JPH0747610B2 - 塩化ビニルグラフト共重合体細粒の製造方法および粘度低下剤およびつや消し剤としてのその用途 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は塩化ビニルグラフト共重合体細粒の製造および
その生成物のプラスチゾルの粘度低下剤または熱可塑性
樹脂およびプラスチゾルのつや消し剤として用途に関す
るものである。

背景技術 DE−A 3,132,890にはエチレン／酢酸ビニル共重合体に
グラフトした塩化ビニルグラフト共重合体細粒の製造が
記載されている。この反応では、グラフト共重合体は、
乳化剤を使用しないでエチレン／酢酸ビニル固体樹脂を
溶解した後に得られ、これはプラスチゾルの粘度低下剤
としての用途とりわけ適している。この方法の欠点は固
体樹脂の溶解が煩雑であり、そのグラフト共重合体組成
物の上の部分は全て不均質物となってしまう。

DE−A3,544,235には粘度低下およびつや消しのためのエ
チレン／酢酸ビニル共重合体にグラフトした架橋塩化ビ
ニルグラフト共重合体細粒を含有するプラスチゾル組成
物が記載されている。このグラフト共重合体はまた、重
合開始前に塩化ビニル単量体中にエチレン／酢酸ビニル
固体樹脂を溶解させる懸濁重合法によっても作ることが
できる。

DE−A3,803,036にはグラフト基として架橋ポリブチルア
クリレートを持つ塩化ビニルグラフト共重合体の製造が
記載されている。そのエラストマー含有量は65重量％迄
であり、塩化ビニルはポリブチルアクリレートが凝固し
てはじめてグラフトする。この方法では塩化ビニルグラ
フト共重合体細粒を作ることはできず、不規則な形の粗
重合体粒が形成される。

発明の開示 本発明の目的は、上記の欠点のない粘度低下剤またはつ
や消し剤としての用途に適した塩化ビニルグラフト共重
合体細粒を作る方法を開発することであった。

本発明は単量体に可溶な遊離ラジカル開始剤とさらに例
えば緩衝物質または乳化剤のような通常の添加剤との存
在下に懸濁重合法により20ないし30μｍの平均粒径を有
する塩化ビニルグラフト共重合体細粒を作る方法に関す
るものであり、そしてその方法は、グラフト単量体を、
30ないし60重量％の固体含有量を有する水性エマルジョ
ン中に最初に混入しておく、そのグラフト単量体含有量
の1.0ないし5.0重量％のアルキルアクリレート重合体
と、最初から混入させておくかあるいはグラフト量体の
添加後に加える、そのグラフト単量体含有量の0.1ない
し1.0重量％の、15ないし25％のメトキシ含有量と３な
いし10％のヒドロキシプロピル含有量を持ちそしてASTM
D 2363による30ないし150mPa.sの粘度を持つセルロー
スエーテルとの存在下に重合させることを特徴とするも
のである。

この塩化ビニルグラフト共重合体を作るために、ポリア
ルキルアクリレートエマルジョンを水、遊離ラジカル開
始剤および所望によっては緩衝物質やその他の通常の添
加剤と一緒に最初から混入しておく。次いで、グラフト
単量体をその中に添加する。保護コロイドは最初から混
入しておいてもよくまたはグラフト単量体の添加後に加
えてもよい。重合は50ないし80℃、好ましくは55ないし
70℃の温度において行う。１ないし５バール、好ましく
は３ないし５バールに圧力が低下したら未反応の塩化ビ
ニルを留去して重合を停止する。脱気後に、遠心分離に
より生成物を水から遊離させて乾燥する。

G2−ないしC8−アルキル基を有するアルキルアクリレー
トの非架橋単重合体または架橋共重合体をグラフト基と
して使用する。これらの例としては、ポリエチルアクリ
レート、ポリブチルアクリレートおよびポリ（２−エチ
ルヘキシル）アクリテートが挙げられる。使用するアル
キルアクリレート共重合体は、そのアルキルアクリレー
ト含有量に関して0.1ないし1.0重量％の架橋性を有する
エチレン性多不飽和共単量体を含有するものである。こ
れらの例としては、例えばアリルメタクリレートのよう
な不飽和C3−ないしC8−モノカルボン酸のビニルおよび
アリルエステル；例えばジアリルフタレートのような飽
和または不飽和C4−ないしC10−ジカルボン酸のモノ−
またはジ−ビニルおよび−アリルエステル；多価アルコ
ールのジ（メタ）アクリルおよびトリ（メタ）アクリル
エステル、ジエチレングリコールジメタクリレートまた
はトリメチロールプロパントリメタクリレート；および
トリアリルシアヌレートおよびその他の多官能性アルコ
ールのアリルエステルが挙げられる。アルキルアクリレ
ートの架橋共重合体をグラフト基として使用するのが好
ましい。0.1ないし1.0重量％のアリルメタクリレートで
架橋したポリブチルアクリレートがとりわけ好ましく使
用できる。グラフト単量体に関して１ないし５重量％、
好ましくは１ないし３重量％のアルキルアクリレート重
合体を使用する。

グラフト基は乳化重合法においてそれ自体公知の方法に
よって作る。グラフト共重合体を作るのには、非架橋ま
たは架橋アルキルアクリレート重合体を30ないし60重量
％の固体含有量を有する水性ラテックスとして使用す
る。本発明の製造方法においてそれを使用する前にその
水性ラテックスにグラフト単量体含有量に関して0.01な
いし0.5重量％のアニオン性乳化剤を加えるのが好まし
い態様である。適当なアニオン性乳化剤としては、８な
いし18個の炭素を持つアルキル硫酸、８ないし18個の炭
素をもつアルキルスルホン酸、８ないし20個の炭素を持
つカルボン酸のアルカリ金属塩およびアンモニウム塩、
およびリン酸水素塩およびアルキルエーテルリン酸塩が
挙げられる。８ないし18個の炭素を持つアルキルスルホ
ン酸およびアルキル硫酸を使用するのが好ましい。

グラフト単量体としては塩化ビニルを使用するのが好ま
しい。しかしながら、例えば２ないし12個の炭素原子を
持つ脂肪族モノカルボン酸のビニルエステルまたはC2−
ないしC12−アルキル基を持つアルキル（メタ）アクリ
レートのような、塩化ビニルと共重合可能な単量体を20
重量％まで使用することもできる。架橋グラフト共重合
体をつくるのには、10重量％まで、好ましくは0.01ない
し5.0重量％の前記の架橋性を有するエチレン性多不飽
和共単量体をグラフト単量体相に含有させてもよい。こ
のグラフト単量体相は0.01ないし5.0重量％のトリアリ
ルシアヌレートを含有するのが好ましい。

グラフト単量体含有量に関して0.1ないし1.0重量％の、
15ないし25％のメトキシ含有量と３ないし10％のヒドロ
キシプロピル含有量を持ちそしてASTM D 2363による30
ないし150mPa.sの粘度を持つセルロースエーテルを保護
コロイドとして使用する。この保護コロイドは１ないし
５重量％の水性溶液として加えるのが好ましい。

使用する開始剤は過酸化物およびアゾ開始剤からなる群
からの単量体に可溶性の遊離ラジカル形成剤である。通
常の過酸化物の例としては、例えばジラウロイルまたは
ジアセチルパーオキシドのようなジアルキル、ジアシル
およびジアロイルパーオキシド；または例えばジ−ｔ−
ブチルシクロヘキシルパーオキシジカルボネートおよび
ジセチルパーオキシジカルボネートのようなパーオキシ
ジカルボネート；またはパーエステルが挙げられる。通
常のアゾ開始剤としてはアゾビスイソブチロニトリルま
たはアゾビスジメチルバレロニトリルがある。所望によ
っては、これらの過酸化物開始剤はまた還元剤との混合
物としても使用できる。開始剤はグラフト単量体に関し
て0.01ないし1.50重量％の量で使用するのが好ましい。

使用する緩衝物質は通常、グラフト単量体に関して0.00
5ないし0.5重量％の濃度の、炭酸ナトリウム、リン酸水
素ナトリウム、アルカリ金属リン酸塩およびアルカリ金
属酢酸塩である。

重合に通常使用するその他の添加剤としては、例えばジ
クロロエチレン、トリクロロエチレン、クロロフォルム
のような塩素化炭化水素や脂肪族アルデヒドのようなグ
ラフト生成物のＫ値を調整する調整剤があり、これらは
グラフト単量体に関して５重量％までの量で使用され
る。

産業上の利用分野 本発明の方法によれば、20ないし30μｍの平均粒径と狭
い粒径分布とを有する非常に細かい粒子であることを特
徴とする利用しやすい塩化ビニルグラフト共重合体がで
きる。

本発明の塩化ビニルグラフト共重合体は特にプラスチゾ
ル組成物における粘度低下用添加剤としての使用ならび
に熱可塑性樹脂およびプラスチゾルのつや消し剤として
の使用に適している。

ペーストの粘度を変えるためには、そのペースト中の全
重合体に関して５ないし50重量％の本発明の塩化ビニル
グラフト共重合体を使用する。そのグラフト共重合体
は、グラフト基に関して0.1ないし1.0重量％のアリルメ
タクリレートで架橋した１ないし５重量％のポリブチル
アクリレート95ないし99重量％の塩化ビニルとを含有す
るのが好ましい。これを変えるためには、公知の方法に
よって上記した量のグラフト共重合体を、ペーストとし
て加工するのに適当なポリ塩化ビニル、通常は50ないし
95重量％の乳化物またはミクロ懸濁物PVCとしてと、な
らびに全重合体含有量に関して20ないし200重量％の可
塑化剤、例えばジカルボン酸およびリン酸エステルを基
剤とする可塑化剤、および所望によっては更にその他の
添加剤、例えば光および熱安定剤、顔料および充填剤と
混合する。PVCプラスチゾルの製造およびその組成物は
例えばH.Kainerによる、「Poly vinylchlorid und Viny
lchlorid−Mischpolymerisate（ポリ塩化ビニルおよび
塩化ビニル共重合体）」（Springer−Verlag,ベルリン
−ハイデルベルグ−ニューヨーク、1965）に記載されて
いる。

PVCプラスチゾルの主用途の１つとしては、例えば布ま
たは紙を被覆するための、刷毛被覆による基材物質への
被覆剤を作成することがある。本発明により作成した塩
化ビニルグラフト共重合体は非常に細かい粒子であるの
で、これで変性処理したプラスチゾルは、例えば壁紙の
被覆をする場合のような刷毛被覆による薄い層を作るの
に特に適している。

例えばポリ塩化ビニルや塩化ビニルの共重合体や塩化ビ
ニルのグラフト共重合体の様な熱可塑性樹脂用のつや消
し剤として使用するばあいには、本発明の塩化ビニルグ
ラフト共重合体をその全重合体量の１ないし50重量％使
用する。熱可塑性物に加工する場合には好ましくはつや
消しする樹脂を２ないし10重量％、そしてプラスチゾル
に加工する場合にはそれを10ないし50重量％使用する。
グラフト単量体相中に0.01ないし5.0重量％の架橋性を
有するエチレン性多不飽和共単量体を含有する架橋塩化
ビニルグラフト共重合体はとりわけつや消し剤としての
用途に適している。架橋ポリアクリレートグラフト基を
持つ架橋塩化ビニルグラフト共重合体は特に適してい
る。

可塑化剤を使用しないかあるいは可塑化剤およびプラス
チゾルを使用して加工して熱可塑性樹脂、特にVC重合体
を作る方法は一般に知られている。それぞれの場合にお
ける通常の添加剤、たとえば、可塑化剤、たとえばジカ
ルボン酸およびリン酸エステルを基剤とするもの、光お
よび熱安定剤、たとえばZn、Cd、Ba、Pb、Caを基剤とす
るもの、加工助剤、たとえばアクリル酸エステルを基剤
とするもの、耐衝撃変性剤、顔料または充填剤のような
添加剤は勿論本発明においても使用できることは理解出
来よう。これらの添加剤は通常の量を使用することが出
来る。

本発明の塩化ビニルグラフト共重合体は非常に細かい粒
子であるので、肉眼で評価した場合に優れた極めて均一
なつや消し効果が得られる。特に架橋塩化ビニルグラフ
ト共重合体の場合に、それらの剪断性が安定であること
からこのつや消し効果は実質的に通常の加工条件に依存
することがない。

本発明により作成した塩化ビニルグラフト共重合体は、
カレンダー処理によってのみ加工されるだけでなくまた
押出しによる塑性成形体や射出成形によっても加工でき
る。

発明を実施するための最良の形態 次に示す実施例によって本発明をさらに具体的に説明す
る。

実施例１ないし８（表１） 緩衝物質および表１に記載の量の開始剤と架橋剤とを水
と一緒に2.5m3のパイロットプラントオートクレーブの
中に最初から入れておいた。相当量の乳化剤をラテック
スに加えてからグラフト基をその最初の混合物中に計量
して加えた。次いで塩化ビニルを注入し、そして次いで
保護コロイドを３％の水性溶液として計量して加えた。
圧力が３バールに低下するまで59℃の温度で重合を行っ
た。次いでバッチを脱気し、重合体を濾過して乾燥し
た。

使用したグラフト基は0.175重量％のアリルメタクリレ
ートで架橋したポリブチルアクリレートを40％の水性ラ
テックスとしたものである。

本実施例においてはグラフト単量体相はTAC（＝トリア
リルシアヌレート）で架橋した。

MHPC＝23％のメトキシ置換度と７％のヒドロキシプロピ
ル置換度と100mPa.sの粘度とを有するメチルヒドロキシ
プロピルセルロース 下記の乳化剤をポリアクリレートラテックスに加えた。

メルソラート（Mersolat ）K30＝バイエル社（Bayer A
G）の、平均14ないし15個のＣ原子鎖を持つ色々なパラ
フィンスルホネートの混合物 テキサポン（Texapon ）K12＝ヘンケル社（Henkel KGa
A）の、ソジウムラウリルスルフェート 開始剤としては次のものを使用した。

CEPC＝ジセチルパーオキシジカルボネート LPO＝ラウロイルパーオキシド 比較例ＡないしＥ（表２） 比較例Ａ 最初にグラフト基を加えることなくまた乳化剤を加えず
に通常の塩化ビニル懸濁重合体を作ったこと以外は実施
例２と同様にして行った。比較例Ａの生成物は実施例２
のものよりもより粗粒子であるために、薄層とすること
は不可能である。

比較例Ｂ 従来法として前記した方法により45重量％の酢酸ビニル
含有量をもつエチレン／酢酸ビニル固体樹脂をグラフト
基として使用したこと以外は実施例１と同様にして行っ
た。

比較例Ｃ 最初にグラフト基を加えることなくそして乳化剤を加え
て通常の塩化ビニル懸濁重合体を作ったこと以外は実施
例１と同様にして行った。

比較例Ｄ グラフト基を加えることなくまた乳化剤を加えずにトリ
アリルシアヌレートで架橋した懸濁PVCを作ったこと以
外は実施例５と同様にして行った。成形混合物をミキシ
ングロールを使う代わりに押出し機によりあらかじめ可
塑化してカレンダー処理してフィルムを試作したとき
に、そのつや消し効果は実施例５のものに比べて加工条
件に大きく依存するものであった。比較例Ｄの生成物は
粗粒子であり、押出し機での加工において製品の表面構
造は満足なものではない。

比較例Ｅ トリアリルシアヌレートを２倍量使用した以外は実施例
Ｄと同様にして行った。生成物が粗粒子であるために、
つや消し効果は不満足なものでありまた表面構造の粗な
ものが得られた。

不溶部分の測定結果と可塑化剤吸収度およびペースト粘
度の測定試験を表３および４にまとめて示す。

不溶部分 不溶部分を測定するために、1gのサンプルをソックスレ
イ（Soxley）抽出きに入れて24時間還流下に500mlのTHF
で抽出した。THF相を単離し、THFを留去し、そしてTHF
に溶解した部分の重量を測定した。

可塑化剤吸収度 可塑化剤吸収度はDIN 53417−１に従って遠心分離法に
よって測定した。

ペースト粘度 ペースト粘度を測定するために、次の方法によりペース
トを作成した。

50部のビンノール（Vinnol ）P70（ワッカーヘミー（W
acker−Chemie）社の、70のＫ値をもつミクロ懸濁PCV）
を50部の試験物質と50部のジオクチルフタレートとで温
度を25℃に制御しながらペーストとした。４時間後に、
ブルックフィールド（Brookfield）粘度計を使用して10
rpmでその粘度を測定した。

つや消し効果の測定結果を表５にまとめて示す。

つや消し効果は可塑化剤を使わないで加工した場合と可
塑化剤を使って加工した場合とだけでなくペーストの形
で加工した場合もまた測定した。これには次の方法を使
用した。

可塑化剤を使わない加工の場合 100部のビンノールY60MS（ワッカーヘミー社の、60のＫ
値をもつ塊状PVC）を、10部の試験物質と、イルガスタ
ップ（Irgastab ）17MOK（チバガイギー（Ciba−Geig
y）社のオクチルメルカプチド錫）と、0.5部のロキシオ
ール（Loxiol ）G16（ヘンケル社のグリシンモノオレ
ート）と、0.5部の滑剤ワックスＥ（ヘキスト社（Hoech
st AG）のモンタン酸エステル）と混合した。

可塑化剤を使った加工の場合 100部のビンノールH70DF（ワッカーヘミー社の、70のＫ
値をもつ懸濁PVC）を、10部の試験物質と、40部のジオ
クチルフタレートと、２部のイルガスタッブBZ555（チ
バガイギー社のBa/Zn安定剤）と混合した。

混合物の前可塑化処理は、可塑化剤を使わない場合も可
塑化剤を使った場合も両方とも165℃でミキシングロー
ルを使用するかあるいは160ないし175℃で可塑化押出し
機を使用するかして行った。混合物を最後にカレンダー
処理して200μｍの厚さのフィルムとした。ペーストの
形での加工の場合 プラスチゾル粘度を測定するためのペースト作成法によ
りペーストを作った。

そのプラスチゾル組成物から200μｍの厚さの被覆を作
り、加熱してゲル化し、冷却し、そして得られたフィル
ムのつや消し効果を測定した。

つや消し効果は肉眼で評価して次のように分類した。

０＝表面に光沢がある。

１＝表面に光沢がなく、肉眼で表面構造が検出されな
い。

２＝表面に光沢がなく、細かい表面構造がみられる。

３＝表面に光沢がなく、粗い表面構造がみられる。

４＝表面に光沢があり、粗い「砂吹きつけ」をしたよう
な表面構造がみられる。

実施例１、３、５および比較例Ａで作成したペーストを
上記の様にして表面光沢試験に伏した。

実施例1:0−１ 実施例3:0−１ 実施例5:2 比較例A:0 以下、本発明の好適な実施態様を例示する。

1. 使用するグラフト単量体が塩化ビニルである、請求
の範囲第１項の方法。

2. 使用するアルキルアクリレート単量体がポリブチル
アクリレートである、請求の範囲第１項または前項１の
方法。

3. 使用するアルキルアクリレート重合体がそのアルキ
ルアクリレート部分の0.1ないし1.0重量％の架橋性を有
するエチレン性多不飽和共単量体を含むものである、請
求の範囲第１項、前項１または前項２の方法。

4. 0.1ないし1.0重量％のアリルメタクリレートで架橋
したポリブチルアクリレートを使用する、請求の範囲第
１項、前項１、前項２または前項３の方法。

5. その塩化ビニルグラフト単量体相が0.01ないし5.0
重量％の架橋性を有するエチレン性多不飽和共単量体を
含むものである、請求の範囲第１項、前項１、前項２、
前項３または前項４の方法。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】単量体に可溶な遊離ラジカル開始剤とさら
   に例えば緩衝物質または乳化剤のような通常の添加剤と
   の存在下に懸濁重合法により20ないし30μｍの平均粒径
   を有する塩化ビニルグラフト共重合体細粒を作る方法に
   おいて、塩化ビニルまたは塩化ビニルと共重合可能な単
   量体、例えば２ないし12個の炭素原子を持つ脂肪族モノ
   カルボン酸のビニルエステルまたはC2−ないしC12−ア
   ルキル基を持つ（メタ）アクリレート、を20重量％まで
   含む塩化ビニルの混合物であるグラフト単量体を、その
   グラフト単量体含有量の1.0ないし5.0重量％の、C2−な
   いしC8−アルキル基を持つアルキルアクリレートの未架
   橋単重合体または架橋共重合体の群からのアルキルアク
   リレート重合体（この重合体は30ないし60重量％の固体
   含有量を有する水性エマルジョン中に最初に混入してお
   く）と、そのグラフト単量体含有量の0.1ないし1.0重量
   ％の、15ないし25％のメトキシ含有量と３ないし10％の
   ヒドロキシプロピル含有量を持ちそしてASTM D 2363に
   よる30ないし150mPa.sの粘度を持つセルロースエーテル
   （このセルロースエーテルは最初から混入させておくか
   あるいはグラフト単量体の添加後に加える）との存在下
   に重合させることを特徴とする前記方法。