JPH07173219A - 溶融変性したポリビニルアルコールの製造法 - Google Patents

溶融変性したポリビニルアルコールの製造法

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JPH07173219A JP32171193A JP32171193A JPH07173219A JP H07173219 A JPH07173219 A JP H07173219A JP 32171193 A JP32171193 A JP 32171193A JP 32171193 A JP32171193 A JP 32171193A JP H07173219 A JPH07173219 A JP H07173219A
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Abstract

(57)【要約】 【構成】けん化度60〜99モル%、数平均重合度30
0〜2,000のポリビニルアルコール100重量部に
対して0.001〜5重量部の無水カルボン酸を溶融状
態で反応させることにより製造される変性ポリビニルア
ルコールの製造法。 【効果】高純度の無水カルボン酸変性ポリビニルアルコ
ールを容易に低コストで製造できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は水溶性を有し、かつ無水
カルボン酸によりカルボキシル基が導入されたポリビニ
ルアルコールの製造法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】ポリビニルアルコール(以下PVAと略
す。)はその高い水溶性、接着性、化学安定性により、
印刷用樹脂版材、化粧品、接着剤、経糸糊剤、繊維、繊
維樹脂加工剤、紙加工剤、塗料、乳化剤、保護コロイド
剤、フィルム等の用途で幅広く使用されている。特にP
VAを印刷用樹脂版材に用いる場合には、しばしばPV
Aに官能基を導入して感光特性を改良する試みが行われ
ている。
【0003】PVAに導入すると有効な官能基としては
カルボキシル基が挙げられる。例えば米国特許第2,8
08,348号公報では無水マレイン酸を酢酸ビニルに
共重合した後にけん化することにより、PVAにカルボ
ン酸を導入している。特開昭39−24,708号公
報、米国特許第2,850,471号公報では酢酸ビニ
ルとクロトン酸の共重合体をけん化してPVAにカルボ
ン酸を導入する方法が開示されている。また特開平4−
283749号公報及びケミカルアブストラクツ86
(10):55883W(1976)では、PVAを溶
媒中で溶解または膨潤させた後、無水カルボン酸を反応
させてカルボキシル基を付与する方法が記載されてい
る。
【0004】しかしながらに米国特許第2,808,3
48号公報、特開昭39−24,708号公報、米国特
許第2,850,471号公報等に記載されているよう
な共重合を用いる方法では重合段階で反応性の異なるモ
ノマ類を反応させるために反応の制御が困難であり、極
端なブロック共重合が起こりやすく、重合度も上がりに
くいという問題点を有している。
【0005】特開平4−283749号公報及びケミカ
ルアブストラクツ86(10):55883W(197
6)に記載されている方法では、PVA重合後にカルボ
ン酸を導入するため反応の制御は容易であるが、溶媒と
して有機溶剤を多量に使用すること、ポリマを溶媒と分
離精製する工程が必要となるためプロセスが煩雑になる
こと等から、製造コストが非常に高くなるという問題点
を有している。またポリマの品質面でも溶媒などの不純
物を完全に除去することが不可能であること、ポリマ及
び溶媒中に存在する水分の管理が非常に困難であるため
に酸無水物が水分と反応しやすくエステル化率が低くな
ること、溶媒中で膨潤させた場合には溶剤誘起結晶化な
どにより結晶化が進行して、ポリマ粉末の水溶性が低下
することなどの問題点も有している。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は従来公知のP
VA変性方法が有している種々の欠点を克服し、高純度
の無水カルボン酸変性PVAを容易に低コストで製造す
るための変性方法を開発することを課題とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明者は上記課題を解
決するために鋭意検討した結果、従来溶媒の使用が必須
条件と考えられていたPVAの無水カルボン酸変性を、
溶融状態で反応させることにより達成できることを見出
した。さらに溶融状態で無水カルボン酸変性したPVA
は、エステル化率が極めて高く、高純度であり、非晶状
態で得られるために水溶性が高いことを見いだし本発明
を完成するに至った。
【0008】すなわち本発明は、けん化度60〜99モ
ル%、数平均重合度300〜2,000のPVA100
重量部に対して0.001〜5重量部の無水カルボン酸
を溶融状態で反応させることにより製造される溶融変性
したPVA、及びけん化度60〜99モル%、数平均重
合度300〜2,000のPVA100重量部に対して
0.001〜10重量部の無水カルボン酸を実質的に溶
媒の非存在下、100〜400℃の温度で溶融状態で反
応させることを特徴とする溶融変性したPVAの製造法
を提供するものである。
【0009】本発明で使用されるPVAとしては、数平
均重合度300〜2,000のポリ酢酸ビニルを60〜
99モル%けん化させて得られるビニル樹脂である。P
VAはけん化度が60モル%より低くなると水溶性が大
幅に低下するため好ましくない。数平均重合度が300
より低くなると製造されるポリマの機械的強度が著しく
低下するため好ましくなく、数平均重合度が2,000
より高くなると変性したPVAの水溶性が低下するため
好ましくない。
【0010】本発明で使用されるPVAでは、0〜5モ
ル%の範囲で他のオレフィン性不飽和化合物が共重合さ
れていても構わない。具体的なオレフィン性不飽和化合
物としてはエチルアクリレート、n−ブチルアクリレー
ト、クロトン酸、エチレン、マレイン酸、メチルメタク
リレート、塩化ビニル等が挙げられる。
【0011】本発明で使用される無水カルボン酸として
は、一般的な無水カルボン酸なら特に制限はないが、分
子内に2個以上のカルボキシル基を有する無水カルボン
酸が好ましく、分子内に2個以上のカルボキシル基を有
しかつオレフィン性不飽和結合を含まない無水カルボン
酸がさらに好ましい。具体的には無水コハク酸、無水マ
レイン酸、無水酢酸、無水トリメリット酸、無水フタル
酸、無水ピロメリット酸、無水グルタル酸、水添フタル
酸無水物、ナフタリンジカルボン酸無水物などが挙げら
れる。これらの中でも無水コハク酸、無水マレイン酸、
無水トリメリット酸、無水フタル酸、無水ピロメリット
酸、無水グルタル酸、水添フタル酸無水物、ナフタリン
ジカルボン酸無水物が好ましく、無水コハク酸、無水フ
タル酸、水添フタル酸無水物がさらに好ましく、無水コ
ハク酸が特に好ましい。これらの無水カルボン酸は単独
または2種類以上用いることも本発明に含まれる。
【0012】本発明で無水カルボン酸はPVA100重
量部に対して0.001〜5重量部用いられる。無水カ
ルボン酸の量が0.001重量部より少ないと満足な変
性の効果が現れないため好ましくなく、5重量部より多
いと溶融状態での架橋反応などの副反応が激しくなるた
め好ましくない。
【0013】本発明における溶融反応温度は100〜4
00℃、好ましくは150〜300℃、さらに好ましく
は180〜280℃であり、反応は実質的に溶媒の非存
在下で行なわれる。PVAに可塑剤等を添加して溶融軟
化温度を低下させる方法も本発明に含まれる。PVAに
対する可塑剤としては、例えばエチレングリコール、ジ
エチレングリコール、トリエチレングルコール、ポリエ
チレングリコール等のグリコール類、水などが挙げられ
る。これら可塑剤はPVAの無水カルボン酸変性を大幅
に阻害しない範囲でならば任意に添加して反応させてか
まわない。
【0014】PVAを無水カルボン酸で溶融変性させる
方法には特に制限はない。例えば必要に応じてPVAと
酸無水物をリボンブレンダー、ヘンシェルミキサー、V
ブレンダーなどでドライブレンドした後、バンバリ−ミ
キサ−、ミキシングロ−ル、単軸または2軸の押出機お
よびニーダーなどを用いて溶融混練する方法などが挙げ
られる。なかでも十分な混練力を有する単軸または2軸
の押出機を用いて溶融混練する方法が代表的である。
【0015】
【実施例】以下に実施例を挙げて本発明を更に詳細に説
明する。
【0016】実施例および比較例の中で述べられるエス
テル化率、加熱残分、不溶分は各々次の方法に従って評
価測定した。
【0017】エステル化率:再沈精製した変性PVAに
導入されているカルボキシル基を、0.1N水酸化カリ
ウムで中和滴定し、平沼製タイトレーターで終点を検出
した。次に滴定量とカルボン酸無水物の添加量からエス
テル化率を評価した。
【0018】加熱残分 :セイコー電子工業製TG/
DTA−200を用いて窒素雰囲気下200℃で30分
保持して重量減少を百分率で評価した。
【0019】不 溶 分 :80℃の水に対して0.5
g/mLの濃度でポリマを添加し1時間溶解させた。次
に東洋濾紙製高純度濾紙No.5Aを用いて濾過し、濾
紙に残存した不溶分の量を重量百分率で評価した。
【0020】本実施例および比較例で使用したPVA原
末は、 PVA−1:日本合成化学工業社製、KL−05、 PVA−2:日本合成化学工業社製、NH−18、 であり、60℃で8時間真空乾燥してから使用した。
【0021】実施例1 PVA−1 1,000gと無水コハク酸を30gをド
ライブレンドした後、210℃の温度条件に設定した単
軸スクリュ−式押出機により溶融混練後、クーリングベ
ルトで冷却してからカッターでペレタイズした。得られ
たペレットは淡黄色透明で非晶状態であり、容易に水に
溶けた。水/エタノールにより再沈精製した後のエステ
ル化率は99.6%であった。200℃での加熱残分は
100%、不溶分は0%であった。
【0022】実施例2 PVA−2 1,000gと無水コハク酸を30gをド
ライブレンドした後、210℃の温度条件に設定した単
軸スクリュ−式押出機により溶融混練後、クーリングベ
ルトで冷却してからカッターでペレタイズした。得られ
たペレットは淡黄色透明で非晶状態であり、容易に水に
溶けた。水/エタノールにより再沈精製した後のエステ
ル化率は99.8%であった。200℃での加熱残分は
100%、不溶分は0%であった。
【0023】実施例3 PVA−1 1,000gと水添フタル酸無水物を50
gをドライブレンドした後、210℃の温度条件に設定
した2軸スクリュ−式押出機により溶融混練後、クーリ
ングベルトで冷却してからカッターでペレタイズした。
得られたペレットは黄褐色透明で非晶状態であり、水に
溶けた。水/エタノールにより再沈精製した後のエステ
ル化率は99.2%であった。200℃での加熱残分は
99.8%、率は53%であった。200℃での加熱残
分は93%、不溶分は0%であった。実施例1と比較す
ると反応時間は非常に長く、溶媒を使用するためにプロ
セスが煩雑であることが明らかである。また実施例1と
比較すると、得られたポリマのエステル化率が低いこ
と、及び熱減量が大きいことから溶媒等の不純物がポリ
マに含有されていることが明らかである。
【0024】
【発明の効果】本発明は従来公知のPVA変性方法が有
している種々の欠点を克服し、高純度の無水カルボン酸
変性PVAを容易に低コストで製造することができる。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】けん化度60〜99モル%、数平均重合度
    300〜2,000のポリビニルアルコール100重量
    部に対して0.001〜5重量部の無水カルボン酸を溶
    融状態で反応させることを特徴とする溶融変性したポリ
    ビニルアルコールの製造法。
  2. 【請求項2】実質的に溶媒の非存在下、100〜400
    ℃の温度で溶融状態で反応させることを特徴とする請求
    項1記載の溶融変性したポリビニルアルコールの製造
    法。
  3. 【請求項3】無水カルボン酸が分子内に2個以上のカル
    ボキシル基を有する無水カルボン酸である請求項1記載
    の溶融変性したポリビニルアルコールの製造法。
  4. 【請求項4】無水カルボン酸が分子内に2個以上のカル
    ボキシル基を有しかつオレフィン性不飽和結合を含まな
    い無水カルボン酸である請求項1記載の溶融変性したポ
    リビニルアルコールの製造法。
  5. 【請求項5】無水カルボン酸が無水コハク酸である請求
    項1記載の溶融変性したポリビニルアルコールの製造
    法。
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