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JPH05155908A - 複数の形態の塩化ビニルポリマーのラテックスの製造方法 - Google Patents

複数の形態の塩化ビニルポリマーのラテックスの製造方法

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JPH05155908A
JPH05155908A JP3311277A JP31127791A JPH05155908A JP H05155908 A JPH05155908 A JP H05155908A JP 3311277 A JP3311277 A JP 3311277A JP 31127791 A JP31127791 A JP 31127791A JP H05155908 A JPH05155908 A JP H05155908A
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ツェコル ハイモ
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Abstract

(57)【要約】 [構成] 先行する重合サイクルより得られる複数の形
態のラテックスを含むシードの存在下における塩化ビニ
ルの非ミセル水系乳化重合により複数の形態のラテック
スが製造される。 製造される複数の形態のラテックス
の基本粒子の平均寸法はシードの基本粒子のそれと同一
である。後者は好ましくは、平均直径がそれぞれ0.1
5乃至0.30μm、0.45乃至0.60μm及び
1.05乃至1.25μmである 3種類の基本粒子を
含む。 [効果] 複数の形態のラテックスから得られる塩化ビ
ニルポリマーは特に低粘度のプラスチゾルの製造に適す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】本発明は、複数の形態の塩化ビニルポリマ
ーのラテックスの製造法に関する。特に本発明は、低粘
度プラスチゾルの製造に特に適する、シード添加水系乳
化重合により複数の形態の塩化ビニルポリマーのラテッ
クスを製造する方法に関する。ペーストとも呼ばれるプ
ラスチゾルを製造するための塩化ビニルポリマーは、通
常基本粒子の平均直径が0.1乃至2μmの塩化ビニルポ
リマーラテックスの噴霧乾燥より得られる新生球の微粉
砕より得られる容積平均直径が5乃至20μmの粒子か
ら成る微粉末の形状である。高品質及び低粘度のプラス
チゾルすなわちペーストは、それぞれの平均直径が前述
の範囲内である多くの種類の基本粒子を含む複数の形態
のラテックスの塩化ビニルポリマーを使用する際に得ら
れることは公知である。複数の形態のラテックスを製造
する公知の技術には、たとえば複数の単一形態のシード
ラテックスを公知の割合で混合する方法あるいは複数の
単一形態シードラテックスにより塩化ビニルをシード添
加重合する方法があるが、この後者の技術は“複数シー
ド添加(multiseeding)”と呼ばれることもある。これ
らの方法は、各々の重合サイクルにおいて、ペーストを
製造するための複数の形態のラテックスを得る工程とは
別の工程で予め調製する複数の単一形態のシードラテッ
クスを使用する必要があるという欠点を有する。これら
の方法はかなりの資本の投資を必要とするし、製造効率
に関する多くのことが無視されてしまう。
【0002】本発明は、前述の欠点を示さず、かつ低粘
度のプラスチゾルの製造に適する塩化ビニルポリマーラ
テックスを得ることができる、複数の形態の塩化ビニル
ポリマーのラテックスの改良製法を提供することを目的
とする。このため、本発明は塩化ビニルのシード添加水
系乳化重合により複数の形態の塩化ビニルポリマーのラ
テックスを製造する方法であって、塩化ビニルの非ミセ
ル水系乳化重合を先行する重合サイクルより得られる複
数の形態のラテックスから成るシードの存在下で開始す
ることを特徴とする方法を提供する。
【0003】本発明による方法の顕著な効果は、先行す
る重合サイクルより得られる複数の形態の塩化ビニルポ
リマーラテックスによるシード添加の結果、複数の基本
粒子の平均粒子寸法がシードのそれと同一である複数の
形態のラテックスが得られるという事実にある。換言す
れば、ひとたび複数の形態のシードラテックスをはじめ
に調整して播種重合プロセスを開始すれば、もはやシー
ドラテックスを製造及び貯蔵する必要はない。シードは
先行する重合サイクル中に製造されるラテックスの一部
である。かくして本発明による方法は、ある意味では、
平均寸法が複数の形態の開始シードラテックスの複数の
種類の基本粒子の平均寸法の関数として予め確立されて
いる複数の種類の基本粒子を含む複数の形態のラテック
スの注文通りの製造を許容する自動制御現象に由来す
る。
【0004】本発明においては、塩化ビニルポリマーは
塩化ビニルホモポリマー及び少くとも80重量%、好ま
しくは90重量%の塩化ビニルを含むコポリマーを意味
する。従って、本発明による方法は塩化ビニルの単独重
合及びたとえば酢酸ビニルのようなエチレン不飽和モノ
マーとの共重合に適用しうる。しかし、好ましくは塩化
ビニルの単独重合に適用する。
【0005】非ミセル水系乳化重合は、臨界ミセル濃度
より少量の乳化剤の存在下における重合を意味する。乳
化剤の臨界ミセル濃度は、たとえば表面張力のような乳
化剤の溶液の物性の変化を乳化剤の濃度の関数として記
載する曲線の傾きの変化に対応する濃度と同じである。
多くの乳化剤の臨界ミセル濃度はJ.ブランドラップ(Br
andrup)及びE.H.イマーグート(Immergut)により19
75年に第2版が出版された著作“ポリマー・ハンドブ
ック(Polymer Handbook)”のII−483乃至II−49
7に取扱われている。
【0006】モノマー100重量部当りのシード添加の
割合、すなわち固体として表わされるシードの重量は必
ずしも重要ではなく、一般的には0.5乃至20重量%、
好ましくは1乃至10重量%である。三形態のラテック
スの塩化ビニルポリマーを用いた場合に優れた品質のプ
ラスチゾルが得られる。
【0007】本発明の好ましい実施例によれば、三形態
の塩化ビニルポリマーラテックスが製造される。このた
めには、シードとして三種類の基本粒子から成る三形態
のラテックス、特に平均直径が0.15乃至0.30μm、
0.45乃至0.60μm、及び1.05乃至1.25μmの先
行する重合サイクルで得られた三種類の基本粒子を含む
三形態のシードラテックスを使用する。
【0008】複数の形態の開始シードラテックスを得る
方法は重要ではない。従って、シードラテックスは、た
とえば複数の単一形態のラテックスを混合すること又は
複数の単一形態のシードラテックスの存在下でシード添
加重合することのような公知の適する方法で製造しう
る。好ましい三形態シードラテックスは、好ましくは基
本粒子の平均直径が0.45乃至0.60μmの単一形態ラ
テックスを、二種類の基本粒子の平均直径がそれぞれ0.
15乃至0.30μm及び0.85乃至1.20μmの二形態
ラテックスと2対1の重量比で混合することにより製造
される。
【0009】基本粒子の平均直径が0.45乃至0.60μ
mである単一形態のシードラテックス自体は、新しい粒
子を創造することなくシード粒子を拡大するように基本
粒子の平均直径が0.15乃至0.30μmの単一形態シー
ドラテックスを10乃至15%のシード添加の割合で塩
化ビニルの非ミセルシード添加重合を行うことにより有
利に得られる。このようにして得られた単一形態のラテ
ックスの一部を5乃至10%のシード添加の割合で非ミ
セルシード添加重合することにより二種類の基本粒子の
平均直径がそれぞれ0.15乃至0.30μm(新しい粒
子)及び0.85乃至1.20μm(拡大粒子)である二形
態シードラテックスを製造するためのシードとして使用
しうる。
【0010】複数の形態のシードラテックス及び臨界ミ
セル濃度より少量の乳化剤の存在下におけるシード添加
重合の開始反応は別として、本発明による塩化ビニルの
シード添加水系乳化重合は塩化ビニルの水系乳化重合の
通常の条件下でおこる。従って、重合温度は一般的には
40乃至70℃であり、重合は通常量存在する水溶性開
始剤及び乳化剤、特にアニオン性乳化剤を使用して実施
する。通常の開始剤の例としては、過硫酸ナトリウム、
カリウム又はアンモニウム、過酸化水素、過硼酸塩及び
t−ブチルヒドロペルオキシドのような水溶性過酸化物
があり、単独又は還元剤と共に使用される。開始剤は通
常塩化ビニルモノマーに対して約0.020乃至0.040
重量%の割合で使用される。通常のアニオン性乳化剤の
例としては脂肪酸、スルホル酸、スルホ琥珀酸及び硫酸
のアルカリ金属塩がある。使用する乳化剤の総量は通常
塩化ビニルモノマーに対して0.5乃至2.5重量%であ
り、特に0.5乃至1.5重量%である。前述のように、臨
界ミセル濃度より少量の乳化剤の存在下でシード添加重
合を開始することが必要不可欠である。乳化剤の残り
は、ポリマー粒子の効果的な保護を常に確保する目的で
重合中に徐々に導入する。残りの乳化剤を徐々に導入し
はじめるのは、粒子の数が固定されるとき、換言すれば
一般的には転化率が5乃至20%、好ましくは5乃至1
5%、特に10%のときにするのが有利である。乳化剤
の導入は重合の最後まで継続しうる。しかし、好ましく
は転化率が80%を越える前に使用すべき乳化剤の総量
を導入する手はずを整えるべきである。
【0011】重合後、たとえば遠心ディスク又は圧縮空
気ジェットによりラテックスを熱空気流に機械的に噴霧
して液滴中に存在する水を蒸発させる。乾燥塩化ビニル
ポリマーは、平均直径が10乃至100μm、好ましく
は15乃至25μmの中空球(新生球)から成る粉末状
である。次いで、容積平均直径が5乃至20μm、好ま
しくは8乃至13μmの粒子から成る微粉を得る目的で
新生球を機械的に微粉砕する。
【0012】適する寸法の微粉とするように微粉砕した
後、本発明の方法に従って製造されたラテックスの塩化
ビニルポリマーを挺粘度プラスチゾルの配合に使用しう
る。公知の方法で微粉砕した粉末を可塑剤、熱安定剤、
充填物質、滑剤、及び顔料等のような通常の成分と混合
することによりプラスチゾルを配合する。塩化ビニルポ
リマープラスチゾルは通常塩化ビニルポリマー100重
量部当り35乃至120重量部、好ましくは40乃至5
5重量部の可塑剤を含む。
【0013】本発明はまた、本発明の方法に従って製造
された複数の形態のラテックスの塩化ビニルポリマーの
プラスチゾルの配合における用途に関する。以下に記載
する実施例は本発明による方法を説明する。全ての実験
は、熱媒液が循環するジャケット、及び従来のステンレ
ス鋼製翼攪拌器を具備する3.4リットル容量のステンレ
ス鋼製実験室規模の反応器中で実施する。 1.三形態の開始シードラテックスの製造 A.単一形態のシードラテックス(基本粒子の平均直
径:0.15乃至0.30μm) 1440gの脱イオン水及び0.0042gの硫酸銅五水
和物(すなわち、0.1g/リットルの濃度の水溶液42
ml)を室温において反応器に継続して導入する。反応器
を閉じ、攪拌器を250回/分の速度で回転させはじめ
る。次いで2回減圧(130mmの水銀絶対圧力)し、2
回の減圧作業の間に600mmの水銀絶対圧力の工業銘柄
の窒素で反応器をパージする。次いで1200gの塩化
ビニルを導入し、反応器の内容物の温度を徐々に昇温さ
せて52℃とする。52℃に達した時を重合の開始時
(to)とし、0.48gの過硫酸アンモニウム(すなわ
ち、20g/リットルの濃度の水溶液24ml)を導入す
る。15分後1.16gのアンモニア(すなわち2Nのア
ンモニア水33ml)を導入する。to+1時間及びto
+5時間の間に12gのミリスチン酸アンモニウム(す
なわち、11%の溶液109ml)を徐々に導入する。圧
力を0.5バール低下させたのち、温度を80℃にする。
この温度に達したとき、1.16gのアンモニアを再び導
入する。攪拌速度を50回/分におとし、消泡剤を導入
した後、脱泡及び沸騰を伴うストリッピングにより残存
する塩化ビニルを除去する。
【0014】2780gの単一形態のポリ塩化ビニルラ
テックスが回収され、平均直径(光沈降測定法により決
定)が0.25μmである基本粒子として39.6%の固体
含量が得られた。 B.単一形態のシードラテックス(基本粒子の平均直
径:0.45乃至0.60μm) 1700gの脱イオン水、0.0035gの硫酸銅五水和
物(すなわち0.1g/リットルの濃度の水溶液35ml)
及び工程1.A.のラテックス状のポリ塩化ビニル14
0g(すなわち353gのラテックス)を反応器に継続
して導入する。手順は前述のそれと同一である。使用し
た重合成分の種類及び量を以下に示す。
【0015】 過硫酸アンモニウム: 0.40g アンモニア(最初の): 1.07g ミリスチン酸アンモニウム: 7g 塩化ビニル: 1000g アンモニア(重合の最後): 1.07g 3214gの単一形態のポリ塩化ビニルラテックスが回
収され、平均直径が0.55μmである基本粒子として3
3%の固体含量が得られた。変法:この方法は、同一の
一つの反応器中で、まず基本粒子の平均直径が0.25μ
mである単一形態のシードラテックスを製造し、そのラ
テックスを単離することなく続けて、更に添加した塩化
ビニルを重合することにより拡大する方法である。
【0016】最初の工程においては、少量の塩化ビニ
ル、すなわち150gの塩化ビニルを1.A.に記載し
た条件と同一条件下で重合させる。使用した重合成分の
種類及び量を以下に示す。 脱イオン水: 1845g 過硫酸アンモニウム: 0.615g アンモニア(最初の): 1.144g 圧力を4バール低下させたのち、1080gの塩化ビニ
ルを導入する。塩化ビニルの導入の15分後、9.84g
(すなわち11%の溶液89.5cm2 )のミリスチン酸ア
ンモニウムを徐々に導入する。圧力を1バール低下させ
たのち、温度を8℃にし、1.144gのアンモニアを導
入する。攪拌速度を50回/分におとし、7.5gの消泡
剤を導入して脱泡及び沸騰を伴うストリッピングにより
未転化塩化ビニルを除去する。
【0017】3170gの単一形態のラテックスが回収
され、平均直径が0.55μmである基本粒子の固体含量
は35.7%であった。 C.二形態のシードラテックス(2種類の基本粒子の平
均直径:0.15乃至0.30μm及び0.85乃至1.20μ
m) 70gのポリ塩化ビニルを、基本粒子の平均直径が0.4
5乃至0.60μmである、1.B.に記載した方法のい
ずれかに従って製造したラテックスの形で反応器に導入
する。(シード添加)重合の一般的な条件は1.A.に
記載した条件である。重合成分の種類及び量を以下に示
す。
【0018】 脱イオン水: 1015g 硫酸銅五水和物: 0.004g 過硫酸アンモニウム: 0.46g アンモニア: 1.242g ミリスチン酸アンモニウム: 10g 塩化ビニル: 1150g 2507gの二形態ラテックスが回収され、平均直径が
それぞれ0.25μm及び0.95μmである2種類の基本
粒子を含む固体含量は45%であった。 D.1.B.で製造された単一形態のラテックス2重量
部を1.C.で製造された二形態のラテックス1重量部
と混合することにより三形態の開始シードラテックスが
得られる。 2.三形態の開始ラテックスを用いたシード添加による
三形態ラテックスの製造 70gのポリ塩化ビニルを、1.D.で製造されたシー
ドラテックスの形で反応器に導入する。
【0019】一般的な重合条件、重合成分の種類及び量
及び回収されたラテックスの量及びその濃度は実施例
1.C.のそれらと同一であった。製造された三形態の
ラテックスは、平均直径がそれぞれ0.15乃至0.30μ
m、0.45乃至0.60μm及び1.05の1.25μmであ
る3種類の基本粒子から成る。 3.先行する重合サイクルより得られた三形態ラテック
スを用いたシード添加による三形態ラテックスの製造 70gのポリ塩化ビニルを、2.で得られたラテックス
の形で反応器に導入する。
【0020】一般的な重合条件、重合成分の種類及び量
及び回収されたラテックスの量及びその濃度は実施例
1.C.のそれらと同一であった。製造された三形態の
ラテックスは、平均直径がそれぞれ0.15乃至0.30μ
m、0.45乃至0.60μm及び1.05乃至1.25μmで
ある3種類の基本粒子から成る。
【0021】製造された三形態のラテックス155g
(すなわち、70gのポリ塩化ビニル)を、次の重合サ
イクルにおいてシードラテックスとして使用する目的で
ポリマーを単離する前に取り出す。 4.三形態ラテックスの乾燥及び微粉砕 3.で製造された三形態ラテックスを、熱風の入口温度
が175乃至200℃、出口温度が75乃至85℃であ
る噴霧乾燥器中で乾燥させる。乾燥器の出口においては
乾燥ポリ塩化ビニルが、平均直径が45μmである新生
球から成る粉末の形で回収される。
【0022】次いで乾燥ポリ塩化ビニルを、平均粒子直
径が12μmとなるようにピンミル中で微粉砕する。 5.プラスチゾルの調製及び評価 ISO標準4612に従って、遊星形ミキサー中で10
0gの4.で製造された微粉砕ポリ塩化ビニルを40g
のジオクチルフタレートと混合(温度:23℃;攪拌速
度:60回/分で1分、120回/分で19分)するこ
とによりプラスチゾルを調製する(プラスチゾルE)。
【0023】比較のために、ポリ塩化ビニルを1.C.
で製造された二形態ラテックスから得、4.に記載した
条件下で乾燥及び微粉砕すること以外は同様にしてプラ
スチゾルを調整する(プラスチゾルC)。2種類のプラ
スチゾルの初期粘度は、ISO標準3219に従って回
転粘度計で評価する。2種類の速度勾配における初期粘
度の評価の結果を以下の表に示す。
【0024】 表プラスチゾル 速度勾配 表-1 粘度 Pa秒 E(実施例) 1.4 17 400 16 C(比較例) 1.4 35 400 32

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 塩化ビニルのシード添加水系乳化重合に
    よる複数の形態の塩化ビニルポリマーのラテックスの製
    造法において、塩化ビニルの非ミセル水系乳化重合が先
    行する重合サイクルから得られる複数の形態のラテック
    スを含むシードの存在下で開始されることを特徴とする
    方法。
  2. 【請求項2】 シード添加の割合が0.5乃至20重量%
    である請求項1記載の複数の形態の塩化ビニルポリマー
    のラテックスの製造法。
  3. 【請求項3】 前記シード添加の割合が1乃至10重量
    %である請求項2記載の複数の形態の塩化ビニルポリマ
    ーのラテックスの製造法。
  4. 【請求項4】 前記シードラテックスが三形態のラテッ
    クスを含む請求項1乃至3のいずれかに記載の複数の形
    態の塩化ビニルポリマーのラテックスの製造法。
  5. 【請求項5】 前記三形態のシードラテックスが、平均
    直径がそれぞれ0.15乃至0.30μm、0.45乃至0.6
    0μm及び1.05乃至1.25μmである3種類の基本粒
    子を含む請求項4記載の複数の形態の塩化ビニルポリマ
    ーのラテックスの製造法。
  6. 【請求項6】 前記三形態の開始シードラテックスが、
    平均直径が0.45乃至0.60μmである基本粒子の単一
    形態ラテックスと平均直径がそれぞれ0.15乃至0.30
    μm及び0.85乃至1.20μmである2種類の基本粒子
    の二形態ラテックスとを2対1の重量比で混合すること
    により製造される請求項5記載の複数の形態の塩化ビニ
    ルポリマーのラテックスの製造法。
  7. 【請求項7】 請求項1乃至6のいずれかに記載の方法
    に従って製造された複数の形態の塩化ビニルポリマーの
    ラテックスから得られる塩化ビニルポリマーのプラスチ
    ゾルの配合における用途。
JP31127791A 1990-09-17 1991-09-17 複数の形態の塩化ビニルポリマーのラテックスの製造方法 Expired - Fee Related JP3293856B2 (ja)

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EP (1) EP0476743B1 (ja)
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AT (1) ATE140014T1 (ja)
BE (1) BE1004570A3 (ja)
BR (1) BR9103962A (ja)
CA (1) CA2051337C (ja)
DE (1) DE69120622T2 (ja)
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