JPS5947232A - High molecular substance dissolution and device - Google Patents
High molecular substance dissolution and deviceInfo
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- JPS5947232A JPS5947232A JP14315383A JP14315383A JPS5947232A JP S5947232 A JPS5947232 A JP S5947232A JP 14315383 A JP14315383 A JP 14315383A JP 14315383 A JP14315383 A JP 14315383A JP S5947232 A JPS5947232 A JP S5947232A
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- dispersion
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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。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.
Description
【発明の詳細な説明】
(4)
技術分野及び従来技術
水溶性高分子物質粒子の均質溶液を水中で急速に得るの
は難しめ0一旦高分子物質が溶解を始めると各粒子のま
わりにポリマーの濃縮溶液のフィルムを作り、粒子を強
度に粘着させ、凝結させるからである。凝結体が形成さ
れると水けそれに非常にゆっくりと浸透するにすぎず、
結果としてポリマーの粘着した塊が形成されて溶解全体
が非常に遅くなる。粒子が小さい、例えば直径0.1と
10μmの間にある場合、この問題は特に深刻である。Detailed Description of the Invention (4) Technical Field and Prior Art It is difficult to rapidly obtain a homogeneous solution of water-soluble polymer particles in water. This is because it forms a film of concentrated solution, which causes the particles to stick together and coagulate. Once the aggregates form, they penetrate the drainage water very slowly;
As a result, a sticky mass of polymer is formed and the overall dissolution is very slow. This problem is particularly acute when the particles are small, for example between 0.1 and 10 μm in diameter.
攪拌しながら水中にポリマー粒子を単に散布する場合に
は著しいIt結を避けがたい。これを最小限におさえる
ために、油または他の非水性液に分散した形で水にポリ
マー粒子を加えることが知られている。強力々攪拌を必
要とし、この攪拌が溶M’fr−改善する目的でかなり
の時間行なわれることば従来から周、知である。If polymer particles are simply dispersed in water with stirring, significant condensation is unavoidable. To minimize this, it is known to add polymer particles to water in the form of a dispersion in oil or other non-aqueous liquids. It is well known that strong stirring is required and this stirring is carried out for a considerable period of time in order to improve the solubility M'fr.
この目的を達成するに適した機械装置は米国特許第3,
468,322号においてカッツアー(Katzer)
によシ記載されているようなインライン乱流誘樽装俗を
伴うT継手である。著しい混合がT継手で行なわれ、溶
解がこの時点で始まるが、その後、溶解システムは接触
と溶解を改善する目的で細長い乱流誘導装置に移される
。T継手と乱流誘導装置の出口との間の通過時間は大体
数秒以−上である。A mechanical device suitable for achieving this purpose is U.S. Pat.
Katzer in No. 468,322
This is a T-joint with an in-line turbulence-inducing barrel arrangement as described in . Significant mixing occurs at the tee and melting begins at this point, but the melting system is then transferred to an elongated turbulence inducer for the purpose of improving contact and melting. The transit time between the T-joint and the outlet of the turbulence inducer is generally several seconds or more.
このような装置は大きな粒子、例えば10μm以上のも
のに適しているが粒子が、例えば01から5μmと小さ
い場合にはポリマーの塊が生成するという大きな欠陥が
残っている。一般に、このような粒子を油中分散体とし
て水に混合する場合にはいくらかの塊が生じることは必
然であり、従って均質な溶液は長時間溶解時間の後に1
41られるUですぎない。Although such a device is suitable for large particles, for example 10 μm or larger, a major drawback remains that when the particles are small, for example from 0.1 to 5 μm, polymer agglomerates are produced. Generally, when mixing such particles in water as a dispersion in oil, it is inevitable that some agglomeration will occur, so that a homogeneous solution will be less than 1 after a long dissolution time.
It's just a U that gets 41.
水中での油の分散全促惟する界面活性剤全分散液または
水に添加することがポリマー粒子の溶解を大いに助長す
石ことは知られている。このことは米国費許第3,12
2,203号でホーキンス(Hawk i n s )
によって=h載され、まだ英国特許第1.364,
873号で相反されている。この目的にふされしい界面
活性分散剤はそれらの明細省に記載されており活性剤と
して参考にするのに都合よい。ポリマー粒子の溶解を遊
適にすることに加え、特に、該粒子が非常に小さい場合
には活性剤の使用は、例えば凝集剤として最良の性質を
有するポリマー溶液を製造するものとして受は入れられ
るようになってきている。It is known that the addition of surfactants to the total dispersion or water that promotes the dispersion of oil in water greatly facilitates the dissolution of polymer particles. This is reflected in U.S.C.
Hawkins in issue 2,203
Published by = h and still British Patent No. 1.364,
This is contradicted in No. 873. Surface-active dispersants suitable for this purpose are described in their specifications and may be conveniently referred to as active agents. In addition to facilitating the dissolution of the polymer particles, especially when the particles are very small, the use of an activator is acceptable, e.g. to produce a polymer solution with the best properties as a flocculant. It's starting to look like this.
活性剤のこのようh利点にも拘らず、本発明者はその使
用が数多くの欠点を伴うことを知っている。第一に、大
量の活性剤の使用は費用および環境面で望ましく々い。Despite these advantages of the active agent, the inventors have found that its use is associated with a number of disadvantages. First, the use of large amounts of active agent is costly and environmentally undesirable.
第二に、活性剤の量を注童深く選定し々ければなら々い
。最適の結果は活性剤の臨界量の選定を必要とし、この
量は、例えば、水質、水流、活性剤の化学的タイプ、、
ホリマー分散液粘度、借拌の強度と時間、および水中の
?リマー濃度に依存することを本発明者は発見した。従
って、実際上遭遇するあらゆる条件下で最適の性質をも
たらす−活性剤を一水準間で投与することは不可能であ
る。Second, the amount of activator must be carefully selected. Optimal results require selection of a critical amount of activator, which depends on, for example, water quality, water flow, chemical type of activator,
Polymer dispersion viscosity, intensity and time of agitation, and in water? The inventors have discovered that it depends on the reamer concentration. It is therefore not possible to administer the active agent at a single level - yielding optimal properties under all conditions encountered in practice.
第三に、分散液+たけ水へそれ?均質混合する(7)
ことは不便であるか、さも彦くは困難であシ、分散液を
不安定とし、かつ/または混合装置の閉塞をもたらす。Thirdly, is it to dispersion liquid + bamboo water? Homogeneous mixing (7) may be inconvenient or even difficult, making the dispersion unstable and/or resulting in blockage of the mixing equipment.
オリフィスミキサーは不混和液全混合するのに役立つこ
とで知られている。Orifice mixers are known to help mix immiscible liquids together.
ドイツ公開公報第2533108において、オリフィス
ミキサーがポリマー水溶液を製造する目的で活性剤の存
在下で水と共に水溶性、[リマーの油中で分散液を混合
するのに使用されている実施例がある。使用されたオリ
フィスミキサーは90゜の供給入口を混合室の一端に各
々有し、出口オリフィスを混合室の反対端に有する従来
のオリフィスミキサーであることは明らかである。In DE 2533108, there are examples in which an orifice mixer is used to mix a dispersion in a water-soluble [rimer] oil with water in the presence of an activator for the purpose of producing an aqueous polymer solution. It is clear that the orifice mixers used are conventional orifice mixers each having a 90 DEG feed inlet at one end of the mixing chamber and an outlet orifice at the opposite end of the mixing chamber.
該オリフィスから出てくる混合物は乱流を伴ってオリフ
ィスから4mにあるじゃま板を含む混合体を通過し、つ
いで帯電ミキサーを通過する。従ってオリフィスミキサ
ーが、必要とされる全混合の一部を行なうにすぎないと
みなされていることは明らかである〇
混合室は10 ccg容積を有し混合室の全流量は(8
)
1025 ml1分であり、液体との最初の接触後溶解
が開始する時から混合がほとんど終了、即ち、オリフィ
ス全通過する時オでの平均滞留時間は約600ミリ秒で
ある。引き続く必須の混合、じゃま板の通鍋時間は更に
長くなるであろう。The mixture emerging from the orifice passes with turbulence through a mixture containing a baffle plate located 4 meters from the orifice and then through a charging mixer. It is therefore clear that the orifice mixer is considered to perform only a portion of the total mixing required. The mixing chamber has a volume of 10 ccg and the total flow rate of the mixing chamber is (8
) 1025 ml 1 minute, from the time dissolution begins after first contact with the liquid until mixing is almost complete, ie the average residence time at the orifice is approximately 600 milliseconds. The subsequent mandatory mixing and baffle plate running times would be even longer.
発明の目的及び構成
本発明者は、溶解速度と最終溶液の質が水と分散体の初
めての接触時点で、即ち、最初の数ミリ秒の間に起きる
ことに強く影響されるという驚ろくべき発見をした。従
来の試みはすべて連光な剪断捷たけ他の混合力を終局的
に利用して濃縮しているが、実質的に接触と同時にこれ
らの力を利用することの臨界¥r−認識していなり0非
水性液中の粒子の分散体である高分子粒子を水に溶解す
る本発明による方法は、該分散液を十分に攪拌しながら
水と混合して該粒子と水の実質的溶解を開始させ、実質
的溶解の開始から100ミリ秒未満の間に分散液分水に
実質的に均一に分散させ、そして該粒子を水への溶解を
完結せしめることから成る。Object and Structure of the Invention The inventors have discovered the surprising fact that the rate of dissolution and the quality of the final solution are strongly influenced by what happens at the time of first contact of the dispersion with water, i.e. during the first few milliseconds. I made a discovery. All previous attempts have ultimately utilized continuous light shearing and other mixing forces for concentration, but have not recognized the criticality of using these forces virtually simultaneously with contact. The method according to the present invention for dissolving polymeric particles, which are a dispersion of particles in a non-aqueous liquid, in water involves mixing the dispersion with water with sufficient stirring to begin substantial dissolution of the particles and water. and substantially uniformly dispersing the particles in the water dispersion within less than 100 milliseconds from the onset of substantial dissolution, and allowing the particles to complete dissolution in the water.
発明の構成及び効果の説明
水に対する該粒子の実質的溶解は該分散液と水との接触
後直ちに開始されるとみることができる。Description of Structure and Effects of the Invention It can be seen that substantial dissolution of the particles in water begins immediately after contact of the dispersion with water.
しかし、非水性液が水と非常に不混和である場合、そし
て攪拌が遅い場合には最初の接触で層流ができることに
なる。つ捷シ、攪拌が進んで水と分散液全混合する時に
のみ実質的な溶解が開始されるからである。However, if the non-aqueous liquid is highly immiscible with water and the agitation is slow, the initial contact will result in laminar flow. This is because substantial dissolution begins only when the shaking and stirring progress and the water and the dispersion are completely mixed.
水に対する該分散液の実質的均質分散は、水に対する該
粒子の全溶解が行なわれる前に粒子の凝集が実質的に起
らなければ、可能である。実質的均質分散液は通常、大
量の水と混合し、(多分、ポリマー水溶液と々るであろ
う)そして溶解の完結は最初の混合物を形成するために
使用した水単独の中でなくこの水の中で行なわれつる。Substantially homogeneous dispersion of the dispersion in water is possible if substantially no agglomeration of the particles occurs before total dissolution of the particles in water takes place. Substantially homogeneous dispersions are usually mixed with a large amount of water (possibly an aqueous polymer solution) and complete dissolution occurs in this water rather than in the water used to form the initial mixture. It is done in the vine.
該実質的均質分散液は実質的に単独粒状小滴に分裂した
分散液となる。即ち、結果としての水中油型分散液にお
ける非水性液の各液滴は実質的に1粒子のポリマーを含
む。The substantially homogeneous dispersion becomes a dispersion broken up into substantially single particulate droplets. That is, each droplet of non-aqueous liquid in the resulting oil-in-water dispersion contains substantially one particle of polymer.
一つより多くのポリマー粒子全台ま々い液滴を得ること
が最良の結果をもたらすが、若干あるいけ全部の液滴が
単一でなく多少のポリマー粒子を含んでいても適当な結
果は得られ得る。通常、各液滴が500以下、最も好ま
しくは100以下のポリマー粒子を含む。最良結束は各
液滴が1〜50、好ましくけ1〜5、最も好ましくは1
まだは2のポリマー粒子を含む場合に得られる。Although obtaining droplets with more than one polymer particle and evenly distributed droplets gives the best results, it is possible to obtain suitable results even if all droplets contain some polymer particles rather than a single one. can be obtained. Typically, each droplet contains no more than 500 polymer particles, most preferably no more than 100 polymer particles. The best binding is between 1 and 50, preferably between 1 and 5, most preferably 1, of each droplet.
It is obtained when it contains 2 polymer particles.
実質的に均質の分散液を得るには激しい攪拌の適用、特
に高剪断を必要とする。Obtaining a substantially homogeneous dispersion requires the application of vigorous agitation, especially high shear.
該分散液を水に実質的に均質に分散する[要求される高
剪断は最終ポリマー溶液がポリマーの崩壊を受けること
なく維持できる量よりも相当に過剰であるのが一般的で
ある。従って、該剪断は所望の分散を達成するに必要な
時間だけ適用され、理論士の最適条件は非常に短時間の
間に無限大の剪断を行なうことであろう。しかしながら
、実際には、剪断は短時間以上に行なわれ、個々のポリ
マー粒子から保護油相を剥離し、実質的に夫々独立に温
潤するまで行々われている。The dispersion is substantially homogeneously dispersed in water; the high shear required is generally in considerable excess over what the final polymer solution can sustain without undergoing polymer collapse. Therefore, the shear is applied for only the time necessary to achieve the desired dispersion, and the theorist's optimum would be to apply an infinite amount of shear in a very short period of time. However, in practice, shearing is carried out for more than a short period of time, until the protective oil phase is stripped from the individual polymer particles and they are wetted substantially independently.
高剪断または他の攪拌は、実質的に接触と同時に適当な
剪断を行なうことができる適宜な装置から水とポリマー
粒子の分散液を無理に押し出すことによシ行Aうる。剪
断の適用は水と分散液が早い圧力降下を受けるのに続い
て行がう。通常、これは少なくとも1.4、一般には少
なくとも3、好ましくけ少なくとも6 ky/crl
、 L、、ばしげ6〜12’plcrlz シかし一般
に、15 kg/cry ?超えない。High shear or other agitation can be accomplished by forcing the dispersion of water and polymer particles through a suitable device capable of applying suitable shear substantially simultaneously with contact. The application of shear is followed by the water and dispersion undergoing a rapid pressure drop. Typically this will be at least 1.4, generally at least 3, preferably at least 6 ky/crl
, L,, Bashige 6~12'plcrlz Shikashi, generally 15 kg/cry? It cannot be exceeded.
この圧力降下は一般に50ミリ秒よシ短い間、好ましく
は25ミリ秒未満内に生じる。これは、可動部を有する
剪断ミキサーの中で、例えば、乳化機の回転ブレードで
水と分散液が押し出された結果として起きる。しかし、
最良の結果は、剪断に静電部材を適用した、即ち、高速
で回転する部分を有しない、ミキサーを使用することに
よって最も便利に得られる。This pressure drop generally occurs within less than 50 milliseconds, preferably less than 25 milliseconds. This occurs as a result of the water and dispersion being forced out in a shear mixer with moving parts, for example with the rotating blades of an emulsifier. but,
The best results are most conveniently obtained by using mixers that apply electrostatic elements to the shearing, ie, do not have high speed rotating parts.
実質的に均質な分散液は1寸たけ2以上の圧縮機で水と
分散液を押し出して、特に、オリフィスミキサーを使用
して大きな圧力降下を起すことにより最゛良に作られる
。このように、好ましい方法は、分散液と水をオリフィ
スミキサーに入れ、それによシ分散液と水と全接触させ
、結果としての混合物を最初の接触時から100ミリ秒
未満内にオリフィスから放出することを含む。接触はオ
リフィスからの放出と実質的に同時に起りうる。水と分
散液の混合液が作られると実質的に同時に放出されるか
らであるが、一般に、この混合液は放出前2 + 3
ミ!J秒の間は作られる。Substantially homogeneous dispersions are best produced by forcing the water and dispersion with one or more compressors, particularly by using orifice mixers to create large pressure drops. Thus, a preferred method is to place the dispersion and water into an orifice mixer, thereby making all of the contact between the dispersion and water possible, and ejecting the resulting mixture from the orifice within less than 100 milliseconds from the time of initial contact. Including. Contacting may occur substantially simultaneously with discharge from the orifice. This is because the mixture of water and dispersion is released substantially simultaneously when it is made, but generally the mixture is 2 + 3 before release.
Mi! It is created for J seconds.
該オリフィスミキサーは、夫々混合室へ通じる分散液の
だめの入口と水のだめの入口とオリフィス管持つ該混合
室を有する。その結果、水と分散液の混合および水中で
のポリマー粒子の溶解の開始はこの混合室で行なわれる
。オリフィスはその直前の混合室の横断面よシ狭い。例
えば、オリフィスと混合室は大体、実質的に円筒であり
、オリフィスの半径はその直前の混合室の半径の505
6未満が典型的であわ、例えば混合室の半径20〜40
係、好ましくは25〜33チである。The orifice mixer has a mixing chamber with a dispersion sump inlet, a water sump inlet and an orifice tube, each leading to the mixing chamber. As a result, the mixing of the water and the dispersion and the initiation of dissolution of the polymer particles in the water takes place in this mixing chamber. The orifice is narrower than the cross section of the mixing chamber just before it. For example, the orifice and the mixing chamber are generally substantially cylindrical, and the radius of the orifice is 505 mm larger than the radius of the mixing chamber immediately before it.
Less than 6 is typical, e.g. a mixing chamber radius of 20-40
25 to 33 inches, preferably 25 to 33 inches.
剪断はオリフィスから押し出す結果として単独で行なわ
れてもよく、または装置からオリフィスへ分散液が移動
する間、もしくは該混合物がオリフィスから放出される
直後(2,3ミリ秒間)に下記するように該ミキサーを
剪断として用いてもよい。Shearing may occur solely as a result of extrusion from the orifice, or during the movement of the dispersion from the device to the orifice, or immediately (a few milliseconds) after the mixture is ejected from the orifice, as described below. A mixer may also be used as a shearer.
オリフィスからの放出に加えて剪断が手段″とじて適用
される場合、実質的に円筒の外側ハウジング(混合室で
あっても、オリフィスから導びかれるハウジングであっ
てもよい)と可動の実質的に円筒の内側ハウジングとの
間に形成されている螺旋溝から混合物4押し出すことに
よりこれを行々うのが便利である。この内側ハウジング
は剪断つる巻線、即ち、外側ハウジングの内側に嵌合す
る円筒プラグであるのが奸才しく、その外側表面には螺
旋溝が形成されている。If shear is applied in addition to the discharge from the orifice, a substantially cylindrical outer housing (which may be a mixing chamber or a housing directed from the orifice) and a movable substantially Conveniently this is done by forcing the mixture 4 through a helical groove formed between the inner housing of the cylinder and the inner housing which is fitted with a shear helical winding, i.e. inside the outer housing. The plug is cleverly a cylindrical plug with a spiral groove formed on its outer surface.
剪断つる巻線を使用するもう1つの利点はそれがオリフ
ィスミキサーから出てくる混合物に回転運動を与え、こ
のことがオリフィスから流出後実質的に直ちに、即ち、
2.3ミリ秒内に行なわれるのが好ましい結果物として
の水中油分散液と多量の稀釈水との均質混合を促進する
ことである。Another advantage of using a shear helical winding is that it imparts a rotational motion to the mixture exiting the orifice mixer, which causes the mixture to flow substantially immediately after exiting the orifice, i.e.
The preferred result is to facilitate homogeneous mixing of the resulting oil-in-water dispersion and the bulk dilution water, which occurs within 2.3 milliseconds.
攪拌は剪断の後(例えば多量の水中で)続けてもよいが
、それ自体、該分散液を所望の実質的均質分布に分解す
ることができ々くなる程度までであろう。Agitation may continue after shearing (eg, in copious amounts of water), but as such will only be sufficient to break up the dispersion into the desired substantially homogeneous distribution.
分散液と水が該ミキサー内で接触する時点と放出された
混合液が、例えば、多量の水中に押し出された結果とし
て安定した圧力を得た時点との間の圧力降下は高くかつ
非常に早くなければなら々い。この聞け100ミリ秒未
満、一般には50ミリ秒未満でなければならず、25ミ
リ秒未満、打首しくけ5ミリ秒未満、例えば5〜10ミ
リ秒の時に最良の結果がイ”Jられる。代表的には、こ
の短時間の間に油分散液と水分散媒は少々くとも1.4
、好−ましくに少なくとも3、概ね少なくとも6kl/
iの圧力降下を受けている。好ましい圧力降下は概ね6
〜12、最も好ましくは7〜11.5ky/d(D範囲
にあるが、ある場合には15 ’y/cn壕での圧力降
下が望ましい。The pressure drop between the point at which dispersion and water come into contact in the mixer and the point at which the discharged mixture obtains a stable pressure, for example as a result of being forced into a large volume of water, is high and very fast. I have to do it. This time should be less than 100 milliseconds, generally less than 50 milliseconds, and best results are obtained when the time is less than 25 milliseconds, and the necking time is less than 5 milliseconds, such as 5 to 10 milliseconds. Typically, during this short period of time, the oil dispersion and water dispersion medium will be mixed at least 1.4
, preferably at least 3, generally at least 6 kl/
is subjected to a pressure drop of i. The preferred pressure drop is approximately 6
~12, most preferably 7-11.5 ky/d (in the D range, but in some cases a pressure drop of 15' y/cn is desirable.
溶解の開始から分散液を分散するに必要な剪断1だは他
の攪拌の開始渣での時間は打首しくは20ミリ秒未満、
最も好オしくけ10ミリ秒未満であシ、0〜3ミリ秒の
時に最良結果が得られる。The shear required to disperse the dispersion from the start of dissolution or the start of other agitation is less than 20 milliseconds;
Most preferred is less than 10 milliseconds, with best results obtained between 0 and 3 milliseconds.
(15)
このように本発明の方法は、激しい攪拌または剪断を接
触と実質的に同時に、かつ非常に短時間だけ、即ち、ド
イツ公開公報第2433108号の剪断開始前に要する
600ミリ秒よりはるかに少なく、米国特許第3,46
8,322号のごとき従来のインライン混合装置におけ
る数秒またはそれ以上と比べはるかに少ない時間桁なう
点ですべての公知方法と基本的に異なっている。(15) The method of the present invention thus provides vigorous stirring or shearing substantially simultaneously with contact and only for a very short time, i.e., much more than the 600 milliseconds required before the onset of shearing in DE 24 33 108. U.S. Patent No. 3,46
It differs fundamentally from all known methods in that it takes orders of magnitude less time than the several seconds or more in conventional in-line mixing devices such as No. 8,322.
本発明者は、従来のオリフィスミキサー?非水性液中で
水と水溶性ポリマー粒子の分散液とを混合するのに使用
すれば、そして該分散液の該ミキサーへの、および該ミ
キサーからの流入、流量に何らの妨害があればミキサー
内のポリマーの溶解は部分的となり、ミキサーはボリマ
ーケ゛ルに閉塞されることに々るという危険があること
を発見している。本発明者は分散液のだめの入口を設け
ることによってこの問題ヲ最少限にしている。そのため
その入口は混合室のオリフィスの中で終9、例えば、オ
リフィスまで達するダクトの直径の10%から50チの
直径を有する。分散液の流れ(16)
が中断されるとポリマーダルがオリフィスを塞ぐが、オ
リフィスがダクトの直径に比べて狭いので分散液の流れ
が続行しオリフィスからポリマーゲルのプラグを押すで
あろう。The inventor of the present invention is a conventional orifice mixer? If used to mix water and a dispersion of water-soluble polymer particles in a non-aqueous liquid, and if there is any obstruction to the flow rate of the dispersion to and from the mixer. It has been discovered that the dissolution of the polymer in the mixer is only partial and there is a risk that the mixer may become clogged with polymer cells. The inventor minimizes this problem by providing an inlet for the dispersion reservoir. The inlet therefore has a diameter in the orifice of the mixing chamber, for example from 10% to 50 inches of the diameter of the duct leading up to the orifice. When the dispersion flow (16) is interrupted, the polymer barrel will block the orifice, but since the orifice is narrow compared to the diameter of the duct, the dispersion flow will continue and push the plug of polymer gel out of the orifice.
そのようなオリフィスを設ける代りに、あるいは一般に
はそれに加えて、ミキサーの中で終っている地点に、ま
たは近くに分散液のだめの入口にバルブを設け、正常の
流れの間は分散液の流れでこのバルブを開けさせ、流速
が低下する時は自動的にバルブを閉鎖させる。例えば、
入口が混合室内で終る地虚に、もっと一般的にはその地
点から短い間隔をおいた上流方向に、例えば上記した如
くオリフィスの上流方向に非復帰ボールバルブを設けて
もよい。バルブはポールと、入口を閉じるためにゴール
を付勢し、入口からの流量が減少する時は入口が?−ル
で閉鎖され、流量が使用される時は流れで入口が開くよ
うにする手段とを含んでもよい。Instead of, or generally in addition to, providing such an orifice, a valve is provided at the inlet of the dispersion reservoir at or near the point where it terminates in the mixer, so that during normal flow, the flow of dispersion This valve is opened, and when the flow rate decreases, the valve is automatically closed. for example,
A non-returning ball valve may be provided in the hollow where the inlet terminates in the mixing chamber, and more generally at a short distance upstream from that point, for example upstream of the orifice as described above. The valve energizes the pole and goal to close the inlet, and when the flow rate from the inlet decreases, the inlet? - means for allowing the inlet to be closed by the flow valve and open by the flow when the flow rate is used.
最適の性能を得るためには圧力降下を選定した価に維持
することが必要であるが、水に対するポリマーの投与縫
が変わる場合には要求されるように、オリフィスミギザ
ーの押出量を変えてこれを行なうのは困難である。本発
明のもう1つの特徴はオリフィスの有効出口面積を調整
することによって該ミキサーを横切る圧力降下k 9制
御することである。これはオリフィスに重なるがオリフ
ィスとは中心を異VCした開口を有する開口ブレートを
オリフィスに隣接して取り付け、オリフィス6で21し
て開口ブレートを回転してオリフィスの所望の有効出口
面を暴露することによって行カわれうる。Although it is necessary to maintain the pressure drop at the selected value for optimal performance, the extrusion rate of the orifice mincer may be varied as required if the polymer dosing rate to the water is varied. This is difficult to do. Another feature of the invention is to control the pressure drop k9 across the mixer by adjusting the effective exit area of the orifice. This involves mounting an aperture plate adjacent to the orifice with an aperture overlapping the orifice but at a different VC center than the orifice, and rotating the aperture plate at 21 at orifice 6 to expose the desired effective exit surface of the orifice. can be sent away by
開ロブレート捷たはオリフィスのめずれをノ・ウジング
に対して回転してもよい。打首しくit開ロブレートが
内側混合室を形成するブロックに固定され、混合室と開
口ブレートが回転し、ツリフイスが、オリフィスミキサ
ーを構成するハウジングに固定されている。The opening plate or orifice offset may be rotated relative to the nozzle. The opening plate is fixed to the block forming the inner mixing chamber, the mixing chamber and the opening plate are rotated, and the opening plate is fixed to the housing forming the orifice mixer.
特に、入口がオリフィスから離れだ混合室の口の中に入
り、該室が第一人口と第二人口の購断面の和と比較して
実質的に小さい横断面ケ肩する場合に良い結果が得られ
、それによって液体が混合室を通ってオリフィスへ通過
するとき入口からの液体の流れを実質的に促進させる。Particularly good results are obtained when the inlet enters the mouth of the mixing chamber away from the orifice and the chamber has a cross section that is substantially small compared to the sum of the purchasing sections of the first and second populations. obtained, thereby substantially enhancing the flow of liquid from the inlet as it passes through the mixing chamber and into the orifice.
該室の横断面はオリフィスに向って広がって力でもよい
。The cross-section of the chamber may extend toward the orifice.
上記の如く、オリフィスから出てくる混合物は実質的に
直接に水中に放出されるのが好ましい。As mentioned above, the mixture exiting the orifice is preferably discharged substantially directly into the water.
例えば、オリフィス(または次の剪断つる巻線)と水滴
を集める水との間は2αまでがせいぜい5tyn寸での
間隙を設けることができるが、好ましくは1ctn未満
の間隙である。混合物はバッフルプレート上に放出して
一層均一に多量の水中に分散させることができる。好1
しくけ、混合物は、オリフィスから、一般的には、水平
なパワフルプレートによって周囲の外側チャンバーに通
ずる内@IIチャンバーの頂部に分散させて、水及び溶
解するポリマーが内側のチャンバーを流下し、そして外
側チャンバー全その頂部出口捷で流れ、その後稀釈水と
更にブレンドされる。チャンバーの大きさの選択及び流
速は使用前の溶解時間を定める。For example, between the orifice (or the next shear helix) and the water collecting the droplets, there can be a gap of up to 2α, no more than 5 tyn, but preferably less than 1 ctn. The mixture can be discharged onto a baffle plate to more evenly disperse it in a large volume of water. Good 1
In this system, the mixture is dispersed from an orifice into the top of the inner@II chamber, which is communicated with the surrounding outer chamber by a generally horizontal powerful plate, so that the water and dissolved polymer flow down the inner chamber, and The entire outer chamber flows through its top outlet and is then further blended with dilution water. The choice of chamber size and flow rate determines the lysis time before use.
本発明のポリマー粒子の源として用いられる分散液は非
水性媒体における水溶性の小粒子の分散液であればいか
なるものでもよい。粒子は乾燥ポリマー粒子でもポリマ
ー固体ルの粒子でもよい。溶液重合、乳化重合捷たけ懸
濁重合により準備された粒子でもよく、油相状態で準備
されていても、別々に準備してから油相に加えたもので
もよい。The dispersion used as a source of the polymer particles of this invention can be any dispersion of small, water-soluble particles in a non-aqueous medium. The particles may be dry polymer particles or particles of polymer solids. The particles may be prepared by solution polymerization, emulsion polymerization, suspension polymerization, or may be prepared in an oil phase state, or may be prepared separately and then added to the oil phase.
「分散液」という語は粒子の特性がその系から正確には
乳化液と呼ぶことができるようなものであると否とにか
かわらず非水性液中に分散された粒子のあらゆる系を含
む広い意味で使用されている。The term "dispersion" is a broad term that includes any system of particles dispersed in a non-aqueous liquid, whether or not the characteristics of the particles are such that the system can properly be called an emulsion. used in meaning.
好ましくはアクリル単量体、例えばアクリルアミド、ア
クリル酸、水溶性アクリレートおよびそのコポリマーの
ような水溶性エチレン不飽和単量体の転相重合(rev
ersed phase polymerizat
ion)によりポリマー粒子が作られている。Preferably, acrylic monomers are used, such as phase inversion polymerization (rev
ersed phase polymerizat
ion) to make polymer particles.
粒子は一般に0.1と10μm間の大きさであり、03
〜5μmの大きさが最も好せしい。分散液は分散安定剤
または他の分散剤を含んでよい。これらは油中分散され
た水性単量体の現場重合として含まれていてもよい。水
け、例えば重合の完了後に共沸蒸留により除去されてよ
い。この場合にはポリマー粒子は実質的に乾燥されてい
るであろう。The particles are generally between 0.1 and 10 μm in size, with 0.3
A size of ~5 μm is most preferred. The dispersion may contain dispersion stabilizers or other dispersants. These may be included as in-situ polymerization of aqueous monomers dispersed in oil. The water may be removed, for example by azeotropic distillation after completion of the polymerization. In this case the polymer particles will be substantially dry.
しかし本発明の方法と装置は粒子が水性ケ゛ルであって
も使用できる。代表的にけ分散液はポリマー固体の重d
゛部尚シ、0.3〜3、一般には0.75〜1.5重量
部の非水性液、および0〜10重量部1、一般にけO〜
3M量部のポリマー粒子に吸収された水を含む。溶解を
開始するために分散液に混合する水の量、例えばオリフ
ィスミキサーに供給する水のM′はポリマー固体の重惜
部当り、概ね50〜1000、好ましくけ100〜30
0重量部である。However, the method and apparatus of the present invention can be used even if the particles are aqueous gels. Typically, the dispersion has a weight of polymer solids d
0.3 to 3, generally 0.75 to 1.5 parts by weight of non-aqueous liquid, and 0 to 10 parts by weight, generally 0 to 1.
Contains 3M parts of water absorbed in the polymer particles. The amount of water mixed into the dispersion to initiate dissolution, e.g. M' of the water fed to the orifice mixer, is generally from 50 to 1000, preferably from 100 to 30, per weight of polymer solids.
It is 0 parts by weight.
本発明の方法は、例えば上記したタイプの活性剤全使用
して又は使用することなく、実施することができ、本発
明者等は童外にも活性剤の存在は溶液の最終性能を減退
させることを見出した。活性剤の存在又は不存在とけ関
係なく、本発明では各粒子が実質的に独立に水和して全
溶解と急速に確実にし、結果として製造される溶液が同
様の、rfリマー分散液を従来の攪拌系を使用して溶解
する場合に得られる性能に比べ改善された凝集性能を有
することが明らかである。The method of the present invention can be carried out with or without the use of all activators, e.g. I discovered that. Regardless of the presence or absence of an activator, the present invention hydrates each particle substantially independently to rapidly ensure total dissolution, and the resulting solution is similar to that of conventional rf reamer dispersions. It is clear that the aggregation performance is improved compared to the performance obtained when dissolving using a stirring system.
添付図面において、第1図は装置の一形態の概略図、第
2図は透視画法により示す剪断つる巻線を有する他の形
態の装置の縦断面図、第3図はもう1つの形態の装置1
tの縦断面図、第4図から第7図は従来の剪断混合によ
って得た結果との比較で本願発明により得られる結果を
示すグラフである。In the accompanying drawings, FIG. 1 is a schematic diagram of one form of the device, FIG. 2 is a longitudinal sectional view of another form of the device with sheared helical windings shown in perspective, and FIG. 3 is a schematic representation of another form of the device. Device 1
4 to 7 are graphs showing the results obtained by the present invention in comparison with the results obtained by conventional shear mixing.
以下余白
第1図に示す装置は従来の空気−水ノズルを改変したも
のであり、空気供給路を分散液の供給路に代えたもので
可動部を含まない。特に、この装置はノズルオリフィス
2から室3へ通じる高剪断ノズル1を構成する。ノズル
1は水のための接線人口5と供給オリフィス7から注出
する油中ポリマー分散液のだめの軸方向の供給路6を備
えた円筒体4を有する。その室の壁土には水に渦流を与
える螺旋形じゃま板8がある。The apparatus shown in FIG. 1 below is a modification of a conventional air-water nozzle, in which the air supply path is replaced by a dispersion liquid supply path, and does not include any moving parts. In particular, this device constitutes a high shear nozzle 1 leading from a nozzle orifice 2 to a chamber 3. The nozzle 1 has a cylindrical body 4 with a tangential port 5 for water and an axial feed channel 6 for a reservoir of polymer dispersion in oil exiting from a feed orifice 7 . There is a spiral baffle plate 8 on the wall of the room that creates a whirlpool in the water.
室3は、該混合液を、例えば流水に吹きかける空隙であ
ってもよいが好ましくは流水で満され、ノズルオリフィ
ス2が水中に直接用ている◇第2図に示す装置は、蓋1
1の底面まで水で満された容器12の蓋11に固定し、
該蓋と該容器との間にガスケット13を有するオリフィ
スミキサー10から成る。The chamber 3 may be a gap in which the liquid mixture is sprayed, for example, into running water, but is preferably filled with running water, and the nozzle orifice 2 is used directly in the water.
1 is fixed to the lid 11 of a container 12 filled to the bottom with water,
It consists of an orifice mixer 10 with a gasket 13 between the lid and the container.
ミキサー10は第1人口15と第2人口16を有し、オ
リフィス18に至る内側混合室17を形成するハウジン
グ14から成る。The mixer 10 consists of a housing 14 having a first population 15 and a second population 16 and forming an inner mixing chamber 17 leading to an orifice 18 .
水供給ダクト19は入口15に入れである。この入口ダ
クトは水供給ノRイブを固定するためにねじ20でとめ
つけてノズル21で終っている。ノズル21の直前には
該ダクト内に剪断つる巻線22が設置しである。この剪
断つゐ巻線はダクト19の内腔に滑如ばめした中実シリ
ンダーであシ、その外側表面のまわシに螺旋溝23を有
する。A water supply duct 19 is inserted into the inlet 15. This inlet duct terminates in a nozzle 21, which is fastened with a screw 20 for fixing the water supply nozzle. Immediately in front of the nozzle 21, a shear helical winding 22 is installed in the duct. The shear winding is a solid cylinder that fits snugly into the bore of the duct 19 and has a helical groove 23 around its outer surface.
第2人口16には混合室17の開放端26で終る円筒ダ
クト25を形成する部材24が入れである。ケージ27
は部材24と一体となって該ダクトの軸と平行の多数の
ひだ28.29を構成する。The second port 16 is fitted with a member 24 forming a cylindrical duct 25 terminating in the open end 26 of the mixing chamber 17 . cage 27
together with the member 24 constitute a number of folds 28, 29 parallel to the axis of the duct.
螺旋状スプリング30は多数のひだ29の間を滑り、こ
れらのひだに案内されてゾール31とかみ合う。The helical spring 30 slides between a number of folds 29 and is guided by these folds to engage the sole 31.
分散液が内腔25を流通する時、分散液の流れはが一ル
31を該ダクトの開放端26から排除し、分散液が室1
7に入る。分散液の流れが遅い場合、スプリング30が
が−ルを開放端26に嵌め、室17から水が入らないよ
うにダクト25を封鎖する。As the dispersion flows through the lumen 25, the flow of dispersion displaces the tube 31 from the open end 26 of the duct, causing the dispersion to flow into the chamber 1.
Enter 7. If the flow of dispersion is slow, spring 30 snaps the gurl into open end 26 and seals duct 25 from entry of water from chamber 17.
ケージ27とひだ28,29の設置はダクト19からオ
リフィス18に向う水の流れに障害とならないようなも
のである。The arrangement of the cage 27 and the corrugations 28, 29 is such that the flow of water from the duct 19 towards the orifice 18 is unobstructed.
該混合室は入口が出ている領域だけでなくオリフィス1
8と同軸回転する混合領域32をも含む。The mixing chamber includes not only the area where the inlet exits but also the orifice 1.
It also includes a mixing region 32 that rotates coaxially with 8.
この回転領域は剪断つる巻線33(つる巻線22の如く
、透視画法で示す)を含む円筒通路である。This region of rotation is a cylindrical passage containing a shear helix 33 (like helix 22, shown in perspective).
このつる巻線は混合領域32にゆるく滑シはめした中実
シリンダーであって、その外側表面に螺旋溝34を有す
る。The helical winding is a solid cylinder that is loosely fitted into the mixing region 32 and has a helical groove 34 on its outer surface.
第3図に示すミキサーは第一環状人口43と第二同軸人
口44と共軸の混合室ブロック42に形成された混合室
41を含むハウジング40から成る。ハウジング40に
は水供給ダクト45とポリマー供給ダクト46が−ぐル
ト締めしである。ダクト46は非復帰バルブ組立体47
を含み、該組立体はスプリング49によって座50に付
勢されるが−ル48から成シ、該ポールは、該ダクトか
ら混合室41へ流れるポリマーの流れがスプリングによ
シ該?−ルを座に保持できる水準に達した時にその座で
該ダクトを閉鎖させる。The mixer shown in FIG. 3 consists of a housing 40 containing a mixing chamber 41 formed in a mixing chamber block 42 coaxial with a first annular cavity 43 and a second coaxial cavity 44 . A water supply duct 45 and a polymer supply duct 46 are bolted to the housing 40. Duct 46 is a non-return valve assembly 47
The assembly consists of a pole 48 which is biased against a seat 50 by a spring 49, the pole ensuring that the flow of polymer flowing from the duct into the mixing chamber 41 is biased by the spring. - Close the duct at the seat when it reaches a level that allows the lever to be held in the seat.
混合室41はオリフィス51に通じておシ、該混合室の
そこで混合される液体流は高剪断下でダクト56に注が
れる。オリフィス51は該混合室と同軸である。開口5
3を有する開口ブレート52はブロック42に固定し、
オリフィス51と離心装填しである。アーム54はブロ
ック42に固定し、ブロック42をその軸を中心に回転
させ、オリフィスプレート52をオリフィス51と離心
回転させるように半径溝55を介して可動する。The mixing chamber 41 opens into an orifice 51 in which the liquid streams mixed therein are directed into a duct 56 under high shear. Orifice 51 is coaxial with the mixing chamber. opening 5
An aperture plate 52 having a diameter of 3 is fixed to the block 42;
Orifice 51 and eccentric loading. Arm 54 is fixed to block 42 and is movable through radial groove 55 to rotate block 42 about its axis and rotate orifice plate 52 eccentrically with respect to orifice 51 .
ダクト56はダクト56を通過する流れに、早い回転を
与えるために剪断つる巻線57を含み、その流れは水に
放出されて処理される。The duct 56 includes shear helical windings 57 to impart a fast rotation to the flow passing through the duct 56, and the flow is discharged into the water for treatment.
夫施例
次の実施例については第4図から第7図を参照する。各
図は3m9/lのポリマーを添加後の2嘱チヤイナクレ
ー懸濁液の沈降速度を示す。凝集性能の展開速度を評価
するために懸濁液に、]?リポリマ添加後2時間経って
から凝集性能を評価した。第4図から第7図の各々にお
いて、曲線Aは本発明の方法を実施して行だ曲線でおシ
、曲線Bは実施例1に記載の低剪断混合方法により得た
曲線でおる。実施例2−4の活性剤は「エチラン55」
(Ethylan55 )である。EMBODIMENTS Refer to FIGS. 4 to 7 for the following embodiments. Each figure shows the settling rate of a 2-chamber clay suspension after addition of 3 m9/l of polymer. into the suspension to evaluate the development rate of flocculation performance]? Aggregation performance was evaluated 2 hours after addition of the lipolymer. In each of FIGS. 4 to 7, curve A is the curve obtained by carrying out the method of the present invention, and curve B is the curve obtained by the low shear mixing method described in Example 1. The activator of Example 2-4 is "Ethylan 55"
(Ethylan55).
実施例−1−
高分子骨のポリアクリルアミドを転相懸濁重合法により
油中で微細分散液として作る。粒子は分散液の共沸蒸留
の結果として実質的に無水であシ、分散液は略同量の、
3’f IJママ−油から成り、4?リマ一粒子は平均
2μmの大きさでおる。この分散液の1部を第1図に示
すような混練頭部を使って99部の水と混合し、0.5
%活性yJ?リマー溶液を得た。Example-1 Polyacrylamide as a polymeric bone is prepared as a fine dispersion in oil by a phase inversion suspension polymerization method. The particles are substantially anhydrous as a result of azeotropic distillation of the dispersion, and the dispersion contains approximately the same amount of
3'f IJ Mama - Consists of oil, 4? Lima particles have an average size of 2 μm. One part of this dispersion was mixed with 99 parts of water using a kneading head as shown in FIG.
% activity yJ? A reamer solution was obtained.
入地点とノズルオリフィス2との間の圧力降下は約8.
5ゆ//′□2(125p、s、i)であシ、入口点7
とオリフィス2との間の滞留時間は約9.2ミリ秒であ
った。オリフィスの大きさは直径9調であった。The pressure drop between the entry point and the nozzle orifice 2 is approximately 8.
5yu//'□2 (125p, s, i), entrance point 7
The residence time between and orifice 2 was approximately 9.2 milliseconds. The orifice size was 9 diameters.
この条件下で、オリフィスによシ形成される溶液小滴の
大きさは約220μmである。オリフィスから現われる
液滴の実験は非水性液の微小滴が含まれていることを示
し、それら微小液滴の直径は2〜4μmであった。各水
性小滴は平均、略1つ(27)
の微小滴を含んでいた。油中ポリマー分散液の50チ容
量がポリマーであるから、このことは各ポリマー粒子が
各水性滴中で実質的に独立に湿潤していることを示す。Under this condition, the size of the solution droplet formed by the orifice is approximately 220 μm. Experiments with the droplets emerging from the orifice showed that they contained microdroplets of non-aqueous liquid, and the diameter of these microdroplets was 2-4 μm. Each aqueous droplet contained an average of approximately 1 (27) microdroplets. Since 50 volumes of the polymer-in-oil dispersion are polymer, this indicates that each polymer particle is substantially independently wetted in each aqueous droplet.
液滴は、更に、水を入れた容器3に流出し、溶解を続け
る。The droplets further flow into a container 3 containing water and continue to dissolve.
ポリマー溶液の試料を上記した如く凝集性能のために直
ちに評価し、第4図に曲線Aで表示した。A sample of the polymer solution was immediately evaluated for flocculation performance as described above and is represented by curve A in FIG.
コントロールとして、上記の如く同一のポリマー分散液
を所定量8オンス(226,8# )i%−器中の10
(llの水に注入して0.5%活性Hq IJママ−液
を作った。容器は直ちに蓋をして手で10秒間振った。As a control, a predetermined amount of the same polymer dispersion as described above was added to 8 oz.
A 0.5% active Hq IJ mom solution was prepared by pouring it into 1 liter of water. The container was immediately capped and shaken by hand for 10 seconds.
溶液を放置し、凝集性能を2時間にわだシ時々評価した
。これは低剪断活性化条件を代表するものであるが第4
図に曲線Bで表示する。The solution was allowed to stand and flocculation performance was evaluated from time to time over a period of 2 hours. This is representative of low shear activation conditions, but the fourth
It is indicated by curve B in the figure.
最初の結果はいかなる化学活性剤をも含、まない油中ポ
リマー分散液で行なった。第4図は低剪断と高剪断の活
性化法の凝集性能の達成速度を比較する。Initial results were performed with polymer dispersions in oil without any chemical activators. FIG. 4 compares the rate at which cohesive performance is achieved for low-shear and high-shear activation methods.
本発明による高剪断活性化を使用すれば最高の(28)
性能が1時間後に達成された。低剪断活性化の下ではポ
リマーの低い溶解が得られるにすぎず、ポリマーの性能
の改良はほとんのわずか、2時間老化後に、達成された
。Best (28) performance was achieved after 1 hour using high shear activation according to the present invention. Only low dissolution of the polymer was obtained under low shear activation, and only a slight improvement in the performance of the polymer was achieved after 2 hours of aging.
U湾ニー
実施例1の実験を油中分散のポリマーに1%の化学活性
剤を添加して繰シかえした。第5図の結果は、高剪断活
性化を使用して最高の凝集性能が略25分後に起きたこ
とを示す。低剪断活性化の下では最高性能は達成するの
に1時間を要し、凝集性能は高剪断活性条件を使用する
場合の結果には至らなかった。The experiment of U-Bay Knee Example 1 was repeated with the addition of 1% chemical activator to the polymer dispersed in oil. The results in Figure 5 show that using high shear activation, the best flocculation performance occurred after approximately 25 minutes. Under low shear activation, maximum performance required 1 hour to achieve, and flocculation performance did not reach the results when using high shear activation conditions.
実施例3一
実施例1の実験を油中分散のポリマーに2.5%の化学
活性剤を添加して繰シがえした。第6図の結果は高剪断
活性化を使用して最高の凝集性能が10分後に得られた
ことを示す。低剪断波性化条件下では最高性能は高剪断
活性化で得るよシも低く、凝集性能の展開速度は従って
低く、全性能を20分後に達成した。Example 3 - The experiment of Example 1 was repeated with the addition of 2.5% chemical activator to the polymer dispersed in oil. The results in Figure 6 show that using high shear activation, the best flocculation performance was obtained after 10 minutes. Under low shear wave activation conditions, peak performance was less than that obtained with high shear activation, and the rate of development of cohesive performance was therefore slow, with full performance achieved after 20 minutes.
実施例4
実施例1の実験を油中分散のポリマーに5%の化学活性
剤を添加して繰りかえした。第7図の結果は高剪断活性
化を使用して最高凝集性能は20分後に得られたことを
示す。低剪断活性化条件下では最高性能は高剪断活性化
で得られたよシも低く、最高性能の得られる速度は速く
10分後に最適結果を得ているが、凝集性能の展開速度
は相対的に低い。Example 4 The experiment of Example 1 was repeated with the addition of 5% chemical activator to the polymer dispersed in oil. The results in Figure 7 show that using high shear activation the highest flocculation performance was obtained after 20 minutes. Under low-shear activation conditions, the maximum performance was lower than that obtained under high-shear activation, and although the maximum performance was obtained quickly and the optimal result was obtained after 10 minutes, the development speed of cohesive performance was relatively low. low.
これらの実施例は、本発明の高剪断方法が活性剤の存在
下であっても従来の低剪断方法の結果よりも良い凝集結
果を一様に与え、かつ活性剤の不存在下で最良結果を与
えることを示す。These examples show that the high shear method of the present invention uniformly gives better agglomeration results than those of conventional low shear methods even in the presence of an activator, and that the best results in the absence of an activator. Indicates that the
第1図は装置の一形態の概略図であシ、第2図は透視画
法で示した剪断つる巻線を有する他の形態の装置の縦断
面図であシ、
第3図はもう1つの形態の装置の縦断面図であシ、
第4図〜第7図は従来の剪断混合によるものとの対比で
本発明によって得られる結果を示すグラフ図である。1 is a schematic diagram of one form of the device; FIG. 2 is a longitudinal cross-sectional view of another form of the device with a shear helical winding shown in perspective; FIG. FIGS. 4-7 are longitudinal cross-sectional views of two configurations of the apparatus; FIGS. 4-7 are graphical illustrations illustrating the results obtained by the present invention as compared to conventional shear mixing; FIGS.
Claims (1)
水と混合することによって水に溶解するにあたり、十分
に攪拌しながら分散液を水に混合して粒子の水中への実
質的な溶解を開始せしめ、実質的溶解の開始から100
ミ!J秒未満の間に該分散液を水に実質的に均質に分
散させ、そして該粒子の水中への溶解を完結せしめるこ
と全特徴とする方法。 2、実質的溶解の開始から50ミリ秒未満、打首しくは
25ミリ秒未満の間に少なくとも1.4 ky/d1好
ましくは少なくとも6ky/crlの圧力降下によシ生
じる剪断に上記混合液をかけることによって上記分散液
が実質的に均質に水に分散する特許請求の範囲第1項に
記載の方法。 3、上記分散液を水に匈質に分散した後実質的に直ちに
得られた分散液を多量の稀釈水と混合する特許請求の範
囲第1項に記載の方法。 4、分散液と水をオリフィスミキサーに押し込み、それ
によって該分散液と水とを接触させ、得られた混合部全
接触時から100ミリ秒未満の時間内に該オリフィスか
ら放出することを含む特許請求の範囲第1項に記載の方
法。 5、上記の水と分散液との接触地点と、放出後の混合物
の実質的に一定の圧力との間の圧力降下が少なくとも1
.4 ky/crl 、好ましくは少なくとも6ky/
CI!であって、この圧力降下が接触後50ミリ秒未満
、好ましくは少なくとも25ミリ秒未満の時間にわたっ
て得られる特許請求の範囲第4項に記載の方法。 6、上記混合液が上記オリフィスから多量の稀釈水の中
に実質的に直接放出される特許請求の範囲第4項又は第
5項に記載の方法。 7、上記オリフィスミキサーが分散液を入れる入口と水
を入れる入口を有する混合室を持ち、該オリフィスの出
口が該混合室から通じていて、(a)分散液の該入口が
該混合室の中でオリフィスとして終っており、そして/
載いは(b)混合室の中で終っている地点−またけその
近くにある分散液のだめの該入口がバルブを含み、該バ
ルブが正常の流れの間は分散液の流れによって開き、流
速が低下する時に自動的に該入口を閉めるよう(1へ′
成されている特許請求の範囲第4項に記載の方法。 8 +配水と分散液が接触する所の圧力と上記オリフィ
スからの放出後の実質的に一定の圧力との間の圧力降下
が該オリフィスの有効な出口面積を調整することにより
、好ましくは上記オリフィスに軍なるが該オリフィスと
中心を界にする開口を有する開口ブレートを該オリフィ
スにjlijB接して設け、該開ロー戸レートを該オリ
フィスに対して回転させて該オリフィスの所望の有効1
10面積を暴露することにより選択される1゛〒許請求
の範囲第4〜7項のいずれか1項に甫コ献の方法。 9、 上記混合物が、上記分散液の水への実質的に均質
な分@を促進させるためVC実質的に円筒の夕)側ハウ
ジングと可動する実質的に円筒の内側ノ・ウジングとの
間に形成された螺旋溝から押しt13される特許請求の
範囲第1〜8項のいずれか1項に記載の方法。 10 上記分散液が1重61部のポリマー固体、0.
3〜3重址部の非水性液およびO〜1011量部の該ポ
リマー粒子に吸収される水で形成され、溶解を始めるた
めに該分散液と混合する水の叶1が50〜1000重量
部であり、そして打首しくけ水中油型分散剤が実質上存
在しない特許請求の範囲第1〜9項のいずれか1項に記
載の方法。 11、上記分散液の水中への均質な分散が1から5粒子
のポリマーを各々含む液滴として非水性液を水に分散さ
せることによね行なわれる特許請求の範囲第1〜10項
のいずれか1項に記載の方法。 12、混合室を規定するノ・ウジング、ポリマー粒子の
分散液全非水性液に入れるだめの該混合室の第一人口、
水を入れるだめの該混合室の紀二人口、および該混合室
からの田ロオリフイスから成る非水性液体中の、Jq
l)マー粒子分散液のポリマー粒子を水中に溶解するの
に適したオリフィスミキザーにおいて、イ亥オリフィス
ミキサーが (3) (a) 該第−人口がオリフィスの混合室で終ってい
ること、 (b) 該第−人口が該混合室の中で終る位置まだは
その近くに、バーールと?−ルをバイアスして入口を閉
める手段全台む非復帰パルプ含み、その結果、該入口を
通る流速が落ちた時に該Hポールで該入口が閉鎖される
こと、 (c)該オリフィスの有効な出口面積を変化させる手段
であって、好ましくはオリフィスに隣接して設けられ、
かつ該メリフィスに重なるが該オリフィスと中心を異に
する開口を有する開口グレートと、該開口ブレートと該
オリフィスに相対的な回転を与える手段を有すること、
並びに(d) 該オリフィスの直前まだは直後に、実
質的に円筒の外側ハウジングと、該内側と外側のハウジ
ングの間に螺旋溝を形成している可動する実質的に円筒
の内側ハウジングとを有することから選ばれた少なくと
も一つの構成要素を含むことを特徴とするオリフィスミ
キザー。[Claims] 1. When dissolving the polymer particles of the polymer particle dispersion in the non-aqueous liquid in water by mixing them with water, the dispersion is mixed with water with sufficient stirring and the particles are poured into the water. 100% from the start of substantial dissolution.
Mi! A method characterized in that the dispersion is substantially homogeneously dispersed in water and the dissolution of the particles in water is completed in less than J seconds. 2. Subjecting the mixture to shear caused by a pressure drop of at least 1.4 ky/dl, preferably at least 6 ky/crl, during less than 50 milliseconds, or less than 25 milliseconds, from the onset of substantial dissolution. 2. The method of claim 1, wherein the dispersion is substantially homogeneously dispersed in water by applying the water. 3. The method according to claim 1, wherein the dispersion obtained is mixed with a large amount of dilution water substantially immediately after dispersing the dispersion in water. 4. A patent comprising forcing a dispersion and water into an orifice mixer, thereby bringing the dispersion and water into contact, and releasing the resulting mixture from the orifice within less than 100 milliseconds from the time of total contact. A method according to claim 1. 5. The pressure drop between the point of contact between said water and the dispersion and the substantially constant pressure of the mixture after discharge is at least 1.
.. 4 ky/crl, preferably at least 6 ky/crl
CI! 5. A method according to claim 4, wherein this pressure drop is obtained over a period of less than 50 milliseconds, preferably at least less than 25 milliseconds after contact. 6. The method of claim 4 or claim 5, wherein said liquid mixture is discharged substantially directly from said orifice into a volume of dilution water. 7. The orifice mixer has a mixing chamber having an inlet for dispersion and an inlet for water, and the outlet of the orifice communicates from the mixing chamber, and (a) the inlet for the dispersion is in the mixing chamber; ends as an orifice, and/
(b) The inlet of the dispersion reservoir near the point where the dispersion terminates in the mixing chamber includes a valve, the valve being opened by the flow of dispersion during normal flow and controlling the flow rate. Automatically close the inlet when the temperature decreases (to 1'
4. The method according to claim 4, wherein the method comprises: 8+Preferably, the pressure drop between the pressure at the point of contact between the water distribution and the dispersion and the substantially constant pressure after discharge from said orifice adjusts the effective exit area of said orifice. In addition, an aperture plate having an aperture bounded by the orifice at the center is provided in contact with the orifice, and the opening plate is rotated relative to the orifice to obtain the desired effective 1 value of the orifice.
1. The method as claimed in any one of claims 4 to 7. 9. The mixture is placed between the VC substantially cylindrical side housing and the movable substantially cylindrical inner housing to promote substantially homogeneous distribution of the dispersion into the water. The method according to any one of claims 1 to 8, in which pressing t13 is performed from the formed spiral groove. 10 The above dispersion contains 61 parts by weight of polymer solids, 0.
Formed by 3 to 3 parts of non-aqueous liquid and 0 to 1011 parts by weight of water absorbed by the polymer particles, 50 to 1000 parts by weight of water leaf 1 to be mixed with the dispersion to initiate dissolution. 10. The method according to any one of claims 1 to 9, wherein the oil-in-water dispersant is substantially absent. 11. Any one of claims 1 to 10, wherein the homogeneous dispersion of the dispersion in water is carried out by dispersing the non-aqueous liquid in water as droplets each containing 1 to 5 particles of polymer. The method described in Section 1. 12. A first volume of the mixing chamber defining a mixing chamber, into which the dispersion of polymer particles is placed in the non-aqueous liquid;
Jq in a non-aqueous liquid consisting of Kiji population in the mixing chamber containing water and the orifice from the mixing chamber.
l) In an orifice mixer suitable for dissolving polymer particles of a polymer particle dispersion in water, the orifice mixer (3) (a) terminates in the mixing chamber of the orifice; b) Near the location where the first population ends in the mixing chamber, with a burr? (c) means for biasing the orifice to close the inlet, including a non-returnable pulp so that the inlet is closed at the H-pole when the flow rate through the inlet falls; means for varying the exit area, preferably located adjacent to the orifice;
and an aperture grate having an aperture overlapping the merifice but having a different center from the orifice, and means for imparting relative rotation to the aperture plate and the orifice;
and (d) having a substantially cylindrical outer housing immediately before or after the orifice and a movable substantially cylindrical inner housing defining a helical groove between the inner and outer housings. An orifice mixer comprising at least one component selected from the above.
Applications Claiming Priority (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
GB8222726 | 1982-08-06 | ||
GB8222726 | 1982-08-06 | ||
GB8231898 | 1982-11-09 | ||
GB8313165 | 1983-05-13 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5947232A true JPS5947232A (en) | 1984-03-16 |
Family
ID=10532159
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP14315383A Pending JPS5947232A (en) | 1982-08-06 | 1983-08-06 | High molecular substance dissolution and device |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5947232A (en) |
ZA (1) | ZA835731B (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61164637A (en) * | 1985-01-10 | 1986-07-25 | ダイアケム・インダストリズ・インコ−ポレイテツド | Rapid dissolution of polymer in water |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2433108A1 (en) * | 1974-07-10 | 1976-01-22 | Agfa Gevaert Ag | PROCESS FOR MANUFACTURING ALIPHATIC BETA KETOESTERS |
-
1983
- 1983-08-04 ZA ZA835731A patent/ZA835731B/en unknown
- 1983-08-06 JP JP14315383A patent/JPS5947232A/en active Pending
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2433108A1 (en) * | 1974-07-10 | 1976-01-22 | Agfa Gevaert Ag | PROCESS FOR MANUFACTURING ALIPHATIC BETA KETOESTERS |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61164637A (en) * | 1985-01-10 | 1986-07-25 | ダイアケム・インダストリズ・インコ−ポレイテツド | Rapid dissolution of polymer in water |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
ZA835731B (en) | 1984-09-26 |
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