JPS62227707A

JPS62227707A - 重合体ラテツクスの凝固法及び装置

Info

Publication number: JPS62227707A
Application number: JP7409286A
Authority: JP
Inventors: Shoichi Ueno; 正一上野; Mitsuru Ueno; 満上野; Nagayasu Furuno; 古野　永恭; Shinji Ariyoshi; 有吉　慎二
Original assignee: Ube Cycon Ltd
Current assignee: Ube Cycon Ltd
Priority date: 1986-03-31
Filing date: 1986-03-31
Publication date: 1987-10-06
Also published as: JPH0584205B2

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】［産業上の利用分野］本発明は、重合体ラテックスから重合体固形物を得るた
めの凝固法及び装置に関するものであり、詳しくは、凝
固剤溶液と重合体ラテックスとの接触方式を改良した該
凝固法及び装置に関するものである。

［従来の技術］乳化重合で得られる重合体ラテックス（以下、ラテック
スと略称する。）から重合物を回収する場合には、凝固
剤溶液（以下、凝固液と略称する。）中にそのラテック
スを導入し、形成された重合体粒子を分離することが行
われている。

この凝固操作は、通常、第３図に示すように、攪拌槽６
０中の凝固液中にラテックスを投入し、攪拌機６２で攪
拌し、その後、熟成槽６４で熟成することにより行われ
ている。なお、第３図の６６は加圧熟成槽であり、より
十分な熟成を行うものである。熟成処理後の懸濁液は、
脱水及び乾燥されて粉末とされる。

なお、機械的な攪拌の代わりに、鉛直配管内の凝固液の
上向流中にラテックスを注入する方法（特開昭５６−１
８６０２）や、ラテックスと凝固液の双方を霧化して接
触させる方法（特開昭５８−８７１０２等）なども知ら
れている。

一般に、このようなラテックスの凝固操作においては、
凝固終了後の操作を経済的に有利に行い得るような粒子
を形成することが重要である。即ち、凝固操作で得られ
る粒子の性状を後操作の目的に合わせて調整すること、
具体的にはその粒径、粒径分布、嵩密度、含有水分、硬
さあるいは多孔性において適切な選択が重要であり、こ
れらが不適当な場合には凝固工程以降の洗浄、脱水。

乾燥、篩別などがうまくゆかず、工業的に極めて不利と
なる。

［発明が解決しようとする問題点］しかしながら、従来より行われている方法で回収される
粉末状共重合体粒子は、粒径が著しく小さいため、以後
の分離工程における濾布の目詰り、乾燥工程における微
粒子の飛散による収率の低下、袋詰時の計量困難による
作業性の低下及びバンバリー、ルーダ−等の生産効率の
低下等、後工程での生産性、操作性が著しく悪いという
問題がある。また、粉塵発生により１作業環境の悪化、
乾燥機等の排気による大気汚染の原因にもなっている。

このような問題は、特開昭５６−１８６０２にも共通す
るものである０、また、特開昭５８−８７１０２等の方法では。

ラテックスと凝固液とが微粒同志の会合により接触され
るものであるから、反応速度が遅く、シかも反応が不均
一になるおそれがある。

［問題点を解決するための手段及び作用］本発明は、中
心側に向って下り勾配となる円環型トレーの傾斜面上に
凝固液を液膜状に流下させながら、この流下する液膜上
にラテックスを連続的に滴下させてラテックスと凝固液
の接触を行うようにしたものであり、重合体ラテックスと凝固剤とを接触させて重合体固形物
粒子を得る方法において、中心側に向つて下り勾配とな
る傾斜面を有する円環型トレー上に液膜を形成するよう
に凝固剤溶液を流下せしめると共に、このトレー上を流
下する、もしくはトレー内周縁から流れ落ち、る凝固剤
溶液上に重合体ラテックスを連続的に滴下させることに
より重合体ラテックスと凝固剤を接触させることを特徴
とする重合体の凝固法、及び底部に液の流出口を有する圧力容器と、該圧力容器内の
略中段に軸心方向を鉛直方向にして設置された中心側に
向って下り勾配となる傾斜面を有する円環型のトレーと
。

該圧力容器内の該トレーよりも上方位置に設置された重
合体ラテックス受器と、該圧力容器の殻体を貫通して設置された。該重合体ラテ
ックス受器への重合体ラテックス供給用の配管と、該重合体ラテックス受器の底面に設けられた、前記トレ
ーの上面又はトレー内周縁よりもわずかに中心側へ重合
体ラテックスを滴下するためのノズルと、前記トレーの中心開口の下面側に配置されており、その
下部は圧力容器流出口に連通されると共に、該トレーの
中心開口よりも大なる口径の上部開口を有する逆円錐形
のシュートと、該シュートの上級とトレー内周縁とを連結し、シュート
の内部と外部とを仕切る環状の仕切部材と、一該仕切部材に開設された、シュート内周面上への凝固
剤溶液流出用のノズルと、該圧力容器内の下部に設けられた。シュートの内部と外
部とを封画する封画部材と、前記圧力容器の殻体を貫通して設置された、該圧力容器
内への凝固剤溶液供給用の配管と、を備えている重合体
ラテックスの凝固装置、を要旨とするものである。

（作用）本発明においては、ラテックスをノズルにより所定の液
滴とした後、凝固液に接触させるものであって、各滴下
粒子と凝固液との接触状態も均等になるから、粒径、粒
径分布、嵩密度、硬さ、多孔性などが均一な重合体粒子
が得られる。

以下、本発明の構成につき、さらに詳細に説明する。

本発明で用いられるラテックスは、通常の乳化重合によ
って作られた重合ラテックスであればいかなるものでも
良く、具体的にはスチレン、α−メチルスチレン等のモ
ノビニリデン芳香族化合物、アクリロニトリルで代表さ
れるビニルシアン化合物、（メタ）アクリル酸エステル
などからなるビニル単量体の１種もしくは２種以上重合
して得られる（共）重合体ラテックス、ブタジェンとビ
ニル単量体とのブタジェン系共重合体あるいはポリブタ
ジェンと上記ビニル単量体の少なくとも１種とのグラフ
ト共重合体ラテックス等があり、これらのラテックスは
それ単独でも良く、また２種以上の重合体ラテックスを
混合しても差支えない。

凝固剤としては各種のラテックス凝固剤を用いることが
でき、具体的には塩酸、硫酸、硝酸などの無機酸、蟻酸
、　酸、酢酸などの有機酸あるいはこれら酸のアルカリ
金属、アルカリ土類金属。

アルミニウムなどからなる金属塩などが使用され、これ
を適宜の溶媒（通常は水）に溶解して凝固液とする。Ｗ
Ｉ固剤の種類及び濃度はラテックスの凝固性、あるいは
凝固剤の凝固能力によって決定される。

本発明の凝固方法においては、ラテックスは液滴状に凝
固液の液膜上に滴下されるのであるが、この際のラテッ
クスの分散に用いられるノズルの内径は、１〜２５　ｍ
　ｍとりわけ４〜１０ｍｍ程度とするのが好適である。

また、ラテックスの滴下量は、凝固液の流下量の１０〜
５０％とりわけ３０〜４０％程度とするのが好適である
。

凝固液は中心側に向って下り勾配となる円環型トレーの
傾斜面上を液膜状に流下されるが、この傾斜面の角度は
θ〜９０°とりわけθ〜２０’程度とするのが好適であ
る。

トレーの長さは１００ｍｍ以下とりわけ５０〜８０ｍｍ
とするのが好ましい、またラテックス受器とトレーとの
間隔は５０〜３００ｍｍとりわけ１５０〜２００ｍｍが
好ましい。

凝固液は、このようなトレー上を５〜１５ｍｍとりわけ
ｌＯ〜１５ｍｍ程度の厚さく深さ）となって流れるよう
にするのが好適である。なお、トレーの下部はど、窄ま
っているから、凝固液の厚さは流下するほど大きくなり
、下方はど厚くなる。本発明では、トレーの下端部にお
いて、凝固液厚さが上記範囲となるようにその流量を決
定する。

ラテックスは、このトレーを流れる液膜の上に滴下され
ても良く、トレーの内周縁部から離れて落下を開始して
いる液膜上に滴下しても良い。

本発明においては、トレーの内周縁から流れ落ちた流体
（ラテックスが分散している凝固液）が容器底面に衝突
してラテックス液粒が損壊して不均一粒径となるのを防
止するために、トレーの中心開口の下方にシュートを設
け、トレーから流れ落ちる流体をこのシュート内面で受
けて流下させるのが好ましい。

さらに、このシュートの上面には、予め凝固液を液膜状
に流しておき、トレーから流れ落ちる流体をこの液膜上
に受けるようにするのが好適である。即ち、このように
落下流体をシュート面一ヒの凝固液の液膜上に受けるよ
うにすれば、該液膜がクッションの役割りを果してラテ
ックス液滴がシュート面に激しく衝突することが回避さ
れる。

また、ラテックス液滴がシュート面上を流れるときに該
シュート面と摺れ合うことがない、そして、このような
ことから、均一径、均一特性の重合・体固形物粒子を得
ることが一層容易になる。

凝固液とラテックスとの混合液は、その後、所定の温度
に維持して管内を通過させたり、あるいは槽内で緩く攪
拌して熟成させることが好ましい、即ち、この熟成によ
り、ラテックス液滴の内部まで凝固液が浸透し、十分な
凝固がなされるのである。

［”実施例］以下、図面に示す実施例装置を参照しながら本発明につ
いてさらに詳細に説明する。

第１図は本発明の実施例に係るラテックス凝固装置の縦
断面図である。

符号１０は圧力容器であって、筒袖方向を鉛直方向にし
た、比較的塔高の低い有蓋有底の円筒形状となっている
。この圧力容器は、上部シェル１２と下部シェル１４と
をそれらのフランジ部１２ａ、１４ａをボルト締めにて
連結して構成されている。

この圧力容器１０内の略中段位置には、中心側に向って
下り勾配となる傾斜面を有した円環形状のトレー１６が
、その中心軸方向を鉛直方向にして設置されている。な
お、このトレー１６は、次に述べるシュート１８によっ
て支持されている。

即ち、トレー１６の中心開口の縁部には、鉛直下方に向
って垂下する短い円筒形のスカート部２０が溶接等によ
り一体的に設けられており、このスカート部２０の下端
には、リング板２２が外方に拡径するように一体的に設
けられている。このリング板２２の外周縁部はシュート
１８の上端縁に接続されており、スカート部２０とリン
グ板２２とで、シュート１８の内外を仕切るための１状
仕切部材を構成している。なお、リング板２２には開口
２４が周方向に等間隔で設けられている。

圧力容器１０の底部には、流出口２６が設けられ、流体
流出用の短管２８が該流出口２６の開口縁部に固設され
ている。この短管２８の下端には、フランジ部２８ａ、
３０ａを介して別の短管３０が接続されており１両フラ
ンジ部２８ａ。

３０ａ間にはシュート支持用のリングプレート３２が挟
持されている。

シュー）１８は、逆円錐形の傾斜部１８ａと、該傾斜部
１８ａの下端に連設された直管部１８ｂとを有して構成
されており、この直管部１８ｂは流出口２６を通って短
管２８．３０内に挿入されている。前記リングプレート
３２は、この直管部１８ｂの下端近傍の外周に溶接等に
より固設されており、該リングプレート３２はポルト３
４によってフランジ部２８ａ、３０ａ間に挟持され、固
定されている。このリングプレート３２は、シュート１
８の鉛直荷重を支承すると共に、シュート１８下部にお
けるシュート１８内外の封画をなす封画部材として作用
している。

なお、シュー）１８は、トレー１６に設けられたブラケ
ット３６と圧力容器底面との間に配設されたピラー３８
によっても支持されている。

シュー）１８を取り巻くように、ブラケット４０によっ
て圧力容器に支持された環状配管４２が設けられている
。この環状配管４２は、その底部に所定間隔で凝固液の
流出口４４が開設されると共に、凝固液の供給管４６が
接続されている。

この凝固液供給管４６は圧力容器１０の殻壁を貫通して
該容器１０外に延出している。

トレー１６よりも上方位置には、ラテックス受器４８が
設置されている０本実施例では、このラテックス受器４
８は円形平底の皿形容器となっており、下部シェル１４
に基端側か固着されているブラケット５０を介して、圧
力容器１０に、その底面が水平となるように、かつ、ト
レー１６と同軸となるように取り付けられている。この
ラテックス受器４８の底面には、ラテックス流出用のノ
ズル５２が、該底面中心に対して等半径位に等間隔に設
けられている。なお、本実施例では、各ノズル５２から
流出したラテックスが液滴となってトレー１６の内周縁
近傍に落下するように配置されている。

ラテックス受器４８の上方には、ラテックス供給管５４
が設置されている。このラテックス供給管５４は鉛直方
向に設置され、圧力容器１０の頂部に設けられたドーム
５６及び該ドーム５６を封するシールプレート５８を貫
通して圧力容器ｌＯ外に延出している。また、ラテック
ス供給管５４の下端はラテックス受器４８内の液面レベ
ルよりも下方にまで延在され、該ラテックス受器３４内
に貯まるラテックスに該下端が浸漬し得る構成となって
いる。

かかる構成の凝固装置において、供給管４６から導入さ
れる凝固液は、開口４４から圧力容器ｌＯ内に下向きに
流出され、次いで上向流となって該圧力容器１０内を上
昇し、トレー１６の外周縁部から均等にオーバーフロー
し、該トレー１６上面を液膜状に流下する。また、一部
のい固液は、開口２４からシュート１８上に流出し、液
膜状となって該シュート１８上を流下する。

一方、ラテックスは供給管５４から受器４８内に供給さ
れ、ノズル５２から液滴となってトレー１６上に滴下さ
れる。そして、凝固液と共にトレー１６上を流下し、ト
レー１６の内周縁部から流れ落ちる。この落下流は、さ
らに、シュート１８上を流れ下って流出口２６を通り、
圧力容器１０外に取り出される。

而して、本実施例装置では、ラテックスがノズル５２か
ら均一径となってトレー１６上に滴下され、かつこの滴
下された各ラテックス液滴はそれぞれがほぼ同一の条件
にて凝固液と接触する。即ち、各ラテックス液滴とも、
凝固液とほぼ同じ時間接触し、凝固液の流下速度との差
も各液滴でほぼ同一である。そして、従来装置のように
激しい攪拌を受けることもないから、液滴が壊れること
もなく、均一径で均一特性の凝固粒子が得られるように
なる。しかも、ノズル５２の径を適度なものとすること
により、適度な粒径の粒子を得ることができる。

また１本発明では、トレー１６が逆円錐形であるので、
このトレー１６上を流れる流体は次第にその厚さく深さ
）を増すように流れるからトレー１６の途中において液
膜切れを生ずるおそれがなく、安定した処理操作が可能
である。

第２図は、第１図の実施例装置を組み込んだ凝固装置の
全体構成を示す系統図である。

即ち、圧力容器１０の底部流出口には、水平もしくは緩
い下り勾配をもって配設された熟成管７０が接続され、
さらにその下流側には熟成槽７２が接続されている。

そして、圧力容器ｌＯ内で凝固液と接触したラテックス
液滴は、流出口４６を出た後、熟成管７０内を低流速に
て流れ、次いで熟成槽７２内に導入され、攪拌翼７４で
緩く攪拌され、ラテックス液滴の凝固が行われる。

なお、撹拌翼７４は、熟成槽７２内でラテックス粒子が
沈降しない程度に緩速攪拌するためのものであり、該粒
子を損壊させることはない。

熟成された粒子は、ポンプ７６及び配管７８によって脱
水、分離、乾燥工程８０へ送られる。

次に製造実施例について説明する。

実施例１第１図の装置を用い、α−メチルスチレン６５ｗｔ％、
スチレン６ｗｔ％、アクリロニトリル２９ｗｔ％よりな
るラテックスを次及び第１表のＡ−１に示す条件にて凝
固させた。

圧力容器内径　　　　　１．３ｍトレー外径　　　　　　０　、７５ｍトレー内径　　　　　　０　、５５ｍトレー傾斜角度　　　　１０’ シュート高さ　　　　　０．９ｍシュート上端径　　　　０　、６５ｍシュート下端径　　　　０．１６５ｍ熟成管全長　　　　　４０ｍ熟成管内径　　　　１００ｍｍ（０，１ｍ）熟成槽容量
　　　７５００文ノズル５２の内径　　　６ｍｍノズル５２の個数　１００本熟成槽から取り出した懸濁液を、遠心分離にて脱水し、
さらに乾燥機で乾燥して乾粉とした。その粒度分布の測
定結果は第２表のＡ−１に示す通りである。

実施例２，３ α−メチルスチレン７４ｗｔ％、アクリロニトリル２６
ｗｔ％のラテックスについて、第１表Ｂ−ｔ、Ｃ−ｔに
示す条件に従って、実施例１と同様にラテックスの凝固
を行ない乾粉を得た６粒度分布の測定結果を第２表Ｂ−
１．Ｃ−１に示す。

実施例４ α−メチルスチレン６８ｗｔ％、Ｎ−フェニルマレイミ
ド９ｗｔ％、アクリロニトリル２３ｗｔ％のラテックス
について、第１表Ｄ−１に示す条件に従って実施例２，
３と同様にラテックスの凝固を行ない、乾粉を得た。粒
度分布の測定結果を第２表Ｄ−１に示す。

比較例１〜４第３図に示す従来装置において、実施例１〜４とそれぞ
れ同一原料につき次及び第３表Ａ−２〜Ｄ−２に示す条
件でラテックスの凝固を行った。

ラテックス供給量　　　９ｍ″／Ｈｒ凝固液供給量　　　　１８ゴ／Ｈｒ攪拌層容量　　　　　　２ゴ熟成槽容量　　　　２．５ｍ″ 加圧熟成槽容量　　７．５ｍ″ これにより得られたスラリーを実施例１と同様にして脱
水及び乾燥を行い、その粒度分布を測定した。結果を第
２表Ａ−２〜Ｄ−２に示す。

第２表より、本発明によれば、比較的大径のかつ粒径の
揃った粒子が得られることが明らかである。これに対し
、比較例では、微粉分が大半である。

また、実施例１及び比較例１で得られた粒子について、
顕微鏡にて形状を観察したところ、実施例ではほぼ真球
形状であるのに対し、比較例では約半数程度のものが異
形となっていることが認められた。

［効果］以上の通り、本発明によれば、均一径で、特性も均質な
ラテックス粒子を製造することができる。また、ラテッ
クス液滴の凝固液の流下流れと接触するものであるから
、反応効率も高く、収率低下がない。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例装置の断面図、第２図は実施例装置の系
統図、第３図は従来装置の構成図である。ｌＯ・・・圧力容器、　　　　１６・・・トレー。１８・・・シュート、　　　　２６・・・流出口、４８
・・・ラテックス受器、７０・・・熟成管、７２・・・
熟成槽。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）重合体ラテックスと凝固剤とを接触させて重合体
固形物粒子を得る方法において、中心側に向って下り勾
配となる傾斜面を有する円環型トレー上に液膜を形成す
るように凝固剤溶液を流下せしめると共に、このトレー
上を流下する、もしくはトレー内周縁から流れ落ちる凝
固剤溶液上に重合体ラテックスを連続的に滴下させるこ
とにより重合体ラテックスと凝固剤を接触させることを
特徴とする重合体の凝固法。
（２）円環型トレーの中心開口の下面側に逆円錐形のシ
ュートを該トレーと同軸的に配置し、かつこのシュート
上に凝固剤溶液を液膜状に流下させ、トレーから流れ落
ちる凝固剤溶液をこのシュート上の凝固剤溶液流れ上に
落下させることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記
載の凝固方法。
（３）重合体ラテックスを含む凝固剤溶液を熟成する工
程を有することを特徴とする特許請求の範囲第１項又は
第２項に記載の凝固法。
（４）底部に液の流出口を有する圧力容器と、該圧力容
器内の略中段に軸心方向を鉛直方向にして設置された中
心側に向って下り勾配となる傾斜面を有する円環型のト
レーと、該圧力容器内の該トレーよりも上方位置に設置された重
合体ラテックス受器と、該圧力容器の殻体を貫通して設置された、該重合体ラテ
ックス受器への重合体ラテックス供給用の配管と、該重合体ラテックス受器の底面に設けられた、前記トレ
ーの上面又はトレー内周縁よりもわずかに中心側へ重合
体ラテックスを滴下するためのノズルと、前記トレーの中心開口の下面側に配置されており、その
下部は圧力容器流出口に連通されると共に、該トレーの
中心開口よりも大なる口径の上部開口を有する逆円錐形
のシュートと、該シュートの上縁とトレー内周縁とを連結し、シュート
の内部と外部とを仕切る環状の仕切部材と、該仕切部材に開設された、シュート内周面上への凝固剤
溶液流出用のノズルと、該圧力容器内の下部に設けられた、シュートの内部と外
部とを封画する封画部材と、前記圧力容器の殻体を貫通して設置された、該圧力容器
内への凝固剤溶液供給用の配管と、を備えている重合体
ラテックスの凝固装置。
（５）前記圧力容器の流出口に加熱手段を有する熟成管
が接続され、さらに該熟成管に攪拌手段を有する熟成槽
が接続されていることを特徴とする特許請求の範囲第３
項に記載の凝固装置。
（６）前記トレーの外周縁よりも下方のレベルに環状配
管がトレーと略同軸的に設置され、この環状配管に前記
凝固剤溶液供給用配管が接続され、かつ該環状配管には
、下向きに凝固剤溶液の流出口が設けられている特許請
求の範囲第４項又は第５項に記載の凝固装置。