JP2001098140A - 水性分散液およびその製造方法 - Google Patents

水性分散液およびその製造方法

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 各種基材との接着性や密着性、貯蔵安定性、
耐候性、疎水性等に優れる水性分散液を提供すること。 【解決手段】 オレフィン系単量体単位から主としてな
る重合体ブロック(A)とカルボキシル基または無水カ
ルボン酸基を有するビニル系単量体の単位2〜100モ
ル%および該ビニル系単量体と共重合可能な他のビニル
系単量体の単位98〜0モル%からなる重合体ブロック
(B)とから構成されるブロック共重合体を前記カルボ
キシル基または無水カルボン酸基に対して0.05当量
以上の塩基性物質の水溶液に分散してなる水性分散液に
より上記課題が解決される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、水性分散液および
その製造方法に関する。本発明の水性分散液は、各種基
材との接着性や密着性、貯蔵安定性、耐候性、疎水性等
に優れる。
【0002】
【従来の技術】ポリプロピレン等のポリオレフィン系樹
脂は、加工性、耐水性、耐油性等の樹脂特性が優れる上
に安価であることから、家庭電化製品や自動車部品用プ
ラスティックとして多量に使用されており、その付加価
値を高めるためにポリオレフィン成形品の表面に塗装を
施したり、他の樹脂との積層体を形成することが試みら
れているが、ポリオレフィンは極性が低く、一般の塗料
や他の樹脂との接着性が悪いという問題がある。
【0003】この問題を解決するために、あらかじめポ
リオレフィン成形品の表面をクロム酸、火炎、コロナ放
電、プラズマ、溶剤等を用いて処理することにより成形
品表面の極性を高め、塗料や他の樹脂との接着性を改善
することが従来より試みられてきたが、これらの処理に
おいては、複雑な工程を必要としたり、腐食性の薬剤を
多量に使用するため危険を伴ったりするといった問題点
があった。
【0004】このような状況下に、ポリオレフィン成形
品の表面を塩素化ポリオレフィンを主成分とするプライ
マーで下塗りする方法が提案されたが、塩素化ポリオレ
フィンは人体に対して有害なトルエン、キシレン等の芳
香族系有機溶媒に溶解させて使用することから、安全性
や環境上の問題が生じるといった欠点があった。そこで
塩素化ポリオレフィンを水性分散化する方法(特開平1
−256556号公報参照)が提案されたが、この方法
においても芳香族系有機溶剤の使用を全くなくすことは
困難である上に、得られる塗布皮膜の耐候性が劣るとい
う欠点がある。
【0005】また、プライマーとして変性ポリオレフィ
ンの水性分散液を使用することが提案されている(特開
平6−73250号公報参照)が、この変性ポリオレフ
ィンはグラフト共重合体であることから、その水性分散
液の安定性を向上させるために界面活性剤を多量に含有
させなければならず、それに起因して塗布皮膜の密着性
が悪化する。さらに、上記の変性ポリオレフィンの水性
分散液で表面処理した無機充填剤をポリオレフィンに添
加すると、ポリオレフィンと無機フィラーとの接着性が
劣るため、ポリオレフィンの機械的物性が低下する。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかして、本発明の目
的は、各種基材との接着性や密着性、貯蔵安定性、耐候
性、疎水性等に優れる水性分散液およびその製造方法を
提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、上記の
目的は、オレフィン系単量体単位から主としてなる重合
体ブロック(A)とカルボキシル基または無水カルボン
酸基を有するビニル系単量体の単位2〜100モル%お
よび該ビニル系単量体と共重合可能な他のビニル系単量
体の単位98〜0モル%からなる重合体ブロック(B)
とから構成されるブロック共重合体を前記カルボキシル
基または無水カルボン酸基に対して0.05当量以上の
塩基性物質の水溶液に分散してなる水性分散液;並びに
オレフィン系単量体単位から主としてなる重合体ブロッ
ク(A)とカルボキシル基または無水カルボン酸基を有
するビニル系単量体の単位2〜100モル%および該ビ
ニル系単量体と共重合可能な他のビニル系単量体の単位
98〜0モル%からなる重合体ブロック(B)とから構
成されるブロック共重合体を前記カルボキシル基または
無水カルボン酸基に対して0.05当量以上の塩基性物
質の水溶液に前記ブロック共重合体の融点以上の温度で
分散することを特徴とする水性分散液の製造方法を提供
することによって達成される。
【0008】
【発明の実施の形態】本発明におけるブロック共重合体
は、以下に述べる重合体ブロック(A)および重合体ブ
ロック(B)から構成されており、例えば、AB型ジブ
ロック共重合体、ABA型トリブロック共重合体、BA
B型トリブロック共重合体などを挙げることができる。
これらのなかでも、AB型ジブロック共重合体が好まし
い。
【0009】ブロック共重合体を構成する重合体ブロッ
ク(A)は、オレフィン系単量体単位から主としてなる
重合体ブロックである。重合体ブロック(A)における
オレフィン系単量体単位の含有量としては、重合体ブロ
ック(A)の全構造単位の合計モル数に基づいて50〜
100モル%の範囲内であるのが好ましく、70〜10
0モル%の範囲内であるのがより好ましく、80〜10
0モル%の範囲内であるのがさらに好ましい。
【0010】オレフィン系単量体単位としては、例え
ば、エチレン;プロピレン、1−ブテン、2−メチル−
1−ブテン、3−メチル−1−ブテン、1−ペンテン、
4−メチル−1−ペンテン、1−ヘキセン、1−オクテ
ン、1−デセン、1−オクタデセン等のα−オレフィ
ン;2−ブテン;イソブチレン、ブタジエン、イソプレ
ン等の共役ジエン;シクロペンタジエン;ビニルシクロ
ヘキサン;β−ピネンなどから誘導される単位を挙げる
ことができ、重合体ブロック(A)は、これらのうち1
種または2種以上を含有することができる。重合体ブロ
ック(A)は、エチレンまたはプロピレンから誘導される
単位を含むのが好ましく、プロピレンから誘導される単
位からなる重合体ブロックまたはプロピレンから誘導さ
れる単位およびプロピレン以外の他のα−オレフィンか
ら誘導される単位からなる共重合体ブロックであるのが
より好ましい。上記のオレフィン系単量体単位がブタジ
エン、イソプレン、シクロペンタジエン等の共役ジエン
から誘導される単位の場合には、残存する不飽和結合が
水素添加されていてもよい。
【0011】重合体ブロック(A)は、必要に応じて、
上記のオレフィン系単量体と共重合可能なビニル系単量
体から誘導される単位を0〜50モル%の範囲内の割合
で含有することができる。該単量体単位の含有量は、0
〜30モル%の範囲内であるのが好ましく、0〜20モ
ル%の範囲内であるのがより好ましい。
【0012】上記のオレフィン系単量体と共重合可能な
ビニル系単量体としては、例えば、(メタ)アクリロニ
トリル;酢酸ビニル、ピバリン酸ビニル等のビニルエス
テル;メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)ア
クリレート、ブチル(メタ)アクリレート、ドデシル
(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)ア
クリレート等の(メタ)アクリル酸エステル;(メタ)
アクリルアミド;N−ビニル−2−ピロリドンなどを挙
げることができ、これらのうち1種または2種以上を用
いることができる。これらのなかでも、メチルアクリレ
ート、エチルアクリレート、酢酸ビニルが好ましい。ま
た、上記の重合体ブロック(A)は、変性されていても
よく、該変性は、塩素化、臭素化等のハロゲン化;クロ
ロスルフォン化;エポキシ化;ヒドロキシル化;無水カ
ルボン酸化;カルボン酸化などの公知の諸法を用いて行
なうことができる。
【0013】本発明におけるブロック共重合体を構成す
る重合体ブロック(B)は、カルボキシル基または無水
カルボン酸基を有するビニル系単量体の単位を重合体ブ
ロック(B)の全構造単位のモル数に基づいて2〜10
0モル%含有しており、該単位の含有量は2〜50モル
%の範囲内であるのが好ましく、2〜30モル%の範囲
内であるのがより好ましい。
【0014】カルボキシル基を有するビニル系単量体と
しては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン
酸、ケイ皮酸、イタコン酸、マレイン酸などを挙げるこ
とができ、これらのうち1種または2種以上を用いるこ
とができる。これらのなかでも、アクリル酸、メタクリ
ル酸が好ましい。
【0015】無水カルボン酸基(式:-CO-O-CO-で示さ
れる基)を有するビニル系単量体としては、例えば、無
水マレイン酸、無水イタコン酸、無水シトラコン酸、ブ
テニル無水コハク酸、テトラヒドロ無水フタル酸などを
挙げることができ、これらのうち1種または2種以上を
用いることができる。これらのなかでも、無水マレイン
酸が好ましい。
【0016】重合体ブロック(B)は、上記のカルボキ
シル基または無水カルボン酸基を有するビニル系単量体
と共重合可能な他のビニル系単量体の単位を重合体ブロ
ック(B)の全構造単位のモル数に基づいて0〜98モ
ル%、好ましくは50〜98モル%、より好ましくは7
0〜98モル%の割合で含有することができる。上記の
他のビニル系単量体としては、スチレン、p−スチレン
スルホン酸およびそのナトリウム塩、カリウム塩等のス
チレン系単量体;(メタ)アクリロニトリル;酢酸ビニ
ル、ピバリン酸ビニル等のビニルエステル;メチル(メ
タ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、ブチ
ル(メタ)アクリレート、ドデシル(メタ)アクリレー
ト、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート等の(メ
タ)アクリル酸エステル;(メタ)アクリルアミド;N
−ビニル−2−ピロリドンなどを挙げることができ、こ
れらのうち1種または2種以上を用いることができる。
これらのなかでも、メチル(メタ)アクリレート、エチ
ル(メタ)アクリレート、スチレン、酢酸ビニルが好ま
しい。また、本発明における重合体ブロック(B)は塩
素化されていてもよい。塩素化はラジカル付加法など公
知の方法を用いて行なうことができる。この塩素化は後
述するブロック共重合体を製造した後に重合体ブロック
(A)と共に行なうこともできる。
【0017】重合体ブロック(A)の数平均分子量とし
ては、1,000〜100,000の範囲内であるのが
好ましく、2,500〜50,000の範囲内であるの
がより好ましい。重合体ブロック(B)の数平均分子量
としては、1,000〜100,000の範囲内である
のが好ましく、2,500〜50,000の範囲内であ
るのがより好ましい。ブロック共重合体の数平均分子量
としては、2,000〜200,000の範囲内である
のが好ましく、5,000〜100,000の範囲内で
あるのがより好ましい。なお、本明細書でいう数平均分
子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(G
PC)法により、標準ポリスチレン検量線から求めた値
である。
【0018】本発明におけるブロック共重合体は、例え
ば、末端にメルカプト基を有する重合体ブロック(A)
の存在下に、重合体ブロック(B)を構成する単量体成
分をラジカル重合することにより製造することができ
る。この方法によれば、目的とする数平均分子量および
分子量分布を有するブロック共重合体を簡便かつ効率的
に製造することができる。末端にメルカプト基を有する
重合体ブロック(A)は、各種の方法により製造するこ
とができ、例えば、末端に二重結合を有するポリオレフ
ィン系重合体に、チオ−S−酢酸、チオ−S−安息香
酸、チオ−S−プロピオン酸、チオ−S−酪酸またはチ
オ−S−吉草酸などを付加させた後、酸またはアルカリ
で処理する方法、アニオン重合法によりポリオレフィン
を製造する際の停止剤としてエチレンスルフィドを用い
る方法などにより製造することができる。
【0019】本発明の水性分散液において、上記したブ
ロック共重合体100重量部に対してオレフィン系重合
体を1〜200重量部配合すると、該水性分散液から形
成される皮膜の強度が向上する。オレフィン系重合体の
配合量としては、水性分散液の貯蔵安定性と被膜の強度
のバランスの観点から、ブロック共重合体100重量部
に対して10〜100重量部の範囲内であるのが好まし
く、10〜50重量部の範囲内であるのがより好まし
い。オレフィン系重合体の配合量が200重量部を超え
ると、得られる水性分散液における分散物質の平均粒子
径が大きくなり、水性分散液の貯蔵安定性が低下する。
【0020】上記のオレフィン系重合体としては、例え
ば低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポ
リエチレン、超低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリ
エチレン、ポリプロピレン、エチレン−酢酸ビニル共重
合体、エチレン−エチルアクリレート共重合体、エチレ
ン−メチルアクリレート共重合体、エチレン−α−オレ
フィン共重合体、エチレン−プロピレン−ジエン(また
はトリエン)三元共重合体などが挙げられ、これらのう
ちの1種または2種以上を用いることができる。上記の
エチレン−α−オレフィン共重合体におけるα−オレフ
ィンとしては、プロピレン、1−ブテン、1−ペンテ
ン、1−ヘキセン、4−メチル−1−ペンテン、1−オ
クテン、1−デセンなどが挙げられ、エチレン−プロピ
レン−ジエン(またはトリエン)三元共重合体における
ジエン(またはトリエン)としては、1,4−ヘキサジ
エン、1,6−オクタジエン、2−メチル−1,5−ヘ
キサジエン、6−メチル−1,6−ヘプタジエン、7−
メチル−1,6−オクタジエン等の鎖状非共役ジエン;
シクロヘキサジエン、ジクロロペンタジエン、メチルテ
トラヒドロインデン、5−ビニルノルボルネン、5−エ
チリデン−2−ノルボルネン、5−メチレン−2−ノル
ボルネン、5−イソプロピリデン−2−ノルボルネン、
6−クロロメチル−5−イソプロペニル−2−ノルボル
ネン等の環状非共役ジエン;2,3−ジイソプロピリデ
ン−5−ノルボルネン、2−エチリデン−3−イソプロ
ピリデン−5−ノルボルネン、2−プロペニル−2,2
−ノルボルナジエン、1,3,7−オクタトリエン、
1,4,9−デカトリエン等のトリエンなどが挙げられ
る。また、上記のオレフィン系重合体は、変性されてい
てもよく、該変性は、塩素化、臭素化等のハロゲン化;
クロロスルフォン化;エポキシ化;ヒドロキシル化;無
水カルボン酸化;カルボン酸化などの公知の諸法を用い
て行なうことができる。
【0021】上記したブロック共重合体および必要に応
じて配合されるオレフィン系重合体を、ブロック共重合
体の重合体ブロック(B)におけるカルボキシル基また
は無水カルボン酸基に対して0.05当量以上の塩基性
物質の水溶液に前記ブロック共重合体の融点以上の温度
で分散させることにより、本発明の水性分散液を製造す
ることができる。なお、上記のオレフィン系重合体を含
む水性分散液を製造する場合には、ブロック共重合体お
よびオレフィン系重合体のうち、融点が高い方の重合体
の融点以上の温度で上記の水溶液に分散させる。上記の
分散を上記の融点より低い温度で行うと、分散物質の平
均粒径が大きくなり、水性分散液の安定性が低下する。
【0022】本発明の水性分散液における分散物質の平
均粒子径としては、貯蔵安定性、各種基材との密着性、
接着性の観点から、0.05〜2μmの範囲内であるの
が好ましく、0.05〜1μmの範囲内であるのがより
好ましい。
【0023】上記の分散は、攪拌手段を備えた耐圧容器
を用いて行なうことができ、攪拌手段としては、特に限
定されないが、大きな剪断力を生じさせる観点から、タ
ービン型攪拌機、コロイドミル、ホモミキサー、ホモジ
ナイザーが好ましい。
【0024】上記の塩基性物質としては、アンモニア、
ヒドロキシアミン、水酸化アンモニウム、ヒドラジン、
ヒドラジン水和物、(ジ)メチルアミン、(ジ)エチル
アミン、(ジ)プロピルアミン、(ジ)ブチルアミン、
(ジ)ヘキシルアミン、(ジ)オクチルアミン、(ジ)
エタノールアミン、(ジ)プロパノールアミン、N−メ
チルジエタノールアミン、トリエチルアミン、N,N−
ジメチルエタノールアミン、2−ジメチルアミノ−2−
メチル−1−プロパノール、2−アミノ−2−メチル−
1−プロパノール、シクロヘキシルアミン、テトラメチ
ルアンモニウムヒドロキシド等のアミン化合物;酸化ナ
トリウム、過酸化ナトリウム、酸化カリウム、過酸化カ
リウム、酸化カルシウム、酸化ストロンチウム、酸化バ
リウム等の金属酸化物;水酸化バリウム、水酸化ナトリ
ウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム、水酸化スト
ロンチウム等の金属水酸化物;水素化ナトリウム、水素
化カリウム、水素化カルシウム等の金属水素化物;炭酸
ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸
水素カリウム、炭酸水素カルシウム等の炭酸塩;酢酸ナ
トリウム、酢酸カリウム、酢酸カルシウム等の酢酸塩な
どが挙げられる。これらのうちでも、入手の容易さ、水
性分散液の安定性の観点から、アンモニア、(ジ)メチ
ルアミン、(ジ)エチルアミン、(ジ)プロピルアミ
ン、N−メチルジエタノールアミン、トリエチルアミ
ン、N,N−ジメチルエタノールアミン、2−ジメチル
アミノ−2−メチル−1−プロパノール、2−アミノ−
2−メチル−1−プロパノール、(ジ)ブチルアミン、
水酸化ナトリウム、水酸化カリウムが好ましく、アンモ
ニア、N,N−ジメチルエタノールアミン、水酸化ナト
リウム、水酸化カリウムがより好ましい。
【0025】これらの塩基性物質は水溶液として用いら
れ、塩基性物質の使用量は、ブロック共重合体の重合体
ブロック(B)におけるカルボキシル基または無水カル
ボン酸基に対して0.05当量以上であり、分散粒子径
を微細化する観点から、0.2〜5.0当量の範囲内で
あるのが好ましく、0.3〜1.5当量の範囲内である
のがより好ましい。
【0026】本発明の水性分散液におけるブロック共重
合体と塩基性物質の水溶液との配合割合は、ブロック共
重合体5〜70重量部に対して塩基性物質の水溶液95
〜30重量部の範囲内であるのが好ましい。本発明の水
性分散液中においてブロック共重合体は、重合体ブロッ
ク(B)におけるカルボキシル基または無水カルボン酸
基の5モル%以上が塩基性物質によって中和されること
により、塩を形成する。
【0027】本発明の水性分散液には、必要に応じて、
増粘剤、消泡剤等を添加することができる。さらに、塗
布される素材の濡れ性を改善するために、少量の有機溶
剤を添加してもよい。また、本発明の水性分散液は、上
記の化合物の他に、必要に応じて、酸化防止剤、耐候安
定剤、熱分解防止剤等の各種安定剤;酸化チタン、有機
顔料等の着色剤;カーボンブラック、フェライト等の導
電性付与剤などを含んでもよい。本発明の水性分散液に
は、必要に応じてエポキシ化合物、アジリジン化合物、
オキサゾリン化合物、カルボジイミド化合物等の硬化剤
を配合することができる。
【0028】本発明の水性分散液を用いて有機系または
無機系の粒子の表面を処理することによって、オレフィ
ン系単量体単位から主としてなる重合体ブロック(A)
とカルボキシル基または無水カルボン酸基を有するビニ
ル系単量体の単位2〜100モル%および該ビニル系単
量体と共重合可能な他のビニル系単量体の単位98〜0
モル%からなる重合体ブロック(B)とから構成される
ブロック共重合体の塩または該塩100重量部とオレフ
ィン系重合体1〜200重量部からなる重合体組成物が
吸着した粒子(以下、これを「複合粒子」ということが
ある)が得られる。この複合粒子は、その核となる粒子
の表面の全部に上記のブロック共重合体の塩または上記
の重合体組成物が吸着していても、表面の一部に上記の
ブロック共重合体の塩または上記の重合体組成物が吸着
していてもよい。上記のブロック共重合体の塩は、該ブ
ロック共重合体が含有するカルボキシル基の5モル%以
上が塩基性物質により中和されており、20モル%以上
が中和されているのが好ましく、30モル%以上が中和
されているのがより好ましい。ここで、上記の複合粒子
およびその核となる粒子の大きさは、用途によって適宜
選択可能であるが、その長径が0.01μm〜50mm
の範囲内であるのが好ましく、0.05〜100μmの
範囲内であるのがより好ましい。
【0029】上記の処理は、例えば、核となる粒子に本
発明の水性分散液を加えて攪拌する方法、核となる粒子
を水中で混合攪拌して懸濁状態とし、この水懸濁液に本
発明の水性分散液を攪拌しながら添加して均一に分散さ
せる方法、核となる粒子の製造中(例えば、核となる粒
子の原料を粉砕する工程、核となる粒子を水溶液中から
析出させる工程など)に本発明の水性分散液を加える方
法などにより行なうことができる。また、上記の処理
後、複合粒子を沈殿させて濾過、乾燥させる方法などに
より、複合粒子を乾燥状態で得ることもできる。
【0030】また、上記の複合粒子は、本発明の水性分
散液を乾燥させて上記のブロック共重合体の塩または上
記の重合体組成物を得、これを核となる粒子とブレンド
することによっても製造することができる。粒子表面に
ブロック共重合体の塩または上記の重合体組成物を均一
に吸着させる観点から、上記した水中での表面処理を行
うのが好ましい。また、粒子の水懸濁液と本発明の水性
分散液との混合は、種々の方法で行うことができるが、
剪断力が生じるホモミキサー、コロイドミル、ボールミ
ル、サンドミル、ホモジナイザー等を用いて行うのが好
ましい。
【0031】上記の複合粒子の核となる有機系の粒子と
しては、例えば、木紛、パルプ粉;アゾ顔料、アゾレー
キ顔料、縮合アゾ顔料、アントラキノン、チオインジ
ゴ、オキサジン、キナクリドン、酸性染料または塩基性
染料のレーキおよびトナー;銅フタロシアニンおよびそ
の誘導体、縮合多環顔料およびそれらの混合物および修
飾物;レーヨン、ビニロン、ポリアミド、ポリアミドイ
ミド、ポリイミド、ポリテトラフルオロエチレン等の高
分子の粒子などが挙げられ、これらのうち1種または2
種以上を用いることができる。これらのなかでも、水酸
基、アミノ基およびカルボキシル基のうち少なくとも1
種の官能基を表面に有する有機系の粒子を用いるのが好
ましい。複合粒子をポレオレフィン系樹脂の充填材とし
て使用する場合、機械的性質改良効果の点から、木粉、
パルプ粉、レーヨンの粒子、ビニロンの粒子がより好ま
しい。
【0032】上記の複合粒子の核となる無機系の粒子と
しては、例えば、タルク、クレー、カオリン、マイカ等
のケイ酸塩;シリカ、酸化チタン、酸化鉄、酸化亜鉛等
の酸化物;水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム等
の水酸化物;炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム等の炭
酸塩;硫酸バリウム、硫酸カルシウム等の硫酸塩;カー
ボンブラック、ベンガラ、アンチモンレッド、カドミウ
ムイエロー、コバルトブルー、紺青、群青等の有色顔料
などが挙げられ、これらのうち1種または2種以上を用
いることができる。特に、水酸基、アミノ基およびカル
ボキシル基のうち少なくとも1種の官能基を表面に有し
ている無機系の粒子を用いるのが好ましい。上記の有機
系または無機系の粒子の形状としては、針状、繊維状、
粉末状などの形状が挙げられ、複合粒子をポレオレフィ
ン系樹脂の充填材として使用する場合、機械的性質改良
効果の点から、針状、繊維状の形状が好ましい。
【0033】本発明の水性分散液は、分散物質の粒子径
が小さいため、貯蔵安定性が良好であり、相分離が起こ
りにくい。このため、本発明の水性分散液は、ポリオレ
フィン系樹脂、特にポリプロピレンに対する接着性(密
着性)に優れており、極性基材に対する接着性にも優れ
ることから、塗装や接着の際のプライマー、塗料、接着
剤として有用である。さらに、本発明の水性分散液は、
フィルム、紙、木、金属、プラスティック等のコーティ
ング剤(防水剤用途、離型剤用途、ヒートシール剤用途
等);塗装や接着におけるプライマーおよびアンカーコ
ート剤;水性塗料、水性接着剤、水性インキ等の改質剤
(顔料分散、光沢付与、耐摩耗性付与、耐水化等);イン
クジェットインキやカラーコピーのバインダー;トナー
の改質剤;つやだし剤;金属表面処理剤などとして有用
である。また、ブロック共重合体の塩が吸着した複合粒
子は、ポリオレフィンへの分散性に優れ、該複合粒子を
配合することにより各種物性に優れたポリオレフィン組
成物が得られる。
【0034】
【実施例】以下に、実施例により本発明を詳細に説明す
るが、本発明はこれらにより何ら限定されるものではな
い。なお、下記の実施例および比較例において、分散粒
子の平均粒子径測定、炭酸カルシウム表面への吸着量、
炭酸カルシウムの最大サイズ、成形品表面の平滑性、成
形品の色差の物性試験は、次のようにして行った。
【0035】(平均粒子径測定)大塚電子株式会社製
「ELS800」を用いて光散乱法により測定した。 (炭酸カルシウム表面への重合体の吸着量)ブロック共
重合体の塩およびポリオレフィン系重合体が表面に吸着
した炭酸カルシウムの重量W1を測定後、400℃で2
0分加熱し、加熱後の重量W2を測定した。下記(1)
式により上記の重合体の吸着量を算出した。 (1−W2/W1)×100 (1) (炭酸カルシウムの最大サイズ)実施例および比較例で
得られたシートの破断面を走査型電子顕微鏡を用いて1
00〜10000倍に拡大して撮影した写真により炭酸
カルシウムの最大サイズを測定した。同時に凝集塊の有
無を確認した。 (表面平滑性)実施例および比較例で得られたシートを
目視により次のような2段階評価を行った。 ○:プレス型面よりも粗い表面が5%未満である。 ×:シート表面の5%以上がプレス型面よりも粗い表面
である。 (表面色測定)実施例および比較例で得られたシートの
表面色は、日本電色工業株式会社製色差計「Z1001
DP」を用いて標準白板との色差(ΔE)を測定した。Δ
Eが大きいほど、標準白板との色差が大きく、着色して
いることを表している。
【0036】参考例1:ブロック共重合体(I)(ポリ
プロピレンブロック/エチルアクリレ ート−アクリル酸ブロック共重合体)の製造 (1)ポリプロピレン(三菱化学株式会社製「三菱ノー
ブレンMH8」)を二軸押出機に供給し、420℃で溶
融混練して熱分解させて、末端に二重結合を有するポリ
プロピレンを製造した。 (2)上記(1)で得られた末端に二重結合を有するポ
リプロピレン100重量部、トルエン1000重量部お
よびチオ−S−酢酸30重量部を反応器に入れて、内部
を充分に窒素置換した後、2,2'−アゾビスイソブチ
ロニトリル10重量部を加えて、90℃で6時間反応さ
せて、末端にチオアセチル基を有するポリプロピレンを
製造した。 (3)上記(2)で得られた末端にチオアセチル基を有
するポリプロピレン60重量部を、トルエン100重量
部とn−ブタノール20重量部の混合溶媒中に溶解し、
水酸化カリウムの7%n-ブタノール溶液1重量部を加
えて、窒素中トルエン還流温度で6時間反応させること
により、末端にメルカプト基を有するポリプロピレンを
製造した。
【0037】(4)上記(3)で得られた末端にメルカ
プト基を有するポリプロピレン50重量部をトルエン5
00重量部に溶解し、これにエチルアクリレート180
重量部、アクリル酸20重量部を加えて、窒素中、90
℃で、重合速度が1時間あたり約10%になるように
1,1'−アゾビス(シクロヘキサン−1−カルボニト
リル)を加え、重合率が95%になった時点で反応を停
止した。反応液を冷却後、溶媒を除去し、ポリプロピレ
ンブロック(A)およびエチルアクリレート−アクリル
酸ブロック(B)〔エチルアクリレート:アクリル酸=
90:10(重量比)〕から構成されるAB型ジブロッ
ク共重合体(以下、「ブロック共重合体(I)」と称す
る)を得た。得られたブロック共重合体(I)の重合体
ブロック(A)の数平均分子量は8,200、重合体ブ
ロック(B)の数平均分子量は28,000、ブロック
共重合体(I)の数平均分子量は36,200であり、
融点は148℃であった。
【0038】参考例2:ブロック共重合体(II)(ポリ
プロピレンブロック/エチルアクリレート−無水マレイ
ン酸ブロック共重合体)の製造 参考例1の(3)で得られた末端にメルカプト基を有す
るポリプロピレン50重量部をトルエン500重量部に
溶解し、これにエチルアクリレート180重量部、無水
マレイン酸20重量部を加えて、窒素中、90℃で、重
合速度が1時間あたり約10%になるように1,1'−
アゾビス(シクロヘキサン−1−カルボニトリル)を加
え、重合率が95%になった時点で反応を停止した。反
応液を冷却後溶媒を除去し、ポリプロピレンブロック
(A)およびエチルアクリレート−無水マレイン酸ブロ
ック(B)〔エチルアクリレート:無水マレイン酸=9
0:10(重量比)〕から構成されるAB型ジブロック
共重合体(以下、「ブロック共重合体(II)」と称す
る)を得た。得られたブロック共重合体(II)の重合体
ブロック(A)の数平均分子量は8,200、重合体ブ
ロック(B)の数平均分子量は27,100、ブロック
共重合体(II)の数平均分子量は35,300であり、
融点は146℃であった。
【0039】参考例3:ブロック共重合体(III)(ポ
リプロピレン−α−オレフィンブロック/エチルアクリ
レート−アクリル酸ブロック共重合体)の製造 (1)プロピレン−α−オレフィン共重合体(三井化学
株式会社製「タフマーXR110T」)500gを1L
の反応器に入れ、内温が390℃になるまで昇温し、2
時間減圧下で攪拌することにより、末端に2重結合を有
するプロピレン−α−オレフィン共重合体を得た。末端
2重結合量は、188.7μmol/gであった。 (2)上記(1)で得られた末端に二重結合を有するプ
ロピレン−α−オレフィン共重合体100重量部、キシ
レン300重量部およびチオ−S−酢酸4.3重量部を
反応器に入れて、内部を充分に窒素置換した後、2,
2'−アゾビスイソブチロニトリル0.1重量部を加え
て、90℃で2時間反応させて、末端にチオアセチル基
を有するプロピレン−α−オレフィン共重合体を製造し
た。末端チオアセチル基量は、179.2μmol/g
であり、付加反応率は、95%であった。 (3)上記(2)で得られた末端にチオアセチル基を有
するプロピレン−α−オレフィン共重合体100重量部
を、キシレン120重量部とn−ブタノール30重量部
の混合溶媒中に溶解し、水酸化ナトリウムの4%n-ブ
タノール溶液5.7重量部を加えて、窒素中トルエン還
流温度で1時間反応させることにより、末端にメルカプ
ト基を有するプロピレン−α−オレフィン共重合体を製
造した。末端メルカプト基量は、175.6μmol/
gであり、反応率は、98%であった。
【0040】(4)上記(3)で得られた末端にメルカ
プト基を有するポリプロピレン−α−オレフィン共重合
体100重量部をキシレン150重量部に溶解し、これ
にエチルアクリレート80重量部、アクリル酸10重量
部を加えて、窒素中、90℃で、重合速度が1時間あた
り約10%になるように1,1'−アゾビス(シクロヘ
キサン−1−カルボニトリル)を加え、重合率が95%
になった時点で反応を停止した。反応液を冷却後、溶媒
を除去し、プロピレン−α−オレフィン共重合体(A)
およびエチルアクリレート−アクリル酸ブロック(B)
〔エチルアクリレート:アクリル酸=90:10(重量
比)〕から構成されるAB型ジブロック共重合体(以
下、「ブロック共重合体(III)」と称する)を得た。
得られたブロック共重合体(III)の重合体ブロック
(A)の数平均分子量は5,300、重合体ブロック
(B)の数平均分子量は4,500、ブロック共重合体
(III)の数平均分子量は9,800であり、融点は1
03℃であった。
【0041】参考例4:カルボキシル基を含有する変性
プロピレン−α−オレフィン共重合体(グラフト共重合
体)の製造 攪拌機、冷却管および滴下ロートを備えた四つ口フラス
コ中に、プロピレン─ブテン共重合体(プロピレンを成
分として75モル%含有しているもの)300gを仕込
んで加熱溶融させた後、系の温度を180℃に保って、
無水マレイン酸25gおよびジクミルパーオキサイド5
gを攪拌しながら各々3時間かけて滴下し、その後さら
に3時間反応させた。反応終了後、得られた反応生成物
を多量のアセトン中に投入し、カルボキシル基を含有す
る変性プロピレン−ブテン共重合体を得た。得られた共
重合体の融点は138℃であった。
【0042】実施例1 攪拌機を備えた0.5lのオートクレーブに参考例1で
得られたブロック共重合体(I)35gおよび水300
mlを入れ、160℃で攪拌した。次に、10%の水酸
化ナトリウム水溶液15mlをギヤポンプを用いて1時
間かけて系内に供給した。その後、さらに30分間攪拌
後、室温まで冷却して水性分散液を得た。得られた水性
分散液の分散粒子は真球状で平均粒子径を測定したとこ
ろ0.4μmであった。この水性分散液は1週間静置し
ても粒子径に変化はなく安定であった。
【0043】次に、攪拌機を備えた1.0lの反応槽に
7.5wt%の炭酸カルシウム(平均粒径0.3μm)
の水分散液500gおよび上記で得られたブロック共重
合体(I)の水性分散液8.5gを入れ、70℃で2時
間攪拌した。その後スラリー液を吸引ろ過し、120℃
で12時間真空乾燥することにより、ブロック共重合体
(I)が表面に吸着している炭酸カルシウムの粉末を得
た。得られた炭酸カルシウムの粉末30gおよびポリプ
ロピレン70gをロール混練機にて170℃で溶融混練
したのち、表面が鏡面のステンレス板をプレス型とし
て、熱プレスによってシートを得た。得られたシートの
表面平滑性、色差および炭酸カルシウムの最大サイズを
表1に示した。この結果から、ブロック共重合体(I)
が吸着している炭酸カルシウムはポリプロピレンへの分
散性に優れていることが分かる。
【0044】実施例2 攪拌機を備えた0.5lのオートクレーブに参考例2で
得られたブロック共重合体(II)35gおよび水300
mlを入れ、160℃で攪拌した。次に、10%の水酸
化ナトリウム水溶液15mlをギヤポンプを用いて1時
間かけて系内に供給した。その後、さらに30分間攪拌
後、室温まで冷却して水性分散液を得た。得られた水性
分散液の分散粒子は真球状で平均粒子径を測定したとこ
ろ0.35μmであった。この水性分散液は1週間静置
しても粒子径に変化はなく安定であった。
【0045】次に、攪拌機を備えた1.0lの反応槽に
7.5wt%の炭酸カルシウム(平均粒径0.3μm)
の水分散液500gおよび上記で得られたブロック共重
合体(II)の水性分散液8.5gを入れ、70℃で2時
間攪拌した。その後スラリー液を吸引ろ過し、120℃
で12時間真空乾燥することにより、ブロック共重合体
(II)が表面に吸着している炭酸カルシウムの粉末を得
た。得られた炭酸カルシウムの粉末30gおよびポリプ
ロピレン70gをロール混練機にて170℃で溶融混練
したのち、表面が鏡面のステンレス板をプレス型とし
て、熱プレスによってシートを得た。得られたシートの
表面平滑性、色差および炭酸カルシウムの最大サイズを
表1に示した。この結果から、ブロック共重合体(II)
が吸着している炭酸カルシウムはポリプロピレンへの分
散性に優れていることが分かる。
【0046】実施例3 攪拌機を備えた0.5lのオートクレーブに極限粘度
0.12dl/g、密度0.89g/cm3、融点14
4℃のポリプロピレン15g、および参考例1で得られ
たブロック共重合体(I)35gおよび水300mlを
入れ、160℃で攪拌した。次に、10%の水酸化ナト
リウム水溶液15mlをギヤポンプを用いて1時間かけ
て系内に供給した。その後、さらに30分間攪拌後、室
温まで冷却して水性分散液を得た。得られた水性分散液
の分散粒子は真球状で平均粒子径を測定したところ0.
55μmであった。この水性分散液は1週間静置しても
粒子径に変化はなく安定であった。
【0047】次に、攪拌機を備えた1.0lの反応槽に
7.5wt%の炭酸カルシウム(平均粒径0.3μm)
の水分散液500gおよび上記で得られたブロック共重
合体(I)およびポリプロピレンの水性分散液8.5g
を入れ、70℃で2時間攪拌した。その後スラリー液を
吸引ろ過し、120℃で12時間真空乾燥することによ
り、ブロック共重合体(I)およびポリプロピレンが表
面に吸着している炭酸カルシウムの粉末を得た。得られ
た炭酸カルシウムの粉末30gおよびポリプロピレン7
0gをロール混練機にて170℃で溶融混練したのち、
表面が鏡面のステンレス板をプレス型として、熱プレス
によってシートを得た。得られたシートの表面平滑性、
色差および炭酸カルシウムの最大サイズを表1に示し
た。この結果から、ブロック共重合体(I)およびポリ
プロピレンが吸着している炭酸カルシウムはポリプロピ
レンへの分散性に優れていることが分かる。
【0048】実施例4 攪拌機、コンデンサーを備えた0.5lの反応槽に参考
例3で得られたブロック共重合体(III)50gおよび
キシレン250gを入れ、100℃で溶解させた。次
に、1%の水酸化ナトリウム水溶液300gを滴下ロー
トを用いて1時間かけて系内に供給し、キシレン−水懸
濁液を得た。この懸濁液中のキシレンを留去すること
で、粗乳化物を得た。この粗乳化物300g(樹脂分5
0g)をオートクレーブに仕込み、160℃で1時間攪
拌した。攪拌後、室温まで冷却して水性分散液を得た。
得られた水性分散液の分散粒子は真球状で平均粒子径を
測定したところ0.3μmであった。この水性分散液は
1週間静置しても粒子径に変化はなく安定であった。
【0049】次に、攪拌機を備えた1.0lの反応槽に
7.5wt%の炭酸カルシウム(平均粒径0.3μm)
の水分散液500gおよび上記で得られたブロック共重
合体(III)の水性分散液8.5gを入れ、70℃で2
時間攪拌した。その後スラリー液を吸引ろ過し、120
℃で12時間真空乾燥することにより、ブロック共重合
体(III)が表面に吸着している炭酸カルシウムの粉末
を得た。得られた炭酸カルシウムの粉末30gおよびポ
リプロピレン70gをロール混練機にて170℃で溶融
混練したのち、表面が鏡面のステンレス板をプレス型と
して、熱プレスによってシートを得た。得られたシート
の表面平滑性、色差および炭酸カルシウムの最大サイズ
を表1に示した。この結果から、ブロック共重合体(II
I)が吸着している炭酸カルシウムはポリプロピレンへ
の分散性に優れていることが分かる。
【0050】比較例1 7.5wt%の炭酸カルシウム(平均粒径0.3μm)
の水スラリー液500gを吸引ろ過し、120℃で12
時間真空乾燥することにより、炭酸カルシウムの粉末を
得た。得られた炭酸カルシウムの粉末30gおよびポリ
プロピレン70gをロール混練機にて170℃で溶融混
練したのち、表面が鏡面のステンレス板をプレス型とし
て、熱プレスによってシートを得た。得られたシートの
表面平滑性、色差および炭酸カルシウムの最大サイズを
表1に示した。このとき炭酸カルシウムは凝集塊を形成
していた。この結果から、表面未処理の炭酸カルシウム
は、ポリプロピレンへの分散性に劣ることが分かる。
【0051】比較例2 攪拌機を備えた1リットルのフラスコに参考例3で得ら
れた変性プロピレン−α−オレフィン共重合体(グラフ
ト共重合体)100gを仕込み、加熱溶融した後、非イ
オン性界面活性剤(ノニオンNS−212:日本油脂株
式会社製の商品名)12gを加え、次いでエタノールア
ミン(0.7当量)を加えた。得られた組成物を100
℃に保ち、90℃の水300gを強く攪拌しながら少量
ずつ加えて、乳白色の水性分散液を得た。得られた水性
分散粒子は真球状で平均粒子径を測定したところ、0.
32μmであった。この水性分散液は1週間静置しても
粒子径に変化はなく安定であった。
【0052】次に、攪拌機を備えた1.0lの反応槽に
7.5wt%の炭酸カルシウム(平均粒径0.3μm)
の水分散液500gおよび上記で得られた変性プロピレ
ン−α−オレフィン共重合体の水性分散液8.5gを入
れ、70℃で2時間攪拌した。その後スラリー液を吸引
ろ過し、120℃で12時間真空乾燥することにより、
変性プロピレン−α−オレフィン共重合体が表面に吸着
している炭酸カルシウムの粉末を得た。得られた炭酸カ
ルシウムの粉末30gおよびポリプロピレン70gをロ
ール混練機にて170℃で溶融混練したのち、表面が鏡
面のステンレス板をプレス型として、熱プレスによって
シートを得た。得られたシートの表面平滑性、色差およ
び炭酸カルシウムの最大サイズを表1に示した。このと
き炭酸カルシウムは凝集塊を形成していた。この結果か
ら、グラフト共重合体が炭酸カルシウムに吸着している
場合には、炭酸カルシウムのポリプロピレンへの分散性
は劣ることがわかる。
【0053】
【表1】
【0054】
【発明の効果】本発明によれば、各種基材との接着性や
密着性、貯蔵安定性、耐候性、疎水性等に優れる水性分
散液およびその製造方法が提供される。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C08L 23/02 (72)発明者 伊藤 厚志 岡山県倉敷市酒津2045番地の1 株式会社 クラレ内 Fターム(参考) 4F070 AA12 AA15 AA29 AA32 AA37 AB03 AB08 AB09 AB11 AB22 AC14 AC16 AE14 CA01 CB01 CB13 DB03 DC05 DC12 DC13 4J002 BB03X BB05X BB06X BB07X BB12X BB15X BB20X BB21X BB24X BB27X BP02W BP021 DB016 DE056 DE086 DE096 DE216 DE226 DF006 EG026 EG036 EN026 EN106 EN136 EQ026 FD090 FD110 FD140 FD316 GH00 GH01 GJ01 GS00 HA07 4J026 HA02 HA03 HA04 HA10 HA11 HA15 HA16 HA19 HA20 HA39 HA48 HB06 HB08 HB10 HB11 HB12 HB19 HB20 HB38 HB44 HB45 HE01

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 オレフィン系単量体単位から主としてな
    る重合体ブロック(A)とカルボキシル基または無水カ
    ルボン酸基を有するビニル系単量体の単位2〜100モ
    ル%および該ビニル系単量体と共重合可能な他のビニル
    系単量体の単位98〜0モル%からなる重合体ブロック
    (B)とから構成されるブロック共重合体を前記カルボ
    キシル基または無水カルボン酸基に対して0.05当量
    以上の塩基性物質の水溶液に分散してなる水性分散液。
  2. 【請求項2】 分散物質の平均粒子径が0.05〜2μ
    mである請求項1記載の水性分散液。
  3. 【請求項3】 重合体ブロック(B)が、カルボキシル
    基または無水カルボン酸基を有するビニル系単量体の単
    位2〜50モル%および該ビニル系単量体と共重合可能
    な他のビニル系単量体の単位98〜50モル%からなる
    重合体ブロックである請求項1または2記載の水性分散
    液。
  4. 【請求項4】 重合体ブロック(A)におけるオレフィ
    ン系単量体単位が、プロピレンから誘導される単位、ま
    たはプロピレンから誘導される単位およびプロピレン以
    外の他のα−オレフィンから誘導される単位である請求
    項1〜3のいずれか1項に記載の水性分散液。
  5. 【請求項5】 重合体ブロック(A)の数平均分子量が
    1,000〜100,000であり、重合体ブロック
    (B)の数平均分子量が1,000〜100,000で
    ある請求項1〜4のいずれか1項に記載の水性分散液。
  6. 【請求項6】 ブロック共重合体100重量部に対して
    オレフィン系重合体を1〜200重量部含む請求項1〜
    5のいずれか1項に記載の水性分散液。
  7. 【請求項7】 オレフィン系単量体単位から主としてな
    る重合体ブロック(A)とカルボキシル基または無水カ
    ルボン酸基を有するビニル系単量体の単位2〜100モ
    ル%および該ビニル系単量体と共重合可能な他のビニル
    系単量体の単位98〜0モル%からなる重合体ブロック
    (B)とから構成されるブロック共重合体を前記カルボ
    キシル基または無水カルボン酸基に対して0.05当量
    以上の塩基性物質の水溶液に前記ブロック共重合体の融
    点以上の温度で分散することを特徴とする水性分散液の
    製造方法。
  8. 【請求項8】 オレフィン系単量体単位から主としてな
    る重合体ブロック(A)とカルボキシル基または無水カ
    ルボン酸基を有するビニル系単量体の単位2〜100モ
    ル%および該ビニル系単量体と共重合可能な他のビニル
    系単量体の単位98〜0モル%からなる重合体ブロック
    (B)とから構成されるブロック共重合体100重量部
    並びにオレフィン系重合体1〜200重量部を前記カル
    ボキシル基または無水カルボン酸基に対して0.05当
    量以上の塩基性物質の水溶液に前記ブロック共重合体お
    よびオレフィン系重合体のうち、融点が高い方の重合体
    の融点以上の温度で分散することを特徴とする水性分散
    液の製造方法。
  9. 【請求項9】 オレフィン系単量体単位から主としてな
    る重合体ブロック(A)とカルボキシル基または無水カ
    ルボン酸基を有するビニル系単量体の単位2〜100モ
    ル%および該ビニル系単量体と共重合可能な他のビニル
    系単量体の単位98〜0モル%からなる重合体ブロック
    (B)とから構成されるブロック共重合体の塩が吸着し
    た粒子。
  10. 【請求項10】 オレフィン系単量体単位から主として
    なる重合体ブロック(A)とカルボキシル基または無水
    カルボン酸基を有するビニル系単量体の単位2〜100
    モル%および該ビニル系単量体と共重合可能な他のビニ
    ル系単量体の単位98〜0モル%からなる重合体ブロッ
    ク(B)とから構成されるブロック共重合体の塩100
    重量部並びにオレフィン系重合体1〜200重量部から
    なる重合体組成物が吸着した粒子。
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