JPH11209477A

JPH11209477A - 水性樹脂エマルションの連続的製造方法及びその装置

Info

Publication number: JPH11209477A
Application number: JP10034163A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Sakai; 敦阪井
Original assignee: Arakawa Chemical Industries Ltd
Current assignee: Arakawa Chemical Industries Ltd
Priority date: 1998-01-29
Filing date: 1998-01-29
Publication date: 1999-08-03

Abstract

(57)【要約】【課題】樹脂を有機溶剤に溶解することなしに、また
高価で運転保守費用のかかる高圧乳化機を使用すること
なしに、しかも連続的に比較的小さな攪拌槽を用いて高
生産性のもとに保存安定性の優れた水性樹脂エマルショ
ンを連続的に製造する方法及びその装置を開発するこ
と。【解決手段】溶融樹脂及び水を、多段連続流通攪拌装
置を構成している最始攪拌装置部から、１つもしくはそ
れ以上の中間撹拌装置部を経て、または経ることなく最
終攪拌装置部へと、順次連続的に流通させながら乳化剤
の存在下で連続的に攪拌混合し、水性樹脂エマルション
を連続的に製造する方法であって、水は各段の攪拌装置
ごとに、溶融樹脂に対して連続的に比例供給し、該溶融
樹脂に対する水の混合量を段階的に増加させて行くこと
により、連続流通の溶融樹脂混合物をＯ／Ｗエマルショ
ンへ連続的に転相させて水性樹脂エマルションを連続的
に製造する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、水性樹脂エマルシ
ョンの連続的製造方法及びその装置、詳しくは樹脂を有
機溶剤に溶解することなしに、また高価で運転保守費用
のかかる高圧乳化機を使用することなしに、しかも比較
的小さな攪拌装置を用いて高生産性のもとに保存安定性
の優れた水性樹脂エマルションを連続的に得ることがで
きる水性樹脂エマルションの連続的製造方法及びその装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】保存安定性の優れた水性樹脂エマルショ
ンの製造方法としては、高圧乳化機を用いる連続的製造
方法、回分攪拌槽を用いてバッチ式で転相乳化を行うバ
ッチ式転相乳化方法などが知られている。また、高圧乳
化機を用いる連続的製造方法では、溶剤に樹脂を溶解し
高圧乳化機を用いて乳化後に真空下で溶剤を留去する溶
剤系高圧乳化方法、樹脂を溶剤に溶解することなしに樹
脂の軟化点以上の操作温度で高圧乳化する無溶剤系高圧
乳化方法が知られている。

【０００３】溶剤系高圧乳化方法は、樹脂を水不溶性の
揮発性有機溶剤に溶解させ、該溶液を水及び適当な乳化
剤と予備混合機にて予備混合する予備混合工程、該予備
混合液をホモジナイザー、マイクロフルイダイザー、ナ
ノマイザー等の高圧乳化機にて乳化する高圧乳化工程、
薄膜蒸発器などにより有機溶剤を減圧下で蒸留除去する
連続式蒸発工程及び（または）減圧攪拌加熱槽等による
バッチ式蒸発工程、を順次経ることにより水性樹脂エマ
ルションを連続的に製造できる。該溶剤系高圧乳化方法
では、樹脂を水不溶性の溶剤に溶解させることにより、
１００℃以下の温度で良好な流動性を与え、比較的低い
温度及び圧力で操作できるため、使用する高圧乳化機は
無溶剤系の高圧乳化機に比べて安価であり運転保守が容
易であるが、減圧下で加熱しエマルション粒子中の溶解
した溶剤を留去するために、非常に多くの時間を要し生
産性が低く、しかも多量の有機溶剤の使用による労働安
全衛生上または環境上の問題がある。

【０００４】また、無溶剤系高圧乳化方法は、樹脂をそ
の軟化点以上に加熱し、溶融状態の樹脂と水と適当な乳
化剤とを予備混合機にて予備混合する予備混合工程、該
予備混合液をホモジナイザ−、マイクロフルイダイザ
ー、ナノマイザー等の高圧乳化機にて乳化する高圧乳化
工程、１００℃を超える水性樹脂エマルションを冷却器
により冷却し常圧に戻す冷却工程、を順次経ることによ
り水性樹脂エマルションを連続的に製造することができ
る。該無溶剤系高圧乳化方法では、溶融状態で乳化する
ため安全、衛生、環境上の問題となる有機溶剤を用いる
ことなく乳化できるが、溶融樹脂に良好な流動性を与え
るため、樹脂の軟化点プラス５０〜１００℃の温度に加
熱溶融しなければならず、高温の使用に耐え、しかも水
不溶の溶剤に溶解した樹脂に比べ流動性が劣るため、さ
らに高圧で使用し得る、非常に高価で且つ運転保守の困
難な高圧乳化機が必要となるなどの問題がある。

【０００５】また、バッチ式転相乳化方法は、単一の攪
拌槽を用い、攪拌下の加熱溶融状態の樹脂に適当な乳化
剤と水とを添加して行き、Ｗ／ＯエマルションからＯ／
Ｗエマルションへ転相させる方法である。バッチ式の転
相乳化法において、生産性を向上させるには大型の攪拌
槽が必要となり、また攪拌槽内を均一に混合するために
要する時間も長くなるなど、経済的に不利である。

【０００６】さらに、水性樹脂エマルションを得る方法
として、ホモミキサーなどのように回転体を５０００ｒ
ｐｍ〜２００００ｒｐｍ程度に高速回転させ、その剪断
力により乳化する方法があるが、得られる水性樹脂エマ
ルションの体積平均径は数μｍ〜数十μｍと大きく、保
存安定性の優れた水性樹脂エマルションを得ることはで
きない。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、樹脂を有機
溶剤に溶解することなしに、また高価で運転保守費用の
かかる高圧乳化機を使用することなしに、しかも連続的
に比較的小さな攪拌槽を用いて高生産性のもとに保存安
定性の優れた水性樹脂エマルションを連続的に製造する
方法及びその装置を開発することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記課題
を解決するべく鋭意研究を重ねた結果、バッチ式転相乳
化方法にみられる単一の攪拌槽に代え多段連続流通攪拌
装置を使用するときは、溶融樹脂、水及び乳化剤の溶融
樹脂混合物からＯ／Ｗエマルションへの連続的転相が可
能なことを見いだし、茲に本発明を完成させるに至っ
た。

【０００９】すなわち本発明は、溶融樹脂及び水を、多
段連続流通攪拌装置を構成している最始攪拌装置部か
ら、１つもしくはそれ以上の中間撹拌装置部を経て、ま
たは経ることなく最終攪拌装置部へと、順次連続的に流
通させながら乳化剤の存在下で連続的に攪拌混合し、水
性樹脂エマルションを連続的に製造する方法であって、
水は各段の攪拌装置ごとに、溶融樹脂に対して連続的に
比例供給し、該溶融樹脂に対する水の混合量を段階的に
増加させて行くことにより、連続流通の溶融樹脂混合物
をＯ／Ｗエマルションへ連続的に転相させることを特徴
とする水性樹脂エマルションの連続的製造方法、ならび
に前記製造方法を実施するための装置であって、溶融樹
脂、乳化剤及び水を始端から終端に向け連続的に流通さ
せながら攪拌混合するための多段連続流通撹拌装置を具
備し、該攪拌装置は、イ上記３成分を一端から他端に向け連続的に流通させ
ながら攪拌混合する最始攪拌装置部、及びロ上記最始攪拌装置部の終端から連続的に流入する溶
融樹脂含有混合物に対し、水を連続的に流通させながら
撹拌混合する最終撹拌装置部を備え、さらに、ハ最始攪拌装置部と最終撹拌装置部の中間に、上記最
始撹拌装置部から連続的に流入する３成分混合物に対
し、必要に応じ乳化剤及び／又は水を連続的に比例供給
しつつ一端から他端に向け連続的に流通させながら撹拌
混合する少なくとも１つの中間撹拌装置部を備えていて
もよい、ことを特徴とする水性樹脂エマルションの連続
的製造装置に関わる。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明において使用される樹脂と
しては、特に制限はされず、軟化点が１９０℃（環球
法）以下のもの、通常は５０℃〜１９０℃を有する各種
公知のものを挙げることができ、具体的には、ロジン及
びその誘導体、石油樹脂及びその誘導体、テルペン樹脂
及びその誘導体、フェノール樹脂及びその誘導体等を例
示しうる。

【００１１】本発明におけるロジンとは、ガムロジン、
ウッドロジン、トール油ロジン等を言う。

【００１２】ロジン誘導体とは、（イ）ロジン類；前記
（イ）と（ロ）α，β−不飽和カルボン酸誘導体との反
応生成物であるα，β−不飽和カルボン酸変性ロジン；
前記（イ）と（ハ）多価アルコールとの反応生成物であ
るロジン多価アルコールエステル；前記（イ）、（ロ）
及び（ハ）の反応生成物であるα，β−不飽和カルボン
酸変性ロジン多価アルコールエステル、更にはこれらロ
ジン誘導体の混合物等を例示できる。

【００１３】ここで、（イ）ロジン類とは、上記ロジン
の変性物である水素化ロジン、不均化ロジン、重合ロジ
ン、アルデヒド変性ロジン等である。また、前記エステ
ルとは、完全エステル化物及び部分エステル化物のいず
れをも含む。

【００１４】なお、α，β−不飽和カルボン酸変性ロジ
ンに用いられるα，β−不飽和カルボンとしては、特に
制限はされず、無水マレイン酸、マレイン酸、フマル酸
等を例示しうる。また、ロジン多価アルコールエステル
に用いられる多価アルコールとしては、特に制限はされ
ず、ジエチレングリコール、グリセリン、トリメチロー
ルプロパン、トリメチロールエタン、１，２，６−ヘキ
サントリオール、１，２，４−ブタントリオール、ペン
タエリスリトール等の各種を例示しうる。

【００１５】石油樹脂としては、ナフサのクラッキング
等の石油精製により得たＣ９留分をカチオン重合するこ
とにより得られるＣ９系石油樹脂、シクロペンタジエン
やジシクロペンタジエン等のＣ５留分を熱重合して得ら
れたＣ５系石油樹脂、更にはＣ５留分〜Ｃ９留分を重合
して得られるＣ５〜Ｃ９系石油樹脂等を例示できる。

【００１６】また、石油樹脂誘導体としては、上記各種
石油樹脂を完全あるいは部分的に水素化して得られる脂
環族系の水素化石油樹脂等、更にはこれら石油樹脂及び
石油樹脂誘導体の混合物等を例示できる。

【００１７】テルペン樹脂としては、α−ピネン、β−
ピネン、ジペンテンのような単環テルペンからなるテル
ペン留分の重合体等を例示できる。

【００１８】また、テルペン樹脂誘導体としては、
（ニ）上記テルペン留分とスチレン類からなる共重合
体；上記テルペン樹脂及び（ニ）を完全あるいは部分的
に水素化して得られる水素化テルペン樹脂及び水素化テ
ルペン樹脂スチレン類共重合体等、更にはこれらテルペ
ン樹脂及びテルペン樹脂誘導体の混合物等を例示でき
る。

【００１９】フェノール樹脂としては、フェノール類と
アルデヒドを酸触媒下で付加縮合させたノボラック型樹
脂、及びアルカリ触媒下で反応させたレゾール型樹脂を
蒸留によって水、メタノール等の揮発成分を蒸発除去
し、固形化させた樹脂等を例示しうる。

【００２０】ここで、フェノール類とは、石炭酸、ビス
フェノール類、アルキル置換フェノール等である。ビス
フェノール類としては、ビスフェノールＡ、ビスフェノ
ールＣ、ビスフェノールＦ等を例示できる。また、アル
キル置換フェノール類としては、ｏ−クレゾール、ｍ−
クレゾール、ｐ−クレゾール、３，５−キシレノール、
ｐ−イソプロピルフェノール、ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフ
ェノール、ｐ−ｔｅｒｔ−アミルフェノール、ｐ−ｔｅ
ｒｔ−ドデシルフェノール、ノニルフェノール、オクチ
ルフェノール等を例示できる。アルデヒドとしては、ホ
ルムアルデヒド、アセトアルデヒド、フルフラール等を
例示できる。

【００２１】また、フェノール樹脂誘導体としては、ロ
ジンにより変性したロジン変性フェノール樹脂等を例示
できる。更には、これらフェノール樹脂及びフェノール
樹脂誘導体の混合物等を例示できる。

【００２２】本発明において使用される乳化剤として
は、特に制限はされず、各種公知のノニオン系乳化剤、
アニオン系乳化剤、カチオン系乳化剤、ポリマー系乳化
剤等を例示しうる。また、使用する乳化剤は、１種類ま
たは２種類以上の併用のいずれでもかまわない。

【００２３】ノニオン系乳化剤としては、ソルビタン脂
肪酸エステル、ショ糖脂肪酸エステル、ポリオキシエチ
レンソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンア
ルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキル
エーテル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、ポリオ
キシエチレンポリオキシプロピレンブロックポリマー等
を例示できる。

【００２４】また、アニオン系乳化剤としては、アルキ
ルベンゼンスルホン酸塩、アルキル硫酸塩、ロジン石
鹸、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル硫酸
塩、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテルスル
ホン酸塩、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテ
ルスルホコハク酸塩、ポリオキシエチレンジスチリルフ
ェニルエーテル硫酸塩、ポリオキシエチレンジスチリル
フェニルエーテルのスルホコハク酸塩等を例示できる。

【００２５】また、カチオン系乳化剤としては、アルキ
ルトリメチルアンモニウムクロライド、逆性石鹸等を例
示できる。

【００２６】また、ポリマー系乳化剤としては、特に制
限はされず各種不飽和単量体を共重合させて得られるア
ニオン性共重合体、カチオン性共重合体、両性共重合体
のいずれも有効に使用できる。ここで、一般に、アニオ
ン性共重合体とは、アニオン性不飽和単量体２０〜８０
重量％、好ましくは３０〜７０重量％及びノニオン性飽
和単量体２０〜８０重量％、好ましくは３０〜７０重量
％からなる共重合体をい、カチオン性共重合体とは、カ
チオン性不飽和単量体１〜９０重量％、好ましくは１０
〜６０重量％及びノニオン性不飽和単量体１０〜９９重
量％、好ましくは４０〜９０重量％からなる共重合体を
いい、両性共重合体とは、アニオン性不飽単量体１〜６
０重量％、好ましくは１０〜４０重量％、カチオン性不
飽和単量体〜６０重量％、好ましくは１０〜４０重量％
及びノニオン性不飽和単量体２０〜９０重量％、好まし
くは２０〜８０重量％からなる共重合体をいう。

【００２７】アニオン性不飽和単量体としては、アクリ
ル酸、メタクリル酸、イタコン酸、無水マレイン酸等の
各種エチレン性不飽和カルボン酸またはこれらのアンモ
ニウム塩もしくはアルカリ金属塩を例示できる。これら
のなかでも、特にアクリル酸メタクリル酸が好ましい。
尚、アニオン性不飽和単量体成分をアンモニウム塩やア
ルカリ金属塩となすには後述する重合方法により共重合
体を得た後、アンモニア、低級アミン、アルカリ金属水
酸化物等のアルカリ物質を使用して中和してもさしつか
えない。

【００２８】カチオン性不飽和単量体としては、Ｎ，Ｎ
−ジアルキルアミノアルキル（メタ）アクリレート、
Ｎ，Ｎ−ジアルキルアミノアルキル（メタ）アクリルア
ミド、これらの鉱酸塩及びこれらの第４級化物；アリル
アミン、ジアリルアミン、ジアリルモノメチルアミン、
ジメチルジアリルアンモニウムクロリド等が該当する。
これらのうち好ましいものとしては、Ｎ，Ｎ−ジメチル
アミノメチル（メタ）アクリレート、Ｎ，Ｎ−ジメチル
アミノエチル（メタ）アクリレート、Ｎ，Ｎ−ジエチル
アミノメチル（メタ）アクリレート、Ｎ，Ｎ−ジエチル
アミノエチル（メタ）アクリレート、Ｎ，Ｎ−ジメチル
アミノプロピル（メタ）アクリレート、Ｎ，Ｎ−ジエチ
ルアミノプロピル（メタ）アクリレート、Ｎ，Ｎ−ジメ
チルアミノメチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジ
メチルアミノエチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ−
ジエチルアミノメチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ
−ジエチルアミノエチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ，
Ｎ−ジメチルアミノプロピル（メタ）アクリルアミド、
Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノプロピル（メタ）アクリルアミ
ド、これらの鉱酸塩及びこれらの第４級化物を例示しう
る。上記鉱酸塩となすために使用する鉱酸としては塩
酸、硫酸などが好適である。また上記４級化剤として
は、特に制限はされず各種公知のものを使用できるが、
好ましくはエピハロヒドリン、ハロゲン化メチル、ベン
ジルハライド、メチル硫酸等を例示しうる。尚、４級化
反応は単量体に対して行なうことの他、当然に得られた
共重合体に対しても行なうことができる。

【００２９】ノニオン性不飽和単量体としては、ＣＨ₂
＝ＣＨ（Ｒ¹）ＣＯＯＲ²で表されるアクリル酸エステル
またはメタクリル酸エステル（以下、両者を（メタ）ア
クリル酸エステルと称す）、スチレン、α−メチルスチ
レン等のスチレン類や、これらスチレン類の芳香環に炭
素数１〜４のアルキル基を有するスチレン系化合物のス
チレン系単量体、（メタ）アクリルアミド、（メタ）ア
クリロニトリル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、炭
素数６〜２２のα−オレフィン、炭素数１〜２２のアル
キルビニルエーテル、ビニルピロリドン等を例示でき
る。これらのなかでも、特に（メタ）アクリル酸エステ
ル、スチレン系単量体が好ましい。

【００３０】上記式中、Ｒ¹は水素原子またはメチル基
を、Ｒ²は炭素数１〜２２のアルキル基または炭素数３
〜２２のアルケニル基、シクロヘキシル基、フェニル
基、ベンジル基、グリシジル基、フルフリルアルコール
残基、天然ロジンから誘導されるロジンアルコール残
基、−（−ＣＨ₂−ＣＨ（Ｒ³）−Ｏ−）_n−Ｒ⁴（式中、
Ｒ³は水素原子またはメチル基、Ｒ⁴は水素原子または低
級アルキル基、フェニル基、炭素数１〜２０のアルキル
フェニル基、炭素数１〜２０のアラルキルフェニル基ま
たは−ＣＨ₂ＣＨ₂Ｃ₈Ｆ₁₇を示し、_nは１以上の整数を示
す。）または−ＣＨ₂−ＣＨ（ＯＨ）−Ｒ⁵（式中、Ｒ⁵
は水素原子、メチル基またはメチロール基、−ＣＨ₂−
Ｏ−Ｃ（＝Ｏ）−Ｒ⁶を示し、さらに式中Ｒ６は炭素数
１〜２２のアルキル基、炭素数３〜２２のアルケニル基
または天然ロジンもしくは変性ロジン残基を示す）を表
す。

【００３１】アニオン性共重合体の具体例としては、ス
チレン−（メタ）アクリル酸系共重合体、（メタ）アク
リル酸−（メタ）アクリル酸エステル系共重合体等があ
げられる。カチオン性共重合体の具体例としては、スチ
レン−Ｎ，Ｎ−ジアルキルアミノアルキル（メタ）アク
リレート系共重合体、スチレン−Ｎ，Ｎ−ジアルキルア
ミノアルキル（メタ）アクリルアミド系共重合体、（メ
タ）アクリル酸エステル−Ｎ，Ｎ−ジアルキルアミノア
ルキル（メタ）アクリレート系共重合体、（メタ）アク
リル酸エステル−Ｎ，Ｎ−ジアルキルアミノアルキル
（メタ）アクリルアミド系共重合体等があげられる。両
性共重合体の具体例としては、スチレン−（メタ）アク
リル酸−Ｎ，Ｎ−ジアルキルアミノアルキル（メタ）ア
クリレート系共重合体、スチレン−（メタ）アクリル酸
−Ｎ，Ｎ−ジアルキルアミノアルキル（メタ）アクリル
アミド系共重合体、（メタ）アクリル酸エステル−（メ
タ）アクリル酸−Ｎ，Ｎ−ジアルキルアミノアルキル
（メタ）アクリレート系共重合体、（メタ）アクリル酸
エステル−（メタ）アクリル酸−Ｎ，Ｎ−ジアルキルア
ミノアルキル（メタ）アクリルアミド系共重合体等があ
げられる。

【００３２】前記共重合体の製造方法としては溶液重
合、乳化重合、懸濁重合等の各種公知の方法をそのまま
採用することができる。また、得られた共重合体の分子
量は、ロジン物質の分散能と直接相関するため通常は重
量平均分子量が１０００〜２０００００であるのが好ま
しい。

【００３３】本発明において、水は必ずしも単独で使用
する必要はなく、場合によっては水溶性溶媒の１種以上
と任意の割合、例えば水１００重量部に対し、３０重量
部以下を混合して使用してもよい。

【００３４】上記水溶性溶媒は親水性で且つ樹脂を溶解
させないものであればよく、例えば低級一価アルコール
類、低級多価アルコール類、ケトン類、アルデヒド類、
エーテル類、アミン類、低級脂肪酸類などを使用でき
る。

【００３５】水溶性溶媒について具体的に示せば、メタ
ノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール
等の低級アルコール類、グリセリン、エチレングリコー
ル、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール等
の低級多価アルコール類、アセトン、アセトニルアセト
ン、ジアセトンアルコール等のケトン類、ホルムアルデ
ヒド、アセトアルデヒド等のアルデヒド類、エチレンキ
サイド、ジオキサン、エチレングリコールモノメチルエ
ーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル等のエ
ーテル類、モノエタノールアミン、ジエタノールアミ
ン、トリエタノールアミン等のアミン類、ギ酸、酢酸、
酪酸、乳酸等の低級脂肪酸類等を例示しうる。

【００３６】

【実施例】以下に本発明の１実施例を添付図面にもとづ
き説明すると、次の通りである。図１は本発明製造方法
の実施に適する製造装置の全体を概略的に示す説明図で
あり、該製造装置は図１に一点鎖線で囲んで示すように
連続流通可能な多段式の攪拌装置Ａを備えている。

【００３７】上記攪拌槽部Ａは最始攪拌装置部１（図１
で最下段に示されている。）と、例えば１つの中間撹拌
装置部２（図１で中段に示されている。）と、さらに最
終攪拌装置部３（図１で最上段に示されている。）とか
ら構成され、各段の攪拌装置部１、２、３は最始撹拌装
置部から最終撹拌装置部に向け連続流通可能なように接
続ライン４、５を介し順次接続されている。

【００３８】各段の攪拌装置部１、２、３には、それぞ
れ攪拌装置６が設置されている。

【００３９】攪拌装置６としては公知の各種構造のもの
を用いることができるが、図示のようなモータ６ａによ
り駆動される回転軸６ｂと、該軸６ｂ上に軸方向に多段
的に取付けられた攪拌羽根６ｃとから構成された攪拌装
置６が、装置内での栓流性を得る上で適当である。

【００４０】多段連続流通攪拌装置Ａの最始攪拌装置部
１の下端部は樹脂ライン７を介し樹脂溶融槽８の下端部
に接続されている。

【００４１】溶融樹脂槽８は、該槽８内で樹脂を加熱溶
融するための加熱装置例えば電気ヒータ（図示せず）
と、溶融樹脂の温度を所定温度に保持するための温度調
節器（図示せず）と、槽内で樹脂を攪拌するための攪拌
装置９とを備えている。上記槽８内での樹脂の加熱溶融
は、溶融樹脂の酸化による熱劣化を防止するために、不
活性ガス、例えば窒素ガスの雰囲気中で行い得るような
構成になっている。

【００４２】さらに、最始攪拌装置１の下端部は、樹脂
ライン７との共用ライン７ａ及び第１水ライン１０を介
し第１水槽１１の下端部に接続されている。

【００４３】第一水槽１１内には、乳化剤と水とが所定
の割合で混合された状態で貯えられる。水は水溶性溶媒
を含んでもよい。

【００４４】第一水槽１１に加え、第二水槽１２が設置
され、該第二水槽１２内には、必要に応じ乳化剤及び／
又は水溶性溶媒を含有する水が貯えられる。

【００４５】第二水槽１２の下端部は、第二、第三水ラ
イン１３、１４と、さらに接続ライン４、５との共用ラ
イン４ａ、５ａを介し中間及び最終攪拌装置部２、３の
下端部に、それぞれ接続されている。

【００４６】第一及び／または第二水槽１１、１２に
は、槽内温度を所定温度に保持するための温度調節器
（ヒータを含む）や攪拌装置を備えることができる。

【００４７】樹脂ライン７及び第一、第二、第三水ライ
ン１０、１３、１４には送液ポンプ１５、１６、１７、
１８が備えられる。

【００４８】送液ポンプ１５〜１８としてはギアポンプ
やスネークポンプのような定量性のあるものが使用され
るが、定量性のない渦巻ポンプを流量調節弁と組合せて
用いてもよい。

【００４９】第二、第三水ライン１３、１４には温度制
御を目的として熱交換器１９、２０をそれぞれ備えるこ
とができる。

【００５０】共用ライン７ａ、４ａ、５ａには、予備的
混合を目的として補助的攪拌装置部、例えばスタティッ
クミキサー２１、２２、２３をそれぞれ備えることがで
きる。

【００５１】共用ライン７ａには、スタティックミキサ
ー２１と最始攪拌装置部１との間に、例えば溶融樹脂の
温度を所定温度に制御するための熱交換器２４を備える
ことができる。

【００５２】最終攪拌装置部３の上端には、連続的製造
の水性樹脂エマルションの回収ライン２５が備えられ該
ライン２５上には上記エマルションの温度を下げるため
の熱交換器２６と、系内の圧力を一定に制御するための
圧力制御弁２７とが備えられている。

【００５３】熱交換器１９、２０、２４、２６の種類と
しては、二重管型、シェル＆チューブ型、Ｕチューブ型
などの種々のものを利用できる。また、伝熱を促進する
ために攪拌装置を備えたジャケットタイプのものも使用
できる。

【００５４】配管系その他各段の攪拌槽部等は系内温度
を所定温度に保持するために保温材で保温され、また電
気ヒータその他、蒸気や熱媒の配管トレースやジャケッ
ト二重管により適宜加熱できるような構成になってい
る。

【００５６】上記構成の多段連続流通撹拌装置Ａにおい
て、中間撹拌装置２は図１に示す１撹拌装置設置タイプ
に加え、図２に示すような多段、例えば２段設置のもの
を用いてもよい。

【００５７】中間撹拌装置部２の設置段数は乳化剤存在
下での溶融樹脂と水との混和性を考慮し選択決定され、
通常１〜２装置で操作されるが、最大で４装置まで増加
できる。これ以上の増加は水性樹脂エマルションを得る
上では特に問題はないが、設備面での負担増を招き経済
性の面から好ましくない。

【００５８】図２に示すように、中間撹拌装置部２を２
装置用いる場合には、第二水ライン１３は各装置ごとに
従って２系統が備えられる。

【００５９】また多段連続流通撹拌装置Ａは図３に示す
ように、乳化剤存在下での溶融樹脂と水との混和性が良
い場合は、中間撹拌装置２がなく、接続ライン４を介し
て直接に最始撹拌装置１から最終撹拌装置３に接続され
た２段連続撹拌装置のものを用いても良い。

【００６０】また多段連続流通撹拌装置Ａは図４に示す
ように、例えば最始、中間（２装置）及び最終撹拌装置
部１、２、２、３を接続ライン４、４、５を介すること
なしに直接連接するようにしても良い。

【００６１】図４に示す直接連接タイプのものでは、第
二水ライン１３の２本及び第三水ライン１４は、その対
応撹拌装置部２、２、３の下端部に対し直接接続され
る。

【００６２】さらには上記多段連続流通撹拌装置Ａは、
図５及び図６に示すような、破砕歯を環状に並べた破砕
歯列が円盤状の基盤部の上に同心円上に配列された構造
をなす固定子と、該固定子の隣接する破砕歯列間の環状
溝に嵌合する破砕歯を環状に並べた破砕歯列が前記固定
子上の破砕歯列の配列に対応して円盤状の基板部の上に
同心円上に配列されて回転駆動される回転子とを具備す
る撹拌装置５０を通常の前記撹拌装置６に代えて用いる
ことができる。かかる撹拌装置５０は少なくとも最始撹
拌装置部に用いる。

【００６３】図１、図２、図３及び図４の例で示した攪
拌装置６は、モータ６ａにより駆動される回転軸６ｂ
と、該軸６ｂ上に軸方向に多段的に取付けられた攪拌羽
根６ｃとから構成されており、乳化剤存在下で溶融樹脂
及び水を十分に混和するためには、ある程度の滞留時
間、すなわち１分〜１２０分、好ましくは３分〜４０分
が必要であるが、図５及び図６に示すような破砕歯列状
撹拌装置を用いた場合には、相対回転する固定子及び回
転子の多数の破砕歯によって、溶融樹脂、乳化剤及び水
の溶融樹脂混合物に高せん断力が作用すると同時に高周
波的圧力変動が作用し、またこれらの高せん断力と高周
波的圧力変動が溶融樹脂混合物に作用し、非常に短い滞
留時間、すなわち０．０５秒〜６０秒、好ましくは０．
２秒〜２０秒にて乳化剤存在下で溶融樹脂及び水を十分
に混和することが可能となる。

【００６３】図５及び図６に示すような破砕歯列状撹拌
装置の装置は、図１、図２、図３及び図４に示すような
多段翼撹拌装置６に比較し、装置が小さくなることを考
慮しても経済的には高価であるが、滞留時間を非常に短
くできるため、スタートアップ及びシャットダウン時の
撹拌装置内の残存ロスが少ない。従って、破砕歯列状撹
拌装置を、上記多段連続流通撹拌装置の少なくとも最始
撹拌装置部１に用いるのが好ましい。

【００６４】前記破砕歯列状撹拌装置５０は、１例とし
て、図５及び図６に示すように、円筒状をなしたケース
本体５１内に、略円盤状をなす固定子５２と回転子５３
とを円盤の中心軸を一致させて対向配置している。そし
て、前記固定子５２は、破砕歯５２０を環状に並べた破
砕歯列５２１が円盤状の基板部の上に同心円状に３列に
配列された構成をなしている。また、前記固定子５２の
中心部には、前記ケース本体５１を貫通して混合樹脂供
給ライン７ａに連通させられる供給口５４が開設されて
いる。

【００６５】一方、前記回転子５３は、前記固定子５２
の隣接する破砕歯列５２１間の環状溝に嵌合する破砕歯
５３０を環状に並べた破砕歯列５３１が前記固定子５２
上の破砕歯列５２１に対応して円盤状の基板部の上に同
心円状に４列配置された構成をなしている。そして、こ
の回転子５３の中心部には、図５に示したように、図略
示の回転駆動手段（例えば、モータ等）によって回転駆
動される軸が、前記ケース本体５１を回転自在に貫通し
て連結されている。

【００６６】また、図６に示すように、前記固定子５２
及び回転子５３において、隣接する破砕歯列５２１、５
３１間の環状溝及び、各破砕歯列５２１、５３１におい
て円周方向に隣接する破砕歯５２０、５３０間の溝５２
３、５３３は、いずれも溶融樹脂混合物の流路として機
能する。また、前記ケース本体５１の外周部には、撹拌
混合後の溶融樹脂混合物を排出する液出口５６が装備さ
れている。液出口５６は、たとえば図１〜４において、
接続ライン４、５、または回収ライン２５に接続され
る。

【００６７】以下に図１タイプの製造装置を用いて本発
明製造方法を実施した場合につき説明すると次の通りで
ある。

【００６８】本発明製造方法を実施するに際しては、溶
融樹脂は送液ポンプの負担を考慮し、溶融粘度が５Ｐａ
・ｓ以下となるような温度、例えば軟化点プラス２０〜
１００℃の温度を保持しつつ送液ポンプ１５の作動をし
て、溶融樹脂槽８から樹脂ライン７を経て多段連続流通
攪拌装置Ａの最始攪拌装置部１に向け、供給量を常時一
定に保持しつつ連続的に供給されて行く。

【００６９】一方、乳化剤含有水が送液ポンプ１６の作
動をして第一水槽１１から第一水ライン１０を経て樹脂
ライン７からの溶融樹脂に対し連続的に比例供給されて
行き、溶融樹脂と乳化剤含有水との混合物は最始攪拌装
置部１内に流入する前に、共用ライン７ａ上に設置のス
タティックミキサー２１により予備混合され、さらに必
要に応じ熱交換器２４により液温が下記攪拌装置内での
操作温度近くまで加熱又は冷却される。なお、乳化剤は
溶融樹脂槽８において、予め樹脂に混入しておいてもよ
い。樹脂に対し比例供給される乳化剤の添加量は、固形
分換算で溶融樹脂固形分１００質量流量に対して２〜１
５質量流量、好ましくは２．５〜８質量流量の範囲から
適宜選択決定される。

【００７０】ちなみに乳化剤が２質量流量に満たない場
合は分散乳化力が充分でなく、一方１５質量流量を超え
ると発泡性、耐水性及び経済性の点で不利となるので、
いずれも好ましくない。

【００７１】また溶融樹脂に対し比例供給される水の添
加量は、これがあまり多くなると、溶融樹脂の微細化に
支障を招く虞れがあるので最始攪拌装置部では固形分濃
度（溶融樹脂の固形分プラス乳化剤の固形分）が、６０
〜９５重量％となるような範囲内から適宜選択決定され
る。水は必要に応じ水溶性溶媒を含んでいてもよい。

【００７２】溶融樹脂はこのように最始攪拌装置部１の
手前で乳化剤ならびに水の比例供給を受けながらその内
部に連続的に流入して行き、該攪拌装置部１内の通過中
に攪拌装置６の作動により攪拌混合される。

【００７３】最始攪拌装置部１の攪拌装置の回転数は、
特に限定はされないが、通常４００〜３６００ｒｐｍ、
好ましくは１０００〜２５００ｒｐｍの範囲で操作され
る。

【００７４】ちなみに最始攪拌装置部１の攪拌装置の回
転数が４００ｒｐｍに満たない場合は溶融樹脂混合物の
微細構造の形成に支障を招く虞れがあり、また３６００
ｒｐｍ以上の回転数では攪拌装置のモータ動力が大きく
なりすぎ経済的に不利である。

【００７５】最始攪拌装置部１での操作温度は、溶融樹
脂の熱劣化や操作圧力を考慮し、通常は樹脂の軟化点付
近の温度、例えば軟化点マイナス３０℃〜プラス３０℃
程度の温度で操作される。また、最始攪拌装置部１内の
混合物の粘度はおよそ０．５Ｐａ・ａまたはそれ以上で
ある。

【００７６】操作温度の調節は、溶融樹脂に対し比例供
給される乳化剤含有水の供給温度を選択し、さらにはま
た熱交換器２４での加熱または冷却温度を選択すること
により、行うことができる。

【００７７】さらに操作圧力は操作温度における水また
は水と水溶性溶媒との混合物の蒸気圧よりも高い圧力、
例えば上記蒸気圧よりも１〜３ｋｇ／ｃｍ²程度、高い
圧力に保持される。

【００７８】最始攪拌装置部１内における平均滞留時間
は、これがあまり短いと攪拌混合が充分に行われず、転
相に必要な微細構造が充分に形成されない虞れがあり、
一方あまり長くなると生産性が低下するので、１〜１２
０分、好ましくは３〜４０分の範囲から選択される。こ
こで平均滞留時間とは、攪拌装置部１内を下端から上端
まで通過するに要する時間をいう。

【００７９】溶融樹脂と乳化剤含有水との混合物は上述
のように最始攪拌装置部１の下端から上端への連続流通
の過程で攪拌装置６により連続的に攪拌混合されるの
で、混合物中の溶融樹脂は次第に微細化されて行き、該
攪拌装置部１の上端からは混合物が中間攪拌装置部２に
向け連続的に流出して行く。

【００８０】この連続排出の混合物（固形分濃度約６５
〜９５重量％）に対しては、接続ライン４を通過中に、
送液ポンプ１７の作動をして、水が第二水槽１２から第
二水ライン１３を通じて連続的に比例供給されて行き、
この水の比例供給により、混合物の固形分濃度は一段、
例えば最始の６０〜９５％重量％から例えば５８〜８０
％重量％まで低下する。ここで比例供給される水の量
は、固形分濃度の変動によりＯ／Ｗエマルションへ転相
が生ずるような量であってはならず、転相原因にならな
い範囲で行うことが必要である。

【００８１】第二水ライン１３から比例供給される水は
固形分換算で５重量％以下の乳化剤を含んでいてもよ
く、さらにまた水溶性溶媒を含んでいてもよい。また水
は混合物の温度の変動をさけるため、熱交換器１９によ
り最始撹拌装置部１における操作温度マイナス１０℃〜
プラス１０℃に加温しつつ比例供給するのが好ましい。

【００８２】最始撹拌装置部１からの混合物と第二水ラ
イン１３からの水とは共用ライン４ａの通過中に、該ラ
イン４ａ上に設置のスタティックミキサー２２により予
備混合を受けながら、中間撹拌装置部２の下端からその
内部に連続的に流入して行き、該撹拌装置部２内を下端
から上端に向け連続的に流通する間に、先と同様に撹拌
装置６の作動により撹拌混合される。

【００８３】中間撹拌装置部２における操作温度、操作
圧力及び操作時間（平均滞留時間）は最始撹拌装置部１
における操作条件と略々同じでよい。例えば操作温度は
最始撹拌装置部１での操作温度マイナス２０℃〜プラス
２０℃が適当である。

【００８４】混合物と第二水ライン１３からの水とは、
最始撹拌装置部１の場合と同様に、中間撹拌装置部２の
下端から上端への連続流通の過程で撹拌装置６により連
続的に撹拌混合されるので、該撹拌装置部２の上端から
は、混合物が固形分濃度を一段低下した状態で接続ライ
ン５から最終撹拌装置部３に向け連続的に流出して行
く。

【００８５】この連続排出の混合物（固形分濃度約５８
〜８０重量％）に対しては、接続ライン５の通過中に、
送液ポンプ１８の作動をして水が、第二水槽１２から第
三水ライン１４を通じ熱交換器２０により中間攪拌装置
部２での操作温度マイナス４０℃〜プラス１０℃に加温
されながら連続的に比例供給されて行き、この水の比例
供給により混合物の固形分濃度は、３０〜６５重量％、
好ましくは４０〜６０重量％に低下する。ここで、比例
供給される水の量は、固形分濃度の変動により転相が行
われる量であることが必要である。

【００８６】第三水ライン１４から比例供給される水は
中間撹拌装置部２の場合と同様に固形分換算で５重量％
以下の乳化剤を含んでもよく、さらにまた水溶性溶媒を
含んでもよい。

【００８７】中間攪拌装置部２の上端から連続排出され
る混合物は、共用ライン５ａを通過中に、該ライン５ａ
上に備えたスタティックミキサー２３により予備混合さ
れながら最終攪拌装置部３の下端からその内部に連続的
に流入して行き、該攪拌装置部３内を下端から上端に向
け連続的に流通する間に、先の攪拌装置部１及び２の場
合と同様に攪拌装置６の作動により攪拌混合される。

【００８８】最終拌装置部３の攪拌装置の回転数は、特
に限定はされないが、通常は５０〜２０００ｒｐｍの範
囲で操作される。

【００８９】ちなみに最終攪拌装置部３の攪拌装置の回
転数が５０ｒｐｍに満たない場合はＯ／Ｗエマルション
への転相に支障を招く虞れがあり、また２０００ｒｐｍ
以上の回転数では攪拌装置のモータ動力が大きくなりす
ぎ経済的に不利であり、またエマルション粒子の剪断凝
集が生じる虞れがある。

【００９０】最終攪拌装置部３における操作温度及び操
作圧力は最始及び中間攪拌槽部１、２における操作条件
と略々同じでよい。例えば操作温度は中間攪拌装置部２
での操作温度マイナス２０℃〜プラス２０℃程度が適当
である。

【００９１】上記混合物は固形分濃度の変動により最終
攪拌装置部３内で攪拌混合を受ける間にＯ／Ｗエマルシ
ョンへ転相して行く。

【００９２】最終攪拌装置部３内では平均滞留時間が１
０秒〜３０分、好ましくは３０秒〜１５分となるように
操作され、このために例えば最終攪拌装置部３として
は、最始及び中間攪拌装置部１、２に比べ容量の小さい
ものが用いられる。

【００９３】ちなみに平均滞留時間が１０秒以下では転
相するに必要な時間が充分でなく転相不良を生ずる虞れ
があり、また３０分以上では水性樹脂エマルション粒子
の合一が生じ安定性が低下するので、いずれも好ましく
ない。

【００９４】最終攪拌装置部３内での転相により混合物
は水性樹脂エマルションとなり、該エマルションは、最
終攪拌装置部３の上端から回収ライン２５を通じ連続的
に回収されて行く。この連続的回収の間、水性樹脂エマ
ルションを熱交換器２６により、速やかに９０℃以下、
好ましくは５０℃以下に冷却することにより、エマルシ
ョン中の水の蒸気圧は大気圧以下となり、安定な状態で
水性樹脂エマルションを連続的に回収できる。

【００９５】ちなみに、水性樹脂エマルションへの転相
を行う最終攪拌装置部２は図示の積極駆動タイプの攪拌
装置に代えスタティックミキサーを用いてもよい。

【００９６】斯くして、本発明製造法によれば、多段連
続流通攪拌装置を用いて、水性樹脂エマルションを平均
滞留時間２分１０秒〜２７０分、好ましくは６分３０秒
〜９５分程度で得られ、その性状は通常固形分濃度３０
〜６５重量％、好ましくは４０〜６０重量％であり、粘
度は通常０．０１Ｐａ・ｓから数Ｐａ・ｓ程度であり、
またエマルション粒子の体積平均径は０．１〜２μｍ程
度であり、水性樹脂エマルションとして優れた品質を有
している。

【００９７】本発明製造方法は、図２タイプの多段連続
流通攪拌装置Ａ１を用いて実施することができる。

【００９８】この場合、上記撹拌装置部Ａ１は、中間撹
拌装置部２を２装置備えているので、溶融樹脂混合物の
希釈段数を一段増やすことができ、それだけ希釈を小刻
みに行うことができ、特に樹脂として水との混和性のあ
まり良くないものを用いる場合に適している。

【００９９】また、樹脂として水との混和性の良いもの
は、図３に示すような中間撹拌装置部２がなく直接最終
撹拌装置部３に接続ライン４を介して接続している２段
連続流通撹拌装置Ａ２を用いて実施すこともできる。

【０１００】この場合、２段連続流通撹拌装置Ａ２は、
溶融樹脂混合物が最始撹拌装置部１において撹拌混合後
に直接最終撹拌装置部３に流通するが、樹脂として水と
の混和性が良い場合は、最始撹拌装置１内にて十分な撹
拌混合が行えるため、最終撹拌装置３内にてＯ／Ｗマル
ションへと転相させることに問題はない。

【０１０１】さらに本発明製造方法は、図４タイプの多
段連続流通攪拌装置Ａ３を用いて実施することができ
る。

【０１０２】図４タイプの連続流通攪拌装置Ａ３は直接
連接タイプであり、図１にみられる接続ライン４、５を
備えていないので、スタティックミキサー２２による混
合物の予備混合を行うことはできないが、最始、中間及
び最終攪拌装置部１、２、３の栓流性の向上及び／また
は平均滞留時間を長くすることで補うことができ、本発
明を実施する上で、特に問題はない。

【０１０３】図４の直接連接タイプは全体的な構造がコ
ンパクトとなり、装置面の負担を軽減できる。

【０１０４】本発明は図１〜４に示すような下から上へ
の流れに限らず、下降流、横の流れでも実施できること
はいうまでもない。

【０１０５】さらに本発明製造方法は、図５及び図６に
示すような破砕歯列上撹拌装置５０を、撹拌装置６の代
わりに使用することができる。破砕歯列上撹拌装置５０
は少なくとも最始撹拌装置１に使用するのが好ましい。

【０１０６】通常、上記破砕歯列状撹拌装置５０は高価
であるため、最始撹拌装置部１の代わりに用いることが
好ましいが、中間及び最終撹拌装置部２、３に用いても
よい。

【０１０７】図５及び図６に示すような破砕歯列状撹拌
装置５０を用いた場合、相対回転する固定子及び回転子
の多数の破砕歯によって、溶融樹脂、乳化剤及び水の溶
融樹脂混合物には高せん断力が作用すると同時に高周波
的圧力変動が作用し、これらの高せん断力と高周波的圧
力変動が溶融樹脂混合物に作用し、非常に短い滞留時
間、すなわち０．０５秒〜６０秒、好ましくは０．２秒
〜２０秒にて乳化剤存在下で溶融樹脂及び水を十分に混
和することが可能となる。該撹拌装置の回転数として
は、高せん断を得るために、３６００〜１５０００ｒｐ
ｍにて運転される。

【０１０８】すなわち図５及び図６に示すような破砕歯
列状撹拌装置５０を用いた場合は、滞留時間を非常に短
くできるため、スタートアップ及びシャットダウン時の
撹拌装置内の残存ロスが少なくなる。少なくとも最始撹
拌装置部１に用いるのが好ましい。

【０１０９】以下に本発明の実験例を掲げる。実験例は
図１、図３及び図５、６タイプの装置を用いて実施し
た。

【０１１０】実験例１（図１の装置を用いた場合）溶融樹脂槽８に樹脂（フマル化不均化ロジンエステル、
軟化点１２２℃、酸価１５）２０ｋｇを仕込み、外部よ
り電気ヒーターで加熱溶融し、１７０℃まで昇温し、１
７０℃に保温貯蔵した。溶融樹脂の酸化熱劣化防止のた
め、窒素ガスにて気相部をシールした。乳化剤として、
ネオゲンＲ（第一工業製薬（株）製、有効成分：ドデシ
ルベンゼンスルフォン酸ナトリウム、固形分５８％）
０．３６２ｋｇ（固形分で０．２１ｋｇ）及びネオハイ
テノールＦ−１３（第一工業製薬（株）製、有効成分：
ポリオキシエチレンジスチレン化フェニルエーテルスル
ホコハク酸ナトリウム、固形分２５％）１．５６ｋｇ
（固形分０．３９ｋｇ）を混合均一化した水１．９２２
ｋｇを、第一水槽１１に常温で貯蔵準備した。また、水
道水２１ｋｇを第二水槽１２に仕込み、外部より電気ヒ
ーターにて９５℃まで加熱し、９５℃に保温貯蔵した。
送液ポンプ１５にて溶融樹脂を５ｋｇ／ｈの流量で、同
時に送液ポンプ１６により上記乳化剤含有水を０．４８
１ｋｇ／ｈの流量で供給し、スタティックミキサー２１
で予備混合しつつ、かつ熱交換器２４で１３５℃〜１４
０℃まで冷却しつつ、最始攪拌装置部１に供給した。溶
融樹脂供給から約２２分後にポンプ１７を起動させ、熱
交換器１９にて約１４０℃に温度制御された熱水を２．
４ｋｇ／ｈの流量で供給し、上記最始攪拌装置部１から
流出した溶融樹脂混合物と熱水との混合物をスタティッ
クミキサー２２で予備混合しつつ、中間攪拌装置部２に
供給した。第１の熱水の供給開始から約１５分後にさら
に、ポンプ１８を起動させ、熱交換器２０にて約１４０
℃に温度制御された熱水を２．４ｋｇ／ｈの流量で供給
し、中間撹拌装置部２から流出した溶融樹脂混合物と熱
水との混合物をスタティックミキサー２３で予備混合し
つつ、最終撹拌装置部３に供給した。第２の熱水の供給
開始から約４分後、転相した水性樹脂エマルションがス
パイラル式の熱交換器２６に達し、水性樹脂エマルショ
ンが約１０．３ｋｇ／ｈの流量で得られた。この時、最
始攪拌装置部１の攪拌回転数は１５００ｒｐｍ、中間攪
拌装置部２の攪拌回転数は１５００ｒｐｍ、最終撹拌装
置部３の撹拌回転数は３００ｒｐｍにて操作された。ま
た、系内の操作圧力は、６ｋｇ／ｃｍ²（ゲージ圧）に
て操作された。水性樹脂エマルション流出後約６０分
で、エマルション性状は安定し、不揮発分５０．２〜５
０．６％、粘度４５〜８０ｍＰａ・ｓ（２５℃にて）、
３５０メッシュ金網濾過残量（対固形分換算）０．１〜
０．３％、体積平均粒子径０．４〜０．５μｍのものが
得られ、安定性は２ヶ月放置後もエマルション粒子の沈
降は生じなかった。

【０１１１】実験例２（図１において図３の装置を用い
た場合）溶融樹脂槽８に樹脂（不均化ロジンエステル、軟化点１
００℃、酸価８）２０ｋｇを仕込み、外部より電気ヒー
ターで加熱溶融し、１４０℃まで昇温し、１４０℃に保
温貯蔵した。溶融樹脂の酸化熱劣化防止のため、窒素ガ
スにて気相部をシールした。乳化剤として、ネオゲンＲ
（第一工業製薬（株）製、有効成分：ドデシルベンゼン
スルフォン酸ナトリウム、固形分５８％）０．３６２ｋ
ｇ（固形分で０．２１ｋｇ）及びネオハイテノールＦ−
１３（第一工業製薬（株）製、有効成分：ポリオキシエ
チレンジスチレン化フェニルエーテルスルホコハク酸ナ
トリウム、固形分２５％）１．５６ｋｇ（固形分０．３
９ｋｇ）を混合均一化した水１．９２２ｋｇを、第一水
槽１１に常温で貯蔵準備した。また、水道水２１ｋｇを
第二水槽１２に仕込み、外部より電気ヒーターにて９５
℃まで加熱し、９５℃に保温貯蔵した。送液ポンプ１５
にて溶融樹脂を５ｋｇ／ｈの流量で、同時に送液ポンプ
１６により上記乳化剤含有水を０．４８１ｋｇ／ｈの流
量で供給し、スタティックミキサー２１で予備混合し、
熱交換器２４で１００〜１１０℃まで冷却しつつ、最始
攪拌装置部１に供給した。溶融樹脂供給から約２２分後
にポンプ１８を起動させ、熱交換器２０にて約１００℃
に温度制御された熱水を４．８ｋｇ／ｈの流量で供給
し、上記最始攪拌装置部１から流出した溶融樹脂混合物
と熱水との混合物をスタティックミキサー２３で予備混
合しつつ、最終攪拌装置部３に供給した。熱水の供給開
始から約４分後、転相した水性樹脂エマルションがスパ
イラル式の熱交換器２６に達し、水性樹脂エマルション
が約１０．３ｋｇ／ｈの流量で得られた。この時、最始
攪拌装置部１の攪拌回転数は１５００ｒｐｍ、最終攪拌
装置部２の攪拌回転数は３００ｒｐｍにて操作された。
また、系内の操作圧力は、３ｋｇ／ｃｍ²（ゲージ圧）
にて操作された。水性樹脂エマルション流出後約４０分
で、エマルション性状は安定し、不揮発分５０．４〜５
０．８％、粘度４０〜７０ｍＰａ・ｓ（２５℃にて）、
３５０メッシュ金網濾過残量（対固形分換算）０．１〜
０．３％、体積平均粒子径０．３〜０．５μｍのものが
得られ、安定性は２ヶ月放置後もエマルション粒子の沈
降は生じなかった。

【０１１２】実験例３（図３の装置の最始撹拌装置部１
に図５、６のものを用いた場合）実験例２記載の方法において、最始撹拌装置部１の代わ
りとして、破砕歯列状撹拌装置５０を用いて実験例２の
方法にて操作を行った。破砕歯列状撹拌装置５０として
は、太平洋機工株式会社製のキャビトロンＣＤ１０１０
（商品名）を使用した。破砕歯列状撹拌装置の滞留時間
が約１０秒であることから、熱水の供給開始時間を、溶
融樹脂の供給開始時間と同時にし、熱水の供給開始から
約４分後、転相した水性樹脂エマルションがスパイラル
式の熱交換器２６に達し、水性樹脂エマルションが約１
０．３ｋｇ／ｈの流量で得られた。この時、最始攪拌装
置部１の代わりとして用いた破砕歯列状撹拌装置５０の
攪拌回転数は１３０００ｒｐｍ、最終攪拌装置部３の攪
拌回転数は３００ｒｐｍにて操作された。また、系内の
操作圧力は、３ｋｇ／ｃｍ²（ゲージ圧）にて操作され
た。水性樹脂エマルション流出後約１５分で、エマルシ
ョン性状は安定し、不揮発分５０．３〜５０．８％、粘
度３０〜６０ｍＰａ・ｓ（２５℃にて）、３５０メッシ
ュ金網濾過残量（対固形分換算）０．１〜０．３％、体
積平均粒子径０．３〜０．５μｍのものが得られ、安定
性は２ヶ月放置後もエマルション粒子の沈降は生じなか
った。

【０１１３】比較例１実験例２に記載の方法において、最始攪拌装置部１の攪
拌を停止させ、実質上スタティックミキサー２４による
予備混合と最終攪拌装置部のみにて操作した以外は実験
例２の方法にて操作を行った。流出する水性樹脂エマル
ションは樹脂が混入した不均一なものであり、３５０メ
ッシュ金網濾過残量（対固形分換算）５〜１０％、濾過
後の水性樹脂エマルションの体積平均粒子径５〜１０μ
ｍ程度のものが得られ、安定性は１日放置後にエマルシ
ョン粒子の沈降を認めた。

【０１１４】

【発明の効果】本発明によれば、多段連続流通攪拌槽を
用いて水性樹脂エマルションを連続的に製造することが
できるものであって、比較的小さな攪拌装置を用いて、
品質の良い水性樹脂エマルションを連続的に高生産性の
もとに製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明製造方法の実施に適用される製造装置
の１例を示す概略説明図である。

【図２】図１の変更例を示す概略説明図である。

【図３】図１のさらに他の変更例を示す概略説明図で
ある。

【図４】図１のさらに他の変更例を示す概略説明図で
ある。

【図５】本発明製造方法の実施に適用される製造装置
の撹拌装置部の１例を示す概略構成図である。

【図６】本発明製造方法の実施に適用される製造装置
の撹拌装置部の１例を示す縦断面図である。

【符号の説明】

Ａ多段連続流通攪拌装置１最始攪拌装置部２中間攪拌装置部３最終撹拌装置部４接続ライン５接続ライン６攪拌装置７樹脂ライン８溶融樹脂槽９攪拌装置１０第一水ライン１１第一水槽１２第二水槽１３第二水ライン１４第三水ライン１５送液ポンプ１６送液ポンプ１７送液ポンプ１８送液ポンプ１９熱交換器２０熱交換器２１スタティックミキサー２２スタティックミキサー２３スタティックミキサー２４熱交換器２５回収ライン２６熱交換器２７圧力制御弁５０破砕歯列状撹拌装置５１ケース本体５２固定子５３回転子５４液入口５６液出口５２０破砕歯５２１破砕歯列５３０破砕歯５３１破砕歯列

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】溶融樹脂及び水を、多段連続流通攪拌装
置を構成している最始攪拌装置部から、１つもしくはそ
れ以上の中間撹拌装置部を経て、または経ることなく最
終攪拌装置部へと、順次連続的に流通させながら乳化剤
の存在下で連続的に攪拌混合し、水性樹脂エマルション
を連続的に製造する方法であって、水は各段の攪拌装置
ごとに、溶融樹脂に対して連続的に比例供給し、該溶融
樹脂に対する水の混合量を段階的に増加させて行くこと
により、連続流通の溶融樹脂混合物をＯ／Ｗエマルショ
ンへ連続的に転相させることを特徴とする水性樹脂エマ
ルションの連続的製造方法。
【請求項２】攪拌装置部の少なくとも最始撹拌装置部
に、破砕歯を環状に並べた破砕歯列が円盤状の基盤部の
上に同心円上に配列された構造をなす固定子と、該固定
子の隣接する破砕歯列間の環状溝に嵌合する破砕歯を環
状に並べた破砕歯列が前記固定子上の破砕歯列の配列に
対応して円盤状の基板部の上に同心円上に配列されて回
転駆動される回転子とを具備する撹拌装置を用いること
を特徴とする請求項１記載の連続的製造方法。
【請求項３】回転子を３６００ｒｐｍ以上の回転数で
回転させ、撹拌装置に流通する溶融樹脂、水及び乳化剤
の混合物の平均滞留時間を６０秒以下とする請求項２記
載の連続的製造方法。
【請求項４】多段連続流通撹拌装置を構成している各
段の撹拌装置部の入口部の手前にスタティックミキサー
などのような補助的撹拌装置部を備え、該補助的撹拌装
置部により、溶融樹脂、水及び乳化剤を含む混合物の予
備混合を行うことを特徴とする請求項１〜３のいずれか
に記載の連続的製造方法。
【請求項５】最始攪拌装置部の入口部又はその手前で
溶融樹脂に対し乳化剤を固形分換算で、溶融樹脂固形分
１００質量流量に対して２〜１５質量流量の割合で比例
供給することを特徴とする請求項１〜４いずれか１つに
記載の連続的製造方法。
【請求項６】最始撹拌装置部以外の各段で溶融樹脂、
乳化剤及び水との混合物に比例供給される水が、重量換
算で５重量％以下の乳化剤を含有していることを特徴と
する請求項１〜５のいずれかに記載の連続的製造方法。
【請求項７】溶融樹脂に対し多段的に比例供給される
水が水溶性溶剤を含んでいることを特徴とする請求項１
〜６のいずれかに記載の連続的製造方法。
【請求項８】各段の攪拌装置部内の操作圧力が、操作
温度における水又は水と水溶性溶媒の混合物の蒸気圧よ
りも高くなるように制御されることを特徴とする請求項
１〜７記載のいずれかに記載の連続的製造方法。
【請求項９】各段の攪拌装置部の操作温度が樹脂の軟
化点マイマス３０℃〜プラス３０℃であることを特徴と
する請求項１〜８のいずれかに記載の連続的製造方法。
【請求項１０】乳化剤として、２種類以上のアニオン
系乳化剤を併用、１種類以上のアニオン系乳化剤と１種
類以上のポリマー系乳化剤を併用、または１種以上のポ
リマー系乳化剤を使用する請求項１〜９のいずれか１つ
に記載の連続的製造方法。
【請求項１１】樹脂として、ロジン及びその誘導体、
石油樹脂及びその誘導体、テルペン樹脂及びその誘導
体、ならびにフェノール樹脂及びその誘導体から選ばれ
るいずれか少なくとも１種を使用する請求項１〜１０記
載のいずれか１つに記載の連続的製造方法。
【請求項１２】請求項１記載の製造方法を実施するた
めの装置であって、溶融樹脂、乳化剤及び水を始端から
終端に向け連続的に流通させながら攪拌混合するための
多段連続流通撹拌装置を具備し、該攪拌装置は、イ上記３成分を一端から他端に向け連続的に流通させ
ながら攪拌混合する最始攪拌装置部、及びロ上記最始攪拌装置部の終端から連続的に流入する溶
融樹脂含有混合物に対し、水を連続的に流通させながら
撹拌混合する最終撹拌装置部を備え、さらに、ハ最始攪拌装置部と最終撹拌装置部の中間に、上記最
始撹拌装置部から連続的に流入する３成分混合物に対
し、必要に応じ乳化剤及び／又は水を連続的に比例供給
しつつ一端から他端に向け連続的に流通させながら撹拌
混合する少なくとも１つの中間撹拌装置部を備えていて
もよい、ことを特徴とする水性樹脂エマルションの連続
的製造装置。
【請求項１３】撹拌装置として、破砕歯を環状に並べ
た破砕歯列が円盤状の基盤部の上に同心円上に配列され
た構造をなす固定子と、該固定子の隣接する破砕歯列間
の環状溝に嵌合する破砕歯を環状に並べた破砕歯列が前
記固定子上の破砕歯列の配列に対応して円盤状の基板部
の上に同心円上に配列されて回転駆動される回転子とを
具備する撹拌装置を用いることを特徴とする請求項１２
記載の水性樹脂エマルションの連続的製造装置。
【請求項１４】多段連続流通撹拌装置を構成している
各段の撹拌装置部が接続ラインを介し接続されているこ
とを特徴とする請求項１２または１３記載の水性樹脂エ
マルションの連続的製造装置。
【請求項１５】多段連続流通撹拌装置を構成している
各段の撹拌装置部が接続ラインを介することなしに、直
接連接されていることを特徴とする請求項１２または１
３記載の水性樹脂エマルションの連続的製造装置。