JPH09227605A - アクリルをベースとしたポリマービーズの調製方法 - Google Patents
アクリルをベースとしたポリマービーズの調製方法Info
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Abstract
ることのできる、アクリルポリマーをベースとするビー
ズ、およびその製法を提供する。 【解決手段】 少なくとも二官能性の架橋モノマーが少
なくとも存在するアクリルモノマーの懸濁液中での重合
により、10〜40ミクロンのマイクロビーズを生成す
るアクリルポリマーをベースとしたビーズの調製方法に
おいて、架橋したモノマーの不在下にて、懸濁相とし
て、先行する重合にて得られ、架橋剤を含有する懸濁液
のフラクションを使用して、アクリルモノマーの第2の
重合を行い、該フラクションが、第2の重合で得られた
最終ポリマーに対し、3〜40重量%の量のマイクロビ
ーズを含有するようにする。
Description
をベースとしたポリマーのマイクロビーズ(microbead
s)の調製方法およびこのようにして得られたマイクロ
ビーズに関する。
により、反射防止表面の形成に使用することができる架
橋アクリルポリマーのマイクロビーズに関する。
は約20ミクロンの、架橋したアクリルポリマーのマイ
クロビーズを使用して、前記反射防止表面を形成する技
術が知られている。
セスは、例えば、好ましくは、懸濁剤としてポリビニル
アルコールを使用した懸濁液中で行われる。
は、このような大きさの粒子では、ほどんど遠心分離で
きないことにあり、実際、マイクロビーズを含有する水
相の粘度が非常に高いため、3:1のオーダーの希釈比
率で操作する必要もある。
ーズ、例えば、平均直径が200−300ミクロンのP
MMA、アトハース(ATOHAAS)社のアルツグラス(ALT
UGLAS)(登録商標)として商業的によく知られている
もの、の遠心分離については、1/5のオーダーの遠心
分離速度で操作する必要がある。
離後の前記マイクロビーズの乾燥に関することである。
破裂限界に近接しているため、不活性雰囲気中で操作を
する必要がある。
る収率は70%オーダーであり、生態学的問題が生じ、
廃水のCOD(化学的酸素要求量)は、50000pp
mのオーダーである。
率を増大させ、CODを低下させることを可能にし、い
つでも使用できる工業的プロセスが必要とされている。
イクロビーズを使用することによってのみ、得ることが
できることを理解しておく必要がある。
倍の大きさの粒子を使用すると、反射防止表面を得るこ
とはできないことが示されている。
に記載する調製方法を利用すると、押し出し成形を用い
反射防止表面を得ることができるアクリルポリマーベー
スのビーズを製造することができることが知見された。
よって、本発明の目的は、少なくとも二官能性の架橋モ
ノマーが少なくとも存在するアクリルモノマーの懸濁液
中での重合プロセスにより10〜40ミクロンのマイク
ロビーズを調製する、アクリルポリマーベースのビーズ
調製方法において、アクリルモノマーの第2の重合を、
架橋したモノマーの不在下にて、懸濁相として、先行す
る重合にて得られた架橋剤を含有する懸濁液のフラクシ
ョンを使用して行わしめるもので、該フラクションが、
第2の重合で得られた最終ポリマーに対し3〜40重量
%、好ましくは4.5〜25重量%の量のマイクロビー
ズを含有していることを特徴とする調製方法を提供する
ことにある。
をすることにより、押し出し成形に用いると反射防止表
面を得ることができる、少なくとも80ミクロン、一般
的には150−200ミクロンのビーズが得られること
が見いだされた。
200ミクロンのオーダーの大きさを有するビーズでは
反射防止表面を得ることはできないので、この結果は全
く驚くべきことである。
第2の重合中の分散相として、水の代わりに、100ミ
クロンより大きいビーズを製造するアクリルモノマーの
懸濁液における重合により生じる回収(リサイクル)水
を用いることにある。
に、母液は、流水口でのCODを低下させる処理プラン
トに一般的に送られるので、工業的重合プラントで生じ
る全CODが低下する。
ズより大きく、一般的に、80〜300ミクロン、好ま
しくは140〜250ミクロン、さらに好ましくは15
0〜200ミクロンである。
を調製するのに使用することのできるアクリルモノマー
としては、直鎖状または分枝状であってよい(メタ)ア
クリル酸アルキル(C1−C8)、例えば、 a1) (メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル
酸エチル、(メタ)アクリル酸プロピル、(メタ)アク
リル酸イソプロピル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メ
タ)アクリル酸sec−ブチル(secbutyl)、(メタ)
アクリル酸tert−ブチル(ter-butyl); b1) 場合によっては、23℃で100gの水に少な
くとも5g溶解する水への溶解度を有し、60重量%以
下、好ましくは50%の量の水溶性の一または複数のモ
ノマー、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、アクリル
アミド、ヒドロキシエチル(メタ)アクリラート、ヒド
ロキシプロピル(メタ)アクリラート; c1) 場合によっては、一般的に50%以下の量の、
例えば、スチレン、アルファ−メチルスチレン、(メ
タ)アクリロニトリル、1〜10の炭素数のアルキルお
よび6〜12の炭素数のアリールを有するn−アルキル
またはアリールマレイミド、ブタジエン、スルホン酸ス
チレン、N−ビニルピロリドン;を挙げることができ
る。
ば、t−ブチルペルオキシ−2−エチルヘキサノアー
ト、ジベンゾイルペルオキシド、ラウロイルペルオキシ
ド、t−ブチルペルオキシ−ジエチルアセタート、また
は不安定なアゾ化合物類、例えば、アゾジイソブチロニ
トリルを使用することができる。
はC4−C12で、直鎖状または分枝状のアルキルを有す
るアルキルチオール類、例えば、n−ブタンチオール、
n−オクタンチオール、n−ドデカンチオール、ter
−ドデカンチオール、シクロヘキサンチオール、ピアン
チオール(pianthiol)を使用することができる。
場合、欧州特許出願第457356号に示されている重
合プロセスによって得られるものを使用することがで
き、該出願の内容は出典明示によりここに取り込んで記
載しているものとする。
ーズを得るためのプロセスは、従来よりよく知られてお
り、該大きさのマイクロビーズを生成できる懸濁剤が使
用される。
1.5重量%で、約10重量%未満の値で、懸濁剤とし
て一般に使用することができる。
いて、水相とモノマーとの比率は、一般的に、2:1よ
り高く、例えば、3:1である。
架橋剤は良く知られており、既に述べたように少なくと
も二官能性で、一般に三官能性または多官能性であり得
る。それらは、アクリル型のものでもありうるが、これ
は必ずしも必要であるというわけではない。
ベンゼン、グリシジルジメタクリラート、エチレングリ
コールジメタクリラート(EGDM)、テトラエチレン
グリコールジメタクリラート(TEGDM)を挙げるこ
とができる。
相とモノマーとの比率は、第1の重合で示したもの、ま
たはそれより低い、例えば、1.4:1とすることがで
きる。
は、光学的方法、またはふるいにより、粒度を測定する
ことにより行われ;廃水のCODは、IRSA法の「化
学的酸素要求量」により測定され;ビーズを遠心分離し
た後、乾燥残留物は、160℃で測定される。
を、それぞれ表2および1に示す。
もので、本発明を限定するものではない。
ル酸アリルの懸濁液における重合を、懸濁剤としてポリ
ビニルアルコール(PVA)を使用して行った。
5重量部のポリビニルアルコールとを撹拌式でジャケッ
ト被覆かつ耐圧性の反応器に入れた。反応器を撹拌下に
保持して、40℃になるまで、ゆっくりと加熱し、ポリ
ビニルアルコールが完全に溶解するまで、温度を40℃
に維持した。窒素流により酸素を除去した。ついで、十
分に脱酸素化された、94.75重量部のメタクリル酸
メチル、4重量部のアクリル酸エチル、0.25重量部
のメタクリル酸アリル、0.6重量部の過酸化ラウロイ
ルからなる混合物を供給した。反応器を気密にして、1
00KPaで加圧し、連続撹拌しながら、混合物を11
0℃で120分間徐々に加熱した。平均直径が20ミク
ロンの架橋したマイクロビーズ(以下の表においてはX
Dと呼称する)が得られた。ビーズおよび母液の特徴を
表2に示す。
調製 実施例1で既に使用したのと同じ反応器にて、前記実施
例に記載した一般的な操作方法で、メタクリル酸メチル
とアクリル酸エチルの懸濁液における重合を、懸濁溶液
として、実施例1に記載した重合により得られたパルプ
のフラクション(マイクロビーズ+水相)を使用して行
った。ついで、188.4重量部の脱イオン化水と、2
6.9重量部の実施例1のパルプを反応器に入れた。溶
液を80℃まで加熱し、ついで、96重量部のメタクリ
ル酸メチル、4重量部のアクリル酸エチル、0.6重量
部の過酸化ラウロイル、0.12重量部のn−ブタンチ
オールからなる混合物を供給した。反応器を気密にし、
100KPaで加圧し、連続撹拌しながら、混合物を1
10℃まで120分間徐々に加熱した。反応器を110
℃で15分間放置し、ついで、冷却した。ビーズの形態
のポリマーを遠心分離して母液と分離し、脱イオン水で
洗浄し、80℃のストーブで乾燥した。ビーズおよび母
液の特徴を表2に示す。
の調製 実施例2で既に利用したのと同じ反応器にて、前記実施
例に記載した一般的な操作方法で、メタクリル酸メチル
とアクリル酸エチルの懸濁液における重合を、表1に記
載した懸濁液を使用して行った。よって、表1に示す量
のパルプと脱イオン化水を反応器に入れた。溶液を80
℃で加熱し、ついで、96重量部のメタクリル酸メチ
ル、4重量部のアクリル酸エチル、0.6重量部の過酸
化ラウロイル、0.12重量部のn−ブタンチオールか
らなる混合物を供給した。反応器を気密にし、100K
Paで加圧し、連続撹拌しながら、混合物を120分で
110℃まで徐々に加熱した。反応器を110℃で15
分間放置し、ついで、冷却した。ビーズの形態のポリマ
ーを遠心分離して母液と分離し、80℃のストーブで乾
燥した。ビーズおよび母液の特徴を表2に示す。
部の脱イオン水を反応器に入れた。250重量部の2−
アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸(AM
PS)をゆっくりと供給し、ついで、ソーダまたはAM
PSを少量添加し、pHを7−8の範囲に調節した。溶
液に窒素を流し、酸素を除去した後、50℃まで加熱し
て、0.075重量部の過硫酸カリウムと0.025重
量部のメタ重亜硫酸ナトリウムを添加した。約60分間
で重合が終了した。ついで、4000重量部の脱イオン
水で希釈したところ、得られた溶液の160℃での乾燥
残留物は5.5重量%で、25℃で測定したブロークフ
ィールド(Brookfield)の粘度は4Pa・sであった。
る重合を、懸濁剤として実施例8で得られた2−アクリ
ルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸とナトリウム
塩のホモポリマーを使用して行った。0.385重量部
の乾燥生成物に相当する、7重量部の実施例8で得られ
た溶液と、193重量部の脱イオン水を、撹拌式ジャケ
ット被覆耐圧反応器に入れた。窒素流により酸素を除去
し、溶液を80℃に加熱した。十分に脱酸素化され、9
6重量部のメタクリル酸メチル、4重量部のアクリル酸
エチル、0.25重量部のt−ブチル−ペルオキシ−2
−エチルヘキサノアート、0.12重量部のn−ブタン
チオールからなる100重量部の混合物を供給した。反
応器を気密にし、100KPaで加圧し、連続撹拌しな
がら、混合物を120分で110℃まで徐々に加熱し
た。反応器を110℃で15分間放置し、ついで、冷却
した。ビーズの形態のポリマーを遠心分離して母液と分
離し、脱イオン水で洗浄し、80℃のストーブで乾燥し
た。ビーズは、200ミクロンの大きさのものであっ
た。母液は、160℃での乾燥残留物が約0.62重量
%で、一部、懸濁剤(0.2重量%)を含有し、残りの
フラクションが重合で得られた他の生成物であり、一緒
にして後の重合テストに使用される。
r)の調製 実施例2で既に使用したのと同じ反応器にて、前記実施
例に記載した一般的な操作方法で、メタクリル酸メチル
とアクリル酸エチルの懸濁液における重合を、懸濁溶液
として、実施例1に記載した重合により得られたパルプ
のフラクション(マイクロビーズ+水相)と、実施例9
の母液を使用して行った。しかして、188.4重量部
の実施例9の母液と、27.2重量部の実施例1のパル
プを反応器に入れた。溶液を80℃に加熱し、ついで、
96重量部のメタクリル酸メチル、4重量部のアクリル
酸エチル、0.6重量部の過酸化ラウロイル、0.12
重量部のn−ブタンチオールからなる混合物を供給し
た。反応器を気密にし、100KPaで加圧し、連続撹
拌しながら、混合物を120分で110℃まで徐々に加
熱した。反応器を110℃で15分間放置し、ついで、
冷却した。ビーズの形態のポリマーを遠心分離して母液
と分離し、脱イオン水で洗浄し、80℃のストーブで乾
燥した。ビーズおよび母液の特徴を表2に示す。
例に記載した一般的な操作方法で、メタクリル酸メチ
ル、アクリル酸エチルおよびメタクリル酸アリルの懸濁
液における重合を、懸濁溶液として、実施例9に記載し
た母液を使用して行った。200重量部の実施例9の母
液を反応器に入れた。溶液を80℃に加熱し、94.7
5重量部のメタクリル酸メチル、4重量部のアクリル酸
エチル、0.25重量部のメタクリル酸アリル、0.6
重量部の過酸化ラウロイルからなる混合物を供給した。
反応器を気密にし、100KPaで加圧し、連続撹拌し
ながら、混合物を120分で110℃まで加熱した。反
応器を110℃で15分間放置し、ついで、冷却した。
ビーズの形態のポリマーを遠心分離して母液と分離し、
脱イオン水で洗浄し、80℃のストーブで乾燥した。ビ
ーズは200ミクロンの大きさのものであった。
発し、表3に示す組成物で反射防止特性をテストするた
め、2−3mmの深さの5cm×10cmのプレートを
押し出し成形した。全てのプレートは、6重量%の架橋
した粒子を含有する。プレートの外観の評価は、視覚的
に行った。このテストは、次のようにして行った:押し
出し成形により調製されたプレートを、印刷された文字
を有する表面上に置いた。実施例1および2で得られた
マイクロビーズから出発した押し出し成形されたプレー
ト(プレート1および2)は、良好な反射防止特性を有
していた。すなわち、それらにおいては、まるでプレー
トが存在しないかのように、底面の印刷された文字を正
確に見ることができた。これと比較して、プレート3で
ある、実施例9のビーズおよび実施例11のビーズから
出発した押し出し成型物は、反射防止特性を示さない、
すなわち、底面の文字はゆがんでいた。よって、プレー
ト3は、許容できる反射防止特性を有するものではなか
った。
したもの(6%は、希釈され、第2反応において940
重量部のモノマーを重合させるのに使用されるエマルシ
ョンとビーズを60重量部含有するXDスラリーの量を
意味する);(2)は廃水;(3)は母液のCOD;
(4)は標準工程におけるXDを表す。
Claims (9)
- 【請求項1】 少なくとも二官能性の架橋モノマーが少
なくとも存在する状態でのアクリルモノマーの懸濁液中
での重合プロセスにより、10〜40ミクロンのマイク
ロビーズを生成する、アクリルポリマーをベースとした
ビーズの調製方法において、 アクリルモノマーの第2の重合が、架橋モノマーの不在
下で、先行する重合にて得られ、架橋剤を含有する懸濁
液のフラクションを懸濁相として使用することにより行
われ、 該フラクションが、第2の重合で得られた最終ポリマー
に対し、3〜40重量%の量のマイクロビーズを含有す
ることを特徴とする調製方法。 - 【請求項2】 先行する重合にて得られ、架橋剤を含有
する懸濁液のフラクションが、懸濁剤として使用され、
該フラクションが4.5〜25重量%の量のマイクロビ
ーズを含有することを特徴とする請求項1に記載の方
法。 - 【請求項3】 架橋剤が不在の第2の重合中において、
分散相として、水の代わりに、場合によっては水で希釈
され、100ミクロンより大きいビーズを製造するアク
リルモノマーの懸濁重合から生じる廃水が利用されるこ
とを特徴とする請求項1または2に記載の方法。 - 【請求項4】 アクリルをベースとしたポリマーを調製
するための、アクリルモノマーが、 a1) (メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル
酸エチル、(メタ)アクリル酸プロピル、(メタ)アク
リル酸イソプロピル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メ
タ)アクリル酸セクブチル、(メタ)アクリル酸テルブ
チル; b1) 場合によっては、アクリル酸、メタクリル酸、
アクリルアミド、ヒドロキシエチル(メタ)アクリラー
ト、ヒドロキシプロピル(メタ)アクリラートから選択
され、23℃で100gの水に少なくとも5g溶解する
水への溶解度を有し、50%の量の水溶性の一以上のモ
ノマー; c1) 場合によっては、スチレン、アルファ−メチル
スチレン、(メタ)アクリロニトリル、1〜10の炭素
数のアルキルおよび6〜12の炭素数のアリールを有す
るn−アルキルまたはアリールマレイミド、ブタジエ
ン、スルホン酸スチレン、N−ビニルピロリドンから選
択され、50%以下の量の他のモノマー;から選択され
る、直鎖状または分枝状の、C1−C8の(メタ)アクリ
ル酸アルキルであることを特徴とする請求項1ないし3
のいずれか1項に記載の方法。 - 【請求項5】 架橋剤が存在する第1の重合において、
少なくとも1.5重量%で10重量%未満の濃度で、懸
濁剤として、ポリビニルアルコールが使用されることを
特徴とする請求項1ないし4のいずれか1項に記載の方
法。 - 【請求項6】 マイクロビーズの調製のための架橋剤が
存在する重合において、水相とモノマーとの比率が、
2:1を越えることを特徴とする請求項1ないし5のい
ずれか1項に記載の方法。 - 【請求項7】 架橋剤が不在の重合において、水相とモ
ノマーとの比率が、1.4:1以上であることを特徴と
する請求項1ないし6のいずれか1項に記載の方法。 - 【請求項8】 請求項1ないし7のいずれか1項に記載
の方法で得られる、80〜300ミクロンの大きさのア
クリルをベースとしたビーズ。 - 【請求項9】 140〜250ミクロンの大きさを有す
る請求項8に記載のアクリルをベースとしたビーズ。
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