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特開2025-11319反応装置、及び、ビニル系重合体の製造方法

書誌要約請求の範囲詳細な説明課題実施例実施するための形態図面の説明

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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2025011319

(43)【公開日】2025-01-23

(54)【発明の名称】反応装置、及び、ビニル系重合体の製造方法

(51)【国際特許分類】

B01J 19/18 20060101AFI20250116BHJP

B01F 35/53 20220101ALI20250116BHJP

B01F 35/93 20220101ALI20250116BHJP

B01F 35/90 20220101ALI20250116BHJP

B01F 27/112 20220101ALI20250116BHJP

B01F 27/86 20220101ALI20250116BHJP

B01F 27/90 20220101ALI20250116BHJP

B01F 27/191 20220101ALI20250116BHJP

C08F 2/01 20060101ALI20250116BHJP

C08F 2/18 20060101ALI20250116BHJP

【ＦＩ】

B01J19/18

B01F35/53

B01F35/93

B01F35/90

B01F27/112

B01F27/86

B01F27/90

B01F27/191

C08F2/01

C08F2/18

【審査請求】未請求

【請求項の数】14

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2024186138

(22)【出願日】2024-10-22

(62)【分割の表示】P 2023530389の分割

【原出願日】2022-06-15

(31)【優先権主張番号】P 2021100495

(32)【優先日】2021-06-16

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(71)【出願人】

【識別番号】000002060

【氏名又は名称】信越化学工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000877

【氏名又は名称】弁理士法人ＲＹＵＫＡ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】井田徹

(72)【発明者】

【氏名】濱口保典

【テーマコード（参考）】

4G037

4G075

4G078

4J011

【Ｆターム（参考）】

4G037CA03

4G037CA04

4G037CA18

4G037DA30

4G037EA04

4G075AA02

4G075AA32

4G075AA62

4G075BA10

4G075BB05

4G075CA03

4G075DA02

4G075DA18

4G075EA01

4G075EA07

4G075EB01

4G075EC09

4G075EC11

4G075EC23

4G075ED02

4G075ED08

4G078AA22

4G078AB06

4G078AB11

4G078BA05

4G078BA09

4G078CA03

4G078CA05

4G078DA01

4G078EA03

4J011DA03

4J011DB12

4J011DB23

(57)【要約】（修正有）

【課題】反応容器を大型化しつつ反応時間を短縮するため、除熱効率を増大させた反応装置を提供する。
【解決手段】反応装置が、筒状の形状を有する反応器１１０と、反応器の内部に配され、冷媒を流通させるための複数の第１冷却配管１４０，１５０とを備える。複数の第１冷却配管のそれぞれは、繰り返し屈曲しながら延伸する蛇行部を有する。蛇行部は、直線状に延伸する又は湾曲して延伸する複数の延伸部と、複数の延伸部のうち、隣接する２つの延伸部の端部を連結する複数の屈曲部とを含む。複数の第１冷却配管の少なくとも２つは、反応器の内壁面からの距離が異なる。少なくとも２つの第１冷却配管のうち、反応器の内壁面からの距離が最も小さな第１冷却配管に含まれる複数の延伸部の少なくとも一部の長さは、内壁面の周の長さの２／３よりも小さい。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

筒状の形状を有する反応器と、
前記反応器の内部に配され、冷媒を流通させるための複数の第１冷却配管と、
攪拌軸と攪拌翼とを有する攪拌機と、
を備え、
前記複数の第１冷却配管のそれぞれは、繰り返し屈曲しながら延伸する蛇行部を有し、
前記蛇行部は、
直線状に延伸する又は湾曲して延伸する複数の延伸部と、
前記複数の延伸部のうち、隣接する２つの延伸部の端部を連結する複数の屈曲部と
を含み、
前記複数の第１冷却配管の少なくとも２つは、前記反応器の内壁面からの距離が異なり、
前記少なくとも２つの第１冷却配管のうち、前記反応器の内壁面からの距離が最も小さな第１冷却配管に含まれる前記複数の延伸部の少なくとも一部の長さは、前記内壁面の周の長さの２／３よりも小さく、
前記攪拌翼は、多段に設置される
反応装置。

【請求項2】

【請求項3】

筒状の形状を有する反応器と、
前記反応器の内部に配され、冷媒を流通させるための複数の第１冷却配管と、
偶数個のバッフルと、
を備え、
前記複数の第１冷却配管のそれぞれは、繰り返し屈曲しながら延伸する蛇行部を有し、
前記蛇行部は、
直線状に延伸する又は湾曲して延伸する複数の延伸部と、
前記複数の延伸部のうち、隣接する２つの延伸部の端部を連結する複数の屈曲部と
を含み、
前記複数の第１冷却配管の少なくとも２つは、前記反応器の内壁面からの距離が異なり、
前記少なくとも２つの第１冷却配管のうち、前記反応器の内壁面からの距離が最も小さな第１冷却配管に含まれる前記複数の延伸部の少なくとも一部の長さは、前記内壁面の周の長さの２／３よりも小さく、
前記偶数個のバッフルは、前記反応器の延伸軸の周りに略対称的に配置される
反応装置。

【請求項4】

筒状の形状を有する反応器と、
前記反応器の内部に配され、冷媒を流通させるための複数の第１冷却配管と、
１または複数のバッフルと、
を備え、
前記複数の第１冷却配管のそれぞれは、繰り返し屈曲しながら延伸する蛇行部を有し、
前記蛇行部は、
直線状に延伸する又は湾曲して延伸する複数の延伸部と、
前記複数の延伸部のうち、隣接する２つの延伸部の端部を連結する複数の屈曲部と
を含み、
前記複数の第１冷却配管の少なくとも２つは、前記反応器の内壁面からの距離が異なり、
前記少なくとも２つの第１冷却配管のうち、前記反応器の内壁面からの距離が最も小さな第１冷却配管に含まれる前記複数の延伸部の少なくとも一部の長さは、前記内壁面の周の長さの２／３よりも小さく、
前記バッフルは、前記反応器の延伸方向に略平行に延伸する板状または筒状の形状を有する
反応装置。

【請求項5】

前記反応器の内壁面からの距離が最も小さな第１冷却配管に含まれる前記複数の延伸部のうち、１／２を超える個数の延伸部の長さは、前記内壁面の周の長さの２／３よりも小さい、
請求項１から４のいずれか一項に記載の反応装置。

【請求項6】

前記反応器の内容量に対する前記蛇行部の表面積の比は、０．１～０．９［ｍ^２／ｍ^３］である、
請求項１から４のいずれか一項に記載の反応装置。

【請求項7】

前記反応器の前記内容量に対する前記蛇行部の表面積の比は、０．５～０．７［ｍ^２／ｍ^３］である、
請求項６に記載の反応装置。

【請求項8】

前記反応器の内容量は、４０～３００ｍ^３である、
請求項１から４のいずれか一項に記載の反応装置。

【請求項9】

前記反応器の延伸方向に略平行に延伸する複数のバッフルをさらに備え、
前記複数のバッフルのそれぞれは、少なくとも一部が前記反応器の前記内壁面に接して配され、
前記複数の第１冷却配管の一部は、前記複数のバッフルに含まれる２つのバッフルの間の位置であって、前記反応器の前記内壁面から離れた位置に配される、
請求項１または２に記載の反応装置。

【請求項10】

前記複数のバッフルの少なくとも１つは、冷媒を流通させるための第２冷却配管を有する、
請求項９に記載の反応装置。

【請求項11】

前記バッフルの少なくとも１つは、冷媒を流通させるための第２冷却配管を有する、
請求項３または４に記載の反応装置。

【請求項12】

還流コンデンサ及びジャケットをさらに備え、
前記還流コンデンサ及び前記ジャケットのそれぞれは、冷媒を流通させるための第３冷却配管を有する、
請求項１から４のいずれか一項に記載の反応装置。

【請求項13】

前記反応装置は、懸濁重合の用途に用いられる、
請求項１から４のいずれか一項に記載の反応装置。

【請求項14】

請求項１から４のいずれか一項に記載の反応装置を用いてビニル系単量体を重合させて、ビニル系重合体を生産する段階、
を有する、ビニル系重合体の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、反応装置、及び、ビニル系重合体の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、内部に冷媒を流通させることのできるバッフル及び蛇行配管を備えた重合装置が開示されている。特許文献２には、内部に冷媒を流通させることのできるバッフル及びコイル状冷却管を備えた重合装置が開示されている。特許文献３には、内部に熱媒体を流通させることのできるバッフルと、ヘリカルリボン翼及びアンカー翼を有する攪拌手段とを備えた樹脂合成装置が開示されている。
［先行技術文献］
［特許文献］
［特許文献１］特開平７－２３３２０２号公報
［特許文献２］特開平７－２３３２０６号公報
［特許文献３］特開２０１３－１５１６２１号公報
［一般的開示］

【0003】

本発明の第１の態様においては、反応装置が提供される。上記の反応装置は、例えば、筒状の形状を有する反応器を備える。上記の反応装置は、例えば、冷媒を流通させるための複数の第１冷却配管を備える。上記の反応装置において、複数の第１冷却配管は、例えば、反応器の内部に配される。上記の反応装置において、複数の第１冷却配管のそれぞれは、例えば、繰り返し屈曲しながら延伸する蛇行部を有する。上記の反応装置において、蛇行部は、例えば、直線状に延伸する又は湾曲して延伸する複数の延伸部を含む。上記の反応装置において、蛇行部は、例えば、複数の延伸部のうち、隣接する２つの延伸部の端部を連結する複数の屈曲部を含む。上記の反応装置において、複数の第１冷却配管の少なくとも２つは、例えば、反応器の内壁面からの距離が異なる。上記の反応装置において、少なくとも２つの第１冷却配管のうち、反応器の内壁面からの距離が最も小さな第１冷却配管に含まれる複数の延伸部の少なくとも一部の長さは、例えば、内壁面の周の長さの２／３よりも小さい。

【0004】

上記の何れかの反応装置において、反応器の内壁面からの距離が最も小さな第１冷却配管に含まれる複数の延伸部のうち、１／２を超える個数の延伸部の長さは、内壁面の周の長さの２／３よりも小さくてよい。上記の何れかの反応装置において、反応器の内容量に対する蛇行部の表面積の比は、０．１～０．９［ｍ^２／ｍ^３］であってよい。上記の何れかの反応装置において、反応器の内容量に対する蛇行部の表面積の比は、０．５～０．７［ｍ^２／ｍ^３］であってよい。上記の反応装置において、反応容器の内容量は、４０～３００ｍ^３であってよい。

【0005】

上記の何れかの反応装置は、反応器の延伸方向に略平行に延伸する複数のバッフルを備えてよい。上記の何れかの反応装置において、複数のバッフルのそれぞれは、少なくとも一部が反応器の内壁面に接して配されてよい。上記の何れかの反応装置において、複数の第１冷却配管の一部は、複数のバッフルに含まれる２つのバッフルの間の位置であって、反応器の内壁面から離れた位置に配されてよい。上記の何れかの反応装置において、複数のバッフルの少なくとも１つは、冷媒を流通させるための第２冷却配管を有してよい。

【0006】

上記の何れかの反応装置は、還流コンデンサを備えてよい。上記の何れかの反応装置において、還流コンデンサは、冷媒を流通させるための第３冷却配管を有してよい。上記の何れかの反応装置は、ジャケットを備えてよい。上記の何れかの反応装置において、ジャケットは、冷媒を流通させるための第３冷却配管を有してよい。上記の何れかの反応装置は、懸濁重合の用途に用いられてよい。

【0007】

本発明の第２の態様においては、ビニル系重合体の製造方法が提供される。上記の製造方法は、例えば、第１の態様に係る反応装置を用いてビニル系単量体を重合させて、ビニル系重合体を生産する段階を有する。

【0008】

なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】重合装置１００の一例の概略断面図を示す。

【図2】反応容器１１０の内部に配される内部構造物の一例を概略的に示す。

【図3】反応容器１１０の一例の概略断面図を示す。

【図4】反応容器１１０の一例の概略平面図を示す。

【図5】バッフル２３２の内部構造の一例を概略的に示す。

【図6】蛇行冷却管２５２の構造の一例を概略的に示す。

【図7】蛇行冷却管２５２の構造の他の例を概略的に示す。

【図8】蛇行冷却管２５２の構造の他の例を概略的に示す。

【図9】重合装置９００の要部の一例を概略的に示す。

【図10】重合装置１０００の要部の一例を概略的に示す。

【図11】重合装置１１００の要部の一例を概略的に示す。

【図12】重合装置１２００の要部の一例を概略的に示す。

【図13】重合装置１３００の要部の一例を概略的に示す。

【図14】重合装置１４００の要部の一例を概略的に示す。

【図15】重合装置１５００の要部の一例を概略的に示す。

【図16】重合装置１６００の要部の一例を概略的に示す。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。本明細書において、数値範囲が「Ａ～Ｂ」と表記される場合、当該表記はＡ以上Ｂ以下を意味する。

【0011】

（重合装置１００の概要）
図１、図２、図３及び図４を用いて、重合装置１００の一例の詳細が説明される。重合装置１００は、例えば、重合体の製造に用いられる。重合装置１００は、懸濁重合の用途に用いられてよい。

【0012】

より具体的には、重合装置１００は、ビニル系重合体の製造に用いられる。ビニル系重合体の製造方法としては、重合装置１００を用いてビニル系単量体を重合させてビニル系重合体を生産する段階を有する方法が例示される。上記のビニル系重合体の製造方法は、例えば、重合装置１００に配された反応器に、ビニル系単量体を含む原材料を貯留する段階を有する。上記のビニル系重合体の製造方法は、例えば、上記のビニル系単量体の重合反応を開始させてビニル系重合体を生産する段階を有する。

【0013】

図１は、重合装置１００の一例の概略断面図を示す。本実施形態において、重合装置１００は、反応容器１１０と、攪拌機１２０と、１又は複数の（単に、１以上と称される場合がある。）バッフル１３０と、１以上の蛇行冷却管１４０と、１以上の蛇行冷却管１５０と、ジャケット１７０と、還流コンデンサ１８０とを備える。本実施形態において、攪拌機１２０は、攪拌軸１２２と、攪拌翼１２４と、動力機構１２６とを有する。本実施形態において、バッフル１３０は、本体１３２と、１以上のサポート１３４とを有する。本実施形態において、ジャケット１７０は、熱媒体の流路１７２を有する。本実施形態において、還流コンデンサ１８０は、熱媒体の流路１８２を有する。

【0014】

本実施形態において、攪拌軸１２２及び攪拌翼１２４は、反応容器１１０の内部に配される。本実施形態において、１以上のバッフル１３０のそれぞれは、反応容器１１０の内部に配される。本実施形態において、１以上の蛇行冷却管１４０のそれぞれは、反応容器１１０の内部に配される。本実施形態において、１以上の蛇行冷却管１５０のそれぞれは、反応容器１１０の内部に配される。

【0015】

本実施形態において、動力機構１２６は、反応容器１１０の外部に配される。本実施形態において、ジャケット１７０は、反応容器１１０の外部に配される。本実施形態において、還流コンデンサ１８０は、反応容器１１０の外部に配される。

【0016】

本実施形態において、蛇行冷却管１４０及び蛇行冷却管１５０は、反応容器１１０の内面からの距離が異なるように配される。具体的には、蛇行冷却管１５０は、蛇行冷却管１４０よりも反応容器１１０の側面に近い位置に配される。この場合、蛇行冷却管１４０と、反応容器１１０の側面との距離Ｌ２は、蛇行冷却管１５０と、反応容器１１０の側面との距離Ｌ１よりも大きい。

【0017】

蛇行冷却管１４０と、反応容器１１０の側面との距離Ｌ２は、蛇行冷却管１４０の断面の中心と、反応容器１１０の側面との距離の最小値であってよい。蛇行冷却管１５０と、反応容器１１０の側面との距離Ｌ１は、蛇行冷却管１５０の断面の中心と、反応容器１１０の側面との距離の最小値であってよい。例えば、蛇行冷却管１４０又は蛇行冷却管１５０が円管である場合、蛇行冷却管１４０又は蛇行冷却管１５０の断面は円形であり、蛇行冷却管１４０又は蛇行冷却管１５０の断面の中心は、当該円の中心である。

【0018】

これにより、本実施形態によれば、反応容器１１０の内部の熱が効率よく除去され得る。例えば、重合装置１００が重合体の製造に用いられる場合、重合装置１００は、重合反応において発生する反応熱を効率よく除去することができる。

【0019】

ところで、特に、塩化ビニル系の単量体、又は、塩化ビニル系の化合物を主体とする単量体混合物（両者をあわせて、塩化ビニル系単量体と称される場合がある。）の懸濁重合においては、反応容器１１０の内部に冷却コイル、ドラフトチューブ等の内部構造物が配されると、攪拌機１２０の所要動力が増加する。また、上記の内部構造物の形状、大きさ及び設置位置は、重合装置１００の混合性能に影響を与える。そのため、内部構造物によっては、反応容器１１０の内部に、流動の緩慢な部分が発生し得る。反応容器１１０の内部に流動の緩慢な部分が発生すると、反応容器１１０の内部の温度が不均一になる。その結果、生産される重合体の粒子サイズ及び／又は重合度が不均一になったり、反応容器１１０の内壁又は内部構造物の表面に重合体のスケールが付着しやすくなったりする。上記のスケールは、重合体を用いた成形製品の品質を損なうフィッシュアイの原因となり得る。

【0020】

また、除熱効率が同一の条件においては、反応容器１１０の大型化と、反応時間の短縮とは、トレードオフの関係にある。そのため、反応容器１１０を大型化しつつ、反応時間を短縮するためには、重合装置１００の除熱効率を増大させることが望ましい。

【0021】

重合装置１００の除熱効率を増大させる方法としては、冷媒の温度を低下させることが考えられる。しかしながら、冷媒の温度を低下させると、重合体の製造コストが増加する。重合装置１００の除熱効率を増大させる他の方法としては、ジャケット１７０又は還流コンデンサ１８０による除熱量を増加させることが考えられる。特に、４０ｍ^３以上の大型重合器となると、ジャケット１７０による除熱だけでは除熱量が不足するので、還流コンデンサ１８０による除熱量を大きく増加させることが考えられる。しかしながら、還流コンデンサ１８０の除熱負荷を増加させると、反応容器１１０の内部における重合体スラリーの発泡量が増加し得る。重合体スラリーの発泡量が増加すると、還流コンデンサ１８０の除熱能力が低下したり、還流コンデンサ１８０の内部に重合体のスケールが付着したりする場合がある。

【0022】

また、例えば、特許文献１に記載された重合装置を用いて重合器の容量を大型化する場合、蛇行配管の伝熱面積が不足すると、製品の品質を維持しつつ反応時間を短縮することが困難となる可能性がある。一方、特許文献２に記載された重合装置においては、比較的簡単な構造物により、伝熱面積を増加させることができる。しかしながら、装置の構造上、バッフルと、コイル状冷却管とを略同一円周上に配置することができない。そのため、装置の容量に対するコイル状冷却管を設置可能な領域の割合が比較的小さい。特許文献２に記載された重合装置を用いて重合器の容量を大型化する場合、伝熱面積を増加させるためにコイル状冷却管同士の距離を小さくすると、重合装置の混合性能が低下する可能性がある。加えて、外乱などによりコイル状冷却管の表面にスケール又は塊状の反応物が生じた場合、缶内作業が煩雑となるので、上記のスケールなどを十分に除去することが難しい。

【0023】

これに対して、本実施形態に係る重合装置１００によれば、反応容器１１０の内面からの距離が異なるように、蛇行冷却管１４０及び蛇行冷却管１５０が配される。これにより、重合装置１００の混合性能に対する影響の小さな比較的簡単な構造物を用いて、伝熱面積を増加させることができる。また、本実施形態に係る重合装置１００によれば、蛇行冷却管１４０及び蛇行冷却管１５０の設置位置に関する自由度が大きい。例えば、１以上の蛇行冷却管１４０及び１以上の蛇行冷却管１５０の少なくも１つと、バッフル１３０とが、略同一円周上に配置され得る。これにより、蛇行冷却管１５０が重合装置１００の混合性能に与える影響をより小さくしつつ、装置全体の伝熱面積を増加させることができる。

【0024】

（重合装置１００の各部の概要）
本実施形態において、反応容器１１０は、合成反応の原料を貯留する。重合装置１００が重合体の製造に用いられる場合、例えば、反応容器１１０の内部に、重合性の単量体、重合開始剤、水性媒体、分散助剤等が仕込まれた後、重合が開始される。分散助剤としては、例えば、任意の界面活性剤が使用され得る。

【0025】

反応容器１１０は、例えば、筒状の形状を有する。反応容器１１０は、円筒状の形状を有してもよく、角筒状の形状を有してもよい。反応容器１１０は、例えば、反応容器１１０の延伸方向（図中、ｚ方向である。）が鉛直方向となるように設置される。

【0026】

反応容器１１０を、反応容器１１０の延伸方向に垂直な面（図中、ｘｙ平面である。）で切断した断面（横断面と称される場合がある。）の形状としては、円形、楕円形、多角形などが例示される。なお、反応容器１１０の横断面の形状は、実質的に、円形、楕円形、多角形とみなすことのできる形状であってもよい。

【0027】

反応容器１１０の内容量は特に限定されるものではないが、反応容器１１０の内容量は、例えば、１～３００ｍ^３である。反応容器１１０の内容量の下限値は、４０ｍ^３であってもよく、８０ｍ^３であってもよく、１００ｍ^３であってもよく、１２０ｍ^３であってもよく、１３０ｍ^３であってもよく、１５０ｍ^３であってもよく、２００ｍ^３であってもよく、２５０ｍ^３であってもよい。反応容器１１０の内容量の上限値は、３００ｍ^３以上であってもよい。反応容器１１０の内容量の上限値は、３５０ｍ^３であってもよく、４００ｍ^３であってもよい。反応容器１１０の内容量が大きいほど、本実施形態による冷却能力の向上が有利に作用し得る。

【0028】

反応容器１１０の内容量は、反応容器１１０が、反応容器１１０の予め定められた上限位置まで液体を貯留した場合における容量として定められる。反応容器１１０の内容量は、例えば、反応容器１１０の内部に撹拌軸、翼、バッフル、コイル等の内部構造物が配されていない場合における、反応容器１１０の内部の体積である。

【0029】

上述されたとおり、反応容器１１０の大型化と、反応時間の短縮とは、トレードオフの関係にある。反応容器１１０の内容量が４０ｍ^３以上になると、重合装置１００の除熱効率が不足しやすくなり、反応容器１１０を大型化しつつ、反応時間を短縮することが難しい。特に、反応容器１１０の内容量が８０ｍ^３以上の場合、本実施形態に係る重合装置１００の効果がより顕著に表れる。反応容器１１０の詳細は後述される。

【0030】

本実施形態において、攪拌機１２０は、反応容器１１０の内部に貯留された液体を攪拌する。本実施形態において、攪拌軸１２２は、攪拌翼１２４を保持し、攪拌翼１２４を回転させる。本実施形態において、攪拌翼１２４は、攪拌軸１２２に取り付けられ、反応容器１１０の内部に貯留された液体を攪拌する。

【0031】

攪拌翼１２４の形状は特に限定されるものではないが、攪拌翼１２４の形状としては、ファウドラー翼、ブルーマージン翼、パドル翼、傾斜パドル翼、タービン翼、プロペラ翼、及び、これらの組み合わせが例示される。これにより、攪拌軸１２２が回転することにより、攪拌軸１２２から放射状に外周へ向う吐出流が発生する。攪拌翼１２４が有する翼の枚数は特に限定されるものではないが、上記の翼の枚数としては、２～６枚が例示される。攪拌翼１２４の設置位置及び設置数量は特に限定されるものではないが、攪拌翼１２４は、多段に設置されることが好ましい。攪拌翼１２４の段数としては、２～６段が例示される。

【0032】

本実施形態において、動力機構１２６は、攪拌軸１２２を回転させる。動力機構１２６は、例えば、動力を発生させる動力部（図示されていない。）と、動力部が発生させた動力を攪拌軸１２２に伝達する動力伝達部（図示されていない。）動力部としては、電動機が例示される。動力伝達部としては、減速機が例示される。

【0033】

攪拌軸１２２の回転数、並びに、攪拌翼１２４の形状、大きさ、翼の枚数、設置位置、設置数量及び設置間隔Ｐｉは、重合装置１００の用途に応じて、適宜決定される。攪拌軸１２２の回転数、並びに、攪拌翼１２４の形状、大きさ、翼の枚数、設置位置、設置数量及び設置間隔Ｐｉは、例えば、反応容器１１０の内容量、反応容器１１０の形状、反応容器１１０の内部に配された内部構造物、除熱手段の構成、除熱能力、及び、重合のために仕込まれる原材料の組成を考慮して決定される。

【0034】

例えば、重合装置１００が懸濁重合の用途に用いられる場合、内容物（この場合、水性懸濁混合物である。）に加えられる撹拌エネルギーが、８０～２００ｋｇｆ・ｍ／ｓ・ｍ^３となるように、攪拌軸１２２の回転数が決定される。ここで、内容物に加えられる「撹拌エネルギー」は、重合装置１００の運転中に、動力機構１２６に配された撹拌機用駆動モーターに負荷されるエネルギーＡから、モーター効率及び伝導ロス、メカニカルロス等の各種のエネルギーロスＢを差し引いた、内容物の単位量（単位内容量と称される場合がある。）当りの撹拌に要する正味のエネルギーとして定められる。上記の単位量としては、単位質量、単位体積などが例示される。例えば、内容物の体積をＣとすると、撹拌エネルギーは下記の数式（１）により算出される。
（数式１）
（Ａ－Ｂ）／Ｃ［ｋｇｆ・ｍ／ｓ・ｍ^３］

【0035】

撹拌機用駆動モーターに負荷されるエネルギーは、例えば、ワットメーターなどの計測機器を用いて電気的に計測することとができる。また、撹拌エネルギーは、攪拌軸１２２の回転数を変更することにより容易に調節することができる。

【0036】

重合装置１００における攪拌軸１２２の回転数は、例えば、事前に実施されたパイロットプラントにおける重合試験に基づいて決定される。一般的に、パイロットプラントから重合装置１００へのスケールアップは、重合装置１００の攪拌状態と、パイロットプラントの攪拌状態とが略一致するように実施される。例えば、パイロットプラント及び重合装置１００において、反応容器１１０の形状及び大きさと、攪拌翼１２４、バッフル１３０、蛇行冷却管１４０、蛇行冷却管１５０などの内部構造物の形状及び大きさ並びに配置とが相似するように、各内部構造物の形状及び大きさ並び配置が決定される。

【0037】

そこで、一実施形態によれば、重合装置１００における撹拌エネルギーと、パイロットプラントにおける撹拌エネルギーとが略同一となるように、重合装置１００における攪拌軸１２２の回転数が決定され得る。上述されたとおり、撹拌エネルギーは、例えば「（Ａ－Ｂ）／Ｃ」として算出される。攪拌エネルギーに基づいて攪拌軸１２２の回転数を決定する手法としては、任意の公知の手法が採用され得る。

【0038】

パイロットプラントにおける攪拌軸１２２の回転数は、例えば、下記の手順により決定される。例えば、パイロットプラントを用いた重合試験により、パイロットプラントにおける攪拌軸１２２の回転数と、重合体の品質との関係が得られる。これにより、目的とする品質の重合体が得られるような攪拌軸１２２の回転数が決定される。上記の品質は、特に限定されるものではないが、上記の品質としては、例えば、粒子サイズが例示される。

【0039】

具体的には、パイロットプラントを用いた重合試験において、目的とする重合体の還元粘度（Ｋ値と称される場合がある。）に応じて、重合温度が設定される。ここで、重合温度と、重合体の平均重合度とは相関関係を有しており、重合体のＫ値は、重合体の平均重合度を表す指標として広く用いられている。

【0040】

また、パイロットプラントを用いた重合試験において、パイロットプラントの除熱能力に応じて、重合時間が決定される。例えば、（ｉ）出発原料となる単量体の仕込量、（ｉｉ）重合開始剤の投入量、及び、（ｉｉｉ）パイロットプラントの除熱能力に応じて、反応による発熱量がパイロットプラントの除熱能力を超えないように、重合時間が決定される。

【0041】

このように、パイロットプラントが十分な除熱能力を有するように重合時間が設定された場合、Ｋ値の目標値に応じて重合温度を設定することで、目的とする平均重合度を有する重合体が生成され得る。そこで、例えば、重合温度及び重合時間が同一で、攪拌軸１２２の回転数が異なる複数の条件のそれぞれについて重合試験が実施される。

【0042】

攪拌軸１２２の回転数が異なる複数の試験結果に基づいて、パイロットプラントにおける攪拌軸１２２の回転数と、重合体の品質との関係が得られる。これにより、重合体の品質の目標値が決定されれば、目的とする品質の重合体が得られるような攪拌軸１２２の回転数が決定され得る。

【0043】

パイロットプラントが十分な除熱能力を有するように重合時間が設定された場合、Ｋ値の目標値に応じて重合温度を設定することで、目的とする平均重合度を有する重合体が生成され得る。一方、設定された重合時間に対してパイロットプラントの除熱能力が不十分である場合、重合反応による発熱により重合温度が上昇する。上述されたとおり、重合温度と、生成された重合体の平均重合度との間には相関関係が存在する。そのため、重合温度が上昇すると、生成された重合体のＫ値と、Ｋ値の目標値との誤差が大きくなる。また、重合温度の上昇具合によっては、反応の制御が不可能となり得る。

【0044】

このように、生成された重合体のＫ値は、重合装置１００の除熱能力に関する指標として採用され得る。例えば、重合装置１００を用いて重合体を生成した場合において、設定された重合時間に対して目的としたＫ値が得られたとき、重合装置１００は十分な除熱能力を有すると判定され得る。

【0045】

上述されたとおり、パイロットプラントから重合装置１００へのスケールアップは、重合装置１００の攪拌状態と、パイロットプラントの攪拌状態とが略一致するように実施され得る。例えば、目的とする重合装置１００における反応容器１１０の内径及び／又は直胴部高さに対する、反応容器１１０の内部に配される各内部構造物の大きさの比率と、パイロットプラントの反応容器の内径及び／又は直胴部高さに対する、パイロットプラントにおける各内部構造物の大きさの比率とが略一致する場合において、重合装置１００における攪拌エネルギーと、パイロットプラントにおける攪拌エネルギーとが略同一であるとき、スケールアップされた重合装置１００の攪拌状態と、パイロットプラントの攪拌状態とが略一致する。

【0046】

例えば、パイロットプラントと、目的とする重合装置１００との間で、反応容器１１０の直胴部の高さに対する、バッフル１３０の延伸方向（図中、上下方向である。）の長さの比が略同一となるように、目的とする重合装置１００におけるバッフル１３０の大きさが決定される。パイロットプラントと、目的とする重合装置１００との間で、反応容器１１０の内部の直径（内径と称される場合がある。）に対する、バッフル１３０の延伸方向に略垂直な方向（図中、左右方向である）の長さの比が略同一となるように、目的とする重合装置１００におけるバッフル１３０の大きさが決定される。パイロットプラントと、目的とする重合装置１００との間で、バッフル１３０の個数及び配置が略同一となるように、目的とする重合装置１００におけるバッフル１３０の個数及び配置が決定される。他の構造物（例えば、攪拌翼１２４、蛇行冷却管１４０、蛇行冷却管１５０などである。）についても同様である。

【0047】

また、上述されたとおり、スケールアップされた重合装置１００における重合体の品質の目標値が決定されれば、上述されたパイロットプラントにおける攪拌軸１２２の回転数と、重合体の品質との関係に基づいて、スケールアップされた重合装置１００における攪拌軸１２２の回転数が決定され得る。具体的には、まず、（ｉ）重合装置１００における重合体の品質の目標値、及び、（ｉｉ）パイロットプラントにおける攪拌軸１２２の回転数と、重合体の品質との関係に基づいて、パイロットプラントにおける攪拌軸１２２の回転数が決定される。次に、重合装置１００における攪拌エネルギーと、パイロットプラントにおける攪拌エネルギーとが略同一となるように、重合装置１００における攪拌軸１２２の回転数が決定される。

【0048】

これにより、目的とする重合装置１００の（ｉ）攪拌翼１２４の形状、大きさ、翼の枚数、設置位置、設置数量及び設置間隔Ｐｉ、並びに、（ｉｉ）反応容器１１０の内容量、反応容器１１０の形状及び反応容器１１０の内部に配された内部構造物などを考慮して、上記の単位内容量当たりの撹拌エネルギー［ｋｇｆ・ｍ／ｓ・ｍ^３］を厳密に計測することなく、目的とする重合装置１００の攪拌軸１２２の回転数が決定され得る。なお、目的とする重合装置１００における攪拌軸１２２の回転数は、重合試験のシミュレーション結果に基づいて決定されてもよい。

【0049】

本実施形態において、バッフル１３０は、重合装置１００の混合性能を向上させる。例えば、バッフル１３０は、反応容器１１０の内部における上下方向の混合性能を向上させる。バッフル１３０の設置位置は特に限定されるものではないが、例えば、バッフル１３０は、反応容器１１０の内壁の近傍に配される。バッフル１３０は、反応容器１１０の側壁により支持されてよい。他の実施形態において、バッフル１３０は、反応容器１１０の天板又は底板により支持され、攪拌翼１２４の近傍に配される。バッフル１３０は、重合装置１００が重合体の製造に用いられる場合に、バッフル１３０の上端が液相に没するように配されてもよく、バッフル１３０の上端が液相に没しないように配されてもよい。

【0050】

バッフル１３０の個数は、１～１２本程度であることが好ましく、２～８本程度であることが好ましく、３～６本程度であることがより好ましく、４～６本程度であることがさらに好ましい。偶数個のバッフル１３０が、反応容器１１０の延伸軸（中心軸と称される場合がある。）の周りに略対称的に配置されることが好ましい。これにより、重合装置１００の混合性能がさらに向上し、液体の滞留が抑制される。その結果、スケールの発生が抑制され得る。

【0051】

本実施形態において、バッフル１３０の本体１３２は、重合装置１００の混合性能を向上させる。本体１３２の形状は特に限定されるものではないが、本体１３２は、例えば、反応容器１１０の延伸方向に略平行に延伸する板状又は筒状の形状を有する。本体１３２が円筒状の形状を有する場合、本体１３２の直径は、４０～５００ｍｍであってよい。本体１３２の延伸方向（図中、ｚ方向である。）の長さＢｈ（高さＢｈと称される場合がある。）は、特に限定されない。

【0052】

本体１３２の延伸方向に略垂直な方向（図中、ｘ又はｙ方向である。）の長さＢｗ（幅Ｂｗと称される場合がある。）は、特に限定されない。反応容器１１０の内径に対する、本体１３２の幅Ｂｗの割合は、１～１０％であってよく、２．５～７．５％であってよく、３～７％であってよい。

【0053】

本体１３２が筒状の形状を有する場合、反応容器１１０の直胴部の横断面の面積に対する、それぞれが筒状の形状を有する１以上の本体１３２の横断面の面積の合計値の割合は、０．４～３％であってよい。上記の割合が０．４％未満である場合、邪魔板としての機能が不足し、反応容器１１０の内部における上下方向の混合が不十分になる可能性がある。例えば、重合装置１００が単一のバッフル１３０を備える場合、上記の割合が０．４％未満になり得る。例えば、塩化ビニル系単量体の懸濁重合において、反応容器１１０の内部における上下方向の混合が不十分となった場合、生産された重合体の粒度分布がブロードとなり得る。その結果、生産された重合体をシート状に成形した場合に、例えば、フィッシュアイが増加して、成形製品の品質が低下する可能性がある。

【0054】

一方、上記の割合が３％を超えた場合、攪拌機１２０の所要動力が過度に増加する。また、バッフル１３０と、反応容器１１０の内壁面との間における液体の流動性が低下し得る。その結果、反応容器１１０又は反応容器１１０の内部の構造物にスケールが付着しやすくなる可能性がある。例えば、重合装置１００が８本を超えるバッフル１３０を備える場合、重合装置１００の設計によっては上記の割合が３％を超え得る。

【0055】

少なくとも１つのバッフル１３０の本体１３２は、熱媒体を流通させるための流路を有してよい。上記の流路は、本体１３２の内部に形成されてもよく、本体１３２の外部に配されてもよい。上記の流路は、一重管であってもよく、二重管構造を有してもよい。

【0056】

熱媒体は、公知の冷媒であってよい。冷媒としては、水、ブライン、フレオン、その他の液化ガスなどが例示される。冷媒として液化ガスが用いられる場合、当該液化ガスは、蛇行冷却管１４０の内部で蒸発することで、冷媒として機能してよい。冷媒の線速は、０．１～６．０ｍ／ｓ程度であってよい。

【0057】

本体１３２は、例えば、サポート１３４を介して、反応容器１１０の内壁面に接続される。本体１３２と、重合装置１００の内壁面との距離は、４０ｍｍ以上であることが好ましい。上記の距離が４０ｍｍ未満の場合、反応容器１１０の内部の気液界面付近において、反応容器１１０の内壁面と、バッフル１３０との間に重合体のスケールが付着しやすくなる場合がある。本体１３２の詳細は後述される。

【0058】

本実施形態において、サポート１３４は、本体１３２を保持する。例えば、サポート１３４の一端は、反応容器１１０の内壁面に接し、サポート１３４の他端は、本体１３２に接する。上述されたとおり、サポート１３４は、本体１３２と、重合装置１００の内壁面との距離が４０ｍｍ以上となるように、本体１３２を保持してよい。

【0059】

本実施形態において、蛇行冷却管１４０は、その内部に熱媒体を流通させるための流路が形成される。蛇行冷却管１４０は、一重管であってよい。蛇行冷却管１４０は、蛇行冷却管１５０よりも、反応容器１１０の中心軸に近い位置に配される。蛇行冷却管１４０の個数は、１～１２本程度であることが好ましく、２～８本程度であることが好ましく、３～６本程度であることがより好ましく、４～６本程度であることがさらに好ましい。偶数個の蛇行冷却管１４０が、反応容器１１０の中心軸の周りに略対称的に配置されることが好ましい。

【0060】

【0061】

本実施形態において、蛇行冷却管１４０の少なくとも一部は、繰り返し屈曲しながら延伸する。蛇行冷却管１４０のうち、繰り返し屈曲しながら延伸する部分の延伸方向の長さＰｈは、バッフル１３０の本体１３２の延伸方向（図中、ｚ方向である。）の長さＢｈより小さくてもよく、当該Ｂｈと略同一であってもよく、当該Ｂｈより大きくてもよい。これにより、設置面積当たりの伝熱面積が大きくなる。

【0062】

図１に示された例においては、蛇行冷却管１４０は、繰り返し屈曲しながら、反応容器１１０の延伸方向と略平行に延伸する。図１に示された例においては、蛇行冷却管１４０の全体が、繰り返し屈曲しながら延伸する。蛇行冷却管１４０の延伸方向の全長Ｐｔ（図示されていない。）に対する、蛇行冷却管１４０のうち、繰り返し屈曲しながら延伸する部分の延伸方向の長さＰｈの割合は、０．２５以上であってよく、０．５以上であってもよく、０．７５以上であってもよく、０．８以上であってもよく、０．９以上であってもよい。

【0063】

蛇行冷却管１４０は、重合装置１００が重合体の製造に用いられる場合に、蛇行冷却管１４０の上端が液相に没するように配されてよい。蛇行冷却管１４０の上部が気相に露出すると伝熱効率が低下したり、重合体のスケールが蛇行冷却管１４０に付着しやすくなるからである。重合末期においては液収縮により気液界面が低下する。そのため、蛇行冷却管１４０は、重合終了時においても、蛇行冷却管１４０の上端と、気液界面とが十分な距離を有する位置に配されることが好ましい。蛇行冷却管１４０の詳細は後述される。

【0064】

本実施形態において、蛇行冷却管１５０は、その内部に熱媒体を流通させるための流路が形成される。蛇行冷却管１５０は、一重管であってよい。蛇行冷却管１５０は、蛇行冷却管１４０よりも、反応容器１１０の側壁に近い位置に配される。蛇行冷却管１５０の個数は、１～１２本程度であることが好ましく、２～８本程度であることが好ましく、３～６本程度であることがより好ましく、４～６本程度であることがさらに好ましい。蛇行冷却管１５０の個数は、蛇行冷却管１４０の個数と同一であってもよく、異なってもよい。偶数個の蛇行冷却管１５０が、反応容器１１０の中心軸の周りに略対称的に配置されることが好ましい。

【0065】

【0066】

本実施形態において、蛇行冷却管１５０の少なくとも一部は、繰り返し屈曲しながら延伸する。蛇行冷却管１５０のうち、繰り返し屈曲しながら延伸する部分の延伸方向の長さＰｈは、バッフル１３０の本体１３２の延伸方向（図中、ｚ方向である。）の長さＢｈより小さくてもよく、当該Ｂｈと略同一であってもよく、当該Ｂｈより大きくてもよい。これにより、設置面積当たりの伝熱面積が大きくなる。

【0067】

図１に示された例においては、蛇行冷却管１５０は、繰り返し屈曲しながら、反応容器１１０の延伸方向と略平行に延伸する。図１に示された例においては、蛇行冷却管１５０の全体が、繰り返し屈曲しながら延伸する。蛇行冷却管１５０の延伸方向の全長Ｐｔ（図示されていない。）に対する、蛇行冷却管１５０のうち、繰り返し屈曲しながら延伸する部分の延伸方向の長さＰｈの割合は、０．２５以上であってよく、０．５以上であってもよく、０．７５以上であってもよく、０．８以上であってもよく、０．９以上であってもよい。

【0068】

蛇行冷却管１５０は、重合装置１００が重合体の製造に用いられる場合に、蛇行冷却管１５０の上端が液相に没するように配されてよい。蛇行冷却管１５０の上部が気相に露出すると伝熱効率が低下したり、重合体のスケールが蛇行冷却管１５０に付着しやすくなるからである。重合末期においては液収縮により気液界面が低下する。そのため、蛇行冷却管１５０は、重合終了時においても、蛇行冷却管１５０の上端と、気液界面とが十分な距離を有する位置に配されることが好ましい。

【0069】

一実施形態において、蛇行冷却管１５０における冷媒の流通方向は、反応容器１１０の下方から反応容器１１０の上方に向かって冷媒が流れるように設定される。他の実施形態において、蛇行冷却管１５０における冷媒の流通方向は、反応容器１１０の上方から反応容器１１０の下方に向かって冷媒が流れるように設定される。

【0070】

例えば、還流コンデンサ１８０から返送されてきた液体は、反応容器１１０の内部の液体よりも低温であり密度が大きい。そのため、還流コンデンサ１８０から返送されてきた液体の流入口の近傍においては、反応容器１１０の内部で液体が上方から下方に向かって流れる傾向がみられる。そこで、例えば、還流コンデンサ１８０から返送されてきた液体の流入口の近傍に配されている蛇行冷却管１５０は、反応容器１１０の下方から反応容器１１０の上方に向かって冷媒が流通するように構成され得る。蛇行冷却管１５０の詳細は後述される。

【0071】

本実施形態において、ジャケット１７０は、反応容器１１０の外部から、反応容器１１０を加熱したり、冷却したりする。上述されたとおり、ジャケット１７０は、熱媒体が流通可能に構成された流路１７２を有する。ジャケット１７０は、流路１７２を流れる熱媒体の温度及び流量の少なくとも一方を制御することで、反応容器１１０の加熱量及び除熱量を調整する。

【0072】

熱媒体は、公知の冷媒であってよい。冷媒としては、水、ブライン、フレオン、各種の液化ガスなどが例示される。冷媒として、液状の冷媒が用いられることが好ましい。冷媒として液化ガスが用いられる場合、当該液化ガスは、蛇行冷却管１４０の内部で蒸発することで、冷媒として機能してよい。冷媒の線速は、０．１～６．０ｍ／ｓ程度であってよい。

【0073】

本実施形態において、還流コンデンサ１８０は、反応容器１１０の除熱に用いられる。例えば、還流コンデンサ１８０には、反応容器１１０からの蒸気が供給される。還流コンデンサ１８０は、上記の蒸気を冷却して液化する。還流コンデンサ１８０は、上記の冷却により生じた液体を反応容器１１０に返送する。上述されたとおり、還流コンデンサ１８０は、熱媒体が流通可能に構成された流路１８２を有する。還流コンデンサ１８０は、流路１８２を流通する熱媒体と、反応容器１１０からの蒸気との間の熱交換により、反応容器１１０からの蒸気を冷却する。流路１８２を流れる熱媒体の温度及び流量の少なくとも一方を制御することで、反応容器１１０の除熱量が調整され得る。

【0074】

（除熱手段の関係）
上述されたとおり、本実施形態において、反応容器１１０は、除熱手段として、バッフル１３０、蛇行冷却管１４０、蛇行冷却管１５０、ジャケット１７０及び還流コンデンサ１８０を有する。各除熱装置を用いて除熱される除熱量の、総発熱量に対する割合は、特に限定されない。上記の割合は、例えば、生産される重合体の品質、製造コストなどを考慮して決定される。例えば、総発熱量に対する、バッフル１３０の除熱量の割合は、１０～３０％であることが好ましい。総発熱量に対する、蛇行冷却管１４０及び蛇行冷却管１５０の除熱量の合計の割合は、１０～５０％であることが好ましい。総発熱量に対する、ジャケット１７０の除熱量の割合は、２０～４０％であることが好ましい。総発熱量に対する、還流コンデンサ１８０の除熱量の割合は、１０～５０％であることが好ましい。

【0075】

また、蛇行冷却管１４０及び蛇行冷却管１５０は、反応容器１１０の内容量に対する、蛇行冷却管１４０及び蛇行冷却管１５０の表面積の合計値の比が、０．１～０．９［ｍ^２／ｍ^３］となるように設計されることが好ましい。上記の比は、０．５～０．７［ｍ^２／ｍ^３］であることがより好ましい。これにより、蛇行冷却管１４０及び蛇行冷却管１５０の除熱量の合計の総発熱量に対する割合を、１０～５０％にすることができる。

【0076】

（重合装置１００の各部の材質）
重合装置１００の各部の材質は、機械的強度、耐食性、伝熱生などを考慮して適宜決定される。例えば、攪拌軸１２２、攪拌翼１２４、バッフル１３０、蛇行冷却管１４０及び蛇行冷却管１５０に用いられる材料としては、高クロム高純度フェライト系ステンレス鋼、２相ステンレス鋼、オーステナイト系ステンレス鋼等のステンレス鋼が好ましい。これらの材料は、伝熱性及び耐食性に優れる。また、反応容器１１０の内壁面の材料としては、ステンレスを含むクラッド鋼が例示される。上記のクラッド鋼の外層の材料は炭素鋼であることが好ましく、当該クラッド鋼の内層の材料はステンレス鋼であることが好ましい。

【0077】

（重合装置１００の用途）
上述されたとおり、重合装置１００は、重合体の製造に用いられる。重合方式は、懸濁重合であってもよく、乳化重合であってもよい。より具体的には、重合装置１００は、各種のビニル系単量体、例えば、エチレン、プロピレン等のオレフィン類、塩化ビニル、塩化ビニリデン等のハロゲン化ビニル類、酢酸ビニル等のビニルエステル類、エチルビニルエーテル等のビニルエーテル類、メタクリル酸メチル等の（メタ）アクリル酸エステル類、マレイン酸もしくはフマル酸の金属塩もしくはエステル類、スチレン等の芳香族ビニル類、ブタジエン、クロロプレン、イソプレン等のジエン系単量体、アクリロニトリル等を重合して重合体を生産する用途に用いられる。重合装置１００は、塩化ビニル又はこれを主体とする単量体混合物を重合して重合体を生産する用途に、特に好適に用いられる。

【0078】

重合装置１００を用いて重合体が生産される場合、各原料を重合装置の供給口（図示せず）より供給し、反応容器１１０の内部に仕込まれた反応化合物の温度が予め定められた温度に到達した時点で、バッフル１３０、蛇行冷却管１４０、蛇行冷却管１５０、及び、ジャケット１７０のそれぞれに冷媒を流通させて、当該反応化合物の除熱が開始される。一方、還流コンデンサ１８０による除熱を開始する時期は、重合転化率が４％に達した以後であることが好ましく、重合転化率が４～２０％の時点であることがより好ましい。

【0079】

重合装置１００を用いて重合体が生産される場合であっても、各種の重合条件は、公知の重合条件と同様であってよい。上記の重合条件としては、原料などの仕込み割合、原料などの仕込み方法、重合温度などが例示される。

【0080】

例えば、重合装置１００を用いて、懸濁重合により塩化ビニル系重合体が生産される場合、水性媒体、塩化ビニル単量体、場合によっては他のコモノマー、分散助剤、重合開始剤等の仕込みは、公知の塩化ビニル系重合体の製造方法と同様にして実行される。また、重合条件も、公知の塩化ビニル系重合体の製造方法と同様であってよい。

【0081】

重合される単量体としては、塩化ビニル単独のほか、塩化ビニルを主体とする単量体混合物（塩化ビニル５０質量％以上）を用いることができる。塩化ビニルと共重合されるコモノマーとしては、例えば、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル等のビニルエステル；アクリル酸メチル、アクリル酸エチル等のアクリル酸エステルもしくはメタクリル酸エステル；エチレン、プロピレン等のオレフィン；無水マレイン酸；アクリロニトリル；スチレン；塩化ビニリデン；その他塩化ビニル共重合可能な単量体が例示される。

【0082】

上記の分散助剤としては、塩化ビニルの水性媒体中での重合の際に通常使用される化合物が用いられる。上記の分散助剤としては、メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース等の水溶性セルロースエーテル；部分ケン化ポリビニルアルコール、アクリル酸重合体；ゼラチン等の水溶性ポリマーなどが例示される。上記の分散助剤は、単独で使用されてもよく、２種以上が組み合わされて使用されてもよい。分散助剤は、例えば、仕込まれる単量体１００質量部あたり０．０１～５質量部で添加される。

【0083】

また、用いられる重合開始剤については、従来塩化ビニル系の重合に使用されているものでよい。上記の重合開始剤としては、ジイソプロピルパーオキシジカーボネート、ジ－２－エチルヘキシルパーオキシジカーボネート、ジエトキシエチルパーオキシジカーボネート等のパーカーボネート化合物；α－クミルパーオキシネオデカネート、ｔ－ブチルパーオキシネオデカネート、ｔ－ブチルパーオキシネオヘプタノエート、ヘキシルパーオキシネオデカネート、オクチルパーオキシネオデカネート等のパーエステル化合物；アセチルシクロヘキシルスルホニルパーオキシド、２，４，４－トリメチルペンチル－２－パーオキシフェノキシアセテート等の過酸化物；アゾビス－２，４－ジメチルバレロニトリル、アゾビス（４－メトキシ－２，４－ジメチルバレロニトリル）等のアゾ化合物などが例示される。上記の重合開始剤は、単独で使用されてもよく、２種以上が組み合わされて使用されてもよい。重合開始剤は、例えば、単量体１００質量部あたり０．０１～３質量部で添加されてもよく、単量体１００質量部あたり０．０５～３質量部添加されることが好ましい。

【0084】

さらに必要に応じて、塩化ビニルの重合に適宜使用される重合調整剤、連鎖移動剤、ｐＨ調整剤、緩衝剤、ゲル化改良剤、帯電防止剤、スケール防止剤等を添加することできる。なお、本発明で得られる塩化ビニル重合体の還元粘度（Ｋ値）については、本発明の装置を使用することで、所望の範囲の重合体を得ることができるが、好ましくは４０～９０の範囲になる重合体を得ることができる。

【0085】

ｐＨ調整剤又は緩衝剤としては、クエン酸、クエン酸三ナトリウム、クエン酸二アンモニウム、クエン酸三アンモニウム、フタル酸水素カリウム、硝酸ナトリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸セシウム、炭酸水素ナトリウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化バリウム、リン酸二ナトリウム、リン酸二カリウム、リン酸三カリウムなどが例示される。上記のｐＨ調整剤又は緩衝剤は、単独で使用されてもよく、２種以上が組み合わされて使用されてもよい。

【0086】

重合装置１００は、反応装置の一例であってよい。反応容器１１０は、反応器の一例であってよい。反応容器１１０の内面は、反応器の内壁面の一例であってよい。反応容器１１０の側面は、反応器の内壁面の一例であってよい。バッフル１３０の本体１３２に配される熱媒体の流路は、第２冷却配管の一例であってよい。バッフル１３０のサポート１３４は、バッフルの少なくとも一部の一例であってよい。蛇行冷却管１４０は、第１冷却配管の一例であってよい。蛇行冷却管１５０は、第１冷却配管の一例であってよい。蛇行冷却管１４０の１つと、蛇行冷却管１５０の１つとは、複数の第１冷却配管の少なくとも２つの一例であってよい。流路１７２は、第３冷却配管の一例であってよい。流路１８２は、第３冷却配管の一例であってよい。

【0087】

図２は、反応容器１１０の内部に配される内部構造物の一例を概略的に示す。図２においては、説明を簡単にすることを目的として、攪拌機１２０の描写が省略されている。図２に示されるとおり、重合装置１００は、１以上のバッフル１３０として、バッフル２３２と、バッフル２３４と、バッフル２３６と、バッフル２３８とを備える。また、重合装置１００は、１以上の蛇行冷却管１４０として、蛇行冷却管２４２と、蛇行冷却管２４４と、蛇行冷却管２４６と、蛇行冷却管２４８とを備える。同様に、重合装置１００は、１以上の蛇行冷却管１５０として、蛇行冷却管２５２と、蛇行冷却管２５４と、蛇行冷却管２５６と、蛇行冷却管２５８とを備える。

【0088】

図３は、反応容器１１０の一例の概略断面図を示す。図３においては、説明を簡単にすることを目的として、蛇行冷却管１４０の描写が省略されている。また、説明を簡単にすることを目的として、バッフル２３２、バッフル２３４、バッフル２３６及びバッフル２３８の設置位置がデフォルメされている。

【0089】

図３に示されるとおり、本実施形態において、反応容器１１０は、直胴部３１２と、第１鏡板３１４と、第２鏡板３１６と、台座３１８とを備える。本実施形態において、直胴部３１２は、円筒状の形状を有する。直胴部３１２の延伸方向（図中、ｚ方向である。）の長さをＨｂとし、直胴部３１２の内径をＤｂとしたとき、直胴部３１２は、例えば、Ｈｂ／Ｄｂの値が１．０～３．０となるように設計される。直胴部３１２は、Ｈｂ／Ｄｂの値が１．５～２．５となるように設計されてよい。

【0090】

本実施形態において、第１鏡板３１４は、直胴部３１２の一方の端部に結合され、反応容器１１０の底板を構成する。本実施形態において、第２鏡板３１６は、直胴部３１２の他方の端部に結合され、反応容器１１０の天板を構成する。本実施形態において、台座３１８は、動力機構１２６を保持する。

【0091】

また、図３に示されるとおり、重合装置１００の周囲には、冷媒の供給源から反応容器１１０に冷媒を供給するための冷媒供給配管３３２と、反応容器１１０から冷媒の供給源に、熱交換後の冷媒を返送するための冷媒返送配管３３４とが配される。また、図３に示された実施形態によれば、バッフル２３２及びバッフル２３４が連結部３４２により連結され、バッフル２３２から流出した冷媒が、バッフル２３４に流入可能に構成される。また、バッフル２３４及びバッフル２３６が連結部３４４により連結され、バッフル２３４から流出した冷媒が、バッフル２３６に流入可能に構成される。同様に、バッフル２３６及びバッフル２３８が連結部３４６により連結され、バッフル２３６から流出した冷媒が、バッフル２３８に流入可能に構成される。各バッフルの詳細は後述される。

【0092】

本実施形態によれば、冷媒供給配管３３２から反応容器１１０に供給された冷媒は、バッフル２３２に流入し、バッフル２３４、バッフル２３６及びバッフル２３８を通過して、冷媒返送配管３３４に排出される。なお、冷媒の流通方式は、本実施形態に限定されない。

【0093】

例えば、他の実施形態において、冷媒供給配管３３２から反応容器１１０に供給された冷媒は、バッフル２３２に流入し、バッフル２３４を通過して、冷媒返送配管３３４に排出される。また、冷媒供給配管３３２から反応容器１１０に供給された冷媒は、バッフル２３８に流入し、バッフル２３６を通過して、冷媒返送配管３３４に排出される。さらに他の実施形態において、バッフル２３２、バッフル２３４、バッフル２３６及びバッフル２３８のそれぞれは、各バッフルに供給される冷媒の流量を独立して制御可能に構成される。

【0094】

図４は、反応容器１１０の一例の概略平面図を示す。本実施形態において、（ｉ）バッフル２３２、バッフル２３４、バッフル２３６及びバッフル２３８と、（ｉｉ）蛇行冷却管２４２、蛇行冷却管２４４、蛇行冷却管２４６及び蛇行冷却管２４８と、（ｉｉｉ）蛇行冷却管２５２、蛇行冷却管２５４、蛇行冷却管２５６及び蛇行冷却管２５８とが、同心円状に配される。

【0095】

本実施形態において、蛇行冷却管２４２と、蛇行冷却管２４４と、蛇行冷却管２４６と、蛇行冷却管２４８とが、略同一円周上に配される。また、本実施形態において、（ｉ）バッフル２３２、バッフル２３４、バッフル２３６及びバッフル２３８と、（ｉｉ）蛇行冷却管２５２、蛇行冷却管２５４、蛇行冷却管２５６及び蛇行冷却管２５８は、略同一円周上に配される。

【0096】

つまり、直胴部３１２の特定の位置における横断面において、バッフル２３２、バッフル２３４、バッフル２３６及びバッフル２３８の横断面の中心と、蛇行冷却管２５２、蛇行冷却管２５４、蛇行冷却管２５６及び蛇行冷却管２５８の横断面の中心とが、略同一円周上に配される。直胴部３１２の特定の位置における横断面は、直胴部３１２の延伸方向（図中、ｚ方向である。）に垂直な面（図中、ｘｙ平面である。）であって、蛇行冷却管２５２、蛇行冷却管２５４、蛇行冷却管２５６及び蛇行冷却管２５８の中心を通る平面で、反応容器１１０を切断した断面であってよい。この場合、横断面における各配管の幅は、各配管の直径に一致する。

【0097】

本実施形態において、バッフル２３２、バッフル２３４、バッフル２３６及びバッフル２３８は、反応容器１１０の中心軸の周りに略対称的な位置に配置される。蛇行冷却管２４２、蛇行冷却管２４４、蛇行冷却管２４６及び蛇行冷却管２４８は、反応容器１１０の中心軸の周りに略対称的な位置に配置される。蛇行冷却管２５２、蛇行冷却管２５４、蛇行冷却管２５６及び蛇行冷却管２５８は、反応容器１１０の中心軸の周りに略対称的な位置に配置される。

【0098】

図４に示されるとおり、蛇行冷却管２５２は、バッフル２３２と、バッフル２３４との間の位置に配される。蛇行冷却管２５４は、バッフル２３４と、バッフル２３６との間の位置に配される。蛇行冷却管２５６は、バッフル２３６と、バッフル２３８との間の位置に配される。蛇行冷却管２５８は、バッフル２３８と、バッフル２３２との間の位置に配される。蛇行冷却管２５２、蛇行冷却管２５４、蛇行冷却管２５６及び蛇行冷却管２５８の外周の直径は、バッフル２３２、バッフル２３４、バッフル２３６及びバッフル２３８の幅Ｂｗより小さくてもよい。

【0099】

本実施形態において、蛇行冷却管２４２、蛇行冷却管２４４、蛇行冷却管２４６及び蛇行冷却管２４８が配される円の直径は、蛇行冷却管２５２、蛇行冷却管２５４、蛇行冷却管２５６及び蛇行冷却管２５８が配される円の直径よりも小さい。本実施形態によれば、反応容器１１０の直胴部３１２の直径方向において、蛇行冷却管が多段に配され得る。これにより、例えば、反応容器１１０の内部にリング状又は螺旋状の大きな配管が配置される場合と比較して、内部構造物の配置の自由度が向上する。その結果、冷却効率に優れた重合装置１００が作製され得る。

【0100】

蛇行冷却管２４２、蛇行冷却管２４４、蛇行冷却管２４６及び蛇行冷却管２４８の外周が配される仮想的な円の直径Ｄ１の大きさは、特に限定されるものではないが、攪拌翼１２４の回転領域の直径Ｄ２より大きいことが好ましい。Ｄ１／Ｄ２は、１．１以上であることが好ましく、１．２以上であることがより好ましい。

【0101】

本実施形態において、蛇行冷却管２５２、蛇行冷却管２５４、蛇行冷却管２５６及び蛇行冷却管２５８のそれぞれと、直胴部３１２の内面との距離は、全てＬ１である。同様に、蛇行冷却管２４２、蛇行冷却管２４４、蛇行冷却管２４６及び蛇行冷却管２４８のそれぞれと、直胴部３１２の内面との距離は、全てＬ２である。図４に示されるとおり、本実施形態において、Ｌ２＞Ｌ１である。

【0102】

上記のＬ１及びＬ２の大きさは特に限定されるものではないが、Ｌ１は、各蛇行冷却管の外周と、直胴部３１２の内面との距離が４０ｍｍ以上となるように設定されることが好ましい。なお、Ｌ１が４０ｍｍ以上となるように設定されてもよい。上記の距離又はＬ１が４０ｍｍ未満の場合、反応容器１１０の内部の気液界面付近において、反応容器１１０の内壁面と、蛇行冷却管１５０との間に重合体のスケールが付着しやすくなる場合がある。

【0103】

同様に、蛇行冷却管２４２と、蛇行冷却管２５２との距離Ｐｃは、４０ｍｍ以上であることが好ましい。距離Ｐｃは、例えば、上記の横断面において、蛇行冷却管２４２の外周と、蛇行冷却管２５２の外周との距離の最小値を算出することで決定される。Ｐｃが４０ｍｍ未満の場合、重合体のスケールが付着しやすくなる場合がある。

【0104】

特定の蛇行冷却管と、直胴部３１２の内面との距離は、直胴部３１２の延伸方向に垂直、且つ、当該特定の蛇行冷却管の中心を通る断面における、両者の最短距離として決定されてよい。各蛇行冷却管と、直胴部３１２の内面との距離は、例えば、上記の横断面において、各蛇行冷却管の延伸方向に沿った中心線と、直胴部３１２の内面との距離の最小値を算出することで決定される。なお、本実施形態において、上記の各蛇行冷却管の延伸方向に沿った中心線は、円弧状に湾曲している。上記の距離の詳細は後述される。

【0105】

図４に示されるとおり、直胴部３１２の特定の位置における横断面において、蛇行冷却管２４２、蛇行冷却管２４４、蛇行冷却管２４６及び蛇行冷却管２５４の横断面は、円弧状の形状を有する。同様に、蛇行冷却管２５２、蛇行冷却管２５４、蛇行冷却管２５６及び蛇行冷却管２５８の横断面は、円弧状の形状を有する。蛇行冷却管２４２、蛇行冷却管２４４、蛇行冷却管２４６及び蛇行冷却管２５４の横断面の形状と、蛇行冷却管２５２、蛇行冷却管２５４、蛇行冷却管２５６及び蛇行冷却管２５８の横断面の形状とは、相似形であってよい。例えば、蛇行冷却管２４２及び蛇行冷却管２５２の横断面が円弧状の形状を有する場合、蛇行冷却管２４２の円弧の中心角と、蛇行冷却管２５２の円弧の中心角とが略同一であってよい。蛇行冷却管２４４及び蛇行冷却管２５４、蛇行冷却管２４６及び蛇行冷却管２５６、並びに、蛇行冷却管２４８及び蛇行冷却管２５８についても同様であってよい。

【0106】

上記の蛇行冷却管の形状が円弧上である場合、円弧の中心角の大きさは２７０度以下であってよい。円弧の中心角の大きさは２４０度以下であってもよく、２１０度以下であってもよく、１８０度以下であってもよく、１５０度以下であってもよく、１２０度以下であってもよく、９０度以下であってもよく、６０度以下であってもよい。

【0107】

また、本実施形態において、蛇行冷却管２５２、蛇行冷却管２５４、蛇行冷却管２５６及び蛇行冷却管２５８の少なくとも１つの延伸方向の長さ（図中の円弧の長さである。）は、直胴部３１２の内周の長さの２／３よりも小さい。上記の延伸方向の長さ（図中の円弧の長さである。）は、直胴部３１２の内周の長さの１／２以下であってもよく、直胴部３１２の内周の長さの１／２より小さくてもよく、直胴部３１２の内周の長さの１／３以下であってもよく、直胴部３１２の内周の長さの１／３より小さくてもよく、直胴部３１２の内周の長さの１／４以下であってもよく、直胴部３１２の内周の長さの１／４より小さくてもよく、直胴部３１２の内周の長さの１／６以下であってもよく、直胴部３１２の内周の長さの１／６より小さくてもよい。

【0108】

上述されたとおり、特開平７－２３３２０６号公報に記載されたコイル状冷却管は、略円形の形状を有する。つまり、冷却管の円弧の中心角は、ほぼ３６０度である。そのため、バッフルと、コイル状冷却管とを略同一円周上に配置することができない。これに対して、本実施形態によれば、蛇行冷却管１４０よりも直胴部３１２の内側に近い位置に配される１以上の蛇行冷却管１５０のうちの少なくとも１つが、上記のような構成を有することにより、２つのバッフル１３０の間に配され得る。これにより、蛇行冷却管１５０が重合装置１００の混合性能に与える影響をより小さくしつつ、装置全体の伝熱面積を増加させることができる。

【0109】

直胴部３１２の内面は、反応器の内壁面の一例であってよい。蛇行冷却管２５２は、反応器の内壁面からの距離が最も小さな第１冷却配管の一例であってよい。蛇行冷却管２５４は、反応器の内壁面からの距離が最も小さな第１冷却配管の一例であってよい。蛇行冷却管２５６は、反応器の内壁面からの距離が最も小さな第１冷却配管の一例であってよい。蛇行冷却管２５８は、反応器の内壁面からの距離が最も小さな第１冷却配管の一例であってよい。

【0110】

（別実施形態の一例）
本実施形態においては、直胴部３１２の中心から外側に向かって、蛇行冷却管が２重に多重化されている場合を例として、重合装置１００の一例が説明された。しかしながら、重合装置１００は、本実施形態に限定されない。他の実施形態において、直胴部３１２の中心から外側に向かって、蛇行冷却管が３重以上に多重化されていてもよい。直胴部３１２の中心から外側に向かって、蛇行冷却管が２～５重に多重化されていることが好ましい。

【0111】

図５は、バッフル２３２の内部構造の一例を概略的に示す。なお、バッフル２３４、バッフル２３６及びバッフル２３８も、バッフル２３２と同様の内部構造を有してよい。本実施形態において、バッフル２３２は、内管５１０と、外管５２０とを含む二重管構造を有する。バッフル２３２は、内管５１０の内部に冷媒を流入させる流入口５１２と、外管５２０の内部から冷媒を流出させる流出口５２２とを有する。

【0112】

本実施形態において、バッフル２３２の流入口５１２は、配管５３２及び流量調整弁５４２を介して、冷媒供給配管３３２に接続される。これにより、流量調整弁５４２の開度が調整されることで、バッフル２３２に流入する冷媒の流量が調整される。同様に、バッフル２３４の流入口５１２は、配管５３４及び流量調整弁５４４を介して、冷媒供給配管３３２に接続される。

【0113】

本実施形態において、バッフル２３２の流出口５２２は、連結部３４２を介して、冷媒返送配管３３４及びバッフル２３４に接続される。図５に示されるとおり、本実施形態において、連結部３４２は、配管５５２と、流量調整弁５５４と、配管５５６と、流量調整弁５５８とを有する。

【0114】

配管５５２は、流出口５２２と冷媒返送配管３３４とを接続する。流量調整弁５５４は、配管５５２の途中に配され、配管５５２を流れる冷媒の流量を調整する。配管５５６は、流出口５２２とバッフル２３４とを接続する。より具体的には、配管５５６は、配管５５２上の位置であって、流量調整弁５５４及びバッフル２３２の流出口５２２の間の位置と、配管５３４上の位置であって、流量調整弁５４４及びバッフル２３４の流入口５１２の間の位置とを接続する。流量調整弁５５８は、配管５５６の途中に配され、配管５５６を流れる冷媒の流量を調整する。

【0115】

（別実施形態の一例）
本実施形態においては、バッフル２３２が二重管構造を有し、バッフル２３２の下方から流入した冷媒がバッフル２３２の下方から流出し、バッフル２３４の下方からバッフル２３４に流入する場合を例として、重合装置１００の一例が説明された。しかしながら、重合装置１００は本実施形態に限定されない。

【0116】

他の実施形態において、バッフル２３２の下方から流入した冷媒がバッフル２３２の上方から流出し、バッフル２３４の上方からバッフル２３４に流入するように、配管が構成されてよい。さらに他の実施形態において、バッフル２３２は、一重管であってもよい。

【0117】

図６は、蛇行冷却管２５２の構造の一例を概略的に示す。なお、他の蛇行冷却管１４０及び蛇行冷却管１５０も、蛇行冷却管２５２と同様の構造を有してよい。図６に示されるとおり、蛇行冷却管２５２は、繰り返し屈曲しながらｚ方向に延伸する。本実施形態において、蛇行冷却管２５２は、蛇行部６１０を有する。蛇行部６１０は、複数の延伸部６１２と、１以上の屈曲部６１４とを有する。

【0118】

図６に関連して説明される蛇行冷却管２５２において、蛇行部６１０は、１５個の延伸部６１２と、１４個の屈曲部６１４とを有する。単一の蛇行部６１０における延伸部６１２の個数は、段数と称される場合がある。図２に示されるとおり、本実施形態においては、蛇行冷却管２５２が、延伸部６１２においてｘｙ平面上で延伸し、屈曲部６１４においてｚ方向に屈曲する。

【0119】

本実施形態において、複数の延伸部６１２のそれぞれは、略同一の平面上で延伸する。例えば、延伸部６１２が同一平面上で延伸するように設計されている場合であっても、製作に伴う誤差、据え付けに伴う誤差などにより、延伸部６１２が完全に同一の平面上で延伸していないこともあり得る。このような場合、延伸部６１２は、略同一の平面上で延伸していると見做してよい。なお、延伸部６１２が略同一の平面上で延伸する場合は、上記の例に限定されないことに留意されたい。

【0120】

この点で、蛇行冷却管２５２は、螺旋状の冷却配管と相違する。蛇行冷却管２５２が蛇行して延伸することにより、冷却配管が螺旋状に延伸する場合と比較して、設置面積あたりの表面積が大きくなり得る。

【0121】

図４に関連して説明されたとおり、本実施形態において、複数の延伸部６１２のそれぞれは、ｘｙ平面上で湾曲しながら延伸する。複数の延伸部６１２のそれぞれの延伸方向の長さＰＬは同一であってもよく、少なくとも２つの延伸部６１２の延伸方向の長さが異なってもよい。本実施形態において、ＰＬは、延伸部６１２のｘｙ平面上での長さである。ＰＬは、延伸部６１２の延伸方向に略垂直な面（この場合、ｚ方向に略平行な面である。）により延伸部６１２を切断した場合における延伸部６１２の断面の中心をとおるｘｙ平面における、延伸部６１２の長さであってよい。

【0122】

上述されたとおり、ＰＬは、直胴部３１２の内周の長さの２／３よりも小さくてよい。この点で、蛇行冷却管２５２は、特開平７－２３３２０６号公報に記載されたコイル状冷却管と相違する。

【0123】

単一の蛇行部６１０において、複数の延伸部６１２のうち、１／２を超える個数の延伸部６１２のＰＬが、直胴部３１２の内周の長さの２／３よりも小さくてよい。上記のＰＬは、直胴部３１２の内周の長さの１／２以下であってもよく、直胴部３１２の内周の長さの１／２より小さくてもよく、直胴部３１２の内周の長さの１／３以下であってもよく、直胴部３１２の内周の長さの１／３より小さくてもよく、直胴部３１２の内周の長さの１／４以下であってもよく、直胴部３１２の内周の長さの１／４より小さくてもよく、直胴部３１２の内周の長さの１／６以下であってもよく、直胴部３１２の内周の長さの１／６より小さくてもよい。

【0124】

複数の延伸部６１２のうち、２／３を超える個数の延伸部６１２のＰＬが、直胴部３１２の内周の長さの２／３よりも小さくてよい。上記のＰＬは、直胴部３１２の内周の長さの１／２以下であってもよく、直胴部３１２の内周の長さの１／２より小さくてもよく、直胴部３１２の内周の長さの１／３以下であってもよく、直胴部３１２の内周の長さの１／３より小さくてもよく、直胴部３１２の内周の長さの１／４以下であってもよく、直胴部３１２の内周の長さの１／４より小さくてもよく、直胴部３１２の内周の長さの１／６以下であってもよく、直胴部３１２の内周の長さの１／６より小さくてもよい。

【0125】

一実施形態において、複数の延伸部６１２の少なくとも１つは、略同一の平面上で湾曲して延伸する。例えば、複数の延伸部６１２の少なくとも１つは、ｘｙ平面上に仮想的に配された円弧又は楕円弧に沿って延伸する。他の実施形態において、複数の延伸部６１２の少なくとも１つは、略同一の平面上で直線状に延伸する。

【0126】

本実施形態において、複数の延伸部６１２の２つが、略平行な２つの平面上で延伸する。例えば、隣接する２つの延伸部６１２が、略平行な２つの平面上で延伸する。これにより、梯子状に延伸する蛇行部６１０が得られる。他の実施形態において、複数の延伸部６１２の２つが、平行でない２つの平面上で延伸してよい。例えば、隣接する２つの延伸部６１２が、交差する２つの平面上で延伸する。これにより、ジグザグ状に延伸する蛇行部６１０が得られる。

【0127】

本実施形態において、１以上の屈曲部６１４のそれぞれは、隣接する２つの延伸部６１２の端部を連結する。図６に示された実施形態において、１以上の屈曲部６１４のそれぞれは、ｚ方向に屈曲する部分を含む。これにより、蛇行部６１０は、屈曲しながらｚ方向に延伸する。屈曲部６１４の形状は、特に限定されない。屈曲部６１４を蛇行冷却管２５２の延伸方向に平行な面であって、屈曲部６１４の中心を通る面で切断した断面（縦断面と称される場合がある。）の形状は、連続的に屈曲する形状を有してもよく、複数の直線により構成される形状を有してもよい。連続的に屈曲する形状としては、円弧状又は楕円弧状が例示される。屈曲部６１４は、連続的に屈曲する形状を有する部分と、１以上の直線により構成される形状を有する部分とにより構成されていてもよい。

【0128】

蛇行冷却管２５２の流路の直径は特に限定されるものではないが、上記の直径は、１０～２００ｍｍであることが好ましい。単一の蛇行冷却管２５２に含まれる延伸部６１２の個数（段数と称される場合がある。）は特に限定されるものではないが、上記の段数は、２～７０であることが好ましい。隣接する２つの延伸部６１２の距離（ピッチと称される場合がある。）Ｐｐの大きさは特に限定されるものではないが、上記のＰｐは６０ｍｍ以上であることが好ましい。Ｐｐが６０ｍｍ未満の場合、重合体のスケールが付着しやすくなる場合がある。

【0129】

（別実施形態の一例）

【0130】

本実施形態においては、蛇行冷却管２５２が屈曲しながらｚ方向に延伸する場合を例として、蛇行冷却管２５２の一例が説明された。しかしながら、蛇行冷却管２５２は、本実施形態に限定されない。他の実施形態において、蛇行冷却管２５２は、屈曲しながらｘ方向又はｙ方向に延伸してもよい。

【0131】

本実施形態においては、延伸部６１２がｘｙ平面上で延伸し、屈曲部６１４がｚ方向に屈曲する場合を例として、蛇行冷却管２５２の一例が説明された。しかしながら、蛇行冷却管２５２は、本実施形態に限定されない。他の実施形態において、屈曲部６１４は、ｘｙ平面上で屈曲する第１屈曲部材と、ｚ方向に屈曲する第２屈曲部材とを有してもよい。

【0132】

図７は、蛇行冷却管２５２の構造の他の例を概略的に示す。本実施形態において、蛇行冷却管２５２は、ジグザグ状に屈曲しながら、ｚ方向に延伸する。本実施形態において、蛇行冷却管２５２は、供給配管７０２と、流出配管７０４と、蛇行部７１０とを備える。本実施形態において、蛇行部７１０は、複数の延伸部７１２と、１以上の屈曲部７１４とを有する。

【0133】

供給配管７０２は、蛇行部７１０に供給される冷媒を流通させる。流出配管７０４は、蛇行部７１０から流出された冷媒を流通させる。蛇行部７１０は、繰り返し屈曲しながらｚ方向に延伸する。

【0134】

図７に関連して説明される蛇行冷却管２５２は、複数の延伸部７１２が略平行に配されていない点で、図６に関連して説明された蛇行冷却管２５２と相違する。上記の相違点以外の特徴について、図７に関連して説明される蛇行冷却管２５２は、図６に関連して説明された蛇行冷却管２５２と同様の構成を有してよい。

【0135】

図８は、蛇行冷却管２５２の構造の他の例を概略的に示す。本実施形態において、蛇行冷却管２５２は、供給配管７０２と、流出配管７０４と、蛇行部８１０とを備える。本実施形態において、蛇行部８１０は、蛇行部８１２と、連結部８２２と、蛇行部８１４と、連結部８２４と、蛇行部８１６とを有する。

【0136】

本実施形態において、蛇行部８１０は、繰り返し屈曲しながらｚ方向に延伸する。本実施形態において、蛇行部８１２は、繰り返し屈曲しながらｘ方向に延伸する。蛇行部８１２は、例えば、ｘ方向の正の向きに延伸する。本実施形態において、連結部８２２は、蛇行部８１２と、蛇行部８１４とを連結する。本実施形態において、蛇行部８１４は、繰り返し屈曲しながらｘ方向に延伸する。蛇行部８１４は、例えば、ｘ方向の負の向きに延伸する。本実施形態において、連結部８２４は、蛇行部８１４と、蛇行部８１６とを連結する。本実施形態において、蛇行部８１６は、繰り返し屈曲しながらｘ方向に延伸する。蛇行部８１４は、例えば、ｘ方向の正の向きに延伸する。

【0137】

蛇行部８１２、蛇行部８１４及び蛇行部８１６のそれぞれは、蛇行部６１０と同様の構成を有してよい。例えば、蛇行部８１２、蛇行部８１４及び蛇行部８１６の少なくとも１つは、複数の延伸部と、１以上の屈曲部とを有する。この場合、複数の延伸部のそれぞれは、ｘｙ平面上で延伸してもよく、ｘｚ平面上で延伸してもよく、ｙｚ平面上で延伸してもよい。

【0138】

図９は、重合装置９００の要部の一例を概略的に示す。重合装置９００は、蛇行冷却管１４０のピッチＰｐと、蛇行冷却管１５０のピッチＰｐとが異なる点で、重合装置１００と相違する。上記の相違点以外の特徴について、重合装置９００は、重合装置１００と同様の構成を有してよい。

【0139】

蛇行冷却管１４０のピッチＰｐは、蛇行冷却管１５０のピッチＰｐより大きくてもよい。例えば、反応容器１１０の内部で流動するスラリーの粘度が比較的大きい場合、当該スラリーの流動が緩慢になる。スラリーの流動が緩慢になると、蛇行冷却管１４０、蛇行冷却管１５０、直胴部３１２などの表面にスケールが付着しやすくなる。スラリーの粘度が比較的大きい場合としては、塩化ビニルの懸濁重合が例示される。このような場合であっても、蛇行冷却管１４０が比較的大きなピッチＰｐを有することで、攪拌翼１２４が発生させた吐出流が、十分な勢いを有したまま、蛇行冷却管１５０及び直胴部３１２に到達する。これにより、蛇行冷却管１４０、蛇行冷却管１５０、直胴部３１２などの近傍の流動状態が改善され、スケールの付着が防止される。

【0140】

（別実施形態の一例）
他の実施形態において、蛇行冷却管１４０のピッチＰｐは、蛇行冷却管１５０のピッチＰｐよりも小さくてもよい。

【0141】

図１０は、重合装置１０００の要部の一例を概略的に示す。重合装置１０００は、蛇行冷却管１４０の段数と、蛇行冷却管１５０の段数とが異なる点で、重合装置１００と相違する。上記の相違点以外の特徴について、重合装置１０００は、重合装置１００と同様の構成を有してよい。また、技術的に矛盾しない範囲において、重合装置１０００は、他の実施形態に係る各種の重合装置の特徴を有してよい。

【0142】

一実施形態において、蛇行冷却管１４０の上端の位置が、蛇行冷却管１５０の上端の位置よりも下になるように、蛇行冷却管１４０及び蛇行冷却管１５０の段数が調整される。例えば、反応容器１１０の内部で流動するスラリーの粘度が比較的大きい場合、気液の界面においてスケールが付着したり、発泡しやすくなったりする。スラリーの粘度が比較的大きい場合としては、塩化ビニルの懸濁重合が例示される。気液界面における発泡が激しくなると、還流コンデンサ１８０による除熱が制限される。このような場合であっても、攪拌翼１２４により近い位置に配される蛇行冷却管１４０の上端の高さが抑制されることで、気液界面の流動が活発となり、スラリーの付着及び発泡が抑制され得る。蛇行冷却管１４０の上端の位置が、最上段に配された攪拌翼１２４よりも下になるように、蛇行冷却管１４０の段数が調整されることが好ましい。

【0143】

（別実施形態の一例）
他の実施形態において、蛇行冷却管１４０の下端の位置が、蛇行冷却管１５０の下端の位置よりも上になるように、蛇行冷却管１４０及び蛇行冷却管１５０の段数が調整されてもよい。さらに他の実施形態において、蛇行冷却管１４０が攪拌翼１２４の回転の邪魔にならないように、蛇行冷却管１４０の段数が調整される。

【0144】

図１１は、重合装置１１００の要部の一例を概略的に示す。重合装置１１００は、蛇行冷却管１４０及び蛇行冷却管１５０の間に蛇行冷却管１１６０を備える点で、重合装置１００と相違する。上記の相違点以外の特徴について、重合装置１１００は、重合装置１００と同様の構成を有してよい。また、技術的に矛盾しない範囲において、重合装置１１００は、他の実施形態に係る各種の重合装置の特徴を有してよい。

【0145】

図１２は、重合装置１２００の要部の一例を概略的に示す。重合装置１２００は、蛇行冷却管２５２、蛇行冷却管２５６及び蛇行冷却管２５８の代わりに、半円上の横断面を有する蛇行冷却管１２５２を備える点で、重合装置１００と相違する。上記の相違点以外の特徴について、重合装置１２００は、重合装置１００と同様の構成を有してよい。また、技術的に矛盾しない範囲において、重合装置１２００は、他の実施形態に係る各種の重合装置の特徴を有してよい。

【0146】

図１３は、重合装置１３００の要部の一例を概略的に示す。重合装置１３００は、湾曲して延伸する延伸部６１２を含む蛇行冷却管２５２、蛇行冷却管２５４、蛇行冷却管２５６及び蛇行冷却管２５８の代わりに、直線状に延伸する延伸部６１２を含む蛇行冷却管１３５１、蛇行冷却管１３５２、蛇行冷却管１３５３、蛇行冷却管１３５４、蛇行冷却管１３５５及び蛇行冷却管１３５６を備える点で、重合装置１００と相違する。また、重合装置１２００は、バッフル１３３１と、バッフル１３３２と、バッフル１３３３と、バッフル１３３４と、バッフル１３３５と、バッフル１３３６とを備える点で、重合装置１００と相違する。上記の相違点以外の特徴について、重合装置１３００は、重合装置１００と同様の構成を有してよい。また、技術的に矛盾しない範囲において、重合装置１３００は、他の実施形態に係る各種の重合装置の特徴を有してよい。

【0147】

本実施形態において、蛇行冷却管１３５１、蛇行冷却管１３５２、蛇行冷却管１３５３、蛇行冷却管１３５４、蛇行冷却管１３５５及び蛇行冷却管１３５５は、仮想的な正六角形の辺上において、反応容器１１０の中心軸の周りに略対称的な位置に配置される。また、バッフル１３３１、バッフル１３３２、バッフル１３３３、バッフル１３３４、バッフル１３３５及びバッフル１３３６は、上記の仮想的な正六角形の頂点に配される。

【0148】

本実施形態によれば、蛇行冷却管１４０の個数と、蛇行冷却管１５０の個数とが異なる。例えば、蛇行冷却管１４０の個数が、蛇行冷却管１５０の個数よりも小さい。本実施形態によれば、蛇行冷却管１４０の形状と、蛇行冷却管１５０の形状とが相似でない。例えば、蛇行冷却管１４０の延伸部６１２が湾曲して延伸し、蛇行冷却管１５０の延伸部６１２が直線状に延伸する。

【0149】

（別実施形態の一例）
本実施形態においては、バッフル１３３１、バッフル１３３２、バッフル１３３３、バッフル１３３４、バッフル１３３５及びバッフル１３３６が、仮想的な正六角形の頂点に配され場合を例として、重合装置１３００の一例が説明された。しかしながら、重合装置１３００は、本実施形態に限定されない。

【0150】

他の実施形態において、バッフル１３３１、バッフル１３３２、バッフル１３３３、バッフル１３３４、バッフル１３３５及びバッフル１３３６の少なくとも１つは、上記の正六角形と、直胴部３１２との間に配されてよい。さらに他の実施形態において、バッフル１３３１、バッフル１３３２、バッフル１３３３、バッフル１３３４、バッフル１３３５及びバッフル１３３６の少なくとも１つは、上記の正六角形と、蛇行冷却管２４２、蛇行冷却管２４４、蛇行冷却管２４６及び蛇行冷却管２４８が配された仮想的な円との間に配されてよい。

【0151】

本実施形態よれば、蛇行冷却管１４０の個数が、蛇行冷却管１５０の個数よりも小さい場合を例として、重合装置１３００の一例が説明された。しかしながら、重合装置１３００は、本実施形態に限定されない。他の実施形態において、蛇行冷却管１４０の個数が、蛇行冷却管１５０の個数よりも大きくてよい。

【0152】

本実施形態よれば、蛇行冷却管１４０の延伸部６１２が湾曲して延伸し、蛇行冷却管１５０の延伸部６１２が直線状に延伸する場合を例として、重合装置１３００の一例が説明された。しかしながら、重合装置１３００は、本実施形態に限定されない。他の実施形態において、蛇行冷却管１４０の延伸部６１２が直線状に延伸し、蛇行冷却管１５０の延伸部６１２が湾曲して延伸してよい。

【0153】

（別実施形態の一例）
本実施形態においては、仮想円１４０３の直径が、仮想円１４０４の直径よりも大きく、仮想円１４０５の直径よりも小さい場合を例として、重合装置１３００の一例が説明された。しかしながら、重合装置１３００は、本実施形態に限定されない。他の実施形態において、仮想円１４０３の直径は、仮想円１４０４の直径より小さくてもよい。さらに他の実施形態において、仮想円１４０３の直径は、仮想円１４０５の直径より大きくてもよい。

【0154】

図１４は、重合装置１４００の要部の一例を概略的に示す。重合装置１４００は、バッフル２３２、バッフル２３４、バッフル２３６及びバッフル２３８が配される仮想円１４０３が、蛇行冷却管２４２、蛇行冷却管２４４、蛇行冷却管２４６及び蛇行冷却管２４８が配される仮想円１４０４と、蛇行冷却管２５２、蛇行冷却管２５４、蛇行冷却管２５６及び蛇行冷却管２５８が配される仮想円１４０５との間に配される点で、重合装置１００と相違する。上記の相違点以外の特徴について、重合装置１４００は、重合装置１００と同様の構成を有してよい。また、技術的に矛盾しない範囲において、重合装置１４００は、他の実施形態に係る各種の重合装置の特徴を有してよい。

【0155】

図１５は、重合装置１５００の要部の一例を概略的に示す。重合装置１５００は、バッフル２３２が蛇行冷却管２４２及び蛇行冷却管２５２の間に配され、バッフル２３４が蛇行冷却管２４４及び蛇行冷却管２５４の間に配され、バッフル２３６が蛇行冷却管２４６及び蛇行冷却管２５６の間に配され、バッフル２３８が蛇行冷却管２４８及び蛇行冷却管２５８の間に配される点で、重合装置１４００と相違する。上記の相違点以外の特徴について、重合装置１５００は、重合装置１４００と同様の構成を有してよい。また、技術的に矛盾しない範囲において、重合装置１５００は、他の実施形態に係る各種の重合装置の特徴を有してよい。

【0156】

図１６は、重合装置１６００の要部の一例を概略的に示す。重合装置１６００は、蛇行冷却管２４４及び蛇行冷却管２４８を備えない点で、重合装置１００と相違する。上記の相違点以外の特徴について、重合装置１６００は、重合装置１００と同様の構成を有してよい。また、技術的に矛盾しない範囲において、重合装置１６００は、他の実施形態に係る各種の重合装置の特徴を有してよい。

【0157】

例えば、反応容器１１０の内部で流動するスラリーの粘度が比較的大きい場合、蛇行冷却管１４０及び蛇行冷却管１５０が直胴部３１２の径方向に多段に配置されると、蛇行冷却管１４０及び蛇行冷却管１５０の間の領域にスラリーが滞留する可能性がある。スラリーの粘度が比較的大きい場合としては、塩化ビニルの懸濁重合が例示される。このような場合であっても、直胴部３１２の周方向に沿って、蛇行冷却管１４０及び蛇行冷却管１５０の径方向の段数が変化することで、スラリーの滞留が抑制される。その結果、スラリーの混合が促進される。

【実施例0158】

以下、実施例を示し、本発明を具体的に説明する。なお、本発明は下記の実施例に制限されるものではない。

【0159】

（重合装置及び重合条件）
実施例１～６、８及び９においては、図２に示される重合装置１００と、脱イオン水、塩化ビニル単量体及び市販の試薬とを用いて、重合装置１００の大きさ、並びに、蛇行冷却管１４０及び蛇行冷却管１５０の構造を変化させて、塩化ビニル重合体を生産した。実施例７及び１０においては、図１１に示される重合装置１１００と、脱イオン水、塩化ビニル単量体及び市販の試薬とを用いて、重合装置１１００の大きさ、並びに、蛇行冷却管１４０及び蛇行冷却管１５０の構造を変化させて、塩化ビニル重合体を生産した。また、比較例１として、特開平７－２３３２０６号公報に記載された構造を有する重合装置と、市販の試薬とを用いて塩化ビニル重合体を生産した。実施例１～１０及び比較例１のそれぞれに用いられた重合装置１００又は重合装置１１００の仕様の詳細を、表１、表２又は表３に示す。

【0160】

実施例１～１０及び比較例１において、冷媒の供給温度は同一とした。実施例１～１０及び比較例１のそれぞれにおいて、各例と同様の内部構造物を備えたパイロットプラントにおける攪拌軸１２２の回転数と品質の関係に基づいて、重合装置１００又は重合装置１１００の攪拌軸１２２の回転数を設定した。重合装置１００又は重合装置１１００の攪拌軸１２２の回転数は、パイロットプラントにおける攪拌エネルギーの計画値と、重合装置１００又は重合装置１１００における攪拌エネルギーの計画値とが略一致するように設定した。

【0161】

実施例１～１０及び比較例１のそれぞれにおいて、重合体のＫ値の目標値に基づいて、重合温度を設定した。なお、実施例１～１０及び比較例１のそれぞれにおける重合温度は、各例と同様の内部構造物を備えたパイロットプラントにおける重合温度と同一であった。実施例１～１０及び比較例１のそれぞれにおける重合条件の詳細を、表４、表５又は表６に示す。

【0162】

実施例１～１０及び比較例１において、バッフル１３０、蛇行冷却管１４０、蛇行冷却管１５０及びジャケット１７０の入口側における冷媒の流量及び温度は同一とした。表１～表３に示されるとおり、実施例１～１０及び比較例１のそれぞれにおいて、蛇行冷却管１４０及び蛇行冷却管１５０の表面積の合計値を変えて重合試験を実施した。その結果、実施例１～１０及び比較例１のそれぞれにおいて、総発熱量に対する、バッフル１３０による除熱量の割合は、約１２～１７％であった。総発熱量に対する、蛇行冷却管１４０及び蛇行冷却管１５０による除熱量の割合は、約２２～４４％であった。総発熱量に対する、ジャケット１７０による除熱量の割合は、約２５～３４％であった。総発熱量に対する、還流コンデンサ１８０による除熱量の割合は、約１９～２７％であった。

【0163】

（評価）
実施例１～１０及び比較例１のそれぞれにおいて、重合を開始してから重合を終了するまでの時間（つまり、重合時間である。）を測定した。また、実施例１～１０及び比較例１のそれぞれにおいて、生成された塩化ビニル重合体のＫ値を測定した。

【0164】

実施例１～１０及び比較例１のそれぞれにおいて、測定された重合時間が計画値どおりであるか否かを判定した。また、測定された塩化ビニル重合体のＫ値が目標値どおりであるか否かを判定した。重合時間が計画値どおりであり、且つ、目標としているＫ値が得られていた場合、重合装置が十分な冷却能力を有すると判定した。

【0165】

（スケールに関する評価）
また、実施例１～１０及び比較例１のそれぞれにおいて、重合試験を繰り返した。予め定められた回数の重合試験が終了した後、蛇行冷却管１４０及び蛇行冷却管１５０の表面を目視で観察し、スケールの付着の有無を確認した。スケールの付着が確認されなかった場合、応容容器１１０内に配された内部構造物が、繰り返しの重合試験を行ってもスケール付着の原因とならなかったことが示される。

【0166】

【表1】

【0167】

【表2】

【0168】

【表3】

【0169】

【表4】

【0170】

【表5】

【0171】

【表6】

【0172】

（実施例１）
（重合装置１００の仕様）
実施例１に用いられた重合装置１００の仕様の詳細を表１に示す。実施例１においては、まず、内容量が８０ｍ^３の反応容器１１０を準備した。反応容器１１０の直胴部３１２の直径は３６００ｍｍであり、直胴部３１２の高さは６８００ｍｍであった。

【0173】

反応容器１１０の内部に、外径９０ｍｍのオーステナイト系ステンレス鋼製円筒状パイプからなる、４本の蛇行冷却管１４０を配置した。４本の蛇行冷却管１４０のそれぞれの中心と反応容器１１０の中心軸との距離は、１３６０ｍｍであった。また、４本の蛇行冷却管１４０は、反応容器１１０の中心軸を中心として対称的な位置に配置された。４本の蛇行冷却管１４０のそれぞれの段数は、１２段であった。つまり、４本の蛇行冷却管１４０のそれぞれは、１２個の延伸部６１２を有した。４本の蛇行冷却管１４０のそれぞれにおいて、隣接する延伸部６１２の間の距離（ピッチＰｐと称される場合がある。）は、４００ｍｍであった。

【0174】

同様に、反応容器１１０の内部に、外径９０ｍｍのオーステナイト系ステンレス鋼製円筒状パイプからなる、４本の蛇行冷却管１５０を設置した。４本の蛇行冷却管１５０のそれぞれの中心と反応容器１１０の中心軸との距離は、１６１０ｍｍであった。また、４本の蛇行冷却管１５０は、反応容器１１０の中心軸を中心として対称的な位置に配置された。４本の蛇行冷却管１５０のそれぞれの段数は、１２段であった。また、４本の蛇行冷却管１５０のそれぞれにおいて、ピッチＰｐは４００ｍｍであった。実施例１において、反応容器１１０の内容量に対する、蛇行冷却管１４０及び蛇行冷却管１５０の表面積の合計値の割合は、０．６４５［ｍ^２／ｍ^３］であった。

【0175】

次に、パイロットプラントを用いて得られた実験結果を考慮して、攪拌軸１２２の回転数を決定した。攪拌軸１２２の回転数は、パイロットプラントによる実験結果等を考慮して、上述された撹拌エネルギーが、８０～２００ｋｇｆ・ｍ／ｓ・ｍ^３となるように決定した。具体的には、生産された塩化ビニル樹脂のＫ値が６５．１となる重合温度において目標とする品質を得られるように、攪拌軸１２２の回転数を決定した。パイロットプラントを用いた実験において、塩化ビニル樹脂の還元粘度（Ｋ値）は、ＪＩＳＫ７３６７－２に準拠して測定した。

【0176】

なお、攪拌翼１２４の形状及び翼数、並びに、攪拌翼１２４の設置位置、設置数量及び設置間隔Ｐｉは、パイロットプラントにおいて使用された攪拌翼１２４と同様にして、スケールアップを実施した。攪拌翼１２４の寸法は、パイロットプラントにおいて使用された反応容器１１０の寸法に対する攪拌翼１２４の寸法の比率が一定となるように、スケールアップを実施した。同様にして、バッフル２３２、バッフル２３４、バッフル２３６及びバッフル２３８の大きさ及び配置を決定した。

【0177】

（重合方法）
下記の手順にしたがって、塩化ビニル重合体を合成した。反応条件の詳細を表４に示す。

【0178】

まず、脱イオン水３４，７００ｋｇ、ケン化度８０．０モル％の部分ケン化ポリビニルアルコール１０．３ｋｇ、メトキシ置換度２８．５質量％及びヒドロキシプロピル置換度８．９％のヒドロキシプロピルメチルセルロース４．４ｋｇを水溶液にして、反応容器１１０の内部に投入した。次に、反応容器１１０の内部に塩化ビニル単量体３１，２００ｋｇを仕込んだ。その後、攪拌機１２０により混合溶液を攪拌しながら、反応容器１１０の内部に、重合開始剤Ａ、重合開始剤Ｂ及び重合開始剤Ｃをポンプで圧入した。

【0179】

重合開始剤Ａとして、ジ－２－エチルヘキシルパーオキシジカーボネートを含んだイソパラフィン溶液を用いた。ジ－２－エチルヘキシルパーオキシジカーボネートの添加量は３４．４ｋｇであった。重合開始剤Ｂとして、ｔ－ブチルパーオキシネオデカネートを含んだイソパラフィン溶液とを用いた。ｔ－ブチルパーオキシネオデカネートの添加量は３．３ｋｇであった。重合開始剤Ｃとして、クミルパーオキシネオデカネートを含んだイソパラフィン溶液を用いた。クミルパーオキシネオデカネートの添加量は７．７ｋｇであった。

【0180】

次に、ジャケット１７０に熱水を通水し、反応容器１１０の内部の混合溶液の温度を５７℃に昇温することで、重合を開始させた。また、反応容器１１０の内部の混合溶液の温度が５７℃に到達した時点で、バッフル１３０、蛇行冷却管１４０、蛇行冷却管１５０及びジャケット１７０への冷却水の通水を開始した。その後、重合転化率が２０％に到達した時点で、還流コンデンサ１８０を作動させた。

【0181】

反応容器１１０の内部の混合溶液の温度を５７℃に維持する条件の下、反応容器１１０の内部の圧力が、重合開始後の平均圧力と比較して０．０９ＭＰａ低下した時点で、全ての冷却を停止した。全ての冷却を停止してから１８分後に、重合反応を停止させるのに十分な量のトリエチレングリコール・ビス〔３－（３－ｔ－ブチル－５－メチル－４－ヒドロキシフェニル）プロピオネート〕水性分散液（濃度：４０質量％）を、反応容器１１０の内部に投入した。これにより、重合反応が終了し、塩化ビニル重合体が得られた。

【0182】

また、スケールの付着状況を確認するため、上記の重合試験を１バッチとして、上記の重合試験を繰り返し行った。

【0183】

実施例１において、重合開始剤を投入した後、重合反応を終了させるまでの時間を測定した。また、重合反応が終了した後、合成された塩化ビニル樹脂の還元粘度（Ｋ値）を測定した。Ｋ値及び重合時間の測定結果を表４に示す。また、予め定められた回数の重合試験が終了した後、反応容器１１０の内部のスケールの付着状況を目視にて確認した。スケールの付着状況の確認結果を表４に示す。

【0184】

（実施例２～４）
表１に示される仕様を有する重合装置１００を用いて、実施例１と同様の手順により、塩化ビニル重合体を合成した。実施例２～４において、Ｋ値の目標値は６５．１であった。各実施例における反応条件の詳細を表４に示す。また、Ｋ値及び重合時間の測定結果、並びに、スケールの付着状況の確認結果を表４に示す。

【0185】

（実施例５～８）
表２に示される仕様を有する重合装置１００又は重合装置１１００を用いて、実施例１と同様の手順により、塩化ビニル重合体を合成した。実施例５～７において、Ｋ値の目標値は６５．１であった。実施例８において、Ｋ値の目標値は５８．６であった。各実施例における反応条件の詳細を表５に示す。また、Ｋ値及び重合時間の測定結果、並びに、スケールの付着状況の確認結果を表５に示す。

【0186】

（実施例９～１０）
表３に示される仕様を有する重合装置１００又は重合装置１１００を用いて、実施例１と同様の手順により、塩化ビニル重合体を合成した。実施例９～１０において、Ｋ値の目標値は６５．１であった。各実施例における反応条件の詳細を表６に示す。また、Ｋ値及び重合時間の測定結果、並びに、スケールの付着状況の確認結果を表６に示す。

【0187】

（比較例１）
特許文献２に示された重合装置を用いて、実施例１と同様の手順により、塩化ビニル重合体を合成した。比較例１において、Ｋ値の目標値は６５．１であった。

【0188】

比較例１の重合装置においては、蛇行冷却管１４０の代わりに、コイル状の冷却配管を用いた。冷却配管として、外径６０ｍｍのオーステナイト系ステンレス鋼製円筒状パイプを用いた。コイル状の冷却配管の中心と反応容器１１０の中心との距離は、１１００ｍｍであった。コイルの段数は１２段であり、コイルのピッチは４００ｍｍであった。

【0189】

同様に、蛇行冷却管１５０の代わりに、コイル状の冷却配管を用いた。冷却配管として、外径６０ｍｍのオーステナイト系ステンレス鋼製円筒状パイプを用いた。コイル状の冷却配管の中心と反応容器１１０の中心との距離は、１３５０ｍｍであった。コイルの段数は１２段であり、コイルのピッチは４００ｍｍであった。

【0190】

比較例における反応条件の詳細を表６に示す。また、Ｋ値及び重合時間の測定結果、並びに、スケールの付着状況の確認結果を表６に示す。

【0191】

表４～表６に示されるとおり、実施例１～７及び９～１０において、Ｋ値が６５．１の塩化ビニル重合体が得られた。また、重合時間は２～３時間であり、計画値と同程度であった。実施例８においては、Ｋ値が５８．６の塩化ビニル重合体が得られた。また、重合時間は１５０分であり、計画値と同程度であった。実施例１～１０においては、重合試験が繰り返し実行された後であっても、スケールの付着を確認することはできなかった。各実施例により、重合装置が十分な冷却能力を有することが示される。また、各実施例により、反応容器の大型化と、重合時間の短縮とが両立可能であることが示される。

【0192】

なお、比較例１においても、Ｋ値が６５．１の塩化ビニル重合体が得られた。また、重合時間も２時間１０分であり、計画値と同程度であった。比較例１の重合装置を用いた場合であっても、８０ｍ^３程度の容量であれば、目的とするK値の塩化ビニル重合体を、比較的短時間で合成することができた。しかしながら、重合試験が繰り返し実行された後、ごくわずかではあるが、スケールの付着が確認された。

【0193】

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

【0194】

特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階などの各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」などと明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」などを用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。
以下、本発明の実施形態の例を項目として示す。
［項目１］
筒状の形状を有する反応器と、
前記反応器の内部に配され、冷媒を流通させるための複数の第１冷却配管と、
を備え、
前記複数の第１冷却配管のそれぞれは、繰り返し屈曲しながら延伸する蛇行部を有し、
前記蛇行部は、
直線状に延伸する又は湾曲して延伸する複数の延伸部と、
前記複数の延伸部のうち、隣接する２つの延伸部の端部を連結する複数の屈曲部と
を含み、
前記複数の第１冷却配管の少なくとも２つは、前記反応器の内壁面からの距離が異なり、
前記少なくとも２つの第１冷却配管のうち、前記反応器の内壁面からの距離が最も小さな第１冷却配管に含まれる前記複数の延伸部の少なくとも一部の長さは、前記内壁面の周の長さの２／３よりも小さい、
反応装置。
［項目２］
前記反応器の内壁面からの距離が最も小さな第１冷却配管に含まれる前記複数の延伸部のうち、１／２を超える個数の延伸部の長さは、前記内壁面の周の長さの２／３よりも小さい、
項目１に記載の反応装置。
［項目３］
前記反応器の内容量に対する前記蛇行部の表面積の比は、０．１～０．９［ｍ^２／ｍ^３］である、
項目１に記載の反応装置。
［項目４］
前記反応器の前記内容量に対する前記蛇行部の表面積の比は、０．５～０．７［ｍ^２／ｍ^３］である、
項目３に記載の反応装置。
［項目５］
前記反応器の内容量は、４０～３００ｍ^３である、
項目１に記載の反応装置。
［項目６］
前記反応器の延伸方向に略平行に延伸する複数のバッフルをさらに備え、
前記複数のバッフルのそれぞれは、少なくとも一部が前記反応器の前記内壁面に接して配され、
前記複数の第１冷却配管の一部は、前記複数のバッフルに含まれる２つのバッフルの間の位置であって、前記反応器の前記内壁面から離れた位置に配される、
項目１に記載の反応装置。
［項目７］
前記複数のバッフルの少なくとも１つは、冷媒を流通させるための第２冷却配管を有する、
項目６に記載の反応装置。
［項目８］
還流コンデンサ及びジャケットをさらに備え、
前記還流コンデンサ及び前記ジャケットのそれぞれは、冷媒を流通させるための第３冷却配管を有する、
項目１に記載の反応装置。
［項目９］
前記反応装置は、懸濁重合の用途に用いられる、
項目１に記載の反応装置。
［項目１０］
項目１から項目８までの何れか一項に記載の反応装置を用いてビニル系単量体を重合させて、ビニル系重合体を生産する段階、
を有する、ビニル系重合体の製造方法。

【符号の説明】

【0195】

１００重合装置、１１０反応容器、１２０攪拌機、１２２攪拌軸、１２４攪拌翼、１２６動力機構、１３０バッフル、１３２本体、１３４サポート、１４０蛇行冷却管、１５０蛇行冷却管、１７０ジャケット、１７２流路、１８０還流コンデンサ、１８２流路、２３２バッフル、２３４バッフル、２３６バッフル、２３８バッフル、２４２蛇行冷却管、２４４蛇行冷却管、２４６蛇行冷却管、２４８蛇行冷却管、２５２蛇行冷却管、２５４蛇行冷却管、２５６蛇行冷却管、２５８蛇行冷却管、３１２直胴部、３１４第１鏡板、３１６第２鏡板、３１８台座、３３２冷媒供給配管、３３４冷媒返送配管、３４２連結部、３４４連結部、３４６連結部、５１０内管、５１２流入口、５２０外管、５２２流出口、５３２配管、５３４配管、５４２流量調整弁、５４４流量調整弁、５５２配管、５５４流量調整弁、５５６配管、５５８流量調整弁、６１０蛇行部、６１２延伸部、６１４屈曲部、７０２供給配管、７０４流出配管、７１０蛇行部、７１２延伸部、７１４屈曲部、８１０蛇行部、８１２蛇行部、８１４蛇行部、８１６蛇行部、８２２連結部、８２４連結部、９００重合装置、１０００重合装置、１１００重合装置、１１６０蛇行冷却管、１２００重合装置、１２５２蛇行冷却管、１３００重合装置、１３３１バッフル、１３３２バッフル、１３３３バッフル、１３３４バッフル、１３３５バッフル、１３３６バッフル、１３５１蛇行冷却管、１３５２蛇行冷却管、１３５３蛇行冷却管、１３５４蛇行冷却管、１３５５蛇行冷却管、１３５６蛇行冷却管、１４００重合装置、１４０３仮想円、１４０４仮想円、１４０５仮想円、１５００重合装置、１６００重合装置

【図1】