JP2000273110A

JP2000273110A - 水溶性重合体製造用光開始剤、水溶性重合体の製造方法およびこの方法により製造された高分子凝集剤

Info

Publication number: JP2000273110A
Application number: JP11084952A
Authority: JP
Inventors: Kenji Ito; 賢司伊藤; Yoshio Mori; 嘉男森; Kunihiko Mizutani; 邦彦水谷
Original assignee: Toagosei Co Ltd
Current assignee: Toagosei Co Ltd
Priority date: 1999-03-26
Filing date: 1999-03-26
Publication date: 2000-10-03

Abstract

(57)【要約】【課題】分子量が高くかつ水溶解性のよい重合体を与
える水溶性重合体製造用光開始剤、この光開始剤を用い
た水溶性重合体の製造方法、およびこの方法により製造
された高分子凝集剤を提供する。【解決手段】本発明の光開始剤は、分子中にシクロア
ルカノール構造を有することを特徴とし、特に好ましい
例は１−ベンゾイル−１−ヒドロキシシクロヘキサンで
ある。本発明の製造方法は、この光開始剤とビニル系単
量体とを含む水溶液に光照射することを特徴とする。上
記ビニル系単量体としては、アクリルアミドからなるも
の、またはアクリルアミドとジアルキルアミノアルキル
（メタ）アクリレートの３級塩および／または４級塩の
単量体混合物が好ましい。この方法で製造された水溶性
重合体は、高分子量でかつ不溶解分が少ないため、高分
子凝集剤として好適である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、水溶性重合体製造
用光開始剤、この光開始剤を用いた水溶性重合体の製造
方法、およびこの方法により製造された水溶性重合体に
関する。本発明の光開始剤によると、高分子量でかつ溶
解性の良好な、特に高分子凝集剤の用途に好適な水溶性
重合体を得ることができる。

【０００２】

【従来の技術】高分子凝集剤は、廃水などの液体中の懸
濁物質を凝集させて沈降させるなどの目的で使用される
ものであって、無機系凝集剤の他、非イオン性、カチオ
ン性、アニオン性の有機高分子凝集剤（以下、単に「高
分子凝集剤」という。）等が用いられている。この高分
子凝集剤の製造方法は、重合方式の違いから、レドッ
クス系開始剤または光開始剤を用いた水溶液重合法と、
逆相懸濁重合、逆相乳化重合などの異相系重合法、の
二つに大きく分類される。このうち、有機溶剤を使用し
ないこと、重合操作が簡便であることなどの理由から、
の水溶液重合法が一般的である。この高分子凝集剤と
しては、凝集性能に優れる、処理時において配管やポン
プへの負担が少ないなどの理由から、分子量が高くかつ
水に対する溶解性の良好な（不溶解分の少ない）水溶性
重合体が望まれる。また、このように水溶性が良く高分
子量の重合体は、凝集剤用途以外に、抄紙用薬剤、増粘
剤などの分野においても非常に有用である。

【０００３】重合体の不溶解分を少なくするためには、
重合中の架橋反応を抑えることが好ましい。その方法と
して、例えば特公平４−１０８８１号公報および同１０
８８２号公報には、重合系が自由に流動しなくなった時
点でこの重合系の表面をパラフィン類、アルキレンオキ
サイド化合物などにより被覆したのち重合を継続させる
ことを特徴とする水溶性重合体の製法が開示されてい
る。また、特開平６−３２２０１０号公報には、単量体
水溶液を特定の条件で調製することにより単量体水溶液
の安定性を向上させ、これにより水溶性のよい水溶性重
合体を得る両性水溶性高分子化合物の製造方法が開示さ
れている。しかし、これらの方法によると水溶性重合体
の製造工程が複雑になるという問題がある。

【０００４】また、特公昭５５−１１６８４号公報に
は、水溶性高分子を紫外線開始重合させるに当たって次
亜リン酸塩を添加することを特徴とするカチオン性重合
体の製造方法が開示されている。さらに、特開平１０−
２３１３０８号公報には、特定の光開始剤を使用するこ
とを特徴とする水溶性重合体の製造方法が開示されてい
る。しかし、これらの方法によっても、高分子量と低不
溶解分との十分な両立は困難である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、高分
子量でかつ水に対する溶解性の良好な水溶性重合体を与
える光開始剤、この光開始剤を用いた水溶性重合体の製
造方法、およびこの方法により製造された高分子凝集剤
を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、分子中に
特定の構造を有する光開始剤を用いることにより、光ラ
ジカル重合中における架橋反応が抑制されて、高分子量
でありながら不溶解分の少ない、高分子凝集剤の用途に
特に好適な水溶性重合体が得られることを見出した。

【０００７】すなわち、本発明における第１発明の水溶
性重合体製造用光開始剤は、ビニル系単量体を光ラジカ
ル重合させて水溶性重合体を製造するための光開始剤で
あって、分子中にシクロアルカノール構造を有する化合
物からなることを特徴とする。

【０００８】上記光開始剤は、第２発明のように、下記
構造式（１）で表される化合物であることが好ましい。

【０００９】

【化３】

【００１０】［ただし、上記式（１）において、ＸはＡ
ｒ−Ｃ（＝Ｏ）−またはＣｙ−Ｎ＝Ｎ−であって、Ａｒ
はフェニル基または−Ｃｌ、−Ｂｒ、−ＯＨ、−Ａｌｋ
もしくは−ＯＡｌｋ（ここで、Ａｌｋは炭素原子数１〜
６のアルキル基を示す）の一種または二種以上で置換さ
れたフェニル基であり、Ｃｙは下記式（２）に示す構造
式で表される基であり、ＹおよびＺは−ＯＨ、−Ｎ（Ａ
ｌｋ）₂、−ＯＡｌｋ、−Ｏ−Ｓｉ（Ａｌｋ）₃または−
ＣＮであり、Ｒ¹およびＲ³は−Ｈ、−ＯＨ、または炭素
原子数１〜６のアルキル基であり、Ｒ²およびＲ⁴は−Ｈ
または炭素原子数１〜６のアルキル基であり、Ｙが−Ｏ
Ｈであるときａは０〜１１の整数で、ｂは１〜１１の整
数であり、Ｙが−ＯＨではないときａおよびｂは１〜１
１の整数であり、かつ、ａ＋ｂは２〜１１の整数であ
り、Ｚが−ＯＨであるときｃは０〜１１の整数で、ｄは
１〜１１の整数であり、Ｚが−ＯＨではないときｃおよ
びｄは１〜１１の整数であり、かつ、ｃ＋ｄは２〜１１
の整数である。

【００１１】

【化４】］

【００１２】上記光開始剤として特に好ましい化合物
は、第３発明のように、上記構造式（１）で表される化
合物において、ＸがＡｒ−Ｃ（=Ｏ）、Ｙが−ＯＨ、ａ
が０、ｂが４又は５、Ｒ¹およびＲ²が−Ｈである化合物
である。

【００１３】また、本発明における第４発明の水溶性重
合体の製造方法は、第１、第２または第３発明の光開始
剤と、ビニル系単量体と、を含む水溶液に光照射するこ
とを特徴とする。

【００１４】本発明の製造方法は、第５発明のように、
上記ビニル系単量体が、アクリルアミドからなる場合、
もしくは、第６発明のように、上記ビニル系単量体が、
アクリルアミドとジアルキルアミノアルキル（メタ）ア
クリレートの３級塩および／または４級塩からなる単量
体混合物である場合に特に有用である。

【００１５】そして、本発明の水溶性重合体は、第４、
第５または第６発明の方法により製造されたものであ
る。この水溶性重合体は、高分子凝集剤として特に好適
である。尚、本明細書においては、アクリルアミドまた
はメタクリルアミドを（メタ）アクリルアミドと表し、
アクリル酸またはメタクリル酸を（メタ）アクリル酸と
表し、アクリレートまたはメタクリレートを（メタ）ア
クリレートと表す。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。（１）光開始剤本発明の水溶性重合体製造用光開始剤は、分子中にシク
ロアルカノール構造を有することを特徴とする。このシ
クロアルカノール構造の環を構成する炭素原子のうち少
なくとも一つは、水酸基および水素原子と結合している
か、あるいは水酸基および光照射によりこの炭素原子と
の間でラジカル開裂する基と結合していることが好まし
い。この構造を有しかつ光開始剤として機能する化合物
であれば他の部分の構造は問わないが、上記構造式
（１）で表される化合物であることが好ましい。

【００１７】上記式（１）におけるＸは、Ａｒ−Ｃ（＝
Ｏ）−、またはＣｙ−Ｎ＝Ｎ−であり、Ａｒ−Ｃ（＝
Ｏ）−であることが好ましい。このＡｒは、フェニル基
または−Ｃｌ、−Ｂｒ、−ＯＨ、−Ａｌｋもしくは−Ｏ
Ａｌｋ［ここで、Ａｌｋは炭素原子数１〜６（より好ま
しくは１〜４）のアルキル基を示す］の一種または二種
以上で置換されたフェニル基であって、この置換基の数
は１〜３が好ましい。好ましいＡｒは、フェニル基であ
るか、または、−Ａｌｋもしくは−ＯＡｌｋの一種また
は二種以上で１〜２置換されたフェニル基である。ま
た、Ｙは−ＯＨ、−Ｎ（Ａｌｋ）₂、−ＯＡｌｋ、−Ｏ
−Ｓｉ（Ａｌｋ）₃または−ＣＮであって、−ＯＨであ
ることが最も好ましい。

【００１８】Ｒ¹は−Ｈ、−ＯＨ、または炭素原子数１
〜６（より好ましくは１〜４）のアルキル基であり、Ｒ
²は−Ｈまたは炭素原子数１〜６（より好ましくは１〜
４）のアルキル基である。また、ａ＋ｂは２〜１１の整
数（より好ましくは４〜６の整数、特に好ましくは５）
である。Ｙが−ＯＨである場合、ａは０〜１１の整数
（より好ましくは０〜２の整数、特に好ましくは０）で
あり、ｂは１〜１１の整数であり、好ましいｂの値は４
〜６の整数（特に好ましくは５）である。一方、Ｙが−
ＯＨではない場合、ａは１〜１１の整数（より好ましく
は１〜３の整数、特に好ましくは１）であり、ｂは１〜
１１の整数であり、好ましいｂの値は３〜５の整数（特
に好ましくは４）である。なお、Ｒ¹とＲ²とは同じ基で
あってもよく異なる基であってもよい。また、ｂが２以
上である場合、一分子中に含まれる複数のＲ¹は全て同
じ基であっても互いに異なる基であってもよく、Ｒ²に
ついても同様である。

【００１９】上記式（１）の説明において、炭素数１〜
６のアルキル基としては、例えばメチル基、エチル基、
ｎ−およびｉ−プロピル基、ｎ−、ｉ−またはｔｅｒｔ
−ブチル基が挙げられる。また、ＸにおけるＣｙは、上
記式（２）に示す構造式で表される基であって、この式
中において、Ｚ、Ｒ³、Ｒ⁴、ｃおよびｄは、それぞれ式
（１）におけるＹ、Ｒ¹、Ｒ²、ａおよびｂと同様の意味
を表す。

【００２０】式（１）の化合物としては、ＸがＡｒ−Ｃ
（=Ｏ）、Ｙが−ＯＨ、ａが０、ｂが４又は５、Ｒ¹およ
びＲ²が−Ｈである化合物、即ち、１−アリールカルボ
ニル−１−ヒドロキシシクロアルカンが好ましい。該化
合物の具体例としては、１−ベンゾイル−１−ヒドロキ
シシクロヘキサン、１−ベンゾイル−１−ヒドロキシシ
クロペンタン、１−（４−メチルベンゾイル）−１−ヒ
ドロキシシクロヘキサン、１−（３、４−ジメチルベン
ゾイル）−１−ヒドロキシシクロヘキサン、１−（２、
４−ジメチルベンゾイル）−１−ヒドロキシシクロヘキ
サン、１−（２、５−ジメチルベンゾイル）−１−ヒド
ロキシシクロヘキサン、１−（４−エチルベンゾイル）
−１−ヒドロキシシクロヘキサン、１−（４−イソプロ
ピルベンゾイル）−１−ヒドロキシシクロヘキサン、１
−（４−イソブチルベンゾイル）−１−ヒドロキシシク
ロヘキサンおよび１−（４−メトキシベンゾイル）−１
−ヒドロキシシクロヘキサン等が挙げられ、これらの中
でも１−ベンゾイル−１−ヒドロキシシクロヘキサンが
好ましい。

【００２１】（２）ビニル系単量体の種類および組成比本発明に用いるビニル系単量体（以下、単に「単量体」
ということもある。）としては、水溶性の単量体が好ま
しく、例えば（メタ）アクリルアミド；（メタ）アクリ
ル酸およびこれらの酸のナトリウム塩等のアルカリ金属
塩またはアンモニウム塩、アクリルアミド−２−メチル
プロパンスルホン酸等のアクリルアミドアルカンスルホ
ン酸およびそのアルカリ金属塩またはアンモニウム塩；
ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレート等のジアル
キルアミノアルキル（メタ）アクリレート、これらの塩
酸塩および硫酸塩等の３級塩または４級塩；Ｎ，Ｎ’−
ジアルキルアミノアルキル（メタ）アクリルアミドおよ
びこれらの塩酸塩および硫酸塩等の３級塩または４級
塩；ジメチルジアリルアンモニウムクロライド等のジア
ルキルジアリルアンモニウム塩などが挙げられる。ま
た、得られる重合体の水溶性を損なわない範囲で、水溶
性単量体に、アクリロニトリル、アクリルアミドのＮ置
換誘導体、スチレンなどの非水溶性単量体を併用しても
よい。これらの単量体は、一種単独で用いてもよく、二
種以上を混合して用いてもよい。

【００２２】本発明における単量体としては、請求項５
に記載のように、アクリルアミドからなることが好まし
い。この場合、アクリルアミドのみからなるか、あるい
はアクリルアミド１０モル％以上（より好ましくは１５
モル％以上）およびこれと共重合可能な他のビニル系単
量体からなる混合物が好ましい。この場合の他のビニル
系単量体としては、ジアルキルアミノアルキル（メタ）
アクリレートの３級塩および／または４級塩が好まし
い。また、ジアルキルアミノアルキル（メタ）アクリレ
ートの３級塩および／または４級塩から選択された一種
または二種以上を（好ましくは５モル％以上、より好ま
しくは１０モル％以上）含有するカチオン系単量体混合
物も、本発明にとり好ましいビニル系単量体である。

【００２３】（３）水溶性重合体の製造方法これらの単量体と、本発明の光開始剤の一種または二種
以上を含む水溶液に光照射して重合させることにより、
高分子量でありながら不溶解分の極めて少ない水溶性重
合体を得ることができる。この水溶液重合において、単
量体水溶液中の単量体濃度は通常２０〜９０重量％の範
囲とすることが好ましく、２５〜８０重量％の範囲とす
ることがさらに好ましい。単量体濃度が９０重量％を超
えると、重合熱の除去が困難となり、重合反応を制御し
難くなるので好ましくない。一方、単量体濃度が２０重
量％未満では、生産性および粉末状製品とする場合の乾
燥効率が低くなる。反応はバッチ式で行うことも連続式
で行うこともできる。

【００２４】また、光開始剤の濃度は、得ようとする水
溶性重合体の分子量や組成などを考慮して決定される
が、通常は単量体に対して重量基準で１〜１，０００ｐ
ｐｍ（より好ましくは２〜５００ｐｐｍ、さらに好まし
くは３〜２００ｐｐｍ）とすることが好ましい。光照射
の強度は、開始剤濃度、得ようとする水溶性重合体の分
子量、重合時間などを考慮して決定されるが、通常は
０．５〜１，０００Ｗ／ｍ²の範囲であり、５〜４００
Ｗ／ｍ²の範囲であることが好ましい。この照射強度
は、重合中一定としてもよく、重合途中で変化させても
よい。光源としては、蛍光ケミカルランプ、蛍光青色ラ
ンプ、メタルハライドランプ、高圧水銀ランプ、低圧水
銀ランプなどを使用することができ、これらの光源から
得られる紫外線および可視光線を利用すればよい。反応
をバッチ式で行う場合、光照射時間（重合時間）は、通
常０．５〜３６０分間、好ましくは３〜３００分間、さ
らに好ましくは５〜２４０分間である。また、反応を連
続式で行う場合、滞留時間は、通常、０．５〜３６０
分、好ましくは３〜３００分、さらに好ましくは５〜２
４０分である。

【００２５】重合開始時における反応系の好ましい温度
は４０℃以下であり、２５℃以下とすることが好まし
く、１０℃以下とすることがさらに好ましい。重合開始
温度が４０℃を超えると、枝分かれ反応の頻度が増加し
て不溶解分が増加したり、あるいは平均分子量が低下し
たりする場合がある。重合開始温度の下限は特に限定さ
れないが、操作性およびエネルギー効率の点から−１０
℃以上であることが好ましい。また、重合中における系
内の到達最高温度は１００℃未満とすることが好まし
く、９５℃未満とすることがより好ましい。得られた重
合体の乾燥、粉砕などの工程については、常法にしたが
って行えばよい。

【００２６】本発明の光開始剤を用いて得られる水溶性
重合体は、その分子量が、４重量％塩化ナトリウム水溶
液中の０．５重量％濃度の２５℃における粘度（Ｂ型粘
度計により測定。以下、「０．５％塩粘度」ともい
う。）として１０ｍＰａ・Ｓ以上であることが好まし
く、３０ｍＰａ・Ｓであることがより好ましい。このよ
うな高分子量の水溶性重合体は、高分子凝集剤に使用し
た場合、泥水に対して少量の添加で優れた凝集性能を発
揮することができる。０．５％塩粘度の上限は特に限定
されないが、通常は２００ｍＰａ・ｓ以下である。ま
た、本発明の光開始剤を用いて得られる水溶性重合体
は、重合体サンプルをイオン交換水に溶解して０．１重
量％濃度の重合体溶液を４００ｍｌ作製し、この溶液全
量を８３メッシュの篩で濾過した場合において、篩上に
残った不溶解分の容量が溶液全量に対して５容量％以下
であることが好ましく、１容量％以下であることがより
好ましく、不溶解分のないことが最も好ましい。本発明
によれば、上記のような高分子量であっても、不溶解分
がほとんど生成せず、単量体のロスのない経済的なもの
となり、かつ不溶解分がパイプ等に目詰まりすることが
ないため、重合時に安定な操業が可能となる。

【００２７】なお、本発明の製造方法においては、本発
明の光開始剤と、シクロアルカノール構造をもたない通
常の開始剤、たとえばベンゾフェノン、ベンゾイン、ベ
ンゾインアルキルエーテル、アセトフェノン系、アシル
ホスフィンオキサイド系などの光開始剤、トリエタノー
ルアミン、メチルジエタノールアミンなどのアミン系な
どの光増感剤、アゾ化合物、過硫酸塩、過酸化物などの
熱重合開始剤またはレドックス系開始剤とを併用しても
よい。この場合、開始剤全体に占める本発明の光開始剤
の割合は１０重量％以上（より好ましくは３０重量％以
上）とすることが好ましい。

【００２８】本発明により得られる水溶性重合体は、種
々の用途に使用可能であり、具体的には高分子凝集剤、
抄紙用薬剤および増粘剤等が挙げられ、特に、高分子凝
集剤として好適に使用できる。

【００２９】（４）作用本発明の光開始剤を用いることにより、高分子量であり
ながら不溶解分を含まない水溶性重合体が得られる理由
は必ずしも明らかではないが、以下のように推察され
る。すなわち、光開裂により生じたシクロアルカノール
ラジカルは単量体と反応して重合を開始するが、一部、
このシクロアルカノールラジカル中の水酸基がケトン化
して水素ラジカルを発生し、生成した重合体のα位水素
引き抜き反応をこの水素ラジカルが抑制することにより
架橋反応が未然に防止されるのではないかと考えられ
る。

【００３０】

【実施例】以下、実施例により本発明を更に具体的に説
明する。（実施例１）アクリルアミド７０モル％、ジメチルアミ
ノエチルアクリレートのメチルクロライドによる四級化
塩（以下、「ＤＡＣ」という。）３０モル％の単量体混
合物に、全重量５００ｇ、単量体濃度３５重量％となる
ように蒸留水を加えた。これを内径１４６ｍｍの円筒型
ガラス容器（反応器）に仕込み、ｐＨを４．０に調製し
た後、水溶液の温度を１５℃に保ちながら３０分間窒素
バブリングして単量体水溶液を得た。このとき液深は３
０ｍｍであった。次いで、この単量体水溶液に、光開始
剤としての１−ベンゾイル−１−ヒドロキシシクロヘキ
サン（開始剤Ａ）を、単量体純分に対して重量基準で４
０ｐｐｍ（２．１１ｍｍｏｌ％）添加し、さらに２分間
窒素バブリングした。その後、反応器の上方から、１０
０Ｗブラックライト（株式会社東芝製、商品名「Ｈ１０
０ＢＬ」）を用いて、１．７ｍＷ／ｃｍ²の照射強度で
２０分間照射し、続いて５．０ｍＷ／ｃｍ²の照射強度
で１０分間照射して含水ゲル状の重合物を得た。この含
水ゲルを一片３ｍｍ程度の塊に細断し、次いで熱風乾燥
機にて８０℃で５時間乾燥した後、粉砕機で粉砕して粉
末状の重合体を得た。得られた重合体を、下水汚泥に適
用したところ、良好なフロックを形成し、またフロック
形成後の汚泥は濾過性に優れ、濾過後の濾物を脱水して
得られるケーキは、含水率の低いものであった。

【００３１】（実施例２、３）光開始剤としての１−ベ
ンゾイル−１−ヒドロキシシクロヘキサンの添加量をそ
れぞれ５０ｐｐｍ（２．６４ｍｍｏｌ）および６０ｐｐ
ｍ（３．１７ｍｍｏｌ）とした点以外は、実施例１と同
様にして粉末状の重合体を得た。得られた重合体を、下
水汚泥に適用したところ、良好なフロックを形成し、ま
たフロック形成後の汚泥は濾過性に優れ、濾過後の濾物
を脱水して得られるケーキは、含水率の低いものであっ
た。

【００３２】（比較例１〜５）光開始剤として、１−ベ
ンゾイル−１−ヒドロキシシクロヘキサンの代わりに表
１に示す各化合物を用いた。光開始剤の使用量は、いず
れも単量体純分に対して２．６４ｍｍｏｌ％となる量と
した。その他の点については実施例１と同様にして粉末
状の重合体を得た。

【００３３】（比較例６〜１０）光開始剤として、１−
ベンゾイル−１−ヒドロキシシクロヘキサンの代わりに
表１に示す各化合物を用いた。光開始剤の使用量は表１
に示す値とした。その他の点については実施例１と同様
にして粉末状の重合体を得た。

【００３４】

【表１】

【００３５】なお、表１における光開始剤Ａ〜Ｅはそれ
ぞれ以下の化合物である。

【００３６】開始剤Ａ：１−ベンゾイル−１−ヒドロキ
シシクロヘキサン

【化５】

【００３７】開始剤Ｂ：２−ヒドロキシ−２−メチル−
１−フェニルプロパン−１−オン

【化６】

【００３８】開始剤Ｃ：１−［４−（２−ヒドロキシエ
トキシ）フェニル］−２−ヒドロキシ−２−メチル−１
−プロパン−１−オン

【化７】

【００３９】開始剤Ｄ：２，２−ジメトキシ−１，２−
ジフェニルエタン−１−オン

【化８】

【００４０】開始剤Ｅ：ベンゾインエチルエーテル

【化９】

【００４１】開始剤Ｆ：２，４，６−トリメチルベンゾ
イル−ジフェニルホスフィンオキサイド

【化１０】

【００４２】実施例１〜３および比較例１〜１０で得ら
れた重合体につき、以下の物性を測定した。その結果を
表１に併せて示す。［０．５％塩粘度］各重合体を４重量％塩化ナトリウム
水溶液に溶解して０．５重量％濃度の重合体溶液を作製
し、Ｂ型粘度計にて２５℃、６０ｒｐｍの条件で５分後
の粘度を測定した。［不溶解分］各重合体をイオン交換水に溶解して０．１
重量％濃度の重合体溶液を４００ｍｌ作製し、この溶液
全量を直径２０ｃｍ、８３メッシュの篩で濾過した後、
篩上に残った不溶解物を集めてその容量を測定した。

【００４３】表１の結果から判るように、本発明の光開
始剤に該当する開始剤Ａを用いた実施例１〜３の重合体
は、いずれも０．５％塩粘度が８０ｍＰａ・Ｓ以上と高
分子量であり、かつ不溶解分を全く含まない水溶性重合
体であった。これに対して、開始剤Ａのシクロヘキサノ
ール構造部分が直鎖（非環状）２級アルコールに代わっ
た開始剤ＢおよびＣを用いた比較例１および２では、開
始剤の使用量を実施例２と同量（モル数基準で）とした
場合には重合体に含まれる不溶解分が２００ｍｌ以上と
著しく多く、しかも０．５％塩粘度は実施例１〜３に比
べて明らかに低かった。そして、この不溶解分を低減す
るために添加量を増した比較例６および７においても、
実施例１〜３のように不溶解分を全くなくすことはでき
なかった。

【００４４】また、従来の一般的な光開始剤である開始
剤ＤおよびＥを用いた比較例３、４、８、９により得ら
れた重合体も、０．５％塩粘度および不溶解分量のいず
れにおいても実施例１〜３に劣り、開始剤の使用量を増
減してもこれらの性能を両立させることはできなかっ
た。そして、特開平１０−２３１３０８号公報に記載の
アシルホスフィンオキサイド化合物の一種である開始剤
Ｆを実施例２と同量（モル数基準で）用いた比較例５で
は、不溶解分はないものの０．５％塩粘度が著しく低か
った。比較例１０のように開始剤の使用量を減らす（４
０ｐｐｍ）と、０．５％塩粘度はやや上昇するものの実
施例１〜３に比べれば明らかに低く、しかも不溶解分が
発生した。なお、開始剤の使用量を４０ｐｐｍ未満とし
た場合には、上記重合条件では重合が進行しなかった。

【００４５】なお、本発明においては、前記具体的実施
例に示すものに限られず、目的、用途に応じて本発明の
範囲内で種々変更した実施例とすることができる。

【００４６】

【発明の効果】本発明の水溶性重合体製造用光開始剤
は、光ラジカル重合中における架橋反応を抑制する効果
を有する。したがって、この光開始剤を用いた本発明の
製造方法によれば、高分子量でありながら不溶解分の少
ない、特に高分子凝集剤の用途に好適な水溶性重合体を
得ることができる。本発明の方法により製造された水溶
性重合体を用いた高分子凝集剤は、高分子量でありかつ
不溶解分が少ないことから優れた凝集性能を示す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者水谷邦彦愛知県名古屋市港区船見町１番地の１東亞合成株式会社名古屋総合研究所内Ｆターム(参考） 4H050 AA03 AB81 4J011 QA01 QA03 QA06 SA02 SA16 SA36 SA38 UA01 WA10

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ビニル系単量体を光ラジカル重合させて
水溶性重合体を製造するための光開始剤であって、分子
中にシクロアルカノール構造を有する化合物からなるこ
とを特徴とする水溶性重合体製造用光開始剤。
【請求項２】分子内にシクロアルカノール構造を有す
る化合物が下記構造式（１）で表される化合物である請
求項１記載の水溶性重合体製造用光開始剤。【化１】［ただし、上記式（１）において、ＸはＡｒ−Ｃ（＝Ｏ）−またはＣｙ−Ｎ＝Ｎ−であっ
て、Ａｒはフェニル基または−Ｃｌ、−Ｂｒ、−ＯＨ、
−Ａｌｋもしくは−ＯＡｌｋ（ここで、Ａｌｋは炭素原
子数１〜６のアルキル基を示す）の一種または二種以上
で置換されたフェニル基であり、Ｃｙは下記式（２）に
示す構造式で表される基であり、ＹおよびＺは−ＯＨ、−Ｎ（Ａｌｋ）₂、−ＯＡｌｋ、
−Ｏ−Ｓｉ（Ａｌｋ）₃または−ＣＮであり、Ｒ¹およびＲ³は−Ｈ、−ＯＨ、または炭素原子数１〜６
のアルキル基であり、Ｒ²およびＲ⁴は−Ｈまたは炭素原子数１〜６のアルキル
基であり、Ｙが−ＯＨであるときａは０〜１１の整数で、ｂは１〜
１１の整数であり、Ｙが−ＯＨではないときａおよびｂ
は１〜１１の整数であり、かつ、ａ＋ｂは２〜１１の整
数であり、Ｚが−ＯＨであるときｃは０〜１１の整数
で、ｄは１〜１１の整数であり、Ｚが−ＯＨではないと
きｃおよびｄは１〜１１の整数であり、かつ、ｃ＋ｄは
２〜１１の整数である。【化２】］
【請求項３】上記構造式（１）で表される化合物にお
いて、ＸがＡｒ−Ｃ（=Ｏ）、Ｙが−ＯＨ、ａが０、ｂ
が４又は５、Ｒ¹およびＲ²が−Ｈである化合物である請
求項２記載の水溶性重合体製造用光開始剤。
【請求項４】請求項１、２または３に記載の光開始剤
とビニル系単量体とを含む水溶液に光照射することを特
徴とする水溶性重合体の製造方法。
【請求項５】上記ビニル系単量体が、アクリルアミド
からなる請求項４記載の水溶性重合体の製造方法。
【請求項６】上記ビニル系単量体が、アクリルアミド
とジアルキルアミノアルキル（メタ）アクリレートの３
級塩および／または４級塩からなる単量体混合物である
請求項５記載の水溶性重合体の製造方法。
【請求項７】請求項４、５または６記載の方法により
製造された水溶性重合体からなることを特徴とする高分
子凝集剤。