JPH01289802A - ポリマービーズの製造方法 - 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】 憤）発明の目的 （産業上の利用分野） 本発明は粒度分布のバラツキの少ない、すなわち均一な
粒度分布を有するポリマービーズの製造方法に関する。

（従来の技術） ポリマービーズの製造には、従来１重合開始剤を溶解し
て含有する重合性モノマーの液滴を分散媒中に分散せし
めて重合させる方法、いわゆる懸濁重合法が用いられて
いる。

かかる懸濁重合法を用いて均一な粒度分布を有するポリ
マービーズを得るには、モノマー液滴の初期粒度分布を
重合中及び重合後まで維持させる必要があり、そのため
Ｋは分散安定剤の添加や撹拌羽根の選択などの手段が用
いられている。しかし、これらの手段にも限界があシ、
重合初期のモノマー液滴の粒度分布を重合後まで維持さ
せるのが困難であっ九、特に、撹拌羽根については、従
来の羽根は必ず剪断力が働く形状のものであるために、
モノマー液滴の初期粒度分布を重合中及び重合後まで維
持することができず、そのために粒度分布の均一なポリ
マービーズが得られなかった。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明は、モノマー液滴の初期粒度分布を容易に重合後
まで維持せしめて、粒度分布の均一なポ１）−２−ビー
ズが得うれるポリマービーズの製造方法を提供しようと
するものである。

（ｂ）　　発明の構成 （問題点を解決するための手段） 本発明者らは、前記の問題点を解決するために種々研究
を重ねた結果、重合性モノマーの液滴を分散せしめて含
有する分散媒に、剪断力を実質的に与えずに、かつ渦巻
き状の循環流を付与せしめて該分散媒を撹拌しながら重
合させることによシ。

その目的を達成することができたのである。

すなわち、本発明のポリマービーズの製造方法は、重合
開始剤を溶解して含有する重合性上ツマー〇液滴を分散
媒中に分散させて重合を行なわせる方法において、前記
の重合性モノマーの液滴を分散せしめた分散媒を剪断力
を実質的に与えずＫ。

かつ渦巻き状の循環流を付与して撹拌しながら重合させ
ることを特徴とする方法である。

本発明のポリマーピーズ製造用の重合性モノマーとして
は種々のものを使用することができる。

タトえばスチレン、ジビニルベンゼン、アクリロニトリ
ル、メチルアクリレート、クロロメチルスチレン、グリ
シジルメタクリレート、エチレングリコールジメタクリ
レートなどがあげられ、これらＱ重合性モノマーは１種
類を重合させてもよいし、２種以上を共重合させること
もできる。

添付の第１図は１本発明の製造方法の実施に使用される
装置全体の概略図であり、第２図は第１図に示した装置
の重合槽に設けられた撹拌機の部分切断正面図であるが
、以下において、この第１図及びに２図に示された装置
を用いて本発明を実施する態様例について詳述する。

まず、モノマー液ｙ４製槽１において、重合を開始しな
い温度条件下で重合性モノマーに所定量の重合開始剤を
添加して溶解させて、重合性モノマー液をｖ４製する。

そのモノマーとしては前記したようなモノマーが１種又
は２種以上用いられる。

重合開始剤としては、たとえばベンゾイルパーオキサイ
ドなどのパーオキサイド開始剤をはじめとする種々の開
始剤が使用される。

また、分散媒調製槽２において、分散媒用の液体、通常
は水に適量のポリビニルアルコール、ドデシルベンゼン
スルホン酸ナトリウム、ドデシル硫酸ナトリウムなどを
溶解させて、重合性モノマーＱ液滴の形成及び同液滴分
散用の分散媒を調製する。

分散媒調製槽２内において調製された分散媒は、導管７
、ポンプ６を経て重合性モノマー液滴形成装置８の一端
に供給さｎるとともに、モノマー液調製槽１において調
製された重合性モノツー液は、導管３、ポンプ４及び脈
動防止器５を経て重合性モノマー液滴形成装置８の下端
に設けられたノズル９から分散媒中に層流状態で噴出さ
れて、重合性上ツマ−の液滴が形成される。その形成さ
れたモノマー液滴は浮力によって分散媒中を上昇し、分
散媒調製槽２から送られてくる分散媒の流れに伴なわれ
て重合槽１１に移送される。

重合槽１１内には、第２図に詳しく示したような螺旋階
段状邪魔板１３を内装した上下開放円筒量の撹拌機１２
が設けられていて、上記したようにして移送され、蓄積
された重合性モノマー液滴を分散・含有する分散媒はそ
の移送蓄積中及び移送蓄積後の重合反応中、重合槽１１
内に設けられた撹拌機２によって矢印１４で示される渦
巻状の循環流が付与されて撹拌さｎる。モノマー液滴の
移送終了後に、重合槽１１内の液温を所定の温度に昇温
しで重合を行なわせれば、七ツマー液滴が重合してポリ
マービーズが形成される。そして、上記した構造の撹拌
機２を用いれば、分散媒に実質的に剪断力を与えずに、
渦巻き状の循環流のみを容易に付与して撹拌することが
できるから、重合前及び重合反応中に重合性モノマー液
滴の分裂を起すことがないし、また複数個の液滴が合体
して大きな液滴を形成せしめるようなこともなく、初期
粒度分布（−ｔ′なわち重合性モノマー液滴形成装置８
において形成された液滴の粒度分布）をそ■まま保った
ままの状態で重合せしめられるので。

均一な粒度分布を有するポリマービーズが形成される０
重合反応終了後、ポリマービーズを分散状態で含有する
分散媒は、次いで管１５を経て後処理工程に移送される
。

スチレンとジビニルベンゼンとの混合モノマーから架橋
スチレンポリマービーズを製造する場合の例について詳
述すると、ジビニルベンゼンを５〜１０重量％含有する
混合モノマー液に重合開始剤としてベンゾイルノー−オ
キサイドを０．５重量５（対モノマー重量％）溶解した
重合性モノマー液を、前記した重合性モノマー液滴形成
装置８の口径０．０２〜０．３露のノズル９から線速度
５０〜４００　ｍ／ｓｅｅ　、好ましくは８０〜３００
　ｃｍ　／　ｓｅｅで噴出して均一な液滴を形成させる
。その分散媒としてはポリビニルアルコールを０．０１
〜０．１重量％、好ましくは０．０４〜０．０６重量％
含有する水が用いられる。形成されたモノマー液滴は浮
力によって分散媒中を上昇したのち、分散媒調製槽２か
ら送られてくる分散媒の流れに伴なわれて重合槽１１に
移送されるが、その移送時の分散媒の線速度はＯ０１儒
／　ｓｅｃ以上にするのが望ましい。

重合槽ｌｌ内に所定量のモノマー液滴が蓄積されるまで
撹拌機１２によって撹拌をしながら移送を続け、移送終
了後に撹拌を続けながら所定の温度まで昇温させて重合
を行なわせる。その撹拌速度は３０〜４００　ｒｐｍ、
好ましくは５０〜１５０ｒｐｍであり、重合温度は約８
０℃、重合時間は約８時間程度である。

（実施例等） 以下に実施例及び比較例をあげてさらに詳述する。

実施例１ 第１図及び第２図に示した装置を使用してポリマービー
ズを製造した。すなわち、モノマー液調製槽１において
、８重量５のジビニルベンゼンを含むスチレンモノマー
に対して０．５重量５のベンゾイル／ぐ−オキサイドを
混合して溶解させて重合性モノマー液を調製した。

また１分散媒調製槽２において水にポリビニルアルコー
ルを溶解させて、分散媒としてのＯ，ＯＳ重量％ポリビ
ニルアルコール水溶液を調製した。

次いで、分散媒調製槽２より分散媒を３ｏｍｌ／ｍ１ｎ
で重合性モノマー液滴形成装置８の一端に供給しながら
、口径０．１瓢のノズル９より前記のモノマー液を流量
Ｑ、　１３　ｍＡ！　／　ｍｌ　ｍで噴出させた。ノズ
ル９は分散媒中に上向きに開口しており、モノマー液を
この開口部から線速度１７０ｃｍ／ｓ＠ｅで分散媒中て
上記のようだ噴出させた。生成モノマー液滴の平均粒径
は３２０μｍであり、均一係数は、０５であった。なお
、均一係数は次式で定義される。

生成したモノマー液滴はその浮力で液滴形成装置８の上
部まで上昇するが、その上部では分散媒調製槽２よりポ
ンプ６によって線速度０．２α／ｌＣで送られてくる分
散媒の流れがあるから、この流れて乗って重合槽１１に
移送される。

重合槽１１は内径１４０ｍ、高さ２３０ｍのガラス展容
器であり、螺旋階段状邪魔板１３を内装した上下開放円
筒型撹拌機１２が設けられている。

同撹拌機１２は外径１００■、高さ１６０■、螺旋ピッ
チ３０■のＳＵＳ製の撹拌機であり、モーター１０によ
って回転できるものである。

この重合槽１１内には予め前記の分散媒２０００１が収
納されておシ、前記のようにして形成されたモノマー液
滴が２時間かけて移送され、蓄積されたのち１重合槽１
１内の液温を８０℃に昇温させてこの温度で６時間重合
させた。撹拌機１２はモノマー液滴の移送開始後重合反
応を終了させるまで８０　ｒｐｍで連続的に運転し続け
た。

重合終了後、生成ビーズ５００粒を採取し、粒度分布を
測定したところ、平均粒径が３１０μｍ、均一係数が、
０５であった。

実施例２ ノズル口径を０．２５５ｍ１Ｃ、モノマー液流量を２、
８　ｔｒｉ　／　ｍｌｎに、ノズル部モノマー線速度を
９５ＣＰｏｇ／　ｓｅｅに、撹拌速度を９０ｒｐｍＫそ
れぞれ変更し、そのほかは実施例１と同様にしてポリマ
ービ−ズを裏遺した。

生成ビーズは平均粒径が６５０μｍ、均一係数が、０７
であった。

実施例３ ノズル口径を０，０５■に、モノマー液流量を０．３　
ｍ　／　ｍｉｎに、ノズル部モノマー線速度を２５０ｍ
／　ｓ・Ｃに、撹拌速度を５５　ｒｐｍにそれぞれ変更
し、そのほかは実施例１と同様にしてポリマービーズを
製造した。

生成ビーズは平均粒径が１６０μｍ１均−係数が１、０
７でめった。

比較例１ 撹拌機として外径７αの４枚煩斜ノｆドルを有する撹拌
羽根を使用して回転数３３　Ｏｒｐｍで撹拌をし、その
ほかは実施例１と同様の条件を用いてポリマービーズを
製造した。

生成ビーズは平均粒径が３００μｍ、均一係数が、７５
でおった。

比較例２ 撹拌機として外径５ｍのタービンＸを有する撹拌羽根を
使用し、回転ａ　３７０　ｒｐｍで撹拌をし。

そのほかは実施例１と同様の条件を用いてポリマービー
ズを製造した。

生成ビーズは平均粒径が３２０μｍ、均一係数が、２７
であった。

比較例３ 撹拌機として外径１２譚の３枚スクリュー翼を有する撹
拌羽根を使用し７、回転数１３０　ｒｐｍで撹拌をし、
そのほかは実施例１と同様にしてポリマービーズをＭ造
した。　□ 生成ビーズは平均粒径が２９０μｍ、均一係数が、３７
であった。

（ｃ）　　発明の効果 本発明の製造方法は、粒度分布の均一なポリマービーズ
が容易に得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の製造方法の実施に使用される装置全体
の概略図であり、第２図は第１図の重合槽内に設けられ
た撹拌機の部分切断正面図である。 図中の符号はそれぞれ下記のものを示す。 １・・・七ツマー液調製槽 ２・・・分散媒調製槽 ８・・・重合性モノマー液滴形成装置 １１・・・重合槽 １２・・・撹拌機 １３・・・螺旋階段状回転邪魔板 第１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）重合開始剤を溶解して含有する重合性モノマーの液
   滴を分散媒中に分散させて重合を行なわせる方法におい
   て、前記の重合性モノマーの液滴を分散せしめた分散媒
   を剪断力を実質的に与えずに、かつ渦巻き状の循環流を
   付与して撹拌しながら重合させることを特徴とするポリ
   マービースの製造方法。 ２）渦巻き状の循環流を、螺旋階段状回転邪魔板を内装
   した上下開放円筒型撹拌機によって付与せしめる第１請
   求項記載の製造方法。 ３）重合性モノマー液滴を、重合を開始しない温度条件
   下で重合開始剤を溶解して含有する重合性モノマー液を
   分散媒中に層流状に噴出させて形成せしめる第１請求項
   又は第２請求項記載の製造方法。