(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
高分子化合物溶液と粒径１４９  μｍ以上、２３８０μｍ未満での粒度が５０％以上である活性炭とを混合した後、得られた混合物に濾過助剤を添加し、添加後の混合物から濾過により活性炭を除去する高分子化合物溶液の製造方法。
【請求項２】
高分子化合物溶液と粒径１４９  μｍ以上、２３８０μｍ未満での粒度が５０％以上である活性炭とを混合した後、予め濾材表面に濾過助剤を付着させてある濾材を用いて、得られた混合物から濾過により活性炭を除去する高分子化合物溶液の製造方法。
【請求項３】
高分子化合物溶液の溶媒が水である請求項１又は２記載の製造方法。
【請求項４】
高分子化合物がカチオン性高分子化合物である請求項１〜３いずれか記載の精製方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高分子化合物溶液の製造方法に関する。更に詳しくは、例えば、化粧品、衛生用品、家庭用品、化学製品の原材料として用いられる高純度の高分子化合物溶液の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
高純度の液体の製造方法の１つとして、粉末活性炭と液体を攪拌混合し、活性炭に液体中の不純物を吸着させた後、活性炭を濾過により溶液から除去し、高純度の液体を得る方法が知られている。特開平５−１７９２４６号公報には、高分子液晶溶液中の触媒の白金化合物を活性炭に吸着させる速度を高めるためには、粒状活性炭よりも粉末活性炭が優れていることが示されている。粉末活性炭は、一般に吸着速度が高いが濾別する際の濾過速度が低いため、これを緩和するために、珪素土等の濾過助剤を濾過前に溶液中に添加したり、予め濾材の表面に濾過助剤を付着させた後、濾過するという方法がある。
【０００３】
しかしながら、この方法で高純度の高分子化合物溶液を製造する場合、高分子化合物溶液の粘度は通常高いため、粉末活性炭を使用すると濾過速度が非常に遅く、また、濾過助剤を使用したとしても、その改善がある程度認められるが、依然として濾過速度が小さいという欠点がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、活性炭を用いて、高分子化合物溶液の精製を行った後、濾過により活性炭を除去する際の濾過速度が大きい高分子化合物溶液の製造方法を提供することを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、
〔１〕高分子化合物溶液と粒径１４９  μｍ以上、２３８０μｍ未満での粒度が５０％以上である活性炭とを混合した後、得られた混合物に濾過助剤を添加し、添加後の混合物から濾過により活性炭を除去する高分子化合物溶液の製造方法、並びに
〔２〕高分子化合物溶液と粒径１４９  μｍ以上、２３８０μｍ未満での粒度が５０％以上である活性炭とを混合した後、予め濾材表面に濾過助剤を付着させてある濾材を用いて、得られた混合物から濾過により活性炭を除去する高分子化合物溶液の製造方法
に関する。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明で用いられる高分子化合物は、特に限定されるものでなく、有機溶剤、水等の溶媒に均一に溶解するものであればよい。高分子化合物の例としては、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリエステル、ポリスチレン、シリコーン樹脂、セルロース樹脂、糖類等が挙げられる。
【０００７】
水に溶解する高分子化合物としては、前記したもののほか、イオン性高分子化合物が挙げられる。イオン性高分子化合物としては、アニオン性、カチオン性又は両イオン性の基のいずれかを有する高分子化合物が挙げられる。その中では、カチオン性高分子化合物の製造においては、アミンを原料に用いて臭いを有するカチオン性単量体が残存することが多く、また、アミンは極微量でも好ましくない臭気を持つため、臭いを改善する観点から、特にカチオン性高分子化合物が好ましい。また、表面にアニオン性基を持つ活性炭にカチオン性高分子化合物は吸着しやすいので、アニオン性高分子化合物より効率よく吸着させるという観点から、特にカチオン性高分子化合物が好ましい。カチオン性高分子化合物の例としては、１種類以上のカチオン性モノマーの重合体が挙げられる。具体的には、例えば、カチオン性モノマー単独重合体、カチオン性モノマーと、酢酸ビニル等の脂肪族カルボン酸ビニルエステル、メチルメタクリレート等の（メタ）アクリル酸エステル、メチルビニルエーテル等のアルキルビニルエーテル、Ｎ−ビニルピロリドン等のＮ−ビニル環状アミド、スチレン、アルキル置換スチレン等の塩生成基を有しないモノマーとの共重合体、及びこれらの重合体の混合物等が挙げられる。
【０００８】
カチオン性モノマーとしては、例えば、ジメチルアミノエチルアクリレート、ジメチルアミノエチルメタクリレート、ジメチルアミノプロピルアクリルアミド、ジメチルアミノプロピルメタクリルアミド等のジアルキルアミノ基を有する（メタ）アクリル酸エステル又は（メタ）アクリルアミド類；ジメチルアミノスチレン、ジメチルアミノメチルスチレン等のジアルキルアミノ基を有するスチレン類；４−ビニルピリジン、２−ビニルピリジン等のビニルピリジン類；これらのをハロゲン化アルキル、ハロゲン化ベンジル、アルキルスルホン酸、アリールスルホン酸、硫酸ジアルキル等の四級化した第四級アンモニウム塩等が挙げられる。
【０００９】
高分子化合物溶液に用いられる溶媒としては、高分子化合物を均一に溶解する溶媒であればよく、特に限定がない。溶媒としては、通常使用されている有機溶媒、水、これらの混合溶媒等が挙げられる。活性炭は有機物を吸着しやすいが、溶媒が水の場合、有機物の吸着が促進されるので、水が好ましい。
【００１０】
有機溶媒としては、例えば、エタノール、イソプロピルアルコール等のアルコール類、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類、ギ酸エチル、酢酸エチル等のエステル類、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素、ｎ−ヘキサン、ｎ−ヘプタン等の脂肪族直鎖炭化水素、シクロペンタン、シクロヘキサン等の脂環族炭化水素等が挙げられる。
【００１１】
高分子化合物の重量平均分子量は、高分子化合物の活性炭への吸着を抑える観点から５０００以上が好ましく、高分子化合物溶液の粘度を高くしない観点から１５０  万以下が好ましい。高分子化合物の重量平均分子量の好適な範囲は、５０００〜１５０  万であり、より好ましくは１００００  〜１００  万であり、更に好ましくは２万〜５０万である。
【００１２】
高分子化合物溶液における高分子化合物の含有量は、濾過性を向上させるために粘度を低くする観点から、３  〜７０重量％であることが好ましい。高分子化合物溶液の粘度は、濾過性向上の観点から、濾過時の粘度で５〜１０００ｍＰａ  ・ｓであることが好ましい。
【００１３】
高分子化合物溶液に含有される不純物としては、例えば、残存モノマー、残存モノマー由来物、残存重合触媒、重合触媒由来物、原料モノマー中に含まれる重合禁止剤、モノマー分解物等の平均分子量５０００未満の化合物が挙げられる。なお、これらの不純物が高分子化合物溶液に含有されている場合には、高分子化合物溶液に着色や異臭が発生することがある。
【００１４】
活性炭の粒径は、濾過抵抗を低下させ、濾過速度を向上させる観点から、１４９  μｍ  以上、好ましくは１７７  μｍ  以上とされる。また、活性炭の粒径は、吸着速度を高める観点から、２３８０μｍ  未満、好ましくは１６８０μｍ  未満とされる。これらの粒径の活性炭の粒度は、５０％以上、好ましくは９０％以上とされる。粒度は、実施例１に示す方法で測定される（ＪＩＳ  Ｋ１４７４  「活性炭試験方法」５．３  粒度に準じて測定、以下同じ」）  。すなわち、１４９  μｍ  以上、２３８０μｍ  未満での粒度が５０％以上、好ましくは９０％以上とされる。さらに、１７７  μｍ  以上、１６８０μｍ  未満での粒度が５０％以上がより好ましく、９０％以上がさらに好ましい。
【００１５】
本明細書においては、粒径Ａμｍ以上、Ｂμｍ未満はそれぞれ目開きＡμｍの篩に残留する、目開きＢμｍの篩を通過することを意味する。また、粒径が１４９  μｍ未満のものを粉末活性炭、１４９  μｍ以上のものを粒状活性炭とする。
【００１６】
高分子化合物溶液と活性炭とを混合する方法には、特に限定がない。例えば、高分子化合物溶液に活性炭を添加し、得られた混合物を攪拌すればよい。この場合、高分子化合物溶液中に活性炭を均一に分散させることが好ましい。高分子化合物溶液と活性炭との混合は、通常、容器内で行うことができる。
【００１７】
活性炭としては、三菱化学（株）ダイアホープ、ダイアソーブ〔３５１  〜２３６０μｍ  （４２  〜８  メッシュ）  〕、クラレケミカル（株）クラレコール〔２４６  〜１６５１μｍ  （６０  〜１０メッシュ）  〕、武田薬品工業（株）粒状白鷺〔２４６  〜１６５１μｍ  （６０  〜１０メッシュ）  〕が挙げられる。
【００１８】
高分子化合物溶液と活性炭の混合物中の活性炭の含有率としては、特に限定されないが、混合が十分に行えて不純物濃度を十分に低減できる含有率であればよいが、濾過の負荷をなるべく少なくするためには、できる限り活性炭濃度を低くしたほうがよい。通常、その含有率は０．０１〜３０重量％である。
【００１９】
活性炭と高分子化合物溶液とを混合する際の温度は、不純物が活性炭に吸着されるのが阻害されないようにする観点から、２００  ℃以下が好ましく、活性炭と高分子化合物溶液との混合物の粘度を低くさせて濾過性を高める観点から、５  ℃以上が好ましい。かかる観点から、前記温度は、５  〜２００  ℃であることが好ましい。
【００２０】
なお、本発明においては、濾過助剤を用いることが、濾過速度向上の観点から好ましい。
【００２１】
濾過助剤としては、例えば、珪藻土、パーライト、酸性白土、ベントナイト、シリカ、ゼオライト等の無機化合物が挙げられる。濾過助剤の平均粒径は、濾過速度を高める観点及び活性炭の微粉も濾過する観点から、１〜１００  μｍ  、好ましくは５  〜５０μｍ  であることが望ましい。平均粒径はレーザー回折／散乱粒度分布測定機（（株）堀場製作所製）で測定される。
【００２２】
濾過助剤は、例えば、予め高分子化合物溶液に添加しておいてもよく（ボディーフィード法）、あるいは予め濾材の表面に付着させてもよい（プレコーティング法）。
【００２３】
ボディーフィード法を採用する場合、濾過助剤を添加する時期は、活性炭を投入する際であってもよく、活性炭と高分子化合物溶液とを混合している間であってもよく、混合物の濾過の際であってもよい。
【００２４】
濾過助剤の量は、活性炭の粒径や形状、濾過助剤の種類や粒径等によって異なるので一概には決定することができないが、ボディーフィード法を採用する場合には、活性炭１００  重量部に対して、０．１  〜５０重量部、好ましくは１  〜１０重量部であることが望ましく、プレコーティング法を採用する場合には、予め濾材表面に層厚が０．１  〜１０ｍｍ程度の濾過助剤のケーク層を形成させておくことが好ましい。
【００２５】
活性炭と高分子化合物溶液との混合物から活性炭を除去する方法としては、通常、濾過を採用することができる。濾過の際には、濾紙、濾布、濾盤等を用いることができる。
【００２６】
濾過の具体的な方法としては、減圧濾過、加圧濾過、遠心濾過等が挙げられる。
【００２７】
濾過の際の混合物の液温は、不純物が活性炭に吸着されるのが阻害されないようにする観点、及び活性炭と高分子化合物溶液との混合物の濾過性を高める観点から、５  〜２００  ℃であり、溶媒の沸点以下であることが好ましい。
【００２８】
かくして、高分子化合物溶液から、該高分子化合物溶液中の不純物を除去することができる。
【００２９】
【実施例】
実施例１
３０重量％ポリメタクリロイルオキシエチルジメチルアンモニウムサルフェート（重量平均分子量１０万）水溶液（残存モノマー量１５００ｍｇ／ｋｇ  固形分）４００ｇに、３５１  μｍ  以上、７０１  μｍ  未満での粒度９２％の粒状活性炭〔三菱化学（株）製、商品名：ダイアホープＳ８０Ｓ〕１２ｇ  を添加し、攪拌機により混合攪拌を２時間行い、残存モノマー量が低減された混合物（以下、「混合物１」という）を得た。混合物１における残存モノマー量は、以下の測定法に従って調べたところ、１００ｍｇ／ｋｇ固形分以下であった。
【００３０】
〔残存モノマー量の測定法〕
液体クロマトグラフ法
検出器：紫外吸光光度計（測定波長：２２０ｎｍ）
カラム：Ｓｈｉｓｅｉｄｏ製、商品名：  Ｃａｐｃｅｌｌｐａｋ  １８、タイプＳＧ１２０  、長さ２５０ｍｍ
カラム温度：２５℃
移動相：リン酸一水素ナトリウム０．００６３モル／Ｌ、リン酸二水素ナトリウム０．０３２８モル／Ｌ及び１−ヘプタンスルホン酸ナトリウム０．０１０５モル／Ｌを含む水と、２−プロパノールとの重量比が１９：１の混合液
注入量：０．２０ｍＬ
流速：１．０ｍＬ／ｍｉｎ
測定下限：１００ｍｇ／ｋｇ固形分
【００３１】
なお、活性炭の粒度測定は、ＪＩＳ  Ｋ１４７４  「活性炭試験方法」のふるい法に基づく。篩は標準ふるい（ＪＩＳ  ）を用いる。他社購入品はふるい（タイラーメッシュ）が用いられていることがある。
【００３２】
混合物１に珪藻土〔昭和化学（株）製、商品名：ラヂオライト＃５００〕１．０  ｇを添加し、更に１０分間攪拌混合を行った後、その混合物を加圧濾過容器〔濾過面積５０ｃｍ２  、圧力０．２５ＭＰａ  、濾布〔敷島紡績（株）製、商品名：ＦＴ４００Ｓ〕、通気度  ８００ｍＬ／ｃｍ２・ｍｉｎ  〕を用いて濾過した。全量濾過に要した時間は、１２分間であった。
【００３３】
実施例２
実施例１において、珪藻土の量を１．０ｇから６．０ｇに変更した以外は、実施例１と同様にして濾過したところ、全量濾過に要した時間は、６分間であった。
【００３４】
実施例３
精製水５０ｇに実施例１と同じ珪藻土１．０  ｇを添加し、精製水中に分散後、実施例１と同じ加圧濾過器を通して、珪藻土を濾材である濾布の表面に付着させた。その後、実施例１の混合物１を濾過した。全量濾過に要した時間は２０分間であった。
【００３５】
比較例１
実施例１で得られた混合物１を実施例１と同じ加圧濾過容器を用いて濾過した。全量濾過に要した時間は、６５分間であった。
【００３６】
比較例２
実施例１において、粒状活性炭１２ｇ  の代わりに１０５  μｍ  未満での粒度が９９％の粉末活性炭〔三菱化学（株）製、商品名：ダイアホープ６Ｄ〕１２ｇ  を用い、混合攪拌時間２時間を１時間に変更した以外は、比較例１と同様にして残存モノマー量１００ｍｇ／ｋｇ固形分以下の混合物を得た。
【００３７】
この混合物を実施例１と同じ加圧濾過容器を用いて濾過を行った。その結果、全量濾過に要した時間は、９時間であった。
【００３８】
比較例３
比較例２において、粉末活性炭の量を１２ｇ  から６ｇに変更し、混合攪拌時間を１時間から３時間に変更した以外は、比較例２と同様にして残存モノマー量１００ｍｇ／ｋｇ固形分以下の混合物を得た。
【００３９】
この混合物に、実施例２で用いたのと同じ珪藻土６ｇを添加し、更に１０分間攪拌混合を行った後、その混合物を実施例１と同じ加圧濾過容器を用いて濾過した。全量濾過に要した時間は、４時間５０分間であった。
【００４０】
以上の結果から、実施例１〜３によれば、濾過時間が非常に短縮されるので、比較例１〜３と対比して、濾過速度が大きいことがわかる。
【００４１】
【発明の効果】
本発明の高分子化合物溶液の精製方法によれば、活性炭と高分子化合物溶液を攪拌混合し、高分子化合物溶液の精製を行った後、活性炭の濾過速度が大きく、活性炭を効率よく濾別することができる。