WO2019244967A1 - ビニル系重合体の製造方法 - Google Patents

ビニル系重合体の製造方法 Download PDF

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WO2019244967A1
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忠仁 福原
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株式会社クラレ
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F14/00Homopolymers and copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen
    • C08F14/02Monomers containing chlorine
    • C08F14/04Monomers containing two carbon atoms
    • C08F14/06Vinyl chloride
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F2/00Processes of polymerisation
    • C08F2/12Polymerisation in non-solvents
    • C08F2/16Aqueous medium
    • C08F2/20Aqueous medium with the aid of macromolecular dispersing agents

Definitions

  • PVA polyvinyl alcohol
  • adhesives paper coatings, polarizing films, water-soluble films, pharmaceutical and cosmetic compositions, and vinyl compounds (eg, vinyl chloride).
  • vinyl compounds eg, vinyl chloride
  • dispersion stabilizers for suspension polymerization.
  • the presence of a reactive group such as a double bond in PVA improves various performances or obtains special effects.
  • Patent Document 4 discloses a dispersion for suspension polymerization, which contains polyvinyl alcohol having a double bond in a side chain obtained by acetalizing polyvinyl alcohol with a monoaldehyde having an olefinically unsaturated double bond. Stabilizers are described. When a polymerization reaction was carried out using the dispersion stabilizer for suspension polymerization described in Patent Document 4, it was difficult to say that the polymerization stability, the plasticizer absorption of the obtained vinyl polymer, and the bulk specific gravity were not sufficient.
  • the present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and when a vinyl compound is subjected to suspension polymerization, the polymerization stability is excellent, and the plasticizer absorption and bulk specific gravity of the obtained vinyl polymer can be improved. It is an object of the present invention to provide a method for producing a vinyl polymer which is capable of suppressing fish eyes of a molded article made of the vinyl polymer.
  • the present invention relates to a method for producing a vinyl polymer in which a vinyl compound is subjected to suspension polymerization in the presence of a dispersion stabilizer.
  • modified polyvinyl alcohol (A) hereinafter abbreviated as “modified PVA (A)”
  • PVA (B) polyvinyl alcohol
  • C polyvinyl alcohol
  • modified PVA (A) used in the present invention has in its side chain a double bond derived from at least one selected from the group consisting of itaconic acid and its derivatives, and methacrylic acid and its derivatives.
  • the method for producing the modified PVA (A) used in the present invention is not particularly limited, but a preferred production method is a method in which polyvinyl alcohol (E) (E) is used in the presence of the specific carboxylic acid (itaconic acid or methacrylic acid) and a derivative thereof.
  • PVA (E) polyvinyl alcohol
  • the reaction temperature and reaction time are not particularly limited.
  • the reaction temperature is preferably from 30 to 200 ° C.
  • the reaction time is usually 10 minutes to 24 hours.
  • PVA (E) is PVA having no double bond in the side chain.
  • the modified PVA (A) in the present invention preferably has a double bond derived from itaconic acid in the side chain.
  • vinyl ester monomer used for the polymerization examples include vinyl acetate, vinyl formate, vinyl propionate, vinyl caprylate, and vinyl versatate. Among them, vinyl acetate is preferable from an industrial viewpoint.
  • Acrylates such as propyl, n-butyl acrylate, i-butyl acrylate, t-butyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, dodecyl acrylate, octadecyl acrylate; methacrylic acid and its salts; methyl methacrylate; Methacryls such as ethyl methacrylate, n-propyl methacrylate, i-propyl methacrylate, n-butyl methacrylate, i-butyl methacrylate, t-butyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, dodecyl methacrylate and octadecyl methacrylate Acid ester Acrylamide, N-methylacrylamide, N-ethylacrylamide, N, N-dimethylacrylamide, diacetoneacrylamide, acrylamidepropanesulfonic acid and salts thereof, acryl
  • the saponification reaction of polyvinyl ester involves alcoholysis or hydrolysis using a conventionally known basic catalyst such as sodium hydroxide, potassium hydroxide or sodium methoxide, or an acidic catalyst such as p-toluenesulfonic acid.
  • a conventionally known basic catalyst such as sodium hydroxide, potassium hydroxide or sodium methoxide
  • an acidic catalyst such as p-toluenesulfonic acid.
  • the solvent used in the saponification reaction include alcohols such as methanol and ethanol; esters such as methyl acetate and ethyl acetate; ketones such as acetone and methyl ethyl ketone; and aromatic hydrocarbons such as benzene and toluene. Can be used alone or in combination of two or more. Above all, it is convenient and preferable to carry out the saponification reaction using methanol or a mixed solution of methanol and methyl acetate as a solvent in the presence of sodium hydroxide
  • the modified PVA (A) has a double bond derived from at least one selected from the group consisting of itaconic acid and its derivatives, and methacrylic acid and its derivatives in a side chain of 0.05 mol% or more and 0 mol% or more. It is important to have less than 0.5 mol%.
  • the double bond means a carbon-carbon double bond.
  • the amount of the double bond is preferably at least 0.08 mol%, more preferably at least 0.10 mol%, even more preferably at least 0.12 mol%.
  • a vinyl compound is subjected to suspension polymerization using a dispersion stabilizer containing a modified PVA (A) having an amount of double bonds of 0.5 mol% or more
  • a large number of fish eyes are formed in a molded article comprising a vinyl polymer.
  • the plasticizer absorbency of the vinyl polymer decreases.
  • the amount of double bonds is preferably less than 0.45 mol%, more preferably less than 0.40 mol%, and even more preferably less than 0.35 mol%.
  • the amount of the double bond can be measured by a known method. Specifically, measurement by 1 H-NMR is simple. When measuring the amount of the above-mentioned double bond, it is preferable to remove the unreacted carboxylic acid or its derivative in advance and to purify it.
  • the degree of saponification of the modified PVA (A) is 68 mol% or more and less than 77 mol%. If the degree of saponification is less than 68 mol%, the problem arises that the water-solubility is reduced and the handleability is reduced, the polymerization becomes unstable and the coarse particles increase.
  • the degree of saponification of the modified PVA (A) is preferably at least 70 mol%. On the other hand, when the degree of saponification of the modified PVA (A) is 77 mol% or more, a large amount of coarse particles are formed, a large number of fish eyes are generated in a molded article of the vinyl polymer, and the plasticizer absorption of the vinyl polymer. The problem that the performance is low.
  • the degree of saponification of the modified PVA (A) is preferably less than 75 mol%.
  • the degree of saponification is a value obtained by measuring according to JIS-K6726 (the degree of saponification described below is a similar measuring method).
  • the viscosity-average polymerization degree of the modified PVA (A) (may be simply referred to as “polymerization degree”) is 500 or more and less than 1500. When the degree of polymerization is less than 500, the polymerization stability is reduced and a large number of coarse particles are formed, a large number of fish eyes are generated in a molded article made of the vinyl polymer, and the bulk specific gravity of the vinyl polymer is low. Occurs.
  • the polymerization degree of the modified PVA (A) is preferably 600 or more.
  • the degree of saponification of PVA (B) is 30 mol% or more and less than 60 mol%. If the degree of saponification is less than 30 mol%, the polymerization stability when used as a dispersion stabilizer of a vinyl compound is reduced. The degree of saponification is preferably at least 35 mol%. On the other hand, when the degree of saponification of PVA (B) is 60 mol% or more, many fish eyes are generated in the molded article made of the vinyl polymer, and the vinyl polymer has a low plasticizer absorbency. . The degree of saponification is preferably less than 57 mol%, more preferably less than 54 mol%.
  • the viscosity average polymerization degree of PVA (B) is 150 or more and less than 600.
  • the degree of polymerization is preferably 200 or more.
  • the degree of polymerization is 600 or more, there is a possibility that problems such as generation of many fish eyes in the molded article made of the vinyl polymer and low plasticizer absorption of the vinyl polymer may occur.
  • the degree of polymerization is less than 550.
  • PVA (C) The PVA (C) in the present invention is a PVA having no double bond in the side chain, and the production method is the same as that of the PVA (E).
  • the dispersion stabilizer used in the production method of the present invention preferably further contains a compound (D).
  • the compound (D) is preferably a compound having two or more phenolic hydroxyl groups, or a salt or oxide thereof.
  • Compounds having two or more phenolic hydroxyl groups are specifically benzenediols such as hydroquinone, catechol, resorcinol, t-butylhydroquinone, di-t-butylhydroquinone, benzenetriols such as pyrogallol, phloroglucinol, hydroxyquinol, and hexahydroxy.
  • Examples include phenol carboxylic acids such as benzene and gallic acid; phenol carboxylic esters such as alkyl gallate; and catechins such as epicatechin, epigallocatechin and epigallocatechin-3-gallate.
  • examples of the alkyl gallate include methyl gallate, ethyl gallate, propyl gallate, octyl gallate, dodecyl gallate, and the like. These salts or oxides can be used as well.
  • benzenediol, gallic acid, and alkyl gallate are preferable, benzenediol and alkyl gallate are more preferable, benzenediol is more preferable, and t-butylhydroquinone is particularly preferable.
  • the content of the modified PVA (A) is 10 to 45 parts by mass relative to 100 parts by mass of the total of the modified PVA (A), PVA (B) and PVA (C). is there.
  • the content of the modified PVA (A) is preferably at least 20 parts by mass.
  • the content of the modified PVA (A) is preferably 43 parts by mass or less.
  • PVA (B) is 1 to 45 parts by mass based on 100 parts by mass of the total of modified PVA (A), PVA (B) and PVA (C).
  • the content of PVA (B) is less than 1 part by mass, there are problems that a large number of fish eyes are generated in a molded article made of the vinyl polymer and that the plasticity of the vinyl polymer is low.
  • the content of PVA (B) is preferably at least 5 parts by mass.
  • the content of PVA (B) is more than 45 parts by mass, the stability of polymerization in the suspension polymerization of the vinyl compound is reduced, and a large amount of coarse particles are formed. And the bulk specific gravity of the vinyl polymer is low.
  • the content of PVA (B) is preferably at most 40 parts by mass.
  • PVA (C) is 10 to 89 parts by mass based on 100 parts by mass of the total of modified PVA (A), PVA (B) and PVA (C).
  • the content of PVA (C) is less than 10 parts by mass, polymerization stability is reduced and a large number of coarse particles are formed.
  • the problem that the specific gravity is low occurs.
  • the content of PVA (C) is preferably at least 15 parts by mass.
  • the content of PVA (C) exceeds 89 parts by mass, there arise problems that many fish eyes are generated in a molded article made of a vinyl polymer and that the bulk specific gravity of the vinyl polymer is low. It is preferable that the content of PVA (C) is 75 parts by mass or less.
  • the dispersion stabilizer further contains 0.001 part by mass or more and less than 5 parts by mass of the compound (D) based on 100 parts by mass of the modified PVA (A).
  • the content of the compound (D) is less than 0.001 part by mass, a molded article made of a vinyl polymer tends to easily generate fish eyes. More preferably, the content of the compound (D) is 0.01 parts by mass or more.
  • the content of the compound (D) is 5 parts by mass or more, fisheye is formed on a molded article made of a vinyl polymer, in which polymerization stability is reduced in suspension polymerization of a vinyl compound and a large number of coarse particles are formed. It tends to occur easily. More preferably, the content of compound (D) is less than 3 parts by mass.
  • the present invention is a method for producing a vinyl polymer in which a vinyl compound is suspension-polymerized in the presence of a dispersion stabilizer. And the dispersion stabilizer contains a specific amount of modified PVA (A), PVA (B) and PVA (C) at the same time.
  • a vinyl polymer having a small average particle diameter and a small number of coarse particles can be obtained. Further, a fish-eye of a molded article made of a vinyl polymer is suppressed, so that a vinyl polymer can be obtained. Further, it is possible to obtain a vinyl polymer which is excellent in plasticizer absorption and has high bulk specific gravity.
  • the total content of the modified PVA (A), PVA (B) and PVA (C) is preferably 0.01 to 1 part by mass based on 100 parts by mass of the vinyl compound. If the total content of the modified PVA (A), PVA (B) and PVA (C) is less than 0.01 part by mass, the polymerization stability tends to be low, and vinyl polymer particles tend not to be obtained.
  • the total content of the modified PVA (A), PVA (B) and PVA (C) is more preferably at least 0.02 parts by mass based on 100 parts by mass of the vinyl compound.
  • the above-mentioned dispersion stabilizer may contain various additives within a range not to impair the purpose of the present invention.
  • the above additives include polymerization regulators such as aldehydes, halogenated hydrocarbons, and mercaptans; polymerization inhibitors such as phenol compounds, sulfur compounds, and N-oxide compounds; pH regulators; crosslinking agents; A fungicide, an antiblocking agent, an antifoaming agent, a compatibilizer and the like.
  • the content of various additives in the dispersion stabilizer is preferably 10% by mass or less, more preferably 5% by mass or less, based on the amount of the dispersion stabilizer.
  • the method for charging the dispersion stabilizer into the polymerization tank is not particularly limited.
  • Examples of the charging method include the following methods (i) to (iv).
  • the dispersion stabilizer preferably further contains a compound (D).
  • the method of charging the dispersion stabilizer into the polymerization tank is not particularly limited, but the method described below is preferable.
  • PVA (E) it is preferable to react PVA (E) with the above-mentioned specific carboxylic acid or its derivative in the presence of compound (D) to obtain a composition containing modified PVA (A).
  • the PVA (E) before the reaction reacts with the above-mentioned specific carboxylic acid or its derivative to become a modified PVA (A), and the compound (D) remains as it is.
  • an oil-soluble or water-soluble polymerization initiator conventionally used in the polymerization of vinyl chloride can be used.
  • oil-soluble polymerization initiators include percarbonate compounds such as diisopropylperoxydicarbonate, di-2-ethylhexylperoxydicarbonate, and diethoxyethylperoxydicarbonate; t-butylperoxyneodecanate; Perester compounds such as -butylperoxypivalate, t-hexylperoxypivalate, ⁇ -cumylperoxyneodecanate; acetylcyclohexylsulfonyl peroxide, 2,4,4-trimethylpentyl-2-peroxyphenoxy acetate And peroxides such as 3,5,5-trimethylhexanoyl peroxide and lauroyl peroxide; azo compounds such as azobis-2,4-dimethylvaleronitrile and
  • water-soluble polymerization initiator examples include potassium persulfate, ammonium persulfate, hydrogen peroxide, cumene hydroperoxide and the like. These oil-soluble or water-soluble polymerization initiators can be used alone or in combination of two or more.
  • the polymerization temperature is not particularly limited, and may be adjusted to a low temperature of about 20 ° C. or a high temperature exceeding 90 ° C. Further, in order to increase the heat removal efficiency of the polymerization reaction system, a polymerization vessel equipped with a reflux condenser can be used.
  • water-soluble cellulose such as methylcellulose, hydroxyethylcellulose, hydroxypropylcellulose, and hydroxypropylmethylcellulose which are generally used when a vinyl compound is subjected to suspension polymerization in an aqueous medium.
  • the vinyl polymer obtained by the production method of the present invention can be used for various molded article applications by appropriately blending a plasticizer or the like.
  • Production Examples 2 to 12 (Production of PVA (A2 to A12)) PVA (A2 to A12) was produced in the same manner as in the production of PVA (A1) except that the heat treatment conditions such as the type and amount of the raw materials used, the heat treatment temperature, and the heat treatment time were changed.
  • the production conditions are shown in Table 1 and the production results are shown in Table 2.
  • Example 1 100 parts of a filtrate obtained by dissolving PVA (A1) in deionized water and filtering through a nylon mesh having a mesh opening of 200 mesh was used as a dispersion stabilizer in an autoclave.
  • the amount of PVA (A1) used in the filtrate was 0.04 parts by mass (400 ppm) based on the charged amount of vinyl chloride of 100 parts by mass.
  • both the content of 42 mesh-on and the content of 60 mesh-on indicate that the smaller the value, the smaller the number of coarse particles, the sharper the particle size distribution, and the higher the polymerization stability.
  • Examples 2 to 12 Suspension polymerization of vinyl chloride in the same manner as in Example 1 except that the types and amounts of the modified PVA (A), PVA (B) and PVA (C) used as the dispersion stabilizer were changed as shown in Table 2. Was done. The conditions and results are shown in Tables 2 and 3.
  • Comparative Example 4 As shown in Table 2, suspension polymerization of vinyl chloride was carried out in the same manner as in Example 1, except that PVA (A11) was used as the modified PVA (A). Table 3 shows the results. Since the side chain of PVA (A11) does not have a double bond derived from at least one selected from the group consisting of itaconic acid and its derivatives, and methacrylic acid and its derivatives, polymerization is unstable, The average particle size of the obtained vinyl chloride polymer particles was large, the ratio of coarse particles was large, the bulk specific gravity was low, and the number of fish eyes was large.
  • Comparative Example 5 As shown in Table 2, suspension polymerization of vinyl chloride was carried out in the same manner as in Example 1 except that PVA (A12) was used as the modified PVA (A). Table 3 shows the results. Since the amount of double bonds in the side chain of PVA (A12) was too large, the plasticizer absorption was low and the number of fish eyes increased.
  • Comparative Example 8 As shown in Table 2, suspension polymerization of vinyl chloride was carried out in the same manner as in Example 1 except that the amounts of the modified PVA (A), PVA (B) and PVA (C) were changed. Table 3 shows the results. Since the amount of PVA (B) used is large and the amount of PVA (C) used is small, polymerization is unstable, the average particle size of the obtained vinyl chloride polymer particles is large, and the proportion of coarse particles is large, The bulk specific gravity was low, and the fish eyes increased.
  • Comparative Example 11 As shown in Table 2, suspension polymerization of vinyl chloride was carried out in the same manner as in Example 1 except that PVA (C) having a high degree of saponification was used. Table 3 shows the results. Since the degree of saponification of PVA (C) was too high, the plasticizer absorption was low, and the number of fish eyes increased.
  • Comparative Example 12 As shown in Table 2, suspension polymerization of vinyl chloride was carried out in the same manner as in Example 1 except that PVA (C) having a low degree of polymerization was used. Table 3 shows the results. Since the degree of polymerization of PVA (C) is too low, the polymerization is unstable, the average particle size of the obtained vinyl chloride polymer particles is large, the ratio of coarse particles is large, the bulk specific gravity is low, and the fish eyes are increased. Was.
  • Comparative Example 13 As shown in Table 2, suspension polymerization of vinyl chloride was carried out in the same manner as in Example 1 except that PVA (B) having a low degree of polymerization was used. Table 3 shows the results. Since the polymerization degree of PVA (B) is too low, the polymerization is unstable, the average particle size of the obtained vinyl chloride polymer particles is large, the ratio of coarse particles is large, the bulk specific gravity is low, and the fish eyes are increased. Was.
  • Comparative Example 14 As shown in Table 2, suspension polymerization of vinyl chloride was carried out in the same manner as in Example 1 except that PVA (B) and PVA (C) were not used, and the amount of the modified PVA (A) was changed. went. Table 3 shows the results. Since PVA (B) and PVA (C) were not used, the plasticizer absorption was low and the number of fish eyes increased.

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Abstract

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、分散安定剤が変性PVA(A)、PVA(B)及びPVA(C)を含有し、変性PVA(A)が、二重結合を側鎖に0.05モル%以上0.5モル%未満有し、変性PVA(A)のけん化度が68モル%以上77モル%未満であり、粘度平均重合度が500以上1500未満であり、PVA(B)のけん化度が30モル%以上60モル%未満であり、粘度平均重合度が150以上600未満であり、PVA(C)のけん化度が77モル%以上90モル%未満であり、粘度平均重合度が1700以上3000未満である製造方法。本発明の製造方法によれば、重合反応が安定し、粗大粒子の形成が少なくなる。また、ビニル系重合体からなる成形品のフィッシュアイを抑制できるとともに、ビニル系重合体の可塑剤吸収性及びかさ比重を向上できる。

Description

ビニル系重合体の製造方法
 本発明は、ポリビニルアルコールを含む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に関する。
 ポリビニルアルコール(以下、「PVA」と略記することがある)は従来より、接着剤、紙塗工剤、偏光フィルム、水溶性フィルム、医薬、化粧品用途組成物、ビニル化合物(例えば、塩化ビニル)の懸濁重合用分散安定剤等、様々な製品に使用されている。PVAに二重結合等の反応性基が存在することで各種性能が向上すること、あるいは特殊な効果を得られることが知られている。
 ビニル化合物の懸濁重合に用いられる分散安定剤として、PVAが広く使用されている(特許文献1~5)。重合安定性、可塑剤吸収性、かさ比重の改善が求められているが現行技術ではどれも十分満足とは言いがたい。特に可塑剤吸収性とかさ比重の関係は基本的にトレードオフの関係にあるため両方の改善は困難である。そのため、可塑剤吸収性に優れなおかつかさ比重も高いビニル系重合体を得ることは困難とされてきた。
 塩化ビニルの重合時における安定性(重合安定性)を向上させる目的で、熱処理したPVAを重合反応に用いることが提案されている(特許文献1~3)。しかしながら、これらのPVAを分散安定剤として用いて塩化ビニルの懸濁重合を行った場合、重合安定性、可塑剤吸収性、かさ比重の点で必ずしも満足すべき効果が得られていなかった。
 特許文献4には、オレフィン系不飽和二重結合を有するモノアルデヒドによりポリビニルアルコールをアセタール化して得られる、側鎖に二重結合を有するポリビニルアルコールを含有することを特徴とする懸濁重合用分散安定剤が記載されている。特許文献4に記載の懸濁重合用分散安定剤を用いて重合反応を行った場合、重合安定性や得られるビニル系重合体の可塑剤吸収性、かさ比重は十分とは言い難かった。
 また、特許文献4に記載のポリビニルアルコールを製造する際には酸を使用するため、酸に耐性のある高額の設備が必要という問題もあった。さらに、当該ポリビニルアルコールの製造に用いられる、二重結合を有するモノアルデヒドは、高価である、空気中で不安定である、毒物指定のものがある、刺激臭があり取り扱い性が悪い、原料供給性に乏しい等の問題点を有していた。
 特許文献5には、不飽和二重結合を有するカルボン酸またはその塩によりポリビニルアルコールをエステル化して得られる、側鎖に二重結合を有するポリビニルアルコールからなる分散安定剤が記載されている。この分散安定剤に用いられているポリビニルアルコールは、安価なカルボン酸を用いて簡便な方法により得ることができるとされている。
 しかしながら、このポリビニルアルコールからなる分散安定剤を用いてビニル化合物の懸濁重合を行うと、得られるビニル系重合体からなる成形品にフィッシュアイが多数発生するとともに、重合安定性、可塑剤吸収性、かさ比重にも問題点もあった。
特開昭51-45189号公報 特開平10-67806号公報 特開2004-250695号公報 国際公開2015/182567号 国際公開2007/119735号
 本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、ビニル化合物を懸濁重合するに際して、重合安定性に優れ、得られるビニル系重合体の可塑剤吸収性及びかさ比重を向上させることができるとともに、当該ビニル系重合体からなる成形品のフィッシュアイを抑制することができるビニル系重合体の製造方法を提供することを目的とする。
 上記課題は、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)、ポリビニルアルコール(B)及びポリビニルアルコール(C)を含有し、変性ポリビニルアルコール(A)が、イタコン酸及びその誘導体、並びにメタクリル酸及びその誘導体からなる群から選択される少なくとも1種に由来する二重結合を側鎖に0.05モル%以上0.5モル%未満有し、変性ポリビニルアルコール(A)のけん化度が68モル%以上77モル%未満であり、粘度平均重合度が500以上1500未満であり、ポリビニルアルコール(B)のけん化度が30モル%以上60モル%未満であり、粘度平均重合度が150以上600未満であり、ポリビニルアルコール(C)のけん化度が77モル%以上90モル%未満であり、粘度平均重合度が1700以上3000未満であり、かつ変性ポリビニルアルコール(A)、ポリビニルアルコール(B)及びポリビニルアルコール(C)の合計100質量部に対する、変性ポリビニルアルコール(A)の含有量が10~45質量部であり、ポリビニルアルコール(B)の含有量が1~45質量部であり、ポリビニルアルコール(C)の含有量が10~89質量部である製造方法を提供することによって解決される。
 このとき、前記分散安定剤が変性ポリビニルアルコール(A)100質量部に対して、さらに化合物(D)を0.001質量部以上5質量部未満含有し、化合物(D)が、フェノール性水酸基を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とが好ましい。
 また、変性ポリビニルアルコール(A)がイタコン酸に由来する二重結合を側鎖に有することが好ましい。
 本発明の製造方法によれば、重合反応が安定し、粗大粒子の形成が少なくなる。また、ビニル系重合体からなる成形品のフィッシュアイを抑制できるとともに、ビニル系重合体の可塑剤吸収性及びかさ比重を向上できる。
 本発明は、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に関する。本発明者は上記の課題を解決するために鋭意検討した結果、変性ポリビニルアルコール(A)(以下、「変性PVA(A)」と略記する)、ポリビニルアルコール(B)(以下、「PVA(B)」と略記する)及びポリビニルアルコール(C)(以下、「PVA(C)」と略記する)を含有する分散安定剤を用いるビニル系重合体の製造方法を完成させた。
 本発明の製造方法においては、変性PVA(A)、PVA(B)及びPVA(C)を同時に特定量含有する分散安定剤を用いることが重要である。本発明の製造方法によれば、ビニル化合物の重合時における安定性が向上し、平均粒径が小さく粗大粒子も少ないビニル系重合体を得ることができる。また、得られる成形品のフィッシュアイも抑制される。しかも驚くべきことに、本発明の製造方法で得られたビニル系重合体は可塑剤吸収性に優れ、なおかつかさ比重も高かった。
(変性PVA(A))
 本発明で用いる変性PVA(A)は、イタコン酸及びその誘導体、並びにメタクリル酸及びその誘導体からなる群から選択される少なくとも1種に由来する二重結合を側鎖に有する。
 本発明で用いる変性PVA(A)の製造方法は特に限定されないが、好適な製造方法は、上記特定のカルボン酸(イタコン酸又はメタクリル酸)及びその誘導体の存在下で、ポリビニルアルコール(E)(以下、「PVA(E)」と略記することがある)を加熱し反応させる方法である。このとき、上記特定のカルボン酸及びその誘導体は単独で、または2種以上を併用して用いることができる。反応温度及び反応時間は特に限定されない。反応温度は、30~200℃であることが好ましい。反応時間は、通常、10分~24時間である。ここで、PVA(E)は、二重結合を側鎖に有さないPVAである。
 本発明において、イタコン酸の誘導体としては、イタコン酸アルキルエステル、無水イタコン酸などが挙げられる。また、メタクリル酸の誘導体としては、メタクリル酸アルキルエステル、無水メタクリル酸などが挙げられる。これらのカルボン酸及びその誘導体は塩であっても構わない。
 上記特定のカルボン酸(イタコン酸又はメタクリル酸)及びその誘導体の中でも、PVA(E)との反応性や分散安定剤として用いた際の性能面からイタコン酸であることが好ましい。すなわち、本発明における変性PVA(A)がイタコン酸に由来する二重結合を側鎖に有することが好ましい。
 上記PVA(E)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重合方法を採用して製造できる。工業的観点から好ましい重合方法は、溶液重合法、乳化重合法及び分散重合法である。重合操作にあたっては、回分法、半回分法及び連続法のいずれの重合方式も採用できる。
 重合に用い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、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、本発明の趣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、エチレン、プロピレン、n-ブテン、イソブチレンなどのα-オレフィン;アクリル酸及びその塩、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;メタクリル酸及びその塩;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及びその塩、アクリルアミドプロピルジメチルアミン及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及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及びその塩、メタクリルアミドプロピルジメチルアミン及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及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及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;酢酸イソプロペニルなどが挙げられる。このような他の単量体の共重合量は、通常、10モル%以下である。
 また、ビニルエステル系単量体の重合に際して、得られるポリビニルエステルの重合度を調節することなどを目的として、連鎖移動剤を共存させても差し支えない。連鎖移動剤としては、アセトアルデヒド、プロピオンアルデヒド、ブチルアルデヒド、ベンズアルデヒドなどのアルデヒド類;アセトン、メチルエチルケトン、ヘキサノン、シクロヘキサノンなどのケトン類;2-ヒドロキシエタンチオール、ドデシルメルカプタンなどのメルカプタン類;トリクロロエチレン、パークロロエチレンなどのハロゲン化炭化水素類が挙げられ、中でもアルデヒド類及びケトン類が好適に用いられる。連鎖移動剤の添加量は、添加する連鎖移動剤の連鎖移動定数及び目的とするポリビニルエステルの重合度に応じて決定されるが、一般にビニルエステル系単量体に対して0.1~10質量%が望ましい。
 ポリビニルエステルのけん化反応には、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。
 本発明において、変性PVA(A)が、イタコン酸及びその誘導体、並びにメタクリル酸及びその誘導体からなる群から選択される少なくとも1種に由来する二重結合を側鎖に0.05モル%以上0.5モル%未満有することが重要である。なお、上記二重結合は、炭素-炭素二重結合を意味する。
 二重結合の量が0.05モル%未満の変性PVA(A)を含む分散安定剤を用いてビニル化合物を懸濁重合した場合、重合安定性が低下し粗大粒子が多く形成される、ビニル系重合体からなる成形品にフィッシュアイが多数発生する、ビニル系重合体のかさ比重が低いという問題が発生する。上記二重結合の量は、0.08モル%以上であることが好ましく、0.10モル%以上であることがより好ましく、0.12モル%以上であることがさらに好ましい。
 一方、二重結合の量が0.5モル%以上の変性PVA(A)を含む分散安定剤を用いてビニル化合物を懸濁重合した場合、ビニル系重合体からなる成形品にフィッシュアイが多数発生するとともに、ビニル系重合体の可塑剤吸収性が低くなる。二重結合の量は0.45モル%未満であることが好ましく、0.40モル%未満であることがより好ましく、0.35モル%未満であることがさらに好ましい。
 上記二重結合の量は公知の方法で測定可能である。具体的にはH-NMRによる測定が簡便である。上記二重結合の量を測定する場合は、未反応のカルボン酸又はその誘導体をあらかじめ除去し、精製した後に行うことが好ましい。
 精製方法は特に限定されないが、変性PVA(A)が溶解せず、未反応のカルボン酸又はその誘導体が溶解可能な溶液で洗浄する方法が挙げられる。変性PVA(A)を一度、濃度1~20質量%程度の水溶液とした後、変性PVA(A)が溶解せず、未反応のカルボン酸又はその誘導体が溶解可能な溶液中に水溶液を滴下し、変性PVA(A)を析出させることで精製する再沈殿法が簡便で好ましい。
 変性PVA(A)のけん化度は68モル%以上77モル%未満である。けん化度が68モル%未満の場合、水溶性が低下するためハンドリング性が低下する、重合不安定となり粗大粒子が増加する、という問題が発生する。変性PVA(A)のけん化度は、70モル%以上であることが好ましい。一方、変性PVA(A)のけん化度が77モル%以上の場合、粗大粒子が多く形成される、ビニル系重合体からなる成形品にフィッシュアイが多数発生する、ビニル系重合体の可塑剤吸収性が低い、という問題が発生する。変性PVA(A)のけん化度は、75モル%未満であることが好ましい。けん化度はJIS-K6726に準じて測定して得られる値である(以下に説明するけん化度も同様の測定方法である)。
 変性PVA(A)の粘度平均重合度(単に「重合度」と記載することがある)は500以上1500未満である。重合度が500未満の場合、重合安定性が低下し粗大粒子が多く形成される、ビニル系重合体からなる成形品にフィッシュアイが多数発生する、ビニル系重合体のかさ比重が低い、という問題が発生する。変性PVA(A)の重合度は、600以上であることが好ましい。一方、重合度が1500以上の場合、粗大粒子が多く形成される、ビニル系重合体からなる成形品にフィッシュアイが多数発生する、ビニル系重合体の可塑剤吸収性やかさ比重が低い、という問題が発生する。変性PVA(A)の重合度は、1000未満であることが好ましく、900未満であることがより好ましい。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]×10/8.29)(1/0.62)
(PVA(B))
 本発明におけるPVA(B)は、二重結合を側鎖に有さないPVAであり、製法はPVA(E)と同様である。
 PVA(B)のけん化度は30モル%以上60モル%未満である。けん化度が30モル%未満の場合、ビニル化合物の分散安定剤として用いた際の重合安定性が低下する。けん化度は35モル%以上であることが好ましい。一方、PVA(B)のけん化度が60モル%以上の場合、ビニル系重合体からなる成形品にフィッシュアイが多数発生する、ビニル系重合体の可塑剤吸収性が低い、という問題が発生する。けん化度は57モル%未満であることが好ましく、54モル%未満であることがより好ましい。
 PVA(B)の粘度平均重合度は150以上600未満である。重合度が150未満の場合、ビニル化合物の分散安定剤として用いた際の重合安定性が低下し、粗大粒子が多く形成される、ビニル系重合体からなる成形品にフィッシュアイが多数発生する、ビニル系重合体のかさ比重が低い、という問題が発生する。重合度は200以上であることが好ましい。一方、重合度が600以上の場合、ビニル系重合体からなる成形品にフィッシュアイが多数発生する、ビニル系重合体の可塑剤吸収性が低い、という問題が発生するおそれがある。重合度は550未満であることが好ましい。
(PVA(C))
 本発明におけるPVA(C)は、二重結合を側鎖に有さないPVAであり、製法はPVA(E)と同様である。
 PVA(C)のけん化度は77モル%以上90モル%未満である。けん化度が77モル%未満の場合、ビニル化合物の分散安定剤として用いた際の重合安定性が低下する、ビニル系重合体のかさ比重が低い、という問題が発生する。けん化度は78モル%以上であることが好ましい。一方、PVA(C)のけん化度が90モル%以上の場合、ビニル系重合体からなる成形品にフィッシュアイが多数発生する、ビニル系重合体の可塑剤吸収性が低い、という問題が発生する。けん化度は85モル%未満であることが好ましい。
 PVA(C)の粘度平均重合度は1700以上3000未満である。重合度が1700未満の場合、ビニル化合物の分散安定剤として用いた際の重合安定性が低下し、粗大粒子が多く形成される、ビニル系重合体のかさ比重が低い、という問題が発生する。重合度は1800以上であることが好ましい。一方、重合度が3000以上の場合、ビニル系重合体からなる成形品にフィッシュアイが多数発生する、ビニル系重合体の可塑剤吸収性が低い、という問題が発生する。重合度は2700未満であることが好ましい。
(化合物(D))
 本発明の製造方法に用いる分散安定剤は、さらに化合物(D)を含有することが好ましい。このとき、化合物(D)が、フェノール性水酸基を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とが好ましい。フェノール性水酸基を2つ以上有する化合物は具体的にはヒドロキノン、カテコール、レゾルシノール、t-ブチルヒドロキノン、ジt-ブチルヒドロキノンなどのベンゼンジオール、ピロガロール、フロログルシノール、ヒドロキシキノールなどのベンゼントリオール、ヘキサヒドロキシベンゼン、没食子酸などのフェノールカルボン酸;没食子酸アルキルエステルなどのフェノールカルボン酸エステル;エピカテキン、エピガロカテキン、エピガロカテキン-3-ガラートなどのカテキンも挙げられる。没食子酸アルキルエステルとしては、没食子酸メチル、没食子酸エチル、没食子酸プロピル、没食子酸オクチル、没食子酸ドデシルなどが挙げられる。これらの塩または酸化物も同様に用いることができる。
 中でも、ベンゼンジオール、没食子酸、没食子酸アルキルであることが好ましく、ベンゼンジオール又は没食子酸アルキルであることがより好ましく、ベンゼンジオールがさらに好ましく、t-ブチルヒドロキノンが特に好ましい。
(分散安定剤)
 本発明の分散安定剤において、変性PVA(A)、PVA(B)及びPVA(C)の合計100質量部に対する、変性PVA(A)の含有量が10~45質量部であることが重要である。
 変性PVA(A)の含有量が10質量部未満の場合、ビニル化合物の懸濁重合において重合安定性が低下し、粗大粒子が多く形成される、ビニル系重合体からなる成形品にフィッシュアイが多数発生する、ビニル系重合体のかさ比重が低い、という問題が発生する。変性PVA(A)の含有量は20質量部以上であることが好ましい。一方、変性PVA(A)の含有量が45質量部を超える場合、ビニル系重合体からなる成形品にフィッシュアイが多数発生する、ビニル系重合体の可塑剤吸収性が低い、という問題が発生する。変性PVA(A)の含有量は43質量部以下であることが好ましい。
 本発明において、変性PVA(A)、PVA(B)及びPVA(C)の合計100質量部に対する、PVA(B)の含有量が1~45質量部であることも重要である。
 PVA(B)の含有量が1質量部未満の場合、ビニル系重合体からなる成形品にフィッシュアイが多数発生する、ビニル系重合体の可塑剤吸収性が低い、という問題が発生する。PVA(B)の含有量は5質量部以上であることが好ましい。一方、PVA(B)の含有量が45質量部を超える場合、ビニル化合物の懸濁重合において重合安定性が低下し、粗大粒子が多く形成される、ビニル系重合体からなる成形品にフィッシュアイが多数発生する、ビニル系重合体のかさ比重が低い、という問題が発生する。PVA(B)の含有量は40質量部以下であることが好ましい。
 本発明において、変性PVA(A)、PVA(B)及びPVA(C)の合計100質量部に対する、PVA(C)の含有量が10~89質量部であることが重要である。
 PVA(C)の含有量が10質量部未満の場合、重合安定性が低下し粗大粒子が多く形成される、ビニル系重合体からなる成形品にフィッシュアイが多数発生する、ビニル系重合体のかさ比重が低い、という問題が発生する。PVA(C)の含有量は15質量部以上であることが好ましい。PVA(C)の含有量が89質量部を超える場合、ビニル系重合体からなる成形品にフィッシュアイが多数発生する、ビニル系重合体のかさ比重が低い、という問題が発生する。PVA(C)の含有量は75質量部以下であることが好ましい。
 本発明において、前記分散安定剤が変性PVA(A)100質量部に対して、さらに化合物(D)を0.001質量部以上5質量部未満含有することが好ましい。化合物(D)の含有量が0.001質量部未満の場合、ビニル系重合体からなる成形品にフィッシュアイが発生しやすい傾向がある。化合物(D)の含有量は0.01質量部以上であることがより好ましい。一方、化合物(D)の含有量が5質量部以上の場合、ビニル化合物の懸濁重合において重合安定性が低下し粗大粒子が多く形成される、ビニル系重合体からなる成形品にフィッシュアイが発生しやすい、という傾向がある。化合物(D)の含有量は3質量部未満であることがより好ましい。
(ビニル系重合体の製造方法)
 本発明は、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。そして、前記分散安定剤が変性PVA(A)、PVA(B)及びPVA(C)を同時に特定量含有する。前記分散安定剤を用いることにより、平均粒径が小さく粗大粒子も少ないビニル系重合体を得ることができる。また、ビニル系重合体からなる成形品のフィッシュアイが抑制されビニル系重合体を得ることもできる。さらに、可塑剤吸収性にも優れ、なおかつかさ比重も高いビニル系重合体を得ることもできる。
 このとき、変性PVA(A)、PVA(B)及びPVA(C)の合計含有量は、ビニル化合物100質量部に対して0.01~1質量部であることが好ましい。変性PVA(A)、PVA(B)及びPVA(C)の合計含有量が0.01質量部未満の場合、重合安定性が低く、ビニル系重合体粒子が得られない傾向がある。変性PVA(A)、PVA(B)及びPVA(C)の合計含有量は、ビニル化合物100質量部に対して、0.02質量部以上であることがより好ましい。一方、変性PVA(A)、PVA(B)及びPVA(C)の合計含有量が1質量部を超える場合、経済性が悪化する傾向がある。変性PVA(A)、PVA(B)及びPVA(C)の合計含有量は、ビニル化合物100質量部に対して、0.5質量部以下であることが好ましい。
 上記分散安定剤は、本発明の趣旨を損なわない範囲で、各種添加剤を含有してもよい。上記添加剤としては、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;pH調整剤;架橋剤;防腐剤;防黴剤、ブロッキング防止剤、消泡剤、相溶化剤等が挙げられる。分散安定剤における各種添加剤の含有量は、上記分散安定剤の量に対して10質量%以下であることが好ましく、5質量%以下であることがより好ましい。
 上記分散安定剤の重合槽への仕込み方法は特に限定されない。仕込み方法としては、例えば下記の方法(i)~(iv)が挙げられる。
  方法(i):変性PVA(A)、PVA(B)及びPVA(C)を粉末状態で混合した後に水溶液にして重合槽に仕込む方法
  方法(ii):変性PVA(A)、PVA(B)及びPVA(C)をそれぞれ別々の水溶液として調製した後、これらを混合して得られた水溶液を重合槽に仕込む方法
  方法(iii):変性PVA(A)、PVA(B)及びPVA(C)をそれぞれ別々の水溶液として調製した後、これらを水溶液に混合せずに、それぞれ別々に重合槽に仕込む方法
  方法(iv):変性PVA(A)、PVA(B)及びPVA(C)を粉末状態のまま仕込む方法
 重合槽内での均一性の点から、上記方法(i)、(ii)及び(iii)のいずれかの方法が好ましい。
 また上述したように、本発明においては、前記分散安定剤がさらに化合物(D)を含有することが好ましい。この場合における、分散安定剤の重合槽への仕込み方法は特に限定されないが次に説明する方法が好ましい。まず、化合物(D)の存在下で、PVA(E)と上記特定のカルボン酸又はその誘導体とを反応させて変性PVA(A)を含む組成物を得ることが好ましい。この組成物において、反応前のPVA(E)は上記特定のカルボン酸又はその誘導体と反応して変性PVA(A)になり、化合物(D)はそのまま残る。そして、この組成物、PVA(B)及びPVA(C)を分散安定剤として重合槽に仕込む方法が好ましい。このときの仕込み方法は特に限定されず、例えば上記の方法(i)~(iv)が挙げられる。
 本発明の製造方法で用いられるビニル化合物としては、塩化ビニル等のハロゲン化ビニル;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、メタクリル酸、これらのエステル及び塩;マレイン酸、フマル酸、これらのエステル及び無水物;スチレン;アクリロニトリル;塩化ビニリデン;ビニルエーテル等が挙げられる。中でも、本発明の分散安定剤は、特に好適には塩化ビニルを単独で、または塩化ビニル及び塩化ビニルと共重合できる単量体と共に懸濁重合する際に用いられる。塩化ビニルと共重合できる単量体としては、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニルなどのビニルエステル;(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチルなどの(メタ)アクリル酸エステル;エチレン、プロピレンなどのα-オレフィン;無水マレイン酸、イタコン酸などの不飽和ジカルボン酸類;アクリロニトリル;スチレン;塩化ビニリデン;ビニルエーテル等が挙げられる。
 ビニル化合物の懸濁重合には、従来から塩化ビニル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。
 ビニル化合物の懸濁重合に際し、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できる。
 ビニル化合物の懸濁重合に際して、上記分散安定剤の他に、ビニル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;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、エチレンオキシドプロピレンオキシ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を併用してもよい。その添加量については特に制限は無いが、ビニル化合物100質量部あたり0.01質量部以上1.0質量部以下が好ましい。
 本発明の製造方法によって得られたビニル系重合体は適宜可塑剤などを配合して、各種の成形品用途に用いることができる。
 以下、本発明を実施例によりさらに詳細に説明する。以下の実施例及び比較例において、特に断りがない場合、「部」及び「%」はそれぞれ質量部及び質量%を示す。
[PVAの粘度平均重合度]
 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]×10/8.29)(1/0.62)
[PVAのけん化度]
 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。
[変性PVA(A)に導入された二重結合の量]
 変性PVA(A)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、H-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。
製造例1(PVA(A1)の製造)
 イタコン酸6.5部をメタノール120部に溶解した溶液を調製し、そこにPVA(E)として粘度平均重合度700、けん化度72モル%のPVA100部、及び化合物(D)としてt-ブチルヒドロキノン0.1部を加え、メタノールを減圧下除去した。その後、110℃の温度下、7時間熱処理を行うことで、イタコン酸由来の二重結合を側鎖に有するPVA(A1)を得た。PVA(A1)の製造条件を表1に示す。
 上記PVA(A1)は、5.6~6.0ppm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0.23モル%であった。また、上記PVA(A1)の粘度平均重合度は700、けん化度は72モル%であった。PVA(A1)の製造結果を表2に示す。
製造例2~12(PVA(A2~A12)の製造)
 使用する原料の種類及び量、熱処理温度、熱処理時間等の熱処理条件を変えたこと以外はPVA(A1)の製造と同様にしてPVA(A2~A12)を製造した。製造条件を表1に、製造結果を表2に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
実施例1
 PVA(A1)を脱イオン水に溶解させて200メッシュ目開きのナイロンメッシュでろ過をしたろ液を分散安定剤としてオートクレーブに100部仕込んだ。ろ液におけるPVA(A1)の使用量は、塩化ビニルの仕込み量100質量部に対して0.04質量部(400ppm)であった。次いで、PVA(B)として、粘度平均重合度250、けん化度40モル%のPVAを脱イオン水/メタノール=1/1の溶液に40%の濃度で溶解して分散安定剤としてオートクレーブに仕込んだ。仕込んだPVA(B)の使用量は塩化ビニルの仕込み量100質量部に対して0.02質量部(200ppm)であった。次いで、PVA(C)として、粘度平均重合度2000、けん化度80モル%のPVA(C)を脱イオン水に溶解させて200メッシュ目開きのナイロンメッシュでろ過をしたろ液を分散安定剤としてオートクレーブに100部仕込んだ。仕込んだPVA(C)の使用量は塩化ビニルの仕込み量100質量部に対して0.04質量部(400ppm)であった。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。
 次いで、クミルパーオキシネオデカノエートの70%トルエン溶液0.65部及びt-ブチルパーオキシネオドデカネートの70%トルエン溶液1.05部をオートクレーブに仕込み、オートクレーブ内に圧力0.2MPaとなるように窒素を導入した。その後窒素のパージを行う操作を計5回行い、オートクレーブ内を十分に窒素置換して酸素を除いた後、塩化ビニル940部を仕込んだ。オートクレーブ内の内容物を57℃に昇温して撹拌下で塩化ビニルの重合を開始した。重合開始時におけるオートクレーブ内の圧力は0.80MPaであった。重合を開始してから約3.5時間経過後、オートクレーブ内の圧力が0.70MPa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16時間乾燥を行い、ビニル系樹脂(塩化ビニル重合体粒子)を得た。そして、以下に示す方法で得られた粒子を評価した。評価結果を表3に示す。
(塩化ビニル重合体粒子の評価)
 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)かさ比重、(4)可塑剤吸収性及び(5)フィッシュアイを以下の方法にしたがって評価した。評価結果を表3に示す。
(1)平均粒子径
 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。
(2)粒度分布
 JIS標準篩い42メッシュオンの含有量を質量%で表示した。
  A:0.5%未満
  B:0.5%以上1%未満
  C:1%以上
 JIS標準篩い60メッシュオンの含有量を質量%で表示した。
  A:5%未満
  B:5%以上10%未満
  C:10%以上
 なお、42メッシュオンの含有量及び60メッシュオンの含有量はともに、値が小さいほど粗大粒子が少なくて粒度分布がシャープであり、重合安定性に優れていることを示している。
(3)かさ比重
 JIS-K6720-2(1999年)に準じて測定した。
(4)可塑剤吸収性
 脱脂綿を0.02g詰めた容量5mLのシリンジの質量(Ag)を測定し、そこに塩化ビニル重合体粒子0.5gを入れ質量(Bg)を測定し、そこにジオクチルフタレート(DOP)1gを入れ15分静置後、3000rpmで40分間遠心分離して質量(Cg)を測定した。そして、下記の計算式より可塑剤吸収性(%)を求めた。可塑剤吸収性が高いほど、加工が容易で主にシートへの加工時にブツ等の外観に生じる欠陥が生じにくいことを示す。
 可塑剤吸収性(%)=100×[{(C-A)/(B-A)}-1]
(5)フィッシュアイ
 得られた塩化ビニル重合体粒子100部、DOP50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1000cm当たりのフィッシュアイの数を測定した。
実施例2~12
 分散安定剤として用いた変性PVA(A)、PVA(B)及びPVA(C)の種類及び量を表2に示すように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及び3に示す。
比較例1
 表2に示すように、変性PVA(A)としてPVA(A8)を用い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3に示す。PVA(A8)の重合度が低すぎたため、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、かさ比重が低く、フィッシュアイも多くなった。
比較例2
 表2に示すように、変性PVA(A)としてPVA(A9)を用い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3に示す。PVA(A9)の重合度が高すぎたため、かさ比重、可塑剤吸収性が低く、フィッシュアイも多くなった。
比較例3
 表2に示すように、変性PVA(A)としてPVA(A10)を用い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3に示す。PVA(A10)のけん化度が高すぎたため、得られる塩化ビニル重合体粒子の平均粒径が大きく、可塑剤吸収性が低く、フィッシュアイも多くなった。
比較例4
 表2に示すように、変性PVA(A)としてPVA(A11)を用い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3に示す。PVA(A11)の側鎖にイタコン酸及びその誘導体、並びにメタクリル酸及びその誘導体からなる群から選択される少なくとも1種に由来する二重結合を有していないため、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、かさ比重が低く、フィッシュアイも多くなった。
比較例5
 表2に示すように、変性PVA(A)としてPVA(A12)を用い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3に示す。PVA(A12)が側鎖に有する二重結合の量が多すぎるため、可塑剤吸収性が低く、フィッシュアイも多くなった。
比較例6
 表2に示すように、変性PVA(A)を用い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3に示す。変性PVA(A)を用いていないため、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、かさ比重が低く、フィッシュアイも多くなった。
比較例7
 表2に示すように、PVA(B)を用い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3に示す。PVA(B)を用いていないため、可塑剤吸収性が低く、フィッシュアイも多くなった。
比較例8
 表2に示すように、変性PVA(A)、PVA(B)及びPVA(C)の使用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。結果を表3に示す。PVA(B)の使用量が多く、かつPVA(C)の使用量が少ないため、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、かさ比重が低く、フィッシュアイも多くなった。
比較例9
 表2に示すように、変性PVA(A)、PVA(B)及びPVA(C)の使用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。結果を表3に示す。PVA(A)の使用量が多いため、可塑剤吸収性が低く、フィッシュアイも多くなった。
比較例10
 表2に示すように、けん化度が高いPVA(B)を用い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3に示す。PVA(B)のけん化度が高すぎるため、可塑剤吸収性が低く、フィッシュアイも多くなった。
比較例11
 表2に示すように、けん化度が高いPVA(C)を用い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3に示す。PVA(C)のけん化度が高すぎるため、可塑剤吸収性が低く、フィッシュアイも多くなった。
比較例12
 表2に示すように、重合度が低いPVA(C)を用い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3に示す。PVA(C)の重合度が低すぎるため、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、かさ比重が低く、フィッシュアイも多くなった。
比較例13
 表2に示すように、重合度が低いPVA(B)を用い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3に示す。PVA(B)の重合度が低すぎるため、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、かさ比重が低く、フィッシュアイも多くなった。
比較例14
 表2に示すように、PVA(B)及びPVA(C)を用いなかったこと及び変性PVA(A)の使用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。結果を表3に示す。PVA(B)及びPVA(C)を用いていないため、可塑剤吸収性が低く、フィッシュアイも多くなった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
 実施例において示されているように、塩化ビニルのようなビニル化合物を懸濁重合してビニル系重合体を製造する際に、分散安定剤として変性PVA(A)、PVA(B)及びPVA(C)を特定の割合で併用することで重合安定性が改善される。その結果、粗大粒子の生成や成形品のフィッシュアイが少なく、可塑剤吸収性とかさ比重を両立できるビニル系重合体の提供が可能となる。したがって、本発明の工業的な有用性はきわめて高い。

Claims (3)

  1.  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)、ポリビニルアルコール(B)及びポリビニルアルコール(C)を含有し、
     変性ポリビニルアルコール(A)が、イタコン酸及びその誘導体、並びにメタクリル酸及びその誘導体からなる群から選択される少なくとも1種に由来する二重結合を側鎖に0.05モル%以上0.5モル%未満有し、
     変性ポリビニルアルコール(A)のけん化度が68モル%以上77モル%未満であり、粘度平均重合度が500以上1500未満であり、
     ポリビニルアルコール(B)のけん化度が30モル%以上60モル%未満であり、粘度平均重合度が150以上600未満であり、
     ポリビニルアルコール(C)のけん化度が77モル%以上90モル%未満であり、粘度平均重合度が1700以上3000未満であり、かつ
     変性ポリビニルアルコール(A)、ポリビニルアルコール(B)及びポリビニルアルコール(C)の合計100質量部に対する、変性ポリビニルアルコール(A)の含有量が10~45質量部であり、ポリビニルアルコール(B)の含有量が1~45質量部であり、ポリビニルアルコール(C)の含有量が10~89質量部である製造方法。
  2.  前記分散安定剤が変性ポリビニルアルコール(A)100質量部に対して、さらに化合物(D)を0.001質量部以上5質量部未満含有し、
     化合物(D)が、フェノール性水酸基を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、請求項1に記載の製造方法。
  3.  変性ポリビニルアルコール(A)がイタコン酸に由来する二重結合を側鎖に有する、請求項1又は2に記載の製造方法。
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