FI90554B

FI90554B - Menetelmä akryylipolymeerigeelin jatkuvaksi valmistamiseksi

Info

Publication number: FI90554B
Application number: FI883501A
Authority: FI
Inventors: Akira Yada; Shusaku Matsumoto
Original assignee: Dai Ichi Kogyo Seiyaku Co Ltd
Priority date: 1987-07-28
Filing date: 1988-07-25
Publication date: 1993-11-15
Also published as: CN1030919A; GB8817699D0; DE3825366A1; FI883501A0; FI90554C; FR2618787A1; DE3825366C2; GB2208387B; US5004761A; FR2618787B1; GB2208387A; CN1014713B; IN169560B; FI883501A

Description

1 90554

Menetelmä akryylipolymeerigeelin jatkuvaksi valmistamiseksi

Esillä olevan keksinnön kohteena on menetelmä 5 akryylipolymeerigeelin valmistamiseksi jatkuvasti käyttämällä valopolymerointilaitetta mukaan lukien liikkuvan alustan ja kaasutiiviin kammion, jossa on valoa läpäisevä ylempi osa.

Akryylipolymeerien valmistaminen säteilyttämällä 10 valoenergiaa akryylimonomeereille on tunnettu. Tunnetaan myös polymeroinnin jatkuvasti suorittaminen säteilyttämällä monomeereja ohuen kerroksen muodossa liikkuvalla alustalla kuten hihnalla. Tässä menetelmässä vesiliukoisia akryylipolymeereja on valmistettu tavallisesti syöt-15 tämällä jatkuvasti vesipitoinen monomeeriliuos ohuen kerroksen muodossa liikkuvalle alustalle, säteilyttämällä valoenergia ohuelle kerrokselle ja ottamalla jatkuvasti tuotettua ohuen levyn kaltaista polymeerigeeliä pois alustalta.

20 Yleensä siinä tapauksessa, että akryylimonomeereja polymeroidaan säteilyttämällä valoenergialla käyttämällä esimerkiksi ultraviolettilamppua, ei hyvänlaatuisia polymeerejä voida valmistaa stabiilisti, ellei perusteellisesti huomioida seuraavia kohtia, nimittäin: 25 (1) että valoenergialla säteilytysolosuhteet pi- • detään aina vakioina polymerointiajän kuluessa; : (2) että kun polymerointi suoritetaan ohuen ker roksen muodossa liikkuvalla alustalla, monomeerin väkevyys monomeeriliuoksessa ei huomattavasti muutu johtuen 30 reaktiolämmön aiheuttamasta liuottimen höyrystymisestä monomeeriliuoksesta (esim. veden, kun monomeeriliuos on vesiliuos); (3) että hapen sisältyminen monomeeriliuokseen, jolla on epäedullinen vaikutus polymeroitumiseen, pois-35 tetaan kokonaan polymeroitumisjakson aikana; ja 2 90554 (4) monomeeriliuoksen ja tuotetun polymeerigeelin paksuutta liikkuvalla alustalla valvotaan jatkuvasti po-lymerointivaiheessa.

Yleensä tuottavuuden näkökulmasta on toivottavaa, 5 että monomeerin väkevyys monomeeriliuoksessa on suuri tai monomeeriliuoskerros liikkuvalla alustalla on suhteellisen paksu. Kuitenkin noissa tapauksissa polymeroinnin kehittämän lämmön määrä lisääntyy huomattavasti ja silloinkin, kun kerrosta jäähdytetään esimerkiksi jäähdyttä-10 mällä liikkuvan alustan vastapuolta kylmällä vedellä, polymerointireaktion lämmön täydellinen poistaminen on vaikeaa. Siitä seurauksena vesipitoisen monomeeriliuoksen ylempi osa, joka muuttuu geeliksi lyhyessä ajassa valo-energialla säteilytyksen jälkeen, tulee epätasaiseen ti-15 laan. Myöskin liuotin höyrystyy ja monomeeriväkevyys lisääntyy huomattavasti geelin pintavyöhykkeessä. Tuloksena monomeeriväkevyys geelissä tulee epätasaiseksi, josta johtuu muunnelmia polymeroitumisnopeuteen ja polymeroitu-misasteeseen. Siten laadultaan stabiileja tuotteita ei 20 voida saada.

Edelleen geelin pinnan lohkeaminen johtaa monomeerin itsensä sirontaan. Esimerkiksi kun monomeeriliuosta säteilytetään suoraan ultraviolettilampulla, monomeeri tarttuu lampun pintaan ja kun ultraviolettilampun ja mo-: 25 nomeeriliuoskerroksen väliin varustetaan läpinäkyvä väli- seinälevy, kuten lasi tai synteettinen hartsilevy, monomeeri tarttuu väliseinälevyyn. Lampun tai väliseinälevyn pintoihin tarttunut monomeeri muuttuu niiden pinnoilla polymeeriksi. Siten ultraviolettilampun tuotantoteho, 2 30 nimittäin valaistusvoimakkuus (W/m ), pienenee huomattavasti. Edelleen, pitkään jatkuvan toiminnan tapauksessa, tämä väheneminen etenee ajan kuluessa ja sen vuoksi tulee mahdottomaksi suorittaa polymerointia vakiovalaistusvoi-makkuudessa. Valaistusvoimakkuuden muutos ajan kuluessa 35 alkaa vaikuttaa polymeroitumisnopeuteen ja polymeroitu-misasteeseen. Siten on hyvin vaikeaa varmistaa stabiilia ti 3 90554 laatua pitkän ajan kuluessa. Tämän mukaisesti tarvitaan toistuvaa puhdistusta ja pesua, joten tuottavuus alenee huomattavasti. Tällaisista syistä tässä suhteessa on vaadittu parannusta.

5 On toivottavaa täysin poistaa polymerointivaihees- sa happi, nimittäin monomeeriliuokseen sisältyvä liuennut happi ja polymerointilaitteen kaasuilmakehään sisältyvä happi. Hapen poisto on yleensä suoritettu. Tavanomaisessa menetelmässä, jossa polymeroiminen suoritetaan 10 ohuen kerroksen muodossa liikkuvalla alustalla, kaasuil-makehän hapen poisto, toisin sanoen hapen monomeeriliuokseen sisältymisen tai hapen kosketuksen monomeeriliuoksen pinnan kanssa estäminen suoritetaan esimerkiksi (1) asentamalla liikkuva alusta hapettomaan huoneeseen, (2) jär-15 jestämällä kaasutiivis kammio liikkuvan alustan yläpuolelle ja lisäämällä inerttiä kaasua kuten typpeä tai hiilidioksidia hapettoman tilan säilyttämiseksi, tai (3) peittämällä monomeerin pinta valoa läpäisevällä kalvolla välittömästi monomeeriliuoksen liikkuvalle alustalle syöt-20 tämisen jälkeen.

Yllä mainittu menetelmä (1) on edullinen, mutta se vaatii suuria laitekustannuksia, koska koneen käyttäminen hapettomassa huoneessa täytyy tehdä kaukosäätimellä. Edelleen toimintakelpoisestakin hapettomasta tilasta 25 huoneessa on luovuttava, kun esiintyy laitehäiriöitä tai kun esiintyy epänormaaliutta polymeroinnissa. Tällaisten vaikeuksien esiintyminen johtaa tuottavuuden huomattavaan : alenemiseen ja inertin kaasun hukkaamiseen.

Kaasutiiviin kammion järjestämisellä liikkuvan 30 alustan yläpuolelle yllä esitetyn menetelmän (2) mukaan on se haitta, että siihen liittyy inertin kaasun tuhlaus, koska kaasutiivis kammio sinänsä ei ole liikutettava ja sen vuoksi on varattava väli kammion ja liikkuvan alustan välille ja inertti kaasu kammion sisältä vuotaa enem-35 män tai vähemmän välin kautta. Liikkuva alusta, kuten hihna, jota käytetään teollisessa tuotannossa on esimerkiksi jopa 50 m pitkä. Jos kaasutiivis kammio pituudol- 4 90554 taan 50 m, leveydeltään 1 m ja korkeudeltaan 0,3 m järjestetään liikkuvan hihnan yläpuolelle, kammion tilavuus on 15 m^ ja tarvitaan melkoinen määrä inerttiä kaasua korvaamaan ilma kammion sisällä. Edelleen paineis-5 tetun tilan ylläpitämiseksi on välttämätöntä aina toimittaa inerttiä kaasua kammioon, esimerkiksi määrässä 3 10-20 m /h. Inertin kaasun käyttö ei paranna tuotteiden saantoa ja sen mukaisesti pitäisi taloudellisesta näkökulmasta minimoida.

10 Yllä mainittu menetelmä (3) poistaa menetelmien (1) ja (2) kohtaamat ongelmat, mutta siinä on se haitta, että koska peittävä kalvo on kosketuksessa monomeeriliuoksen kanssa ennen polymeroitumisen initiointia polymeeri-geelin paksuudessa esiintyy vaihtelua, joka johtuu rypis-15 tymisestä, jota esiintyy kalvovarastossa, tai rypistymi-sestä, joka johtuu kalvon kutistumisesta reaktiolämmön vaikutuksesta. Kerroksen epätasainen paksuus johtaa vaihteluun polymerointinopeudessa. Edelleen, koska inerttiä kaasua ei ole lisätty, happi pääsee estämään polymeroitu-20 mistä, jos kalvo on vahingoittunut tai rikki, joten ei saada homogeenista polymeerigeeliä. Myöskin jatkuvan toiminnan keskeyttää kalvon särkyminen.

Monomeeriliuosta ohuen kerroksen muodossa liikkuvalla alustalla polymeroivan menetelmän kohtaama toinen 25 ongelma on se, että tuotetun polymeerigeelin ja liikkuvan alustan välinen kuorittavuus on huono, kun alusta on tehty metallista ja kun tuotettu geeli on hyvin tarttuva, joten jatkuva toiminta on vaikeaa.

Myöskin JP-Kokai-patenttijulkaisut nro 60-149 613 30 ja nro 60-149 612 (jotka vastaavat FI-patenttijulkaisua nro 85 495), selittävät menetelmän, vesiliukoisen vinyy-lipolymeerin valmistamiseksi valopolymeroimalla ohut kerros vesiliukoisen vinyylimonomeerin vesiliuosta liikkuvalla alustalla, jossa ohuen kerroksen pinnalle geelin 35 muodossa levitetään veteen liukenematonta materiaalia kuten alkyleenioksidiadduktia, kiinteää parafiinia tai polydimetyylisiloksaanisilikoniöljyä veden höyrystymisen ja kaasuilmakehän hapen kanssa kosketuksen estämistar-

M

5 90554 koituksessa. Tämän menetelmän mukaan saatu ohuen levyn kaltainen polymeerigeeli on paksuudeltaan epätasainen ja ohuen levyn kaltaisen geelin molemmat pinnat ovat epätasaisia.

5 Tunnetaan pinnoitteen tuottaminen polytetrafluori- etyleenistä, polyesterihartsista tai vastaavasta liikkuvan alustan pinnalle tuotetun ohuen levyn kaltaisen polymeerin liikkuvasta alustasta kuorittavuuden parantamiseksi. Kuitenkin pinnoite kuluu pois toistuvan käytön ai-10 kana ja sen kuorimisvaikutus pienenee. Myöskin pinnoite naarmuuntuu helposti. Monomeeriliuos pääsee naarmuihin ja polymeroituu sinne ja kun tuotettu polymeeri pakotetaan kuoriutumaan liikkuvalta alustalta, naarmuihin päässyt polymeeri pysyy ankkurin lailla naarmuissa ja sen 25 jälkeen kuoriminen näillä aluella tulee vaikeaksi. Tällä lailla pinnoitteen naarmuuntuessa tai lähtiessä pois tarvitaan korjaus eikä toiminnan keskeytys ole vältettävissä. Teollisessa polymeerituotannossa pituudeltaan mittavan alustan korjaus tai uudelleen pinnoittaminen johtaa suu-20 reen aika- ja kustannushäviöön.

Esillä olevan keksinnön kohteena on poistaa tavanomaisten menetelmien yllä mainitut puutteet.

Tämä ja muut esillä olevan keksinnön kohteet ilmenevät seuraavasta kuvauksesta.

25 Esillä olevan keksinnön kohteena on siten menetelmä akryylipolymeerigeelin valmistamiseksi jatkuvasti käyttämällä valopolymerointilaitetta mukaan lukien liikkuvan alustan ja kaasutiiviin kammion, jossa on valoa läpäisevä ylempi osa, jolle menetelmälle on tunnusomaista, että se 3Q käsittää: (a) liuenneen hapen vähentämisen enintään 1 mg:ksi/l ainakin yhden akryylimonomeerin monomeeri-liuoksessa, joka sisältää vaiopolymerointi-initiaattoria, (b) liikkuvan alustan yläpuolelle järjestetyn • ' 35 kaasutiiviin kammion sisältämän kaasufaasin happikonsen- traation pitämisen enintään 1 tilavuus-%:ina, (c) synteettisen hartsin syöttämisen jatkuvasti liikkuvalle alustalle liikkuvan alustan toisesta päästä, 6 90554 (d) monomeeriliuoksen syöttämisen jatkuvasti ohuen kerroksen muodossa liikkuvan alustan hartsikalvolle, (e) monomeeriliuoskerroksen säteilyttämisen valo-energialla polymeroitumisen initioimiseksi ja monomeeri- 5 liuoksen tekemiseksi olennaisesti juoksemattomaksi, (f) synteettisen hartsikalvon jatkuvasti syöttämisen ja hartsikalvon saattamisen kosketukseen monomeeriliuoskerroksen ylemmän pinnan kanssa, kun monomeeri-liuos on tullut olennaisesti juoksemattomaksi, 10 (g) polymeroinnin jatkamisen säteilyttämällä valoenergiaa polymeerin tuottamiseksi geelin muodossa, ja (h) hartsikalvojen kuorimisen jatkuvasti pois molemmilta puolilta tuotettua ohuen levyn kaltaista 15 polymeeriä liikkuvan alustan toisessa päässä ja ohuen levyn kaltaisen polymeerin ottamisen jatkuvasti pois liikuvalta alustalta.

Kuvio 1 on kaavamainen esitys, jossa näkyy laite-kokonaisuus, joka soveltuu esillä olevan keksinnön mene-20 telmän harjoittamiseen; ja

Kuvio 2 on osakuva, jossa näkyy kuvion 1 laitteen kaasutiiviin kammion sisäpuoli.

Esillä olevan keksinnön menetelmä on sovellettavissa tunnettujen vesiliukoisten akryylipolymeerien val-25 mistukseen. Edustavia esimerkkejä vesiliukoisten polymeerien valmistukseen käytetyistä akryylimonomeereistä ovat esimerkiksi akryyliamidi, metakryyliamidi, niiden johdannaiset, akryylihappo, metakryylihappo, niiden suolat, Ν,Ν-dialkyyliaminoalkyyliakrylaattien tai -metakry-30 laattien happamat suolat ja kvaternääriset suolat, di-allyyliamiinin happamat suolat, diallyylidialkyyliammo-niumsuolat, sulfoalkyyliakrylaatit tai -metakrylaatit, akryyliamidialkyylisulfonihapot ja niiden suolat ja vastaavat. Nämä monomeerit ovat olennaisesti veteen liuke-35 nevia ja yleensä niille suoritetaan polymerointi vesi-liuoksen muodossa.

ti 7 90554

Esillä olevan keksinnön menetelmä on myös sovellettavissa veteen liukenemattomien polymeerien valmistukseen. Edustavia esimerkkejä veteen liukenemattomien polymeerien valmistukseen käytetyistä monomeereistä ovat esi-5 merkiksi akryyliamidi, akrylaatit tai metakrylaatit kuten alkyyliakrylaatit tai -metakrylaatit ja hydroksy-alkyyliakrylaatit tai -metakrylaatit, styreeni, vinyyli-asetaatti ja polyfunktionaaliset monomeerit, joita käytetään haluttaessa verkkoutettuja polymeerejä, kuten mety-10 leenibisakryyliamidi, polyoksietyleenidiakrylaatti tai -dimetakrylaatti, trimetylolipropaanitriakrylaatti tai -trimetakrylaatti ja pentaerytritolitetra-akrylaatti tai -tetrametakrylaatti. Näitä monomeerejä voidaan käyttää yksin tai seoksena tai niitä voidaan käyttää yhdis-15 telmänä olennaisesti veteen liukenevien monomeerien kanssa.

Valmistettavien polymeerien käyttötarkoitusten mukaan monomeerit valitaan sopivasti yllä mainituista ja käytetään mielivaltaisessa suhteessa. Esimerkiksi kun 20 halutaan valmistaa vesiliukoinen polymeeri, joka sopii käytettäväksi paperin vahvistusaineena, viskositeettilisä-aineena, jäteveden käsittelyaineena tai viemäreiden ja ihmisten jätteiden dehydratointiaineena, valitaan olennaisesti veteen liukenevia monomeerejä. Kun halutaan muo-25 veja, käytetään hydrofobisia monomeerejä. Myöskin, kun halutaan vedessä turpoavia polymeerejä, jotka ovat käyttökelpoisia esimerkiksi vettä adsorboivina hartseina, käytetään olennaisesti vesiliukoisia monomeerejä poly-funktionaalisten monomeerien kuten metyleenibisakryyli-30 amidin yhteydessä.

Vesiliukoisten polymeerien valmistamisen tapauksessa monomeerit käytetään vesiliuoksen muodossa, jonka mono-meerikonsentraatio tavallisesti on 20-80 paino-%. Kun käytetään hydrofobisia monomeerejä, monomeerit käytetään 35 laimentamatta tai laimentamalla sopivaan konsentraatioon sopivalla orgaanisella liuottimena, esim. tolueenilla tai ksyleenillä.

8 90 554

Esillä olevassa keksinnössä voidaan käyttää tavallisia valoinitiaattoreita esim. bentsofenonia, bentsoii-nia, bentsoiinialkyylieetteriä ja muita valoinitiaattoreita kuten atsoyhdisteitä ja peroksidiyhdisteitä. Valo-5 initiaattoria käytetään määrässä 0,001 - 5 paino-% laskettuna käytetyn monomeerin tai monomeerien painosta.

Polymeroitavaan monomeerinesteeseen liuennut happi tai polymerointi-ilmakehän kaasufaasissa oleva happi olisi vähennettävä mahdollisimman pieniin, koska hapella on 10 epäedullinen vaikutus polymeroitumisreaktioon. Liuennut happi monomeerinesteessä vähennetään enintään 1 mg:ksi/l ennen polymerointia. Kun liuenneen hapen määrä on suurempi kuin 1 mg/1, reagoimaton monomeeri jää jäljelle, eikä po-lymeroitumisaste nouse. Samasta syystä happikonsentraatio 15 polymerointi-ilmakehässä, nimittäin kaasutiiviissä kammiossa, pidetään enintään 1 tilavuus-%:ina. Hapen poisto voidaan suorittaa tunnetuilla menetelmillä. Esimerkiksi ennalta määritellyn monomeerin vesiliuoksen valmistamisen jälkeen ja kun valoninitiaattori on lisätty monomeeri-20 liuokseen, monomeeriliuokseen lisätään inerttiä kaasua kuten typpikaasua tai hiilidioksidia. Polymerointi-ilmakehän happi poistetaan esimerkiksi johtamalla inerttiä kaasua kaasutiiviiseen kammioon.

Synteettinen hartsikalvo syötetään jatkuvasti liik-25 kuvalle alustalle, jonka yläpuolelle kaasutiivis kammio tai kammiot on järjestetty. Monomeerineste, johon valo-initiaattori on lisätty, syötetään sitten jatkuvasti ohuen kerroksen muodossa liikkuvan alustan hartsikalvolle. Mono-meerinestekerroksen paksuus on välillä 3-20 mm, edulli-30 sesti 5-10 mm. Monomeerinestekerrosta säteilytetään valo-energialla valolähteistä kuten ultraviolettilampuista, jotka on järjestetty liikkuvan alustan yläpuolelle ja aikaisemmin sytytetty, jolloin polymeroituminen initioituu ja monomeerineste siirtyy juoksemattomaan tilaan lyheyssä 35 ajassa.

Il 9 90554

Toinen synteettinen hartsikalvo syötetään jatkuvasti liikkuvalle alustalle ja saatetaan kosketukseen ohuen monomeerinestekerroksen pinnan kanssa, kun monomee-rineste on tullut riittävän juoksemattomaksi. Aika, joka 5 tarvitaan olennaisesti juoksemattomaan tilaan siirtymiseen (geelitila), vaihtelee riippuen monomeerikonsentraa-tiosta, valoenergian intensiteetistä ja vastaavasta, mutta on tavallisesti 1-5 minuuttia monomeerikerroksen säteily-tyksen jälkeen. Sen jälkeen polymerointia jatketaan edel-10 leen valoenergiasäteilytyksellä. Edullisesti polymeroin-nin kehittämä lämpö poistetaan esimerkiksi levittämällä vettä alustan taakse polymeroinnin aikana. Saatava ohuen levyn kaltainen polymeerigeeli poistetaan jatkuvasti liikkuvan alustan toisesta päästä samalla kun hartsikalvot 15 automaattisesti kuoritaan ohuen levyn kaltaisen polymeeri-geelin molemmilta pinnoilta.

Liikkuvan alustan pinnalle ja ohuen monomeerikerroksen yläpinnalle syötettävinä synteettisinä hartsikal-voina käytetään yleisesti saatavissa olevia hartsikalvo-20 ja, esim. polyetyleeni-, polypropyleeni-, polyesteri-, polyamidi- ja polytetrafluorietyleenikalvoja. Akryylipo-lymeerejä teollisesti tuotettaessa on toivottavaa, että kustannukset ovat mahdollisimman pienet, sen vuoksi poly-etyleeniklavoa ja polypropyleenikalvoa käytetään edulli-25 sesti tästä näkökulmasta.

Koska hartsikalvot syötetään jatkuvasti mekaanisin keinoin ja kuoritaan väkisin saatavalta ohuen levyn kal-. . täiseltä polymeeriltä liikkuvan alustan toisessa päässä, jos hartsikalvot ovat liian ohuita, ne voivat vahingoit-30 tua, siten aiheuttaen haitallisia vaikeuksia, kuten toiminnan keskeytyksen johtuen kalvojen särkymisestä tai polymeroinnin päättymisen tai reagoimattoman monomeerin kehittymistä. Edullisesti hartsikalvojen paksuus on noin 20 - noin 50 pm.

35 Ohuen monomeerikerroksen molemmille puolille syö tettävinä synteettisinä hartsikalvoina käytetään tavallisesti synteettistä hartsikalvoa, joka on rullattu lieriön 10 90554 muotoon, esimerkiksi kaupallisesti saatavaa rullattua kalvoa pituudeltaan 2000-4000 m. Kalvojen liittäminen rullasta toiseen tehdään liitospaperia tai liimateippiä käyt-kämällä.

5 Jokainen liikkuvan alustan lopusta vastapäätä mono- meerinesteen syöttöporttia irrotettu hartsikalvo kierretään lieriömäiseen muotoon ja jos kalvopinta ei ole äärimmäisen saastunut, se voidaan käyttää uudelleen.

Kun liikkuva alusta on tehty ruostumattomasta te-10 räksestä, jotkut polymeerityypit tarttuvat lujasti alustan pintaan ja niiden kuoriminen alustalta on usein vaikea suorittaa. Esillä olevan keksinnön menetelmässä synteettinen hartsikalvo syötetään liikkuvalle alustalle ja mono-meerineste syötetään hartsikalvolle liikkuvalla alustalla 15 ja sen vuoksi tavanomaisen menetelmän tällainen ongelma on täysin poistettu. Lisäksi esillä olevan keksinnön menetelmässä ei ole mitään tavanomaisen menetelmän edellä mainittuja ongelmia kuten lamppujen tai lamppujen ja liikkuvan alustan välille järjestettyjen valoa läpäisevien väliseinä-20 laattojen saastumista, hapen vaikutusta, epätasaisuutta polymeerin paksuudessa, jne., koska synteettinen hartsi-kalvo saatetaan kosketukseen geeliytyneen monomeeri-nesteen yläpinnan kanssa.

Ennen hartsikalvon saattamista kosketukseen liik-25 kuvan alustan monomeerikerroksen kanssa polymerointi suoritetaan hapen olennaisesti puuttuessa. Kun hartsikalvo on saatettu kosketukseen monomeerikeeroksen kanssa, hartsikalvo sulkee ympäröivän kaasun pois. Sen vuoksi saatetaan vain yksi kaasutiivis kammio järjestää alku-30 peräisen polymerointivaiheen alueen yläpuolelle. Jos varustetaan useita kaasutiiviitä kammioita, inertin kaasun tulo toiseen ja seuraaviin kammioihin voi vähetä tai pysähtyä.

Valolähteinä valoenergian säteilyttämiselle mono-35 meerikerrokselle voidaan käyttää tavallisesti saatavissa olevia valolähteitä, esim. ksenonlamppua, volframi- li il 90554 lamppua, halogeenilamppua, hiilikaarta ja elohopealamppua kuten suurpaine-elohopealamppu, erikoissuurpaine-elohopealamppu tai pienpaine-elohopealamppu. Yleisintä on suurpaine-elohopealampun käyttö. Käytetty aallonpi-5 tuus vaihtelee jonkun verran riippuen käytetyn valoini-tiaattorin laadusta, mutta alue välillä 300-380 nm on tehokkain.

Esillä olevassa keksinnössä käytetään liikkuvana alustana edullisesti päättymätöntä hihnaa.

10 Esillä olevan keksinnön menetelmällä on seuraavat edut.

(1) Nopea reaktio ja siihen liittyvä monomeeri-nesteen epätasainen tila voidaan estää, jolloin monomoo-rikonsentraatio voidaan pitää tasaisena ja vakiona.

15 (2) Nopeasta reaktiosta johtuvan monomeerin tai geeliytyneen monomeerinesteen tai monomeeriliuoksen sironnan aiheuttama ultraviolettilampun tai läpinäkyvän väli-seinälevyn saastuminen voidaan estää ja polymerointi voi edetä aina vakiolla valaistusvoimakkuudella. Sen seurauk-20 sena polymeroinnin on mahdollista edetä vakiolla polyme-roitumisnopeudella ja on mahdollista saada polymeroitumis-asteltaan tasainen polymeeri. Siten ei saada aina pelkäs-täään stabiililaatuista tuotetta, vaan myös lampun ja väliseinälevyjen puhdistustyö vähenee ja tuottavuus nou-25 see huomattavasti.

(3) Sen jälkeen kun valoa läpäisevä synteettinen : hartsikalvo on tuotu kosketukseen monomeerin tai monomee riliuoksen ohuen kerroksen kanssa inertissä kaasuvirras-sa, kun monomeerikerros on siirtynyt olennaisesti juok-30 semattomaan tilaan, ohut hartsikalvon peittämä kerros : eristyy ympäröivästä ilmakehästä. Sen vuoksi vaikka ympä röivä kaasu ei olekaan inerttiä kaasua sen jälkeen, kun ohut kerros on hartsikalvon peittämä, hapen epäedullista vaikutusta tuskin nähdään. Sen vuoksi edellä mainitusta 35 kaasutiiviistä kammiosta voidaan tehdä tiivis. Kohteet 12 90554 voidaan saavuttaa jopa käyttämällä pieni määrä inerttiä kaasua, siten ei pelkästään voida alentaa asennuskustannuksia, vaan myös ei-toivotun inertin kaasun käyttö voidaan minimoida.

5 (4) Kun kaasutiivis kammio tai kammiot järjeste tään liikkuvan alustan koko pituuden yläpuolelle, jatkuvan toiminnan keskeytys, joka on teolliselle toiminnalle haitallisinta, voidaan estää, vaikka synteettinen hartsi-kalvo olisi vahingoittunut tai rikki.

10 (5) Koska monomeerinesteen ohuen kerroksen ylä pinta on hartsikalvon peittämä sen jälkeen, kun mono-meerineste on saatettu olennaisesti juoksemattomaksi, tuotetun polymeerin kerrospaksuuden epätasaisuus voidaan pienentää minimiin.

15 (6) Koska synteettinen hartsikalvo on myös ohuen monomeerikerroksen ja metallisen liikkuvan alustan välissä, tuotetun polymeerin kosketus alustaan estyy eikä kuorimisessa ole ongelmaa. Myöskään, koska alustaan ei tarvitse levittää irrotusainetta, ei mikään epäpuhtaus 20 pääse saastuttamaan tuotettua polymeeriä. Edelleen, reak-tiolämpö voidaan poistaa helposti verrattuna sellaisen liikkuvan alustan käyttöön, jossa on vuorauksena fluori-pitoinen polymeeri, siten reaktion valvonta on helppoa ja saadaan hyvälaatuisia polymeerejä.

25 (7) Alustalle voidaan omaksua suuri monomeeri- konsentraatio ja suuri monomeerikerroksen paksuus, siten polymeerejä voidaan valmistaa paremmalla tuottavuudella.

(8) Ohuen levyn muodossa saaduilla polymeereillä on erittäin sileät pinnat.

30 (9) Esillä olevan keksinnön menetelmässä kaasu tiivis kammio tai kammiot, jotka on täytetty inertillä kaasulla, on järjestetty liikkuvan alustan yläpuolelle, esimerkiksi vähintään liikkuvan alustan pituuden ensimmäisen puoliskon yläpuolelle. Sen lisäksi, että edellä 35 mainitut ongelmat voidaan ratkaista tuomatta synteettisiä hartsikalvoja kosketukseen geeliytyneen monomeerikerroksen molempien pintojen kanssa liikkuvalla alustalla,

U

13 90554 esillä olevan keksinnön menetelmällä on se lisäetu, että kaksinkertainen sulkujärjestelmä peittämällä monomeeri-kerros hartsikalvoilla ja kaasutiivis kammiojärjestely voi menestyksellä estää erilaisten jatkuvan polymeroin-5 nin ongelmien esiintymisen, kuten polymeroitumisen estymisen, jonka aiheuttaa hapen mukaanpääsy vahingossa, joka voi usein tapahtua jatkuvan toiminnan aikana peite-kalvojen repeentymisen tai särkymisen johdosta, peitekal-vojen polymeroitumislämmöstä johtuvan laajenemisen tai 10 kutistumisen johdosta, monomeerien tai liuottimien höy-rynpaineen nousun johdosta ja aiheutuen peitekalvojen riittämättömästä puristumisesta alustan kumpaankin sivuosaan järjestettyjä sulkuja tai kehyksiä vastaan.

Kuten yllä esitettiin, esillä oleva keksintö 15 poistaa alan aikaisemman ongelman ja antaa käytettäväksi jatkuvan menetelmän, jolla pystytään stabiilisti valmistamaan akryylipolymeerejä valopolymeroimalla teollisessa mittakaavassa.

Esillä oleva keksintö kuvataan ja selitetään yksi-20 tyiskohtaisemmin seuraavien esimerkkien avulla, joissa kaikki prosentit ovat painosta ellei toisin ole mainittu. On ymmärrettävä, ettei esillä oleva keksintö rajoitu esimerkkeihin.

Esimerkki 1 ja vertaileva esimerkki 1 25 Akryylipolymeerejä valmistetaan jatkuvasti käyttä mällä seuraavaa monomeerien vesiliuosta, valoinitiaatto-riliuosta ja polymerointilaitetta. Silmällä pitäen tapausta, jossa synteettiset hartsikalvot syötettiin laitteeseen (esimerkki 1) ja tapausta, jossa hartsikalvoja ei 30 syötetty (vertaileva esimerkki 1), tehtiin seuraavat ko-. . keet.

Polymeroitumistilaa reaktiossa huomioitiin 30 minuutin ajan.

Tulokset esitetään taulukossa 1.

— 35 Myöskin laitetta käytettiin kauan aikaa ja lait teen saastuminen ja valaistusvoimakkuuden muutos huomioitiin. Tulokset esitetään taulukossa 2.

14 90 5 54

Edelleen laitetta käytettiin kauan aikaa ja tuotetun polymeerin tasaisuutta geelin muodossa tutkittiin ajan kuluessa. Tulokset esitetään taulukossa 3. (Monomeerien vesiliuos) 5 Aineosat Määrä (kg) akryyliamidi 12,80 akryylihappo 2,40 natriumhydroksidi 1,36 ioniton pinta-aktiivinen aine 0,01 10 (polyoksietyleeninonyylifenyyli- eetteri: HLB 15) tiourea 0,16 deionisoitu vesi 23,27

Yht. 40,00 15 (valoinitiaattoriliuos)

Aineosat Määrä bentsoiini-isopropyylieetteri 6 g metanoli 147 ml 20 (polymerointilaite)

Kokeissa käytettiin kuvioissa 1 ja 2 esitettyä laitetta.

(1) Päättymätöntä ruostumatonta teräshihnaa le-25 veydeltään 450 mm ja tehokkaalta pituudeltaan 3000 mm käytettiin pyörivän rummun 4 avulla nopeudella 100 mm/mi-nuutti. Kuviossa 2 osoitetusti kumista valmistetut kehykset tai sulut on järjestetty hihnan 3 kummallekin si-vualueelle estämään monomeeriliuoksen juokseminen hihnan 30 yli.

(2) Päättymätön hihna jäähdytettiin jäähdytys-säiliöllä 5 suihkuttamalla 15°C vettä hihnan takapinnalle.

(3) Neljä kaasutiivistä kammiota 8, joiden yläosa 35 oli tehty läpinäkyvästä lasista 15, järjestettiin päättymättömän hihnan yläpuolelle ja inerttiä kaasua (typpikaasua) johdettiin jokaiseen kammioon määrässä noin I! is 90554 1 m^/tunti hapen määrän jokaisessa kammiossa 8 pitämiseksi enintään 0,8 tilavuus-%:ina.

(4) Noin 100 mm korkeudelle kammioitten 8 yläpuolelle sijoitetut ultraviolettilamput 9 (pienpaine- 5 elohopealamput) sytytettiin ja ultraviolettisäteittein 2 intensiteetti hihnalla säädettiin 20 W/m :ksi. Polyety-leenikalvo 10' paksuudeltaan 30 pm ja leveydeltään 500 mm kiinnitettiin päättymättömän hihnan 3 pinnalle ensimmäisen kammion 8 sisääntuloportilla ja lähetettiin eteen-10 päin ja asetettiin automaattiselle kelalle 13', joka sijaitsi ulostulopuolella. Kalvo 10' peitti hihnan 3 pinnan ja molempien kehysten 16 sisäpinnat kuviossa 2 esi-tetysti.

(5) Toinen polyetyleenikalvo (10) paksuudeltaan 15 30 pm ja leveydeltään 500 nm syötettiin ensimmäisen kaa- sutiiviin kammion 8 läpi niin, että kalvo joutui kosketukseen geelitilaan siirtyneen monomeerin vesiliuoksen yläpinnan kanssa noin 500 mm päässä päättymättömän hihnan päästä 14, nimittäin monomeerin syöttöportin 14 kohdalla, 20 ja sijoitettiin automaattiselle kelalle 13, joka oli sijoitettu hihnan toiselle puolelle.

(6) Monomeeriliuossäiliöön 1 sijoitetun monomeeri-liuoksen liuennut happi vähennettiin alle 1 mg:ksi/l poistamalla se typpikaasulla ja monomeeriliuos syötettiin 25 nopeudella 13,5 1/h liikkuvalle päättymättömälle hihnalle.

Toisaalta säiliöön 12 sijoitetusta valoinitiaat-toriliuoksesta poistettiin kaasu typpikaasulla samalla tavalla happikonsentraatioltaan alle 1 mg:ksi/l ja syötettiin nopeudella 30 ml/h. Monomeeriliuosta ja valo-30 initiaattoriliuosta sekoitettiin tasaisesti linjasekoit-timella 11, joka oli järjestetty syöttölinjalle ja syötettiin hihnalle 5 mm paksun kerroksen muodossa. Siten syötettyä monomeeriliuosta (nestelämpötila: noin 20°C) säteilytettiin ultraviolettisäteillä 30 minuutin ajan ·:··' 35 hihnalla.

ie 90 554 (7) Polymeroituminen alkoi noin 2 minuuttia mono-meeriliuoksen hihnalle syöttämisen jälkeen (200 mm päässä hihnan 14 sisääntulopäästä) , ja on muuttunut juoksemattomak-si vanukkaan kaltaiseksi geeliksi noin 4 minuutin kulut- 5 tua syöttämisen jälkeen (400 mm päässä sisääntulopäästä). Polyetyleenikalvo 10 saatettiin kosketukseen geelin pinnan 2 kanssa noin 500 mm päässä sisääntulopäästä 14, ja geelin peittämä kalvo lähetettiin päättymättömän hihnan toiseen päähän samalla säteilyttämällä ultraviolettisä-10 teillä. Polyetyleenikalvo 10 tuotetun polymeerigeeliker-roksen yläpinnalta kuorittiin automaattista kalvokelaa 13 käyttämällä. Polymeerigeelinauha leveydeltään 450 mm ja paksuudeltaan 5 mm kuorittiin hihnalta 3 yhdessä poly-etyleenikalvon 10' kanssa kuorimislevyllä 6, ja kalvo 10' 15 polymeerigeelinauhan takapinnalla kelattiin välittömästi käyttämällä automaattista kalvokelaa 13'. Polymeerigeelinauha sijoitettiin sitten rullakuljettimelle 7 ja lähetettiin sillä eteenpäin.

Konetta käytettiin noin 3 tunnin ajan ja saatin 20 polymeerigeelinauha pituudeltaan 18 m.

(8) Saatu polymeerigeelinauha katkottiin siruiksi kooltaan 3x5x5 mm, jauhennettiin sitten hiukkasiksi halkaisiltaan noin 3 mm jauhentimella ja kuivattiin 80°C:ssa noin 1 tunnin ajan leijukuivaamalla.

25 Saatu polymeerijauhe liukeni veteen ja tuotti ve siliuoksen, joka tuskin sisälsi veteen liukenematonta ainetta ja oli viskositeetiltaan suuri. Polymeerin raja-viskositeetti oli 23,5 dl/g (IN NaNO^f 30°C) ja se oli käyttökelpoinen höytelöintiaineena.

Il 17 90554

G

<U

G -H

•H 0)

Id td H

H -PO)

•H HP

H P id Ή

Ai Ή (O

H G CU > -H -H

Ai -H 10 tO G <U O H H

Ai P O O Id {P Ai <U <U

p cu g g <o a> ai

<U <D -H -H Ai Md G tP P

g g Ή H Ai i -H -H G g Ai id id 01 H tO 10 G ,G G > > cu o a» cu g a) -h o o id ft > > > ft Λ Λ Λ to (Ö to > o cu Ή »“l

-P -H G

Ai to -H (fl to -p P h

CU P <U -H

Ptd CU tUGPUUUUUUCJ

to > gtdtoooooooo G to >ιΰ0.οίΝοηνθΓΜο •Hid rHGgtNtNm^rr^Lnog g I—I Ο Ή :td

•H ft D4 H

O P

HI C

id <u

id CO G -Η -H

H tO *H t—t H

•h tu id to tu a) p to P tu a)

•H -H H tP tP

G td p id ή cu to ϋ h id id

to Id G CU > > -H

•HP -H tOtOGtUOOH

g P O O (d tP Ai Ai (U

G Id tu G G Id (U

PC (U -H-HAiadCGCP

•H G g H H Ai tU Id Id OP >1 Ή -H G g Ai Ai id P-H H H CO to G -G G G > cuo 0 > > a _c .c a; ·: >1 g Ai HO Ai

O G P

ft Λ (U

— g c . . *H *H id

H tO H I—I

W CU -H

O (UCPCJUUUUCJU

Ai gtdto OOOOOOO

Ai >lCQ.OfNOLOoroCP

G HCgtNCNrOHtD^H

h O *H :id

G ft Or H

- id

El G id id id

. . tu id id id G G G

G G G G P P P

-H P P P P P P

g P P P G G G

Id G G G H H H

Ai H H H G G G

H G G G Ai Ai Ai . Id id Ai Ai Ai

Ai ...

•H G · · G G C

id :0 G G G -Η -Η -H

P -H -H -H g g g p :0 g g g G >1 0 0 0

C tO IN H4 tO r—l (N H

G

Gtd-QOOiuP^p ie 90 554 <a

f—I

H

iti

G

I tn G

en 3 -h 3 3 Oi—. ~ Ή -M A! <m ui o k£> o ^ oo vot^-cN · V) M C £ * - H -rl fl a) s co oo r-~ oo r~~ m r~- ho in · A Iti E G !5 rH rH rH r-H i—I f—I i—I i—I i—I 3 λ; h -h χ ~ 3

M (0 O -H e M

id <i) > > xl id) +j en £ i O G i id i ed id en -rH -H Οι-H -H G e -P -rH G G -P -n <D en en 6 en -h -h en en -h -h en

3 O) <i) id y (D p p -H Q) In p -H

rH > -nHJ > dl JlE> 0) HIE

3 Id -P <u <u 3 <]} <U 3

Ai > G G CMC E E -P G £ E -P

Q)-H ido euido >iid >i+> o >iid >i-p

G r-H -H dl -1—1 -I—I -P -I—t i—1 -P ·—I >H -n H -P H M

Id -rH> E Ή O -H o » O Id H o in O Id

•n id -h id id Λ G id Oi-h Qi-P id Oi-h Oi-P

id -P -h G n Qi« Oi-h a id £ & id E

P -P O -r-i-HJ-i -r-ι G 3 G id -n G 3 G id •h <D 3 -h Gad0-P(l)Md00-P0id:id00-P0id -P > en £ -H -H C Οι Ή 11 G Oh ·η -P -n > G α -Γ-l -P -n > G itigen > en a en g en o h li H£ in o, h h ho •h ididid >i nd -h ui o ad -h id id id id Md -h id iti to iti O Ai Ai -H X rH +J > rH rH -P Oi -P Ql > H 4J OU a>

•H

ε O ^ Id

3 Id rH

X en rH

en id

G id G

(DG i en G

<u G en 3 -h -P -H 3 3 Oi —.

-PE -PAieNinmiH oo oo ko r^mrr •h -h en a: G E ·> «· idO H n) m s. σι m oh oh oh oh oh oh oh

rH -P iti E G 12 *H rH rH rH (H rH rH rH rH

Ή rH -H .G ' -pc id o -h

G Id > > X

H -n O Iti Id

P rH -i—I

a> g o E »ti -H Oi >1 A! Ai Oi

-H -P Ai G Iti -H

O -H p -H <U -P

CU Oi (D -H E -H Md Mti ati »0 »ti Md ~ G > <ti en > > > > > > •H -H en <1> >1 >1 >1 >1 >, >0 en -H G > Ai Ai Ai Ai A! Ai W -P O G :iti :iti Md »ti :id »ti

O 3 -H ididatiGCCGGC

Ai en g -rH Ai (1) e -H -H -H -H -H -H

Oli Itigtn 3 E en Oi Oi a a Oi Oi 3 id iti iti -h id »d »d »d »d »d :id Md

rH ϋ Ji H X tn rH lH rH rH rH rH rH

3 id

En i — H id

I Id -H

3 -P rH (N ΓΟ rH-pltiCrHCN ro rH IN ΓΟ 3 3 Id 3 e a: -p id

rH I

rH -H I

id en p | g X! en Oi •h >i o o o o

X >1 rH O O O

en 3 in o m

Id -rl .μ Id rH rH

E Mö G -P

<D -P »ti en —. r- en w »ti -h iti X ϋ <3 -r tn -P — — -

II

19 90 554

tO

H

tO

P

i tn p tn p -h P P CX ~ γ-ι-ρλ; cn ro r-~ o oo tn to to m tn λ: P g * - » - v - - •H -H to tö r- vo tn r~ r~ vo oo oo r-~

(0 g P Ϊ2 rH rH r—I i—l rH f—I i—I r-I rH

M rH -rH s: —

P (OOH

m a) > > .e tn g i td i i tn -rl H P P P H P P tö -rl ci) tn tn -h -h tn tn -h -h ti tn P P P H tl) P P OO) rH > CD OJ g > P (0 (UQ)P (Utu ϋ

> C P g g -P :t0 g g HP

tl) -H O >i (0 >i P H >i (0 >i (0 P O

p rH -rH Tn r-H P rH p p |—I 4-1 |—I 4-1 -rH '1 ΐ to --h> rH otnototu otnotn t» h t-1 to -rl to CVH dl 4-1 -rl Ö1-H CU-rH tl) <0 to 4-i -h p cxtog & to g g >o.to

P P O T-ippptO T-Ipppp T-I

•H tl) PH HO O O P O (0 «0 0 tO 4-* OP to :tÖ »O O

-P > tn g -H β ft ·Π4Ι τη > β ft ΛΙ 41 ·π 4-* <ΰ C C CU

Ρ togtn tn a η ρ η ,ρ in ft pm h h g id id ft rl 10 to to SO -H O t0 B) 10 «0 -rl -rl tO tO t0 td «0 «0 Ή o «fttjrH HP ap a > Hpxipap whhp

•H

g O to

P 10 H

P tn h tn to

P to P

o p i tn c 0) p tn p -h p -ri p p a —.

Pg P -V cm vo 'T tntnrr r- vo •rl -rl tn^Cg^ K .. ^ - - - 10 O h m id s o\ ον ον σν σν σν σνσνσν

H Ρ f0 g P 3— 1—| rH rH rH rH rH rH rH rH

•rl rH -H 4β ' P P to O -rl p to > > x: •rl -r-l O (fl

P i—I

tl) P

g «0 -rl >1 M fti

HP Ai P

O H 14 -H «0 «0 «0 «0 :t0 «0 «0 :t0 «0 cna >> >>> >>> ^ g> -H H AiAJMAiAiAiAiAiA' γη tn -H p «0 «0 «0 «0 «0 «0 «0 «0 :t0 „ WPO ppp ppp ppp

O P H -H -rH -(H H -rl -rl -rl *r| -rH

x tng-ri a a a a a a a a a

Ai to g tn «o «o «o «o «o «o »o «o «o

P 10 tO tO H H H H H H H H H

... H X Ai H

. . ; £

- - tO

E-t I r- * * -H f0

I fÖ -H

P PrHtNH rH CN| Η rH CN ΓΟ

H P (0 P

P P tO P

« P M P

-' to

Hl : : : h -h i to tn p g g g xi tn a 5 5

___‘ ^ -H >1 O O O O

p Xl >n H 0 o O

p tn p -—-o m o

Ai ί ‘ij Ή "! n <n n

4-1 g KO P P

to tl) P KO tn ^ Λ - -r-ι tn ω :to h -a φ in — <~ιηρ^ ^ ^ 20 90554 1—I O · λ; -η * * ίο h w p * * * * ·η

M -rl P in 00 O (N O rH

μ > <u O' ..... (0 P (0 d) ^ roromcNcg <0

01 *1—» -M 1—I (NlCMCNOMCNl -H

ε (d -π ό p H (¾ ID w 0) w p 0) <0 a <0 > (0 <0

QJ -HP

rH I —> Ή c

P I -H I OP (0 O

(0 -P 3 -P >- (0 -P

P P >! a -P (0 p d> a) w U a 0> a>GG3ooincr>inro <o 0) > ε·Η·Η3 - - - - - p c >ii—irdin γΗινινπγο (0 d) W <—I OJ I -rH -31 rr -sr *}· g Λί 3 O <D Id O 3

3 (¾ tn > -p (0 -H

W P rH

•H C

(0 o g

w p <D

(0 1 (0(1) ρ ο ε p

M -P 0) (U

C WP G > •H -p P ~~ η- ιο σι in a) h >a>tr> aa <U (0 0) ^ ro m ro ro ro 3 p (1) ·η P I—I CN<N<NCN<N -Ρ M0

CP rH (0 -Ρ Ό rH M

•rl 05 W -r g

Ρ -P G

0) M 0) -H

d) M Q) P

ε P P 3 >i d) (1) 3

rH ε > W

Ο Ή I -—*

(¾ CO I -H I OP -Ρ -P

“ W -rl 3 -rl ^ >1 >1

P M a MM

m a) 0) in :(0 :(0

<DCG3 oo Γ" σι r~ ιο G G

Ο ε -H -H 3 M rp <—I (0 W OOOOO (0(0

M rH (1) | -P ·» H1 H1 H1 H1 WW

3 O <U (0 O W W

rH ft O' > P d) Q)

3 W W

(0 MM

H O O

3 3

I -rl *H

I (0 -rl I—I I—I

G ε p <0 -H -rl o)<ua)rH εεεεε ww >

P O !p .C rH rH rH

>1 P rH 3 « « :ι0 P O (0 *

2 O a C

G (0

GO) -H

«D W W

P -H M

& a 3

>1(0G GGGGG P

W P 0) -H -H -H -H -rl 3 -pa) εεεεε (o m -η μ ε

Λ!ΟΗ OOOOO O

P rH HO r-l in o m oo 3 l< (0 -Π rH r-l rH ®

II

2i 90554

Taulukon 2 tuloksista ymmärretään, että kun synteettistä kalvoa ei syötetä (vertaileva esimerkki 1), kaasutiiviiden kammioiden lasipinta saastuu huomattavasti, jolloin valaistusvoimakkuus pienenee merkittävästi.

5 Esimerkki 2 ja vertaileva esimerkki 2

Akryylipolymeerejä valmistettiin jatkuvasti samalla tavalla kuin esimerkissä 1 paitsi, että kaasutiiviisiin kammioihin johdetun typpikaasun määrää muutettiin. Tuotetun polymeerin tila huomioitiin silmällä pitäen sitä ta-10 pausta, jossa polyetyleenikalvot syötettiin (esimerkki 2) ja sitä tapausta, jossa mitään polyetyleenikalvoja ei syötetty (vertaileva esimerkki 2).

Tulokset esitetään taulukossa 4.

22 90 554 I <#>

G I H

-P G -P o -H G -P dP dP dP in o g c

cn p g <u ro n o C

i <U P cp cp <p c M i—I 01 d

P O -H O

(D Λ S -P I II

g G I O G I O n) :n)

•H I n) n) G n) n) G -P -H

en in) <u ι n) M <u o M <u o mjh <u (uh i 0 (d h g p g mi g p g :m h m <u

(UH Id £ H rl H G H G <U H <u -P

n) tP -P gOHn),Gn)n)W,GnJrt)cn (U O' 3

> H H G m G -nUsd -n -P :n) n) H G

(U PC O O g G Π) G H (0 GH+J+JP3

H (U n) tP g g H -P at) O -Pad O O G <U -P

H φ £ rd G Q< G :n) -P n) G»0-PnlHG(UtO

(0 g G 0) n) AI H <U n) H H <U n) H -P G g O

P >ι Π3 P -P CaiggPCUggPM.P:>iO

P H G G n) n) HO ,G H (U id £ -rl 0) n) .G H O

<U OH HOHCOH<UO<UH<UO<U <U n) O G

> (¾ h wu pa >i aoig x atpg k aag

G I H

-P G -P

H G -P dP dP dP dP

0 G G

P g i (U P cp <p <p ip H U) Q.

OHO Λ g -p

I I I

(N i(d (Uin) (Uin) (Uin) il (UH i<un)H i <u n) h i<un)H o n)

H H (UH IdgHH n) g H H Π) g H H g G G

M tp-p gonn) g OH n) gOHn) Gn)

O M H HGn)GHGrt)GHGn)CG<UM

M P PC OOgGOOgGOOgCiOPG

M (U (Un) tPggHtPggHtPggHG H-P

G g <U -G n) G ft n) O ft id G Q< G -P .G :n)

h h gG <U n) M <u n) <u n) Λ! h n) <U

G m >i n) PH GP-P GP-P GCXg-Pg

n) w hg Gn)n) Gn)nJ G n) n) :n) g n) .G

En O H H O H n) H O H n) H o H n) H (U CO <U

CU H HUPA HUPA HUPA X H O CU

g n) o o

Mh o o

«-v · *H

-C H- g H | g g “ n) M H o :n) o h o

p . H

m) ro g »0 g l g G n)

(UM H H H O

m O

M · H

G cn g n)

H I

P g •H <Ö > ^ I O ’“H Ή rH τ—1

CN · -H

Z H g O o

•n P

< G h cn ro tj<

H

23 90554

Taulukossa 4 esitetyistä tuloksista käy ilmi, että N2_kaasun sisäänvirtausta voidaan vähentää huomattavasti peittämällä monomeerin vesiliuoksen pinta geeliy-tyneessä muodossa synteettisellä hartsikalvolla.

5 Esimerkki 3 ja vertaileva esimerkki 3

Valmistettiin seuraavat monomeerien vesiliuokset ja seuraava valoinitiaattoriliuos.

(monomeerin vesiliuos)

Aineosat Määrä (kg) 10 (i -metakryloyylioksietyylitrimetyyli- 30,6 ammoniumkloridi (80 %) akryyliamidi (50 %) 11,1 polyoksietyleeni distyrenoitu fenyyli- 0,015 eetteri (HLB 12) 15 natriumhypofosfiitti 0,003 puhdas vesi 8,3

Yht. 50,0 (valoinitiaattoriliuos) 20 Aineosat Määrä bentsoiini-isopropyylieetteri 6 g metanoli 147 ml

Akryylipolymeeri valmistettiin samalla tavalla kuin esimerkissä 1 paitsi, että käytettiin yllä esitet-25 tyä monomeeriliuosta ja initiaattoriliuosta.

Monomeeriliuoksen lämpötila alkoi nousta noin 3 minuuttia monomeerin vesiliuoksen liikkuvalle hihnalle syöttämisen jälkeen, ja se siirtyi juoksemattomaan, pehmeään, vanukkaan kaltaiseen tilaan noin 5 minuuttia myö-30 hemmin. Tällä ajankohdalla kaasutiiviin kammion 8 yläosasta lähetetty polyetyleenikalvo 10 saatettiin kosketukseen geelin 2 kanssa ja polymerointia jatkettiin edelleen liikkuvalla hihnalla 3. Polymerointilämpötila saavutti maksiminsa (58°C) noin 18 minuuttia monomeeriliuok-35 sen syöttämisen jälkeen.

24 90 554

Hihnan toisesta päästä 30 minuuttia monomeeriliuoksen syöttämisen jälkeen saatu polymeerigeeli ei sisältänyt reagoimattomia monomeerejä kummallakaan pinnallaan. Polymeerigeelin liikkuvalta hihnalta ja polyetyleenikal-5 vojen kummaltakin pinnalta kuorittavuus oli erittäin hyvä. Myöskään ei kummallakaan saadun polymeerigeelin pinnalla huomattu mitään epätasaisuutta, polymeerigeelillä oli nimittäin sileät pinnat.

Myöskään ei pitkässä, noin 4 tunnin ajokokeessa 10 esiintynyt lainkaan kaasutiiviiden kammioiden lasipinnan saastumista eikä sameutta. Ultraviolettisäteitten va- 2 laistusvoimakkuus hihnan pinnalla oli 19,2-20,0 W/m ja valaistusvoimakkuuden pieneneminen oli hyvin pieni.

Saatu pituudeltaan noin 22 m polymeerigeelinauha 15 tutkittiin laatuvaihtelun määrittämiseksi. Tulokset ovat seuraavat:

Polymeerigeelin kuiva-ainepitoisuus minimi: 59,6 % maksimi: 61,0 % 20 Polymeerin rajaviskositeetti minimi: 8,0 dl/g maksimi: 8,3 dl/g

Vertailun vuoksi yllä esitetty toimitus toistettiin paitsi, ettei polyetyleenikalvoa syötetty monomeeri-25 liuoskerroksen yläpinnalle hihnalla (vertaileva esimerkki 3). Kaasutiiviiden kammioiden lasipinnan saastuminen ja sameus lisääntyivät ajan kuluessa eikä polymerointiin tarvittavaa valon intensiteettiä voitu varmistaa. Tuotetun polymeerigeelin tilat pitkän ajon kokeessa on esitet-30 ty alla.

Polymeerin syöttämisestä Polymeerigeelin kulunut aika_ tila_ 1 tunnin kuluttua Molemmat pinnat ovat hyvät 2 tunnin kuluttua Takapinta on pehmeä 35 3 tunnin kuluttua Yläpinta on pehmeä ja taka pinnalle jää jonkun verran reagoimattomia monomeerejä 11 25 90554 4 tunnin kuluttua Jonkun verran reagoimat tomia monomeerejä jää yläpinnalle ja paljon takapinnalle 5 Vertaileva esimerkki 4

Akryylipolymeeri valmistettiin jatkuvasti käyttämällä samaa laitetta kuin käytettiin esimerkissä 1 paitsi, että päättymättömän hihnan yläpuolelle ei varustettu mitään kaasutiivistä kammiota ja kumisauva pituudeltaan 10 1000 mm ja halkaisijaltaan 30 mm synteettisen hartsikal- von alaspainamiseksi järjestettiin vaakasuoraan koneen suuntaan nähden kosketukseen kumikehysten 16 yläosan kanssa, jotka oli varustettu hihan kummallekin puolelle 200 mm päähän monomeerin syöttöportista 14.

15 Polymeerin valmistus suoritettiin samalla tavalla kuin esimerkissä 1 paitsi, että vesimonomeeriliuos syötettiin ylemmän ja alemman polyetyleenikalvon 10 ja 10' välistä samalla, kun typpikaasua puhallettiin polyetylee-nikalvojen väliin ilmakosketuksen poissulkemiseksi ja 20 ylempi polyetyleenikalvo saatettiin kosketukseen monomeerin vesiliuoksen pinnan kanssa välittömästi monomeerin vesiliuoksen alemmalle polyetyleenikalvolle liikkuvalla hihnalla syöttämisen jälkeen.

Syötetty ja ultraviolettisäteillä valaistusvoi-2 25 makkuudella 20 W/m säteilytetty monomeeriliuos alkoi polymeroitua noin 2 minuuttia syöttämisen jälkeen (noin 200 mm päässä monomeerin syöttöportista) ja se muuttui vanukkaan kaltaiseksi juoksemattomaksi geeliksi noin 4 minuutin kuluttua syöttämisestä (noin 400 mm päässä mono-30 meerin syöttöportista). Geelin pintalämpötila saavutti maksimin (68°C) noin 9 minuutin kuluttua monomeeriliuok-sen syöttämisen jälkeen (noin 900 mm päässä monomeerin syöttöportista). Polymeroituminen eteni matkalla hihnan toista päätä kohti. Ylempi ja alempi polyetyleenikalvo 35 kuorittiin hihnan päässä automaattisia kalvokeloja 13 ja 13' käyttämällä. Siten saatiin jatkuvasti polymeeri-geelinauhaa leveydeltään 450 mm ja paksuudeltaan 5 mm.

26 90554 95 minuuttin kuluttua monomeeriliuoksen syöttämisen aloittamisesta ylemmän polyetyleenikalvon pää liitettiin toiseen polyetyleenikalvorullaan liimateipil-lä ja kalvoa syötettiin menestyksellä. Lähellä maksimi-5 lämpötilan tavoittamiskohtaa (noin 900 mm päässä mono-meerin syöttöportista) liitetty kalvon osa repesi johtuen lämmön aiheuttamasta kalvon laajenemisesta ja kalvo alkoi kuoriutua eteenpäin kiemurrellen ja geeli altistui ilmalle. Toiminta keskeytettiin välittömästi ja kalvo liitet-10 tiin ja toiminta aloitettiin jälleen. Kalvon liittämiseen tarvittu aika oli noin 15 minuuttia.

Saatu polymeerigeelinauha tutkittiin laadun määrittämiseksi. Tulokset esitetään taulukossa 5.

ti 27 90 554

rH

e

3 I -H

-P O -P

H -P -P

O G G

P 3 <U OrOCNCNi-H

1 P — on on r~ οί οί r~l G (ft

0 Q) O

ft tn Jj

•H

tn 0

M

tn — oo in c\i n r» •P Ή tT1 ^ ^ w ^

> -P ^ (N N h IN M

3 -P Ή <N <N r-H CN IN

•γν Q) Ό in fö QJ '—’

« -P

O

3

r—I

3 i tn m 33 EH >3 1 -h tn

•rH 3 -H

P Λ! O r^innoovo 1 r-H a) H-l

*—I <1) C -M

0 3 3 (ft 3 λ;

•H

I 3 1 3 -h tn G E M 3 >1

3Q)3rH ggggg +J

, -P363i-iinoinoo a>

-P O >1 JG ' I rH r-H M

>1 -P H 3 OT

:3 -P O 3 O) 2 O (ft G Λί

G

I 3

Ή 3 G

3 -M G

3 H-l GCGGG-H

G 3 3 -H -H -H -H -H g :oinc* εεεεε -h

-P -P 3 3 O

tOg^ftiooooo E-· >1 3 3 -H rHinoinoo en M X Λ lp r-l .P Ht 28 90554

Taulukossa 5 esitetysti noin 500 mm osa ilmalle altistuneesta geelistä oli polymeroitumiseltaan epätäydellinen.

Myöskin saatu polymeerigeelin yläpinnan sileys oli kehno.

5 Esimerkeissä käytettyjen aineosien lisäksi esi merkeissä voidaan käyttää muita aineosia selityksessä esitetysti olennaisesti samojen tulosten saamiseksi.

H

Claims

29 90554
1. Menetelmä akryylipolymeerigeelin valmistamiseksi jatkuvasti käyttämällä valopolymerointilaitetta 5 mukaan lukien liikkuvan alustan ja kaasutiiviin kammion, jossa on valoa läpäisevä ylempi osa, joka menetelmä on tunnettu siitä, että se käsittää: (a) liuenneen hapen vähentämisen enintään 1 mg:ksi/l ainakin yhden akryylimonomeerin monomeeriliuok-10 sessa, joka sisältää valopolymerointi-initiaattoria, (b) liikkuvan alustan yläpuolelle järjestetyn kaasutiiviin kammion sisältämän kaasufaasin happikon-sentraation pitämisen enintään 1 tilavuus-%:ina, (c) synteettisen hartsin syöttämisen jatkuvasti 15 liikkuvalle alustalle liikkuvan alustan toisesta päästä, (d) monomeeriliuoksen syöttämisen jatkuvasti ohuen kerroksen muodossa liikkuvan alustan hartsikalvolle, (e) monomeeriliuoskerroksen säteilyttämisen valo-energialla polymeroitumisen initioimiseksi ja monomeeri- 20 liuoksen tekemiseksi olennaisesti juoksemattomaksi, (f) synteettisen hartsikalvon jatkuvasti syöttämisen ja hartsikalvon saattamisen kosketukseen monomeeriliuoskerroksen ylemmän pinnan kanssa, kun monomeeri-liuos on tullut olennaisesti juoksemattomaksi, 25 (g) polymeroinnin jatkamisen säteilyttämällä va- loenergiaa polymeerin tuottamiseksi geelin muodossa, ja (h) hartsikalvojen kuorimisen jatkuvasti pois molemmilta puolilta tuotettua ohuen levyn kaltaista polymeeriä liikkuvan alustan toisessa päässä ja ohuen levyn 30 kaltaisen polymeerin ottamisen jatkuvasti pois liikkuvalta alustalta.
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että molemmat mainituista synteettisistä hartsikalvoista, jotka syötetään liikkuvalle 35 alustalle ja monomeeriliuoskerroksen ylemmälle pinnalle, 30 90 554 ovat jäseniä, jotka on valittu joukosta, jonka muodostavat polyetyleenikalvo, polypropyleenikalvo, polyesteri-kalvo, polyamidikalvo ja polytetrafluorietyleenikalvo.
3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, 5 tunnettu siitä, että molemmat mainituista liikkuvalle alustalle ja monomeeriliuoskerroksen ylemmälle pinnalle syötetyistä hartsikalvoista ovat paksuudeltaan 20-50 jam.
4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, 10 tunnettu siitä, että mainittu monomeeriliuoskerroksen ylemmälle pinnalle syötetty synteettinen hart-sikalvo on valoa läpäisevä kalvo.
5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainittu kaasutiivis kammio 15 järjestetään vain mainitun liikkuvan alustan pituuden ensimmäisen puoliskon yläpuolelle. u
31. G 5 5 4