(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、該ラテックスの最低造膜温度以下の温度で濃縮す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、該重合体ラテックスの最低造膜温度（ＭＦＦＴ）以下の温度で濃縮す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】
該重合体ラテックスの最低造膜温度（ＭＦＦＴ）が３５℃以上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】
重合体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または２記載の濃縮方法。
【請求項４】
アクリル系ラテックスがシリコーン変性されているアクリル系ラテックスであることを特徴とする請求項３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、アルコール等をバッチ方式で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広く行われている。
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広く採用されている。
【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広く行われている。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】
タンク式蒸発装置は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、ラテックスがタンクの内壁に飛び散り、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ので、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濃縮方法が切望されていた。
【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濃縮方法が特開平８−３２５３２１号公報で提案されている。しかし、この方法では、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内壁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、最低造膜温度以下の温度で濃縮す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、該重合体ラテックスの最低造膜温度（ＭＦＦＴ）以下の温度で濃縮す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、該重合体ラテックスの最低造膜温度（ＭＦＦＴ）が３５℃以上であることを特徴とする発明の第１の濃縮方法である。
発明の第３は、重合体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発明の第１または２の濃縮方法である。
発明の第４は、アクリル系ラテックスがシリコーン変性されているアクリル系ラテックスであることを特徴とする発明の第３の濃縮方法である。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について詳述する。本発明では重合体ラテックスの最低造膜温度（ＭＦＦＴ）以下の温度で濃縮が行われる。ラテックスの最低造膜温度（ＭＦＦＴ）以下の温度で濃縮することで、ラテックスがタンク内壁に飛び散っても連続皮膜にならず、付着した部分には脆いスケールが形成される。そのスケールは擦ると脆いため簡単に除去することが可能となる。ラテックスの最低造膜温度を越える温度で濃縮を行うと、強固なスケールが形成され、簡単に除去することは困難になってしまう。また、最低造膜温度よりもかなり低い温度で濃縮することは、脆いスケール形成の点では有利であるが、濃縮効率が悪くなるので好ましくない。好ましい濃縮温度は３０℃以上である。また、上記濃縮温度で濃縮するためには、重合体ラテックスの最低造膜温度は３５℃以上が好ましい。さらに好ましくは４０℃以上である。なお、ラテックスの最低造膜温度（ＭＦＦＴ）はＪＩＳＫ　６８２８（合成樹脂エマルジョンの試験方法）の熱傾斜式装置で測定される。
【０００９】
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バッチ方式で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。
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。
【００１０】
特に、アクリル系ラテックスを濃縮するとき、ラテックスの最低造膜温度（ＭＦＦＴ）以下の温度で濃縮すると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。
【００１１】
（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。
【００１２】
（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。
【００１３】
（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。
【００１６】
（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。
【００１７】
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。
【００１８】
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、ラテックスの最低造膜温度（ＭＦＦＴ）以下の温度で濃縮す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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
【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。
【００２２】
【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。
【００２３】
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。
【００２４】
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最低造膜温度（ＭＦＦＴ）は４３℃、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に上記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３５℃まで加熱した。適量の消泡剤を添加した後、フラスコ内を４０００Ｐａまで減圧にして、固形分が５０％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）を使用して洗浄作業を行った。結果を表１に示す。
【００２５】
【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最低造膜温度は４０℃、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。
【００２６】
【比較例１】
温度４５℃で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。
【００２７】
【比較例２】
温度４５℃で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、最低造膜温度以下の温度で濃縮した時は、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。
【００２８】
【表１】
2004035834.tif 000002
【００２９】
【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、アルコール等をバッチ方式で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。