JPWO2009157401A1 - ポリ塩化ビニル樹脂組成物およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
ポリ塩化ビニル樹脂100重量部に対して、けん化度が30〜99.9モル%、粘度平均重合度が1000以下であり、末端にカルボキシル基またはスルホン酸基またはそれらの塩を有するビニルアルコール系重合体を0.005〜5重量部、および亜鉛化合物を0.01〜5重量部含有するポリ塩化ビニル樹脂組成物とする。また、ポリ塩化ビニル樹脂100重量部に対して、末端に炭素数6以上のアルキル基を有し、けん化度が30〜99.9モル%であり、粘度平均重合度が1000以下であるビニルアルコール系重合体を0.005〜5重量部、および亜鉛化合物を0.01〜5重量部含有するポリ塩化ビニル樹脂組成物とする。それによって、成形時の熱安定性に優れ、着色が少ない成形体を得ることができるポリ塩化ビニル樹脂組成物を提供する。
Description
本発明は、食品用、医療用、日用品等の分野で好適に使用されるポリ塩化ビニル樹脂組成物に関するものであり、更に記述すると、熱安定性が良く、着色が少ないポリ塩化ビニル樹脂組成物に関するものである。
ポリ塩化ビニル樹脂はカルシウム−亜鉛系、バリウム−亜鉛系等の安定剤を配合して成形加工し、一般成形材料として、またさらに食品用、医療用などに適した製品として広く用いられている。
これらの安定剤は、ポリ塩化ビニル樹脂の熱劣化を抑制する能力が不十分であるため、成形品の初期着色性を損ねたり、成形時の熱安定性が十分でないという欠点があった。このためこれらの欠点を改良する手段として、酸化防止剤を添加したり、水酸基を持つ化合物を添加したりしたポリ塩化ビニル樹脂組成物が提案されている。
特許文献1(特開昭50−92947号公報)には、塩素含有樹脂に、カルシウムセッケンと、亜鉛セッケンと、多価アルコールまたはその誘導体と中性の無機カルシウム塩とを添加する方法が開示されている。
特許文献2(特開昭54−81359号公報)には、塩素含有重合体に水溶性重合体を添加する方法が開示されている。
特許文献3(特開昭57−147552号公報)には、含塩素樹脂にジペンタエリスリトールとジカルボン酸との反応縮合物、酸化亜鉛、炭酸亜鉛または脂肪酸亜鉛、ハイドロタルサイトを添加する方法が開示されている。
特許文献4(特開昭60−238345号公報)には、熱可塑性樹脂に、エチレン単位の含有量20〜50%、酢酸ビニル単位の鹸化度96%以上のエチレン−酢酸ビニル共重合体鹸化物、および、ハイドロタルサイト系化合物を添加する方法が開示されている。
特許文献5(特開平1−178543号公報)には、含ハロゲン熱可塑性樹脂に、金属石鹸、および、エチレン含有量20〜75モル%、酢酸ビニル部分のケン化度50モル%以上の共重合組成物を有するエチレン−酢酸ビニル共重合体ケン化物を添加する方法が開示されている。
特許文献6(特開平6−287387号公報)には、塩化ビニル系樹脂に、有機酸の金属塩、ポリビニルアルコールのアセタール化物を添加する方法が開示されている。
特許文献7(特開平9−3286号公報)には、塩化ビニル系樹脂に、けん化度70〜95モル%、平均重合度300〜2000で、かつ分子鎖末端にメルカプト基を有する部分けん化ポリビニルアルコールを添加する方法が開示されている。
特許文献8(特開平9−31281号公報)には、塩化ビニル系樹脂に、亜鉛化合物、ハイドロタルサイト類、ポリビニルアルコール、および、ポリメチルメタクリレートを添加する方法が開示されている。
非特許文献1(高分子論文集 Vol.47,No.3,197(1990))には、ポリ塩化ビニルに、ステアリン酸亜鉛−ステアリン酸カルシウム複合石けん、重合度が600以上の完全けん化ポリビニルアルコールを添加する方法が開示されている。
非特許文献2(高分子論文集 Vol.47,No.6,509(1990))には、ポリ塩化ビニルに、ステアリン酸亜鉛−ステアリン酸カルシウム複合石けん、重合度が500、けん化度が73.6モル%の部分けん化ポリビニルアルコールを添加する方法が開示されている。
非特許文献3(高分子論文集 Vol.50,No.2,65(1993))には、ポリ塩化ビニルに、ステアリン酸亜鉛−ステアリン酸カルシウム複合石けん、エチレン含有量が29モル%以上のエチレン−ビニルアルコール共重合体を添加する方法が開示されている。
非特許文献4(Polymers & Polymer Composites,Vol.11,649(2003))には、ポリ塩化ビニルに、ステアリン酸亜鉛−ステアリン酸カルシウム複合石けん、重合度が500、けん化度が98.5モル%のポリビニルアルコールやエチレン含有量が29モル%以上のエチレン−ビニルアルコール共重合体を添加する方法が開示されている。
非特許文献5(日本接着学会誌 Vol.43,No.2,43(2007))には、ポリ塩化ビニルに、重合度が500、けん化度が88モル%のポリビニルアルコールや重合度が1700、けん化度が78モル%以上のポリビニルアルコール、ポリメタクリル酸メチルを添加する方法が開示されている。
しかしながら、特許文献1〜8及び非特許文献1〜5に記載されたポリ塩化ビニル樹脂組成物では、長期の熱安定性が十分でなかったり、着色したりするという問題を有していた。
高分子論文集 Vol.47,No.3,197 (1990)
高分子論文集 Vol.47,No.6,509 (1990)
高分子論文集 Vol.50,No.2,65 (1993)
Polymers & Polymer Composites, Vol.11,649 (2003)
日本接着学会誌 Vol.43,No.2,43 (2007)
本発明は、成形時の熱安定性が良く、着色が少ない成形品が得られる、ポリ塩化ビニル樹脂組成物を提供することを目的とするものである。
本発明者らは鋭意検討を重ねた結果、ポリ塩化ビニル樹脂に対して、けん化度が30〜99.9モル%、粘度平均重合度が1000以下であり、末端にカルボキシル基またはスルホン酸基またはそれらの塩を有するビニルアルコール系重合体を特定量配合することにより、該ポリ塩化ビニル樹脂組成物に亜鉛化合物からなる安定剤を添加した場合に、成形時の熱安定性を十分保持することができ、かつ成形体の着色が少ないことを見出し、第一の発明を完成するに至った。
すなわち、第一の発明は、ポリ塩化ビニル樹脂100重量部に対して、けん化度が30〜99.9モル%、粘度平均重合度が1000以下であり、末端にカルボキシル基またはスルホン酸基またはそれらの塩を有するビニルアルコール系重合体を0.005〜5重量部、および亜鉛化合物を0.01〜5重量部含有するポリ塩化ビニル樹脂組成物である。
このとき、ビニルアルコール系重合体および亜鉛化合物を、ポリ塩化ビニル樹脂に添加することによって含有させることが好ましい。
また、ポリ塩化ビニル樹脂に対して、末端に炭素数6以上のアルキル基を有し、けん化度が30〜99.9モル%であり、粘度平均重合度が1000以下のビニルアルコール系重合体を特定量配合することにより、該ポリ塩化ビニル樹脂組成物に亜鉛化合物からなる安定剤を添加した場合にも、成形時の熱安定性を十分保持することができ、かつ成形体の着色が少ないことを見出し、第二の発明を完成するに至った。
すなわち、第二の発明は、ポリ塩化ビニル樹脂100重量部に対して、末端に炭素数6以上のアルキル基を有し、けん化度が30〜99.9モル%であり、粘度平均重合度が1000以下であるビニルアルコール系重合体を0.005〜5重量部、および亜鉛化合物を0.01〜5重量部含有するポリ塩化ビニル樹脂組成物である。
このとき、ビニルアルコール系重合体および亜鉛化合物を、ポリ塩化ビニル樹脂に添加することによって含有させることが好ましい。
また、上記各発明において、ポリ塩化ビニル樹脂100重量部に対して滑剤を0.001〜10重量部含有することが好適である。このとき、滑剤がポリオールの脂肪酸エステルであることが好ましく、グリセリンモノステアレートであることが特に好ましい。
また、上記課題は、ポリ塩化ビニル樹脂100重量部に対して、けん化度が30〜99.9モル%、粘度平均重合度が1000以下であり、末端にカルボキシル基またはスルホン酸基またはそれらの塩を有するビニルアルコール系重合体0.005〜5重量部、および亜鉛化合物0.01〜5重量部をポリ塩化ビニル樹脂に添加するポリ塩化ビニル樹脂組成物の製造方法によっても解決される。
さらに、上記課題は、ポリ塩化ビニル樹脂100重量部に対して、末端に炭素数6以上のアルキル基を有し、けん化度が30〜99.9モル%であり、粘度平均重合度が1000以下であるビニルアルコール系重合体0.005〜5重量部、および亜鉛化合物0.01〜5重量部をポリ塩化ビニル樹脂に添加するポリ塩化ビニル樹脂組成物の製造方法によっても解決される。
このとき、各製造方法において、ポリ塩化ビニル樹脂100重量部に対して滑剤0.001〜10重量部を添加することが好ましい。
以下、ビニルアルコール系重合体をPVAと略することがある。また、末端にカルボキシル基またはスルホン酸基またはそれらの塩を有するビニルアルコール系重合体を、酸変性PVAと略することがある。また、末端に炭素数6以上のアルキル基を有するビニルアルコール系重合体を、アルキル変性PVAと略することがある。さらに、酸変性PVAおよびアルキル変性PVAを合わせて単に変性PVAと略することがある。
本発明の樹脂組成物は、成形時の熱安定性に優れ、着色が少ない成形体を得ることができるという効果を達成することができる。
本発明で用いられるポリ塩化ビニル樹脂を製造する原料としては、塩化ビニル単量体の他、塩化ビニル単量体を主体とし、これと共重合可能な単量体との混合物(塩化ビニル単量体が50重量%以上)が使用される。なお、この塩化ビニル単量体と共重合される単量体としては、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アクリル酸エステルもしくは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、塩化ビニリデンなどが挙げられる。
また、これらの単量体を用いて上記ポリ塩化ビニル樹脂を製造する方法としては、該単量体を重合開始剤の存在下で懸濁重合する方法を好適に採用することができ、その際には、通常使用されている分散安定剤、例えば、メチルセルロース、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などの水溶性セルロースエーテル、ポリビニルアルコール、ゼラチンなどの水溶性ポリマー;ソルビタンモノラウレート、ソルビタントリオレート、グリセリントリステアレート、エチレンオキサイドプロピレンオキサイドブロックコポリマーなどの油溶性乳化剤;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リセリンオレート、ラウリン酸ナトリウムなどの水溶性乳化剤等が用いられ、その中でも、けん化度65〜99モル%、重合度500〜4000のポリビニルアルコールが好適に用いられ、その添加量は塩化ビニル100重量部当たり0.01〜2.0重量部が好ましい。懸濁重合用分散安定剤は単独で使用しても良いが、塩化ビニルなどのビニル系化合物を水性媒体中で懸濁重合する際に通常使用される重合度100〜4000及びけん化度30〜99モル%のポリビニルアルコール系重合体、その添加量は特に制限されないが、塩化ビニルなどのビニル系化合物100重量部当たり0.01〜2.0重量部が好ましい。
重合に使用される開始剤としては、従来から塩化ビニル単量体等の重合に使用されている、油溶性または水溶性の重合開始剤を用いることができる。油溶性の重合開始剤としては、例えば、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、ジエトキシエチ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;t−ブチルパーオキシネオデカネート、t−ブチルパーオキシピバレート、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ネート等のパーエステル化合物;アセチルシクロヘキシルスルホニルパーオキサイド、2,4,4−トリメチルペンチル−2−パーオキシフェノキシアセテート、3,5,5−トリメチルヘキサノイルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド等の過酸化物;アゾビス−2,4−ジメチルバレロニトリル、アゾビス(4−2,4−ジメチルバレロニトリル)等のアゾ化合物等が挙げられる。水溶性の重合開始剤としては、例えば過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム、過酸化水素、クメンハイドロパーオキサイド等が挙げられる。これらの油溶性あるいは水溶性の重合開始剤は単独で、または2種類以上を組合せて用いることができる。
重合に際し、必要に応じて、重合反応系にその他の各種添加剤を加えることができる。添加剤としては、例えば、アルデヒド類、ハロゲン化炭化水素類、メルカプタン類などの重合調節剤、フェノール化合物、イオウ化合物、N−オキサイド化合物などの重合禁止剤などが挙げられる。また、pH調整剤、架橋剤なども任意に加えることができる。
重合に際し、重合温度には特に制限はなく、20℃程度の低い温度はもとより、90℃を超える高い温度に調整することもできる。また、重合反応系の除熱効率を高めるために、リフラックスコンデンサー付の重合器を用いることも好ましい実施態様の一つである。
重合には、必要に応じて、重合に通常使用される防腐剤、防黴剤、ブロッキング防止剤、消泡剤、スケール防止剤、帯電防止剤等の添加剤を任意に添加することができる。
本発明のポリ塩化ビニル樹脂組成物に含有される変性PVAは、末端にカルボキシル基またはスルホン酸基またはそれらの塩を有するビニルアルコール系重合体、または、末端に炭素数6以上のアルキル基を有するビニルアルコール系重合体である。これらの変性PVAは、例えば、ポリ塩化ビニル樹脂を重合した後に該ポリ塩化ビニル樹脂に添加することによって含有させることができる。該変性PVAは粉として、あるいは、水または有機溶剤に溶解させてポリ塩化ビニル樹脂に添加することができる。該変性PVAをポリ塩化ビニル樹脂重合時に添加すると、該変性PVAがポリ塩化ビニル樹脂の分散剤として作用するため、得られるポリ塩化ビニル樹脂が有する平均粒子径や可塑剤吸収性等の品質に悪影響を及ぼすことがある。
上記変性PVAのけん化度は30〜99.9モル%であり、好ましくは40〜98.5モル%であり、特に好ましくは50〜96モル%である。けん化度が30モル%より小さい場合、長期の熱安定性が低下するため好ましくない。なお、変性PVAのけん化度はJIS K6726に従って測定した値である。
上記変性PVAの粘度平均重合度(以下単に重合度と言うことがある)1000以下であり、好ましくは800以下であり、特に好ましくは700以下である。粘度平均重合度の下限については特に制限はないが、変性PVAの製造上の観点から、粘度平均重合度は50以上が好ましく、100以上がより好ましい。粘度平均重合度が1000より大きいと、長期の熱安定性が著しく低下するため好ましくない。なお、変性PVAの粘度平均重合度はJIS K6726に従って測定した値である。すなわち、変性PVAをけん化度99.5モル%以上に再けん化し、精製した後、30℃の水中で測定した極限粘度[η]から次式により求めることができる。
P=([η]×1000/8.29)(1/0.62)
P=([η]×1000/8.29)(1/0.62)
本発明において、変性PVAは単独で使用しても、あるいは特性の異なる2種以上を混合して使用してもよい。
第一の発明において用いられる酸変性PVAは、末端にカルボキシル基またはスルホン酸基またはそれらの塩を有していることが必要である。該酸変性PVAの製造方法についてとくに制限はなく、種々の方法を採用することができるが、例えば、(1)カルボキシル基またはスルホン酸基を有するアルコール、アルデヒド、チオール等の官能基を有する化合物を連鎖移動剤として共存させてビニルエステルを重合させ、得られる重合体をけん化する方法、または(2)部分けん化ポリビニルアルコール系重合体の末端にカルボキシル基またはその塩またはスルホン酸基またはその塩を化学反応により導入する方法等が挙げられる(WO91/15518号公報参照)。
酸変性PVAをより経済的かつ効率的に得る方法として、カルボキシル基を有する連鎖移動剤、特にカルボキシル基を有するチオールの存在下に、酢酸ビニル等のビニルエステル類を重合し、次いでけん化する方法が好ましい。そのようなチオールとしては、チオグリコール酸、2−メルカプトプロピオン酸、3−メルカプトプロピオン酸、チオリンゴ酸、2−メルカプト安息香酸、3−メルカプト安息香酸、4−メルカプト安息香酸、4−カルボキシフェニルエチルチオール等のカルボキシル基を有するチオールが例示される。上記カルボキシル基はエステルであっても、アルカリ金属塩などの塩であってもよい。
また、スルホン酸基を有する連鎖移動剤、特にスルホン酸基を有するチオールの存在下に、酢酸ビニル等のビニルエステル類を重合し、次いでけん化する方法が好ましい。そのようなチオールとしては、2−メルカプトエタンスルホン酸、3−メルカプトプロパンスルホン酸、2−メルカプトエチルベンゼンスルホン酸等のスルホン酸基を有するチオールが例示される。上記スルホン酸基はエステルであっても、アルカリ金属塩などの塩であってもよい。
上記カルボキシル基またはスルホン酸基を有する連鎖移動剤をPVAに導入する際に、けん化などの工程を経た後で、カルボキシル基またはスルホン酸基がナトリウム塩などのアルカリ金属塩に変換されることがあるが、それらの形態であってもよい。
第二の発明において用いられるアルキル変性PVAは、末端に炭素数6以上のアルキル基を有していることが必要である。該アルキル変性PVAの製造方法についてとくに制限はなく、種々の方法を採用することができる。例えば、(1)炭素数6以上のアルキル基を有するアルコール、アルデヒド、チオール等の官能基を有する化合物を連鎖移動剤として共存させてビニルエステルを重合させ、得られる重合体をけん化する方法、または(2)ビニルアルコール系重合体の末端に炭素数6以上のアルキル基を化学反応により導入する方法等が挙げられる。該アルキル変性PVAをより経済的かつ効率的に得る方法として、炭素数6以上のアルキル基を有する連鎖移動剤、特に炭素数6以上のアルキル基を有するチオールの存在下に、酢酸ビニル等のビニルエステル類を重合し、次いでけん化する方法が好ましい(特開昭59−166505号公報および特開平1−240501号公報参照)。
上記炭素数6以上のアルキル基を有する連鎖移動剤としては、n−ヘキシルアルデヒド、n−オクチルアルデヒド、2−エチル−ヘキシルアルデヒド、n−カプリンアルデヒド、n−デシルアルデヒド、n−ウンデシルアルデヒド、n−ラウリルアルデヒド、n−トリデシルアルデヒド、セチルアルデヒド、パルミチルアルデヒド、ステアリルアルデヒドなどの炭素数6以上のアルデヒド;またはn−ヘキシルメルカプタン、n−オクチルメルカプタン、n−デシルメルカプタン、n−ドデシルメルカプタン、n−オクタデシルメルカプタンなどの炭素数6以上のメルカプタンを利用することができる。炭素数は8以上がより好ましい。
これらの変性PVA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、得られたビニルエステル系重合体をけん化す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。
重合に用いることができるビニルエステル系単量体としては、例えば、酢酸ビニル、ギ酸ビニル、プロピオン酸ビニル、カプリル酸ビニル、バーサチック酸ビニルなどを挙げることができ、これらの中でも酢酸ビニルが工業的観点から好ましい。
ビニルエステル系単量体の重合に際して、本発明の主旨を損なわない範囲であればビニルエステル系単量体を他の単量体を共重合させても差し支えないが、ビニルエステル系単量体を単独で重合することが好ましい。
ビニルエステル系単量体の重合に際して、本発明の主旨を損なわない範囲であればビニルエステル系単量体を他の単量体を共重合させても差し支えない。使用しうる単量体としては、例えば、プロピレン、n−ブテン、イソブチレンなどのα−オレフィン;アクリル酸およびその塩、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸n−プロピル、アクリル酸i−プロピル、アクリル酸n−ブチル、アクリル酸i−ブチル、アクリル酸t−ブチル、アクリル酸2−エチルヘキシル、アクリル酸ドデシル、アクリル酸オクタデシルなどのアクリル酸エステル類;メタクリル酸およびその塩;メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸n−プロピル、メタクリル酸i−プロピル、メタクリル酸n−ブチル、メタクリル酸i−ブチル、メタクリル酸t−ブチル、メタクリル酸2−エチルヘキシル、メタクリル酸ドデシル、メタクリル酸オクタデシルなどのメタクリル酸エステル類;アクリルアミド、N−メチルアクリルアミド、N−エチルアクリルアミド、N,N−ジメチルアクリルアミド、ジアセトンアクリルアミド、アクリルアミドプロパンスルホン酸およびその塩、アクリルアミドプロピルジメチルアミンおよびその塩またはその4級塩、N−メチロールアクリルアミドおよびその誘導体などのアクリルアミド誘導体;メタクリルアミド、N−メチルメタクリルアミド、N−エチルメタクリルアミド、メタクリルアミドプロパンスルホン酸およびその塩、メタクリルアミドプロピルジメチルアミンおよびその塩またはその4級塩、N−メチロールメタクリルアミドおよびその誘導体などのメタクリルアミド誘導体;メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、n−プロピルビニルエーテル、i−プロピルビニルエーテル、n−ブチルビニルエーテル、i−ブチルビニルエーテル、t−ブチルビニルエーテル、ドデシルビニルエーテル、ステアリルビニルエーテルなどのビニルエーテル類;アクリロニトリル、メタクリロニトリルなどのニトリル類;塩化ビニル、フッ化ビニルなどのハロゲン化ビニル類;塩化ビニリデン、フッ化ビニリデンなどのハロゲン化ビニリデン類;酢酸アリル、塩化アリルなどのアリル化合物;マレイン酸、イタコン酸、フマル酸などの不飽和ジカルボン酸およびその塩またはそのエステル;ビニルトリメトキシシランなどのビニルシリル化合物;ポリオキシエチレン(メタ)アクリレート、ポリオキシプロピレン(メタ)アクリレート、ポリオキシエチレン(メタ)アクリル酸アミド、ポリオキシプロピレン(メタ)アクリル酸アミド、ポリオキシエチレン(1−(メタ)アクリルアミド−1,1−ジメチルプロピル)エステル、ポリオキシエチレン(メタ)アリルエーテル、ポリオキシプロピレン(メタ)アリルエーテル、ポリオキシエチレンビニルエーテル、ポリオキシプロピレンビニルエーテルなどのオキシアルキレン基含有単量体;酢酸イソプロペニルなどが挙げられる。
本発明では、ビニルエステル系単量体を通常よりも高い温度条件で重合して得られる1,2−グリコール結合の含有量の多い変性PVAを用いることもできる。この場合、1,2−グリコール結合の含有量は、好ましくは1.9モル%以上、より好ましくは2.0モル%以上、さらに好ましくは2.1モル%以上である。
ビニルエステル系重合体のけん化反応には、従来公知の水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、ナトリウムメトキシドなどの塩基性触媒、またはp−トルエンスルホン酸などの酸性触媒を用いた、加アルコール分解ないし加水分解反応が適用できる。けん化反応に用いられる溶媒としては、メタノール、エタノールなどのアルコール類;酢酸メチル、酢酸エチルなどのエステル類;アセトン、メチルエチルケトンなどのケトン類;ベンゼン、トルエンなどの芳香族炭化水素などが挙げられ、これらは単独で、または2種以上を組合せて用いることができる。中でも、メタノールまたはメタノールと酢酸メチルとの混合溶液を溶媒として用い、塩基性触媒である水酸化ナトリウムの存在下にけん化反応を行うのが簡便であり好ましい。
ポリ塩化ビニル樹脂組成物中の変性PVAの含有量は、ポリ塩化ビニル樹脂100重量部に対して0.005〜5重量部であり、好ましくは0.04〜3重量部である。0.005重量部未満では、長期の熱安定性が十分でなく、5重量部を超えると、ポリ塩化ビニル樹脂が着色し好ましくない。
本発明で用いられる変性PVAをポリ塩化ビニル樹脂の重合時に添加した場合では、ポリ塩化ビニル樹脂製造後の樹脂洗浄により該変性PVAがほとんど除去されてしまうため、ポリ塩化ビニル樹脂組成物中の変性PVAの含有量は0.005重量部未満となり、熱安定助剤としての効果は得られない。
本発明では、変性PVAが、25℃におけるpKaが3.5〜5.5の酸および/またはその金属塩を含有してもよい。酸の種類についてとくに制限はなく、その具体例として、酢酸(pKa4.76)、プロピオン酸(pKa4.87)、酪酸(pKa4.63)、オクタン酸(pKa4.89)、アジピン酸(pKa5.03)、安息香酸(pKa4.00)、ギ酸(pKa3.55)、吉草酸(pKa4.63)、ヘプタン酸(pKa4.66)、乳酸(pKa3.66)、フェニル酢酸(pKa4.10)、イソ酪酸(pKa4.63)、シクロヘキサンカルボン酸(pKa4.70)などを挙げることができる。特に好ましく用いることができる酸は、酢酸、プロピオン酸、および乳酸である。また、上記の酸の金属塩を用いることもできる。金属塩の種類としては特に制限はないが、通常、ナトリウム、カリウム、マグネシウム、カルシウム等のアルカリ金属塩が用いられる。
pKaが3.5〜5.5の酸および/またはその金属塩の含有量は、変性PVA100重量部に対して0.05〜5重量部の割合が好ましく、より好ましくは0.1〜3重量部、さらに好ましくは0.15〜2重量部である。変性PVAに対する酸および/またはその金属塩の含有量が0.05重量部未満の場合、長期の熱安定性が低下し、5重量部を超えると、ポリ塩化ビニル樹脂が着色し好ましくない。
なお、該酸および/またはその金属塩を所定量含有させる方法は特に問わず、例えば、変性PVAを製造する時のけん化で用いるアルカリ触媒の種類や量などを調整する方法、変性PVA製造後に該酸および/またはその金属塩を追加したり、除去したりする方法が挙げられる。
本発明で用いる亜鉛化合物としては、ステアリン酸亜鉛、ラウリン酸亜鉛やオレイン酸亜鉛等の亜鉛の脂肪族カルボン酸塩や、安息香酸亜鉛、p−第三ブチル安息香酸亜鉛等の芳香族カルボン酸亜鉛、アミノ酸亜鉛塩、リン酸エステル亜鉛塩のような有機酸の亜鉛塩、酸化亜鉛、炭酸亜鉛等の無機亜鉛塩などが挙げられる。上記亜鉛化合物の添加量は、ポリ塩化ビニル樹脂100重量部に対して0.01〜5重量部であり、好ましくは0.05〜3重量部である。上記添加量が0.01重量部未満では、十分な熱安定化効果は得られず、5重量部を超えると塩化ビニル樹脂組成物の成形品が黒化するため好ましくない。該亜鉛化合物は、ポリ塩化ビニル樹脂を重合した後に該ポリ塩化ビニル樹脂に添加することによって含有させることができる。
本発明のポリ塩化ビニル樹脂組成物は、通常用いられる安定剤、フェノール系酸化防止剤、リン系酸化防止剤、光安定剤、紫外線吸収剤、防曇剤、帯電防止剤、難燃剤、滑剤、改質剤、強化剤、顔料、発泡剤、可塑剤等を併用することができる。また、本発明のポリ塩化ビニル樹脂組成物には、その機械的特性を損なわない範囲であれば、他の樹脂を混合してもよい。
上記滑剤としては、流動パラフィン、天然パラフィン、マイクロワックス、ポリエチレンワックスなどの炭化水素;ステアリン酸、ラウリン酸などの脂肪酸;ステアリン酸アミド、パルミチン酸アミド、メチレンビスステアロアミド、エチレンビスステアロアミドなどの脂肪酸アミド;ブチルステアレートなどのモノアルコールの脂肪酸エステル;硬化ひまし油、エチレングリコールモノステアレート、グリセリンモノステアレート、トリエチレングリコールジ−2−エチルヘキサノエートなどのポリオールの脂肪酸エステル;セチルアルコールやステアリルアルコールなどのアルコールが挙げられる。中でも、ポリオールの脂肪酸エステルを用いた場合、本発明の効果が一層発現する。このとき、ポリオールの脂肪酸モノエステルであることが好ましく、グリセリンの脂肪酸エステルであることも好ましい。また、脂肪酸エステルの脂肪酸の炭素数が8〜22であることが好ましく、ステアリン酸エステルであることがさらに好ましい。これらの中でも、グリセリンモノステアレートが特に好適である。上記滑剤の添加量は、ポリ塩化ビニル樹脂100重量部に対して、好ましくは0.001〜10重量部、さらに好ましくは0.05〜5重量部である。
上記安定剤としては、周知のものを用いることができ、具体的には、カルシウム石鹸、バリウム石鹸等のアルカリ土類金属の石鹸やアルミニウム石鹸、有機リン酸金属塩等の有機金属塩、金属酸化物、金属水酸化物、金属炭酸塩、ゼオライト等の無機複合金属塩等の無機金属塩、塩素酸バリウム、過塩素酸バリウム、過塩素酸ナトリウム等のハロゲン酸素酸塩、β−ジケトン、多価アルコール、エポキシ化合物等の非金属安定剤が挙げられる。
また、上記可塑剤としては、例えば、フタル酸、トリメリット酸、ピロメリット酸、アジピン酸、セバチン酸、アゼライン酸などの酸と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−ペンタノール、イソペンタノール、tert−ペンタノール、n−ヘキサノール、イソヘキサノール、n−ヘプタノール、イソヘプタノール、n−オクタノール、イソオクタノール、2−エチルヘキサノール、n−ノナノール、イソノナノール、n−デカノール、イソデカノール、ラウリルアルコール、ミリスチルアルコール、パルミチルアルコール、ステアリルアルコールなどの直鎖および分岐のアルキルアルコール単独または混合物からなるエステルやブタンジオールとアジピン酸のエステルのようなエステル系可塑剤;エポキシ化大豆油、エポキシ化アマニ油、エポキシ化ヒマシ油、エポキシ化アマニ油脂肪酸ブチル、オクチルエポキシステアレート、エポキシトリグリセライド、エポキシヘキサヒドロフタル酸ジイソデシルやエピクロルヒドリンとビスフェノールAの低分子量反応性生物樹脂のようなエポキシ系可塑剤;トリクレジルホスフェート、トリキシレニルホスフェート、モノブチルジキシレニルホスフェート、トリオクチルホスフェートなどのリン酸エステル系可塑剤などが挙げられる。
上記フェノール系酸化防止剤としては、通常用いられるものであればいずれでもよく、例えば、2,6−ジ第三ブチル−p−クレゾール、2,6−ジフェニル−4−オクタデシロキシフェノール、ステアリル(3,5−ジ第三ブチル−4−ヒドロキシフェニル)−プロピオネート、ジステアリル(3,5−ジ第三ブチル−4−ヒドロキシベンジル)ホスホネート、チオジエチレングリコールビス〔(3,5−ジ第三ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート〕、1,6−ヘキサメチレンビス〔(3,5−ジ第三ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート〕、1,6−ヘキサメチレンビス〔(3,5−ジ第三ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオン酸アミド〕、4,4’−チオビス(6−第三ブチル−m−クレゾール)、2,2’−メチレンビス(4−メチル−6−第三ブチルフェノール)、2,2’−メチレンビス(4−エチル−6−第三ブチルフェノール)、ビス〔3,3−ビス(4−ヒドロキシ−3−第三ブチルフェニル)ブチリックアジッド〕グリコールエステル、2,2’−エチリデンビス(4,6−ジ第三ブチルフェノール)、2,2’エチリデンビス(4−第二ブチル−6−第三ブチルフェノール)、1,1,3−トリス(2−メチル−4−ヒドロキシ−5−第三ブチルフェニル)ブタン、ビス〔2−第三ブチル−4−メチル−6−(2−ヒドロキシ−3−第三ブチル−5−メチルベンジル)フェニル〕テレフタレート、1,3,5−トリス(3,5−ジ第三ブチル−4−ヒドロキシベンジル)−2,4,6−トリメチルベンゼン、1,3,5−トリス〔(3,5−ジ第三ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオニルオキシエチル〕イソシアヌレート、テトラキス〔メチレン−3−(3,5−ジ第三ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート〕メタン、2第三ブチル−4−メチル−6−(2−アクリロイルオキシ−3−第三ブチル−5−メチルベンジル)フェノール、3,9−ビス〔1,1−ジメチル−2−{(3−第三ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)プロピオニルオキシ}エチル〕−2,4,8,10−テトラオキサスピロ〔5.5〕ウンデカン、トリエチレングリコールビス〔(3−第三ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)プロピオネート〕等が挙げられる。上記フェノール系酸化防止剤の添加量は、ポリ塩化ビニル樹脂100重量部に対して、好ましくは0.01〜5重量部、更に好ましくは0.1〜3重量部である。
上記リン系酸化防止剤としては、通常用いられるものであればいずれでもよく、例えば、トリスノニルフェニルホスファイト、トリス(2,4−ジ第三ブチルフェニル)ホスファイト、トリス〔2−第三ブチル−4−(3−第三ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニルチオ)−5−メチルフェニル〕ホスファイト、トリデシルホスファイト、オクチルジフェニルホスファイト、ジ(デシル)モノフェニルホスファイト、ジ(トリデシル)ペンタエリスリトールジホスファイト、ジステアリルペンタエリスリトールジホスファイト、ジ(ノニルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト、ビス(2,4−ジ第三ブチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト、ビス(2,6−ジ第三ブチル−4−メチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト、ビス(2,4,6−トリ第三ブチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト、テトラ(トリデシル)イソプロピリデンジフェノールジホスファイト、テトラ(トリデシル)−4,4’−n−ブチリデンビス(2−第三ブチル−5−メチルフェノール)ジホスファイト、ヘキサ(トリデシル)−1,1,3−トリス(2−メチル−4−ヒドロキシ−5−第三ブチルフェニル)ブタントリホスファイト、テトラキス(2,4−ジ第三ブチルフェニル)ビフェニレンジホスホナイト、9,10−ジハイドロ−9−オキサ−10−ホスファフェナンスレン−10−オキサイド、2,2’−メチレンビス(4−メチル−6−第三ブチルフェニル)−2−エチルヘキシルホスファイト等があげられる。上記リン系酸化防止剤の添加量は、ポリ塩化ビニル樹脂100重量部に対して、好ましくは、0.001〜5重量部、更に好ましくは0.005〜3重量部である。
上記紫外線吸収剤としては、例えば、2,4−ジヒドロキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−オクトキシベンゾフェノン、5,5’−メチレンビス(2−ヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノン)などの2−ヒドロキシベンゾフェノン類;2−(2−ヒドロキシ−5−第三オクチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(2−ヒドロキシ−3,5−ジ第三ブチルフェニル)−5−クロロベンゾトリアゾール、2−(2−ヒドロキシ−3−第三ブチル−5−メチルフェニル)−5−クロロベンゾトリアゾール、2−(2−ヒドロキシ−3,5−ジクミルフェニル)ベンゾトリアゾール、2,2’−メチレンビス(4−第三オクチル−6−ベンゾトリアゾリル)フェノール、2−(2−ヒドロキシ−3−第三ブチル−5−カルボキシフェニル)ベンゾトリアゾールのポリエチレングリコールエステルなどの2−(2−ヒドロキシフェニル)ベンゾトリアゾール類;フェニルサリシレートレゾルシノールモノベンゾエート、2,4−ジ第三ブチルフェニル−3,5−ジ第三ブチル−4−ヒドロキシベンゾエート、ヘキサデシル−3,5−ジ第三ブチル−4−ヒドロキシベンゾエートなどのベンゾエート類;2−エチル−2’−エトキシオキザニリド、2−エトキシ−4’−ドデシルオキザニリドなどの置換オキザニリド類;エチル−α−シアノ−β,β−ジフェニルアクリレート、メチル−2−シアノ−3−メチル−3−(p−メトキシフェニル)アクリレートなどのシアノアクリレート類などが挙げられる。上記紫外線吸収剤の添加量は、塩化ビニル100重量部に対して、好ましくは0.005〜10重量部、更に好ましくは0.01〜5重量部である。
上記光安定剤としては、例えば、2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジルステアレート、1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジルステアレート、2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジルベンゾエート、ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)セバケート、ビス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)セバケート、テトラキス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)ブタンテトラカルボキシレート、テトラテス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)ブタンテトラカルボキシレート、ビス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)・ジ(トリデシル)−1,2,3,4−ブタンテトラカルボキシレート、ビス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ヒドロキシベンジル)マロネート、1−(2−ヒドロキシエチル)−2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジノール/コハク酸ジエチル重縮合物、1,6−ビス(2,2,6,6−テトラエチル−4−ピペリジルアミノ)ヘキサン/ジブロモエタン重縮合物、1,6−ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジルアミノ)ヘキサン/2,4−ジクロロ−6−モノホリノ−s−トリアジン重縮合物、1,6−ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピレリジルアミノ)ヘキサン/2,4−ジクロロ−6−第三オクチルアミノ−s−トリアジン重縮合物、1,5,8,12−テトラキス〔2,4−ビス(N−ブチル−N−(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)アミノ)−s−トリアジン−6−イル〕−1,5,8,12−テトラアザドデカン、1,6,11−トリス〔2,4−ビス(N−ブチル−N−(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)アミノ)−s−トリアジン−6−イルアミノ〕ウンデカン、1,6,11−トリス〔2,4−ビス(N−ブチル−N−(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)アミノ)−s−トリアジン−6−イルアミノ〕ウンデカンなどのヒンダードアミン化合物が挙げられる。上記光安定剤の添加量は、ポリ塩化ビニル樹脂100重量部に対して、好ましくは0.001〜5重量部、更に好ましくは0.05〜3重量部である。
本発明のポリ塩化ビニル樹脂組成物の加工方法としては、押し出し加工、カレンダー加工、ブロー成形、プレス加工、粉体成形、射出成形等が挙げられる。
以下、本発明を実施例によりさらに詳細に説明する。なお、以下の実施例および比較例において、特に断りがない場合、部および%はそれぞれ重量部および重量%を示す。
実施例1
(ポリ塩化ビニル樹脂の製造)
重合度850、けん化度72モル%のポリビニルアルコールを塩化ビニルに対して600ppmに相当する量で脱イオン水に溶解させ、分散安定剤を調製した。このようにして得られた分散安定剤を、スケール付着防止剤NOXOL WSW(CIRS社製)が固形分として0.3g/m2になるように塗布されたグラスライニング製オートクレーブに仕込んだ。次いで、グラスライニング製オートクレーブにジイソプロピルパーオキシジカーボネートの70%トルエン溶液0.04部を仕込み、オートクレーブ内の圧力が0.0067MPaとなるまで脱気して酸素を除いた後、塩化ビニル30部を仕込み、オートクレーブ内の内容物を57℃に昇温して撹拌下に重合を開始した。重合開始時におけるオートクレーブ内の圧力は0.83MPaであった。重合を開始してから7時間経過後、オートクレーブ内の圧力が0.44MPaとなった時点で重合を停止し、未反応の塩化ビニルを除去した後、重合反応物を取り出し、65℃にて一晩乾燥を行い、ポリ塩化ビニル樹脂(PVC)を得た。
(ポリ塩化ビニル樹脂の製造)
重合度850、けん化度72モル%のポリビニルアルコールを塩化ビニルに対して600ppmに相当する量で脱イオン水に溶解させ、分散安定剤を調製した。このようにして得られた分散安定剤を、スケール付着防止剤NOXOL WSW(CIRS社製)が固形分として0.3g/m2になるように塗布されたグラスライニング製オートクレーブに仕込んだ。次いで、グラスライニング製オートクレーブにジイソプロピルパーオキシジカーボネートの70%トルエン溶液0.04部を仕込み、オートクレーブ内の圧力が0.0067MPaとなるまで脱気して酸素を除いた後、塩化ビニル30部を仕込み、オートクレーブ内の内容物を57℃に昇温して撹拌下に重合を開始した。重合開始時におけるオートクレーブ内の圧力は0.83MPaであった。重合を開始してから7時間経過後、オートクレーブ内の圧力が0.44MPaとなった時点で重合を停止し、未反応の塩化ビニルを除去した後、重合反応物を取り出し、65℃にて一晩乾燥を行い、ポリ塩化ビニル樹脂(PVC)を得た。
(酸変性PVAの製造)
撹拌機、窒素導入口、添加剤導入口および開始剤添加口を備えた6L反応槽に酢酸ビニル2400部、メタノール600部および3−メルカプトプロピオン酸(以下3−MPAと記載する)0.45部を仕込み、60℃に昇温した後30分間窒素バブリングにより系中を窒素置換した。上記の反応槽内温を60℃に調整し、2,2’−アゾビス(4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル)1.2部を加えて重合を開始した。重合中は重合温度を60℃に維持し、3−MPAの50%メタノール溶液24.0部を4時間にわたって均一に加えた。4時間後に重合率が60%に達したところで冷却して重合を停止した。次いで、減圧下にて未反応の酢酸ビニルを除去し、ポリ酢酸ビニル(PVAc)のメタノール溶液を得た。30%に調整したPVAc溶液にアルカリモル比(NaOHのモル数/PVAc中のビニルエステル単位のモル数)が0.004となるようにNaOHメタノール溶液(10%濃度)を添加してけん化した。以上の操作によりけん化度63.0モル%の酸変性PVAを得た。等速電気泳動法(イソタコフォレシス))により測定した酢酸ナトリウム含有量は1.5%であった。この酸変性PVAを重水に溶解し、核磁気共鳴分析を行ったところ、分子内の片末端にカルボキシル基(カルボン酸Na基)が存在していることが確認された。該酸変性PVAの粘度平均重合度を常法のJIS K6726に準じて測定したところ250であった。
撹拌機、窒素導入口、添加剤導入口および開始剤添加口を備えた6L反応槽に酢酸ビニル2400部、メタノール600部および3−メルカプトプロピオン酸(以下3−MPAと記載する)0.45部を仕込み、60℃に昇温した後30分間窒素バブリングにより系中を窒素置換した。上記の反応槽内温を60℃に調整し、2,2’−アゾビス(4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル)1.2部を加えて重合を開始した。重合中は重合温度を60℃に維持し、3−MPAの50%メタノール溶液24.0部を4時間にわたって均一に加えた。4時間後に重合率が60%に達したところで冷却して重合を停止した。次いで、減圧下にて未反応の酢酸ビニルを除去し、ポリ酢酸ビニル(PVAc)のメタノール溶液を得た。30%に調整したPVAc溶液にアルカリモル比(NaOHのモル数/PVAc中のビニルエステル単位のモル数)が0.004となるようにNaOHメタノール溶液(10%濃度)を添加してけん化した。以上の操作によりけん化度63.0モル%の酸変性PVAを得た。等速電気泳動法(イソタコフォレシス))により測定した酢酸ナトリウム含有量は1.5%であった。この酸変性PVAを重水に溶解し、核磁気共鳴分析を行ったところ、分子内の片末端にカルボキシル基(カルボン酸Na基)が存在していることが確認された。該酸変性PVAの粘度平均重合度を常法のJIS K6726に準じて測定したところ250であった。
(熱安定性試験)
ポリ塩化ビニル樹脂100重量部に対し、表1に示す量の酸変性PVA、ステアリン酸亜鉛2重量部、ステアリン酸カルシウム1重量部、ジオクチルフタレート20重量部を混合した。このポリ塩化ビニル樹脂組成物をテストロールにより170℃で5分間混練し、厚さ0.45mmのシートを作成した。このシートを50×70mmにカットした。このシート片をギヤーオーブン中に入れ、180℃の温度で完全に黒色になるまでの時間を測定し、熱安定性の指標とした。
ポリ塩化ビニル樹脂100重量部に対し、表1に示す量の酸変性PVA、ステアリン酸亜鉛2重量部、ステアリン酸カルシウム1重量部、ジオクチルフタレート20重量部を混合した。このポリ塩化ビニル樹脂組成物をテストロールにより170℃で5分間混練し、厚さ0.45mmのシートを作成した。このシートを50×70mmにカットした。このシート片をギヤーオーブン中に入れ、180℃の温度で完全に黒色になるまでの時間を測定し、熱安定性の指標とした。
(着色性試験)
上記テストロールで得られたシートを45×30mmにカットし、得られたシート片を数枚重ね合わせ、185℃で5分間プレスして厚さ5mmの試験片を作成し、目視により着色性を比較し、以下の基準にしたがって判定した。
A:着色がほとんどない。
B:黄色である。
C:黄褐色である。
上記テストロールで得られたシートを45×30mmにカットし、得られたシート片を数枚重ね合わせ、185℃で5分間プレスして厚さ5mmの試験片を作成し、目視により着色性を比較し、以下の基準にしたがって判定した。
A:着色がほとんどない。
B:黄色である。
C:黄褐色である。
実施例2
実施例1において、重合時に連鎖移動剤としてメルカプト1−プロパンスルホン酸ナトリウムを使用し、酢酸ビニルとメタノールの仕込み重量を変更し、けん化時にアルカリモル比を変更した以外は同様の方法で、表1に示す酸変性PVAを得た。実施例1と同様にして熱安定性、着色性の評価を行った。評価結果を表1に示す。
実施例1において、重合時に連鎖移動剤としてメルカプト1−プロパンスルホン酸ナトリウムを使用し、酢酸ビニルとメタノールの仕込み重量を変更し、けん化時にアルカリモル比を変更した以外は同様の方法で、表1に示す酸変性PVAを得た。実施例1と同様にして熱安定性、着色性の評価を行った。評価結果を表1に示す。
実施例3、4
滑剤としてグリセリンモノステアレートを、ポリ塩化ビニル樹脂100重量部に対して、1重量部添加した例である。表1に示すような処方で実施例1と同様に混合して、熱安定性、着色性の評価を行った。評価結果を表1に示す。
滑剤としてグリセリンモノステアレートを、ポリ塩化ビニル樹脂100重量部に対して、1重量部添加した例である。表1に示すような処方で実施例1と同様に混合して、熱安定性、着色性の評価を行った。評価結果を表1に示す。
比較例1
実施例1において、重合時に連鎖移動剤を使用せずに、酢酸ビニルとメタノールの仕込み重量を変更し、けん化時にアルカリモル比を変更した以外は同様の方法で、表1に示す未変性のPVAを得た。実施例1と同様にして熱安定性、着色性の評価を行った。評価結果を表1に示す。長期の熱安定性が十分でなかった。
実施例1において、重合時に連鎖移動剤を使用せずに、酢酸ビニルとメタノールの仕込み重量を変更し、けん化時にアルカリモル比を変更した以外は同様の方法で、表1に示す未変性のPVAを得た。実施例1と同様にして熱安定性、着色性の評価を行った。評価結果を表1に示す。長期の熱安定性が十分でなかった。
比較例2、3
酸変性PVAのポリ塩化ビニル樹脂(PVC)に対する配合量を表1に示すように変更した以外は実施例1と同様にして、熱安定性、着色性の評価を行った。評価結果を表1に示す。酸変性PVA配合量が多すぎる場合は黄色に着色し、少なすぎる場合は長期の熱安定性が十分でなかった。
酸変性PVAのポリ塩化ビニル樹脂(PVC)に対する配合量を表1に示すように変更した以外は実施例1と同様にして、熱安定性、着色性の評価を行った。評価結果を表1に示す。酸変性PVA配合量が多すぎる場合は黄色に着色し、少なすぎる場合は長期の熱安定性が十分でなかった。
比較例4
ポリ塩化ビニル樹脂に酸変性PVAを添加しなかったこと以外は、実施例1と同様にして熱安定性、着色性を評価した。評価結果を表1に示す。熱安定性が十分ではなかった。
ポリ塩化ビニル樹脂に酸変性PVAを添加しなかったこと以外は、実施例1と同様にして熱安定性、着色性を評価した。評価結果を表1に示す。熱安定性が十分ではなかった。
比較例5、6
ステアリン酸亜鉛の配合量を表1に示すように変更した以外は実施例1と同様にして、熱安定性、着色性を評価した。評価結果を表1に示す。いずれも熱安定性が不十分であり、シートが着色した。
ステアリン酸亜鉛の配合量を表1に示すように変更した以外は実施例1と同様にして、熱安定性、着色性を評価した。評価結果を表1に示す。いずれも熱安定性が不十分であり、シートが着色した。
比較例7
(末端SH化PVAの製造)
撹拌機、窒素導入口、添加剤導入口および開始剤添加口を備えた6L反応槽に酢酸ビニル2450g、メタノール1050gを仕込み、60℃に昇温した後30分間窒素バブリングにより系中を窒素置換した。連鎖移動剤としてチオ酢酸をメタノールに溶解した濃度15%溶液を調製し、窒素ガスによるバブリングを行って窒素置換した。上記の反応槽内温を60℃に調整し、先に調整したチオ酢酸のメタノール溶液5.6gを添加した後に、2,2’−アゾビス(イソブチロニトリル)2.0gを加えて重合を開始した。重合中は重合温度を60℃に維持し、チオ酢酸の15%メタノール溶液を14.5mL/hrで連続添加した。4時間後に重合率が60%に達したところで冷却して重合を停止した。次いで、減圧下にて未反応の酢酸ビニルを除去し、ポリ酢酸ビニル(PVAc)のメタノール溶液を得た。30%に調整したPVAc溶液にアルカリモル比(NaOHのモル数/PVAc中のビニルエステル単位のモル数)が0.004となるようにNaOHメタノール溶液(10%濃度)を添加してけん化した。以上の操作により重合度250、けん化度63モル%の末端SH化PVAを得た。等速電気泳動法(イソタコフォレシス))により測定した酢酸ナトリウム含有量は1.5%であった。この末端SH化PVAを重水に溶解し、核磁気共鳴分析を行ったところ、分子の片末端にSH基が存在していることが確認された。
(末端SH化PVAの製造)
撹拌機、窒素導入口、添加剤導入口および開始剤添加口を備えた6L反応槽に酢酸ビニル2450g、メタノール1050gを仕込み、60℃に昇温した後30分間窒素バブリングにより系中を窒素置換した。連鎖移動剤としてチオ酢酸をメタノールに溶解した濃度15%溶液を調製し、窒素ガスによるバブリングを行って窒素置換した。上記の反応槽内温を60℃に調整し、先に調整したチオ酢酸のメタノール溶液5.6gを添加した後に、2,2’−アゾビス(イソブチロニトリル)2.0gを加えて重合を開始した。重合中は重合温度を60℃に維持し、チオ酢酸の15%メタノール溶液を14.5mL/hrで連続添加した。4時間後に重合率が60%に達したところで冷却して重合を停止した。次いで、減圧下にて未反応の酢酸ビニルを除去し、ポリ酢酸ビニル(PVAc)のメタノール溶液を得た。30%に調整したPVAc溶液にアルカリモル比(NaOHのモル数/PVAc中のビニルエステル単位のモル数)が0.004となるようにNaOHメタノール溶液(10%濃度)を添加してけん化した。以上の操作により重合度250、けん化度63モル%の末端SH化PVAを得た。等速電気泳動法(イソタコフォレシス))により測定した酢酸ナトリウム含有量は1.5%であった。この末端SH化PVAを重水に溶解し、核磁気共鳴分析を行ったところ、分子の片末端にSH基が存在していることが確認された。
実施例1で使用した酸変性PVAに替えて、末端SH化PVAを使用した以外は実施例1と同様にして熱安定性、着色性の評価を行った。評価結果を表1に示す。
比較例8、9
滑剤としてグリセリンモノステアレートを、ポリ塩化ビニル樹脂100重量部に対して、1重量部添加した例である。表1に示すような処方で実施例1と同様に混合して、熱安定性、着色性の評価を行った。評価結果を表1に示す。
滑剤としてグリセリンモノステアレートを、ポリ塩化ビニル樹脂100重量部に対して、1重量部添加した例である。表1に示すような処方で実施例1と同様に混合して、熱安定性、着色性の評価を行った。評価結果を表1に示す。
実施例5
(アルキル変性PVAの製造)
撹拌機、窒素導入口、添加剤導入口および開始剤添加口を備えた6L反応槽に酢酸ビニル2400部、メタノール600部およびn−ドデシルメルカプタン(以下n−DDMと記載する)0.99部を仕込み、60℃に昇温した後30分間窒素バブリングにより系中を窒素置換した。上記の反応槽内温を60℃に調整し、2,2’−アゾビス(4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル)1.2部を加えて重合を開始した。重合中は重合温度を60℃に維持し、n−DDM19部を含むメタノール/酢酸ビニル溶液(酢酸ビニル濃度80%)95.6部を5時間にわたって均一に加えた。5時間後に重合率が50%に達したところで冷却して重合を停止した。次いで、減圧下にて未反応の酢酸ビニルを除去し、ポリ酢酸ビニル(PVAc)のメタノール溶液を得た。30%に調整したPVAc溶液にアルカリモル比(NaOHのモル数/PVAc中のビニルエステル単位のモル数)が0.008となるようにNaOHメタノール溶液(10%濃度)を添加してけん化した。以上の操作によりけん化度88.0モル%のアルキル変性PVAを得た。等速電気泳動法(イソタコフォレシス))により測定した酢酸ナトリウム含有量は1.0%であった。上記アルキル変性PVAを少量の水を含む酢酸メチルで還流下に洗浄し、メタノールで48時間ソックスレー抽出による精製を行った後、重水に溶解し、NMRによる分析を行った。これにより、n−ドデシル基のメチル基のプロトンがσ=0.85−1.10ppmに認められ、分子の片末端にCH3−(CH2)11−S基を有するアルキル変性PVAであることが確認できた。該アルキル変性PVAの粘度平均重合度を常法のJIS K6726に準じて測定したところ250であった。
(アルキル変性PVAの製造)
撹拌機、窒素導入口、添加剤導入口および開始剤添加口を備えた6L反応槽に酢酸ビニル2400部、メタノール600部およびn−ドデシルメルカプタン(以下n−DDMと記載する)0.99部を仕込み、60℃に昇温した後30分間窒素バブリングにより系中を窒素置換した。上記の反応槽内温を60℃に調整し、2,2’−アゾビス(4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル)1.2部を加えて重合を開始した。重合中は重合温度を60℃に維持し、n−DDM19部を含むメタノール/酢酸ビニル溶液(酢酸ビニル濃度80%)95.6部を5時間にわたって均一に加えた。5時間後に重合率が50%に達したところで冷却して重合を停止した。次いで、減圧下にて未反応の酢酸ビニルを除去し、ポリ酢酸ビニル(PVAc)のメタノール溶液を得た。30%に調整したPVAc溶液にアルカリモル比(NaOHのモル数/PVAc中のビニルエステル単位のモル数)が0.008となるようにNaOHメタノール溶液(10%濃度)を添加してけん化した。以上の操作によりけん化度88.0モル%のアルキル変性PVAを得た。等速電気泳動法(イソタコフォレシス))により測定した酢酸ナトリウム含有量は1.0%であった。上記アルキル変性PVAを少量の水を含む酢酸メチルで還流下に洗浄し、メタノールで48時間ソックスレー抽出による精製を行った後、重水に溶解し、NMRによる分析を行った。これにより、n−ドデシル基のメチル基のプロトンがσ=0.85−1.10ppmに認められ、分子の片末端にCH3−(CH2)11−S基を有するアルキル変性PVAであることが確認できた。該アルキル変性PVAの粘度平均重合度を常法のJIS K6726に準じて測定したところ250であった。
(熱安定性試験)
実施例1と同様にして得られたポリ塩化ビニル樹脂100重量部に対し、1%濃度のアルキル変性PVA水溶液を用いて表1に示す量になるようにアルキル変性PVA水溶液を添加し、減圧乾燥機により50℃で8時間乾燥した。この塩化ビニル樹脂組成物にステアリン酸亜鉛2重量部、ステアリン酸カルシウム1重量部、ジオクチルフタレート20重量部を混合した。この塩化ビニル樹脂組成物をテストロールにより175℃で5分間混練し、厚さ0.45mmのシートを作成した。このシートを50×70mmにカットした。このシート片をギヤーオーブン中に入れ、180℃の温度で完全に黒色になるまでの時間を測定し、熱安定性の指標とした。
実施例1と同様にして得られたポリ塩化ビニル樹脂100重量部に対し、1%濃度のアルキル変性PVA水溶液を用いて表1に示す量になるようにアルキル変性PVA水溶液を添加し、減圧乾燥機により50℃で8時間乾燥した。この塩化ビニル樹脂組成物にステアリン酸亜鉛2重量部、ステアリン酸カルシウム1重量部、ジオクチルフタレート20重量部を混合した。この塩化ビニル樹脂組成物をテストロールにより175℃で5分間混練し、厚さ0.45mmのシートを作成した。このシートを50×70mmにカットした。このシート片をギヤーオーブン中に入れ、180℃の温度で完全に黒色になるまでの時間を測定し、熱安定性の指標とした。
(着色性試験)
上記テストロールで得られたシートを45×30mmにカットし、得られたシート片を数枚重ね合わせ、185℃で5分間プレスして厚さ5mmの試験片を作成し、目視により着色性を比較し、以下の基準にしたがって判定した。
A:着色がほとんどない。
B:黄色である。
C:黄褐色である。
上記テストロールで得られたシートを45×30mmにカットし、得られたシート片を数枚重ね合わせ、185℃で5分間プレスして厚さ5mmの試験片を作成し、目視により着色性を比較し、以下の基準にしたがって判定した。
A:着色がほとんどない。
B:黄色である。
C:黄褐色である。
実施例6
実施例5において、重合時に連鎖移動剤の種類をn−オクチルメルカプタンに変更し、酢酸ビニルとメタノールと連鎖移動剤(n−オクチルメルカプタン)の仕込み重量を変更し、けん化時にアルカリモル比を変更した以外は同様の方法で、表2に示すアルキル変性PVAを得た。実施例5と同様にして熱安定性、着色性の評価を行った。評価結果を表2に示す。
実施例5において、重合時に連鎖移動剤の種類をn−オクチルメルカプタンに変更し、酢酸ビニルとメタノールと連鎖移動剤(n−オクチルメルカプタン)の仕込み重量を変更し、けん化時にアルカリモル比を変更した以外は同様の方法で、表2に示すアルキル変性PVAを得た。実施例5と同様にして熱安定性、着色性の評価を行った。評価結果を表2に示す。
実施例7
実施例5において、重合時に連鎖移動剤の種類をn−ヘキシルメルカプタンに変更し、酢酸ビニルとメタノールと連鎖移動剤(n−ヘキシルメルカプタン)の仕込み重量を変更し、けん化時にアルカリモル比を変更した以外は同様の方法で、表2に示すアルキル変性PVAを得た。実施例5と同様にして熱安定性、着色性の評価を行った。評価結果を表2に示す。
実施例5において、重合時に連鎖移動剤の種類をn−ヘキシルメルカプタンに変更し、酢酸ビニルとメタノールと連鎖移動剤(n−ヘキシルメルカプタン)の仕込み重量を変更し、けん化時にアルカリモル比を変更した以外は同様の方法で、表2に示すアルキル変性PVAを得た。実施例5と同様にして熱安定性、着色性の評価を行った。評価結果を表2に示す。
実施例8〜10
滑剤としてグリセリンモノステアレートを、塩化ビニル樹脂100重量部に対して、1重量部添加した例である。表2に示すような処方で実施例5と同様に混合して、熱安定性、着色性の評価を行った。評価結果を表2に示す。
滑剤としてグリセリンモノステアレートを、塩化ビニル樹脂100重量部に対して、1重量部添加した例である。表2に示すような処方で実施例5と同様に混合して、熱安定性、着色性の評価を行った。評価結果を表2に示す。
比較例10
実施例5において、重合時に連鎖移動剤の種類をt−ブチルメルカプタンに変更し、酢酸ビニルとメタノールと連鎖移動剤(t−ブチルメルカプタン)の仕込み重量を変更し、けん化時にアルカリモル比を変更した以外は同様の方法で、表2に示すアルキル変性PVAを得た。実施例5と同様にして熱安定性、着色性の評価を行った。評価結果を表2に示す。長期の熱安定性が十分でなかった。
実施例5において、重合時に連鎖移動剤の種類をt−ブチルメルカプタンに変更し、酢酸ビニルとメタノールと連鎖移動剤(t−ブチルメルカプタン)の仕込み重量を変更し、けん化時にアルカリモル比を変更した以外は同様の方法で、表2に示すアルキル変性PVAを得た。実施例5と同様にして熱安定性、着色性の評価を行った。評価結果を表2に示す。長期の熱安定性が十分でなかった。
比較例11、12
アルキル変性PVAの塩化ビニル系樹脂(PVC)に対する配合量を表2に示すように変更した以外は実施例5と同様にして、熱安定性、着色性の評価を行った。評価結果を表2に示す。アルキル変性PVA配合量が多すぎる場合は黄色に着色し、少なすぎる場合は長期の熱安定性が十分でなかった。
アルキル変性PVAの塩化ビニル系樹脂(PVC)に対する配合量を表2に示すように変更した以外は実施例5と同様にして、熱安定性、着色性の評価を行った。評価結果を表2に示す。アルキル変性PVA配合量が多すぎる場合は黄色に着色し、少なすぎる場合は長期の熱安定性が十分でなかった。
比較例13
ポリ塩化ビニル樹脂にアルキル変性PVAを添加しなかったこと以外は、実施例5と同様にして熱安定性、着色性の評価を行った。評価結果を表2に示す。熱安定性が十分ではなかった。
ポリ塩化ビニル樹脂にアルキル変性PVAを添加しなかったこと以外は、実施例5と同様にして熱安定性、着色性の評価を行った。評価結果を表2に示す。熱安定性が十分ではなかった。
比較例14、15
ステアリン酸亜鉛の配合量を表2に示すように変更した以外は実施例5と同様にして、熱安定性、着色性を評価した。評価結果を表2に示す。いずれも熱安定性が不十分であり、シートが着色した。
ステアリン酸亜鉛の配合量を表2に示すように変更した以外は実施例5と同様にして、熱安定性、着色性を評価した。評価結果を表2に示す。いずれも熱安定性が不十分であり、シートが着色した。
比較例16
(末端SH化PVAの製造)
撹拌機、窒素導入口、添加剤導入口および開始剤添加口を備えた6L反応槽に酢酸ビニル2450g、メタノール1050gを仕込み、60℃に昇温した後30分間窒素バブリングにより系中を窒素置換した。連鎖移動剤としてチオ酢酸をメタノールに溶解した濃度15%溶液を調製し、窒素ガスによるバブリングを行って窒素置換した。上記の反応槽内温を60℃に調整し、先に調整したチオ酢酸のメタノール溶液5.6gを添加した後に、2,2’−アゾビス(イソブチロニトリル)2.0gを加えて重合を開始した。重合中は重合温度を60℃に維持し、チオ酢酸の15%メタノール溶液を14.5mL/hrで連続添加した。4時間後に重合率が60%に達したところで冷却して重合を停止した。次いで、減圧下にて未反応の酢酸ビニルを除去し、ポリ酢酸ビニル(PVAc)のメタノール溶液を得た。30%に調整したPVAc溶液にアルカリモル比(NaOHのモル数/PVAc中のビニルエステル単位のモル数)が0.008となるようにNaOHメタノール溶液(10%濃度)を添加してけん化した。以上の操作により重合度250、けん化度88モル%の末端SH化PVAを得た。等速電気泳動法(イソタコフォレシス))により測定した酢酸ナトリウム含有量は1.0%であった。この変性PVAを重水に溶解し、核磁気共鳴分析を行ったところ、分子の片末端にSH基が存在していることが確認された。
(末端SH化PVAの製造)
撹拌機、窒素導入口、添加剤導入口および開始剤添加口を備えた6L反応槽に酢酸ビニル2450g、メタノール1050gを仕込み、60℃に昇温した後30分間窒素バブリングにより系中を窒素置換した。連鎖移動剤としてチオ酢酸をメタノールに溶解した濃度15%溶液を調製し、窒素ガスによるバブリングを行って窒素置換した。上記の反応槽内温を60℃に調整し、先に調整したチオ酢酸のメタノール溶液5.6gを添加した後に、2,2’−アゾビス(イソブチロニトリル)2.0gを加えて重合を開始した。重合中は重合温度を60℃に維持し、チオ酢酸の15%メタノール溶液を14.5mL/hrで連続添加した。4時間後に重合率が60%に達したところで冷却して重合を停止した。次いで、減圧下にて未反応の酢酸ビニルを除去し、ポリ酢酸ビニル(PVAc)のメタノール溶液を得た。30%に調整したPVAc溶液にアルカリモル比(NaOHのモル数/PVAc中のビニルエステル単位のモル数)が0.008となるようにNaOHメタノール溶液(10%濃度)を添加してけん化した。以上の操作により重合度250、けん化度88モル%の末端SH化PVAを得た。等速電気泳動法(イソタコフォレシス))により測定した酢酸ナトリウム含有量は1.0%であった。この変性PVAを重水に溶解し、核磁気共鳴分析を行ったところ、分子の片末端にSH基が存在していることが確認された。
実施例5で使用したアルキル変性PVAに替えて、末端SH化PVAを使用した以外は同様にして熱安定性、着色性の評価を行った。評価結果を表2に示す。
比較例17〜18
滑剤としてグリセリンモノステアレートを、ポリ塩化ビニル樹脂100重量部に対して、1重量部添加した例である。表2に示すような処方で実施例5と同様に混合して、熱安定性、着色性の評価を行った。評価結果を表2に示す。
滑剤としてグリセリンモノステアレートを、ポリ塩化ビニル樹脂100重量部に対して、1重量部添加した例である。表2に示すような処方で実施例5と同様に混合して、熱安定性、着色性の評価を行った。評価結果を表2に示す。
Claims (10)
- ポリ塩化ビニル樹脂100重量部に対して、けん化度が30〜99.9モル%、粘度平均重合度が1000以下であり、末端にカルボキシル基またはスルホン酸基またはそれらの塩を有するビニルアルコール系重合体を0.005〜5重量部、および亜鉛化合物を0.01〜5重量部含有するポリ塩化ビニル樹脂組成物。
- ビニルアルコール系重合体および亜鉛化合物を、ポリ塩化ビニル樹脂に添加することによって含有させた請求項1に記載のポリ塩化ビニル樹脂組成物。
- ポリ塩化ビニル樹脂100重量部に対して、けん化度が30〜99.9モル%、粘度平均重合度が1000以下であり、末端にカルボキシル基またはスルホン酸基またはそれらの塩を有するビニルアルコール系重合体0.005〜5重量部、および亜鉛化合物0.01〜5重量部をポリ塩化ビニル樹脂に添加するポリ塩化ビニル樹脂組成物の製造方法。
- ポリ塩化ビニル樹脂100重量部に対して、末端に炭素数6以上のアルキル基を有し、けん化度が30〜99.9モル%であり、粘度平均重合度が1000以下であるビニルアルコール系重合体を0.005〜5重量部、および亜鉛化合物を0.01〜5重量部含有するポリ塩化ビニル樹脂組成物。
- ビニルアルコール系重合体および亜鉛化合物を、ポリ塩化ビニル樹脂に添加することによって含有させた請求項4に記載のポリ塩化ビニル樹脂組成物。
- ポリ塩化ビニル樹脂100重量部に対して、末端に炭素数6以上のアルキル基を有し、けん化度が30〜99.9モル%であり、粘度平均重合度が1000以下であるビニルアルコール系重合体0.005〜5重量部、および亜鉛化合物0.01〜5重量部をポリ塩化ビニル樹脂に添加するポリ塩化ビニル樹脂組成物の製造方法。
- ポリ塩化ビニル樹脂100重量部に対して滑剤を0.001〜10重量部含有する、請求項1、2、4、5のいずれか1項に記載のポリ塩化ビニル樹脂組成物。
- 滑剤がポリオールの脂肪酸エステルである、請求項7に記載のポリ塩化ビニル樹脂組成物。
- ポリオールの脂肪酸エステルがグリセリンモノステアレートである、請求項8に記載のポリ塩化ビニル樹脂組成物。
- ポリ塩化ビニル樹脂100重量部に対して滑剤0.001〜10重量部を添加する、請求項3または6に記載のポリ塩化ビニル樹脂組成物の製造方法。
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