JP5391824B2 - Aqueous thickener, method for producing the same, and aqueous thickener using the same - Google Patents

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Description

本発明は、一般的に利用される増粘剤の中で、とりわけ強酸性を示す溶液、塩濃度が高い溶液、アルコール性溶液の増粘に関する。
更に詳しくは、特定のスルホン酸(塩)基含有水溶性共重合体からなり、安全であって、少量の添加で高い増粘効果の得られる水系増粘剤及び該増粘剤の製造方法、並びに該増粘剤を含有する医薬品や化粧品などに使用される水性増粘液に関する。
The present invention relates to the thickening of a solution having strong acidity, a solution having a high salt concentration, and an alcoholic solution, among the commonly used thickening agents.
More specifically, a water-based thickener comprising a specific sulfonic acid (salt) group-containing water-soluble copolymer, safe and having a high thickening effect with a small amount of addition, and a method for producing the thickener, In addition, the present invention relates to an aqueous thickener used for pharmaceuticals and cosmetics containing the thickener.

医薬品および化粧品などの広汎な分野で使用できる水溶性増粘剤としては、種々の多糖類、ゼラチンなどの天然高分子、ポリオキシエチレン、架橋ポリ(メタ)アクリル酸などの合成高分子、モンモリナイト、シリカなどの無機鉱物などが知られている。
これらの中で、特に架橋ポリ(メタ)アクリル酸は、安価で増粘効果が高く、少量でゲル化するため、医薬品および化粧品業界、特に化粧料において、水溶性増粘剤あるいは安定化剤として多用されている。
しかしながら、架橋ポリ(メタ)アクリル酸は、pH5以下の酸性下や塩の存在する水溶液中では、カルボキシル基の解離が抑えられ、粘度が極端に低下し増粘しなくなる。このため、酸性条件や塩共存系が要求される処方では使用することが出来ない。特に、使用性が重要なポイントを占める化粧料用の増粘剤としては、この特徴が致命的な欠点となることもある。
例えば、pH5以下の酸性条件下あるいは塩類の存在下では、増粘効果を保持するためにその配合量を大幅に増量する必要があり、その結果、使用性を著しく損なうことになる。そのようなものを肌に塗布したときに、べたつき感を生じ、このべたつき感は化粧料の使用性上、極めて深刻な問題となる。また、化粧料処方の中にはエタノール濃度が高いものもあるが、現状ではこのような処方をカルボキシビニルポリマーなどの従来の増粘剤により効率よく増粘することは極めて困難な課題である。
Water-soluble thickeners that can be used in a wide range of fields such as pharmaceuticals and cosmetics include various polysaccharides, natural polymers such as gelatin, synthetic polymers such as polyoxyethylene and crosslinked poly (meth) acrylic acid, montmorillonite, Inorganic minerals such as silica are known.
Among these, cross-linked poly (meth) acrylic acid is particularly inexpensive and has a high thickening effect and gels in a small amount. Therefore, it is used as a water-soluble thickener or stabilizer in the pharmaceutical and cosmetic industries, particularly cosmetics. It is used a lot.
However, cross-linked poly (meth) acrylic acid does not increase in viscosity because the dissociation of carboxyl groups is suppressed under acidic conditions of pH 5 or lower or in an aqueous solution containing salts, and the viscosity is extremely lowered. For this reason, it cannot be used in a formulation that requires acidic conditions and a salt coexistence system. In particular, as a thickener for cosmetics where usability occupies an important point, this characteristic may be a fatal defect.
For example, under acidic conditions of pH 5 or lower or in the presence of salts, it is necessary to greatly increase the blending amount in order to maintain the thickening effect, and as a result, the usability is significantly impaired. When such a substance is applied to the skin, a sticky feeling is produced, and this sticky feeling becomes a very serious problem in terms of the usability of the cosmetic. Some cosmetic formulations have a high ethanol concentration, but at present, it is an extremely difficult task to efficiently thicken such formulations with a conventional thickener such as carboxyvinyl polymer.

この問題を解決するために、アクリルアミドアルキルスルホン酸と(メタ)アクリル酸との共重合体(特開平9−157130号公報)、アクリルアミドアルキルスルホン酸とアルキル基含有不飽和単量体との共重合体(特開平10−279636号公報)、或いは、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸塩とメチレンビスアクリルアミドなどの架橋性単量体との共重合体(特開2001−114641号公報、国際公開パンフレットWO2008/107034号)などが、化粧料に検討されている。
しかしながら、これらの共重合体であっても、分子量が上がらなかったり、重合体中に分岐構造が生成したり、不溶解分が生成したりして、またさらには、酸性領域や、エタノール存在下での増粘が不十分であって、取扱い性に劣った。
In order to solve this problem, a copolymer of acrylamide alkyl sulfonic acid and (meth) acrylic acid (JP-A-9-157130), a copolymer of acrylamide alkyl sulfonic acid and an alkyl group-containing unsaturated monomer Copolymer (JP-A-10-279636) or a copolymer of 2-acrylamido-2-methylpropane sulfonate and a cross-linkable monomer such as methylenebisacrylamide (JP-A 2001-114641, International Publication pamphlets WO2008 / 107034) and the like have been studied for cosmetics.
However, even with these copolymers, the molecular weight does not increase, a branched structure is formed in the polymer, an insoluble matter is generated, and further, in the acidic region or in the presence of ethanol. Insufficient thickening at the time, and poor handleability.

特開平9−157130号公報JP-A-9-157130 特開平10−279636号公報JP-A-10-279636 特開2001−114641号公報JP 2001-114641 A 国際公開第2008/107034号パンフレットInternational Publication No. 2008/107034 Pamphlet

本発明者らは、酸性領域や、特にエタノール存在下での高い増粘を示し、曳糸性が大きく、人体に安全な水系増粘剤を得るべく、様々な検討を行った。   The present inventors have conducted various studies to obtain an aqueous thickener that exhibits high thickening in the acidic region, particularly in the presence of ethanol, has a high spinnability, and is safe for the human body.

本発明者は、スルホン酸(塩)基含有単量体に通常含まれる不純物に着目し鋭意検討した結果、特定成分を一定割合以上含有しないスルホン酸(塩)基含有単量体を共重合して得られた水系分散剤が、酸性領域やアルコール存在下での高い増粘を示し、曳糸性が大きく、又不溶解分が生成しないため取扱い容易であることを見出し、本発明を完成させたのである。   As a result of diligent investigation focusing on the impurities normally contained in the sulfonic acid (salt) group-containing monomer, the present inventor has copolymerized a sulfonic acid (salt) group-containing monomer that does not contain a specific component or more. It was found that the aqueous dispersant obtained in this way exhibits high viscosity in the acidic region and in the presence of alcohol, has high spinnability, and is easy to handle because it does not generate insoluble matter, thereby completing the present invention. It was.

すなわち、本発明は、以下に示すものである。
[1]下記に示す単量体(A)が15〜80重量%、単量体(B)及び/又は単量体(C)が20〜85重量%を必須として、且つ架橋性単量体を含まない条件下でラジカル共重合して得られる水溶性共重合体であって、ポリアクリル酸を基準物質としたGPCのトップピーク分子量が200万〜3000万である水系増粘剤。
単量体(A);2−メチル−2−プロペニル−1−スルホン酸の含有量が120重量ppm以下である、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸及び/又はその塩。
単量体(B);(メタ)アクリル酸及び/又はその塩。
単量体(C);N原子にアルキル基が結合しても良い単官能性アクリルアミド又はアクリル酸エステル。
[2]単量体(A)が、以下の第1〜第4工程を経て製造されたものである[1]記載の水系増粘剤。
第1工程;アクリロニトリルと発煙硫酸の混合液を製造する工程。
第2工程;第1工程で製造する混合液とイソブチレンとを混合接触させ、2−メチル−2−プロペニル−1−スルホン酸が12000重量ppm以下である2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸のアクリロニトリルスラリー液を得る工程。
第3工程;第2工程で得られるスラリー液を固液分離して、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸の粗体ケーキを得、次いで粗体ケーキをアクリロニトリルで洗浄する工程。
第4工程;第3工程で得られる洗浄した粗体ケーキを乾燥する工程。
[3]単量体(C)が、アクリルアミド、N−アルキルアクリルアミド、N,N−ジアルキルアクリルアミドから選ばれた単量体である[1]又は[2]に記載の水系増粘剤。
[4]単量体(A)中の2−メチル−2−プロペニル−1−スルホン酸の含有量が60重量ppm以下である、[1]〜[3]のいずれかに記載の水系増粘剤。
[5]単量体(A)中の2−メチル−2−プロペニル−1−スルホン酸の含有量が30重量ppm以下である、[1]〜[4]のいずれかに記載の水系増粘剤。
[6]単量体(A)、(B)及び/又は(C)をゲル重合させてなる[1]〜[5]のいずれかに記載の水系増粘剤の製造方法。
[7][1]〜[5]のいずれかに記載の水系増粘剤と鉱酸若しくは有機酸、又はアルコールのいずれかを必須成分として含有する水性増粘液。
That is, the present invention is as follows.
[1] The monomer (A) shown below is 15 to 80% by weight, the monomer (B) and / or the monomer (C) is 20 to 85% by weight, and a crosslinkable monomer. A water-based copolymer obtained by radical copolymerization under conditions containing no water, and having a GPC top peak molecular weight of 2 million to 30 million based on polyacrylic acid as a reference substance.
Monomer (A); 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid and / or a salt thereof, wherein the content of 2-methyl-2-propenyl-1-sulfonic acid is 120 ppm by weight or less.
Monomer (B); (meth) acrylic acid and / or a salt thereof.
Monomer (C): monofunctional acrylamide or acrylate ester in which an alkyl group may be bonded to the N atom.
[2] The aqueous thickener according to [1], wherein the monomer (A) is produced through the following first to fourth steps.
1st process; The process of manufacturing the liquid mixture of acrylonitrile and fuming sulfuric acid.
Second step: A mixture of isobutylene and the mixed liquid produced in the first step are mixed and contacted, and 2-methyl-2-propenyl-1-sulfonic acid is 12000 ppm by weight or less of 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid. A step of obtaining an acrylonitrile slurry liquid.
Third step: A step of solid-liquid separation of the slurry liquid obtained in the second step to obtain a crude cake of 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid, and then washing the crude cake with acrylonitrile.
Fourth step: A step of drying the washed coarse cake obtained in the third step.
[3] The aqueous thickener according to [1] or [2], wherein the monomer (C) is a monomer selected from acrylamide, N-alkylacrylamide, and N, N-dialkylacrylamide.
[4] The aqueous thickening according to any one of [1] to [3], wherein the content of 2-methyl-2-propenyl-1-sulfonic acid in the monomer (A) is 60 ppm by weight or less. Agent.
[5] The aqueous thickening according to any one of [1] to [4], wherein the content of 2-methyl-2-propenyl-1-sulfonic acid in the monomer (A) is 30 ppm by weight or less. Agent.
[6] The method for producing an aqueous thickener according to any one of [1] to [5], wherein the monomers (A), (B) and / or (C) are gel-polymerized.
[7] An aqueous thickener containing the aqueous thickener according to any one of [1] to [5] and any one of mineral acid, organic acid, or alcohol as essential components.

本発明の水系増粘剤は、酸性領域や、特にアルコール存在下での高い増粘を示し、曳糸性が大きく、さらにゲル等がないため取扱い容易であり、増粘効果の経時変化もないため、品質に優れた性能を有する水性増粘液を調整することができる。   The aqueous thickener of the present invention exhibits high thickening in the acidic region, particularly in the presence of alcohol, has a high spinnability, and is easy to handle because there is no gel or the like, and there is no change in the thickening effect over time. Therefore, it is possible to adjust an aqueous thickener having performance with excellent quality.

本発明の水系増粘剤は、以下に説明する(A)〜(C)の単量体をラジカル共重合して得られる、GPC(ポリアクリル酸を基準物質とした)のトップピークにおける分子量(以下トップピーク分子量と略称する)が200万〜3000万の水溶性共重合体である。必要に応じて、その他の単量体(ただし、架橋性単量体を除く)を全単量体の20重量%以下まで共重合することができる。   The aqueous thickener of the present invention has a molecular weight at the top peak of GPC (based on polyacrylic acid as a reference substance) obtained by radical copolymerization of the monomers (A) to (C) described below. (Hereinafter abbreviated as top peak molecular weight) is a water-soluble copolymer having 2 million to 30 million. If necessary, other monomers (excluding the crosslinkable monomer) can be copolymerized to 20% by weight or less of the total monomers.

○単量体(A)
本発明のスルホン酸(塩)基含有単量体は、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸(以下ATBSと略称する)及び/又はその塩である。
該単量体は、通常、アクリロニトリル、硫酸、イソブチレンを使用して製造される。かかる3成分は、化学量論的には等モルで反応するものであるが、アクリロニトリルは反応媒体の役割も担うため大過剰に用いられる。ATBSは、アクリロニトリルに難溶性であるため、生成物はスラリー状となり、先ずこのスラリーからATBS粗体を分離し、次の精製工程で精製することが行われている。こうして製造されたATBSには不純物が含まれており、該物質の含有量によって重合体の分子量がばらつく問題があった。
本発明者らは該不純物が下記式(1)で示される2−メチル−2−プロペニル−1−スルホン酸(以下IBSAと略称する)であることを先の発明において確認した。

Figure 0005391824
さらに、本発明者らは、IBSAを一定量以下に制御したATBSを使用することにより、驚くべきことに、得られた共重合体が、曳糸性が大きく、強酸性やアルコール下での長期安定性に優れた水系増粘剤となることを見出した。
その理由は、定かではないが、IBSAは不飽和結合を含んでいるため、共重合体の成分として取り込まれるが、ATBSよりスルホン酸基の長さが短く且つアミド基を含まないため、それが性能低下に繋がったとも考えられる。また、退化的連鎖移動によってポリマー末端に結合するIBSA単位はポリマーの熱安定性を低下させると推定されるが、この不安定末端が減少することによって長期安定性が向上した可能性も強い。
なお、曳糸性が大きいと、化粧料として使用した場合の、肌への載りや伸びが良くなるので好ましい。 ○ Monomer (A)
The sulfonic acid (salt) group-containing monomer of the present invention is 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid (hereinafter abbreviated as ATBS) and / or a salt thereof.
The monomer is usually produced using acrylonitrile, sulfuric acid or isobutylene. These three components react stoichiometrically in equimolar amounts, but acrylonitrile is used in a large excess because it also serves as a reaction medium. Since ATBS is sparingly soluble in acrylonitrile, the product is in the form of a slurry. First, a crude ATBS is separated from the slurry and purified in the next purification step. The ATBS thus produced contains impurities, and there is a problem that the molecular weight of the polymer varies depending on the content of the substance.
The inventors of the present invention have confirmed that the impurity is 2-methyl-2-propenyl-1-sulfonic acid (hereinafter abbreviated as IBSA) represented by the following formula (1).
Figure 0005391824
Furthermore, the present inventors surprisingly use the ATBS in which the IBSA is controlled to a certain amount or less, and surprisingly, the obtained copolymer has a high spinnability and a long period under strong acidity or alcohol. It has been found that it is an aqueous thickener with excellent stability.
The reason is not clear, but since IBSA contains an unsaturated bond, it is incorporated as a component of the copolymer, but since the sulfonic acid group is shorter than ATBS and does not contain an amide group, It is thought that it led to performance degradation. Moreover, although it is estimated that the IBSA unit couple | bonded with a polymer terminal by degenerative chain transfer reduces the thermal stability of a polymer, possibility that long-term stability improved by reducing this unstable terminal is also strong.
In addition, it is preferable that the spinnability is large, because when it is used as a cosmetic, it can be put on and stretched on the skin.

本発明において、ATBS中のIBSAの含有量は、120重量ppm以下であることが必要であり、60重量ppm以下であることが好ましく、30重量ppm以下であることが更に好ましい。ATBS中のIBSA含量が120重量ppmを越えると製造した水系増粘剤の曳糸性や増粘性が低下し、長期安定性も低下する。特に、30重量ppm以下で、性能が向上する。   In the present invention, the content of IBSA in ATBS needs to be 120 ppm by weight or less, preferably 60 ppm by weight or less, and more preferably 30 ppm by weight or less. If the IBSA content in ATBS exceeds 120 ppm by weight, the spinnability and thickening of the produced water-based thickener will decrease, and the long-term stability will also decrease. In particular, the performance is improved at 30 ppm by weight or less.

一般に、市販されているATBSには、IBSAが200重量ppm以上含まれているので、かかるATBSからIBSAを除去して、本発明で使用するATBSを製造することができる。
かかる精製には、メタノールや酢酸、水と共沸する有機溶剤による再結晶する方法も考えられるが、かかる方法では工業的量産に馴染まず、廃棄溶剤も多いため、コストアップになる。
そのため、ATBSの製造工程において、IBSA濃度を120重量ppm以下に制御する方法が好ましい。
In general, since commercially available ATBS contains 200 ppm by weight or more of IBSA, ATBS used in the present invention can be produced by removing IBSA from such ATBS.
For such purification, recrystallization using an organic solvent azeotroped with methanol, acetic acid, or water is conceivable. However, such a method is not suitable for industrial mass production and has a large amount of waste solvent, which increases costs.
Therefore, a method of controlling the IBSA concentration to 120 ppm by weight or less in the ATBS manufacturing process is preferable.

すなわち、本発明のATBSは、アクリロニトリル、イソブチレン、発煙硫酸を原料として、4つの工程にて連続製造される。
第一工程は、アクリロニトリルと発煙硫酸の混合液を製造する工程である。本工程は、アクリロニトリルと硫酸との均一混合が目的であるが、アクリロニトリル中には微量の水分が含まれるため、この水分を発煙硫酸で捕捉することを含んでいる。アクリルニトリルの重合や、混合液の着色を抑制するために、混合液温度を0℃から−15℃に維持し、混合槽内の液滞留時間を10分以上にすることが好ましい。より好ましくは、90分以上の滞留時間であり、発煙硫酸中の三酸化硫黄成分が多く残存すると、次工程において三酸化硫黄がイソブチレンと化学反応しIBSAを生成する。
第二工程は、第一工程で製造する混合液とイソブチレンとを混合接触させ、ATBSのアクリロニトリルスラリー液を得る工程である。本工程は、アクリロニトリルと硫酸(若しくは発煙硫酸)、イソブチレンが等モルで反応し、同モルのATBSが生成するはずであるが、アクリロニトリルを溶剤としても使用しているため、本工程ではATBSのアクリロニトリルスラリー液となる。
本工程の温度は40〜70℃が好ましく、槽内の滞留時間は90〜180分が好ましい。本工程では、発煙硫酸とイソブチレンが副反応してIBSAが生成する。
IBSAの生成量を低減する方法としては、発煙硫酸から持込まれる三酸化硫黄分を低減する方法等が挙げられる。該化合物は、逐次反応で更に三酸化硫黄と反応して別の化合物に変換されるケースや、水分と反応してアルコール化合物に変化するケース、アクリロニトリルと反応して別のアクリルアミド化合物に変換されるケースがあり、これらを利用して、一度生成した該化合物を消失させる方法もある。本工程では、本発明で使用するATBSを得るためには、本工程の製品中のIBSAを12000重量ppm以下に抑える必要がある。
第三工程は、第二工程で得られるスラリー液を固液分離して、ATBSの粗体ケーキを得、次いで粗体ケーキをアクリロニトリルで洗浄する工程である。本工程の後半は、ATBSの粗体ケーキから不純物を除去する目的であり、結晶表面に付着したIBSAを洗い流す操作を含んでいる。
第四工程は、第三工程で得られる洗浄した粗体ケーキを乾燥する工程である。本工程は残存するアクリロニトリルを除去することが主目的であるが、IBSAが熱分解する性質を利用して、IBSAを低減する目的も含んでいる。乾燥後に得られるパウダーに含まれるIBSAは120重量ppm以下である。
第一工程、第二工程、第三工程、第四工程の工程で、IBSAの含有量を元に工程条件を変更することにより、該化合物の含有量を低濃度に維持することができる。
That is, the ATBS of the present invention is continuously produced in four steps using acrylonitrile, isobutylene and fuming sulfuric acid as raw materials.
The first step is a step of producing a mixed liquid of acrylonitrile and fuming sulfuric acid. The purpose of this step is to uniformly mix acrylonitrile and sulfuric acid, but since acrylonitrile contains a small amount of water, it includes capturing this water with fuming sulfuric acid. In order to suppress polymerization of acrylonitrile and coloration of the mixed solution, it is preferable to maintain the mixed solution temperature from 0 ° C. to −15 ° C. and set the liquid residence time in the mixing tank to 10 minutes or more. More preferably, the residence time is 90 minutes or more. When a large amount of sulfur trioxide component remains in the fuming sulfuric acid, sulfur trioxide chemically reacts with isobutylene in the next step to generate IBSA.
The second step is a step in which the mixed liquid produced in the first step and isobutylene are mixed and contacted to obtain an ATBS acrylonitrile slurry liquid. In this process, acrylonitrile, sulfuric acid (or fuming sulfuric acid), and isobutylene should react in equimolar amounts to produce the same mole of ATBS. However, since acrylonitrile is also used as a solvent, acrylonitrile of ATBS is used in this process. It becomes a slurry liquid.
The temperature in this step is preferably 40 to 70 ° C., and the residence time in the tank is preferably 90 to 180 minutes. In this step, fuming sulfuric acid and isobutylene are side-reacted to produce IBSA.
Examples of a method for reducing the amount of IBSA produced include a method for reducing the sulfur trioxide content brought from fuming sulfuric acid. The compound is converted into another compound by further reaction with sulfur trioxide in a sequential reaction, the case where it is converted into an alcohol compound by reacting with moisture, or the reaction is converted into another acrylamide compound by reacting with acrylonitrile. There are cases, and there is a method of using these to eliminate the compound once produced. In this step, in order to obtain ATBS used in the present invention, it is necessary to suppress IBSA in the product of this step to 12000 ppm by weight or less.
The third step is a step of solid-liquid separation of the slurry liquid obtained in the second step to obtain a crude cake of ATBS, and then washing the coarse cake with acrylonitrile. The latter half of this step is for the purpose of removing impurities from the ATBS coarse cake, and includes the operation of washing away IBSA adhering to the crystal surface.
The fourth step is a step of drying the washed coarse cake obtained in the third step. The main purpose of this step is to remove the remaining acrylonitrile, but it also includes the purpose of reducing IBSA by utilizing the property of thermal decomposition of IBSA. The IBSA contained in the powder obtained after drying is 120 ppm by weight or less.
By changing the process conditions based on the content of IBSA in the first step, the second step, the third step, and the fourth step, the content of the compound can be maintained at a low concentration.

本発明で使用する単量体(A)の共重合体中の重量割合は、15〜80重量%であり、20〜60重量%が好ましい。単量体(A)の重量割合がこの値未満では、酸性領域下の増粘性が低下したり曳糸性が増加しなかったりする。この値を越えると、水系増粘剤の水溶解性は増すもの、化粧料の皮膚刺激性が増加する。   The weight ratio in the copolymer of the monomer (A) used by this invention is 15 to 80 weight%, and 20 to 60 weight% is preferable. When the weight ratio of the monomer (A) is less than this value, the thickening under the acidic region is lowered or the spinnability is not increased. If this value is exceeded, the water-based thickener will increase the water solubility, but the skin irritation of the cosmetic will increase.

○単量体(B)
本発明で使用することのできる単量体(B)は、(メタ)アクリル酸及び/又はその塩である。なお、本発明で(メタ)アクリル酸とは、アクリル酸又はメタクリル酸のことをいう。好ましくはアクリル酸及び/又はその塩が使用される。
○ Monomer (B)
The monomer (B) that can be used in the present invention is (meth) acrylic acid and / or a salt thereof. In the present invention, (meth) acrylic acid means acrylic acid or methacrylic acid. Preferably acrylic acid and / or its salt is used.

○単量体(C)
本発明で使用することのできる単量体(C)は、N原子にアルキル基が結合しても良い単官能性アクリルアミド又はアクリル酸エステルである。
N原子にアルキル基が結合しても良い単官能性アクリルアミドとしては、アクリルアミド、N−エチルアクリルアミド、N−プロピルアクリルアミド、N−イソプロピルアクリルアミド、N−tert-ブチルアクリルアミド、N,N−ジメチルアクリルアミド、N,N−ジエチルアクリルアミド、N,N−ジメチルアミノエチルアクリルアミド、N,N−ジメチルアミノプロピルアクリルアミド、N,N−ジメチルアミノエチルアクリルアミドメチルクロライド、N,N−ジメチルアミノプロピルアクリルアミドメチルクロライド、等が例示される。取扱いが容易であり入手のしやすいアクリルアミド、N−エチルアクリルアミド、N−プロピルアクリルアミド、N−イソプロピルアクリルアミド、N,N−ジエチルアクリルアミドが好ましい。
N原子にアルキル基が結合しても良いアクリル酸エステルとしては、N,N−ジメチルアミノエチルアクリレート、N,N−ジメチルアミノプロピルアクリレート、N,N−ジメチルアンモニウムエチルアクリレートメチルクロライド、N,N−ジメチルアミノプロピルアクリレート等が例示される。入手のしやすいN,N−ジメチルアミノエチルアクリレート、N,N−ジメチルアンモニウムエチルアクリレートメチルクロライドが好ましい。
本発明の単量体(C)として最も好ましいのはアクリルアミド、N−エチルアクリルアミド、N−イソプロピルアクリルアミド、N,N−ジエチルアクリルアミドである。
○ Monomer (C)
The monomer (C) that can be used in the present invention is a monofunctional acrylamide or acrylate ester in which an alkyl group may be bonded to the N atom.
Monofunctional acrylamides in which an alkyl group may be bonded to the N atom include acrylamide, N-ethylacrylamide, N-propylacrylamide, N-isopropylacrylamide, N-tert-butylacrylamide, N, N-dimethylacrylamide, N , N-diethylacrylamide, N, N-dimethylaminoethylacrylamide, N, N-dimethylaminopropylacrylamide, N, N-dimethylaminoethylacrylamide methyl chloride, N, N-dimethylaminopropylacrylamide methyl chloride, etc. The Acrylamide, N-ethylacrylamide, N-propylacrylamide, N-isopropylacrylamide, and N, N-diethylacrylamide, which are easy to handle and easily available, are preferred.
Examples of the acrylate ester to which an alkyl group may be bonded to the N atom include N, N-dimethylaminoethyl acrylate, N, N-dimethylaminopropyl acrylate, N, N-dimethylammonium ethyl acrylate methyl chloride, N, N- Examples thereof include dimethylaminopropyl acrylate. N, N-dimethylaminoethyl acrylate and N, N-dimethylammonium ethyl acrylate methyl chloride, which are easily available, are preferred.
Most preferred as the monomer (C) of the present invention are acrylamide, N-ethylacrylamide, N-isopropylacrylamide, and N, N-diethylacrylamide.

本発明で使用する単量体(B)及び/又は単量体(C)の共重合体中の重量割合は、単量体(B)と単量体(C)を合計して20〜85重量%であり、40〜80重量%が好ましい。単量体(B)及び/又は単量体(C)の重量割合がこの値未満では水溶解性が低下し、この値を越えると安定性が低下する。   The weight ratio in the copolymer of the monomer (B) and / or monomer (C) used in the present invention is 20 to 85 in total of the monomer (B) and the monomer (C). % By weight, preferably 40 to 80% by weight. If the weight ratio of the monomer (B) and / or the monomer (C) is less than this value, the water solubility decreases, and if it exceeds this value, the stability decreases.

本発明で使用される単量体(A)、単量体(C)が塩の場合は、該塩として、リチウム、ナトリウム、カリウム、カルシウム、バリウム、鉄、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛、アルミニウムなどの金属塩と、アンモニア、トリアルキルアミン、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、ピリジンなどの有機アンモニウム塩が挙げられ、一種類でも複数を併用することもできる。   When the monomer (A) or monomer (C) used in the present invention is a salt, the salt includes lithium, sodium, potassium, calcium, barium, iron, cobalt, nickel, copper, zinc, aluminum. And metal ammonium salts such as ammonia, trialkylamine, monoethanolamine, diethanolamine, triethanolamine, pyridine and the like, and one kind or a plurality of them can be used in combination.

○その他の単量体
本発明の共重合体は、上に説明した単量体(A)、(B)、(C)以外に、全単量体の20重量%以内の範囲で、その他の単量体を使用することができる。その他の単量体の例としては、 (無水)マレイン酸、フマル酸、イタコン酸などの不飽和カルボン酸(無水物)またはその塩、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシルなどの(メタ)アクリル酸アルキルエステル、エチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピングリコール、ブタンジオール等の二価アルコールのメチルエーテル体の(メタ)アクリル酸のモノエステル、 (メタ)アクリル酸グリシジル、酢酸ビニル、酢酸プロピルなどのカルボン酸ビニルエステル、ATBS以外の(メタ)アクリルアミドアルキルアルカンスルホン酸、ビニルスルホン酸、アリルスルホン酸、スチレンスルホン酸、2−ヒドロキシ−3−アリロキシプロパンスルホン酸などの不飽和スルホン酸またはその塩、(メタ)アクリロニトリル、スチレン、α−メチルスチレン、p−メチルスチレン、クロロメチルスチレンなどのスチレン系単量体、ビニルピリジン、ビニルイミダゾール及びアリルアミンなどが挙げられ、これらは単独で用いても複数組み合わせて使用しても良い。
これらの単量体の使用量は、15重量%以内が好ましく、10重量%以内が更に好ましい。
ただし、本発明では、架橋性単量体を含んではならない。かかる架橋性単量体としては、N,N−メチレンビスアクリルアミド、トリアリルアミン、トリエチレングリコールジメタクリレート等の水溶性単量体、トリメチロールプロパントリアクリレート等の油溶性単量体、が例示される。
かかる架橋性単量体は、共重合体を架橋させ不溶解部(架橋体)を生成させるので、分子量を増加させる目的であっても、使用を避けるべきである。
○ Other monomers The copolymer of the present invention is not limited to the monomers (A), (B) and (C) described above, and is within the range of 20% by weight or less of the total monomers. Monomers can be used. Examples of other monomers include (anhydrous) unsaturated carboxylic acids (anhydrides) such as maleic acid, fumaric acid, itaconic acid or salts thereof, methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, ( (Meth) acrylic acid (meth) acrylic acid, (meth) acrylic acid alkyl esters such as 2-ethylhexyl (meth) acrylic acid, and (meth) acrylic methyl ethers of dihydric alcohols such as ethylene glycol, polyethylene glycol, propyne glycol, and butanediol Acid monoesters, carboxylic acid vinyl esters such as glycidyl (meth) acrylate, vinyl acetate, propyl acetate, (meth) acrylamide alkylalkane sulfonic acids other than ATBS, vinyl sulfonic acids, allyl sulfonic acids, styrene sulfonic acids, 2- Unsaturated compounds such as hydroxy-3-allyloxypropane sulfonic acid Examples thereof include phonic acid or salts thereof, (meth) acrylonitrile, styrene monomers such as styrene, α-methyl styrene, p-methyl styrene, chloromethyl styrene, vinyl pyridine, vinyl imidazole, and allylamine. It may be used or may be used in combination.
The amount of these monomers used is preferably within 15% by weight, and more preferably within 10% by weight.
However, in this invention, a crosslinkable monomer must not be included. Examples of such crosslinkable monomers include water-soluble monomers such as N, N-methylenebisacrylamide, triallylamine, and triethylene glycol dimethacrylate, and oil-soluble monomers such as trimethylolpropane triacrylate. .
Since such a crosslinkable monomer crosslinks the copolymer to form an insoluble part (crosslinked body), use should be avoided even for the purpose of increasing the molecular weight.

○共重合体のトップピーク分子量
本発明の共重合体のトップピーク分子量は、200万〜3000万であり、好ましいトップピーク分子量は、400万〜2000万である。トップピーク分子量がこの範囲未満では増粘効果が不十分であり、この範囲を越えると溶解性が低下する。なお、共重合体の分子量は、前述したように、ポリアクリル酸を基準物質とする水系ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(以下GPCと略す)によるピーク曲線の極大点の分子量である。
-Top peak molecular weight of copolymer The top peak molecular weight of the copolymer of this invention is 2 million-30 million, and a preferable top peak molecular weight is 4 million-20 million. If the top peak molecular weight is less than this range, the thickening effect is insufficient, and if it exceeds this range, the solubility decreases. The molecular weight of the copolymer is, as described above, the molecular weight at the maximum point of the peak curve obtained by aqueous gel permeation chromatography (hereinafter abbreviated as GPC) using polyacrylic acid as a reference substance.

○水系増粘剤の製造方法
本発明の共重合体は、水系増粘剤に用いられる。
水系増粘剤の製造方法は、通常の重合体の合成法で用いられる、ゲル重合法、水溶液重合法及び逆相懸濁重合法などの既に公知の方法が数々あるが、高分子量の水溶性共重合体の合成は、重合体を高分子量化し易いこと及び重合操作や分子量の調整が容易なことから、ゲル重合法が好ましい。重合操作はバッチ式でも連続式でもよい。ゲル重合法の連続式の具体例としては単量体水溶液を可動式ベルト上で連続的に重合させる連続ベルト重合法などが挙げられる。
-Manufacturing method of aqueous thickener The copolymer of this invention is used for an aqueous thickener.
There are many known methods for producing an aqueous thickener, such as gel polymerization, aqueous solution polymerization and reverse phase suspension polymerization, which are used in ordinary polymer synthesis methods. For the synthesis of the copolymer, a gel polymerization method is preferred because the polymer can be easily made to have a high molecular weight and the polymerization operation and the molecular weight can be easily adjusted. The polymerization operation may be batch or continuous. Specific examples of the continuous gel polymerization method include a continuous belt polymerization method in which an aqueous monomer solution is continuously polymerized on a movable belt.

重合開始剤としてはレドックス重合開始剤が好ましく、またレドックス重合開始剤の替わりに、光重合開始剤を含有させた単量体水溶液に紫外線等の活性エネルギー線を照射してラジカル重合させることもできる。
重合開始剤の具体例としては、過硫酸ナトリウムや過硫酸カリウム等の過硫酸アルカリ金属塩、過硫酸アンモニウム等の過硫酸塩、過酸化水素、クメンヒドロパーオキサイド、ベンゾイルパーオキシド、t−ブチルパーオキサイド、過酸化ベンゾイル等の有機過酸化物、2,2’−アゾビス(4−シアノ吉草酸)、2,2’−アゾビス[2−メチル−N−(2−ヒドロキシエチル)−プロピオンアミド]、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル等のアゾ化合物等が挙げられる。このとき、遷移金属塩や亜硫酸水素塩、L−アスコルビン酸(塩)、エリソルビン酸(塩)、アミン化合物等のレドックス形成用の還元剤を併用することが好ましい。
また、添加する重合開始剤の量は、使用する重合開始剤の種類や目的とする重合体の組成、重合度、粘度などに応じて調整されるが、全単量体の合計量を基準にして、5〜10000重量ppmが用いられる。好ましくは10〜5000重量ppm、特に15〜3000重量ppmがより好ましい。
本願発明においては、連鎖移動剤としても働くIBSAの含有量が低減できる結果、重合開始剤の使用量を少なくすることができる。
As the polymerization initiator, a redox polymerization initiator is preferable. Instead of the redox polymerization initiator, a monomer aqueous solution containing a photopolymerization initiator may be irradiated with active energy rays such as ultraviolet rays to be radically polymerized. .
Specific examples of the polymerization initiator include alkali metal persulfates such as sodium persulfate and potassium persulfate, persulfates such as ammonium persulfate, hydrogen peroxide, cumene hydroperoxide, benzoyl peroxide, and t-butyl peroxide. , Organic peroxides such as benzoyl peroxide, 2,2′-azobis (4-cyanovaleric acid), 2,2′-azobis [2-methyl-N- (2-hydroxyethyl) -propionamide], 2 Azo compounds such as 2,2'-azobisisobutyronitrile. At this time, it is preferable to use together a reducing agent for redox formation such as transition metal salt, bisulfite, L-ascorbic acid (salt), erythorbic acid (salt), amine compound and the like.
The amount of the polymerization initiator to be added is adjusted according to the type of polymerization initiator used, the composition of the target polymer, the degree of polymerization, the viscosity, etc., but is based on the total amount of all monomers. 5 to 10,000 ppm by weight is used. Preferably it is 10 to 5000 ppm by weight, and more preferably 15 to 3000 ppm by weight.
In the present invention, as a result of reducing the content of IBSA that also functions as a chain transfer agent, the amount of polymerization initiator used can be reduced.

本発明の水系増粘剤の製造で用いられるゲル重合法は、極めて高分子量の水溶性重合体を得るために、有機凝集剤用などの高分子製造法において採用されている重合法であり、それによれば生成重合体はゲル状物で得られる。
ゲル重合法の技術的特徴は、単量体の水溶液濃度を20〜50重量%程度とし、かつ重合開始剤の使用量を微少量、すなわち1000重量ppm以下にすることである。このような条件で初期反応液温度5〜10℃として重合を開始させると、反応液は高粘度なゲルに変換し、反応の途中からもはや攪拌および反応熱除去の操作ができなくなるが、その状態のまま一定時間放置することにより、通常最高到達温度80〜100℃を経た後、重合が完結し、目的とする高分子量の水溶性重合体が得られる。
ゲル重合法による重合反応で好ましい重合開始温度は0〜30℃、より好ましくは5〜20℃であり、好ましい重合到達温度は70〜105℃、より好ましくは80〜100℃である。この重合開始温度と重合到達温度の範囲に入るように単量体濃度を調整すればよい。また、好ましい重合時間は30分〜6時間程度である。
The gel polymerization method used in the production of the aqueous thickener of the present invention is a polymerization method employed in a polymer production method such as for organic flocculants in order to obtain an extremely high molecular weight water-soluble polymer. According to this, the resulting polymer is obtained as a gel.
The technical characteristics of the gel polymerization method are that the aqueous solution concentration of the monomer is about 20 to 50% by weight, and the amount of the polymerization initiator used is very small, that is, 1000 ppm by weight or less. Under such conditions, when the polymerization is started at an initial reaction liquid temperature of 5 to 10 ° C., the reaction liquid is converted into a highly viscous gel, and stirring and removal of reaction heat can no longer be performed in the middle of the reaction. By leaving it for a certain period of time, the polymerization is usually completed after the maximum temperature of 80 to 100 ° C., and the desired high molecular weight water-soluble polymer is obtained.
In the polymerization reaction by the gel polymerization method, a preferable polymerization start temperature is 0 to 30 ° C, more preferably 5 to 20 ° C, and a preferable polymerization arrival temperature is 70 to 105 ° C, more preferably 80 to 100 ° C. What is necessary is just to adjust a monomer density | concentration so that it may enter into the range of this superposition | polymerization start temperature and superposition | polymerization attainment temperature. The preferred polymerization time is about 30 minutes to 6 hours.

○水性増粘液
本発明の水性増粘液は、主に酸性水溶性液体、医療用・化粧品用として、酸性領域下またはアルコール存在下、高塩濃度下で使用されるものである。
酸性水溶液体は、浴室内のタイルや洗面台、トイレの便器や室内タイルなどの陶器等の汚れを除去する洗浄剤として、塩酸、クエン酸等を洗浄成分とする酸性洗浄剤である。
本発明の液状酸性洗浄剤に含まれる鉱酸又は有機酸としては、塩酸、硫酸、硝酸及びリン酸などの鉱酸や、酢酸、クエン酸、リンゴ酸、スルファミン酸及びグリコール酸などの有機酸が挙げられる。また、これらの酸は単独又は2種以上を選択して組み合わせて使用することができる。
液状酸性洗浄剤に含まれる酸の量は、酸の種類によって洗浄力や安全性が異なるために一概には言えないが、3〜30重量%の範囲が好ましく、5〜20重量%の範囲がより好ましい。3重量%未満であると、洗浄力が不十分であり、30重量%を超えると、使用者の安全性や使用する場所(トイレ・浴室等)の周囲を腐食する恐れがある。
本発明の液状酸性洗浄剤は、前記の水溶性増粘剤及び酸以外に、界面活性剤を添加することもできる。界面活性剤としては、脂肪酸塩類、高級アルコール硫酸エステル塩類、液体脂肪油硫酸エステル塩類、アルキルアリルスルホン酸塩類等の陰イオン界面活性剤、ポリオキシエチレンアルキルエーテル類、ポリオキシエチレンアルキルエステル類、ポリオキシエチレンソルビタンアルキルエステル類、アセチレンアルコール、アセチレングリコール等の非イオン性界面活性剤などが挙げられる。その他にも、消泡剤、防腐剤、研磨剤、沈降防止剤、キレート剤、防食剤、香料等を併用することもできる。
洗浄効果、取り扱い易さ(使用感)及び安定性を得るために、20℃における液状酸性洗浄剤の粘度は5〜100mPa・s、特に10〜20mPa・sに調整することが好ましい。
Aqueous thickening liquid The aqueous thickening liquid of the present invention is mainly used as an acidic water-soluble liquid, for medical use and cosmetics, in an acidic region or in the presence of alcohol under a high salt concentration.
The acidic aqueous solution is an acidic cleaning agent containing hydrochloric acid, citric acid, or the like as a cleaning component, as a cleaning agent for removing dirt such as tiles in the bathroom, washstands, toilet bowls in bathrooms, indoor tiles, and the like.
Mineral acids or organic acids contained in the liquid acidic detergent of the present invention include mineral acids such as hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid and phosphoric acid, and organic acids such as acetic acid, citric acid, malic acid, sulfamic acid and glycolic acid. Can be mentioned. Moreover, these acids can be used individually or in combination of 2 or more types.
The amount of acid contained in the liquid acidic cleaning agent cannot be generally stated because the cleaning power and safety differ depending on the type of acid, but is preferably in the range of 3 to 30% by weight, and in the range of 5 to 20% by weight. More preferred. If it is less than 3% by weight, the detergency is insufficient, and if it exceeds 30% by weight, the user's safety and the surrounding area (toilet, bathroom, etc.) may be corroded.
In addition to the water-soluble thickener and acid, the liquid acidic detergent of the present invention can also contain a surfactant. Surfactants include anionic surfactants such as fatty acid salts, higher alcohol sulfates, liquid fatty oil sulfates, alkyl allyl sulfonates, polyoxyethylene alkyl ethers, polyoxyethylene alkyl esters, poly Nonionic surfactants such as oxyethylene sorbitan alkyl esters, acetylene alcohol, and acetylene glycol are listed. In addition, antifoaming agents, preservatives, abrasives, antisettling agents, chelating agents, anticorrosives, fragrances, and the like can be used in combination.
In order to obtain a cleaning effect, ease of handling (usability) and stability, the viscosity of the liquid acidic cleaning agent at 20 ° C. is preferably adjusted to 5 to 100 mPa · s, particularly 10 to 20 mPa · s.

医薬品や化粧品の用途に使用する場合は、溶媒としてアルコール又はアルコール/水の混合物が用いられる。かかるアルコールとしては、エタノール、n−プロパノール、イソプロパノール、n−ブタノール、イソブタノール、tert−ブタノール、n−オクタノール等が例示しされるが、人体への安全性や臭気などからエタノールが好ましい。
薬効成分や化粧成分を用いるのは当然であるが、必要により、上記と同様の界面活性剤を添加することもできる。顔料、染料、消泡剤、防腐剤、研磨剤、沈降防止剤、キレート剤、防食剤、香料等を併用することもできる。
When used for pharmaceutical or cosmetic applications, alcohol or an alcohol / water mixture is used as a solvent. Examples of such alcohol include ethanol, n-propanol, isopropanol, n-butanol, isobutanol, tert-butanol, n-octanol and the like, but ethanol is preferable from the viewpoint of safety to human body and odor.
It is natural to use medicinal ingredients and cosmetic ingredients, but if necessary, surfactants similar to those described above can be added. Pigments, dyes, antifoaming agents, preservatives, abrasives, anti-settling agents, chelating agents, anticorrosives, fragrances and the like can be used in combination.

上記に説明した成分以外に顔料等の分散性を向上する目的で分散剤を使用することができる。分散剤としては、顔料等の分散に有効であることが知られている各種の低分子量水溶性ポリマーが使用できる。
低分子量水溶性ポリマーの代表例としてはアクリル系の低分子量水溶性ポリマーが挙げられる。
In addition to the components described above, a dispersant can be used for the purpose of improving the dispersibility of pigments and the like. As the dispersant, various low molecular weight water-soluble polymers known to be effective for dispersing pigments and the like can be used.
A typical example of the low molecular weight water-soluble polymer is an acrylic low molecular weight water-soluble polymer.

pH調整が必要な場合、pH調整剤として、例えば、ナトリウム、カリウムなどのアルカリ金属の水酸化物や炭酸塩、カルシウム、マグネシウムなどのアルカリ土類金属の水酸化物、メチルアミン、モノエタノールアミン、ジメチルアミン、イソプロピルアミン、ジプロピルアミン、トリメチルアミン、モノエチルアミン、トリエチルアミン、メチルエチルアミン、モノイソプロピルアミン、フェントラミン、メチルプロピルアミン、ジイソプロピルアミンなどのアルキルアミン類、モノエタノールアミン、イソプロパノールアミン、などのアルカノールアミン類、アンモニア、ピリジンなどを挙げられるが、なかでもアルカリ金属の水酸化物や炭酸塩が好ましい。   When pH adjustment is necessary, examples of pH adjusters include alkali metal hydroxides and carbonates such as sodium and potassium, alkaline earth metal hydroxides such as calcium and magnesium, methylamine, monoethanolamine, Alkylamines such as dimethylamine, isopropylamine, dipropylamine, trimethylamine, monoethylamine, triethylamine, methylethylamine, monoisopropylamine, phentolamine, methylpropylamine, diisopropylamine, alkanolamines such as monoethanolamine, isopropanolamine, etc. Ammonia, pyridine, etc., among which alkali metal hydroxides and carbonates are preferred.

次に、実施例及び比較例を挙げて本発明をさらに具体的に説明する。
尚、以下の各例において、特に表示されていない場合の「%」は「重量%」を意味し、「ppm」は「重量ppm」を意味する。
Next, the present invention will be described more specifically with reference to examples and comparative examples.
In the following examples, “%” means “wt%” and “ppm” means “wt ppm” unless otherwise indicated.

本発明のATBSの合成例及び水系分散液の製造例を具体的に説明する。なお、濃度(重量ppm)は、HPLCにより定量した。
HPLC条件;Waters社製 高速液体クロマトグラフ
カラム;GLサイエンス社製ODS−3
溶離液;0.03%トリフルオロ酢酸水/アセトニトリル
溶離液流量;0.8ml/min
検出波長;200nm
A synthesis example of ATBS of the present invention and a production example of an aqueous dispersion will be specifically described. The concentration (weight ppm) was quantified by HPLC.
HPLC conditions; Waters high performance liquid chromatograph column; GL Science ODS-3
Eluent: 0.03% aqueous trifluoroacetic acid / acetonitrile Eluent flow rate: 0.8 ml / min
Detection wavelength: 200 nm

○合成例1
攪拌機及び入口管と出口管とを備えたガラス反応器を2個連結し、下記条件でアクリロニトリルおよび発煙硫酸を第一反応器に仕込み、アクリロニトリルと発煙硫酸とを混合した後、この混合液を第二反応器に供給した。第二反応器において、前記混合物中にイソブチレンガスを吹き込み、目的物を合成した。上記反応は連続的に行った。
発煙硫酸1モルに対し、アクリロニトリルの供給量は11モル、イソブチレンの供給量は0.9モルの割合でそれぞれ供給した。反応中に、反応液を採取し、HPLCでIBSAの濃度を測定し、発煙硫酸の供給量を表1に示す様に調整した。
なお、発煙硫酸における三酸化硫黄の濃度は0.6%であり、市販の20%発煙硫酸に対して、アクリロニトリル等の原料から持ち込まれる水分を加味した上で、濃硫酸を混合して濃度調整している。第一反応器は−15℃に維持し、滞留時間は10分とする。第二反応器は45℃に維持し、滞留時間は90分とする。
上記製造で得られたATBSのスラリーをグラスフィルターで吸引ろ過して、グラスフィルター上にケーキを得た。ケーキ重量に対して表1に記載した量のアクリロニトリルをケーキに注いで再度吸引ろ過して、ケーキを洗浄した。
ケーキをトレイに移し、80℃の乾燥温度で90分乾燥した。
得られたATBSパウダーをLC分析にかけ、IBSAの濃度を測定したところ、IBSA濃度は60ppmであった。
○ Synthesis Example 1
Two glass reactors equipped with a stirrer and an inlet pipe and an outlet pipe were connected, acrylonitrile and fuming sulfuric acid were charged into the first reactor under the following conditions, and after mixing acrylonitrile and fuming sulfuric acid, Two reactors were fed. In the second reactor, isobutylene gas was blown into the mixture to synthesize the target product. The above reaction was carried out continuously.
The amount of acrylonitrile supplied was 11 mol and the amount of isobutylene supplied was 0.9 mol per mol of fuming sulfuric acid. During the reaction, the reaction solution was collected, the concentration of IBSA was measured by HPLC, and the supply amount of fuming sulfuric acid was adjusted as shown in Table 1.
In addition, the concentration of sulfur trioxide in fuming sulfuric acid is 0.6%, and the concentration is adjusted by mixing concentrated sulfuric acid after adding moisture brought from raw materials such as acrylonitrile to commercially available 20% fuming sulfuric acid. doing. The first reactor is maintained at −15 ° C. and the residence time is 10 minutes. The second reactor is maintained at 45 ° C. and the residence time is 90 minutes.
The ATBS slurry obtained in the above production was suction filtered with a glass filter to obtain a cake on the glass filter. The amount of acrylonitrile described in Table 1 with respect to the cake weight was poured into the cake and suction filtered again to wash the cake.
The cake was transferred to a tray and dried at a drying temperature of 80 ° C. for 90 minutes.
When the obtained ATBS powder was subjected to LC analysis and the concentration of IBSA was measured, the IBSA concentration was 60 ppm.

○合成例2
合成例1において、工程の条件を表1に示した条件に変更して製造した。得られたATBSパウダーのHPLC分析をしたところ、IBSA濃度は30重量ppmであった。
○ Synthesis Example 2
In the synthesis example 1, it manufactured by changing the conditions of a process into the conditions shown in Table 1. When the obtained ATBS powder was analyzed by HPLC, the IBSA concentration was 30 ppm by weight.

○合成例3
合成例1において、各工程の条件を表1に示した条件に変更して製造した。得られたATBSパウダーのHPLC分析をしたところ、IBSA濃度は80重量ppmであった。
○ Synthesis Example 3
In the synthesis example 1, it manufactured by changing the conditions of each process into the conditions shown in Table 1. When the obtained ATBS powder was analyzed by HPLC, the IBSA concentration was 80 ppm by weight.

○比較合成例
合成例1において、各工程の条件を表1に示した条件に変更して製造した。得られたATBSパウダーをHPLC分析したところ、IBSA濃度は200ppmであった。
Comparative Comparative Example In Synthesis Example 1, the conditions of each step were changed to the conditions shown in Table 1 for production. When the obtained ATBS powder was analyzed by HPLC, the IBSA concentration was 200 ppm.

Figure 0005391824
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○製造例1
合成例1で得られたATBSを水酸化ナトリウムで中和して得られる50重量%水溶液916.8g(80モル%相当)、アクリル酸ナトリウムの35重量%水溶液65.2g(10モル%相当)、アクリル酸18.0g(10モル%相当)を混合して単量体濃度50重量%の水溶液1kgを調整した。この単量体水溶液をステンレス製デュアー瓶に仕込み、反応容器の温度を10℃に温調しながら30分間窒素バブリングを行った。次いで、重合開始剤としてt−ブチルハイドロパーオキサイド30ppm(全単量体の合計量に対する重量基準、以下同様)、過硫酸ナトリウム200ppmおよびエリソルビン酸ナトリウム20ppmを添加し、そのまま8時間放置して断熱静置レドックス重合を行った。8時間の反応終了後、生成した含水ゲル状重合体を反応容器から取り出し、チョッパーに投入して挽肉状に細断した。細断された含水ゲルを熱風乾燥機で乾燥し、更に粉砕機で粉砕して目的とする粉末状の共重合体を得た。
この共重合体のGPC測定条件で求めたトップピーク分子量は1350万であった。
○ Production Example 1
916.8 g (equivalent to 80 mol%) of a 50 wt% aqueous solution obtained by neutralizing ATBS obtained in Synthesis Example 1 with sodium hydroxide, 65.2 g (equivalent to 10 mol%) of a 35 wt% aqueous solution of sodium acrylate Then, 18.0 g (corresponding to 10 mol%) of acrylic acid was mixed to prepare 1 kg of an aqueous solution having a monomer concentration of 50% by weight. This aqueous monomer solution was charged into a stainless steel dewar, and nitrogen bubbling was performed for 30 minutes while adjusting the temperature of the reaction vessel to 10 ° C. Next, 30 ppm of t-butyl hydroperoxide as a polymerization initiator (weight basis with respect to the total amount of all monomers, the same applies hereinafter), 200 ppm of sodium persulfate and 20 ppm of sodium erythorbate were added, and allowed to stand for 8 hours. In-place redox polymerization was performed. After the completion of the reaction for 8 hours, the produced hydrogel polymer was taken out from the reaction vessel, put into a chopper and chopped into ground meat. The chopped water-containing gel was dried with a hot air dryer, and further pulverized with a pulverizer to obtain a desired powdery copolymer.
The top peak molecular weight determined under GPC measurement conditions for this copolymer was 13.5 million.

○GPC条件
溶質として硫酸ナトリウム(1.33g/l)と水酸化ナトリウム(0.33g/l)を含む水溶液を溶媒に使用し、ポリアクリル酸(AMERICAN POLYMER STANDARDS CORP.製の分子量900万、555万、114万、44万、13万1200、7万900、2400のもの)を基準物質として検量線を作成し。溶出速度は0.6mL/分、検出器は東ソー製RI検出器 TI−8020を使用した。検出強度の最も高いピークトップ(変極点)の分子量をトップピーク分子量とした。
○ GPC conditions Using an aqueous solution containing sodium sulfate (1.33 g / l) and sodium hydroxide (0.33 g / l) as a solute as a solvent, polyacrylic acid (AMERICA POLYMER STANDARDDS CORP. Molecular weight 9 million, 555 Calibration curves were created using 10,000, 1.14 million, 440,000, 131200, 7900, and 2400) as reference materials. The elution rate was 0.6 mL / min and the detector used was Tosoh RI detector TI-8020. The molecular weight of the peak top (inflection point) with the highest detection intensity was defined as the top peak molecular weight.

○製造例2
製造例1において、ATBSを合成例2で得られたものに変更する以外は、製造例1と同様の操作をして、粉末状の共重合体を得た。この共重合体のGPC測定条件で求めたトップピーク分子量は1800万であった。
○ Production Example 2
A powdery copolymer was obtained in the same manner as in Production Example 1 except that ATBS was changed to that obtained in Synthesis Example 2 in Production Example 1. The top peak molecular weight determined under the GPC measurement conditions of this copolymer was 18 million.

○製造例3
合成例1で得られたATBSを水酸化ナトリウムで中和して得られる50重量%水溶液645.9g(50モル%相当)、アクリル酸ナトリウムの35重量%水溶液184.1g(25モル%相当)、アクリル酸50.8g(25モル%相当)及び純水119.2gを混合して単量体濃度44重量%の水溶液1kgを調整した。この単量体水溶液をステンレス製デュアー瓶に仕込み、反応容器の温度を5℃に温調しながら30分間窒素バブリングを行った。次いで、重合開始剤としてt−ブチルハイドロパーオキサイド10ppm、過硫酸ナトリウム200ppmおよびエリソルビン酸ナトリウム20ppmを添加し、そのまま8時間放置して断熱静置レドックス重合を行った。8時間の反応終了後、生成した含水ゲル状重合体を反応容器から取り出し、チョッパーに投入して挽肉状に細断した。細断された含水ゲルを熱風乾燥機で乾燥し、更に粉砕機で粉砕して目的とする粉末状の共重合体を得た。この共重合体のGPC測定条件で求めたトップピーク分子量は1220万であった。
○ Production Example 3
655.9 g (corresponding to 50 mol%) of a 50 wt% aqueous solution obtained by neutralizing ATBS obtained in Synthesis Example 1 with sodium hydroxide, 184.1 g (corresponding to 25 mol%) of a 35 wt% aqueous solution of sodium acrylate Then, 50.8 g (corresponding to 25 mol%) of acrylic acid and 119.2 g of pure water were mixed to prepare 1 kg of an aqueous solution having a monomer concentration of 44% by weight. This aqueous monomer solution was charged into a stainless dewar, and nitrogen bubbling was performed for 30 minutes while adjusting the temperature of the reaction vessel to 5 ° C. Next, 10 ppm of t-butyl hydroperoxide, 200 ppm of sodium persulfate and 20 ppm of sodium erythorbate were added as polymerization initiators, and left for 8 hours to conduct adiabatic static redox polymerization. After the completion of the reaction for 8 hours, the produced hydrogel polymer was taken out from the reaction vessel, put into a chopper and chopped into ground meat. The chopped water-containing gel was dried with a hot air dryer, and further pulverized with a pulverizer to obtain a desired powdery copolymer. The top peak molecular weight of this copolymer determined under GPC measurement conditions was 12.2 million.

○製造例4
製造例3において、ATBSを合成例3で得られたものに変更する以外は、製造例3と同様の操作をして、粉末状の共重合体を得た。この共重合体のGPC測定条件で求めたトップピーク分子量は1080万であった。
○ Production Example 4
A powdery copolymer was obtained in the same manner as in Production Example 3 except that ATBS was changed to that obtained in Synthesis Example 3 in Production Example 3. The top peak molecular weight determined under the GPC measurement conditions of this copolymer was 1,080,000.

○比較製造例1
製造例1において、ATBSを比較合成例で得られたものに変更する以外は、製造例1と同様の操作をして、粉末状の共重合体を得た。この共重合体のGPC測定条件で求めたトップピーク分子量は950万であった。
○ Comparative production example 1
A powdery copolymer was obtained in the same manner as in Production Example 1 except that ATBS was changed to that obtained in Comparative Synthesis Example in Production Example 1. The top peak molecular weight of this copolymer determined by GPC measurement conditions was 9,500,000.

○比較製造例2
製造例3において、ATBSを比較例で得られたものに変更する以外は、製造例3と同様の操作をして、粉末状の共重合体を得た。この共重合体のGPC測定条件で求めたトップピーク分子量は870万であった。
○ Comparative Production Example 2
A powdery copolymer was obtained in the same manner as in Production Example 3 except that ATBS was changed to that obtained in Comparative Example in Production Example 3. The top peak molecular weight determined under the GPC measurement conditions of this copolymer was 8.7 million.

○水系増粘剤の物性評価
○実施例1〜4、比較例1〜3
製造例1〜4、および比較例1〜3で得られた共重合体を用いて水系増粘剤としての物性を、以下に示す方法に従って試験した。その結果を表2に示す。
○ Physical property evaluation of aqueous thickener ○ Examples 1-4, Comparative Examples 1-3
Using the copolymers obtained in Production Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 3, physical properties as an aqueous thickener were tested according to the following method. The results are shown in Table 2.

1)0.2重量%水溶液粘度
純水400mlに重合体を各々0.8gずつ加えて3時間攪拌し、十分に溶解して0.2重量%濃度の水系増粘剤の水溶液を調製した。この水溶液の粘度をB型粘度計(東京計器(株)製、形式:BM型)により、30℃、30rpmのローター回転数で測定した。
2)pH
上記で調製した0.2重量%濃度の水溶液のpHをpH計で測定した。
3)不溶解分
上記で調製した0.2重量%濃度の水溶液400mlを83meshのステンレス製標準篩(JIS・Z8801、内径200mm)でろ過し、篩上に残った不溶解物の容量を測定した。
1) Viscosity of 0.2 wt% aqueous solution 0.8 g of each polymer was added to 400 ml of pure water and stirred for 3 hours, and dissolved sufficiently to prepare an aqueous solution of 0.2 wt% aqueous thickener. The viscosity of this aqueous solution was measured with a B-type viscometer (manufactured by Tokyo Keiki Co., Ltd., model: BM type) at a rotor speed of 30 ° C. and 30 rpm.
2) pH
The pH of the 0.2 wt% aqueous solution prepared above was measured with a pH meter.
3) Insoluble matter 400 ml of the 0.2 wt% aqueous solution prepared above was filtered with an 83 mesh stainless steel standard sieve (JIS Z8801, inner diameter 200 mm), and the volume of the insoluble matter remaining on the sieve was measured. .

Figure 0005391824
表2に示すように、製造例の水系増粘剤、比較製造例の増粘剤の水溶液粘度は、ATBS中に含まれるIBSAの濃度に相関していることがわかる。水溶液の濃度やpHは同一であるので、ATBS中のIBSA濃度が低い程、増粘効果が大きくなることがわかる。
Figure 0005391824
As shown in Table 2, it can be seen that the aqueous solution viscosity of the aqueous thickener of the production example and the thickener of the comparative production example correlate with the concentration of IBSA contained in the ATBS. Since the concentration and pH of the aqueous solution are the same, it can be seen that the lower the IBSA concentration in ATBS, the greater the thickening effect.

○水系増粘液の評価
○実施例5〜8、比較例3〜4
10重量%濃度の塩酸水溶液に、上記製造例1〜4、比較製造例1〜2で得られた水系増粘剤を、表3に示す濃度で、十分に攪拌した後、2日間放置して10重量%塩酸の液状酸性洗浄剤とした。
得られた各々の液状酸性洗浄剤について、粘度の測定を行った。その結果を表3に示す。なお、粘度は、B型粘度計により、20℃、60rpmの条件で測定した。
○ Evaluation of aqueous thickener ○ Examples 5-8, Comparative Examples 3-4
The aqueous thickeners obtained in Production Examples 1 to 4 and Comparative Production Examples 1 and 2 were sufficiently stirred at the concentrations shown in Table 3 in a 10% by weight hydrochloric acid aqueous solution and left for 2 days. A liquid acidic detergent of 10% by weight hydrochloric acid was used.
About each obtained liquid acidic cleaning agent, the viscosity was measured. The results are shown in Table 3. The viscosity was measured with a B-type viscometer under the conditions of 20 ° C. and 60 rpm.

Figure 0005391824
表3から分かるように、本発明のATBSを使用した水系増粘剤は、少ない添加量で大きな増粘効果が得られることがわかる。
Figure 0005391824
As can be seen from Table 3, the aqueous thickener using the ATBS of the present invention can provide a large thickening effect with a small addition amount.

○製造例5
合成例1で得られたATBS40gを純水40gに溶解し、16.25%苛性ソーダ水溶液を添加して、pH8〜8.5に調整する。この際、液温を測定し25℃を超えないように、必要に応じて冷却する。pH調整後、純水を添加して146gのATBS中和水溶液(30.3wt%)とする。別の容器に40wt%のアクリルアミド水溶液285.5g、アクリル酸ナトリウムの35重量%水溶液46.7g、ATBS中和水溶液110g、純水363.4gを取り混合する。pHを6.8〜7.0に、ATBSまたは苛性ソーダを用いて調整する。このモノマー混合液を重合用容器に移し、窒素2L/minを吹き込む。1時間後、窒素の吹き込みを継続しながら液温を20℃に調整する。この溶液に、100ppm銅水溶液0.39ml、2,2’−アゾビス(2−メチルプロパンアミジン)2塩酸塩(和光純薬製V−50)の10%水溶液3.02ml、1%過硫酸アンモニウム2.02mlを添加する。およそ15分後、液中への窒素吹込みを停止し、重合容器の気相部への窒素40ml/min吹き込みに変更する。
共重合ゲルを冷却した後、ゲルをミートチョッパーを用いて細断し、得られたゲルを80℃で3時間乾燥する。さらに、乾燥ゲルを粉砕機にかける。得られた粉末を純水に溶解し、0.5重量%水溶液を調製した。該水溶液の粘度をB型粘度計(東京計器(株)製、形式:BM型)により、30℃、30rpmのローター回転数で測定したところ、160mPa・sであり、この共重合体のGPC測定条件で求めたトップピーク分子量は1350万であった。
○ Production Example 5
40 g of ATBS obtained in Synthesis Example 1 is dissolved in 40 g of pure water, and a 16.25% aqueous sodium hydroxide solution is added to adjust the pH to 8 to 8.5. At this time, the liquid temperature is measured and cooled as necessary so as not to exceed 25 ° C. After adjusting the pH, pure water is added to obtain 146 g of an ATBS neutralized aqueous solution (30.3 wt%). In a separate container, 285.5 g of 40 wt% acrylamide aqueous solution, 46.7 g of 35 wt% aqueous solution of sodium acrylate, 110 g of ATBS neutralized aqueous solution, and 363.4 g of pure water are mixed. Adjust pH to 6.8-7.0 using ATBS or caustic soda. This monomer mixed solution is transferred to a polymerization vessel and nitrogen 2 L / min is blown into the vessel. After 1 hour, the liquid temperature is adjusted to 20 ° C. while continuing to blow nitrogen. To this solution, 0.39 ml of 100 ppm copper aqueous solution, 3.02 ml of 10% aqueous solution of 2,2′-azobis (2-methylpropaneamidine) dihydrochloride (V-50 manufactured by Wako Pure Chemical Industries), 1% ammonium persulfate Add 02 ml. After about 15 minutes, nitrogen blowing into the liquid is stopped and changed to blowing nitrogen 40 ml / min into the gas phase of the polymerization vessel.
After the copolymer gel is cooled, the gel is shredded using a meat chopper, and the resulting gel is dried at 80 ° C. for 3 hours. Further, the dried gel is applied to a pulverizer. The obtained powder was dissolved in pure water to prepare a 0.5 wt% aqueous solution. When the viscosity of the aqueous solution was measured with a B-type viscometer (manufactured by Tokyo Keiki Co., Ltd., model: BM type) at 30 ° C. and a rotor rotational speed of 30 rpm, it was 160 mPa · s. GPC measurement of this copolymer The top peak molecular weight determined under the conditions was 13.5 million.

○製造例6
実施例5において、使用するATBSを合成例2で得られたものに変更した以外は、製造例5と同様の操作を行った。得られた粉体を純水に溶解し、0.5重量%水溶液を調製し、この水溶液の粘度を測定したところ、210mPa・sであり、この共重合体のGPC測定条件で求めたトップピーク分子量は1670万であった。
○ Production Example 6
In Example 5, the same operation as in Production Example 5 was performed except that the ATBS used was changed to that obtained in Synthesis Example 2. The obtained powder was dissolved in pure water to prepare a 0.5 wt% aqueous solution, and the viscosity of this aqueous solution was measured to be 210 mPa · s. The top peak obtained under the GPC measurement conditions of this copolymer The molecular weight was 16.7 million.

○比較製造例3
製造例5において、使用するATBSを合成例4で得られたものに変更した以外は、製造例5と同様の操作を行った。得られた粉体を純水に溶解し、0.5重量%水溶液を調製し、この水溶液の粘度を測定したところ、95mPa・sであり、この共重合体のGPC測定条件で求めたトップピーク分子量は780万であった。
○ Comparative Production Example 3
In Production Example 5, the same operation as in Production Example 5 was performed, except that the ATBS used was changed to that obtained in Synthesis Example 4. The obtained powder was dissolved in pure water to prepare a 0.5 wt% aqueous solution, and the viscosity of this aqueous solution was measured to be 95 mPa · s. The top peak obtained under the GPC measurement conditions of this copolymer The molecular weight was 7.8 million.

○比較製造例4
比較製造例3において、架橋剤としてN,N−メチルビスアクリルアミドを0.002g添加する以外、比較製造例1と同様の操作をして、粉末状の共重合体を得た。この共重合体のGPC測定条件で求めたトップピーク分子量は1370万であった。
○ Comparative Production Example 4
In Comparative Production Example 3, a powdery copolymer was obtained in the same manner as in Comparative Production Example 1, except that 0.002 g of N, N-methylbisacrylamide was added as a crosslinking agent. The top peak molecular weight determined under GPC measurement conditions for this copolymer was 13.7 million.

○水性増粘液の物性比較
○実施例9〜10、比較例5〜6
製造例5、6及び比較製造例3、4で得られた粉末に関して、下記に示す方法で、塩粘度、水不溶解物量、曳糸性を比較し、表4に示した。
○ Comparison of physical properties of aqueous thickener ○ Examples 9-10, Comparative Examples 5-6
The powders obtained in Production Examples 5 and 6 and Comparative Production Examples 3 and 4 were compared in terms of salt viscosity, water insoluble matter, and spinnability by the methods shown below, and are shown in Table 4.

○塩粘度
上記操作で得られた粉末2.26gを500ml容器にとり、純水400mlを加える。ジャーテスター(回転数200rpm、攪拌時間3.5時間)で溶解した後、食塩16gを添加して、さらに30分攪拌し、塩粘度測定溶液とした。
粘度測定は、B型粘度計を使用し、溶液温度を25℃に調整して測定した。
○水不溶解物量
上記操作で得られた粉末0.5gを500ml容器にとり、純水500mlを加える。ジャーテスター(回転数200rpm、攪拌時間5時間)で溶解し、不溶解物量測定溶液とした。
不溶解物量測定は、80メッシュ篩に上記溶液を流し込み、10分後に篩上に残存するゲル量をメスシリンダーに移して測定した。
○曳糸性
上記操作で得られた粉1.5gを500ml容器にとり、純水500mlを加える。ジャーテスター(回転数200rpm、攪拌時間5時間)で溶解し、曳糸性測定溶液とした。
曳糸性測定は、溶液温度を25℃に調整して、引下げ速度を5mm/秒で測定した。使用した曳糸性測定装置は、下降速度を5mm/秒に調整した台座に、試料を入れた容器をおき、試料容器の上方から吊るした硝子玉(直径10mm)の下端を試料液面下27mmまで浸漬する。この状態で、台座を5mm/秒の速度で下降させる。硝子玉の下端が試料液面から離れた時から、曳糸が硝子玉から切れた時までに要した時間を測定し、その時間に台座の下降速度(5mm/秒)を掛けた数値を曳糸性(mm)とした。
Salt viscosity 2.26 g of the powder obtained by the above operation is placed in a 500 ml container, and 400 ml of pure water is added. After dissolving with a jar tester (rotation speed: 200 rpm, stirring time: 3.5 hours), 16 g of sodium chloride was added and stirred for another 30 minutes to obtain a salt viscosity measurement solution.
Viscosity was measured using a B-type viscometer with the solution temperature adjusted to 25 ° C.
○ Amount of water insoluble matter 0.5 g of the powder obtained by the above operation is placed in a 500 ml container, and 500 ml of pure water is added. It melt | dissolved with the jar tester (rotation speed 200rpm, stirring time 5 hours), and it was set as the insoluble matter amount measuring solution.
The insoluble matter amount was measured by pouring the above solution into an 80 mesh sieve and transferring the gel amount remaining on the sieve to a measuring cylinder after 10 minutes.
○ Spinnability 1.5 g of the powder obtained by the above operation is placed in a 500 ml container, and 500 ml of pure water is added. It melt | dissolved with the jar tester (rotation speed 200rpm, stirring time 5 hours), and it was set as the spinnability measurement solution.
In the measurement of the spinnability, the solution temperature was adjusted to 25 ° C., and the pulling-down rate was measured at 5 mm / second. The spinnability measuring apparatus used was a container in which a sample was placed on a pedestal whose descent rate was adjusted to 5 mm / second, and the lower end of a glass ball (diameter 10 mm) suspended from above the sample container was 27 mm below the sample liquid level. Soak until. In this state, the pedestal is lowered at a speed of 5 mm / sec. Measure the time required from when the lower end of the glass ball is separated from the sample liquid surface to when the kite is broken from the glass ball, and multiply the time by the descending speed of the pedestal (5 mm / sec). The thread property (mm) was used.

Figure 0005391824
表4より、トップピーク分子量が同レベルであっても、架橋性単量体を用いた共重合体(比較製造例4)は、本願発明の共重合体(製造例5)より、粘度と曳糸性が低く、水性増粘液としての性能が劣った。これは、本願発明の共重合体が直鎖状であるのに対し、比較製造例4が分岐状であることに起因すると考えられる。
Figure 0005391824
From Table 4, even if the top peak molecular weight is at the same level, the copolymer using the crosslinkable monomer (Comparative Production Example 4) has a viscosity and viscosity difference from the copolymer of the present invention (Production Example 5). The threadability was low, and the performance as an aqueous thickener was poor. This is thought to be due to the fact that the copolymer of the present invention is linear, whereas Comparative Production Example 4 is branched.

○製造例7
合成例2で得られたATBS40gを純水40gに溶解し、16.25%苛性ソーダ水溶液を添加して、pH8−8.5に調整する。この際、液温を測定し25℃を超えないように、必要に応じて冷却する。pH調整後、純水を添加して146gのATBS中和水溶液(30.3wt%)とする。別の容器に40wt%のアクリルアミド水溶液75g、アクリル酸ナトリウムの35重量%水溶液342.9g、ATBS中和水溶液133.3g、N−イソプロピルアクリルアミド(N−iPrAAM)10g、純水235gを取り混合する。pHを6.8〜7.0に、ATBSまたは苛性ソーダを用いて調整する。このモノマー混合液を重合用容器に移し、窒素2L/minを吹き込む。1時間後、窒素の吹き込みを継続しながら液温を20℃に調整する。この溶液に、100ppm銅水溶液0.39ml、10%V−50水溶液3.02ml、1%過硫酸アンモニウム2.02mlを添加する。およそ15分後、液中への窒素吹込みを停止し、重合容器の気相部への窒素40ml/min吹き込みに変更する。
重合ゲルが冷却した後、ゲルをミートチョッパーを用いて細断し、得られたゲルを80℃で3時間乾燥する。さらに、乾燥ゲルを粉砕機にかけ、パウダー状の共重合体を得た。この共重合体のGPC測定条件で求めたトップピーク分子量は1100万であった。
○ Production Example 7
40 g of ATBS obtained in Synthesis Example 2 is dissolved in 40 g of pure water, and a 16.25% aqueous sodium hydroxide solution is added to adjust the pH to 8-8.5. At this time, the liquid temperature is measured and cooled as necessary so as not to exceed 25 ° C. After adjusting the pH, pure water is added to make 146 g of an ATBS neutralized aqueous solution (30.3 wt%). In a separate container, 75 g of 40 wt% aqueous acrylamide solution, 342.9 g of 35 wt% aqueous solution of sodium acrylate, 133.3 g of ATBS neutralized aqueous solution, 10 g of N-isopropylacrylamide (N-iPrAAM), and 235 g of pure water are mixed. Adjust pH to 6.8-7.0 using ATBS or caustic soda. This monomer mixed solution is transferred to a polymerization vessel and nitrogen 2 L / min is blown into the vessel. After 1 hour, the liquid temperature is adjusted to 20 ° C. while continuing to blow nitrogen. To this solution is added 0.39 ml of 100 ppm copper aqueous solution, 3.02 ml of 10% V-50 aqueous solution, and 2.02 ml of 1% ammonium persulfate. After about 15 minutes, nitrogen blowing into the liquid is stopped and changed to blowing nitrogen 40 ml / min into the gas phase of the polymerization vessel.
After the polymerization gel cools, the gel is shredded using a meat chopper, and the resulting gel is dried at 80 ° C. for 3 hours. Further, the dried gel was applied to a pulverizer to obtain a powdery copolymer. The top peak molecular weight determined under GPC measurement conditions for this copolymer was 11 million.

○製造例8
製造例7において、N−イソプロピルアクリルアミドをN−エチルアクリルアミドに変更した以外は製造例7と同様の操作を行って、共重合体のパウダーを得た。この共重合体のGPC測定条件で求めたトップピーク分子量は1170万であった。
○ Production Example 8
A copolymer powder was obtained in the same manner as in Production Example 7, except that N-isopropylacrylamide was changed to N-ethylacrylamide in Production Example 7. The top peak molecular weight determined under GPC measurement conditions for this copolymer was 11.7 million.

○実施例9
製造例7において、N−イソプロピルアクリルアミドをN,N−ジエチルアクリルアミドに変更した以外は製造例7と同様の操作を行って、共重合体のパウダーを得た。た。この共重合体のGPC測定条件で求めたトップピーク分子量は1180万であった。
Example 9
A copolymer powder was obtained in the same manner as in Production Example 7 except that N-isopropylacrylamide was changed to N, N-diethylacrylamide in Production Example 7. It was. The top peak molecular weight determined under GPC measurement conditions for this copolymer was 11.8 million.

○比較製造例5
製造例7において、使用するATBSを比較合成例で得られたものに変更した以外は製造例7と同様の操作を行って、共重合体のパウダーを得た。この共重合体のGPC測定条件で求めたトップピーク分子量は800万であった。
○ Comparative Production Example 5
A copolymer powder was obtained in the same manner as in Production Example 7, except that the ATBS used in Production Example 7 was changed to that obtained in the Comparative Synthesis Example. The top peak molecular weight of the copolymer determined under GPC measurement conditions was 8 million.

○実施例11〜15、比較例7〜8
○水性増粘液のエタノール粘度
製造例5〜9の水系増粘剤と比較製造例3、5の共重合体のパウダーを純水に溶解し、0.2重量%水溶液を調製した。該水溶液の粘度をB型粘度計(東京計器(株)製、形式:BM型)により、30℃、30rpmのローター回転数で測定した。同様に、得られた粉をエタノールに溶解し、0.2重量%水溶液を調製した。このエタノール溶液の粘度を測定した。結果を表5に示した。
○ Examples 11-15, Comparative Examples 7-8
○ Ethanol viscosity of aqueous thickener The aqueous thickener of Production Examples 5 to 9 and the copolymer powder of Comparative Production Examples 3 and 5 were dissolved in pure water to prepare 0.2 wt% aqueous solution. The viscosity of the aqueous solution was measured with a B-type viscometer (manufactured by Tokyo Keiki Co., Ltd., model: BM type) at a rotor rotational speed of 30 ° C. and 30 rpm. Similarly, the obtained powder was dissolved in ethanol to prepare a 0.2 wt% aqueous solution. The viscosity of this ethanol solution was measured. The results are shown in Table 5.

Figure 0005391824
表5から明らかなように、本発明の水系増粘剤は、水のみならずエタノール中でも増粘性に優れている。
Figure 0005391824
As is apparent from Table 5, the aqueous thickener of the present invention is excellent in thickening not only in water but also in ethanol.

本発明によれば、強酸性を示す溶液、塩濃度が高い溶液、アルコール性溶液の増粘に優れ、不溶解部等がないため溶解性が良く、取扱いが容易な水系増粘剤が製造できる。
本発明の水系増粘剤すれば、浴室内のタイルや洗面台、トイレの便器や室内タイルなどの陶器等の汚れを除去する酸性洗浄液、凝集剤や医療用・化粧品用の水性増粘液が簡単に製造できる。



According to the present invention, it is possible to produce an aqueous thickener which is excellent in thickening of a solution showing strong acidity, a solution having a high salt concentration, and an alcoholic solution, and has good solubility because there is no undissolved part, etc., and easy handling. .
The aqueous thickener of the present invention makes it easy to use acidic cleaning solutions that remove dirt from bathroom tiles, washstands, toilets and toilet tiles in bathrooms, flocculants, and aqueous thickeners for medical and cosmetic use. Can be manufactured.



Claims (7)

下記に示す単量体(A)が15〜80重量%、単量体(B)及び/又は単量体(C)が20〜85重量%を必須として、且つ架橋性単量体を含まない条件下でラジカル共重合して得られる水溶性共重合体であって、ポリアクリル酸を基準物質としたGPCのトップピーク分子量が200万〜3000万である水系増粘剤。
単量体(A);2−メチル−2−プロペニル−1−スルホン酸の含有量が120重量ppm以下である、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸及び/又はその塩。
単量体(B);(メタ)アクリル酸及び/又はその塩。
単量体(C);N原子にアルキル基が結合しても良い単官能性アクリルアミド又はアクリル酸エステル。
The monomer (A) shown below is 15 to 80% by weight, the monomer (B) and / or the monomer (C) is essentially 20 to 85% by weight, and does not contain a crosslinkable monomer. An aqueous thickener which is a water-soluble copolymer obtained by radical copolymerization under conditions, and has a GPC top peak molecular weight of 2 million to 30 million based on polyacrylic acid.
Monomer (A); 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid and / or a salt thereof, wherein the content of 2-methyl-2-propenyl-1-sulfonic acid is 120 ppm by weight or less.
Monomer (B); (meth) acrylic acid and / or a salt thereof.
Monomer (C): monofunctional acrylamide or acrylate ester in which an alkyl group may be bonded to the N atom.
単量体(A)が、以下の第1〜第4工程を経て製造されたものである請求項1記載の水系増粘剤。
第1工程;アクリロニトリルと発煙硫酸の混合液を製造する工程。
第2工程;第1工程で製造する混合液とイソブチレンとを混合接触させ、2−メチル−2−プロペニル−1−スルホン酸が12000重量ppm以下である2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸のアクリロニトリルスラリー液を得る工程。
第3工程;第2工程で得られるスラリー液を固液分離して、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸の粗体ケーキを得、次いで粗体ケーキをアクリロニトリルで洗浄する工程。
第4工程;第3工程で得られる洗浄した粗体ケーキを乾燥する工程。
The aqueous thickener according to claim 1, wherein the monomer (A) is produced through the following first to fourth steps.
1st process; The process of manufacturing the liquid mixture of acrylonitrile and fuming sulfuric acid.
Second step: A mixture of isobutylene and the mixed liquid produced in the first step are mixed and contacted, and 2-methyl-2-propenyl-1-sulfonic acid is 12000 ppm by weight or less of 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid. A step of obtaining an acrylonitrile slurry liquid.
Third step: A step of solid-liquid separation of the slurry liquid obtained in the second step to obtain a crude cake of 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid, and then washing the crude cake with acrylonitrile.
Fourth step: A step of drying the washed coarse cake obtained in the third step.
単量体(C)が、アクリルアミド、N−アルキルアクリルアミド、N,N−ジアルキルアクリルアミドから選ばれた単量体である請求項1又は2に記載の水系増粘剤。 The aqueous thickener according to claim 1 or 2, wherein the monomer (C) is a monomer selected from acrylamide, N-alkylacrylamide, and N, N-dialkylacrylamide. 単量体(A)中の2−メチル−2−プロペニル−1−スルホン酸の含有量が60重量ppm以下である、請求項1〜3のいずれかに記載の水系増粘剤。 The aqueous thickener according to any one of claims 1 to 3, wherein the content of 2-methyl-2-propenyl-1-sulfonic acid in the monomer (A) is 60 ppm by weight or less. 単量体(A)中の2−メチル−2−プロペニル−1−スルホン酸の含有量が30重量ppm以下である、請求項1〜4のいずれかに記載の水系増粘剤。 The aqueous thickener according to any one of claims 1 to 4, wherein the content of 2-methyl-2-propenyl-1-sulfonic acid in the monomer (A) is 30 ppm by weight or less. 単量体(A)、(B)及び/又は(C)をゲル重合させてなる請求項1〜5のいずれかに記載の水系増粘剤の製造方法。 The method for producing an aqueous thickener according to any one of claims 1 to 5, wherein the monomers (A), (B) and / or (C) are gel-polymerized. 請求項1〜5のいずれかに記載の水系増粘剤と鉱酸若しくは有機酸、又はアルコールを必須成分として含有する水性増粘液。





An aqueous thickener containing the aqueous thickener according to any one of claims 1 to 5 and a mineral acid or organic acid, or an alcohol as essential components.





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