JPH0971609A - 重合体の回収方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 乳化重合で得られた重合体ラテックスから狭
い粒度分布を有する重合体の回収方法の提供。 【解決手段】 ピストン流れを生じさせる凝析装置内の
流路で、乳化重合で得られた重合体ラテックスと凝固剤
水溶液とを接触させた後、レイノルズ数１０００以下の
層流状態で該凝析装置内の流路を流して凝析スラリーを
形成させ、次いでその凝析スラリーを撹拌槽内で該凝析
装置内の凝析温度よりも高い温度で撹拌する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、重合体の回収方法
に関し、より詳しくは乳化重合で得られた重合体ラテッ
クスを凝析・凝集させて重合体粒子を回収する方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術および発明が解決しようとする課題】乳化
重合で得られる重合体ラテックスから重合体を回収する
方法として、安定状態にあるラテックスに酸または塩等
の電解質を加えるか、またはその逆の操作を行って、重
合体を凝固させた後、脱水、乾燥を行い、粉末状の樹脂
を得る方法が一般的によく用いられている。

【０００３】この凝固工程に要求される重要なことは、
凝固以降の工程における凝固物の滞積、閉塞などのトラ
ブルを防ぎ、安定した工業生産を行えるような粉体特性
の優れた重合体粒子を生成させることである。

【０００４】粉体特性の優れた重合体粒子を得る方法と
して、例えば緩凝析により重合体ラテックスを球状粒子
として取り出す方法（特公平３−５１７２８号公報、特
開昭５−３２０２２１号公報）や、分散媒に不溶で、か
つ重合体の貧溶媒である有機液体を加えて撹拌すること
により重合体粒子を得る方法（特開昭６２−１４９７２
６号公報、特開昭６２−１１５０３２号公報）などがあ
る。

【０００５】これらの新技術により、粒度分布が狭く粉
体特性が向上した重合体粒子が得られるようになった
が、前者の方法で得られるゴム含有率が低く最低造膜温
度が高い重合体とゴム分有率が高く最低造膜温度が低い
重合体の凝集粒子を比較すると、ゴム含有率が低く最低
造膜温度が高い重合体の凝集粒子は嵩比重が低く湿粉水
分率が高くなるという欠点があり、一方、後者の方法で
は、前者と逆にゴム含有率が高く最低造膜温度が低い重
合体を用いると、有機液体が重合体のゴム部に浸透し、
大量の有機液体を用いないと粉体特性の優れた重合体粒
子が得られないという欠点がある。このため前述した技
術では、重合体ラテックスの種類によっては充分な凝析
効果が得られず、その方法の使用が制限されているのが
現状である。

【０００６】また、従来の凝固技術として、撹拌翼を備
えた１基または２基以上の凝固槽中で高分子ラテックス
と凝固剤またはその水溶液を混合し、重合体粒子の凝集
を進行させて重合体粒子を回収する方法が用いられてい
るが（特開昭６０−２６００６号公報）、この方法で
は、凝固槽中で凝集と破壊が同時に進行し、凝集速度、
すなわち粒子径のコントロールが極めて難しいという欠
点がある。一方、この方法に対して滞在時間をコントロ
ールするために二重管のみからなる装置を用いる方法も
提案されているが（特開昭５８−１７４４０１号公
報）、粒径の揃った凝集体が得られにくいという欠点が
ある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上述した
如き状況に鑑み鋭意検討を進めた結果、重合体ラテック
スの凝集初期にはブラウン凝集と乱流凝集が支配的であ
り、凝集中期以降には剪断による破壊が支配的になるこ
とが究明され、そこで凝集の初期と中期以降を分離し、
独立にコントロールすることにより、乳化重合で得られ
る全ての種類の重合体ラテックスを同じ様な粒度分布を
有する重合体粒子に凝集させ得ることを見い出し、本発
明を完成した。

【０００８】すなわち、本発明は、ピストン流れを生じ
させる凝析装置内の流路で、乳化重合で得られた重合体
ラテックスと凝固剤水溶液とを接触させた後、レイノル
ズ数１０００以下の層流状態で該凝析装置内の流路を流
して凝析スラリーを形成させ、次いでその凝析スラリー
を撹拌槽内で該凝析装置内の凝析温度よりも高い温度で
撹拌することを特徴とする重合体の回収方法にある。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、詳細に説明する。本発明の
特徴は、ピストン流れを生じさせる凝析装置内で、剪断
の影響を少なくするために、該凝析装置内を層流に保っ
て重合体ラテックスと凝固剤を接触させることにより、
重合体ラテックスを凝析させ、次いでその得られた凝析
スラリーを撹拌槽で剪断による破壊と固化、そして撹拌
による粒径のコントロールを行い、粒度分布の狭い重合
体粒子を得るようにしたことである。この方法を用いる
ことにより乳化重合で得られるすべての重合体ラテック
スから粒度分布の狭い重合体粒子を連続して得ることが
できる。

【００１０】本発明において用いられる重合体ラテック
スについては特に限定されず、乳化重合で得られたもの
が使用できる。その例としては、ポリブタジエン、ブタ
ジエンースチレン共重合体、ブタジエン−アクリロニト
リル共重合体、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレ
ン共重合体（ＡＢＳ樹脂）、メチルメタクリレート−ブ
タジエン−スチレン共重合体（ＭＢＳ樹脂）、アクリル
酸エステル−アクリロニトリル−スチレン共重合体（Ａ
ＡＳ樹脂）、メチルメタクリレート−ブチルアクリレー
ト・スチレン−メチルメタクリレートの多段重合体等の
ラテックスが挙げられるが、これらに限定されない。

【００１１】また、本発明において用いられる凝固剤は
特に限定されず、公知のものを使用できる。凝固剤の例
としては、塩酸、硫酸、硝酸等の無機酸、ギ酸、酢酸等
の有機酸、塩化カルシウム、硫酸マグネシウム、硫酸ア
ルミニウム等の無機塩、酢酸カルシウム、酢酸アルミニ
ウム等の有機酸塩等があげられる。

【００１２】本発明の重合体の回収方法は、上記の重合
体ラテックスと凝固剤水溶液を用いて実施され、まず、
凝析装置において重合体ラテックスと凝固剤水溶液を接
触させる。使用される凝析装置としては、ピストン流れ
を生じさせるものであり、例えば重合体ラテックス供給
管と凝固剤水溶液供給管の２重管からなる管状凝析装
置、凝固剤水溶液流中に浸漬した多数の細管ノズルから
重合体ラテックスを吐出させるノズル凝析装置等を挙げ
ることができる。

【００１３】凝析装置で重合体ラテックスを凝析するに
あたっては、凝析装置内流路でのレイノルズ数が１００
０以下の層流となる状態で重合体ラテックスと凝固剤水
溶液を接触させることが重要である。レイノルズ数が１
０００を超える状態で重合体ラテックスと凝固剤水溶液
を接触させると凝析装置内で乱流凝集が起こり、狭い粒
度分布を有する重合体粒子の回収が困難となる。

【００１４】なお、本発明というレイノルズ数とは、下
記式 Ｒｅ＝Ｄ＜ｖ＞ρ／μ （式中、Ｒｅはレイノルズ数、Ｄは円管の直径、＜ｖ＞
は断面平均流速、ρは流体の密度、μは流体の粘度を示
す。）で求められる値をいい、本発明においてはレイノ
ルズ数１０００以下を層流状態とした。

【００１５】凝析装置に供給される重合体ラテックスと
凝固剤水溶液の供給速度については、重合体ラテックス
の種類や濃度に依存するため一概に定めることがてきな
いが、重合体ラテックスが凝析装置内の重合体ラテック
ス供給口から出る速度（重合体ラテックス流量）と凝固
剤水溶液が凝析装置内を流れる速度（凝固剤水溶液流
量）、重合体ラテックスと凝固剤水溶液が混合された後
の凝析スラリーが凝析装置内を流れる速度（凝析スラリ
ー流量）をそれぞれ等しくすることが好ましい。

【００１６】凝析装置での凝析温度は、重合体ラテック
スの種類および濃度により一概には決められないが、１
０〜９０℃であり、また凝析時間は２秒〜１０分であ
る。

【００１７】このようにして凝析装置を出た凝析スラリ
ーは、撹拌槽に送られる。使用される撹拌槽は特に限定
されるものではないが、槽内にタービン、プロペラ、ア
ンカー等の撹拌手段を有する２基以上の連続型混合槽が
よく使用されるが、これ以外に２室以上に分画され、各
室に撹拌装置を備えた筒状容器等でもよい。または１基
の凝集槽を用い、第１工程終了後第２段以降の工程を行
うバッチ式の混合槽でもよい。

【００１８】撹拌槽においては、凝析装置で得られた凝
析スラリーを撹拌機で撹拌し、撹拌によって生じる剪断
力による破壊と粒径のコントロールを行い、狭い粒度分
布を有する重合体粒子を形成させる。

【００１９】この場合、撹拌槽における温度は、凝析装
置での凝析温度よりも高くして行う必要がある。撹拌槽
の温度が凝析装置の凝析温度より低い場合は、本発明が
目的とする狭い粒度分布を有する重合体粒子の回収が困
難となる。

【００２０】以上の操作により、乳化重合で得られる重
合体ラテックスの種類にかかわらず、乾燥粒子の９０％
以上が粒径０．１〜１．０ｍｍの範囲にはいる重合体粒
子を得ることができる。

【００２１】

【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
るが、本発明はこれらの例に限定されるものではない。
なお、実施例中の％は重量％を示す。

【００２２】［実施例１］内径３ｃｍφ、長さ５０ｃｍ
の円管中に２５℃の凝固剤水溶液（硫酸濃度０．００４
％）を１．０ｃｍ／秒の流速で流した。一方、この凝固
剤水溶液と並流して２５℃の重合体ラテックス（ブタジ
エンとスチレンの共重合体にメチルメタクリレートとス
チレンの混合物をグラフト重合させたブタジエン５７
％、スチレン３０％およびメチルメタクリレート１３％
を含有する重合体ラテックス。固形分濃度２７．４
％。）を孔径０．５ｍｍφのノズルより、ラテックス流
出速度１．０ｃｍ／秒の速度で凝固剤水溶液中に流出さ
せた（円管内のレイノズル数＝１．２８）。

【００２３】次いで、その得られた凝析スラリーを、翼
径７ｃｍ×６枚のタービン翼を備えた第１連続撹拌槽
（５リットル）に移送し、操作温度７５℃、回転数２０
０ｒｐｍで撹拌して凝集させた。次いで、第１連続撹拌
槽で凝集を進行させた重合体スラリーを、第１連続撹拌
槽に備え付けたものと同型のタービン翼を備えてなる第
２連続撹拌槽に供給し、操作温度８５℃、撹拌回転数２
００ｒｐｍで凝集を完結させた。

【００２４】第２連続撹拌槽を出たスラリーは水洗した
後、遠心分離機で脱水して湿粉（水分率２５．７％）と
し、その湿粉を乾燥機で乾燥させて粉状の重合体を得
た。この重合体についての粒度分布の測定結果を表１に
示す。

【００２５】なお、実施例における粒度分布の測定は、
日本工業規格（ＪＩＳ 第４０８号）によって規定され
ている標準試験篩を用いて行った。試料は乾燥重合体を
２ｇ使用し、篩別時間は１０分であった。

【００２６】

【表１】

【００２７】［実施例２］内径３ｃｍφ、長さ５０ｃｍ
の円管中に２５℃の凝固剤水溶液（硫酸マグネシウム、
濃度０．０６４％）を１．０ｃｍ／秒の流速で流した。
一方、この凝固剤水溶液と並流して２５℃の重合体ラテ
ックス（メチルメタクリレートにブチルメタクリレート
とスチレンを共重合させ、さらにその上にメチルメタク
リレートをグラフト重合させた、ブチルアクリレート３
０％、スチレン２５％およびメチルメタクリレート４５
％を含有する重合体ラテックス。固形分濃度１２％。）
を孔径０．５ｍｍφのノズルより、ラテックス流出速度
１．０ｃｍ／秒で凝固剤水溶液中に流出させた（円管内
のレイノズル数＝１．３０）。

【００２８】次いで、その得られた凝析スラリーを、翼
径７ｃｍ×６枚のタービン翼を備えた第１連続撹拌槽
（５リットル）に移送し、操作温度８５℃、回転数２０
０ｒｐｍで撹拌して凝集させた。次いで、第１連続撹拌
槽で凝集を進行させた重合体スラリーを、第１連続撹拌
槽に備え付けたものと同型のタービン翼を備えてなる第
２連続撹拌槽に供給し、操作温度９０℃、撹拌回転数２
００ｒｐｍで凝集を完結させた。

【００２９】第２連続撹拌槽を出たスラリーは水洗した
後、遠心分離機で脱水して湿粉（水分率３４．６％）と
し、その湿粉を乾燥機で乾燥させて粉状の重合体を得
た。この重合体についての粒度分布の測定結果を表２に
示す。

【００３０】

【表２】

【００３１】

【発明の効果】本発明によれば、種々の重合体ラテック
スから狭い粒度分布を有する重合体粒子を効率よく回収
することができる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ピストン流れを生じさせる凝析装置内の
   流路で、乳化重合で得られた重合体ラテックスと凝固剤
   水溶液とを接触させた後、レイノルズ数１０００以下の
   層流状態で該凝析装置内の流路を流して凝析スラリーを
   形成させ、次いでその凝析スラリーを撹拌槽内で該凝析
   装置内の凝析温度よりも高い温度で撹拌することを特徴
   とする重合体の回収方法。