JP2000026790A - コーティング用重合体組成物及びその製造法 - Google Patents

コーティング用重合体組成物及びその製造法

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JP2000026790A
JP2000026790A JP10194120A JP19412098A JP2000026790A JP 2000026790 A JP2000026790 A JP 2000026790A JP 10194120 A JP10194120 A JP 10194120A JP 19412098 A JP19412098 A JP 19412098A JP 2000026790 A JP2000026790 A JP 2000026790A
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Koji Mori
康治 森
Nobuhiko Ueno
信彦 上野
Akihiko Tanaka
明彦 田中
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 帯電防止剤などとして有用な、カチオン性重
合体を含み、取り扱い性に優れたコーティング用組成物
を提供する。 【解決手段】 N−ビニルホルムアミド及びアクリロニ
トリルの共重合体を、水性媒体中で、酸により加水分解
して得られる重合体水溶液からギ酸を除去してなるコー
ティング用重合体組成物

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はコーティング用重合
体組成物に関する。詳しくは、本発明はギ酸含有量の少
ない環状アミジン構造を有する重合体組成物及びその製
造法に関する。該組成物は着色が少なく、取り扱い性に
優れ、高い帯電防止能を有し、紙、布、フィルム等の帯
電防止剤として有用である。
【0002】
【従来の技術】特開平6−239925には、例えばN
−ビニルホルムアミドとアクリロニトリルの共重合体を
水性液中で部分加水分解して得られる環状アミジン構造
を有する重合体が高い帯電防止性能を有することが報告
されている。かかる重合体は、高分子量の水溶性重合体
であるため、帯電防止剤として使用する場合、通常、N
−ビニルホルムアミドとアクリロニトリルを水性液中で
共重合し、次いで同一系内で部分加水分解して得られる
重合体水性液を、要すれば希釈して、そのままコーティ
ング用塗工液として使用されている。しかしながらこの
製造法で得られた重合体組成物は、加水分解により副生
したギを含有する強酸性の溶液であるため、重合体が半
析出状態で分散し、外見的には黄色の濁った溶液で、溶
液の粘度も高くハンドリングが難しいと言う欠点があっ
た。また、ギ酸が含まれているため、刺激性で臭気を帯
びることがあり取り扱いに注意を要した。帯電防止剤
は、通常、表面コーティング剤として使用されるため、
なるべく着色、濁りが少なく、低刺激性で臭気が少な
く、しかもハンドリングが容易な重合体溶液が望まれて
いた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、係る事情に
鑑み成されたものであって、着色や濁りが少なく、低刺
激性で臭気が少なく、しかもハンドリングが容易な重合
体組成物及びその製法を提供することを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明者等は上記目的を
達成するため、鋭意検討した結果、アクリロニトリル・
N−ビニルホルムアミド共重合体を加水分解した後、若
しくは加水分解と同時に反応液にアルコールを加えてギ
酸をギ酸エステルに変換して除去することにより、容易
にギ酸を除去することが出来、上記の問題点が解決でき
ることを見いだし本発明に到達した。即ち、本発明は、
N−ビニルホルムアミド及びアクリロニトリルの共重合
体を、水性媒体中で、酸により加水分解して得られる重
合体水性液からギ酸を除去してなるコーティング用重合
体組成物に存する。以下本発明につき詳細に説明する。
【0005】本発明の重合体組成物は、N−ビニルホル
ムアミドおよびアクリロニトリルの共重合体を水性液中
で加水分解して得られる。この場合、得られる重合体
が、帯電防止効果に適したアミジン構造を含有するため
には、Nービニルホルムアミド(NVF)とアクリロニ
トリル(AN)との共重合比におけるNVF量が少なく
とも45モル%以上であることが好ましい。NVF量が
45モル%付近には、いわゆる単量体の仕込み組成と重
合で生成する重合体の構成単量体組成が等しい点があ
り、これ以上N−ビニルホルムアミドの単量体比が多い
ことが望ましい。即ち、アミジン環は、下記の如く、共
重合体中でNVFに由来するビニルアミンユニットとA
Nユニットが隣接して形成されると考えられる。
【0006】
【化1】
【0007】従って、NVFが45モル%より少ない場
合、ANユニット同士が並ぶ可能性が増え、重合体中に
帯電防止能の機能を発揮するアミノ基及びアミジン基が
少なくなり効率的ではない。通常、NVF:AN=4
5:55〜90:10、好ましくは45:55〜30:
70の範囲の共重合比が採用される。また、アミノ基、
アミジン環等の官能基を有し、水溶性の重合体が得られ
ると言う本発明の趣旨を越えない限り、第3の単量体を
配合しても良い。重合法は通常の、ラジカル開始剤によ
るラジカル重合法によって行われる。開始剤としては通
常用いられる開始剤を用いて良いが、アゾ系の開始剤が
重合時の酸発生によるpH変動がないため好ましい。
【0008】具体的には2,2′−アゾビス−4−アミ
ジノプロパンの塩酸塩および酢酸塩、4,4′−アゾビ
ス−4−シアノ吉草酸のナトリウム塩、アゾビス−N,
N′−ジメチレンイソブチルアミジンの塩酸塩および硫
酸塩が挙げられる。これら重合開始剤の使用量は単量体
の重量に対して、通常0.01〜10重量%であり、重
合の反応率を上げるためもしくは重合体の分子量を調節
するために随時追加してもよい。
【0009】重合形式は、バルク重合、溶液重合、溶液
からの沈殿重合、単量体水溶液の逆相懸濁重合、乳化重
合の、どの方法によっても良い。而して、水溶液中で重
合した場合は、加水分解、脱ギ酸処理、アミジン化処理
等を引き続き同一系内で実施できるので好ましい。重合
反応終了後、得られた重合体を水性媒体中で加水分解し
てNVFユニットのビニルアミド基の1部をアミノ基に
変換する。加水分解は酸性条件で行う。酸は1価の強酸
が好ましい。これは強酸でないと加水分解の速度が遅い
こと、および多価の酸を使用すると、イオン架橋による
カチオン性重合体の不溶化を引き起こす怖れがあるから
である。具体的には、塩酸、硝酸、p-トルエンスルホン
酸、メタンスルホン酸、トリフルオロ酢酸等が例示さ
れ、塩酸が特に好ましい。
【0010】加水分解反応は水性媒体中に重合体を1〜
50%濃度となるように溶解又は懸濁させ、上記の酸を
加えることにより実施される。反応温度は高いほうが反
応が早く、通常50〜120℃である。使用する酸の量
は、NVFユニットに対し、0.1〜3倍当量(1価の
酸を使用する場合、NVF1モルに対し酸1モルが1当
量)である。NVFユニットの加水分解率が高い程、帯
電防止能に寄与するアミジン環或いはアミノ基の形成が
多くなる点では好ましいが、多量の酸の添加は生成する
重合体組成物の液性を強酸性にするので好ましくない。
一方、酸が少なすぎると、加水分解速度が遅くなる難点
がある。
【0011】加水分解によりビニルホルムアミド基は加
水分解し、カチオン性のビニルアミン基となるが、その
際ギ酸が副生する。蟻酸は刺激性、臭気等があり取り扱
いに注意が必要であり、また重合体水性液を着色させる
原因でもある。本発明は、重合体の加水分解により副生
するギ酸を、反応液中から除去することを特徴とするも
のである。ギ酸の除去方法は、重合体の酸加水分解前、
或いは加水分解時に、酸性条件下でアルコールを存在さ
せることにより、ギ酸をギ酸エステルに変換し、留去す
る方法が好ましい。ギ酸除去に使用するアルコールはC
1 〜C4 の1価のアルコールが好ましく、特にメタノー
ルあるいはエタノールのような低沸点のアルコールを選
択すると、残存アルコールおよび生成するギ酸エステル
を容易に留去することができる。添加量は、重合体組成
物中に残存するギ酸の量が、重合体を構成する全単量体
に対して30モル%以下、好ましくは10モル%以下と
なる量が必要である。具体的には重合体を構成するビニ
ルアミドユニットあたり0.5〜10倍モルが好まし
く、1〜5モル倍が特に好ましい。
【0012】ギ酸をこのような方法により留去すること
により、結果的に溶液のpHが上がり、析出していた重
合体が溶解し、溶液の粘度が低下して取り扱いが容易に
なる。また、加水分解された重合体の溶液は、原料単量
体に由来する不純物として含まれるアルデヒド成分の縮
合により黄色〜褐色に着色するが、ギ酸を除去すること
によってその着色を低減することが出来る。このように
して得られた重合体組成物は、重合体1〜50%、ギ酸
を該重合体を構成する全単量体に対して30モル%以
下、好ましくは10モル%以下含有する水溶液であり、
通常、水溶液の形態で、コーティング用組成物として供
される。
【0013】なお本発明で得られた重合体は、還元粘度
が0.01〜10(1規定食塩水中、1%濃度25℃)
で、アミノ基、アミジン環等のカチオン性官能基の他、
少量のニトリル基、ホルムアミド基、カルボキシル基等
を含有する水溶性重合体である。本発明の重合体組成物
は樹脂に対して通常公知の方法で帯電防止剤として容易
に適用することができる。例えば、本発明の重合体組成
物を、要すれば希釈し、又必要な添加剤を加え、樹脂成
形品の表面に塗布すればよい。特に、本発明のコーティ
ング用重合体組成物は合成樹脂製フィルムの帯電防止剤
用に有用である。
【0014】
【実施例】以下、本発明を実施例によりさらに具体的に
説明するが、本発明はその趣旨を越えない限り、以下の
実施例に制限されるものではない。 実施例1〜3 (1)N−ビニルホルムアミド・アクリロニトリル共重
合体の合成 攪拌機、窒素導入管、冷却管を備えた50mlの4つ口
フラスコに表−1に示すモル分率のN−ビニルホルムア
ミドとアクリロニトリルの混合物6g、脱塩水24g及
びポリエチレングリコール(分子量2万)0.45gを
仕込んだ。窒素ガス気流中攪拌しつつ、70℃に昇温
し、2、2’−アゾビス−2−アミジノプロパン・塩酸
塩の10重量%水溶液を0.06g添加した。反応開始
後1時間後に2、2’−アゾビス−2−アミジノプロパ
ン・塩酸塩の10重量%水溶液0.03gを追加した。
開始剤添加後、攪拌下70℃で5時間保持し、水中に重
合体が析出した懸濁物を得た。
【0015】(2)N−ビニルホルムアミド・アクリル
ニトリル共重合体の変性 (1)で得られた懸濁物に、仕込みN−ビニルホルムア
ミドに対し1.05当量の35%塩酸を加え、70℃で
1時間攪拌後、昇温し90℃で3時間加熱した。次い
で、メタノールを仕込みN−ビニルホルムアミドに対し
3モル倍添加し、さらに90℃で0.5時間攪拌した
後、メタノールおよびギ酸メチルを留去した。得られた
重合体組成物の外観は、何れも淡黄色透明溶液であっ
た。得られた重合体組成物の残ギ酸量を1H−NMRで
定量し、また、溶液粘度、重合体の還元粘度を測定し、
結果を表ー1に示した。なお、重合体の還元粘度は、重
合体組成物にメタノールを加え、重合体を析出させ、精
製し、25℃で1N食塩水中に1%濃度溶液として測定
した。
【0016】比較例 実施例と同様にして得られた共重合体懸濁物に、対N−
ビニルホルムアミドモノマー0.65当量の35%塩酸
を加え、70℃で1時間攪拌後、昇温し90℃で3時間
攪拌した。得られた重合体組成物の残ギ酸量を 1H−N
MRで定量した結果および、重合液組成物の外観、溶液
粘度、及び重合体のメタノール精製品の1%水溶液の還
元粘度(1N食塩水中、25℃)を測定した結果を表−
1に示す。
【0017】
【表1】
【0018】表中の記号 NVF :N−ビニルホルムアミド AN :アクリロニトリル
【0019】実施例4 帯電防止剤としての試験 実施例1〜3、および比較例で得られた重合体組成物
を、ポリマー濃度10重量%になるように脱塩水で希釈
し、表面処理を施していないポリエチレンテレフタレー
トフィルム上に、乾燥膜厚が約2ミクロンとなる様に塗
布した後、80℃で10分乾燥しフィルムとした。この
フィルム外観及び下記の方法により測定した表面抵抗に
よる評価を表−2に示した。
【0020】<表面固有抵抗の評価方法>23℃、50%RH
の雰囲気下で1夜保管した試料を用い、三菱化学社の抵
抗率計ハイレスタ−IP MCP−HT260(商品
名)を用いJIS 6911に従って試料の表面固有抵
抗値を測定し、固有抵抗値によって下記のような判定を
した。 106〜109 Ω/ロ :非常に良好 109〜1011Ω/ロ :良好 1011〜1013Ω/ロ :やや良好 1013Ω/ロ以上 :不良
【0021】
【表2】
【0022】表中の記号 製膜性 ○:製膜性良好 △:一部分不均一 ×:はじく 透明性 ○:透明 △:若干にごりあり ×:全体ににごる
【0023】
【発明の効果】本発明のコーティング用重合体組成物
は、透明で着色が少なく、ギ酸による刺激や臭気がな
く、低粘度で取り扱い性に優れており、合成樹脂フィル
ム等の帯電防止剤として好適である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田中 明彦 北九州市八幡西区黒崎城石1番1号 三菱 化学株式会社黒崎事業所内 Fターム(参考) 4J038 CG161 CG171 JA19 JA37 KA02 KA14 LA02 LA03 MA10 NA01 NA23 PB01 4J100 AM02Q AN02P BA13P GD02 HA08 HC09 JA01 JA45

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 N−ビニルホルムアミド及びアクリロニ
    トリルの共重合体を、水性媒体中で、酸により加水分解
    して得られる重合体水溶液からギ酸を除去してなるコー
    ティング用重合体組成物
  2. 【請求項2】 重合体組成物中のギ酸含量が、重合体を
    構成する全単量体に対して30モル%以下であることを
    特徴とする請求項1記載のコーティング用重合体組成物
  3. 【請求項3】 重合体組成物中のギ酸含量が、重合体を
    構成する全単量体に対して10モル%以下であることを
    特徴とする請求項2記載のコーティング用重合体組成物
  4. 【請求項4】 N−ビニルホルムアミドとアクリロニト
    リルをモル比45:55〜99:1で重合した共重合体
    を、水性媒体中で、酸により加水分解する際もしくは加
    水分解後、低級アルコールを加え、生成したギ酸エステ
    ルを留去することを特徴とする請求項1乃至3の何れか
    に記載のコーティング用重合体組成物の製造方法
  5. 【請求項5】 低級アルコールがメタノールであること
    を特徴とする請求項4記載のコーティング用重合体組成
    物の製造方法
  6. 【請求項6】 請求項1乃至3の何れかに記載の重合体
    組成物からなる帯電防止剤
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000344990A (ja) * 1999-06-08 2000-12-12 Mitsubishi Chemicals Corp ポリビニルアミン塩とその用途
WO2023120540A1 (ja) * 2021-12-22 2023-06-29 日本ペイント・オートモーティブコーティングス株式会社 カチオン電着塗料組成物、電着塗装物および電着塗装物の製造方法

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JP7429332B2 (ja) 2021-12-22 2024-02-07 日本ペイント・オートモーティブコーティングス株式会社 カチオン電着塗料組成物、電着塗装物および電着塗装物の製造方法

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