JP2022150084A - カルボン酸系重合体及びその製造方法 - Google Patents

カルボン酸系重合体及びその製造方法 Download PDF

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郁雄 清水
Ikuo Shimizu
登 坂本
Noboru Sakamoto
義貴 池内
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Abstract

【課題】本発明は、吸湿性、耐水性に優れるカルボン酸系重合体を含む組成物を提供することを目的とする。【解決手段】カルボン酸系単量体由来の構造単位と、スルホン酸(塩)基含有単量体由来の構造単位を含み、該カルボン酸系単量体由来の構造単位と該スルホン酸(塩)基含有単量体由来の構造単位との合計が、全単量体由来の構造100質量%に対して90質量%以上であり、ゲル浸透クロマトグラフィー測定において、重量平均分子量が20万以上であり、全重合体成分を示すピーク面積100%に対して分子量100万以上の成分のピーク面積が7.0%以上であるカルボン酸系重合体と、水とを含む組成物。【選択図】なし

Description

本発明は、カルボン酸系重合体に関する。より詳しくは、親水化剤用途に有用なカルボン酸系重合体に関する。
カルボン酸系重合体は、カルボキシル基又はその塩を有する重合体であり、例えば、無機粒子分散剤、水処理剤、洗剤用添加剤、繊維処理剤、増粘剤等、各種工業用途に広く使用されている。
例えば特許文献1には、(メタ)アクリル酸系単量体由来の構成単位(a)及び、不飽和単量体由来の構成単位(b)を有する共重合体であって、該共重合体は、重量平均分子量(Mw)が、6万~100万であり、構成単位(b)の(モル%)×(Mw)の式により求められる値が、100万以上であり、分子量分布(Mw/Mn)が25未満である共重合体が開示されている。該共重合体の製造方法は、開始剤と希釈水を重合溶液に添加する工程を含む、希釈水添加開始時間の15分前の時点での開始剤の添加速度を基準として、希釈水添加開始時間の15分経過以降における開始剤の添加速度を1.5~5倍にすることを特徴としており、該製造方法によって、単量体の残存を少なくすることができることが開示されている。特許文献1では実施例としてアクリル酸と3-アリルオキシ-2-ヒドロキシプロパンスルホン酸ナトリウムとの共重合体が例示され、シリカスケール防止に優れることが開示されている。
例えば特許文献2には、アクリル酸と3-アリルオキシ-2-ヒドロキシプロパンスルホン酸ナトリウムとの共重合体とオキサゾリン基を含む化合物の組成物でポリエステル繊維に繊維処理を施すことで、処理した繊維が吸湿性に優れることが開示されている。
特開2007-99839公報 特開2018-066070公報
(メタ)アクリル酸(塩)とスルホン酸基を含有する単量体からなる重合体及びその製造方法は上述のように開示されている。しかしながら、例えば吸湿性を付与する親水化剤としてカルボン酸系重合体を用いる際に、その吸湿性、耐水性についてはさらに改善の余地があった。
本発明は、上記現状に鑑みてなされたものであり、吸湿性、耐水性に優れるカルボン酸系重合体を含む組成物を提供することを目的とする。
本発明者は、上記目的を達成する為に種々検討を行ない、本発明に想到した。
すなわち本開示は、カルボン酸系単量体由来の構造単位と、スルホン酸(塩)基含有単量体由来の構造単位を含み、該カルボン酸系単量体由来の構造単位と該スルホン酸(塩)基含有単量体由来の構造単位との合計が、全単量体由来の構造100質量%に対して90質量%以上であり、ゲル浸透クロマトグラフィー測定において、重量平均分子量が20万以上であり、全重合体成分を示すピーク面積100%に対して分子量100万以上の成分のピーク面積が7.0%以上であるカルボン酸系重合体と、水とを含む組成物である。
本開示のカルボン酸系重合体と、水とを含む組成物は、吸湿性に優れるため、親水化剤として好適に用いることが出来る。
以下、本発明を詳細に説明する。
なお、以下において記載する本発明の個々の好ましい形態を2つ以上組み合わせたものもまた、本発明の好ましい形態である。
[本開示のカルボン酸系重合体と、水とを含む組成物]
本開示のカルボン酸系重合体と、水とを含む組成物は、以下記載の本開示のカルボン酸系重合体と水とを含む。本開示において水は、精製水、蒸留水、イオン交換水、純水、軟水、硬水、その他各種方法によって得られる精製水等を用いることが出来る。
本開示のカルボン酸系重合体と、水とを含む組成物は、該カルボン酸系重合体100質量%に対して、水を100質量%以上、900質量%以下含むことが好ましい。水を120質量%以上含むことがより好ましく、150質量%以上含むことが更に好ましく、200質量%以上含むことが特に好ましい。また、700質量%以下含むことが好ましく、500質量%以下含むことが更に好ましく、400質量%以下含むことが特に好ましい。
本開示のカルボン酸系重合体と水とを含む組成物は、水以外の有機溶媒、未反応の残留単量体、重合開始剤、連鎖移動剤、防腐剤、消臭剤の任意な成分を含むことができる。
未反応の残留単量体を含む場合、添加した単量体100質量%に対して、残留単量体は10質量%以下であることが好ましい。残留単量体が10質量%を超えると親水化剤としての耐久性の低下を招くおそれがある。好ましくは、8質量%以下であり、より好ましくは5質量%以下であり、さらに好ましくは4質量%以下である。
なお、本開示のカルボン酸系重合体と、水とを含む組成物を、本開示の水溶液と呼ぶことがある。本開示のカルボン酸系重合体と水からなる水溶液も本発明の好ましい態様の一つである。
[本開示のカルボン酸系重合体]
本開示のカルボン酸系重合体は、カルボン酸系単量体由来の構造単位と、スルホン酸(塩)基含有単量体由来の構造単位を含み、該カルボン酸系単量体由来の構造単位と該スルホン酸(塩)基含有単量体由来の構造単位との合計が、全単量体由来の構造100質量%に対して90質量%以上であり、ゲル浸透クロマトグラフィー測定において、重量平均分子量が20万以上であり、全重合体成分を示すピーク面積100%に対して分子量100万以上の成分のピーク面積が7.0%以上である。なお、上記重合体を「本開示の重合体」とも言う。
本開示において、該カルボン酸系単量体由来の構造単位と該スルホン酸(塩)基含有単量体由来の構造単位との合計が、全単量体由来の構造100モル%に対して90モル%以上である態様もまた本発明の一態様である。
<カルボン酸系単量体由来の構造単位>
本開示において、カルボン酸系単量体由来の構造単位とは、カルボン酸(塩)を含む単量体に由来する構造単位である。例えば、不飽和カルボン酸系単量体由来の構造単位である。不飽和カルボン酸系単量体は、エチレン性不飽和基とカルボアニオンを形成しうる基を有するものであれば、特に制限されないが、不飽和モノカルボン酸系単量体や不飽和ジカルボン酸系単量体等が挙げられる。不飽和カルボン酸系単量体は、モノ不飽和カルボン酸系単量体であることが好ましく、モノ不飽和カルボン酸系単量体は、不飽和カルボン酸系単量体中に95質量%以上含まれることが好ましい。モノ不飽和カルボン酸系単量体は、不飽和カルボン酸系単量体中に95モル%以上含まれることが好ましいことも、本開示の発明の一態様である。ジ不飽和カルボン酸系単量体が含まれていてもよいが、ジ不飽和カルボン酸系単量体が多く含まれると生成する重合体が不溶化することがあり、単量体の組成比が均一なポリマーの合成が困難となる場合がある。
不飽和モノカルボン酸系単量体としては、分子内にエチレン性不飽和基とカルボアニオンを形成しうる基を一つ有する単量体であればよく、例えば、(メタ)アクリル酸、クロトン酸、イソクロトン酸、チグリン酸、3-メチルクロトン酸、2-メチル-2-ペンテン酸、α-ヒドロキシアクリル酸;これらの1価金属塩、2価金属塩、アンモニウム塩、有機アミン塩;下記不飽和ジカルボン酸系単量体と炭素数1~22のアルコール又は炭素数2~4のグリコールとのハーフエステル;不飽和ジカルボン酸系単量体と炭素数1~22のアミンとのハーフアミド等が挙げられる。
不飽和ジカルボン酸系単量体としては、分子内にエチレン性不飽和基とカルボアニオンを形成しうる基を二つ有する単量体であればよく、例えばマレイン酸、イタコン酸、メサコン酸、シトラコン酸、フマル酸等や、それらの1価金属塩、2価金属塩、アンモニウム塩及び有機アミン塩等、それらの無水物が挙げられる。
不飽和カルボン酸系単量体としては、(メタ)アクリル酸(塩)、マレイン酸(塩)又は無水マレイン酸が好ましい。より好ましくは(メタ)アクリル酸(塩)であり、特に好ましくはアクリル酸(塩)である。
本開示において、不飽和カルボン酸系単量体由来の構造単位とは、不飽和カルボン酸系単量体のエチレン性不飽和基の炭素炭素二重結合が、炭素炭素単結合に置き換わった構造単位を表す。例えば、アクリル酸、CH=CH(COOH)、であれば、アクリル酸由来の構造単位は、-CH-CH(COOH)-、で表すことができる。(メタ)アクリル酸(塩)由来の構造単位は、例えば、(メタ)アクリル酸(塩)をラジカル重合することにより形成することができる。なお、不飽和カルボン酸系単量体由来の構造単位は、不飽和カルボン酸系単量体の炭素炭素二重結合が炭素炭素単結合に置き換わった構造と同じ構造であればよく、不飽和カルボン酸系単量体を重合することにより形成された構造単位に限定されず、例えば重合以外の反応により形成された構造単位であってもよい。
本開示の重合体における、カルボン酸系単量体由来の構造単位の含有量は、本開示の重合体を構成するすべての単量体に由来する構造単位100質量%に対し、好ましくは30質量%以上であり、より好ましくは40質量%以上であり、さらに好ましくは45質量%以上であり、特に好ましくは50質量%以上である。なお、上記カルボン酸系単量体由来の構造単位の含有量は、カルボン酸換算で算出する。カルボン酸換算とは、カルボン酸系単量体由来の構造単位がカルボン酸塩由来の構造単位である場合でも、カルボン酸として質量計算することをいう。上記範囲であることにより、親水化剤として使用した場合の親水性と耐水性を効率的に付与できる傾向にある。なお、本開示の重合体における、カルボン酸系単量体由来の構造単位の含有量は、本開示の重合体を構成するすべての単量体に由来する構造単位100モル%に対し、好ましくは60モル%以上であり、より好ましくは70モル%以上であり、特に好ましくは75モル%以上であることも、本開示の発明の一態様である。
<スルホン酸(塩)基含有単量体由来の構造単位>
本開示において、スルホン酸(塩)基含有単量体由来の構造単位とは、スルホン酸(塩)基を含む単量体に由来する構造単位である。例えば、不飽和スルホン酸(塩)基含有単量体由来の構造単位である。不飽和スルホン酸(塩)基含有単量体は、エチレン性不飽和基とスルホン酸(塩)基を有するものであれば、特に制限されない。不飽和スルホン酸(塩)基含有単量体は、モノ不飽和スルホン酸(塩)基含有単量体であることが好ましい。モノ不飽和スルホン酸(塩)基含有単量体は、不飽和スルホン酸(塩)基含有単量体中に95質量%以上含まれることが好ましい。モノ不飽和スルホン酸(塩)基含有単量体は、不飽和スルホン酸(塩)基含有単量体中に95モル%以上含まれることが好ましいことも、本開示の発明の一態様である。ジ不飽和スルホン酸(塩)基含有単量体が含まれていてもよいが、ジ不飽和スルホン酸(塩)基含有単量体が多く含まれると生成する重合体が不溶化することがあり、単量体の組成比が均一なポリマーの合成が困難となる場合がある。
上記塩としては、特に制限はないが、アルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、遷移金属塩、アンモニウム塩などが例示される。
本開示において、スルホン酸(塩)基含有単量体由来の構造単位とは、スルホン酸(塩)基含有単量体の少なくとも一つの炭素炭素二重結合が炭素炭素単結合に置き換わった構造単位を表す。なお、スルホン酸(塩)基含有単量体由来の構造単位は、スルホン酸(塩)基含有単量体の少なくとも1つの炭素炭素二重結合が炭素炭素単結合に置き換わった構造と同じ構造であればよく、スルホン酸(塩)基含有単量体を重合することにより形成された構造単位に限定されず、例えば重合以外の反応により形成された構造単位であってもよい。
スルホン酸(塩)基含有単量体としては、例えば、ビニルスルホン酸及びその塩、スチレンスルホン酸及びその塩、(メタ)アリルスルホン酸及びその塩、3-(メタ)アリルオキシ-2-ヒドロキシプロパンスルホン酸及びその塩、3-(メタ)アリルオキシ-1-ヒドロキシプロパンスルホン酸及びその塩、2-(メタ)アリルオキシエチレンスルホン酸及びその塩、2-アクリルアミド-2-メチルプロパンスルホン酸及びその塩、2-((メタ)アクリロイルオキシ)エタンスルホン酸及びその塩が挙げられる。
例えば、スルホン酸(塩)基含有単量体由来の構造単位は下記一般式(1)で表される。
Figure 2022150084000001
一般式(1)中、Rは、水素原子またはメチル基を表し、XおよびYは、それぞれ独立に水酸基またはスルホン酸(塩)基を表す(但し、X、Yのうち少なくとも一方はスルホン酸(塩)基を表す。)スルホン酸(塩)とは、スルホン酸、スルホン酸塩をいう。スルホン酸塩における塩とは、金属塩、アンモニウム塩、有機アミン塩である。具体的には、ナトリウム塩、リチウム塩、カリウム塩等のアルカリ金属塩;マグネシウム塩、カルシウム塩等のアルカリ土類金属塩;鉄の塩等の遷移金属塩;モノエタノールアミン塩、ジエタノールアミン塩、トリエタノールアミン塩等のアルカノールアミン塩;モノエチルアミン塩、ジエチルアミン塩、トリエチルアミン塩等のアルキルアミン塩;エチレンジアミン塩、トリエチレンジアミン塩等のポリアミン等の有機アミンの塩;等が挙げられる。この中でもナトリウム塩、カリウム塩が特に好ましい。アスタリスクは、一般式(1)で表される構造単位が結合している同種もしくは異種の他の構造単位に含まれる原子を表す。上記アスタリスクが表す原子が含まれる構造単位としては、特に制限はないが、単量体由来の構造単位、開始剤由来の構造単位、連鎖移動剤に由来する構造単位等が例示される。
本開示の親水化剤の吸湿性が向上する傾向にあることから、3-(メタ)アリルオキシ-2-ヒドロキシプロパンスルホン酸及びその塩であることが好ましく、より好ましくは、3-アリルオキシ-2-ヒドロキシプロパンスルホン酸及びそのナトリウム塩である
本開示の重合体における、スルホン酸(塩)基含有単量体由来の構造単位の含有量は、本開示の重合体を構成するすべての単量体に由来する構造単位100質量%に対し、5質量%以上、70質量%以下であり、好ましくは10質量%以上、60質量%以下であり、より好ましくは15質量%以上、55質量%以下であり、特に好ましくは20質量%以上、50質量%以下である。上記範囲であることにより、本開示の重合体の吸湿性が向上する傾向にある。なお、上記スルホン酸(塩)基含有単量体由来の構造単位の含有量は、ナトリウム塩換算で算出する。上記ナトリウム塩換算で算出するとは、スルホン酸(塩)基含有単量体由来の構造単位に含まれるスルホン酸(塩)基が例えば酸型のスルホン酸基である場合でも、スルホン酸基のナトリウム塩であるとして計算することをいう。なお、本開示の重合体における、スルホン酸(塩)基含有単量体由来の構造単位の含有量は、本開示の重合体を構成するすべての単量体に由来する構造単位100モル%に対し、3モル%以上、40モル%以下であり、好ましくは8モル%以上、30モル%以下であり、より好ましくは12モル%以上、25モル%以下であり、特に好ましくは15モル%以上、23モル%以下であることも、本開示の発明の一態様である。
<その他の単量体由来の構造単位>
本開示の重合体は、所望に応じて、カルボン酸系単量体由来の構造単位、スルホン酸(塩)基含有単量体由来の構造単位以外の単量体に由来する構造単位(その他の単量体に由来する構造単位ともいう)を有していてもよい。
本開示において、その他の単量体由来の構造単位とはその他の単量体の少なくとも一つの炭素炭素二重結合が炭素炭素単結合に置き換わった構造単位を表す。なお、その他の単量体由来の構造単位は、その他の単量体の少なくとも1つの炭素炭素二重結合が炭素炭素単結合に置き換わった構造と同じ構造であればよく、その他の単量体を重合することにより形成された構造単位に限定されず、例えば重合以外の反応により形成された構造単位であってもよい。
本開示の重合体における、その他の単量体に由来する構造単位の含有量は、本開示の重合体を構成するすべての単量体に由来する構造単位100質量%に対し、0質量%以上、10質量%以下、好ましくは0質量%以上、8質量%以下、より好ましくは、0質量%以上、6質量%以下、特に好ましくは0質量%以上、4質量%以下、最も好ましくは0質量%以上、2質量%以下である。
本開示のその他の単量体に由来する構造単位において、エチレン性不飽和基が2つ存在するジ不飽和基含有単量体等があるが、ジ不飽和カルボン酸系単量体としては、2,4-ペンタジエン酸及びその1価金属塩、2価金属塩、アンモニウム塩及び有機アミン塩等が挙げられ、ジ不飽和スルホン酸(塩)基含有単量体としては、2-メチル-1,3-ブタジエン-1-スルホン酸及びその塩等が挙げられる。
前記その他の単量体としては、(メタ)アリルアルコール、イソプレノール等の不飽和アルコール及びこれらにアルキレンオキサイドを付加した単量体、アルコキシアルキレングリコールの(メタ)アクリル酸エステル等のポリアルキレングリコール鎖含有単量体;ビニルピリジン、ビニルイミダゾール等の複素環式芳香族炭化水素基を有するビニル芳香族系単量体;ジメチルアミノエチルアクリレート、ジメチルアミノエチルメタクリレート、ジメチルアミノプロピルアクリレート等のジアルキルアミノアルキル(メタ)アクリレート、ジメチルアミノエチルアクリルアミド、ジメチルアミノエチルメタクリルアミド、ジメチルアミノプロピルアクリルアミド等のジアルキルアミノアルキル(メタ)アクリルアミド、ジアリルアミン、ジアリルジメチルアミン等のジアリルアルキルアミン等のアリルアミン等のアミノ基含有単量体及びこれらの四級化物;N-ビニルピロリドン、N-ビニルホルムアミド、N-ビニルアセトアミド、N-ビニル-N-メチルホルムアミド、N-ビニル-N-メチルアセトアミド、N-ビニルオキサゾリドン等のN-ビニル単量体;(メタ)アクリルアミド、N,N-ジメチルアクリルアミド、N-イソプロピルアクリルアミド、t-ブチルアクリルアミド等のアミド系単量体;(メタ)アリルアルコール、イソプレノール等の水酸基含有単量体;ブチル(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ドデシル(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリル酸アルキルエステル系単量体;2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、4-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシヘキシル(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリル酸ヒドロキシアルキル系単量体;スチレン、インデン、ビニルアニリン等のビニルアリール単量体;イソブチレン、酢酸ビニル等;エーテル結合含有単量体としては、エチルビニルエーテル、ブチルビニルエーテル、ベンジルビニルエーテル等のビニルエーテル;エチルメタリルエーテル、ブチルメタリルエーテル、ベンジルメタリルエーテル等の(メタ)アリルエーテル;エチルイソプレニルエーテル、ブチルイソプレニルエーテル、ベンジルイソプレニルエーテル等のイソプレニルエーテル等が挙げられる。
[本開示の重合体の物性等]
本開示の重合体は、重量平均分子量(Mw)が20万以上であり、20万以上、30000万以下であることが好ましい。より好ましくは25万以上であり、更に好ましくは30万以上であり、特に好ましくは40万以上であり、最も好ましくは50万以上である。また、より好ましくは10000万以下であり、更に好ましくは8000万以下であり、特に好ましくは5000万以下であり、最も好ましくは3000万以下である。上記範囲であることにより、本開示の親水化剤の吸湿性が向上する傾向にある。
本開示の重合体は、ゲル浸透クロマトグラフィー測定において、全重合体成分を示すピーク面積100%に対して、分子量100万以上の成分のピーク面積が7.0%以上であることが好ましく、全重合体成分を示すピーク面積100%に対して、分子量100万以上の成分のピーク面積が10.0%以上であることがより好ましい。上記範囲であることにより、親水化剤として使用した場合の親水性と耐水性を効率的に付与できる傾向にある。
全重合体成分を示すピーク面積100%に対して、分子量150万以上の成分のピーク面積が5.0%以上であることが好ましく、分子量150万以上の成分のピーク面積が7.0%以上であることがより好ましい。上記範囲であることにより、親水化剤として使用した場合の親水性と耐水性を効率的に付与できる傾向にある
全重合体成分を示すピーク面積100%に対して、分子量200万以上の成分のピーク面積が3.0%以上であることが好ましく、分子量200万以上の成分のピーク面積が5.0%以上であることがより好ましい。上記範囲であることにより、親水化剤として使用した場合の親水性と耐水性を効率的に付与できる傾向にある。
全重合体成分を示すピーク面積100%に対して、分子量2万以下の成分のピーク面積が5.0%以上であることが好ましく、10.0%以上であることがより好ましく、15.0%以上であることが特に好ましい。この場合、重合体水溶液の粘度を低下させることができ、取り扱いが容易となる。
本開示の重合体と水からなる組成物について、本開示の重合体を固形分で15質量%含有する水溶液とした時に、該水溶液の好ましい粘度は10mPa・s以上、1000mPa・s以下であることが好ましい。20mPa・s以上であることがより好ましく、30mPa・s以上であることがさらに好ましく、40mPa・s以上であることが特に好ましく、50mPa・s以上であることが最も好ましい。また、700mPa・s以下であることがより好ましく、500mPa・s以下であることがさらに好ましく、400mPa・s以下であることが特に好ましく、300mPa・s以下であることが最も好ましい。
本開示の重合体は、ゲル浸透クロマトグラフィー測定による分析チャートで、分子量5000~10万の範囲に、ピークトップを有することが好ましい。より好ましくは、分子量7000以上であり、さらに好ましくは、8000以上であり、特に好ましくは、1万以上であり、最も好ましくは1.1万以上である。また、より好ましくは、8万以下であり、さらに好ましくは、6万以下であり、特に好ましくは5万以下であり、最も好ましくは、4万以下である。この範囲にピークトップを有することにより重合体水溶液の粘度を低下させることができ、取り扱いが容易となる。本開示の重合体は、上記範囲外にピークトップを有していても良い。
[本開示の重合体の製造方法]
本開示の重合体の製造方法は、特に制限されないが、通常は、カルボン酸系単量体とスルホン酸(塩)基含有単量体を重合することにより製造することが好ましい。
例えば、反応器に溶媒の一部を装填し、60℃以上にする工程(A)、カルボン酸系単量体、スルホン酸(塩)基含有単量体、重合開始剤と、溶媒とを別々に徐々に添加して重合を開始し、重合を進める工程(B)、該カルボン酸系単量体、スルホン酸(塩)基含有単量体、重合開始剤の添加後に60℃以上を維持する熟成する工程(C)を含む重合方法がある。
例えば工程(A)は、反応容器として、還流冷却器、撹拌機を備えたものであればよく、使用する溶媒を仕込むことが出来る。溶媒は特に制限なく使用出来るが、生成する重合体の使用用途に応じて選択するのが良い。例えば、カルボン酸系重合体は水溶性であり、主な使用用途から溶媒は水溶性であることが好ましく、各種水、水溶性の有機溶媒を使用出来る。特に、水、水溶性のアルコール類、およびそれらの混合物であることが好ましく、水であることが好ましい。工程(A)は、60℃以上が好ましく、70℃以上がより好ましく、80℃以上が特に好ましい。溶媒が水である場合には80℃以上が好ましく、90℃以上がより好ましく、沸点が特に好ましい。
例えば工程(B)は、カルボン酸系単量体及び又はカルボン酸系単量体の水溶液、スルホン酸(塩)基含有単量体及び又はスルホン酸(塩)基含有単量体の水溶液、重合開始剤、溶媒の一部又は全量について滴下することが出来る。滴下で重合する場合、カルボン酸系単量体及び又はカルボン酸系単量体の水溶液、スルホン酸(塩)基含有単量体及び又はスルホン酸(塩)基含有単量体の水溶液、重合開始剤、溶媒の滴下は等速で滴下してもよく、滴下速度を逐次で変更してもよい。滴下速度が等速の場合において、多段階で滴下しても良い。カルボン酸系単量体及び又はカルボン酸系単量体の水溶液、スルホン酸(塩)基含有単量体及び又はスルホン酸(塩)基含有単量体の水溶液、重合開始剤、溶媒の滴下はそれぞれ別々のポンプで行ってもよく、適宜混合して行ってもよいが、分子量制御や、残留単量体の低減が容易となることから、これらの滴下は別々のポンプで行うことが好ましい。開始剤は多段階で滴下することが好ましい。滴下速度は第1段の滴下速度より第2段以降の滴下速度のほうが速くなるように調整することが好ましい。各段階においては等速で滴下することが好ましい。例えば、カルボン酸系単量体の滴下を等速で行ない、スルホン酸(塩)基含有単量体の滴下が2段階以上で行なわれ、1段階目と2段階目以降の滴下速度の比=(1段階目の滴下速度/2段階目以降の滴下速度)がそれぞれ1.5以上であることを特徴とし、スルホン酸(塩)基含有単量体の滴下時間がカルボン酸系単量体の滴下時間より短く、重合開始剤の滴下時間がカルボン酸系単量体の滴下時間より長いことが好ましい。カルボン酸系単量体及び又はカルボン酸系単量体の水溶液、スルホン酸(塩)基含有単量体及び又はスルホン酸(塩)基含有単量体の水溶液、重合開始剤、溶媒の滴下時間は特に制限はないが、重合開始剤の滴下は、カルボン酸系単量体及び又はカルボン酸系単量体の水溶液とスルホン酸(塩)基含有単量体及び又はスルホン酸(塩)基含有単量体の水溶液の滴下と同時に開始し、カルボン酸系単量体及び又はカルボン酸系単量体の水溶液とスルホン酸(塩)基含有単量体及び又はスルホン酸(塩)基含有単量体の水溶液の滴下終了後にも一定時間滴下することが好ましい。これにより、残留単量体の低減が容易となる。使用する重合開始剤としては特に限定されるものではないが、例えば、過酸化水素;過硫酸ナトリウム、過硫酸アンモニウム、過硫酸カリウム等の過硫酸塩;過酸化ベンゾイル、過酸化ラウロイル、過酢酸、過コハク酸、ジ-t-ブチルパーオサイド、t-ブチルヒドロパーオサイド、クメンヒドロパーオキサイド等の有機過酸化物、2,2’-アゾビス(2-アミノジプロパン)2塩酸塩4,4’-アゾビス(4-シアノバレリン酸)、アゾビスイソブチルニトリル2,2’-アゾビス(4-メトキシ-2,4-ジメチルバレロニトリル)等のアゾ系化合物;等が挙げられる。過酸化水素、過硫酸塩、有機過酸化物が好ましく、過酸化水素、過硫酸塩がより好ましく、過硫酸塩がさらに好ましい。これらの1種類のみであっても2種類以上含んでいてもよい。また、重合開始剤として過硫酸塩と金属塩等の、酸化剤と還元剤とを組み合わせてラジカルを発生させる酸化還元型開始剤等を使用しても良い。金属塩の金属は特に限定されるものではないが、鉄等が挙げられる。上記重合開始剤の添加量は、目的とする重合体の分子量によって適宜設定すればよい。なお、滴下時の重合開始剤の濃度は、特に限定されないが、過硫酸塩が開始剤である場合には、好ましくは3~50質量%溶液、より好ましくは5~40質量%溶液、さらに好ましくは10~30質量%溶液である。溶媒は特に制限なく使用出来るが、生成する重合体の使用用途に応じて選択するのが良い。カルボン酸系重合体は水溶性であり、主な使用用途から溶媒は水溶性であることが好ましく、各種水、水溶性の有機溶媒を使用出来る。特に、水、水溶性のアルコール類、およびそれらの混合物であることが好ましく、水であることが好ましい。重合温度は、使用する重合開始剤の半減期温度以上であることが好ましい。通常60~120℃であることが好ましく、70~110℃であることがより好ましく、80~105℃であることが特に好ましい。溶媒が水である場合には80℃以上が好ましく、90℃以上がより好ましく、沸点が特に好ましい。この温度範囲であると重合が効率よく進行する。
例えば工程(C)は熟成工程であり、重合温度もしくは、重合温度よりも高い温度で一定時間以上行うのがよい。熟成工程は通常60~120℃であることが好ましく、70~110℃であることがより好ましく、80~105℃であることが特に好ましい。熟成工程が終了した時点での重合溶液中の固形分濃度が30質量%以上、50質量%以下であることが好ましい。上記固形分濃度が30質量%未満であると、得られる共重合体が十分に高分子量化できないおそれがあり、また、残存する単量体が増加する恐れがある。上記固形分濃度が50質量%を超えると、重合液の粘度が高くなることで、攪拌効率の低下によるゲル化物の付着や激しい発泡などの問題が生じるおそれがある。より好ましくは35質量%以上であり、さらに好ましくは37質量%以上であり、特に好ましくは39質量%以上であり、最も好ましくは41質量%以上である。また、より好ましくは49質量%以下であり、さらに好ましくは48質量%以下であり、特に好ましくは47質量%以下であり、最も好ましくは46質量%以下である。
カルボン酸系単量体由来の構造単位と、スルホン酸(塩)基含有単量体由来の構造単位を含む重合体であり、全単量体由来の構造100質量%に対して、カルボン酸系単量体由来の構造単位とスルホン酸(塩)基含有単量体由来の構造単位の合計が90質量%以上であり、ゲル浸透クロマトグラフィー測定において、全重合体成分を示すピーク面積100%に対して分子量100万以上の成分のピーク面積が7.0%以上であるカルボン酸系重合体を製造する方法であって、カルボン酸系単量体の全使用量のうち50質量%以上を添加し、スルホン酸(塩)基含有単量体の全使用量のうち50質量%以上を添加し、重合開始剤の全使用量のうち50質量%以上を添加することは本開示の発明の一つの様態である。上記において、カルボン酸系単量体の全使用量のうち60質量%以上を添加することが好ましく、80質量%以上を添加することがより好ましく、90質量%以上を添加することがさらに好ましい。
本開示の重合体を製造する際に、連鎖移動剤を使用してもよい。連鎖移動剤を使用する場合には、連鎖移動剤の添加が2段階以上で行われ、2段階目と1段階目の添加速度の比=(2段階目の添加速度/1段階の添加速度)が1.5以上であることが好ましい。重合の過程において使用する全連鎖移動剤の量は、重合の過程において使用する全重合開始剤の量100モル%に対して、10モル%以上であることが好ましい。
上記記載の本開示の重合体の製造方法によれば、重合体の残存単量体が、添加した単量体100質量%に対して、好ましくは10質量%以下となる。上記記載の本開示の重合体の製造方法によれば、単量体の消費率が90%以上となる。
[本開示の重合体の用途]
本開示の重合体の用途としては、親水化剤、無機粒子分散剤、水処理剤、洗剤用添加剤、増粘剤等の各種工業用途を始めとして、スケール防止剤(スケール抑制剤)、金属イオン封止剤、増粘剤、各種バインダー等として用いることができる。
[本開示の親水化剤]
本開示の親水化剤は、本開示の重合体水溶液を含む。本開示の親水化剤は、吸湿性を基材に付与するものであることが好ましく、吸湿性付与剤であることが好ましい。本開示の親水化剤は、本開示の重合体水溶液の特徴であるカルボキシル基、スルホン酸(塩)基を含有する。各種の基材の処理を行なった場合、カルボキシル基、スルホン酸(塩)基は、処理した基材に吸湿性を付与することが出来る。本開示の親水化剤に含まれる本開示の重合体水溶液の割合は、親水化剤100質量%に対して、好ましくは50~100質量%であり、より好ましくは70~100質量%であり、更に好ましくは80~100質量%であり、特に好ましくは90~100質量%である。本開示の親水化剤中には、本開示の重合体水溶液以外に、架橋剤を含有してもよい。本開示の親水化剤は、各種のプラスチック、金属、コンクリート、木材や紙などのセルロース材料の基材表面にコーティングして使用することが出来る。上記プラスチックとしては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ(メタ)アクリレート、ポリアクリロニトリル、ポリビニルアルコール、ポリスチレン、ポリエステル、エチレン―酢酸ビニル共重合体、トリアセチルセルロース、シクロオレフィンポリマー、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリイミド、ナイロン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデンなどの樹脂組成物、フィルム、繊維、繊維構造体などが挙げられる。上記金属としては鉄、アルミニウム、鋼板、ティンフリースチール板、ブリキ板、ポリエチレンテレフタレートフィルムラミネート鋼板等が挙げられる。好ましくはセルロース材料、ポリエステル、ポリ(メタ)アクリレートのフィルム、繊維、繊維構造体及びアルミニウムの親水化剤として使用することができ、より好ましくはセルロース材料、ポリエステル、ポリ(メタ)アクリレートのフィルム、繊維、繊維構造体の親水化剤として使用することができる。
本開示の親水化剤は、上記各種基材表面に適用する場合には、硬化させて使用することが好ましく、硬化温度は100℃以上であることが好ましく、120℃以上であることがより好ましく、150℃以上であることがさらに好ましい。硬化させる際には、さらに硬化促進剤、増粘剤、消泡剤、防腐剤、紫外線吸収剤、レベリング剤、酸化防止剤などを添加して使用することも出来る。
[本開示の架橋剤]
本開示の重合体水溶液及び、本開示の親水化剤は、架橋剤(以下、本開示の架橋剤ともいう)を含んでいても良い。本開示の架橋剤は、本開示の重合体に含まれるカルボキシル基及び/又はその他の反応性官能基と反応して架橋構造を形成する限り特に制限されない。
上記本開示の重合体に含まれるその他の反応性官能基としては、特に制限されないが、水酸基、スルホン酸(塩)基、アミノ基等が挙げられる。
本開示の架橋剤は特に制限されないが、例えば、メラミン樹脂、グリオキザール樹脂、多官能エポキシ化合物、エチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、フェニレンジアミン、ジエタノールアミン、オキサゾリン基を含有する化合物、ブタンジオール、トリレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート等のポリイソシアネートが挙げられる。これらの中でもカルボキシル基と反応する多官能エポキシ化合物、エチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、フェニレンジアミン、ジエタノールアミン、オキサゾリン基を含有する化合物、ブタンジオールが好ましく、オキサゾリン基を含有する化合物であることが更に好ましい。
オキサゾリン基を含有する架橋剤は、オキサゾリン基を有する重合体(以下、オキサゾリン基含有重合体ともいう)であることが好ましい。上記オキサゾリン基を含有する架橋剤は、オキサゾリン基量(架橋剤1g当たりのオキサゾリン基の数)が0.1~10mmol/gであることが好ましい。より好ましくは0.5~8mmol/gである。上記オキサゾリン基含有重合体は、オキサゾリン基含有単量体由来の構造単位を有するものが好ましい。本開示において、オキサゾリン基含有単量体由来の構造単位とは、オキサゾリン基含有単量体の少なくとも一つの炭素炭素二重結合が炭素炭素単結合に置き換わった構造単位を表す。なお、オキサゾリン基含有単量体由来の構造単位は、オキサゾリン基含有単量体の少なくとも1つの炭素炭素二重結合が炭素炭素単結合に置き換わった構造と同じ構造であればよく、オキサゾリン基含有単量体が重合することにより形成された構造単位に限定されず、例えば重合後の後反応により形成された構造単位であってもよい。
上記オキサゾリン基含有単量体としては、エチレン性不飽和炭化水素基とオキサゾリン基
とを有するものであれば特に制限されないが、例えば、2-ビニル-2-オキサゾリン、
5-メチル-2-ビニル-2-オキサゾリン、4,4-ジメチル-2-ビニル-2-オキ
サゾリン、4,4-ジメチル-2-ビニル-5,5-ヒドロ-4H-1,3-オキサゾ
リン、2-イソプロペニル-2-オキサゾリン、4,4-ジメチル-2-イソプロペニル-2-オキサゾリン等が挙げられる。好ましくは2-イソプロペニル-2-オキサゾリン、4,4-ジメチル-2-イソプロペニル-2-オキサゾリンである。
上記オキサゾリン基含有重合体は上記オキサゾリン基含有単量体とその他の単量体による重合体であってもよい。上記その他の単量体は、オキサゾリン基を有しないものであれば特に制限されないが、例えば、本開示の重合体に開示されているカルボン酸系単量体由来の構造単位、スルホン酸(塩)基含有単量体由来の構造単位以外の単量体に由来する構造単位(その他の単量体に由来する構造単位ともいう)を有しているものが挙げられる。
上記その他の単量体として、好ましくは(メタ)アクリル酸エステル類、ビニルアリール単量体及びシアン化ビニル系単量体であり、より好ましくは(メタ)アクリル酸エステル類である。上記(メタ)アクリル酸エステル類として好ましくは、脂肪族アルキル(メタ)アクリレートが好ましく、より好ましくは(メタ)アクリル酸メチルである。
上記ビニルアリール単量体として好ましくは、スチレン、α-メチルスチレンが好ましく
、スチレンがより好ましい。上記シアン化ビニル系単量体として好ましくは、アクリロニトリル、メタクリロニトリルが好ましく、アクリロニトリルがより好ましい。上記オキサゾリン基含有重合体は、オキサゾリン基含有単量体由来の構造単位の割合が、全構造単位100モル%に対して、20~95モル%であることが好ましく、より好ましくは30~90モル%であり、更に好ましくは40~85モル%である。上記オキサゾリン基含有重合体の重量平均分子量は、10000~150000であることが好ましい。より好ましくは30000~130000である。
架橋剤の重量平均分子量は通常ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)により測定することができる。
以下に実施例を掲げて本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。なお、特に断りのない限り、「部」は「質量部」を、「%」は「質量%」を意味するものとする。
<ゲル浸透クロマトグラフィー測定(以下、GPCともいう。)>
装置:Waters Alliance(2695)
検出器:RI
カラム:Shodex製 OHpak SB-807 HQ+SB-806 HQ+SB-805 HQ+SB-804 HQ
カラム温度:40℃
流速:1mL/min.
試料液注入量:50μL(試料濃度は0.5重量%)
検量線:American Polymer Standards Corporation社製 ポリアクリル酸標準(Mp=900、1250、2925、4100、7500、16000、28000、47500、62900、115000、193800、392600、589700、1310000、2250000)を使用し、Mpと溶出時間を基礎に3次式で作成。
溶離液:リン酸二水素ナトリウム12水和物/リン酸水素二ナトリウム2水和物(67.46g/154.86g)の混合物を純水にて8648gに希釈した水溶液にアセトニトリルを752g添加した溶液。
<分子量100万以上の成分含有量>
上記GPCでの分析において作成した検量線から分子量100万となる保持時間を計算し、ポリマー由来のピーク面積に対する該保持時間以前に検出されるピーク面積の割合から算出した。
<分子量150万以上の成分含有量>
上記GPCでの分析において作成した検量線から分子量150万となる保持時間を計算し、ポリマー由来のピーク面積に対する該保持時間以前に検出されるピーク面積の割合から算出した。
<分子量200万以上の成分含有量>
上記GPCでの分析において作成した検量線から分子量200万となる保持時間を計算し、ポリマー由来のピーク面積に対する該保持時間以前に検出されるピーク面積の割合から算出した。
<分子量2万以下の成分含有量>
上記GPCでの分析において作成した検量線から分子量2万となる保持時間を計算し、ポリマー由来のピーク面積に対する該保持時間以降に検出されるピーク面積の割合から算出した。
<単量体の消費率>
単量体の消費率は、下記条件にて高速クロマトグラフィーを用いて残留残存する単量体の定量を行い、添加した単量体量と残存する単量体の比率から算出した。
装置:Waters Alliance(2695)
検出器:UV(波長:200nm)(Waters 2489)
カラム:昭和電工株式会社製 SHODEX RSpak DE-413L
温度:40.0℃
溶離液:0.1%リン酸水溶液
流速:1.0mL/min
<添加した単量体100質量%に対する未反応残留単量体の残存率>
添加した単量体量の合計を100質量%とし、上記単量体測定で得られる未反応の残留単量体量から残存率を算出した。
<重合体水溶液の固形分測定方法>
サンプル約1gをアルミ皿に量り採り、脱イオン水約3gで希釈して均一に広げた。これを150℃オーブン中で120分乾燥させ、デシケーター中で放冷した後、乾燥後質量を量った。下記式を用いて、乾燥前後の質量差により固形分(不揮発分)濃度を計算した。重合体の水溶液の濃度としては、特に断りがない限り、上記の手順で測定した固形分を用いた。
固形分(%)=〔乾燥後の蒸発残分(g)/乾燥前の重合体水溶液の質量(g)〕×100
<重合体水溶液の粘度の測定条件>
測定装置:B型粘度計
粘度測定時の水溶液の温度:25℃
<親水性評価>
バイレック法を参考にし、下記評価にて親水性の評価を行った。
10cm×1cmの評価用試験布を垂直に固定し、下端を食用青色1号で着色した水溶液(青色1号の添加量:0.5%)に浸漬させた。浸漬後90秒間の吸水高さにて評価を行った。
<耐水性評価>
評価用試験布を25℃に調整した脱イオン水に20分間浸漬後、130℃で60分間乾燥して耐水性評価用試験片を得た。得られた耐水性評価用試験片を用いて上記親水性評価を行った。
<製造例1>
還流冷却器、攪拌機を備えた容量5LのSUS製反応容器に、脱イオン水:202.6gを仕込み、攪拌下で沸点まで昇温した。次いで攪拌下、沸点の重合反応系中に、80重量%アクリル酸水溶液(以下、「80%AA」と称する):487.1g(すなわち5.41モル)を180分間、40重量%3-アリルオキシ-2-ヒドロキシプロパンスルホン酸ナトリウム水溶液(以下、「40%HAPS」と称する):215.8g(すなわち0.396モル)を30分間と更に続いて431.6g(すなわち0.792モル)を90分間と2段階の供給速度で、15重量%過硫酸ナトリウム水溶液(以下「15%NaPS」と称する):20.9gを130分間と更に続いて21.3gを70分間と2段階の供給速度で、脱イオン水:86.8gを130分間と更に続いて58.8gを50分間と2段階の供給速度で、それぞれ別々の供給経路を通じて先端ノズルより滴下した。80%AAの滴下は一定の滴下速度で連続的に行った。AAの滴下終了後、さらに50分間、上記反応液を沸点に保持(熟成)し、重合を完結させた。重合の完結後、反応溶液に脱イオン水:913.7gを撹拌下、滴下することで重合体水溶液(A)を得た。固形分は27.8%、粘度は800mPa・sであった。該水溶液の重量平均分子量(Mw)は1446万、分子量100万以上の成分含有量は13.8%、分子量150万以上の成分含有量は10.7%、分子量200万以上の成分含有量は9.3%、分子量2万以下の成分含有量は27%、GPC測定による分析チャートにおけるピークトップの分子量は1.9万、AAの消費率は100%、HAPSの消費率は95%、添加した単量体100質量%に対する未反応の単量体は2.0%であった。また、固形分を15%に調整時の粘度は132mPa・sであった。
<製造例2>
還流冷却器、攪拌機を備えた容量25LのSUS製反応容器に、40%HAPS:6024gを装入し、攪拌下で沸点還流状態まで昇温した。次いで攪拌下、沸点還流状態の重合反応系中に80%AA:5670gと40%HAPS:6024g、15%NaPS:2128g(単量体成分中の単量体1モルに対して3.8gに相当)を滴下した。80%AAの添加を開始する時点を基準(0分)として、80%AAを0分~90分の間、40%HAPSを0分~60分の間、それぞれ一定速度で滴下した。開始剤である15%NaPSは、添加速度9.7g/分で滴下し、開始55分で添加速度を3倍の29.1g/分に変更し、0分~110分の間滴下した。次いで、脱イオン水(希釈水)4940gを50分~90分の間、一定速度で滴下した。それぞれ別個のノズルから滴下し、反応液は、攪拌下、沸点還流状態に保った。なお、80%AAの滴下時間に対して56%経過時点から水の滴下を開始したことになる。
上記15%NaPSの滴下終了後、更に30分間、上記反応液を沸点還流状態に保持(熟成)し、重合を完結させ、重合体水溶液(B)を得た。固形分は39.6%、粘度は340mPa・sであった。該水溶液の重合平均分子量(Mw)は25.5万、分子量100万以上の成分含有量は5.4%、分子量150万以上の成分含有量は2.9%、分子量200万以上の成分含有量は1.9%、分子量2万以下の成分含有量は37%、GPC測定による分析チャートにおけるピークトップの分子量は9000、AAの消費率は100%、HAPSの消費率は98%、添加した単量体100質量%に対する未反応の単量体は1.0%であった。また、固形分を15%に調整時の粘度は17mPa・sであった。
<製造例3>
還流冷却器、攪拌機を備えた容量2Lの容器に、40質量%3-アリルオキシ-2-ヒドロキシプロパンスルホン酸598g、80%AA:333g、35%過酸化水素30gを仕込み、4時間、還流下で重合を行い、重合体水溶液(C)を得た。固形分は31.0%、粘度は500mPa・sであった。該水溶液の重合平均分子量(Mw)は21.1万、分子量100万以上の成分含有量は3.0%、分子量150万以上の成分含有量は1.3%、分子量200万以上の成分含有量は0.6%、分子量2万以下の成分含有量は16.3%、GPC測定による分析チャートにおけるピークトップの分子量は13.1万、AAの消費率は99%、3-アリルオキシ-2-ヒドロキシプロパンスルホン酸の消費率は20%、添加した単量体100質量%に対する未反応の単量体は38.4%であった。また、固形分を15%に調整時の粘度は30mPa・sであった。
<実施例1>
製造例1で得られた重合体水溶液(A)52.50g、脱イオン水435.43g、オキサゾリン基を有する架橋剤としてエポクロスWS-700(株式会社日本触媒製、オキサゾリン基量:4.5mmol/g,solid、不揮発分:25%、以下、「WS-700」と称する)の10倍希釈水溶液(希釈溶媒:脱イオン水)2.07g(すなわち、重合体水溶液(A)に含まれるカルボキシル基100mol%に対し、オキサゾリン基を0.2mol含有)をよく撹拌し、水溶液(A1)を得た。この水溶液(A1)に10cm四方に切断したポリエステル生地(色染社 ポリエステルダブルピケ)(A2)を浸漬後、脱水を行った。得られた生地を170℃2分間乾燥することで親水化処理を行った試験布(A3)を得た。生地(A2)と試験布(A3)の重量から生地に対して12重量%の親水化剤が付着したことを確認した。得られた試験布(A3)を10cm×1cmに切断して得られた評価用試験布に対して親水性評価、耐水性評価を行ったところ、90秒後の吸水高さはそれぞれ5.2cm、5.0cmであり、耐水性評価前後の吸水高さ維持率は96.2%であった。
<比較例1>
製造例2で得られた重合体水溶液(B)43.27g、脱イオン水553.14g、WS-700の10倍希釈水溶液(希釈溶媒:脱イオン水)1.86g(すなわち、重合体水溶液(B)に含まれるカルボキシル基100mol%に対し、オキサゾリン基を0.2mol含有)をよく撹拌し、水溶液(B1)を得た。この水溶液(B1)に10cm四方に切断したポリエステル生地(色染社 ポリエステルダブルピケ)(B2)を浸漬後、脱水を行った。得られた生地を170℃2分間乾燥することで親水化処理を行った試験布(B3)を得た。生地(B2)と試験布(B3)の重量から生地に対して12重量%の親水化剤が付着したことを確認した。得られた試験布(B3)を10cm×1cmに切断して得られた評価用試験布に対して親水性評価、耐水性評価を行ったところ、90秒後の吸水高さはそれぞれ4.8cm、4.2cmであり、耐水性評価前後の吸水高さ維持率は87.5%であった。
<比較例2>
製造例3で得られた重合体水溶液(C)45.00g、脱イオン水425.76g、WS-700の10倍希釈水溶液(希釈溶媒:脱イオン水)1.74g(すなわち、重合体水溶液(C)に含まれるカルボキシル基100mol%に対し、オキサゾリン基を0.2mol含有)をよく撹拌し、水溶液(C1)を得た。この水溶液(C1)に10cm四方に切断したポリエステル生地(色染社 ポリエステルダブルピケ)(C2)を浸漬後、脱水を行った。得られた生地を170℃2分間乾燥することで親水化処理を行った試験布(C3)を得た。生地(C2)と試験布(C3)の重量から生地に対して12重量%の親水化剤が付着したことを確認した。得られた試験布(C3)を10cm×1cmに切断して得られた評価用試験布に対して親水性評価、耐水性評価を行ったところ、90秒後の吸水高さはそれぞれ5.0cm、2.6cmであり、耐水性評価前後の吸水高さ維持率は52.0%であった。
<比較例3>
10cm×1cmに切断したポリエステル生地(色染社 ポリエステルダブルピケ)に親水化剤を処理せずに親水性評価を行ったところ、90秒後の吸水高さは0.2cmであった。

Claims (8)

  1. カルボン酸系単量体由来の構造単位と、スルホン酸(塩)基含有単量体由来の構造単位を含み、該カルボン酸系単量体由来の構造単位と該スルホン酸(塩)基含有単量体由来の構造単位との合計が、全単量体由来の構造100質量%に対して90質量%以上であり、ゲル浸透クロマトグラフィー測定において、重量平均分子量が20万以上であり、全重合体成分を示すピーク面積100%に対して分子量100万以上の成分のピーク面積が7.0%以上であるカルボン酸系重合体と、水とを含む組成物。
  2. ゲル浸透クロマトグラフィー測定において、全重合体成分を示すピーク面積100%に対して分子量150万以上の成分のピーク面積が5.0%以上である、請求項1に記載のカルボン酸系重合体と、水とを含む組成物。
  3. ゲル浸透クロマトグラフィー測定において、全重合体成分を示すピーク面積100%に対して分子量200万以上の成分のピーク面積が3.0%以上である、請求項1又は2に記載のカルボン酸系重合体と、水とを含む組成物。
  4. 前記カルボン酸系単量体由来の構造単位が、(メタ)アクリル酸(塩)由来の構造単位である、請求項1から3のいずれか1項に記載のカルボン酸系重合体。
  5. 前記スルホン酸(塩)基含有単量体由来の構造単位が下記一般式(1)で表されることを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載のカルボン酸系重合体。
    Figure 2022150084000002

    (一般式(1)中、Rは、水素原子またはメチル基を表し、XおよびYは、それぞれ独立に水酸基またはスルホン酸(塩)基を表す(但しX、Yのうち少なくとも一方はスルホン酸(塩)基を表す。アスタリスクは、一般式(1)で表される構造単位が結合している同種もしくは異種の他の構造単位に含まれる原子を表す。)
  6. 請求項1から5のいずれか1項に記載の前記カルボン酸系重合体と水とを含む親水化剤。
  7. 請求項1から5のいずれか1項に記載の前記カルボン酸系重合体とポリエステルとを含む組成物。
  8. 請求項1から5のいずれか1項に記載の前記カルボン酸系重合体と水との組成物を基材表面にコーティングして使用する方法。
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