JP7034973B2 - ビニル系重合体の製造方法 - Google Patents
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Description
ここで、実施形態に係るビニル系重合体の製造方法に用いるマイクロカプセルを含む組成物について説明する。上述のように、上記組成物に含まれるマイクロカプセルは、コア/シェル構造を有し、シェルは、水溶性高分子を含み、コアは、有機過酸化物を含む。このマイクロカプセルでは、有機過酸化物が内包されている。このマイクロカプセルは、いいかえると、有機過酸化物を含む粒状物と、その表面に付着している、水溶性高分子を含む被覆層とを有する被覆粒状物である。また、上記コア/シェル構造の形成は、実施例において後述するエチレンジクロライド(EDC)に対するマイクロカプセルの溶解性から確認できる。また、上記マイクロカプセルは、たとえば、水性媒体に分散されており、水性媒体とともに組成物を形成している。
ビニルエステル系単量体としては、特に限定されないが、例えば、酢酸ビニル、ギ酸ビニル、プロピオン酸ビニル、カプリル酸ビニル、バーサチック酸ビニル等の脂肪酸ビニルエステル等を挙げることができ、これらのビニルエステル系単量体は1種又は2種以上使用してもよい。
また、ビニルエステル系単量体の重合に際して、他の単量体と共重合しても差し支えない。使用しうる他の単量体としては特に限定されないが、例えば、α-オレフィン、アクリル酸及びその塩、アクリル酸エステル類、メタクリル酸及びその塩、メタクリル酸エステル類、アクリルアミド、アクリルアミド誘導体、メタクリルアミド、メタクリルアミド誘導体、ビニルエーテル類、ニトリル類、ハロゲン化ビニル類、ハロゲン化ビニリデン類、アリル化合物、不飽和ジカルボン酸およびその塩又はそのエステル、オレフィンスルホン酸およびその塩、ビニルシリル化合物、脂肪酸アルキルエステル等が挙げられ、これらの他の単量体は1種又は2種以上を使用することができる。
また、ビニルエステル系重合体の重合に際して、得られるビニルエステル系重合体の重合度を調節すること等を目的として、連鎖移動剤を共存させても差し支えない。連鎖移動剤としては、特に限定されないが、例えば、アセトアルデヒド、プロピオンアルデヒド、ブチルアルデヒド、ベンズアルデヒド等のアルデヒド類;アセトン、メチルエチルケトン、ヘキサノン、シクロヘキサノン等のケトン類;2-ヒドロキシエタンチール、ドデシルメルカプタン等のメルカプタン類;四塩化炭素、四塩化臭素、ジクロロメタン、ジブロモメタン、トリクロロエチレン、パークロロエチレン等の有機ハロゲン類が挙げられ、これらの連鎖移動剤は1種又は2種以上を使用することができる。
また、ポリビニルアルコールは、ポリビニルアルコールをアセト酢酸エステル化、アセタール化、ウレタン化、エーテル化、グラフト化、リン酸エステル化、オキシアルキレン化する方法等によって後変性させたポリビニルアルコール、すなわち変性ポリビニルアルコールであってもよい。
ln[a/(a-x)]=kt (5)
以下、上記実施の形態による効果を明確にするために行った実施例に基づいて上記実施の形態をより詳細に説明する。なお、上記実施の形態は、以下の実施例および比較例によって何ら制限されない。
(1)マイクロカプセルを含む水性液の製造
通常の撹拌装置および温度計を備えた500mlの四つ口フラスコへ、水15質量部と、鹸化度88mol%、平均重合度1800の部分鹸化ポリビニルアルコールの水溶液(濃度10質量%)10質量部と、エタノール17質量部と、界面活性剤(ソルビタンモノオレエート)3質量部とを入れて溶解した後、内温を5~10℃にした。そこへ有機過酸化物としてジ-(2-エチルヘキシル)パーオキシジカーボネート55質量部を滴下しながら激しく撹拌した。さらに30分間撹拌を続け、ジ-(2-エチルヘキシル)パーオキシジカーボネートが内包されたマイクロカプセルを含む水性液(マイクロカプセル組成液)を得た。また、表1に、得られたマイクロカプセルについて、レーザー回折式粒度分布測定装置により測定したメディアン径(D50)を示す。
EDCに対するマイクロカプセルの溶解性について、以下の方法により評価した。500mlビーカーに対して、水150質量部、上記マイクロカプセルを含む水性液50質量部およびEDC100質量部を加え、内温40℃で、通常の撹拌装置を用いて5分間撹拌した。その後静置させ、EDC層および水層が分離した際の状態を観察し、以下の基準で評価を行った。その結果を表1に示す。
〇:EDC層にマイクロカプセルがほとんど溶解していない状態
△:EDC層にマイクロカプセルが全量の半分未満溶解した状態
×:EDC層にマイクロカプセルが全量の半分以上溶解した状態
内容量2m3のステンレス製重合器に、脱イオン水876kgと、ヒドロキシプロピルメチルセルロース182.5gと、鹸化度80.5モル%、平均重合度2500の部分鹸化ポリビニルアルコール182.5gと、鹸化度48モル%、平均重合度230の部分鹸化ポリビニルアルコール65gとを仕込んだ。内圧が8kPa(絶対圧)となるまで重合器内を脱気した後、塩化ビニル単量体730kgを仕込んだ。撹拌しながら、重合開始剤が内包された上記(1)で得られたマイクロカプセルを含む水性液を有機過酸化物の純分換算で400gとなる質量で仕込み、同時にジャケットに温水を通して昇温を開始した。重合器内の温度が57.0℃に達した段階で、その温度を保ち重合を続けた。
重合転化率が88%となった時点で、重合器内にトリエチレングリコール・ビス〔3-(3-t-ブチル-5-メチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート〕の35質量%水性分散液186gを添加し、次いで未反応単量体を回収した。重合体スラリーを脱水、乾燥して塩化ビニル重合体を得た。
得られた重合体の見掛け比重、平均粒子径、可塑剤吸収量およびフィッシュアイ個数について、下記の方法で測定した。その結果を表1に示す。
-見掛け密度-
試料重合体の見掛け密度は、JIS K7365に準拠して測定した。
-平均粒子径-
JIS Z 8801既定の試験用篩のうち、呼び寸法が300μm、250μm、180μm、150μm、106μmおよび75μmの篩をロータップ型篩分け装置に取り付け、最上段に試料重合体100gを静かに入れた。10分間振とう後、各篩上に残った試料重合体の質量を測定し、下記に示す総質量(100g)に対する百分率(A~F)を求めた。
A:呼び寸法250μmの篩での篩上率(%)
B:呼び寸法180μmの篩での篩上率(%)
C:呼び寸法150μmの篩での篩上率(%)
D:呼び寸法106μmの篩での篩上率(%)
E:呼び寸法75μmの篩での篩上率(%)
F:呼び寸法75μmの篩での篩下率(%)
平均粒子径は、求めた各篩における篩上率および篩下率を下記式に代入して得た。
平均粒子径(μm)={(A×300)+(B×215)+(C×165)+(D×128)+(E×90)+(F×60)}×(1/100)
-可塑剤吸収量-
試料重合体の可塑剤収取量(%)は、JIS K7386に準拠して測定した。
-フィッシュアイ個数-
試料重合体100質量部、フタル酸ビス(2-エチルヘキシル)(DOP)50質量部、Ba/Zn系安定剤2.0質量部、エポキシ化大豆油5.0質量部、カーボンブラック0.1質量部および二酸化チタン0.5質量部を混合してコンパウンドを得た。このコンパウンド50gを145℃においてロールミルで5分間混練して0.3mm厚のシートとして分取した。フィッシュアイ個数は、このシート100cm2中の透明粒子の数を測定して求めた。
マイクロカプセルを含む水性液の製造において使用した部分鹸化ポリビニルアルコールを、鹸化度88mol%、平均重合度3300の部分鹸化ポリビニルアルコールに代えた以外は、実施例1と同様に行った。その結果を表1に示す。
マイクロカプセルを含む水性液の製造において使用した部分鹸化ポリビニルアルコールを、鹸化度82mol%、平均重合度2400の部分鹸化ポリビニルアルコールに代えた以外は、実施例1と同様に行った。その結果を表1に示す。
マイクロカプセルを含む水性液の製造において使用した部分鹸化ポリビニルアルコールを、鹸化度98mol%、平均重合度1700の部分鹸化ポリビニルアルコールに代えた以外は、実施例1と同様に行った。その結果を表1に示す。
マイクロカプセル組成液の製造において、水40質量部、部分鹸化ポリビニルアルコールの水溶液(濃度10質量%)5質量部、ジ-(2-エチルヘキシル)パーオキシジカーボネート35質量部に代えた以外は、実施例1と同様に行った。その結果を表1に示す。
マイクロカプセルを含む水性液の製造において使用した部分鹸化ポリビニルアルコールをゼラチンに代えた以外は、実施例1と同様に行った。その結果を表1に示す。
マイクロカプセルを含む水性液の製造において使用した有機過酸化物を、t-ブチルパーオキシネオデカノエートに代えた以外は、実施例1と同様に行った。その結果を表1に示す。
マイクロカプセル組成液の代わりに、ジ-(2-エチルヘキシル)パーオキシジカーボネートの濃度70%イソパラフィン系溶液を使用した以外は、実施例1と同様に行った。その結果を表1に示す。この場合、得られた塩化ビニル系重合体のフィッシュアイが多くなり、塩化ビニル系重合体成形物での品質が悪化した。
マイクロカプセル組成液の製造において、部分鹸化ポリビニルアルコールを使用しなかった以外は、実施例1と同様に行った。その結果を表1に示す。この場合、マイクロカプセルとはならず、メディアン径が200μm以上の凝集体が形成された。
Claims (7)
- マイクロカプセルを含む組成物を用いて、ラジカル反応によってビニル系単量体を重合して、アクリル系重合体を除くビニル系重合体を得る重合工程を含み、
前記マイクロカプセルは、コア/シェル構造を有し、前記シェルは、水溶性高分子を含み、前記コアは、有機過酸化物を含む、
アクリル系重合体を除くビニル系重合体の製造方法。 - 前記ビニル系単量体は、塩化ビニル、スチレンおよび酢酸ビニルから選ばれる少なくとも1種である、
請求項1に記載のアクリル系重合体を除くビニル系重合体の製造方法。 - 前記水溶性高分子は、ポリビニルアルコール、セルロース誘導体、ゼラチン、ポリ(メタ)アクリル酸誘導体、ポリビニルピロリドンおよびポリエチレンオキサイドからなる群より選ばれる少なくとも1種である、
請求項1又は2に記載のアクリル系重合体を除くビニル系重合体の製造方法。 - 前記ポリビニルアルコールは、鹸化度が80mol%以上99.5mol%以下であり、かつ平均重合度が1500以上3500以下である部分鹸化ポリビニルアルコールである、
請求項3に記載のアクリル系重合体を除くビニル系重合体の製造方法。 - 前記マイクロカプセルは、メディアン径(D50)が15μm以下である、
請求項1~4のいずれか1項に記載のアクリル系重合体を除くビニル系重合体の製造方法。 - 前記有機過酸化物は、ベンゼン中、濃度0.1mol/Lにおける10時間半減期温度が70℃以下である、
請求項1~5のいずれか1項に記載のアクリル系重合体を除くビニル系重合体の製造方法。 - 前記重合工程は、前記ビニル系単量体として塩化ビニルを重合して、前記ビニル系重合体として塩化ビニル系重合体を得る工程である、
請求項1~6のいずれか1項に記載のアクリル系重合体を除くビニル系重合体の製造方法。
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