(57)【要約】  架橋構造を有する微小球アイオノマー、その製造方法、その用途、及びその製造システム。アイオノマーは、式（１）で表される構造単位Ａと、式（２）で表される構造単位Ｂと、架橋剤によって与えられる架橋構造とを含み、【化１】2021500457.tif 000023Ｍはそれぞれ独立して、Ｈと、金属カチオンと、直鎖、分枝、又は環状のＣ１−Ｃ２０飽和アルキル基とからなる群から選択され、ＲはＨ又はメチルであり、金属カチオンはアイオノマー中の構造単位Ａの一部に導入される。アイオノマーはＰＥＴの核形成に対して顕著な効果を示し、対応するＰＥＴ組成物を得るために、ＰＥＴ改質のための核形成剤として役立つ。アイオノマー微小球の連続製造、洗浄、及び分離を達成し、分離効果を効果的に安定化し、遠心分離機の頻繁な開始及び停止操作を回避するための、架橋マレイン酸エステルアイオノマー微小球及び架橋マレイン酸アイオノマー微小球を連続的に製造するためのシステム及び方法。
2021500457.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
架橋構造を有する微小球アイオノマーであって、
前記アイオノマーは、式（１）で表される構造単位Ａと、式（２）で表される構造単位Ｂと、架橋剤によって与えられる架橋構造とを含み、
【化１】
2021500457.tif 000020
式中、Ｍ１及びＭ２はそれぞれ独立して、Ｈと、金属カチオンと、直鎖、分枝、又は環状のＣ１−Ｃ２０飽和アルキル基とからなる群から選択され、ＲはＨ又はメチルであり、
前記アイオノマー中の前記構造単位Ａの少なくとも一部は、前記金属カチオンを含む、アイオノマー。
【請求項２】
前記アイオノマー中の前記金属カチオンのモル含有量は、前記アイオノマー中の前記構造単位Ａの総モル量の１０〜１２０％を含む、請求項１に記載のアイオノマー。
【請求項３】
前記アイオノマーの架橋度は６５％以上である、請求項１又は２に記載のアイオノマー。
【請求項４】
前記アイオノマーは、１５０〜２０００ｎｍの平均粒径を有する、請求項１〜３のいずれか一項に記載のアイオノマー。
【請求項５】
前記構造単位Ａと前記構造単位Ｂとの間のモル比は、１００：（１００〜１２０）であり、より好ましくは１００：（１００〜１０５）である、請求項１〜４のいずれか一項に記載のアイオノマー。
【請求項６】
前記構造単位Ａと前記架橋構造との間のモル比は、１００：（１〜４０）であり、より好ましくは１００：（１０〜３０）である、請求項１〜５のいずれか一項に記載のアイオノマー。
【請求項７】
前記架橋剤は、ジビニルベンゼン及び／又は少なくとも２つのアクリレート基を含むアクリレート架橋剤であり、
前記アクリレート基の構造式は、−Ｏ−Ｃ（Ｏ）−Ｃ（Ｒ’）＝ＣＨ２、Ｒ’はＨ又はＣ１−Ｃ４アルキルであり、
好ましくは、前記架橋剤は、ジビニルベンゼン、プロピレングリコールビス（メタ）アクリレート、エチレングリコールビス（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ビス（トリメチロールプロパン）テトラ（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、フタル酸ジエチレングリコールジアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、及びエトキシル化多官能性アクリレート、からなる群から選択される少なくとも１つである、請求項１〜６のいずれか一項に記載のアイオノマー。
【請求項８】
前記Ｃ１−Ｃ２０飽和アルキル基は、メチル、エチル、ｎ−プロピル、イソプロピル、tert−ブチル、ｎ−ブチル、イソブチル、ｎ−ペンチル、ｎ−ヘキシル、ｎ−ヘプチル、ｎ−オクチル、２−メチルブチル、３−メチルブチル、シクロヘキシル、ｎ−ノニル、イソノニル、デシル、２−プロピルヘプチル、２−エチルヘキシル、ドデシル、テトラデシル、セチル、及びステアリルからなる群から選択される、請求項１〜７のいずれか一項に記載のアイオノマー。
【請求項９】
前記金属カチオンは、Ｌｉ＋、Ｎａ＋、Ｋ＋、並びにＣａ２＋、Ｍｇ２＋、Ｂａ２＋、及び一価当量のＺｎ２＋からなる群から選択される、請求項１〜８のいずれか一項に記載のアイオノマー。
【請求項１０】
（１）無水マレイン酸と、式（２）で表される構造単位Ｂを与えるモノマーＭＢと、架橋剤と、を有機溶媒中で開始剤の存在下で接触させて、反応させる工程と、
（２）工程（１）で得られた生成物中の無水マレイン酸単位を開環させる、開環工程と、を含む、請求項１〜９のいずれか一項に記載のアイオノマーの製造方法。
【請求項１１】
工程（１）において、前記反応の条件は、前記アイオノマーの架橋度を６５％以上にする、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
工程（１）において、前記反応は、不活性雰囲気下で行われる、請求項１０又は１１に記載の方法。
【請求項１３】
工程（１）において、前記反応は、５０〜９０℃の温度下で３〜１５時間行われる、請求項１０〜１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
工程（１）において、前記モノマーＭＢは、無水マレイン酸１００モルに対して、５０〜１５０モル、好ましくは７５〜１００モルの量で使用される、請求項１０〜１３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１５】
工程（１）において、前記架橋剤は、無水マレイン酸１００モルに対して、１〜４０モル、好ましくは１０〜２０モルの量で使用される、請求項１０〜１４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１６】
工程（１）において、前記有機溶媒は、有機酸のアルキルエステル、好ましくは酢酸イソアミルを含み、任意にアルカン及び／又は芳香族炭化水素と混合される、請求項１０〜１５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１７】
工程（１）において、前記有機溶媒は、無水マレイン酸１００モルに対して、５０〜１５０Ｌ、好ましくは７５〜１００Ｌの量で使用される、請求項１０〜１６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１８】
工程（１）において、前記開始剤は、ジベンゾイルペルオキシド、ジクミルペルオキシド、ジ−tert−ブチルペルオキシド、ラウロイルペルオキシド、tert−ブチルペルオキシベンゾエート、ジイソプロピルペルオキシジカーボネート、ジシクロヘキシルペルオキシジカーボネート、アゾビスイソブチロニトリル、及びアゾビスイソヘプトニトリル、並びにそれらの組み合わせからなる群より選択される、請求項１０〜１７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１９】
工程（１）において、前記開始剤は、無水マレイン酸１００モルに対して、０．０５〜１０モル、好ましくは１〜１．５モルの量で使用される、請求項１０〜１８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２０】
工程（２）は、工程（１）で得られた前記生成物を水の存在下で塩類化のための塩基と反応させることで行われ、架橋マレイン酸アイオノマー微小球を得る、請求項１０〜１９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２１】
前記塩基は、金属水酸化物及び／又は金属酢酸塩から選択され、好ましくは、前記塩基は、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム、水酸化バリウム、水酸化亜鉛、水酸化マグネシウム、酢酸リチウム、酢酸ナトリウム、酢酸カリウム、酢酸カルシウム、酢酸バリウム、及び酢酸亜鉛、並びにそれらの組み合わせからなる群より選択される、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記塩基は、無水マレイン酸１００モルに対して、１０〜２００モルの量で使用される、請求項２０又は２１に記載の方法。
【請求項２３】
工程（２）において、前記塩類化は、２０〜１００℃の温度下で０．５〜８時間行われる、請求項２０〜２２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２４】
工程（２）は、工程（１）で得られた前記生成物を塩基及び飽和一価アルコールと混合及び反応させることによって行われ、架橋マレイン酸エステルアイオノマー微小球を得る、請求項１０〜１９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２５】
前記塩基は、金属水酸化物、金属酢酸塩、及び金属アルコキシドからなる群から選択される少なくとも１つであり、好ましくは、前記塩基は、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム、水酸化バリウム、水酸化亜鉛、水酸化マグネシウム、酢酸リチウム、酢酸ナトリウム、酢酸カリウム、酢酸カルシウム、酢酸バリウム、酢酸亜鉛、ナトリウムメトキシド、ナトリウムエトキシド、ナトリウムプロポキシド、ナトリウムイソプロポキシド、ナトリウムtert−ブトキシド、ナトリウムtert−ペントキシド、ナトリウムイソオクトキシド、カリウムメトキシド、リチウムメトキシド、亜鉛メトキシド、マグネシウムメトキシド、カルシウムメトキシド、カリウムエトキシド、バリウムエトキシド、カルシウムエトキシド、リチウムエトキシド、及びカリウムtert−ブトキシド、並びにそれらの組み合わせからなる群より選択される、請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
前記塩基は、無水マレイン酸１００モルに対して、５〜１００モルの量で使用される、請求項２４又は２５に記載の方法。
【請求項２７】
前記飽和一価アルコールは、Ｃ１−Ｃ２０飽和一価アルコールから選択され、好ましくは、前記飽和一価アルコールは、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、イソブタノール、tert−ブタノール、ペンタノール、２−メチルブタノール、３−メチルブタノール、ヘキサノール、シクロヘキサノール、ヘプタノール、オクタノール、ノナノール、イソノナノール、デカノール、２−プロピルヘプタノール、２−エチルヘキサノール、ドデカノール、テトラデカノール、セチルアルコール、及びステアリルアルコール、並びにそれらの組み合わせからなる群より選択される、請求項２４〜２６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２８】
前記飽和一価アルコールは、無水マレイン酸１００モルに対して、１００〜２００００モルの量で使用される、請求項２４〜２７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２９】
工程（２）は、２０〜１５０℃の温度で０．５〜８時間行われる、請求項２４〜２８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３０】
前記アイオノマーは、架橋マレイン酸エステルアイオノマー微小球であり、
（１）無水マレイン酸と式（Ｉ）で表されるモノマーＭＢとを、共重合ユニット中で、開始剤、架橋剤、及び反応溶媒の存在下で共重合反応させることで、無水マレイン酸系コポリマー微小球を含むポリマー母液を得る工程と、
【化２】
2021500457.tif 000021
（２）前記ポリマー母液を連続的な第１の分離にかけて、分離固体含有相及び分離液−Ｉを得る工程と、
（３）前記分離固体含有相を洗浄ユニットに供給し、少なくとも１回のアルコール洗浄及び連続的な第２の分離を行い、コポリマースラグ相及び洗浄上澄液を得る工程と、
（４）前記コポリマースラグ相を塩基のアルコール溶液と反応させ、得られた前記生成物を連続的に第３の分離にかけて、アイオノマー微小球を含む遠心分離スラグ相及び分離液−ＩＩを得る工程と、
（５）前記遠心分離スラグ相を乾燥ユニットに送り、乾燥させ、架橋マレイン酸エステルアイオノマー微小球を得る工程と、
（６）前記分離液−Ｉ、前記分離液−ＩＩ、及び前記洗浄上澄液を溶媒回収ユニットに導入し、回収によって得られた前記回収溶媒と回収アルコールとをそれぞれ工程（１）及び（３）に戻す工程と、を含む、請求項１０〜１９及び２４〜２９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３１】
工程（２）における前記第１の分離は、９０００より大きく、好ましくは９０００〜６００００の分離係数を有する、請求項３０に記載の方法。
【請求項３２】
工程（３）における前記第２の分離は、９０００より大きく、好ましくは９０００〜６００００の分離係数を有する、請求項３０又は３１に記載の方法。
【請求項３３】
工程（４）における前記第３の分離は、９０００より大きく、好ましくは９０００〜６００００の分離係数を有する、請求項３０〜３２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３４】
工程（３）において、前記アルコールは、メタノール又はエタノールから選択される、請求項３０〜３３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３５】
前記アイオノマーは、架橋マレイン酸アイオノマー微小球であり、
（１）無水マレイン酸と式（Ｉ）で表されるモノマーＭＢとを、共重合ユニット中で、開始剤、架橋剤、及び反応溶媒の存在下で共重合反応させ、無水マレイン酸系コポリマー微小球を含むポリマー母液を得る工程と、
【化３】
2021500457.tif 000022
（２）前記ポリマー母液を連続的な第１の分離にかけて、分離固体含有相及び分離液−Ｉを得る工程と、
（３）前記分離固体含有相をアルカリ液と反応させ、得られた前記生成物を連続的に第２の分離にかけて、アイオノマー微小球を含む遠心分離スラグ相、水相、及び分離液−ＩＩを得る工程と、
（４）前記遠心分離スラグ相を洗浄ユニットに導入し、少なくとも１回のアルコール洗浄及び第３の分離を行い、アイオノマースラグ相及び洗浄上澄液を得る工程と、
（５）前記アイオノマースラグ相を乾燥ユニットに送り、乾燥させ、架橋マレイン酸アイオノマー微小球を得る工程と、
（６）前記分離液−Ｉ、前記分離液−ＩＩ、及び前記洗浄上澄液を溶媒回収ユニットに導入し、回収によって得られた回収溶媒と回収アルコールとをそれぞれ工程（１）及び（４）に戻す工程と、を含む、請求項１０〜２３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３６】
工程（２）における前記第１の分離は、９０００より大きく、好ましくは９０００〜６００００の分離係数を有する、請求項３５に記載の方法。
【請求項３７】
工程（３）における前記第２の分離は、９０００より大きく、好ましくは９０００〜６００００の分離係数を有する、請求項３５又は３６に記載の方法。
【請求項３８】
工程（４）における前記第３の分離は、９０００より大きく、好ましくは９０００〜６００００の分離係数を有する、請求項３５〜３７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３９】
工程（４）において、前記アルコールは、メタノール又はエタノールから選択される、請求項３５〜３８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項４０】
工程（３）において、前記反応は、２０〜８０℃の温度で０．５〜８時間行われる、請求項３５〜３９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項４１】
請求項１〜９のいずれか一項に記載のアイオノマー、又は請求項１０〜４０のいずれか一項に記載の方法によって製造されたアイオノマーの、ポリエチレンテレフタレートの改質のための核剤としての使用。
【請求項４２】
請求項１〜９のいずれか一項に記載のアイオノマー、又は請求項１０〜４０のいずれか一項に記載の方法によって製造されたアイオノマーを、核剤として含む、ポリエチレンテレフタレート組成物。
【請求項４３】
請求項１〜９のいずれか一項に記載のアイオノマー、又は請求項１０〜４０のいずれか一項に記載の方法によって製造されたアイオノマーが、ポリエチレンテレフタレートの核剤として導入される、ポリエチレンテレフタレートの改質方法。
【請求項４４】
連続的に連通する共重合ユニット、洗浄ユニット、アイオノマー形成反応ユニット、乾燥ユニット、及び溶媒回収ユニットを備え、
前記共重合ユニットは、コモノマーを共重合反応させ、得られた無水マレイン酸系コポリマー微小球を含むポリマー母液を連続的に第１の分離にかけて、分離固体含有相及び分離液−Ｉを得るために使用され、
前記洗浄ユニットは、前記分離固体含有相を少なくとも１回のアルコール洗浄及び連続的な第２の分離にかけて、コポリマースラグ相及び洗浄上澄液を得るために使用され、
前記アイオノマー形成反応ユニットは、前記コポリマースラグ相を反応させ、製造されたアイオノマー反応液を第３の分離に連続的にかけて、アイオノマー微小球を含む遠心分離スラグ相及び分離液−ＩＩを得るために使用され、
前記乾燥ユニットは、前記遠心分離スラグ相を乾燥させて、前記架橋マレイン酸エステルアイオノマー微小球を得るために使用され、
前記溶媒回収ユニットは、前記分離液−Ｉ、前記分離液−ＩＩ、及び前記洗浄上澄液から不純物を除去し、分離して得られた前記回収溶媒と回収アルコールとをそれぞれ前記共重合ユニット及び前記洗浄ユニットに戻すために使用され、
このシステムは、前記架橋マレイン酸エステルアイオノマー微小球の連続製造を達成するために使用される、
請求項３０〜３４のいずれか一項に記載の方法を実施するためのシステム。
【請求項４５】
前記共重合ユニットは、反応溶媒貯蔵タンク（Ｖ−１３）、反応液混合容器（Ｒ−１１）、共重合反応器（Ｒ−１２）、第１ディスク遠心分離機（Ｓ−２１）、第１オンライン濁度計（Ａ−２１）、及び分離液貯蔵タンク（Ｖ−２５）を備え、
前記反応溶媒貯蔵タンク（Ｖ−１３）は、前記反応溶媒を貯蔵するために使用され、
前記反応液混合容器（Ｒ−１１）は、前記反応溶媒と前記反応の原料とを反応液に混合するために使用され、
前記共重合反応器（Ｒ−１２）は、前記反応液の共重合反応を連続的に行うために使用され、
得られた前記ポリマー母液は、連続的な前記第１の分離のために前記第１ディスク遠心分離機（Ｓ−２１）に連続的に流入し、得られた前記分離液−Ｉは、前記第１オンライン濁度計（Ａ−２１）を通過し、前記共重合反応器（Ｒ−１２）又は前記分離液貯蔵タンク（Ｖ−２５）に導入され、
好ましくは、前記第１オンライン濁度計（Ａ−２１）と前記共重合反応器（Ｒ−１２）との間、及び前記第１オンライン濁度計（Ａ−２１）と前記分離液貯蔵タンク（Ｖ−２５）との間にそれぞれバルブが設けられ、前記分離液−Ｉの濁度が前記基準に達しているときには前記分離液−Ｉを前記分離液貯蔵タンク（Ｖ−２５）に導入し、前記分離液−Ｉの濁度が前記基準に達していないときには前記分離液−Ｉを前記共重合反応器（Ｒ−１２）に導入する、請求項４４に記載のシステム。
【請求項４６】
前記洗浄ユニットは、アルコール貯蔵タンク（Ｖ−２７）、上澄液貯蔵タンク（Ｖ−２６）、及び少なくとも１組の洗浄装置を備え、前記洗浄装置の各組は、洗浄容器（Ｒ−２２）、第２ディスク遠心分離機（Ｓ−２２）、及び第２オンライン濁度計（Ａ−２２）を備え、
アルコール貯蔵タンク（Ｖ−２７）は、アルコール溶媒を貯蔵するために使用され、
洗浄容器（Ｒ−２２）は、前記分離固体含有相を前記アルコール溶媒で連続アルコール洗浄し、分散スラリーを得るために使用され、
前記分散スラリーは、連続的な前記第２の分離のために前記第２ディスク遠心分離機（Ｓ−２２）に連続的に導入され、得られた前記洗浄上澄液は、前記第２オンライン濁度計（Ａ−２２）を通過し、次いで前記洗浄容器（Ｒ−２２）又は前記上澄液貯蔵タンク（Ｖ−２６）に導入され、
好ましくは、前記第２オンライン濁度計（Ａ−２２）と前記洗浄容器（Ｒ−２２）との間、及び前記第２オンライン濁度計（Ａ−２２）と前記上澄液貯蔵タンク（Ｖ−２６）との間にそれぞれバルブが設けられ、前記洗浄上澄液の濁度が前記基準に達しているときには前記洗浄上澄液を前記上澄液貯蔵タンク（Ｖ−２６）に導入し、前記洗浄上澄液の濁度が前記基準に達していないときには前記洗浄上澄液を前記洗浄容器（Ｒ−２２）に導入する、
請求項４４又は４５に記載のシステム。
【請求項４７】
前記アイオノマー形成反応ユニットは、アルカリ液タンク（Ｖ−３１）、アイオノマー反応器（Ｒ−３２）、第３ディスク遠心分離機（Ｓ−３１）、及び第３オンライン濁度計（Ａ−３１）を備え、
アルカリ液タンク（Ｖ−３１）は、塩基のアルコール溶液を貯蔵して、それを前記反応に提供するために使用され、
アイオノマー反応器（Ｒ−３２）は、前記コポリマースラグ相と塩基のアルコール溶液との反応を行うために使用され、
得られた前記アイオノマー反応液は、連続的な第３の分離のために前記第３ディスク遠心分離機（Ｓ−３１）に連続的に流入し、得られた前記分離液−ＩＩは、前記第３オンライン濁度計（Ａ−３１）を通過し、次いで前記アイオノマー反応器（Ｒ−３２）又は前記上澄液貯蔵タンク（Ｖ−２６）に導入され、
好ましくは、前記第３オンライン濁度計（Ａ−３１）と前記アイオノマー反応器（Ｒ−３２）との間、及び前記第３オンライン濁度計（Ａ−３１）と前記上澄液貯蔵タンク（Ｖ−２６）との間にそれぞれバルブが設けられ、前記分離液−ＩＩの濁度が前記基準に達しているときには前記分離液−ＩＩを前記上澄液貯蔵タンク（Ｖ−２６）に導入し、前記分離液−ＩＩの濁度が前記基準に達していないときには前記分離液−ＩＩを前記アイオノマー反応器（Ｒ−３２）に導入する、請求項４４〜４６のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項４８】
前記乾燥ユニットは、乾燥機（Ｇ−４１）、凝縮器（Ｅ−４１）、及び乾燥凝縮液タンク（Ｖ−４１）を備え、
前記乾燥機（Ｇ−４１）は、前記遠心分離スラグ相を乾燥させて、前記架橋マレイン酸エステルアイオノマー微小球を得るために使用され、
前記凝縮器（Ｅ−４１）は、前記乾燥凝縮液タンク（Ｖ−４１）と連通しており、前記乾燥機（Ｇ−４１）から排出された気体溶媒を液体に凝縮するために使用され、その液体は前記乾燥凝縮液タンク（Ｖ−４１）に導入され、
前記乾燥凝縮液タンク（Ｖ−４１）は、アルコール貯蔵タンク（Ｖ−２７）と連通している、請求項４４〜４７のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項４９】
前記溶媒回収ユニットは、アルコール溶媒回収装置及び反応溶媒回収装置を備え、
前記アルコール溶媒回収装置は、前記上澄液貯蔵タンク（Ｖ−２６）、前記アルコール貯蔵タンク（Ｖ−２７）、及び前記反応溶媒回収装置と連通しており、前記洗浄上澄液中のアルコール溶媒を前記上澄液貯蔵タンク（Ｖ−２６）から回収し、それを前記アルコール貯蔵タンク（Ｖ−２７）に戻すために使用され、前記洗浄上澄液の残りの残留液は、前記反応溶媒回収装置に導入され、
前記反応溶媒回収装置は、前記分離液貯蔵タンク（Ｖ−２５）及び前記反応溶媒貯蔵タンク（Ｖ−１３）と連通しており、前記分離液貯蔵タンク（Ｖ−２５）から前記分離液を回収し、且つ前記残留液中の前記反応溶媒を回収し、前記反応溶媒貯蔵タンク（Ｖ−１３）に戻すために使用される、請求項４４〜４８のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項５０】
前記アルコール溶媒回収装置は、アルコール精留塔（Ｔ−５１）、アルコール熱交換器（Ｅ−５１）、アルコール凝縮液タンク（Ｖ−５１）、及び残留液リボイラー（Ｅ−５２）を備え、
前記アルコール精留塔（Ｔ−５１）は、前記上澄液貯蔵タンク（Ｖ−２６）からの前記洗浄上澄液を蒸留するために使用され、前記アルコール精留塔（Ｔ−５１）の頂部から排出されたアルコール蒸気は、前記アルコール熱交換器（Ｅ−５１）及び前記アルコール凝縮液タンク（Ｖ−５１）を連続的に通過することによって、前記回収アルコールを得、前記回収アルコールの一部は、前記アルコール精留塔（Ｔ−５１）に戻され、前記回収アルコールの他の部分は、前記洗浄ユニットで再使用するために前記アルコール貯蔵タンク（Ｖ−２７）に戻され、
残留液は、前記アルコール精留塔（Ｔ−５１）の底部から排出され、前記残留液の一部は、前記残留液リボイラー（Ｅ−５２）を通過した後、前記アルコール精留塔（Ｔ−５１）に戻され、前記残留液の他の部分は、前記反応溶媒回収装置に導入される、
請求項４９に記載のシステム。
【請求項５１】
前記反応溶媒回収装置は、供給タンク（Ｖ−５５）、反応溶媒精留塔（Ｔ−５２）、溶媒熱交換器（Ｅ−５３）、溶媒凝縮液タンク（Ｖ−５３）、及び廃液リボイラー（Ｅ−５４）を備え、
前記供給タンク（Ｖ−５５）は、前記アルコール精留塔（Ｔ−５１）の底部及び前記分離液貯蔵タンク（Ｖ−２５）と連通しており、前記残留液と前記分離液貯蔵タンク（Ｖ−２５）からの前記分離液とを混合して供給物として使用するために、使用され、
前記反応溶媒精留塔（Ｔ−５２）は、前記供給物を分留するために使用され、前記反応溶媒精留塔（Ｔ−５２）の頂部から排出される溶媒蒸気は、前記溶媒熱交換器（Ｅ−５３）及び前記溶媒凝縮液タンク（Ｖ−５３）を順次通ることによって、回収溶媒を得、前記回収溶媒の一部は、前記反応溶媒精留塔（Ｔ−５２）に戻され、前記回収溶媒の他の部分は、前記反応溶媒貯蔵タンク（Ｖ−１３）に戻され、前記共重合ユニットで再利用され、
廃液は、前記反応溶媒精留塔（Ｔ−５２）の底部から排出され、前記廃液の一部は、前記廃液リボイラー（Ｅ−５４）を通過した後、前記反応溶媒精留塔（Ｔ−５２）に戻され、前記廃液の他の部分は排出される、請求項４９に記載のシステム。
【請求項５２】
連続的に連通する共重合ユニット、アイオノマー形成反応ユニット、洗浄ユニット、乾燥ユニット、及び溶媒回収ユニットを備え、
前記共重合ユニットは、コモノマーを共重合反応させ、得られた無水マレイン酸系コポリマー微小球を含むポリマー母液を連続的に第１の分離にかけて、分離固体含有相及び分離液−Ｉを得るために使用され、
前記アイオノマー形成反応ユニットは、前記分離固体含有相を反応させ、製造された生成物を第２の分離に連続的にかけて、アイオノマー微小球を含む遠心分離スラグ相、水相、及び分離液−ＩＩを得るために使用され、
前記洗浄ユニットは、前記遠心分離スラグ相を少なくとも１回のアルコール洗浄及び連続的な第３の分離にかけて、アイオノマースラグ相及び洗浄上澄液を得るために使用され、
前記乾燥ユニットは、前記アイオノマースラグ相を乾燥させ、前記架橋マレイン酸アイオノマー微小球を得るために使用され、
前記溶媒回収ユニットは、前記分離液−Ｉ、前記分離液−ＩＩ、及び前記洗浄上澄液から不純物を除去し、分離して得られた回収溶媒と回収アルコールとをそれぞれ前記共重合ユニット、前記洗浄ユニットに戻すために使用され、
このシステムは、前記架橋マレイン酸アイオノマー微小球の連続製造を達成するために使用される、請求項３５〜４０のいずれか一項に記載の方法を実施するためのシステム。
【請求項５３】
前記共重合ユニットは、反応溶媒貯蔵タンク（Ｖ−１３）、反応液混合容器（Ｒ−１１）、共重合反応器（Ｒ−１２）、第１ディスク遠心分離機（Ｓ−２１）、第１オンライン濁度計（Ａ−２１）、及び分離液貯蔵タンク（Ｖ−２５）を備え、
前記反応溶媒貯蔵タンク（Ｖ−１３）は、前記反応溶媒を貯蔵するために使用され、
前記反応液混合容器（Ｒ−１１）は、前記反応溶媒と１つ以上の反応の原料とを反応液に混合するために使用され、
前記共重合反応器（Ｒ−１２）は、前記反応液の共重合反応を連続的に行うために使用され、
得られた前記ポリマー母液は、連続的な前記第１の分離のために前記第１ディスク遠心分離機（Ｓ−２１）に連続的に流入し、得られた前記分離液−Ｉは、前記第１オンライン濁度計（Ａ−２１）を通過し、前記共重合反応器（Ｒ−１２）又は前記分離液貯蔵タンク（Ｖ−２５）に導入され、
好ましくは、前記第１オンライン濁度計（Ａ−２１）と前記共重合反応器（Ｒ−１２）との間、及び前記第１オンライン濁度計（Ａ−２１）と前記分離液貯蔵タンク（Ｖ−２５）との間にそれぞれバルブが設けられ、前記分離液−Ｉの濁度が前記基準に達しているときには前記分離液−Ｉを前記分離液貯蔵タンク（Ｖ−２５）に導入し、前記分離液−Ｉの濁度が前記基準に達していないときは前記分離液−Ｉを前記共重合反応器（Ｒ−１２）に導入する、請求項５２に記載のシステム。
【請求項５４】
前記アイオノマー形成反応ユニットは、アルカリ溶解容器（Ｒ−２１）、アルカリ液タンク（Ｖ−３１）、アイオノマー反応器（Ｒ−３２）、第２ディスク遠心分離機（Ｓ−２２）、第２オンライン濁度計（Ａ−２２）、及び第３オンライン濁度計（Ａ−３１）を備え、
前記アルカリ溶解容器（Ｒ−２１）は、塩基を水に溶解してアルカリ液にするために使用され、
前記アルカリ液タンク（Ｖ−３１）は、前記アルカリ液を貯蔵し、それを前記反応に供給するために使用され、
前記アイオノマー反応器（Ｒ−３２）は、前記分離固体含有相と前記アルカリ液との反応のために使用され、
得られたアイオノマー反応液は、連続的な前記第２の分離のために前記第２ディスク遠心分離機（Ｓ−２２）に連続的に流入し、得られた前記水相は、前記第２オンライン濁度計（Ａ−２２）を通過し、前記分離液−ＩＩは、前記第３オンライン濁度計（Ａ−３１）を通過した後、前記アイオノマー反応器（Ｒ−３２）、前記分離液貯蔵タンク（Ｖ−２５）、又は前記アルカリ溶解容器（Ｒ−２１）に導入され、
好ましくは、前記第２オンライン濁度計（Ａ−２２）と前記アイオノマー反応器（Ｒ−３２）との間、前記第２オンライン濁度計（Ａ−２２）と前記アルカリ溶解容器（Ｒ−２１）との間、前記第３オンライン濁度計（Ａ−３１）と前記アイオノマー反応器（Ｒ−３２）との間、及び前記第３オンライン濁度計（Ａ−３１）と前記分離液貯蔵タンク（Ｖ−２５）との間に、それぞれバルブが配置され、前記分離液−ＩＩの濁度が前記基準に達しているときには前記分離液貯蔵タンク（Ｖ−２５）に前記分離液−ＩＩを導入し、前記水相の濁度が前記基準に達しているときには前記アルカリ溶解容器（Ｒ−２１）に前記水相を導入し、それらが前記基準に達していないときには前記アイオノマー反応器（Ｒ−３２）に前記水相と前記分離液−ＩＩとを導入する、請求項５２又は５３に記載のシステム。
【請求項５５】
前記洗浄ユニットは、アルコール貯蔵タンク（Ｖ−２７）、上澄液貯蔵タンク（Ｖ−２６）、及び少なくとも１組の洗浄装置を備え、前記洗浄装置の各組は、洗浄容器（Ｒ−２２）、第３ディスク遠心分離機（Ｓ−３１）、及び第４オンライン濁度計（Ａ−４１）を備え、
アルコール貯蔵タンク（Ｖ−２７）は、アルコール溶媒を貯蔵するために使用され、
洗浄容器（Ｒ−２２）は、連続的に前記遠心分離スラグ相を前記アルコール溶媒でアルコール洗浄し、分散スラリーを得るために使用され、
前記分散スラリーは、連続的な前記第３の分離のために前記第３ディスク遠心分離機（Ｓ−３１）に連続的に導入され、得られた前記洗浄上澄液は前記第４オンライン濁度計（Ａ−４１）を通過し、次いで前記洗浄容器（Ｒ−２２）又は前記上澄液貯蔵タンク（Ｖ−２６）に導入され、
好ましくは、前記第４オンライン濁度計（Ａ−４１）と前記洗浄容器（Ｒ−２２）との間、前記第４オンライン濁度計（Ａ−４１）と前記上澄液貯蔵タンク（Ｖ−２６）との間に、それぞれバルブが設けられ、前記洗浄上澄液の濁度が前記基準に達しているときには前記洗浄上澄液を前記上澄液貯蔵タンク（Ｖ−２６）に導入し、前記洗浄上澄液の濁度が前記基準に達していないときには前記洗浄上澄液を前記洗浄容器（Ｒ−２２）に導入する、
請求項５２〜５４のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項５６】
前記乾燥ユニットは、乾燥機（Ｇ−４１）、凝縮器（Ｅ−４１）、及び乾燥凝縮液タンク（Ｖ−４１）を備え、
前記乾燥機（Ｇ−４１）は、前記アイオノマースラグ相を乾燥させ、前記架橋マレイン酸アイオノマー微小球を得るために使用され、
前記凝縮器（Ｅ−４１）は、前記乾燥凝縮液タンク（Ｖ−４１）と連通しており、前記乾燥機（Ｇ−４１）から排出された気体溶媒を液体に凝縮するために使用され、前記液体は前記乾燥凝縮液タンク（Ｖ−４１）に導入され、
前記乾燥凝縮液タンク（Ｖ−４１）は、アルコール貯蔵タンク（Ｖ−２７）と連通している、請求項５２〜５５のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項５７】
前記溶媒回収ユニットは、アルコール溶媒回収装置及び反応溶媒回収装置を備え、
前記アルコール溶媒回収装置は、前記上澄液貯蔵タンク（Ｖ−２６）、前記アルコール貯蔵タンク（Ｖ−２７）、及び前記反応溶媒回収装置と連通しており、前記洗浄上澄液中のアルコール溶媒を前記上澄液貯蔵タンク（Ｖ−２６）から回収し、それを前記アルコール貯蔵タンク（Ｖ−２７）に戻すために使用され、前記洗浄上澄液の残りの残留液は、前記反応溶媒回収装置に導入され、
前記反応溶媒回収装置は、前記分離液貯蔵タンク（Ｖ−２５）及び前記反応溶媒貯蔵タンク（Ｖ−１３）と連通しており、前記分離液貯蔵タンク（Ｖ−２５）から前記分離液を回収し、且つ前記残留液中の前記反応溶媒を回収し、前記反応溶媒貯蔵タンク（Ｖ−１３）に戻すために使用される、請求項５２〜５６のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項５８】
前記アルコール溶媒回収装置は、アルコール精留塔（Ｔ−５１）、アルコール熱交換器（Ｅ−５１）、アルコール凝縮液タンク（Ｖ−５１）、及び残留液リボイラー（Ｅ−５２）を備え、
前記アルコール精留塔（Ｔ−５１）は、前記上澄液貯蔵タンク（Ｖ−２６）からの前記洗浄上澄液を蒸留するために使用され、前記アルコール精留塔（Ｔ−５１）の頂部から排出されたアルコール蒸気は、前記アルコール熱交換器（Ｅ−５１）及びアルコール凝縮液タンク（Ｖ−５１）を連続的に通過することによって、前記回収アルコールを得、前記回収アルコールの一部は、前記アルコール精留塔（Ｔ−５１）に戻され、前記回収アルコールの他の部分は、前記洗浄ユニットで再使用するために前記アルコール貯蔵タンク（Ｖ−２７）に戻され、
残留液は、前記アルコール精留塔（Ｔ−５１）の底部から排出され、前記残留液の一部は、前記残留液リボイラー（Ｅ−５２）を通過した後、前記アルコール精留塔（Ｔ−５１）に戻され、前記残留液の他の部分は、前記反応溶媒回収装置に導入される、請求項５７に記載のシステム。
【請求項５９】
前記反応溶媒回収装置は、供給タンク（Ｖ−５５）、反応溶媒精留塔（Ｔ−５２）、溶媒熱交換器（Ｅ−５３）、溶媒凝縮液タンク（Ｖ−５３）、及び廃液リボイラー（Ｅ−５４）を備え、
前記供給タンク（Ｖ−５５）は、前記アルコール精留塔（Ｔ−５１）の底部及び前記分離液貯蔵タンク（Ｖ−２５）と連通しており、前記残留液と前記分離液貯蔵タンク（Ｖ−２５）からの前記分離液とを混合し供給物として使用するために、使用され、
前記反応溶媒精留塔（Ｔ−５２）は、前記供給物を分留するために使用され、前記反応溶媒精留塔（Ｔ−５２）の頂部から排出される溶媒蒸気は、前記溶媒熱交換器（Ｅ−５３）及び前記溶媒凝縮液タンク（Ｖ−５３）を順次通ることによって、回収溶媒を得、前記回収溶媒の一部は、前記反応溶媒精留塔（Ｔ−５２）に戻され、前記回収溶媒の他の部分は、前記反応溶媒貯蔵タンク（Ｖ−１３）に戻され、前記共重合ユニットで再利用され、
廃液は、前記反応溶媒精留塔（Ｔ−５２）の底部から排出され、前記廃液の一部は、前記廃液リボイラー（Ｅ−５４）を通過した後、前記反応溶媒精留塔（Ｔ−５２）に戻され、前記廃液の他の部分は排出される、請求項５７に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
〔技術分野〕
本発明は、ポリマー材料の分野に関し、特に、架橋構造を有する微小球アイオノマー、その製造方法、及びその用途に関する。本発明はまた、架橋アイオノマー微小球の連続製造に関し、特に、本発明による架橋マレイン酸エステルアイオノマー微小球、及び架橋マレイン酸アイオノマー微小球の連続製造のためのシステム、及び方法に関する。
【０００２】
〔背景技術〕
イオン性ポリマー（略してアイオノマーとも呼ばれる）は、ポリマー鎖上に少数のイオン性基を有するポリマー材料の一種であり、イオン性基のモル含有量は、一般に１５％を超えない。アイオノマーは、無機イオンと有機分子との完全な組み合わせの単一体である。イオン性基の導入により、イオン−イオン相互作用；イオン−イオン対相互作用；イオン−双極子相互作用；及び水素結合の相互作用のような通常のポリマーには見出されない、アイオノマー中の分子間の特別な相互作用が存在する。これらの特別な相互作用により、アイオノマーは多くの独特の特性を有し、高分子改質及び機能性材料のような態様において重要な用途を有する。さらに、ポリマー微小球の製造及び用途に関する最近の研究は、機能性ポリマー材料の分野において、注目されている。ナノスケール〜ミクロンスケールのポリマー微小球は、大きな比表面積、強い吸着、強い凝集、及び強い表面反応能力等の特別な特性を有し、多くのハイテク分野で広く使用することができる。
【０００３】
Yan Zhe、Qiang Xihuaiらは、１，４−ジオキサンを溶媒とし、ｐ−トルエンスルホン酸を触媒とする、スチレン／無水マレイン酸コポリマーの高級脂肪アルコールモノエステルのナトリウム塩の調製について、論文「スチレン／無水マレイン酸コポリマーの脂肪アルコールモノエステルのナトリウム塩の調製及び表面活性（Preparation and Surface Activity of Sodium Salt of Fatty Alcohol Monoester of Styrene / Maleic Anhydride Copolymer）」（"China Surfactant Detergent & Cosmetics"、2012, 42(2): 97-100）に記載している。
【０００４】
Lai Xiaolin、Sun Chengdongらは、メチルエチルケトンを溶媒とし、トリエチルアミンを触媒とする、スチレン／無水マレイン酸コポリマーのエチルエステルの調製について、論文「ＳＭＡ−エタノールの合成、及びｐＨ感応特性（Synthesis and pH-sensitive property of SMA-ethanol）」（"Applied Chemical Industry"、2008, 37(5): 498-501）に記載している。反応混合物を石油エーテル中で沈殿させ、吸引濾過し、続いて乾燥させ、テトラヒドロフラン中に再溶解させ、石油エーテル中で再び沈殿させ、濾過し、乾燥させて、生成物を得た。
【０００５】
しかしながら、工業生産においては、ポリマー微小球及びアイオノマー微小球の両方は、超微粒子の洗浄及び精製、並びに固液分離に直面しなければならない。現在、一般的に用いられている方法は、三脚遠心分離機（three-feet centrifuge）、又は空気暴露操作を伴う板枠式厚濾機を用いる方法であり、プロセスの連続性と安全性を改善する必要がある。
【０００６】
ＣＮ１０２９２４６４１Ａは、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）のための核剤及びその製造方法を開示している。核剤は、加水分解、塩類化、及び精製を介して、ランダムコポリマー又はスチレンと無水マレイン酸との交互コポリマーから製造されたスチレン／マレイン酸アイオノマーである。製造方法は、無水マレイン酸モノマー、スチレンモノマー、開始剤、及び溶媒を窒素雰囲気中で均一に混合し、６０〜８０℃で１〜１．５時間反応させ、続いて反応生成物を溶媒中で沈殿させ、精製し、真空下で乾燥させて、コポリマーを得、次いでコポリマーを１，４−ジオキサンに溶解し、塩基のアルコール溶液を滴下し、生成したアイオノマーを沈殿剤から沈殿させ、続いて真空濾過及び精製して、スチレン／マレイン酸アイオノマーを得ることを含む。アイオノマーは、ＰＥＴの結晶化温度を上昇させ、結晶化速度を加速させることができる。
【０００７】
ＣＮ１０３１４５９０３Ａは、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）のための核剤及びその製造方法を開示している。核剤は、加水分解、塩類化、及び精製によって、ポリスチレン−ｂ−ポリ（スチレン−ａｌｔ−無水マレイン酸）ジブロックコポリマーから製造されたポリスチレン−ｂ−ポリ（スチレン−ａｌｔ−無水マレイン酸）ジブロックアイオノマーである。核剤は、ＰＥＴ溶融物中でミクロ相分離を形成することができ、それによってＰＥＴ結晶化のための結晶核を供給する。
【０００８】
しかしながら、ＰＥＴの核形成に対する効果に関して、前記方法によって製造されたポリマーを改善する余地は、依然として存在する。
【０００９】
〔発明の概要〕
本発明の第１の目的は、架橋構造を有する微小球アイオノマー、その製造方法、及びその用途を提供することである。微小球アイオノマーは従来技術の欠点を克服し、ＰＥＴの核形成に良好な効果を有する。
【００１０】
本発明の別の目的は、超微細粒子の困難な洗浄及び精製、並びに困難な固液分離に関する工業化生産における問題を十分に克服することができる、本発明による架橋マレイン酸エステルアイオノマー微小球及び架橋マレイン酸アイオノマー微小球の連続製造のためのシステム及び方法を提供することである。
【００１１】
前記目的を達成するために、本発明の第１の態様は、架橋構造を有する微小球アイオノマーであって、前記アイオノマーは、式（１）で表される構造単位Ａと、式（２）で表される構造単位Ｂと、架橋剤によって与えられる架橋構造とを含み、
【００１２】
【化１】
2021500457.tif 000003
【００１３】
式中、Ｍ１及びＭ２はそれぞれ独立して、Ｈと、金属カチオンと、直鎖、分枝、又は環状のＣ１−Ｃ２０飽和アルキル基とからなる群から選択され、ＲはＨ又はメチルであり、
前記アイオノマー中の前記構造単位Ａの少なくとも一部は、組み込まれた前記金属カチオンを含む。
【００１４】
本発明の第２の態様は、本発明によるアイオノマーを製造するための方法であって：
（１）無水マレイン酸と、式（２）で表される構造単位Ｂを与えるモノマーＭＢと、架橋剤と、を有機溶媒中で開始剤の存在下で接触させて、反応させる工程と；
（２）工程（１）で得られた生成物中の無水マレイン酸単位を開環させる、開環工程と；
を含む方法を提供する。
【００１５】
本発明のアイオノマー（又はアイオノマー微小球）は、架橋及び微小球構造を有し、ＰＥＴの核形成に良好な効果を有する。さらに、その製造方法は単純であり、アイオノマー微小球は、反応の終了後に沈殿剤を使用することなく、単純な分離操作によって得ることができる。従って、このような製造方法はまた、環境に優しい。一実施形態では、アイオノマーはワンポットプロセスによって製造することができ、重合後の懸濁液は分離及び乾燥される必要はなく、塩基と直接反応し、それによって、プロセスをさらに単純化し、エネルギー消費を低減する。
【００１６】
第２の態様の１つの実施形態において、本発明は、架橋マレイン酸エステルアイオノマー微小球を製造するための方法であって：
（１）無水マレイン酸と式（Ｉ）で表されるモノマーＭＢとを、共重合ユニット中で、開始剤、架橋剤、及び反応溶媒の存在下で共重合させ、無水マレイン酸系コポリマー微小球を含むポリマー母液を得る工程と；
【００１７】
【化２】
2021500457.tif 000004
【００１８】
（２）前記ポリマー母液を連続的な第１の分離にかけて、分離固体含有相及び分離液−Ｉを得る工程と；
（３）前記分離固体含有相を洗浄ユニットに供給し、少なくとも１回のアルコール洗浄及び連続的な第２の分離を行い、コポリマースラグ相及び洗浄上澄液を得る工程と；
（４）前記コポリマースラグ相を塩基のアルコール溶液と反応させ、得られた生成物を連続的に第３の分離にかけて、アイオノマー微小球を含む遠心分離スラグ相及び分離液−ＩＩを得る工程と；
（５）前記遠心分離スラグ相を乾燥ユニットに送り、乾燥させ、架橋マレイン酸エステルアイオノマー微小球を得る工程と；
（６）前記分離液−Ｉ、前記分離液−ＩＩ、及び前記洗浄上澄液を溶媒回収ユニットに導入し、回収によって得られた回収溶媒と回収アルコールとをそれぞれ工程（１）及び（３）に戻す工程と；を含む方法を提供する。
【００１９】
同様に、本発明は、架橋マレイン酸エステルアイオノマー微小球を製造するためのそのような方法を実施するためのシステムであって：
連続的に連通する共重合ユニット、洗浄ユニット、アイオノマー形成反応ユニット、乾燥ユニット、及び溶媒回収ユニットを備え：
前記共重合ユニットは、コモノマーを共重合反応させ、得られた無水マレイン酸系コポリマー微小球を含むポリマー母液を連続的に第１の分離にかけて、分離固体含有相及び分離液−Ｉを得るために使用され；
前記洗浄ユニットは、前記分離固体含有相を少なくとも１回のアルコール洗浄及び連続的な第２の分離にかけて、コポリマースラグ相及び洗浄上澄液を得るために使用され；
前記アイオノマー形成反応ユニットは、前記コポリマースラグ相を反応させ、製造されたアイオノマー反応液を第３の分離に連続的にかけて、アイオノマー微小球を含む遠心分離スラグ相及び分離液−ＩＩを得るために使用され；
前記乾燥ユニットは、前記遠心分離スラグ相を乾燥させて、前記架橋マレイン酸エステルアイオノマー微小球を得るために使用され；
前記溶媒回収ユニットは、前記分離液−Ｉ、前記分離液−ＩＩ、及び前記洗浄上澄液から不純物を除去し、分離して得られた回収溶媒と回収アルコールとをそれぞれ前記共重合ユニット及び前記洗浄ユニットに戻すために使用され；
このシステムは、前記架橋マレイン酸エステルアイオノマー微小球の連続製造を達成するために使用される；システムを提供する。
【００２０】
第２の態様の別の実施形態では、本発明は、架橋マレイン酸アイオノマー微小球を製造するための方法であって、：
（１）無水マレイン酸と式（Ｉ）で表されるモノマーＭＢとを、共重合ユニット中で、開始剤、架橋剤、及び反応溶媒の存在下で共重合させて、無水マレイン酸系コポリマー微小球を含むポリマー母液を得る工程と； 
【００２１】
【化３】
2021500457.tif 000005
【００２２】
（２）前記ポリマー母液を連続的な第１の分離にかけて、分離固体含有相及び分離液−Ｉを得る工程と；
（３）前記分離固体含有相をアルカリ液と反応させ、得られた生成物を連続的に第２の分離にかけて、アイオノマー微小球を含む遠心分離スラグ相、水相、及び分離液−ＩＩを得る工程と；
（４）前記遠心分離スラグ相を洗浄ユニットに導入し、少なくとも１回のアルコール洗浄及び第３の分離を行い、アイオノマースラグ相及び洗浄上澄液を得る工程と；
（５）前記アイオノマースラグ相を乾燥ユニットに送り、乾燥させ、架橋マレイン酸アイオノマー微小球を得る工程と；
（６）前記分離液−Ｉ、前記分離液−ＩＩ、及び前記洗浄上澄液を溶媒回収ユニットに導入し、回収によって得られた回収溶媒及び回収アルコールをそれぞれ工程（１）及び（４）に戻す工程と；を含む方法を提供する。
【００２３】
同様に、本発明はまた、架橋マレイン酸アイオノマー微小球を製造するためのそのような方法を実施するためのシステムであって：
連続的に連通する共重合ユニット、アイオノマー形成反応ユニット、洗浄ユニット、乾燥ユニット、及び溶媒回収ユニットを備え：
前記共重合ユニットは、コモノマーを共重合反応させ、得られた無水マレイン酸系コポリマー微小球を含むポリマー母液を連続的に第１の分離にかけて、分離固体含有相及び分離液−Ｉを得るために使用され；
前記アイオノマー形成反応ユニットは、前記分離固体含有相を反応させ、製造された生成物を第２の分離に連続的にかけて、アイオノマー微小球を含む遠心分離スラグ相、水相、及び分離液−ＩＩを得るために使用され；
前記洗浄ユニットは、前記遠心分離スラグ相を少なくとも１回のアルコール洗浄及び連続的な第３の分離にかけて、アイオノマースラグ相及び洗浄上澄液を得るために使用され；
前記乾燥ユニットは、前記アイオノマースラグ相を乾燥させ、前記架橋マレイン酸アイオノマー微小球を得るために使用され；
前記溶媒回収ユニットは、前記分離液−Ｉ、前記分離液−ＩＩ、及び前記洗浄上澄液から不純物を除去し、分離して得られた回収溶媒と回収アルコールとをそれぞれ前記共重合ユニット、前記洗浄ユニットにそれぞれ戻すために使用され；
このシステムは、前記架橋マレイン酸アイオノマー微小球の連続製造を達成するために使用される；システムを提供する。
【００２４】
前記技術的解決策により、本発明は、架橋及び微小球構造を有するマレイン酸エステル及びマレイン酸アイオノマーの連続製造を達成することができるシステム及び方法を提供する。本方法のプロセスは、溶媒からの超微細コポリマー又はアイオノマー微小球の連続固液遠心分離を達成することができ、使用される反応溶媒及び洗浄アルコール溶媒を再循環させることができる。本発明により提供される方法は、従来技術におけるシステムの種々のユニット間で採用され手動で操作される分離プロセスを排除することができ、溶媒の空気暴露操作を効果的に防止することができ、アイオノマー微小球の製造における連続反応、洗浄、及び分離プロセスを達成することができ、分離効果を効果的に安定化させることができ、遠心分離機の頻繁な始動及び停止操作を回避することができる。得られる微小球の平均粒径は、６００〜２０００ｎｍであり得る。
【００２５】
本発明の第３の態様は、ポリエチレンテレフタレートを改質するための核剤としての本発明によるアイオノマーの使用を提供する。
【００２６】
本発明の第４の態様は、核剤として本発明によるアイオノマーを含むポリエチレンテレフタレート組成物を提供する。
【００２７】
本発明の第５の態様は、本発明によるアイオノマーが核剤としてポリエチレンテレフタレートに導入される、ポリエチレンテレフタレートを改質する方法を提供する。
【００２８】
〔図面の説明〕
図１は、実施例１で合成したアイオノマーの赤外スペクトルである；
図２は、実施例１で合成したアイオノマーの走査型電子顕微鏡写真である；
図３は、実施例Ｄ１で合成したスチレン／マレイン酸ナトリウム塩アイオノマーの赤外スペクトルである；
図４は、実施例Ｄ１で合成したスチレン／マレイン酸ナトリウム塩アイオノマーの走査型電子顕微鏡写真である；
図５は、比較例Ｅ１で合成したスチレン／マレイン酸ナトリウム塩アイオノマーの赤外スペクトルである；
図６は、実施例Ｆ１で得られたマレイン酸エステルアイオノマー微小球の赤外スペクトルである；
図７は、実施例Ｆ１で得られたマレイン酸エステルアイオノマー微小球の走査型電子顕微鏡写真である；
図８は、本発明によって提供されるマレイン酸エステルアイオノマー微小球を製造するためのシステムの概略図Ｉである；
図９は、本発明によって提供されるマレイン酸エステルアイオノマー微小球を製造するためのシステムの概略図ＩＩである；
図１０は、本発明によって提供されるマレイン酸エステルアイオノマー微小球を製造するための方法の概略フローチャートである；
図１１は、実施例Ｇ１で得られたマレイン酸アイオノマー微小球の赤外スペクトルである；
図１２は、実施例Ｇ１で得られたマレイン酸アイオノマー微小球の走査型電子顕微鏡写真である；
図１３は、本発明によって提供されるマレイン酸アイオノマー微小球を製造するためのシステムの概略図Ｉである；
図１４は、本発明によって提供されるマレイン酸アイオノマー微小球を製造するためのシステムの概略図ＩＩである；
図１５は、本発明によって提供されるマレイン酸アイオノマー微小球を製造するための方法の概略フローチャートである。
【００２９】
〔発明の詳細な説明〕
（微小球アイオノマー）
本発明により提供される架橋構造を有する微小球アイオノマーは、式（１）で表される構造単位Ａ、式（２）で表される構造単位Ｂ、及び架橋剤により与えられる架橋構造を含み、
【００３０】
【化４】
2021500457.tif 000006
【００３１】
式中、Ｍ１及びＭ２はそれぞれ独立して、Ｈと、金属カチオンと、直鎖、分枝、又は環状のＣ１−Ｃ２０飽和アルキル基と、からなる群から選択され、ＲはＨ又はメチルである。
【００３２】
一実施形態では、Ｍ１及びＭ２はそれぞれ独立して、Ｈ及び金属カチオンからなる群から選択される。このような微小球アイオノマーは、マレイン酸アイオノマー微小球とも呼ばれる。
【００３３】
別の実施形態では、Ｍ１及びＭ２はそれぞれ独立して、金属カチオンと、直鎖、分枝、又は環状のＣ１−Ｃ２０飽和アルキル基と、からなる群から選択され、あるいはＨから選択されてもよい。このような微小球アイオノマーはエステル基を含み、マレイン酸エステルアイオノマー微小球とも呼ばれる。
【００３４】
本明細書に記載する直鎖、分枝、又は環状のＣ１−Ｃ２０飽和アルキル基とは、例えば、Ｃ１、Ｃ２、Ｃ４、Ｃ６、Ｃ８、Ｃ１０、Ｃ１２、Ｃ１５、Ｃ２０、又はそれらの間の任意の値の飽和アルキル基、例えば、メチル、エチル、ｎ−プロピル、イソプロピル、tert−ブチル、ｎ−ブチル、イソブチル、ｎ−ペンチル、ｎ−ヘキシル、ｎ−ヘプチル、ｎ−オクチル、２−メチルブチル、３−メチルブチル、シクロヘキシル、ｎ−ノニル、イソノニル、デシル、２−プロピルヘプチル、２−エチルヘキシル、ドデシル、テトラデシル、セチル、ステアリル、他、である。
【００３５】
アイオノマー中の構造単位Ａの少なくとも一部は、組み込まれた金属カチオンを含む。
【００３６】
金属カチオンは、種々の一般的な金属カチオン、例えば、Ｌｉ＋、Ｎａ＋、Ｋ＋、並びに一価当量（monovalent equivalent）のＣａ２＋、Ｍｇ２＋、Ｂａ２＋、及びＺｎ２＋であり得る。
【００３７】
本明細書で使用される「アイオノマー」という用語は、当技術分野で周知であり、「イオン性ポリマー」とも呼ばれ、ポリマー鎖上に少数のイオン性基を有するポリマー材料を指す。
【００３８】
本発明の好ましい実施形態では、構造単位Ａと構造単位Ｂとの間のモル比は、１００：（１００〜１２０）であり、より好ましくは１００：（１００〜１０５）である。
【００３９】
本発明の別の好ましい実施形態では、構造単位Ａと架橋構造との間のモル比は、１００：（１〜４０）であり、より好ましくは１００：（１０〜３０）である。
【００４０】
本発明において、好ましい実施形態によれば、アイオノマー中の金属カチオンのモル含有量は、アイオノマー中の構造単位Ａの総モル量の１０〜１２０％（例えば、１０％、２０％、３０％、４０％、５０％、６０％、７０％、８０％、９０％、９５％、１００％、１１０％、１１５％、１２０％、又は前記数値の間の任意の値）を含む。アイオノマーの架橋度は好ましくは６５％以上（例えば、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、又は前記数値の間の任意の値）である。アイオノマーは微小球形状であり、１５０〜２０００ｎｍ（例えば、１５０ｎｍ、２５０ｎｍ、３５０ｎｍ、４５０ｎｍ、５５０ｎｍ、６５０ｎｍ、７５０ｎｍ、８５０ｎｍ、９５０ｎｍ、１０５０ｎｍ、１１５０ｎｍ、１２５０ｎｍ、１３５０ｎｍ、１４５０ｎｍ、１５５０ｎｍ、１６５０ｎｍ、１７５０ｎｍ、１８５０ｎｍ、２０００ｎｍ、又は前記数値の間の任意の値）の平均粒径を有する。
【００４１】
本発明において、金属カチオンのモル含有量は、蛍光Ｘ線スペクトル解析によって得られる。
【００４２】
架橋度はゲル含有量の尺度であり、溶媒としてテトラヒドロフランを使用する溶媒抽出法によって測定される。
【００４３】
平均粒径は、数平均粒径で特性付けられ、走査型電子顕微鏡で測定される。
【００４４】
本発明において、架橋剤は、ラジカル重合が可能な種々の一般的な二官能性又は多官能性ビニルモノマーであってもよい。好ましくは、架橋剤は、ジビニルベンゼン及び／又は少なくとも２つのアクリレート基を含むアクリレート架橋剤であり、アクリレート基の構造式は：−Ｏ−Ｃ（Ｏ）−Ｃ（Ｒ’）＝ＣＨ２であり、Ｒ’はＨ又はＣ１−Ｃ４アルキル（メチル等）である。
【００４５】
より好ましくは、架橋剤は、ジビニルベンゼン、プロピレングリコールビス（メタ）アクリレート（１，３−プロピレングリコールジメタクリレート、１，２−プロピレングリコールジメタクリレート、１，３−プロピレングリコールジアクリレート、１，２−プロピレングリコールジアクリレート等）、エチレングリコールビス（メタ）アクリレート（エチレングリコールジメタクリレート、エチレングリコールジアクリレート、ジエチレングリコールジメタクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、テトラエチレングリコールジメタクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレート等）、トリメチロールプロパントリアクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、ビス（トリメチロールプロパン）テトラアクリレート、ビス（トリメチロールプロパン）テトラメタクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、ポリエチレングリコールジメタクリレート、フタル酸ジエチレングリコールジアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、及びエトキシル化多官能性アクリレート、からなる群から選択される少なくとも１つである。
【００４６】
（アイオノマーの製造方法）
本発明によるアイオノマーは、以下の方法によって製造される：
（１）無水マレイン酸と、式（２）で表される構造単位Ｂを提供するモノマーＭＢと、架橋剤とを有機溶媒中で開始剤の存在下で接触させて反応させる工程；
（２）工程（１）で得られた生成物中の無水マレイン酸単位を開環させる、開環工程。
【００４７】
当業者は、無水マレイン酸は式（１）で表される構造単位Ａを与える物質であることを理解することができる。モノマーＭＢは、式（２）で表される構造単位Ｂを与える物質であり、α−メチルスチレン又はスチレンであってもよい。
【００４８】
工程（１）の反応は、ＣＮ１０１３３８００８Ａに記載されているものと類似の方法によって行うことができる。
【００４９】
本発明の工程（１）において、使用されるそれぞれの原料の量に特に要件は無い。好ましくは、モノマーＭＢの量は、無水マレイン酸１００モルに対して、５０〜１５０モル、より好ましくは７５〜１００モルである。
【００５０】
好ましくは、架橋剤の量は、無水マレイン酸１００モルに対して、１〜４０モル、より好ましくは１０〜２０モル、さらにより好ましくは１５〜２０モルである。
【００５１】
好ましくは、有機溶媒の量は、無水マレイン酸１００モルに対して、５０〜１５０Ｌ、より好ましくは７５〜１００Ｌである。
【００５２】
好ましくは、開始剤の量は、無水マレイン酸１００モルに対して、０．０５〜１０モル、より好ましくは１〜１．５モルである。
【００５３】
本発明の工程（１）において、有機溶媒は、溶液重合反応のための種々の一般的な溶媒であり得る。例えば、有機溶媒は、有機酸のアルキルエステル、すなわち単独で使用される有機酸のアルキルエステル、又は有機酸のアルキルエステルとアルカンとの混合物、又は有機酸のアルキルエステルと芳香族炭化水素との混合物を含む。とりわけ、有機酸のアルキルエステルは、ギ酸メチル、ギ酸エチル、ギ酸プロピル、ギ酸ブチル、ギ酸イソブチル、ギ酸ペンチル、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル、酢酸イソブチル、酢酸 sec−ブチル、酢酸アミル、酢酸イソアミル、酢酸ベンジル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、プロピオン酸ブチル、酪酸メチル、酪酸エチル、酪酸ブチル、酪酸イソブチル、酪酸イソアミル、イソ吉草酸イソアミル、安息香酸メチル、安息香酸エチル、安息香酸プロピル、安息香酸ブチル、安息香酸イソペンチル、酢酸フェニルメチル、及び酢酸フェニルエチルからなる群から選択される少なくとも１つを含むが、これらに限定されない。アルカンは、ｎ−ヘキサン及び／又はｎ−ヘプタンを含むが、これらに限定されない。芳香族炭化水素は、ベンゼン、トルエン、及びキシレンからなる群から選択される少なくとも１つを含むが、これらに限定されない。
【００５４】
本発明の工程（１）において、開始剤は、無水マレイン酸とα−メチルスチレン（又はスチレン）との重合反応を開始させるために当技術分野で一般に使用される試薬であってもよく、熱分解型開始剤であってもよい。好ましくは、開始剤は、ジベンゾイルペルオキシド、ジクミルペルオキシド、ジ−tert−ブチルペルオキシド、ラウロイルペルオキシド、tert−ブチルペルオキシベンゾエート、ジイソプロピルペルオキシジカーボネート、ジシクロヘキシルペルオキシジカーボネート、アゾビスイソブチロニトリル、及びアゾビスイソヘプトニトリルからなる群から選択される少なくとも１つである。
【００５５】
本発明の工程（１）で用いることができる架橋剤の具体的な種類は、上述の通りである。
【００５６】
本発明の工程（１）において、反応条件に特に要件は無いが、好ましくは、反応条件は、アイオノマーの架橋度が６５％以上であるような条件である。より好ましくは、工程（１）において、反応条件は、窒素又はアルゴン等の不活性雰囲気；５０〜９０℃、さらに好ましくは６０〜７０℃の温度；及び３〜１５時間、さらに好ましくは５〜１２時間の時間を含む。
【００５７】
工程（２）については、マレイン酸アイオノマー微小球の工程（２）及びマレイン酸エステルアイオノマー微小球の工程（２）を異なる条件下で行う。
【００５８】
マレイン酸アイオノマー微小球については、工程（２）は、工程（１）で得られた生成物を水の存在下で塩類化のための塩基と反応させることによって行うことができる。
【００５９】
この技術的解決策の工程（２）において、塩基の使用は、アイオノマー中の無水マレイン酸によって与えられる構造単位の総モル量に基づいて、アイオノマー中の金属カチオンのモル含有量のパーセントを、特定の範囲内、好ましくは前記範囲内にする。塩基の量は、慣習的に選択され得、好ましくは、塩基の量は、無水マレイン酸１００モルに対して、１０〜２００モル（例えば、１０モル、５０モル、１００モル、１５０モル、１９０モル、２００モル、又は前記数値の間の任意の値）である。塩基は、好ましくは水溶液の形態で使用され、塩基の水溶液の濃度は、好ましくは１〜３０重量％である。
【００６０】
塩基は、塩類化される工程（１）で得られたポリマー中のカルボキシル水素の一部が金属で置換されていれば、当該技術分野で従来使用されている塩基性物質、すなわち（上述したような）金属カチオンを与えることができる塩基性物質であってもよい。好ましくは、塩基は、金属水酸化物及び／又は金属酢酸塩から選択される。金属は、元素周期表のＩＡ族、ＩＩＡ族、及び／又はＩＩＢ族からの金属（特に、リチウム、ナトリウム、カリウム、カルシウム、バリウム、亜鉛、及び／又はマグネシウム）等の一価金属又は二価金属の同等物であってもよい。より好ましくは、塩基は、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム、水酸化バリウム、水酸化亜鉛、水酸化マグネシウム、酢酸リチウム、酢酸ナトリウム、酢酸カリウム、酢酸カルシウム、酢酸バリウム、及び酢酸亜鉛からなる群から選択される少なくとも１つである。
【００６１】
この技術的解決策の工程（２）において、塩類化は従来の条件下で行うことができる。例えば、塩類化条件は、２０〜１００℃、好ましくは３０〜１００℃の温度、及び０．５〜８時間、好ましくは０．５〜６時間の時間を含む。
【００６２】
この技術的解決策の工程（２）において、工程（１）で得られた生成物（懸濁液の形態で）は、塩基と反応させる前に後処理（分離、洗浄、及び乾燥）することもできる。洗浄は、従来の洗浄溶媒、例えば、ｎ−ヘキサン、イソヘキサン、シクロヘキサン、ｎ−ヘプタン、ｎ−オクタン、イソオクタン、メタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、イソプロパノール、ジエチルエーテル、イソプロピルエーテル、及びメチルtert−ブチルエーテルからなる群から選択される少なくとも１つを使用して行ってもよい。このようにして、アイオノマー含有分散系が塩類化後に得られ、分散系のさらなる分離処理によって、アイオノマー生成物を得ることができる。例えば、分離処理は、遠心分離、水洗、有機溶媒洗浄（前記洗浄溶媒、すなわち、ｎ−ヘキサン、イソヘキサン、シクロヘキサン、ｎ−ヘプタン、ｎ−オクタン、イソオクタン、メタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、イソプロパノール、ジエチルエーテル、イソプロピルエーテル、及びメチルtert−ブチルエーテルからなる群から選択される少なくとも１つ、を用いることができる）、遠心分離、及び乾燥（真空乾燥等）で行われる。
【００６３】
本発明者らは、有機溶媒を除去する工程を行わずに、工程（１）で得られた懸濁液を塩類化用塩基と直接反応させることによっても、本発明のアイオノマーを効果的に製造できることを見出した。従って、本発明の一実施形態によれば、工程（２）において、工程（１）で得られた生成物を塩基と直接反応させることができ（ワンポット法）、その結果、塩類化後にアイオノマー含有混合系が得られる。混合系は、さらに分離処理にかけることができ、アイオノマー生成物が得られる。例えば、混合系を静置して層分離し、上層の有機相をリサイクルし、下層である重い相を遠心分離、水洗−遠心分離、及び乾燥（例えば、真空乾燥）してアイオノマーを得る。この好ましい方法は、ワンポットプロセスを採用する。生成物の後処理は、１回の液−液分離、固−液分離、洗浄、及び乾燥のみを必要とし、これは、１バッチに必要とされる時間を効果的に短縮し、プロセスを単純化し、ユニット装置を減少させ、そしてエネルギー消費を効果的に減少させる。このプロセスは、反応媒体として１つの有機溶媒のみを必要とし、溶媒は、層に分離し乾燥操作することのみによってリサイクルすることができる。さらに、特別な水分離装置を必要とせず、反応器中で層への分離を達成することができ、溶媒は蒸留による精製を必要とせずにリサイクルすることができる。また、省エネルギーであり、消費量を低減でき、有機溶剤の使用による環境汚染を効果的に低減することができる。
【００６４】
マレイン酸エステルアイオノマー微小球については、工程（２）は、工程（１）で得られた生成物を塩基及び飽和一価アルコールと混合し反応させることによって行うことができる。
【００６５】
この技術的解決策の工程（２）において、塩基の使用は、アイオノマー中の無水マレイン酸によって与えられる構造単位の総モル量に基づいて、アイオノマー中の金属カチオンのモル含有量のパーセントを、特定の範囲内、好ましくは既に上述した範囲内にする。塩基の量は、慣習的に選択され得る。好ましくは、塩基の量は、無水マレイン酸１００モルに対して、５〜１００モル（例えば、５モル、１０モル、２０モル、５０モル、８０モル、１００モル、又は前記数値の間の任意の値）である。
【００６６】
この技術的解決策の工程（２）では、塩基は、当技術分野で従来使用されている塩基性物質（金属カチオンを与えることができる塩基性物質（前記））であってもよい。好ましくは、塩基は、金属水酸化物、金属酢酸塩、及び金属アルコキシド（特に、Ｃ１−Ｃ１０アルコキシド）からなる群から選択される少なくとも１つである。金属は、元素周期表のＩＡ族、ＩＩＡ族、及び／又はＩＩＢ族からの金属（特に、リチウム、ナトリウム、カリウム、カルシウム、バリウム、亜鉛及び／又はマグネシウム）等の一価金属又は当量の二価金属であってもよい。より好ましくは、塩基は、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム、水酸化バリウム、水酸化亜鉛、水酸化マグネシウム、酢酸リチウム、酢酸ナトリウム、酢酸カリウム、酢酸カルシウム、酢酸バリウム、酢酸亜鉛、ナトリウムメトキシド、ナトリウムエトキシド、ナトリウムプロポキシド、ナトリウムイソプロポキシド、ナトリウムtert−ブトキシド、ナトリウムtert−ペントキシド、ナトリウムイソオクトキシド、カリウムメトキシド、リチウムメトキシド、亜鉛メトキシド、マグネシウムメトキシド、カルシウムメトキシド、カリウムエトキシド、バリウムエトキシド、カルシウムエトキシド、リチウムエトキシド、及びカリウムtert−ブトキシドからなる群から選択される少なくとも１つである。
【００６７】
この技術的解決策の工程（２）において、飽和一価アルコールの使用は、アイオノマーにエステル基を導入する。飽和一価アルコールの量は特に要件は無いが、無水マレイン酸１００モルに対して、飽和一価アルコールの量は１００〜２００００モルであることが好ましい。
【００６８】
飽和一価アルコールは、工程（１）で得られたポリマーとエステル化反応を行うことができるものであれば、従来用いられている飽和一価アルコールであってもよい。それは、直鎖アルカノール、分枝アルカノール、又は環状アルカノールであってもよい。好ましくは、飽和一価アルコールは、Ｃ１−Ｃ２０（Ｃ１、Ｃ２、Ｃ４、Ｃ６、Ｃ８、Ｃ１０、Ｃ１２、Ｃ１５、Ｃ２０等、又はそこの間にある任意の数値）飽和一価アルコールである。より好ましくは、飽和一価アルコールは、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、イソブタノール、tert−ブタノール、ペンタノール、２−メチルブタノール、３−メチルブタノール、ヘキサノール、シクロヘキサノール、ヘプタノール、オクタノール、ノナノール、イソノナノール、デカノール、２−プロピルヘプタノール、２−エチルヘキサノール、ドデカノール、テトラデカノール、セチルアルコール、及びステアリルアルコールからなる群から選択される少なくとも１つである。
【００６９】
この技術的解決策の工程（２）では、反応は、従来の条件で行うことができる。例えば、反応条件は、２０〜１５０℃、好ましくは３０〜１００℃の温度；０．５〜８時間、好ましくは０．５〜６時間の時間を含む。
【００７０】
本発明において、アイオノマーは、他の試薬（又は溶媒）を導入する必要なしに、単純な固液分離工程を介して、工程（２）で得られた生成物から得ることができる。固液分離により得られた液相は、工程（１）において再利用することができる。固液分離の様式は、濾過、遠心分離、及び他の固液分離方法であり得る。得られた固相をさらに乾燥させて、アイオノマー生成物を得ることができる。
【００７１】
（架橋マレイン酸エステルアイオノマー微小球を連続製造するためのシステム及び方法）
本発明の別の態様は、架橋マレイン酸エステルアイオノマー微小球を製造するためのシステムを提供する。図８に示すように、当該システムは、
連続的に連通する共重合ユニット、洗浄ユニット、アイオノマー形成反応ユニット、乾燥ユニット、及び溶媒回収ユニットを備え、
共重合ユニットは、コモノマーを共重合反応させ、得られた無水マレイン酸系コポリマー微小球を含むポリマー母液を連続的に第１の分離にかけて、分離固体含有相及び分離液−Ｉを得るために使用され、
洗浄ユニットは、分離固体含有相を少なくとも１回のアルコール洗浄及び連続的な第２の分離にかけて、コポリマースラグ相及び洗浄上澄液を得るために使用され、
アイオノマー形成反応ユニットは、コポリマースラグ相を反応させ、製造されたアイオノマー反応液を第３の分離に連続的にかけて、アイオノマー微小球を含む遠心分離スラグ相及び分離液−ＩＩを得るために使用され、
乾燥ユニットは、遠心分離スラグ相を乾燥させて、架橋マレイン酸エステルアイオノマー微小球を得るために使用され、
溶媒回収ユニットは、分離液−Ｉ、分離液−ＩＩ、及び洗浄上澄液から不純物を除去し、分離して得られた回収溶媒と回収アルコールとをそれぞれ共重合ユニット及び洗浄ユニットに戻すために使用され、
このシステムは、架橋マレイン酸エステルアイオノマー微小球の連続製造を達成するために使用される。
【００７２】
本発明のこの態様によれば、好ましくは、共重合ユニットは、反応溶媒貯蔵タンクＶ−１３、反応液混合容器Ｒ−１１、共重合反応器Ｒ−１２、第１ディスク遠心分離機Ｓ−２１、第１オンライン濁度計Ａ−２１、及び分離液貯蔵タンクＶ−２５を備え、反応溶媒貯蔵タンクＶ−１３は、反応溶媒を貯蔵するために使用され、反応液混合容器Ｒ−１１は反応溶媒と反応の原料とを反応液に混合するために使用され、共重合反応器Ｒ−１２は、反応液の共重合反応を連続的に行うために使用され、得られたポリマー母液は、連続的な第１の分離のために第１ディスク遠心分離機Ｓ−２１に連続的に流入し、得られた分離液は第１オンライン濁度計Ａ−２１を通過し、共重合反応器Ｒ−１２又は分離液貯蔵タンクＶ−２５に導入される。
【００７３】
本発明のこの態様において、共重合反応器は、管状反応器、バッフル反応器、又は並列の２つの撹拌タンク反応器から選択され得る。
【００７４】
本発明のこの態様によれば、第１オンライン濁度計Ａ−２１を使用して、第１ディスク遠心分離機Ｓ−２１による分離によって得られた分離液−Ｉの濁度を監視し、分離液−Ｉの流れ方向を制御する。好ましくは、第１オンライン濁度計Ａ−２１と共重合反応器Ｒ−１２との間、及び第１オンライン濁度計Ａ−２１と分離液貯蔵タンクＶ−２５との間にそれぞれバルブが設けられ、分離液−Ｉの濁度が基準に達しているときには分離液−Ｉを分離液貯蔵タンクＶ−２５に導入し、分離液−Ｉの濁度が基準に達していないときには分離液−Ｉを共重合反応器Ｒ−１２に導入する。基準に達しているとは、分離液−Ｉの濁度が予め事前設定された値、例えば０．１重量％（０．１ｇのポリマー微小球を１００ｇの溶媒に分散させることによって形成される濁った液体の対応する濁度値）未満である、ということを意味する。
【００７５】
本発明の文脈において、濁度とは、均一に混合された混合物中の懸濁粒子による光の吸収、散乱、又は屈折による、混合物の巨視的に見える混濁度を指し、その値は濁度計を用いて測定される。濁度値は、粒子の特性及び濃度に関連する。従って、同種の粒子については、濁度値を粒子濃度の指標として用いることができ、ここでは粒子濃度（溶媒１００ｇ中の粒子の質量ｇ、重量％）により特性付けされる。
【００７６】
本発明により提供されるシステムでは、共重合反応器Ｒ−１２から排出される高濃度反応液は、従来技術において手動で操作される分離プロセスを回避することができる。共重合反応器Ｒ−１２と洗浄容器Ｒ−２２との間に配置された第１ディスク遠心分離機Ｓ−２１と第１オンライン濁度計Ａ−２１とを組み合わせて使用することにより、反応液の連続的な第１の分離を達成し、反応液の暴露を低減し、空気暴露操作を回避することができる。
【００７７】
これに関連して、高濃度は以下に関連する：既存のディスク遠心分離機は、一般に５重量％未満の固形分を有する低濃度の濁った液体の分離のために使用される。
【００７８】
本発明のこの態様によれば、洗浄ユニットは、アルコール貯蔵タンクＶ−２７、上澄液貯蔵タンクＶ−２６、及び少なくとも１組の洗浄装置を備え、洗浄装置の各組は洗浄容器Ｒ−２２、第２ディスク遠心分離機Ｓ−２２、及び第２オンライン濁度計Ａ−２２を備え、アルコール貯蔵タンクＶ−２７は、アルコール溶媒を貯蔵するために使用され、洗浄容器Ｒ−２２は、分離固体含有相をアルコール溶媒で連続アルコール洗浄し、分散スラリーを得るために使用され、分散スラリーは、連続的な第２の分離のために第２ディスク遠心分離機Ｓ−２２に連続的に導入され、得られた洗浄上澄液は、第２オンライン濁度計Ａ−２２を通過し、次いで洗浄容器Ｒ−２２又は上澄液貯蔵タンクＶ−２６に導入される。
【００７９】
本発明のこの態様によれば、第２オンライン濁度計Ａ−２２と洗浄容器Ｒ−２２との間、及び第２オンライン濁度計Ａ−２２と上澄液貯蔵タンクＶ−２６との間にそれぞれバルブが設けられ、洗浄上澄液の濁度が基準に達しているときには洗浄上澄液を上澄液貯蔵タンクＶ−２６に導入し、洗浄上澄液の濁度が基準に達していないときには洗浄上澄液を洗浄容器Ｒ−２２に導入する。
【００８０】
本発明のこの態様において、洗浄ユニットは、複数組の洗浄装置を備え得、例えば、前の組の第２ディスク遠心分離機Ｓ−２２による分離によって得られた遠心分離スラグ相は、アルコール溶媒でアルコール洗浄するために次の組の洗浄装置に連続的に供給され、次いで、同じ連続的な第２の分離が上述のように行われ、アルコール洗浄効果を満たす最終的なコポリマースラグ相は、本発明によって提供されるシステムの乾燥ユニットに入る。
【００８１】
本発明のこの態様では、洗浄容器Ｒ−２２から排出される高濃度分散スラリーは、従来技術において手動で操作される分離プロセスを回避することができる。洗浄容器Ｒ−２２とアイオノマー反応器Ｒ−３２との間に配置された第２ディスク遠心分離機Ｓ−２２と第２オンライン濁度計Ａ−２２とを組み合わせて使用することにより、分散スラリーを連続的に第２の分離にかけ、分散スラリーの暴露を低減し、空気暴露操作を回避することができる。
【００８２】
本発明のこの態様によれば、アイオノマー形成反応ユニットは、アルカリ液タンクＶ−３１、アイオノマー反応器Ｒ−３２、第３ディスク遠心分離機Ｓ−３１、及び第３オンライン濁度計Ａ−３１を備え、アルカリ液タンクＶ−３１は、塩基のアルコール溶液を貯蔵して、それを反応に提供するために使用され、アイオノマー反応器Ｒ−３２は、コポリマースラグ相と塩基のアルコール溶液との反応を行うために使用され、得られたアイオノマー反応液は、連続的な第３の分離のために第３ディスク遠心分離機Ｓ−３１に連続的に流入し、得られた分離液−ＩＩは、第３オンライン濁度計Ａ−３１を通過し、次いでアイオノマー反応器Ｒ−３２又は上澄液貯蔵タンクＶ−２６に導入される。
【００８３】
本発明のこの態様において、アイオノマー反応器は、管状反応器、バッフル反応器、又は撹拌タンク反応器から選択され得る。
【００８４】
本発明のこの態様によれば、第３オンライン濁度計Ａ−３１とアイオノマー反応器Ｒ−３２との間、及び第３オンライン濁度計Ａ−３１と上澄液貯蔵タンクＶ−２６との間にそれぞれバルブが設けられ、分離液−ＩＩの濁度が基準に達しているときには分離液−ＩＩを上澄液貯蔵タンクＶ−２６に導入し、分離液−ＩＩの濁度が基準に達していないときには分離液−ＩＩをアイオノマー反応器Ｒ−３２に導入する。基準に達しているとは、分離液−ＩＩの濁度が予め事前設定された値、例えば０．１重量％未満である、ということを意味する。
【００８５】
本発明のこの態様では、アイオノマー反応器Ｒ−３２から排出される高濃度アイオノマー反応液は、従来技術において手動で操作される分離プロセスを回避することができる。アイオノマー反応器Ｒ−３２と乾燥機Ｇ−４１との間に配置された第３ディスク遠心分離機Ｓ−３１と第３オンライン濁度計Ａ−３１とを組み合わせて使用することにより、アイオノマー反応液の連続的な第３の分離を達成し、アイオノマー反応液の暴露を低減し、空気暴露操作を回避することができる。
【００８６】
本発明のこの態様によれば、乾燥ユニットは、乾燥機Ｇ−４１、凝縮器Ｅ−４１、及び乾燥凝縮液タンクＶ−４１を備え、乾燥機Ｇ−４１は、遠心分離スラグ相を乾燥させて、架橋マレイン酸エステルアイオノマー微小球を得るために使用され、凝縮器Ｅ−４１は、乾燥凝縮液タンクＶ−４１と連通しており、乾燥機Ｇ−４１から排出された気体溶媒を液体に凝縮するために使用され、液体は乾燥凝縮液タンクＶ−４１に導入され、乾燥凝縮液タンクＶ−４１は、アルコール貯蔵タンクＶ−２７と連通している。
【００８７】
本発明のこの態様では、乾燥機Ｇ−４１は、例えば、マイクロ波乾燥機、マイクロ波真空乾燥器、及び傾斜真空乾燥器（rake vacuum dryer）であってもよい。
【００８８】
乾燥を促進するために、乾燥凝縮液タンクＶ−４１を真空装置に接続することもできる。
【００８９】
本発明のこの態様によれば、図９に示すように、溶媒回収ユニットは、アルコール溶媒回収装置及び反応溶媒回収装置を備え、アルコール溶媒回収装置は、上澄液貯蔵タンクＶ−２６、アルコール貯蔵タンクＶ−２７、及び反応溶媒回収装置と連通しており、洗浄上澄液中のアルコール溶媒を上澄液貯蔵タンクＶ−２６から回収し、それをアルコール貯蔵タンクＶ−２７に戻すために使用され、洗浄上澄液の残りの残留液は、反応溶媒回収装置に導入され、反応溶媒回収装置は、分離液貯蔵タンクＶ−２５及び反応溶媒貯蔵タンクＶ−１３と連通しており、分離液貯蔵タンクＶ−２５から分離液を回収し、且つ残留液中の反応溶媒を回収し、反応溶媒貯蔵タンクＶ−１３に戻すために使用される。分離液貯蔵タンクＶ−２５中の分離液は、共重合ユニットからの分離液−Ｉ及びアイオノマー形成反応ユニットからの分離液−ＩＩを含むことができる。
【００９０】
本発明のこの態様によれば、アルコール溶媒回収装置は、アルコール精留塔Ｔ−５１、アルコール熱交換器Ｅ−５１、アルコール凝縮液タンクＶ−５１、及び残留液リボイラーＥ−５２を備え、アルコール精留塔Ｔ−５１は、上澄液貯蔵タンクＶ−２６から上澄液を蒸留するために使用され、アルコール精留塔Ｔ−５１の頂部から排出されたアルコール蒸気は、アルコール熱交換器Ｅ−５１及びアルコール凝縮液タンクＶ−５１を連続的に通過することによって、回収アルコールを得、回収アルコールの一部は、アルコール精留塔Ｔ−５１に戻され、回収アルコールの他の部分は、洗浄ユニットで再使用するためにアルコール貯蔵タンクＶ−２７に戻され、残留液は、アルコール精留塔Ｔ−５１の底部から排出され、残留液の一部は残留液リボイラーＥ−５２を通過した後、アルコール精留塔Ｔ−５１に戻され、残留液の他の部分は、反応溶媒回収装置に導入される。
【００９１】
本発明のこの態様では、アルコール精留塔Ｔ−５１は、常圧、又は上澄液中のアルコールを精製するためにわずかに陽圧の塔であってもよい。アルコール凝縮液タンクＶ−５１とアルコール精留塔Ｔ−５１との間に計量ポンプを配置することもできる。
【００９２】
本発明のこの態様によれば、反応溶媒回収装置は、供給タンクＶ−５５、反応溶媒精留塔Ｔ−５２、溶媒熱交換器Ｅ−５３、溶媒凝縮液タンクＶ−５３、及び廃液リボイラーＥ−５４を備え、供給タンクＶ−５５は、アルコール精留塔Ｔ−５１の底部及び分離液貯蔵タンクＶ−２５と連通しており、残留液及び供給物として分離液貯蔵タンクＶ−２５からの分離液を混合するために使用され、反応溶媒精留塔Ｔ−５２は、供給物を分留するために使用され、反応溶媒精留塔Ｔ−５２の頂部から排出される溶媒蒸気は、溶媒熱交換器Ｅ−５３及び溶媒凝縮液タンクＶ−５３を順次通ることによって、回収溶媒を得、回収溶媒の一部は、反応溶媒精留塔Ｔ−５２に戻され、回収溶媒の他の部分は、反応溶媒貯蔵タンクＶ−１３に戻され、共重合ユニットで再利用され、廃液は、反応溶媒精留塔Ｔ−５２の底部から排出され、廃液の一部は、廃液リボイラーＥ−５４を通過した後、反応溶媒精留塔Ｔ−５２に戻され、廃液の他の部分は排出される。
【００９３】
本発明のこの態様において、反応溶媒精留塔Ｔ−５２は、供給タンクＶ−５５からの供給物中の反応溶媒を精製するために使用される。溶媒凝縮液タンクＶ−５３と反応溶媒精留塔Ｔ−５２との間に計量ポンプを配置することもできる。
【００９４】
本発明のこの態様では、反応溶媒回収装置は、さらに連通する真空システムを設けてもよく、これにより、反応溶媒精留塔Ｔ−５２の効率を改善し、エネルギー消費を低減することができる。
【００９５】
本発明のこの態様では、アルコール精留塔Ｔ−５１は、塔の頂部出口とアルコール熱交換器Ｅ−５１との間に排出ポンプと調節バルブとを設けて、排出及び還流比を制御してもよい。反応溶媒精留塔Ｔ−５２は、塔の頂部出口と溶媒熱交換器Ｅ−５３との間に排出ポンプと調節バルブとを設けて、排出及び還流比を制御してもよい。
【００９６】
本発明のこの態様では、タンク、塔、反応器、凝縮器、熱交換器、リボイラー、容器、遠心分離機等の上述の様々な装置に、必要に応じてそれぞれ物質入口及び／又は出口を設けることができる。物質入口は導入される物質を受け取るために使用され、物質出口は物質を排出するために使用される。実際の必要性に応じて、１つ以上の物質入口及び出口を配置することができる。
【００９７】
本発明のこの態様では、反応液混合容器Ｒ−１１、アイオノマー反応器Ｒ−３２、洗浄容器Ｒ−２２、及び共重合反応器Ｒ−１２は、内部に撹拌機構をさらに設けてもよい。撹拌機構は、物質移動がより十分であるように、必要なときにタンク又は反応器内の物質を撹拌するために使用される。また、反応液混合容器Ｒ−１１、アイオノマー反応器Ｒ−３２、洗浄容器Ｒ−２２、及び共重合反応器Ｒ−１２は、さらにジャケットを設けることができ、水を循環させることにより温度調整を行う。
【００９８】
本発明のこの態様では、システムは、さらに以下を含むことができる：
反応液混合容器Ｒ−１１と共重合反応器Ｒ−１２との間、共重合反応器Ｒ−１２と第１ディスク遠心分離機Ｓ−２１との間、アルカリ液タンクＶ−３１とアイオノマー反応器Ｒ−３２との間、アイオノマー反応器Ｒ−３２と第３ディスク遠心分離機Ｓ−３１との間、アルコール貯蔵タンクＶ−２７と洗浄容器Ｒ−２２との間、並びに洗浄容器Ｒ−２２と第２ディスク遠心分離機Ｓ−２２との間に配置された、計量ポンプ。
【００９９】
本発明のこの態様において、前記システムに備えられる第１ディスク遠心分離機、第２ディスク遠心分離機、及び第３ディスク遠心分離機は、好ましくは９０００より大きい、好ましくは９０００〜６００００の分離係数を採用する。９０００、１００００、２００００、３００００、４００００、５００００、又は６００００、及び前記数値のうちの任意の２つによって構成される範囲内の値を選択することができる。この規定された範囲内のディスク遠心分離機は、本発明によって提供されるシステムによって達成される高濃度条件下での微小球含有物質の遠心分離の条件をより良好に満たすことができ、本発明のシステムの連続操作を達成し、空気暴露操作の危険性を低減することができる。
【０１００】
本発明の文脈において、分離係数とは、遠心分離機中の懸濁液又はエマルジョンの重力に対する遠心力場中の遠心力の比、すなわち、重力加速度に対する遠心加速度の比を指す。分離係数はＦｒで表され、式中、Ｒは回転ドラム内で分離される物質の位置の半径（メートル）であり、ωは回転ドラムの回転角速度（ｒａｄ／ｓ）であり、ｇは重力加速度（９．８１ｍ／ｓ２）であり、ｎは回転ドラムの回転速度（ｒ／ｍｉｎ）であり、ｍは回転ドラム内の物質の質量（ｋｇ）である。分離係数は、遠心分離機の性能を測定するための主要な指標である。Ｆｒが大きいほど、遠心分離のための駆動力が大きく、遠心分離機の分離性能が良好である。
【０１０１】
【数１】
2021500457.tif 000007
【０１０２】
従って本発明は、架橋マレイン酸エステルアイオノマー微小球を製造するための方法を提供し、これは、本発明の前記システムにおいて行われ、そして図１０に示されるように、以下を含む：
（１）無水マレイン酸と式（Ｉ）で表されるモノマーＭＢとを、システムの共重合ユニット中で、開始剤、架橋剤、及び反応溶媒の存在下で共重合反応させ、無水マレイン酸系コポリマー微小球を含むユニット母液を得る工程；
【０１０３】
【化５】
2021500457.tif 000008
【０１０４】
（２）ポリマー母液を連続的な第１の分離にかけて、分離固体含有相及び分離液−Ｉを得る工程；
（３）分離固体含有相をシステムの洗浄ユニットに導入し、少なくとも１回のアルコール洗浄及び連続的な第２の分離を行い、コポリマースラグ相及び洗浄上澄液を得る工程；
（４）コポリマースラグ相を塩基のアルコール溶液と反応させ、得られた生成物を連続的に第３の分離にかけて、アイオノマー微小球を含む遠心分離スラグ相及び分離液−ＩＩを得る工程；
（５）遠心分離スラグ相をシステムの乾燥ユニットに送り、乾燥させ、架橋マレイン酸エステルアイオノマー微小球を得る工程；
（６）分離液−Ｉ、分離液−ＩＩ、及び洗浄上澄液をシステムの溶媒回収ユニットに導入し、回収によって得られた回収溶媒と回収アルコールとをそれぞれ工程（１）及び（３）に戻す工程。
【０１０５】
工程（１）において採用することができる具体的な条件は、本発明のアイオノマー微小球を製造するための方法について上述した通りである。
【０１０６】
工程（３）は、分離固体含有相を洗浄するために使用され、工程（１）における共重合反応の残留物を除去することができる。好ましくは、アルコール洗浄は、無水マレイン酸１００モルに対して、合計で１００〜２５０Ｌのアルコール溶媒、より好ましくは１５０〜２００Ｌを使用する。好ましくは、アルコール溶媒は、メタノール又はエタノールから選択される。
【０１０７】
工程（４）で使用される塩基の種類及び量は、マレイン酸エステルアイオノマー微小球を製造する方法について上述した通りである。
【０１０８】
塩基のアルコール溶液に使用されるアルコールは、飽和一価アルコール、好ましくはメタノール又はエタノールであってもよい。好ましくは、塩基のアルコール溶液中のアルコールの量は、無水マレイン酸１００モルに対して、１００〜２００００モルである。
【０１０９】
好ましくは、工程（４）において、関係するコポリマースラグ相は、塩基のアルコール溶液と反応してアイオノマーを得、ここで、反応温度は２０〜８０℃、好ましくは３０〜７０℃であり、反応時間は０．５〜８時間、好ましくは０．５〜３時間である。
【０１１０】
本発明のこの態様によれば、工程（２）、（３）、及び（４）は全て、得られた微小球含有物質からの微小球の分離を含む。例えば、工程（２）において、無水マレイン酸系コポリマー微小球を含むポリマー母液は、第１の分離にかけられ；工程（３）において、アルコール洗浄後のコポリマー微小球を含む分離固体含有相は、連続的な第２の分離にかけられ；工程（４）において、アイオノマー微小球を含む生成物は、第３の分離にかけられる。これらの微小球含有物質は、高濃度条件下で固液分離にかけられ、高純度の超微細微小球を得る。好ましくは、工程（２）における第１の分離の分離係数は、９０００より大きく、好ましくは９０００〜６００００であり、工程（３）における第２の分離の分離係数は、９０００より大きく、好ましくは９０００〜６００００であり、工程（４）における第３の分離の分離係数は、９０００より大きく、好ましくは９０００〜６００００である。分離係数の前記範囲内で、本発明の工程（２）〜（４）において、高濃度の微小球含有量という条件下で前記種々の分離を工業的に連続的に行うことができる。
【０１１１】
本発明のこの態様の工程（５）において、スラグ相に同伴された反応溶媒及び／又はアルコール溶媒をさらに除去するために、乾燥温度は５０〜１５０℃であり得、乾燥圧力は１０〜１０１３ｍｂａｒ、好ましくは１０〜２００ｍｂａｒであり得る。
【０１１２】
本発明のこの態様において、工程（６）は、溶媒及びアルコールを回収するために使用され、本発明によって提供されるシステムの溶媒回収ユニットにおいて行われる。分離液−Ｉ、分離液−ＩＩ、及び洗浄上澄液中の反応溶媒及びアルコールを回収するには、溶媒回収ユニットの各部装置の運転及び制御条件は、十分でなければならない。
【０１１３】
本発明のこの態様において、本発明の目的は、前記で規定される条件下でより良好に達成され得、架橋及び微小球構造を有するマレイン酸エステルアイオノマーの連続製造は達成され、溶媒の空気暴露操作は回避され、そして遠心分離機の頻繁な開始及び停止操作は回避される。
【０１１４】
（架橋マレイン酸アイオノマー微小球の連続製造のためのシステム及び方法）
本発明の別の態様は、架橋マレイン酸アイオノマー微小球を製造するためのシステムを提供する。図１３に示すように、システムは、
連続的に連通する共重合ユニット、アイオノマー形成反応ユニット、洗浄ユニット、乾燥装置、及び溶媒回収ユニットを備え、
共重合ユニットは、コモノマーを共重合反応させ、得られた無水マレイン酸系コポリマー微小球を含むポリマー母液を連続的に第１の分離にかけて、分離固体含有相及び分離液−Ｉを得るために使用され、
アイオノマー形成反応ユニットは、分離固体含有相を反応させ、製造された生成物を第２の分離に連続的にかけて、アイオノマー微小球を含む遠心分離スラグ相、水相、及び分離液−ＩＩを得るために使用され、
洗浄ユニットは、遠心分離スラグ相を少なくとも１回のアルコール洗浄及び連続的な第３の分離にかけて、アイオノマースラグ相及び洗浄上澄液を得るために使用され、
乾燥ユニットは、アイオノマースラグ相を乾燥させ、架橋マレイン酸アイオノマー微小球を得るために使用され、
溶媒回収ユニットは、分離液−Ｉ、分離液−ＩＩ、及び洗浄上澄液から不純物を除去し、分離して得られた回収溶媒と回収アルコールとをそれぞれ共重合ユニット、洗浄ユニットに戻すために使用され、
このシステムは、架橋マレイン酸アイオノマー微小球の連続製造を達成するために使用される。
【０１１５】
本発明のこの態様によれば、好ましくは、共重合ユニットは、反応溶媒貯蔵タンクＶ−１３、反応液混合容器Ｒ−１１、共重合反応器Ｒ−１２、第１ディスク遠心分離機Ｓ−２１、第１オンライン濁度計Ａ−２１、及び分離液貯蔵タンクＶ−２５を備え、反応溶媒貯蔵タンクＶ−１３は、反応溶媒を貯蔵するために使用され、反応液混合容器Ｒ−１１は、反応溶媒と反応の原料とを反応液に混合するために使用され、共重合反応器Ｒ−１２は、反応液の共重合反応を連続的に行うために使用され、得られたポリマー母液は、連続的な第１の分離のために第１ディスク遠心分離機Ｓ−２１に連続的に流入し、得られた分離液は、第１オンライン濁度計Ａ−２１を通過し、共重合反応器Ｒ−１２又は分離液貯蔵タンクＶ−２５に導入される。本発明のこの態様において、共重合反応器は、管状反応器、バッフル反応器、又は並列の２つの撹拌タンク反応器から選択され得る。
【０１１６】
本発明のこの態様によれば、第１オンライン濁度計Ａ−２１を使用して、第１ディスク遠心分離機Ｓ−２１による分離によって得られた分離液−Ｉの濁度を監視し、分離液−Ｉの流れ方向を制御する。好ましくは、第１オンライン濁度計Ａ−２１と共重合反応器Ｒ−１２との間、及び第１オンライン濁度計Ａ−２１と分離液貯蔵タンクＶ−２５との間にそれぞれバルブが設けられ、分離液−Ｉの濁度が基準に達しているときには分離液−Ｉを分離液貯蔵タンクＶ−２５に導入し、分離液−Ｉの濁度が基準に達していないときには分離液−Ｉを共重合反応器Ｒ−１２に導入する。基準に達しているとは、分離液−Ｉの濁度が予め事前設定された値、例えば０．１重量％未満である、ということを意味する。
【０１１７】
本発明のこの態様では、回収溶媒中の少量の水を除去するために、反応溶媒貯蔵タンクＶ−１３の下部に水分離器を設けることができる。
【０１１８】
本発明のこの態様では、共重合反応器Ｒ−１２から排出される高濃度反応液は、従来技術において手動で操作される分離プロセスを回避することができる。共重合反応器Ｒ−１２とアイオノマー反応器Ｒ−３２との間に配置された第１ディスク遠心分離機Ｓ−２１と第１オンライン濁度計Ａ−２１とを組み合わせて使用することにより、反応液の連続的な第１の分離を達成し、反応液の暴露を低減し、空気暴露操作を回避することができる。
【０１１９】
本発明のこの態様によれば、アイオノマー形成反応ユニットは、アルカリ溶解容器Ｒ−２１、アルカリ液タンクＶ−３１、アイオノマー反応器Ｒ−３２、第２ディスク遠心分離機Ｓ−２２、第２オンライン濁度計Ａ−２２、及び第３オンライン濁度計Ａ−３１を備え、アルカリ溶解容器Ｒ−２１は、塩基を水に溶解してアルカリ液にするために使用され、アルカリ液タンクＶ−３１は、アルカリ液を貯蔵し、それを反応に供給するために使用され、アイオノマー反応器Ｒ−３２は、分離固体含有相とアルカリ液との反応のために使用され、得られたアイオノマー反応液は、連続的な第２の分離のために第２ディスク遠心分離機Ｓ−２２に連続的に流入し、得られた水相は、第２オンライン濁度計Ａ−２２を通過し、分離液−ＩＩは、第３オンライン濁度計Ａ−３１を通過した後、アイオノマー反応器Ｒ−３２、分離液貯蔵タンクＶ−２５、又はアルカリ溶解容器Ｒ−２１に導入される。
【０１２０】
本発明のこの態様において、アイオノマー反応器は、管状反応器、バッフル反応器、又は撹拌タンク反応器から選択され得る。
【０１２１】
本発明のこの態様によれば、第２オンライン濁度計Ａ−２２とアイオノマー反応器Ｒ−３２との間、第２オンライン濁度計Ａ−２２とアルカリ溶解容器Ｒ−２１との間、第３オンライン濁度計Ａ−３１とアイオノマー反応器Ｒ−３２との間、及び第３オンライン濁度計Ａ−３１と分離液貯蔵タンクＶ−２５との間に、それぞれバルブが配置され、分離液−ＩＩの濁度が基準に達しているときには分離液貯蔵タンクＶ−２５に分離液−ＩＩを導入し、水相の濁度が基準に達しているときにはアルカリ溶解容器Ｒ−２１に水相を導入し、それらが基準に達していないときはアイオノマー反応器Ｒ−３２に水相及び分離液−ＩＩを導入する。基準に達しているとは、分離液−ＩＩの濁度が予め事前設定された値、例えば０．１重量％未満である、ということを意味する。
【０１２２】
本発明のこの態様では、アイオノマー反応器Ｒ−３２から排出される高濃度アイオノマー反応液は、従来技術において手動で操作される分離プロセスを回避することができる。アイオノマー反応器Ｒ−３２と洗浄容器Ｒ−２２との間に配置された第２ディスク遠心分離機Ｓ−２２、第２のオンライン濁度計Ａ−２２、及び第３のオンライン濁度計Ａ−３１を組み合わせて使用することにより、アイオノマー反応液の連続的な第２の分離を達成し、アイオノマー反応液の暴露を低減し、空気暴露操作を回避することができる。
【０１２３】
本発明のこの態様によれば、洗浄ユニットは、アルコール貯蔵タンクＶ−２７、上澄液貯蔵タンクＶ−２６、及び少なくとも１組の洗浄装置を備え、洗浄装置の各組は、洗浄容器Ｒ−２２、第３ディスク遠心分離機Ｓ−３１、及び第４のオンライン濁度計Ａ−４１を備え、アルコール貯蔵タンクＶ−２７は、アルコール溶媒を貯蔵するために使用され、洗浄容器Ｒ−２２は、連続的に遠心分離スラグ相をアルコール溶媒でアルコール洗浄し、分散スラリーを得るために使用され、分散スラリーは、連続的な第３の分離のために第３ディスク遠心分離機Ｓ−３１に連続的に導入され、得られた洗浄上澄液は第４オンライン濁度計Ａ−４１を通過し、次いで洗浄容器Ｒ−２２又は上澄液貯蔵タンクＶ−２６に導入される。
【０１２４】
本発明のこの態様によれば、第４オンライン濁度計Ａ−４１と洗浄容器Ｒ−２２との間、第４オンライン濁度計Ａ−４１と上澄液貯蔵タンクＶ−２６との間に、それぞれバルブが設けられ、洗浄上澄液の濁度が基準に達しているときには洗浄上澄液を上澄液貯蔵タンクＶ−２６に導入し、洗浄上澄液の濁度が基準に達していないときには洗浄上澄液を洗浄容器Ｒ−２２に導入する。
【０１２５】
本発明のこの態様において、洗浄ユニットは、複数組の洗浄装置を備え得、例えば、前の組の第３ディスク遠心分離機Ｓ−３１による分離によって得られた遠心分離スラグ相は、アルコール溶媒でアルコール洗浄するために次の組の洗浄装置に連続的に供給され、次いで、同じ連続的な第３の分離が上述のように行われ、アルコール洗浄効果を満たす最終的なスラグ相は、本発明によって提供されるシステムの乾燥ユニットに入る。
【０１２６】
本発明のこの態様では、洗浄容器Ｒ−２２から排出される高濃度分散スラリーは、従来技術において手動で操作される分離プロセスを回避することができる。洗浄容器Ｒ−２２と乾燥機Ｇ−４１との間に配置された第３ディスク遠心分離機Ｓ−３１、及び第４のオンライン濁度計Ａ−４１を組み合わせて使用することにより、分散スラリーの連続的な第３の分離を達成し、分散スラリーの暴露を低減し、空気暴露操作を回避することができる。
【０１２７】
本発明のこの態様によれば、乾燥ユニットは、乾燥機Ｇ−４１、凝縮器Ｅ−４１、及び乾燥凝縮液タンクＶ−４１を備え、乾燥機Ｇ−４１は、アイオノマースラグ相を乾燥させ、架橋マレイン酸アイオノマー微小球を得るために使用され、凝縮器Ｅ−４１は、乾燥凝縮液タンクＶ−４１と連通しており、乾燥機Ｇ−４１から排出された気体溶媒を液体に凝縮するために使用され、乾燥凝縮液タンクＶ−４１に導入され、乾燥凝縮液タンクＶ−４１は、アルコール貯蔵タンクＶ−２７と連通している。
【０１２８】
本発明のこの態様では、乾燥機Ｇ−４１は、例えば、マイクロ波乾燥機、マイクロ波真空乾燥器、及び傾斜真空乾燥器であってもよい。
【０１２９】
乾燥を促進するために、乾燥凝縮液タンクＶ−４１を真空装置と連通させることもできる。
【０１３０】
本発明のこの態様によれば、溶媒回収ユニットは、図１４に示すように、アルコール溶媒回収装置及び反応溶媒回収装置を備え、アルコール溶媒回収装置は、上澄液貯蔵タンクＶ−２６、アルコール貯蔵タンクＶ−２７、及び反応溶媒回収装置と連通しており、洗浄上澄液中のアルコール溶媒を上澄液貯蔵タンクＶ−２６から回収し、それをアルコール貯蔵タンクＶ−２７に戻すために使用され、洗浄上澄液の残留液は、反応溶剤回収装置に導入され、反応溶媒回収装置は、分離液貯蔵タンクＶ−２５及び反応溶媒貯蔵タンクＶ−１３と連通しており、分離液体貯蔵タンクＶ−２５から分離液を回収し、且つ残留液中の反応溶媒を回収し、反応溶媒貯蔵タンクＶ−１３に戻すために使用される。分離液貯蔵タンクＶ−２５中の分離液は、共重合ユニットからの分離液−Ｉと、アイオノマー形成反応ユニットからの分離液−ＩＩとを含むことができる。
【０１３１】
本発明のこの態様によれば、アルコール溶媒回収装置は、アルコール精留塔Ｔ−５１、アルコール熱交換器Ｅ−５１、アルコール凝縮液タンクＶ−５１、及び残留液リボイラーＥ−５２を備え、アルコール精留塔Ｔ−５１は、上澄液貯蔵タンクＶ−２６から上澄液を蒸留するために使用され、アルコール精留塔Ｔ−５１の頂部から排出されたアルコール蒸気は、アルコール熱交換器Ｅ−５１及びアルコール凝縮液タンクＶ−５１を連続的に通過することによって、回収アルコールを得、回収アルコールの一部は、アルコール精留塔Ｔ−５１に戻され、回収アルコールの他の部分は、洗浄ユニットで再使用するためにアルコール貯蔵タンクＶ−２７に戻され、残留液は、アルコール精留塔Ｔ−５１の底部から排出され、残留液の一部は、残留液リボイラーＥ−５２を通過した後、アルコール精留塔Ｔ−５１に戻され、残留液の他の部分は、反応溶媒回収装置に導入される。
【０１３２】
本発明のこの態様では、アルコール精留塔Ｔ−５１は、常圧、又は上澄液中のアルコールを精製するためにわずかに陽圧の塔であってもよい。アルコール凝縮液タンクＶ−５１とアルコール精留塔Ｔ−５１との間に計量ポンプを設けることもできる。
【０１３３】
本発明のこの態様によれば、反応溶媒回収装置は、供給タンクＶ−５５、反応溶媒精留塔Ｔ−５２、溶媒熱交換器Ｅ−５３、溶媒凝縮液タンクＶ−５３、及び廃液リボイラーＥ−５４を含み、供給タンクＶ−５５は、アルコール精留塔Ｔ−５１の底部及び分離液体貯蔵タンクＶ−２５と連通しており、供給物として残留液及び分離液貯蔵タンクＶ−２５からの分離液を混合するために使用され、反応溶媒精留塔Ｔ−５２は、供給物を分留するために使用され、反応溶媒精留塔Ｔ−５２の頂部から排出される溶媒蒸気は、溶媒熱交換器Ｅ−５３及び溶媒凝縮液タンクＶ−５３を順次通ることによって、回収溶媒を得、回収溶媒の一部は、反応溶媒精留塔Ｔ−５２に戻され、回収溶媒の他の部分は、反応溶媒貯蔵タンクＶ−１３に戻され、共重合ユニットで再使用され、廃液は、反応溶媒精留塔Ｔ−５２の底部から排出され、廃液の一部は、廃液リボイラーＥ−５４を通過した後、反応溶媒精留塔Ｔ−５２に戻され、廃液の他の部分は排出される。
【０１３４】
本発明のこの態様において、反応溶媒精留塔Ｔ−５２は、供給タンクＶ−５５からの供給物中の反応溶媒を精製するために使用される。溶媒凝縮液タンクＶ−５３と反応溶媒精留塔Ｔ−５２との間に計量ポンプを設けることもできる。
【０１３５】
本発明のこの態様では、反応溶媒回収装置は、さらに連通する真空システムを設けてもよい。これにより、反応溶媒精留塔Ｔ−５２の効率を改善し、エネルギー消費を低減することができる。
【０１３６】
本発明のこの態様では、アルコール精留塔Ｔ−５１は、塔の頂部出口とアルコール熱交換器Ｅ−５１との間に排出ポンプと調節バルブとを設けて、排出及び還流比を制御してもよい。反応溶媒精留塔Ｔ−５２は、塔の頂部出口と溶媒熱交換器Ｅ−５３との間に排出ポンプと調節バルブとを設けて、排出及び還流比を制御してもよい。
【０１３７】
本発明のこの態様では、タンク、塔、反応器、凝縮器、熱交換器、リボイラー、容器、遠心分離機等の前記様々な装置に、必要に応じてそれぞれ物質入口及び／又は出口を設けることができる。物質入口は導入される物質を受け取るために使用され、物質出口は物質を排出するために使用される。実際の必要性に応じて、１つ以上の物質入口及び出口を配置することができる。
【０１３８】
本発明のこの態様では、反応液混合容器Ｒ−１１、アルカリ溶解容器Ｒ−２１、アイオノマー反応器Ｒ−３２、洗浄容器Ｒ−２２、及び共重合反応器Ｒ−１２は、内部に撹拌機構をさらに設けてもよい。撹拌機構は、物質移動がより十分であるように、必要なときにタンク又は反応器内の物質を撹拌するために使用される。また、反応液混合容器Ｒ−１１、アルカリ溶解容器Ｒ−２１、アイオノマー反応器Ｒ−３２、洗浄容器Ｒ−２２、及び共重合反応器Ｒ−１２は、さらにジャケットを設けることができ、水を循環させることにより温度調整を行う。
【０１３９】
本発明のこの態様では、システムは、さらに以下を含むことができる：
反応液混合容器Ｒ−１１と共重合反応器Ｒ−１２との間、共重合反応器Ｒ−１２と第１ディスク遠心分離機Ｓ−２１との間、アルカリ液タンクＶ−３１とアイオノマー反応器Ｒ−３２との間、アイオノマー反応器Ｒ−３２と第２ディスク遠心分離機Ｓ−２２との間、アルコール貯蔵タンクＶ−２７と洗浄容器Ｒ−２２との間、及び洗浄容器Ｒ−２２と第３ディスク遠心分離機Ｓ−３１との間に配置された、計量ポンプ。
【０１４０】
本発明のこの態様において、前記システムに備えられる第１ディスク遠心分離機、第２ディスク遠心分離機、及び第３ディスク遠心分離機は、好ましくは９０００より大きい、好ましくは９０００〜６００００の分離係数を採用する。この規定された範囲内のディスク遠心分離機は、高濃度条件下で本発明によって提供されるシステムによって微小球含有物質の遠心分離をより良好に達成し、本発明のシステムの連続操作を達成し、空気暴露操作の危険性を低減することができる。
【０１４１】
従って本発明は、架橋マレイン酸アイオノマー微小球を製造するための方法を提供し、これは、前記システムにおいて行われ、そして図１５に示されるように、以下を含む：
（１）無水マレイン酸と式（Ｉ）で表されるモノマーＭＢとを、システムの共重合ユニット中で、開始剤、架橋剤、及び反応溶媒の存在下で共重合反応させ、無水マレイン酸系コポリマー微小球を含むポリマー母液を得る工程；
【０１４２】
【化６】
2021500457.tif 000009
【０１４３】
（２）ポリマー母液を連続的な第１の分離にかけて、分離固体含有相及び分離液を得る工程；
（３）分離固体含有相をアルカリ液と反応させ、得られた生成物を連続的に第２の分離にかけて、アイオノマー微小球を含む遠心分離スラグ相、水相、及び分離液−ＩＩを得る工程；
（４）遠心分離スラグ相をシステムの洗浄ユニットに導入し、少なくとも１回のアルコール洗浄及び第３の分離を行い、アイオノマースラグ相及び洗浄上澄液を得る工程；
（５）アイオノマースラグ相をシステムの乾燥ユニットに供給し、乾燥させ、架橋マレイン酸アイオノマー微小球を得る工程；及び、
（６）分離液−Ｉ、分離液−ＩＩ、洗浄上澄液をシステムの溶媒回収ユニットに導入し、回収によって得られた回収溶媒と回収アルコールとをそれぞれ工程（１）及び（４）に戻す工程。
【０１４４】
本発明のこの態様によれば、工程（１）において採用することができる具体的な条件は、本発明のアイオノマー微小球を製造するための方法について上述した通りである。
【０１４５】
本発明のこの態様によれば、工程（３）で使用する塩基の種類及び量は、マレイン酸アイオノマー微小球の一般的な製造方法（Ｍ１及びＭ２は、それぞれ独立してＨ及び金属カチオンから選択される場合）について上述した通りである。
【０１４６】
本発明のこの態様によれば、アルカリ液の濃度は、１〜５０重量％であることが好ましい。
【０１４７】
本発明のこの態様によれば、工程（３）は、アイオノマーを得るための、分離固体含有相とアルカリ液体との反応を含む。好ましくは、反応温度は２０〜８０℃、好ましくは３０〜７０℃であり、反応時間は０．５〜８時間、好ましくは０．５〜３時間である。
【０１４８】
本発明のこの態様によれば、工程（４）は、遠心分離スラグ相を洗浄するために使用され、工程（３）における共重合反応及び反応の残留物を除去する。好ましくは、アルコール洗浄は、無水マレイン酸１００モルに対して、合計で１００〜２５０Ｌのアルコール溶媒、より好ましくは１５０〜２００Ｌを使用する。好ましくは、アルコール溶媒は、メタノール又はエタノールから選択される。
【０１４９】
本発明のこの態様によれば、工程（２）、（３）、及び（４）は全て、得られた微小球含有物質からの微小球の分離に関する。例えば、工程（２）において、無水マレイン酸系コポリマー微小球を含むポリマー母液は、第１の分離にかけられ；工程（３）において、アイオノマー微小球を含む生成物は、第２の分離にかけられ；工程（４）において、アルコール洗浄後のコポリマー微小球を含む遠心分離スラグ相は、連続的な第３の分離にかけられる。これらの微小球含有物質は、高濃度条件下で固液分離にかけられ、高純度の超微細微小球を得る。好ましくは、工程（２）における第１の分離の分離係数は、９０００より大きく、好ましくは９０００〜６００００であり、工程（３）における第２の分離の分離係数は、９０００より大きく、好ましくは９０００〜６００００であり、工程（４）における第３の分離の分離係数は、９０００より大きく、好ましくは９０００〜６００００である。分離係数の前記範囲内で、本発明における工程（２）〜（４）において、高濃度の微小球含有量という条件下で前記種々の分離を工業的に連続的に行うことができる。
【０１５０】
本発明のこの態様における工程（５）において、スラグ相に同伴された反応溶媒及び／又はアルコール溶媒をさらに除去するために、乾燥温度は５０〜１５０℃であり、乾燥圧力は１０〜１０１３ｍｂａｒ、好ましくは１０〜２００ｍｂａｒであり得る。
【０１５１】
本発明のこの態様において、工程（６）は、溶媒及びアルコールを回収するために使用され、本発明によって提供されるシステムの溶剤回収ユニットにおいて行われる。分離液−Ｉ、分離液−ＩＩ、及び洗浄上澄液中の反応溶媒及びアルコールを回収するには、溶媒回収ユニットの各部装置の運転及び制御条件は、十分でなければならない。
【０１５２】
本発明により提供されるこの方法において、本発明の目的は、前記で規定される条件下でより良好に達成され得、架橋及び微小球構造を有するマレイン酸アイオノマーの連続製造は達成され得、溶媒の空気暴露操作は回避され、そして遠心分離機の頻繁な開始及び停止操作は回避される。
【０１５３】
（用途）
本発明によって製造されるアイオノマーは、架橋構造を有し、微小球形状である。本発明によるアイオノマーは、ＰＥＴの改質における核剤として使用することができる。実際の使用において、本発明のアイオノマーは、ＰＥＴと溶融混合することができ、これは、従来の混合装置で行うことができる。アイオノマーの量は、ＰＥＴ１００ｇに対して、０．５〜５ｇであり得る。溶融混合の温度は、２５０〜３００℃であってもよい。溶融混合の時間は、５〜８分間であってもよい。次いで、溶融混合された生成物を押出ペレット化に供して、改質ＰＥＴ生成物を得る。
【０１５４】
従って、本発明はまた、本発明によるアイオノマーを核剤として含むポリエチレンテレフタレート組成物を提供する。さらに、本発明は、本発明によるアイオノマーが核剤としてポリエチレンテレフタレートに導入される、ポリエチレンテレフタレートを改質する方法も提供する。
【０１５５】
以下、実施例を用いて本発明を例示するが、これは実施例に開示された範囲に本発明を限定することを意図するものではない。
【０１５６】
〔実施例〕
以下、実施例及び比較例において：
真空乾燥条件：１００℃、真空度−０．０９５ＭＰａ、時間８ｈ；
赤外スペクトル分析：PerkinElmer社の機器、Ｓｐｅｃｔｒｕｍ Ｔｗｏによって測定；
平均粒径：走査型電子顕微鏡写真で３００〜５００個の微小球を選択し、その直径を測定し、数学的平均法を用いて微小球の平均粒径を計算することによって決定；
走査型電子顕微鏡分析：ＦＥＩ社の機器、ＸＬ−３０ＥＳＥＭ−ＦＥＧによって測定；
架橋度を測定する方法：ポリマー微小球２〜３ｇを秤量（ｗ１）し、中速定性濾紙で包み、ソックスレー抽出器に入れ、テトラヒドロフランで２４時間抽出し、乾燥し、得られたポリマー残留物を秤量（ｗ２）し、ｗ２／ｗ１で計算して架橋度を取得: 
【０１５７】
【数２】
2021500457.tif 000010
【０１５８】
濁度：濁度計、粒子濃度（溶媒１００ｇ中の粒子の質量ｇ、重量％）によって特性付けられた濁度値を用いて測定した。
【０１５９】
実施例１：マレイン酸エステルアイオノマー微小球
（１）無水マレイン酸１００ｇ、α−メチルスチレン１１８ｇ、ジビニルベンゼン２６ｇ、及びアゾビスイソブチロニトリル２ｇを酢酸イソアミル１０００ｍＬに溶解し、窒素雰囲気下、７０℃で５時間反応させた。反応後、その反応の系を、遠心分離機を用いて５０００ｒａｄ／ｍｉｎの条件で３０分間遠心分離し、架橋α−メチルスチレン／無水マレイン酸ポリマー微小球を得、これをｎ−ヘキサンで洗浄して精製し、真空下で乾燥させた。同時に、遠心分離後の上清をＬＣ−ＭＣ（液体クロマトグラフィー−質量分析）により分析し、その中に残存するモノマーの量を決定した。投入されたモノマーの量（又は架橋剤の量）から残留したモノマーの量（又は架橋剤の量）を差し引いて得られたモノマーの量（又は架橋剤の量）は、実際に反応に関与した量であり、これにより構造単位Ａ、構造単位Ｂ、及び架橋構造間のモル比を得、具体的には以下の表１に示すように得た（以下同様；ワンポット法で製造する場合、最初の遠心分離後に上清を少量取り、モノマーの量を決定した）。
【０１６０】
（２）５０ｇの架橋α−メチルスチレン／無水マレイン酸ポリマー微小球、及び４．４ｇの水酸化ナトリウム（塩基の量は無水マレイン酸１モル当たり０．５５モルであった）を２００ｍＬのメタノールに加え、６４．７℃で５時間反応させた。反応後、その反応の系を、遠心分離機を用いて５０００ｒａｄ／ｍｉｎの条件で３０分間遠心分離し、得られた固体にメタノール３００ｍＬを加えて撹拌洗浄した後、遠心分離機を用いて５０００ｒａｄ／ｍｉｎの条件で３０分間遠心分離し、得られた固体にメタノール３００ｍＬを加えて撹拌洗浄した後、遠心分離機を用いて５０００ｒａｄ／ｍｉｎの条件で３０分間遠心分離し、得られた固体を真空乾燥して架橋α−メチルスチレン／マレイン酸メチルナトリウム塩アイオノマー微小球（Ｃ１と称す）を得た。
【０１６１】
実施例２：マレイン酸エステルアイオノマー微小球
（１）無水マレイン酸１００ｇ、α−メチルスチレン１１８ｇ、ジビニルベンゼン２６ｇ、及びアゾビスイソブチロニトリル２ｇを酢酸イソアミル１０００ｍＬに溶解し、窒素雰囲気下、７０℃で５時間反応させた。反応後、その反応の系を、遠心分離機を用いて５０００ｒａｄ／ｍｉｎの条件で３０分間遠心分離し、架橋α−メチルスチレン／無水マレイン酸ポリマー微小球を得、これをメタノールで洗浄して精製し、真空下で乾燥させた。
【０１６２】
（２）５０ｇの架橋α−メチルスチレン／無水マレイン酸ポリマー微小球、及び２．２ｇの水酸化ナトリウム（塩基の量は無水マレイン酸１モル当たり０．２８モルであった）を２００ｍＬのエタノールに添加し、７８℃で４時間反応させた。反応後、その反応の系を、遠心分離機を用いて５０００ｒａｄ／ｍｉｎの条件で３０分間遠心分離し、得られた固体にエタノール３００ｍＬを加えて撹拌洗浄した後、遠心分離機を用いて５０００ｒａｄ／ｍｉｎの条件で３０分間遠心分離し、得られた固体にエタノール３００ｍＬを加えて撹拌洗浄した後、遠心分離機を用いて５０００ｒａｄ／ｍｉｎの条件で３０分間遠心分離し、得られた固体を真空乾燥して架橋α−メチルスチレン／マレイン酸エチルナトリウム塩アイオノマー微小球（Ｃ２と称す）を得た。
【０１６３】
実施例３：マレイン酸エステルアイオノマー微小球
（１）無水マレイン酸１００ｇ、α−メチルスチレン１１８ｇ、ジビニルベンゼン２６ｇ、及びアゾビスイソブチロニトリル２ｇを酢酸イソアミル１０００ｍＬに溶解し、窒素雰囲気下、７０℃で５時間反応させた。反応後、その反応の系を、遠心分離機を用いて５０００ｒａｄ／ｍｉｎの条件で３０分間遠心分離し、架橋α−メチルスチレン／無水マレイン酸ポリマー微小球を得、これをメタノールで洗浄して精製し、真空下で乾燥させた。
【０１６４】
（２）５０ｇの架橋α−メチルスチレン／無水マレイン酸ポリマー微小球、及び６．２ｇの水酸化カリウム（塩基の量は無水マレイン酸１モル当たり０．５５モルであった）を３００ｍＬのイソプロパノールに加え、８０℃で４時間反応させた。反応後、その反応の系を、遠心分離機を用いて５０００ｒａｄ／ｍｉｎの条件で３０分間遠心分離し、得られた固体にイソプロパノール３００ｍＬを加えて撹拌洗浄した後、遠心分離機を用いて５０００ｒａｄ／ｍｉｎの条件で３０分間遠心分離し、得られた固体にイソプロパノール３００ｍＬを加えて撹拌洗浄した後、遠心分離機を用いて５０００ｒａｄ／ｍｉｎの条件で３０分間遠心分離し、得られた固体を真空乾燥して架橋α−メチルスチレン／マレイン酸イソプロピルカリウム塩アイオノマー微小球（Ｃ３と称す）を得た。
【０１６５】
実施例４：マレイン酸エステルアイオノマー微小球
（１）無水マレイン酸１３０ｇ、α−メチルスチレン１１８ｇ、ジビニルベンゼン２６ｇ、及びアゾビスイソブチロニトリル２．５ｇを酢酸イソアミル１０００ｍＬに溶解し、窒素雰囲気下、６０℃で１２時間反応させた。反応後、その反応の系を、遠心分離機を用いて５０００ｒａｄ／ｍｉｎの条件で３０分間遠心分離し、架橋α−メチルスチレン／無水マレイン酸ポリマー微小球を得、これをメタノールで洗浄して精製し、真空下で乾燥させた。
【０１６６】
（２）５０ｇの架橋α−メチルスチレン／無水マレイン酸ポリマー微小球、及び６．６ｇの水酸化ナトリウム（塩基の量は無水マレイン酸１モル当たり０．８３モルであった）を３００ｍＬの２−プロピルヘプタノールに加え、９０℃で４時間反応させた。反応後、その反応の系を、遠心分離機を用いて５０００ｒａｄ／ｍｉｎの条件で３０分間遠心分離し、得られた固体にエタノール３００ｍＬを加えて撹拌洗浄した後、遠心分離機を用いて５０００ｒａｄ／ｍｉｎの条件で３０分間遠心分離し、得られた固体にエタノール５００ｍＬを加えて撹拌洗浄した後、遠心分離機を用いて５０００ｒａｄ／ｍｉｎの条件で３０分間遠心分離し、得られた固体を真空乾燥し、架橋α−メチルスチレン／Ｃ１０アルコールマレイン酸ナトリウム塩アイオノマー微小球（Ｃ４と称す）を得た。
【０１６７】
実施例５：マレイン酸エステルアイオノマー微小球
（１）無水マレイン酸１３０ｇ、スチレン１０４ｇ、ジビニルベンゼン２６ｇ、及びアゾビスイソブチロニトリル２．５ｇを酢酸イソアミル１０００ｍＬに溶解し、窒素雰囲気下、６０℃で１０時間反応させた。反応後、その反応の系を、遠心分離機を用いて５０００ｒａｄ／ｍｉｎの条件で３０分間遠心分離し、これをメタノールで洗浄して精製し、真空下で乾燥させて架橋α−メチルスチレン／無水マレイン酸ポリマー微小球を得た。
【０１６８】
（２）５０ｇの架橋α−メチルスチレン／無水マレイン酸ポリマー微小球、及び１３．５ｇのナトリウムエトキシド（塩基の量は無水マレイン酸１モル当たり０．９８モルであった）を２００ｍＬのエタノールに加え、７８℃で４時間反応させた。反応後、その反応の系を、遠心分離機を用いて５０００ｒａｄ／ｍｉｎの条件で３０分間遠心分離し、得られた固体にエタノール４００ｍＬを加えて撹拌洗浄した後、遠心分離機を用いて５０００ｒａｄ／ｍｉｎの条件で３０分間遠心分離し、得られた固体にエタノール５００ｍＬを加えて撹拌洗浄した後、遠心分離機を用いて５０００ｒａｄ／ｍｉｎの条件で３０分間遠心分離し、得られた固体を真空乾燥して架橋α−メチルスチレン／マレイン酸エチルカリウム塩アイオノマー微小球（Ｃ５と称す）を得た。
【０１６９】
実施例６：マレイン酸エステルアイオノマー微小球
ジビニルベンゼンの量が１０ｇであることを除いて、実施例１の方法に従ってアイオノマー微小球を製造し、アイオノマー微小球Ｃ６を得た。
【０１７０】
実施例Ｄ１：マレイン酸アイオノマー微小球
（１）無水マレイン酸１００ｇ、α−メチルスチレン１１８ｇ、ジビニルベンゼン２６ｇ、及びアゾビスイソブチロニトリル２ｇを酢酸イソアミル１０００ｍＬに溶解し、窒素雰囲気下、７０℃で５時間反応させた。反応後、その反応の系を、遠心分離機を用いて５０００ｒａｄ／ｍｉｎの条件で３０分間遠心分離し、架橋α−メチルスチレン／無水マレイン酸ポリマー微小球を得、これをｎ−ヘキサンで洗浄して精製し、真空下で乾燥させた。
【０１７１】
（２）１５．２ｇの水酸化ナトリウムを３５０ｍＬの水に溶解し、５０ｇの架橋α−メチルスチレン／無水マレイン酸ポリマー微小球を、得られた水酸化ナトリウム水溶液（塩基の量は無水マレイン酸１モル当たり１．９モルであった）に加え、１００℃で３時間反応させた。反応後、その反応の系を、遠心分離機を用いて５０００ｒａｄ／ｍｉｎの条件で３０分間遠心分離し、得られた固体に水４００ｍＬを加えて撹拌洗浄した後、遠心分離機を用いて５０００ｒａｄ／ｍｉｎの条件で３０分間遠心分離し、得られた固体にメタノール５００ｍＬを加えて撹拌洗浄した後、遠心分離機を用いて５０００ｒａｄ／ｍｉｎの条件で３０分間遠心分離し、得られた固体を真空乾燥して、架橋α−メチルスチレン／マレイン酸ナトリウム塩アイオノマー微小球（Ｄ１と称す）を得た。
【０１７２】
実施例Ｄ２：マレイン酸アイオノマー微小球
（１）無水マレイン酸１００ｇ、α−メチルスチレン１１８ｇ、ジビニルベンゼン２６ｇ、及びアゾビスイソブチロニトリル２ｇを酢酸イソアミル１０００ｍＬに溶解し、窒素雰囲気下、７０℃で５時間反応させた。反応後、その反応の系を、遠心分離機を用いて５０００ｒａｄ／ｍｉｎの条件で３０分間遠心分離し、架橋α−メチルスチレン／無水マレイン酸ポリマー微小球を得、これをメタノールで洗浄して精製し、真空下で乾燥させた。
【０１７３】
（２）２０．５ｇの酢酸ナトリウムを３００ｍＬの水に溶解し、５０ｇの架橋α−メチルスチレン／無水マレイン酸ポリマー微小球を、得られた酢酸ナトリウム水溶液（塩基の量は無水マレイン酸１モル当たり１．２モルであった）に加え、１００℃で４時間反応させた。反応後、その反応の系を、遠心分離機を用いて５０００ｒａｄ／ｍｉｎの条件で３０分間遠心分離し、得られた固体に水４００ｍＬを加えて撹拌洗浄した後、遠心分離機を用いて５０００ｒａｄ／ｍｉｎの条件で３０分間遠心分離し、得られた固体にメタノール５００ｍＬを加えて撹拌洗浄した後、遠心分離機を用いて５０００ｒａｄ／ｍｉｎの条件で３０分間遠心分離し、得られた固体を真空乾燥して、架橋α−メチルスチレン／マレイン酸ナトリウム塩アイオノマー微小球（Ｄ２と称す）を得た。
【０１７４】
実施例Ｄ３：マレイン酸アイオノマー微小球
（１）無水マレイン酸１００ｇ、α−メチルスチレン１１８ｇ、ジビニルベンゼン２６ｇ、及びアゾビスイソブチロニトリル２ｇを酢酸イソアミル１０００ｍＬに溶解し、窒素雰囲気下、７０℃で５時間反応させた。反応後、その反応の系を、遠心分離機を用いて５０００ｒａｄ／ｍｉｎの条件で３０分間遠心分離し、架橋α−メチルスチレン／無水マレイン酸ポリマー微小球を得、これをメタノールで洗浄して精製し、真空下で乾燥させた。
【０１７５】
（２）３６．７ｇの酢酸亜鉛を４００ｍＬの水に溶解し、５０ｇの架橋α−メチルスチレン／無水マレイン酸ポリマー微小球を、得られた酢酸亜鉛水溶液（塩基の量は無水マレイン酸１モル当たり１モルであった）に加え、１００℃で８時間反応させた。反応後、系を、遠心分離機を用いて５０００ｒａｄ／ｍｉｎの条件で３０分間遠心分離し、得られた固体に水４００ｍＬを加えて撹拌洗浄した後、遠心分離機を用いて５０００ｒａｄ／ｍｉｎの条件で３０分間遠心分離し、得られた固体にメタノール５００ｍＬを加えて撹拌洗浄した後、遠心分離機を用いて５０００ｒａｄ／ｍｉｎの条件で３０分間遠心分離し、得られた固体を真空乾燥して、架橋α−メチルスチレン／マレイン酸亜鉛塩アイオノマー微小球（Ｄ３と称す）を得た。
【０１７６】
実施例Ｄ４：マレイン酸アイオノマー微小球
（１）無水マレイン酸１３０ｇ、α−メチルスチレン１１８ｇ、ジビニルベンゼン２６ｇ、及びアゾビスイソブチロニトリル２．５ｇを酢酸イソアミル１０００ｍＬに溶解し、窒素雰囲気下、６０℃で１２時間反応させた。反応後、その反応の系を、遠心分離機を用いて５０００ｒａｄ／ｍｉｎの条件で３０分間遠心分離し、架橋α−メチルスチレン／無水マレイン酸ポリマー微小球を得、これをメタノールで洗浄して精製し、真空下で乾燥させた。
【０１７７】
（２）１５．６ｇの水酸化リチウム一水和物を４５０ｍＬの水に溶解し、５０ｇの架橋α−メチルスチレン／無水マレイン酸ポリマー微小球を、得られた水酸化リチウム水溶液（塩基の量は無水マレイン酸１モル当たり１．８５モルであった）に加え、１００℃で３時間反応させた。反応後、その反応の系を、遠心分離機を用いて５０００ｒａｄ／ｍｉｎの条件で３０分間遠心分離し、得られた固体に水４００ｍＬを加えて撹拌洗浄した後、遠心分離機を用いて５０００ｒａｄ／ｍｉｎの条件で３０分間遠心分離し、得られた固体にメタノール５００ｍＬを加えて撹拌洗浄した後、遠心分離機を用いて５０００ｒａｄ／ｍｉｎの条件で３０分間遠心分離し、得られた固体を真空乾燥して架橋α−メチルスチレン／マレイン酸リチウム塩アイオノマー微小球（Ｄ４と称す）を得た。
【０１７８】
実施例Ｄ５：マレイン酸アイオノマー微小球
（１）無水マレイン酸１３０ｇ、α−メチルスチレン１１８ｇ、ジビニルベンゼン２６ｇ、及びアゾビスイソブチロニトリル２．５ｇを酢酸イソアミル１０００ｍＬに溶解し、窒素雰囲気下、６０℃で１２時間反応させた。反応後、その反応の系を、遠心分離機を用いて５０００ｒａｄ／ｍｉｎの条件で３０分間遠心分離し、架橋α−メチルスチレン／無水マレイン酸ポリマー微小球を得、これをメタノールで洗浄して精製し、真空下で乾燥させた。
【０１７９】
（２）１５．０ｇの水酸化カリウムを４００ｍＬの水に溶解し、５０ｇの架橋α−メチルスチレン／無水マレイン酸ポリマー微小球を、得られた水酸化カリウム水溶液（塩基の量は無水マレイン酸１モル当たり１．３モルであった）に加え、３０℃で３時間反応させた。反応後、その反応の系を、遠心分離機を用いて５０００ｒａｄ／ｍｉｎの条件で３０分間遠心分離し、得られた固体に水４００ｍＬを加えて撹拌洗浄した後、遠心分離機を用いて５０００ｒａｄ／ｍｉｎの条件で３０分間遠心分離し、得られた固体にメタノール５００ｍＬを加えて撹拌洗浄した後、遠心分離機を用いて５０００ｒａｄ／ｍｉｎの条件で３０分間遠心分離し、得られた固体を真空乾燥して、架橋α−メチルスチレン／マレイン酸カリウム塩アイオノマー微小球（Ｄ５と称す）を得た。
【０１８０】
実施例Ｄ６：マレイン酸アイオノマー微小球
（１）無水マレイン酸１００ｇ、スチレン１０４ｇ、ジビニルベンゼン２６ｇ、及びアゾビスイソブチロニトリル２．５ｇを酢酸イソアミル１０００ｍＬに溶解し、窒素雰囲気下、６０℃の水浴中で１２時間反応させた。反応後、その反応の系を、遠心分離機を用いて５０００ｒａｄ／ｍｉｎの条件で３０分間遠心分離し、架橋スチレン／無水マレイン酸ポリマー微小球を得、これをメタノールで洗浄して精製し、真空下で乾燥させた。
【０１８１】
（２）１３．５ｇの水酸化ナトリウムを３５０ｍＬの水に溶解し、５０ｇの架橋スチレン／無水マレイン酸ポリマー微小球を、得られた水酸化ナトリウム水溶液（塩基の量は無水マレイン酸１モル当たり１．６モルであった）に加え、１００℃で３時間反応させた。反応後、その反応の系を、遠心分離機を用いて５０００ｒａｄ／ｍｉｎの条件で３０分間遠心分離し、得られた固体に水４００ｍＬを加えて撹拌洗浄した後、遠心分離機を用いて５０００ｒａｄ／ｍｉｎの条件で３０分間遠心分離し、得られた固体にメタノール５００ｍＬを加えて撹拌洗浄した後、遠心分離機を用いて５０００ｒａｄ／ｍｉｎの条件で３０分間遠心分離し、得られた固体を真空乾燥して、架橋スチレン／マレイン酸ナトリウム塩アイオノマー微小球（Ｄ６と称す）を得た。
【０１８２】
実施例Ｄ７：マレイン酸アイオノマー微小球
（１）無水マレイン酸１０００ｇ、α−メチルスチレン１１８０ｇ、ジビニルベンゼン２６０ｇ、及びアゾビスイソブチロニトリル２０ｇを酢酸イソアミル１０Ｌに溶解し、窒素雰囲気下、７０℃で５時間反応させた。
【０１８３】
（２）工程（１）の反応後の系に水酸化ナトリウム水溶液３５００ｇ（１４重量％）を加え、８０℃で３時間反応させた。反応後、その系を静置して層に分離させた。重い相を、遠心分離機を用いて５０００ｒａｄ／ｍｉｎの条件で２０分間遠心分離し、得られた固体に水４Ｌを加えて撹拌洗浄した後、遠心分離機で５０００ｒａｄ／ｍｉｎの条件で２０分間遠心分離し、得られた固体に水４Ｌを加え撹拌洗浄した後、遠心分離機で５０００ｒａｄ／ｍｉｎの条件で２０分間遠心分離し、得られた固体を真空乾燥して架橋α−メチルスチレン／マレイン酸ナトリウム塩アイオノマー微小球（Ｄ７と称す）を得た。
【０１８４】
（３）工程（１）の反応後の系を遠心分離機で５０００ｒａｄ／ｍｉｎの条件で３０分間遠心分離し、架橋α−メチルスチレン／無水マレイン酸ポリマー微小球を得、これを溶媒で洗浄して精製し、真空下で乾燥した。次いで、３５００ｇの水酸化ナトリウム水溶液（１０重量％、塩基の量は無水マレイン酸１モル当たり１．２５モルであった）を加え、８０℃で３時間反応させた。反応後、遠心分離機を用いて５０００ｒａｄ／ｍｉｎの条件で３０分間遠心分離し、得られた固体に水４００ｍＬを加えて撹拌洗浄した後、遠心分離機を用いて５０００ｒａｄ／ｍｉｎの条件で３０分間遠心分離し、得られた固体にメタノール５００ｍＬを加えて撹拌洗浄した後、遠心分離機を用いて５０００ｒａｄ／ｍｉｎの条件で３０分間遠心分離し、得られた固体を真空乾燥して、架橋α−メチルスチレン／マレイン酸ナトリウム塩アイオノマー微小球（Ｄ７−１と称す）を得た。
【０１８５】
実施例Ｄ８：マレイン酸アイオノマー微小球
（１）無水マレイン酸１０００ｇ、α−メチルスチレン１１８０ｇ、エチレングリコールジメタクリレート６００ｇ、及びアゾビスイソブチロニトリル２５ｇを酢酸イソアミル１５Ｌに溶解し、窒素雰囲気下、７０℃で５時間反応させた。
【０１８６】
（２）反応後、水酸化リチウム水溶液１０００ｇ（１０重量％）を加え、９０℃で０．５時間反応させた。反応後、その反応の系を静置して層に分離させた。重い相を、遠心分離機を用いて５０００ｒａｄ／ｍｉｎの条件で２０分間遠心分離し、得られた固体に４Ｌの水を加えて撹拌洗浄した後、遠心分離機で５０００ｒａｄ／ｍｉｎの条件で２０分間遠心分離し、得られた固体に４Ｌの水を加えて撹拌洗浄した後、遠心分離機で５０００ｒａｄ／ｍｉｎの条件で２０分間遠心分離し、得られた固体を真空乾燥して架橋α−メチルスチレン／マレイン酸リチウム塩アイオノマー微小球（Ｄ８と称す）を得た。
【０１８７】
実施例Ｄ９：マレイン酸アイオノマー微小球
ジビニルベンゼンの量が１０ｇであることを除いて、実施例Ｄ１の方法に従ってアイオノマー微小球を製造し、アイオノマー微小球Ｄ９を得た。
【０１８８】
比較例Ｅ１
（１）無水マレイン酸９８ｇ及びα−メチルスチレン１１８ｇを秤量し、窒素入口、撹拌機、温度計、凝縮器、及び還流凝縮管を備えた三つ口フラスコに入れ、開始剤としてアゾビスイソブチロニトリル２ｇを加え、反応溶媒としてトルエンを適正量加え、窒素雰囲気下、７０℃で５時間反応させた。反応後、ポリマーを吸引濾過し、濾過ケーキをトルエンで３回洗浄し、真空乾燥してα−メチルスチレン／無水マレイン酸ポリマーを得た。
【０１８９】
（２）α−メチルスチレン／無水マレイン酸ポリマー２０．２ｇを１，４−ジオキサン２００ｍＬに溶解し、飽和水酸化ナトリウム水溶液４ｇを加えて、室温で３時間反応させた。反応後、アイオノマー固体を濾過により得た。得られた固体を真空乾燥し、α−メチルスチレン／マレイン酸ナトリウム塩アイオノマー（Ｅ１と称す）を得た。
【０１９０】
試験例１
（１）実施例１、実施例Ｄ１、及び比較例Ｅ１で得られたポリマーを赤外スペクトルにより分析した。結果をそれぞれ図１、図３、及び図５に示す。赤外スペクトル分析の結果から、アイオノマーの合成に成功したことが分かる。実施例２〜６の赤外スペクトル分析の結果は実施例１と同様であり、実施例Ｄ２〜Ｄ９の赤外スペクトル分析の結果は実施例Ｄ１と同様である。それら全てが、アイオノマーを首尾よく得ていた。
【０１９１】
（２）前記実施例及び比較例で製造したアイオノマー微小球をＸ線蛍光スペクトル分析にかけて、アイオノマー中の金属カチオンの含有量、すなわちアイオノマー中の構造単位Ａの総モル量に基づくパーセンテージを決定した。
【０１９２】
（３）前記実施例及び比較例で製造したアイオノマーを走査型電子顕微鏡で検出した。実施例１及び実施例Ｄ１で得られたアイオノマーの走査型電子顕微鏡画像をそれぞれ図２及び図４に示す。本発明のアイオノマーは微小球形状を有するが、比較例Ｅ１で得られたアイオノマーは微小球構造を有していないことが分かる。試験したアイオノマー微小球の平均粒径、架橋度等を下記表１に示す。
【０１９３】
【表１】
2021500457.tif 000011
【０１９４】
（４）前記実施例及び比較例で製造したアイオノマー微小球を、ＰＥＴ（Sinopec Yizheng Chemical Fibre Companyより購入、型番：ＢＧ８０）とそれぞれ均一に混合し、アイオノマー微小球の添加量をＰＥＴの重量に対して１重量％とし、２８０℃で８分間溶融混合した後、押出ペレット化し、改質ポリエチレンテレフタレートを得た。
【０１９５】
改質ＰＥＴと、対照として未改質ペットとを、示差走査熱量測定（ＤＳＣ）試験にかけた。試験条件は、第１の温度上昇（５０℃から開始し、温度を１分間一定に維持し、次いで温度を１０℃／分の速度で２８０℃に上昇させ、温度を３分間一定に維持し、次いで温度を１０℃／分の速度で５０℃に低下させ、温度を１分間一定に維持した）；第２の温度上昇（５０℃から開始し、温度を１０℃／分の速度で２８０℃に上昇させた）。表２に結果を示す。
【０１９６】
【表２】
2021500457.tif 000012
【０１９７】
表２の結果から、本発明の方法によって製造されたアイオノマーは比較例よりもＰＥＴの核形成に対して有意に良好な効果を有し、ＰＥＴの結晶化温度を有意に上昇させ、結晶化速度を加速させることができ、さらに、微小球構造を有さない非架橋α−メチルスチレン／マレイン酸ナトリウム塩アイオノマーよりもＰＥＴの核形成に対して良好な効果を有することが分かる。さらに、エステル基を導入すると、架橋アイオノマー微小球のペットとの相溶性が増大し、エステル基を含まないアイオノマー微小球と比較してＰＥＴの核形成に対して、より良好な効果が達成された。
【０１９８】
また、実施例１と実施例６との比較、及び実施例Ｄ１と実施例Ｄ８〜Ｄ９との比較から、架橋剤の量を好ましい範囲に制御することにより、より良好な核形成効果が得られることが分かる。
【０１９９】
試験例２
この試験例では、０．７ｄｌ／ｇの固有粘度及びＢＧ８０の型番を有するＰＥＴをSinopec Yizheng Chemical Fibre Companyから購入した。難燃剤は、Jinan Taixing Fine Chemicals Co Ltdから購入した窒素−リンハロゲンフリー難燃剤（ＨＴ２０２Ａ）であった。潤滑剤はBritain Croda Companyから購入したＰＥＴ１００であった。ガラス繊維（又はＧＦ）はZhejiang Jushi Group Co Ltd．から購入し、型番はＥＲ１３−２０００−９８８Ａであった。加工助剤は酸化防止剤を含み、company Ciba Specialty Chemicalsから購入し、型番はＩｒｇａｎｏｘ １０１０及びＩｒｇａｆｏｓ １６８であった。
【０２００】
試験の具体的な工程は以下の通りであった：
１００重量部のＰＥＴ、１．５重量部のアイオノマー微小球、０．２重量部の加工助剤（Ｉｒｇａｎｏｘ １０１０及びＩｒｇａｆｏｓ １６８、重量比率１：１）、８重量部の難燃剤、及び０．０４重量部の潤滑剤を秤量し、高速撹拌機に入れて均一に撹拌し、ＷＰ ＺＳＫ２５二軸押出機を使用して各領域の温度：２３０−２４５−２５５−２６０−２６０−２６０℃；で押し出し、二軸押出機の供給口でガラス繊維を添加し、押し出し後、冷却、ペレット化、及び乾燥（１００℃、８時間）し、ペレットを性能試験のために、Ｈａｉｔｉａｎ ＭＡ１２００／３７０射出成形機（成形温度６０℃）を使用して、２３０−２４０−２５５−２６０−２６０℃の温度で標準試料片に射出成形した。
【０２０１】
射出成形機（Ｎｉｎｇｂｏ Ｈａｉｔｉａｎ  ＭＡ１２００／３７０）を用いて射出成形し、サイズが１７０ｍｍ（長さ）×２５ｍｍ（幅）×４ｍｍ（厚さ）で、平行部が１０ｍｍ（幅）×４ｍｍ（厚さ）の標準スプラインを得た。標準スプラインの引張強さ及び破断伸びは、ＧＢ／Ｔ１０４０‐１９９２によるプラスチックの引張特性の試験方法によって測定した。
【０２０２】
射出成形機（Ｎｉｎｇｂｏ Ｈａｉｔｉａｎ ＭＡ１２００／３７０）を用いて射出成形し、サイズが８０ｍｍ（長さ）×１０ｍｍ（幅）×４ｍｍ（厚さ）の標準スプラインを得た。標準スプラインの曲げ強さ及び曲げ弾性率は、ＧＢ／Ｔ９３４１−２００８によるプラスチックの曲げ特性についての試験方法によって測定した。
【０２０３】
射出成形機（Ｎｉｎｇｂｏ Ｈａｉｔｉａｎ ＭＡ１２００／３７０）を用いて射出成形し、サイズが８０ｍｍ（長さ）×１０ｍｍ（幅）×４ｍｍ（厚さ）、ノッチ２ｍｍの標準スプラインを得た。標準スプラインのシャルピーノッチ付衝撃強さは、ＧＢ／Ｔ１０４３−９３によるプラスチックのアイゾット衝撃強さの試験方法によって測定した。
【０２０４】
変形：２つの射出成形サンプル正方形片（６０ｍｍ×６０ｍｍ×２ｍｍ）を採取し、一方を１２０℃のオーブンに２時間置き、他方を室温に置いた。サンプル片の変形を観察した。
【０２０５】
その結果、本発明のアイオノマーを使用することにより、得られたプラスチック製品は、１１８〜１４５ＭＰａの範囲の引張強さ、約２％の破断伸び、１４０〜１８０ＭＰａの範囲の曲げ強さ、５．６〜９．５ＧＰａの範囲の曲げ弾性率、及び４．５〜１０ｋＪ／ｍ２の範囲のシャルピーノッチ付衝撃強さを有することができ、１２０℃のオーブンに２時間入れても明らかな変形は観察されなかった。
【０２０６】
マレイン酸アイオノマー微小球及びマレイン酸エステルアイオノマー微小球の連続製造プロセス
実施例Ｆ１
酢酸イソアミルを反応溶媒貯蔵タンクＶ−１３に貯蔵した。反応液混合容器Ｒ−１１に以下の反応液を配合した：無水マレイン酸１０１４モル、アゾビスイソブチロニトリル１２．２モル、ジビニルベンゼン２００モル、α−メチルスチレン１０００モル、酢酸イソアミル１０００Ｌ。
【０２０７】
反応液を共重合反応器Ｒ−１２（２つの並列な撹拌タンク反応器）に供給し、窒素雰囲気下、７５℃で５時間、共重合反応させた。反応によって得られた無水マレイン酸系コポリマー微小球を含むポリマー母液を、計量ポンプ（流量１００ｋｇ／ｈ）を通して第１ディスク遠心分離機Ｓ−２１に加え、連続的な第１の分離（分離係数９０００）にかけた。分離によって得られた分離液−Ｉは、第１オンライン濁度計Ａ−２１を通過した。濁度が０．１重量％未満のときは分離液貯蔵タンクＶ−２５に送り、０．１重量％を超えるときは共重合反応器Ｒ−１２に戻した。遠心分離により得られた分離固体含有相は洗浄容器Ｒ−２２に送った。
【０２０８】
アルコール貯蔵タンクＶ−２７中のメタノールを、１４３ｋｇ／ｈの流量で計量ポンプによって洗浄容器Ｒ−２２に送り、滞留時間は１時間で、分離固体含有相をアルコール洗浄した。アルコールで洗浄した生成物を、計量ポンプ（流量１７３ｋｇ／ｈ）によって第２ディスク遠心分離機Ｓ−２２に送り、第２の分離（分離係数９０００）にかけた。得られた洗浄上澄液は、第２オンライン濁度計Ａ−２２で測定した濁度が０．１重量％未満のときは上澄液貯蔵タンクＶ−２６に送り、濁度が０．１重量％を超えるときは洗浄容器Ｒ−２２に戻した。得られたコポリマースラグ相をアイオノマー反応器Ｒ−３２に送った。
【０２０９】
アルカリ液タンクＶ−３１には、濃度２．５重量％の水酸化ナトリウムのメタノール溶液を貯留した。コポリマースラグ相をアイオノマー反応器Ｒ−３２（撹拌タンク型反応器）に入れながら、アルカリ液タンクＶ−３１内のアルカリ液を、計量ポンプにより、流量８３ｋｇ／ｈでアイオノマー反応器Ｒ−３２に送った（無水マレイン酸１００モルに対して、水酸化ナトリウム８０モル、メタノール３９００モルを用いた）。反応は５０℃で行い、滞留時間は１時間であった。
【０２１０】
アイオノマー反応器Ｒ−３２での反応によって得られた生成物を、計量ポンプ（流量１２２ｋｇ／ｈ）によって、底部から第３ディスク遠心分離機Ｓ−３１に連続的に供給して、第３の分離（分離係数９０００）にかけて、アイオノマー微小球を含む遠心分離スラグ相及び分離液−ＩＩを得た。分離液−ＩＩは、精製後の再利用のために、上澄液貯蔵タンクＶ−２６に運搬された。
【０２１１】
遠心分離スラグ相を物質レベル差に基づいて傾斜真空乾燥器Ｇ−４１に送り（４６ｋｇ／ｈ）、そこでスラグ相を乾燥させた。乾燥温度は１４０℃であり、圧力は８０ｍｂａｒであり、滞留時間は４時間であった。凝縮器Ｅ−４１の凝縮温度は０℃であった。１７．５ｋｇ／ｈの収量で、架橋α−メチルスチレン／マレイン酸メチルナトリウム塩アイオノマー微小球が得られた。
【０２１２】
微小球の赤外スペクトル分析は、図６に示すように、マレイン酸ナトリウム塩及びマレイン酸エステルの特徴的なピーク及び芳香環の特徴的なピークを示し、目的とするポリマーの構造の存在を証明した。図７に示すように、微小球の走査型電子顕微鏡分析は、得られた微小球は微小球構造を有することを示し、平均粒径は１５２１ｎｍであると測定された。架橋度は８１％と測定された。
【０２１３】
撹拌タンク反応器Ｒ−１２ＢとＲ−１２Ａとを並列に接続し、物質を交互に排出した。
【０２１４】
分離液貯蔵タンクＶ−２５中の分離液及び上澄液貯蔵タンクＶ−２６中の上澄液をそれぞれ反応溶媒回収装置内の反応溶媒精留塔Ｔ−５２及びアルコール溶媒回収装置内のアルコール精留塔Ｔ−５１に導入し、反応溶媒及びメタノールをそれぞれ回収して再利用した。メタノール回収及び反応溶媒回収の条件は、以下の通りであった。
【０２１５】
【表３】
2021500457.tif 000013
【０２１６】
実施例Ｆ２
この実施例は、エタノールをアルコール貯蔵タンクＶ−２７に貯蔵し、１８．３ｋｇ／ｈの収量で架橋α−メチルスチレン／マレイン酸エチルナトリウム塩アイオノマー微小球を得たことを除いて、実施例Ｆ１の方法に従って行った。
【０２１７】
実施例Ｆ３
酢酸イソアミルを反応溶媒貯蔵タンクＶ−１３に貯蔵した。反応液混合容器Ｒ−１１に以下の反応液を配合した：無水マレイン酸１０１４モル、アゾビスイソブチロニトリル１０．１４モル、ジビニルベンゼン１５０モル、α−メチルスチレン７５０モル、酢酸イソアミル９００Ｌ。
【０２１８】
反応液を管状反応器Ｒ−１２に供給速度１００ｋｇ／ｈにおいて窒素雰囲気下で供給し、管状反応器Ｒ−１２の出口温度を９０℃に制御し、滞留時間を３時間とした。反応によって得られた無水マレイン酸系コポリマー微小球を含むポリマー母液を、反応器Ｒ−１２の出口（流量１００ｋｇ／ｈ）から第１ディスク遠心分離機Ｓ−２１に加え、連続的な第１の分離（分離係数１２０００）にかけた。分離によって得られた分離液は、第１オンライン濁度計Ａ−２１を通過した。濁度が０．１重量％未満のときは分離液貯蔵タンクＶ−２５に送り、０．１重量％を超えるときは共重合反応器Ｒ−１２に戻した。遠心分離により得られた分離固体含有相は洗浄容器Ｒ−２２に送った。
【０２１９】
アルコール貯蔵タンクＶ−２７中の洗浄のためのメタノールを、１３３ｋｇ／ｈの流量で計量ポンプによって洗浄容器Ｒ−２２に送り、滞留時間は１時間で、分離固体含有相をアルコール洗浄した。アルコールで洗浄した生成物を、計量ポンプ（流量１６２ｋｇ／ｈ）によって第２ディスク遠心分離機Ｓ−２２に送り、第２の分離（分離係数１２０００）にかけた。得られた洗浄上澄液は、第２オンライン濁度計Ａ−２２で測定した濁度が０．１重量％未満のときは上澄液貯蔵タンクＶ−２６に送り、濁度が０．１重量％を超えるときは洗浄容器Ｒ−２２に戻した。得られたコポリマースラグ相をアイオノマー反応器Ｒ−３２に送った。
【０２２０】
アルカリ液タンクＶ−３１には、濃度２．５重量％の水酸化カリウムのメタノール溶液を貯留した。コポリマースラグ相をアイオノマー反応器Ｒ−３２（管状反応器）に入れながら、アルカリ液タンクＶ−３１内のアルカリ液を、計量ポンプにより、流量１３０ｋｇ／ｈでアイオノマー反応器Ｒ−３２に送った（無水マレイン酸１００モルに対して、水酸化カリウム１００モル、メタノール６８００モルを用いた）。反応器温度を７０℃に制御し、滞留時間は１．５時間であった。
【０２２１】
アイオノマー反応器Ｒ−３２での反応によって得られた生成物を、計量ポンプ（流量１６６ｋｇ／ｈ）によって、第３ディスク遠心分離機Ｓ−３１に連続的に供給して、第３の分離（分離係数１２０００）にかけて、アイオノマー微小球を含む遠心分離スラグ相及び分離液−ＩＩを得た。分離液−ＩＩは、精製後の再利用のために、上澄液貯蔵タンクＶ−２６に運搬された。
【０２２２】
遠心分離スラグ相を物質レベル差に基づいて傾斜真空乾燥器Ｇ−４１に送り（４３ｋｇ／ｈ）、そこでスラグ相を乾燥させた。乾燥温度は１００℃であり、圧力は１０ｍｂａｒであり、滞留時間は４時間であった。凝縮器Ｅ−４１の凝縮温度は０℃であった。１７．３ｋｇ／ｈの収量で、架橋α−メチルスチレン／マレイン酸メチルカリウム塩アイオノマー微小球が得られた。
【０２２３】
微小球の赤外スペクトル分析は、マレイン酸カリウム塩及びマレイン酸エステルの特徴的なピーク及び芳香環の特徴的なピークを示し、目的とするポリマーの構造の存在を証明した。微小球の走査型電子顕微鏡分析は、得られた微小球は微小球構造を有することを示し、平均粒径は１６００ｎｍであると測定された。架橋度は７８％と測定された。
【０２２４】
分離液貯蔵タンクＶ−２５中の分離液及び上澄液貯蔵タンクＶ−２６中の上澄液をそれぞれ反応溶媒回収装置内の反応溶媒精留塔Ｔ−５２及びアルコール溶媒回収装置内のアルコール精留塔Ｔ−５１に導入し、反応溶媒及びメタノールをそれぞれ回収して再利用した。メタノール回収及び反応溶媒回収の条件は以下の通りであった。
【０２２５】
【表４】
2021500457.tif 000014
【０２２６】
実施例Ｆ４
酢酸イソアミルを反応溶媒貯蔵タンクＶ−１３に貯蔵した。反応液混合容器Ｒ−１１に以下の反応液を配合した：無水マレイン酸１０１４モル、アゾビスイソブチロニトリル１５モル、ジビニルベンゼン１８０モル、α−メチルスチレン８５０モル、酢酸イソアミル８５０Ｌ。
【０２２７】
反応液をバッフル反応器Ｒ−１２に供給速度１００ｋｇ／ｈにおいて窒素雰囲気下で供給し、バッフル反応器Ｒ−１２の出口温度を８５℃に制御し、滞留時間を３時間とした。
【０２２８】
反応によって得られた無水マレイン酸系コポリマー微小球を含むポリマー母液を、反応器Ｒ−１２の出口（流量１００ｋｇ／ｈ）から第１ディスク遠心分離機Ｓ−２１に加え、連続的な第１の分離（分離係数１４０００）にかけた。分離によって得られた分離液は、第１オンライン濁度計Ａ−２１を通過した。濁度が０．１重量％未満のときは分離液貯蔵タンクＶ−２５に送り、０．１重量％を超えるときは共重合反応器Ｒ−１２に戻した。遠心分離により得られた分離固体含有相は洗浄容器Ｒ−２２に送った。
【０２２９】
アルコール貯蔵タンクＶ−２７中の洗浄のためのメタノールを、１７０ｋｇ／ｈの流量で計量ポンプによって洗浄容器Ｒ−２２に送り、滞留時間は１時間で、分離固体含有相をアルコール洗浄した。アルコールで洗浄した生成物を、計量ポンプ（流量２０７ｋｇ／ｈ）によって第２ディスク遠心分離機Ｓ−２２に送り、第２の分離（分離係数１４０００）にかけた。得られた洗浄上澄液は、第２オンライン濁度計Ａ−２２で測定した濁度が０．１重量％未満のときは上澄液貯蔵タンクＶ−２６に送り、濁度が０．１重量％を超えるときは洗浄容器Ｒ−２２に戻した。得られたコポリマースラグ相をアイオノマー反応器Ｒ−３２に送った。
【０２３０】
アルカリ液タンクＶ−３１には、濃度２．５重量％の水酸化ナトリウムのメタノール溶液を貯留した。コポリマースラグ相をアイオノマー反応器Ｒ−３２（バッフル反応器）に入れながら、アルカリ液タンクＶ−３１内のアルカリ液を、計量ポンプにより、流量２２ｋｇ／ｈでアイオノマー反応器Ｒ−３２に送った（無水マレイン酸１００モルに対して、水酸化ナトリウム２０モル、メタノール９００モルを用いた）。反応器温度を５０℃に制御し、滞留時間は０．７５時間であった。
【０２３１】
アイオノマー反応器Ｒ−３２での反応によって得られた生成物を、計量ポンプ（流量６６ｋｇ／ｈ）によって、底部から第３ディスク遠心分離機Ｓ−３１に連続的に供給して、第３の分離（分離係数１４０００）にかけて、アイオノマー微小球を含む遠心分離スラグ相及び分離液−ＩＩを得た。分離液−ＩＩは、精製後の再利用のために、上澄液貯蔵タンクＶ−２６に運搬された。
【０２３２】
遠心分離スラグ相を物質レベル差に基づいて傾斜真空乾燥器Ｇ−４１に送り（４８ｋｇ／ｈ）、そこでスラグ相を乾燥させた。乾燥温度は１５０℃であり、圧力は１００ｍｂａｒであり、滞留時間は４時間であった。凝縮器の凝縮温度は０℃であった。１９．５ｋｇ／ｈの収量で、架橋α−メチルスチレン／マレイン酸メチルナトリウム塩アイオノマー微小球が得られた。
【０２３３】
微小球の赤外スペクトル分析は、無水マレイン酸の特徴的なピーク及び芳香環の特徴的なピークを示し、目的とするポリマーの構造の存在を証明した。微小球の走査型電子顕微鏡分析は、得られた微小球は微小球構造を有することを示し、平均粒径は２０００ｎｍであると測定された。架橋度は８０％と測定された。
【０２３４】
分離液貯蔵タンクＶ−２５中の分離液及び上澄液貯蔵タンクＶ−２６中の上澄液をそれぞれ反応溶媒回収装置内の反応溶媒精留塔Ｔ−５２及びアルコール溶媒回収装置内のアルコール精留塔Ｔ−５１に導入し、反応溶媒及びメタノールをそれぞれ回収して再利用した。メタノール回収及び反応溶媒回収の条件は、以下の通りであった。
【０２３５】
【表５】
2021500457.tif 000015
【０２３６】
比較例Ｆ１
ポリマー反応タンクに以下の反応液を配合した：無水マレイン酸１０１４モル、アゾビスイソブチロニトリル１２．２モル、ジビニルベンゼン２００モル、α−メチルスチレン１０００モル、酢酸イソアミル１０００Ｌ。
【０２３７】
反応液を７５℃に加熱し（昇温時間１時間）、７５℃で５時間、共重合反応させた。反応により得られた無水マレイン酸系コポリマー微小球を含むポリマー母液を、三脚遠心分離機を用いて固液分離にかけた。安全性を確保するために、反応液を３０℃まで冷却する必要があった（降温時間１時間）。分離時間は、２時間／バッチであった（バッチ数はフィルター物質がブロックされたか否かに依存した）。分離後、遠心分離機を１時間停止した。分離により、分離固体含有相を得た。
【０２３８】
分離固体含有相をアイオノマー反応器に手動で加えた（１時間の物質移動及び雰囲気置換時間）。２．５重量％の水酸化ナトリウムのメタノール溶液１０００ｋｇをアルカリ液タンクから加え、５０℃で１時間、反応させた。
【０２３９】
反応により得られたマレイン酸アイオノマー微小球の反応液を、三脚遠心分離機を用いて固液分離にかけた。安全性を確保するために、反応液を３０℃まで冷却する必要があった（降温時間は０．５時間であった）。分離時間は、２時間／バッチであった（バッチ数はフィルター物質がブロックされたか否かに依存した）。分離後、遠心分離機を１時間停止した。分離により、遠心分離スラグ相を得た。
【０２４０】
遠心分離スラグ相を洗浄容器に手動で加えた（１時間の物質移動及び雰囲気置換時間）。洗浄のためのメタノールを計量ポンプによってアルコール貯蔵タンクから洗浄容器に送り、１時間撹拌した。得られた洗浄液を計量ポンプで三脚遠心分離機に加えて分離したところ、分離時間は２時間／バッチであった（バッチ数はフィルター物質がブロックされたか否かに依存した）。分離後、遠心分離機を１時間停止した。スラグ相が得られた。
【０２４１】
スラグ相を傾斜真空乾燥器Ｇ−４１に手動で加え（１時間の物質移動及び雰囲気置換時間）、そこでスラグ相を乾燥させた。乾燥温度は１４０℃（昇温時間１時間）であり、圧力は８０ｍｂａｒであり、滞留時間は４時間であった。凝縮器の凝縮温度は０℃であった。２１４ｋｇの収量で、架橋α−メチルスチレン／マレイン酸エステルナトリウム塩アイオノマー微小球が得られた。
【０２４２】
バッチ操作は、７．８ｋｇ／ｈの生産効率を有した（各作業セクションにおいて、三脚遠心分離機を用いて１バッチの固液分離を行った）。
【０２４３】
前記実施例及び比較例の結果から、本発明による実施例Ｆ１〜Ｆ４の使用は架橋及び微小球構造を有するマレイン酸エステルアイオノマーの連続製造を達成することができ、従来技術における製造システムの種々のユニット間の手動操作を含む分離プロセスを克服し、より高い生産効率及び安定な生産プロセスという顕著な効果を有することが分かる。さらに、製造プロセスは、手動の現場操作を必要とせず、有機溶媒の空気暴露操作を伴わず、人員及び環境に対する害が少ない。
【０２４４】
実施例Ｇ１
酢酸イソアミルを反応溶媒貯蔵タンクＶ−１３に貯蔵した。反応液混合容器Ｒ−１１に以下の反応液を配合した：無水マレイン酸１０１４モル、アゾビスイソブチロニトリル１２．２モル、ジビニルベンゼン２００モル、α−メチルスチレン１０００モル、酢酸イソアミル１０００Ｌ。
【０２４５】
反応液を共重合反応器Ｒ−１２（２つの並列な撹拌タンク反応器）に供給し、窒素雰囲気下、７５℃で５時間、共重合反応させた。反応によって得られた無水マレイン酸系コポリマー微小球を含むポリマー母液を、計量ポンプ（流量１００ｋｇ／ｈ）を通して第１ディスク遠心分離機Ｓ−２１に加え、連続的な第１の分離（分離係数９０００）にかけた。分離によって得られた分離液−Ｉは、第１オンライン濁度計Ａ−２１を通過した。濁度が０．１重量％未満のときは分離液貯蔵タンクＶ−２５に送り、０．１重量％を超えるときは共重合反応器Ｒ−１２に戻した。遠心分離により得られた分離固体含有相はアイオノマー反応器Ｒ−３２に送った。
【０２４６】
アルカリ溶解容器Ｒ−２１には、１０重量％水酸化ナトリウム水溶液を配合し、後の使用のためにアルカリ液タンクＶ−３１に加えた。分離固体含有相をアイオノマー反応器Ｒ−３２（撹拌タンク反応器）に入れながら、アルカリ液タンクＶ−３１内のアルカリ液を、計量ポンプにより、流量２０ｋｇ／ｈでアイオノマー反応器Ｒ−３２に送った（無水マレイン酸１００モルに対して、水酸化ナトリウム８０モルを用いた）。反応は５０℃で行い、滞留時間は１時間であった。
【０２４７】
アイオノマー反応器Ｒ−３２での反応によって得られた生成物を、計量ポンプ（流量５０ｋｇ／ｈ）によって、底部から第２ディスク遠心分離機Ｓ−２２に連続的に供給して、第２の分離（分離係数９０００）にかけて、アイオノマー微小球を含む遠心分離スラグ相、水相、及び分離液−ＩＩを得、分離液−ＩＩは、精製後の再利用のために、分離液貯蔵タンクＶ−２５に送り、水相は再利用のためにアルカリ溶解容器Ｒ−２１に送り、遠心分離スラグ相は物質レベル差に基づいて洗浄容器Ｒ−２２に送った。第２の分離の効果は、濁度を制御するための第２オンライン濁度計Ａ−２２及び第３オンライン濁度計Ａ−３１によって判断することができた。水相及び分離液−ＩＩの濁度が０．１重量％を超えるときはアイオノマー反応器Ｒ−３２に戻し、水相の濁度が０．１重量％未満のときはアルカリ溶解容器Ｒ−２１に送り、分離液−ＩＩの濁度が０．１重量％未満のときは分離液貯蔵タンクＶ−２５に送った。
【０２４８】
アルコール貯蔵タンクＶ−２７中のメタノールを、１４３ｋｇ／ｈの流量で計量ポンプによって洗浄容器Ｒ−２２に送り、滞留時間は１時間で、遠心分離スラグ相をアルコール洗浄した。アルコールで洗浄した生成物を、計量ポンプ（流量１７３ｋｇ／ｈ）によって第３ディスク遠心分離機Ｓ−３１に送り、第３の分離（分離係数９０００）にかけた。得られた洗浄上澄液は、第４オンライン濁度計Ａ−４１で測定した濁度が０．１重量％未満のときは上澄液貯蔵タンクＶ−２６に送り、濁度が０．１重量％を超えるときは洗浄容器Ｒ−２２に戻した。得られたアイオノマースラグ相を乾燥機Ｇ−４１に送った。
【０２４９】
アイオノマースラグ相を物質レベル差に基づいて、傾斜真空乾燥器Ｇ−４１に送り（４３ｋｇ／ｈ）、そこでスラグ相を乾燥させた。乾燥温度は１４０℃であり、圧力は８０ｍｂａｒであり、滞留時間は４時間であった。凝縮器Ｅ−４１の凝縮温度は０℃であった。１６．３ｋｇ／ｈの収量で、架橋マレイン酸アイオノマー微小球が得られた。
【０２５０】
微小球の赤外スペクトル分析は、図１１に示すように、マレイン酸ナトリウム塩の特徴的なピーク及び芳香環の特徴的なピークを示し、目的とするアイオノマーの構造の存在を証明した。図１２に示すように、微小球の走査型電子顕微鏡分析は、得られた微小球は微小球構造を有することを示し、平均粒径は１５２１ｎｍであると測定された。架橋度は８１％と測定された。
【０２５１】
撹拌タンク反応器Ｒ−１２ＢとＲ−１２Ａとを並列に接続し、物質を交互に排出した。
【０２５２】
分離液貯蔵タンクＶ−２５中の分離液及び上澄液貯蔵タンクＶ−２６中の上澄液をそれぞれ反応溶媒回収装置内の反応溶媒精留塔Ｔ−５２及びアルコール溶媒回収装置内のアルコール精留塔Ｔ−５１に導入し、反応溶媒及びメタノールをそれぞれ回収して再利用した。メタノール回収及び反応溶媒回収の条件は、以下の通りであった。
【０２５３】
【表６】
2021500457.tif 000016
【０２５４】
実施例Ｇ２
酢酸イソアミルを反応溶媒貯蔵タンクＶ−１３に貯蔵した。反応液混合容器Ｒ−１１に以下の反応液を配合した：無水マレイン酸１０１４モル、アゾビスイソブチロニトリル１０．１４モル、ジビニルベンゼン１５０モル、α−メチルスチレン７５０モル、酢酸イソアミル９００Ｌ。
【０２５５】
反応液を管状反応器Ｒ−１２に供給速度１００ｋｇ／ｈにおいて窒素雰囲気下で供給し、管状反応器Ｒ−１２の出口温度を９０℃に制御し、滞留時間を３時間とした。反応によって得られた無水マレイン酸系コポリマー微小球を含むポリマー母液を、反応器Ｒ−１２の出口（流量１００ｋｇ／ｈ）から第１ディスク遠心分離機Ｓ−２１に加え、連続的な第１の分離（分離係数１２０００）にかけた。分離によって得られた分離液は、第１オンライン濁度計Ａ−２１を通過した。濁度が０．１重量％未満のときは分離液貯蔵タンクＶ−２５に送り、０．１重量％を超えるときは共重合反応器Ｒ−１２に戻した。遠心分離により得られた分離固体含有相はアイオノマー反応器Ｒ−３２に送った。
【０２５６】
アルカリ溶解容器Ｒ−２１には、２０重量％水酸化カリウム水溶液を配合し、後の使用のためにアルカリ液タンクＶ−３１に加えた。分離固体含有相をアイオノマー反応器Ｒ−３２（管状反応器）に入れながら、アルカリ液タンクＶ−３１内のアルカリ液を、計量ポンプにより、流量１６ｋｇ／ｈでアイオノマー反応器Ｒ−３２に送った（無水マレイン酸１００モルに対して、水酸化カリウム１００モルを用いた）。反応器温度は５０℃に制御し、滞留時間は１時間であった。
【０２５７】
アイオノマー反応器Ｒ−３２での反応によって得られた生成物を、計量ポンプ（流量４６ｋｇ／ｈ）によって、出口から第２ディスク遠心分離機Ｓ−２２に連続的に供給して、第２の分離（分離係数１２０００）にかけて、アイオノマー微小球を含む遠心分離スラグ相、水相、及び分離液−ＩＩを得、分離液−ＩＩは、精製後の再利用のために、分離液貯蔵タンクＶ−２５に送り、水相は再利用のためにアルカリ溶解容器Ｒ−２１に送り、遠心分離スラグ相は物質レベル差に基づいて洗浄容器Ｒ−２２に送った。第２の分離の効果は、濁度を制御するための第２オンライン濁度計Ａ−２２及び第３オンライン濁度計Ａ−３１によって判断することができた。水相及び分離液−ＩＩの濁度が０．１重量％を超えるときはアイオノマー反応器Ｒ−３２に戻し、水相の濁度が０．１重量％未満のときはアルカリ溶解容器Ｒ−２１に送り、分離液−ＩＩの濁度が０．１重量％未満のときは分離液貯蔵タンクＶ−２５に送った。
【０２５８】
アルコール貯蔵タンクＶ−２７中の洗浄のためのメタノールを、１３３ｋｇ／ｈの流量で計量ポンプによって洗浄容器Ｒ−２２に送り、滞留時間は１時間で、遠心分離スラグ相をアルコール洗浄した。アルコールで洗浄した生成物を、計量ポンプ（流量１６７ｋｇ／ｈ）によって第２ディスク遠心分離機Ｓ−３１に送り、第３の分離（分離係数１２０００）にかけた。得られた洗浄上澄液は、第４オンライン濁度計Ａ−４１で測定した濁度が０．１重量％未満のときは上澄液貯蔵タンクＶ−２６に送り、濁度が０．１重量％を超えるときは洗浄容器Ｒ−２２に戻した。得られたアイオノマースラグ相を乾燥機Ｇ−４１に送った。
【０２５９】
アイオノマースラグ相を物質レベル差に基づいて傾斜真空乾燥器Ｇ−４１に送り（４４ｋｇ／ｈ）、そこでスラグ相を乾燥させた。乾燥温度は５０℃であり、圧力は１０ｍｂａｒであり、滞留時間は４時間であった。凝縮器Ｅ−４１の凝縮温度は０℃であった。１６．５ｋｇ／ｈの収量で、架橋マレイン酸アイオノマー微小球が得られた。
【０２６０】
微小球の赤外スペクトル分析は、マレイン酸カリウム塩の特徴的なピーク及び芳香環の特徴的なピークを示し、目的とするアイオノマーの構造の存在を証明した。微小球の走査型電子顕微鏡分析は、得られた微小球は微小球構造を有することを示し、平均粒径は１６００ｎｍであると測定された。架橋度は７８％と測定された。
【０２６１】
分離液貯蔵タンクＶ−２５中の分離液及び上澄液貯蔵タンクＶ−２６中の上澄液をそれぞれ反応溶媒回収装置内の反応溶媒精留塔Ｔ−５２及びアルコール溶媒回収装置内のアルコール精留塔Ｔ−５１に導入し、反応溶媒及びメタノールをそれぞれ回収して再利用した。メタノール回収及び反応溶媒回収の条件は、以下の通りであった。
【０２６２】
【表７】
2021500457.tif 000017
【０２６３】
実施例Ｇ３
酢酸イソアミルを反応溶媒貯蔵タンクＶ−１３に貯蔵した。反応液混合容器Ｒ−１１に以下の反応液を配合した：無水マレイン酸１０１４モル、アゾビスイソブチロニトリル１５モル、ジビニルベンゼン１８０モル、α−メチルスチレン８５０モル、酢酸イソアミル８５０Ｌ。
【０２６４】
反応液をバッフル反応器Ｒ−１２に供給速度１００ｋｇ／ｈにおいて窒素雰囲気下で供給し、バッフル反応器Ｒ−１２の出口温度を８５℃に制御し、滞留時間を３時間とした。
【０２６５】
反応によって得られた無水マレイン酸系コポリマー微小球を含むポリマー母液を、反応器Ｒ−１２の出口（流量１００ｋｇ／ｈ）から第１ディスク遠心分離機Ｓ−２１に加え、連続的な第１の分離（分離係数１４０００）にかけた。分離によって得られた分離液は、第１オンライン濁度計Ａ−２１を通過した。濁度が０．１重量％未満のときは分離液貯蔵タンクＶ−２５に送り、０．１重量％を超えるときは共重合反応器Ｒ−１２に戻した。遠心分離により得られた分離固体含有相はアイオノマー反応器Ｒ−３２に送った。
【０２６６】
アルカリ溶解容器Ｒ−２１には、５０重量％水酸化ナトリウム水溶液を配合し、後の使用のためにアルカリ液タンクＶ−３１に加えた。分離固体含有相をアイオノマー反応器Ｒ−３２（バッフル反応器）に入れながら、アルカリ液タンクＶ−３１内のアルカリ液を、計量ポンプにより、流量１．１ｋｇ／ｈでアイオノマー反応器Ｒ−３２に送った（無水マレイン酸１００モルに対して、水酸化ナトリウム２０モルを用いた）。反応器温度は３０℃に制御し、滞留時間は０．５時間であった。
【０２６７】
アイオノマー反応器Ｒ−３２での反応によって得られた生成物を、計量ポンプ（流量３３ｋｇ／ｈ）によって、底部から第２ディスク遠心分離機Ｓ−２２に連続的に供給して、第２の分離（分離係数１４０００）にかけて、アイオノマー微小球を含む遠心分離スラグ相、水相、及び分離液−ＩＩを得、分離液−ＩＩは、精製後の再利用のために、分離液貯蔵タンクＶ−２５に送り、水相は再利用のためにアルカリ溶解容器Ｒ−２１に送り、遠心分離スラグ相は物質レベル差に基づいて洗浄容器Ｒ−２２に送った。第２の分離の効果は、濁度を制御するための第２オンライン濁度計Ａ−２２及び第３オンライン濁度計Ａ−３１によって判断することができた。水相及び分離液−ＩＩの濁度が０．１重量％を超えるときはアイオノマー反応器Ｒ−３２に戻し、水相の濁度が０．１重量％未満のときはアルカリ溶解容器Ｒ−２１に送り、分離液−ＩＩの濁度が０．１重量％未満のときは分離液貯蔵タンクＶ−２５に送った。
【０２６８】
アルコール貯蔵タンクＶ−２７中の洗浄のためのメタノールを、１８０ｋｇ／ｈの流量で計量ポンプによって洗浄容器Ｒ−２２に送り、滞留時間は１時間で、遠心分離スラグ相をアルコール洗浄した。アルコールで洗浄した生成物を、計量ポンプ（流量２１３ｋｇ／ｈ）によって第３ディスク遠心分離機Ｓ−３１に送り、第３の分離（分離係数１４０００）にかけた。得られた洗浄上澄液は、第４オンライン濁度計Ａ−４１で測定した濁度が０．１重量％未満のときは上澄液貯蔵タンクＶ−２６に送り、濁度が０．１重量％を超えるときは洗浄容器Ｒ−２２に戻した。
【０２６９】
アイオノマースラグ相を物質レベル差に基づいて傾斜真空乾燥器Ｇ−４１に送り（４７ｋｇ／ｈ）、そこでスラグ相を乾燥させた。乾燥温度は９０℃であり、圧力は１００ｍｂａｒであり、滞留時間は４時間であった。凝縮器の凝縮温度は０℃であった。１７．８ｋｇ／ｈの収量で、架橋マレイン酸アイオノマー微小球が得られた。
【０２７０】
微小球の赤外スペクトル分析は、マレイン酸ナトリウム塩の特徴的なピーク及び芳香環の特徴的なピークを示し、目的とするポリマーの構造の存在を証明した。微小球の走査型電子顕微鏡分析は、得られた微小球は微小球構造を有することを示し、平均粒径は２０００ｎｍであると測定された。架橋度は８０％と測定された。
【０２７１】
分離液貯蔵タンクＶ−２５中の分離液及び上澄液貯蔵タンクＶ−２６中の上澄液をそれぞれ反応溶媒回収装置内の反応溶媒精留塔Ｔ−５２及びアルコール溶媒回収装置内のアルコール精留塔Ｔ−５１に導入し、反応溶媒及びメタノールをそれぞれ回収して再利用した。メタノール回収及び反応溶媒回収の条件は、以下の通りであった。
【０２７２】
【表８】
2021500457.tif 000018
【０２７３】
比較例Ｇ１
ポリマー反応タンクに以下の反応液を配合した：無水マレイン酸１０１４モル、アゾビスイソブチロニトリル１２．２モル、ジビニルベンゼン２００モル、α−メチルスチレン１０００モル、酢酸イソアミル１０００Ｌ。
【０２７４】
反応液を７５℃に加熱し（昇温時間１時間）、７５℃で５時間、共重合反応させた。反応により得られた無水マレイン酸系コポリマー微小球を含むポリマー母液を、三脚遠心分離機を用いて固液分離にかけた。安全性を確保するために、反応液を３０℃まで冷却する必要があった（降温時間１時間）。分離時間は、２時間／バッチであった（バッチ数はフィルター物質がブロックされたか否かに依存した）。分離後、遠心分離機を１時間停止した。分離により、分離固体含有相を得た。
【０２７５】
分離固体含有相をアイオノマー反応器に手動で加えた（１時間の物質移動及び雰囲気置換時間）。１０重量％の水酸化ナトリウム水溶液２５０ｋｇをアルカリ液タンクから加え、５０℃で１時間、反応させた。反応により得られたマレイン酸アイオノマー微小球の反応液を、三脚遠心分離機を用いて固液分離にかけた。安全性を確保するために、反応液を３０℃まで冷却する必要があった（降温時間は０．５時間であった）。分離時間は、２時間／バッチであった（バッチ数はフィルター物質がブロックされたか否かに依存した）。分離後、遠心分離機を１時間停止した。分離により、遠心分離スラグ相を得た。
【０２７６】
遠心分離スラグ相を洗浄容器に手動で加えた（１時間の物質移動及び雰囲気置換時間）。洗浄のためのメタノールを計量ポンプによってアルコール貯蔵タンクから洗浄容器に送り、１時間撹拌した。得られた洗浄液を計量ポンプで三脚遠心分離機に加えて分離したところ、分離時間は２時間／バッチであった（バッチ数はフィルター物質がブロックされたか否かに依存した）。分離後、遠心分離機を１時間停止した。スラグ相が得られた。
【０２７７】
スラグ相を傾斜真空乾燥器Ｇ−４１に手動で加え（１時間の物質移動及び雰囲気置換時間）、そこでスラグ相を乾燥させた。乾燥温度は１４０℃（昇温時間１時間）であり、圧力は８０ｍｂａｒであり、滞留時間は４時間であった。凝縮器の凝縮温度は０℃であった。２０３ｋｇの収量で、架橋α−メチルスチレン／マレイン酸アイオノマー微小球が得られた。
【０２７８】
バッチ操作は、７．７ｋｇ／ｈの生産効率を有した（各作業セクションにおいて、三脚遠心分離機を用いて１バッチの固液分離を行った）。
【０２７９】
前記実施例及び比較例の結果から、本発明による実施例Ｇ１〜Ｇ３の使用は架橋及び微小球構造を有するマレイン酸アイオノマーの連続製造を達成することができ、従来技術における製造システムの種々のユニット間の手動操作を含む分離プロセスを克服し、より高い生産効率及び安定な生産プロセスという顕著な効果を有することが分かる。さらに、製造プロセスは、手動の現場操作を必要とせず、有機溶媒の空気暴露操作を伴わず、人員及び環境に対する害が少ない。
【０２８０】
以上、本発明の好ましい実施形態について詳細に説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。本発明の技術的概念の範囲内で、任意の他の適切な方法での種々の技術的特徴の組み合わせを含む、種々の単純な改変が、本発明の技術的解決策になされ得る。これらの単純な改変及び組み合わせもまた、本発明の開示とみなされるべきであり、それらは全て本発明の保護範囲に属する。
【０２８１】
本明細書で開示される範囲の終点及びその中の任意の値は、正確な範囲又は値に限定されず、これらの範囲又は値はこれらの範囲又は値に近い値を含むものとして理解されるべきである。数値範囲については１つ以上の新しい数値範囲を得るために、様々な範囲の終点値と様々な範囲の個々の点値との間、様々な範囲の終点値と個々の点値との間で組み合わせを行うことができ、これらの数値範囲は本明細書で具体的に開示されていると考えられる。
【０２８２】
〔符号一覧〕
【０２８３】
【表９】
2021500457.tif 000019
【図面の簡単な説明】
【０２８４】
【図１】図１は、実施例１で合成したアイオノマーの赤外スペクトルである。
【図２】図２は、実施例１で合成したアイオノマーの走査型電子顕微鏡写真である。
【図３】図３は、実施例Ｄ１で合成したスチレン／マレイン酸ナトリウム塩アイオノマーの赤外スペクトルである。
【図４】図４は、実施例Ｄ１で合成したスチレン／マレイン酸ナトリウム塩アイオノマーの走査型電子顕微鏡写真である。
【図５】図５は、比較例Ｅ１で合成したスチレン／マレイン酸ナトリウム塩アイオノマーの赤外スペクトルである。
【図６】図６は、実施例Ｆ１で得られたマレイン酸エステルアイオノマー微小球の赤外スペクトルである。
【図７】図７は、実施例Ｆ１で得られたマレイン酸エステルアイオノマー微小球の走査型電子顕微鏡写真である。
【図８】図８は、本発明によって提供されるマレイン酸エステルアイオノマー微小球を製造するためのシステムの概略図Ｉである。
【図９】図９は、本発明によって提供されるマレイン酸エステルアイオノマー微小球を製造するためのシステムの概略図ＩＩである。
【図１０】図１０は、本発明によって提供されるマレイン酸エステルアイオノマー微小球を製造するための方法の概略フローチャートである。
【図１１】図１１は、実施例Ｇ１で得られたマレイン酸アイオノマー微小球の赤外スペクトルである。
【図１２】図１２は、実施例Ｇ１で得られたマレイン酸アイオノマー微小球の走査型電子顕微鏡写真である。
【図１３】図１３は、本発明によって提供されるマレイン酸アイオノマー微小球を製造するためのシステムの概略図Ｉである。
【図１４】図１４は、本発明によって提供されるマレイン酸アイオノマー微小球を製造するためのシステムの概略図ＩＩである。
【図１５】図１５は、本発明によって提供されるマレイン酸アイオノマー微小球を製造するための方法の概略フローチャートである。
【図１】
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【図２】
2021500457.tif 000025
【図３】
2021500457.tif 000026
【図４】
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【図５】
2021500457.tif 000028
【図６】
2021500457.tif 000029
【図７】
2021500457.tif 000030
【図８】
2021500457.tif 000031
【図９】
2021500457.tif 000032
【図１０】
2021500457.tif 000033
【図１１】
2021500457.tif 000034
【図１２】
2021500457.tif 000035
【図１３】
2021500457.tif 000036
【図１４】
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【図１５】
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【手続補正書】
【提出日】令和2年6月26日(2020.6.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
架橋構造を有する微小球アイオノマーであって、
前記アイオノマーは、式（１）で表される構造単位Ａと、式（２）で表される構造単位Ｂと、架橋剤によって与えられる架橋構造単位とを含み、
【化１】
2021500457.tif 000039
式中、Ｍ１及びＭ２はそれぞれ独立して、Ｈと、金属カチオンと、直鎖、分枝、又は環状のＣ１−Ｃ２０飽和アルキル基とからなる群から選択され、ＲはＨ又はメチルであり、
前記アイオノマー中の前記構造単位Ａの少なくとも一部は、前記金属カチオンを含む、アイオノマー。
【請求項２】
前記アイオノマー中の前記金属カチオンのモル含有量は、前記アイオノマー中の前記構造単位Ａの総モル量の１０〜１２０％を含む、請求項１に記載のアイオノマー。
【請求項３】
前記アイオノマーの架橋度は６５％以上である、請求項１又は２に記載のアイオノマー。
【請求項４】
前記アイオノマーは、１５０〜２０００ｎｍの平均粒径を有する、請求項１〜３のいずれか一項に記載のアイオノマー。
【請求項５】
前記構造単位Ａと前記構造単位Ｂとの間のモル比は、１００：（１００〜１２０）であり、より好ましくは１００：（１００〜１０５）である、請求項１〜４のいずれか一項に記載のアイオノマー。
【請求項６】
前記構造単位Ａと前記架橋構造単位との間のモル比は、１００：（１〜４０）であり、より好ましくは１００：（１０〜３０）である、請求項１〜５のいずれか一項に記載のアイオノマー。
【請求項７】
前記架橋剤は、ジビニルベンゼン及び／又は少なくとも２つのアクリレート基を含むアクリレート架橋剤であり、
前記アクリレート基の構造式は、−Ｏ−Ｃ（Ｏ）−Ｃ（Ｒ’）＝ＣＨ２、Ｒ’はＨ又はＣ１−Ｃ４アルキルであり、
好ましくは、前記架橋剤は、ジビニルベンゼン、プロピレングリコールビス（メタ）アクリレート、エチレングリコールビス（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ビス（トリメチロールプロパン）テトラ（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、フタル酸ジエチレングリコールジアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、及びエトキシル化多官能性アクリレート、からなる群から選択される少なくとも１つである、請求項１〜６のいずれか一項に記載のアイオノマー。
【請求項８】
前記Ｃ１−Ｃ２０飽和アルキル基は、メチル、エチル、ｎ−プロピル、イソプロピル、tert−ブチル、ｎ−ブチル、イソブチル、ｎ−ペンチル、ｎ−ヘキシル、ｎ−ヘプチル、ｎ−オクチル、２−メチルブチル、３−メチルブチル、シクロヘキシル、ｎ−ノニル、イソノニル、デシル、２−プロピルヘプチル、２−エチルヘキシル、ドデシル、テトラデシル、セチル、及びステアリルからなる群から選択される、請求項１〜７のいずれか一項に記載のアイオノマー。
【請求項９】
前記金属カチオンは、Ｌｉ＋、Ｎａ＋、Ｋ＋、並びにＣａ２＋、Ｍｇ２＋、Ｂａ２＋、及び一価当量のＺｎ２＋からなる群から選択される、請求項１〜８のいずれか一項に記載のアイオノマー。
【請求項１０】
（１）無水マレイン酸と、式（２）で表される構造単位Ｂを与えるモノマーＭＢと、架橋剤と、を有機溶媒中で開始剤の存在下で接触させて、反応させる工程と、
（２）工程（１）で得られた生成物中の無水マレイン酸単位を開環させる、開環工程と、を含む、請求項１〜９のいずれか一項に記載のアイオノマーの製造方法。
【請求項１１】
工程（１）において、前記反応の条件は、前記アイオノマーの架橋度を６５％以上にする、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
工程（１）において、前記反応は、不活性雰囲気下で行われる、請求項１０又は１１に記載の方法。
【請求項１３】
工程（１）において、前記反応は、５０〜９０℃の温度下で３〜１５時間行われる、請求項１０〜１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
工程（１）において、前記モノマーＭＢは、無水マレイン酸１００モルに対して、５０〜１５０モル、好ましくは７５〜１００モルの量で使用される、請求項１０〜１３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１５】
工程（１）において、前記架橋剤は、無水マレイン酸１００モルに対して、１〜４０モル、好ましくは１０〜２０モルの量で使用される、請求項１０〜１４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１６】
工程（１）において、前記有機溶媒は、有機酸のアルキルエステル、好ましくは酢酸イソアミルを含み、任意にアルカン及び／又は芳香族炭化水素と混合される、請求項１０〜１５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１７】
工程（１）において、前記有機溶媒は、無水マレイン酸１００モルに対して、５０〜１５０Ｌ、好ましくは７５〜１００Ｌの量で使用される、請求項１０〜１６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１８】
工程（１）において、前記開始剤は、ジベンゾイルペルオキシド、ジクミルペルオキシド、ジ−tert−ブチルペルオキシド、ラウロイルペルオキシド、tert−ブチルペルオキシベンゾエート、ジイソプロピルペルオキシジカーボネート、ジシクロヘキシルペルオキシジカーボネート、アゾビスイソブチロニトリル、及びアゾビスイソヘプトニトリル、並びにそれらの組み合わせからなる群より選択される、請求項１０〜１７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１９】
工程（１）において、前記開始剤は、無水マレイン酸１００モルに対して、０．０５〜１０モル、好ましくは１〜１．５モルの量で使用される、請求項１０〜１８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２０】
工程（２）は、工程（１）で得られた前記生成物を水の存在下で塩類化のための塩基と反応させることで行われ、架橋マレイン酸アイオノマー微小球を得る、請求項１０〜１９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２１】
前記塩基は、金属水酸化物及び／又は金属酢酸塩から選択され、好ましくは、前記塩基は、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム、水酸化バリウム、水酸化亜鉛、水酸化マグネシウム、酢酸リチウム、酢酸ナトリウム、酢酸カリウム、酢酸カルシウム、酢酸バリウム、及び酢酸亜鉛、並びにそれらの組み合わせからなる群より選択される、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記塩基は、無水マレイン酸１００モルに対して、１０〜２００モルの量で使用される、請求項２０又は２１に記載の方法。
【請求項２３】
工程（２）において、前記塩類化は、２０〜１００℃の温度下で０．５〜８時間行われる、請求項２０〜２２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２４】
工程（２）は、工程（１）で得られた前記生成物を塩基及び飽和一価アルコールと混合及び反応させることによって行われ、架橋マレイン酸エステルアイオノマー微小球を得る、請求項１０〜１９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２５】
前記塩基は、金属水酸化物、金属酢酸塩、及び金属アルコキシドからなる群から選択される少なくとも１つであり、好ましくは、前記塩基は、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム、水酸化バリウム、水酸化亜鉛、水酸化マグネシウム、酢酸リチウム、酢酸ナトリウム、酢酸カリウム、酢酸カルシウム、酢酸バリウム、酢酸亜鉛、ナトリウムメトキシド、ナトリウムエトキシド、ナトリウムプロポキシド、ナトリウムイソプロポキシド、ナトリウムtert−ブトキシド、ナトリウムtert−ペントキシド、ナトリウムイソオクトキシド、カリウムメトキシド、リチウムメトキシド、亜鉛メトキシド、マグネシウムメトキシド、カルシウムメトキシド、カリウムエトキシド、バリウムエトキシド、カルシウムエトキシド、リチウムエトキシド、及びカリウムtert−ブトキシド、並びにそれらの組み合わせからなる群より選択される、請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
前記塩基は、無水マレイン酸１００モルに対して、５〜１００モルの量で使用される、請求項２４又は２５に記載の方法。
【請求項２７】
前記飽和一価アルコールは、Ｃ１−Ｃ２０飽和一価アルコールから選択され、好ましくは、前記飽和一価アルコールは、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、イソブタノール、tert−ブタノール、ペンタノール、２−メチルブタノール、３−メチルブタノール、ヘキサノール、シクロヘキサノール、ヘプタノール、オクタノール、ノナノール、イソノナノール、デカノール、２−プロピルヘプタノール、２−エチルヘキサノール、ドデカノール、テトラデカノール、セチルアルコール、及びステアリルアルコール、並びにそれらの組み合わせからなる群より選択される、請求項２４〜２６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２８】
前記飽和一価アルコールは、無水マレイン酸１００モルに対して、１００〜２００００モルの量で使用される、請求項２４〜２７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２９】
工程（２）は、２０〜１５０℃の温度で０．５〜８時間行われる、請求項２４〜２８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３０】
前記アイオノマーは、架橋マレイン酸エステルアイオノマー微小球であり、
（１）無水マレイン酸と式（Ｉ）で表されるモノマーＭＢとを、共重合ユニット中で、開始剤、架橋剤、及び反応溶媒の存在下で共重合反応させることで、無水マレイン酸系コポリマー微小球を含むポリマー母液を得る工程と、
【化２】
2021500457.tif 000040
（２）前記ポリマー母液を連続的な第１の分離にかけて、分離固体含有相及び分離液−Ｉを得る工程と、
（３）前記分離固体含有相を洗浄ユニットに供給し、少なくとも１回のアルコール洗浄及び連続的な第２の分離を行い、コポリマースラグ相及び洗浄上澄液を得る工程と、
（４）前記コポリマースラグ相を塩基のアルコール溶液と反応させ、得られた前記生成物を連続的に第３の分離にかけて、アイオノマー微小球を含む遠心分離スラグ相及び分離液−ＩＩを得る工程と、
（５）前記遠心分離スラグ相を乾燥ユニットに送り、乾燥させ、架橋マレイン酸エステルアイオノマー微小球を得る工程と、
（６）前記分離液−Ｉ、前記分離液−ＩＩ、及び前記洗浄上澄液を溶媒回収ユニットに導入し、回収によって得られた前記回収溶媒と回収アルコールとをそれぞれ工程（１）及び（３）に戻す工程と、を含む、請求項１０〜１９及び２４〜２９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３１】
工程（２）における前記第１の分離は、９０００より大きく、好ましくは９０００〜６００００の分離係数を有する、請求項３０に記載の方法。
【請求項３２】
工程（３）における前記第２の分離は、９０００より大きく、好ましくは９０００〜６００００の分離係数を有する、請求項３０又は３１に記載の方法。
【請求項３３】
工程（４）における前記第３の分離は、９０００より大きく、好ましくは９０００〜６００００の分離係数を有する、請求項３０〜３２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３４】
工程（３）において、前記アルコールは、メタノール又はエタノールから選択される、請求項３０〜３３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３５】
前記アイオノマーは、架橋マレイン酸アイオノマー微小球であり、
（１）無水マレイン酸と式（Ｉ）で表されるモノマーＭＢとを、共重合ユニット中で、開始剤、架橋剤、及び反応溶媒の存在下で共重合反応させ、無水マレイン酸系コポリマー微小球を含むポリマー母液を得る工程と、
【化３】
2021500457.tif 000041
（２）前記ポリマー母液を連続的な第１の分離にかけて、分離固体含有相及び分離液−Ｉを得る工程と、
（３）前記分離固体含有相をアルカリ液と反応させ、得られた前記生成物を連続的に第２の分離にかけて、アイオノマー微小球を含む遠心分離スラグ相、水相、及び分離液−ＩＩを得る工程と、
（４）前記遠心分離スラグ相を洗浄ユニットに導入し、少なくとも１回のアルコール洗浄及び第３の分離を行い、アイオノマースラグ相及び洗浄上澄液を得る工程と、
（５）前記アイオノマースラグ相を乾燥ユニットに送り、乾燥させ、架橋マレイン酸アイオノマー微小球を得る工程と、
（６）前記分離液−Ｉ、前記分離液−ＩＩ、及び前記洗浄上澄液を溶媒回収ユニットに導入し、回収によって得られた回収溶媒と回収アルコールとをそれぞれ工程（１）及び（４）に戻す工程と、を含む、請求項１０〜２３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３６】
工程（２）における前記第１の分離は、９０００より大きく、好ましくは９０００〜６００００の分離係数を有する、請求項３５に記載の方法。
【請求項３７】
工程（３）における前記第２の分離は、９０００より大きく、好ましくは９０００〜６００００の分離係数を有する、請求項３５又は３６に記載の方法。
【請求項３８】
工程（４）における前記第３の分離は、９０００より大きく、好ましくは９０００〜６００００の分離係数を有する、請求項３５〜３７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３９】
工程（４）において、前記アルコールは、メタノール又はエタノールから選択される、請求項３５〜３８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項４０】
工程（３）において、前記反応は、２０〜８０℃の温度で０．５〜８時間行われる、請求項３５〜３９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項４１】
請求項１〜９のいずれか一項に記載のアイオノマー、又は請求項１０〜４０のいずれか一項に記載の方法によって製造されたアイオノマーの、ポリエチレンテレフタレートの改質のための核剤としての使用。
【請求項４２】
請求項１〜９のいずれか一項に記載のアイオノマー、又は請求項１０〜４０のいずれか一項に記載の方法によって製造されたアイオノマーを、核剤として含む、ポリエチレンテレフタレート組成物。
【請求項４３】
請求項１〜９のいずれか一項に記載のアイオノマー、又は請求項１０〜４０のいずれか一項に記載の方法によって製造されたアイオノマーが、ポリエチレンテレフタレートの核剤として導入される、ポリエチレンテレフタレートの改質方法。
【請求項４４】
連続的に連通する共重合ユニット、洗浄ユニット、アイオノマー形成反応ユニット、乾燥ユニット、及び溶媒回収ユニットを備え、
前記共重合ユニットは、コモノマーを共重合反応させ、得られた無水マレイン酸系コポリマー微小球を含むポリマー母液を連続的に第１の分離にかけて、分離固体含有相及び分離液−Ｉを得るために使用され、
前記洗浄ユニットは、前記分離固体含有相を少なくとも１回のアルコール洗浄及び連続的な第２の分離にかけて、コポリマースラグ相及び洗浄上澄液を得るために使用され、
前記アイオノマー形成反応ユニットは、前記コポリマースラグ相を反応させ、製造されたアイオノマー反応液を第３の分離に連続的にかけて、アイオノマー微小球を含む遠心分離スラグ相及び分離液−ＩＩを得るために使用され、
前記乾燥ユニットは、前記遠心分離スラグ相を乾燥させて、前記架橋マレイン酸エステルアイオノマー微小球を得るために使用され、
前記溶媒回収ユニットは、前記分離液−Ｉ、前記分離液−ＩＩ、及び前記洗浄上澄液から不純物を除去し、分離して得られた前記回収溶媒と回収アルコールとをそれぞれ前記共重合ユニット及び前記洗浄ユニットに戻すために使用され、
このシステムは、前記架橋マレイン酸エステルアイオノマー微小球の連続製造を達成するために使用される、
請求項３０〜３４のいずれか一項に記載の方法を実施するためのシステム。
【請求項４５】
前記共重合ユニットは、反応溶媒貯蔵タンク（Ｖ−１３）、反応液混合容器（Ｒ−１１）、共重合反応器（Ｒ−１２）、第１ディスク遠心分離機（Ｓ−２１）、第１オンライン濁度計（Ａ−２１）、及び分離液貯蔵タンク（Ｖ−２５）を備え、
前記反応溶媒貯蔵タンク（Ｖ−１３）は、前記反応溶媒を貯蔵するために使用され、
前記反応液混合容器（Ｒ−１１）は、前記反応溶媒と前記反応の原料とを反応液に混合するために使用され、
前記共重合反応器（Ｒ−１２）は、前記反応液の共重合反応を連続的に行うために使用され、
得られた前記ポリマー母液は、連続的な前記第１の分離のために前記第１ディスク遠心分離機（Ｓ−２１）に連続的に流入し、得られた前記分離液−Ｉは、前記第１オンライン濁度計（Ａ−２１）を通過し、前記共重合反応器（Ｒ−１２）又は前記分離液貯蔵タンク（Ｖ−２５）に導入され、
好ましくは、前記第１オンライン濁度計（Ａ−２１）と前記共重合反応器（Ｒ−１２）との間、及び前記第１オンライン濁度計（Ａ−２１）と前記分離液貯蔵タンク（Ｖ−２５）との間にそれぞれバルブが設けられ、前記分離液−Ｉの濁度が前記基準に達しているときには前記分離液−Ｉを前記分離液貯蔵タンク（Ｖ−２５）に導入し、前記分離液−Ｉの濁度が前記基準に達していないときには前記分離液−Ｉを前記共重合反応器（Ｒ−１２）に導入する、請求項４４に記載のシステム。
【請求項４６】
前記洗浄ユニットは、アルコール貯蔵タンク（Ｖ−２７）、上澄液貯蔵タンク（Ｖ−２６）、及び少なくとも１組の洗浄装置を備え、前記洗浄装置の各組は、洗浄容器（Ｒ−２２）、第２ディスク遠心分離機（Ｓ−２２）、及び第２オンライン濁度計（Ａ−２２）を備え、
アルコール貯蔵タンク（Ｖ−２７）は、アルコール溶媒を貯蔵するために使用され、
洗浄容器（Ｒ−２２）は、前記分離固体含有相を前記アルコール溶媒で連続アルコール洗浄し、分散スラリーを得るために使用され、
前記分散スラリーは、連続的な前記第２の分離のために前記第２ディスク遠心分離機（Ｓ−２２）に連続的に導入され、得られた前記洗浄上澄液は、前記第２オンライン濁度計（Ａ−２２）を通過し、次いで前記洗浄容器（Ｒ−２２）又は前記上澄液貯蔵タンク（Ｖ−２６）に導入され、
好ましくは、前記第２オンライン濁度計（Ａ−２２）と前記洗浄容器（Ｒ−２２）との間、及び前記第２オンライン濁度計（Ａ−２２）と前記上澄液貯蔵タンク（Ｖ−２６）との間にそれぞれバルブが設けられ、前記洗浄上澄液の濁度が前記基準に達しているときには前記洗浄上澄液を前記上澄液貯蔵タンク（Ｖ−２６）に導入し、前記洗浄上澄液の濁度が前記基準に達していないときには前記洗浄上澄液を前記洗浄容器（Ｒ−２２）に導入する、
請求項４４又は４５に記載のシステム。
【請求項４７】
前記アイオノマー形成反応ユニットは、アルカリ液タンク（Ｖ−３１）、アイオノマー反応器（Ｒ−３２）、第３ディスク遠心分離機（Ｓ−３１）、及び第３オンライン濁度計（Ａ−３１）を備え、
アルカリ液タンク（Ｖ−３１）は、塩基のアルコール溶液を貯蔵して、それを前記反応に提供するために使用され、
アイオノマー反応器（Ｒ−３２）は、前記コポリマースラグ相と塩基のアルコール溶液との反応を行うために使用され、
得られた前記アイオノマー反応液は、連続的な第３の分離のために前記第３ディスク遠心分離機（Ｓ−３１）に連続的に流入し、得られた前記分離液−ＩＩは、前記第３オンライン濁度計（Ａ−３１）を通過し、次いで前記アイオノマー反応器（Ｒ−３２）又は前記上澄液貯蔵タンク（Ｖ−２６）に導入され、
好ましくは、前記第３オンライン濁度計（Ａ−３１）と前記アイオノマー反応器（Ｒ−３２）との間、及び前記第３オンライン濁度計（Ａ−３１）と前記上澄液貯蔵タンク（Ｖ−２６）との間にそれぞれバルブが設けられ、前記分離液−ＩＩの濁度が前記基準に達しているときには前記分離液−ＩＩを前記上澄液貯蔵タンク（Ｖ−２６）に導入し、前記分離液−ＩＩの濁度が前記基準に達していないときには前記分離液−ＩＩを前記アイオノマー反応器（Ｒ−３２）に導入する、請求項４４〜４６のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項４８】
前記乾燥ユニットは、乾燥機（Ｇ−４１）、凝縮器（Ｅ−４１）、及び乾燥凝縮液タンク（Ｖ−４１）を備え、
前記乾燥機（Ｇ−４１）は、前記遠心分離スラグ相を乾燥させて、前記架橋マレイン酸エステルアイオノマー微小球を得るために使用され、
前記凝縮器（Ｅ−４１）は、前記乾燥凝縮液タンク（Ｖ−４１）と連通しており、前記乾燥機（Ｇ−４１）から排出された気体溶媒を液体に凝縮するために使用され、その液体は前記乾燥凝縮液タンク（Ｖ−４１）に導入され、
前記乾燥凝縮液タンク（Ｖ−４１）は、アルコール貯蔵タンク（Ｖ−２７）と連通している、請求項４４〜４７のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項４９】
前記溶媒回収ユニットは、アルコール溶媒回収装置及び反応溶媒回収装置を備え、
前記アルコール溶媒回収装置は、前記上澄液貯蔵タンク（Ｖ−２６）、前記アルコール貯蔵タンク（Ｖ−２７）、及び前記反応溶媒回収装置と連通しており、前記洗浄上澄液中のアルコール溶媒を前記上澄液貯蔵タンク（Ｖ−２６）から回収し、それを前記アルコール貯蔵タンク（Ｖ−２７）に戻すために使用され、前記洗浄上澄液の残りの残留液は、前記反応溶媒回収装置に導入され、
前記反応溶媒回収装置は、前記分離液貯蔵タンク（Ｖ−２５）及び前記反応溶媒貯蔵タンク（Ｖ−１３）と連通しており、前記分離液貯蔵タンク（Ｖ−２５）から前記分離液を回収し、且つ前記残留液中の前記反応溶媒を回収し、前記反応溶媒貯蔵タンク（Ｖ−１３）に戻すために使用される、請求項４４〜４８のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項５０】
前記アルコール溶媒回収装置は、アルコール精留塔（Ｔ−５１）、アルコール熱交換器（Ｅ−５１）、アルコール凝縮液タンク（Ｖ−５１）、及び残留液リボイラー（Ｅ−５２）を備え、
前記アルコール精留塔（Ｔ−５１）は、前記上澄液貯蔵タンク（Ｖ−２６）からの前記洗浄上澄液を蒸留するために使用され、前記アルコール精留塔（Ｔ−５１）の頂部から排出されたアルコール蒸気は、前記アルコール熱交換器（Ｅ−５１）及び前記アルコール凝縮液タンク（Ｖ−５１）を連続的に通過することによって、前記回収アルコールを得、前記回収アルコールの一部は、前記アルコール精留塔（Ｔ−５１）に戻され、前記回収アルコールの他の部分は、前記洗浄ユニットで再使用するために前記アルコール貯蔵タンク（Ｖ−２７）に戻され、
残留液は、前記アルコール精留塔（Ｔ−５１）の底部から排出され、前記残留液の一部は、前記残留液リボイラー（Ｅ−５２）を通過した後、前記アルコール精留塔（Ｔ−５１）に戻され、前記残留液の他の部分は、前記反応溶媒回収装置に導入される、
請求項４９に記載のシステム。
【請求項５１】
前記反応溶媒回収装置は、供給タンク（Ｖ−５５）、反応溶媒精留塔（Ｔ−５２）、溶媒熱交換器（Ｅ−５３）、溶媒凝縮液タンク（Ｖ−５３）、及び廃液リボイラー（Ｅ−５４）を備え、
前記供給タンク（Ｖ−５５）は、前記アルコール精留塔（Ｔ−５１）の底部及び前記分離液貯蔵タンク（Ｖ−２５）と連通しており、前記残留液と前記分離液貯蔵タンク（Ｖ−２５）からの前記分離液とを混合して供給物として使用するために、使用され、
前記反応溶媒精留塔（Ｔ−５２）は、前記供給物を分留するために使用され、前記反応溶媒精留塔（Ｔ−５２）の頂部から排出される溶媒蒸気は、前記溶媒熱交換器（Ｅ−５３）及び前記溶媒凝縮液タンク（Ｖ−５３）を順次通ることによって、回収溶媒を得、前記回収溶媒の一部は、前記反応溶媒精留塔（Ｔ−５２）に戻され、前記回収溶媒の他の部分は、前記反応溶媒貯蔵タンク（Ｖ−１３）に戻され、前記共重合ユニットで再利用され、
廃液は、前記反応溶媒精留塔（Ｔ−５２）の底部から排出され、前記廃液の一部は、前記廃液リボイラー（Ｅ−５４）を通過した後、前記反応溶媒精留塔（Ｔ−５２）に戻され、前記廃液の他の部分は排出される、請求項４９に記載のシステム。
【請求項５２】
連続的に連通する共重合ユニット、アイオノマー形成反応ユニット、洗浄ユニット、乾燥ユニット、及び溶媒回収ユニットを備え、
前記共重合ユニットは、コモノマーを共重合反応させ、得られた無水マレイン酸系コポリマー微小球を含むポリマー母液を連続的に第１の分離にかけて、分離固体含有相及び分離液−Ｉを得るために使用され、
前記アイオノマー形成反応ユニットは、前記分離固体含有相を反応させ、製造された生成物を第２の分離に連続的にかけて、アイオノマー微小球を含む遠心分離スラグ相、水相、及び分離液−ＩＩを得るために使用され、
前記洗浄ユニットは、前記遠心分離スラグ相を少なくとも１回のアルコール洗浄及び連続的な第３の分離にかけて、アイオノマースラグ相及び洗浄上澄液を得るために使用され、
前記乾燥ユニットは、前記アイオノマースラグ相を乾燥させ、前記架橋マレイン酸アイオノマー微小球を得るために使用され、
前記溶媒回収ユニットは、前記分離液−Ｉ、前記分離液−ＩＩ、及び前記洗浄上澄液から不純物を除去し、分離して得られた回収溶媒と回収アルコールとをそれぞれ前記共重合ユニット、前記洗浄ユニットに戻すために使用され、
このシステムは、前記架橋マレイン酸アイオノマー微小球の連続製造を達成するために使用される、請求項３５〜４０のいずれか一項に記載の方法を実施するためのシステム。
【請求項５３】
前記共重合ユニットは、反応溶媒貯蔵タンク（Ｖ−１３）、反応液混合容器（Ｒ−１１）、共重合反応器（Ｒ−１２）、第１ディスク遠心分離機（Ｓ−２１）、第１オンライン濁度計（Ａ−２１）、及び分離液貯蔵タンク（Ｖ−２５）を備え、
前記反応溶媒貯蔵タンク（Ｖ−１３）は、前記反応溶媒を貯蔵するために使用され、
前記反応液混合容器（Ｒ−１１）は、前記反応溶媒と１つ以上の反応の原料とを反応液に混合するために使用され、
前記共重合反応器（Ｒ−１２）は、前記反応液の共重合反応を連続的に行うために使用され、
得られた前記ポリマー母液は、連続的な前記第１の分離のために前記第１ディスク遠心分離機（Ｓ−２１）に連続的に流入し、得られた前記分離液−Ｉは、前記第１オンライン濁度計（Ａ−２１）を通過し、前記共重合反応器（Ｒ−１２）又は前記分離液貯蔵タンク（Ｖ−２５）に導入され、
好ましくは、前記第１オンライン濁度計（Ａ−２１）と前記共重合反応器（Ｒ−１２）との間、及び前記第１オンライン濁度計（Ａ−２１）と前記分離液貯蔵タンク（Ｖ−２５）との間にそれぞれバルブが設けられ、前記分離液−Ｉの濁度が前記基準に達しているときには前記分離液−Ｉを前記分離液貯蔵タンク（Ｖ−２５）に導入し、前記分離液−Ｉの濁度が前記基準に達していないときは前記分離液−Ｉを前記共重合反応器（Ｒ−１２）に導入する、請求項５２に記載のシステム。
【請求項５４】
前記アイオノマー形成反応ユニットは、アルカリ溶解容器（Ｒ−２１）、アルカリ液タンク（Ｖ−３１）、アイオノマー反応器（Ｒ−３２）、第２ディスク遠心分離機（Ｓ−２２）、第２オンライン濁度計（Ａ−２２）、及び第３オンライン濁度計（Ａ−３１）を備え、
前記アルカリ溶解容器（Ｒ−２１）は、塩基を水に溶解してアルカリ液にするために使用され、
前記アルカリ液タンク（Ｖ−３１）は、前記アルカリ液を貯蔵し、それを前記反応に供給するために使用され、
前記アイオノマー反応器（Ｒ−３２）は、前記分離固体含有相と前記アルカリ液との反応のために使用され、
得られたアイオノマー反応液は、連続的な前記第２の分離のために前記第２ディスク遠心分離機（Ｓ−２２）に連続的に流入し、得られた前記水相は、前記第２オンライン濁度計（Ａ−２２）を通過し、前記分離液−ＩＩは、前記第３オンライン濁度計（Ａ−３１）を通過した後、前記アイオノマー反応器（Ｒ−３２）、前記分離液貯蔵タンク（Ｖ−２５）、又は前記アルカリ溶解容器（Ｒ−２１）に導入され、
好ましくは、前記第２オンライン濁度計（Ａ−２２）と前記アイオノマー反応器（Ｒ−３２）との間、前記第２オンライン濁度計（Ａ−２２）と前記アルカリ溶解容器（Ｒ−２１）との間、前記第３オンライン濁度計（Ａ−３１）と前記アイオノマー反応器（Ｒ−３２）との間、及び前記第３オンライン濁度計（Ａ−３１）と前記分離液貯蔵タンク（Ｖ−２５）との間に、それぞれバルブが配置され、前記分離液−ＩＩの濁度が前記基準に達しているときには前記分離液貯蔵タンク（Ｖ−２５）に前記分離液−ＩＩを導入し、前記水相の濁度が前記基準に達しているときには前記アルカリ溶解容器（Ｒ−２１）に前記水相を導入し、それらが前記基準に達していないときには前記アイオノマー反応器（Ｒ−３２）に前記水相と前記分離液−ＩＩとを導入する、請求項５２又は５３に記載のシステム。
【請求項５５】
前記洗浄ユニットは、アルコール貯蔵タンク（Ｖ−２７）、上澄液貯蔵タンク（Ｖ−２６）、及び少なくとも１組の洗浄装置を備え、前記洗浄装置の各組は、洗浄容器（Ｒ−２２）、第３ディスク遠心分離機（Ｓ−３１）、及び第４オンライン濁度計（Ａ−４１）を備え、
アルコール貯蔵タンク（Ｖ−２７）は、アルコール溶媒を貯蔵するために使用され、
洗浄容器（Ｒ−２２）は、連続的に前記遠心分離スラグ相を前記アルコール溶媒でアルコール洗浄し、分散スラリーを得るために使用され、
前記分散スラリーは、連続的な前記第３の分離のために前記第３ディスク遠心分離機（Ｓ−３１）に連続的に導入され、得られた前記洗浄上澄液は前記第４オンライン濁度計（Ａ−４１）を通過し、次いで前記洗浄容器（Ｒ−２２）又は前記上澄液貯蔵タンク（Ｖ−２６）に導入され、
好ましくは、前記第４オンライン濁度計（Ａ−４１）と前記洗浄容器（Ｒ−２２）との間、前記第４オンライン濁度計（Ａ−４１）と前記上澄液貯蔵タンク（Ｖ−２６）との間に、それぞれバルブが設けられ、前記洗浄上澄液の濁度が前記基準に達しているときには前記洗浄上澄液を前記上澄液貯蔵タンク（Ｖ−２６）に導入し、前記洗浄上澄液の濁度が前記基準に達していないときには前記洗浄上澄液を前記洗浄容器（Ｒ−２２）に導入する、
請求項５２〜５４のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項５６】
前記乾燥ユニットは、乾燥機（Ｇ−４１）、凝縮器（Ｅ−４１）、及び乾燥凝縮液タンク（Ｖ−４１）を備え、
前記乾燥機（Ｇ−４１）は、前記アイオノマースラグ相を乾燥させ、前記架橋マレイン酸アイオノマー微小球を得るために使用され、
前記凝縮器（Ｅ−４１）は、前記乾燥凝縮液タンク（Ｖ−４１）と連通しており、前記乾燥機（Ｇ−４１）から排出された気体溶媒を液体に凝縮するために使用され、前記液体は前記乾燥凝縮液タンク（Ｖ−４１）に導入され、
前記乾燥凝縮液タンク（Ｖ−４１）は、アルコール貯蔵タンク（Ｖ−２７）と連通している、請求項５２〜５５のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項５７】
前記溶媒回収ユニットは、アルコール溶媒回収装置及び反応溶媒回収装置を備え、
前記アルコール溶媒回収装置は、前記上澄液貯蔵タンク（Ｖ−２６）、前記アルコール貯蔵タンク（Ｖ−２７）、及び前記反応溶媒回収装置と連通しており、前記洗浄上澄液中のアルコール溶媒を前記上澄液貯蔵タンク（Ｖ−２６）から回収し、それを前記アルコール貯蔵タンク（Ｖ−２７）に戻すために使用され、前記洗浄上澄液の残りの残留液は、前記反応溶媒回収装置に導入され、
前記反応溶媒回収装置は、前記分離液貯蔵タンク（Ｖ−２５）及び前記反応溶媒貯蔵タンク（Ｖ−１３）と連通しており、前記分離液貯蔵タンク（Ｖ−２５）から前記分離液を回収し、且つ前記残留液中の前記反応溶媒を回収し、前記反応溶媒貯蔵タンク（Ｖ−１３）に戻すために使用される、請求項５２〜５６のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項５８】
前記アルコール溶媒回収装置は、アルコール精留塔（Ｔ−５１）、アルコール熱交換器（Ｅ−５１）、アルコール凝縮液タンク（Ｖ−５１）、及び残留液リボイラー（Ｅ−５２）を備え、
前記アルコール精留塔（Ｔ−５１）は、前記上澄液貯蔵タンク（Ｖ−２６）からの前記洗浄上澄液を蒸留するために使用され、前記アルコール精留塔（Ｔ−５１）の頂部から排出されたアルコール蒸気は、前記アルコール熱交換器（Ｅ−５１）及びアルコール凝縮液タンク（Ｖ−５１）を連続的に通過することによって、前記回収アルコールを得、前記回収アルコールの一部は、前記アルコール精留塔（Ｔ−５１）に戻され、前記回収アルコールの他の部分は、前記洗浄ユニットで再使用するために前記アルコール貯蔵タンク（Ｖ−２７）に戻され、
残留液は、前記アルコール精留塔（Ｔ−５１）の底部から排出され、前記残留液の一部は、前記残留液リボイラー（Ｅ−５２）を通過した後、前記アルコール精留塔（Ｔ−５１）に戻され、前記残留液の他の部分は、前記反応溶媒回収装置に導入される、請求項５７に記載のシステム。
【請求項５９】
前記反応溶媒回収装置は、供給タンク（Ｖ−５５）、反応溶媒精留塔（Ｔ−５２）、溶媒熱交換器（Ｅ−５３）、溶媒凝縮液タンク（Ｖ−５３）、及び廃液リボイラー（Ｅ−５４）を備え、
前記供給タンク（Ｖ−５５）は、前記アルコール精留塔（Ｔ−５１）の底部及び前記分離液貯蔵タンク（Ｖ−２５）と連通しており、前記残留液と前記分離液貯蔵タンク（Ｖ−２５）からの前記分離液とを混合し供給物として使用するために、使用され、
前記反応溶媒精留塔（Ｔ−５２）は、前記供給物を分留するために使用され、前記反応溶媒精留塔（Ｔ−５２）の頂部から排出される溶媒蒸気は、前記溶媒熱交換器（Ｅ−５３）及び前記溶媒凝縮液タンク（Ｖ−５３）を順次通ることによって、回収溶媒を得、前記回収溶媒の一部は、前記反応溶媒精留塔（Ｔ−５２）に戻され、前記回収溶媒の他の部分は、前記反応溶媒貯蔵タンク（Ｖ−１３）に戻され、前記共重合ユニットで再利用され、
廃液は、前記反応溶媒精留塔（Ｔ−５２）の底部から排出され、前記廃液の一部は、前記廃液リボイラー（Ｅ−５４）を通過した後、前記反応溶媒精留塔（Ｔ−５２）に戻され、前記廃液の他の部分は排出される、請求項５７に記載のシステム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
〔技術分野〕
本発明は、ポリマー材料の分野に関し、特に、架橋構造を有する微小球アイオノマー、その製造方法、及びその用途に関する。本発明はまた、架橋アイオノマー微小球の連続製造に関し、特に、本発明による架橋マレイン酸エステルアイオノマー微小球、及び架橋マレイン酸アイオノマー微小球の連続製造のためのシステム、及び方法に関する。
【０００２】
〔背景技術〕
イオン性ポリマー（略してアイオノマーとも呼ばれる）は、ポリマー鎖上に少数のイオン性基を有するポリマー材料の一種であり、イオン性基のモル含有量は、一般に１５％を超えない。アイオノマーは、無機イオンと有機分子との完全な組み合わせの単一体である。イオン性基の導入により、イオン−イオン相互作用；イオン−イオン対相互作用；イオン−双極子相互作用；及び水素結合の相互作用のような通常のポリマーには見出されない、アイオノマー中の分子間の特別な相互作用が存在する。これらの特別な相互作用により、アイオノマーは多くの独特の特性を有し、高分子改質及び機能性材料のような態様において重要な用途を有する。さらに、ポリマー微小球の製造及び用途に関する最近の研究は、機能性ポリマー材料の分野において、注目されている。ナノスケール〜ミクロンスケールのポリマー微小球は、大きな比表面積、強い吸着、強い凝集、及び強い表面反応能力等の特別な特性を有し、多くのハイテク分野で広く使用することができる。
【０００３】
Yan Zhe、Qiang Xihuaiらは、１，４−ジオキサンを溶媒とし、ｐ−トルエンスルホン酸を触媒とする、スチレン／無水マレイン酸コポリマーの高級脂肪アルコールモノエステルのナトリウム塩の調製について、論文「スチレン／無水マレイン酸コポリマーの脂肪アルコールモノエステルのナトリウム塩の調製及び表面活性（Preparation and Surface Activity of Sodium Salt of Fatty Alcohol Monoester of Styrene / Maleic Anhydride Copolymer）」（"China Surfactant Detergent & Cosmetics"、2012, 42(2): 97-100）に記載している。
【０００４】
Lai Xiaolin、Sun Chengdongらは、メチルエチルケトンを溶媒とし、トリエチルアミンを触媒とする、スチレン／無水マレイン酸コポリマーのエチルエステルの調製について、論文「ＳＭＡ−エタノールの合成、及びｐＨ感応特性（Synthesis and pH-sensitive property of SMA-ethanol）」（"Applied Chemical Industry"、2008, 37(5): 498-501）に記載している。反応混合物を石油エーテル中で沈殿させ、吸引濾過し、続いて乾燥させ、テトラヒドロフラン中に再溶解させ、石油エーテル中で再び沈殿させ、濾過し、乾燥させて、生成物を得た。
【０００５】
しかしながら、工業生産においては、ポリマー微小球及びアイオノマー微小球の両方は、超微粒子の洗浄及び精製、並びに固液分離に直面しなければならない。現在、一般的に用いられている方法は、三脚遠心分離機（three-feet centrifuge）、又は空気暴露操作を伴う板枠式厚濾機を用いる方法であり、プロセスの連続性と安全性を改善する必要がある。
【０００６】
ＣＮ１０２９２４６４１Ａは、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）のための核剤及びその製造方法を開示している。核剤は、加水分解、塩類化、及び精製を介して、ランダムコポリマー又はスチレンと無水マレイン酸との交互コポリマーから製造されたスチレン／マレイン酸アイオノマーである。製造方法は、無水マレイン酸モノマー、スチレンモノマー、開始剤、及び溶媒を窒素雰囲気中で均一に混合し、６０〜８０℃で１〜１．５時間反応させ、続いて反応生成物を溶媒中で沈殿させ、精製し、真空下で乾燥させて、コポリマーを得、次いでコポリマーを１，４−ジオキサンに溶解し、塩基のアルコール溶液を滴下し、生成したアイオノマーを沈殿剤から沈殿させ、続いて真空濾過及び精製して、スチレン／マレイン酸アイオノマーを得ることを含む。アイオノマーは、ＰＥＴの結晶化温度を上昇させ、結晶化速度を加速させることができる。
【０００７】
ＣＮ１０３１４５９０３Ａは、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）のための核剤及びその製造方法を開示している。核剤は、加水分解、塩類化、及び精製によって、ポリスチレン−ｂ−ポリ（スチレン−ａｌｔ−無水マレイン酸）ジブロックコポリマーから製造されたポリスチレン−ｂ−ポリ（スチレン−ａｌｔ−無水マレイン酸）ジブロックアイオノマーである。核剤は、ＰＥＴ溶融物中でミクロ相分離を形成することができ、それによってＰＥＴ結晶化のための結晶核を供給する。
【０００８】
しかしながら、ＰＥＴの核形成に対する効果に関して、前記方法によって製造されたポリマーを改善する余地は、依然として存在する。
【０００９】
〔発明の概要〕
本発明の第１の目的は、架橋構造を有する微小球アイオノマー、その製造方法、及びその用途を提供することである。微小球アイオノマーは従来技術の欠点を克服し、ＰＥＴの核形成に良好な効果を有する。
【００１０】
本発明の別の目的は、超微細粒子の困難な洗浄及び精製、並びに困難な固液分離に関する工業化生産における問題を十分に克服することができる、本発明による架橋マレイン酸エステルアイオノマー微小球及び架橋マレイン酸アイオノマー微小球の連続製造のためのシステム及び方法を提供することである。
【００１１】
前記目的を達成するために、本発明の第１の態様は、架橋構造を有する微小球アイオノマーであって、前記アイオノマーは、式（１）で表される構造単位Ａと、式（２）で表される構造単位Ｂと、架橋剤によって与えられる架橋構造単位とを含み、
【００１２】
【化１】
2021500457.tif 000042
【００１３】
式中、Ｍ１及びＭ２はそれぞれ独立して、Ｈと、金属カチオンと、直鎖、分枝、又は環状のＣ１−Ｃ２０飽和アルキル基とからなる群から選択され、ＲはＨ又はメチルであり、
前記アイオノマー中の前記構造単位Ａの少なくとも一部は、組み込まれた前記金属カチオンを含む。
【００１４】
本発明の第２の態様は、本発明によるアイオノマーを製造するための方法であって：
（１）無水マレイン酸と、式（２）で表される構造単位Ｂを与えるモノマーＭＢと、架橋剤と、を有機溶媒中で開始剤の存在下で接触させて、反応させる工程と；
（２）工程（１）で得られた生成物中の無水マレイン酸単位を開環させる、開環工程と；
を含む方法を提供する。
【００１５】
本発明のアイオノマー（又はアイオノマー微小球）は、架橋及び微小球構造を有し、ＰＥＴの核形成に良好な効果を有する。さらに、その製造方法は単純であり、アイオノマー微小球は、反応の終了後に沈殿剤を使用することなく、単純な分離操作によって得ることができる。従って、このような製造方法はまた、環境に優しい。一実施形態では、アイオノマーはワンポットプロセスによって製造することができ、重合後の懸濁液は分離及び乾燥される必要はなく、塩基と直接反応し、それによって、プロセスをさらに単純化し、エネルギー消費を低減する。
【００１６】
第２の態様の１つの実施形態において、本発明は、架橋マレイン酸エステルアイオノマー微小球を製造するための方法であって：
（１）無水マレイン酸と式（Ｉ）で表されるモノマーＭＢとを、共重合ユニット中で、開始剤、架橋剤、及び反応溶媒の存在下で共重合させ、無水マレイン酸系コポリマー微小球を含むポリマー母液を得る工程と；
【００１７】
【化２】
2021500457.tif 000043
【００１８】
（２）前記ポリマー母液を連続的な第１の分離にかけて、分離固体含有相及び分離液−Ｉを得る工程と；
（３）前記分離固体含有相を洗浄ユニットに供給し、少なくとも１回のアルコール洗浄及び連続的な第２の分離を行い、コポリマースラグ相及び洗浄上澄液を得る工程と；
（４）前記コポリマースラグ相を塩基のアルコール溶液と反応させ、得られた生成物を連続的に第３の分離にかけて、アイオノマー微小球を含む遠心分離スラグ相及び分離液−ＩＩを得る工程と；
（５）前記遠心分離スラグ相を乾燥ユニットに送り、乾燥させ、架橋マレイン酸エステルアイオノマー微小球を得る工程と；
（６）前記分離液−Ｉ、前記分離液−ＩＩ、及び前記洗浄上澄液を溶媒回収ユニットに導入し、回収によって得られた回収溶媒と回収アルコールとをそれぞれ工程（１）及び（３）に戻す工程と；を含む方法を提供する。
【００１９】
同様に、本発明は、架橋マレイン酸エステルアイオノマー微小球を製造するためのそのような方法を実施するためのシステムであって：
連続的に連通する共重合ユニット、洗浄ユニット、アイオノマー形成反応ユニット、乾燥ユニット、及び溶媒回収ユニットを備え：
前記共重合ユニットは、コモノマーを共重合反応させ、得られた無水マレイン酸系コポリマー微小球を含むポリマー母液を連続的に第１の分離にかけて、分離固体含有相及び分離液−Ｉを得るために使用され；
前記洗浄ユニットは、前記分離固体含有相を少なくとも１回のアルコール洗浄及び連続的な第２の分離にかけて、コポリマースラグ相及び洗浄上澄液を得るために使用され；
前記アイオノマー形成反応ユニットは、前記コポリマースラグ相を反応させ、製造されたアイオノマー反応液を第３の分離に連続的にかけて、アイオノマー微小球を含む遠心分離スラグ相及び分離液−ＩＩを得るために使用され；
前記乾燥ユニットは、前記遠心分離スラグ相を乾燥させて、前記架橋マレイン酸エステルアイオノマー微小球を得るために使用され；
前記溶媒回収ユニットは、前記分離液−Ｉ、前記分離液−ＩＩ、及び前記洗浄上澄液から不純物を除去し、分離して得られた回収溶媒と回収アルコールとをそれぞれ前記共重合ユニット及び前記洗浄ユニットに戻すために使用され；
このシステムは、前記架橋マレイン酸エステルアイオノマー微小球の連続製造を達成するために使用される；システムを提供する。
【００２０】
第２の態様の別の実施形態では、本発明は、架橋マレイン酸アイオノマー微小球を製造するための方法であって、：
（１）無水マレイン酸と式（Ｉ）で表されるモノマーＭＢとを、共重合ユニット中で、開始剤、架橋剤、及び反応溶媒の存在下で共重合させて、無水マレイン酸系コポリマー微小球を含むポリマー母液を得る工程と； 
【００２１】
【化３】
2021500457.tif 000044
【００２２】
（２）前記ポリマー母液を連続的な第１の分離にかけて、分離固体含有相及び分離液−Ｉを得る工程と；
（３）前記分離固体含有相をアルカリ液と反応させ、得られた生成物を連続的に第２の分離にかけて、アイオノマー微小球を含む遠心分離スラグ相、水相、及び分離液−ＩＩを得る工程と；
（４）前記遠心分離スラグ相を洗浄ユニットに導入し、少なくとも１回のアルコール洗浄及び第３の分離を行い、アイオノマースラグ相及び洗浄上澄液を得る工程と；
（５）前記アイオノマースラグ相を乾燥ユニットに送り、乾燥させ、架橋マレイン酸アイオノマー微小球を得る工程と；
（６）前記分離液−Ｉ、前記分離液−ＩＩ、及び前記洗浄上澄液を溶媒回収ユニットに導入し、回収によって得られた回収溶媒及び回収アルコールをそれぞれ工程（１）及び（４）に戻す工程と；を含む方法を提供する。
【００２３】
同様に、本発明はまた、架橋マレイン酸アイオノマー微小球を製造するためのそのような方法を実施するためのシステムであって：
連続的に連通する共重合ユニット、アイオノマー形成反応ユニット、洗浄ユニット、乾燥ユニット、及び溶媒回収ユニットを備え：
前記共重合ユニットは、コモノマーを共重合反応させ、得られた無水マレイン酸系コポリマー微小球を含むポリマー母液を連続的に第１の分離にかけて、分離固体含有相及び分離液−Ｉを得るために使用され；
前記アイオノマー形成反応ユニットは、前記分離固体含有相を反応させ、製造された生成物を第２の分離に連続的にかけて、アイオノマー微小球を含む遠心分離スラグ相、水相、及び分離液−ＩＩを得るために使用され；
前記洗浄ユニットは、前記遠心分離スラグ相を少なくとも１回のアルコール洗浄及び連続的な第３の分離にかけて、アイオノマースラグ相及び洗浄上澄液を得るために使用され；
前記乾燥ユニットは、前記アイオノマースラグ相を乾燥させ、前記架橋マレイン酸アイオノマー微小球を得るために使用され；
前記溶媒回収ユニットは、前記分離液−Ｉ、前記分離液−ＩＩ、及び前記洗浄上澄液から不純物を除去し、分離して得られた回収溶媒と回収アルコールとをそれぞれ前記共重合ユニット、前記洗浄ユニットにそれぞれ戻すために使用され；
このシステムは、前記架橋マレイン酸アイオノマー微小球の連続製造を達成するために使用される；システムを提供する。
【００２４】
前記技術的解決策により、本発明は、架橋及び微小球構造を有するマレイン酸エステル及びマレイン酸アイオノマーの連続製造を達成することができるシステム及び方法を提供する。本方法のプロセスは、溶媒からの超微細コポリマー又はアイオノマー微小球の連続固液遠心分離を達成することができ、使用される反応溶媒及び洗浄アルコール溶媒を再循環させることができる。本発明により提供される方法は、従来技術におけるシステムの種々のユニット間で採用され手動で操作される分離プロセスを排除することができ、溶媒の空気暴露操作を効果的に防止することができ、アイオノマー微小球の製造における連続反応、洗浄、及び分離プロセスを達成することができ、分離効果を効果的に安定化させることができ、遠心分離機の頻繁な始動及び停止操作を回避することができる。得られる微小球の平均粒径は、６００〜２０００ｎｍであり得る。
【００２５】
本発明の第３の態様は、ポリエチレンテレフタレートを改質するための核剤としての本発明によるアイオノマーの使用を提供する。
【００２６】
本発明の第４の態様は、核剤として本発明によるアイオノマーを含むポリエチレンテレフタレート組成物を提供する。
【００２７】
本発明の第５の態様は、本発明によるアイオノマーが核剤としてポリエチレンテレフタレートに導入される、ポリエチレンテレフタレートを改質する方法を提供する。
【００２８】
〔図面の説明〕
図１は、実施例１で合成したアイオノマーの赤外スペクトルである；
図２は、実施例１で合成したアイオノマーの走査型電子顕微鏡写真である；
図３は、実施例Ｄ１で合成したスチレン／マレイン酸ナトリウム塩アイオノマーの赤外スペクトルである；
図４は、実施例Ｄ１で合成したスチレン／マレイン酸ナトリウム塩アイオノマーの走査型電子顕微鏡写真である；
図５は、比較例Ｅ１で合成したスチレン／マレイン酸ナトリウム塩アイオノマーの赤外スペクトルである；
図６は、実施例Ｆ１で得られたマレイン酸エステルアイオノマー微小球の赤外スペクトルである；
図７は、実施例Ｆ１で得られたマレイン酸エステルアイオノマー微小球の走査型電子顕微鏡写真である；
図８は、本発明によって提供されるマレイン酸エステルアイオノマー微小球を製造するためのシステムの概略図Ｉである；
図９は、本発明によって提供されるマレイン酸エステルアイオノマー微小球を製造するためのシステムの概略図ＩＩである；
図１０は、本発明によって提供されるマレイン酸エステルアイオノマー微小球を製造するための方法の概略フローチャートである；
図１１は、実施例Ｇ１で得られたマレイン酸アイオノマー微小球の赤外スペクトルである；
図１２は、実施例Ｇ１で得られたマレイン酸アイオノマー微小球の走査型電子顕微鏡写真である；
図１３は、本発明によって提供されるマレイン酸アイオノマー微小球を製造するためのシステムの概略図Ｉである；
図１４は、本発明によって提供されるマレイン酸アイオノマー微小球を製造するためのシステムの概略図ＩＩである；
図１５は、本発明によって提供されるマレイン酸アイオノマー微小球を製造するための方法の概略フローチャートである。
【００２９】
〔発明の詳細な説明〕
（微小球アイオノマー）
本発明により提供される架橋構造を有する微小球アイオノマーは、式（１）で表される構造単位Ａ、式（２）で表される構造単位Ｂ、及び架橋剤により与えられる架橋構造単位を含み、
【００３０】
【化４】
2021500457.tif 000045
【００３１】
式中、Ｍ１及びＭ２はそれぞれ独立して、Ｈと、金属カチオンと、直鎖、分枝、又は環状のＣ１−Ｃ２０飽和アルキル基と、からなる群から選択され、ＲはＨ又はメチルである。
【００３２】
一実施形態では、Ｍ１及びＭ２はそれぞれ独立して、Ｈ及び金属カチオンからなる群から選択される。このような微小球アイオノマーは、マレイン酸アイオノマー微小球とも呼ばれる。
【００３３】
別の実施形態では、Ｍ１及びＭ２はそれぞれ独立して、金属カチオンと、直鎖、分枝、又は環状のＣ１−Ｃ２０飽和アルキル基と、からなる群から選択され、あるいはＨから選択されてもよい。このような微小球アイオノマーはエステル基を含み、マレイン酸エステルアイオノマー微小球とも呼ばれる。
【００３４】
本明細書に記載する直鎖、分枝、又は環状のＣ１−Ｃ２０飽和アルキル基とは、例えば、Ｃ１、Ｃ２、Ｃ４、Ｃ６、Ｃ８、Ｃ１０、Ｃ１２、Ｃ１５、Ｃ２０、又はそれらの間の任意の値の飽和アルキル基、例えば、メチル、エチル、ｎ−プロピル、イソプロピル、tert−ブチル、ｎ−ブチル、イソブチル、ｎ−ペンチル、ｎ−ヘキシル、ｎ−ヘプチル、ｎ−オクチル、２−メチルブチル、３−メチルブチル、シクロヘキシル、ｎ−ノニル、イソノニル、デシル、２−プロピルヘプチル、２−エチルヘキシル、ドデシル、テトラデシル、セチル、ステアリル、他、である。
【００３５】
アイオノマー中の構造単位Ａの少なくとも一部は、組み込まれた金属カチオンを含む。
【００３６】
金属カチオンは、種々の一般的な金属カチオン、例えば、Ｌｉ＋、Ｎａ＋、Ｋ＋、並びに一価当量（monovalent equivalent）のＣａ２＋、Ｍｇ２＋、Ｂａ２＋、及びＺｎ２＋であり得る。
【００３７】
本明細書で使用される「アイオノマー」という用語は、当技術分野で周知であり、「イオン性ポリマー」とも呼ばれ、ポリマー鎖上に少数のイオン性基を有するポリマー材料を指す。
【００３８】
本発明の好ましい実施形態では、構造単位Ａと構造単位Ｂとの間のモル比は、１００：（１００〜１２０）であり、より好ましくは１００：（１００〜１０５）である。
【００３９】
本発明の別の好ましい実施形態では、構造単位Ａと架橋構造単位との間のモル比は、１００：（１〜４０）であり、より好ましくは１００：（１０〜３０）である。
【００４０】
本発明において、好ましい実施形態によれば、アイオノマー中の金属カチオンのモル含有量は、アイオノマー中の構造単位Ａの総モル量の１０〜１２０％（例えば、１０％、２０％、３０％、４０％、５０％、６０％、７０％、８０％、９０％、９５％、１００％、１１０％、１１５％、１２０％、又は前記数値の間の任意の値）を含む。アイオノマーの架橋度は好ましくは６５％以上（例えば、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、又は前記数値の間の任意の値）である。アイオノマーは微小球形状であり、１５０〜２０００ｎｍ（例えば、１５０ｎｍ、２５０ｎｍ、３５０ｎｍ、４５０ｎｍ、５５０ｎｍ、６５０ｎｍ、７５０ｎｍ、８５０ｎｍ、９５０ｎｍ、１０５０ｎｍ、１１５０ｎｍ、１２５０ｎｍ、１３５０ｎｍ、１４５０ｎｍ、１５５０ｎｍ、１６５０ｎｍ、１７５０ｎｍ、１８５０ｎｍ、２０００ｎｍ、又は前記数値の間の任意の値）の平均粒径を有する。
【００４１】
本発明において、金属カチオンのモル含有量は、蛍光Ｘ線スペクトル解析によって得られる。
【００４２】
架橋度はゲル含有量の尺度であり、溶媒としてテトラヒドロフランを使用する溶媒抽出法によって測定される。
【００４３】
平均粒径は、数平均粒径で特性付けられ、走査型電子顕微鏡で測定される。
【００４４】
本発明において、架橋剤は、ラジカル重合が可能な種々の一般的な二官能性又は多官能性ビニルモノマーであってもよい。好ましくは、架橋剤は、ジビニルベンゼン及び／又は少なくとも２つのアクリレート基を含むアクリレート架橋剤であり、アクリレート基の構造式は：−Ｏ−Ｃ（Ｏ）−Ｃ（Ｒ’）＝ＣＨ２であり、Ｒ’はＨ又はＣ１−Ｃ４アルキル（メチル等）である。
【００４５】
より好ましくは、架橋剤は、ジビニルベンゼン、プロピレングリコールビス（メタ）アクリレート（１，３−プロピレングリコールジメタクリレート、１，２−プロピレングリコールジメタクリレート、１，３−プロピレングリコールジアクリレート、１，２−プロピレングリコールジアクリレート等）、エチレングリコールビス（メタ）アクリレート（エチレングリコールジメタクリレート、エチレングリコールジアクリレート、ジエチレングリコールジメタクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、テトラエチレングリコールジメタクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレート等）、トリメチロールプロパントリアクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、ビス（トリメチロールプロパン）テトラアクリレート、ビス（トリメチロールプロパン）テトラメタクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、ポリエチレングリコールジメタクリレート、フタル酸ジエチレングリコールジアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、及びエトキシル化多官能性アクリレート、からなる群から選択される少なくとも１つである。
【００４６】
（アイオノマーの製造方法）
本発明によるアイオノマーは、以下の方法によって製造される：
（１）無水マレイン酸と、式（２）で表される構造単位Ｂを提供するモノマーＭＢと、架橋剤とを有機溶媒中で開始剤の存在下で接触させて反応させる工程；
（２）工程（１）で得られた生成物中の無水マレイン酸単位を開環させる、開環工程。
【００４７】
当業者は、無水マレイン酸は式（１）で表される構造単位Ａを与える物質であることを理解することができる。モノマーＭＢは、式（２）で表される構造単位Ｂを与える物質であり、α−メチルスチレン又はスチレンであってもよい。
【００４８】
工程（１）の反応は、ＣＮ１０１３３８００８Ａに記載されているものと類似の方法によって行うことができる。
【００４９】
本発明の工程（１）において、使用されるそれぞれの原料の量に特に要件は無い。好ましくは、モノマーＭＢの量は、無水マレイン酸１００モルに対して、５０〜１５０モル、より好ましくは７５〜１００モルである。
【００５０】
好ましくは、架橋剤の量は、無水マレイン酸１００モルに対して、１〜４０モル、より好ましくは１０〜２０モル、さらにより好ましくは１５〜２０モルである。
【００５１】
好ましくは、有機溶媒の量は、無水マレイン酸１００モルに対して、５０〜１５０Ｌ、より好ましくは７５〜１００Ｌである。
【００５２】
好ましくは、開始剤の量は、無水マレイン酸１００モルに対して、０．０５〜１０モル、より好ましくは１〜１．５モルである。
【００５３】
本発明の工程（１）において、有機溶媒は、溶液重合反応のための種々の一般的な溶媒であり得る。例えば、有機溶媒は、有機酸のアルキルエステル、すなわち単独で使用される有機酸のアルキルエステル、又は有機酸のアルキルエステルとアルカンとの混合物、又は有機酸のアルキルエステルと芳香族炭化水素との混合物を含む。とりわけ、有機酸のアルキルエステルは、ギ酸メチル、ギ酸エチル、ギ酸プロピル、ギ酸ブチル、ギ酸イソブチル、ギ酸ペンチル、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル、酢酸イソブチル、酢酸 sec−ブチル、酢酸アミル、酢酸イソアミル、酢酸ベンジル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、プロピオン酸ブチル、酪酸メチル、酪酸エチル、酪酸ブチル、酪酸イソブチル、酪酸イソアミル、イソ吉草酸イソアミル、安息香酸メチル、安息香酸エチル、安息香酸プロピル、安息香酸ブチル、安息香酸イソペンチル、酢酸フェニルメチル、及び酢酸フェニルエチルからなる群から選択される少なくとも１つを含むが、これらに限定されない。アルカンは、ｎ−ヘキサン及び／又はｎ−ヘプタンを含むが、これらに限定されない。芳香族炭化水素は、ベンゼン、トルエン、及びキシレンからなる群から選択される少なくとも１つを含むが、これらに限定されない。
【００５４】
本発明の工程（１）において、開始剤は、無水マレイン酸とα−メチルスチレン（又はスチレン）との重合反応を開始させるために当技術分野で一般に使用される試薬であってもよく、熱分解型開始剤であってもよい。好ましくは、開始剤は、ジベンゾイルペルオキシド、ジクミルペルオキシド、ジ−tert−ブチルペルオキシド、ラウロイルペルオキシド、tert−ブチルペルオキシベンゾエート、ジイソプロピルペルオキシジカーボネート、ジシクロヘキシルペルオキシジカーボネート、アゾビスイソブチロニトリル、及びアゾビスイソヘプトニトリルからなる群から選択される少なくとも１つである。
【００５５】
本発明の工程（１）で用いることができる架橋剤の具体的な種類は、上述の通りである。
【００５６】
本発明の工程（１）において、反応条件に特に要件は無いが、好ましくは、反応条件は、アイオノマーの架橋度が６５％以上であるような条件である。より好ましくは、工程（１）において、反応条件は、窒素又はアルゴン等の不活性雰囲気；５０〜９０℃、さらに好ましくは６０〜７０℃の温度；及び３〜１５時間、さらに好ましくは５〜１２時間の時間を含む。
【００５７】
工程（２）については、マレイン酸アイオノマー微小球の工程（２）及びマレイン酸エステルアイオノマー微小球の工程（２）を異なる条件下で行う。
【００５８】
マレイン酸アイオノマー微小球については、工程（２）は、工程（１）で得られた生成物を水の存在下で塩類化のための塩基と反応させることによって行うことができる。
【００５９】
この技術的解決策の工程（２）において、塩基の使用は、アイオノマー中の無水マレイン酸によって与えられる構造単位の総モル量に基づいて、アイオノマー中の金属カチオンのモル含有量のパーセントを、特定の範囲内、好ましくは前記範囲内にする。塩基の量は、慣習的に選択され得、好ましくは、塩基の量は、無水マレイン酸１００モルに対して、１０〜２００モル（例えば、１０モル、５０モル、１００モル、１５０モル、１９０モル、２００モル、又は前記数値の間の任意の値）である。塩基は、好ましくは水溶液の形態で使用され、塩基の水溶液の濃度は、好ましくは１〜３０重量％である。
【００６０】
塩基は、塩類化される工程（１）で得られたポリマー中のカルボキシル水素の一部が金属で置換されていれば、当該技術分野で従来使用されている塩基性物質、すなわち（上述したような）金属カチオンを与えることができる塩基性物質であってもよい。好ましくは、塩基は、金属水酸化物及び／又は金属酢酸塩から選択される。金属は、元素周期表のＩＡ族、ＩＩＡ族、及び／又はＩＩＢ族からの金属（特に、リチウム、ナトリウム、カリウム、カルシウム、バリウム、亜鉛、及び／又はマグネシウム）等の一価金属又は二価金属の同等物であってもよい。より好ましくは、塩基は、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム、水酸化バリウム、水酸化亜鉛、水酸化マグネシウム、酢酸リチウム、酢酸ナトリウム、酢酸カリウム、酢酸カルシウム、酢酸バリウム、及び酢酸亜鉛からなる群から選択される少なくとも１つである。
【００６１】
この技術的解決策の工程（２）において、塩類化は従来の条件下で行うことができる。例えば、塩類化条件は、２０〜１００℃、好ましくは３０〜１００℃の温度、及び０．５〜８時間、好ましくは０．５〜６時間の時間を含む。
【００６２】
この技術的解決策の工程（２）において、工程（１）で得られた生成物（懸濁液の形態で）は、塩基と反応させる前に後処理（分離、洗浄、及び乾燥）することもできる。洗浄は、従来の洗浄溶媒、例えば、ｎ−ヘキサン、イソヘキサン、シクロヘキサン、ｎ−ヘプタン、ｎ−オクタン、イソオクタン、メタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、イソプロパノール、ジエチルエーテル、イソプロピルエーテル、及びメチルtert−ブチルエーテルからなる群から選択される少なくとも１つを使用して行ってもよい。このようにして、アイオノマー含有分散系が塩類化後に得られ、分散系のさらなる分離処理によって、アイオノマー生成物を得ることができる。例えば、分離処理は、遠心分離、水洗、有機溶媒洗浄（前記洗浄溶媒、すなわち、ｎ−ヘキサン、イソヘキサン、シクロヘキサン、ｎ−ヘプタン、ｎ−オクタン、イソオクタン、メタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、イソプロパノール、ジエチルエーテル、イソプロピルエーテル、及びメチルtert−ブチルエーテルからなる群から選択される少なくとも１つ、を用いることができる）、遠心分離、及び乾燥（真空乾燥等）で行われる。
【００６３】
本発明者らは、有機溶媒を除去する工程を行わずに、工程（１）で得られた懸濁液を塩類化用塩基と直接反応させることによっても、本発明のアイオノマーを効果的に製造できることを見出した。従って、本発明の一実施形態によれば、工程（２）において、工程（１）で得られた生成物を塩基と直接反応させることができ（ワンポット法）、その結果、塩類化後にアイオノマー含有混合系が得られる。混合系は、さらに分離処理にかけることができ、アイオノマー生成物が得られる。例えば、混合系を静置して層分離し、上層の有機相をリサイクルし、下層である重い相を遠心分離、水洗−遠心分離、及び乾燥（例えば、真空乾燥）してアイオノマーを得る。この好ましい方法は、ワンポットプロセスを採用する。生成物の後処理は、１回の液−液分離、固−液分離、洗浄、及び乾燥のみを必要とし、これは、１バッチに必要とされる時間を効果的に短縮し、プロセスを単純化し、ユニット装置を減少させ、そしてエネルギー消費を効果的に減少させる。このプロセスは、反応媒体として１つの有機溶媒のみを必要とし、溶媒は、層に分離し乾燥操作することのみによってリサイクルすることができる。さらに、特別な水分離装置を必要とせず、反応器中で層への分離を達成することができ、溶媒は蒸留による精製を必要とせずにリサイクルすることができる。また、省エネルギーであり、消費量を低減でき、有機溶剤の使用による環境汚染を効果的に低減することができる。
【００６４】
マレイン酸エステルアイオノマー微小球については、工程（２）は、工程（１）で得られた生成物を塩基及び飽和一価アルコールと混合し反応させることによって行うことができる。
【００６５】
この技術的解決策の工程（２）において、塩基の使用は、アイオノマー中の無水マレイン酸によって与えられる構造単位の総モル量に基づいて、アイオノマー中の金属カチオンのモル含有量のパーセントを、特定の範囲内、好ましくは既に上述した範囲内にする。塩基の量は、慣習的に選択され得る。好ましくは、塩基の量は、無水マレイン酸１００モルに対して、５〜１００モル（例えば、５モル、１０モル、２０モル、５０モル、８０モル、１００モル、又は前記数値の間の任意の値）である。
【００６６】
この技術的解決策の工程（２）では、塩基は、当技術分野で従来使用されている塩基性物質（金属カチオンを与えることができる塩基性物質（前記））であってもよい。好ましくは、塩基は、金属水酸化物、金属酢酸塩、及び金属アルコキシド（特に、Ｃ１−Ｃ１０アルコキシド）からなる群から選択される少なくとも１つである。金属は、元素周期表のＩＡ族、ＩＩＡ族、及び／又はＩＩＢ族からの金属（特に、リチウム、ナトリウム、カリウム、カルシウム、バリウム、亜鉛及び／又はマグネシウム）等の一価金属又は当量の二価金属であってもよい。より好ましくは、塩基は、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム、水酸化バリウム、水酸化亜鉛、水酸化マグネシウム、酢酸リチウム、酢酸ナトリウム、酢酸カリウム、酢酸カルシウム、酢酸バリウム、酢酸亜鉛、ナトリウムメトキシド、ナトリウムエトキシド、ナトリウムプロポキシド、ナトリウムイソプロポキシド、ナトリウムtert−ブトキシド、ナトリウムtert−ペントキシド、ナトリウムイソオクトキシド、カリウムメトキシド、リチウムメトキシド、亜鉛メトキシド、マグネシウムメトキシド、カルシウムメトキシド、カリウムエトキシド、バリウムエトキシド、カルシウムエトキシド、リチウムエトキシド、及びカリウムtert−ブトキシドからなる群から選択される少なくとも１つである。
【００６７】
この技術的解決策の工程（２）において、飽和一価アルコールの使用は、アイオノマーにエステル基を導入する。飽和一価アルコールの量は特に要件は無いが、無水マレイン酸１００モルに対して、飽和一価アルコールの量は１００〜２００００モルであることが好ましい。
【００６８】
飽和一価アルコールは、工程（１）で得られたポリマーとエステル化反応を行うことができるものであれば、従来用いられている飽和一価アルコールであってもよい。それは、直鎖アルカノール、分枝アルカノール、又は環状アルカノールであってもよい。好ましくは、飽和一価アルコールは、Ｃ１−Ｃ２０（Ｃ１、Ｃ２、Ｃ４、Ｃ６、Ｃ８、Ｃ１０、Ｃ１２、Ｃ１５、Ｃ２０等、又はそこの間にある任意の数値）飽和一価アルコールである。より好ましくは、飽和一価アルコールは、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、イソブタノール、tert−ブタノール、ペンタノール、２−メチルブタノール、３−メチルブタノール、ヘキサノール、シクロヘキサノール、ヘプタノール、オクタノール、ノナノール、イソノナノール、デカノール、２−プロピルヘプタノール、２−エチルヘキサノール、ドデカノール、テトラデカノール、セチルアルコール、及びステアリルアルコールからなる群から選択される少なくとも１つである。
【００６９】
この技術的解決策の工程（２）では、反応は、従来の条件で行うことができる。例えば、反応条件は、２０〜１５０℃、好ましくは３０〜１００℃の温度；０．５〜８時間、好ましくは０．５〜６時間の時間を含む。
【００７０】
本発明において、アイオノマーは、他の試薬（又は溶媒）を導入する必要なしに、単純な固液分離工程を介して、工程（２）で得られた生成物から得ることができる。固液分離により得られた液相は、工程（１）において再利用することができる。固液分離の様式は、濾過、遠心分離、及び他の固液分離方法であり得る。得られた固相をさらに乾燥させて、アイオノマー生成物を得ることができる。
【００７１】
（架橋マレイン酸エステルアイオノマー微小球を連続製造するためのシステム及び方法）
本発明の別の態様は、架橋マレイン酸エステルアイオノマー微小球を製造するためのシステムを提供する。図８に示すように、当該システムは、
連続的に連通する共重合ユニット、洗浄ユニット、アイオノマー形成反応ユニット、乾燥ユニット、及び溶媒回収ユニットを備え、
共重合ユニットは、コモノマーを共重合反応させ、得られた無水マレイン酸系コポリマー微小球を含むポリマー母液を連続的に第１の分離にかけて、分離固体含有相及び分離液−Ｉを得るために使用され、
洗浄ユニットは、分離固体含有相を少なくとも１回のアルコール洗浄及び連続的な第２の分離にかけて、コポリマースラグ相及び洗浄上澄液を得るために使用され、
アイオノマー形成反応ユニットは、コポリマースラグ相を反応させ、製造されたアイオノマー反応液を第３の分離に連続的にかけて、アイオノマー微小球を含む遠心分離スラグ相及び分離液−ＩＩを得るために使用され、
乾燥ユニットは、遠心分離スラグ相を乾燥させて、架橋マレイン酸エステルアイオノマー微小球を得るために使用され、
溶媒回収ユニットは、分離液−Ｉ、分離液−ＩＩ、及び洗浄上澄液から不純物を除去し、分離して得られた回収溶媒と回収アルコールとをそれぞれ共重合ユニット及び洗浄ユニットに戻すために使用され、
このシステムは、架橋マレイン酸エステルアイオノマー微小球の連続製造を達成するために使用される。
【００７２】
本発明のこの態様によれば、好ましくは、共重合ユニットは、反応溶媒貯蔵タンクＶ−１３、反応液混合容器Ｒ−１１、共重合反応器Ｒ−１２、第１ディスク遠心分離機Ｓ−２１、第１オンライン濁度計Ａ−２１、及び分離液貯蔵タンクＶ−２５を備え、反応溶媒貯蔵タンクＶ−１３は、反応溶媒を貯蔵するために使用され、反応液混合容器Ｒ−１１は反応溶媒と反応の原料とを反応液に混合するために使用され、共重合反応器Ｒ−１２は、反応液の共重合反応を連続的に行うために使用され、得られたポリマー母液は、連続的な第１の分離のために第１ディスク遠心分離機Ｓ−２１に連続的に流入し、得られた分離液は第１オンライン濁度計Ａ−２１を通過し、共重合反応器Ｒ−１２又は分離液貯蔵タンクＶ−２５に導入される。
【００７３】
本発明のこの態様において、共重合反応器は、管状反応器、バッフル反応器、又は並列の２つの撹拌タンク反応器から選択され得る。
【００７４】
本発明のこの態様によれば、第１オンライン濁度計Ａ−２１を使用して、第１ディスク遠心分離機Ｓ−２１による分離によって得られた分離液−Ｉの濁度を監視し、分離液−Ｉの流れ方向を制御する。好ましくは、第１オンライン濁度計Ａ−２１と共重合反応器Ｒ−１２との間、及び第１オンライン濁度計Ａ−２１と分離液貯蔵タンクＶ−２５との間にそれぞれバルブが設けられ、分離液−Ｉの濁度が基準に達しているときには分離液−Ｉを分離液貯蔵タンクＶ−２５に導入し、分離液−Ｉの濁度が基準に達していないときには分離液−Ｉを共重合反応器Ｒ−１２に導入する。基準に達しているとは、分離液−Ｉの濁度が予め事前設定された値、例えば０．１重量％（０．１ｇのポリマー微小球を１００ｇの溶媒に分散させることによって形成される濁った液体の対応する濁度値）未満である、ということを意味する。
【００７５】
本発明の文脈において、濁度とは、均一に混合された混合物中の懸濁粒子による光の吸収、散乱、又は屈折による、混合物の巨視的に見える混濁度を指し、その値は濁度計を用いて測定される。濁度値は、粒子の特性及び濃度に関連する。従って、同種の粒子については、濁度値を粒子濃度の指標として用いることができ、ここでは粒子濃度（溶媒１００ｇ中の粒子の質量ｇ、重量％）により特性付けされる。
【００７６】
本発明により提供されるシステムでは、共重合反応器Ｒ−１２から排出される高濃度反応液は、従来技術において手動で操作される分離プロセスを回避することができる。共重合反応器Ｒ−１２と洗浄容器Ｒ−２２との間に配置された第１ディスク遠心分離機Ｓ−２１と第１オンライン濁度計Ａ−２１とを組み合わせて使用することにより、反応液の連続的な第１の分離を達成し、反応液の暴露を低減し、空気暴露操作を回避することができる。
【００７７】
これに関連して、高濃度は以下に関連する：既存のディスク遠心分離機は、一般に５重量％未満の固形分を有する低濃度の濁った液体の分離のために使用される。
【００７８】
本発明のこの態様によれば、洗浄ユニットは、アルコール貯蔵タンクＶ−２７、上澄液貯蔵タンクＶ−２６、及び少なくとも１組の洗浄装置を備え、洗浄装置の各組は洗浄容器Ｒ−２２、第２ディスク遠心分離機Ｓ−２２、及び第２オンライン濁度計Ａ−２２を備え、アルコール貯蔵タンクＶ−２７は、アルコール溶媒を貯蔵するために使用され、洗浄容器Ｒ−２２は、分離固体含有相をアルコール溶媒で連続アルコール洗浄し、分散スラリーを得るために使用され、分散スラリーは、連続的な第２の分離のために第２ディスク遠心分離機Ｓ−２２に連続的に導入され、得られた洗浄上澄液は、第２オンライン濁度計Ａ−２２を通過し、次いで洗浄容器Ｒ−２２又は上澄液貯蔵タンクＶ−２６に導入される。
【００７９】
本発明のこの態様によれば、第２オンライン濁度計Ａ−２２と洗浄容器Ｒ−２２との間、及び第２オンライン濁度計Ａ−２２と上澄液貯蔵タンクＶ−２６との間にそれぞれバルブが設けられ、洗浄上澄液の濁度が基準に達しているときには洗浄上澄液を上澄液貯蔵タンクＶ−２６に導入し、洗浄上澄液の濁度が基準に達していないときには洗浄上澄液を洗浄容器Ｒ−２２に導入する。
【００８０】
本発明のこの態様において、洗浄ユニットは、複数組の洗浄装置を備え得、例えば、前の組の第２ディスク遠心分離機Ｓ−２２による分離によって得られた遠心分離スラグ相は、アルコール溶媒でアルコール洗浄するために次の組の洗浄装置に連続的に供給され、次いで、同じ連続的な第２の分離が上述のように行われ、アルコール洗浄効果を満たす最終的なコポリマースラグ相は、本発明によって提供されるシステムの乾燥ユニットに入る。
【００８１】
本発明のこの態様では、洗浄容器Ｒ−２２から排出される高濃度分散スラリーは、従来技術において手動で操作される分離プロセスを回避することができる。洗浄容器Ｒ−２２とアイオノマー反応器Ｒ−３２との間に配置された第２ディスク遠心分離機Ｓ−２２と第２オンライン濁度計Ａ−２２とを組み合わせて使用することにより、分散スラリーを連続的に第２の分離にかけ、分散スラリーの暴露を低減し、空気暴露操作を回避することができる。
【００８２】
本発明のこの態様によれば、アイオノマー形成反応ユニットは、アルカリ液タンクＶ−３１、アイオノマー反応器Ｒ−３２、第３ディスク遠心分離機Ｓ−３１、及び第３オンライン濁度計Ａ−３１を備え、アルカリ液タンクＶ−３１は、塩基のアルコール溶液を貯蔵して、それを反応に提供するために使用され、アイオノマー反応器Ｒ−３２は、コポリマースラグ相と塩基のアルコール溶液との反応を行うために使用され、得られたアイオノマー反応液は、連続的な第３の分離のために第３ディスク遠心分離機Ｓ−３１に連続的に流入し、得られた分離液−ＩＩは、第３オンライン濁度計Ａ−３１を通過し、次いでアイオノマー反応器Ｒ−３２又は上澄液貯蔵タンクＶ−２６に導入される。
【００８３】
本発明のこの態様において、アイオノマー反応器は、管状反応器、バッフル反応器、又は撹拌タンク反応器から選択され得る。
【００８４】
本発明のこの態様によれば、第３オンライン濁度計Ａ−３１とアイオノマー反応器Ｒ−３２との間、及び第３オンライン濁度計Ａ−３１と上澄液貯蔵タンクＶ−２６との間にそれぞれバルブが設けられ、分離液−ＩＩの濁度が基準に達しているときには分離液−ＩＩを上澄液貯蔵タンクＶ−２６に導入し、分離液−ＩＩの濁度が基準に達していないときには分離液−ＩＩをアイオノマー反応器Ｒ−３２に導入する。基準に達しているとは、分離液−ＩＩの濁度が予め事前設定された値、例えば０．１重量％未満である、ということを意味する。
【００８５】
本発明のこの態様では、アイオノマー反応器Ｒ−３２から排出される高濃度アイオノマー反応液は、従来技術において手動で操作される分離プロセスを回避することができる。アイオノマー反応器Ｒ−３２と乾燥機Ｇ−４１との間に配置された第３ディスク遠心分離機Ｓ−３１と第３オンライン濁度計Ａ−３１とを組み合わせて使用することにより、アイオノマー反応液の連続的な第３の分離を達成し、アイオノマー反応液の暴露を低減し、空気暴露操作を回避することができる。
【００８６】
本発明のこの態様によれば、乾燥ユニットは、乾燥機Ｇ−４１、凝縮器Ｅ−４１、及び乾燥凝縮液タンクＶ−４１を備え、乾燥機Ｇ−４１は、遠心分離スラグ相を乾燥させて、架橋マレイン酸エステルアイオノマー微小球を得るために使用され、凝縮器Ｅ−４１は、乾燥凝縮液タンクＶ−４１と連通しており、乾燥機Ｇ−４１から排出された気体溶媒を液体に凝縮するために使用され、液体は乾燥凝縮液タンクＶ−４１に導入され、乾燥凝縮液タンクＶ−４１は、アルコール貯蔵タンクＶ−２７と連通している。
【００８７】
本発明のこの態様では、乾燥機Ｇ−４１は、例えば、マイクロ波乾燥機、マイクロ波真空乾燥器、及び傾斜真空乾燥器（rake vacuum dryer）であってもよい。
【００８８】
乾燥を促進するために、乾燥凝縮液タンクＶ−４１を真空装置に接続することもできる。
【００８９】
本発明のこの態様によれば、図９に示すように、溶媒回収ユニットは、アルコール溶媒回収装置及び反応溶媒回収装置を備え、アルコール溶媒回収装置は、上澄液貯蔵タンクＶ−２６、アルコール貯蔵タンクＶ−２７、及び反応溶媒回収装置と連通しており、洗浄上澄液中のアルコール溶媒を上澄液貯蔵タンクＶ−２６から回収し、それをアルコール貯蔵タンクＶ−２７に戻すために使用され、洗浄上澄液の残りの残留液は、反応溶媒回収装置に導入され、反応溶媒回収装置は、分離液貯蔵タンクＶ−２５及び反応溶媒貯蔵タンクＶ−１３と連通しており、分離液貯蔵タンクＶ−２５から分離液を回収し、且つ残留液中の反応溶媒を回収し、反応溶媒貯蔵タンクＶ−１３に戻すために使用される。分離液貯蔵タンクＶ−２５中の分離液は、共重合ユニットからの分離液−Ｉ及びアイオノマー形成反応ユニットからの分離液−ＩＩを含むことができる。
【００９０】
本発明のこの態様によれば、アルコール溶媒回収装置は、アルコール精留塔Ｔ−５１、アルコール熱交換器Ｅ−５１、アルコール凝縮液タンクＶ−５１、及び残留液リボイラーＥ−５２を備え、アルコール精留塔Ｔ−５１は、上澄液貯蔵タンクＶ−２６から上澄液を蒸留するために使用され、アルコール精留塔Ｔ−５１の頂部から排出されたアルコール蒸気は、アルコール熱交換器Ｅ−５１及びアルコール凝縮液タンクＶ−５１を連続的に通過することによって、回収アルコールを得、回収アルコールの一部は、アルコール精留塔Ｔ−５１に戻され、回収アルコールの他の部分は、洗浄ユニットで再使用するためにアルコール貯蔵タンクＶ−２７に戻され、残留液は、アルコール精留塔Ｔ−５１の底部から排出され、残留液の一部は残留液リボイラーＥ−５２を通過した後、アルコール精留塔Ｔ−５１に戻され、残留液の他の部分は、反応溶媒回収装置に導入される。
【００９１】
本発明のこの態様では、アルコール精留塔Ｔ−５１は、常圧、又は上澄液中のアルコールを精製するためにわずかに陽圧の塔であってもよい。アルコール凝縮液タンクＶ−５１とアルコール精留塔Ｔ−５１との間に計量ポンプを配置することもできる。
【００９２】
本発明のこの態様によれば、反応溶媒回収装置は、供給タンクＶ−５５、反応溶媒精留塔Ｔ−５２、溶媒熱交換器Ｅ−５３、溶媒凝縮液タンクＶ−５３、及び廃液リボイラーＥ−５４を備え、供給タンクＶ−５５は、アルコール精留塔Ｔ−５１の底部及び分離液貯蔵タンクＶ−２５と連通しており、残留液及び供給物として分離液貯蔵タンクＶ−２５からの分離液を混合するために使用され、反応溶媒精留塔Ｔ−５２は、供給物を分留するために使用され、反応溶媒精留塔Ｔ−５２の頂部から排出される溶媒蒸気は、溶媒熱交換器Ｅ−５３及び溶媒凝縮液タンクＶ−５３を順次通ることによって、回収溶媒を得、回収溶媒の一部は、反応溶媒精留塔Ｔ−５２に戻され、回収溶媒の他の部分は、反応溶媒貯蔵タンクＶ−１３に戻され、共重合ユニットで再利用され、廃液は、反応溶媒精留塔Ｔ−５２の底部から排出され、廃液の一部は、廃液リボイラーＥ−５４を通過した後、反応溶媒精留塔Ｔ−５２に戻され、廃液の他の部分は排出される。
【００９３】
本発明のこの態様において、反応溶媒精留塔Ｔ−５２は、供給タンクＶ−５５からの供給物中の反応溶媒を精製するために使用される。溶媒凝縮液タンクＶ−５３と反応溶媒精留塔Ｔ−５２との間に計量ポンプを配置することもできる。
【００９４】
本発明のこの態様では、反応溶媒回収装置は、さらに連通する真空システムを設けてもよく、これにより、反応溶媒精留塔Ｔ−５２の効率を改善し、エネルギー消費を低減することができる。
【００９５】
本発明のこの態様では、アルコール精留塔Ｔ−５１は、塔の頂部出口とアルコール熱交換器Ｅ−５１との間に排出ポンプと調節バルブとを設けて、排出及び還流比を制御してもよい。反応溶媒精留塔Ｔ−５２は、塔の頂部出口と溶媒熱交換器Ｅ−５３との間に排出ポンプと調節バルブとを設けて、排出及び還流比を制御してもよい。
【００９６】
本発明のこの態様では、タンク、塔、反応器、凝縮器、熱交換器、リボイラー、容器、遠心分離機等の上述の様々な装置に、必要に応じてそれぞれ物質入口及び／又は出口を設けることができる。物質入口は導入される物質を受け取るために使用され、物質出口は物質を排出するために使用される。実際の必要性に応じて、１つ以上の物質入口及び出口を配置することができる。
【００９７】
本発明のこの態様では、反応液混合容器Ｒ−１１、アイオノマー反応器Ｒ−３２、洗浄容器Ｒ−２２、及び共重合反応器Ｒ−１２は、内部に撹拌機構をさらに設けてもよい。撹拌機構は、物質移動がより十分であるように、必要なときにタンク又は反応器内の物質を撹拌するために使用される。また、反応液混合容器Ｒ−１１、アイオノマー反応器Ｒ−３２、洗浄容器Ｒ−２２、及び共重合反応器Ｒ−１２は、さらにジャケットを設けることができ、水を循環させることにより温度調整を行う。
【００９８】
本発明のこの態様では、システムは、さらに以下を含むことができる：
反応液混合容器Ｒ−１１と共重合反応器Ｒ−１２との間、共重合反応器Ｒ−１２と第１ディスク遠心分離機Ｓ−２１との間、アルカリ液タンクＶ−３１とアイオノマー反応器Ｒ−３２との間、アイオノマー反応器Ｒ−３２と第３ディスク遠心分離機Ｓ−３１との間、アルコール貯蔵タンクＶ−２７と洗浄容器Ｒ−２２との間、並びに洗浄容器Ｒ−２２と第２ディスク遠心分離機Ｓ−２２との間に配置された、計量ポンプ。
【００９９】
本発明のこの態様において、前記システムに備えられる第１ディスク遠心分離機、第２ディスク遠心分離機、及び第３ディスク遠心分離機は、好ましくは９０００より大きい、好ましくは９０００〜６００００の分離係数を採用する。９０００、１００００、２００００、３００００、４００００、５００００、又は６００００、及び前記数値のうちの任意の２つによって構成される範囲内の値を選択することができる。この規定された範囲内のディスク遠心分離機は、本発明によって提供されるシステムによって達成される高濃度条件下での微小球含有物質の遠心分離の条件をより良好に満たすことができ、本発明のシステムの連続操作を達成し、空気暴露操作の危険性を低減することができる。
【０１００】
本発明の文脈において、分離係数とは、遠心分離機中の懸濁液又はエマルジョンの重力に対する遠心力場中の遠心力の比、すなわち、重力加速度に対する遠心加速度の比を指す。分離係数はＦｒで表され、式中、Ｒは回転ドラム内で分離される物質の位置の半径（メートル）であり、ωは回転ドラムの回転角速度（ｒａｄ／ｓ）であり、ｇは重力加速度（９．８１ｍ／ｓ２）であり、ｎは回転ドラムの回転速度（ｒ／ｍｉｎ）であり、ｍは回転ドラム内の物質の質量（ｋｇ）である。分離係数は、遠心分離機の性能を測定するための主要な指標である。Ｆｒが大きいほど、遠心分離のための駆動力が大きく、遠心分離機の分離性能が良好である。
【０１０１】
【数１】
2021500457.tif 000046
【０１０２】
従って本発明は、架橋マレイン酸エステルアイオノマー微小球を製造するための方法を提供し、これは、本発明の前記システムにおいて行われ、そして図１０に示されるように、以下を含む：
（１）無水マレイン酸と式（Ｉ）で表されるモノマーＭＢとを、システムの共重合ユニット中で、開始剤、架橋剤、及び反応溶媒の存在下で共重合反応させ、無水マレイン酸系コポリマー微小球を含むユニット母液を得る工程；
【０１０３】
【化５】
2021500457.tif 000047
【０１０４】
（２）ポリマー母液を連続的な第１の分離にかけて、分離固体含有相及び分離液−Ｉを得る工程；
（３）分離固体含有相をシステムの洗浄ユニットに導入し、少なくとも１回のアルコール洗浄及び連続的な第２の分離を行い、コポリマースラグ相及び洗浄上澄液を得る工程；
（４）コポリマースラグ相を塩基のアルコール溶液と反応させ、得られた生成物を連続的に第３の分離にかけて、アイオノマー微小球を含む遠心分離スラグ相及び分離液−ＩＩを得る工程；
（５）遠心分離スラグ相をシステムの乾燥ユニットに送り、乾燥させ、架橋マレイン酸エステルアイオノマー微小球を得る工程；
（６）分離液−Ｉ、分離液−ＩＩ、及び洗浄上澄液をシステムの溶媒回収ユニットに導入し、回収によって得られた回収溶媒と回収アルコールとをそれぞれ工程（１）及び（３）に戻す工程。
【０１０５】
工程（１）において採用することができる具体的な条件は、本発明のアイオノマー微小球を製造するための方法について上述した通りである。
【０１０６】
工程（３）は、分離固体含有相を洗浄するために使用され、工程（１）における共重合反応の残留物を除去することができる。好ましくは、アルコール洗浄は、無水マレイン酸１００モルに対して、合計で１００〜２５０Ｌのアルコール溶媒、より好ましくは１５０〜２００Ｌを使用する。好ましくは、アルコール溶媒は、メタノール又はエタノールから選択される。
【０１０７】
工程（４）で使用される塩基の種類及び量は、マレイン酸エステルアイオノマー微小球を製造する方法について上述した通りである。
【０１０８】
塩基のアルコール溶液に使用されるアルコールは、飽和一価アルコール、好ましくはメタノール又はエタノールであってもよい。好ましくは、塩基のアルコール溶液中のアルコールの量は、無水マレイン酸１００モルに対して、１００〜２００００モルである。
【０１０９】
好ましくは、工程（４）において、関係するコポリマースラグ相は、塩基のアルコール溶液と反応してアイオノマーを得、ここで、反応温度は２０〜８０℃、好ましくは３０〜７０℃であり、反応時間は０．５〜８時間、好ましくは０．５〜３時間である。
【０１１０】
本発明のこの態様によれば、工程（２）、（３）、及び（４）は全て、得られた微小球含有物質からの微小球の分離を含む。例えば、工程（２）において、無水マレイン酸系コポリマー微小球を含むポリマー母液は、第１の分離にかけられ；工程（３）において、アルコール洗浄後のコポリマー微小球を含む分離固体含有相は、連続的な第２の分離にかけられ；工程（４）において、アイオノマー微小球を含む生成物は、第３の分離にかけられる。これらの微小球含有物質は、高濃度条件下で固液分離にかけられ、高純度の超微細微小球を得る。好ましくは、工程（２）における第１の分離の分離係数は、９０００より大きく、好ましくは９０００〜６００００であり、工程（３）における第２の分離の分離係数は、９０００より大きく、好ましくは９０００〜６００００であり、工程（４）における第３の分離の分離係数は、９０００より大きく、好ましくは９０００〜６００００である。分離係数の前記範囲内で、本発明の工程（２）〜（４）において、高濃度の微小球含有量という条件下で前記種々の分離を工業的に連続的に行うことができる。
【０１１１】
本発明のこの態様の工程（５）において、スラグ相に同伴された反応溶媒及び／又はアルコール溶媒をさらに除去するために、乾燥温度は５０〜１５０℃であり得、乾燥圧力は１０〜１０１３ｍｂａｒ、好ましくは１０〜２００ｍｂａｒであり得る。
【０１１２】
本発明のこの態様において、工程（６）は、溶媒及びアルコールを回収するために使用され、本発明によって提供されるシステムの溶媒回収ユニットにおいて行われる。分離液−Ｉ、分離液−ＩＩ、及び洗浄上澄液中の反応溶媒及びアルコールを回収するには、溶媒回収ユニットの各部装置の運転及び制御条件は、十分でなければならない。
【０１１３】
本発明のこの態様において、本発明の目的は、前記で規定される条件下でより良好に達成され得、架橋及び微小球構造を有するマレイン酸エステルアイオノマーの連続製造は達成され、溶媒の空気暴露操作は回避され、そして遠心分離機の頻繁な開始及び停止操作は回避される。
【０１１４】
（架橋マレイン酸アイオノマー微小球の連続製造のためのシステム及び方法）
本発明の別の態様は、架橋マレイン酸アイオノマー微小球を製造するためのシステムを提供する。図１３に示すように、システムは、
連続的に連通する共重合ユニット、アイオノマー形成反応ユニット、洗浄ユニット、乾燥装置、及び溶媒回収ユニットを備え、
共重合ユニットは、コモノマーを共重合反応させ、得られた無水マレイン酸系コポリマー微小球を含むポリマー母液を連続的に第１の分離にかけて、分離固体含有相及び分離液−Ｉを得るために使用され、
アイオノマー形成反応ユニットは、分離固体含有相を反応させ、製造された生成物を第２の分離に連続的にかけて、アイオノマー微小球を含む遠心分離スラグ相、水相、及び分離液−ＩＩを得るために使用され、
洗浄ユニットは、遠心分離スラグ相を少なくとも１回のアルコール洗浄及び連続的な第３の分離にかけて、アイオノマースラグ相及び洗浄上澄液を得るために使用され、
乾燥ユニットは、アイオノマースラグ相を乾燥させ、架橋マレイン酸アイオノマー微小球を得るために使用され、
溶媒回収ユニットは、分離液−Ｉ、分離液−ＩＩ、及び洗浄上澄液から不純物を除去し、分離して得られた回収溶媒と回収アルコールとをそれぞれ共重合ユニット、洗浄ユニットに戻すために使用され、
このシステムは、架橋マレイン酸アイオノマー微小球の連続製造を達成するために使用される。
【０１１５】
本発明のこの態様によれば、好ましくは、共重合ユニットは、反応溶媒貯蔵タンクＶ−１３、反応液混合容器Ｒ−１１、共重合反応器Ｒ−１２、第１ディスク遠心分離機Ｓ−２１、第１オンライン濁度計Ａ−２１、及び分離液貯蔵タンクＶ−２５を備え、反応溶媒貯蔵タンクＶ−１３は、反応溶媒を貯蔵するために使用され、反応液混合容器Ｒ−１１は、反応溶媒と反応の原料とを反応液に混合するために使用され、共重合反応器Ｒ−１２は、反応液の共重合反応を連続的に行うために使用され、得られたポリマー母液は、連続的な第１の分離のために第１ディスク遠心分離機Ｓ−２１に連続的に流入し、得られた分離液は、第１オンライン濁度計Ａ−２１を通過し、共重合反応器Ｒ−１２又は分離液貯蔵タンクＶ−２５に導入される。本発明のこの態様において、共重合反応器は、管状反応器、バッフル反応器、又は並列の２つの撹拌タンク反応器から選択され得る。
【０１１６】
本発明のこの態様によれば、第１オンライン濁度計Ａ−２１を使用して、第１ディスク遠心分離機Ｓ−２１による分離によって得られた分離液−Ｉの濁度を監視し、分離液−Ｉの流れ方向を制御する。好ましくは、第１オンライン濁度計Ａ−２１と共重合反応器Ｒ−１２との間、及び第１オンライン濁度計Ａ−２１と分離液貯蔵タンクＶ−２５との間にそれぞれバルブが設けられ、分離液−Ｉの濁度が基準に達しているときには分離液−Ｉを分離液貯蔵タンクＶ−２５に導入し、分離液−Ｉの濁度が基準に達していないときには分離液−Ｉを共重合反応器Ｒ−１２に導入する。基準に達しているとは、分離液−Ｉの濁度が予め事前設定された値、例えば０．１重量％未満である、ということを意味する。
【０１１７】
本発明のこの態様では、回収溶媒中の少量の水を除去するために、反応溶媒貯蔵タンクＶ−１３の下部に水分離器を設けることができる。
【０１１８】
本発明のこの態様では、共重合反応器Ｒ−１２から排出される高濃度反応液は、従来技術において手動で操作される分離プロセスを回避することができる。共重合反応器Ｒ−１２とアイオノマー反応器Ｒ−３２との間に配置された第１ディスク遠心分離機Ｓ−２１と第１オンライン濁度計Ａ−２１とを組み合わせて使用することにより、反応液の連続的な第１の分離を達成し、反応液の暴露を低減し、空気暴露操作を回避することができる。
【０１１９】
本発明のこの態様によれば、アイオノマー形成反応ユニットは、アルカリ溶解容器Ｒ−２１、アルカリ液タンクＶ−３１、アイオノマー反応器Ｒ−３２、第２ディスク遠心分離機Ｓ−２２、第２オンライン濁度計Ａ−２２、及び第３オンライン濁度計Ａ−３１を備え、アルカリ溶解容器Ｒ−２１は、塩基を水に溶解してアルカリ液にするために使用され、アルカリ液タンクＶ−３１は、アルカリ液を貯蔵し、それを反応に供給するために使用され、アイオノマー反応器Ｒ−３２は、分離固体含有相とアルカリ液との反応のために使用され、得られたアイオノマー反応液は、連続的な第２の分離のために第２ディスク遠心分離機Ｓ−２２に連続的に流入し、得られた水相は、第２オンライン濁度計Ａ−２２を通過し、分離液−ＩＩは、第３オンライン濁度計Ａ−３１を通過した後、アイオノマー反応器Ｒ−３２、分離液貯蔵タンクＶ−２５、又はアルカリ溶解容器Ｒ−２１に導入される。
【０１２０】
本発明のこの態様において、アイオノマー反応器は、管状反応器、バッフル反応器、又は撹拌タンク反応器から選択され得る。
【０１２１】
本発明のこの態様によれば、第２オンライン濁度計Ａ−２２とアイオノマー反応器Ｒ−３２との間、第２オンライン濁度計Ａ−２２とアルカリ溶解容器Ｒ−２１との間、第３オンライン濁度計Ａ−３１とアイオノマー反応器Ｒ−３２との間、及び第３オンライン濁度計Ａ−３１と分離液貯蔵タンクＶ−２５との間に、それぞれバルブが配置され、分離液−ＩＩの濁度が基準に達しているときには分離液貯蔵タンクＶ−２５に分離液−ＩＩを導入し、水相の濁度が基準に達しているときにはアルカリ溶解容器Ｒ−２１に水相を導入し、それらが基準に達していないときはアイオノマー反応器Ｒ−３２に水相及び分離液−ＩＩを導入する。基準に達しているとは、分離液−ＩＩの濁度が予め事前設定された値、例えば０．１重量％未満である、ということを意味する。
【０１２２】
本発明のこの態様では、アイオノマー反応器Ｒ−３２から排出される高濃度アイオノマー反応液は、従来技術において手動で操作される分離プロセスを回避することができる。アイオノマー反応器Ｒ−３２と洗浄容器Ｒ−２２との間に配置された第２ディスク遠心分離機Ｓ−２２、第２のオンライン濁度計Ａ−２２、及び第３のオンライン濁度計Ａ−３１を組み合わせて使用することにより、アイオノマー反応液の連続的な第２の分離を達成し、アイオノマー反応液の暴露を低減し、空気暴露操作を回避することができる。
【０１２３】
本発明のこの態様によれば、洗浄ユニットは、アルコール貯蔵タンクＶ−２７、上澄液貯蔵タンクＶ−２６、及び少なくとも１組の洗浄装置を備え、洗浄装置の各組は、洗浄容器Ｒ−２２、第３ディスク遠心分離機Ｓ−３１、及び第４のオンライン濁度計Ａ−４１を備え、アルコール貯蔵タンクＶ−２７は、アルコール溶媒を貯蔵するために使用され、洗浄容器Ｒ−２２は、連続的に遠心分離スラグ相をアルコール溶媒でアルコール洗浄し、分散スラリーを得るために使用され、分散スラリーは、連続的な第３の分離のために第３ディスク遠心分離機Ｓ−３１に連続的に導入され、得られた洗浄上澄液は第４オンライン濁度計Ａ−４１を通過し、次いで洗浄容器Ｒ−２２又は上澄液貯蔵タンクＶ−２６に導入される。
【０１２４】
本発明のこの態様によれば、第４オンライン濁度計Ａ−４１と洗浄容器Ｒ−２２との間、第４オンライン濁度計Ａ−４１と上澄液貯蔵タンクＶ−２６との間に、それぞれバルブが設けられ、洗浄上澄液の濁度が基準に達しているときには洗浄上澄液を上澄液貯蔵タンクＶ−２６に導入し、洗浄上澄液の濁度が基準に達していないときには洗浄上澄液を洗浄容器Ｒ−２２に導入する。
【０１２５】
本発明のこの態様において、洗浄ユニットは、複数組の洗浄装置を備え得、例えば、前の組の第３ディスク遠心分離機Ｓ−３１による分離によって得られた遠心分離スラグ相は、アルコール溶媒でアルコール洗浄するために次の組の洗浄装置に連続的に供給され、次いで、同じ連続的な第３の分離が上述のように行われ、アルコール洗浄効果を満たす最終的なスラグ相は、本発明によって提供されるシステムの乾燥ユニットに入る。
【０１２６】
本発明のこの態様では、洗浄容器Ｒ−２２から排出される高濃度分散スラリーは、従来技術において手動で操作される分離プロセスを回避することができる。洗浄容器Ｒ−２２と乾燥機Ｇ−４１との間に配置された第３ディスク遠心分離機Ｓ−３１、及び第４のオンライン濁度計Ａ−４１を組み合わせて使用することにより、分散スラリーの連続的な第３の分離を達成し、分散スラリーの暴露を低減し、空気暴露操作を回避することができる。
【０１２７】
本発明のこの態様によれば、乾燥ユニットは、乾燥機Ｇ−４１、凝縮器Ｅ−４１、及び乾燥凝縮液タンクＶ−４１を備え、乾燥機Ｇ−４１は、アイオノマースラグ相を乾燥させ、架橋マレイン酸アイオノマー微小球を得るために使用され、凝縮器Ｅ−４１は、乾燥凝縮液タンクＶ−４１と連通しており、乾燥機Ｇ−４１から排出された気体溶媒を液体に凝縮するために使用され、乾燥凝縮液タンクＶ−４１に導入され、乾燥凝縮液タンクＶ−４１は、アルコール貯蔵タンクＶ−２７と連通している。
【０１２８】
本発明のこの態様では、乾燥機Ｇ−４１は、例えば、マイクロ波乾燥機、マイクロ波真空乾燥器、及び傾斜真空乾燥器であってもよい。
【０１２９】
乾燥を促進するために、乾燥凝縮液タンクＶ−４１を真空装置と連通させることもできる。
【０１３０】
本発明のこの態様によれば、溶媒回収ユニットは、図１４に示すように、アルコール溶媒回収装置及び反応溶媒回収装置を備え、アルコール溶媒回収装置は、上澄液貯蔵タンクＶ−２６、アルコール貯蔵タンクＶ−２７、及び反応溶媒回収装置と連通しており、洗浄上澄液中のアルコール溶媒を上澄液貯蔵タンクＶ−２６から回収し、それをアルコール貯蔵タンクＶ−２７に戻すために使用され、洗浄上澄液の残留液は、反応溶剤回収装置に導入され、反応溶媒回収装置は、分離液貯蔵タンクＶ−２５及び反応溶媒貯蔵タンクＶ−１３と連通しており、分離液体貯蔵タンクＶ−２５から分離液を回収し、且つ残留液中の反応溶媒を回収し、反応溶媒貯蔵タンクＶ−１３に戻すために使用される。分離液貯蔵タンクＶ−２５中の分離液は、共重合ユニットからの分離液−Ｉと、アイオノマー形成反応ユニットからの分離液−ＩＩとを含むことができる。
【０１３１】
本発明のこの態様によれば、アルコール溶媒回収装置は、アルコール精留塔Ｔ−５１、アルコール熱交換器Ｅ−５１、アルコール凝縮液タンクＶ−５１、及び残留液リボイラーＥ−５２を備え、アルコール精留塔Ｔ−５１は、上澄液貯蔵タンクＶ−２６から上澄液を蒸留するために使用され、アルコール精留塔Ｔ−５１の頂部から排出されたアルコール蒸気は、アルコール熱交換器Ｅ−５１及びアルコール凝縮液タンクＶ−５１を連続的に通過することによって、回収アルコールを得、回収アルコールの一部は、アルコール精留塔Ｔ−５１に戻され、回収アルコールの他の部分は、洗浄ユニットで再使用するためにアルコール貯蔵タンクＶ−２７に戻され、残留液は、アルコール精留塔Ｔ−５１の底部から排出され、残留液の一部は、残留液リボイラーＥ−５２を通過した後、アルコール精留塔Ｔ−５１に戻され、残留液の他の部分は、反応溶媒回収装置に導入される。
【０１３２】
本発明のこの態様では、アルコール精留塔Ｔ−５１は、常圧、又は上澄液中のアルコールを精製するためにわずかに陽圧の塔であってもよい。アルコール凝縮液タンクＶ−５１とアルコール精留塔Ｔ−５１との間に計量ポンプを設けることもできる。
【０１３３】
本発明のこの態様によれば、反応溶媒回収装置は、供給タンクＶ−５５、反応溶媒精留塔Ｔ−５２、溶媒熱交換器Ｅ−５３、溶媒凝縮液タンクＶ−５３、及び廃液リボイラーＥ−５４を含み、供給タンクＶ−５５は、アルコール精留塔Ｔ−５１の底部及び分離液体貯蔵タンクＶ−２５と連通しており、供給物として残留液及び分離液貯蔵タンクＶ−２５からの分離液を混合するために使用され、反応溶媒精留塔Ｔ−５２は、供給物を分留するために使用され、反応溶媒精留塔Ｔ−５２の頂部から排出される溶媒蒸気は、溶媒熱交換器Ｅ−５３及び溶媒凝縮液タンクＶ−５３を順次通ることによって、回収溶媒を得、回収溶媒の一部は、反応溶媒精留塔Ｔ−５２に戻され、回収溶媒の他の部分は、反応溶媒貯蔵タンクＶ−１３に戻され、共重合ユニットで再使用され、廃液は、反応溶媒精留塔Ｔ−５２の底部から排出され、廃液の一部は、廃液リボイラーＥ−５４を通過した後、反応溶媒精留塔Ｔ−５２に戻され、廃液の他の部分は排出される。
【０１３４】
本発明のこの態様において、反応溶媒精留塔Ｔ−５２は、供給タンクＶ−５５からの供給物中の反応溶媒を精製するために使用される。溶媒凝縮液タンクＶ−５３と反応溶媒精留塔Ｔ−５２との間に計量ポンプを設けることもできる。
【０１３５】
本発明のこの態様では、反応溶媒回収装置は、さらに連通する真空システムを設けてもよい。これにより、反応溶媒精留塔Ｔ−５２の効率を改善し、エネルギー消費を低減することができる。
【０１３６】
本発明のこの態様では、アルコール精留塔Ｔ−５１は、塔の頂部出口とアルコール熱交換器Ｅ−５１との間に排出ポンプと調節バルブとを設けて、排出及び還流比を制御してもよい。反応溶媒精留塔Ｔ−５２は、塔の頂部出口と溶媒熱交換器Ｅ−５３との間に排出ポンプと調節バルブとを設けて、排出及び還流比を制御してもよい。
【０１３７】
本発明のこの態様では、タンク、塔、反応器、凝縮器、熱交換器、リボイラー、容器、遠心分離機等の前記様々な装置に、必要に応じてそれぞれ物質入口及び／又は出口を設けることができる。物質入口は導入される物質を受け取るために使用され、物質出口は物質を排出するために使用される。実際の必要性に応じて、１つ以上の物質入口及び出口を配置することができる。
【０１３８】
本発明のこの態様では、反応液混合容器Ｒ−１１、アルカリ溶解容器Ｒ−２１、アイオノマー反応器Ｒ−３２、洗浄容器Ｒ−２２、及び共重合反応器Ｒ−１２は、内部に撹拌機構をさらに設けてもよい。撹拌機構は、物質移動がより十分であるように、必要なときにタンク又は反応器内の物質を撹拌するために使用される。また、反応液混合容器Ｒ−１１、アルカリ溶解容器Ｒ−２１、アイオノマー反応器Ｒ−３２、洗浄容器Ｒ−２２、及び共重合反応器Ｒ−１２は、さらにジャケットを設けることができ、水を循環させることにより温度調整を行う。
【０１３９】
本発明のこの態様では、システムは、さらに以下を含むことができる：
反応液混合容器Ｒ−１１と共重合反応器Ｒ−１２との間、共重合反応器Ｒ−１２と第１ディスク遠心分離機Ｓ−２１との間、アルカリ液タンクＶ−３１とアイオノマー反応器Ｒ−３２との間、アイオノマー反応器Ｒ−３２と第２ディスク遠心分離機Ｓ−２２との間、アルコール貯蔵タンクＶ−２７と洗浄容器Ｒ−２２との間、及び洗浄容器Ｒ−２２と第３ディスク遠心分離機Ｓ−３１との間に配置された、計量ポンプ。
【０１４０】
本発明のこの態様において、前記システムに備えられる第１ディスク遠心分離機、第２ディスク遠心分離機、及び第３ディスク遠心分離機は、好ましくは９０００より大きい、好ましくは９０００〜６００００の分離係数を採用する。この規定された範囲内のディスク遠心分離機は、高濃度条件下で本発明によって提供されるシステムによって微小球含有物質の遠心分離をより良好に達成し、本発明のシステムの連続操作を達成し、空気暴露操作の危険性を低減することができる。
【０１４１】
従って本発明は、架橋マレイン酸アイオノマー微小球を製造するための方法を提供し、これは、前記システムにおいて行われ、そして図１５に示されるように、以下を含む：
（１）無水マレイン酸と式（Ｉ）で表されるモノマーＭＢとを、システムの共重合ユニット中で、開始剤、架橋剤、及び反応溶媒の存在下で共重合反応させ、無水マレイン酸系コポリマー微小球を含むポリマー母液を得る工程；
【０１４２】
【化６】
2021500457.tif 000048
【０１４３】
（２）ポリマー母液を連続的な第１の分離にかけて、分離固体含有相及び分離液を得る工程；
（３）分離固体含有相をアルカリ液と反応させ、得られた生成物を連続的に第２の分離にかけて、アイオノマー微小球を含む遠心分離スラグ相、水相、及び分離液−ＩＩを得る工程；
（４）遠心分離スラグ相をシステムの洗浄ユニットに導入し、少なくとも１回のアルコール洗浄及び第３の分離を行い、アイオノマースラグ相及び洗浄上澄液を得る工程；
（５）アイオノマースラグ相をシステムの乾燥ユニットに供給し、乾燥させ、架橋マレイン酸アイオノマー微小球を得る工程；及び、
（６）分離液−Ｉ、分離液−ＩＩ、洗浄上澄液をシステムの溶媒回収ユニットに導入し、回収によって得られた回収溶媒と回収アルコールとをそれぞれ工程（１）及び（４）に戻す工程。
【０１４４】
本発明のこの態様によれば、工程（１）において採用することができる具体的な条件は、本発明のアイオノマー微小球を製造するための方法について上述した通りである。
【０１４５】
本発明のこの態様によれば、工程（３）で使用する塩基の種類及び量は、マレイン酸アイオノマー微小球の一般的な製造方法（Ｍ１及びＭ２は、それぞれ独立してＨ及び金属カチオンから選択される場合）について上述した通りである。
【０１４６】
本発明のこの態様によれば、アルカリ液の濃度は、１〜５０重量％であることが好ましい。
【０１４７】
本発明のこの態様によれば、工程（３）は、アイオノマーを得るための、分離固体含有相とアルカリ液体との反応を含む。好ましくは、反応温度は２０〜８０℃、好ましくは３０〜７０℃であり、反応時間は０．５〜８時間、好ましくは０．５〜３時間である。
【０１４８】
本発明のこの態様によれば、工程（４）は、遠心分離スラグ相を洗浄するために使用され、工程（３）における共重合反応及び反応の残留物を除去する。好ましくは、アルコール洗浄は、無水マレイン酸１００モルに対して、合計で１００〜２５０Ｌのアルコール溶媒、より好ましくは１５０〜２００Ｌを使用する。好ましくは、アルコール溶媒は、メタノール又はエタノールから選択される。
【０１４９】
本発明のこの態様によれば、工程（２）、（３）、及び（４）は全て、得られた微小球含有物質からの微小球の分離に関する。例えば、工程（２）において、無水マレイン酸系コポリマー微小球を含むポリマー母液は、第１の分離にかけられ；工程（３）において、アイオノマー微小球を含む生成物は、第２の分離にかけられ；工程（４）において、アルコール洗浄後のコポリマー微小球を含む遠心分離スラグ相は、連続的な第３の分離にかけられる。これらの微小球含有物質は、高濃度条件下で固液分離にかけられ、高純度の超微細微小球を得る。好ましくは、工程（２）における第１の分離の分離係数は、９０００より大きく、好ましくは９０００〜６００００であり、工程（３）における第２の分離の分離係数は、９０００より大きく、好ましくは９０００〜６００００であり、工程（４）における第３の分離の分離係数は、９０００より大きく、好ましくは９０００〜６００００である。分離係数の前記範囲内で、本発明における工程（２）〜（４）において、高濃度の微小球含有量という条件下で前記種々の分離を工業的に連続的に行うことができる。
【０１５０】
本発明のこの態様における工程（５）において、スラグ相に同伴された反応溶媒及び／又はアルコール溶媒をさらに除去するために、乾燥温度は５０〜１５０℃であり、乾燥圧力は１０〜１０１３ｍｂａｒ、好ましくは１０〜２００ｍｂａｒであり得る。
【０１５１】
本発明のこの態様において、工程（６）は、溶媒及びアルコールを回収するために使用され、本発明によって提供されるシステムの溶剤回収ユニットにおいて行われる。分離液−Ｉ、分離液−ＩＩ、及び洗浄上澄液中の反応溶媒及びアルコールを回収するには、溶媒回収ユニットの各部装置の運転及び制御条件は、十分でなければならない。
【０１５２】
本発明により提供されるこの方法において、本発明の目的は、前記で規定される条件下でより良好に達成され得、架橋及び微小球構造を有するマレイン酸アイオノマーの連続製造は達成され得、溶媒の空気暴露操作は回避され、そして遠心分離機の頻繁な開始及び停止操作は回避される。
【０１５３】
（用途）
本発明によって製造されるアイオノマーは、架橋構造を有し、微小球形状である。本発明によるアイオノマーは、ＰＥＴの改質における核剤として使用することができる。実際の使用において、本発明のアイオノマーは、ＰＥＴと溶融混合することができ、これは、従来の混合装置で行うことができる。アイオノマーの量は、ＰＥＴ１００ｇに対して、０．５〜５ｇであり得る。溶融混合の温度は、２５０〜３００℃であってもよい。溶融混合の時間は、５〜８分間であってもよい。次いで、溶融混合された生成物を押出ペレット化に供して、改質ＰＥＴ生成物を得る。
【０１５４】
従って、本発明はまた、本発明によるアイオノマーを核剤として含むポリエチレンテレフタレート組成物を提供する。さらに、本発明は、本発明によるアイオノマーが核剤としてポリエチレンテレフタレートに導入される、ポリエチレンテレフタレートを改質する方法も提供する。
【０１５５】
以下、実施例を用いて本発明を例示するが、これは実施例に開示された範囲に本発明を限定することを意図するものではない。
【０１５６】
〔実施例〕
以下、実施例及び比較例において：
真空乾燥条件：１００℃、真空度−０．０９５ＭＰａ、時間８ｈ；
赤外スペクトル分析：PerkinElmer社の機器、Ｓｐｅｃｔｒｕｍ Ｔｗｏによって測定；
平均粒径：走査型電子顕微鏡写真で３００〜５００個の微小球を選択し、その直径を測定し、数学的平均法を用いて微小球の平均粒径を計算することによって決定；
走査型電子顕微鏡分析：ＦＥＩ社の機器、ＸＬ−３０ＥＳＥＭ−ＦＥＧによって測定；
架橋度を測定する方法：ポリマー微小球２〜３ｇを秤量（ｗ１）し、中速定性濾紙で包み、ソックスレー抽出器に入れ、テトラヒドロフランで２４時間抽出し、乾燥し、得られたポリマー残留物を秤量（ｗ２）し、ｗ２／ｗ１で計算して架橋度を取得: 
【０１５７】
【数２】
2021500457.tif 000049
【０１５８】
濁度：濁度計、粒子濃度（溶媒１００ｇ中の粒子の質量ｇ、重量％）によって特性付けられた濁度値を用いて測定した。
【０１５９】
実施例１：マレイン酸エステルアイオノマー微小球
（１）無水マレイン酸１００ｇ、α−メチルスチレン１１８ｇ、ジビニルベンゼン２６ｇ、及びアゾビスイソブチロニトリル２ｇを酢酸イソアミル１０００ｍＬに溶解し、窒素雰囲気下、７０℃で５時間反応させた。反応後、その反応の系を、遠心分離機を用いて５０００ｒａｄ／ｍｉｎの条件で３０分間遠心分離し、架橋α−メチルスチレン／無水マレイン酸ポリマー微小球を得、これをｎ−ヘキサンで洗浄して精製し、真空下で乾燥させた。同時に、遠心分離後の上清をＬＣ−ＭＣ（液体クロマトグラフィー−質量分析）により分析し、その中に残存するモノマーの量を決定した。投入されたモノマーの量（又は架橋剤の量）から残留したモノマーの量（又は架橋剤の量）を差し引いて得られたモノマーの量（又は架橋剤の量）は、実際に反応に関与した量であり、これにより構造単位Ａ、構造単位Ｂ、及び架橋構造単位間のモル比を得、具体的には以下の表１に示すように得た（以下同様；ワンポット法で製造する場合、最初の遠心分離後に上清を少量取り、モノマーの量を決定した）。
【０１６０】
（２）５０ｇの架橋α−メチルスチレン／無水マレイン酸ポリマー微小球、及び４．４ｇの水酸化ナトリウム（塩基の量は無水マレイン酸１モル当たり０．５５モルであった）を２００ｍＬのメタノールに加え、６４．７℃で５時間反応させた。反応後、その反応の系を、遠心分離機を用いて５０００ｒａｄ／ｍｉｎの条件で３０分間遠心分離し、得られた固体にメタノール３００ｍＬを加えて撹拌洗浄した後、遠心分離機を用いて５０００ｒａｄ／ｍｉｎの条件で３０分間遠心分離し、得られた固体にメタノール３００ｍＬを加えて撹拌洗浄した後、遠心分離機を用いて５０００ｒａｄ／ｍｉｎの条件で３０分間遠心分離し、得られた固体を真空乾燥して架橋α−メチルスチレン／マレイン酸メチルナトリウム塩アイオノマー微小球（Ｃ１と称す）を得た。
【０１６１】
実施例２：マレイン酸エステルアイオノマー微小球
（１）無水マレイン酸１００ｇ、α−メチルスチレン１１８ｇ、ジビニルベンゼン２６ｇ、及びアゾビスイソブチロニトリル２ｇを酢酸イソアミル１０００ｍＬに溶解し、窒素雰囲気下、７０℃で５時間反応させた。反応後、その反応の系を、遠心分離機を用いて５０００ｒａｄ／ｍｉｎの条件で３０分間遠心分離し、架橋α−メチルスチレン／無水マレイン酸ポリマー微小球を得、これをメタノールで洗浄して精製し、真空下で乾燥させた。
【０１６２】
（２）５０ｇの架橋α−メチルスチレン／無水マレイン酸ポリマー微小球、及び２．２ｇの水酸化ナトリウム（塩基の量は無水マレイン酸１モル当たり０．２８モルであった）を２００ｍＬのエタノールに添加し、７８℃で４時間反応させた。反応後、その反応の系を、遠心分離機を用いて５０００ｒａｄ／ｍｉｎの条件で３０分間遠心分離し、得られた固体にエタノール３００ｍＬを加えて撹拌洗浄した後、遠心分離機を用いて５０００ｒａｄ／ｍｉｎの条件で３０分間遠心分離し、得られた固体にエタノール３００ｍＬを加えて撹拌洗浄した後、遠心分離機を用いて５０００ｒａｄ／ｍｉｎの条件で３０分間遠心分離し、得られた固体を真空乾燥して架橋α−メチルスチレン／マレイン酸エチルナトリウム塩アイオノマー微小球（Ｃ２と称す）を得た。
【０１６３】
実施例３：マレイン酸エステルアイオノマー微小球
（１）無水マレイン酸１００ｇ、α−メチルスチレン１１８ｇ、ジビニルベンゼン２６ｇ、及びアゾビスイソブチロニトリル２ｇを酢酸イソアミル１０００ｍＬに溶解し、窒素雰囲気下、７０℃で５時間反応させた。反応後、その反応の系を、遠心分離機を用いて５０００ｒａｄ／ｍｉｎの条件で３０分間遠心分離し、架橋α−メチルスチレン／無水マレイン酸ポリマー微小球を得、これをメタノールで洗浄して精製し、真空下で乾燥させた。
【０１６４】
（２）５０ｇの架橋α−メチルスチレン／無水マレイン酸ポリマー微小球、及び６．２ｇの水酸化カリウム（塩基の量は無水マレイン酸１モル当たり０．５５モルであった）を３００ｍＬのイソプロパノールに加え、８０℃で４時間反応させた。反応後、その反応の系を、遠心分離機を用いて５０００ｒａｄ／ｍｉｎの条件で３０分間遠心分離し、得られた固体にイソプロパノール３００ｍＬを加えて撹拌洗浄した後、遠心分離機を用いて５０００ｒａｄ／ｍｉｎの条件で３０分間遠心分離し、得られた固体にイソプロパノール３００ｍＬを加えて撹拌洗浄した後、遠心分離機を用いて５０００ｒａｄ／ｍｉｎの条件で３０分間遠心分離し、得られた固体を真空乾燥して架橋α−メチルスチレン／マレイン酸イソプロピルカリウム塩アイオノマー微小球（Ｃ３と称す）を得た。
【０１６５】
実施例４：マレイン酸エステルアイオノマー微小球
（１）無水マレイン酸１３０ｇ、α−メチルスチレン１１８ｇ、ジビニルベンゼン２６ｇ、及びアゾビスイソブチロニトリル２．５ｇを酢酸イソアミル１０００ｍＬに溶解し、窒素雰囲気下、６０℃で１２時間反応させた。反応後、その反応の系を、遠心分離機を用いて５０００ｒａｄ／ｍｉｎの条件で３０分間遠心分離し、架橋α−メチルスチレン／無水マレイン酸ポリマー微小球を得、これをメタノールで洗浄して精製し、真空下で乾燥させた。
【０１６６】
（２）５０ｇの架橋α−メチルスチレン／無水マレイン酸ポリマー微小球、及び６．６ｇの水酸化ナトリウム（塩基の量は無水マレイン酸１モル当たり０．８３モルであった）を３００ｍＬの２−プロピルヘプタノールに加え、９０℃で４時間反応させた。反応後、その反応の系を、遠心分離機を用いて５０００ｒａｄ／ｍｉｎの条件で３０分間遠心分離し、得られた固体にエタノール３００ｍＬを加えて撹拌洗浄した後、遠心分離機を用いて５０００ｒａｄ／ｍｉｎの条件で３０分間遠心分離し、得られた固体にエタノール５００ｍＬを加えて撹拌洗浄した後、遠心分離機を用いて５０００ｒａｄ／ｍｉｎの条件で３０分間遠心分離し、得られた固体を真空乾燥し、架橋α−メチルスチレン／Ｃ１０アルコールマレイン酸ナトリウム塩アイオノマー微小球（Ｃ４と称す）を得た。
【０１６７】
実施例５：マレイン酸エステルアイオノマー微小球
（１）無水マレイン酸１３０ｇ、スチレン１０４ｇ、ジビニルベンゼン２６ｇ、及びアゾビスイソブチロニトリル２．５ｇを酢酸イソアミル１０００ｍＬに溶解し、窒素雰囲気下、６０℃で１０時間反応させた。反応後、その反応の系を、遠心分離機を用いて５０００ｒａｄ／ｍｉｎの条件で３０分間遠心分離し、これをメタノールで洗浄して精製し、真空下で乾燥させて架橋α−メチルスチレン／無水マレイン酸ポリマー微小球を得た。
【０１６８】
（２）５０ｇの架橋α−メチルスチレン／無水マレイン酸ポリマー微小球、及び１３．５ｇのナトリウムエトキシド（塩基の量は無水マレイン酸１モル当たり０．９８モルであった）を２００ｍＬのエタノールに加え、７８℃で４時間反応させた。反応後、その反応の系を、遠心分離機を用いて５０００ｒａｄ／ｍｉｎの条件で３０分間遠心分離し、得られた固体にエタノール４００ｍＬを加えて撹拌洗浄した後、遠心分離機を用いて５０００ｒａｄ／ｍｉｎの条件で３０分間遠心分離し、得られた固体にエタノール５００ｍＬを加えて撹拌洗浄した後、遠心分離機を用いて５０００ｒａｄ／ｍｉｎの条件で３０分間遠心分離し、得られた固体を真空乾燥して架橋α−メチルスチレン／マレイン酸エチルナトリウム塩アイオノマー微小球（Ｃ５と称す）を得た。
【０１６９】
実施例６：マレイン酸エステルアイオノマー微小球
ジビニルベンゼンの量が１０ｇであることを除いて、実施例１の方法に従ってアイオノマー微小球を製造し、アイオノマー微小球Ｃ６を得た。
【０１７０】
実施例Ｄ１：マレイン酸アイオノマー微小球
（１）無水マレイン酸１００ｇ、α−メチルスチレン１１８ｇ、ジビニルベンゼン２６ｇ、及びアゾビスイソブチロニトリル２ｇを酢酸イソアミル１０００ｍＬに溶解し、窒素雰囲気下、７０℃で５時間反応させた。反応後、その反応の系を、遠心分離機を用いて５０００ｒａｄ／ｍｉｎの条件で３０分間遠心分離し、架橋α−メチルスチレン／無水マレイン酸ポリマー微小球を得、これをｎ−ヘキサンで洗浄して精製し、真空下で乾燥させた。
【０１７１】
（２）１５．２ｇの水酸化ナトリウムを３５０ｍＬの水に溶解し、５０ｇの架橋α−メチルスチレン／無水マレイン酸ポリマー微小球を、得られた水酸化ナトリウム水溶液（塩基の量は無水マレイン酸１モル当たり１．９モルであった）に加え、１００℃で３時間反応させた。反応後、その反応の系を、遠心分離機を用いて５０００ｒａｄ／ｍｉｎの条件で３０分間遠心分離し、得られた固体に水４００ｍＬを加えて撹拌洗浄した後、遠心分離機を用いて５０００ｒａｄ／ｍｉｎの条件で３０分間遠心分離し、得られた固体にメタノール５００ｍＬを加えて撹拌洗浄した後、遠心分離機を用いて５０００ｒａｄ／ｍｉｎの条件で３０分間遠心分離し、得られた固体を真空乾燥して、架橋α−メチルスチレン／マレイン酸ナトリウム塩アイオノマー微小球（Ｄ１と称す）を得た。
【０１７２】
実施例Ｄ２：マレイン酸アイオノマー微小球
（１）無水マレイン酸１００ｇ、α−メチルスチレン１１８ｇ、ジビニルベンゼン２６ｇ、及びアゾビスイソブチロニトリル２ｇを酢酸イソアミル１０００ｍＬに溶解し、窒素雰囲気下、７０℃で５時間反応させた。反応後、その反応の系を、遠心分離機を用いて５０００ｒａｄ／ｍｉｎの条件で３０分間遠心分離し、架橋α−メチルスチレン／無水マレイン酸ポリマー微小球を得、これをメタノールで洗浄して精製し、真空下で乾燥させた。
【０１７３】
（２）２０．５ｇの酢酸ナトリウムを３００ｍＬの水に溶解し、５０ｇの架橋α−メチルスチレン／無水マレイン酸ポリマー微小球を、得られた酢酸ナトリウム水溶液（塩基の量は無水マレイン酸１モル当たり１．２モルであった）に加え、１００℃で４時間反応させた。反応後、その反応の系を、遠心分離機を用いて５０００ｒａｄ／ｍｉｎの条件で３０分間遠心分離し、得られた固体に水４００ｍＬを加えて撹拌洗浄した後、遠心分離機を用いて５０００ｒａｄ／ｍｉｎの条件で３０分間遠心分離し、得られた固体にメタノール５００ｍＬを加えて撹拌洗浄した後、遠心分離機を用いて５０００ｒａｄ／ｍｉｎの条件で３０分間遠心分離し、得られた固体を真空乾燥して、架橋α−メチルスチレン／マレイン酸ナトリウム塩アイオノマー微小球（Ｄ２と称す）を得た。
【０１７４】
実施例Ｄ３：マレイン酸アイオノマー微小球
（１）無水マレイン酸１００ｇ、α−メチルスチレン１１８ｇ、ジビニルベンゼン２６ｇ、及びアゾビスイソブチロニトリル２ｇを酢酸イソアミル１０００ｍＬに溶解し、窒素雰囲気下、７０℃で５時間反応させた。反応後、その反応の系を、遠心分離機を用いて５０００ｒａｄ／ｍｉｎの条件で３０分間遠心分離し、架橋α−メチルスチレン／無水マレイン酸ポリマー微小球を得、これをメタノールで洗浄して精製し、真空下で乾燥させた。
【０１７５】
（２）３６．７ｇの酢酸亜鉛を４００ｍＬの水に溶解し、５０ｇの架橋α−メチルスチレン／無水マレイン酸ポリマー微小球を、得られた酢酸亜鉛水溶液（塩基の量は無水マレイン酸１モル当たり１モルであった）に加え、１００℃で８時間反応させた。反応後、系を、遠心分離機を用いて５０００ｒａｄ／ｍｉｎの条件で３０分間遠心分離し、得られた固体に水４００ｍＬを加えて撹拌洗浄した後、遠心分離機を用いて５０００ｒａｄ／ｍｉｎの条件で３０分間遠心分離し、得られた固体にメタノール５００ｍＬを加えて撹拌洗浄した後、遠心分離機を用いて５０００ｒａｄ／ｍｉｎの条件で３０分間遠心分離し、得られた固体を真空乾燥して、架橋α−メチルスチレン／マレイン酸亜鉛塩アイオノマー微小球（Ｄ３と称す）を得た。
【０１７６】
実施例Ｄ４：マレイン酸アイオノマー微小球
（１）無水マレイン酸１３０ｇ、α−メチルスチレン１１８ｇ、ジビニルベンゼン２６ｇ、及びアゾビスイソブチロニトリル２．５ｇを酢酸イソアミル１０００ｍＬに溶解し、窒素雰囲気下、６０℃で１２時間反応させた。反応後、その反応の系を、遠心分離機を用いて５０００ｒａｄ／ｍｉｎの条件で３０分間遠心分離し、架橋α−メチルスチレン／無水マレイン酸ポリマー微小球を得、これをメタノールで洗浄して精製し、真空下で乾燥させた。
【０１７７】
（２）１５．６ｇの水酸化リチウム一水和物を４５０ｍＬの水に溶解し、５０ｇの架橋α−メチルスチレン／無水マレイン酸ポリマー微小球を、得られた水酸化リチウム水溶液（塩基の量は無水マレイン酸１モル当たり１．８５モルであった）に加え、１００℃で３時間反応させた。反応後、その反応の系を、遠心分離機を用いて５０００ｒａｄ／ｍｉｎの条件で３０分間遠心分離し、得られた固体に水４００ｍＬを加えて撹拌洗浄した後、遠心分離機を用いて５０００ｒａｄ／ｍｉｎの条件で３０分間遠心分離し、得られた固体にメタノール５００ｍＬを加えて撹拌洗浄した後、遠心分離機を用いて５０００ｒａｄ／ｍｉｎの条件で３０分間遠心分離し、得られた固体を真空乾燥して架橋α−メチルスチレン／マレイン酸リチウム塩アイオノマー微小球（Ｄ４と称す）を得た。
【０１７８】
実施例Ｄ５：マレイン酸アイオノマー微小球
（１）無水マレイン酸１３０ｇ、α−メチルスチレン１１８ｇ、ジビニルベンゼン２６ｇ、及びアゾビスイソブチロニトリル２．５ｇを酢酸イソアミル１０００ｍＬに溶解し、窒素雰囲気下、６０℃で１２時間反応させた。反応後、その反応の系を、遠心分離機を用いて５０００ｒａｄ／ｍｉｎの条件で３０分間遠心分離し、架橋α−メチルスチレン／無水マレイン酸ポリマー微小球を得、これをメタノールで洗浄して精製し、真空下で乾燥させた。
【０１７９】
（２）１５．０ｇの水酸化カリウムを４００ｍＬの水に溶解し、５０ｇの架橋α−メチルスチレン／無水マレイン酸ポリマー微小球を、得られた水酸化カリウム水溶液（塩基の量は無水マレイン酸１モル当たり１．３モルであった）に加え、３０℃で３時間反応させた。反応後、その反応の系を、遠心分離機を用いて５０００ｒａｄ／ｍｉｎの条件で３０分間遠心分離し、得られた固体に水４００ｍＬを加えて撹拌洗浄した後、遠心分離機を用いて５０００ｒａｄ／ｍｉｎの条件で３０分間遠心分離し、得られた固体にメタノール５００ｍＬを加えて撹拌洗浄した後、遠心分離機を用いて５０００ｒａｄ／ｍｉｎの条件で３０分間遠心分離し、得られた固体を真空乾燥して、架橋α−メチルスチレン／マレイン酸カリウム塩アイオノマー微小球（Ｄ５と称す）を得た。
【０１８０】
実施例Ｄ６：マレイン酸アイオノマー微小球
（１）無水マレイン酸１００ｇ、スチレン１０４ｇ、ジビニルベンゼン２６ｇ、及びアゾビスイソブチロニトリル２．５ｇを酢酸イソアミル１０００ｍＬに溶解し、窒素雰囲気下、６０℃の水浴中で１２時間反応させた。反応後、その反応の系を、遠心分離機を用いて５０００ｒａｄ／ｍｉｎの条件で３０分間遠心分離し、架橋スチレン／無水マレイン酸ポリマー微小球を得、これをメタノールで洗浄して精製し、真空下で乾燥させた。
【０１８１】
（２）１３．５ｇの水酸化ナトリウムを３５０ｍＬの水に溶解し、５０ｇの架橋スチレン／無水マレイン酸ポリマー微小球を、得られた水酸化ナトリウム水溶液（塩基の量は無水マレイン酸１モル当たり１．６モルであった）に加え、１００℃で３時間反応させた。反応後、その反応の系を、遠心分離機を用いて５０００ｒａｄ／ｍｉｎの条件で３０分間遠心分離し、得られた固体に水４００ｍＬを加えて撹拌洗浄した後、遠心分離機を用いて５０００ｒａｄ／ｍｉｎの条件で３０分間遠心分離し、得られた固体にメタノール５００ｍＬを加えて撹拌洗浄した後、遠心分離機を用いて５０００ｒａｄ／ｍｉｎの条件で３０分間遠心分離し、得られた固体を真空乾燥して、架橋スチレン／マレイン酸ナトリウム塩アイオノマー微小球（Ｄ６と称す）を得た。
【０１８２】
実施例Ｄ７：マレイン酸アイオノマー微小球
（１）無水マレイン酸１０００ｇ、α−メチルスチレン１１８０ｇ、ジビニルベンゼン２６０ｇ、及びアゾビスイソブチロニトリル２０ｇを酢酸イソアミル１０Ｌに溶解し、窒素雰囲気下、７０℃で５時間反応させた。
【０１８３】
（２）工程（１）の反応後の系に水酸化ナトリウム水溶液３５００ｇ（１４重量％）を加え、８０℃で３時間反応させた。反応後、その系を静置して層に分離させた。重い相を、遠心分離機を用いて５０００ｒａｄ／ｍｉｎの条件で２０分間遠心分離し、得られた固体に水４Ｌを加えて撹拌洗浄した後、遠心分離機で５０００ｒａｄ／ｍｉｎの条件で２０分間遠心分離し、得られた固体に水４Ｌを加え撹拌洗浄した後、遠心分離機で５０００ｒａｄ／ｍｉｎの条件で２０分間遠心分離し、得られた固体を真空乾燥して架橋α−メチルスチレン／マレイン酸ナトリウム塩アイオノマー微小球（Ｄ７と称す）を得た。
【０１８４】
（３）工程（１）の反応後の系を遠心分離機で５０００ｒａｄ／ｍｉｎの条件で３０分間遠心分離し、架橋α−メチルスチレン／無水マレイン酸ポリマー微小球を得、これを溶媒で洗浄して精製し、真空下で乾燥した。次いで、３５００ｇの水酸化ナトリウム水溶液（１０重量％、塩基の量は無水マレイン酸１モル当たり１．２５モルであった）を加え、８０℃で３時間反応させた。反応後、遠心分離機を用いて５０００ｒａｄ／ｍｉｎの条件で３０分間遠心分離し、得られた固体に水４００ｍＬを加えて撹拌洗浄した後、遠心分離機を用いて５０００ｒａｄ／ｍｉｎの条件で３０分間遠心分離し、得られた固体にメタノール５００ｍＬを加えて撹拌洗浄した後、遠心分離機を用いて５０００ｒａｄ／ｍｉｎの条件で３０分間遠心分離し、得られた固体を真空乾燥して、架橋α−メチルスチレン／マレイン酸ナトリウム塩アイオノマー微小球（Ｄ７−１と称す）を得た。
【０１８５】
実施例Ｄ８：マレイン酸アイオノマー微小球
（１）無水マレイン酸１０００ｇ、α−メチルスチレン１１８０ｇ、エチレングリコールジメタクリレート６００ｇ、及びアゾビスイソブチロニトリル２５ｇを酢酸イソアミル１５Ｌに溶解し、窒素雰囲気下、７０℃で５時間反応させた。
【０１８６】
（２）反応後、水酸化リチウム水溶液１０００ｇ（１０重量％）を加え、９０℃で０．５時間反応させた。反応後、その反応の系を静置して層に分離させた。重い相を、遠心分離機を用いて５０００ｒａｄ／ｍｉｎの条件で２０分間遠心分離し、得られた固体に４Ｌの水を加えて撹拌洗浄した後、遠心分離機で５０００ｒａｄ／ｍｉｎの条件で２０分間遠心分離し、得られた固体に４Ｌの水を加えて撹拌洗浄した後、遠心分離機で５０００ｒａｄ／ｍｉｎの条件で２０分間遠心分離し、得られた固体を真空乾燥して架橋α−メチルスチレン／マレイン酸リチウム塩アイオノマー微小球（Ｄ８と称す）を得た。
【０１８７】
実施例Ｄ９：マレイン酸アイオノマー微小球
ジビニルベンゼンの量が１０ｇであることを除いて、実施例Ｄ１の方法に従ってアイオノマー微小球を製造し、アイオノマー微小球Ｄ９を得た。
【０１８８】
比較例Ｅ１
（１）無水マレイン酸９８ｇ及びα−メチルスチレン１１８ｇを秤量し、窒素入口、撹拌機、温度計、凝縮器、及び還流凝縮管を備えた三つ口フラスコに入れ、開始剤としてアゾビスイソブチロニトリル２ｇを加え、反応溶媒としてトルエンを適正量加え、窒素雰囲気下、７０℃で５時間反応させた。反応後、ポリマーを吸引濾過し、濾過ケーキをトルエンで３回洗浄し、真空乾燥してα−メチルスチレン／無水マレイン酸ポリマーを得た。
【０１８９】
（２）α−メチルスチレン／無水マレイン酸ポリマー２０．２ｇを１，４−ジオキサン２００ｍＬに溶解し、飽和水酸化ナトリウム水溶液４ｇを加えて、室温で３時間反応させた。反応後、アイオノマー固体を濾過により得た。得られた固体を真空乾燥し、α−メチルスチレン／マレイン酸ナトリウム塩アイオノマー（Ｅ１と称す）を得た。
【０１９０】
試験例１
（１）実施例１、実施例Ｄ１、及び比較例Ｅ１で得られたポリマーを赤外スペクトルにより分析した。結果をそれぞれ図１、図３、及び図５に示す。赤外スペクトル分析の結果から、アイオノマーの合成に成功したことが分かる。実施例２〜６の赤外スペクトル分析の結果は実施例１と同様であり、実施例Ｄ２〜Ｄ９の赤外スペクトル分析の結果は実施例Ｄ１と同様である。それら全てが、アイオノマーを首尾よく得ていた。
【０１９１】
（２）前記実施例及び比較例で製造したアイオノマー微小球をＸ線蛍光スペクトル分析にかけて、アイオノマー中の金属カチオンの含有量、すなわちアイオノマー中の構造単位Ａの総モル量に基づくパーセンテージを決定した。
【０１９２】
（３）前記実施例及び比較例で製造したアイオノマーを走査型電子顕微鏡で検出した。実施例１及び実施例Ｄ１で得られたアイオノマーの走査型電子顕微鏡画像をそれぞれ図２及び図４に示す。本発明のアイオノマーは微小球形状を有するが、比較例Ｅ１で得られたアイオノマーは微小球構造を有していないことが分かる。試験したアイオノマー微小球の平均粒径、架橋度等を下記表１に示す。
【０１９３】
【表１】
2021500457.tif 000050
【０１９４】
（４）前記実施例及び比較例で製造したアイオノマー微小球を、ＰＥＴ（Sinopec Yizheng Chemical Fibre Companyより購入、型番：ＢＧ８０）とそれぞれ均一に混合し、アイオノマー微小球の添加量をＰＥＴの重量に対して１重量％とし、２８０℃で８分間溶融混合した後、押出ペレット化し、改質ポリエチレンテレフタレートを得た。
【０１９５】
改質ＰＥＴと、対照として未改質ペットとを、示差走査熱量測定（ＤＳＣ）試験にかけた。試験条件は、第１の温度上昇（５０℃から開始し、温度を１分間一定に維持し、次いで温度を１０℃／分の速度で２８０℃に上昇させ、温度を３分間一定に維持し、次いで温度を１０℃／分の速度で５０℃に低下させ、温度を１分間一定に維持した）；第２の温度上昇（５０℃から開始し、温度を１０℃／分の速度で２８０℃に上昇させた）。表２に結果を示す。
【０１９６】
【表２】
2021500457.tif 000051
【０１９７】
表２の結果から、本発明の方法によって製造されたアイオノマーは比較例よりもＰＥＴの核形成に対して有意に良好な効果を有し、ＰＥＴの結晶化温度を有意に上昇させ、結晶化速度を加速させることができ、さらに、微小球構造を有さない非架橋α−メチルスチレン／マレイン酸ナトリウム塩アイオノマーよりもＰＥＴの核形成に対して良好な効果を有することが分かる。さらに、エステル基を導入すると、架橋アイオノマー微小球のペットとの相溶性が増大し、エステル基を含まないアイオノマー微小球と比較してＰＥＴの核形成に対して、より良好な効果が達成された。
【０１９８】
また、実施例１と実施例６との比較、及び実施例Ｄ１と実施例Ｄ８〜Ｄ９との比較から、架橋剤の量を好ましい範囲に制御することにより、より良好な核形成効果が得られることが分かる。
【０１９９】
試験例２
この試験例では、０．７ｄｌ／ｇの固有粘度及びＢＧ８０の型番を有するＰＥＴをSinopec Yizheng Chemical Fibre Companyから購入した。難燃剤は、Jinan Taixing Fine Chemicals Co Ltdから購入した窒素−リンハロゲンフリー難燃剤（ＨＴ２０２Ａ）であった。潤滑剤はBritain Croda Companyから購入したＰＥＴ１００であった。ガラス繊維（又はＧＦ）はZhejiang Jushi Group Co Ltd．から購入し、型番はＥＲ１３−２０００−９８８Ａであった。加工助剤は酸化防止剤を含み、company Ciba Specialty Chemicalsから購入し、型番はＩｒｇａｎｏｘ １０１０及びＩｒｇａｆｏｓ １６８であった。
【０２００】
試験の具体的な工程は以下の通りであった：
１００重量部のＰＥＴ、１．５重量部のアイオノマー微小球、０．２重量部の加工助剤（Ｉｒｇａｎｏｘ １０１０及びＩｒｇａｆｏｓ １６８、重量比率１：１）、８重量部の難燃剤、及び０．０４重量部の潤滑剤を秤量し、高速撹拌機に入れて均一に撹拌し、ＷＰ
ＺＳＫ２５二軸押出機を使用して各領域の温度：２３０−２４５−２５５−２６０−２６０−２６０℃；で押し出し、二軸押出機の供給口でガラス繊維を添加し、押し出し後、冷却、ペレット化、及び乾燥（１００℃、８時間）し、ペレットを性能試験のために、Ｈａｉｔｉａｎ ＭＡ１２００／３７０射出成形機（成形温度６０℃）を使用して、２３０−２４０−２５５−２６０−２６０℃の温度で標準試料片に射出成形した。
【０２０１】
射出成形機（Ｎｉｎｇｂｏ Ｈａｉｔｉａｎ  ＭＡ１２００／３７０）を用いて射出成形し、サイズが１７０ｍｍ（長さ）×２５ｍｍ（幅）×４ｍｍ（厚さ）で、平行部が１０ｍｍ（幅）×４ｍｍ（厚さ）の標準スプラインを得た。標準スプラインの引張強さ及び破断伸びは、ＧＢ／Ｔ１０４０‐１９９２によるプラスチックの引張特性の試験方法によって測定した。
【０２０２】
射出成形機（Ｎｉｎｇｂｏ Ｈａｉｔｉａｎ ＭＡ１２００／３７０）を用いて射出成形し、サイズが８０ｍｍ（長さ）×１０ｍｍ（幅）×４ｍｍ（厚さ）の標準スプラインを得た。標準スプラインの曲げ強さ及び曲げ弾性率は、ＧＢ／Ｔ９３４１−２００８によるプラスチックの曲げ特性についての試験方法によって測定した。
【０２０３】
射出成形機（Ｎｉｎｇｂｏ Ｈａｉｔｉａｎ ＭＡ１２００／３７０）を用いて射出成形し、サイズが８０ｍｍ（長さ）×１０ｍｍ（幅）×４ｍｍ（厚さ）、ノッチ２ｍｍの標準スプラインを得た。標準スプラインのシャルピーノッチ付衝撃強さは、ＧＢ／Ｔ１０４３−９３によるプラスチックのアイゾット衝撃強さの試験方法によって測定した。
【０２０４】
変形：２つの射出成形サンプル正方形片（６０ｍｍ×６０ｍｍ×２ｍｍ）を採取し、一方を１２０℃のオーブンに２時間置き、他方を室温に置いた。サンプル片の変形を観察した。
【０２０５】
その結果、本発明のアイオノマーを使用することにより、得られたプラスチック製品は、１１８〜１４５ＭＰａの範囲の引張強さ、約２％の破断伸び、１４０〜１８０ＭＰａの範囲の曲げ強さ、５．６〜９．５ＧＰａの範囲の曲げ弾性率、及び４．５〜１０ｋＪ／ｍ２の範囲のシャルピーノッチ付衝撃強さを有することができ、１２０℃のオーブンに２時間入れても明らかな変形は観察されなかった。
【０２０６】
マレイン酸アイオノマー微小球及びマレイン酸エステルアイオノマー微小球の連続製造プロセス
実施例Ｆ１
酢酸イソアミルを反応溶媒貯蔵タンクＶ−１３に貯蔵した。反応液混合容器Ｒ−１１に以下の反応液を配合した：無水マレイン酸１０１４モル、アゾビスイソブチロニトリル１２．２モル、ジビニルベンゼン２００モル、α−メチルスチレン１０００モル、酢酸イソアミル１０００Ｌ。
【０２０７】
反応液を共重合反応器Ｒ−１２（２つの並列な撹拌タンク反応器）に供給し、窒素雰囲気下、７５℃で５時間、共重合反応させた。反応によって得られた無水マレイン酸系コポリマー微小球を含むポリマー母液を、計量ポンプ（流量１００ｋｇ／ｈ）を通して第１ディスク遠心分離機Ｓ−２１に加え、連続的な第１の分離（分離係数９０００）にかけた。分離によって得られた分離液−Ｉは、第１オンライン濁度計Ａ−２１を通過した。濁度が０．１重量％未満のときは分離液貯蔵タンクＶ−２５に送り、０．１重量％を超えるときは共重合反応器Ｒ−１２に戻した。遠心分離により得られた分離固体含有相は洗浄容器Ｒ−２２に送った。
【０２０８】
アルコール貯蔵タンクＶ−２７中のメタノールを、１４３ｋｇ／ｈの流量で計量ポンプによって洗浄容器Ｒ−２２に送り、滞留時間は１時間で、分離固体含有相をアルコール洗浄した。アルコールで洗浄した生成物を、計量ポンプ（流量１７３ｋｇ／ｈ）によって第２ディスク遠心分離機Ｓ−２２に送り、第２の分離（分離係数９０００）にかけた。得られた洗浄上澄液は、第２オンライン濁度計Ａ−２２で測定した濁度が０．１重量％未満のときは上澄液貯蔵タンクＶ−２６に送り、濁度が０．１重量％を超えるときは洗浄容器Ｒ−２２に戻した。得られたコポリマースラグ相をアイオノマー反応器Ｒ−３２に送った。
【０２０９】
アルカリ液タンクＶ−３１には、濃度２．５重量％の水酸化ナトリウムのメタノール溶液を貯留した。コポリマースラグ相をアイオノマー反応器Ｒ−３２（撹拌タンク型反応器）に入れながら、アルカリ液タンクＶ−３１内のアルカリ液を、計量ポンプにより、流量８３ｋｇ／ｈでアイオノマー反応器Ｒ−３２に送った（無水マレイン酸１００モルに対して、水酸化ナトリウム８０モル、メタノール３９００モルを用いた）。反応は５０℃で行い、滞留時間は１時間であった。
【０２１０】
アイオノマー反応器Ｒ−３２での反応によって得られた生成物を、計量ポンプ（流量１２２ｋｇ／ｈ）によって、底部から第３ディスク遠心分離機Ｓ−３１に連続的に供給して、第３の分離（分離係数９０００）にかけて、アイオノマー微小球を含む遠心分離スラグ相及び分離液−ＩＩを得た。分離液−ＩＩは、精製後の再利用のために、上澄液貯蔵タンクＶ−２６に運搬された。
【０２１１】
遠心分離スラグ相を物質レベル差に基づいて傾斜真空乾燥器Ｇ−４１に送り（４６ｋｇ／ｈ）、そこでスラグ相を乾燥させた。乾燥温度は１４０℃であり、圧力は８０ｍｂａｒであり、滞留時間は４時間であった。凝縮器Ｅ−４１の凝縮温度は０℃であった。１７．５ｋｇ／ｈの収量で、架橋α−メチルスチレン／マレイン酸メチルナトリウム塩アイオノマー微小球が得られた。
【０２１２】
微小球の赤外スペクトル分析は、図６に示すように、マレイン酸ナトリウム塩及びマレイン酸エステルの特徴的なピーク及び芳香環の特徴的なピークを示し、目的とするポリマーの構造の存在を証明した。図７に示すように、微小球の走査型電子顕微鏡分析は、得られた微小球は微小球構造を有することを示し、平均粒径は１５２１ｎｍであると測定された。架橋度は８１％と測定された。
【０２１３】
撹拌タンク反応器Ｒ−１２ＢとＲ−１２Ａとを並列に接続し、物質を交互に排出した。
【０２１４】
分離液貯蔵タンクＶ−２５中の分離液及び上澄液貯蔵タンクＶ−２６中の上澄液をそれぞれ反応溶媒回収装置内の反応溶媒精留塔Ｔ−５２及びアルコール溶媒回収装置内のアルコール精留塔Ｔ−５１に導入し、反応溶媒及びメタノールをそれぞれ回収して再利用した。メタノール回収及び反応溶媒回収の条件は、以下の通りであった。
【０２１５】
【表３】
2021500457.tif 000052
【０２１６】
実施例Ｆ２
この実施例は、エタノールをアルコール貯蔵タンクＶ−２７に貯蔵し、１８．３ｋｇ／ｈの収量で架橋α−メチルスチレン／マレイン酸エチルナトリウム塩アイオノマー微小球を得たことを除いて、実施例Ｆ１の方法に従って行った。
【０２１７】
実施例Ｆ３
酢酸イソアミルを反応溶媒貯蔵タンクＶ−１３に貯蔵した。反応液混合容器Ｒ−１１に以下の反応液を配合した：無水マレイン酸１０１４モル、アゾビスイソブチロニトリル１０．１４モル、ジビニルベンゼン１５０モル、α−メチルスチレン７５０モル、酢酸イソアミル９００Ｌ。
【０２１８】
反応液を管状反応器Ｒ−１２に供給速度１００ｋｇ／ｈにおいて窒素雰囲気下で供給し、管状反応器Ｒ−１２の出口温度を９０℃に制御し、滞留時間を３時間とした。反応によって得られた無水マレイン酸系コポリマー微小球を含むポリマー母液を、反応器Ｒ−１２の出口（流量１００ｋｇ／ｈ）から第１ディスク遠心分離機Ｓ−２１に加え、連続的な第１の分離（分離係数１２０００）にかけた。分離によって得られた分離液は、第１オンライン濁度計Ａ−２１を通過した。濁度が０．１重量％未満のときは分離液貯蔵タンクＶ−２５に送り、０．１重量％を超えるときは共重合反応器Ｒ−１２に戻した。遠心分離により得られた分離固体含有相は洗浄容器Ｒ−２２に送った。
【０２１９】
アルコール貯蔵タンクＶ−２７中の洗浄のためのメタノールを、１３３ｋｇ／ｈの流量で計量ポンプによって洗浄容器Ｒ−２２に送り、滞留時間は１時間で、分離固体含有相をアルコール洗浄した。アルコールで洗浄した生成物を、計量ポンプ（流量１６２ｋｇ／ｈ）によって第２ディスク遠心分離機Ｓ−２２に送り、第２の分離（分離係数１２０００）にかけた。得られた洗浄上澄液は、第２オンライン濁度計Ａ−２２で測定した濁度が０．１重量％未満のときは上澄液貯蔵タンクＶ−２６に送り、濁度が０．１重量％を超えるときは洗浄容器Ｒ−２２に戻した。得られたコポリマースラグ相をアイオノマー反応器Ｒ−３２に送った。
【０２２０】
アルカリ液タンクＶ−３１には、濃度２．５重量％の水酸化カリウムのメタノール溶液を貯留した。コポリマースラグ相をアイオノマー反応器Ｒ−３２（管状反応器）に入れながら、アルカリ液タンクＶ−３１内のアルカリ液を、計量ポンプにより、流量１３０ｋｇ／ｈでアイオノマー反応器Ｒ−３２に送った（無水マレイン酸１００モルに対して、水酸化カリウム１００モル、メタノール６８００モルを用いた）。反応器温度を７０℃に制御し、滞留時間は１．５時間であった。
【０２２１】
アイオノマー反応器Ｒ−３２での反応によって得られた生成物を、計量ポンプ（流量１６６ｋｇ／ｈ）によって、第３ディスク遠心分離機Ｓ−３１に連続的に供給して、第３の分離（分離係数１２０００）にかけて、アイオノマー微小球を含む遠心分離スラグ相及び分離液−ＩＩを得た。分離液−ＩＩは、精製後の再利用のために、上澄液貯蔵タンクＶ−２６に運搬された。
【０２２２】
遠心分離スラグ相を物質レベル差に基づいて傾斜真空乾燥器Ｇ−４１に送り（４３ｋｇ／ｈ）、そこでスラグ相を乾燥させた。乾燥温度は１００℃であり、圧力は１０ｍｂａｒであり、滞留時間は４時間であった。凝縮器Ｅ−４１の凝縮温度は０℃であった。１７．３ｋｇ／ｈの収量で、架橋α−メチルスチレン／マレイン酸メチルカリウム塩アイオノマー微小球が得られた。
【０２２３】
微小球の赤外スペクトル分析は、マレイン酸カリウム塩及びマレイン酸エステルの特徴的なピーク及び芳香環の特徴的なピークを示し、目的とするポリマーの構造の存在を証明した。微小球の走査型電子顕微鏡分析は、得られた微小球は微小球構造を有することを示し、平均粒径は１６００ｎｍであると測定された。架橋度は７８％と測定された。
【０２２４】
分離液貯蔵タンクＶ−２５中の分離液及び上澄液貯蔵タンクＶ−２６中の上澄液をそれぞれ反応溶媒回収装置内の反応溶媒精留塔Ｔ−５２及びアルコール溶媒回収装置内のアルコール精留塔Ｔ−５１に導入し、反応溶媒及びメタノールをそれぞれ回収して再利用した。メタノール回収及び反応溶媒回収の条件は以下の通りであった。
【０２２５】
【表４】
2021500457.tif 000053
【０２２６】
実施例Ｆ４
酢酸イソアミルを反応溶媒貯蔵タンクＶ−１３に貯蔵した。反応液混合容器Ｒ−１１に以下の反応液を配合した：無水マレイン酸１０１４モル、アゾビスイソブチロニトリル１５モル、ジビニルベンゼン１８０モル、α−メチルスチレン８５０モル、酢酸イソアミル８５０Ｌ。
【０２２７】
反応液をバッフル反応器Ｒ−１２に供給速度１００ｋｇ／ｈにおいて窒素雰囲気下で供給し、バッフル反応器Ｒ−１２の出口温度を８５℃に制御し、滞留時間を３時間とした。
【０２２８】
反応によって得られた無水マレイン酸系コポリマー微小球を含むポリマー母液を、反応器Ｒ−１２の出口（流量１００ｋｇ／ｈ）から第１ディスク遠心分離機Ｓ−２１に加え、連続的な第１の分離（分離係数１４０００）にかけた。分離によって得られた分離液は、第１オンライン濁度計Ａ−２１を通過した。濁度が０．１重量％未満のときは分離液貯蔵タンクＶ−２５に送り、０．１重量％を超えるときは共重合反応器Ｒ−１２に戻した。遠心分離により得られた分離固体含有相は洗浄容器Ｒ−２２に送った。
【０２２９】
アルコール貯蔵タンクＶ−２７中の洗浄のためのメタノールを、１７０ｋｇ／ｈの流量で計量ポンプによって洗浄容器Ｒ−２２に送り、滞留時間は１時間で、分離固体含有相をアルコール洗浄した。アルコールで洗浄した生成物を、計量ポンプ（流量２０７ｋｇ／ｈ）によって第２ディスク遠心分離機Ｓ−２２に送り、第２の分離（分離係数１４０００）にかけた。得られた洗浄上澄液は、第２オンライン濁度計Ａ−２２で測定した濁度が０．１重量％未満のときは上澄液貯蔵タンクＶ−２６に送り、濁度が０．１重量％を超えるときは洗浄容器Ｒ−２２に戻した。得られたコポリマースラグ相をアイオノマー反応器Ｒ−３２に送った。
【０２３０】
アルカリ液タンクＶ−３１には、濃度２．５重量％の水酸化ナトリウムのメタノール溶液を貯留した。コポリマースラグ相をアイオノマー反応器Ｒ−３２（バッフル反応器）に入れながら、アルカリ液タンクＶ−３１内のアルカリ液を、計量ポンプにより、流量２２ｋｇ／ｈでアイオノマー反応器Ｒ−３２に送った（無水マレイン酸１００モルに対して、水酸化ナトリウム２０モル、メタノール９００モルを用いた）。反応器温度を５０℃に制御し、滞留時間は０．７５時間であった。
【０２３１】
アイオノマー反応器Ｒ−３２での反応によって得られた生成物を、計量ポンプ（流量６６ｋｇ／ｈ）によって、底部から第３ディスク遠心分離機Ｓ−３１に連続的に供給して、第３の分離（分離係数１４０００）にかけて、アイオノマー微小球を含む遠心分離スラグ相及び分離液−ＩＩを得た。分離液−ＩＩは、精製後の再利用のために、上澄液貯蔵タンクＶ−２６に運搬された。
【０２３２】
遠心分離スラグ相を物質レベル差に基づいて傾斜真空乾燥器Ｇ−４１に送り（４８ｋｇ／ｈ）、そこでスラグ相を乾燥させた。乾燥温度は１５０℃であり、圧力は１００ｍｂａｒであり、滞留時間は４時間であった。凝縮器の凝縮温度は０℃であった。１９．５ｋｇ／ｈの収量で、架橋α−メチルスチレン／マレイン酸メチルナトリウム塩アイオノマー微小球が得られた。
【０２３３】
微小球の赤外スペクトル分析は、無水マレイン酸の特徴的なピーク及び芳香環の特徴的なピークを示し、目的とするポリマーの構造の存在を証明した。微小球の走査型電子顕微鏡分析は、得られた微小球は微小球構造を有することを示し、平均粒径は２０００ｎｍであると測定された。架橋度は８０％と測定された。
【０２３４】
分離液貯蔵タンクＶ−２５中の分離液及び上澄液貯蔵タンクＶ−２６中の上澄液をそれぞれ反応溶媒回収装置内の反応溶媒精留塔Ｔ−５２及びアルコール溶媒回収装置内のアルコール精留塔Ｔ−５１に導入し、反応溶媒及びメタノールをそれぞれ回収して再利用した。メタノール回収及び反応溶媒回収の条件は、以下の通りであった。
【０２３５】
【表５】
2021500457.tif 000054
【０２３６】
比較例Ｆ１
ポリマー反応タンクに以下の反応液を配合した：無水マレイン酸１０１４モル、アゾビスイソブチロニトリル１２．２モル、ジビニルベンゼン２００モル、α−メチルスチレン１０００モル、酢酸イソアミル１０００Ｌ。
【０２３７】
反応液を７５℃に加熱し（昇温時間１時間）、７５℃で５時間、共重合反応させた。反応により得られた無水マレイン酸系コポリマー微小球を含むポリマー母液を、三脚遠心分離機を用いて固液分離にかけた。安全性を確保するために、反応液を３０℃まで冷却する必要があった（降温時間１時間）。分離時間は、２時間／バッチであった（バッチ数はフィルター物質がブロックされたか否かに依存した）。分離後、遠心分離機を１時間停止した。分離により、分離固体含有相を得た。
【０２３８】
分離固体含有相をアイオノマー反応器に手動で加えた（１時間の物質移動及び雰囲気置換時間）。２．５重量％の水酸化ナトリウムのメタノール溶液１０００ｋｇをアルカリ液タンクから加え、５０℃で１時間、反応させた。
【０２３９】
反応により得られたマレイン酸アイオノマー微小球の反応液を、三脚遠心分離機を用いて固液分離にかけた。安全性を確保するために、反応液を３０℃まで冷却する必要があった（降温時間は０．５時間であった）。分離時間は、２時間／バッチであった（バッチ数はフィルター物質がブロックされたか否かに依存した）。分離後、遠心分離機を１時間停止した。分離により、遠心分離スラグ相を得た。
【０２４０】
遠心分離スラグ相を洗浄容器に手動で加えた（１時間の物質移動及び雰囲気置換時間）。洗浄のためのメタノールを計量ポンプによってアルコール貯蔵タンクから洗浄容器に送り、１時間撹拌した。得られた洗浄液を計量ポンプで三脚遠心分離機に加えて分離したところ、分離時間は２時間／バッチであった（バッチ数はフィルター物質がブロックされたか否かに依存した）。分離後、遠心分離機を１時間停止した。スラグ相が得られた。
【０２４１】
スラグ相を傾斜真空乾燥器Ｇ−４１に手動で加え（１時間の物質移動及び雰囲気置換時間）、そこでスラグ相を乾燥させた。乾燥温度は１４０℃（昇温時間１時間）であり、圧力は８０ｍｂａｒであり、滞留時間は４時間であった。凝縮器の凝縮温度は０℃であった。２１４ｋｇの収量で、架橋α−メチルスチレン／マレイン酸エステルナトリウム塩アイオノマー微小球が得られた。
【０２４２】
バッチ操作は、７．８ｋｇ／ｈの生産効率を有した（各作業セクションにおいて、三脚遠心分離機を用いて１バッチの固液分離を行った）。
【０２４３】
前記実施例及び比較例の結果から、本発明による実施例Ｆ１〜Ｆ４の使用は架橋及び微小球構造を有するマレイン酸エステルアイオノマーの連続製造を達成することができ、従来技術における製造システムの種々のユニット間の手動操作を含む分離プロセスを克服し、より高い生産効率及び安定な生産プロセスという顕著な効果を有することが分かる。さらに、製造プロセスは、手動の現場操作を必要とせず、有機溶媒の空気暴露操作を伴わず、人員及び環境に対する害が少ない。
【０２４４】
実施例Ｇ１
酢酸イソアミルを反応溶媒貯蔵タンクＶ−１３に貯蔵した。反応液混合容器Ｒ−１１に以下の反応液を配合した：無水マレイン酸１０１４モル、アゾビスイソブチロニトリル１２．２モル、ジビニルベンゼン２００モル、α−メチルスチレン１０００モル、酢酸イソアミル１０００Ｌ。
【０２４５】
反応液を共重合反応器Ｒ−１２（２つの並列な撹拌タンク反応器）に供給し、窒素雰囲気下、７５℃で５時間、共重合反応させた。反応によって得られた無水マレイン酸系コポリマー微小球を含むポリマー母液を、計量ポンプ（流量１００ｋｇ／ｈ）を通して第１ディスク遠心分離機Ｓ−２１に加え、連続的な第１の分離（分離係数９０００）にかけた。分離によって得られた分離液−Ｉは、第１オンライン濁度計Ａ−２１を通過した。濁度が０．１重量％未満のときは分離液貯蔵タンクＶ−２５に送り、０．１重量％を超えるときは共重合反応器Ｒ−１２に戻した。遠心分離により得られた分離固体含有相はアイオノマー反応器Ｒ−３２に送った。
【０２４６】
アルカリ溶解容器Ｒ−２１には、１０重量％水酸化ナトリウム水溶液を配合し、後の使用のためにアルカリ液タンクＶ−３１に加えた。分離固体含有相をアイオノマー反応器Ｒ−３２（撹拌タンク反応器）に入れながら、アルカリ液タンクＶ−３１内のアルカリ液を、計量ポンプにより、流量２０ｋｇ／ｈでアイオノマー反応器Ｒ−３２に送った（無水マレイン酸１００モルに対して、水酸化ナトリウム８０モルを用いた）。反応は５０℃で行い、滞留時間は１時間であった。
【０２４７】
アイオノマー反応器Ｒ−３２での反応によって得られた生成物を、計量ポンプ（流量５０ｋｇ／ｈ）によって、底部から第２ディスク遠心分離機Ｓ−２２に連続的に供給して、第２の分離（分離係数９０００）にかけて、アイオノマー微小球を含む遠心分離スラグ相、水相、及び分離液−ＩＩを得、分離液−ＩＩは、精製後の再利用のために、分離液貯蔵タンクＶ−２５に送り、水相は再利用のためにアルカリ溶解容器Ｒ−２１に送り、遠心分離スラグ相は物質レベル差に基づいて洗浄容器Ｒ−２２に送った。第２の分離の効果は、濁度を制御するための第２オンライン濁度計Ａ−２２及び第３オンライン濁度計Ａ−３１によって判断することができた。水相及び分離液−ＩＩの濁度が０．１重量％を超えるときはアイオノマー反応器Ｒ−３２に戻し、水相の濁度が０．１重量％未満のときはアルカリ溶解容器Ｒ−２１に送り、分離液−ＩＩの濁度が０．１重量％未満のときは分離液貯蔵タンクＶ−２５に送った。
【０２４８】
アルコール貯蔵タンクＶ−２７中のメタノールを、１４３ｋｇ／ｈの流量で計量ポンプによって洗浄容器Ｒ−２２に送り、滞留時間は１時間で、遠心分離スラグ相をアルコール洗浄した。アルコールで洗浄した生成物を、計量ポンプ（流量１７３ｋｇ／ｈ）によって第３ディスク遠心分離機Ｓ−３１に送り、第３の分離（分離係数９０００）にかけた。得られた洗浄上澄液は、第４オンライン濁度計Ａ−４１で測定した濁度が０．１重量％未満のときは上澄液貯蔵タンクＶ−２６に送り、濁度が０．１重量％を超えるときは洗浄容器Ｒ−２２に戻した。得られたアイオノマースラグ相を乾燥機Ｇ−４１に送った。
【０２４９】
アイオノマースラグ相を物質レベル差に基づいて、傾斜真空乾燥器Ｇ−４１に送り（４３ｋｇ／ｈ）、そこでスラグ相を乾燥させた。乾燥温度は１４０℃であり、圧力は８０ｍｂａｒであり、滞留時間は４時間であった。凝縮器Ｅ−４１の凝縮温度は０℃であった。１６．３ｋｇ／ｈの収量で、架橋マレイン酸アイオノマー微小球が得られた。
【０２５０】
微小球の赤外スペクトル分析は、図１１に示すように、マレイン酸ナトリウム塩の特徴的なピーク及び芳香環の特徴的なピークを示し、目的とするアイオノマーの構造の存在を証明した。図１２に示すように、微小球の走査型電子顕微鏡分析は、得られた微小球は微小球構造を有することを示し、平均粒径は１５２１ｎｍであると測定された。架橋度は８１％と測定された。
【０２５１】
撹拌タンク反応器Ｒ−１２ＢとＲ−１２Ａとを並列に接続し、物質を交互に排出した。
【０２５２】
分離液貯蔵タンクＶ−２５中の分離液及び上澄液貯蔵タンクＶ−２６中の上澄液をそれぞれ反応溶媒回収装置内の反応溶媒精留塔Ｔ−５２及びアルコール溶媒回収装置内のアルコール精留塔Ｔ−５１に導入し、反応溶媒及びメタノールをそれぞれ回収して再利用した。メタノール回収及び反応溶媒回収の条件は、以下の通りであった。
【０２５３】
【表６】
2021500457.tif 000055
【０２５４】
実施例Ｇ２
酢酸イソアミルを反応溶媒貯蔵タンクＶ−１３に貯蔵した。反応液混合容器Ｒ−１１に以下の反応液を配合した：無水マレイン酸１０１４モル、アゾビスイソブチロニトリル１０．１４モル、ジビニルベンゼン１５０モル、α−メチルスチレン７５０モル、酢酸イソアミル９００Ｌ。
【０２５５】
反応液を管状反応器Ｒ−１２に供給速度１００ｋｇ／ｈにおいて窒素雰囲気下で供給し、管状反応器Ｒ−１２の出口温度を９０℃に制御し、滞留時間を３時間とした。反応によって得られた無水マレイン酸系コポリマー微小球を含むポリマー母液を、反応器Ｒ−１２の出口（流量１００ｋｇ／ｈ）から第１ディスク遠心分離機Ｓ−２１に加え、連続的な第１の分離（分離係数１２０００）にかけた。分離によって得られた分離液は、第１オンライン濁度計Ａ−２１を通過した。濁度が０．１重量％未満のときは分離液貯蔵タンクＶ−２５に送り、０．１重量％を超えるときは共重合反応器Ｒ−１２に戻した。遠心分離により得られた分離固体含有相はアイオノマー反応器Ｒ−３２に送った。
【０２５６】
アルカリ溶解容器Ｒ−２１には、２０重量％水酸化カリウム水溶液を配合し、後の使用のためにアルカリ液タンクＶ−３１に加えた。分離固体含有相をアイオノマー反応器Ｒ−３２（管状反応器）に入れながら、アルカリ液タンクＶ−３１内のアルカリ液を、計量ポンプにより、流量１６ｋｇ／ｈでアイオノマー反応器Ｒ−３２に送った（無水マレイン酸１００モルに対して、水酸化カリウム１００モルを用いた）。反応器温度は５０℃に制御し、滞留時間は１時間であった。
【０２５７】
アイオノマー反応器Ｒ−３２での反応によって得られた生成物を、計量ポンプ（流量４６ｋｇ／ｈ）によって、出口から第２ディスク遠心分離機Ｓ−２２に連続的に供給して、第２の分離（分離係数１２０００）にかけて、アイオノマー微小球を含む遠心分離スラグ相、水相、及び分離液−ＩＩを得、分離液−ＩＩは、精製後の再利用のために、分離液貯蔵タンクＶ−２５に送り、水相は再利用のためにアルカリ溶解容器Ｒ−２１に送り、遠心分離スラグ相は物質レベル差に基づいて洗浄容器Ｒ−２２に送った。第２の分離の効果は、濁度を制御するための第２オンライン濁度計Ａ−２２及び第３オンライン濁度計Ａ−３１によって判断することができた。水相及び分離液−ＩＩの濁度が０．１重量％を超えるときはアイオノマー反応器Ｒ−３２に戻し、水相の濁度が０．１重量％未満のときはアルカリ溶解容器Ｒ−２１に送り、分離液−ＩＩの濁度が０．１重量％未満のときは分離液貯蔵タンクＶ−２５に送った。
【０２５８】
アルコール貯蔵タンクＶ−２７中の洗浄のためのメタノールを、１３３ｋｇ／ｈの流量で計量ポンプによって洗浄容器Ｒ−２２に送り、滞留時間は１時間で、遠心分離スラグ相をアルコール洗浄した。アルコールで洗浄した生成物を、計量ポンプ（流量１６７ｋｇ／ｈ）によって第２ディスク遠心分離機Ｓ−３１に送り、第３の分離（分離係数１２０００）にかけた。得られた洗浄上澄液は、第４オンライン濁度計Ａ−４１で測定した濁度が０．１重量％未満のときは上澄液貯蔵タンクＶ−２６に送り、濁度が０．１重量％を超えるときは洗浄容器Ｒ−２２に戻した。得られたアイオノマースラグ相を乾燥機Ｇ−４１に送った。
【０２５９】
アイオノマースラグ相を物質レベル差に基づいて傾斜真空乾燥器Ｇ−４１に送り（４４ｋｇ／ｈ）、そこでスラグ相を乾燥させた。乾燥温度は５０℃であり、圧力は１０ｍｂａｒであり、滞留時間は４時間であった。凝縮器Ｅ−４１の凝縮温度は０℃であった。１６．５ｋｇ／ｈの収量で、架橋マレイン酸アイオノマー微小球が得られた。
【０２６０】
微小球の赤外スペクトル分析は、マレイン酸カリウム塩の特徴的なピーク及び芳香環の特徴的なピークを示し、目的とするアイオノマーの構造の存在を証明した。微小球の走査型電子顕微鏡分析は、得られた微小球は微小球構造を有することを示し、平均粒径は１６００ｎｍであると測定された。架橋度は７８％と測定された。
【０２６１】
分離液貯蔵タンクＶ−２５中の分離液及び上澄液貯蔵タンクＶ−２６中の上澄液をそれぞれ反応溶媒回収装置内の反応溶媒精留塔Ｔ−５２及びアルコール溶媒回収装置内のアルコール精留塔Ｔ−５１に導入し、反応溶媒及びメタノールをそれぞれ回収して再利用した。メタノール回収及び反応溶媒回収の条件は、以下の通りであった。
【０２６２】
【表７】
2021500457.tif 000056
【０２６３】
実施例Ｇ３
酢酸イソアミルを反応溶媒貯蔵タンクＶ−１３に貯蔵した。反応液混合容器Ｒ−１１に以下の反応液を配合した：無水マレイン酸１０１４モル、アゾビスイソブチロニトリル１５モル、ジビニルベンゼン１８０モル、α−メチルスチレン８５０モル、酢酸イソアミル８５０Ｌ。
【０２６４】
反応液をバッフル反応器Ｒ−１２に供給速度１００ｋｇ／ｈにおいて窒素雰囲気下で供給し、バッフル反応器Ｒ−１２の出口温度を８５℃に制御し、滞留時間を３時間とした。
【０２６５】
反応によって得られた無水マレイン酸系コポリマー微小球を含むポリマー母液を、反応器Ｒ−１２の出口（流量１００ｋｇ／ｈ）から第１ディスク遠心分離機Ｓ−２１に加え、連続的な第１の分離（分離係数１４０００）にかけた。分離によって得られた分離液は、第１オンライン濁度計Ａ−２１を通過した。濁度が０．１重量％未満のときは分離液貯蔵タンクＶ−２５に送り、０．１重量％を超えるときは共重合反応器Ｒ−１２に戻した。遠心分離により得られた分離固体含有相はアイオノマー反応器Ｒ−３２に送った。
【０２６６】
アルカリ溶解容器Ｒ−２１には、５０重量％水酸化ナトリウム水溶液を配合し、後の使用のためにアルカリ液タンクＶ−３１に加えた。分離固体含有相をアイオノマー反応器Ｒ−３２（バッフル反応器）に入れながら、アルカリ液タンクＶ−３１内のアルカリ液を、計量ポンプにより、流量１．１ｋｇ／ｈでアイオノマー反応器Ｒ−３２に送った（無水マレイン酸１００モルに対して、水酸化ナトリウム２０モルを用いた）。反応器温度は３０℃に制御し、滞留時間は０．５時間であった。
【０２６７】
アイオノマー反応器Ｒ−３２での反応によって得られた生成物を、計量ポンプ（流量３３ｋｇ／ｈ）によって、底部から第２ディスク遠心分離機Ｓ−２２に連続的に供給して、第２の分離（分離係数１４０００）にかけて、アイオノマー微小球を含む遠心分離スラグ相、水相、及び分離液−ＩＩを得、分離液−ＩＩは、精製後の再利用のために、分離液貯蔵タンクＶ−２５に送り、水相は再利用のためにアルカリ溶解容器Ｒ−２１に送り、遠心分離スラグ相は物質レベル差に基づいて洗浄容器Ｒ−２２に送った。第２の分離の効果は、濁度を制御するための第２オンライン濁度計Ａ−２２及び第３オンライン濁度計Ａ−３１によって判断することができた。水相及び分離液−ＩＩの濁度が０．１重量％を超えるときはアイオノマー反応器Ｒ−３２に戻し、水相の濁度が０．１重量％未満のときはアルカリ溶解容器Ｒ−２１に送り、分離液−ＩＩの濁度が０．１重量％未満のときは分離液貯蔵タンクＶ−２５に送った。
【０２６８】
アルコール貯蔵タンクＶ−２７中の洗浄のためのメタノールを、１８０ｋｇ／ｈの流量で計量ポンプによって洗浄容器Ｒ−２２に送り、滞留時間は１時間で、遠心分離スラグ相をアルコール洗浄した。アルコールで洗浄した生成物を、計量ポンプ（流量２１３ｋｇ／ｈ）によって第３ディスク遠心分離機Ｓ−３１に送り、第３の分離（分離係数１４０００）にかけた。得られた洗浄上澄液は、第４オンライン濁度計Ａ−４１で測定した濁度が０．１重量％未満のときは上澄液貯蔵タンクＶ−２６に送り、濁度が０．１重量％を超えるときは洗浄容器Ｒ−２２に戻した。
【０２６９】
アイオノマースラグ相を物質レベル差に基づいて傾斜真空乾燥器Ｇ−４１に送り（４７ｋｇ／ｈ）、そこでスラグ相を乾燥させた。乾燥温度は９０℃であり、圧力は１００ｍｂａｒであり、滞留時間は４時間であった。凝縮器の凝縮温度は０℃であった。１７．８ｋｇ／ｈの収量で、架橋マレイン酸アイオノマー微小球が得られた。
【０２７０】
微小球の赤外スペクトル分析は、マレイン酸ナトリウム塩の特徴的なピーク及び芳香環の特徴的なピークを示し、目的とするポリマーの構造の存在を証明した。微小球の走査型電子顕微鏡分析は、得られた微小球は微小球構造を有することを示し、平均粒径は２０００ｎｍであると測定された。架橋度は８０％と測定された。
【０２７１】
分離液貯蔵タンクＶ−２５中の分離液及び上澄液貯蔵タンクＶ−２６中の上澄液をそれぞれ反応溶媒回収装置内の反応溶媒精留塔Ｔ−５２及びアルコール溶媒回収装置内のアルコール精留塔Ｔ−５１に導入し、反応溶媒及びメタノールをそれぞれ回収して再利用した。メタノール回収及び反応溶媒回収の条件は、以下の通りであった。
【０２７２】
【表８】
2021500457.tif 000057
【０２７３】
比較例Ｇ１
ポリマー反応タンクに以下の反応液を配合した：無水マレイン酸１０１４モル、アゾビスイソブチロニトリル１２．２モル、ジビニルベンゼン２００モル、α−メチルスチレン１０００モル、酢酸イソアミル１０００Ｌ。
【０２７４】
反応液を７５℃に加熱し（昇温時間１時間）、７５℃で５時間、共重合反応させた。反応により得られた無水マレイン酸系コポリマー微小球を含むポリマー母液を、三脚遠心分離機を用いて固液分離にかけた。安全性を確保するために、反応液を３０℃まで冷却する必要があった（降温時間１時間）。分離時間は、２時間／バッチであった（バッチ数はフィルター物質がブロックされたか否かに依存した）。分離後、遠心分離機を１時間停止した。分離により、分離固体含有相を得た。
【０２７５】
分離固体含有相をアイオノマー反応器に手動で加えた（１時間の物質移動及び雰囲気置換時間）。１０重量％の水酸化ナトリウム水溶液２５０ｋｇをアルカリ液タンクから加え、５０℃で１時間、反応させた。反応により得られたマレイン酸アイオノマー微小球の反応液を、三脚遠心分離機を用いて固液分離にかけた。安全性を確保するために、反応液を３０℃まで冷却する必要があった（降温時間は０．５時間であった）。分離時間は、２時間／バッチであった（バッチ数はフィルター物質がブロックされたか否かに依存した）。分離後、遠心分離機を１時間停止した。分離により、遠心分離スラグ相を得た。
【０２７６】
遠心分離スラグ相を洗浄容器に手動で加えた（１時間の物質移動及び雰囲気置換時間）。洗浄のためのメタノールを計量ポンプによってアルコール貯蔵タンクから洗浄容器に送り、１時間撹拌した。得られた洗浄液を計量ポンプで三脚遠心分離機に加えて分離したところ、分離時間は２時間／バッチであった（バッチ数はフィルター物質がブロックされたか否かに依存した）。分離後、遠心分離機を１時間停止した。スラグ相が得られた。
【０２７７】
スラグ相を傾斜真空乾燥器Ｇ−４１に手動で加え（１時間の物質移動及び雰囲気置換時間）、そこでスラグ相を乾燥させた。乾燥温度は１４０℃（昇温時間１時間）であり、圧力は８０ｍｂａｒであり、滞留時間は４時間であった。凝縮器の凝縮温度は０℃であった。２０３ｋｇの収量で、架橋α−メチルスチレン／マレイン酸アイオノマー微小球が得られた。
【０２７８】
バッチ操作は、７．７ｋｇ／ｈの生産効率を有した（各作業セクションにおいて、三脚遠心分離機を用いて１バッチの固液分離を行った）。
【０２７９】
前記実施例及び比較例の結果から、本発明による実施例Ｇ１〜Ｇ３の使用は架橋及び微小球構造を有するマレイン酸アイオノマーの連続製造を達成することができ、従来技術における製造システムの種々のユニット間の手動操作を含む分離プロセスを克服し、より高い生産効率及び安定な生産プロセスという顕著な効果を有することが分かる。さらに、製造プロセスは、手動の現場操作を必要とせず、有機溶媒の空気暴露操作を伴わず、人員及び環境に対する害が少ない。
【０２８０】
以上、本発明の好ましい実施形態について詳細に説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。本発明の技術的概念の範囲内で、任意の他の適切な方法での種々の技術的特徴の組み合わせを含む、種々の単純な改変が、本発明の技術的解決策になされ得る。これらの単純な改変及び組み合わせもまた、本発明の開示とみなされるべきであり、それらは全て本発明の保護範囲に属する。
【０２８１】
本明細書で開示される範囲の終点及びその中の任意の値は、正確な範囲又は値に限定されず、これらの範囲又は値はこれらの範囲又は値に近い値を含むものとして理解されるべきである。数値範囲については１つ以上の新しい数値範囲を得るために、様々な範囲の終点値と様々な範囲の個々の点値との間、様々な範囲の終点値と個々の点値との間で組み合わせを行うことができ、これらの数値範囲は本明細書で具体的に開示されていると考えられる。
【０２８２】
〔符号一覧〕
【０２８３】
【表９】
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【図面の簡単な説明】
【０２８４】
【図１】図１は、実施例１で合成したアイオノマーの赤外スペクトルである。
【図２】図２は、実施例１で合成したアイオノマーの走査型電子顕微鏡写真である。
【図３】図３は、実施例Ｄ１で合成したスチレン／マレイン酸ナトリウム塩アイオノマーの赤外スペクトルである。
【図４】図４は、実施例Ｄ１で合成したスチレン／マレイン酸ナトリウム塩アイオノマーの走査型電子顕微鏡写真である。
【図５】図５は、比較例Ｅ１で合成したスチレン／マレイン酸ナトリウム塩アイオノマーの赤外スペクトルである。
【図６】図６は、実施例Ｆ１で得られたマレイン酸エステルアイオノマー微小球の赤外スペクトルである。
【図７】図７は、実施例Ｆ１で得られたマレイン酸エステルアイオノマー微小球の走査型電子顕微鏡写真である。
【図８】図８は、本発明によって提供されるマレイン酸エステルアイオノマー微小球を製造するためのシステムの概略図Ｉである。
【図９】図９は、本発明によって提供されるマレイン酸エステルアイオノマー微小球を製造するためのシステムの概略図ＩＩである。
【図１０】図１０は、本発明によって提供されるマレイン酸エステルアイオノマー微小球を製造するための方法の概略フローチャートである。
【図１１】図１１は、実施例Ｇ１で得られたマレイン酸アイオノマー微小球の赤外スペクトルである。
【図１２】図１２は、実施例Ｇ１で得られたマレイン酸アイオノマー微小球の走査型電子顕微鏡写真である。
【図１３】図１３は、本発明によって提供されるマレイン酸アイオノマー微小球を製造するためのシステムの概略図Ｉである。
【図１４】図１４は、本発明によって提供されるマレイン酸アイオノマー微小球を製造するためのシステムの概略図ＩＩである。
【図１５】図１５は、本発明によって提供されるマレイン酸アイオノマー微小球を製造するための方法の概略フローチャートである。
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2021500457.tif 000059
【手続補正４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図３】
2021500457.tif 000060
【手続補正５】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図５】
2021500457.tif 000061
【手続補正６】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図６】
2021500457.tif 000062
【手続補正７】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１１】
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【国際調査報告】
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2021500457.tif 000065
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