(57)【要約】【課題】懸濁重合後の重合体に含まれる不純物を効率的に除去し、高収量で重合体を得る。【解決手段】本発明の重合体の製造方法では、懸濁重合後の重合体を水に懸濁して静置し、重合体が分離した水層を、濾材を用いずに除去する第１の工程と、第１の工程で得られた重合体を水に懸濁し、濾材を用いて濾過する第２の工程と、第２の工程で得られた重合体を水に懸濁し、濾材を用いて濾過する第３の工程とを含み、すべての工程を、濾材を備えた同一の洗浄装置を用いて行う。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
懸濁重合による重合体の製造方法であって、
懸濁重合後の重合体を含む重合体スラリーを水に懸濁して静置し、該重合体が分離した水層を、濾材を用いずに除去する第１の工程と、
上記第１の工程で得られた重合体を水に懸濁し、濾材を用いて濾過する第２の工程と、
上記第２の工程で得られた重合体を水に懸濁し、濾材を用いて濾過する第３の工程と、を含み、
上記第１〜第３のすべての工程を、上記濾材を備えた同一の洗浄装置を用いて行うこと
を特徴とする重合体の製造方法。
【請求項２】
上記洗浄装置は、上記濾材を乗せるための台座を上記濾材の下部に備えており、
上記濾材は、濾過することなく上記水層を通過させるための貫通孔を有しており、
上記台座は、上記貫通孔と重なる位置に設けられた第１排水孔と、上記貫通孔と重ならない位置に設けられた第２排水孔とを有しており、
上記第１の工程では、上記貫通孔および上記第１の排水孔を介して、上記水層を除去し、
上記第２の工程および上記第３の工程では、上記濾材によって濾過された濾液を上記第２の排水孔から排水することを特徴とする、請求項１に記載の重合体の製造方法。
【請求項３】
上記第３の工程では、上記重合体を懸濁するための水を、上記濾材における濾液が排出される面より下から供給することを特徴とする請求項１または２に記載の重合体の製造方法。
【請求項４】
上記濾材は、金属網を複数層積層して焼結した金属網の焼結体であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の重合体の製造方法。
【請求項５】
上記第１の工程における水は６０℃以下であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の重合体の製造方法。
【請求項６】
上記第２の工程では、濾過の前に熱処理を行うことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の重合体の製造方法。
【請求項７】
上記第３の工程における水は３０℃以上であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の重合体の製造方法。
【請求項８】
上記第１の工程、上記第２の工程および上記第３の工程をのうち少なくとも一工程を、複数回連続的に繰り返して行うことを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の重合体の製造方法。
【請求項９】
洗浄槽と、濾材と、上記濾材の下部に設けられた、上記濾材を乗せるための台座とを備えた重合体の洗浄装置であって、
上記濾材は、濾過することなく被洗浄物の液成分を通過させるための貫通孔を有しており、
上記台座は、上記貫通孔と重なる位置に設けられた第１の排水孔と、上記貫通孔と重ならない位置に設けられた第２の排水孔とを有していることを特徴とする重合体の洗浄装置。
【請求項１０】
上記濾材における上記台座が設けられた側から、上記濾材を介して上記洗浄槽内に水を供給する第１水供給手段と、
上記濾材における上記台座が設けられた側とは反対側から上記洗浄槽内に水を供給する第２水供給手段とをさらに備えていることを特徴とする請求項９に記載の重合体の洗浄装置。
【請求項１１】
上記濾材の上部に、上記濾材を押さえるための押さえをさらに備えることを特徴とする請求項９または１０に記載の重合体の洗浄装置。
【請求項１２】
上記押さえは金属板が放射状に配置された形状であることを特徴とする請求項１１に記載の重合体の洗浄装置。
【請求項１３】
上記濾材は、金属網を複数層積層して焼結した金属網の焼結体であることを特徴とする請求項９〜１２のいずれか一項に記載の重合体の洗浄装置。
【請求項１４】
上記濾材は、金属網を３層以上積層して焼結した金属網の焼結体であることを特徴とする請求項９〜１３のいずれか一項に記載の重合体の洗浄装置。
【請求項１５】
上記濾材は、上記金属網の焼結体の下面に、複数の孔が形成された多孔板をさらに備えていることを特徴とする請求項１３または１４に記載の重合体の洗浄装置。
【請求項１６】
上記貫通孔および上記第１の排水孔が、上記洗浄槽の底部の中心に位置することを特徴とする請求項９〜１５のいずれか一項に記載の重合体の洗浄装置。
【請求項１７】
上記洗浄槽内を加熱するための加熱装置をさらに備えていることを特徴とする請求項９〜１６のいずれか一項に記載の重合体の洗浄装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は重合体の製造方法および重合体の洗浄装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
フッ化ビニリデン系重合体の製造方法において、懸濁重合法により得られたフッ化ビニリデン重合体は、重合終了後、純水などで洗浄する水洗工程を繰り返し行い、ポリマーに付着した有機物等の不純物を取り除いている。その後、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。
【０００３】
懸濁重合によって得られる重合体の洗浄処理方法として、特許文献１では、（ａ）懸濁重合によって得られた反応混合物を静置し、水相を除去し、多孔質重合体粒子のケーキを得、（ｂ）このケーキを解砕し、多孔質重合体粒子を水に懸濁させた後、静置し、水相を除去し、（ｃ）得られた多孔質重合体粒子のケーキを解砕し、多孔質重合体粒子を水に懸濁させ、この多孔質重合体粒子を濾材を用いて濾過し、（ｄ）得られた多孔質重合体粒子のケーキを解砕し、多孔質重合体粒子を有機溶媒に懸濁させ、濾材を用いて濾過して、多孔質重合体粒子を得る方法を開示している。
【０００４】
特許文献２では、溶融ポリマーなどの種々の流体中の不純物を除去するための濾過装置に用いられる濾材として、金属製で繊維状とされたメタルファイバーおよび金属製の線材で網状とされた金網を少なくとも２枚以上積層して焼結した金網積層焼結体とを有し、メタルファイバーの表裏面に金網積層焼結体を配置して一体焼結したフィルターを開示している。以上のように、懸濁重合後の重合体の洗浄処理方法としては、フィルターを用いた濾過によって不純物の除去を行う方法が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−２８０７６０号公報（２００９年１２月３日公開）
【特許文献２】特開２０１０−７５８３２号公報（２０１０年４月８日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
懸濁重合法により得られた重合後のフッ化ビニリデン重合体を含む液（以降、重合体スラリーと呼ぶ）には重合開始剤および助剤等の残留分が不純物として含有されている。不純物がそのまま製品中に持ち込まれると色調および溶出物等の品質特性に影響がある。そのため、重合体の製造においては、不純物を除去する目的で純水等を添加して洗浄を行う水洗工程が含まれている。この水洗工程では水張り、洗浄および水抜きを幾回か繰り返し行うために時間がかかる。また、水抜きの際には重合体のロスを発生させてしまう。また、重合体スラリーに含まれる重合開始剤が活性状態であると、不純物がスラリー中に生成する要因となるため、重合体スラリーに対し熱処理を行い、重合開始剤を失活させる必要がある。また、特許文献１に記載された洗浄処理方法では、濾材を用いずに水層を除去する工程、および濾材を用いて水層を除去する工程をそれぞれ別の装置を用いて行っていため、手間がかかる。
【０００７】
本発明は上述の課題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、重合体の洗浄工程における重合体の損失を低減し、短時間で不純物が除去された重合体を得ることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る重合体の製造方法は、上記課題を解決するために、懸濁重合による重合体の製造方法であって、懸濁重合後の重合体を含む重合体スラリーを水に懸濁して静置し、該重合体が分離した水層を、濾材を用いずに除去する第１の工程と、上記第１の工程で得られた重合体を水に懸濁し、濾材を用いて濾過する第２の工程と、上記第２の工程で得られた重合体を水に懸濁し、濾材を用いて濾過する第３の工程と、を含み、上記第１〜第３のすべての工程を、上記濾材を備えた同一の洗浄装置を用いて行う構成を有している。
【０００９】
上記構成によれば、第１の工程において、重合体スラリーに含まれていた不純物の多くが、水層内に含まれ、水とともに排出される。また、第２および第３の工程において、濾過により水に含まれる不純物を取り除けるため、洗浄に係る時間を短くすることができる。また、第１の工程において多くの不純物が取り除かれるため、第２の工程以降の濾過において目詰まりが生じることを防ぐことができる。そして、全ての工程を同一の洗浄装置を用いて行っているため、それぞれの工程において重合体を移送する必要がなく、より迅速に、より簡便に洗浄を行うことができる。
【００１０】
本発明に係る重合体の製造方法のより具体的な一態様として、上記洗浄装置は、上記濾材を乗せるための台座を上記濾材の下部に備えており、上記濾材は、濾過することなく上記水層を通過させるための貫通孔を有しており、上記台座は、上記貫通孔と重なる位置に設けられた第１排水孔と、上記貫通孔と重ならない位置に設けられた第２排水孔とを有しており、上記第１の工程では、上記貫通孔および上記第１の排水孔を介して、上記水層を除去し、上記第２の工程および上記第３の工程では、上記濾材によって濾過された濾液を上記第２の排水孔から排水する方法が挙げられる。
【００１１】
また、本発明に係る重合体の製造方法において、上記第３の工程では、上記重合体を懸濁するための水を、上記濾材における濾液が排出される面より下から供給することが好ましい。
【００１２】
上記構成によれば、濾材の下側から水が供給されることにより、濾材の逆洗浄が行われ、濾材の目詰まりが解消される。したがって、同じ濾材を用いて濾過を再度行う場合に、効率よく濾過を行うことができる。
【００１３】
また、本発明に係る重合体の製造方法において、上記濾材は、金属網を複数層積層して焼結した金属網の焼結体であることが好ましい。
【００１４】
上記構成によれば、被濾過液が適度に分散され、均一な濾過を行うことができる。
【００１５】
また、本発明に係る重合体の製造方法において、上記第１の工程における水は６０℃以下であることが好ましい。
【００１６】
上記構成によれば、懸濁液の泡立ちを抑えることができる。
【００１７】
また、本発明に係る重合体の製造方法において、上記第２の工程では、濾過の前に熱処理を行うことが好ましい。
【００１８】
上記構成によれば、重合体に付着している重合開始剤を失活させ、重合体から遊離させることができる。したがって、重合体スラリー中に含まれていた重合開始剤を除去することができる。
【００１９】
また、本発明に係る重合体の製造方法において、上記第３の工程における水は３０℃以上であることが好ましい。
【００２０】
上記構成によれば、水相に有機溶媒を含む不純物がより溶け出し易くさせることができる。
【００２１】
また、本発明に係る重合体の製造方法において、上記第１の工程、上記第２の工程および上記第３の工程をのうち少なくとも一工程を、複数回連続的に繰り返して行うことが好ましい。
【００２２】
上記構成によれば、より不純物が少なく純度の高い重合体を製造することができる。
【００２３】
本発明に係る洗浄装置は、上記課題を解決するために、洗浄槽と、濾材と、上記濾材の下部に設けられた、上記濾材を乗せるための台座とを備えた重合体の洗浄装置であって、上記濾材は、濾過することなく被洗浄物の液成分を通過させるための貫通孔を有しており、上記台座は、上記貫通孔と重なる位置に設けられた第１の排水孔と、上記貫通孔と重ならない位置に設けられた第２の排水孔とを有している構成を有している。
【００２４】
上記構成によれば、濾過を行わない場合には、濾材の貫通孔を介して台座の第１の排水孔から液成分を排出させることができ、濾過を行う場合には、濾材を通過させ、台座の第２の排水孔から液成分を排出させることができる。したがって、濾過処理、および濾過せずに排水する排水処理を同一の洗浄槽において実現することができる。
【００２５】
また、本発明に係る洗浄装置は、上記濾材における上記台座が設けられた側から、上記濾材を介して上記洗浄槽内に水を供給する第１水供給手段と、上記濾材における上記台座が設けられた側とは反対側から上記洗浄槽内に水を供給する第２水供給手段とをさらに備えていることが好ましい。
【００２６】
上記構成によれば、洗浄槽の上部からのみではなく、洗浄槽の下部からも給水することができる。したがって、濾過処理が行われた後に、濾材の下側から水を供給し、濾材の逆洗浄を行なうことが可能となる。これにより濾材の目詰まりが解消される。したがって、同じ濾材を用いて濾過を再度行う場合に、効率よく濾過を行うことができる。
【００２７】
また、本発明に係る洗浄装置は、上記濾材の上部に、上記濾材を押さえるための押さえをさらに備えることが好ましい。
【００２８】
上記構成によれば、濾材に対して上向きおよび下向きに加わる圧力から、濾材を保護することができる。
【００２９】
また、本発明に係る洗浄装置において、上記押さえは金属板が放射状に配置された形状であることが好ましい。
【００３０】
上記構成によれば、押さえの重量を軽量化して扱い易くしながらも、濾材の全体を均一な圧力で押さえることができる。
【００３１】
また、本発明に係る洗浄装置において、上記濾材は、金属網を複数層積層して焼結した金属網の焼結体であることが好ましい。
【００３２】
上記構成によれば、被濾過液が適度に分散され、均一な濾過を行うことができる。
【００３３】
また、本発明に係る洗浄装置において、上記濾材は、金属網を３層以上積層して焼結した金属網の焼結体であることが好ましい。
【００３４】
上記構成によれば、濾過時の圧力に対して十分な耐圧力が得られる。また、使用後の濾材の洗浄を容易に行うことができる。したがって、何度も繰り返して使用することができる。
【００３５】
また、本発明に係る洗浄装置において、上記濾材は、上記金属網の焼結体の下面に、複数の孔が形成された多孔板をさらに備えていることが好ましい。
【００３６】
上記構成によれば、濾材の変形を防ぎ、濾材の耐久性をより向上させることができる。
【００３７】
また、本発明に係る洗浄装置において、上記貫通孔および上記第１の排水孔が、上記洗浄槽の底部の中心に位置することが好ましい。
【００３８】
上記構成によれば、排水が集まりやすく、排水効率を上昇させることができる。
【００３９】
また、本発明に係る洗浄装置は、上記洗浄槽内を加熱するための加熱装置をさらに備えていることが好ましい。
【００４０】
上記構成によれば、洗浄槽内の溶液に加熱処理を施す必要がある場合に、洗浄槽内の溶液を所望の温度に加熱することができる。
【発明の効果】
【００４１】
本発明は、重合体の製造において、水洗工程時間を短縮し、かつ製品回収ロスを低減するという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の一実施形態におけるフッ化ビニリデン重合体の洗浄装置の概略構成を示す図である。
【図２】本発明の一実施形態における濾材の上面図である。
【図３】本発明の一実施形態における台座の上面図である。
【図４】本発明の一実施形態における押さえの上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４３】
以下、本発明に係る重合体の製造方法および洗浄装置の一実施形態について詳細に説明する。なお、以下の実施形態では、フッ化ビニリデン重合体の製造方法および洗浄装置について説明するが、本発明に係る重合体の製造方法および洗浄装置はこれに限定されるものではない。また、本発明に係る重合体の洗浄装置は、本発明に係る重合体の製造方法に好適に用いられるものであるが、洗浄装置の用途はこれに限定されるものではない。
【００４４】
まず、後述するフッ化ビニリデン重合体の製造方法の実施形態に好適に用いることができるフッ化ビニリデン重合体の洗浄装置について説明する。
【００４５】
〔１．フッ化ビニリデン重合体の洗浄装置〕
図１は、本実施形態における重合体の洗浄装置の概略構成を示す図である。図１に示すように、本実施形態における洗浄装置１００は、洗浄槽５０、濾過部２０、排水管２１、濾液管２２、排水管バルブ２３、および濾液管バルブ２４を備えている。
【００４６】
（洗浄槽５０）
洗浄槽５０は、懸濁重合後のフッ化ビニリデン重合体を含む重合体スラリーを水に懸濁して洗浄する槽である。洗浄槽５０の容積は洗浄対象物である重合体スラリーの量に応じて適宜選択される。洗浄槽５０内には、懸濁液を攪拌するための攪拌装置が設けられている。攪拌装置としては特に限定されず、たとえば、プロペラ翼、パドル翼、アンカー翼、およびタービン翼等を備えた撹拌装置を用いることができる。
【００４７】
洗浄槽５０には、洗浄槽５０内の溶液を加熱するための加熱装置が取り付けられている。洗浄槽５０内の溶液を加熱することができるものであれば、加熱装置の種類は特に限定されず、公知の加熱装置を用いることができる。
【００４８】
（濾過部２０）
濾過部２０は、洗浄槽５０内の懸濁液を濾過するための部材であり、洗浄槽５０の底部に設けられている。濾過部２０は、上から順に、押さえ３、濾材１０および台座４を含んで構成されている。
【００４９】
［濾材１０］
濾材１０は、洗浄槽５０内の懸濁液を実際に濾過するメッシュ状の部材である。濾材１０を用いて懸濁液を濾過することにより、懸濁液中の重合体を捕捉して洗浄槽５０内に留める一方、不純物等を含む水を濾液として排出する。
【００５０】
図２は濾材１０の上面図である。図２に示されるように、濾材１０には、その中央部に貫通孔５が設けられている。濾材１０に貫通孔５が設けられていることにより、洗浄槽５０内の液成分を、濾過を行うことなく、すなわち濾材１０のメッシュ部分を通さずに、洗浄装置１００の外部に排出することもできる。貫通孔５の孔径は装置の規模によって適宜決定すればよい。
【００５１】
本実施形態における濾材１０は、複数の金属網を積層し、これを焼結して得られた焼結体である。
【００５２】
積層する金属網の数に制限はないが、金属網を３層以上積層することが好ましく、７層以上積層することがさらに好ましい。このような積層構造を有することにより、濾過時の圧力に対して十分な耐圧力が得られる。また、金属が繊維状にされているメタルファイバーを用いる場合と比べて、使用後の濾材１０の洗浄を容易に行うことができる。したがって、何度も繰り返して使用することができる。
【００５３】
各金属網の金属の種類としては、特に限定されないが、例えばステンレスが挙げられる。また、積層される金属網は互いにメッシュサイズが異なるものであってもよい。異なるメッシュサイズの金属網を用いる場合には、より内側に、メッシュの細かい金属網を配置することが好ましい。また、各金属網のメッシュサイズは、洗浄対象となる重合体の粒子径によって適宜選択される。例えば、粒子のメディアン径が５０μｍ〜３００μｍの場合、複数層の金属網を積層した焼結体では、金属網のうち少なくとも１枚は１００メッシュ〜４００メッシュのものを用いることが好ましく、最も内側に位置する層となる金属網（偶数枚の金属網を積層する場合には、最も内側にある２枚のうち少なくとも１枚）が、１００メッシュ〜４００メッシュのものであることがより好ましい。また、それ以外の層の金属網としては１０メッシュ〜４００メッシュのものを用いることが好ましい。
【００５４】
濾材１０としてこのような焼結体を用いることにより、懸濁液の濾過抵抗が小さくなり、濾過時間を短縮することができる。
【００５５】
また、本実施形態において、濾材１０は、上述の金属網の焼結体の下面に多孔板（不図示）をさらに備えている。多孔板には、貫通孔５と同一の位置に、同等の大きさの貫通孔が設けられており、貫通孔５とは異なる位置に、貫通孔５よりも小さい、複数の貫通孔（小貫通孔）がさらに設けられている。多孔板を配設することにより、濾過時の圧力から濾材１０をさらに保護することができ、濾材１０の耐久性を向上させることができる。また、小貫通孔は１００個以上設けられている。そのため、多孔板の存在によって濾過圧力が上昇してしまうことはない。
【００５６】
また、後述するように、台座４には突起８が設けられている。そのため、濾材１０が台座４に直接接すると、濾過時の圧力および当該突起により、濾材１０に変形が生じ、濾材１０が破損しやすくなる。したがって、多孔板を配設することにより、濾材１０の変形を防ぎ、耐久性をより向上させることができる。
【００５７】
多孔板の小貫通孔の大きさは、例えば、５ｍｍ〜１５ｍｍである。
【００５８】
［台座４］
台座４は、濾材１０を載せるための部材であり、濾材１０の下部に設けられている。台座４の大きさは、濾材１０の大きさと等しいものであることが好ましい。
【００５９】
図３は台座４の上面図である。台座４には、濾材１０の貫通孔５と重なる位置、すなわち、台座４の中央部に、洗浄槽５０内の液成分を排水する排水孔（第１排水孔）７が設けられている。台座４の排水孔７の孔径は濾材１０の貫通孔５の孔径と等しい。また、濾材１０の貫通孔５と重ならない位置に、濾材１０によって濾過された濾液を排水する複数の濾液孔（第２排水孔）６が、排水孔７を中心とした同一円上に等間隔に設けられている。なお、本実施形態では、濾液孔６は排水孔７の周囲に４個設けられているが、これに限定されるものではない。また、濾液孔６が２個以上あるときは濾材１０全体から均等に濾液を排水できるように、濾液孔６の位置を濾材１０の面の全体に偏りなく分散させて配置することが好ましい。
【００６０】
排水孔７は、排水孔７からの排水を洗浄槽５０の外部へ排出するための排水管２１と接続されている。また、排水管２１は、開閉自在な排水バルブ２３を備えている。また、濾液孔６は、濾液孔６からの濾液を洗浄槽５０の外部へ排出するための濾液管２２と接続されている。濾液管２２は、開閉自在な濾液バルブ２４を備えている。
【００６１】
排水バルブ２３および濾液バルブ２４の開閉操作より、排水管２１および濾液管２２における排水が調節される。洗浄槽５０内の液成分の排出に際して、排水バルブ２３を「開」とし、濾液バルブ２４を「閉」とすることにより、排水孔７からのみ排水が行われる。すなわち、液成分を、濾材１０のメッシュ部分を通過させずに、排出することができる。一方、排水バルブ２３を「閉」とし、濾液バルブ２４を「開」とすることにより、濾液孔６からのみ排水が行われる。濾液孔６には、濾材１０のメッシュ部分を通過した液成分のみ到達することができる。以上により、濾過を行う必要がない場合には、排水バルブ２３を「開」とし、濾液バルブ２４を「閉」とすることにより、液成分を濾過せずにそのまま排出させ、濾過を行う場合には、排水バルブ２３を「閉」とし、濾液バルブ２４を「開」とすることにより、濾材１０による濾過を実施できる。
【００６２】
また、濾材１０の貫通孔５および台座４の排水孔７が洗浄槽５０の底部の中心に位置することにより、排水が集まりやすく、排水効率が上昇する。また、洗浄槽５０内において、懸濁液を、水層と、水層の上部に形成される重合体の層とに分離し、洗浄槽５０から水層を排出する場合においては、重合体の層から最も離れた位置から排水することになる。そのため、排出される水層の水流に巻き込まれて重合体が水層と共に流出することを防ぐことができる。したがって、重合体の損失を最小限に留めることができる。
【００６３】
台座４の上面（濾材１０を載せる面）には、水の流路を形成する複数の線状の突起８が形成されている。これにより、台座４と濾材１０との間に空隙が形成される。また、突起８は、排水孔７を中心とした同心円上に形成されるとともに、等間隔で途切れた構造である。例えば、排水孔７を中心に対称位置にある２つの濾液孔６を結ぶ線上において、線状の突起８は途切れている。これにより、濾液孔６への水の到達が円滑となる。
【００６４】
［押さえ３］
押さえ３は、濾材１０の上部に配設される、濾材１０を固定する部材である。押さえ３を備えることにより、濾過時、および濾材１０の貫通孔５を介した排水時に生じる圧力から、濾材１０を保護することができる。これにより、濾材１０の耐久性を向上させることができる。また、洗浄槽５０内を減圧する場合、あるいは、濾材１０の下側から洗浄槽５０内に水を供給する場合には、濾材１０には、濾過時とは逆の方向、すなわち上向きに圧力が加わる。押さえ３を濾材１０の上部に設けることにより、このような上向きに加わる圧力からも、濾材を保護することができる。このような圧力としては、±０．１ＭＰａ程度の圧力が想定されるが、押さえ３を設けることにより、このような圧力に対して、濾材１０は耐圧性を備えている。
【００６５】
図４は、押さえ３の上面図である。図４に示されるように、押さえ３は、金属板９が放射状に配置された形状である。なお、金属板９は平板状であり、平板の長辺が水平となるようにこれを立てた状態で組み合わされている。押さえ３の中心部分、すなわち、濾材１０の貫通孔５および台座４の排水孔７と重なる部分には金属板９が到達しておらず、開口を形成している。このような形状を有することにより、押さえ３の重量を軽量化して扱い易くしながらも、濾材１０の全体を均一な圧力で押さえることができる。濾材１０を用いた濾過を阻害しないようにするという観点からは、濾材１０と接する面積は小さいことが好ましい。
【００６６】
洗浄槽５０には、濾過部２０より上側に、洗浄槽５０内に水を供給するための上部給水口（第２水供給手段）（不図示）が設けられており、給水管（不図示）に接続されている。また、濾過部２０より下側に、濾材１０を通して洗浄槽５０内に水を供給するための下部給水口（第１水供給手段）（不図示）が設けられており、給水管２５に接続されている。上部給水口および下部給水口の数は特に限定されない。
【００６７】
以上のように、フッ化ビニリデン重合体の洗浄装置１００の濾過部２０が、上述のように金属網の焼結体の上部に押さえ３、下部に多孔板を含む構成であれば、濾材１０は正負両方の圧力から保護されることができるため、濾材１０は損傷しにくくなる。結果として濾材１０を繰り返し使用する上で、繰り返し使用できる回数が増加するため、濾材１０の交換の回数を減らし、交換にかかる費用および手間を減少させることができる。したがって、フッ化ビニリデン重合体の製造において製造効率を上げることができる。
【００６８】
また、濾材１０に貫通孔５および台座４に排水孔７を有するとともに、台座４には排水孔７と異なる位置に濾液孔６をさらに有するため、濾材を用いずに排水する工程と、濾材を用いて濾過を行う工程とを１つの装置内で連続的に行うことができる。
〔２．フッ化ビニリデン重合体の製造方法〕
本実施形態における重合体の製造方法は、懸濁重合によるフッ化ビニリデン重合体の製造方法であって、懸濁重合後の重合体を含む重合体スラリーを水に懸濁して静置し、該重合体が分離した水層を、濾材を用いずに除去する第１の工程と、第１の工程で得られた重合体を水に懸濁し、濾材を用いて濾過する第２の工程と、第２の工程で得られた重合体を水に懸濁し、濾材を用いて濾過する第３の工程とを含み、以上の第１〜第３のすべての工程を、上記濾材を備えた同一の洗浄装置を用いて行うことにより、懸濁重合後のフッ化ビニリデン重合体に含まれる不純物を除去し、フッ化ビニリデン重合体を得るための製造方法である。
【００６９】
（重合工程）
本実施形態では、懸濁重合によってフッ化ビニリデンの単独重合、またはフッ化ビニリデンと共重合可能なモノマーとフッ化ビニリデンとの共重合を行っている。
【００７０】
懸濁重合では、懸濁剤を用いてフッ化ビニリデンを単独または共重合可能なモノマーとともに水性媒体中に分散させ、生成したモノマーの液滴中に可溶な重合開始剤の存在下に重合を進行させる。また、連鎖移動剤を用いることによって重合体の分子量を調節してもよい。
【００７１】
重合開始剤としては、フッ化ビニリデン重合体の懸濁重合が可能な重合開始剤であれば特に限定されるものではなく、ジイソプロピルパーオキシジカーボネートおよびジノルマルプロピルパーオキシカーボネート等のパーオキシジカーボネート類が挙げられる。
【００７２】
懸濁剤としては、フッ化ビニリデン重合体の懸濁重合が可能な懸濁剤であれば特に制限はなく、メチルセルロースおよびヒドロキシエチルセルロース等のセルロース系化合物が挙げられる。
【００７３】
重合工程においては、得られる重合体の分子量を調節する目的で、公知の連鎖移動剤を使用してもよい。連鎖移動剤としては、例えば、酢酸エチルおよび酢酸プロピル等が挙げられる。
【００７４】
重合反応時の水性媒体としては純水等が挙げられる。
【００７５】
本発明におけるフッ化ビニリデン重合体の重合反応における、モノマー、重合開始剤、懸濁剤、連鎖移動剤、およびその他の助剤の使用量、反応温度などの条件は、特に限定されるものではなく、適宜決定すればよい。
【００７６】
また、本発明で用いるフッ化ビニリデン重合体粒子のメディアン径は、５０μｍ以上３００μｍ以下であることが好ましく、７０μｍ以上２５０μｍ以下であることがより好ましい。
【００７７】
（第１の工程（前洗浄工程））
本工程では、懸濁重合後のフッ化ビニリデン重合体を含む重合体スラリーに水を添加して撹拌することにより、重合体に付着した懸濁剤と添加した水とを接触させる。懸濁重合後の重合体は比重が水よりも小さいため、水中において攪拌した後、静置することにより、重合体の層と水層とに分離して、フッ化ビニリデンの重合体の層は水層の上に浮上する。重合に使用した懸濁剤および他の不純物は水層に含まれたままである。本工程では、このようにして重合体が分離した水層を、濾材を用いずに除去する。重合体の層が分離した水層を除去することにより、重合体スラリーに含まれていた懸濁剤および他の不純物を除去することできる。
【００７８】
懸濁重合によるフッ化ビニリデン重合体の製造に好適に用いられるメチルセルロースおよびメチルヒドロキシエチルセルロース等の懸濁剤は、６０℃を超える水中で攪拌すると、容易に泡立ちやすい。したがって、本工程においては、６０℃以下の水を用いて、攪拌して洗浄することが好ましい。より好ましくは、２０℃以上６０℃以下の水であり、さらに好ましくは、３０℃以上６０℃以下の水である。６０℃以下の水を用いることにより、懸濁剤の泡立ちが抑制され、泡に巻き込まれた重合体が洗浄槽の天井部に付着することにより洗浄性が低下することを防止できる。また、重合体スラリーに添加される水は、予め所望の温度まで加熱した後に添加されてもよく、添加後に所望の温度まで加熱してもよい。
【００７９】
重合体スラリーに添加する水は脱イオン水、純水および蒸留水等が挙げられ、工業的には、コストおよび入手性の点で特に脱イオン水であることが好ましい。
【００８０】
添加する水の量としては、重合体スラリー中の重合体の重量の１〜５倍であることが好ましく３倍程度であることがより好ましい。また、攪拌の速度、および静置時間は、特に限定されるものではなく、製造の規模によって適宜決定すればよい。
【００８１】
本工程は、次工程に進む前に、複数回繰り返し実施してもよい。繰り返して行うことにより、より不純物が少なく純度の高い重合体を製造することができる。
【００８２】
（第２の工程（熱処理工程））
本工程は、第１の工程で得られた重合体に水を添加して撹拌し、重合体を水に懸濁させ、次いで、熱処理を行ったのち、濾材を用いて濾過を行う工程である。第１の工程で得られる重合体には、フッ化ビニリデンの重合に使用した重合開始剤が付着している。そのため、本工程では、濾過を行う前に熱処理を行っている。これにより、重合体に付着した重合開始剤を失活させることができる。失活した重合開始剤は重合体から離れ、濾過により濾液とともに除去することができる。
【００８３】
熱処理を行うために、予め所望の温度まで加熱した水を添加してもよく、あるいは、水を添加した後に所望の温度まで加熱してもよい。重合開始剤を失活させるための熱処理の温度および保持時間は、使用した重合開始剤の種類に応じて適宜決定すればよい。例えば、フッ化ビニリデン重合体の懸濁重合において好適に用いられる重合開始剤であるジノルマルプロピルパーオキシカーボネートは８０℃で、６０分以上処理することによって失活することが知られている。
【００８４】
熱処理における加熱効率の観点から、本工程で添加される水の温度は、７０℃以上であることが好ましく、９０℃以上であることがより好ましく、９５℃以上であることがさらに好ましい。なお特に上限はなく、１００℃以下であればよい。
【００８５】
本工程で重合体に添加される水は、脱イオン水、純水および蒸留水等が挙げられ、工業的にはコストおよび入手性の点で特に脱イオン水であることが好ましい。
【００８６】
攪拌の速度は、特に限定されるものではなく、製造の規模によって適宜決定すればよい。
【００８７】
熱処理後、濾過を行う前に、水をさらに添加してもよい。このときの水の温度は８０℃以下であることが好ましく、６０℃以下であることがより好ましく、３０℃以下であることが好ましい。熱処理後、濾過を行う前に、さらに水を添加することにより、次工程における温度にまでより速く冷却できる。
【００８８】
次いで、濾材を用いて濾過を行う。
【００８９】
本工程は、次工程に進む前に、複数回繰り返し実施してもよい。繰り返して行うことにより、より不純物が少なく純度の高い重合体を製造することができる。
【００９０】
（第３の工程（水洗工程））
本工程は、第２の工程で得られた重合体に水を添加して攪拌し、重合体を水に懸濁させ、次いで、濾材を用いて濾過を行う工程である。本工程では、さらなる洗浄を行うことにより、第２の工程までに除去されずに残留している不純物を洗浄除去している。
【００９１】
本工程で重合体に添加される水は、脱イオン水、純水、蒸留水等が挙げられ、工業的にはコストまたは入手性の点で特に脱イオン水であることが好ましい。
【００９２】
本工程で重合体に添加される水は、水相に有機溶媒を含む不純物がより溶け出し易くなるという観点から、３０℃以上であることが好ましく、６０℃以上であることがより好ましい。また、６０℃以上の水を用いることにより、本工程を実施する装置内に微生物および藻など繁殖が繁殖することを防ぎ、微生物および藻などによる汚染を防ぐことができる。
【００９３】
本工程において水は、濾材の下側、すなわち、重合体が捕捉されている側とは反対側から、濾材を通して供給される。これにより、濾材の逆洗浄が行われ、濾材の目詰まりが解消される。したがって、同じ濾材を用いて濾過を再度行う場合に、効率よく濾過を行うことができる。
【００９４】
攪拌の速度、および静置時間は、特に限定されるものではなく、製造の規模によって適宜決定すればよい。
【００９５】
次いで、第２の工程のときと同様にして濾材を用いて濾過を行う。
【００９６】
本工程は、次工程に進む前に、複数回繰り返し実施してもよい。繰り返して行うことにより、より不純物が少なく純度の高い重合体を製造することができる。
【００９７】
上述の第１〜第３の工程は、同一の洗浄装置を用いて実施される。例えば、上述のフッ化ビニリデン重合体の洗浄装置１００を用いることにより、同一の洗浄装置にて実施することができる。この場合、第１の工程では、排水管バルブ２３を「開」とし、濾液管バルブ２４を「閉」として、濾材１０のメッシュ部分を通さずに、濾材１０の貫通孔５および台座４の排水孔７を介して水層を除去する。また、第２の工程および第３の工程では、排水管バルブ２３を「閉」とし、濾液管バルブ２４を「開」として、濾材１０のメッシュ部分によって濾過された濾液を濾液孔６から排水することにより、濾過が行われる。これにより、第１〜第３の工程を同一の洗浄装置の同一の洗浄槽により実施することができる。
【００９８】
第３の工程を実施した後、フッ化ビニリデン重合体について脱水処理および乾燥処理を行うことにより、フッ化ビニリデン重合体の粉末を得ることができる。
【００９９】
以下に実施例を示し、本発明の実施の形態についてさらに詳しく説明する。もちろん、本発明は以下の実施例に限定されるものではなく、細部については様々な態様が可能であることはいうまでもない。さらに、本発明は上述した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、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。また、本明細書中に記載された文献の全てが参考として援用される。
【実施例】
【０１００】
〔実施例１〕
内容積１０ｍ３の重合槽に、水６，０９１ｋｇ、メチルセルロース水溶液１００ｋｇ（メチルセルロース濃度１．４３質量％）、フッ化ビニリデン２，８５０ｋｇ、ジノルマルプロピルパーオキシジカーボネートを１７．２ｋｇ、酢酸エチル３５．１ｋｇの各量を仕込み、２５℃で１１時間の懸濁重合を行った。重合後のフッ化ビニリデン重合体の洗浄は、上述の実施形態に示した洗浄装置１００と同様の構成を有する洗浄装置を用いて行った。そのため、対応する部材には適宜部材番号を付して説明する。
【０１０１】
（濾材）
上部から順に２０、３０、６０、２００、３０、および２０メッシュのＳＵＳ３０４／ＳＵＳ３１６Ｌのステンレス製の金属網の焼結体を使用した。なお、濾材の下部には多孔板が配設されている。
【０１０２】
まず、重合終了後、重合体スラリーを洗浄装置の洗浄槽５０に移送した。その後、以下に示す第１〜第３の工程を行った。
（第１の工程）
重合体スラリーを撹拌しながら、３０℃の水１０，６１０ｋｇを添加した。添加後、撹拌を停止して５０分間静置して、水層と、重合体の層とに分離した。次に、濾材１０を用いず、排水孔７、および排水孔７に接続された排水管２１を通して洗浄槽５０の底部から水層を排出した。
（第２の工程）
第１の工程後に洗浄槽５０内に残った重合体を攪拌しながら、６０℃の水３，８２１ｋｇを添加した。その後、洗浄槽５０内の懸濁液をさらに９８℃まで昇温して９０分間保持した。次に３０℃の水１１，７３４ｋｇを添加した。添加後、撹拌しながら、濾材１０を用いて、重合体を濾過し、濾液孔６、および濾液孔６に接続された濾液管２２を通して洗浄槽５０の底部から濾液を排出した。
（第３の工程）
第２の工程において、濾材１０に捕捉された洗浄槽５０内に残った重合体を撹拌しながら、６０℃の水１４，４３３ｋｇを洗浄槽５０の下部から添加した。添加後、攪拌しながら、濾材１０を用いて重合体を濾過し、濾液孔６、および濾液孔６に接続された濾液管２２を通して洗浄槽５０の底部から濾液を排出した。
（脱水乾燥工程）
第３の工程を行った後に得られた重合体に含まれる水を遠心脱水機で脱水し、８０℃で１．４時間乾燥して、フッ化ビニリデン重合体２，６１３ｋｇを得た。得られたフッ化ビニリデン重合体のインヘレント粘度（重合体４ｇを１リットルのＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミドに溶解させた溶液の３０℃における対数粘度）は１．１ｄｌ／ｇであった。また、得られたフッ化ビニリデン重合体の粒子のメディアン径は、１６０μｍであった。
【０１０３】
〔実施例２〕
実施例１において、第１の工程を連続的に３回繰り返し行い、続いて第２の工程を行った後、第３の工程を連続的に２回繰り返し行った以外は、実施例１と同様の操作を行った。その結果、フッ化ビニリデン重合体２，３５３ｋｇを得た。また、色差（ｂ値）を測定した結果、ｂ値は＋１．８９であった。なお、ｂ値は、乾燥したフッ化ビニリデン重合体パウダーを２４０℃で１０分間加熱溶融して５０ｍｍ×５０ｍｍ×３ｍｍのプレスシートを成形し、測定した。ｂ値の測定は、プレスシートの中心を色差計（日本電色工業（株）製  ＺＥ２０００）の開口部に当てて色調を測定することにより行われた。なお、本実施例において用いたｂ値は、Ｌ＊ａ＊ｂ＊表色系におけるｂ値である。
【０１０４】
〔比較例１〕
実施例１の第１の工程において、排水孔７から水層を排出する代わりに、第２の工程と同様にして濾材１０を用いて重合体を濾過し、濾液孔６から濾液を排出することを試みた。その結果、濾材１０の網目に重合体が目詰まりしたために濾過が完全には行えず、第２の工程以降に進めなかった。
【０１０５】
〔比較例２〕
実施例１の第３の工程において、濾材１０を用いて重合体を濾過して濾液孔６から濾液を排出させる代わりに、第１の工程と同様にして、懸濁後しばらく静置して水層と重合体の層とを分離させ、濾過を行わずに、排水孔７から水層を排出したこと以外は、実施例１と同様の操作を行った。その結果、フッ化ビニリデン重合体２，２９０ｋｇを得た。また、ｂ値を測定した結果、ｂ値は＋２．９９であった。
【０１０６】
〔比較例３〕
実施例１の第２の工程において、濾材１０を用いて重合体を濾過して濾液孔６から濾液を排出させる代わりに、第１の工程と同様にして、懸濁後しばらく静置して水層と重合体の層とを分離させ、濾過を行わずに、排水孔７から水層を排出したこと以外は、実施例１と同様の操作を行った。その結果、フッ化ビニリデン重合体２，３３３ｋｇを得た。
【０１０７】
以上の結果を表１にまとめる。
【０１０８】
【表１】
2014065888.tif 000002
【産業上の利用可能性】
【０１０９】
本発明は、懸濁重合によるフッ化ビニリデン重合体の製造に利用することができる。
【符号の説明】
【０１１０】
３    押さえ
４    台座
５    貫通孔
６    濾液孔
７    排水孔
８    突起
９    金属板
１０  濾材
２０  濾過部
２１  排水管
２２  濾液管
２３  排水管バルブ
２４  濾液管バルブ
２５  給水管
５０  洗浄槽
１００  洗浄装置
【図１】
2014065888.tif 000003
【図２】
2014065888.tif 000004
【図３】
2014065888.tif 000005
【図４】
2014065888.tif 000006