JP2003268009A - カルボキシル基含有水溶性重合体の製造方法 - Google Patents

カルボキシル基含有水溶性重合体の製造方法

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    • C08F222/10Esters

Abstract

(57)【要約】 【課題】その中和粘稠液の粘度低下率が小さく、低濃度
であっても高粘度で、透明性や表面のなめらかさに優れ
たカルボキシル基含有水溶性重合体の製造方法を提供す
ること。 【解決手段】α,β−不飽和カルボン酸類と、エチレン
性不飽和基を2個以上有する化合物とを、不活性溶媒中
で、ラジカル重合開始剤の存在下に反応させるカルボキ
シル基含有水溶性重合体の製造方法において、α,β−
不飽和カルボン酸類の20〜70モル%が未反応で残存
する反応液中に、さらにα,β−不飽和カルボン酸類を
添加して反応させることを特徴とするカルボキシル基含
有水溶性重合体の製造方法、ならびに0.2重量%中和
粘稠液の粘度低下率が25%未満であり、かつその平衡
粘度が20000〜50000mPa・sである、前記
製造方法により得られるカルボキシル基含有水溶性重合
体。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、カルボキシル基含
有水溶性重合体の製造方法に関する。さらに詳しくは、
化粧品等の増粘剤、パップ剤等の保湿剤、乳化剤や懸濁
物等の懸濁安定剤等として好適に使用しうるカルボキシ
ル基含有水溶性重合体の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】カルボキシル基含有水溶性重合体として
は、例えば、アクリル酸等のα,β−不飽和カルボン酸
とポリアリルエーテルとの共重合体(米国特許第292
3692号明細書)、α,β−不飽和カルボン酸とヘキ
サアリルトリメチレントリスルホンとの共重合体(米国
特許第2958679号明細書)、α,β−不飽和カル
ボン酸とリン酸トリアリルとの共重合体(米国特許第3
426004号明細書)、α,β−不飽和カルボン酸と
グリシジルメタクリレート等の共重合体( 特開昭58−
84819号公報) 、アクリル酸等のα,β−不飽和カ
ルボン酸とペンタエリスリトールアリルエーテルとの共
重合体(米国特許第5342911号明細書、米国特許
第5663253号明細書、米国特許第4996274
号明細書)、アクリル酸等のα,β−不飽和カルボン酸
と、(メタ)アクリル酸エステルとペンタエリスリトー
ルアリルエーテルとの共重合体(特公平5−39966
号公報、特公昭60−12361号公報)等が知られて
いる。これらのカルボキシル基含有水溶性重合体は、水
に溶解させた後、アルカリで中和して中和粘稠液とする
ことにより、化粧品等の増粘剤、パップ剤等の保湿剤、
乳化剤や懸濁物等の懸濁安定剤等の用途に用いられてい
る。
【0003】前記カルボキシル基含有水溶性重合体をこ
れらの用途に使用するためには、まず、カルボキシル基
含有水溶性重合体の均一な水溶液を調製し、その後アル
カリで中和して中和粘稠液とする必要がある。しかしな
がら、前記カルボキシル基含有水溶性重合体は、通常、
微粉末であるため、水に溶解させる際に塊状物(ママ
コ)が生じやすい。いったんママコが生成すると、その
表面にゲル状の層が形成されるため、その内部に水が浸
透する速度が遅くなり、均一な水溶液を得ることが困難
となるという欠点がある。
【0004】したがって、カルボキシル基含有水溶性重
合体の水溶液を調製する場合には、ママコの生成を防ぐ
ために、カルボキシル基含有水溶性重合体の粉末を水中
に高速攪拌下で徐々に添加するという生産効率が悪い操
作を必要とし、場合によってはママコの生成を防止する
ために特殊な溶解装置を必要とする。
【0005】一方、化粧品等の分野では、前記カルボキ
シル基含有水溶性重合体を高速撹拌下で溶解した後、ア
ルカリで中和して中和粘稠液とし、よりなめらかな中和
粘稠液を得るために、さらに高速攪拌を続けて使用して
いる。しかしながら、高速撹拌を長く維持すると攪拌に
よる剪断によって中和粘稠液の粘度が減少し、同じ増粘
効果を得ようとするには、前記カルボキシル基含有水溶
性重合体を多く使用しなければならないといった欠点が
ある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、その中和粘
稠液の粘度低下率が小さく、低濃度であっても高粘度
で、透明性や表面のなめらかさに優れたカルボキシル基
含有水溶性重合体の製造方法を提供することを目的とす
る。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記課題
を解決すべく鋭意検討した結果、α,β−不飽和カルボ
ン酸類と、エチレン性不飽和基を2個以上有する化合物
とを、不活性溶媒中で、ラジカル重合開始剤の存在下に
反応させるカルボキシル基含有水溶性重合体の製造方法
において、重合反応の特定の段階、すなわち当初の反応
液中のα,β−不飽和カルボン酸類の特定量が未反応で
残存する反応液中に、さらに、α,β−不飽和カルボン
酸類を添加して反応させることにより、粘度低下率が小
さく、低濃度であっても高粘度で、透明性や表面のなめ
らかさに優れた中和粘稠液を与えるカルボキシル基含有
水溶性重合体が得られることを見出し本発明を完成し
た。
【0008】すなわち、本発明は、〔1〕 α,β−不
飽和カルボン酸類と、エチレン性不飽和基を2個以上有
する化合物とを、不活性溶媒中で、ラジカル重合開始剤
の存在下に反応させるカルボキシル基含有水溶性重合体
の製造方法において、α,β−不飽和カルボン酸類の2
0〜70モル%が未反応で残存する反応液中に、さらに
α,β−不飽和カルボン酸類を添加して反応させること
を特徴とするカルボキシル基含有水溶性重合体の製造方
法、ならびに〔2〕 0.2重量%中和粘稠液の粘度低
下率が25%未満であり、かつその平衡粘度が2000
0〜50000mPa・sである、前記〔1〕記載の製
造方法により得られるカルボキシル基含有水溶性重合体
に関する。
【0009】
【発明の実施の形態】本発明のカルボキシル基含有水溶
性重合体の製造方法は、α,β−不飽和カルボン酸類
と、エチレン性不飽和基を2個以上有する化合物とを、
不活性溶媒中で、ラジカル重合開始剤の存在下に反応さ
せるカルボキシル基含有水溶性重合体の製造方法におい
て、当初の反応に用いたα,β−不飽和カルボン酸類の
20〜70モル%が未反応で残存する反応液中に、さら
にα,β−不飽和カルボン酸類を添加して反応させる点
に最大の特徴がある。
【0010】本発明で用いられるα,β−不飽和カルボ
ン酸類としては、特に限定されず、例えば、アクリル
酸、メタクリル酸、クロトン酸、マレイン酸、イタコン
酸、フマル酸等のα,β−不飽和カルボン酸;アクリル
酸ラウリル、アクリル酸ミリスチル、アクリル酸パルミ
チル、アクリル酸オレイル、アクリル酸ステアリル、ア
クリル酸ベへニル、メタクリル酸ラウリル、メタクリル
酸ミリスチル、メタクリル酸パルミチル、メタクリル酸
オレイル、メタクリル酸ステアリル、メタクリル酸ベへ
ニル等のアルキル基の炭素数が10〜30のα,β−不
飽和カルボン酸アルキルエステル等を挙げることができ
る。これらは、α,β−不飽和カルボン酸単独で使用し
てもよく、α,β−不飽和カルボン酸とアルキル基の炭
素数が10〜30のα,β−不飽和カルボン酸アルキル
エステルとを併用してもよい。中でも、安価で入手が容
易であり、しかもカルボキシル基含有水溶性重合体の中
和粘稠液の透明性に優れることから、アクリル酸単独も
しくはアクリル酸とメタクリル酸ラウリルの混合物が好
適に用いられる。
【0011】当初の反応に用いられるα,β−不飽和カ
ルボン酸類の量は、後述する不活性溶媒100容量部に
対して6〜25容量部、好ましくは8〜22容量部、さ
らに好ましくは13〜20容量部であることが望まし
い。得られるカルボキシル基含有水溶性重合体の中和粘
稠液の透明性が良好である観点から、α,β−不飽和カ
ルボン酸類の量が6容量部以上であることが好ましい。
また、反応が進行し、カルボキシル基含有水溶性重合体
が析出しても、均一に攪拌できる観点から、α,β−不
飽和カルボン酸類の量が25容量部以下であることが好
ましい。
【0012】本発明で用いられるエチレン性不飽和基を
2個以上有する化合物としては、特に限定されず、例え
ば、エチレングリコール、プロピレングリコール、ポリ
オキシエチレングリコール、ポリオキシプロピレングリ
コール、グリセリン、ポリグリセリン、トリメチロール
プロパン、ペンタエリスリトール、サッカロース、ソル
ビトール等のポリオールの2置換以上のアクリル酸エス
テル類;これらポリオールの2置換以上のメタクリル酸
エステル類;これらポリオールの2置換以上のアリルエ
ーテル類;フタル酸ジアリル、リン酸トリアリル、メタ
クリル酸アリル、テトラアリルオキシエタン、トリアリ
ルシアヌレート、アジピン酸ジビニル、クロトン酸ビニ
ル、1,5−ヘキサジエン、ジビニルベンゼン等を挙げ
ることができる。中でも、高い粘度を有するカルボキシ
ル基含有水溶性重合体の中和粘稠液が得られ、乳化物、
懸濁物等に高い懸濁安定性を付与することができること
から、ペンタエリスリトールテトラアリルエーテル、ジ
エチレングリコールジアリルエーテルまたはポリアリル
サッカロースが好適に用いられる。
【0013】エチレン性不飽和基を2個以上有する化合
物の使用量は、当初のα,β−不飽和カルボン酸類10
0重量部に対して、0.15〜2重量部、好ましくは
0.3〜1.5重量部であることが望ましい。得られる
カルボキシル基含有水溶性重合体の中和粘稠液の粘度の
低下を防ぐ観点から、エチレン性不飽和基を2個以上有
する化合物の使用量が0.15重量部以上であることが
好ましい。また、得られるカルボキシル基含有水溶性重
合体の中和粘稠液中に不溶性のゲルが生成するのを防ぐ
観点から、エチレン性不飽和基を2個以上有する化合物
の使用量が2重量部以下であることが好ましい。
【0014】本発明で用いられるラジカル重合開始剤と
しては、特に限定されず、例えば、α,α’−アゾイソ
ブチロニトリル、2,2’−アゾビス−2,4−ジメチ
ルバレロニトリル、ジメチル−2,2’−アゾビスイソ
ブチレート、過酸化ベンゾイル、ラウロイルパーオキサ
イド、クメンハイドロパーオキサイド、第三級ブチルハ
イドロパーオキサイド等を挙げることができる。中で
も、取り扱いやすく、安定性に優れている観点から、
α,α’−アゾイソブチロニトリルが好ましい。
【0015】ラジカル重合開始剤の使用量は、当初の
α,β−不飽和カルボン酸類100モルに対して0.0
03〜0.20モルであることが望ましい。適度な反応
速度を維持して経済的である観点から、ラジカル重合開
始剤の使用量が当初のα,β−不飽和カルボン酸類10
0モルに対して0.003モル以上であることが好まし
い。また、重合が著しく進行することなく、除熱が簡単
であり、反応の制御が容易である観点から、ラジカル重
合開始剤の使用量が当初のα,β−不飽和カルボン酸類
100モルに対して0.20モル以下であることが好ま
しい。
【0016】本明細書にいう不活性溶媒とは、α,β−
不飽和カルボン酸類およびエチレン性不飽和基を2個以
上有する化合物を溶解するが、得られるカルボキシル基
含有水溶性重合体を溶解しない溶媒をいう。
【0017】不活性溶媒としては、例えば、ノルマルペ
ンタン、ノルマルヘキサン、イソヘキサン、ノルマルヘ
プタン、ノルマルオクタン、イソオクタン、シクロペン
タン、メチルシクロペンタン、シクロヘキサン、メチル
シクロヘキサン、ベンゼン、トルエン、キシレン、クロ
ロベンゼン、エチレンジクロライド、酢酸エチル、酢酸
イソプロピル、メチルエチルケトン、メチルイソブチル
ケトン等を挙げることができる。これらは単独で使用し
てもよく、2種以上併用しても良い。中でも、人体への
影響が比較的低く、安価で入手しやすい観点からノルマ
ルヘキサンが好適に用いられる。
【0018】なお、α,β−不飽和カルボン酸類と、エ
チレン性不飽和基を2個以上有する化合物とを反応させ
る際には、ラジカル重合開始剤とともにアルカリ金属炭
酸塩の存在下に反応させることが好ましい。このよう
に、ラジカル重合開始剤とともにアルカリ金属炭酸塩の
存在下に反応させた場合には、得られるカルボキシル基
含有水溶性重合体の中和粘稠液の表面のなめらかさを向
上させることができる。
【0019】アルカリ金属炭酸塩としては、炭酸ナトリ
ウム、炭酸カリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カ
リウム等を挙げることができる。中でも、得られるカル
ボキシル基含有水溶性重合体の中和粘稠液の粘度の低下
が小さい観点から、炭酸ナトリウムおよび炭酸カリウム
が好適に用いられる。
【0020】アルカリ金属炭酸塩の使用量は、当初の
α,β−不飽和カルボン酸類100重量部に対して、
0.001〜1重量部であることが望ましい。得られる
カルボキシル基含有水溶性重合体の中和粘稠液の表面の
なめらかさを向上しうる観点から、アルカリ金属炭酸塩
の使用量が0.001重量部以上であることが好まし
い。また、得られるカルボキシル基含有水溶性重合体の
中和粘稠液の粘度を維持する観点から、アルカリ金属炭
酸塩の量が1重量部以下であることが好ましい。
【0021】α,β−不飽和カルボン酸類と、エチレン
性不飽和基を2個以上有する化合物とを反応させる際の
雰囲気は、例えば、窒素ガス、アルゴンガス等の不活性
ガス雰囲気であることが好ましい。
【0022】反応温度は、50〜90℃、好ましくは5
5℃〜75℃であることが望ましい。反応溶液の粘度上
昇を抑制し、均一に攪拌しうる観点から、反応温度が5
0℃以上であることが好ましい。また、反応が急激に進
行することなく、反応を制御しうる観点から、反応温度
が90℃以下であることが好ましい。反応時間は、反応
温度によって異なるので一概には決定することができな
いが、通常、0.5〜5時間である。
【0023】本発明においては、前記したように、当初
の反応液中のα,β−不飽和カルボン酸類の20〜70
モル%、好ましくは30〜60モル%、さらに好ましく
は30〜50モル%が未反応で残存している反応液中
に、さらにα,β−不飽和カルボン酸類を添加して反応
させる点に最大の特徴がある。得られるカルボキシル基
含有水溶性重合体の中和粘稠液の粘度低下率を小さくす
る観点から、未反応のα,β−不飽和カルボン酸類が当
初の反応液中のα,β−不飽和カルボン酸類の20モル
%以上である。また、同様に、得られるカルボキシル基
含有水溶性重合体の中和粘稠液の粘度低下率を小さくす
る観点から、未反応のα,β−不飽和カルボン酸類が当
初の反応液中のα,β−不飽和カルボン酸類の70モル
%以下である。ここで、未反応のα,β−不飽和カルボ
ン酸類は、反応液中に残存するα,β−不飽和カルボン
酸類を高速液体クロマトグラフィーにより定量すること
ができる。
【0024】添加するα,β−不飽和カルボン酸類とし
ては、当初のα,β−不飽和カルボン酸類と同一の化合
物でも異なる化合物でもよく、例えば、アクリル酸、メ
タクリル酸、クロトン酸、マレイン酸、イタコン酸、フ
マル酸等のα,β−不飽和カルボン酸;アクリル酸ラウ
リル、アクリル酸ミリスチル、アクリル酸パルミチル、
アクリル酸オレイル、アクリル酸ステアリル、アクリル
酸ベへニル、メタクリル酸ラウリル、メタクリル酸ミリ
スチル、メタクリル酸パルミチル、メタクリル酸オレイ
ル、メタクリル酸ステアリル、メタクリル酸ベへニル等
のアルキル基の炭素数が10〜30のα,β−不飽和カ
ルボン酸アルキルエステル等を挙げることができる。こ
れらは、α,β−不飽和カルボン酸単独で使用してもよ
く、α,β−不飽和カルボン酸とアルキル基の炭素数が
10〜30のα,β−不飽和カルボン酸アルキルエステ
ルとを併用してもよい。中でも、安価で入手が容易であ
り、しかもカルボキシル基含有水溶性重合体の中和粘稠
液の透明性に優れることから、アクリル酸単独もしくは
アクリル酸とメタクリル酸ラウリルの混合物が好適に用
いられる。
【0025】α,β−不飽和カルボン酸類の添加量は、
当初のα,β−不飽和カルボン酸類の量の3〜60重量
%、好ましくは5〜50重量%、さらに好ましくは10
〜40重量%であることが望ましい。粘度低下率が小さ
く、低濃度であっても増粘性、透明性に優れた中和粘稠
液を与えるカルボキシル基含有水溶性重合体が得られる
観点から、α,β−不飽和カルボン酸類の添加量が3重
量%以上であることが好ましい。また、反応が進行し、
カルボキシル基含有水溶性重合体が析出しても、均一に
攪拌しうる観点から、α,β−不飽和カルボン酸類の添
加量が60重量%以下であることが好ましい。
【0026】なお、α,β−不飽和カルボン酸類の添加
は、一括で行っても良いし、複数回に分割して行っても
良い。
【0027】α,β−不飽和カルボン酸類を添加し、反
応させる際の温度は、50〜90℃、好ましくは55℃
〜75℃であることが望ましい。すなわち、最初にα,
β−不飽和カルボン酸類と、エチレン性不飽和基を2個
以上有する化合物とを、不活性溶媒中で、ラジカル重合
開始剤の存在下に反応させた温度のまま、さらにα,β
−不飽和カルボン酸類を添加すればよい。添加後の反応
時間は、反応温度によって異なるので一概には決定する
ことができないが、通常、0.5〜5時間である。
【0028】反応終了後、反応溶液を80〜130℃に
加熱し、不活性溶媒を揮散除去することにより白色微粉
末のカルボキシル基含有水溶性重合体を得ることができ
る。短時間で乾燥しうる観点から、加熱温度が80℃以
上であることが好ましい。また、得られたカルボキシル
基含有水溶性重合体の溶解性が良好である観点から、加
熱温度が130℃以下であることが好ましい。
【0029】かくして得られたカルボキシル基含有水溶
性重合体は、その0.2重量%中和粘稠液の粘度低下率
が、25%未満、好ましくは15%未満であることが望
ましい。化粧品等を生産する場合に安定した増粘性を確
保でき、工業的生産において品質のバラツキを抑制する
観点から、0.2重量%中和粘稠液の粘度低下率が25
%未満であることが好ましい。なお、本発明における粘
度低下率とは、後述する測定方法により測定した値をい
う。
【0030】また、本発明のカルボキシル基含有水溶性
重合体は、その0.2重量%中和粘稠液の平衡粘度が、
20000〜50000mPa・s、好ましくは250
00〜40000mPa・sであることが望ましい。同
じ増粘性を確保するためのカルボキシル基含有水溶性重
合体の使用量が増大することなく経済的である観点か
ら、平衡粘度が20000mPa・s以上であることが
好ましい。また、同じ増粘性を確保するためのカルボキ
シル基含有水溶性重合体の使用量が適度であり中和粘稠
液が塩や光に対して長期安定性を有する観点から、平衡
粘度が50000mPa・s以下であることが好まし
い。なお、本発明における平衡粘度とは、後述する測定
方法により測定した値をいう。
【0031】得られたカルボキシル基含有水溶性重合体
を用いて中和粘稠液を調製する方法としては、特に限定
されず、例えば、カルボキシル基含有水溶性重合体の濃
度が、0.01〜3重量%となるように水中に溶解させ
た後、水酸化ナトリウム等のアルカリ金属水酸化物、ト
リエタノールアミン、ジイソプロパノールアミン等のア
ミン類等のアルカリで、pHが6.5〜7.5になるよ
うに中和すればよい。
【0032】本発明のカルボキシル基含有水溶性重合体
を用いて得られた中和粘稠液は、攪拌による剪断を受け
にくく、粘度低下率が小さいものである。また、この中
和粘稠液は、低濃度であっても高粘度で、透明性や表面
のなめらかさに優れているので、化粧品等の特性を良好
に保つことが出来る。
【0033】本発明の製造方法により得られたカルボキ
シル基含有水溶性重合体が、前記したように優れた性質
を有する理由は、定かではないが、次のように推測する
ことができる。すなわち、通常の製造方法においては、
多くの架橋点から成長したポリマー鎖が絡み合った3次
元構造を有するカルボキシル基含有水溶性重合体が得ら
れる一方、本発明の製造方法によれば、重合の特定の段
階でモノマーであるα,β−不飽和カルボン酸類をさら
に添加することにより、前記した多くの架橋点から成長
したポリマー鎖が絡み合った3次元構造の表面に、新た
なポリマー鎖が絡み合った3次元構造を有するカルボキ
シル基含有水溶性重合体が得られるものと考えられる。
したがって、攪拌による剪断により絡み合ったポリマー
鎖がほぐれることに起因する中和粘稠液の粘度の低下が
起こりにくく、また低濃度であっても高粘度になるもの
と考えられる。
【0034】
【実施例】以下に実施例および比較例を挙げて本発明を
さらに詳しく説明するが、本発明はこれら実施例のみに
限定されるものではない。
【0035】実施例1 攪拌機、温度計、窒素吹き込み管および冷却管を備えた
500mL容の四つ口フラスコに、アクリル酸40g
(0.56モル、38.1mL)、メタクリル酸ラウリ
ル0.2g(0.0008モル)、炭酸ナトリウム0.
08g、ペンタエリスリトールテトラアリルエーテル
0.25g、α,α’−アゾビスイソブチロニトリル
0.16g(0.001モル)、ノルマルヘキサン17
7g(264mL)を仕込んだ。引き続き、均一に攪
拌、混合した後、反応容器の上部空間、原料および溶媒
中に存在している酸素を除去するために、溶液中に窒素
ガスを吹き込んだ。次いで、窒素雰囲気下、60〜65
℃に保持して1時間反応させた。その時の、反応液中の
未反応のアクリル酸とメタクリル酸ラウリルの合計量は
0.230モルであり、仕込んだアクリル酸とメタクリ
ル酸ラウリルの合計量に対して41モル%であった。
【0036】引き続き、同温度で、アクリル酸10g
(0.14モル、9.5mL)を添加し、同温度で3時
間反応させた。
【0037】反応終了後、生成したスラリーを90℃に
加熱して、ノルマルヘキサンを留去し、白色微粉末のカ
ルボキシル基含有水溶性重合体48gを得た。
【0038】実施例2 攪拌機、温度計、窒素吹き込み管および冷却管を備えた
500mL容の四つ口フラスコに、アクリル酸40g
(0.56モル、38.1mL)、炭酸カリウム0.0
8g、ジエチレングリコールジアリルエーテル0.48
g、α,α’−アゾビスイソブチロニトリル0.16g
(0.001モル)、ノルマルヘキサン177g(26
4mL)を仕込んだ。引き続き、均一に攪拌、混合した
後、反応容器の上部空間、原料および溶媒中に存在して
いる酸素を除去するために、溶液中に窒素ガスを吹き込
んだ。次いで、窒素雰囲気下、60〜65℃に保持して
1.5時間反応させた。その時の、反応液中の未反応の
アクリル酸の量は0.174モルであり、仕込んだアク
リル酸に対して31モル%であった。
【0039】引き続き、同温度で、アクリル酸10g
(0.14モル、9.5mL)を添加し、同温度で2.
5時間反応させた。
【0040】反応終了後、生成したスラリーを90℃に
加熱して、ノルマルヘキサンを留去し、白色微粉末のカ
ルボキシル基含有水溶性重合体48gを得た。
【0041】実施例3 攪拌機、温度計、窒素吹き込み管および冷却管を備えた
500mL容の四つ口フラスコに、アクリル酸40g
(0.56モル、38.1mL)、メタクリル酸ラウリ
ル0.2g(0.0008モル)、炭酸ナトリウム0.
08g、ペンタエリスリトールテトラアリルエーテル
0.25g、α,α’−アゾビスイソブチロニトリル
0.16g(0.001モル)、ノルマルヘキサン17
7g(264mL)を仕込んだ。引き続き、均一に攪
拌、混合した後、反応容器の上部空間、原料および溶媒
中に存在している酸素を除去するために、溶液中に窒素
ガスを吹き込んだ。次いで、窒素雰囲気下、60〜65
℃に保持して1時間反応させた。その時の、反応液中の
未反応のアクリル酸とメタクリル酸ラウリルの合計量は
0.230モルであり、仕込んだアクリル酸とメタクリ
ル酸ラウリルの合計量に対して41モル%であった。
【0042】引き続き、同温度で、アクリル酸16g
(0.22モル、15.2mL)を添加し、同温度で3
時間反応させた。
【0043】反応終了後、生成したスラリーを90℃に
加熱して、ノルマルヘキサンを留去し、白色微粉末のカ
ルボキシル基含有水溶性重合体55gを得た。
【0044】実施例4 攪拌機、温度計、窒素吹き込み管および冷却管を備えた
500mL容の四つ口フラスコに、アクリル酸40g
(0.56モル、38.1mL)、ペンタエリスリトー
ルテトラアリルエーテル0.25g、α,α’−アゾビ
スイソブチロニトリル0.16g(0.001モル)、
ノルマルヘキサン177g(264mL)を仕込んだ。
引き続き、均一に攪拌、混合した後、反応容器の上部空
間、原料および溶媒中に存在している酸素を除去するた
めに、溶液中に窒素ガスを吹き込んだ。次いで、窒素雰
囲気下、60〜65℃に保持して1.5時間反応させ
た。その時の、反応液中の未反応のアクリル酸の量は
0.174モルであり、仕込んだアクリル酸に対して3
1モル%であった。
【0045】引き続き、同温度で、アクリル酸10g
(0.14モル、9.5mL)を添加し、同温度で2.
5時間反応させた。
【0046】反応終了後、生成したスラリーを90℃に
加熱して、ノルマルヘキサンを留去し、白色微粉末のカ
ルボキシル基含有水溶性重合体48gを得た。
【0047】実施例5 攪拌機、温度計、窒素吹き込み管および冷却管を備えた
500mL容の四つ口フラスコに、アクリル酸40g
(0.56モル、38.1mL)、メタクリル酸ラウリ
ル0.2g(0.0008モル)、ペンタエリスリトー
ルテトラアリルエーテル0.25g、α,α’−アゾビ
スイソブチロニトリル0.16g(0.001モル)、
ノルマルヘキサン177g(264mL)を仕込んだ。
引き続き、均一に攪拌、混合した後、反応容器の上部空
間、原料および溶媒中に存在している酸素を除去するた
めに、溶液中に窒素ガスを吹き込んだ。次いで、窒素雰
囲気下、60〜65℃に保持して2時間反応させた。そ
の時の、反応液中の未反応のアクリル酸とメタクリル酸
ラウリルの合計量は0.118モルであり、仕込んだア
クリル酸とメタクリル酸ラウリルの合計量に対して21
モル%であった。
【0048】引き続き、同温度で、アクリル酸10g
(0.14モル、9.5mL)を添加し、同温度で2時
間反応させた。
【0049】反応終了後、生成したスラリーを90℃に
加熱して、ノルマルヘキサンを留去し、白色微粉末のカ
ルボキシル基含有水溶性重合体48gを得た。
【0050】比較例1 攪拌機、温度計、窒素吹き込み管および冷却管を備えた
500mL容の四つ口フラスコに、アクリル酸40g
(0.56モル、38.1mL)、炭酸ナトリウム0.
08g、ペンタエリスリトールテトラアリルエーテル
0.25g、α,α’−アゾビスイソブチロニトリル
0.16g(0.001モル)、ノルマルヘキサン17
7g(264mL)を仕込んだ。引き続き、均一に攪
拌、混合した後、反応容器の上部空間、原料および溶媒
中に存在している酸素を除去するために、溶液中に窒素
ガスを吹き込んだ。次いで、窒素雰囲気下、60〜65
℃に保持して5時間反応させた。
【0051】反応終了後、生成したスラリーを90℃に
加熱して、ノルマルヘキサンを留去し、白色微粉末のカ
ルボキシル基含有水溶性重合体38gを得た。
【0052】比較例2 攪拌機、温度計、窒素吹き込み管および冷却管を備えた
500mL容の四つ口フラスコに、アクリル酸40g
(0.56モル、38.1mL)、メタクリル酸ラウリ
ル0.2g(0.0008モル)、炭酸ナトリウム0.
08g、ペンタエリスリトールテトラアリルエーテル
0.25g、α,α’−アゾビスイソブチロニトリル
0.16g(0.001モル)、ノルマルヘキサン17
7g(264mL)を仕込んだ。引き続き、均一に攪
拌、混合した後、反応容器の上部空間、原料および溶媒
中に存在している酸素を除去するために、溶液中に窒素
ガスを吹き込んだ。次いで、窒素雰囲気下、60〜65
℃に保持して0.5時間反応させた。その時の、反応液
中の未反応のアクリル酸とメタクリル酸ラウリルの合計
量は0.404モルであり、仕込んだアクリル酸とメタ
クリル酸ラウリルの合計量に対して72モル%であっ
た。
【0053】引き続き、同温度で、アクリル酸2g
(0.03モル、1.9mL)を添加し、同温度で3.
5時間反応させた。
【0054】反応終了後、生成したスラリーを90℃に
加熱して、ノルマルヘキサンを留去し、白色微粉末のカ
ルボキシル基含有水溶性重合体40gを得た。
【0055】比較例3 攪拌機、温度計、窒素吹き込み管および冷却管を備えた
500mL容の四つ口フラスコに、アクリル酸40g
(0.56モル、38.1mL)、メタクリル酸ラウリ
ル0.2g(0.0008モル)、炭酸ナトリウム0.
08g、ペンタエリスリトールテトラアリルエーテル
0.25g、α,α’−アゾビスイソブチロニトリル
0.16g(0.001モル)、ノルマルヘキサン17
7g(264mL)を仕込んだ。引き続き、均一に攪
拌、混合した後、反応容器の上部空間、原料および溶媒
中に存在している酸素を除去するために、溶液中に窒素
ガスを吹き込んだ。次いで、窒素雰囲気下、60〜65
℃に保持して3.5時間反応させた。その時の、反応液
中の未反応のアクリル酸とメタクリル酸ラウリルの合計
量は0.028モルであり、仕込んだアクリル酸とメタ
クリル酸ラウリルの合計量に対して5モル%であった。
【0056】引き続き、同温度で、アクリル酸26g
(0.36モル、24.8mL)を添加し、同温度で3
時間反応させた。
【0057】反応終了後、生成したスラリーを90℃に
加熱して、ノルマルヘキサンを留去し、白色微粉末のカ
ルボキシル基含有水溶性重合体64gを得た。
【0058】実施例1〜5および比較例1〜3で得られ
たカルボキシル基含有水溶性重合体の物性として、その
0.2重量%中和粘稠液の粘度低下率および平衡粘度、
透明性ならびに表面のなめらかさを以下のようにして評
価した。
【0059】(カルボキシル基含有水溶性重合体の物性
評価) (1)粘度低下率および平衡粘度 2L容のガラス製ビーカー(直径14cm)にイオン交
換水980g、カルボキシル基含有水溶性重合体20g
を仕込み、高速攪拌機(TKホモディスパーf mod
el;特殊機化学製)で毎分5000回転の速度で3分
間攪拌し、カルボキシル基含有水溶性重合体を溶解させ
た。得られた溶液を20〜30℃で24時間放置した。
次いで、2L容のガラス製ビーカー(直径14cm)に
24時間放置した前記溶液100g、イオン交換水85
7gを仕込み、高速攪拌機で毎分2000回転の速度で
1分間攪拌して全体を均一にさせた。引き続き、2重量
%水酸化カリウム水溶液43gを添加すると同時に、高
速攪拌機の回転数を毎分5000回転まで上げ2分間撹
拌混合した。得られた0.2重量%中和粘稠液(pH
6.8)の粘度を、BL型回転粘度計を用い、ローター
No.4、毎分12回転、温度25℃の条件下、30秒
後の粘度を測定した(攪拌2分後の粘度)。さらに、同
様に13分間攪拌混合して、粘度を測定した(攪拌15
分後の粘度)。得られた測定値から下記式より粘度低下
率を算出した。また、平衡粘度は、前記攪拌15分後の
粘度とした。
【0060】
【数1】
【0061】(2)透明性 前記攪拌15分後の粘度を測定したカルボキシル基含有
水溶性重合体の中和粘稠液を1cm×1cmのセルに入
れ、425nmの波長での透過率を測定した。なお、通
常、透過率が96%以上であれば透明性に優れていると
判断できる。
【0062】(3)表面のなめらかさ 前記攪拌15分後の粘度を測定したカルボキシル基含有
水溶性重合体の中和粘稠液の表面を目視にて評価した。
評価は、男女10人を評価パネラーとし、中和粘稠液の
表面のなめらかさの評価について、良好であると感じた
パネラーの人数を集計し、以下の評価基準に基づいて判
定した。なお、通常、以下の評価基準で○以上であれ
は、表面のなめらかさに優れていると判断できる。
【0063】評価基準 ◎:中和粘稠液の表面がなめらかであると感じた人数が
10人 ○:中和粘稠液の表面がなめらかであると感じた人数が
8〜9人 △:中和粘稠液の表面がなめらかであると感じた人数が
7人以下
【0064】
【表1】
【0065】表1に示された結果から、実施例1〜5で
得られたカルボキシル基含有水溶性重合体の0.2重量
%中和粘稠液の粘度低下率は25%未満であり、その平
衡粘度は20000〜50000mPa・Sの範囲内に
あることがわかる。一方、比較例1〜3で得られたカル
ボキシル基含有水溶性重合体の0.2重量%中和粘稠液
の粘度低下率は25%以上であり、平衡粘度は2000
0mPa・S以下であることがわかる。また、実施例1
〜5で得られたカルボキシル基含有水溶性重合体の0.
2重量%中和粘稠液は、低濃度であっても高粘度で、透
明性や表面のなめらかさに優れていることがわかる。
【0066】
【発明の効果】本発明の製造方法により得られるカルボ
キシル基含有水溶性重合体の中和粘稠液は、粘度低下率
が小さく、低濃度であっても高粘度で、透明性や表面の
なめらかさに優れている。したがって、本発明の製造方
法により得られるカルボキシル基含有水溶性重合体は、
従来のものに比べて、化粧品等の分野に有効に利用する
ことができる。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成15年3月7日(2003.3.7)
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0065
【補正方法】変更
【補正内容】
【0065】表1に示された結果から、実施例1〜5で
得られたカルボキシル基含有水溶性重合体の0.2重量
%中和粘稠液の粘度低下率は25%未満であり、その平
衡粘度は20000〜50000mPa・の範囲内に
あることがわかる。一方、比較例1〜3で得られたカル
ボキシル基含有水溶性重合体の0.2重量%中和粘稠液
の粘度低下率は25%以上であり、平衡粘度は2000
0mPa・以下であることがわかる。また、実施例1
〜5で得られたカルボキシル基含有水溶性重合体の0.
2重量%中和粘稠液は、低濃度であっても高粘度で、透
明性や表面のなめらかさに優れていることがわかる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4J011 AA05 AA07 AB08 AC03 BB01 BB07 BB09 BB17 PA07 PB40 4J100 AB16Q AE71Q AE77Q AG63Q AG70Q AJ01P AJ02P AJ08P AJ09P AL05P AL62Q AL63Q AL75Q AS11Q BA03Q BA63Q BC75Q CA04 FA03 FA37 JA15 JA51 JA61

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 α,β−不飽和カルボン酸類と、エチレ
    ン性不飽和基を2個以上有する化合物とを、不活性溶媒
    中で、ラジカル重合開始剤の存在下に反応させるカルボ
    キシル基含有水溶性重合体の製造方法において、α,β
    −不飽和カルボン酸類の20〜70モル%が未反応で残
    存する反応液中に、さらにα,β−不飽和カルボン酸類
    を添加して反応させることを特徴とするカルボキシル基
    含有水溶性重合体の製造方法。
  2. 【請求項2】 アルカリ金属炭酸塩の存在下に反応させ
    る請求項1記載の製造方法。
  3. 【請求項3】 アルカリ金属炭酸塩が、炭酸ナトリウム
    または炭酸カリウムである請求項2記載の製造方法。
  4. 【請求項4】 α,β−不飽和カルボン酸類が、アクリ
    ル酸またはアクリル酸とメタクリル酸ラウリルの混合物
    である請求項1〜3いずれか記載の製造方法。
  5. 【請求項5】 エチレン性不飽和基を2個以上有する化
    合物が、ペンタエリスリトールテトラアリルエーテル、
    ジエチレングリコールジアリルエーテルまたはポリアリ
    ルサッカロースである請求項1〜4いずれか記載の製造
    方法。
  6. 【請求項6】 0.2重量%中和粘稠液の粘度低下率が
    25%未満であり、かつその平衡粘度が20000〜5
    0000mPa・sである、請求項1〜5いずれか記載
    の製造方法により得られるカルボキシル基含有水溶性重
    合体。
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