(57)【要約】【課題】重合体ラテックスから、未反応単量体等の揮発性物質、水、アルコール等を蒸発除去する濃縮工程で、スケールの除去作業を短時間で行うことが出来る重合体ラテックスの濃縮方法の提供すること。【解決手段】重合体ラテックスの濃縮工程において、該ラテックス接液部にフッ素樹脂をライニングした蒸発タンクを用いることを特徴とする重合体ラテックスの濃縮方法。【選択図】　選択図なし。【特許請求の範囲】
【請求項１】
重合体ラテックスの濃縮工程において、該ラテックス接液部にフッ素樹脂をライニングした蒸発タンクを用いることを特徴とする重合体ラテックスの濃縮方法。
【請求項２】
該ラテックスが、アクリル系ラテックスであることを特徴とする請求項１記載の濃縮方法。
【請求項３】
該ラテックスが、シリコーン変性されていることを特徴とする請求項１乃至２記載の濃縮方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、重合体ラテックスから、未反応単量体等の揮発性物質、水、アルコール等を蒸発除去する濃縮工程に関し、さらに詳しくは、蒸発中に発生したスケールの除去作業を短時間で行うことが出来る重合体ラテックスの濃縮方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
重合終了後の重合体ラテックスは、未反応単量体等の揮発性物質を除去するためスチームストリッピング等のストリッピング工程に付された後、固形分が高いほうが１回あたり輸送できる樹脂分が多くなるので取り扱いや輸送上の操作性の問題から水やアルコールを蒸発除去し、濃縮してから製品として出荷される。また、特開平４−２９２６０４号公報に示されるようにストリッピングと濃縮を同時に蒸発タンクで行う方法も行われている。
重合終了後の重合体ラテックス中に残留している未反応単量体を除去する方法としては、タンク内のラテックスにスチームを通気させるか、あるいは多段塔内でラテックスとスチームを向流接触させる、いわゆるスチームストリッピング法が採用されている。
【０００３】
一方、ラテックスを濃縮する手段として蒸発法が、また、ストリッピングと濃縮を同時に行う方法としても蒸発法が行われている。蒸発法はラテックスを加熱し、減圧雰囲気下で、揮発性物質や水分を蒸発させる方法である。装置としてはタンク式蒸発装置が用いられる。タンク式蒸発装置の加熱方法としては、外部の熱交換器との間を循環させる外部循環式と、タンクにジャケットを設けて加熱するジャケット式がある。
【０００４】
タンク式蒸発装置の該ラテックス接液部の材質は、ＳＵＳがそのまま剥き出しか、またはガラスライニングが施してあるかのどちらかであるが、濃縮時に減圧にするため、タンク内に入れられたラテックスは消泡剤を添加しても少なからず発泡し、発泡ラテックスが破泡してその破片がタンクの該ラテックス接液部に飛び散りその部分で水が蒸発して皮膜を形成して細かいスケール（汚れ）が発生する。また、揮発性物質や水分の蒸発の結果、液面が当初のレベルより下がり、その部分に帯状のスケールができる。これらのスケールは、そのまま放置すると製品に混入する等のトラブルの原因になる恐れがある。また、揮発性物質や水分の蒸発の結果、液面が当初のレベルより下がり、その部分に帯状のスケールができる。これらのスケールは濃縮操作終了後の洗浄作業で除去することになるが、この作業はかなりの時間を要することになり、かねてより、スケールの除去作業が容易な蒸発装置が切望されていた。
【０００５】
そこで、スケール発生の要因となる発泡を抑制するため、蒸発タンク内に取り付けられたノズルから重合体ラテックスを噴霧して、未反応単量対等を除去する無発泡蒸発装置が特開平８−３２５３２１号公報で提案されている。しかし、この装置では、ノズルから噴霧される重合体ラテックスが蒸発タンクの該ラテックス接液部に付着して細かいスケールが発生する。また、揮発性物質や水分の蒸発に伴う液面レベル低下による帯状スケールの生成は防ぐことが出来ず、スケール除去作業の負荷はあまり低減されなかった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、重合体ラテックスから、未反応単量体等の揮発性物質、水、アルコール等を蒸発除去する濃縮工程で、濃縮終了後のスケールの除去作業を短時間で行うことが出来る重合体ラテックスの濃縮方法の提供を目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、鋭意検討した結果、重合体ラテックスの濃縮工程において、該ラテックス接液部にフッ素樹脂をライニングした蒸発タンクを用いることを特徴とする重合体ラテックスの濃縮方法で提供されることを見出し、本発明をなすに至った。
すなわち、本発明の第１は、重合体ラテックスの濃縮工程において、該ラテックス接液部にフッ素樹脂をライニングした蒸発タンクを用いることを特徴とする重合体ラテックスの濃縮方法である。
発明の第２は、該ラテックスが、アクリル系ラテックスであることを特徴とする前記第１記載の濃縮方法。
発明の第３は、該ラテックスが、シリコーン変性されていることを特徴とする前記第１乃至２記載の濃縮方法。
に係わる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について詳述する。本発明における蒸発タンクは、該ラテックス接液部にフッ素樹脂がライニングされている。フッ素樹脂は、その優れた非粘着性、耐食性、低磨耗性、絶縁性、高純度性といった特性により、様々な工業設備のライニング剤として使用される。本発明者らは、このフッ素樹脂の特性に着目して、従来はＳＵＳ剥き出しや、ガラスライニングが常識であったタンク式蒸発装置の該ラテックス接液部にフッ素樹脂をライニングすることで、スケール除去作業が大幅に軽減できることを見出した。ＳＵＳ剥き出しやガラスライニングの蒸発装置では、高圧洗浄水で除去できない程、強固に付着しているスケールでも、内面にフッ素樹脂がライニングされている本発明の蒸発タンクでは、簡単に除去することが可能となる。
【０００９】
本願において、タンクの該ラテックス接液部とは、例えばタンクの内壁、投入口、配管、攪拌器、邪魔板等が挙げれるが、内壁、攪拌器等スケールが付着し易いのでフッ素樹脂でライニングする効果が大きく好ましい。
なお、本願において、タンクの該ラテックス接液部以外の他の部分当該フッ素樹脂をライニングする事もできる。
本発明に使用されるフッ素樹脂は、一般的にライニングに使用されるフッ素樹脂が使用できる。例えば、パーフロロアルコキシ樹脂（ＰＦＡ）、４フッ化エチレン樹脂（ＰＴＦＥ）、２フッ化樹脂（ＶＦ２）、４フッ化エチレンエチレン共重合樹脂（ＥＴＦＥ）、変性４、６フッ素樹脂（ＦＥＰ）等が挙げられる。好ましいのは、スケールの非付着性の点で変性４、６フッ素樹脂（ＦＥＰ）である。
【００１０】
本発明の蒸発タンクにフッ素樹脂をライニングする方法としては、一般的に行われている全ての加工法を用いることが出来る。例えば、樹脂を焼き付けるコーティング法（焼付ライニングとも呼ばれる）、フッ素樹脂シートを貼り合わせるシートライニング法等が挙げられる。好ましいのは減圧雰囲気下での耐性に優れるコーティング法である。
本発明で言う濃縮工程とは、重合体ラテックスから水やアルコールを蒸発除去する濃縮工程、または、未反応単量体等の除去と水やアルコールの除去を同時に行う濃縮工程のことである。
【００１１】
本発明の濃縮方法で処理される重合体ラテックスとは、アクリル系ラテックス、スチレン−ブタジエン系ラテックス、アクリルスチレン系ラテックス、酢酸ビニル系ラテックス、酢ビ−エチレン系ラテックス、塩化ビニル系ラテックス、塩化ビニリデン系ラテックス等の合成樹脂ラテックスのことである。
特に、アクリル系ラテックスを濃縮するとき、フッ素樹脂をライニングした蒸発タンクを用いると生成したスケールが簡単に除去できるので好ましい。アクリル系ラテックスとは、（メタ）アクリル酸エステルに代表されるアクリレート単量体を用いて重合されるラテックスのことである。
【００１２】
（メタ）アクリル酸エステルの具体例としては、アルキル部の炭素数が１〜１８の（メタ）アクリル酸アルキルエステル、エチレンオキサイド基の数が１〜１００個の（ポリ）オキシエチレンモノ（メタ）アクリレート、（ポリ）オキシプロピレンモノ（メタ）アクリレート、アルキル部の炭素数が１〜１８の（メタ）アクリル酸ヒドロキシアルキルエステル、エチレンオキサイド基の数が１〜１００個の（ポリ）オキシエチレンジ（メタ）アクリレートなどがある。
【００１３】
（メタ）アクリル酸アルキルエステルの具体例としては、（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸エチル、（メタ）アクリル酸ｎ−ブチル、（メタ）アクリル酸イソブチル、（メタ）アクリル酸ｔ−ブチル、（メタ）アクリル酸２−エチルヘキシル、（メタ）アクリル酸ドデシル、（メタ）アクリル酸シクロアルキルエステルなどが挙げられる。
（ポリ）オキシエチレンモノ（メタ）アクリレートの具体例としては、（メタ）アクリル酸エチレングリコール、メトキシ（メタ）アクリル酸エチレングリコール、（メタ）アクリル酸ジエチレングリコール、メトキシ（メタ）アクリル酸ジエチレングリコール、（メタ）アクリル酸テトラエチレングリコール、メトキシ（メタ）アクリル酸テトラエチレングリコールなどが挙げられる。
【００１４】
（ポリ）オキシプロピレンモノ（メタ）アクリレートの具体例としては、（メタ）アクリル酸プロピレングリコール、メトキシ（メタ）アクリル酸プロピレングリコール、（メタ）アクリル酸ジプロピレングリコール、メトキシ（メタ）アクリル酸ジプロピレングリコール、（メタ）アクリル酸テトラプロピレングリコール、メトキシ（メタ）アクリル酸テトラプロピレングリコールなどが挙げられる。
【００１５】
（メタ）アクリル酸ヒドロキシアルキルエステルの具体例としては、（メタ）アクリル酸２−ヒドロキシエチル、（メタ）アクリル酸２−ヒドロキシプロピルなどが挙げられる。
（ポリ）オキシエチレンジ（メタ）アクリレートの具体例としては、ジ（メタ）アクリル酸エチレングリコール、ジ（メタ）アクリル酸ジエチレングリコール、ジ（メタ）アクリル酸トリエチレングリコール、ジ（メタ）アクリル酸テトラエチレングリコールなどが挙げられる。
【００１６】
また、上記以外の具体例としては、（メタ）アクリル酸グリシジル、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、アクリル酸、メタクリル酸、アクリルアミド、スチレンなどが挙げられる。
シリコーン変性されているアクリル系ラテックスを濃縮するとき、フッ素樹脂をライニングした蒸発タンクを用いると生成したスケールが簡単に除去できるので特に好ましい。シリコーン変性されているアクリル系ラテックスとは、特開平１０−１２０７２４号公報に示されるようなシリコーン構造を有する変性剤を１種以上使用したアクリル系ラテックスのことである。
【００１７】
変性剤としては、メチルトリメトシキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、イソブチルトリメトキシシラン、ビニルエトキシシラン、γ−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−アクリロキシプロピルトリエトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルト　リメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン等が挙げられる。
【００１８】
また、ジメチルジメトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、メチルフェニルシラン、γ−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン等も挙げられる。
また、環状シランのオクタメチルシクロテトラシロキサン、オクタフェニルシクロシロキサン、ヘキサメチルシクロトリシロキサン、デカメチルシクロペンタシロキサン、テトラメチルテトラビニルシクロテトラシロキサンなども用いることができる。
【００１９】
【実施例】
以下、実施例などを用いて本発明を更に詳細に説明する。実施例中の部数は特に断らない限り質量部である。
【００２０】
【実施例１】
攪拌機、還流冷却器、滴下槽および温度計を取り付けた反応容器に水２９０部、エチレン性不飽和単量体と共重合可能な二重結合を分子中に持つスルホコ　ハク酸ジエステルアンモニウム塩（製品名：ラテムルＳ−１８０Ａ、花王（株）製）の２０質量％水溶液１０部を投　入し、反応容器中の温度を８０℃に上げてから、過硫酸　アンモニウムの２質量％水溶液を１０部添加した５分後に、メタクリル酸メチル２５部、メタクリル酸シクロヘキシル５０部、アクリル酸ブチル１５部、メタクリル酸１０　部、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤（製品名：ＴＩＮＵＶＩＮ３８４、日本チバガイギー（株）製）１部の混合液とラテムルＳ−１８０Ａの２０質量％の水溶液５部、　過硫酸アンモニウムの２質量％の水溶液１５部、水４８部からなる乳化混合液を滴下槽より４０分かけて流入させる。流入中は反応容器の温度を８０℃に保つ。流入が終了してから反応容器の温度を８０℃にして３０分保つ。
【００２１】
次に、メタクリル酸メチル１０９部、メタクリル酸シクロヘキシル１６０部、アクリル酸ブチル１２３部、メタクリル酸８部、ＴＩＮＵＶＩＮ３８４を４部の混合液とラテムルＳ−１８０Ａの２０質量％の水溶液２０部、過硫酸アンモニウムの２質量％の水溶液６０部、水１９２部からなる乳化混合液、およびγ−メタクリロキシ　プロピルトリメトキシシラン１部、ジメチルジメトキシシラン２０部、メチルトリメトキシシラン２０部からなる混合液とを別々の滴下槽より１６０分かけて流入させる。シリコーン変性反応中のｐＨは４以下に維持した。流入中は反応容器の温度を８０℃に保つ。流入が終了してから反応容器の温度を８０℃にして１２０分保つ。
【００２２】
室温まで冷却後、水素イオン濃度を測定したところｐＨ２．０であった。２５質量％アンモニア水溶液を添加してｐＨを８に調整してから１００メッシュの金網でろ過した。得られたアクリル系エマルジョンの固形分は４５質量％、粒子径９８ｎｍで単一分布であった。
内容量２リットルのＳＵＳ製セパラブルフラスコの内面にフッ素樹脂を４０ミクロンの厚みでコーティング法にて（日本フッソ工業株式会社　施工仕様ＮＦ−００８ＳＡ）ライニングを施した。上述の乳化重合で得られたシリコーン変性アクリル系ラテックス１Ｋｇをこのフラスコに仕込んだ。フラスコをウォーターバスに浸してラテックスを８０℃まで加熱した。適量の消泡剤を添加した後、フラスコ内を４０ＫＰａまで減圧にして、固形分が５０質量％に上がるまで濃縮を行った。次に、フラスコに付着したスケールを除去するため、高圧水洗浄機（渋谷工業株式会社製ＭＵＣ１０００）で使用して洗浄作業を行った。結果を表１に示す。
【００２３】
【実施例２】
シリコーン構造を有する変性剤を用いなかった以外は、実施例１の乳化重合と同様に行った。重合終了後、室温まで冷却し、水素イオン濃度を測定したところｐＨ２．１であった。２５質量％アンモニア水溶液を添加してｐＨを８に調整してから１００メッシュの金網でろ過した。ろ過された凝集物の乾燥重量は全単量体に対して０．０５質量％とわずかであった。得られたアクリル系エマルジョンの固形分は４４質量％、　粒子径１０１ｎｍで単一分布であった。
次に、このラテックスを用いて実施例１と同様に濃縮を行った。結果を表１に示す。
【００２４】
【比較例１】
内容量２リットルのＳＵＳ製セパラブルフラスコにフッ素樹脂コーティングせず濃縮を行った以外は実施例１と同様に実施した。結果を表１に示す。
【００２５】
【比較例２】
内容量２リットルのＳＵＳ製セパラブルフラスコにフッ素樹脂コーティングせず濃縮を行った以外は実施例２と同様に実施した。結果を表１に示す。
表１から明らかなように、フッ素樹脂コーティングを施した時は、高圧水洗浄機を低い圧力に設定してもスケールが除去でき、安全、かつ短時間で除去作業が行うことが可能である。
【００２６】
【表１】
2004035846.tif 000002
【００２７】
【発明の効果】
本発明によれば、重合体ラテックスから、未反応単量体等の揮発性物質、水、アルコール等を蒸発除去する濃縮工程で、スケールの除去作業を短時間で行うことが出来る重合体ラテックスの濃縮方法が提供される。