JPH05186503A - モノマー液滴生成方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 モノマーから粒状の重合体を製造する時、モ
ノマーが引火、発火又は爆発するおそれのないモノマー
液滴生成方法及び装置を提供する。 【構成】 モノマーを細孔から噴出させて形成したモノ
マー噴出流に加振機９により振動を加えてモノマー液滴
を生成するに際し、加振機９を遮蔽箱２１により被包し
て外部から遮断し、少なくとも遮断箱２１内を引火、発
火及び爆発のおそれがない気体３２により通風冷却する
構成とする。 【効果】 遮蔽箱２１及び通風冷却用気体３２がモノマ
ーの気体又は液体の加振機９への接近を防止するととも
に、加振機９を冷却してその発熱部分や火花等が発火源
になるのを防止する。そのため、モノマー液滴生成装置
において、モノマーの引火、発火又は爆発のおそれがな
くなり、安全に操業することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、モノマーから粒状の重
合体を製造するための装置に使用するモノマー液滴生成
方法及び装置に関し、更に詳しくは、モノマーの引火、
発火又は爆発のおそれがなく、安全操業を可能とするモ
ノマー液滴生成方法及び装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、粒状の重合体の製造装置には
種々のものが存在するが、加振機を備えたモノマー液滴
生成装置と重合器から構成された製造装置が、均一な粒
径を有する重合体を得ることができる点で最も優れてい
る。

【０００３】この製造装置においては、モノマー液滴生
成装置が、モノマー相を細孔から噴出させて層流状態の
モノマー噴出流を形成し、このモノマー噴出流に加振機
により一定の振動を加えて粒径が均一なモノマー液滴を
生成し、その後、重合器が、モノマー液滴をその粒径分
布を維持しながら重合して、粒径が均一な粒状重合体を
製造している。なお、前記細孔には細管、オリフィス、
ノズル、キャピラリー等を使用し、前記加振機には機械
的、水力的、モータ振動型、電気的等の加振機を使用し
ている（特開昭５７−７３００２号、特開昭５７−１０
２９０５号、特開昭５７−１６７３０１号、特開昭５７
−２０５４０２号、特開昭６１−１１５９０２号公報参
照）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、モノマー
は、通常引火性、発火性又は爆発性を有するので、取扱
いには十分な注意と対策が必要である。特に、加振機を
備えたモノマー液滴生成装置を使用して粒径が均一な重
合体を工業的に製造しようとする場合には、モノマーを
大量に扱う上に、加振機が発する火花等が発火源となる
ので、引火、発火又は爆発の危険性が大である。しか
し、上記従来の製造装置に使用しているモノマー液滴生
成装置においては、モノマーの引火、発火又は爆発に対
して十分な安全対策を施したものが見当たらず、安全性
に欠けるという問題があった。本発明は、従来のモノマ
ー液滴装置を改良して、このような問題点を取り除くこ
とを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の第１は、モノマーを細孔から噴出させて形
成したモノマー噴出流に加振機により振動を加えてモノ
マー液滴を生成するに際し、前記加振機を遮蔽手段によ
り被包して外部から遮断し、前記遮蔽手段内を引火、発
火及び爆発のおそれがない気体により通風冷却すること
を特徴とするモノマー液滴生成方法を、本発明の第２
は、モノマーを細孔から噴出させモノマー噴出流を形成
させる手段及び該モノマー噴出流に振動を加えてモノマ
ー液滴を形成させる加振機を備えたモノマー液滴生成装
置において、前記加振機を遮蔽箱内に設置するととも
に、該遮蔽箱に通気ラインと圧力制御装置とを付設した
ことを特徴とするモノマー液滴生成装置を、
それ
ぞれ内容とするものである。

【０００６】

【作用】上記構成のモノマー液滴生成方法及び装置にお
いては、加振機を遮蔽手段により被包して外部から遮断
し、少なくとも前記遮蔽手段内を引火、発火及び爆発の
おそれがない気体により通風冷却しているので、モノマ
ーの気体又は液体が加振機に接近するのを防止するとと
もに、加振機を冷却してその発熱部分や火花等が発火源
になるのを防止する。したがって、モノマーの引火、発
火又は爆発のおそれがなく、安全に操業することができ
る。

【０００７】

【実施例】以下、本発明に用いられる装置の一実施例
を、図１及び図２に基づいて説明する。本実施例のモノ
マー液滴生成装置は、図１に示すように、モノマー貯留
槽１にモノマー供給ライン２、加振手段３及び圧力パル
ス制御装置４を接続してなり、加振手段３を介して設置
面５に取り付けられている。

【０００８】モノマー貯留槽１は、上面が開口した容器
で、底部に多数のモノマー噴出用細孔６を有する。細孔
６は、オリフィスで、工業的製造の場合には少なくとも
３００個以上、好ましくは１０００個以上設ける。

【０００９】モノマー供給ライン２は、モノマー貯留槽
１の側壁に接続され、中間に流量調節装置７を有する。
流量調節装置７は、細孔６から噴出するモノマー噴出流
８が層流状態になるようにモノマー供給量を調節するも
のである。

【００１０】加振手段３は、後述する遮蔽箱２１内に加
振機９を収容し、加振機９の下部に設けた振動板１０を
防振部材１１を介してモノマー貯留槽１の頂部開口に接
続するとともに、加振機９の上部を防振部材１２を介し
て遮蔽箱２１に取り付けてなるもので、遮蔽箱２１が設
置面５に固定されている。加振機９には動電型加振機を
使用する。この動電型加振機は、電気コイルに交流電流
を通じて振動棒を上下振動させるもので、一定の正確な
正弦波を発生するとともに、大きな加振力を発揮する点
で他型式の加振機よりも優れ、工業的製造レベルでのモ
ノマー液滴生成に好適のものである。振動板１０は、加
振機９の振動をモノマー貯留槽１内のモノマー１６に圧
力パルスとして伝播させるものである。防振部材１１
は、振動板１０の振動がモノマー貯留槽１の側壁に直接
伝わるのを防止するもので、ダイヤフラムやベローズな
どからなり、特にステンレスなどの金属製ベローズが好
ましい。また、防振部材１２は、加振機９を外部から隔
離するもので、普通のエアークッションなどを使用す
る。

【００１１】圧力パルス制御装置４は、モノマー貯留槽
１の底部に設けた圧力センサー１３と、この圧力センサ
ー１３と加振機９との間に接続したチャージアンプ１４
及び加振機コントローラ１５とから構成されており、モ
ノマー貯留槽１内のモノマー１６中を伝播する圧力パル
スを圧力センサー１３で検出し、その出力をチャージア
ンプ１４を介して加振機コントローラ１５にフィードバ
ックし、加振機９の振動加速度を調節して圧力パルスを
設定値に調節することによりモノマー液滴１７の粒径を
均一化する。

【００１２】前記加振手段３は、図２に示すように、防
爆構造になっており、この点に本発明の特徴が存する。
即ち、加振機９を遮蔽箱２１により被包して外部から遮
断し、この遮蔽箱２１に通気ライン２２、２３と圧力制
御装置２４とを接続している。

【００１３】遮蔽箱２１は、金属製箱で、防振部材１２
を介して加振機９の上部を支持するとともに、防振部材
２５を介して加振機９の振動板１０と接続されており、
設置面５に固定されている。遮蔽箱２１の内部は、加振
機９の空気出口２６を介して加振機９の内部と連通して
いる。防振部材２５は、ゴムなどからなる不燃性ダイヤ
フラムで、振動板１０と遮蔽箱２１との間の気密を保持
するとともに、振動板１０を外部の振動から隔離する。

【００１４】通気ライン２２は、不燃性フレキシブルホ
ースなどからなる防振性給気ラインで、一端が遮蔽箱２
１の側壁を貫通して、可撓管２７を介して加振機９の空
気入口２８に接続され、中間にブロアー２９を有し、他
端が屋外の大気中に開口している。可撓管２７は不燃性
ゴム管などからなり、ブロアー２９は屋外に設置されて
いる。また、通気ライン２３は、不燃性フレキシブルホ
ースなどからなる防振性排気ラインで、一端が遮蔽箱２
１の側壁に接続され、他端が屋外の大気中に開口してい
る。

【００１５】圧力制御装置２４は、遮蔽箱２１の側壁に
設けた圧力センサー３０と、この圧力センサー３０と加
振機コントローラ１５との間に接続した圧力コントロー
ラ３１とから構成されており、圧力センサー３０が遮蔽
箱２１内の圧力を検出し、この検出圧力が工場雰囲気の
圧力よりも水柱で１００mm程度高く設定した設定圧力以
上の場合にのみ、圧力コントローラ３１が加振機９の運
転を許容するように作用する。これにより、加振機９の
運転時に、工場内のモノマーの気体が遮蔽箱２１内に流
入するのを防止する。

【００１６】上記構成のモノマー液滴生成装置によりモ
ノマー液滴を工業的に生成するには、まず、ブロアー２
９を運転して、引火、発火及び爆発のおそれがない気体
３２を通気ライン２２により加振機９の空気入口２８か
ら加振機９内に圧入する。この気体３２は、屋外の常温
の空気で、引火性気体の含有濃度が引火性気体の爆発下
限界の１／４以下（通常は１ppm 以下）であることを要
する。気体３２は、加振機９の空気出口２６を出て遮蔽
箱２１内に充満し、遮蔽箱２１内を昇圧した後通気ライ
ン２３を経て屋外に放出される。圧力センサー３０が遮
蔽箱２１内の圧力を検出し、検出圧力が設定圧力以上に
なると圧力コントローラ３１が作用して加振機９を運転
可能の状態にする。

【００１７】次に、加振機９を運転しながら、モノマー
１６をモノマー供給ライン２からモノマー貯留槽１内に
充填する。モノマー１６は、スチレン、α−メチルスチ
レン、ジビニルベンゼン、アクリロニトリル、アクリル
酸エステル、メタクリル酸エステルなどのビニル単量体
等、又はそれらの混合物からなっており、流量調節装置
７の作用により細孔６から層流状態のモノマー噴出流８
となって噴出する。他方、加振機９の振動板１０の振動
は、モノマー貯留槽１内のモノマー１６中を圧力パルス
となって伝播し、モノマー噴出流８の液柱表面に表面波
を形成することによりモノマー液滴１７を形成する。そ
の際、圧力センサー１３が圧力パルスを検出し、その出
力をチャージアンプ１４を介して加振機コントローラ１
５にフィードバックする。加振機コントローラ１５は、
加振機９の振動加速度を調節して、モノマー噴出流８の
噴出速度に応じて予め設定した設定値に圧力パルスを調
節することによりモノマー液滴１７の粒径を均一化す
る。ここに、均一な粒径とは、モノマー液滴群がその平
均粒径の±１０％の粒径の範囲に液滴群全体の重量８０
％（好ましくは９０％）以上含まれる場合の粒径分布を
いう。

【００１８】そして、加振機９の運転中は、常に気体３
２が遮蔽箱２１及び加振機９の内部を通風冷却するとと
もに、工場雰囲気の圧力よりも高圧に保持している。そ
のため、モノマーの気体や液体が遮蔽箱２１内に侵入し
たり、加振機９の発熱部分や火花等が発火源になること
が防止され、モノマーの引火、発火又は爆発の危険がな
くなる。

【００１９】なお、本実施例では、加振機９及び遮蔽箱
２１の内部を気体３２により通風冷却したが、他の実施
例として、加振機９が比較的小型の場合には、気体３２
を直接遮蔽箱２１内に圧入し、加振機９の冷却は遮蔽箱
２１内の気体３２の自然対流により行なってもよい。

【００２０】以下、図１に示す装置を使用して行なった
モノマー液滴生成試験の結果を次に示す。試験では、下
記の条件によりスチレン液滴を２５０ppm のＰＶＡ（ポ
リビニルアルコール）水溶液中に形成した。 オリフィス孔の数 １６２８個 オリフィスの直径 ５６cm 振動板の直径 １８cm スチレンを充満した室の角度 ４０° スチレンの噴流速度 １８０cm／sec 圧力パルスの周波数 ８００Hz 圧力パルスの強さ ２mbar 加振機（動電型）の加振力 ５０kgf 遮蔽手段の内圧 １００mm水柱

【００２１】なお、スチレン液滴の比重はＰＶＡ水溶液
よりも小さいので、図１の装置を床面上に設置し、オリ
フィス上にＰＶＡ水溶液槽を取り付けて、ＰＶＡ水溶液
中にスチレンを噴出させた。ＰＶＡ水溶液は、ＰＶＡ水
溶液槽にスチレン供給量と同じ流量で供給し、ＰＶＡ水
溶液槽の上部よりオーバフローさせた。スチレンとＰＶ
Ａ水溶液とを供給して系が安定した後、ＰＶＡ水溶液槽
の上部からＰＶＡ水溶液中にスチレン液滴が分散したス
ラリーを回収した。試験の間、装置は全く安全に運転さ
れ、スチレンの引火、発火、爆発のおそれはなかった。
また、回収したスラリーを実体顕微鏡で撮影し、画像処
理してスチレン液滴の粒径分布を計測したが、全体の９
４．４％が０．４２３〜０．４６４mmの粒径範囲内に含
まれていた。

【００２２】比較のために遮蔽手段を取り外して上記と
同様にしてスチレン液滴を生成したところ、スチレン液
滴の粒径は同様に均一であったが、部屋内でスチレンを
準備したので、スチレンガスが部屋内に充満し、装置周
辺のスチレンガス濃度は１０ppm もあった。このことか
ら、工業的規模の操業においては、装置の異常などによ
りスチレンが大量に漏洩した場合、スチレンガス濃度が
著しく高くなり、加振機によりスチレンガスが引火、発
火又は爆発する危険性が予見された。

【００２３】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように、加振機
を遮蔽手段により被包して外部から遮断し、少なくとも
前記遮蔽手段内を引火、発火及び爆発のおそれがない気
体により通風冷却する構成としたので、モノマーの気体
又は液体が加振機に接近するのを防止するとともに、加
振機を冷却してその発熱部分や火花等が発火源になるの
を防止する。したがって、本発明のモノマー液滴生成装
置を使用した粒状重合体の製造装置は、モノマーの引
火、発火又は爆発のおそれがなく、安全に操業すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すモノマー液滴生成装置
の説明図である。

【図２】図１における加振手段の拡大説明図である。

【符号の説明】

６ 細孔 ８ モノマー噴出流 ９ 加振機 １６ モノマー １７ モノマー液滴 ２１ 遮蔽箱 ３２ 気体（通気冷却用）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 モノマーを細孔から噴出させて形成した
   モノマー噴出流に加振機により振動を加えてモノマー液
   滴を生成するに際し、前記加振機を遮蔽手段により被包
   して外部から遮断し、前記遮蔽手段内を引火、発火及び
   爆発のおそれがない気体により通風冷却することを特徴
   とするモノマー液滴生成方法。
2. 【請求項２】 遮蔽手段内部の圧力を外部の圧力よりも
   高く設定する請求項１記載の方法。
3. 【請求項３】 モノマーを細孔から噴出させモノマー噴
   出流を形成させる手段及び該モノマー噴出流に振動を加
   えてモノマー液滴を形成させる加振機を備えたモノマー
   液滴生成装置において、前記加振機を遮蔽箱内に設置す
   るとともに、該遮蔽箱に通気ラインと圧力制御装置とを
   付設したことを特徴とするモノマー液滴生成装置。