ES2999345T3 - Method for producing polyvinyl alcohol resin - Google Patents

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ES2999345T3 ES19856547T ES19856547T ES2999345T3 ES 2999345 T3 ES2999345 T3 ES 2999345T3 ES 19856547 T ES19856547 T ES 19856547T ES 19856547 T ES19856547 T ES 19856547T ES 2999345 T3 ES2999345 T3 ES 2999345T3
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Yuji Okamoto
Yoshimi Umemura
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Abstract

La presente invención proporciona un método para producir una resina de alcohol polivinílico que tiene un contenido orgánico volátil reducido, al mismo tiempo que se suprime la fusión de resinas. Un método para producir una resina de alcohol polivinílico, que comprende una etapa de limpieza para limpiar un alcohol polivinílico que se obtiene saponificando un éster de polivinilo con un líquido de limpieza que contiene 50-98 partes en masa de acetato de metilo, 1-49 partes en masa de metanol y 1-10 partes en masa de agua con respecto a 100 partes en masa del total de acetato de metilo, metanol y agua. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Método para producir resina de alcohol polivinílico
Campo técnico
La presente invención se refiere a un método de producción de una resina de alcohol polivinílico y una resina de alcohol polivinílico.
Discusión de los antecedentes
Las resinas de alcohol polivinílico son polímeros solubles en agua que tienen un grupo hidroxilo, y se usaron originalmente principalmente como materia prima para el vinylon de fibra sintética. En los últimos años, las resinas de alcohol polivinílico también se han usado en emulsiones, dispersantes de emulsificación, papel, materiales de película y agentes espesantes.
Las resinas de alcohol polivinílico se pueden producir, por ejemplo, polimerizando un éster vinílico para dar un éster polivinílico, y saponificando después el éster polivinílico. Sin embargo, incluso después del secado, los compuestos volátiles orgánicos tales como metanol y acetato de metilo, que se usan como disolvente o se generan como impurezas, están contenidos en la resina de alcohol polivinílico en una cantidad de aproximadamente un pequeño porcentaje. Para reducir dichos compuestos volátiles orgánicos, se han realizado diversos esfuerzos tales como secado controlado por humedad, lavado y similares (véanse los documentos de patente 1 y 2).
Documentos de la técnica anterior
Documentos de patente
Documento de patente 1: Solicitud de patente japonesa no examinada, publicación núm. H9-302024 Documento de patente 2: Solicitud de patente japonesa no examinada, publicación núm. 2011-178964Compendio de la invención
Problemas a resolver por la invención
Por ejemplo, en una técnica de secado controlado por humedad para una resina de alcohol polivinílico descrita en el documento de patente 1, hay casos en donde un efecto de reducción de los compuestos volátiles orgánicos es insuficiente debido a que el vapor alcanza solo una porción de superficie de la resina de alcohol polivinílico. Además, en el método descrito por el documento de patente 1, hay casos en donde aumenta la cantidad de vapor soplado, dando como resultado el bloqueo de la resina debido a la fusión a sí misma.
Además, en el lavado con un líquido de lavado descrito en el documento de patente 2, debido a un alto contenido de metanol, la resina de alcohol polivinílico es propensa a fusionarse cuando aumenta el contenido de humedad del líquido de lavado; por lo tanto, hay casos en donde se observa que la resina de alcohol polivinílico se adhiere a una secadora, casos en donde se generan agregados de la resina de alcohol polivinílico, y similares.
La presente invención se realizó en vista de las circunstancias anteriores, y un objeto de la invención es proporcionar: un método de producción de una resina de alcohol polivinílico que permita reducir fácilmente el contenido de compuestos volátiles orgánicos mientras se inhibe la fusión de la resina a sí misma; y una resina de alcohol polivinílico obtenida mediante el método de producción.
Medios para resolver los problemas
Los problemas mencionados anteriormente se resuelven proporcionando un método de producción de una resina de alcohol polivinílico, incluyendo el método de producción lavar con un líquido de lavado que contiene acetato de metilo, metanol y agua, cada uno en una cantidad específica.
Más específicamente, la presente invención incluye lo siguiente:
(1) Un método de producción de una resina de alcohol polivinílico, incluyendo el método de producción lavar, con un líquido de lavado, un alcohol polivinílico obtenido saponificando un éster polivinílico, en donde el líquido de lavado contiene de 50 a 98 partes en masa de acetato de metilo, de 1 a 49 partes en masa de metanol y de 1 a 10 partes en masa de agua con respecto a 100 partes en masa que son un total de acetato de metilo, metanol y agua; (2) El método de producción según (1), en donde en el lavado, el lavado a contracorriente se realiza a una temperatura de 40 a 60 °C y un caudal de 0,1 a 1 mm/s; y
(3) Una resina de alcohol polivinílico obtenida mediante el método de producción según (1) o (2), en donde el contenido de metanol es menor que 1,00 % en masa, y el contenido de acetato de metilo es menor que 2,00 % en masa.
Efectos de la invención
Según el método de producción de la presente invención, se puede obtener fácilmente la resina de alcohol polivinílico en donde se ha reducido el contenido de compuestos volátiles orgánicos mientras se inhibe la fusión de la resina a sí misma. Además, debido a que el contenido de cada uno de metanol y acetato de metilo es bajo, la resina de alcohol polivinílico obtenida mediante el método de producción de la presente invención puede usarse adecuadamente para usos relacionados con alimentos, cosméticos y medicamentos, para los que se desea particularmente una reducción en compuestos volátiles orgánicos.
Descripción de realizaciones
La presente invención se refiere a un método de producción de una resina de alcohol polivinílico (en lo sucesivo, también se puede denominar como "resina de PVA"), incluyendo el método de producción lavar, con un líquido de lavado, un alcohol polivinílico obtenido saponificando un éster polivinílico, en donde el líquido de lavado contiene de 50 a 98 partes en masa de acetato de metilo, de 1 a 49 partes en masa de metanol y de 1 a 10 partes en masa de agua con respecto a 100 partes en masa que son un total de acetato de metilo, metanol y agua.
En la producción de una resina de PVA, como se describe más adelante, se puede aplicar adecuadamente un método de producción que incluye una etapa de polimerización que usa un éster vinílico como materia prima, una etapa de saponificación, una etapa de lavado y una etapa de secado. Sin embargo, comúnmente, el metanol y el acetato de metilo, usados como disolvente en el momento de la producción, permanecen en la resina de PVA incluso después de la etapa de secado. El contenido de los compuestos volátiles orgánicos tales como metanol y acetato de metilo en la resina de PVA se puede ajustar, por ejemplo, modificando las condiciones de lavado y/o las condiciones de secado. Sin embargo, puesto que los compuestos volátiles orgánicos que se incorporan en una resina son difíciles de volatilizar, es difícil reducir suficientemente los compuestos volátiles orgánicos en el caso de usar un método de producción convencional. Aunque no necesariamente se clarifica, la razón para permitir la reducción de los compuestos volátiles orgánicos en la resina de PVA debido a que incluye la etapa en donde se realiza el lavado que usa un líquido de lavado que contiene cada uno de acetato de metilo, metanol y agua en cantidades específicas, como en el método de producción de la presente invención, se deduce que es como en lo siguiente: se incorporan moléculas de agua adicionalmente en el alcohol polivinílico y se plastifican, y como resultado, los compuestos volátiles orgánicos tales como metanol y acetato de metilo pueden reducirse fácilmente en el momento del secado.
Método de producción de resina de PVA
El método de producción de la resina de PVA según una realización de la presente invención incluye la etapa de lavado de lavar, con el líquido de lavado, el alcohol polivinílico obtenido saponificando el éster polivinílico, en donde el líquido de lavado contiene de 50 a 98 partes en masa de acetato de metilo, de 1 a 49 partes en masa de metanol, y de 1 a 10 partes en masa de agua con respecto a 100 partes en masa que es un total de acetato de metilo, metanol y agua. El método de producción de una realización de la presente invención incluye adecuadamente: una etapa de polimerización en donde el éster polivinílico se obtiene polimerizando un éster vinílico; una etapa de saponificación en donde el éster polivinílico se saponifica; la etapa de lavado; y una etapa de secado.
Etapa de polimerización
El éster polivinílico se puede producir polimerizando el éster vinílico mediante un método bien conocido convencionalmente, tal como un método de polimerización en masa, un método de polimerización en disolución, un método de polimerización en suspensión, un método de polimerización en emulsión, un método de polimerización en dispersión y similares. Se prefiere el método de polimerización en disolución en donde la polimerización se lleva a cabo usando un alcohol inferior como disolvente. El alcohol inferior no está particularmente limitado, y es preferiblemente un alcohol que tiene 3 o menos átomos de carbono, tal como metanol, etanol, propanol o isopropanol; y es más preferiblemente metanol. Para una operación de polimerización, es posible emplear un sistema de polimerización seleccionado de cualquiera de un sistema discontinuo, un sistema semicontinuo y un sistema continuo.
En la polimerización, la copolimerización se puede llevar a cabo con otro(s) monómero(s) aparte del éster vinílico dentro de un intervalo que no afecte a los principios de la presente invención. Los ejemplos del otro monómero incluyen:
a-olefinas tales como etileno, propileno, n-buteno e isobutileno;
ácido (met)acrílico y sales de los mismos;
ésteres de ácido (met)acrílico tales como (met)acrilato de metilo, (met)acrilato de etilo, (met)acrilato de n-propilo, (met)acrilato de i-propilo, (met)acrilato de n-butilo, (met)acrilato de i-butilo, (met)acrilato de t-butilo, (met)acrilato de 2-etilhexilo, (met)acrilato de dodecilo y (met)acrilato de octadecilo;
compuestos de (met)acrilamida tales como (met)acrilamida, N-metil(met)acrilamida, N-etil(met)acrilamida, N,N-dimetil(met)acrilamida, diacetona(met)acrilamida, ácido (met)acrilamidapropanosulfónico y sales de los mismos, (met)acrilamidapropildimetilamina y sales de la misma o sales cuaternarias de la misma, y N-metilol(met)acrilamida y derivados de la misma;
éteres vinílicos tales como éter metilvinílico, éter etilvinílico, éter n-propilvinílico, éter i-propilvinílico, éter nbutilvinílico, éter i-butilvinílico, éter t-butilvinílico, éter dodecilvinílico, y éter estearilvinílico;
nitrilos tales como acrilonitrilo y metacrilonitrilo;
haluros de vinilo tales como cloruro de vinilo y fluoruro de vinilo;
haluros de vinilideno tales como cloruro de vinilideno y fluoruro de vinilideno;
compuestos alílicos tales como acetato de alilo y cloruro de alilo;
ácidos dicarboxílicos insaturados tales como ácido maleico, ácido itacónico, y ácido fumárico, y sales o ésteres de los mismos;
compuestos vinilsilílicos tales como viniltrimetoxisilano; y
acetato de isopropenilo.
Estos pueden usarse solos, o en una combinación de dos o más tipos de los mismos. El (los) otro(s) monómero(s) se copolimeriza(n) normalmente en una cantidad de 10 % en moles o menos. Debe observarse que, como se hace referencia en la presente memoria, (met)acrilo incluye tanto metacrilo como acrilo.
Una temperatura de polimerización no está particularmente limitada, y es preferiblemente de 0 a 180 °C, más preferiblemente de 20 a 160 °C, y aún más preferiblemente de 30 a 150 °C. Cuando la polimerización se realiza a o por debajo de un punto de ebullición del disolvente usado en la etapa de polimerización, se puede seleccionar cualquiera de: polimerización en ebullición a presión reducida, en donde la polimerización se realiza mientras se permite que el disolvente hierva a presión reducida; y polimerización sin ebullición a presión normal, en donde la polimerización se realiza en condiciones en donde no se permite que el disolvente hierva a presión normal. Además, cuando la polimerización se realiza a o por encima del punto de ebullición del disolvente usado en la etapa de polimerización, puede seleccionarse cualquiera de: polimerización sin ebullición a presión, en donde la polimerización se realiza en condiciones en donde no se permite que el disolvente hierva a presión; o polimerización en ebullición a presión, en donde la polimerización se realiza mientras se permite que el disolvente hierva a presión.
Etapa de saponificación
En la etapa de saponificación, se puede aplicar una reacción de alcohólisis o una reacción de hidrólisis, estando cada una en presencia de un catalizador de saponificación, a una disolución que contiene el éster polivinílico obtenido en la etapa de polimerización. El catalizador de saponificación se ejemplifica mediante un catalizador alcalino y un catalizador ácido, y de estos, se prefiere particularmente un metal alcalino, y especialmente un catalizador que tiene un átomo de sodio. Los ejemplos del catalizador que tiene un átomo de sodio incluyen hidróxido de sodio, metóxido de sodio y similares. En términos de una relación molar con respecto a las unidades de éster vinílico en el éster polivinílico, la cantidad de uso del catalizador de saponificación es preferiblemente 0,001 o más y 0,5 o menos, más preferiblemente 0,002 o más y 0,4 o menos, y aún más preferiblemente 0,004 o más y 0,3 o menos. Como disolvente usado en la etapa de saponificación, se prefiere un disolvente que contenga metanol. Debe observarse que pueden estar contenidos alcoholes tales como etanol; ésteres tales como acetato de metilo y acetato de etilo; cetonas tales como acetona y metiletilcetona; y/o hidrocarburos aromáticos tales como benceno y tolueno, y una cantidad de los mismos es normalmente menor que 10 % en masa con respecto al metanol en el sistema de saponificación.
Etapa de lavado
Es importante que el método de producción de la realización de la presente invención incluya la etapa de lavado de lavar, con el líquido de lavado, el alcohol polivinílico obtenido saponificando el éster polivinílico, en donde el líquido de lavado contiene de 50 a 98 partes en masa de acetato de metilo, de 1 a 49 partes en masa de metanol, y de 1 a 10 partes en masa de agua con respecto a 100 partes en masa que es un total de acetato de metilo, metanol y agua. Considerando, por ejemplo, reducir aún más los compuestos volátiles orgánicos en la resina de PVA que se va a obtener, el contenido de acetato de metilo en el líquido de lavado es preferiblemente de 56 a 90 partes en masa, más preferiblemente de 58 a 80 partes en masa, y puede ser aún más preferiblemente de 60 a 70 partes en masa con respecto a 100 partes en masa que es un total de acetato de metilo, metanol y agua. El contenido de metanol en el líquido de lavado es preferiblemente de 9 a 40 partes en masa, más preferiblemente de 18,5 a 40 partes en masa, y puede ser aún más preferiblemente de 20 a 38 partes en masa con respecto a 100 partes en masa que es un total de acetato de metilo, metanol y agua. El contenido de metanol puede ser preferiblemente de 30 a 40 partes en masa. El contenido de agua en el líquido de lavado es preferiblemente de 1 a 5 partes en masa, más preferiblemente de 1,5 a 4 partes en masa, y puede ser aún más preferiblemente de 1,5 a 3 partes en masa con respecto a 100 partes en masa que es un total de acetato de metilo, metanol y agua. El contenido de agua puede ser preferiblemente de 2 a 5 partes en masa. Los presentes inventores han descubierto que añadiendo una cierta cantidad de agua al líquido de lavado, aunque el contenido de los compuestos volátiles orgánicos en la resina de PVA puede reducirse, existe un problema en donde la resina de PVA se fusiona consigo misma. Por consiguiente, los presentes inventores han confirmado que el uso de acetato de metilo en una cantidad mayor que la cantidad de metanol en el líquido de lavado en el mismo permite que esté contenida más agua en el líquido de lavado mientras se controla la fusión de la resina de PVA consigo misma. Se deduce que cuando se usa el líquido de lavado, se incorpora agua en el líquido de lavado en el alcohol polivinílico (plastificación por agua), y que como resultado, las interacciones intramoleculares e interacciones intermoleculares del alcohol polivinílico se debilitan, permitiendo que el metanol y el acetato de metilo se reduzcan fácilmente en la etapa de secado, que se describirá más adelante.
Cuando el contenido de acetato de metilo en el líquido de lavado es menor que 50 partes en masa, la resina de PVA es propensa a fusionarse consigo misma; por lo tanto, se observa que la resina de PVA se adhiere a una secadora, y se pueden generar agregados de la resina de PVA. Por otro lado, cuando el contenido de acetato de metilo es mayor que 98 partes en masa, la plastificación por agua puede ser insuficiente. Además, cuando el contenido de metanol en el líquido de lavado es menor que 1 parte en masa, la plastificación por agua puede ser insuficiente. Por otro lado, cuando el contenido de metanol es mayor que 50 partes en masa, la resina de PVA es propensa a fusionarse consigo misma; por lo tanto, se observa que la resina de PVA se adhiere a una secadora, y se pueden generar agregados de la resina de PVA. Además, cuando el contenido de agua en el líquido de lavado es menor que 1 parte en masa, la cantidad de agua incorporada en el alcohol polivinílico es tan baja que la plastificación puede ser insuficiente, y el contenido de los compuestos volátiles orgánicos puede no reducirse suficientemente. Por otro lado, cuando la cantidad de agua es mayor que 10 partes en masa, la resina de PVA es propensa a fusionarse consigo misma; por lo tanto, se observa que la resina de PVA se adhiere a una secadora, y se pueden generar agregados de la resina de PVA.
El líquido de lavado puede estar constituido sustancialmente por acetato de metilo, metanol y agua. Una cantidad total de acetato de metilo, metanol y agua en el líquido de lavado es preferiblemente del 90 % en masa o más, más preferiblemente del 99 % en masa o más, y puede ser del 100 % en masa.
La concentración de contenido sólido del alcohol polivinílico en la etapa de lavado no está particularmente limitada, y es preferiblemente del 1 al 30 % en masa. En la etapa de lavado, la forma del alcohol polivinílico no está particularmente limitada, y el alcohol polivinílico puede estar en forma de suspensión o en forma de polvo. En el caso de estar en forma de polvo, se prefiere un polvo que tenga un diámetro medio de partícula de 50 a 2.000 gm. Como se hace referencia en la presente memoria, la concentración de contenido sólido del alcohol polivinílico en la etapa de lavado significa, normalmente, una proporción del alcohol polivinílico con respecto a un líquido mezclado que contiene el alcohol polivinílico que se ha lavado, el líquido de lavado y similares (por ejemplo, un líquido mezclado que contiene el alcohol polivinílico, el líquido de lavado y similares en un tanque de lavado).
La temperatura de lavado no está particularmente limitada, y es normalmente una temperatura de 20 °C al punto de ebullición del disolvente, y es preferiblemente de 40 a 60 °C. Cuando la temperatura de lavado es igual o mayor que el límite inferior, la cantidad de agua incorporada en el alcohol polivinílico aumenta, facilitando así la reducción de los compuestos volátiles orgánicos. Por otro lado, cuando la temperatura de lavado es mayor que 60 °C, el metanol en el líquido de lavado comienza a hervir.
El procedimiento de lavado para el alcohol polivinílico no está particularmente limitado, y puede ejemplificarse por: un procedimiento de carga en el tanque de lavado, el líquido de lavado y el alcohol polivinílico obtenido en la etapa de saponificación, y agitación de la mezcla; un procedimiento de pulverización del líquido de lavado sobre el alcohol polivinílico obtenido en la etapa de saponificación; y un procedimiento de puesta en contacto del alcohol polivinílico obtenido en la etapa de saponificación y el líquido de lavado entre sí a contracorriente.
De los procedimientos mencionados anteriormente, el procedimiento de lavado para el alcohol polivinílico es preferiblemente un lavado a contracorriente, en donde el líquido de lavado y el alcohol polivinílico obtenido en la etapa de saponificación se ponen en contacto entre sí a contracorriente. El lavado a contracorriente como se hace referencia en la presente memoria significa un procedimiento que implica, mientras se alimenta el alcohol polivinílico obtenido en la etapa de saponificación al tanque de lavado, hacer fluir el líquido de lavado en el mismo desde una dirección opuesta a la de la dirección de flujo del alcohol polivinílico en el tanque de lavado, es decir, desde una dirección que forma un denominado flujo a contracorriente. Debido al flujo del líquido de lavado desde la dirección a contracorriente, la eficiencia de lavado se mejora en comparación con un caso de flujo del líquido de lavado en la misma dirección que la dirección de flujo del alcohol polivinílico, es decir, que fluye de manera que el líquido de lavado fluye en una dirección a favor de corriente, o un caso de flujo del líquido de lavado en una dirección que cruza perpendicularmente al flujo del alcohol polivinílico. El líquido de lavado puede hacerse fluir de manera continua o intermitente, y un sitio de suministro del líquido de lavado no está particularmente limitado siempre que se forme un flujo a contracorriente con respecto al flujo del alcohol polivinílico.
Específicamente, en la etapa de lavado, el lavado se realiza preferiblemente permitiendo una contracorriente entre el alcohol polivinílico y el líquido de lavado a un caudal de 0,1 a 1 mm/s. El caudal como se hace referencia en la presente memoria significa una velocidad en un momento del movimiento del fluido, y puede determinarse a partir de una cantidad de flujo del líquido de lavado y una abertura del tanque de lavado. En el caso de que el caudal sea menor que 0,1 mm/s, la eficiencia de lavado tiende a disminuir, y en el caso de que el caudal sea mayor que 1 mm/s, el alcohol polivinílico tiende a flotar y rebosar del tanque de lavado. Tanto en el caso del lavado a contracorriente como en el caso de otro procedimiento de lavado, el caudal del líquido de lavado se considera que es el caudal en la etapa de lavado. El período de tiempo del lavado no está particularmente limitado, y el lavado se realiza preferiblemente durante 30 min a 10 h.
Etapa de secado
Después de la etapa de lavado, la etapa de secado puede realizarse según sea necesario. La temperatura y el período de tiempo en la etapa de secado no están particularmente limitados y, normalmente, el secado se realiza preferiblemente de 40 a 130 °C durante 1 a 20 h, y más preferiblemente de 80 a 120 °C durante 1,5 a 6 h. La realización del secado en dichas condiciones permite que se obtenga fácilmente la resina de PVA en donde se ha reducido el contenido de cada uno de metanol y acetato de metilo.
Resina de PVA
La resina de PVA obtenida mediante el método de producción de la realización de la presente invención es una resina que tiene el alcohol polivinílico como componente principal. El contenido del alcohol polivinílico en la resina de PVA es preferiblemente del 80 % en masa o más, más preferiblemente del 90 % en masa o más, y aún más preferiblemente del 95 % en masa o más. El contenido del alcohol polivinílico en la resina de PVA puede ser del 99,9 % en masa o menos, y puede ser del 99 % en masa o menos. Los componentes distintos del alcohol polivinílico que pueden estar contenidos en la resina de PVA pueden ejemplificarse por metanol, acetato de metilo, agua y similares.
En la resina de PVA obtenida mediante el método de producción de la realización de la presente invención, preferiblemente, el contenido de metanol es menor que 1,00 % en masa y el contenido de acetato de metilo es menor que 2,00 % en masa. En la resina de PVA, el contenido de metanol es preferiblemente menor que 0,95 % en masa, y más preferiblemente menor que 0,90 % en masa. Además, en la resina de PVA, el contenido de acetato de metilo es preferiblemente menor que 1,80 % en masa, y más preferiblemente menor que 1,70 % en masa. En la resina de PVA, cuando el contenido de cada uno de metanol y acetato de metilo está dentro del intervalo anterior, la resina de PVA puede usarse adecuadamente para usos relacionados con alimentos, cosméticos y medicamentos, para los que se desea particularmente una reducción en compuestos volátiles orgánicos. El contenido de cada uno de metanol y acetato de metilo en la resina de PVA se puede determinar usando cromatografía de gases en el espacio de cabeza como en los ejemplos, como se describe más adelante. Además, el contenido de metanol es preferiblemente menor que el contenido de acetato de metilo. Considerando la productividad y similares, el límite inferior del contenido de metanol en la resina de PVA puede ser, por ejemplo, del 0,1 % en masa, y puede ser del 0,3 % en masa o del 0,5 % en masa. Considerando la productividad y similares, el límite inferior del contenido de acetato de metilo en la resina de PVA puede ser, por ejemplo, del 0,1 % en masa, y puede ser del 0,3 % en masa o del 0,5 % en masa.
El grado de polimerización medio en viscosidad del alcohol polivinílico contenido en la resina de PVA no está particularmente limitado, y es preferiblemente de 100 a 5.000, y más preferiblemente de 200 a 4.000. La producción del alcohol polivinílico para tener un grado de polimerización medio en viscosidad que sea menor que 100 o mayor que 5.000 es difícil. El grado de polimerización medio en viscosidad es un valor obtenido mediante determinación según la norma JIS-K6726 (1994). Específicamente, en el caso de que el grado de saponificación sea menor que 99,5 % en moles, el grado de polimerización medio en viscosidad (P) se determina para el alcohol polivinílico, que se ha saponificado hasta que el grado de saponificación alcanzó el 99,5 % en moles o más, mediante la siguiente fórmula usando una viscosidad limitante [r|] (L/g) determinada en agua a 30 °C.
El grado de saponificación del alcohol polivinílico contenido en la resina de PVA no está particularmente limitado, y es preferiblemente del 70 al 99,9 % en moles, y más preferiblemente del 78 al 95 % en moles. En un caso en donde el grado de saponificación es menor que 70%en moles, es probable que disminuya la solubilidad en agua; por otro lado, en un caso en donde el grado de saponificación del alcohol polivinílico es mayor que 99,9 % en moles, la producción es difícil. El grado de saponificación es un valor obtenido por determinación según la norma JIS-K6726 (1994).
La forma de la resina de PVA no está particularmente limitada, y se prefiere una forma en polvo en donde un diámetro medio de partícula es de 50 a 2.000 pm. El diámetro medio de partícula de la resina de PVA que está en forma de polvo se determina mediante un procedimiento descrito en la norma JIS-K6726 (1994).
Ejemplos
En lo sucesivo, la presente invención se describe en detalle por medio de ejemplos. A menos que se especifique lo contrario particularmente, en los siguientes Ejemplos y Ejemplos Comparativos, "partes" y "%" se refieren a partes en masa y % en masa, respectivamente.
Grado de polimerización medio en viscosidad del alcohol polivinílico
El grado de polimerización medio en viscosidad se determinó según la norma JIS-K6726 (1994). Específicamente, en el caso de que el grado de saponificación fuera menor que 99,5 % en moles, se determinó el grado de polimerización medio en viscosidad (P) para cada resina de PVA, que se había saponificado hasta que el grado de saponificación alcanzó el 99,5 % en moles o más, mediante la siguiente fórmula usando una viscosidad limitante [r|] (L/g) determinada en agua a 30 °C.
Grado de saponificación del alcohol polivinílico
El grado de saponificación se determinó según la norma JIS-K6726 (1994).
Contenido de cada uno de metanol y acetato de metilo en resina de PVA
Creación de curvas de calibración
Con isopropanol como patrón interno, se prepararon tres tipos de disoluciones acuosas para las que se conocía un contenido de metanol, y tres tipos de disoluciones acuosas para las que se conocía un contenido de acetato de metilo, las mediciones se realizaron usando un cromatógrafo de gases (GC-2010, disponible en Shimadzu Corporation) equipado con un muestreador de espacio de cabeza (Turbo Matrix HS40, disponible en PerkinElmer Co., Ltd.) y se crearon curvas de calibración.
Determinación del contenido de cada uno de metanol y acetato de metilo
Se puso agua destilada, para que estuviera igualada con una línea marcada, en un matraz volumétrico de 1.000 ml, al que se añadió 0,1 ml de isopropanol, que es el líquido patrón interno, usando una pipeta volumétrica, y se agitó bien el líquido resultante. El líquido resultante se empleó como una "disolución". A continuación, se pesaron 500 mg de la resina de PVA en un vial para la medición de cromatografía de gases en el espacio de cabeza, y después de la inserción de una barra de agitación, se midieron 10 ml de la disolución en una pipeta de transferencia y se cargaron en el vial. Se sujetó una tapa al vial y la tapa se apretó hasta el bloqueo. A continuación, el vial se colocó sobre un agitador caliente y la resina de PVA se disolvió por calentamiento. Después de confirmar visualmente que la resina de PVA se había disuelto completamente, se realizó la medición por cromatografía de gases en el espacio de cabeza, y se determinó el contenido de cada uno de metanol y acetato de metilo en la resina de PVA a partir de la curva de calibración creada como se describió anteriormente.
Evaluación del estado de fusión en resina de PVA
El estado de fusión en cada resina de PVA se observó visualmente y se evaluó según los siguientes criterios.
A. No se observó cambio en la resina.
B. Se observó resina unida por fusión en una cantidad limitada.
C. Se unió una gran cantidad de resina por fusión.
D. La resina se combinó por fusión.
Ejemplo 1
A una disolución de acetato de polivinilo al 30 % en metanol, siendo el grado de polimerización medio en viscosidad del acetato de polivinilo 1.700, se añadió hidróxido de sodio como catalizador de saponificación en una relación molar de 0,01 con respecto a las unidades de acetato de vinilo en el acetato de polivinilo a 40 °C, y se realizó una reacción de saponificación durante 1 hora. Después de la saponificación, el alcohol polivinílico así obtenido (grado de saponificación: 93 % en moles) se molió toscamente usando un molino para dar un polvo que pasa a través de una placa perforada con un diámetro de 5 mm. El polvo de alcohol polivinílico así obtenido se sometió a lavado a contracorriente con un líquido de lavado que contenía 64,05 partes en masa de acetato de metilo, 34,13 partes en masa de metanol y 1,82 partes en masa de agua, en condiciones que implicaban una temperatura de 50 °C, un período de tiempo de 1 hora y un caudal de 0,44 mm/s. En la etapa de lavado, la concentración de contenido sólido del alcohol polivinílico fue del 30 % en masa. A continuación, casi todo el disolvente (el líquido de lavado) se eliminó por separación centrífuga y el secado se realizó a 105 °C durante 3 h para dar una resina de PVA en polvo en donde: el grado de polimerización medio en viscosidad del alcohol polivinílico fue de 1.700; el grado de saponificación del alcohol polivinílico fue del 93 % en moles; el contenido de metanol fue del 0,89 % en masa; y el contenido de acetato de metilo fue del 1,32 % en masa. Los resultados se muestran en la tabla 1 a continuación.
Ejemplos 2 a 8 y ejemplos comparativos 1 a 4
Las resinas de PVA en polvo de los ejemplos 2 a 8 y los ejemplos comparativos 1 a 4 se obtuvieron mediante una operación similar a la del ejemplo 1, excepto que el grado de saponificación del alcohol polivinílico sometido a la etapa de lavado y la composición del líquido de lavado se cambiaron como se muestra en la tabla 1. Con respecto a cada una de las resinas de PVA obtenidas, el grado de polimerización medio de viscosidad del alcohol polivinílico, el grado de saponificación del alcohol polivinílico y el contenido de cada uno de metanol y acetato de metilo se muestran en la tabla 1.
En todos los ejemplos, casi no se observó fusión de las resinas de PVA obtenidas, lo que indica un resultado favorable. Además, en todos los ejemplos, en las resinas de PVA obtenidas, el contenido de metanol fue menor que 1,00 % en masa, y el contenido de acetato de metilo fue menor que 2,00 % en masa. Por otro lado, en cada uno de los ejemplos comparativos 1 y 2, el contenido de compuestos volátiles orgánicos en la resina de PVA obtenida fue alto. Además, en cada uno de los ejemplos comparativos 3 y 4, se observó la fusión de la resina de PVA obtenida.
Aplicabilidad industrial
Según el método de producción de la resina de PVA de la realización de la presente invención, la resina de PVA en donde se ha reducido el contenido de compuestos volátiles orgánicos puede obtenerse fácilmente; por tanto, la resina de PVA obtenida es útil como material componente en alimentos, cosméticos, medicamentos y similares, así como un material de envasado.

Claims (4)

REIVINDICACIONES
1. Un método de producción de una resina de alcohol polivinílico, comprendiendo el método de producción lavar, con un líquido de lavado, un alcohol polivinílico obtenido saponificando un éster polivinílico, en donde
el líquido de lavado comprende de 50 a 98 partes en masa de acetato de metilo, de 1 a 49 partes en masa de metanol y de 1 a 10 partes en masa de agua con respecto a 100 partes en masa que es un total de acetato de metilo, metanol y agua.
2. El método de producción según la reivindicación 1, en donde en la etapa de lavado, el lavado a contracorriente se realiza a una temperatura de 40 a 60 °C y un caudal de 0,1 a 1 mm/s.
3. El procedimiento de producción según la reivindicación 1 o 2, en donde
la concentración de contenido sólido del alcohol polivinílico en la etapa de lavado es del 1 al 30 % en masa, y la concentración de contenido sólido del alcohol polivinílico en la etapa de lavado es una proporción del alcohol polivinílico con respecto a un líquido mezclado que comprende el alcohol polivinílico y el líquido de lavado.
4. El método de producción según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en donde en la etapa de lavado, el alcohol polivinílico es un polvo que tiene un diámetro medio de partícula de 50 a 2.000 pm, en donde el diámetro medio de partícula se determina mediante un procedimiento descrito en la norma JIS-K6726 (1994).
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