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Title:
DISPERSION STABILIZER FOR SUSPENSION POLYMERIZATION OF VINYL COMPOUND, AND METHOD FOR PRODUCTION OF VINYL COMPOUND POLYMER
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2008/096727
Kind Code:
A1
Abstract:
Disclosed is a poly(vinyl alcohol)-type dispersion stabilizer which can be used for the suspension polymerization of a vinyl compound, which can reduce the formation of coarse particles compared to a conventional one, can produce a vinyl compound polymer having a sharp particle diameter distribution, and can reduce the amount of scales attached onto a polymerization vessel. Also disclosed is a method for producing the dispersion stabilizer. The dispersion stabilizer comprises a carbon monooxide/vinyl alcohol copolymer having a unit derived from carbon monooxide (a CO unit) and a vinyl alcohol unit, wherein the copolymer contains the CO unit in an amount of 0.01 to 8 mol%, and has a viscosity average polymerization degree of 200 to 3500 and a saponification degree of 60 to 90 mol%.

Inventors:
NII SHINSUKE (JP)
KATO MASAKI (JP)
Application Number:
PCT/JP2008/051813
Publication Date:
August 14, 2008
Filing Date:
February 05, 2008
Export Citation:
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Assignee:
KURARAY CO (JP)
NII SHINSUKE (JP)
KATO MASAKI (JP)
International Classes:
C08F2/20; C08G67/02; C09K23/52
Foreign References:
JPH08208724A1996-08-13
JPS61108602A1986-05-27
JPH08253509A1996-10-01
JPH11158204A1999-06-15
Other References:
MITSUTANI A. AND YANO M.: "Sakusan Vinyl to Issanka Tanso tono Kyojugo Oyobi Kyojugotai kara Erareta Hensei Polyvinyl Alcohol", KOGYOKAGAKU ZASSHI, vol. 67, no. 6, 5 June 1964 (1964-06-05), pages 935 - 93
"POVAL", 1984, KOBUNSHI KANKOKAI, pages: 369 - 373
Attorney, Agent or Firm:
KAMADA, Koichi (TOMOE MARION BLDG.4-3-1, Nishitenma, Kita-k, Osaka-shi Osaka 47, JP)
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Claims:
 一酸化炭素に基づく単位(CO単位)とビニルアルコール単位とを含む、一酸化炭素-ビニルアルコール共重合体からなり、
 前記共重合体における、CO単位の含有量が0.01~8モル%、粘度平均重合度が200~3500、けん化度が60~90モル%である、ビニル化合物の懸濁重合用分散安定剤。
 前記共重合体の粘度平均重合度PηおよびCO単位の含有量Y(モル%)が、以下の式(I)に示す関係を満たす請求項1に記載のビニル化合物の懸濁重合用分散安定剤。
     2≦0.01×Pη×Y≦50     (I)
 前記共重合体が、主鎖における末端以外にエノン構造を有する請求項1に記載のビニル化合物の懸濁重合用分散安定剤。
 懸濁重合によるビニル化合物重合体の製造方法であって、
 前記重合に用いる分散安定剤が、
 一酸化炭素に基づく単位(CO単位)とビニルアルコール単位とを含み、CO単位の含有量が0.01~8モル%、粘度平均重合度が200~3500、けん化度が60~90モル%である一酸化炭素-ビニルアルコール共重合体である、ビニル化合物重合体の製造方法。
 
Description:
ビニル化合物の懸濁重合用分散 定剤およびビニル化合物重合体の製造方法

 本発明は、ビニル化合物の懸濁重合用分 安定剤、より具体的には、ビニル化合物を 濁重合してビニル化合物重合体を製造する に重合系に加えられる分散安定剤、に関す 。また本発明は、当該分散安定剤を用いた ニル化合物重合体の製造方法に関する。

 塩化ビニル樹脂などのビニル化合物重合 (以下、単に「ビニル重合体」ともいう)を 業的に製造する方法として、塩化ビニル単 体などのビニル化合物を懸濁重合する方法 広く実施されている。懸濁重合では、水性 体中に分散させたビニル化合物を油溶性の 媒を用いて重合させることにより、粒子状 ビニル重合体が得られるが、その際、得ら る重合体の品質向上を目的として、分散安 剤が媒体に添加される。ビニル化合物を懸 重合して得られるビニル重合体の品質を支 する因子には、重合率、水-化合物比(水-単 体比)、重合温度、油溶性触媒の種類および 、重合容器の型式、重合容器における内容 の攪拌速度、ならびに分散安定剤の種類な がある。なかでも分散安定剤の種類が、ビ ル重合体の品質に大きな影響を与える。

 ビニル化合物の懸濁重合に用いられる分 安定剤には、(1)粗大粒子の形成量が少なく かつ得られるビニル重合体の粒径分布がシ ープであること、ならびに(2)重合時に重合 器に付着するスケールの量が少ないこと、 実現する性能が求められる。従来、メチル ルロース、カルボキシメチルセルロースな のセルロース誘導体、および部分けん化ポ ビニルアルコールが、単独でまたは組み合 されて、分散安定剤に使用されている。し し、これらの分散安定剤では、上記(1)およ (2)の実現が困難である。

 高分子刊行会1984年発行「ポバール」369~37 3ページおよび411~415ページには、塩化ビニル 懸濁重合に用いる分散安定剤として、重合 が2000、けん化度が80モル%のポリビニルアル コール(PVA)ならびに重合度が700~800、けん化度 が70モル%のPVAが開示されている。しかし、こ の分散安定剤では、上記(1)、(2)を十分に実現 できない。

 特公平5-88251号公報には、平均重合度が500以 上、重量平均重合度Pwと数平均重合度Pnとの (Pw/Pn)が3.0以下であり、カルボニル基とこれ 隣接するビニレン基とを含む構造[-CO-(CH=CH-) 2 ]を有し、0.1%水溶液の波長280nmおよび320nmでの 吸光度が各々0.3以上および0.15以上であり、 つ波長280nmでの吸光度(a)に対する波長320nmで 吸光度(b)の比(b)/(a)が0.30以上のPVAからなる 散安定剤が開示されている。

 特開平5-105702号公報には、けん化度が75~85 モル%、0.1重量%水溶液の波長280nmでの吸光度 0.1以上、カルボキシル基の含有量が0.01~0.15 ル%、かつ0.1重量%水溶液の曇点が50℃以上のP VAからなる分散安定剤が開示されている。

 特開平8-208724号公報には、分子内に上記構 [-CO-(CH=CH-) 2 ]を有し、1重量%水溶液の波長280nmでの吸光度 2.5以上、平均重合度が500以上、けん化度が6 0~90モル%、数平均分子量Mnに対する重量平均 子量Mwの比(Mw/Mn)が2.5以下、けん化度に関す ブロックキャラクターが0.45以下、かつメタ ール可溶分が10重量%以下のPVAからなる懸濁 合用分散剤が開示されている。

 しかし、特公平5-88251号公報、特開平5-1057 02号公報および特開平8-208724公報に開示の分 安定剤では、上記(1)、(2)を十分に実現でき い。

 本発明は、ビニル化合物の懸濁重合に用 られるPVA系分散安定剤であって、当該安定 の使用により、従来よりも粗大粒子の形成 が少なく、得られるビニル重合体の粒径分 がシャープであり、重合容器に付着するス ール量が少ない分散安定剤の提供を目的と る。

 本発明者らは、鋭意検討の結果、ビニル化 物の懸濁重合に対して大きな影響を与える 考えられる上記構造[-CO-(CH=CH-) 2 ]がPVAの主鎖における一方の末端にのみ存在 る(特開平8-208724号公報の段落番号[0010]を参 )ことにより、上記各公報に開示の分散安定 において上記(1)、(2)が十分に実現できない と、ならびに特定の構成を有する一酸化炭 -ビニルアルコール共重合体が分散安定剤と して優れた性能を示すことを見出し、本発明 を完成させた。

 本発明のビニル化合物の懸濁重合用分散 定剤(以下、単に「分散安定剤」ともいう) 、一酸化炭素に基づく単位(CO単位)とビニル ルコール単位とを含む一酸化炭素-ビニルア ルコール共重合体からなり、前記共重合体に おけるCO単位の含有量が0.01~8モル%、粘度平均 重合度が200~3500、けん化度が60~90モル%である

 本発明のビニル化合物重合体の製造方法 、懸濁重合によるビニル化合物重合体の製 方法であって、前記重合に用いる分散安定 が、一酸化炭素に基づく単位(CO単位)とビニ ルアルコール単位とを含み、CO単位の含有量 0.01~8モル%、粘度平均重合度が200~3500、けん 度が60~90モル%である一酸化炭素-ビニルアル コール共重合体である。

 本発明の分散安定剤は、CO単位とビニル ルコール単位とを含む一酸化炭素-ビニルア コール共重合体(CO変性PVA)からなるが、CO変 PVAの主鎖にはCO単位がランダムに存在し、CO 単位の一部は、隣接する基とともに構造[-CO-C H=CH-]を形成している(本明細書では、この構 をエノン構造と呼ぶ)。本発明の分散安定剤 構成するCO変性PVAのCO単位含有量(CO変性量) 0.01モル%以上であり、このようなPVAの主鎖に は、その末端以外の任意の場所にエノン構造 が存在する(末端はエノン構造であってもな てもよい)。また、本発明の分散安定剤では CO変性PVAにおけるCO変性量の上限、粘度平均 重合度Pηおよびけん化度を、それぞれ8モル% 200~2500、および60~90モル%としている。即ち 本発明の分散安定剤は、主鎖における任意 場所にエノン構造を有するともに、重合度 どが特定の範囲にあるCO変性PVAからなり、こ のような分散安定剤を用いてビニル化合物の 懸濁重合を行うことにより、従来に比べて、 粗大粒子の形成量を少なく、得られるビニル 重合体の粒径分布をシャープに、重合容器に 付着するスケール量を少なくできるという優 れた効果が得られる。このような効果を実現 できる本発明の分散安定剤は、工業的価値が 極めて高い。

 [分散安定剤]
 本発明の分散安定剤を構成するCO変性PVAのCO 変性量は0.01~8モル%であり、0.1~5モル%が好ま く、0.2~3モル%がより好ましく、その下限は0. 5モル%以上が特に好ましい。CO変性量が0.01モ %未満ではCO変性に基づく性能が発現せず、 ニル化合物の懸濁重合において、粗大粒子 多く形成され、得られるビニル重合体の粒 分布がブロードとなり、多くのスケールが 合容器に付着する。CO変性量が8モル%を超え ると、CO変性PVAの水溶性が低下し、分散安定 としての取扱性が低下する。また、この場 、粗大粒子の形成量および重合容器へのス ールの付着量を低減させる効果が十分に得 れない。本発明の分散安定剤を構成するCO 性PVAは、背景技術に例示した従来のカルボ ル基含有PVAに比べて、カルボニル基の含有 が大きい。

 CO変性PVAのCO変性量は、当該PVAの前駆体であ る一酸化炭素-ビニルエステル共重合体に対 るプロトンNMR測定により求めることができ 。具体的には、以下のように求めればよい:n -ヘキサン/アセトン混合液により、一酸化炭 -ビニルエステル共重合体の再沈精製を3回 上十分に行った後、50℃の減圧下で2日間乾 し、分析用の共重合体を作製する。次に、 製した共重合体をCDCl 3 に溶解させ、室温におけるプロトンNMRを測定 する(実施例ではJEOL製GX-500を用いた)。得られ たNMRスペクトルから、ビニルエステルの主鎖 のメチン(CH)に由来するピークα(化学シフト 4.7~5.2ppm)と、カルボニル基に隣接するメチレ ン(CH 2 )に由来するピークβ(化学シフトが2.2~3.0ppm)と を判別し、以下の式(II)によりCO変性量を評価 できる。なお、一酸化炭素-ビニルエステル 重合体は、通常、いわゆる「head to tail 構 」を有しており、基本的にCO単位に隣接し メチレンが存在する。例外的にCO単位に隣接 してメチンのみが存在する場合があるが、そ の程度は、CO変性量の評価にあたって無視で る程度である。
 CO変性量(モル%)={(βのプロトン数/2)/(αのプ トン数+βのプロトン数/2)}×100(%)    ・・・ (II)

 本発明の分散安定剤を構成するCO変性PVA 粘度平均重合度Pηは200~3500であり、500~3000が ましい。重合度Pηが200未満では、ビニル化 物の懸濁重合の安定性が低下する。重合度P ηが3500を超えると、得られる粒子の粒径分布 がブロードとなることがある。また、重合度 Pηが200~3500の範囲を外れると、ビニル化合物 懸濁重合時に、粗大粒子の形成量および重 容器へのスケールの付着量を低減させる効 が十分に得られない。

 CO変性PVAの粘度平均重合度Pηは、JIS-K6726に じて測定される。具体的には、CO変性PVAを再 けん化し、精製した後、30℃の水中で測定し 極限粘度[η]から、以下の式(III)により評価 きる。
 P=([η]×10 3 /8.29) (1/0.62)     ・・・(III)

 本発明の分散安定剤を構成するCO変性PVA けん化度は60~90モル%であり、65~88モル%が好 しく、68~85モル%がより好ましい。けん化度 60モル%未満では、CO変性PVAの水溶性が低下し 、分散安定剤としての取り扱い性が低下する 。けん化度が90モル%を超えると、得られるビ ニルポリマーの可塑剤吸収性が低下すること がある。また、けん化度が60~90モル%の範囲を 外れると、ビニル化合物の懸濁重合時に、粗 大粒子の形成量および重合容器へのスケール の付着量を低減させる効果が十分に得られな い。

 本明細書におけるCO変性PVAのけん化度は JIS-K6726に記載されているけん化度の測定方 により測定した値とする。なお、CO変性PVAに 対してJIS-K6726に記載の方法を適用した場合、 エノン構造を含む単位およびビニルアルコー ル単位の含有量の合計が導きだされるが、本 明細書では、この値を「けん化度」とする。

 本発明の分散安定剤を構成するCO変性PVAの 度平均重合度PηおよびCO単位の含有量(CO変性 量)Y(モル%)は、以下の式(I)に示す関係を満た ことが好ましい。
     2≦0.01×Pη×Y≦50     (I)

 重合度PηとCO変性量Yとの積に0.01を乗じた 値が2以上50以下の場合、ビニル化合物の懸濁 重合時に重合容器へ付着するスケールの量は 、さらに少なくなる。

 本発明の分散安定剤を構成するCO変性PVA 、本発明の効果が得られる範囲において、CO 単位およびビニルアルコール単位、ならびに ビニルアルコール単位の前駆体であるビニル エステル単位以外の構成単位を含んでいても よい。このような構成単位として、例えば、 後述する単量体(A)に由来する構成単位がある 。

 本発明の分散安定剤は、本発明の効果が られる範囲において、上述したCO変性PVA以 の物質を含むことができる。

 本発明の分散安定剤の製造方法は特に限 されないが、例えば、以下に示す分散安定 の製造方法により製造できる。

 [分散安定剤の製造方法]
 本発明の分散安定剤は、例えば、ビニルエ テル単位とCO単位とを含む一酸化炭素-ビニ エステル共重合体(CO変性PVEs)をけん化して 造できる。けん化によってビニルエステル 位がビニルアルコール単位に変化し、CO変性 PVEsはCO変性PVAとなる。また、けん化時に、CO 性PVEsにおけるCO単位に隣接する構造が脱カ ボン酸反応および/または脱水反応により変 化してエノン構造が形成される。なお、ビニ ルエステル単位が酢酸ビニル単位である場合 、脱カルボン酸反応は、脱酢酸反応となる。

 なお、けん化により形成されたエノン構 の一部は、続いて実施される乾燥工程など おいて、エノン構造に隣接するビニルアル ール単位がさらに脱水することで、ジエン 造またはトリエン構造などに変化すること ある。

 CO変性PVEsのけん化には、水酸化ナトリウ 、水酸化カリウム、ナトリウムメトキシド どの塩基性触媒、あるいはp-トルエンスル ン酸などの酸性触媒を用いた、加アルコー 分解反応または加水分解反応に基づく公知 けん化方法を適用できる。この反応に使用 うる溶媒は、例えば、メタノール、エタノ ルなどのアルコール類;酢酸メチル、酢酸エ ルなどのエステル類;アセトン、メチルエチ ルケトンなどのケトン類:ベンゼン、トルエ などの芳香族炭化水素などであり、これら 溶媒を単独で、または2種以上を組み合わせ 、用いることができる。なかでも、メタノ ルまたはメタノール/酢酸メチル混合溶液を 溶媒とし、水酸化ナトリウムを触媒としてCO 性PVEsをけん化することが簡便であり好まし い。

 CO変性PVEsの形成方法は特に限定されない 、一酸化炭素を含む雰囲気下にて無溶媒で あるいは一酸化炭素を含む雰囲気下にてア コール系溶媒中において、一酸化炭素とビ ルエステル単量体とを共重合させる方法が ましい。この方法では、PVEsの主鎖内にCO単 を効率的に導入できる。

 共重合は、COの分圧にして0.01~8MPaの圧力 で行うことが好ましい。この場合、CO変性量 が0.01~8モル%の範囲にあるCO変性PVEsの形成が 易となる。共重合時のCOの分圧が過小である と、十分なCO変性量を有するCO変性PVEsを形成 きず、当該分圧が過大であると、CO変性PVEs CO変性量が過大となる。

 共重合は、CO雰囲気下で行うことが好ま い。この場合、PVEsの主鎖内にCO単位が効率 に導入される。

 共重合を行う温度(共重合温度)は、0~200℃ が好ましく、30~140℃がより好ましい。当該温 度が0℃より低い場合、十分な重合速度が得 れないことがある。当該温度が200℃より高 場合、溶媒へのCOの溶解量が低下して、望む CO変性量を有するCO変性PVEsが得られないこと ある。

 共重合温度の制御方法は特に限定されず 例えば、重合速度の制御により、重合によ 生成する熱と、重合容器表面からの放熱と バランスをとる方法、あるいは適当な熱媒 用いた外部ジャケットにより制御する方法 どがある。安全性の面からは、後者の方法 好ましい。

 共重合の方法は、無溶媒で、またはアル ール系溶媒中において実施できる限り特に 定されず、例えば、塊状重合法、溶液重合 、懸濁重合法、乳化重合法などの任意の重 方法を用いることができる。特に、無溶媒 塊状重合法、およびアルコール系溶媒を用 た溶液重合法を好適に採用できる。重合度 高いCO変性PVEsを得たい場合は、乳化重合法 採用すればよい。

 共重合の方式は特に限定されず、例えば 回分重合、半回分重合、連続重合、半連続 合のいずれであってもよい。

 アルコール系溶媒は特に限定されないが 例えば、メチルアルコール、エチルアルコ ル、プロピルアルコールなどを単独で、あ いは2種以上混合して用いることができる。

 共重合に用いる重合開始剤は、重合方法 応じて、公知の開始剤(例えばアゾ系開始剤 、過酸化物系開始剤、レドックス系開始剤な ど)から選択すればよい。アゾ系開始剤は、 えば、2,2’-アゾビスイソブチロニトリル、2 ,2’-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)、 2,2’-アゾビス(4-メトキシ-2,4-ジメチルバレロ ニトリル)などである。過酸化物系開始剤は 例えば、ジイソプロピルパーオキシジカー ネート、ジ-2-エチルヘキシルパーオキシジ ーボネート、ジエトキシエチルパーオキシ カーボネートなどのパーカーボネート化合 ;t-ブチルパーオキシネオデカネート、α-ク ルパーオキシネオデカネート、t-ブチルパー オキシデカネートなどのパーエステル化合物 ;アセチルシクロヘキシルスルホニルパーオ シド;2,4,4-トリメチルペンチル-2-パーオキシ ェノキシアセテートなどである。これらの 始剤に、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニ ム、過酸化水素などを組み合わせて開始剤 してもよい。レドックス系開始剤は、例え 、上記過酸化物と、亜硫酸水素ナトリウム 炭酸水素ナトリウム、酒石酸、L-アスコル ン酸、ロンガリットなどの還元剤とを組み わせた開始剤である。COとビニルエステル単 量体との共重合を高温で行った場合に、ビニ ルエステル単量体の分解に起因するPVEsの着 が見られることがあるが、その場合、着色 防止を目的として、酒石酸のような酸化防 剤を1~100ppm(ビニルエステル単量体に対して) 度、重合系に添加することはなんら差し支 ない。

 COと共重合させるビニルエステル単量体 特に限定されず、例えば、ギ酸ビニル、酢 ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル イソ酪酸ビニル、ピバリン酸ビニル、バー チック酸ビニル、カプロン酸ビニル、カプ ル酸ビニル、ラウリル酸ビニル、パルミチ 酸ビニル、ステアリン酸ビニル、オレイン ビニル、安息香酸ビニルなどである。なか も、酢酸ビニルが好ましい。

 COとビニルエステル系単量体との共重合 際して、本発明の主旨を損なわない範囲で 他の単量体(A)を共重合してもよい。単量体(A )は、例えば、エチレン、プロピレン、n-ブテ ン、イソブチレンなどのα-オレフィン類;ア リル酸およびその塩;アクリル酸メチル、ア リル酸エチル、アクリル酸n-プロピル、ア リル酸i-プロピル、アクリル酸n-ブチル、ア リル酸i-ブチル、アクリル酸t-ブチル、アク リル酸2-エチルヘキシル、アクリル酸ドデシ 、アクリル酸オクタデシルなどのアクリル エステル類;メタクリル酸およびその塩;メ クリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メ クリル酸n-プロピル、メタクリル酸i-プロピ 、メタクリル酸n-ブチル、メタクリル酸i-ブ チル、メタクリル酸t-ブチル、メタクリル酸2 -エチルヘキシル、メタクリル酸ドデシル、 タクリル酸オクタデシルなどのメタクリル エステル類;アクリルアミド;N-メチルアクリ アミド、N-エチルアクリルアミド、N,N-ジメ ルアクリルアミド、ジアセトンアクリルア ド、アクリルアミドプロパンスルホン酸お びその塩、アクリルアミドプロピルジメチ アミンおよびその塩またはその4級塩、N-メ ロールアクリルアミドおよびその誘導体な のアクリルアミド誘導体;メタクリルアミド ;N-メチルメタクリルアミド、N-エチルメタク ルアミド、メタクリルアミドプロパンスル ン酸およびその塩、メタクリルアミドプロ ルジメチルアミンおよびその塩またはその4 級塩、N-メチロールメタクリルアミドおよび の誘導体などのメタクリルアミド誘導体;メ チルビニルエーテル、エチルビニルエーテル 、n-プロピルビニルエーテル、i-プロピルビ ルエーテル、n-ブチルビニルエーテル、i-ブ ルビニルエーテル、t-ブチルビニルエーテ 、ドデシルビニルエーテル、ステアリルビ ルエーテルなどのビニルエーテル類;アクリ ニトリル、メタクリロニトリルなどのニト ル類;塩化ビニル、フッ化ビニルなどのハロ ゲン化ビニル類;塩化ビニリデン、フッ化ビ リデンなどのハロゲン化ビニリデン類;酢酸 リル、塩化アリルなどのアリル化合物;マレ イン酸、イタコン酸、フマル酸などの不飽和 ジカルボン酸およびその塩またはそのエステ ル;ビニルトリメトキシシランなどのビニル リル化合物;酢酸イソプロペニルなどである

 COとビニルエステル単量体との共重合は 得られる共重合体の重合度を調節すること どを目的として、本発明の主旨を損なわな 範囲で、連鎖移動剤の存在下で行ってもよ 。連鎖移動剤は、例えば、アセトアルデヒ 、プロピオンアルデヒドなどのアルデヒド ;アセトン、メチルエチルケトンなどのケト 類;2-ヒドロキシエタンチオールなどのメル プタン類;トリクロロエチレン、パークロロ エチレンなどのハロゲン化炭化水素類であり 、なかでもアルデヒド類およびケトン類を好 適に用いることができる。連鎖移動剤の添加 量は、添加する連鎖移動剤の連鎖移動定数、 ならびに目的とするCO変性PVEsの重合度に応じ て決定すればよいが、一般に、ビニルエステ ル単量体に対して0.1~10重量%程度が望ましい

 [ビニル化合物重合体の製造方法]
 本発明のビニル化合物重合体の製造方法(本 発明の製造方法)では、上記説明した本発明 分散安定剤を用いて、ビニル化合物を懸濁 合する。これにより、粗大粒子の形成およ 重合容器へのスケールの付着を抑制でき、 られるビニル重合体粒子の粒径分布をシャ プにできる。

 本発明の製造方法における具体的な工程 、分散安定剤として本発明の分散安定剤を いる以外、公知の製造方法における具体的 工程と同様であればよい。

 懸濁重合は水性媒体中で行われるが、水 媒体の温度は特に限定されず、20℃程度の 水はもとより、90℃以上の温水を好適に使用 できる。水性媒体は、水であってもよいし、 各種の添加成分を含む水溶液、あるいは有機 溶剤を含む水性溶液であってもよい。重合系 への水性媒体の添加量は、重合系を十分に加 熱できる程度であればよい。除熱効率を高め るために、リフラックスコンデンサーを備え た重合容器を用いてもよい。水性媒体に温水 を用いるとともに、予め加熱したビニル化合 物を重合容器に仕込む方法を好適に使用でき る。

 懸濁重合に用いる(重合系に添加する)本 明の分散安定剤の量は特に限定されず、通 、ビニル化合物100重量部に対して0.01~5重量 であり、より好ましくは0.02~2重量部、さら 好ましくは0.02~1重量部、特に好ましくは0.02~ 0.1重量部である。また、後述の実施例に示す ように、ビニル化合物100重量部に対して0.1重 量部未満とすることもでき、この量は、従来 の分散安定剤と比べて著しく少ない。

 本発明の分散安定剤は単独で使用しても いし、ビニル化合物を懸濁重合する際に通 使用されている水溶性乳化剤を併用しても い。水溶性乳化剤は、例えば、メチルセル ース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒド キシプロピルセルロース、ヒドロキシプロ ルメチルセルロースなどの水溶性セルロー エステル;ポリビニルアルコール、ゼラチン などの水溶性ポリマー;ソルビタンモノラウ ート、ソルビタントリオレート、グリセリ トリステアレート、エチレンオキシド-プロ レンオキシドブロックコポリマーなどの油 性乳化剤;ポリオキシエチレンソルビタンモ ノラウレート、ポリオキシエチレングリセリ ンオレート、ラウリン酸ナトリウムなどであ る。水溶性乳化剤の添加量は特に限定されず 、ビニル化合物100重量部に対して0.01~1.0重量 が好ましい。

 本発明の製造方法では、必要に応じ、各 の添加剤を重合系に添加してもよい。添加 は、例えば、アルデヒド、ハロゲン化炭化 素、メルカプタンなどからなる重合調節剤; フェノール化合物、イオウ化合物、N-オキシ 化合物などからなる重合禁止剤である。pH 整剤、スケール防止剤、架橋剤などを添加 てもよく、これらの添加剤を複数併用して 差し支えない。

 本発明の製造方法では、ビニル化合物の 濁重合に従来使用されている重合開始剤を いることができる。

 本発明の製造方法におけるビニル化合物 懸濁重合条件、例えば重合反応に用いられ ビニル化合物、重合開始剤、分散安定剤、 性媒体および添加物などの仕込み順序およ 仕込み割合ならびに重合温度など、は、塩 ビニルなどのビニル化合物の懸濁重合に従 用いられている条件を適用できる。

 本発明の分散安定剤を用いて懸濁重合で るビニル化合物は、例えば、塩化ビニル、 らびに塩化ビニルと共重合可能な単量体と 塩化ビニルとの混合物(塩化ビニルの含有率 が50重量%以上)である。塩化ビニルと共重合 能な単量体は、例えば、酢酸ビニル、プロ オン酸ビニルなどのビニルエステル;(メタ) クリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチルな どの(メタ)アクリル酸エステル;エチレン、プ ロピレンなどのα-オレフィン;無水マレイン 、イタコン酸などの不飽和ジカルボン酸;ア リロニトリル、スチレン、塩化ビニリデン ビニルエーテルなどである。

 また、本発明の分散安定剤を用いて、塩 ビニル以外の上記例示したビニル化合物を 独で、あるいは2種以上、懸濁重合すること も可能である。

 以下、実施例および比較例により、本発 をより詳細に説明する。本発明は以下の実 例に限定されない。以下の実施例における 部」および「%」は、特に断りのない限り、 重量基準である。

 本実施例では、以下の製造例により得たC O変性PVA(ただし製造例17は未変性のPVA)を分散 定剤に用いて塩化ビニル単量体を懸濁重合 、当該重合により形成された塩化ビニル重 体の粒子(塩化ビニル粒子)の粒径分布、な びに懸濁重合時に重合容器に付着したスケ ル量を評価した。

 (1)塩化ビニル粒子の粒径分布の評価
 懸濁重合により形成した塩化ビニル粒子をJ IS標準ふるいにより分別し、分別した全粒子 対する、60メッシュを通らない粒子(60メッ ュオン)、60メッシュを通るが100メッシュを らない粒子(60メッシュパス-100メッシュオン) 、100メッシュを通るが150メッシュを通らない 粒子(100メッシュパス-150メッシュオン)、150メ ッシュを通るが200メッシュを通らない粒子(15 0メッシュパス-200メッシュオン)、および200メ ッシュを通る粒子の各々の割合(重量%)を求め た。60メッシュを通らない粒子は、粗大粒子 あるといえる。

(2)スケール付着量の評価
 懸濁重合の終了後、リフラックスコンデン ー内に付着したスケールを採取して、その 量を測定した。懸濁重合した塩化ビニル単 体の重量に対する、測定したスケールの重 の比率(重量%)を求め、以下の基準に従って 定した。
 A:塩化ビニル単量体の重量に対して0.1重量% 満
 B:塩化ビニル単量体の重量に対して0.1~0.5重 %
 C:塩化ビニル単量体の重量に対して0.5~1.0重 %
 D:塩化ビニル単量体の重量に対して1.0重量% 上

 [CO変性PVAの製造]
 (製造例1:PVA1の製造)
 撹拌機、窒素導入口、CO導入口および重合 始剤の添加口を備えた内容積1Lの加圧反応槽 に、酢酸ビニル単量体275g、メタノール225gお び酒石酸10mgを仕込み、内容物を60℃に昇温 た後、30分間の窒素バブリングにより反応 内を窒素置換した。次に、30分間のCOバブリ グにより反応系内をCO置換した後、反応槽 の圧力が1.0MPaとなるようにCOを導入し、次い で、重合開始剤として2,2’-アゾビスイソブ ロニトリル(AIBN)0.25gを槽内に圧入して、酢酸 ビニル単量体とCOとの共重合を開始させた。 合中は、COの加圧により反応槽内の圧力を1. 0MPaに保つとともに、重合温度を60℃に維持し た。重合開始から2時間が経過し、重合率が35 %となったところで反応系にソルビン酸30mgを 加し、冷却して重合を停止させた。反応槽 設けられた排ガスラインから槽内のCOを排 した後、窒素ガスのバブリングにより、反 系内のCOを完全に脱気した。次に、反応槽を 減圧して、反応系内に残留した未反応の酢酸 ビニル単量体を除去し、CO変性ポリ酢酸ビニ (CO変性PVAc)のメタノール溶液を得た。

 次に、得られた溶液にメタノールを加え 濃度を調整し、調整後の溶液192.74g(CO変性PVA cが40g含まれる)に7.26gのアルカリ溶液(水酸化 トリウムのメタノール溶液:濃度5%)を加えて 、CO変性PVAcのけん化を行った。なお、けん化 溶液におけるCO変性PVAcの濃度は20%、CO変性PVAc 中の酢酸ビニル単位に対する水酸化ナトリウ ムのモル比は0.0195とした。

 アルカリ溶液を添加してから1時間放置し てけん化を進行させた後、酢酸メチル200gを えて、残存するアルカリを中和した。フェ ールフタレイン指示薬により中和の完了を 認した後、濾別して得た白色固体をメタノ ル1000gに投入し、50℃で1時間放置して洗浄し た。次に、濾別および当該濾別により得た白 色固体をメタノールに投入する洗浄操作を3 繰り返した後、遠心分離により得られた白 固体を、65℃に保持した乾燥機中に1日間放 して乾燥させ、CO変性PVA(PVA1)を得た。得られ たPVA1の粘度平均重合度Pη、けん化度およびCO 変性量を上述の方法により評価したところ( れらの評価方法は、以下の製造例において 同様とした)、重合度が860、けん化度が70.2モ ル%、CO変性量が0.9モル%であった。

 (製造例2~17:PVA2~17の製造)
 酢酸ビニル単量体およびメタノールの仕込 量、重合条件(重合時におけるCOの圧力など) 、ならびに、けん化条件(けん化時におけるCO 変性PVAcの濃度、酢酸ビニル単位に対する水 化ナトリウムのモル比など)を、以下の表1に 示すように変更した以外は製造例1と同様に て、各種のCO変性PVA(PVA2~16)および未変性PVA(PV A17)を製造した。製造したPVAに対して、その 合度、けん化度、およびCO変性量を評価した 結果を以下の表1に示す。

 (製造例18:PVA18の製造)
 特公平5-88251号公報の実施例1に従い、カル ニル基を分子内に有するPVAを製造した。5Lの セパラブルフラスコに、酢酸ビニル単量体120 0g、メタノール745gおよびアセトアルデヒド28g を仕込み、系内を十分に窒素置換した後、外 温を65℃に昇温し、内温が60℃に達した時点 、重合開始剤として2,2’-アゾビスイソブチ ニトリル(AIBN)0.25gを含むメタノール10gを加 た。次に、重合率が30%となったところでソ ビン酸30mgを添加し、フラスコを冷却して重 を停止した。次に、フラスコ内を減圧して 未反応の酢酸ビニル単量体およびアセトア デヒドを除去し、ポリ酢酸ビニルのメタノ ル溶液を得た。次に、当該溶液の一部を採 し、その濃度を50%に調整した後にニーダー 仕込み、当該溶液の温度を35℃に保ちなが アルカリ溶液(水酸化ナトリウムの2%メタノ ル溶液)を添加して35℃で混練し、カルボニ 基含有PVAを得た。次に、得られたPVAを165℃ 2.5時間熱処理して、粘度平均重合度Pηが800 けん化度が72.0モル%の末端エノン変性PVA(PVA18 )を得た。PVA18のCO変性量を評価したところ(測 定したCO変性量は、PVA18におけるカルボニル 含有量に対応すると考えられる)、0モル%と った。これは、PVA18においてカルボニル基が 主鎖の一方の末端にのみ存在するため、その 含有量が非常に小さいことによると考えられ る。PVA18の重合度およびけん化度を評価した 果を、CO変性量と併せて以下の表1に示す。

 (実施例1:塩化ビニル粒子の製造)
 リフラックスコンデンサーを備えるグラス イニング製オートクレーブ(内容積5L)に、上 記のように製造したPVA1の水溶液(脱イオン水 PVA1を0.018g溶解)40gと、ジイソプロピルパー キシジカーボネートのトルエン溶液(濃度70%) 0.04gとを仕込み、オートクレーブ内を圧力0.00 67MPaとなるまで脱気して酸素を除去した後、 化ビニル単量体30gを仕込み、攪拌下、57℃ 昇温して懸濁重合を行った(塩化ビニル単量 に対するPVA1の重量比は0.0006)。重合開始時 オートクレーブ内の圧力は0.83MPaであったが 重合開始7時間後には0.44MPaとなった。この 点で重合を停止させ、オートクレーブ内に 留する未反応の塩化ビニル単量体をパージ た後、内容物を取り出して脱水乾燥し、塩 ビニル重合体の粒子を得た。塩化ビニル重 体の重合収率は85%であり、平均重合度は1050 あった。得られた粒子の粒径分布、および 合容器へのスケール付着量の評価結果を以 の表2に示す。

 (実施例2~11および比較例1~7)
 PVAとしてPVA1の代わりにPVA2~18を用いた以外 実施例1と同様にして、塩化ビニル重合体の 子を得た。得られた粒子の粒径分布、およ 重合容器へのスケール付着量の評価結果を 下の表2に示す。

 (実施例12)
 用いたPVA1の量を0.015gに変更した(塩化ビニ 単量体に対するPVA1の重量比は0.0005となる)以 外は、実施例1と同様にして、塩化ビニル重 体の粒子を得た。得られた粒子の粒径分布 および重合容器へのスケール付着量の評価 果を以下の表2に示す。

 (実施例13)
 用いたPVA1の量を0.012gに変更した(塩化ビニ 単量体に対するPVA1の重量比は0.0004となる)以 外は、実施例1と同様にして、塩化ビニル重 体の粒子を得た。得られた粒子の粒径分布 および重合容器へのスケール付着量の評価 果を以下の表2に示す。

 表1,2に示すように、CO変性量、粘度平均 合度およびけん化度が上述した範囲内にあ CO変性PVAを分散安定剤として用いることによ り(実施例1~13)、CO変性量、粘度平均重合度お びけん化度から選ばれる1つが上述した範囲 内にないCO変性PVAを分散安定剤として用いた 合(比較例1~5)、未変性のPVAを分散安定剤と て用いた場合(比較例6)、ならびに末端のみ エノン構造を有する従来のカルボニル基含 PVAを分散安定剤として用いた場合(比較例7) 比べて、粗大粒子をほとんど含まない、粒 分布がシャープな塩化ビニル重合体が製造 きるとともに、重合容器へのスケールの付 量を低減できた。特に式(I)を満たすCO変性PVA を分散安定剤として用いることで(実施例1~9 12、13)、重合容器へのスケールの付着量を大 きく低減できた。

 また、実施例12および13に示すように、本 発明の分散安定剤を著しく少ない量で用いて 塩化ビニルを懸濁重合した場合においても、 粗大粒子をほとんど含まない、粒径分布がシ ャープな塩化ビニル重合体を製造でき、さら にこの場合、重合容器へのスケールの付着が ほとんど認められないことがわかった。

 本発明の分散安定剤を用いてビニル化合 を懸濁重合することにより、従来よりも粗 粒子の形成量が少なく、粒径分布がシャー なビニル化合物重合体を製造できるととも 、重合容器に付着するスケールの量を大幅 低減できる。また、本発明の分散安定剤は 少量の添加により上記効果を実現できるた 、その工業的価値が極めて高い。