JPS5952882B2 - スチレン系樹脂の連続塊状重合方法 - Google Patents
スチレン系樹脂の連続塊状重合方法Info
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- JPS5952882B2 JPS5952882B2 JP54141348A JP14134879A JPS5952882B2 JP S5952882 B2 JPS5952882 B2 JP S5952882B2 JP 54141348 A JP54141348 A JP 54141348A JP 14134879 A JP14134879 A JP 14134879A JP S5952882 B2 JPS5952882 B2 JP S5952882B2
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- B01J2219/182—Details relating to the spatial orientation of the reactor horizontal
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- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明はスチレン系樹脂の連続塊状重合方法に係り、特
にスチレン系樹脂を塊状重合法により連続的に製造する
のに好適な連続塊状重合方法に関するものである。
にスチレン系樹脂を塊状重合法により連続的に製造する
のに好適な連続塊状重合方法に関するものである。
スチレン系樹脂としては、スチレン単独重合体、ブタジ
エン重合体とスチレンとの共重合体、スチレン−アクリ
ロニトリル共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合
体がある。
エン重合体とスチレンとの共重合体、スチレン−アクリ
ロニトリル共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合
体がある。
一般にスチレン系樹脂は、平均分子量が高いほど、また
、分子量分布が狭いほど、引張り強さや耐衝撃性等の機
械的性質、透明性および加工性がすぐれている。
、分子量分布が狭いほど、引張り強さや耐衝撃性等の機
械的性質、透明性および加工性がすぐれている。
一方、その重合度は、重合温度のみによつて決まるため
、良質な製品を得るためには、できる限りー定の温度で
重合させることが望ましく、温度制御が重要な課題とな
る。したがつて、重合中に発生する重合反応熱を除去す
ることが必要になる。ところが、スチレン系樹脂は、重
合の進行に伴つて重合物の粘度が著しく上昇するので、
伝熱係数が低下し、反応熱の除去が困難になる。そのた
め、従来開発された種々のスチレン系樹脂の連続塊状重
合技術は、この反応熱を如何にして除去するかにほとん
どの努力が払われている。従来のスチレン系樹脂の連続
塊状重合法として工業的に採用されている代表的なもの
に、例えば、特公昭４７−｛１０号に示されているよう
な多段攪拌槽型の重合法がある。
、良質な製品を得るためには、できる限りー定の温度で
重合させることが望ましく、温度制御が重要な課題とな
る。したがつて、重合中に発生する重合反応熱を除去す
ることが必要になる。ところが、スチレン系樹脂は、重
合の進行に伴つて重合物の粘度が著しく上昇するので、
伝熱係数が低下し、反応熱の除去が困難になる。そのた
め、従来開発された種々のスチレン系樹脂の連続塊状重
合技術は、この反応熱を如何にして除去するかにほとん
どの努力が払われている。従来のスチレン系樹脂の連続
塊状重合法として工業的に採用されている代表的なもの
に、例えば、特公昭４７−｛１０号に示されているよう
な多段攪拌槽型の重合法がある。
この重合法は、３〜５槽の連続たて型攪拌槽により、ト
ルエンなどの溶剤を用いて重合を行うものである。攪拌
槽は、第１段を普通のタービン翼形式とし、高粘度から
の除熱が必要となる第２段以降の攪拌槽は、内部冷却コ
イルをもつヘリカルスクリユ一形式としている。また、
同様の攪拌槽を用いた重合法としては、特公昭４２−３
３９４号、米国特許第３５１３１４５号で，提案されて
いるように、攪拌槽内壁の伝熱係数向上をはかるため、
攪拌翼の先端にスクレーパ一（かき取り羽根）を設けた
ものを使用して重合を行う方法がある。これらの攪拌槽
形式のものは、粘度が低い範囲，では、各槽の重合温度
を等しく保つことで、分子量分布の狭い製品が得られる
という特徴をもつているが、高粘度では伝熱係数が著し
く低下する上、特にかき取り型の場合は、攪拌翼の回転
に大きな動力を必要とし、攪拌熱の増大により除熱量５
が不足する。
ルエンなどの溶剤を用いて重合を行うものである。攪拌
槽は、第１段を普通のタービン翼形式とし、高粘度から
の除熱が必要となる第２段以降の攪拌槽は、内部冷却コ
イルをもつヘリカルスクリユ一形式としている。また、
同様の攪拌槽を用いた重合法としては、特公昭４２−３
３９４号、米国特許第３５１３１４５号で，提案されて
いるように、攪拌槽内壁の伝熱係数向上をはかるため、
攪拌翼の先端にスクレーパ一（かき取り羽根）を設けた
ものを使用して重合を行う方法がある。これらの攪拌槽
形式のものは、粘度が低い範囲，では、各槽の重合温度
を等しく保つことで、分子量分布の狭い製品が得られる
という特徴をもつているが、高粘度では伝熱係数が著し
く低下する上、特にかき取り型の場合は、攪拌翼の回転
に大きな動力を必要とし、攪拌熱の増大により除熱量５
が不足する。
また、ヘリカルスクリユ一形式の場合は、高粘度では攪
拌翼と重合物の共まわりが生ずる。したがつて、攪拌槽
形式では、低粘度に抑えるため、重合率を低い範囲に抑
えるが、トルエンなどの溶剤を加えた重合を行う。この
ため、溶・剤回収あるいはモノマ回収の負荷が増大する
。さらに攪拌槽形式では、装置規摸を拡大する場合、相
似スケールアツプをしただけでは、伝熱面積が処理量の
増加に対して２／３乗でしか増加しないので、除熱面積
の不足を生じ、規模拡大に限度がある。これを補なおう
とすると、装置がいたずらに複雑化し、コスト高となる
。攪拌槽による重合法で除熱能力を増大させるためには
、内容物と冷却媒体との温度差を大きく取ることが考え
られるが、この場合は、伝熱壁面近傍の重合物の温度が
低下し、粘度が高くなるので、攪拌による壁面更新が行
われにくくなる。
拌翼と重合物の共まわりが生ずる。したがつて、攪拌槽
形式では、低粘度に抑えるため、重合率を低い範囲に抑
えるが、トルエンなどの溶剤を加えた重合を行う。この
ため、溶・剤回収あるいはモノマ回収の負荷が増大する
。さらに攪拌槽形式では、装置規摸を拡大する場合、相
似スケールアツプをしただけでは、伝熱面積が処理量の
増加に対して２／３乗でしか増加しないので、除熱面積
の不足を生じ、規模拡大に限度がある。これを補なおう
とすると、装置がいたずらに複雑化し、コスト高となる
。攪拌槽による重合法で除熱能力を増大させるためには
、内容物と冷却媒体との温度差を大きく取ることが考え
られるが、この場合は、伝熱壁面近傍の重合物の温度が
低下し、粘度が高くなるので、攪拌による壁面更新が行
われにくくなる。
このため、伝熱係数が低下し、内容物と冷却媒体との温
度差を大きくすることによる除熱能力の増大に限度があ
るばかりでなく、槽内部と伝熱面近傍とに温度分布の差
が生ずるため、重合生成物の分子量分布の幅が広くなる
。このほか、スチレン系樹脂の連続塊状重合法として、
塔式重合機またはネジスクリユ一型重合機による重合方
法が提案されているが、塔式重合機では内容物の均一な
除熱が容易でなく、除熱能力に余裕を持たせることも困
難であり、しばしば暴走反応を起し、塔全体にスケール
化が進行することがある。
度差を大きくすることによる除熱能力の増大に限度があ
るばかりでなく、槽内部と伝熱面近傍とに温度分布の差
が生ずるため、重合生成物の分子量分布の幅が広くなる
。このほか、スチレン系樹脂の連続塊状重合法として、
塔式重合機またはネジスクリユ一型重合機による重合方
法が提案されているが、塔式重合機では内容物の均一な
除熱が容易でなく、除熱能力に余裕を持たせることも困
難であり、しばしば暴走反応を起し、塔全体にスケール
化が進行することがある。
また、ネジスクリユ一型重合機では、他の形式の装置に
比較してホールドアツプが小さく、重合機内滞留時間が
短いので、装置コスト当りの処理量が少なく、実用化に
難点がある。以上述べた方法は、何れも重合物をコイル
、ジヤケツト等の伝熱壁を介して冷却媒体により間接冷
却する方法である。これらの方法の問題点は、重合物の
粘度が高いため、伝熱係数が小さく、除熱能力に余裕が
ないことである。これに対して、重合物を減圧下におき
、重合物から未反応単量体や溶剤を蒸発させ、その蒸発
潜熱により反応熱を除去する方法、あるいは、重合物の
自由表面に単量体、溶剤あるいは非溶剤を直接散布する
直接冷却法等がある。
比較してホールドアツプが小さく、重合機内滞留時間が
短いので、装置コスト当りの処理量が少なく、実用化に
難点がある。以上述べた方法は、何れも重合物をコイル
、ジヤケツト等の伝熱壁を介して冷却媒体により間接冷
却する方法である。これらの方法の問題点は、重合物の
粘度が高いため、伝熱係数が小さく、除熱能力に余裕が
ないことである。これに対して、重合物を減圧下におき
、重合物から未反応単量体や溶剤を蒸発させ、その蒸発
潜熱により反応熱を除去する方法、あるいは、重合物の
自由表面に単量体、溶剤あるいは非溶剤を直接散布する
直接冷却法等がある。
これらの方法は、蒸発潜熱により重合物を直接冷却する
ので、除熱能力が大きく、温度制御が容易である。しか
し、これらの方法を単独で用いる場合には、何れも一長
一短がある。重合物から単量体を蒸発させ、そのときの
蒸発潜熱により反応温度を制御する方法では、蒸発物の
回収系が単純となるが、横形の流通式重合機でこの方法
を用いると、重合率の増加にともなう沸点上昇のため、
重合機内の重合体に流れの方向に温度差が生じ、重合を
完全に一定の温度で行うことが不可能である。
ので、除熱能力が大きく、温度制御が容易である。しか
し、これらの方法を単独で用いる場合には、何れも一長
一短がある。重合物から単量体を蒸発させ、そのときの
蒸発潜熱により反応温度を制御する方法では、蒸発物の
回収系が単純となるが、横形の流通式重合機でこの方法
を用いると、重合率の増加にともなう沸点上昇のため、
重合機内の重合体に流れの方向に温度差が生じ、重合を
完全に一定の温度で行うことが不可能である。
同じ方法を立型の完全混合形攪拌槽に用いた場合には、
発泡による重合体の見かけ体積の増加のため、容積効率
が著しく低下する。溶剤または非溶剤を重合体の自由表
面に直接散布する方法では、回収系のコストが高くなり
、また、重合の最終工程でこれらが完全に除去されない
と、製品の物理的性質、透明度等に悪影響を及ぼす。
発泡による重合体の見かけ体積の増加のため、容積効率
が著しく低下する。溶剤または非溶剤を重合体の自由表
面に直接散布する方法では、回収系のコストが高くなり
、また、重合の最終工程でこれらが完全に除去されない
と、製品の物理的性質、透明度等に悪影響を及ぼす。
また、この方法は、表面更新効果が大きく、デツドスペ
ースがほぼ完全にない装置を用いないと効果が少なく、
本質的には重合体自由表面のみの局部冷却であるので、
装置の大型化に限度がある。特開昭４９−１０７３９５
号、特公昭５２−２２９７３号、特公昭５３−４６８７
１号で提案されているものは、何れも重合液の自由表面
に重合液、単量体および溶剤よりも低い沸点の非溶剤を
直接散布し、蒸発潜熱により反応熱を除去する重合方法
である。
ースがほぼ完全にない装置を用いないと効果が少なく、
本質的には重合体自由表面のみの局部冷却であるので、
装置の大型化に限度がある。特開昭４９−１０７３９５
号、特公昭５２−２２９７３号、特公昭５３−４６８７
１号で提案されているものは、何れも重合液の自由表面
に重合液、単量体および溶剤よりも低い沸点の非溶剤を
直接散布し、蒸発潜熱により反応熱を除去する重合方法
である。
したがつて、コイル、ジヤケツト等による間接冷却法に
比較して大きな除熱効果が期待できる。しかし、この方
法では、温度調節を目的として散布する非溶剤と重合液
との熱交換が、重合液の自由表面でしか行われないので
、このような方法に用いる重合反応装置は、前述したよ
うに表面更新が極めて良好で、しかも、デツドスペース
がほぼ完全にないものであることが必要で、除熱量に限
度がある。なお、上記した３つの発明は、重合反応装置
として第１図に示す多円板式横型攪拌槽を用いることを
提案しているが、上記した方法により、３０００ポイズ
程度以上の高粘度重合物を連続的に処理しようとする場
合には次のような問題を生ずる。第１図は多円板形式の
２軸横型攪拌機の一部の断面図で、横置した長円筒状の
攪拌機本体１内を長手方向に堰２により数槽に仕切り、
本体１内の長手方向には、平行に２本の回転軸３を貫通
させてある。この回転軸３には複数の円板状攪拌翼４を
２本の回転軸３に交互に固定し、回転軸３の回転に伴つ
て内容物を図の左側から右側へ攪拌しながら流動させる
ようにしてあり、攪拌機本体１の左側下端には入口ノズ
ル５を、右側下部には抜出スクリユ一６および゛出口ノ
ズル７を設置してある。重合される内容物（中間重合物
）は、入口ノズル５より攪拌機本体１内に入り、攪拌機
本体１内で攪拌翼４により攪拌されながら重合して、抜
出スクリユ一６を通り、出口ノズル７より最終重合物と
した取り出される。
比較して大きな除熱効果が期待できる。しかし、この方
法では、温度調節を目的として散布する非溶剤と重合液
との熱交換が、重合液の自由表面でしか行われないので
、このような方法に用いる重合反応装置は、前述したよ
うに表面更新が極めて良好で、しかも、デツドスペース
がほぼ完全にないものであることが必要で、除熱量に限
度がある。なお、上記した３つの発明は、重合反応装置
として第１図に示す多円板式横型攪拌槽を用いることを
提案しているが、上記した方法により、３０００ポイズ
程度以上の高粘度重合物を連続的に処理しようとする場
合には次のような問題を生ずる。第１図は多円板形式の
２軸横型攪拌機の一部の断面図で、横置した長円筒状の
攪拌機本体１内を長手方向に堰２により数槽に仕切り、
本体１内の長手方向には、平行に２本の回転軸３を貫通
させてある。この回転軸３には複数の円板状攪拌翼４を
２本の回転軸３に交互に固定し、回転軸３の回転に伴つ
て内容物を図の左側から右側へ攪拌しながら流動させる
ようにしてあり、攪拌機本体１の左側下端には入口ノズ
ル５を、右側下部には抜出スクリユ一６および゛出口ノ
ズル７を設置してある。重合される内容物（中間重合物
）は、入口ノズル５より攪拌機本体１内に入り、攪拌機
本体１内で攪拌翼４により攪拌されながら重合して、抜
出スクリユ一６を通り、出口ノズル７より最終重合物と
した取り出される。
本体１内での内容物の重合熱および攪拌熱の除去は、本
体１の外周のジヤケツト （図示せず）による間接冷却
あるいは外部（曖令却器をもつ非溶剤の冷媒循環による
直接冷却などによつて行う。上記した多円板式横型攪拌
機による重合方法で問題になる点は、第１図に示すよう
に、円板状攪拌翼４が２本の回転軸３に交互に配置され
ているため、攪拌効果の小さい部分（図に×印をつけて
ある部分）にデツトスペースを生じ、このデツドスペー
ス部分に内容物が滞留すると、表面更新が悪化するばか
りでなく、内容物の滞留時間が長くなり、品質劣化の原
因になることである。
体１の外周のジヤケツト （図示せず）による間接冷却
あるいは外部（曖令却器をもつ非溶剤の冷媒循環による
直接冷却などによつて行う。上記した多円板式横型攪拌
機による重合方法で問題になる点は、第１図に示すよう
に、円板状攪拌翼４が２本の回転軸３に交互に配置され
ているため、攪拌効果の小さい部分（図に×印をつけて
ある部分）にデツトスペースを生じ、このデツドスペー
ス部分に内容物が滞留すると、表面更新が悪化するばか
りでなく、内容物の滞留時間が長くなり、品質劣化の原
因になることである。
そして、この方法により３０００ポイズ程度以上の高粘
度の内容物を連続的に重合しようとすると、上記したよ
うなデツドスペース部分に滞留した内容物がゲル化し、
連続処理が困難になる。さらに、このような高粘度の内
容物からの熱除去を特開昭４チ一１０７３９５号で提案
されているように外部に冷却器をもつ非溶剤冷媒循環に
よる直接冷却によつて行つた場合には、水などの冷媒の
密度が内容物（スチレン系樹脂）のそれより大となり、
抜出スクリユ一６上部で内容物が冷媒より浮き上がり、
抜出スクリユ一６へのかみ込みが不安定となつて、連続
的な抜出操作が困難になる。
度の内容物を連続的に重合しようとすると、上記したよ
うなデツドスペース部分に滞留した内容物がゲル化し、
連続処理が困難になる。さらに、このような高粘度の内
容物からの熱除去を特開昭４チ一１０７３９５号で提案
されているように外部に冷却器をもつ非溶剤冷媒循環に
よる直接冷却によつて行つた場合には、水などの冷媒の
密度が内容物（スチレン系樹脂）のそれより大となり、
抜出スクリユ一６上部で内容物が冷媒より浮き上がり、
抜出スクリユ一６へのかみ込みが不安定となつて、連続
的な抜出操作が困難になる。
以上説明したように、従来の方法には種々の問題があり
、特に３０００ポイズ以上の高粘度のスチレン系樹脂の
塊状重合を行わせようとした場合は、安定した連続処理
が困難である。また、重合温度を高めることにより、内
容物（重合物）の処理粘度を下げて重合する方法もある
が、この場合には、「化学工学」３３巻７号（１９６９
年）に記載されている如く、製品の平均分子量が下がり
、品質の良いものが得られない。本発明は上記に鑑みな
されたもので、その目的とするところは、高粘度下でも
一定の温度条件下での連続塊状重合を可能とし、分子量
が大きく、かつ、分子量分布が狭い品質が良好な熱可塑
性樹脂を製造することができるスチレン系樹脂の連続塊
状重合方法を提供することにある。
、特に３０００ポイズ以上の高粘度のスチレン系樹脂の
塊状重合を行わせようとした場合は、安定した連続処理
が困難である。また、重合温度を高めることにより、内
容物（重合物）の処理粘度を下げて重合する方法もある
が、この場合には、「化学工学」３３巻７号（１９６９
年）に記載されている如く、製品の平均分子量が下がり
、品質の良いものが得られない。本発明は上記に鑑みな
されたもので、その目的とするところは、高粘度下でも
一定の温度条件下での連続塊状重合を可能とし、分子量
が大きく、かつ、分子量分布が狭い品質が良好な熱可塑
性樹脂を製造することができるスチレン系樹脂の連続塊
状重合方法を提供することにある。
本発明の特徴は、円筒状本体の内部に攪拌翼を固定した
回転軸を配設し、上記本体の長手方向の一方に内容物の
入口を設け、他方に上記内容物の抜出装置および出口を
設けてなる連続重合機を用いてスチレン系樹脂の連続塊
状重合方法において上記重合機内に設けられた単量体散
布口から調節された量の単量体を散布もしくは流入して
蒸発させ、上記重合液から蒸発する単量体の蒸発潜熱お
よび上記散布口から散布もしくは流入した単量体の顕熱
と蒸発潜熱により重合反応熱および攪拌熱を除去し、常
に所定の温度条件で重合反応を進行させるようにした点
にある。
回転軸を配設し、上記本体の長手方向の一方に内容物の
入口を設け、他方に上記内容物の抜出装置および出口を
設けてなる連続重合機を用いてスチレン系樹脂の連続塊
状重合方法において上記重合機内に設けられた単量体散
布口から調節された量の単量体を散布もしくは流入して
蒸発させ、上記重合液から蒸発する単量体の蒸発潜熱お
よび上記散布口から散布もしくは流入した単量体の顕熱
と蒸発潜熱により重合反応熱および攪拌熱を除去し、常
に所定の温度条件で重合反応を進行させるようにした点
にある。
以下本発明の方法の一実施例を第２図ないし第４図を用
いて詳細に説明する。
いて詳細に説明する。
第２図は本発明で使用するスチレン系樹脂の重合プロセ
スの一例を示す説明図である。
スの一例を示す説明図である。
第２図において、８は横型連続重合機で、第３図に示す
２軸８字式混和機９に単量体散布ノズル１０、蒸発物出
口ノズル１１および圧力調整弁１２を設けた構成になつ
ている。重合する内容物（スチレン系樹脂の中間重合物
）は、入口ノズル４１より重合機８内に導入され、重合
機８内で回転軸４２の回転に伴う攪拌翼４３により攪拌
混合されながら重合反応が進行する。このとき、重合機
８内の圧力を重合液の沸点が目標とする重合温度と一致
するように圧力調整弁１２を用いて調整する。このよう
にすると、重合液には単量体の内部蒸発が起り、重合液
温度は重合液の沸点以上に上昇せず一定に保たれる。こ
の操作は、実際の運転上では、重合液の温度を検知して
、目標温度との偏差に応じて圧力調整弁１２を自動調整
することにより容易に実現できる。しかし、重合液温度
の調整を単量体の内部蒸発のみにより行うと、重合液に
は重合の進行に伴う沸点上昇があるので、入口から出一
・？゛Ｉｋ邂゛けて重合機８の長手方向に温度分布を生
ずる（温度差を生ずることをいう。）。さらにまた、重
合率が比較的高くないときは、容易に重合反応熱、攪拌
熱を除去するに足る単量体の蒸発が起るが（重合反応熱
、攪拌熱は単量体の蒸発潜熱として奪われる。）、重合
率が高い領域では、粘度の上昇に伴い攪拌熱が著しく増
大する上に、単量体の絶対量の減少のため、単量体の蒸
発量が減少し、単量体の蒸発だけでは、発生熱量を除去
しきれなくなる。そこで本発明においては、上記単量体
の内部蒸発による除熱とともに、単量体散布ノズル１０
より外部から単量体を重合機８内の重合液自由表面に直
接散布もしくは流入し、この単量体によつても除熱する
ようにした。
２軸８字式混和機９に単量体散布ノズル１０、蒸発物出
口ノズル１１および圧力調整弁１２を設けた構成になつ
ている。重合する内容物（スチレン系樹脂の中間重合物
）は、入口ノズル４１より重合機８内に導入され、重合
機８内で回転軸４２の回転に伴う攪拌翼４３により攪拌
混合されながら重合反応が進行する。このとき、重合機
８内の圧力を重合液の沸点が目標とする重合温度と一致
するように圧力調整弁１２を用いて調整する。このよう
にすると、重合液には単量体の内部蒸発が起り、重合液
温度は重合液の沸点以上に上昇せず一定に保たれる。こ
の操作は、実際の運転上では、重合液の温度を検知して
、目標温度との偏差に応じて圧力調整弁１２を自動調整
することにより容易に実現できる。しかし、重合液温度
の調整を単量体の内部蒸発のみにより行うと、重合液に
は重合の進行に伴う沸点上昇があるので、入口から出一
・？゛Ｉｋ邂゛けて重合機８の長手方向に温度分布を生
ずる（温度差を生ずることをいう。）。さらにまた、重
合率が比較的高くないときは、容易に重合反応熱、攪拌
熱を除去するに足る単量体の蒸発が起るが（重合反応熱
、攪拌熱は単量体の蒸発潜熱として奪われる。）、重合
率が高い領域では、粘度の上昇に伴い攪拌熱が著しく増
大する上に、単量体の絶対量の減少のため、単量体の蒸
発量が減少し、単量体の蒸発だけでは、発生熱量を除去
しきれなくなる。そこで本発明においては、上記単量体
の内部蒸発による除熱とともに、単量体散布ノズル１０
より外部から単量体を重合機８内の重合液自由表面に直
接散布もしくは流入し、この単量体によつても除熱する
ようにした。
散布もしくは流入した単量体（以下散布単量体という。
）は、重合液自由表面に接すると、直ちに散布単量体の
沸点に達して蒸発し、重合液から蒸発潜熱を奪う。この
場合、散布単量体と重合液との間で直接熱交換が行われ
るので、重合液に十分な攪拌および表面更新が与えられ
る限り、従来の伝熱壁を通しての冷媒と重合液との間接
的な冷却に比べ、伝熱効率が非常に高い。また、本発明
では、上記重合液からの単量体の内部蒸発による冷却と
併用しているので、単量体の散布による除熱は、重合の
進行に伴う重合液の沸点上昇による温度上昇分だけでよ
く、複数個に区分された単量体散布ノズル１０から、そ
れぞれ調整された量の単量体を散布もしくは流入するこ
とにより、重合機８内の重合液の軸方向の温度分布をな
くすることができる。冷媒により重合液を直接冷却する
方法としては、上記したように、単量体以外の非溶剤（
例えば、水）あるいは単量体以外の溶剤による方法があ
るが（特開昭４９−１０７３９５号、特公昭５２−２２
９７３号）、このように第３物質を用いる場合は、第３
物質が最終製品中に残留することになるので、製品の品
質低下の原因になり、また、蒸発物の回収系に、単量体
と第３物質との分離操作が必要となり、回収系のコスト
が高くなるが、本発明の方法によれば、そのようなこと
がない。
）は、重合液自由表面に接すると、直ちに散布単量体の
沸点に達して蒸発し、重合液から蒸発潜熱を奪う。この
場合、散布単量体と重合液との間で直接熱交換が行われ
るので、重合液に十分な攪拌および表面更新が与えられ
る限り、従来の伝熱壁を通しての冷媒と重合液との間接
的な冷却に比べ、伝熱効率が非常に高い。また、本発明
では、上記重合液からの単量体の内部蒸発による冷却と
併用しているので、単量体の散布による除熱は、重合の
進行に伴う重合液の沸点上昇による温度上昇分だけでよ
く、複数個に区分された単量体散布ノズル１０から、そ
れぞれ調整された量の単量体を散布もしくは流入するこ
とにより、重合機８内の重合液の軸方向の温度分布をな
くすることができる。冷媒により重合液を直接冷却する
方法としては、上記したように、単量体以外の非溶剤（
例えば、水）あるいは単量体以外の溶剤による方法があ
るが（特開昭４９−１０７３９５号、特公昭５２−２２
９７３号）、このように第３物質を用いる場合は、第３
物質が最終製品中に残留することになるので、製品の品
質低下の原因になり、また、蒸発物の回収系に、単量体
と第３物質との分離操作が必要となり、回収系のコスト
が高くなるが、本発明の方法によれば、そのようなこと
がない。
さらに、上記した従来の直接冷却法を用いる場合は、攪
拌混合作用および表面更新作用が十分大きく、かつ、装
置内にデツドスペースができない重合機を用いないと、
重合機内の重合液が部分的に過冷却されたり、別の部分
は除熱量が不足したりするため、重合液に温度分布が生
じ、品質が良好な製品が得られないばかりか、場合によ
つては、部分的にゲル化が進行することもある。このこ
とは、本発明においても心配される。そこで、本発明に
おいては、除熱作用を効果的に行わせるため、攪拌混合
作用に優れ、内容物に与える表面更新度が大きく、しか
も、内部にデツドスペースを生じにくい第３図に示す２
軸８字型混和機を用いるようにした。
拌混合作用および表面更新作用が十分大きく、かつ、装
置内にデツドスペースができない重合機を用いないと、
重合機内の重合液が部分的に過冷却されたり、別の部分
は除熱量が不足したりするため、重合液に温度分布が生
じ、品質が良好な製品が得られないばかりか、場合によ
つては、部分的にゲル化が進行することもある。このこ
とは、本発明においても心配される。そこで、本発明に
おいては、除熱作用を効果的に行わせるため、攪拌混合
作用に優れ、内容物に与える表面更新度が大きく、しか
も、内部にデツドスペースを生じにくい第３図に示す２
軸８字型混和機を用いるようにした。
第３図は２軸８字型混和機の一部断面平面図、第４図は
第３図のＡ−Ａ線断面図である。
第３図のＡ−Ａ線断面図である。
第３図、第４図において、外周に加熱冷却装置（一般に
熱媒によるジヤケツト加熱冷却装置で、図示は省略して
ある。）を備えた混和機本体９には、回転軸１６Ａ，１
６Ｂ、環状の支持板１７およびかき取り翼１８よりなる
８字型の攪拌翼１９Ａ，１９Ｂ、被処理液の入口ノズル
２０、抜出スクリユ一２１．内容物の出口２２、揮発物
質の排気ノズル２３がそれぞれ設けてある。なお、図示
したように、回転軸１６Ａ，１６Ｂは混和機本体９の長
手方向に水平に設けてあつて、この回転軸１６Ａ，１６
Ｂに軸と直角方向に対称となるように環状の支持板１７
が取り付けてあり、この環状の支持板１７の先端にかき
取り翼１８が固定してあつて、支持板１７およびかき取
り翼１８により８字型の攪拌翼１９Ａ，１９Ｂを構成し
てある。この攪拌翼１９Ａ，１９Ｂは相互に９０度の位
相角をも１つて対向するように複数個取り付けてあり、
かつ、回転軸１６Ａ，１６Ｂは攪拌翼１９Ａ，１９Ｂの
先端がそれぞれ回転軸１６Ｂ，１６Ａに近接して通過す
るように保持してある。２軸８字型混和機９は、上記し
たように構成し５てあるので、次のように作用する。
熱媒によるジヤケツト加熱冷却装置で、図示は省略して
ある。）を備えた混和機本体９には、回転軸１６Ａ，１
６Ｂ、環状の支持板１７およびかき取り翼１８よりなる
８字型の攪拌翼１９Ａ，１９Ｂ、被処理液の入口ノズル
２０、抜出スクリユ一２１．内容物の出口２２、揮発物
質の排気ノズル２３がそれぞれ設けてある。なお、図示
したように、回転軸１６Ａ，１６Ｂは混和機本体９の長
手方向に水平に設けてあつて、この回転軸１６Ａ，１６
Ｂに軸と直角方向に対称となるように環状の支持板１７
が取り付けてあり、この環状の支持板１７の先端にかき
取り翼１８が固定してあつて、支持板１７およびかき取
り翼１８により８字型の攪拌翼１９Ａ，１９Ｂを構成し
てある。この攪拌翼１９Ａ，１９Ｂは相互に９０度の位
相角をも１つて対向するように複数個取り付けてあり、
かつ、回転軸１６Ａ，１６Ｂは攪拌翼１９Ａ，１９Ｂの
先端がそれぞれ回転軸１６Ｂ，１６Ａに近接して通過す
るように保持してある。２軸８字型混和機９は、上記し
たように構成し５てあるので、次のように作用する。
処理すべき内容物（中間重合物など）は、入口ノズル２
０より供給され、第４図の矢印の如く、混和機９内側よ
り外側に向つて互いに反対方向に回転する回転軸１６Ａ
，１６Ｂの回転により、攪拌翼１９Ａ，１：９Ｂによる
攪拌ならびに表面更新作用を受けながら、順次出口方向
に移動し、重合および単量体の蒸発を行つて高重合物（
または最終重合物）となり、出口ノズル２２より取り出
される。また、混和機９内で発生した単量体などの揮発
成分は、排・気ノズル２３より排出される。このとき、
８字型の攪拌翼１９Ａ，１９Ｂの相互の間隙、すなわち
、回転軸１６Ａ，１６Ｂ方向に相隣り合うかき取り翼］
８間の間隙が極めて小さくなるとともに、一方の攪拌翼
１９Ａ，１９Ｂの先端、すなわち、かき取り翼１８が他
方の回転軸１６Ｂまたは１６Ａに近接して回転するので
、混和機９内表面および回転軸１６Ａ，１６Ｂまわりに
付着した内容物はかき取り翼１８によりかき取られ、混
和機９内側壁面および回転軸１６Ａ，１６Ｂ付近におけ
るデツドスペースをなくすることができる。さらに、攪
拌翼１９Ａ，１９Ｂは軸と直角方向に固着された環状の
支持板１７および支持板１７の先端に直角方向に固着さ
れたかき取り翼１８より形成されているため、混和機９
内下半部の内容物中を通過するときは、かき取り翼１８
で重合物を有効に攪拌混合し、内容物上部の空間部を通
過するときは、支持板１７の環状部に内容物が付着して
立体的かつ流動的な自由表面を形成し、内容物の蒸発表
面積を大きくするとともに、有効に内容物の表面更新作
用を行う。２軸８字型混和機９は、上記したように作用
するので、第１図に示す従来の多円板形式の２軸型攪拌
機にあつた×印部のデツドスペースをなくすことができ
、従来連続処理が不可能であつた粘度３０００ポイズ以
上４００００ポイズまでの内容物の連続重合および連続
的な蒸発物除去が可能である。
０より供給され、第４図の矢印の如く、混和機９内側よ
り外側に向つて互いに反対方向に回転する回転軸１６Ａ
，１６Ｂの回転により、攪拌翼１９Ａ，１：９Ｂによる
攪拌ならびに表面更新作用を受けながら、順次出口方向
に移動し、重合および単量体の蒸発を行つて高重合物（
または最終重合物）となり、出口ノズル２２より取り出
される。また、混和機９内で発生した単量体などの揮発
成分は、排・気ノズル２３より排出される。このとき、
８字型の攪拌翼１９Ａ，１９Ｂの相互の間隙、すなわち
、回転軸１６Ａ，１６Ｂ方向に相隣り合うかき取り翼］
８間の間隙が極めて小さくなるとともに、一方の攪拌翼
１９Ａ，１９Ｂの先端、すなわち、かき取り翼１８が他
方の回転軸１６Ｂまたは１６Ａに近接して回転するので
、混和機９内表面および回転軸１６Ａ，１６Ｂまわりに
付着した内容物はかき取り翼１８によりかき取られ、混
和機９内側壁面および回転軸１６Ａ，１６Ｂ付近におけ
るデツドスペースをなくすることができる。さらに、攪
拌翼１９Ａ，１９Ｂは軸と直角方向に固着された環状の
支持板１７および支持板１７の先端に直角方向に固着さ
れたかき取り翼１８より形成されているため、混和機９
内下半部の内容物中を通過するときは、かき取り翼１８
で重合物を有効に攪拌混合し、内容物上部の空間部を通
過するときは、支持板１７の環状部に内容物が付着して
立体的かつ流動的な自由表面を形成し、内容物の蒸発表
面積を大きくするとともに、有効に内容物の表面更新作
用を行う。２軸８字型混和機９は、上記したように作用
するので、第１図に示す従来の多円板形式の２軸型攪拌
機にあつた×印部のデツドスペースをなくすことができ
、従来連続処理が不可能であつた粘度３０００ポイズ以
上４００００ポイズまでの内容物の連続重合および連続
的な蒸発物除去が可能である。
このように２軸８字型混和機９は、デツドスペースを少
なくし、かつ、表面更新作用を促進するという長所をも
つている。以上説明したように、本発明によれば、連続
重合機内の圧力を調整した状態で、重合体から単量体を
内部蒸発させるとともに、この重合体自由表面に外部か
ら単量体を散布もしくは流入して、この散布単量体を上
記重合体自由表面で蒸発させるようにし、そのときの蒸
発潜熱によつて重合熱および攪拌熱を除去するようにし
たので、高粘度下でも一定の温度で連続塊状重合を行わ
せることができ、平均分子量が高く、かつ、分子量分布
幅がせまい品質が良好なスチレン系樹脂を得ることがで
きるという効果がある。
なくし、かつ、表面更新作用を促進するという長所をも
つている。以上説明したように、本発明によれば、連続
重合機内の圧力を調整した状態で、重合体から単量体を
内部蒸発させるとともに、この重合体自由表面に外部か
ら単量体を散布もしくは流入して、この散布単量体を上
記重合体自由表面で蒸発させるようにし、そのときの蒸
発潜熱によつて重合熱および攪拌熱を除去するようにし
たので、高粘度下でも一定の温度で連続塊状重合を行わ
せることができ、平均分子量が高く、かつ、分子量分布
幅がせまい品質が良好なスチレン系樹脂を得ることがで
きるという効果がある。
第１図は従来の多円板式の２軸横型攪拌機の内部構造説
明図、第２図は本発明の方法の一実施例を説明するため
のスチレン系樹脂の製造プロセスの一例を示す説明図、
第３図は第２図の主要部を構成している２軸８字型混和
機の一部断面平面図、第４図は第３図のＡ−Ａ線断面図
である。 ８・・・・・・横型連続重合機、９・・・・・・２軸８
字型混和機、１０・・・・・・単量体散布ノズル、１２
・・・・・・圧力調整弁、１６Ａ，１６Ｂ・・・・・・
回転軸、１７・・・・・・還状支持板、１８・・・・・
・かき取り翼、１９Ａ，１９Ｂ・・・・・・攪拌翼、２
０，４１・・・・・・入口ノズル、２１，４５・・・・
・・抜出スクリユ一、２２，４６・・・・・・出口ノズ
ル、２３，・・・・・・排気ノズル。
明図、第２図は本発明の方法の一実施例を説明するため
のスチレン系樹脂の製造プロセスの一例を示す説明図、
第３図は第２図の主要部を構成している２軸８字型混和
機の一部断面平面図、第４図は第３図のＡ−Ａ線断面図
である。 ８・・・・・・横型連続重合機、９・・・・・・２軸８
字型混和機、１０・・・・・・単量体散布ノズル、１２
・・・・・・圧力調整弁、１６Ａ，１６Ｂ・・・・・・
回転軸、１７・・・・・・還状支持板、１８・・・・・
・かき取り翼、１９Ａ，１９Ｂ・・・・・・攪拌翼、２
０，４１・・・・・・入口ノズル、２１，４５・・・・
・・抜出スクリユ一、２２，４６・・・・・・出口ノズ
ル、２３，・・・・・・排気ノズル。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 円筒状本体の内部に攪拌翼を固定した回転軸を配設
し、前記本体の長手方向の一方に内容物の入口を設け、
他方に前記内容物の抜出装置および出口を設けてなる連
続重合機を用いたスチレン系樹脂の連続塊状重合方法に
おいて、前記重合機内の圧力を所定値に調整し、この状
態で重合液から単量体を蒸発させ、かつ、前記重合機内
に設けられた単量体散布口から調節された量の単量体を
散布もしくは流入して蒸発させ、前記重合液から蒸発す
る単量体の蒸発潜熱および前記散布口から散布もしくは
流入した単量体の顕熱と蒸発潜熱により重合反応熱およ
び攪拌熱を除去し、常に所定の温度条件で重合反応を進
行させるようにすることを特徴とするスチレン系樹脂の
連続塊状重合方法。 ２ 前記重合機内の長手方向に複数個設けられた単量体
散布口から、それぞれ調整された量の単量体を散布もし
くは流入して蒸発させるようにした特許請求の範囲第１
項記載のスチレン系樹脂の連続塊状重合方法。 ３ 前記攪拌翼は円筒状本体内の円筒軸方向に設けた平
行の２本の回転軸にそれぞれ軸に対して直角に固着した
複数個の該回転軸の中心に対して対称の８字形の環状支
持板と、該環状支持板の両方の先端に固着したかき取り
翼とから構成されていて、前記それぞれの回転軸の対応
する位置に固着した前記攪拌翼が相互にほぼ９０度位相
をずらした構成になつている特許請求の範囲第１項記載
のスチレン系樹脂の連続塊状重合方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP54141348A JPS5952882B2 (ja) | 1979-11-02 | 1979-11-02 | スチレン系樹脂の連続塊状重合方法 |
| US06/202,326 US4321344A (en) | 1979-11-02 | 1980-10-30 | Continuous bulk polymerization of thermoplastic resins |
| DE19803041108 DE3041108A1 (de) | 1979-11-02 | 1980-10-31 | Verfahren und vorrichtung zur kontinuierlichen blockpolymerisation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP54141348A JPS5952882B2 (ja) | 1979-11-02 | 1979-11-02 | スチレン系樹脂の連続塊状重合方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5665001A JPS5665001A (en) | 1981-06-02 |
| JPS5952882B2 true JPS5952882B2 (ja) | 1984-12-21 |
Family
ID=15289866
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP54141348A Expired JPS5952882B2 (ja) | 1979-11-02 | 1979-11-02 | スチレン系樹脂の連続塊状重合方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4321344A (ja) |
| JP (1) | JPS5952882B2 (ja) |
| DE (1) | DE3041108A1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63301739A (ja) * | 1987-05-30 | 1988-12-08 | Rikizo Yamamoto | ゴキブリ駆除器 |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5883003A (ja) * | 1981-11-13 | 1983-05-18 | Hitachi Ltd | 熱可塑性樹脂の連続塊状重合法 |
| JPS61264004A (ja) * | 1985-05-17 | 1986-11-21 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 表面更新式横型反応器 |
| EP0474632B1 (en) * | 1989-06-01 | 1995-05-03 | E.I. Du Pont De Nemours And Company | Control of flash spinning cell atmosphere temperature |
| US6586536B1 (en) * | 1993-06-18 | 2003-07-01 | Joseph M. Kelley | High temperature process for the production of atactic, amorphous, tacky propylene homopolymers or copolymers |
| US6716935B1 (en) | 2002-12-19 | 2004-04-06 | 3M Innovative Properties Company | Continuous process for the production of controlled architecture materials under high solids loading conditions |
| US6969490B2 (en) * | 2003-06-26 | 2005-11-29 | 3M Innovative Properties Company | Device for the continuous process for the production of controlled architecture materials |
| US6969491B1 (en) | 2004-09-01 | 2005-11-29 | 3M Innovative Properties Company | Stirred tube reactor and method of using the same |
| CN103619890B (zh) * | 2011-06-15 | 2017-08-04 | 旭硝子株式会社 | 含氟共聚物的制造方法 |
| CN109952340B (zh) * | 2017-10-12 | 2024-02-23 | 株式会社吴羽 | 聚合物的连续制造装置及连续制造方法 |
| WO2019133324A1 (en) * | 2017-12-26 | 2019-07-04 | Bridgestone Corporation | Temperature control for a polymerization vessel |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS492335A (ja) * | 1972-04-22 | 1974-01-10 | ||
| US3794471A (en) * | 1971-08-16 | 1974-02-26 | Monsanto Co | Continuous polymerization apparatus |
| JPS54127489A (en) * | 1978-03-27 | 1979-10-03 | Hitachi Ltd | Continuous polymerization of thermoplastic resin and equipment therefor |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3513145A (en) * | 1966-02-25 | 1970-05-19 | Crawford & Russell Inc | Continuous mass polymerization processes |
| JPH05346871A (ja) * | 1992-06-15 | 1993-12-27 | Toshiba Corp | 異種計算機命令の疑似実行方法および装置 |
-
1979
- 1979-11-02 JP JP54141348A patent/JPS5952882B2/ja not_active Expired
-
1980
- 1980-10-30 US US06/202,326 patent/US4321344A/en not_active Expired - Lifetime
- 1980-10-31 DE DE19803041108 patent/DE3041108A1/de active Granted
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3794471A (en) * | 1971-08-16 | 1974-02-26 | Monsanto Co | Continuous polymerization apparatus |
| JPS492335A (ja) * | 1972-04-22 | 1974-01-10 | ||
| JPS54127489A (en) * | 1978-03-27 | 1979-10-03 | Hitachi Ltd | Continuous polymerization of thermoplastic resin and equipment therefor |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63301739A (ja) * | 1987-05-30 | 1988-12-08 | Rikizo Yamamoto | ゴキブリ駆除器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4321344A (en) | 1982-03-23 |
| DE3041108A1 (de) | 1981-09-03 |
| DE3041108C2 (ja) | 1987-11-05 |
| JPS5665001A (en) | 1981-06-02 |
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