JP6810165B2 - ビニル系重合体の製造方法 - Google Patents
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Description
本発明で用いられる組成物(C)は、不飽和カルボン酸又はその誘導体に由来する二重結合を側鎖に有する変性ポリビニルアルコール(A)(以下、「変性PVA(A)」と略記することがある)と化合物(B)とを特定量含むことを特徴とするものである。本発明で用いられる組成物(C)の製造方法は特に限定されないが、好適な製造方法は、化合物(B)の存在下で、ポリビニルアルコール(D)と、不飽和カルボン酸又はその誘導体とを反応させる方法である。ここで、ポリビニルアルコール(D)は、二重結合を側鎖に有さないPVAのことである(以下、「PVA(D)」又は「原料PVA」と記載することがある)。
上記原料PVA(PVA(D))は、ビニルエステル系単量体を塊状重合法、溶液重合法、懸濁重合法、乳化重合法、分散重合法等の従来公知の方法を採用して重合させることにより、製造することができる。工業的観点から好ましい重合方法は、溶液重合法、乳化重合法および分散重合法である。重合操作にあたっては、回分法、半回分法および連続法のいずれの重合方式を採用することも可能である。
P=([η]×104/8.29)(1/0.62)
本発明における化合物(B)は、共役二重結合を有し、該共役二重結合に結合した水酸基を2つ以上有する化合物、又はその塩若しくはその酸化物である。ここで、共役二重結合に結合した水酸基とは、共役している炭素−炭素二重結合を構成する炭素に結合した水酸基のことをいう。
本発明における組成物(C)は、変性ポリビニルアルコール(A)と化合物(B)とを含む。組成物(C)の製造方法は特に限定されないが、好適な製造方法は、化合物(B)の存在下で、PVA(D)(原料PVA)と、不飽和カルボン酸又はその誘導体とを反応させる方法である。このとき、反応を促進させるために、反応を行う際に加熱することが好ましい。加熱温度は、80〜180℃であることが好ましい。加熱時間は加熱温度との関係で適宜設定されるが、通常、10分〜24時間である。
本発明において、組成物(C)とともに用いられるポリビニルアルコール(E)(以下、PVA(E)と略記する)は、未変性のものでもよいし、変性されたものであってもよいが、組成物(C)に含まれる変性PVA(A)と、けん化度及び粘度平均重合度の両方が異なるものである。PVA(E)のけん化度は77モル%以上97モル%未満である。PVA(E)のけん化度は、80モル%以上であることが好ましく、82モル%以上であることがより好ましい。一方、PVA(E)のけん化度は、95モル%未満であることが好ましく、92モル%未満であることがより好ましい。けん化度はJIS−K6726(1994年)に準じて測定して得られる値である。
P=([η]×104/8.29)(1/0.62)
本発明は、組成物(C)及びPVA(E)を含有する懸濁重合用分散安定剤の存在下でビニル化合物を懸濁重合するビニル系重合体の製造方法である。このような分散安定剤をビニル化合物の懸濁重合に用いると、重合反応が安定し粗大粒子の形成が少なくなる。また、得られるビニル系重合体の着色及びフィッシュアイを抑制することができる。
PVAの粘度平均重合度はJIS−K6726(1994年)に準じて測定した。具体的には、けん化度が99.5モル%未満の場合には、けん化度99.5モル%以上になるまでけん化したPVAについて、水中、30℃で測定した極限粘度[η](リットル/g)を用いて下記式により粘度平均重合度(P)を求めた。
P=([η]×104/8.29)(1/0.62)
PVAのけん化度は、JIS−K6726(1994年)に記載の方法により求めた。なお、変性PVA(A)のけん化度は、得られた組成物(C)からなる粉末を再沈精製して単離された変性PVA(A)について測定した値である。
組成物(C)の10%水溶液を調製した。この水溶液を、500gの酢酸メチル/水=95/5の溶液中に5g滴下し変性PVA(A)を析出させ、回収し乾燥させた。単離された変性PVA(A)について、1H−NMRを用いて変性PVA(A)中に導入された二重結合の量を測定した。なお、当該二重結合の量は変性PVA(A)の全モノマー単位に対する二重結合の量である。
上記変性PVA(A)に導入された二重結合の量の測定において調製した組成物(C)の10%水溶液について、不溶解物の有無を目視で観察した。
組成物(C)からなる粉末のイエローインデックス(YI)は、得られた組成物(C)からなる粉末について、篩(メッシュサイズ:100μm、1000μm)を用いて100μm未満および1000μmを越える粒子を除去したのち、カラーメーター(スガ試験機製SM−T−H1)を用いて測定した。なお、イエローインデックスはJIS−Z8722(2009年)およびJIS−K7373(2006年)に準じて測定、計算された値である。
不飽和カルボン酸として無水マレイン酸0.88部、化合物(B)として没食子酸プロピル0.1部をメタノール150部に溶解した溶液を調製し、そこに原料PVAとしてPVA−1(粘度平均重合度800、けん化度72モル%)100部を加え、膨潤させたのち、メタノールを減圧下除去した。その後、得られた混合粉末を105℃の温度下、4時間熱処理を行うことで、組成物(C)として、無水マレイン酸由来の二重結合を側鎖に有する変性PVA(A)と、化合物(B)を含有する粉末状の組成物1を得た。上記変性PVA(A)は、6.0〜6.5ppm付近に導入された二重結合のピークが確認され、その二重結合の量は0.12モル%であった。また、上記変性PVA(A)の粘度平均重合度は800、けん化度は72モル%であった。組成物1の粉末のイエローインデックス(YI)は20.2であった。また、JIS−K6726(1994年)で求めた組成物1の粒径は530μmであった。さらに、組成物1の10%水溶液を調製したとき、その水溶液に不溶解物は確認されなかった。
使用する原料PVA、不飽和カルボン酸又はその誘導体の種類及び量、化合物(B)の種類及び量、熱処理温度、熱処理時間を変えたこと以外は組成物1の製造と同様にして組成物2〜17を製造した。製造条件、製造結果を表1に示す。
組成物1を懸濁重合用分散安定剤として脱イオン水に溶解させてオートクレーブに100部仕込んだ。水溶液における組成物1の濃度は、塩化ビニルの仕込み量に対して600ppmである。次いで、PVA(E)として、粘度平均重合度2400、けん化度88モル%のPVAを脱イオン水に溶解させてオートクレーブに100部仕込んだ。水溶液におけるPVA(E)の濃度は、塩化ビニルの仕込み量に対して360ppmである。次いで、脱イオン水の合計が1200部となるように脱イオン水を追加して仕込んだ。
得られた塩化ビニル重合体粒子について、(1)平均粒子径、(2)粒度分布、(3)フィッシュアイ及び(4)色相(イエローインデックス:YI)を以下の方法にしたがって評価した。評価結果を表2に示す。
タイラーメッシュ基準の金網を使用して、JIS−Z8815(1994年)に記載の乾式篩法により粒度分布を測定した。その結果からRosin-Rammlerプロットを用いて平均粒子径を算出した。
JIS標準篩い42メッシュオンの含有量を質量%で表示した。評価結果を表2に示す。
A:0.5%未満
B:0.5%以上1%未満
C:1%以上
A:5%未満
B:5%以上10%未満
C:10%以上
得られた塩化ビニル重合体粒子100部、DOP(ジオクチルフタレート)50部、三塩基性硫酸鉛5部及びステアリン酸亜鉛1部を150℃で7分間ロール練りして0.1mm厚のシートを作製し1000cm2当たりのフィッシュアイの数を測定した。
得られた塩化ビニル重合体粒子100部、錫系安定剤であるTVS♯N−2000E(日東化成製)3部、ウルトラマリンブルー0.01部を170℃で10分間0.4mmの厚さでロール練りしたのち、得られたシートを185℃、120kg/cm2の圧力で5分間加熱しながらプレスし、その後、20℃、150kg/cm2の圧力で5分間冷却しながらプレスし、42×25×5mmの厚膜を作製した。
懸濁重合用分散安定剤として用いた組成物(C)の種類及び量、並びにPVA(E)の種類及び量を変えたこと以外は実施例1と同様にして塩化ビニルの懸濁重合を行った。条件と結果を表2に示す。
組成物1及びPVA(E)の使用量を表2に示すように変更した以外は実施例1と同様にして塩化ビニルの懸濁重合を行った。結果を表2に示す。組成物(C)の量が少なすぎたため、重合が不安定であり、得られる塩化ビニル重合体粒子の平均粒径が大きく、粗大粒子の割合も多く、フィッシュアイも多い結果となった。
組成物(C)として組成物10を使用し、PVA(E)を使用しなかったこと以外は実施例1と同様にして塩化ビニルの懸濁重合を行った。結果を表2に示す。PVA(E)を使用しなかったため、重合が不安定であり、得られる塩化ビニル重合体粒子の平均粒径が大きく、粗大粒子の割合も多く、フィッシュアイも多い結果となった。
組成物(C)として組成物11を使用したこと以外は実施例1と同様に塩化ビニルの懸濁重合を行った。結果を表2に示す。組成物11に含まれる変性PVA(A)の重合度及びけん化度が高すぎる、なおかつPVA(E)の重合度及びけん化度が低すぎるため、得られる塩化ビニル重合体粒子の平均粒径が大きく、粗大粒子の割合も多く、フィッシュアイも多い結果となった。
組成物(C)として組成物12を使用したこと以外は実施例1と同様にして塩化ビニルの懸濁重合を行った。結果を表2に示す。組成物12に不飽和カルボン酸または不飽和カルボン酸誘導体由来の二重結合が導入されていないため、重合が不安定であり、得られる塩化ビニル重合体粒子の平均粒径が大きく、粗大粒子の割合も多く、フィッシュアイも多い結果となった。
組成物(C)として組成物13を使用したこと以外は実施例1と同様にして塩化ビニルの懸濁重合を行った。結果を表2に示す。組成物13は化合物(B)を含まないため、組成物13自体の色相が悪く、懸濁重合に用いた場合でも得られる塩化ビニル重合体の色相が悪く、フィッシュアイが多い結果となった。また、組成物13の10%水溶液を調製したとき、その水溶液には不溶解物が見られた。
組成物(C)として組成物14を使用したこと以外は実施例1と同様にして塩化ビニルの懸濁重合を行った。結果を表2に示す。組成物14は化合物(B)を含まないため、組成物14自体の色相が悪く、懸濁重合に用いた場合でも得られる塩化ビニル重合体の色相が悪く、フィッシュアイが多い結果となった。
組成物(C)として組成物15を使用したこと以外は実施例1と同様にして塩化ビニルの懸濁重合を行った。結果を表2に示す。組成物15は、化合物(B)としてソルビン酸(共役二重結合に結合した水酸基を2つ以上有さない化合物)を用いているため、組成物15自体の色相が悪く、懸濁重合に用いた場合でも得られる塩化ビニル重合体の色相が悪く、フィッシュアイが多い結果となった。また、組成物15の10%水溶液を調製したとき、その水溶液には不溶解物が見られた。
組成物(C)として組成物16を使用したこと以外は実施例1と同様にして塩化ビニルの懸濁重合を行った。結果を表2に示す。組成物16に含まれる変性PVA(A)において、不飽和カルボン酸又はその誘導体に由来する二重結合の結合量が少ないため、重合が不安定であり、得られる塩化ビニル重合体粒子の平均粒径が大きく、粗大粒子の割合も多く、フィッシュアイも多い結果となった。
組成物(C)として組成物17を使用したこと以外は実施例1と同様にして塩化ビニルの懸濁重合を行った。結果を表2に示す。組成物17に含まれる変性PVA(A)において、不飽和カルボン酸又はその誘導体に由来する二重結合の結合量が多いため、組成物17自体の色相が悪く、懸濁重合に用いた場合でも得られる塩化ビニル重合体の色相が悪く、フィッシュアイが多い結果となった。また、組成物17の10%水溶液を調製したとき、その水溶液には不溶解物が見られた。
組成物(C)として組成物18を使用したこと以外は実施例1と同様にして塩化ビニルの懸濁重合を行った。結果を表2に示す。組成物18は化合物(B)を含まないため、組成物18自体の色相が悪く、懸濁重合に用いた場合でも得られる塩化ビニル重合体の色相が悪く、フィッシュアイが多い結果となった。また、組成物18の10%水溶液を調製したとき、その水溶液には不溶解物が見られた。
組成物(C)として組成物19を使用したこと以外は実施例1と同様にして塩化ビニルの懸濁重合を行った。結果を表2に示す。組成物19は化合物(B)を多く含むため、重合が不安定であり、得られる塩化ビニル重合体粒子の平均粒径が大きく、粗大粒子の割合も多く、フィッシュアイも多い結果となった。
Claims (3)
- 懸濁重合用分散安定剤の存在下でビニル化合物を懸濁重合するビニル系重合体の製造方法であって;
前記分散安定剤が変性ポリビニルアルコール(A)と化合物(B)とを含有する組成物(C)及びポリビニルアルコール(E)を含有し、
変性ポリビニルアルコール(A)が、不飽和カルボン酸又はその誘導体に由来する二重結合を側鎖に0.01モル%以上2モル%未満有し、該不飽和カルボン酸又はその誘導体が、不飽和モノカルボン酸、不飽和ジカルボン酸、不飽和カルボン酸無水物、不飽和カルボン酸アルキルエステル、不飽和ジカルボン酸モノエステル及び不飽和ジカルボン酸ジエステル、並びにそれらの塩からなる群から選択される少なくとも1種であり、
変性ポリビニルアルコール(A)のけん化度が65モル%以上77モル%未満、粘度平均重合度が400以上1500未満であり、
化合物(B)が、共役二重結合に結合した水酸基を2つ以上有する化合物、又はその塩若しくはその酸化物であり、
ポリビニルアルコール(E)のけん化度が77モル%以上97モル%未満、粘度平均重合度が1500以上5000未満であり、
組成物(C)における化合物(B)の含有量が、変性ポリビニルアルコール(A)100質量部に対して0.001質量部以上5質量部未満であり、
組成物(C)とポリビニルアルコール(E)との質量比(C/E)が50/50〜90/10であることを特徴とする製造方法。 - 化合物(B)が、芳香環を構成する炭素に水酸基が2つ以上結合した化合物、又はその塩若しくはその酸化物である請求項1に記載の製造方法。
- 組成物(C)が粉末であり、かつ該粉末のイエローインデックスが50未満である請求項1又は2に記載の製造方法。
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