WO2020196574A1 - 重合体含有組成物 - Google Patents

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WO2020196574A1
WO2020196574A1 PCT/JP2020/013188 JP2020013188W WO2020196574A1 WO 2020196574 A1 WO2020196574 A1 WO 2020196574A1 JP 2020013188 W JP2020013188 W JP 2020013188W WO 2020196574 A1 WO2020196574 A1 WO 2020196574A1
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poly
alkylene glycol
mass
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義貴 池内
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株式会社日本触媒
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    • C08L51/08Compositions of graft polymers in which the grafted component is obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds; Compositions of derivatives of such polymers grafted on to macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving unsaturated carbon-to-carbon bonds
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    • C08L79/02Polyamines

Definitions

  • the present invention relates to a polymer-containing composition. More specifically, the present invention relates to a polymer-containing composition useful as a raw material for detergent additives and the like.
  • a polymer obtained by polymerizing an unsaturated carboxylic acid-based monomer such as acrylic acid, a copolymer with another monomer, a polyether compound, and an unsaturated carboxylic acid-based simple substance such as acrylic acid are added.
  • Graft polymers obtained by graft-polymerizing weights, vinyl acetate or (meth) acrylic acid esters, etc. are detergents, cleaning agents, anti-scale agents, dispersants of various inorganic and organic substances, thickeners, pressure-sensitive adhesives, and adhesives. It is widely used in various applications such as agents, surface coating agents, cross-linking agents, and moisturizing agents.
  • Patent Document 1 describes a weight obtained by a production method including a step of polymerizing a monomer requiring a carboxyl group-containing monomer in the presence of a polyamine polyether compound.
  • a polymer is disclosed in which the water content of the polymerization solution at the time when the addition of the carboxyl group-containing monomer in the above step is completed is 10% by mass or more and 90% by mass or less.
  • Patent Document 2 describes a polymer obtained by a polymerization reaction using a polyamine polyether compound, an unsaturated carboxylic acid-based monomer, and polyalkylene glycol as raw materials, and the amount of the polyamine polyether compound is polyamine poly.
  • Patent Document 3 discloses a polymer system containing an anionic polymer having a predetermined structure and a modified polyamine polymer having a predetermined structure.
  • Patent Documents 1 and 3 the ability to suppress the reattachment of stain components to fibers during washing (recontamination prevention ability) It has been reported.
  • various detergents have become more sophisticated and compact, there has been a demand for a technique for further improving the ability to prevent recontamination as compared with conventional polymers.
  • the present invention has been made in view of the above situation, and an object of the present invention is to provide a polymer-containing composition having a recontamination prevention ability further improved as compared with a conventional polymer.
  • a polyalkylene glycol compound having an organic group having at least one terminal having 1 to 30 carbon atoms contains an unsaturated carboxylic acid-based monomer and is ethylenically.
  • the present invention contains a (poly) alkylene glycol chain-containing polymer ( ⁇ ) and an alkylene oxide adduct ( ⁇ ) of polyalkyleneimine, and the above (poly) alkylene glycol chain-containing polymer ( ⁇ ) is (1).
  • the ethylenically unsaturated monomer having an organic group having 1 to 30 carbon atoms at one end is a polymer-containing composition containing an unsaturated carboxylic acid-based monomer.
  • the ratio of the structural unit derived from the unsaturated carboxylic acid-based monomer to 100% by mass of the (poly) alkylene glycol chain of the (poly) alkylene glycol chain-containing polymer ( ⁇ ) is 1 to 80% by mass. Is preferable.
  • the (poly) alkylene glycol chain-containing polymer ( ⁇ ) preferably has an average number of moles of oxyalkylene groups added per molecule of the polymer ( ⁇ ) of 1 to 100.
  • the graft polymer ( ⁇ 1) preferably has a structural unit derived from an unsaturated carboxylic acid-based monomer in an amount of 10 to 70% by mass with respect to 100% by mass of the (poly) alkylene glycol chain-containing compound.
  • the graft polymer ( ⁇ 1) preferably has a structural unit derived from an unsaturated carboxylic acid-based monomer in an amount of 10 to 50% by mass with respect to 100% by mass of the (poly) alkylene glycol chain-containing compound.
  • the unsaturated carboxylic acid-based monomer preferably contains (meth) acrylic acid (salt).
  • the (poly) alkylene glycol chain-containing compound has the following formula (1); R 1- [X- (A 1 O) n- R 2 ] m (1)
  • R 1 represents a hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms.
  • R 2 represents a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms, which is the same or different.
  • a 1 O represents the same or different oxyalkylene group having 2 to 20 carbon atoms.
  • N represents the average number of added moles of A 1 O and is the same or different. It is preferably a compound represented by (. M is a number of 1 to 6).
  • the graft polymer ( ⁇ 1) preferably has a weight average molecular weight of 1000 to 50,000.
  • the copolymer ( ⁇ 2) preferably has a structural unit (s1) ratio of 1 to 50% by mass with respect to 100% by mass of all structural units.
  • the copolymer ( ⁇ 2) preferably has a structural unit (s2) ratio of 50 to 99% by mass with respect to 100% by mass of all structural units.
  • the unsaturated (poly) alkylene glycol-containing monomer has the following formula (2); (In the formula, R 3 , R 4 and R 5 represent the same or different hydrogen atom or methyl group. R 6 represents a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms. (A 2 O) represents the same or different oxyalkylene groups. Q represents the average number of moles of oxyalkylene groups added, and is a number from 1 to 100. X represents a number from 0 to 4. .Y is preferably a compound represented by 0 or 1).
  • the copolymer ( ⁇ 2) preferably has a weight average molecular weight of 5000 to 300,000.
  • the (poly) alkylene glycol chain-containing polymer ( ⁇ ) is preferably a graft polymer ( ⁇ 1).
  • the (poly) alkylene glycol chain-containing polymer ( ⁇ ) is preferably a copolymer ( ⁇ 2).
  • At least one hydrogen atom bonded to the nitrogen atom of the polyalkyleneimine has the following formula (3); -(A 3 O) p- R 7 (3)
  • R 7 represents a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms.
  • a 3 O represents an oxyalkylene group having 2 to 20 carbon atoms, which is the same or different.
  • P is. represents an average addition number of moles of a 3 O, is preferably 1 to 30.
  • the proportion of the alkylene oxide adduct ( ⁇ ) of polyalkyleneimine is 10 to 1000% by mass with respect to 100% by mass of the (poly) alkylene glycol chain-containing polymer ( ⁇ ). Is preferable.
  • the polymer-containing composition preferably further contains a surfactant.
  • the present invention is also a method for producing a polymer-containing composition containing a (poly) alkylene glycol chain-containing polymer ( ⁇ ) and an alkylene oxide adduct ( ⁇ ) of polyalkyleneimine.
  • the step (b) of adding an alkylene oxide to the polyalkyleneimine to obtain an alkylene oxide adduct ( ⁇ ), and the graft polymer ( ⁇ 1) and / or the step (a2) obtained in the step (a1) are obtained.
  • the (poly) alkylene glycol chain-containing compound includes at least one step (c) of mixing the obtained copolymer ( ⁇ 2) and the alkylene oxide adduct ( ⁇ ) obtained in the step (b). It is also a method for producing a polymer-containing composition having an organic group having 1 to 30 carbon atoms at the terminal.
  • the polymer-containing composition of the present invention has the above-mentioned structure and is superior in the ability to prevent recontamination as compared with the conventional polymer, it can be suitably used as a raw material such as a detergent additive.
  • the polymer-containing composition of the present invention includes a (poly) alkylene glycol chain-containing polymer ( ⁇ ) (hereinafter, also referred to as a polymer ( ⁇ )) and an alkylene oxide adduct ( ⁇ ) of polyalkyleneimine (hereinafter, also referred to as a polymer ( ⁇ )). It also contains an alkylene oxide adduct ( ⁇ )), and the polymer ( ⁇ ) is a (poly) alkylene glycol chain-containing compound having an organic group having at least one terminal having 1 to 30 carbon atoms (also referred to as alkylene oxide adduct ( ⁇ )).
  • a graft polymer ( ⁇ 1) obtained by graft-polymerizing an ethylenically unsaturated monomer containing an unsaturated carboxylic acid-based monomer in a poly) alkylene glycol chain (hereinafter, also referred to as a graft polymer ( ⁇ 1)) and /.
  • it is a copolymer ( ⁇ 2) having a structural unit (s1) derived from an unsaturated carboxylic acid-based monomer and a structural unit (s2) derived from an unsaturated (poly) alkylene glycol-containing monomer.
  • the polymer-containing composition of the present invention not only prevents the reattachment of stains to the fibers by adsorbing and dispersing the stain components in the washing water, but also has the ability to adsorb the polymer to the fibers. Therefore, by repeating washing using the polymer-containing composition of the present invention, the fiber is less likely to be stained and / or the stain is easily removed, whereby the washing is repeated. It will be particularly excellent in pollution prevention ability.
  • the ratio of the structural unit derived from the unsaturated carboxylic acid-based monomer to 100% by mass of the (poly) alkylene glycol chain of the (poly) alkylene glycol chain-containing polymer ( ⁇ ) is 1 to 80% by mass. Is preferable. Thereby, the recontamination prevention ability can be further improved.
  • the proportion of the structural unit derived from the unsaturated carboxylic acid-based monomer is more preferably 2 to 70% by mass, further preferably 2.5 to 60% by mass, and particularly preferably 3 to 50% by mass.
  • the (poly) alkylene glycol chain-containing polymer ( ⁇ ) preferably has an average number of moles of oxyalkylene groups added per molecule of the polymer ( ⁇ ) of 1 to 100. Thereby, the effect of the present invention can be further improved. It is more preferably 1 to 80, still more preferably 3 to 70, still more preferably 5 to 60, and particularly preferably 10 to 50.
  • the (poly) alkylene glycol chain-containing compound in the graft polymer ( ⁇ 1) is a compound represented by the formula (1)
  • the total number of oxyalkylene groups present in the formula (1) that is, n existing in m. It is represented by the sum of.
  • the content of the (poly) alkylene glycol chain-containing polymer ( ⁇ ) and the alkylene oxide adduct ( ⁇ ) of polyalkyleneimine is not particularly limited, but the ratio of the alkylene oxide adduct ( ⁇ ) of polyalkyleneimine is determined. It is preferably 10 to 1000% by mass with respect to 100% by mass of the (poly) alkylene glycol chain-containing polymer ( ⁇ ). It is more preferably 25 to 400% by mass, further preferably 40 to 250% by mass, and particularly preferably 60 to 150% by mass.
  • the graft polymer ( ⁇ 1) in the polymer-containing composition of the present invention is a graft polymer obtained by polymerizing an ethylenically unsaturated monomer on a (poly) alkylene glycol chain-containing compound, and is a (poly) alkylene glycol chain. It has a structure in which an ethylenically unsaturated monomer is graft-bonded to a carbon atom of an alkylene group in the contained compound.
  • the ethylenically unsaturated monomer contains an unsaturated carboxylic acid-based monomer, and the graft polymer ( ⁇ 1) has a structural unit derived from the unsaturated carboxylic acid-based monomer.
  • the graft polymer ( ⁇ 1) also has an organic group having 1 to 30 carbon atoms (carbon atoms) at at least one end of the (poly) alkylene glycol chain. Since the graft polymer ( ⁇ 1) has such a structure, it is excellent not only in the ability to prevent recontamination but also in the compatibility with the surfactant.
  • the number of carbon atoms of the organic group at at least one terminal of the (poly) alkylene glycol chain is preferably 1 to 20, more preferably 2 to 19, still more preferably 3 to 18, and even more preferably 4 to 4. It is 16, and particularly preferably 6 to 14.
  • the organic group is not particularly limited, and examples thereof include a hydrocarbon group which may have a hetero atom.
  • the hydrocarbon group may be a hydrocarbon group having a heteroatom or a hydrocarbon group having no heteroatom.
  • a hydrocarbon group having a hetero atom means a hydrocarbon group in which at least a part of a carbon atom or a hydrogen atom constituting the hydrocarbon group is substituted with a hetero atom or a substituent having a hetero atom.
  • the hetero atom is not particularly limited, and examples thereof include a nitrogen atom, a sulfur atom, an oxygen atom, a phosphorus atom, and a halogen atom.
  • the substituent having a hetero atom is not particularly limited, and examples thereof include a hydroxyl group, an alkoxy group, a carboxyl group, an acyl group, a sulfonic acid group, an amino group, and a phosphoric acid group.
  • Specific examples and preferable examples of the above-mentioned hydrocarbon groups are the same as those of the hydrocarbon group in R 1 of the formula (1) described later.
  • the proportion of the structural unit derived from the unsaturated carboxylic acid-based monomer in the graft polymer ( ⁇ 1) is not particularly limited, but is 10 to 70% by mass with respect to 100% by mass of the (poly) alkylene glycol chain-containing compound. It is preferable to have. Thereby, the recontamination prevention ability can be further improved.
  • the proportion of the structural unit derived from the unsaturated carboxylic acid-based monomer is more preferably 15 to 65% by mass, further preferably 20 to 60% by mass, still more preferably 25 to 55% by mass, and even more. It is preferably 25 to 50% by mass, and particularly preferably 30 to 45% by mass.
  • a form in which the proportion of structural units derived from unsaturated carboxylic acid-based monomers is 25 to 35% by mass is also one of the preferred embodiments of the present invention.
  • the ethylenically unsaturated monomer contains an unsaturated carboxylic acid-based monomer, and the content ratio thereof is not particularly limited, but is 50 to 100 with respect to 100% by mass of the ethylenically unsaturated monomer. It is preferably mass%. It is more preferably 70 to 100% by mass, further preferably 80 to 100% by mass, and particularly preferably 90 to 100% by mass.
  • the ethylenically unsaturated monomer may contain other monomers other than the unsaturated carboxylic acid-based monomer, and the ratio of the other monomers to 100% by mass of the ethylenically unsaturated monomer. Is preferably 0 to 50% by mass. It is more preferably 0 to 30% by mass, further preferably 0 to 20% by mass, and particularly preferably 0 to 10% by mass.
  • the weight average molecular weight of the graft polymer ( ⁇ 1) is not particularly limited, but is preferably 1000 to 50,000. It is more preferably 3000 to 30000, and even more preferably 5000 to 20000.
  • the weight average molecular weight of the graft polymer ( ⁇ 1) can be measured by GPC (gel permeation chromatography).
  • the ethylenically unsaturated monomer in the graft polymer ( ⁇ 1) contains an unsaturated carboxylic acid-based monomer, and the unsaturated carboxylic acid-based monomer is an unsaturated monocarboxylic acid-based single amount.
  • a body, an unsaturated dicarboxylic acid-based monomer, or the like is suitable.
  • the unsaturated monocarboxylic acid-based monomer may be a monomer having one unsaturated group and one group capable of forming a carboanion in the molecule, for example, (meth) acrylic acid and crotonic acid.
  • the unsaturated dicarboxylic acid-based monomer may be a monomer having one unsaturated group and two groups capable of forming a carboanion in the molecule, and may be maleic acid, citraconic acid, mesaconic acid, etc.
  • Citraconic acid, fumaric acid and the like, their monovalent metal salts, divalent metal salts, ammonium salts, organic amine salts and the like, anhydrides thereof, or half esters thereof are preferable.
  • As the unsaturated carboxylic acid-based monomer (meth) acrylic acid, maleic acid and salts thereof are preferable.
  • the ethylenically unsaturated monomer may contain other monomers other than the unsaturated carboxylic acid-based monomer.
  • the other monomers are not particularly limited as long as they can be copolymerized with the unsaturated carboxylic acid-based monomer, and are, for example, 2-acrylamide-2-methylpropanesulfonic acid, (meth) allylsulfonic acid, and the like.
  • Monomers having a sulfonic acid group such as vinyl sulfonic acid, 2-hydroxy-3-allyloxy-1-propanesulfonic acid, 2-hydroxy-3-butenesulfonic acid; vinylphosphonic acid, (meth) allylphosphonic acid and the like Monomer having a phosphonic acid group; 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, 3-hydroxypropyl (meth) acrylate, 2-hydroxybutyl (meth) acrylate, 4-hydroxybutyl ( Hydroxyl-containing alkyl (meth) acrylates such as meta) acrylate and ⁇ -hydroxymethylethyl (meth) acrylate; methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, (meth) acrylate.
  • a sulfonic acid group such as vinyl sulfonic acid, 2-hydroxy-3-allyloxy-1-propa
  • Alkyl (meth) acrylates obtained by esterification of (meth) acrylic acid such as cyclohexyl with an alcohol having 1 to 18 carbon atoms; amino group-containing acrylate such as dimethylaminoethyl (meth) acrylate or a quaternary product thereof; Meta) Amid group-containing monomers such as acrylamide, dimethyl acrylamide and isopropyl acrylamide; vinyl esters such as vinyl acetate; alkens such as ethylene and propylene; aromatic vinyl monomers such as styrene and styrene sulfonic acid.
  • Maleimide derivatives such as maleimide, phenylmaleimide, cyclohexylmaleimide; nitrile group-containing vinyl monomers such as (meth) acrylonitrile; aldehyde group-containing vinyl monomers such as (meth) achlorine; methylvinyl ether, ethyl vinyl ether , Alkyl vinyl ethers such as butyl vinyl ether; vinyl chloride, vinylidene chloride, allyl alcohol: other functional group-containing monomers such as vinylpyrrolidone and the like.
  • the (poly) alkylene glycol chain-containing compound is not particularly limited as long as it has a (poly) alkylene glycol chain, but is preferably one having an organic group having 1 to 30 carbon atoms at at least one terminal. More preferably, the following formula (1); R 1- [X- (A 1 O) n- R 2 ] m (1) (In the formula (1), R 1 represents a hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms. R 2 represents a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms, which is the same or different. Represents a divalent linking group. A 1 O represents the same or different oxyalkylene group having 2 to 20 carbon atoms.
  • N represents the average number of added moles of A 1 O and is the same or different. ⁇ 60. M is a number of 1 to 6).
  • a 1 O in the above formula (1) represents an oxyalkylene group having 2 to 20 carbon atoms. The number of carbon atoms of the alkylene group is preferably 2 to 15, more preferably 2 to 10, still more preferably 2 to 5, particularly preferably 2 to 3, and most preferably 2.
  • These oxyalkylene groups are alkylene oxide adducts, and examples of such alkylene oxides include ethylene oxide (EO), propylene oxide (PO), isobutylene oxide, 1-butene oxide, 2-butene oxide, and trimethylethylene oxide.
  • Tetramethylene oxide Tetramethylene oxide, tetramethylethylene oxide, butadiene monooxide, octylene oxide, styrene oxide, 1,1-diphenylethylene oxide and the like.
  • alkylene oxides ethylene oxide, propylene oxide and butylene oxide are preferable, and ethylene oxide and propylene oxide are more preferable.
  • the group ((poly) alkylene glycol chain) formed by the oxyalkylene group contains an oxyethylene group (-CH 2- CH 2- O-). It is preferable that it is the main body. As a result, it is possible to obtain an excellent effect that the polymerization during production proceeds smoothly and the water solubility is improved.
  • subject as used herein means that when the (poly) alkylene glycol chain is composed of two or more types of alkylene oxides, it accounts for the majority of the total number of alkylene oxides present. When "occupying the majority” is expressed in mol% of ethylene oxide in 100 mol% of total alkylene oxide, 50 to 100 mol% is preferable.
  • n is 1 to 60, preferably 3 to 50, more preferably 5 to 40, and particularly preferably 10 to 30.
  • m is a number of 1 to 6, preferably 1 to 4, more preferably 1 to 2, and most preferably 1.
  • the (poly) alkylene glycol chain-containing compound represented by the above formula (1) has the above-mentioned carbon atom having a different hydrocarbon group represented by R 1 and the above formula (1). It has a structure in which the groups represented by -X- (A 1 O) n- R 2 are bonded to each other, and the group represented by -X- (A 1 O) n- R 2 is a repeating unit. It does not have a repeating structure.
  • the groups represented by -X- (A 1 O) n- R 2 may be the same or different.
  • R 1 in the above formula (1) represents a hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms.
  • the number of carbon atoms in R 1 is preferably 1 to 20, more preferably 2 to 19, still more preferably 3 to 18, still more preferably 4 to 16, and particularly preferably 6 to 14.
  • hydrocarbon group examples include methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, sec-butyl group, tert-butyl group, pentyl group, isopentyl group, neopentyl group, hexyl group and heptyl group.
  • octyl group 2-ethylhexyl group, isooctyl group, nonyl group, 2,3,5-trimethylhexyl group, decyl group, undecyl group, 4-ethyl-5-methyloctyl group, dodecyl group, tridecyl group, tetradecyl group , Pentadecyl group, hexadecyl group, heptadecyl group, octadecyl group, 1-hexyl-heptyl group and other linear or branched alkyl groups; cyclic such as cyclopropyl, cyclobutyl, cyclopentyl, cyclohexyl, cycloheptyl and cyclooctyl.
  • Alkyl group linear or branched chain such as vinyl group, allyl group, 1-butenyl group, 2-butenyl group, pentenyl group, hexenyl group, heptenyl group, octenyl group, nonenyl group, decenyl group, dodecenyl group, octadecenyl group.
  • Alkenyl group phenyl group, benzyl group, phenethyl group, o-, m- or p-tolyl group, 2,3- or 2,4-xylyl group, mesityl group, naphthyl group, anthryl group, phenanthryl group, biphenylyl group, Examples thereof include an aryl group such as a benzhydryl group and a pyrenyl group.
  • the R 1 is preferably an alkyl group or an aryl group. More preferred as R 1, an alkyl group or a phenyl group having 1 to 14 carbon atoms.
  • R 2 in the above formula (1) represents a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms. Specific examples and preferred examples of the hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms are similar to those for R 1.
  • the R 2 is preferably a hydrogen atom.
  • the divalent linking group in X of the above formula (1) the following formula (4); -Y k -Z- (4)
  • Y represents a p-phenylene group or a carbonyl group.
  • Z represents any of -O-, -S-, -SO 2- , -NH-.
  • K is 0 or 1. It is preferably a group represented by.).
  • the divalent linking groups of X present in m in the compound represented by the above formula (1) may all be the same or different.
  • the above k is preferably 0.
  • the Z is preferably —O—. That is, the above X is preferably —O—.
  • the (poly) alkylene glycol chain-containing compound in the graft polymer ( ⁇ 1) has the following formula (5); R 1- O- (A 1 O) n- H (5)
  • R 1 represents a hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms.
  • a 1 O represents an oxyalkylene group having 2 to 20 carbon atoms, which is the same or different.
  • N represents A 1 It represents the average number of added moles of O, and is preferably a compound represented by 1 to 60).
  • R 1, A 1 O in the formula (5), n is the same as R 1, A 1 O, n in the formula (1).
  • the weight average molecular weight of the (poly) alkylene glycol chain-containing compound is not particularly limited, but is preferably 100 to 3000. It is more preferably 300 to 2500, and even more preferably 500 to 2000.
  • the weight average molecular weight of the (poly) alkylene glycol compound can be measured by GPC (gel permeation chromatography).
  • the method for obtaining the (poly) alkylene glycol chain-containing compound is not particularly limited, but is obtained, for example, by polymerizing the alkylene oxide component in the presence of a reaction compound as a starting point of polymerization by a usual method. be able to.
  • the compound to be reacted is not particularly limited as long as it is a compound that serves as a polymerization initiation point of the cyclic ether, and examples thereof include alcohols, amines, hydroxylamines, and carboxylic acids. Among them, alcohols are preferable. is there.
  • alcohols include primary aliphatic alcohols having 1 to 30 carbon atoms such as methanol, ethanol, n-propanol and n-butanol; aromatics such as phenol, isopropylphenol, octylphenol, tert-butylphenol, nonylphenol and naphthol.
  • Alcohols such as alcohols obtained by oxidizing isopropyl alcohol and n-paraffin; tertiary alcohols with 4 to 30 carbon atoms such as tert-butanol; ethylene glycol, diethylene glycol, propanediol, Diols such as butanediol and propylene glycol; triols such as glycerin and trimethylolpropane; polyols such as sorbitol and the like, and examples of amines include ethylenediamine and polyethyleneimine. These may be used alone or in combination of two or more.
  • the above-mentioned polymerization method is not particularly limited, and for example, (1) an anionic polymerization method using a strong alkali such as an alkali metal hydroxide or alkoxide or an alkylamine or the like as a base catalyst, or (2) a metal or semi-metal halogen.
  • An anionic polymerization method using a compound, mineral acid, acetic acid, etc. as a catalyst (3) a coordination polymerization method using a combination of metal alkoxides such as aluminum, iron, zinc, alkaline earth compounds, Lewis acid, etc., as appropriate. You can select it.
  • the ratio of the structural unit (s1) is preferably 1 to 50% by mass with respect to 100% by mass of all the structural units. It is more preferably 1.2 to 40% by mass, further preferably 1.5 to 30% by mass, and most preferably 3 to 25% by mass.
  • the mass ratio of the structural unit (s1) to 100% by mass of all structural units it is calculated in terms of the corresponding acid.
  • the mass ratio of the structural unit derived from sodium acrylate is calculated as the mass ratio (mass%) of the structural unit derived from the corresponding acid acrylic acid.
  • the ratio of the structural unit (s2) is preferably 50 to 99% by mass with respect to 100% by mass of the total structural unit. It is more preferably 60 to 98.8% by mass, further preferably 70 to 98.5% by mass, and most preferably 75 to 97% by mass.
  • the copolymer ( ⁇ 2) may have a structural unit (s3) derived from other monomers other than the unsaturated carboxylic acid-based monomer and the unsaturated (poly) alkylene glycol-containing monomer. ..
  • the ratio of the structural unit (s3) in the above-mentioned copolymer is preferably 0 to 10% by mass with respect to 100% by mass of the total structural unit. It is more preferably 0 to 8% by mass, further preferably 0 to 5% by mass, and most preferably 0% by mass.
  • the copolymer ( ⁇ 2) preferably has a weight average molecular weight of 5000 to 300,000. It is more preferably 5500 to 200,000, further preferably 6000 to 100,000, and particularly preferably 6500 to 80,000.
  • the weight average molecular weight can be measured by the method described in Examples.
  • the unsaturated carboxylic acid-based monomer has at least one ethylenically unsaturated hydrocarbon group and one carboxyl group, and specific examples are the same as those described for the graft polymer ( ⁇ 1).
  • the unsaturated carboxylic acid-based monomer is preferably the unsaturated monocarboxylic acid type described above.
  • unsaturated monocarboxylic acids are used in the polymerization reaction, there is an advantage that the polymerization rate with the unsaturated (poly) alkylene glycol-containing monomer can be improved, and the amount of the polymer in the additive can be improved. it can.
  • the unsaturated carboxylic acid-based monomer is more preferably acrylic acid, methacrylic acid and salts thereof.
  • the unsaturated (poly) alkylene glycol-containing monomer is not particularly limited as long as it has an ethylenically unsaturated hydrocarbon group and a (poly) alkylene glycol chain, but the following formula (2);
  • R 3 , R 4 and R 5 represent the same or different hydrogen atom or methyl group.
  • R 6 represents a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms.
  • a 2 O represents the same or different oxyalkylene groups.
  • Q represents the average number of moles of oxyalkylene groups added, and is a number from 1 to 100.
  • X represents a number from 0 to 4.
  • .Y is preferably a compound represented by 0 or 1).
  • R 3 to R 5 represent the same or different hydrogen atoms or methyl groups.
  • R 3 and R 4 are hydrogen atoms, and R 5 is a hydrogen atom or a methyl group. More preferably, R 3 and R 4 are hydrogen atoms, and R 5 is a methyl group.
  • R 6 in the above formula (2) represents a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms. It is preferably a hydrocarbon group or a hydrogen atom having 1 to 20 carbon atoms, more preferably a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 18 carbon atoms, and further preferably a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms. , Particularly preferably a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms, and most preferably a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 3 carbon atoms.
  • the hydrocarbon groups include methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, sec-butyl group, tert-butyl group, pentyl group, isopentyl group, neopentyl group, 3-pentyl group, Hexyl group, heptyl group, octyl group, nonyl group, decyl group, undecyl group, dodecyl group, isooctyl group, 2,3,5-trimethylhexyl group, 4-ethyl-5-methyloctyl group and 2-ethylhexyl group, tetradecyl Linear or branched alkyl groups such as groups, octadecyl, icosyl groups; cyclic alkyl groups such as cyclopropyl, cyclobutyl, cyclopentyl, cyclohexyl
  • a 2 O represents an oxyalkylene group having 2 to 18 carbon atoms "same or different", which is an oxyalkylene of A 2 O present in n polyalkylene glycols. It means that all the groups may be the same or different. Specific examples and preferable examples of A 2 O in the above formula (5) are the same as those in A 1 O in the above formula (1).
  • q represents the average number of moles of oxyalkylene group added and is 1 to 100.
  • the q is preferably 1 to 80, more preferably 2 to 70, still more preferably 3 to 65, and particularly preferably 4 to 60.
  • x represents a number from 0 to 4, and y represents 0 or 1.
  • x it is preferably 0 to 3, more preferably 0 to 2, and even more preferably 0 or 1.
  • the combination of (x, y) is preferably (0,1), (1,0), (2,0), more preferably (0,1), (2,0), and most preferably. (2,0).
  • a (poly) alkylene glycol (meth) acrylate such as polyethylene glycol (meth) acrylate and a hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms at the ends thereof are used.
  • Hydrocarbon-modified alkoxy (poly) alkylene glycol (meth) acrylate vinyl alcohol, allyl alcohol, metalryl alcohol, 3-methyl-3-buten-1-ol, 3-methyl-2-buten-1-ol, 2- Hydrocarbon oxides are added to unsaturated alcohols having 2 to 8 carbon atoms such as methyl-3-buten-1-ol, 2-methyl-2-buten-1-ol, and 3-allyloxy-1,2-propanediol. Examples thereof include compounds to which molars are added and compounds in which the terminals thereof are hydrophobically modified with a hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms.
  • alkoxy (poly) alkylene glycol (meth) acrylates compounds obtained by adding 1 to 100 mol of alkylene oxide to unsaturated alcohols having 2 to 8 carbon atoms, and hydrocarbon groups having 1 to 30 carbon atoms at their ends. Hydrocarbon-modified compounds are preferred. More preferably, it is an alkoxy (poly) alkylene glycol (meth) acrylate, a compound obtained by adding 1 to 100 mol of alkylene oxide to an unsaturated alcohol having 2 to 8 carbon atoms, and further preferably, an alkoxy (poly) alkylene glycol (meth). It is an acrylate or 3-methyl-3-butene-1-ol to which an alkylene oxide is added, and particularly preferably 3-methyl-3-butene-1-ol to which an alkylene oxide is added.
  • the copolymer ( ⁇ 2) may have a structural unit (s3) derived from other monomers other than the unsaturated carboxylic acid-based monomer and the unsaturated (poly) alkylene glycol-containing monomer. ..
  • Other monomers are not particularly limited as long as they can be copolymerized with unsaturated carboxylic acid-based monomers and unsaturated (poly) alkylene glycol-containing monomers, and are, for example, hydroxyethyl (meth) acrylate and hydroxy.
  • Hydroxyalkyl (meth) acrylates such as propyl (meth) acrylate; esters of unsaturated monocarboxylic acids such as methyl (meth) acrylate and glycidyl (meth) acrylate with alcohols having 1 to 30 carbon atoms; (anhydrous) Diesters of unsaturated dicarboxylic acids such as maleic acid, fumaric acid, and itaconic acid and alcohols having 1 to 30 carbon atoms; diamides of unsaturated dicarboxylic acids and amines having 1 to 30 carbon atoms; Diesters of an alkyl (poly) alkylene glycol obtained by adding 1 to 500 mol of an alkylene oxide having 2 to 18 carbon atoms to an amine and the unsaturated dicarboxylic acids; the unsaturated dicarboxylic acids and a glycol having 2 to 18 carbon atoms.
  • polyalkylene glycols and diesters having an addition molar number of 2 to 500 of these glycols;
  • (poly) alkylene glycol di (meth) acrylates such as (poly) ethylene glycol di (meth) acrylate and (poly) propylene glycol di (meth) acrylate. ) Alcohols;
  • Polyfunctional (meth) acrylates such as hexanediol di (meth) acrylate and trimethyl propantri (meth) acrylate.
  • (Poly) alkylene glycol dimalates such as polyethylene glycol dimalates; unsaturated sulfonic acids (salts) such as vinyl sulfonate, (meth) allyl sulfonate, 2-methylpropanesulfonic acid (meth) acrylamide, styrenesulfonic acid; methyl Amides of unsaturated monocarboxylic acids such as (meth) acrylamide and amines with 1 to 30 carbon atoms; vinyl aromatics such as styrene, ⁇ -methylstyrene and vinyltoluene; 1,4-butanediol mono (meth) ) Alkanediol mono (meth) acrylates such as acrylate; Dienes such as butadiene and isoprene; Saturated amides; unsaturated cyanides such as (meth) acrylonitrile; unsaturated esters such as vinyl acetate; unsaturated amines such as aminoeth
  • alkylene oxide adduct ( ⁇ ) of polyalkyleneimine is not particularly limited as long as it has an alkyleneimine structural unit having an alkylene group and an amino group and a (poly) oxyalkylene group ((poly) alkylene glycol chain). ..
  • the terminal of the (poly) alkylene glycol chain in the alkylene oxide adduct ( ⁇ ) is not particularly limited, but is preferably hydrophobically modified with a hydroxyl group, a hydrocarbon group, or the like. It is considered that this will further improve the balance between the water solubility in washing water and the adsorptivity to fibers.
  • the alkylene oxide adduct ( ⁇ ) of the polyalkyleneimine has a (poly) alkylene glycol chain ratio of 50 to 99% by mass with respect to 100% by mass of the alkylene oxide adduct ( ⁇ ) of the polyalkyleneimine. preferable. It is more preferably 60 to 98% by mass, further preferably 70 to 97% by mass, and particularly preferably 80 to 96% by mass.
  • the mass of the (poly) alkylene glycol chain shall include the mass of the substituent at the end.
  • the weight average molecular weight of the alkylene oxide adduct ( ⁇ ) of the polyalkyleneimine is not particularly limited, but is preferably 2000 to 50,000. It is more preferably 3000 to 30000, and even more preferably 5000 to 15000.
  • the weight average molecular weight of the alkylene oxide adduct ( ⁇ ) can be measured by GPC (gel permeation chromatography).
  • At least one hydrogen atom bonded to the nitrogen atom of polyalkyleneimine has the following formula (3); -(A 3 O) p- R 7 (3)
  • R 7 represents a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms.
  • a 3 O represents an oxyalkylene group having 2 to 20 carbon atoms, which is the same or different.
  • P is. represents an average addition number of moles of a 3 O, is preferably 1 to 60.
  • a 3 O in the above formula (3) is the same as those in A 1 O in the above formula (1).
  • the p represents the average molar number of addition of A 3 O, an average value of the molar number of the oxyalkylene groups are added per mole of polyalkyleneimine.
  • the p is preferably 1 to 60, more preferably 5 to 40, and even more preferably 10 to 30.
  • R 7 in the above formula (3) represents a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms, and specific examples of the hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms are the same as R 1 in the above formula (1). is there.
  • the preferred number of carbon atoms of the hydrocarbon group for R 7 is 1 to 20, more preferably from 2 to 12, more preferably from 3 to 8.
  • the hydrocarbon groups in the above R 7 are lauryl, more preferably 2-ethylhexyl, more preferably butyl.
  • the R 7 is preferably a hydrogen atom.
  • the polyalkyleneimine in the alkylene oxide adduct ( ⁇ ) of the polyalkyleneimine may have a structural unit having an alkylene group and an amino group, and may have the following formulas (6) and / or (7);
  • R 8 represents the same or different alkylene group having 2 to 6 carbon atoms. It may have a structural unit represented by. Specific examples of the alkylene group include an ethylene group, an n-propylene group, an isopropylene group, an n-butylene group, an isobutylene group, and an n-hexylene group.
  • the number of carbon atoms of the alkylene group is preferably 2 to 4, more preferably 2 to 3, and most preferably 2.
  • polyalkyleneimine examples include polyethyleneimine, polypropyleneimine, polybutyleneimine, and the like, such as ethyleneimine, propyleneimine, 1,2-butyleneimine, 2,3-butyleneimine, and 1,1-dimethylethyleneimine. It can be obtained by polymerizing one or more of alkyleneimines having 2 to 6 carbon atoms by a commonly used method.
  • the embodiment in which the polyalkyleneimine is polyethyleneimine is one of the preferred embodiments of the present invention.
  • the polyalkyleneimine preferably has a number average molecular weight of 100 to 3000. It is more preferably 200 to 2000, still more preferably 300 to 1000, and particularly preferably 400 to 800.
  • the number average molecular weight of the polyalkyleneimine can be measured by GPC (gel permeation chromatography).
  • the polymer-containing composition of the present invention preferably further contains a surfactant. As a result, the composition becomes superior in the ability to prevent recontamination.
  • the surfactant is preferably one or more selected from the group consisting of anionic surfactants, nonionic surfactants, cationic surfactants and amphoteric surfactants.
  • anionic surfactant examples include alkylbenzene sulfonate, alkyl ether sulfate, alkenyl ether sulfate, alkyl sulfate, alkenyl sulfate, ⁇ -olefin sulfonate, ⁇ -sulfo fatty acid or ester salt, and alkane sulfonic acid.
  • Salt saturated fatty acid salt, unsaturated fatty acid salt, alkyl ether carboxylate, alkenyl ether carboxylate, amino acid type surfactant, N-acylamino acid type surfactant, alkyl phosphate ester or its salt, alkenyl phosphate ester Alternatively, a salt thereof or the like is suitable.
  • Alkyl groups such as methyl groups may be branched into the alkyl groups and alkenyl groups in these anionic surfactants.
  • nonionic surfactant examples include polyoxyalkylene alkyl ether, polyoxyalkylene alkenyl ether, polyoxyethylene alkyl phenyl ether, higher fatty acid alkanolamide or an alkylene oxide adduct thereof, sucrose fatty acid ester, alkyl glycoxide, and fatty acid glycerin. Monoesters, alkylamine oxides and the like are suitable. Alkyl groups such as methyl groups may be branched into the alkyl groups and alkenyl groups in these nonionic surfactants.
  • a quaternary ammonium salt or the like is suitable.
  • amphoteric surfactant a carboxyl type amphoteric surfactant, a sulfobetaine type amphoteric surfactant and the like are suitable.
  • Alkyl groups such as methyl groups may be branched in the alkyl groups and alkenyl groups of these cationic surfactants and amphoteric surfactants.
  • a nonionic surfactant is preferable.
  • a nonionic surfactant By using a nonionic surfactant, the interaction between the (poly) alkylene glycol chain-containing polymer ( ⁇ ) and the alkylene oxide adduct ( ⁇ ) of polyalkyleneimine is enhanced, and the polymer-containing composition of the present invention is used. The ability to prevent recontamination will be further improved.
  • Two or more kinds of surfactants may be used in combination in the above composition, and the content ratio of the nonionic surfactant is preferably 50% by mass or more, more preferably 60% by mass, based on the total amount of the surfactant. % Or more, more preferably 70% by mass or more, and particularly preferably 80% by mass or more.
  • the blending ratio of the surfactant in the above composition is 1000 to 6000% by mass with respect to 100% by mass of the total amount of the (poly) alkylene glycol chain-containing polymer ( ⁇ ) and the alkylene oxide adduct ( ⁇ ) of polyalkyleneimine. It is preferably 2000 to 5000% by mass, more preferably 2500 to 4500% by mass, and particularly preferably 3000 to 4000% by mass.
  • the method for producing the polymer-containing composition of the present invention is not particularly limited, but is an ethylenically unsaturated monomer containing an unsaturated carboxylic acid-based monomer in the (poly) alkylene glycol chain of the (poly) alkylene glycol chain-containing compound.
  • a graft polymer ( ⁇ 1) by performing a step of graft-polymerizing (a1) and / or polymerize a monomer component containing an unsaturated carboxylic acid-based monomer and an unsaturated (poly) alkylene glycol-containing monomer.
  • step (a2) of obtaining the copolymer ( ⁇ 2) It is obtained in the step (a2) of obtaining the copolymer ( ⁇ 2), the step (b) of adding the alkylene oxide to the polyalkyleneimine to obtain the alkylene oxide adduct ( ⁇ ), and the step (a1).
  • step (c) of mixing the graft polymer ( ⁇ 1) and / or the copolymer ( ⁇ 2) obtained in the step (a2) with the alkylene oxide adduct ( ⁇ ) obtained in the step (b) It is preferable to carry out the production.
  • Specific examples of the above (poly) alkylene glycol chain-containing compound, unsaturated carboxylic acid-based monomer, polyalkyleneimine and alkylene oxide, and preferable examples are as described above.
  • the step (a1) may include a step of graft-polymerizing an ethylenically unsaturated monomer containing an unsaturated carboxylic acid-based monomer to the (poly) alkylene glycol chain of the (poly) alkylene glycol chain-containing compound. It may include steps other than the polymerization step.
  • the graft polymerization is preferably carried out by bulk polymerization (bulk polymerization). Specifically, the amount of the solvent used in the polymerization reaction is preferably 10% by mass or less based on the total amount of the reaction system.
  • the graft polymer ( ⁇ 1) is produced by a method of polymerizing a monomer component ((poly) alkylene glycol chain-containing compound and ethylenically unsaturated monomer) in the presence of a polymerization initiator in the step (a1).
  • a polymerization initiator is preferably an organic peroxide having a half-life of 135 ° C. of 6 to 300 minutes.
  • the half-life of 135 ° C. is measured by the method described in NOF CORPORATION Organic Peroxide Catalog 10th Edition. Specifically, it refers to a value obtained by the following measurement method.
  • a relatively inert solvent eg, benzene
  • a 0.1 mol / L or 0.05 mol / L polymerization initiator solution is prepared and sealed in a nitrogen-substituted glass tube. .. This is immersed in a constant temperature bath set at 135 ° C. and thermally decomposed. By this thermal decomposition, the time during which the polymerization initiator concentration becomes half of the initial concentration can be determined as the half-life of 135 ° C.
  • Organic peroxides having a half-life of 6 to 300 minutes at 135 ° C. include di-t-butyl peroxide (half-life of 150 minutes), t-butyl-peroxyisopropyl monocarbonate (half-life of 13 minutes), and t-.
  • the amount of the organic peroxide polymerization initiator used for the graft polymerization at 135 ° C. having a half-life of 6 to 300 minutes is not particularly limited, but is based on 100% by mass of the ethylenically unsaturated monomer used for the graft polymerization. It is preferably 1 to 15% by mass. When the amount of the organic peroxide polymerization initiator used is 1% by mass or more, it is possible to sufficiently suppress a decrease in the yield of the grafted body of the monomer component on the polyoxyalkylene chain.
  • the amount of the organic peroxide polymerization initiator used is 15% by mass or less, the increase in molecular weight due to the reaction between (poly) alkylene glycols can be more sufficiently suppressed. As a result, the production becomes difficult due to the increase in viscosity during the reaction due to the increase in molecular weight, and the gelation of the composition due to the increase in molecular weight can be more sufficiently suppressed, resulting in deterioration of quality and production cost. The rise can be suppressed more sufficiently.
  • the amount of the organic peroxide polymerization initiator used is more preferably 2 to 10% by mass, still more preferably 3 to 7% by mass.
  • organic peroxide polymerization initiator having a half-life of 6 to 300 minutes at 135 ° C.
  • other polymerization initiators may be used.
  • the amount of the other polymerization initiator used is 10% by mass or less of the total amount of the polymerization initiator from the viewpoint of reducing the unreacted (poly) alkylene glycol chain-containing compound to significantly obtain the effect of the present invention. It is preferably 5% by mass or less, more preferably 0% by mass (no other polymerization initiator is used).
  • an organic peroxide is preferably used, and as the organic peroxide, a commonly used organic peroxide can be used.
  • the form of addition of the organic peroxide polymerization initiator having a half-life at 135 ° C. of 6 to 300 minutes and other polymerization initiators is not particularly limited, and for example, the polymerization initiator contains a (poly) alkylene glycol chain in advance.
  • the amount of the solvent used in the above step (a1) is preferably 10% by mass or less with respect to the total amount of the reaction system. It is more preferably 7% by mass or less, further preferably 5% by mass or less, particularly preferably 3% by mass or less, and most preferably substantially free of solvent. "Substantially free of solvent” means a form in which a solvent is not positively added at the time of graft polymerization, and it means that mixing of a solvent as much as an impurity can be tolerated.
  • the solvent used is not particularly limited, but one having a small chain transfer constant of the ethylenically unsaturated monomer to the solvent and a boiling point of 70 ° C. or higher that can be used under normal pressure. Etc. are preferable.
  • examples of such a solvent include isobutyl alcohol, n-butyl alcohol, tert-butyl alcohol, isopropyl alcohol, ethylene glycol, diethylene glycol, glycerin, triethylene glycol, propylene glycol, ethylene glycol monoalkyl ether, and propylene glycol monoalkyl ether.
  • Alcohols such as: Ethylene glycol dialkyl ether, Diethers such as propylene glycol dialkyl ether; Acetate such as acetic acid, ethyl acetate, propyl acetate, butyl acetate, ethylene glycol monoalkyl ether acetate, propylene glycol monoalkyl ether acetate, etc. Systems compounds; etc. Only one of these solvents may be used alone, or two or more of these solvents may be used in combination.
  • Examples of the alkyl group in the alcohols and diethers include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group and the like.
  • the temperature during the polymerization reaction is preferably 100 ° C. or higher, more preferably 100 to 160 ° C., and even more preferably 110 to 150 ° C.
  • the temperature at the time of polymerization is 100 ° C. or higher, the viscosity of the reaction solution is suppressed from becoming too high, the graft polymerization proceeds more sufficiently, and the graft ratio of the ethylenically unsaturated monomer is more sufficiently reduced. It can be suppressed. Further, when the temperature at the time of polymerization is 160 ° C.
  • the thermal decomposition of the (poly) alkylene glycol chain-containing compound and the obtained graft polymer and the volatilization of the ethylenically unsaturated monomer and the initiator are more sufficiently suppressed. can do. It is not necessary to keep the temperature at the time of graft polymerization constant during the progress of the polymerization reaction.
  • the polymerization is started from room temperature and the temperature is raised to a set temperature at an appropriate temperature rise time or rate. After that, the set temperature may be maintained, or the polymerization temperature may be changed (increased temperature or raised) over time during the progress of the polymerization reaction depending on the dropping method of the ethylenically unsaturated monomer or the initiator. The temperature may be lowered).
  • the polymerization time in the above polymerization reaction is not particularly limited, but is preferably 30 to 420 minutes, more preferably 45 to 390 minutes, still more preferably 60 to 360 minutes, and most preferably 90 to 240 minutes. ..
  • the "polymerization time" represents the time during which the monomer is added.
  • the step (a1) preferably includes a step of aging the polymer after the polymerization reaction. By performing the aging step, the amount of residual monomer can be reduced.
  • the temperature in the aging step is not particularly limited, but is preferably 100 to 160 ° C.
  • the aging time in the aging step is not particularly limited, but is preferably 10 minutes to 5 hours. More preferably, it is 20 minutes to 3 hours.
  • the pressure in the reaction system may be under normal pressure (atmospheric pressure), reduced pressure, or pressurized, but in terms of the molecular weight of the obtained polymer, under normal pressure, Alternatively, it is preferable to seal the inside of the reaction system and carry out under pressure. Further, in terms of equipment such as a pressurizing device, a depressurizing device, a pressure-resistant reaction vessel and piping, it is preferable to carry out under normal pressure (atmospheric pressure).
  • the atmosphere in the reaction system may be an air atmosphere, but it is preferably an inert atmosphere. For example, it is preferable to replace the inside of the system with an inert gas such as nitrogen before the start of polymerization.
  • the step (a2) may include a step of polymerizing a monomer component containing an unsaturated carboxylic acid-based monomer and an unsaturated (poly) alkylene glycol-containing monomer, and is other than the polymerization step. May include the steps of. Specific examples and preferable examples of the above-mentioned monomer components are as described above. The content ratio of each monomer component to 100% by mass of all monomer components is the same as the ratio of the structural units (s1) to (s3) to 100% by mass of all structural units described above.
  • a chain transfer agent can be used for adjusting the molecular weight of the obtained polymer.
  • the chain transfer agent include thiol-based chain transfer agents such as mercaptoethanol, thioglycerol, thioglycolic acid, 3-mercaptopropionic acid, thiophosphoric acid, and 2-mercaptoethanesulfonic acid; secondary alcohols such as isopropyl alcohol; sub Phosphorous acid, hypophosphate and its salts (sodium hypophosphate, potassium hypophosphate, etc.), sulfite, hydrogen sulfite, dithionic acid, metabisulfite and its salts (sodium bisulfite, sodium bisulfite, sub Examples thereof include lower oxides of (sodium dithionate, sodium metabisulfite, etc.) and hydrophilic chain transfer agents such as salts thereof.
  • a hydrophobic chain transfer agent can also be used.
  • the hydrophobic chain transfer agent include butane thiol, octane thiol, decane thiol, dodecane thiol, hexadecane thiol, octadecane thiol, cyclohexyl mercaptan, thiophenol, octyl thioglycolate, and octyl 3-mercaptopropionate.
  • a thiol-based chain transfer agent having the above hydrocarbon groups is preferably used.
  • a monomer having high chain transferability such as (meth) allylsulfonic acid (salt) as the other monomer.
  • the amount of the chain transfer agent used may be appropriately set, but is preferably 0.1 mol or more, more preferably 0.25 mol or more, still more preferably 0.5 mol, based on 100 mol of the total amount of the monomer components. It is 2 mol or more, preferably 20 mol or less, more preferably 15 mol or less, still more preferably 10 mol or less.
  • the above polymerization reaction can be carried out by a method such as solution polymerization or bulk polymerization using a radical polymerization initiator as needed.
  • the solution polymerization can be carried out in a batch system, a continuous system, or a combination thereof, and examples of the solvent used in this case include water; alcohols such as methyl alcohol, ethyl alcohol, and isopropyl alcohol; benzene, toluene, and the like.
  • Aromatic or aliphatic hydrocarbons such as xylene, cyclohexane and n-hexane; ester compounds such as ethyl acetate; ketone compounds such as acetone and methyl ethyl ketone; cyclic ether compounds such as tetrahydrofuran and dioxane can be mentioned. Above all, it is preferable to polymerize by the aqueous solution polymerization method.
  • a water-soluble polymerization initiator for example, persulfate such as ammonium persulfate, sodium persulfate, potassium persulfate, etc .; hydrogen peroxide; 2,2'-azobis- Azoamidine compounds such as 2-methylpropionamidine hydrochloride, cyclic azoamidine compounds such as 2,2'-azobis-2- (2-imidazolin-2-yl) propane hydrochloride, and azonitriles such as 2-carbamoylazoisobutyronitrile.
  • persulfate such as ammonium persulfate, sodium persulfate, potassium persulfate, etc .
  • hydrogen peroxide 2,2'-azobis- Azoamidine compounds
  • 2,2'-azobis- Azoamidine compounds such as 2-methylpropionamidine hydrochloride
  • cyclic azoamidine compounds such as 2,2'-azobis-2- (2-imidazolin-2-yl) propane hydrochloride
  • Water-soluble azo-based initiators such as compounds are used, and at this time, alkali metal sulfites such as sodium hydrogen sulfite, Fe (II) salts such as metadibisulfate, sodium hypophosphite, and molle salts, and hydroxymethanesulfin.
  • alkali metal sulfites such as sodium hydrogen sulfite, Fe (II) salts such as metadibisulfate, sodium hypophosphite, and molle salts, and hydroxymethanesulfin.
  • Accelerators such as sodium acid dihydrate, hydroxylamine hydrochloride, thiourea, L-ascorbic acid (salt), and erythorbic acid (salt) can also be used in combination.
  • persulfate such as ammonium persulfate, sodium persulfate, and potassium persulfate
  • an accelerator such as hydrogen peroxide and L-ascorbic acid (salt)
  • radical polymerization initiators and accelerators may be used alone or in combination of two or more.
  • Hydrocarbons such as t-butylhydroperoxide and cumenehydroperoxide; azo compounds such as azobisisobutyronitrile are used as radical polymerization initiators.
  • an accelerator such as an amine compound can also be used in combination.
  • a water-lower alcohol mixed solvent it can be appropriately selected from the above-mentioned various radical polymerization initiators or combinations of radical polymerization initiators and accelerators.
  • the amount of the radical polymerization initiator used is preferably 0.001 mol or more, more preferably 0.01 mol or more, still more preferably 0.1 mol or more, particularly preferably 0.1 mol or more, based on 100 mol of the total amount of the monomer components. It is 0.2 mol or more, preferably 20 mol or less, still more preferably 10 mol or less, particularly preferably 5 mol or less, and most preferably 3 mol or less.
  • the polymerization conditions such as the polymerization temperature are appropriately determined by the polymerization method, solvent, polymerization initiator, and chain transfer agent used, but the polymerization temperature is preferably 0 ° C. or higher, and also. It is preferably 150 ° C. or lower. It is more preferably 30 ° C. or higher, and even more preferably 50 ° C. or higher. Further, it is more preferably 120 ° C. or lower, and further preferably 100 ° C. or lower.
  • the method of charging each monomer component into the reaction vessel is not particularly limited, and the method of charging the entire amount into the reaction vessel at the initial stage; the method of dividing or continuously charging the entire amount into the reaction vessel; Examples thereof include a method of charging and dividing or continuously charging the rest into the reaction vessel.
  • the monomer ratio is continuously or stepwise changed by continuously or stepwise changing the charging rate of each monomer into the reaction vessel during the reaction, and continuously or stepwise changing the loading weight ratio of each monomer per unit time. Two or more kinds of copolymers having different values may be synthesized at the same time during the polymerization reaction.
  • the radical polymerization initiator may be charged into the reaction vessel from the beginning, may be added dropwise to the reaction vessel, or these may be combined depending on the intended purpose.
  • Each polymer obtained as described above can be used as a dispersant as it is, but may be further neutralized with an alkaline substance if necessary.
  • an alkaline substance inorganic salts such as hydroxides and carbonates of monovalent or divalent metals; ammonia; and organic amines are suitable. Further, after the reaction is completed, the concentration can be adjusted if necessary.
  • the step (b) is a step of adding an alkylene oxide to the polyalkyleneimine, whereby an alkylene oxide adduct ( ⁇ ) of the polyalkyleneimine can be obtained.
  • the alkylene oxide to be added to polyalkyleneimine include ethylene oxide, propylene oxide, butylene oxide, isobutylene oxide, 1-butene oxide, 2-butene oxide, trimethylethylene oxide, tetramethylene oxide, tetramethylethylene oxide, and butadiene monooxide. Examples thereof include 2 to 6 alkylene oxides. Of these, ethylene oxide and propylene oxide are preferable, and ethylene oxide is more preferable.
  • the reaction temperature in the step (b) is preferably 80 to 150 ° C. More preferably, it is 100 to 130 ° C.
  • the pressure in the reaction system in the above step (b) may be under normal pressure (atmospheric pressure), reduced pressure, or pressurized, but from the viewpoint of equipment and the like, the reaction is carried out under normal pressure (atmospheric pressure). Is preferable.
  • the atmosphere in the reaction system may be an air atmosphere or an inert atmosphere, but an inert atmosphere is preferable.
  • the terminal of the (poly) alkylene glycol chain in the alkylene oxide adduct ( ⁇ ) can be hydrophobically modified with a hydrocarbon group or the like.
  • terminal modification can be performed by adding an alkylglycidyl ether, an alkyl chloride, an amidosulfate or the like to the alkylene oxide adduct ( ⁇ ), for example.
  • the reaction temperature in the terminal modification step is preferably 40 to 160 ° C. More preferably, it is 60 to 120 ° C.
  • the pressure in the reaction system in the terminal denaturation step may be under normal pressure (atmospheric pressure), reduced pressure, or pressurized, but from the viewpoint of equipment and the like, the reaction is carried out under normal pressure (atmospheric pressure). It is preferable to do so.
  • the atmosphere in the reaction system may be an air atmosphere or an inert atmosphere, but an inert atmosphere is preferable.
  • the polymer-containing composition of the present invention is preferably used in a detergent composition.
  • the total content of the (poly) alkylene glycol chain-containing polymer ( ⁇ ) and the alkylene oxide adduct ( ⁇ ) of polyalkyleneimine in the detergent composition is preferably 0.1 with respect to the total amount of the detergent composition. It is ⁇ 15% by mass, more preferably 0.3 to 10% by mass, and even more preferably 0.5 to 5% by mass.
  • the blending ratio of the surfactant in the detergent composition is usually 10 to 90% by mass, preferably 15 to 70% by mass, and more preferably 20 to 60% by mass with respect to the total amount of the detergent composition. It is more preferably 20 to 50% by mass, further preferably 20 to 45% by mass, and particularly preferably 25 to 40% by mass.
  • the detergent composition may contain additives used in detergents in addition to the (poly) alkylene glycol chain-containing polymer ( ⁇ ), the alkylene oxide adduct ( ⁇ ) of polyalkyleneimine, and the surfactant.
  • additives examples include alkali builder, chelate builder, anti-redeposition agent for preventing re-deposition of pollutants such as sodium carboxymethyl cellulose, stain inhibitor such as benzotriazole and ethylene-thiourea, soil release agent, and color.
  • Anti-transfer agents, softeners, alkaline substances for pH control, fragrances, solubilizers, fluorescent agents, colorants, foaming agents, foam stabilizers, polishes, bactericides, bleaching agents, bleaching aids, enzymes, Dyes, solvents and the like are suitable. Further, in the case of a powder detergent composition, it is preferable to add zeolite.
  • the detergent composition may contain other detergent builders other than the (poly) alkylene glycol chain-containing polymer ( ⁇ ) and the alkylene oxide adduct ( ⁇ ) of polyalkyleneimine.
  • Other detergent builders are not particularly limited, but are, for example, alkaline builders such as carbonates, bicarbonates, and silicates, tripolyphosphates, pyrophosphates, bow glass, nitrilotriacetate, ethylenediaminetetraacetate, and citrate. Examples thereof include acetates, copolymer salts of (meth) acrylic acid, acrylic acid-maleic acid copolymers, chelatebuilders such as fumarate and zeolite, and carboxyl derivatives of polysaccharides such as carboxymethyl cellulose.
  • the salt used in the builder include alkali metals such as sodium and potassium, ammonium, amines and the like.
  • the total blending ratio of the above additives and other detergent builders is usually preferably 0.1 to 50% by mass with respect to 100% by mass of the detergent composition. It is more preferably 0.2 to 40% by mass, further preferably 0.3 to 35% by mass, particularly preferably 0.4 to 30% by mass, and most preferably 0.5 to 20% by mass. is there. If the blending ratio of the additive / other detergent builder is less than 0.1% by mass, sufficient detergent performance may not be exhibited, and if it exceeds 50% by mass, the economic efficiency may decrease.
  • the concept of the detergent composition includes specific uses such as synthetic detergents for household detergents, textile industry and other industrial detergents, hard surface cleaners, and bleaching detergents that enhance the function of one of the components. Detergents used only are also included.
  • the molecular weight of the polymers of Production Examples 1 to 4 below was measured by the method (1) or (2) below.
  • GPC measurement conditions (1) Column used: GF-310-HQ, GF-710-HQ, and GF-1G-7B manufactured by SHODEX, all connected in series Eluent: A mixture of 7500 g of 0.1 M sodium acetate aqueous solution and 2500 g of acetonitrile.
  • GPC measurement conditions (2) Column used: TSK guard volume SWXL, TSKgel G4000SWXL, G3000SWXL and G2000SWXL manufactured by Tosoh Co., Ltd. all connected in series Eluent: 109.6 g of sodium acetate trihydrate dissolved in a mixed solvent of 10999 g of water and 6001 g of acetonitrile, and further dissolved in acetic acid.
  • a reflux condenser was attached, the temperature was raised to 135 ° C., 72.2 g of 100% acrylic acid (hereinafter, also referred to as "AA”), and di-t-butyl peroxide (hereinafter, "PBD") as a polymerization initiator.
  • 3900 ⁇ L (3.1 g, mass ratio of 4.3 mass% to AA) was added dropwise from separate nozzles.
  • the dropping time of each liquid was 210 minutes for PBD and 210 minutes for AA from 20 minutes after the start of dropping PBD.
  • the dropping speed of each liquid was constant, and each liquid was dropped continuously.
  • the reaction solution was kept at 135 ° C. (aged) for another 70 minutes to complete the polymerization.
  • ⁇ Manufacturing example 2 168.5 g of methoxypolyethylene glycol (obtained by adding an average of 25 mol of ethylene oxide to methanol) was charged into a glass separable flask having a capacity of 500 mL equipped with a stirrer (paddle blade), and nitrogen was blown into the flask while stirring. The reaction system was dehydrated by raising the temperature to 120 ° C. and maintaining this state for 1 hour.
  • a reflux condenser was attached, the temperature was raised to 135 ° C., 100% AA 72.2 g, and di-t-butyl peroxide (hereinafter, also referred to as “PBD”) 3900 ⁇ L (3.1 g, AA) as a polymerization initiator. 4.3% by mass) was added dropwise from separate nozzles.
  • the dropping time of each liquid was 210 minutes for PBD and 210 minutes for AA from 20 minutes after the start of dropping PBD.
  • the dropping speed of each liquid was constant, and each liquid was dropped continuously. After the completion of dropping AA, the reaction solution was kept at 135 ° C. (aged) for another 70 minutes to complete the polymerization.
  • ⁇ Manufacturing example 4> An unsaturated alcohol in which 72.26 parts of ion-exchanged water and 50 mol of ethylene oxide are added to 3-methyl-3-buten-1-ol in a glass reaction vessel equipped with a thermometer, a stirrer, a dropping funnel, and a recirculation cooler. 127.74 parts of ethylene oxide adduct was charged, the temperature was raised to 65 ° C., 0.38 part of a 30% hydrogen peroxide aqueous solution was added thereto, and 19.83 parts of a 40% acrylic acid aqueous solution was added to the temperature for 3 hours, 3-.
  • Ethylene oxide (EO) corresponding to 20 mol per mol of nitrogen atom was ethoxylated with Epomin SP-006 manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd. to synthesize a polyethyleneimine ethylene oxide copolymer (hereinafter, also referred to as “PN-100”).
  • Cotton cloth (1) Five cotton knitted fabrics (manufactured by Tanito Shoten) 5 cm x 5 cm were prepared as recontamination judgment cloths.
  • Cotton cloth (2) A cotton cloth obtained from Testfabrics was prepared so as to weigh 30 g together with the cotton cloth (1).
  • PN-100 which is an EO adduct of polyethyleneimine obtained in Production Example 5, each prepared a 1% by mass aqueous solution.
  • 900 mL of 15 ° DH hard water prepared with calcium chloride and magnesium chloride.
  • Ca / Mg 3 (mass ratio)) at 25 ° C. in Tergot-o-meter (manufactured by Daiei Kagaku Co., Ltd., product name: TM-4).
  • the compatibility of the prepared test solution with the surfactant was evaluated according to the following criteria. Further, as Comparative Example 8, a test solution prepared by using polyacrylic acid (manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd., YS-100, Mw5500) instead of the polymer (1) or (2) also has the same compatibility. evaluated. Judgment criteria ⁇ : No turbidity, ⁇ : Slightly turbid, but the tip can be seen, ⁇ : White turbid, the tip cannot be seen

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Abstract

本発明は、再汚染防止能が、従来の重合体よりも一層改善された重合体含有組成物を提供する。 本発明は、(ポリ)アルキレングリコール鎖含有重合体(α)と、ポリアルキレンイミンのアルキレンオキシド付加体(β)とを含み、該(ポリ)アルキレングリコール鎖含有重合体(α)は、(ポリ)アルキレングリコール鎖含有化合物の(ポリ)アルキレングリコール鎖にエチレン性不飽和単量体がグラフト重合してなるグラフト重合体(α1)及び/又は不飽和カルボン酸系単量体由来の構造単位(s1)と不飽和(ポリ)アルキレングリコール含有単量体由来の構造単位(s2)とを有する共重合体(α2)であり、該グラフト重合体(α1)は、(ポリ)アルキレングリコール鎖の少なくとも一つの末端に炭素数1~30の有機基を有し、該エチレン性不飽和単量体は、不飽和カルボン酸系単量体を含むことを特徴とする重合体含有組成物である。

Description

重合体含有組成物
本発明は、重合体含有組成物に関する。より詳しくは、洗剤添加剤等の原料として有用な重合体含有組成物に関する。
従来、アクリル酸等の不飽和カルボン酸系単量体を重合して得られる重合体や、他の単量体との共重合体、ポリエーテル化合物に、アクリル酸等の不飽和カルボン酸系単量体、酢酸ビニル又は(メタ)アクリル酸エステルをグラフト重合して得られるグラフト重合体等が、洗剤、洗浄剤、スケール防止剤、各種無機物や有機物の分散剤、増粘剤、粘着剤、接着剤、表面コーティング剤、架橋剤、保湿剤等の種々の用途に広く使用されている。
洗剤用途に用いられるグラフト重合体に関して、例えば特許文献1には、ポリアミンポリエーテル化合物の存在下でカルボキシル基含有単量体を必須とする単量体を重合する工程を含む製造方法により得られる重合体であって、上記工程における該カルボキシル基含有単量体の添加を終了した時点の重合溶液の水分量が10質量%以上、90質量%以下である、重合体が開示されている。
特許文献2には、ポリアミンポリエーテル化合物と不飽和カルボン酸系単量体とポリアルキレングリコール類を原料とする重合反応により得られる重合体であって、前記ポリアミンポリエーテル化合物の量が、ポリアミンポリエーテル化合物とポリアルキレングリコール類との合計量に対して50重量%以上である、重合体が開示されている。
特許文献3には、所定の構造の陰イオン性ポリマーと所定の構造の変性ポリアミンポリマーを含むポリマー系が開示されている。
特開2013-155320号公報 特開2005-154740号公報 特表2006-508203号公報
上述のように、従来、洗剤用途に用いられる様々な重合体が開発され、例えば特許文献1及び3では、洗濯中の汚れ成分の繊維への再付着を抑制する性能(再汚染防止能)について報告されている。しかしながら、各種洗剤の高性能化、コンパクト化が進むなか、従来の重合体よりも、再汚染防止能を更に向上させる技術が求められていた。
本発明は、上記現状に鑑みてなされたものであり、再汚染防止能が、従来の重合体よりも一層改善された重合体含有組成物を提供することを目的とする。
本発明者は、洗剤用途に用いられる重合体について種々検討したところ、少なくとも一つの末端に炭素数1~30の有機基を有するポリアルキレングリコール化合物に不飽和カルボン酸系単量体を含むエチレン性不飽和単量体を重合してなるグラフト重合体及び/又は不飽和カルボン酸系単量体由来の構造単位と不飽和(ポリ)アルキレングリコール含有単量体由来の構造単位とを有する共重合体とポリアルキレンイミンのアルキレンオキシド付加体とを含む重合体含有組成物が、従来の重合体よりも再汚染防止能に優れることを見いだし、上記課題をみごとに解決することができることに想到し、本発明に到達したものである。
すなわち本発明は、(ポリ)アルキレングリコール鎖含有重合体(α)と、ポリアルキレンイミンのアルキレンオキシド付加体(β)とを含み、上記(ポリ)アルキレングリコール鎖含有重合体(α)は、(ポリ)アルキレングリコール鎖含有化合物の(ポリ)アルキレングリコール鎖にエチレン性不飽和単量体がグラフト重合してなるグラフト重合体(α1)及び/又は不飽和カルボン酸系単量体由来の構造単位(s1)と不飽和(ポリ)アルキレングリコール含有単量体由来の構造単位(s2)とを有する共重合体(α2)であり、上記グラフト重合体(α1)は、(ポリ)アルキレングリコール鎖の少なくとも一つの末端に炭素数1~30の有機基を有し、上記エチレン性不飽和単量体は、不飽和カルボン酸系単量体を含む重合体含有組成物である。
上記(ポリ)アルキレングリコール鎖含有重合体(α)は、(ポリ)アルキレングリコール100質量%に対して、不飽和カルボン酸系単量体由来の構造単位の割合が1~80質量%であることが好ましい。
上記(ポリ)アルキレングリコール鎖含有重合体(α)は、重合体(α)1分子当たりのオキシアルキレン基の平均付加モル数が1~100であることが好ましい。
上記グラフト重合体(α1)は、(ポリ)アルキレングリコール鎖含有化合物100質量%に対して、不飽和カルボン酸系単量体由来の構造単位の割合が10~70質量%であることが好ましい。
上記グラフト重合体(α1)は、(ポリ)アルキレングリコール鎖含有化合物100質量%に対して、不飽和カルボン酸系単量体由来の構造単位の割合が10~50質量%であることが好ましい。
上記不飽和カルボン酸系単量体は、(メタ)アクリル酸(塩)を含むことが好ましい。
上記(ポリ)アルキレングリコール鎖含有化合物は、下記式(1);
-[X-(AO)-Rm  (1)
(式(1)中、Rは、炭素数1~30の炭化水素基を表す。Rは、同一又は異なって、水素原子又は炭素数1~30の炭化水素基を表す。Xは、2価の連結基を表す。AOは、同一又は異なって、炭素数2~20のオキシアルキレン基を表す。nは、AOの平均付加モル数を表し、同一又は異なって、1~60である。mは、1~6の数である。)で表される化合物であることが好ましい。
上記グラフト重合体(α1)は、重量平均分子量が1000~50000であることが好ましい。
上記共重合体(α2)は、構造単位(s1)の割合が全構造単位100質量%に対して1~50質量%であることが好ましい。
上記共重合体(α2)は、構造単位(s2)の割合が全構造単位100質量%に対して50~99質量%であることが好ましい。
上記不飽和(ポリ)アルキレングリコール含有単量体は、下記式(2);
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
(式中、R、R及びRは、同一又は異なって、水素原子、又は、メチル基を表す。Rは、水素原子、又は、炭素数1~30の炭化水素基を表す。(AO)は、同一又は異なって、オキシアルキレン基を表す。qは、オキシアルキレン基の平均付加モル数を表し、1~100の数である。xは、0~4の数を表す。yは、0又は1を表す。)で表される化合物であることが好ましい。
上記共重合体(α2)は、重量平均分子量が5000~300000であることが好ましい。
上記(ポリ)アルキレングリコール鎖含有重合体(α)は、グラフト重合体(α1)であることが好ましい。
上記(ポリ)アルキレングリコール鎖含有重合体(α)は、共重合体(α2)であることが好ましい。
上記ポリアルキレンイミンのアルキレンオキシド付加体(β)は、ポリアルキレンイミンの窒素原子に結合する少なくとも1つの水素原子が下記式(3);
-(AO)-R (3)
(式(3)中、Rは、水素原子又は炭素数1~30の炭化水素基を表す。AOは、同一又は異なって、炭素数2~20のオキシアルキレン基を表す。pは、AOの平均付加モル数を表し、1~30である。)で表される(ポリ)オキシアルキレン基に置換された構造であることが好ましい。
上記重合体含有組成物は、ポリアルキレンイミンのアルキレンオキシド付加体(β)の割合が、(ポリ)アルキレングリコール鎖含有重合体(α)100質量%に対して、10~1000質量%であることが好ましい。
上記重合体含有組成物は、更に界面活性剤を含むことが好ましい。
本発明はまた、(ポリ)アルキレングリコール鎖含有重合体(α)と、ポリアルキレンイミンのアルキレンオキシド付加体(β)とを含む重合体含有組成物を製造する方法であって、上記製造方法は、(ポリ)アルキレングリコール鎖含有化合物の(ポリ)アルキレングリコール鎖に不飽和カルボン酸系単量体を含むエチレン性不飽和単量体をグラフト重合させる工程を行いグラフト重合体(α1)を得る工程(a1)及び/又は不飽和カルボン酸系単量体及び不飽和(ポリ)アルキレングリコール含有単量体を含む単量体成分を重合させて共重合体(α2)を得る工程(a2)と、ポリアルキレンイミンにアルキレンオキシドを付加する工程を行いアルキレンオキシド付加体(β)を得る工程(b)と、工程(a1)で得られたグラフト重合体(α1)及び/又は工程(a2)で得られた共重合体(α2)と工程(b)で得られたアルキレンオキシド付加体(β)とを混合する工程(c)とを含み、上記(ポリ)アルキレングリコール鎖含有化合物は、少なくとも一つの末端に炭素数1~30の有機基を有する重合体含有組成物の製造方法でもある。
本発明の重合体含有組成物は、上述の構成よりなり、従来の重合体よりも再汚染防止能に優れるため、洗剤添加剤等の原料等に好適に用いることができる。
以下に本発明の好ましい形態について具体的に説明するが、本発明は以下の記載のみに限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲において適宜変更して適用することができる。なお、以下に記載される本発明の個々の好ましい形態を2又は3以上組み合わせた形態も、本発明の好ましい形態に該当する。
≪重合体含有組成物≫
本発明の重合体含有組成物は、(ポリ)アルキレングリコール鎖含有重合体(α)(以下、重合体(α)ともいう。)と、ポリアルキレンイミンのアルキレンオキシド付加体(β)(以下、アルキレンオキシド付加体(β)ともいう。)とを含むものであり、重合体(α)は、少なくとも一つの末端に炭素数1~30の有機基を有する(ポリ)アルキレングリコール鎖含有化合物の(ポリ)アルキレングリコール鎖に不飽和カルボン酸系単量体を含むエチレン性不飽和単量体がグラフト重合してなるグラフト重合体(α1)(以下、グラフト重合体(α1)ともいう。)及び/又は不飽和カルボン酸系単量体由来の構造単位(s1)と不飽和(ポリ)アルキレングリコール含有単量体由来の構造単位(s2)とを有する共重合体(α2)である。これらの重合体を併用することにより、これらを単独で用いた場合よりも優れた再汚染防止能を発揮することができる。また、本発明の重合体含有組成物は、洗濯水中の汚れ成分に吸着して分散させることにより繊維への汚れの再付着を防止することに加えて、重合体の繊維への吸着性にも優れるため、本発明の重合体含有組成物を用いて洗濯を繰り返すことにより、繊維に汚れが付きにくくなる効果及び/又は汚れが落ちやすくなる効果も発揮し、これにより洗濯を繰り返した際の再汚染防止能に特に優れることとなる。
上記(ポリ)アルキレングリコール鎖含有重合体(α)は、(ポリ)アルキレングリコール100質量%に対して、不飽和カルボン酸系単量体由来の構造単位の割合が1~80質量%であることが好ましい。これにより再汚染防止能をより向上させることができる。不飽和カルボン酸系単量体由来の構造単位の割合としてより好ましくは2~70質量%であり、更に好ましくは2.5~60質量%であり、特に好ましくは3~50質量%である。
上記(ポリ)アルキレングリコール鎖含有重合体(α)は、重合体(α)1分子当たりのオキシアルキレン基の平均付加モル数が1~100であることが好ましい。これにより本発明の効果をより向上させることができる。より好ましくは1~80であり、更に好ましくは3~70であり、一層好ましくは5~60であり、特に好ましくは10~50である。
上記グラフト重合体(α1)における(ポリ)アルキレングリコール鎖含有化合物が式(1)で表される化合物である場合、式(1)に存在するオキシアルキレン基の総数、すなわち、m個存在するnの総和で表される。
上記(ポリ)アルキレングリコール鎖含有重合体(α)と、ポリアルキレンイミンのアルキレンオキシド付加体(β)の含有量は特に制限されないが、ポリアルキレンイミンのアルキレンオキシド付加体(β)の割合が、(ポリ)アルキレングリコール鎖含有重合体(α)100質量%に対して、10~1000質量%であることが好ましい。より好ましくは25~400質量%であり、更に好ましくは40~250質量%であり、特に好ましくは60~150質量%である。
<グラフト重合体(α1)>
本発明の重合体含有組成物におけるグラフト重合体(α1)は、(ポリ)アルキレングリコール鎖含有化合物にエチレン性不飽和単量体を重合してなるグラフト重合体であり、(ポリ)アルキレングリコール鎖含有化合物におけるアルキレン基の炭素原子にエチレン性不飽和単量体がグラフト結合した構造を有する。
上記エチレン性不飽和単量体は、不飽和カルボン酸系単量体を含むものであり、グラフト重合体(α1)は不飽和カルボン酸系単量体由来の構造単位を有する。
上記グラフト重合体(α1)はまた、(ポリ)アルキレングリコール鎖の少なくとも一つの末端に炭素数(炭素原子数)1~30の有機基を有する。
グラフト重合体(α1)がこのような構造を有することにより、再汚染防止能に優れることに加えて、界面活性剤との相溶性にも優れる。
上記(ポリ)アルキレングリコール鎖の少なくとも一つの末端の有機基の炭素数として好ましくは1~20であり、より好ましくは2~19であり、更に好ましくは3~18であり、一層好ましくは4~16であり、特に好ましくは6~14である。
上記有機基としては特に制限されないが、ヘテロ原子を有していてもよい炭化水素基等が挙げられる。
上記炭化水素基は、ヘテロ原子を有する炭化水素基であっても、ヘテロ原子を有しない炭化水素基であってもよい。ヘテロ原子を有する炭化水素基とは、炭化水素基を構成する炭素原子又は水素原子の少なくとも一部が、ヘテロ原子又はヘテロ原子を有する置換基により置換されている炭化水素基のことをいう。
ヘテロ原子としては特に制限されないが、窒素原子、硫黄原子、酸素原子、リン原子、ハロゲン原子等が挙げられる。
ヘテロ原子を有する置換基としては特に制限されないが、水酸基、アルコキシ基、カルボキシル基、アシル基、スルホン酸基、アミノ基、リン酸基等が挙げられる。
上記炭化水素基の具体例及び好ましい例は、後述する式(1)のRにおける炭化水素基と同様である。
上記グラフト重合体(α1)における不飽和カルボン酸系単量体由来の構造単位の割合は、特に制限されないが、(ポリ)アルキレングリコール鎖含有化合物100質量%に対して、10~70質量%であることが好ましい。これにより再汚染防止能をより向上させることができる。不飽和カルボン酸系単量体由来の構造単位の割合としてより好ましくは15~65質量%であり、更に好ましくは20~60質量%であり、一層好ましくは25~55質量%であり、より一層好ましくは25~50質量%であり、特に好ましくは30~45質量%である。不飽和カルボン酸系単量体由来の構造単位の割合が25~35質量%である形態もまた、本発明の好ましい実施形態の1つである。
上記エチレン性不飽和単量体は、不飽和カルボン酸系単量体を含むものであり、その含有割合は特に制限されないが、エチレン性不飽和単量体100質量%に対して、50~100質量%であることが好ましい。より好ましくは70~100質量%であり、更に好ましくは80~100質量%であり、特に好ましくは90~100質量%である。
上記エチレン性不飽和単量体は、不飽和カルボン酸系単量体以外のその他の単量体を含んでいてもよく、エチレン性不飽和単量体100質量%に対するその他の単量体の割合は、0~50質量%であることが好ましい。より好ましくは0~30質量%であり、更に好ましくは0~20質量%であり、特に好ましくは0~10質量%である。
上記グラフト重合体(α1)の重量平均分子量は特に制限されないが、1000~50000であることが好ましい。より好ましくは3000~30000であり、更に好ましくは5000~20000である。
上記グラフト重合体(α1)の重量平均分子量は、GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)により測定することができる。
上記グラフト重合体(α1)におけるエチレン性不飽和単量体は、不飽和カルボン酸系単量体を含むものであり、上記不飽和カルボン酸系単量体は、不飽和モノカルボン酸系単量体や不飽和ジカルボン酸系単量体等が好適である。
上記不飽和モノカルボン酸系単量体としては、分子内に不飽和基とカルボアニオンを形成しうる基とを1つずつ有する単量体であればよく、例えば、(メタ)アクリル酸、クロトン酸、チグリン酸、3-メチルクロトン酸、2-メチル-2-ペンテン酸、イタコン酸等;これらの1価金属塩、2価金属塩、アンモニウム塩、有機アミン塩が好ましい。上記不飽和ジカルボン酸系単量体としては、分子内に不飽和基を1つとカルボアニオンを形成しうる基を2つとを有する単量体であればよく、マレイン酸、イタコン酸、メサコン酸、シトラコン酸、フマル酸等や、それらの1価金属塩、2価金属塩、アンモニウム塩及び有機アミン塩等、それらの無水物、又は、ハーフエステルが好ましい。
上記不飽和カルボン酸系単量体としては、(メタ)アクリル酸、マレイン酸及びこれらの塩が好ましい。
上記エチレン性不飽和単量体は、不飽和カルボン酸系単量体以外のその他の単量体を含んでいてもよい。
その他の単量体は、上記不飽和カルボン酸系単量体と共重合することができる限り、特に制限されないが、例えば、2-アクリルアミド-2-メチルプロパンスルホン酸、(メタ)アリルスルホン酸、ビニルスルホン酸、2-ヒドロキシ-3-アリルオキシ-1-プロパンスルホン酸、2-ヒドロキシ-3-ブテンスルホン酸などのスルホン酸基を有する単量体;ビニルホスホン酸、(メタ)アリルホスホン酸などのホスホン酸基を有する単量体;2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、3-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、4-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、α-ヒドロキシメチルエチル(メタ)アクリレート等の水酸基含有アルキル(メタ)アクリレート類;(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル等の(メタ)アクリル酸と炭素数1~18のアルコールとのエステル化により得られるアルキル(メタ)アクリレート類;ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレートまたはその4級化物等のアミノ基含有アクリレート;(メタ)アクリルアミド、ジメチルアクリルアミド、イソプロピルアクリルアミド等のアミド基含有単量体類;酢酸ビニル等のビニルエステル類;エチレン、プロピレン等のアルケン類;スチレン、スチレンスルホン酸等の芳香族ビニル系単量体類;マレイミド、フェニルマレイミド、シクロヘキシルマレイミド等のマレイミド誘導体;(メタ)アクリロニトリル等のニトリル基含有ビニル系単量体類;(メタ)アクロレイン等のアルデヒド基含有ビニル系単量体類;メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、ブチルビニルエーテル等のアルキルビニルエーテル類;塩化ビニル、塩化ビニリデン、アリルアルコール:ビニルピロリドン等のその他の官能基含有単量体類等が挙げられる。
上記(ポリ)アルキレングリコール鎖含有化合物は、(ポリ)アルキレングリコール鎖を有するものであれば特に制限されないが、少なくとも一つの末端に炭素数1~30の有機基を有するものであることが好ましい。より好ましくは下記式(1);
-[X-(AO)-Rm  (1)
(式(1)中、Rは、炭素数1~30の炭化水素基を表す。Rは、同一又は異なって、水素原子又は炭素数1~30の炭化水素基を表す。Xは、2価の連結基を表す。AOは、同一又は異なって、炭素数2~20のオキシアルキレン基を表す。nは、AOの平均付加モル数を表し、同一又は異なって、1~60である。mは、1~6の数である。)で表される化合物である。
上記式(1)におけるAOは、炭素数2~20のオキシアルキレン基を表す。上記アルキレン基の炭素数として好ましくは2~15であり、より好ましくは2~10であり、更に好ましくは2~5であり、特に好ましくは2~3であり、最も好ましくは2である。これらのオキシアルキレン基は、アルキレンオキシド付加物であり、このようなアルキレンオキシドとしては、例えば、エチレンオキシド(EO)、プロピレンオキシド(PO)、イソブチレンオキシド、1-ブテンオキシド、2-ブテンオキシド、トリメチルエチレンオキシド、テトラメチレンオキシド、テトラメチルエチレンオキシド、ブタジエンモノオキシド、オクチレンオキシド、スチレンオキシド、1,1-ジフェニルエチレンオキシド等が挙げられる。このようなアルキレンオキシドの中でも好ましくは、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、ブチレンオキシドであり、更に好ましくは、エチレンオキシド、プロピレンオキシドである。
オキシアルキレン基により形成される基((ポリ)アルキレングリコール鎖)(すなわち、上記式(1)中の(AO))は、オキシエチレン基(-CH-CH-O-)を主体とするものであることが好ましい。これにより、製造時の重合がスムーズに進行し、かつ、水溶性が向上するという優れた効果が得られる。
ここでいう「主体」とは、(ポリ)アルキレングリコール鎖が2種以上のアルキレンオキシドにより構成されるときに、全アルキレンオキシドの存在数において、大半を占めるものであることを意味する。「大半を占める」ことを全アルキレンオキシド100モル%中のエチレンオキシドのモル%で表すとき、50~100モル%が好ましい。これにより、(ポリ)アルキレングリコール鎖の水溶性がより向上する。より好ましくは60モル%以上であり、さらに好ましくは70モル%以上、特に好ましくは80モル%以上、最も好ましくは90モル%以上である。
上記式(1)において、nは1~60であり、好ましくは3~50であり、更に好ましくは5~40であり、特に好ましくは10~30である。
上記式(1)において、mは1~6の数であり、好ましくは1~4であり、より好ましくは1~2であり、最も好ましくは1である。
mが2以上である場合、上記式(1)で表される(ポリ)アルキレングリコール鎖含有化合物は、上述のRで表される炭化水素基の異なる炭素原子に、上記式(1)の-X-(AO)-Rで表される基がそれぞれ結合している構造を有するのであって、-X-(AO)-Rで表される基を繰り返し単位とする繰り返し構造を有するものではない。mが2以上である場合、-X-(AO)-Rで表される基は、それぞれ同一であってもよく、異なっていてもよい。
上記式(1)におけるRは、炭素数1~30の炭化水素基を表す。Rの炭素数として好ましくは1~20であり、より好ましくは2~19であり、更に好ましくは3~18であり、一層好ましくは4~16であり、特に好ましくは6~14である。
上記炭化水素基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、2-エチルヘキシル基、イソオクチル基、ノニル基、2,3,5-トリメチルヘキシル基、デシル基、ウンデシル基、4-エチル-5-メチルオクチル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、ヘプタデシル基、オクタデシル基、1-へキシル-へプチル基等の直鎖又は分岐鎖のアルキル基;シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロヘプチル及びシクロオクチル等の環状のアルキル基;ビニル基、アリル基、1-ブテニル基、2-ブテニル基、ペンテニル基、ヘキセニル基、ヘプテニル基、オクテニル基、ノネニル基、デセニル基、ドデセニル基、オクタデセニル基等の直鎖又は分岐鎖のアルケニル基;フェニル基、ベンジル基、フェネチル基、o-,m-若しくはp-トリル基、2,3-若しくは2,4-キシリル基、メシチル基、ナフチル基、アントリル基、フェナントリル基、ビフェニリル基、ベンズヒドリル基及びピレニル基等のアリール基等が挙げられる。
上記Rは、アルキル基又はアリール基であることが好ましい。Rとしてより好ましくは、炭素数1~14のアルキル基又はフェニル基である。
上記式(1)におけるRは、水素原子又は炭素数1~30の炭化水素基を表す。炭素数1~30の炭化水素基の具体例及び好ましい例はRと同様である。
上記Rとして好ましくは、水素原子である。
上記式(1)のXにおける2価の連結基としては、下記式(4);
-Y-Z- (4)
(式中、Yは、p-フェニレン基又はカルボニル基を表す。Zは、-O-、-S-、-SO-、-NH-のいずれかを表す。kは、0又は1である。)で表される基であることが好ましい。
上記式(1)で表される化合物中にm個存在するXの2価の連結基は全て同一であってもよく、異なっていてもよい。
上記kは0であることが好ましい。上記Zは-O-であることが好ましい。
すなわち上記Xは、-O-であることが好ましい。
上記グラフト重合体(α1)における(ポリ)アルキレングリコール鎖含有化合物は、下記式(5);
-O-(AO)-H (5)
(式(5)中、Rは、炭素数1~30の炭化水素基を表す。AOは、同一又は異なって、炭素数2~20のオキシアルキレン基を表す。nは、AOの平均付加モル数を表し、1~60の数である。)で表される化合物であることが好ましい。
上記式(5)におけるR、AO、nは、上記式(1)におけるR、AO、nと同様である。
上記(ポリ)アルキレングリコール鎖含有化合物の重量平均分子量は、特に制限されないが、100~3000であることが好ましい。より好ましくは300~2500であり、更に好ましくは500~2000である。
上記(ポリ)アルキレングリコール化合物の重量平均分子量は、GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)により測定することができる。
上記(ポリ)アルキレングリコール鎖含有化合物を得る方法としては、特に限定されないが、例えば、上記アルキレンオキシド成分を、重合の開始点となる被反応化合物の存在下、通常の方法で重合することにより得ることができる。上記被反応化合物としては、環状エーテルの重合開始点となる化合物であれば特に限定されず、例えば、アルコール類、アミン類、ヒドロキシルアミン類、カルボン酸類等が挙げられ、中でも、アルコール類が好適である。アルコール類としては、例えば、メタノール、エタノール、n-プロパノール、n-ブタノール等の炭素数1~30の1級脂肪族アルコール;フェノール、イソプロピルフェノール、オクチルフェノール、tert-ブチルフェノール、ノニルフェノール、ナフトール等の芳香族アルコール;イソプロピルアルコールやn-パラフィンを酸化して得られるアルコール等の炭素数3~30の2級アルコール;tert-ブタノール等の炭素数4~30の3級アルコール;エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロパンジオール、ブタンジオール、プロピレングリコール等のジオール類;グリセリン、トリメチロールプロパン等のトリオール類;ソルビトール等のポリオール類等が挙げられ、アミン類としては、例えば、エチレンジアミン、ポリエチレンイミン等が挙げられる。なお、これらは単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
上記重合方法としては特に限定されず、例えば、(1)アルカリ金属の水酸化物、アルコラート等の強アルカリや、アルキルアミン等を塩基触媒として用いるアニオン重合方法、(2)金属又は半金属のハロゲン化物、鉱酸、酢酸等を触媒として用いるカチオン重合方法、(3)アルミニウム、鉄、亜鉛等の金属のアルコキシド、アルカリ土類化合物、ルイス酸等を組み合わせたものを用いる配位重合方法等を適宜選択すればよい。
<共重合体(α2)>
共重合体(α2)は、不飽和カルボン酸系単量体由来の構造単位(s1)と不飽和(ポリ)アルキレングリコール含有単量体由来の構造単位(s2)とを有するものであれば特に制限されない。
上記共重合体(α2)において、構造単位(s1)の割合は、全構造単位100質量%に対して1~50質量%であることが好ましい。より好ましくは1.2~40質量%であり、更に好ましくは1.5~30質量%であり、最も好ましくは3~25質量%である。なお、本発明において、上記構造単位(s1)の全構造単位100質量%に対する質量割合(質量%)を計算する場合は、対応する酸換算で計算するものとする。例えば、アクリル酸ナトリウムに由来する構造単位の質量割合は、対応する酸であるアクリル酸に由来する構造単位の質量割合(質量%)として計算する。
上記共重合体(α)において、構造単位(s2)の割合は、全構造単位100質量%に対して50~99質量%であることが好ましい。より好ましくは60~98.8質量%であり、更に好ましくは70~98.5質量%であり、最も好ましくは75~97質量%である。
上記共重合体(α2)は、不飽和カルボン酸系単量体及び不飽和(ポリ)アルキレングリコール含有単量体以外のその他の単量体由来の構造単位(s3)を有していてもよい。
上記共重合体における構造単位(s3)の割合は、全構造単位100質量%に対して0~10質量%であることが好ましい。より好ましくは0~8質量%であり、更に好ましくは0~5質量%であり、最も好ましくは0質量%である。
上記共重合体(α2)は、重量平均分子量が5000~300000であることが好ましい。より好ましくは5500~200000であり、更に好ましくは6000~100000であり、特に好ましくは6500~80000である。
上記重量平均分子量は、実施例に記載の方法により測定することができる。
上記不飽和カルボン酸系単量体は、エチレン性不飽和炭化水素基と、カルボキシル基を少なくとも1つ有するものであり、具体例はグラフト重合体(α1)において述べたものと同様である。
上記不飽和カルボン酸系単量体として好ましくは、上述の不飽和モノカルボン酸類である。不飽和モノカルボン酸類を重合反応に用いた場合、不飽和(ポリ)アルキレングリコール含有単量体との重合率を向上させることができる利点があり、添加剤中の重合体量を向上させることができる。不飽和カルボン酸系単量体としてより好ましくはアクリル酸、メタクリル酸及びこれらの塩である。
上記不飽和(ポリ)アルキレングリコール含有単量体は、エチレン性不飽和炭化水素基と、(ポリ)アルキレングリコール鎖とを有するものであれば特に制限されないが、下記式(2);
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
(式中、R、R及びRは、同一又は異なって、水素原子、又は、メチル基を表す。Rは、水素原子、又は、炭素数1~30の炭化水素基を表す。(AO)は、同一又は異なって、オキシアルキレン基を表す。qは、オキシアルキレン基の平均付加モル数を表し、1~100の数である。xは、0~4の数を表す。yは、0又は1を表す。)で表される化合物であることが好ましい。
上記式(2)において、R~Rは、同一又は異なって、水素原子又はメチル基を表す。好ましくはR、Rが水素原子であって、Rが水素原子又はメチル基である。より好ましくは、R、Rが水素原子であって、Rがメチル基である。
上記式(2)におけるRは、水素原子、又は、炭素数1~30の炭化水素基を表す。好ましくは炭素数1~20の炭化水素基又は水素原子であり、より好ましくは、水素原子又は炭素数1~18の炭化水素基、更に好ましくは、水素原子又は炭素数1~12の炭化水素基、特に好ましくは、水素原子又は炭素数1~8の炭化水素基、最も好ましくは、水素原子又は炭素数1~3の炭化水素基である。
炭化水素基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、3-ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、イソオクチル基、2,3,5-トリメチルヘキシル基、4-エチル-5-メチルオクチル基及び2-エチルヘキシル基、テトラデシル基、オクタデシル基、イコシル基等の直鎖または分岐鎖のアルキル基;シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロヘプチル及びシクロオクチル等の環状のアルキル基;フェニル基、ベンジル基、フェネチル基、o-,m-若しくはp-トリル基、2,3-若しくは2,4-キシリル基、メシチル基、ナフチル基、アントリル基、フェナントリル基、ビフェニリル基、ベンズヒドリル基、トリチル基及びピレニル基等のアリール基等が挙げられる。これらの中でも、直鎖、分岐鎖又は環状のアルキル基が好ましい。
上記式(2)中、AOは、「同一又は異なって、」炭素数2~18のオキシアルキレン基を表すが、これは、ポリアルキレングリコール中にn個存在するAOのオキシアルキレン基が全て同一であってもよく、異なっていてもよいことを意味する。
上記式(5)におけるAOの具体例及び好ましい例は、上記式(1)におけるAOと同様である。
上記式(2)中、qは、オキシアルキレン基の平均付加モル数を表し、1~100である。qとしては好ましくは1~80であり、より好ましくは2~70であり、更に好ましくは3~65であり、特に好ましくは4~60である。
上記式(2)中、xは、0~4の数を表し、yは、0又は1を表す。
xとして好ましくは0~3であり、より好ましくは0~2であり、更に好ましくは0又は1である。
(x,y)の組み合わせとしては、(0,1)、(1,0)、(2,0)が好ましく、より好ましくは(0,1)、(2,0)であり、最も好ましくは(2,0)である。
上記不飽和(ポリ)アルキレングリコール含有単量体として具体的には、ポリエチレングリコール(メタ)アクリレート等の(ポリ)アルキレングリコール(メタ)アクリレート及びこれらの末端を炭素数1~30の炭化水素基で疎水変性したアルコキシ(ポリ)アルキレングリコール(メタ)アクリレート;ビニルアルコール、アリルアルコール、メタリルアルコール、3-メチル-3-ブテン-1-オール、3-メチル-2-ブテン-1-オール、2-メチル-3-ブテン-1-オール、2-メチル-2-ブテン-1-オール、3-アリルオキシ-1,2-プロパンジオール等の炭素数2~8の不飽和アルコールにアルキレンオキサイドを1~100モル付加させた化合物及びこれらの末端を炭素数1~30の炭化水素基で疎水変性した化合物等が挙げられる。これらの中でも、アルコキシ(ポリ)アルキレングリコール(メタ)アクリレート、炭素数2~8の不飽和アルコールにアルキレンオキサイドを1~100モル付加させた化合物及びこれらの末端を炭素数1~30の炭化水素基で疎水変性した化合物が好ましい。より好ましくはアルコキシ(ポリ)アルキレングリコール(メタ)アクリレート、炭素数2~8の不飽和アルコールにアルキレンオキサイドを1~100モル付加させた化合物であり、更に好ましくはアルコキシ(ポリ)アルキレングリコール(メタ)アクリレート又は3-メチル-3-ブテン-1-オールにアルキレンオキサイドを付加させたものであり、特に好ましくは3-メチル-3-ブテン-1-オールにアルキレンオキサイドを付加させたものである。
上記共重合体(α2)は、不飽和カルボン酸系単量体、不飽和(ポリ)アルキレングリコール含有単量体以外のその他の単量体由来の構造単位(s3)を有していてもよい。
その他の単量体は、不飽和カルボン酸系単量体、不飽和(ポリ)アルキレングリコール含有単量体と共重合することができる限り特に制限されないが、例えば、ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート等のヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート類;メチル(メタ)アクリレート、グリシジル(メタ)アクリレート等の不飽和モノカルボン酸類と炭素原子数1~30のアルコールとのエステル類;(無水)マレイン酸、フマル酸、イタコン酸等の不飽和ジカルボン酸類と炭素原子数1~30のアルコールとのジエステル類;上記不飽和ジカルボン酸類と炭素原子数1~30のアミンとのジアミド類;上記アルコールやアミンに炭素原子数2~18のアルキレンオキシドを1~500モル付加させたアルキル(ポリ)アルキレングリコールと上記不飽和ジカルボン酸類とのジエステル類;上記不飽和ジカルボン酸類と炭素原子数2~18のグリコール又はこれらのグリコールの付加モル数2~500のポリアルキレングリコールとジエステル類;(ポリ)エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、(ポリ)プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート等の(ポリ)アルキレングリコールジ(メタ)アクリレート類;ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート等の多官能(メタ)アクリレート類。ポリエチレングリコールジマレート等の(ポリ)アルキレングリコールジマレート類;ビニルスルホネート、(メタ)アリルスルホネート、2-メチルプロパンスルホン酸(メタ)アクリルアミド、スチレンスルホン酸等の不飽和スルホン酸(塩)類;メチル(メタ)アクリルアミド等の不飽和モノカルボン酸類と炭素原子数1~30のアミンとのアミド類;スチレン、α-メチルスチレン、ビニルトルエン等のビニル芳香族類;1,4-ブタンジオールモノ(メタ)アクリレート等のアルカンジオールモノ(メタ)アクリレート類;ブタジエン、イソプレン等のジエン類;(メタ)アクリル(アルキル)アミド、N-メチロール(メタ)アクリルアミド、N,N-ジメチル(メタ)アクリルアミド等の不飽和アミド類;(メタ)アクリロニトリル等の不飽和シアン類;酢酸ビニル等の不飽和エステル類;(メタ)アクリル酸アミノエチル、(メタ)アクリル酸ジメチルアミノエチル、ビニルピリジン等の不飽和アミン類;ジビニルベンゼン等のジビニル芳香族類;(メタ)アリルアルコール、グリシジル(メタ)アリルエーテル等のアリル類;(メトキシ)ポリエチレングリコールモノビニルエーテル、(メトキシ)ポリエチレングリコールモノ(メタ)アリルエーテル等のビニルエーテルあるいは(メタ)アリルエーテル類等が挙げられる。
<ポリアルキレンイミンのアルキレンオキシド付加体(β)>
ポリアルキレンイミンのアルキレンオキシド付加体(β)は、アルキレン基とアミノ基とを有するアルキレンイミン構造単位と(ポリ)オキシアルキレン基((ポリ)アルキレングリコール鎖)とを有するものであれば特に制限されない。
上記アルキレンオキシド付加体(β)における(ポリ)アルキレングリコール鎖末端は、特に制限されないが、水酸基又は炭化水素基等により疎水変性されたものであることが好ましい。これにより洗濯水に対する水溶性と繊維への吸着性とのバランスがより向上すると考えられる。
上記ポリアルキレンイミンのアルキレンオキシド付加体(β)は、(ポリ)アルキレングリコール鎖の割合が、ポリアルキレンイミンのアルキレンオキシド付加体(β)100質量%に対して50~99質量%であることが好ましい。より好ましくは60~98質量%であり、更に好ましくは70~97質量%であり、特に好ましくは80~96質量%である。
なお、(ポリ)アルキレングリコール鎖末端が変性されている場合、(ポリ)アルキレングリコール鎖の質量には末端の置換基の質量が含まれるものとする。
上記ポリアルキレンイミンのアルキレンオキシド付加体(β)の重量平均分子量は特に制限されないが、2000~50000であることが好ましい。より好ましくは3000~30000であり、更に好ましくは5000~15000である。
アルキレンオキシド付加体(β)の重量平均分子量は、GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)により測定することができる。
上記アルキレンオキシド付加体(β)は、ポリアルキレンイミンの窒素原子に結合する少なくとも1つの水素原子が下記式(3);
-(AO)-R7 (3)
(式(3)中、Rは、水素原子又は炭素数1~30の炭化水素基を表す。AOは、同一又は異なって、炭素数2~20のオキシアルキレン基を表す。pは、AOの平均付加モル数を表し、1~60である。)で表される(ポリ)オキシアルキレン基に置換された構造であることが好ましい。
上記式(3)におけるAOの具体例及び好ましい例は、上記式(1)におけるAOと同様である。
上記pはAOの平均付加モル数を表し、ポリアルキレンイミン1モル当たりに付加しているオキシアルキレン基のモル数の平均値である。pとして好ましくは1~60であり、より好ましくは5~40であり、更に好ましくは10~30である。
上記式(3)におけるRは、水素原子又は炭素数1~30の炭化水素基を表し、炭素数1~30の炭化水素基の具体例は、上記式(1)におけるRと同様である。
上記Rにおける炭化水素基の炭素数として好ましくは1~20であり、より好ましくは2~12であり、更に好ましくは3~8である。
上記Rにおける炭化水素基として好ましくはラウリルであり、より好ましくは2-エチルヘキシルであり、更に好ましくはブチルである。
上記Rとしては水素原子であることが好ましい。
上記ポリアルキレンイミンのアルキレンオキシド付加体(β)におけるポリアルキレンイミンは、アルキレン基とアミノ基とを有する構造単位を有していればよく、下記式(6)及び/又は(7);
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
(式中、Rは、同一又は異なって、炭素数2~6のアルキレン基を表す。)で表される構造単位を有するものであればよい。
上記アルキレン基として具体的にはエチレン基、n-プロピレン基、イソプロピレン基、n-ブチレン基、イソブチレン基、n-ヘキシレン基等が挙げられる。
上記アルキレン基の炭素数として好ましくは2~4であり、更に好ましくは2~3であり、最も好ましくは2である。
上記ポリアルキレンイミンとしては、ポリエチレンイミン、ポリプロピレンイミン、ポリブチレンイミンなどが挙げられ、エチレンイミン、プロピレンイミン、1,2-ブチレンイミン、2,3-ブチレンイミン、1,1-ジメチルエチレンイミン等の炭素数2~6のアルキレンイミンの1種又は2種以上を通常用いられる方法により重合して得ることができる。
上記ポリアルキレンイミンがポリエチレンイミンである形態は、本発明の好ましい実施形態の1つである。
上記ポリアルキレンイミンは、数平均分子量が100~3000であることが好ましい。より好ましくは200~2000であり、更に好ましくは300~1000であり、特に好ましくは400~800である。
上記ポリアルキレンイミンの数平均分子量は、GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)により測定することができる。
<界面活性剤>
本発明の重合体含有組成物は、更に界面活性剤を含むものであることが好ましい。これにより、組成物が再汚染防止能により優れることとなる。
上記界面活性剤は、アニオン性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤及び両性界面活性剤からなる群から選択される1種又は2種以上であることが好ましい。
上記アニオン性界面活性剤としては、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルエーテル硫酸塩、アルケニルエーテル硫酸塩、アルキル硫酸塩、アルケニル硫酸塩、α-オレフィンスルホン酸塩、α-スルホ脂肪酸又はエステル塩、アルカンスルホン酸塩、飽和脂肪酸塩、不飽和脂肪酸塩、アルキルエーテルカルボン酸塩、アルケニルエーテルカルボン酸塩、アミノ酸型界面活性剤、N-アシルアミノ酸型界面活性剤、アルキルリン酸エステル又はその塩、アルケニルリン酸エステル又はその塩等が好適である。これらのアニオン性界面活性剤におけるアルキル基、アルケニル基には、メチル基等のアルキル基が分岐していてもよい。
上記ノニオン性界面活性剤としては、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル、ポリオキシアルキレンアルケニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、高級脂肪酸アルカノールアミド又はそのアルキレンオキサイド付加物、ショ糖脂肪酸エステル、アルキルグリコキシド、脂肪酸グリセリンモノエステル、アルキルアミンオキサイド等が好適である。これらのノニオン性界面活性剤におけるアルキル基、アルケニル基には、メチル基等のアルキル基が分岐していてもよい。
上記カチオン性界面活性剤としては、第4級アンモニウム塩等が好適である。また、両性界面活性剤としては、カルボキシル型両性界面活性剤、スルホベタイン型両性界面活性剤等が好適である。これらのカチオン性界面活性剤、両性界面活性剤におけるアルキル基、アルケニル基は、メチル基等のアルキル基が分岐していてもよい。
上記界面活性剤としてはノニオン性界面活性剤が好ましい。ノニオン性界面活性剤を用いることにより、(ポリ)アルキレングリコール鎖含有重合体(α)及びポリアルキレンイミンのアルキレンオキシド付加体(β)との相互作用が高まり、本発明の重合体含有組成物の再汚染防止能がより向上することとなる。
上記組成物において界面活性剤を2種以上併用してもよく、ノニオン性界面活性剤の含有割合は、界面活性剤の全量に対して50質量%以上であることが好ましく、より好ましくは60質量%以上であり、更に好ましくは70質量%以上であり、特に好ましくは80質量%以上である。
上記組成物中の界面活性剤の配合割合は、(ポリ)アルキレングリコール鎖含有重合体(α)とポリアルキレンイミンのアルキレンオキシド付加体(β)の総量100質量%に対して1000~6000質量%であり、好ましくは2000~5000質量%であり、更に好ましくは2500~4500質量%であり、特に好ましくは3000~4000質量%である。
≪重合体含有組成物の製造方法≫
本発明の重合体含有組成物の製造方法は特に制限されないが、(ポリ)アルキレングリコール鎖含有化合物の(ポリ)アルキレングリコール鎖に不飽和カルボン酸系単量体を含むエチレン性不飽和単量体をグラフト重合させる工程を行いグラフト重合体(α1)を得る工程(a1)及び/又は不飽和カルボン酸系単量体及び不飽和(ポリ)アルキレングリコール含有単量体を含む単量体成分を重合させて共重合体(α2)を得る工程(a2)と、ポリアルキレンイミンにアルキレンオキシドを付加する工程を行いアルキレンオキシド付加体(β)を得る工程(b)と、工程(a1)で得られたグラフト重合体(α1)及び/又は工程(a2)で得られた共重合体(α2)と工程(b)で得られたアルキレンオキシド付加体(β)とを混合する工程(c)とを行って製造することが好ましい。
上記(ポリ)アルキレングリコール鎖含有化合物、不飽和カルボン酸系単量体、ポリアルキレンイミン及びアルキレンオキシドの具体例、及び、好ましい例は上述のとおりである。
<工程(a1)>
上記工程(a1)は、(ポリ)アルキレングリコール鎖含有化合物の(ポリ)アルキレングリコール鎖に不飽和カルボン酸系単量体を含むエチレン性不飽和単量体をグラフト重合させる工程を含むものであればよく、重合工程以外の他の工程を含んでいてもよい。
上記グラフト重合は、塊状重合(バルク重合)により行うことが好ましい。具体的には、上記重合反応における溶媒の使用量が、反応系の全量に対して10質量%以下であることが好ましい。
上記グラフト重合体(α1)は、工程(a1)において単量体成分((ポリ)アルキレングリコール鎖含有化合物及びエチレン性不飽和単量体)を重合開始剤の存在下で重合する方法により製造することが好ましい。上記重合開始剤としては、135℃の半減期が6~300分である有機過酸化物であることが好ましい。このような重合開始剤を用いることにより、グラフト体収率がより向上する。
本発明において、135℃の半減期とは、日油株式会社 有機過酸化物カタログ第10版に記載の方法によって測定される。具体的には、以下の測定方法によって得られる値をいう。
重合開始剤を比較的不活性な溶媒(例えば、ベンゼン等)を使用して、0.1mol/Lまたは0.05mol/Lの重合開始剤溶液を調製し、窒素置換したガラス管中に密封する。これを135℃にセットした恒温槽に浸し、熱分解させる。この熱分解により、重合開始剤濃度が初期濃度の半分になる時間を135℃の半減期として求めることができる。
135℃の半減期が6~300分である有機過酸化物としては、ジ-t-ブチルパーオキサイド(半減期150分)、t-ブチルパーオキシイソプロピルモノカーボネート(半減期13分)、t-ヘキシルパーオキシイソプロピルモノカーボネート(半減期6.3分)、n-ブチル4,4-ジ(t-ブチルパーオキシ)バレエート(半減期30分)、t-ブチルパーオキシベンゾエート(半減期22分)、t-ヘキシルパーオキシベンゾエート(半減期15.6分)、2,5-ジメチル-2,5-ジ(ベンゾイルパーオキシ)ヘキサン(半減期13.1分)が挙げられる。135℃の半減期が6~300分である有機過酸化物重合開始剤として好ましくはジ-t-ブチルパーオキサイドである。
グラフト重合に用いられる135℃の半減期が6~300分である有機過酸化物重合開始剤の使用量は特に制限されないが、グラフト重合に用いられるエチレン性不飽和単量体100質量%に対して、好ましくは1~15質量%である。
有機過酸化物重合開始剤の使用量が1質量%以上であれば、ポリオキシアルキレン鎖への単量体成分のグラフト体の収率の低下を充分に抑制することができる。また、有機過酸化物重合開始剤の使用量が15質量%以下であれば、(ポリ)アルキレングリコール同士の反応による高分子量化をより充分に抑制することができる。これにより、高分子量化に伴う反応時の高粘度化により製造が困難になること、及び、高分子量化による組成物のゲル化をより充分に抑制することができ、品質の劣化や製造コストの上昇をより充分に抑制することができる。
有機過酸化物重合開始剤の使用量としてより好ましくは2~10質量%であり、更に好ましくは3~7質量%である。
135℃の半減期が6~300分である有機過酸化物重合開始剤のほか、その他の重合開始剤を用いてもよい。その他の重合開始剤の使用量は、未反応の(ポリ)アルキレングリコール鎖含有化合物を減少させて本発明の効果を顕著に得るという観点から、重合開始剤全体の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く、0質量%である(その他の重合開始剤を使用しない)ことが更に好ましい。その他の重合開始剤としては、有機過酸化物が好ましく用いられ、有機過酸化物としては、通常使用される有機過酸化物を用いることができる。
135℃の半減期が6~300分である有機過酸化物重合開始剤、及び、その他の重合開始剤の添加形態は特に制限されず、例えば、重合開始剤を予め(ポリ)アルキレングリコール鎖含有化合物又はエチレン性不飽和単量体の少なくとも一方に添加した状態でグラフト重合を行う形態や、エチレン性不飽和単量体と同時に、かつ、予め(ポリ)アルキレングリコール鎖含有化合物と混合されていない状態で添加される形態が挙げられる。好ましくは、エチレン性不飽和単量体と同時に、かつ、予め(ポリ)アルキレングリコール鎖含有化合物と混合されていない状態で添加される形態である。
上記工程(a1)における溶媒の使用量は、反応系の全量に対して好ましくは10質量%以下である。より好ましくは7質量%以下であり、更に好ましくは5質量%以下であり、特に好ましくは3質量%以下であり、最も好ましくは実質的に溶媒を含まないことである。「実質的に溶媒を含まない」とは、グラフト重合時に積極的に溶媒を添加しない形態を意味し、不純物程度の溶媒の混入は許容されうることを意味する。
上記工程(a1)において溶媒を使用する場合、用いられる溶媒は特に制限されないが、エチレン性不飽和単量体の溶媒への連鎖移動定数が小さいものや、常圧下で使用可能な沸点70℃以上のもの等が好ましい。このような溶媒としては、例えば、イソブチルアルコール、n-ブチルアルコール、tert-ブチルアルコール、イソプロピルアルコール、エチレングリコール、ジエチレングリコール、グリセリン、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、エチレングリコールモノアルキルエーテル、プロピレングリコールモノアルキルエーテル等のアルコール類;エチレングリコールジアルキルエーテル、プロピレングリコールジアルキルエーテル等のジエーテル類;酢酸、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル、エチレングリコールモノアルキルエーテルの酢酸エステル、プロピレングリコールモノアルキルエーテルの酢酸エステル等の酢酸系化合物;等が挙げられる。これらの溶媒は1種のみが単独で用いられてもよいし、2種以上が併用されてもよい。上記アルコール類およびジエーテル類中のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基等が挙げられる。
上記工程(a1)において、重合反応の際の温度は好ましくは100℃以上であり、より好ましくは100~160℃であり、更に好ましくは110~150℃である。重合時の温度が100℃以上であれば、反応液の粘度が高くなり過ぎることを抑制し、グラフト重合がより充分に進行し、エチレン性不飽和単量体のグラフト率の低下をより充分に抑制することができる。また、重合時の温度が160℃以下であれば、(ポリ)アルキレングリコール鎖含有化合物及び得られるグラフト重合体の熱分解や、エチレン性不飽和単量体や開始剤の揮発をより充分に抑制することができる。なお、グラフト重合時の温度は、重合反応の進行中において、常に一定に保持する必要はなく、例えば、室温から重合を開始し、適当な昇温時間又は昇温速度で設定温度まで昇温し、その後、設定温度を保持するようにしてもよいし、エチレン性不飽和単量体や開始剤等の滴下方法に応じて、重合反応の進行中に経時的に重合温度を変動(昇温または降温)させてもよい。
上記重合反応における重合時間は特に制限されないが、好ましくは30~420分であり、より好ましくは45~390分であり、さらに好ましくは60~360分であり、最も好ましくは90~240分である。なお、本発明において、「重合時間」とは単量体を添加している時間を表す。
上記工程(a1)は、重合反応後に、重合体を熟成する工程を含むことが好ましい。熟成工程を行うことにより、残存モノマー量を低減することができる。上記熟成工程における温度は特に制限されないが、100~160℃であることが好ましい。上記熟成工程における熟成時間は特に制限されないが、10分~5時間であることが好ましい。より好ましくは20分~3時間である。
上記工程(a1)において、反応系内の圧力としては、常圧(大気圧)下、減圧下、加圧下のいずれであってもよいが、得られる重合体の分子量の点では、常圧下、または、反応系内を密閉し、加圧下で行うことが好ましい。また、加圧装置や減圧装置、耐圧性の反応容器や配管等の設備の点では、常圧(大気圧)下で行うことが好ましい。反応系内の雰囲気としては、空気雰囲気でもよいが、不活性雰囲気とするのが好ましく、例えば、重合開始前に系内を窒素等の不活性ガスで置換することが好ましい。
<工程(a2)>
上記工程(a2)は、不飽和カルボン酸系単量体及び不飽和(ポリ)アルキレングリコール含有単量体を含む単量体成分を重合させる工程を含むものであればよく、重合工程以外の他の工程を含んでいてもよい。
上記単量体成分の具体例及び好ましい例は、上述のとおりである。また、全単量体成分100質量%に対する各単量体成分の含有割合は、上述の全構造単位100質量%に対する構造単位(s1)~(s3)の割合と同様である。
上記工程(a2)において、得られる重合体の分子量調整のために、連鎖移動剤を使用することができる。連鎖移動剤としては、例えば、メルカプトエタノール、チオグリセロール、チオグリコール酸、3-メルカプトプロピオン酸、チオリンゴ酸、2-メルカプトエタンスルホン酸等のチオール系連鎖移動剤;イソプロピルアルコール等の2級アルコール;亜リン酸、次亜リン酸及びその塩(次亜リン酸ナトリウム、次亜リン酸カリウム等)、亜硫酸、亜硫酸水素、亜二チオン酸、メタ重亜硫酸及びその塩(亜硫酸ナトリウム、亜硫酸水素ナトリウム、亜二チオン酸ナトリウム、メタ重亜硫酸ナトリウム等)の低級酸化物及びその塩等の親水性連鎖移動剤が挙げられる。
上記連鎖移動剤としてはまた、疎水性連鎖移動剤を使用することもできる。疎水性連鎖移動剤としては、例えば、ブタンチオール、オクタンチオール、デカンチオール、ドデカンチオール、ヘキサデカンチオール、オクタデカンチオール、シクロヘキシルメルカプタン、チオフェノール、チオグリコール酸オクチル、3-メルカプトプロピオン酸オクチル等の炭素数3以上の炭化水素基を有するチオール系連鎖移動剤が好適に使用される。
また、共重合体の分子量調整のためには、上記その他の単量体として、(メタ)アリルスルホン酸(塩)類等の連鎖移動性の高い単量体を用いることも有効である。
上記連鎖移動剤の使用量は、適宜設定すればよいが、単量体成分の総量100モルに対し、好ましくは0.1モル以上、より好ましくは0.25モル以上、更に好ましくは0.5モル以上であり、また、好ましくは20モル以下、より好ましくは15モル以下、更に好ましくは10モル以下である。
上記重合反応は、必要に応じてラジカル重合開始剤を使用し、溶液重合や塊状重合等の方法により行うことができる。溶液重合は、回分式でも連続式でも又はそれらの組み合わせでも行うことができ、その際に使用される溶媒としては、例えば、水;メチルアルコール、エチルアルコール、イソプロピルアルコール等のアルコール;ベンゼン、トルエン、キシレン、シクロヘキサン、n-ヘキサン等の芳香族又は脂肪族炭化水素;酢酸エチル等のエステル化合物;アセトン、メチルエチルケトン等のケトン化合物;テトラヒドロフラン、ジオキサン等の環状エーテル化合物等が挙げられる。中でも、水溶液重合法によって重合することが好適である。
上記水溶液重合を行う場合は、ラジカル重合開始剤として、水溶性の重合開始剤、例えば、過硫酸アンモニウム、過硫酸ナトリウム、過硫酸カリウム等の過硫酸塩;過酸化水素;2,2′-アゾビス-2-メチルプロピオンアミジン塩酸塩等のアゾアミジン化合物、2,2′-アゾビス-2-(2-イミダゾリン-2-イル)プロパン塩酸塩等の環状アゾアミジン化合物、2-カルバモイルアゾイソブチロニトリル等のアゾニトリル化合物等の水溶性アゾ系開始剤等が使用され、この際、亜硫酸水素ナトリウム等のアルカリ金属亜硫酸塩、メタ二亜硫酸塩、次亜燐酸ナトリウム、モール塩等のFe(II)塩、ヒドロキシメタンスルフィン酸ナトリウム二水和物、ヒドロキシルアミン塩酸塩、チオ尿素、L-アスコルビン酸(塩)、エリソルビン酸(塩)等の促進剤を併用することもできる。中でも、過硫酸アンモニウム、過硫酸ナトリウム、過硫酸カリウム等の過硫酸塩、過酸化水素とL-アスコルビン酸(塩)等の促進剤との組み合わせが好ましい。これらのラジカル重合開始剤や促進剤はそれぞれ単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
また、低級アルコール、芳香族若しくは脂肪族炭化水素、エステル化合物又はケトン化合物を溶媒とする溶液重合を行う場合、又は、塊状重合を行う場合には、ベンゾイルパーオキシド、ラウロイルパーオキシド、ナトリウムパーオキシド等のパーオキシド;t-ブチルハイドロパーオキシド、クメンハイドロパーオキシド等のハイドロパーオキシド;アゾビスイソブチロニトリル等のアゾ化合物等がラジカル重合開始剤として用いられる。この際アミン化合物等の促進剤を併用することもできる。更に、水-低級アルコール混合溶媒を用いる場合には、上記の種々のラジカル重合開始剤又はラジカル重合開始剤と促進剤の組み合わせの中から適宜選択して用いることができる。
上記ラジカル重合開始剤の使用量は、単量体成分の総量100モルに対し、好ましくは0.001モル以上、より好ましくは0.01モル以上、更に好ましくは0.1モル以上、特に好ましくは0.2モル以上であり、また、好ましくは20モル以下、更により好ましくは10モル以下、特に好ましくは5モル以下、最も好ましくは3モル以下である。
上記重合反応において、重合温度等の重合条件としては、用いられる重合方法、溶媒、重合開始剤、連鎖移動剤により適宜定められるが、重合温度としては、0℃以上であることが好ましく、また、150℃以下であることが好ましい。より好ましくは30℃以上であり、更に好ましくは50℃以上である。また、より好ましくは120℃以下であり、更に好ましくは100℃以下である。
各単量体成分の反応容器への投入方法は特に限定されず、全量を反応容器に初期に一括投入する方法;全量を反応容器に分割又は連続投入する方法;一部を反応容器に初期に投入し、残りを反応容器に分割又は連続投入する方法等が挙げられる。また、反応途中で各モノマーの反応容器への投入速度を連続的又は段階的に変えて、各単量体の単位時間あたりの投入重量比を連続的又は段階的に変化させることにより、モノマー比が異なる2種以上の共重合体を重合反応中に同時に合成するようにしてもよい。なお、ラジカル重合開始剤は反応容器に初めから仕込んでもよく、反応容器へ滴下してもよく、また目的に応じてこれらを組み合わせてもよい。
上記のようにして得られた各重合体は、そのままでも分散剤として用いることができるが、必要に応じて、更にアルカリ性物質で中和して用いてもよい。アルカリ性物質としては、一価金属又は二価金属の水酸化物や炭酸塩等の無機塩;アンモニア;有機アミンが好適である。また、反応終了後、必要ならば濃度調整を行うこともできる。
<工程(b)>
上記工程(b)は、ポリアルキレンイミンにアルキレンオキシドを付加する工程であり、これによりポリアルキレンイミンのアルキレンオキシド付加体(β)を得ることができる。
ポリアルキレンイミンに付加させるアルキレンオキシドとしては、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、ブチレンオキシド、イソブチレンオキシド,1-ブテンオキシド、2-ブテンオキシド、トリメチルエチレンオキシド、テトラメチレンオキシド、テトラメチルエチレンオキシド、ブタジエンモノオキシド等の炭素数2~6のアルキレンオキシドが挙げられる。中でも好ましくはエチレンオキシド、プロピレンオキシドであり、より好ましくはエチレンオキシドである。
上記工程(b)における反応温度は80~150℃であることが好ましい。より好ましくは100~130℃である。
上記工程(b)における反応系内の圧力は、常圧(大気圧)下、減圧下、加圧下のいずれであってもよいが、設備等の観点から、常圧(大気圧)下で反応を行うことが好ましい。
上記反応系内の雰囲気としては、空気雰囲気でも、不活性雰囲気でもよいが、不活性雰囲気とするのが好ましい。
上記工程(b)において、アルキレンオキシドの付加反応後に末端変性工程を行うことにより、アルキレンオキシド付加体(β)における(ポリ)アルキレングリコール鎖末端を、炭化水素基等により疎水変性することができる。
上記末端変性工程では、例えばアルキレンオキシド付加体(β)にアルキルグリシジルエーテル、アルキルクロライド、アミド硫酸などを付加させることにより、末端変性を行うことができる。
末端変性工程における反応温度は40~160℃であることが好ましい。より好ましくは60~120℃である。上記末端変性工程における反応系内の圧力は、常圧(大気圧)下、減圧下、加圧下のいずれであってもよいが、設備等の観点から、常圧(大気圧)下で反応を行うことが好ましい。
上記反応系内の雰囲気としては、空気雰囲気でも、不活性雰囲気でもよいが、不活性雰囲気とするのが好ましい。
≪洗剤組成物≫
本発明の重合体含有組成物は、洗剤組成物に用いられることが好ましい。
上記洗剤組成物における(ポリ)アルキレングリコール鎖含有重合体(α)及びポリアルキレンイミンのアルキレンオキシド付加体(β)の含有量の合計は、洗剤組成物の全量に対して、好ましくは0.1~15質量%であり、より好ましくは0.3~10質量%であり、更に好ましくは0.5~5質量%である。
上記洗剤組成物中の界面活性剤の配合割合は、通常、洗剤組成物の全量に対して10~90質量%であり、好ましくは15~70質量%であり、更に好ましくは20~60質量%であり、一層好ましくは20~50質量%であり、より一層好ましくは20~45質量%であり、特に好ましくは25~40質量%である。
上記洗剤組成物には、上記(ポリ)アルキレングリコール鎖含有重合体(α)、ポリアルキレンイミンのアルキレンオキシド付加体(β)や界面活性剤以外に洗剤に用いられる添加剤が含まれうる。
上記添加剤としては、アルカリビルダー、キレートビルダー、カルボキシメチルセルロースナトリウム等の汚染物質の再沈着を防止するための再付着防止剤、ベンゾトリアゾールやエチレン-チオ尿素等の汚れ抑制剤、ソイルリリース剤、色移り防止剤、柔軟剤、pH調節のためのアルカリ性物質、香料、可溶化剤、蛍光剤、着色剤、起泡剤、泡安定剤、つや出し剤、殺菌剤、漂白剤、漂白助剤、酵素、染料、溶媒等が好適である。また、粉末洗剤組成物の場合にはゼオライトを配合することが好ましい。
上記洗剤組成物は、上記(ポリ)アルキレングリコール鎖含有重合体(α)、ポリアルキレンイミンのアルキレンオキシド付加体(β)以外の、その他の洗剤ビルダーを含んでもよい。その他の洗剤ビルダーとしては、特に制限されないが、例えば、炭酸塩、炭酸水素塩、珪酸塩などのアルカリビルダーや、トリポリリン酸塩、ピロリン酸塩、ボウ硝、ニトリロトリ酢酸塩、エチレンジアミンテトラ酢酸塩、クエン酸塩、(メタ)アクリル酸の共重合体塩、アクリル酸-マレイン酸共重合体、フマル酸塩、ゼオライト等のキレートビルダー、カルボキシメチルセルロース等の多糖類のカルボキシル誘導体等が挙げられる。上記ビルダーに用いられる対塩としては、ナトリウム、カリウムなどのアルカリ金属、アンモニウム、アミン等が挙げられる。
上記添加剤とその他の洗剤用ビルダーの合計の配合割合は、通常、洗剤組成物100質量%に対して0.1~50質量%が好ましい。より好ましくは0.2~40質量%であり、更に好ましくは0.3~35質量%であり、特に好ましくは0.4~30質量%であり、最も好ましくは0.5~20質量%である。添加剤/他の洗剤ビルダーの配合割合が0.1質量%未満であると、十分な洗剤性能を発揮できなくなる虞があり、50質量%を超えると経済性が低下する虞がある。
なお、上記洗剤組成物の概念には、家庭用洗剤の合成洗剤、繊維工業その他の工業用洗剤、硬質表面洗浄剤のほか、その成分の1つの働きを高めた漂白洗剤等の特定の用途にのみ用いられる洗剤も含まれる。
以下に実施例を掲げて本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。なお、特に断りのない限り、「部」は「質量部」を、「%」は「質量%」を意味するものとする。
下記製造例1~4の重合体の分子量測定は、下記(1)又は(2)の方法により行った。
GPC測定条件(1)        
使用カラム:SHODEX社製 GF-310-HQ、GF-710-HQ、GF-1G-7Bをすべて直列接続したもの
溶離液:0.1M酢酸ナトリウム水溶液7500gとアセトニトリル2500gの混合溶媒
打ち込み量:1%溶離液20μL
溶離液流速:0.5ml/min
カラム温度:40℃
標準物質:ポリアクリル酸
ピークトップ分子量(Mp)585400、467300、392600、193800、130500、115000、62900、47500、28000、16000、7500、4100、1770、900
検量線次数:三次式
GPC測定条件(2)               
使用カラム:東ソー社製 TSK guard column SWXL, TSKgel G4000SWXL, G3000SWXL及びG2000SWXLをすべて直列接続したもの
溶離液:水10999g、アセトニトリル6001gの混合溶媒に酢酸ナトリウム三水和物115.6gを溶かし、更に酢酸でpH6.0に調整した溶液
打ち込み量:0.5%溶離液100μL
溶離液流速:1.0ml/min
カラム温度:40℃
標準物質:ポリエチレングリコール、
ピークトップ分子量(Mp)255000、200000、107000、72750、44900、31440、21300、11840、6450、4020、1470
検量線次数:三次式
<製造例1>
攪拌機(パドル翼)を備えた容量500mLのガラス製セパラブルフラスコに、フェノキシポリエチレングリコール(フェノールにエチレンオキサイド平均20モル付加させて得られたもの)216.6gを仕込み、窒素ガスを吹き込み、攪拌しながら、120℃まで昇温し、この状態を1時間維持することにより、反応系の脱水を行った。
次に、還流冷却器を取り付け、135℃まで昇温し、100%アクリル酸(以下、「AA」とも称する。)72.2g、重合開始剤としてジ-t-ブチルパーオキサイド(以下、「PBD」とも称する。)3900μL(3.1g、AAに対する質量比4.3質量%)を、それぞれ別々のノズルより滴下した。
各液の滴下時間は、PBDは210分間、AAはPBD滴下開始から20分後より210分間とした。また、各液の滴下速度は一定とし、各液の滴下は連続的に行った。 
AAの滴下終了後、さらに70分間、上記反応液を135℃に保持(熟成)して重合を終了した。重合終了後、重合反応液を攪拌、放冷しながら、純水291.8gを加え、重合反応液を希釈した。
このようにして、固形分濃度(質量)50.3%の重合体(1)水溶液を得た。
上記(1)の方法により分子量を測定した結果、重合体(1)の重量平均分子量は、12000であった。
<製造例2>
攪拌機(パドル翼)を備えた容量500mLのガラス製セパラブルフラスコに、メトキシポリエチレングリコール(メタノールにエチレンオキサイド平均25モル付加させて得られたもの)168.5gを仕込み、窒素吹き込み、攪拌しながら、120℃まで昇温し、この状態を1時間維持することにより、反応系の脱水を行った。次に、還流冷却器を取り付け、135℃まで昇温し、100%AA72.2g、重合開始剤としてジ-t-ブチルパーオキサイド(以下、「PBD」とも称する。)3900μL(3.1g、AAに対する質量比4.3質量%)を、それぞれ別々のノズルより滴下した。
各液の滴下時間は、PBDは210分間、AAはPBD滴下開始から20分後より210分間とした。また、各液の滴下速度は一定とし、各液の滴下は連続的に行った。 
AAの滴下終了後、さらに70分間、上記反応液を135℃に保持(熟成)して重合を終了した。重合終了後、重合反応液を攪拌、放冷しながら、純水243.8gを加え、重合反応液を希釈した。
このようにして、固形分濃度(質量)80.3%の重合体(2)水溶液を得た。
上記(1)の方法により分子量を測定した結果、重合体(2)の重量平均分子量は、11000であった。
<製造例3>
温度計、撹拌機、滴下ロート、窒素導入管および還流冷却器を備えたガラス製反応容器に水170部を仕込み、撹拌下に反応容器内を窒素置換し、窒素雰囲気下で80℃まで加熱した。次に、メトキシポリエチレングリコールモノメタクリル酸エステル(エチレンオキシドの平均付加モル数25個)158部、メタクリル酸42部および水50部を混合し、さらに連鎖移動剤としてメルカプトプロピオン酸1.45部を均一に混合することにより単量体混合物水溶液を調製した。この単量体混合物水溶液及び10%過硫酸アンモニウム水溶液18.4部をそれぞれ4時間滴下し、滴下終了後更に10%過硫酸アンモニウム水溶液4.6部を1時間で滴下した。その後1時間引き続いて80℃に温度を維持し、重合反応を完結させた。そして、30%水酸化ナトリウム水溶液で中和し、重合体(3)を得た。
上記(2)の方法により分子量を測定した結果、重合体(3)の重量平均分子量は、29000であった。
<製造例4>
温度計、攪拌機、滴下ロート、環流冷却器を備えたガラス製反応容器に、イオン交換水72.26部、3-メチル-3-ブテン-1-オールにエチレンオキサイドを50モル付加した不飽和アルコールエチレンオキサイド付加物127.74部を仕込み、65℃に昇温した後、そこへ過酸化水素30%水溶液0.38部を添加し、アクリル酸40%水溶液19.83部を3時間、3-メルカプトプロピオン酸0.35部を3時間、L-アスコルビン酸2.1%水溶液6.99部を3.5時間かけて滴下した。その後、60分間引き続いて65℃に温度を維持して重合反応を完結させ、温度を50℃以下に降温し水酸化ナトリウム5.0%水溶液79.12部でpH4からpH7になるように中和し、重合体(4)水溶液を得た。
上記(2)の方法により分子量を測定した結果、重合体(4)の重量平均分子量は、27000であった。
<製造例5>
日本触媒社製のエポミンSP-006に、窒素原子1モル当り20モルに相当するエチレンオキシド(EO)をエトキシ化してポリエチレンイミンエチレンオキシド共重合体(以下「PN-100」とも称する。)を合成した。
<再汚染防止能評価>
下記の洗浄工程、すすぎ工程、乾燥工程をこの順序で行う洗濯処理を3回繰り返した。
洗浄工程:
被洗物として、下記の綿布2種類を用いた。
綿布(1):再汚染判定布として綿メリヤス(谷頭商店製)5cm×5cmを5枚用意した。
綿布(2):Testfabrics社より入手した綿布を綿布(1)と合わせて30gになるように用意した。
界面活性剤として、ポリオキシエチレンアルキルエーテル(花王株式会社製、製品名:エマルゲン108)を3質量%に調整した水溶液と、さらに製造例1~4で得られた重合体(1)~(4)、及び、製造例5で得られたポリエチレンイミンのEO付加体であるPN-100について、それぞれ1質量%水溶液を用意した。
Tergot-o-meter(大栄科学社製、製品名:TM-4)内に、25℃の15°DH硬水(塩化カルシウム及び塩化マグネシウムで調製。Ca/Mg=3(質量比))900mL、上記ポリオキシエチレンアルキルエーテルの水溶液7.5g、並漉赤土0.45g、並びに綿布(1)及び(2)を投入し、上記重合体(1)~(4)及びPN-100の水溶液を用いて、重合体(1)~(4)及びPN-100の濃度が表1に記載の濃度になるように調整した。その後撹拌速度120rpm、25℃で10分間洗浄した。
すすぎ工程:
洗浄工程後の被洗物を、1.5分間脱水した後、20℃の硬水900mLを入れ、120rpm、20℃で3分間すすいだ。この操作(脱水及びすすぎ)を2回繰り返した。
乾燥工程:
すすぎ工程後の被洗物を1.5分間脱水した後、綿布(1)のみ取り出し、綿布で挟み、アイロンで乾燥した。
上記洗濯処理を1~3回行った綿布(1)及び洗濯処理前の綿布(1)について、反射率計(分光式色差計、日本電色工業株式会社製、製品名:SE6000)を用い、反射率(Z値)を測定し、下記式より再汚染防止率を求めた。
再汚染防止率=(洗濯処理を1~3回行った後の綿布(1)のZ値)/(洗濯処理前の綿布(1)のZ値)×100
上記洗濯処理1~3回目の綿布(1)の再汚染防止率を表1に示した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
<相溶性評価>
ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム(花王株式会社製ネオペレックスG-65、以下LASとも称す)、ポリオキシエチレン(6)ラウリルエーテル(花王株式会社製エマルゲン108、以下PAEとも称す)、プロピレングリコール(以下PGとも称す)、エタノール(以下EtOHとも称す)を以下の表2の条件1、2の比率で配合した溶液を調製し、さらに重合体(1)又は(2)及びPN―100を以下の表3に記載の濃度になるように混合し、試験液を調製した。実施例5、6として、調製した試験液について以下の基準で界面活性剤との相溶性を評価した。更に、比較例8として、重合体(1)又は(2)に代えてポリアクリル酸((株)日本触媒製、YS-100、Mw5500)を用いて調製した試験液についても同様に相溶性を評価した。
判定基準
 ◎:濁りなし、○:やや濁りあるが、先が見通せる、×:白く濁り、先が見通せない
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000007

 

Claims (18)

  1. (ポリ)アルキレングリコール鎖含有重合体(α)と、ポリアルキレンイミンのアルキレンオキシド付加体(β)とを含み、
    該(ポリ)アルキレングリコール鎖含有重合体(α)は、(ポリ)アルキレングリコール鎖含有化合物の(ポリ)アルキレングリコール鎖にエチレン性不飽和単量体がグラフト重合してなるグラフト重合体(α1)及び/又は不飽和カルボン酸系単量体由来の構造単位(s1)と不飽和(ポリ)アルキレングリコール含有単量体由来の構造単位(s2)とを有する共重合体(α2)であり、
    該グラフト重合体(α1)は、(ポリ)アルキレングリコール鎖の少なくとも一つの末端に炭素数1~30の有機基を有し、
    該エチレン性不飽和単量体は、不飽和カルボン酸系単量体を含むことを特徴とする重合体含有組成物。
  2. 前記(ポリ)アルキレングリコール鎖含有重合体(α)は、(ポリ)アルキレングリコール100質量%に対して、不飽和カルボン酸系単量体由来の構造単位の割合が1~80質量%であることを特徴とする請求項1に記載の重合体含有組成物。
  3. 前記(ポリ)アルキレングリコール鎖含有重合体(α)は、重合体(α)1分子当たりのオキシアルキレン基の平均付加モル数が1~100であることを特徴とする請求項1又は2に記載の重合体含有組成物。
  4. 前記グラフト重合体(α1)は、(ポリ)アルキレングリコール鎖含有化合物100質量%に対して、不飽和カルボン酸系単量体由来の構造単位の割合が10~70質量%であることを特徴とする請求項1~3のいずれかに記載の重合体含有組成物。
  5. 前記グラフト重合体(α1)は、(ポリ)アルキレングリコール鎖含有化合物100質量%に対して、不飽和カルボン酸系単量体由来の構造単位の割合が10~50質量%であることを特徴とする請求項1~4のいずれかに記載の重合体含有組成物。
  6. 前記不飽和カルボン酸系単量体は、(メタ)アクリル酸(塩)を含むことを特徴とする請求項1~5のいずれかに記載の重合体含有組成物。
  7. 前記(ポリ)アルキレングリコール鎖含有化合物は、下記式(1);
    -[X-(AO)-Rm  (1)
    (式(1)中、Rは、炭素数1~30の炭化水素基を表す。Rは、同一又は異なって、水素原子又は炭素数1~30の炭化水素基を表す。Xは、2価の連結基を表す。AOは、同一又は異なって、炭素数2~20のオキシアルキレン基を表す。nは、AOの平均付加モル数を表し、同一又は異なって、1~60である。mは、1~6の数である。)で表される化合物であることを特徴とする請求項1~6のいずれかに記載の重合体含有組成物。
  8. 前記グラフト重合体(α1)は、重量平均分子量が1000~50000であることを特徴とする請求項1~7のいずれかに記載の重合体含有組成物。
  9. 前記共重合体(α2)は、構造単位(s1)の割合が全構造単位100質量%に対して1~50質量%であることを特徴とする請求項1~8のいずれかに記載の重合体含有組成物。
  10. 前記共重合体(α2)は、構造単位(s2)の割合が全構造単位100質量%に対して50~99質量%であることを特徴とする請求項1~9のいずれかに記載の重合体含有組成物。
  11. 前記不飽和(ポリ)アルキレングリコール含有単量体は、下記式(2);
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
    (式中、R、R及びRは、同一又は異なって、水素原子、又は、メチル基を表す。Rは、水素原子、又は、炭素数1~30の炭化水素基を表す。(AO)は、同一又は異なって、オキシアルキレン基を表す。qは、オキシアルキレン基の平均付加モル数を表し、1~100の数である。xは、0~4の数を表す。yは、0又は1を表す。)で表される化合物であることを特徴とする請求項1~10のいずれかに記載の重合体含有組成物。
  12. 前記共重合体(α2)は、重量平均分子量が5000~300000であることを特徴とする請求項1~11のいずれかに記載の重合体含有組成物。
  13. 前記(ポリ)アルキレングリコール鎖含有重合体(α)は、グラフト重合体(α1)であることを特徴とする請求項1~12のいずれかに記載の重合体含有組成物。
  14. 前記(ポリ)アルキレングリコール鎖含有重合体(α)は、共重合体(α2)であることを特徴とする請求項1~13のいずれかに記載の重合体含有組成物。
  15. 前記ポリアルキレンイミンのアルキレンオキシド付加体(β)は、ポリアルキレンイミンの窒素原子に結合する少なくとも1つの水素原子が下記式(3);
    -(AO)-R (3)
    (式(3)中、Rは、水素原子又は炭素数1~30の炭化水素基を表す。AOは、同一又は異なって、炭素数2~20のオキシアルキレン基を表す。pは、AOの平均付加モル数を表し、1~30である。)で表される(ポリ)オキシアルキレン基に置換された構造であることを特徴とする請求項1~14のいずれかに記載の重合体含有組成物。
  16. 前記重合体含有組成物は、ポリアルキレンイミンのアルキレンオキシド付加体(β)の割合が、(ポリ)アルキレングリコール鎖含有重合体(α)100質量%に対して、10~1000質量%であることを特徴とする請求項1~15のいずれかに記載の重合体含有組成物。
  17. 前記重合体含有組成物は、更に界面活性剤を含むことを特徴とする請求項1~16のいずれかに記載の重合体含有組成物。
  18. (ポリ)アルキレングリコール鎖含有重合体(α)と、ポリアルキレンイミンのアルキレンオキシド付加体(β)とを含む重合体含有組成物を製造する方法であって、
    該製造方法は、(ポリ)アルキレングリコール鎖含有化合物の(ポリ)アルキレングリコール鎖に不飽和カルボン酸系単量体を含むエチレン性不飽和単量体をグラフト重合させる工程を行いグラフト重合体(α1)を得る工程(a1)及び/又は不飽和カルボン酸系単量体及び不飽和(ポリ)アルキレングリコール含有単量体を含む単量体成分を重合させて共重合体(α2)を得る工程(a2)と、
    ポリアルキレンイミンにアルキレンオキシドを付加する工程を行いアルキレンオキシド付加体(β)を得る工程(b)と、
    工程(a1)で得られたグラフト重合体(α1)及び/又は工程(a2)で得られた共重合体(α2)と工程(b)で得られたアルキレンオキシド付加体(β)とを混合する工程(c)とを含み、
    該(ポリ)アルキレングリコール鎖含有化合物は、少なくとも一つの末端に炭素数1~30の有機基を有することを特徴とする重合体含有組成物の製造方法。
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