JPH0693014A

JPH0693014A - 脱揮装置及び脱揮方法

Info

Publication number: JPH0693014A
Application number: JP33383791A
Authority: JP
Inventors: Koji Tanaka; 宏治田中; Hideji Nakamoto; 秀司中本; Takashi Kitamura; 隆北村
Original assignee: Ube Industries Ltd
Current assignee: Ube Corp
Priority date: 1991-10-18
Filing date: 1991-10-18
Publication date: 1994-04-05
Anticipated expiration: 2013-09-24
Also published as: JP2803074B2

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】ブタジエン等の溶液重合において、重合後の重
合溶液から溶媒や水、未反応モノマー等の揮発性成分を
除去するための脱揮押出機の改良に関する。【構成】２台以上の脱揮押出機１ａ、１ｂ、１ｃを直列
に接続した脱揮押出機であって、前段の脱揮押出機のポ
リマー押出口と後段の脱揮押出機のフィード口の間にフ
ラッシュ室２ａ、２ｂが設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、溶液重合法において、
重合後の重合溶液から溶媒や水等の揮発性成分を除去す
る脱揮処理に用いる脱揮装置、及びこの脱揮装置を用い
た脱揮方法に関する。本発明の脱揮装置は、ＢＲ、ＳＢ
Ｒ、ＩＲ、ＥＰＲ、ＥＰＤＭ等、溶液重合法で得られる
エラストマーの脱揮処理に好適である。

【０００２】

【従来の技術】通常、溶液重合法においては、重合後の
重合溶液を水洗等して、含まれる触媒を分解、除去した
後、脱揮処理を行い、重合溶液から重合溶媒や未反応モ
ノマー、或いは若干量の水等の揮発性成分を除去し、ポ
リマーを回収する。脱揮処理において、従来は、フラッ
シュ蒸発法等により重合溶液をポリマー濃度３０重量％
程度まで予め濃縮し、その後、スチームストリッピング
が行われてきた。

【０００３】しかし、上記の方法には、スチームの消費
量が莫大であるという問題点があるので、スチームスト
リッピングを用いない脱揮処理の方法が種々検討されて
きた。このような脱揮処理方法の一つとして、スチーム
ストリッピングの代わりに二軸押出機等の脱揮押出機を
用いる方法が検討された。

【０００４】

【解決すべき課題】脱揮押出機を脱揮処理に用いること
により、スチーム消費量は大幅の削減されたが、ＢＲや
ＳＢＲ等のエラストマーの重合溶液に適用しようとする
と、以下の問題が生じることがわかった。即ち、これら
のエラストマーは、通常の熱可塑性樹脂とは異なり、重
合溶液中のポリマー濃度が高くなると溶液粘度が急激に
上昇するだけでなく、温度をかけてもさほど溶液粘度が
低下しないという性質があるため、脱揮処理において、
脱揮が進行して重合溶液のポリマー濃度が高くなると、
二軸押出機の所要動力が急増し、脱揮効率が低下すると
いう問題が起こった。このため、これらのエラストマー
においては、脱揮処理後においても、重合溶媒がかなり
残存していることがあった。そこで、この問題を改善す
るため、二軸押出機にベント排出口を設けたり（特公昭
５４−１２９４９号、特公昭５７−４７６８５号、特開
昭６３−２８４２０３号）、水等の脱揮助剤を添加して
脱揮処理を行うことが（特公昭５７−４１４０７号、特
公昭６３−４４２号、特公昭５９−９１１０１号、特公
昭６１−５２１６３号、特公昭６０−２９７２１号）試
みられてきた。しかし、これらの改良によっても充分な
脱揮効率は得られなかった。

【０００５】本発明は、脱揮押出機を用いた脱揮装置で
あって、充分な脱揮効率が得られるものを提供し、脱揮
処理における上記の問題を解決することを目的とする。

【０００６】

【発明の構成】本発明の脱揮装置は、２以上の脱揮押出
機１ａ、１ｂ、１ｃ、・・・・・・・を直列に接続した
ものであって、前段の脱揮押出機のポリマー押出口と後
段の脱揮押出機のフィード口の間にフラッシュ室２が設
けられていることを特徴とするものである。

【０００７】以下、本発明の脱揮装置について詳しく説
明する。

【０００８】本発明の脱揮装置において、脱揮押出機１
ａ、１ｂ、１ｃ・・・は直列に接続されている。又、第
１段目の脱揮押出機１ａのフィード口４ａに濃縮器３の
出口が取り付けられており濃縮処理と脱揮処理とを連続
的に行えるようにしたものも含まれる。そして、第１段
目の脱揮押出機１ａの押出口５ａと第２段目の脱揮押出
装置１ｂのフィード口４ｂの間、及び第２段目の脱揮押
出機１ｂの押出口５ｂと第３段目の脱揮押出機のフィー
ド口４ｃの間・・・・にはフラッシュ室２ａ、２ｂ・・
・が設けられている。

【０００９】次に本発明の脱揮装置の各構成要素につい
て説明する。

【００１０】脱揮押出機１ａ、１ｂ、１ｃ・・・には、
脱揮押出機として通常用いられるものならばどのような
ものも用い得るが、好ましくは、内部に２本のスクリュ
ーを有する二軸押出機が用いられる。そして特に好まし
くは、二軸押出機の内で２本のスクリューが互いに逆方
向に回転する異方向回転型が用いられる。そして、噛み
合い型、非噛み合い型のどちらも好ましく用い得るが、
重合溶媒或いは脱揮の進行したポリマーの移送が容易な
点で非噛み合い型が特に好ましい。又、スクリューの曲
がり防止のため、スクリューのＬ／Ｄは１０以下が望ま
しい。脱揮押出機１ａ、１ｂ、１ｃ・・・はバレルにジ
ャケットを取り付け、スチームや温水、冷水、或いは加
熱油等の熱媒体を通して加熱、或いは冷却できるように
してもよい。又、脱揮押出機１ａ、１ｂ、１ｃ・・・の
押出口５ａ、５ｂ、５ｃ・・・には、ダイ６ａ、６ｂ、
６ｃ・・・、及びペレタイザー７ａ、７ｂ、７ｃ・・・
を取り付けてもよい。重合溶液（又はポリマー）を効率
よく脱揮するには、フラッシュ室２ａ、２ｂ、２ｃ・・
・・にペレットの状態で供給することが好ましいからで
ある。ダイの細孔の大きさは１〜２０ｍｍ程度が好まし
く、３〜２０ｍｍの範囲が特に好ましい。

【００１１】フラッシュ室２ａ、２ｂ、・・・は押出口
５ａ、５ｂ、・・・から供給された重合溶液（又はポリ
マー）を次の脱揮押出機のフィード口４ｂ、４ｃ、・・
・に供給するシュートである。フラッシュ室２ａ、２
ｂ、・・・内部は、重合溶液（又はポリマー）が付着し
ないように平滑な面で構成されている必要があり、テフ
ロン等でコーティングされていることが好ましい。更
に、フラッシュ室２ａ、２ｂ、・・・は内部が減圧にで
きるようになっている必要がある。脱揮押出機１ａ、１
ｂ、１ｃ・・・から供給された重合溶液（又はポリマ
ー）から、重合溶媒や未反応モノマー、及び若干量の水
等の揮発性成分を効果的に除去するためである。フラッ
シュ室２ａ、２ｂ・・・内部の圧力は５０〜１００ｔｏ
ｒｒ程度の範囲が好ましい。

【００１２】濃縮器３は重合溶液を予備的に濃縮するた
めのものであり、第１段目の脱揮押出機１ａのフィード
口に取り付けて、濃縮処理と脱揮処理とが連続で行える
ようにしてもよい。濃縮器３としてはベント押出機や攪
拌槽、あるいはフラッシュ蒸発器等各種の形式のものが
用いられる。

【００１３】図１には、本発明の脱揮装置において濃縮
器３を有しない態様のものの一例を示す。

【００１４】

【図１】

【００１５】そして、図２には、濃縮器３にベント押出
機を用いた態様の一例を示す。

【００１６】

【図２】

【００１７】図３には、濃縮器３に攪拌槽タイプのもの
を用いた態様の例を示す。

【００１８】

【図３】

【００１９】これらの図において、太い矢印は重合溶液
或いは脱揮後のポリマーの流れを示す。

【００２０】

【作用】以下に、本発明の脱揮装置を用いた脱揮方法に
ついて説明する。先ず、重合終了後水洗等により触媒を
分解、除去した重合溶液を濃縮器３に導入し、濃縮す
る。濃縮前の重合溶液には、通常ポリマーが１０〜３０
重量％程度含まれており、残りは、揮発性成分である。
濃縮器３においては、重合溶液は揮発性成分の量が１〜
３０重量％程度になるまで濃縮される。濃縮器３で濃縮
された重合溶液を、図１に示すように、第１段目の脱揮
押出機１ａに導入する。脱揮押出機１ａに導入された重
合溶液は、脱揮押出機１ａ内部で、スクリューとの摩擦
により加熱されるとともに、スクリューの回転により混
練され、表面更新されつつ、押出口５ａから押し出され
る。そして揮発性成分は第１のフラッシュ室２ａへと脱
揮される。押出口５ａから押し出された重合溶液は、第
１のフラッシュ室２ａに導入され、更に脱揮され、揮発
性成分のほぼ除かれたポリマーが得られる。このポリマ
ーは、図１〜３において太い矢印で示す如く、第２段目
の脱揮押出機１ｂのフィード口に導入される。第２段目
の脱揮押出機１ｂ及び第２のフラッシュ室２ｂによっ
て、このポリマー中に残存している少量の揮発性成分が
脱揮、除去される。第２段目の脱揮押出機及びフラッシ
ュ室２ｂで更に揮発性成分を除かれたポリマーは、図１
或いは図２において太い矢印で示す如く、第３の脱揮押
出機１ｃに供給され、更に脱揮される。

【００２１】

【効果】本発明の脱揮装置を用いることにより、従来の
スチームストリッピング法と比較して大幅にスチーム消
費量を削減できる。又、ＢＲやＳＢＲ等のエラストマー
の重合溶液においても、脱揮が進行するにつれて脱揮効
率が低下したり脱揮押出機のスクリューの所要動力が急
増したりするという問題が殆どなくなり、揮発性成分の
含有量が１００ｐｐｍ以下と極めて揮発性成分の含有量
の低いエラストマーが得られる。

【００２２】

【実施例】本発明の脱揮装置を用いて、ＢＲの溶液を脱
揮してＢＲを回収した例を、以下に示す。以下の実施例
及び比較例においては、濃縮器３には、内径１００ｍ
ｍ、スクリュー長さ９９０ｍｍの同方向回転ベント押出
機を用いた。ベント圧力は５０ｔｏｒｒ、ジャケット温
度は１２０℃、スクリューの回転速度は６０ｒｐｍとし
た。

【００２３】

【実施例１】先ず、ムーニー粘度４３のＢＲ（宇部興産
（株）製、ＵＢＥＰＯＬ^▲Ｒ▼ ＢＲ１５０）３０重量
部に７０重量部のｎ−ヘキサンを添加し、攪拌槽にて３
時間攪拌し、ＢＲのｎ−ヘキサン溶液を調製した。この
ＢＲ溶液を、上記の濃縮器３に１０ｋｇ／Ｈｒの速度で
供給し、ｎ−ヘキサン濃度が２．３重量％のＢＲを得
た。このＢＲを、本発明の脱揮装置に供給して脱揮処理
した。脱揮装置としては、図１に示すタイプのもの、即
ち、脱揮押出機１ａ、１ｂから成り、且つこれらの脱揮
押出機１ａ、１ｂの間にフラッシュ室２ａを設けたもの
を用いた。脱揮押出機１ａ及び１ｂは二軸押出機であっ
て、内径が６５ｍｍであり、スクリューのＬ／Ｄが２．
２４でスクリューピッチが４０ｍｍの１本螺子のもので
あった。そして、これらの脱揮押出機１ａ及び１ｂの先
端には、内径３ｍｍの細孔を３０個開けたダイ６ａ、６
ｂ、及びペレタイザー７ａ、７ｂを取り付けて用いた。
スクリューの回転数は４０ｒｐｍとした。上記の脱揮装
置の第１段目の脱揮押出機１ａのスクリューを回転させ
ながら４０ｋｇ／Ｈｒの速度で上記のＢＲを供給し、ダ
イ６ａ先端からＢＲが押し出されたことを確認後、該ス
クリューの回転を止め、フラッシュ室２ａ内部を５０ｔ
ｏｒｒに減圧し、第１段目及び第２段目の脱揮押出機１
ａ、１ｂのスクリューを回転させ、脱揮操作を行った。
第２段目の脱揮押出機１ｂのダイ６ｂから押し出された
ＢＲペレットを水中に受け、回収した。得られたＢＲペ
レット中のｎ−ヘキサン濃度は、８０ｐｐｍであった。

【００２４】

【比較例１】先ず、実施例１と同様にしてＢＲのｎ−ヘ
キサン溶液を調製し、濃縮器３で濃縮し、ｎ−ヘキサン
含有量２，３重量％のＢＲを得た。このＢＲを、二軸三
段ベント押出機を用いて脱揮処理した。該二軸ベント押
出機のスクリュー回転数は、４０ｒｐｍとし、ジャケッ
ト温度を１３０℃とした。各ベントの圧力は２〜７０ｔ
ｏｒｒとした。ＢＲの供給量は１０ｋｇ／Ｈｒとした。
しかし、得られたＢＲペレット中のｎ−ヘキサン濃度
は、１，５００〜２，５００ｐｐｍと高かった。

【００２５】

【比較例２】ＢＲ１００重量部に対し０．５〜２重量部
の水をベント押出機に供給した以外は、比較例１と全く
同様にして脱揮処理を行ったが、得られたＢＲペレット
中のｎ−ヘキサン濃度は、１，２００〜２，５００ｐｐ
ｍと高く、脱揮効率は比較例１と殆ど差がなかった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の脱揮装置において濃縮器３を有しない
態様のものの一例を示すフローチャート。

【図２】本発明の脱揮装置において濃縮器３にベント押
出機を用いた態様の一例を示すフローチャート。

【図３】本発明の脱揮装置において濃縮器３に攪拌槽タ
イプのものを用いた態様の例を示すフローチャート。

【図面の記号の説明】

１ａ、１ｂ、１ｃ、・・・脱揮押出機２ａ、２ｂ、２ｃ、・・・フラッシュ室３・・・濃縮器４ａ、４ｂ、４ｃ、・・・フィード口５ａ、５ｂ、５ｃ、・・・押出口６ａ、６ｂ、６ｃ、・・・ダイ７ａ、７ｂ、７ｃ、・・・ペレタイザー

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】２以上の脱揮押出機１ａ、１ｂ、１ｃ、・
・・・・・・を直列に接続してなる脱揮装置であって、
前段の脱揮押出機のポリマー押出口と後段の脱揮押出機
のフィード口の間にフラッシュ室２が設けられている脱
揮装置。
【請求項２】濃縮器３、及び２以上の直列に接続された
脱揮押出機１ａ、１ｂ、１ｃ、・・・・・・・からなる
脱揮装置であって、（ａ）前段の脱揮押出機のポリマー
押出口と後段の脱揮押出機のフィード口の間にフラッシ
ュ室２が設けられており、且つ、（ｂ）第１段目の脱揮
押出機１ａの前段に濃縮器３が接続されてなることを、
特徴とする脱揮装置。
【請求項３】溶液重合で得られた重合溶液を、請求項１
又は２に記載の脱揮装置で処理して揮発性成分を除去
し、ポリマーを回収する、脱揮方法。