JP3145156B2 - 噴霧重合法及び噴霧重合用ノズル - Google Patents
噴霧重合法及び噴霧重合用ノズルInfo
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、有機不飽和カルボン酸
又はその塩を主成分とするモノマー溶液をレドックス系
重合開始剤を使用して噴霧重合する方法、特に高吸水性
樹脂の製造に適した噴霧重合法及び噴霧重合用ノズルに
関するものである。
又はその塩を主成分とするモノマー溶液をレドックス系
重合開始剤を使用して噴霧重合する方法、特に高吸水性
樹脂の製造に適した噴霧重合法及び噴霧重合用ノズルに
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】有機不飽和カルボン酸又はその塩を主成
分とするモノマーから高吸水性樹脂を製造する方法とし
ては逆相懸濁法が主流であり、一部で溶液重合法も用い
られている。これらの方法では乾燥とか粉砕とかの後工
程を必要とし、また逆相懸濁法では粒径１００μｍ以下
の微粒子も生成するので製品の均質化及び取扱上の問題
もある。
分とするモノマーから高吸水性樹脂を製造する方法とし
ては逆相懸濁法が主流であり、一部で溶液重合法も用い
られている。これらの方法では乾燥とか粉砕とかの後工
程を必要とし、また逆相懸濁法では粒径１００μｍ以下
の微粒子も生成するので製品の均質化及び取扱上の問題
もある。
【０００３】特公昭３２−１０１９６号には、アクリル
酸、メタクリル酸、イタコン酸などの水溶性塩からなる
モノマーの水溶液を過硫酸アルカリ金属塩又は過硫酸ア
ンモニウム触媒の存在下３００〜９００Ｆ（１４９〜４
８２℃）に加熱したガス媒質中に噴霧させる重合法が記
載されている。噴霧方法としてはスプレーガンとか回転
円盤とかが例示され、予めモノマーの水溶液と触媒を混
合してから回転円盤に供給する方法又はモノマー水溶液
と開始剤溶液を直前に混合して回転円盤に供給する方法
についても述べている。
酸、メタクリル酸、イタコン酸などの水溶性塩からなる
モノマーの水溶液を過硫酸アルカリ金属塩又は過硫酸ア
ンモニウム触媒の存在下３００〜９００Ｆ（１４９〜４
８２℃）に加熱したガス媒質中に噴霧させる重合法が記
載されている。噴霧方法としてはスプレーガンとか回転
円盤とかが例示され、予めモノマーの水溶液と触媒を混
合してから回転円盤に供給する方法又はモノマー水溶液
と開始剤溶液を直前に混合して回転円盤に供給する方法
についても述べている。
【０００４】特開昭４９−１０５８８９号には、有機不
飽和カルボン酸又はその塩を、有機ハイドロパーオキサ
イドと還元剤からなるレドックス系重合開始剤を使用し
て水への不溶解分の生成を伴わない噴霧重合法が記載さ
れ、噴霧機としては回転円盤型、圧力ノズル型、二流体
ノズル型等があるが、長時間運転を行う上からは単量体
と重合開始剤溶液は別個の導管から供給する方が好まし
く、回転円盤型のように複数の導管から供給される液が
円盤内で短時間に混合されるものが望ましいと述べてい
る。
飽和カルボン酸又はその塩を、有機ハイドロパーオキサ
イドと還元剤からなるレドックス系重合開始剤を使用し
て水への不溶解分の生成を伴わない噴霧重合法が記載さ
れ、噴霧機としては回転円盤型、圧力ノズル型、二流体
ノズル型等があるが、長時間運転を行う上からは単量体
と重合開始剤溶液は別個の導管から供給する方が好まし
く、回転円盤型のように複数の導管から供給される液が
円盤内で短時間に混合されるものが望ましいと述べてい
る。
【０００５】特開平２−６４１０６号には水溶性エチレ
ン性不飽和モノマーを主成分とする溶液を水蒸気又は水
蒸気と少なくとも一種の重合に実質的に不活性を示す気
体を混合してなる気相中に供給し該気相中で重合させる
吸水性樹脂の製造法が、また特開平２−１３８３０６号
には前記方法においてモノマー濃度が少なくとも２０重
量％の溶液を気相に供給し、しかも気相の相対湿度３０
％以上の条件下で重合させる吸水性樹脂の製造法が開示
され、予めラジカル重合開始剤を混合したモノマーを、
アトマイザー、スプレーノズル（圧力ノズル）を用いて
４０〜１８０℃の気相中に噴霧することにより平均粒径
１００〜４００μｍ程度の粒子状高吸水性樹脂を得てい
る。
ン性不飽和モノマーを主成分とする溶液を水蒸気又は水
蒸気と少なくとも一種の重合に実質的に不活性を示す気
体を混合してなる気相中に供給し該気相中で重合させる
吸水性樹脂の製造法が、また特開平２−１３８３０６号
には前記方法においてモノマー濃度が少なくとも２０重
量％の溶液を気相に供給し、しかも気相の相対湿度３０
％以上の条件下で重合させる吸水性樹脂の製造法が開示
され、予めラジカル重合開始剤を混合したモノマーを、
アトマイザー、スプレーノズル（圧力ノズル）を用いて
４０〜１８０℃の気相中に噴霧することにより平均粒径
１００〜４００μｍ程度の粒子状高吸水性樹脂を得てい
る。
【０００６】噴霧の前に重合性モノマーと重合開始剤を
混合するケースでは原理的にノズルの内部で重合が開始
される危険性を持っている。特に長時間運転を行う場合
には必ず滞留時間分布ができ、ノズル内での重合反応が
進行する危険性が高く問題である。さらに、重合反応は
発熱反応であるので僅かでも反応が起き始めれば、暴走
的に進行してノズルの閉塞を引き起こす。また特開昭４
９−１０５８８９号に開示されるモノマーと重合開始剤
溶液を別個の導管から回転円盤に供給する方法は、モノ
マーと重合開始剤が円盤上で混合されるため、滞留時間
分布が生じ、重合反応が円盤上で開始される危険性があ
り、長時間運転は難しい。
混合するケースでは原理的にノズルの内部で重合が開始
される危険性を持っている。特に長時間運転を行う場合
には必ず滞留時間分布ができ、ノズル内での重合反応が
進行する危険性が高く問題である。さらに、重合反応は
発熱反応であるので僅かでも反応が起き始めれば、暴走
的に進行してノズルの閉塞を引き起こす。また特開昭４
９−１０５８８９号に開示されるモノマーと重合開始剤
溶液を別個の導管から回転円盤に供給する方法は、モノ
マーと重合開始剤が円盤上で混合されるため、滞留時間
分布が生じ、重合反応が円盤上で開始される危険性があ
り、長時間運転は難しい。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、有機不飽和
カルボン酸又はその塩を主成分とするモノマー溶液をレ
ドックス系重合開始剤を使用して噴霧重合する方法に関
するもので、噴霧機における重合を防止し、長時間の連
続運転を可能にする噴霧重合法及び噴霧重合用ノズルを
提供することを目的とする。
カルボン酸又はその塩を主成分とするモノマー溶液をレ
ドックス系重合開始剤を使用して噴霧重合する方法に関
するもので、噴霧機における重合を防止し、長時間の連
続運転を可能にする噴霧重合法及び噴霧重合用ノズルを
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】本発明に関わる噴霧重合
法は、有機不飽和カルボン酸又はその塩を主成分とする
モノマー溶液をレドックス系重合開始剤を使用して噴霧
重合するに際して、レドックス系重合開始剤を構成する
酸化剤と還元剤の内の一方をモノマー溶液に添加した第
１液を第１の液用ノズルに供給し、酸化剤と還元剤の内
の他方はモノマー溶液を加え又は加えずに第２液として
第２の液用ノズルに供給し、第１及び第２の液用ノズル
の出口で第１液及び第２液が混合するように噴出させて
気相中で重合反応を行わせることを特徴とする。
法は、有機不飽和カルボン酸又はその塩を主成分とする
モノマー溶液をレドックス系重合開始剤を使用して噴霧
重合するに際して、レドックス系重合開始剤を構成する
酸化剤と還元剤の内の一方をモノマー溶液に添加した第
１液を第１の液用ノズルに供給し、酸化剤と還元剤の内
の他方はモノマー溶液を加え又は加えずに第２液として
第２の液用ノズルに供給し、第１及び第２の液用ノズル
の出口で第１液及び第２液が混合するように噴出させて
気相中で重合反応を行わせることを特徴とする。
【０００９】高吸水性樹脂を製造するためのモノマー溶
液としては、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、
イタコン酸又はそれらの塩など、有機不飽和カルボン酸
又はその塩の水溶液或は混合水溶液が用いられる。特に
好ましいのはアクリル酸又はその塩である。有機不飽和
カルボン酸の塩としては、アンモニウム塩、アルカリ金
属塩、アルカリ土類金属塩が挙げられ、特にナトリウ
ム、カリウム、アンモニウムのアクリレート又はメタク
リレートである。さらに、アクリルアミド、メタクリル
アミドや、アクリル酸エステルなどのような共重合可能
な単量体を共存させても良い。水溶液中の有機不飽和カ
ルボン酸又はその塩の合計の濃度は２０重量％以上、好
ましくは２５重量％以上である。吸水性能向上のため架
橋剤をモノマー重量に対し０．５重量％以下添加しても
良い。
液としては、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、
イタコン酸又はそれらの塩など、有機不飽和カルボン酸
又はその塩の水溶液或は混合水溶液が用いられる。特に
好ましいのはアクリル酸又はその塩である。有機不飽和
カルボン酸の塩としては、アンモニウム塩、アルカリ金
属塩、アルカリ土類金属塩が挙げられ、特にナトリウ
ム、カリウム、アンモニウムのアクリレート又はメタク
リレートである。さらに、アクリルアミド、メタクリル
アミドや、アクリル酸エステルなどのような共重合可能
な単量体を共存させても良い。水溶液中の有機不飽和カ
ルボン酸又はその塩の合計の濃度は２０重量％以上、好
ましくは２５重量％以上である。吸水性能向上のため架
橋剤をモノマー重量に対し０．５重量％以下添加しても
良い。
【００１０】重合開始剤としては重合反応時間が短いこ
とからレドックス系を用いる。レドックス系重合開始剤
を構成する酸化剤及び還元剤の組合わせは通常良く知ら
れたものが使用できる。例えばＨ2 Ｏ2 とｌ−アスコル
ビン酸又はアミン類との組合わせが挙げられる。
とからレドックス系を用いる。レドックス系重合開始剤
を構成する酸化剤及び還元剤の組合わせは通常良く知ら
れたものが使用できる。例えばＨ2 Ｏ2 とｌ−アスコル
ビン酸又はアミン類との組合わせが挙げられる。
【００１１】噴霧した液滴が落下しながら重合する気相
のガスとしては窒素、ヘリウム、炭酸ガス等の重合に不
活性なものが好ましいが、空気でもよい。また、水蒸気
のみの場合を含め、ガス中の湿度には特に制限はない。
ガスの温度条件は室温以上、２００℃以下、望ましくは
１５０℃以下である。ガスの流れ方向は向流、並流のど
ちらでも良いが、滞留時間を長くする必要がある場合は
向流（反重力方向）の方がよい。
のガスとしては窒素、ヘリウム、炭酸ガス等の重合に不
活性なものが好ましいが、空気でもよい。また、水蒸気
のみの場合を含め、ガス中の湿度には特に制限はない。
ガスの温度条件は室温以上、２００℃以下、望ましくは
１５０℃以下である。ガスの流れ方向は向流、並流のど
ちらでも良いが、滞留時間を長くする必要がある場合は
向流（反重力方向）の方がよい。
【００１２】噴霧された液滴の粒径、従って重合した樹
脂の粒径を制御する方法としては、ノズルの内径又は外
径を変える方法と、第１液及び第２液の流量又は両液が
混合する場所に噴射するガスの流量を変える方法とがあ
る。前者の場合、ノズルでの液の線速度が大きいときは
内径が小さい方がノズルより出る液柱が細くなり小さい
粒径の液滴を生じる。また液の線速が小さいときは外径
が小さい方が液滴に働く表面張力が小さくなるので小さ
い粒径の液滴を生じる。後者の場合は、平均粒径百μｍ
オーダーの樹脂が得られ、噴射するガス量が多い方が小
さい平均粒径の樹脂を生じる。
脂の粒径を制御する方法としては、ノズルの内径又は外
径を変える方法と、第１液及び第２液の流量又は両液が
混合する場所に噴射するガスの流量を変える方法とがあ
る。前者の場合、ノズルでの液の線速度が大きいときは
内径が小さい方がノズルより出る液柱が細くなり小さい
粒径の液滴を生じる。また液の線速が小さいときは外径
が小さい方が液滴に働く表面張力が小さくなるので小さ
い粒径の液滴を生じる。後者の場合は、平均粒径百μｍ
オーダーの樹脂が得られ、噴射するガス量が多い方が小
さい平均粒径の樹脂を生じる。
【００１３】本発明で使用するノズルの一例は、図１に
示すように、二本の液用ノズル１及び液用ノズル２が並
べて設置され、両方のノズルの先端位置が揃えてある結
束式ノズルである。図２はノズル先端部Ｘ−Ｘにおける
断面図で、液用ノズル１と液用ノズル２が並んでいる状
態を示している。一方の液用ノズルからレドックス系重
合開始剤を構成する酸化剤と還元剤の内の一方をモノマ
ー溶液に添加した第１液を供給し、酸化剤と還元剤の内
の他方はモノマー溶液を加え又は加えずに第２液として
他方の液用ノズルに供給すれば、両方のノズルから噴出
した液滴はノズルの出口で混合し、気相中を落下しなが
ら重合反応を行う。
示すように、二本の液用ノズル１及び液用ノズル２が並
べて設置され、両方のノズルの先端位置が揃えてある結
束式ノズルである。図２はノズル先端部Ｘ−Ｘにおける
断面図で、液用ノズル１と液用ノズル２が並んでいる状
態を示している。一方の液用ノズルからレドックス系重
合開始剤を構成する酸化剤と還元剤の内の一方をモノマ
ー溶液に添加した第１液を供給し、酸化剤と還元剤の内
の他方はモノマー溶液を加え又は加えずに第２液として
他方の液用ノズルに供給すれば、両方のノズルから噴出
した液滴はノズルの出口で混合し、気相中を落下しなが
ら重合反応を行う。
【００１４】図３は本発明で使用する他の形式のノズル
を示すもので、一方の液用ノズル１が他方の液用ノズル
２内に内挿されており、両方のノズルの先端位置が揃っ
ている二重式ノズルである。図４はこのノズル先端部Ｙ
−Ｙにおける断面図を示したものである。
を示すもので、一方の液用ノズル１が他方の液用ノズル
２内に内挿されており、両方のノズルの先端位置が揃っ
ている二重式ノズルである。図４はこのノズル先端部Ｙ
−Ｙにおける断面図を示したものである。
【００１５】図５は二重式ノズルの他の例を示すもの
で、一方の液用ノズル１が他方の液用ノズル２内に内挿
されており、内挿されているノズル１の先端位置１１が
外側のノズル２の先端（先端孔）２２より突き出ている
二重式ノズルである。図６はこのノズル先端部Ｚ−Ｚに
おける断面図を示したものである。
で、一方の液用ノズル１が他方の液用ノズル２内に内挿
されており、内挿されているノズル１の先端位置１１が
外側のノズル２の先端（先端孔）２２より突き出ている
二重式ノズルである。図６はこのノズル先端部Ｚ−Ｚに
おける断面図を示したものである。
【００１６】図７は第１液及び第２液が混合する場所に
高速の気流を噴射するタイプのノズルの一例（対向型ノ
ズル）を示すもので、二本の液用ノズル１と２はそれぞ
れの先端の延長線が交差する角度で別個に設置され、そ
れら二本の液用ノズルから噴射された液が交差する位置
に気流を噴射するようにガス用ノズル４が設けられてい
る。
高速の気流を噴射するタイプのノズルの一例（対向型ノ
ズル）を示すもので、二本の液用ノズル１と２はそれぞ
れの先端の延長線が交差する角度で別個に設置され、そ
れら二本の液用ノズルから噴射された液が交差する位置
に気流を噴射するようにガス用ノズル４が設けられてい
る。
【００１７】図８は第１液及び第２液が混合する場所に
高速の気流を噴射するタイプのノズルの他の例（同心円
型ノズル）を示すもので、ガス用ノズルとして用いられ
る第１の円管５を中心として、第１の円管５の外径より
大きい内径の第２の円管６及び第２の円管６の外径より
大きい内径の第３の円管７が同心円的に重ねられた三重
管構造で、第１の円管と第２の円管との間隙が第１の液
用ノズル１、第２の円管と第３の円管との間隙が第２の
液用ノズル２、第１の円管５の内部がガス用ノズル４を
構成している。第１の円管５の内部がガス用ノズルを構
成することが好ましいが、外側のノズル（第２の円管と
第３の円管との間隙）をガス用ノズルとして使用しても
良い。
高速の気流を噴射するタイプのノズルの他の例（同心円
型ノズル）を示すもので、ガス用ノズルとして用いられ
る第１の円管５を中心として、第１の円管５の外径より
大きい内径の第２の円管６及び第２の円管６の外径より
大きい内径の第３の円管７が同心円的に重ねられた三重
管構造で、第１の円管と第２の円管との間隙が第１の液
用ノズル１、第２の円管と第３の円管との間隙が第２の
液用ノズル２、第１の円管５の内部がガス用ノズル４を
構成している。第１の円管５の内部がガス用ノズルを構
成することが好ましいが、外側のノズル（第２の円管と
第３の円管との間隙）をガス用ノズルとして使用しても
良い。
【００１８】気相に液滴を放出後、落下するまでにほぼ
重合反応を終了させようと考えたとき、１０ｍ程度の落
下距離での落下時間は数秒から十数秒である。そのため
噴霧重合法を成功に導くには重合反応の誘導期及び反応
時間の合計を十数秒以下にする必要がある。従ってかか
る条件を満たすように、重合開始剤の種類、量、液滴が
落下する気相の温度等を定めれば良い。
重合反応を終了させようと考えたとき、１０ｍ程度の落
下距離での落下時間は数秒から十数秒である。そのため
噴霧重合法を成功に導くには重合反応の誘導期及び反応
時間の合計を十数秒以下にする必要がある。従ってかか
る条件を満たすように、重合開始剤の種類、量、液滴が
落下する気相の温度等を定めれば良い。
【００１９】本発明においては、レドックス系重合開始
剤を構成する酸化剤と還元剤の内のどちらか一方をモノ
マー溶液に添加したものを第１液として使用することが
要件で、他方にはモノマー溶液を加えずに第２液として
使用しても、モノマー溶液を加えたものを第２液として
使用しても良く、それぞれ別個のノズルより噴出させて
ノズルの出口で両溶液を混合し、気相中で重合反応を行
わせる。
剤を構成する酸化剤と還元剤の内のどちらか一方をモノ
マー溶液に添加したものを第１液として使用することが
要件で、他方にはモノマー溶液を加えずに第２液として
使用しても、モノマー溶液を加えたものを第２液として
使用しても良く、それぞれ別個のノズルより噴出させて
ノズルの出口で両溶液を混合し、気相中で重合反応を行
わせる。
【００２０】以下実施例により本発明を具体的に説明す
るが、本発明は下記の実施例に限定されるものではな
い。
るが、本発明は下記の実施例に限定されるものではな
い。
【００２１】
【モノマー溶液調製例】８０重量％のアクリル酸水溶液
１２５重量部に４２．６重量％の水酸化ナトリウム水溶
液６５．１重量部と架橋剤（Ｎ，Ｎ′−メチレンビスア
クリルアミド）０．１４重量部と、さらに酸化剤として
３０重量％の過酸化水素水溶液２．８重量部を加えて溶
液Ａを調製した。溶液Ａのモノマー濃度は６０重量％、
中和度は５０モル％であった。これとは別に８０重量％
のアクリル酸水溶液１２５重量部に４１．４重量％の水
酸化ナトリウム水溶液６７．１重量部と架橋剤（Ｎ，
Ｎ′−メチレンビスアクリルアミド）０．１４重量部を
加え、さらに還元剤としてｌ−アスコルビン酸０．３４
重量部加えて溶液Ｂを調製した。溶液Ｂのモノマー濃
度、中和度は溶液Ａと同様であった。
１２５重量部に４２．６重量％の水酸化ナトリウム水溶
液６５．１重量部と架橋剤（Ｎ，Ｎ′−メチレンビスア
クリルアミド）０．１４重量部と、さらに酸化剤として
３０重量％の過酸化水素水溶液２．８重量部を加えて溶
液Ａを調製した。溶液Ａのモノマー濃度は６０重量％、
中和度は５０モル％であった。これとは別に８０重量％
のアクリル酸水溶液１２５重量部に４１．４重量％の水
酸化ナトリウム水溶液６７．１重量部と架橋剤（Ｎ，
Ｎ′−メチレンビスアクリルアミド）０．１４重量部を
加え、さらに還元剤としてｌ−アスコルビン酸０．３４
重量部加えて溶液Ｂを調製した。溶液Ｂのモノマー濃
度、中和度は溶液Ａと同様であった。
【００２２】実施例及び比較例においては、これらのモ
ノマー水溶液を４５℃に加温して供給した。一方、溶液
重合実験によりモノマー水溶液Ａ及びＢを４５℃で等量
混合した時の誘導期及び反応時間はそれぞれ約０．５
秒、約２秒であった。
ノマー水溶液を４５℃に加温して供給した。一方、溶液
重合実験によりモノマー水溶液Ａ及びＢを４５℃で等量
混合した時の誘導期及び反応時間はそれぞれ約０．５
秒、約２秒であった。
【００２３】反応塔内部のガス流速は２０ｃｍ／秒の上
昇流、ガス温度は４５℃とし、下記の比較例・実施例す
べてをこの条件で行った。
昇流、ガス温度は４５℃とし、下記の比較例・実施例す
べてをこの条件で行った。
【００２４】
【比較例１】Ａ，Ｂのモノマー水溶液をそれぞれ別の供
給配管により回転円盤に５０ｍｌ／分の流速で供給し
た。この回転円盤は直径１００ｍｍで水平に位置し、７
８００ｒｐｍで回転していた。運転開始後、数分で円盤
上に重合物が生成し始め、その後重合物の堆積が急速に
発生し運転が困難となったので中止した。
給配管により回転円盤に５０ｍｌ／分の流速で供給し
た。この回転円盤は直径１００ｍｍで水平に位置し、７
８００ｒｐｍで回転していた。運転開始後、数分で円盤
上に重合物が生成し始め、その後重合物の堆積が急速に
発生し運転が困難となったので中止した。
【００２５】
【比較例２】イケウチ製充円錐ノズル１／４ＭＪ０５０
ｓ３１６Ｗを使用し、Ａ，Ｂのモノマー水溶液それぞれ
２５ｍｌずつ合計５０ｍｌを供給した。これらの溶液は
ノズル直前で滞留時間約０．２秒のオンライン混合器で
混合後ノズルに供給した。運転開始直後、混合器のとこ
ろで重合反応が起き配管が高粘性物により閉塞されたの
で運転を中止した。
ｓ３１６Ｗを使用し、Ａ，Ｂのモノマー水溶液それぞれ
２５ｍｌずつ合計５０ｍｌを供給した。これらの溶液は
ノズル直前で滞留時間約０．２秒のオンライン混合器で
混合後ノズルに供給した。運転開始直後、混合器のとこ
ろで重合反応が起き配管が高粘性物により閉塞されたの
で運転を中止した。
【００２６】
【比較例３】液滴化用のガス流体用の入口の他に液体用
に２つの入口を持ち内部で２液の混合ができるタイプの
ノズルを使用し、ガス流体用の入口に窒素ガスを１５０
Ｎｌ／分流し、Ａ，Ｂの２溶液をそれぞれ１２０ｍｌ／
分でノズルに供給した。２溶液はノズル内部で混合され
た後、液流体用出口から出てガス流体によって液滴に分
散された。ノズル内部での計算上の滞留時間は０．２秒
以下であったが、運転開始後１〜２分でノズル内部に高
粘性物が生成し運転の継続ができなくなった。
に２つの入口を持ち内部で２液の混合ができるタイプの
ノズルを使用し、ガス流体用の入口に窒素ガスを１５０
Ｎｌ／分流し、Ａ，Ｂの２溶液をそれぞれ１２０ｍｌ／
分でノズルに供給した。２溶液はノズル内部で混合され
た後、液流体用出口から出てガス流体によって液滴に分
散された。ノズル内部での計算上の滞留時間は０．２秒
以下であったが、運転開始後１〜２分でノズル内部に高
粘性物が生成し運転の継続ができなくなった。
【００２７】
【実施例１】図１に示した２本ノズルを結束したタイプ
で、内径０．７ｍｍの２本のノズルの組み合わせ及び内
径０．４ｍｍの２本のノズルの組み合わせを使用し、
Ａ，Ｂのモノマー溶液を表１に示す液線速（ノズル先端
速度）でそれぞれ別のノズルに供給して噴霧重合試験を
行った。このノズルは連続運転性能に優れ、１時間以上
の継続運転が可能であった。結果を表１に示す。表１か
ら明らかなように、平均粒径はモノマー溶液の線速には
あまり影響されないが、ノズル先端部分の内径、したが
って断面積とは相関関係がある。
で、内径０．７ｍｍの２本のノズルの組み合わせ及び内
径０．４ｍｍの２本のノズルの組み合わせを使用し、
Ａ，Ｂのモノマー溶液を表１に示す液線速（ノズル先端
速度）でそれぞれ別のノズルに供給して噴霧重合試験を
行った。このノズルは連続運転性能に優れ、１時間以上
の継続運転が可能であった。結果を表１に示す。表１か
ら明らかなように、平均粒径はモノマー溶液の線速には
あまり影響されないが、ノズル先端部分の内径、したが
って断面積とは相関関係がある。
【表１】
【００２８】
【実施例２】図３に示したタイプの二重式ノズルで、外
管の内径が０．９ｍｍのノズル及び外管の内径が０．６
ｍｍのノズルを使用した。内管外壁と外管内壁との間の
開口部（外側ノズル）の断面積と内管の開口部（内側ノ
ズル）の断面積は同一であった。Ａのモノマー水溶液を
内側ノズルに、Ｂのモノマー水溶液を外側ノズルにそれ
ぞれ表２に示す液線速（ノズル先端速度）で供給して噴
霧重合試験を行った。このノズルは連続運転性能に優
れ、１時間以上の継続運転が可能であった。結果を表２
に示す。表２から明らかなように、平均粒径はモノマー
溶液の線速にはあまり影響されないが、ノズル先端部分
の外管の内径、従って断面積とは相関関係がある。
管の内径が０．９ｍｍのノズル及び外管の内径が０．６
ｍｍのノズルを使用した。内管外壁と外管内壁との間の
開口部（外側ノズル）の断面積と内管の開口部（内側ノ
ズル）の断面積は同一であった。Ａのモノマー水溶液を
内側ノズルに、Ｂのモノマー水溶液を外側ノズルにそれ
ぞれ表２に示す液線速（ノズル先端速度）で供給して噴
霧重合試験を行った。このノズルは連続運転性能に優
れ、１時間以上の継続運転が可能であった。結果を表２
に示す。表２から明らかなように、平均粒径はモノマー
溶液の線速にはあまり影響されないが、ノズル先端部分
の外管の内径、従って断面積とは相関関係がある。
【表２】
【００２９】
【実施例３】図５に示したタイプの二重式ノズルで、外
管の内径（孔径）が０．６ｍｍ、内管の内径が０．３ｍ
ｍ、内管が外管の孔より出ている長さが０．７ｍｍのノ
ズルを使用し、Ａ，Ｂのモノマー水溶液又はＢのモノマ
ー水溶液と１５％過酸化水素Ｈ2 Ｏ2 水溶液を表３に示
す液線速（ノズル先端速度）でそれぞれ別のノズルに供
給して噴霧重合試験を行った。結果を表３に示す。この
ノズルは連続運転性能に優れ、１時間以上の継続運転が
可能であった。
管の内径（孔径）が０．６ｍｍ、内管の内径が０．３ｍ
ｍ、内管が外管の孔より出ている長さが０．７ｍｍのノ
ズルを使用し、Ａ，Ｂのモノマー水溶液又はＢのモノマ
ー水溶液と１５％過酸化水素Ｈ2 Ｏ2 水溶液を表３に示
す液線速（ノズル先端速度）でそれぞれ別のノズルに供
給して噴霧重合試験を行った。結果を表３に示す。この
ノズルは連続運転性能に優れ、１時間以上の継続運転が
可能であった。
【表３】
【００３０】
【実施例４】図７に示した対向型ノズル又は図８に示し
た同心円型ノズルを使用して、Ａ，Ｂのモノマー溶液を
表４に示す条件でそれぞれ別のノズルに供給し、ガス用
ノズルから窒素ガスを供給して噴霧重合試験を行った。
Ａ，Ｂの２液は供給ラインを出てから混合されると同時
に噴出気流により液滴に分散される。結果を表４に示
す。これらの方法は平均４００μｍ以下の粒子を造るの
に適している。対向型のノズルも同心円型のノズルも連
続運転性能に優れ、１時間以上の継続運転が可能であっ
た。
た同心円型ノズルを使用して、Ａ，Ｂのモノマー溶液を
表４に示す条件でそれぞれ別のノズルに供給し、ガス用
ノズルから窒素ガスを供給して噴霧重合試験を行った。
Ａ，Ｂの２液は供給ラインを出てから混合されると同時
に噴出気流により液滴に分散される。結果を表４に示
す。これらの方法は平均４００μｍ以下の粒子を造るの
に適している。対向型のノズルも同心円型のノズルも連
続運転性能に優れ、１時間以上の継続運転が可能であっ
た。
【表４】
【００３１】
【発明の効果】ノズル内部及びノズル上におけるモノマ
ーの重合をなくし、ノズルの閉塞・重合物の堆積を防止
できるので、長期連続運転が可能となり、ノズルの保守
点検・清掃が簡単となる。
ーの重合をなくし、ノズルの閉塞・重合物の堆積を防止
できるので、長期連続運転が可能となり、ノズルの保守
点検・清掃が簡単となる。
【図１】本発明を実施するためのノズルの一例を示す図
である。
である。
【図２】図１に示したノズルの断面図である。
【図３】本発明を実施するためのノズルの他の例（二重
式ノズル）を示す図である。
式ノズル）を示す図である。
【図４】図３に示したノズルの断面図である。
【図５】本発明を実施するための二重式ノズルの他の例
を示す図である。
を示す図である。
【図６】図５に示したノズルの断面図である。
【図７】第１液及び第２液が混合する場所に高速の気流
を噴射するタイプのノズルの一例（対向型ノズル）の断
面図である。
を噴射するタイプのノズルの一例（対向型ノズル）の断
面図である。
【図８】第１液及び第２液が混合する場所に高速の気流
を噴射するタイプのノズルの他の例（同心円型ノズル）
の断面図である。
を噴射するタイプのノズルの他の例（同心円型ノズル）
の断面図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 土屋 富士雄 愛知県半田市州の崎町２番110日揮株式 会社衣浦研究所内 (72)発明者 大原 武 神奈川県横浜市南区別所１−14−１日揮 株式会社横浜事業所内 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C08F 2/01
Claims (7)
- 【請求項１】 有機不飽和カルボン酸又はその塩を主成
分とするモノマー溶液をレドックス系重合開始剤を使用
して噴霧重合するに際して、レドックス系重合開始剤を
構成する酸化剤と還元剤の内の一方をモノマー溶液に添
加した第１液を第１の液用ノズルに供給し、酸化剤と還
元剤の内の他方はモノマー溶液を加え又は加えずに第２
液として第２の液用ノズルに供給し、第１及び第２の液
用ノズルの出口で第１液及び第２液が混合するように噴
出させて気相中で重合反応を行わせることを特徴とする
噴霧重合法。 - 【請求項２】 第１の液用ノズルと第２の液用ノズルが
並べて設置され、且つ両方の先端位置が揃っている一組
の液用ノズルを使用する請求項１記載の噴霧重合法。 - 【請求項３】 第１の液用ノズルが第２の液用ノズルに
内挿されている二重式ノズルを使用する請求項１記載の
噴霧重合法。 - 【請求項４】 先端の延長線が交差する角度で別個に設
置された二本の液用ノズルを使用し、それら二本の液用
ノズルから噴射された液が交差する位置に気流を噴射す
る請求項１記載の噴霧重合法。 - 【請求項５】 ガス用ノズルとして用いられる第１の円
管を中心として、第１の円管の外径より大きい内径の第
２の円管及び第２の円管の外径より大きい内径の第３の
円管が同心円的に重ねられた三重管構造で、第１の円管
と第２の円管との間隙を第１の液用ノズル、第２の円管
と第３の円管との間隙を第２の液用ノズルとして使用す
る請求項１記載の噴霧重合法。 - 【請求項６】 先端の延長線が交差する角度で別個に設
置された二本の液用ノズルと、液の交差部に気流を噴射
するガス用ノズルを有することを特徴とする重合性モノ
マーの噴霧重合用ノズル。 - 【請求項７】 ガス用ノズルとして用いられる第１の円
管を中心として、第１の円管の外径より大きい内径の第
２の円管及び第２の円管の外径より大きい内径の第３の
円管が同心円的に重ねられた三重管構造で、第１の円管
と第２の円管との間隙が第１の液用ノズル、第２の円管
と第３の円管との間隙が第２の液用ノズルを構成してい
ることを特徴とする重合性モノマーの噴霧重合用ノズ
ル。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32400591A JP3145156B2 (ja) | 1991-11-13 | 1991-11-13 | 噴霧重合法及び噴霧重合用ノズル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32400591A JP3145156B2 (ja) | 1991-11-13 | 1991-11-13 | 噴霧重合法及び噴霧重合用ノズル |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05132503A JPH05132503A (ja) | 1993-05-28 |
| JP3145156B2 true JP3145156B2 (ja) | 2001-03-12 |
Family
ID=18161067
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32400591A Expired - Lifetime JP3145156B2 (ja) | 1991-11-13 | 1991-11-13 | 噴霧重合法及び噴霧重合用ノズル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3145156B2 (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2770151B1 (fr) | 1997-10-28 | 2001-06-22 | Atochem Elf Sa | Procede et dispositif pour le micromelange de fluides en continu et leur utilisation, notamment pour des reactions de polymerisation |
| EP1424346A4 (en) * | 2001-07-31 | 2008-05-07 | Mitsubishi Chem Corp | POLYMERIZATION PROCESS AND NOZZLE FOR USE IN THE POLYMERIZATION PROCESS |
| US20090264845A1 (en) * | 2004-07-30 | 2009-10-22 | Mitsubishi Chemical | Absorbent composite and method for producing same, asorbent article and nozzle |
| DE502007006695D1 (de) | 2006-10-05 | 2011-04-21 | Basf Se | Verfahren zur herstellung wasserabsorbierender polymerpartikel durch polymerisation von tropfen einer monomerlösung |
| WO2008040715A2 (de) | 2006-10-05 | 2008-04-10 | Basf Se | Verfahren zur herstellung wasserabsorbierender polymerpartikel durch polymerisation von tropfen einer monomerlösung |
| JP5632123B2 (ja) * | 2008-07-22 | 2014-11-26 | 公立大学法人大阪府立大学 | 液滴組成物の製造方法及び液滴組成物製造装置 |
| PL2907582T3 (pl) * | 2014-02-17 | 2018-02-28 | Erbe Elektromedizin Gmbh | Sposób i dysza do mieszania i rozpryskiwania cieczy medycznych |
-
1991
- 1991-11-13 JP JP32400591A patent/JP3145156B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05132503A (ja) | 1993-05-28 |
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