JP2769533B2 - ポリビニルキノリン系樹脂の臭素付加物からなるエチレン除去剤 - Google Patents

ポリビニルキノリン系樹脂の臭素付加物からなるエチレン除去剤

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はエチレン除去剤に関す
る。
【0002】
【従来の技術】近年、エチレンに植物の老化促進等のホ
ルモン作用があることが明らかとなり、空気中或は気体
中の希薄なエチレンの存在が問題となり、その除去が求
められている。そのため取り扱いが容易で効率的な除去
法の開発が望まれている。中でも収穫後の青果物のプラ
スチックスフイルムを用いたMA貯蔵法(Modified Atm
osphere Storage Method)或は本格的なCA貯蔵法(Con
trolled Atmosphere Storage Method)では、閉鎖系とな
りがちなため、エチレンの除去は特に重要である。この
ため過マンガン酸塩、活性炭、臭素化活性炭、臭素化分
子篩炭、或は塩化パラジウム坦持活性炭等が早くからエ
チレン除去剤として検討されてきた。しかしながら最近
の研究によると、エチレンの老化促進ホルモン作用は
0.1ppm以下の極めて低濃度でしかも短時間に生じるこ
とが明らかとなっており、このため収穫後の青果物の鮮
度保持においても、更に迅速でかつエチレン除去量の多
いエチレン除去剤の開発が必要とされてきている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する課題は、上記要望に応え得るエチレン除去剤、即ち
低濃度のエチレンを迅速に除去しうるエチレン除去剤を
開発することである。
【0004】従来のエチレン除去剤で低濃度のエチレン
を迅速に除去するためには、極めて多量に用いる必要が
あった。本発明者等は鋭意検討の結果、ビニルキノリン
系樹脂に臭素を付加したビニルキノリン系樹脂臭素付加
物を利用することにより、極めて少量の使用で、低濃度
のエチレンを迅速に除去出来ることを見いだし、本発明
を完成したものである。
【0005】
【発明の作用並びに構成】ビニルキノリン系樹脂に臭素
を付加して、エチレン除去能力を発揮させるためには、
臭素付加の状態としては、ビニルキノリンユニットの窒
素に、臭素が分子として付加する必要がある。このため
には、ビニルキノリンユニットを遊離状態にした後に、
直接臭素分子を付加する必要がある。
【0006】ビニルキノリン系樹脂としては、ビニルキ
ノリンの単独重合物、或は、ビニルキノリンと、スチレ
ン或は(及び)ジビニルベンゼンとの二元或は三元共重
合物等、ビニルキノリンユニットを有する樹脂であれば
よく、直鎖状或は架橋状は問わない。更に一部にアクリ
ル系樹脂やアクリロニトリル等を共重合成分として含有
したものでもかまわない。
【0007】この際のアクリル系単量体としては、アク
リル酸、メタアクリル酸や、それらのエステル類等が例
示でき、更に具体的には、メチルアクリレート、エチル
アクリレート、メチルメタアクリレート、エチルメタア
クリレート、ブチルメタアクリレート等が例示できる。
また共重合物中のキノリン基の含有比率としては特に制
限は無いが、その効率から考えると20%以上が好まし
い。
【0008】またビニルキノリン類としては2−,3
−,4−ビニルキノリン等のエテニルキノリン類やアル
ケニルキノリン類が利用出来る。その中で、2−または
4−ビニルキノリンは、2−または4−メチルキノリン
を、ホルムアルデヒドでメチロール化した後、脱水反応
により製造することができる。この製造方法の具体例を
示す。第一段目のメチロール化反応は、2−または4−
メチルキノリンにホルムアルデヒドと水を加え、特に制
限はないが、常圧から50Kg/cm2の加圧下に加熱す
る。反応温度としては80〜250℃が好ましい。その
後、未反応ホルムアルデヒド及び水を減圧下に留去す
る。得られたメチロール化混合物を減圧下に水酸化カリ
ウムなどのアルカリ化合物と接触させ、蒸留することに
より二段目の脱水反応を行う。減圧圧力としては100
mmHg以下が好ましい。留出した2−または4−ビニル
キノリン留分は、必要に応じ減圧蒸留等により更に精製
する。また、3−ビニルキノリンは、キノリンをエチレ
ンまたはエチルアルコールでアルキル化し、その後脱水
素することにより製造することができる。
【0009】この製造方法の具体例を示すと、まず第一
に、シリカ−アルミナ系や活性アルミナなどの固体酸触
媒を用いて、キノリンをエチレンまたはエチルアルコー
ルによりアルキル化する。反応生成物を蒸留分離し、3
−エチルキノリン留分を得る。次に、酸化クロムや酸化
モリブデンなどやそれらを担持した触媒を用いて、3−
エチルキノリン留分の脱水素反応を行う。反応生成物を
減圧蒸留することにより、3−ビニルキノリンを得る。
エテニルキノリン類以外のアルケニルキノリン類の製造
方法としては、上記の3−ビニルキノリンと同様の反応
で製造できる。第一段目のアルキル化剤として、エチレ
ンまたはエチルアルコールの代わりに、より高級なオレ
フィンまたはアルコールを用いれば良い。ビニルキノリ
ン類のホモポリマーの製造方法の具体例として、2−ビ
ニルキノリンホモポリマーの製造方法を示す。重合方法
としては、塊状重合、乳化重合、溶液重合などがある。
重合に際しては、反応を開始させるために重合開始剤が
用いられるが、具体的には、過酸化ベンゾイル、ターシ
ャリーブチルオキサイド、過酸化ラウロイル、α,α'−
アゾビスイソブチロニトリルなどが用いられる。そして
これらの使用量はモノマーの全量に対して0.01〜5
%(W/W)が好ましい。重合温度は、ラジカル重合開始剤
の分解温度以上であれば良いが、好ましくは40〜10
0℃が良い。このようにして得られたポリマーは必要に
応じて、酸、アルカリによる洗浄や溶剤洗浄や再結晶な
どの方法により精製を行い、乾燥を行えば良い。
【0010】次に、本発明のビニルキノリン系樹脂へ臭
素の付加を行うに際しては、予めビニルキノリンユニッ
トを遊離状態にした後に、臭素の付加を行うが、その臭
素付加自体の方法は特に限定されず、臭素分子として付
加し得る方法であれば特に限定されない。例えば代表的
な臭素付加の方法は、ビニルキノリン系樹脂に臭素溶液
中、或は臭素気相中で臭素付加を行う方法が例示でき、
更に詳しくは溶媒として四塩化炭素、クロロホルム、シ
クロヘキサン等を用いた臭素溶液に、ビニルキノリン系
樹脂を浸漬し、常温下で撹拌しても容易に付加できる。
【0011】臭素付加の程度は、ビニルキノリンユニッ
ト当たり臭素分子として0.05モル以上、特に好まし
くは0.20モル以上である。
【0012】本発明のエチレン除去剤を使用するに際し
ては、従来のエチレン除去剤として使用されてきた方法
がいずれも適用できることはもちろんのこと、本発明の
エチレン除去剤が樹脂からなるため、その特性を活かし
て更に、従来の除去剤としての使用方法以外の使用方法
も考えられる。例えば、塗料、フィルム、容器等であ
る。
【0013】本発明の除去剤を使用するに際しては、更
に必要に応じ適宜従来の除去剤と併用することも出来
る。
【0014】
【実施例】以下に実施例及び実験例を挙げて本発明の特
徴とするところをより明瞭にする。
【0015】
【実施例1】 2−ビニルキノリンホモポリマーの臭素付加物 2−メチルキノリン206gに、37%ホルマリン19
7g、エチルアルコール112g、水92gを加え、5
時間還流下に加熱した。メチロール化反応液を減圧蒸留
し、未反応ホルマリン、水及びエチルアルコールを留去
した。反応蒸留装置に水酸化カリウム32gを仕込み、5
mmHg減圧下で200℃に加熱した。そこに上記の処
理をしたメチロール化反応液を滴下し、脱水反応を行っ
た。留去した粗2−ビニルキノリン留分を減圧蒸留で精
製し、2−ビニルキノリン留分を得た。
【0016】次に上記2−ビニルキノリン留分37g
に、トルエン80g、α,α'−アゾビスイソブチロニト
リル0.8gを加え、窒素下、80℃で6時間反応を行
った。その後、反応液をノルマルヘキサン中に撹拌しな
がら注ぎ込み、2−ビニルキノリンホモポリマーを沈澱
させた。沈澱を濾過し、更にノルマルヘキサンで洗浄し
た後、80℃で減圧乾燥した。この沈澱を再び1N−H
Cl水溶液に溶解し、次いで4N−NaOH水溶液に注
ぎ込み沈澱させた。この操作を3度繰り返して精製し、
遊離型の2−ビニルキノリンのホモポリマーを調製し
た。次に、本ホモポリマーを真空下80℃で乾燥し、粉
砕した後更にもう一度80℃真空下で乾燥した。かくし
て得られた樹脂を所定臭素濃度(0.5〜40%;W/W)の
シクロヘキサン溶液に浸漬し、12時間25℃にて撹拌
し、所定量の臭素を付加した。臭素を付加した樹脂は濾
別し、シクロヘキサンで洗浄の後、常温下で真空乾燥を
行い実用に供した。
【0017】
【実施例2】 2−ビニルキノリン/ジビニルベンゼン架橋ポリマーの
臭素付加物 2−ビニルキノリンモノマー留分60g、ジビニルベン
ゼン31g、トルエン20g、α,α'−アゾビスイソブ
チロニトリル1gを撹拌混合し、この混合物を0.4g
のポリビニルアルコール(重合度500、ケン化度88
%)を溶解した水200gに加え、撹拌して分散させ、
更に33gの塩化ナトリウムを加え撹拌を続けた。反応
容器は500ml容積の四つ口フラスコを用いた。この分散
液を撹拌しながら、80℃まで徐々に昇温し、昇温後こ
の温度で5時間反応を行った。得られた反応生成物は、
40℃の1N−HClと2N−NaOHとで洗浄を交互
に3度繰り返した後、更にメタノールでソクスレー抽出
を行い、精製遊離型樹脂とした。得られた樹脂は多孔質
(空隙率0.35ml/ml)であり、ビニルキノリンとジビ
ニルベンゼンとの共重合比率は73:27(W/W)であっ
た。
【0018】次に本樹脂を真空下80℃で乾燥した。乾
燥本樹脂20gを用い、以下実施例1と同様に行い、次
いで所定量の臭素を付加し乾燥した。
【0019】
【実施例3】 4−ビニルキノリン/スチレン共重合ポリマーの臭素付
加物 内容積40mlの封緘用ガラスアンプルに、4−ビニルキ
ノリン10gとスチレン14gを取り、α,α'−アゾビ
スイソブチロニトリル60mgを溶解し、窒素で洗浄後
真空下で溶封した。これを55℃で48時間ラジカル共
重合して、共重合ポリマーを調製した。その後1N−H
Clへの溶解、4N−NaOH添加による沈澱を3度繰
り返し、遊離型とした。得られたポリマーのスチレン含
量は60%(W/W)であった。次に本ポリマーを粉砕し、
真空下80℃で乾燥した。乾燥本ポリマー10gを用
い、以下実施例1と同様に行って、所定量の臭素を付加
し乾燥した。
【0020】
【実験例1】実施例1〜3と同様にして得られた臭素付
加物について、そのエチレン除去能を調査した。
【0021】[条件]サンプルの臭素付加物各0.1g
に、窒素ガスで希釈した初期濃度205ppmのエチレン
(C24)ガス200mlを加え、経時的に残存するエチ
レンの濃度を測定した。
【0022】上記条件により得られた経時的なエチレン
濃度変化を図1に示す。但し、図1中の各々の曲線は以
下表1に示すサンプルである。
【0023】
【表1】
【0024】
【実験例2】2−ビニルキノリンホモポリマーの臭素付
加量を変えた臭素付加物を調製し、実験例1と同じ条件
で、サンプル樹脂0.1g当たりとして、そのエチレン除
去能を測定した。この結果を図2に示す。但し図2中の
各々の曲線は以下に示すとうりである。
【0025】ビニルキノリンユニット当たりの付加臭素
モル数 ■ ・・・ 0.15 モル ○ ・・・ 0.3 モル ● ・・・ 0.75 モル △ ・・・ 1.3 モル
【0026】
【実験例3】4−ビニルキノリンスチレン共重合ポリマ
ーの臭素付加物のエチレン吸着等温線を図3に示す。
【0027】
【図面の簡単な説明】
【0028】
【図1】
【0029】図1は各種臭素付加ポリビニルキノリン系
樹脂のエチレン除去能を示すグラフである。
【0030】
【図2】
【0031】図2は臭素付加ポリビニルキノリン樹脂の
ビニルキノリンユニット当たりの臭素付加量とエチレン
除去能との関係を示すグラフである。
【0032】
【図3】
【0033】図3は臭素付加ポリビニルキノリン系樹脂
の吸着等温線を示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田中 信 千葉市川崎町1番地 川崎製鉄株式会社 技術研究本部内 (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) A23B 7/00 - 7/16 A01N 3/02 C08L 39/04 C08F 8/22 C08F 26/06

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ビニルキノリン系樹脂のビニルキノリンユ
    ニットを遊離状態にした後に、臭素を付加した臭素付加
    ビニルキノリン系樹脂を、含有することを特徴とするエ
    チレン除去剤。
  2. 【請求項2】ビニルキノリン系樹脂が、ビニルキノリン
    の単独重合樹脂であることを特徴とする請求項(1)に記
    載のエチレン除去剤。
  3. 【請求項3】ビニルキノリン系樹脂が、ビニルキノリン
    と、スチレン及び(又は)ジビニルベンゼンとの二元或
    は三元共重合樹脂であることを特徴とする請求項(1)に
    記載のエチレン除去剤。
  4. 【請求項4】ビニルキノリン系樹脂が、2−ビニルキノ
    リン系樹脂であることを特徴とする請求項1、2または
    3のいずれかに記載のエチレン除去剤。
  5. 【請求項5】ビニルキノリン系樹脂が、4−ビニルキノ
    リン系樹脂であることを特徴とする請求項1、2または
    3のいずれかに記載のエチレン除去剤。
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