(57)【要約】【解決課題】ポリマー溶液中に含まれる未反応のモノマーを長期間安定して除去でき、ポリマー溶液の変質、劣化を防止できるモノマー除去装置を提供する。【解決手段】減圧槽内に設けたポリマー溶液の気化器の下端部を先細り形状に形成した。【選択図】　図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
減圧槽と、この減圧槽内に導入されるポリマー溶液中の揮発性成分を気化させる気化器とを有し、気化器は、ポリマー溶液流路と、このポリマー溶液流路を介して減圧槽内に導入されるポリマー溶液中に含まれる揮発性成分を凝縮する冷媒流路とを有し、かつ、下端部が先細り形状に形成されているモノマー除去装置。
【請求項２】
ポリマー溶液流路と冷媒流路との間に断熱層が介在せしめられている、請求項１に記載のモノマー除去装置。
【請求項３】
先細りの角度が９０〜１５０°の範囲内にある、請求項１に記載のモノマー除去装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ポリマー溶液中に含まれるモノマーを除去する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
合成繊維の製造においては、モノマーを重合してポリマーとなし、そのポリマーを紡出して糸条としている。重合法としては、塊状重合法や溶液重合法が多用されているが、これらの方法においては、重合終了時にポリマー溶液中に残存している未反応のままのモノマーを除去する必要がある。ポリマー溶液中に未反応のままのモノマーが残存していると、ポリマーの変質、劣化の原因となるからである。
【０００３】
ポリマー溶液中から未反応のモノマーを除去する方法は、いろいろある。たとえば、特開２０００−３２７７１１号公報には、減圧槽と、この減圧槽内に導入されるポリマー溶液中の揮発性成分を気化させる気化器とを有し、減圧槽内でポリマー溶液中に含まれる未反応のモノマーを気化せしめて除去するようにした装置が記載されている。気化器は、図１に示すような構造をしている。すなわち、気化器１は、ポリマー溶液を減圧槽内に導入するためのポリマー溶液流路１ａと、導入されたポリマー溶液中に含まれる揮発性成分を凝縮するための冷媒が流される冷媒流路１ｂと、これらポリマー溶液流路１ａと冷媒流路１ｂ間に介在し、冷媒流路１ｂを流れる冷媒によってポリマー溶液流路１ａを流れるポリマー溶液が冷やされないようにするための断熱層１ｃとを有している。そして、ポリマー流路１ａから減圧槽内にポリマー溶液を導入し、そのポリマー溶液中に含まれるモノマー、溶媒等の揮発性成分を気化させて除去するとともに、気化器の表面で揮発性成分を凝縮し、その凝縮した揮発性成分で気化器の表面を洗浄するようにしている。ところが、この従来の装置は、図１に示すように、気化器が全体として円筒状をしていて、下面が平らであるため、気化器の下部に付着したポリマー溶液が濃縮されてゲルになったり、付着したポリマー溶液と気化した未反応のモノマーとが重合してゲルを生成したり、気化器のポリマー溶液流路が閉塞されたりして、ポリマー溶液を変質、劣化させるという問題がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、上述した従来のモノマー除去装置の上記問題点を解決し、ポリマー溶液中に含まれる未反応のモノマーを長期間安定して除去することができ、ポリマー溶液の変質、劣化を防止することができるモノマー除去装置を提供するにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明は、減圧槽と、この減圧槽内に導入されるポリマー溶液中の揮発性成分を気化させる気化器とを有し、気化器は、ポリマー溶液流路と、このポリマー溶液流路を介して減圧槽内に導入されるポリマー溶液中に含まれる揮発性成分を凝縮する冷媒流路とを有し、かつ、下端部が先細り形状に形成されているモノマー除去装置を特徴とするものである。ポリマー溶液流路と冷媒流路との間には、断熱層を介在させておくのが好ましい。また、先細りの角度は９０〜１５０°の範囲内にあるのが好ましい。
【０００６】
【発明の実施の形態】
図２において、装置は、減圧槽２と、この減圧槽２内に設けた気化器１とを有している。気化器１は、図３に示すように、減圧槽２内にポリマー溶液を導入するためのポリマー溶液流路１ａと、このポリマー流路１ａを囲むように設けた、導入されるポリマー溶液中に含まれる揮発性成分を凝縮させるための冷媒が流される環状の冷媒流路１ｂと、これらポリマー溶液流路１ａと冷媒流路１ｂ間にあって冷媒流路１ｂを流れる冷媒によってポリマー溶液流路１ａを流れるポリマー溶液が冷やされないようにするための環状の断熱層１ｃとを有している。また、気化器１は、下端部が、逆円錐台形状の先細り形状に形成されている。
【０００７】
再び図２を参照するに、気化器１のポリマー溶液流路１ａは、そのポリマー溶液流路に流されるポリマー溶液を所望の温度に加熱する加熱器３を有するポリマー溶液供給管６に接続されている。また、冷媒流路１ｂは、その冷媒流路１ｂに流される冷媒の温度を調節するための温度調節器４を有する冷媒供給管７に接続されている。さらに、減圧槽２の上部には排気管５が、また、底部にはポリマー溶液抜出管８が、それぞれ接続されている。
【０００８】
さて、加熱器３によって所望の温度に加熱されたポリマー溶液は、ポリマー溶液供給管６を介して気化器１のポリマー溶液流路１ａから減圧槽１内に導入される。ポリマー溶液が減圧槽１内に導入されると、そのポリマー溶液中に含まれているモノマー、溶媒等の揮発性成分が気化され、排気管５から排出、除去される。このとき、温度調節器４によって所望の温度に調節された冷媒が冷媒供給管７を介して冷媒流路１ｂに流されており、この冷媒によって気化器１の表面で揮発性成分が凝縮され、凝縮された揮発性成分によって気化器１の表面が洗浄される。断熱層１ｃを設けているため、この冷媒によってポリマー溶液流路１ａを流れるポリマー溶液が冷やされることはない。なお、ポリマー溶液は、減圧槽１の底部のポリマー溶液抜出管８から抜き出され、次の、たとえば合成繊維の繊維製造工程における紡糸工程に送られる。
【０００９】
上述したように、冷媒供給管７を介して冷媒流路１ｂに流される冷媒によって気化器１の表面で揮発性成分が凝縮され、凝縮された揮発性成分で気化器１の表面が洗浄されるが、凝縮された揮発性成分は、気化器１の下端部が先細り形状に形成されているために、気化器１の表面に止まることなくその表面に沿って流下する。そのため、気化器１の高い洗浄効果が得られ、気化器１の下部にポリマー溶液が付着、濃縮されてゲルになったり、付着したポリマー溶液と気化した未反応のモノマーとが重合してゲルを生成したり、気化器のポリマー溶液流路が閉塞されたりするのを防止することができるようになり、ポリマー溶液の変質、劣化を防止することができるようになる。
【００１０】
上記において、気化器の先細りの程度は、その表面に沿う溶媒の流下の程度に影響する。ポリマー溶液やそれに用いられている溶媒の種類等にもよるが、先細りの角度（図３における角度θ）は、通常、５０〜１５０°程度、好ましくは９０〜１５０°程度とするのがよい。この先細りの角度があまりに鋭角であると、溶媒の流下速度が速くなってそれによる洗浄効果が低下するし、気化器の長さが長くなって装置が大型化する。また、逆にあまりに鈍角であるとこんどは溶媒の流下速度が緩やかになり、やはり洗浄効果が低下する。なお、流下する溶媒の切れををよくするために、分配器の先細りの先端はエッジを落として丸みを付けておくのも好ましい。
【００１１】
【実施例および比較例】
（実施例）
図２および図３に示した装置を用いて、２重量％のアクリルニトリルを含むアクリルニトリル系ポリマーの２０重量ＤＭＳＯ溶液中から未反応のモノマーを除去した。なお、減圧槽２の内容積は３．９ｍ３であり、減圧度は１．３３ｋＰａ、内部温度は６０℃とした。また、加熱器３の設定温度は８５℃とし、８２〜８４℃のポリマー溶液を２００ｋｇ／時の速度で分配器１のポリマー溶液流路１ａに供給した。さらに、温度調節器４の設定温度は５３℃とし、５２〜５４℃の空気を２００ｌ／分の速度で気化器１の冷媒流路１ｂに供給した。さらに、気化器１としては、先細りの角度が９０°のものを用いた。
【００１２】
１２か月運転を継続したが、気化器の表面は常時ＤＭＳＯに富む凝縮液で洗浄されており、ゲルの生成等は認められなかった。
（比較例）
図１に示した気化器を用いたほかは実施例と全く同様に装置を運転した。運転を継続するにつれて気化器の下部にゲルが付着、成長し、その厚みは８か月経過後には約１０ｍｍにも達していた。
【００１３】
【発明の効果】
本発明のモノマー除去装置は、気化器の下端部を先細り形状に形成しているので、実施例と比較例との対比からも明らかなように、気化器の下部にポリマー溶液が付着、濃縮されてゲルになったり、付着したポリマー溶液と気化した未反応のモノマーとが重合してゲルを生成したり、気化器のポリマー溶液流路が閉塞されたりするのを防止することができるようになり、未反応のモノマーを長期間安定して除去することができるようになってポリマー溶液の変質、劣化を防止することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のモノマー除去装置における気化器の概略縦断面図である。
【図２】本発明のモノマー除去装置を用いてポリマー溶液中のモノマーを除去するときの概略フロー図である。
【図３】本発明のモノマー除去装置における気化器の概略縦断面図である。
【符号の説明】
１：気化器
１ａ：ポリマー溶液流路
１ｂ：冷媒流路
１ｃ：断熱層
２：減圧槽
３：加熱器
４：温度調節器
５：排気管
６：ポリマー溶液供給管
７：冷媒供給管
８：ポリマー溶液抜出管
【図１】
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【図２】
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【図３】
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