JPS6153362B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本案はサスペンジヨン重合により製造されるポ
リスチレン（PS）、ハイインパクトポリスチレン
（HIPS）、メタアクリル樹脂（PMMA）、スチレ
ンアクリロニトリル共重合体（SAN、又はAS）、
ABSポリマーなどのビニル重合体であつて、か
つ重合によつて得られるものの形状がほぼ球形の
ビーズ（beads）状であるものを、重合終了後重
合槽からとりだし洗浄（洗浄を省略することもあ
る）し、次いでベント２軸押出機に連続供給して
脱水、ベント２軸押出機に連続供給して脱水、ベ
ント、混練を行い直接重合体ペレツト等の成形品
を得る方法に関するものである。

従来、前述の重合体は文献「ポリマー製造プロ
セス」（佐伯康治著）134頁図６．１７に記載され
ているような工程を経て製造されていた。

第１図によりその工程をポリスチレン（PS）
に例を採り説明すると、PS、水、触媒、分散剤
等の添加物をスチーム等の作用するジヤケツト２
付のオートクレーブ１に仕込んで重合し、その重
合体を水スラリ状３として取出し、スラリーホル
ドタンク４に入れ、スラリーは無数の分散剤を除
去するため塩酸水で溶解・洗浄され、さらに水洗
されて遠心分離器にかけられ10％程度の含水量ま
で脱水された後、スチーム加熱のロータリードラ
イヤ、フラツシユドライヤ等による乾燥器６で乾
燥され、エアーコンベアでサイクロン７に送られ
ポリマーを分離して必要な添加剤を加えた後、押
出機８で溶融されストランド状９に押出され、冷
却水槽１０を介して冷却固化された後、ペレタイ
ザ１１でペレツト化して、製品ホツパ１２に入
れ、包装して製品１３とするものである。

しかし、この工程中、乾燥工程は気流等により
水分を蒸発させて行う乾燥であり、機械的な脱水
方法と比べ熱量的にも費用が多くかゝる難点があ
る。このような問題に対し、前述の脱水と乾燥を
兼ね備えた押出機に類似したものにより機械的に
水分離を行うものはエラストマーに対しては米国
のWelding Engineer社の２軸押出機等により実
施されている。

しかしながら、硬質のプラスチツクに対しては
この方法は適用されておらず依然として、前述の
方法が行われている。

本発明者は硬質プラスチツクについてバレルに
適当なスリツトを持つた脱水部と、この下流に適
当な昇圧部分を設け、同昇圧部分で重合体を軟化
させる補助手段として少くとも脱水部以降下流部
のバレルの加熱を行うこと、さらに下流部に１個
所或いは複数個所のベントポートを設け、ここか
ら残余の水分および重合体中の未反応モノマー、
その他残留揮発分を除去することにより、エラス
トマーの場合と同じように最終商品である通常は
重合体ペレツトを直接製造できることを発見し
た。この方法によれば従来のプロセス中の「遠心
脱水」「気流乾燥」などの工程とこの間の輸送機
構および計装機構を省略でき、更におどろくべき
ことには、第１図で説明した従来押出造粒に要し
ていた動力と殆んどかわらない比動力で一連のプ
ロセスが可能であることがわかつた。

以上説明したように本発明により省略出来た輸
送機構および計装機構等によるスペースおよびエ
ネルギー面での改善は著しいものであることが期
待できる。

以下本発明の詳細を一実施例である第２図によ
り説明する。

２１は同方向回転噛合型２軸押出機であつてス
ラリー計量ポンプ２２で定量された重合体スラリ
ーは前記押出機２１のフイード部（ブロツク２
３）に供給され次いでブロツク２４、ブロツク２
５に送られる。ここで前記フイードブロツク２３
には計量ポンプ２２の材料供給に限らず材料を定
量供給するものであれば何んでもよく、例えば第
４図のように計量しながら連続的に押出機へ材料
を供給する重量計量型フイーダ５０等でもよい。
また同フイーダ５０の入口又は出口等に前記材料
の含水量を検出する装置５１を取付、同装置５１
の検出する検出値と予め設定器５２設定した水分
率の値52とを比較器５３により比較し、水分率の
変化による正味材料供給量が一定になるよう前記
フイーダ５０の駆動用モータ５４等を制御し含水
材料の供給を増減するようにすることも出来る。
前記ブロツク２４は第３図に示すように多数の狭
い隙間のスリツト２６をもつたバレルであつて通
常は固形分の圧力の高くない部分に限定して取外
し可能に取付けられる。

前記スリツト部２６は角形、又はいわゆるウエ
ツジワイヤなども有効に利用できる。次にブロツ
ク２５の后端には第５図に示すスクリユ概念図に
示されるごとく、重合体圧力発生部として左ねじ
れのスクリユエレメント２７が使用されていて、
これによつてこの部分の重合体の圧力を高めると
ともに剪断力を作用させて摩擦発熱をおこさせて
重合体を軟化→溶融させ、同時にビーズ間の空間
に介在する水分を絞り出して前記フイードブロツ
ク２３側に押し戻す役割を果す。この際バレル２
５をヒータ２８で加熱することによりこの作用は
著しく強められる。特に重要なことは当初に例示
した重合体の軟化点は、何れも100℃近辺以下で
あつてこれよりいちぢるしく高温のものに対して
は、共存する水の沸点の制約を逃れるためバレル
２４のスリツト２６の外側の水の圧力を加圧する
ことも必要となる。

このようにして絞られた水はバレル２４および
バレル２５内に充満してその内圧によりバレル２
４のスリツト２６の開口部からバレル外に流出す
る。この除スリツト巾以下の径のビーズも一部ス
リツト２６の開口部より流出するが、大部分はス
リツト壁に衝突してはね戻るため実質上はスリツ
ト巾より小径のものも殆んど洩れ出すことはな
い。

次いでバレル２５内の圧力発生部分を通過した
溶融重合体はバレル２９で圧力を開放され第１ベ
ントポート３０から蒸気が分離される。このベン
トポートは必要に応じて第２ベント３１又は第３
ベント（図示せず）を設けることが出来、必要に
より真空に保つことはよく知られたことである。
また各ベントポート間又は最終ベントの後に、必
要な添加物をポンプ等により供給口３２から供給
することも公知である。これらのものを混練した
後ノズル３３から例えばストランド３４として吐
出後、冷却水槽３５で冷却し、ペレタイザ３６に
て切断してペレツトにすることも公知の通りであ
る。また、この脱水部は前述したように１個所と
限らず、必要に応じて複数個所設けることが出
来、例えば図示してない重合槽から洗浄しない
で、前述の押出機に材料が供給される場合には、
前記脱水部の下流に洗浄用の給水を行い、洗浄し
た後、再び第２の脱水を行い、前述の工程を経
て、ペレツトを製造出来る。さらに前記洗浄、脱
水を複数回繰り返し行うことも出来ることは勿論
である。

次に本発明による方法を用いてた実施例を下記
に示す。

実施例 １ （平均粒径0.3mmの）のスチレンアクリロニト
リル共重合体ASのビーズ40％（重量比、ウエツ
トベース）を含むスラリーをポンプにより東芝機
械製同方向回転噛合型２軸押出機に供給した。押
出機は基本的には第２図に示す構成からなり、公
称スクリユ径57mm、Ｌ／Ｄ比（スクリユ長さ／ス
クリユ径）は約32であり、フイード口、スリツト
付バレル（脱水部）第１ベントポート、第２ベン
トポート、第３ベントポート、ノズルの順に構成
されたバレルを有している。水およびASビーズ
からなるスラリーはまずフイード口からポンプに
より定量されつつ供給され、200mm下流にある。
ウエツジワイヤで構成された0.3mm隙間をもつた
スクリーンをもつた脱水部にスクリユにより移送
される。脱水部の長さは軸方向に約50mmあり、ス
クリーンは特開54−270のスリツトバーと同じよ
うな位置にとりつけられた。第１ベントは脱水部
より約350mm下流にあり、以下同様にして第２、
第３ベントと続いた。又各ベント部に真空ポンプ
により減圧した。脱水部以後のバレルは電熱ヒー
タにより加熱し通常のASビーズ押出のときと同
様入口側より出口側にかけて100℃から220℃に勾
配をつけて設定した。このときスラリー供供給速
度は、（約）300Kg/Hでスクリユ回転数は200rpm
スクリユ駆動動力は20KWで発泡、肌荒れのない
乾燥したASビーズからの押出品と同等のストラ
ンドを安定して押出すことができた。このストラ
ンドは通常の方法と同じく水槽で冷却後ストラン
ドカツタによりペレツト化された。この時の吐出
量は110Kg/Hで、脱水部スリツトからのビーズの
洩れは極めて少かつた。比エネルギーEspはEsp
＝２０ＫＷ／１１０Kg／Ｈ＝0.18KWH/Kgで通常乾燥ビー
ズを単 軸押出機によりペレツト押出をするばあいと大差
ない数字を得ることができた。

実施例 ２ 実施例１に使用した押出機に平均粒径0.4mmの
PMMAのビーズ30％、水分70％のスラリーを供
給した。スラリー供給速度250Kg/H、スクリユ回
転数200rpmのときスクリユ駆動動力20KWで発
泡、肌荒れのない通常の乾燥したPMMAビーズ
からの押出品と同等のストランドを安定して押出
すことができた。このときのペレツトの生産速度
は75Kg/Hで脱水部スリツトからのビーズの洩れ
出しは１％以下であつた。Esp＝２０ＫＷ／７５Kg／Ｈ
＝0.27K WH/Kgで若干大きいが、これはSAN又はAS用の
スクリユを使用したために粘度の高いPMMAで
は必要動力が多かつたためで、これは通常押出機
メーカには周知の方法で摩擦発熱を減少させるよ
うに修正することができる。これら例の他ポリス
チレン、（PS）、HIPS、ABSのビーズについても
この方法による脱水押出が可能であることが確認
された。

以上説明したように本発明の方法により従来、
不可能であつた硬質のプラスチツク材料でも、重
合工程からの未乾燥のビーズ、又はスラリー状の
重合体を輸送機構や、乾燥工程等を省略して直接
にペレツトとして得ることが出来、スペースおよ
びエネルギー面での改善が期待出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来方法を示す工程図。第２図は本発
明による方法を行う１実施例を示す装置の図。第
３図は第２図における断面−図の詳細図。第
４図は本発明における材料供給装置の他の実施例
を示す図。第５図は本発明方法を実施する為の装
置に用いるスクリユの概念を示す図。 ２１……同方向回転噛合型２軸押出機、２６…
…スリツト部、３０，３１……ベントポート、３
２……添加物供給口、３４……ストランド、３５
……水槽、３６……ペレタイザ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ サスペンジヨン重合によるビニル系重合体で
   あつてかつ重合体形状がほゞ球状のビーズ状材料
   を含んだスラリー又はスラリー中の水分をフイル
   タ又は遠心脱水機等により大部分除去した前記材
   料の湿りビーズを少くとも１個のフイードロと、
   同フイードロの下流にあるビーズの平均粒径程度
   以下の隙間を持つた多数のスリツト開口部を持つ
   脱水部と、少くとも前記脱水部以降は加熱機構に
   より加熱されるとともに少くとも１個所のベント
   開口部を設けたバレルを有し、同バレルに挿入さ
   れたスクリユには前記脱水部の下流に圧力発生部
   を設けるとともに前記圧力発生部の下流で、前記
   バレルのベント開口部より上流に圧力解放部を設
   けた同方向回転２軸押出機に供給し、同押出機先
   端のノズルより前記重合体材料を連続的に溶融状
   態で取出すことを特徴とする重合体未乾燥ビーズ
   又はスラリーからの重合体を回収する方法。 ２ 前記材料を定量供給装置により前記押出機へ
   供給することを特徴とする前記特許請求の範囲第
   １項記載の方法。 ３ 前記特許請求の範囲第１項および第２項記載
   の方法において安定剤などの添加物が前記押出機
   における脱水部又は第１ベント部以降の位置から
   定量供給され混合される方法。 ４ 前記定量供給装置は入口又は出口管に材料の
   水分測定装置を設け、同測定装置の検出する検出
   値と予め設定した水分率の値を比較し、水分率の
   変化による正味材料が実質的に重合体供給量を一
   定にしたことを特徴とする前記特許請求の範囲第
   １項記載の方法。 ５ 前記添加物の定量供給装置は前記特許請求の
   範囲第４項記載の定量供給装置の重合体供給量。 ６ 第１脱水部の下流に洗浄及び脱水部を有する
   ことを特徴とする前記特許請求範囲第１項記載の
   方法。