JPH032042B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は水溶性重合体ゲルを細粒化する方法に
関する。さらに詳しくは、水溶性ビニル系単量体
水溶液の重合によつてえられた水溶性重合体ゲル
を破砕したのち、さらに固定刃と回転刃から構成
された竪型切断機により細粒化する方法に関す
る。

［従来の技術］ 従来より、アクリルアミドの単独重合体、アク
リルアミドを主体とし、これと他の重合性単量体
との共重合体またはそれらのアルカリ加水分解物
は、紙力増強剤、増粘剤、土壌改良剤、原油回収
用薬剤、排水処理剤などとして広く利用されてい
る。

それらアクリルアミド系水溶性重合体の製法に
は、塊状重合法、懸濁重合法、乳化重合法、溶液
重合法などがあるが、本質的に高分子量の重合体
を製造することが重要とされるため、通常水溶液
重合法を採用するばあいが多い。

水溶性重合法によつて分子量が非常に高く、か
つ良好な水溶解性を有する重合体をうるには、重
合反応段階における架橋を防止するためにも、比
較的低い濃度で重合を実施する必要がある。

しかしながら近年、運搬コスト、保管コストな
どの経済性が重視されるため、液状製品よりも粉
末製品が生産の主流を占めるにいたり、低濃度で
水溶性重合法を採用するばあいには、えられた重
合体を粉末化する際に多量の水を揮散させ、乾燥
しなければならず、粉末化のためのユーテイリテ
イーコストが増大する欠点を有している。

かかる欠点を排除するため、できる限り高い単
量体濃度で重合させ、粉末化段階におけるユーテ
イリテイーコストの軽減をはかる研究が行なわ
れ、多数の特許請願がなされている。

しかしながら、アクリルアミド、アクリル酸な
どのビニル系単量体は、本質的に架橋して３次元
化する傾向がきわめて強く、したがつて必然的に
架橋を防止するため、緩和な条件、とりわけ単量
体濃度に関しては、たとえばアニオン系またはノ
ニオン系のばあいには、高々約20〜30％（重量
％、以下同様）という比較的低い濃度に保持した
ままで重合させなければならない。

前記のような濃度のアクリルアミドまたはアク
リルアミドを主体とした単量体溶液を重合させる
と、流動性の全くない、かたいまたは弾力性の大
きいゲル状物がえられる。それゆえ、たとえばそ
のゲル状重合体の塊やシート状物を機械的に粗砕
することなしに、そのまま含有されている水を揮
散せしめようとすると、非常に長時間、高温下に
放置しなければならず、その結果、折角えられた
高分子量重合体の分子量が低下したり、重合体の
熱変化に伴う架橋が促進され、商品価値が著しく
低下することになる。したがつて、一般的にはえ
られた重合体ゲルの塊やシート状物を何らかの機
械的手段によつて粗砕して小塊粒子としたのち、
加熱により乾燥せしめて水を除去する方法が採用
されている。一般的には、重合によつてえられた
重合体ゲルを肉挽機のごとき、押出成形機を用い
てストランド状に成形したのち加熱乾燥すす方法
が広く採用されている。しかしながら、肉挽機の
ごとき押出成形機を使用するばあい、とくに重合
体ゲルが著しくかたいばあいには、機械壁面の摩
擦が大きく、機械能率の損失をおこすばかりか、
重合体ゲル自身が摩擦熱や物理力などにより劣化
をうけ、分子切断などによる分子量低下をもたら
すので、あまり好ましい方法とはいえない。

本発明者らは、水溶性ビニル系単量体水溶液の
重合によつてえられた重合体ゲルの破砕方法とし
て、分子量の低下の伴わない、かつ細片状に破砕
した重合体ゲルが相互に付着しにくい方法の開発
を行ない、昭和59年11月６日付で特許出願（発明
の名称「水溶性重合体ゲルの破砕方法」、以下、
Ａ出願という）している。

しかしながら、前記出願による方法によつてえ
られる細片状の重合体ゲルは、３〜20mmの角状の
比較的大きい重合体ゲルであり、このままの状態
で加熱乾燥しようとしても、重合体ゲル内部に存
在する水分の揮散がなかなかおこりにくい。その
結果、乾燥時間が長くなり、乾燥に必要な容積
（以下、乾燥容量という）の増加がさけられない。

乾燥容量を減少させるには、乾燥前の重合体ゲ
ル粒子をできる限り小さくし、乾燥時間を短くす
ることは容易に推察しうるが、従来から用いられ
ている破砕機の１つである肉挽機のごとき押出成
形機では、前記３〜20mmの大きさの角状になるま
で重合体ゲルを細粒化することは到底できない。

［本発明が解決しようとする問題点］ 本発明は前記のごとき破砕された重合体ゲル、
好ましくは３〜20mmの角状に切断された重合体ゲ
ルをさらに細粒化して乾燥させることにより、重
合体ゲルが粗大なばあいには熱乾燥が容易でない
という問題点を解決するためになされたものであ
る。

［問題点を解決するための手段］ 本発明者らは重合体ゲルを細粒化するに際し、
細粒化した粒子の相互付着を防止する方法とし
て、水溶性ビニル系単量体の水溶液をできる限
り高濃度に保ちつつ重合させること、細粒化す
る際に、必要により粘着防止剤を使用したり、冷
風を送風すること、破砕形式を変更すること、
などについて鋭意検討を重ねた結果、本発明に到
達した。

すなわち本発明は、水溶性ビニル系単量体の水
溶液を重合させてえられた重合体ゲルを破砕した
のち、固定刃と回転刃から構成され、粉砕される
べき重合体ゲルが滞留する領域を有し、かつ平均
粉砕滞留時間が少なくとも３分間となる堅型切断
機により破砕された重合体ゲルをさらに切断し、
細粒化することを特徴とする水溶性重合体ゲルの
細粒化方法に関する。

［実施例］ 本発明に用いる水溶性ビニル系単量体として
は、たとえばアクリルアミド、メタクリルアミ
ド、アクリル酸、メタクリル酸、ビニルスルホン
酸、アクリルアミド−メチルプロパンスルホン
酸、イタコン酸などの水溶性ビニル単量体または
それらの塩類、（メタ）アクリル酸ジアルキルア
ミノアルキルエステル類、その塩もしくは酸性塩
類またはその４級化物類、ジアルキルアミノアル
キルアクリルアミド類、その塩もしくは酸性塩類
またその４級化物類、ジアリルアミン酸性塩、ジ
アリルアルキルアンモニウム塩などのジアリルア
ミン類などがあげられるが、これらに限定される
ものではない。これらは単独で用いてもよく、２
種以上混合して用いてもよい。

前記水溶性ビニル系単量体には、えられる重合
体が水溶性になるような範囲で水に本質的に不溶
性の単量体、たとえばアクリロニトリル、（メタ）
アクリル酸エステル類、酢酸ビニル、スチレンな
どの疎水性単量体を配合してもよい。

水溶性ビニル系単量体を重合させる方法にはと
くに限定はなく、たとえば公知の過硫酸塩または
アゾ系開始剤などのラジカル重合開始剤を用いる
熱重合法、公知の過硫酸塩／アミン類または過硫
酸塩／亜硫酸塩などのレドツクス重合開始剤を用
いるレドツクス重合法、ベンゾインまたはベンゾ
インアルキルエーテルなどの光重合開始剤を用い
る光重合法あるいは放射線重合法などの通常の方
法などがあげられる。通常、このような方法によ
り、水溶性ビニル系単体の所定の濃度の水溶液が
自由に流動しなくなるまで重合せしめられる。前
記のごとき水溶性ビニル系単量体の水溶液の重合
を紫外線照射によつて行なうと、とくに該水溶液
を薄膜状にして紫外線照射によつて行なうと、重
合の誘導時間が非常に短かく、かつ重合に要する
時間が他の方法に比して短かくてすむ。その結
果、重合に必要な装置がコンパクトとなり、設備
費用が小さくてすむ。また可動式支持体により連
続、かつ薄層状に重合体がえらると、以降の破砕
および細粒化を連続にしうるなどの利点を有して
おり好ましい。

水溶性ビニル系単量体を使用してえられた重合
体ゲルは、できるだけ高濃度であることが生産性
向上という点から好ましく、また破砕時の粘着性
を低減し、破砕物の相互付着を防止する点からも
好ましい。一般に、アクリルアミドあるいはアク
リル酸を使用してえられるノニオン系あるいはア
ニオン系重合体のゲルは、20〜60％、望ましくは
30〜45％である一方、ジアルキルアミノアルキル
アクリレートあるいはその酸性塩、４級塩を使用
るうカチオン系重合体ゲルのばあいには、50〜90
％、望ましくは60〜80％である。

重合体ゲルの形態は、たとえばＡ出願明細書に
記載のごとき互いにかみあう方向に回転する１対
のローラー型カツターで効率よく切断されるため
には、円滑に重合体ゲルを該ローラー型カツター
にくい込ませなくてはならないので、重合体ゲル
の厚さは２〜30mm、望ましくは５〜15mmのごとき
薄層状にすることが好ましい。たとえば皿型、平
板型、トレイ型など容器または可動式のベルトな
どを用いて水溶性ビニル系単量体水溶液を重合さ
せると、薄層状にすることができる。可動式ベル
ト上で薄層状に重合する方法は、以降の破砕工程
とも連続化しうるので好ましい方法である。

本発明においては、上記のようにしてえられた
重合体ゲルが、たとえばＡ出願明細書に記載のご
とき、第４図〜第５図に一実施態様を示すような
破砕機を用いて破砕、好ましくは３〜20mmの角状
に破砕される。

破砕されたものの大きさが平均粒径20mmをこえ
ると、つぎの工程の竪型切断での切断能力が低下
していく傾向があり、無理に20mmをこえる粗大す
ぎる平均粒径の重合体ゲルを、過剰に竪型切断機
に供給すると切断不良がおこり、切断機内で重合
体ゲルの団塊が生じ、同時に粘着性による摩擦熱
が発生し、望ましくない悪循環をひきおこすこと
になる。

重合体ゲルは、たとえば第４図に示す破砕機の
上方から破砕機に供給される。供給された重合体
ゲルは、第４図および第５図に示す破砕機を上方
から見た図面である第６図に示すローラー型カツ
ター１３，１４により切断され、たとえば短ざく
状のストランドにされる。

ローラー型カツター１３，１４の表面には、そ
れぞれ第６図、より詳しくは第７図に示すように
互いの凹凸がかみあうように凹凸の形状にカツタ
ーの刃が形成されている。この互いにかみ合うロ
ーラー型カツターは、たとえば同じ寸法を持ち、
同じ回転速度でかみ合う方向に回転する。かみあ
うように形成された刃の凹凸の巾、深さ、高さ
は、破砕された重合体ゲルに所望される大きさ、
すなわち平均粒径３〜20mmになるように決定すれ
ばよく、たとえば第８図において巾X₁が２〜10
mm程度、刃の凹部の深さX₄が10〜15mm程度、凸
部の高さX₅が10〜15mm程度で、凹部と凸部とが
最も深くかみあつたばあいでも、切断された重合
体ゲルが通過するのに必要な間隙（第８図におけ
るX₃）が10〜20mm程度あくように通常は形成さ
れる。このような形状にローラー型カツター１
３，１４表面の刃を形成し、第６図のようにロー
ラー型カツターの回転軸８，９を用いて２つのロ
ーラー型カツター１３，１４を第５図（第４図の
Ｃ−C′断面図）に示すように回転させ、上方から
供給された重合体ゲルをかみこんで切断して下方
に供給するようにすることにより、重合体ゲルの
切断が容易に行なえ、たとえばストランド状にす
ることができる。

なおローラー型カツター１３，１４に重合体ゲ
ルを供給するのに、可動式支持体、たとえばエン
ドレスベルトの他端より重合体ゲルを連続的に取
出し、ローラー型カツターにくい込ませる方法な
どを用いて連続的に行なうと、工程を連続化する
ことができ、生産効率を向上させることができ
る。

互いにかみ合う方向に回転するローラー型カツ
ター１３，１４により、たとえば短ざく状に切断
された重合体ゲルのストランドは、第５図に示す
くし１５，１６の上端のエツジで第７図に示すロ
ーラー型カツターの刃Ａの外周部より剥離され、
くし１５とくし１６との間を下降し、くし１６の
下端に設けられた固定刃１２の位置に到達する。
通常ローラー型カツターの外刃Ｂに重合体ゲルの
ストランドがひつつくことはない。固定刃１２の
位置に到達し、該位置より下方に出た短ざく状の
ストランドは、第４図および第５図の７を回転軸
とする回転体１０の外周部に設けられた回転刃１
１と固定刃１２との間に働らく切断力により切断
され、細片状、好ましくは平均粒径３〜20mm角形
の細片状にされる。

短ざく状のものの横巾方向の断面形状は、ロー
ラー型カツター１３，１４の組立後の機械寸法、
すなわち第８図における刃の凹凸の巾X₁、かみ
合いの深さX₂、高さX₄、X₅およびローラー型カ
ツター１３，１４の回転速度により決定される。
そして短ざく状の長手方向の形状は、ローラー型
カツター１３，１４の回転速度とそれに同調する
速度で回転する回転体１０の回転速度および回転
体１０上に設けられた回転刃１１の数（第５図に
おいては６枚）を調節することにより、細片状に
切断される長さを決定することができる。

つぎに破砕された重合体ゲル、好ましくは３〜
20mmの角状に破砕された重合体ゲルを細粒化する
のに用いる切断機およびその方法について説明す
る。

第１図は、本発明に用いる破砕された重合体ゲ
ルを細粒化するのに用いる竪型切断機の要部を上
からみた概略説明図であり、第２図および第３図
は断面図である。

第１図において１は回転刃、２および２′は
各々１番目および２番目の固定刃、３はプリカツ
ター、４はスクリーン、５は回転刃１の回転軸、
６は底面、７は排出孔である。

第１図に示す本発明に用いる竪型切断機の特徴
は、回転刃１の回転する円周に沿つて外周囲に設
置されたスクリーン４と、その円弧と同一の径
Doをもつ領域に外接し、しかも上方から見ると
半月状で、少なくとも３分間の滞留が可能なる滞
留領域Ｃを有し、駆動回転軸（第１図、第２図に
おける回転刃の軸５）が垂直上方を向いている、
すなわち竪型の点にある。

第３−１図において、供給される３〜20mmの角
状の重合体ゲルのうち、第１図に示されるよう
に、竪型切断機本体内部に設置されている回転刃
１の軸５に固定されたプリカツター３の先端部の
カツテイング刃の回転によつて、上記３〜20mmの
角状重合体ゲルのうちの内径10〜20mmという比較
的大きな寸法の重合体ゲルが破砕される。

このとき３〜20mm角状の重合体ゲルは回転刃の
軸５の軸線上から回転刃の軸５をめがけて、供給
（落下）されることが本発明の方法の第１の要点
である。こうすることによつて、粗大な径をもつ
重合体ゲルを選択的に、まず径３〜５mmの範囲に
収れんさせることができる。かくして供給された
３〜20mmの角状の重合体ゲルは、３〜５mmにまず
揃えられる。このようにして３〜５mmの範囲に切
断された重合体ゲルは、竪型切断機本体内に第１
図のごとく組立てられた１番目の固定刃２と、回
転する回転刃１との１mm以下の間隙にはさみこま
れ、くい込まれると同時に切断される。切断され
た重合体ゲルは上から見ると円弧状スクリーン４
と回転する回転刃１の外周端および１番目の固定
刃２および２番目の固定刃２′とで囲まれる領域
ａを回転刃１の回転する方向に沿い２番目の固定
刃２′まで移動する。

本発明の方法の第２の要点は、領域ａ内を移動
しつつある切断された重合体ゲルの内、スクリー
ン４の孔径Dsより小さい径をもつ重合体ゲルは
遠心力により外方向に飛散し、スクリーン４の孔
を通過し、領域ａから排出孔７へ排出され、スク
リーンの孔径Dsより粗大な重合体ゲルと分離さ
れることである。

一方、領域ａを移動しつつある切断された重合
体ゲルの内、スクリーン４の孔径Dsより大きい
径をもつ重合体ゲルは、第１図に示すように、再
び２番目の固定刃２′と回転刃１にはさまれ、切
断されたのちスクリーン４と同一の径の円弧の描
く円周と回転刃１とで囲まれる領域ｂ内に回転刃
１の回転方向に沿つて入り込む。そして、領域ｂ
を移動する重合体ゲルは再び１番目の固定刃２と
回転刃１との間隙にはさみ込まれ、切断され、以
後、同様の切断が繰り返される。

このようにして、竪型切断機の回転軸５の軸線
上から下方にある回転軸５を目がけて供給（落
下）された重合体ゲルの３〜20mmの径は、竪型切
断機の排出孔７よりスクリーン４の孔径Dsより
小さいものに分別されて、連続して排出され、所
望の切断が可能となる。このとき、スクリーン４
の孔径はより大きいものは、上述のように２番目
の固定刃２′と回転刃１とにより切断され、重合
体ゲルの径を減ずるが、第３番目に重要なこと
は、こののち領域ｂに入り込んだ切断された重合
体ゲルが滞留領域ｃに停滞することである。その
のち、滞留領域ｃにおいて平均的に少なくとも３
分間滞留する重合体ゲルは、回転刃の回転により
固定刃２，２′および回転刃１によりもう一度切
断され、上述の切断過程を繰り返す。その平均の
滞留時間は少なくとも３分間をこえ、しかも、滞
留領域ｃに滞留している重合体ゲルが回転刃１の
遠心力により、非常にはげしい混合、攪拌による
造粒作用を受け、まるみを帯びてくる結果、乾燥
を経た粉末製品中の粒子形状は望ましい球状に近
づくことになる。

このように本発明の方法では、破砕された重合
体ゲルを細粒化するのみにとどまらず、細粒子化
された重合体ゲルの形状を球状に近づけるという
望ましい効果をも有するものである。

本発明に用いる竪型切断機は、市販の代表的
で、一般的な粉砕機、たとえばフエザーミル、フ
イツミルなどと異なり、被粉砕物の平均粉砕滞留
時間を３分間以上に保持することができるので、
重合体ゲルが多数の切断を受けることなく極めて
少ない回数の切断で排出されるため、均一な細粒
状ゲルがえられる。そして、前記切断機の構造の
特徴はその内部に竪方向に設置されている竪型の
固定刃２，２′と回転刃１との間隙を調整するこ
と、篩目の孔径Dsを変更すること、そして直列
に複数台の竪型切断機を配置することによつて、
すなわち該切断機を２〜数回通過させることによ
つて粉砕の滞留時間の制御を可能ならしめ、たと
えば１mmΦ以下のごとき小さな粒径の重合体ゲル
にまで切断することが容易になる点にある。そし
て１mmΦ以下のごとき小さな粒径の重合体ゲルの
形状が球に近づくという望ましい効果を有してい
る点にもある。かかる構造を有する竪型切断機に
よる破砕された重合体ゲルの細粒化技術は、従来
確立されていなかつたものである。

たとえば第１段階として、３mmΦスクリーンを
セツトした切断機を用いて切断すると、約３mmΦ
以下に統一された細粒化重合体ゲルをうることが
できる。ついで、第２段階として２mmΦのスクリ
ーンをセツトした切断機により細粒化し、第３段
階として１mmΦのスクリーンをセツトした切断機
を用いて細粒化すると、約１mmΦ以下に揃い、か
つ丸味を有する微細粒子がえられる。このように
目的とする粒径にあわせたスクリーンを選定する
ことによつて目標の粒径のものがえられる。

なお本発明の方法を採用すると、本質的に湿式
状態である重合体ゲルを細粒化する段階において
粉塵の発生がほとんどなく、粒子径の均一な、い
わば単分散に近い粉径分布のものがえられる。

重合体ゲルを破砕し、細粒化するばあいに、切
断効率を高くし、かつえられた細片状の重合体ゲ
ルおよびさらに細粒化された重合体ゲルの再付着
を防止するために、切断時の重合体ゲルの温度を
できるだけ低くたもつことが好ましい。

重合体ゲルの温度を低くする方法としては、細
片状に破砕するばあいには重合段階において冷却
を十分行なう方法、重合によりえられた重合体ゲ
ルを破砕機で破砕する以前に冷風などにより強制
的に冷却する方法などによつて達成されるが、通
常10〜30℃、好ましくは20℃以下に調整すること
が好ましい。

また破砕時に冷風、好ましくは25℃以下の冷風
を通じたりして破砕工程を冷却しながら、たとえ
ば短ざくにしたもののストランドを製造し、つい
で該ストランドをさらに細片状に切断すると、切
断時の摩擦熱、ローラー型カツターなどの駆動熱
などにより、重合体ゲルがべとついたり、切断さ
れた重合体ゲルの細片同士が相互付着してブロツ
ク状になつたりすることを軽減することができ
る。

また細片状にした重合体ゲルをさらに細粒化す
るばあいには、細片状にするばあいと同様、細粒
化する破砕された重合体ゲルを前もつて強制的に
冷却したり、細粒化する際に冷風、好ましくは25
℃以下の冷風を通じたりして細粒化工程を冷却し
ながら行なうと、細粒状するばあいと同様の効果
がえられる。

なお破砕、細粒化工程において、必要によりポ
リエチレングリコール、非イオン系界面活性剤、
アニオン系界面活性剤などを破砕機や竪型切断機
に投入したり、重合体ゲル表面や破砕重合体ゲル
表面に塗布したりして、細片状の重合体ゲルや細
粒化した重合体ゲルの再付着を防止したりしても
よい。

本発明の方法を行なうに際して、水溶性ビニル
系単量体の水溶液を、たとえばエンドレスベルト
などの可動式支持体上で薄膜状に重合させて重合
体ゲルをえ、ひきつづいて連続的に３〜20mm角状
に破砕し、ついで竪型切断機により平均粒系0.3
〜３mm程度に細粒化すると、工程全体を連続化す
ることができる。さらに重合に紫外線照射法を採
用すると、短時間に重合体ゲルがえられることと
なり、また破砕、細粒化時に25℃以下の冷風を通
じながら行なうと、破砕効率、細粒化効率を向上
させることができる。

本発明の方法は本質的に湿式状態である重合体
ゲルを細粒化する方法であるので、本発明の方法
を採用すると、一般に用いられている乾式状態下
での細粒化方法、つまり乾燥工程をへた重合体を
乾式状態で粉砕するばあい（以下、乾式粉砕とい
う）にみられるような粉塵発生による微粉の発
生、粉砕時に発生する粉砕熱、粉砕熱に起因
する分子量の低下、水不溶性物質の生起のごとき
欠点を克服することができる。

より詳しく述べれば、本発明に用いる竪型切断
機は平均粉砕滞留時間が少なくとも３分間で、か
つ竪型の構造を持つため、一般に採用されている
乾式状態で使用される粉砕機などのように、粉砕
滞留時間の短かいばあいと異なり、湿式状態にお
いて微細化される重合体ゲルに含有される水分の
助けによつて微粉末の発生を防止することがで
き、かつ充分な切断時間を与えられることによつ
て粒子形状を均一に保ちえるまで微細化できる。

本発明の方法によつてえられる細粒化した粒子
の粒子径の分布は、ほぼ単分散に近く、かかる特
異なすぐれた分布は、従来の方法では決してえら
れなかつたものである。

本発明のごとき湿式状態下での切断のばあいに
は、乾式粉砕のばあいと異なりい、切断・粉砕時
に発生する熱の多くは、重合体ゲルの保有する豊
富な水分（たとえば30〜70％）の蒸発潜熱に置換
されてしまい、粉砕温度の著しい上昇をもたらす
ことによつて重合体品質の劣化、たとえば分子量
の低下、水不溶性物質の生起などが防止できる。
このように品質劣化防止の点で本発明の方法は格
段に優れた利点を有している。それゆえ一般に用
いられている乾式粉砕と比較すると、粉砕時に発
生する熱量は重合体ゲルが含有する充分な量の水
の蒸発潜量に置換されるので、望ましくない水準
にまで粉砕温度を高めることを防止することがで
きる。その結果、重合体品質の劣化、たとえば分
子量の低下、水不溶性物質の生起などの品質上好
ましくない現象を排除しうる。

つぎに本発明の方法を実施例にもとづき説明す
る。

実施例 １ チツ素ガスで密閉しうる箱型の小さな室内にジ
ヤケツト付重合装置（縦200mm、横300mm、高さ50
mmの角型容器、上部蓋なし）を設置した。脱酸素
槽（容量１の円筒型）において溶存酸素をチツ
素ガスにより充分除去したアクリルアミド200ｇ
を、脱イオン水275ｇに溶解させた単量体水溶液
に、５％過硫酸カリウム水溶液５mlおよび５％亜
硫酸ソーダ水溶液５mlを添加し、数分間チツ素ガ
スで脱酸素を継続したのち、チツ素ガスで密閉さ
れた室内に設置された該重合装置に導入し、重合
を開始させた。ジヤケツト内には25℃の水を通し
ておいた。重合は約10分後に開始し、単量体水溶
液は徐々に増粘した。重合体開始後15分を経過し
た時点で単量体水溶液は、ゆるやかに流動する状
態を呈した。

重合開始後約２時間すると、重合体はかたいゲ
ル状となつた。該重合体ゲルは厚さ約８mmであつ
た。

えられた重合体ゲルを第４図〜第６図に示すご
とき破砕機で、ローラー型カツターの凹凸の巾４
mm、凹部の深さ10mm、凸部の高さ10mm、かみあい
の深さ（重合体ゲルが通過するのに必要な間隙
X₃）12mm、ローラ型カツターの表面スピード10.5
cm／分、回転刃が20〜100r／分なる回転数の破砕
機を調節して20℃で破砕すると、約３×８×３mm
の角状に切断された。そののち、第１図〜第３図
に示すごとき竪型切断機に、上方から約３×８×
３mmの角状の重合体ゲルを供給、落下させ、約15
℃の冷風を通じながら、第１段階として３mmΦス
クリーンをセツトした竪型切断機で切断し、つい
で第２段階として２mmΦスクリーン、第３段階と
して１mmΦスクリーンをセツトした竪型切断機に
より切断した。いずれも平均粉砕滞留時間は約
3.2分であつた。その結果、約１mmΦに整つた細
粒化された重合体ゲルがえられた。

えられた約１mmΦの重合体ゲルを80℃で熱風乾
燥すると、約25分間で水分率10℃以下の粒径の整
つた粉粒体がえられた。該粉粒体は、固有粘度23
dl／ｇで水不溶性物質を全く含まない水溶液とな
り、凝集剤として有用であつた。

比較例 １ 実施例１でえられた３×８×３mmの角状の重合
体ゲルを80℃で熱風乾燥すると、約60分間かかつ
て漸く水分率10％以下の粉粒体となつたが、ペレ
ツト状の粉粒体であり、さらに粉砕する必要があ
つた。

約１mmΦスクリーンを有するフイツミル型粉砕
機で粉砕すると、100メツシユパスの超微粉の発
生が著しく（約3.43％）、粉立ちの多い粉末とな
つた。

えられた粉末品の固有粘度は21.5dl／ｇであ
り、水不溶性物質の多い粉末であり、明らかに、
乾燥、粉砕段階で品質劣化が生起していた。

実施例 ２ 表面には四フツ化エチレン−エチレン共重合体
フイルム（厚さ50μｍ）を装着した幅450mm、有
効長3000mmのステンレス鋼製のエンドレスベルト
の裏面に温水〜冷水を噴霧しうる構造としたもの
を重合用の可動式の支持体として、チツ素ガスで
完全に充満されたあ室内に設置し、30mm／分の定
速度で可動せしめ、ベルトの裏面に25℃の水を噴
霧した。

10％塩酸水溶液でPH４に調整した濃度75％の
Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリメチルアミノエチルメタクリレ
ートクロライドモノマー水溶液約30をツチ素ガ
スにより充分脱気し、稼働状態にある前記ベルト
上に10／時間の速度で該ベルトの一端から定量
供給した。

なお、ベルト上部に設置した２個の攪拌機付き
一時貯槽（５容量）に、それぞれ重合開始剤と
して５％過硫酸カリウム溶液および亜硫酸ナトリ
ウム溶液を入れ、それぞれ70ml／時間の速度で連
続的に供給し、混合しながら上記モノマー水溶液
に加え、均一に混合しながら前記ベルト上に供給
した。

前記条件においては供給後約20分で重合が開始
した。モノマー水溶液がベルト上で重合に供され
る時間は100分間、重合時におけるモノマー水溶
液層は約12mmおよび全重合所要時間は２時間であ
つた。

モノマー水溶液供給開始から120分後にエンド
レスベルトの他端より約12mmの厚さのシート状の
重合体がえられた。えられた重合体ベルト表面か
ら人力によつて容易に剥離される状態にあつて約
３時間の連続重合が可能であつた。

えられた重厚体ゲルの温度は約28℃であつた。

エンドレスベルトの他端より連続的にえられた
重合体ゲルシートを、第４図〜６図に示すごとき
破砕機に、第５図に示すようにかみ合う方向に回
転するローラー型カツター１３，１４の上方から
連続的に供給し、破砕し、破砕機出口より約５×
12×５mmの角状の重合体ゲルを取得した。

そののち、第１図〜第２図に示すごとき竪型切
断機に、第３図に示すように回転刃の軸５の垂直
上方から、上記角状の重合体ゲルを供給した。こ
のとき竪型切断機はスクリーンの孔の径が３mmΦ
となるようなスクリーンをセツトした。竪型切断
機の上方から約15℃の冷風を通じながら切断し、
ついで２mmΦのスクリーン、さらに１mmΦのスク
リーンをセツトした切断機を用いて切断を行な
い、約１mmΦに整つた細粒化された重合体ゲルを
えた。いずれも平均粉砕滞留時間は約3.5分であ
つた。

えられた約１mmΦの細粒化された重合体ゲルを
通風式バンド型乾燥機により80℃で乾燥させたと
ころ、約15分間で水分率10℃以下の粉粒体がえら
れた。

えられた粉粒体の水溶性は、水不溶性物質を全
く含まず、固有粘度7.0dl／ｇであつた。

比較例 ２ 実施例２でえられた約５×12×５mmの角状の重
合体ゲルを実施例２と同様の条件で乾燥させる
と、約40分間かかつて水分率10℃以下になつた。
該乾燥物の水溶液は固有粘度6.8dl／ｇであり、
若干の水不溶性物質を含んでいた。

実施例 ３ ステンレス鋼製の巾450mm、有効長3000mmのエ
ンドレスベルトに、裏面がアルミニウムで蒸着さ
れた四フツ化エチレン−エチレン共重合体フイル
ムを装着し、下方向から温水〜冷水を前記エンド
レスベルトに噴霧しうる構造としたものを重合用
の可動式支持体として、チツ素ガスで完全に充満
された室内に設置し、100mm／分の定速度で稼働
せしめ、ベルトの下方向から15℃の水を噴霧し
た。また、可動式支持体の上部には紫外線照射源
として低圧水銀ランプを設置し、紫外線の強度を
50W／m²とした。

10％塩酸水溶液でPH４に調整した濃度75％の
Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリメチルアミノエチルメタクリレ
ートクロライドモノマー水溶液約40をチツ素ガ
スにより充分脱気し、稼動状態にある前記ベルト
上に13.5／時間の速度で該ベルトの一端から定
量供給した。

また、ベルト上部に設置した攪拌機付き一時貯
槽（５容量）から重合開始剤としてベンゾイン
プロピルエーテルの５％メタノール溶液を30ml／
時間の速度で上記モノマー水溶液中に供給し、モ
ノマー水溶液と重合開始剤とを均一に混合させな
がら紫外線照射による重合を行なつた。

前記条件においては、モノマー水溶液がベルト
上で重合に供される時間は30分間、重合時におけ
るモノマー水溶液層は約５mmであつた。

モノマー水溶液供給開始から30分後にエンドレ
スベルトの他端より５mmの厚さのシート状の重合
体がえられた。えられた重合体はベルト表面から
人力で容易に剥離される状態にあり、約３時間の
連続重合が可能であつた。

えられた重合体ゲルは20℃であつた。

エンドレスベルトの他端より連続的にえられた
重合体ゲルシートを第４図〜第６図に示すごとき
破砕機に、第５図に示すようにかみ合う方向に回
転するローラー型カツター１３，１４の上方から
連続的に供給し、破砕し、３×５×５mmの角状の
重合体ゲルを取得した。

ついで、約15℃の冷風を通じながら、約３mmΦ
のスクリーンをセツトした第１図〜第３図に示す
ごとき切断機で、第３図に示されるごとく回転刃
の軸５の垂直上方から上記角状の重合体ゲルを供
給して、細粒化し、続いて約２mmΦのスクリーン
および約１mmΦのスクリーンをセツトした切断機
にこの順にとおして切断し、約１mmΦに整つた細
粒化した重合体ゲルをえた。いずれも平均粉砕滞
留時間は約3.7分であつた。

えられた約１mmΦの細粒化した重合体ゲルを通
風式バンド型乾燥機により80℃で乾燥させたとこ
ろ、約13分間で水分率10℃以下の粉粒体がえられ
た。

えられた粉粒体の水溶性は水不溶性物質を全く
含まず、固有粘度7.8dl／ｇであつた。

比較例 ３ 実施例３でえられた約３×５×５mmの角状の重
合体ゲルを実施例３と同様の条件で乾燥させたと
ころ、約35分間で水分率10％以下になつた。

えられた乾燥物の水溶液は固有粘度7.5dl／ｇ
であり、若干の水不溶製物質を含んでいた。

［発明の効果］ 本発明の方法を用いると 重合体ゲルを連続して破砕および細粒化する
ことができる 重合体ゲルを極めて細かく粒状にすることが
でき、かつ重合体ゲル細粒化物の相互の付着を
防止しうる結果、次工程の乾燥効率を大巾にア
ツプしうる 細粒化物（粉末）中に含まれる、たとえば
100メツシユペスの微粉の量は極めて少なく、
従来問題視されていた粉塵発生、粉立ちなどを
解消しうる 重合体ゲルの破砕ないし粗砕時における重合
度あるいは分子量の低下がほとんどない （従来法では分子量の低下が著しく、改良が要
求されている） 重合体ゲルを細粒化したのち乾燥して、えら
れた製品（粉末）は、球状を帯び製品（粉末）
の流動性を改善するという顕著な効果を有する などの効果がえられる。

【図面の簡単な説明】

第１〜３−１図は本発明に用いる切断機の一実
施態様に関する説明図、第３−２図は第３−１図
に用いたスクリーンの構造のみを立体的に示した
説明図、第４図〜第６図は本発明に用いる細片状
破砕物を製造するための破砕機の一実施態様に関
する説明図、第７図は第６図に示すローラー型カ
ツターのかみ合い部分に関する説明図、第８図は
第７図に示すかみ合い部分を詳細に説明するため
の拡大説明図である。 （図面の主要符号）、１：回転刃、２：１番目
の固定刃、２′：２番目の固定刃、ｃ：滞留領域。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 水溶性ビニル系単量体の水溶液を重合させて
   えられた重合体ゲルを破砕したのち、固定刃と回
   転刃から構成され、粉砕されるべき重合体ゲルが
   滞留する領域を有し、かつ平均粉砕滞留時間が少
   なくとも３分間となる竪型切断機により粉砕され
   た重合体ゲルをさらに切断し、細粒化することを
   特徴とする水溶性重合体ゲルの細粒化方法。 ２ 水溶性ビニル系単量体の水溶液を可動式支持
   体上で薄膜状に重合させてえられた重合体ゲル
   を、連続的に３〜20mmの角状に破砕し、ついで竪
   型切断機により平均粒径0.3〜３mmに細粒化する
   特許請求の範囲第１項記載の方法。 ３ 前記重合体ゲルが、薄膜状にした水溶性ビニ
   ル系単量体の水溶液に紫外線を照射してえられた
   重合体ゲルである特許請求の範囲第１項または第
   ２項記載の方法。 ４ 25℃以下の冷風を通じながら連続的に破砕
   し、さらに細粒化する特許請求の範囲第１項、第
   ２項または第３項記載の方法。