JP2013018965A - Vinyl alcoholic polymer, and aqueous solution containing the same - Google Patents

Vinyl alcoholic polymer, and aqueous solution containing the same Download PDF

Info

Publication number
JP2013018965A
JP2013018965A JP2012117840A JP2012117840A JP2013018965A JP 2013018965 A JP2013018965 A JP 2013018965A JP 2012117840 A JP2012117840 A JP 2012117840A JP 2012117840 A JP2012117840 A JP 2012117840A JP 2013018965 A JP2013018965 A JP 2013018965A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
group
pva
formula
vinyl alcohol
aqueous solution
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2012117840A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2013018965A5 (en
JP5886133B2 (en
Inventor
Yuta Taoka
悠太 田岡
Masato Nakamae
昌人 仲前
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kuraray Co Ltd
Original Assignee
Kuraray Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority to JP2012117840A priority Critical patent/JP5886133B2/en
Application filed by Kuraray Co Ltd filed Critical Kuraray Co Ltd
Priority to US14/126,147 priority patent/US9309431B2/en
Priority to CN201280029109.7A priority patent/CN103732639B/en
Priority to EP12801271.3A priority patent/EP2722351B1/en
Priority to PCT/JP2012/065050 priority patent/WO2012173127A1/en
Priority to TW101121241A priority patent/TWI623555B/en
Publication of JP2013018965A publication Critical patent/JP2013018965A/en
Publication of JP2013018965A5 publication Critical patent/JP2013018965A5/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5886133B2 publication Critical patent/JP5886133B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a vinyl alcohol polymer providing a film excellent in water resistance and binder performance, and having sufficient water solubility and viscosity stability also in a neutral region; and to provide an aqueous solution containing the same.SOLUTION: The vinyl alcohol polymer contains a monomer unit having a group represented by formula (1), and satisfies expression (I): 370≥P≥S≥6,000. The PVA preferably further satisfies expressions (II): 200≥P≥4,000 and (III): 0.1≥S≥10, wherein P: a viscosity average polymerization degree, and S: a content (mol%) of the monomer unit.

Description

本発明は、シリル基を有するビニルアルコール系重合体、及びこれを含む水溶液に関する。   The present invention relates to a vinyl alcohol polymer having a silyl group and an aqueous solution containing the same.

ポリビニルアルコールに代表されるビニルアルコール系重合体(以下、「PVA」と略記することがある。)は、水溶性の合成高分子として知られており、合成繊維であるビニロンの原料、紙加工剤、繊維加工剤、接着剤、乳化重合及び懸濁重合用の安定剤、無機物のバインダー、フィルムなどの用途に広く用いられている。特に、PVAは他の水溶性合成高分子と比べて強度特性及び造膜性に優れており、この特性を生かして、紙の表面特性を改善するためのクリアーコーティング剤や、顔料コーティングにおけるバインダー等として重用されている。   A vinyl alcohol polymer represented by polyvinyl alcohol (hereinafter sometimes abbreviated as “PVA”) is known as a water-soluble synthetic polymer, and is a raw material for vinylon which is a synthetic fiber, a paper processing agent. It is widely used for fiber processing agents, adhesives, stabilizers for emulsion polymerization and suspension polymerization, inorganic binders, films and the like. In particular, PVA is superior to other water-soluble synthetic polymers in strength properties and film-forming properties. By utilizing these properties, clear coating agents for improving the surface properties of paper, binders in pigment coating, etc. It is heavily used as.

このようなPVAの特性をさらに高めるために、各種変性がなされたPVAが開発されている。変性PVAの一つとして、シリル基含有PVAが挙げられる。このシリル基含有PVAは、耐水性及び無機物に対する接着性に特に優れている。しかし、シリル基含有PVAは、(a)水溶液を調製する際に水酸化ナトリウム等のアルカリや酸を添加しなければ、十分に溶解しにくいこと、(b)調製された水溶液の粘度安定性が低下すること等の不都合がある。   In order to further enhance the properties of such PVA, PVA with various modifications has been developed. As one of the modified PVA, silyl group-containing PVA can be mentioned. This silyl group-containing PVA is particularly excellent in water resistance and adhesion to inorganic substances. However, the silyl group-containing PVA is (a) difficult to dissolve unless an alkali or acid such as sodium hydroxide is added when preparing an aqueous solution, and (b) the viscosity stability of the prepared aqueous solution is low. There are inconveniences such as lowering.

そこで、粘度平均重合度(P)とシリル基を有する単量体単位の含有率(S:モル%)との積(P×S)を一定範囲内とすることなどにより、水溶性等が高められたシリル基含有PVAが提案されている(特開2004−43644号公報参照)。しかし、このシリル基含有PVAにおいては、上記積(P×S)の上限が370とされており、シリル基を有する単量体単位の含有率を増やしてシリル基含有PVAとしての特性を高めることと、水溶性等を高めることとのトレードオフの関係が解消されてはいない。すなわち、上記公報の段落0009に記載のように、積(P×S)が370以上の場合には、シリル基含有PVAの水溶液を調製する際にアルカリや酸を添加しなければ溶解できない場合があるという不都合を有している。つまり、上記シリル基含有PVAも、上述の不都合を十分に解決したものとはいえない。   Therefore, water solubility and the like are improved by setting the product (P × S) of the viscosity average degree of polymerization (P) and the content of the monomer unit having a silyl group (S: mol%) within a certain range. A silyl group-containing PVA obtained has been proposed (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-43644). However, in this silyl group-containing PVA, the upper limit of the product (P × S) is set to 370, and the content of the monomer unit having a silyl group is increased to enhance the characteristics as the silyl group-containing PVA. And the trade-off relationship between improving water solubility and the like has not been resolved. That is, as described in paragraph 0009 of the above publication, when the product (P × S) is 370 or more, it may not be dissolved unless an alkali or acid is added when preparing an aqueous solution of silyl group-containing PVA. It has the disadvantage of being. That is, it cannot be said that the silyl group-containing PVA sufficiently solves the above-mentioned disadvantages.

特開2004−43644号公報JP 2004-43644 A

本発明は、上述のような事情に基づいてなされたものであり、得られる皮膜の耐水性及びバインダー性能に優れ、中性領域においても十分な水溶性及び粘度安定性を有するビニルアルコール系重合体、並びにこのようなビニルアルコール系重合体を含む水溶液を提供することを目的とする。   The present invention has been made based on the above-described circumstances, and is a vinyl alcohol polymer having excellent water resistance and binder performance of the resulting film, and sufficient water solubility and viscosity stability even in a neutral region. An object of the present invention is to provide an aqueous solution containing such a vinyl alcohol polymer.

上記課題を解決するためになされた発明は、
下記式(1)で表される基を有する単量体単位を含有し、下記式(I)を満たすビニルアルコール系重合体である。

Figure 2013018965
(式(1)中、Rは、水素原子又は炭素数1〜5のアルキル基である。Rは、アルコキシル基、アシロキシル基又はOMで表される基である。Mは、水素原子、アルカリ金属又はアンモニウム基である。R及びRは、それぞれ独立して、水素原子又はアルキル基である。R〜Rで表されるアルキル基、アルコキシル基及びアシロキシル基が有する水素原子は、酸素原子又は窒素原子を含有する置換基で置換されていてもよい。mは、0〜2の整数である。nは、3以上の整数である。R〜Rがそれぞれ複数存在する場合、複数存在する各R〜Rは、独立して上記定義を満たす。)
370≦P×S≦6,000 ・・・(I)
P:粘度平均重合度
S:上記単量体単位の含有率(モル%) The invention made to solve the above problems is
A vinyl alcohol polymer containing a monomer unit having a group represented by the following formula (1) and satisfying the following formula (I).
Figure 2013018965
(In Formula (1), R 1 is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms. R 2 is an alkoxyl group, an acyloxyl group, or a group represented by OM. M is a hydrogen atom, R 3 and R 4 are each independently a hydrogen atom or an alkyl group, each of which represents an alkyl group, an alkoxyl group or an acyloxyl group represented by R 1 to R 4. May be substituted with a substituent containing an oxygen atom or a nitrogen atom, m is an integer of 0 to 2. n is an integer of 3 or more, and there are a plurality of R 1 to R 4 , respectively. In the case, a plurality of each R 1 to R 4 independently satisfy the above definition.)
370 ≦ P × S ≦ 6,000 (I)
P: Viscosity average degree of polymerization S: Content of the monomer unit (mol%)

当該PVAは、上記式(1)で表される基を有する単量体単位を含有し、シリル基が炭素数3以上のアルキレン基を介して主鎖と連結した構造を有している。このため、当該PVAによれば、シリル基の変性量を高めても、水溶性及び粘度安定性の低下が抑えられる。また、当該PVAによれば、粘度平均重合度(P)と上記単量体単位の含有率(S)との積(P×S)が上記範囲であるため、シリル基変性量を高めることができ、耐水性やバインダー性能に優れる皮膜を得ることができる。   The PVA includes a monomer unit having a group represented by the above formula (1), and has a structure in which a silyl group is connected to a main chain via an alkylene group having 3 or more carbon atoms. For this reason, according to the said PVA, even if the modification amount of a silyl group is raised, the fall of water solubility and viscosity stability is suppressed. Moreover, according to the PVA, since the product (P × S) of the viscosity average degree of polymerization (P) and the content (S) of the monomer unit is in the above range, the amount of silyl group modification can be increased. And a film excellent in water resistance and binder performance can be obtained.

当該PVAが、下記式(II)及び(III)をさらに満たすことが好ましい。
200≦P≦4,000 ・・・(II)
0.1≦S≦10 ・・・(III)
P:粘度平均重合度
S:上記単量体単位の含有率(モル%)
It is preferable that the PVA further satisfies the following formulas (II) and (III).
200 ≦ P ≦ 4,000 (II)
0.1 ≦ S ≦ 10 (III)
P: Viscosity average degree of polymerization S: Content of the monomer unit (mol%)

このように粘度平均重合度(P)及び上記単量体単位の含有率(S)を上記範囲とすることで、水溶性及び粘度安定性、並びに得られる皮膜の耐水性及びバインダー性能を高めることができる。   Thus, by setting the viscosity average degree of polymerization (P) and the content of the monomer units (S) in the above ranges, the water solubility and viscosity stability, and the water resistance and binder performance of the resulting film are improved. Can do.

上記式(1)中のnは、6以上20以下の整数であることが好ましい。nを上記範囲とすることで、当該ビニルアルコール系重合体と併用して用いられる架橋剤の含有量を減らすことができ、架橋剤を用いない場合にも、得られる皮膜の耐水性及びバインダー性能を十分に発揮することができる。   N in the above formula (1) is preferably an integer of 6 or more and 20 or less. By setting n in the above range, the content of the crosslinking agent used in combination with the vinyl alcohol polymer can be reduced, and even when no crosslinking agent is used, the water resistance and binder performance of the resulting film are obtained. Can be fully demonstrated.

上記単量体単位は下記式(2)で表されることが好ましい。

Figure 2013018965
(式(2)中、R〜R、m及びnの定義は、式(1)と同様である。Xは、直接結合、2価の炭化水素基又は酸素原子若しくは窒素原子を含む2価の有機基である。Rは、水素原子又はメチル基である。) The monomer unit is preferably represented by the following formula (2).
Figure 2013018965
(In formula (2), the definitions of R 1 to R 4 , m and n are the same as those in formula (1). X represents a direct bond, a divalent hydrocarbon group, an oxygen atom or a nitrogen atom 2. R 5 is a hydrogen atom or a methyl group.)

上記単量体単位が上記式(2)で表される構造を有することで、上記諸性能をより高めることができる。   When the monomer unit has a structure represented by the formula (2), the various performances can be further enhanced.

上記式(2)中のXは−CO−NR−*(Rは、水素原子又は炭素数1〜5のアルキル基である。*は、上記式(1)で表される基との結合箇所を示す。)で表されることが好ましい。このように上記単量体単位がシリル基と離れた位置にアミド構造を有することで、シリル基に由来する性能を維持しつつ、水溶性及び粘度安定性をより高めることができる。 X in the above formula (2) is —CO—NR 6 — * (R 6 is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms. * Is a group represented by the above formula (1). It is preferably represented by the following: Thus, when the monomer unit has an amide structure at a position away from the silyl group, water solubility and viscosity stability can be further improved while maintaining the performance derived from the silyl group.

上記式(2)中のXは−CO−NH−*(*は、上記式(1)で表される基との結合箇所を示す。)で表され、nが12以下の整数であるとよい。上記単量体単位をこのような構造とすることで、水溶性や粘度安定性等の当該PVAの性能をさらに高めることができ、また、上記PVAの製造を容易に行うことができる。   X in the above formula (2) is represented by —CO—NH— * (* represents a bonding site with the group represented by the above formula (1)), and n is an integer of 12 or less. Good. By setting the monomer unit to such a structure, the performance of the PVA such as water solubility and viscosity stability can be further enhanced, and the production of the PVA can be easily performed.

本発明の水溶液は、当該ビニルアルコール系重合体を4質量%以上20質量%以下含有し、pHが4以上8以下である。当該水溶液は、変性PVAの濃度が高く、耐水性やバインダー性能の優れた皮膜を得ることができる。また、当該水溶液は、粘度安定性も高く、かつpHが上記範囲であるため、取扱性にも優れる。   The aqueous solution of the present invention contains 4% by mass or more and 20% by mass or less of the vinyl alcohol polymer, and has a pH of 4 or more and 8 or less. The aqueous solution has a high concentration of the modified PVA and can provide a film having excellent water resistance and binder performance. Moreover, since the aqueous solution has high viscosity stability and the pH is in the above range, it is excellent in handleability.

以上説明したように、本発明のビニルアルコール系重合体は、得られる皮膜の耐水性及びバインダー性能に優れ、中性領域においても十分な水溶性及び粘度安定性を有する。また、本発明の水溶液は、粘度安定性が高く、耐水性及びバインダー性能に優れた皮膜を得ることができる。   As described above, the vinyl alcohol polymer of the present invention is excellent in water resistance and binder performance of the resulting film, and has sufficient water solubility and viscosity stability even in the neutral region. Moreover, the aqueous solution of the present invention has a high viscosity stability and can provide a film excellent in water resistance and binder performance.

以下、本発明のビニルアルコール系重合体及び水溶液の実施の形態を詳説する。   Hereinafter, embodiments of the vinyl alcohol polymer and the aqueous solution of the present invention will be described in detail.

<PVA>
本発明のPVAは、上記式(1)で表される基を有する単量体単位を含有する。すなわち、当該PVAは、上記式(1)で表される基を有する単量体単位とビニルアルコール単位(−CH−CHOH−)とを含む共重合体であり、さらに他の単量体単位を有していてもよい。
<PVA>
The PVA of the present invention contains a monomer unit having a group represented by the above formula (1). That is, the PVA is a copolymer including a monomer unit having a group represented by the above formula (1) and a vinyl alcohol unit (—CH 2 —CHOH—), and further another monomer unit. You may have.

上記式(1)中、Rは、水素原子又は炭素数1〜5のアルキル基である。上記アルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基等を挙げることができる。 In the above formula (1), R 1 is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms. Examples of the alkyl group include a methyl group, an ethyl group, and a propyl group.

は、アルコキシル基、アシロキシル基又はOMで表される基である。Mは、水素原子、アルカリ金属又はアンモニウム基(NH)である。上記アルコキシル基としてはメトキシ基、エトキシ基等を挙げることができる。上記アシロキシル基としては、アセトキシ基、プロピオニルオキシ基等を挙げることができる。上記アルカリ金属としては、ナトリウム、カリウム等を挙げることができる。Rで表されるこれらの基の中でも、アルコキシル基又はOMで表される基が好ましく、炭素原子数1〜5のアルコキシル基及びMが水素若しくはアルカリ金属であるOMで表される基がより好ましく、メトキシ基、エトキシ基及びMがナトリウム若しくはカリウムであるOMで表される基がさらに好ましい。 R 2 is a group represented by an alkoxyl group, an acyloxyl group, or OM. M is a hydrogen atom, an alkali metal, or an ammonium group ( + NH 4 ). Examples of the alkoxyl group include a methoxy group and an ethoxy group. Examples of the acyloxyl group include an acetoxy group and a propionyloxy group. Examples of the alkali metal include sodium and potassium. Among these groups represented by R 2 , an alkoxyl group or a group represented by OM is preferable, and an alkoxyl group having 1 to 5 carbon atoms and a group represented by OM in which M is hydrogen or an alkali metal are more preferable. A methoxy group, an ethoxy group, and a group represented by OM in which M is sodium or potassium are more preferable.

及びRは、それぞれ独立して、水素原子又はアルキル基である。このアルキル基としては、上述した炭素数1〜5のアルキル基を挙げることができる。R及びRとしては、水素原子又はメチル基が好ましい。 R 3 and R 4 are each independently a hydrogen atom or an alkyl group. Examples of the alkyl group include the above-described alkyl groups having 1 to 5 carbon atoms. R 3 and R 4 are preferably a hydrogen atom or a methyl group.

〜Rで表されるアルキル基、アルコキシル基及びアシロキシル基が有する水素原子は、酸素原子又は窒素原子を含有する置換基で置換されていてもよい。酸素原子を含有する置換基としては、アルコキシル基やアシロキシル基等を挙げることができる。また、窒素原子を含有する置換基としては、アミノ基やシアノ基等を挙げることができる。 The hydrogen atom which the alkyl group, alkoxyl group, and acyloxyl group represented by R 1 to R 4 have may be substituted with a substituent containing an oxygen atom or a nitrogen atom. Examples of the substituent containing an oxygen atom include an alkoxyl group and an acyloxyl group. In addition, examples of the substituent containing a nitrogen atom include an amino group and a cyano group.

なお、R〜Rがそれぞれ複数存在する場合、複数存在する各R〜Rは、独立して上記定義を満たす。 In the case where R 1 to R 4 is present in plural, each R 1 to R 4 that there are two or more, independently meets the above definition.

mは、0〜2の整数であるが、0が好ましい。mが0である、すなわち、上記単量体単位が、3つのR基を有することで、変性による効果をより高めることができる。 m is an integer of 0 to 2, and 0 is preferable. When m is 0, that is, the monomer unit has three R 2 groups, the effect of modification can be further enhanced.

nは、3以上の整数である。nの上限としては、特に制限されないが、例えば20であり、12が好ましい。当該PVAは、上記式(1)中のnが3以上、すなわちシリル基が炭素数3以上のアルキレン基を介して主鎖と連結した構造を有していることで、シリル基の変性量を高めても、水溶性及び粘度安定性の低下が抑えられる。このような効果が発現する理由は十分解明されてはいないが、例えば、疎水性を示す炭素数3以上のアルキレン基が、水溶液中において、Si−Rの加水分解速度を低下、反応を阻害させるためであると推測される。 n is an integer of 3 or more. The upper limit of n is not particularly limited, but is, for example, 20 and is preferably 12. The PVA has a structure in which n in the formula (1) is 3 or more, that is, the silyl group is connected to the main chain via an alkylene group having 3 or more carbon atoms, so that the amount of modification of the silyl group can be reduced. Even if it raises, the fall of water solubility and viscosity stability is suppressed. The reason why such an effect appears is not sufficiently elucidated, but, for example, an alkylene group having 3 or more carbon atoms that exhibits hydrophobicity decreases the hydrolysis rate of Si—R 2 and inhibits the reaction in an aqueous solution. This is presumed to be caused.

さらにnは、6以上の整数であることがより好ましい。nをこのような範囲にすることで、通常、当該ビニルアルコール系重合体と併用して用いられる架橋剤の含有量を減らすことができ、架橋剤を用いない場合にも、得られる皮膜の耐水性およびバインダー性能を十分に発揮することができる。   Further, n is more preferably an integer of 6 or more. By setting n in such a range, the content of the crosslinking agent usually used in combination with the vinyl alcohol polymer can be reduced, and the water resistance of the resulting film can be obtained even when no crosslinking agent is used. Property and binder performance can be sufficiently exhibited.

上記単量体単位の具体的構造は、上記式(1)で表される基を有する限り特に限定されないが、上記式(2)で表されることが好ましい。   The specific structure of the monomer unit is not particularly limited as long as it has a group represented by the above formula (1), but is preferably represented by the above formula (2).

式(2)中、R〜R、m及びnの定義は、式(1)と同様である。また、これらの好ましい基又は数値範囲も式(1)と同様である。 In formula (2), the definitions of R 1 to R 4 , m and n are the same as in formula (1). These preferred groups or numerical ranges are also the same as those in the formula (1).

Xは、直接結合、2価の炭化水素基又は酸素原子若しくは窒素原子を含む2価の有機基である。上記単量体単位が上記式(2)で表される構造を有することで水溶性及び粘度安定性、得られる皮膜の耐水性及びバインダー性能等の諸性能をより高めることができる。   X is a direct bond, a divalent hydrocarbon group, or a divalent organic group containing an oxygen atom or a nitrogen atom. When the monomer unit has a structure represented by the above formula (2), various performances such as water solubility and viscosity stability, water resistance of the resulting film and binder performance can be further enhanced.

上記2価の炭化水素基としては、炭素数1〜10の2価の脂肪族炭化水素基、炭素数6〜10の2価の芳香族炭化水素基等を挙げることができる。上記炭素数1〜10の脂肪族炭化水素基としては、メチレン基、エチレン基、プロピレン基等を挙げることができる。上記炭素数6〜10の2価の芳香族炭化水素基としては、フェニレン基等を挙げることができる。上記酸素原子を含む2価の有機基としては、エーテル基、エステル基、カルボニル基、アミド基、及びこれらの基と2価の炭化水素基とが連結した基等を挙げることができる。上記窒素原子を含む2価の有機基としては、イミノ基、アミド基、及びこれらの基と2価の炭化水素基とが連結した基等を挙げることができる。   Examples of the divalent hydrocarbon group include a divalent aliphatic hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms and a divalent aromatic hydrocarbon group having 6 to 10 carbon atoms. Examples of the aliphatic hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms include a methylene group, an ethylene group, and a propylene group. A phenylene group etc. can be mentioned as said C6-C10 bivalent aromatic hydrocarbon group. Examples of the divalent organic group containing an oxygen atom include an ether group, an ester group, a carbonyl group, an amide group, and a group in which these groups are connected to a divalent hydrocarbon group. Examples of the divalent organic group containing a nitrogen atom include an imino group, an amide group, and a group in which these groups are connected to a divalent hydrocarbon group.

上記Xで表される基の中でも、酸素原子又は窒素原子を含む2価の有機基が好ましく、アミド基を含む基がより好ましく、−CO−NR−*(Rは、水素原子又は炭素数1〜5のアルキル基である。*は、上記式(1)で表される基との結合箇所を示す。)で表される基であることがさらに好ましい。このように上記単量体単位がシリル基と離れた位置に極性構造、好ましくはアミド構造を有することで、シリル基に由来する性能を維持しつつ、水溶性や粘度安定性をより高めることができる。なお、上記Rとしては、上記機能をより高め、また、当該PVAの製造を容易に行うことができる点から水素原子が好ましく、上記Rが水素原子であり、nが3から12の整数であることがより好ましい。 Among the groups represented by X, a divalent organic group containing an oxygen atom or a nitrogen atom is preferable, a group containing an amide group is more preferable, and —CO—NR 6 — * (R 6 is a hydrogen atom or a carbon atom) It is an alkyl group of formulas 1 to 5. * is more preferably a group represented by the bonding site with the group represented by the above formula (1). As described above, the monomer unit has a polar structure, preferably an amide structure, at a position away from the silyl group, thereby improving water solubility and viscosity stability while maintaining the performance derived from the silyl group. it can. As the above R 6, enhance more the function, and is preferably a hydrogen atom from the viewpoint of can be manufactured of the PVA easily, the R 6 is a hydrogen atom, n is 3 to 12 integer It is more preferable that

は、水素原子又はメチル基である。 R 5 is a hydrogen atom or a methyl group.

上記単量体単位としては、下記式(3)で表されるものがさらに好ましい。   As said monomer unit, what is represented by following formula (3) is still more preferable.

Figure 2013018965
Figure 2013018965

上記式(3)中、R、R、R、X及びmの定義は、上記式(2)と同様である。また、これらの好ましい基又は数値範囲も上記式(2)と同様である。 In the above formula (3), the definitions of R 1 , R 2 , R 5 , X and m are the same as in the above formula (2). These preferred groups or numerical ranges are also the same as those in the above formula (2).

上記式(3)中、R’及びR’は、それぞれ独立して、水素原子又はアルキル基である。このアルキル基としては、上述した炭素原子数1〜5のアルキル基を挙げることができる。R’及びR’としては、水素原子又はメチル基が好ましく、水素原子がより好ましい。R’及びR’で表されるアルキル基が有する水素原子は、酸素原子又は窒素原子を含有する置換基で置換されていてもよい。酸素原子を含有する置換基としては、アルコキシル基やアシロキシル基等を挙げることができる。また、窒素原子を含有する置換基としては、アミノ基やシアノ基等を挙げることができる。なお、R’及びR’がそれぞれ複数存在する場合、複数存在する各R’及びR’は、独立して上記定義を満たす。 In the above formula (3), R 3 ′ and R 4 ′ are each independently a hydrogen atom or an alkyl group. Examples of the alkyl group include the above-described alkyl groups having 1 to 5 carbon atoms. R 3 ′ and R 4 ′ are preferably a hydrogen atom or a methyl group, and more preferably a hydrogen atom. The hydrogen atom contained in the alkyl group represented by R 3 ′ and R 4 ′ may be substituted with a substituent containing an oxygen atom or a nitrogen atom. Examples of the substituent containing an oxygen atom include an alkoxyl group and an acyloxyl group. In addition, examples of the substituent containing a nitrogen atom include an amino group and a cyano group. When there are a plurality of R 3 ′ and R 4 ′, a plurality of R 3 ′ and R 4 ′ satisfy the above definition independently.

上記式(3)中、n’は、1以上の整数である。nの上限としては、特に制限されないが、例えば18であり、10が好ましい。さらにnは、4以上の整数であることがより好ましい。nをこのような範囲にすることで、通常、当該ビニルアルコール系重合体と併用して用いられる架橋剤の含有量を減らすことができ、架橋剤を用いない場合にも、得られる皮膜の耐水性及びバインダー性能を十分に発揮することができる。   In the above formula (3), n ′ is an integer of 1 or more. The upper limit of n is not particularly limited, but is 18 for example and 10 is preferable. Furthermore, n is more preferably an integer of 4 or more. By setting n in such a range, the content of the crosslinking agent usually used in combination with the vinyl alcohol polymer can be reduced, and the water resistance of the resulting film can be obtained even when no crosslinking agent is used. Property and binder performance can be sufficiently exhibited.

上記単量体単位が、上記式(3)で表される場合、当該PVAの諸機能をより効果的に発現させることができる。この理由も定かではないが、水溶液中においてSi−Rの加水分解速度を低下させ、反応を阻害させるという上述した機能がより効果的に発揮されるためと推測される。 When the monomer unit is represented by the above formula (3), various functions of the PVA can be expressed more effectively. The reason for this is not clear, but it is presumed that the above-described function of reducing the hydrolysis rate of Si—R 2 and inhibiting the reaction in the aqueous solution is more effectively exhibited.

当該PVAは、下記式(I)を満たす。
370≦P×S≦6,000 ・・・(I)
P:粘度平均重合度
S:上記単量体単位の含有率(モル%)
The PVA satisfies the following formula (I).
370 ≦ P × S ≦ 6,000 (I)
P: Viscosity average degree of polymerization S: Content of the monomer unit (mol%)

上記粘度平均重合度(P)は、JIS−K6726に準じて測定される。すなわち、当該PVAをけん化度が99.5モル%未満の場合は、けん化度99.5モル%以上に再けん化し、精製した後、30℃の水中で測定した極限粘度[η](単位:デシリットル/g)から次式により求めることができる。
P=([η]×1000/8.29)(1/0.62)
The viscosity average degree of polymerization (P) is measured according to JIS-K6726. That is, when the PVA has a saponification degree of less than 99.5 mol%, it is re-saponified to a saponification degree of 99.5 mol% or more, purified, and then the intrinsic viscosity [η] (unit: measured in water at 30 ° C.) (unit: (Deciliter / g) can be obtained by the following equation.
P = ([η] × 1000 / 8.29) (1 / 0.62)

上記単量体単位の含有率(S:モル%)は、けん化する前のビニルエステル系重合体のプロトンNMRから求められる。ここで、けん化する前のビニルエステル系重合体のプロトンNMRを測定するに際しては、このビニルエステル系重合体をヘキサン−アセトンにより再沈精製して重合体中から未反応のシリル基を有する単量体を十分に取り除き、次いで90℃減圧乾燥を2日間行った後、CDCl溶媒に溶解して分析に供する。 The content of the monomer unit (S: mol%) can be obtained from proton NMR of the vinyl ester polymer before saponification. Here, when the proton NMR of the vinyl ester polymer before saponification is measured, the vinyl ester polymer is purified by reprecipitation with hexane-acetone, and the monomer having an unreacted silyl group is contained in the polymer. The body is sufficiently removed and then dried at 90 ° C. under reduced pressure for 2 days, and then dissolved in CDCl 3 solvent for analysis.

粘度平均重合度(P)と上記単量体単位の含有率(S)との積(P×S)は、分子100個あたりの上記単量体単位の数に相当する。この積(P×S)が上記下限未満の場合は、当該PVAにより得られる皮膜の耐水性やバインダー性能等のシリル基に由来する諸特性を十分に発揮することができない。逆に、この積(P×S)が上記上限を超えると、水溶性や粘度安定性が低下する。積(P×S)は、下記式(I’)を満たすことが好ましく、下記式(I’’)を満たすことがより好ましい。
400≦P×S≦3,000 ・・・(I’)
500≦P×S≦2,000 ・・・(I’’)
The product (P × S) of the viscosity average degree of polymerization (P) and the content (S) of the monomer units corresponds to the number of the monomer units per 100 molecules. When this product (P × S) is less than the above lower limit, various properties derived from silyl groups such as water resistance and binder performance of the film obtained by the PVA cannot be sufficiently exhibited. On the contrary, when this product (P × S) exceeds the above upper limit, water solubility and viscosity stability are lowered. The product (P × S) preferably satisfies the following formula (I ′), and more preferably satisfies the following formula (I ″).
400 ≦ P × S ≦ 3,000 (I ′)
500 ≦ P × S ≦ 2,000 (I ″)

当該PVAは、下記式(II)及び(III)をさらに満たすことが好ましい。
200≦P≦4,000 ・・・(II)
0.1≦S≦10 ・・・(III)
P:粘度平均重合度
S:上記単量体単位の含有率(モル%)
The PVA preferably further satisfies the following formulas (II) and (III).
200 ≦ P ≦ 4,000 (II)
0.1 ≦ S ≦ 10 (III)
P: Viscosity average degree of polymerization S: Content of the monomer unit (mol%)

このように粘度平均重合度(P)及び上記単量体単位の含有率(S)を上記範囲とすることで、水溶性及び粘度安定性、並びに得られる皮膜の耐水性及びバインダー性能を高めることができる。   Thus, by setting the viscosity average degree of polymerization (P) and the content of the monomer units (S) in the above ranges, the water solubility and viscosity stability, and the water resistance and binder performance of the resulting film are improved. Can do.

さらには、上記粘度平均重合度(P)において、下記式(II’)を満たすことがより好ましく、下記式(II’’)を満たすことがさらに好ましい。
500≦P≦3,000 ・・・(II’)
1,000≦P≦2,400 ・・・(II’’)
Furthermore, in the viscosity average polymerization degree (P), it is more preferable to satisfy the following formula (II ′), and it is more preferable to satisfy the following formula (II ″).
500 ≦ P ≦ 3,000 (II ′)
1,000 ≦ P ≦ 2,400 (II ″)

粘度平均重合度(P)が上記下限未満の場合は、得られる皮膜の耐水性やバインダー性能等が低下する場合がある。逆に、粘度平均重合度(P)が上記上限を超える場合は、水溶性や粘度安定性等が低下する場合がある。   When the viscosity average degree of polymerization (P) is less than the lower limit, the water resistance, binder performance, etc. of the resulting film may be lowered. Conversely, when the viscosity average degree of polymerization (P) exceeds the above upper limit, water solubility, viscosity stability, etc. may be reduced.

また、上記単量体単位の含有率(S)においては、下記式(III’)を満たすことがより好ましく、下記式(III’’)を満たすことがさらに好ましい。
0.25≦S≦6 ・・・(III’)
0.5≦S≦5 ・・・(III’’)
Moreover, in the content rate (S) of the monomer unit, it is more preferable to satisfy the following formula (III ′), and it is more preferable to satisfy the following formula (III ″).
0.25 ≦ S ≦ 6 (III ′)
0.5 ≦ S ≦ 5 (III ″)

上記単量体単位の含有率(S)が上記下限未満の場合は、得られる皮膜の耐水性やバインダー性能等が低下する場合がある。逆に、粘度平均重合度(P)が上記上限を超える場合は、水溶性や粘度安定性等が低下する場合がある。   When the content rate (S) of the monomer unit is less than the lower limit, the water resistance, binder performance, and the like of the resulting film may be deteriorated. Conversely, when the viscosity average degree of polymerization (P) exceeds the above upper limit, water solubility, viscosity stability, etc. may be reduced.

当該PVAのけん化度としては、特に制限はないが、80モル%以上が好ましく、90モル%以上がより好ましく、95モル%以上がさらに好ましく、97モル%以上が特に好ましい。当該PVAのけん化度が上記下限未満の場合は、得られる皮膜の耐水性等が低下する場合がある。なお、当該PVAのけん化度の上限としては、特に制限はないが、生産性等を考慮すると、例えば99.9モル%である。ここで、PVAのけん化度は、JIS−K6726に記載の方法に準じて測定した値をいう。   Although there is no restriction | limiting in particular as the saponification degree of the said PVA, 80 mol% or more is preferable, 90 mol% or more is more preferable, 95 mol% or more is further more preferable, 97 mol% or more is especially preferable. When the saponification degree of the PVA is less than the above lower limit, the water resistance and the like of the resulting film may be lowered. In addition, although there is no restriction | limiting in particular as an upper limit of the saponification degree of the said PVA, when productivity etc. are considered, it is 99.9 mol%, for example. Here, the saponification degree of PVA says the value measured according to the method of JIS-K6726.

<PVAの製造方法>
当該PVAの製造方法としては、特に限定されないが、例えば、ビニルエステル系単量体と、上記式(1)で表される基を有する単量体とを共重合させ、得られる共重合体(ビニルエステル系重合体)をけん化することにより得ることができる。
<Method for producing PVA>
The method for producing the PVA is not particularly limited. For example, a copolymer obtained by copolymerizing a vinyl ester monomer and a monomer having a group represented by the above formula (1) ( It can be obtained by saponifying a vinyl ester polymer).

上記ビニルエステル系単量体としては、例えば、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、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、ピバリン酸ビニル、バーサチック酸ビニル等を挙げることができ、これらの中でも、酢酸ビニルが好ましい。   Examples of the vinyl ester monomers include vinyl formate, vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl valelate, vinyl caprate, vinyl laurate, vinyl stearate, vinyl benzoate, vinyl pivalate, vinyl versatate, etc. Among these, vinyl acetate is preferable.

また、上記式(1)で表される基を有する単量体とビニルエステル系単量体との共重合に際して、得られるPVAの粘度平均重合度(P)を調節すること等を目的として、本発明の主旨を損なわない範囲で連鎖移動剤の存在下で重合を行っても差し支えない。連鎖移動剤としては、アセトアルデヒド、プロピオンアルデヒド等のアルデヒド類;アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類;3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、2−ヒドロキシエタンチオール、n−ドデカンチオール、メルカプト酢酸、3−メルカプトプロピオン酸等のメルカプタン類;テトラクロロメタン、ブロモトリクロロメタン、トリクロロエチレン、パークロロエチレン等のハロゲン類等が挙げられる。   In addition, for the purpose of adjusting the viscosity average polymerization degree (P) of the obtained PVA at the time of copolymerization of the monomer having a group represented by the above formula (1) and a vinyl ester monomer, Polymerization may be carried out in the presence of a chain transfer agent as long as the gist of the present invention is not impaired. As chain transfer agents, aldehydes such as acetaldehyde and propionaldehyde; ketones such as acetone and methyl ethyl ketone; 3-mercaptopropyltrimethoxysilane, 3-mercaptopropyltriethoxysilane, 2-hydroxyethanethiol, n-dodecanethiol, Examples include mercaptans such as mercaptoacetic acid and 3-mercaptopropionic acid; halogens such as tetrachloromethane, bromotrichloromethane, trichloroethylene, and perchloroethylene.

上記式(1)で表される基を有する単量体としては、例えば下記式(4)で表される化合物を挙げることができる。下記式(4)で表される化合物を使用することにより、最終的に、上記式(2)で表される基を有する単量体単位を含むPVAが容易に得られる。   As a monomer which has group represented by the said Formula (1), the compound represented, for example by following formula (4) can be mentioned. By using a compound represented by the following formula (4), finally, a PVA containing a monomer unit having a group represented by the above formula (2) can be easily obtained.

Figure 2013018965
Figure 2013018965

式(4)中、R〜R、X、m及びnの定義は、式(2)と同様である。また、これらの好ましい基又は数値範囲も式(2)と同様である。 In formula (4), the definitions of R 1 to R 5 , X, m, and n are the same as in formula (2). These preferred groups or numerical ranges are also the same as those in the formula (2).

上記式(4)で表される化合物としては、3−(メタ)アクリルアミドプロピルトリメトキシシラン、4−(メタ)アクリルアミドブチルトリメトキシシラン、8−(メタ)アクリルアミドオクチルトリメトキシシラン、6−(メタ)アクリルアミドヘキシルトリメトキシシラン、12−(メタ)アクリルアミドドデシルトリメトキシシラン、18−(メタ)アクリルアミドオクタデシルトリメトキシシラン、3−(メタ)アクリルアミドプロピルトリエトキシシラン、3−(メタ)アクリルアミドプロピルトリブトキシシラン、3−(メタ)アクリルアミドプロピルメチルジメトキシシラン、3−(メタ)アクリルアミドプロピルジメチルメトキシシラン、3−(メタ)アクリルアミド−3−メチルブチルトリメトキシシラン、4−(メタ)アクリルアミド−4−メチルブチルトリメトキシシラン、4−(メタ)アクリルアミド−3−メチルブチルトリメトキシシラン、5−(メタ)アクリルアミド−5−メチルヘキシルトリメトキシシラン、4−ペンテニルトリメトキシシラン、5−へキセニルトリメトキシシラン等を挙げることができる。   Examples of the compound represented by the above formula (4) include 3- (meth) acrylamidopropyltrimethoxysilane, 4- (meth) acrylamidobutyltrimethoxysilane, 8- (meth) acrylamideoctyltrimethoxysilane, 6- (meta ) Acrylamide hexyltrimethoxysilane, 12- (meth) acrylamide dodecyltrimethoxysilane, 18- (meth) acrylamide octadecyltrimethoxysilane, 3- (meth) acrylamidepropyltriethoxysilane, 3- (meth) acrylamidopropyltributoxysilane , 3- (meth) acrylamidopropylmethyldimethoxysilane, 3- (meth) acrylamidopropyldimethylmethoxysilane, 3- (meth) acrylamide-3-methylbutyltrimethoxysilane, 4- (meth) Acrylamide-4-methylbutyltrimethoxysilane, 4- (meth) acrylamide-3-methylbutyltrimethoxysilane, 5- (meth) acrylamide-5-methylhexyltrimethoxysilane, 4-pentenyltrimethoxysilane, 5-to Examples include xenyl trimethoxysilane.

上記ビニルエステル系単量体と上記式(1)で表される基を有する単量体とを共重合させる方法としては、塊状重合法、溶液重合法、懸濁重合法、乳化重合法等の公知の方法が挙げられる。特に、重合温度が30℃より低い場合には、乳化重合法が好ましく、重合温度が30℃以上の場合には、無溶媒で行う塊状重合法又はアルコール等の溶媒を用いて行う溶液重合法が通常採用される。   Examples of the method for copolymerizing the vinyl ester monomer and the monomer having the group represented by the formula (1) include a bulk polymerization method, a solution polymerization method, a suspension polymerization method, and an emulsion polymerization method. A well-known method is mentioned. In particular, when the polymerization temperature is lower than 30 ° C., an emulsion polymerization method is preferable, and when the polymerization temperature is 30 ° C. or higher, a bulk polymerization method performed without solvent or a solution polymerization method performed using a solvent such as alcohol is used. Usually adopted.

乳化重合法の場合、溶媒としては水が挙げられ、メタノール、エタノール等の低級アルコールを併用してもよい。また、乳化剤としては公知の乳化剤を使用することができる。共重合の際の開始剤としては、鉄イオン−酸化剤−還元剤を併用したレドックス系開始剤が重合をコントロールする上で好適に用いられる。塊状重合法や溶液重合法の場合、共重合反応を行うにあたって、反応の方式は回分式及び連続式のいずれの方式においても実施可能である。溶液重合法を採用して共重合反応を行う際に、溶媒として使用されるアルコールとしては、メタノール、エタノール、プロパノール等の低級アルコールが挙げられる。この場合の共重合反応に使用される開始剤としては、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)、1,1’−アゾビス(シクロヘキサン−1−カルボニトリル)、2,2’−アゾビス(N−ブチル−2−メチルプロピオンアミド)等のアゾ系開始剤;過酸化ベンゾイル、n−プロピルパーオキシカーボネート等の過酸化物系開始剤等の公知の開始剤が挙げられる。共重合反応を行う際の重合温度については特に制限はないが、5℃〜50℃の範囲が適当である。   In the case of the emulsion polymerization method, examples of the solvent include water, and lower alcohols such as methanol and ethanol may be used in combination. Moreover, a well-known emulsifier can be used as an emulsifier. As an initiator for copolymerization, a redox initiator using iron ions, an oxidizing agent and a reducing agent in combination is preferably used for controlling the polymerization. In the case of the bulk polymerization method or the solution polymerization method, the reaction method can be carried out by either a batch method or a continuous method. When the copolymerization reaction is carried out using the solution polymerization method, examples of the alcohol used as the solvent include lower alcohols such as methanol, ethanol, and propanol. Examples of the initiator used for the copolymerization reaction in this case include 2,2′-azobisisobutyronitrile, 2,2′-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile), 1,1′-azobis ( Azo initiators such as cyclohexane-1-carbonitrile) and 2,2′-azobis (N-butyl-2-methylpropionamide); peroxide initiators such as benzoyl peroxide and n-propyl peroxycarbonate And known initiators. Although there is no restriction | limiting in particular about the polymerization temperature at the time of performing a copolymerization reaction, The range of 5 to 50 degreeC is suitable.

この共重合反応の際には、本発明の主旨が損なわれない範囲であれば、必要に応じて、共重合可能な単量体を共重合させることができる。このような単量体としてはエチレン、プロピレン、1−ブテン、イソブテン、1−ヘキセン等のα−オレフィン類;フマール酸、マレイン酸、イタコン酸、無水マレイン酸、無水イタコン酸等のカルボン酸又はその誘導体;アクリル酸又はその塩、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸n−プロピル、アクリル酸イソプロピル等のアクリル酸エステル類;メタクリル酸又はその塩、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸n−プロピル、メタクリル酸イソプロピル等のメタクリル酸エステル類;アクリルアミド、N−メチルアクリルアミド、N−エチルアクリルアミド等のアクリルアミド誘導体;メタクリルアミド、N−メチルメタクリルアミド、N−エチルメタクリルアミド等のメタクリルアミド誘導体;メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、n−プロピルビニルエーテル、イソプロピルビニルエーテル、n−ブチルビニルエーテル等のビニルエーテル類;エチレングリコールビニルエーテル、1,3−プロパンジオールビニルエーテル、1,4−ブタンジオールビニルエーテル等のヒドロキシ基含有ビニルエーテル類;アリルアセテート;プロピルアリルエーテル、ブチルアリルエーテル、ヘキシルアリルエーテル等のアリルエーテル類;オキシアルキレン基を有する単量体;酢酸イソプロペニル;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、7−オクテン−1−オール、9−デセン−1−オール、3−メチル−3−ブテン−1−オール等のヒドロキシ基含有α−オレフィン類;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、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸等のスルホン酸基を有する単量体;ビニロキシエチルトリメチルアンモニウムクロライド、ビニロキシブチルトリメチルアンモニウムクロライド、ビニロキシエチルジメチルアミン、ビニロキシメチルジエチルアミン、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−アクリルアミドジメチルアミン、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、ジメチルアリルアミン、アリルエチルアミン等のカチオン基を有する単量体等が挙げられる。これらの単量体の使用量は、その使用される目的や用途等によっても異なるが、通常、共重合に用いられる全ての単量体を基準にした割合で20モル%以下、好ましくは10モル%以下である。   In the case of this copolymerization reaction, a copolymerizable monomer can be copolymerized as necessary as long as the gist of the present invention is not impaired. Examples of such monomers include α-olefins such as ethylene, propylene, 1-butene, isobutene, and 1-hexene; carboxylic acids such as fumaric acid, maleic acid, itaconic acid, maleic anhydride, itaconic anhydride, or the like Derivatives; acrylic acid or salts thereof, acrylic acid esters such as methyl acrylate, ethyl acrylate, n-propyl acrylate, isopropyl acrylate; methacrylic acid or salts thereof, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, n-methacrylate Methacrylic acid esters such as propyl and isopropyl methacrylate; Acrylamide derivatives such as acrylamide, N-methylacrylamide and N-ethylacrylamide; Methacrylamide derivatives such as methacrylamide, N-methylmethacrylamide and N-ethylmethacrylamide; Vinyl ethers such as ru vinyl ether, ethyl vinyl ether, n-propyl vinyl ether, isopropyl vinyl ether, n-butyl vinyl ether; hydroxy group-containing vinyl ethers such as ethylene glycol vinyl ether, 1,3-propanediol vinyl ether, 1,4-butanediol vinyl ether; Allyl ethers; allyl ethers such as propyl allyl ether, butyl allyl ether, hexyl allyl ether; monomers having an oxyalkylene group; isopropenyl acetate; 3-buten-1-ol, 4-penten-1-ol, 5 -Hydroxyl-containing α-olefins such as hexen-1-ol, 7-octen-1-ol, 9-decene-1-ol, 3-methyl-3-buten-1-ol; , Monomers having a sulfonic acid group such as allylsulfonic acid, methallylsulfonic acid, 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid; vinyloxyethyltrimethylammonium chloride, vinyloxybutyltrimethylammonium chloride, vinyloxyethyldimethylamine , Having a cationic group such as vinyloxymethyldiethylamine, N-acrylamidomethyltrimethylammonium chloride, N-acrylamidoethyltrimethylammonium chloride, N-acrylamidodimethylamine, allyltrimethylammonium chloride, methallyltrimethylammonium chloride, dimethylallylamine, allylethylamine And monomers. The amount of these monomers used varies depending on the purpose and application of use, but is usually 20 mol% or less, preferably 10 mol, based on all monomers used for copolymerization. % Or less.

上記共重合により得られたビニルエステル系重合体は、次いで、公知の方法に従って溶媒中でけん化され、PVAへと導かれる。   The vinyl ester polymer obtained by the copolymerization is then saponified in a solvent according to a known method and led to PVA.

けん化反応の触媒としては、通常、アルカリ性物質が用いられ、その例として、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム等のアルカリ金属の水酸化物、及びナトリウムメトキシド等のアルカリ金属アルコキシド等が挙げられる。上記アルカリ性物質の使用量は、ビニルエステル系重合体中のビニルエステル系単量体単位を基準にしたモル比で、0.004〜0.5の範囲内であることが好ましく、0.005〜0.05の範囲内であることがより好ましい。また、この触媒は、けん化反応の初期に一括して添加してもよいし、けん化反応の初期に一部を添加し、残りをけん化反応の途中で追加して添加してもよい。   As the catalyst for the saponification reaction, an alkaline substance is usually used, and examples thereof include alkali metal hydroxides such as potassium hydroxide and sodium hydroxide, and alkali metal alkoxides such as sodium methoxide. The amount of the alkaline substance used is preferably in the range of 0.004 to 0.5 in terms of a molar ratio based on the vinyl ester monomer unit in the vinyl ester polymer. More preferably, it is in the range of 0.05. Further, this catalyst may be added all at once in the early stage of the saponification reaction, or a part thereof may be added in the early stage of the saponification reaction, and the rest may be added in the middle of the saponification reaction.

けん化反応に用いることができる溶媒としては、メタノール、酢酸メチル、ジメチルスルホキシド、ジエチルスルホキシド、ジメチルホルムアミド等が挙げられる。これらの溶媒の中でもメタノールが好ましい。また、メタノールの使用にあたり、メタノール中の含水率が好ましくは0.001〜1質量%、より好ましくは0.003〜0.9質量%、特に好ましくは0.005〜0.8質量%に調整されているのがよい。   Examples of the solvent that can be used for the saponification reaction include methanol, methyl acetate, dimethyl sulfoxide, diethyl sulfoxide, dimethylformamide, and the like. Of these solvents, methanol is preferred. Further, in the use of methanol, the water content in methanol is preferably adjusted to 0.001 to 1% by mass, more preferably 0.003 to 0.9% by mass, and particularly preferably 0.005 to 0.8% by mass. It is good to be.

けん化反応は、好ましくは5〜80℃、より好ましくは20〜70℃の温度で行われる。けん化反応に必要とされる時間としては、好ましくは5分間〜10時間、より好ましくは10分間〜5時間である。けん化反応は、バッチ法及び連続法のいずれの方式においても実施可能である。けん化反応の終了後に、必要に応じて、残存するけん化触媒を中和してもよく、使用可能な中和剤として、酢酸、乳酸などの有機酸、及び酢酸メチル等のエステル化合物などを挙げることができる。   The saponification reaction is preferably performed at a temperature of 5 to 80 ° C, more preferably 20 to 70 ° C. The time required for the saponification reaction is preferably 5 minutes to 10 hours, more preferably 10 minutes to 5 hours. The saponification reaction can be carried out in either a batch method or a continuous method. If necessary, the remaining saponification catalyst may be neutralized after completion of the saponification reaction. Examples of usable neutralizing agents include organic acids such as acetic acid and lactic acid, and ester compounds such as methyl acetate. Can do.

けん化反応により得られたPVAは、必要に応じて、洗浄することができる。この洗浄の際に用いられる洗浄液としては、メタノール等の低級アルコール、酢酸メチル等の低級脂肪酸エステル、及びそれらの混合物等を挙げることができる。これらの洗浄液には、少量の水やアルカリ又は酸等が添加されていてもよい。   The PVA obtained by the saponification reaction can be washed as necessary. Examples of the cleaning liquid used in this cleaning include lower alcohols such as methanol, lower fatty acid esters such as methyl acetate, and mixtures thereof. A small amount of water, alkali, acid, or the like may be added to these cleaning liquids.

<用途等>
当該PVAは、粉末の状態で保存及び輸送することが可能である。また、当該PVAの使用に際しては、粉末の状態のままで、あるいは水等の液体に溶解又は分散させた状態で使用することができる。当該PVAを水溶液として用いる場合には、当該PVAを水に分散させた後、攪拌しながら加温することにより均一な水溶液とすることができる。なお、当該PVAによれば、水に対して水酸化ナトリウムなどのアルカリや酸を特に添加しなくとも均一な水溶液を得ることができる。
<Applications>
The PVA can be stored and transported in a powder state. Moreover, when using the said PVA, it can be used with the state of a powder, or the state melt | dissolved or disperse | distributed to liquids, such as water. When the PVA is used as an aqueous solution, the PVA can be dispersed in water and then heated with stirring to obtain a uniform aqueous solution. According to the PVA, a uniform aqueous solution can be obtained without adding an alkali or acid such as sodium hydroxide to water.

当該PVAは、(1)この水溶液を調製する際に、水酸化ナトリウム等のアルカリや酸を添加しなくても水への溶解が可能である、(2)水溶液の状態において優れた粘度安定性を有する、(3)無機物と混合して皮膜を形成させた場合に、無機物とのバインダー力に優れる、(4)形成された皮膜が耐水性に優れているなどの特徴を備えている。従って、当該PVAは、例えば、紙用コーティング剤として用いることができる。この他にも、当該PVAは、水酸基、ビニルエステル基、シリル基等の官能基の機能を活かした種々の用途において用いることができる。その用途としては、例えば、紙の内添サイズ剤、繊維加工剤、染料、グラスファイバーのコーティング剤、金属やガラスの表面コート剤、防曇剤等の被覆剤、木材、紙、アルミ箔、プラスティック等の接着剤、不織布バインダー、繊維状バインダー、石膏ボード及び繊維板等の建材用バインダー、各種エマルジョン系接着剤の増粘剤、尿素樹脂系接着剤の添加剤、セメント及びモルタル用添加剤、ホットメルト型接着剤、感圧接着剤等の各種接着剤、エチレン、酢酸ビニル、塩化ビニル等の各種エチレン系不飽和単量体の乳化重合用分散剤、塗料、接着剤等の顔料分散用安定剤、塩化ビニル、塩化ビニリデン、スチレン、(メタ)アクリル酸、酢酸ビニル等の各種エチレン性不飽和単量体の懸濁重合用分散安定剤、繊維、フィルム、シート、パイプ、チューブ、水溶性繊維、暫定皮膜等の成形物、疎水性樹脂への親水性付与剤、複合繊維、フィルムその他の成形物用添加剤等の合成樹脂用配合剤、土質改良剤、土質安定剤等を挙げることができる。   The PVA can be dissolved in water without adding an alkali or acid such as sodium hydroxide when preparing this aqueous solution. (2) Excellent viscosity stability in the aqueous solution state (3) When mixed with an inorganic material to form a film, the film has excellent binder power with the inorganic material, and (4) the formed film has excellent water resistance. Therefore, the PVA can be used, for example, as a paper coating agent. In addition to this, the PVA can be used in various applications utilizing the function of a functional group such as a hydroxyl group, a vinyl ester group, and a silyl group. Applications include, for example, paper sizing agents, fiber finishing agents, dyes, glass fiber coating agents, metal and glass surface coating agents, coating agents such as antifogging agents, wood, paper, aluminum foil, plastics. Adhesives such as non-woven fabric binders, fibrous binders, binders for building materials such as gypsum board and fiberboard, thickeners for various emulsion adhesives, additives for urea resin adhesives, additives for cement and mortar, hot Various adhesives such as melt-type adhesives and pressure-sensitive adhesives, dispersants for emulsion polymerization of various ethylenically unsaturated monomers such as ethylene, vinyl acetate and vinyl chloride, stabilizers for pigment dispersion such as paints and adhesives , Dispersion stabilizers for suspension polymerization of various ethylenically unsaturated monomers such as vinyl chloride, vinylidene chloride, styrene, (meth) acrylic acid, vinyl acetate, fibers, films, sheets, Molds for pipes, tubes, water-soluble fibers, provisional films, etc., additives for hydrophilicity to hydrophobic resins, compounding agents for synthetic resins such as composite fibers, films and other additives for moldings, soil conditioners, soil stability An agent etc. can be mentioned.

また、当該PVAをアセトアルデヒドやブチルアルデヒド等のアルデヒド化合物を用いてアセタール化して得られるビニルアセタール系重合体は、安全ガラス用中間膜、セラミックスバインダー、インク分散剤、感光性材料等の用途に有用である。   The vinyl acetal polymer obtained by acetalizing the PVA with an aldehyde compound such as acetaldehyde or butyraldehyde is useful for applications such as safety glass interlayers, ceramic binders, ink dispersants, and photosensitive materials. is there.

<水溶液>
本発明の水溶液は、当該PVAを4質量%以上20質量%以下含有し、pHが4以上8以下である。当該水溶液の調製方法は、当該PVAの用途として上述したとおりである。
<Aqueous solution>
The aqueous solution of the present invention contains 4% by mass or more and 20% by mass or less of the PVA, and has a pH of 4 or more and 8 or less. The method for preparing the aqueous solution is as described above for the use of the PVA.

当該水溶液は、当該PVA及び水以外に他の成分を含んでいてもよい。この他の成分としては、例えば、エタノール等のアルコール、ジエチルエーテルなどの他の溶媒、水酸化ナトリウム、アンモニア等のアルカリや塩酸等の酸、シリカ、二酸化チタン、クレー、炭酸カルシウム等の無機粒子等を挙げることができる。   The aqueous solution may contain other components in addition to the PVA and water. Examples of other components include alcohols such as ethanol, other solvents such as diethyl ether, alkalis such as sodium hydroxide and ammonia, acids such as hydrochloric acid, inorganic particles such as silica, titanium dioxide, clay, and calcium carbonate. Can be mentioned.

当該水溶液は、変性PVAの濃度が高く、耐水性やバインダー性能の優れた皮膜を得ることができる。また、当該水溶液は、粘度安定性にも優れる。さらに、当該水溶液は、pHが上記範囲であるため、取扱性にも優れる。従って、当該水溶液は、当該PVAの用途として上述した各用途等に好適に用いることができる。   The aqueous solution has a high concentration of the modified PVA and can provide a film having excellent water resistance and binder performance. The aqueous solution is also excellent in viscosity stability. Furthermore, since the aqueous solution has a pH in the above range, it is excellent in handleability. Therefore, the said aqueous solution can be used suitably for each use etc. which were mentioned above as a use of the said PVA.

以下、本発明を実施例により、さらに詳細に説明する。以下の実施例及び比較例において、特に断りがない場合、部及び%はそれぞれ質量部及び質量%を示す。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. In the following examples and comparative examples, unless otherwise specified, parts and% represent parts by mass and mass%, respectively.

なお、実施例及び比較例で用いたシリル基を有する単量体(モノマーA)は、以下のとおりである。
MAmPTMS :3−メタクリルアミドプロピルトリメトキシシラン
MAmPTES :3−メタクリルアミドプロピルトリエトキシシラン
MAmBTMS :4−メタクリルアミドブチルトリメトキシシラン
MAmOTMS :8−メタクリルアミドオクチルトリメトキシシラン
MAmDDTMS:12−メタクリルアミドドデシルトリメトキシシラン
MAmODTMS:18−メタクリルアミドオクタデシルトリメトキシシラン
AMBTMS :3−アクリルアミド−3−メチルブチルトリメトキシシラン
4−PTMS :4−ペンテニルトリメトキシシラン
VMS :ビニルトリメトキシシラン
MAmMTMS :メタクリルアミドメチルトリメトキシシラン
AMPTMS :2−アクリルアミド−2−メチルプロピルトリメトキシシラン
In addition, the monomer (monomer A) which has the silyl group used by the Example and the comparative example is as follows.
MAmPTMS: 3-methacrylamideamidopropyltrimethoxysilane MAmPTES: 3-methacrylamideamidopropyltriethoxysilane MAmBTMS: 4-methacrylamidobutyltrimethoxysilane MAmOTMS: 8-methacrylamidooctyltrimethoxysilane MAmDDTMS: 12-methacrylamidododecyltrimethoxysilane MAmODTMS: 18-methacrylamidooctadecyltrimethoxysilane AMBTMS: 3-acrylamido-3-methylbutyltrimethoxysilane 4-PTMS: 4-pentenyltrimethoxysilane VMS: vinyltrimethoxysilane MAMTMTS: methacrylamidomethyltrimethoxysilane AMPTMS: 2 -Acrylamide-2-methylpropyltrimethoxysilane

[シリル基含有PVAの製造]
下記の方法によりPVAを製造し、そのけん化度、上記式(1)で表される基を有する単量体単位の含有率(S)(一部の例では、シリル基を有する単量体単位の含有率)、粘度平均重合度(P)を求めた。また、以下の評価方法にしたがって、皮膜の性能及び無機物とのバインダー力を評価した。
[Production of silyl group-containing PVA]
PVA is produced by the following method, the degree of saponification, the content of monomer units having a group represented by the above formula (1) (S) (in some examples, monomer units having a silyl group) Content) and viscosity average degree of polymerization (P). Moreover, according to the following evaluation methods, the performance of the film and the binder strength with inorganic substances were evaluated.

[PVAの分析方法]
PVAの分析は、特に断らない限りJIS−K6726に記載の方法に従って行った。
[Analysis method of PVA]
Analysis of PVA was performed according to the method described in JIS-K6726 unless otherwise specified.

[実施例1]PVA1の製造
撹拌機、還流冷却管、窒素導入管、コモノマー滴下口及び開始剤の添加口を備えた6Lセパラブルフラスコに、酢酸ビニル1,500g、メタノール500g、上記式(1)で表される基を有する単量体(モノマーA)としてのMAmPTMS1.87gを仕込み、窒素バブリングをしながら30分間系内を窒素置換した。また、ディレー溶液としてMAmPTMSをメタノールに溶解して濃度8%としたコモノマー溶液を調製し、窒素ガスのバブリングにより窒素置換した。反応器の昇温を開始し、内温が60℃となったところで、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル(AIBN)0.8gを添加し重合を開始した。ディレー溶液を滴下して重合溶液中のモノマー組成(酢酸ビニルとモノマーA(MAmPTMS)の比率)が一定となるようにしながら、60℃で2.7時間重合した後、冷却して重合を停止した。重合を停止するまで加えたコモノマー溶液(逐次添加液)の総量は99gであった。また、重合停止時の固形分濃度は29.0%であった。続いて30℃、減圧下でメタノールを時々添加しながら未反応の酢酸ビニルモノマーの除去を行い、上記式(1)で表される基を有するポリ酢酸ビニル(PVAc)を40%含有するメタノール溶液を得た。さらに、これにPVAc中の酢酸ビニル単位に対する水酸化ナトリウムのモル比が0.04、PVAcの固形分濃度が30質量%となるように、メタノール及び水酸化ナトリウムを10質量%含有するメタノール溶液をこの順序で撹拌下に加え、40℃でけん化反応を開始した。アルカリ溶液を添加後、約5分でゲル状物が生成した。このゲル状物を粉砕器にて粉砕し、40℃で1時間放置してけん化を進行させた後、酢酸メチルを加えて残存するアルカリを中和した。フェノールフタレイン指示薬を用いて中和が終了したことを確認した後、濾別して白色固体を得、これにメタノールを加えて室温で3時間放置洗浄した。上記の洗浄操作を3回繰り返した後、遠心脱液して得られた白色固体を乾燥機中65℃で2日間放置し、上記式(1)で表される基を有するPVA1を得た。PVA1の粘度平均重合度(P)は1,700、けん化度は98.6モル%であった。
[Example 1] Production of PVA1 Into a 6 L separable flask equipped with a stirrer, reflux condenser, nitrogen inlet, comonomer dropping port and initiator addition port, 1,500 g of vinyl acetate, 500 g of methanol, the above formula (1 ) MAmPTMS 1.87 g as a monomer (monomer A) having a group represented by) was charged, and the inside of the system was purged with nitrogen for 30 minutes while carrying out nitrogen bubbling. Further, a comonomer solution having a concentration of 8% was prepared by dissolving MAmPTMS in methanol as a delay solution, and nitrogen substitution was performed by bubbling nitrogen gas. The temperature of the reactor was increased, and when the internal temperature reached 60 ° C., 0.8 g of 2,2′-azobisisobutyronitrile (AIBN) was added to initiate polymerization. The delay solution was added dropwise to polymerize the monomer composition (ratio of vinyl acetate and monomer A (MAmPTMS)) in the polymerization solution at a constant rate for 2.7 hours at 60 ° C. and then cooled to stop the polymerization. . The total amount of comonomer solution (sequentially added solution) added until the polymerization was stopped was 99 g. Further, the solid content concentration when the polymerization was stopped was 29.0%. Subsequently, an unreacted vinyl acetate monomer is removed while sometimes adding methanol under reduced pressure at 30 ° C., and a methanol solution containing 40% of polyvinyl acetate (PVAc) having a group represented by the above formula (1) Got. Furthermore, a methanol solution containing 10% by mass of methanol and sodium hydroxide was added so that the molar ratio of sodium hydroxide to the vinyl acetate unit in PVAc was 0.04 and the solid content concentration of PVAc was 30% by mass. In this order, with stirring, the saponification reaction was started at 40 ° C. A gel was formed in about 5 minutes after the addition of the alkaline solution. This gel-like material was pulverized with a pulverizer and allowed to stand at 40 ° C. for 1 hour to allow saponification to proceed. Then, methyl acetate was added to neutralize the remaining alkali. After confirming the completion of neutralization using a phenolphthalein indicator, the mixture was filtered to obtain a white solid. Methanol was added thereto, and the mixture was allowed to wash at room temperature for 3 hours. After repeating the above washing operation three times, the white solid obtained by centrifugal drainage was left in a dryer at 65 ° C. for 2 days to obtain PVA1 having a group represented by the above formula (1). PVA1 had a viscosity average polymerization degree (P) of 1,700 and a saponification degree of 98.6 mol%.

得られたPVA1の上記式(1)で表される基を有する単量体単位の含有率(シリル基を有する単量体単位の含有率)は、このPVAの前駆体であるPVAcのプロトンNMRから求めた。具体的には、得られたPVAcの再沈精製をn−ヘキサン/アセトンで3回以上十分に行った後、50℃の減圧下で乾燥を2日間行い、分析用のPVAcを作製した。このPVAcをCDClに溶解させ、500MHzのプロトンNMR(JEOL GX−500)を用いて室温で測定した。酢酸ビニル単位の主鎖メチンに由来するピークα(4.7〜5.2ppm)とモノマーA単位のメトキシ基のメチルに由来するピークβ(3.4〜3.8ppm)とから、下記式を用いて式(1)で表される基を有する単量体単位の含有率(S)を算出した。PVA1において、含有率(S)は0.5モル%であった。得られたPVAについて分析した結果を表1に示す。
式(1)で表される基を有する単量体単位の含有率(S:モル%)
={(βのピーク面積/9)/(αのピーク面積+(βのピーク面積/9))}×100
The content of the monomer unit having the group represented by the above formula (1) of the obtained PVA1 (content of the monomer unit having a silyl group) is the proton NMR of PVAc which is a precursor of this PVA. I asked for it. Specifically, after reprecipitation purification of the obtained PVAc was sufficiently performed three times or more with n-hexane / acetone, drying was performed under reduced pressure at 50 ° C. for 2 days to prepare a PVAc for analysis. This PVAc was dissolved in CDCl 3 and measured at room temperature using 500 MHz proton NMR (JEOL GX-500). From the peak α (4.7 to 5.2 ppm) derived from the main chain methine of the vinyl acetate unit and the peak β (3.4 to 3.8 ppm) derived from the methyl of the methoxy group of the monomer A unit, the following formula is obtained. The content (S) of the monomer unit having a group represented by the formula (1) was calculated. In PVA1, the content (S) was 0.5 mol%. The results of analyzing the obtained PVA are shown in Table 1.
Content of monomer unit having group represented by formula (1) (S: mol%)
= {(Peak area of β / 9) / (peak area of α + (peak area of β / 9))} × 100

[実施例2〜31及び比較例1〜22]PVA2〜PVA53の製造
酢酸ビニル及びメタノールの仕込み量、モノマーAの種類や添加量等の重合条件、けん化時におけるPVAcの濃度、酢酸ビニル単位に対する水酸化ナトリウムのモル比等のけん化条件を表1及び表2に示すように変更したこと以外は、実施例1と同様にしてPVA2〜PVA53を得た。得られた各PVAについて分析した結果を表1及び表2に示す。
[Examples 2-31 and Comparative Examples 1-22] Production of PVA2-PVA53 Polymerization conditions such as the amount of vinyl acetate and methanol charged, the type and amount of monomer A added, the concentration of PVAc during saponification, and water relative to vinyl acetate units PVA2 to PVA53 were obtained in the same manner as in Example 1 except that the saponification conditions such as the molar ratio of sodium oxide were changed as shown in Tables 1 and 2. Tables 1 and 2 show the results of analysis for each obtained PVA.

Figure 2013018965
Figure 2013018965

Figure 2013018965
Figure 2013018965

[実施例32〜66及び比較例23〜46]水溶液の調製
PVA1〜PVA53について、所定の濃度及びpHとなるように、PVA水溶液を調製した。下記の評価方法によりPVA水溶液の粘度安定性、皮膜の耐水性、無機物を含有する皮膜の耐水性、及びPVAと無機物とのバインダー力を評価した。使用したPVAの種類と水溶液のpH及び評価結果を表3に示す。
[Examples 32-66 and Comparative Examples 23-46] Preparation of aqueous solution About PVA1-PVA53, PVA aqueous solution was prepared so that it might become a predetermined density | concentration and pH. The viscosity stability of the PVA aqueous solution, the water resistance of the film, the water resistance of the film containing an inorganic substance, and the binder strength between the PVA and the inorganic substance were evaluated by the following evaluation methods. Table 3 shows the type of PVA used, the pH of the aqueous solution, and the evaluation results.

[PVA水溶液の粘度安定性]
8%のPVA水溶液を調製して20℃恒温槽中に放置し、このPVA水溶液の温度が20℃になった直後の粘度と7日後の粘度を測定した。PVA水溶液の温度が20℃になった直後の粘度で7日後の粘度を除した値(7日後の粘度/直後の粘度)を求め、以下の基準にしたがって判定した。
A:2.5倍未満。
B:2.5倍以上3.0倍未満。
C:3.0倍以上5.0倍未満。
D:5.0倍以上であるが、PVA水溶液はゲル化していない。
E:PVA水溶液は流動性を失いゲル化している。
[Viscosity stability of PVA aqueous solution]
An 8% PVA aqueous solution was prepared and allowed to stand in a 20 ° C. constant temperature bath, and the viscosity immediately after the temperature of the PVA aqueous solution reached 20 ° C. and the viscosity after 7 days were measured. A value obtained by dividing the viscosity after 7 days by the viscosity immediately after the temperature of the PVA aqueous solution reached 20 ° C. (viscosity after 7 days / viscosity immediately after) was determined and determined according to the following criteria.
A: Less than 2.5 times.
B: 2.5 times or more and less than 3.0 times.
C: 3.0 times or more and less than 5.0 times.
D: 5.0 times or more, but the PVA aqueous solution is not gelled.
E: The PVA aqueous solution loses fluidity and gels.

[皮膜の耐水性]
4%PVA水溶液を調製してこれを20℃で流延し、厚み40μmの皮膜を得た。得られた皮膜を縦10cm、横10cmの大きさに切り出し、試験片を作製した。この試験片を20℃の蒸留水に24時間浸漬した後、取り出し(回収し)、表面に付着した水分をガーゼで拭き取り、水膨潤時の質量を測定した。水膨潤時の質量を測定した試験片を105℃で16時間乾燥した後、乾燥時の質量を測定した。ここで水膨潤時の質量を乾燥時の質量で除した値を求めてこれを膨潤度(倍)とし、以下の基準にしたがって判定した。
S:3.0倍未満。
A:3.0倍以上5.0倍未満。
B:5.0倍以上8.0倍未満。
C:8.0倍以上10.0倍未満。
D:10.0倍以上。
E:浸漬した試験片を回収することができない。
[Water resistance of film]
A 4% PVA aqueous solution was prepared and cast at 20 ° C. to obtain a film having a thickness of 40 μm. The obtained film was cut into a size of 10 cm in length and 10 cm in width to prepare a test piece. After this test piece was immersed in distilled water at 20 ° C. for 24 hours, it was taken out (collected), the water adhering to the surface was wiped off with gauze, and the mass at the time of water swelling was measured. The test piece whose weight during water swelling was measured was dried at 105 ° C. for 16 hours, and then the weight during drying was measured. Here, a value obtained by dividing the mass at the time of water swelling by the mass at the time of drying was obtained, and this was taken as the degree of swelling (times), and was judged according to the following criteria.
S: Less than 3.0 times.
A: 3.0 times or more and less than 5.0 times.
B: 5.0 times or more and less than 8.0 times.
C: 8.0 times or more and less than 10.0 times.
D: 10.0 times or more.
E: The immersed test piece cannot be collected.

[無機物を含有する皮膜の耐水性]
4%のPVA水溶液を調製し、PVA/コロイダルシリカの固形分基準の質量比が100/10となるように、コロイダルシリカ(日産化学工業製:スノーテックスST−O)の20%水分散液を加えた後、20℃で流延して厚み40μmの皮膜を得た。得られた皮膜を縦10cm、横10cmの大きさに切り出し、試験片を作製した。この試験片を20℃の蒸留水に24時間浸漬した後、取り出し(回収し)、表面に付着した水分をガーゼで拭き取り、水膨潤時の質量を測定した。水膨潤時の質量を測定した試験片を105℃で16時間乾燥した後、乾燥時の質量を測定した。ここで水膨潤時の質量を乾燥時の質量で除した値を求めてこれを膨潤度(倍)とし、以下の基準にしたがって判定した。
A:3.0倍未満。
B:3.0倍以上5.0倍未満。
C:5.0倍以上8.0倍未満。
D:8.0倍以上10.0倍未満。
E:10.0倍以上であるか、または浸漬した試験片を回収することができない。
[Water resistance of coatings containing inorganic substances]
A 20% aqueous dispersion of colloidal silica (manufactured by Nissan Chemical Industries: Snowtex ST-O) was prepared so that a 4% PVA aqueous solution was prepared and the mass ratio based on the solid content of PVA / colloidal silica was 100/10. After the addition, the film was cast at 20 ° C. to obtain a film having a thickness of 40 μm. The obtained film was cut into a size of 10 cm in length and 10 cm in width to prepare a test piece. After this test piece was immersed in distilled water at 20 ° C. for 24 hours, it was taken out (collected), the water adhering to the surface was wiped off with gauze, and the mass at the time of water swelling was measured. The test piece whose weight during water swelling was measured was dried at 105 ° C. for 16 hours, and then the weight during drying was measured. Here, a value obtained by dividing the mass at the time of water swelling by the mass at the time of drying was obtained, and this was taken as the degree of swelling (times), and was judged according to the following criteria.
A: Less than 3.0 times.
B: 3.0 times or more and less than 5.0 times.
C: 5.0 times or more and less than 8.0 times.
D: 8.0 times or more and less than 10.0 times.
E: It is 10.0 times or more, or the immersed test piece cannot be collected.

[PVAと無機物とのバインダー力]
シリカ(水沢化学工業製:ミズカシルP78D)及びシリカの質量に対し0.2%の分散剤(東亞合成化学工業製:アロンT40)をホモミキサーにて水に分散し、シリカの20%水分散液を調製した。このシリカ水分散液に、シリカ/PVAの固形分基準の質量比が100/20となるように、8%に調整したPVA水溶液を添加し、必要量の水を添加することで上記シリカ及びPVAの合計濃度が15%のシリカ分散PVA水溶液を得た。
[Binder strength of PVA and inorganic substances]
Silica (manufactured by Mizusawa Chemical Co., Ltd .: Mizukasil P78D) and 0.2% of a dispersant (manufactured by Toagosei Chemical Industry Co., Ltd .: Aron T40) are dispersed in water with a homomixer, and a 20% aqueous dispersion of silica. Was prepared. To this silica aqueous dispersion, an aqueous PVA solution adjusted to 8% is added so that the mass ratio based on the solid content of silica / PVA is 100/20, and the above-mentioned silica and PVA are added by adding a necessary amount of water. A silica-dispersed PVA aqueous solution with a total concentration of 15% was obtained.

得られたシリカ分散PVA水溶液を、ワイヤーバーを用いて、上質紙の表面に60g/mの坪量で塗布した。その後、上質紙を熱風乾燥機を用い100℃で3分間乾燥して、評価用試料を得た。乾燥後の上質紙(評価用試料)における塗布量は11g/mであった。 The obtained silica-dispersed PVA aqueous solution was applied to the surface of the fine paper with a basis weight of 60 g / m 2 using a wire bar. Thereafter, the quality paper was dried at 100 ° C. for 3 minutes using a hot air dryer to obtain a sample for evaluation. The coating amount on high-quality paper (sample for evaluation) after drying was 11 g / m 2 .

評価用試料について、IGT印刷適性試験機(熊谷理機工業製)を用い、印圧50kg/cmにて測定を行い、評価用試料の表面の紙むけが起こった時点の印刷速度(cm/sec)を以ってPVAと無機物とのバインダー力とし、以下の基準にしたがってバインダー力を評価した。なお、IGT印刷適性試験機を用いて測定を行うにあたり、IGTピックオイルM(大日本インキ化学工業製)を用い、スプリング駆動Bの機構を採用した。
A:260cm/sec以上。
B:220cm/sec以上260cm/sec未満。
C:180cm/sec以上220cm/sec未満。
D:140cm/sec以上180cm/sec未満。
E:140cm/sec未満。
About the sample for evaluation, using an IGT print aptitude tester (manufactured by Kumagai Riki Kogyo Co., Ltd.), the measurement was performed at a printing pressure of 50 kg / cm 2 , and the printing speed (cm / sec) was used as the binder strength between PVA and inorganic matter, and the binder strength was evaluated according to the following criteria. In the measurement using an IGT printability tester, IGT pick oil M (manufactured by Dainippon Ink & Chemicals, Inc.) was used and a spring drive B mechanism was adopted.
A: 260 cm / sec or more.
B: 220 cm / sec or more and less than 260 cm / sec.
C: 180 cm / sec or more and less than 220 cm / sec.
D: 140 cm / sec or more and less than 180 cm / sec.
E: Less than 140 cm / sec.

Figure 2013018965
Figure 2013018965

表3に示されるように、実施例1〜31で得られたPVA(PVA1〜31)は、水溶性が高く、粘度安定性、得られた皮膜の耐水性及びバインダー性能(バインダー力)にも優れていることがわかる。ここで、粘度安定性はD以上であれば実用上十分な粘度安定性を有しているとし、他の3項目はC以上であることが、優れている評価とする。さらに、PVAの粘度平均重合度(P)、けん化度、単量体単位の構造、含有率(S)、粘度平均重合度(P)と含有率(S)の積(P×S)及び水溶液のpHを特定した、実施例32、38、42、45、47、50〜52、56、60〜63、65及び66の水溶液は、粘度安定性、得られた皮膜の耐水性及びバインダー性能(バインダー力)に特に優れている(粘度安定性がC以上の評価であり、他の3項目中、2項目以上がA以上であり、その他がBである)。なお、例えば実施例33、34、37、41、43、44、46、48、49、53〜55及び57〜59の水溶液は、粘度安定性や得られた皮膜の耐水性が若干低下することが分かる。これは粘度平均重合度(P)やけん化度の低下や、粘度平均重合度(P)と含有率(S)の積(P×S)が小さく、または大きくなっていることに起因する。また、実施例35、36、39及び40は水溶液のpHが酸性あるいはアルカリ性となっているため、皮膜の耐水性やバインダー力が低下していることが分かる。また、実施例64はシリル基と主鎖とを連結するアルキレン基の炭素数が18と長いため、疎水基相互作用が強くなり過ぎ、粘度安定性が低下していると考えられる。   As shown in Table 3, the PVA (PVA 1 to 31) obtained in Examples 1 to 31 has high water solubility, viscosity stability, water resistance of the obtained film, and binder performance (binder strength). It turns out that it is excellent. Here, if the viscosity stability is D or more, it is assumed that the viscosity stability is practically sufficient, and that the other three items are C or more is an excellent evaluation. Furthermore, the viscosity average degree of polymerization (P) of PVA, the degree of saponification, the structure of the monomer unit, the content (S), the product of the viscosity average degree of polymerization (P) and the content (S) (P × S), and an aqueous solution The aqueous solutions of Examples 32, 38, 42, 45, 47, 50-52, 56, 60-63, 65, and 66, which specified the pH of, were viscosity stable, water resistance of the resulting film and binder performance ( (Binder strength) is particularly excellent (viscosity stability is evaluated as C or higher, and among the other three items, two or more items are A or higher and the other is B). For example, the aqueous solutions of Examples 33, 34, 37, 41, 43, 44, 46, 48, 49, 53 to 55, and 57 to 59 have a slight decrease in viscosity stability and water resistance of the obtained film. I understand. This is due to a decrease in the viscosity average degree of polymerization (P) and saponification degree, and a product (P × S) of the viscosity average degree of polymerization (P) and the content rate (S) being small or large. In Examples 35, 36, 39, and 40, the pH of the aqueous solution is acidic or alkaline, so that the water resistance and binder strength of the film are reduced. In Example 64, since the alkylene group connecting the silyl group and the main chain has a long carbon number of 18, the hydrophobic group interaction becomes too strong, and the viscosity stability is considered to be lowered.

一方、PVAが規定の要件を満たさない場合(比較例23〜46)、水溶性や粘度安定性、皮膜の耐水性能やバインダー性能(バインダー力)が低下することが分かる。なお、実施例32(PVA1)と比較例36(PVA43)及び比較例38(PVA45)とを比較すると、水溶液のpH、用いたPVAの粘度平均重合度(P)、けん化度、含有率(S)はほとんど同じ値であるにも関わらず、皮膜の耐水性やバインダー力は実施例32が良く、さらに粘度安定性も実施例32が良いことが分かる。この理由は十分には解明されていないが、実施例32のPVA1においては、主鎖とシリル基とを連結する炭素数3以上のアルキレン基の存在により、(1)シリル基の運動性が高く、皮膜の耐水性やバインダー力に優れ、(2)さらに水溶液中では、上記アルキレン基がSi−Rの加水分解の速度を低下又は反応を阻害させるため、粘度安定性が良くなっていると考えられる。 On the other hand, when PVA does not satisfy the prescribed requirements (Comparative Examples 23 to 46), it can be seen that water solubility, viscosity stability, water resistance performance of the film and binder performance (binder power) are lowered. In addition, when Example 32 (PVA1) is compared with Comparative Example 36 (PVA43) and Comparative Example 38 (PVA45), the pH of the aqueous solution, the viscosity average degree of polymerization (P), the degree of saponification, and the content rate (S) (S ) Is almost the same value, the water resistance and binder strength of the film are good in Example 32, and the viscosity stability is good in Example 32. The reason for this is not fully understood. However, in PVA1 of Example 32, (1) the mobility of the silyl group is high due to the presence of an alkylene group having 3 or more carbon atoms connecting the main chain and the silyl group. The film has excellent water resistance and binder strength. (2) In addition, in aqueous solution, the alkylene group reduces the rate of hydrolysis of Si—R 2 or inhibits the reaction, so that the viscosity stability is improved. Conceivable.

本発明のPVAは、紙用コーティング剤、内添サイズ剤、繊維加工剤、染料、グラスファイバーのコーティング剤、金属やガラスの表面コート剤、防曇剤等の被覆剤、木材、紙、アルミ箔、プラスティック等の接着剤、不織布バインダー、繊維状バインダー、石膏ボード及び繊維板等の建材用バインダー、各種エマルジョン系接着剤の増粘剤、尿素樹脂系接着剤の添加剤、セメント及びモルタル用添加剤、ホットメルト型接着剤、感圧接着剤等の各種接着剤、エチレン、酢酸ビニル、塩化ビニル等の各種エチレン系不飽和単量体の乳化重合用分散剤、塗料、接着剤等の顔料分散用安定剤、塩化ビニル、塩化ビニリデン、スチレン、(メタ)アクリル酸、酢酸ビニル等の各種エチレン性不飽和単量体の懸濁重合用分散安定剤、繊維、フィルム、シート、パイプ、チューブ、水溶性繊維、暫定皮膜等の成形物、疎水性樹脂への親水性付与剤、複合繊維、フィルムその他の成形物用添加剤等の合成樹脂用配合剤、土質改良剤、土質安定剤等に用いることができる。   The PVA of the present invention comprises a coating agent for paper, an internal sizing agent, a fiber processing agent, a dye, a glass fiber coating agent, a metal or glass surface coating agent, a coating agent such as an antifogging agent, wood, paper, and aluminum foil. Adhesives such as plastics, nonwoven fabric binders, fibrous binders, binders for building materials such as gypsum board and fiberboard, thickeners for various emulsion adhesives, additives for urea resin adhesives, additives for cement and mortar , Various adhesives such as hot melt adhesives, pressure sensitive adhesives, dispersants for emulsion polymerization of various ethylenically unsaturated monomers such as ethylene, vinyl acetate, vinyl chloride, pigment dispersions such as paints, adhesives, etc. Stabilizer, dispersion stabilizer for suspension polymerization of various ethylenically unsaturated monomers such as vinyl chloride, vinylidene chloride, styrene, (meth) acrylic acid, vinyl acetate, fiber, film, Molds for plastics, pipes, tubes, water-soluble fibers, provisional films, etc., additives for hydrophilicity to hydrophobic resins, compounding agents for synthetic resins such as composite fibers, films and other additives for moldings, soil conditioners It can be used as a soil stabilizer.

Claims (7)

下記式(1)で表される基を有する単量体単位を含有し、下記式(I)を満たすビニルアルコール系重合体。
Figure 2013018965
(式(1)中、Rは、水素原子又は炭素数1〜5のアルキル基である。Rは、アルコキシル基、アシロキシル基又はOMで表される基である。Mは、水素原子、アルカリ金属又はアンモニウム基である。R及びRは、それぞれ独立して、水素原子又はアルキル基である。R〜Rで表されるアルキル基、アルコキシル基及びアシロキシル基が有する水素原子は、酸素原子又は窒素原子を含有する置換基で置換されていてもよい。mは、0〜2の整数である。nは、3以上の整数である。R〜Rがそれぞれ複数存在する場合、複数存在する各R〜Rは、独立して上記定義を満たす。)
370≦P×S≦6,000 ・・・(I)
P:粘度平均重合度
S:上記単量体単位の含有率(モル%)
A vinyl alcohol polymer containing a monomer unit having a group represented by the following formula (1) and satisfying the following formula (I).
Figure 2013018965
(In Formula (1), R 1 is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms. R 2 is an alkoxyl group, an acyloxyl group, or a group represented by OM. M is a hydrogen atom, R 3 and R 4 are each independently a hydrogen atom or an alkyl group, each of which represents an alkyl group, an alkoxyl group or an acyloxyl group represented by R 1 to R 4. May be substituted with a substituent containing an oxygen atom or a nitrogen atom, m is an integer of 0 to 2. n is an integer of 3 or more, and there are a plurality of R 1 to R 4 , respectively. In the case, a plurality of each R 1 to R 4 independently satisfy the above definition.)
370 ≦ P × S ≦ 6,000 (I)
P: Viscosity average degree of polymerization S: Content of the monomer unit (mol%)
下記式(II)及び(III)をさらに満たす請求項1に記載のビニルアルコール系重合体。
200≦P≦4,000 ・・・(II)
0.1≦S≦10 ・・・(III)
P:粘度平均重合度
S:上記単量体単位の含有率(モル%)
The vinyl alcohol polymer according to claim 1, further satisfying the following formulas (II) and (III).
200 ≦ P ≦ 4,000 (II)
0.1 ≦ S ≦ 10 (III)
P: Viscosity average degree of polymerization S: Content of the monomer unit (mol%)
上記式(1)中のnが6以上20以下の整数である請求項1又は請求項2に記載のビニルアルコール系重合体。   The vinyl alcohol polymer according to claim 1 or 2, wherein n in the formula (1) is an integer of 6 or more and 20 or less. 上記単量体単位が下記式(2)で表される請求項1、請求項2又は請求項3に記載のビニルアルコール系重合体。
Figure 2013018965
(式(2)中、R〜R、m及びnの定義は、式(1)と同様である。Xは、直接結合、2価の炭化水素基又は酸素原子若しくは窒素原子を含む2価の有機基である。Rは、水素原子又はメチル基である。)
The vinyl alcohol polymer according to claim 1, wherein the monomer unit is represented by the following formula (2).
Figure 2013018965
(In formula (2), the definitions of R 1 to R 4 , m and n are the same as those in formula (1). X represents a direct bond, a divalent hydrocarbon group, an oxygen atom or a nitrogen atom 2. R 5 is a hydrogen atom or a methyl group.)
上記式(2)中のXが−CO−NR−*(Rは、水素原子又は炭素数1〜5のアルキル基である。*は、上記式(1)で表される基との結合箇所を示す。)で表される請求項4に記載のビニルアルコール系重合体。 X in the above formula (2) is —CO—NR 6 — * (R 6 is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms. * Is a group represented by the above formula (1). The vinyl alcohol polymer according to claim 4, wherein the vinyl alcohol polymer is represented by: 上記式(2)中のXが−CO−NH−*(*は、上記式(1)で表される基との結合箇所を示す。)で表され、nが12以下の整数である請求項4に記載のビニルアルコール系重合体。   X in the above formula (2) is represented by —CO—NH— * (* represents a bonding site with the group represented by the above formula (1)), and n is an integer of 12 or less. Item 5. A vinyl alcohol polymer according to Item 4. 請求項1から請求項6のいずれか1項に記載のビニルアルコール系重合体を4質量%以上20質量%以下含有し、pHが4以上8以下である水溶液。   An aqueous solution containing the vinyl alcohol polymer according to any one of claims 1 to 6 in an amount of 4% by mass to 20% by mass and a pH of 4 to 8.
JP2012117840A 2011-06-14 2012-05-23 Vinyl alcohol polymer and aqueous solution containing the same Active JP5886133B2 (en)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012117840A JP5886133B2 (en) 2011-06-14 2012-05-23 Vinyl alcohol polymer and aqueous solution containing the same
CN201280029109.7A CN103732639B (en) 2011-06-14 2012-06-12 Vinyl alcohol polymer, aqueous solution, coating agent, ink jet recording materials, thermal recording medium and peeling paper body paper containing this polymer
EP12801271.3A EP2722351B1 (en) 2011-06-14 2012-06-12 Aqueous solution comprising vinyl alcohol polymer, coating agent, and method for producing ink jet recording material, thermal recording material and base paper for release paper containing same
PCT/JP2012/065050 WO2012173127A1 (en) 2011-06-14 2012-06-12 Vinyl alcohol polymer, and aqueous solution, coating agent, inkjet recording material, heat-sensitive recording material, and release paper base paper containing same
US14/126,147 US9309431B2 (en) 2011-06-14 2012-06-12 Vinyl alcohol polymer, aqueous solution, coating agent, ink jet recording material, thermal recording material and base paper for release paper containing same
TW101121241A TWI623555B (en) 2011-06-14 2012-06-14 Vinyl alcohol based polymer, and aqueous solution, coating a gent, ink jet recording material, thermal sensitive recording material and raw paper for release paper containing the same

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011132498 2011-06-14
JP2011132498 2011-06-14
JP2012117840A JP5886133B2 (en) 2011-06-14 2012-05-23 Vinyl alcohol polymer and aqueous solution containing the same

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2013018965A true JP2013018965A (en) 2013-01-31
JP2013018965A5 JP2013018965A5 (en) 2015-05-07
JP5886133B2 JP5886133B2 (en) 2016-03-16

Family

ID=47690703

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2012117840A Active JP5886133B2 (en) 2011-06-14 2012-05-23 Vinyl alcohol polymer and aqueous solution containing the same

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5886133B2 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0076490A1 (en) * 1981-10-05 1983-04-13 Kuraray Co., Ltd. Paper coating agent
JPS58214596A (en) * 1982-06-01 1983-12-13 株式会社クラレ Production of processing base paper
JPH0211151A (en) * 1988-06-29 1990-01-16 Japan Synthetic Rubber Co Ltd Biomedical material
JP2010083141A (en) * 2008-09-04 2010-04-15 Fujifilm Corp Method for producing hydrophilic member, and hydrophilic member
JP2011051266A (en) * 2009-09-02 2011-03-17 Fujifilm Corp Hydrophilic member

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0076490A1 (en) * 1981-10-05 1983-04-13 Kuraray Co., Ltd. Paper coating agent
JPS58214596A (en) * 1982-06-01 1983-12-13 株式会社クラレ Production of processing base paper
JPH0211151A (en) * 1988-06-29 1990-01-16 Japan Synthetic Rubber Co Ltd Biomedical material
JP2010083141A (en) * 2008-09-04 2010-04-15 Fujifilm Corp Method for producing hydrophilic member, and hydrophilic member
JP2011051266A (en) * 2009-09-02 2011-03-17 Fujifilm Corp Hydrophilic member

Also Published As

Publication number Publication date
JP5886133B2 (en) 2016-03-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106029713B (en) Modified polyvinylalcohol and its manufacturing method
WO2010024245A1 (en) Vinyl alcohol system polymer and film containing same
JP4794121B2 (en) Ink or paint binder
KR101110582B1 (en) Anti-fouling agent, method for producing the same and method for producing a polymer using the same
JP3816846B2 (en) Vinyl alcohol polymer and process for producing the same
JP6066679B2 (en) Binder for inorganic fiber, molded body, and method for producing molded body
JP5886133B2 (en) Vinyl alcohol polymer and aqueous solution containing the same
JP5501345B2 (en) Water-based adhesive
JP4546098B2 (en) Anti-fogging agent and transparent member having it coated on the surface
JP5981527B2 (en) Thickener
JP5970350B2 (en) Anti-fogging agent
WO2010113566A1 (en) Dispersion stabilizer for use in aqueous emulsion, and aqueous emulsion
JP6023578B2 (en) Aqueous emulsion composition and method for producing the same
JP5943790B2 (en) Release paper base paper, production method thereof, release paper and laminate using the release paper base paper
JP5931670B2 (en) Coating agent, coated product obtained by applying this coating agent, and method for producing the same
JP6258219B2 (en) Vinyl acetal polymer
JP6023552B2 (en) Coating material for inorganic material, coated material, and method for producing coated material
JP6041660B2 (en) Composition for producing gas barrier material, gas barrier material and package
JP6340287B2 (en) Vinyl alcohol copolymer and molded product
JP2001261745A (en) Method for producing ethylene-vinyl alcohol copolymer
JP5834000B2 (en) Scale adhesion inhibitor and polymer production method
JP5956889B2 (en) Inkjet recording material, method for producing the same, and method for producing printed matter using the same
WO2022004636A1 (en) Modified vinyl alcohol polymer, aqueous solution, and method for producing modified vinyl alcohol polymer
WO2014112586A1 (en) Composition containing polymer of polyoxyalkylene-modified vinyl alcohol type
JP2003171417A (en) Water-resistant polyvinyl alcohol-based copolymer and synthetic resin emulsion obtained with the same

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20150303

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20150320

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20151020

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20151209

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20160119

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20160210

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5886133

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150