(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
重合体組成物供給口と、重合体出口と、揮発成分出口とを備えたシリンダと、このシリンダ内に回転自在に支持されたスクリュとを有するスクリュ式脱揮押出装置に、前記重合体組成物供給口から重合体と揮発成分とを含む重合体組成物を供給し、前記揮発成分出口から該揮発成分を排出し、前記重合体出口から前記重合体を得る重合体組成物の脱揮押出方法において、
シリンダの長さ方向において、重合体組成物供給口の上流側に揮発成分出口を設け、スクリュのネジの向きが途中で逆になっていることにより、該重合体組成物供給口から下流側に設けられた重合体出口に向かって重合体を送るとともに、重合体組成物供給口の揮発成分出口側にはみ出した重合体を、該揮発成分出口に向かって送ることを特徴とする脱揮押出方法。
【請求項２】
請求項１に記載の脱揮押出方法において、
加圧下で１５０℃〜２７０℃に加熱した重合体組成物を重合体組成物供給口に導き、１０ｍｍＨｇ〜大気圧下のシリンダ内に供給することを特徴とする脱揮押出方法。
【請求項３】
重合体組成物供給口と、重合体出口と、揮発成分出口とを備えたシリンダと、このシリンダ内に回転自在に支持されたスクリュとを有するスクリュ式脱揮押出装置において、
シリンダの長さ方向において、重合体組成物供給口の上流側に揮発成分出口が設けられ、該重合体組成物供給口から下流側に設けられた重合体出口および前記揮発成分出口に向かって重合体が送られるようにスクリュのネジの向きが途中で逆になっていることを特徴とするスクリュ式脱揮押出装置。
【請求項４】
請求項３に記載のスクリュ式脱揮押出装置において、
重合体組成物供給口の開口部の揮発成分出口側の内縁と、前記スクリュのネジの向きが逆になる切替位置との距離Ｘが、前記内縁を原点として、揮発成分出口側に正の座標をとり、スクリュ径をＤ、前記重合体組成物供給口のスクリュの長手方向における開口部径をＹとしたとき、−０．２Ｙ〜＋２Ｄの範囲内であることを特徴とするスクリュ式脱揮押出装置。
【請求項５】
前記距離Ｘが０〜＋Ｄの範囲内であることを特徴とする請求項４記載のスクリュ式脱揮押出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、溶液重合あるいは塊状重合法によって得られた未反応単量体、溶剤、揮発性副生物などの揮発成分を含有する重合体組成物から、これらの揮発成分を分離して重合体を得る脱揮押出方法およびスクリュ式脱揮押出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
メタクリル系重合体は、その卓越した透明性により、近年、光学材料として脚光を浴びている。この透明性を最大限に引き出すためには、製造過程において発生する汚染物質（副生物）を徹底的に排除する必要がある。
汚染物質を含む重合体から製品を製造すると、欠陥を有するものが得られることがある。例えば、プラスチック光ファイバ（以下、光ファイバと略記する）を製造すると、光ファイバの長さ方向に対して局部的に伝送性能が低下した部分が発生する。また、ディスクを製造すると、成形後の表面欠陥として現れる。
【０００３】
このため、重合方法としては特公昭５２−３２６６５号公報、特公平７−７２２１３号公報、特開平３−１１１４０８号公報に開示されているような汚染物質混入の可能性が少ない連続塊状重合法、連続溶液重合法などが好適である。
このような重合法によって得られる生成物は、重合体の他に、未反応単量体、溶剤、重合過程で生成する揮発性副生物などの揮発成分を含む重合体組成物である。
そして、この重合体組成物の重合体含有率は一般に４０〜７０重量％であるため、６０〜３０重量％の大量の揮発成分を重合体組成物から脱揮して分離除去しなければならない。したがって、この脱揮工程においても、できるだけ汚染物質の混入を防ぐ必要がある。
【０００４】
重合体組成物から揮発成分を分離除去する方法としては、スクリュ式脱揮押出装置を用いた方法が提案されている。スクリュ式脱揮押出装置は、一般に、重合体組成物供給口と重合体出口と揮発成分出口（ベント）とを備えたシリンダと、このシリンダ内に回転自在に配設されたスクリュとを有するものである。すなわち、重合体組成物供給口から供給された重合体組成物を、スクリュの回転によって重合体出口に送りつつ、重合体組成物中の揮発成分を揮発成分出口から排出するようになっている。
【０００５】
特公昭５２−１７５５５号公報には、２０ｋｇ／ｃｍ2以上に加圧するとともに、２１０〜２７０℃に加熱した重合体組成物を、５０Ｔｏｒｒの真空から大気圧の圧力条件下のシリンダ内に、重合体組成物供給口に設けられたノズルの細孔または狭い間隙を通してフラッシュし、スクリュに直接吹き付けて導入する方法が開示されている。
このような条件で重合体組成物を供給すると、重合体組成物がシリンダ内で急激に発泡して揮発成分と重合体とに分離され、揮発成分の大部分を分離して回収することができる。
【０００６】
しかしながら、この方法においては、重合体組成物が高速で供給されるため、シリンダ内で重合体組成物が急発泡し、重合体によって揮発ガスの流路が一時的に塞がれることがあり、揮発成分出口においてベントアップをおこしやすかった。ベントアップをおこすと、揮発成分の除去量が安定しなくなったり、除去量が不十分になったりする。そして、得られた重合体の品質が安定せず、重合体から製造する製品の欠陥の原因になることがある。
したがって、ベントアップを抑制するためには、運転条件の設定の自由度が非常に狭くならざるを得ず、工業的に有利な大量処理可能な条件設定が困難である場合が少なくなかった。
【０００７】
この方法を改良したものが、特開平３−４９９２５号公報に記載の技術である。
すなわち、シリンダの長さ方向において、揮発成分出口が重合体組成物供給口のスクリュの駆動部側（上流側）に設けられ、この重合体組成物供給口と揮発成分出口との軸方向距離を３Ｄ（Ｄ：スクリュ径）以上になるように確保したスクリュ式脱揮押出装置を用意する。この装置において、重合体出口は、シリンダの長さ方向において、前記揮発成分出口の反対側に設けられている。
そして、揮発成分を含有する重合体組成物を予め加熱し、揮発成分の一部を気化させ、気−液混合流あるいは気−液−固混合流の状態で、この重合体組成物をシリンダ内に供給する。ついで、重合体から分離された揮発成分を、前記揮発成分出口から５０ｍ／ｓｅｃ以下の流速で排出する。
特開平３−４９９２５号公報には、この方法によって重合体組成物供給口と揮発成分出口との距離を大きく設定し、特定速度で揮発成分を排出することにより、ベントアップの問題はほぼ解消することができると記載されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開平３−４９９２５号公報に記載の方法においては、重合体組成物供給口と揮発成分出口との軸方向距離が長いため、装置が大型化するという不都合があった。よって、特公昭５２−１７５５５号公報に記載の方法と比較すると、一見、運転条件の自由度が広く、工業的に有利な条件設定が可能であるが、装置の大きさに対して重合体組成物の処理量が小さく、十分な効果が得られなかった。
【０００９】
また、揮発成分の除去は改善されるものの、むしろ、以下のような理由により、特公昭５２−１７５５５号公報に記載の方法よりも汚染物質が混入しやすくなるという問題が発生した。
すなわち、シリンダの長さ方向において、重合体組成物供給口から重合体出口の間の重合体は、常に強制的に重合体出口から排出されるが、重合体出口の反対側の空間、すなわち、スクリュを支持する駆動部（軸封軸受部）側に重合体が滞留しやすく、この滞留によって重合体の一部が熱劣化して副生物が生成する。
この現象は、特公昭５２−１７５５５号公報に記載の方法においても発生するが、特に特開平３−４９９２５号公報に記載の方法においては、重合体組成物供給口と駆動部側の揮発成分出口との間の距離が長く、滞留する重合体の容積が大きくなり、熱劣化による副生物が生成しやすくなる。
また、重合体組成物供給口と揮発成分出口との間の距離が長いにも関わらず、この部分には重合体が充填されない。すると、シリンダとスクリュとが直接接触し、メタルタッチになり、かじりによって発生する磨耗粉量が多くなり、この摩耗粉が重合体中に混入する。
【００１０】
一方、特開昭５９−１３３２０６号公報には、シリンダ内において、スクリュの軸方向の両端が支持され、このスクリュの両端の支持点近傍に、それぞれ重合体排出口が設けられ、シリンダの長さ方向の中間部に重合体組成物供給口と揮発成分出口とを備えたスクリュ式脱揮押出装置を用いた方法が開示されている。
この方法においては、シリンダの長さ方向において、中間部から両端部に向かって重合体が送られ、排出されるため、シリンダ内に重合体が滞留しにくく、重合体の熱劣化を防ぐことができる。このため、汚染物質が少ない重合体を得ることができる。
しかしながら、特開平３−４９９２５号公報に記載の方法比較して、この方法は、重合体組成物供給部において、瞬間的に揮発成分を蒸発させて大量の揮発成分を分離することが構造的に困難である。そこで、重合体組成物中の残存単量体含有率を低くするためには装置の大きさに対して重合体組成物の処理量を少なくする必要があり、工業的に不利であった。
【００１１】
したがって、製造条件の設定自由度が高く、工業的に有利な条件が設定できるという課題と、汚染物質の混入を抑制するという課題とを十分に満足する方法は未だ提案されておらず、さらなる改善が望まれていた。
【００１２】
本発明は前記事情に鑑みてなされたもので、製造条件の設定自由度が高く、工業的に有利な条件が設定可能な揮発成分を含有する重合体組成物の脱揮押出方法および脱揮押出装置を提供することを課題とする。
また、ベントアップが発生しにくく、揮発成分を安定に除去可能な揮発成分を含有する重合体組成物の脱揮押出方法および脱揮押出装置を提供することを課題とする。
さらに、汚染物質の混入の少ない揮発成分を含有する重合体組成物の脱揮押出方法および脱揮押出装置を提供することを目的とする。
また、スクリュ式脱揮押出装置において、装置を小型化できる揮発成分を含有する重合体組成物の脱揮押出方法および脱揮押出装置を提供することを課題とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明においては、以下のような解決手段を提案する。
すなわち、本発明は、重合体組成物供給口と、重合体出口と、揮発成分出口とを備えたシリンダと、このシリンダ内に回転自在に支持されたスクリュとを有するスクリュ式脱揮押出装置に、前記重合体組成物供給口から重合体と揮発成分とを含む重合体組成物を供給し、前記揮発成分出口から該揮発成分を排出し、前記重合体出口から前記重合体を得る重合体組成物の脱揮押出方法において、シリンダの長さ方向において、重合体組成物供給口の上流側に揮発成分出口を設け、スクリュのネジの向きが途中で逆になっていることにより、該重合体組成物供給口から下流側に設けられた重合体出口に向かって重合体を送るとともに、重合体組成物供給口の揮発成分出口側にはみ出した重合体を、該揮発成分出口に向かって送ることを特徴とする脱揮押出方法である。
本発明においては、この様にシリンダの長さ方向において、重合体組成物供給口の上流側に揮発成分出口が設けられ、該重合体組成物供給口から下流側に設けられた重合体出口および前記揮発成分出口に向かって重合体が送られるように、スクリュのネジの向きが途中で逆になっていることを特徴とするスクリュ式脱揮押出装置を用いる。
このスクリュ式脱揮押出装置においては、重合体組成物供給口の開口部の揮発成分出口側の内縁と、前記スクリュのネジの向きが逆になる切替位置との距離Ｘが、前記内縁を原点として、揮発成分出口側に正の座標をとり、スクリュ径をＤ、前記重合体組成物供給口のスクリュの長手方向における開口部径をＹとしたとき、−０．２Ｙ〜＋２Ｄ、さらに好ましくは０〜＋Ｄの範囲内であることが好ましい。
これらの脱揮押出方法においては、発泡しないように加圧下で１５０℃〜２７０℃に加熱した重合体組成物を重合体組成物供給口に導き、１０ｍｍＨｇ〜大気圧下のシリンダ内に供給することが好ましい。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明は、例えば、溶液重合あるいは塊状重合によって得られた重合体と、未反応単量体、溶剤（不活性溶媒）、重合過程で生成する揮発性副生物などの揮発成分とを含む熱可塑性の重合体組成物の処理に適用することができる。
この組成物を構成する重合体は、上述のように重合工程後に揮発成分を含む重合体組成物として得られるものであれば特に限定するものではなく、例えば、アクリル酸およびその誘導体（例えばアルキル（メタ）アクリレート類）やスチレンなどのビニル化合物の単独重合体、または、これらのビニル化合物を主体とする共重合体などである。特に光学材料として使用されるメタクリル系重合体の処理に対して本発明を適用すると、大きな効果を得ることができる。例えば、メチルメタクリレートの単独重合体、あるいはメチルメタクリレートを主体とする共重合体などが好ましい。
【００１５】
重合体組成物の重合体含有率は特に限定されないが、３０重量％以上が望ましく、好ましくは３０〜８０重量％、さらに好ましくは４０〜７５重量％である。重合体含有率が少なすぎると、揮発量が多く、エネルギーの負担が大きいため工業的に不利である。多すぎると、重合体の特性や運転条件によっては重合体組成物の粘度上昇が大きく、揮発成分と重合体との円滑な分離が困難となる場合がある。
【００１６】
以下、本発明の実施形態例について説明する。
＜実施形態参考例＞
図１は本実施形態参考例に用いるスクリュ式脱揮押出装置（以下、脱揮押出装置と略記する）の一例を示したものである。図中符号１は円柱状のシリンダであり、このシリンダ１の中空部１ａ内には略円柱状のスクリュ２が配設されている。このスクリュ２は、駆動部である軸封軸受部２ａに、その片端が回転自在に支持されている。また、このスクリュ２の側面には螺旋状の溝２ｂが設けられ、ネジが切られている。
脱揮押出装置は、スクリュ２が１本設けられた単軸式のものでも、スクリュ２が２本設けられた二軸式のものであってもよい。
【００１７】
また、前記シリンダ１の軸封軸受部２ａ側の側面には、シリンダ１の中空部１ａ内に開口するノズル３ａを備えた重合体組成物供給口３が設けられている。このノズル３ａは、例えば円筒、長方形型スリット、多孔穴、多条スリットなど、種々の形状のものを用いることができるが、揮発面積を確保しつつ、均一な速度で供給するためには長方形型スリット、多条スリット形状であることが好ましい。
【００１８】
また、ノズル３ａの途中にはバルブ３ｃが設けられていることが好ましい。このバルブ３ｃが存在するため、後述するように、バルブ３ｃの手前の圧力を調整することにより、重合体組成物の発泡を抑制し、シリンダ１内に安定に重合体組成物を供給することができる。バルブ３ｃは、調圧機能を有するものであれば特に制限はないが、具体的にはニードルバルブなどが好ましい。また、運転管理を容易にするため、自動調圧機能を有するものを用いることがさらに好ましい。
【００１９】
一方、シリンダ１のスクリュ２の先端側には重合体出口４が設けられている。さらに、シリンダ１の側面の、軸封軸受部２ａと重合体組成物供給口３との間には、供給口側揮発成分出口（以下、リアベントと記す）５が設けられ、重合体組成物供給口３と重合体出口４との間には出口側揮発成分出口（以下、フォアベントと記す）６が設けられている。リアベント５によって十分に揮発成分を排出することができれば、フォアベント６は必ずしも必須ではなく、重合体組成物の組成などによって必要に応じてフォアベント６は１つ、または２つ以上設けることができる。
すなわち、この脱揮押出装置においては、シリンダ１の長さ方向にそって、スクリュ２の駆動部（軸封軸受部２ａ）側から順にリアベント５、重合体組成物供給口３、フォアベント６、重合体出口４が配列されている。
なお、リアベント５は水平向き、または水平向よりも下向きに形成することが好ましく、鉛直下向きに形成することがさらに好ましい。
【００２０】
本実施形態参考例においては、下記（１）式を満足するように、重合体組成物供給口３の開口部、すなわちノズル３ａの開口部３ｂの開口面積Ｓを設定し、運転条件を設定する。（１）式中のスクリュ径Ｄと、スクリュの溝深さＨは、図１中に示されている。
【数１】
0003760059.tif 000002
さらに、好ましくは以下の（２）式を満足するように開口面積Ｓを設定し、運転条件を設定する。
【００２１】
【数２】
0003760059.tif 000003
【００２２】
前記（１）式の条件を満足することによって、シリンダ１の内壁とスクリュ２の外面との間の間隙において、スクリュ２の掻き取りによって重合体を重合体出口４に送ることができるとともに、重合体によってこの間隙が塞がれることがなく、揮発ガスの流路が確保され、リアベント５から効率よく揮発成分が排出される。
【００２３】
開口面積Ｓが前記（１）式の左辺よりも小さいと、重合体の吐出速度がスクリュ２の掻き取り速度よりも相対的に速くなりすぎて、前記間隙内が重合体で満たされ、リアベント５に向かう揮発ガスの流路が不足し、揮発成分が排出されにくくなる。その結果、リアベント５に向かおうとする揮発ガスに重合体が同伴され、リアベント５側に重合体が膨らみやすくなり、リアベント５が塞がれるので、ベントアップの原因となる。
開口面積Ｓが（１）式の右辺よりも大きいと、ノズル３ａ内における揮発成分と重合体との分離が進み過ぎ、ノズル３ａからの重合体の吐出量にムラが発生し、サージングの原因となる。
【００２４】
以下、具体的な操作例にそって説明する。
まず、重合体組成物を予め１５０℃〜２７０℃、好ましくは１７０℃〜２５０℃に加熱してノズル３ａに供給する。予熱温度が低すぎると、揮発成分の十分な分離が困難になる場合がある。高すぎると二量体の生成が著しく、汚染物質の含量が増加する。一般に、二量体などの副生物は単量体よりも沸点が高く、分離が難しいため、メタクリル系重合体の透明性低下の原因となる。
【００２５】
このとき、重合体組成物を加圧し、重合体組成物の発泡を防ぐことが好ましい。重合体組成物が発泡した状態では、ノズル３ａを介してシリンダ１の中空部１ａ内への安定した供給が困難となる。また、バルブ３ｃの手前側の配管部で発泡した状態の重合体組成物を加熱すると、重合体組成物が配管内に滞留して着色の原因となる。
重合体組成物の加熱、加圧方法は特に限定せず、周知の方法を適用できる。例えば、ジャケット付配管中で加熱、加圧しながら重合体組成物を移送し、ノズル３ａに供給することが好ましい。
【００２６】
ノズル３ａにおいては、バルブ３ｃの開度の調節によって圧力を維持して、バルブ３ｃの手前の重合体組成物の発泡を防ぐ。ついで、この重合体組成物を、バルブ３ｃを通過させ、発泡させながら、ノズル３ａの開口部３ｂから中空部１ａ内に連続的に供給する。
このように、バルブ３ｃ通過前の重合体組成物の発泡を抑制することによって、安定にシリンダ１の中空部１ａ内に重合体組成物を供給することができ、かつ、中空部１ａ内で一気に重合体組成物を発泡させて、効率よく揮発成分を除去することができる。
【００２７】
このとき、シリンダ１の中空部１ａ内の圧力は、１０Ｔｏｒｒ〜大気圧、好ましくは５０Ｔｏｒｒ〜大気圧、さらに好ましくは５０Ｔｏｒｒ〜大気圧未満において、減圧状態に調整しておく。
この圧力が高すぎると、揮発成分の蒸発量が少なくなり、揮発成分の除去効率が低下することがある。
また、シリンダ１の中空部１ａ内を減圧状態にすると、揮発成分の蒸発が促進される。ただし、中空部１ａ内の圧力が低すぎると、揮発ガスの体積膨張によって、揮発ガスの流速が速くなり、リアンベント５側に向かう揮発ガスに重合体が同伴されるため、好ましくない。
【００２８】
このようにしてシリンダ１の中空部１ａ内に供給された重合体組成物は、バルブ３ｃ通過前圧力と、通過後の中空部１ａ内の圧力との差によって、一気に発泡しながらスクリュ２に衝突し、揮発成分と重合体とが分離し、揮発成分の一部がリアベント５から回収される。一方、重合体は、スクリュ２の回転によって重合体出口４に送られる。このとき、残りの揮発成分はリアベント５とフォアベント６から排出され、重合体出口４から重合体が得られる。
【００２９】
このように、この実施形態参考例においては、前記（１）式を満たす条件で運転することによって、重合体組成物供給口３からシリンダ１の中空部１ａに供給される重合体組成物からなる気液混合流の速度と、スクリュの掻き取り速度がそれぞれ最適な値に維持されるので、揮発成分を効率よく除去し、かつベントアップを防ぐことができる。よって、運転条件の自由度が高く、工業的に有利な大量処理に適している。
また、従来の方法のように重合体組成物供給口３とリアベント５との間の距離は長くする必要はなく、例えば、スクリュ径Ｄの一倍程度もあれば十分である。その結果、シリンダ１の長さを短くすることができ、装置の小型化を図ることができ、かつ、シリンダ１に滞留する重合体量を少なくして、重合体の熱劣化による副生物の生成を防ぐことができる。さらに、シリンダ１とスクリュ２とのかじりが発生しにくく、摩耗粉の混入を抑制できる。
したがって、小型の装置で工業的に有利な条件を設定でき、かつ組成が安定しており、汚染物質の少ない重合体を得ることができる。
特にメタクリル系重合体の精製を行うと、同じ大きさの従来の装置と比較して、透明性に優れた重合体を大量に製造でき、工業的に有利である。
【００３０】
このようにして得られた透明性に優れたメタクリル系重合体は、例えば、光ファイバのコアに適している。光ファイバにおいては、コアの透明性が良好である程、光ファイバの伝送特性を向上させることができるためである。また、安定した揮発成分の除去と汚染物の混入抑制により、光ファイバの長さ方向で局部的に伝送損失の劣化が発生する現象を抑制することができるためである。
【００３１】
本発明の重合体が用いられる光ファイバの構造は特に限定されず、図２（ａ）に示したような芯（コア）１０と鞘（クラッド）１１とが同心円状に積層され、その界面で屈折率が急激に変化する芯鞘型光ファイバ、図２（ｂ）に示したような芯（コア）の中心１０から外周１０’，１０’’にむかって、屈折率が段階的に変化する屈折率分布型光ファイバなどが挙げられる。
このような光ファイバは通常、複数の材料を同心円状に積層して吐出する複合紡糸ノズルを用いて紡糸されるが、必ずしもこれに限定されるわけではない。例えば芯鞘型光ファイバについては、先ず芯成分のみを紡糸して賦形し、ついでその外層に鞘成分を溶融塗布する方法も採用可能である。
【００３２】
芯鞘型光ファイバの鞘成分としては、例えばフッ化ビニリデンと、フルオロアルキルビニルエステル、メタクリル酸エステル、アクリル酸エステル、テトラフルオロエチレン、ヘキサフルオロプロペン、または酢酸ビニルなどとの共重合体などを使用し得る。また、フッ化アルキルメタクリレート、フッ化アルキルアクリレートなどとメタクリル酸エステル、アクリル酸エステルなどとの共重合体なども使用し得る。
好ましいものとして、フッ化ビニリデンを主成分とする重合体が挙げられる。この重合体としては、例えば、フッ化ビニリデンを７５〜９９重量％含有するフッ化ビニリデンとテトラフルオロエチレンとの共重合体、フッ化ビニリデン７５〜９５重量％とテトラフルオロエチレン４〜２０重量％とヘキサフルオロプロペン１〜１０重量％とからなる共重合体、フッ化ビニリデン７５〜９５重量％とテトラフルオロエチレン４〜２０重量％とフッ化ビニル１〜５重量％とからなる共重合体などが挙げられる。
【００３３】
なお、図２（ｂ）に示した屈折率分布型光ファイバの場合は、本発明の重合体をその中心の材料として用い、その外側には屈折率が順次低下する一種以上の重合体あるいは共重合体が配置される。外側に配置される重合体あるいは共重合体は、本発明の方法によって製造することもできる。
【００３４】
＜本発明の実施形態例＞
本発明は、特に重合体組成物の脱揮工程における汚染物質の混入を防ぐことを目的としたものである。
図３は本発明に用いられる脱揮押出装置の一例を示したもので、図３（ａ）は一部側断面図、図３（ｂ）は装置の要部を示したものである。図１に示したものと同様の構成については同符号を付して説明を省略する。
【００３５】
この装置の特徴は、スクリュ２のネジの向きが途中で逆になっている点である。
すなわち、シリンダ１の中空部１ａ内が、シリンダ１の長さ方向において、重合体出口４側の重合体出口方向流路１ｃとリアベント５側のリアベント方向流路１ｄとに分けられている。
そして、重合体出口方向流路１ｃにおいては、重合体組成物供給口３から重合体出口４に向かって強制的に重合体が送られる。また、リアベント方向流路１ｄにおいては、重合体組成物供給口３からリアベント５にむかって強制的に重合体が送られる。
【００３６】
ところで、従来の脱揮押出装置における重合体の副生物の混入は、以下のようなプロセスによって発生することが多い。以下、図３（ａ）を参照して説明する。従来の装置は、図３（ａ）に示した装置と異なり、スクリュ２に螺旋状に設けられた溝２ｂは、一方向にのみ重合体を送るように設けられているため、シリンダ１の中空部１ａ内の重合体は重合体組成物供給口３から重合体出口４に向かって送られるのみである。
しかしながら、実際は、重合体組成物供給口３からの重合体組成物の供給量の変動などによって、重合体の一部が重合体組成物供給口３よりもリアベント５側に溢れてはみ出す場合がある。すると、リアベント５と重合体組成物供給口３との間に重合体の一部が滞留する。そして、この部分に滞留した重合体は、外部に排出されないまま中空部１ａ内に留まり、高温に長時間さらされることによって次第に劣化し、着色したり、炭化したりして副生物が生成する。
【００３７】
また、重合体組成物供給口３から重合体出口４に送られる重合体は、溢れ出ないまでも、上述の場合と同様の理由によって非定常的にリアベント５側に膨れてはみ出すことがある。
すると、上述の副生物（汚染物質）がはみ出した重合体と接触し、重合体出口４に同伴され、重合体出口４からはこの副生物を含んだ重合体が得られる。
【００３８】
一方、図３（ａ）に示した本発明の脱揮押出装置においては、重合体組成物供給口３からリアベント５側に重合体が送られるようになっている。このため、リアベント５側に溢れたり、膨れてはみ出した重合体は、強制的にリアベント５に送られ、このリアベント５から排出される。その結果、シリンダ１内の重合体の不必要な滞留を防ぎ、重合体への汚染物質の混入を防ぐことができる。
【００３９】
この装置において、重合体組成物供給口３（ノズル３ａ）の開口部３ｂのリアベント５側の内縁と、スクリュ２の溝２ｂの向き（ネジの向き）が逆になる切替位置との距離Ｘは、以下の関係を満たすように設計すると好ましい。
ここで、スクリュ径をＤ、重合体組成物供給口３のスクリュの長手方向における開口部径（開口部ｂの径）をＹとする。そして、重合体組成物供給口３の開口部３ｂのリアベント５側の内縁を原点として、リアベント５側に正の座標をとったとき、−０．２Ｙ〜＋２Ｄの範囲内になるように距離Ｘを設定する。すなわち、前記原点からリアベント５側（＋側）に前記切替位置を配置する場合は、原点から＋２Ｄの範囲内に配置する。また、原点から重合体出口４側（−側）に切替位置を配置する場合は、原点から−０．２Ｙの範囲内に配置する。
【００４０】
距離Ｘが＋２Ｄよりも大きくなり、切替位置がリアベント５側にシフトすると、リアベント５側にはみ出した重合体を排出することが困難になる場合がある。また、距離Ｘの値が負値で、その絶対値が−０．２Ｙの絶対値よりも大きくなり、切替位置が重合体出口４側にシフトすると、リアベント５に送られる重合体量が多くなるとともに、押出機前方への送り量が不安定になるため、安定に重合体を得ることが困難になる。さらに好ましくは、必要以上にリアベント５側に重合体が送られるのをできるだけ防ぐために、この距離Ｘを０〜＋２Ｄに設定する。また、重合体の滞留をさらに防ぐためには、この距離Ｘを０〜＋Ｄに設定することが好ましい。これらの位置関係を、図３（ｂ）に示す。
【００４１】
また、リアベント５を鉛直下向きに形成すると、重合体が、その自重によって流下して排出されるため、好ましい。
また、フォアベント６はサイドベント方式とし、スクリュフライト（ハネ）がフォアベント６のベント口を掻き下げとして働く側に設置すると好ましい。その結果、フォアベント６におけるベントアップを抑制することができる。また、仮に突発的にベントアップしても、揮発成分は再びシリンダ１内に戻ることなく、シリンダ１の外部に排出される。
また、一般に、ベントアップを防ぐために、シリンダ内のベント口周辺にえぐり加工を施す手法がある。しかしながら、えぐり加工を施した部分に重合体が滞留しやすくなるため、本発明においては、リアベント５およびフォアベント６において、えぐり加工を施さない方が好ましい。
【００４２】
また、シリンダ１内の重合体の滞留を徹底的に抑制するためには、スクリュ２のスクリュフライト（ハネ）とシリンダ１の内壁との間のクリアランスができるだけ狭い方が好ましい。しかしながら、狭すぎるとスクリュ２とシリンダ１とが接触してかじりをおこしやすくなる。よって、このクリアランスは０．０５〜０．２ｍｍの範囲に設定することが好ましい。
【００４３】
この脱揮押出装置における重合体組成物の脱揮操作は、実施形態参考例と同様にして行うことができる。そして、小型の装置で工業的に有利な条件を設定でき、さらに汚染物質の混入が少なく、揮発成分を十分に除去した重合体が得られる。
よって、実施形態参考例と同様に、メタクリル系重合体の精製に適しており、このメタクリル系重合体を用いた光ファイバなどの製品の特性を向上させることができる。
【００４４】
【実施例】
以下、本発明を実施例を示して詳しく説明する。
（参考例１〜３）
図１に示した単軸式の脱揮押出装置において、重合体組成物供給口に表１に示したノズルをそれぞれ用いた以外は、同様の条件で参考例１〜３の脱揮の実験を行った。共通の装置の構造条件と運転条件は、以下のように設定した。
【００４５】
装置の構造：
スクリュ径Ｄ  ４０ｍｍ
シリンダの長さＬ  １２００ｍｍ
重合体組成物供給部のスクリュの溝の深さＨ  ９．０ｍｍ
スクリュフライト−シリンダ間  クリアランス  ０．１ｍｍ
リアベントと重合体組成物供給口との距離  １．５Ｄ
フォアベントの数  １
【００４６】
運転条件：
リアベントの出口圧力  １００ｍｍＨｇ
重合体組成物供給口からフォアベントまでの平均シリンダ温度  ２１０℃
フォアベントから重合体出口までの平均シリンダ温度  ２３５℃
フォアベントの出口圧力  ２０ｍｍＨｇ
スクリュ回転数  ６０（ｍｉｎ-1）
【００４７】
また、重合体組成物は、単量体としてメチルメタクリレート単独を用いて、重合開始剤、メルカプタン系連鎖移動剤の存在下、塊状重合して得られた重合体含有率４２重量％（φ＝０．４２）のものを用いた。
そして、この重合体組成物を、１６ｋｇ／ｃｍ2Ｇの加圧下で２００℃に加熱し、流量３．３×１０-4ｍ3／ｍｉｎで、連続的に脱揮押出装置に供給し、脱揮済みの重合体を得た。このときのそれぞれの運転状況を１０日間ずつ観察し、表１に示した。
【００４８】
【表１】
0003760059.tif 000004
【００４９】
表１に示した結果より、（１）式を満足する条件で運転を行った参考例１〜２においては、ベントアップがなく、安定した運転を行うことができたが、参考例３においてはベントアップが発生し、脱揮押出装置の先端圧変動幅が大きかった。
【００５０】
ついで、このようにして得られた参考例１と参考例３の重合体をコアとして、それぞれ芯鞘型光ファイバを製造した。
すなわち、クラッドの材料として別途製造した２，２，２−トリフルオロエチルメタクリレートの重合体を用意した。そして、脱揮押出装置の重合体出口に二層の複合紡糸ノズルを取り付け、コアの材料を二層の複合紡糸ノズルの内層に２１０℃の温度条件にて供給した。また、クラッドの材料を、他の押出機にて、二層の複合紡糸ノズルの外層に２１０℃の温度条件にて供給して溶融複合紡糸を行って、光ファイバを得た。なお、この光ファイバの外径は１ｍｍで、クラッド単独の厚さは１０μｍであった。
このとき、１５万ｍ（１０日間）にわたって連続的に紡糸し、得られた光ファイバの波長６５０ｎｍにおける伝送損失を全長にわたって測定し、平均値を表２に示した。また、伝送損失が１５０ｄＢ／ｋｍをこえ、大きく変動した回数を表２に示した。
【００５１】
【表２】
0003760059.tif 000005
【００５２】
表２に示した結果より、参考例１においては、伝送損失が小さく、かつ伝送損失の変動の少ない安定した光ファイバが得られることがわかった。したがって、参考例１においては、透明性が良好で、かつ組成が安定な重合体が得られたことがわかった。
【００５３】
（実施例１）
図３に示した単軸式の脱揮押出装置において、参考例１と同様のノズルおよび重合体組成物を用いて運転を行った。装置の構造の条件と運転条件は、以下のように設定した。
【００５４】
装置の構造：
スクリュ径Ｄ  ４０ｍｍ
スクリュフライト−シリンダ間クリアランス  ０．１ｍｍ
シリンダの長さＬ  １２００ｍｍ
重合体組成物供給部のスクリュの溝の深さＨ  ９．０ｍｍ
フォアベントの数  １
距離Ｘ  ２０ｍｍ
リアベントから重合体組成物供給口との間の距離  ６０ｍｍ
【００５５】
運転条件：
リアベントの出口圧力  ２００ｍｍＨｇ
重合体組成物供給口からフォアベントまでの平均シリンダ温度  ２１０゜Ｃ
フォアベントから重合体出口までの平均シリンダ温度  ２３５゜Ｃ
フォアベントの出口圧力  ２０ｍｍＨｇ
スクリュ回転数  ６０（ｍｉｎ-1）
【００５６】
重合体組成物を１６ｋｇ／ｃｍ２Ｇに加圧した状態で２００℃に加熱し、３． ３×１０−４ｍ３／ｍｉｎの流量で連続的に脱揮押出装置に供給し、脱揮済みの重 合体を得た。
この重合体をコアとする光ファイバを、参考例１と同様にして製造した。
このとき、連続して１５万ｍ（１０日間）の光ファイバを紡糸し、得られた光ファイバ全糸長にわたって波長６５０ｎｍにおける伝送損失を測定した。そして、伝送損失が１５０ｄＢ／ｋｍを越える部分の存在回数を測定した。表２に測定結果を示した。
【００５７】
表２の結果より、本発明に係る実施例１においては、参考例１よりもさらに伝送損失の変動が少ない光ファイバが得られることがわかる。したがって、実施例１の脱揮の運転においては、透明性が良好で、かつ汚染物質の混入が少ない、組成が安定な重合体が得られたことがわかった。
【００５８】
【発明の効果】
以上説明したように本発明においては、揮発成分を効率よく除去し、かつベントアップを防ぐことができる。よって、運転条件の自由度が高く、工業的に有利な大量処理に適している。また、装置の小型化を図ることができ、シリンダ内の重合体の滞留を防ぎ、重合体の熱劣化を防ぐことができる。したがって、小型の装置で工業的に有利な条件を設定でき、かつ組成が安定した汚染物質の少ない重合体を得ることができる。
また、汚染物質の混入をさらに抑制できる。このため、この重合体から得られる製品の特性をさらに向上させることができる。
また、シリンダに導入する前の重合体組成物を加圧下で加熱することによって、安定した供給ができ、シリンダ内の重合体の滞留を抑制できる。また、シリンダの圧力を１０Ｔｏｒｒ〜大気圧とすることによって、効率よく揮発成分を除去できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  実施形態参考例に用いるスクリュ式脱揮押出装置の一例を示した一部側断面図である。
【図２】  図２（ａ）は芯鞘型光ファイバの屈折率分布形状の一例を示した模式図である。図２（ｂ）は屈折率分布型光ファイバの屈折率分布形状の一例を示した模式図である。
【図３】  図３（ａ）は本発明に用いるスクリュ式脱揮押出装置の一例を示した一部側断面図であり、図３（ｂ）は図３（ａ）の要部を示した一部側断面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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