JP2003040910A

JP2003040910A - 重合反応制御方法

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Publication number: JP2003040910A
Application number: JP2001227220A
Authority: JP
Inventors: Koji Toyooka; 孝司豊岡; Makoto Azusawa; 誠小豆澤; Kaori Araya; 香織新家; Toshiaki Okuno; 利昭奥野
Original assignee: Nitto Denko Corp
Current assignee: Nitto Denko Corp
Priority date: 2001-07-27
Filing date: 2001-07-27
Publication date: 2003-02-13
Anticipated expiration: 2021-07-27
Also published as: JP5241051B2

Abstract

(57)【要約】【課題】溶存酸素量を操作して重合反応を制御する。【解決手段】ポリマーの製造過程で実測により求まっ
た重合率と、予め設定入力した重合率目標値と重合反応
速度の目標値のそれぞれを比較し、求まった偏差に応じ
て、ジャケット温度コントローラ８によってジャケット
温度を、冷却水温度コントローラ１３Ａによって槽内に
滴下する冷却水の温度および量を、冷却水溶存酸素コン
トローラ１３Ｂによって槽内に滴下する酸素が混合され
た冷却水の酸素濃度をそれぞれ適時に調節し、重合反応
を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、重合反応御方法
に係り、特に、溶存酸素量を操作し、重合率変化パター
ンをコントロールする技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ポリマーを合成する方法として
は、槽内の重合温度を一定に保つようにしている。つま
り、槽内のモノマーに温度分布のバラツキが生じると、
ポリマーの分子量の分布にバラツキが生じ、目標とする
分子量分布をもったポリマーを合成することができない
からである。

【０００３】そこで上述の方法を実施するために、次の
方法が実施されている。第１の方法は、重合反応開始前
は、予め定められた重合開始温度にするために、槽内に
投入されたモノマーに熱を加える。このとき、槽の外周
に付設した温度調節用手段であるジャケットに温度調節
用流体として温水を循環させる。逆に重合反応が開始し
たときは、この重合反応に伴い発生した熱量を除去する
ためにジャケットに冷却水を循環して槽内の重合温度を
一定に保っている。そして、重合反応が進行している間
は、モノマーとポリマーからなる溶液中に含まれる重合
反応の阻害要因としての溶存酸素を窒素で置換してい
る。

【０００４】また、第２の方法は、製造するポリマーの
種類の応じて、冷却水や溶液などを槽内に直接滴下して
重合反応によって発生する熱量を調節しながら重合温度
を一定に保つようにしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
従来例の場合には、次のような問題がある。すなわち、
第１の方法では、ジャケットを循環する温度調節用流体
で重合温度を調整しているため、重合熱を発する溶液か
ら間接的に熱量を奪うことになっている。つまり、ジャ
ケットによる温度調節では、時定数が大きいために十分
に熱量を除去するだけの効果を得ることができず、重合
温度を一定に保つことすら困難であり、重合温度をコン
トロールすることはできなかった。結果、目標とする分
子量分布のポリマーを製造することができないといった
問題がある。

【０００６】また、第２の方法では、滴下できる冷却水
などの量が槽容積によって制限されるため、十分に熱量
を抑えることができないといった問題がある。また、滴
下する冷却水などの量が多すぎると、ポリマーの分子量
分布に直接影響を与え、目標とするポリマーを製造でき
ないといった問題もある。

【０００７】この発明は、このような事情に鑑みてなさ
れたものであって、重合反応を精度よくコントロールす
る重合反応制御方法を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】先ず、従来の第１および
第２の方法では重合反応をコントロールすることは困難
であることから、他の好適な方法を試行錯誤した結果、
従来から重合反応の阻害要因として窒素と置換されてい
た溶存酸素が重合反応に影響を与えることについて本発
明者は着眼した。

【０００９】そこで、溶存酸素の量に応じて重合反応に
与える影響についての実験を、本発明者は行った。実験
には、エマルジョン重合の粘着剤を製造する場合につい
て行われ、モノマーとして、例えば、ブチルアクリレー
ト（ＢＡ）、アクリル酸（ＡＡ）を使用した。また、適
時に開始剤と乳化剤を使用した。先ず、重合温度を５８
℃に設定し、溶存酸素量を４ｍｇ／Ｌ（リットル）と６
ｍｇ／Ｌの場合について実験を行った。

【００１０】その結果、溶存酸素量が４ｍｇ／Ｌの場合
における重合率の変化は、図４のＡ線（点線）で示すよ
うに、開始剤投入後の重合開始ゼロ時点からｔ１の間、
右上がりの直線的な変化となり、Ｂ線（実線）で示す６
ｍｇ／Ｌの重合率の変化率（傾斜角）よりも大きくなっ
ている。また、Ａ線およびＢ線は、時点ｔ１およびｔ２
のように時間差はあるが、それぞれの時点を境にほぼ同
じ重合率変化を示している。

【００１１】すなわち、ｔ１およびｔ２の時点までは溶
存酸素が存在し、重合反応速度に影響を与えていること
を示す。そして、溶存酸素量が多い程、重合反応速度を
阻害することとなり、重合反応が安定する時点（溶存酸
素が除去される時点）を遅延させている。そして、各線
の傾きが重合反応速度を示していることにもなる。

【００１２】次に、先の実験方法に対して、重合温度を
＋（プラス）５℃上げた６３℃に設定し、重合反応を積
極的に促進させる実験を行った。実験の結果、図５に示
すように、溶存酸素量が４ｍｇ／Ｌと６ｍｇ／Ｌと条件
が異なっていても、重合率の変化（ｔ１´,ｔ２´の位
置）がほぼ近似した結果を得ることができた。すなわ
ち、設定重合温度を高く設定することによって、ラジカ
ルの発生量を多くし、溶存酸素量の除去効率を上げるこ
とができるのである。

【００１３】すなわち、溶存酸素量を多くすれば重合反
応速度を遅延させることができ、ひいては重合温度も低
下させて重合率をコントロールすることができること、
および、重合温度を所定の重合温度よりも高く設定する
ことによって重合反応の初期段階で溶存酸素によって起
因する誤差の要因を回避することができるという知見
を、本発明者は得ることができた。

【００１４】そこで、この発明は、このような目的を達
成するために、次のような構成をとる。すなわち、請求
項１に記載の発明は、槽内で重合反応させてポリマーを
合成する過程において、槽内の内容物に含まれる溶存酸
素量を操作して重合反応を制御することを特徴とするも
のである。

【００１５】また、請求項２に記載の発明は、請求項１
に記載の重合反応制御方法において、前記重合反応は、
重合率変化パターンであることを特徴とするものであ
る。

【００１６】また、請求項３に記載の発明は、請求項２
に記載の重合反応制御方法において、前記重合率変化パ
ターンは、時間の経過とともに求まる重合反応速度を参
照して重合率を制御することを特徴とするものである。

【００１７】また、請求項４に記載の発明は、請求項１
ないし請求項３のいずれかに記載の重合反応制御方法に
おいて、さらに、重合温度も操作して重合反応を制御す
ることを特徴とするものである。

【００１８】また、請求項５に記載の発明は、請求項４
に記載の重合反応制御方法において、重合反応の開始し
た初期段階の重合温度を、その後の重合反応における所
定の重合温度よりも高く設定したことを特徴とするもの
である。

【００１９】なお、本明細書は、次のような解決手段も
開示している。

【００２０】（１）槽内で重合反応させてポリマーを合
成する過程において、重合反応が開始した初期段階の重
合温度を、その後の重合反応における所定の重合温度よ
りも高く設定したことを特徴とする重合反応制御方法。

【００２１】重合反応の開始した初期段階の重合温度
を、その後の重合反応における所定の重合温度よりも高
く設定することによって、槽内の溶液中に含まれる重合
反応の阻害要因である溶存酸素を速やかに除去させるこ
とができる。すなわち、複数ロットにわたって同じポリ
マーを製造したとき、初期段階で溶存酸素を速やかに除
去することによって、後段の重合反応を安定させること
ができる、結果、ロット間の重合反応のバラツキが抑制
され、全てのロットにおいて分子量分布が均一なポリマ
ーを製造することができる。

【００２２】

【作用】請求項１に記載の発明の作用は次のとおりであ
る。すなわち、重合反応の阻害要因である槽内に投入さ
れた内容物の溶存酸素量を操作することによって重合反
応が制御される。つまり、内容物に含まれる溶存酸素量
を減らすことによって重合反応を促進させ、逆に溶存酸
素量を増加させることによって重合反応速度が遅延させ
られる。このように、溶存酸素量を操作して重合反応が
制御される結果、重合率が制御される。

【００２３】また、請求項２に記載の発明によれば、重
合率変化パターンを制御することによって、請求項１の
方法が好適に実施される。

【００２４】また、請求項３に記載の発明によれば、重
合率変化パターンは、時間の経過とともに求まる重合反
応速度に応じて調節される。つまり、溶存酸素量の調節
によって重合反応速度が制御され、ひいては重合率変化
パターンが予測制御される。

【００２５】また、請求項４に記載の発明によれば、溶
存酸素量を操作することによって重合反応を遅延させ、
逆に重合温度を操作することによって、重合反応が促進
される。

【００２６】また、請求項５に記載の発明によれば、開
始剤の投入後の一定時間は所定の重合温度よりも高く設
定することによって、ラジカルが多く発生して内容物に
含まれる既存の溶存酸素が早く除去される。つまり、重
合反応の阻害要因である溶存酸素を早く除去することに
よって、目標とする重合率変化パターンとの誤差を早く
無くすことができる。また、一定時間経過後は槽内の溶
存酸素が除去されるので、重合反応を操作するために投
入する酸素量をコントロールし易くなる。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の重
合反応制御方法の一実施形態について説明する。なお、
本実施例では、ポリマーとしてエマルジョン重合の粘着
剤（以下、適宜「粘着剤」という）を製造するときの重
合率を制御する場合を例に採って図を参照しながら説明
する。エマルジョン重合に使用されるモノマーには、例
えば、ブチルアクリレート（ＢＡ）、アクリル酸（Ａ
Ａ）を使用した。その他に開始剤と乳化剤も適時に使用
した。

【００２８】図１は本発明の方法を利用して求まる重合
率変化パターンを示した図、図２は実施例装置の全体構
成を示した図である。

【００２９】本実施例では、図１の点線に示すように、
粘着剤を製造する過程で、理論演算や実験などによって
求めた目標重合率の変化パターンを予めモニタなどに表
示し、この目標重合率の変化パターンに実線で示す実測
により求まった重合率を重畳表示する。そして、実測に
より求まった実測重合率の変化パターンをモニタリング
しながら、目標重合率の変化パターンと一致するよう
に、図２に示す攪拌機１に付設し、温度調節流体を循環
させるジャケット３の温度や、冷却水または酸素を混合
した冷却水を槽内に直接滴下して重合反応速度をコント
ロールするようになっている。以下、具体的な方法につ
いて説明する。

【００３０】先ず、粘着剤の製造過程で重合反応の開始
前および開始した時点から１０分経過するまでの初期段
階では、重合温度を所定の５８℃よりも＋（プラス）５
℃高い６３℃に設定し、１０分経過後は所定の重合温度
（５８℃）に徐々に下げてゆくように予め設定する。ま
た、実験などにより求まった重合率の目標値と、重合反
応速度の目標値とが予め設定入力される。これら目標値
は、図１に示すように、目標重合率の変化パターンとし
て予めモニタに表示しておくことができ、この目標重合
率の変化パターンに実測で求まる重合率を重畳表示す
る。

【００３１】なお、初期段階で所定の重合温度よりも高
く設定することによって、重合反応速度を促進させてラ
ジカルの発生量を多くし、モノマーとポリマーの混合か
らなる溶液に含まれる溶存酸素を速やかに除去するよう
になっている。したがって、溶液に含まれる溶存酸素に
よって発生する初期段階での重合反応の遅延による誤差
が防止できるようになっている。

【００３２】次に、図１に示すように、２時間３５分時
点で開始剤がモノマーに滴下され、重合反応が開始す
る。そして、重合反応開始と同時に実測によって求まる
重合率を目標重合率の変化パターンに重畳表示してゆ
く。

【００３３】このとき、逐次求まる実測重合率と、予め
設定入力された重合率の目標値および重合反応の目標値
とが比較され、重合率の目標値からの偏差（ｃｏｎｖ）
と重合反応速度の目標値との偏差（Δｃｏｎｖ）とが求
められる。重合反応速度の偏差（Δｃｏｎｖ）は、重合
率変化パターンの傾斜角の比較により求められる。

【００３４】なお、目標重合率は、例えば、粘度と重合
率との相関関係（相関式）を予め所定の粘着剤（ポリマ
ー）ごとに実験によって求めておく。そして、粘着剤の
製造過程で粘度計によって検出された粘度と相関式から
重合率を求める。ただし、実測による重合率を求める方
法は、この形式に限定されるものではない。

【００３５】次に、求まった各偏差（ｃｏｎｖ,Δｃｏ
ｎｖ）に基づいて槽内の溶液温度の目標値（Ｔｒ）と、
溶液中の溶存酸素濃度の目標値（ｃ１）とを求める。こ
の関係は次式（１）で表すことができる。（Ｔｒ,ｃ１）＝ｆ１（ｃｏｎｖ,Δｃｏｎｖ） … （１）

【００３６】そして、式（１）で求まった溶液温度の目
標値（Ｔｒ）と、溶存酸素濃度の目標値（ｃ１）に応じ
て、ジャケット温度の目標値（Ｔｊ）と、滴下冷却水温
度の目標値（Ｔｗ）と、冷却水の量の目標値（ｍ）、お
よび冷却水中の溶存酸素濃度の目標値（ｃ２）のそれぞ
れを求めるようになっている。この関係は、次式（２）
で表すことができる。（Ｔｊ，Ｔｗ，ｍ，ｃ２）＝ｆ２（Ｔｒ，ｃ１） … （２）

【００３７】そして、式（１）および式（２）を利用し
て逐次求まった各目標値（Ｔｊ,Ｔｗ,ｍ,ｃ２）に応じ
て操作量でジャケット温度、冷却水温度、冷却水の量、
溶存酸素濃度などを適宜に操作することによって重合率
の変化パターンが制御される。

【００３８】例えば、モニタに予め表示された目標重合
率の変化パターンに、実測により求まる実測重合率を重
畳表示させ、図１の点Ｈに示すように、重合反応開始か
ら１０分間の初期段階で重合率が目標値よりも高くなる
ような場合、ジャケット３に冷却水を循環させて除熱を
行うとともに、冷却水のみを攪拌槽２内に直接滴下す
る。このとき、ジャケット３への冷却水の循環の選択
と、滴下冷却水温度および量の調節については、式
（２）で求まった各目標値によって決められる。

【００３９】なお、初期段階で冷却水のみを滴下する理
由は、この段階で重合反応の阻害要因である溶存酸素が
既存しているので、酸素を混合した冷却水を槽内に滴下
しすぎると、重合反応を必要以上に阻害してしまう可能
性があるからである。そのため、初期段階では酸素を混
合しない冷却水のみを滴下することが好ましい。

【００４０】冷却水を滴下した後、実測重合率と目標重
合率との偏差が小さくなる方向、つまり、図１に示す実
測重合率の変化パターンが目標重合率に近づく方向にあ
ればそのままの状態で重合反応を維持させる。

【００４１】逆に、冷却水を滴下したにも関わらず、重
合率が低下しない場合、酸素を混合した冷却水を槽内に
直接滴下する。つまり、重合反応速度を積極的に遅延さ
せて重合反応を阻害し、目標重合率の変化パターンと一
致するように実測重合率を低下させる。

【００４２】なお、初期段階の経過後は、槽内の酸素お
よび溶液中の溶存酸素が除去された状態となるので、こ
の時点を境に冷却水に混合する酸素濃度の調節をしやす
くなる、結果、重合率変化のパターンを制御しやすくな
る。

【００４３】また、図１の点Ｌに示すよう、重合率が目
標値よりも低くなるような場合は、次のような方法をと
る。例えば、重合率の低下が確認された場合に、その時
点からしばらく重合反応状態（重合率の変化パターン）
をモニタリングする。そして、実測による重合率が目標
値に近づく方向にあれば、そのままの重合反応を維持さ
せる。

【００４４】逆にモニタリングした結果、実測による重
合率が目標値から遠ざかる方向にある場合は、ジャケッ
ト３に温水を循環させ、重合反応を積極的に促進させる
ようにする。

【００４５】なお、本実施例の方法では、初期段階で所
定の重合温度に対して＋５℃高く設定しているが、この
温度範囲は条件に応じて＋５℃以内の範囲で適時に設定
変更される。＋５℃以内の範囲であれば、所定の重合温
度に戻し易いからである。逆に＋５℃を越えると、所定
の重合温度に戻し辛くなるからである。

【００４６】上述の操作を適宜に繰り返すことによっ
て、実測重合率を目標重合率と一致するように制御する
ことができる、結果、目標とする分子量分布の粘着剤を
製造することができる。

【００４７】次に、上述の実施例方法を実施するための
装置構成について図２を参照しながら説明する。図２に
示すように、本実施例装置は、大きく分けて攪拌機１
と、重合温度をコントロールする重合温度制御系と、攪
拌機内に滴下する冷却水に混合する酸素の濃度をコント
ロールする溶存酸素制御系と、重合温度制御系と溶存酸
素制御系をコントロールする重合率コントローラ６と、
各種条件を設定入力する操作部１４と、種々の情報類を
表示するモニタ１５とから構成されている。

【００４８】攪拌機１は、攪拌槽２と、攪拌槽２の中心
部の上下部を貫通した回転軸４に取り付けられた攪拌翼
５（図２では「格子翼」）とを備えるとともに、攪拌槽
２の外周側には温度調節用流体を循環させるための温度
調節用手段としてのジャケット３が付設されている。な
お、回転軸４の上部には、図示しないが回転駆動手段が
連接されている。

【００４９】また、攪拌槽２には、攪拌槽内の温度を検
出する温度計Ｓ１と、溶液の溶存酸素濃度を検出する溶
存酸素計Ｓ２と、重合率を求めるために必要な粘度を検
出する粘度計Ｓ３とが挿通されている。

【００５０】温度計Ｓ１は、槽内の溶液温度を逐次検出
し、重合温度コントローラ７に送るようになっている。

【００５１】溶存酸素計Ｓ２は、検出した槽内の溶存酸
素濃度を冷却水溶存酸素コントローラ１３Ｂに送るよう
になっている。

【００５２】粘度計Ｓ３は、槽内の溶液の粘度を検出
し、重合率コントローラ６に送るようになっている。

【００５３】次に、重合温度制御系は、重合温度コント
ローラ７を備え、さらにその後段にジャケット温度コン
トローラ８からなる系統と、冷却水温度コントローラ１
３Ａからなる系統とから構成されている。なお、図面で
は説明の便宜上、冷却水温コントローラ１３Ａと、冷却
水溶存酸素コントローラ１３Ｂとが一体構成となってい
る。

【００５４】重合温度コントローラ７は、重合率コント
ローラ６から入力された溶液温度の目標値と、温度計Ｓ
１によって検出された溶液温度とを比較し、温度偏差を
ジャケット温度コントローラ８と冷却水温度コントロー
ラ１３Ａに送るようになっている。

【００５５】ジャケット温度コントローラ８は、温度調
節流体の温水または冷却水をジャケット３に供給するた
めの配管システムを備えている。

【００５６】配管システムは、温度調節用流体をジャケ
ット３に供給・排出循環させるための配管Ｒ１を備えて
いる。この配管Ｒ１には、攪拌槽２内の温度を上げるた
めに配管Ｒ１、およびジャケット３を流通する温度調節
用流体の温度を上昇させる配管加熱部９が設けられてい
る。また、配管Ｒ１には、攪拌槽２を冷却するために配
管Ｒ１を循環する温水を排出するための調節バルブＶ２
が備えられているとともに、調節バルブＶ２を開放して
温水を排出したときに冷却水を供給するための配管Ｒ３
が調節バルブ３を介して連通接続されている。

【００５７】また、配管加熱部９には、配管Ｒ１が貫通
している。また、その内部に蒸気が供給されるように調
節バルブＶ１を備えた配管Ｒ２が連通接続されている。
つまり、調節バルブＶ１を開放して配管加熱部９の内部
に蒸気を供給することによって配管Ｒ１を流通する温度
調節用流体の温度が上げられるようになっている。

【００５８】また、ジャケット３の温度調節用流体の排
出側には温度センサＳ４が取り付けられており、ジャケ
ット３を流通した温度調節用流体の温度変化を逐次検出
するようになっている。そして、検出された結果は、ジ
ャケット温度コントローラ８に送られるようになってい
る。

【００５９】ジャケット温度コントローラ８は、温度セ
ンサＳ４で検出された温度と重合温度コントローラ７か
ら入力されたジャケット温度の目標値とから温度偏差を
求め、求まった温度に応じて流体（温水または冷却水）
を選択してジャケット３に循環させるようになってい
る。

【００６０】冷却水温度コントローラ１３Ａは、後述す
る冷却水の供給槽１０に蓄積された冷却水の温度を、温
度計Ｓ６によって逐次検出された温度に基づいて調節し
ている。つまり、ジャケット１１を循環させる温度調節
流体の温度を適時に調節して冷却水の温度をコントロー
ルするようになっている。なお、本実施例の場合、冷却
水温度を１０℃の一定に保っている。

【００６１】次に、溶存酸素制御系は、冷却水を蓄えた
供給槽１０と、冷却水に酸素を供給する酸素供給系と、
冷却水に酸素を混合するスタティックミキサ１２と、冷
却水への酸素の混合を制御する冷却水溶存酸素コントロ
ーラ１３Ｂとから構成されており、これらの構成を総括
的にコントロールする溶存酸素コントローラ１３を備え
ている。

【００６２】供給槽１０には、冷却水を冷却・保持する
ためのジャケット１１が外周側に付設されている。ま
た、冷却水および槽内の溶存酸素を脱気するために、槽
の上下方向に連通接続されたそれぞれの配管から窒素
（Ｎ₂）が供給されるようになっており、置換された酸
素は、排気管から排気されるようになっている。なお、
槽内に挿通された溶存酸素計Ｓ５によって槽内の酸素量
が逐次管理されており、本実施例では、溶存酸素量が２
ｍｇ／Ｌに調節されている。

【００６３】また、供給槽１０には温度計Ｓ６が挿通さ
れている。ただし、この温度計Ｓ６からの検出結果は、
溶存酸素制御系ではなく、重合温度制御系の冷却水温度
コントローラ１３Ａに入力されるようになっている。

【００６４】供給槽１０から供給される冷却水と酸素供
給系から供給される酸素（Ｏ₂）は、各配管に連接され
た調節バルブＶ４およびＶ５のそれぞれを冷却水溶存酸
素コントローラ１３Ｂで開閉操作されることによって、
それぞれ所定の量がスタティックミキサ１２に供給され
るようになっている。

【００６５】スタティックミキサ１２は、供給されてき
た冷却水と酸素を攪拌・混合して冷却水中に酸素を溶存
させるようになっている。そして、酸素が混合された冷
却水は、攪拌槽２内に直接滴下されるようになってい
る。

【００６６】なお、酸素と、冷却水および酸素が混合さ
れた冷却水は、各配管に取り付けられた流量計Ｆ１およ
びＦ２によってそれぞれの流量が逐次測定され、冷却水
溶存酸素コントローラ１３Ｂにフィードバックされるよ
うになっている。

【００６７】なお、本実施例の装置構成図では、図面が
複雑化するために攪拌機内の酸素を窒素に置換する構成
を省略している。

【００６８】次に、上述の実施例装置を、図３に示すブ
ロック図を用いて一巡の動作を説明する。先ず、重合率
の目標値と、重合反応速度の目標値のそれぞれが重合率
コントローラ６に入力される。また、それぞれの目標値
と、重合反応開始と同時に実測により求まる重合率とが
微分器に入力され、重合率の目標値との偏差（ｃｏｎ
ｖ）と、重合反応速度の目標値との偏差（Δｃｏｎｖ）
とが求められ、これら偏差も重合率コントローラ６に入
力される。そして、重合率コントローラ６から後段は、
重合温度制御系と、溶存酸素量制御系の２つに分岐さ
れ、それぞれが適時に同時制御されるようになってい
る。

【００６９】重合率コントローラ６では、入力された重
合率の目標値との偏差（ｃｏｎｖ）と、重合反応速度の
目標値との偏差（Δｃｏｎｖ）とに基づいて上記式
（１）より求まる溶液温度の目標値（Ｔｒ）が重合温度
制御系へ出力され、溶液中の溶存酸素濃度の目標値（ｃ
１）が溶存酸素制御系に出力される。このとき、槽２内
に滴下する冷却水の量の目標値（ｍ）も求められるよう
になっている。

【００７０】重合温度制御系は、重合温度コントローラ
７と、その後段に、さらにジャケット３の温度をコント
ロールするジャケット温度コントローラ８と、槽内に滴
下する冷却水の温度をコントロールする冷却水温度コン
トローラ１３Ａとを備えた構成となっている。そして、
ジャケット温度コントローラ８と冷却水温度コントロー
ラ１３Ａは、重合温度コントローラ７によって適時に同
時制御されるようになっている。

【００７１】先ず、重合温度コントローラ７では、重合
率コントローラ６から入力された溶液温度の目標値（Ｔ
ｒ）と、槽２に挿通された温度計Ｓ１によって検出さ
れ、フィードバックされた槽内（溶液温度）の温度とが
比較され、ジャケット温度の目標値（Ｔｊ）が求められ
る。求まった目標値（Ｔｊ）は、ジャケット温度コント
ローラ８に入力される。

【００７２】そして、ジャケット温度コントローラ８
は、第１プロセスＰ１でジャケット３に循環させる温度
調節用流体を選択し、配管システムを操作して流体の温
度・量などを調節する。

【００７３】同時に溶液温度の目標値（Ｔｒ）と、温度
計Ｓ６によって検出された供給槽１０内の冷却水の温度
とが比較され、滴下冷却水温度の目標値（Ｔｗ）が求め
られる。求まった目標値（Ｔｗ）は、冷却水温度コント
ローラ１３Ａに入力される。

【００７４】そして、冷却水温度コントローラ１３Ａ
は、第２プロセスＰ２で供給槽１０の冷却水の温度を１
０℃に保つようにし、調節バルブＶ４を操作して冷却水
の量を調節しながら槽内に冷却水のみを滴下する。な
お、本実施例の場合、冷却水温度は、１０℃となるよう
に保たれており、滴下量のみが調節されるようになって
いるが、冷却水の温度も適宜に調節することがより好ま
しい。

【００７５】そして、第１プロセスＰ１および第２プロ
セスＰ２を同時処理することによって第３プロセスＰ３
で槽内の溶液温度が調節される。また、第３プロセスＰ
３で温度計Ｓ１によって検出された溶液温度は、逐次重
合率コントローラ６にフィードバックされる。

【００７６】溶存酸素制御系は、上手から順に、溶存酸
素コントローラ１３と、冷却水溶存酸素コントローラ１
３Ｂとを備えている。

【００７７】先ず、溶存酸素コントローラ１３では、重
合率コントローラ６から入力された溶液中の溶存酸素の
目標値（ｃ１）と、槽２に挿通された溶存酸素計Ｓ２に
よって検出され、フィードバックされた溶存酸素濃度と
が比較され、冷却水中の溶存酸素濃度（ｃ２）が求めら
れる。求まった溶存酸素濃度（ｃ２）は、冷却水溶存酸
素コントローラ１３Ｂに入力される。

【００７８】そして、冷却水溶存酸素コントローラ１３
Ｂは、調節バルブＶ４,Ｖ５の開閉操作を行って冷却水
の量と、混合する酸素量を調節してスタティックミキサ
１２に供給する。そして、第４プロセスＰ４においてス
タティックミキサ１２内で冷却水に酸素を混合して槽２
内にこの冷却水を滴下する。

【００７９】そして、第５プロセスＰ５で槽２内の溶液
の溶存酸素濃度が調節される。また、第５プロセスＰ５
で溶存酸素計Ｓ２によって検出された溶存酸素濃度は、
逐次溶存酸素コントローラ１３にフィードバックされ
る。

【００８０】上述のように、重合温度制御系と溶存酸素
制御系の両方を適時に同時制御することによって、第６
プロセスＰ６で実測重合率が目標重合率と一致するよう
に調節されることになる。そして、この第６プロセスＰ
６で粘度計Ｓ３によって逐次検出された粘度は重合率コ
ントローラ６にフィードバックされ、相関式により実測
の重合率が求められる。

【００８１】本発明は、上記実施の形態に限られること
なく、下記のように変形実施することができる。（１）上記実施例では、エマルジョン重合を例に採って
説明したが、この形態に限定されるものはなく、溶液重
合にも適用できる。この場合、槽内に滴下するものは冷
却水ではなく溶液を滴下して溶液温度コントロールする
ようにすればよい。

【００８２】（２）上記実施例では、攪拌槽２の上下に
貫通した回転軸４に格子翼５を備えた形態のものを使用
しているが、この形態に限定されるものではなく、例え
ば、回転軸は上方に片持ちされた形態であってもよい
し、翼５も平板翼などであってもよい。

【００８３】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、請求項
１に記載の発明によれば、溶存酸素量を操作することに
よって、重合反応速度を制御することができる。つま
り、溶存酸素は重合反応の阻害要因として作用するの
で、槽内の溶存酸素の量を減らせば効率よく重合反応を
促進することができる。逆に槽内の溶存酸素量を増やせ
ば重合反応速度を遅延させることができ、結果、重合温
度を低下させることができる。

【００８４】また、請求項２に記載の発明によれば、重
合率変化パターンを操作して予め求められた所定の重合
率変化パターンと一致させることによって、目標とする
分子量が分布したポリマーの再現性の向上を図ることが
できる。すなわち、ポリマーの製造歩留まりの向上を図
ることができる。

【００８５】また、重合率変化パターンを任意に操作す
ることができるので、分子量分布の異なった複数種類の
ポリマーを容易に再現することができる。

【００８６】また、請求項３に記載の発明によれば、時
々刻々に変化する重合率変化パターンをモニタなどに表
示し、重合率変化パターンの傾きを参照することによっ
て、現時点以降の重合率変化パターンを推測することが
できる、結果、制御精度の向上を図ることができる。

【００８７】また、請求項４に記載の発明によれば、溶
存酸素量を操作することによって重合反応を遅延させる
ことができ、逆に重合温度を操作することによって、重
合反応を促進させることができる。したがって、重合率
変化パターンを任意に操作することができる。

【００８８】さらに、請求項５に記載の発明によれば、
開始剤の投入後の一定時間は所定の重合温度よりも高く
設定することによって、ラジカルが多く発生して内容物
に含まれる既存の溶存酸素を早く除去することができ
る。つまり、重合反応の阻害要因である溶存酸素を早く
除去することによって、目標とする重合率変化パターン
との誤差を早く無くすことができる。

【００８９】また、一定時間経過後は槽内の溶存酸素が
除去されるので、重合反応を操作するために投入する酸
素量を容易にコントロールすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例方法によって求まる重合率変化パターン
を示した図である。

【図２】実施例装置の全体構成を示した図である。

【図３】実施例装置の全体構成を示したブロック図であ
る。

【図４】実験により求まった重合率変化パターンを示し
た図である。

【図５】実験により求まった重合率変化パターンを示し
た図である。

【符号の説明】

１ … 攪拌機６ … 重合率コントローラ７ … 重合温度コントローラ８ … ジャケット温度コントローラ１０ … 供給槽（冷却水）１２ … スタティックミキサ１３ … 溶存酸素コントローラ１３Ａ… 冷却水温度コントローラ１３Ｂ… 冷却水溶存酸素コントローラＳ１ … 温度計（攪拌機用）Ｓ２ … 溶存酸素計（攪拌機用）Ｓ３ … 粘度計Ｓ４ … 温度センサＳ５ … 溶存酸素計（供給槽用）Ｓ６ … 温度計（供給槽用）Ｒ１〜５ … 配管Ｆ１，２ … 流量計Ｖ１〜５ … 調節バルブＰ１〜６ … プロセス

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者新家香織大阪府茨木市下穂積１丁目１番２号日東電工株式会社内 (72)発明者奥野利昭大阪府茨木市下穂積１丁目１番２号日東電工株式会社内Ｆターム(参考） 4J011 AA05 AB15

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】槽内で重合反応させてポリマーを合成す
る過程において、槽内の内容物に含まれる溶存酸素量を操作して重合反応
を制御することを特徴とする重合反応制御方法。
【請求項２】請求項１に記載の重合反応制御方法にお
いて、前記重合反応は、重合率変化パターンであることを特徴
とする重合反応制御方法。
【請求項３】請求項２に記載の重合反応制御方法にお
いて、前記重合率変化パターンは、時間の経過とともに求まる
重合反応速度を参照して重合率を制御することを特徴と
する重合反応制御方法。
【請求項４】請求項１ないし請求項３のいずれかに記
載の重合反応制御方法において、さらに、重合温度も操作して重合反応を制御することを
特徴とする重合反応制御方法。
【請求項５】請求項４に記載の重合反応制御方法にお
いて、重合反応の開始した初期段階の重合温度を、その後の重
合反応における所定の重合温度よりも高く設定したこと
を特徴とする重合反応制御方法。