JP2962615B2 - 塩化ビニル系重合体の製造方法 - Google Patents

塩化ビニル系重合体の製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、塩化ビニル系重合体の
懸濁重合による製造方法に関し、より詳細には、ポロシ
ティが高い粒子構造を有し、加工性に優れ、フィッシュ
アイの発生が少ない塩化ビニル系重合体を製造する方法
に関する。
【0002】
【従来の技術】塩化ビニル樹脂の工業的な製造法とし
て、単量体である塩化ビニルを水性媒体中に懸濁分散さ
せて重合を行う懸濁重合法が知られている。この方法で
得られた塩化ビニル樹脂の性能は、懸濁重合に際して用
いる分散剤の影響を大きく受け、例えば、得られる塩化
ビニル樹脂の可塑剤吸収性やフィッシュアイ発生性等
は、用いる分散剤の種類によって異なる。従来、塩化ビ
ニルの懸濁重合用分散剤としては、セルロース誘導体、
部分ケン化ポリビニルアルコール等がそれぞれ単独また
は組合せで使用されている。また特開昭52−5886号、同
52−15890 号、同55−112210号、同53−6392号、特公昭
61−18562 号等には、分散助剤として、ケン化度55モル
%以下、平均重合度 600以下のいわゆる油溶性ポリビニ
ルアルコールを用いることが提案されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】然しながら、上述した
分散剤等を用いて得られた塩化ビニル樹脂は、ある程度
ポロシティが高く、フィッシュアイの発生も低減される
ものの、その程度は未だ満足すべきものではない。例え
ば、該塩化ビニル樹脂にトリメリット酸エステル系もし
くはポリエステル系の可塑剤を配合する場合、あるいは
該塩化ビニル樹脂を練りの浅い条件下で加工に供する場
合においては、フィッシュアイの発生が増加して加工性
が低下する。
【0004】従って本発明の目的は、如何なる種類の可
塑剤を用いて広い範囲の加工条件において成形加工を行
った場合にも、フィッシュアイの発生が有効に抑制され
た塩化ビニル系重合体を製造する方法を提供することに
ある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、塩化ビ
ニルまたは塩化ビニルを含む単量体混合物を水性媒体中
に懸濁分散させて懸濁重合を行う工程を有する塩化ビニ
ル系重合体の製造方法において、前記懸濁分散のための
分散剤として、(A) セルロース誘導体、ゼラチン及びケ
ン化度が65モル%以上の部分ケン化ポリビニルアルコー
ルから成る群より選択された少なくとも1種の水溶性高
分子と、(B) 平均重合度 100〜500 、ケン化度30〜60モ
ル%且つシンジオタクティシティ度が55%以上である部
分ケン化ポリビニルアルコールとを組合せで使用するこ
とを特徴とする塩化ビニル系重合体の製造方法が提供さ
れる。
【0006】即ち、本発明方法においては、塩化ビニル
単量体等の重合成分を水性媒体中に分散させるための分
散剤として、前記(A) の水溶性高分子を主剤とし、且つ
一定の立体規則性(シンジオタクティシティ度)を有す
る (B)の部分ケン化ポリビニルアルコールを助剤として
組合せで使用することが顕著な特徴であり、これにより
ポロシティの高い重合体が得られ、上述した本発明の目
的を達成することに成功したものである。
【0007】(A) 水溶性高分子 本発明において、 (A)の水溶性高分子は主分散剤として
使用されるものであり、上記のとおり、セルロース誘導
体、ゼラチン及び部分ケン化ポリビニルアルコールがそ
れぞれ単独または2種以上の組合せで使用される。ここ
でセルロース誘導体としては、例えばメチルセルロー
ス、エチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、
ヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシプロピルメ
チルセルロース等の水溶性セルロースエーテル等が代表
的であり、それ以外にも、従来から分散剤として使用さ
れているセルロース誘導体は全て使用することができ
る。また部分ケン化ポリビニルアルコールは、ケン化度
が65モル%以上、好ましくは75〜95モル%のものが使用
され、さらに好ましくは重合度が1000〜3000のものが使
用される。またこの部分ケン化ポリビニルアルコールと
しては、カルボキシル基、スルホン酸基等のアニオン性
基、環状あるいは非環状アミド基、長鎖アルキル基等が
10モル%以内の範囲で共重合により導入されたものも使
用することができる。本発明において、最も好適には、
(A)の水溶性高分子として、上記部分ケン化ポリビニル
アルコールが使用される。本発明において、このような
(A)の水溶性高分子は、仕込み単量体 100重量部に対し
て、0.02〜0.5 重量部、特に0.04〜0.2 重量部の割合で
使用される。この使用量が0.02重量部よりも少ない場合
には、塩化ビニルポリマーの粒子が粗大となり、粒度分
布も広くなり、カサ比重が低下する傾向があり、さらに
0.5重量部よりも多量に使用されると、塩化ビニルポリ
マー粒子表面のスキン層が強靱になり、可塑剤の吸収が
遅くなり、フィッシュアイが生成しやすくなる傾向があ
る。
【0008】(B) 部分ケン化ポリビニルアルコール 本発明において、 (B)の部分ケン化ポリビニルアルコー
ルは分散助剤として作用するものであり、特に、得られ
る重合体の可塑剤吸収性を良好なものに保持する。この
部分ケン化ポリビニルアルコール(B) は、平均重合度 1
00〜500 及びケン化度が30〜60モル%のものである。例
えば平均重合度が 100未満であったり、ケン化度が30モ
ル%未満であると、得られる重合体の嵩比重が低下する
とともに、重合器内壁への重合体スケールの付着量も多
くなる。また平均重合度が 500より大であったり、ケン
化度が60モル%を超えると、得られる重合体はポロシテ
ィの低いものとなり、該重合体から得られる成形品はフ
ィッシュアイ量が多いものとなる。
【0009】またこのポリビニルアルコール(B) は、シ
ンジオタクティシティ度が55%以上であることも重要で
ある。シンジオタクティシティの度合は、部分ケン化ポ
リビニルアルコールを一旦、完全ケン化物とした後、重
水素化DMSOに溶解し、ポリビニルアルコールの水酸基プ
ロトンの NMRスペクトル測定より算出することができ
る。即ち、この NMRスペクトルから求められたトライア
ッドタクティシティ、アイソタクティシティ(I) 、ヘテ
ロタクティシティ(H) およびシンジオタクティシティ
(S) から、下記式、 i=I+H/2 s=S+H/2 で計算したシンジオタクティシティ度(s) で表わしたも
のである。なおiはアイソタクティシティ度を表わす。
【0010】即ち、部分ケン化ポリビニルアルコールの
界面特性は、残存するカルボン基の量のみならずその立
体的分布状態によっても異なり、例えば同一のケン化度
であっても、残存カルボン酸基の立体的分布状態が異な
れば、界面特性も異なる。本発明においては、上記の平
均重合度及びケン化度を有するものであっても、シンジ
オタクティシティ度が55%未満であるポリビニルアルコ
ールを使用した場合には、塩化ビニル単量体等の重合成
分が水性媒体中に安定に懸濁分散されず、この結果とし
て、得られる重合体は粗粒分が多くなり、重合体壁への
スケール付着も大となる。また塩化ビニル重合体のポロ
シティは不均一なものとなり、その可塑剤吸収性はまだ
らなものとなってしまう。尚、このシンジオタクティシ
ティ度が55%以上の部分ケン化ポリビニルアルコール
は、ポリビニルエステルのエステル基が酢酸エステルよ
りも嵩高なエステル基、例えばピバリン酸エステル、ト
リフロロ酢酸エステル等からなるポリビニルエステルま
たはこれらを20モル%以上含む共重合体ポリビニルエス
テルをケン化して得られる。
【0011】本発明において、上記の部分ケン化ポリビ
ニルアルコール(B) の使用量は、仕込み単量体 100重量
部当り 0.002〜0.02重量部、特に 0.005〜0.01重量部と
することが好適である。この使用量が上記範囲外である
ときには、重合の安定性と、得られる重合体の可塑剤吸
収性とを同時に満足することが困難となる。
【0012】重合成分 本発明の製造方法において、単量体としては、塩化ビニ
ルを単独で使用することができる他、塩化ビニルを主体
とし、塩化ビニルと共重合可能なコモノマーを含有した
単量体混合物(通常、塩化ビニルを50重量%以上含有)
も使用することができる。かか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(メタ)アク
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
化ビニリデン等を例示することができる。
【0013】また上記単量体とともに水性媒体中に懸濁
分散されるその他の重合成分としては、重合開始剤が使
用される。この重合開始剤としては、従来から塩化ビニ
ルの重合に使用されているものを使用することができ、
例えばt−ブチルパーオキシネオデカノエート、t−ヘ
キシルパーオキシネオデカノエート、t−ヘキシルパー
オキシピバレート、α−クミルパーオキシネオデカノエ
ート、t−ヘキシルネオヘキサノエート、 2,4,4−トリ
メチルペンチル−2−パーオキシ−2−ネオデカノエー
ト等のパーエステル化合物、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−2−エトキシエチルパーオキシジカ
ーボネート、ジメトキシイソプロピ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、デカノイルパー
オキシド、ラウロイルパーオキシド、ベンゾイルパーオ
キシド、クメンハイドロパーオキシド、シクロヘキサノ
ンパーオキシド、 2,4−ジクロロベンゾイルパーオキシ
ド、p−メンタンハイドロパーオキシド、 3,5,5−トリ
メチルヘキサノイルパーオキシド、イソブチリルパーオ
キシド、アセチルシクロヘキシルスルホニルパーオキシ
ド等のパーオキシド化合物、α, α′−アゾビスイソブ
チロニトリル、α, α′−アゾビス(2,4−ジメチルバレ
ロニトリル) 、α, α′−アゾビス(4−メトキシ−
2,4−ジメチルバレロニトリル)等のアゾ化合物を単独
または2種以上の組合せで使用することができる。また
これらは油溶性の重合開始剤であるが、過硫酸カリウ
ム、過硫酸アンモニウム、過酸化水素等の水溶性重合開
始剤を単独又は組合せて使用することもできる。重合開
始剤は、水又は単量体の仕込み中、或いは仕込み終了後
に添加すればよく、予め単量体に均一に混合して単量体
とともに仕込んでもよいし、水性エマルジョンとして水
性媒体とともに仕込んでもよい。
【0014】重合条件 本発明の製造方法は、上述した単量体等の水性媒体中へ
の懸濁分散を、前記(A) の水溶性高分子と (B)の部分ケ
ン化ポリビニルアルコールとを組合せで使用することを
除けば、それ自体公知の条件で懸濁重合を行うことがで
きる。例えば、単量体等の重合体成分を懸濁分散させる
ために使用する水性媒体の仕込み量は、従来の方法と同
様、単量体との仕込み比(水/単量体)が 1.0〜1.5程
度でよく、必要に応じて、重合の途中で水を追加するこ
ともできる。また重合系(懸濁分散液)の安定化を図る
ために、前述した (A)及び (B)以外の分散剤、例えばポ
リアクリル酸等の水溶性ポリマー、ソルビタンモノラウ
レート、ソルビタントリオレート、ソルビタンモノステ
アレート、グリセリントリステアレート、エチレンオキ
シド、プロピレンオキシドブロックコポリマー等の油溶
性乳化剤、ポリオキシエチレンソルビタンモノラウレー
ト、ポリオキシエチレングセリンオレート、ラウリン酸
ナトリウム等の水溶性乳化剤、その他炭酸カルシウム、
リン酸カルシウム、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリ
ウム等を、本発明の目的が損なわれない範囲内で少量使
用することができる。さらに、重合開始剤の使用量、重
合温度等は、従来から採用されている範囲でよく、また
必要に応じて重合度調節剤、pH調整剤等を重合系に添加
することもできる。
【0015】
【実施例】以下の実施例において、得られた塩化ビニル
系重合体の可塑剤吸収量、可塑剤吸収時間、及びフィッ
シュアイは、次の方法により測定した。 可塑剤吸収量:内径25mm、深さ85mmのアルミニウム合金
製容器の底にグラスファイバーを詰め、試料の塩化ビニ
ル重合体10gを採取して投入する。これにジオクチルフ
タレート(以下DOPとする)15ccを加え、30分放置し
てDOPを重合体に充分浸透させる。その後1500Gの加
速度下に過剰のDOPを遠心分離し、重合体10gに吸収
されたDOPの量を測定して、重合体 100g当たりに換
算した。 可塑剤吸収時間:プラストグラフ(プラネタリーミキサ
ー)に、試料の塩化ビニル樹脂 400gを入れ、60rpm で
攪拌しながら予熱(4分)して80℃とした後、これにD
OPを 200g添加し、その添加時よりトルクの下降した
時点までの時間を可塑剤吸収時間とした。 フィッシュアイ:試料の塩化ビニル重合体を 100重量
部、三塩基性硫酸鉛を1重量部、ステアリン酸鉛を 1.5
重量部、酸化チタンを 0.2重量部、カーボンブラックを
0.1重量部及びDOPを50重量部の割合で調製した混合
物をロールを用いて 145℃で1分間、3分間及び5分間
混練した後、それぞれ厚さ 0.2mmのシートに成形し、シ
ート 100cm2 当たりに含まれるフィッシュアイの個数を
計数した。
【0016】実施例1 内容積2M3 のオートクレーブに、純水 150重量部、
(A)の主分散剤として重合度2000、ケン化度88モル%の
部分ケン化ポリビニルアルコール0.05重量部、及び (B)
の分散助剤として、重合度 200、ケン化度48モル%、シ
ンジオタクティシティ度65%の部分ケン化ポリビニルア
ルコールを0.01重量部仕込んだ。次に真空ポンプでオー
トクレーブの内圧が 700mmHgとなるまで脱気を行った。
その後、塩化ビニル単量体 100重量部を仕込み、さらに
重合開始剤として、t−ブチルパーオキシネオデカノエ
ート 0.1重量部を仕込んでから昇温を開始し、57℃の温
度で重合を続けた。オートクレーブの内圧が 6.5kg/cm
2 G に達した時点で反応を停止し、未反応の単量体を回
収し、脱水、乾燥を行って重合体を得た。得られた重合
体について、可塑剤吸収量、可塑剤吸収時間及びフィッ
シュアイの測定を行い、その結果を表1に示した。尚、
上記で用いたポリビニルアルコールのシンジオタクティ
シティ度は、次のようにして求めた。即ち、部分ケン化
ポリビニルアルコールを一旦完全ケン化物とした後、こ
れを重水素化DMSO(DMSO−d6)の溶液とし、
270MHz ,1H−NMRスペクトルを測定する。OH基の
プロトンは、 4.1〜4.7 ppm の範囲内で3本に分裂し、
これらはアイソタクテシティ(I) 、ヘテロタクテシティ
(H) 、シンジオタクテシティ(S) に帰属する。各成分の
分率を求めた後、シンジオタクテシティ度(s) を次式に
より算出した。 s=S+(H/2)
【0017】実施例2 実施例1において、 (B)の分散助剤として、重合度 13
0、ケン化度52モル%、シンジオタクティシティ度58%
の部分ケン化ポリビニルアルコールを使用した以外は、
実施例1と同様に重合を行い、得られた重合体について
同様の測定を行った。その結果を表1に示す。
【0018】実施例3 実施例1において、 (B)の分散助剤として、重合度 30
0、ケン化度45モル%、シンジオタクティシティ度が64
%の部分ケン化ポリビニルアルコールを使用した以外
は、実施例1と同様に重合を行い、得られた重合体につ
いて同様の測定を行った。その結果を表1に示す。
【0019】実施例4 実施例1において、 (B)の分散助剤として、重合度 40
0、ケン化度40モル%、シンジオタクティシティ度が62
%の部分ケン化ポリビニルアルコールを使用した以外
は、実施例1と同様に重合を行い、得られた重合体につ
いて同様の測定を行った。その結果を表1に示す。
【0020】比較例1 実施例1において、 (B)の分散助剤として、重合度 23
0、ケン化度50モル%、シンジオタクティシティ度が51
%の部分ケン化ポリビニルアルコールを使用した以外
は、実施例1と同様に重合を行い、得られた重合体につ
いて同様の測定を行った。その結果を表1に示す。
【0021】比較例2 実施例1において、 (B)の分散助剤として、重合度 30
0、ケン化度45モル%、シンジオタクティシティ度が42
%の部分ケン化ポリビニルアルコールを使用した以外
は、実施例1と同様に重合を行い、得られた重合体につ
いて同様の測定を行った。その結果を表1に示す。
【0022】比較例3 実施例1において、 (B)の分散助剤を使用せず、 (A)の
主分散剤の使用量を0.06重量部とした以外は、実施例1
と同様に重合を行い、得られた重合体について同様の測
定を行った。その結果を表1に示す。
【0023】
【表1】
【0024】尚、上記表中、ケン化度の単位はモル%で
あり、sはシンジオタクティシティ度を示す。
【0025】
【発明の効果】本発明方法により得られた塩化ビニル系
重合体は、例えばこれに種々の可塑剤を配合して、ある
いは練りの浅い加工条件等により成形加工に供した場合
にも、フィッシュアイの生成が極めて少ないという利点
を有している。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中西 輝貴 茨城県鹿島郡波崎町大字砂山2668−22 信越化学工業株式会社 高分子機能性材 料研究所内 (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C08F 2/18 - 2/20

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 塩化ビニルまたは塩化ビニルを含む単量
    体混合物を水性媒体中に懸濁分散させて懸濁重合を行う
    工程を有する塩化ビニル系重合体の製造方法において、 前記懸濁分散のための分散剤として、(A) セルロース誘
    導体、ゼラチン及びケン化度が65モル%以上の部分ケン
    化ポリビニルアルコールから成る群より選択された少な
    くとも1種の水溶性高分子と、(B) 平均重合度 100〜50
    0 、ケン化度30〜60モル%且つシンジオタクティシティ
    度が55%以上である部分ケン化ポリビニルアルコールと
    を組合せで使用することを特徴とする塩化ビニル系重合
    体の製造方法。
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ITMI20050155A1 (it) * 2005-02-04 2006-08-05 Reagens Spa Nuovo procedimento per la preparazione s-pvc
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