JP2014119192A - 脱水乾燥装置および重合体の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】解体および洗浄が容易な脱水乾燥装置を提供する。
【解決手段】脱水乾燥装置１は、遠心脱水機２と、旋回気流乾燥機５と、湿粉供給機４とを備えており、湿粉供給機４は、外筒４１と、投入口４２と、旋回気流乾燥機５に湿粉を搬送するスクリュー４３とスクリュー４３の軸の一端を固定するスクリュー固定部４５を有するスライドベース４６とスクリュー４３の軸に沿った方向にスライドベース４６をスライドさせるスライドレール４４とを備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、脱水乾燥装置および重合体の製造方法に関し、詳細には、重合体を含む水性媒体の脱水および乾燥を行う脱水乾燥装置、およびこれを用いた重合体の製造方法に関する。

水溶媒中で懸濁重合法により得られる重合体は、重合終了後に純水等を用いて洗浄され、次いで脱水機による脱水工程、および、乾燥機による乾燥工程を経て、粉体として回収される。

洗浄処理および脱水処理された上記重合体は水分を含有しているが、得られる重合体が疎水性であるため、その水分は表面付着水がほとんどである。そのため、脱水処理後の乾燥処理は、表面付着水の除去に十分な加熱気体があれば比較的短時間で目的とする含水率まで水分量を下げることが可能である。

一般的に、洗浄処理後の固液分離のための脱水処理には、遠心脱水機が用いられる。また、乾燥処理には特許文献１に示すような旋回気流乾燥機、または流動槽乾燥機が用いられる。また、湿粉を乾燥機に定量供給する装置としては、特許文献２に示すような外筒とスクリューとを備えた単軸のスクリューコンベアが用いられる。

ＷＯ９７／２４５７０（国際公開日１９９７年７月１０日） 実用新案登録第３０４４０９２号公報（１９９７年１２月１２日発行）

上述したような脱水処理および乾燥処理を行う際に、脱水機および乾燥機をそれぞれ単独で設置する場合には、ある程度の占有面積が必要となる。また、脱水機および乾燥機をそれぞれ単独で設置しているために、脱水処理された湿粉を、脱水機から乾燥機へ搬送する際の搬送ラインが比較的長距離となり得る。そのため、搬送ライン内において、湿粉が上記ラインを閉塞させる場合がある。また、気流乾燥機、または流動層乾燥機を用いる場合には粉体の処理量に応じて大型で複雑な機器が必要となる。大型で複雑な機器においては、機器内の洗浄が困難になる場合があり、粉体の滞留を招来し得る。機器内に粉体が滞留すると、滞留残渣が発生するため、同一の機器を用いて他の品種を生産した場合、異品種の混入すなわちコンタミネーションの恐れがある。

また、上述したような単軸フィーダにおいて、湿粉を形成する粒子径は比較的細かいため、外筒とスクリューとの間隙は、通常２〜３ｍｍ程度で設計される。乾燥機に供給する品種を切り替える際には、上記単軸フィーダを解体し、洗浄を行った後に、再度組立てる必要がある。この再組立ての際に、外筒の中心とスクリューの中心軸とがずれると、外筒とスクリューとが干渉する。一般的に、外筒は金属製であるため、外筒とスクリューとが干渉すると、外筒内部がスクリューによって削られ、金属粉が発生する。そのため、湿粉を乾燥機に供給する際に、発生した金属粉が重合体に混入してしまう恐れがある。

本発明は上記の問題点を鑑みてなされたものであり、その目的は、構造が単純で、同一の機器を用いて多品種生産を行うための脱水乾燥装置であって、品種切り替え時における解体および洗浄が容易な脱水乾燥装置、および、これを用いた重合体の製造方法を提供することにある。

本発明に係る脱水乾燥装置は、上記の課題を解決するために、重合体と水性媒体との混合物の脱水および乾燥を行う脱水乾燥装置であって、上記重合体と水性媒体との混合物の脱水を行う脱水機と、上記脱水機により脱水された上記重合体の乾燥を行う乾燥機と、上記脱水機により脱水された上記重合体を上記乾燥機に供給する、軸の一端が固定されたスクリューを有する湿粉供給機とを備えており、上記乾燥機は、上記湿粉供給機の上記スクリューの軸の他端方向に設けられており、上記湿粉供給機は、外筒と、上記外筒に設けられ、上記脱水機により脱水された上記重合体を上記湿粉供給機内に投入する投入口と、上記外筒の内部に設けられた上記スクリューであって、上記投入口から投入された上記重合体を上記乾燥機に搬送する上記スクリューと、上記スクリューの軸の上記一端を固定しているスクリュー固定部を有するスライドベースと、上記スクリューの軸に沿った方向に上記スライドベースをスライドさせるスライドレールとを備えている構成を有している。

上記構成によれば、重合体と水性媒体との混合物を脱水機により脱水することにより得られた湿粉は、湿粉供給機の外筒に設けられた投入口から湿粉供給機の内部に投入される。また、上記外筒の内部には、軸の一端が固定されたスクリューが、上記軸が水平になるように設けられている。上記湿粉供給機の内部に投入された湿粉は、上記スクリューの回転運動により、上記スクリューの軸の他端方向に設けられた乾燥機へ供給される。上記乾燥機に供給された湿粉は、上記乾燥機により乾燥され、粉体として回収される。

ここで、上記湿粉供給機は、スライドベースおよびスライドレールを備えている。上記スクリューは、上記スライドベースの有するスクリュー固定部に上記軸の上記一端を固定されている。上記スライドベースを上記スライドレールに沿ってスライドさせることにより、上記スクリューを上記外筒の一端からはみ出るようにスライドさせることができる。すなわち、上記スクリューの上記軸と、上記外筒の中心とがずれないようにスライドベースをスライドさせることができるため、上記湿粉供給機は、解体および再取付けが容易である。

したがって、上記構成によれば、脱水機下に解体および再組付けが容易な湿粉供給装置を備えることにより、品種切り替え時の解体および洗浄を容易に行うことができる。

また、本発明に係る脱水乾燥装置において、上記スクリューの直径に対する上記スクリューの長手方向の長さの比率が、５よりも大きく１５未満であることが好ましい。

上記構成によれば、上記湿粉供給機内において、湿粉を上記乾燥機へ搬送するための十分なスペースを確保しつつ、軸の一端を固定された上記スクリューの他端のたわみを抑制することができるというさらなる効果を奏する。

また、上記スライドベースは、上記スクリューを上記外筒の一端からはみ出るように、上記スクリューの上記軸に沿った方向であって、軸固定された上記一端方向側に上記スライドレール上を上記スライドレールの一端までスライドし、上記スライドレールの上記一端までスライドした際の、上記外筒からはみ出た上記スクリューの上記他端と、上記外筒の上記一端との距離が１０ｃｍ〜５０ｃｍになることが好ましい。

上記構成によれば、上記湿粉供給機の備える外筒を洗浄する際の十分なスペースを確保しつつ、上記脱水乾燥装置の大型化を抑制することができるというさらなる効果を奏する。

また、本発明に係る脱水乾燥装置において、上記湿粉供給機は、上記脱水機の鉛直下方に設けられており、上記スクリューは、上記スクリューの上記軸が水平になるように設けられていることが好ましい。

上記構成によれば、上記脱水乾燥装置の小型化を図ることができる。

また、本発明に係る脱水乾燥装置において、上記脱水機により脱水された上記重合体を貯蔵し、上記湿粉供給機に上記重合体を投入する湿粉貯槽をさらに備え、上記湿粉貯槽は、上記脱水機の鉛直下方であって、上記湿粉供給機の鉛直上方に位置していることが好ましい。

上記構成によれば、上記脱水機により脱水された上記重合体を上記湿粉貯槽に貯蔵した後に、上記湿粉貯槽から上記湿粉供給機へ投入するため、上記湿粉供給機へ投入する湿粉の単位時間当たりの投入量を略一定に保つことができる。

また、本発明に係る脱水乾燥装置において、上記乾燥機は、旋回気流乾燥機であることが好ましい。

上記構成によれば、上記脱水乾燥装置をさらに小型化することができるというさらなる効果を奏する。

また、本発明に係る脱水乾燥装置において、上記脱水機は、遠心脱水機であることが好ましい。

また、本発明に係る脱水乾燥装置において、上記スクリューは、単軸スクリューであることが好ましい。

また、本発明に係る脱水乾燥装置において、上記スクリューは、二軸スクリュー、または多条スクリューであることが好ましい。

上記構成によれば、著しく搬送性の悪い湿粉を用いた場合においても、上記湿粉供給機は、上記乾燥機に上記重合体をスムーズに供給することができるというさらなる効果を奏する。

本発明に係る重合体の製造方法は、懸濁重合法により重合体を得る重合工程を含む重合体の製造方法であって、重合工程により得られた重合体と水性媒体との混合物を、上述の脱水乾燥装置を用いた脱水乾燥処理に供する脱水乾燥工程をさらに含む構成である。

上記構成によれば、品種切り替え時の解体および洗浄が容易な上記脱水乾燥装置を用いるため、品種の異なる重合体を製造する際の異品種の混入（コンタミネーション）を抑制することができる。

また、本発明に係る重合体の製造方法において、上記重合体は、フッ化ビニリデン重合体であり得る。

上記構成によれば、フッ化ビニリデン重合体の製造において、上記の製造方法の効果が得られる。

また、本発明に係る重合体の製造方法において、上記重合体は、塩化ビニリデン重合体であり得る。

上記構成によれば、塩化ビニリデン重合体の製造において、上記の製造方法の効果が得られる。

本発明に係る脱水乾燥装置は、脱水機下に解体および再組付けが容易な湿粉供給装置を備えることにより、品種切り替え時の解体および洗浄を容易に行うことができる。

本発明の実施形態に係る脱水乾燥装置の構成を示す図である。 本発明の実施形態に係る脱水乾燥装置の備える湿粉供給機の構成を示す図である。 本発明の実施形態に係る脱水乾燥装置の備える遠心脱水機の構成を示す図である。

本発明に係る遠心脱水装置の一実施形態について、図１〜図２に基づいて説明すれば以下の通りである。

本実施の形態における脱水乾燥装置は、懸濁重合反応により重合体を製造した後、重合体を含む水性媒体（以下、スラリーという）から重合体を回収するために、スラリーを脱水して、乾燥を行うための装置である。

ここで、懸濁重合法により得られる重合体としては、フッ化ビニリデン重合体、塩化ビニリデン重合体、塩化ビニル重合体、酢酸ビニル重合体、スチレン重合体、およびメタクリル酸メチル重合体等が挙げられる。なお、フッ化ビニリデン重合体としては、フッ化ビニリデン単独重合体に限らず、フッ化ビニリデン共重合体も含まれる。フッ化ビニリデン共重合体を形成する、フッ化ビニリデン以外のコモノマーとしては、ヘキサフルオロプロピレン、クロロトリフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン、およびパーフルオロアルキルビニルエーテル等が挙げられる。同様に、塩化ビニリデン重合体としては、塩化ビニリデン単独重合体に限らず、塩化ビニリデン共重合体も含まれる。塩化ビニリデン共重合体を形成する、塩化ビニリデン以外のコモノマーとしては、塩化ビニル、アクリロニトリル、酢酸ビニル、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、アルキル（メタ）アクリレート、およびアルキルイタコネート等が挙げられる。なかでも、本実施の形態における脱水乾燥装置は、フッ化ビニリデン重合体および塩化ビニリデン重合体に対して好適に用いられる。

なお、以下では、懸濁重合法により得られたフッ化ビニリデン重合体を純水等を用いて洗浄した後のスラリーを、脱水処理および乾燥処理に供する場合について説明するが、本発明に係る脱水乾燥装置の使用はこれに限定されるものではなく、上述したような重合体に対して適用することが可能である。ここで、水性媒体としては、水、好適にはイオン交換水を意図している。しかしながら、連鎖移動剤である有機溶媒、あるいは重合開始剤の溶媒であるハロゲン化炭化水素溶媒が含まれていてもよい。

〔脱水乾燥装置１について〕
図１は、本実施の形態における脱水乾燥装置１の構成を示す図である。図１に示すように、脱水乾燥装置１は、遠心脱水機（脱水機）２と、供給管１１と、湿粉貯槽３と、投入管１２と、湿粉供給機４と、旋回気流乾燥機（乾燥機）５とを備えている。

（遠心脱水機）
本実施の形態においては、脱水機として、遠心脱水機を用いているが、本発明はこれに限定されるものではない。

図１に示すように、遠心脱水機２は、鉛直上方にスラリー供給口２１を備えており、鉛直下方には供給管１１が接続されている。

図３は、本実施の形態における遠心脱水機２の構成を示す図である。図３に示すように、遠心脱水機２は、筐体２８内に、回転軸２３と、回転軸２３に取り付けられた脱水槽２２と、脱水槽２２の内壁に沿って配置されたメッシュ２５と、脱水槽２２の内部に設けられており、供給されたスラリーをメッシュ２５に向けて分散させる分散板２４とを備えており、スラリー供給口２１は、分散板２４に向けてスラリーを供給するように設けられている。また、脱水槽２２の内部には、分散板２４によって分散されメッシュ２５に付着した物質を掻き取る掻き取り機２６が設けられている。

脱水槽２２は、回転軸２３を中心として回転するよう回転軸２３に取り付けられている有底円筒状の槽である。脱水槽２２の側面は、液体成分を脱水槽２２の外部へ流し出すための多数の小孔が設けられている。脱水槽２２の側面の内壁には、スラリー中の固体成分と液体成分とを分離させるメッシュ２５が取り付けられている。メッシュ２５の詳細については後述する。また、脱水槽２２の底面には、湿粉排出口２０が設けられている。遠心脱水機２の脱水工程により得られた湿粉は、湿粉排出口２０を介して供給管１１に供給される。

回転軸２３は、脱水槽２２を回転させる軸であり、図示しない駆動装置によってその回転が制御されている。回転軸２３は脱水槽２２内に貫通しており、その上端は脱水槽２２内に位置している。回転軸２３の上端には、分散板２４が固定具２７によって取り付けられている。本実施の形態における遠心脱水機２では、例えば１１００ｒｐｍの回転速度でもって脱水を行うことができるように構成されている。しかしながら、回転速度に制限はなく、脱水対象のスラリーに応じて適宜決定すればよい。

スラリー供給口２１は、脱水させるスラリーを、脱水槽２２の鉛直上方から脱水槽２２内に供給する供給口である。スラリー供給口２１は回転軸２３のほぼ真上に設けられており、鉛直下方に向いて開口している。回転軸２３の上部には分散板２４が取り付けられているため、スラリーは、スラリー供給口２１から分散板２４に向けて供給される。

分散板２４は、スラリー供給口２１から供給されたスラリーを周囲に分散させる部材であり、固定具２７によって回転軸２３の上端に取り付けられている。そのため、分散板２４は、回転軸２３が回転することにより回転する。本実施の形態における分散板２４は、その垂直断面が下側に広がるテーパ形状となる構造を有する部材であり、具体的には円錐台形状を有している。分散板２４は、分散板２４上に供給されたスラリーをメッシュ２５に向かって分散できるものであれば、その構造は円錐台に限定されるものではない。なお、本明細書において垂直断面とは、鉛直方向と平行な面による切断面を指す。

固定具２７は、分散板２４を回転軸２３に固定するものであり、分散板２４の上面中央部に取り付けられている。また、固定具２７の上方部は、鉛直上方に頂点を有する錐体の形状をなしている。そのため、スラリー供給口２１からほぼ真下に投入されたスラリーは、まず固定具２７に当たり、錐体の側面を伝って、分散板２４上における固定具２７の周囲全域に広がることができる。これにより、分散板２４から脱水槽２２の内壁へのスラリーの供給が、より分散したものとなる。また、固定具２７の錐体の側面と、分散板２４の傾斜面とが連続的であってもよく、連続的でなくてもよい。また、固定具２７と分散板２４とは一体成形されていてもよい。なお、分散板２４へのスラリーの供給が阻害されるものでなければ、固定具２７の形状は錐体に限定されるものではなく、例えば平板状であってもよい。

メッシュ２５は、脱水槽２２の内壁において、遠心力を利用してスラリー中の固体成分と液体成分とを分離させる、すなわち遠心濾過をおこなう分離膜である。メッシュ２５は、脱水槽２２の側面の内壁の全面に設けられている。本実施の形態におけるメッシュ２５は金属製のメッシュであり、より具体的にはステンレス鋼のメッシュである。ポリプロピレンのフェルト等のメッシュでは、ろ布がほつれて製品（フッ化ビニリデン重合体）へ混入してしまう虞があるが、金属製のメッシュではそのような問題は生じない。また、万が一、金属製のメッシュの一部が破損して製品中に混入してしまったとしても、例えば色の違い等により、ポリプロピレンのフェルト等のメッシュが混入した場合よりも容易に発見することができる。

メッシュ２５の目開きの大きさおよび織りの形状は、脱水させるスラリーに含まれるフッ化ビニリデン重合体の粒子径に応じて適宜設定すればよい。ここで、織りの形状とは、メッシュ２５が平織りであるか、綾織りであるかを指す。平織りとは、メッシュ２５を形成する縦線と横線とが一定の間隔で一本ずつ相互に交わるように織りあげられた形状のことをいう。また、綾織りとは、メッシュ２５を形成する縦線と横線とが一定の間隔を保ちつつ、縦線および横線の少なくとも何れか一方の線が他方の線を２本以上ずつ乗り越して織りあげられた形状のことをいう。

懸濁重合法により得られたフッ化ビニリデン重合体の粉体の平均粒径（メジアン径）が２０μｍ〜５００μｍである場合には、目開きが２０〜１５０μｍである平織りのメッシュを用いることが好ましく、５０〜１５０μｍである平織りのメッシュを用いることが特に好ましい。目開きが大きすぎると、液体成分とともに重合体もすり抜けてしまい、重合体の回収ロスが生じてしまう。また、目開きが小さすぎると、水抜けが悪く、脱水が適切になされなくなる。また、目開きが２０〜１５０μｍであっても、綾織りのメッシュを用いた場合には、重合体のメッシュ２５への付着が平織りのメッシュを用いた場合よりも不均一になり、その結果、異常振動が生じやすくなるため、平織りであることが好ましい。なお、目開きより小さな粒径の重合体であっても、脱水処理によってメッシュ２５の表面に重合体のケーク層が形成された後は、そのほとんどがメッシュ２５において捕捉される。

以上のように、脱水槽２２は回転軸２３によって回転させられ、脱水槽２２内部に供給されたスラリーを、遠心力によって、内壁に沿って配置されたメッシュ２５に押し付けることができる。遠心力によってメッシュ２５に押し付けられたスラリーは、メッシュ２５によって、固体成分である重合体と、液体成分とに分けられる。液体成分はメッシュ２５を通過し、固体成分がメッシュ２５に留まることで、脱水処理がなされる。

ここで、脱水槽２２には分散板２４が設けられており、脱水処理に供するスラリーは、分散板２４に向かってスラリー供給口２１から供給される。分散板２４は、供給されたスラリーをメッシュ２５に向けて分散することができる。これにより、スラリーが、メッシュ２５の特定の一点に付着してしまうことを回避することができ、脱水槽２２の回転における重量バランスを適正に保つことができる。

排水口２９は、脱水処理により生じた液体を外部へ排出する排水口である。

遠心脱水機２により脱水されたスラリーは、固体成分であるフッ化ビニリデン重合体と、液体成分とに分けられ、液体成分は排水口２９から排出される。

掻き取り部２６は、メッシュ２５に留まった固体成分を掻き取るように、メッシュ２５に沿って鉛直下方に移動する。掻き取り部２６が鉛直下方に移動することにより、メッシュ２５に留まった固体成分はメッシュ２５から掻き取られ、湿粉排出口２０に押し出される。

また、固体成分であるフッ化ビニリデン重合体は完全に液体成分と分けられるわけではなく、いくらかの水分を含有している湿粉である。この湿粉に含有する水分は、表面付着水がほとんどである。上記湿粉の含水率を、目的とする含水率まで水分量を下げ、粉体として回収するためには、乾燥処理工程がさらに必要となる。

供給管１１は、遠心脱水機２の脱水工程により得られた湿粉を、供給管１１の鉛直下方に設けられた湿粉貯槽３に供給する供給管である。

遠心脱水機２を用いた脱水工程により脱水され、メッシュ２５に留まった湿粉は、掻き取り部２６により掻き取られながら湿粉排出口２０へ押し出され、鉛直下方に接続された供給管１１を介して、供給管１１の鉛直下方に設けられた湿粉貯槽３に貯蔵される。

（湿粉貯槽）
湿粉貯槽３は、遠心脱水機２を用いた脱水工程により脱水された湿粉を貯蔵する槽である。図１に示すように、湿粉貯槽３の鉛直下方には投入管１２が接続されている。投入管１２は、湿粉貯槽３に貯蔵された湿粉を湿粉供給機４に投入するための投入管である。湿粉貯槽３に貯蔵された湿粉は、投入管１２を介して湿粉供給機４に投入される。湿粉貯槽３は、この際の単位時間当たりの投入量を略一定に保つように制御される。

（湿粉供給機）
湿粉供給機４は、湿粉貯槽３から投入された湿粉を、湿粉供給機４の水平方向に設けられた旋回気流乾燥機５に供給するスクリューコンベアである。図１の一点鎖線内に示すように、湿粉供給機４は、外筒４１と、スクリュー４３と、スライドレール４４と、スクリュー固定部４５が設けられたスライドベース４６とを備えている。

外筒４１は、内部に円筒形の空洞を有した筒であって、円筒形の空洞にスクリュー４３が収まるように構成されている。外筒４１の上部には、投入口４２が設けられている。なお、投入口４２は、外筒４１の上部であって、外筒４１の長手方向の中心部よりも、旋回気流乾燥機５が設けられている側の反対側に設けることが好ましい。このような構成を採用することにより、外筒４１の内部に十分な搬送スペースを確保することができる。

投入口４２は、投入管１２を介して湿粉貯槽３に貯蔵された湿粉を、外筒４１の内部に投入する投入口である。外筒４１の内部に投入された湿粉は、外筒４１の内部に設けられたスクリュー４３の回転運動により、外筒４１の水平方向に設けられた旋回気流乾燥機５に供給される。

（スクリュー４３について）
スクリュー４３は、軸と該軸の周囲に螺旋状に取り付けられた羽根部とからなる構成を有している。スクリュー４３は、外筒４１の内部に、スクリュー４３の軸が水平になるように設けられ、自身の中心を回転軸とする回転運動により、外筒４１の内部に投入された湿粉を旋回気流乾燥機５に供給する。また、スクリュー４３は、スライドベース４６の備えるスクリュー固定部４５により、軸の一端を軸固定されている。上記の構成により、スクリュー４３は、自身の回転運動によって、外筒４１の内部に投入された湿粉を、スクリュー４３の先端方向（軸固定された一端に対する他端方向）に設けられた旋回気流乾燥機５に供給する。

一般的に、軸の両側を軸固定されたスクリューを備えるスクリューコンベアにおいては、搬送対象物をスクリューの軸方向と直交する方向に排出する。一方、上記のように、軸の一端を軸固定されたスクリューを用いる構成を採用することにより、搬送対象物（湿粉）をスクリューの軸方向に排出することができる。

スクリュー４３の形状は、スクリュー４３の直径Ｄに対するスクリュー４３の長手方向の長さＬの比率を示すＬ／Ｄの値が、５よりも大きく１５未満であることが好ましく、より好適には１０前後であることが好ましい。なお、スクリュー４３の直径Ｄは、スクリュー４３の軸のみではなく、羽根部も含むものとする。

Ｌ／Ｄの値が５よりも大きい場合には、湿粉を旋回気流乾燥機５に供給するための十分な搬送スペースを得ることができる。また、スクリュー４３は、軸の一端を軸固定されているため、Ｌ／Ｄの値が１５未満である場合には、自身の重みによりスクリュー４３の先端がたわみ、外筒４１とスクリュー４３との接触を抑制することができる。

したがって、Ｌ／Ｄの値を１０前後とすることにより、湿粉供給機４の外筒４１の内部において、湿粉を旋回気流乾燥機５へ搬送するための十分なスペースを確保しつつ、スクリュー４３の先端のたわみを抑制することができる。

本実施の形態におけるスクリュー４３は、単軸スクリューであるが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、二軸スクリュー、または多条スクリューを用いてもよい。上記のような構成を採用することにより、著しく搬送性の悪い湿粉を用いた場合においても、湿粉供給機４は旋回気流乾燥機５に湿粉をスムーズに供給することができる。

（スライドベースおよびスライドレールについて）
図２は、湿粉供給機４の構成のさらなる詳細について説明するための図である。スライドベース４６をスライドレール４４の長手方向（図２の双方向矢印Ａの示す方向）にスライドさせることにより、スクリュー４３を移動させる。図２に示すようにスライドベース４６の上面には、スクリュー固定部４５が備えられ、スライドベース４６に固定されている。また、スクリュー固定部４５は、スクリュー４３の軸の一端を軸固定する。スクリュー固定部４５は、モータ等の図示しない回転制御部を備えており、軸固定したスクリュー４３の回転方向および回転速度を制御する。

図１に示すように、湿粉供給機４を使用する際には、スライドベース４６をスクリュー４３が外筒４１の内部に全て収まるようにスライドさせる。また、スライドベース４６は、図示しないベース固定部を備えており、湿粉供給機４の使用中に、スクリュー４３の回転運動によってスライドベース４６の位置ずれが生じないように固定される。また、スクリュー固定部４５と外筒４１とは、図示しないフランジ部によって固定される。

また、湿粉供給機４を解体、洗浄する際には、スライドベース４６を、図２に示すようにスライドさせる。すなわち、スクリュー４３を外筒４１の一端からはみ出るように、スクリュー４３の回転軸に沿った方向であって、軸固定された一端方向側にスライドベース４６をスライドさせる。この際、外筒４１からはみ出たスクリュー４３の先端と、外筒４１の一方の上記端面との距離ｄが１０ｃｍ〜５０ｃｍになるようにスライドベース４６の稼働範囲を設定することが好ましい。本実施の形態においては、外筒４１からはみ出たスクリュー４３の先端と、外筒４１の一方の上記端面との距離ｄが３０ｃｍになるようにスライドベース４６の稼働範囲を設定している。

距離ｄを１０ｃｍ以上にすることにより、湿粉供給機４の外筒４１の内部の洗浄作業を行うための十分なスペースを確保することができる。また、距離ｄを５０ｃｍ以下にすることにより、脱水乾燥装置１の大型化を招来することもない。また、一般的に、距離ｄが大きくなるほど、スライドベース４６において、スライド方向とは異なる水平方向への位置ずれが生じやすくなる。すなわち、距離ｄを大きくすることにより、スクリュー４３の軸と外筒４１の中心とのずれが生じやすくなってしまう。

したがって、距離ｄが１０ｃｍ〜５０ｃｍになるようにスライドベース４６の稼働範囲を設定することにより、湿粉供給機４の備える外筒４１の内部を洗浄する際の十分なスペースを確保することができる。また、脱水乾燥装置１の大型化を抑制するとともに、スクリュー４３の軸と、外筒４１の中心とのずれを生じにくくさせることができる。

湿粉供給機４を洗浄した後に、湿粉供給機４を再度組み立てる場合には、スクリュー４３が外筒４１の内部に全て収まるようにスライドベース４６をスライドさせる。

このように、スライドレール４４と、スクリュー４３を固定しているスクリュー固定部４５を有し、スライドレール４４上をスライドするスライドベース４６とを備える構成を採用することにより、洗浄をする際の装置の解体が容易になる。また、装置の再組立ての際に生じ得る、スクリュー４３の軸と、外筒４１の中心との位置ずれを抑制することができる。

（旋回気流乾燥機）
本実施の形態においては、乾燥機として旋回気流乾燥機を用いているが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、流動槽乾燥機や、棚段乾燥機などを乾燥機として用いてもよい。

旋回気流乾燥機５は、湿粉供給機４から供給された湿粉を乾燥させる乾燥機であり、同心円状の内部空間を有する筒状容器と、上記筒状容器の下部に接続された加熱気体の導入管と、上記導入管より導入された加熱気体を上記筒状容器内において旋回上昇気流にする旋回機構を備えている。旋回気流乾燥機５に供給された湿粉は、筒状容器内に形成された旋回上昇気流によって下方から上方に移動する。湿粉はその移動途中において旋回上昇気流から上昇力のみならず遠心力を受けるため、解砕されて良好な分散状態で乾燥される。また、湿粉が上記旋回上昇気流から受ける遠心力は、湿って密度の高い湿粉ほど強くなるため、筒状容器の内周壁面付近を長時間に亘って旋回することになる。したがって、湿粉の筒状容器内部における滞留時間が長くなるため、乾燥状態が良好となると共に、均一な乾燥が可能となる。

図１に示すように旋回気流乾燥機５は、湿粉供給口５１と、排出口５２とを備えている。湿粉供給口５１は、湿粉供給機４から供給された湿粉を、旋回気流乾燥機５の内部に供給する供給口である。排出口５２は、乾燥させた湿粉を排出する排出口である。排出口５２から排出された湿粉は、粉体として回収される。

本実施の形態における脱水乾燥装置１は、スラリーを遠心脱水機２により脱水し、脱水された湿粉を鉛直下方に設けられた湿粉貯槽３に貯蔵し、さらに鉛直下方に設けられた湿粉供給機４に投入する。湿粉供給機４は、投入された湿粉を水平方向に設けられた旋回気流乾燥機５に供給し、旋回気流乾燥機５によって、湿粉を乾燥させる構成を採用している。

旋回気流乾燥機５は、旋回上昇気流を発生させながら、乾燥対象となる物質を乾燥させる構成である。そのため、乾燥機として旋回気流乾燥機５を採用することにより、図１に示すように、脱水乾燥処理の対象物の移動を、下降移動、水平移動、上昇移動の順に変化させることができる。したがって、本実施の形態における脱水乾燥装置１の占有面積を小さくすることができ、装置を小型化することができる。

（棚段乾燥機を用いた場合）
以下では、参考例として、棚段乾燥機を用いた場合について説明する。乾燥機を除いた他の構成については、上述した脱水乾燥装置１と同様であるため、説明を省略する。本参考例における棚段乾燥機の高さは６５０ｃｍであり、直径は３５５ｃｍの円筒形状を有している。

上記の棚段乾燥機の内部には、回転する円盤状の複数の棚を積層してなる棚段であって、湿粉が鉛直下方の棚に落ちるように開口部を設けた２６個の棚からなる棚段を備えている。また、それぞれの棚に対して、積層したポリマーを掻き取る邪魔板をさらに備えている。棚段乾燥機の投入口より連続的に湿粉を投入し、円盤状の棚をゆっくり回転させる。棚を回転させることにより、棚上に積層された湿粉は、邪魔板にて掻き取られ、該棚の開口部を介して鉛直下方の棚に移動される。この手順を繰り返すことにより、湿粉を滞留乾燥させる装置である。

乾燥処理によって得られる粉体の含水量を、所定の含水量を満たすようにするためには、乾燥機の鉛直下部より１２０℃の熱風を入れ、排出口の熱風温度を８０℃に管理する必要がある。

棚段乾燥機の内部を洗浄する際には、直胴方向に一定間隔で設けられた開口部を通じて洗浄するが、複数の棚、および複数の邪魔板を有する構造のため、洗浄作業後に、湿粉が棚段乾燥機の内部に残留してしまう場合が起こり得る。湿粉が棚段乾燥機の内部に残留してしまうと、異品種の湿粉の乾燥処理を行う場合に、残留した湿粉が混入し、コンタミネーションが生じ得る。

また、棚段乾燥機は、湿粉を鉛直下方に移動させながら乾燥処理を行う構造であるため、脱水乾燥装置１のサイズは鉛直方向に大型化する。

本発明の一実施形態に係る脱水乾燥装置１は、旋回気流乾燥機５を用いることにより、装置の小型化を図ることができる。さらに、旋回気流乾燥機５は、本比較例の棚段乾燥機よりもシンプルな構造であるため、洗浄が容易である。

以下では、本発明の一実施形態に係る脱水乾燥装置１を実際に使用した例について説明する。

（脱水乾燥処理）
遠心脱水機２のスラリー供給口２１より、水１００ｇに対し平均粒径１７５μｍの粒状のフッ化ビニリデン重合体５５ｇを含むスラリーを供給し、最大１１００ｒ／ｍｉｎで３０秒間の脱水処理を行った。脱水処理によってポリマー１００ｇに対し水２０ｇを含む湿粉が得られた。遠心脱水機２による脱水処理によって得られた湿粉を、湿粉貯槽３を介して湿粉供給機４に投入した。

使用した湿粉供給機４のスクリューの直径は９０ｍｍであり、スクリューの長手方向の長さは９００ｍｍであり、Ｌ／Ｄの値は１０であった。

湿粉供給機４のスクリュー回転数を２０ｒ／ｍｉｎに設定し、遠心脱水機２から供給された湿粉を、旋回気流乾燥機５へ連続的に供給した。

本実施例においては、直径３５ｃｍ、高さ１６５ｃｍの円筒形状を有する旋回気流乾燥機を用いた。旋回気流乾燥機５には１４０℃の熱風を２０００Ｎｍ^３／ｈｒで供給し、排出口５２における風温を５０℃以上になるように設定した。これは、旋回気流乾燥機５の排出口５２における風温が５０℃未満の場合には、乾燥された粉体の含水率は０．１％以上になり、求められる製品品質を満足しないためである。

旋回気流乾燥機５は、入口熱風が一定温度かつ一定風量に管理されている。旋回気流乾燥機５の内部に、一定の含水率に管理された湿粉を投入した場合には、湿粉の投入量が多くなるに従って、熱風の持っている熱量の消費量が多くなる。したがって、旋回気流乾燥機５への湿粉の投入量増加につれて、排出口５２における熱風温度が低下することになる。本実施例においては、排出口５２における熱風温度が５０℃以下となると、排出される湿粉の含水率が０．１％を超えてしまう。

実際に旋回気流乾燥機５を用いた乾燥処理によって、含水率０．１％未満の粉体を得ることができた。

（解体掃除）
乾燥処理終了後、脱水乾燥装置１を洗浄するために、湿粉供給機４の分解洗浄を以下の手順により行った。

外筒４１とスクリュー固定部４５を固定しているフランジ部を解体した。続いて、スライドベース４６をスライドさせてスクリュー４３を外筒４１から抜き出した。スクリュー４３を外筒４１から抜き出すまでに２名で１５分を要した。

その後、スクリュー４３および外筒４１の内部に残留していた湿粉を取り除いて洗浄した。続いて、スライドベース４６をスライドさせ、洗浄されたスクリュー４３が外筒４１の内部に収まるように組み込み、スクリュー固定部４５と外筒４１とをフランジ部により固定した。スクリュー４３の組み込みからフランジ部による固定を行うまでに２名で１５分を要した。

本実施例においては、スライドベース４６によってスクリュー４３の軸が固定されているため、スクリュー４３の軸と、外筒４１の中心とのずれは無かった。
（比較例）
続いて、比較例として、スライドベースおよびスライドレールを備えていない湿粉供給機を用いた場合の実施例について説明する。スライドベースおよびスライドレールを除いた他の構成については、実施例に示した脱水乾燥装置１と同様であり、脱水乾燥処理については、実施例と同様の処理を行った。

乾燥処理終了後、脱水乾燥装置の洗浄のために、湿粉供給機４の分解洗浄を以下の手順により行った。外筒４１とスクリュー固定部４５を固定しているフランジ部を解体した。続いて、ホイストを用いてスクリュー４３を吊り上げながら、スクリュー４３が外筒にぶつからないよう調整しながらスクリュー４３を外筒４１から引き抜いた。スクリュー４３を外筒４１から引き抜くまでに２名で６０分を要した。

その後、スクリュー４３および外筒４１の内部に残留していた湿粉を取り除いて洗浄した。続いて、ホイストを用いて、洗浄されたスクリュー４３を吊り上げながら、スクリュー４３が外筒４１の内部に収まるように組み込み、スクリュー４３の軸と外筒４１の中心とを揃えるように調整した。最後にスクリュー固定部４５と外筒４１とをフランジ部により固定した。

スクリュー４３の組み込みからフランジ部による固定を行うまでに２名で１８０分を要した。

以上のように、本発明の一実施形態に係る脱水乾燥装置１は、スライドレール４４およびスライドベース４６を備えていることにより、解体、洗浄が容易であるため、脱水乾燥装置１の解体、洗浄、再組立てに要する時間を本比較例よりも大幅に短縮することができた。

（重合体の製造方法）
また、解体および洗浄が容易な脱水乾燥装置１を用いて脱水乾燥処理を行うことにより、異品種の混入を抑制することができるため、安定して脱水乾燥処理を行うことができる。したがって、懸濁重合法により重合体を得る重合工程を含む重合体の製造方法であって、重合工程により得られた重合体と水性媒体との混合物を、本発明に係る脱水乾燥装置を用いた脱水処理に供する脱水乾燥工程をさらに含む重合体の製造方法もまた、本発明の範疇に含まれる。

本製造方法の重合工程において製造される重合体としては、懸濁重合法により得られる重合体であれば特に限定されず、上述したフッ化ビニリデン重合体、塩化ビニリデン重合体、塩化ビニル重合体、酢酸ビニル重合体、スチレン重合体、およびメタクリル酸メチル重合体等が挙げられる。中でも、フッ化ビニリデン重合体および塩化ビニリデン重合体が好適である。

（付記事項）
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

本発明は、重合体の製造に利用することができる。

１ 脱水乾燥装置
１１ 供給管
１２ 投入管
２ 遠心脱水機（脱水機）
２０ 湿粉排出口
２１ スラリー供給口
２２ 脱水槽
２３ 回転軸
２４ 分散板
２５ メッシュ
２６ 掻き取り機
２７ 固定具
２８ 筐体
２９ 排水口
３ 湿粉貯槽
４ 湿粉供給機
４１ 外筒
４２ 投入口
４３ スクリュー
４４ スライドレール
４５ スクリュー固定部
４６ スライドベース
５ 旋回気流乾燥機
５１ 湿粉供給口
５２ 排出口

Claims (12)

1. 重合体と水性媒体との混合物の脱水および乾燥を行う脱水乾燥装置であって、
   上記重合体と水性媒体との混合物の脱水を行う脱水機と、
   上記脱水機により脱水された上記重合体の乾燥を行う乾燥機と、
   上記脱水機により脱水された上記重合体を上記乾燥機に供給する、軸の一端が固定されたスクリューを有する湿粉供給機とを備えており、
   上記乾燥機は、上記湿粉供給機の上記スクリューの上記軸の他端方向に設けられており、
   上記湿粉供給機は、
   外筒と、
   上記外筒に設けられ、上記脱水機により脱水された上記重合体を上記湿粉供給機内に投入する投入口と、
   上記外筒の内部に設けられた上記スクリューであって、上記投入口から投入された上記重合体を上記乾燥機に搬送する上記スクリューと、
   上記スクリューの上記軸の上記一端を固定しているスクリュー固定部を有するスライドベースと、
   上記スクリューの上記軸に沿った方向に上記スライドベースをスライドさせるスライドレールとを備えていることを特徴とする脱水乾燥装置。
2. 上記スクリューの直径に対する上記スクリューの長手方向の長さの比率が、５よりも大きく１５未満であることを特徴とする請求項１に記載の脱水乾燥装置。
3. 上記スライドベースは、
   上記スクリューを上記外筒の一端からはみ出るように、上記スクリューの上記軸に沿った方向であって、軸固定された上記一端方向側に上記スライドレール上を上記スライドレールの一端までスライドし、
   上記スライドレールの上記一端までスライドした際の、上記外筒からはみ出た上記スクリューの上記他端と、上記外筒の上記一端との距離が１０ｃｍ〜５０ｃｍになることを特徴とする請求項１または２に記載の脱水乾燥装置。
4. 上記湿粉供給機は、上記脱水機の鉛直下方に設けられており、
   上記スクリューは、上記スクリューの上記軸が水平になるように設けられていることを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の脱水乾燥装置。
5. 上記脱水機により脱水された上記重合体を貯蔵し、上記湿粉供給機に上記重合体を投入する湿粉貯槽をさらに備え、
   上記湿粉貯槽は、上記脱水機の鉛直下方であって、上記湿粉供給機の鉛直上方に位置していることを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の脱水乾燥装置。
6. 上記乾燥機は、旋回気流乾燥機であることを特徴とする請求項１から５の何れか１項に記載の脱水乾燥装置。
7. 上記脱水機は、遠心脱水機であることを特徴とする請求項１から６の何れか１項に記載の脱水乾燥装置。
8. 上記スクリューは単軸スクリューであることを特徴とする請求項１から７の何れか１項に記載の脱水乾燥装置。
9. 上記スクリューは、二軸スクリュー、または多条スクリューであることを特徴とする請求項１から７の何れか１項に記載の脱水乾燥装置。
10. 懸濁重合法により重合体を得る重合工程を含む重合体の製造方法であって、
    重合工程により得られた重合体と水性媒体との混合物を、請求項１〜９の何れか１項に記載の脱水乾燥装置を用いた脱水乾燥処理に供する脱水乾燥工程をさらに含むことを特徴とする重合体の製造方法。
11. 上記重合体は、フッ化ビニリデン重合体であることを特徴とする請求項１０に記載の重合体の製造方法。
12. 上記重合体は、塩化ビニリデン重合体であることを特徴とする請求項１０に記載の重合体の製造方法。

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