが生じて
品質が低下する。さらに発泡が高じると、未反応単量体
回収用の配管の閉塞などの原因となる。 【０００４】重合における反応混合物（重合系）の組成
は、目的とする重合体の種類、重合度等によって異なる
が、泡立ち易さはこの重合系の組成によって異なるため
、従来は未反応単量体の回収速度を十分に遅くするとい
う具合に、回収の操作を十分に安全なサイドで行なうこ
とでなされて来た。しかし、これでは不必要な程度まで
未反応単量体回収速度を低下させてしまうことになるた
め、効率的な運転による重合サイクルの短縮化という要
請からすると、極めて不合理かつ不満足な運転方法であ
った。 【０００５】この問題を解決する方法として、重合器内
の未反応単量体を回収しながら、該重合器内の圧力が高
いうちにスラリー移送を開始し、かつスラリー移送中に
スラリー収容タンクからも未反応単量体を回収する方法
も考えられる。この方法では、上記重合器内の気相部と
液相部との圧力平衡が大きく崩れることがないので、重
合器内での発泡は抑制される。 【０００６】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
方法では、通常重合終了時５〜８ｋｇｆ／ｃｍ２　・Ｇ
　の加圧状態の重合器内からほぼ大気圧に近いスラリー
収容タンク内へのスラリー移送により急激な圧力降下が
生じるため、移送されるスラリーに含まれる重合体粒子
や水性媒体中に残存する未反応単量体がスラリー収容タ
ンク内で気化し、これによりスラリー収容タンク内で発
泡が起こる。その場合、スラリー移送速度が大きい程、
またスラリー収容タンクからの未反応単量体回収速度が
大きい程、スラリーは急激な圧力差を受けるので、発泡
し易い。そして、泡に同伴した重合体粒子がスラリー収
容タンク内上部のノズルや未反応単量体回収口等に付着
し、残留すると、次回の重合の際に重合製品中に混入し
てフィッシュアイの原因となる。さらに発泡が高じると
、スラリー収容タンクからの未反応単量体回収用の配管
が閉塞することもある。 【０００７】また、スラリー収容タンク内の液面はスラ
リーが移送されるにしたがって高くなり、液面とスラリ
ー収容タンク内上部との距離が小さくなるため、液面で
の発泡に伴って飛散する重合体粒子がスラリー収容タン
ク内上部の未反応単量体回収口等に付着し易くなる上、
未反応単量体回収速度の発泡への影響も大きくなる。こ
のため、上記未反応単量体回収口等への重合体粒子の付
着は、スラリー移送の終わりに近いほど顕著になる。 【０００８】以上の理由から、従来は、スラリー収容タ
ンク内上部への重合体粒子の付着を防止するため、スラ
リー移送の終わり近くになっても液面とスラリー収容タ
ンク内上部との距離が大きくとれるように、スラリー収
容タンクの容量を必要以上に大きくしておき、かつ、ス
ラリー収容タンクへのスラリー移送を、スラリーが発泡
しない程度まで重合器内で未反応単量体を回収した後に
開始する必要があった。 【０００９】しかし、このような従来の方法では、必要
以上に大きなスラリー収容タンクを設けるという無駄が
ある上、スラリー移送の開始を遅らせることは、重合終
了後に次の重合を行うまでの時間が長くかかるというこ
となので、重合サイクルの短縮が制約されるという不利
があった。 【００１０】 【課題を解決するための手段】本発明の目的は、簡単な
構成によりかつ生産性を損なうことなく泡の発生を合理
的に抑制できる、泡センサを備えたスラリー収容タンク
およびこれを用いた重合体の製造方法を提供することに
ある。 【００１１】すなわち、本発明は、上記目的を達成する
ものとして、重合体スラリーを収容するタンクであって
、気相部に、液相表面に発生した泡が予め定められた一
定量以上に達した時に泡を検知するように設定された泡
センサを備えたタンクを提供する。 【００１２】また、本発明は、重合器内でエチレン性二
重結合を有する単量体を水性媒体中で重合する工程と、
前記重合で得られた重合体スラリーを、前記重合器に直
接または間接的に接続されたタンクに移送する工程とを
有する重合体の製造方法において、前記のタンクが上述
の泡センサを備えたタンクであって、該泡センサが一定
量以上に達した泡を検知した時に、泡を抑制する操作が
行われることを特徴とする重合体の製造方法を提供する
。 【００１３】タンク 本発明のタンクは、重合器内での重合終了後に重合器内
がまだ加圧状態にあるうちに、その重合器から移送され
る重合体スラリーを収容する容器である。このタンクは
、未反応単量体回収設備を備えたものであっても良いし
、次工程や間接的に未反応単量体回収設備と接続された
タンクであってもよい。 【００１４】このタンクには、泡センサが取り付けられ
ている。この泡センサは、その検知部が上記タンク内の
気相部に位置しており、この検知部により上記タンク内
の液相表面に発生した泡を検知するように設定されてい
る。上記検知部の高さは、特に、液面との距離および未
反応単量体の回収口等の高さを考慮して、泡が許容でき
ない一定量以上に達した時に泡を検知するように設定さ
れる。すなわち、泡センサが余りに下方過ぎると少量の
発泡でも泡が検知され、発泡抑制操作が不必要にとられ
てしまい、生産性の低下を招く。逆に、泡センサの位置
が液面から離れすぎたり、未反応単量体回収口等との垂
直方向の距離が狭すぎると、泡の検知後の発泡抑制操作
が間に合わず、重合体粒子を伴う泡が回収口等に侵入す
るのを防止できない。使用する泡センサの形状、大きさ
、タンクの容積等にもよるが、例えば検知部が下端部に
ある場合、その下端部は、未反応単量体回収口等よりも
　１００ｍｍ以上下方で、かつスラリー全量移送終了時
の液面よりもできるだけ上方になる高さに位置している
ことが望ましい。 【００１５】使用可能な泡センサとしては、例えば、静
電容量式センサ、超音波式センサ、放射線式センサ、赤
外線式センサ、電導度セル等が挙げられる。これらの中
でも、２つの電極間の静電容量の変化の測定により泡を
検知する静電容量式センサが、防爆構造とすることが容
易であること、簡単な形状に構成することが容易で重合
体スケールの付着や重合体粒子の付着、残留が起こり難
い、等の点で特に適している。 【００１６】かかる静電容量式センサとしては、例えば
、二つの電極間に泡が存在する時と存在しない時との静
電容量の変化を内蔵された回路で検知する方式のものが
挙げられ、例えば、特開昭６２−２６９０２１号にレベ
ル（液位）検出装置として記載のものと同様の原理の検
出装置を泡センサとして利用することができる。このよ
うな静電容量式センサは、具体的には静電容量式レベル
センサＤＳ型の商品名で（株）山本電機社から入手する
ことができる。 【００１７】発泡抑制方法 本発明の方法では、タンク内での泡が所定のレベル以上
に達した時に泡が泡センサにより検知され、その泡セン
サの検知信号に基づいて泡を抑制する操作が行われる。 かかる操作には、例えば、タンクからの未反応単量体回
収速度を制御する方法、消泡剤を添加する方法等が挙げ
られる。具体的には、泡センサの検知信号が出た時点で
、タンクの未反応単量体回収ラインに設けた流量調節弁
を泡センサの検知信号が消えるまで徐々に閉めていく方
法などがある。このような発泡抑制操作は、上記泡セン
サにより泡発生の信号が得られた後、それに基づいて手
動で行っても良いが、自動化することも容易である。 例えば、泡センサから出力された検知信号に基づいて、
未反応単量体回収ラインのバルブが自動的に調節されて
未反応単量体の回収速度が制御されるようにすることも
できる。 【００１８】単量体の種類 本発明の方法は、エチレン性二重結合を有する単量体の
水性媒体中における懸濁重合および乳化重合に好適に用
いられる。エチレン性二重結合を有する単量体としては
、例えば、塩化ビニル，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；ブタジエン，クロロプ
レン，イソプレン等のジエン系単量体；メチル−メタク
リレート，ｎ−ブチルアクリレート，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。これらの単量体は一種単独でまたは二種
以上を組み合わせて重合に供される。 【００１９】その他の重合条件 その他の重合条件は、重合される単量体の種類、重合形
式に応じて従来行われてきた通常の条件で良い。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性
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等の可塑剤；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；ジイソプロピルパーオキシジカーボネート，α
，α′−アゾビス−２，４　−ジメチルバレロニトリル
，ラウロイルパーオキサイド，ペルオキソ二硫酸カリウ
ム，クメンハイドロパーオキサイド，ｐ−メンタンハイ
ドロパーオキサイド等の重合開始剤などを使用すること
ができる。さらに、重合度調節剤、酸化防止剤、緩衝剤
、スケール付着防止剤等の添加も任意である。 【００２０】本発明の方法が特に好適に実施される重合
は、例えば、塩化ビニルの水性媒体中における重合、ポ
リブタジエン，ＳＢＲ，ＮＢＲ，ＣＲ，ＩＲ，ＩＩＲな
どの合成ゴムの乳化重合など、発泡が起こり易い重合系
である。 【００２１】 【実施例】以下、本発明を実施例および比較例を挙げて
具体的に説明する。なお、実施例および比較例では、図
１に示す装置を用いた。 【００２２】この装置は、図１に示すように、容量　２
，０００ｌのステンレススチール製の重合器１とこの重
合器１に直接接続された容量　２，０００ｌのタンク２
とから構成されている。 【００２３】上記重合器１の下端部には、スラリー３を
タンク２へ移送するスラリー移送ライン４が連結され、
このスラリー移送ライン４が上記タンク２の上部に連結
されている。このスラリー移送ライン４にはバルブ５が
設けられ、このバルブ５の下流側にはスラリー移送ポン
プ６が設けられている。 【００２４】上記重合器１内には、モータ７により駆動
される攪拌機８が設けられている。また、上記重合器１
の上部には未反応単量体回収ライン９が連結され、未反
応単量体回収ライン９には流量調整弁１０が設けられて
いる。 【００２５】上記タンク２内には、モータ１１により駆
動される攪拌機１２が設けられている。上記タンク２の
上部には未反応単量体回収ライン１３が連結され、この
未反応単量体回収ライン１３には流量調整弁１４が設け
られている。また、上記タンク２の上部には、泡センサ
１５として、（株）山本電機社製静電容量式センサＤＳ
型が取り付けられている。この泡センサ１５の下端部（
検知部）は、図２（泡センサ周囲の部分拡大図）に示す
ように、上記タンク２内の未反応単量体回収口や他のノ
ズル口よりも低く位置している（泡センサ１５の下端部
を未反応単量体回収ライン１３の回収口の最下部より　
２００ｍｍ下に位置させている。）。但し、この泡セン
サ１５は、実例１だけで用いられ、比較例１、２、３で
は泡センサを用いていない。 【００２６】この装置では、泡センサ１５が泡を検知し
た時、この泡センサ１５がコントローラ１６へ検知信号
を送り、この検知信号に基づいて、コントローラ１６が
制御信号を出力し、この制御信号に基づいて、上記未反
応単量体回収ライン１３の流量調整弁１４の開度を調整
するようになっている。しかし、この装置では、必要に
応じて、上記流量調整弁１４の開度を手動により調節す
ることもできる。このため、本発明の実施例１では、泡
センサ１５が泡を検知した時に上記流量調整弁１４の開
度を手動で調節することにより、未反応単量体の回収速
度を制御した。 【００２７】実施例１ タンク２内の未反応単量体回収ライン１３回収口の最下
部より　１００ｍｍ下に泡センサ１５の下端部を位置さ
せ、以下のようにして実験を行った。 【００２８】重合器１に、脱イオン水　９１０ｋｇ、部
分けん化ポリビニルアルコール　４１０ｇ、およびビス
（２−エチルヘキシル）パーオキシジカーボネート　２
８０ｇを仕込み、重合器１内を排気した後、塩化ビニル
単量体　７００ｋｇを仕込んだ。これらを攪拌しながら
、５７℃に昇温し、重合を開始させた。その後、重合器
内の圧力が　６．０ｋｇｆ／ｃｍ２　・Ｇ　に低下した
ところで重合を停止した。 【００２９】重合終了後、重合器１内のスラリー３を攪
拌機７で攪拌しながら、そのスラリー３のタンク２への
移送を開始し、同時に、重合器１およびタンク２からの
未反応単量体回収を開始した。重合器１からの未反応単
量体回収は、未反応単量体回収ライン９の流量調整弁１
０を調節することにより、流量を重合終了時から最後ま
で　１．５Ｎｍ３　／ｍｉｎに保ち、重合器１内の圧力
が０ｋｇｆ／ｃｍ２　・Ｇ　になるまで行った。 【００３０】タンク２からの未反応単量体回収は、最初
は流量　２．０Ｎｍ３　／ｍｉｎで行い、３分後に泡セ
ンサ１５の検知信号が出た時点で未反応単量体回収ライ
ン１３の流量調節弁１４の開度を絞り、流量が　０．５
Ｎｍ３　／ｍｉｎに低下した時に泡センサ１５の検知信
号が消えたので、以後、流量調節弁１４の開度をそのま
まにして、タンク２内の圧力が０ｋｇｆ／ｃｍ２　・Ｇ
　になるまで未反応単量体を回収した。スラリー移送は
、最初、重合器１内とタンク２内との圧力差を利用して
移送し、タンク２内の圧力上昇が殆どみられなくなった
時点で、スラリー移送ポンプ６による移送を開始した。 スラリー移送後は、スラリー移送ライン４のバルブ５を
閉じて、タンク２を重合器１と切り離した。 【００３１】比較例１ タンク２での未反応単量体回収を、スラリー移送開始か
ら最後まで　２．０Ｎｍ３　／ｍｉｎで行った以外は、
実施例１と同様にして実験を行った。 【００３２】比較例２ タンク２での未反応単量体回収を、タンク２でのスラリ
ー移送開始から最後まで　０．５Ｎｍ３　／ｍｉｎで行
った以外は、実施例１と同様にして実験を行った。 【００３３】比較例３ 実施例１と同様にして重合し、重合終了後、重合器１内
において、未反応単量体の回収を、流量　０．５Ｎｍ３
　／ｍｉｎで、重合器１内圧が０ｋｇｆ／ｃｍ２　・Ｇ
　になるまで行った後、重合器１内のスラリー３をタン
ク２へ移送した。タンク２では未反応単量体の回収は行
われなかった。 【００３４】実施例１および比較例１、２、３において
、重合器からの未反応単量体回収時間、タンクからの未
反応単量体回収時間、スラリー移送時間、および重合終
了時からスラリー移送及び未反応単量体回収が全て終了
するまでにかかった時間、ならびにタンクの未反応単量
体回収ラインでの重合体粒子の付着状態を調べた。結果
を表１に示す。 【００３５】 【表１】 　　　　　　【００３６】 【発明の効果】本発明によれば、重合系の組成に関係な
く、泡センサが一定量以上の泡を検知するまで未反応単
量体の回収速度を十分に高めることができ、かつ重合器
内の圧力が十分高い時機にタンク内へのスラリー移送を
開始することができる。このため、重合サイクルを大幅
に短縮することができ、重合器を効率良く稼働させるこ
とができる。それでいて、泡に起因する重合体スケール
の付着、タンク内気相部のノズルや付属部品、未反応単
量体回収口、各種配管内等における重合体粒子の侵入、
付着を効果的に防止することができる。したがって、重
合体の品質の劣化はもちろんのこと、配管の閉塞等の不
都合を招くことなく、重合サイクルの短縮を図ることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】泡センサを備えたタンクを有する重合装置の概
略構成図である。

【図２】図１における泡センサ取付部周囲の拡大断面図
である。

【符号の説明】

１　　　　重合器 ２　　　　タンク ３　　　　スラリー ４　　　　スラリー移送ライン ９　　　　未反応単量体回収ライン １３　　　　未反応単量体回収ライン １４　　　　流量調整弁 １５　　　　泡センサ １６　　　　コントローラ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　重合体スラリーを収容するタンクであ
   って、気相部に、液相表面に発生した泡が予め定められ
   た一定量以上に達した時に泡を検知するように設定され
   た泡センサを備えたタンク。
2. 【請求項２】　　重合器内でエチレン性二重結合を有す
   る単量体を水性媒体中で重合する工程と、前記重合で得
   られた重合体スラリーを、前記重合器に直接または間接
   的に接続されたタンクに移送する工程とを有する重合体
   の製造方法において、前記のタンクが請求項１に記載の
   泡センサを備えたタンクであって、該泡センサが一定量
   以上に達した泡を検知した時に、泡を抑制する操作が行
   われることを特徴とする重合体の製造方法。
3. 【請求項３】　　請求項２に記載の方法であって、泡の
   抑制が、該タンクからの未反応単量体の回収速度を制御
   することにより行われる方法。