JPS5938216A - ポリメチルメタクリレ−トの精製方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ポリメチルメタクリレート、特にオプチカル
ファイバーの芯材用ポリメチルメタクリレートの精製方
法に関するものである。さらに詳しくいえば本発明は、
未反応モノマー、触媒残留分、有機溶剤その他の揮発性
不純分を含有する粗製ポリメチルメタクリレートを効率
よく精製して微小な泡を含まないオプチカルファイバー
の芯材用ポリメチルメタクリレートを得る方法に関する
ものである。

近年、光通信用として脚光を浴びているオプチカルファ
イバーは、石英やガラスを素材として作られていたが、
加工性やたわみ性などの良好な点で、最近ポリメチルメ
タクリレート、ポリスチレンのような非結晶性重合体を
主体とするプラスチックオプチカルファイバー ってきた。そして、このプラスチックオプチカルファイ
バーの中でも、機械的強度及び環境条件下における耐久
性の面で特に４メチルメタクリレ一ト系重合体が好適と
されている。

ところで、このオプチカルファイバー用のメチルメタク
リレート系重合体を工業的に製造するための方法として
は、重合体の予備成形体ロンドを作り、このロンドの先
端を溶融１−紡糸する方法が知られている（特開昭５４
　−　６５５５号公報）。しかしながら、この方法は、
はん雑１作業を要する上に、特殊な設備を用いなければ
ならないため、経済的に不利になるのを免れない。

他方、連続的に製造した重合体を、脱揮処理して、その
中に含まれる多量の未反応モノマーを除去することによ
り、オプチカルファイバー用ノポリメチルメタクリレー
トを得る方法も提案されている（特公昭５３　−　４２
２６１号公報）。しかしながら、この方法によると，、
最初粗製ポリメチルメタクリレート中に存在する不純分
は除かれるが、精製工程９如おいて、他の要因による汚
染を生じるため、導光性能の高いオプチカルファイバー
用のポリメチルメタクリレートが得られないという欠点
がある。

本発明者らは、このような従来方法のもつ問題点を克服
し、導光性能の高いオプチカルファイバーの芯材用ポリ
メチルメタクリレートを効率よく製造するための方法を
開発するために、鋭意研究を重ねた結果、特殊の精製装
置を用い、特定の処理条件下で粗製ポリメチルメタクリ
レートを精製することによシその目的を達成しうること
を見出し、この知見に基づいて本発明をなすに至った。

すなわち、本発明は揮発性不純分を含有する粗製ポリメ
チルメタクリレートを精製するに当り、下部をらせん状
回転軸装入部、上部を空間部とする円筒状たて型精製装
置を用い、その空間部壁面に沿って粗製ポリメチルメタ
クリレートを加熱し、十りｊに流下させながら揮発性不
純分を減圧脱揮したのち、らせん状回転軸装入部に液状
で滞留させ、らせん状回転軸でかきまぜながら下方へ移
送してＦ部取出口から朋り出すこと、及びこの際の温度
と滞留時間を、式 〔ただしＴは液状重合体の絶対温度、ｔは液状重合体の
平均滞留時間（分）である〕 で示される条件に制御することを特徴とするポリメチル
メタクリレートの精製方法を提供するものである。

以下、本発明の方法を添付図面によりさらに詳細に説明
する。図は本発明の方法を実施するのに好適な本発明の
脱揮装置の１例の縦断面図で、たて型の円筒体１の下端
中央部に、かきまぜ能力とボンピング能力を有し、かつ
その先端が円筒体１の中程筐で伸びたらせん状回転佃１
２がその１１＋シール３を介して取り付けられている。

また円筒体の上端には、ふた部材４が取り付けられ、該
部月４には、粒重合体を導入するだめの供給管５が設け
られ、その下端部は上記円筒体ｌの内壁面近傍まで延び
ており、その先端には粒重合体を該内壁面に供給するの
に好都合なスリット又は細孔６が形成されている。また
ふた部材４には、減圧装置（図示せず）に連結され、揮
発成分を吸引排出するだめの排気ロアが設けられている
。さらに筒状体１の下部には、回転軸シール３に接する
下端から上方の位置に重合体取出口８及び汚染重合体排
出口９が設けられる。

図の脱揮装置において、重合によって得られた粗製ポリ
メチルメタクリレートは、供給管５に導入され、その先
端のスリット又は細孔６から装置の円筒体ｌの上部内壁
に供給される。円筒体の内壁は、重合体の粘度が５００
０ポイズ以下になる温度に加熱装置によシあらかじめ加
熱される。この加熱は、重合体が内壁面を定常的に薄膜
状で流下するのに必要な粘度５０００ポイズ、好ましく
は１０００ポイズ以下となる温度に制御される。本発明
におけるこの溶融粘度は、高化式フローテスターを用い
て７エアレート１Ｏ−２ｓｅ’ｃで測定したときの値で
ある。重合体の粘度が５０００ボイズより大きいと溶融
重合体中に含有される気泡が抜けきらないので好ましく
ない。その際の加熱温度は供給されるポリメチルメタク
リレートの分子量やその組成に依存するが、例えば重量
平均分子量約８万の実用強度を有するポリメチルメタク
リレートの場合には、２６０℃好ましくは２８０〜３０
０℃の温度に加熱される。加熱壁面に供給された組型合
体は自由流動状態となり、壁面に広がって薄層状で流下
する。また、円筒体内部は、ふた部材に設けられた排気
ロアに連結された、例えば真空ポンプにより減圧状態に
され、溶融重合体中の気泡が効果的に除去されるのみな
らず、加熱によって容易に気化する未反応単量体その他
の揮発性物質及び射熱分解成分の分解揮発物質が除去さ
れる。本発明におけるとの脱揮ゾーンの加熱温度は、例
えばベントロ付きの横型押出機などにおける脱気温度よ
シも高く、通常粗重合体中に数係程度含まれている熱に
よシ容易に分解する成分は実質的に除去される。

このように、脱揮ゾーンにおいて減圧条件下に加熱され
内壁を伝って薄層状に連続的に流下し、気泡、揮発成分
及び射熱分解成分が除かれた重合体は、シリンダーの下
部のほぼ一定高さの自由液面を維持している脱泡ゾーン
の重合体だめに供給され、自由液面下でゆるやかにかき
まぜられながら、同伴気泡を浮上脱気させる。この脱泡
ゾーンの重合体温度は、脱揮ゾーンより低い温度に設定
される。これは、重合体の熱分解を抑えるのに重要であ
る。自由液面下の重合体の量は、あまり多くすることは
得策ではなく、ゆるやかにかきまぜられる脱泡ゾーンと
それに続いてスクリューにより加圧されて下方に圧送さ
れ重合体取出口から排出されるまでのポンピングゾーン
とにおける溶融重合体の滞留時間を、それぞれのゾーン
における温度（絶対温度）と滞留時間から導かれろくな
る条件で行うことが重要であり、その条件を逸脱すると
きは、本発明の目的が効果的に達成されない。

上記のように、ポンピングゾーンでは、脱泡ゾーンにお
いて、らせん状回転軸装入部上部で単にゆっくりかきま
ぜられた重合体液は、回転軸の作用で下方に加圧移送さ
れ、その取出口８から増シ出される。各ゾーンにおける
重合体の滞留時間は、回転軸の形状によっである程度き
する両ゾーンの容量に関連し、供給される組型合体の供
給速度及び重合体の排出速度を適宜変更することにより
容易にコントロールすることができる。

本発明の装置は、たて方向にらせん状回転軸を配置し作
動させるので、回転軸の振れがなく、きしりによる汚染
が極めて少ない。捷た回転軸の軸ソール部を下部に配置
することにより、上部に配置した場合のような軸への重
合体の１きつきゃ揮発成分の軸部での凝縮と、その際生
成する異常重合体の落下、及び軸シール部分からの異物
の落下等の恐れも解消される。しかし、軸シールを下方
に設置した場合には、その部分からの僅かな汚染物質が
重合体中に混入することは避けられずその場合には、軸
シール部から少量の重合体をリークさせるか、又は、そ
のよう左型合体を取り出す排出口９をシリンダー下端近
傍に設けて適宜排出することによ！ｌ１重合体全体の汚
染を防１１二できる。

本発明の装置における脱揮ゾーンはその壁面が垂直なも
のあるいは下方に行くに従い、だんだん内側に傾斜した
もの、あるいは途中で、外側に拡大して行くもの等いず
れも採用でき、円かっな薄膜形成及び脱揮効果を考りよ
して選定することができる。脱揮ゾーンはほとんど機械
的な力が加わらないので、高強度材料でなくてもよく、
例えば′ガラス製又はガラスライニングしたものが好都
合であ勺、内部の自由液面のコントロールにも極めて望
ましい。またガラスは不活性であシ、気相部のような汚
染しやすい場所には好適な材料である。

残存揮発成分をさらに少なくしたい場合には、ポンピン
グゾーンの中程に脱揮ベントロを設置することができる
。縦型スクリューにこのようなベントロを設けることは
ベントアップに対してやや難点はあるが、一部の重合体
とともに同時に排気することが可能である。

本発明方法において処理されるポリメチルメタクリレー
トは必ずしも、メチルメタクリレートの単独重合体であ
る必要はなく、メチルメタクリレートを主体とする共重
合体であってもよい。゛本発明方法によシ得られる精製
された重合体は微細な気泡を実質的に含有せず従来の脱
揮装置では容易に混入するであろう１００　Ｘ程度の異
物や数１０ｐｐｂ程度の金属その他の着色物質を全く含
丑ない導光性能の優れたものであシ、オプチカルファイ
バー用として極めて好適なものである。

以下、実施例により本発明の特徴をさらに詳細に説明す
る。

実施例１ 添付図面に示した脱揮装置を用い、重量平均分子量約９
万で、未反応残留メチルメタクリレート単量体１０重量
係を含有する粗製ポリメチルメタクリレートを処理した
。

円筒体の内部空間を形成する脱揮ゾーンはガラス製で、
その外部にコーティングされた透明な電熱ヒーターによ
シ内壁面の温度を３００℃に加熱した。また、その下方
の脱泡ゾーン及びポンピングゾーンを同様に外部加熱に
より、それぞれ２５０℃及び２３０℃に温度コントロー
ルした。排気ロアを真空ポンプに連結し、内部圧を２０
　Ｔｏｒｒの減圧条件に保って操作した。

上記組型合体をあらかじめ３００℃に加熱し、供給管５
から導入し、重合体取出口８及び汚染重合体排出口９か
ら５：１の割合で取シ出された。この処理における脱泡
ゾーンの滞留時間は１２分で、ポンピングゾーンにおけ
るそれは２分であった。

各ゾーンにおける温度と滞留時間よシ計算される積分式
の値の合計は０．６３　（＜１　）である。得られたポ
リメチルメタクリレートの残留モノマーは０．８重量係
であった。

このポリメチルメタクリレートを心材とし、フッ化メタ
クリレート系重合体をさや材として複合紡糸して得られ
たファイバーの導光損失は５７０℃ｍの光で８４　ｄ、
Ｂ／Ｋｍであり、オプチカルファイバーとして好適であ
った。

比較例１ 実施例１の組型合体を脱揮ゾーンの温度２７０℃（粘度
６０００ポイズ）で脱揮を行なった他は、実施例１と同
様に操作した。しかし、脱揮装置から得られた重合体ス
トランドは気泡を所々に含んでいて、オプチカルファイ
バー用重合体として不適であった。

比較例２ 実施例１の組型合体を脱泡ゾーンの温度２８０℃ポンピ
ングゾーンの温度２４０℃で滞留時間をそれぞれ１２分
及び２分で操作した。この場合の積分式の値は１よりも
大である。これを用いて成形した重合体ストランドには
残存単量体が３％存在していて、オプチカルファイバー
用重合体として不適当なものであったー 実施例２ ポンピングゾーンの中間部にもベントロを設置した脱揮
装置を用い、実施Ｄｏ　ｌと同様に処理した。

得られたポリメチルメタクリレート中の残留単量体は０
．３重量係で、これより成形されたオプチカルファイバ
ーの導光損失は５７０℃ｍで９０　ｄＢ　／　Ｋｍであ
り、高い実用性が認められた。

【図面の簡単な説明】

図は、本発明の装置の１例の縦断面図である。 図中の符号１は筒状体、２はらせん状回転軸、３は軸シ
ール、４はふた部材、５は供給管、７は排気口、８は重
合体取出口である。 特許出願人　　旭化成工業株式会社 代理人　阿　形　　明

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　揮発性不純分を含有する粗製ポリメチルメタクリレ
   ートを精製するに当９、下部をらせん状回転軸装入部、
   上部を空間部とする円筒状たて型精製装置を用い、その
   空間部壁面に沿って粗製ポリメチルメタクリレートを加
   熱し、下方に流下させながら揮発性不純分を減圧脱揮し
   たのち、らせん状回転軸装入部に液状で滞留させ、らせ
   ん状回転軸でかきまぜながら下方へ移送して下部取出口
   から取り出すこと、及びこの際の温度と滞留時間を、式 〔ただしＴは液状重合体の絶対温度、ｔは液状重合体の
   平均滞留時間（分）である〕 で示される条件に制御することを特徴とするポリメチル
   メタクリレートの精製方法。 ２　円筒体の空間部を形成する壁面の少なくとも一部を
   ガラスとした装置を用いる特許請求の範囲第１項記載の
   方法。 ３　重合体取出口を上下２個所に設け、上方を精製物、
   下方を粗製物の取出口とした装置を用いる特許請求の範
   囲第１項記載の方法。