JPH0655831B2 - 粒子状ペースト加工用塩化ビニル樹脂の製造法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、懸濁重合または乳化重合でえられたペースト
加工用塩化ビニル樹脂の水性分散液から、ゾル化性に優
れた粒子状ペースト加工用塩化ビニル樹脂を製造する方
法に関する。

［従来の技術・発明が解決しようとする課題］ ペースト加工用塩化ビニル樹脂の一般的な製造法は次の
とおりである。

(イ)塩化ビニルまたは塩化ビニルを主体とするモノマー
混合物を、界面活性剤の存在下、懸濁重合または乳化重
合させ、樹脂の水性分散液をうる。

(ロ)樹脂の水性分散液を噴霧乾燥し、えられた造粒体を
微粉砕する。

ペースト加工用塩化ビニル樹脂は、樹脂を可塑剤中に分
散させてゾルにし、そののち成形加工せしめられる。微
粉砕されている理由は、樹脂を容易に可塑剤中に分散で
きるようにするためである。しかし、製品が微粉砕され
たものであるから、製品袋の開袋時の粉塵の発生などに
よる作業環境の悪化や、粉体の自動計量供給ができない
などの問題がある。

これらの問題を解決すべく、ペースト加工用塩化ビニル
樹脂を微粉砕することなく、造粒体のままで使用できる
ようにする試みがなされてきている。たとえば、樹脂の
水性分散液を噴霧乾燥するにあたり、えられる造粒体を
微粉砕しなくても容易に可塑剤中に分散するように、乾
燥用空気の供給時および排風時の温度を従来法よりも下
げて造粒体を製造する方法が提案されている。

しかし、排風温度を下げると、乾燥速度が遅くなり、造
粒体に残留する水分が多くなるという問題が生じる。

また、造粒体の平均粒径を20μｍ程度に小さくすると乾
燥速度が上がり、造粒体に残留する水分が少なくなるが
（特公昭57−5815号公報参照）、粉体特性がわるくなる
という欠点がある。一方、造粒体の平均粒径を80〜100
μｍ程度に大きくすると、粉体特性はよくなるものの、
造粒体に残留する水分が多くなり、もう一段の乾燥工程
を設ける必要が生じる（特開昭60−120726号公報参
照）。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、スプレー乾燥機を用いて前記のごとき、粉体
特性およびゾル化性に関する問題の解消されたペースト
加工用塩化ビニル樹脂を製造するためになされたもので
あり、 ペースト加工用塩化ビニル樹脂の水性分散液をスプレー
乾燥機で乾燥・造粒させる際に、絶対湿度0.007〜0.014
kg水／kg空気の空気を用い、乾燥用空気入口温度を60℃
以上100℃未満、乾燥用空気出口温度を53℃以下とし、
水分率0.1〜0.5％で、平均粒径30〜100μｍの粒子状樹
脂をうることを特徴とする粉体特性およびゾル化性に優
れた粒子状ペースト加工用塩化ビニル樹脂の製造法 に関する。

［実施例］ 本発明では、ペースト加工用塩化ビニル樹脂の水性分散
液がスプレー乾燥機で乾燥・造粒せしめられる。

前記ペースト加工用塩化ビニル樹脂の水性分散液は、塩
化ビニルまたは塩化ビニルを主体とするモノマー混合物
を、界面活性剤の存在下、懸濁重合または乳化重合する
ことによりえられるものであり、従来からペースト加工
用塩化ビニル樹脂を製造するために製造されている水性
分散液と同様のものであり、このようなものであるかぎ
りとくに限定はない。

このようにして調製された水性分散液を乾燥・造粒する
ために用いるスプレー乾燥機にはとくに限定はなく、一
般に使用されているものが使用されうる。このようなス
プレー乾燥機の具体例としては、たとえば「スプレイ・
ドライイング・ハンドブック（SPRAY DRYING HANDBOO
K）」（ケイ・マスタース（Ｋ．Masters）著、３版、19
79年、ジョージ・ゴッドウィン社（George Godwin Li
mited）より出版）121頁の第４．10図に記載のごとき各
種スプレー乾燥機があげられる。

スプレー乾燥機でペースト加工用塩化ビニル樹脂の水性
分散液を造粒する際、まず水性分散液がスプレー乾燥機
内のアトマイザーで噴霧され、ついで乾燥せしめられて
造粒体が製造され、系外に取出される。このときの乾燥
温度が高いほど、えられた造粒体を可塑剤中に分散させ
るのに要する時間は長くなる。

本発明においては、前記水性分散液をスプレー乾燥機で
乾燥・造粒させる際に、絶対湿度0.007〜0.014kg水／kg
空気、好ましくは0.008〜0.012kg水／kg空気の空気が乾
燥に用いられ、該乾燥用空気の入口温度を60℃以上100
℃未満、出口温度を53℃以下、さらには50℃以下、好ま
しくは40℃以上になるようにされる。

入口温度とは、乾燥機入口における乾燥用空気の温度の
ことであり、出口温度とは、乾燥機出口における空気の
温度のことであり、通常の温度計で測定された温度であ
る。

なお、入口温度が100℃になるように設定して１〜７日
間程度運転すると、実際の温度は100±１℃の範囲で変
動するが、このばあいの温度は100℃とする。また、出
口温度が50℃になるように設定して１〜７日間程度運転
すると実際の温度は50±１℃の範囲で変動するが、この
ばあいの温度は50℃とする。

前記絶対湿度が0.007kg水／kg空気より低い空気のばあ
い、水性分散液の乾燥という点からは好ましいが、顆粒
平均径が小さいばあい乾燥しすぎる、一方、0.014kg水
／kg空気より高くなると造粒体に残留する水分が多くな
り、この樹脂を用いて調製されるゾルの水分率も高くな
り、後述するように良好な特性を有するゾルがえられな
くなったり、そのゾルから製造するフィルムの表面状態
がわるくなったりする。

なお、前記絶対湿度は、セラミック湿度計（たとえば日
本カノマックス（株）製のモデル6802）を用いて測定す
ればよい。たとえば、絶対湿度がそれぞれ0.008kg水／k
g空気および0.012kg水／kg空気になるように設定して１
〜７日間程度運転すると実際の絶対湿度はそれぞれ0.00
8±0.0005kg水／kg空気および0.012±0.0005kg水／kg空
気の範囲で変動するが、このばあいの絶対湿度はそれぞ
れ0.008kg水／kg空気および0.012kg水／kg空気とする。

前記乾燥用空気入口温度が100℃以上になったり、出口
温度が53℃をこえたりすると、えられる造粒体を可塑剤
中に分散させるのに要する時間が長くなる。

なお、スプレー乾燥機が大きいばあい、たとえば塔長が
５ｍをこえるようなばあいには、造粒体の滞留時間がど
うしても長くなるため、排風温度を50℃程度におさえる
のが、えられる造粒体の可塑剤中への分散性などの点か
ら好ましい。

造粒体を可塑剤中に分散させる時間を短くするという観
点からは、乾燥温度は低い方が好ましいが、これにより
乾燥に要する空気量は増大し、とくに乾燥用空気の湿度
が高いばあい、造粒体に残留する水分が多くなり、前記
と同様に良好な特性を有するゾルがえられにくくなった
りしやすくなるため、過度に低温にしない方が好まし
い。

なお、造粒体に残留する水分率と造粒体の可塑剤への分
散の難易との関係に関する本発明者らの検討の結果、造
粒体の残留水分率が0.1％未満ではゾル化性がわるくな
り、0.5％をこえると製造されるゾルの水分が多くな
り、ゾルの粘度などに悪影響がでやすくなることが判明
している。それゆえ、造粒体の水分率が0.1〜0.5％にな
るように乾燥機を運転することが好ましく、このように
することによりゾル化性に優れ、物性の良好なゾルを与
える粒子状ペースト加工用塩化ビニル樹脂（造粒体）が
安定してえられる。造粒体の水分率は、カールフィッシ
ャー水分計、赤外線水分計などを用いて測定するればよ
い。

つぎに、造粒体の大きさであるが、造粒体の径は粉体特
性の向上という観点からすれば大きい方が好ましいが、
乾燥しやすくするという観点からは小さい方が好まし
く、造粒体の平均粒径が30〜100μｍ、さらには30〜80
μｍ、とくには30〜70μｍのばあいには粉体特性と乾燥
性の両者を満足させることができる。

このようにして従来から使用されている微粉砕されたペ
ースト加工用塩化ビニル樹脂と同程度のゾル化性を有
し、該樹脂が有する関袋時の粉塵の発生などによる作業
環境の悪化や粉体の自動計量供給ができないなどの問題
の解決された平均粒径30〜100μｍ、水分率0.1〜0.5
％、粉体特性の指標の一つである安息角が30〜35度程度
であり、後述のゾル中未分散物の大きさ測定法で評価し
たばあいに、未分散物の大きさが通常50μｍ程度以下の
ごとき特性を有する粒子状ペースト加工用塩化ビニル樹
脂が製造される。

つぎに本発明の方法を実施例にもとづき説明する。

なお、ゾル特性、造粒体の平均粒径および安息角は下記
の方法で評価した。

（ゾル中の未分散物の大きさ） 造粒体500ｇとジオクチルフタレート325ｇとを５のホ
バートミキサー（（株）品川工業所製、5DMV型）に入
れ、25℃でフックペラで自転141rpm、公転67rpmの速度
で10分間混合撹拌し、ゾルを製造する。ゾル中の未分散
物の大きさをJIS Ｋ 5400「塗料一般試験方法」4.4つ
ぶの試験の方法で測定し、Ａ法で判定する。すなわち、
つぶゲージのみぞにゾルを注ぎ込み、スクレーパーでし
ごいて、みぞの中に厚さが100μｍから０μｍまで連続
して変化するようにしてゾルの層を作り、つぶが現れた
部分の層の厚さを読んで、ゾルの中に存在するつぶの集
塊の直径の大きさを推定する。

（フィルム中の未分散物の個数） クリアランスが152μｍのフィルムアプリケータを用
い、「ゾル中の未分散物の大きさ」測定に用いたゾルを
ガラス板上にのばし、これを200℃のオーブン中に４分
間入れてゾル化させてフィルムを作製する。このフィル
ムから縦横３cm×３cmの試料を切取り、試料中のフィッ
シュアイを肉眼で見てかぞえる。

（造粒体の平均粒径） 100μｍ以上は篩で分級し、それ以下はコールターカウ
ンターで粒径分布を測定し、平均粒径を求める。

（安息角） （株）細川粉体工学研究所製、パウダーテスターで測定
する。

実施例１ ドデシルベンゼンスルホン酸ソーダをペースト加工用塩
化ビニル樹脂100部（重量部、以下同様）に対して１部
含有する固形分濃度47％のペースト加工用塩化ビニル樹
脂の水性分散液を、回転円盤式のアトマイザー（直径8.
4cm）を有するスプレー乾燥機（塔径2.75ｍ、塔長は直
胴部が3.0ｍ、円錐部が2.2ｍ、円錐部角部が60度）で乾
燥・造粒した。乾燥に用いた空気は除湿機を通して絶対
湿度を0.01kg水／kg空気としたのち加熱し、80℃で乾燥
機に供給し、出口の温度が45℃になるように乾燥用空気
量を設定した。また、回転円盤の回転数は12000rpmとし
た。その他の条件ならびに造粒体の特性、ゾル中の未分
散物の大きさ、さらに該ゾルからのフィルム中の未分散
物の個数の評価結果を第１表に示す。

なお、造粒体の水分測定は、カールフィッシャー水分計
（京都電子工業（株）のMKA-3P型）で行なった。また、
乾燥用空気の湿度は日本カノマックス（株）製のモデル
6802により測定した。

実施例２ 乾燥に用いた空気の絶対湿度を0.012kg水／kg空気とし
た他は、実施例１と同じ方法で造粒体を製造し、評価し
た。結果を第１表に示す。

実施例３ 乾燥に用いた空気の絶対湿度を0.008kg水／kg空気とし
た他は、実施例１と同じ方法で造粒体を製造し、評価し
た。結果を第１表に示す。

比較例１ 乾燥に用いた空気の絶対湿度を0.022kg水／kg空気とし
た他は、実施例１と同じ方法で造粒体を製造し、評価し
た。結果を第１表に示す。

第１表に示したように、えられた造粒体の水分率は１％
をこえており、この造粒体から製造したゾルは、つぶゲ
ージにのばしてもゾル層の表面が平滑にならず、未分散
物の大きさは測定できなかった。また、このゾルからフ
ィルムを製造したが、正常なフィルムにならなかった。
これはゾルを加熱した際にゾルに含まれる水が蒸発し、
その痕跡が残ったためと考えられる。

比較例２ 乾燥に用いた空気の絶対湿度を0.006kg水／kg空気とし
た他は、実施例１と同じ方法で造粒体を製造し、評価し
た。結果を第１表に示す。

第１表の実施例１〜３および比較例１〜２の結果から、
乾燥に用いる空気の湿度を0.007〜0.014kg水／kg空気に
調湿することにより、ゾル中の未分散物の大きさを50μ
ｍ以下にすることができ、またフィルム中の未分散物を
なくすことができることがわかる。また、比較例２のば
あい、実施例１と比べ、未分散物の数が著しく増加して
いることがわかる。

実施例４ 乾燥用空気の入口温度を70℃、出口温度を40℃とした他
は実施例１と同じ方法で造粒体を製造し、評価した。結
果を第２表に示す。

実施例５ 乾燥用空気の入口温度を90℃、出口温度を45℃とした他
は実施例１と同じ方法で造粒体を製造し、評価した。結
果を第２表に示す。

実施例６ 乾燥用空気の入口温度を90℃、出口温度を50℃とした他
は実施例１と同じ方法で造粒体を製造し、評価した。結
果を第２表に示す。

比較例３ 乾燥用空気の入口温度を110℃、出口温度を55℃とした
他は実施例１と同じ方法で造粒体を製造し、評価した。
結果を第２表に示す。

比較例４ 乾燥用空気の入口温度を80℃、出口温度を55℃とした他
は実施例１と同じ方法で造粒体を製造し、評価した。結
果を第２表に示す。

比較例５ 乾燥用空気の入口温度を110℃、出口温度を45℃とした
他は実施例１と同じ方法で造粒体を製造し、評価した。
結果を第２表に示す。

第２表の実施例４〜６および比較例３〜５の結果から、
乾燥用空気の入口温度を110℃以下、出口温度を53℃以
下にすることにより、ゾル中の未分散物の大きさは50μ
ｍ以下にすることができ、またフィルム中の未分散物を
実質的になくすことができることがわかる。

実施例７ ラウリル硫酸ソーダをペースト加工用塩化ビニル樹脂10
0部に対して１部含有する固形分濃度49％のペースト加
工用塩化ビニル樹脂の水性分散液を用い、回転円盤の回
転数を8000rpmとした他は実施例１と同じ方法で造粒体
を製造し、評価した。結果を第３表に示す。

比較例６ 回転円盤の回転数を22000rpmとした他は実施例７と同じ
方法で造粒体を製造し、評価した。結果を第３表に示
す。

比較例７ 回転円盤の回転数を6000rpmとした他は実施例７と同じ
方法で造粒体を製造し、評価した。結果を第３表に示
す。

第３表の実施例７の結果から、本発明の製法によりえら
れた造粒体は安息角が小さく、取扱いやすい造粒体であ
ることがわかる。

なお、粉体工学の分野において、安息角が粉体の取扱い
やすさの指標としてよく用いられており、粉体の自動供
給ができている塩化ビニル樹脂のばあい、安息角は35度
以下である。したがって、粉体特性に関しては、安息角
が35度以下のペースト加工用塩化ビニル樹脂を粉体特性
が良好であると判定した。

［発明の効果］ 本発明の方法によりえられる粒子状ペースト加工用塩化
ビニル樹脂は、ゾル化性に優れ、粉粒体であるため流れ
性がよく、微粉が少ないため可塑剤との混合時の粉塵発
生の問題も少ないものである。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ペースト加工用塩化ビニル樹脂の水性分散
   液をスプレー乾燥機で乾燥・造粒させる際に、絶対湿度
   ０．００７〜０．０１４kg水／kg空気の空気を用い、乾
   燥用空気入口温度を６０℃以上１００℃未満、乾燥用空
   気出口温度を５３℃以下とし、水分率０．１〜０．５％
   で、平均粒径３０〜１００μｍの粒子状樹脂をうること
   を特徴とする粒子状ペースト加工用塩化ビニル樹脂の製
   造法。
2. 【請求項２】粒子状ペースト加工用塩化ビニル樹脂の平
   均粒径が３０〜７０μｍである請求項１記載の製造法。