JP2002371238A - 多孔質粉末用バインダ組成物 - Google Patents

多孔質粉末用バインダ組成物

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JP2002371238A
JP2002371238A JP2001182485A JP2001182485A JP2002371238A JP 2002371238 A JP2002371238 A JP 2002371238A JP 2001182485 A JP2001182485 A JP 2001182485A JP 2001182485 A JP2001182485 A JP 2001182485A JP 2002371238 A JP2002371238 A JP 2002371238A
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JP
Japan
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binder composition
porous powder
activated carbon
reactive emulsifier
copolymer
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Norimasa Bando
憲正 板東
Kenichi Hanabusa
賢一 花房
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Ganz Chemical Co Ltd
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Ganz Chemical Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 活性炭等の多孔質粉末を接着可能なバインダ
組成物を提供する。 【解決手段】 スチレンスルホン酸ナトリウム等の反応
性乳化剤の存在下で、エチレン系不飽和モノマーを乳化
重合する。単量体としては、スチレン、アクリル酸エス
テル、メタクリル酸エステル等がある。得られる共重合
体水性エマルジョンに活性炭を配合しても、乳化が壊れ
ることがなく、その結果、増粘やゲル化も起こらない。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、多孔質粉末の接着
に有用なバインダ組成物に関する。
【0002】
【従来の技術】活性炭やゼオライト等の多孔質粉末は、
吸着剤や担体等として汎用されており、粉末のまま使用
される他、別の担体に接着固定して使用したい場合もあ
る。通常、粉末の接着は、例えば、粉末と共重合体水性
エマルジョン(バインダ)とを水等の溶媒に分散させて
処理液を調製し、ディッピング法、スプレー法、コーテ
ィング法等の手段により、前記処理液を処理対象の担体
等に塗布する。その後、乾燥させれば担体に粉末が接着
できる。
【0003】しかしながら、従来の共重合体水性エマル
ジョンは、一般的な粉末の接着には有効であるが、活性
炭等の多孔質粉末を接着することは困難であった。すな
わち、共重合体水性エマルジョンに活性炭等の多孔質粉
末を配合すると、乳化状態が壊れ、増粘やゲル化が生
じ、実用的な使用ができなかった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
事情に鑑みなされたもので、活性炭等の多孔質粉末を接
着可能なバインダ組成物の提供を、その目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明の多孔質粉末用バインダ組成物は、反応性乳
化剤を用いて得られる共重合体を有する。
【0006】本発明者等は、まず、増粘やゲル化の原因
解明を中心に一連の研究を重ねた。その結果、従来の共
重合体水性エマルジョンは、これに活性炭等を配合する
と、乳化剤若しくは保護コロイドが、活性炭等に吸着さ
れ、これが原因で乳化状態が壊れ、増粘若しくはゲル化
が生じることを突き止めた。そこで、本発明者等は、乳
化剤を中心に、さらに研究を重ねたところ、反応性乳化
剤を使用して製造された共重合体であれば、活性炭等に
吸着されず、乳化状態が壊れないことを見出し、本発明
に到達した。
【0007】前記反応性乳化剤は、例えば、イオン性反
応性乳化剤および非イオン性反応性乳化剤のいずれでも
よいが、好ましくは、イオン性反応性乳化剤である。前
記共重合体を形成する単量体は、特に制限されないが、
エチレン系不飽和単量体が好ましい。また、本発明の多
孔質粉末用バインダ組成物の形態は、特に制限されない
が、水性エマルジョンが好ましい。また、本発明の多孔
質粉末用バインダ組成物は、活性炭の接着に使用するこ
とが好ましいが、その他に、ゼオライト、シリカゲル、
活性アルミナ、活性白土等の多孔質粉末にも十分使用で
きる。
【0008】
【発明の実施の形態】本発明のバインダ組成物は、例え
ば、水等の水性溶媒に、反応性乳化剤、単量体および重
合開始剤を配合して乳化重合をすることにより製造でき
る。このようにして得られた共重合体には前記反応性乳
化剤も共重合しているため、活性炭等の多孔質粉末に吸
着されない。
【0009】前記反応性乳化剤は、特に、限定されず、
例えば、スチレンスルホン酸ナトリウム等のアルケニル
ベンゼンスルホン酸塩類、アクリル酸エステルスルホン
酸塩類、メタクリル酸エステルスルホン酸塩類、ビニル
スルホン酸ナトリウム等のアルケニルスルホン酸塩類、
アリルアルキルイタコネート硫酸エステル等のイタコン
酸、フマル酸、マレイン酸骨格を有するイオン性反応性
乳化剤や、ポリオキシエチレンアルケニルエーテル誘導
体、ポリオキシエチレンアルケニルフェニルエーテル誘
導体、ポリオキシプロピレンアルケニルエーテル誘導
体、ポリオキシプロピレンアルケニルフェニルエーテル
誘導体等の非イオン性界面活性剤等が挙げられる。この
なかで、混和性、貯蔵安定性の性能上、スチレンスルホ
ン酸ナトリウムが好ましい。また、反応性乳化剤と併せ
て、通常の乳化剤を使用することも可能であり、その配
合割合は、例えば、反応性乳化剤100重量部に対し、
通常の乳化剤0〜500重量部、好ましくは50〜20
0重量部である。反応性乳化剤は、独自に合成して使用
してもよいし、市販品を使用してもよい。反応性乳化剤
は、単量体に対して、例えば、0.1〜10重量%の範
囲で用いられ、好ましくは0.5〜5重量%の範囲で用
いられる。
【0010】単量体としては、例えば、エチレン系不飽
和単量体がある。エチレン系不飽和単量体としては、例
えば、メチルアクリレート、エチルアクリレート、n−
ブチルアクリレート、イソブチルアクリレート、2−エ
チルヘキシルアクリレート、n−オクチルアクリレー
ト、イソノニルアクリレート、ラウリルアクリレート、
ステアリルアクリレート等のアクリル酸アルキルエステ
ル系単量体、メチルメタクリレート、エチルメタクリレ
ート、n−ブチルメタクリレート、2−エチルヘキシル
メタクリレート、ステアリルメタクリレート等のメタク
リル酸アルキルエステル系単量体、スチレン、α−メチ
ルスチレン、ビニルトルエン、エチルビニルベンゼン等
の芳香族ビニル系単量体、酢酸ビニル、プロピオン酸ビ
ニル、バーサチック酸ビニル等の飽和脂肪酸ビニル系単
量体、アクリロニトリル、メタクリロニトリル等のシア
ン化ビニル系単量体、エチレン、プロピレン、ブタジエ
ン等のオレフィン系単量体、アクリル酸、メタクリル
酸、クロトン酸、シトラコン酸、イタコン酸、マレイン
酸、フマル酸等のエチレン系カルボン酸、無水マレイン
酸等のエチレン系カルボン酸無水物、モノブチルマレイ
ン酸等のエチレン系ジカルボン酸のモノアルキルエステ
ル、及びこれらのアンモニウム塩もしくはアルカリ金属
塩等のエチレン系カルボン酸塩類、アクリルアミド、メ
タクリルアミド、ジアセトンアクリルアミド等のエチレ
ン系カルボン酸の酸アミド類、N−メチロールアクリル
アミド、N−メチロールメタクリルアミド、メチロール
化ジアセトンアクリルアミド及び、これらの単量体と炭
素数1〜8個のアルコール類とのエーテル化合物(例え
ば、N−イソブトキシアクリルアミド)等のエチレン系
カルボン酸アミド類のメチロール化合物及びその誘導
体、グリシジルアクリレート、グリシジルメタクリレー
ト等のエチレン系カルボン酸とエポキシ基を有するアル
コールとのエステル類、2−ヒドロキシエチルメタクリ
レート、2−ヒドロキシプロピルアクリレート、2−ヒ
ドロキシメタクリレート等のエチレン系カルボン酸のヒ
ドロキシアルキルエステル類、ジメチルアミノエチルメ
タクリレート、ジエチルアミノエチルメタクリレート等
のエチレン系カルボン酸とアミノ基を有するアルコール
とのエステル類、ジビニルベンゼン、ジアリルフタレー
ト、トリアリルシアヌレート、ジエチレングリコールジ
メタクリレート等の2個以上の非共役性不飽和基を有す
る単量体を挙げることができる。このなかで、好ましい
のは、アクリル酸アルキルエステル系単量体、メタクリ
ル酸アルキルエステル系単量体、芳香族ビニル系単量
体、エチレン系カルボン酸無水物である。
【0011】重合開始剤としては、例えば、過硫酸カリ
ウム、過硫酸ナトリウム、過硫酸アンモニウム等の過硫
酸塩、過酸過ベンゾイル等の有機過酸化物、2,2−ア
ゾビスイソブチロニトリル等のアゾ化合物を挙げること
ができる。必要に応じて、これらを還元剤と組み合わせ
て、レドックス系開始剤として使用しても良い。重合開
始剤は、単量体に対して0.1〜2重量%の範囲で用い
るのが好ましい。
【0012】本発明のバインダ組成物は、前記以外の成
分を含んでいてもよい。このような成分としては、例え
ば、難燃剤、防炎剤、浸透剤、撥水剤、無機顔料等があ
る。
【0013】また、本発明のバインダ組成物は、前記以
外の製造方法で製造してもよい。例えば、予め乳化重合
以外の方法で、反応性乳化剤と単量体とを共重合して共
重合体を調製し、乳化剤の存在下、前記共重合体を後乳
化しもよい。このようにして得られた共重合体におい
て、前記反応性乳化剤も前記共重合体に共重合している
ため、活性炭等の多孔質粉末に吸着されるおそれがな
い。
【0014】本発明のバインダ組成物は、通常、水性エ
マルジョンの形態で得られるが、本発明はこれに限定さ
れない。共重合体水性エマルジョン中の溶媒を蒸発等に
より除去して、粉末、ペースト等の形態にしてもよい。
【0015】つぎに、本発明のバインダ組成物は、通
常、活性炭等の多孔質粉末と、分散剤と共に、水等の水
性溶媒に分散して処理液を調製し、この処理液の状態で
使用される。例えば、不織布やウレタンフォームシート
等の多孔質シートに、ディッピング法、スプレー法、コ
ーティング法等により、前記処理液を塗布し、乾燥すれ
ば、多孔質シートに活性炭等の多孔質粉末を接着でき
る。前記処理液において、乳化状態が破壊されず。、増
粘やゲル化が発生しないため、前記塗布作業は容易に実
施できる。また、この処理液は貯蔵安定性に優れるか
ら、これを製品として販売してもよい。
【0016】
【実施例】つぎに、実施例について、比較例と併せて説
明する。
【0017】(実施例1)撹拌機、滴下ロート、窒素ガ
ス導乳管、温度計、還流冷却器を備えた反応容器に、イ
オン交換水240gとスチレンスルホン酸ナトリウム
(商品名スピノマーNaSS、東ソー(株)製)2.5
gを入れ、70℃に加熱溶解した。ついで、容器を窒素
置換した後80℃に昇温し、その温度を維持しながら2
エチルヘキシルアクリレート360g、アクリロニトリ
ル40g、スチレンモノマー75g、メタクリル酸10
gの混合物、イオン交換水160gに前記スピノマーN
aSS4gとアクリルアミド6gを溶解した水溶液、お
よび3%過硫酸カリウム水溶液70gを4時間で連続的
に添加し乳化重合を行った後、アンモニア水で中和し
た。得られ共重合体水性エマルジョンは、固形分約50
%、pH8.0、粘度約600mPa・s(25℃、3
0rpm)の乳白色エマルジョンであり、ガラス転移温
度(Tg)は、−42℃であった。
【0018】(実施例2〜5および比較例1〜3)下記
表1に示す乳化剤を用いた以外は実施例1と同様にして
各エマルジョンを得た。
【0019】
【表1】
【0020】このようにして得られた各共重合体水性エ
マルジョンを用いて、下記組成の処理液を調製し、この
処理液の調製時における混和性と、処理液の貯蔵安定性
を評価した。その結果を下記表2に示す。なお、前記評
価は、下記の基準により行った。
【0021】 (処理液組成) 共重合体水性エマルジョン 100重量部 活性炭(商品名FPG-1W-50 武田薬品工業(株)製) 250重量部 6%カルボキシメチルセルロース系増粘剤液 75重量部 水 200重量部
【0022】(混和性の評価基準) ○:配合時に増粘がない △:配合直後に増粘あり ×:配合直後にゲル化 (貯蔵安定性の評価基準) ◎:経時変化(例えば、粘度増加、沈降、分離等)がな
い ○:実用使用に影響ない程度の増粘 △:実用使用に影響がある増粘 ×:経時的にゲル化
【0023】
【表2】
【0024】前記表2から、実施例1〜3の共重合体水
性エマルジョンは、混和性、貯蔵安定性ともに良好であ
ったことが分かる。実施例4、5の共重合体水性エマル
ジョンは、通常の活性炭でやや経時増粘したものの、混
和性、貯蔵安定性ともに良好であり、実用的使用が充分
可能であった。これに対し、反応性乳化剤を含まない比
較例1〜3の共重合体水性エマルジョンは、活性炭配合
直後あるいは経時的にゲル化した。
【0025】
【発明の効果】以上のように、本発明の多孔質粉末用バ
インダ組成物を用いれば、活性炭等の多孔質粉末を、様
々な担体や基材に接着できる。したがって、本発明によ
り、活性炭等の多孔質粉末の用途が更に広がるといえ
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) C09D 123/04 C09D 123/04 Fターム(参考) 4J002 BB041 BB111 BC041 BC081 BC091 BF011 BF021 BG041 BG051 BG071 BG091 BG101 BG121 BH011 BH021 DA016 DE146 DJ006 DJ016 DJ036 FA096 GH00 GH02 HA07 4J011 KA01 KA06 KA14 4J038 CC012 CC021 CF011 CF021 CG011 CG061 CG062 CG072 CG081 CG121 CG141 CG142 CG161 CG171 CH031 CH041 CH121 CH171 CH201 CR072 DB221 DF022 GA13 HA026 HA166 HA436 HA446 HA526 JA66 JB16 KA20 KA22 MA08 MA10 PC08 PC10

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 反応性乳化剤を用いて得られる共重合体
    を有する多孔質粉末用バインダ組成物。
  2. 【請求項2】 反応性乳化剤が、イオン性反応性乳化剤
    である請求項1記載の多孔質粉末用バインダ組成物。
  3. 【請求項3】 共重合体を形成する単量体が、エチレン
    系不飽和単量体である請求項1または2記載の多孔質粉
    末用バインダ組成物。
  4. 【請求項4】 組成物の形態が、水性エマルジョンであ
    る請求項1から3のいずれかに記載の多孔質粉末用バイ
    ンダ組成物。
  5. 【請求項5】 活性炭の接着に使用される請求項1から
    4のいずれかに記載の多孔質粉末用バインダ組成物。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008530311A (ja) * 2005-02-16 2008-08-07 ミードウエストベコ・コーポレーション 吸着性塗料処方

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