JPH0938969A - ポリマー溶液から溶媒を回収する方法 - Google Patents

ポリマー溶液から溶媒を回収する方法

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JPH0938969A
JPH0938969A JP21652995A JP21652995A JPH0938969A JP H0938969 A JPH0938969 A JP H0938969A JP 21652995 A JP21652995 A JP 21652995A JP 21652995 A JP21652995 A JP 21652995A JP H0938969 A JPH0938969 A JP H0938969A
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JP
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solvent
polymer
solution
elastic polymer
barrel
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JP21652995A
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English (en)
Inventor
Goro Yamamoto
五郎 山本
Takeyasu Shimizu
健康 清水
Toshisuke Ikeo
利介 池尾
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Asahi Chemical Industry Co Ltd
Original Assignee
Asahi Chemical Industry Co Ltd
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Publication date
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  • Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)
  • Processing And Handling Of Plastics And Other Materials For Molding In General (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)

Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】 弾性ポリマー溶液から溶媒を除去し、その劣
化反応を防止しつつ安定運転を可能とする新規な1段階
法を提供する。 【解決手段】 ポリマー溶液は2軸エンドレススクリュ
ー14を備えた押出機12の供給ホッパ10に導入され
る。押出機内の圧力及び供給速度は制御弁16により制
御される。押出機12は後方排気ゾーン18を備え、こ
れを通って溶媒の大部分が除去される。ポリマーは2軸
エンドレススクリュー14により前方に駆動される。溶
媒の残りを除去するため、多数の排気ゾーン20が押出
機12に配置されている。排気ゾーン間には溶媒除去を
促進するため、一般的には水を導入する流体導入手段2
2を設ける。溶媒を含まないポリマーはダイ24を通
過、グラニュレータ26によりグラニュールに切断され
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はポリマーの溶液から溶媒
を除去する方法に関する。特に、本発明は少なくとも2
0重量%のポリマー含有率を持った弾性ポリマー(elas
tomeric polymers)の溶液から溶媒を除去する方法に関
する。
【0002】
【従来の技術】一般的には、ポリマーの溶液から溶媒を
除去しそしてポリマー粒状物を得るためのポリマーの溶
液の処理は2つの段階より成る。第1段階では、溶媒の
大部分を除去して比較的粘調な溶液を得、この溶液を脱
ガス装置に導入する。この脱ガス装置は、1つ又は2つ
のエンドレススクリューと、蒸発した溶媒が逃げられる
ようにスクリューの周囲に配置されたいくつかの開口を
備えている。第1段階での溶媒除去率を高くした場合に
は、第2段階での溶媒除去負荷が減少し好ましいが、第
1段階でのポリマー溶液粘度が上昇し、局部的滞留を助
長させ、ポリマーの熱劣化を生じ易くなる。第2段階へ
供給されるポリマー溶液は溶媒の沸騰圧力より高く制御
された圧力下で一般的にはは150℃以上に前以て予熱
され、エンドレススクリューに供給するホッパーに導入
し、その除圧により溶媒の80%以上を瞬時に除去す
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記の方法では弾性ポ
リマーを処理する場合2つの課題を生じる。1つは高温
予熱によるポリマーの熱劣化であり、もう1つは供給ホ
ッパー内での瞬時溶媒蒸発により後方配置された排気ゾ
ーンへのポリマー微粒子飛散量の増加である。本発明は
これらの欠点を防止し、安定運転を達成するためのもの
である。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明はエンドレススク
リューへの弾性ポリマー溶液の供給温度を抑えることに
よって加熱器及び供給配管内でのポリマーの熱劣化を抑
制し、且つ供給ゾーンでの瞬時の除去される溶媒蒸発量
を抑えることによって後方排気ゾーンへの飛散量を抑制
して安定運転を可能とするものである。
【0005】本発明では、”弾性ポリマー”という用語
は、その少なくとも10重量%がエラストマーから成
り、残りが熱可塑性樹脂から成るポリマーを意味する。
本発明の課題は、少なくとも20%のエラストマーを含
有する弾性ポリマーの溶液から溶媒を除去し、そして弾
性ポリマーの劣化反応を防止しつつ安定運転を可能とす
る新規な1段階法に関するものである。
【0006】少なくとも20%の弾性ポリマーを含有す
る弾性ポリマーの溶液から溶媒を1段階で除去するため
の本発明の方法は、溶媒の沸騰圧力より高く制御された
圧力下の150℃未満の温度に前以て加熱された弾性ポ
リマーの溶液をエンドレススクリューに供給するホッパ
ーに導入し、供給ゾーンで除圧を生じさせ、溶媒の60
%乃至80%を瞬時に除去し、弾性ポリマーの溶液を前
進させながら、バレルからの加熱による緩慢な溶媒除去
を組み合わせることによってポリマーの熱劣化と供給ホ
ッパー後方の排気ゾーンへのポリマー微粒子飛散を抑制
した安定運転を可能とし、供給ホッパーの前方に配置さ
れた排気ゾーンで溶媒の残りを除去し、場合により、ポ
リマーの0.5重量%乃至2重量%の量の水をいくつか
の排気ゾーン間に注入して、溶媒の除去を促進し、溶媒
を含まない弾性ポリマーをダイに導入し、ダイの直ぐ後
に配置されたグラニュレーターでポリマーを切断するこ
と、を含んで成ることを特徴とするものである。本発明
の方法は、エンドレススクリューに供給するホッパーに
弾性ポリマーの溶液を導入することにより実施される。
【0007】本発明により処理される弾性ポリマーは、
ゴムの性質を有するもの又は熱可塑性の性質を有するも
のである。本発明をゴムの性質を有する弾性ポリマーに
適用する場合には、これらは、ブタジエン及びイソプレ
ンポリマー、又は大抵の場合にビニル芳香族モノマーと
共役ジエンから成るコポリマー、例えば共役ジエンモノ
マーの割合が少なくとも10重量%であるブタジエンと
スチレン叉はイソプレンとスチレンのコポリマーを処理
することが可能である。本発明の方法を熱可塑性の性質
の弾性ポリマーに適用する場合には、これらは大抵の場
合、高いスチレン含有率を持ったスチレンと共役ジエン
とのブロックコポリマーであり、本発明の方法は共役ジ
エン部分が部分的に又は完全に水素化されているビニル
芳香族/共役ジエンブロックコポリマー型の弾性ポリマ
ーにも適用されるものである。
【0008】これらのポリマーは、対応する出発モノマ
ーを溶液中で重合することによって製造される。ポリマ
ー又はコポリマーは、重合溶媒、大抵の場合パラフィン
系、シクロパラフィン系叉は芳香族炭化水素系中の溶液
の形態にある。特に好適な溶媒の例としては、シクロヘ
キサン、ペンタン、ヘキサン、シクロペンタン、イソオ
クタン、ベンゼン、トルエン叉はシクロヘキサンとヘキ
サンの混合物等を挙げることができる。溶液中のポリマ
ー含有率は、一般的には20乃至60重量%である。
【0009】本出願人は、残留溶媒含有率が0.1%に
等しいか叉は0.1%より低くなるまで溶媒の除去を行
うことが可能であり、該溶媒の除去が1段階でポリマー
溶液を処理することによってなされることを見出した。
このような方法によれば、ポリマーはエンドレススクリ
ューによって自由に移動し続けるのみならず、溶媒は、
スクリューの後方に向けての進行がなんら妨害されない
ので、容易に除去されることが意外にも見出された。こ
の後部排気は、溶媒を150℃未満に予熱し、そしてエ
ンドレススクリューの供給ゾーンでの除圧と供給ゾーン
部分のバレルからの伝熱によって生じる。この除圧はエ
ンドレススクリューに供給するラインに配置した制御弁
によって調整される。この溶媒の除去は、ポリマー溶液
の温度を相当減少させるという効果を有する。
【0010】本出願人は、その後の排気ゾーンで溶媒の
良好な除去効率を得るために、供給ゾーンのバレル長を
バレル径の3乃至10倍に設定し、且つバレルを170
℃乃至250℃の温度に保つことによって緩慢な溶媒除
去が可能となり、後方排気ゾーンへのポリマー微粒子飛
散が防止され、且つ、ポリマー中の残留溶媒含有率が
0.1%以下が達成されることを見出した。残留溶媒
は、スクリュー内でのポリマーの前進運動と共にいくつ
かの排気ゾーンによって段階的に漸次除去される。これ
らのゾーンは、一般的には大気圧より低いか又は大気圧
に等しい圧力下にある。真空はスクリュー内でのポリマ
ー溶液の進行と共に増加し、大気圧からスクリュー端部
での約5ミリバールに変わる。これらの脱ガスゾーンの
数は、除去されるべき溶媒の量の関数として設けられ、
一般的には3乃至5である。溶媒の除去を促進するため
に、脱ガスゾーンの各々の間に水供給装置を設けること
ができる。一般的には、ポリマーに導入される水の量
は、ポリマーを基準として0.5乃至2重量%である。
丁度前記した如く、脱ガスゾーンは異なった圧力にあ
り、そして吸引現象を回避するために、普通は脱ガスゾ
ーン間でスクリューにシーリング部材が導入される。こ
れらは一般的には左回りのねじ部品からなる。この型の
部品は水が導入される場所の後にも配置される。その理
由は、緊密な混合を生じることを可能とするからであ
る。
【0011】本発明は特に弾性ポリマーの溶液の処理に
関するものであるが、溶媒中の溶液の形態にあるいかな
るタイプのポリマーにも適用できる。しかしながら、少
なくとも20%のポリマーを含有するポリマー溶液から
溶媒を除去するための押出機を示す図1の助けをかり
て、本発明の方法を更に詳細に説明する。
【0012】ポリマー溶液は2軸エンドレススクリュー
(14)を備えた押出機(12)の供給ホッパ(10)
に導入される。押出機内の圧力及び供給速度は制御弁
(16)によって制御される。押出機は後方排気ゾーン
(18)を備え、この後方排気ゾーン(18)を通って
溶媒の大部分が除去される。ポリマーは2軸エンドレス
スクリュー(14)によって前方に駆動される.溶媒の
残りを除去するために、多数の排気ゾーン(20)が押
出機(12)に配置されている.この排気ゾーン間に
は、溶媒の除去を促進するための流体、一般的には、水
を導入するための流体導入手段(22)が設けられてい
る。以上のようにしてその溶媒を含んでいないポリマー
は、ダイ(24)を通過しそしてグラニュレータ(2
6)によってグラニュールに切断される。
【0013】
【実施例】本発明を更に解明するために、下記の実施例
を示すが、これは本発明の範囲はこれら当該実施例等に
より何ら限定されるものではない。 (実施例1)ブタジエンとスチレンの溶液重合を行った
後、スチレン含有量が70%であるスチレンーブタジエ
ンコポリマー25%を含有するシクロヘキサン溶液を回
収する。この溶液を、2軸スクリュー押出機(JSW型
TEX−65)の供給ホッパに130kg/時間の速度
で140℃の温度で導入する。圧力は、供給ラインに配
置した弁によって調節する。この押出機は、供給ホッパ
の後方に位置した排気ゾーンとこのホッパの前方に位置
した3つのゾーンとを有する。ダイとグラニュレータ
は、エンドレススクリューの直ぐ下流に配置された。供
給ホッパーの前方に配置されたシールリングまでのバレ
ル長さをスクリュー径の6倍分に設定しこのバレルのジ
ャケットを200℃に保った。
【0014】押出機は、下記の操作条件で操作した。 排気ゾーンの真空 後方ゾーン 1000ミリバール 第1前方ゾーン 300ミリバール 第2前方ゾーン 50ミリバール 第3前方ゾーン 10ミリバール
【0015】水の注入は、最後の2つの排気ゾーンの前
で、ポリマーの重量を基準として1%の割合で行った。
溶媒を、後方ゾーンで90%、第1及び第2前方ゾーン
で9%、最終ゾーンで1%の割合で回収した.揮発物質
の最終含有率は0.1重量%であった。粒状化の前の圧
力は10バールであり、粒状化の前の温度は235℃で
あった。ポリマーは、水中切断(underwater cutting)を
用いる必要なく完全に粒状化された。後方排気ゾーンで
はポリマー微粒子の飛散が全く無く、安定運転が達成さ
れ、また取得された製品中には熱劣化ゲルが全く検出さ
れなかった。
【0016】(比較例1)ブタジエンとスチレンの溶液
重合を行った後、スチレン含有量が70%であるスチレ
ンーブタジエンコポリマー25%を含有するシクロヘキ
サン溶液を回収する。この溶液を、2軸スクリュー押出
機(JSW型TEX−65)の供給ホッパに130kg
/時間の速度で160℃の温度で導入する。その他の操
作条件は実施例1に記載したものと同一であった。後方
排気ゾーンではポリマー微粒子の飛散が観察され、安定
運転が阻害された。また取得された製品中には熱劣化ゲ
ルが検出された。
【0017】
【発明の効果】本発明は、少なくとも20%の弾性ポリ
マーを含有する弾性ポリマーの溶液から溶媒を1段階で
除去するための方法であって、下記の段階、前記溶媒の
沸騰圧力より高い制御された圧力下に150℃未満の温
度に前以て加熱された弾性ポリマーの溶液をエンドレス
スクリューに供給するホッパーに導入し、供給ゾーンで
除圧を生じさせ、弾性ポリマーの溶液を前進させなが
ら、このようにして生じた除圧により溶媒の60%乃至
80%を瞬時に除去した後、供給ホッパーの前方に配置
されたシーリング部までのバレルとスクリュー径の比が
3乃至10の内面に形成されるポリマーフィルムをバレ
ルからの伝熱により加熱し溶媒の10%乃至30%を緩
慢に除去し、こうしてポリマー溶液から除去された溶媒
を供給ホッパーの後方に位置した排気ゾーンを介して排
出した後、供給ホッパーの前方に配置された排気ゾーン
で溶媒の残りを除去し、場合によりポリマーの0.5重
量%乃至2重量%の量の水を種々の排気ゾーン間に注入
して、溶媒の除去を促進し、溶媒を含まない弾性ポリマ
ーをダイに導入し、ダイの直ぐ後に配置されたグラニュ
レーターでポリマーを切断することを特徴とする方法で
あり、この方法により後方排気ゾーンへのポリマー微粒
子飛散が防止され安定運転が可能となり、且つポリマー
中の残留溶媒含有率が0.1%と低く、加えて熱劣化ゲ
ル発生が抑制された。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の方法を実施するための押出機の概略図
である。
【符号の説明】
10 供給ホッパ 12 押出機 14 2軸エンドレススクリュー 16 制御弁 18 後方排気ゾーン 20 排気ゾーン 22 流体導入手段 24 ダイ 26 グラニュレータ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 少なくとも20%の弾性ポリマーを含有
    する弾性ポリマーの溶液から溶媒を1段階で除去するた
    めの方法であって、下記の段階、前記溶媒の沸騰圧力よ
    り高く制御された圧力下に150℃未満の温度に前以て
    加熱された弾性ポリマーの溶液をエンドレススクリュー
    に供給するホッパーに導入し、供給ゾーンで除圧を生じ
    させ、弾性ポリマーの溶液を前進させながら、このよう
    にして生じた除圧により溶媒の60%乃至80%を瞬時
    に除去した後、供給ホッパーの前方に配置されたシーリ
    ング部までのバレル長とスクリュー径の比が3乃至10
    のバレル内面に形成されるポリマーフィルムをバレルか
    らの伝熱により加熱し溶媒の10%乃至30%を緩慢に
    除去し、こうしてポリマー溶液から除去された溶媒を供
    給ホッパーの後方に位置した排気ゾーンを介して排出し
    た後、供給ホッパーの前方に配置された排気ゾーンで溶
    媒の残りを除去し、場合により、ポリマーの0.5重量
    %乃至2重量%の量の水をいくつかの排気ゾーン間に注
    入して、溶媒の除去を促進し、溶媒を含まない弾性ポリ
    マーをダイに導入し、ダイの直ぐ後に配置されたグラニ
    ュレーターでポリマーを切断すること、を含んで成るこ
    とを特徴とするポリマー溶液から溶媒を回収する方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104950050A (zh) * 2014-03-31 2015-09-30 富士胶片株式会社 回收溶剂分析法及单元、溶剂回收制备法、及溶液制膜法
US10246525B2 (en) 2014-09-09 2019-04-02 Asahi Kasei Kabushiki Kaisha Process for producing conjugated diene polymer

Cited By (3)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104950050A (zh) * 2014-03-31 2015-09-30 富士胶片株式会社 回收溶剂分析法及单元、溶剂回收制备法、及溶液制膜法
CN104950050B (zh) * 2014-03-31 2018-12-07 富士胶片株式会社 回收溶剂分析法及单元、溶剂回收制备法、及溶液制膜法
US10246525B2 (en) 2014-09-09 2019-04-02 Asahi Kasei Kabushiki Kaisha Process for producing conjugated diene polymer

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