JPH09110926A - Carbonic-esterified polyvinyl alcohol derivative and its production - Google Patents

Carbonic-esterified polyvinyl alcohol derivative and its production

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Publication number
JPH09110926A
JPH09110926A JP27306295A JP27306295A JPH09110926A JP H09110926 A JPH09110926 A JP H09110926A JP 27306295 A JP27306295 A JP 27306295A JP 27306295 A JP27306295 A JP 27306295A JP H09110926 A JPH09110926 A JP H09110926A
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JP
Japan
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carbonic acid
formula
polyvinyl alcohol
carbonate
reaction
Prior art date
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Pending
Application number
JP27306295A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kimihiro Suzuki
公宏 鈴木
Isao Ikeda
功夫 池田
Hidemasa Okamoto
秀正 岡本
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Ube Corp
Original Assignee
Ube Industries Ltd
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Publication date
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Publication of JPH09110926A publication Critical patent/JPH09110926A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a novel carbonic-esterified polyvinyl alcohol deriv. having specific kinds of repeating units by subjecting polyvinyl alcohol and a diaryl carbonate to transesterification. SOLUTION: This polyvinyl alcohol deriv. comprises repeating cyclic carbonic ester units represented by formula I [wherein (a) is the molar fraction of the structure comprising the repeating units based on the deriv.; the same applies hereunder], repeating polyvinyl alcohol units represented by formula II [wherein (b) is the molar fraction], repeating polyvinyl acetate units represented by formula III [wherein (c) is the molar fraction. being 0-0.3]. and repeating monocarbonic ester units represented by formula IV [wherein R1 is H or a 1-4C group; and (d) is the molar fraction] and/or repeating cross-linked carbonic ester units represented by formula V [wherein (e) is the molar fraction], subject to the condition that the molar fractions, (a) to (e), satisfy at the same time the relations represented by formulas VI and VII.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、ポリビニルアルコール
の炭酸エステル化反応によって得られる新規な炭酸エス
テル化ポリビニルアルコール誘導体(以下「炭酸エステ
ル化PVA誘導体」という)およびその製造法に関す
る。さらに詳しくは、ポリビニルアルコールと前記一般
式(VI)によって示される炭酸ジアリールとのエステル
交換反応によって生成するポリマー、すなわち、前記一
般式(I)で示される繰り返し単位からなる環状炭酸エ
ステル構造と、前記一般式(II)で示される繰り返し単
位からなるポリビニルアルコール構造と、前記一般式
(III)で示される繰り返し単位からなるポリ酢酸ビニル
構造とを含み、かつ、前記一般式(IV)で示される繰り
返し単位からなるモノ炭酸エステル構造および/または
前記一般式(V)で示される繰り返し単位からなる架橋
炭酸エステル構造を含んでなる炭酸エステル化PVA誘
導体、および、エステル化反応触媒の存在下または不存
在下に、反応溶媒中、該反応溶媒の融点以上、かつ該反
応溶媒の沸点もしくは200℃のいずれか低い方の温度
以下の温度範囲において、ポリビニルアルコールと炭酸
ジアリールとを反応せしめることからなる前記炭酸エス
テル化PVA誘導体の製造法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a novel carbonic acid esterified polyvinyl alcohol derivative obtained by a carbonic acid esterification reaction of polyvinyl alcohol (hereinafter referred to as "carbonic acid esterified PVA derivative") and a method for producing the same. More specifically, a polymer produced by a transesterification reaction of polyvinyl alcohol and a diaryl carbonate represented by the general formula (VI), that is, a cyclic carbonic acid ester structure composed of the repeating unit represented by the general formula (I), A polyvinyl alcohol structure comprising a repeating unit represented by the general formula (II) and a polyvinyl acetate structure comprising a repeating unit represented by the general formula (III), and a repeating unit represented by the general formula (IV) In the presence or absence of a carbonic acid esterified PVA derivative containing a monocarbonic acid ester structure composed of units and / or a crosslinked carbonic acid ester structure composed of repeating units represented by the general formula (V), and an esterification reaction catalyst In the reaction solvent, the melting point of the reaction solvent or higher and the boiling point of the reaction solvent or 200 The present invention relates to a method for producing a carbonate esterified PVA derivative, which comprises reacting polyvinyl alcohol with a diaryl carbonate in a temperature range lower than the lower one of ° C.

【0002】本発明の炭酸エステル化PVA誘導体は、
その炭酸エステル化度や水酸基、アセチル基の組成割合
などにより物理的、化学的性質が異なり、炭酸エステル
化度が低く、水溶性で強力な接着力や乳化力などを示す
ものは、経糸糊付や織物加工などの繊維加工剤、紙加工
剤、乳化安定剤、接着剤、粘結剤、フィルムなど、ポリ
ビニルアルコール自体としての用途分野に使用できる。
一方、炭酸エステル化度が上がり、優れた強靱性、可撓
性、柔軟性、耐熱性、接着性、分散性、耐水性、耐油
性、有機溶剤に対する溶解性、透明性などを有する他、
フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、尿素樹
脂、アルキッド樹脂、メラミン樹脂、天然樹脂などの各
種樹脂やトリエチレングリコール、トリクレジルホスフ
ェート、ジブチルフタレート、ジブチルセバケート、メ
チルアセチルリシノレート、ひまし油などの可塑剤との
相溶性に優れるものは、それ自体で、あるいは、前記相
溶性のある他の樹脂や可塑剤と混合して、ウォッシュプ
ライマー、粉体塗料、金属塗料、金属箔塗料、金属用イ
ンク、真空蒸着用塗料、光沢面保護塗料、防水塗料、木
材塗料、皮革用塗料、コンクリート塗料などの塗料への
応用、プリント基板への接着、コイル用エナメル電線の
接着、金属の接着、ヒートシール接着剤、感圧性接着
剤、フィルム状接着剤、電着植毛用接着剤、皮革用接着
剤など接着剤への応用、ICセラミックバインダー、磁
気テープバインダー、静電複写機用トナー、反射シート
バインダー、ブレーキライニングバインダー、不織布バ
インダーなど、各種バインダーへの応用など、幅広い分
野に使用することができる。
The carbonate esterified PVA derivative of the present invention is
Physical and chemical properties differ depending on the degree of carbonic acid esterification and the composition ratio of hydroxyl groups and acetyl groups, and the degree of carbonic acid esterification is low. It can be used in the field of application as polyvinyl alcohol itself, such as textile processing agents for textiles and textile processing, paper processing agents, emulsion stabilizers, adhesives, binders, films and the like.
On the other hand, the degree of carbonic acid esterification is increased, and it has excellent toughness, flexibility, flexibility, heat resistance, adhesiveness, dispersibility, water resistance, oil resistance, solubility in organic solvents, transparency, etc.
Various resins such as phenol resin, epoxy resin, urethane resin, urea resin, alkyd resin, melamine resin, natural resin and plastic such as triethylene glycol, tricresyl phosphate, dibutyl phthalate, dibutyl sebacate, methyl acetyl ricinoleate and castor oil. Those having excellent compatibility with the agent are, by themselves, or mixed with the other compatible resin or plasticizer, and are used as wash primers, powder coatings, metal coatings, metal foil coatings, metal inks, Application to paints such as vacuum deposition paints, glossy surface protection paints, waterproof paints, wood paints, leather paints, concrete paints, adhesion to printed circuit boards, adhesion of enamel electric wires for coils, adhesion of metals, heat seal adhesives , Pressure sensitive adhesive, film adhesive, electrodeposited flocking adhesive, leather adhesive, etc. , IC ceramic binder, magnetic tape binders, electrostatic copier toners, reflective sheet binder, brake lining binders, such as nonwoven binders, etc. Application to various binders may be used for a wide range of fields.

【0003】[0003]

【従来の技術およびその問題点】合成高分子であるポリ
ビニルアルコール(PVA)のエステル化合物に関する
研究は、従来より多数の研究が報告されている。しか
し、これらの研究の多くが、生成するPVAエステルの
基本構造に対応するビニルモノマーからの付加重合、も
しくは環化重合による合成反応であり、PVAが持つ水
酸基を利用した、ポリマー自身の化学反応によるエステ
ル化の研究となるとその数は多くない。これまで、PV
A自身のエステル化反応による研究は、高分子アルコー
ルの化学反応の研究対象として、あるいは、PVAの性
質の改善を目的として検討されてきた。
2. Description of the Related Art Conventionally, many studies have been reported on ester compounds of polyvinyl alcohol (PVA) which is a synthetic polymer. However, most of these studies are synthetic reactions by addition polymerization or cyclopolymerization from a vinyl monomer corresponding to the basic structure of the PVA ester to be produced, and the chemical reaction of the polymer itself utilizing the hydroxyl group of PVA. When it comes to esterification research, the number is not large. So far, PV
The research by A's own esterification reaction has been studied as a research object of a chemical reaction of a polymer alcohol or for the purpose of improving the properties of PVA.

【0004】しかし、PVA自身の反応によるPVAの
エステル化は、モノマーからは合成不可能なPVAエス
テルを合成することが可能であり、PVAを高機能化・
高性能化してPVAの新しい用途を見い出すという意味
において、重要な反応であると考えられ、例えば、PV
Aのアセタール化反応は、PVAの工業的利用という面
において非常に重要な反応であり、アセタール化により
PVAが水に対し不溶化するため、PVAが繊維、また
は様々な工業分野で産業資材として利用されるに至って
いる。そして、このような報告例として、特開昭53−
143691号公報、特開昭54−20073号公報お
よび特開昭54−118490号公報などには、側鎖が
環状酸無水物で変性された変性ポリビニルアルコール系
重合体がその製造条件によって水溶性のものから水不溶
性の吸水性ポリマーに至るまでの種々の性質を備えたポ
リマーになり得ることが開示されており、さらに、特公
昭63−58868号公報には、前記変性ポリビニルア
ルコール系重合体を適当な溶媒に溶解し調製した溶液を
各種基材に塗布するか、または、各種基材と混合した
後、該処理の施された基材を熱処理することによって、
優れた吸水性もしくは吸湿性を有する被覆材料を得るこ
とが開示されている。また、特公昭60−8043号公
報や特公昭60−8044号公報には、PVA水溶液ま
たはPVAの極性有機溶剤溶液に不飽和カルボン酸化合
物を加えてエステル化反応を行い、次いでアルデヒド化
合物を加えてアセタール化反応を行うことによってPV
Aの改質を行い、接着剤、塗料などとして有用なポリビ
ニルアセタールを製造する方法が提案されている。さら
にはまた、特公平4−28001号公報には、3級アミ
ンの存在下に活性化カルボン酸誘導体でPVAをエステ
ル化することにより、光重合もしくは光架橋可能の混合
組成物を構成するために使用されるアシル化ポリビニル
アルコールの製造方法が、特公平6−41520号公報
には、PVAとアクリレート/無水マレイン酸共重合体
との開環エステル化反応による防水性を増強させたポリ
ビニルアルコールグラフト三元共重合体が、それぞれ開
示されている。このように、PVA自身のエステル化反
応において、その水酸基の反応性を利用することによ
り、側鎖に新しい官能基を導入しPVAに新しい機能・
性質を発現させることは、重要でかつ有効な方法と考え
られるのである。
However, the esterification of PVA by the reaction of PVA itself makes it possible to synthesize a PVA ester which cannot be synthesized from a monomer, and the PVA is made highly functional.
It is considered to be an important reaction in the sense of improving performance and finding new uses for PVA.
The acetalization reaction of A is a very important reaction in terms of industrial use of PVA. Since PVA is insolubilized in water due to acetalization, PVA is used as a fiber or as an industrial material in various industrial fields. Has reached the end. As an example of such a report, Japanese Patent Laid-Open No. 53-
In JP-A-143691, JP-A-54-20073, JP-A-54-118490, etc., a modified polyvinyl alcohol-based polymer whose side chain is modified with a cyclic acid anhydride is water-soluble depending on its production conditions. It is disclosed that it can be a polymer having various properties ranging from a polymer to a water-insoluble water-absorbing polymer. Further, JP-B-63-58868 discloses that the modified polyvinyl alcohol-based polymer is suitable. By applying a solution prepared by dissolving in a different solvent to various base materials, or after mixing with various base materials, by heat treating the base material subjected to the treatment,
It is disclosed to obtain a coating material having excellent water absorption or hygroscopicity. Further, in JP-B-60-8043 and JP-B-60-8044, an unsaturated carboxylic acid compound is added to an aqueous PVA solution or a polar organic solvent solution of PVA to carry out an esterification reaction, and then an aldehyde compound is added. PV by acetalization reaction
A method of producing polyvinyl acetal useful as an adhesive, a paint, etc. by modifying A has been proposed. Furthermore, JP-B-4-28001 discloses that a photopolymerizable or photocrosslinkable mixed composition is constituted by esterifying PVA with an activated carboxylic acid derivative in the presence of a tertiary amine. A method for producing an acylated polyvinyl alcohol used is disclosed in Japanese Patent Publication No. 6-41520, in which a polyvinyl alcohol grafted three with enhanced waterproofness by a ring-opening esterification reaction of PVA and an acrylate / maleic anhydride copolymer. Original copolymers are each disclosed. Thus, in the esterification reaction of PVA itself, by utilizing the reactivity of the hydroxyl group, a new functional group is introduced into the side chain and PVA has a new function.
The expression of properties is considered to be an important and effective method.

【0005】一方、水酸基含有化合物の持つ水酸基の反
応性を利用したエステル化の研究として、ヒドロキシ化
合物(アルコール)を炭酸ジエステルでエステル化する
試みが既になされており、例えば、特開平5−1250
21号公報には、エステル交換反応触媒の存在下、脂肪
族アルコール、脂環式アルコール、芳香族アルコールな
どのヒドロキシ化合物を炭酸ジメチルとエステル交換反
応させ、炭酸エステルを製造する方法が提案されてい
る。そして、特に、米国特許第5091543号明細書
には、アルキルアンモニウム塩、ピリジニウム塩、第3
級アミンおよびアルキルアンモニウム基もしくは第3級
アミノ基を含有する強塩基型または弱塩基型のイオン交
換樹脂から選ばれる触媒の存在下に、1,2−ジオール
類もしくは1,3−ジオール類を炭酸ジメチル、炭酸ジ
エチル、炭酸ジフェニルなどの炭酸ジエステルと、副生
するアルコールまたはフェノール系化合物を蒸留除去し
ながら、反応せしめ、5員もしくは6員の環状炭酸エス
テル、モノ炭酸エステルおよび炭酸ジエステルを生成す
る方法が開示されている。
On the other hand, as a study of esterification utilizing the reactivity of the hydroxyl group of the hydroxyl group-containing compound, attempts have been made to esterify a hydroxy compound (alcohol) with a carbonic acid diester, for example, JP-A-5-1250.
No. 21 proposes a method for producing a carbonate by subjecting a hydroxy compound such as an aliphatic alcohol, an alicyclic alcohol, or an aromatic alcohol to a transesterification reaction with dimethyl carbonate in the presence of a transesterification catalyst. . And, in particular, US Pat. No. 5,091,543 discloses alkyl ammonium salts, pyridinium salts,
1,2-diols or 1,3-diols are carbonated in the presence of a catalyst selected from a strong amine or a weak base ion exchange resin containing a tertiary amine and an alkylammonium group or a tertiary amino group. A method for producing a 5- or 6-membered cyclic carbonate, monocarbonate and carbonic acid diester by reacting with a carbonic acid diester such as dimethyl, diethyl carbonate and diphenyl carbonate while distilling and removing an alcohol or a phenolic compound as a by-product. Is disclosed.

【0006】そこで、このようなジオール類と炭酸ジエ
ステルの反応をモノマーだけではなくポリマーについて
も応用できれば、ポリマー内に環状構造の炭酸エステル
を持つポリマーエステルの合成が可能であると考えられ
るのである。そして、このようなポリマーエステルとし
て、ジビニルカーボネートの重合によって得られる6員
の環状炭酸エステル構造と5員の環状炭酸エステル構造
を同時に含むポリマーが既に知られている(Bull. Che
m. Soc. Japan, 38(11), 1905(1965)など参照)。しか
しながら、水酸基を有するポリマーと炭酸ジエステルと
の反応、特に、モノマーの重合で合成できないPVAエ
ステルの合成の一例としての、PVAの炭酸ジエステル
による炭酸エステル化反応については、未だ研究報告は
皆無であったのである。
Therefore, if the reaction of such a diol with a carbonic acid diester can be applied not only to a monomer but also to a polymer, it is considered possible to synthesize a polymer ester having a carbonic acid ester having a cyclic structure in the polymer. As such a polymer ester, a polymer containing a 6-membered cyclic carbonate structure and a 5-membered cyclic carbonate structure simultaneously obtained by polymerization of divinyl carbonate is already known (Bull. Che.
m. Soc. Japan, 38 (11), 1905 (1965), etc.). However, there have been no research reports on the reaction between a polymer having a hydroxyl group and a carbonic acid diester, particularly a carbonic acid esterification reaction of PVA with a carbonic acid diester as an example of the synthesis of a PVA ester that cannot be synthesized by polymerizing monomers. Of.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、ポリ
ビニルアルコールの炭酸ジアリールによる炭酸エステル
化反応によって、水溶性のものから水不溶性のポリマー
に至るまでの種々の物理的、化学的性質を備えたポリマ
ーとして得られ、繊維加工剤、紙加工剤、乳化安定剤、
接着剤、粘結剤、フィルムなど水溶性のポリビニルアル
コールとしての用途の他、水不溶性のポリマーとして
は、それ自体で、あるいは、それと相溶性のある他の樹
脂や可塑剤と混合して塗料、接着剤、バインダーなどへ
の応用に有用な、そして対応するモノマーからは合成不
可能な、新規な炭酸エステル化PVA誘導体およびその
製造法を提供することである。
The object of the present invention is to provide various physical and chemical properties from a water-soluble polymer to a water-insoluble polymer by a carbonic acid esterification reaction of polyvinyl alcohol with a diaryl carbonate. Obtained as a polymer, a fiber processing agent, a paper processing agent, an emulsion stabilizer,
In addition to applications as water-soluble polyvinyl alcohol such as adhesives, binders, films, etc., as a water-insoluble polymer, by itself, or by mixing with other resins or plasticizers compatible with it, paints, It is an object of the present invention to provide a novel carbonic acid esterified PVA derivative useful for application to adhesives, binders, etc., which cannot be synthesized from the corresponding monomer, and a method for producing the same.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、ポリビニ
ルアルコールの水酸基の化学反応の一つであるエステル
化反応を利用して、ポリビニルアルコール自身の反応に
よる新規なポリビニルアルコールのエステル誘導体の合
成について鋭意研究を重ねた結果、アルキルアンモニウ
ム塩などのエステル化反応用塩基触媒の存在下または不
存在下に、ポリビニルアルコールの非プロトン性極性溶
媒(例えばジメチルスルホキシドなど)中、該溶媒の融
点以上、かつ沸点もしくは200℃のいずれか低い方の
温度以下の温度範囲において、ポリビニルアルコールと
前記炭酸ジアリールとのエステル化反応を行うことによ
って、水溶性のポリマーから水不溶性のポリマーに至る
までの種々の異なった物理的、化学的性質を備え、した
がって、繊維加工剤、紙加工剤、塗料、接着剤、バイン
ダーなどの幅広い分野に利用できる新規な炭酸エステル
化PVA誘導体(すなわち、環状炭酸エステル構造とポ
リビニルアルコール構造とポリ酢酸ビニル構造とを含
み、かつ、モノ炭酸エステル構造および/または架橋炭
酸エステル構造を含んでなるポリマー)が得られること
を見い出し、本発明を完成するに至った。
[Means for Solving the Problems] The inventors of the present invention have utilized the esterification reaction, which is one of the chemical reactions of the hydroxyl groups of polyvinyl alcohol, to synthesize a novel ester derivative of polyvinyl alcohol by the reaction of polyvinyl alcohol itself. As a result of repeated intensive studies, in the presence or absence of a base catalyst for an esterification reaction such as an alkylammonium salt, in an aprotic polar solvent of polyvinyl alcohol (such as dimethyl sulfoxide), the melting point of the solvent or more, In addition, by carrying out the esterification reaction of polyvinyl alcohol with the diaryl carbonate within a temperature range of boiling point or 200 ° C., whichever is lower, various differences from a water-soluble polymer to a water-insoluble polymer are obtained. With physical and chemical properties, and therefore fiber processing , A novel carbonate esterified PVA derivative that can be used in a wide range of fields such as paper processing agents, paints, adhesives and binders (that is, containing a cyclic carbonate structure, a polyvinyl alcohol structure and a polyvinyl acetate structure, and a monocarbonate ester) It was found that a polymer comprising a structure and / or a crosslinked carbonic acid ester structure) was obtained, and the present invention was completed.

【0009】すなわち、請求項1に記載の第1の発明
は、前記一般式(I)(ただし式中、aは、該式で示さ
れる繰り返し単位からなる構造の、炭酸エステル化PV
A誘導体中におけるモル分率を示す)で示される繰り返
し単位からなる環状炭酸エステル構造と、前記一般式
(II)(ただし式中、bは、該式で示される繰り返し単
位からなる構造の、炭酸エステル化PVA誘導体中にお
けるモル分率を示す)で示される繰り返し単位からなる
ポリビニルアルコール構造と、前記一般式(III)(ただ
し式中、cは、該式で示される繰り返し単位からなる構
造の、炭酸エステル化PVA誘導体中におけるモル分率
を示し、0〜0.3の範囲の値である)で示される繰り
返し単位からなるポリ酢酸ビニル構造とを含み、かつ、
前記一般式(IV)(ただし式中、R1 は、水素原子、ま
たは1〜4個の炭素原子を有するアルキル基もしくはア
ルコキシ基を表わし、dは、該式で示される繰り返し単
位からなる構造の、炭酸エステル化PVA誘導体中にお
けるモル分率を示す)で示される繰り返し単位からなる
モノ炭酸エステル構造、および/または、前記一般式
(V)(ただし式中、eは、該式で示される繰り返し単
位からなる構造の、炭酸エステル化PVA誘導体中にお
けるモル分率を示す)で示される繰り返し単位からなる
架橋炭酸エステル構造を含有し、さらに、前記a〜eの
値が前記数式(I)(ただし式中、a、b、dおよびe
は、それぞれ、前記一般式(I)、(II)、(IV)およ
び(V)におけるa、b、dおよびeと同じ意味を表わ
す)および前記数式(II)(ただし式中、a〜eは、そ
れぞれ、前記一般式(I)〜(V)におけるa〜eと同
じ意味を表わす)を同時に満足することを特徴とする炭
酸エステル化PVA誘導体を提供することで達成でき
る。
That is, the first invention according to claim 1 is the carbonic esterified PV of the general formula (I) (wherein a is a structure consisting of the repeating unit represented by the formula).
A cyclic carbonic acid ester structure composed of repeating units represented by A derivative) and the general formula (II) (wherein, b is a structure of repeating units represented by the formula) A polyvinyl alcohol structure comprising a repeating unit represented by an esterified PVA derivative) and the general formula (III) (wherein c is a structure comprising a repeating unit represented by the formula, A polyvinyl acetate structure comprising a repeating unit represented by a molar fraction in the carbonic acid esterified PVA derivative, which is a value in the range of 0 to 0.3), and
The general formula (IV) (wherein, R 1 represents a hydrogen atom, or an alkyl group or an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, and d is a structure of a repeating unit represented by the formula. , A monocarbonate structure comprising a repeating unit represented by a carbonic acid esterified PVA derivative) and / or the general formula (V) (wherein e is a repeating unit represented by the formula). Containing a cross-linked carbonic acid ester structure consisting of repeating units represented by a repeating unit represented by a structure consisting of units in a carbonic acid esterified PVA derivative, and further, the values of a to e are in the formula (I) (where Where a, b, d and e
Represents the same meaning as a, b, d and e in the general formulas (I), (II), (IV) and (V) respectively and the above formula (II) (wherein a to e are represented). Can have the same meanings as a to e in the above general formulas (I) to (V) at the same time, and can be achieved by providing a carbonate esterified PVA derivative.

【0010】請求項2に記載の第2の発明は、ポリビニ
ルアルコールと前記一般式(VI)(ただし式中、R
1 は、前記一般式(IV)におけるR1 と同じ意味を表わ
し、R2は、水素原子、または1〜4個の炭素原子を有
するアルキル基もしくはアルコキシ基を表わす。なお、
1 とR2 は、同一でも異なっていてもよい)で示され
る炭酸ジアリールとを反応せしめることを特徴とする前
記第1の発明に係る炭酸エステル化PVA誘導体の製造
法を提供することで達成できる。また、請求項3に記載
の第3の発明は、反応溶媒中、エステル化反応触媒の存
在下もしくは不存在下に、前記反応溶媒の融点以上、か
つ、前記反応溶媒の沸点もしくは200℃のいずれか低
い方の温度以下の温度範囲において、ポリビニルアルコ
ールと前記炭酸ジアリールとを反応せしめることを特徴
とする前記第2の発明に係る炭酸エステル化PVA誘導
体の製造法を提供することにより達成され得る。
A second invention according to claim 2 is polyvinyl alcohol and the general formula (VI) (wherein R is
1 has the same meaning as R 1 in the above general formula (IV), and R 2 represents a hydrogen atom or an alkyl group or an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms. In addition,
R 1 and R 2 may be the same or different) and a diaryl carbonate represented by the formula (1) is reacted to provide a method for producing a carbonic acid esterified PVA derivative according to the first invention. it can. A third invention according to claim 3 is, in a reaction solvent, in the presence or absence of an esterification reaction catalyst, at least the melting point of the reaction solvent, and the boiling point of the reaction solvent or 200 ° C. It can be achieved by providing a method for producing a carbonate esterified PVA derivative according to the second invention, characterized in that polyvinyl alcohol and the diaryl carbonate are reacted in a temperature range lower than or equal to the lower temperature.

【0011】さらにはまた、請求項4に記載の第4の発
明は、反応溶媒が非プロトン性極性溶媒であることを特
徴とする上記第3の発明に係る炭酸エステル化PVA誘
導体の製造法を、請求項5に記載の第5の発明は、エス
テル化反応触媒がアルキルアンモニウム塩、ピリジニウ
ム塩、ジアザビシクロアルケン類、第3級アミン、アル
キルアンモニウム基もしくは第3級アミノ基を含有する
イオン交換樹脂、およびアルカリ性触媒からなる群より
選ばれる塩基触媒であることを特徴とする前記第3また
は第4の発明に係る炭酸エステル化PVA誘導体の製造
法を、そして、請求項6に記載の第6の発明は、炭酸ジ
アリールが炭酸ジフェニルであることを特徴とする前記
第2〜第5の発明のいずれか1つに係る炭酸エステル化
PVA誘導体の製造法を、それぞれ提供することで達成
できる。
Further, a fourth invention according to claim 4 is the method for producing a carbonate esterified PVA derivative according to the third invention, characterized in that the reaction solvent is an aprotic polar solvent. According to a fifth aspect of the present invention, in the ion exchange, the esterification reaction catalyst contains an alkyl ammonium salt, a pyridinium salt, a diazabicycloalkene, a tertiary amine, an alkyl ammonium group or a tertiary amino group. 7. A method for producing a carbonic acid esterified PVA derivative according to the third or fourth invention, which is a base catalyst selected from the group consisting of a resin and an alkaline catalyst, and the sixth method according to claim 6. In the invention, the carbonic acid esterified PVA derivative according to any one of the second to fifth inventions is characterized in that the diaryl carbonate is diphenyl carbonate. Law, can be achieved by providing, respectively.

【0012】以下に、本発明を詳しく説明する。本発明
の炭酸エステル化PVA誘導体は、後述する方法によ
り、ポリビニルアルコールを後述する炭酸ジアリールで
炭酸エステル化反応せしめて得られる新規ポリマーであ
る。すなわち、該ポリマーは、前記一般式(I)(ただ
し式中、aは、該式で示される繰り返し単位からなる構
造の、炭酸エステル化PVA誘導体中におけるモル分率
を示す)で示される繰り返し単位からなる環状炭酸エス
テル構造と、前記一般式(II)(ただし式中、bは、該
式で示される繰り返し単位からなる構造の、炭酸エステ
ル化PVA誘導体中におけるモル分率を示す)で示され
る繰り返し単位からなるポリビニルアルコール構造とを
含み、そして、前記一般式(III)(ただし式中、cは、
該式で示される繰り返し単位からなる構造の、炭酸エス
テル化PVA誘導体中におけるモル分率を示し、0〜
0.3の範囲の値である)で示される繰り返し単位から
なるポリ酢酸ビニル構造を含むか含まず、かつ、前記一
般式(IV)(ただし式中、R1 は、水素原子、または1
〜4個の炭素原子を有するアルキル基もしくはアルコキ
シ基を表わし、dは、該式で示される繰り返し単位から
なる構造の、炭酸エステル化PVA誘導体中におけるモ
ル分率を示す)で示される繰り返し単位からなるモノ炭
酸エステル構造、および/または、前記一般式(V)
(ただし式中、eは、該式で示される繰り返し単位から
なる構造の、炭酸エステル化PVA誘導体中におけるモ
ル分率を示す)で示される繰り返し単位からなる架橋炭
酸エステル構造を含有し、さらに、前記a〜eの値が前
記数式(I)(ただし式中、a、b、dおよびeは、そ
れぞれ、前記一般式(I)、(II)、(IV)および
(V)におけるa、b、dおよびeと同じ意味を表わ
す)および前記数式(II)(ただし式中、a〜eは、そ
れぞれ、前記一般式(I)〜(V)におけるa〜eと同
じ意味を表わす)を同時に満足することを特徴とする炭
酸エステル化PVA誘導体である。したがって、該ポリ
マーの化学構造は、下記一般式(VII)
The present invention will be described in detail below. The carbonic acid esterified PVA derivative of the present invention is a novel polymer obtained by subjecting polyvinyl alcohol to a carbonic acid esterification reaction with a diaryl carbonate described below by a method described below. That is, the polymer is a repeating unit represented by the above general formula (I) (wherein a represents a mole fraction in the carbonic acid esterified PVA derivative of the structure consisting of the repeating unit represented by the formula). And a general formula (II) (wherein, b represents a mole fraction of the structure consisting of the repeating unit represented by the formula in the carbonic acid esterified PVA derivative). And a polyvinyl alcohol structure comprising a repeating unit, and the general formula (III) (wherein c is
The molar fraction of the structure composed of the repeating unit represented by the formula in the carbonic acid esterified PVA derivative is shown as 0 to
And a polyvinyl acetate structure comprising a repeating unit represented by the formula (IV), wherein R 1 is a hydrogen atom or 1
To d represent an alkyl group or an alkoxy group having 4 carbon atoms, and d represents a repeating unit represented by the formula, which represents a mole fraction in the carbonic acid esterified PVA derivative). And / or the general formula (V)
(In the formula, e represents a mole fraction of the structure consisting of the repeating unit represented by the formula in the carbonic acid esterified PVA derivative), and contains a crosslinked carbonate structure consisting of the repeating unit. The values of a to e are the same as those in the formula (I) (where a, b, d and e are respectively a, b in the general formulas (I), (II), (IV) and (V)). , D and e) and the above formula (II) (wherein a to e respectively have the same meanings as a to e in the general formulas (I) to (V)) at the same time. It is a carbonated PVA derivative characterized by satisfying. Therefore, the chemical structure of the polymer is represented by the following general formula (VII)

【0013】[0013]

【化7】 (ただし式中、a〜eは、それぞれ、前記一般式(I)
〜(V)におけるa〜eと同じ意味を表わし、かつ、a
は0.003〜0.408、そしてdおよびeは0〜
0.816の範囲の値であり、さらに、0<(2a+d
+e)/(2a+b+d+e)≦0.816、および、
2a+b+c+d+e=1.0を同時に満足する値であ
る)で示される通りである。
Embedded image (In the formula, a to e are respectively represented by the general formula (I).
Has the same meaning as a to e in (V), and a
Is 0.003 to 0.408, and d and e are 0 to
The value is in the range of 0.816, and 0 <(2a + d
+ E) / (2a + b + d + e) ≦ 0.816, and
2a + b + c + d + e = 1.0 at the same time).

【0014】ポリビニルアルコールは、後述するよう
に、専らポリ酢酸ビニルの加水分解(ケン化)によって
製造されるため、該ポリビニルアルコール中には、前記
一般式(III)に示される酢酸ビニル単量体構造単位の繰
り返しからなるポリ酢酸ビニル構造が残存する。このポ
リ酢酸ビニル構造は、本発明のポリビニルアルコールと
炭酸ジアリールとの炭酸エステル化反応に際して変化し
ないため、炭酸エステル化PVA誘導体中におけるポリ
酢酸ビニル構造の組成割合は、ポリビニルアルコール中
におけるポリ酢酸ビニル構造の組成割合に等しい。そし
て、上記ポリビニルアルコール中におけるポリ酢酸ビニ
ル構造の組成割合は、ポリ酢酸ビニルから本発明の原料
のポリビニルアルコールを製造する際のケン化の程度、
すなわち、ポリビニルアルコールのケン化度に左右され
るものである。本発明においては、後述するように、原
料のポリビニルアルコールのケン化度は70〜100モ
ル%、すなわち、原料ポリビニルアルコール中における
ポリ酢酸ビニル構造の組成割合は0〜30モル%であ
り、したがって、炭酸エステル化PVA誘導体中におけ
る前記一般式(III)で示される繰り返し単位からなるポ
リ酢酸ビニル構造のモル分率(c)は、0〜0.3の範
囲の値をとり得るのである。
Since polyvinyl alcohol is produced exclusively by hydrolysis (saponification) of polyvinyl acetate, as will be described later, the polyvinyl acetate monomer represented by the general formula (III) is contained in the polyvinyl alcohol. A polyvinyl acetate structure consisting of repeating structural units remains. Since this polyvinyl acetate structure does not change during the carbonic acid esterification reaction of the polyvinyl alcohol and the diaryl carbonate of the present invention, the composition ratio of the polyvinyl acetate structure in the carbonic acid esterified PVA derivative is Is equal to the composition ratio of. Then, the composition ratio of the polyvinyl acetate structure in the polyvinyl alcohol, the degree of saponification when producing the raw material polyvinyl alcohol of the present invention from polyvinyl acetate,
That is, it depends on the saponification degree of polyvinyl alcohol. In the present invention, as described below, the saponification degree of the raw material polyvinyl alcohol is 70 to 100 mol%, that is, the composition ratio of the polyvinyl acetate structure in the raw material polyvinyl alcohol is 0 to 30 mol%, and therefore, The mole fraction (c) of the polyvinyl acetate structure comprising the repeating unit represented by the general formula (III) in the carbonic acid esterified PVA derivative can take a value in the range of 0 to 0.3.

【0015】本発明の炭酸エステル化反応は、原料ポリ
ビニルアルコール中のビニルアルコール単量体構造単位
の繰り返しからなるポリビニルアルコール構造が有する
水酸基と、後述する炭酸ジアリールとの脱フェノール系
化合物反応、すなわち、炭酸ジアリールによるポリビニ
ルアルコールへの二官能性のエステル交換反応に基づく
ものであり、該炭酸エステル化反応によって、原料ポリ
ビニルアルコール中のポリビニルアルコール構造が、前
記一般式(I)で示される繰り返し単位からなる環状炭
酸エステル構造に、または、該構造の他に、前記一般式
(IV)で示される繰り返し単位からなるモノ炭酸エステ
ル構造および/または前記一般式(V)で示される繰り
返し単位からなる架橋炭酸エステル構造に変性されるも
のである。したがって、該変性量は、炭酸エステル化P
VA誘導体中における前記一般式(I)で示される繰り
返し単位からなる環状炭酸エステル構造のモル分率
(a)の2倍(環状炭酸エステル構造を構成する前記一
般式(I)に示される繰り返し単位は、ポリビニルアル
コール構造を構成するビニルアルコール単量体の繰り返
し構造単位2単位から生成されるため)に等しいか、ま
たは、この値と、炭酸エステル化PVA誘導体中におけ
る前記一般式(IV)で示される繰り返し単位からなるモ
ノ炭酸エステル構造のモル分率(d)と、炭酸エステル
化PVA誘導体中における前記一般式(V)で示される
繰り返し単位からなる架橋炭酸エステル構造のモル分率
(e)との和、つまり、(2a+d+e)に等しい。ま
た、原料ポリビニルアルコール中におけるビニルアルコ
ール単量体繰り返し構造単位からなるポリビニルアルコ
ール構造のモル分率(b0 )は、前記2aの値と、炭酸
エステル化PVA誘導体中における前記一般式(II)で
示される繰り返し単位からなるポリビニルアルコール構
造のモル分率(b)の値の和、つまり、(2a+b)に
等しいか、または、前記2aの値と、前記dの値と、前
記eの値と、前記bの値との和、つまり、(2a+b+
d+e)に等しい。よって、原料ポリビニルアルコール
の炭酸エステル化度(モル%)、すなわち、変性率(モ
ル%)は、{2a/(2a+b)}×100または
{(2a+d+e)/(2a+b+d+e)}×100
の値として求められるのである。ところで、ポリビニル
アルコール中のビニルアルコール単量体繰り返し構造単
位からなるポリビニルアルコール構造を完全に炭酸エス
テル化することはできず、該炭酸エステル化反応におい
ても、ポリビニルアルコールのアルデヒド化合物による
アセタール化の場合と同様、Floryの理論が成り立
つものとされ、理論的最高炭酸エステル化度は81.6
モル%であると言われている。
The carbonic acid esterification reaction of the present invention is a dephenolic compound reaction between a hydroxyl group having a polyvinyl alcohol structure consisting of repeating vinyl alcohol monomer structural units in the raw material polyvinyl alcohol and a diaryl carbonate described below, that is, It is based on a bifunctional transesterification reaction of polyvinyl alcohol with diaryl carbonate, and the polyvinyl alcohol structure in the raw material polyvinyl alcohol is composed of the repeating unit represented by the general formula (I) by the carbonic esterification reaction. A cyclic carbonic acid ester structure, or in addition to the structure, a monocarbonic acid ester structure composed of the repeating unit represented by the general formula (IV) and / or a crosslinked carbonic acid ester composed of the repeating unit represented by the general formula (V). The structure is modified. Therefore, the amount of modification is
2 times the molar fraction (a) of the cyclic carbonic acid ester structure consisting of the repeating unit represented by the general formula (I) in the VA derivative (the repeating unit represented by the general formula (I) constituting the cyclic carbonic acid ester structure). Is equal to (because it is generated from 2 repeating structural units of the vinyl alcohol monomer constituting the polyvinyl alcohol structure), or this value and the above formula (IV) in the carbonate esterified PVA derivative. And a mole fraction (d) of a monocarbonic acid ester structure consisting of repeating units, and a mole fraction (e) of a crosslinked carbonic acid ester structure consisting of repeating units represented by the general formula (V) in the carbonic acid esterified PVA derivative. Equal to (2a + d + e). Further, the molar fraction (b 0 ) of the polyvinyl alcohol structure composed of vinyl alcohol monomer repeating structural units in the raw material polyvinyl alcohol is calculated by the value of 2a and the general formula (II) in the carbonate esterified PVA derivative. The sum of the values of the mole fraction (b) of the polyvinyl alcohol structure consisting of the repeating units shown, that is, equal to (2a + b), or the value of 2a, the value of d, and the value of e, Sum with the value of b, that is, (2a + b +
equal to d + e). Therefore, the carbonic acid esterification degree (mol%) of the raw material polyvinyl alcohol, that is, the modification rate (mol%) is {2a / (2a + b)} × 100 or {(2a + d + e) / (2a + b + d + e)} × 100.
Is obtained as the value of By the way, it is not possible to completely carbonate the polyvinyl alcohol structure consisting of the vinyl alcohol monomer repeating structural unit in polyvinyl alcohol, and in the carbonic acid esterification reaction as well as in the case of acetalization of polyvinyl alcohol with an aldehyde compound. Similarly, the theory of Flory is assumed to be valid, and the theoretical maximum carbonation degree is 81.6.
It is said to be mol%.

【0016】そこで、本発明において所望される炭酸エ
ステル化度の最小値は、後述するように、1モル%であ
るが、この値を目標にしてポリビニルアルコールの炭酸
エステル化反応を行った場合、前記一般式(I)で示さ
れる繰り返し単位からなる環状炭酸エステル構造の生成
量は最少となり、前記aの値は、最小値の0.003と
なる。また、ポリビニルアルコールの炭酸エステル化反
応において、前記一般式(IV)で示される繰り返し単位
からなるモノ炭酸エステル構造、および、前記一般式
(V)で示される繰り返し単位からなる架橋炭酸エステ
ル構造がそれぞれ生成しない場合に、前記dおよびeの
値は最小値0となる。一方、前記ポリビニルアルコール
の炭酸エステル化反応において、ケン化度100モル%
のポリビニルアルコールを原料として用い、前記一般式
(I)で示される繰り返し単位からなる環状炭酸エステ
ル構造のみ、または、前記一般式(IV)で示される繰り
返し単位からなるモノ炭酸エステル構造のみ、あるい
は、前記一般式(V)で示される繰り返し単位からなる
架橋炭酸エステル構造のみを、それぞれ、前述の理論的
最高炭酸エステル化度でもって生成する場合に、前記
a、dおよびeは最大値となるのである。
Therefore, the minimum value of the carbonic acid esterification degree desired in the present invention is 1 mol%, as will be described later, but when carrying out the carbonic acid esterification reaction of polyvinyl alcohol with this value as a target, The production amount of the cyclic carbonic acid ester structure composed of the repeating unit represented by the general formula (I) is minimized, and the value of a is the minimum value of 0.003. In the carbonic acid esterification reaction of polyvinyl alcohol, the monocarbonic acid ester structure composed of the repeating unit represented by the general formula (IV) and the crosslinked carbonic acid ester structure composed of the repeating unit represented by the general formula (V) are respectively formed. When not generated, the values of d and e have a minimum value of 0. On the other hand, in the carbonic acid esterification reaction of the polyvinyl alcohol, the saponification degree is 100 mol%.
Of polyvinyl alcohol as a raw material, only the cyclic carbonic acid ester structure composed of the repeating unit represented by the general formula (I), or only the monocarbonic acid ester structure composed of the repeating unit represented by the general formula (IV), or When only the cross-linked carbonic acid ester structure composed of the repeating unit represented by the general formula (V) is produced with the above-mentioned theoretical maximum carbonic acid esterification degree, a, d and e have the maximum values. is there.

【0017】すなわち、前記aの値は、0.003〜
0.408の範囲で変動し、前記dおよびeの値は、0
〜0.816の範囲で変動するのである。なお、この場
合、前記dおよびeの値が0、つまり、前記一般式(I
V)で示される繰り返し単位からなるモノ炭酸エステル
構造、および、前記一般式(V)で示される繰り返し単
位からなる架橋炭酸エステル構造が生成しない時、また
は、前記dおよびeの値の少なくとも一方が0以外の前
記範囲内の値をとる時、つまり、前記一般式(IV)で示
される繰り返し単位からなるモノ炭酸エステル構造およ
び/または前記一般式(V)で示される繰り返し単位か
らなる架橋炭酸エステル構造が生成する時、前記a、
b、dおよびeの値は、本発明のポリビニルアルコール
の炭酸エステル化反応における炭酸エステル化度、すな
わち、該反応による前記ポリビニルアルコール中のポリ
ビニルアルコール構造の変性率を示す前記数式(I)を
満足しなければならない。さらに、前記a〜eの値は、
本発明の炭酸エステル化PVA誘導体を構成する各繰り
返し単位からなる構造成分のモル分率を表わすものであ
るから、前記数式(II)も満足しなければならないので
ある。
That is, the value of a is 0.003 to
The value of d and e varies within the range of 0.408.
It fluctuates within the range of up to 0.816. In this case, the values of d and e are 0, that is, the general formula (I
V) when a monocarbonic acid ester structure consisting of the repeating unit and a crosslinked carbonic acid ester structure consisting of the repeating unit represented by the general formula (V) is not formed, or when at least one of the values of d and e is When it takes a value within the above range other than 0, that is, a monocarbonate structure consisting of the repeating unit represented by the general formula (IV) and / or a crosslinked carbonate consisting of the repeating unit represented by the general formula (V). When the structure is generated, the a,
The values of b, d and e satisfy the above mathematical formula (I) indicating the degree of carbonic acid esterification in the carbonic acid esterification reaction of the polyvinyl alcohol of the present invention, that is, the modification rate of the polyvinyl alcohol structure in the polyvinyl alcohol by the reaction. Must. Further, the values of a to e are
Since it represents the mole fraction of the structural component composed of each repeating unit constituting the carbonic acid esterified PVA derivative of the present invention, the above formula (II) must also be satisfied.

【0018】本発明では、前記一般式(VII)で示される
化学構造を有する炭酸エステル化PVA誘導体における
前記の環状炭酸エステル構造、モノ炭酸エステル構造、
架橋炭酸エステル構造、ポリビニルアルコール構造およ
びポリ酢酸ビニル構造の組成割合は、特に制限されるも
のではなく、前記a〜eの値がそれぞれ上述の範囲を満
足する範囲で自由に選ぶことができる。しかし、前記炭
酸エステル化PVA誘導体中における前記環状炭酸エス
テル構造、モノ炭酸エステル構造および架橋炭酸エステ
ル構造の組成割合は、前記ポリビニルアルコールの炭酸
ジアリールによる炭酸エステル化反応に際しての前記原
料ポリビニルアルコールの炭酸エステル化度に関係があ
り、一般的には、該炭酸エステル化度の低いもの程(す
なわち、前記炭酸エステル化反応の進行が進んでいない
もの程)、前記モノ炭酸エステル構造の組成割合が多く
なり、該炭酸エステル化度が高いもの程(すなわち、前
記炭酸エステル化反応の進行が進んでいるもの程)、前
記環状炭酸エステル構造の組成割合が多くなる傾向にあ
ると言われている。また、該炭酸エステル化度がさらに
高くなる(すなわち、前記炭酸エステル化反応がさらに
進行する)と、架橋炭酸エステル構造の組成割合が増え
てくると言われている。本発明の炭酸エステル化反応に
おける目的生成物は、前記一般式(I)で示される繰り
返し単位からなる環状炭酸エステル構造であり、前記一
般式(IV)で示される繰り返し単位からなるモノ炭酸エ
ステル構造や前記一般式(V)で示される繰り返し単位
からなる架橋炭酸エステル構造は、どちらかと言えば望
ましくない副生物である。そこで、本発明においては、
前記ポリビニルアルコールの炭酸ジアリールによる炭酸
エステル化反応に際し、前記原料ポリビニルアルコール
の炭酸エステル化度を適当に選択することにより、得ら
れる炭酸エステル化PVA誘導体中における前記一般式
(I)で示される繰り返し単位からなる環状炭酸エステ
ル構造、前記一般式(IV)で示される繰り返し単位から
なるモノ炭酸エステル構造および前記一般式(V)で示
される繰り返し単位からなる架橋炭酸エステル構造の組
成割合、すなわち、前記a〜eの値を、目的に応じて適
宜選ぶことができるのである。
In the present invention, the cyclic carbonic acid ester structure, monocarbonic acid ester structure in the carbonic acid esterified PVA derivative having the chemical structure represented by the general formula (VII),
The composition ratios of the cross-linked carbonic acid ester structure, the polyvinyl alcohol structure and the polyvinyl acetate structure are not particularly limited, and can be freely selected within a range in which the values of a to e satisfy the above ranges. However, the composition ratio of the cyclic carbonic acid ester structure, the monocarbonic acid ester structure, and the crosslinked carbonic acid ester structure in the carbonic acid esterified PVA derivative is such that the carbonic acid ester of the raw material polyvinyl alcohol in the carbonic acid esterification reaction of the polyvinyl alcohol with the diaryl carbonate. It is related to the degree of acidification, and generally, the lower the degree of carbonic acid esterification (that is, the less progress of the carbonic acid esterification reaction), the higher the composition ratio of the monocarbonic acid ester structure. It is said that the composition ratio of the cyclic carbonic acid ester structure tends to increase as the carbonic acid esterification degree increases (that is, the carbonic acid esterification reaction progresses more). Further, it is said that as the degree of carbonic acid esterification further increases (that is, the carbonic acid esterification reaction further proceeds), the composition ratio of the crosslinked carbonic acid ester structure increases. The target product in the carbonic acid esterification reaction of the present invention is a cyclic carbonic acid ester structure composed of the repeating unit represented by the general formula (I), and a monocarbonic acid ester structure composed of the repeating unit represented by the general formula (IV). The cross-linked carbonic acid ester structure composed of the repeating unit represented by the general formula (V) is a rather undesirable by-product. Therefore, in the present invention,
In the carbonic acid esterification reaction of the polyvinyl alcohol with the diaryl carbonate, the repeating unit represented by the general formula (I) in the carbonic acid esterified PVA derivative obtained by appropriately selecting the carbonic acid esterification degree of the raw material polyvinyl alcohol The composition ratio of the cyclic carbonic acid ester structure consisting of, the monocarbonic acid ester structure consisting of the repeating unit represented by the general formula (IV) and the cross-linked carbonic acid ester structure consisting of the repeating unit represented by the general formula (V), that is, the above a The values of ~ e can be appropriately selected according to the purpose.

【0019】そして炭酸エステル化PVA誘導体として
は、その炭酸エステル化度や水酸基、アセチル基の組成
割合の差異、すなわち、該ポリマーの化学構造を示す前
記一般式(VII)におけるa〜eの値、言い換えれば、前
記一般式(I)で示される繰り返し単位からなる環状炭
酸エステル構造、前記一般式(IV)で示される繰り返し
単位からなるモノ炭酸エステル構造、前記一般式(V)
で示される繰り返し単位からなる架橋炭酸エステル構
造、前記一般式(II)で示される繰り返し単位からなる
ポリビニルアルコール構造および前記一般式(III)で示
される繰り返し単位からなるポリ酢酸ビニル構造の該ポ
リマー中における組成割合の差異によって、水溶性ポリ
マーから水不溶性ポリマーに至るまでの種々の異なった
物理的、化学的性質を有するものが得られるのである。
As the carbonic acid esterified PVA derivative, the difference in the carbonic acid esterification degree and the composition ratio of the hydroxyl group and the acetyl group, that is, the values of a to e in the general formula (VII) showing the chemical structure of the polymer, In other words, the cyclic carbonic acid ester structure composed of the repeating unit represented by the general formula (I), the monocarbonic acid ester structure composed of the repeating unit represented by the general formula (IV), and the general formula (V)
In the polymer having a cross-linked carbonic acid ester structure composed of the repeating unit represented by, a polyvinyl alcohol structure composed of the repeating unit represented by the general formula (II) and a polyvinyl acetate structure composed of the repeating unit represented by the general formula (III). Due to the difference in the composition ratio in (2), a polymer having various different physical and chemical properties from a water-soluble polymer to a water-insoluble polymer can be obtained.

【0020】例えば、本発明において、前記一般式
(V)で示される繰り返し単位からなる架橋炭酸エステ
ル構造が存在しない炭酸エステル化PVA誘導体は、重
合度が200〜5000、比重(n−ヘキサンを媒体と
する置換法にて測定)が1.20〜1.40、ガラス転
移温度(DSC法にて測定)が60〜90℃、融点(D
SC法にて測定)が200〜240℃、引張り降状点強
度(ASTM D638に準拠して測定)が100〜5
00kgf/cm2 、引張り破断強度(ASTMD63
8に準拠して測定)が100〜700kgf/cm2
および引張り破断点伸度(ASTM D638に準拠し
て測定)が50〜400%であることが好ましい。
For example, in the present invention, the carbonic acid esterified PVA derivative having no crosslinked carbonic acid ester structure consisting of the repeating unit represented by the general formula (V) has a degree of polymerization of 200 to 5,000 and a specific gravity (n-hexane as a medium). Is 1.20 to 1.40, the glass transition temperature (measured by the DSC method) is 60 to 90 ° C., and the melting point (D
(Measured by SC method) is 200 to 240 ° C, and tensile yield point strength (measured in accordance with ASTM D638) is 100 to 5
00 kgf / cm 2 , tensile breaking strength (ASTM D63
8) is 100 to 700 kgf / cm 2 ,
Also, the tensile elongation at break (measured according to ASTM D638) is preferably 50 to 400%.

【0021】一方、前記一般式(V)で示される繰り返
し単位からなる架橋炭酸エステル構造を有する場合、炭
酸エステル化PVA誘導体は分子鎖間架橋をしており、
その重合度は無限大である。
On the other hand, when the carbonic acid esterified PVA derivative has a crosslinked carbonic acid ester structure composed of the repeating unit represented by the general formula (V), the carbonic acid esterified PVA derivative is intermolecularly crosslinked.
The degree of polymerization is infinite.

【0022】また、本発明の炭酸エステル化PVA誘導
体の常温の水に対する溶解性についてみると、下記数式
(III)
Further, regarding the solubility of the carbonic acid esterified PVA derivative of the present invention in water at room temperature, the following formula (III)

【0023】[0023]

【数3】 (Equation 3)

【0024】で示される炭酸エステル化PVA誘導体の
炭酸エステル化度によって異なった性質を示す。すなわ
ち、炭酸エステル化PVA誘導体は、該炭酸エステル化
度が約13モル%程度までは水に可溶性であるのに対
し、約13〜35モル%の範囲では水に対して一部不溶
性となり膨潤するようになり、35モル%を越えるとほ
ぼ完全に不溶となる。したがって、炭酸エステル化PV
A誘導体の用途として、前述したような繊維加工剤、紙
加工剤、乳化安定剤、接着剤、粘結剤、フィルムなど、
水溶性ポリマーであるポリビニルアルコールとしての用
途分野を残すには、炭酸エステル化PVA誘導体は、少
なくとも水溶性であるべきであり、炭酸エステル化度が
約13モル%以下の変性率の低いものであることが好ま
しい。また、炭酸エステル化PVA誘導体と相溶性のあ
る前述したような他の熱硬化性樹脂や可塑剤との混合に
よる塗料、接着剤、バインダーなどへの応用を考慮する
場合、炭酸エステル化PVA誘導体は、そのポリビニル
アルコール構造に起因する残存水酸基と前記熱硬化性樹
脂や可塑剤との反応を考えれば、水溶性のもの、もしく
は精々水に膨潤するものに留めるべきであり、炭酸エス
テル化度が35モル%以下のものであることが好まし
い。これに対し、炭酸エステル化によりポリビニルアル
コールを大きく改質し、その極性カーボネート基(−O
COO−)の有する優れた接着性や密着性を利用して、
それ自体で塗料、接着剤、バインダーなどへの応用を図
る場合には、炭酸エステル化PVA誘導体は、その炭酸
エステル化度が35モル%を越えるような変性率の高
い、つまり、水不溶性の領域にあるものであることが好
ましい。
Different properties are exhibited depending on the degree of carbonic acid esterification of the carbonic acid esterified PVA derivative represented by. That is, the carbonic acid esterified PVA derivative is soluble in water up to a carbonic acid esterification degree of about 13 mol%, but partially swells in water in the range of about 13 to 35 mol%. When it exceeds 35 mol%, it becomes almost completely insoluble. Therefore, carbonated PV
As the use of the A derivative, the above-described fiber processing agent, paper processing agent, emulsion stabilizer, adhesive, binder, film, etc.
To leave the field of application as polyvinyl alcohol, a water-soluble polymer, the carbonated PVA derivative should be at least water soluble and have a low degree of modification with a degree of carbonation of about 13 mol% or less. It is preferable. Further, in consideration of application to paints, adhesives, binders, etc. by mixing with other thermosetting resins or plasticizers which are compatible with the carbonate esterified PVA derivative, the carbonate esterified PVA derivative is Considering the reaction between the residual hydroxyl group due to the polyvinyl alcohol structure and the thermosetting resin or the plasticizer, it should be limited to a water-soluble one or one that swells in water at best and has a carbonic acid esterification degree of 35. It is preferably not more than mol%. On the other hand, polyvinyl alcohol is largely modified by carbonic acid esterification, and its polar carbonate group (-O
Utilizing the excellent adhesiveness and adhesion of COO-),
When it is intended to be applied to paints, adhesives, binders, etc. by itself, the carbonic acid esterified PVA derivative has a high modification rate such that the carbonic acid esterification degree exceeds 35 mol%, that is, a water-insoluble region. It is preferable that

【0025】さらに本発明の炭酸エステル化PVA誘導
体は、その有機溶剤に対する溶解性としては、次のよう
な特性を有するものである。例えば、ジメチルスルホキ
シドの場合、炭酸エステル化度が65モル%以下では該
溶剤に可溶であるが、約65モル%を越える範囲では、
前記一般式(V)で示される繰り返し単位からなる架橋
炭酸エステル構造の生成、すなわち、分子鎖間架橋結合
の生成に起因するゲル化のためか、該溶剤に対し部分溶
解の状態となる。一方、テトラヒドロフランに対して
は、本発明において所望される炭酸エステル化度の全て
の領域において不溶である。また、蟻酸の場合には、該
溶剤に対し、炭酸エステル化度が約10モル%以下では
可溶であるが、約10〜約50モル%の範囲では膨潤状
態となり、約50〜約65モル%の範囲では再び可溶と
なり、そして約65モル%を越える範囲では、前記ジメ
チルスルホキシドの場合と同様に分子鎖間架橋結合の生
成に起因するゲル化のためか、部分溶解状態となるなど
特異な性質を示すものである。
Further, the carbonic acid esterified PVA derivative of the present invention has the following characteristics as its solubility in an organic solvent. For example, in the case of dimethyl sulfoxide, when the carbonic acid esterification degree is 65 mol% or less, it is soluble in the solvent, but when it exceeds about 65 mol%,
It may be partially dissolved in the solvent, probably because of the gelation due to the formation of the crosslinked carbonic acid ester structure composed of the repeating unit represented by the general formula (V), that is, the formation of the intermolecular crosslink bond. On the other hand, it is insoluble in tetrahydrofuran in all regions of the carbonic acid esterification degree desired in the present invention. Further, in the case of formic acid, it is soluble in the solvent when the carbonic acid esterification degree is about 10 mol% or less, but becomes swelled in the range of about 10 to about 50 mol%, and about 50 to about 65 mol. %, It becomes soluble again, and in the range of more than about 65 mol%, as in the case of the above-mentioned dimethyl sulfoxide, it may be a partially dissolved state due to gelation due to the formation of intermolecular cross-linking bonds. It shows a unique property.

【0026】さらにまた、本発明の炭酸エステル化PV
A誘導体の化学的性質として、蟻酸水溶液や塩酸水溶液
などによって加水分解されないなど、酸に強いという特
性を挙げることができる。一方、水酸化ナトリウムや水
酸化カリウムなどの水溶液によって加水分解を受けやす
いなど、アルカリに対して弱いという欠点を有するが、
多塩基酸と多価アルコールとの重縮合によるエステル化
反応によって得られ、塗料や接着剤などへの用途を持つ
ポリエステル樹脂よりは、アルカリ加水分解に対して強
いと言える。
Furthermore, the carbonated PV of the present invention
As the chemical properties of the A derivative, it is possible to cite the property of being resistant to an acid such as not being hydrolyzed by an aqueous formic acid solution or an aqueous hydrochloric acid solution. On the other hand, it has the drawback of being weak against alkali, such as being easily hydrolyzed by an aqueous solution of sodium hydroxide or potassium hydroxide,
It can be said that it is more resistant to alkali hydrolysis than a polyester resin obtained by an esterification reaction by polycondensation of a polybasic acid and a polyhydric alcohol and having a use as a paint or an adhesive.

【0027】以上述べたように本発明は、水溶性のもの
から水不溶性のものに至るまで、その使用目的(用途)
に応じて、種々の異なった物理的、化学的物質を有する
炭酸エステル化PVA誘導体を対象とするものである。
As described above, the present invention, from water-soluble ones to water-insoluble ones, has a purpose (use) for its use.
According to the above, carbonic acid esterified PVA derivatives having various different physical and chemical substances are targeted.

【0028】次に、本発明の炭酸エステル化PVA誘導
体の製造法について述べる。本発明において、原料とし
て用いられるポリビニルアルコールとは、ポリマー主鎖
の反覆するビニル単量体、すなわち、−CH2 CH(O
H)−構造単位を有する水溶性の、あるいは少なくとも
水分散性のポリマーを総称するものである。ポリビニル
アルコールは、現在工業的には、専ら酢酸ビニルの重合
体を加水分解(ケン化)して製造されており、このこと
からすれば、一般的にはポリ酢酸ビニルの加水分解物
(ケン化物)ということができる。そして、重合度や加
水分解の程度(ケン化度)を異にする数多くの銘柄のも
のが市販されている。本発明においては、ポリビニルア
ルコールとしての性質を示す範囲のものであれば特に制
限されるものではなく、市販されている全ての銘柄のも
のを使用できるが、平均重合度が200〜5000の範
囲であり、ケン化度が70〜100モル%のポリビニル
アルコールを好適に使用することができる。また、形態
は粉末状のものが好適である。したがって、本発明にお
いて使用されるポリビニルアルコールは、前記のビニル
アルコール単量体構造単位の繰り返しからなるポリビニ
ルアルコール構造と、前記一般式(III)に示される酢酸
ビニル単量体構造の繰り返しからなるポリ酢酸ビニル構
造とからなっており、下記一般式(VIII)
Next, a method for producing the carbonic acid esterified PVA derivative of the present invention will be described. In the present invention, the polyvinyl alcohol used as a raw material is a vinyl monomer that repeats the polymer main chain, that is, —CH 2 CH (O
H) -is a generic term for water-soluble or at least water-dispersible polymers having a structural unit. Polyvinyl alcohol is currently industrially produced mainly by hydrolyzing (saponifying) a polymer of vinyl acetate. From this fact, it can be said that polyvinyl alcohol is generally a hydrolyzate of polyvinyl acetate (saponified product). ) Can be said. A number of brands having different degrees of polymerization and degrees of hydrolysis (degrees of saponification) are commercially available. In the present invention, it is not particularly limited as long as it has a property as polyvinyl alcohol, and all commercially available brands can be used, but the average degree of polymerization is in the range of 200 to 5,000. Therefore, polyvinyl alcohol having a saponification degree of 70 to 100 mol% can be preferably used. Further, the form is preferably powdery. Therefore, the polyvinyl alcohol used in the present invention is a polyvinyl alcohol structure composed of repeating polyvinyl alcohol monomer structural units and a repeating structure of vinyl acetate monomer structure represented by the general formula (III). It has a vinyl acetate structure and has the following general formula (VIII)

【0029】[0029]

【化8】 (ただし式中、b0 は、ポリビニルアルコール中におけ
る、ビニルアルコール単量体構造単位の繰り返しからな
るポリビニルアルコール構造のモル分率を示し、0.7
〜1.0の範囲の値である。また、式中のcは、前記一
般式(III)で示される繰り返し単位からなる構造の、ポ
リビニルアルコール中におけるモル分率を示し、0〜
0.3の範囲の値である)で示される化学構造を有する
ものである。
Embedded image (In the formula, b 0 represents a mole fraction of a polyvinyl alcohol structure composed of repeating vinyl alcohol monomer structural units in polyvinyl alcohol, 0.7
It is a value in the range of to 1.0. In addition, c in the formula represents the mole fraction in the polyvinyl alcohol of the structure composed of the repeating unit represented by the general formula (III), and 0 to
The value is in the range of 0.3).

【0030】本発明における上記ポリビニルアルコール
の炭酸エステル化反応に用いられるエステル化剤として
は、前記一般式(VI)(ただし式中、R1 およびR
2 は、水素原子、または1〜4個の炭素原子を有する低
級アルキル基もしくは低級アルコキシ基を表わし、R1
とR2 は同一でも異なっていてもよい)で示される炭酸
ジアリールである。具体的には、R1 およびR2 が同一
でも異なっていてもよく、それぞれ、水素原子、およ
び、ベンゼン核に対してオルソ、メタまたはパラ位に結
合されたメチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプ
ロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチ
ル基、tert−ブチル基、メトキシ基、エトキシ基、
プロポキシ基およびブトキシ基からなる群から選ばれる
ものである、前記一般式(VI)で示される炭酸ジアリー
ルであり、例えば、炭酸ジフェニル、炭酸ジ(o−メチ
ルフェニル)、炭酸ジ(m−メチルフェニル)、炭酸ジ
(p−メチルフェニル)、炭酸ジ(o−エチルフェニ
ル)、炭酸ジ(m−エチルフェニル)、炭酸ジ(p−エ
チルフェニル)、炭酸ジ(o−n−プロピルフェニ
ル)、炭酸ジ(o−n−ブチルフェニル)、炭酸ジ(o
−メトキシフェニル)、炭酸ジ(o−エトキシフェニ
ル)、炭酸ジ(o−プロポキシフェニル)、炭酸ジ(o
−ブトキシフェニル)、炭酸o−メチルフェニル・フェ
ニル、炭酸m−メチルフェニル・フェニル、炭酸o−メ
トキシフェニル・フェニル、炭酸o−メチルフェニル・
o−エチルフェニル、炭酸o−メチルフェニル・o−メ
トキシフェニルなどを挙げることができる。場合によっ
ては、これらの混合物として使用することも可能であ
る。本発明においては、経済性の面や入手の容易さなど
を考慮すれば、上記の中でも、前記一般式(VI)におけ
るR1 とR2 が同一のものである炭酸ジアリールが好ま
しく、具体的には、炭酸ジフェニルや炭酸ジ(o−メト
キシフェニル)が好ましく、炭酸ジフェニルが特に好ま
しい。
The esterifying agent used in the carbonic acid esterification reaction of the polyvinyl alcohol in the present invention includes the above-mentioned general formula (VI) (in the formula, R 1 and R
2 represents a hydrogen atom, or a lower alkyl group or a lower alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, R 1
And R 2 may be the same or different). Specifically, R 1 and R 2 may be the same or different and each is a hydrogen atom, and a methyl group, ethyl group, n-propyl group bonded to the ortho, meta or para position with respect to the benzene nucleus. Group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, sec-butyl group, tert-butyl group, methoxy group, ethoxy group,
A diaryl carbonate represented by the above general formula (VI), which is selected from the group consisting of a propoxy group and a butoxy group, and examples thereof include diphenyl carbonate, di (o-methylphenyl) carbonate, and di (m-methylphenyl carbonate). ), Di (p-methylphenyl) carbonate, di (o-ethylphenyl) carbonate, di (m-ethylphenyl) carbonate, di (p-ethylphenyl) carbonate, di (on-propylphenyl) carbonate, carbonic acid Di (on-butylphenyl), di (o-carbonate)
-Methoxyphenyl), di (o-ethoxyphenyl) carbonate, di (o-propoxyphenyl) carbonate, di (o) carbonate
-Butoxyphenyl), carbonic acid o-methylphenylphenyl, carbonic acid m-methylphenylphenyl, carbonic acid o-methoxyphenylphenyl, carbonic acid o-methylphenyl.
Examples thereof include o-ethylphenyl, o-methylphenyl carbonate and o-methoxyphenyl carbonate. In some cases, it is possible to use them as a mixture thereof. In the present invention, in consideration of economical efficiency and availability, among the above, a diaryl carbonate in which R 1 and R 2 in the general formula (VI) are the same is preferable, and specifically, Is preferably diphenyl carbonate or di (o-methoxyphenyl) carbonate, particularly preferably diphenyl carbonate.

【0031】前記炭酸ジアリールは前記数式(III)で示
される炭酸エステル化度の所望値に相当する量使用する
ことが必要である。すなわち、前述したように、この炭
酸エステル化度は1モル%以上、かつ、Floryの理
論に基づく理論的最高エステル化度である81.6モル
%以下のものが可能であるが、本発明の目的には、1〜
70モル%のものが好適であり、ポリビニルアルコール
の性質を残存しているものからポリビニルアルコールの
性質を大きく改質したものに至るまで、得られる炭酸エ
ステル化PVA誘導体の各種用途に応じて前記炭酸エス
テル化度を選ぶことができ、該炭酸エステル化度に応じ
て、相当する量の前記炭酸ジアリールを使用すればよ
い。具体的には、前記炭酸ジアリールをポリビニルアル
コールに対して0.1〜20倍モル量、好ましくは0.
1〜10倍モル量使用することが好ましい。該使用量が
0.1倍モル量より少ないと、ポリビニルアルコールの
炭酸エステル化反応はほとんど進行しないので、前記炭
酸エステル化度を少なくとも1モル%以上にすることが
できず、ポリビニルアルコールの性質が改善された、目
的とする炭酸エステル化PVA誘導体を効率よく得るこ
とができず、好ましくない。また、該使用量が20倍モ
ル量より多いと、前記炭酸エステル化度の向上はほとん
ど望めなくなるので採算上好ましくなく、また、炭酸エ
ステル化反応に際して、ゲルの生成が著しくなり、均一
系反応を行うことが困難となるので、反応系の安定度が
低下する恐れがあり好ましくない。この炭酸エステル化
反応時の著しいゲルの生成は、前記炭酸エステル化度の
上昇に伴い、得られる炭酸エステル化PVA誘導体中に
おける前記一般式(V)で示される繰り返し単位からな
る架橋炭酸エステル構造の生成に基づく分子鎖間架橋結
合の生成が著しくなる他、前記炭酸ジアリールの使用量
が増大することによって後述する反応溶媒へのポリビニ
ルアルコールの溶解性を低下させるなどの理由によるも
のと思われる。さらに、前記炭酸ジアリールの使用量が
10〜20倍モル量の範囲では、前記炭酸エステル化度
の向上が望めなくなる傾向にあるとともに、前記炭酸エ
ステル化反応に際して、前記架橋炭酸エステル構造によ
る分子鎖間架橋結合の生成や、後述する反応溶媒へのポ
リビニルアルコールの溶解性の低下などに起因するゲル
化のために、反応系の安定度の低下が起こることがあ
る。なお、ポリビニルアルコールの使用量に対する前記
炭酸ジアリールの使用量が増す程、上述したような理由
により、炭酸エステル化反応時の反応系のゲル化は起こ
りやすくなるが、前記炭酸ジアリールのどの程度の使用
量においてゲル化が起こり得るかは、使用される溶媒や
触媒の種類と量、反応温度、反応時間など炭酸エステル
化反応条件の違いによって異なっており、一概に言うこ
とはできないが、いずれにしても、望ましくない反応系
のゲル化を極力抑えるよう、炭酸エステル化反応を制御
すべきである。例えば、ポリビニルアルコールのジメチ
ルスルホキシド溶媒中での炭酸エステル化反応では、反
応系のゲル化が起こらないように、前記炭酸ジアリール
の使用量は、ポリビニルアルコールに対して5倍モル量
以下にする方が好ましい。
It is necessary to use the diaryl carbonate in an amount corresponding to the desired value of the carbonic acid esterification degree represented by the above formula (III). That is, as described above, the carbonic acid esterification degree can be 1 mol% or more and the theoretical maximum esterification degree based on Flory's theory, which is 81.6 mol% or less. 1 to the purpose
70 mol% is preferable, and from the residual polyvinyl alcohol properties to those in which the polyvinyl alcohol properties are greatly modified, the above-mentioned carbonic acid is used depending on various uses of the obtained carbonic acid esterified PVA derivative. The degree of esterification can be chosen and a corresponding amount of the diaryl carbonate may be used, depending on the degree of carbonic acid esterification. Specifically, the diaryl carbonate is 0.1 to 20 times the molar amount of polyvinyl alcohol, preferably 0.1.
It is preferable to use 1 to 10 times the molar amount. When the amount used is less than 0.1 times the molar amount, the carbonic acid esterification reaction of polyvinyl alcohol hardly progresses, so that the carbonic acid esterification degree cannot be at least 1 mol% or more, and the property of polyvinyl alcohol is The improved carbonic acid esterified PVA derivative of interest cannot be efficiently obtained, which is not preferable. Further, if the amount used is more than 20 times the molar amount, the degree of carbonic acid esterification can hardly be expected to be improved, which is not preferable in terms of profitability. Further, in the carbonic acid esterification reaction, gel formation becomes remarkable, and a homogeneous reaction is caused. Since it becomes difficult to carry out the reaction, the stability of the reaction system may decrease, which is not preferable. The formation of a remarkable gel during the carbonic acid esterification reaction is accompanied by an increase in the carbonic acid esterification degree in the obtained carbonic acid esterified PVA derivative having a crosslinked carbonic acid ester structure composed of the repeating unit represented by the general formula (V). It is considered that the reason is that the formation of intermolecular cross-links due to the formation becomes remarkable, and the solubility of polyvinyl alcohol in the reaction solvent, which will be described later, decreases due to the increase in the amount of the diaryl carbonate used. Further, when the amount of the diaryl carbonate used is in the range of 10 to 20 times by mole, there is a tendency that improvement in the carbonic acid esterification degree cannot be expected, and at the time of the carbonic acid esterification reaction, the intermolecular chain due to the crosslinked carbonic acid ester structure is increased. The stability of the reaction system may decrease due to gelation due to the formation of cross-links and the decrease in the solubility of polyvinyl alcohol in the reaction solvent described later. As the amount of the diaryl carbonate used with respect to the amount of polyvinyl alcohol increases, gelation of the reaction system during the carbonic acid esterification reaction is more likely to occur due to the reasons described above, but to what extent the diaryl carbonate is used. Whether gelation can occur in the amount depends on the type and amount of the solvent and the catalyst used, the reaction temperature, the reaction time, and the like, and it cannot be unequivocally stated. However, the carbonic acid esterification reaction should be controlled so as to minimize gelation of the undesired reaction system. For example, in the carbonic acid esterification reaction of polyvinyl alcohol in a dimethylsulfoxide solvent, the amount of the diaryl carbonate used is preferably not more than 5 times the molar amount of polyvinyl alcohol so that gelation of the reaction system does not occur. preferable.

【0032】本発明の反応溶媒としては、前記ポリビニ
ルアルコールを溶解もしくは膨潤する作用を有し、か
つ、前記炭酸ジアリールと反応性を有しないもの、すな
わち、非プロトン性極性溶媒が用いられ得る。この非プ
ロトン性極性溶媒としては、ホルムアミド、N,N−ジ
メチルホルムアミド(DMF)、N,N−ジメチルアセ
トアミド(DMAC)およびヘキサメチルホスフォリッ
クアミド(HMPA)などのアミド化合物、ジメチルス
ルホキシド(DMSO)、N−メチル−2−ピロリドン
(NMP)などを好適に挙げることができるが、これら
の中でもDMSO、DMAC、NMPなどの使用が好ま
しく、DMSOの使用が特に好ましい。さらに本発明に
おいては、上記非プロトン性極性溶媒と均一相を形成
し、かつ、前記炭酸ジアリールと反応性を有しない有機
溶剤との混合物も使用することができる。該有機溶剤と
しては、n−ヘキサン、n−オクタンなどの脂肪族炭化
水素類、ベンゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族炭
化水素類、アセトン、メチルエチルケトン、メチルプロ
ピルケトンなどのケトン類、ジクロロメタン、ジクロロ
エタンなどのハロゲン化炭化水素類、エーテル類、ジオ
キサンおよびテトラヒドロフランなどが具体的に挙げら
れる。
As the reaction solvent of the present invention, those having the action of dissolving or swelling the polyvinyl alcohol and having no reactivity with the diaryl carbonate, that is, an aprotic polar solvent can be used. Examples of the aprotic polar solvent include amide compounds such as formamide, N, N-dimethylformamide (DMF), N, N-dimethylacetamide (DMAC) and hexamethylphosphoric amide (HMPA), and dimethyl sulfoxide (DMSO). , N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) and the like can be preferably mentioned, and among these, use of DMSO, DMAC, NMP and the like is preferable, and use of DMSO is particularly preferable. Further, in the present invention, a mixture of the aprotic polar solvent with an organic solvent which forms a homogeneous phase and has no reactivity with the diaryl carbonate can also be used. Examples of the organic solvent include aliphatic hydrocarbons such as n-hexane and n-octane, aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene and xylene, ketones such as acetone, methyl ethyl ketone and methyl propyl ketone, dichloromethane and dichloroethane. Specific examples thereof include halogenated hydrocarbons, ethers, dioxane and tetrahydrofuran.

【0033】反応溶媒の使用量は、前記ポリビニルアル
コールを溶解もしくは膨潤するに足る量以上であればよ
く、使用される反応溶媒の種類は勿論のこと、前記ポリ
ビニルアルコールの仕込み量、前記炭酸ジアリールの種
類と使用量、触媒の種類と使用量、反応温度、反応時間
などの炭酸エステル化反応条件、さらには、該炭酸エス
テル化反応に際して、前記ポリビニルアルコールを反応
溶媒中に溶解するのか、それとも反応溶媒で膨潤するの
かにより異なるので、一概に規定することは困難であ
る。したがって、例えば、前記反応溶媒としてDMSO
を使用する場合、反応溶媒(DMSO)の使用量は、前
記ポリビニルアルコールの1〜60倍量(容量比)が好
適である。該使用量が1倍量未満では、前記ポリビニル
アルコールの該DMSO溶媒への溶解が十分ではなく、
反応が不均一系で進行するようになるので、均一な炭酸
エステル化が困難となり、得られる炭酸エステル化PV
A誘導体の品質にばらつきが生じるなど好ましくない。
一方、60倍量を越えるDMSO溶媒を使用しても、前
記ポリビニルアルコールを溶解して前記炭酸ジアリール
による炭酸エステル化反応を均一系で進行せしめるとい
う反応溶媒の効果は既に達成されてしまっているので、
それ以上の効果は期待できないばかりか、後述するよう
な方法でのDMSO溶媒の反応系からの回収に必要以上
のエネルギーを消費するなど、採算上好ましくない。
The amount of the reaction solvent used may be at least an amount sufficient to dissolve or swell the polyvinyl alcohol. The type of the reaction solvent used, as well as the charged amount of the polyvinyl alcohol and the diaryl carbonate, may be used. Kind and amount of use, kind and amount of catalyst, reaction temperature, reaction time and other carbonic acid esterification reaction conditions, further, in the carbonic acid esterification reaction, the polyvinyl alcohol is dissolved in the reaction solvent, or the reaction solvent Since it depends on whether or not it swells at, it is difficult to specify it unconditionally. Therefore, for example, DMSO is used as the reaction solvent.
When using, the amount of the reaction solvent (DMSO) used is preferably 1 to 60 times (volume ratio) of the polyvinyl alcohol. When the amount used is less than 1 time, the polyvinyl alcohol is not sufficiently dissolved in the DMSO solvent,
Since the reaction proceeds in a heterogeneous system, uniform carbonation becomes difficult, and the resulting carbonized PV
It is not preferable because the quality of the A derivative varies.
On the other hand, even if a DMSO solvent in excess of 60 times is used, the effect of the reaction solvent of dissolving the polyvinyl alcohol and advancing the carbonic acid esterification reaction by the diaryl carbonate in a homogeneous system has already been achieved. ,
Further effects cannot be expected, and more than necessary energy is consumed for recovering the DMSO solvent from the reaction system by the method described later, which is not profitable.

【0034】なお、本発明においては、前述したよう
に、水溶性のものから水不溶性のものに至るまで、その
使用目的(用途)に応じて、種々の異なった物理的、化
学的物質を有する炭酸エステル化PVA誘導体を対象と
するものであるから、上記反応溶媒の選定に際しては、
得られる炭酸エステル化PVA誘導体の用途に応じて、
言い換えれば、前記炭酸エステル化度の目標値をどこに
置いて前記炭酸エステル化反応を行うのかによって、適
切な反応溶媒を選ぶべきである。
In the present invention, as described above, various kinds of physical and chemical substances are used, from water-soluble substances to water-insoluble substances, depending on the purpose of use (use). Since the target is a carbonate esterified PVA derivative, when selecting the above reaction solvent,
Depending on the use of the obtained carbonic acid esterified PVA derivative,
In other words, an appropriate reaction solvent should be selected depending on where the target value of the degree of carbonic acid esterification is set to carry out the carbonic acid esterification reaction.

【0035】本発明において、前記ポリビニルアルコー
ルの前記炭酸ジアリールによる炭酸エステル化反応に
は、アルキルアンモニウム塩、ピリジニウム塩、ジアザ
ビシクロアルケン類、第3級アミン、アルキルアンモニ
ウム基もしくは第3級アミノ基を含有するイオン交換樹
脂、およびアルカリ性触媒からなる群より選ばれる塩基
触媒であるエステル化反応触媒が使用され得る。該触媒
は、下記式(IX)に示されるようなポリビニルアルコー
ルの炭酸エステル化反応を促進する作用を有するもので
ある。
In the present invention, in the carbonic acid esterification reaction of the polyvinyl alcohol with the diaryl carbonate, an alkyl ammonium salt, a pyridinium salt, a diazabicycloalkene, a tertiary amine, an alkyl ammonium group or a tertiary amino group is used. An esterification reaction catalyst which is a base catalyst selected from the group consisting of an ion exchange resin and an alkaline catalyst contained therein can be used. The catalyst has a function of promoting the carbonic acid esterification reaction of polyvinyl alcohol as shown by the following formula (IX).

【0036】[0036]

【化9】 Embedded image

【0037】本発明のエステル化反応触媒としてのアル
キルアンモニウム塩は、下記一般式(X)で表わされる
化合物である。
The alkylammonium salt as the esterification reaction catalyst of the present invention is a compound represented by the following general formula (X).

【0038】[0038]

【化10】 (式中、R3 〜R6 は、互いに同一でも異なっていても
よい水素原子、ヒドロキシアルキル基、アルキル基、ア
リール基、あるいはアルアルキル基を表わし、これらが
アルキル基もしくはアルアルキル基である場合は、炭素
数1〜30の直鎖状、分岐状または環状の炭化水素基で
ある。また、Xは、ハロゲン原子、水酸基、アルコキシ
ド、炭酸基、重炭酸基、リン酸二水素基および重硫酸基
からなる群より選ばれる1価の陰イオンを表わす。)
Embedded image (Wherein, R 3 to R 6 represent a hydrogen atom, a hydroxyalkyl group, an alkyl group, an aryl group, or an aralkyl group which may be the same or different from each other, and when these are an alkyl group or an aralkyl group, Is a linear, branched or cyclic hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms, and X is a halogen atom, a hydroxyl group, an alkoxide, a carbonate group, a bicarbonate group, a dihydrogen phosphate group and a bisulfate. Represents a monovalent anion selected from the group consisting of groups)

【0039】そして、上記のアルキルアンモニウム塩や
前記のピリジニウム塩の具体例として、テトラn−ブチ
ルアンモニウムクロライド(TBAC)、テトラn−ブ
チルアンモニウムブロマイド(TBAB)およびテトラ
n−ブチルアンモニウムアイオダイド(TBAI)、テ
トラn−ブチルアンモニウムフルオライド(TBAF)
などのテトラブチルアンモニウムハライド(TBA
X)、トリn−ブチルアミン塩酸塩、リン酸二水素テト
ラn−ブチルアンモニウム、トリメチルアンモニウムア
イオダイド、トリメチルアミン塩酸塩、トリメチルベン
ジルアンモニウムクロライド、テトラオクチルアンモニ
ウムブロマイド、テトラn−ブチルアンモニウムハイド
ロオキサイド、硫酸水素テトラn−ブチルアンモニウ
ム、ピリジニウムメチルアイオダイド、ピリジン塩酸
塩、トリメチル2−ヒドロキシエチルアンモニウムクロ
ライドおよびこれらの2種以上の混合物などを挙げるこ
とができる。また、前記ジアザビシクロアルケン類とし
ては、1,8−ジアザビシクロ〔5,4,0〕7ーウン
デセン(DBU)などを好適に挙げることができる。前
記第3級アミンとしては、1個の電子対を有しかつ脂肪
族炭化水素置換基および/または芳香族炭化水素置換基
を有する全てのアミンを挙げることができ、特に、下記
一般式(XI)によって示される第3級アミンが好まし
い。
Specific examples of the alkyl ammonium salt and the pyridinium salt are tetra n-butyl ammonium chloride (TBAC), tetra n-butyl ammonium bromide (TBAB) and tetra n-butyl ammonium iodide (TBAI). , Tetra-n-butylammonium fluoride (TBAF)
Such as tetrabutylammonium halide (TBA
X), tri-n-butylamine hydrochloride, tetra-n-butylammonium dihydrogen phosphate, trimethylammonium iodide, trimethylamine hydrochloride, trimethylbenzylammonium chloride, tetraoctylammonium bromide, tetra-n-butylammonium hydroxide, tetrahydrogensulfate Examples thereof include n-butylammonium, pyridinium methyl iodide, pyridine hydrochloride, trimethyl 2-hydroxyethylammonium chloride and a mixture of two or more thereof. Further, as the diazabicycloalkene, 1,8-diazabicyclo [5,4,0] 7-undecene (DBU) and the like can be preferably mentioned. Examples of the tertiary amine include all amines having one electron pair and an aliphatic hydrocarbon substituent and / or an aromatic hydrocarbon substituent, and in particular, the following general formula (XI The tertiary amines represented by) are preferred.

【0040】[0040]

【化11】 (式中、R7 〜R9 は、互いに同一でも異なっていても
よい炭素数1〜30の直鎖状、分岐状または環状のアル
キル基、ヒドロキシアルキル基、アリール基、あるいは
アルアルキル基を表わす。)
Embedded image (Wherein, R 7 to R 9 represent a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, which may be the same or different, a hydroxyalkyl group, an aryl group, or an aralkyl group. .)

【0041】具体的には、トリエチルアミン、トリn−
プロピルアミン、トリn−ブチルアミン、メチルジエチ
ルアミン、N,N−ジメチルシクロヘキシルアミン、ピ
リジン、N,N−ジメチルエタノールアミン、N,N−
ジエチルプロパノールアミンおよびこれらの2種以上の
混合物を挙げることができる。また、本発明においてエ
ステル化反応触媒として使用され得る前記のイオン交換
樹脂としては、活性基としてアルキルアンモニウム基も
しくは第3級アミノ基を含有する強塩基性および弱塩基
性陰イオン交換樹脂触媒である。強塩基性陰イオン交換
樹脂触媒としての代表例は、クロロメチル化されたスチ
レン/ジビニルベンゼン共重合体と、トリメチルアミン
またはN,N−ジメチルエタノールアミンなどから選ば
れる第3級アミンとの反応により製造され得るスチレン
/ジビニルベンゼン共重合体の第4級アンモニウム塩誘
導体であり、具体的には、ローム・アンド・ハース社製
のアンバーライトIRA−400(Cl)やアンバーラ
イトIRA−400(OH)、ダウ・ケミカル社製のダ
ウエックス1X2−100などの陰イオン交換樹脂が好
適に挙げられる。一方、弱塩基性陰イオン交換樹脂とし
ては、クロロメチル化ポリスチレンのアミン誘導体、エ
ピクロルヒドリンと第2級もしくは第3級アミンとの重
縮合生成物、フェノールとホルムアルデヒドとのアミノ
化重縮合生成物などを代表例として挙げることができ、
具体的には、ローム・アンド・ハース社製のアンバーラ
イトIRA−93やデュオライトA−75などの陰イオ
ン交換樹脂が好適に挙げられる。さらにまた、本発明で
使用される前記アルカリ性触媒としては、水酸化カリウ
ム、水酸化ナトリウム、水素化ナトリウム、金属ナトリ
ウム、カリウムアミド、ナトリウムアミド、カリウムメ
チラートやカリウムエチラートなどのカリウムアルコラ
ート(特にカリウムメチラート)、ナトリウムメチラー
トやナトリウムエチラートなどのナトリウムアルコラー
ト(特にナトリウムメチラート)などを具体的に挙げる
ことができる。
Specifically, triethylamine and tri-n-
Propylamine, tri-n-butylamine, methyldiethylamine, N, N-dimethylcyclohexylamine, pyridine, N, N-dimethylethanolamine, N, N-
Mention may be made of diethylpropanolamine and mixtures of two or more of these. Further, the above-mentioned ion exchange resin that can be used as the esterification reaction catalyst in the present invention is a strongly basic or weakly basic anion exchange resin catalyst containing an alkylammonium group or a tertiary amino group as an active group. . A typical example of a strongly basic anion exchange resin catalyst is produced by reacting a chloromethylated styrene / divinylbenzene copolymer with a tertiary amine selected from trimethylamine or N, N-dimethylethanolamine. A quaternary ammonium salt derivative of a styrene / divinylbenzene copolymer that can be used, specifically, Amberlite IRA-400 (Cl) or Amberlite IRA-400 (OH) manufactured by Rohm and Haas Co., Suitable examples include anion exchange resins such as Dowex 1X2-100 manufactured by Dow Chemical Company. On the other hand, examples of weakly basic anion exchange resins include amine derivatives of chloromethylated polystyrene, polycondensation products of epichlorohydrin with secondary or tertiary amines, amination polycondensation products of phenol with formaldehyde, and the like. As a representative example,
Specifically, anion exchange resins such as Amberlite IRA-93 and Duolite A-75 manufactured by Rohm and Haas are preferable. Furthermore, examples of the alkaline catalyst used in the present invention include potassium hydroxide, sodium hydroxide, sodium hydride, metallic sodium, potassium amide, sodium amide, potassium alcoholate such as potassium methylate and potassium ethylate (particularly potassium hydroxide). Specific examples thereof include sodium alcoholate (especially sodium methylate) such as methylate), sodium methylate and sodium ethylate.

【0042】本発明では、上述したようなエステル化反
応触媒の中でも、TBAC、TBABおよひTBAIな
どのTBAX、DBU、トリエチルアミン、トリn−プ
ロピルアミン、トリn−ブチルアミンなどの使用が好ま
しい。そして、第4級アンモニウム塩のTBAXが使用
される場合、TBAI<TBAB<TBACの順でハロ
ゲンの電気陰性度の増大とともに、すなわち、第4級ア
ンモニウム塩の解離が起こりやすくなる程、炭酸エステ
ル化PVA誘導体の収量や前記数式(III)で示される炭
酸エステル化度が増加するので、この点からすれば、こ
れらTBAXの中でもTBAC>TBAB>TBAIの
順での使用が好ましいと言える。なお、第4級アンモニ
ウム塩のTBAXの一つであるTBAFは、これら第4
級アンモニウム塩中最も高い電気陰性度を示すものであ
るが、DBUなどの場合と同様、強塩基であり触媒が強
すぎるために炭酸エステル化反応を促進する以上に得ら
れる炭酸エステル化PVA誘導体の分解が生じていると
考えられ、他の第4級アンモニウム塩に比べて炭酸エス
テル化PVA誘導体の収量が減少するとともに、前記一
般式(IV)で示される繰り返し単位からなるモノ炭酸エ
ステル構造をかなり多く持つ炭酸エステル化PVA誘導
体となるのである。そして、この炭酸エステル化PVA
誘導体の分解は、エステル化反応触媒としてTBACを
使用した場合にも見られ、この場合においても、エステ
ル化反応触媒としてTBABやTBAIを使用した場合
に比べ、得られる炭酸エステル化PVA誘導体中の、前
記一般式(IV)で示される繰り返し単位からなるモノ炭
酸エステル構造の組成割合が多くなるものと思われる。
以上のことからして、上記TBAXの中では、TBAB
の使用が最も好ましい。
In the present invention, it is preferable to use TBAX, DBU, triethylamine, tri-n-propylamine, tri-n-butylamine and the like such as TBAC, TBAB and TBAI among the esterification reaction catalysts described above. When the quaternary ammonium salt TBAX is used, the carbonic acid esterification increases as the electronegativity of the halogen increases in the order of TBAI <TBAB <TBAC, that is, the more easily the quaternary ammonium salt dissociates. Since the yield of the PVA derivative and the degree of carbonic acid esterification shown by the above formula (III) increase, it can be said from the above that it is preferable to use TBAC>TBAB> TBAI in the order of TBAX. TBAF, which is one of TBAX of quaternary ammonium salt, is
Although it has the highest electronegativity among the primary ammonium salts, like the case of DBU, since it is a strong base and the catalyst is too strong, the carbonic acid esterification PVA derivative obtained by accelerating the carbonic acid esterification reaction is obtained. It is considered that decomposition occurs, the yield of the carbonic acid esterified PVA derivative decreases as compared with other quaternary ammonium salts, and the monocarbonic acid ester structure composed of the repeating unit represented by the general formula (IV) is considerably reduced. It becomes a carbonic acid esterified PVA derivative that has many. And this carbonate esterified PVA
Decomposition of the derivative is also observed when TBAC is used as the esterification reaction catalyst, and in this case, as compared with the case where TBAB or TBAI is used as the esterification reaction catalyst, in the obtained carbonic acid esterified PVA derivative, It is considered that the composition ratio of the monocarbonate structure composed of the repeating unit represented by the general formula (IV) increases.
From the above, among the above TBAX, TBAB
Is most preferably used.

【0043】以上述べたように、前記ポリビニルアルコ
ールの前記炭酸ジアリールによる炭酸エステル化反応に
は各種の塩基触媒が使用され得るが、本発明において、
これらエステル化反応触媒は必須のものではない。すな
わち、前記炭酸エステル化反応は、エステル化反応触媒
の不存在下でも進行する。この場合、該反応を例えばD
MSOのような非プロトン性極性溶媒の存在下に行う
と、下記一般式(XII)
As described above, various base catalysts can be used in the carbonic acid esterification reaction of the polyvinyl alcohol with the diaryl carbonate, but in the present invention,
These esterification reaction catalysts are not essential. That is, the carbonic acid esterification reaction proceeds even in the absence of the esterification reaction catalyst. In this case, the reaction is, for example, D
When carried out in the presence of an aprotic polar solvent such as MSO, the following general formula (XII)

【0044】[0044]

【化12】 Embedded image

【0045】(ただし式中、R1 およびR2 は、それぞ
れ、前記一般式(VI)におけるR1 およびR2 と同じ意
味を表わす)に示されるような反応が進行するものと思
われ、前記一般式(IV)で示される繰り返し単位からな
るモノ炭酸エステル構造に富んだ炭酸エステル化PVA
誘導体が得られる。したがって、前記炭酸エステル化反
応に必要とされる上述のエステル化反応触媒の量は、前
記ポリビニルアルコールの仕込み量、前記炭酸ジアリー
ルの種類および使用量、反応溶媒の種類および使用量、
反応温度、反応圧力、反応時間、炭酸エステル化度の目
標値などの炭酸エステル化反応条件などによって異な
り、一概に限定できないが、本発明におけるエステル化
反応触媒の使用量は、前記のイオン交換樹脂触媒を使用
した場合は、前記ポリビニルアルコールに対して50重
量%以下、好ましくは30重量%以下、そして、それ以
外の触媒を使用した場合は、前記ポリビニルアルコール
に対して25モル%以下、好ましくは10モル%以下が
好適である。エステル化反応触媒の使用量を前記ポリビ
ニルアルコールに対して50重量%もしくは25モル%
より多くしても、該触媒を多量に用いることによる好ま
しい効果の向上はほとんど認められないので、経済性の
面からは好ましくない。
[0045] (wherein Shikichu, R 1 and R 2 are each the general formula (VI) as defined represent R 1 and R 2 in) as shown in the reaction is believed to proceed, the Carbonated PVA rich in monocarbonate structure consisting of repeating units represented by the general formula (IV)
A derivative is obtained. Therefore, the amount of the above-mentioned esterification reaction catalyst required for the carbonic acid esterification reaction is the charged amount of the polyvinyl alcohol, the type and amount of the diaryl carbonate, the type and amount of the reaction solvent,
The reaction temperature, the reaction pressure, the reaction time, and the carbonic acid esterification reaction conditions such as the target value of the carbonic acid esterification degree vary depending on the conditions and cannot be unconditionally limited. When a catalyst is used, 50% by weight or less, preferably 30% by weight or less, based on the polyvinyl alcohol, and when other catalysts are used, 25 mol% or less, and preferably 25 mol% or less based on the polyvinyl alcohol. It is preferably 10 mol% or less. The amount of the esterification reaction catalyst used is 50% by weight or 25% by mole with respect to the polyvinyl alcohol.
Even if the amount is increased, the preferable effect is hardly improved by using a large amount of the catalyst, which is not preferable from the economical aspect.

【0046】本発明の炭酸エステル化反応は、溶液中均
一系で進行させる必要がある。すなわち、前記ポリビニ
ルアルコールを前記反応溶媒中に溶解した状態で、ある
いは、前記ポリビニルアルコールを前記反応溶媒で膨潤
させた状態で前記炭酸エステル化反応を行う必要があ
り、そのためには、前記炭酸エステル化反応の進行中、
前記反応溶媒を液体状態に維持すべきである。したがっ
て、反応温度は、少なくとも前記反応溶媒の融点以上、
かつ、前記反応溶媒の沸点以下の範囲の温度であること
が好ましい。しかしながら、この場合、反応温度が20
0℃を越えると、望ましくない原料ポリビニルアルコー
ルの熱分解反応を併発するようになるので、本発明の炭
酸エステル化反応における反応温度は、前記反応溶媒の
融点以上、かつ、前記反応溶媒の沸点もしくは200℃
のいずれか低い方の温度以下の範囲であることが好まし
い。
The carbonic acid esterification reaction of the present invention needs to proceed in a homogeneous system in a solution. That is, it is necessary to carry out the carbonic acid esterification reaction in a state in which the polyvinyl alcohol is dissolved in the reaction solvent, or in a state in which the polyvinyl alcohol is swollen in the reaction solvent, and for that purpose, the carbonic acid esterification is performed. While the reaction is in progress,
The reaction solvent should be maintained in a liquid state. Therefore, the reaction temperature is at least the melting point of the reaction solvent,
In addition, the temperature is preferably in the range of the boiling point of the reaction solvent or less. However, in this case, the reaction temperature is 20
If the temperature exceeds 0 ° C., an undesired thermal decomposition reaction of the raw material polyvinyl alcohol will occur simultaneously. Therefore, the reaction temperature in the carbonic acid esterification reaction of the present invention is not less than the melting point of the reaction solvent and the boiling point of the reaction solvent or 200 ° C
It is preferable that the temperature is lower than the lower one of the two.

【0047】本発明の炭酸エステル化反応において、反
応圧力は特に制限されるものではなく、減圧、常圧およ
び加圧のいずれの場合においても実施可能である。しか
し、加圧の場合は、製造設備に耐圧性能が要求される
し、また、減圧の場合には、減圧設備が必要になるな
ど、経済性の面からは常圧で実施するのが好ましい。な
お、前記炭酸エステル化反応は、高温である程反応速度
が速いので、得られる炭酸エステル化PVA誘導体の収
量や炭酸エステル化度を高める必要がある場合、反応温
度は、前述の範囲内でできるだけ高温にした方がよい。
しかしながら、前記炭酸エステル化反応の反応時の温度
が高すぎると、反応が不均一になり、得られる炭酸エス
テル化PVA誘導体の溶融性、透明性、機械的性質など
の品質に悪影響が生じたり、使用する炭酸ジアリールや
反応溶媒が熱的に不安定となったりする恐れがある。し
たがって、このような場合は、反応系を減圧にして、前
記反応温度を低めに維持することが好ましい。反応時間
も、前記ポリビニルアルコールの仕込み量、前記炭酸ジ
アリールの種類および使用量、前記反応溶媒の種類およ
び使用量、反応温度、炭酸エステル化度の目標値などの
前記炭酸エステル化条件によって異なるが、5分〜50
時間程度、好ましくは10分〜30時間程度が好適であ
る。約5分より短いと、前記ポリビニルアルコールの炭
酸エステル化反応が十分進行せず、炭酸エステル化PV
A誘導体が目標とする収量および炭酸エステル化度でも
って得られないし、また、約50時間より長くなると、
それ以上の炭酸エステル化度の向上が望めないばかり
か、前記一般式(V)で示される繰り返し単位からなる
架橋炭酸エステル構造の生成による分子鎖間架橋結合の
生成が著しくなって、本発明にとって望ましくない反応
系のゲル化が促進するし、得られる炭酸エステル化PV
A誘導体が長時間の熱履歴を受けて、熱劣化による品質
の低下を招く恐れがあるなど、いずれの場合も好ましく
ない。
In the carbonic acid esterification reaction of the present invention, the reaction pressure is not particularly limited, and it can be carried out under any of reduced pressure, normal pressure and increased pressure. However, in the case of pressurization, pressure resistance performance is required of the manufacturing equipment, and in the case of decompression, pressure reduction equipment is required. The higher the temperature of the carbonic acid esterification reaction, the faster the reaction rate. Therefore, when it is necessary to increase the yield of the carbonic acid esterified PVA derivative to be obtained and the degree of carbonic acid esterification, the reaction temperature should be within the above range. It is better to raise the temperature.
However, if the temperature at the time of the reaction of the carbonic acid esterification reaction is too high, the reaction becomes non-uniform and the quality of the resulting carbonic acid esterified PVA derivative such as meltability, transparency and mechanical properties is adversely affected, The diaryl carbonate or reaction solvent used may become thermally unstable. Therefore, in such a case, it is preferable to reduce the pressure of the reaction system to maintain the reaction temperature at a low level. The reaction time also varies depending on the carbonic acid esterification conditions such as the charged amount of the polyvinyl alcohol, the type and amount of the diaryl carbonate, the type and amount of the reaction solvent, the reaction temperature, and the target value of the carbonic acid esterification degree, 5 minutes to 50
It is suitable for about time, preferably about 10 minutes to 30 hours. If the time is less than about 5 minutes, the carbonic acid esterification reaction of the polyvinyl alcohol does not proceed sufficiently, resulting in carbonic acid esterified PV.
A derivative cannot be obtained with the target yield and degree of carbonic acid esterification, and when it is longer than about 50 hours,
Further improvement in the degree of carbonic acid esterification cannot be expected, and the formation of intermolecular chain crosslink bonds due to the formation of the crosslinked carbonic acid ester structure composed of the repeating unit represented by the general formula (V) becomes remarkable, which is not preferable for the present invention. Undesirable reaction system gelation is promoted and the resulting carbonate esterified PV
In any case, the derivative A may be subjected to a long-term heat history, resulting in deterioration of quality due to heat deterioration.

【0048】本発明の炭酸エステル化反応は、攪拌機に
よる機械的攪拌などの適当な方法によって攪拌しながら
行うことが好ましい。また、本発明の炭酸エステル化反
応は、得られる炭酸エステル化PVA誘導体の望ましく
ない加水分解や酸化を防止するために、不活性ガス雰囲
気下に行われることが好ましい。不活性ガスとしては、
窒素ガスの他、アルゴンガス、ヘリウムガスなどの希ガ
スが好適に使用され得る。
The carbonic acid esterification reaction of the present invention is preferably carried out while stirring by an appropriate method such as mechanical stirring with a stirrer. The carbonic acid esterification reaction of the present invention is preferably carried out in an inert gas atmosphere in order to prevent undesired hydrolysis and oxidation of the resulting carbonic acid esterified PVA derivative. As an inert gas,
In addition to nitrogen gas, rare gases such as argon gas and helium gas can be preferably used.

【0049】そして、本発明では、前記ポリビニルアル
コールの炭酸エステル化による炭酸エステル化PVA誘
導体の製造法は、特に限定されるものではなく、常法に
したがって行えばよく、バッチ式または連続式のいずれ
においても実施することができる。例えば、所定量の前
記反応溶媒に所定量の前記ポリビニルアルコールを溶解
もしくは膨潤した後、適当な攪拌機付反応装置に供給
し、さらに、所定量の前記炭酸ジアリールおよびエステ
ル化反応触媒をそれぞれ添加し、常圧、あるいは、所定
の減圧または加圧下に、攪拌しながら所定温度に加熱
し、所定時間反応を行えばよい。この場合、前記炭酸ジ
アリールは、所定量を一度に加えられることなく、適宜
量に分割されて加えられることも可能である。また、前
記エステル化反応触媒も、反応系に所要量を一度に添加
してもよく、または、適当な回数に分割して添加しても
よい。さらに、本発明では、前記炭酸エステル化反応時
における前記架橋炭酸エステル構造に基づく、分子鎖間
架橋結合の生成を防ぐために、前記炭酸エステル化反応
に際し、原料ポリビニルアルコールの重合度の選定や、
前述した反応温度や反応時間などの範囲内での可及的に
穏やかな炭酸エステル化反応条件の選定などの配慮も必
要である。
In the present invention, the method for producing the carbonic acid esterified PVA derivative by the carbonic acid esterification of the polyvinyl alcohol is not particularly limited and may be carried out according to a conventional method, either batch type or continuous type. Can also be implemented. For example, after dissolving or swelling a predetermined amount of the polyvinyl alcohol in a predetermined amount of the reaction solvent, it is supplied to a reaction device with a suitable stirrer, further, a predetermined amount of the diaryl carbonate and esterification reaction catalyst, respectively, The reaction may be carried out by heating at a predetermined temperature with stirring under a normal pressure, or a predetermined reduced pressure or a predetermined pressure, and performing a reaction for a predetermined time. In this case, the diaryl carbonate may be added in divided amounts as appropriate without being added in a predetermined amount at a time. Also, the esterification reaction catalyst may be added to the reaction system in a required amount at one time, or may be divided and added in an appropriate number of times. Furthermore, in the present invention, based on the crosslinked carbonic acid ester structure during the carbonic acid esterification reaction, in order to prevent the formation of intermolecular cross-linking bonds, in the carbonic acid esterification reaction, the selection of the degree of polymerization of the raw material polyvinyl alcohol,
It is also necessary to consider the selection of carbonic acid esterification reaction conditions that are as gentle as possible within the range of the reaction temperature and reaction time described above.

【0050】本発明の方法では、続いて、以上のように
して得られた反応液を沈殿溶媒中に加えて、適当な期間
(例えば、一昼夜程度)放置することにより、前記一般
式(VII)に示される化学構造を有する炭酸エステル化P
VA誘導体の沈殿物が得られるのである。前記沈殿溶媒
としては、該炭酸エステル化PVA誘導体に対する貧溶
媒であればよく、1〜4個の炭素原子を有する常温で液
体のアルコール、例えば、メチルアルコール、エチルア
ルコール、n−プロピルアルコール、イソプロピルアル
コール、n−ブチルアルコール、イソブチルアルコール
およびsec−ブチルアルコールなどが挙げられる。こ
れらの中でもメチルアルコールおよびエチルアルコール
が好ましく、エチルアルコールが特に好ましい。前記沈
殿溶媒の使用量は、前記反応液の量の1〜20倍量(容
量比)が好適である。該使用量が1倍量より少ないと、
前記反応液からの炭酸エステル化PVA誘導体の沈殿が
十分に行われず好ましくない。また、該使用量が20倍
量より多いと、前記沈殿溶媒の更なる効果が期待できな
いのは勿論のこと、前記沈殿溶媒の回収に必要以上のエ
ネルギーを消費し、経済上好ましくないなどの問題があ
る。なお、前述の炭酸エステル化反応に際して、前記の
イオン交換樹脂触媒など、固体状の触媒を存在させる場
合は、上記沈殿溶媒中への反応液の添加に先立って、濾
過、遠心分離、その他公知の方法により、該反応液から
固形分を分離する必要がある。
In the method of the present invention, subsequently, the reaction solution obtained as described above is added to the precipitation solvent, and the mixture is allowed to stand for an appropriate period (for example, one day and one night) to obtain the above-mentioned general formula (VII). Carbonated esterified P having the chemical structure shown in
A precipitate of the VA derivative is obtained. The precipitation solvent may be a poor solvent for the carbonic acid esterified PVA derivative, and is an alcohol having 1 to 4 carbon atoms which is liquid at room temperature, for example, methyl alcohol, ethyl alcohol, n-propyl alcohol, isopropyl alcohol. , N-butyl alcohol, isobutyl alcohol, sec-butyl alcohol and the like. Of these, methyl alcohol and ethyl alcohol are preferable, and ethyl alcohol is particularly preferable. The amount of the precipitation solvent used is preferably 1 to 20 times (volume ratio) the amount of the reaction solution. If the amount used is less than 1 time,
The carbonate esterified PVA derivative is not sufficiently precipitated from the reaction solution, which is not preferable. In addition, if the amount used is more than 20 times, further effects of the precipitation solvent cannot be expected, and more energy is consumed for recovery of the precipitation solvent, which is economically unfavorable. There is. When a solid catalyst such as the above-mentioned ion exchange resin catalyst is present in the above-mentioned carbonic acid esterification reaction, prior to addition of the reaction solution to the above precipitation solvent, filtration, centrifugation, other known It is necessary to separate the solid content from the reaction solution according to the method.

【0051】そこで、前記炭酸エステル化PVA誘導体
の沈殿物を含む反応混合物は、濾過、遠心分離などの公
知の方法により、固形分を分離する。そして、前記固形
分は、前記沈殿溶媒として用いたものと同種の溶媒、例
えばエチルアルコールで洗浄後、さらに前記沈澱溶媒と
して用いたものと同種の溶媒、例えばエチルアルコール
を抽出溶剤として、ソックスレー抽出など公知の方法に
より抽出処理して、抽残物である炭酸エステル化PVA
誘導体から残留反応溶媒などの不純物を除去精製するの
である。そして、得られた抽残物を熱風乾燥、真空乾燥
および凍結乾燥などの公知の方法により100℃以下の
温度で乾燥することによって、前述したような各種特性
を持ち、かつ、前記一般式(VII)に示されるような化学
構造を有する本発明の炭酸エステル化PVA誘導体が得
られるのである。
Therefore, the reaction mixture containing the carbonate esterified PVA derivative precipitate is separated into solids by a known method such as filtration or centrifugation. Then, the solid content is washed with the same solvent as that used as the precipitation solvent, for example, ethyl alcohol, and then the same solvent as that used as the precipitation solvent, for example, ethyl alcohol as an extraction solvent, Soxhlet extraction, etc. Carbonate esterified PVA which is a extraction residue after extraction treatment by a known method
The derivative is purified by removing impurities such as residual reaction solvent. Then, the obtained raffinate is dried at a temperature of 100 ° C. or lower by a known method such as hot air drying, vacuum drying, and freeze drying, so that it has the above-mentioned various characteristics and the general formula (VII Thus, the carbonic acid esterified PVA derivative of the present invention having the chemical structure shown in (1) can be obtained.

【0052】ところで、本発明では、前記炭酸エステル
化反応によって得られる炭酸エステル化PVA誘導体中
の、前記一般式(IV)で示される繰り返し単位からなる
モノ炭酸エステル構造の組成割合が多くなると、前述し
た炭酸エステル化PVA誘導体の沈澱溶媒、例えばエチ
ルアルコール中への投入の際に、該モノ炭酸エステル構
造中のフェノキシ基もしくは置換フェノキシ基がエチル
アルコールに対し親和性を示し、炭酸エステル化PVA
誘導体が可溶性となるためか、炭酸エステル化PVA誘
導体の沈澱が生成しにくくなる。そこで、本発明では、
前記炭酸エステル化PVA誘導体の沈澱物を含む反応混
合物の濾過、遠心分離などによる固形分(ポリマー生成
物)の分離・回収に際しては、得られた濾液を回収し、
蒸発缶やロータリーエバポレーターなどにより、濾液中
の前記エチルアルコールや前記反応溶媒を蒸発・濃縮す
ることで除去せしめ、濾液中に溶解している炭酸エステ
ル化PVA誘導体を析出させ、ついで、この析出物の分
離・回収、少量の溶媒による洗浄および乾燥を前述と同
様の方法で行うことにより、前記反応液の前記沈澱溶媒
中への添加によって沈澱しない炭酸エステル化PVA誘
導体を回収することが望ましい。
By the way, in the present invention, when the composition ratio of the monocarbonic acid ester structure consisting of the repeating unit represented by the general formula (IV) in the carbonic acid esterified PVA derivative obtained by the carbonic acid esterification reaction increases, When the carbonic acid esterified PVA derivative is added to a precipitation solvent, for example, ethyl alcohol, the phenoxy group or the substituted phenoxy group in the monocarbonic acid ester structure has an affinity for ethyl alcohol,
Precipitation of carbonate esterified PVA derivative is unlikely to occur because the derivative becomes soluble. Therefore, in the present invention,
When the solid mixture (polymer product) is separated and collected by filtration, centrifugation or the like of the reaction mixture containing the carbonate esterified PVA derivative precipitate, the obtained filtrate is collected,
By using an evaporator or a rotary evaporator, the ethyl alcohol and the reaction solvent in the filtrate are removed by evaporation and concentration to remove the carbonate esterified PVA derivative dissolved in the filtrate, and then the precipitate It is desirable to recover the carbonic acid esterified PVA derivative that does not precipitate by adding the reaction solution to the precipitation solvent by performing separation / collection, washing with a small amount of solvent and drying in the same manner as described above.

【0053】そして、上記濾液からのポリマー生成物の
回収に際して濾液から蒸発せしめた溶媒や、濾液の濃縮
によって得られたポリマー生成物の沈澱の分離・回収に
際して得られた濾液には、未反応のポリビニルアルコー
ルや炭酸ジアリール、反応溶媒、エステル化反応触媒、
副生フェノール系化合物および沈澱溶媒などが含まれて
おり、これらは、必要に応じて回収後、蒸留、液体クロ
マトグラフィーなどのカラムクロマトグラフィー、再結
晶、選択的溶剤抽出、特開平5−125021号公報や
特開平6−157407号公報などに開示されている選
択透過膜を利用した浸透気化法や蒸気透過法など、公知
の分離操作法を単独で用いるか、あるいは、適当に組み
合わせて用いることにより、前記各物質を単離して再使
用に供されるのである。
Then, when recovering the polymer product from the above-mentioned filtrate, the solvent evaporated from the filtrate and the filtrate obtained when separating and recovering the precipitate of the polymer product obtained by concentrating the filtrate are unreacted. Polyvinyl alcohol, diaryl carbonate, reaction solvent, esterification reaction catalyst,
It contains a by-product phenolic compound, a precipitation solvent, and the like. These are, if necessary, recovered, and then subjected to distillation, column chromatography such as liquid chromatography, recrystallization, selective solvent extraction, and JP-A-5-125021. A known separation operation method such as a pervaporation method or a vapor permeation method using a selective permeation membrane disclosed in JP-A-6-157407 or the like is used alone or in appropriate combination. The above substances are isolated and reused.

【0054】[0054]

【実施例】次に、実施例および比較例を述べて本発明を
さらに詳しく説明するが、本発明は、これら実施例およ
び比較例によって何ら限定を受けるものではない。な
お、以下の実施例および比較例において、炭酸エステル
化PVA誘導体(ただし、比較例においては、得られた
固形物をいう)およびその成形品の特性は、下記の方法
によって求めた。
EXAMPLES Next, the present invention will be described in more detail with reference to examples and comparative examples, but the present invention is not limited to these examples and comparative examples. In the following examples and comparative examples, the characteristics of the carbonic acid esterified PVA derivative (however, in the comparative examples, the obtained solid matter) and the molded articles thereof were determined by the following methods.

【0055】(1)炭酸エステル化PVA誘導体の炭酸
エステル化度 炭酸エステル化PVA誘導体の試料100mgを、60
℃で2時間以上減圧乾燥を行い、十分に水分を除いた
後、置換秤量法により精秤した。これを容量200ml
の共栓付き三角フラスコに入れ、0.5N水酸化ナトリ
ウム(NaOH)溶液〔市販品(容量分析用)〕30m
lを加えて、常温で一昼夜加水分解させた。この時、ほ
とんどの炭酸エステル化PVA誘導体試料が溶解し、該
試料中の、前記一般式(I)で示される繰り返し単位か
らなる環状炭酸エステル構造、前記一般式(IV)で示さ
れる繰り返し単位からなるモノ炭酸エステル構造、およ
び、前記一般式(V)で示される繰り返し単位からなる
架橋炭酸エステル構造のエステル部位の全てが加水分解
された。また、炭酸エステル化PVA誘導体試料を全く
入れない系もブランクとして上述と同様の操作を行っ
た。その後、これらをホットプレート上で70℃におい
て4時間加熱し、常温で放冷させた後、イオン交換水5
0mlを加え、攪拌しながら0.5N塩酸(HCl)溶
液〔市販品(容量分析用)〕によって滴定した。なお、
この滴定には自動滴定装置(三菱化学(株)製、GT−
05型)を使用した。そして、塩酸による酸塩基滴定に
より、過剰のアルカリによる中和点(A点)、炭酸ナト
リウムによる中和点(B点)および炭酸水素ナトリウム
による中和点(C点)の3種類の変曲点を求め、この滴
定結果より、炭酸エステル化PVA誘導体試料の加水分
解に消費されたアルカリの消費量を求めて、下記数式
(IV)により炭酸エステル化PVA誘導体の炭酸エステ
ル化度を計算した。
(1) Carbonation degree of carbonic acid esterified PVA derivative 100 mg of a carbonic acid esterified PVA derivative sample
After drying under reduced pressure at 0 ° C. for 2 hours or more to sufficiently remove water, the material was precisely weighed by the displacement weighing method. This has a capacity of 200 ml
0.5m Sodium hydroxide (NaOH) solution [commercial item (for volumetric analysis)] 30m
1 was added and hydrolyzed at room temperature overnight. At this time, most of the carbonic acid esterified PVA derivative sample was dissolved, and the cyclic carbonic acid ester structure composed of the repeating unit represented by the general formula (I) and the repeating unit represented by the general formula (IV) in the sample were dissolved. And the ester moiety of the crosslinked carbonic acid ester structure composed of the repeating unit represented by the general formula (V) were hydrolyzed. In addition, the same operation as described above was carried out with a system containing no carbonate esterified PVA derivative sample as a blank. Then, these are heated on a hot plate at 70 ° C. for 4 hours and allowed to cool at room temperature, and then ion-exchanged water 5
0 ml was added, and the mixture was titrated with a 0.5N hydrochloric acid (HCl) solution [commercial item (for volumetric analysis)] while stirring. In addition,
For this titration, an automatic titrator (Mitsubishi Chemical Co., Ltd., GT-
Type 05) was used. Then, by acid-base titration with hydrochloric acid, there are three types of inflection points: a point of neutralization with excess alkali (point A), a point of neutralization with sodium carbonate (point B), and a point of neutralization with sodium hydrogen carbonate (point C). From the titration result, the consumption amount of the alkali consumed for the hydrolysis of the carbonic acid esterified PVA derivative sample was calculated, and the carbonic acid esterification degree of the carbonic acid esterified PVA derivative was calculated by the following mathematical formula (IV).

【0056】[0056]

【数4】 (Equation 4)

【0057】(2)炭酸エステル化PVA誘導体の赤外
線吸収スペクトル(IR) 日本分光(株)製FT−8000型フーリエ赤外分光光
度計を用いて、下記方法により測定した。 (KBr錠剤法)炭酸エステル化PVA誘導体試料1m
gをKBr(Merck社製)150mgに混合し、6
0℃で2時間以上減圧乾燥し水分を除去した後、加圧錠
剤を形成して測定した。 (フィルム法)60℃で2時間以上減圧乾燥し水分を除
いた炭酸エステル化PVA誘導体試料を、約5重量%濃
度になるように蟻酸(市販特級品、純度:約99重量
%)に溶解し、プラスチックシャーレ上でゆるやかに乾
燥させてフィルムを作製し測定した。 (液膜法)アルカリ塩の窓板としてNaClを用いた。
微量の炭酸エステル化PVA誘導体の液体試料をNaC
l板上にキャストして測定した。
(2) Infrared absorption spectrum (IR) of carbonate esterified PVA derivative It was measured by the following method using an FT-8000 type Fourier infrared spectrophotometer manufactured by JASCO Corporation. (KBr tablet method) Carbonate esterified PVA derivative sample 1 m
g was mixed with 150 mg of KBr (manufactured by Merck), and 6
After drying under reduced pressure at 0 ° C. for 2 hours or more to remove water, pressure tablets were formed and measured. (Film method) A carbonate esterified PVA derivative sample, which was dried under reduced pressure at 60 ° C for 2 hours or more to remove water, was dissolved in formic acid (commercial special grade product, purity: about 99% by weight) to a concentration of about 5% by weight. Then, it was gently dried on a plastic petri dish to prepare a film, and the film was measured. (Liquid film method) NaCl was used as a window plate of an alkali salt.
A small amount of a liquid sample of carbonated PVA derivative was added to NaC.
It was cast on a 1-plate and measured.

【0058】(3)炭酸エステル化PVA誘導体の比重 ザルトリウス(株)製MC−1電子天秤を用い、n−ヘ
キサンを媒体とする置換法により測定した。
(3) Specific gravity of carbonic acid esterified PVA derivative It was measured by a substitution method using n-hexane as a medium, using an MC-1 electronic balance manufactured by Sartorius KK

【0059】(4)炭酸エステル化PVA誘導体のガラ
ス転移温度および融点 示差走査熱量計((株)島津製作所製DSC−50型)
を用い、昇温速度20℃/分の条件で測定した。
(4) Glass transition temperature and melting point of carbonic acid esterified PVA derivative Differential scanning calorimeter (DSC-50 manufactured by Shimadzu Corporation)
Was measured under the conditions of a temperature rising rate of 20 ° C./min.

【0060】(5)成形品の引張り特性 インテスコ(株)製モデル2005引張り試験機を使用
して測定した。炭酸エステル化PVA誘導体の乾燥試料
(炭酸エステル化PVA誘導体を60℃で2時間以上減
圧乾燥し水分を除去したもの)を成形後、23℃、相対
湿度50%(以下「50%RH」と略記)で48時間状
態調節をした。そして、得られた試験片の降状点強度、
破断点強度および破断点伸度の測定を、ASTM D
638に準拠し、23℃、50%RHにおいて行った。
(5) Tensile Properties of Molded Articles Measured using a model 2005 tensile tester manufactured by Intesco Corporation. After molding a dried sample of a carbonic acid esterified PVA derivative (a carbonic acid esterified PVA derivative dried under reduced pressure at 60 ° C. for 2 hours or more to remove water), it was molded at 23 ° C. and a relative humidity of 50% (hereinafter abbreviated as “50% RH”). ) For 48 hours. Then, the yield point strength of the obtained test piece,
Measure strength at break and elongation at break according to ASTM D
According to 638, it was performed at 23 ° C. and 50% RH.

【0061】実施例1 (ポリビニルアルコール/ジメチルスルホキシド溶液の
調製)60℃で3時間以上減圧乾燥したポリビニルアル
コール粉末(日本合成化学工業(株)製、銘柄:NH−
18、平均重合度:1800、ケン化度:98.3モル
%)1.0g(ポリビニルアルコール構造単位成分:
0.0223モル)を精秤し、これを容量100mlの
三角フラスコに入れた。これに30mlのジメチルスル
ホキシド(市販特級品)を加え、80℃で5時間(また
は、ポリビニルアルコール粉末が完全に溶解するまで)
加熱して溶解させた後、一昼夜以上静置して前記ポリビ
ニルアルコール粉末を完全に前記ジメチルスルホキシド
に溶解させ、ポリビニルアルコール/ジメチルスルホキ
シド溶液を調製した。
Example 1 (Preparation of Polyvinyl Alcohol / Dimethyl Sulfoxide Solution) Polyvinyl alcohol powder dried under reduced pressure at 60 ° C. for 3 hours or more (manufactured by Nippon Synthetic Chemical Industry Co., Ltd., brand: NH-
18, average polymerization degree: 1800, saponification degree: 98.3 mol%) 1.0 g (polyvinyl alcohol structural unit component:
(0.0223 mol) was precisely weighed and placed in a 100 ml Erlenmeyer flask. To this, add 30 ml of dimethyl sulfoxide (commercial grade) and keep at 80 ° C for 5 hours (or until the polyvinyl alcohol powder is completely dissolved).
After heating and dissolving, the polyvinyl alcohol powder was completely dissolved in the dimethyl sulfoxide by standing still for one day or more to prepare a polyvinyl alcohol / dimethyl sulfoxide solution.

【0062】(ポリビニルアルコールの炭酸エステル化
反応)上記のように調製したポリビニルアルコール/ジ
メチルスルホキシド溶液(以下、単に「溶液」と略記)
は、時間の経過と共に溶液の下層部と上層部で濃度差を
生じる傾向があるので、溶液を完全に均一な状態にする
ために、反応に先立って、この溶液を80℃で1時間加
熱・攪拌した。この溶液に、触媒としてのテトラn−ブ
チルアンモニウムブロマイド(市販特級品、以下「TB
AB」と略記)63mg(1.96×10-4モル)と炭
酸ジフェニル(東京化成工業(株)製、純度:99.0
重量%以上)6.10g(0.0285モル)とを加え
た後、反応系全体が60mlとなるよう、前記ジメチル
スルホキシドをさらに加え、マグネチックスターラーで
攪拌しながら、オイルバス中で120℃まで昇温し、こ
の温度で6時間保持してポリビニルアルコールの炭酸エ
ステル化反応を行った。
(Carbonate Esterification Reaction of Polyvinyl Alcohol) Polyvinyl alcohol / dimethyl sulfoxide solution prepared as described above (hereinafter simply referred to as “solution”)
Tends to cause a difference in concentration between the lower layer and the upper layer of the solution over time, so in order to make the solution completely uniform, the solution is heated at 80 ° C. for 1 hour before the reaction. It was stirred. To this solution, tetra-n-butylammonium bromide as a catalyst (commercially available special grade product, hereinafter referred to as "TB
Abbreviation "AB") 63 mg (1.96 × 10 -4 mol) and diphenyl carbonate (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., purity: 99.0).
(Wt% or more) 6.10 g (0.0285 mol) was added, and then the above dimethyl sulfoxide was further added so that the total reaction system was 60 ml, and the mixture was stirred with a magnetic stirrer up to 120 ° C in an oil bath. The temperature was raised and the temperature was maintained for 6 hours to carry out a carbonic acid esterification reaction of polyvinyl alcohol.

【0063】ポリビニルアルコールの炭酸エステル化反
応は均一系で進行し、また、反応中、ゲル状物の発生も
見られなかった。上記所定時間経過後、反応溶液を純度
99容量%のエチルアルコール(市販品)500ml中
に投入し、ポリマー生成物を沈殿させ、一夜静置した後
に、遠心分離にかけて分離・回収した。回収したポリマ
ー生成物は、さらに、各回500mlの前記エチルアル
コールで3回洗浄した。次に、このポリマー生成物を前
記エチルアルコール500mlを抽出溶剤として用い、
ソックスレー抽出器で3日間抽出処理して、精製した。
一方、前記遠心分離で得られた濾液は、回収後、ロータ
リーエバポレーターにより前記沈殿溶媒のエチルアルコ
ールおよび前記反応溶媒のジメチルスルホキシドを濃縮
除去し、前記エチルアルコール中への投入によって沈殿
しないポリマー生成物を得たので、これを少量の前記エ
チルアルコールで洗浄処理した。そこで、前記遠心分離
により分離・回収されたポリマー生成物と前記ロータリ
ーエバポレーターによる溶媒の濃縮除去により回収され
たポリマー生成物を一緒にし、これらポリマー生成物に
付着しているエチルアルコールをジオキサンに置換して
凍結乾燥を行い、粉末のポリマー生成物、すなわち、炭
酸エステル化PVA誘導体を得た。該炭酸エステル化P
VA誘導体の収量は1.635gであり、また、0.5
NNaOH溶液加水分解法により求めた炭酸エステル化
度(E)は50.25モル%であった。
The carbonic acid esterification reaction of polyvinyl alcohol proceeded in a homogeneous system, and no gelled material was observed during the reaction. After the lapse of the predetermined time, the reaction solution was poured into 500 ml of ethyl alcohol (commercial product) having a purity of 99% by volume to precipitate a polymer product, which was left standing overnight and then separated and collected by centrifugation. The recovered polymer product was further washed 3 times with 500 ml of the ethyl alcohol each time. Next, this polymer product was used with 500 ml of the ethyl alcohol as an extraction solvent,
The product was extracted with a Soxhlet extractor for 3 days for purification.
On the other hand, the filtrate obtained by the centrifugation is, after recovery, concentrated and removed ethyl alcohol of the precipitation solvent and dimethyl sulfoxide of the reaction solvent by a rotary evaporator, to obtain a polymer product which does not precipitate by charging into the ethyl alcohol. The obtained product was washed with a small amount of the above ethyl alcohol. Therefore, the polymer product separated and recovered by the centrifugation and the polymer product recovered by the concentration removal of the solvent by the rotary evaporator are combined, and the ethyl alcohol attached to these polymer products is replaced with dioxane. Lyophilization was performed to obtain a powdered polymer product, that is, a carbonic acid esterified PVA derivative. The carbonate esterified P
The yield of the VA derivative is 1.635 g, and is 0.5
The carbonic acid esterification degree (E) determined by the NNaOH solution hydrolysis method was 50.25 mol%.

【0064】そして、上記得られた炭酸エステル化PV
A誘導体の化学構造を決定するために、原料のポリビニ
ルアルコールと比較して赤外線吸収スペクトル(IRス
ペクトル)測定を行った。得られた炭酸エステル化PV
A誘導体のIRスペクトルを原料ポリビニルアルコール
のそれと比較して図1に、そしてスペクトルの帰属を表
1に、それぞれ示す。
Then, the carbonic acid esterified PV obtained above
In order to determine the chemical structure of the A derivative, infrared absorption spectrum (IR spectrum) measurement was performed in comparison with polyvinyl alcohol as a raw material. Carbonated esterified PV obtained
The IR spectrum of the A derivative is shown in FIG. 1 in comparison with that of the raw material polyvinyl alcohol, and the spectrum assignment is shown in Table 1.

【0065】[0065]

【表1】 [Table 1]

【0066】この結果により、1755cm-1および1
219cm-1に強い炭酸エステルによるC=OおよびC
−Oの伸縮振動による吸収が確認でき、また、770c
-1と870cm-1には環状炭酸エステルによる吸収を
確認することができた。このことから、得られた炭酸エ
ステル化PVA誘導体中に環状炭酸エステル構造の存在
を確認することができた。さらに、2858cm-1にフ
ェノキシ基によるC−Hの伸縮振動による吸収が存在す
ることから、また、889cm-1に架橋炭酸エステルに
よる対称環伸縮振動の弱い吸収が存在することから、得
られた炭酸エステル化PVA誘導体中にモノ炭酸エステ
ル構造および架橋炭酸エステル構造の存在も確認でき
た。したがって、上記得られた炭酸エステル化PVA誘
導体は、前記一般式(I)で示される繰り返し単位から
なる環状炭酸エステル構造および前記一般式(IV)で示
される繰り返し単位からなるモノ炭酸エステル構造の他
に、前記一般式(V)で示される繰り返し単位からなる
架橋炭酸エステル構造が僅かに存在した化学構造を有す
るものであることが判った。
This result shows that 1755 cm -1 and 1
C = O and C due to strong carbonic acid ester at 219 cm -1
Absorption due to stretching vibration of -O can be confirmed, and 770c
At m −1 and 870 cm −1 , absorption by cyclic carbonic acid ester could be confirmed. From this, it was possible to confirm the presence of a cyclic carbonic acid ester structure in the obtained carbonic acid esterified PVA derivative. Furthermore, since there is absorption by the stretching vibration of C-H by phenoxy groups 2858Cm -1, also, since the presence of weak absorption symmetry ring stretching vibration due to crosslinking carbonate to 889cm -1, the resulting carbonate It was also confirmed that a monocarbonate structure and a crosslinked carbonate structure were present in the esterified PVA derivative. Therefore, the obtained carbonic acid esterified PVA derivative has a cyclic carbonic acid ester structure composed of the repeating unit represented by the general formula (I) and a monocarbonic acid ester structure composed of the repeating unit represented by the general formula (IV). It was found that the compound had a chemical structure in which a crosslinked carbonic acid ester structure consisting of the repeating unit represented by the general formula (V) was slightly present.

【0067】また、得られた炭酸エステル化PVA誘導
体の比重、ガラス転移温度および融点などの物性を測定
したところ、結果は表2に示す通りであった。さらに、
得られた炭酸エステル化PVA誘導体を蟻酸(市販特級
品、純度:約99重量%)に溶解し、プラスチックシャ
ーレ上でゆるやかに乾燥させてフィルムを成形した。こ
のフィルムから、物性測定用の試験片を作製し、該試験
片を用いて、物性、つまり、引張り特性を測定した。結
果を表2に示す。
Physical properties such as specific gravity, glass transition temperature and melting point of the obtained carbonic acid esterified PVA derivative were measured, and the results were as shown in Table 2. further,
The obtained carbonic acid esterified PVA derivative was dissolved in formic acid (commercial special grade product, purity: about 99% by weight) and gently dried on a plastic petri dish to form a film. A test piece for measuring physical properties was produced from this film, and the physical property, that is, the tensile property was measured using the test piece. Table 2 shows the results.

【0068】実施例2 炭酸ジフェニルの使用量を6.10g(0.0285モ
ル)に変えて1.20g(5.61×10-3モル)にし
たこと以外は、実施例1と同様の操作を行った。反応
中、反応液にゲルの発生は認められず、実施例1と同様
の精製処理によって得られた白色粉末状の炭酸エステル
化PVA誘導体の収量および0.5NNaOH溶液加水
分解法で求められた炭酸エステル化度(E)は、それぞ
れ、1.167gおよび14.3モル%であった。得ら
れた炭酸エステル化PVA誘導体のIRスペクトルの測
定結果から、環状炭酸エステル構造およびモノ炭酸エス
テル構造の存在に基づく吸収が確認されたが、架橋炭酸
エステル構造に基づく吸収は確認されなかった。また、
該炭酸エステル化PVA誘導体およびそのフィルムの物
性測定用試験片を用いての物性測定結果は、表2に示す
通りであった。
Example 2 The same operation as in Example 1 except that the amount of diphenyl carbonate used was changed to 6.10 g (0.0285 mol) to 1.20 g (5.61 × 10 −3 mol). I went. No gel was observed in the reaction solution during the reaction, and the yield of the carbonic acid esterified PVA derivative in the form of white powder obtained by the same purification treatment as in Example 1 and the carbonic acid determined by the 0.5N NaOH solution hydrolysis method were used. The degree of esterification (E) was 1.167 g and 14.3 mol%, respectively. From the measurement result of the IR spectrum of the obtained carbonic acid esterified PVA derivative, the absorption based on the presence of the cyclic carbonic acid ester structure and the monocarbonic acid ester structure was confirmed, but the absorption based on the crosslinked carbonic acid ester structure was not confirmed. Also,
The results of measuring the physical properties of the carbonic acid esterified PVA derivative and the test piece for measuring the physical properties of the film were as shown in Table 2.

【0069】実施例3 ジメチルスルホキシドの添加による反応系全体の容量を
60mlに変えて50mlにしたこと、および、炭酸ジ
フェニルの使用量を6.10g(0.0285モル)に
変えて25.7g(0.120モル)にしたこと以外
は、実施例1と同様の操作を行った。反応の途中、反応
液にゲルの発生が認められたが、所定時間反応を続行し
た。反応終了後、実施例1と同様の精製処理によって得
られた海綿状の炭酸エステル化PVA誘導体の収量およ
び0.5NNaOH溶液加水分解法で求められた炭酸エ
ステル化度(E)は、それぞれ、1.723gおよび6
2.5モル%であった。
Example 3 The volume of the whole reaction system was changed to 60 ml by adding dimethyl sulfoxide to 50 ml, and the amount of diphenyl carbonate used was changed to 6.10 g (0.0285 mol) to 25.7 g ( The same operation as in Example 1 was performed, except that the amount was 0.120 mol). Although gel was observed in the reaction solution during the reaction, the reaction was continued for a predetermined time. After completion of the reaction, the yield of the spongy carbonic esterified PVA derivative obtained by the same purification treatment as in Example 1 and the carbonic acid esterification degree (E) determined by the 0.5N NaOH solution hydrolysis method were 1 and 2, respectively. .723 g and 6
It was 2.5 mol%.

【0070】実施例4および5 実施例4および5において、触媒としてのTBABの使
用量を実施例1の63mg(1.96×10-4モル)に
変えて、それぞれ、16mg(5.0×10-5モル)お
よび0.378g(1.17×10-3モル)としたこと
以外は、実施例1と同様の操作を行った。いずれの実施
例においても、反応中、ゲル状物の発生は認められなか
った。各実施例において得られた粉末の炭酸エステル化
PVA誘導体の収量および0.5NNaOH溶液加水分
解法で求められた炭酸エステル化度(E)は、実施例4
ではそれぞれ1.604gおよび49.35モル%、そ
して、実施例5ではそれぞれ1.573gおよび53.
20モル%であった。また、各実施例において、得られ
た炭酸エステル化PVA誘導体のIRスペクトルの測定
結果から、環状炭酸エステル構造、モノ炭酸エステル構
造および架橋炭酸エステル構造の存在に基づく吸収が確
認された。
Examples 4 and 5 In Examples 4 and 5, the amount of TBAB used as a catalyst was changed to 63 mg (1.96 × 10 −4 mol) in Example 1 to obtain 16 mg (5.0 ×). The same operation as in Example 1 was performed except that the amount was 10 −5 mol) and 0.378 g (1.17 × 10 −3 mol). In any of the examples, generation of a gel-like substance was not observed during the reaction. The yield of the powdered carbonic acid esterified PVA derivative obtained in each example and the carbonic acid esterification degree (E) obtained by the 0.5N NaOH solution hydrolysis method are shown in Example 4.
1.604 g and 49.35 mol%, respectively, and in Example 5, 1.573 g and 53.35%, respectively.
It was 20 mol%. In addition, in each of the examples, the absorption based on the presence of the cyclic carbonic acid ester structure, the monocarbonic acid ester structure, and the crosslinked carbonic acid ester structure was confirmed from the measurement result of the IR spectrum of the obtained carbonic acid esterified PVA derivative.

【0071】実施例6 炭酸ジフェニル(東京化成工業(株)製、純度:99.
0重量%以上)6.10g(0.0285モル)に代え
て、炭酸ジ(o−メトキシフェニル)(東京化成工業
(株)製、一級品)7.81g(0.0285モル)を
使用したこと以外は、実施例1と同様の操作を行った。
反応中、ゲル状物の発生は認められず、実施例1と同様
の精製処理によって得られた粉末の炭酸エステル化PV
A誘導体の収量および0.5NNaOH溶液加水分解法
で求められた炭酸エステル化度(E)は、それぞれ、
1.627gおよび51.10モル%であった。また、
得られた炭酸エステル化PVA誘導体のIRスペクトル
の測定結果から、環状炭酸エステル構造、モノ炭酸エス
テル構造および架橋炭酸エステル構造の存在に基づく吸
収が確認された。
Example 6 Diphenyl carbonate (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., purity: 99.
0% by weight or more) 6.10 g (0.0285 mol) was used in place of di (o-methoxyphenyl) carbonate (Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., first-class product) 7.81 g (0.0285 mol). Other than the above, the same operation as in Example 1 was performed.
No gel was observed during the reaction, and the carbonic esterified PV powder obtained by the same purification treatment as in Example 1 was used.
The yield of the A derivative and the carbonation degree (E) determined by the 0.5N NaOH solution hydrolysis method were, respectively,
1.627 g and 51.10 mol%. Also,
From the measurement results of the IR spectrum of the obtained carbonic acid esterified PVA derivative, absorption based on the presence of a cyclic carbonic acid ester structure, a monocarbonic acid ester structure, and a crosslinked carbonic acid ester structure was confirmed.

【0072】比較例1 ブランク試験として、炭酸ジフェニル(東京化成工業
(株)製、純度:99.0重量%以上)および触媒とし
てのTBAB(市販特級品)を添加しなかったこと以外
は、実施例1と同様の操作を行った。得られた固形物の
量および0.5NNaOH溶液加水分解法で求められた
炭酸エステル化度(E)は、それぞれ、0.986gお
よび実質的に0モル%であった。すなわち、得られた固
形物は未反応の原料ポリビニルアルコールそのものであ
ることが判った。また、得られた固形物およびそのフィ
ルムの物性測定用試験片を用いての物性測定結果は、表
2に示す通りであった。
Comparative Example 1 As a blank test, diphenyl carbonate (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., purity: 99.0% by weight or more) and TBAB (commercial special grade) as a catalyst were not added. The same operation as in Example 1 was performed. The amount of the obtained solid matter and the carbonation degree (E) determined by the 0.5N NaOH solution hydrolysis method were 0.986 g and substantially 0 mol%, respectively. That is, it was found that the obtained solid substance was the unreacted raw material polyvinyl alcohol itself. Table 2 shows the results of measuring the physical properties of the obtained solid matter and the film using the test piece for measuring the physical properties.

【0073】[0073]

【表2】 [Table 2]

【0074】比較例2 内容積が200mlのガラス製オートクレーブに、あら
かじめ60℃で3時間以上減圧乾燥したポリビニルアル
コール粉末(日本合成化学工業(株)製、銘柄:NH−
18、平均重合度:1800、ケン化度:98.3モル
%)1.0g(ポリビニルアルコール構造単位成分:
0.983g、0.0223モル)と、30mlのジメ
チルスルホキシド(市販特級品)を投入し、窒素ガスで
パージした後、攪拌しながら80℃で5時間加熱して、
ポリビニルアルコール粉末をジメチルスルホキシドに溶
解させた。次いで、攪拌を行いながら、220℃まで昇
温を続けたところ、上記溶液は、昇温過程で黄色に着色
しだし、220℃到達時には褐色になると同時に流動し
なくなり、約1時間後には黒褐色のゲル状となり、攪拌
が困難となったため、加熱攪拌を中止した。
Comparative Example 2 Polyvinyl alcohol powder (manufactured by Nippon Synthetic Chemical Industry Co., Ltd., brand name: NH-) which had been dried under reduced pressure at 60 ° C. for 3 hours or more in a glass autoclave having an internal volume of 200 ml.
18, average polymerization degree: 1800, saponification degree: 98.3 mol%) 1.0 g (polyvinyl alcohol structural unit component:
0.983 g, 0.0223 mol) and 30 ml of dimethylsulfoxide (commercial special grade product) were charged, and after purging with nitrogen gas, the mixture was heated at 80 ° C. for 5 hours while stirring,
Polyvinyl alcohol powder was dissolved in dimethyl sulfoxide. Next, when the temperature was raised to 220 ° C. with stirring, the solution began to turn yellow in the temperature rising process, and when it reached 220 ° C., it turned brown and stopped flowing, and after about 1 hour, it turned blackish brown. Since it became a gel and stirring became difficult, heating and stirring were stopped.

【0075】比較例3 比較例2と同様のガラス製オートクレーブを使用して、
比較例2と全く同様の処理を行い、ポリビニルアルコー
ルのジメチルスルホキシド溶液を調製した。次いで、こ
の溶液に触媒としてのTBAB(市販特級品)63mg
(1.96×10-4モル)と、炭酸ジフェニル(東京化
成工業(株)製、純度:99.0重量%以上)6.10
g(0.0285モル)とを加えた後、反応系全体が6
0mlとなるよう、ジメチルスルホキシド(市販特級
品)をさらに加え、窒素ガスでパージした。続いて、2
20℃まで昇温してポリビニルアルコールの炭酸エステ
ル化反応を試みた。上記溶液は、220℃への昇温過程
から黄色に着色しだし、220℃への昇温完了時には褐
色になると同時に流動しなくなり、約1時間後には黒褐
色のゲル状となり、攪拌が困難となったため反応を停止
した。
Comparative Example 3 Using the same glass autoclave as in Comparative Example 2,
The same treatment as in Comparative Example 2 was performed to prepare a dimethylsulfoxide solution of polyvinyl alcohol. Then, 63 mg of TBAB (commercial special grade) as a catalyst was added to this solution.
(1.96 × 10 −4 mol) and diphenyl carbonate (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., purity: 99.0% by weight or more) 6.10
After adding g (0.0285 mol), the total reaction system was 6
Dimethylsulfoxide (commercial special grade product) was further added so that the volume became 0 ml, and the mixture was purged with nitrogen gas. Then, 2
The temperature was raised to 20 ° C. and a carbonic acid esterification reaction of polyvinyl alcohol was tried. The above solution starts to turn yellow from the process of raising the temperature to 220 ° C., and upon completion of raising the temperature to 220 ° C., it turns brown and does not flow at the same time. The reaction was stopped.

【0076】前記比較例2および本比較例の結果から、
反応温度を220℃にしたケースでは、炭酸ジフェニル
が全く関与しない、つまり、原料ポリビニルアルコール
自身の分解とポリマー分子鎖間の架橋反応とが支配的と
推定された。したがって、本比較例の生成物は、さらに
化学構造および物性を評価するに値しないものであっ
た。
From the results of Comparative Example 2 and this Comparative Example,
In the case where the reaction temperature was 220 ° C., it was presumed that diphenyl carbonate was not involved at all, that is, the decomposition of the raw material polyvinyl alcohol itself and the crosslinking reaction between polymer molecular chains were dominant. Therefore, the product of this comparative example was not worth further evaluating the chemical structure and physical properties.

【0077】[0077]

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、ポ
リマー分子内に6員の環状構造の炭酸エステルを持ち、
水溶性のものから水不溶性のものに至るまでの種々の物
理的、化学的性質を備えた新規な炭酸エステル化PVA
誘導体が得られる。また、本発明の方法によれば、対応
するモノマーからは合成不可能な上記炭酸エステル化P
VA誘導体を効率よく製造することができ、得られる炭
酸エステル化PVA誘導体も高品質なものとなる。した
がって、本発明の炭酸エステル化PVA誘導体は、得ら
れる該ポリマーエステルの物理的、化学的性質に応じ
て、繊維加工剤、紙加工剤、乳化安定剤、接着剤、粘着
剤、フィルムなどポリビニルアルコール本来の用途に使
用される他、水不溶性のものは単独で、あるいは、該ポ
リマーエステルと相溶性のある他の樹脂や可塑剤と混合
してこれらを改質することにより、塗料、接着剤、バイ
ンダーなどへの応用に有効に利用され得るものである。
As described above, according to the present invention, a polymer having a 6-membered cyclic ester carbonate in the molecule,
Novel carbonated PVA with various physical and chemical properties ranging from water-soluble to water-insoluble
A derivative is obtained. Further, according to the method of the present invention, the above-mentioned carbonic acid esterified P which cannot be synthesized from the corresponding monomer is used.
The VA derivative can be efficiently produced, and the obtained carbonic acid esterified PVA derivative also has high quality. Therefore, the carbonic acid esterified PVA derivative of the present invention is a polyvinyl alcohol such as a fiber processing agent, a paper processing agent, an emulsion stabilizer, an adhesive, a pressure sensitive adhesive, a film, etc., depending on the physical and chemical properties of the obtained polymer ester. In addition to being used for its original purpose, water-insoluble substances alone or by mixing with other resins or plasticizers compatible with the polymer ester and modifying them, paints, adhesives, It can be effectively used for applications such as binders.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】実施例1で得られた炭酸エステル化PVA誘導
体のIRスペクトルとポリビニルアルコールのIRスペ
クトルを比較して示した図である。
FIG. 1 is a view showing an IR spectrum of a carbonic acid esterified PVA derivative obtained in Example 1 and an IR spectrum of polyvinyl alcohol in comparison.

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 下記一般式(I) 【化1】 (ただし式中、aは、該式で示される繰り返し単位から
なる構造の、炭酸エステル化ポリビニルアルコール誘導
体(以下「炭酸エステル化PVA誘導体」という)中に
おけるモル分率を示す)で示される繰り返し単位からな
る環状炭酸エステル構造と、下記一般式(II) 【化2】 (ただし式中、bは、該式で示される繰り返し単位から
なる構造の、炭酸エステル化PVA誘導体中におけるモ
ル分率を示す)で示される繰り返し単位からなるポリビ
ニルアルコール構造と、下記一般式(III) 【化3】 (ただし式中、cは、該式で示される繰り返し単位から
なる構造の、炭酸エステル化PVA誘導体中におけるモ
ル分率を示し、0〜0.3の範囲の値である)で示され
る繰り返し単位からなるポリ酢酸ビニル構造とを含み、
かつ、下記一般式(IV) 【化4】 (ただし式中、R1 は、水素原子、または1〜4個の炭
素原子を有するアルキル基もしくはアルコキシ基を表わ
し、dは、該式で示される繰り返し単位からなる構造
の、炭酸エステル化PVA誘導体中におけるモル分率を
示す)で示される繰り返し単位からなるモノ炭酸エステ
ル構造、および/または、下記一般式(V) 【化5】 (ただし式中、eは、該式で示される繰り返し単位から
なる構造の、炭酸エステル化PVA誘導体中におけるモ
ル分率を示す)で示される繰り返し単位からなる架橋炭
酸エステル構造を含有し、さらに、前記a〜eの値が下
記数式(I) 【数1】 (ただし式中、a、b、dおよびeは、それぞれ、前記
一般式(I)、(II)、(IV)および(V)における
a、b、dおよびeと同じ意味を表わす)および下記数
式(II) 【数2】 (ただし式中、a〜eは、それぞれ、前記一般式(I)
〜(V)におけるa〜eと同じ意味を表わす)を同時に
満足することを特徴とする炭酸エステル化PVA誘導
体。
1. A compound represented by the following general formula (I) (In the formula, a is a repeating unit represented by the formula and represents a mole fraction in a carbonate esterified polyvinyl alcohol derivative (hereinafter referred to as “carbonate esterified PVA derivative”)) And a cyclic carbonic acid ester structure consisting of the following general formula (II): (In the formula, b represents a mole fraction of the structure consisting of the repeating unit represented by the formula in the carbonate esterified PVA derivative), and the polyvinyl alcohol structure consisting of the repeating unit represented by the following general formula (III ) [Chemical 3] (Wherein c represents a mole fraction in the carbonic acid esterified PVA derivative of the structure consisting of the repeating unit represented by the formula, and is a value in the range of 0 to 0.3) And a polyvinyl acetate structure consisting of
Moreover, the following general formula (IV): (In the formula, R 1 represents a hydrogen atom or an alkyl group or an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, and d is a carbonic acid esterified PVA derivative having a structure consisting of the repeating unit represented by the formula. And a monocarbonate structure consisting of repeating units represented by the following general formula (V): (In the formula, e represents a mole fraction of the structure consisting of the repeating unit represented by the formula in the carbonic acid esterified PVA derivative), and contains a crosslinked carbonate structure consisting of the repeating unit. The values of a to e are the following formula (I): (In the formula, a, b, d and e have the same meanings as a, b, d and e in the general formulas (I), (II), (IV) and (V) respectively) and Formula (II) [Equation 2] (In the formula, a to e are respectively represented by the general formula (I).
To (V) have the same meaning as a to e in (V)) at the same time, a carbonic acid esterified PVA derivative.
【請求項2】 ポリビニルアルコールと下記一般式(V
I) 【化6】 (ただし式中、R1 は、前記一般式(IV)におけるR1
と同じ意味を表わし、R 2 は、水素原子、または1〜4
個の炭素原子を有するアルキル基もしくはアルコキシ基
を表わす。なお、R1 とR2 は、同一でも異なっていて
もよい)で示される炭酸ジアリールを反応せしめること
を特徴とする請求項1記載の炭酸エステル化PVA誘導
体の製造法。
2. Polyvinyl alcohol and the following general formula (V
I) [Chemical 6](However, in the formula, R1Is R in the general formula (IV)1
Has the same meaning as TwoIs a hydrogen atom or 1 to 4
Alkyl or alkoxy groups having 4 carbon atoms
Represents Note that R1And RTwoAre the same or different
Reacting a diaryl carbonate represented by
The carbonic acid esterified PVA derivative according to claim 1,
Body manufacturing method.
【請求項3】 反応溶媒中、エステル化反応触媒の存在
下もしくは不存在下に、該反応溶媒の融点以上、かつ、
該反応溶媒の沸点もしくは200℃のいずれか低い方の
温度以下の温度範囲において、ポリビニルアルコールと
炭酸ジアリールとを反応せしめることを特徴とする請求
項2に記載の炭酸エステル化PVA誘導体の製造法。
3. A reaction solvent, in the presence or absence of an esterification reaction catalyst, above the melting point of the reaction solvent, and
The method for producing a carbonic acid esterified PVA derivative according to claim 2, wherein the polyvinyl alcohol and the diaryl carbonate are reacted in a temperature range not higher than the boiling point of the reaction solvent or 200 ° C., whichever is lower.
【請求項4】 反応溶媒が非プロトン性極性溶媒である
ことを特徴とする請求項3に記載の炭酸エステル化PV
A誘導体の製造法。
4. The carbonate esterified PV according to claim 3, wherein the reaction solvent is an aprotic polar solvent.
Method for producing A derivative.
【請求項5】 エステル化反応触媒がアルキルアンモニ
ウム塩、ピリジニウム塩、ジアザビシクロアルケン類、
第3級アミン、アルキルアンモニウム基もしくは第3級
アミノ基を含有するイオン交換樹脂、およびアルカリ性
触媒からなる群より選ばれる塩基触媒であることを特徴
とする請求項3または4に記載の炭酸エステル化PVA
誘導体の製造法。
5. The esterification reaction catalyst is an alkyl ammonium salt, a pyridinium salt, a diazabicycloalkene,
Carbonate esterification according to claim 3 or 4, which is a base catalyst selected from the group consisting of a tertiary amine, an ion exchange resin containing an alkylammonium group or a tertiary amino group, and an alkaline catalyst. PVA
Method for producing derivative.
【請求項6】 炭酸ジアリールが炭酸ジフェニルである
ことを特徴とする請求項2〜5のいずれか1項に記載の
炭酸エステル化PVA誘導体の製造法。
6. The method for producing a carbonated PVA derivative according to claim 2, wherein the diaryl carbonate is diphenyl carbonate.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001247738A (en) * 2000-03-06 2001-09-11 Unitika Chem Co Ltd Polyvinyl alcohol-based resin composition and paper coating agent consisting essentially of the same

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JP2001247738A (en) * 2000-03-06 2001-09-11 Unitika Chem Co Ltd Polyvinyl alcohol-based resin composition and paper coating agent consisting essentially of the same

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