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JPH0714967B2 - メタクリル系樹脂の製造方法 - Google Patents

メタクリル系樹脂の製造方法

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JPH0714967B2
JPH0714967B2 JP60227739A JP22773985A JPH0714967B2 JP H0714967 B2 JPH0714967 B2 JP H0714967B2 JP 60227739 A JP60227739 A JP 60227739A JP 22773985 A JP22773985 A JP 22773985A JP H0714967 B2 JPH0714967 B2 JP H0714967B2
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JP
Japan
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weight
polymer composition
volatile components
methacrylic resin
methacrylic
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JP60227739A
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Inventor
勝昭 前田
要 佐藤
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旭化成工業株式会社
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  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は溶液重合もしくは塊状重合によつてメタクリル
系樹脂の成形材料あるいは押出板等を製造するプロセス
に関する。さらに詳しくは溶液重合もしくは塊状重合に
よつて製造されたメタクリル系樹脂組成物からそれに含
まれる25〜70重量%の未反応モノマー、溶剤および重合
副生成物を除去する方法に関する。
メタクリル系樹脂はその卓越した透明性、良好な機械的
性質、加工性並びに成形品における外観の美麗さなどに
よつて照明器具、看板、各種装飾品及び銘板などに広く
用いられている。また自動車部品、テーブルウエアー等
に用いられている。
特に最近レンズ、光デイスク、光繊維等の光学用途に用
途が拡大されており上記特性に加えて、光学純度に優れ
た材料すなわち微小異物の低減、残存モノマー等の揮発
成分の低減、高分子量ゲルの極少化が要求されている。
光学純度に優れたメタクリル系樹脂を製造する方法とし
ては溶液重合、塊状重合が優れた方法として知られてい
る。
溶液重合、塊状重合においては、25〜70重量%の多量の
未反応モノマー、および/または溶剤、重合反応副生成
物を含むメタクリル系樹脂組成物から、それらの揮発性
成分を除去することは非常に重要な技術である。
(従来の技術及び問題点) 未反応モノマー、溶剤及び重合反応副生成物等の揮発性
成分を除去する基本的な方法は、重合体組成物を高温に
加熱した状態で真空雰囲気中に導き揮発分離する方法で
ある。揮発成分が10重量%未満程度の場合には、多段ベ
ント付き二軸押出機等によつて効率的に分離可能であ
り、最終的に得られたメタクリル系樹脂中に残存する揮
発成分は1.0重量%以下であり、物性の良好なメタクリ
ル系樹脂成形材料、あるいは押出板を得ることが出来
る。
揮発成分が10重量%をこえる多量の場合には、多段ベン
ト付き押出機を用いた場合、揮発成分のガス化に伴う樹
脂の発泡が激しく、ベント孔が発泡したポリマーにより
閉塞するというトラブルが度々起こり、長時間安定運転
をすることは困難であつた。
また多段ベント付き押出機を用いない場合においては重
合体組成物を昇温することが困難であること、揮発成分
を除去した後の高粘度流体の搬送方法、さらに高温、長
時間滞留によるポリマーの劣化、副反応生成物等の問題
を生じる。
高温長時間滞留によるポリマーと劣化、着色および副反
応生成物は本発明の目的である光学純度に優れたメタク
リル系樹脂に対して致命的な欠点になり、工業的使用の
場合に問題を生ずる。
従来より塊状重合、溶液重合によつて製造した重合体組
成物から未反応単量体、および/または溶剤、副生成物
等の揮発成分を除去して成形材料を製造する方法はスチ
レン系樹脂を中心に検討が進んでおり、例えば特公昭35
−8557号公報、特公昭38−120号公報、特公昭44−20097
号公報、特公昭45−31678号公報、特開昭47−2787号公
報などに開示されている。メタクリル系樹脂に関しても
特公昭52−17555号公報、特開昭50−88197号公報などに
開示されている。
(問題点を解決するための手段) 本発明は、高温長時間滞留によるポリマーの劣化、着色
および副反応生成物の少ない脱揮プロセス方法を提供す
るものである。
すなわち、本発明はメタクリル系重合体組成物から揮発
成分を除去するにあたり、該重合体組成物を温度200〜3
00℃に加熱し、大気圧ないし2.0kg/cm2ゲージの状態に
維持された上部に充分なる空間を有する脱揮タンクに流
延落下し、大部分の揮発成分を除去した後、タンク下部
に接続したベント付き押出機に供給することによつて重
合体組成物の残存揮発分を1.0重量%以下にする事を特
徴とするメタクリル系樹脂の製造方法に関するものであ
る。
本発明のメタクリル系重合体組成物としてはメタクリル
系重合体と未反応モノマー、溶剤及び重合副生成物を主
成分としそのほかに、重合時に添加した開始剤分解物、
連鎖移動剤、添加剤等である。メタクリル系重合体とし
ては、単量体としてメタクリル酸メチル単独またはメタ
クリル酸メチルを主体とする単量体混合物を重合して得
られる。メタクリル酸メチル以外の単量体としてはメタ
クリル酸エチル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸ヘ
キシル、メタクリル酸2エチルヘキシル、アクリル酸メ
チル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリロ
ニトリル、メタクリロニトリル、スチレン等が好まし
い。特に好ましくはメタクリル酸メチルとアクリル酸メ
チル、メタクリル酸メチルとスチレンの組み合わせを用
いる。
メタクリル酸メチルは40重量%以上用いる事が好まし
く、メタクリル酸メチルが40重量%未満の場合には本発
明の特徴である、無色透明な樹脂を得ることは困難にな
る。
すなわち本発明の特徴はメタクリル樹脂の熱劣化を軽減
しかつ残存揮発成分の脱揮効率を高くするために脱揮タ
ンクを用いる第一脱揮ゾーンとベントつき押出機による
第二脱揮ゾーンを併用する事にある。
第一脱揮ゾーンにおいては重合体組成物の加熱は予熱器
を用いて行い、予熱器の温度条件を200〜300℃にする。
昇温された重合体組成物は予熱器の狭い出口を通して脱
揮タンクに流延落下せしめる。
脱揮タンクの圧力は大気圧ないし2.0kg/cm2ゲージに維
持し、瞬間的に急激な揮発とそれによる発泡を生じせし
めその結果非常に大きな蒸発面積を形成し、揮発分を除
去する。
発泡した重合体組成物の体積は急激に膨張するので脱揮
タンクの上部空間は発泡前の重合体組成物の3〜5倍の
容積が必要である。
流延落下時には、ポリマーは蒸発潜熱により冷却され、
180〜280℃になる。
脱揮タンクの圧力は揮発成分の除去および重合体組成物
をベント付き押出機に供給する駆動力としてコントロー
ルされる。通常大気圧ないし2.0kg/cm2ゲージに維持し
運転する。大気圧より圧力が低い場合には脱揮効率が高
すぎて重合体組成物中の揮発成分が少なくなり結果とし
て粘度が上昇し排出が困難になる。2.0kg/cm2ゲージを
越えた場合には脱揮効率不足となりベント付き押出機で
ベント閉塞等のトラブルを生ずる。
脱揮タンクから排出される重合体組成物中の残存揮発成
分は好ましくは3〜10重量%であり、特に10重量%以上
にならないようにコントロールする。残存揮発分が10重
量%以上になつた場合には脱揮タンクの工程であるベン
ト付き押出機の運転が、多量の揮発成分の発泡体による
ベント部閉塞等のトラブルによ実質的に不可能になる。
また3重量%以下の場合には樹脂の分子量にもよるが粘
度が数千ポイズから数万ポイズに変化し、非常に粘稠に
なり排出が非常に困難になる場合がある。その結果、滞
留時間が長くなり樹脂の着色劣化が生じ易く問題とな
る。
本発明の特徴は脱揮ゾーンを二段に設けることにより第
一段の高温脱揮における重合体組成物の滞留時間をでき
うる限り短縮の樹脂の着色および重合副成物の生成を防
ぐことにある。滞留時間は好ましくは10〜30分が良い。
本発明の第二脱揮ゾーンとして用いるベント付き押出機
としては二軸多段ベント付き押出機が好ましい。特に好
ましくは三段ベントつき二軸押出機を用いる。
押出機のL/Dは通常20〜40である 第二脱揮ゾーンの押出機の加熱は第一段ベント部の温度
において200〜220℃、圧力は大気圧ないし1.0kg/cm2
ージで運転する。特に圧力は、スクリユウ軸封部のグラ
ンドからの空気の漏れ込みを防ぐために必要であり負圧
で運転した場合には、空気の漏れ込みのためポリマーの
酸化劣化がおこり得られたポリマーが着色し好ましくな
い。
第二ベント部、第三ベント部以降は温度230〜280℃、好
ましくは240〜270℃、圧力は100mmHg以下が好ましい。
温度が230℃未満の場合には粘度が非常に高くなり揮発
分の除去が困難になる。圧力が100mmHgを越えると揮発
分の除去効率が極端に低下し好ましくない。
(効果) 本発明は、高温長時間によるポリマーの劣化、着色おび
副反応生成物の少ない脱揮プロセス方法である。
実施例1 通常の溶液重合を第1図に示すように完全撹拌槽1を用
いて行いメタクリル酸メチル99重量%、アクリル酸メチ
ル1重量%からなりGPCで測定した平均分子量11万のメ
タクリル樹脂50%と未反応モノマー、開始剤、連鎖移動
剤の残留物、分解物、溶剤50%を含む重合体組成物を得
た。
これを定量ポンプ2により定常的に取り出して、予熱器
3で260℃に加熱し脱揮タンク4に流延落下せしめる。
脱揮タンクは圧力0.8kg/cm2ゲージ、温度200℃に維持し
残存揮発成分を除去する。残存揮発成分が7.5重量%の
重合体を脱揮タンク下部より排出し二軸押出機5の供給
部に落下せしめる。二軸押出機5の第一段脱揮部6は圧
力約0.5kg/cm2ゲージ、温度220℃に維持され、第二脱揮
部7は50mmHg、250℃の条件、第三脱揮部8は30mmHg、2
50℃の条件で残存揮発成分を除去した。押出ダイス9か
ら押し出された樹脂の最終残存揮発成分は0.34重量%で
あつた。
3オンス射出成形機で3mm厚の試験片を成形した所、外
観は無色透明で非常に良好であつた。
実施例2 通常の溶液重合を第1図に示す完全撹拌槽1を用いて行
いメタクリル酸メチル70重量%、スチレン30重量%から
なり、GPCで測定した重量平均分子量が15万のメタクリ
ル系樹脂45%と開始剤、連鎖移動剤の残留物、分解物、
溶剤55%を含む重合体組成物を得た。これを定量ポンプ
2により定常的に取り出して、予熱器3で240℃に加熱
し脱揮タンク4に流延落下せしめる。脱揮タンクは1.1k
g/cm2ゲージ、200℃に維持し残存揮発成分を除去する。
残存揮発成分が9.0重量%の重合体を脱揮タンク下部よ
り排出し二軸押出機5の供給部に落下せしめる。
脱揮押出機5の第一段脱揮部6は圧力約0.5kg/cm2、温
度220℃に維持され、第二脱揮部7は50mmHg、250℃の条
件、第三脱揮部8は30mmHg、250℃の条件で残存揮発成
分を除去した。押出ダイス9から押し出された樹脂の最
終残存揮発成分は0.24重量%であつた。
3オンス射出成形機で3mm厚の試験片を形成した所、外
観は無色透明で非常に良好であつた。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の一実施態様のフロシートである。 第1図において、1は完全混合重合反応機、2は定量ポ
ンプ、3は予熱器、4は脱揮タンク、5は二軸押出機、
6,7,8は押出機ベント口(第一,第二,第三)、9はス
トランドダイスを示す。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】メタクリル系重合体組成物から揮発成分を
    除去するにあたり、該重合体組成物を温度200〜300℃に
    加熱し、大気圧ないし2.0kg/cm2ゲージの状態に維持さ
    れた上部に充分なる空間を有する脱揮タンクに流延落下
    し、大部分の揮発成分を除去した後、タンク下部に接続
    したベント付き押出機に供給することによつて重合体組
    成物の残存揮発分を1.0重量%以下にする事を特徴とす
    るメタクリ系樹脂の製造方法
  2. 【請求項2】メタクリル系重合体組成物がメタクリル酸
    メチル単位80重量%以上含みGPCで測定した分子量が7
    〜15万の重合体と、25〜70重量%の未反応モノマー、溶
    剤および重合副生成物からなる揮発性成分である特許請
    求の範囲第(1)項記載のメタクリル系樹脂の製造方法
  3. 【請求項3】メタクリル系重合体組成物がメタクリル酸
    メチル単位40〜70重量%およびスチレン単位30〜60重量
    %からなりGPCで測定した分子量が7〜15万の共重合体
    と、25〜70重量%の未反応モノマー、溶剤および重合副
    生成物からなる揮発性成分である特許請求の範囲第
    (1)項記載のメタクリル系樹脂の製造方法
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