JPH07188328A - 重合体と水の分離方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 重合体及び水性媒体を含む混合物に脱水助剤
として十分な量の界面活性剤(水溶性高分子は除く)を添
加した後、脱水することを特徴とする重合体と水の分離
方法。 【効果】 界面活性剤の添加なしに分離する従来の分離
方法に比べ飛躍的に付着水分量を減少することができ
る。この方法を採用することにより、製品の特性に水分
が悪影響を及ぼす場合に、品質の向上に効果が得らレ
る。また、付着水分量が多く乾燥工程をとっている場合
に乾燥工程を省略することができる、従来以上に付着水
分量を減少する場合に必要となる高性能遠心分離機の設
置投資、遠心分離時間の延長を防ぐことができる等の効
果が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、重合体と水の分離方法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】通常、懸濁重合後及び乳化重合ラテック
ス塩析後の重合体と水の混合物の分離は、沈降及び濾過
現象を利用して行っている。沈降による分離は、重合体
及び水の比重差を利用して各成分を分離後、水性媒体の
み除去する方法であり、重合体と水の比重比が大きいほ
ど容易で重合体の粒子径が微細であっても可能である。
濾過による分離は、多孔性の濾過膜を使用して水性媒体
を除去する方法であり、重合体の粒子径により利用に制
限があるが重合体と水の比重差に関係なく可能である。

【０００３】沈降による分離方法と濾過による分離方法
は、重合体と水性媒体の混合物の性状等により適宜使い
分けが行われている。これらの分離方法では、脱水時間
を短縮し水性媒体の付着量を減少するため遠心分離機を
使用することも多い。沈降による脱水に使用される遠心
分離機は、装置内に付属したスクリュウコンベアーで重
合体を水性媒体中から搬送する構造となっており、重合
体が水性媒体外に移送された時点で重合体に付着してい
た水分は遠心力により重合体から除外され脱水はより完
全となる。濾過による脱水を遠心分離機で行う場合に
は、水性媒体は遠心力で絶えず、重合体から排除され、
濾過膜を通して外部に除去される。

【０００４】重合体への水性媒体の付着量が多いと、重
合体を製品として利用する場合に残存した水性媒体が製
品の品質を低下させるため乾燥工程が必要となったり、
重合体が懸濁重合で製造した樹脂粒子であり脱水後に気
流移送して篩で所望の粒子径の粒子のみ回収する場合に
は移送不良や篩分け不良を生じるため、脱水はできるだ
け十分に行う必要がある。従来、脱水をより完全にする
ため、遠心分離の回転数を上げて遠心力を増大させる、
または遠心分離時間を延長する等の方法を採用してい
た。

【０００５】しかし、遠心分離の回転数を上げて遠心力
を増大させる方法では重合体と水性媒体の化学的親和性
が大きく脱水に極めて大きな遠心力を必要とする場合に
汎用の遠心分離機では能力不足で不十分な効果しか得ら
れなかったり、遠心力を増大させることにより重合体に
大きな負荷がかかり粒子に亀裂を生じて商品価値を損う
問題点があった。

【０００６】また、遠心分離時間を延長する方法では、
延長により水性媒体の付着量は減少するものの目標とす
る付着量には到達できなかったり、到達しても分離時間
が大幅に延長され生産効率を著しく低下させる問題点が
あった。

【０００７】また、既存の分離装置を使用し分離条件を
変更することなく脱水性を向上させる方法としては、特
開平３−６２０５号公報に示されるように、重合体及び
水性媒体中に界面活性高分子を添加し脱水する方法があ
る。この方法は、ポリエチエレングルコールの脂肪酸ジ
エステル、ジアリルジメチルアンモニウムクロライドの
ホモポリマー、１１〜１５個の炭素鎖長のアルコールと
１．５モル倍のエピクロルヒドリンを反応させトリメチ
ルアミンで第四級化した反応生成物等の界面活性高分子
を０．００１％から０．０３％程度添加して脱水する方
法であるが、脱水した重合体に付着している水分量を１
〜２５％減量できる程度に留まり、その後に実施される
乾燥工程等を省略して大きく生産効率を向上するには十
分な効果とはいえない。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、重合体及び
水性媒体を含む混合物からの重合体の分離及び脱水を効
率良く行う方法を提供するものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明における重合体と
水の分離方法は、重合体及び水性媒体を含む混合物に脱
水助剤として界面活性剤を添加した後脱水することを特
徴とするものである。

【００１０】前記の混合物は、重合体と水の混合物であ
れば、特に制限はないが、懸濁重合によって得られるも
の、乳化重合によって得られるもの、乳化重合後の塩析
物等がある。ポリビニルアルコールを分散剤又は分散助
剤として使用して懸濁重合した重合体は、脱水性が悪く
付着水分が多くなるため、これに、本発明の方法を採用
することは特に効果的である。

【００１１】前記の重合体の種類は、ポリスチレン系重
合体、ポリアクリル酸アルキル、ポリメタクリル酸アル
キル、ポリ塩化ビニル等水性媒体中での懸濁重合で製造
できるもの、ＡＢＳ樹脂、ＡＡＳ樹脂、ＡＥＳ樹脂、Ａ
Ｓ樹脂等乳化重合で製造できるものなどがある。重合体
の大きさは、特に制限はない。

【００１２】界面活性剤は、固形状または液状いずれか
の状態で添加してもよいが、固形状のものは界面活性剤
が完全に溶解した水溶液として添加した方が未溶解の界
面活性剤が残らず効果も早く発現するため好ましい。

【００１３】乳化重合体の塩析物の脱水では、塩析後の
スリラーの水性媒体中に塩析剤が残存しており界面活性
剤を添加しても一部または全量が変質してその効果がな
くなる場合には、水性媒体を排水した後適当な回数水洗
してから本方法を採用することが好ましい。

【００１４】脱水方法として沈降及び濾過現象を利用し
た方法等が挙げられるが、遠心力を利用する遠心分離機
を使用した方が脱水時間を短縮し付着水分量を減少でき
るため好ましい。遠心分離機としては、遠心沈降機、遠
心濾過機等がある。

【００１５】本発明の方法で使用する界面活性剤は、ポ
リビニルアルコール等の水溶性高分子以外のものであれ
ば特に制限はない。ポリビニルアルコール等の水溶性高
分子を使用した場合にはかえって脱水性は低下し、脱水
した重合体の付着水分量は増加する。

【００１６】使用できる界面活性剤は陰イオン性、陽イ
オン性、非イオン性界面活性剤のいずれでもよく、例え
ばネオペレックスＮｏ２５（花王製、ドデシルベンゼン
スルホン酸ナトリウム、ハード型）、アバネルＳ−３０
（日本油脂製、直鎖アルキルエーテルスルホン酸ナトリ
ウム、平均分子量４２０）、アバネルＳ−７０（日本油
脂製、直鎖アルキルエーテルスルホン酸ナトリウム、平
均分子量６００）、トラックスＨ−４５（日本油脂
製）、パーソフトＳＦ（日本油脂製、アルキルサルフェ
ートのナトリウム塩）、パーソフトＳＦ−Ｔ（日本油脂
製、アルキルエーテルサルフェートのＴＥＡ塩）、ラピ
ゾールＢ−８０（日本油脂製、ジオクチルスルホコハク
酸ナトリウム）、サニゾールＢ−５０（花王製、アルキ
ルベンジルジメチルアンモニウムクロライド）、ユニセ
ーフＡ−ＬＭ（日本油脂製、ポリアルキレングリコール
誘導体）、ノニオンＮＳ−２１０（日本油脂製ポリオキ
シエチレンノニルフェニルエーテル）が挙げられる。ア
バネルＳ−３０，アバネルＳ−７０、ノニオンＮＳ−２
１０が特に好ましい。

【００１７】使用される界面活性剤の量は、本発明の効
果を得るのに充分な量であるが、水性媒体に対する界面
活性剤の濃度で０．０１〜１０重量％が好ましい。界面
活性剤の量が少なすぎると効果が小さく、多すぎると製
造コストの面から好ましくなく、更に界面活性剤が重合
体に付着して品質低下の原因となったり廃水処理が困難
になる等の問題が生じることもある。

【００１８】懸濁重合で製造した重合体を脱水する場合
には、重合の完了した重合体・水性媒体混合物に直ちに
界面活性剤を添加してもよいし、重合体を洗浄した後新
たに水を加えそこに界面活性剤を添加してもよい。重合
の完了した重合体・水性媒体混合物に界面活性剤を添加
する場合には、懸濁重合開始時に単量体を分散させるた
めに界面活性剤を使用しているため本方法で使用する界
面活性剤の添加量は幾分減少できることもある。また、
界面活性剤の添加は、懸濁重合及び製品に悪影響を与え
なければ重合前、重合中であっても何ら問題はない。

【００１９】

【実施例】以下、実施例により、本発明を更に具体的に
説明する。

【００２０】実施例１ （Ｉ）固液混合物（スチレン樹脂粒子及び水混合物）の
作製 容量３．２リットルの重合用容器に水４９６ｇとポリビ
ニルアルコール（日本合成化学製ＫＨ−２０）１．２４
ｇを加え完全に溶解した。つぎに、容器内の撹拌回転数
を２７０ｒｐｍに合わせ、重量平均粒子径０．２５ｍｍ
のポリスチレン樹脂粒子４１３ｇを加え水性媒体中に分
散させながら８５℃に昇温した（８５℃のスチレン系樹
脂粒子の分散液の調製）。一方、単量体分散用容器に水
９２４ｇ、ポリビニルアルコール２．３１ｇを加え単量
体分散用媒体とした後、ベンゾイルパーオキサイド２．
３０ｇ、ｔ−ブチルパーベンゾエート０．５９ｇを溶解
したスチレン単量体７６７ｇを添加しホモミキサー（特
殊機化工業製、タイプ４０）を用いて５８５０ｒｐｍで
６０秒撹拌し単量体を微細に分散させ、白濁状のスチレ
ン単量体分散液を作製した（単量体油滴の粒子径１０〜
１００μｍ）。このスチレン単量体分散液のうち２４２
ｇを先に調製した８５℃のスチレン系樹脂粒子の分散液
に３０分間かけて等速度で添加し、添加終了後３０分間
重合させた。同様の操作を７回繰り返し、結果としてス
チレン単量体分散液の全体を７回に分割してスチレン系
樹脂粒子の分散液に添加した。７回目の添加終了後、１
時間３０分放置して重合を完結させた。この後、重合反
応液を冷却し、樹脂粒子が通過しない微細な目開きの絹
製袋に全量移し水性媒体を除外した後樹脂粒子のみ回収
した。この樹脂粒子と水１４２０ｇを容量３リットルの
容器に入れ、樹脂粒子を１分間撹拌洗浄した後、全内容
物を絹製袋に移す。再度、同様の操作を行いよく排水し
た後、樹脂粒子１００ｇと水１２０ｇを３００ｍｌの容
器に入れポリスチレン樹脂粒子と水の固液混合物を作製
した。なお、樹脂粒子は、０．３５〜０．５０ｍｍの粒
子径のものが９９重量％であった。

【００２１】（II）固液混合物（スチレン樹脂粒子と水
混合物）の脱液 （Ｉ）の方法で作製した固液混合物２２０ｇを４つ用意
して、それぞれの混合物に花王ネオペレックスＮｏ２５
（固形分２５重量％）を０．０９６ｇ（界面活性剤濃度
０．０２重量％）、０．２４１ｇ（同０．０５重量
％）、０．４８２ｇ（同０．１重量％）、１．４５７ｇ
（同０．３重量％）添加し完全に溶解した。次に界面活
性剤濃度の異った各固液混合物について、（Ｉ）と同様
の絹製袋に移し水性媒体を簡単に除去した後、直ちに遠
心分離機に入れ、ｒｐｍで１分間脱水を行った。脱水後
直ちにカールフィッシャー水分計で脱水ビーズの付着水
分量を測定した。

【００２２】実施例２ 実施例１と同様の実験を行い、添加する界面活性剤のみ
花王サニゾールＢ−５０（固形分５０重量％）を０．１
２１ｇ（界面活性剤濃度０．０５重量％）、０．２４１
ｇ（同０．１重量％）、０．７２４ｇ（同０．３重量
％）とした。

【００２３】実施例３〜４ 実施例１と同様の実験を行い、添加する界面活性剤のみ
日本油脂アバネルＳ−３０（固形分３５重量％、実施例
３）またはアバネルＳ−７０（固形分３５重量％、実施
例４）を０．０３４４ｇ（界面活性剤濃度０．０１重量
％）、０．０６８８ｇ（同０．０２重量％）、０．１７
２ｇ（同０．０５重量％）とした。

【００２４】実施例５〜１０ 実施例１と同様の実験を行い、添加する界面活性剤のみ
トラックスＨ−４５（実施例５）、パーソフトＳＦ（実
施例６）、パーソフトＳＦ−Ｔ（実施例７）、ラピゾー
ルＢ−８０（実施例８）、ユニセーフＡ−ＬＭ（実施例
９）、ノニオンＮＳ−２１０（実施例１０）に変更し、
界面活性剤濃度が０．０５重量％になるようにした。

【００２５】比較例１ 界面活性剤を添加せず、その他は実施例１と同様の実験
を行った。

【００２６】使用した界面活性剤の種類及び成分を表１
に、実施例１〜１０及び比較例１の結果を表２に示す。

【００２７】

【表１】 ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 表１ 界面活性剤の種類及び成分 ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 界面活性剤 種類 成分 ──────────────────────────────────── ネオペレックスＮｏ２５ 陰イオン性 ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウ ム（ハ−ド型） サニゾールＢ−５０ 陽イオン性 アルキルベンゼンジメチルアンモニウ ムクロライド アバネル−３０ 陰イオン性 直鎖アルキルエーテルスルホン酸ナト リウム（平均分子量４２０） アバネルＳ−７０ 陰イオン性 直鎖アルキルエーテルスルホン酸ナト リウム（平均分子量６００） トラックスＨ−４５ 陰イオン性 パーソフトＳＦ 陰イオン性 アルキルサルフェート（Ｎａ塩） パーソフトＳＦ−Ｔ 陰イオン性 アルキルエ−テルサルフェート（ＴＥ Ａ塩） ラピゾールＢ−８０ 陰イオン性 ジオクチルスルホコハク酸ナトリウム ユニセーフＡ−ＬＭ 非イオン性 ポリアルキレングリコール誘導体 ノニオンＮＳ−２１０ 非イオン性 ポリオキシエチレンノニルフェニルエ ーテル ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━

【００２８】

【表２】 ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 表２ 付着水分率：％（付着水分の減少量：％） ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 界 面 活 性 剤 の 量（重量％） ０．０１ ０．０２ ０．０５ ０．１ ０．３ ──────────────────────────────────── 実施例１ − ２．５ ２．４ ０．１ ０．１(96) 実施例２ − − ２．１ ０．４ ０．１(96) 実施例３ １．２ ０．１ ０．１(96) − − 実施例４ １．４ ０．１ ０．１(96) − − 実施例５ − − ０．１(44) − − 実施例６ − − ０．８(68) − − 実施例７ − − ０．９(64) − − 実施例８ − − ０．８(68) − − 実施例９ − − ０．７(72) − − 実施例10 − − ０．１(96) − − 比較例１ 界面活性剤使用せず付着水分率２．５％ ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 表２中、括弧のない数値は、脱水した重合体の付着水分
率（％）を示す。脱水した重合体の付着水分量（％）
は、（付着水分量／脱水した重合体の重量）×１００で
求める。また、括弧内の数値は、付着水分の減少量
（％）を示す。付着水分の減少量（％）は、〔（界面活
性剤を添加しない重合体の付着水分量−界面活性剤を添
加した重合体の付着水分量）／（界面活性剤を添加しな
い重合体の付着水分量）〕×１００で求める。

【００２９】

【発明の効果】請求項１〜５における重合体及び水性媒
体を含む混合物中に界面活性剤を添加した後、脱水する
ことを特徴とする重合体と水の分離方法により、界面活
性剤の添加なしに分離する従来の分離方法に比べ飛躍的
に付着水分量を減少することができる。この方法を採用
することにより、製品の特性に水分が悪影響を及ぼす場
合に、品質の向上に効果が得らレる。また、付着水分量
が多く乾燥工程をとっている場合に乾燥工程を省略する
ことができる、従来以上に付着水分量を減少する場合に
必要となる高性能遠心分離機の設置投資、遠心分離時間
の延長を防ぐことができる等の効果が得られる。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 重合体及び水性媒体を含む混合物に脱水
   助剤として界面活性剤を添加した後、脱水することを特
   徴とする重合体と水の分離方法。
2. 【請求項２】 混合物が懸濁重合の反応液である請求項
   １記載の重合体と水の分離方法。
3. 【請求項３】 混合物が乳化重合体の塩析液である請求
   項１記載の重合体と水の分離方法。
4. 【請求項４】 界面活性剤が水溶性高分子以外の界面活
   性剤である請求項１〜３のいずれかに記載の重合体と水
   の分離方法。
5. 【請求項５】 遠心力を利用して脱水する請求項１〜４
   のいずれかに記載の重合体と水の分離方法。