(57)【要約】  本発明は、ポリ（メタ）アクリレートを製造するためのモノマー溶液の液滴を液滴重合用の反応器（１）中に添加するための、少なくとも１つのチャネル（２４，２５）又は滴下ヘッドを含んでなる装置であって、該少なくとも１つのチャネル（２４，２５）又は該滴下ヘッドが、その下側に、溶液が反応器（１）中に導入されるときに通過する穿孔（３５）を有し、ここで、以下の特徴：（ｂ）チャネル（２４，２５）又は滴下ヘッドによって覆われた反応器中での面積の、最も外側の穿孔に沿った線の周囲長によって画定された面積に対する比率が５０％未満であること、（ｃ）最も外側の穿孔に沿った線の周囲長によって画定された面積に対する穿孔（３５）の数が１ｍ2当たり１００〜１０００個の穿孔の範囲にあることの少なくとも１つが含まれる前記装置に関する。
2017522414.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリ（メタ）アクリレートを製造するためのモノマー溶液の液滴を液滴重合用の反応器（１）中に添加するための、少なくとも１つのチャネル（２４，２５）又は滴下ヘッドを含んでなる装置であって、該少なくとも１つのチャネル（２４，２５）又は該滴下ヘッドが、その下側に、溶液が反応器（１）中に導入されるときに通過する穿孔（３５）を有し、ここで、以下の特徴：
（ａ）チャネル（２４，２５）又は滴下ヘッドによって覆われた反応器中での面積の、最も外側の穿孔に沿った線の周囲長によって画定された面積に対する比率が５０％未満であること、
（ｂ）最も外側の穿孔に沿った線の周囲長によって画定された面積に対する穿孔（３５）の数が１ｍ2当たり１００〜１０００個の穿孔の範囲にあること
の少なくとも１つが含まれる、前記装置。
【請求項２】
前記チャネル（２４，２５）がその下側で滴下プレート（２６）により閉ざされており、該滴下プレート（２６）には溶液を滴下するための穿孔（３５）が設けられていることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記チャネル（２５）が反応器中に星形で配置されていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の装置。
【請求項４】
前記チャネル（２４，２５）が反応器（１）の中心の周りで回転対称に配置されており、ここで、前記チャネルは、それぞれ外壁から反応器（１）の中心の方向に向かって異なる長さで反応器（１）の中に突出することを特徴とする、請求項１から３までのいずれか１項に記載の装置。
【請求項５】
それぞれ複数の平行に位置合わせされたチャネル（２５）が互いに交差する形で位置合わせされていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の装置。
【請求項６】
少なくとも１つの環状チャネルが含まれていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の装置。
【請求項７】
滴下ヘッドが、環状の又は均等な多角形の横断面を有していることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項８】
穿孔（３５）が、２５〜５００μｍの範囲の直径を有することを特徴とする、請求項１から７までのいずれか１項に記載の装置。
【請求項９】
穿孔（３５）が互いに１〜１００ｍｍの範囲の間隔を有することを特徴とする、請求項１から８までのいずれか１項に記載の装置。
【請求項１０】
滴下ヘッド又は滴下プレート（２６）の構成において、穿孔が、液体が反応器の軸に対してある角度で穿孔（３５）から出てくるように位置合わせされていることを特徴とする、請求項１から９までのいずれか１項に記載の装置。
【請求項１１】
滴下装置の面積に対する穿孔の数が、１ｍ2当たり１０００〜１５０００個の穿孔の範囲にあることを特徴とする、請求項１から１０までのいずれか１項に記載の装置。補正後の請求項数は全１０項である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポリ（メタ）アクリレートを製造するためのモノマー溶液の液滴を液滴重合用の反応器中に添加するための、少なくとも１つのチャネル又は滴下ヘッド(Vertropferkopf)を含んでなる装置に関し、ここで、該少なくとも１つのチャネル又は該滴下ヘッドは、その下側に、溶液が反応器中に導入されるときに通過する穿孔を有する。
【０００２】
ポリ（メタ）アクリレートは、特に吸水性ポリマーとして用いられ、これらは、例えば、おむつ、タンポン、生理用ナプキン及び他の衛生用品の製造に際して、又は農園芸における保水剤としても使用される。
【０００３】
吸水性ポリマーの特性は、架橋度により調節することができる。架橋度の上昇とともにゲル強度が上昇して、吸収容量が低下する。すなわち、加圧下吸収の上昇とともに遠心分離保持容量が減少し、ここで、架橋度が非常に高い場合には、加圧下吸収が再び減少する。
【０００４】
使用特性、例えば、おむつにおける通液性及び加圧下吸収を改善するために、一般的に、吸水性ポリマー粒子は後架橋される。それによって、粒子表面における架橋度のみが上昇するため、加圧下吸収と遠心保持容量との関係を少なくとも部分的に切り離すことができる。この後架橋は、水性ゲル相で実施されることができる。しかし、一般的には、粉砕及び篩分されたポリマー粒子は、後架橋剤で表面被覆され、熱的に後架橋され、そして乾燥される。このために適した架橋剤が、親水性ポリマーのカルボキシレート基と共有結合を形成することができる少なくとも２つの基を含有する化合物である。
【０００５】
吸水性ポリマー粒子を製造するために様々な方法が知られている。例えば、ポリ（メタ）アクリレートの製造のために用いられるモノマーと場合により添加剤を混合混練機に添加してよく、該混練機中でモノマーが反応してポリマーとなる。混合混練機中での混練棒を備えた回転シャフトによって、形成されるポリマーは砕片へと引き裂かれる。混練機から取り出されたポリマーは乾燥され、粉砕され、そして更なる処理に送られる。代替的な変法では、モノマーは、更なる添加剤を含有していてもよいモノマー溶液の形態で液滴重合用の反応器中に導入される。モノマー溶液を反応器中に導入すると、該モノマー溶液は分割して液滴になる。液滴形成のメカニズムは、乱流若しくは層流での噴流分割か、さもなければ液滴化であってもよい。ここで、液滴形成のメカニズムは、モノマー溶液の流入条件及び物質特性に依存する。液滴は、反応器中で下向きに落下し、その際にモノマーが反応してポリマーとなる。反応器の下部領域には流動層があり、この層に、反応によって液滴から形成されるポリマー粒子が落下する。それから該流動層で更なる反応が行われる。対応する方法が、例えば国際公開第２００６／０７９６３１（Ａ）号（ＷＯ−Ａ  ２００６／０７９６３１）、国際公開第２００８／０８６９７６（Ａ）号（ＷＯ−Ａ  ２００８／０８６９７６）、国際公開第２００７／０３１４４１（Ａ）号（ＷＯ−Ａ  ２００７／０３１４４１）、国際公開第２００８／０４０７１５（Ａ）号（ＷＯ−Ａ  ２００８／０４０７１５）、国際公開第２０１０／００３８５５（Ａ）号（ＷＯ−Ａ  ２０１０／００３８５５）及び国際公開第２０１１／０２６８７６（Ａ）号（ＷＯ−Ａ  ２０１１／０２６８７６）に記載されている。
【０００６】
モノマー溶液が液滴に分割して、反応器中でポリマーを形成しながら下向きに落下する液滴重合の原理に従って実施されるすべてのプロセスにおける欠点は、液滴の衝突時に粒子が合体してしまうことや、反応器の壁に衝突する粒子が付着してしまうこともあり、そのため堆積物の望ましくない形成が生じてしまうことである。さらに、液滴が均一にガスと反応器中で混ざらないことが欠点である。それによって、不均一な液滴温度ひいては液滴にとって不均一な乾燥条件及び重合条件が生じて、最終生成物の特性に悪影響を及ぼす。
【０００７】
本発明の課題は、反応器横断面にわたって液滴の均一な分散を可能にし、そのうえ、液滴が合体せず、該液滴と反応器壁との早い段階での接触によって形成される壁面堆積物が可能な限り少ないことを保証する、ポリ（メタ）アクリレートを製造するためのモノマー溶液の液滴を液滴重合用の反応器中に添加するための装置を提供することである。
【０００８】
この課題は、ポリ（メタ）アクリレートを製造するためのモノマー溶液の液滴を液滴重合用の反応器中に添加するための、少なくとも１つのチャネル又は滴下ヘッドを含んでなる装置であって、該少なくとも１つのチャネル又は該滴下ヘッドが、その下側に、溶液が反応器中に導入されるときに通過する穿孔を有し、ここで、以下の特徴：
（ａ）チャネル又は滴下ヘッドによって覆われた反応器中での面積の、最も外側の穿孔に沿った線の周囲長によって画定された面積に対する比率が５０％未満であること、
（ｂ）最も外側の穿孔に沿った線の周囲長によって画定された面積に対する穿孔の数が１ｍ2当たり１００〜１０００個の穿孔の範囲にあること
の少なくとも１つが含まれる該装置により解決される。
【０００９】
チャネル又は滴下ヘッドによって覆われた反応器中での面積の、最も外側の穿孔に沿った線の周囲長によって画定された面積に対する比率が５０％未満となるように構成することによって、液滴を反応器中に添加するための装置の上方で供給される十分な量のガスが、該装置を通って反応器中に流れることができ、そうして反応器中で均一なガス速度を得ることができ、特に装置の周りを流れるガスの著しい加速及び渦動が生じることで、液滴が不所望にも向きを変え、ひいては滴下装置の領域で衝突及び合体が起こることがなくなる。有利なのは、チャネル又は滴下ヘッドによって覆われた反応器中での面積の、最も外側の穿孔を結ぶ線によって取り囲まれた面積に対する比率が３〜３０％の範囲にある場合である。
【００１０】
穿孔の数を、最も外側の穿孔を結ぶ線によって形成された面積に対して１ｍ2当たり１００〜１０００個の穿孔の範囲にあるように仕上げることによって、穿孔において形成された液滴が互いに十分大きな間隔を有すること、そのうえ反応器を流れるガスと十分に接触し得ることが保証される。有利には、最も外側の穿孔を結ぶ線によって形成された面積に対する穿孔の数は、１ｍ2当たり１５０〜８００個の穿孔の範囲、特に１ｍ2当たり２００〜５００個の穿孔の範囲にある。
【００１１】
モノマー溶液の滴下装置を簡単に変更するために、少なくとも１つのチャネルが、その下側で、モノマー溶液を添加するための穿孔が形成されている少なくとも１つの取外し可能な滴下プレートにより閉ざされている場合に有利である。これにより、一方では、モノマー溶液又は所望の液滴の大きさに依存して、穿孔の大きさを滴下プレートの交換によって容易に変えることが可能となり、他方では、滴下プレートを、例えば使用した滴下プレートを、これが汚れている場合には、洗浄のために簡単に交換することも可能となる。
【００１２】
通常、モノマー溶液は、液体噴流の形態で、滴下装置の穿孔から出て、それから反応器中で分割して液滴になる。液体噴流の分割は、一方では、単位時間当たりに穿孔を通って出てくる液体の量に依存し、他方では、反応器を流れるガスの速度と量に依存する。さらに、モノマー溶液の物質特性と穿孔の形状は、噴流分割の種類に影響を及ぼす。本発明の範囲内では、液滴分割を、液滴化又は滴下とも呼ぶ。
【００１３】
１つの実施形態では、その下側に穿孔が形成されているチャネルは、星形に反応器頂部に配置されている。チャネルが星形に配置されていることによって、特に円形の横断面を有する反応器において、液滴の均一な分散を該反応器中で得ることが可能である。添加は、モノマー溶液が導入されるチャネルによって行われる。チャネルの下側の穿孔を通って液体が出ていくことで液滴を形成する。
【００１４】
チャネルから出てくる液滴がチャネルの周りを流れるガスと可能な限り素早く接触するように、チャネルが可能な限り小さい幅を有している場合にさらに有利である。その際、チャネルの幅は、好ましくは２５〜５００ｍｍの範囲にあり、さらに有利には１００〜４００ｍｍの範囲にあり、特に１５０〜３５０ｍｍの範囲にある。
【００１５】
星形配置の場合の個々のチャネルの数ＮRLは、チャネルが配置されている位置での反応器の周囲長Ｕに依存する。有利には、チャネルの数は、以下で定義される範囲にある：
【数１】
2017522414.tif 000003
【００１６】
ここで、周囲長Ｕはメートル単位で用いられ、「ｍ」はメートルを意味する。
【００１７】
滴下装置のチャネルが星形に配置されるよう構成することに加えて、これらはまた、任意のあらゆる配置で互いに配置されていてもよく、例えば互いに平行に又は重なり合うように配置されていてもよく、例えば矩形のピッチ又は三角形のピッチがチャネルの配置によって実現される。三角形のピッチ及び矩形のピッチの場合、それぞれ複数の平行に位置合わせされたチャネルが互いに交差する形で位置合わせされており、ここで、矩形のピッチの場合、互いに交差する形で位置合わせされたチャネル間の角度は９０°であり、かつ三角形のピッチの場合、好ましくは６０°である。
【００１８】
すべてのチャネルが反応器の中心で出くわす星形配置の代わりに、チャネルを反応器の中心の周りで回転対称に配置することも選択的に可能であり、その際、チャネルはそれぞれ外壁から反応器の中心の方向に向かって異なる長さで反応器の中に突出する。特にこれは、大きな反応器直径の場合に好ましく、なぜなら、外側でのこの配置によって、反応器の真ん中でよりチャネル多くなり、これによってモノマー溶液をより均一に反応器の横断面全体にわたって供給することが可能だからである。
【００１９】
更なる１つの実施形態では、液滴を添加するための装置は、少なくとも１つの環状チャネルを含む。ここで、環状チャネルは、これが反応器の内壁と平行に延びて、内壁とチャネルとの間の間隔が周囲長全体にわたって同じ大きさであるように形成されていることが好ましい。さらに、液滴の均一な分散のために、最も外側の環状チャネルの直径が、反応器の最大内径より１０〜３５％小さい場合に有利である。
【００２０】
モノマー溶液を添加するための少なくとも１つのチャネルの代わりに滴下ヘッドが用いられる場合、これは、円形又は均等な多角形の横断面を有していることが好ましい。同様に、円形又は均等な多角形の横断面によって、液滴を均一に反応器中で分散させることが達成される。例えば、反応器も同様に円形の横断面を有している場合には、滴下プレートを用いることができる。反応器の横断面が非円形である場合、滴下ヘッドが使用されるときには、例えば複数の滴下ヘッドを使用することによって均一な液滴分散を達成することができる。
【００２１】
モノマー溶液を添加するための少なくとも１つのチャネル又は滴下ヘッドを用いることに加えて、少なくとも１つのチャネルと滴下ヘッドを用いることも可能である。そうして例えば、滴下ヘッドと、該滴下ヘッドを取り囲む環状のチャネルを使用することが可能である。それに滴下ヘッドに加えて、半径方向に位置合わせされており、かつ外側から内側に向かって突出するチャネルを設けることも可能である。
【００２２】
吸水性ポリマーのための適した大きさの液滴を得るために、モノマー溶液が添加されるときに通過する穿孔が、２５〜５００μｍの範囲の直径、さらに有利には５０〜３５０μｍの範囲の直径、特に１００〜２５０μｍの範囲の直径を有している場合に有利である。滴下プレートにおける穿孔は、円錐状、円筒状に又は円錐状及び円筒状の切り口で作製されていてよい。円錐状及び円筒状の切り口で作製されている場合、円錐状の切り口は、チャネルに向いた側に存在し、ここで、直径は、上部直径から円筒状の切り口に向かって減少する。続く円筒状の切り口は、その場合、前で定義される直径を有する。
【００２３】
十分に多数の液滴を生成するために、滴下プレートの穿孔が複数の穿孔列において配置されている場合に有利である。この場合、１つの穿孔列における個々の穿孔の間隔と、隣接する穿孔列の間隔とが実質的に同じ大きさであるときに特に有利である。１つの穿孔列における穿孔同士と穿孔列同士の適切な間隔は、１〜１００ｍｍの範囲、有利には２〜５０ｍｍの範囲、特に３〜２０ｍｍの範囲にある。
【００２４】
十分に多量のモノマー溶液を反応器中に導入することができるように、さらに、滴下プレートの面積に対する穿孔の数が、１ｍ2当たり１０００〜１５０００個の穿孔の範囲、有利には１ｍ2当たり２０００〜１２０００個の穿孔の範囲、特に１ｍ2当たり４０００〜１００００個の穿孔の範囲にある場合に好ましい。
【００２５】
さらに、少なくともチャネルのエッジにおける穿孔は、モノマー溶液が反応器の軸に対してある角度で穿孔から出てくるように形成されている場合に有利である。モノマー溶液が反応器の軸に対してある角度で出てくることによって、反応器中での液滴の均一な分散と、チャネルからの液滴同士のより大きい間隔を得ることができる。チャネルが星形に配置されている場合、さらに有利なのは、モノマー溶液が反応器の軸に対して穿孔から出てくる角度が内側から外側に向かって増大するときである。液体が反応器の軸に対してある角度で出てくることは、例えば穿孔を滴下プレートにおいてある角度に形成することで該穿孔を相応して構成することによって、又はその代わりに滴下プレートに角度を付けて構成することによって実現することができる。
【００２６】
液滴が穿孔から滴下装置の個々のチャネルの長さ全体にわたって出てくる角度が一定である場合、これは、好ましくは０〜３０°の範囲、有利には０．１〜２０°の範囲、特に０．２〜１５°の範囲にある。
【００２７】
特にチャネルが星形に配置されている場合、２つのチャネル間の間隔は真ん中から外側に向かって増大することから、液滴が穿孔から出てくる角度が該穿孔の位置によって変化する場合に有利である。そのため、中心に近い角度が外側の穿孔の角度より小さい場合に好ましい。
【００２８】
有利には、星形配置の場合、液体が少なくとも半径方向エッジの穿孔から出てくる角度αは、以外で定義される範囲にある：
【数２】
2017522414.tif 000004
【００２９】
式中、ｒは穿孔の半径位置（メートル）であり、ＮLRはチャネルの数であり、ｄpは平均液滴径（メートル）であり、かつｖは液滴流出速度（メートル／秒）である。穿孔の角度αは、度の単位で求められる。値がゼロより小さい場合、計算された値の代わりに角度に０°の値が使用されるべきである。
【００３０】
反応器の軸に対する液滴の流出角を、数値シミュレーション計算によってさらに最適化することができる。流出角を一定に変化させる以外に、代わりに液滴の流出角を段階的に変化させることも可能である。このために、その場合、各段階の真ん中の角度は、上記の定義に従って規定されることが好ましい。
【００３１】
液体が反応器の軸に対してある角度で滴下プレートの穿孔から出てくることは、例えば、滴下プレートをその下側でその長手軸に沿って角度を付けることによって実現することができる。チャネルひいては滴下プレートが星形に配置されている場合、これにより、液体が反応器の軸を延びる面に対してある角度で穿孔から出てくるようになる。モノマー溶液が反応器中に添加される穿孔は、好ましくは、滴下プレートの長手軸に平行な列において配置される。ここで、滴下プレートが水平線に対して位置合わせされている角度は、反応器の垂直軸に対する穿孔からの液滴の流出角に対応する。特に複数の滴下プレートが使用され、かつチャネルが星形に配置されている場合、流出角が変わればチャネルにおける各々の滴下プレートも別の角度を有することが好ましく、この角度は、内側から外側に向かって増大し、かつ上述の定義に従ってそれぞれ滴下プレートの真ん中で求められる。
【００３２】
滴下プレートに角度を付けて構成することに加えて、長手軸に沿った滴下プレートの穿孔がエッジより真ん中部分で低い、他の任意の構成も可能である。これは例えば、滴下プレートが円形セグメントの形態で長手軸に沿って形成される場合に可能である。それに例えば、滴下プレートの構成は、これが、平坦に延びる領域を真ん中で長手軸に沿って有し、かつ側方領域が、平坦に延びる領域の左右で長手軸に対して角度が付けられているか又は円弧状に構成されていることも可能である。
【００３３】
本発明の実施例を図に示し、以下の記載において詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】液滴重合のための反応器の縦断面を示す図
【図２】半径方向に延びる異なる長さの滴下チャネルの配置を示す図
【図３】星形に配置された滴下チャネルの配置を示す図
【図４】矩形のピッチでの滴下チャネルの配置を示す図
【図５】三角形のピッチでの滴下チャネルの配置を示す図
【図６】第１の実施形態での滴下チャネルの横断面を示す図
【図７】第２の実施形態での滴下チャネルの横断面を示す図
【図８】第３の実施形態での滴化チャネルの横断面を示す図
【図９】滴下プレートの上面図を示す図
【００３５】
図１は、ポリ（メタ）アクリレート粒子の製造のために好ましくは用いられる、液滴重合のための反応器の縦断面を示す。
【００３６】
液滴重合用の反応器１は、滴下装置５を収容する反応器頂部３、重合反応が行われる中間領域７及び反応が完了する流動層１１を有する下部領域９を含む。
【００３７】
ポリ（メタ）アクリレートを製造するための重合反応を実施するために、滴下装置５にモノマー供給口１２を介してモノマー溶液を供給する。滴下装置５が複数のチャネルを有している場合には、専用のモノマーフィード１２を介して各チャネルにモノマー溶液を供給することが有利である。モノマー溶液は、図１には示されていない穿孔を通って滴下装置５から出て、液滴に分割して、反応器中で下向きに落下する。滴下装置５の上方のガス用の第１の添加口１３を介して、ガス、例えば窒素又は空気を反応器１中に導入する。その際、ガス流は、滴下装置５の穿孔から出てくるモノマー溶液が分割して個々の液滴になるのを補助する。さらに、ガス流は、個々の液滴が接触して、より大きな液滴へと合体し難くさせる。
【００３８】
一方では、反応器の円筒状中間領域７を可能な限り短く構成し、そのうえ液滴が反応器１の壁に衝突するのを回避するために、反応器頂部３は、図示しているように、円錐状に形成されていることが好ましく、ここで、滴下装置５は、円筒状領域の上方の円錐状の反応器頂部３の中にある。しかしながら、その代わりに、反応器を反応器頂部３でも円筒状に中間領域７の直径を持たせて構成することも可能である。しかしながら、反応器頂部３を円錐状に構成することが有利である。滴下装置５の位置は、モノマー溶液が供給される最も外側の穿孔と反応器の壁との間で、液滴が壁に衝突するのを防ぐために、まだ十分に大きな距離があるように選択される。このために、距離は、少なくとも５０〜１５００ｍｍの範囲、有利には１００〜１２５０ｍｍの範囲、特に２００〜７５０ｍｍの範囲にあるべきである。反応器の壁に対してそれより大きな距離をとることも当然可能である。しかしながら、これは、距離が大きくなるにつれて反応器横断面の利用もそれだけ不十分になるという欠点を有する。
【００３９】
下部領域９は流動層１１で終わり、この層１１に、落下中にモノマー液滴から形成されたポリマー粒子が落下する。流動層では、更なる反応が行われて所望の生成物が得られる。本発明によれば、モノマー溶液が滴下される最も外側の穿孔は、垂直下向きに落下する液滴が流動層１１に落下するように位置決めされる。これは、例えば、流動層の水力直径が、滴下装置５の最も外側の穿孔を結ぶ線で取り囲まれた面積の水力直径と少なくとも同じ大きさであることによって実現されることができ、ここで、流動層の横断面積と最も外側の穿孔を結ぶ線が成す面積とは同じ形状を有し、両面積の中心は、垂直面上の投影図では互いに同じ位置にある。流動層１１の位置に対する最も外側の穿孔の最も外側の位置は、図１に破線１５を使って示してある。
【００４０】
さらに、液滴が中間領域７でも反応器の壁に衝突するのを回避するために、液滴化装置とガス回収口との間の真ん中の高さでの水力直径は、流動層の水力直径より少なくとも１０％大きい。
【００４１】
その際、反応器１は、任意のあらゆる横断面形状を有していてよい。しかしながら、反応器１の横断面は円形であることが好ましい。この場合、水力直径は、反応器１の直径に相当する。
【００４２】
流動層１１の上方で、反応器１の直径は、ここに示す実施形態では、反応器１が下部領域９で下から上に向かって円錐状に拡大するように増大する。これは、反応器１中で形成されて壁に衝突するポリマー粒子が、壁を伝って下向きに流動層１１に滑り落ちることができるという利点を有する。さらに、ケーキングを回避するために、反応器の壁を振動させることができるタッパー（ここには示されていない）を該反応器の円錐状部分の外側に設けてよく、それによって、付着するポリマー粒子が剥がれて流動層１１に滑り落ちる。
【００４３】
流動層１１の運転用にガスを供給するために、流動層１１の下方には、ガスを流動層１１に吹き込むガス分散器１７が存在している。
【００４４】
反応器１にはガスが上下から導入されるため、反応器１のガスを適切な位置で取り出す必要がある。このために、少なくとも１つのガス回収口１９が、一定の横断面を有する中間領域７から、円錐状に下から上に向かって拡大する下部領域９への移行部に配置される。この場合、円筒形の中間領域７の壁は、上に向かって円錐状に拡大する下側領域９に突出し、ここで、この位置での円錐状の下側領域９の直径は、中間領域７の直径より大きい。これによって、中間領域７の壁の周りを囲む環状空間２１が形成され、ここにガスが流れ込んで、そこから、該環状空間２１に接続された少なくとも１つのガス回収口１９を通して取り出すことができる。
【００４５】
流動層１１のさらに反応したポリマー粒子は、流動層の領域からの生成物回収口２３を介して回収する。
【００４６】
図２には、半径方向に延びる異なる長さの液滴化器チャネルの配置を示している。
【００４７】
第１の実施形態では、滴下装置は、半径方向に延びるチャネル２５を有する。この場合、一部のチャネル２５は、反応器１の真ん中に突き出ている。更なる部分のチャネル２４は、反応器１にそこまでの長さで突き出ておらず、そのため、特に反応器の外側領域（この領域では、反応器１の真ん中まで突き出る形で半径方向に延びるチャネル２５同士の間隔が大きい）において、モノマー溶液を反応器１に導入することができる更なるチャネル２４が設けられている。これにより、反応器の横断面全体にわたる液滴のより均一な分散が可能になる。
【００４８】
滴下装置を抜ける液滴が反応器１の壁に衝突しないことを補助するために、チャネルは、反応器頂部３で水平線に対して角度βで位置合わせされていてよい。ここで、角度βは、好ましくは０°〜２０°の範囲、有利には０°〜１５°の範囲、特に０°〜５°の範囲にある。この場合、反応器３の壁に向く側のチャネルは、反応器３の中心に向く側のチャネルより低い。
【００４９】
チャネル２５の相応の星形配置を図３に示している。チャネルの更なる可能な配置を図４と図５が示す。しかしながら、これらの配置では、水平線に対して角度βによる配置を実現することは困難であるため、この場合、チャネル２５は好ましくは水平に延びる。図４は、チャネルの交点２７がそれぞれ矩形、好ましくは正方形を形成するように、個々のチャネル２５がそれぞれ互いに９０°の角度で配置された矩形のピッチ配置を示す。
【００５０】
図５は、三角形のピッチ配置を示す。この場合、チャネル２５は、チャネル２５の交点２７がそれぞれ正三角形を形成するように、それぞれ互いに６０°の角度で配置される。しかしながら、これはほかに、それぞれ平行に延びるチャネルが常に同じ大きさの間隔を有することを前提としている。
【００５１】
図４及び図５に示される実施形態でチャネルを抜き出すことを可能にするために、互いに平行に位置合わせされていないチャネル２５は異なる水平面にある必要がある。
【００５２】
ここに示す実施形態の代わりに、該チャネルを、平行に配置されたチャネル間の間隔が変化するように又は平行に配置されたチャネル間の間隔はそれぞれ同じ大きさであるものの、平行に配置された別方向に延びるチャネル間の間隔は異なるように配置することも当然可能である。そのうえ、チャネルを任意の他の角度で互いに配置することも可能である。
【００５３】
しかしながら、特に円形の反応器横断面の場合には、図３に示す星形配置が有利である。しかしながら、この場合、チャネルの数は、反応器の周囲長に応じて変化してもよい。加えて、チャネルを異なる長さで、これらが反応器１に異なる長さで突き出るように構成することも可能である。しかしながら、この場合、常に回転対称の配置が有利である。
【００５４】
モノマー溶液の供給のためのチャネルをその下側で閉ざし、かつモノマー溶液が反応器中に滴下される穿孔が形成された滴下プレート２６の位置は、ドット領域によって図３〜図５に示している。
【００５５】
本発明によれば、チャネル２４、２５の数は、チャネル２４，２５又は滴下ヘッドによって覆われた反応器中での面積の、最も外側の穿孔に沿った線の周囲長によって画定された面積に対する比率が５０％未満となるように選択される。これによって、十分にガスがチャネル２４、２５を通って流れることができ、ガスと、チャネル２４、２５を抜ける液滴との十分な接触が実現されることが保証される。
【００５６】
図６、７及び８は、異なる実施形態でのチャネル２５の横断面を示す。
【００５７】
反応器横断面にわたって均一な液滴分散を得るためには、少なくともチャネルに外側の穿孔で形成される液滴が、垂直線、すなわち反応器軸に対してある角度で出てくる場合に有利である。このために、例えば、図６に示すように、穿孔が形成されているチャネルの領域を円形セグメントの形態に構成することが可能である。これによって、モノマー溶液が反応器軸線２９に対して出てくる角度αは、チャネルの真ん中から外側に向かって増大する。
【００５８】
その代わりに、図７に示すように、穿孔が形成されているチャネル基部を水平線に対してある角度で位置合わせすることも可能であり、ここで、チャネル基部３１に対して垂直な穿孔の場合、液滴が反応器軸に対して出てくる角度αは、水平線に対するチャネル基部の角度αに相当する。また、チャネル基部３１の角度を付けられた領域に加えて、中間の基部領域３３が水平に延びた構成も可能である。
【００５９】
穿孔を簡単に洗浄することができるように、穿孔が滴下プレートに形成されており、該滴下プレートが、チャネル２５の基部で相応して構成されたオリフィスに位置決めされる場合に有利である。そのとき、滴下プレートは、洗浄のために取り外すことができ、きれいな滴下プレートと交換することができる。この場合、滴下プレートは、好ましくは、図６〜図８に示すようなチャネル２５の基部プロファイルを実現できるように、円形セグメントの形態で又は角度を付けて構成される。
【００６０】
特にチャネルが星形に配置されている場合には、モノマー溶液が出てくる角度が反応器の真ん中から外側に向かって増大する場合にさらに有利である。
【００６１】
ここに示す円形横断面のほかに、チャネル２５を他の任意の横断面で構成することも可能である。特に滴下プレートを用いる場合には、チャネル２５を矩形の横断面で形成することがとりわけ有利である。この場合、チャネルは、取り外し可能な蓋で上端が閉じられていてもよく、かつ滴下プレートは、蓋を取り外した後に簡単に取り出して交換することができる。
【００６２】
図９は、滴下プレートの上面図を示す。
【００６３】
滴下プレート２６は、モノマー溶液が反応器中に滴化される多数の穿孔３５を有する。その際、モノマー溶液は、穿孔３５を通って流れ、滴下プレート２６を抜けた後に分割して液滴になる。その際、液滴は、滴下プレート２６を抜けた直後に生成される。
【００６４】
本発明によれば、滴下プレート２６の面積に対する滴下プレートの穿孔の数は、滴下プレート２６の最も外側の穿孔３５に沿った線の周囲長によって画定された面積に対する穿孔の数が、１ｍ2当たり１０００〜１５０００個の穿孔の範囲、有利には１ｍ2当たり２０００〜１２０００個の穿孔の範囲、特に１ｍ2当たり４０００〜１００００個の穿孔の範囲にあるように選択される。ここでは、反応器１における滴下装置５のすべての滴下プレートを考慮に入れている。穿孔３５の相応した数によって、反応器を経済的に操作し得るのに十分な量の液滴が生成され、他方では、液滴の数は、個々の液滴が衝突し合体するほど大きくあってはならない。それゆえ、液滴の数は、各々の液滴が、他の液滴との衝突を実質的に回避することができる十分に大きなガス体積によって取り囲まれるように選択しなければならない。反応器がさらに経済的に運転されるべき場合、液滴の衝突と個々の液滴の合体を完全に回避することはできない。しかしながら、滴下プレート２６の最も外側の穿孔３５に沿った線の周囲長さによって画定された面積に対する滴下プレートの穿孔３５の数が上述の範囲内にある場合には、実質的な回避が達成される。
【００６５】
製造上の観点から、モノマー添加のための穿孔３５が、ここに示すように、平行して互いに隣り合う穿孔列３７に配置されている場合に有利である。液滴の衝突を実質的に回避するために、１つの穿孔列における穿孔同士と穿孔列同士の適切な間隔は、１〜１００ｍｍの範囲、有利には２〜５０ｍｍの範囲、特に３〜２０ｍｍの範囲にある。
【符号の説明】
【００６６】
１  反応器
３  反応器頂部
５  滴下装置
７  中間領域
９  下部領域
１１  流動層
１２  モノマー供給口
１３  ガス用の添加口
１５  流動層１１に対して最も外側の穿孔の位置
１７  ガス分散器
１９  ガス回収口
２１  環状室
２３  生成物回収口
２４  チャネル
２５  チャネル
２６  滴下プレート
２７  交点
２９  反応器軸
３１  チャネル基部
３３  中間の基部領域
３５  モノマー添加のための穿孔
３７  穿孔列
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【手続補正書】
【提出日】平成28年6月20日(2016.6.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリ（メタ）アクリレートを製造するためのモノマー溶液の液滴を液滴重合用の反応器（１）中に添加するための、少なくとも１つのチャネル（２４，２５）又は滴下ヘッドを含んでなる装置であって、該少なくとも１つのチャネル（２４，２５）又は該滴下ヘッドが、その下側に、溶液が反応器（１）中に導入されるときに通過する穿孔（３５）を有し、ここで、以下の特徴（ａ）及び（ｂ）：
（ａ）チャネル（２４，２５）又は滴下ヘッドによって覆われた反応器中での面積の、最も外側の穿孔に沿った線の周囲長によって画定された面積に対する比率が５０％未満であること、
（ｂ）最も外側の穿孔に沿った線の周囲長によって画定された面積に対する穿孔（３５）の数が１ｍ2当たり１００〜１０００個の穿孔の範囲にあること
の少なくとも１つが含まれ、かつ
滴下ヘッド又は滴下プレート（２６）の構成において、穿孔が、液体が反応器の軸に対してある角度で穿孔（３５）から出てくるように位置合わせされている、前記装置。
【請求項２】
前記チャネル（２４，２５）がその下側で滴下プレート（２６）により閉ざされており、該滴下プレート（２６）には溶液を滴下するための穿孔（３５）が設けられていることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記チャネル（２５）が反応器中に星形で配置されていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の装置。
【請求項４】
前記チャネル（２４，２５）が反応器（１）の中心の周りで回転対称に配置されており、ここで、前記チャネルは、それぞれ外壁から反応器（１）の中心の方向に向かって異なる長さで反応器（１）の中に突出することを特徴とする、請求項１から３までのいずれか１項に記載の装置。
【請求項５】
それぞれ複数の平行に位置合わせされたチャネル（２５）が互いに交差する形で位置合わせされていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の装置。
【請求項６】
少なくとも１つの環状チャネルが含まれていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の装置。
【請求項７】
滴下ヘッドが、環状の又は均等な多角形の横断面を有していることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項８】
穿孔（３５）が、２５〜５００μｍの範囲の直径を有することを特徴とする、請求項１から７までのいずれか１項に記載の装置。
【請求項９】
穿孔（３５）が互いに１〜１００ｍｍの範囲の間隔を有することを特徴とする、請求項１から８までのいずれか１項に記載の装置。
【請求項１０】
滴下装置の面積に対する穿孔の数が、１ｍ2当たり１０００〜１５０００個の穿孔の範囲にあることを特徴とする、請求項１から９までのいずれか１項に記載の装置。
【国際調査報告】
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