JPH07196726A - ポリアクリレート溶融体から残留揮発分を除去する方法 - Google Patents
ポリアクリレート溶融体から残留揮発分を除去する方法Info
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Abstract
経済的なポリアクリレート溶融体の精製方法を提供する
こと。 【構成】連行剤を100℃以上の温度で供給し、溶融体
を同時に吸引排気し、減圧下において残留揮発分および
残留モノマーを蒸発除去する方法。
Description
残留揮発分を除去する方法に関する。
は粘着物質およびラッカー物質原料を可塑化するために
軟質樹脂として、他方では新規のUV−架橋可能なアク
リレート溶融感圧接着剤の製造のための原料基剤として
用いられる。
な前提は、例えば残留溶媒、残留モノマーおよび不純物
の残留揮発分が極めて少ないことである。これは特に最
後に挙げたUV−架橋可能な溶融感圧接着剤にとってあ
てはまる。薬剤、例えば皮膚用軟膏用に用いる場合は、
移行性物質が極めて少ないことが必要な前提である。し
かしながら、今日の非常に高速に運転される塗布機(帯
片速度600m/minまで)においては、残留揮発分
がより多く急速にたまり、その除去に特に技術的な費用
を必要とする。
分けることができる。第一の段階は物質または溶媒中に
おける重合である。その後第二段階では、溶媒または残
留モノマーの除去が続いて行われる。続いて生成物の移
動が、例えばギヤーポンプの排出により行われる。
数の保持容器、還流冷却器および加熱/冷却機を備え、
不活性ガス中および加圧または減圧下での作動のための
装備をされた重合釜からなる重合装置中で、それ自体通
常の方法で実施される。
持しての溶媒の蒸発)のために、非常に種々の方法が提
案されている。ここでは第一に“クラシックな”ケッセ
ル蒸留が選択される。しかしまた通常の方法は、フォー
ルフイルム蒸発、押し出し脱ガスまたは押出機中の残留
脱ガスである。種々の蒸発方法の非常に広範な組合わせ
は、書籍シリーズ:Kunststofftechni
k“Entgasenbeim Herstellen
und Aufbereiten vonKunst
stoffen”,発行者:Verein Deuts
cherIngenieure,VDI Gesell
schaft Kunststofftechnik,
VDI Verlag,1992、の中に見ることがで
きる。
せる必要がある。
CO2 が高温のポリアクリレート溶融体中で、減圧状態
下の蒸留の終わり近くで圧迫され、続いて残留揮発分と
共に減少するとき、驚くべきことに残留揮発分が明らか
に100ppm以下に減少することが見出された。更に
重合体の適正な混合および表面の増大が認められると
き、明らかな改善が得られる。これらはポリアクリレー
ト溶融体を、ギヤーポンプおよびそのバイパスにより排
気することにより行われる。
明したので、バイパスにより直接供給するのが有利であ
る。この場合、容器内温度並びにバイパス内温度は常に
100℃以上に保ち、すなわち水蒸気を凝縮させてはな
らないことに注意することである。
分を分離する多数の方法が存在する。高粘性の合成樹脂
−溶融体からの経済的な脱ガスは、例えば押出し脱ガス
または脱ガス押出機中における処理により行われる。両
方の方法は、それぞれ特定の欠点を有する。押出し脱ガ
スにおいては、屡々配管の詰まりが問題であり(浸漬、
ゲル化、焼付き)、押出機脱ガスにおける欠点は、一方
では重合体−溶融体の高い剪断作用、他方では脱ガス装
置に広い場所並びに非常に高額の投資費用が必要とされ
る。概論は、書籍シリーズ:Kunststoffte
chnik“Entgasen beim Herst
ellen und Aufbereiten von
Kunststoffen”,発行者:Verein
Deutscher Ingenieure,VDI
Gesellschaft Kunststofft
echnik,VDI Verlag,1992、の中
に見ることができる。連行剤としての水蒸気はここでは
押出機脱ガスとの組合わせによるポリスチロール組成物
またはLDPEおよびPE−共重合体について記述され
ているにすぎない。
の含有量は、一般にいわゆる化学的脱臭によって減少さ
れる。高温における重合の終わりに、高濃度の過酸化物
の添加により良好な重合を得ることができる。これらの
方法の欠点は、浸漬−およびゲル体の形成を導く次のラ
ンダム反応を調整できないことでである。これらの効果
は、高い透明度の透明ラッカーに、このようなポリアク
リレート溶融体の添加において特に問題である。ポリア
クリレート溶融体の化学的脱臭は、一般に反応容器中に
おける通常の蒸発によって溶媒の分離を生じる。
リレート溶融体からの溶媒または残留モノマーの除去
は、Chemical Abstract 100(1
4)に記載されている(Butaciu、Sirbu、
Eivnic、Jacob、Tataru、Doin
a、Bereaによる方法)。この方法は、水性懸濁重
合に関するもので、すなわち最初から水が存在するもの
である(重合体分散液の通常の脱臭方法)。
記に示したように、それに従ってポリアクリレート溶融
体の残留揮発分を除去し、それにより上記の欠点を回避
する方法を提供することである。
を100℃以上の温度で供給し、溶融体を同時に吸引排
気し、減圧下において揮発分の蒸発が生じる本願発明に
より解決される。
べる対象に関する。本願発明による基本的な特徴は詳細
に後述され、発明の詳細な説明および実施例により説明
される。
容器、還流冷却器および加熱/冷却機並びに水蒸気吸入
口を有する排気系を備えた重合容器から成る重合装置中
で実施される。重合容器は10リットルから20m3 、
好ましくは10リットルから10m3 の容積を有し、内
部ガス雰囲気並びに加圧および減圧での作動のための装
備がされている。
体の製造のために、水または溶媒中におけるラジカル重
合の通常の方法を用いることができる。重合は大抵、8
0%以上、好ましくは90%以上、特に好ましくは99
%以上のモノマーの転換まで実施される。
を容器中で混合するために、全ての公知の撹拌方法が用
いられる。
は70から120℃の温度範囲および0.1から100
バール、好ましくは1から10バールで、モノマーに対
して、0.01から10重量%の、重合開始剤としての
過酸化物またはアゾ開始剤の存在下、およびモノマーに
対して、0から200重量%、好ましくは5から25重
量%の不活性の溶媒の存在下で、溶媒中重合または溶媒
なしの重合により製造される。
℃の沸騰範囲を有するもの、例えば好ましくは60から
120℃の沸騰範囲を有する、ベンゾール、トルオー
ル、o−、m−、p−キシロールのような炭化水素また
はベンジンが用いられる。更にメタノール、エタノー
ル、プロパノール、ブタノール、イソブタノールのよう
なアルコール、アセトン、メチルエチルケトン、メチル
イソブチルケトンのようなケトン、アセトニトリルおよ
びベンゾニトリルのようなニトリル、または上記溶媒の
混合物が用いられる。トルオール、イソブタノールおよ
び酢酸エチルエステルおよびこれらの混合物が好まし
い。
オキサイド、ジラウロイルパーオキサイド、ジデカノイ
ルパーオキサイド、イソノナノイルパーオキサイドのよ
うなアシルパーオキサイド、tert−ブチル−ter
t−ピバレート、tert−ブチル−パー−2−エチル
ヘキサノエート、tert−パー−マレイネート、te
rt−ブチル−パー−イソノナノエート、tert−ブ
チル−パー−ベンゾエート、tert−アミル−パー−
2−エチルヘキサノエートのようなアルキルエステル、
ジクミルパーオキサイド、tert−ブチルクミルパー
オキサイド、ジ−tert−ブチル−パーオキサイドお
よびパーオクソジカルボネートのようなジアルキルパー
オキサイド、のような過酸化物が使用され得る。
2,2′−アゾビスイソブチロニトリル、2,2′−ア
ゾビス(メチルイソブチレート)または2,2′−アゾ
ビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)が使用できる
ことを見出した。
使用できることを見出した。 a)モノマーとしては、通常のモノオレフィン性不飽和
の、3から24個のC原子を含むモノカルボン酸エステ
ル、特にアクリル−およびメタアクリル酸を用いること
ができる。モノマーとして特に重要なものは、メチルア
クリレート、エチルアクリレート、プロピルアクリレー
ト、イソプロピルアクリレート、N−ブチルアクリレー
ト、イソブチルアクリレート、イソアミルアクリレー
ト、2−エチルヘキシルアクリレート、イソオクチルア
クリレートおよび−メタアクリレート、メチルメタアク
リレート並びにデシルアクリレートおよび−メタアクリ
レートおよびトデシルアクリレートまたは−メタアクリ
レートのような1から12個のC原子を含むアクリル−
またはメタアクリル酸エステルである。
3から6個のC原子を含むモノ−およびジカルボン酸の
ようなモノマー、例えばアクリル酸、メタアクリル酸、
イタコン酸、フマール酸および/またはマレイン酸であ
る。更に無水マレイン酸および無水イタコン酸のような
無水モノオレフィン性不飽和のジカルボン酸である。
ミド、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリルアミ
ド、ジアセトンアクリルアミドのような活性モノマー、
2−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレートおよび4−
−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレートのようなヒド
ロキシアルキル(メタ)アクリレートであり、更にまた
このモノマーは、例えば、N−(アクリルアミドメチ
ル)−ベンゾフェノン−4−カルボン酸アミド、4−ア
クリルオキシブチルカーボネートベンゾフェノンまたは
2−メタアクリルオキシエチレンカーボネートベンゾフ
ェノンのような光活性の群を有してもよいモノマーであ
る。
ルホルムアミド、アクロレイン、メタアクロレイン、イ
ソブテン、ブタジエン、イソプレン、ビニルメチルエー
テル、ビニルイソブチルエーテル、ビニルピリジン、ス
チロールおよびメチルスチロールのようなモノマー、ビ
ニルカプロラクタムのようなモノマー、およびテトラヒ
ドロフルフリル−2−アクリレートおよび−メタアクリ
レートのようなモノマーで、特に重要ななものはまた、
例えばビニルアセテートまたはヒギニルプロピオネート
のような1から18個のC原子を含むカルボン酸のビニ
ルエステルである。
マーとの混合物としてまたは適当な溶媒中の溶液として
反応混合物に供給される。個々のモノマーは分離した給
送管またはゲバイヒを介して反応容器中に導入される。
度を抑制する、いわいる重合調整剤、例えばメルカプト
エタノール、メルカプトベルンスタイン酸、3−メルカ
プトプロピルトリメトキシシランまたはドデシルメルカ
プタンのようなメルカプタンが添加される。
たは溶液に、開始剤またはモノマーを供給後、若干の時
間、沸騰加熱させる。本願発明による方法のためには、
化学的な後重合は全く必要としない。これによりこの結
果得られる欠点は問題にならない。
することにより生じる。この時明瞭な還流が全く観察さ
れなくなるまで蒸留が続けられる。
(水循環ポンプ真空)容器内容物を急速に排気し(4時
間当たり容器容積の1倍、好ましくは1時間当たり容器
容積の1倍)、同時に水蒸気(2から20バール、好ま
しくは4から16バール)が導入される。ここで水蒸気
はできるだけゆるやかに重合体溶融物に混合される(静
的な混合機、特に水蒸気導入口におけるジェット形状が
有利である)。残留揮発分と水蒸気から成る混合物は上
記の容器領域中でフラッシュされ、ここで揮発部分ので
きるだけ多くの部分が減圧中で分離される(図1参
照)。これに対して水蒸気の復水機が提案される。残留
揮発分と水蒸気から成る混合物は、特に再生処理される
べきである。水蒸気の処理時間は、残留揮発分の容積に
直接関連しており、すなわち、水蒸気の分離はそのよう
な時間で、種々の生成物における残留モノマーの仕様に
到達するまで実施される。
び蒸留を全く(図2参照)、または部分的に(図3参
照)止められる。
回路を装備した蒸留容器中で、蒸留が完全に実施される
とき、図3による装置中で、蒸留が部分的に実施される
ことができる。
は、25℃でテトロヒドロフラン中の1%溶液中でDI
N53726により測定された、10から120、特に
15から80のK値を有する。好ましくは20から60
のK値を有する。
ら0℃、特に好ましくは−45から−5℃のガラス転移
温度が得られるように、モノマーの組成が計量される。
フォックス(T.G.Fox、Bull.Am.Phy
s.Soc.(Ser.II)1、123(195
6))によれば混合重合体のガラス転移温度は、良好な
近似で適用される。
2、… であり、1、2、…またはsのそれぞれの1個
のモノマーから構成される重合体のガラス転移温度、T
g1 、Tg2 、… Tgs は、°Kを意味する。上記モ
ノマーのガラス転移温度は基本的には公知であり、例え
ばJ.Brandrup、E.H.Immergutに
よる、Polymerhandbook、第1版、J.
Wiley、New York 1966および第2
版、J.Wiley、New York 1975に記
載されている。
装、被覆並びに含浸物、特に感圧接着剤、感圧接着ラベ
ル、感圧接着フイルム、感圧接着テープ、感圧接着ラベ
ル並びに光沢圧延フイルムの製造のためのUV−架橋可
能な材料として特に使用することができる。この際、こ
の材料は、塗装、射出成型、圧延、ドクターまたは鋳造
による通常の方法で、場合により昇温された温度、大抵
は20から180℃の温度範囲で通常の基板、例えば、
紙、ボール紙、木材、ガラス、金属、金属箔および合成
樹脂フイルム、例えば、軟質PVC、ポリプロピレン、
ポリエチレン、ポリアミド、ポリエステル、またはアル
ミニウムおよび銅の上に施工することができる。更にフ
リース材、繊維、レザーおよび織物が被覆され得る。共
重合体は、また例えば、感圧接着ラベルの製造のために
紙のような担体に移動ベット上で施工され、そこでまず
接着層を付けた担体材料、例えばシリコン付加した紙の
上に施工され、UV−架橋可能な材料の場合、照射さ
れ、続いて例えば紙の上に張り付けられる。シリコン付
加した紙を除去した後、感圧接着層を、場合により、更
に照射することができる。UV−照射機として、通常の
照射機、例えば80から120Watt/cmの照射量
を有する水銀圧力ランプを用いることができる。新規の
感圧接着剤を、それ自体通常の形に変性し、および/ま
たは包装することができる。
変性コロフォニウム樹脂、ピネンおよびテルペン樹脂、
または単独重合体、例えばポリ(2−エチルヘキシルア
クリレート)ポリ(n−ブチルアクリレート)、モノ
−、ジ−まのたはポリエステル化合物をベースにした軟
化剤、顔料、安定剤、スチロール−ブタジエン共重合
体、またはポリビニルエーテルが共重合体に50重量%
までの量で添加されることができる。
ル溶融体は、好ましくは、接着剤原料、ラッカー材原料
および樹脂調合の可塑化のための軟質樹脂として用いら
れる。これらの生成物は、特に光−およびエージング抵
抗にすぐれている。特にこれらの生成物の使用可能性の
前提は、ピンホールのないことである。特にラッカー材
原料としての使用においては、高い光輝性および良好な
走行性が必要である。
で実施された。次の実施例で用いた部および%は重量で
表わしたものである。K−値の測定は25℃において、
テトロヒドロフラン中の1%溶液中においてDIN53
726により行った。固体含量(FG)は、固体含量測
定装置 モデル“Mettler EP 16/Met
tler PE 360”で測定された。
ewlett Packed Modell 589
0)で分析され、その標準法で定量された。実施例1 (標準技術) 容器中の24kgのイソブタノール、および228kg
のブチルアクリレート(BA)、12kgのアクリル酸
(AS)および0.8kgの共重合可能な光開始剤から
成る5%溶液、並びに0.480kgのtert−ブチ
ル−パー−2−エチルヘキサノエートおよび3kgのイ
ソブタノールから成る5%溶液を、100℃で10分間
重合に付した。7時間経過後、モノマー混合物の残余、
および8時間以内で反応混合物のパーオキサイド溶液の
残余を供給した。パーオキサイドの流入の完了後、内部
温度を115℃に高め、3時間で重合を完了させた。次
いで溶媒および揮発分を減圧下で127から132℃で
除去した。反応容器内温度が130℃に到達後、<50
0mbarの減圧下で3時間、残留揮発分を蒸留除去し
た。K−値:47.3の共重合体が得られた。残留揮発
分:イソブタノール:2300ppm、BA1230p
pm、As<0.02%、FG:99.6%。
0mbarの減圧下で130℃の内部温度に到達後、ポ
リアクリレート溶融体が吸引される(吸引速度400リ
ットル/時間)ことが異なっている。同時に水蒸気が1
6barで2.5時間、吸引範囲に供給された。次いで
実施例1のように130℃の内部温度で、なお0.5時
間蒸留した。47.7のK−値を有する共重合体が得ら
れた。 残留揮発分:イソブタノール:50ppm、n−BA<
10ppm、アクリル酸はもはや検出されない。 FG:(水蒸気少量通気後)99.9%。
度が130℃に到達後、500mbarの減圧下で試料
を吸引した。 残留揮発分:イソブタノール:3875ppm、n−B
A 2542ppm、 FG:99.0%。
の水蒸気を導入し、残留揮発分を蒸留除去した。 残留揮発分:イソブタノール:518ppm、n−BA
1212ppm、 FG:99.8%。
に1時間以上実施し、更に試料を吸引した。 残留揮発分:イソブタノール:<10ppm、n−BA
365ppm、 FG:99.9%。
ために通常のケッセル蒸留を、上記時間、すなわち、2
時間に拡大した点が異なる以外は、実施例3に記載した
ように製造した。 残留揮発分:イソブタノール:2700ppm、n−B
A 1400ppm、 FG:99.5%。
−ブチル−パー−2−エチルヘキサノエートおよび95
kgのブチルアクリレートおよび5kgの2−ヒドロキ
シエチルアクリレート(HEA)を、100℃で10m
in、窒素雰囲気下で重合に付した。4時間経過後、モ
ノマー混合物の残余、および同時に、3.5時間以内で
10kgのトルオール中の1.9kgのtert−ブチ
ル−パー−2−エチルヘキサノエートの溶液を、内部温
度を100℃で、上記反応混合物に添加した。モノマー
の添加の完了後、内部温度を高め、115℃で4時間撹
拌した。得られた樹脂溶液は2分割された。
の内部温度および500mbarの減圧に到達してか
ら、吸引範囲に水蒸気を導入、運転した。2時間後、水
蒸気除去のため、試料を吸引した。 残留揮発分:トルオール:<10ppm、n−BA <
10ppm、2−HEA:<10ppm、 FG:99.9%。実施例5.2 (比較例) 溶媒および揮発分を蒸留除去した。
蒸留を2時間以上、容器中で継続した。その際、内部温
度は130℃に保持した。 残留揮発分:トルオール:750ppm、n−BA 1
300ppm、2−HE A:970ppm。
合体が得られた。
−ケッセル装置の概略図である。
ッセル装置の概略図である。
できる、2−ケッセル装置の概略図である。
Claims (10)
- 【請求項1】揮発成分の蒸発を減圧中で行い、連行剤を
100℃以上で溶融体に供給し、溶融体を同時にポンプ
で吸引することを特徴とする揮発分を蒸発させることに
よるポリアクリレート溶融体から残留揮発分を除去する
方法。 - 【請求項2】連行剤をポンプ吸引範囲に直接供給するこ
とを特徴とする請求項1による方法。 - 【請求項3】連行剤として水蒸気を用いることを特徴と
する請求項1または2による方法。 - 【請求項4】水蒸気を1から20バールの圧力で供給す
ることを特徴とする請求項1から3のいずれかによる方
法。 - 【請求項5】ポリアクリレート溶融体を少なくとも1
回、好ましくは多数回ポンプで吸引することを特徴とす
る請求項1から4のいずれかによる方法。 - 【請求項6】重合および蒸留が、1−ケッセル装置また
は2−ケッセル装置中で実施されることを特徴とする請
求項1から5のいずれかによる方法。 - 【請求項7】−50から0℃、好ましくは−45から−
5℃のガラス転移温度を有するポリアクリレート溶融体
の製造に特に適していることを特徴とする請求項1から
6のいずれかによる方法。 - 【請求項8】10から120、好ましくは15から8
0、特に好ましくは20から60のK−値を有するポリ
アクリレート溶融体の製造に特に適していることを特徴
とする請求項1から6のいずれかによる方法。 - 【請求項9】UV−架橋可能な溶融感圧接着剤の原料と
して適しているポリアクリレート溶融体の製造に、特に
適していることを特徴とする請求項1から6のいずれか
による方法。 - 【請求項10】ラッカーおよび接着剤原料を可塑化する
ための軟質樹脂として適しているポリアクリレート溶融
体の製造に、特に適していることを特徴とする請求項1
から6のいずれかによる方法。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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