JPH11129319A - Production of thermoplastic polymer and screw devolatilizing extruder used therein - Google Patents

Production of thermoplastic polymer and screw devolatilizing extruder used therein

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Publication number
JPH11129319A
JPH11129319A JP9299157A JP29915797A JPH11129319A JP H11129319 A JPH11129319 A JP H11129319A JP 9299157 A JP9299157 A JP 9299157A JP 29915797 A JP29915797 A JP 29915797A JP H11129319 A JPH11129319 A JP H11129319A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
cylinder
screw
raw material
thermoplastic polymer
volatile component
Prior art date
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Pending
Application number
JP9299157A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Katsuya Yoshikawa
勝也 吉川
Minoru Yamaguchi
稔 山口
Kazuchika Fujioka
和親 藤岡
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Shokubai Co Ltd
Original Assignee
Nippon Shokubai Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Shokubai Co Ltd filed Critical Nippon Shokubai Co Ltd
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Publication of JPH11129319A publication Critical patent/JPH11129319A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To efficiently remove a volatile component and to prevent the closure of an injection port by once supplying an inert liquid into a cylinder while adjusting the pressure thereof during a period when a raw material is introduced and extruded into the cylinder and discharging the volatile component in the raw material to the outside of the cylinder under vacuum from a vent hole. SOLUTION: A rear vent 3 and fore-vents 5a, 5b, 5c are provided to the side surface of the cylinder 10 of an extruder 1. A raw material is introduced into the cylinder from a raw material introducing port 2 and allowed to generate heat while sent forwardly by a screw to volatilize and separate a volatile component from a thermoplastic polymer. Next, an inert liquid is injected into the cylinder from injection ports 9a-9c through pressure adjusting valves 11a-11c and discharged to the outside of the cylinder along with the volatile component from vent holes. As a result, since pulsated stream are not generated in the inert liquid, the devolatilizing degree and efficiency of the volatile component become also well. Further, the closure of the injection ports by the back flow of the raw material is not generated.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、スクリュー式脱揮
押出機を用いて熱可塑性重合体と揮発性成分を含む原材
料から揮発性成分を除去する熱可塑性重合体の製造方法
およびこの方法の実施に使用するスクリュー式脱揮押出
機に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for producing a thermoplastic polymer for removing a volatile component from a raw material containing a thermoplastic polymer and a volatile component by using a screw type devolatilizing extruder, and an implementation of the method. And a screw type devolatilizing extruder used for

【0002】[0002]

【従来の技術】ポリメタクリル酸メチルやポリスチレン
等の熱可塑性重合体を製造する方法としては、それらの
原料となるビニル単量体を、溶媒の存在しない状態で重
合させる塊状重合法や、溶媒を用いて重合させる溶液重
合法が工業的に行われている。これらの方法で得られた
熱可塑性重合体は、未反応の単量体や溶媒等の揮発性成
分を含む混合物であるので、成形材料として有用な熱可
塑性重合体を得るためには、揮発性成分を除去すること
が必要である。
2. Description of the Related Art As a method for producing a thermoplastic polymer such as polymethyl methacrylate or polystyrene, a bulk polymerization method in which a vinyl monomer as a raw material thereof is polymerized in the absence of a solvent, or a method in which a solvent is used. A solution polymerization method in which the polymerization is carried out by using is industrially performed. Since the thermoplastic polymer obtained by these methods is a mixture containing volatile components such as unreacted monomers and solvents, in order to obtain a thermoplastic polymer useful as a molding material, a volatile polymer is required. It is necessary to remove the components.

【0003】熱可塑性重合体に揮発性成分が残存してい
ると、この熱可塑性重合体を成形して得られる成形品
に、耐熱性等の物性の低下や外観不良が発生する。この
ような問題を解決するために、揮発性成分の除去に関し
て、種々の提案がなされている。例えば、重合終了後の
熱可塑性重合体を含む反応液を、揮発性成分は溶解する
が熱可塑性重合体は溶解しない溶剤中に添加し、揮発性
成分を抽出除去する方法(特開昭58−162616号
公報)、フラッシュ蒸発器を用いて揮発性成分を蒸発さ
せた後、熱可塑性重合体を溶融した状態で抜出しする方
法(特開昭61−276807号公報、特開昭62−1
29334号公報および特開平3−205411号公
報)、重合終了後の熱可塑性重合体を含む反応液を直接
に、または、予め加熱乾燥した後にスクリュー式脱揮押
出機に供給して、揮発性成分を除去する方法(特開昭5
9−126411号公報、特開昭59−58006号公
報、特開昭57−135814号公報、特開昭50−4
0687号公報、特開昭50−40688号公報、特開
昭57−49603号公報、特開昭63−147501
号公報および特開平3−49925号公報)などが提案
されている。
[0003] If volatile components remain in the thermoplastic polymer, a molded article obtained by molding the thermoplastic polymer will have reduced physical properties such as heat resistance and poor appearance. In order to solve such a problem, various proposals have been made regarding removal of volatile components. For example, a method of adding a reaction solution containing a thermoplastic polymer after completion of polymerization to a solvent in which the volatile component is dissolved but the thermoplastic polymer is not dissolved, to extract and remove the volatile component (Japanese Patent Application Laid-Open No. 58-1983). 162616), a method in which volatile components are evaporated using a flash evaporator, and then a thermoplastic polymer is extracted in a molten state (JP-A-61-276807, JP-A-62-1).
No. 29334 and JP-A-3-205411), the reaction solution containing the thermoplastic polymer after polymerization is supplied directly or after heating and drying to a screw-type devolatilizing extruder to obtain volatile components. (Japanese Unexamined Patent Publication No.
JP-A-9-126411, JP-A-59-58006, JP-A-57-135814, JP-A-50-4
0687, JP-A-50-40688, JP-A-57-49603, JP-A-63-147501
And Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-49925).

【0004】上記スクリュー式脱揮押出機を用いる方法
ではスクリューの混練作用で高熱が発生するため熱可塑
性重合体に劣化が起きるおそれがあるので、その点の改
良として、水やアルコール等の熱可塑性重合体と反応し
ない不活性液体を脱揮押出途中に注入し、この不活性液
体を熱可塑性重合体に混合し、ベント部分で減圧脱揮し
て、揮発性成分を不活性液体とともに蒸発除去するこ
と、すなわち、蒸発潜熱による冷却効果を利用して、熱
可塑性重合体の劣化を抑制する方法も知られている(特
開平6−1808号公報および特開平7−18014号
公報)。
In the above-mentioned method using a screw type devolatilizing extruder, a high heat is generated due to the kneading action of the screw, which may cause deterioration of the thermoplastic polymer. An inert liquid that does not react with the polymer is injected during devolatilization and extrusion, and this inert liquid is mixed with the thermoplastic polymer, devolatilized under reduced pressure at the vent portion, and volatile components are removed by evaporation together with the inert liquid. That is, there is also known a method of suppressing the deterioration of a thermoplastic polymer by utilizing a cooling effect by latent heat of evaporation (Japanese Patent Application Laid-Open Nos. Hei 6-1808 and Hei 7-18014).

【0005】上記改良方法では、前後が混練部で挟まれ
たシリンダー部分に不活性液体を注入することが好まし
い。そうでない場合は、注入部分の前後が熱可塑性重合
体によってシールされなくなり、注入された不活性液体
が熱可塑性重合体と十分に混合することなくベント部分
に流れて十分な効果を発揮せず、ベントアップの原因と
なるからである。前記注入部分は、ベント間に設けられ
ており、前後の熱可塑性重合体のシール効果により加圧
状態に保たれている。
[0005] In the above-mentioned improvement method, it is preferable to inject an inert liquid into a cylinder portion sandwiched between kneading sections at the front and rear. Otherwise, before and after the injection portion is not sealed by the thermoplastic polymer, the injected inert liquid does not sufficiently mix with the thermoplastic polymer to flow to the vent portion and does not exert a sufficient effect, This is because it causes vent up. The injection portion is provided between the vents, and is kept in a pressurized state by a sealing effect of the front and rear thermoplastic polymers.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記従来の
改良方法では、不活性液体の供給源がシリンダーの注入
口に直結しているため、不活性液体の圧力に変化がある
と、脈流が発生する。脈流が生じると、不活性液体の供
給が不安定になり、揮発性成分の除去効率が低下した
り、不均一になるという問題があるほか、シリンダー内
部で原材料中に発泡が生じてベントアップの原因となっ
たり、シリンダーの押出口から出る熱可塑性重合体スト
ランドに割れや切断が生じるという問題もあった。さら
に、不活性液体は、シリンダー内の重合体圧力に抗して
注入されるため、脈流があると、重合体圧力が注入圧力
より大きくなることがあり、重合体が注入口まで逆流
し、注入口を塞ぐと言う問題もあった。押出機の操業を
停止するために、不活性液体の供給を停止した時に、特
に、上記逆流による注入口の閉塞が発生しやすく、安定
な操業を困難なものにしていた。
In the above-mentioned conventional method, since the supply source of the inert liquid is directly connected to the injection port of the cylinder, when the pressure of the inert liquid changes, a pulsating flow is generated. Occur. When a pulsating flow occurs, the supply of the inert liquid becomes unstable, and there is a problem that the efficiency of removing volatile components is reduced or uneven, and foaming occurs in the raw material inside the cylinder, thereby venting up. And there is also a problem that the thermoplastic polymer strand coming out of the extrusion port of the cylinder is cracked or cut. Further, since the inert liquid is injected against the polymer pressure in the cylinder, if there is a pulsating flow, the polymer pressure may be higher than the injection pressure, and the polymer flows back to the injection port, There was also the problem of blocking the inlet. In particular, when the supply of the inert liquid is stopped to stop the operation of the extruder, the injection port is easily blocked due to the backflow, making stable operation difficult.

【0007】そこで、本発明の課題は、熱可塑性重合体
から揮発性成分を効率良く除去するとともに、注入口の
閉塞が起きない熱可塑性重合体の製造方法とこの方法の
実施に使用するスクリュー式脱揮押出機を提供すること
にある。
Accordingly, an object of the present invention is to provide a method for producing a thermoplastic polymer which efficiently removes volatile components from the thermoplastic polymer and does not cause clogging of an injection port, and a screw type used for carrying out the method. An object of the present invention is to provide a devolatilizing extruder.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明にかかる熱可塑性重合体の製造方法は、熱可
塑性重合体と揮発性成分を含む原材料を、回転軸の周り
に螺旋状の羽根を有するスクリューと、該スクリューを
その軸方向に沿って筒状に囲む内壁面とを有し、かつ、
複数個のベント孔をも有するシリンダ内に導入し、前記
スクリューの回転駆動で前記シリンダから押出すことに
より、前記揮発性成分を除去した熱可塑性重合体を得る
方法において、前記原材料が前記シリンダ内に導入され
押出されるまでの間で、不活性液体を圧力調整しながら
前記シリンダ内に一旦供給し前記原材料中の揮発性成分
とともに前記ベント孔からシリンダ外へ減圧排出するこ
とにより、前記揮発性成分の除去を行うことを特徴とす
る。
In order to solve the above-mentioned problems, a method for producing a thermoplastic polymer according to the present invention comprises the steps of: forming a raw material containing a thermoplastic polymer and a volatile component in a spiral form around a rotation axis; A screw having a blade, and having an inner wall surface surrounding the screw in a cylindrical shape along the axial direction thereof, and
A method for obtaining a thermoplastic polymer from which the volatile components have been removed by introducing into a cylinder having a plurality of vent holes and extruding from the cylinder by rotating the screw, wherein the raw material is contained in the cylinder. Until the liquid is introduced into the cylinder and extruded, the inert liquid is once supplied into the cylinder while adjusting the pressure, and is discharged under reduced pressure from the vent hole to the outside of the cylinder together with the volatile component in the raw material. It is characterized by removing components.

【0009】上記課題を解決するため、本発明にかかる
スクリュー式脱揮押出機は、熱可塑性重合体と揮発性成
分を含む原材料から前記揮発性成分を揮発分離させるの
に使用され、回転軸の周りに螺旋状の羽根を有するスク
リューと、前記スクリューをその軸方向に沿って筒状に
囲む内壁面を有するシリンダと、前記スクリューを回転
駆動する駆動部とをそれぞれ備え、前記シリンダは、前
記スクリューの後部に当たる位置に前記原材料の導入口
を有するとともに、前記スクリューの先端よりも前方に
当たる位置に揮発性成分分離後の熱可塑性重合体をシリ
ンダ外に押し出す押出部を有し、さらに、前記導入口と
押出部の間に前記分離された揮発性成分をシリンダ外へ
排出するベント孔を複数有していて、これらのベント孔
が前記揮発性成分を前記シリンダ外へ減圧排出する脱揮
手段に結合されており、前記シリンダに導入された原材
料をスクリューの先端方向へ送る間に前記原材料から前
記揮発性成分を揮発分離させるスクリュー式脱揮押出機
であって、不活性液体を前記シリンダ内に圧入する液体
供給手段をさらに備えるとともに、前記シリンダが、原
材料の導入口と押出部の間に当たる位置であって前記揮
発性成分を前記シリンダ外へ排出するベント孔が設けら
れた領域に前記不活性液体の注入口を有し、前記注入口
が圧力調整弁を介して前記液体供給手段に結合されてい
る、ことを特徴とする。
In order to solve the above problems, a screw type devolatilizing extruder according to the present invention is used to volatilize and separate the volatile component from a raw material containing a thermoplastic polymer and a volatile component. A screw having a helical blade around, a cylinder having an inner wall surface surrounding the screw in a cylindrical shape along the axial direction thereof, and a drive unit for rotating and driving the screw, the cylinder comprising the screw Having an inlet for the raw material at a position corresponding to the rear portion, and having an extruding portion for extruding the thermoplastic polymer after volatile component separation outside the cylinder at a position corresponding to a position forward of the tip of the screw, further comprising the inlet And a plurality of vent holes for discharging the separated volatile components to the outside of the cylinder between the extruder and the extruder. A screw type devolatilizing extruder, which is coupled to devolatilizing means for discharging under reduced pressure to the outside of the cylinder and volatilizes and separates the volatile component from the raw material while feeding the raw material introduced into the cylinder toward the tip of the screw. And further comprising liquid supply means for pressurizing the inert liquid into the cylinder, and discharging the volatile component out of the cylinder at a position where the cylinder is located between an inlet of a raw material and an extruding section. An inlet for the inert liquid is provided in a region provided with a vent hole, and the inlet is connected to the liquid supply means via a pressure regulating valve.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】本発明における、スクリュー式脱
揮押出機は、回転軸の周りに螺旋状の羽根を有するスク
リューと、スクリューをその軸方向に沿って筒状に囲む
内壁面を有するシリンダと、前記スクリューを回転駆動
する駆動部とをそれぞれ備える。前記シリンダは、前記
スクリューの後部に当たる位置に原材料の導入口を、前
記スクリューの先端より前方に当たる位置に揮発性成分
分離後の熱可塑性重合体をシリンダの外へストランド状
に押し出す押出部を、かつ、少なくとも前記導入口と押
出部の間に当たる位置に前記揮発性成分を前記シリンダ
外へ排出する複数のベント孔をそれぞれ有するととも
に、これらのベント孔は分離された揮発性成分をシリン
ダ外へ減圧排出する脱揮手段に結合されている。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION A screw type devolatilizing extruder according to the present invention comprises a screw having a spiral blade around a rotating shaft and a cylinder having an inner wall surface surrounding the screw in a cylindrical shape along the axial direction. And a drive unit for driving the screw to rotate. The cylinder has an inlet for the raw material at a position corresponding to the rear part of the screw, and an extruding unit that extrudes the thermoplastic polymer after the volatile component separation into a strand shape outside the cylinder at a position corresponding to the front of the screw, and A plurality of vent holes for discharging the volatile components to the outside of the cylinder at least at a position between the introduction port and the extruding section, and these vent holes reduce the pressure of the separated volatile components to the outside of the cylinder. To the devolatilization means.

【0011】前記スクリューとシリンダは、シリンダ内
部に導入された前記原材料をスクリューの回転でスクリ
ューの先端方向へ送るようになっており、その間、スク
リューの回転で原材料に対し剪断力を加えて、発熱させ
る。この発熱作用で、前記熱可塑性重合体から前記揮発
性成分を揮発分離させる。本発明のスクリュー式脱揮押
出機は、不活性液体を前記シリンダ内に圧入する液体供
給手段をさらに備えている。そして、前記シリンダは、
ベント孔が設けられた領域に不活性液体の注入口を有
し、前記注入口が圧力調整弁を介して、前記液体供給手
段に結合されている。
[0011] The screw and the cylinder are adapted to feed the raw material introduced into the cylinder toward the tip of the screw by the rotation of the screw. Meanwhile, the rotation of the screw applies a shearing force to the raw material to generate heat. Let it. The exothermic action volatilizes and separates the volatile components from the thermoplastic polymer. The screw type devolatilizing extruder of the present invention further includes a liquid supply unit for press-fitting the inert liquid into the cylinder. And the cylinder is
An inert liquid inlet is provided in a region where the vent hole is provided, and the inlet is connected to the liquid supply means via a pressure regulating valve.

【0012】本発明において、熱可塑性重合体と揮発性
成分とを含む原材料とは、未反応単量体、溶媒および/
または揮発性副生物などの揮発性成分を含む熱可塑性重
合体混合物であって、例えば、溶液重合、塊状重合など
によって得られたものである。熱可塑性重合体として
は、揮発性成分と混合して溶液状になるもの、または、
スラリー状態に分散するものでも特に限定されず、スク
リュー式押出機から溶融状態で取り出し可能な熱可塑性
を有する重合体であれば、特に制限はない。
In the present invention, a raw material containing a thermoplastic polymer and a volatile component includes an unreacted monomer, a solvent and / or
Alternatively, it is a thermoplastic polymer mixture containing a volatile component such as a volatile by-product, and is obtained by, for example, solution polymerization, bulk polymerization, or the like. As the thermoplastic polymer, those which are mixed with volatile components to form a solution, or
The polymer is not particularly limited as long as it is dispersed in a slurry state, and is not particularly limited as long as it is a polymer having thermoplasticity that can be taken out of a screw type extruder in a molten state.

【0013】これらの重合体を構成する単量体成分とし
て工業的に用いられる例としては、メタクリル酸メチ
ル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピル、メタ
クリル酸n−ブチル、メタクリル酸i−ブチル、メタク
リル酸t−ブチル、メタクリル酸シクロヘキシル、メタ
クリル酸ベンジル等のメタクリル酸エステル類や、アク
リル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸プロピ
ル、アクリル酸n−ブチル、アクリル酸i−ブチル、ア
クリル酸t−ブチル、アクリル酸シクロヘキシル、アク
リル酸ベンジル等のアクリル酸エステル類や、スチレ
ン、α−スチレン等の芳香族ビニル類、アクリロニトリ
ル、メタリロニトリル、N−フェニルマレイミド、N−
フェニルメタクリルアミド、メタクリル酸、アクリル
酸、無水マレイン酸、ブタジエン、イソプロピレン等の
オレフィン類を挙げることができる。
Examples of industrially used monomer components constituting these polymers include methyl methacrylate, ethyl methacrylate, propyl methacrylate, n-butyl methacrylate, i-butyl methacrylate, and methacrylic acid. Methacrylates such as t-butyl, cyclohexyl methacrylate, benzyl methacrylate, methyl acrylate, ethyl acrylate, propyl acrylate, n-butyl acrylate, i-butyl acrylate, t-butyl acrylate, acrylic Acrylates such as cyclohexyl acid and benzyl acrylate, aromatic vinyls such as styrene and α-styrene, acrylonitrile, metalylonitrile, N-phenylmaleimide, N-
Examples include olefins such as phenylmethacrylamide, methacrylic acid, acrylic acid, maleic anhydride, butadiene, and isopropylene.

【0014】これらの単量体は、単独でまたは共重合す
ることがで、熱可塑性重合体の物性を変化させる。本発
明が対象とする熱可塑性重合体は、ビニル重合体以外
に、溶融重合法あるいは溶液重合法で製造した重縮合系
の重合体も含まれる。重縮合反応中に生じる低分子量物
や原料の溶解に用いる溶媒の除去にも本発明の製造方法
が有効であるからである。
These monomers can change the physical properties of the thermoplastic polymer either alone or by copolymerization. The thermoplastic polymer targeted by the present invention includes a polycondensation polymer produced by a melt polymerization method or a solution polymerization method, in addition to a vinyl polymer. This is because the production method of the present invention is also effective for removing a solvent used for dissolving low molecular weight substances and raw materials generated during the polycondensation reaction.

【0015】未反応単量体とは、上記単量体を重合また
は共重合させた後、熱可塑性重合体中に存在する、未重
合の残存単量体である。溶媒は、一般に溶液重合として
使用できる溶剤であれば特に限定はなく、沸点が50〜
250℃の範囲にあるベンゼン、トルエン、クメン等の
アルキルベンゼン、メチルエチルケトン、酢酸エチル、
メタノール、シクロヘキサン等の有機溶剤が好ましい。
沸点が50℃未満では取扱性が低下し、また、逆に、2
50℃を超えて高いと脱溶媒の効率が低下して好ましく
ない。
The unreacted monomer is an unpolymerized residual monomer present in the thermoplastic polymer after the above-mentioned monomer is polymerized or copolymerized. The solvent is not particularly limited as long as it can be generally used as a solution polymerization, and has a boiling point of 50 to
Benzene, toluene, alkylbenzene such as cumene, methyl ethyl ketone, ethyl acetate in the range of 250 ° C.,
Organic solvents such as methanol and cyclohexane are preferred.
If the boiling point is lower than 50 ° C., the handleability is deteriorated.
If the temperature is higher than 50 ° C., the efficiency of desolvation decreases, which is not preferable.

【0016】揮発性副生物とは、反応中に副生する揮発
性低分子量物あるいは原料に含まれる揮発性の成分であ
る。揮発性成分の割合は、10〜80%の範囲が好まし
く、特に20〜60の範囲が好ましい。次に、本発明で
いうスクリュー式押出機の一例を図1に示す。スクリュ
ー式押出機は1軸もしくはそれ以上の軸を有する。いず
れも有効に使用できるが、効率および入手しやすさから
2軸が好ましい。
The volatile by-product is a volatile low-molecular-weight product by-produced during the reaction or a volatile component contained in the raw material. The ratio of the volatile component is preferably in the range of 10 to 80%, particularly preferably in the range of 20 to 60. Next, FIG. 1 shows an example of the screw type extruder according to the present invention. Screw extruders have one or more shafts. Any of them can be used effectively, but two axes are preferable from the viewpoint of efficiency and availability.

【0017】図1にみるように、スクリュー式押出機1
はシリンダー10を有している。シリンダー10は、通
常、複数の部分(バレル)から構成されており、シリン
ダー10の側面には、ベント口が設けられている。ベン
ト口は、原材料の供給部2より後方にリアベント3を、
前方すなわち脱揮後の熱可塑性重合体4側に複数個、た
とえば、2〜5個のフォアベント(この図では3個のフ
ォアベント5a、bおよびc)をそれぞれ設けておき、
原材料からの脱揮が進むとともに排気圧力を徐々に低下
させていくと脱揮率が大幅に改善されるので好ましい。
フォアベントの数が1個だと揮発性成分の除去効率が著
しく低下するおそれがあり、6個以上用いても除去効率
は変わらないおそれがある。リアベント3の圧力は30
0〜760mmHgであり、重合体出口4付近のベント
口5cでの圧力は600mmHg以下が好ましく、40
0mmHg以下がより好ましい。脱溶媒が進むとともに
(出口に近づくにつれ)圧力を低くすることにより、脱
溶媒の効率をより高めることができるので好ましい。各
ベント部の圧力は真空ポンプを用いて所定の圧力となる
ように排気する。図1中、6はスクリュー駆動部、7は
原材料貯留槽である。 特に、揮発性成分の割合が多い
場合、原材料貯留槽に原材料導入口2との間に熱交換器
を追加し、あらかじめ、原材料に揮発性成分の揮発に必
要な熱量の一部または全部を与えるために加熱するのが
好ましい。
As shown in FIG. 1, a screw type extruder 1
Has a cylinder 10. The cylinder 10 is usually composed of a plurality of parts (barrels), and a vent port is provided on a side surface of the cylinder 10. The vent port is a rear vent 3 behind the raw material supply unit 2,
A plurality, for example, two to five forevents (three forevents 5a, b, and c in this figure) are provided in front of the thermoplastic polymer 4 side after devolatilization, respectively.
It is preferable to gradually lower the exhaust pressure as the devolatilization from the raw material progresses, since the devolatilization rate is greatly improved.
If the number of forevents is one, the efficiency of removing volatile components may be significantly reduced, and even if six or more are used, the efficiency of removal may not be changed. The pressure of the rear vent 3 is 30
0 to 760 mmHg, and the pressure at the vent 5c near the polymer outlet 4 is preferably 600 mmHg or less.
0 mmHg or less is more preferable. It is preferable to lower the pressure as the desolvation proceeds (as it approaches the outlet), since the efficiency of desolvation can be further increased. The pressure in each vent is evacuated to a predetermined pressure by using a vacuum pump. In FIG. 1, reference numeral 6 denotes a screw drive unit, and reference numeral 7 denotes a raw material storage tank. In particular, when the proportion of the volatile component is large, a heat exchanger is added between the raw material storage tank and the raw material introduction port 2 to give the raw material a part or all of the heat required for volatilization of the volatile component in advance. Heating is preferred.

【0018】この場合、加熱は周知の方法でよく、連続
的に150〜280℃程度に揮発性成分が気化しないよ
うに加圧状態で行われる。本発明では、シリンダ10の
フォアベントを設けた領域には、シリンダ10内に不活
性液体を注入する注入口9・・・が設けられている。各
注入口9は、圧力調整弁としての背圧弁11を介してそ
れぞれ液体供給源12に結合されている。不活性液体
は、たとえば、水やアルコール等の重合体と反応しない
液体が選択され、水蒸気を用いることもできる。
In this case, the heating may be performed by a well-known method, and is performed at a pressure of about 150 to 280 ° C. continuously so that volatile components are not vaporized. In the present invention, injection holes 9 for injecting an inert liquid into the cylinder 10 are provided in a region of the cylinder 10 where the fore vent is provided. Each inlet 9 is connected to a liquid supply source 12 via a back pressure valve 11 as a pressure regulating valve. As the inert liquid, for example, a liquid that does not react with a polymer such as water or alcohol is selected, and steam can also be used.

【0019】不活性液体の使用量は熱可塑性重合体に対
して0.5〜10重量%が好ましい。不活性液体の添加
量が0.5重量%未満では、揮発性成分除去効果が不十
分であり、また、10重量%を超えて増しても、効果は
変わらず、ベントアップしやすくなり好ましくない。押
出機のシリンダー温度は、好ましくは160〜320
℃、さらに好ましくは200〜300℃である。シリン
ダー温度が160℃より低いと揮発性成分を効果的に除
去できないとともに、320℃より高いと熱可塑性重合
体が熱分解により、着色したり、分子量の低下が生じて
好ましくない。
The use amount of the inert liquid is preferably 0.5 to 10% by weight based on the thermoplastic polymer. If the addition amount of the inert liquid is less than 0.5% by weight, the effect of removing volatile components is insufficient, and if it exceeds 10% by weight, the effect does not change and venting is easily performed, which is not preferable. . The cylinder temperature of the extruder is preferably between 160 and 320
° C, more preferably 200 to 300 ° C. If the cylinder temperature is lower than 160 ° C., volatile components cannot be removed effectively. If the cylinder temperature is higher than 320 ° C., the thermoplastic polymer is undesirably colored due to thermal decomposition or a decrease in molecular weight.

【0020】シリンダーは、その位置によって、その温
度を変更してもかまわない。本発明の特徴である圧力調
整弁11は、防錆性、耐腐食性を考慮して、液体と接触
する部分が青銅またはステンレス鋼で構成されたものを
利用するのが好ましい。特に構造上、背圧弁が好まし
い。圧力調整弁は注入口に送る水に対し一定の圧力を設
定するものであり、10〜15kg/cm2 の設定圧力
を実現するために、許容圧力範囲が20kg/cm2
でのもの、好ましくは40kg/cm2までのものを選
択できる。
The temperature of the cylinder may be changed depending on its position. The pressure regulating valve 11, which is a feature of the present invention, is preferably made of bronze or stainless steel in a portion that comes into contact with a liquid in consideration of rust prevention and corrosion resistance. In particular, a back pressure valve is preferable in structure. Is intended pressure regulating valve to set a constant pressure to the water to be sent to the inlet, in order to achieve the set pressure of 10-15 kg / cm 2, those allowable pressure range of up to 20 kg / cm 2, preferably Items up to 40 kg / cm 2 can be selected.

【0021】圧力調整弁はできるだけ、シリンダーに近
い部分に設置するのが好ましい。
It is preferable that the pressure regulating valve be installed as close to the cylinder as possible.

【0022】[0022]

【実施例】以下、本発明を、実施例および比較例に基づ
いて具体的に説明する。本発明はこれらの実施例によっ
て制限されるものではない。以下で、「部」は「重量
部」を示す。 〔実施例1−1〕スチレン20部、アクリロニトリル6
部、N−フェニルマレイミド16部、トルエン58部お
よび重合開始剤0.2部を用いて溶液重合反応を行い、
熱可塑性重合体を得た。重合反応終了時の反応液の組成
は、熱可塑性重合体41.5重量%であり、揮発性成分
であるトルエンおよび未反応単量体が、それぞれ、5
8.0重量%および0.7重量%であり、熱可塑性重合
体を構成する各構造単位の割合は、スチレン構造単位4
7重量%、アクリロニトリル構造単位14重量%および
N−フェニルマレイミド構造単位39重量%であった。
The present invention will be specifically described below based on examples and comparative examples. The present invention is not limited by these examples. Hereinafter, “parts” indicates “parts by weight”. [Example 1-1] 20 parts of styrene, acrylonitrile 6
, A solution polymerization reaction using 16 parts of N-phenylmaleimide, 58 parts of toluene and 0.2 part of a polymerization initiator,
A thermoplastic polymer was obtained. The composition of the reaction solution at the end of the polymerization reaction was 41.5% by weight of the thermoplastic polymer, and the volatile components toluene and unreacted monomer were 5% each.
8.0% by weight and 0.7% by weight, and the ratio of each structural unit constituting the thermoplastic polymer is styrene structural unit 4
It was 7% by weight, acrylonitrile structural unit 14% by weight and N-phenylmaleimide structural unit 39% by weight.

【0023】ベントタイプスクリュー押出機として、図
1に示す日本製鋼所製の2軸同方向かみ合型押出機を用
意した。この押出機は、スクリュー径(D)120m
m、シリンダ長さ(L)5460mm、L/D=45.
5、ベント数4(リアベント:1、フォアベント:4)
であった。上記反応液を加熱器を用いて230℃に加温
した後、圧力調整弁で20kg/cm2 となるように
し、上記スクリュー押出機の原料導入口2からスクリュ
ー押出機に導入速度1000kg/hrで供給した。各
ベント部分の圧力は、ベント3を700mmHg、ベン
ト5a、ベント5bおよびベント5cをそれぞれ、25
0mmHg、20mmHgおよび20mmHgに調整し
た。次に、不活性液体の導入口9a、導入口9bおよび
導入口9cから、水を注入した。上記導入口の直前に、
それぞれ、背圧弁11a、背圧弁11bおよび背圧弁1
1cを設置した。これらの背圧弁(テスコム社製)は、
許容圧力40kg/cm2 であった。各導入口からの水
供給設定量(反応液中の熱可塑性重合体に対する割合)
を、それぞれ、導入口9aでは2.0重量%、導入口9
bでは2.0重量%および導入口9cでは1.3重量%
に設定した。この時、各導入口から注入されるの水の平
均流量は、導入口9aでは6.28リットル/hr、導
入口9bでは6.39リットル/hrおよび導入口9c
では4.09リットル/hrであり、それぞれ、±0.
1リットル/hr以内の変動(バラツキ)で安定的に供
給されていた。得られた熱可塑性重合体を1時間毎に3
回サンプリングし、熱可塑性重合体中に残留する揮発性
成分量は、1回目:240ppm、2回目:255pp
m、3回目:255ppmであり、安定していた。 〔比較例1〕実施例1−1で、圧力調整弁のない押出機
を用いた以外は、実施例1−1と同様にして、水を注入
した。
As a vent type screw extruder, a twin-screw co-engaging type extruder manufactured by Nippon Steel Works shown in FIG. 1 was prepared. This extruder has a screw diameter (D) of 120 m.
m, cylinder length (L) 5460 mm, L / D = 45.
5, number of vents 4 (rear vent: 1, fore vent: 4)
Met. After the reaction solution was heated to 230 ° C. using a heater, the pressure was adjusted to 20 kg / cm 2 with a pressure regulating valve, and the material was introduced into the screw extruder from the material inlet 2 of the screw extruder at a rate of 1000 kg / hr. Supplied. The pressure of each vent portion was 700 mmHg for vent 3 and 25 mm for vent 5a, vent 5b and vent 5c, respectively.
It was adjusted to 0 mmHg, 20 mmHg and 20 mmHg. Next, water was injected from the inlets 9a, 9b, and 9c of the inert liquid. Immediately before the above inlet,
Back pressure valve 11a, back pressure valve 11b and back pressure valve 1 respectively
1c was installed. These back pressure valves (manufactured by Tescom)
The allowable pressure was 40 kg / cm 2 . Set amount of water supply from each inlet (ratio to thermoplastic polymer in reaction liquid)
Is 2.0% by weight at the inlet 9a, respectively,
2.0% by weight for b and 1.3% by weight at inlet 9c
Set to. At this time, the average flow rate of water injected from each inlet is 6.28 l / hr at the inlet 9a, 6.39 l / hr at the inlet 9b, and the inlet 9c.
Are 4.09 liters / hr, and ± 0.09 liters / hr, respectively.
It was supplied stably with a variation (variation) within 1 liter / hr. The obtained thermoplastic polymer is added every 3 hours.
Times, the amount of volatile components remaining in the thermoplastic polymer was 240 ppm for the first time and 255 pp for the second time.
m, the third time: 255 ppm, and it was stable. Comparative Example 1 Water was injected in the same manner as in Example 1-1 except that an extruder without a pressure control valve was used.

【0024】各導入口から注入されるの水の平均流量
は、それぞれ、実施例1−1と同様であったが、脈流に
よる流量のバラツキは大きく、導入口9aでは±1リッ
トル/hr、導入口9bでは±0.2リットル/hrお
よび導入口9cでは±1リットル/hrであった。異常
な水噴出が水の注入を開始した直後に発生した。実施例
1−1と同様にして測定した揮発性成分量は、1回目:
690ppm、2回目:440ppm、3回目:650
ppmであり、一定しないものであった。
The average flow rate of the water injected from each inlet was the same as that of Example 1-1, however, the flow rate variation due to the pulsating flow was large, and ± 1 liter / hr at the inlet 9a. The flow rate was ± 0.2 liter / hr at the inlet 9b and ± 1 liter / hr at the inlet 9c. An abnormal water eruption occurred shortly after starting water injection. The amount of volatile components measured in the same manner as in Example 1-1 was the first time:
690 ppm, 2nd time: 440 ppm, 3rd time: 650
ppm, which was not constant.

【0025】[0025]

【発明の効果】本発明にかかるスクリュー式脱揮押出機
とこれを使用する熱可塑性重合体の製造方法では、シリ
ンダに注入する不活性液体に脈流が起きないため、熱可
塑性重合体における揮発性成分の脱揮度が向上するとと
もに脱揮発効率もよくなる。さらに、原材料の逆流によ
る注入口の閉塞が起きず、操業の安定を得やすい。
According to the screw type devolatilizing extruder and the method for producing a thermoplastic polymer using the same according to the present invention, the inert liquid injected into the cylinder does not generate a pulsating flow, so that the volatilization in the thermoplastic polymer is prevented. The devolatilization efficiency of the volatile component is improved and the devolatilization efficiency is also improved. Further, the inlet is not blocked due to the backflow of the raw material, and the operation is easily stabilized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明にかかるスクリュー押出機の概略図。FIG. 1 is a schematic view of a screw extruder according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 スクリュー押出機 2 原材料導入口 3 リアベント 4 重合体出口 5a〜5c フォアベント 6 スクリュー駆動部 7 原材料貯留槽 9a〜9c 注入口 10 シリンダ 11a〜11c 圧力調整弁 12 液体供給源 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Screw extruder 2 Raw material introduction port 3 Rear vent 4 Polymer outlet 5a-5c Forevent 6 Screw drive part 7 Raw material storage tank 9a-9c Injection port 10 Cylinder 11a-11c Pressure control valve 12 Liquid supply source

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】熱可塑性重合体と揮発性成分を含む原材料
を、回転軸の周りに螺旋状の羽根を有するスクリュー
と、該スクリューをその軸方向に沿って筒状に囲む内壁
面とを有し、かつ、複数個のベント孔をも有するシリン
ダ内に導入し、前記スクリューの回転駆動で前記シリン
ダから押出すことにより、前記揮発性成分を除去した熱
可塑性重合体を得る方法において、前記原材料が前記シ
リンダ内に導入され押出されるまでの間で、不活性液体
を圧力調整しながら前記シリンダ内に一旦供給し前記原
材料中の揮発性成分とともに前記ベント孔からシリンダ
外へ減圧排出することにより、前記揮発性成分の除去を
行うことを特徴とする熱可塑性重合体の製造方法。
1. A screw having a helical blade around a rotation axis, and an inner wall surface surrounding the screw in a cylindrical shape along an axial direction of a raw material containing a thermoplastic polymer and a volatile component. And, in a method of obtaining a thermoplastic polymer from which the volatile components have been removed by introducing into a cylinder having also a plurality of vent holes and extruding from the cylinder by the rotation of the screw, the raw material Until the liquid is introduced into the cylinder and extruded, the inert liquid is once supplied into the cylinder while adjusting the pressure, and is discharged under reduced pressure from the vent hole to the outside of the cylinder together with the volatile component in the raw material. A method for producing a thermoplastic polymer, wherein the volatile component is removed.
【請求項2】20〜80wt%の揮発性成分を含有する
原材料を供給する、請求項1記載の熱可塑性重合体の製
造方法。
2. The method for producing a thermoplastic polymer according to claim 1, wherein a raw material containing 20 to 80 wt% of a volatile component is supplied.
【請求項3】前記不活性液体が水蒸気ないしは水であ
る、請求項1または2に記載の熱可塑性重合体の製造方
法。
3. The method for producing a thermoplastic polymer according to claim 1, wherein the inert liquid is water vapor or water.
【請求項4】圧力調整は背圧弁を介して行う、請求項1
から3までのいずれかに記載の熱可塑性重合体の製造方
法。
4. The pressure adjustment is performed via a back pressure valve.
4. The method for producing a thermoplastic polymer according to any one of items 1 to 3.
【請求項5】熱可塑性重合体と揮発性成分を含む原材料
から前記揮発性成分を揮発分離させるのに使用され、 回転軸の周りに螺旋状の羽根を有するスクリューと、前
記スクリューをその軸方向に沿って筒状に囲む内壁面を
有するシリンダと、前記スクリューを回転駆動する駆動
部とをそれぞれ備え、前記シリンダは、前記スクリュー
の後部に当たる位置に前記原材料の導入口を有するとと
もに、前記スクリューの先端よりも前方に当たる位置に
揮発性成分分離後の熱可塑性重合体をシリンダ外に押し
出す押出部を有し、さらに、前記導入口と押出部の間に
前記分離された揮発性成分をシリンダ外へ排出するベン
ト孔を複数有していて、これらのベント孔が前記揮発性
成分を前記シリンダ外へ減圧排出する脱揮手段に結合さ
れており、前記シリンダに導入された原材料をスクリュ
ーの先端方向へ送る間に前記原材料から前記揮発性成分
を揮発分離させるスクリュー式脱揮押出機であって、 不活性液体を前記シリンダ内に圧入する液体供給手段を
さらに備えるとともに、前記シリンダが、原材料の導入
口と押出部の間に当たる位置であって前記揮発性成分を
前記シリンダ外へ排出するベント孔が設けられた領域に
前記不活性液体の注入口を有し、前記注入口が圧力調整
弁を介して前記液体供給手段に結合されている、ことを
特徴とするスクリュー式脱揮押出機。
5. A screw used to volatilize and separate said volatile component from a raw material containing a thermoplastic polymer and a volatile component, said screw having a helical blade around a rotation axis, A cylinder having an inner wall surface that surrounds a cylindrical shape along with a driving unit that drives the screw to rotate, the cylinder has an inlet for the raw material at a position corresponding to the rear of the screw, At the position hitting forward from the tip, there is an extruding section for extruding the thermoplastic polymer after the volatile component separation outside the cylinder, and further, the separated volatile component between the introduction port and the extruding section to the outside of the cylinder. A plurality of vent holes for discharging the volatile components, the vent holes being connected to devolatilizing means for discharging the volatile components to the outside of the cylinder under reduced pressure; A screw-type devolatilizing extruder that volatilizes and separates the volatile components from the raw material while feeding the raw material introduced into the cylinder toward the tip of the screw, comprising: a liquid supply unit that press-fits an inert liquid into the cylinder. In addition to the above, the cylinder has the inlet for the inert liquid in a region where the cylinder is located between the inlet of the raw material and the extruding part and a vent hole for discharging the volatile component to the outside of the cylinder is provided. And a screw-type devolatilizing extruder, wherein the inlet is connected to the liquid supply means via a pressure regulating valve.
【請求項6】圧力調整弁が背圧弁である、請求項5に記
載のスクリュー式脱揮押出機。
6. The screw type devolatilizing extruder according to claim 5, wherein the pressure regulating valve is a back pressure valve.
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