JP2002069105A - ビニル系化合物の懸濁重合用分散助剤 - Google Patents

ビニル系化合物の懸濁重合用分散助剤

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JP2002069105A JP2000260041A JP2000260041A JP2002069105A JP 2002069105 A JP2002069105 A JP 2002069105A JP 2000260041 A JP2000260041 A JP 2000260041A JP 2000260041 A JP2000260041 A JP 2000260041A JP 2002069105 A JP2002069105 A JP 2002069105A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 嵩密度や可塑剤吸収性に優れ、特にアジピン
酸エステル系やトリメリック酸エステル系のような嵩高
い可塑剤に対しても可塑剤吸収性に優れたビニル系重合
体を得ることができ、かつ残存モノマーが少なく、フィ
ッシュアイも少なく、重合時のスケール防止効果もある
ビニル系化合物の懸濁重合用分散助剤を提供すること。 【解決手段】 末端に炭素数5以上のアルキルメルカプ
ト基を有し、かつオキシアルキレン基を含有するポリビ
ニルアルコール系樹脂からなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ビニル系化合物の
懸濁重合用分散助剤に関し、更に詳しくはポリビニルア
ルコール系樹脂を主成分とするビニル系化合物の懸濁重
合用分散助剤に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、ビニル系化合物(特に塩化ビ
ニル)の懸濁重合用分散助剤としてポリビニルアルコー
ル系樹脂(ポリビニルエステル系重合体のケン化物等)
を用いることが知られており、例えば、特開平3−1
34003号公報には、側鎖にアミノ基またはアンモニ
ウム基を0.01〜10モル%含有し、重合度が100
以上でケン化度が40〜80モル%のビニルエステル系
重合体が、特開平4−93301号公報には、ケン化
度が55モル%以下で重合度が1000〜3500のポ
リビニルエステル系重合体が、特開平4−11740
2号公報には、ビバリン酸ビニル単位を有するケン化度
が50モル%未満のポリビニルエステル系重合体が、
特開平4−154810号公報には、側鎖にアミノ基、
アンモニウム基、カルボキシル基またはスルホン基を
0.1〜10モル%有してケン化度70モル%以下のポ
リビニルエステル系重合体を分散質とする水性分散液
が、特開平5−247106号公報には、末端にイオ
ン性基を有するケン化度60モル%以下のポリビニルエ
ステル系重合体からなる分散助剤をビニル系単量体の懸
濁重合に用いることが、特開平9−77807号公報
には、ヒドロキシアルキルを側鎖に有したケン化度65
モル%未満のビニルエステル系重合体が、特開平10
−168128号公報には、片末端にイオン性基を有す
るケン化度10〜85モル%、重合度50〜3000の
ポリビニルアルコール系重合体が、それぞれ開示され、
本出願人にも、1)オキシアルキレン基の含有量が0.
5〜10モル%でケン化度が70モル%以下のビニルエ
ステル系樹脂を10〜50重量%含有する水性液(特開
平9−100301号)、2)水性分散液とした場合の
pHが4.0〜7.0で、側鎖又は末端にイオン性基を
10モル%以下含有し、ケン化度が60モル%以下のビ
ニルエステル系重合体(特開平10−152508
号)、3)側鎖又は末端にスルホン酸基を0.01〜
0.3モル%及びカルボキシル基を0.05〜1.0モ
ル%有し、且つスルホン酸基とカルボキシル基のモル比
が0.1〜0.5で、ケン化度が60モル%以下のポリ
ビニルエステル重合体(特開平9−183805号)を
それぞれ提案した。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記
、、の開示技術では、塩化ビニルの懸濁重合の際
に、pH調整剤として緩衝剤を使用するような場合で
は、水溶液中での分散助剤(ビニルエステル系重合体)
の分散状態が安定せず、実用上満足できる自己乳化性が
得られなかったり、該分散助剤を使用して得られる塩化
ビニルの品質(粒径や嵩密度等)が安定しなかったり、
又、該分散助剤は製造時、特に乾燥工程等において着色
し、更に熱安定性に劣り、該分散助剤を用いて得られた
ビニル系化合物のフィッシュアイが多くなる等の問題が
あり、の開示技術では、得られるビニルエステル系重
合体のケン化度が55モル%以下であるため水に不要で
作業性に問題があり、の開示技術では、ビバリン酸ビ
ニルが高価で工業的に不利で、また、ケン化度が50モ
ル%未満では水に不要で作業性に問題があり、の開示
技術では、重合時の緩衝剤の使用量、緩衝剤の投入時期
等により重合系のpH値が変化するためか、助剤の性能
(ポロシティアップ、ポロシティ分布の均一性、脱モノ
マー性や可塑剤吸収性の向上等)を十分に発揮できない
場合があり、更には、重合安定性が低下したり、スケー
ルの付着が著しくなる等の恐れもあり、の開示技術で
も得られるビニルエステル系重合体のケン化度が65モ
ル%以下であるため水に不要で作業性に問題がある。
【0004】また、本出願人が提案した1)の分散助剤
においては、塩化ビニルの懸濁重合時に塩化ビニルモノ
マーに溶解する成分量が不十分なためか、フィッシュア
イの低減速度の改善効果については未だ改善の余地があ
ることが判明し、2)の分散助剤においては、分散助剤
を水溶液にした場合に溶液濃度を高濃度化することがで
きない等の問題が残り、3)の分散助剤においても得ら
れる塩化ビニルの粒子形状については球形度が高くなる
ものの、塩化ビニルモノマーへ溶解する成分量が一部ス
ルホン酸変性されているために減少し、塩化ビニルのフ
ィッシュアイ減衰速度の改善効果や塩化ビニル懸濁重合
の安定性に問題が残り改善の余地が残るものであった。
また、これらの分散助剤については、その主成分である
ビニルエステル系重合体(ポリビニルアルコール系樹
脂)の生産性や取扱性についても改善の余地が残るもの
である。
【0005】このような背景下において、本発明では懸
濁重合時の懸濁重合安定性が良好で、かつ嵩密度が高
く、アジピン酸エステル系やトリメリック酸エステル系
のような嵩高い可塑剤に対しても可塑剤吸収性に優れ、
かつ懸濁重合終了後の未反応のビニルモノマーの脱モノ
マー性に優れ、フィッシュアイの低減や重合時のスケー
ル防止等の性能にも優れ、中でも特に嵩密度が高く可塑
剤吸収性に優れたビニル系重合体を得ることができ、更
には生産性や取扱性にも優れるビニル系化合物の懸濁重
合用分散助剤(以下、単に分散助剤と称することがあ
る)を提供することを目的とするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明者が鋭意
検討した結果、末端に炭素数5以上のアルキルメルカプ
ト基を有し、かつオキシアルキレン基を含有するポリビ
ニルアルコール系樹脂を用いた分散助剤が、上記の目的
に合致することを見いだして本発明を完成するに至っ
た。
【0007】また、本発明においては、かかるポリビニ
ルアルコール系樹脂のケン化度が70モル%以下である
時やかかるアルキルメルカプト基の炭素数の上限が12
である時、更にはかかるポリビニルアルコール系樹脂を
濃度が50重量%以下の水性液として用いるときに本発
明の作用効果を顕著に得ることができ、また、本発明の
ビニル系化合物の懸濁重合用分散助剤は、下記(1)式
の条件を満足するポリビニルアルコール系樹脂の懸濁重
合用主分散剤(以下、単に主分散剤と称することがあ
る)と共に用いることも好ましい。 0.0300≦(3−Y)/X≦0.0330 ・・・(1)
【0008】ここで、Xはケン化度(モル%)、Yはヨ
ード呈色度を表し、かかるヨード呈色度とは、0.1重
量%に調製した試料(ポリビニルアルコール系樹脂)溶
液5ml、純水11ml、1/1000[N]ヨード溶
液4mlを混合し、25℃に調節して20分間静置させ
た後、波長490nm、スリット幅1mmにて吸光度を
測定した値である。尚、上記のオキシアルキレン基とは
下記一般式(2)で表されるものである。
【0009】
【0010】但し、上記において、R1、R2は水素又は
アルキル基、Xは水素、アルキル基、アルキルエステル
基、アルキルアミド基等のいずれかの有機残基、n(オ
キシアルキレンの付加モル数)は正の整数を示す。
【0011】尚、Xは通常は水素又はアルキル基で、n
の数は特に限定されないが、1〜100(更には3〜2
0、特には4〜19、殊には5〜18)が好ましく、か
かるnの数が3未満ではビニルエステル系重合体を水性
液にした場合に水性液の分散安定性が低下し、逆に20
を越えると懸濁重合で得られるビニル系重合体のポロシ
ティ分布の均一性、ポロシティ向上効果、脱モノマー性
等が低下して好ましくない。また、上記のオキシアルキ
レン基としては、ポリオキシエチレン基、ポリオキシプ
ロピレン基、ポリオキシブチレン基等が効果的である
が、水性液の分散安定性点で、ポリオキシエチレン基が
より効果的である。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
本発明のビニル系化合物の懸濁重合用分散助剤は、末端
に炭素数5以上のアルキルメルカプト基を有し、かつオ
キシアルキレン基を含有するポリビニルアルコール系樹
脂からなるもので、かかるポリビニルアルコール系樹脂
について説明する。
【0013】かかるポリビニルアルコール系樹脂を得る
方法としては、特に限定はされないが、炭素数5以上の
アルキルメルカプト基を有する化合物を連鎖移動剤とし
て用いてオキシアルキレン基を有する不飽和単量体とビ
ニルエステル系化合物を共重合し、得られたビニルエス
テル系共重合体をケン化する方法等を挙げることがで
き、以下、この方法について更に説明する。
【0014】炭素数5以上のアルキルメルカプト基を有
する化合物としては、n−ペンチルメルカプタン、n−
ヘキシルメルカプタン、n−オクチルメルカプタン、n
−デシルメルカプタン、n−ドデシルメルカプタン、t
−ドデシルメルカプタン、n−ヘキサデシルメルカプタ
ン、n−オクタデシルメルカプタン、ラウリルメルカプ
タン、t−ラウリルメルカプタン等を挙げることがで
き、かかる炭素数の上限は12とすることが好ましく、
かかる炭素数が12を越えると(塩化)ビニル系モノマ
ーへの溶解性が大きくなりすぎたり、また、分散助剤の
水性液の粘度が高くなりすぎたりして好ましくない。ま
た、該炭素数が5未満では(塩化)ビニル系モノマーへ
の溶解性が小さくなったり、(塩化)ビニル系モノマー
への吸着速度が遅くなったりして本発明の目的を達成す
ることが困難となる。
【0015】オキシアルキレン基を有する不飽和単量体
としては次の様なものが例示されるが、本発明ではこれ
らのみに限定されるものではない。 [(メタ)アクリル酸エステル型]
【0016】
【0017】上記一般式(3)で示される (但し、R
は水素又はメチル基、R1,R2はそれぞれ水素又はアル
キル基、R3は水素又はアルキル基又はアルキルアミド
基、Aはアルキレン基、置換アルキレン基、フェニレン
基、置換フェニレン基のいずれか、mは0又は1以上の
整数、nは1〜100の整数)もので、具体的にはポリ
オキシエチレン(メタ)アクリレート、ポリオキシプロ
ピレン(メタ)アクリレート等が挙げられる。 [(メタ)アクリル酸アミド型]
【0018】
【0019】上記一般式(4)で示される(但し、R4
は水素又はアルキル基又は下記一般式(5)で示される
もの、A,R,R1,R2,R3,m,nは前記と同様)
もので、具体的にはポリオキシエチレン(メタ)アクリ
ル酸アミド、ポリオキシプロピレン(メタ)アクリル酸
アミド、ポリオキシエチレン(1−(メタ)アクリルア
ミド−1,1−ジメチルプロピル)エステル等が挙げら
れる。
【0020】
【0021】〔但しR1、R2,R3は上記と同様、nは
1〜300の整数を示す〕 [(メタ)アリルアルコール型]
【0022】
【0023】上記一般式(6)で示される(R,R1
2,R3,nは前記と同様)もので、具体的にはポリオ
キシエチレン(メタ)アリルエーテル、ポリオキシプロ
ピレン(メタ)アリルエーテル等が挙げられる。 [ビニルエーテル型]
【0024】
【0025】上記一般式(7)で示される(A,R1
2,m,nは前記と同様)もので、具体的にはポリオ
キシエチレンビニルエーテル、ポリオキシプロピレンビ
ニルエーテル等が挙げられる。上記のオキシアルキレン
基を有する不飽和単量体の中で(メタ)アリルアルコー
ル型のものが好適に使用される。
【0026】また、ポリオキシエチレンアリルアミン、
ポリオキシプロピレンアリルアミン等のポリオキシアル
キレンアリルアミン、ポリオキシエチレンビニルアミ
ン、ポリオキシプロピレンビニルアミン等のポリオキシ
アルキレンビニルアミン等を用いることも可能である。
【0027】ビニルエステル系化合物としては、ギ酸ビ
ニル、酢酸ビニル、トリフルオロ酢酸ビニル、プロピオ
ン酸ビニル、酪酸ビニル、カプリン酸ビニル、ラウリル
酸ビニル、バーサティック酸ビニル、パルミチン酸ビニ
ル、ステアリン酸ビニル等が単独又は併用で用いられる
が実用上は酢酸ビニルが好適である。
【0028】上記の如きアルキルメルカプト基を有する
化合物を連鎖移動剤として用いて、オキシアルキレン基
を有する不飽和単量体とビニルエステル系化合物(酢酸
ビニル)を共重合するにあたっては、下記の関係式
(8)に従って、目的とする重合度に応じたアルキルメ
ルカプト基を有する連鎖移動剤(例えばラウリルメルカ
プタン)の初期仕込量を決めて重合を開始して、その
後、連鎖移動剤の消費速度に合わせて下記の関係式
(9)に従って連鎖移動剤を追加仕込みするようにすれ
ばよい。
【0029】 1/P=Cm+Cs([S]/[M])+Cx([X]/[M])・・・(8) 追加仕込量=Cx([X]/[M])×Rp ・・・(9) ここで、Pは目的とする重合度、Cmはモノマーに対す
る連鎖移動定数[酢酸ビニル=4.8×10-3×e
(-1096/T)]、Csは溶媒に対する連鎖移動定数[メタ
ノール=2.0×10-4(60℃)]、Cxは連鎖移動
剤の連鎖移動定数、[S]は溶媒濃度(モル/リットル)、
[M]はモノマー濃度(モル/リットル)、[X]は連鎖移動
剤の初期添加濃度(モル/リットル)、Rpは重合速度(モル/リッ
トル/秒)である。尚、Tは重合温度(K)を示す。
【0030】上記の共重合を行うに当たっては、特に制
限はなく公知の重合方法が任意に用いられるが、普通メ
タノール、エタノールあるいはイソプロピルアルコール
等のアルコールを溶媒とする溶液重合が実施される。勿
論、乳化重合、懸濁重合も可能である。かかる溶液重合
において単量体の仕込み方法としては、まずビニルエス
テル系化合物の全量と前記のオキシアルキレン基を有す
る不飽和単量体の一部を仕込み、重合を開始し、残りの
不飽和単量体を重合期間中に連続的に又は分割的に添加
する方法、前者を一括仕込みする方法等任意の手段を用
いて良い。共重合反応は、アゾビスイソブチロニトリ
ル、過酸化アセチル、過酸化ベンゾイル、過酸化ラウロ
イルなどの公知のラジカル重合触媒を用いて行われる。
又反応温度は50℃〜沸点程度の範囲から選択される。
【0031】尚、本発明においては、かかる重合の際に
前述した如きアルキルメルカプト基を有する化合物、オ
キシアルキレン基を有する不飽和単量体、ビニルエステ
ル系化合物以外の他の一般の単量体を本発明の目的を阻
害しない範囲で少量存在せしめて重合を行なっても良
く、これらの単量体を次に例示する。
【0032】[エチレン性不飽和カルボン酸及びそのア
ルキルエステル等]クロトン酸メチル、クロトン酸エチ
ル、イタコン酸メチル、イタコン酸エチル、ソルビン酸
メチル、ソルビン酸エチル、マレイン酸モノアルキルエ
ステル、マレイン酸ジアルキルエステル、オレイン酸ア
ルキルエステル、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)
アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸プロピル、(メ
タ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸ペンチル、
(メタ)アクリル酸ヘプチル、(メタ)アクリル酸オク
チル、(メタ)アクリル酸デシル、(メタ)アクリル酸
ヘキサデシル、(メタ)アクリル酸オクタデシル等が挙
げられる。
【0033】[飽和カルボン酸のアリルエステル]ステ
アリン酸アリル、ラウリン酸アリル、ヤシ油脂肪酸アリ
ル、オクチル酸アリル、酪酸アリル等。 [α−オレフィン]エチレン、プロピレン、α−ヘキセ
ン、α−オクテン、α−デセン、α−ドデセン、α−ヘ
キサデセン、α−オクタデセン等。
【0034】[エチレン性不飽和カルボン酸](メタ)
アクリル酸、クロトン酸、無水マレイン酸、マレイン
酸、フマル酸、イタコン酸ならびにこれられのアルカリ
金属塩、アンモニウム塩等。 [アルキルビニルエーテル]プロピルビニルエーテル、
ブチルビニルエーテル、ヘキシルビニルエーテル、オク
チルビニルエーテル、デシルビニルエーテル、ドデシル
ビニルエーテル、テトラデシルビニルエーテル、ヘキサ
デシルビニルエーテル、オクタデシルビニルエーテル
等。
【0035】[アルキルアリルエーテル]プロピルアリ
ルエーテル、ブチルアリルエーテル、ヘキシルアリルエ
ーテル、オクチルアリルエーテル、デシルアリルエーテ
ル、ドデシルアリルエーテル、テトラデシルアリルエー
テル、ヘキサデシルアリルエーテル、オクタデシルアリ
ルエーテル等。その他、(メタ)アクリルアミド、ジア
セトンアクリルアミド、(メタ)アクリロニトリル、ス
チレン、塩化ビニル等の使用も可能である。
【0036】かくして得られた共重合体は、次いでケン
化されるのであるが、かかるケン化に当たっては、アル
カリケン化又は酸ケン化のいずれも採用できるが、工業
的には該共重合体をアルコールに溶解してアルカリ触媒
の存在下に行なわれる。該アルコールとしてはメタノー
ル、エタノール、ブタノール等が挙げられる。アルコー
ル中の共重合体の濃度は20〜50重量%の範囲から選
ばれる。また、必要に応じて、0.3〜10重量%程度
の水を加えても良く、更には、ケン化時の溶媒の誘電率
制御の目的で酢酸メチル等の各種エステル類やベンゼ
ン、ヘキサン、DMSO等の各種溶剤類を添加しても良
い。
【0037】ケン化触媒としては水酸化ナトリウム、水
酸化カリウム、ナトリウムメチラート、ナトリウムエチ
ラート、カリウムメチラート等のアルカリ金属の水酸化
物やアルコラートの如きアルカリ触媒を具体的に挙げる
ことができ、かかる触媒の使用量はビニルエステル系化
合物に対して1〜100ミリモル当量にすることが好ま
しい。
【0038】かくして分散助剤に用いるポリビニルアル
コール系樹脂が得られるわけであるが、本発明において
は、かかるポリビニルアルコール系樹脂中の炭素数5以
上のアルキルメルカプト基の含有量を1分子当たり0.
2個以上とすることが好ましく、かかる含有量が0.2
個未満では(塩化)ビニルモノマーへの溶解速度が小さ
くなって好ましくない。
【0039】また、同様にオキシアルキレン基の含有量
は0.5〜6.0モル%とすることが好ましく、かかる
含有量が0.5モル%未満ではポリビニルアルコール系
樹脂を水性液にしたときに水性液の放置安定性が低下
し、逆に6.0モル%を越えると懸濁重合して得られる
(塩化)ビニル系重合体のポロシティ分布の均一性、ポ
ロシティ向上効果、脱モノマー性等が低下して好ましく
ない。尚、かかる含有量の更に好ましい下限は0.7モ
ル%で特には1.0モル%であり、更に好ましい上限は
4.0モル%で特には2.5モル%である。
【0040】更に、かかるポリビニルアルコール系樹脂
のケン化度は特に限定されないが、70モル%以下が好
ましく、かかるケン化度が70モル%を越えると得られ
るビニル系化合物の可塑剤吸収性が低下して好ましくな
い。尚、かかるケン化度の更に好ましい上限は60モル
%で特には50モル%であり、下限については制限はな
いが、懸濁重合時の安定性(ビニル系重合体の粗粒が少
ない、ビニル系重合体の粒径分布が広くならない)の観
点より敢えて言及すれば、10モル%を下限とすること
が好ましく、更には20モル%で特には30モル%であ
る。
【0041】かかるポリビニルアルコール系樹脂の4%
粘度(ポリビニルアルコール系樹脂を完全ケン化したと
きの4重量%水溶液の20℃における粘度)についても
特に限定されないが、0.5〜10.0mPa・sが好
ましく、かかる粘度が0.5mPa・s未満では、懸濁
重合終了後の脱モノマー工程で発泡の原因となり、逆に
10.0mPa・sを越えると、分散助剤水性液の樹脂
濃度が上げられず、敢えて樹脂濃度を上げると水性液の
流動性が低下したりゲル状となったり、また懸濁重合時
の界面活性能が低下したりして好ましくない。尚、かか
る粘度の更に好ましい下限は1.5mPa・sで特には
1.8mPa・sであり、更に好ましい上限は7.0m
Pa・sで特には3.0mPa・sである。
【0042】かくして得られたポリビニルアルコール系
樹脂は、分散助剤として用いられるのであるが、かかる
分散助剤は、かかるポリビニルアルコール系樹脂を分散
質として、水中に10〜50重量%の割合で分散又は溶
解させた水性液とすることも好ましく、該樹脂の割合が
10重量%未満では、該水性液の放置安定性が低下し、
逆に50重量%を越えると該水性液の流動性が著しく低
下したり或いはゲル状となったりするため、水性液とし
ての使用形態が好ましくなくなる。尚、分散助剤とし
て、反応缶に添加するとき、添加する直前に1重量%程
度に希釈して使用することも可能である。
【0043】かかる水性液を得る方法としては、特に限
定されず、ケン化時のアルコールをスチーム等の吹き込
みにより水に置換する方法、撹拌下で水中へポリ酢酸ビ
ニル系重合体を投入し、引き続き撹拌する方法、更に加
熱を併用する方法、また溶剤(アルコール)を反応缶外
に溜出させた後に水を加える方法等が挙げられる。
【0044】本発明の水性液からなる分散助剤は、樹脂
分10〜50重量%で、分散剤や乳化剤を使用しなくて
も1年以上の良好な放置安定性が得られる。また、本発
明の分散助剤には、本発明の効果を阻害しない範囲にお
いてカチオン系、アニオン系又はノニオン系の界面活性
剤等を加えてもよい。
【0045】次に、本発明の分散助剤を用いた場合のビ
ニル系化合物の懸濁重合について説明する。ビニル系化
合物としては塩化ビニルモノマー単独のほか、塩化ビニ
ルモノマーを主体とするモノマー混合物(塩化ビニル5
0重量%以上)が包含され、この塩化ビニルモノマーと
共重合されるコモノマーとしては酢酸ビニル、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モノマーと共重合可能な
モノマーが例示される。
【0046】また、本発明の分散助剤は必ずしも塩化ビ
ニルモノマーの重合用に限定されるものではなく、塩化
ビニリデン、アルキルビニルエーテル、酢酸ビニル、ア
クリル酸及びそのエステル、メタアクリル酸及びそのエ
ステル、マレイン酸及びその無水物、イタコン酸、スチ
レン、塩化ビニル、アクリロニトリル、イソブチレン、
イソブテン、ブタジエンなどのα−オレフィン及びエチ
レンなどの群からなる1種又は2種以上の成分を含有す
るビニル化合物の懸濁重合にも用いられるが、塩化ビニ
ルモノマーの懸濁重合を主体に以下具体的に説明する。
【0047】該重合を実施するに当たっての各成分の仕
込み割合、重合温度等は従来塩化ビニルの懸濁重合で採
用されている条件に準じて定めればよく、特に限定する
理由は存在しないが、主分散剤と共に本発明の分散助剤
を用いて、塩化ビニルモノマーを懸濁重合する際には通
常、水媒体に分散安定剤(主分散剤と分散助剤)を添加
し、塩化ビニルモノマーを分散させて油溶性触媒の存在
下で重合が行われる。本発明の分散助剤を分散質とする
水性分散液は、上述の水性液を用いればよい。
【0048】かかる方法において、分散助剤は主分散剤
と共に粉末のまま或いは溶液状にして加えられる。メタ
ノール溶液や水溶液として使用することができ、好まし
くは水溶液として加えられる。該分散助剤は塩化ビニル
モノマーに対して0.01〜0.15重量%、好ましく
は0.01〜0.06重量%、特に好ましくは0.01
〜0.04重量%で使用される。該分散助剤が0.15
重量%を越えると塩化ビニルの懸濁重合が不安定とな
り、粗粒子が生成し、逆に0.01重量%未満では重合
時の油滴の合一・再分散が不十分となり、残存する塩ビ
モノマーの除去性が低く、或いは可塑剤吸収速度が遅く
なり好ましくない傾向がある。
【0049】また、主分散剤としては特に限定されない
が、ポリビニルアルコール系樹脂、メチルセルロース、
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、カルボキシメチルセルロース、ゼラチ
ン等が用いられるが、好ましくはポリビニルアルコール
系樹脂が用いられる。
【0050】かかるポリビニルアルコール系樹脂のケン
化度65〜95モル%(更には69〜85モル%)が好
ましく、重合度は200〜3500(更には500〜2
500)が好ましい。また、かかるポリビニルアルコー
ル系樹脂としてはカルボシル基、スルホン酸基等のアニ
オン性基、アミノ基、アンモニウム基等のカチオン性
基、環状あるいは非環状アミド基、長鎖アルキル基、ア
セトアセチル基、エチレン、α−オレフィン、ジアセト
ンアクリルアミド等を10モル%以下の少量含有するも
のや分子内にカルボニル基を有するポリビニルアルコー
ルや共役二重結合を含有するポリビニルアルコールも使
用することができる。かかるポリビニルアルコール系樹
脂の中でも、下記(1)式を満足するものが好ましく、
更に好ましくは下記(1’)式を満足するものであり、
特に好ましくは下記(1”)式を満足するものである。
【0051】 0.0300≦(3−Y)/X≦0.0330 ・・・(1) 0.0300≦(3−Y)/X≦0.0320 ・・・(1’) 0.0310≦(3−Y)/X≦0.0320 ・・・(1”) ここで、Xはケン化度(モル%)、Yはヨード呈色度を
表し、かかるヨード呈色度とは、0.1重量%に調製し
た試料(ポリビニルアルコール系樹脂)溶液5ml、純
水11ml、1/1000[N]ヨード溶液4mlを混
合し、25℃に調節して20分間静置させた後、波長4
90nm、スリット幅1mmにて吸光度を測定した値で
ある。尚、ポリビニルアルコール系樹脂に変性基が含ま
れる場合には、ケン化度には変性基は含まれず、ビニル
エステル基とビニルアルコール基のみから求められる。
【0052】上記(1)式において、(3−Y)/Xが
0.0300未満となるポリビニルアルコール系樹脂の
生産は工業的でなく、又、0.0300未満又は0.0
330を越えると塩化ビニル重合体粒子や塩化ビニルモ
ノマーへのポリビニルアルコール系樹脂の吸着速度が低
下したり、吸着量が低下して得られる塩化ビニル樹脂の
フィッシュアイの減衰速度が遅くなって好ましくない。
【0053】上記(1)式を満足するポリビニルアルコ
ール系樹脂を得る方法としては特に限定されないが、例
えばポリビニルアルコール系樹脂の製造方法において、
ケン化溶媒の誘電率をコントロールする方法等により製
造することができる。
【0054】即ち、ケン化時の溶媒の誘電率が32c.g.
s.e.s.u.以下となるような溶媒を用いればよく、かかる
誘電率が32c.g.s.e.s.u.以下の溶媒としては、例えば
メタノール(31.2c.g.s.e.s.u.)、酢酸メチル/メ
タノール=1/3(重量比)の混合溶媒(27.1c.g.
s.e.s.u.)、酢酸メチル/メタノール=1/1(重量
比)の混合溶媒(21.0c.g.s.e.s.u.)、酢酸メチル
/メタノール=3/1(重量比)の混合溶媒(13.9
c.g.s.e.s.u.)、酢酸メチル(7.03c.g.s.e.s.
u.)、イソプロピルアセテート(6.3c.g.s.e.s.
u.)、トリクロロエチレン(3.42c.g.s.e.s.u.)、
キシレン(2.37c.g.s.e.s.u.)、トルエン(2.3
8c.g.s.e.s.u.)、ベンゼン(2.28c.g.s.e.s.
u.)、アセトン(21.4c.g.s.e.s.u.)等が挙げられ
る。
【0055】主分散剤の添加量は、塩化ビニルモノマー
100重量部に対して一般的には0.01〜0.5重量
部であることが好ましく、更に好ましくは0.05〜
0.1重量部で、特に好ましくは0.05〜0.09重
量部である。
【0056】本発明の分散助剤と主分散剤の重量比は、
分散助剤/主分散剤=10/90〜70/30、更に好
ましくは分散助剤/主分散剤=20/80〜40/60
であり、この重量比が10/90より小さい場合には、
粒子のポロシティ分布が一定にならず、脱モノマー性、
ゲル化性等が低下し、フィッシュアイも増加する傾向に
あり、逆に重量比が70/30より大きい場合には重合
安定性に悪影響を及ぼす傾向があり、塩化ビニル重合体
粒子が粗粒子化する傾向となり、フィッシュアイの減衰
速度も低下して好ましくない。更に、上記の分散助剤及
び主分散剤以外の公知の分散剤(アクリル酸系重合物、
ゼラチン、ソルビタンエステル系、ポリエーテル系混合
物等)を必要に応じて1種又は2種以上併用することも
可能である。
【0057】一方、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、t−ブ
チルパーオキシネオデカネート、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
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−ジメチルパレロニトリル、アゾビス
(4−メトキシ−2,4−ジメチルパレロニトリル)等
のアゾ化合物、更には過硫酸カリウム、過硫酸アンモニ
ウム、過酸化水素等を単独又は組合わせて使用すること
ができる。かかる重合開始剤を反応系に仕込むタイミン
グは、RC稼働前に仕込んでも、RC稼働直後に仕込ん
でも良い。更に、その他の添加剤として、例えば重合度
調整剤、加工性改良剤、帯電防止剤、pH調整剤、酸化
防止剤、スケール防止剤、連鎖移動剤、ゲル防止剤等を
1種又は2種以上使用できる。
【0058】また、スケーリング防止のため、適当量の
チオシアン酸アンモニウムや亜硝酸塩等の水溶性の重合
禁止剤を添加してもよい。又、「NOXOL WS
W」、「NOXOL ETH」(以上CIRS社製)等
の公知のスケーリング防止剤が反応缶内壁に塗布されて
いてもよい。
【0059】
【実施例】以下、本発明を実施例によって具体的に説明
する。なお,実施例中「%」、「部」とあるのは、断り
のない限り重量基準を意味する。
【0060】下記の如く分散助剤及び主分散剤に用いる
ポリビニルアルコール系樹脂を製造した。 [分散助剤用のPVAの製造]
【0061】〔pva−1〕先ず、予備実験として、ラ
ウリルメルカプタン(連鎖移動剤)存在下での酢酸ビニ
ルとポリオキシエチレンアリルエーテル(n=8)の共
重合を行いラウリルメルカプタンの連鎖移動定数を決定
した。
【0062】更に、別の予備実験から以下に述べる重合
条件での初期重合速度(Rpo)を求めた。酢酸ビニル9
64.6部、メタノール289.3部、ポリオキシエチ
レンアリルエーテル(n=8)112.1部を反応缶に
仕込み、内部を十分に窒素置換した後、ジャケット温度
を70℃にした。反応液の還流が始まった後、重合度目
標を165として計算量の初期ラウリルメルカプタンを
反応缶内部に加えた。続いて、重合開始剤AIBN(ア
ゾビスイソブチロニトリル)6部を反応液に加えて重合
反応を開始した。
【0063】AIBNを仕込んだ3分後に、前述の式
(9)で求められる追加仕込量のラウリルメルカプタン
を重合反応終了まで連続滴下した。尚、メルカプタンは
酸化されやすいので滴下ロート内の雰囲気は窒素雰囲気
とした。反応開始の3時間目にAIBN2部を追加し
た。重合開始10時間後に150部のメタノールと0.
05部のパラベンゾキノンを加えて重合を停止した。重
合停止後の重合率は90%であった。続いて、残存モノ
マーを追い出した後、残存モノマー追い出し後のペース
ト100部(樹脂分45%)に対して3.4%の水酸化
ナトリウムの水/メタノール溶液(水/メタノール=
2.7/2.9重量比)を加えてケン化化反応を行った
後、十分に乾燥を行てポリビニルアルコールを得て、ニ
ーダーで40%水溶液に調製した。
【0064】得られたポリビニルアルコールのケン化度
は45モル%、オキシアルキレン基の含有量は2.1モ
ル%(1H−NMRにより測定)、アルキルメルカプト
基の含有量は1分子あたり1個(同上)、完全ケン化化
後の4%粘度は2.0mPa・sであった。
【0065】〔pva−2〕上記のpva−1におい
て、酢酸ビニルを931.6部、メタノールを279.
5部とし、ラウリルメルカプタンをn−ドデシルメルカ
プタンに変更し、更にオキシアルキレン基含有モノマー
としてポリオキシエチレンアリルエーテル(n=15)
162.4部を用いて、重合度目標を220とした以外
は同様に行って、ケン化度45モル%、オキシアルキレ
ン基の含有量は1.7モル%(1H−NMRにより測
定)、アルキルメルカプト基の含有量は1分子あたり1
個(同上)、完全ケン化化後の4%粘度は2.7mPa
・sであった。
【0066】〔pva−3〕上記のpva−1におい
て、酢酸ビニルを895.0部、メタノールを268.
5部とし、ラウリルメルカプタンをn−オクチルメルカ
プタンに変更し、更にオキシアルキレン基含有モノマー
としてポリオキシエチレンアリルエーテル(n=30)
218.4部を用いて、重合度目標を190とし、3.
0部のアクリル酸をメタノールで希釈して30容とし、
初期、2時間目、4時間目、6時間目、8時間目に6容
ずつ加えた以外は同様に行って、ケン化度40モル%、
オキシアルキレン基の含有量は1.2モル%(1H−N
MRにより測定)、アルキルメルカプト基の含有量は1
分子あたり1個(同上)、完全ケン化後の4%粘度は
2.4mPa・sであった。
【0067】〔pva−4〕上記のpva−1におい
て、酢酸ビニルを961.0部、メタノールを288.
3部とし、ラウリルメルカプタンをn−ヘキシルメルカ
プタンに変更し、更にオキシアルキレン基含有モノマー
としてポリオキシエチレンビニルエーテル(n=8)1
17.4部を用いて、重合度目標を230とし、2.7
部のマレイン酸をメタノールで希釈して30容とし、初
期、2時間目、4時間目、6時間目、8時間目に6容ず
つ加えた以外は同様に行って、ケン化度40モル%、オ
キシアルキレン基の含有量は2.1モル%(1H−NM
Rにより測定)、アルキルメルカプト基の含有量は1分
子あたり1個(同上)、完全ケン化後の4%粘度は2.
8mPa・sであった。
【0068】〔pva−A〕上記のpva−1におい
て、酢酸ビニルを964.6部、メタノールを289.
3部とし、ラウリルメルカプタンをn−プロピルメルカ
プタンに変更した以外は同様に行って、ケン化度45モ
ル%、オキシアルキレン基の含有量は2.1モル%(1
H−NMRにより測定)、アルキルメルカプト基の含有
量は1分子あたり1個(同上)、完全ケン化後の4%粘
度は2.0mPa・sのポリビニルアルコール系樹脂を
得た。
【0069】〔pva−B〕上記のpva−1におい
て、ラウリルメルカプタンを使用せず、酢酸ビニルを5
34.5部、メタノールを695.4部、オキシエチレ
ン含有モノマーとしてポリオキシエチレンモノアリルエ
ーテル(n=8)を62.1部、初期AIBN6部、追
加AIBN2部(3時間目)とした以外は同様に行って
ケン化度45モル%、オキシアルキレン基含有量2.1
モル%(1H−NMRにより測定)、完全ケン化後の4
%粘度は4.0mPa・sのポリビニルアルコール系樹
脂を得た。
【0070】[主分散剤用のPVAの製造] 〔PVA−1〕還流冷却器、滴下漏斗、撹拌機を備えた
重合缶に、酢酸ビニル100部、メタノール16.4部
及びアゾビスイソブチロニトリル0.008モル%を仕
込み窒素気流下で撹拌しながら、沸点下で5.8時間重
合を行った(重合率は74%)。次いで、未反応の酢酸
ビニルモノマーを系外に除去し、重合体のメタノール溶
液(樹脂分41%)を得た。続いて、該溶液を酢酸メチ
ル(誘電率7.03c.g.s.e.s.u.)で希釈して濃度2
9.5%(ケン化溶媒の誘電率23.7c.g.s.e.s.u.)
に調製してニーダーに仕込み、溶液温度を35℃に保ち
ながら水酸化ナトリウムを加えて中和した。これに更に
水酸化ナトリウムをポリマー中の酢酸ビニル単位に対し
て5ミリモル加えてケン化し、析出物をろ別し、メタノ
ールでよく洗浄して熱風乾燥機中で乾燥してポリビニル
アルコール系樹脂(PVA−1)を得た。得られたポリ
ビニルアルコール系樹脂(PVA−1)のケン化度は7
8.5モル%、重合度2200、ヨード呈色度0.50
であった[(3−Y)/Xは0.0318であり、
(1)式を満足するものである]。
【0071】実施例1 RCを装備した1.5m3の反応缶とRC内部を共に脱
気した後、脱気したイオン交換水、塩化ビニルモノマー
及び分散剤として、表1に記載の如く分散助剤及び分散
主剤を仕込んだ。尚、塩化ビニルモノマー/水(重量
比)=1/1(水と塩化ビニルモノマーの合計量120
0Kg)であった。反応缶内温度を57℃に昇温した
後、重合開始剤としてジー2ーエチルヘキシル−オキシ
ジカーボネート及びt−ブチルパーオキシネオカーボネ
ートを各々塩化ビニルモノマー100重量部に対して
0.03重量部仕込み、これと同時にRCを稼働させ
て、4時間重合を行った。重合中は、RCの冷却水温度
及び反応缶ジャケット温度を制御し、重合反応熱をRC
と反応缶ジャケットで除熱した。尚、RC除熱量及び反
応缶ジャケット除熱量は各々50%であった。
【0072】得られた塩化ビニル樹脂の嵩密度、可塑剤
吸収性、残存モノマー量、フィッシュアイ、スケール付
着性について、以下の要領で評価した。 (嵩密度)JIS K−6721に準じて評価した。
【0073】(可塑剤吸収性)塩化ビニル樹脂100部
とフタル酸ジ−2−エチルヘキシル50部の混合物の乾
燥点までの時間をブラベンダーにて測定して、以下の如
く評価した。 A・・・乾燥点までの時間が3分未満 B・・・ 〃 3〜5分未満 C・・・ 〃 5分以上
【0074】(残存モノマー量)塩化ビニル樹脂(粒
子)の一定量をTHF(テトラヒドロフラン)に溶解さ
せて、ガスクロマトグラフにより、残存する塩化ビニル
モノマーを定量した。
【0075】(フィッシュアイ)塩化ビニル樹脂100
部、トリメリック酸トリイソオクチル50部及び鉛系粉
末安定剤3部を混合したものを155℃のロールで4分
間混練した後、0.3mm厚みのシートの成形して、2
50mm×250mm当たりのフィッシュアイの個数を
目視で観察して、以下の如く評価した。 A・・・149個以下 B・・・150〜499個 C・・・500個以上
【0076】(スケール付着性)重合槽内のスケールの
付着状態を観察することで評価した。評価基準は下記の
通りである。 A・・・スケールの付着が見られなかった。 B・・・スケールの付着が少量見られた。 C・・・スケールの付着が多量に見られた。
【0077】また、上記の分散助剤について、生産性及
び取扱性の評価を下記の通り行った。 (生産性)上記の[分散助剤用のPVAの製造]におい
て、2000リットルの重合缶を使用して、充填率を7
5%として、重合反応を実施し、1バッチ当たりの40
%水性液の取れ高を下記の式により算出して、生産性を
以下の如く評価した。 取れ高(kg)={(酢酸ビニルの仕込量(kg)×重合率(%)
/100)+オキシアルキレン基含有モノマーの仕込量
(kg)}×(ポリビニルアルコール系樹脂の繰り返し単位
当たりの平均分子量/ポリ酢酸ビニルの繰り返し単位当
たりの分子量)/0.04 A・・・1800kg以上 B・・・1500kg以上で1800kg未満 C・・・1500kg未満
【0078】(取扱性)上記で得られた40%水性液の
粘度を25℃雰囲気中でB型粘度計で測定して、以下の
如く評価した。 A・・・3000mPa・s以下(流動性優) B・・・3000mPa・sを越えて10000mPa
・s未満(流動性良) C・・・10000mPa・sを越える(流動性不良)
【0079】実施例2〜6、比較例1〜2 表1に示される如く分散剤(分散助剤及び分散主剤)を
用いて、実施例1と同様に塩化ビニル樹脂の懸濁重合を
行って、同様に評価を行った。実施例及び比較例の評価
結果を表2及び3に示す。
【0080】 〔表1〕 分散助剤 主分散剤 使用分散助剤*2 使用量*1 使用主分散剤 使用量*1 実施例1 pva−1 0.02 PVA−1 0.07 〃 2 pva−2 0.01 PVA−1 0.06 〃 3 pva−3 0.02 PVA−1 0.06 〃 4 pva−4 0.02 PVA−1 0.07 〃 5 pva−1 0.02 PVA−1 0.08 〃 6 pva−1 0.03 PVA−1 0.09 比較例1 pva−A 0.02 PVA−1 0.07 〃 2 pva−B 0.02 PVA−1 0.07 *1:塩化ビニル100重量部に対する、それぞれの使用重量部を示す。 *2:分散助剤は全て40%の水溶液として用いた。尚、この時の使用量は樹 脂分を示す。
【0081】 〔表2〕 嵩密度 可塑剤吸収性 残存モノマー フィッシュアイ スケール付着性 (g/cc) (ppm) 実施例1 0.578 A 0.3 A A 〃 2 0.582 A 0.2 A A 〃 3 0.569 A 0.3 A A 〃 4 0.555 A 0.2 A A 〃 5 0.555 A 0.2 A A 〃 6 0.555 A 0.2 A A 比較例1 0.527 B 0.4 B B 〃 2 0.531 C 0.4 C B
【0082】
【0083】
【発明の効果】本発明のビニル系化合物の懸濁重合用分
散助剤は、特定の官能基を有するポリビニルアルコール
系樹脂を用いているため、かかる分散助剤を用いてビニ
ル系樹脂の懸濁重合を行うと、嵩密度や可塑剤吸収性に
優れ、特にアジピン酸エステル系やトリメリック酸エス
テル系のような嵩高い可塑剤に対しても可塑剤吸収性に
優れたビニル系重合体が得られ、残存モノマーが少な
く、フィッシュアイも少なく、重合時のスケール防止効
果もあり、特に塩化ビニルの懸濁重合に有用であり、更
にかかる分散助剤は生産性や取扱性にも優れるものであ
る。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成13年5月29日(2001.5.2
9)
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0003
【補正方法】変更
【補正内容】
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記
、、の開示技術では、塩化ビニルの懸濁重合の際
に、pH調整剤として緩衝剤を使用するような場合で
は、水溶液中での分散助剤(ビニルエステル系重合体)
の分散状態が安定せず、実用上満足できる自己乳化性が
得られなかったり、該分散助剤を使用して得られる塩化
ビニルの品質(粒径や嵩密度等)が安定しなかったり、
又、該分散助剤は製造時、特に乾燥工程等において着色
し、更に熱安定性に劣り、該分散助剤を用いて得られた
ビニル系化合物のフィッシュアイが多くなる等の問題が
あり、の開示技術では、得られるビニルエステル系重
合体のケン化度が55モル%以下であるため水に不溶
作業性に問題があり、の開示技術では、ビバリン酸ビ
ニルが高価で工業的に不利で、また、ケン化度が50モ
ル%未満では水に不溶で作業性に問題があり、の開示
技術では、重合時の緩衝剤の使用量、緩衝剤の投入時期
等により重合系のpH値が変化するためか、助剤の性能
(ポロシティアップ、ポロシティ分布の均一性、脱モノ
マー性や可塑剤吸収性の向上等)を十分に発揮できない
場合があり、更には、重合安定性が低下したり、スケー
ルの付着が著しくなる等の恐れもあり、の開示技術で
も得られるビニルエステル系重合体のケン化度が65モ
ル%以下であるため水に不溶で作業性に問題がある。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 末端に炭素数5以上のアルキルメルカプ
    ト基を有し、かつオキシアルキレン基を含有するポリビ
    ニルアルコール系樹脂からなることを特徴とするビニル
    系化合物の懸濁重合用分散助剤。
  2. 【請求項2】 ポリビニルアルコール系樹脂のケン化度
    が70モル%以下であることを特徴とする請求項1記載
    のビニル系化合物の懸濁重合用分散助剤。
  3. 【請求項3】 アルキルメルカプト基の炭素数の上限が
    12であることを特徴とする請求項1または2記載のビ
    ニル系化合物の懸濁重合用分散助剤。
  4. 【請求項4】 ポリビニルアルコール系樹脂の濃度が5
    0重量%以下の水性液であることを特徴とする請求項1
    〜3いずれか記載のビニル系化合物の懸濁重合用分散助
    剤。
  5. 【請求項5】 下記(1)式の条件を満足するポリビニ
    ルアルコール系樹脂の懸濁重合用主分散剤と共に用いる
    ことを特徴とする請求項1〜4いずれか記載のビニル系
    化合物の懸濁重合用分散助剤。 0.0300≦(3−Y)/X≦0.0330 ・・・(1) (但し、Xはケン化度(モル%)、Yはヨード呈色度を
    表す)
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