JPS63295605A - 水溶性カチオン系重合体の製造法 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、光重合による水溶性カチオン系重合体の製造
法に関し、更に詳しくは、裁断、粗砕後の粗粒は相互に
粘着することがなく、円滑な裁断、粗砕処理ができる方
法に関する。

「従来の技術」 水溶性重合体は多くの産業分野において広く用いられ、
産業上重要な位置を占めている。その用途の代表例とし
ては、製造工程における固液分離剤；工業排水処理にお
ける凝集沈澱剤；下水、凍原処理における汚泥の脱水助
剤；紙力増強剤、填料歩留り向上剤等の製紙用薬剤；土
壌改良剤、増粘剤、石油回収用薬剤等があげられる。

水溶性カチオン系重合体の製造には各種の方法が用いら
れているが、最も一般的な方法は水溶液重合法である。

例えば、水溶性カチオン系重合体を製造する方法として
、特開昭５２−１２６４９４号、特開昭５３−１３３２
８７号によってシート状で得る方法が開示されている。

また、製造時に用いる容器等の内壁に重合体が粘着する
ことを防止するためポリエチレングリコールを重合系に
内添あるいは外添する方法が特開昭５２−８５２８３号
、特開昭５３−８１５５５号に開示されている。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、上記方法で製造した水溶性カチオン系重
合体のシートを裁断し、その後、粗砕する場合、これら
重合体の裁断片、粗粒等が裁断あるいは粗砕させる装置
内の回転刃、固定刃、あるいは、装置の内面に付着し、
装置の運転が困難となり工程を停止せざるを得ない場合
が多発する。

また、裁断あるいは粗砕された重合体同志が相互に粘着
し、次工程に連続的に送り込めない状況が生ずる問題も
起きている。

このような問題に対してはポリエチレングリコールを内
添、外添する方法も知られているが。

しかしその場合は添加量を多く必要とし、また、次工程
移送中あるいは乾燥中に粘着性が復元して裁断片あるい
は粗粒同志が粘着し塊状になるという問題も起きている
。

［問題点を解決するための手段］ 本発明者らは、上述した如き従来技術に鑑み鋭意検討し
た結果、裁断、粗砕時において後述する特定の界面活性
剤を採用すると、上記の問題が解決できることを見出し
本発明の方法を完成した。

本発明の水溶性カチオン系重合体の製造方法は、光重合
開始剤を含む水溶性カチオン系単量体を、深さが５０■
■以下の容器中で光照射して重合させた後、得られたシ
ート状重合体表面若しくは該重合体を切断する装置の切
断刃に、カチオン性界面活性剤及びノニオン性界面活性
剤からなる群より選択される少なくとも１種の界面活性
剤を供給しながら裁断し、引き続き粗砕することを特徴
とする。

本発明に使用する水溶性単量体は、水溶性カチオン系重
合体を生成せしめるものであれば、いかなるものでも使
用することができる。

例えばアクリルアミド、メタクリルアミド、ジメチルア
クリルアミド、ヒドロキシエチルメタクリレート等のノ
ニオン性単量体；ジメチルアミノエチル（メタ）アクリ
レート及びその塩、ジエチルアミノエチル（メタ）アク
リレート及びその塩、３−ジメチルアミノ−２−ヒドロ
キシプロピル（メタ）アクリレート及びその塩、ジメチ
ルアミノプロピル（メタ）アクリルアミド及びその塩、
並びに上記３級アミンをメチルクロライド、メチルブロ
マイド、メチルヨーダイト、ジメチル硫醜等で４級化し
たモノマー、ジメチルジアリルアンモニウムの塩、ジエ
チルジアリルアンモニウムの塩等のカチオン性単量体：
等があげられる。

これらの単量体は、一種でまたは二種以上を併用して用
いることができる。また必要に応じて、本発明の目的を
阻害しない範囲で、他の単量体、例えばアクリロニトリ
ル、酢酸ビニル、等も添加して使用することもできる。

水溶性単量体の重合に使用される光重合開始剤としては
、一般に公知である光重合開始剤を使用することができ
格別限定されるものではない０例えば、ベンゾイン、ベ
ンゾインアルキルエーテル、アントラキノン誘導体等が
あげられる。光重合開始剤の使用量は、水溶性単量体に
対してｌＯ〜２０００ｐｐｍの範囲である。光重合開始
剤の使用量が上記範囲外にある場合は重合に極めて長時
間を要したり、また得られる重合体が着色したり、更に
は分子量が低下したりして不都合である。

本発明を実施する際の水溶性単量体の濃度は、特に限定
されないが、２５重量％〜９０重量％。

好ましくは４０重量％以上となるように水と混合して調
整する。単量体濃度が低い場合には、乾燥と輸送のため
のコストが高くなり、さらに高分子量の重合体を得るの
に長時間を要する。一方、単量体濃度が高すぎると系の
均一性が保持出来なくなる。

重合に使用される容器としては、厚み５０腸瀧以下のシ
ート状の重合体を形成しうるちのであれば特に限定され
ないが、例えば高さ５０■層以下の堰をもつ箱型の容器
、もしくはエンドレスベルトの両端に高さ５０ｍｍ以下
の堰を設けた連続重合型容器等が好ましい、また、光透
過性のフィルムの袋などで厚みを５０■ｌ以下とする事
も好ましい、深さが５０−一を超える容器を使用すると
、重合工程での温度制御が難しくなりまた光の照射が十
分に行えず均一性の高い重合体をうることができなくな
る。

容器中での重合は、上記の重合溶液を所望の厚さ好まし
くは１ｍｍ以上５０１以下のシート状の重合物を形成す
るように注入し、窒素雰囲気中において、その上面を光
透過性フィルムで覆い、ここに光を照射して主重合を行
なわせる。この主重合においては、少なくとも容器より
重合物を取り出すことができるゲル分を形成する程度に
まで重合を進める。

本発明の主重合に於て用いられる光としては、光重合開
始剤との組合せにより、各種の波長の光を採用できるが
、モノマー自身による吸収、光量子エネルギーの面から
見て、３００−５００ｎｓ＋の領域の波長の光であるこ
とが望ましい、３００−５００ｎｍの光を与える光源と
しては、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、蛍光ケミカルラン
プ等があげられる。特に好ましい光源としては三菱電機
輛製蛍光ケミカルランプが挙げられる。

本発明の方法においてシート状の重合体の裁断及び粗砕
は、公知の裁断機、粗砕機を用いて行うことが好ましく
、とくに、図に示すような裁断機の直下に粗砕機を組合
わせた構造の装置が好適である０図の装置においては１
重合体シートｌは、裁断部２で所定の細片３に裁断され
、細片３が裁断部２の直下に位置する粗砕部４で粗砕さ
れて粗粒５となる０図における６は後述する界面活性剤
を重合体シートｌや裁断部２、粗砕部または装置内壁に
噴霧するためのノズルである。

本発明の方法は、裁断、粗砕の過程で重合体シートの表
面や装置内の切断刃等に後述の界面活性剤を供給しなが
ら操作を進めることに特徴を有する。

このとき、界面活性剤の供給方法としては。

ローラ塗布、刷毛塗り、スプレーなどの方法を適用する
ことができるが、上記したように、ノズル２からスプレ
ーする方法が好適である。

本発明に用いられる界面活性剤としては、カチオン性界
面活性剤、或いはノニオン性界面活性剤としてのアルコ
ール系消泡剤、シリコン系消泡剤が選ばれる０重合系に
内添する方法も用いられるが、この方法の場合、粘着性
を改良するためにはその添加量を多くする必要があり、
そのため、重合反応そのものにも影響を及ぼし、かつ使
用される界面活性剤は限られる０本発明のごとく裁断と
粗砕を組み合わせる外添法では、添加量を少なくするこ
とが出来る。

この外添法の場合は、界面活性剤の添加量を少なく出来
るため、たとえば、該重合体を汚泥処理に使用する際に
汚泥処理後の廃水中に流出する界面活性剤量を抑制でき
、環境に与える影響は軽減される。

本発明に用いられる界面活性剤としては、まず、カチオ
ン性界面活性剤として、第４級アンモニウム塩を親水基
として有するもので１例えば、テトラアルキル第４級ア
ンモニウム塩、トリアルキルベンジル第４級アンモニウ
ム塩、アルキルピリジニウム塩、アルキルキノリニウム
塩等をあげることができる。これらの市販品の一例とし
ては花王アトラス■製、サニゾールＢ−５０をあげるこ
とができる。

また、ノニオン性界面活性剤としては、市販品の一例と
して、アルコール系消泡剤で東邦化学■製ＡＦ１０３、
シリコーン系消泡剤で信越化学輛製ＫＳ５０２をあげる
ことができる。

これらの界面活性剤はそれぞれ単独で用いることもでき
るし、また２種以上を適宜に組合せて用いることもでき
る。

使用量は、０．０５％程度から効果が現れ、２．０％以
上では効果の向上はなく、装置内に蓄積してしまうので
好ましくない、好ましくは０．１〜２．０％である。

以下に、実施例に基すき、本発明を更に詳しく説明する
が、以下の実施例は本発明を限定するものではない。

実施例１ ８０％のジメチルアミノエチルメタクリレートのメチル
クロライド４級塩水溶液１０．７Ｋｇと５０％のアクリ
ルアミド水溶液４．３Ｋｇを採取し混合した。

光重合開始剤として、ベンゾインエチルエーテル１１０
０ｐｐ、エチレンジアミン４酢酸２ナトリウム塩５０ｐ
ｐ腸、亜すン酸５００ｐ、層をいずれも単量体溶液に対
し添加した。この単量体溶液を３０℃にして、これを撹
拌しながらここに１０規定の硫酸を加えてｐＨを４．０
±０．１に調整した。

ついで窒素１１を３０分行い、ステンレス板に深さが２
０ｍ５となるような堰を作り、表面にポリ４フツ化エチ
レンフイルムを貼着して底面が約７０ｃｓＸ　１００ｃ
鵬の容器とし、ここに上記溶液を注ぎ、その上をポリエ
チレンテレフタレートにポリ塩化ビニリデンが塗布され
ているフィルム（１２＋４１Ｌ）で覆った。上方より三
菱電機−製蛍光ケミカルランプを用いて２　Ｗ　／　ｍ
″の照射強度で５０分、その後、５０Ｗ／ｒｎ”で１０
分間蛍光ケミカルランプを照射した。照射強度の測定に
は、東京光学機械■製のＵＶＲ−１を用いた。

大略２０１厚みのゲル状重合体を容器より取りだし、約
７０ｃｍＸ２５ｃ閤となるように４分割した。それを図
のごとき構造の装置（朋来鉄工■製ＫＳ−３４０とＢＯ
−２５７２を組合わせた装置）の上部より一片ずつ投入
し、裁断、粗砕を行った。そのとき、ノズル２からはシ
リコーン系消泡剤（信越化学■製ＫＳ５０２）をゲル状
重合体に対し、０（比較）、０．１．０．２．０．５，
１．０．２．０．３．０重量％となるよう装置の両側よ
り噴霧した。

装置運転中の状況を観察し、又平均負荷電流（２００Ｖ
）、粗砕後の重合体の粘着性を測定し、その結果を第１
表に示した。

実施例２ 単量体濃度８０％のジメチルアミンエチルメタクリレー
トのメチルクロライド４級塩水溶液２．４２Ｋｇと５０
％のアクリルアミド水溶液２．５８Ｋｇを採取した。光
重合開始剤としてベンゾインエチルエーテル１００ｐｐ
■、エチレンジアミン４酢酸２ナトリウム塩５０ｐｐｍ
、亜リン酸２５０　ｐｐｍをいずれも単量体溶液に対し
添加した。単量体溶液を３０℃として、撹拌しなからｐ
Ｈを１０規定の硫酸で４．５±０．１に調整した。窒素
置換を３０分行い、約３０ｃｍＸ７０ｃ■で厚みが大略
２０■腸となるようなポリエチレンテレフタレートにポ
リ塩化ビニリデンを塗布したフィルム（１２＋４ｇ）の
袋の中に上記溶液を注入し、これを恒温水槽中に上面が
水面下１０＋−程度となるように静置し、上方より水面
での照射強度が３　Ｗ　／　ｍ″の条件で５０分、その
後、６０Ｗ／ｒｆで１０分間蛍光ケミカルランプを照射
した。水槽より引上げ、ゲル状の重合体を袋より取りだ
した。

実施例１と同様に裁断、粗砕したが、その際。

界面活性剤と、添加量を変えた。第２表の通りの結果が
得られた。

［発明の効果」 本発明の方法は以下に示す様な、優れた効果を奏するも
のである。

（１）　　裁断、粗砕時に重合体、回転刃、固定刃に特
定された界面活性剤を供給することにより。

装置への付着と重合体同志の相互粘着を抑制でき、それ
ゆえ装置を連続的に長時間に亘って運転することが可能
になる。

（２）少量の界面活性剤の添加により粘着防止ができる
ため、経済的に有利であるばかりでなく、凝集沈澱等の
処理時に排出される界面活性剤量が少なく、環境、生態
系への悪影響が低減できる。

【図面の簡単な説明】

図は、本発明方法を行なうにあたって用いる装置例を示
す図である。 ■　シート状重合体 ■　噴霧ノズル ■　裁断部 ■　裁断された重合体 ■　粗砕部 ■　粗砕された重合体

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、光重合開始剤を含む水溶性カチオン系単量体を、深
   さが５０ｍｍ以下の容器中で光照射して重合させた後、
   得られたシート状重合体表面若しくは該重合体を切断す
   る装置の切断刃に、 カチオン性界面活性剤及び ノニオン性界面活性剤 からなる群より選択される少なくとも１種の界面活性剤
   を供給しながら裁断し、引き続き粗砕することを特徴と
   する水溶性カチオン系重合体の製造法。 ２、重合体表面若しくは切断刃に供給する界面活性剤の
   量が、重合体の固形分に対して、０．１〜２．０重量％
   である特許請求の範囲第１項記載の水溶性カチオン系重
   合体の製造法。 ３、重合体表面若しくは切断刃に供給するノニオン性界
   面活性剤がアルコール系消泡剤若しくはシリコン系消泡
   剤である特許請求の範囲第１項又は第２項記載の水溶性
   カチオン系重合体の製造法。 ４、重合体表面若しくは切断刃に供給するカチオン性界
   面活性剤が分子中に親水基として第４級アンモニウム塩
   を有している特許請求の範囲第１項又は第２項記載の水
   溶性カチオン系重合体の製造方法。