特許7586649酢酸ビニルおよび環状ケテンアセタールモノマーの共重合体粒子の水性分散液の調製
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-11-11
(45)【発行日】2024-11-19
(54)【発明の名称】酢酸ビニルおよび環状ケテンアセタールモノマーの共重合体粒子の水性分散液の調製
(51)【国際特許分類】
C08F 218/08 20060101AFI20241112BHJP
C08F 224/00 20060101ALI20241112BHJP
C08F 220/58 20060101ALI20241112BHJP
C08F 228/02 20060101ALI20241112BHJP
C08F 220/38 20060101ALI20241112BHJP
C08F 212/14 20060101ALI20241112BHJP
C08L 31/04 20060101ALI20241112BHJP
C08K 5/103 20060101ALI20241112BHJP
【ＦＩ】
C08F218/08
C08F224/00
C08F220/58
C08F228/02
C08F220/38
C08F212/14
C08L31/04 A
C08K5/103
【請求項の数】
9
(21)【出願番号】P 2020046306
(22)【出願日】2020-03-17
(65)【公開番号】P2020172628
(43)【公開日】2020-10-22
【審査請求日】2023-03-07
(31)【優先権主張番号】62/831868
(32)【優先日】2019-04-10
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(73)【特許権者】
【識別番号】590002035
【氏名又は名称】ローム アンド ハース カンパニー
【氏名又は名称原語表記】ＲＯＨＭ ＡＮＤ ＨＡＡＳ ＣＯＭＰＡＮＹ
(74)【代理人】
【識別番号】110000589
【氏名又は名称】弁理士法人センダ国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】マシュー・カーター
(72)【発明者】
【氏名】ラルフ・シー．・イーヴン
(72)【発明者】
【氏名】アンドリュー・ヘジェル
【審査官】常見 優
(56)【参考文献】
【文献】特開平０６－３２２１０４（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許第０５５４１２７５（ＵＳ，Ａ）
【文献】特開平０５－２２２１３１（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１９／０３２２１８（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特表２０２０－５３００５８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１７－２１０５０３（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｃ０８Ｆ ６／００－２４６／００
Ｃ０８Ｆ３０１／００
Ｃ０８Ｌ １／００－１０１／１６
Ｃ０８Ｋ ３／００－ １３／０８
Ｃ０８Ｃ １９／００－ １９／４４
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
方法であって、ａ）３０℃～５５℃の範囲の温度、および６．０～９．０の範囲のｐＨにおける乳化重合条件下で、
１）７５～９８．５重量部の酢酸ビニル、
２）１～２０重量部の環状ケテンアセタールモノマー、および
３）０．０５～５重量部のモノエチレン性不飽和酸モノマーまたはその塩を接触させて、酢酸ビニル、環状ケテンアセタール、およびモノエチレン性不飽和酸モノマーまたはその塩の構造単位を含むコポリマー粒子の水性分散液を形成する工程、を含み、
前記環状ケテンアセタールモノマーは、以下の構造によって特徴付けられ、
【化1】
ＲはＨまたはＣ１－Ｃ６－アルキルであり、
Ｒ１およびＲ２は、各々独立して、Ｈ、Ｃ１－Ｃ１２－アルキル、フェニル、またはビニルであり、または、Ｒ１およびＲ２は、それらが結合している炭素原子と一緒になって、縮合ベンゼン環または縮合Ｃ３－Ｃ７－脂環式環を形成し、
Ｒ１’およびＲ２’は、各々独立して、ＨまたはＣ１－Ｃ１２－アルキルであり、または、Ｒ１およびＲ１’ならびに／またはＲ２およびＲ２’は環外二重結合を形成し、
ただし、ｎが１である場合、
Ｒ３およびＲ３’は、各々独立して、Ｈ、Ｃ１－Ｃ１２－アルキル、フェニルであり、またはＲ３およびＲ３’は、環外二重結合またはスピロシクロ脂肪族基またはスピロ－２－メチレン－１，３－ジオキセパン基を形成し、
さらに、ただし、ｎが２である場合、
各Ｒ３は、Ｈ、Ｃ１－Ｃ１２アルキル、それらが結合している炭素原子と一緒になって、二重結合、縮合ベンゼン環、または縮合Ｃ３－Ｃ７－脂環式環を形成する、方法。
【請求項2】
前記環状ケテンアセタールモノマー、前記酢酸ビニル、および前記モノエチレン性不飽和酸モノマーまたはその塩を、乳化重合条件下で、３５℃～５５℃の範囲の温度で、および６．５～８．５の範囲のｐＨで接触させる、請求項１に記載の方法。
【請求項3】
環状ケテンアセタールモノマーが以下からなる群から選択される、請求項２に記載の方法。【化2-1】
【化2-2】
【請求項4】
前記環状ケテンアセタールモノマーが２－メチレン－１，３－ジオキセパンであり、前記モノエチレン性不飽和酸モノマーが硫黄酸含有モノマーまたはその塩であり、前記２－メチレン－１，３－ジオキセパン、前記酢酸ビニル、および前記硫黄酸含有モノマーまたはその塩が、３５℃～５０℃の範囲の温度、および７．５～８．５の範囲のｐＨの乳化重合条件下で接触される、請求項３に記載の方法。
【請求項5】
前記硫黄酸含有モノマーまたはその塩が、２－アクリルアミド－２－メチル－１－プロパンスルホン酸、２－アクリルアミド－２－メチル－１－プロパンスルホン酸の塩、ビニルスルホン酸、ビニルスルホン酸の塩、２－スルホエチルアクリレート、２－スルホエチルメタクリレート、３－スルホプロピルアクリレート、３－スルホプロピルメタクリレート、スチレンスルホン酸ナトリウム、２－プロペン－１－スルホン酸、および２－プロペン－１－スルホン酸の塩からなる群より選択される、請求項４に記載の方法。
【請求項6】
前記硫黄酸含有モノマーまたはその塩が、２－アクリルアミド－２－メチル－１－プロパンスルホン酸の塩である、請求項５に記載の方法。
【請求項7】
前記コポリマー粒子の水性分散液が、前記コポリマー粒子中の２－メチレン－１，３－ジオキセパンの構造単位の重量に基づいて２０重量パーセント未満の４－ヒドロキシブチルアセテートをさらに含み、前記２－メチレン－１，３－ジオキセパン、前記酢酸ビニル、および前記硫黄酸含有モノマーまたはその塩が、３５℃～４５℃の範囲の温度における乳化重合条件下で接触される、請求項４～６のいずれかに記載の方法。
【請求項8】
前記コポリマー粒子の水性分散液が、前記コポリマー粒子中の２－メチレン－１，３－ジオキセパンの構造単位の重量に基づいて１０重量パーセント未満の４－ヒドロキシブチルアセテートをさらに含む、請求項７に記載の方法。
【請求項9】
前記コポリマー粒子の水性分散液が、前記コポリマー粒子中の２－メチレン－１，３－ジオキセパンの構造単位の重量に基づいて２重量パーセント未満の４－ヒドロキシブチルアセテートをさらに含む、請求項８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、酢酸ビニルおよび環状ケテンアセタールモノマーの構造単位を含むポリマー粒子の水性分散液の調製に関する。
【背景技術】
【0002】
酢酸ビニル（ＶＡ）および２－メチレン－１，３－ジオキセパン（ＭＤＯ）などの環状ケテンアセタール（ＣＫＡ）モノマーのコポリマーは、分解性パッケージングなどのポリマー骨格の分解、またはポリマーベースの薄膜および表面コーティングの物理的侵食を必要とする用途において特に有用である。これらの共重合体は、例えば、Ｐｏｌｙｍ．Ｊ．２００９，４１，６５０－６６０；Ｐｏｌｙｍ．Ｃｈｅｍ．２０１２，３，１２６０－１２６６、Ｐｏｌｙｍ．Ｃｈｅｍ．２０１５，６，７４４７－７４５４、およびＵＳ１９９６／５５４１２７５において開示されているように、有機溶媒の存在下で調製されていると記載されている。
【0003】
ＣＫＡは加水分解的に不安定であることが知られているため、ＣＫＡ含有ポリマーを調製するためには有機溶媒が使用される。例えば、ＭＤＯは水中で加水分解して４－ヒドロキシブチルアセテートを形成し、それによりＭＤＯの構造単位のコポリマー骨格への取り込みの効率を低下させる。したがって、ＭＤＯの加水分解不安定性により、非反応性有機溶媒の使用が義務付けられており、残念ながら、これらの溶媒は、除去、回収、およびリサイクルに関連する高コスト、および最終単離製品中の残留揮発性有機溶媒への寄与のために望ましくない。
【0004】
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
したがって、望ましくない加水分解副産物の形成を著しく減少させる方法で、水性ベースのＶＡ－ＣＫＡコポリマーを調製する方法を見出すことが有利である。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明は、ａ）３０℃～５５℃の範囲の温度、および６．０～９．０の範囲のｐＨの乳化重合条件下で、１）７５～９８．５重量部の酢酸ビニル、２）１～２０重量部の環状ケテンアセタールモノマー、および３）０．０５～５重量部のモノエチレン性不飽和酸モノマーまたはその塩を接触させて、酢酸ビニル、環状ケテンアセタール、およびモノエチレン性不飽和酸モノマーまたはその塩の構造単位を含むコポリマー粒子の水性分散液を形成する工程を含む方法を提供することにより、当該技術分野における必要性に対処し、ここで、環状ケテンアセタールモノマーは、以下の構造によって特徴付けられ、
ここで、ｎは０、１、または２であり、
ＲはＨまたはＣ１－Ｃ６－アルキルであり、
Ｒ１およびＲ２は、それぞれ独立して、Ｈ、Ｃ１－Ｃ１２－アルキル、フェニル、またはビニルであり、あるいは、Ｒ１およびＲ２は、それらが結合している炭素原子と一緒になって、縮合ベンゼン環または縮合Ｃ３－Ｃ７－脂環式環を形成し、そして
Ｒ１’およびＲ２’は、それぞれ独立して、ＨまたはＣ１－Ｃ１２－アルキルであり、または、Ｒ１およびＲ１’ならびに／またはＲ２およびＲ２’は環外二重結合を形成し、
ただし、ｎが１の場合、
Ｒ３およびＲ３’は、それぞれ独立して、Ｈ、Ｃ１－Ｃ１２－アルキル、フェニルであり、またはＲ３およびＲ３’は、環外二重結合またはスピロシクロ脂肪族基またはスピロ－２－メチレン－１，３－ジオキセパン基を形成し、
さらに、ただしｎが２の場合、
各Ｒ３は、Ｈ、Ｃ１－Ｃ１２アルキル、または一緒になってそれらが結合している炭素原子を有する形の二重結合、縮合ベンゼン環、または縮合Ｃ３－Ｃ７－脂環式環である。
【化1】
ＲはＨまたはＣ１－Ｃ６－アルキルであり、
Ｒ１およびＲ２は、それぞれ独立して、Ｈ、Ｃ１－Ｃ１２－アルキル、フェニル、またはビニルであり、あるいは、Ｒ１およびＲ２は、それらが結合している炭素原子と一緒になって、縮合ベンゼン環または縮合Ｃ３－Ｃ７－脂環式環を形成し、そして
Ｒ１’およびＲ２’は、それぞれ独立して、ＨまたはＣ１－Ｃ１２－アルキルであり、または、Ｒ１およびＲ１’ならびに／またはＲ２およびＲ２’は環外二重結合を形成し、
ただし、ｎが１の場合、
Ｒ３およびＲ３’は、それぞれ独立して、Ｈ、Ｃ１－Ｃ１２－アルキル、フェニルであり、またはＲ３およびＲ３’は、環外二重結合またはスピロシクロ脂肪族基またはスピロ－２－メチレン－１，３－ジオキセパン基を形成し、
さらに、ただしｎが２の場合、
各Ｒ３は、Ｈ、Ｃ１－Ｃ１２アルキル、または一緒になってそれらが結合している炭素原子を有する形の二重結合、縮合ベンゼン環、または縮合Ｃ３－Ｃ７－脂環式環である。
【0007】
本発明の方法は、揮発性有機溶媒を実質的に含まない水系分散液を提供し、この分散液は、例えば、生分解性包装製品の製造において有用である。
【発明を実施するための形態】
【0008】
本発明は、ａ）３０℃～５５℃の範囲の温度、および６．０～９．０の範囲のｐＨの乳化重合条件下で、１）７５～９８．５重量部の酢酸ビニル、２）１～２０重量部の環状ケテンアセタールモノマー、および３）０．０５～５重量部のモノエチレン性不飽和酸モノマーまたはその塩を接触させて、酢酸ビニル、環状ケテンアセタール、およびモノエチレン性不飽和酸モノマーまたはその塩の構造単位を含むコポリマー粒子の水性分散液を形成する工程を含む方法を提供し、環状ケテンアセタールモノマーは、以下の構造によって特徴付けられ、
ｎは０、１、または２であり、
ＲはＨまたはＣ１－Ｃ６－アルキルであり、
Ｒ１およびＲ２は、それぞれ独立して、Ｈ、Ｃ１－Ｃ１２－アルキル、フェニル、またはビニルであり、または、Ｒ１およびＲ２は、それらが結合している炭素原子と一緒になって、縮合ベンゼン環または縮合Ｃ３－Ｃ７－脂環式環を形成し、
Ｒ１’およびＲ２’はそれぞれ独立してＨまたはＣ１－Ｃ１２－アルキルであり、または、Ｒ１およびＲ１’ならびに／またはＲ２およびＲ２’は環外二重結合を形成し、
ただし、ｎが１の場合、
Ｒ３およびＲ３’は、それぞれ独立して、Ｈ、Ｃ１－Ｃ１２－アルキル、フェニルであり、またはＲ３およびＲ３’は、環外二重結合またはスピロシクロ脂肪族基またはスピロ－２－メチレン－１，３－ジオキセパン基を形成し、
さらに、ただし、ｎが２の場合、
各Ｒ３は、Ｈ、Ｃ１－Ｃ１２アルキル、またはそれらが結合している炭素原子と一緒になって、二重結合、縮合ベンゼン環、または縮合Ｃ３－Ｃ７－脂環式環を形成する。
【化2】
ＲはＨまたはＣ１－Ｃ６－アルキルであり、
Ｒ１およびＲ２は、それぞれ独立して、Ｈ、Ｃ１－Ｃ１２－アルキル、フェニル、またはビニルであり、または、Ｒ１およびＲ２は、それらが結合している炭素原子と一緒になって、縮合ベンゼン環または縮合Ｃ３－Ｃ７－脂環式環を形成し、
Ｒ１’およびＲ２’はそれぞれ独立してＨまたはＣ１－Ｃ１２－アルキルであり、または、Ｒ１およびＲ１’ならびに／またはＲ２およびＲ２’は環外二重結合を形成し、
ただし、ｎが１の場合、
Ｒ３およびＲ３’は、それぞれ独立して、Ｈ、Ｃ１－Ｃ１２－アルキル、フェニルであり、またはＲ３およびＲ３’は、環外二重結合またはスピロシクロ脂肪族基またはスピロ－２－メチレン－１，３－ジオキセパン基を形成し、
さらに、ただし、ｎが２の場合、
各Ｒ３は、Ｈ、Ｃ１－Ｃ１２アルキル、またはそれらが結合している炭素原子と一緒になって、二重結合、縮合ベンゼン環、または縮合Ｃ３－Ｃ７－脂環式環を形成する。
【0009】
本明細書で使用される「酢酸ビニルの構造単位」という用語は、以下の繰り返し単位を含有するポリマー骨格を指す。
ここで、点線は、ポリマー骨格中の他の構造単位への結合点を表す。
【化3】
ここで、点線は、ポリマー骨格中の他の構造単位への結合点を表す。
【0010】
「環状ケテンアセタールモノマーの構造単位」という用語は、以下の繰り返し単位を含むポリマー骨格を指すために使用される。
ここで、Ｒ、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ１’、Ｒ２’、Ｒ３’、およびｎは前に定義したとおりである。
【化4】
【0011】
環状ケテンアセタールモノマーの例には以下が含まれる。
【化5-1】
【化5-2】
【0012】
好ましい環状ケテンアセタールモノマーは、２－メチレン－１，３－ジオキセパン（ＭＤＯ）である。
【化6】
【0013】
ＭＤＯの構造単位は例証されている。
【化7】
【0014】
エチレン性不飽和酸モノマーは、カルボン酸含有モノマー、リン酸含有モノマー、または硫黄酸含有モノマー、またはそれらの塩であり得る。適切なカルボン酸含有モノマーの例には、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、マレイン酸、およびフマル酸が含まれ、適切なリン含有モノマーの例には、メタクリル酸ホスホエチルおよび２－（メタクリロイルオキシ）エチルホスホン酸が含まれ、適切な硫黄含有モノマーには、２－アクリルアミド－２－メチル－１－プロパンスルホン酸（ＡＭＰＳ）、ビニルスルホン酸、２－スルホエチルアクリレート、２－スルホエチルメタクリレート、３－スルホプロピルアクリレート、３－スルホプロピルメタクリレート、および２－プロペン－１－スルホン酸が含まれる。エチレン性不飽和酸モノマーは、好ましくはスルホン酸含有モノマー、好ましくはスルホン酸含有モノマーの塩であり、２－アクリルアミド－２－メチルプロパンスルホン酸の塩が特に好ましい。
【0015】
好ましくは、ポリマー粒子は、５０ｎｍから、より好ましくは８０ｎｍから、最も好ましくは１００ｎｍから、好ましくは５００ｎｍまで、より好ましくは３００ｎｍまで、より好ましくは２００ｎｍまで、および最も好ましくは１５０ｎｍまでの範囲のｚ平均粒径を有する。
【0016】
好ましくは、ＶＡは、ＶＡ、ＣＫＡ、およびエチレン性不飽和酸モノマーの重量に基づいて、８０重量部、より好ましくは８５重量部から９６．５重量部の範囲、より好ましくは９５重量部の量で使用され、好ましくは、ＣＫＡは、ＶＡ、ＣＫＡおよびエチレン性不飽和酸モノマーの重量に基づいて、３重量部から１５重量部の範囲、より好ましくは１２重量部、最も好ましくは８重量パーセントの量で使用され、そして、モノエチレン性不飽和酸モノマーは、好ましくは、ＶＡ、ＣＫＡ、およびエチレン性不飽和酸モノマーの重量に基づいて、０．１重量部から３重量部の範囲、より好ましくは１重量部までの量で使用される。
【0017】
組成物には、ＣＫＡおよびＶＡの加水分解副産物が実質的に存在しないことが好ましい。より詳細には、ＣＫＡがＭＤＯである場合、組成物は、ポリマー粒子中のＭＤＯの構造単位の重量に基づいて、好ましくは２０未満、より好ましくは１０未満、より好ましくは５未満、より好ましくは２未満、最も好ましくは１未満の望ましくないエステル４－ヒドロキシブチルアセテート（以下に例証する）を含む。
【化8】
【0018】
組成物は、好ましくは、ＶＡ加水分解の望ましくない副産物である３０００ｐｐｍ未満、より好ましくは２０００ｐｐｍ未満の酢酸をさらに含む。
【0019】
本発明の好ましい方法において、ＶＡ、ＣＫＡ、好ましくはＭＤＯ、およびモノエチレン性不飽和酸モノマー、好ましくは硫黄酸含有モノマーの塩、より好ましくはＡＭＰＳの塩は、乳化重合条件下で一緒に接触される。好ましくは、ＶＡおよびＣＫＡは一緒に合わされ、その後、乳化重合条件下で界面活性剤およびモノエチレン性不飽和酸モノマーの水溶液と混合される。反応は、３０℃から、好ましくは３５℃から５５℃までの範囲、好ましくは５０℃まで、より好ましくは４５℃までの温度で、ｐＨは６．０から、好ましくは６．５から、より好ましくは７．０から、最も好ましくは７．５から９．０までの範囲、より好ましくは８．５までで制御される。重合の完了後、好ましくは２０重量パーセントから、より好ましくは２５重量パーセントから、最も好ましくは３０から５０までの範囲の重量パーセント、より好ましくは４０重量パーセントまでの固形分を有するコポリマーの分散液が得られる。
【0020】
驚くべきことに、ＶＡとＣＫＡのコポリマーの水性分散液は、有機溶媒の使用を伴うことなく、ＣＫＡとＶＡの望ましくない加水分解副産物を最小限に抑えて効率的に調製できることが発見された。
【0021】
粒子径の測定方法
粒径は、Ｍａｌｖｅｒｎ Ｚｅｔａｓｉｚｅｒ Ｎａｎｏ ＺＳ９０を使用して測定され、これは、Ｚｅｔａｓｉｚｅｒソフトウェアバージョン７．１１を使用して、９０°の散乱角で動的光散乱（ＤＬＳ）を使用してＺ平均粒径（Ｄｚ）を測定する。サンプル分散液の液滴をＭｉｌｌｉＱ水（２５℃で１８．２ＭΩ．ｃｍ）の水溶液を使用して希釈し、２０～４０万カウント／秒（Ｋｃｐｓ）の範囲の粒子数を達成した。粒径の測定は、機器の粒径測定法を使用して行われ、Ｄｚはソフトウェアによって計算された。Ｄｚは、強度ベースの調和平均粒径としても知られ、次のように表現される。
ここで、Ｓｉは、直径Ｄｉの粒子ｉからの散乱強度である。詳細なＤｚ計算は、ＩＳＯ ２２４１２：２０１７（粒径分析－動的光散乱（ＤＬＳ））に記載されている。
粒径は、Ｍａｌｖｅｒｎ Ｚｅｔａｓｉｚｅｒ Ｎａｎｏ ＺＳ９０を使用して測定され、これは、Ｚｅｔａｓｉｚｅｒソフトウェアバージョン７．１１を使用して、９０°の散乱角で動的光散乱（ＤＬＳ）を使用してＺ平均粒径（Ｄｚ）を測定する。サンプル分散液の液滴をＭｉｌｌｉＱ水（２５℃で１８．２ＭΩ．ｃｍ）の水溶液を使用して希釈し、２０～４０万カウント／秒（Ｋｃｐｓ）の範囲の粒子数を達成した。粒径の測定は、機器の粒径測定法を使用して行われ、Ｄｚはソフトウェアによって計算された。Ｄｚは、強度ベースの調和平均粒径としても知られ、次のように表現される。
【数1】
【0022】
酢酸定量法
Ｐｈｅｎｏｍｅｎｅｘ Ｒｅｚｅｘ ＲＯＡ－Ｏｒｇａｎｉｃ Ａｃｉｄ Ｈ＋（８％）（２５０ｘ４．６）ｍｍカラム（部品番号００Ｇ－０１３８－Ｅ０）、Ｐｈｅｎｏｍｅｎｅｘ Ｓｅｃｕｒｉｔｙ Ｇｕａｒｄ Ｃａｒｂｏ－Ｈ４エレメント、２１０ｎｍの波長で動作するＵＶ検出器、およびオートサンプラーを装備したＡｇｉｌｅｎｔ １１００シリーズ高速液体クロマトグラフィーシステムを使用して、酢酸の分析が行われた。カラムオーブンの温度は３５℃に設定され、移動相はＭｉｌｌｉＱ水に中の２．５ｍＭリン酸であった。装置は０．４ｍＬ／分（アイソクラティック）の流量で動作し、サンプル注入量は５μＬであった。データの取得と分析は、Ａｇｉｌｅｎｔ ＣｈｅｍＳｔａｔｉｏｎソフトウェア（バージョンＢ．０４．０３）を使用して実行された。サンプルは、ＭｉｌｌｉＱ水で希釈（１：１００）した後、水平往復シェーカーで１０分間攪拌することにより、分析用に調製された。試料を２５℃で１０分間、１００，０００ｒｐｍで遠心分離し、上清を注射用の０．４５μｍ使い捨てシリンジフィルターで濾過した。
Ｐｈｅｎｏｍｅｎｅｘ Ｒｅｚｅｘ ＲＯＡ－Ｏｒｇａｎｉｃ Ａｃｉｄ Ｈ＋（８％）（２５０ｘ４．６）ｍｍカラム（部品番号００Ｇ－０１３８－Ｅ０）、Ｐｈｅｎｏｍｅｎｅｘ Ｓｅｃｕｒｉｔｙ Ｇｕａｒｄ Ｃａｒｂｏ－Ｈ４エレメント、２１０ｎｍの波長で動作するＵＶ検出器、およびオートサンプラーを装備したＡｇｉｌｅｎｔ １１００シリーズ高速液体クロマトグラフィーシステムを使用して、酢酸の分析が行われた。カラムオーブンの温度は３５℃に設定され、移動相はＭｉｌｌｉＱ水に中の２．５ｍＭリン酸であった。装置は０．４ｍＬ／分（アイソクラティック）の流量で動作し、サンプル注入量は５μＬであった。データの取得と分析は、Ａｇｉｌｅｎｔ ＣｈｅｍＳｔａｔｉｏｎソフトウェア（バージョンＢ．０４．０３）を使用して実行された。サンプルは、ＭｉｌｌｉＱ水で希釈（１：１００）した後、水平往復シェーカーで１０分間攪拌することにより、分析用に調製された。試料を２５℃で１０分間、１００，０００ｒｐｍで遠心分離し、上清を注射用の０．４５μｍ使い捨てシリンジフィルターで濾過した。
【0023】
実施例１－ＶＡ／ＭＤＯポリマー粒子の水性分散液の調製
酢酸ビニル（ＶＡ、２０５．９５ｇ）と２－メチレン－１，３－ジオキセパン（ＭＤＯ、１０．８８ｇ）を合わせることによって、容器内でモノマー混合物を調製した。別個に、脱イオン水（４６．１８ｇ）、２－アクリルアミド－２－メチル－１－プロパンスルホン酸ナトリウム塩（ＡＭＰＳ塩、１．４０ｇ、水中５０％活性）、Ｔｅｒｇｉｔｏｌ－１５－Ｓ－４０二級アルコールエトキシレート（１５－Ｓ－４０、１．５１ｇ、水中７０％活性）およびＤｉｓｐｏｎｉｌ（登録商標）ＦＥＳ－３２、ラウリルエーテルスルホン酸ナトリウム（ＦＥＳ－３２、６．１５ｇ、水中３１％活性）を合わせることによって、容器内で水性混合物を調製した。別個に、脱イオン水（２８５．０ｇ）を、オーバーヘッドスターラー、冷却器、および熱電対を備えた４つ口の１－Ｌ丸底反応器に加えた。反応器を４０℃に加熱し、その後ＦＥＳ－３２（１６．４ｇ、水中３１％活性）、ＡＭＰＳ塩（３．９５ｇ、水中５０％活性）、ＦｅＳＯ４・７Ｈ２Ｏ（１６．２ｇ、水中０．１５活性）およびエチレンジアミン四酢酸（ＥＤＴＡ、３．４５ｇ、水中１．０ｗｔ％））を追加の脱イオン水（５１．６ｇ）の助けを借りて反応器に加えた。反応器の温度を４０℃に維持しながら、モノマー混合物および水性混合物を６０分間かけて同時に反応器に供給した。同時に、過硫酸アンモニウム／ｔ－ブチルヒドロペルオキシド（水３７．０ｇ中１．３８ｇのＡＰＳおよび０．５８ｇのｔ－ＢＨＰ）およびＢｒｕｇｇｏｌｉｔｅ ＦＦ６（水３７．６ｇに２．６２ｇ）の別々に調製した溶液を７０分間かけて反応器に供給した。反応は、フィードプロセス全体を通してｐＨ＝６．５－７であると測定された。供給物の添加が完了したら、反応器の温度を１５分間４０℃に維持し、その後３０℃に冷却した。得られた分散液を水酸化アンモニウム（水中２８％活性）の添加によりｐＨ＝７に調整し、３８μｍスクリーンを通して濾過した。濾液を固形分パーセント（３２．９％）について分析し、動的光散乱（ＤＬＳ）を使用して測定されるように、ｚ平均粒径は１１６ｎｍと決定した。２－メチレン－１，３－ジオキセパン（ＭＤＯ）の取り込みは、拡散編集１Ｈ ＮＭＲ分光法により（８４．３±４．３）％と測定した。すべての積分値において５％のエラーが想定され、ＭＤＯの取り込みの計算を通じて伝播した。
酢酸ビニル（ＶＡ、２０５．９５ｇ）と２－メチレン－１，３－ジオキセパン（ＭＤＯ、１０．８８ｇ）を合わせることによって、容器内でモノマー混合物を調製した。別個に、脱イオン水（４６．１８ｇ）、２－アクリルアミド－２－メチル－１－プロパンスルホン酸ナトリウム塩（ＡＭＰＳ塩、１．４０ｇ、水中５０％活性）、Ｔｅｒｇｉｔｏｌ－１５－Ｓ－４０二級アルコールエトキシレート（１５－Ｓ－４０、１．５１ｇ、水中７０％活性）およびＤｉｓｐｏｎｉｌ（登録商標）ＦＥＳ－３２、ラウリルエーテルスルホン酸ナトリウム（ＦＥＳ－３２、６．１５ｇ、水中３１％活性）を合わせることによって、容器内で水性混合物を調製した。別個に、脱イオン水（２８５．０ｇ）を、オーバーヘッドスターラー、冷却器、および熱電対を備えた４つ口の１－Ｌ丸底反応器に加えた。反応器を４０℃に加熱し、その後ＦＥＳ－３２（１６．４ｇ、水中３１％活性）、ＡＭＰＳ塩（３．９５ｇ、水中５０％活性）、ＦｅＳＯ４・７Ｈ２Ｏ（１６．２ｇ、水中０．１５活性）およびエチレンジアミン四酢酸（ＥＤＴＡ、３．４５ｇ、水中１．０ｗｔ％））を追加の脱イオン水（５１．６ｇ）の助けを借りて反応器に加えた。反応器の温度を４０℃に維持しながら、モノマー混合物および水性混合物を６０分間かけて同時に反応器に供給した。同時に、過硫酸アンモニウム／ｔ－ブチルヒドロペルオキシド（水３７．０ｇ中１．３８ｇのＡＰＳおよび０．５８ｇのｔ－ＢＨＰ）およびＢｒｕｇｇｏｌｉｔｅ ＦＦ６（水３７．６ｇに２．６２ｇ）の別々に調製した溶液を７０分間かけて反応器に供給した。反応は、フィードプロセス全体を通してｐＨ＝６．５－７であると測定された。供給物の添加が完了したら、反応器の温度を１５分間４０℃に維持し、その後３０℃に冷却した。得られた分散液を水酸化アンモニウム（水中２８％活性）の添加によりｐＨ＝７に調整し、３８μｍスクリーンを通して濾過した。濾液を固形分パーセント（３２．９％）について分析し、動的光散乱（ＤＬＳ）を使用して測定されるように、ｚ平均粒径は１１６ｎｍと決定した。２－メチレン－１，３－ジオキセパン（ＭＤＯ）の取り込みは、拡散編集１Ｈ ＮＭＲ分光法により（８４．３±４．３）％と測定した。すべての積分値において５％のエラーが想定され、ＭＤＯの取り込みの計算を通じて伝播した。
【0024】
実施例２
実施例１を繰り返したが、水酸化アンモニウム（水中で２８％活性）を滴下することにより、供給全体を通して反応をｐＨ＝８に維持した。濾液は、固形分パーセント（３１．３％）について分析され、ｚ平均粒径は、ＤＬＳとして測定されたように、１２２ｎｍであると決定された。ＭＤＯの取り込みは、拡散編集１Ｈ ＮＭＲ分光法により実質的に定量的（～１００％）であると測定された。
実施例１を繰り返したが、水酸化アンモニウム（水中で２８％活性）を滴下することにより、供給全体を通して反応をｐＨ＝８に維持した。濾液は、固形分パーセント（３１．３％）について分析され、ｚ平均粒径は、ＤＬＳとして測定されたように、１２２ｎｍであると決定された。ＭＤＯの取り込みは、拡散編集１Ｈ ＮＭＲ分光法により実質的に定量的（～１００％）であると測定された。
【0025】
実施例３
実施例２を繰り返したが、ＶＡ（１８３．９５ｇ）およびＭＤＯ（３２．８８ｇ）を合わせることによりモノマー混合物を調製した。濾液を固形分パーセント（２９．７％）について分析し、ｚ平均粒径は、ＤＬＳとして測定されたように、９２ｎｍであると決定された。ＭＤＯの取り込みは、拡散編集１Ｈ ＮＭＲ分光法により９７．８±６．６％と測定された。
実施例２を繰り返したが、ＶＡ（１８３．９５ｇ）およびＭＤＯ（３２．８８ｇ）を合わせることによりモノマー混合物を調製した。濾液を固形分パーセント（２９．７％）について分析し、ｚ平均粒径は、ＤＬＳとして測定されたように、９２ｎｍであると決定された。ＭＤＯの取り込みは、拡散編集１Ｈ ＮＭＲ分光法により９７．８±６．６％と測定された。
【0026】
比較例１
実施例１を繰り返したが、反応温度は供給の間を通して６０℃に維持した。濾液を固形分パーセント（２９．８％）について分析し、ｚ平均粒径は、ＤＬＳとして測定されたように、１７７ｎｍであると決定された。ＭＤＯの取り込みは、拡散編集１Ｈ ＮＭＲ分光法により５５．１±３．９％と測定した。
実施例１を繰り返したが、反応温度は供給の間を通して６０℃に維持した。濾液を固形分パーセント（２９．８％）について分析し、ｚ平均粒径は、ＤＬＳとして測定されたように、１７７ｎｍであると決定された。ＭＤＯの取り込みは、拡散編集１Ｈ ＮＭＲ分光法により５５．１±３．９％と測定した。
【0027】
比較例２
実施例１が繰り返されたが、反応温度は供給の間を通して８０℃に維持した。濾液を固形分パーセント（２９．４％）について分析し、ｚ平均粒径は、ＤＬＳとして測定されたように、２１７ｎｍであると決定された。ＭＤＯの取り込みは、拡散編集１Ｈ ＮＭＲ分光法により３７．８±２．７％と測定した。
実施例１が繰り返されたが、反応温度は供給の間を通して８０℃に維持した。濾液を固形分パーセント（２９．４％）について分析し、ｚ平均粒径は、ＤＬＳとして測定されたように、２１７ｎｍであると決定された。ＭＤＯの取り込みは、拡散編集１Ｈ ＮＭＲ分光法により３７．８±２．７％と測定した。
【0028】
比較例３
酢酸（水中１０％活性）を滴下して加えることにより、フィード全体を通して反応をｐＨ＝５に維持したことを除いて、実施例１を繰り返した。濾液を固形分パーセント（３１．０％）について分析し、ｚ平均粒径は、ＤＬＳとして測定されたように、２４８ｎｍであると決定された。ＭＤＯの取り込みは、拡散編集１Ｈ ＮＭＲ分光法により２９．０±２．０％と測定された。
酢酸（水中１０％活性）を滴下して加えることにより、フィード全体を通して反応をｐＨ＝５に維持したことを除いて、実施例１を繰り返した。濾液を固形分パーセント（３１．０％）について分析し、ｚ平均粒径は、ＤＬＳとして測定されたように、２４８ｎｍであると決定された。ＭＤＯの取り込みは、拡散編集１Ｈ ＮＭＲ分光法により２９．０±２．０％と測定された。
【0029】
比較例４
実施例１を繰り返したが、水酸化アンモニウム（水中で２８％活性）を滴下して加えることにより、供給全体を通して反応をｐＨ＝９．５に維持した。濾液を固形分パーセント（２９．６％）について分析し、ＤＬＳとして測定されたように、ｚ平均粒径は２８３ｎｍと決定された。ＭＤＯの取り込みは、拡散編集１Ｈ ＮＭＲ分光法により９０．３±６．３％と測定し、それにもかかわらず、サンプルのコロイド安定性は低く、７８５０ｐｐｍのゲルを得た。試料は放置すると暗褐色に変色し、異常に高い濃度の酢酸とアセトアルデヒドを観察した。
実施例１を繰り返したが、水酸化アンモニウム（水中で２８％活性）を滴下して加えることにより、供給全体を通して反応をｐＨ＝９．５に維持した。濾液を固形分パーセント（２９．６％）について分析し、ＤＬＳとして測定されたように、ｚ平均粒径は２８３ｎｍと決定された。ＭＤＯの取り込みは、拡散編集１Ｈ ＮＭＲ分光法により９０．３±６．３％と測定し、それにもかかわらず、サンプルのコロイド安定性は低く、７８５０ｐｐｍのゲルを得た。試料は放置すると暗褐色に変色し、異常に高い濃度の酢酸とアセトアルデヒドを観察した。
【0030】
これらの実施例は、水に敏感なモノマーのポリマー骨格への組み込みを最適化し、これらのモノマーから生じる望ましくない加水分解生成物の生成を減らす上で、温度およびｐＨが果たす役割の重要性を実証する。