(57)【要約】加圧された撹拌反応器内における、水性懸濁液中でのビニルモノマーの重合による、ポリ塩化ビニルの製造方法であって、少なくとも１種類のビニルモノマーを含む水溶液を撹拌しながら反応器内に導入し、ａ）含水アルコール懸濁液中に少なくともマグネシウムとヒドロキシ基とを含む無機鉱物粉末の懸濁安定剤を添加し、ｂ）前記反応器内にｂ１）塩基と、ｂ２）Ａ２Ｏ２で表され、Ａ＝Ｈ又はＮａである過酸化物と、ｂ３）ＣｌＣＯＯＲ１で表されるクロロホルマートと、ｂ４）（ＲＣＯ）２Ｏの一般式で表され、ＲがＣ＝１からＣ＝２０のアルキルラジカルである有機酸無水物とを加え、ｃ）その場での反応触媒の形成を行うために、前記反応器内でのみｂ１），ｂ２），ｂ３），ｂ４）を別々に添加することにより、前記触媒を前記懸濁安定剤ａ）の添加を制御した条件下で徐々に生成させることを特徴とするポリ塩化ビニルの製造方法。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
加圧された撹拌反応器内における、水性懸濁液中でのビニルモノマーの重合による、ポリ塩化ビニルの製造方法であって、
少なくとも１種類のビニルモノマーを含む水溶液を撹拌しながら反応器内に導入し、
ａ）含水アルコール懸濁液中に少なくともマグネシウムとヒドロキシ基とを含む無機鉱物粉末の懸濁安定剤を添加し、
ｂ）前記反応器内に  
ｂ１）塩基と、  
ｂ２）Ａ２Ｏ２で表され、Ａ＝Ｈ又はＮａである過酸化物と、  
ｂ３）ＣｌＣＯＯＲ１で表されるクロロホルマートと、  
ｂ４）（ＲＣＯ）２Ｏの一般式で表され、ＲがＣ＝１からＣ＝２０のアルキルラジカルである有機酸無水物とを加え、
ｃ）その場での反応触媒の形成を行うために、前記反応器内でのみｂ１），ｂ２），ｂ３），ｂ４）を別々に添加することにより、前記懸濁安定剤ａ）の添加を制御した条件下で前記触媒を徐々に生成させることを特徴とする、ポリ塩化ビニルの製造方法。
【請求項２】
ヒドロキシ基と共に、マグネシウムとアルミニウムを含むことを特徴とする、請求項１記載のその場での重合を行うための反応懸濁安定剤。
【請求項３】
マグネシウムとヒドロキシ基とを４−１２重量パーセントで含むことを特徴とする、請求項１記載のその場での重合を行うための反応懸濁安定剤。
【請求項４】
マグネシウムとヒドロキシ基とを７−８重量パーセントで含むことを特徴とする、請求項１記載のその場での重合を行うための反応懸濁安定剤。
【請求項５】
アルミニウムとヒドロキシ基とを２−８重量パーセントで含むことを特徴とする、請求項１記載のその場での重合を行うための反応懸濁安定剤。
【請求項６】
アルミニウムとヒドロキシ基とを約４重量パーセントで含むことを特徴とする、請求項１記載のその場での重合を行うための反応懸濁安定剤。
【請求項７】
マグネシウムとヒドロキシ基とを７−８重量パーセントで含み、アルミニウムとヒドロキシ基とを約４重量パーセントで含むことを特徴とする、請求項１記載のその場での重合を行うための反応懸濁安定剤。
【請求項８】
亜鉛を含むことを特徴とする、請求項１記載のその場での重合を行うための反応懸濁安定剤。
【請求項９】
請求項１又は８に記載のその場での重合を行うための反応懸濁安定剤であって、
前記懸濁安定剤は、以下の一般式
【化１】
2010511081.tif 000006
を有するハイドロタルサイトを含み、
上記の式において、Ｍ２＋は、Ｍｇ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ，Ｚｎ，Ｃｏ，Ｍｎ及びＮｉからなる群から選択される２価の金属陽イオンを示し、
Ｍ３＋は、Ａｌ，Ｂ，Ｂｉ及びＦｅからなる群から選択される３価の金属陽イオンを示し、
Ａｎ−は、例えば、ＨＣＯ３−，ＯＨ−，Ｆ−，Ｃｌ−，Ｉ−，Ｂｒ−，ＣｌＯ４−，ＣＯ３２−，ＳｉＯ３２−，ＨＰＯ４２−，ＣＨ３ＣＯＯ−，Ｃ６Ｈ５ＣＯＯ−から選択される１価から４価の陰イオンを示し、
ｘとｍは、下記の
０．２＜ｘ≦０．３３
ｍ＞０
の区間の一部をなす数であり、
含水アルコール環境中に懸濁させた状態であることを特徴とする、反応懸濁安定剤。
【請求項１０】
前記反応懸濁安定剤がハイドロタルサイト（１）を含み、前記含水アルコール環境が、ハイドロタルサイトに対し１０％から３０％の重量比のポリビニルアルコールを含む含水アルコール溶液であることを特徴とする、請求項１又は９に記載のその場での重合を行うための反応懸濁安定剤。
【請求項１１】
前記ハイドロタルサイト（１）が前記溶液の約２０％の重量比であることを特徴とする、請求項１又は９に記載のその場での重合を行うための反応懸濁安定剤。
【請求項１２】
前記含水アルコール環境は、約５０％ｐｐ＋−１０％の比を有するポリビニルアルコールを含む含水アルコール溶液であることを特徴とする、請求項１又は９に記載のその場での重合を行うための反応懸濁安定剤。
【請求項１３】
前記無機粉末は、直径５００から１０００オングストロームを有する微粒子で形成されることを特徴とする、請求項１又は９に記載のその場での重合を行うための反応懸濁安定剤。
【請求項１４】
前記無機粉末は、直径７００から８００オングストロームを有する微粒子で形成されることを特徴とする、請求項１又は９に記載のその場での重合を行うための反応懸濁安定剤。
【請求項１５】
前記塩基がＮａＯＨであることを特徴とする、請求項１〜１４のいずれかに記載の懸濁安定化剤を用いた請求項１に記載のその場での重合法。
【請求項１６】
前記塩基がＮａ４ＯＨであることを特徴とする請求項１〜１４のいずれかに記載の懸濁安定化剤を用いた請求項１に記載のその場での重合法。
【請求項１７】
前記過酸化物中のＡが水素（Ｈ）であることを特徴とする、請求項１〜１４のいずれかに記載の懸濁安定化剤を用いた請求項１に記載のその場での重合法。
【請求項１８】
前記過酸化物中のＡがナトリウム（Ｎａ）であることを特徴とする、請求項１〜１４のいずれかに記載の懸濁安定化剤を用いた請求項１に記載のその場での重合法。
【請求項１９】
前記クロロホルマート中のＲがメチル−、エチル、イソプロピル−、ｍ−プロピル、・・・、２−エチルヘキシル−であることを特徴とする、請求項１〜１４のいずれかに記載の懸濁安定化剤を用いた請求項１に記載のその場での重合法。
【請求項２０】
前記無水物がプロパン酸無水物であることを特徴とする、請求項１〜１４のいずれかに記載の懸濁安定化剤を用いた請求項１に記載のその場での重合法。
【請求項２１】
前記無水物が無水イソプロピルであることを特徴とする、請求項１〜１４のいずれかに記載の懸濁安定化剤を用いた請求項１に記載のその場での重合法剤。
【請求項２２】
前記ビニルモノマーが、塩化ビニルモノマー（ＶＣＭ）のみか、あるいは塩化ビニルモノマー（ＶＣＭ）と酢酸ビニル（Ｖａｃ）であることを特徴とする、請求項１〜１４のいずれかに記載の懸濁安定化剤を用いた請求項１に記載のその場での重合法。
【請求項２３】
前記ビニルモノマーが、塩化ビニルモノマー（ＶＣＭ）と酢酸ビニル（Ｖａｃ）であることを特徴とする、請求項１〜１４のいずれかに記載の懸濁安定化剤を用いた請求項１に記載のその場での重合法剤。
【請求項２４】
前記反応が４０から７５℃で行われることを特徴とする、請求項１，１５〜２３のいずれかに記載のその場での重合法。
【請求項２５】
請求項１〜１４のいずれかに記載の反応懸濁安定化剤がモノマーに対して０．４から０．８重量％で用いられることを特徴とする、請求項１，１５〜２４のいずれかに記載のその場での重合法。
【請求項２６】
請求項１〜１４のいずれかに記載の反応懸濁安定化剤がモノマーに対して約０．６重量％で用いられることを特徴とする、請求項１，１５〜２５のいずれかに記載のその場での重合法。
【請求項２７】
緩衝剤を使用しないことを特徴とする、請求項１，１５〜２６のいずれかに記載のその場での重合法。
【請求項２８】
請求項１，１５〜２７のいずれかに記載のその場での重合法であって、
適当な撹拌器と、圧力下での操作に適している加熱／冷却ジャケットとを備えた反応器において、下記の成分を下記のパーセントと方法で添加し、
ａ）添加した成分が１００％になるように添加体積を以下のパラメータにしたがって算出し、
１番目）純水                                ５４．８４３％
２番目）第１の初期懸濁剤（４％溶液）          ０．０２０％
３番目）第２の初期懸濁剤（４％溶液）          ０．００２％
４番目）懸濁安定剤（２２％懸濁液）            ０．０９０％
５番目）塩化ビニルモノマー（ＶＣＭ）        ４５．０００％
６番目）過酸化水素（３６％溶液）              ０．０１０％
７番目）水酸化ナトリウム（３０％溶液）        ０．００５％
８番目）エチルクロロホルマート                ０．０１０％
９番目）プロパン酸無水物                      ０．０２０％
ｂ）混合物を６０℃に相当する重合温度に達するまで加熱し、反応を継続している間は常に温度を６０℃に保持することを特徴とする、その場での重合法。
【請求項２９】
請求項１，１５〜２７のいずれかに記載のその場での重合法であって、
適当な撹拌器と、圧力下での操作に適している加熱／冷却ジャケットとを備えた反応器において、以下の成分を下記のパーセントと方法で添加し、
ａ）添加した成分が１００％になるように添加体積を以下のパラメータにしたがって算出し、
１番目）純水                                ５６．５０４％
２番目）第１の初期懸濁剤（４％溶液）          ０．０２８％
３番目）第２の初期懸濁剤（４％溶液）          ０．００５％
４番目）懸濁安定剤（２２％懸濁液）            ０．１２９％
５番目）塩化ビニルモノマー（ＶＣＭ）        ４３．３１５％
６番目）過酸化水素（３６％溶液）              ０．００４％
７番目）水酸化ナトリウム（３０％溶液）        ０．００３％
８番目）エチルクロロホルマート                ０．０１２％
９番目）プロパン酸無水物                      ０．０００％
ｂ）混合物を６０℃に相当する重合温度に達するまで加熱し、反応を継続している間は常に温度を６０℃に保持することを特徴とする、その場での重合法。
【請求項３０】
前記環境を約１０％含むことを特徴とする、請求項２８又は２９に記載の重合法。
【請求項３１】
前記重合法において、前記重合水自体を添加し終わったときに、約５０℃から７５℃の特定の重合温度に達するように、十分高い温度で前記重合水を導入することを特徴とする、請求項１，１５〜３０のいずれかに記載の重合法。
【請求項３２】
ａ）前記第１の初期懸濁剤が、６６から９５、好ましくは８８の加水分解度を有するポリビニルアルコール類に属し、ＶＣＭの量に対して１００から１０００ｐｐｍ、好ましくは５００ｐｐｍに相当する量で用いられ、
ｂ）前記第２の初期懸濁剤が、６０から８０、好ましくは７２の加水分解度を有するポリビニルアルコール類に属するものであり、ＶＣＭの量に対して５００から２０００ｐｐｍ、好ましくは１０００ｐｐｍに相当する量で用いられ、
ｃ）前記懸濁安定剤が、ＶＣＭの量に対して５００から３０００ｐｐｍ、好ましくは２０００ｐｐｍに相当する量で用いられ、
ｄ）前記ＶＣＭ（塩化ビニルモノマー）が、水に対して１／３から１／０．５ｗ／ｗ、好ましくは１／１ｗ／ｗの比率で添加され、
ｅ）前記重合温度を約５９℃とし、前記水を８５℃から９８℃、好ましくは９５℃で添加し、
ｆ）前記触媒系の第１成分が無水物、好ましくはプロパン酸無水物であり、５００から１５００ｐｐｍ、好ましくは７００ｐｐｍに相当する量で用いられ、
ｇ）前記触媒系の第２成分が基本的な試薬、好ましくはＮａＯＨであり、水酸化ナトリウムはＶＣＭの量に対して１００から１０００ｐｐｍ、好ましくは２００ｐｐｍに相当する量で用いられ、
ｈ）前記触媒系の第３成分が過酸化物、好ましくは過酸化水素であり、１００から１０００ｐｐｍ、好ましくは２００ｐｐｍに相当する量で用いられ、
ｉ）前記触媒系の最終成分がクロロホルマート、好ましくはエチルクロロホルマートであり、２００から１５００ｐｐｍ、好ましくは４００ｐｐｍに相当する量で用いられることを特徴とする、請求項１〜３１のいずれかに記載の重合法。
【請求項３３】
少なくともマグネシウムとヒドロキシ基とを含むことを特徴とする、請求項１〜１４のいずれかに記載の懸濁安定剤を用いて、請求項１、１５〜３２のいずれかに記載のその場での重合法により得られるポリ塩化ビニル。
【請求項３４】
少なくともアルミニウムとヒドロキシ基とを含むことを特徴とする、請求項１〜１４のいずれかに記載の懸濁安定剤を用いて、請求項１、１５〜３２のいずれかに記載のその場での重合法により得られるポリ塩化ビニル。
【請求項３５】
少なくともマグネシウムと、アルミニウムと、ヒドロキシ基とを含むことを特徴とする、請求項１〜１４のいずれかに記載の物質を用いて、請求項１、１５〜３２のいずれかに記載のその場での重合法により得られることを特徴とするポリ塩化ビニル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［対象］
本発明は、主たる請求項の特徴部分に対応する、反応器内での触媒の直接製造と懸濁安定剤の同時使用による、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ−Ｓ）の懸濁重合法に関するものである。
また、得られる前記ポリ塩化ビニルも本発明の一部である。
【０００２】
［応用分野］
応用分野としては、主に、懸濁ポリ塩化ビニルの製造を対象とする。
【０００３】
ポリ塩化ビニルは、特に、塩化ビニルモノマーのみか、あるいは塩化ビニルモノマーと他のビニルモノマーからなる、一般にはＰＶＣ又はＰＶＣ−Ｓとの略記で公知の、ビニル系プラスチック材料ポリマーと定義されると解される。
【０００４】
「安定化」の定義は、主に反応物質を安定化すること、及び／又は制御すること、及び／又は抑制すること、及び／又は正常化することであると解される。そのため、この用語は反応の際の極端に広く、非制限的な機能を定義するものと理解でき、ポリマーの熱的安定化も含む。
【０００５】
より詳しくは、本発明は「その場での（ｉｎ  ｓｉｔｕ）」触媒技術を用いた重合法による懸濁ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ−Ｓ）の製造、つまり重合反応に必要な触媒の形成、すなわち重合反応器内における触媒の生成を目的とする。
【０００６】
「懸濁」の定義は、場合によっては、液体中の固体粒子の懸濁を補助する機能を果たす物質として明確に理解されるが、これに限定するものではない。
【０００７】
「懸濁安定化」の定義は、主に、反応及び／又は反応温度を安定化する機能を有し、場合によっては、及び／又は懸濁機能を付随的に有する物質として理解される。それゆえ、前記「懸濁安定化」の定義は、前記重合に関する一般的な機能として、本明細書と特許請求の範囲で理解される。
【０００８】
前記「安定化」と前記「懸濁」の定義は、組み合わせて、前記物質の機能の解釈を厳しく制限するものであると考えてはならない。なぜならば、最も一般的な解釈にあてはまらないにせよ、クレームされ記載された前記物質又は前記生成物が必ずしもその場での触媒生成を伴う反応の成分のような能力を形成しない、他の機能を有する場合もあるからである。
【背景技術】
【０００９】
塩化ビニルの懸濁重合において、例えば、反応条件で複数のフリーラジカルを発生させることができる物質など、複数の触媒系又は触媒を使用することは公知である。
【００１０】
長年に渡り用いられてきた過酸化ラウリル系などの過酸化脂肪酸類の典型的な触媒から、新たに生成された触媒生成物への移行が進んでいる。この新たな触媒生成物は、例えば、ジイソプロピルペルオキソ炭酸塩のようなペルオキソ炭酸塩であり、短い反応時間でモノマーからポリマーへの高い転換が可能な高速触媒として定義される。
【００１１】
このような例として、特許文献１から１０を引用する。
【００１２】
また、これらの溶液には、懸濁安定剤として以下の一般式で公知のハイドロタルサイトを使用する。
【００１３】
【化１】
2010511081.tif 000002
上記の式において、Ｍ２＋は、Ｍｇ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ，Ｚｎ，Ｃｏ，Ｍｎ及びＮｉからなる群から選択される２価の金属陽イオンを示し、
Ｍ３＋は、Ａｌ，Ｂ，Ｂｉ及びＦｅからなる群から選択される３価の金属陽イオンを示し、
Ａｎ−は、例として、ＨＣＯ３−，ＯＨ−，Ｆ−，Ｃｌ−，Ｉ−，Ｂｒ−，ＣｌＯ４−，ＣＯ３２−，ＳｉＯ３２−，ＨＰＯ４２−，ＣＨ３ＣＯＯ−，Ｃ６Ｈ５ＣＯＯ−を含む１価から４価の陰イオンを示し、
ｘとｍは、下記の区間
０．２＜ｘ≦０．３３
ｍ＞０
の一部をなす数である。
【００１４】
これに関しては、協和化学工業株式会社（日本）の特許文献１１又は１２を参照のこと。
【００１５】
一般式（１）のハイドロタルサイト系化合物の製造方法は、特許文献１３から１８などに記載されている。
【００１６】
特許文献１９には、懸濁安定剤と、水に不溶又はわずかに可溶でモノマーに可溶な重合開始剤（触媒）とが存在する条件下で、水性懸濁重合法により、塩化ビニルモノマーのみからなるポリマーを製造する方法と、水性懸濁共重合法により、塩化ビニルモノマーとコモノマーからなるコポリマーを製造する方法とが開示されている。さらに、特許文献１９には、前記一般式のハイドロタルサイト系化合物を含む前記懸濁安定剤の存在下で、重合又は共重合を行うという改善点が開示されている。ここで、前記ハイドロタルサイト結晶の平均直径は０．０１から１マイクロメートルであり、前記ハイドロタルサイト化合物の量は前記モノマーの重量か、あるいは前記モノマーと前記コモノマーの総重量の約０．０５から５重量％である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１７】
【特許文献１】米国特許第３，０２２，２８１号公報明細書
【特許文献２】米国特許第３，１０８，０９３号公報明細書
【特許文献３】米国特許第３，３２６，９５８号公報明細書
【特許文献４】米国特許第３，４２０，８０７号公報明細書
【特許文献５】米国特許第３，５７５，９４５号公報明細書
【特許文献６】米国特許第３，５８０，９５５号公報明細書
【特許文献７】米国特許第３，６３７，６３３号公報明細書
【特許文献８】第３，８２１，２７３号公報明細書
【特許文献９】米国特許第３，８５７，８２８号公報明細書
【特許文献１０】米国特許第３，９８４，３８６号公報明細書
【特許文献１１】米国特許第４，７１０，５５１号公報明細書
【特許文献１２】特開昭６１−０００２０７号公報
【特許文献１３】特公昭４７−３２１９８号公報
【特許文献１４】特公昭４９−３７６０号公報
【特許文献１５】特公昭５１−２９１２９号公報
【特許文献１６】特公昭５２−３３５３号公報
【特許文献１７】特公昭５３−１９５５５号公報
【特許文献１８】特公昭５６−２９８９３号公報
【特許文献１９】米国特許第４，７１０，５５１号公報明細書
【特許文献２０】米国特許第３，０４９，５２１号公報明細書
【特許文献２１】米国特許第３，６３７，６３３号公報明細書
【特許文献２２】米国特許第３，７２０，７００号公報明細書
【特許文献２３】米国特許第３，９７８，０３２号公報明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
しかしながら、前記懸濁安定剤の使用は上記のようないくつかの出願で示唆され、見いだされるものの、それらは、予め過酸化物を調製して重合の準備を行う系のみであり、一般的には過酸化物から予め調製した１種類又は複数の種類の触媒を添加する重合系のみである。そのため、非常に危険で、特定の温度で不安定で、可燃性で、爆発性が高い。
【００１９】
反応に必要な触媒を反応器内で直接製造するという問題を解決するために多くの試みがなされてきたが、実用化の見込みはなく、この方法はいまだに導入されていない。
【００２０】
重合反応器内での触媒生成は、「その場での（ｉｎ  ｓｉｔｕ）」触媒反応又は「その場での（ｉｎ  ｓｉｔｕ）」触媒作用として定義される。触媒反応又は触媒作用の定義は、モノマーからポリマーを生成するのに必要な反応を促進する作用と解される。「その場（ｉｎ  ｓｉｔｕ）」の定義は、作用の起こる反応の場所、すなわち前記反応器の内部と解される。
【００２１】
その場での触媒の一例は、アルキルクロロホルマート＋酸化剤から反応を開始したときに生じ、また場合によっては、プロパン酸無水物系の無水物を共に用いて反応を開始したときに生じる。
【００２２】
これに関しては、特許文献２０から２３を参照のこと。
【００２３】
下記の種類の反応により、触媒の形成が起こる。
クロロホルマート＋過酸化水素＝過炭酸塩
この化学反応式は、
【化２】
2010511081.tif 000003
あるいは、
【化３】
2010511081.tif 000004
のように特定される。
【００２４】
前記の反応からわかるように、どちらの反応も塩酸などの酸の生成を引き起こすので、これらの酸を中和できる物質が存在し、反応の平衡が好ましい方向に移動するときにのみ反応が起こる。
【００２５】
さらに、前記クロロホルマートの分解を防ぐために、アルカリ度を高くすることはできない。
【００２６】
また、この反応には、一般的には炭酸水素ナトリウムなどの前記アルカリと共に、多量の緩衝物質の使用が必要となる。
【００２７】
しかしながら、前記炭酸水素ナトリウムを使用することで、生成物、すなわち得られるポリ塩化ビニルが汚染され、このポリ塩化ビニルの透明度が低下すると共に、透過性や電気特性などの物理化学的特性も失われることとなる。
【００２８】
工業的用途は、この制約により制限されてきた。
【００２９】
しかしながら、前記の方法は費用がかさむ。
【課題を解決するための手段】
【００３０】
本発明の範囲は、上述の課題と欠点を解決し、さらに、
前記反応の機能性と能力を向上させ、
前記反応の信頼性、質、安全性を高め、
前記生成物の品質を改善し、
生成物の生産費を抑えることである。
【００３１】
［課題の解決と発明の特徴の特定］  
前記の課題は、以下の手段を用いた水性懸濁液中でのビニルモノマーの重合法により、撹拌反応器中でポリ塩化ビニルを生成するという、主たる請求項を構成する方法で解決されるものであり、前記の手段とは、
ａ）含水アルコール懸濁液中で、少なくともマグネシウムとヒドロキシ基（ｈｙｄｒｏｘｙｌｉｃ  ｇｒｏｕｐｓ）とを含む無機鉱物粉末の懸濁安定剤を用い、
ｂ）前記反応器に、
ｂ１）塩基と、  
ｂ２）過酸化物と、  
ｂ３）ＣｌＣＯＯＲ１で表されるクロロホルマートと、  
ｂ４）Ｒ２がＣ＝１からＣ＝２０のアルキルラジカルである（Ｒ２ＣＯ）２Ｏの一般式で表される有機酸無水物とを加えることであり、
その場での反応触媒の形成を行うために、前記反応器内でのみｂ１），ｂ２），ｂ３），ｂ４）を別々に添加することで、前記懸濁安定剤ａ）の添加を制御した条件下で前記触媒を徐々に生成させるものである。
【００３２】
従属請求項は、最良の結果をもたらす有利で好ましい解決法を記載している。
【発明の効果】
【００３３】
［優位性］  
この方法により、
反応の機能性と能力が向上し、
反応の信頼性、質、安全性が高まり、
生成物の品質が向上するという優位性を得ることが可能となる。
【００３４】
特に、記載された請求項によれば、懸濁安定剤が存在し、撹拌条件下で反応にさらされる混合物に分散された酸を中和する作用により、
ａ）反応がより規則的に起こるように調整、制限、安定化することで、前記懸濁安定化成分により直接、重合反応と触媒の形成の際に生じる塩酸が触媒の形成に伴い徐々に中和され、
ｂ）過度に酸性度が上昇し、過度に最終温度が上昇することによって、生成物が規格から外れることなく、この方法を用いずに行う反応に比べて約４％以上反応を進めることが可能であり、
ｃ）前記の転換が増加することで、除去すべきモノマーの量が減少し、ストリッピング時間が短縮され、
ｄ）反応段階と最終的な脱ガス／ストリッピング段階で発生する気泡の量が減少し、
ｅ）緩衝剤を使用する必要がなくなるため、樹脂自体に含まれる有害な塩の量が減少することにより、得られるＰＶＣの電気特性が改善され、
ｆ）得られるＰＶＣの熱的安定性が改善されるため、配合段階での安定化の費用が抑えられ、
ｇ）反応環境の酸性度が低いことにより、各反応の前に再添加してはならないが、３から４回の添加に耐えなければならない汚れ防止手段の有害な作用を減少させ、
ｈ）危険で処理が非常に難しい予め調製された触媒を取り扱わず、保管しないため、安全性が増すという利点が得られる。
【発明を実施するための形態】
【実施例】
【００３５】
［実験の詳細］
撹拌器と、障壁と、加熱／冷却ジャケットとを備えた試験反応器内で、以下のＡ型添加（標準）と、Ｂ型添加（標準であるが緩衝剤なし）と、Ｃ型添加（本発明の対象による）とに区別される一連の添加を行った。
Ａ型添加では、
−水
−ポリビニル懸濁剤
−ＮａＯＨ溶液
−ＮａＨＣＯ３
−塩化ビニルモノマー＝（ＶＣＭ）
−アルキルクロロホルマート
−プロパン酸無水物（Ｋ値≦６５のみ）
の順に添加された。
Ｂ型添加では、
−水
−ポリビニル懸濁剤
−ＮａＯＨ溶液
−塩化ビニルモノマー＝（ＶＣＭ）
−アルキルクロロホルマート
−プロパン酸無水物（Ｋ値≦６５のみ）
の順に添加された。
Ｃ型添加では、
−水
−ポリビニル懸濁剤
−本発明による懸濁安定剤
−ＮａＯＨ溶液
−塩化ビニルモノマー＝（ＶＣＭ）
−アルキルクロロホルマート
−プロパン酸無水物（Ｋ値≦６５のみ）
の順に添加された。
［データ］
前記３種類の方法で得られた主生成物の特徴を添付した表に示す。
【００３６】
【表１】
2010511081.tif 000005
【００３７】
Ｋ値が６５であるＰＶＣ−Ｓを有利に製造する方法は、以下の通りである。適当な撹拌器と、圧力下での操作に適している加熱／冷却ジャケットとを備えた反応器に、下記の成分を下記のパーセントと方法で添加する。  
【００３８】
１００％になるよう添加体積を算出した。
１番目）純水                                ５４．８４３％
２番目）第１の初期懸濁剤（４％溶液）          ０．０２０％
３番目）第２の初期懸濁剤（４％溶液）          ０．００２％
４番目）懸濁安定剤（２２％懸濁液）            ０．０９０％
５番目）塩化ビニルモノマー（ＶＣＭ）        ４５．０００％
６番目）過酸化水素（３６％溶液）              ０．０１０％
７番目）水酸化ナトリウム（３０％溶液）        ０．００５％
８番目）エチルクロロホルマート                ０．０１０％
９番目）プロパン酸無水物                      ０．０２０％
ここで、混合物を６０℃に相当する重合温度に達するまで加熱し、反応を継続している間は常に温度を６０℃に保持した。
【００３９】
Ｋ値が７０であるＰＶＣ−Ｓを有利に製造する方法は、以下の通りである。適当な撹拌器と、圧力下での操作に適している加熱／冷却ジャケットとを備えた反応器に、下記の成分を下記のパーセントと方法で添加する。
【００４０】
１００％になるよう添加体積を算出した。
１番目）純水                                ５６．５０４％
２番目）第１の初期懸濁剤（４％溶液）          ０．０２８％
３番目）第２の初期懸濁剤（４％溶液）          ０．００５％
４番目）懸濁安定剤（２２％懸濁液）            ０．１２９％
５番目）塩化ビニルモノマー（ＶＣＭ）        ４３．３１５％
６番目）過酸化水素（３６％溶液）              ０．００４％
７番目）水酸化ナトリウム（３０％溶液）        ０．００３％
８番目）エチルクロロホルマート                ０．０１２％
９番目）プロパン酸無水物                      ０．０００％
ここで、混合物を５４℃に相当する重合温度に達するまで加熱し、反応を継続している間は常に温度を５４℃に保持した。
【００４１】
さらなる利点と新しく独創的な特徴は、以下の通りである。  
【００４２】
反応器での収量を増加させ、有利にするために、重合水自体を添加し終わったときに、５０℃から７５℃の特定の重合温度に達するよう、予め十分に高い温度で重合水を導入する。
【００４３】
この系での反応器の加熱時間が短縮されるので、反応器を室温から重合温度まで上げるのに必要な停止時間が完全に確保され、その結果、反応器自体の製造能力が高まる。
【００４４】
従来の（遅い）触媒と併用する場合はこのような技術により問題は引き起こされないが、高速触媒を用いる場合は、通常、一連の問題が引き起こされる。実際、（一般的には≧９０℃の）高温で高速触媒を水と接触させると、すぐに多くの活性ラジカルが発生し、このラジカルのうち一部は自己消滅し、一部はラジカル自体が再結合し、また一部はガラス状及び／又は低分子量のポリマー粒子を形成する。
【００４５】
そして、予め製造された高速触媒を使用するよりも、「その場で（ｉｎ  ｓｉｔｕ）」形成された触媒を使用することが望ましい場合、上述の問題はさらに深刻化する。なぜなら、温度が高いほど、（一般的に、過酸化物とクロロホルマートといった）触媒の形成に用いられる系の成分は非常に不安定となり、すぐに分解してしまうためである。
【００４６】
その結果、反応が不規則となると共に、ポリマー粒子中でのラジカルの均一な分布が非常に難しくなるため、ポリマー自体の粒度分布と、気孔率と、分子量とが不均一になる。
【００４７】
驚くべきことに、本発明の対象とする処方で高温水の導入技術を用いた場合、上述の問題は全く生じないことが明らかとなった。
【００４８】
ある実験室試験の際、前記の成分を以下に記載する順序で添加する。
・  −１：第１の初期懸濁剤
・  −２：第２の初期懸濁剤
・  −３：安定化系ＲＥＡＰＡＫ
・  −４：塩化ビニルモノマー（ＶＣＭ）
・  −５：高温水
・  −６：「その場での」触媒系の第１成分
・  −７：「その場での」触媒系の第２成分
・  −８：「その場での」触媒系の第３成分
・  −９：「その場での」触媒系の第４成分
この際、
・  ａ）第１の初期懸濁剤は、６６から９５、好ましくは８８の加水分解度を有するポリビニルアルコール類に属するものであり、ＶＣＭの量に対して１００から１０００ｐｐｍ、好ましくは５００ｐｐｍの量で用い、
・  ｂ）第２の初期懸濁剤は、６０から８０、好ましくは７２の加水分解度を有するポリビニルアルコール類に属するものであり、ＶＣＭの量に対して５００から２０００ｐｐｍ、好ましくは１０００ｐｐｍの量で用い、
・  ｃ）安定化系ＲＥＡＰＡＣＫは国際出願ＰＣＴ／ＥＰ２００６／０５０６７９号明細書に記載されており、ＶＣＭの量に対して５００から３０００ｐｐｍ、好ましくは２０００ｐｐｍの量で用い、
・  ｄ）ＶＣＭを水の１／３から１／０．５ｗ／ｗ、好ましくは１／１ｗ／ｗの比率で添加し、
・  ｅ）重合温度を５９℃とするために、前記の水を８５℃から９８℃、好ましくは９５℃で添加し、
・  ｆ）触媒系の第１成分は無水物、好ましくはプロパン酸無水物であり、５００から１５００ｐｐｍ、好ましくは７００ｐｐｍに相当する量で用い、
・  ｇ）触媒系の第２成分は基本的な試薬、好ましくはＮａＯＨであり、水酸化ナトリウムはＶＣＭの量に対して１００から１０００ｐｐｍ、好ましくは２００ｐｐｍに相当する量で用い、
・  ｈ）触媒系の第３成分は過酸化物、好ましくは過酸化水素であり、１００から１０００ｐｐｍ、好ましくは２００ｐｐｍに相当する量で用い、
・  ｉ）触媒系の最終成分はクロロホルマート、好ましくはエチルクロロホルマートであり、２００から１５００ｐｐｍ、好ましくは４００ｐｐｍに相当する量で用い、
・  上述の方法で反応を行うことで、反応を速やかに開始し、反応器を過熱するのに費やされる標準的な時間を完全に確保し、容量が大きな反応器（１００ｍｃ）では、確保する時間は約１．５−２．０時間であると予測できる。
【００４９】
実際、この方法により、前記の時間は温水を添加するのに必要な限られた時間に短縮されるため、水を添加するポンプの能力にのみ依存する。
【００５０】
高温又は低温の添加を伴う前記「その場での」触媒技術は、反応時間の短縮と、高温の添加と、触媒系の費用の削減と、汚れ防止剤の使用の減少から利益が得られるだけでなく、さらに方法の有効性を高めるので、Ｓ−ＰＶＣの品質を向上させ、粒度分布をより均一にし、気孔率をより均一にし、孔の寸法と数をより一定にし、熱的安定性という点において力学的特性を改善する。
【手続補正書】
【提出日】平成20年6月25日(2008.6.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［対象］
本発明は、主たる請求項の特徴部分に対応する、反応器内での触媒の直接製造と懸濁安定剤の同時使用による、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ−Ｓ）の懸濁重合法に関するものである。
また、得られる前記ポリ塩化ビニルも本発明の一部である。
【０００２】
［応用分野］
応用分野としては、主に、懸濁ポリ塩化ビニルの製造を対象とする。
【０００３】
ポリ塩化ビニルは、特に、塩化ビニルモノマーのみか、あるいは塩化ビニルモノマーと他のビニルモノマーからなる、一般にはＰＶＣ又はＰＶＣ−Ｓとの略記で公知の、ビニル系プラスチック材料ポリマーと定義されると解される。
【０００４】
「安定化」の定義は、主に反応物質を安定化すること、及び／又は制御すること、及び／又は抑制すること、及び／又は正常化することであると解される。そのため、この用語は反応の際の極端に広く、非制限的な機能を定義するものと理解でき、ポリマーの熱的安定化も含む。
【０００５】
より詳しくは、本発明は「その場での（ｉｎ  ｓｉｔｕ）」触媒技術を用いた重合法による懸濁ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ−Ｓ）の製造、つまり重合反応に必要な触媒の形成、すなわち重合反応器内における触媒の生成を目的とする。
【０００６】
「懸濁」の定義は、場合によっては、液体中の固体粒子の懸濁を補助する機能を果たす物質として明確に理解されるが、これに限定するものではない。
【０００７】
「懸濁安定化」の定義は、主に、反応及び／又は反応温度を安定化する機能を有し、場合によっては、及び／又は懸濁機能を付随的に有する物質として理解される。それゆえ、前記「懸濁安定化」の定義は、前記重合に関する一般的な機能として、本明細書と特許請求の範囲で理解される。
【０００８】
前記「安定化」と前記「懸濁」の定義は、組み合わせて、前記物質の機能の解釈を厳しく制限するものであると考えてはならない。なぜならば、最も一般的な解釈にあてはまらないにせよ、クレームされ記載された前記物質又は前記生成物が必ずしもその場での触媒生成を伴う反応の成分のような能力を形成しない、他の機能を有する場合もあるからである。
【背景技術】
【０００９】
塩化ビニルの懸濁重合において、例えば、反応条件で複数のフリーラジカルを発生させることができる物質など、複数の触媒系又は触媒を使用することは公知である。
【００１０】
長年に渡り用いられてきた過酸化ラウリル系などの過酸化脂肪酸類の典型的な触媒から、新たに生成された触媒生成物への移行が進んでいる。この新たな触媒生成物は、例えば、ジイソプロピルペルオキソ炭酸塩のようなペルオキソ炭酸塩であり、短い反応時間でモノマーからポリマーへの高い転換が可能な高速触媒として定義される。
【００１１】
このような例として、特許文献１から１１を引用する。特に、特許文献１１には、マグネシウムを含む懸濁安定剤を用いたビニル化合物の重合方法が開示されている。
【００１２】
また、これらの溶液には、懸濁安定剤として以下の一般式で公知のハイドロタルサイトを使用する。
【００１３】
【化１】
2010511081.tif 000007
上記の式において、Ｍ２＋は、Ｍｇ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ，Ｚｎ，Ｃｏ，Ｍｎ及びＮｉからなる群から選択される２価の金属陽イオンを示し、
Ｍ３＋は、Ａｌ，Ｂ，Ｂｉ及びＦｅからなる群から選択される３価の金属陽イオンを示し、
Ａｎ−は、例として、ＨＣＯ３−，ＯＨ−，Ｆ−，Ｃｌ−，Ｉ−，Ｂｒ−，ＣｌＯ４−，ＣＯ３２−，ＳｉＯ３２−，ＨＰＯ４２−，ＣＨ３ＣＯＯ−，Ｃ６Ｈ５ＣＯＯ−を含む１価から４価の陰イオンを示し、
ｘとｍは、下記の区間
０．２＜ｘ≦０．３３
ｍ＞０
の一部をなす数である。
【００１４】
これに関しては、協和化学工業株式会社（日本）の特許文献１２又は１３を参照のこと。
【００１５】
一般式（１）のハイドロタルサイト系化合物の製造方法は、特許文献１４から１９などに記載されている。
【００１６】
特許文献２０には、懸濁安定剤と、水に不溶又はわずかに可溶でモノマーに可溶な重合開始剤（触媒）とが存在する条件下で、水性懸濁重合法により、塩化ビニルモノマーのみからなるポリマーを製造する方法と、水性懸濁共重合法により、塩化ビニルモノマーとコモノマーからなるコポリマーを製造する方法とが開示されている。さらに、特許文献２０には、前記一般式のハイドロタルサイト系化合物を含む前記懸濁安定剤の存在下で、重合又は共重合を行うという改善点が開示されている。ここで、前記ハイドロタルサイト結晶の平均直径は０．０１から１マイクロメートルであり、前記ハイドロタルサイト化合物の量は前記モノマーの重量か、あるいは前記モノマーと前記コモノマーの総重量の約０．０５から５重量％である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１７】
【特許文献１】米国特許第３，０２２，２８１号公報明細書
【特許文献２】米国特許第３，１０８，０９３号公報明細書
【特許文献３】米国特許第３，３２６，９５８号公報明細書
【特許文献４】米国特許第３，４２０，８０７号公報明細書
【特許文献５】米国特許第３，５７５，９４５号公報明細書
【特許文献６】米国特許第３，５８０，９５５号公報明細書
【特許文献７】米国特許第３，６３７，６３３号公報明細書
【特許文献８】第３，８２１，２７３号公報明細書
【特許文献９】米国特許第３，８５７，８２８号公報明細書
【特許文献１０】米国特許第３，９８４，３８６号公報明細書
【特許文献１１】米国特許第３，５７５，９４５号公報明細書
【特許文献１２】米国特許第４，７１０，５５１号公報明細書
【特許文献１３】特開昭６１−０００２０７号公報
【特許文献１４】特公昭４７−３２１９８号公報
【特許文献１５】特公昭４９−３７６０号公報
【特許文献１６】特公昭５１−２９１２９号公報
【特許文献１７】特公昭５２−３３５３号公報
【特許文献１８】特公昭５３−１９５５５号公報
【特許文献１９】特公昭５６−２９８９３号公報
【特許文献２０】米国特許第４，７１０，５５１号公報明細書
【特許文献２１】米国特許第３，０４９，５２１号公報明細書
【特許文献２２】米国特許第３，６３７，６３３号公報明細書
【特許文献２３】米国特許第３，７２０，７００号公報明細書
【特許文献２４】米国特許第３，９７８，０３２号公報明細書
【特許文献２５】欧州特許第６２３，６３２号公報明細書
【特許文献２６】独国特許第１，４１３，１７３号公報明細書
【特許文献２７】米国特許第３，６６５，４８２号公報明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
しかしながら、前記懸濁安定剤の使用は上記のようないくつかの出願で示唆され、見いだされるものの、それらは、予め過酸化物を調製して重合の準備を行う系のみであり、一般的には過酸化物から予め調製した１種類又は複数の種類の触媒を添加する重合系のみである。そのため、非常に危険で、特定の温度で不安定で、可燃性で、爆発性が高い。
【００１９】
反応に必要な触媒を反応器内で直接製造するという問題を解決するために多くの試みがなされてきたが、実用化の見込みはなく、この方法はいまだに導入されていない。
【００２０】
重合反応器内での触媒生成は、「その場での（ｉｎ  ｓｉｔｕ）」触媒反応又は「その場での（ｉｎ  ｓｉｔｕ）」触媒作用として定義される。触媒反応又は触媒作用の定義は、モノマーからポリマーを生成するのに必要な反応を促進する作用と解される。「その場（ｉｎ  ｓｉｔｕ）」の定義は、作用の起こる反応の場所、すなわち前記反応器の内部と解される。
【００２１】
その場での触媒の一例は、アルキルクロロホルマート＋酸化剤から反応を開始したときに生じ、また場合によっては、プロパン酸無水物系の無水物を共に用いて反応を開始したときに生じる。
【００２２】
これに関しては、特許文献２１から２４を参照のこと。特に、特許文献２４には、過酢酸などの有機化酸化物（有機過酸）と過酸化水素とから選択される非常に危険な過酸化物と、エチルクロロホルマート（ｅｔｉｌ  ｃｈｏｌｏｆｏｒｍｉａｔｅ）などのアルキルハロホルマート（ａｌｋｙｌ  ｈａｌｏｆｏｒｍｉａｔｅ）とを用いる系が開示されていることに注意されたい（明細書と要旨を参照のこと）。
【００２３】
下記の種類の反応により、触媒の形成が起こる。
クロロホルマート＋過酸化水素＝過炭酸塩
この化学反応式は、
【化２】
2010511081.tif 000008
あるいは、
【化３】
2010511081.tif 000009
のように特定される。
【００２４】
前記の反応からわかるように、どちらの反応も塩酸などの酸の生成を引き起こすので、これらの酸を中和できる物質が存在し、反応の平衡が好ましい方向に移動するときにのみ反応が起こる。
【００２５】
さらに、前記クロロホルマートの分解を防ぐために、アルカリ度を高くすることはできない。
【００２６】
また、この反応には、一般的には炭酸水素ナトリウムなどの前記アルカリと共に、多量の緩衝物質の使用が必要となる。
【００２７】
しかしながら、前記炭酸水素ナトリウムを使用することで、生成物、すなわち得られるポリ塩化ビニルが汚染され、このポリ塩化ビニルの透明度が低下すると共に、透過性や電気特性などの物理化学的特性も失われることとなる。
【００２８】
工業的用途は、この制約により制限されてきた。
【００２９】
しかしながら、前記の方法は費用がかさむ。
【００３０】
さらに、以下の先行技術文献が考えられる。
特許文献２５と２６には、懸濁安定剤にマグネシウムを含む塩化ビニルポリマーの調製方法が開示されている。
特許文献２７には、有機酸無水物を用いたハロゲン化ビニル（ｖｉｎｉｌ  ｈａｌｉｄｅｓ）の水性懸濁重合方法が開示されている。
【課題を解決するための手段】
【００３１】
本発明の範囲は、上述の課題と欠点を解決し、さらに、
前記反応の機能性と能力を向上させ、
前記反応の信頼性、質、安全性を高め、
前記生成物の品質を改善し、
生成物の生産費を抑えることである。
【００３２】
［課題の解決と発明の特徴の特定］  
前記の課題は、以下の手段を用いた水性懸濁液中でのビニルモノマーの重合法により、撹拌反応器中でポリ塩化ビニルを生成するという、主たる請求項を構成する方法で解決されるものであり、前記の手段とは、
ａ）含水アルコール懸濁液中で、少なくともマグネシウムとヒドロキシ基（ｈｙｄｒｏｘｙｌｉｃ  ｇｒｏｕｐｓ）とを含む無機鉱物粉末の懸濁安定剤を用い、
ｂ）前記反応器に、
ｂ１）塩基と、  
ｂ２）過酸化物と、  
ｂ３）ＣｌＣＯＯＲ１で表されるクロロホルマートと、  
ｂ４）Ｒ２がＣ＝１からＣ＝２０のアルキルラジカルである（Ｒ２ＣＯ）２Ｏの一般式で表される有機酸無水物とを加えることであり、
その場での反応触媒の形成を行うために、前記反応器内でのみｂ１），ｂ２），ｂ３），ｂ４）を別々に添加することで、前記懸濁安定剤ａ）の添加を制御した条件下で前記触媒を徐々に生成させるものである。
【００３３】
従属請求項は、最良の結果をもたらす有利で好ましい解決法を記載している。
【発明の効果】
【００３４】
［優位性］  
この方法により、
反応の機能性と能力が向上し、
反応の信頼性、質、安全性が高まり、
生成物の品質が向上するという優位性を得ることが可能となる。
【００３５】
特に、記載された請求項によれば、懸濁安定剤が存在し、撹拌条件下で反応にさらされる混合物に分散された酸を中和する作用により、
ａ）反応がより規則的に起こるように調整、制限、安定化することで、前記懸濁安定化成分により直接、重合反応と触媒の形成の際に生じる塩酸が触媒の形成に伴い徐々に中和され、
ｂ）過度に酸性度が上昇し、過度に最終温度が上昇することによって、生成物が規格から外れることなく、この方法を用いずに行う反応に比べて約４％以上反応を進めることが可能であり、
ｃ）前記の転換が増加することで、除去すべきモノマーの量が減少し、ストリッピング時間が短縮され、
ｄ）反応段階と最終的な脱ガス／ストリッピング段階で発生する気泡の量が減少し、
ｅ）緩衝剤を使用する必要がなくなるため、樹脂自体に含まれる有害な塩の量が減少することにより、得られるＰＶＣの電気特性が改善され、
ｆ）得られるＰＶＣの熱的安定性が改善されるため、配合段階での安定化の費用が抑えられ、
ｇ）反応環境の酸性度が低いことにより、各反応の前に再添加してはならないが、３から４回の添加に耐えなければならない汚れ防止手段の有害な作用を減少させ、
ｈ）危険で処理が非常に難しい予め調製された触媒を取り扱わず、保管しないため、安全性が増すという利点が得られる。
【発明を実施するための形態】
【実施例】
【００３６】
［実験の詳細］
撹拌器と、障壁と、加熱／冷却ジャケットとを備えた試験反応器内で、以下のＡ型添加（標準）と、Ｂ型添加（標準であるが緩衝剤なし）と、Ｃ型添加（本発明の対象による）とに区別される一連の添加を行った。
Ａ型添加では、
−水
−ポリビニル懸濁剤
−ＮａＯＨ溶液
−ＮａＨＣＯ３
−塩化ビニルモノマー＝（ＶＣＭ）
−アルキルクロロホルマート
−プロパン酸無水物（Ｋ値≦６５のみ）
の順に添加された。
Ｂ型添加では、
−水
−ポリビニル懸濁剤
−ＮａＯＨ溶液
−塩化ビニルモノマー＝（ＶＣＭ）
−アルキルクロロホルマート
−プロパン酸無水物（Ｋ値≦６５のみ）
の順に添加された。
Ｃ型添加では、
−水
−ポリビニル懸濁剤
−本発明による懸濁安定剤
−ＮａＯＨ溶液
−塩化ビニルモノマー＝（ＶＣＭ）
−アルキルクロロホルマート
−プロパン酸無水物（Ｋ値≦６５のみ）
の順に添加された。
［データ］
前記３種類の方法で得られた主生成物の特徴を添付した表に示す。
【００３７】
【表１】
2010511081.tif 000010
【００３８】
Ｋ値が６５であるＰＶＣ−Ｓを有利に製造する方法は、以下の通りである。適当な撹拌器と、圧力下での操作に適している加熱／冷却ジャケットとを備えた反応器に、下記の成分を下記のパーセントと方法で添加する。  
【００３９】
１００％になるよう添加体積を算出した。
１番目）純水                                ５４．８４３％
２番目）第１の初期懸濁剤（４％溶液）          ０．０２０％
３番目）第２の初期懸濁剤（４％溶液）          ０．００２％
４番目）懸濁安定剤（２２％懸濁液）            ０．０９０％
５番目）塩化ビニルモノマー（ＶＣＭ）        ４５．０００％
６番目）過酸化水素（３６％溶液）              ０．０１０％
７番目）水酸化ナトリウム（３０％溶液）        ０．００５％
８番目）エチルクロロホルマート                ０．０１０％
９番目）プロパン酸無水物                      ０．０２０％
ここで、混合物を６０℃に相当する重合温度に達するまで加熱し、反応を継続している間は常に温度を６０℃に保持した。
【００４０】
Ｋ値が７０であるＰＶＣ−Ｓを有利に製造する方法は、以下の通りである。適当な撹拌器と、圧力下での操作に適している加熱／冷却ジャケットとを備えた反応器に、下記の成分を下記のパーセントと方法で添加する。
【００４１】
１００％になるよう添加体積を算出した。
１番目）純水                                ５６．５０４％
２番目）第１の初期懸濁剤（４％溶液）          ０．０２８％
３番目）第２の初期懸濁剤（４％溶液）          ０．００５％
４番目）懸濁安定剤（２２％懸濁液）            ０．１２９％
５番目）塩化ビニルモノマー（ＶＣＭ）        ４３．３１５％
６番目）過酸化水素（３６％溶液）              ０．００４％
７番目）水酸化ナトリウム（３０％溶液）        ０．００３％
８番目）エチルクロロホルマート                ０．０１２％
９番目）プロパン酸無水物                      ０．０００％
ここで、混合物を５４℃に相当する重合温度に達するまで加熱し、反応を継続している間は常に温度を５４℃に保持した。
【００４２】
さらなる利点と新しく独創的な特徴は、以下の通りである。  
【００４３】
反応器での収量を増加させ、有利にするために、重合水自体を添加し終わったときに、５０℃から７５℃の特定の重合温度に達するよう、予め十分に高い温度で重合水を導入する。
【００４４】
この系での反応器の加熱時間が短縮されるので、反応器を室温から重合温度まで上げるのに必要な停止時間が完全に確保され、その結果、反応器自体の製造能力が高まる。
【００４５】
従来の（遅い）触媒と併用する場合はこのような技術により問題は引き起こされないが、高速触媒を用いる場合は、通常、一連の問題が引き起こされる。実際、（一般的には≧９０℃の）高温で高速触媒を水と接触させると、すぐに多くの活性ラジカルが発生し、このラジカルのうち一部は自己消滅し、一部はラジカル自体が再結合し、また一部はガラス状及び／又は低分子量のポリマー粒子を形成する。
【００４６】
そして、予め製造された高速触媒を使用するよりも、「その場で（ｉｎ  ｓｉｔｕ）」形成された触媒を使用することが望ましい場合、上述の問題はさらに深刻化する。なぜなら、温度が高いほど、（一般的に、過酸化物とクロロホルマートといった）触媒の形成に用いられる系の成分は非常に不安定となり、すぐに分解してしまうためである。
【００４７】
その結果、反応が不規則となると共に、ポリマー粒子中でのラジカルの均一な分布が非常に難しくなるため、ポリマー自体の粒度分布と、気孔率と、分子量とが不均一になる。
【００４８】
驚くべきことに、本発明の対象とする処方で高温水の導入技術を用いた場合、上述の問題は全く生じないことが明らかとなった。
【００４９】
ある実験室試験の際、前記の成分を以下に記載する順序で添加する。
・  −１：第１の初期懸濁剤
・  −２：第２の初期懸濁剤
・  −３：安定化系ＲＥＡＰＡＫ
・  −４：塩化ビニルモノマー（ＶＣＭ）
・  −５：高温水
・  −６：「その場での」触媒系の第１成分
・  −７：「その場での」触媒系の第２成分
・  −８：「その場での」触媒系の第３成分
・  −９：「その場での」触媒系の第４成分
この際、
・  ａ）第１の初期懸濁剤は、６６から９５、好ましくは８８の加水分解度を有するポリビニルアルコール類に属するものであり、ＶＣＭの量に対して１００から１０００ｐｐｍ、好ましくは５００ｐｐｍの量で用い、
・  ｂ）第２の初期懸濁剤は、６０から８０、好ましくは７２の加水分解度を有するポリビニルアルコール類に属するものであり、ＶＣＭの量に対して５００から２０００ｐｐｍ、好ましくは１０００ｐｐｍの量で用い、
・  ｃ）安定化系ＲＥＡＰＡＣＫは国際出願ＰＣＴ／ＥＰ２００６／０５０６７９号明細書に記載されており、ＶＣＭの量に対して５００から３０００ｐｐｍ、好ましくは２０００ｐｐｍの量で用い、
・  ｄ）ＶＣＭを水の１／３から１／０．５ｗ／ｗ、好ましくは１／１ｗ／ｗの比率で添加し、
・  ｅ）重合温度を５９℃とするために、前記の水を８５℃から９８℃、好ましくは９５℃で添加し、
・  ｆ）触媒系の第１成分は無水物、好ましくはプロパン酸無水物であり、５００から１５００ｐｐｍ、好ましくは７００ｐｐｍに相当する量で用い、
・  ｇ）触媒系の第２成分は基本的な試薬、好ましくはＮａＯＨであり、水酸化ナトリウムはＶＣＭの量に対して１００から１０００ｐｐｍ、好ましくは２００ｐｐｍに相当する量で用い、
・  ｈ）触媒系の第３成分は過酸化物、好ましくは過酸化水素であり、１００から１０００ｐｐｍ、好ましくは２００ｐｐｍに相当する量で用い、
・  ｉ）触媒系の最終成分はクロロホルマート、好ましくはエチルクロロホルマートであり、２００から１５００ｐｐｍ、好ましくは４００ｐｐｍに相当する量で用い、
・  上述の方法で反応を行うことで、反応を速やかに開始し、反応器を過熱するのに費やされる標準的な時間を完全に確保し、容量が大きな反応器（１００ｍｃ）では、確保する時間は約１．５−２．０時間であると予測できる。
【００５０】
実際、この方法により、前記の時間は温水を添加するのに必要な限られた時間に短縮されるため、水を添加するポンプの能力にのみ依存する。
【００５１】
高温又は低温の添加を伴う前記「その場での」触媒技術は、反応時間の短縮と、高温の添加と、触媒系の費用の削減と、汚れ防止剤の使用の減少から利益が得られるだけでなく、さらに方法の有効性を高めるので、Ｓ−ＰＶＣの品質を向上させ、粒度分布をより均一にし、気孔率をより均一にし、孔の寸法と数をより一定にし、熱的安定性という点において力学的特性を改善する。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
その場での反応触媒の形成を行うための、加圧された撹拌反応器内における、水性懸濁液中でのビニルモノマーの重合による、ポリ塩化ビニルの製造方法であって、
少なくとも１種類のビニルモノマーを含む水溶液を撹拌しながら反応器内に導入し、
ａ）含水アルコール懸濁液中に少なくともマグネシウムとヒドロキシ基とを含む無機鉱物粉末の懸濁安定剤を添加し、
前記懸濁安定剤に、さらに、ヒドロキシ基とアルミニウムを添加し、
ａ）前記マグネシウム及びヒドロキシ基は４−１２重量パーセントであり、
ｂ）前記アルミニウム及びヒドロキシ基は２−８重量パーセントであり、
ｂ）前記反応器内に  
ｂ１）塩基と、  
ｂ２）Ａ２Ｏ２で表され、Ａ＝Ｈ又はＮａである過酸化物と、  
ｂ３）ＣｌＣＯＯＲ１で表されるクロロホルマートと、  
ｂ４）（ＲＣＯ）２Ｏの一般式で表され、ＲがＣ＝１からＣ＝２０のアルキルラジカルである有機酸無水物とを加え、
ｃ）その場での反応触媒の形成を行うために、前記反応器内でのみｂ１），ｂ２），ｂ３），ｂ４）を別々に添加し、前記懸濁安定剤ａ）の添加を制御した条件下で前記触媒を徐々に生成させることを特徴とする、ポリ塩化ビニルの製造方法。
【請求項２】
マグネシウムとヒドロキシ基とを７−８重量パーセントで含むことを特徴とする、請求項１記載のその場での重合を行うための反応懸濁安定剤。
【請求項３】
アルミニウムとヒドロキシ基とを約４重量パーセントで含むことを特徴とする、請求項１記載のその場での重合を行うための反応懸濁安定剤。
【請求項４】
マグネシウムとヒドロキシ基とを７−８重量パーセントで含み、アルミニウムとヒドロキシ基とを約４重量パーセントで含むことを特徴とする、請求項１記載のその場での重合を行うための反応懸濁安定剤。
【請求項５】
亜鉛を含むことを特徴とする、請求項１記載のその場での重合を行うための反応懸濁安定剤。
【請求項６】
請求項１又は５に記載のその場での重合を行うための反応懸濁安定剤であって、
前記懸濁安定剤は、以下の一般式
【化１】
2010511081.tif 000011
を有するハイドロタルサイトを含み、
上記の式において、Ｍ２＋は、Ｍｇ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ，Ｚｎ，Ｃｏ，Ｍｎ及びＮｉからなる群から選択される２価の金属陽イオンを示し、
Ｍ３＋は、Ａｌ，Ｂ，Ｂｉ及びＦｅからなる群から選択される３価の金属陽イオンを示し、
Ａｎ−は、例えば、ＨＣＯ３−，ＯＨ−，Ｆ−，Ｃｌ−，Ｉ−，Ｂｒ−，ＣｌＯ４−，ＣＯ３２−，ＳｉＯ３２−，ＨＰＯ４２−，ＣＨ３ＣＯＯ−，Ｃ６Ｈ５ＣＯＯ−から選択される１価から４価の陰イオンを示し、
ｘとｍは、下記の
０．２＜ｘ≦０．３３
ｍ＞０
の区間の一部をなす数であり、
含水アルコール環境中に懸濁させた状態であることを特徴とする、反応懸濁安定剤。
【請求項７】
前記反応懸濁安定剤がハイドロタルサイト（１）を含み、前記含水アルコール環境が、ハイドロタルサイトに対し１０％から３０％の重量比のポリビニルアルコールを含む含水アルコール溶液であることを特徴とする、請求項１又は６に記載のその場での重合を行うための反応懸濁安定剤。
【請求項８】
前記ハイドロタルサイト（１）が前記溶液の約２０％の重量比であることを特徴とする、請求項１又は６に記載のその場での重合を行うための反応懸濁安定剤。
【請求項９】
前記含水アルコール環境は、約５０％ｐｐ＋−１０％の比を有するポリビニルアルコールを含む含水アルコール溶液であることを特徴とする、請求項１又は６に記載のその場での重合を行うための反応懸濁安定剤。
【請求項１０】
前記無機粉末は、直径５００から１０００オングストロームを有する微粒子で形成されることを特徴とする、請求項１又は６に記載のその場での重合を行うための反応懸濁安定剤。
【請求項１１】
前記無機粉末は、直径７００から８００オングストロームを有する微粒子で形成されることを特徴とする、請求項１又は６に記載のその場での重合を行うための反応懸濁安定剤。
【請求項１２】
前記塩基がＮａＯＨであることを特徴とする、請求項１〜１１のいずれかに記載の懸濁安定化剤を用いた請求項１に記載のその場での重合法。
【請求項１３】
前記塩基がＮａ４ＯＨであることを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載の懸濁安定化剤を用いた請求項１に記載のその場での重合法。
【請求項１４】
前記過酸化物中のＡが水素（Ｈ）であることを特徴とする、請求項１〜１１のいずれかに記載の懸濁安定化剤を用いた請求項１に記載のその場での重合法。
【請求項１５】
前記過酸化物中のＡがナトリウム（Ｎａ）であることを特徴とする、請求項１〜１１のいずれかに記載の懸濁安定化剤を用いた請求項１に記載のその場での重合法。
【請求項１６】
前記クロロホルマート中のＲがメチル−、エチル、イソプロピル−、ｍ−プロピル、・・・、２−エチルヘキシル−であることを特徴とする、請求項１〜１１のいずれかに記載の懸濁安定化剤を用いた請求項１に記載のその場での重合法。
【請求項１７】
前記無水物がプロパン酸無水物であることを特徴とする、請求項１〜１１のいずれかに記載の懸濁安定化剤を用いた請求項１に記載のその場での重合法。
【請求項１８】
前記無水物が無水イソプロピルであることを特徴とする、請求項１〜１１のいずれかに記載の懸濁安定化剤を用いた請求項１に記載のその場での重合法剤。
【請求項１９】
前記ビニルモノマーが、塩化ビニルモノマー（ＶＣＭ）のみか、あるいは塩化ビニルモノマー（ＶＣＭ）と酢酸ビニル（Ｖａｃ）であることを特徴とする、請求項１〜１１のいずれかに記載の懸濁安定化剤を用いた請求項１に記載のその場での重合法。
【請求項２０】
前記ビニルモノマーが、塩化ビニルモノマー（ＶＣＭ）と酢酸ビニル（Ｖａｃ）であることを特徴とする、請求項１〜１１のいずれかに記載の懸濁安定化剤を用いた請求項１に記載のその場での重合法剤。
【請求項２１】
前記反応が４０から７５℃で行われることを特徴とする、請求項１，１２〜２０のいずれかに記載のその場での重合法。
【請求項２２】
請求項１〜１１のいずれかに記載の反応懸濁安定化剤がモノマーに対して０．４から０．８重量％で用いられることを特徴とする、請求項１，１２〜２１のいずれかに記載のその場での重合法。
【請求項２３】
請求項１〜１１のいずれかに記載の反応懸濁安定化剤がモノマーに対して約０．６重量％で用いられることを特徴とする、請求項１，１２〜２２のいずれかに記載のその場での重合法。
【請求項２４】
緩衝剤を使用しないことを特徴とする、請求項１，１２〜２３のいずれかに記載のその場での重合法。
【請求項２５】
請求項１，１２〜２４のいずれかに記載のその場での重合法であって、
適当な撹拌器と、圧力下での操作に適している加熱／冷却ジャケットとを備えた反応器において、下記の成分を下記のパーセントと方法で添加し、
ａ）添加した成分が１００％になるように添加体積を以下のパラメータにしたがって算出し、
１番目）純水                                ５４．８４３％
２番目）第１の初期懸濁剤（４％溶液）          ０．０２０％
３番目）第２の初期懸濁剤（４％溶液）          ０．００２％
４番目）懸濁安定剤（２２％懸濁液）            ０．０９０％
５番目）塩化ビニルモノマー（ＶＣＭ）        ４５．０００％
６番目）過酸化水素（３６％溶液）              ０．０１０％
７番目）水酸化ナトリウム（３０％溶液）        ０．００５％
８番目）エチルクロロホルマート                ０．０１０％
９番目）プロパン酸無水物                      ０．０２０％
ｂ）混合物を６０℃に相当する重合温度に達するまで加熱し、反応を継続している間は常に温度を６０℃に保持することを特徴とする、その場での重合法。
【請求項２６】
請求項１，１２〜２４のいずれかに記載のその場での重合法であって、
適当な撹拌器と、圧力下での操作に適している加熱／冷却ジャケットとを備えた反応器において、以下の成分を下記のパーセントと方法で添加し、
ａ）添加した成分が１００％になるように添加体積を以下のパラメータにしたがって算出し、
１番目）純水                                ５６．５０４％
２番目）第１の初期懸濁剤（４％溶液）          ０．０２８％
３番目）第２の初期懸濁剤（４％溶液）          ０．００５％
４番目）懸濁安定剤（２２％懸濁液）            ０．１２９％
５番目）塩化ビニルモノマー（ＶＣＭ）        ４３．３１５％
６番目）過酸化水素（３６％溶液）              ０．００４％
７番目）水酸化ナトリウム（３０％溶液）        ０．００３％
８番目）エチルクロロホルマート                ０．０１２％
９番目）プロパン酸無水物                      ０．０００％
ｂ）混合物を６０℃に相当する重合温度に達するまで加熱し、反応を継続している間は常に温度を６０℃に保持することを特徴とする、その場での重合法。
【請求項２７】
前記環境を約１０％含むことを特徴とする、請求項２５又は２６に記載の重合法。
【請求項２８】
前記重合法において、前記重合水自体を添加し終わったときに、約５０℃から７５℃の特定の重合温度に達するように、十分高い温度で前記重合水を導入することを特徴とする、請求項１，１２〜２７のいずれかに記載の重合法。
【請求項２９】
ａ）前記第１の初期懸濁剤が、６６から９５、好ましくは８８の加水分解度を有するポリビニルアルコール類に属し、ＶＣＭの量に対して１００から１０００ｐｐｍ、好ましくは５００ｐｐｍに相当する量で用いられ、
ｂ）前記第２の初期懸濁剤が、６０から８０、好ましくは７２の加水分解度を有するポリビニルアルコール類に属するものであり、ＶＣＭの量に対して５００から２０００ｐｐｍ、好ましくは１０００ｐｐｍに相当する量で用いられ、
ｃ）前記懸濁安定剤が、ＶＣＭの量に対して５００から３０００ｐｐｍ、好ましくは２０００ｐｐｍに相当する量で用いられ、
ｄ）前記ＶＣＭ（塩化ビニルモノマー）が、水に対して１／３から１／０．５ｗ／ｗ、好ましくは１／１ｗ／ｗの比率で添加され、
ｅ）前記重合温度を約５９℃とし、前記水を８５℃から９８℃、好ましくは９５℃で添加し、
ｆ）前記触媒系の第１成分が無水物、好ましくはプロパン酸無水物であり、５００から１５００ｐｐｍ、好ましくは７００ｐｐｍに相当する量で用いられ、
ｇ）前記触媒系の第２成分が基本的な試薬、好ましくはＮａＯＨであり、水酸化ナトリウムはＶＣＭの量に対して１００から１０００ｐｐｍ、好ましくは２００ｐｐｍに相当する量で用いられ、
ｈ）前記触媒系の第３成分が過酸化物、好ましくは過酸化水素であり、１００から１０００ｐｐｍ、好ましくは２００ｐｐｍに相当する量で用いられ、
ｉ）前記触媒系の最終成分がクロロホルマート、好ましくはエチルクロロホルマートであり、２００から１５００ｐｐｍ、好ましくは４００ｐｐｍに相当する量で用いられることを特徴とする、請求項１〜２８のいずれかに記載の重合法。
【請求項３０】
少なくともマグネシウムとヒドロキシ基とを含むことを特徴とする、請求項１〜１１のいずれかに記載の懸濁安定剤を用いて、請求項１、１２〜２９のいずれかに記載のその場での重合法により得られるポリ塩化ビニル。
【請求項３１】
少なくともアルミニウムとヒドロキシ基とを含むことを特徴とする、請求項１〜１１のいずれかに記載の懸濁安定剤を用いて、請求項１、１２〜２９のいずれかに記載のその場での重合法により得られるポリ塩化ビニル。
【請求項３２】
少なくともマグネシウムと、アルミニウムと、ヒドロキシ基とを含むことを特徴とする、請求項１〜１１のいずれかに記載の物質を用いて、請求項１、１２〜２９のいずれかに記載のその場での重合法により得られることを特徴とするポリ塩化ビニル。
【国際調査報告】
2010511081.tif 000012
2010511081.tif 000013
2010511081.tif 000014