(57)【要約】【課題】水性媒体中に樹脂粒子が分散されてなるスラリーから、この樹脂粒子をデカンテーションにより、樹脂粒子を凝集させることなく、速やかに分離し得る方法を提供する。【解決手段】本発明の分離方法は、弱酸と強塩基との塩、例えば炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、第一リン酸ナトリウム、第二リン酸ナトリム、クエン酸ナトリウムなどを水性媒体に対して０．５質量％以上、通常は５質量％以下添加することを特徴とする。樹脂粒子は、メタクリル樹脂粒子またはスチレン樹脂粒子である。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
水性媒体中に樹脂粒子が分散されてなるスラリーから該樹脂粒子をデカンテーションにより分離する方法であり、弱酸と強塩基との塩を前記水性媒体に対して０．５質量％以上添加することを特徴とする前記樹脂粒子の分離方法。
【請求項２】
樹脂粒子がメタクリル樹脂粒子またはスチレン樹脂粒子である請求項１に記載の分離方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂粒子の分離方法に関し、詳しくは水性媒体中に樹脂粒子が分散されてなるスラリーから、デカンテーションにより樹脂粒子を分離する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
水性媒体中に樹脂粒子が分散されてなるスラリーから、この樹脂粒子を分離する方法としては、デカンテーションによる方法が広く用いられている。この方法は、重力、遠心力などによってスラリー中の樹脂粒子を沈降させた後に、固液分離する方法である。
【０００３】
しかし、従来のデカンテーションによる分離方法では、樹脂粒子を沈降させるのに比較的長い時間を要するという問題があり、この問題は小粒子径の樹脂粒子に顕著であった。
【０００４】
樹脂粒子を速やかに沈降させるために、硫酸アルミニウムを凝集剤として添加し、凝集させる方法が提案されているが〔非特許文献１：「固液分離技術−実験からスケールアップまで−」、技報堂出版、昭和５４年１１月１０日発行〕、この方法では、分離後に凝集した樹脂粒子を解砕する必要があり、必ずしも好ましい方法ではない。
【０００５】
【非特許文献１】「固液分離技術−実験からスケールアップまで−」、技報堂出版、昭和54年１１月１０日発行
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで本発明者は、上記スラリーから、樹脂粒子を凝集させることなく、速やかに分離し得る方法を開発するべく鋭意検討した結果、本発明に至った。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
すなわち本発明は、水性媒体中に樹脂粒子が分散されてなるスラリーから該樹脂粒子をデカンテーションにより分離する方法であり、弱酸と強塩基との塩を前記水性媒体に対して０．５質量％以上添加することを特徴とする前記樹脂粒子の分離方法を提供するものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の分離方法によれば、樹脂粒子を凝集させることなく、比較的速やかに沈降させ、スラリーから分離することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明の分離方法に適用される樹脂粒子としては、例えばメタクリル樹脂粒子、スチレン樹脂粒子などが挙げられる。
【００１０】
メタクリル樹脂粒子とは、メタクリル酸メチル単位を５０質量％以上含む粒子状の重合体であり、例えばメタクリル酸メチルの単独重合体であってもよいし、メタクリル酸メチルおよびこれと共重合可能な単量体との共重合体であってもよい。メタクリル酸メチルと共重合可能な単量体は、メタクリル酸メチルと共重合可能な二重結合を一つ有する単官能単量体であってもよいし、二以上有する多官能単量体であってもよい。単官能単量体としては、例えばアクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸２−エチルヘキシル、アクリル酸シクロヘキシルなどのアクリル酸エステル類、メタクリル酸エチル、メタクリル酸２-エチルヘキシル、メタクリル酸シクロヘキシルなどのメタクリル酸エステル類、アクリル酸、メタクリル酸、スチレンなどが挙げられる。多官能単量体としては、例えばネオペンチルグリコールジメタクリレート、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メタクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、ジビニルベンゼンなどが挙げられ、これらはそれぞれ単独で、または２種以上を組み合わせて用いられる。
【００１１】
スチレン樹脂粒子とは、スチレン単位を５０質量％以上含む粒子状の重合体であり、例えばスチレンの単独重合体であってもよいし、スチレンおよびこれと共重合可能な単量体との共重合体であってもよい。スチレンと共重合可能な単量体は、スチレンと共重合可能な二重結合を一つ有する単官能単量体であってもよいし、二以上有する多官能単量体であってもよい。単官能単量体としては、例えばアクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸２−エチルヘキシル、アクリル酸シクロヘキシルなどのアクリル酸エステル類、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸２-エチルヘキシル、メタクリル酸シクロヘキシルなどのメタクリル酸エステル類、アクリル酸、メタクリル酸などが挙げられる。多官能単量体としては、例えばネオペンチルグリコールジメタクリレート、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メタクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、ジビニルベンゼンなどが挙げられ、これらはそれぞれ単独で、または２種以上を組み合わせて用いられる。
【００１２】
樹脂粒子は添加剤を含有していてもよい。添加剤としては、例えば染料、顔料などの着色剤、可塑剤、紫外線吸収剤、熱安定剤などが挙げられる。添加剤を含有する場合、その含有量は通常、樹脂粒子を構成する樹脂成分に対して５０質量％以下である。
【００１３】
樹脂粒子の粒子径は通常０．１μｍ〜１ｍｍ（１０００μｍ）であり、樹脂粒子の３０質量％以上が粒子径１００μｍ以下、更には実質的に樹脂粒子の全量が粒子径１００μｍ以下であることが好ましい。
【００１４】
かかる樹脂粒子は、例えば水性媒体中で単量体を重合させる乳化重合、懸濁重合などの通常の重合方法により製造することができる。
【００１５】
本発明の分離方法に適用されるスラリーは、かかる樹脂粒子が水性媒体中に分散されてなるものである。スラリーにおける樹脂粒子の含有量は、スラリー全量に対して５質量％〜６０質量％、好ましくは１０質量％〜５０質量％である。
【００１６】
スラリーは、分散安定剤を含有していてもよい。分散安定剤としては、例えばポリメタクリル酸ナトリウム、メチルセルロース、ポリビニルアルコールなどの高分子分散剤、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ラウリル硫酸ナトリウム、アルキルナフタレンスルホン酸ナトリム、ジアルキルスルホコハク酸ナトリウム、アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウムなどの陰イオン性界面活性剤、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンエーテル、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンセチルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンミリスチルエーテルなどのノニオン性界面活性剤などが挙げられる。分散安定剤を使用する場合、その使用量は水性媒体に対して０．００５質量％〜５質量％程度である。
【００１７】
スラリーは、例えば樹脂粒子を水に加え、混合撹拌する方法により調製することができる。分散安定剤などを含む水性スラリーを調製する場合、分散安定剤などは予め水に加えておいてもよいし、樹脂粒子と同時に加えてもよいし、樹脂粒子を加えた後に加えてもよい。また、樹脂粒子を乳化重合、懸濁重合により製造する場合には、水性媒体中で単量体を重合させた後の重合混合物を本発明で使用するスラリーとしてもよい。
【００１８】
本発明の分離方法では、スラリーの水性媒体に対して弱酸と強塩基との塩を０．５質量％以上、通常は５質量％以下加えた後、デカンテーションにより樹脂粒子を分離する。
【００１９】
弱酸としては、例えば炭酸、リン酸などの無機酸、クエン酸などの有機酸などが挙げられる。強塩基としては、例えば水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどのアルカリ金属水酸化物などが挙げられる。
【００２０】
かかる弱酸と強塩基との塩としては、例えば炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、第一リン酸ナトリウム（Ｎａ3ＰＯ4）、第二リン酸ナトリム（Ｎａ2ＨＰＯ4）、クエン酸ナトリウムなどが挙げられる。塩は、スラリーに、そのままで加えてもよいし、水などの溶媒で希釈して加えてもよい。スラリーに添加した塩は、水性媒体に溶解していることが好ましく、このために、塩の添加前または添加後にスラリーを加熱してもよい。
【００２１】
塩を添加後、デカンテーションにより樹脂粒子を分離するには、例えば塩を添加した後のスラリーを静置して樹脂粒子を沈降させ、上澄み液を除去する方法、円筒状のボウルに入れ、高速回転させて遠心力により樹脂粒子を遠心分離する方法、スキマーパイプとナイフを用いるナイフ排出式スキミング型遠心分離器を用いて遠心分離する方法、樹脂粒子をバルブから排出する分離板型遠心分離機を用いて遠心分離する方法、水平回転軸を有するデカンタ型遠心分離機を用いて遠心分離する方法などが挙げられる。
【００２２】
本発明の分離方法によれば、スラリー中の樹脂粒子を速やかに沈降させることができるので、デカンテーションによる樹脂粒子の分離を比較的短時間で行うことができる。
【実施例】
【００２３】
以下、実施例によって本発明をより詳細に説明するが、本発明は、かかる実施例によって限定されるものではない。
【００２４】
参考例１
〔スラリーの調製〕
内容積１０００Ｌ（内径１．０５ｍ）の円筒形状の重合容器に、イオン交換水５１６ｋｇ、ポリメタクリル酸ナトリウム（分散安定剤）１８７．５６ｇ、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリム（分散安定剤）８０．４ｇ、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンエーテル（分散安定剤）２１４３ｇおよびヒドロキシポリプロピルセルロース４２．８６ｇを投入し、溶解させ、次いで、メタクリル酸メチル２０３．５ｋｇ、アクリル酸メチル（単官能単量体）８．５７ｋｇ、エチレングリコールジメタクリレート（多官能単量体）１．２８６ｋｇ、ターピノレン（重合調整剤）３２ｇ、ラウリルパーオキシド（重合開始剤）６４３ｇおよびベンゾイルパーオキシド（重合開始剤）２１４ｇを混合した混合液を加え、重合容器内部を窒素ガスで置換した後、密閉し、撹拌と昇温を開始した。
【００２５】
なお、重合容器としては、幅１１０ｍｍで容器の内面に沿って容器底部から上方に至る板状のバッフル板を６枚、均等間隔に設けたものを用いた。撹拌は、幅１２０ｍｍで長さ２５０ｍｍの矩形状の撹拌羽根１６枚を撹拌軸に対して７０°の角度で２枚ずつ合計８段で取り付けたものを用いた。撹拌開始時の撹拌羽根の回転速度は、１７０ｒｐｍとした。
【００２６】
内容物の温度が６５℃となった時点で昇温を止め、ポリオキシエチレンポリプロピレンエーテル（分散安定剤）４．２８５ｋｇをイオン交換水１２．８５５ｋｇに溶解させた溶液を加え、同温度で更に１５分を経過した時点で、撹拌羽根の回転速度を６８ｒｐｍに減速した。このときの重合率は１５％であった。同温度、同回転速度で撹拌を続け、撹拌羽根の回転速度を減速してから３時間経過後に８５℃に昇温し、同温度で撹拌を続けて、重合を完結させて、樹脂粒子を含むスラリーを得た。このスラリーに含まれる樹脂粒子は、凝集していなかった。得られた樹脂粒子を純水に分散させて、光散乱粒径測定装置〔Ｍｉｃｒｏ Ｔｒａｃｋ社製、「ＦＲＡ」〕を用いて中心粒子径（Ｄ50）を求めたところ、１０．１μｍであった。
【００２７】
実施例１
〔デカンテーションによる樹脂粒子の分離〕
内径３５ｍｍ、高さ１００ｍｍ、内容積１００ｍＬのガラス容器に、参考例１で得たスラリー５０ｇを入れ、第二リン酸ナトリウム水溶液〔第二リン酸ナトリウム・７水塩１．５ｇをイオン交換水８．５ｇに溶解させた溶液〕を添加し、撹拌したのち、水平台の上に静止した。このときスラリー中の固形分を除いた液相分に対する第二リン酸ナトリウム（Ｎａ2ＨＰＯ4）の使用量は１．７８質量％に相当する。また、添加直後のスラリーの粘度は３．８４Ｐａ・秒であった。ガラス容器内のスラリーの深さは５４ｍｍであった。静置後、徐々に樹脂粒子は沈降し、４時間後に上澄み液の高さを測定したところ、２９ｍｍであった。その後、ガラス容器を傾けて上澄み液を除去し、沈降した樹脂粒子を分離して得たところ、この樹脂粒子は、互いに凝集していなかった。
【００２８】
実施例２
実施例１で用いた第二リン酸ナトリウム水溶液に代えて、第二リン酸ナトリウム水溶液〔第二リン酸ナトリウム・７水塩０．７５ｇをイオン交換水９．２５ｇに溶解させた溶液〕をスラリーに添加した以外は実施例１と同様に操作したところ、４時間後の上澄み液の高さは３０ｍｍであった。なお、このときスラリー中の固形分を除いた液相分に対する第二リン酸ナトリウム（Ｎａ2ＨＰＯ4）の使用量は０．８９質量％に相当する。また、添加直後のスラリーの粘度は４．５８Ｐａ・秒であった。その後、ガラス容器を傾けて沈澱物が流れ出さないようにしながら上澄み液を除去することにより、樹脂粒子を分離して得たところ、得られた樹脂粒子は、互いに凝集していなかった。
【００２９】
比較例１
実施例１で用いた第二リン酸ナトリウム水溶液に代えて、第二リン酸ナトリウム水溶液〔第二リン酸ナトリウム・７水塩０．１５ｇをイオン交換水９．８５ｇに溶解させた溶液〕をスラリーに添加した以外は実施例１と同様に操作したところ、４時間後の上澄み液の高さは２６ｍｍであった。なお、このときスラリー中の固形分を除いた液相分に対する第二リン酸ナトリウム（Ｎａ2ＨＰＯ4）の使用量は０．１８質量％に相当する。また、添加直後のスラリーの粘度は６．２３Ｐａ・秒であった。その後、ガラス容器を傾けて沈澱物が流れ出さないようにしながら上澄み液を除去することにより、樹脂粒子を分離して得たところ、得られた樹脂粒子は、互いに凝集していなかった。
【００３０】
比較例２
実施例１で用いた第二リン酸ナトリウム水溶液に代えて、イオン交換水１０．０ｇをそのままスラリーに添加した以外は実施例１と同様に操作したところ、４時間後の上澄み液の高さは２５ｍｍであった。なお、添加直後のスラリーの粘度は７．９４Ｐａ・秒であった。その後、ガラス容器を傾けて沈澱物が流れ出さないようにしながら上澄み液を除去することにより、樹脂粒子を分離して得たところ、得られた樹脂粒子は、互いに凝集していなかった。