JPH08302141A - アセト酢酸エステル基含有ポリビニルアルコール系樹脂組成物 - Google Patents
アセト酢酸エステル基含有ポリビニルアルコール系樹脂組成物Info
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- JPH08302141A JPH08302141A JP13620695A JP13620695A JPH08302141A JP H08302141 A JPH08302141 A JP H08302141A JP 13620695 A JP13620695 A JP 13620695A JP 13620695 A JP13620695 A JP 13620695A JP H08302141 A JPH08302141 A JP H08302141A
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Abstract
粘が少なく、また粉末で長期間保存した後水溶液にした
時の粘度が製造直後の粉末を水溶液にした時の粘度とほ
ぼ同じであり、水溶液の粘度が安定なアセト酢酸エステ
ル化ポリビニルアルコール系樹脂組成物を提供する。 【構成】 アルカリ金属の酢酸塩を2重量%以下、酢酸
を5重量%以下で、且アルカリ金属の酢酸塩/酢酸の重
量比が0.01〜100となるアルカリ金属の酢酸塩、
酢酸を含むアセト酢酸エステル基含有ポリビニルアルコ
ール系樹脂組成物
Description
含有ポリビニルアルコール系樹脂の新規な組成物に関す
る。
記する)系樹脂をジケテンと反応させてアセト酢酸エス
テル基含有PVA(以下AA化PVAと略記する)系樹
脂を製造する方法に関する従来技術としては、酢酸溶媒
中にPVAを溶解又は分散させておき、これにジケテン
を添加反応する方法、PVAをジメチルホルムアミドま
たはジオキサンなどの溶媒に予め、溶解しておき、これ
にジケテンを添加反応する方法が古くから知られてい
る。
ら、反応生成物を収得するために反応生成物に沈澱剤を
加え、生成物を沈澱させた後に生成物と母液の分離、ま
た分離した母液中から溶媒と沈澱剤の回収、更に、分離
された生成物からの溶媒及び沈澱剤の除去など多くの繁
雑な工程が不可欠であり、かかる工程が必然的に製品コ
ストに大きく影響し、工業化に際しては、経済的に不利
を招くものであった。
てより容易にしかも安価にAA化PVA系樹脂を得る方
法について検討を重ねた結果、PVAにジケテンガス又
は液状ジケテンを直接接触させてAA化PVAを得る方
法を見いだし、先に特許出願した(特開昭55−137
107号公報、特開昭55−94904号公報)。該方
法では、未反応のジケテンの除去が容易で後処理工程が
簡略化され、また触媒量も少量で良かったが、AA化P
VAがやや着色し、また不溶解分が生成し、AA化PV
Aを使用する一部の用途では問題となっていた。
樹脂に吸蔵しうる限度内の有機酸を共存させてAA化P
VAを得る方法についても特許出願した(特開昭57−
40508号公報)。該方法により、AA化PVAの着
色問題、未溶解分生成問題についても解決された。
VAは、その優れた特性により広範囲な用途に大量に使
用されるようになったが、技術の高度化のもと、従来で
はほとんど問題とならなかったより高品質の物性が求め
られる様になっている。例えば、上記に示した幾つかの
方法により製造されたAA化PVAではいずれも水溶液
にして長期間保存した時に増粘したり、粉末で長期間保
存すると、保存後の該粉末を水溶液にした時の粘度が製
造直後の粉末を水溶液にした時の粘度に比べて、かなり
大きくなる傾向があり、水溶液粘度の安定性という点で
更に改善の余地がある事が判明した。
を克服すべく鋭意検討し、AA化PVA中に含有される
アルカリ金属の酢酸塩及び酢酸の量が水溶液の粘度挙動
に多大の影響を及ぼすとの知見のもとに研究を重ねた結
果、アルカリ金属の酢酸塩を2重量%以下、酢酸を5重
量%以下、且アルカリ金属の酢酸塩/酢酸の重量比が
0.01〜100となるアルカリ金属の酢酸塩、酢酸を
含むアセト酢酸エステル基含有ポリビニルアルコール系
樹脂組成物が、水溶液粘度の安定性に極めて優れている
ことを見いだし、本発明を完成するに至った。
について詳述する。本発明のAA化PVAは、PVAと
ジケテンを反応させる方法、PVAをアセト酢酸エステ
ルと反応させる方法等いずれの方法で製造しても良い
が、製造工程が簡略で、品質の良いAA化PVAが得ら
れる点から、PVAとジケテンを反応させる方法で製造
するのが好ましい。PVA粉末とジケテンを反応させる
方法としては、PVAとガス状あるいは液状のジケテン
を直接反応させても良いし、有機酸をPVA系樹脂粉末
に予め吸着吸蔵せしめた後、不活性ガス雰囲気下で液状
又はガス状のジケテンを噴霧、反応するか、またはPV
A系樹脂粉末に有機酸と液状ジケテンの混合物を噴霧、
反応するなどの方法が用いられる。
は酢酸が最も有利であるが、これのみに限られるもので
はなく、プロピオン酸、酪酸、イソ酪酸等も任意に使用
される。有機酸の量は反応系内のPVA系樹脂粉末が吸
着及び吸蔵しうる限度内の量、換言すれば反応系の該樹
脂と分離した有機酸が存在しない程度の量が好ましい。
具体的には、PVA系樹脂100重量部に対して0.1
〜80重量部、好ましくは、0.5〜50重量部、特に
好ましくは5〜30重量部の有機酸を共存させるのが適
当である。0.1重量%以下では本発明の効果は得難
く、一方80重量%の過剰の有機酸が存在するとAA化
度が不均一な生成物が得られやすく、未反応のジケテン
が多くなる傾向がある。
るには、有機酸を単独でPVA系樹脂に噴霧する方法、
適当な溶剤に有機酸を溶解しそれを噴霧する方法等、任
意の手段が実施可能である。
ては、PVA系樹脂粉末に液状ジケテンを噴霧等の手段
によって均一に吸着、吸収せしめる場合は、不活性ガス
雰囲気下、温度20〜120℃に加温し、所定の時間撹
拌あるいは流動化を継続することが好ましい。
温度は30〜250℃、好ましくは、50〜200℃で
あり、ガス状のジケテンがPVA系樹脂との接触時に液
化しない温度とジケテン分圧条件下に接触させることが
好ましいが、一部のガスが液滴となることは、なんら支
障はない。接触時間は接触温度に応じて、即ち温度が低
い場合は時間が長く、温度が高い場合は、時間が短くて
よいのであって、1分〜6時間の範囲から適宜選択す
る。
ンガスそのままか、ジケテンガスと不活性ガスとの混合
ガスでも良く、粉末PVA系樹脂に該ガスを吸収させて
から昇温しても良いが、該樹脂を加熱しながら、加熱し
た後に該ガスを接触させるのが好ましい。
ウム、酢酸カリウム、第一アミン、第二アミン、第三ア
ミンなどの塩基性化合物が有効であり、該触媒量は公知
の反応方法に比べて少量で良く、PVA系樹脂粉末に対
し0.1〜3.0重量%である。PVA系樹脂粉末は、
通常酢酸ナトリウムを含んでいるので触媒を添加しなく
てもよい場合が多い。触媒量が多すぎるとジケテンの副
反応が起こりやすく好ましくない。
てはポリ酢酸ビニルの低級アルコール溶液をアルカリな
どのケン化触媒によってケン化して得られたPVAその
誘導体、さらに酢酸ビニルと共重合性を有する単量体と
酢酸ビニルとの共重合体のケン化物である。
ピレン、イソブチレン、α−オクテン、α−ドデセン、
α−オクタデセン等のオレフィン類、アクリル酸、メタ
クリル酸、クロトン酸、マレイン酸、無水マレイン酸、
イタコン酸等の不飽和酸類あるいはその塩あるいはモノ
又はジアルキルエステル等、アクリロニトリル、メタア
クリロニトリル等のニトリル類、アクリルアミド、メタ
クリルアミド等のアミド類、エチレンスルホン酸、アリ
ルスルホン酸、メタアリルスルホン酸等のオレフィンス
ルホン酸あるいはその塩、アルキルビニルエーテル類、
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、アリルトリメチルアンモニウムクロライド、ジ
メチルジアリルアンモニウムクロリド、ジメチルアリル
ビニルケトン、N−ビニルピロリドン、塩化ビニル、塩
化ビニリデン、ポリオキシエチレン(メタ)アリルエー
テル、ポリオキシプロピレン(メタ)アリルエーテルな
どのポリオキシアルキレン(メタ)アリルエーテル、ポ
リオキシエチレン(メタ)アクリレート、ポリオキシプ
ロピレン(メタ)アクリレート等のポリオキシアルキレ
ン(メタ)アクリレート、ポリオキシエチレン(メタ)
アクリルアミド、ポリオキシプロピレン(メタ)アクリ
ルアミド等のポリオキシアルキレン(メタ)アクリルア
ミド、ポリオキシエチレン(1−(メタ)アクリルアミ
ド−1,1−ジメチルプロピル)エステル、ポリオキシ
エチレンビニルエーテル、ポリオキシプロピレンビニル
エーテル、ポリオキシエチレンアリルアミン、ポリオキ
シプロピレンアリルアミン、ポリオキシエチレンビニル
アミン、ポリオキシプロピレンビニルアミン等との共重
合ケン化物が挙げられる。
分布が狭く、かつ多孔性であるものが、ジケテンの均一
吸着、吸収による反応の均一化及びジケテンの反応率の
向上に寄与するので好ましい。粒度としては50〜45
0メッシュ、好ましくは、80〜320メッシュのもの
である。
ルコール類、エステル類及び水分を数%含んでいるもの
もあり、これらの成分中にはジケテンと反応して、ジケ
テンを消費し、ジケテンの反応率を低下せしめるので、
反応に供する際には、加熱、減圧操作を行うなどして可
及的に減少せしめてから使用することが望ましい。
加温可能で撹拌機の付いた装置であれば十分である。例
えば、ニーダー、ヘンシェルミキサー、リボンブレンダ
ー、その他各種ブレンダー、撹拌乾燥装置である。
ては、酢酸、アルカリ金属の酢酸塩(酢酸ナトリウムや
酢酸カリウム等)を、本発明に規定した量に調整するこ
とが、最大の特徴である。アルカリ金属の酢酸塩は2重
量%以下含まれることが必要であり、好ましくは0.5
重量%以下、更に好ましくは、0.1重量%以下であ
る。アルカリ金属の酢酸塩が2重量%を越えると、AA
化PVA系樹脂組成物を水溶液にして長期間保存した時
の増粘傾向が強くなりゲル化する。またAA化PVA系
樹脂組成物を粉末で長期間保存したのち、水溶液にした
時の粘度が製造直後の粉末を水溶液にした時の粘度に比
べて、大きくなる傾向が強くなると共に不溶物が発生
し、好ましくない。本発明で用いるアルカリ金属の酢酸
塩の定量法としては、PVA系樹脂組成物を灰化した
後、灰分を塩酸水溶液に加温下に溶解した溶液について
原子吸光法による。酢酸は5重量%以下含まれることが
必要であり、好ましく2重量%以下、更に好ましくは、
0.5重量%以下である。酢酸が5重量%を越えると、
アルカリ金属の酢酸塩が2重量%を越えた場合と同様の
現象が見られ好ましくない。本発明で用いる酢酸の定量
法としては、ガスクロマトグラフィー/質量分析法(G
C/MS法)によって求める。
ントロールとして要は、最終製品が本発明の範囲内に入
る様にすれば良く、そのコントロールの時期は任意であ
る。例えば、原末のPVAを製造する時のケン化で用い
る時のアルカリ触媒の量を調節したり、PVA製造後ア
ルカリ金属の酢酸塩を追加したり、除去したりいずれも
任意である。酢酸量もPVA製造後に酢酸を添加した
り、又多量に酢酸が含まれるPVAを洗浄、乾燥したり
しても良い。又原末処理にとどまらず、AA化PVAの
製造中又は製造後で、アルカリ金属の酢酸塩を添加した
り、除去したり、酢酸を除去したり添加して、コントロ
ールを行っても良い。工業的にはAA化PVA製造後、
アルカリ金属の酢酸塩及び酢酸の除去を行う方法が実用
的である。
ルコール洗浄等の方法でAA化PVAを処理する。処理
法として好ましくは、アルコール洗浄を用いる。アルコ
ールとしてはメタノール、エタノール、n−プロパノー
ル、イソプロパノール等が用いられるが、好ましくはメ
タノールを用いる。この場合、メタノール洗浄は、PV
A系樹脂の1〜15倍重量を使用し、5〜60℃、0.
5〜2時間で1〜3回程度洗浄すれば良い。
ール洗浄、乾燥処理、濾過、遠心分離等の方法でAA化
PVAを処理する。これらの処理は同時又は別々のいず
れでも良い。処理法として好ましくは、乾燥処理を用い
る。乾燥処理条件は装置により異なるが、30〜80
℃、5〜10時間程度行えば良く、好ましくは、40〜
70℃、3〜6時間程度行う。
0.01〜100であることが必要で、好ましくは、
0.1〜10である。該重量比が0.01より小さいと
きや該重量比が100を越えると、AA化PVA系樹脂
組成物を水溶液にして長期間保存した時の増粘傾向が強
くなり、またAA化PVAを粉末で長期間保存したの
ち、水溶液にした時の粘度が製造直後の粉末を水溶液に
した時の粘度に比べて、大きくなる傾向が強くなり、ま
たAA化PVA系樹脂組成物を粉末で長期間保存したの
ち、水溶液にした時の粘度が製造直後の粉末を水溶液に
した時の粘度に比べて、大きくなる傾向が強くなり好ま
しくない。
のpHを3〜6.5、好ましくは4〜5に調節すると更
に水溶液粘度の安定性が増すことも見いだされた。pH
が3より小さかったり、6.5を越えるとAA化PVA
系樹脂組成物を水溶液にして長期間保存した時の増粘傾
向が強くなり、またAA化PVA系樹脂組成物を粉末で
長期間保存したのち、水溶液にした時の粘度が製造直後
の粉末を水溶液にした時の粘度に比べて、大きくなる傾
向が強くなり好ましくない。
の4重量%水溶液のpHが本発明の範囲内に入る様にす
れば良く、そのコントロールの時期は任意である。例え
ば、原末のPVAを製造する時のケン化時のアルカリ触
媒の量を調節したり、PVA製造後酢酸を追加したり、
除去したりいずれも任意である。
酸又は、プロピオン酸、マレイン酸等の有機酸又は、水
酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム、
第一アミン、第二アミン、第三アミン、第四級アンモニ
ウム塩等の添加によりpHの調整を行っても良い。
製造中又は製造後で、上記のようなpH調整を行っても
良い。本発明によってえられたAA化PVA系樹脂組成
物は特異な性能を有しているので、その特性を利用して
各種の用途に使用され得る。具体的な用途としては次の
様なものが挙げられる。
暫定皮膜、ケミカルレース用、水溶性繊維 (2)接着剤関連 木材、紙、アルミ箔、プラスチック等の接着剤、粘着
剤、再湿剤、不織布用バインダー、石膏ボードや繊維板
等の各種建材用バインダー、各種粉体造粒用バインダ
ー、セメントやモルタル用添加剤、ホットメルト型接着
剤、感圧接着剤、アニオン性塗料の固着剤
剤、紙の内添サイズ剤、繊維製品用ザイズ剤、経糸糊
剤、繊維加工剤、皮革仕上げ剤、塗料、防曇剤、金属腐
食防止剤、亜鉛メッキ用光沢剤、帯電防止剤、導電剤、
暫定塗料 (4)疎水性樹脂用ブレンド剤関係 疎水性樹脂の帯電防止剤、及び親水性付与剤、複合繊
維、フィルムその他成形物用添加剤 (5)懸濁分散安定剤関係 塗料、墨汁、水性カラー、接着剤等の顔料分散安定剤、
塩化ビニル、塩化ビニリデン、スチレン、(メタ)アク
リレート、酢酸ビニル等の各種ビニル化合物の懸濁重合
用分散安定剤
合用乳化剤、ポリオレフィン、ポリエステル樹脂等疎水
性樹脂、エポキシ樹脂、パラフィン、ビチューメン等の
後乳化剤 (7)増粘剤関係 各種水溶液やエマルジョンの増粘剤 (8)凝集剤関係 水中懸濁物及び溶存物の凝集剤、パルプ、スラリーの濾
水性 (9)土壌改良剤関係 (10)感光剤、感電子関係、感光性レジスト樹脂関係 (11)その他、イオン交換樹脂、イオン交換膜関係 キレート交換樹脂
液にして長期間保存しても増粘が少なく、また粉末で長
期間保存した後水溶液にした時の粘度が製造直後の粉末
を水溶液にした時の粘度とほぼ同じであり、水溶液の粘
度が安定である。
しく説明する。尚例中にことわりのない限り、「部」と
あるのは、「重量部」、「%」とあるのは、「重量%」
を示す。
度99.4%、重合度1200、平均粒径100メッシ
ュ)をニーダーに100部仕込み、これに酢酸60部を
入れ、膨潤させ、回転数20rpmで撹拌しながら、6
0℃に昇温後、ジケテン25部と酢酸2部の混合液を4
時間かけて滴下し、更に30分間反応させた。反応終了
後メタノール500部で洗浄した後70℃で、6時間乾
燥し、酢酸ナトリウム0.05%、酢酸0.1%を含
む、AA化度6.0モル%のAA化PVA系樹脂組成物
を得た。このAA化PVA系樹脂組成物の4%水溶液の
pHは4.5であった。
液の粘度の安定性を、次のようにして評価した。 (1)水溶液の安定性 10%水溶液の25℃における粘度(a)をブルックフ
ィールド型粘度計〔(ロータ(No.1)の回転数5r
pm)〕で測定した後、該水溶液を60℃の恒温槽に1
ヶ月放置した。放置後の水溶液の粘度(b)を測定し、
(b)/(a)の粘度比で示した。 (2)粉末の安定性 組成物の粉末を、60℃、65%RHの恒温室に3ヶ月
放置した後、10%水溶液を調製し、上記と同様に粘度
(c)を測定した。安定性を(c)/(a)で評価し
た。これらの結果を表1に示す。
度88モル%、重合度1300、平均粒径200メッシ
ュ)をニーダーに100部仕込み、回転数60rpmで
撹拌しながら、液状ジケテン15部を室温で30分間に
わたって噴霧添加した後、60℃に昇温して3時間反応
させた。反応後、50部のメタノールで3回洗浄してか
ら、酢酸ナトリウムを0.05部添加した後、60℃
で、8時間乾燥し、酢酸ナトリウムを0.05%、酢酸
0.01%を含む、AA化度3.3モル%のAA化PV
A系樹脂組成物を得た。このAA化PVA系樹脂組成物
の4%水溶液のpHは4.8であった。
度88モル%、重合度1300、平均粒径100メッシ
ュ)をニーダーに100部仕込み、回転数 20rpm
で撹拌下に、1時間にわたって90℃に昇温しながら、
蒸発器で発生させたジケテンガス8部を反応器内に流入
させた。90℃に昇温後、さらに30分間撹拌後、水5
部と酢酸10部を噴霧して混合し、減圧下(100mm
Hg)60℃で8時間乾燥させ、酢酸ナトリウムを0.
1%、酢酸を2%含む、AA化度3.1モル%のAA化
PVA系樹脂組成物を得た。このAA化PVA系樹脂組
成物の4%水溶液のpHは3.5であった。
に1回追加し、乾燥条件を減圧下(100mmHg)7
0℃で6時間に変更した他は同様に製造し、酢酸ナトリ
ウムを0.0075%、酢酸を0.001%含む、AA
化度3.1モル%のAA化PVA系樹脂組成物を得た。
このAA化PVA系樹脂組成物の4%水溶液のpHは
5.8であった。
燥条件を40℃で、6時間に変更して、酢酸ナトリウム
0.2%、酢酸5.3%を含む、AA化度6.0モル%
のAA化PVA系樹脂組成物を得た。このAA化PVA
系樹脂組成物の4%水溶液のpHは2.8であった。
100部に変更し、更に乾燥条件を減圧下(100mm
Hg)で70℃で6時間として、酢酸ナトリウムを0.
2%、酢酸0.001%を含む、AA化度6.0モル%
のAA化PVA系樹脂組成物を得た。このAA化PVA
系樹脂組成物の4%水溶液のpHは5.8であった。
を3.0部加え撹拌して、乾燥工程を減圧下(100m
mHg)60℃、3時間に変更した以外は同様の操作で
製造し、酢酸ナトリウム2.2%、酢酸0.25%を含
む、AA化度6.0モル%のAA化PVA系樹脂組成物
を得た。このAA化PVA系樹脂組成物の4%水溶液の
pHは4.0であった。
度99.5%、重合度1200、平均粒径200メッシ
ュ)をニーダーに100部仕込み、これに酢酸30部、
アセト酢酸メチル30部及び硫酸2部を加え80℃にて
撹拌しながら8時間反応し、反応終了後メタノール50
部で洗浄し、60℃、4時間乾燥し、酢酸ナトリウム
0.02%、酢酸4%を含む、AA化度5.5モル%の
AA化PVA系樹脂組成物を得た。このAA化PVA系
樹脂組成物の4%水溶液のpHは2.5であった。
水溶液にして長期間保存しても増粘が少なく、また粉末
で長期間保存した後水溶液にした時の粘度が製造直後の
粉末を水溶液にした時の粘度とほぼ同じであり、水溶液
の粘度が安定である。
液の粘度の安定性を、次のようにして評価した。 (1)水溶液の安定性4% 水溶液の25℃における粘度(a)をブルックフィ
ールド型粘度計〔(ロータ(No.1)の回転数5rp
m)〕で測定した後、該水溶液を60℃の恒温槽に1ヶ
月放置した。放置後の水溶液の粘度(b)を測定し、
(b)/(a)の粘度比で示した。 (2)粉末の安定性 組成物の粉末を、60℃、65%RHの恒温室に3ヶ月
放置した後、4%水溶液を調製し、上記と同様に粘度
(c)を測定した。安定性を(c)/(a)で評価し
た。これらの結果を表1に示す。
度99.5%、重合度1200、平均粒径200メッシ
ュ)をニーダーに100部仕込み、これに酢酸30部、
アセト酢酸メチル30部及び硫酸2部を加え80℃にて
撹拌しながら8時間反応し、反応終了後メタノール50
部で洗浄し、60℃、4時間乾燥し、酢酸ナトリウム
0.02%、酢酸4%を含む、AA化度6.0モル%の
AA化PVA系樹脂組成物を得た。このAA化PVA系
樹脂組成物の4%水溶液のpHは2.5であった。
Claims (3)
- 【請求項1】 アルカリ金属の酢酸塩を2重量%以下、
酢酸を5重量%以下、且アルカリ金属の酢酸塩/酢酸の
重量比が0.01〜100となる割合でアルカリ金属の
酢酸塩、酢酸を含むアセト酢酸エステル基含有ポリビニ
ルアルコール系樹脂組成物。 - 【請求項2】 アルカリ金属の酢酸塩を0.5重量%以
下、酢酸を2重量%以下、且アルカリ金属の酢酸塩/酢
酸の重量比が0.1〜10となるアルカリ金属の酢酸
塩、酢酸を含む請求項1記載のアセト酢酸エステル基含
有ポリビニルアルコール系樹脂組成物。 - 【請求項3】 4重量%水溶液のpHが3〜6.5であ
ることを特徴とする請求項1あるいは2記載のアセト酢
酸エステル基含有ポリビニルアルコール系樹脂組成物。
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JP13620695A JP3612110B2 (ja) | 1995-05-09 | 1995-05-09 | アセト酢酸エステル基含有ポリビニルアルコール系樹脂組成物 |
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