JPS62161803A - 水溶性樹脂の不溶化方法 - Google Patents

水溶性樹脂の不溶化方法

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JPS62161803A
JPS62161803A JP263186A JP263186A JPS62161803A JP S62161803 A JPS62161803 A JP S62161803A JP 263186 A JP263186 A JP 263186A JP 263186 A JP263186 A JP 263186A JP S62161803 A JPS62161803 A JP S62161803A
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JP
Japan
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treatment
crosslinking
acid
polymer
water
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JP263186A
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English (en)
Inventor
Tomohiko Nomura
智彦 野村
Hiroshi Inoue
弘 井上
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Denka Co Ltd
Original Assignee
Denki Kagaku Kogyo KK
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  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、常温処理、加熱処理又は酸処理により自己架
橋させることを特徴とする水溶性樹脂の不溶化方法に関
し、接着剤、バインダー、フィルム等の用途に好適に利
用できる。具体的には水等の溶剤に対する不溶性機能を
生かして、紙の表面サイズ剤、繊維加工剤、顔料コーテ
ィングバインダー、石膏ボード・ガラス繊維・ロックウ
ール・セラミック等の無機物質のバインダー、エマルジ
ョン用乳化安定剤・添加剤、フィルム、シート、パイプ
、チューブ、繊維等の成形物、不織布用バインダー、セ
メントモルタル添加剤、感熱記碌材料、木材・紙・アル
ミ箔・プラスチック等の接着剤等その応用は広範囲にわ
たり、本発明の工業的意義は大きい。
〔従来の技術〕
代表的な水溶性高分子であるポリビニルアルコール(以
下PVAと略記)は、合成#!維ビニロンあるいはフィ
ルムの原料とし、また接着剤、バインダー、被覆剤、乳
化剤として工業的分野において広範囲に使用されてきた
1、かじながらこれらの用途において、しばしば水に対
して不溶化させる必要があり、これまで不溶化に関する
技術ついては長野、山桜、豊島著「ポバール」、高分子
刊行会(1981)P256〜P261や、白石誠著、
高分子加工12月号p、506(1977)に詳述され
ている。
たとえばホルマリン、アセトアルデヒド等を用いるアセ
タール化反応は臭気等の問題によりビニロンの不溶化以
外は実用化されて(・ない。またグリオキザールのよう
なジアルデヒドやジアルデヒド澱粉のような多価アルデ
ヒド化合物はPVAを不溶化することが知られて(・る
が、煮沸水に耐えられるような皮膜とするにはその使用
量を多くする必要があり、熱処理した際着色し易い欠点
がある。
N−メチロール尿素、N−メチロールメラミンもPVA
の架橋剤として使用できるがホルマリンが発生するのが
欠点である。エステル類を用いてPVAを架橋させるこ
とができるが、触媒や高温処理を要す等の欠点がある。
またホウ素、チタン、ジルコン、クロム、銅等の無機系
架橋剤は、PvAとCnmplexを形成して不溶化す
るが、多くの場合これらの無機系架橋剤をPVA水溶液
に添加すると直後に増粘したり、デル化したす17て取
扱いに充分な注意が必要となり、工業的規模で使用され
ている例は極めて少ない。
以上のように架橋剤を添加することにより不溶化する方
法に対して、PvA自身に架橋基を導入して不溶化させ
る提案も少数例知られている。酢酸ビニル−アリリデン
ジアセテート共重合物をケン化すると、側鎖にアルデヒ
ド基が生成し酸処理により容易に架橋する。しかしなが
ら充分な不溶化を与えるためには変性量を高くするとP
VA 製造時に架橋が生じ、さらに着色しやすい為に未
だに実用化されるまでには至っていない。特開昭58−
76403号公報にはアルコキシメチル(メタ)アクリ
ルアミド構造単位をもつPVAを酸触媒または熱処理に
より架橋させる技術が開示されているが、架橋が進行す
る際にアルコールやホルマリンが発生する為に環境衛生
上好ましくない。また自己架橋性は有するものの外的な
作用(酸触媒、熱処理)を与えない限りはまったく不溶
性を示さないことから、架橋させる為の処理が繁雑であ
るという欠点があった。
以上、PvAを工業的かつ効果的に架橋不溶化させるこ
とは予想以上に困難であり、未だ有効な方法は知られて
いない。
〔発明が解決しようとする問題点1 宗 PVA系重合体の架橋処理が繁雑、加橋時に有害物質の
発生をともなみという問題がある。
〔問題点を解決する為の手段〕
本発明は、 一般式 〔式中R1は水素原子又はメチル基、R2,R3゜R4
は水素原子又は低級アルキル基、nlは1又は2、R2
は1,2又は61r:表わす〕で示される構造単位及び
ビニルアルコール構造単位を有する重合体を、単独又は
ポリビニルアルコール系重合体との混合系で、常温処理
、加熱処理又は酸処理することを特徴とする水溶性樹脂
の不溶化方法である。
本発明に使用されるエポキシ基含有PVA系重合体の製
造法については本出願人は既に特願昭59−51158
号明細書において提案している。
本発明におけるエポキシ基構造単位含有量は0.01〜
20モル−〇範囲から選ぶのが好ましい。
0.01モルチより少ないと充分な耐水性を付与できず
、また20モルチを超える場合は耐水性能は変わらない
が、樹脂の架橋−密度が大きくなり樹脂自体の剛直性が
高くなり柔軟性が低下して好ましくない。R1は水素原
子又はメチル基、R2e  R3及びR4は水素原子又
は低級アルキル基であるが、VAと略記)・アリルグリ
シジルエーテル共重合体、vA・(メタ)アリルグリシ
ジルエーテル共重合体、vA・1−(6−ブテニルオキ
シ)−2.6−ニポキシプロパン共重合体、vA・1−
アリルオキシ−3,4−エポキシブタン共重合体VA・
1−アリルオキシ−4,5−エポキシペンタン共重合体
、vA・1−アリルオキシ−3,4−エポキシ−3−メ
チルブタン共重合体、vA・1−アリルオキシ−6,4
−エポキシペンタン共11&体、VA・1−アリルオキ
シ−3,4−エポキシ−3−メチルペンタン共重合体、
vA・1−アリルオキシ−4,5−エポキシ−4−メチ
ルペンタン共重合体、vA・1−アリルオキシ−4゜5
−工メキシヘキサン共重合体、vA・1−アリルオキシ
−4,5−エポキシ−4−メチルヘキサン共重合体、v
A・メタアリル−メチルグリシジルエーテル共1合体、
vA・メタアリル−ジメチルグリシゾルエーテル共重合
体等が用いられる。
第3共重合単位としてビニルエステル単位(たとえば酢
酸ビニル単位)、エチレン、プロピレン等のα−オVフ
ィン、(メタ)アクリル酸、クロトン酸イタコン酸、フ
マル酸等の酸やそのアルキルエステル、(メタ)アクリ
ルアミド、アルキルビニルエーテル、2−アクリルアミ
1s−2−1fkプロパンスルホン酸等を本発明の耐水
性の優れる樹脂の特性を損なわない程度含有していても
さしつかえない。
重合度、ケン化度は用途に応じて適宜選択されるが重合
度は高い方が架橋の効率が高く好ましい。
通常重合度200〜5000(数平均分子量として50
00〜200000)の範囲から選ばれる。
ケン化度は通常99.99〜70モル係のものが望まし
い。
本発明の不溶化方法はエポキシ構造単位及びビニルアル
コール構造単位を有する重合体単独だけではなく、エポ
キシ基t−含有しない通常のPVA系重合体との併用系
においても使用することができ、併用においても優れた
耐水性を維持できる。通常のPVA系重合体としては例
えばビニルアルコール構造単位を含む重合体であればす
べて使用できる。
酢酸ビニルなどのビニルエステルを重合、ケン化した未
変性のPVA 、ビニルエステルとエチレン、(メタ)
アクリル酸、(メタ)アクリルアミド、アルキルビニル
エーテル、(メタ)アクリル酸エステル、無水マレイン
酸、イタコン酸などのエチレン性不飽和モノマー との
共重合体ケン化物、PVA ’e化学反応、グラフト反
応などにより後変性したものがあげられる。重合度、ケ
ン化度については用途により任意に選択される。
本発明の水溶性樹脂の不溶化方法としては、通常水餅液
状あるいは水分散状で成形、加工されるがその場合水が
存在している間は架橋が進行せず、フィルム状態になっ
てはじめて架橋が進行する。
本発明の最大の特徴は、架橋する際に架橋剤/架橋促進
剤あるいは加熱等の処理を施すことなく室温においても
架橋不溶化させることができる点にある。このような性
質は従来のPVA系重合体にはまったく見られない新規
な性質である。
通常室温での架橋は1週間程度で完了するが、架橋を早
めたい時は加熱処理又は酸処理により早めることができ
る。加熱処理条件はエポキシ構造単位の含有量により適
宜選択されるが、40〜100’C,10分〜2時間程
度が好ましく・。酸処理条件は、樹脂の水溶液又は水分
散状態で、塩酸、硫酸、酢酸、p−トルエンスルホン酸
等の無機酸や有機酸を任意に添加できる。添加量は、樹
脂に対して0.1〜80重t%特に1〜50重量%がよ
い。
本発明によれば、従来の架橋不溶化法のような架橋剤/
架橋促進剤を用いる必要がなく、常温で不溶化できるこ
とが最大の特徴であるが、グリオキゾール、グルタルア
ルデヒド等の多価アルデヒドと酸等の従来の架橋剤を併
用することももちろん可能である。
こうして本発明で得られた耐水性の優れた樹脂は水等の
溶剤に対する不溶性機能を生かした様々な用途が期待さ
れる。
〔実施例〕
以下本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明
はこれら実施例に限定されるものではな(・。
水溶液粘度は20℃、4%水溶液のB型粘度計で測定し
たものである。「部」は重量部ヲ、チは特にことわらな
い限り重量%を意味する。
合成例1(実施例1対応) 攪拌機、温度計、還流冷却管、滴下漏斗を備えた51セ
パラブルフラスコに酢酸ビニル2700部、メタノール
300部、2.2’−アゾビスイソブチロニトリル6.
6部、アリルグリシジルエーテル60部を仕込み、窒素
ガスをバブリングして脱酸素後、60℃で10時間共重
合させた。共重合体の固形分濃度は60.6%であった
重合反応液中にメタノール蒸気を吹き込んで未汐応モノ
マーを除去した後、共重合体の30℃、40%のメタノ
ール溶液を調製した。このメタノール溶液3610部に
、2.2Nの水酸化ナトリウムのメタノール溶液112
部を添加して混合すると13分後に系は粘稠となり粒子
が析出した。メタノールで洗浄後、乾燥して白色の共重
合体を得た。この共重合体の水浴液粘度は風乾で11 
cpsであった。伺共貞合体の組成比は酢酸ビニル5.
3モルチ、ビニルアルコール91.3モルチ、エポキシ
基構造単位3.4モルチであった。同、エポキシ基単位
の含有量は酸による開裂法にて求めたものテ、&ル。デ
ルパーミェーションクロマトグラフで求めた数平均分子
量は約30000であった(東洋曹達工業製ccp −
8000、カラムPWXL +()3000 PWXL
+G 5000 pwxLテ測定Lり)。
合成例2〜7(実施例2〜7対応)、比較例1〜2表に
示す単量体を所定量使用する以外は合成例1に準じた方
法により共重合、ケン化して後処理した。得られた重合
体の性状を表に示す。
実施例1〜11、比較例1〜2 各合成例で得られた重合体及び比較例のPVA及びPV
A十架橋剤をガラス板上にてキヤステングフイルムを作
製した後25℃、65SRHの恒温恒湿室にて1週間調
湿した。実施例9〜11については、それぞれ48時間
調湿後、加熱処理又は酸処理を行なった。
こうして得られた各試料につき次の耐水性試験を行い性
能を比較した。
本発明の実施例はいずれもフィルムの溶断時間が長いか
もしくはまったく溶断されず、膨潤度、溶出率は非常に
少ない数値であり優れた耐水性を示した。これに対して
運営のPVA及びPVA+グリオキゾール(酸触媒)で
は常温処理においてまったく充分な耐水性を付与できな
かった。
測定法 フィルム溶断試験 膜厚40μのフィルムを80℃の温水に浸漬してフィル
ムの溶断する時間を測定した。
膨潤度 フィルム溶断試験で使用したフィルムを40°Gの水中
に20時間浸漬させた後フィルムを取り出し次式で険潤
度ft′x出した。
溶出率 フィルム溶断試験で使用したフィルムt−40℃の水中
に20時間浸漬させた後フィルムを取り出し次式で溶出
率を算出した。
エポキシ基の宇量法 1)試料をソックスレー抽出して精製した後に精秤(純
分)し、200−の密栓付フラスコに採り、25威のジ
メチルホルムアミドを加えて40℃以下で溶解させる。
2)常温で25−の0.2N塩酸・ジメチルホルムアミ
ド(1,511L/の塩酸Sp−gr 1.19 t 
100WLlのジメチルホルムアミドに溶解させる。)
をフラスコに加えてよく撮りまぜる。
6)反応混合液を1時間放置した後、2〜3滴のブロモ
フェノールブルーを指示薬として卯え、過剰の酸をQ、
1N NaOH・メタノール溶液にて滴定する。緑色と
なった点を終点とする。
4)本試験とともに空試験を行う。
5)次式によりエポキシ基単量体単位含! (%) ’
e算出する。
ただしF ;0.I N −NaOH・メタノール溶液
の力価係数 B;空試験の滴定鰺数 A;本試験の滴定口数 S;試料採取量<9> M;エポキシ構造単位分子量 〔発明の効果〕 1、  PVAの架橋不溶化が常温で架橋剤/架橋促進
剤を使用することなく容易に自己架橋が進行し、得られ
た皮膜は優れた耐水性を示す。
2、架橋時に有害物質の発生を伴わず、環境衛生上の汚
染の心配がない。
特許出願人 電気化学工業株式会社 手  続  補  正  書 昭和61年5月15日 特許庁長官  宇 賀 道 部 殿 1、事件の表示 昭和61年特許願第2631号 2、発明の名称 水溶性樹脂の不溶化方法 3、補正をする者 事件との関係   特許出願人 住所 ■100 東京都千代田区有楽町1丁目4番1号
明細書の発明の詳細な説明の欄 5、補正の内容 ■)第2頁第5〜6行の「紙の表面サイズ剤」を「紙の
表面サイズ剤・コーティング剤・バインダー等の紙加工
用薬品」と訂正する。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼ 〔式中R_1は水素原子又はメチル基、R_2、R_3
    、R_4は水素原子又は低級アルキル基、n_1は1又
    は2、n_2は1、2又は3を表わす〕 で示される構造単位及びビニルアルコール構造単位を有
    する重合体を、単独又はポリビニルアルコール系重合体
    との混合系で、常温処理、加熱処理又は酸処理すること
    を特徴とする水溶性樹脂の不溶化方法。
JP263186A 1986-01-09 1986-01-09 水溶性樹脂の不溶化方法 Pending JPS62161803A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5225460A (en) * 1990-03-29 1993-07-06 S. C. Johnson & Son, Inc. Crosslinkable surface coatings and methods for producing same

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5225460A (en) * 1990-03-29 1993-07-06 S. C. Johnson & Son, Inc. Crosslinkable surface coatings and methods for producing same

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