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  • 特開-両親媒性重合体水溶液の製造方法 図1
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023094332
(43)【公開日】2023-07-05
(54)【発明の名称】両親媒性重合体水溶液の製造方法
(51)【国際特許分類】
   C08F 220/06 20060101AFI20230628BHJP
   C08F 297/00 20060101ALN20230628BHJP
【FI】
C08F220/06
C08F297/00
【審査請求】未請求
【請求項の数】13
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2021209749
(22)【出願日】2021-12-23
(71)【出願人】
【識別番号】000206901
【氏名又は名称】大塚化学株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100125184
【弁理士】
【氏名又は名称】二口 治
(74)【代理人】
【識別番号】100188488
【弁理士】
【氏名又は名称】原谷 英之
(72)【発明者】
【氏名】兒玉 和博
(72)【発明者】
【氏名】梅本 光
【テーマコード(参考)】
4J026
4J100
【Fターム(参考)】
4J026HA11
4J026HA22
4J026HA24
4J026HA32
4J026HA38
4J026HA48
4J026HB11
4J026HB22
4J026HB24
4J026HB32
4J026HB38
4J026HB45
4J026HB48
4J026HC11
4J026HC22
4J026HC24
4J026HC45
4J026HC48
4J026HE01
4J026HE02
4J026HE04
4J100AJ02Q
4J100AL03P
4J100AL08R
4J100BC43R
4J100CA04
4J100CA05
4J100DA01
4J100DA04
4J100DA09
4J100DA29
4J100DA38
4J100EA06
4J100EA09
4J100FA03
4J100FA19
4J100FA30
4J100FA34
4J100GC02
4J100GC13
4J100GC22
4J100JA01
4J100JA07
(57)【要約】
【課題】両親媒性重合体溶液から有機溶媒を留去する際の泡立ちを抑制できる両親媒性重合体水溶液の製造方法を提供することを目的とする。
【解決手段】両親媒性重合体水溶液の製造方法は、酸性基を有するビニルモノマーと酸性基を有さないビニルモノマーを含有するモノマー組成物を、有機溶媒中で重合し、酸価が30mgKOH/g~250mgKOH/gである重合体(X)を含有する重合体含有溶液を調製する第1工程;前記重合体含有溶液に、水を加えて重合体の少なくとも一部を析出させ、重合体分散液を調整する第2工程;前記重合体分散液から、有機溶媒を留去して、重合体水分散液を調製する第3工程;および、前記重合体水分散液に、塩基性成分を添加し、重合体(X)が有する酸性基を中和する第4工程を含むことを特徴とする。
【選択図】なし
【特許請求の範囲】
【請求項1】
酸性基を有するビニルモノマーと酸性基を有さないビニルモノマーを含有するモノマー組成物を、有機溶媒中で重合し、酸価が30mgKOH/g~250mgKOH/gである重合体(X)を含有する重合体含有溶液を調製する第1工程;
前記重合体含有溶液に、水を加えて重合体の少なくとも一部を析出させ、重合体分散液を調整する第2工程;
前記重合体分散液から、有機溶媒を留去して、重合体水分散液を調製する第3工程;および、
前記重合体水分散液に、塩基性成分を添加し、重合体(X)が有する酸性基を中和する第4工程を含むことを特徴とする両親媒性重合体水溶液の製造方法。
【請求項2】
前記第2工程において、水とともに、塩基性成分を加え、
重合体(X)の酸性基の中和度を0モル%超、40モル%未満に調整する請求項1に記載の両親媒性重合体水溶液の製造方法。
【請求項3】
前記第1工程において、重合後の反応液に、親水性有機溶媒と疎水性有機溶媒とを加えて混合した後、疎水性有機溶媒相と親水性有機溶媒相とに分液し、疎水性有機溶媒相を除去することで重合体含有溶液を調製する請求項1または2に記載の両親媒性重合体水溶液の製造方法。
【請求項4】
前記親水性有機溶媒のSP値が、9.3以上15.0以下である請求項3に記載の両親媒性重合体水溶液の製造方法。
【請求項5】
前記疎水性有機溶媒のSP値が、9.3未満である請求項3または4に記載の両親媒性重合体水溶液の製造方法。
【請求項6】
前記重合体含有溶液中の重合体(X)の含有率が、10質量%~70質量%である請求項1~5のいずれか一項に記載の両親媒性重合体水溶液の製造方法。
【請求項7】
前記第2工程において、重合体含有溶液と添加される水との質量比(水/重合体含有溶液)が、0.1~5.0である請求項1~6のいずれか一項に記載の両親媒性重合体水溶液の製造方法。
【請求項8】
前記重合体(X)の重量平均分子量(Mw)が、5,000~50,000である請求項1~7のいずれか一項に記載の両親媒性重合体水溶液の製造方法。
【請求項9】
前記重合体(X)の分子量分布(Mw/Mn)が、3.0以下である請求項1~8のいずれか一項に記載の両親媒性重合体水溶液の製造方法。
【請求項10】
前記重合体(X)が、酸性基を有するビニルモノマーに由来する構造単位を含有するAブロックと、酸性基を有するビニルモノマーに由来する構造単位を実質的に含有しないBブロックとを有するブロック共重合体である請求項1~9のいずれか一項に記載の両親媒性重合体水溶液の製造方法。
【請求項11】
前記ブロック共重合体中のAブロックとBブロックとの質量比(Aブロック/Bブロック)が、0.3~3.0である請求項10に記載の両親媒性重合体水溶液の製造方法。
【請求項12】
前記酸性基を有さないビニルモノマーが、鎖状アルキル基を有する(メタ)アクリレート、環状アルキル基を有する(メタ)アクリレート、多環式構造を有する(メタ)アクリレート、芳香族基を有する(メタ)アクリレート、ポリアルキレングリコール構造単位を有する(メタ)アクリレート、ヒドロキシ基を有する(メタ)アクリレート、ラクトン変性ヒドロキシ基を有する(メタ)アクリレート、アルコキシ基を有する(メタ)アクリレート、含酸素ヘテロ環基を有する(メタ)アクリレートおよび芳香族ビニルモノマーよりなる群から選ばれる少なくとも1種である請求項1~11のいずれか一項に記載の両親媒性重合体水溶液の製造方法。
【請求項13】
前記酸性基を有するビニルモノマーが、(メタ)アクリル酸及び/又はカルボキシ基を有する(メタ)アクリレートである請求項1~12のいずれか一項に記載の両親媒性重合体水溶液の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、両親媒性重合体水溶液の製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
インクジェットプリンタによる記録方法は、細かいノズルからインク滴を発生させ、これを紙、フィルム、布帛等の被記録材に吐出し、付着させ記録を行う方法である。この方法は、記録ヘッドと被記録材とが直接接触しないため音の発生が少なく静かである。また、小型化、高速化が容易であることから、産業用だけでなく家庭用にも急速に普及し、今後とも大きな伸長が期待されている。
【0003】
インクジェットプリンタに用いるインク(着色組成物)は、着色材および分散媒体と、必要に応じて配合される界面活性剤等の添加剤で構成されている。インクジェットインクに用いられる着色材としては、水溶性の染料と、顔料、分散染料および油溶性染料のような実質的に水に不溶な着色材との2種類の着色材が知られている。これらのうち、水に不要な着色材を用いた記録画像は光、オゾン、水等に対する各種の堅牢性に優れている。一方で、インクジェットインクは環境への配慮から水系インクが求められていることから、水に不要な着色材を用いた水系インクが広く用いられている。
【0004】
水系インクは溶媒として水を含むため、水に不溶な着色材を分散させるために両親媒性の分散剤が用いられている。このような両親媒性の分散剤として、例えば、特許文献1には、酸性基を有する親水性モノマーと、疎水性モノマーとを重合して得られた共重合体をアルカリで中和した中和物、およびこの中和物の水溶液が記載されている(特許文献1)。
【0005】
ここで、両親媒性重合体は、通常、親水性有機溶媒中でモノマーを重合した後、アルカリ水溶液を添加して重合体が有する酸性基を中和することで製造される。そして、両親媒性重合体の水溶液を得る方法として、反応溶液から中和後の重合体を析出および濾別し、この重合体を水に再溶解させる方法があるが、この方法は、製造工程の負荷が大きい。そのため、中和後の重合体(両親媒性重合体)を含有する反応溶液について、親水性有機溶媒を水に置換する方法が求められていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開2021-98835号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
両親媒性重合体と親水性有機溶媒とを含有する溶液中の親水性有機溶媒を水に置換する方法としては、親水性有機溶媒を留去する方法がある。しかしながら、両親媒性重合体は界面活性作用を有するため、溶液が水を含むと泡立ち易くなり、撹拌、減圧処理等の刺激により溶液が泡立ち、親水性有機溶媒の留去が困難であった。
【0008】
本発明は、上記事情を鑑みなされたものであり、両親媒性重合体溶液から有機溶媒を留去する際の泡立ちを抑制できる両親媒性重合体水溶液の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
上記課題を解決することができた本発明の両親媒性重合体水溶液の製造方法は、酸性基を有するビニルモノマーと酸性基を有さないビニルモノマーを含有するモノマー組成物を、有機溶媒中で重合し、酸価が30mgKOH/g~250mgKOH/gである重合体(X)を含有する重合体含有溶液を調製する第1工程;前記重合体含有溶液に、水を加えて重合体の少なくとも一部を析出させ、重合体分散液を調整する第2工程;前記重合体分散液から、有機溶媒を留去して、重合体水分散液を調製する第3工程;および、前記重合体水分散液に、塩基性成分を添加し、重合体(X)が有する酸性基を中和する第4工程を含むことを特徴とする。
【0010】
本発明の両親媒性重合体水溶液の製造方法では、重合により得られた重合体(X)を未中和または低中和度の状態で析出させて重合体分散液とし、この重合体分散液の状態で親水性有機溶媒を水に置換する。重合体成分を析出させることで、親水性有機溶媒を留去する際の泡立ちを抑制することができ、効率よく親水性有機溶媒を除去することができる。
【発明の効果】
【0011】
本発明によれば、重合体を含有する溶液について、親水性有機溶媒を水に置換する際の泡立ちを抑制することができ、効率よく親水性有機溶媒を除去できる。よって、両親媒性重合体水溶液の生産性が高くなる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
図1】発泡性評価結果を示す図面代用写真である。
【発明を実施するための形態】
【0013】
本発明の両親媒性重合体水溶液の製造方法は、酸性基を有するビニルモノマーと酸性基を有さないビニルモノマーを含有するモノマー組成物を、有機溶媒中で重合し、酸価が30mgKOH/g~250mgKOH/gである重合体(X)を含有する重合体含有溶液を調製する第1工程;前記重合体含有溶液に、水を加えて重合体の少なくとも一部を析出させ、重合体分散液を調整する第2工程;前記重合体分散液から、有機溶媒を留去して、重合体水分散液を調製する第3工程;および、前記重合体水分散液に、塩基性成分を添加し、重合体(X)が有する酸性基を中和する第4工程を含むことを特徴とする。
【0014】
本発明において、「ビニルモノマー」とは分子中にラジカル重合可能な炭素-炭素二重結合を有するモノマーのことをいう。「ビニルモノマーに由来する構造単位」とは、ビニルモノマーのラジカル重合可能な炭素-炭素二重結合が、重合して炭素-炭素単結合になった構造単位をいう。「(メタ)アクリル」は「アクリルおよびメタクリルの少なくとも一方」をいう。「(メタ)アクリレート」は「アクリレートおよびメタクリレートの少なくとも一方」をいう。「(メタ)アクリロイル」は「アクリロイルおよびメタクリロイルの少なくとも一方」をいう。本発明において、「Aブロック」は「Aセグメント」と言い換えることができ、「Bブロック」は「Bセグメント」と言い換えることができる。
【0015】
<第1工程>
前記第1工程では、酸性基を有するビニルモノマーと酸性基を有さないビニルモノマーを含有するモノマー組成物を、有機溶媒中で重合し、重合体(X)を含有する重合体含有溶液を調製する。
【0016】
(酸性基を有するビニルモノマー)
前記酸性基を有するビニルモノマーが有する酸性基としては、カルボキシ基(-COOH)、スルホン酸基(-SO3H)、リン酸基(-OPO32)、ホスホン酸基(-PO32)、ホスフィン酸基(-PO22)が挙げられる。前記酸性基を有するビニルモノマーは、カルボキシ基を有するビニルモノマー、スルホン酸基を有するビニルモノマーおよびリン酸基を有するビニルモノマーよりなる群から選ばれる少なくとも1種が好ましい。
【0017】
前記酸性基を有するビニルモノマーとしては、(メタ)アクリル酸、酸性基を有する(メタ)アクリレートが挙げられる。
【0018】
前記酸性基を有する(メタ)アクリレートとしては、ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートに無水マレイン酸、無水コハク酸、無水フタル酸等の酸無水物を反応させたモノマー(例えば、コハク酸水素2-アクリロイルオキシエチル、コハク酸水素2-メタクリロイルオキシエチル、ヘキサヒドロフタル酸水素2-(アクリロイルオキシ)エチル、ヘキサヒドロフタル酸水素2-(メタクリロイルオキシエチル)、フタル酸1-(2-アクリロイルオキシエチル)、フタル酸1-(2-メタクリロイルオキシエチル))等のカルボキシ基を有する(メタ)アクリレート;スルホン酸エチル(メタ)アクリレート等のスルホン酸基を有する(メタ)アクリレート;(メタ)アクリル酸2-(ホスホノオキシ)エチル等のリン酸基を有する(メタ)アクリレート等が挙げられる。
【0019】
前記酸性基を有するビニルモノマーは、1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。前記酸性基を有するビニルモノマーとしては(メタ)アクリル酸及び/又はカルボキシ基を有する(メタ)アクリレートが好ましく、(メタ)アクリル酸がより好ましい。
【0020】
(酸性基を有さないビニルモノマー)
前記酸性基を有さないビニルモノマーとしては、例えば、酸性基を有さない(メタ)アクリル系ビニルモノマー、α-オレフィン、芳香族ビニルモノマー、ヘテロ環含有不飽和モノマー、ビニルアミド、カルボン酸ビニル、ジエン類等を挙げることができ、これらの中から1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。
【0021】
前記酸性基を有さない(メタ)アクリル系ビニルモノマー、例えば、鎖状アルキル基(直鎖アルキル基または分岐鎖アルキル基)を有する(メタ)アクリレート、環状アルキル基を有する(メタ)アクリレート、多環式構造を有する(メタ)アクリレート、芳香族基を有する(メタ)アクリレート、ポリアルキレングリコール構造単位を有する(メタ)アクリレート、ヒドロキシ基を有する(メタ)アクリレート、ラクトン変性ヒドロキシ基を有する(メタ)アクリレート、アルコキシ基を有する(メタ)アクリレート、含酸素ヘテロ環基を有する(メタ)アクリレート等が挙げられる。
【0022】
前記直鎖アルキル基を有する(メタ)アクリレートとしては、直鎖アルキル基の炭素数が1~20である直鎖アルキル基を有する(メタ)アクリレートが好ましく、直鎖アルキル基の炭素数が1~10である直鎖アルキル基を有する(メタ)アクリレートがより好ましい。前記直鎖アルキル基を有する(メタ)アクリレートとしては、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n-プロピル(メタ)アクリレート、n-ブチル(メタ)アクリレート、n-ヘキシル(メタ)アクリレート、n-オクチル(メタ)アクリレート、n-ノニル(メタ)アクリレート、n-デシル(メタ)アクリレート、n-ラウリル(メタ)アクリレート、n-ステアリル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
【0023】
前記分岐鎖アルキル基を有する(メタ)アクリレートとしては、分岐鎖アルキル基の炭素数が3~20である分岐鎖アルキル基を有する(メタ)アクリレートが好ましく、分岐鎖アルキル基の炭素数が3~10である分岐鎖アルキル基を有する(メタ)アクリレートが好ましい。前記分岐鎖アルキル基を有する(メタ)アクリレートとしては、イソプロピル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、sec-ブチル(メタ)アクリレート、tert-ブチル(メタ)アクリレート、イソオクチル(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート、イソノニル(メタ)アクリレート、イソデシル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
【0024】
前記環状アルキル基を有する(メタ)アクリレートとしては、環状アルキル基の炭素数が6~12の環状アルキル基を有する(メタ)アクリレートであることが好ましい。環状アルキル基としては、単環構造を有する環状アルキル基(例えば、シクロアルキル基)が挙げられる。単環構造の環状アルキル基を有する(メタ)アクリレートの具体例としては、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、メチルシクロヘキシル(メタ)アクリレート、シクロドデシル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
【0025】
前記多環式構造を有する(メタ)アクリレートとしては、多環式構造の炭素数が6~12の多環式構造を有する(メタ)アクリレートであることが好ましい。多環式構造としては、橋かけ環構造を有する環状アルキル基(例えば、アダマンチル基、ノルボルニル基、イソボルニル基)が挙げられる。多環式構造を有する(メタ)アクリレートの具体例としては、イソボルニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニルオキシエチル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニルオキシエチル(メタ)アクリレート、2-メチル-2-アダマンチル(メタ)アクリレート、2-エチル-2-アダマンチル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
【0026】
前記芳香族基を有する(メタ)アクリレートとしては、芳香族基の炭素数が6~12の芳香族基を有する(メタ)アクリレートであることが好ましい。芳香族基としては、アリール基、アルキルアリール基、アラルキル基、アリールオキシ基、アリールオキシアルキル基、アルキルアリールオキシ基、アラルキルオキシ基等が挙げられ、特にフェニル基、ベンジル基、トリル基、フェノキシエチル基が好ましい。芳香族基を有する(メタ)アクリレートの具体例としては、ベンジル(メタ)アクリレート、フェニル(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
【0027】
前記ポリアルキレングリコール構造単位を有する(メタ)アクリレートとしては、ポリエチレングリコール(重合度=2~10)メチルエーテル(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコール(重合度=2~10)エチルエーテル(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコール(重合度=2~10)プロピルエーテル(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコール(重合度=2~10)フェニルエーテル(メタ)アクリレート等のポリエチレングリコール構造単位を有する(メタ)アクリレート;ポリプロピレングリコール(重合度=2~10)メチルエーテル(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコール(重合度=2~10)エチルエーテル(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコール(重合度=2~10)プロピルエーテル(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコール(重合度=2~10)フェニルエーテル(メタ)アクリレート等のポリプロピレングリコール構造単位を有する(メタ)アクリレート等が挙げられ、好ましくはポリエチレングリコール構造単位を有する(メタ)アクリレートである。
【0028】
前記ヒドロキシ基を有する(メタ)アクリレートとしては、2-ヒドロキシエチル(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-ヒドロキシプロピル(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、6-ヒドロキシヘキシル(メタ)アクリレート、8-ヒドロキシオクチル(メタ)アクリレート、10-ヒドロキシデシル(メタ)アクリレート、12-ヒドロキシラウリル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
【0029】
前記ラクトン変性ヒドロキシ基を有する(メタ)アクリレートとしては、前記ヒドロキシ基を有する(メタ)アクリレートにラクトンを付加したものが挙げられ、カプロラクトンを付加したものが好ましい。ラクトンの付加量は、1mol~10molが好ましく、1mol~5molがより好ましい。前記ラクトン変性ヒドロキシ基を有する(メタ)アクリレートとしては、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートのカプロラクトン1mol付加物、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートのカプロラクトン2mol付加物、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートのカプロラクトン3mol付加物、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートのカプロラクトン4mol付加物、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートのカプロラクトン5mol付加物、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートのカプロラクトン10mol付加物等が好ましい。
【0030】
前記アルコキシ基を有する(メタ)アクリレートとしては、メトキシエチル(メタ)アクリレート、エトキシエチル(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
【0031】
前記含酸素ヘテロ環基を有する(メタ)アクリレートとしては、4員環~6員環の含酸素ヘテロ環基を有する(メタ)アクリレートであることが好ましい。含酸素ヘテロ環基を有する(メタ)アクリレートの具体例としては、グリシジル(メタ)アクリレート、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、(3-エチルオキセタン-3-イル)メチル(メタ)アクリレート、(2-メチル-2-エチル-1,3-ジオキソラン-4-イル)メチル(メタ)アクリレート、環状トリメチロールプロパンホルマール(メタ)アクリレート、2-〔(2-テトラヒドロピラニル)オキシ〕エチル(メタ)アクリレート、1,3-ジオキサン-(メタ)アクリレート等が挙げられる。
【0032】
前記α-オレフィンとしては、1-ヘキセン、1-オクテン、1-デセン等が挙げられる。
前記芳香族ビニルモノマーとしては、スチレン、α-メチルスチレン、4-メチルスチレン、2-メチルスチレン、3-メチルスチレン、4-メトキシスチレン、2-ヒドロキシメチルスチレン、1-ビニルナフタレン等が挙げられる。
前記ヘテロ環含有不飽和モノマーとしては、2-ビニルチオフェン、N-メチル-2-ビニルピロール、2-ビニルピリジン、4-ビニルピリジン等が挙げられる。
前記ビニルアミドとしては、N-ビニルホルムアミド、N-ビニルアセトアミド等が挙げられる。
前記カルボン酸ビニルとしては、酢酸ビニル、ピバル酸ビニル、安息香酸ビニル等が挙げられる。
前記ジエン類としては、ブタジエン、イソプレン、4-メチル-1,4-ヘキサジエン、7-メチル-1,6-オクタジエン等が挙げられる。
【0033】
前記酸性基を有さないビニルモノマーは、鎖状アルキル基(直鎖アルキル基または分岐鎖アルキル基)を有する(メタ)アクリレート、環状アルキル基を有する(メタ)アクリレート、多環式構造を有する(メタ)アクリレート、芳香族基を有する(メタ)アクリレート、ポリアルキレングリコール構造単位を有する(メタ)アクリレート、ヒドロキシ基を有する(メタ)アクリレート、ラクトン変性ヒドロキシ基を有する(メタ)アクリレート、アルコキシ基を有する(メタ)アクリレート、含酸素ヘテロ環基を有する(メタ)アクリレートおよび芳香族ビニルモノマーよりなる群から選ばれる少なくとも1種が好ましい。
【0034】
(有機溶媒)
重合反応は、有機溶媒中で行う。前記有機溶媒は、特に限定されず、ラジカル重合で一般に使用される非プロトン性有機溶媒またはプロトン性有機溶媒を使用できる。溶媒は単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。なお、前記有機溶媒は、重合体(X)を溶解できるものが好ましい。また、前記有機溶媒は、親水性有機溶媒が好ましい。
前記非プロトン性溶媒としては、アセトニトリル、メチルエチルケトン、アニソール、ベンゼン、トルエン、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、酢酸エチル、テトラヒドロフラン(THF)、N,N-ジメチルホルムアミド(DMF)、ジメチルスルホキシド(DMSO)、N-メチル-2-ピロリドン(NMP)、アセトン、ジオキサン、クロロホルム、四塩化炭素、テトラヒドロフラン(THF)、トリフルオロメチルベンゼン等が挙げられる。
前記プロトン性溶媒としては、例えば、メタノール、エタノール、イソプロパノール、n-ブタノール、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、1-メトキシ-2-プロパノール、ヘキサフルオロイソプロパノール、ジアセトンアルコール等が挙げられる。
【0035】
前記有機溶媒の使用量としては、適宜調節すればよく、例えば、ビニルモノマー1gに対して、0.01ml以上が好ましく、より好ましくは0.05ml以上、さらに好ましくは0.1ml以上であり、50ml以下が好ましく、より好ましくは10ml以下、さらに好ましくは1ml以下である。
【0036】
(重合法)
前記モノマー組成物を重合する際の重合法としては、フリーラジカル重合法、リビングラジカル重合法のいずれも採用できる。前記重合法は、リビングラジカル重合が好ましい。リビングラジカル重合法は、従来のラジカル重合法の簡便性と汎用性を保ちながら、停止反応や、連鎖移動が起こりにくく、成長末端が失活させる副反応で妨げられることなく成長するため、分子量分布の精密制御、均一な組成のポリマーの製造が容易である点で好ましい。
【0037】
(リビングラジカル重合法)
リビングラジカル重合法には、重合成長末端を安定化させる手法の違いにより、ニトロキサイドラジカルを生じ得る化合物を用いる方法(ニトロキサイド法;NMP法);銅、ルテニウム等の金属錯体を用いて、ハロゲン化化合物を重合開始化合物として、その重合開始化合物からリビング的に重合させる方法(ATRP法);ジチオカルボン酸エステルやザンテート化合物を用いる方法(RAFT法);有機テルル化合物を用いる方法(TERP法);有機ヨウ素化合物を用いる方法(ITP法);ヨウ素化合物を重合開始化合物とし、リン化合物、窒素化合物、酸素化合物、又は炭化水素などの有機化合物を触媒として用いる方法(可逆的移動触媒重合;RTCP法、可逆的触媒媒介重合;RCMP法)等の方法がある。これらの方法の中でも、使用できるモノマーの多様性、高分子領域での分子量制御、均一な組成、あるいは着色の観点から、TERP法を用いることが好ましい。
【0038】
TERP法とは、有機テルル化合物を連鎖移動剤として用い、ラジカル重合性化合物(ビニルモノマー)を重合させる方法であり、例えば、国際公開第2004/14848号、国際公開第2004/14962号、国際公開第2004/072126号、および国際公開第2004/096870号に記載された方法である。
【0039】
TERP法の具体的な重合法としては、下記(a)~(d)が挙げられる。
(a)ビニルモノマーを、式(1)で表される有機テルル化合物を用いて重合する方法。
(b)ビニルモノマーを、式(1)で表される有機テルル化合物とアゾ系重合開始剤との混合物を用いて重合する方法。
(c)ビニルモノマーを、式(1)で表される有機テルル化合物と式(2)で表される有機ジテルリド化合物との混合物を用いて重合する方法。
(d)ビニルモノマーを、式(1)で表される有機テルル化合物とアゾ系重合開始剤と式(2)で表される有機ジテルリド化合物との混合物を用いて重合する方法。
【0040】
【化1】
[式(1)において、R1は、炭素数1~8のアルキル基、アリール基または芳香族ヘテロ環基である。R2およびR3は、それぞれ独立に、水素原子または炭素数1~8のアルキル基である。R4は、炭素数1~8のアルキル基、アリール基、置換アリール基、芳香族ヘテロ環基、アルコキシ基、アシル基、アミド基、オキシカルボニル基、シアノ基、アリル基またはプロパルギル基である。
式(2)において、R1は、炭素数1~8のアルキル基、アリール基または芳香族ヘテロ環基である。]
【0041】
式(1)で表される有機テルル化合物は、具体的にはエチル=2-メチル-2-n-ブチルテラニル-プロピオネート、エチル=2-n-ブチルテラニル-プロピオネート、(2-ヒドロキシエチル)=2-メチル-メチルテラニル-プロピオネート等、国際公開第2004/14848号、国際公開第2004/14962号、国際公開第2004/072126号、および国際公開第2004/096870号に記載された有機テルル化合物が挙げられる。式(2)で表される有機ジテルリド化合物の具体例としては、ジメチルジテルリド、ジブチルジテルリド等が挙げられる。アゾ系重合開始剤は、通常のラジカル重合で使用するアゾ系重合開始剤であれば特に制限なく使用することができ、例えば、2,2’-アゾビス(イソブチロニトリル)(AIBN)、2,2’-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)(ADVN)、1,1’-アゾビス(1-シクロヘキサンカルボニトリル)(ACHN)、2,2’-アゾビス(4-メトキシ-2,4-ジメチルバレロニトリル)(V-70)等が挙げられる。
【0042】
重合工程は、不活性ガスで置換した容器で、ビニルモノマーと式(1)の有機テルル化合物と、ビニルモノマーの種類に応じて反応促進、分子量および分子量分布の制御等の目的で、さらにアゾ系重合開始剤および/または式(2)の有機ジテルリド化合物を混合する。このとき、不活性ガスとしては、窒素、アルゴン、ヘリウム等を挙げることができる。好ましくは、アルゴン、窒素が良い。前記(a)、(b)、(c)および(d)におけるビニルモノマーの使用量は、目的とするポリマーの物性により適宜調節すればよい。
【0043】
リビングラジカル重合における反応温度、反応時間は、得られるポリマー成分の分子量あるいは分子量分布により適宜調節すればよいが、通常、0℃~150℃で、1分~100時間撹拌する。このとき、圧力は、通常、常圧で行われるが、加圧または減圧しても構わない。
【0044】
重合反応により得られる重合体の成長末端は、テルル化合物由来の-TeR1(式中、R1は上記と同じである)の形態であり、重合反応終了後の空気中の操作により失活していくが、テルル原子が残存する場合がある。テルル原子が末端に残存した重合体は着色したり、熱安定性が劣ったりするため、テルル原子を除去することが好ましい。テルル原子を除去する方法としては、ラジカル還元方法;活性炭等で吸着する方法;イオン交換樹脂等で金属を吸着する方法等が挙げられ、また、これらの方法を組み合わせて用いることもできる。なお、重合反応により得られる重合体の他方端(成長末端と反対側の末端)は、テルル化合物由来の-CR234(式中、R2、R3およびR4は、式(1)中のR2、R3およびR4と同じである。)の形態である。なお、上記テルル原子の除去後、連鎖移動剤に由来するテルル化合物が重合体中に不純物として残存する(0ppm超)場合がある。テルル化合物の含有量は重合反応終了後の精製工程(分液工程)により制御することができる。着色の観点および熱安定性の観点から、重合体中のテルルの含有量は、重合体に対して、金属換算で500質量ppm以下が好ましく、100質量ppm以下がより好ましい。
【0045】
(フリーラジカル重合法)
フリーラジカル重合法は、従来公知の方法を採用すればよい。フリーラジカル重合で使用される重合開始剤としては、アゾ系重合開始剤、過酸化物系重合開始剤等が挙げられる。前記アゾ系重合開始剤としては、例えば、2,2’-アゾビス(イソブチロニトリル)(AIBN)、2,2’-アゾビス(2-メチルブチロニトリル)(AMBN)、2,2’-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)(ADVN)、1,1’-アゾビス(1-シクロヘキサンカルボニトリル)(ACHN)、ジメチル-2,2’-アゾビスイソブチレート(MAIB)、4,4’-アゾビス(4-シアノバレリアン酸)(ACVA)、1,1’-アゾビス(1-アセトキシ-1-フェニルエタン)、2,2’-アゾビス(2-メチルブチルアミド)、2,2’-アゾビス(4-メトキシ-2,4-ジメチルバレロニトリル)(V-70)、2,2’-アゾビス(2-メチルアミジノプロパン)二塩酸塩、2,2’-アゾビス[2-(2-イミダゾリン-2-イル)プロパン]、2,2’-アゾビス[2-メチル-N-(2-ヒドロキシエチル)プロピオンアミド]、2,2’-アゾビス(2,4,4-トリメチルペンタン)、2-シアノ-2-プロピルアゾホルムアミド、2,2’-アゾビス(N-ブチル-2-メチルプロピオンアミド)、2,2’-アゾビス(N-シクロヘキシル-2-メチルプロピオンアミド)等が挙げられる。
【0046】
フリーラジカル重合における反応温度、反応時間は、得られるポリマー成分の分子量あるいは分子量分布により適宜調節すればよいが、通常、0℃~150℃で、1分~100時間撹拌する。このとき、圧力は、通常、常圧で行われるが、加圧または減圧しても構わない。
【0047】
(重合体(X))
前記第1工程で得られる重合体(X)は、酸性基を有さないビニルモノマーに由来する構造単位と、酸性基を有するビニルモノマーに由来する構造単位とを有し、酸価が30mgKOH/g~250mgKOH/gである。
【0048】
前記酸性基を有さないビニルモノマーに由来する構造単位の含有率は、重合体(X)100質量%中において、50質量%以上が好ましく、より好ましくは65質量%以上、さらに好ましくは75質量%以上であり、98質量%以下が好ましく、より好ましくは95質量%以下、さらに好ましくは90質量%以下である。
【0049】
前記酸性基を有するビニルモノマーに由来する構造単位の含有率は、重合体(X)100質量%中において、2質量%以上が好ましく、より好ましくは5質量%以上、さらに好ましくは10質量%以上であり、50質量%以下が好ましく、より好ましくは35質量%以下、さらに好ましくは25質量%以下である。
【0050】
前記重合体(X)の酸価は、30mgKOH/g以上、好ましくは50mgKOH/g以上、より好ましくは70mgKOH/g以上であり、250mgKOH/g以下、好ましくは150mgKOH/g以下、より好ましくは120mgKOH/g以下である。前記酸価が30mgKOH/g以上であれば前記第4工程にて良好な溶解性を示し、250mgKOH/g以下であれば前記第3工程にて泡立ちを抑えた親水性有機溶媒の留去が可能となる。
【0051】
前記重合体(X)の分子量は、ゲル浸透クロマトグラフィー(以下「GPC」という)法により測定される。前記重合体(X)の重量平均分子量(Mw)は5,000以上が好ましく、より好ましくは7,500以上、さらに好ましくは10,000以上であり、50,000以下が好ましく、より好ましくは35,000以下、さらに好ましくは20,000以下である。重量平均分子量が上記範囲内にあれば、分散剤として使用した際の分散性能がより良好となる。
【0052】
前記重合体(X)の分子量分布(Mw/Mn)は、3.0以下が好ましく、より好ましくは2.5以下、さらに好ましくは2.0以下である。なお、本発明において、分子量分布(Mw/Mn)とは、(ブロック共重合体の重量平均分子量(Mw))/(ブロック共重合体の数平均分子量(Mn))によって求められるものである。Mw/Mnが小さいほど分子量分布の幅が狭い、分子量の揃った共重合体となり、その値が1.0のとき最も分子量分布の幅が狭い。即ち、Mw/Mnの下限値は1.0である。ブロック共重合体の分子量分布(Mw/Mn)が、3.0を超えると、分子量の小さいものや、分子量の大きいものが含まれることになる。
【0053】
前記重合体(X)は、ランダム共重合体、ブロック共重合体、グラフト共重合体のいずれでもよく、好ましくはブロック共重合体である。前記重合体(X)が、酸性基を有するビニルモノマーに由来する構造単位を含有するAブロックと、酸性基を有するビニルモノマーに由来する構造単位を実質的に含有しないBブロックとを有するブロック共重合体であることが好ましい。
【0054】
前記Aブロック中の酸性基を有するビニルモノマーに由来する構造単位の含有率は、Aブロック100質量%中において、5質量%以上が好ましく、より好ましくは10質量%以上、さらに好ましくは15質量%以上であり、95質量%以下が好ましく、より好ましくは80質量%以下、さらに好ましくは60質量%以下である。
【0055】
前記Aブロックを形成し得る酸性基を有するビニルモノマーとしては、(メタ)アクリル酸及び/又はカルボキシ基を有する(メタ)アクリレートが好ましく、(メタ)アクリル酸がより好ましい。
【0056】
前記Aブロックは、酸性基を有さないビニルモノマーに由来する構造単位を含有することができる。Aブロックにおいて、酸性基を有さないビニルモノマーに由来する構造単位を含有する場合、その含有率は、Aブロック100質量%中において5質量%以上が好ましく、より好ましくは20質量%以上、さらに好ましくは40質量%以上であり、95質量%以下が好ましく、より好ましくは90質量%以下、さらに好ましくは85質量%以下である。
【0057】
前記Aブロックを形成し得る酸性基を有さないビニルモノマーとしては、好ましくは鎖状アルキル基(直鎖アルキル基または分岐鎖アルキル基)を有する(メタ)アクリレート、環状アルキル基を有する(メタ)アクリレート、多環式構造を有する(メタ)アクリレート、芳香族基を有する(メタ)アクリレート、ポリアルキレングリコール構造単位を有する(メタ)アクリレート、ヒドロキシ基を有する(メタ)アクリレート、ラクトン変性ヒドロキシ基を有する(メタ)アクリレート、アルコキシ基を有する(メタ)アクリレート、含酸素ヘテロ環基を有する(メタ)アクリレートおよび芳香族ビニルモノマーよりなる群から選ばれる少なくとも1種である。
【0058】
Aブロックにおいて2種以上の構造単位が含有される場合は、Aブロックに含有される各種構造単位は、Aブロック中においてランダム共重合、ブロック共重合等の何れの態様で含有されていてもよく、均一性の観点からランダム共重合の態様で含有されていることが好ましい。例えば、Aブロックが、a1ブロックからなる構造単位とa2ブロックとからなる構造単位との共重合体により形成されていてもよい。
【0059】
前記Bブロック中の酸性基を有するビニルモノマーに由来する構造単位の含有率は、Bブロック100質量%中において、5質量%以下が好ましく、より好ましくは3質量%以下、さらに好ましくは1質量%以下である。
【0060】
前記Bブロックは、酸性基を有さないビニルモノマーに由来する構造単位を含有する。酸性基を有さないビニルモノマーに由来する構造単位の含有率は、Bブロック100質量%中において95質量%以上が好ましく、より好ましくは97質量%以上、さらに好ましくは99質量%以上である。
【0061】
前記Bブロックを形成し得る酸性基を有さないビニルモノマーとしては、好ましくは鎖状アルキル基(直鎖アルキル基または分岐鎖アルキル基)を有する(メタ)アクリレート、環状アルキル基を有する(メタ)アクリレート、多環式構造を有する(メタ)アクリレート、芳香族基を有する(メタ)アクリレート、ポリアルキレングリコール構造単位を有する(メタ)アクリレート、ヒドロキシ基を有する(メタ)アクリレート、ラクトン変性ヒドロキシ基を有する(メタ)アクリレート、アルコキシ基を有する(メタ)アクリレート、含酸素ヘテロ環基を有する(メタ)アクリレートおよび芳香族ビニルモノマーよりなる群から選ばれる少なくとも1種である。
【0062】
Bブロックにおいて2種以上の構造単位が含有される場合は、Bブロックに含有される各種構造単位は、Bブロック中においてランダム共重合、ブロック共重合等の何れの態様で含有されていてもよく、均一性の観点からランダム共重合の態様で含有されていることが好ましい。例えば、Bブロックが、b1ブロックからなる構造単位とb2ブロックとからなる構造単位との共重合体により形成されていてもよい。
【0063】
Aブロックの含有率は、ブロック共重合体全体100質量%中において、10質量%以上が好ましく、より好ましくは20質量%以上、さらに好ましくは30質量%以上であり、90質量%以下が好ましく、より好ましくは80質量%以下、さらに好ましくは70質量%以下である。
Bブロックの含有率は、ブロック共重合体全体100質量%中において、10質量%以上が好ましく、より好ましくは20質量%以上、さらに好ましくは30質量%以上であり、90質量%以下が好ましく、より好ましくは80質量%以下、さらに好ましくは70質量%以下である。AブロックおよびBブロックの含有率を、上記範囲内に調整することで、分散剤として使用した際の分散性能がより一層向上する。
【0064】
ブロック共重合体中のAブロックとBブロックとの質量比(Aブロック/Bブロック)は、0.3以上が好ましく、より好ましくは0.5以上であり、3.0以下が好ましく、より好ましくは2.5以下である。AブロックとBブロックとの質量比が前記範囲内であれば、分散剤として使用した際の分散性能がより一層向上する。
【0065】
ブロック共重合体の構造は、線状ブロック共重合体であることが好ましい。また、線状ブロック共重合体は、いずれの構造(配列)であっても良いが、線状ブロック共重合体の物性、または組成物の物性の観点から、AブロックをA、BブロックをBと表現したとき、(A-B)m型、(A-B)m-A型および(B-A)m-B型(mは1以上の整数、例えば1~3の整数)よりなる群から選択される少なくとも1種の構造を持つ共重合体であることが好ましい。
【0066】
これらの中でも、加工時の取扱い性、組成物の物性の観点から、A-B型ジブロック共重合体、A-B-A型トリブロック共重合体、B-A-B型トリブロック共重合体が好ましい。A-B型ジブロック共重合体、A-B-Aトリブロック共重合体またはB-A-B型トリブロック共重合体を構成することで、Aブロックに酸性基を有するビニルモノマーに由来する構造単位が局在化し、効率的に顔料と、分散媒体(溶媒)と好適に作用することができると考えられる。なお、A-B-Aで表されるトリブロック共重合体である場合、両端に位置する2つのAブロックは互いに同一であってもよいし、異なっていてもよい。また、B-A-Bで表されるトリブロック共重合体である場合、両端に位置する2つのBブロックは互いに同一であってもよいし、異なっていてもよい。前記ブロック共重合体は、AブロックおよびBブロック以外の他のブロックを有していてもよい。
【0067】
ジブロック共重合体の製造方法としては、ビニルモノマーの重合反応によって、Aブロックを先に製造し、AブロックにBブロックのモノマーを重合する方法;Bブロックを先に製造し、BブロックにAブロックのモノマーを重合する方法;AブロックとBブロックとを別々に製造した後、AブロックとBブロックとをカップリングする方法等が挙げられる。
【0068】
トリブロック共重合体の製造方法としては、ビニルモノマーの重合反応によって、A1ブロックを先に製造し、A1ブロックにBブロックのモノマーを重合してA1-Bブロックを製造し、A1-BブロックにA2ブロックのモノマーを重合する方法;ビニルモノマーの重合反応によって、B1ブロックを先に製造し、B1ブロックにAブロックのモノマーを重合してB1-Aブロックを製造し、B1-AブロックにB2ブロックのモノマーを重合する方法等が挙げられる。
【0069】
重合体(X)がA1-B-A2トリブロック共重合体である場合、質量比(A1/A2)は、0.5以上が好ましく、より好ましくは0.7以上であり、2以下が好ましく、より好ましくは1.5以下である。重合体(X)がB1-A-B2トリブロック共重合体である場合、質量比(B1/B2)は、0.5以上が好ましく、より好ましくは0.7以上であり、2以下が好ましく、より好ましくは1.5以下である。
【0070】
(重合体含有溶液の調製)
重合後の反応液において、重合体が均一に溶解していれば、この反応液を後述する第2工程の重合体含有溶液として使用できる。なお、反応液が親水性有機溶媒を含有しない場合、反応液に親水性有機溶媒を追加することが好ましい。また、重合反応の終了後、生成した重合体が溶解していない場合は、有機溶媒を添加し、重合体を溶解させ重合体含有溶液を調製することが好ましい。
【0071】
(分液)
前記重合体後の反応液について、分液処理を行ってもよい。分液処理を行うことで重合体含有溶液中の不純物を低減することができる。
分液処理では、重合後の反応液に、親水性有機溶媒と疎水性有機溶媒とを加えて混合した後、疎水性有機溶媒相と親水性有機溶媒相とに分液し、疎水性有機溶媒相を除去することで重合体含有溶液(親水性有機溶媒相)を得る。
【0072】
前記親水性有機溶媒は、水と混和する有機溶媒であって、重合体(X)を溶解し、かつ重合体(X)と反応しないものであれば特に限定されない。前記親水性有機溶媒は、溶解度パラメータ(SP値)が9.3以上、15.0以下であることが好ましい。なお、前記溶解度パラメータは、Hildebrandの溶解度パラメータ(25℃、単位(cal/cm31/2)である。
【0073】
前記親水性有機溶媒としては、メタノール(SP値:14.5)、エタノール(SP値:12.7)、n-ブタノール(SP値:11.4)、n-ヘキサノール(SP値:10.7)等の1級アルコール;イソプロパノール(SP値:11.5)等の2級アルコール;t-ブタノール(SP値:10.6)等の3級アルコール;エチレングリコール(SP値:14.6)、テトラヒドロフラン(SP値:9.1)、メチルエチルケトン(SP値:9.3)、アセトン(SP値:10.0)、1-メトキシ-2-プロパノール(SP値:11.3)、アセトニトリル(SP値:11.9)等が挙げられ、これらの混合溶媒であってもよい。親水性有機溶媒が混合溶媒である場合、前記混合溶媒のSP値が9.3以上、15.0以下の液体組成のものが好ましい。なお、混合溶媒のSP値は、各々の溶媒のSP値と体積分率との積の総和として算出することができる。
【0074】
前記疎水性有機溶媒は、前記親水性有機溶媒と混和しない有機溶媒である。前記疎水性有機溶媒は、重合体(X)を溶解せず、かつ重合体(X)と反応しないものが好ましい。また、前記疎水性有機溶媒は、SP値が9.3未満であることが好ましい。
【0075】
前記疎水性有機溶媒としては、ペンタン(SP値:7.0)、ヘキサン(SP値:7.3)、ヘプタン(SP値:7.4)、オクタン(SP値:7.6)、ノナン、デカン等の脂肪族炭化水素;シクロヘキサン(SP値:8.2)等の脂環式炭化水素;ベンゼン(SP値:9.2)、トルエン(SP値:8.9)等の芳香族炭化水素等が挙げられ、これらの混合溶媒であってもよい。疎水性有機溶媒が混合溶媒である場合、前記混合溶媒のSP値が9.3未満の液体組成のものが好ましい。なお、混合溶媒のSP値は、各々の溶媒のSP値と体積分率との積の総和として算出することができる。
【0076】
前記親水性有機溶媒のSP値(SP1)と前記疎水性有機溶媒のSP値(SP2)との差(SP1-SP2)は、1.0以上が好ましく、より好ましくは3.0以上、さらに好ましくは5.0以上である。前記差(SP1-SP2)が1.0以上であれば疎水性有機溶媒相と親水性有機溶媒相との分層がより容易に行うことができる。前記差(SP1-SP2)の上限は特に限定されないが、通常8.0程度である。
【0077】
<第2工程>
第2工程では、第1工程で得た重合体含有溶液に、水を加えて重合体の少なくとも一部を析出させ、重合体分散液を調整する。
【0078】
前記重合体含有溶液中の重合体(X)の含有率は、10質量%以上が好ましく、より好ましくは20質量%以上、さらに好ましくは30質量%以上であり、70質量%以下が好ましく、より好ましくは50質量%以下、さらに好ましくは40質量%以下である。重合体(X)の含有率が10質量%以上であれば疎水性有機溶媒相と親水性有機溶媒相との分層をより効率的に行うことができ、70質量%以下であれば親水性有機溶媒相の粘度が高くなりすぎず、作業効率がより向上する。
【0079】
前記重合体含有溶液と添加される水との質量比(水/重合体含有溶液)は、0.1以上が好ましく、より好ましくは0.3以上、さらに好ましくは0.5以上であり、5.0以下が好ましく、より好ましくは4.0以下、さらに好ましくは2.0以下である。質量比(水/重合体含有溶液)が0.1以上であれば重合体の少なくとも一部の析出が可能であり、5.0以下であれば必要以上の留去が不要となる。
【0080】
前記重合体含有溶液に水を添加する際の液温は、特に限定されず、重合体の少なくとも一部が析出するように調節すればよい。前記液温は5℃~90℃が好ましい。
【0081】
前記重合体溶液に水を加えた後、溶液を撹拌することが好ましい。撹拌することで、析出した重合体の粒子径を小さくすることができる。
【0082】
得られた重合体分散液は、重合体(X)の少なくとも一部が析出している。なお、重合体(X)は全てが析出していなくてもよく、後述する蒸留工程での泡立ちを抑制できる程度に重合体(X)を析出させればよい。重合体分散液中の全重合体(X)中、析出した重合体(X)の比率は、10質量%以上が好ましく、より好ましくは50質量%以上、さらに好ましくは90質量%以上、特に好ましくは99質量%以上である。重合体(X)の析出量は、添加する水の量や、液温により調節できる。
【0083】
前記重合体分散液は、析出した重合体(X)の個数平均粒子径が500μm以下であることが好ましく、より好ましくは300μm以下、さらに好ましくは150μm以下である。前記個数平均粒子径が500μm以下であれば、最終的に重合体(X)を中和して重合体水溶液とする際に、重合体を溶解させることがより容易となる。前記個数平均粒子径の下限は特に限定されず、0μm超である。
【0084】
前記第2工程では、水とともに、塩基性成分を加えて、重合体(X)が有する酸性基の一部を中和してもよい。重合体(X)が有する酸性基の一部を中和することで、析出する重合体の粒子径を小さくすることができる。また、析出した重合体の硬度が低下し、撹拌によって粒子径を小さくしやすくなる。
【0085】
前記塩基性成分としては、アルカリ金属の水酸化物、アルカリ土類金属の水酸化物、脂肪族アミン化合物、アルコールアミン、アンモニア等が挙げられ、これら1種類を使用してもよく、また複数組み合わせることもできる。前記塩基性成分としては、アルカリ金属の水酸化物、アルカリ土類金属の水酸化物が好ましく、アルカリ金属の水酸化物がより好ましい。前記アルカリ金属としては、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム、フランシウムが挙げられる、前記アルカリ土類金属としては、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、ラジウムが挙げられる。
【0086】
前記アルカリ金属の水酸化物としては、例えば水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムが挙げられ、好ましくは水酸化ナトリウム、水酸化カリウムである。
前記アルカリ土類金属の水酸化物としては、例えば水酸化ベリリウム、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、水酸化ストロンチウムが挙げられる。
前記脂肪族アミン化合物としては、例えば、モノメチルアミン、ジメチルアミン、トリメチルアミン、モノエチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミンが挙げられ、好ましくはトリエチルアミンである。
前記アルコールアミン化合物としては、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、モノプロパノールアミン、ジプロパノールアミン、トリプロパノールアミン、メチルエタノールアミン、ジメチルエタノールアミン、N-メチルジエタノールアミンが挙げられ、好ましくは3級アミン類であり、さらに好ましくはトリエタノールアミンである。
【0087】
これらの塩基性成分は、水溶液として添加することが好ましい。塩基性成分を水溶液として添加する場合、水溶液中の塩基性成分の濃度は、1.0質量%~50質量%が好ましい。
【0088】
前記第2工程で重合体(X)が有する酸性基の一部を中和する場合、重合体(X)の酸性基の中和度は、0モル%超、40モル%未満が好ましく、より好ましくは20モル%以下、さらに好ましくは5モル%以下である。重合体(X)の酸性基の中和度が40モル%未満であれば、後述する蒸留工程での泡立ちを抑制できる。
【0089】
<第3工程>
第3工程では、前記重合体分散液から、有機溶媒を留去して、重合体水分散液を調製する。本発明の製造方法では、重合体の少なくとも一部を析出させた重合体分散液について、有機溶媒の留去を行うため、泡立ちが抑制され、効率よく有機溶媒を留去できる。
【0090】
有機溶媒を留去する際の重合体分散液の粘度は、10,000mPa・s以下が好ましく、より好ましくは5,000mPa・s以下、さらに好ましくは1,000mPa・s以下である。粘度が10,000mPa・s以下であれば設備・器機に負担をかけずに攪拌が可能となる。有機溶媒を留去する際の重合体分散液の粘度の下限は特に限定されないが、通常1mPa・sである。
【0091】
有機溶媒を留去する際の重合体分散液の液温は、25℃以上が好ましく、より好ましくは30℃以上、さらに好ましくは40℃以上であり、100℃以下が好ましく、より好ましくは80℃以下、さらに好ましくは60℃以下である。液温が25℃以上であれば有機溶媒を効率よく留去でき、作業性が向上し、100℃以下であれば重合体の分解を抑制できる。
【0092】
有機溶媒を留去する際の圧力は、10kPa以上が好ましく、より好ましくは20kPa以上であり、40kPa以下が好ましく、より好ましくは30kPa以下である。圧力が10kPa以上であれば重合体分散液の突沸が抑制され、有機溶媒の留去がより容易となり、40kPa以下であれば重合体分散液の温度が25℃~100℃でも効率的に有機溶媒を留去することができる。
【0093】
前記重合体水分散液中の有機溶媒の含有率は、1.0質量%以下とすることが好ましく、より好ましくは0.8質量%以下、さらに好ましくは0.2質量%以下、特に好ましくは0.02質量%以下である。
【0094】
<第4工程>
第4工程では、前記重合体水分散液に、塩基性成分を添加し、重合体(X)が有する酸性基を中和し、両親媒性重合体水溶液を得る。
【0095】
前記塩基性成分としては、アルカリ金属の水酸化物、アルカリ土類金属の水酸化物、脂肪族アミン化合物、アルコールアミン、アンモニア等が挙げられ、これら1種類を使用してもよく、また複数組み合わせることもできる。前記塩基性成分としては、アルカリ金属の水酸化物、アルカリ土類金属の水酸化物が好ましく、アルカリ金属の水酸化物がより好ましい。前記塩基性成分としては、前記第2工程で例示したものが使用できる。
【0096】
これらの塩基性成分は、水溶液として添加することが好ましい。塩基性成分を水溶液として添加する場合、水溶液中の塩基性成分の濃度は、1.0質量%~50質量%が好ましい。
【0097】
塩基性成分を添加する際の重合体水分散液の液温は、25℃以上が好ましく、より好ましくは30℃以上、さらに好ましくは40℃以上であり、100℃以下が好ましく、より好ましくは80℃以下、さらに好ましくは60℃以下である。液温が25℃以上であれば重合体の溶解を促進することができ、100℃以下であれば重合体の分解を抑制できる。
【0098】
重合体(X)または一部の酸性基が中和された重合体(X)は、重合体中の酸性基が中和されることで両親媒性重合体となる。得られる両親媒性重合体の酸性基の中和度は、30モル%以上が好ましく、より好ましくは40モル%以上、さらに好ましくは50モル%以上であり、100モル%以下が好ましく、より好ましくは90モル%以下、さらに好ましくは80モル%以下である。
【0099】
前記両親媒性重合体水溶液中の重合体含有率は、10質量%以上が好ましく、より好ましくは20質量%以上、さらに好ましくは25質量%以上であり、50質量%以下が好ましく、より好ましくは40質量%以下、さらに好ましくは35質量%以下である。重合体含有率が10質量%以上であれば生産効率の低下を抑制でき、50質量%以下であれば粘度面からの前記両親媒性重合体水溶液の取り扱いが容易となる。
【実施例0100】
以下、本発明について、具体的には実施例に基づいて、さらに詳細を説明する。本発明は、以下の実施例に何ら限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲において適宜変更して実施することが可能である。なお、実施例及び比較例における各種物性測定は下記の方法に従って行った。
【0101】
なお、略語の意味は下記のとおりである。
BTEE:エチル=2-メチル-2-n-ブチルテラニル-プロピオネート
DBDT:ジブチルジテルリド
AIBN:2,2’-アゾビス(イソブチロニトリル)
BMA:n-ブチルメタクリレート
MAA:メタクリル酸
BzMA:ベンジルメタクリレート
MEK:メチルエチルケトン
ACN:アセトニトリル
MeOH:メタノール
【0102】
(重合率)
核磁気共鳴(NMR)測定装置(ブルカー・バイオスピン社製、型式:AVANCE500(周波数500MHz))を用いて、1H-NMRを測定(溶媒:CDCl3、内部標準:テトラメチルシラン)した。得られたNMRスペクトルについて、モノマー由来のピークとポリマー由来のピークの積分比を求め、モノマーの重合率を算出した。
【0103】
(重量平均分子量(Mw)および分子量分布(Mw/Mn))
高速液体クロマトグラフ(東ソー製、型式HLC-8320)を用いて、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)より求めた。カラムはSKgel SuperMultipоre HZ-H(東ソー製)を2本、移動相にテトラヒドロフラン、検出器に示差屈折計を使用した。測定試料は、測定対象物20mgをテトラヒドロフラン2mlとメタノール0.5mlに溶解させた後、トリメチルシリルジアゾメタンの0.6mоl/Lヘキサン溶液250mgを加えて調整した。測定条件は、カラム温度を40℃、試料注入量を10μm、流速を0.2mL/minとした。標準物質としてポリスチレン(分子量2,890,000、1,090,000、775,000、427,000、190,000、96,400、37,900、10,200、2,630、420)を使用して検量線(校正曲線)を作成し、重量平均分子量(Mw)、数平均分子量(Mn)を測定した。この測定値から分子量分布(Mw/Mn)を算出した。
【0104】
(酸価)
酸価は、固形分1gあたりの酸性成分を中和するのに要する水酸化カリウムの質量を表したものである。測定試料をテトラヒドロフランに溶解し、得られた溶液に1.0w/v%フェノールフタレインエタノール(90)溶液を指示薬として数滴加え、水酸化カリウム(0.1mol/L)-2-プロパノール溶液で中和滴定した。少し赤みが残るところを滴定終点として、次式により酸価を算出した。
A=56.11×Vs×0.1×f/w
A:酸価(mgKOH/g)
Vs:滴定に要した水酸化カリウム(0.1mol/L)-2-プロパノール溶液の使用量(mL)
f:水酸化カリウム(0.1mol/L)-2-プロパノール溶液の力価
w:測定サンプル質量(g)(固形分換算)
【0105】
(粘度)
E型粘度計(商品名:TVE-22L、東機産業社製)を用い、コーンローター(0.8°×R24)を使用して、25℃下、ローター回転数60rpmで粘度を測定した。
【0106】
(個数平均粒子径)
重合体分散液をシャーレに乗せ、マイクロスコープ(商品名:VH-Z100R RZ100-1000,KEYENCE社製)で観察し、視野内の重合体粒子30個以上について粒子径(長径)を測定し、平均値を求めた。
【0107】
(泡立ち評価)
300mlメスシリンダーに重合体分散液(固形分13質量%)を30g量り取った。この重合体分散液中に、フローメーター(草野科学製)を用いて空気を125ml/分送り込み、1分間バブリングを行った。その後、重合体分散液および泡の合計容量を読み取った。
【0108】
<共重合体の製造>
製造方法No.1
(重合工程)
アルゴンガス導入管、撹拌翼を備えたフラスコにBMA 104.1g、MAA 45.9g、BTEE 9.0g、DBDT 5.5g、AIBN 1.0g、メチルエチルケトン 112.5g、アセトニトリル 37.5gを仕込み、60℃で17時間反応させAブロックを重合した。重合率は99%であった。得られたAブロックは、重量平均分子量(Mw)が7,910、数平均分子量(Mn)が5,309、分子量分布(重量平均分子量(Mw)/数平均分子量(Mn))が1.49であった。
【0109】
反応溶液に、予めアルゴン置換したBzMA 150.0g、AIBN 0.5g、メチルエチルケトン 112.5g、アセトニトリル 37.5gの混合溶液を加え、60℃で22時間反応させ、Bブロックを重合し、A-Bブロック共重合体を含有する反応液を得た。重合率は98%であった。得られたA-Bブロック共重合体は、重量平均分子量(Mw)が14,680、数平均分子量(Mn)が9,800、分子量分布(Mw/Mn)が1.50、酸価が101mgKOH/g、重合体(X)100質量%中の酸性基を有するビニルモノマーに由来する構造単位の含有率が15.5質量%であった。また、Aブロック100質量%中の酸性基を有するビニルモノマーに由来する構造単位の含有率が30.6質量%、Bブロック100質量%中の酸性基を有するビニルモノマーに由来する構造単位の含有率が0.3質量%、質量比(Aブロック/Bブロック)が1.0であった。
【0110】
(分液工程)
反応液に、疎水性有機溶媒としてヘプタン 800g、及び、親水性有機溶媒としてメタノール 480gを加え、撹拌した。親水性有機溶媒(MEK、ACNおよびMeOH混合溶媒)のSP値が12.8、疎水性有機溶媒(ヘプタン)のSP値が7.4、差(SP1-SP2)が5.4であった。撹拌後、疎水性有機溶媒相と親水性有機溶媒相が分離するまで静置した後、親水性有機溶媒相を除去し、重合体含有溶液(親水性有機溶媒相)を得た。なお、A-Bブロック共重合体は、親水性有機溶媒相に溶解している。回収した重合体含有溶液を、25℃、圧力20~40kPaの条件により減圧蒸留して、重合体含有率を40質量%~50質量%に調整した。
【0111】
(析出工程)
重合体含有溶液に対し、撹拌下にて水900gを添加し、30分間撹拌し重合体の少なくとも一部を析出させ重合体分散液を得た。重合体分散液中の全重合体(X)中、析出した重合体(X)の比率は99質量%以上であった。
【0112】
(蒸留工程)
この重合体分散液を、50℃、圧力10kPa~40kPaの条件で減圧蒸留し、重合体水分散液を得た。蒸留時、重合体分散液の泡立ちが抑制されており、容易に蒸留を行うことができた。得られた重合体水分散液は、有機溶媒(MEK、MeOH及びACN)の合計含有率が0.6質量%以下であった。
【0113】
(中和工程)
上記で得た重合体水分散液に、30質量%水酸化カリウム溶液を50.5g添加し、60℃で1時間撹拌することで重合体を溶解させ、さらに水を添加して60℃で1時間攪拌することで均一な重合体水溶液(重合体含有率30質量%)を得た。
【0114】
製造方法No.2
(重合工程、分液工程)
製造方法No.1と同様に、重合工程および分液工程を行い、重合体含有率を40質量%~50質量%に調整した重合体含有溶液を得た。
【0115】
(析出工程)
重合体含有溶液に対し、撹拌下にて5質量%水酸化カリウム溶液30.3gを30分かけて滴下し、重合体中のカルボキシ基の一部を中和した。次いで、水900gを添加し、30分間撹拌して重合体の少なくとも一部を析出させ重合体分散液を得た。重合体分散液中の全重合体(X)中、析出した重合体(X)の比率は90質量%以上であった。
【0116】
(蒸留工程)
製造方法No.1と同様に、蒸留工程を行い、重合体水分散液を得た。蒸留時、重合体分散液の泡立ちが抑制されており、容易に蒸留を行うことができた。
【0117】
(中和工程)
上記で得た重合体水分散液に、30質量%水酸化カリウム溶液を45.5g添加し、60℃で1時間撹拌することで重合体を溶解させ、さらに水を添加して60℃で1時間攪拌することで均一な重合体水溶液(重合体含有率30質量%)を得た。
【0118】
製造方法No.3
(重合工程、分液工程)
製造方法No.1と同様に、重合工程および分液工程を行い、重合体含有率を40質量%~50質量%に調整した重合体含有溶液を得た。
【0119】
(析出工程)
重合体含有溶液に対し、撹拌下にて5質量%水酸化カリウム溶液 121.2gを30分かけて滴下し、重合体中のカルボキシ基の一部を中和した。次いで、水900gを添加し、30分間撹拌して重合体の少なくとも一部を析出させ重合体分散液を得た。重合体分散液中の全重合体(X)中、析出した重合体(X)の比率は10質量%以上であった。
【0120】
(蒸留工程)
製造方法No.1と同様に、蒸留工程を行い、重合体水分散液を得た。蒸留時、重合体分散液の泡立ちが抑制されており、容易に蒸留を行うことができた。
【0121】
(中和工程)
上記で得た重合体水分散液に、30質量%水酸化カリウム溶液を30.3g添加し、60℃で1時間撹拌することで重合体を溶解させ、さらに水を添加して60℃で1時間攪拌することで均一な重合体水溶液(重合体含有率30質量%)を得た。
【0122】
製造方法No.4
(重合工程)
アルゴンガス導入管、撹拌翼を備えたフラスコにBMA 52.1g、MAA 23.0g、BzMA 75.0g、BTEE 4.5g、DBDT 2.8g、AIBN 0.5g、メチルエチルケトン 112.5g、アセトニトリル 37.5gを仕込み、60℃で17時間反応させランダム共重合体を重合し、ランダム共重合体を含有する反応液を得た。重合率は96%であった。得られたランダム共重合体は、重量平均分子量(Mw)が17,080、数平均分子量(Mn)が11,070、分子量分布(Mw/Mn)が1.54、酸価が100mgKOH/g、重合体(X)100質量%中の酸性基を有するビニルモノマーに由来する構造単位の含有率が15.3質量%であった。
【0123】
(分液工程)
反応液に、疎水性有機溶媒としてヘプタン 400g、及び、親水性有機溶媒としてメタノール 160gを加え、撹拌した。親水性有機溶媒(MEK、ACNおよびMeOH混合溶媒)のSP値が12.3、疎水性有機溶媒(ヘプタン)のSP値が7.4、差(SP1-SP2)が4.9であった。撹拌後、疎水性有機溶媒相と親水性有機溶媒相が分離するまで静置した後、疎水性有機溶媒相を除去し、重合体含有溶液を得た。なお、ランダム共重合体は、親水性有機溶媒相に溶解している。回収した重合体含有溶液を、25℃、圧力20~40kPaの条件により減圧蒸留して、重合体含有率を40質量%~50質量%に調整した。
【0124】
(析出工程)
重合体含有溶液に対し、撹拌下にて5質量%水酸化カリウム溶液15gを30分かけて滴下し、重合体中のカルボキシ基の一部を中和した。次いで、水450gを添加し、30分間撹拌して重合体の少なくとも一部を析出させ重合体分散液を得た。
【0125】
(蒸留工程)
この重合体分散液を、50℃、圧力10kPa~40kPaの条件で減圧蒸留し、重合体水分散液を得た。蒸留時、重合体分散液の泡立ちが抑制されており、容易に蒸留を行うことができた。得られた重合体水分散液は、有機溶媒(MEK、MeOH及びACN)の合計含有率が0.6質量%以下であった。
【0126】
(中和工程)
上記で得た重合体水分散液に、30質量%水酸化カリウム溶液を22.5g添加し、60℃で1時間撹拌することで重合体を溶解させ、さらに水を添加して60℃で1時間攪拌することで均一な重合体水溶液(重合体含有率30質量%)を得た。
【0127】
製造方法No.5
(重合工程)
アルゴンガス導入管、撹拌翼を備えたフラスコにBMA 34.7g、MAA 15.3g、BTEE 6.0g、DBDT 3.7g、AIBN 0.7g、メチルエチルケトン 24.5g、アセトニトリル 25.0gを仕込み、60℃で20時間反応させA1ブロックを重合した。重合率は99%であった。得られたA1ブロックは、重量平均分子量(Mw)が3840、数平均分子量(Mn)が2,577、分子量分布(重量平均分子量(Mw)/数平均分子量(Mn))が1.49であった。
【0128】
反応溶液に、予めアルゴン置換したBzMA 100.0g、メチルエチルケトン 50.0g、AIBN 0.7gの混合溶液を加え、60℃で21時間反応させ、A1-Bブロック共重合体を重合した。重合率は99%であった。得られたA1-Bブロックは、重量平均分子量(Mw)が10020、数平均分子量(Mn)が6,770、分子量分布(重量平均分子量(Mw)/数平均分子量(Mn))が1.48であった。
【0129】
反応溶液に、予めアルゴン置換したBMA 34.7g、MAA 15.3g、AIBN 0.3g、メチルエチルケトン 60.0gの混合溶液を加え、60℃で18時間反応させ、A2ブロックを重合し、A1-B-A2ブロック共重合体を含有する反応液を得た。重合率は99%であった。得られたA1-B-A2ブロック共重合体は、重量平均分子量(Mw)が14,850、数平均分子量(Mn)が9,881、分子量分布(Mw/Mn)が1.50、酸価が99mgKOH/g、重合体(X)100質量%中の酸性基を有するビニルモノマーに由来する構造単位の含有率が15.3質量%であった。また、A1ブロック100質量%中の酸性基を有するビニルモノマーに由来する構造単位の含有率が30.6質量%、Bブロック100質量%中の酸性基を有するビニルモノマーに由来する構造単位の含有率が0.2質量%、A2ブロック100質量%中の酸性基を有するビニルモノマーに由来する構造単位の含有率が30.3質量%、質量比(Aブロック/Bブロック)が1.0、質量比(A1/A2)が1.0であった。
【0130】
(分液工程)
反応液に、疎水性有機溶媒としてヘプタン 540g、及び、親水性有機溶媒としてメタノール 320gを加え、撹拌した。親水性有機溶媒(MEK、ACNおよびMeOH混合溶媒)のSP値が12.9、疎水性有機溶媒(ヘプタン)のSP値が7.4、差(SP1-SP2)が5.5であった。撹拌後、疎水性有機溶媒相と親水性有機溶媒相が分離するまで静置した後、疎水性有機溶媒相を除去し、重合体含有溶液を得た。なお、A1-B-A2ブロック共重合体は、親水性有機溶媒相に溶解している。回収した重合体含有溶液を、25℃、圧力20~40kPaの条件により減圧蒸留して、重合体含有率を40質量%~50質量%に調整した。
【0131】
(析出工程)
重合体含有溶液に対し、撹拌下にて5質量%水酸化カリウム溶液19.8gを30分かけて滴下し、重合体中のカルボキシ基の一部を中和した。次いで、水600gを添加し、30分間撹拌して重合体の少なくとも一部を析出させ重合体分散液を得た。
【0132】
(蒸留工程)
この重合体分散液を、50℃、圧力10kPa~40kPaの条件で減圧蒸留し、重合体水分散液を得た。蒸留時、重合体分散液の泡立ちが抑制されており、容易に蒸留を行うことができた。得られた重合体水分散液は、有機溶媒(MEK、MeOH及びACN)の合計含有率が0.6質量%以下であった。
【0133】
(中和工程)
上記で得た重合体水分散液に、30質量%水酸化カリウム溶液を29.7g添加し、60℃で1時間撹拌することで重合体を溶解させ、さらに水を添加して60℃で1時間攪拌することで均一な重合体水溶液(重合体含有率30質量%)を得た。
【0134】
製造方法No.6
(重合工程、分液工程)
製造方法No.1と同様に、重合工程および分液工程を行い、重合体含有率を40質量%~50質量%に調整した重合体含有溶液を得た。
【0135】
(中和工程、蒸留工程)
重合体含有溶液に対し、撹拌下にて5質量%水酸化カリウム溶液606gを30分かけて滴下し、重合体中のカルボキシ基の全てを中和した。次いで、水400gを添加し、30分間撹拌した。得られた溶液を、50℃、圧力10kPa~40kPaの条件で減圧蒸留し、重合体水溶液を得た。蒸留時、重合体分散液の泡立ちが大きく、有機溶媒の留去が困難であった。得られた重合体水溶液は、有機溶媒(MEK、MeOH及びACN)の合計含有率が0.6質量%以下であった。また、得られた重合体水溶液に水を添加し、60℃で1時間攪拌することで均一な重合体水溶液(重合体含有率30質量%)を得た。
【0136】
製造方法No.7
(重合工程、分液工程)
製造方法No.1と同様に、重合工程および分液工程を行い、重合体含有率を40質量%~50質量%に調整した重合体含有溶液を得た。
【0137】
(中和工程、蒸留工程)
重合体含有溶液に対し、撹拌下にて5質量%水酸化カリウム溶液242.4gを30分かけて滴下し、共重合体中のカルボキシ基の一部を中和した。次いで、水700gを添加し、30分間撹拌した。得られた溶液を、50℃、圧力10kPa~40kPaの条件で減圧蒸留し、重合体水溶液を得た。蒸留時、重合体分散液の泡立ちが大きく、有機溶媒の留去が困難であった。得られた重合体水溶液は、有機溶媒(MEK、MeOH及びACN)の合計含有率が0.6質量%以下であった。また、得られた重合体水溶液に水を添加し、60℃で1時間攪拌することで均一な重合体水溶液(重合体含有率30質量%)を得た。
【0138】
製造方法No.8
(重合工程、分液工程)
製造方法No.4と同様に、重合工程および分液工程を行い、重合体含有率を40質量%~50質量%に調整した重合体含有溶液を得た。
【0139】
(中和工程、蒸留工程)
重合体含有溶液に対し、撹拌下にて5質量%水酸化カリウム溶液287gを30分かけて滴下し、重合体中のカルボキシ基の全てを中和した。次いで、水170gを添加し、30分間撹拌した。得られた溶液を、50℃、圧力10kPa~40kPaの条件で減圧蒸留し、重合体水溶液を得た。蒸留時、重合体分散液の泡立ちが大きく、有機溶媒の留去が困難であった。得られた重合体水溶液は、有機溶媒(MEK、MeOH及びACN)の合計含有率が0.6質量%以下であった。また、得られた重合体水溶液に水を添加し、60℃で1時間攪拌することで均一な重合体水溶液(重合体含有率30質量%)を得た。
【0140】
各製造方法の重合工程、分液工程、析出工程、蒸留工程、中和工程の条件を表1~表3に示した。
【0141】
【表1】
【0142】
【表2】
【0143】
【表3】
【0144】
表2および図1に、各製造方法における重合体分散液の泡立ち評価結果を示した。製造方法No.1~5では、重合により得られた重合体を未中和または低中和度(中和度40モル%未満)の状態で析出させて重合体分散液とし、この重合体分散液の状態で親水性有機溶媒を水に置換している。重合体成分を析出させることで、親水性有機溶媒を留去する際の泡立ちが抑制され、効率よく親水性有機溶媒を除去することができた。
【0145】
製造方法No.6~8では、重合により得られた重合体を高中和度(中和度40モル%以上)とした後、親水性有機溶媒を水に置換している。そのため、親水性有機溶媒を留去する際の泡立ちが大きく、親水性有機溶媒を留去することが困難であった。
図1