JP2007297613A - Polyvinyl acetal-based resin - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a polyvinyl acetal-based resin having a high elastic modulus, excellent dissolvability in alcohol-based solvents and giving an alcoholic solution high in transparency. <P>SOLUTION: This polyvinyl acetal-based resin (A) is obtained by acetalizing a polyvinyl alcohol-based resin having 0.1-1.5 mol% of 1,2-diol structural unit expressed by general formula (1), and having ≥98.5 mol% of saponification degree, wherein the formula, R<SP>1</SP>, R<SP>2</SP>and R<SP>3</SP>each independently denote a hydrogen atom or an organic group; X denotes a single bond or a bonding chain; and R<SP>4</SP>, R<SP>5</SP>and R<SP>6</SP>each independently denotes a hydrogen atom or an organic group. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明はポリビニルアセタール系樹脂に関し、さらに詳しくは、弾性率が高く、アルコール系単独溶剤への溶解性に優れ、透明性が高いアルコール溶液が得られるポリビニルアセタール系樹脂に関する。   The present invention relates to a polyvinyl acetal resin, and more particularly, to a polyvinyl acetal resin having a high elastic modulus, excellent solubility in an alcohol solvent alone, and a highly transparent alcohol solution.

ポリビニルアセタール系樹脂は一般的にはポリビニルエステル系樹脂をケン化して得られるポリビニルアルコール系樹脂(以下、ポリビニルアルコールをPVAと略記する。)をアセタール化して得られるもので、PVA系樹脂の連続するビニルアルコール構造単位がアルデヒド化合物によってアセタール化された構造単位と、未反応のビニルアルコール構造単位、およびPVA系樹脂の未ケン化部分である酢酸ビニル構造単位を有する高分子である。かかるポリビニルアセタール系樹脂は、強靭性、無機粉体・有機粉体の分散性、各種素材に対する接着性、透明性に優れ、多くの有機溶剤に可溶であることから、ウォッシュプライマー、保護塗料、金属塗料などの塗料、フレキソインク、グラビアインクなどの印刷用インク、プリント基板、コイル電線用ワニス、接着剤、セラミックスバインダー、磁気テープなどのバインダー、インクジェットメディア、織物捺染などのコーティング材料、ガラス中間膜等の様々な用途で使用されている。   A polyvinyl acetal resin is generally obtained by acetalizing a polyvinyl alcohol resin obtained by saponifying a polyvinyl ester resin (hereinafter, polyvinyl alcohol is abbreviated as PVA). It is a polymer having a structural unit obtained by acetalizing a vinyl alcohol structural unit with an aldehyde compound, an unreacted vinyl alcohol structural unit, and a vinyl acetate structural unit that is an unsaponified portion of a PVA resin. Such polyvinyl acetal resins have excellent toughness, dispersibility of inorganic and organic powders, adhesion to various materials, transparency, and are soluble in many organic solvents. Paints such as metal paints, printing inks such as flexo inks and gravure inks, printed circuit boards, varnishes for coil wires, adhesives, binders such as ceramic binders and magnetic tapes, coating materials such as inkjet media and textile printing, glass interlayers It is used for various purposes.

かかるポリビニルアセタール樹脂は有機溶剤溶液として使用されることが多いが、近年、環境保護の観点から有機溶剤の使用量低減が求められ、ポリビニルアセタール系樹脂においても、より高濃度溶液での使用が求められている。そのため、高濃度溶液とした際の溶液粘度が低いポリビニルアセタール系樹脂が望まれ、例えば、主鎖にエチレンを構成単位として有するPVA系樹脂をアセタール化してなるポリビニルアセタール系樹脂が提案されている(例えば、特許文献1参照。)   Such a polyvinyl acetal resin is often used as an organic solvent solution. However, in recent years, a reduction in the amount of the organic solvent is required from the viewpoint of environmental protection, and a polyvinyl acetal resin is also required to be used in a higher concentration solution. It has been. Therefore, a polyvinyl acetal resin having a low solution viscosity when made into a high concentration solution is desired. For example, a polyvinyl acetal resin obtained by acetalizing a PVA resin having ethylene as a structural unit in the main chain has been proposed ( For example, see Patent Document 1.)

また、ポリビニルアセタール系樹脂を溶液として使用する場合の有機溶剤としては、低粘度かつ貯蔵中の粘度変化が小さい溶液が得られることからトルエン、キシレン等の芳香族系溶剤とアルコール系溶剤の混合溶剤が好ましく用いられてきたが、芳香族系溶剤は環境に対する負荷、および健康に対する影響が大きいため、使用が制限される傾向にあり、ポリビニルアセタール系樹脂溶液もアルコール系の単独溶剤によるものが望まれている。
しかしながら、通常のポリビニルアセタール系樹脂はアルコールの単独溶剤への溶解性は十分ではなく、例えば、特許文献1記載のポリビニルアセタール系樹脂も、芳香族系/アルコール系の混合溶剤溶液には良好な溶解性を示すが、アルコール単独溶剤に対する溶解性については不十分である。
Moreover, as an organic solvent when using a polyvinyl acetal resin as a solution, a mixed solvent of an aromatic solvent such as toluene and xylene and an alcohol solvent is obtained because a solution having a low viscosity and a small viscosity change during storage is obtained. However, since aromatic solvents have a large impact on the environment and have a great impact on health, their use tends to be limited, and polyvinyl acetal resin solutions are also desired to be based on alcohol-based single solvents. ing.
However, ordinary polyvinyl acetal resins do not have sufficient solubility in a single solvent of alcohol. For example, polyvinyl acetal resins described in Patent Document 1 also have good solubility in an aromatic / alcohol mixed solvent solution. However, the solubility in a solvent alone is insufficient.

一方、ポリビニルアセタール系樹脂の特性には原料であるPVA系樹脂に由来する未反応ビニルアルコール構造単位中の水酸基が大きな影響を与えており、水酸基量が多いものほど水素結合によって結晶化しやすく、高弾性率および強靭性に優れたポリビニルアセタール系樹脂が得られる。そのため、フィルムや塗膜、ガラス中間膜のように高弾性率、および強靭性を必要とする用途に対してはケン化度の高い、すなわち水酸基量が多いPVA系樹脂を原料として得られたポリビニルアセタール系樹脂が用いられる。
しかしながら、かかる高ケン化度PVA系樹脂によるポリビニルアセタール系樹脂はアルコール系単独溶剤への溶解性が十分でない場合があり、たとえ溶解したとしても、透明性が低い溶液しか得られないため、透明性を要求されるフィルム等への適用は難しいものであった。
特開2003−183325号公報
On the other hand, the hydroxyl group in the unreacted vinyl alcohol structural unit derived from the PVA resin as the raw material has a great influence on the properties of the polyvinyl acetal resin. A polyvinyl acetal resin excellent in elastic modulus and toughness can be obtained. Therefore, for applications that require high elastic modulus and toughness, such as films, coatings, and glass interlayers, polyvinyl obtained by using PVA-based resins with a high degree of saponification, that is, a large amount of hydroxyl groups. An acetal resin is used.
However, the polyvinyl acetal resin based on such a high saponification degree PVA resin may not have sufficient solubility in a single alcohol solvent, and even if dissolved, only a solution with low transparency can be obtained. Therefore, it was difficult to apply to films and the like.
JP 2003-183325 A

本出願人は既に、アルコール単独溶剤への溶解性に優れたポリビニルアセタール系樹脂として側鎖に1,2−ジオール構造を有するPVA系樹脂をアセタール化してなるポリビニルアセタール系樹脂を提案した(特願2004−292098)。しかしながら、かかる新規ポリビニルアセタール系樹脂の他の目的は柔軟性の向上であり、その検討の中で評価したポリビニルアセタール系樹脂はいずれも弾性率が低く、フィルムやガラス中間膜などの用途に適したものではなかった。さらに、かかる新規ポリビニルアセタール系樹脂は、アルコール単独溶剤溶液としたときの透明性の点でまだまだ改良の余地があることが判明した。   The present applicant has already proposed a polyvinyl acetal resin obtained by acetalizing a PVA resin having a 1,2-diol structure in the side chain as a polyvinyl acetal resin excellent in solubility in alcohol alone (a patent application). 2004-292098). However, another purpose of the novel polyvinyl acetal resin is to improve flexibility, and the polyvinyl acetal resins evaluated in the study are all low in elastic modulus and suitable for applications such as films and glass interlayers. It was not a thing. Further, it has been found that such a novel polyvinyl acetal resin still has room for improvement in terms of transparency when it is used as a solvent solution of alcohol alone.

すなわち本発明は、弾性率が高く、アルコール系の単独溶剤への溶解性に優れ、透明性に優れたアルコール溶液が得られるポリビニルアセタール系樹脂の提供を目的とする。   That is, an object of the present invention is to provide a polyvinyl acetal resin having a high elastic modulus, excellent solubility in an alcohol-based single solvent, and an alcohol solution excellent in transparency.

本発明者は、上記事情に鑑み、鋭意検討した結果、一般式(1)で表される1,2−ジオール構造単位を0.1〜1.5モル%有し、ケン化度が95モル%以上であるPVA系樹脂をアセタール化して得られるポリビニルアセタール系樹脂によって、本発明の目的が達成されることを見出し、本発明を完成した。

Figure 2007297613

なお、式中のR1、R2、及びR3はそれぞれ独立して水素原子または有機基を示し、Xは単結合、すなわちビニル構造部分の炭素と1,2−ジオール構造部分の炭素が直接結合したもの、または結合鎖を示し、R4、R5、及びR6はそれぞれ独立して水素原子または有機基を示す。 As a result of intensive studies in view of the above circumstances, the present inventor has 0.1 to 1.5 mol% of a 1,2-diol structural unit represented by the general formula (1) and has a saponification degree of 95 mol. It was found that the object of the present invention was achieved by a polyvinyl acetal-based resin obtained by acetalizing a PVA-based resin that is at least%, and the present invention was completed.
Figure 2007297613

In the formula, R 1 , R 2 , and R 3 each independently represent a hydrogen atom or an organic group, and X is a single bond, that is, a carbon of a vinyl structure portion and a carbon of a 1,2-diol structure portion are directly R 4 , R 5 , and R 6 each independently represent a hydrogen atom or an organic group.

すなわち、本発明はポリビニルアセタール系樹脂の原料であるPVA系樹脂として、側鎖に一般式(1)で表される1,2−ジオール構造単位を有する変性PVAを用い、特にその1,2−ジオール構造単位の含有量が比較的少なく、ケン化度が高いものを用いたことを最大の特徴とするものであり、それによって、高弾性率かつ、優れたアルコール系溶剤への溶解性という、本発明特有の効果が得られたものである。   That is, the present invention uses a modified PVA having a 1,2-diol structural unit represented by the general formula (1) in the side chain as a PVA-based resin that is a raw material of the polyvinyl acetal-based resin. The most characteristic feature is that the content of the diol structural unit is relatively low and that has a high degree of saponification, thereby providing a high elastic modulus and excellent solubility in alcohol solvents. The effect peculiar to the present invention is obtained.

通常、高弾性率のポリビニルアセタール系樹脂を得る場合には、原料であるPVA系樹脂は高ケン化度のものが好ましいが、アルコール溶解性に関しては低ケン化度の方が望ましい。そこで、本発明では少量であっても著しくアルコール溶解性を改善できる1,2−ジオール構造を側鎖に導入することによって、高ケン化度PVA系樹脂を用いることによる高弾性率と、変性基による優れたアルコール溶解性とを両立させることができたものと推定される。
また、ポリビニルアセタール系樹脂は、通常、水溶液としたPVA系樹脂を低温下でアセタール化して製造されるが、高ケン化度PVA系樹脂の場合、水溶液中で微結晶が生成しやすく、これが均一なアセタール化を阻害する可能性があったが、本発明で用いられるPVA系樹脂(A)は、高ケン化度であっても低温水溶液中の微結晶が生成しにくく、均一にアセタール化が進行することで本発明の特徴を有するポリビニルアセタール系樹脂がえられたものであると推定される。
Usually, when a polyvinyl acetal resin having a high elastic modulus is obtained, the raw material PVA resin is preferably one having a high saponification degree, but a low saponification degree is desirable for alcohol solubility. Therefore, in the present invention, by introducing a 1,2-diol structure capable of remarkably improving the alcohol solubility even in a small amount into the side chain, a high elastic modulus by using a high saponification degree PVA resin, and a modified group It is presumed that the excellent alcohol solubility by can be made compatible.
Polyvinyl acetal resins are usually produced by acetalizing a PVA resin in an aqueous solution at a low temperature. However, in the case of a highly saponified PVA resin, microcrystals are easily generated in the aqueous solution, which is uniform. Although the PVA resin (A) used in the present invention has a high degree of saponification, it is difficult to form microcrystals in a low-temperature aqueous solution, and the acetalization is uniform. By proceeding, it is presumed that a polyvinyl acetal resin having the characteristics of the present invention was obtained.

本発明のポリビニルアセタール系樹脂は、弾性率が高く、アルコール系の単独溶剤への溶解性に優れ、透明性に優れたアルコール溶液が得られることから、フィルム、塗膜、およびガラス中間膜のような高弾性率と強靭性が必要とされる用途や、溶剤溶液を流延・乾燥して透明な皮膜を形成するような用途に極めて好適である。   Since the polyvinyl acetal resin of the present invention has a high elastic modulus, excellent solubility in an alcohol-based single solvent, and an alcohol solution excellent in transparency, a film, a coating film, and a glass interlayer film are obtained. It is extremely suitable for applications that require a high elastic modulus and toughness, and applications that form a transparent film by casting and drying a solvent solution.

なお、本発明の効果は側鎖に1,2−ジオール構造を有するPVA系樹脂(A)を原料とすることによって得られたものである。
これに対し、PVA主鎖の主結合様式である1,3−グリコール結合を、ポリ酢酸ビニルの重合温度を通常より高温にすることによって、頭−頭、あるいは尾−尾結合の比率を増やして得られる、主鎖1,2−グリコール結合の量が通常の値(約1.6モル%)よりも多いPVA系樹脂が知られている(例えば、特開2001−355175号など)。しかしながら、かかる主鎖1,2−グリコール結合は本発明で用いられるPVA系樹脂(A)の側鎖1,2−ジオール構造と異なり、結晶性を低下させる効果が小さく、低温水溶液中での微結晶形成を抑制する効果はさほど期待できない。また、かかる主鎖1,2−グリコール結合による水酸基は、通常のPVA系樹脂と同様の二級水酸基であり、本発明の側鎖1,2−ジオール構造中の一級水酸基のような強い水素結合、分子間凝集力に起因する高弾性率を期待することはできない。
The effect of the present invention is obtained by using a PVA resin (A) having a 1,2-diol structure in the side chain as a raw material.
On the other hand, the 1,3-glycol bond, which is the main bonding mode of the PVA main chain, increases the ratio of head-to-head or tail-to-tail bonding by making the polymerization temperature of polyvinyl acetate higher than usual. There is known a PVA resin in which the amount of main chain 1,2-glycol bonds obtained is larger than a normal value (about 1.6 mol%) (for example, JP-A No. 2001-355175). However, unlike the side chain 1,2-diol structure of the PVA resin (A) used in the present invention, such a main chain 1,2-glycol bond has little effect of lowering the crystallinity, and the main chain 1,2-glycol bond has a slight effect in a low temperature aqueous solution. The effect of suppressing crystal formation cannot be expected so much. Further, the hydroxyl group due to the main chain 1,2-glycol bond is a secondary hydroxyl group similar to a normal PVA resin, and a strong hydrogen bond like the primary hydroxyl group in the side chain 1,2-diol structure of the present invention. The high elastic modulus resulting from intermolecular cohesive force cannot be expected.

また、末端に水酸基を有するα−オレフィンを共重合させてえられる、側鎖にモノヒドロキシアルキル基を有するPVA系樹脂も公知(例えば、特開平7−179707号など)であるが、かかる技術で用いられるモノマーでは高重合度のPVA系樹脂をえることは困難である場合が多く、皮膜強度が必要とされるポリビニルアセタール系樹脂の原料としても用いるには不充分である。   Further, PVA resins having a monohydroxyalkyl group in the side chain obtained by copolymerizing an α-olefin having a hydroxyl group at the terminal are also known (for example, JP-A-7-179707). In many cases, it is difficult to obtain a PVA resin having a high degree of polymerization with the monomer used, and it is insufficient for use as a raw material for a polyvinyl acetal resin that requires film strength.

以下に記載する構成要件の説明は、本発明の実施態様の一例(代表例)であり、これらの内容に特定されるものではない。
以下、本発明について詳細に説明する。
The description of the constituent requirements described below is an example (representative example) of an embodiment of the present invention, and is not limited to these contents.
Hereinafter, the present invention will be described in detail.

本発明のポリビニルアセタール系樹脂は、下記一般式(1)で表わされる1,2−ジオール構造単位を有するPVA系樹脂(A)をアセタール化して得られるものである。

Figure 2007297613
[式中、R1、R2及びR3はそれぞれ独立して水素原子または有機基を示し、Xは単結合または結合鎖を示し、R4、R5、及びR6はそれぞれ独立して水素原子または有機基を示す。]
すなわち、本発明のポリビニルアセタール系樹脂は、PVA系樹脂(A)の連続するビニルアルコール構造単位がアルデヒド化合物によってアセタール化された構造単位と、一般式(1)で表される構造単位中の1,2−ジオール部分がアセタール化された構造単位、未反応のビニルアルコール構造単位、未反応の一般式(1)で表される構造単位、およびPVA系樹脂の未ケン化部分である酢酸ビニル構造単位を有する高分子である。 The polyvinyl acetal resin of the present invention is obtained by acetalizing a PVA resin (A) having a 1,2-diol structural unit represented by the following general formula (1).
Figure 2007297613
[Wherein R 1 , R 2 and R 3 each independently represents a hydrogen atom or an organic group, X represents a single bond or a bond chain, and R 4 , R 5 and R 6 each independently represent hydrogen. Indicates an atom or an organic group. ]
That is, the polyvinyl acetal resin of the present invention includes a structural unit obtained by acetalizing a continuous vinyl alcohol structural unit of the PVA resin (A) with an aldehyde compound, and 1 in the structural unit represented by the general formula (1). , 2-diol part acetalized structural unit, unreacted vinyl alcohol structural unit, unreacted structural unit represented by general formula (1), and vinyl acetate structure which is an unsaponified part of PVA resin It is a polymer having units.

以下、本発明のポリビニルアセタール系樹脂の原料として用いられるPVA系樹脂(A)について詳細に説明する。
本発明で用いられるPVA系樹脂(A)は、下記一般式(1)で表わされる1,2−ジオール構造単位を有するPVA系樹脂であり、一般式(1)において、R1、R2、及びR3はそれぞれ独立して水素原子または有機基を示し、Xは単結合、すなわちビニル構造部分の炭素と1,2−ジオール構造部分の炭素が直接結合したもの、または結合鎖を示し、R4、R5、及びR6はそれぞれ独立して水素原子または有機基を示す。

Figure 2007297613
Hereinafter, the PVA resin (A) used as a raw material for the polyvinyl acetal resin of the present invention will be described in detail.
The PVA resin (A) used in the present invention is a PVA resin having a 1,2-diol structural unit represented by the following general formula (1). In the general formula (1), R 1 , R 2 , And R 3 each independently represents a hydrogen atom or an organic group, X represents a single bond, that is, a direct bond of carbon of a vinyl structure part and carbon of a 1,2-diol structure part, or a bond chain; 4 , R 5 and R 6 each independently represent a hydrogen atom or an organic group.
Figure 2007297613

なお、かかるPVA系樹脂(A)の一般式(1)で表わされる1,2−ジオール構造単位の含有量は、0.1〜1.5モル%であり、PVA系樹脂(A)の残る部分は、通常のPVA系樹脂と同様、ビニルアルコール構造単位と若干量の酢酸ビニル構造単位を含む。   In addition, content of the 1, 2-diol structural unit represented by General formula (1) of this PVA-type resin (A) is 0.1-1.5 mol%, and PVA-type resin (A) remains. The portion includes a vinyl alcohol structural unit and a slight amount of vinyl acetate structural unit, as in a normal PVA resin.

一般式(1)で表わされる1,2−ジオール構造単位中のR1〜R3、及びR4〜R6は、すべて水素原子であることが望ましいが、樹脂特性を大幅に損なわない程度の量であれば有機基であってもよい。その有機基としては特に限定されないが、例えばメチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基等の炭素数1〜4のアルキル基が好ましく、また、その炭素数1〜4のアルキル基は必要に応じて、ハロゲン基、水酸基、エステル基、カルボン酸基、スルホン酸基等の置換基を有していてもよい。 All of R 1 to R 3 and R 4 to R 6 in the 1,2-diol structural unit represented by the general formula (1) are preferably hydrogen atoms, but the resin properties are not significantly impaired. It may be an organic group as long as it is in an amount. Although it does not specifically limit as the organic group, For example, a C1-C4 alkyl group, such as a methyl group, an ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, tert-butyl group, is preferable, Moreover, the C1-C4 alkyl group may have substituents, such as a halogen group, a hydroxyl group, an ester group, a carboxylic acid group, and a sulfonic acid group, as needed.

また、一般式(1)で表わされる1,2−ジオール構造単位中のXは、好ましくは単結合、すなわちビニル構造部分の炭素と1,2−ジオール構造部分の炭素が直接結合したものであるが、本発明の効果を阻害しない範囲であれば結合鎖であってもよく、かかる結合鎖としては特に限定されないが、アルキレン、アルケニレン、アルキニレン、フェニレン、ナフチレン等の炭化水素(これらの炭化水素はフッ素、塩素、臭素等のハロゲン等で置換されていても良い)の他、−O−、−(CH2O)m−、−(OCH2m−、−(CH2O)mCH2−、−CO−、−COCO−、−CO(CH2mCO−、−CO(C64)CO−、−S−、−CS−、−SO−、−SO2−、−NR−、−CONR−、−NRCO−、−CSNR−、−NRCS−、−NRNR−、−HPO4−、−Si(OR)2−、−OSi(OR)2−、−OSi(OR)2O−、−Ti(OR)2−、−OTi(OR)2−、−OTi(OR)2O−、−Al(OR)−、−OAl(OR)−、−OAl(OR)O−、等が挙げられ(Rは各々独立して任意の置換基であり、水素原子、アルキル基が好ましく、またmは自然数である)、その中でも製造時あるいは使用時の安定性の点で炭素数6以下のアルキレン基、あるいは−CH2OCH2−が好ましい。 X in the 1,2-diol structural unit represented by the general formula (1) is preferably a single bond, that is, a carbon in the vinyl structure portion and a carbon in the 1,2-diol structure portion directly bonded. However, a bond chain may be used as long as it does not inhibit the effect of the present invention, and the bond chain is not particularly limited, but hydrocarbons such as alkylene, alkenylene, alkynylene, phenylene, naphthylene (these hydrocarbons are fluorine, chlorine, may be substituted with halogen such as bromine, etc.) other, -O -, - (CH 2 O) m -, - (OCH 2) m -, - (CH 2 O) m CH 2 -, - CO -, - COCO -, - CO (CH 2) m CO -, - CO (C 6 H 4) CO -, - S -, - CS -, - SO -, - SO 2 -, - NR -, -CONR-, -NRCO-, -CSNR-, NRCS -, - NRNR -, - HPO 4 -, - Si (OR) 2 -, - OSi (OR) 2 -, - OSi (OR) 2 O -, - Ti (OR) 2 -, - OTi (OR) 2- , -OTi (OR) 2 O-, -Al (OR)-, -OAl (OR)-, -OAl (OR) O-, and the like. There, a hydrogen atom, an alkyl group preferably, and m is a natural number), an alkylene group having 6 or less carbon atoms or -CH 2 OCH 2, in terms of stability during production or use among them - are preferred.

本発明で用いられるPVA系樹脂(A)の製造法は、特に限定されないが、(i)ビニルエステル系モノマーと下記一般式(2)で示される化合物との共重合体をケン化する方法が好適に用いられる。

Figure 2007297613

[式中、R1、R2、及びR3、はそれぞれ独立して水素または有機基を示し、Xは単結合または結合鎖を示し、R4、R5、及びR6はそれぞれ独立して水素原子または有機基を示し、R7及びR8はそれぞれ独立して水素原子またはR9−CO−(式中、R9はアルキル基である)を示す] The production method of the PVA resin (A) used in the present invention is not particularly limited, but (i) a method of saponifying a copolymer of a vinyl ester monomer and a compound represented by the following general formula (2) Preferably used.
Figure 2007297613

[Wherein, R 1 , R 2 , and R 3 each independently represent hydrogen or an organic group, X represents a single bond or a bond chain, and R 4 , R 5 , and R 6 each independently represent A hydrogen atom or an organic group, R 7 and R 8 each independently represent a hydrogen atom or R 9 —CO— (wherein R 9 is an alkyl group)]

また、(i)以外の製造法として、
(ii)ビニルエステル系モノマーと下記一般式(3)で示される化合物との共重合体をケン化及び脱炭酸する方法や、

Figure 2007297613

[式中、R1、R2及びR3はそれぞれ独立して水素原子または有機基を示し、Xは単結合または結合鎖を示し、R4、R5、及びR6はそれぞれ独立して水素原子または有機基を示す。]
(iii)ビニルエステル系モノマーと下記一般式(4)で示される化合物との共重合体をケン化及び脱ケタール化する方法を用いてもよい。
Figure 2007297613

[式中、R1、R2及びR3はそれぞれ独立して水素原子または有機基を示し、Xは単結合または結合鎖を示し、R4、R5、及びR6はそれぞれ独立して水素原子または有機基を示し、R10及びR11はそれぞれ独立して水素原子または有機基を示す。] Moreover, as a manufacturing method other than (i),
(Ii) a method of saponifying and decarboxylating a copolymer of a vinyl ester monomer and a compound represented by the following general formula (3),
Figure 2007297613

[Wherein R 1 , R 2 and R 3 each independently represents a hydrogen atom or an organic group, X represents a single bond or a bond chain, and R 4 , R 5 and R 6 each independently represent hydrogen. Indicates an atom or an organic group. ]
(Iii) A method of saponifying and deketalizing a copolymer of a vinyl ester monomer and a compound represented by the following general formula (4) may be used.
Figure 2007297613

[Wherein R 1 , R 2 and R 3 each independently represents a hydrogen atom or an organic group, X represents a single bond or a bond chain, and R 4 , R 5 and R 6 each independently represent hydrogen. An atom or an organic group is shown, and R 10 and R 11 each independently represent a hydrogen atom or an organic group. ]

なお、本発明で用いられるビニルエステル系モノマーとしては、ギ酸ビニル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、バレリン酸ビニル、酪酸ビニル、イソ酪酸ビニル、ピバリン酸ビニル、カプリン酸ビニル、ラウリン酸ビニル、ステアリン酸ビニル、安息香酸ビニル、バーサチック酸ビニル等が挙げられるが、経済的にみて中でも酢酸ビニルが好ましく用いられる。
以下、かかる(i)、(ii)、及び(iii)の方法について説明する。
The vinyl ester monomers used in the present invention include vinyl formate, vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl valerate, vinyl butyrate, vinyl isobutyrate, vinyl pivalate, vinyl caprate, vinyl laurate, vinyl stearate. , Vinyl benzoate, vinyl versatate, and the like, among which vinyl acetate is preferably used from an economical viewpoint.
Hereinafter, the methods (i), (ii), and (iii) will be described.

[(i)の方法]
(i)の方法は、ビニルエステル系モノマーと上記一般式(2)で示される化合物とを共重合したのちケン化して、上記一般式(1)で表わされる1,2−ジオール構造単位を有するPVA系樹脂を製造する方法である。
かかる上記一般式(2)で示される化合物において、R1〜R3、R4〜R6及びXは上記一般式(1)と同様のものが挙げられ、R7及びR8は、それぞれ独立して水素原子またはR9−CO−(式中、R9は、アルキル基、好ましくはメチル基、プロピル基、ブチル基、ヘキシル基またはオクチル基であり、かかるアルキル基は共重合反応性やそれに続く工程において悪影響を及ぼさない範囲で、ハロゲン基、水酸基、エステル基、カルボン酸基、スルホン酸基等の置換基を有していてもよい)である。
[Method (i)]
In the method (i), a vinyl ester monomer and a compound represented by the general formula (2) are copolymerized and then saponified to have a 1,2-diol structural unit represented by the general formula (1). This is a method for producing a PVA-based resin.
In the compound represented by the general formula (2), R 1 to R 3 , R 4 to R 6 and X are the same as those in the general formula (1), and R 7 and R 8 are each independently A hydrogen atom or R 9 —CO— (wherein R 9 is an alkyl group, preferably a methyl group, a propyl group, a butyl group, a hexyl group or an octyl group; It may have a substituent such as a halogen group, a hydroxyl group, an ester group, a carboxylic acid group, or a sulfonic acid group as long as it does not adversely affect the subsequent steps.

式(2)で示される化合物としては、具体的にXが単結合である3,4−ジヒドロキシ−1−ブテン、3,4−ジアシロキシ−1−ブテン、3−アシロキシ−4−ヒドロキシ−1−ブテン、4−アシロキシ−3−ヒドロキシ−1−ブテン、3,4−ジアシロキシ−2−メチル−1−ブテン、Xがアルキレン基である4,5−ジヒドロキシ−1−ペンテン、4,5−ジアシロキシ−1−ペンテン、4,5−ジヒドロキシ−3−メチル−1−ペンテン、4,5−ジアシロキシ−3−メチル−1−ペンテン、5,6−ジヒドロキシ−1−ヘキセン、5,6−ジアシロキシ−1−ヘキセン、Xが−CH2OCH2−あるいは−OCH2−であるグリセリンモノアリルエーテル、2,3−ジアセトキシ−1−アリルオキシプロパン、2−アセトキシ−1−アリルオキシ−3−ヒドロキシプロパン、3−アセトキシ−1−アリルオキシ−2−ヒドロキシプロパン、グリセリンモノビニルエーテル、グリセリンモノイソプロペニルエーテル、などが挙げられる。 Specific examples of the compound represented by the formula (2) include 3,4-dihydroxy-1-butene, 3,4-diacyloxy-1-butene, and 3-acyloxy-4-hydroxy-1- wherein X is a single bond. Butene, 4-acyloxy-3-hydroxy-1-butene, 3,4-diacyloxy-2-methyl-1-butene, 4,5-dihydroxy-1-pentene, wherein X is an alkylene group, 4,5-diacyloxy- 1-pentene, 4,5-dihydroxy-3-methyl-1-pentene, 4,5-diacyloxy-3-methyl-1-pentene, 5,6-dihydroxy-1-hexene, 5,6-diacyloxy-1- hexene, X is -CH 2 OCH 2 - or -OCH 2 - in which glycerol monoallyl ether, 2,3-diacetoxy-1-allyloxypropane, 2-acetoxy -1 Allyloxy-3-hydroxypropane, 3-acetoxy-1-allyloxy-2-hydroxypropane, glycerin monovinyl ether, glycerin monomethyl isopropenyl ether, and the like.

なかでも、共重合反応性及び工業的な取り扱いにおいて優れるという点で、R1、R2、R3、R4、R5、R6が水素、Xが単結合、R7、R8がR9−CO−でありR9がアルキル基である3,4−ジアシロキシ−1−ブテンが好ましく、そのなかでも特にR9がメチル基である3,4−ジアセトキシ−1−ブテンが好ましく用いられる。
なお、ビニルエステル系モノマーとして酢酸ビニルを用い、これと3,4−ジアセトキシ−1―ブテンを共重合させた時の各モノマーの反応性比は、r(酢酸ビニル)=0.710、r(3,4−ジアセトキシ−1ブテン)=0.701、であり、これは後述のビニルエチレンカーボネートの場合の、r(酢酸ビニル)=0.85、r(ビニルエチレンカーボネート)=5.4と比較して、3,4−ジアセトキシ−1−ブテンが酢酸ビニルとの共重合反応性に優れることを示すものである。
また、3,4−ジアセトキシ−1−ブテンの連鎖移動定数Cxは0.003(65℃)であり、ビニルエチレンカーボネートのCx=0.005(65℃)や、2,2−ジメチル−4−ビニル−1,3−ジオキソランのCx=0.023(65℃)と比較して小さい値であり、これは3,4−ジアセトキシ−1−ブテンをビニルエステル系モノマーのコモノマーとして用いた場合に、他のモノマーと比べて重合度の上昇を阻害しにくいことを示すものである。また、重合速度の点でも3,4−ジアセトキシ−1−ブテンは上記の他のモノマーよりも優れている。
また、かかる3,4−ジアセトキシ−1−ブテンは、その共重合体をケン化する際に発生する副生成物が、主構造単位として多用される酢酸ビニル構造単位と同様の酢酸誘導体であり、その後処理に特別な装置や工程を設ける必要がない点も、工業的に大きな利点である。
Among them, R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 and R 6 are hydrogen, X is a single bond, R 7 and R 8 are R in that they are excellent in copolymerization reactivity and industrial handling. 3,4-Diacyl-1-butene, which is 9- CO- and R 9 is an alkyl group, is preferred, and 3,4-diacetoxy-1-butene in which R 9 is a methyl group is particularly preferred.
It should be noted that when vinyl acetate is used as the vinyl ester monomer and this is copolymerized with 3,4-diacetoxy-1-butene, the reactivity ratio of each monomer is r (vinyl acetate) = 0.710, r ( 3,4-diacetoxy-1butene) = 0.701, which is compared with r (vinyl acetate) = 0.85 and r (vinyl ethylene carbonate) = 5.4 in the case of vinyl ethylene carbonate described later. Thus, 3,4-diacetoxy-1-butene is excellent in copolymerization reactivity with vinyl acetate.
The chain transfer constant Cx of 3,4-diacetoxy-1-butene is 0.003 (65 ° C.), and Cx = 0.005 (65 ° C.) of vinyl ethylene carbonate or 2,2-dimethyl-4- This is a small value compared to Cx = 0.223 (65 ° C.) of vinyl-1,3-dioxolane, which is obtained when 3,4-diacetoxy-1-butene is used as a comonomer of a vinyl ester monomer. This indicates that it is difficult to inhibit the increase in the degree of polymerization as compared with other monomers. Also, 3,4-diacetoxy-1-butene is superior to the above-mentioned other monomers in terms of polymerization rate.
Further, the 3,4-diacetoxy-1-butene is an acetic acid derivative similar to a vinyl acetate structural unit in which a by-product generated when the copolymer is saponified is frequently used as a main structural unit, The fact that there is no need to provide a special device or process for the subsequent treatment is also a great industrial advantage.

なお、3,4−ジアセトキシ−1−ブテンは、工業生産用ではイーストマンケミカル社、試薬レベルではアクロス社の製品を市場から入手することができる。また、1,4―ブタンジオール製造工程中の副生成物として得られる3,4−ジアセトキシ−1−ブテンを精製して利用することも出来る。また、1,4−ジアセトキシ−2−ブテンを塩化パラジウム触媒等を用いた公知の異性化反応によって3,4−ジアセトキシ−1−ブテンに変換して用いることもできる。   As for 3,4-diacetoxy-1-butene, products from Eastman Chemical Company for industrial production and Acros Company at the reagent level can be obtained from the market. Further, 3,4-diacetoxy-1-butene obtained as a by-product during the production process of 1,4-butanediol can be purified and used. Further, 1,4-diacetoxy-2-butene can be converted to 3,4-diacetoxy-1-butene by a known isomerization reaction using a palladium chloride catalyst or the like.

かかるビニルエステル系モノマーと一般式(2)で表される化合物とを共重合するに当たっては、特に制限はなく、塊状重合、溶液重合、懸濁重合、分散重合、またはエマルジョン重合等の公知の方法を採用することができるが、通常は溶液重合が行われる。
共重合時のモノマー成分の仕込み方法としては特に制限されず、一括仕込み、分割仕込み、連続仕込み等任意の方法が採用されるが、一般式(2)で示される化合物に由来する1,2−ジオール構造単位がポリビニルエステル系ポリマーの分子鎖中に均一に分布させられる点から滴下重合が好ましく、特には前述の酢酸ビニルとの反応性比を用いたHANNA法に基づく重合方法が好ましい。
The copolymerization of the vinyl ester monomer and the compound represented by the general formula (2) is not particularly limited, and is a known method such as bulk polymerization, solution polymerization, suspension polymerization, dispersion polymerization, or emulsion polymerization. In general, solution polymerization is performed.
The method for charging the monomer component at the time of copolymerization is not particularly limited, and any method such as batch charging, split charging, continuous charging, etc. is adopted, but 1,2-derived from the compound represented by the general formula (2) Drop polymerization is preferred from the viewpoint that the diol structural unit is uniformly distributed in the molecular chain of the polyvinyl ester polymer, and the polymerization method based on the HANNA method using the reactivity ratio with vinyl acetate is particularly preferred.

かかる共重合で用いられる溶媒としては、通常、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、n−プロパノール、ブタノール等の低級アルコールやアセトン、メチルエチルケトン等のケトン類等が挙げられ、工業的には、メタノールが好適に使用される。
溶媒の使用量は、目的とする共重合体の重合度に合わせて、溶媒の連鎖移動定数を考慮して適宜選択すればよく、例えば、溶媒がメタノールの時は、S(溶媒)/M(モノマー)=0.01〜10(重量比)、好ましくは0.05〜3(重量比)程度の範囲から選択される。
Examples of the solvent used in such copolymerization include usually lower alcohols such as methanol, ethanol, isopropyl alcohol, n-propanol and butanol, and ketones such as acetone and methyl ethyl ketone, and industrially preferred is methanol. used.
The amount of the solvent used may be appropriately selected in consideration of the chain transfer constant of the solvent in accordance with the degree of polymerization of the target copolymer. For example, when the solvent is methanol, S (solvent) / M ( Monomer) = 0.01 to 10 (weight ratio), preferably 0.05 to 3 (weight ratio).

共重合に当たっては重合触媒が用いられ、かかる重合触媒としては、例えばアゾビスイソブチロニトリル、過酸化アセチル、過酸化ベンゾイル、過酸化ラウリル等の公知のラジカル重合触媒やアゾビスジメチルバレロニトリル、アゾビスメトキシジメチルバレロニトリル等の低温活性ラジカル重合触媒等が挙げられ、重合触媒の使用量は、コモノマーの種類や触媒の種類により異なり一概には決められないが、重合速度に応じて任意に選択される。例えば、アゾイソブチロニトリルや過酸化アセチルを用いる場合、ビニルエステル系モノマーに対して0.01〜0.7モル%が好ましく、特には0.02〜0.5モル%が好ましい。
また、共重合反応の反応温度は、使用する溶媒や圧力により30℃〜沸点程度で行われ、より具体的には、35〜150℃、好ましくは40〜75℃の範囲で行われる。
For the copolymerization, a polymerization catalyst is used. Examples of the polymerization catalyst include known radical polymerization catalysts such as azobisisobutyronitrile, acetyl peroxide, benzoyl peroxide, lauryl peroxide, azobisdimethylvaleronitrile, azo Examples include low-temperature active radical polymerization catalysts such as bismethoxydimethylvaleronitrile, and the amount of polymerization catalyst used varies depending on the type of comonomer and the type of catalyst and cannot be determined unconditionally, but is arbitrarily selected according to the polymerization rate. The For example, when azoisobutyronitrile or acetyl peroxide is used, 0.01 to 0.7 mol% is preferable with respect to the vinyl ester monomer, and 0.02 to 0.5 mol% is particularly preferable.
Moreover, the reaction temperature of a copolymerization reaction is performed at about 30 degreeC-a boiling point by the solvent and pressure to be used, More specifically, it is 35-150 degreeC, Preferably it is carried out in 40-75 degreeC.

重合終了時には、ラジカル重合において用いられる公知の重合禁止剤を反応系内に添加することが好ましく、かかる重合禁止剤としては、例えば、m−ジニトロベンゼン、アスコルビン酸、ベンゾキノン、α―メチルスチレンの二量体、p−メトキシフェノール等を挙げることができる。   At the end of the polymerization, a known polymerization inhibitor used in radical polymerization is preferably added to the reaction system. Examples of such polymerization inhibitors include m-dinitrobenzene, ascorbic acid, benzoquinone, and α-methylstyrene. Examples thereof include a monomer and p-methoxyphenol.

得られた共重合体は次いでケン化されるのであるが、かかるケン化にあたっては上記で得られた共重合体をアルコール等の溶媒に溶解し、アルカリ触媒又は酸触媒を用いて行われる。代表的な溶媒としては、メタノール、エタノール、プロパノール、tert−ブタノール等が挙げられるが、メタノールが特に好ましく用いられる。アルコール中の共重合体の濃度は系の粘度により適宜選択されるが、通常は10〜60重量%の範囲から選ばれる。ケン化に使用される触媒としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、ナトリウムメチラート、ナトリウムエチラート、カリウムメチラート、リチウムメチラート等のアルカリ金属の水酸化物やアルコラートの如きアルカリ触媒、硫酸、塩酸、硝酸、メタスルフォン酸、ゼオライト、カチオン交換樹脂等の酸触媒が挙げられる。   The obtained copolymer is then saponified. In the saponification, the copolymer obtained as described above is dissolved in a solvent such as alcohol, and the reaction is carried out using an alkali catalyst or an acid catalyst. Typical solvents include methanol, ethanol, propanol, tert-butanol and the like, and methanol is particularly preferably used. The concentration of the copolymer in the alcohol is appropriately selected depending on the viscosity of the system, but is usually selected from the range of 10 to 60% by weight. Catalysts used for saponification include alkali catalysts such as alkali metal hydroxides and alcoholates such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium methylate, sodium ethylate, potassium methylate, lithium methylate, etc., sulfuric acid, Examples include acid catalysts such as hydrochloric acid, nitric acid, metasulfonic acid, zeolite, and cation exchange resin.

かかるケン化触媒の使用量については、ケン化方法、目標とするケン化度等により適宜選択されるが、アルカリ触媒を使用する場合は通常、ビニルエステル系モノマー及び式(2)で示される化合物に由来する1,2−ジオール構造単位の合計量1モルに対して0.1〜30ミリモル、好ましくは2〜17ミリモルの割合が適当である。
また、ケン化反応の反応温度は特に限定されないが、10〜60℃が好ましく、より好ましくは20〜50℃である。
The amount of the saponification catalyst used is appropriately selected depending on the saponification method, the target degree of saponification, and the like. When an alkali catalyst is used, the vinyl ester monomer and the compound represented by the formula (2) are usually used. A ratio of 0.1 to 30 mmol, preferably 2 to 17 mmol, is appropriate with respect to 1 mol of the total amount of 1,2-diol structural units derived from.
Moreover, although the reaction temperature of saponification reaction is not specifically limited, 10-60 degreeC is preferable, More preferably, it is 20-50 degreeC.

また、式(2)で示される化合物として、Xが−CH2OCH2−であり、R1、R2、R3、R4、R5、R6が水素であるグリセリンモノアリルエーテルも好ましいモノマーであるが、上述の3,4−ジアセトキシ−1−ブテン等と比較すると高重合度のPVA系樹脂がえられにくく、皮膜強度が必要とされるポリビニルアセタール系樹脂の原料としてはやや不向きである。 As the compound represented by the formula (2), glycerin monoallyl ether in which X is —CH 2 OCH 2 — and R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 and R 6 are hydrogen is also preferable. Although it is a monomer, compared with the above-mentioned 3,4-diacetoxy-1-butene, it is difficult to obtain a PVA resin having a high polymerization degree, and it is somewhat unsuitable as a raw material for a polyvinyl acetal resin that requires film strength. is there.

[(ii)の方法]
(ii)の方法は、ビニルエステル系モノマーと上記一般式(3)で示される化合物とを共重合したのちケン化、脱炭酸して、上記一般式(1)で表わされる1,2−ジオール構造単位を有するPVA系樹脂を製造する方法である。
本発明で用いられる上記一般式(3)で示される化合物において、R1〜R3、R4〜R6及びXは上記一般式(1)と同様のものが挙げられる。中でも入手の容易さ、良好な共重合性を有する点で、R1、R2、R3、R4、R5、R6が水素で、Xが単結合であるビニルエチレンカーボネートが好適に用いられる。
[Method (ii)]
In the method (ii), a vinyl ester monomer and a compound represented by the above general formula (3) are copolymerized, then saponified and decarboxylated, and then 1,2-diol represented by the above general formula (1). This is a method for producing a PVA-based resin having a structural unit.
In the compound represented by the general formula (3) used in the present invention, R 1 to R 3 , R 4 to R 6 and X are the same as those in the general formula (1). Among them, vinyl ethylene carbonate in which R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , R 6 are hydrogen and X is a single bond is preferably used because it is easily available and has good copolymerizability. It is done.

ビニルエステル系モノマーと一般式(3)で示される化合物とを共重合及びケン化するに当たっては、上記(i)の方法と同様に行われる。
なお、脱炭酸については、特別な処理を施すことなく、ケン化とともに脱炭酸が行われ、エチレンカーボネート環が開環することで1,2−ジオール構造に変換される。
また、一定圧力下(常圧〜1×107Pa)で且つ高温下(50〜200℃)でビニルエステル部分をケン化することなく、脱炭酸を行うことも可能であり、かかる場合、脱炭酸を行った後、上記ケン化を行うこともできる。
Copolymerization and saponification of the vinyl ester monomer and the compound represented by the general formula (3) are carried out in the same manner as in the above method (i).
In addition, about decarboxylation, without performing a special process, decarboxylation is performed with saponification, and it transform | converts into a 1, 2- diol structure by opening an ethylene carbonate ring.
It is also possible to perform decarboxylation without saponifying the vinyl ester moiety under a constant pressure (normal pressure to 1 × 10 7 Pa) and at a high temperature (50 to 200 ° C.). The saponification can also be performed after carbonation.

なお、ビニルエチレンカーボネートを用いた場合、そのビニルエステル系モノマーとの共重合体をケン化する際に、有害物質である炭酸ジメチルが副生することから、製造時、回収溶剤の処理、あるいは製品への残存等に注意を払う必要がある。   In addition, when vinyl ethylene carbonate is used, when saponifying the copolymer with the vinyl ester monomer, dimethyl carbonate, a harmful substance, is by-produced. It is necessary to pay attention to remaining in

[(iii)の方法]
(iii)の方法は、ビニルエステル系モノマーと上記一般式(4)で示される化合物とを共重合したのちケン化、脱ケタール化して、上記一般式(1)で表わされる1,2−ジオール構造単位を有するPVA系樹脂を製造する方法である。
本発明で用いられる上記一般式(4)で示される化合物において、R1〜R3、R4〜R6及びXは上記一般式(1)と同様のものが挙げられ、R10、R11はそれぞれ独立して水素又はアルキル基であり、該アルキル基としては特に限定されないが、例えばメチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基等の炭素数1〜4のアルキル基が好ましい。かかるアルキル基は共重合反応性等を阻害しない範囲内において、ハロゲン基、水酸基、エステル基、カルボン酸基、スルホン酸基等の置換基を有していてもよい。中でも入手の容易さ、良好な共重合性を有する点で、R1、R2、R3、R4、R5、R6が水素で、R10、R11がメチル基である2,2−ジメチル−4−ビニル−1,3−ジオキソランが好適である。
[Method (iii)]
In the method (iii), a vinyl ester monomer and a compound represented by the above general formula (4) are copolymerized and then saponified and deketalized to obtain a 1,2-diol represented by the above general formula (1). This is a method for producing a PVA-based resin having a structural unit.
In the compound represented by the general formula (4) used in the present invention, R 1 to R 3 , R 4 to R 6 and X are the same as those in the general formula (1), and R 10 , R 11 Are each independently hydrogen or an alkyl group, and the alkyl group is not particularly limited, and examples thereof include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, an isobutyl group, and a tert-butyl group. The C1-C4 alkyl group of these is preferable. Such an alkyl group may have a substituent such as a halogen group, a hydroxyl group, an ester group, a carboxylic acid group, or a sulfonic acid group as long as the copolymerization reactivity and the like are not impaired. Among them, R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , R 6 are hydrogen and R 10 , R 11 are methyl groups in terms of easy availability and good copolymerizability -Dimethyl-4-vinyl-1,3-dioxolane is preferred.

ビニルエステル系モノマーと上記一般式(4)で示される化合物とを共重合及びケン化するに当たっては、上記(i)の方法と同様に行われる。
なお、脱ケタール化については、ケン化反応がアルカリ触媒を用いて行われる場合は、ケン化後、更に酸触媒を用いて水系溶媒(水、水/アセトン、水/メタノール等の低級アルコール混合溶媒等)中で脱ケタール化が行われ、1,2−ジオール構造に変換される。その場合の酸触媒としては、酢酸、塩酸、硫酸、硝酸、メタスルフォン酸、ゼオライト、カチオン交換樹脂等が挙げられる。
また、ケン化反応が酸触媒を用いて行われる場合は、特別な処理を施すことなく、ケン化とともに脱ケタール化が行われ、1,2−ジオール構造に変換される。
The copolymerization and saponification of the vinyl ester monomer and the compound represented by the general formula (4) is performed in the same manner as in the method (i).
As for deketalization, when the saponification reaction is carried out using an alkali catalyst, an aqueous solvent (lower alcohol mixed solvent such as water, water / acetone, water / methanol, etc.) is used after further saponification using an acid catalyst. Etc.) is deketalized and converted to a 1,2-diol structure. In this case, examples of the acid catalyst include acetic acid, hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid, metasulfonic acid, zeolite, and cation exchange resin.
Moreover, when a saponification reaction is performed using an acid catalyst, deketalization is performed with saponification, without performing a special process, and is converted into a 1,2-diol structure.

なお、前述したように2,2−ジメチル−4−ビニル−1,3−ジオキソランは3,4−ジアセトキシ−1−ブテン等と比較して連鎖移動定数が大きいため、高重合度のPVA系樹脂がえられにくく、皮膜強度が必要とされるポリビニルアセタール系樹脂の原料としてはやや不向きである。   As described above, since 2,2-dimethyl-4-vinyl-1,3-dioxolane has a larger chain transfer constant than 3,4-diacetoxy-1-butene and the like, it has a high polymerization degree. It is not suitable as a raw material for polyvinyl acetal resins that are difficult to remove and require high film strength.

また、本発明に用いるPVA系樹脂(A)は、本発明の目的を阻害しない範囲において各種不飽和モノマーを共重合したものを用いることができる。かかる不飽和モノマーの導入量としては、一概にはいえないが、導入量が多すぎると水溶性が損なわれたり、ガスバリアー性が低下することがあるため、好ましくない。
かかる不飽和モノマーとしては、例えばエチレンやプロピレン、イソブチレン、α−オクテン、α−ドデセン、α−オクタデセン等のオレフィン類、3−ブテン−1−オール、4−ペンテン−1−オール、5−ヘキセン−1−オール等のヒドロキシ基含有α−オレフィン類、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、マレイン酸、無水マレイン酸、イタコン酸等の不飽和酸類、その塩、モノエステル、あるいはジアルキルエステル、アクリロニトリル、メタアクリロニトリル等のニトリル類、ジアセトンアクリルアミド、アクリルアミド、メタクリルアミド等のアミド類、エチレンスルホン酸、アリルスルホン酸、メタアリルスルホン酸等のオレフィンスルホン酸類あるいはその塩、アルキルビニルエーテル類、ジメチルアリルビニルケトン、N−ビニルピロリドン、塩化ビニル等のビニル化合物、酢酸イソプロペニル、1−メトキシビニルアセテート等の置換酢酸ビニル類、塩化ビニリデン、1,4−ジアセトキシ−2−ブテン、ビニレンカーボネート、アセトアセチル基含有モノマー等が挙げられる。
Moreover, the PVA-type resin (A) used for this invention can use what copolymerized various unsaturated monomers in the range which does not inhibit the objective of this invention. The introduction amount of the unsaturated monomer cannot be generally specified, but if the introduction amount is too large, the water solubility may be impaired or the gas barrier property may be deteriorated.
Examples of the unsaturated monomer include olefins such as ethylene, propylene, isobutylene, α-octene, α-dodecene, α-octadecene, 3-buten-1-ol, 4-penten-1-ol, and 5-hexene- Hydroxyl group-containing α-olefins such as 1-ol, unsaturated acids such as acrylic acid, methacrylic acid, crotonic acid, maleic acid, maleic anhydride, itaconic acid, salts, monoesters, dialkyl esters, acrylonitrile, meta Nitriles such as acrylonitrile, amides such as diacetone acrylamide, acrylamide and methacrylamide, olefin sulfonic acids such as ethylene sulfonic acid, allyl sulfonic acid and methallyl sulfonic acid or salts thereof, alkyl vinyl ethers, dimethylallyl vinyl ketone, -Vinyl compounds such as vinylpyrrolidone and vinyl chloride, substituted vinyl acetates such as isopropenyl acetate and 1-methoxyvinyl acetate, vinylidene chloride, 1,4-diacetoxy-2-butene, vinylene carbonate, acetoacetyl group-containing monomers, etc. Can be mentioned.

更に、ポリオキシエチレン(メタ)アリルエーテル、ポリオキシエチレン(メタ)アクリルアミド、ポリオキシプロピレン(メタ)アクリルアミド、ポリオキシエチレン(メタ)アクリレート、ポリオキシプロピレン(メタ)アクリレート、ポリオキシエチレン(1−(メタ)アクリルアミド−1,1−ジメチルプロピル)エステル、ポリオキシエチレンビニルエーテル、ポリオキシプロピレンビニルエーテル、ポリオキシエチレンアリルアミン、ポリオキシプロピレンアリルアミン、ポリオキシエチレンビニルアミン、ポリオキシプロピレンビニルアミン等のポリオキシアルキレン基含有モノマー、N−アクリルアミドメチルトリメチルアンモニウムクロライド、N−アクリルアミドエチルトリメチルアンモニウムクロライド、N−アクリルアミドプロピルトリメチルアンモニウムクロライド、2−アクリロキシエチルトリメチルアンモニウムクロライド、2−メタクリロキシエチルトリメチルアンモニウムクロライド、2−ヒドロキシ−3−メタクリロイルオキシプロピルトリメチルアンモニウムクロライド、アリルトリメチルアンモニウムクロライド、メタアリルトリメチルアンモニウムクロライド、3−ブテントリメチルアンモニウムクロライド、ジメチルジアリルアンモニウムクロリド、ジエチルジアリルアンモニウムクロライド等のカチオン基含有モノマー等も挙げられる。
又、重合温度を100℃以上にすることにより、PVA主鎖中に異種結合である1,2−ジオール結合を1.6〜3.5モル%程度導入したものを使用することが可能である。
Furthermore, polyoxyethylene (meth) allyl ether, polyoxyethylene (meth) acrylamide, polyoxypropylene (meth) acrylamide, polyoxyethylene (meth) acrylate, polyoxypropylene (meth) acrylate, polyoxyethylene (1- ( Poly) alkylene groups such as (meth) acrylamide-1,1-dimethylpropyl) ester, polyoxyethylene vinyl ether, polyoxypropylene vinyl ether, polyoxyethylene allylamine, polyoxypropylene allylamine, polyoxyethylene vinylamine, polyoxypropylene vinylamine Containing monomer, N-acrylamidomethyltrimethylammonium chloride, N-acrylamidoethyltrimethylammonium chloride, N-acrylic Amidopropyltrimethylammonium chloride, 2-acryloxyethyltrimethylammonium chloride, 2-methacryloxyethyltrimethylammonium chloride, 2-hydroxy-3-methacryloyloxypropyltrimethylammonium chloride, allyltrimethylammonium chloride, methallyltrimethylammonium chloride, 3- Examples also include cation group-containing monomers such as butenetrimethylammonium chloride, dimethyldiallylammonium chloride, and diethyldiallylammonium chloride.
In addition, by setting the polymerization temperature to 100 ° C. or higher, it is possible to use a PVA main chain having 1,2-diol bonds of about 1.6 to 3.5 mol%, which are heterogeneous bonds. .

かくして得られるPVA系樹脂(A)中の一般式(1)で表わされる1,2−ジオール構造単位の含有量は0.1から1.5モル%であり、さらには0.2〜1.2モル%、特には0.3〜1モル%のものが好ましい。かかる1,2−ジオール構造単位の含有量が少なすぎると、アルコール溶液の透明性が不足したり、長期保存時の粘度安定性が低下する場合があり、逆に含有量が多すぎるとポリビニルアセタール系樹脂の弾性率が低くなりすぎる場合があるため好ましくない。これは、製造工程において、原料であるPVA系樹脂を水溶液としたとき、見かけ上は均一な水溶液であっても分子レベルでは分子会合によるミクロジャンクションが形成されている場合があり、このような状態でアセタール化反応を行うと分子間あるいは分子内でアセタール化度が不均一になることによるものと推定される。
一方、かかる1,2−ジオール構造単位の含有量が多すぎると得られたポリビニルアセタール系樹脂の弾性率が小さくなり、高剛性、強靭性などを必要とする用途への適用が困難になる場合があるため好ましくない。
The content of the 1,2-diol structural unit represented by the general formula (1) in the PVA resin (A) thus obtained is 0.1 to 1.5 mol%, and further 0.2 to 1. 2 mol%, especially 0.3-1 mol% is preferable. If the content of the 1,2-diol structural unit is too small, the transparency of the alcohol solution may be insufficient, or the viscosity stability during long-term storage may decrease. Conversely, if the content is too large, polyvinyl acetal This is not preferable because the elastic modulus of the resin may be too low. This is because, in the manufacturing process, when the raw material PVA resin is used as an aqueous solution, a microjunction due to molecular association may be formed at the molecular level even in an apparently uniform aqueous solution. It is presumed that the acetalization reaction is caused by non-uniform acetalization degree between molecules or within a molecule.
On the other hand, when the content of the 1,2-diol structural unit is too large, the elastic modulus of the obtained polyvinyl acetal resin becomes small, making it difficult to apply to applications that require high rigidity, toughness, etc. This is not preferable.

また、PVA系樹脂(A)のケン化度は95モル%以上であり、好ましくは96〜99.9モル%、さらには97〜99.8モル%、特には99.0〜99.5モル%である。かかるケン化度が低すぎると、得られたポリビニルアセタール系樹脂の弾性率が不足する場合があるため好ましくない。   The degree of saponification of the PVA resin (A) is 95 mol% or more, preferably 96 to 99.9 mol%, more preferably 97 to 99.8 mol%, and particularly 99.0 to 99.5 mol. %. If the degree of saponification is too low, the resulting polyvinyl acetal resin may have insufficient elasticity, which is not preferable.

また、PVA系樹脂(A)の平均重合度(JIS K6726に準拠して測定)は通常は100〜4000であり、さらには200〜3500、特には250〜3000のものが好ましく、かかる平均重合度が小さすぎると得られたポリビニルアセタール系樹脂の強度が充分ではなく、逆に大きすぎるとポリビニルアセタール系樹脂溶液の粘度が高くなりすぎて作業性が低下したり、高濃度溶液にすることが困難になるため好ましくない。   The average degree of polymerization (measured in accordance with JIS K6726) of the PVA resin (A) is usually 100 to 4000, more preferably 200 to 3500, and particularly preferably 250 to 3000. If it is too small, the strength of the obtained polyvinyl acetal resin is not sufficient. Conversely, if it is too large, the viscosity of the polyvinyl acetal resin solution becomes too high and the workability is lowered or it is difficult to make a high concentration solution. This is not preferable.

また、本発明で使用されるPVA系樹脂(A)は、異なる他のPVA系樹脂との混合物であってもよく、かかる他のPVA系樹脂としては、一般式(1)で表わされる1,2−ジオール構造単位の含有量が異なるもの、ケン化度が異なるもの、重合度が異なるもの、上述の他の共重合成分が異なるものなどを挙げることができる。   In addition, the PVA resin (A) used in the present invention may be a mixture with other different PVA resins, and as such other PVA resins, 1, represented by the general formula (1) Examples thereof include those having different contents of 2-diol structural units, those having different saponification degrees, those having different polymerization degrees, and those having different other copolymerization components.

次に、本発明のポリビニルアセタール系樹脂の製造法について説明する。
本発明のポリビニルアセタール系樹脂の製造法は特に限定されるものではなく、公知の方法を用いることができる。中でも、溶剤中、酸触媒の存在下で上記PVA系樹脂(A)をアルデヒド化合物によってアセタール化する方法が好ましく用いられる。その方法は、沈殿法と溶解法に大別され、前者(沈殿法)の場合にはPVA系樹脂(A)を水溶液とし、水を主体とした溶剤中、低温でアセタール化反応を行い、ポリビニルアセタール系樹脂が析出した後、系の温度を上げて熟成反応(アセタール化反応の完結とアセタール化部分の再配列)させる方法が好ましく用いられる。また、後者(溶解法)の場合は、イソプロピルアルコール等のアルコール系溶剤、あるいはこれに水等を併用した混合溶剤を用い、高温でアセタール化反応を行った後、系に水等を加えてポリビニルアセタール系樹脂を沈殿析出させて行われる。
Next, a method for producing the polyvinyl acetal resin of the present invention will be described.
The method for producing the polyvinyl acetal resin of the present invention is not particularly limited, and a known method can be used. Among them, a method of acetalizing the PVA resin (A) with an aldehyde compound in a solvent in the presence of an acid catalyst is preferably used. The method is roughly classified into a precipitation method and a dissolution method. In the former case (precipitation method), a PVA resin (A) is used as an aqueous solution, and an acetalization reaction is performed at a low temperature in a solvent mainly composed of water. After the acetal resin is deposited, a method of raising the temperature of the system and causing an aging reaction (completion of the acetalization reaction and rearrangement of the acetalization part) is preferably used. In the case of the latter (dissolution method), an acetalization reaction is performed at a high temperature using an alcohol solvent such as isopropyl alcohol or a mixed solvent in which water is used in combination with this, and then water is added to the system to add polyvinyl. It is carried out by precipitating the acetal resin.

上記アセタール化反応において使用されるアルデヒド化合物としては、特に限定されないが、例えば、ホルムアルデヒド(三量体および多量体のパラホルムアルデヒドを含む)、アセトアルデヒド(三量体のパラアセトアルデヒドを含む)、プロピオンアルデヒド、ブチルアルデヒド、イソブチルアルデヒド、ペンチルアルデヒド、イソペンチルアルデヒド、ヘキシルアルデヒド、2−エチルヘキシルアルデヒド、シクロヘキシルアルデヒド等の脂肪族アルデヒド、グリオキザール、スクシンジアルデヒド、グルタルジアルデヒドなどの脂肪族ジアルデヒド、ベンズアルデヒド、o−トルアルデヒド、p−トルアルデヒド、m−トルアルデヒド、p−ヒドロキシベンズアルデヒド、サリチルアルデヒドなどの芳香族アルデヒド、フルフラールなどの複素環式アルデヒドが挙げられる。なかでも、アセトアルデヒドおよびブチルアルデヒドが好適に用いられ、特にブチルアルデヒドが好適に用いられる。また、これらのアルデヒドは単独で用いてもよく、2種以上のアルデヒドを混合して用いてもよい。   The aldehyde compound used in the acetalization reaction is not particularly limited. For example, formaldehyde (including trimer and multimeric paraformaldehyde), acetaldehyde (including trimeric paraacetaldehyde), propionaldehyde, Butyraldehyde, isobutyraldehyde, pentyl aldehyde, isopentyl aldehyde, hexyl aldehyde, aliphatic aldehyde such as 2-ethylhexyl aldehyde, cyclohexyl aldehyde, aliphatic dialdehyde such as glyoxal, succindialdehyde, glutardialdehyde, benzaldehyde, o-tolu Aromatic aldehydes such as aldehyde, p-tolualdehyde, m-tolualdehyde, p-hydroxybenzaldehyde, salicylaldehyde, furfural What heterocyclic aldehyde and the like. Of these, acetaldehyde and butyraldehyde are preferably used, and butyraldehyde is particularly preferably used. Moreover, these aldehydes may be used independently and may mix and use 2 or more types of aldehydes.

アセタール化反応に用いる酸触媒としては特に限定されず、例えば、酢酸、パラトルエンスルホン酸などの有機酸、塩酸、硫酸、硝酸などの無機酸が挙げられるが、好適には塩酸、硫酸が用いられる。
また、アセタール化反応が終了した後、その反応停止剤として、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、アンモニア、酢酸ナトリウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸カリウムなどのアルカリ性化合物や、エチレンオキサイドなどのアルキレンオキサイド類、エチレングリコールジグリシジルエーテル等のグリシジルエーテル類を添加することも可能である。
The acid catalyst used in the acetalization reaction is not particularly limited, and examples thereof include organic acids such as acetic acid and p-toluenesulfonic acid, and inorganic acids such as hydrochloric acid, sulfuric acid, and nitric acid, and hydrochloric acid and sulfuric acid are preferably used. .
In addition, after the acetalization reaction is completed, as a reaction terminator, alkaline compounds such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, ammonia, sodium acetate, sodium carbonate, sodium hydrogen carbonate, potassium carbonate, and alkylene oxides such as ethylene oxide can be used. It is also possible to add glycidyl ethers such as ethylene glycol diglycidyl ether.

本発明のポリビニルアセタール系樹脂のアセタール化度は、特に限定されないが、40〜80モル%であることが好ましく、特には50〜80モル%、更には60〜75モル%であることが好ましい。かかるアセタール化度が小さすぎると水溶性となるため、沈殿法、溶解法のいずれの製造法においてもポリビニルアセタール系樹脂を反応系から取り出すことが困難になったり、ポリビニルアセタール系樹脂の親水性が増し、耐水性が不充分となるため好ましくなく、また、大きすぎると残存水酸基が少なくなるために、ポリビニルアセタール系樹脂の強靭性が不充分になったり、アルコール系の単独溶剤への溶解性が乏しくなることがあるため好ましくない。
なお、本発明のポリビニルアセタール系樹脂においては、PVA系樹脂(A)の主鎖の水酸基と、側鎖の1,2−ジオール構造における水酸基の両方がアセタール化される場合があるが、そのアセタール化度は、アセタール化前の総水酸基量に対する、アセタール化された水酸基量で表されるものである。
The degree of acetalization of the polyvinyl acetal resin of the present invention is not particularly limited, but is preferably 40 to 80 mol%, particularly 50 to 80 mol%, more preferably 60 to 75 mol%. If the degree of acetalization is too small, it becomes water-soluble, so that it is difficult to take out the polyvinyl acetal resin from the reaction system in both the precipitation method and the dissolution method, and the hydrophilic property of the polyvinyl acetal resin is low. It is not preferable because the water resistance becomes insufficient, and if it is too large, the residual hydroxyl group decreases, so the toughness of the polyvinyl acetal resin becomes insufficient, or the solubility in an alcohol-based single solvent is low. Since it may become poor, it is not preferable.
In the polyvinyl acetal resin of the present invention, both the hydroxyl group in the main chain of the PVA resin (A) and the hydroxyl group in the 1,2-diol structure in the side chain may be acetalized. The degree of conversion is represented by the amount of acetalized hydroxyl groups relative to the total amount of hydroxyl groups before acetalization.

かくして得られた本発明のポリビニルアセタール系樹脂は、側鎖に1,2−ジオール構造を有するPVA系樹脂を原料とするため、分子鎖中に未反応の1,2−ジオール構造単位を有し、その効果によって高弾性率とアルコール系溶剤への優れた溶解性を示す。
さらに、本発明のポリビニルアセタール系樹脂は、低温水中でのPVA系樹脂のアセタール化反応時に、PVA系樹脂の微結晶生成が少ないことから、均一なアセタール化物が得られ、分子間あるいは分子内のアセタール化分布が均一であると推定される。その結果、塗料、セラミックス、熱現像性感光材料などのバインダーとして使用された場合に、良好な接着力が得られ、また、ガラス中間膜に用いられた場合、オートクレーブによる加圧・加熱接着、あるいは真空バッグ方式による接着のいずれの場合も、溶融接着不良をおこしにくいものと推定される。
The polyvinyl acetal resin of the present invention thus obtained has an unreacted 1,2-diol structural unit in the molecular chain since the raw material is a PVA resin having a 1,2-diol structure in the side chain. The effect shows high elasticity and excellent solubility in alcohol solvents.
Furthermore, since the polyvinyl acetal resin of the present invention produces a small amount of crystallites of the PVA resin during the acetalization reaction of the PVA resin in low-temperature water, a uniform acetalized product can be obtained, and the intermolecular or intramolecular It is estimated that the acetalization distribution is uniform. As a result, when used as a binder for paints, ceramics, heat-developable photosensitive materials, etc., good adhesion is obtained, and when used as a glass interlayer, pressurization / heating adhesion with an autoclave, or In any case of the adhesion by the vacuum bag method, it is estimated that it is difficult to cause poor melt adhesion.

以下に、本発明を実施例を挙げて説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、実施例の記載に限定されるものではない。
尚、例中、「部」、「%」とあるのは、断りのない限り重量基準を意味する。
Hereinafter, the present invention will be described with reference to examples. However, the present invention is not limited to the description of the examples unless it exceeds the gist.
In the examples, “parts” and “%” mean weight basis unless otherwise specified.

実施例1
〔PVA系樹脂(A)の製造〕
還流冷却器、滴下漏斗、撹拌機を備えた反応缶に、酢酸ビニル1200g、メタノール240g、3,4−ジアセトキシ−1−ブテン12g(酢酸ビニルに対して0.5モル%)を仕込み、アゾビスイソブチロニトリルを0.017モル%(対仕込み酢酸ビニル)投入し、撹拌しながら窒素気流下で温度を上昇させ、還流させながら重合を行った。
酢酸ビニルの重合率が74.5%となった時点で、m−ジニトロベンゼン0.3gを添加して重合を終了し、続いて、メタノール蒸気を吹き込む方法により未反応の酢酸ビニルモノマーを系外に除去し共重合体のメタノール溶液を得た。
次いで、該溶液をメタノールで希釈して濃度35%に調整してニーダーに仕込み、溶液温度を40℃に保ちながら、水酸化ナトリウムの2%メタノール溶液を共重合体中の酢酸ビニル構造単位及び3,4−ジアセトキシー1−ブテン構造単位の合計量1モルに対して8ミリモルとなる割合で加えてケン化を行った。ケン化が進行すると共にケン化物が析出し、粒子状となった時点で、濾別し、メタノールでよく洗浄して熱風乾燥機中で乾燥し、PVA系樹脂(A1)を得た。
Example 1
[Production of PVA resin (A)]
A reaction vessel equipped with a reflux condenser, a dropping funnel, and a stirrer was charged with 1200 g of vinyl acetate, 240 g of methanol, and 12 g of 3,4-diacetoxy-1-butene (0.5 mol% with respect to vinyl acetate). Isobutyronitrile was added in an amount of 0.017 mol% (vs. vinyl acetate charged), and the temperature was raised in a nitrogen stream while stirring and polymerization was performed while refluxing.
When the polymerization rate of vinyl acetate reached 74.5%, 0.3 g of m-dinitrobenzene was added to complete the polymerization, and then unreacted vinyl acetate monomer was removed from the system by blowing methanol vapor. To obtain a methanol solution of the copolymer.
The solution was then diluted with methanol to a concentration of 35% and charged into a kneader. While maintaining the solution temperature at 40 ° C., a 2% methanol solution of sodium hydroxide was added to the vinyl acetate structural units and 3 in the copolymer. The saponification was carried out at a ratio of 8 mmol per 1 mol of the total amount of 1,4-diacetoxy-1-butene structural units. When saponification progressed and saponified product was precipitated and became particulate, it was separated by filtration, washed well with methanol and dried in a hot air dryer to obtain PVA resin (A1).

得られたPVA系樹脂(A1)のケン化度は、残存酢酸ビニル及び3,4−ジアセトキシ−1−ブテンの加水分解に要するアルカリ消費量で分析を行ったところ99.3モル%であり、平均重合度は、JIS K6726に準して分析を行ったところ1850であった。また、1,2−ジオール構造の含有量は1H−NMRで測定して算出したところ0.4モル%であった。なお、NMR測定には日本ブルカー社製「AVANCE DPX400」を用いた。 The saponification degree of the obtained PVA-based resin (A1) was 99.3 mol% when analyzed by the alkali consumption required for hydrolysis of residual vinyl acetate and 3,4-diacetoxy-1-butene, When the average degree of polymerization was analyzed according to JIS K6726, it was 1850. The content of the 1,2-diol structure was 0.4 mol% when calculated by measurement with 1 H-NMR. In addition, “AVANCE DPX400” manufactured by Nippon Bruker Co., Ltd. was used for NMR measurement.

〔ポリビニルアセタールの製造〕
PVA系樹脂(A1)18gを水284gの入ったビーカー中に投入、攪拌、分散させた後、90℃に昇温し、1.5時間かけて溶解させた。
得られたPVA系樹脂(A1)水溶液を5%濃度に調製し、その250gを10℃に冷却し、これに濃度35%の塩酸1.3gとn−ブチルアルデヒド7.45gとを添加し、液温を10℃に維持してアセタール化反応を行い、反応生成物を析出させた。その後、液温を25℃で30分間、さらに40℃で5時間維持して反応を完了させ、常法により中和、水洗、及び乾燥を行い、ポリビニルアセタール系樹脂を得た。該ポリビニルアセタール系樹脂の1H−NMRによるアセタール化度は、69.8モル%であった。
[Production of polyvinyl acetal]
18 g of PVA resin (A1) was put in a beaker containing 284 g of water, stirred and dispersed, then heated to 90 ° C. and dissolved over 1.5 hours.
The obtained aqueous solution of PVA resin (A1) was prepared to a concentration of 5%, 250 g of the solution was cooled to 10 ° C., and 1.3 g of hydrochloric acid having a concentration of 35% and 7.45 g of n-butyraldehyde were added thereto, The liquid temperature was maintained at 10 ° C. to carry out an acetalization reaction to precipitate a reaction product. Thereafter, the liquid temperature was maintained at 25 ° C. for 30 minutes and further at 40 ° C. for 5 hours to complete the reaction, and neutralized, washed with water and dried by a conventional method to obtain a polyvinyl acetal resin. The degree of acetalization of the polyvinyl acetal resin by 1 H-NMR was 69.8 mol%.

〔アルコール溶液の透明性〕
得られたポリビニルアセタール系樹脂をメタノール、エタノールの4%溶液とし、分光光度計(日本分光社製、紫外可視分光光度計 V−560)を用いて25℃で、430nmにおける光透過率(%)を求めた。
[Transparency of alcohol solution]
The obtained polyvinyl acetal resin is made into a 4% solution of methanol and ethanol, and light transmittance (%) at 430 nm at 25 ° C. using a spectrophotometer (manufactured by JASCO Corporation, UV-visible spectrophotometer V-560). Asked.

〔貯蔵弾性率〕
かかるポリビニルアセタール系樹脂の10%エタノール溶液をガラス板上に流延、乾燥して厚さ10μmのフィルムを作製した。該フィルムの粘弾性を、調湿粘弾性測定装置(アイティー計測制御株式会社製、DVA−225Rheometer)を用いて、相対湿度40%RH,周波数10Hz、温度30〜90℃(昇温速度0.5℃/分)の条件で測定し、得られたデータから45℃における貯蔵弾性率を求めた。
[Storage modulus]
A 10% ethanol solution of the polyvinyl acetal resin was cast on a glass plate and dried to produce a film having a thickness of 10 μm. The viscoelasticity of the film was measured using a humidity-controlled viscoelasticity measuring device (DVA-225Rheometer manufactured by IT Measurement Control Co., Ltd.) with a relative humidity of 40% RH, a frequency of 10 Hz, and a temperature of 30 to 90 ° C. The storage elastic modulus at 45 ° C. was determined from the obtained data.

実施例2
実施例1のポリビニルアセタール系樹脂の製造工程において、PVA系樹脂の溶解条件を80〜85℃に昇温して、1.5時間とした以外は、実施例1と同様にしてポリビニルアセタール系樹脂(アセタール化度66.7モル%)を作製し、同様にアルコール溶液の透明性を評価した。結果を表1に示す。
Example 2
In the production process of the polyvinyl acetal resin of Example 1, the polyvinyl acetal resin is obtained in the same manner as in Example 1 except that the dissolution condition of the PVA resin is increased to 80 to 85 ° C. and 1.5 hours. (Acetalization degree 66.7 mol%) was prepared, and the transparency of the alcohol solution was similarly evaluated. The results are shown in Table 1.

実施例3
実施例1のポリビニルアセタール系樹脂の製造工程において、PVA系樹脂の溶解条件を90℃に昇温して、1.5時間、さらにオートクレーブで120℃に昇温して1時間
とした以外は、実施例1と同様にしてポリビニルアセタール系樹脂(アセタール化度は62.4モル%)を作製し、同様にアルコール溶液の透明性を評価した。結果を表1に示す。
Example 3
In the production process of the polyvinyl acetal resin of Example 1, except that the dissolution condition of the PVA resin was raised to 90 ° C. for 1.5 hours, and further raised to 120 ° C. by an autoclave for 1 hour. In the same manner as in Example 1, a polyvinyl acetal resin (the degree of acetalization was 62.4 mol%) was prepared, and the transparency of the alcohol solution was similarly evaluated. The results are shown in Table 1.

比較例1
実施例1において、PVA系樹脂として、ビニルアルコール構造単位と酢酸ビニル構造単位のみからなり、ケン化度99.0モル%、平均重合度1750のPVAを用いた以外は実施例1と同様にポリビニルアセタール系樹脂(アセタール化度67.4モル%)を作製し、同様に評価した。評価結果を表1に示す。
Comparative Example 1
In Example 1, polyvinyl alcohol was used in the same manner as in Example 1 except that PVA was composed of only a vinyl alcohol structural unit and a vinyl acetate structural unit, and PVA having a saponification degree of 99.0 mol% and an average polymerization degree of 1750 was used. An acetal resin (degree of acetalization 67.4 mol%) was prepared and evaluated in the same manner. The evaluation results are shown in Table 1.

比較例2
比較例1において、PVA系樹脂の溶解条件を80〜85℃に昇温して、1.5時間とした以外は、比較例1と同様にしてポリビニルアセタール系樹脂(アセタール化度65.2モル%)を作製し、同様にアルコール溶液の透明性を評価した。結果を表1に示す。
Comparative Example 2
In Comparative Example 1, the polyvinyl acetal resin (degree of acetalization 65.2 mol) was the same as Comparative Example 1 except that the dissolution condition of the PVA resin was raised to 80 to 85 ° C. to 1.5 hours. %) And the transparency of the alcohol solution was similarly evaluated. The results are shown in Table 1.

比較例3
比較例1において、PVA系樹脂の溶解条件を90℃に昇温して、1.5時間、さらにオートクレーブで120℃に昇温して1時間とした以外は、比較例1と同様にしてポリビニルアセタール系樹脂(アセタール化度65.8モル%)を作製し、同様にアルコール溶液の透明性を評価した。結果を表1に示す。
Comparative Example 3
In Comparative Example 1, polyvinyl alcohol was dissolved in the same manner as in Comparative Example 1 except that the dissolution condition of the PVA resin was raised to 90 ° C. and 1.5 hours, and further raised to 120 ° C. by an autoclave to 1 hour. An acetal resin (degree of acetalization 65.8 mol%) was prepared, and the transparency of the alcohol solution was similarly evaluated. The results are shown in Table 1.

比較例4
実施例1のPVA系樹脂(A)の製造工程に準じて作製したPVA系樹脂(1,2−ジオール構造の含有量6.1モル%、ケン化度99モル%、平均重合度860)を用い、実施例1と同様にポリビニルアセタール(アセタール化度69モル%)を作製し、同様に評価した。結果を表1に示す。
Comparative Example 4
A PVA resin (content of 1,2-diol structure 6.1 mol%, saponification degree 99 mol%, average polymerization degree 860) prepared according to the production process of the PVA resin (A) of Example 1 In the same manner as in Example 1, polyvinyl acetal (degree of acetalization 69 mol%) was prepared and evaluated in the same manner. The results are shown in Table 1.

比較例5
実施例1において、PVA系樹脂として、エチレンと酢酸ビニルの共重合物をケン化して得られる、エチレン含有率6%、ケン化度98モル%、平均重合度1700のエチレン変性PVAを用いた以外は実施例1と同様にポリビニルアセタール系樹脂(アセタール化度64モル%)を作製し、同様に評価した。評価結果を表1に示す。
Comparative Example 5
In Example 1, ethylene-modified PVA having an ethylene content of 6%, a saponification degree of 98 mol% and an average polymerization degree of 1700 obtained by saponifying a copolymer of ethylene and vinyl acetate was used as the PVA resin. Produced a polyvinyl acetal resin (degree of acetalization 64 mol%) in the same manner as in Example 1 and evaluated in the same manner. The evaluation results are shown in Table 1.

〔表1〕

Figure 2007297613
[Table 1]
Figure 2007297613

表1に明らかなように、本発明のポリビニルアセタール系樹脂(実施例1〜3)は、未変性PVAを原料とするポリビニルアセタール系樹脂(比較例1〜3)と比較して、メタノールおよびエタノールへの溶解性に優れ、透明性に優れたアルコール溶液が得られた。特に、本発明のポリビニルアセタール系樹脂は、製造時のPVAの溶解を低温で行った場合でも良好なアルコール溶解性と透明性が得られることが分かる。
また、本発明のポリビニルアセタール系樹脂は、その1,2−ジオール構造の含有量が大きいPVA系樹脂を用いたもの(比較例4)に対し、弾性率が高く、アルコール溶液としたときの透明性が高い。
As is apparent from Table 1, the polyvinyl acetal resins (Examples 1 to 3) of the present invention are methanol and ethanol compared to the polyvinyl acetal resins (Comparative Examples 1 to 3) using unmodified PVA as a raw material. An alcohol solution having excellent solubility in water and transparency was obtained. In particular, it can be seen that the polyvinyl acetal resin of the present invention provides good alcohol solubility and transparency even when PVA is dissolved at the time of production.
In addition, the polyvinyl acetal resin of the present invention has a higher elastic modulus than that using a PVA resin having a large 1,2-diol structure content (Comparative Example 4), and is transparent when used as an alcohol solution. High nature.

本発明のポリビニルアセタール系樹脂は、弾性率が高く、アルコール系溶剤への溶解性に優れ、透明なアルコール溶液が得られることから、フィルム、塗膜、およびガラス中間膜のような高弾性率と強靭性が必要とされる用途や、溶剤溶液を流延・乾燥して透明な皮膜を形成するような用途に極めて好適である。   Since the polyvinyl acetal resin of the present invention has a high elastic modulus, excellent solubility in alcohol solvents, and a transparent alcohol solution is obtained, it has a high elastic modulus such as a film, a coating film, and a glass interlayer film. It is extremely suitable for applications that require toughness and applications that form a transparent film by casting and drying a solvent solution.

Claims (5)

下記一般式(1)で表される1,2−ジオール構造単位を0.1〜1.5モル%有し、ケン化度が95モル%以上であるポリビニルアルコール系樹脂(A)をアセタール化してなることを特徴とするポリビニルアセタール系樹脂。
Figure 2007297613

[式中、R1、R2及びR3はそれぞれ独立して水素原子または有機基を示し、Xは単結合または結合鎖を示し、R4、R5、及びR6はそれぞれ独立して水素原子または有機基を示す。]
The polyvinyl alcohol resin (A) having 0.1 to 1.5 mol% of 1,2-diol structural unit represented by the following general formula (1) and having a saponification degree of 95 mol% or more is acetalized. A polyvinyl acetal resin characterized by comprising:
Figure 2007297613

[Wherein R 1 , R 2 and R 3 each independently represents a hydrogen atom or an organic group, X represents a single bond or a bond chain, and R 4 , R 5 and R 6 each independently represent hydrogen. Indicates an atom or an organic group. ]
一般式(1)で表わされる1,2−ジオール構造単位におけるR1、R2、及びR3がいずれも水素であり、Xが単結合であり、R4、R5、及びR6がいずれも水素であることを特徴とする請求項1記載のポリビニルアセタール系樹脂。 In the 1,2-diol structural unit represented by the general formula (1), R 1 , R 2 , and R 3 are all hydrogen, X is a single bond, and R 4 , R 5 , and R 6 are any The polyvinyl acetal resin according to claim 1, which is also hydrogen. ポリビニルアルコール系樹脂(A)が、ビニルエステル系モノマーと一般式(2)で表される化合物との共重合体をケン化して得られたものであることを特徴とする請求項1または2記載のポリビニルアセタール系樹脂。
Figure 2007297613

[式中、R1、R2、及びR3はそれぞれ独立して水素または有機基を示し、Xは単結合または結合鎖を示し、R4、R5、及びR6はそれぞれ独立して水素原子または有機基を示し、R7及びR8はそれぞれ独立して水素原子またはR9−CO−(式中、R9はアルキル基である)を示す]
The polyvinyl alcohol resin (A) is obtained by saponifying a copolymer of a vinyl ester monomer and a compound represented by the general formula (2). Polyvinyl acetal resin.
Figure 2007297613

[Wherein, R 1 , R 2 and R 3 each independently represent hydrogen or an organic group, X represents a single bond or a bond chain, and R 4 , R 5 and R 6 each independently represent hydrogen. An atom or an organic group, R 7 and R 8 each independently represent a hydrogen atom or R 9 —CO— (wherein R 9 is an alkyl group)]
アセタール化度が40〜80モル%であることを特徴とする請求項1〜3いずれか記載のポリビニルアセタール系樹脂。 The polyvinyl acetal resin according to any one of claims 1 to 3, wherein the degree of acetalization is 40 to 80 mol%. ブチルアルデヒドによってアセタール化されたものであることを特徴とする請求項1〜4いずれか記載のポリビニルアセタール系樹脂。 The polyvinyl acetal resin according to claim 1, which is acetalized with butyraldehyde.
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