JP2582510B2 - アクリル系重合体の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、熱可塑性エラストマ
ー、粘着剤、接着剤、塗料、低収縮化剤、樹脂改質剤、
アスファルト添加剤、分散剤などに使われるアクリル系
重合体を製造する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】重合性単量体のラジカル重合は、一般
に、乳化重合、懸濁重合、溶液重合または塊状重合によ
り行われている。乳化重合、懸濁重合および溶液重合
は、単量体を分散媒中に分散させて重合を行うので重合
温度を制御しやすく重合率が高くなった時でも反応液が
流動しやすいという利点があるが、次のような欠点を持
っている。

【０００３】乳化重合および懸濁重合では、分散媒から
重合体を取り出すには沈澱工程（乳化重合の場合には必
要である。）、濾過工程、洗浄工程および乾燥工程が必
要であり操作が非常に繁雑で生産性が悪い上、重合体中
に乳化剤または分散剤が混入し純粋な重合体が得にく
い。乳化剤などが残存している重合体を実用途に用いる
と耐水性や強度が劣ったものになる。十分な高分子量の
重合体を作るとゲル分が生成し、塗工作業性が悪くな
る。共重合を行う場合には希望する重合体組成に応じて
親水性の違う複数種の単量体を用いる必要があるが、乳
化または懸濁できないことがあり、重合体組成物に制限
がある。

【０００４】溶液重合では、大量の有機溶剤を分散媒に
使用するため低分子量物が多く生成し重合体の分子量分
布が大きくなる傾向があり用途によっては不都合を生ず
る。また、大量の有機溶剤を使用すると、重合体を取り
出すにはそれを揮発させなければならず、生産性が低
い。これらに対して、塊状重合は、分散媒を用いず乳化
剤や分散剤が不要であるため、上述のごとき欠点がな
く、工業的に有利な方法である。しかしながら、重合反
応があまりにも過激である重合性単量体を塊状重合する
と、重合をコントロールすることが困難である。このた
め、単量体の種類によっては重合体の分子量および分子
量分布などの設計が困難となったり、重合時に急激な発
熱でゲル化物や劣化物が生成したり、最悪の場合は爆発
の事態を招いたりする。

【０００５】重合性単量体のなかでもスチレン、メタク
リル酸メチルは塊状重合において重合をコントロールで
きることが知られており、古くから塊状重合に関する検
討が行われ工業化されている。スチレン系重合体は、重
合開始剤の存在下もしくは不在下でスチレンまたはスチ
レンを主体とする単量体混合物を高重合率まで塊状重合
し、残った少量の未反応スチレンを揮発させることによ
り工業的に得られる。また、重合開始剤不在下で熱重合
によりおだやかに重合できるスチレンであるが、分子量
制御のためメルカプタンが使用されることがある。この
場合、メルカプタンの連鎖移動反応が活発で分子量分布
の広いポリマーが生成する。

【０００６】メタクリル酸メチルの塊状重合では、重合
開始剤の存在下でメタクリル酸メチルまたはメタクリル
酸メチルを主体とする単量体混合物を重合するが、高重
合率では分子量分布の狭い重合体を得ることが難しいの
で、６０％程度の低重合率で重合を停止して大量の未反
応単量体を揮発させている。これは、メタクリル酸メチ
ルの重合速度がスチレンよりも速い上、重合率が高くな
るとゲル効果（重合が進んで反応混合物の粘度が高くな
ると重合速度が速くなる現象）により重合速度が加速さ
れて反応液中に温度分布を生じ、重合があまり進行しな
い部分と急激に進行する部分とが混在するからである。

【０００７】上述のように、アクリル酸やアクリル酸エ
ステルのようなアクリル酸系単量体に比べてはるかに重
合反応がおだやかなメタクリル酸メチルでさえ低重合率
で塊状重合を停止しているのであるから、メタクリル酸
メチルよりもさらに重合反応が過激であるアクリル酸系
単量体の塊状重合は、温度制御が困難であり一般には全
く実用されていない。

【０００８】特許で見る限りにおいては、特公昭62-415
23号公報や特公平2-55448 号公報でスクリュー押出機を
用いたアクリル酸系単量体の塊状重合が提案されてい
る。これらの公報で提案されているアクリル酸系単量体
の塊状重合は特定構造のスクリュー押出機に重合開始剤
とアクリル酸系単量体を導入し、急激な反応を利用して
短時間で粘度を上げてスクリューで送液できるようにす
るというものである。特公昭55-401号公報には、酸素の
存在下、有機メルカプタンを用いる塊状重合が提案され
ている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上記特公昭62-41523号
公報や特公平2-55448 号公報記載の方法によれば、反応
液の温度が重合率の上昇につれて急激にではなく段階的
に上がるため、暴走反応を起こさずにアクリル酸系単量
体の塊状重合を行うことができる。しかし、得られたア
クリル系重合体は、その分子量分布Ｍｗ／Ｍｎの値が８
〜１３程度と非常に大きいので、たとえば、塗料用重合
体に用いた場合には低分子量成分が塗膜強度、耐汚染性
を低下させたり、不必要に高分子量成分があると溶液粘
度が高く作業性が悪かったりする。しかも、上記２件の
公告公報記載の塊状重合はアクリル酸系単量体の急激な
反応を利用しているため実験室レベルのように小さなス
ケールでは実施できるであろうが、工業的規模では安全
性を考慮すると実施が困難である。

【００１０】他方、上記特公昭55-401号公報記載の方法
によれば、発熱を比較的容易に制御することができる
が、酸素の存在下であるため、気相部分が爆発範囲に入
り、着火源の存在で爆発の危険を有している。仮に、そ
の危険を回避したとしても、重合体の着色が著しく、透
明性を特徴とするアクリル系重合体の製造方法としては
好ましいものではなかった。

【００１１】この発明は、乳化剤や分散剤が混入せず、
希望する組成を有し、着色が少なく、分子量分布の小さ
いアクリル系重合体を生産性良く安全に製造する方法を
提供することを課題とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】この発明は、上記課題を
解決するために、アクリル酸系単量体を主成分として含
んでなる単量体成分を塊状重合することによりアクリル
系重合体を製造する方法であって、前記単量体成分の塊
状重合が行われている重合系が不活性ガス雰囲気下にあ
ってメルカプタンを含み、重合開始剤を実質的に含まな
いことを特徴とするアクリル系重合体の製造方法を提供
する。

【００１３】発明者らは、塊状重合が実質的に不可能で
あると言われているアクリル酸系単量体の塊状重合を種
々検討した結果、「非常に大きな重合速度による急激な
発熱」をコントロールできる技術を究明し、しかも任意
に共重合体組成を設計することができ、均質で分子量分
布の小さな重合体を得る方法を見出した。この発明によ
れば、塊状重合の際に急激な発熱を抑えて、おだやかな
重合速度にコントロールすることができ、均一で分子量
分布の小さなアクリル系重合体が生成する。

【００１４】アクリル酸系単量体を主成分として含んで
なる単量体成分を塊状重合させる場合、スチレンの重合
で行われているように、重合系がメルカプタンのみなら
ず、重合開始剤を実質的に含まないようにすることが検
討されたが、重合系が重合開始剤を実質的に含まなくと
も、急激な発熱により重合がコントロールできない場合
が多く、時にはゲル状物となる。

【００１５】アクリル酸系単量体を主成分として含んで
なる単量体成分の塊状重合を高重合率までおだやかに進
行させ、分子量を制御し、分子量分布の小さな重合体を
得、しかも、重合系が重合開始剤を含む場合は言うに及
ばず、実質的に含まない場合でも起こる問題を解決する
目的で使用されるのがメルカプタンである。この発明の
方法におけるメルカプタンの役割は重要であり、重合速
度をコントロールする役割と分子量をコントロールする
役割を担っている。この発明では、さらに、不活性ガス
雰囲気下で塊状重合を行うことが必要であり、このよう
にすることによって重合体の着色を防ぎ、かつ、酸素存
在下での重合と比較して発熱をより容易に制御すること
が可能となる。

【００１６】ここで不活性ガス雰囲気下とは、ラジカル
重合に影響を与えないものを言い、たとえば、窒素ガ
ス、アルゴンガスなどが挙げられる。この発明の製造方
法ではメルカプタンの使用量は、単量体成分の合計量１
００重量部に対する割合で０．００１〜２０重量部が好
ましく、０．００５〜５重量部がより好ましい。スチレ
ン、メタクリル酸メチルでは無触媒で安定に塊状重合を
行うことができるが、アクリル酸系単量体は重合速度が
速いため無触媒でも暴走反応となる場合が多いので、メ
ルカプタンの使用量が０．００１重量部未満では重合途
中で急激な反応を伴う場合があり好ましくない。メルカ
プタンを２０重量部を超えて使用すると、逆に重合速度
が遅くなりすぎて生産性が悪くなることがあるので好ま
しくない。

【００１７】この発明で用いるメルカプタンは、ＳＨ基
を有する有機化合物であれば特に限定はないが、エチル
メルカプタン、ブチルメルカプタン、ヘキシルメルカプ
タン、ドデシルメルカプタンのようなアルキルメルカプ
タン類；フェニルメルカプタン、ベンジルメルカプタン
のようなチオフェノール類；チオグリコール酸、３−メ
ルカプトプロピオン酸、チオサリチル酸のようなカルボ
キシル基含有メルカプタン類；Ｃ₁ 〜Ｃ₁₈のアルコール
とカルボキシル基含有メルカプタン類のエステル化物；
２−メルカプトエタノールのような水酸基含有メルカプ
タン類；エチレングリコール、１，４−ブタンジオール
のようなジオールとカルボキシル基含有メルカプタン類
のジエステル化物；トリメチロールプロパン、ペンタエ
リスリトールなど水酸基を３個以上有する化合物とカル
ボキシル基含有メルカプタン類のポリエステル化物；ト
リチオグリセリンなどのメルカプト基を３個以上有する
化合物；多価エポキシ化合物に硫化水素を付加させた化
合物；多価カルボン酸のメルカプトエタノールエステル
化物；２−メルカプトベンゾチアゾール；２−メルカプ
トベンズイミダゾールなどが挙げられ、これらの少なく
とも１つが使用される。

【００１８】この発明で用いる単量体成分は、アクリル
酸系単量体（Ａ）を主成分として含んでなる。特許請求
の範囲において「アクリル酸系単量体を主成分として含
んでなる単量体成分」とは、「単量体成分の５１重量％
以上がアクリル酸系単量体であること」と定義される。
つまり、単量体成分は、アクリル酸系単量体（Ａ）５１
〜１００重量％、および、単量体（Ａ）と共重合可能な
他の単量体（Ｂ）残部からなっている。単量体（Ａ）が
５１重量％未満だとこの発明の方法を適用しなくても塊
状重合により安全かつ安定に重合体を得ることができる
が、単量体（Ａ）５１重量％以上だとこの発明の方法を
適用しないと塊状重合が困難である。

【００１９】アクリル酸系単量体（Ａ）は、ＣＨ₂ ＝Ｃ
ＨＣＯ−の構造を有するものである。単量体（Ａ）の具
体例は、アクリル酸；アクリル酸メチル、アクリル酸エ
チル、アクリル酸プロピル、アクリル酸ブチル、アクリ
ル酸ペンチル、アクリル酸ヘキシル、アクリル酸２−エ
チルヘキシル、アクリル酸オクチル、アクリル酸ノニ
ル、アクリル酸デシル、アクリル酸ドデシルのようなア
クリル酸アルキルエステルおよびその置換体；アクリル
酸フェニル、アクリル酸ベンジルのようなアクリル酸ア
リールエステル；アクリル酸メトキシエチル、アクリル
酸エトキシエチル、アクリル酸ブトキシエチル、アクリ
ル酸エトキシプロピルのようなアクリル酸アルコキシア
ルキルエステル；エチレングリコール、ジエチレングリ
コール、トリエチレングリコールなどのポリエチレング
リコールのジアクリル酸エステル；プロピレングリコー
ル、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコー
ルなどのポリプロピレングリコールのジアクリル酸エス
テル；トリメチロールプロパントリアクリル酸エステル
などの多価アクリル酸エステル；アクリル酸シクロヘキ
シルのような脂環式アルコールのアクリル酸エステル；
アクリロイルアジリジン、アクリル酸−２−アジリジニ
ルエチルのようなアジリジン基含有単量体；アクリル酸
グリシジル、アクリル酸２−メチルグリシジルのような
エポキシ基含有単量体；アクリル酸２−ヒドロキシエチ
ル、アクリル酸２−ヒドロキシプロピル、アクリル酸と
ポリプロピレングリコールもしくはポリエチレングリコ
ールとのモノエステル、ラクトン類とアクリル酸２−ヒ
ドロキシエチルの付加物のようなヒドロキシル基含有単
量体；ヒドロキシル基とカルボキシル基とを有する化合
物とアクリル酸とのエステル、アクリル酸、アクリル酸
塩のようなカルボキシル基含有単量体；アクリル酸２−
クロロエチルのような反応性ハロゲン含有単量体；アク
リルアミド、Ｎ−メチロールアクリルアミド、Ｎ−メト
キシメチルアクリルアミド、Ｎ−ブトキシメチルアクリ
ルアミドのようなアミド基含有単量体；γ−アクリロキ
シプロピルトリメトキシシラン、２−アクリロキシエト
キシトリメトキシシランのような有機ケイ素基含有単量
体から選ばれる少なくとも１つである。

【００２０】単量体（Ｂ）は、アクリル酸系単量体
（Ａ）と共重合可能な他の単量体であって、ＣＨ₂ ＝Ｃ
ＨＣＯ−の構造を持たないものである。単量体（Ｂ）の
具体例は、スチレン、ビニルトルエン、α−メチルスチ
レン、ビニルナフタレン、ハロゲン化スチレンのような
芳香族ビニル単量体；アクリロニトリル；メタクリロニ
トリル；酢酸ビニル；塩化ビニル；塩化ビニリデン；メ
タクリル酸シクロヘキシルのような脂環式アルコールの
メタクリル酸エステル；メタクリル酸ベンジルのような
芳香族アルコールのメタクリル酸エステル；メタクリル
酸アルキルエステル、メタクリル酸アルコキシアルキル
エステルのようなメタクリル酸エステル；２−ビニル−
２−オキサゾリン、２−ビニル−５−メチル−２−オキ
サゾリン、２−イソプロペニル−２−オキサゾリンのよ
うなオキサゾリン基含有重合性単量体；メタクリロイル
アジリジン、メタクリル酸−２−アジリジニルエチルの
ようなアジリジン基含有重合性単量体；アリルグリシジ
ルエーテル、メタクリル酸グリシジル、メタクリル酸２
−メチルグリシジルのようなエポキシ基含有ビニル単量
体；メタクリル酸２−ヒドロキシエチル、メタクリル酸
２−ヒドロキシプロピル、メタクリル酸とポリプロピレ
ングリコールもしくはポリエチレングリコールとのモノ
エステル、ラクトン類とメタクリル酸２−ヒドロキシエ
チルの付加物のようなヒドロキシル基含有重合性単量
体；メタクリル酸、イタコン酸のような不飽和モノカル
ボン酸（アクリル酸を除く。）およびこれらの塩やクロ
トン酸、マレイン酸、フマル酸のような不飽和ジカルボ
ン酸もしくはこれらの半エステル化物などのカルボキシ
ル基含有ビニル単量体；２−クロルエチルビニルエーテ
ル、モノクロル酢酸ビニルのような反応性ハロゲン含有
ビニル単量体；メタクリルアミド、Ｎ−メチロールメタ
クリルアミド、Ｎ−メトキシメチルメタクリルアミド、
Ｎ−ブトキシメチルメタクリルアミドのようなアミド基
含有ビニル単量体；ビニルトリメトキシシラン、γ−メ
タクリロキシプロピルトリメトキシシラン、アリルトリ
エトキシシラン、トリメトキシシリルプロピルアリルア
ミン、２−メタクリロキシエトキシトリメトキシシラン
のような有機ケイ素基含有不飽和単量体；エチリデンノ
ルボルネン、ピペリレン、イソプレン、ペンタジエン、
ビニルシクロヘキセン、クロロプレン、ブタジエン、メ
チルブタジエン、シクロペンタジエン、メチルペンタジ
エンのようなジエン系単量体などを挙げることができ、
これらの少なくとも１つが使用される。

【００２１】この発明では、実質的に塊状重合に影響を
与えない程度の重合性単量体成分以外の添加物、例えば
溶剤などを少量添加しても良い。しかし、塊状重合の際
に、重合系が一般的なラジカル重合開始剤、いわゆるア
ゾ系化合物、過酸化物などを実質的に含まないようにす
る必要がある。特許請求の範囲において「重合開始剤を
実質的に含まない」とは、「重合開始剤を全く含まない
か、または、メルカプタンが前述の役割を発揮しなくな
って急激な反応が起こる量よりも少ない量で重合開始剤
を含んでいること」と定義される。一般的なラジカル重
合開始剤量を使用した場合には、重合途中で急激な発熱
が起こり反応が暴走するため、８０％を超える高重合率
まで安定に重合することができない。仮に、ある温度範
囲内で重合をコントロールできたとしても生成した重合
体は分子量分布の大きなものとなってしまう。

【００２２】塊状重合反応は、従来公知の重合装置を使
用して行うことができる。例えば、各種形状の攪拌羽根
を装備した槽型反応器やニーダーの如き完全混合型反応
器、押出し機の如き駆動部を有するピストンフロー型反
応器、スタティックミキサーの如き障害物によって液を
攪拌する駆動部を有しないピストンフロー型反応器など
を挙げることができる。これら装置を単独でまたは２以
上組合わせて使用することにより、回分式または連続式
に塊状重合することができる。特に、この発明の製造方
法では反応が十分おだやかであるため体積当りの冷却表
面積の小さな大容量の槽型反応器を用いて塊状重合でき
ることが大きな特徴である。この発明による塊状重合の
際の反応混合物の攪拌条件は通常の塊状重合の場合と同
様に設定することができる。

【００２３】重合温度は６０〜２００℃が好ましく、１
００〜１５０℃がより好ましい。６０℃未満では重合が
遅く工業的には実際的ではなく、２００℃を超えると重
合速度が速くなり過ぎてコントロールが困難となる。こ
の発明によれば、アクリル酸系単量体（Ａ）およびその
他の単量体（Ｂ）のうちの少なくとも単量体（Ａ）から
なる単量体成分を塊状重合して高重合率あるいは重合率
１００％まで重合を行ってアクリル系重合体を得ること
ができる。生産性を考えるならば、塊状重合後に反応液
から減圧下に揮発成分を除去する場合においても、重合
率を６０％以上、より好ましくは８０％以上にまで上げ
ておくのが好ましい。

【００２４】生成したアクリル系重合体は、重合率１０
０％まで重合した場合には反応液をそのまま反応器から
取り出すことにより得られ、途中で重合を停止した場合
には反応液から揮発成分を減圧下に除くことにより得ら
れる。このようにして得られた重合体は、単量体組成に
もよるが、ポリスチレン換算の分子量で分子量分布（Ｍ
ｗ／Ｍｎ）が１．５〜３．０、数平均分子量が１，００
０〜４，０００，０００、ガラス転移温度（Ｔｇ）が−
８０℃〜４０℃であり、メルカプタンの種類または量、
重合温度を変えることにより、任意の分子量のアクリル
系重合体を安全に、かつ、安定して得ることができる。

【００２５】得られたアクリル系重合体は、従来のアク
リル系重合体が使用されるすべての用途、例えば、熱可
塑性エラストマー、制振剤、粘着剤、接着剤、塗料、低
収縮化剤、アスファルト添加剤、分散剤、繊維処理剤、
樹脂改質剤などに有効に利用される。

【００２６】

【作用】この発明では、アクリル酸系単量体を主成分と
して含んでなる単量体成分の塊状重合を行う重合系が不
活性ガス雰囲気にあってメルカプタンを含んでいて重合
開始剤を実質的に含まないことにより、急激な発熱が抑
えられ、重合速度がおだやかになる。このため、高重合
率まで、安全かつ安定に塊状重合が行われ、しかも、分
子量分布の小さい、着色の少ないアクリル系重合体が生
成する。

【００２７】

【実施例】以下に、この発明の具体的な実施例および比
較例を示すが、この発明は下記実施例に限定されない。
以下では、「重量部」を「部」と、「重量％」を「％」
と記した。 （実施例１）攪拌機、窒素導入管、温度計及び還流冷却
器を備えたフラスコ内部を窒素置換した後、このフラス
コにアクリル酸エチル１２００部、メタクリル酸メチル
２２５部、メタクリル酸ヒドロキシエチル７５部、チオ
グリコール酸オクチル３０部を仕込み、攪拌した。この
混合物にゆるやかに窒素ガスを吹き込みながら攪拌下に
混合物を１００℃まで加熱した。同温度で２時間重合を
続けたところで重合中間物を７５０部／時間の速度でフ
ラスコ下部より連続的に取り出してスタティックミキサ
ー型重合装置に導入し、１００℃にてさらに１時間重合
を行った。フラスコへは同様に７５０部／時間で上記と
同じ組成の単量体混合物を供給し、連続的に重合を行っ
た。生成したアクリル系重合体の重合率は８５％であ
り、重合体含有反応混合物のＡＰＨＡ法(American Publ
ic Health Association's method)による色数値（以
下、「ＡＰＨＡ値」と言う）は５以下、ゲルパーミエー
ションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）によるポリスチレ
ン換算の分析値（以下同様にして測定した。）は、数平
均分子量（Ｍｎ）＝０．５万、重量平均分子量（Ｍｗ）
＝０．９万、分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）＝１．８であっ
た。この重合体含有液を、１５０℃に加熱、２０ｍｍＨ
ｇに減圧されたフラッシュタンクに連続的に供給し揮発
分を除去して１００％重合体として取り出した。

【００２８】得られたアクリル系重合体１００部を５０
℃に加熱し、イソホロンジイソシアネート１０部を加え
て均一な液とし、四フッ化エチレン樹脂（デュポン社製
商品名テフロン）板上にキャストして１５０℃で３０分
間反応させて０．２ｍｍ厚のフィルムを得た。このフィ
ルムの強度を測定した結果、破断強度１２０kg／cm²、
伸び４００％であった。

【００２９】この結果より、実施例１で得られた重合体
は強度、伸びともに大きく、塗料、シーリング剤に好適
に使用できることが判る。 （比較例１）アクリル酸エチル１２００部、メタクリル
酸メチル２２５部、メタクリル酸ヒドロキシエチル７５
部およびアゾビスイソブチロニトリル１０部をキシレン
１５００部に溶解して原料混合液を作った。この混合液
の１／３量を、攪拌機、窒素導入管、滴下ロート、温度
計及び還流冷却器を備えたフラスコに取り、この混合液
にゆるやかに窒素ガスを吹き込みながら攪拌下に混合物
を１００℃まで加熱し、混合液の残量を３時間かけて滴
下し、さらに１時間熟成して重合を行った。得られたア
クリル系重合体は、ＡＰＨＡ値５以下、Ｍｎ＝０．４
万、Ｍｗ＝８．０万、Ｍｗ／Ｍｎ＝１０．０と分子量分
布が非常に広かった。

【００３０】実施例１と同じように、得られたアクリル
系重合体の溶液１００部に、イソホロンジイソシアネー
ト５部を加えて均一な液とし、四フッ化エチレン樹脂
（デュポン社製商品名テフロン）板上にキャストして１
５０℃で３０分間反応させて０．２ｍｍ厚のフィルムを
得た。このフィルムの強度を測定した結果、破断強度９
８kg／cm² 、伸び３００％となり、実施例１よりも強度
が劣っていた。

【００３１】この結果は、分子量分布が広くなり、架橋
性基であるヒドロキシル基を有しない低分子量重合体が
多く存在しているためと思われる。 （比較例２）実施例１において、チオグリコール酸オク
チル３０部の代わりに重合開始剤であるベンゾイルパー
オキサイド１．５部を仕込んだ以外は実施例１と同様の
操作を行ったところ、重合開始３０分後に温度を一定に
保つことができず、１６０℃まで温度が上昇し、安定に
重合することができなかった。これは工業的製造スケー
ルでは急激な反応による爆発の危険性を含んでいること
を示唆している。

【００３２】（比較例３）メルカプタンであるチオグリ
コール酸オクチル３０部を仕込まなかったこと以外は実
施例１と同様の操作を行ったところ、重合開始１時間３
０分後に温度が１３０℃まで上昇し、安定に重合するこ
とができなかった。また得られた重合体はゲル状のもの
であった。この場合も工業的製造スケールでは急激な反
応による爆発の危険性を示唆している。

【００３３】（比較例４）実施例１と同様の装置および
重合性単量体混合物に、重合開始剤であるアゾビスシク
ロヘキサンカルボニトリル２０部を仕込み、ゆるやかに
窒素ガスを吹き込みながら、８０℃にて重合を行った。
１時間後に温度を一定に保つことができなくなったの
で、連続的に１０００部／時間の速度でフラスコ下部よ
り取り出し、ＫＲＣニーダー（栗本鉄工所製セルフクリ
ーニング性連続ニーダー）に導入し始めるとともに、同
じ速度で上記と同じ組成の単量体混合物をフラスコ内に
滴下することによりフラスコ内温度を一定に保った。Ｋ
ＲＣニーダー中では１．５時間重合を行ったがニーダー
入口部での温度が８０℃であるのに対して出口付近では
１５０℃となっており、ニーダー中での温度上昇が認め
られた。生成したアクリル系重合体の重合率は９６．０
％であり、ＡＰＨＡ値５以下、Ｍｎ＝０．４万、Ｍｗ＝
６．０万、Ｍｗ／Ｍｎ＝１５．０であった。この重合体
含有液から実施例１と同様にして１００％重合体として
取り出した。得られたアクリル系重合体１００部をテト
ラヒドロフラン１０００部に加えて溶解しようと十分攪
拌したが不溶部分が認められ均一溶液とはならなかっ
た。

【００３４】すなわち、比較例４のように、単量体混合
物に重合開始剤であるアゾビスシクロヘキサンカルボニ
トリル２０部とメルカプタンであるチオグリコール酸オ
クチル３０部を仕込むと、フラスコ内の温度を一定に保
つために低温の滴下用単量体混合物を滴下せねばなら
ず、微妙なバランスの上に重合が進行しており、安全面
から工業的方法としては好ましくない上、反応液中にゲ
ル分が生成してしまう。

【００３５】（比較例５）実施例１と同様の装置および
重合性単量体混合物に、窒素ガスの代わりに空気を３６
ml／分の割合でゆるやかに吹き込みながら、攪拌下に混
合物を１００℃まで加熱した。重合開始１時間後１０５
℃まで温度上昇したが、その後は安定に重合を行うこと
ができ、実施例１と同様の操作を行った。生成したアク
リル系重合体の重合率は９２％であり、ＡＰＨＡ値３
０、Ｍｎ＝０．５万、Ｍｗ＝１．０万、Ｍｗ／Ｍｎ＝
２．０であった。この重合体含有液を１５０℃に加熱、
２０ｍｍＨｇに減圧されたフラッシュタンクに連続的に
供給し、揮発分を除去して１００％重合体として取り出
した。

【００３６】この重合体を用いて実施例１と同様にして
得たフィルムの強度は破断強度１１０kg／cm² 、伸び３
８０％であった。すわなち、比較例５のようにして得ら
れた重合体はフィルム強度は満足できるものであったが
着色が認められ、透明性が特徴とされるアクリル系重合
体としては好ましくないものであった。また、重合途中
でわずかな温度上昇が認められることから、工業的スケ
ールにおいて急激な反応による爆発が心配される。

【００３７】（実施例２〜５）表１に示す組成の単量体
混合物を用いたこと以外は実施例１の操作を繰り返して
アクリル系重合体を１００％重合体として得た。いずれ
の実施例においても重合はおだやかで安定であり、着色
がない分子量分布の小さいアクリル系重合体が得られ
た。

【００３８】表１には、実施例１と比較例５の単量体混
合物組成、メルカプタンの種類と使用量、重合開始剤の
有無、重合温度、重合の雰囲気の種類、重合体の物性も
示した。

【００３９】

【表１】

【００４０】

【発明の効果】この発明のアクリル系重合体の製造方法
によれば、乳化剤や分散剤が混入せず、希望する組成を
有し、着色が少なく、分子量分布の小さいアクリル系重
合体が産業的規模で安全かつ安定に生産性良く得られ
る。共重合を行う場合には、単量体混合物組成が制限さ
れないので希望する組成を有するアクリル系共重合体が
得られる。

【００４１】従来のアクリル系重合体の塊状重合では、
その急激な発熱を制御するために特殊な装置が提案され
てきたが、この発明では一般的な反応装置でも容易にア
クリル酸系単量体を塊状重合することができ、安全性の
面で工業的に非常に有意義な方法である。この発明の製
造方法により得られたアクリル系重合体は透明性を有
し、かつ、分子量分布が小さいので、たとえば、高分子
量成分が必要な性能を発現し、低分子量成分が性能低下
の原因となるような用途、あるいは、その逆の場合の用
途において非常に有用である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ０８Ｆ 230/08 ＭＮＵ Ｃ０８Ｆ 230/08 ＭＮＵ (72)発明者 泉林 益次 大阪府吹田市西御旅町５番８号 株式会 社日本触媒 中央研究所内

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 アクリル酸系単量体を主成分として含ん
   でなる単量体成分を塊状重合することによりアクリル系
   重合体を製造する方法であって、前記単量体成分の塊状
   重合が行われている重合系が不活性ガス雰囲気下にあっ
   てメルカプタンを含み、重合開始剤を実質的に含まない
   ことを特徴とするアクリル系重合体の製造方法。