JPH0790164B2

JPH0790164B2 - 高粘性物質の製造装置及び製造方法

Info

Publication number: JPH0790164B2
Application number: JP2021995A
Authority: JP
Inventors: 英和中元; 親生小田; 則男仲里; 盛久丸子; 一夫井原; 高年木下; 敬信古川; 健一渡部
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1989-02-03
Filing date: 1990-02-02
Publication date: 1995-10-04
Anticipated expiration: 2010-10-04
Also published as: JPH0871397A; JPH03188936A; JPH10218906A; JP2853605B2; JPH11140179A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は高粘度液の撹拌混合処理に係り、特に例えば液
晶ポリマ（Liquid Crystal Plastics）、ポリアリレー
ト（Polyarylate）などの高機能エンジニアリングプラ
スチックの製造に好適な高粘性物質の製造に関するもの
である。

〔従来の技術〕

一般に、高粘性物質の混練、反応等の製造においては、
装置内での被処理液の付着、共廻りを少なくすると共
に、被処理液の滞溜部分を少なくして品質の劣化を防止
したものが種々考案されている。例えば日本特許公開公
報昭56−116721号及び文献（重合反応装置の基礎と解
析：村上泰弘著:P33〜P37）に示されているように、リ
ボン翼を配列し、容器内面をすべてかき取れる構造とし
たものがある。この構造を円筒状容器で具体化したもの
を第21図により説明する。図において、攪拌動力は駆動
源より回転動力伝達軸（以下、回転耳軸と呼ぶ）２を経
由し、攪拌槽本体１内の回転軸５に伝達される。該回転
軸５には水平方向に支持腕4a、4bが複数個とりつけら
れ、支持腕4a、4bの先端には攪拌槽本体１の内壁をくま
なく掻き取るようにらせん状にリボン翼3a、3bが取り付
けられている。攪拌槽本体１の上部には予備重合装置23
からの被処理液や添加剤の供給口６が、下部には被処理
液の排出口７が設けられている。本装置によって高粘度
液を攪拌混合処理する場合、被処理液の粘度が数百〜1k
Pa・ｓ（数千〜１万ポアズ）までは良好に動作するが、
被処理液の粘度が数kPa・ｓ（数万ポアズ）に達する
と、リボン翼3a、3bに被処理液が付着し共回り現象が起
る。また回転軸５の表面は表面の周速が遅いので、高粘
度液になると被処理液の付着共回りが起り、デットスペ
ースが発生し攪拌・混合性能が悪化する。従って、従来
装置では被処理液の粘度が1kPa・ｓ（１万ポアズ）まで
となり、それ以上の高粘度になると攪拌に用する時間が
長くなり、さらにデッドスペースによる被処理物の品質
低下が生じる等の不具合があった。

また、従来の汎用プラスチック等の製造方法に関して
は、文献（重合反応装置の基礎と解析：村上泰弘著:P13
7〜P140）に述べられているような重合反応プロセスに
より製造されている。上述のプロセスにより高機能エン
ジニアリングプラスチックを製造する場合、以下の問題
点が発生する。プラスチックの高機能化とは例えば機械
強度の増加、耐熱温度の上昇、耐候・耐薬品性の向上等
があるが、一般的に高機能化するということは樹脂の重
合度を増加させる、つまり分子量を増大させることであ
る。樹脂は分子量を増大すれば、その樹脂の溶融粘度が
増加してくる。

従来の製造プロセスで使用されている撹拌機の処理粘度
は1kPa・ｓ（１万ポアズ）が限界となっている。そのた
めに高機能樹脂（スーパエンプラ）を製造するには第23
図に示すプロセスにより製造している。第23図により従
来プロセスを説明する。樹脂の原料となるモノマーと触
媒を加えて原料を調整し、さらに樹脂の溶剤を加えて低
粘度の液状の状態で攪拌槽内へ供給し、所定の反応温度
に保ったまま攪拌し、溶液重合を行う。この時に、反応
の進行により発生する重合副成物は随時除去して行く。
反応の進行と共に樹脂の分子量は増加するが溶剤中で攪
拌されているので溶液の粘度は上昇せず数百Pa・ｓ（数
千ポアズ）程度に保たれている。反応が進み所定の重合
度に到達すると、次の工程として溶剤を回収するプロセ
スがある。この工程には、脱モノマー装置、脱水装置、
乾燥装置などが配置され、最終的には溶剤と分離された
最終重合物のみが得られる。

つぎに、高機能樹脂（スーパエンプラ）の他の製造方法
を第24図により説明する。このプロセスでは、樹脂の原
料であるモノマーに触媒を加えて調整し攪拌槽内へ供給
する。攪拌槽の所定の反応温度、雰囲気条件に保ち攪拌
混合する。この時に反応により発生する重合副成物を随
時除去して行くと、反応の進行にともなって樹脂の分子
量が増加し、攪拌処理液の粘度が上昇し、塊状状態にな
り塊状重合となる。さらに反応が進むと、処理液の粘度
は攪拌装置の処理限界粘度に到達する。この限界粘度に
達した中間重合物を攪拌槽外に排出し、処理液の温度を
融点以下に下げて固化し、チップ状にする。このチップ
状になった中間重合物を別種の攪拌装置内に供給し、所
定雰囲気条件を保ち攪拌すると重合反応がさらに進行し
ていく。この固相重合反応により最終重合物が製造され
る。

また、従来の製造プロセスの溶液重合および塊状重合に
使用される攪拌装置は通常第21図に示すように、予備重
合装置23と重合装置25とで構成されている。予備重合装
置23には低粘度用の攪拌翼24が設置されている。この予
備重合装置23は原料と触媒の攪拌混合が主体で主に低粘
度の液を処理し、低粘度用攪拌翼24にはタービン翼ある
いはパドル翼等が使用されている。予備重合装置23によ
り重合の前処理を終えた処理液は重合装置25へ供給され
る。ここで所定の反応条件を設定し重合反応を進行させ
る。この重合装置25に使用される中粘度用攪拌翼3a、3b
は通常数百Pa・ｓから1kPa・ｓ（数千ポアズから１万ポ
アズ）まで処理できるリボン翼が使用されている。重合
装置25により所定の重合まで処理された重合物は、前述
したプロセスに従って次工程へ送られる。なお、この種
の装置として関連するものには例えば特開昭62−95122
号や実公昭47−38289号などが挙げられる。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術は高粘性物質の攪拌・混合処理に関して配
慮がされておらず、被処理液が高粘度になるにつれ付着
性が激しくなり、その結果、被処理液の流動は攪拌によ
って剪断作用の大きなリボン翼部のみで作用し、剪断力
のゆき届かない攪拌槽の中心部の流動がほとんどない状
態となる。さらに被処理液の粘度が高くなればリボン翼
表面に付着する被処理液の付着力が攪拌による剪断力よ
り大きくなり、被処理液はリボン翼表面に付着したまま
動かず共回り状態となる。その結果、攪拌・混合が悪く
なり、剪断力を受けにくい攪拌軸に被処理液が付着し、
その付着物が品質劣下し、その他の被処理物と攪拌・混
合し製品の品質低下を引き起すという欠点があった。さ
らに、従来装置では1kPa・ｓ（１万ポアズ）程度までの
粘度しか処理できないので他の高粘度性物質の処理装置
を使わなければならず、高機能樹脂の製造プロセスが複
雑となり製造時間が長くなるという欠点があった。

本発明の目的は被処理液の滞留部分が少なく、品質向上
が図れる高粘性物質の製造装置を提供することにある。

本発明の他の目的は高機能樹脂の製造に高粘度液まで処
理できる攪拌装置を使用することにより、製造プロセス
を簡略化することである。

本発明の他の目的は高機能樹脂の製造装置を簡略化し、
装置価格を低減することにある。

さらに、本発明の他の目的は本発明の高粘性物質の製造
装置を用い、容器内の循環流れを促進させ、表面更新性
能を向上できる重縮合系高分子等の製造装置及び方法を
提供することにある。

さらに、本発明の他の目的は本発明の装置を用い、容器
内の伝熱作用を促進することにより、重合熱の除去効果
を高めた付加重合系高分子等の製造装置及び方法を提供
することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、回転軸をなくし、矩形状の
枠を連結して攪拌翼を構成したものである。

また、被処理液の循環流形成のために、矩形状の枠の水
平方向部材を回転方向にねじりを加えて矩形枠の側面部
材を傾斜させて複数個連結し、攪拌翼を構成したもので
ある。

さらに、高粘性物質の排出作業改良のために、攪拌装置
に槽内加圧装置と被処理液の抜出し機構とを設ける構成
としたものである。

さらに、高粘性物質の排出作業改良のために、攪拌槽下
部の形状を円錐状（コーン状）としたものである。

さらに、高粘性物質の攪拌中に被処理液が槽上部へかき
上げられ滞留部分を形成するのを防止するために、槽上
部の攪拌翼の傾きを下部側の攪拌翼の傾きと逆向きにし
たものである。

さらに、上記目的を達成するために重合反応装置に、矩
形状枠部材を連結した攪拌翼を具備する攪拌装置を使用
したものである。

さらに、上記目的達成のために重合反応、特に付加重合
系高分子の製造時に発生する重合熱の除去効果を高める
ように、攪拌翼部材中に熱媒を流通させる構造としたも
のである。

〔作用〕

撹拌翼構造を回転軸のない矩形状枠の連結構造とするこ
とにより、被処理液が回転軸に付着するのを防止でき、
さらに、複数個連結する矩形状枠の水平方向の翼部材間
の取付角度を回転方向にねじって攪拌翼を構成すること
により、槽壁面を上昇し、槽中央部を下降する循環流を
容易に形成することができるので滞留部の少ない攪拌装
置を提供することができる。

さらに、高粘度液を処理する際に問題となる軸への処理
液の付着、共回り現象が起らないので高粘度の攪拌が可
能となる。このため、従来プロセスでは攪拌粘度を下げ
て処理するか、あるいは途中から別種の攪拌装置を使用
する必要があったが、本攪拌装置を使用すれば、高粘度
の最終重合物まで同一の攪拌装置で製造できるので製造
プロセスが簡略化できる。

さらに、攪拌槽下部に設けた被処理液を抜き出す排出機
構と攪拌槽に設けた槽内を加圧する加圧機構とを併用す
ることにより、被処理液の排出時間が短縮できる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図、第２図により説明す
る。図において、攪拌槽本体１は円形断面を有する円筒
状の容器であり、図示はしないが外側は加熱冷却可能な
熱媒ジャケットを有している。攪拌翼は回転動力伝達軸
（以下、回転耳軸と呼ぶ）２および攪拌翼部材8a、8b、
8c、8d、9a、9b、9cを組み合せ連結して矩形状の枠を構
成し、この枠をθ度ずつずらし接続し一本の攪拌翼構成
要素（格子翼）を形成する。第２図に示したように本実
施例ではθが90度の場合について図示しているが、θの
値については任意の値を取っても良い。また、攪拌翼部
材8a、8b、8c、8dおよび9a、9b、9c、9d、9fは丸棒ある
いは板状部材等が使用される。

以上の構成において、高粘性物質の攪拌作用について説
明する。回転耳軸２により攪拌翼部材8aに回転が伝えら
れる。攪拌翼部材8a、8b、9a、9dにより構成された矩形
状枠は攪拌槽本体１の内壁にそって回転し、被処理液を
攪拌・混合する。水平方向に設置された攪拌翼部材8a、
8b、8c、8dは槽内を水平方向に回転し、半径方向の攪拌
混合に寄与する。また垂直方向の攪拌翼部材9a、9d、9
b、9c、9e、9fは槽壁面を槽壁面をくまなく掻き取るの
で被処理液の滞留部分がなくなる。さらにこの矩形状の
攪拌翼要素と次の矩形状の攪拌翼要素とは取付角度θを
もって取付けられており、さらに次の矩形状の攪拌要素
も取付角度θをもって連続して構成されている。従って
水平方向の攪拌翼部材8a、8b、8c、8dおよび垂直方向の
部材9a、9b、9c、9d、9e、9fでそれぞれ高粘度液を攪拌
・混合した場合にそれぞれの翼部材の位置は槽内のそれ
ぞれの位置に分布しているので、攪拌によってできる被
処理液の形状は複雑な形となり、槽の容積に対する被処
理液の表面積の割合が増加する。このことは例えば、重
合反応操作においては揮発物の脱ガス性能の向上につな
がる。また回転軸が無いため高粘度の被処理物質の付着
滞留がなくなり良好な攪拌・混合性能が得られる。本実
施例では攪拌翼部材9a、9b、9c、9d、9e、9fに丸棒を用
いた場合を示しているが板状の部材等を使用しても同様
の効果が得られる。

つぎに、本発明の他の実施例について第３図および第４
図により説明する。図において、攪拌槽本体１は円形断
面を有する円筒状の容器であり図示はしないが外側は加
熱冷却可能な熱媒ジャケットを有している。攪拌翼は回
転耳軸２および攪拌翼部材8a、8b、9a、9dを組合せて連
結し矩形状の枠を構成し一つの攪拌翼構成要素（格子
翼）を形成する。攪拌翼構成要素のうちで水平方向に設
置される攪拌翼部材8a、8bは槽中心部を回転中心として
θ_２ほど回転方向にねじった位置にあり、槽壁面をくま
なくかきとるように形成された垂直方向の攪拌翼部材9
a、9dとそれぞれ結合している。つぎの攪拌翼構成要素
も同様の形状となっており、水平方向の攪拌翼部材8bと
8eとは取付け角度θ_１で結合されている。さらにつぎの
攪拌翼構成要素も同様の角度で取り付けられ一本の攪拌
翼を形成している。図示した形状は取付け角度θ_１が90
度の場合を示しているが、θ_１、θ_２は任意の角度を設
定してもよい。また攪拌翼部材8a、8b、8c、8d、8e、8f
および9a、9b、9c、9d、9e、9fは丸棒あるいは板状部材
等が使用される。以上の構成において、高粘性物質の攪
拌作用について説明する。回転耳軸２により攪拌翼部材
8aに回転が伝えられる。攪拌翼部材8a、8b、9a、9dによ
り構成された矩形状枠は攪拌槽本体１の内壁にそって回
転し、被処理液を攪拌・混合する。水平方向に設置され
た攪拌翼部材8a、8bは槽内を水平方向に回転し、半径方
向の攪拌・混合に寄与する。また槽内壁面にそって壁面
をかきとりながら回転する攪拌翼部材9a、9dは攪拌翼部
材8a、8bが回転方向に位相をθ_２ほど進めて取付けてい
るので回転によって槽壁面付近の被処理液を上方へかき
上げる力が作用する。従ってこの攪拌翼構成要素が回転
することにより槽周辺部の被処理液には上方への流れが
生じ、それにより槽中央部は下方への流れが発生する。
さらにこの攪拌翼構成要素は次の攪拌翼構成要素と取付
角度θ_１を保って結合しており、さらに次の攪拌翼構成
要素も同様に結合して攪拌翼を形成する。従って、それ
ぞれの攪拌翼構成要素により槽内壁面付近には槽下部か
ら上方へ向う流れが発生し、槽中央部は槽上方から下方
へ向う流れができるので、槽全体に循環流ができ被処理
液の滞留部分が無くなり良好な攪拌・混合が得られる。
ここで本実施例の攪拌装置の槽壁面付近の被処理液の流
れについて第５図により説明する。本発明内容は特に被
処理液が数万ポアズのような高粘度の場合に適してい
る。第５図は第３図に示した装置の攪拌槽本体１の円筒
内周壁面を平面に展開した場合を示している。図におい
て、矩形枠の攪拌翼部材9a、9d、9b、9e、9f、9cはそれ
ぞれ回転位相角度θ_２があるので、攪拌翼の進行方向に
対して後方へ傾いた勾配を持っている。この状態で攪拌
翼を回転させると攪拌翼部材9aの前面に被処理液15のか
たまりが形成される。攪拌翼が回転するに従って被処理
液のかたまりは全体が上方に押し上げられて行く。

この時被処理液15は攪拌翼部材9aの前面で混合されてい
る。本実施例では攪拌翼部材9a、9d、9b、9e、9f、9cが
それぞれ分割されて槽内に分布している。従って、例え
ば攪拌翼部材9bによって混合されている被処理液の一部
は攪拌翼部材の上端および下端から後方へあふれ出てい
る。このあふれ出た被処理液の一部はあとから進んでく
る攪拌翼部材9aと9fによって攪拌・混合処理している被
処理液とそれぞれ合流して混合し、槽内全体の均一攪拌
・混合性能の向上に寄与する。また第22図に第21図に示
した従来装置のリボン翼を平面に展開した場合について
示す。従来の攪拌槽3a、3bはそれぞれ槽内に連続して設
置されている。従って従来の攪拌翼では被処理液は攪拌
翼部材3a、3bの前面のみで攪拌・混合しながら液全体が
上部側へ押し上げられ攪拌している。被処理液の粘度が
高くなると被処理液の付着力が増加し攪拌翼部3a、3bの
表面に付着し上部側への移動も少なくなり、被処理液が
共回りの状態となり攪拌・混合性能は低下する。前述の
第５図の方式では攪拌翼部材が分割しているので共回り
を起しにくい。また、攪拌翼部材は槽内全体に均一に分
布しているので、攪拌によってできる被処理液の形状は
複雑な形となり、槽の容積に対する液の表面積の割合が
増加し揮発物成分の脱ガス性能の向上につながり、重合
反応操作においては反応時間を短縮できる利点がある。
また回転軸が無いので高粘度処理物質の付着滞留が無く
なり良好な攪拌性能が得られる。本実施例では攪拌翼部
材に丸棒を用いた場合について示しているが、板状の部
材等を使用しても同様の効果が得られる。

つぎに本発明の他の実施例について第６図、第７図によ
り説明する。本実施例は基本的構成部材および動作につ
いては前述の実施例と同一であり同様の効果がある。本
実施例では特に攪拌翼構成要素の攪拌翼構成部材8aと8b
の取付位相θを90度とした場合を示す。さらに攪拌翼構
成部材9aと9dは板状のリボン翼とし、この攪拌翼構成要
素を取付角度θ_１を90度で連結して攪拌翼としたもので
ある。攪拌翼構成部材にリボン翼を使用したことにより
処理液のかき上げ作用がさらに大きくなり槽全体の循環
流が強くなり良好な混合・攪拌効果が得られる。また、
リボン翼を槽壁面に断続的に配置しているので、リボン
翼を連続的に構成した場合より、攪拌翼に被処理液が付
着し滞留する量が減少し、攪拌・混合性能が向上する。

つぎに本発明の他の実施例について第８図、第９図によ
り説明する。本実施例は基本的構成部材および動作につ
いては前述の実施例と同一であり、同様の効果が得られ
る。本実施例では特に攪拌槽本体１の下部形状を円錐状
とし、この円錐状の槽壁にそうように矩形形状を形成し
たものである。本構造により被処理液の排出時に被処理
液の排出が容易となり短時間で排出できる効果がある。

また本実施例では攪拌槽本体１の下部形状を円錐状と
し、この円錐部頂点に排出装置10を備え、供給口上流側
に槽内を加圧できる加圧装置11を設けている。攪拌翼は
円錐状の槽壁にそうように矩形形状を形成している。ま
た攪拌翼部材8a、8bは槽中心部を回転中心としてθ_２ほ
ど回転方向にねじった位置にあり、槽壁面をくまなくか
きとるように形成された垂直方向部材9a,9dとそれぞれ
結合している。つぎの攪拌翼構成要素も同様の形状とな
っており水平方向部材8bと8eは取付角度θ_１で結合され
以下の攪拌翼構成要素も同様に結合して攪拌翼を形成し
ている。本実施例では攪拌あるいは反応操作終了後処理
液を排出する際、攪拌翼を反応操作の時と逆方向に回転
させると同時に排出装置10を運転させ、さらに加圧装置
11により槽内を加圧し排出処理を行う。本方式によれば
攪拌翼を逆転させるので被処理液は槽壁面下方へ押し下
げられ槽下部へ集中する。さらに槽内は加圧状態にある
ので排出装置10への供給が容易となり被処理液の排出時
間が短縮できる利点がある。

また本実施例では特に攪拌翼構成部材のうち槽壁面をか
き取る攪拌翼部材の両端（9a₁、9a₂、9d₁、9d₂、9b₁、9
b₂、9e₁、9e₂、9c₁、9f₁）を水平方向の攪拌翼部材との
結合部よりそれぞれ上方および下方へ伸ばして攪拌翼構
成要素を構成し、これらの攪拌翼構成要素を連結して攪
拌翼としている。本構成の立形攪拌装置の槽壁面付近の
被処理液の流れについて説明する。第10図は第８図に示
した装置の円筒円周壁面を平面に展開した場合を示して
いる。第10図は第５図で説明した内容とほとんど同一で
あるので詳細な説明は省略する。本実施例においては特
に攪拌翼部材9a、9d、9b、9e、9f、9cがそれぞれ分割さ
れて槽内に分布し、しかも攪拌翼部材端がおのおのの翼
の軌跡の内側へ入り込んでいるので、攪拌翼部材両端か
ら後方へあふれ出る被処理液と後方の攪拌翼部材前面の
被処理液との混合がさらに改善されるので槽内全体の均
一攪拌・混合性能の向上に寄与する。また、翼部材の端
部9a₁、9d₁の取付角度は9a、ｄの翼部材の傾きと逆向き
に形成すれば、処理液が槽上部へ付着滞留するのを防止
する効果もある。尚、本実例では排出装置10はスクリュ
ー式で図示したが、本発明はこれに限定されるものでは
ない。即ち、スクリューの先端部に吐出弁を設けて吐出
装置10を構成しても良い。

つぎに本発明の他の実施例について第11図により説明す
る。本実施例は基本的構成部材および動作については前
述の実施例と同一であり同様の効果が得られる。本実施
例では特に攪拌槽本体１の形状を円錐状（コーン状）と
し、それと共に攪拌翼形状も槽壁面に沿うように円錐状
としている。本実施例の形状にすることにより、被処理
液は攪拌中には槽壁面に沿って拡がり、円筒状の槽より
も上部の槽断面積が大きいので被処理液の容積当りの表
面積が増加して表面更新作用が改善される。高粘度液の
重合反応操作においては表面更新性能が反応時間の律速
となり、本性能の改善は反応時間の短縮に寄与する。

つぎに本発明の他の実施例について第12図により説明す
る。本実施例は基本的構成部材および動作については前
述の実施例と同一であり同様の効果が得られる。本実施
例では特に攪拌翼構成要素の矩形状枠の内部へ垂直方向
に補強部材20a、20dをまた別の矩形状枠には20e、20bを
取り付け、おのおのの攪拌翼構成要素の剛性を強化した
ものである。本補強部材を取り付けることにより、攪拌
翼の強度向上と共に、矩形状枠内の攪拌・混合が改善で
き、攪拌・混合性能の向上に寄与する。

つぎに本発明の他の実施例について第13図、第14図によ
り説明する。本実施例は基本的構成部材および動作につ
いては前述の実施例と同一であり同様の効果が得られ
る。本実施例では特に攪拌翼構成要素のうち回転耳軸２
と連結する部分に攪拌翼構成要素を8a、9a、8b、9bと8
g、21b、8e、21aとの二組で連結して攪拌翼を構成す
る。本構成により攪拌動力の伝達部の部材の数が増える
ので攪拌翼の剛性が強化されるものである。また図示は
しないがさらに攪拌翼構成要素を8bと8cとの間を連結し
ても同様の効果が得られる。

つぎの本発明の他の実施例について第15図および第16図
により説明する。本実施例は基本的構成部材および動作
については前述の実施例と同一であり同様の効果が得ら
れる。とくに本実施例では攪拌・混合操作において、特
に数kPa・ｓ（数万ポアズ）の被処理液を処理する際に
は槽壁面をかき上げた被処理液が槽上部に滞留し均一な
攪拌が困難となる現象を防止するため、攪拌翼上部の攪
拌翼構成要素のうち水平方向の攪拌翼部材8a、8bの取付
位相角度を回転方向と逆向きにθ_２だけねじって攪拌翼
構成要素を形成する。本構成にすると攪拌槽壁面をかき
とる攪拌翼部材9a、9dの傾きは攪拌翼が運転方向に回転
すると槽壁面の処理液を下方へ押し下げるように作用す
る。従って下方の攪拌翼構成要素からは被処理液を槽壁
面にそって上方へ押し上げるように作用し、上部の攪拌
翼構成要素では被処理液を押し下げるので被処理液が槽
上部付近に滞留するのを防止でき、良好な攪拌・混合性
能が得られる。

本発明の他の実施例について第17図、第18図により説明
する。本実施例は攪拌翼構成部材を中空に形成し、回転
耳軸２を二重管として回転耳軸２の上端にロータリージ
ョイント50を備えたものがある。本実施例ではロータリ
ージョイント50より攪拌翼構成部材8a、9a、8b、8e、9b
さらに9e、8e、8b、9bと内部に伝熱媒体を供給して流通
させることができるので、被処理液の加熱および冷却操
作が急速にでき、重合の処理時間が短縮できる。

また、処理液の排出時には、攪拌翼構成部材内部へ熱媒
を供給することにより、攪拌翼表面に付着する液量を減
少させることができる。

さらに他の実施例では、被処理液の粘度変化を回転耳軸
２の回転トルク検出により検知して、粘度に応じて回転
耳軸２の回転数を変えたものがある。本実施例では、被
処理液の粘度が低い時には回転数を高めて、強力な攪拌
ができ、粘度が高い時には回転数を下げてトルク過大が
防止できる。この場合、被処理液の粘度の検知は、回転
トルク以外に予備ノズル（図示せず）より一定時間毎に
サンプリングして直接測定することも可能である。

つぎに本装置を用いた高粘性物質の製造方法の他の実施
例を第８図及び第19図により説明する。第19図は本発明
の高機能樹脂（高粘性物質）の製造プロセスの概略フロ
ーを示す。高粘性物質の原料であるモノマーと触媒とを
混合し、付加重合反応あるいは縮重合反応により目的の
最終重合物を塊状重合で製造するものである。高機能樹
脂は重合度を増加させるので溶融粘度が増加し、最終重
合物の溶融粘度は数kPa・ｓ（数万ポアズ）のまで上昇
する。通常の攪拌装置で数kPa・ｓ（数万ポアズ）の液
を処理すると、混合・攪拌性能が悪いため、製品の重合
度分布が大きくばらつき、品質が大幅が低下してくる。
そこで第８図に示す高粘性物質の攪拌装置を用い、攪拌
性能を悪化させないで最終重合物まで処理する。第８
図、第９図に示した高粘性物質の攪拌装置の構成及び作
用は前述したので省略する。

本発明の枠状部材を形成する攪拌翼により処理液は槽全
体に循環流ができ、液の滞留部分が無くなり高粘度液の
良好な攪拌混合が得られる。従って本攪拌装置を用いて
重合反応を行えば均一な重合度をもった最終重合物が得
られる。さらに、重合反応の最初から一基の攪拌装置に
より最終重合物の製造を行うことができる。

つぎに、本発明の他の実施例について第20図により説明
する。本実施例は予備重合装置23と第８図あるいは第20
図により説明した攪拌装置18とを用いて高機能樹脂（高
粘性物質）を付加重合反応あるいは縮重合反応により目
的の最終重合物を塊状重合で製造するものである。本実
施例は重合反応の前段階の低粘液を従来の低粘度用攪拌
翼24を具備した予備重合装置23で処理し、中粘度から最
終の処理粘度を高粘度用攪拌翼19を具備した攪拌装置18
の攪拌槽１で処理するものである。高粘度用攪拌翼19は
第８図あるいは第20図で説明したものと同様の構成、作
用をもつものである。以上の構成により、高機能樹脂
（高粘性物質）を製造することにより、塊状重合プロセ
スのみで製造できるので、プロセスの簡略化が計れる。

以上のように本実施例によれば、本体１内の被処理液の
循環速度が高められ、表面更新性能が向上できるので、
重縮合系高分子（ポリエチレンテレフタレート、ポリブ
チレンテレフタレートポリアミド、ポリアセタール、ポ
リカーボネート等）の重合速度が高められる。また、本
実施例によれば、被処理液の伝熱性能が高められるの
で、ポリスチレン等の付加重合系高分子の重合におい
て、被処理液の反応熱の除去が容易となり、安定した重
合操作ができる。

さらに、本実施例によれば、高粘度の被処理液での表面
更新性能及び本体の壁からの伝熱性能が高められるの
で、重合操作以外に、高分子からの脱モノマー操作、脱
溶媒操作に本発明の装置が適する。

さらに、本実施例によれば、粉粒体及び粘着性粉粒体の
揮発物除去操作においても、本体内での循環速度が高め
られるので、本発明の装置が適し、さらに、チップ状ポ
リエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレー
ト等の粉粒体形状高分子の固相重合にも好適である。

〔発明の効果〕

本発明によれば、矩形状の枠部材によって槽内をくまな
くかきとる構成であるので滞留部分のない良好な攪拌・
混合性能が得られる。また被処理液の共回りを起す回転
軸がないので攪拌・混合による被処理液の品質低下を防
止できる効果がある。さらに、矩形状の枠部材に被処理
液のかきあげ作用を持たせると槽内に大きな循環流れが
発生し攪拌・混合性能が向上する。

また矩形状の枠部材を連結して回転させるため槽全体に
亘り攪拌された被処理液の形状が複雑になり、槽容積当
りの被処理液表面積の比が増加し表面更新作用が大きく
なり、蒸発成分の脱ガス性能が向上する効果がある。さ
らに、攪拌翼を逆回転させることにより、被処理液を槽
下部へ集中させて被処理液の排出時間を短縮できる効果
がある。

さらに、本発明によれば、高機能樹脂（高粘性物質）の
製造を塊状重合のみでできるので製造プロセスが簡略化
できる。

また、高機能樹脂の製造設備価格を下げる効果もある。
さらに、高機能樹脂の製造にかかる反応時間も短縮でき
る効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の高粘性物質の製造装置の概
略図、第２図は第１図のＩ−Ｉ線断面図、第３図は本発
明の他の実施例の高粘性物質の製造装置の概略図、第４
図は第３図のII−II線断面図、第５図は第３図の円筒円
周壁面の展開図、第６図は本発明のさらに他の実施例の
高粘性物質の製造装置の概略図、第７図は第６図のIII
−III線断面図、第８図は本発明のさらに他の実施例の
高粘性物質の製造装置の概略図、第９図は第８図のIV−
IV線断面図、第10図は第８図の円筒円周壁面の展開図、
第11図は本発明のさらに他の実施例の高粘性物質の製造
装置の概略図、第12図は本発明のさらに他の実施例の高
粘性物質の製造装置の概略図、第13図は本発明のさらに
他の実施例の高粘性物質装置の概略図、第14図は第13図
のＶ−Ｖ線断面図、第15図は本発明のさらに他の実施例
の高粘性物質の製造装置の概略図、第16図は第15図のVI
−VI線断面図、第17図は本発明のさらに他の実施例の高
粘性物質の製造装置の概略図、第18図は第17図のVII−V
II線断面図、第19図は本発明の一実施例の製造プロセス
のフロー図、第20図は本発明の他の実施例の塊状重合装
置の概略説明図、第21図は従来の高粘性物質の製造装置
の概略説明図、第22図は第21図の円筒円周壁面の展開
図、第23図および第24図はそれぞれ従来の製造プロセス
に関するフロー図である。１……攪拌槽本体、２……回転耳軸、６……供給口、７
……排出口、8a〜8d……攪拌翼部材、9a〜9f……攪拌翼
部材、10……排出装置、11……加圧装置、18……攪拌装
置、19……高粘度用攪拌翼、20a,20b,20e,20d……補強
部材、23……予備重合装置、24……低粘度用攪拌翼、25
……重合装置、31……翼接手部材

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Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】垂直方向に設置された円筒状容器あるいは
該容器の下部が円錐状の容器内に２つの水平方向部材
（8a,8b）と容器壁面と微小な隙間を保って設置される
２つの垂直方向部材（9a,9b）とによって矩形枠を形成
し、さらに下側の水平方向部材（8b）を上側の水平方向
部材（8a）に対して回転方向に位相をθ_２度進ませて、
ねじられた枠形状に構成された枠構造物（8a,9a,8b,9
b）と、この枠構造物と同様に形成された他の枠構造物（8e,9e,
8f,9b）とを垂直方向に重ね、上記枠構造物の下側の水平方向部材（8b）と上記他の枠
構造物の上側の水平方向部材（8e）とを回転中心の位置
において回転方向に所定の角度θ_１度で交差させて連結
して撹拌翼としたことを特徴とする高粘性物質の製造装
置。
【請求項２】上記垂直方向部材の両端あるいは一端をこ
の垂直方向部材と連結される水平方向部材の位置より枠
外に突出させたことを特徴とする請求項１記載の高粘性
物質の製造装置。
【請求項３】上記容器の下部形状は逆円錐形状であり、
この逆円錐形状の頂部に被処理液を抜き出す排出機構と
上記容器の上部において連通し上記容器内の気相部を加
圧する加圧機構とが設けられ、上記排出機構を運転して被処理液を排出する際、上記容
器の内壁に付着した付着物を掻き下げる方向に上記撹拌
翼を回転させると共に上記加圧機構により上記容器内を
加圧することを特徴とする請求項１または２記載の高粘
性物質の製造装置。
【請求項４】重合反応の初期段階から最終段階までを上
記容器内で一貫して行うことを特徴とする請求項１、２
または３記載の高粘性物質の製造装置。
【請求項５】タービン翼あるいはパドル翼等の低粘度用
撹拌翼を具備した低粘度用撹拌装置と請求項１、２また
は３記載の高粘性物質の製造装置とを連結して、付加重
合系高分子あるいは縮重合系高分子の製造を塊状重合に
より行うことを特徴とする高粘性物質の製造方法。
【請求項６】垂直方向に設置された円筒状容器あるいは
該容器の下部が円錐状の容器内に、２つの水平方向部材（8a,8b）と容器壁面と微小な隙間
を保って設置される２つの垂直方向部材（9a,9d）とに
よって形成され、さらに下側の水平方向部材（8b）を上
側の水平方向部材（8a）に対して回転方向に位相をθ_２
度進ませて、ねじられた枠形状に構成された枠構造物
（8a,9a,8b,9d）と、この枠構造物と同様に構成された他の枠構造物（8e,9e,
8f,9b）とを垂直方向に重ね、上記枠構造物の下側の水平方向部材（8b）と上記他の枠
構造物の上側の水平方向部材（8e）とを回転中心の位置
において回転方向に所定の角度θ_１度で交差させて連結
してなる撹拌翼により重合反応操作を行うことを特徴と
する高粘性物質の製造方法。
【請求項７】垂直方向に設置された円筒状容器あるいは
該容器の下部が円錐状の容器内に２つの水平方向部材
（8a,8b）と容器壁面と微小な隙間を保って設置される
２つの垂直方向部材（9a,9d）とによって矩形枠に構成
された枠構造物（8a,9a,8b,9d）と、この枠構造物と同様に形成された他の枠構造物（8e,9e,
8f,9b）とを垂直方向に重ね、上記枠構造物の下側の水平方向部材（8b）と上記他の枠
構造物の上側の水平方向部材（8e）とを回転中心の位置
において回転方向に所定の角度θ_１度で交差させて連結
して撹拌翼としたことを特徴とする高粘性物質の製造装
置。