JP2000204190A - ポリビニルアルコ―ル系スポンジの製造方法 - Google Patents

ポリビニルアルコ―ル系スポンジの製造方法

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JP2000204190A
JP2000204190A JP316099A JP316099A JP2000204190A JP 2000204190 A JP2000204190 A JP 2000204190A JP 316099 A JP316099 A JP 316099A JP 316099 A JP316099 A JP 316099A JP 2000204190 A JP2000204190 A JP 2000204190A
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pva
polyvinyl alcohol
sponge
reaction
particles
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JP316099A
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Michio Yamada
巳知夫 山田
Toshio Hiranuma
利夫 平沼
Takashi Nakajima
中島  隆
Kazuhiro Toyoda
和弘 豊田
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EAGLE KASEI KK
Shin Etsu Chemical Co Ltd
Original Assignee
EAGLE KASEI KK
Shin Etsu Chemical Co Ltd
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F8/00Chemical modification by after-treatment
    • C08F8/28Condensation with aldehydes or ketones

Abstract

(57)【要約】 【課題】 PVA系スポンジの製造において余剰
の多孔剤が残留しても容易に除去可能であり、どのよう
な用途に使用しても汚染の恐れがないPVA系スポンジ
の製造方法を提供すること。 【解決手段】 ポリビニルアルコールを水性媒体中
においてアセタール化剤、触媒及び多孔剤の存在下でア
セタール化反応に供してポリビニルアルコール系スポン
ジを製造するに際し、前記多孔剤としてポリビニルアル
コール系粒子を用いることを特徴とするポリビニルアル
コール系スポンジの製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はポリビニルアルコー
ル系スポンジの製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】ポリビニルアルコール(以下PVAと略
記する)系スポンジは、高い吸水性、保水性を有し、湿
潤時において柔軟でかつ強靭な優れた特性を示すことか
ら、化粧用パフ、吸水マット、浴用スポンジ、砥粒子を
埋め込んだ研磨材、微生物等の培養担体として広く使用
されている。又、近年、電子材料の製造時における洗浄
後の脱水工程においてPVA系スポンジが使用されてい
る。この際、PVA系スポンジが電子材料製品の汚染原
因とならないことが求められる。
【0003】従来のPVAスポンジは、PVA水溶液に
アセタール化剤としてホルムアルデヒドなどのアルデヒ
ド類、触媒として硫酸、塩酸等の鉱酸、そして多孔剤と
してデンプン類を添加、混合し、この原液を所定の型枠
中で35〜70℃の温度で5〜72時間反応させて成形
品としてスポンジを得た後、余剰の薬剤及びデンプン類
を洗浄除去する方法で製造されていた。しかし、この方
法では多孔剤としてデンプン類が洗浄により容易に除去
することができない。このデンプン類をたとえ酵素等を
用いて除去しても、スポンジの気孔の中又は表面にデン
プン類が膜や不純物として残り易い。このような残留デ
ンプン類が存在すると、用途によっては、特に電子電気
部品の製造工程などでは得られたスポンジが汚染原因と
なるので使用することができない。このような残留デン
プン類を除去するには水洗を多数回行わなければならな
かった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】そこで本発明の目的
は、PVA系スポンジの製造において余剰の多孔剤が残
留しても容易に除去可能であり、どのような用途に使用
しても汚染の恐れがないPVA系スポンジが得られる製
造方法を提供することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するものであって、ポリビニルアルコールを水性媒体
中においてアセタール化剤、触媒及び多孔剤の存在下で
アセタール化反応に供してポリビニルアルコール系スポ
ンジを製造するに際し、前記多孔剤としてポリビニルア
ルコール系粒子を用いることを特徴とするポリビニルア
ルコール系スポンジの製造方法である。
【0006】
【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。ポリビニルアルコール 本発明に反応成分として使用するPVAは、反応の当初
から水性媒体に溶解した状態で導入される。以下、この
PVAを後述のPVA粒子と区別する必要がある場合な
どは、「PVA(A)」とも称する。PVA(A)とし
て使用されるPVAは公知の方法で得られるものであ
り、特に限定しない。例えば、蟻酸ビニル、酢酸ビニ
ル、プロピオン酸ビニル、ピバリン酸ビニル等の脂肪族
ビニルエステルの重合体をアルカリ(NaOH,KOH等)でケ
ン化することにより得られ、通常乾燥される。
【0007】脂肪族ビニルエステルを重合する際には、
これらと共重合可能な単量体、例えば、エチレン、プロ
ピレン、3―ブテン−1―オール等のオレフィン類、ブ
チルビニルエーテル、ステアリルビニルエーテル、ヒド
ロキシブチルビニルエーテル等のビニルエーテル類、
(メタ)アクリル酸、クロトン酸、マレイン酸、イタコ
ン酸等の不飽和酸類又はそのモノまたはジアルキルエス
テル、アルキルアミド、アルカリ金属塩等の誘導体、ア
リルアルコール、酢酸アリル等のアリル誘導体、アリル
スルフォン酸、ビニルスルフォン酸等のスルフォン酸含
有単量体、ビニルメトキシシラン等のシリル基含有単量
体、塩化ビニル等を、本発明の効果を損なわない範囲で
共重合したものでもよい。脂肪族ビニルエステルは、工
業的には酢酸ビニルが好ましい。PVAの平均重合度
は、300〜3000のものが好ましい。ケン化度は、
通常80モル%以上の水溶性のPVAが使用される。
【0008】反応成分として使用されるPVAは反応媒
体である水に溶解して使用される。そうして得られる反
応溶液中のPVA濃度は、特に限定されないが、通常1
〜50重量%でよく、好ましくは5〜20重量%であ
る。
【0009】多孔剤としてのPVA系粒子 多孔剤として使用されるPVA系粒子は、PVA(A)
と異なって反応当初の反応系に粒子状で導入される。ア
セタール化反応を行う際に水性媒体中で固形状を保持す
るものであり、かつアセタール化反応後にはPVA系粒
子が容易に溶解除去できるものであればよい。PVA系
粒子の粒子径の大きさにより得られるPVA系スポンジ
の孔径をコントロールすることができる。PVA系粒子
の添加量及び大きさは得られるスポンジの使用目的によ
り適宜選択することができるが、PVA系粒子の添加量
は、具体的には反応開始前の反応液中のPVAに対し1
0〜200重量%、好ましくは20〜100重量%がよ
い。PVA粒子量が少なすぎると気孔形成が不均一とな
り、また多すぎると反応液の粘度が高くなり過ぎ製造上
好ましくない。また均一な気孔を得る上で、粒子の形状
は球状で粒度分布がシャープなものが好ましく、平均粒
子径はアセタール化反応時において40〜1000ミク
ロンが好ましく、更に好ましくは70〜500ミクロン
である。
【0010】PVA系粒子は、反応系において沈降せず
に均一な分散状態を保持することが必要であり、そのた
めには、PVA系粒子が水で膨潤しかつその表面の一部
が溶解している事が望ましい。その際の膨潤度は通常1
0重量%以上でよく、好ましくは50〜300重量%で
ある。かかるPVA系粒子は、公知の方法で得られるも
のであり、特に限定しない。前記のPVA(A)に関して
説明したPVAと同様にして製造されるものであり、但
しケン化により得られたPVAを乾燥し、粉砕し、篩に
かけることにより所望の粒度を有するPVA粒子として
利用される。PVA系粒子に用いられるPVAの合成に
使用される単量体も前述の通りの脂肪族ビニルエステル
であり、必要に応じて前述の共重合可能な他の単量体を
本発明の効果を損なわない範囲で共重合してもよい。脂
肪族ビニルエステルとしては、工業的には酢酸ビニルが
好ましい。PVA系粒子に用いられるPVAの平均重合
度は500〜3000ものが好ましい。PVA粒子の膨
潤性及び溶解性は、ケン化度、乾燥時の熱履歴によりコ
ントロールすることができる。ケン化度は通常95モル
%以上が好ましく、水分散性のよいものが使用されると
よい。
【0011】本発明の製造法においては、アセタール反
応の水媒体中に、さらに例えば硫酸アルミニウム、塩化
アルミニウム、硝酸ジルコニウム、塩化鉄、硫酸銅、塩
化アルミニウム、硫酸第二鉄、硫酸第一鉄等の多価金属
塩も存在せしめることにより、得られるPVA系スポン
ジの多孔性が増し、湿潤時の柔軟性を向上させることが
できる。工業的には、アルミニウム塩が好ましく、更に
好ましくは硫酸アルミニウムである。添加量は、PVA
(A)に対して1〜100重量%、好ましくは20〜1
00重量%が好ましい。
【0012】アセタール化剤 本発明で使用されるアセタール化剤としては、例えばホ
ルムアルデヒド、アセトアルデヒド、グリオキザール等
公知のものが挙げられるが、工業的には、安価なホルム
アルデヒドが好ましい。添加量は、得られるPVA系ス
ポンジの使用目的に応じてその強度、硬度により決めら
れるが、通常PVA(A)に対して10〜200重量
%、好ましくは70〜170重量%である。触媒 触媒としては、例えば硫酸、塩酸等の鉱酸が使用され
る。該触媒はアセタール化剤に対して10〜200重量
%量で使用される。
【0013】反応条件 本発明の製造方法は、以上説明した反応成分及び添加材
料を仕込み、水性媒体中においてアセタール化反応を行
う。この際の反応温度及び時間は特に限定されないが、
通常室温〜100℃でよく、好ましくは35〜70℃の
温度下で、5〜72時間反応させればよい。具体的に
は、PVA水溶液に、攪拌下、PVA系粒子を添加し良
く分散させる。この際、PVA系粒子を温水により膨潤
させ、かつPVA粒子表面の一部が溶解し、PVA系粒
子の粒径の調整及び分散が安定化される。また加温する
ことによりPVA系粒子の膨潤度や溶解率を調整するこ
ともできる。その際必要に応じて多価金属塩の水溶液や
カルボキシメチルセルロース、アルギン酸ナトリウム等
の増粘剤を添加、混合してもよい。こうして、PVA水
溶液中にPVA系粒子が分散した分散液を調製後、アセ
タール化剤、酸触媒を添加混合し、所定の型枠に流し、
所要の反応温度で反応させて成形を進める。反応終了後
成形物を取り出し、アルカリ水溶液で中和する。洗浄工
程では、PVA粒子を完全溶解させるために、得られた
成形物は、吸水、脱水をくりかえして洗浄すことが望ま
しい。さらに必要に応じて乾燥してPVA系スポンジ成
形物を得る。
【0014】本発明における反応液には、必要に応じ
て、補強剤としてパルプ、天然、合成または化学繊維等
を、湿潤剤としてグリセリン、ポリエチレングリコール
等を、また顔料、染料、抗菌剤、香料、消泡剤等を本発
明の効果を損なわない範囲で添加することができる。本
発明のPVA系スポンジは、使用目的に応じて従来より
公知の粒状、シート状、ストランド状、パイプ状等の形
状に成形することができる。したがって本発明のPVA
系スポンジは使用目的により適宜決定されるが、平均気
孔径50〜800ミクロン及び85〜95vol%の気
孔率を有するスポンジを得ることができる。
【0015】
【実施例】以下、実施例により本発明を詳細に説明す
る。
【実施例1】平均重合度1200、平均ケン化度98.
6モル%のPVAを水に溶解し、8重量%のPVA水溶
液を調製した。この水溶液1kgに60メッシュ(JI
SZ 8815)の篩を通して得た平均重合度170
0、平均ケン化度99.5モル%、粒子径が250ミク
ロン以下のPVA系粒子(平均粒子180ミクロン)5
0gを添加し、よく分散した後、40℃に昇温して1時
間攪拌放置させてPVA系粒子の膨潤及び粒子の一部を
溶解させた。次いで38%ホルマリン水溶液100cc
及び50%硫酸90ccを添加混合した。こうして得た
反応原液を約45℃に昇温後、型枠に流し込み、55〜
60℃で20時間放置し反応させた。反応後、得られた
反応成形物を取り出し、水酸化ナトリウム水溶液で中和
した。反応成形物を多量の水を用いて水浸漬・脱水を1
0回繰り返すことによりPVA系樹脂及び薬剤を除去
し、乾燥してPVA系スポンジ(気孔径100〜200
ミクロン、気孔率90〜98容積%)を得た。このもの
を水に浸漬後脱水し、その脱水液の蒸発残分を測定した
ところ乾燥PVA系スポンジに対して0.01重量%以
下であり、またヨード呈色法(医薬品添加物規格(19
98)p640、643(薬事目報社)においても呈色
しなかった。
【0016】
【実施例2】実施例1において、平均重合度1500、
平均ケン化度95.3モル%のPVAを用いて水溶液を
調製し、150メッシュの篩を通して得た平均重合度1
700、平均ケン化度99.3モル%、粒子径が100
ミクロン以下のPVA系粒子(平均粒子70ミクロン)
50g及び硫酸アルミニウムの4重量%水溶液50gを
添加した以外は実施例 1と同様にしてPVA系スポン
ジ(気孔径100〜200ミクロン、気孔率90〜98
%)を得た。このものを水に浸漬後脱水し、その脱水液
をの蒸発残分を測定したところ乾燥PVA系スポンジに
対して0.01重量%以下であり、またヨード呈色法に
おいても呈色しなかった。
【0017】
【比較例1】実施例1において、平均重合度1500、
平均ケン化度95.3モル%のPVAを用いて水溶液を
調製し、PVA系粒子の代わりに馬鈴薯デンプン30g
を添加した以外は実施例 1と同様にしてPVA系スポ
ンジ(気孔径100〜200ミクロン、気孔率90〜9
8容積%)を得た。水洗は10回した。このものを水に
浸漬後脱水し、その脱水液をの蒸発残分を測定したとこ
ろ乾燥PVA系スポンジに対して0.8重量%であり、
またヨード呈色法においてもデンプンによる呈色を示し
た。
【0018】
【発明の効果】本発明の製造方法によれば、PVA系ス
ポンジの製造において余剰の多孔剤が残留しても容易に
かつ完全に除去可能であり、どのような用途に使用して
も汚染の恐れがないPVA系スポンジが得られる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 平沼 利夫 埼玉県入間郡大井町武蔵野1387 有限会社 イーグル化成内 (72)発明者 中島 隆 東京都千代田区大手町二丁目6番1号 信 越化学工業株式会社内 (72)発明者 豊田 和弘 東京都千代田区大手町二丁目6番1号 信 越化学工業株式会社内 Fターム(参考) 4F074 AA42G AA44E AB00 AD06 CB17 CC27Y CC28Z DA03 DA31 4J100 AD02P BA02H CA01 CA31 HA43 HC16 HC17 HC18

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ポリビニルアルコールを水性媒体中にお
    いてアセタール化剤、触媒及び多孔剤の存在下でアセタ
    ール化反応に供してポリビニルアルコール系スポンジを
    製造するに際し、前記多孔剤としてポリビニルアルコー
    ル系粒子を用いることを特徴とするポリビニルアルコー
    ル系スポンジの製造方法。
  2. 【請求項2】 前記ポリビニルアルコール系粒子が平均
    粒子径1000ミクロン以下のものであることを特徴と
    する請求項1に記載のポリビニルアルコール系スポンジ
    の製造方法。
  3. 【請求項3】 前記のアセタール化反応がさらに多価金
    属塩も存在する条件下で行われることを特徴とする請求
    項1又は2に記載のポリビニルアルコール系スポンジの
    製造方法。
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