JPH11240904A - ポリマーの連続的製造方法 - Google Patents

ポリマーの連続的製造方法

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JPH11240904A
JPH11240904A JP10358800A JP35880098A JPH11240904A JP H11240904 A JPH11240904 A JP H11240904A JP 10358800 A JP10358800 A JP 10358800A JP 35880098 A JP35880098 A JP 35880098A JP H11240904 A JPH11240904 A JP H11240904A
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cylindrical
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Richard Shu-Hua Wu
リチャード・シュー−フア・ウー
Jill Ann Wudarski
ジル・アン・ウダースキー
James Szkolnik Kempner
ジェームズ・スコルニック・ケンプナー
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Rohm and Haas Co
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 管状反応器よりも良好な熱移動効率を有し、
つまりを生じない反応器を利用した連続的プロセスであ
って、粒度分布が２．０以下であるポリマーを提供でき
る連続的プロセスの提供。 【解決手段】 少なくとも１種のモノマーを含む少なく
とも１種の反応混合物を、少なくとも１つの非円筒状流
路に連続的に供給し、反応体に暴露されていない非円筒
状流路の表面を温度調節媒体に暴露することにより、非
円筒状流路の温度を連続的に調節し、少なくとも１つの
非円筒状流路内においてモノマーを重合し、少なくとも
１つの非円筒状流路からポリマーを連続的に取り出す、
ことを含む、ポリマーの連続的製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】本発明はポリマーの製造方法に関し、より
詳細にはポリマーの連続的製造方法に関する。
【０００２】ポリマーは典型的にはバッチプロセスによ
り商業的に製造される。モノマーをはじめとする反応物
を反応器に供給し、重合反応を行い、得られたポリマー
を冷却し、ポリマーを回収し、反応器を洗浄するため
に、バッチプロセスは数時間を要し、時には８時間以上
も要する。バッチプロセスに必要な典型的な装置は最大
７５，０００リットルを保持できる反応器を含み、その
コストは反応器１つあたり１，０００，０００ドルを超
える。これらの欠点に対して、たとえば狭い粒度分布の
ポリマー生成物が得られるといった、いくつかの利点も
バッチプロセスは有する。ここで狭い粒度分布とは、Ｍ
ａｔｅｃ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ ＣＨＤ
Ｆ−１１００ Ｅｌｕａｎｔ Ｄｅｌｉｖｅｒｙ Ｓｙ
ｓｔｅｍのような装置により測定された多分散指数（ｐ
ｏｌｙｄｉｓｐｅｒｓｉｔｙ ｉｎｄｅｘ）が２．０未
満であるものをいう。一般に、多分散指数が２．０より
も大きいものは、レオロジー特性および塗布特性に悪影
響があるので望ましくない。
【０００３】バッチプロセスの欠点を改良するため、連
続的な重合方法が開発されている。連続的重合方法はバ
ッチプロセスよりもより効率的なものとなりうる。連続
的プロセスにおいて、モノマーおよび他の反応物は反応
器に連続的に供給され、反応器を通過し、同時に、ポリ
マーが反応器から連続的に取り出される。連続的プロセ
スは、より小さい、より安価な反応器を使用して、１日
あたりではより多量の生成物を製造することができる。
連続撹拌タンク反応器（ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｓｔｉｒ
ｒｅｄ ｔａｎｋ ｒｅａｃｔｏｒｓ）または管状反応
器（ｔｕｂｕｌａｒ ｒｅａｃｔｏｒｓ）を使用する連
続的プロセスは、連続的プロセスの２つのタイプであ
る。
【０００４】連続撹拌タンク反応器は、撹拌された単一
タンクタイプの反応器であり、モノマーと他の反応体が
反応器の中に連続的に供給されながら、ポリマーが反応
器から連続的に取り出されるものである。この連続的方
法で使用されるタンクタイプの反応器は、プロセスが連
続的であるので反応器の容量が非常に小さいことを除い
ては、バッチプロセスにおいて使用される反応器と同様
である。連続撹拌タンク反応器列プロセスは、一連の連
結された２以上の撹拌タンク反応器からなっている。モ
ノマーおよび他の反応体は連続的に第１の反応器に供給
され、部分的に反応される。第１の反応器内の内容物は
第２の反応器に連続的に供給され、そこでさらに反応さ
れる。追加のモノマーおよび反応体を第２の反応器に連
続的に供給することができる。第２の反応器内の内容物
は第３の反応器に連続的に供給され、さらに同様に繰り
返される。連続撹拌タンク反応器はより容量の小さな反
応器を使用できるため、より安価な装置を使用できると
いう利点があり、さらに同等またはより短い時間で同じ
生産量が得られる。しかし、反応器内容物の幾分かは１
つの反応器から次の反応器への物質の連続的な供給の間
に逆混合し、プロセス中において反応体の一部の滞留時
間が過剰となるため、連続撹拌タンク反応器では、多分
散指数が２．０よりも大きな粒子分布を有するポリマー
を生成する傾向がある。これは、プロセス中の反応体の
一部の幅広い滞留時間の分布によるものである。
【０００５】管状反応器を使用して連続的にモノマーを
重合する他の試みもなされている。管状反応器は、温度
調節媒体中に浸漬された円筒状流路からなっている。反
応体は管状反応器の１端から供給され、管状反応器の内
部で重合され、ポリマーが管状反応器の他端から取り出
される。温度調節媒体と反応体との間で良好な熱交換を
行うため、円筒状流路は狭くなければならず、典型的に
は直径は１ｃｍから１５ｃｍである。さらに、流量はつ
まり（ｐｌｕｇｇｉｎｇ）をなくすためにバランスをと
らなければならず、また重合をさせるために十分な熱交
換をしなければならない。
【０００６】管状反応器は、多分散指数が２．０よりも
小さな粒子分布を有するポリマーを生成するための重合
プロセスにおいて使用されていた。しかし、せまい円筒
状流路の必要性、および重合を完全に行うために反応混
合物を加熱された壁に所定の滞留時間の間暴露しなけれ
ばならないことから、ポリマーを調製する際には管状反
応器は長くなければならなかった。しばしば、管状反応
器の長さは２００メートル以上にもなった。長く、狭い
管状反応器は、流速が正しくないと管がつまりを起こす
という課題があった。反応混合物の流速を上げることに
よりこの課題を解決するという試みがなされたが、流速
を大きくすると十分な滞留時間と熱移動のために管状反
応器の長さをさらに長くする必要が生ずる。
【０００７】米国特許第４，７１３，４３４号は、管状
反応器のつまりの課題を解決することを目的とする。こ
の特許は連続的なエマルション重合のための管状反応器
であって、管の内部表面が飽和ポリオレフィンでライニ
ングされたものを開示する。飽和ポリオレフィンはフッ
素化飽和ポリオレフィンであることができる。この特許
はつまりの課題を解決するが、不十分な熱移動の課題を
解決していない。この管状反応器は依然として７０メー
トルもの長さを必要としていた。したがって、管状反応
器よりも良好な熱移動効率を有し、つまりを生じない反
応器を利用した連続的プロセスが望まれていた。さらな
る効果として、粒度分布が２．０以下であるポリマーを
提供できる連続的プロセスが望まれていた。
【０００８】本発明者らは上記の目的を達成するポリマ
ーの連続的製造方法を見いだした。本発明は、少なくと
も１種のモノマーを含む少なくとも１種の反応混合物
を、少なくとも１つの非円筒状流路（ｎｏｎ−ｃｙｌｉ
ｎｄｒｉｃａｌ ｃｈａｎｎｅｌ）に連続的に供給し、
少なくとも１種のモノマーを含む反応混合物に暴露され
ていない非円筒状流路の表面を温度調節媒体に暴露する
ことにより、非円筒状流路の温度を連続的に調節し、少
なくとも１つの非円筒状流路内においてモノマーを重合
し、少なくとも１つの非円筒状流路からポリマーを連続
的に取り出す、ことを含む、ポリマーの連続的製造方法
に関する。「非円筒状」の語は、一定長さにおいて円筒
形状よりもより大きな表面積に反応体が暴露されるすべ
ての形状をいう。流路の好適な非円筒状形状としては、
たとえば、長円形、楕円、四角、三角、および平面があ
げられる。
【０００９】少なくとも１種のモノマーを含む反応混合
物に暴露されていない１以上の非円筒状流路の表面を温
度調節媒体に暴露することができる。温度調節媒体は固
体、気体、または液体であることができる。典型的な気
体媒体の適用は、単に非円筒状流路を空気に暴露するこ
とにより行われる。液体媒体は、たとえば、水、ブライ
ン、またはエチレングリコール、ジエチレングリコー
ル、プロピレングリコール、ジプロピレングリコールな
どのグリコール溶剤であることができる。固体媒体は、
たとえば電気加熱された金属板であることができる。温
度調節媒体は液体であることが好ましい。
【００１０】プロセスは任意の温度で行うことができ
る。典型的には温度は０℃から３５０℃、好ましくは１
℃から２００℃、より好ましくは３℃から１００℃であ
る。プロセスは２５ｍｍＨｇまでの真空、または５，０
００ｐｓｉまでの加圧条件下で行うことができる。流路
を通る流量は５０ｍｌ／分から７５０リットル／分の範
囲であることができる。
【００１１】非円筒状流路は、公知の方法により温度調
節媒体中に浸漬することができる。たとえば、単に空気
にさらしたり、強制対流オーブン中においたり、固体ま
たは液体の温度調節媒体を有する浴中においたりするこ
とができる。しかし、温度調節媒体は、少なくとも１種
のモノマーを含む反応混合物が流れている非円筒状流路
とは異なる別個の流路を流れることが好ましい。異なる
流路とは、少なくとも１種のモノマーを含む反応混合物
が流れている非円筒状流路に隣接し、温度調節媒体を有
する流路をいう。非円筒状流路は壁を共有してもよい
し、十分に温度を調節でき、モノマーが重合されるほど
十分に近接していれば、非円筒状流路は別々の壁を有し
ていてもよい。温度調節媒体の流れは少なくとも１種の
モノマーを含む反応混合物の流れと反対方向にあり、熱
移動を最大にすることがさらに好ましい。
【００１２】非円筒状流路の幅、および少なくとも１種
のモノマーを含む反応混合物と非円筒状流路の表面との
接触は、少なくとも１種のモノマーを含む反応混合物と
非円筒状流路の表面との間に十分な熱移動が生じ、モノ
マーが重合するようにされる。さらに、非円筒状流路中
の少なくとも１種のモノマーを含む反応混合物は円筒状
反応器に比較して一定長さではより大きな表面積に暴露
されるので、少なくとも１種のモノマーを含む反応混合
物は、非円筒状流路では円筒状反応器の場合と比較して
より短い滞留時間を有し、効率的な熱移動が起こり、同
等量のポリマー生成物が得られる。
【００１３】非円筒状流路は、非円筒状形状に形成され
るのに好適であり、温度調節媒体に暴露された際に十分
な熱移動を提供することのできる任意の物質により作ら
れることができる。そのような物質としては、たとえ
ば、ポリカーボネートおよびポリプロピレンのようなプ
ラスチック、３０４および３０６のようなステンレス
鋼、チタン、Ｍｏｎｅｌ、Ｉｎｃｏｌｏｙ８２５、Ｈａ
ｓｔｅｌｌｏｙ Ｃ、燐青銅、およびキュプロニッケル
があげられる。さらに、少なくとも１種のモノマーを含
む反応混合物に暴露された非円筒状流路の一部は、グラ
ファイトまたはポリテトラフルオロエチレンのような物
質で被覆され、流れを助けることができる。１以上の非
円筒状流路が使用される場合、非円筒状流路の長さは同
じでも異なっていてもよく、直列または並列で運転され
てよい。それぞれの非円筒状流路は異なる反応条件、た
とえば異なる温度および圧力条件において運転すること
ができる。
【００１４】少なくとも１種のモノマーを含む反応混合
物は非円筒状流路に供給され、非円筒状流路を、好まし
くは、温度調節媒体と別個に通る。少なくとも１種のモ
ノマーを含む反応混合物は、モノマーが重合するのに十
分な速度で非円筒状流路を通る。小さい多分散指数を有
するポリマー生成物が所望の場合には、少なくとも１種
のモノマーを含む反応混合物の滞留時間は、２．０未満
の多分散指数が得られるような時間にされる。滞留時間
は、典型的には３０分未満、好ましくは２０分未満であ
る。流速は非円筒状流路中における所望の滞留時間、お
よび非円筒状流路の総表面積に基づいて調節される。一
般には、非円筒状流路の総表面積が大きければ、流速を
速くすることができる。ポリマーは非円筒状流路の出口
から連続的に取り出される。
【００１５】非円筒状流路は１以上の入り口を有するこ
とができる。少なくとも１種のモノマーを含む反応混合
物を異なる入り口を有する非円筒状流路のひとつの入り
口へ供給することができ、少なくとも１種のモノマーを
含む異なる反応混合物をプロセス中の異なる箇所で供給
することができる。２以上の非円筒状流路を使用する場
合には、少なくとも１種のモノマーを含む反応混合物を
直列に連結した非円筒状流路を通して供給することがで
きる。たとえば、少なくとも１種のモノマーを含む反応
混合物を、非円筒状流路を通して、連結された非円筒状
流路に供給することができる。連結された複数の非円筒
状流路の間に入り口を設けることができ、少なくとも１
種のモノマーを含む異なる反応混合物をプロセス中の異
なる箇所において別々の非円筒状流路に供給することが
できる。異なる非円筒状流路は異なる温度条件および圧
力条件で運転することができる。少なくとも１種のモノ
マーを含む反応混合物は、並列に連結された非円筒状流
路の複数の入り口供給することもでき、少なくとも１種
のモノマーを含む反応混合物が同時に複数の非円筒状流
路を通過することもできる。並列の非円筒状流路は、非
円筒状流路中に異なる入り口を有することができ、少な
くとも１種のモノマーを含む異なる反応混合物をプロセ
ス中の異なる箇所において別々の非円筒状流路に供給す
ることができる。異なる非円筒状流路は異なる温度条件
および圧力条件で運転することができる。非円筒状流路
は１以上の出口を有することができる。ポリマーは非円
筒状流路の出口から取り出すことができ、またはポリマ
ーを一つの非円筒状流路の出口から別の非円筒状流路の
１以上の入り口に供給することもできる。
【００１６】本発明の製造方法は全てのタイプの重合に
使用することができ、たとえば、エマルション重合、溶
液重合、またはサスペンジョン重合に使用することがで
きる。重合は付加反応または縮合反応によることができ
る。付加反応には、フリーラジカル重合、アニオン重
合、およびカチオン重合を含む。本発明によるエマルシ
ョン重合は、単一段重合でも多段重合でもよい。多段エ
マルションポリマーでは、第１のモノマーエマルション
を非円筒状流路中で重合し、第２のモノマーエマルショ
ンを該非円筒状流路の部分または連結された第２の非円
筒状流路の前もしくは流路中の部分に供給することがで
きる。第１段はあらかじめ重合され、第１段および第２
のモノマーエマルションの両方を単一の非円筒状流路に
供給することもできる。第３，第４，または第５の非円
筒状流路を直列または並列に連結することにより、より
柔軟性の高いプロセスを得ることができる。
【００１７】非円筒状流路および温度調節媒体用の流路
は、たとえばある種の熱交換器、たとえばプレート−フ
レーム（ｐｌａｔｅ−ｆｒａｍｅ）熱交換器、プレート
フィン（ｐｌａｔｅ−ｆｉｎ）熱交換器、またはスパイ
ラル−プレート（ｓｐｉｒａｌ−ｐｌａｔｅ）熱交換器
であることができる。これらの熱交換器のいくつかは商
業的に利用できる。プレート−フレーム熱交換器は平坦
または波形の標準的な平板からなる。モノマーと他の反
応体がよく混合するので、波形板が好ましい。板は熱交
換表面として作用し、３０４および３１６のようなステ
ンレス鋼、チタン、Ｍｏｎｅｌ、Ｉｎｃｏｌｏｙ８２
５、Ｈａｓｔｅｌｌｏｙ Ｃ、燐青銅、およびキュプロ
ニッケルで作ることができる。板はグラファイトまたは
ポリトリフルオロエチレンのような物質で被覆すること
ができる。板は少なくとも１種のモノマーを含む反応混
合物と温度調節媒体が通る別個の非円筒状流路を形成す
る。板はフレームにより支持される。ガスケットにより
板とフレームの接合物の漏れを防止できる。フレームは
クラッドステンレスおよびエナメル被覆の軟鋼で作るこ
とができる。
【００１８】プレート−フィン熱交換器はプレート−フ
レーム熱交換器と同様であるが、金属の平板とその間の
波形のフィンからなる多数の層がある。シートは両側で
流路または棒で密封され、少なくとも１種のモノマーを
含む反応混合物および温度調節媒体の流路を形成する。
温度調節媒体は少なくとも１種のモノマーを含む反応混
合物と対向して、または同じ方向に流れることができ
る。スパイラルプレート熱交換器は巻かれた１対の板か
ら形成され、温度調節媒体と少なくとも１種のモノマー
を含む反応混合物を対向方向または同方向に流す方形の
長い流路を提供するものである。
【００１９】少なくとも１種のモノマーを含む反応混合
物は、少なくとも１種のモノマー、少なくとも１種の開
始剤、および溶剤の混合物であることができる。好適な
溶剤としては、アセトン、水、エタノール、メタノー
ル、ブタノール、イソプロパノール、プロピレングリコ
ールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノブチ
ルエーテル、メチルエチルケトン、ジメチルホルムアミ
ド、およびジメチルスルホキシドがあげられるが、これ
らに限定されない。エマルション重合が望まれる場合に
は、界面活性剤をモノマー、開始剤、および水と一緒に
することができる。「界面活性剤」の語は、水または水
溶液に溶解されたときに表面張力を減少させる化合物、
または２つの液体または液体−固体間の界面張力を減少
させる化合物を意味する。界面活性剤には、清浄剤、湿
潤剤、および乳化剤が含まれる。好適な界面活性剤とし
ては、アニオン性、非イオン性乳化剤が挙げられ、たと
えば、ラウリル硫酸ナトリウムのようなアルカリ又はア
ンモニウムアルキルスルフェート、アルキルスルホン
酸、脂肪酸、及びオキシエチル化アルキルフェノール類
があげられるが、これらに限定されるものではない。界
面活性剤の使用量の典型的な範囲は、モノマーの全重量
を基準として１〜６重量％である。使用される水の量は
典型的には、モノマーの全重量を基準として５〜９０重
量％である。界面活性剤および水は、モノマーエマルシ
ョンから形成されたポリマーエマルションの後希釈にも
使用することができる。
【００２０】好適なモノマーとしては、例えば、メチル
（メタ）アクリレート、エチルアクリレート、ブチル
（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシルアクリレー
ト、デシル（メタ）アクリレート、ヒドロキシエチル
（メタ）アクリレート及びヒドロキシプロピル（メタ）
アクリレートのようなアクリルエステル；アクリルアミ
ド又は置換アクリルアミド；スチレン又は置換スチレ
ン；エチレン；プロピレン；ブタジエン；ビニルアセテ
ート又は他のビニルエステル；塩化ビニル、塩化ビニリ
デン、Ｎ−ビニルピロリドンのようなビニルモノマー；
およびアクリロニトリルおよびメタアクリロニトリルの
ようなエチレン性不飽和モノマーがあげられる。
【００２１】共重合可能なエチレン性不飽和酸モノマ
ー、例えば（メタ）アクリル酸、クロトン酸、ホスホエ
チルメタアクリレート、２−アクリルアミド−２−メチ
ル−１−プロパンスルホン酸、ナトリウムビニルスルホ
ネート、イタコン酸、フマル酸及びマレイン酸、モノメ
チルイタコネート、モノメチルフマレート、モノブチル
フマレート、無水マレイン酸、およびそれらの塩を使用
することができる。好ましいモノマーは、ブチルアクリ
レート、エチルアクリレート、２−エチルヘキシルアク
リレート、メチルメタアクリレート、スチレンおよび酢
酸ビニルである。より好ましいモノマーは、ブチルアク
リレート、メチルメタアクリレート、および酢酸ビニル
である。（メタ）アクリレートの用語は、アクリレート
およびメタアクリレートの両者を示す。水酸化ナトリウ
ム、燐酸ナトリウム、燐酸二ナトリウム、炭酸ナトリウ
ム、およびアンモニアのような電解質を、少なくとも１
種のモノマーを含む反応混合物に加えることができる。
この電解質は反応混合物中のモノマーの総重量に基づい
て０．１から１５重量％の量で加えることができる。エ
チレンジアミン四酢酸のようなキレート剤を少なくとも
１種のモノマーを含む反応混合物に加えることができ
る。キレート剤は反応混合物中のモノマーの総重量に基
づいて０．０１から２％の量で加えることができる。
【００２２】本発明の製造方法において重合の開始方法
は重要ではない。好ましくは、熱開始剤またはレドック
ス開始剤により重合が開始される。公知のフリーラジカ
ル開始剤、たとえば、過硫酸アンモニウム、過硫酸カリ
ウム、および過硫酸ナトリウムのような無機過硫酸塩化
合物をはじめとする過酸素化合物；過酸化水素のような
過酸化物；有機ハイドロパーオキサイド、例えばキュメ
ンハイドロパーオキサイド、およびｔ−ブチルハイドロ
パーオキサイド；有機過酸化物、たとえば、ベンゾイル
パーオキサイド、アセチルパーオキサイド、ラウロイル
パーオキサイド、過酢酸、過安息香酸（しばしば第１鉄
化合物またはナトリウムビスルファイトのような水溶性
還元剤によって活性化される）；並びに、例えば２，
２’−アゾビスイソブチロニトリルのような他のフリー
ラジカル生成物質を、典型的には、モノマーの全重量を
基準とした重量％で０．０５％〜３％の量で使用する。
例えば、イソアスコルビン酸、ナトリウムスルホキシレ
ートホルムアルデヒド、およびナトリウムビスルファイ
トのような好適な還元剤（活性化剤）と組み合わせた同
様の開始剤を用いるレドックス系を、同等の量で用いる
ことができる。硫酸第１鉄、および他の金属イオンを同
様の量で促進剤として使用できる。他の好適な開始方
法、たとえば、紫外線ライトによる照射、電子ビーム照
射、ガンマ線照射、超音波、または機械的手段のような
フリーラジカルを生成させる他の好適な手段は本発明の
範囲に含まれる。
【００２３】エマルション重合のおいて、モノマーエマ
ルションが相分離してはならず、または重合反応の効率
に影響を与えるような態様で不安定になってはならな
い。モノマーエマルションが重合の前に不安定になるよ
うな傾向がある場合には、非円筒状流路に導入する前に
あらかじめ混合し、安定化させることができる。スタテ
ィックミキサー（ｓｔａｔｉｃ ｍｉｘｅｒ）またはプ
レミキサー（ｐｒｅ−ｍｉｘｅｒ）をこの目的のため
に、本発明方法において使用することができる。３０分
未満の滞留時間のため、狭い粒度分布を有する組成物
を、本発明方法により調製することができる。狭い粒度
分布とは、Ｍａｔｅｃ ＡｐｐｌｉｅｄＳｃｉｅｎｃｅ
ｓ ＣＨＤＦ−１１００ Ｅｌｕａｎｔ Ｄｅｌｉｖｅ
ｒｙ Ｓｙｓｔｅｍのような装置により測定された多分
散指数が２．０未満、好ましくは１．５０未満であるも
のをいう。
【００２４】以下において、本発明を実施例に基づいて
説明する。使用される略号は以下の通りである。ｇ＝グ
ラム、％＝パーセント、ｎ＝ノルマル、℃＝摂氏、ＤＩ
＝脱イオン水、ｍｍ＝ミリメートル、Ｈｇ＝水銀、ｍｌ
＝ミリリットル、ｍｉｎ＝分、ｎｍ＝ナノメーター、ｍ
ｌ／ｍｉｎ＝ミリリットル／分、Ｌ＝リットル全ての実
施例について、ブチルアクリレート、メチルメタアクリ
レート、メタクリル酸、アニオン性界面活性剤、電解
質、キレート剤、および水を容器中で混合することによ
りモノマーエマルションを調製した。混合物はエマルシ
ョンが形成されるまで撹拌された。
【００２５】実施例１ ７．６Ｌのモノマーエマルションタンクから、モノマー
エマルションの滞留時間を調節するコイル、水側および
エマルション側の両者についての熱電対、コイル状の加
熱エレメント、Ｔｈｅｒｍｏｌｙｎｅ Ｔｙｐｅ １０
００撹拌プレートおよびヒーター、およびマグネチック
スターラーバーを備えた加熱されたバスにモノマーエマ
ルションを供給した。供給タンクには漏斗、ディップパ
イプ（ｄｉｐ ｐｉｐｅ）、攪拌機（タイプＧＴ２１−
１８，＃Ｍ１１０８２８０，最大６０００ＲＰＭ）、冷
却手段、および秤が取り付けられた。供給タンク内のエ
マルションは一定に撹拌され、均質にされた。触媒溶液
を、２０．４ｇの過硫酸ナトリウム、６５９．６ｇの脱
イオン水、０．０９ｇの硫酸第１鉄７水和物を混合して
調製した。溶液をよく混合して１Ｌの触媒供給タンクに
供給した。活性化剤溶液を、１０．２ｇのナトリウムス
ルホキシレートホルムアルデヒドと、３２９．９ｇの脱
イオン水とを混合して調製した。この溶液をよく混合し
て、１Ｌの活性化剤供給タンクに供給した。水を６５℃
に加熱した。水をプロセスラインを介してポンプ移送
し、系を加熱した。水は熱交換器のボトムに入り、熱交
換器を上方に流れる。反応器の水側（ｗａｔｅｒ−ｓｉ
ｄｅ）の温度をついで設定する。レドックス系において
は、水は５５℃に設定される。水側に水を流し始めた。
反応器の温度を平衡にした。脱イオン水をプロセスライ
ンに流しながら、ポンプを稼働し、８．０ｍｌ／分で触
媒溶液を供給した。ポンプを稼働し、４．０ｍｌ／分で
活性化剤溶液を供給した。供給量を目盛り付きシリンダ
ーとストップウォッチで調べ、供給量が正確であること
を確認した。脱イオン水の流れを停止した。モノマーエ
マルションの供給をポンプにより開始した。モノマーエ
マルションの供給量は２００ｍｌ／分に調節された。第
１のプレミキサーは安定なモノマーエマルションが生成
されるスピードに設定された。ついでスタティックミキ
サーを使用して触媒および活性化剤溶液をモノマーエマ
ルションと混合した。加熱バス中の水の温度は、熱交換
器入り口における反応混合物の温度がほぼ６０℃になる
ように調節された。反応混合物はＡｌｆａ Ｌａｖａｌ
ｐｌａｔｅ−ｆｒａｍｅ 熱交換器（Ｍｏｄｅｌ ｔ
ｙｐｅ Ｍ６−ＭＦＧ）に連続的に供給された。モノマ
ーは熱交換器内部で重合された。ポリマーは連続的に熱
交換器から取り出され、１９Ｌの最終製品タンクに採取
された。サンプルを、あらかじめ秤量された量のヒドロ
キノン禁止剤を含有する瓶にいれた。モノマーエマルシ
ョン、触媒、および活性化剤の供給が終了したら、暖か
い石鹸水を系にポンプ移送し、残留するエマルションを
全て洗い流した。出口液体が清浄になるまでこの操作を
続けた。系から廃液を流し、得られた水の体積を記録し
た。約８８０ｍｌの体積は汚れがないことを示す。
【００２６】結果 凝集物のない、安定なエマルションであって、固形分１
６．５％、重量平均粒子直径１２６ｎｍのものが得られ
た。最終生成物の多分散度は１．３５であった。反応器
末端における反応は４２．９％であった。塩トレーサー
を使用して調べたところ、流量２１２ｍｌ／分におけ
る、反応器中の平均滞留時間はほぼ７分であった。塩ト
レーサーによる調査に際しては、水を熱交換器に２００
ｍｌ／分でポンプ移送した。時間０において、塩化ナト
リウムの５％水溶液を熱交換器に注入した。熱交換器か
らの流出液は導電率計でモニターされた。時間０と塩化
ナトリウムの水溶液が検出される時間との間の時間が熱
交換器内における溶液の滞留時間である。熱交換器のエ
マルション側から排出された水の体積は８９１．２ｍｌ
であり、運転の間に汚れが発生しなかったことを示して
いる。つまりのあった場合には、排出される水の量は８
８０ｍｌよりも少なくなる。
【００２７】実施例２ 本実施例においては、プリミキサーを取り外した他は実
施例１と同じ装置が使用された。モノマーエマルション
を加熱されたバスに供給した。供給タンク内のエマルシ
ョンは一定に撹拌され、均質にされた。触媒溶液を、４
７．６ｇの過硫酸アンモニウム、９０４．４ｇの脱イオ
ン水、０．０８５ｇの硫酸第１鉄７水和物を混合して調
製した。溶液をよく混合して触媒供給タンクに供給し
た。活性化剤溶液を、１５．７ｇのナトリウムスルホキ
シレートホルムアルデヒドと、５０７．９ｇの脱イオン
水とを混合して調製した。この溶液をよく混合して、活
性化剤供給タンクに供給した。水を８０℃に加熱した。
水をプロセスラインを介してポンプ移送し、系を加熱し
た。反応器の水側の温度をついで設定する。熱開始系に
おいては、水は７０℃に設定される。水側に水を流し始
めた。反応器の温度を平衡にした。脱イオン水をプロセ
スラインに流しながら、触媒ポンプを稼働し、１１．２
ｍｌ／分で触媒溶液を供給した。活性化剤ポンプを稼働
し、３．７ｍｌ／分で活性化剤溶液を供給した。供給量
を目盛り付きシリンダーとストップウォッチで調べ、供
給量が正確であることを確認した。脱イオン水の流れを
停止した。モノマーエマルションの供給を開始した。モ
ノマーエマルションの供給量は２００ｍｌ／分に調節さ
れた。加熱バス中の水の温度は、熱交換器入り口におけ
る反応混合物の温度がほぼ８０℃になるように調節され
た。モノマーエマルションを熱交換器に連続的に供給し
た。モノマーは熱交換器内部で重合された。ポリマーは
連続的に熱交換器から取り出され、最終製品タンクに採
取された。サンプルを、あらかじめ秤量された量のヒド
ロキノン禁止剤を含有する瓶にいれた。モノマーエマル
ション、触媒、および活性化剤の供給が終了したら、暖
かい石鹸水を系にポンプ移送し、残留するエマルション
を全て洗い流した。出口液体が清浄になるまでこの操作
を続けた。系から廃液を流し、得られた水の体積を記録
した。約８７５から９００ｍｌの体積は汚れがないこと
を示す。
【００２８】結果 凝集物のない、安定なエマルションであって、固形分１
９．７％、重量平均粒子直径９０ｎｍのものが得られ
た。最終生成物の多分散度は１．１７であった。反応器
末端における反応は６０．２％であった。塩トレーサー
を使用して調べたところ、流量２１４．９ｍｌ／分にお
ける、反応器中の平均滞留時間はほぼ７分であった。熱
交換器のエマルション側から排出された水の体積は８９
３．３ｍｌであり、運転の間に汚れが発生しなかったこ
とを示している。
【００２９】実施例３ 本実施例においては、１つのプリミキサーがモノマーエ
マルションについて使用され、もう１つのプリミキサー
が触媒溶液および活性化剤溶液に使用された他は実施例
１と同じ装置が使用された。モノマーエマルションを加
熱されたバスに供給した。供給タンク内のエマルション
は一定に撹拌され、均質にされた。触媒溶液を、５４．
４ｇの過硫酸アンモニウム、１０３３．６ｇの脱イオン
水、０．０８５ｇの硫酸第１鉄７水和物を混合して調製
した。溶液をよく混合して触媒供給タンクに供給した。
活性化剤溶液を、１７．９５ｇのナトリウムスルホキシ
レートホルムアルデヒドと、５８０．４ｇの脱イオン水
とを混合して調製した。この溶液をよく混合して、活性
化剤供給タンクに供給した。水を８０℃に加熱した。水
をプロセスラインを介してポンプ移送し、系を加熱し
た。水は熱交換器のボトムに入り、熱交換器を上方に流
れる。反応器の水側の温度をついで設定する。水は７０
℃に設定された。水側に水を流し始めた。反応器の温度
を平衡にした。脱イオン水をプロセスラインに流しなが
ら、触媒ポンプを稼働し、１２．８ｍｌ／分で触媒溶液
を供給した。活性化剤ポンプを稼働し、４．２ｍｌ／分
で活性化剤溶液を供給した。供給量を目盛り付きシリン
ダーとストップウォッチで調べ、供給量が正確であるこ
とを確認した。脱イオン水の流れを停止した。モノマー
エマルションの供給を開始した。モノマーエマルション
の供給量は２００ｍｌ／分に調節された。第１のプレミ
キサーは、安定なモノマーエマルションが形成されるよ
うなスピードに設定された。第２のプレミキサーは触媒
溶液と活性化剤溶液がモノマーエマルションとよく混合
し、反応混合物を形成するようなスピードに設定され
た。加熱バス中の水の温度は、熱交換器入り口における
反応混合物の温度がほぼ８０℃になるように調節され
た。モノマーは熱交換器内部で重合された。ポリマーは
連続的に熱交換器から取り出され、最終製品タンクに採
取された。サンプルを、あらかじめ秤量された量のヒド
ロキノン禁止剤を含有する瓶にいれた。モノマーエマル
ション、触媒、および活性化剤の供給が終了したら、暖
かい石鹸水を系にポンプ移送し、残留するエマルション
を全て洗い流した。出口液体が清浄になるまでこの操作
を続けた。系から廃液を流し、得られた水の体積を記録
した。約８７５から９００ｍｌの体積は汚れがないこと
を示す。
【００３０】結果 凝集物のない、安定なエマルションであって、固形分２
３％、重量平均粒子直径９０ｎｍのものが得られた。最
終生成物の多分散度は１．１３であった。反応器末端に
おける反応は６２．３％であった。塩トレーサーを使用
して調べたところ、流量２１７ｍｌ／分における、反応
器中の平均滞留時間はほぼ７分であった。本実施例と前
回の操作との間で水の体積の減少はなかった。これは運
転の間に汚れが発生しなかったことを示している。
【００３１】実施例４ 本実施例においては、実施例２と同じ装置が使用され
た。モノマーエマルションをモノマーエマルション供給
タンクから加熱されたバスに供給した。供給タンク内の
エマルションは一定に撹拌され、均質にされた。触媒溶
液を、１０．９ｇの過硫酸アンモニウム、７９．８ｇの
脱イオン水、０．０１７ｇの硫酸第１鉄７水和物を混合
して調製した。溶液をよく混合して触媒供給タンクに供
給した。活性化剤溶液を、５．４ｇのナトリウムスルホ
キシレートホルムアルデヒドと、１７５．９ｇの脱イオ
ン水とを混合して調製した。この溶液をよく混合して、
活性化剤供給タンクに供給した。水を８０℃に加熱し
た。水をプロセスラインを介してポンプ移送し、系を加
熱した。水は熱交換器のボトムに入り、熱交換器を上方
に流れる。反応器の水側の温度をついで設定する。水側
に水を流し始めた。反応器の温度を平衡にした。脱イオ
ン水をプロセスラインに流しながら、触媒ポンプを稼働
し、８ｍｌ／分で触媒溶液を供給した。活性化剤ポンプ
を稼働し、４ｍｌ／分で活性化剤溶液を供給した。供給
量を目盛り付きシリンダーとストップウォッチで調べ、
供給量が正確であることを確認した。脱イオン水の流れ
を停止した。モノマーエマルションの供給を開始した。
モノマーエマルションの供給量は３００ｍｌ／分に調節
された。加熱バス中の水の温度は、熱交換器入り口にお
ける反応混合物の温度がほぼ８０℃になるように調節さ
れた。サンプルを、あらかじめ秤量された量のヒドロキ
ノン禁止剤を含有する瓶にいれた。モノマーエマルショ
ン、触媒、および活性化剤の供給が終了したら、暖かい
石鹸水を系にポンプ移送し、残留するエマルションを全
て洗い流した。出口液体が清浄になるまでこの操作を続
けた。系から廃液を流し、得られた水の体積を記録し
た。約８６５ｍｌの体積は汚れがないことを示す。
【００３２】結果 凝集物のない、安定なエマルションであって、固形分３
８％、重量平均粒子直径９０ｎｍのものが得られた。最
終生成物の多分散度は１．１６であった。反応器末端に
おける反応は６０．２％であった。塩トレーサーを使用
して調べたところ、流量３００ｍｌ／分における、反応
器中の平均滞留時間はほぼ４．５分であった。熱交換器
のエマルション側から排出された水の体積は８６５ｍｌ
であり、運転の間に汚れが発生しなかったことを示して
いる。
【００３３】実施例５ 本実施例においては、２０Ｌの水性／ラテックス供給タ
ンクをさらに使用した実施例１と同じ装置が使用され
た。モノマーエマルションを加熱されたバスに供給し
た。２５５９ｇの脱イオン水と１４２．３ｇのアニオン
性界面活性剤とを混合して水性溶液を調製した。この溶
液をよく撹拌し、水性／ラテックス供給タンクに供給し
た。触媒溶液を、２０．７ｇの過硫酸アンモニウム、１
８６ｇの脱イオン水、０．０１８ｇの硫酸第１鉄７水和
物を混合して調製した。溶液をよく混合して触媒供給タ
ンクに供給した。活性化剤溶液を、１．６ｇのナトリウ
ムスルホキシレートホルムアルデヒドと、５２．１ｇの
脱イオン水とを混合して調製した。この溶液をよく混合
して、活性化剤供給タンクに供給した。水を８０℃に加
熱した。水をプロセスラインを介してポンプ移送し、系
を加熱した。反応器の水側の温度を７０℃に設定する。
水側に水を流し始めた。反応器の温度を平衡にした。脱
イオン水の供給を止め、水性フローをプロセスラインに
１６０ｍｌ／分で流した。触媒ポンプを稼働し、１２．
２ｍｌ／分で触媒溶液を供給した。活性化剤ポンプを稼
働し、３．２ｍｌ／分で活性化剤溶液を供給した。供給
量をビーカー、秤、およびストップウォッチで調べ、供
給量が正確であることを確認した。モノマーエマルショ
ンの供給を開始した。モノマーエマルションの供給量は
４０ｍｌ／分に調節された。加熱バス中の水の温度は、
熱交換器入り口におけるエマルションの温度がほぼ７５
℃になるように調節された。モノマーエマルションは熱
交換器に連続的に供給された。モノマーは熱交換器内部
で重合された。ポリマーは連続的に熱交換器から取り出
され、最終製品タンクに採取され、冷却された。サンプ
ルを、あらかじめ秤量された量の禁止剤を含有する瓶に
いれた。モノマーエマルションの供給が終了したら、暖
かい石鹸水を系にポンプ移送し、残留するエマルション
を全て洗い流した。出口液体が清浄になるまでこの操作
を続けた。系から廃液を流し、得られた水の体積を記録
した。約８５０ｍｌの体積は、５．５時間の運転後にお
いて少量の汚れしかないことを示す。ホールディングタ
ンクからのポリマー生成物を次いで水性／ラテックス供
給タンクに投入した。
【００３４】第２のモノマーエマルションを、７．６Ｌ
のモノマーエマルションタンクから加熱されたバスに供
給した。第２の触媒溶液を、１．４ｇの過硫酸アンモニ
ウム、３３９ｇの脱イオン水、０．０２０ｇの硫酸第１
鉄７水和物を混合して調製した。溶液をよく混合して触
媒供給タンクに供給した。第２の活性化剤溶液を、０．
１１ｇのナトリウムスルホキシレートホルムアルデヒド
と、２１２ｇの脱イオン水とを混合して調製した。この
溶液をよく混合して、活性化剤供給タンクに供給した。
水を８０℃に加熱した。水をプロセスラインを介してポ
ンプ移送し、系を加熱した。反応器の水側の温度を７０
℃に設定する。水側に水を流し始めた。反応器の温度を
平衡にした。脱イオン水の供給を止め、水性フローをプ
ロセスラインに２００ｍｌ／分で流した。触媒ポンプを
稼働し、４．０ｍｌ／分で触媒溶液を供給した。活性化
剤ポンプを稼働し、２．５ｍｌ／分で活性化剤溶液を供
給した。供給量をビーカー、秤、およびストップウォッ
チで調べ、供給量が正確であることを確認した。モノマ
ーエマルションの供給を開始した。モノマーエマルショ
ンの供給量は４０ｍｌ／分に調節された。加熱バス中の
水の温度は、熱交換器入り口における反応混合物の温度
がほぼ７５℃になるように調節された。モノマーエマル
ションは熱交換器に連続的に供給された。モノマーは熱
交換器内部で重合された。ポリマーは連続的に熱交換器
から取り出され、最終製品タンクに採取され、冷却され
た。サンプルを、あらかじめ秤量された量の禁止剤を含
有する瓶にいれた。モノマーエマルションの供給が終了
したら、暖かい石鹸水を系にポンプ移送し、残留するエ
マルションを全て洗い流した。出口液体が清浄になるま
でこの操作を続けた。系から廃液を流し、得られた水の
体積を記録した。約７５０ｍｌの体積は、少量の汚れし
かないことを示す。
【００３５】結果 凝集物のない、安定なエマルションであって、固形分２
６％、重量平均粒子直径８９ｎｍのものが得られた。最
終生成物の多分散度は１．１５であった。反応器末端に
おける反応は７７％であった。塩トレーサーを使用して
調べたところ、流量２１５−２４６ｍｌ／分における、
反応器中の平均滞留時間はほぼ７分であった。
【００３６】実施例６ 本実施例においては、アクリル酸モノマーが７．６Ｌモ
ノマータンクから供給された。供給タンクには、漏斗、
ディップパイプ、および計量秤が取り付けられた。触媒
溶液を、２０ｇの過硫酸ナトリウムと１８０ｇの脱イオ
ン水を混合して調製した。溶液をよく混合して１Ｌの触
媒供給タンクに供給した（溶液Ａ）。活性化剤溶液を、
７０ｇのナトリウムビスルファイトと、１３０ｇの脱イ
オン水とを混合して調製した。この溶液をよく混合し
て、１Ｌの活性化剤供給タンクに供給した（溶液Ｂ）。
第３の溶液を２００００ｇの脱イオン水と、０．０８ｇ
の硫酸第１鉄７水和物とを混合して調製した（溶液
Ｃ）。水を６５℃に加熱した。水をプロセスラインを介
してポンプ移送し、系を加熱した。水は熱交換器の頂部
に入り、熱交換器を下方に流れる。反応器の水側の温度
をついで設定された。水は７０℃に設定された。水側に
水を流し始めた。反応器の温度を平衡にした。脱イオン
水をプロセスラインに流しながら、ポンプを稼働し、
５．６ｇ／分で溶液Ａを供給した。ポンプを稼働し、
８．５ｇ／分で溶液Ｂを供給した。供給量を電子秤りと
ストップウォッチで調べ、供給量が正確であることを確
認した。脱イオン水の流れを停止した。ポンプでモノマ
ーと溶液Ｃの供給を開始した。モノマーの供給量は４０
ｇ／分に調節され、溶液Ｃの供給量は１４５．９５ｇ／
分に調節された。スタティックミキサーを使用し、モノ
マーと溶液Ｃを混合した。ついで混合物をモノマー／溶
液Ｃ混合物の滞留時間を調節するためのコイル、水およ
び化学物質の両側に設けられた熱電対、コイル状の加熱
エレメント、Ｔｈｅｒｍｏｌｙｎｅ Ｔｙｐｅ １００
０撹拌プレート、およびマグネチックスターラーバーを
有する加熱されたバスに通した。加熱バス中の水の温度
は、溶液Ｃとモノマーとの混合物の温度がほぼ５５℃に
なるように調節された。スタティックミキサーを使用
し、加熱されたモノマー／溶液Ｃ混合物と触媒溶液、並
びに活性剤溶液とを混合した。反応混合物をＡｌｆａ
Ｌａｖａｌ ｐｌａｔｅ−ｆｒａｍｅ 熱交換器（Ｍｏ
ｄｅｌ Ｔｙｐｅ Ｍ６−ＭＦＧ）に連続的に供給し
た。モノマーは熱交換器内部で重合された。ポリマーは
連続的に熱交換器から取り出され、最終製品タンクに採
取された。サンプルを、あらかじめ秤量された量の禁止
剤を含有する瓶にいれた。透明なポリマー溶液が得られ
た。転化率は１００％であり、残留アクリル酸含量は１
０００−２０００ｐｐｍであった。
【００３７】実施例７ 本実施例においては、アクリル酸モノマーが７．６Ｌモ
ノマータンクから供給された。供給タンクには、漏斗、
ディップパイプ、および計量秤が取り付けられた。触媒
溶液を、２０ｇの過硫酸ナトリウムと１８０ｇの脱イオ
ン水を混合して調製した。溶液をよく混合して１Ｌの触
媒供給タンクに供給した（溶液Ａ）。活性化剤溶液を、
７０ｇのナトリウムビスルファイトと、１３０ｇの脱イ
オン水とを混合して調製した。この溶液をよく混合し
て、１Ｌの活性化剤供給タンクに供給した（溶液Ｂ）。
第３の溶液を２００００ｇの脱イオン水と、０．１５ｇ
の硫酸第１鉄７水和物とを混合して調製した（溶液
Ｃ）。水を６０℃に加熱した。水をプロセスラインを介
してポンプ移送し、系を加熱した。水は熱交換器の頂部
に入り、熱交換器を下方に流れる。反応器の水側の温度
をついで設定された。水は６５℃に設定された。水側に
水を流し始めた。反応器の温度を平衡にした。脱イオン
水をプロセスラインに流しながら、ポンプを稼働し、
８．４ｇ／分で溶液Ａを供給した。ポンプを稼働し、１
２．７ｇ／分で溶液Ｂを供給した。供給量を電子秤りと
ストップウォッチで調べ、供給量が正確であることを確
認した。脱イオン水の流れを停止した。ポンプでモノマ
ーと溶液Ｃの供給を開始した。モノマーの供給量は６０
ｇ／分に調節され、溶液Ｃの供給量は１１９ｇ／分に調
節された。スタティックミキサーを使用し、モノマーと
溶液Ｃを混合した。ついで混合物をモノマー／溶液Ｃ混
合物の滞留時間を調節するためのコイル、水および化学
物質の両側に設けられた熱電対、コイル状の加熱エレメ
ント、Ｔｈｅｒｍｏｌｙｎｅ Ｔｙｐｅ １０００撹拌
プレート、およびマグネチックスターラーバーを有する
加熱されたバスに通した。加熱バス中の水の温度は、溶
液Ｃとモノマーとの混合物の温度がほぼ５２℃になるよ
うに調節された。スタティックミキサーを使用し、加熱
されたモノマー／溶液Ｃ混合物と触媒溶液、並びに活性
剤溶液とを混合した。反応混合物をＡｌｆａ Ｌａｖａ
ｌ ｐｌａｔｅ−ｆｒａｍｅ熱交換器（Ｍｏｄｅｌ Ｔ
ｙｐｅ Ｍ６−ＭＦＧ）に連続的に供給した。モノマー
は熱交換器内部で重合された。ポリマーは連続的に熱交
換器から取り出され、最終製品タンクに採取された。サ
ンプルを、あらかじめ秤量された量の禁止剤を含有する
瓶にいれた。透明なポリマー溶液が得られた。転化率は
１００％であり、残留アクリル酸含量は１０−１０００
ｐｐｍであった。
【００３８】実施例８ 本実施例においては、酢酸ビニルモノマーが３．８Ｌモ
ノマータンクから供給された。供給タンクには、計量秤
が取り付けられた。触媒溶液を、４．７５ｇの過硫酸ナ
トリウム、１２３３ｇの脱イオン水、９０ｇのＡｂｅｘ
２６−Ｓ、１７０．４ｇのＰｏｌｙｓｔｅｐ Ａ−１６
−２２，および１．８１ｇの炭酸水素ナトリウムを混合
して調製した。溶液をよく混合して１．９Ｌの触媒供給
タンクに供給した（溶液Ａ）。活性化剤溶液を、３．３
５ｇのナトリウムスルホキシレートホルムアルデヒド
（ＳＳＦ）、０．０７ｇの硫酸第１鉄７水和物、０．１
５ｇのＶｅｒｓｅｎｅ、および９９６．４ｇの脱イオン
水とを混合して調製した。この溶液をよく混合して、
１．９Ｌの活性化剤供給タンクに供給した（溶液Ｂ）。
水性溶液を、５０８ｇの脱イオン水、１６１．６ｇのＡ
ｂｅｘ２６−Ｓ、３０６ｇのＰｏｌｙｓｔｅｐ Ａ−１
６−２２、および２４．４ｇのナトリウムビニルスルホ
ネート（ＳＶＳ）を混合して調製した。この溶液をよく
混合して、１．９Ｌの水性液供給タンクに供給した（溶
液Ｃ）。系の圧力を５００ｐｓｉｇに設定した。脱イオ
ン水を７８℃に加熱し、プロセスラインを介してポンプ
移送し、系を加熱した。水は熱交換器の頂部に入り、熱
交換器を下方に流れる。反応器の水側に水を流し始め、
温度を７０℃に設定した。反応器の温度を平衡にした。
ポンプを稼働し、脱イオン水を６．１ｇ／分で供給し、
溶液Ａを５．３ｇ／分で、溶液Ｂを２．６ｇ／分で、溶
液Ｃを２ｇ／分で供給した。ポンプを稼働し、３．８ｇ
／分でモノマーを供給し、プレミキサーを安定なモノマ
ーエマルションが生成されるようなスピードに設定し
た。供給量を電子秤りとストップウォッチで調べ、供給
量が正確であることを確認した。酢酸ビニルで系を３０
分運転した後、エチレンを溶液Ｃ／モノマー流れに０．
２ｇ／分の流量でほぼ４５分間加えた。ついで流れを
０．３ｇ／分に大きくし、残りの実験を実施した（ほぼ
１時間３０分）。溶液Ｃ、モノマー、およびエチレンは
パイプ熱交換器のパイプを通し、脱イオン水は溶液を加
熱するためにのみ、パイプ熱交換器の別のパイプを通し
た。ついで流れをスタティックミキサーで混合し、ほぼ
６０℃の温度に保持された。ひとつのスタティックミキ
サーを溶液Ａ、溶液Ｃ、モノマー、および脱イオン水流
れを混合するために使用し、第２のスタティックミキサ
ーで溶液Ｂと先の混合された流れを混合した。反応混合
物は連続的にＴｒａｎｔｅｒ Ｍａｘｃｈａｎｇｅｒ
（Ｍｏｄｅｌ＃−ＭＸ−０６−０４２４−ＨＰ−０１
２）プレート熱交換器に供給された。モノマーはプレー
ト熱交換器内部で重合された。ポリマーは連続的に熱交
換器から取り出され、最終製品タンクに採取された。サ
ンプルを、あらかじめ秤量された量の禁止剤を含有する
瓶にいれた。モノマーエマルション、触媒、および活性
化剤の供給が終了したら、暖かい石鹸水を系にポンプ移
送し、残留するエマルションを全て洗い流した。出口液
体が清浄になるまでこの操作を続けた。系から廃液を流
し、得られた水の体積を記録した。約５５０ｍｌの体積
は、汚れがないことを示す。
【００３９】結果 ほぼ９０％の転化率でラテックスが生成された。最終生
成物の多分散度は１．３３であった。ラテックスサンプ
ルを室温で、フード内で乾燥し、ポリマーサンプルを得
た。ポリマーサンプルをＤＳＣおよびＮＭＲで分析し
た。ＤＳＣで測定されたポリマーのガラス転移温度は、
酢酸ビニルラテックスについては３９℃であり、エチレ
ンの供給速度が０．２ｇ／分、および０．３ｇ／分であ
る酢酸ビニル／エチレンラテックスについては、それぞ
れ２８℃および２３℃であった。Ｖａｒｉａｎ ＩＮＯ
ＶＡ６００ＭＨｚＮＭＲで１ＨＮＭＲを測定した。ラテ
ックスから得られた乾燥ポリマーのエチレン含量は、エ
チレンの供給速度が０．２ｇ／分の場合には１２．２モ
ル％、０．３ｇ／分の場合には１４．６モル％であっ
た。
【００４０】実施例９ 本実施例においては、スチレンモノマーが３．８Ｌモノ
マータンクから供給された。供給タンクには、計量秤が
取り付けられた。触媒溶液を、４．１９ｇの過硫酸ナト
リウム、１０７８．０５ｇの脱イオン水、４．９９ｇの
ｔ−ブチルハイドロパーオキサイド、および４１２．７
８ｇのＰｏｌｙｓｔｅｐ Ａ−１６−２２を混合して調
製した。溶液をよく混合して１．９Ｌの触媒供給タンク
に供給した（溶液Ａ）。活性化剤溶液を、５．７９ｇの
ＳＳＦ、および８７３．５６ｇの脱イオン水とを混合し
て調製した。この溶液をよく混合して、１．９Ｌの活性
化剤供給タンクに供給した（溶液Ｂ）。水性溶液を、３
６９．８２ｇの脱イオン水、６１２．４２ｇのＰｏｌｙ
ｓｔｅｐ Ａ−１６−２２、および１７．７６ｇのＳＶ
Ｓを混合して調製した。この溶液をよく混合して、１．
９Ｌの水性液供給タンクに供給した（溶液Ｃ）。第２の
水性溶液を、０．１３ｇの硫酸第１鉄７水和物、６４９
９．８７ｇの脱イオン水、および９８％硫酸の１滴を混
合して調製した（溶液Ｄ）。系の圧力を２００ｐｓｉｇ
に設定した。溶液Ｄを７８℃に加熱した。溶液Ｄをプロ
セスラインを介してポンプ移送し、系を加熱した。溶液
Ｄは熱交換器の頂部に入り、熱交換器を下方に流れる。
反応器の水側に水を流し始め、温度を７０℃に設定し
た。反応器の温度を平衡にした。溶液Ｄの供給量を５．
７ｇ／分に設定し、ポンプを稼働し、溶液Ａを５．６ｇ
／分で、溶液Ｂを２．４ｇ／分で、溶液Ｃを２．６ｇ／
分で供給した。ポンプを稼働し、３．５ｇ／分でモノマ
ーを供給し、プレミキサーを安定なモノマーエマルショ
ンが生成されるようなスピードに設定した。供給量を電
子秤りとストップウォッチで調べ、供給量が正確である
ことを確認した。スチレンで系を３０分運転した後、ブ
タジエンを溶液Ｃ／モノマー流れに０．５２ｇ／分の流
量で加えた。溶液Ｃ、モノマー、およびブタジエンを混
合のためにのみパイプ熱交換器のパイプに通し、溶液Ｄ
は混合のためにのみ、パイプ熱交換器の別のパイプを通
した。ついで流れをスタティックミキサーで混合し、ほ
ぼ６０℃の温度に保持された。ひとつのスタティックミ
キサーを溶液Ａ、溶液Ｃ、モノマー、および溶液Ｄ流れ
を混合するために使用し、第２のスタティックミキサー
で溶液Ｂと先の混合された流れを混合した。反応混合物
は連続的にＴｒａｎｔｅｒ Ｍａｘｃｈａｎｇｅｒ（Ｍ
ｏｄｅｌ＃−ＭＸ−０６−０４２４−ＨＰ−０１２）プ
レート熱交換器に供給された。モノマーは熱交換器内部
で重合された。ポリマーは連続的にプレート熱交換器か
ら取り出され、最終製品タンクに採取された。サンプル
を、あらかじめ秤量された量の禁止剤を含有する瓶にい
れた。モノマーエマルション、触媒、および活性化剤の
供給が終了したら、暖かい石鹸水を系にポンプ移送し、
残留するエマルションを全て洗い流した。出口液体が清
浄になるまでこの操作を続けた。系から廃液を流し、得
られた水の体積を記録した。約５４３ｍｌの体積は、汚
れがないことを示す。
【００４１】結果 ほぼ７６％の転化率でラテックスが生成された。最終生
成物の多分散度は１．５１であった。ラテックスサンプ
ルを室温で、フード内で乾燥し、ポリマーサンプルを得
た。ポリマーサンプルをＮＭＲで分析した。ＮＭＲ測定
によれば、ラテックスから得られた乾燥ポリマーのブタ
ジエン含量は３．３モル％であった。上記の実施例は、
本発明の製造方法が連続プロセスにおいて熱開始および
レドックス開始の両方においてモノマー反応混合物をポ
リマーに転化するのに有用であることを示す。本発明の
製造方法により得られた生成物は１．５以下の多分散度
を有する。すなわち、本発明の製造方法は狭い粒子サイ
ズ分布を有するポリマーを提供する。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジル・アン・ウダースキー アメリカ合衆国ペンシルバニア州19154, フィラデルフィア，アカデミー・ロード・ 11013 (72)発明者 ジェームズ・スコルニック・ケンプナー アメリカ合衆国ペンシルバニア州18966, サウサンプトン，ナンシー・ドライブ・ 1475

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 少なくとも１種のモノマーを含む少なく
    とも１種の反応混合物を、少なくとも１つの非円筒状流
    路に連続的に供給し、 反応体に暴露されていない非円筒状流路の表面を温度調
    節媒体に暴露することにより、非円筒状流路の温度を連
    続的に調節し、 少なくとも１つの非円筒状流路内においてモノマーを重
    合し、 少なくとも１つの非円筒状流路からポリマーを連続的に
    取り出す、 ことを含む、ポリマーの連続的製造方法。
  2. 【請求項２】 反応混合物のものとは異なる非円筒状流
    路に温度調節媒体を連続的に供給することにより、非円
    筒状流路の温度が連続的に調節される、請求項１記載の
    製造方法。
  3. 【請求項３】 少なくとも１つの非円筒状流路が平板に
    よって形成されている、請求項１記載の製造方法。
  4. 【請求項４】 少なくとも１つの非円筒状流路がプレー
    ト−フレーム熱交換器、プレートフィン熱交換器、また
    はスパイラル−プレート熱交換器である、請求項３記載
    の製造方法。
  5. 【請求項５】 少なくとも１つの非円筒状流路がプレー
    ト−フレーム熱交換器である、請求項４記載の製造方
    法。
  6. 【請求項６】 少なくとも１種のモノマーを含む反応混
    合物が、少なくとも１種のモノマー、少なくとも１種の
    開始剤、少なくとも１種の界面活性剤、および水を混合
    することにより調製されたエマルションを含む、請求項
    １記載の製造方法。
  7. 【請求項７】 少なくとも１種のモノマー、少なくとも
    １種の開始剤、少なくとも１種の界面活性剤、および水
    を混合することにより調製されたエマルションが、スタ
    ティックミキサーおよびプレミキサーから選択されるミ
    キサーで安定化される、請求項６記載の製造方法。
  8. 【請求項８】 少なくとも１種のモノマーを含む反応混
    合物が、少なくとも１種のモノマー、少なくとも１種の
    開始剤、および少なくとも１種の溶剤を混合することに
    より調製された溶液を含む、請求項１記載の製造方法。
  9. 【請求項９】 少なくとも１種の溶剤が、アセトン、
    水、エタノール、メタノール、ブタノール、イソプロパ
    ノール、プロピレングリコールモノブチルエーテル、エ
    チレングリコールモノブチルエーテル、メチルエチルケ
    トン、ジメチルホルムアミド、およびジメチルスルホキ
    シドから選択される、請求項８記載の製造方法。
  10. 【請求項１０】 少なくとも２つの非円筒状流路が直列
    または並列に連結されていて、少なくとも２種の反応混
    合物が別々の非円筒状流路に供給される、請求項１記載
    の製造方法。
  11. 【請求項１１】 少なくとも２つの非円筒状流路が異な
    った温度で運転される、請求項１０記載の製造方法。
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