JP2004339402A - 自己架橋型繊維加工用水性分散液 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】グリシジル基を有する重合性単量体、多価カルボン酸基及び/又は無水カルボン酸基を有する重合性単量体を含有する単量体混合物を乳化重合して得る。
【選択図】 なし
Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、自己架橋型の繊維加工用水性分散液に関する。
【0002】
【従来の技術】
繊維に耐熱・耐クリーニング性を付与するための樹脂加工用バインダーとしては、アセトアセチル基含有共重合体粒子と、ヒドラジン誘導体及び/又はアミン類とを含有する自己架橋型水性分散液(特許文献1参照)や、カルボニル基を含有する重合体粒子とヒドラジン誘導体とを含有する水性分散液(特許文献2参照)等が知られている。
【0003】
また、別の自己架橋型のバインダーとしては、グリシジル基とカルボン酸基とを有する共重合体を含むものも提案されており、上記のアミン系のものの変色や凝集性を改良したものとして使用されている。
【0004】
【特許文献1】
特開平7−62191号公報
【特許文献2】
特開平6−220138号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の自己架橋型エマルジョンは、グリシジル基が徐々に開環して、架橋反応性を失うため、経時安定性が不十分となり、長期保存が困難となるという問題を有する。
【0006】
そこで、この発明は、十分な経時安定性を有する自己架橋型繊維加工用水性分散液を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
この発明は、グリシジル基を有する重合性単量体(a)、多価カルボン酸基及び/又は無水カルボン酸基を有する重合性単量体(b)を含有する単量体混合物を乳化重合して得られる繊維加工用水性分散液を用いることにより、上記課題を解決したのである。
【0008】
グリシジル基を有する重合性単量体(a)に加え、多価カルボン酸基及び/又は無水カルボン酸基を有する重合性単量体(b)を含有させるので、長期間経過後でも架橋性が維持され、十分な経時安定性を発揮することができる。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施形態を説明する。
この発明にかかる繊維加工用水性分散液は、グリシジル基を有する重合性単量体(a)(以下、単に「重合性単量体(a)」と称する。)、多価カルボン酸基及び/又は無水カルボン酸基を有する重合性単量体(b)(以下、単に「重合性単量体(b)」と称する。)を含有する単量体混合物を乳化重合して得られる分散液である。
【0010】
上記重合性単量体(a)は、架橋性を有し、得られる共重合体を繊維加工用水性分散液として使用したときに、耐熱性や耐クリーニング性の向上に寄与する。上記重合性単量体(a)とは、重合性二重結合とグリシジル基とを有する単量体であり、(メタ)アクリル酸グリシジルが好ましく用いられる。
【0011】
上記重合性単量体(b)から得られる前記共重合体は、繊維加工用水性分散液としたとき、長期間経過後でも架橋性を維持する。この理由は不明であるが、この重合性単量体(b)由来のカルボン酸基の解離度が、1価のものに比べて通常は低いため、上記重合性単量体(a)のグリシジル基を攻撃し、消費する確率が低くなるためと考えられる。上記重合性単量体(b)としては、イタコン酸、マレイン酸、(無水)マレイン酸、フマル酸等が挙げられる。これらは、少なくとも1種を用いればよい。特に、上記重合性単量体(b)としては、(無水)マレイン酸単独、又は(無水)マレイン酸とイタコン酸との混合物を用いるのがより好ましい。
【0012】
なお、本明細書においては、「(メタ)アクリル」は「アクリル又はメタクリル」を、「(無水)マレイン酸」は、「マレイン酸又は無水マレイン酸」を総称する表記である。
【0013】
上記単量体混合物には、上記の重合性単量体(a)及び重合性単量体(b)の他に、これら以外の重合性単量体(c)(以下、単に「重合性単量体(c)」と称する。)を含有するのが好ましい。この重合性単量体(c)としては、アルキル基の炭素原子数が1以上30以下の(メタ)アクリル酸アルキルエステル、スチレン、(メタ)アクリロニトリル等があげられ、少なくとも1種用いられればよい。
【0014】
上記(メタ)アクリル酸アルキルエステルの具体例としては、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸n−プロピル、(メタ)アクリル酸イソプロピル、(メタ)アクリル酸イソブチル、(メタ)アクリル酸t−ブチル、(メタ)アクリル酸n−ブチル、(メタ)アクリル酸n−ヘキシル、(メタ)アクリル酸n−オクチル、(メタ)アクリル酸イソオクチル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸n−ノニル、(メタ)アクリル酸i−ノニル、(メタ)アクリル酸トリデシル、(メタ)アクリル酸ステアリル、(メタ)アクリル酸オレイル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸ベンジル等があげられる。
【0015】
上記単量体混合物中の各単量体の混合量は、この単量体混合物を乳化重合して得られる共重合体に含まれる各単量体由来の構成成分、すなわち、重合性単量体(a)由来の構成成分(a’)、上記重合性単量体(b)由来の構成成分(b’)、及び重合性単量体(c)由来の構成成分(c’)の、上記共重合体中の存在比を、下記の範囲とするのが好ましい。
【0016】
上記の構成成分(a’)の存在比は、上記共重合体に対して、0.1〜5重量%がよく、0.5〜3重量%が好ましい。0.1重量%より少ないと、架橋性が不十分となりやすい。一方、5重量%より多いと、保存安定性が低下(ポットライフが短縮)したり、重合時に粗粒ができることがある。
【0017】
上記の構成成分(b’)の存在比は、上記共重合体に対して、0.05〜3重量%がよく、0.1〜2.5重量%が好ましい。0.05重量%より少ないと、架橋性が不十分となりやすい。一方、3重量%より多いと、重合反応が難しくなり、安定な分散液が得られないことがある。
【0018】
上記重合性単量体(c)を用いる場合、上記の構成成分(c’)の存在比は、上記共重合体に対して、92〜99.85重量%がよく、94.5〜99.4重量%が好ましい。99.85重量%より多いと、架橋性基が不足し、架橋反応が不十分となりやすい。一方、92重量%より少なくてもよいが、保存安定性が低下し、またコストが高くなる。
【0019】
上記単量体混合物は、通常の方法で乳化重合することができ、この発明にかかる繊維加工用水性分散液を製造することができる。例えば、水性媒体中に、界面活性剤、保護コロイド等を加え、上記単量体混合物に加えて重合させる方法があげられる。上記水性媒体としては、水や、水とメタノール、エタノール等の水溶性溶媒との混合物等があげられる。
【0020】
乳化重合の条件としては、一般に知られている条件でよく、例えば、40〜90℃、常圧の条件があげられる。また、重合開始剤として、ラジカル重合開始剤を用いるのが好ましい。
【0021】
このようにして得られた繊維加工用水性分散液中の重合体の重量平均分子量は、特に限定されないが、10,000〜1,000,000が好ましく、100,000〜800,000がより好ましい。10,000より小さいと、摩擦堅牢度が低下することがある。一方、1,000,000より大きいと、製造上、困難を伴うことがある。
【0022】
また、上記重合体のガラス転移温度(Tg)は、−40〜100℃が好ましく、−20〜50℃がより好ましい。−40℃より低いと、摩擦堅牢度が低下することがある。一方、100℃より高いと、繊維に適用したときの風合いが劣る傾向となる。
【0023】
この発明にかかる繊維加工用水性分散液は、捺染用や不織布用のバインダー、繊維コーティング剤等、繊維加工用全般に使用することができる。
【0024】
【実施例】
以下、本発明を、実施例を用いてより詳細に説明する。はじめに、評価方法及び原材料について説明する。
【0025】
<評価方法>
実施例及び比較例で得られた水性分散液を、調整直後及び25℃、50%Rhの恒温恒湿中で、1ヶ月、3ヶ月及び1年間保管して、以下の評価を実施した。
【0026】
(1)摩擦堅牢度
下記の配合で調製した捺染糊を用いて、綿ブロードに捺染加工し、25℃にて24時間乾燥して、試験片を作製した。
・共重合体(固形分40重量%の水性分散液として)…25重量部
・青色含量ペースト…10重量部
・レデューサー…65重量部
【0027】
得られた試験片を、水に10分間浸漬した後、JIS L 0849(摩擦堅牢度試験)にしたがって、学振型試験器(大栄科学(株)製)を用いて、摩擦堅牢度を評価した。
・摩擦条件
・摩擦子…45R、カナキン被覆(水で十分に濡らす。)
・荷重…200g
・回数…100回
評価は、下記の基準で行った。
・○…摩擦子への色落ちがほとんどない。
・△…摩擦子への色落ちが少しある。
・×…摩擦子への色落ちが著しい。
【0028】
(2)耐洗濯性
上記(1)で作成した試験片について、JIS L 8044(洗濯に対する染色堅牢度試験)のA−4にしたがって、70℃、45分間、試験を実施した。
評価は、下記の基準で行った。
・○…ほとんど色落ちが見られない。
・△…やや色落ちが見られる。
・×…色落ちが著しい。
【0029】
<原材料>
(重合性単量体)
・メタクリル酸グリシジル…三菱ガス化学(株)製(以下、「GMA」と略する。)
・無水マレイン酸…三菱化学(株)製(以下、「MAH」と略する。)
・イタコン酸…岩田化学(株)製(以下、「ITA」と略する。)
・アクリル酸…三菱化学(株)製(以下、「AA」と略する。)
・メタクリル酸…三菱レイヨン(株)製(以下、「MAA」と略する。)
・アクリル酸エチル…和光純薬(株)製:試薬特級(以下、「EA」と略する。)
・メタクリル酸メチル…三菱レイヨン(株)製(以下、「MMA」と略する。)
・アクリル酸2−エチルヘキシル…三菱化学(株)製(以下、「2EHA」と略する。)
・アクリロニトリル…ダイヤニトリックス(株)製(以下、「AN」と略する。)
・スチレン…三菱化学(株)製(以下、「ST」と略する。)
(重合開始剤)
・過硫酸カリウム…和光純薬(株)製:試薬一級
・亜硫酸ナトリウム…和光純薬(株)製:試薬一級
(乳化剤)
・ノニオン系乳化剤…ポリオキシエチレンラウリルエーテル(花王(株)製:エマルゲン120)
・アニオン系乳化剤…ラウリル硫酸ナトリウム(花王(株)製:エマール0)
【0030】
(実施例1)
撹拌機、還流冷却器及び温度計を備えたフラスコに、脱イオン水100重竜部に、アニオン系乳化剤0.5重量部及びノニオン系乳化剤2.5重量部を仕込み、55℃に昇温した。また、別途、EA57.2重量部、2EHA19.5重量部、ST20重量部、GMA2重量部、MAH1.3重量部、上記アニオン系乳化剤0.5重量部及びノニオン系乳化剤2.5重量部を脱イオン水50重量部に乳化分散させ、予備乳化液を調製した。
この予備乳化液を滴下ロートより、上記フラスコに5時間かけて滴下すると共に、重合開始剤として、過硫酸カリウム(0.2重量部)−亜硫酸ナトリウム(0.2重量部)のレドックス開始剤を10%水溶液として、連続的に5時間かけて滴下し、重合を開始した。
55℃の反応温度を5時間維持した後、60℃に昇温して、引き続き2時間反応を継続し、GMA単位とITA単位を有する共重合体の水性分散液(固形分濃度40重量%)を得た。得られた水性分散液を用いて、上記の評価を行った。その結果を表1に示す。
【0031】
(実施例2)
予備乳化液の組成を、EA87.7重量部、MMA5重量部、AN5重量部、GMA1.5重量部、ITA0.5重量部、MAH0.3重量部とし、初期5時間の反応温度を60℃とした以外は、実施例1と同様にして重合を行い、GMA単位とITA単位を有する共重合体の水性分散液(固形分濃度40重量%)を得た。得られた水性分散液を用いて、上記の評価を行った。その結果を表1に示す。
【0032】
(比較例1)
MAHに代えて、AAを用いた以外は、実施例1と同様にして重合を行い、GMA単位とAA単位(1価カルボン酸基含有)を有する共重合体の水性分散液(固形分濃度40重量%)を得た。得られた水性分散液を用いて、上記の評価を行った。その結果を表1に示す。
【0033】
(比較例2)
MAHに代えて、MAAを用いた以外は、実施例1と同様にして重合を行い、GMA単位とMAA単位(1価カルボン酸基含有)を有する共重合体の水性分散液(固形分濃度40重量%)を得た。得られた水性分散液を用いて、上記の評価を行った。その結果を表1に示す。
【0034】
【表1】
【0035】
【発明の効果】
この発明によると、グリシジル基を有する重合性単量体(a)に加え、多価カルボン酸基及び/又は無水カルボン酸基を有する重合性単量体(b)を含有させるので、長期間経過後でも架橋性が保持され、十分な経時安定性を発揮することができる。
Claims (7)
- グリシジル基を有する重合性単量体(a)、多価カルボン酸基及び/又は無水カルボン酸基を有する重合性単量体(b)を含有する単量体混合物を乳化重合して得られる自己架橋型繊維加工用水性分散液。
- 上記重合性単量体(a)は、(メタ)アクリル酸グリシジルである請求項1に記載の自己架橋型繊維加工用水性分散液。
- 上記重合性単量体(b)は、イタコン酸、マレイン酸、(無水)マレイン酸、及びフマル酸から選ばれる少なくとも1種である請求項1又は2に記載の自己架橋型繊維加工用水性分散液。
- 上記重合性単量体(b)は、(無水)マレイン酸、又は(無水)マレイン酸とイタコン酸との混合物である請求項3に記載の自己架橋型繊維加工用水性分散液。
- 上記単量体混合物は、アルキル基の炭素原子数が1以上30以下の(メタ)アクリル酸アルキルエステル、スチレン、及びアクリロニトリルから選ばれる少なくとも1種の重合性単量体(c)を含有する請求項1乃至4のいずれかに記載の自己架橋型繊維加工用水性分散液。
- 上記の乳化重合で得られる共重合体に含まれる、上記重合性単量体(a)由来の構成成分(a’)、及び上記重合性単量体(b)由来の構成成分(b’)の存在比が、上記共重合体に対して、(a’)0.1〜5重量%、(b’)0.05〜3重量%である請求項1乃至5のいずれかに記載の自己架橋型繊維加工用水性分散液。
- 請求項1乃至6のいずれかに記載の自己架橋型繊維加工用水性分散液を含有する捺染用バインダー。
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JP2003138627A JP4318958B2 (ja) | 2003-05-16 | 2003-05-16 | 自己架橋型繊維加工用水性分散液 |
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JP2007247111A (ja) * | 2006-03-17 | 2007-09-27 | Toyo Ink Mfg Co Ltd | 不織布用バインダーエマルジョン及びその製造方法 |
WO2011128991A1 (ja) * | 2010-04-14 | 2011-10-20 | 株式会社イーテック | 一液型バッキング用樹脂組成物 |
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