JP7015834B2 - 変性ポリビニルアルコール樹脂の製造方法 - Google Patents
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Description
[1]ポリビニルアルコール粒子を膨潤させることが可能な溶媒の存在下、該溶媒で膨潤したポリビニルアルコール粒子をカルボニル化合物および/またはカルボニル化合物のアセタール化体と反応させてアセタール化する工程(A)を含み、上記溶媒中の有機溶媒の含有量が5質量%以上である、変性ポリビニルアルコール樹脂の製造方法;
[2]前記工程(A)終了時の反応液において生成物である変性ポリビニルアルコール樹脂が粒子状である、[1]の変性ポリビニルアルコール樹脂の製造方法;
[3]前記溶媒のハンセン溶解度パラメータδDが15.0以上20.0以下であり、δPが1.0以上20.0以下であり、δHが3.0以上41.0以下である、[1]または[2]の変性ポリビニルアルコール樹脂の製造方法;
[4]前記溶媒が水を5~95質量%含む、[1]~[3]のいずれかの変性ポリビニルアルコール樹脂の製造方法;
[5]前記有機溶媒がジアルキルケトン、ニトリル、アルコールおよびエーテルからなる群より選択される少なくとも1つである、[1]~[4]のいずれかの変性ポリビニルアルコール樹脂の製造方法;
[6]前記有機溶媒がアセトン、2-ブタノン、アセトニトリル、メタノール、エタノール、1-プロパノール、2-プロパノール、tert-ブタノール、1,4-ジオキサンおよびテトラヒドロフランからなる群より選択される少なくとも1つである、[1]~[5]のいずれかの変性ポリビニルアルコール樹脂の製造方法;
[7]前記溶媒中の酢酸アルキルエステルの含有量が、上記ポリビニルアルコール粒子に含まれるポリビニルアルコールを構成する構成単位数に対して90モル%以下である、[1]~[6]のいずれかの変性ポリビニルアルコール樹脂の製造方法;
[8]前記ポリビニルアルコール粒子0.5gに前記溶媒15gを添加し、60℃において200rpmで1時間撹拌したときの体積の増加率を膨潤度としたとき、該膨潤度が105~1000体積%である、[1]~[7]のいずれかの変性ポリビニルアルコール樹脂の製造方法;
[9]前記ポリビニルアルコール粒子の使用量が、ポリビニルアルコール粒子添加後の反応液の総質量に対して1質量%以上95質量%以下である、[1]~[8]のいずれかの変性ポリビニルアルコール樹脂の製造方法;
[10]前記工程(A)を酸触媒の存在下で行う、[1]~[9]のいずれかの変性ポリビニルアルコール樹脂の製造方法;
[11]前記カルボニル化合物がアルデヒドである、[1]~[10]のいずれかの変性ポリビニルアルコール樹脂の製造方法;
[12]アセタール化度が1モル%以上90モル%以下である変性ポリビニルアルコール樹脂を製造する、[1]~[11]のいずれかの変性ポリビニルアルコール樹脂の製造方法;
[13]前記ポリビニルアルコール粒子に含まれるポリビニルアルコール樹脂のけん化度が30モル%以上である、[1]~[12]のいずれかの変性ポリビニルアルコール樹脂の製造方法;
[14]前記ポリビニルアルコール粒子に含まれるポリビニルアルコール樹脂の平均重合度が500以上4500以下である、[1]~[13]のいずれかの変性ポリビニルアルコール樹脂の製造方法;
[15]前記ポリビニルアルコール粒子の平均粒子径が1000μm以下である、[1]~[14]のいずれかの変性ポリビニルアルコール樹脂の製造方法;
[16]得られた変性ポリビニルアルコール樹脂10gを前記溶媒90gに対して添加し、前記工程(A)の反応温度と同じ温度において200rpmで2時間撹拌したときの未溶解分が8g以上である、[1]~[15]のいずれかの変性ポリビニルアルコール樹脂の製造方法。
上記エチレン性不飽和単量体の例としては、例えばエチレン、1-ブテン、イソブチレンなどのオレフィン;アクリル酸及びその誘導体;メタクリル酸及びその誘導体;アクリルアミド及びその誘導体;メタクリルアミド及びその誘導体;マレイン酸及びその誘導体;無水マレイン酸及びその誘導体;などが挙げられる。これらは1種であっても複数種を含有していてもよい。上記エチレン性不飽和単量体に由来する他の構成単位の含有量は好ましくは30モル%以下、より好ましくは15モル%以下、さらに好ましくは5モル%以下である。上記他の構成単位の含有量が上記上限値以下であるとき、ポリビニルアルコールがカルボニル化合物との反応点を十分に有するため、ポリビニルアルコールとカルボニル化合物との反応が良好に進行しやすい。なお、本発明において構成単位とは、重合体を構成する繰り返し単位のことをいい、上述のビニルアルコール単位やビニルエステル単位も構成単位である。
δDmix=Σ(δDn×xn)
δPmix=Σ(δPn×xn)
δHmix=Σ(δHn×xn)
アセタール化度(モル%)=[(カルボニル化合物および/またはカルボニル化合物のアセタール化体と反応した水酸基のモル数)/(原料のポリビニルアルコール中の水酸基及びアセチル基の合計モル数)]×100
<ポリビニルアルコール粒子(A)~(E)>
ポリビニルアルコール粒子(A):ポリビニルアルコール(けん化度98モル%、平均重合度1700)含有量94質量%、平均粒子径100μm。
ポリビニルアルコール粒子(B):ポリビニルアルコール(けん化度98モル%、平均重合度1700)含有量94質量%、平均粒子径770μm。
ポリビニルアルコール粒子(C):ポリビニルアルコール(けん化度98モル%、平均重合度500)含有量94質量%、平均粒子径770μm。
ポリビニルアルコール粒子(D):ポリビニルアルコール(けん化度98モル%、平均重合度4200)含有量94質量%、平均粒子径770μm。
ポリビニルアルコール粒子(E):ポリビニルアルコール(けん化度98モル%、平均重合度1700)含有量94質量%、平均粒子径130μm、メジアン径1.6μm。
<酸触媒、塩基、溶媒、カルボニル化合物、カルボニル化合物のアセタール化体、など>
47重量%硫酸、37重量%塩酸、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、アセトニトリル、アセトン、メタノール、ジメチルスルホキシド(DMSO)、ジメチルスルホキシド-d6、重水、重水酸化ナトリウム、1-ブタナール、1-オクタナール、1-ノナナール、グリオキシル酸一水和物、フルフラール、オルトベンズアルデヒドスルホン酸ナトリウム、アミノアセトアルデヒドジメチルアセタール:いずれも和光純薬工業株式会社製。
3-メチル-2-ブテナール(純度98%)、7-オクテナール(純度98%):いずれも株式会社クラレ製。
3-(1,3-ジオキサラン-2-イル)-2-メチル-1-プロペン(純度98%):WO2016/104332に記載の方法で製造した。
ポリビニルアルコール粒子(A)~(E)の平均粒子径は、ポリビニルアルコール粒子(A)~(E)をメタノールに分散させ、粒度分布測定装置(株式会社堀場製作所製、LA-920)を用いてレーザー回折による粒度分布測定を行うことで測定した。
下記の実施例および比較例で得られた変性ポリビニルアルコール樹脂(0.03g)をジメチルスルホキシド-d6(0.97g)に溶解させ、500MHzの1H-NMR測定を行った。原料のポリビニルアルコール粒子についても同様に1H-NMR測定を行った。なお、カルボニル化合物としてグリオキシル酸一水和物を用いた、実施例11~24および比較例2~3では、ジメチルスルホキシド-d6に代えて0.1M 重水酸化ナトリウム重水溶液を用いた。得られた1H-NMRスペクトルから、下記式にしたがってアセタール化度を算出した。結果を表1及び表2に示す。
アセタール化度(モル%)=[(カルボニル化合物および/またはカルボニル化合物のアセタール化体と反応した水酸基のモル数)/(原料のポリビニルアルコール中の水酸基及びアセチル基の合計モル数)]×100
下記の実施例および比較例で用いた溶媒と同じ組成の溶媒90gを200rpmで撹拌しながら、かかる実施例および比較例で得られた変性ポリビニルアルコール樹脂10gを添加し、工程(A)の反応温度と同じ温度において200rpmで2時間撹拌した。得られた未溶解分を含む溶液を、JIS P3801において規定されたろ紙の種類で5種Aに分類されるろ紙を用いて、差圧0.010±0.002MPaで減圧ろ過し、ろ紙上の残存成分を120℃、圧力0.005MPaで6時間乾燥させ、質量を測定した。なお、実施例および比較例で得られた変性ポリビニルアルコール樹脂の各粒子または各塊の長径が3mm超である場合は、3mm以下となるように粉砕機(ヴァーダー・サイエンティフィック株式会社製、ZM-200)を用いて砕いた後、上記測定を行った。結果を表1及び表2に示す。
ポリビニルアルコール粒子0.5gを10mLメスシリンダーに入れ、ポリビニルアルコール粒子集合体の上端部の値(体積Aとする)を読み取った。ポリビニルアルコール粒子を取り出し、下記の実施例および比較例で用いた溶媒と同じ組成の溶媒15gを添加し、60℃(溶媒の沸点が60℃より低い場合はその沸点の温度)において200rpmで1時間撹拌して膨潤させた。25℃まで冷却し、ポリビニルアルコール粒子と溶媒をメスシリンダーに移し変え、ポリビニルアルコール粒子集合体の上端部の値(体積Bとする)を読み取った。得られた体積Aおよび体積Bから、下記式にしたがって膨潤度を算出した。結果を表1及び表2に示す。
膨潤度(体積%)=[(体積B)/(体積A)] ×100
ポリビニルアルコール粒子とカルボニル化合物を反応させた直後の反応液であって、水酸化ナトリウム水溶液を添加したり、反応液を冷却したりする前の反応液の様子を目視で観察した。変性ポリビニルアルコール樹脂の形状は、該反応液中に粒子が観測された場合には「粒子状」、固形物が一切観測されず均一な溶液であった場合には「溶液」であるとした。結果を表1及び表2に示す。
還流冷却管、温度計を備え付けた三つ口フラスコに、室温(20℃)で、アセトン20.1g、1-ブタナール5.16gを加え、マグネティックスターラーで撹拌しながらポリビニルアルコール(A)9.0gを1分間かけて添加した。水31.5gと47重量%硫酸3.3gの混合溶液を滴下漏斗から5分間かけて滴下し、30℃に昇温して5時間反応を行った。昇温直後、ポリビニルアルコール粒子が膨潤していることを目視で確認した。1モル/L水酸化ナトリウム水溶液をpHが8になるまで加えた後、ろ過により固形物を取り出した。固形物をアセトンと水の重量比1:1の混合溶媒で5回洗浄を行った後、120℃、圧力0.005MPaで6時間乾燥させた。
還流冷却管、温度計を備え付けた三つ口フラスコに、室温(20℃)で、アセトニトリル38.6g、1-ブタナール0.41gを加え、マグネティックスターラーで撹拌しながらポリビニルアルコール(A)5.0gを1分間かけて添加した。水7.9gと47重量%硫酸3.3gの混合溶液を滴下漏斗から5分間かけて滴下し、78℃に昇温して3時間反応を行った。昇温直後、ポリビニルアルコール粒子が膨潤していることを目視で確認した。1モル/L水酸化ナトリウム水溶液をpHが8になるまで加えた後、ろ過により固形物を取り出した。固形物をアセトニトリルと水の重量比9:1の混合溶媒で5回洗浄を行った後、120℃、圧力0.005MPaで6時間乾燥させた。
還流冷却管、温度計を備え付けた三つ口フラスコに、室温(20℃)で、アセトニトリル46.5g、1-ブタナール1.63gを加え、マグネティックスターラーで撹拌しながらポリビニルアルコール(E)10.0gを1分間かけて添加した。37重量%塩酸3.1gを滴下漏斗から5分間かけて滴下し、70℃に昇温して5時間反応を行った。昇温直後、ポリビニルアルコール粒子が膨潤していることを目視で確認した。1モル/L水酸化ナトリウム水溶液をpHが8になるまで加えた後、ろ過により固形物を取り出した。固形物をアセトニトリルと水の重量比9:1の混合溶媒で5回洗浄を行った後、120℃、圧力0.005MPaで6時間乾燥させた。
還流冷却管、温度計を備え付けた三つ口フラスコに、室温(20℃)で、アセトン150g、水100g、1-ブタナール20.5gを加え、マグネティックスターラーで撹拌しながらポリビニルアルコール(A)50gを1分間かけて添加した。水50gと47重量%硫酸21.2gの混合溶液を滴下漏斗から5分間かけて滴下し、30℃に昇温して5時間反応を行った。昇温直後、ポリビニルアルコール粒子が膨潤していることを目視で確認した。1モル/L水酸化ナトリウム水溶液をpHが8になるまで加えた後、ろ過により固形物を取り出した。固形物をアセトンと水の重量比1:1の混合溶媒で5回洗浄を行った後、120℃、圧力0.005MPaで6時間乾燥させた。
還流冷却管、温度計を備え付けた三つ口フラスコに、室温(20℃)で、アセトン150g、水100g、1-ブタナール12.3gを加え、マグネティックスターラーで撹拌しながらポリビニルアルコール(A)50gを1分間かけて添加した。水50gと47重量%硫酸21.2gの混合溶液を滴下漏斗から5分間かけて滴下し、30℃に昇温して5時間反応を行った。昇温直後、ポリビニルアルコール粒子が膨潤していることを目視で確認した。1モル/L水酸化ナトリウム水溶液をpHが8になるまで加えた後、ろ過により固形物を取り出した。固形物をアセトンと水の重量比1:1の混合溶媒で5回洗浄を行った後、120℃、圧力0.005MPaで6時間乾燥させた。
還流冷却管、温度計を備え付けた三つ口フラスコに、室温(20℃)で、アセトン150g、水100g、1-ブタナール4.1gを加え、マグネティックスターラーで撹拌しながらポリビニルアルコール(A)50gを1分間かけて添加した。水50gと47重量%硫酸21.2gの混合溶液を滴下漏斗から5分間かけて滴下し、30℃に昇温して5時間反応を行った。昇温直後、ポリビニルアルコール粒子が膨潤していることを目視で確認した。1モル/L水酸化ナトリウム水溶液をpHが8になるまで加えた後、ろ過により固形物を取り出した。固形物をアセトンと水の重量比1:1の混合溶媒で5回洗浄を行った後、120℃、圧力0.005MPaで6時間乾燥させた。
還流冷却管、温度計を備え付けた三つ口フラスコに、室温(20℃)で、メタノール38.6g、1-ブタナール0.82gを加え、マグネティックスターラーで撹拌しながらポリビニルアルコール(A)5.0gを1分間かけて添加した。水7.9gと47重量%硫酸3.3gの混合溶液を滴下漏斗から5分間かけて滴下し、65℃に昇温して5時間反応を行った。昇温直後、ポリビニルアルコール粒子が膨潤していることを目視で確認した。1モル/L水酸化ナトリウム水溶液をpHが8になるまで加えた後、ろ過により固形物を取り出した。固形物をアセトンと水の重量比1:1の混合溶媒で5回洗浄を行った後、120℃、圧力0.005MPaで6時間乾燥させた。
還流冷却管、温度計を備え付けた三つ口フラスコに、室温(20℃)で、アセトニトリル3.4g、水43.1g、1-ブタナール0.41gを加え、マグネティックスターラーで撹拌しながらポリビニルアルコール(E)5.0gを1分間かけて添加した。47重量%硫酸3.3gを滴下漏斗から5分間かけて滴下し、70℃に昇温して5時間反応を行った。昇温直後、ポリビニルアルコール粒子が膨潤していることを目視で確認した。1モル/L水酸化ナトリウム水溶液をpHが8になるまで加えた後、ろ過により固形物を取り出した。固形物をアセトンと水の重量比1:1の混合溶媒で5回洗浄を行った後、120℃、圧力0.005MPaで6時間乾燥させた。
還流冷却管、温度計を備え付けた三つ口フラスコに、室温(20℃)で、アセトン150g、水100g、1-オクタナール14.5gを加え、マグネティックスターラーで撹拌しながらポリビニルアルコール(E)50gを1分間かけて添加した。水50gと47重量%硫酸21.2gの混合溶液を滴下漏斗から5分間かけて滴下し、30℃に昇温して5時間反応を行った。昇温直後、ポリビニルアルコール粒子が膨潤していることを目視で確認した。1モル/L水酸化ナトリウム水溶液をpHが8になるまで加えた後、ろ過により固形物を取り出した。固形物をアセトンと水の重量比1:1の混合溶媒で5回洗浄を行った後、120℃、圧力0.005MPaで6時間乾燥させた。
還流冷却管、温度計を備え付けた三つ口フラスコに、室温(20℃)で、アセトン150g、水100g、1-ノナナール16.1gを加え、マグネティックスターラーで撹拌しながらポリビニルアルコール(E)50gを1分間かけて添加した。水50gと47重量%硫酸21.2gの混合溶液を滴下漏斗から5分間かけて滴下し、30℃に昇温して5時間反応を行った。昇温直後、ポリビニルアルコール粒子が膨潤していることを目視で確認した。1モル/L水酸化ナトリウム水溶液をpHが8になるまで加えた後、ろ過により固形物を取り出した。固形物をアセトンと水の重量比1:1の混合溶媒で5回洗浄を行った後、120℃、圧力0.005MPaで6時間乾燥させた。
還流冷却管、温度計を備え付けた三つ口フラスコに、室温(20℃)で、アセトニトリル38.6gを加え、マグネティックスターラーで撹拌しながらポリビニルアルコール(A)3.0gを徐々に添加した。グリオキシル酸一水和物0.705g、水5.4g、47重量%硫酸3.3gの混合溶液を滴下漏斗から5分間かけて滴下し、78℃に昇温して5時間反応を行った。昇温直後、ポリビニルアルコール粒子が膨潤していることを目視で確認した。反応後、ろ過により固形物を取り出し、アセトニトリルと水の重量比9:1の混合溶媒で5回洗浄を行った後、120℃、圧力0.005MPaで6時間乾燥させた。
還流冷却管、温度計を備え付けた三つ口フラスコに、室温(20℃)で、アセトニトリル38.6gを加え、マグネティックスターラーで撹拌しながらポリビニルアルコール(A)3.0gを徐々に添加した。グリオキシル酸一水和物3.53g、水5.4g、47重量%硫酸3.3gの混合溶液を滴下漏斗から5分間かけて滴下し、70℃に昇温して5時間反応を行った。昇温直後、ポリビニルアルコール粒子が膨潤していることを目視で確認した。反応後、ろ過により固形物を取り出し、アセトニトリルと水の重量比9:1の混合溶媒で5回洗浄を行った後、120℃、圧力0.005MPaで6時間乾燥させた。
還流冷却管、温度計を備え付けた三つ口フラスコに、室温(20℃)で、アセトニトリル38.6gを加え、マグネティックスターラーで撹拌しながらポリビニルアルコール(A)3.0gを徐々に添加した。グリオキシル酸一水和物8.52g、水5.4g、47重量%硫酸3.3gの混合溶液を滴下漏斗から5分間かけて滴下し、70℃に昇温して5時間反応を行った。昇温直後、ポリビニルアルコール粒子が膨潤していることを目視で確認した。反応後、ろ過により固形物を取り出し、アセトニトリルと水の重量比9:1の混合溶媒で5回洗浄を行った後、120℃、圧力0.005MPaで6時間乾燥させた。
還流冷却管、温度計を備え付けた三つ口フラスコに、室温(20℃)で、アセトニトリル38.6gを加え、マグネティックスターラーで撹拌しながらポリビニルアルコール(A)10gを徐々に添加した。グリオキシル酸一水和物1.05g、水5.4g、47重量%硫酸3.3gの混合溶液を滴下漏斗から5分間かけて滴下し、70℃に昇温して5時間反応を行った。昇温直後、ポリビニルアルコール粒子が膨潤していることを目視で確認した。反応後、ろ過により固形物を取り出し、アセトニトリルと水の重量比9:1の混合溶媒で5回洗浄を行った後、120℃、圧力0.005MPaで6時間乾燥させた。
還流冷却管、温度計を備え付けた三つ口フラスコに、室温(20℃)で、アセトニトリル38.6gを加え、マグネティックスターラーで撹拌しながらポリビニルアルコール(A)10gを徐々に添加した。グリオキシル酸一水和物1.05g、水5.4g、47重量%硫酸3.3gの混合溶液を滴下漏斗から5分間かけて滴下し、70℃に昇温して12時間反応を行った。昇温直後、ポリビニルアルコール粒子が膨潤していることを目視で確認した。反応後、ろ過により固形物を取り出し、アセトニトリルと水の重量比9:1の混合溶媒で5回洗浄を行った後、120℃、圧力0.005MPaで6時間乾燥させた。
還流冷却管、温度計を備え付けた三つ口フラスコに、室温(20℃)で、アセトニトリル38.6gを加え、マグネティックスターラーで撹拌しながらポリビニルアルコール(E)10gを徐々に添加した。グリオキシル酸一水和物1.05g、水5.4g、47重量%硫酸3.3gの混合溶液を滴下漏斗から5分間かけて滴下し、70℃に昇温して12時間反応を行った。昇温直後、ポリビニルアルコール粒子が膨潤していることを目視で確認した。反応後、ろ過により固形物を取り出し、アセトニトリルと水の重量比9:1の混合溶媒で5回洗浄を行った後、120℃、圧力0.005MPaで6時間乾燥させた。
還流冷却管、温度計を備え付けた三つ口フラスコに、室温(20℃)で、アセトニトリル38.6gを加え、マグネティックスターラーで撹拌しながらポリビニルアルコール(B)10gを徐々に添加した。グリオキシル酸一水和物1.05g、水5.4g、47重量%硫酸3.3gの混合溶液を滴下漏斗から5分間かけて滴下し、70℃に昇温して12時間反応を行った。昇温直後、ポリビニルアルコール粒子が膨潤していることを目視で確認した。反応後、ろ過により固形物を取り出し、アセトニトリルと水の重量比9:1の混合溶媒で5回洗浄を行った後、120℃、圧力0.005MPaで6時間乾燥させた。
還流冷却管、温度計を備え付けた三つ口フラスコに、室温(20℃)で、アセトニトリル38.6gを加え、マグネティックスターラーで撹拌しながらポリビニルアルコール(A)30gを徐々に添加した。グリオキシル酸一水和物3.15g、水5.4g、47重量%硫酸3.3gの混合溶液を滴下漏斗から5分間かけて滴下し、70℃に昇温して5時間反応を行った。昇温直後、ポリビニルアルコール粒子が膨潤していることを目視で確認した。反応後、ろ過により固形物を取り出し、アセトニトリルと水の重量比9:1の混合溶媒で5回洗浄を行った後、120℃、圧力0.005MPaで6時間乾燥させた。
還流冷却管、温度計を備え付けた三つ口フラスコに、室温(20℃)で、アセトニトリル77.2gを加え、マグネティックスターラーで撹拌しながらポリビニルアルコール(A)20gを徐々に添加した。グリオキシル酸一水和物4.2g、水10.8g、47重量%硫酸6.6gの混合溶液を滴下漏斗から5分間かけて滴下し、70℃に昇温して5時間反応を行った。昇温直後、ポリビニルアルコール粒子が膨潤していることを目視で確認した。反応後、ろ過により固形物を取り出し、アセトニトリルと水の重量比9:1の混合溶媒で5回洗浄を行った後、120℃、圧力0.005MPaで6時間乾燥させた。
還流冷却管、温度計を備え付けた三つ口フラスコに、室温(20℃)で、アセトン77.2gを加え、マグネティックスターラーで撹拌しながらポリビニルアルコール(A)20gを徐々に添加した。グリオキシル酸一水和物4.2g、水10.8g、47重量%硫酸6.6gの混合溶液を滴下漏斗から5分間かけて滴下し、56℃に昇温して5時間反応を行った。昇温直後、ポリビニルアルコール粒子が膨潤していることを目視で確認した。反応後、ろ過により固形物を取り出し、アセトニトリルと水の重量比9:1の混合溶媒で5回洗浄を行った後、120℃、圧力0.005MPaで6時間乾燥させた。
還流冷却管、温度計を備え付けた三つ口フラスコに、室温(20℃)で、アセトン46.5gを加え、マグネティックスターラーで撹拌しながらポリビニルアルコール(E)10gを徐々に添加した。グリオキシル酸一水和物1.05g、47重量%硫酸3.3gの混合溶液を滴下漏斗から5分間かけて滴下し、56℃に昇温して5時間反応を行った。昇温直後、ポリビニルアルコール粒子が膨潤していることを目視で確認した。反応後、ろ過により固形物を取り出し、アセトニトリルと水の重量比9:1の混合溶媒で5回洗浄を行った後、120℃、圧力0.005MPaで6時間乾燥させた。
還流冷却管、温度計を備え付けた三つ口フラスコに、室温(20℃)で、アセトニトリル38.6g、ジメチルスルホキシド5.4gを加え、マグネティックスターラーで撹拌しながらポリビニルアルコール(E)10gを徐々に添加した。グリオキシル酸一水和物1.05g、47重量%硫酸3.3gの混合物を滴下漏斗から5分間かけて滴下し、70℃に昇温して5時間反応を行った。昇温直後、ポリビニルアルコール粒子が膨潤していることを目視で確認した。反応後、ろ過により固形物を取り出し、アセトニトリルと水の重量比9:1の混合溶媒で5回洗浄を行った後、120℃、圧力0.005MPaで6時間乾燥させた。
還流冷却管、温度計を備え付けた三つ口フラスコに、室温(20℃)で、アセトニトリル38.6gを加え、マグネティックスターラーで撹拌しながらポリビニルアルコール(C)10gを徐々に添加した。グリオキシル酸一水和物1.05g、水5.4g、47重量%硫酸3.3gの混合溶液を滴下漏斗から5分間かけて滴下し、70℃に昇温して5時間反応を行った。昇温直後、ポリビニルアルコール粒子が膨潤していることを目視で確認した。反応後、ろ過により固形物を取り出し、アセトニトリルと水の重量比9:1の混合溶媒で5回洗浄を行った後、120℃、圧力0.005MPaで6時間乾燥させた。
還流冷却管、温度計を備え付けた三つ口フラスコに、室温(20℃)で、アセトニトリル38.6gを加え、マグネティックスターラーで撹拌しながらポリビニルアルコール(D)10gを徐々に添加した。グリオキシル酸一水和物1.05g、水5.4g、47重量%硫酸3.3gの混合溶液を滴下漏斗から5分間かけて滴下し、70℃に昇温して5時間反応を行った。昇温直後、ポリビニルアルコール粒子が膨潤していることを目視で確認した。反応後、ろ過により固形物を取り出し、アセトニトリルと水の重量比9:1の混合溶媒で5回洗浄を行った後、120℃、圧力0.005MPaで6時間乾燥させた。
還流冷却管、温度計を備え付けた三つ口フラスコに、室温(20℃)で、アセトニトリル38.6g、フルフラール3.31gを加え、マグネティックスターラーで撹拌しながらポリビニルアルコール(A)3.0gを徐々に添加した。水7.9g、47重量%硫酸0.66gの混合溶液を滴下漏斗から5分間かけて滴下し、30℃に昇温して5時間反応を行った。昇温直後、ポリビニルアルコール粒子が膨潤していることを目視で確認した。1モル/L水酸化ナトリウム水溶液をpHが8になるまで加えた後、ろ過により固形物を取り出し、アセトニトリルと水の重量比9:1の混合溶媒で5回洗浄を行った後、120℃、圧力0.005MPaで6時間乾燥させた。
還流冷却管、温度計を備え付けた三つ口フラスコに、室温(20℃)で、アセトニトリル193g、3-(1,3-ジオキサラン-2-イル)-2-メチル-1-プロペン1.82gを加え、マグネティックスターラーで撹拌しながらポリビニルアルコール(A)50gを徐々に添加した。水39.5g、47重量%硫酸16.5gの混合溶液を滴下漏斗から5分間かけて滴下し、30℃に昇温して5時間反応を行った。昇温直後、ポリビニルアルコール粒子が膨潤していることを目視で確認した。1モル/L水酸化ナトリウム水溶液をpHが8になるまで加えた後、ろ過により固形物を取り出し、アセトニトリルと水の重量比9:1の混合溶媒で5回洗浄を行った後、120℃、圧力0.005MPaで6時間乾燥させた。
還流冷却管、温度計を備え付けた三つ口フラスコに、室温(20℃)で、アセトニトリル193g、3-(1,3-ジオキサラン-2-イル)-2-メチル-1-プロペン1.82gを加え、マグネティックスターラーで撹拌しながらポリビニルアルコール(E)50gを徐々に添加した。水39.5g、47重量%硫酸16.5gの混合溶液を滴下漏斗から5分間かけて滴下し、30℃に昇温して5時間反応を行った。昇温直後、ポリビニルアルコール粒子が膨潤していることを目視で確認した。1モル/L水酸化ナトリウム水溶液をpHが8になるまで加えた後、ろ過により固形物を取り出し、アセトニトリルと水の重量比9:1の混合溶媒で5回洗浄を行った後、120℃、圧力0.005MPaで6時間乾燥させた。
還流冷却管、温度計を備え付けた三つ口フラスコに、室温(20℃)で、アセトニトリル193g、3-(1,3-ジオキサラン-2-イル)-2-メチル-1-プロペン0.74gを加え、マグネティックスターラーで撹拌しながらポリビニルアルコール(E)50gを徐々に添加した。水39.5g、47重量%硫酸16.5gの混合溶液を滴下漏斗から5分間かけて滴下し、30℃に昇温して5時間反応を行った。昇温直後、ポリビニルアルコール粒子が膨潤していることを目視で確認した。1モル/L水酸化ナトリウム水溶液をpHが8になるまで加えた後、ろ過により固形物を取り出し、アセトニトリルと水の重量比9:1の混合溶媒で5回洗浄を行った後、120℃、圧力0.005MPaで6時間乾燥させた。
還流冷却管、温度計を備え付けた三つ口フラスコに、室温(20℃)で、アセトニトリル38.6g、3-(1,3-ジオキサラン-2-イル)-2-メチル-1-プロペン4.4gを加え、マグネティックスターラーで撹拌しながらポリビニルアルコール(A)3.0gを徐々に添加した。水7.9g、47重量%硫酸3.3gの混合溶液を滴下漏斗から5分間かけて滴下し、30℃に昇温して5時間反応を行った。昇温直後、ポリビニルアルコール粒子が膨潤していることを目視で確認した。1モル/L水酸化ナトリウム水溶液をpHが8になるまで加えた後、ろ過により固形物を取り出し、アセトニトリルと水の重量比1:1の混合溶媒で5回洗浄を行った後、120℃、圧力0.005MPaで6時間乾燥させた。
還流冷却管、温度計を備え付けた三つ口フラスコに、室温(20℃)で、アセトニトリル38.6g、水7.9g、オルトベンズアルデヒドスルホン酸ナトリウム0.373gを加え、マグネティックスターラーで撹拌しながらポリビニルアルコール(A)3gを徐々に添加した。47重量%硫酸3.3gを滴下漏斗から5分間かけて滴下し、78℃に昇温して5時間反応を行った。昇温直後、ポリビニルアルコール粒子が膨潤していることを目視で確認した。1モル/L水酸化ナトリウム水溶液をpHが8になるまで加えた後、ろ過により固形物を取り出し、アセトニトリルと水の重量比9:1の混合溶媒で5回洗浄を行った後、120℃、圧力0.005MPaで6時間乾燥させた。
還流冷却管、温度計を備え付けた三つ口フラスコに、室温(20℃)で、アセトニトリル38.6g、アミノアセトアルデヒドジメチルアセタール0.183gを加え、マグネティックスターラーで撹拌しながらポリビニルアルコール(A)3gを徐々に添加した。水7.9g、47重量%硫酸3.3gの混合溶液を滴下漏斗から5分間かけて滴下し、78℃に昇温して5時間反応を行った。昇温直後、ポリビニルアルコール粒子が膨潤していることを目視で確認した。反応後、ろ過により固形物を取り出し、アセトニトリルと水の重量比9:1の混合溶媒で5回洗浄を行った後、120℃、圧力0.005MPaで6時間乾燥させた。
還流冷却管、温度計を備え付けた三つ口フラスコに、室温(20℃)で、アセトニトリル38.6g、アミノアセトアルデヒドジメチルアセタール0.366gを加え、マグネティックスターラーで撹拌しながらポリビニルアルコール(A)3gを徐々に添加した。水7.9g、47重量%硫酸3.3gの混合溶液を滴下漏斗から5分間かけて滴下し、78℃に昇温して5時間反応を行った。昇温直後、ポリビニルアルコール粒子が膨潤していることを目視で確認した。1モル/L水酸化ナトリウム水溶液をpHが8になるまで加えた後、ろ過により固形物を取り出し、アセトニトリルと水の重量比9:1の混合溶媒で5回洗浄を行った後、120℃、圧力0.005MPaで6時間乾燥させた。
還流冷却管、温度計を備え付けた三つ口フラスコに、室温(20℃)で、アセトニトリル38.6g、3-メチル-2-ブテナール2.89gを加え、マグネティックスターラーで撹拌しながらポリビニルアルコール(A)3gを徐々に添加した。水7.9g、47重量%硫酸3.3gの混合溶液を滴下漏斗から5分間かけて滴下し、30℃に昇温して5時間反応を行った。昇温直後、ポリビニルアルコール粒子が膨潤していることを目視で確認した。1モル/L水酸化ナトリウム水溶液をpHが8になるまで加えた後、ろ過により固形物を取り出し、アセトニトリルと水の重量比9:1の混合溶媒で5回洗浄を行った後、120℃、圧力0.005MPaで6時間乾燥させた。
還流冷却管、温度計を備え付けた三つ口フラスコに、室温(20℃)で、アセトン38.6g、3-メチル-2-ブテナール2.89gを加え、マグネティックスターラーで撹拌しながらポリビニルアルコール(A)3gを徐々に添加した。水7.9g、47重量%硫酸3.3gの混合溶液を滴下漏斗から5分間かけて滴下し、30℃に昇温して5時間反応を行った。昇温直後、ポリビニルアルコール粒子が膨潤していることを目視で確認した。1モル/L水酸化ナトリウム水溶液をpHが8になるまで加えた後、ろ過により固形物を取り出し、アセトニトリルと水の重量比9:1の混合溶媒で5回洗浄を行った後、120℃、圧力0.005MPaで6時間乾燥させた。
還流冷却管、温度計を備え付けた三つ口フラスコに、室温(20℃)で、アセトニトリル193g、7-オクテナール1.79gを加え、マグネティックスターラーで撹拌しながらポリビニルアルコール(E)50gを徐々に添加した。水39.5g、47重量%硫酸16.5gの混合溶液を滴下漏斗から5分間かけて滴下し、30℃に昇温して5時間反応を行った。昇温直後、ポリビニルアルコール粒子が膨潤していることを目視で確認した。1モル/L水酸化ナトリウム水溶液をpHが8になるまで加えた後、ろ過により固形物を取り出し、アセトニトリルと水の重量比9:1の混合溶媒で5回洗浄を行った後、120℃、圧力0.005MPaで6時間乾燥させた。
還流冷却管、温度計を備え付けた三つ口フラスコに、室温(20℃)で、アセトニトリル193g、7-オクテナール1.79gを加え、マグネティックスターラーで撹拌しながらポリビニルアルコール(A)50gを徐々に添加した。水39.5g、47重量%硫酸16.5gの混合溶液を滴下漏斗から5分間かけて滴下し、30℃に昇温して5時間反応を行った。1モル/L水酸化ナトリウム水溶液をpHが8になるまで加えた後、ろ過により固形物を取り出し、アセトニトリルと水の重量比9:1の混合溶媒で5回洗浄を行った後、120℃、圧力0.005MPaで6時間乾燥させた。
還流冷却管、温度計を備え付けた三つ口フラスコに、室温(20℃)で、水46.5g、1-ブタナール0.41gを加え、マグネティックスターラーで撹拌しながらポリビニルアルコール(A)10gを徐々に添加した。47重量%硫酸3.3gを滴下漏斗から5分間かけて滴下し、90℃に昇温して5時間反応を行った。1モル/L水酸化ナトリウム水溶液をpHが8になるまで加えた後、30℃、圧力0.005MPaで48時間乾燥させた。
還流冷却管、温度計を備え付けた三つ口フラスコに、室温(20℃)で、水44.0gを加え、マグネティックスターラーで撹拌しながらポリビニルアルコール(A)10gを徐々に添加した。グリオキシル酸一水和物1.05g、47重量%硫酸3.3gの混合物を滴下漏斗から5分間かけて滴下し、90℃に昇温して5時間反応を行った。1モル/L水酸化ナトリウム水溶液をpHが8になるまで加えた後、30℃、圧力0.005MPaで48時間乾燥させた。
還流冷却管、温度計を備え付けた三つ口フラスコに、室温(20℃)で、ヘキサン46.5g、グリオキシル酸一水和物1.05gを加え、マグネティックスターラーで撹拌しながらポリビニルアルコール(A)10gを徐々に添加した。トリフルオロ酢酸3.3gを滴下漏斗から5分間かけて滴下し、30℃に昇温して5時間反応を行った。昇温後もポリビニルアルコール粒子が膨潤していないことを目視で確認した。反応後、ろ過により固形物を取り出し、アセトニトリルと水の重量比9:1の混合溶媒で5回洗浄を行った後、120℃、圧力0.005MPaで6時間乾燥させた。
一方で、比較例1および比較例2のように溶媒中の有機溶媒の含有量が5質量%以下である場合、生成する変性ポリビニルアルコール樹脂が反応液に溶解してしまうため、反応溶液中に含まれる溶媒を全て乾燥する等により変性ポリビニルアルコール樹脂を反応液から取り出す工程が必要となり、製造工程が煩雑となる。さらに、比較例1および比較例2では、ろ過および溶媒による洗浄を行っていないため、中和塩に代表される不純物を含んだ状態にある。比較例1および比較例2において、不純物を除去して純度を上げるためには、例えば、樹脂を粉砕した後、固形物をアセトンと水の重量比1:1の混合溶媒で5回洗浄を行い、120℃、圧力0.005MPaで6時間乾燥させる操作が必要である。
また、比較例3のようにポリビニルアルコール粒子を膨潤させることが可能な溶媒を用いない場合、アセタール化反応が進行しなかった。
Claims (15)
- ポリビニルアルコール粒子を膨潤させることが可能な溶媒の存在下、該溶媒で膨潤したポリビニルアルコール粒子をカルボニル化合物および/またはカルボニル化合物のアセタール化体と反応させてアセタール化する工程(A)を含み、上記溶媒中の有機溶媒の含有量が5質量%以上であり、前記工程(A)終了時の反応液において生成物である変性ポリビニルアルコール樹脂が粒子状であり、前記工程(A)終了後にろ過又は脱液により該変性ポリビニルアルコール樹脂を反応液から取り出す工程をさらに含む、変性ポリビニルアルコール樹脂の製造方法。
- 前記溶媒のハンセン溶解度パラメータδDが15.0以上20.0以下であり、δPが1.0以上20.0以下であり、δHが3.0以上41.0以下である、請求項1に記載の変性ポリビニルアルコール樹脂の製造方法。
- 前記溶媒が水を5~95質量%含む、請求項1または2に記載の変性ポリビニルアルコール樹脂の製造方法。
- 前記有機溶媒がジアルキルケトン、ニトリル、アルコールおよびエーテルからなる群より選択される少なくとも1つである、請求項1~3のいずれかに記載の変性ポリビニルアルコール樹脂の製造方法。
- 前記有機溶媒がアセトン、2-ブタノン、アセトニトリル、メタノール、エタノール、1-プロパノール、2-プロパノール、tert-ブタノール、1,4-ジオキサンおよびテトラヒドロフランからなる群より選択される少なくとも1つである、請求項1~4のいずれかに記載の変性ポリビニルアルコール樹脂の製造方法。
- 前記溶媒中の酢酸アルキルエステルの含有量が、上記ポリビニルアルコール粒子に含まれるポリビニルアルコールを構成する構成単位数に対して90モル%以下である、請求項1~5のいずれかに記載の変性ポリビニルアルコール樹脂の製造方法。
- 前記ポリビニルアルコール粒子0.5gに前記溶媒15gを添加し、60℃において200rpmで1時間撹拌したときの体積の増加率を膨潤度としたとき、該膨潤度が105~1000体積%である、請求項1~6のいずれかに記載の変性ポリビニルアルコール樹脂の製造方法。
- 前記ポリビニルアルコール粒子の使用量が、ポリビニルアルコール粒子添加後の反応液の総質量に対して1質量%以上95質量%以下である、請求項1~7のいずれかに記載の変性ポリビニルアルコール樹脂の製造方法。
- 前記工程(A)を酸触媒の存在下で行う、請求項1~8のいずれかに記載の変性ポリビニルアルコール樹脂の製造方法。
- 前記カルボニル化合物がアルデヒドである、請求項1~9のいずれかに記載の変性ポリビニルアルコール樹脂の製造方法。
- アセタール化度が1モル%以上90モル%以下である変性ポリビニルアルコール樹脂を製造する、請求項1~10のいずれかに記載の変性ポリビニルアルコール樹脂の製造方法。
- 前記ポリビニルアルコール粒子に含まれるポリビニルアルコール樹脂のけん化度が30モル%以上である、請求項1~11のいずれかに記載の変性ポリビニルアルコール樹脂の製造方法。
- 前記ポリビニルアルコール粒子に含まれるポリビニルアルコール樹脂の平均重合度が500以上4500以下である、請求項1~12のいずれかに記載の変性ポリビニルアルコール樹脂の製造方法。
- 前記ポリビニルアルコール粒子の平均粒子径が1000μm以下である、請求項1~13のいずれかに記載の変性ポリビニルアルコール樹脂の製造方法。
- 得られた変性ポリビニルアルコール樹脂10gを前記溶媒90gに対して添加し、前記工程(A)の反応温度と同じ温度において200rpmで2時間撹拌したときの未溶解分が8g以上である、請求項1~14のいずれかに記載の変性ポリビニルアルコール樹脂の製造方法。
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