(57)【要約】【課題】溶液からビニルピロリドン系重合体乾燥物を短時間で効率的に得ることのできる製造方法を提供する。【解決手段】Ｋ値が６０以上であるビニルピロリドン系重合体および水を含有する溶液を、加熱面密着型乾燥機の伝熱面に塗布し、その後剥離する工程を含むビニルピロリドン系重合体乾燥物の製造方法において、加熱面密着型乾燥機として、伝熱面にフッ素系有機化合物、ケイ素系有機化合物及びワックスからなる群から選択された離型剤を塗布したものを用いる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｋ値が６０以上であるビニルピロリドン系重合体および水を含有する溶液を、加熱面密着型乾燥機の伝熱面に塗布し、その後剥離する工程を含むビニルピロリドン系重合体乾燥物の製造方法において、
前記加熱面密着型乾燥機として、伝熱面にフッ素系有機化合物、ケイ素系有機化合物及びワックスからなる群から選択された離型剤を塗布したものを用いることを特徴とする製造方法。
【請求項２】
前記加熱面密着型乾燥機として、ドラムドライヤーであって、鉄製のドラムに前記伝熱面が設けられたものを用いることを特徴とする、請求項１に記載のビニルピロリドン系重合体乾燥物の製造方法。
【請求項３】
前記加熱面密着型乾燥機として、離型剤を塗布した後熱処理を施すことにより離型剤を密着させた伝熱面を有するものを用いることを特徴とする、請求項１又は２に記載のビニルピロリドン系重合体乾燥物の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ビニルピロリドン系重合体の溶液から当該重合体の乾燥物を製造する製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ビニルピロリドン系重合体を含有する溶液を乾燥させて乾燥物を製造する場合、ドラムドライヤー等の加熱面密着型乾燥機の伝熱面に圧着ロールにてその溶液を塗布し、その後、ドクターナイフ等の掻取装置（スクレーパー）によって乾燥物を剥離する方法が用いられている（特許文献１，２）。
【０００３】
加熱面密着型乾燥機の伝熱面は、通常、ステンレス、鉄、クロムメッキ等の金属で形成されている。しかし、加熱面密着型乾燥機の伝熱面がこれらの金属である場合、ビニルピロリドン系重合体を含有する溶液を乾燥させると、ビニルピロリドン系重合体と金属表面との接着性が強い為、鋭利なスクレーパーにてゆっくりと剥離する必要があった。そのため、乾燥に長時間を要し、また一定時間ごとに乾燥作業を止めて、スクレーパーを交換する必要があった。従って、より効率的なビニルピロリドン系重合体乾燥物の製造方法が望まれていた。
【特許文献１】特開２００２−１４６０３３号公報
【特許文献２】特開２００６−２１９６４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は上記に鑑みてなされたものであり、溶液からビニルピロリドン系重合体乾燥物を製造する方法であって、より短時間で、効率的に乾燥物を製造することを可能にする製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明のビニルピロリドン系重合体乾燥物の製造方法は、Ｋ値が６０以上であるビニルピロリドン系重合体および水を含有する溶液を、加熱面密着型乾燥機の伝熱面に塗布し、その後剥離する工程を含むビニルピロリドン系重合体乾燥物の製造方法において、上記の課題を解決するために、前記加熱面密着型乾燥機として、伝熱面にフッ素系有機化合物、ケイ素系有機化合物及びワックスからなる群から選択された離型剤を塗布したものを用いるものとする。
【０００６】
上記において、加熱面密着型乾燥機としては、ドラムドライヤーであって、鉄製のドラムに上記伝熱面が設けられたものを用いることが好ましい。
【０００７】
また、離型剤を塗布した後熱処理を施すことにより離型剤を密着させた伝熱面を有するものを用いることも好ましい。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の製造方法によれば、伝熱面からのビニルピロリドン系重合体乾燥物の剥離性が良くなり、乾燥物の製造時間が大幅に短縮される。また従来のように一定時間ごとにスクレーパーを取り替える必要がないので、その点でも作業が大幅に効率化され、製造時間が短縮される。
【０００９】
加熱面密着型乾燥機がドラムドライヤーであって、鉄製のドラムに伝熱面が設けられたものである場合、乾燥機の大型化が可能となり、生産性を向上させることができる。
【００１０】
また、離型剤を塗布した後熱処理を施して離型剤を伝熱面に密着させることにより、離型剤が乾燥物に混入するのを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明でいうビニルピロリドン系重合体とは、ビニルピロリドン重合体及び／又はビニルピロリドン共重合体である。ここでビニルピロリドン重合体とは、Ｎ−ビニル−２−ピロリドンの単独重合体であり、ビニルピロリドン共重合体とは、Ｎ−ビニル−２−ビニルピロリドンと、これと共重合可能なコモノマーとから構成されたものである。これらビニルピロリドン系重合体は従来公知の重合方法により得ることができ、市販もされている。本発明の製造方法が対象とするのは、溶液粘度が高いために、加熱面密着型以外の乾燥機、例えば噴霧乾燥機等が使用できないＫ値が６０以上であるビニルピロリドン系重合体である。Ｋ値とは、ドイツの化学者フィケンチャーにより提案された重合度を表わす定数である。
【００１２】
また、「ビニルピロリドン系重合体および水を含有する溶液」とは、後述するビニルピロリドン系重合体の重合反応後の反応液、あるいはビニルピロリドン系重合体の乾燥物等を溶媒に溶解させて得られる溶液を意味し、以下、これをビニルピロリドン系重合体含有溶液と称する。この溶液において、乾燥物等は全量が溶解している必要はなく、一部溶け残りがあってもよい。ビニルピロリドン系重合体含有溶液のビニルピロリドン系重合体含有量は、特に限定されないが５〜５０重量％が好ましく、より好ましくは１０〜４０重量％である。５％未満では生産効率が悪く、コスト高になり、５０重量％を超えると粘度が高くなり、作業性が悪くなる。
【００１３】
本発明で使用する加熱面密着型乾燥機とは、熱媒体により加熱された面、すなわち伝熱面からの熱伝導によって材料を加熱して乾燥を行う装置であり、伝熱面に送液ポンプ等の原料供給装置によりビニルピロリドン系重合体含有溶液を供給して、圧着ロールにより塗布することにより、伝熱面上にビニルピロリドン系重合体の乾燥物が得られる。伝熱面上の乾燥物をドクターナイフ等の剥離手段で剥離させることによりシート状の乾燥物が得られる。
【００１４】
本発明では、加熱面密着型乾燥機の伝熱面に、フッ素系有機化合物、ケイ素系有機化合物またはワックスを塗布する。これによって、ビニルピロリドン系重合体の剥離性が良くなり、乾燥時間を大幅に短縮することが可能となる。
【００１５】
伝熱面に塗布するフッ素系有機化合物とは、Ｆ、Ｃ、Ｏ、Ｈを主成分とするものであり、使用可能な例としては、ＥＦ−１０３、ＥＦ−１２１、ＥＦ−１１２、ＥＦ−３５１、ＥＦ−３５２、ＥＦ−８０１（以上、（株）ジェムコ製）、フルオレスター（登録商標）（東ソー・エフテック（株）製）、ｎａｎｏ  ＦＬＯＮ  ＰＴＦＥ  ＰＡＯ３０、ｎａｎｏ  ＦＬＯＮ  ＰＴＦＥ  ＡＱ−６０（以上，Ｓｈａｍｒｏｃｋ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ社製）、アレスフロンクリヤー（関西ペイント（株）製）等が挙げられる。フッ素系有機化合物がイソシアネート基含有フッ素系材料であれば、加熱処理により伝熱面に密着させて、伝熱面から剥離し難くすることができ、離型剤が乾燥物へ混入するのを防止することができる。
【００１６】
また、ケイ素系有機化合物は、Ｓｉ、Ｃ、Ｏ、Ｈを主成分とするものであり、使用可能な例としては、ＫＦ４１２ＳＰ、ＫＢＥ−９００７、ＫＢＥ−０４、ＫＢＭ−３１０３Ｃ、ＫＢＥ−１００３、ＫＦ９６、ＫＳ６２Ｆ、ＫＳ７３７、ＫＭ７８８、ＫＭ２４４Ｆ（信越化学工業（株）製）が挙げられる。ケイ素系有機化合物がイソシアネート基含有ケイ素系材料であれば、上記イソシアネート基含有フッ素系材料と同様に加熱処理により伝熱面から剥離し難くできる。
【００１７】
また、本発明で使用可能なワックスの例としては、カルナバロウ、ミツロウ、亜麻仁油等が挙げられる。
【００１８】
伝熱面への離型剤の塗布厚は好ましくは０．１〜１００μｍであり、より好ましくは０．５〜５μｍである。塗布厚０．１μｍ未満では均等に塗布することが困難であり、１００μｍを越えると離型剤の無駄が生じる。
【００１９】
使用する加熱面密着型乾燥機は特に限定されるわけではないが、ドラムドライヤーが好ましく、鉄製のドラムに離型剤を塗布したものを伝熱面とするものが好ましい。鉄製のドラムを用いたものではドラムドライヤーの大型化が可能となり、生産性が良くなるためである。鉄製のドラムには離型剤を塗布する前にニッケルメッキやクロムメッキが施されていてもよい。
【００２０】
ドラムドライヤーはシングルドラムドライヤー、ダブルドラムドライヤーなど形式は問わない。また、伝熱面への塗布は生産性向上のため、２回以上重ね塗ることも可能である。
【００２１】
ドラムドライヤーとしては、水蒸気その他の熱媒体で内側より加熱された回転ドラムの表面に、上記ビニルピロリドン系重合体含有溶液を薄い膜状に塗布して１回転する間に乾燥させ、ドクターナイフ等の剥離手段で乾燥物を剥離させるようになされたものが好適に用いられる。
【００２２】
図１は、本発明で好適に用いられるシングルドラムドライヤー及びその周辺装置の例の概略を示す模式断面図である。これらの図において、符号１は加熱ドラム、２は剥離手段（ドクターナイフ）、３，４，５は圧着ロール、６は送液ポンプ、７は送液ライン、８は剥離された乾燥物を示す。これらの装置においては、送液ポンプ６から送液ライン７を経て供給されたビニルピロリドン系重合体含有溶液が圧着ロール３，４，５により加熱ドラムの伝熱面に塗布され、乾燥物が剥離手段２によって剥離される。なお、本図では圧着ロールが３個の場合を示しているが、これに限定されない。
【００２３】
伝熱面の面積（ドラム加熱面積）は、生産効率の点から５ｍ２以上であることが好ましい。
【００２４】
伝熱面の温度は特に限定されないが、ビニルピロリドン系重合体含有溶液の溶媒の沸点以上が好ましく、沸点より１０℃以上高い温度がより好ましい。具体的には、用いるビニルピロリドン系重合体、その溶液温度、溶液の供給方法にもよるが、通常は８０℃〜１８０℃程度が好ましく、１００℃〜１７０℃がより好ましく、１２０℃〜１６０℃が更に好ましい。熱媒体は、特に限定されるものではなく、従来公知の種々のものが使用でき、その具体例としては、有機熱媒油、温水、水蒸気、シリコンオイル、電気ヒーター等が挙げられる。
【００２５】
また、乾燥雰囲気は、通常、大気中でよいが、ビニルピロリドン重合体の高吸湿性を考慮すると、相対湿度０〜６０％の範囲内が好ましい。
【００２６】
溶液塗布から剥離までの乾燥時間については、用いるビニルピロリドン系重合体、その溶液濃度、溶液の供給方法、乾燥機等により任意の時間を設定できるが、通常は０．１分〜６０分程度である。溶液の塗布厚についても、用いるビニルピロリドン系重合体、その溶液濃度、溶液の供給方法、乾燥機等にもよるが、０．０５ｍｍ〜１０ｍｍ程度にすることが好ましく、０．１ｍｍ〜５ｍｍ程度にすることがより好ましい。塗布厚を調整する方法は特に制限されるものではなく、圧着ロールと伝熱面とのクリアランスを調整したり、溶液の粘度を調整したり、溶液の供給速度を調整する等、任意の方法を適用できる。溶液の供給速度については任意の設定値で行うことができるが、生産性と乾燥物の品質（水分）とのバランスを考慮して設定するのがよい。
【００２７】
本発明の製造方法により得られる乾燥物の水分量は、１０％（１０重量％、以下同様）以下であり、５％以下への低減も可能である。また、更に条件等を最適化することにより、１％以下にすることも可能である。乾燥物の膜厚については、用いるビニルピロリドン系重合体、その溶液濃度、溶液の供給方法等にもよるが、０．０１ｍｍ〜５ｍｍ程度のものを得ることができる。
【００２８】
本発明の製造方法により乾燥物を得た後は、必要に応じて、公知の方法により、切断、粉末化等すればよい。
【実施例】
【００２９】
以下、本発明を実施例によりさらに具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。なお、以下において、「鉄（内部）＋ニッケルメッキ＋クロムメッキ＋フッ素系有機化合物（表面）製」等とあるのは、鉄製のドラムにまずニッケルメッキを施し、その上にクロムメッキを施し、さらにその上（表面）にフッ素系有機化合物を塗布したことを意味する。
【００３０】
［実施例１］
ビニルピロリドン系重合体（Ｋ値９４．５）の２０％水溶液５０ｋｇを、図１に示した加熱面密着型乾燥機を用いて乾燥させた。
【００３１】
すなわち、直径１．０ｍ、幅２．０ｍ（ドラム加熱面積６ｍ２）の加熱ドラム（１）（鉄（内部）＋ニッケルメッキ＋クロムメッキ＋フッ素系有機化合物（表面）製）を有するシングルドラムドライヤーに、直径３０ｃｍの圧着ロール（３，４，５）（鉄（内部）＋ニッケルメッキ＋クロムメッキ＋フッ素系有機化合物（表面）製）を、前記加熱ドラムとのクリアランスがそれぞれ０．３ｍｍ、０．３ｍｍ、０．１ｍｍになるように３ヶ所にセットした。第１の圧着ロール（３）と第２の圧着ロール（４）のなす角度αを２８°、第２の圧着ロール（４）と第３の圧着ロール（５）のなす角度βも２８°とした。フッ素系有機化合物としてはＥＦ−１１２（（株）ジェムコ製）を用い、塗布厚は１μｍとした。
【００３２】
加熱ドラムに蒸気を導入し、加熱ドラムの加熱面を１４０℃にした後、加熱ドラムを可能な限り高速で回転させ、圧着ロールの外周部の周速が加熱ドラムの外周部の周速となるように圧着ロールを回転させた。ビニルピロリドン系重合体２０％水溶液（第一工業製薬（株）製、ピッツコールＫ−９０Ｌ）を送液ポンプ（６）によって送液ライン（７）を経て３つの圧着ロール（３，４，５）に供給し、乾燥物をドクターナイフ（２）で剥離させてシート状乾燥物（８）を得た。
【００３３】
加熱ドラムと圧着ロールとの間にビニルピロリドン系重合体水溶液（ピッツコールＫ−９０Ｌ）を切らさないように留意しつつ供給し続け、水溶液５０ｋｇを乾燥させた。ドラム回転数と乾燥に要した時間を表１に示す。
【００３４】
［実施例２］
加熱ドラムおよび圧着ロールを、鉄（内部）＋ニッケルメッキ＋クロムメッキ＋ケイ素系有機化合物（表面）製にした以外は、実施例１と同様に乾燥を行なった。ケイ系有機化合物としてはＫＢＥ−９００７（信越化学工業（株）製）を用いた。
【００３５】
［実施例３］
加熱ドラムおよび圧着ロールを、鉄（内部）＋ニッケルメッキ＋クロムメッキ＋亜麻仁油（表面）製にした以外は、実施例１と同様に乾燥を行なった。
【００３６】
［比較例１］
加熱ドラムを鉄（内部）＋クロムメッキ（表面）製とし、圧着ロールを鉄製に変更した以外は実施例１と同様に乾燥を行なった。
【００３７】
上記各実施例及び比較例につき、水溶液５０ｋｇの乾燥に要した時間を次の基準で評価し、表１に併記した；
３０分以下：○、３０分を越え６０分未満：△、６０分以上：×。
【００３８】
【表１】
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【００３９】
表１に示されたように、実施例ではドラムがスムーズに回転し、短時間で乾燥が終了したのに対し、加熱ドラム及び圧着ロールに離型剤を塗布しなかった比較例１では、ドラムの回転数を速くすることができず、乾燥に実施例の約２倍の時間を要した。これは、剥離抵抗が大きいためであると考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】実施例で用いたシングルドラムドライヤーの模式断面図である。
【符号の説明】
【００４１】
１……加熱ドラム
２……剥離手段（ドクターナイフ）
３……第１圧着ロール
４……第２圧着ロール
５……第３圧着ロール
６……送液ポンプ
７……送液ライン
８……乾燥物
α……第１圧着ロール／第２圧着ロール設置角
β……第３圧着ロール／第２圧着ロール設置角
【図１】
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