JP2002060415A - エマルジョン樹脂の製造法 - Google Patents

エマルジョン樹脂の製造法

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JP2002060415A
JP2002060415A JP2000250291A JP2000250291A JP2002060415A JP 2002060415 A JP2002060415 A JP 2002060415A JP 2000250291 A JP2000250291 A JP 2000250291A JP 2000250291 A JP2000250291 A JP 2000250291A JP 2002060415 A JP2002060415 A JP 2002060415A
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emulsion
vinyl acetate
monomer
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English (en)
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Genzo Sano
源蔵 佐野
Keiji Sekine
啓次 関根
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Yayoi Chemical Industry Co Ltd
Original Assignee
Yayoi Chemical Industry Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 エマルジョン原料となるモノマーを始めとし
て、不純物として存在する残存有機物を除去可能であ
り、低臭気とするエマルジョン樹脂の製造法を得る。 【解決手段】 水を媒体とし、この媒体に1種以上のモ
ノマーを分散乳化させ、重合開始剤を加えて乳化重合を
行うエマルジョン樹脂の製造法において、前記重合反応
が終了した際に、水蒸気を前記媒体中に吹き込むもの。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は例えば接着剤・塗料
・コーティング剤等として使用されているエマルジョン
樹脂の製造法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】酢酸ビニル樹脂系エマルジョンは、接着
剤・塗料・コーティング剤等として広範囲の産業分野で
利用されているが、未反応の酢酸ビニルモノマー、酢酸
ビニルモノマーが加水分解して生成するアセトアルデヒ
ド、酢酸ビニルモノマー中に不純物として含有される酢
酸メチル、酢酸エチル等が残存し、これらに起因する臭
気が作業環境に悪影響を及ぼしている。
【0003】また、酢酸ビニル樹脂系エマルジョンが住
宅・マンション等の建築用接着剤として使用された場合
には、上記の揮発性有機化合物が室内環境に悪影響を及
ぼすため、使用された接着剤の臭気等を低減させるた
め、養生を充分に行う必要があった。
【0004】上記問題を解決するため、酢酸ビニル樹脂
系エマルジョンを反応容器のジャケットに水蒸気を通し
て間接加熱により長時間加熱し、酢酸ビニルモノマー等
の残存有機物を低減させる方法等が考えられるが、上記
方法ではエマルジョン中の揮発性有機化合物の量を充分
低減させることが困難であった。
【0005】また、間接加熱を長時間行った場合タンク
内壁面において皮張りが発生し、生産性の低下、エマル
ジョンの品質低下・エマルジョンへの異物混入等の問題
も発生しするおそれがあった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記問題を
解決するため、エマルジョン原料となるモノマーを始め
として、不純物として存在する残存有機物を除去可能で
あり、低臭気とするエマルジョン樹脂の製造法を得るこ
とを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載された発
明に係るエマルジョン樹脂の製造法は、水を媒体とし、
この媒体に1種以上のモノマーを分散乳化させ、重合開
始剤を加えて乳化重合を行うエマルジョン樹脂の製造法
において、前記重合反応が終了した際に、水蒸気を前記
媒体中に吹き込む方法である。
【0008】請求項2に記載された発明に係るエマルジ
ョン樹脂の製造法は、前記モノマーとして、酢酸ビニル
モノマーを含む方法である。
【0009】請求項3に記載された発明に係るエマルジ
ョン樹脂の製造法は、酢酸ビニルモノマー単独、又は酢
酸ビニルモノマーと該酢酸ビニルモノマーと共重合可能
なモノマーとを、保護コロイド・乳化剤の存在下、重合
開始剤を用いて乳化重合する酢酸ビニル樹脂系エマルジ
ョンの製造法において、重合開始剤を全量滴下終了後
に、撹拌中のエマルジョンに水蒸気を直接吹き込んで加
熱する方法である。
【0010】請求項4に記載された発明に係るエマルジ
ョン樹脂の製造法は、請求項1〜3の何れかに記載の製
造法において、加熱により発生する蒸発成分を、排気装
置により強制的に排除する方法である。
【0011】
【発明の実施の形態】本発明においては、水を媒体と
し、この媒体に1種以上のモノマーを分散乳化させ、重
合開始剤を加えて乳化重合を行うエマルジョン樹脂の製
造法において、重合反応が終了した際に、水蒸気を前記
媒体中に吹き込むため、残存有機物を除去可能であり、
低臭気とするエマルジョン樹脂の製造法を得ることがで
きる。
【0012】即ち、例えば、酢酸ビニル樹脂系エマルジ
ョンの製造法としては、酢酸ビニルモノマー単独、もし
くは酢酸ビニルモノマーと該酢酸ビニルモノマーと共重
合可能なモノマーとを、乳化剤・保護コロイドの存在
下、重合開始剤を用いて乳化重合する酢酸ビニル樹脂系
エマルジョンの製造法において、重合開始剤全量滴下終
了後、撹拌中のエマルジョンに水蒸気を直接吹き込んで
加熱することにより、酢酸ビニルモノマー・アセトアル
デヒド・酢酸メチル・酢酸エチル等の残存有機物をガス
クロマトグラフィーによる検出限界以下にまで除去可能
であり、低臭気とすることができる。
【0013】具体的な作用効果は不明ではあるが、以下
の作用効果により、残存有機物が除去できると考えられ
る。 (1) 本発明では、重合反応が終了した際に、水蒸気を前
記媒体中に吹き込む。この加熱された水蒸気による圧倒
的な熱量により、媒体(水)中の残存有機物が速やかに
加熱され、蒸発する。 (2) 媒体下部から噴き上がる水蒸気によって、通常の撹
拌装置とは比較にならない攪拌効果がある。例えば、乳
化したモノマー粒子が一度破壊される程の攪拌効果があ
り、そのときにモノマー内部に存在する残存有機物が、
媒体中に移動し、蒸発しやすい。 (3) 直接吹き込まれる水蒸気との共沸により、残存有機
物単独の際の沸点よりも低い温度で蒸発する。
【0014】本発明の製造法において、水蒸気の吹き込
みは、大気圧下で行ってもよく、減圧状態で行ってもよ
い。例えば、酢酸ビニルモノマーにおいては、大気圧下
で充分に残存有機物を除去することができる。また、ア
クリル樹脂エマルジョンの製造においては、アクリル樹
脂モノマー自体の沸点は高く、減圧状態での水蒸気の吹
き込みが有効である。
【0015】本発明による製造法においては、1種以上
のモノマーが分散乳化状態にあればよく、例えば、アク
リル樹脂エマルジョンの製造においては、アクリル樹脂
モノマー単独、アクリル樹脂モノマー渡橋重合可能なモ
ノマーも使用でき、酢酸ビニル樹脂系エマルジョンの製
造においては、酢酸ビニルモノマー単独、又は、酢酸ビ
ニルモノマーと共重合可能なモノマーも使用できる。
【0016】酢酸ビニルモノマーと、共重合性可能なモ
ノマーの種類としては、アクリル酸・メタクリル酸・ア
クリル酸メチル・メタクリル酸メチル・アクリル酸エチ
ル・メタクリル酸エチル・アクリル酸ブチル・メタクリ
ル酸ブチル・アクリル酸2−エチルヘキシル・メタクリ
ル酸2−エチルヘキシル・エチレン・スチレン等が挙げ
られ、これらの1種もしくは2種以上が適宜用いられる
が、特にその種類は限定されるものではない。
【0017】本発明に用いられる乳化剤・保護コロイド
の種類としては、特に限定されるものではないが,PV
A(ポリビニルアルコール)・カルボキシ変性PVA・
ヒドロキシエチルセルロース等の水溶性高分子が挙げら
れ、これらの1種もしくは2種以上が適宜用いられる。
【0018】本発明に用いられる重合開始剤の種類とし
ては、特に限定されるものではないが、過硫酸アンモニ
ウム・過硫酸カリウム・過硫酸ナトリウム等の過硫酸塩
や過硫酸水素水等の過酸化物等が挙げられ、これらの1
種もしくは2種以上が適宜用いられる。
【0019】本発明の製造法においては、撹拌中のエマ
ルジョンに直接水蒸気を吹き込むが、水蒸気の圧力とし
ては特に限定されるものではないが、大気圧下で行う場
合には、1〜3kg/cmであることが好ましい。風
量は特に限定されるものではないが、10〜30m
/min程度が好ましい。
【0020】本発明における水蒸気の吹き込みは、媒体
の温度を一定温度を維持するように連続又は断続的に吹
き込めばよい。例えば酢酸ビニルエマルジョンの製造の
場合には、エマルジョンの温度を90〜95℃の範囲で
維持し、エマルジョン中に残存する酢酸ビニルモノマー
等の揮発性有機化合物を水と共に蒸発させる。この場合
の蒸発した水分は、エマルジョンに直接水蒸気を吹き込
んでいることから、自動的に補充される形となる。
【0021】蒸発した揮発性有機化合物及び水分等の排
気ガスは自然排気でよいが、そのまま大気中へ放出する
と環境汚染となるため、冷却してタンク等へ回収し廃水
処理を行うことが好ましい。
【0022】加熱・保持時間の短縮を図るため、排気装
置により強制排気を行うこともできる。排気装置として
は、加熱されたエマルジョンから蒸発する酢酸ビニルモ
ノマー等の揮発性有機化合物及び水等の排ガスを排除で
きるものであれば良く、送風又は吸引の何れでも良い。
また、排気ガスは大気中へ直接放出することなく、上述
と同様冷却してタンク等へ回収し廃水処理を行うことが
好ましい。
【0023】
【実施例】本発明をさらに詳しく説明するため、以下に
実施例を挙げる。 1.酢酸ビニル樹脂系エマルジョンの重合 撹拌機・環流冷却管・滴下装置・加熱装置・排気装置・
温度計等を備えた反応容器に水:49部とPVA:7部
を仕込み、撹拌しながら90℃で2時間加熱してPVA
の水溶液を準備した。
【0024】この水溶液を70℃に冷却し、これに酢酸
ビニルモノマー:4部と重合開始剤(過硫酸カリウム:
2%液):3部を添加して初期重合を行った。次いで、
酢酸ビニルモノマー:33部を3時間かけて連続滴下す
ると共に、残りの重合開始剤:4部を3.5時間かけて
滴下し乳化重合を行った。乳化重合終了後、粘度30,
000cps、固形分45%の酢酸ビニル樹脂系エマル
ジョンを得た。
【0025】〔実施例1〕乳化重合の完了したエマルジ
ョン中に1kg/cm 圧の水蒸気を直接吹き込みな
がら90〜95℃の温度を維持し、排気装置により20
/minの風量の排気ガスを吸引し、48時間加
熱・保持を行った。蒸発した水分は、直接吹き込まれる
水蒸気により自然補充される形となった。
【0026】〔実施例2〕前述と同様の乳化重合反応に
より得られた酢酸ビニル樹脂エマルジョンを、反応容器
のジャケットに1kg/cm 圧の水蒸気を通して間
接加熱して90〜95℃の温度を維持し、排気装置によ
り20m /minの風量の排気ガスを吸引し、48
時間加熱・保持を行った。尚、蒸発した水分は、90〜
95℃の熱水を供給して補充した。
【0027】2.評価 上記で得られた酢酸ビニル樹脂系エマルジョン中に残存
する酢酸ビニルモノマー・アセトアルデヒド等をガスク
ロマトグラフィーを用いて測定した。その結果を表1に
示す。尚、比較例として本発明による加熱・保持処理を
行う前の酢酸ビニル樹脂系エマルジョンの測定結果を併
記する。
【0028】
【表1】
【0029】表1の結果の通り、本発明の製造法によれ
ば、酢酸ビニルモノマー等の揮発性有機化合物の残存量
が極めて少ない低臭気の酢酸ビニル樹脂系エマルジョン
を得ることができることが確認された。
【0030】
【発明の効果】本発明は以上説明した通り、エマルジョ
ン原料となるモノマーを始めとして、不純物として存在
する残存有機物を除去可能であり、低臭気とするエマル
ジョン樹脂の製造法を得るという効果がある。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4J011 AA09 AA10 AB01 AB06 DB28 DB29 KA15 KA16 KB09 KB11 KB29 4J100 AB02Q AG04P AJ02Q AL03Q AL04Q CA01 CA04 GB01 GB03 GC29

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 水を媒体とし、この媒体に1種以上のモ
    ノマーを分散乳化させ、重合開始剤を加えて乳化重合を
    行うエマルジョン樹脂の製造法において、 前記重合反応が終了した際に、水蒸気を前記媒体中に吹
    き込むことを特徴とするエマルジョン樹脂の製造法。
  2. 【請求項2】 前記モノマーとして、酢酸ビニルモノマ
    ーを含むことを特徴とするエマルジョン樹脂の製造法。
  3. 【請求項3】 酢酸ビニルモノマー単独、又は酢酸ビニ
    ルモノマーと該酢酸ビニルモノマーと共重合可能なモノ
    マーとを、保護コロイド・乳化剤の存在下、重合開始剤
    を用いて乳化重合する酢酸ビニル樹脂系エマルジョンの
    製造法において、 重合開始剤を全量滴下終了後に、撹拌中のエマルジョン
    に水蒸気を直接吹き込んで加熱することを特徴とするエ
    マルジョン樹脂の製造法。
  4. 【請求項4】 請求項1〜3の何れかに記載の製造法に
    おいて、 加熱により発生する蒸発成分を、排気装置により強制的
    に排除することを特徴とするエマルジョン樹脂の製造
    法。
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