JP2007284552A - エチレン−ビニルエステル共重合体水性エマルジョン及びその製造方法。 - Google Patents
エチレン−ビニルエステル共重合体水性エマルジョン及びその製造方法。 Download PDFInfo
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Abstract
【解決手段】この課題を達成する本発明のエマルジョンはエチレンとビニルエステルを含む共重合体および水溶性もしくは水分散性ポリエステルとを含むことエチレン−ビニルエステル共重合体水性エマルジョンである。このエチレンとビニルエステルを含む共重合体は平均粒子径が0.3〜2.0μmのものが好ましい。
このエマルジョンは好ましくは水溶性もしくは水分散性ポリエステルの存在下でエチレンとビニルエステルを共重合させることにより製造することができる。
【選択図】なし
Description
しかしながらこの水性エマルジョンはセルロース系高分子やポリビニルアルコールなどの水溶性高分子を保護コロイド成分として使用しているため、これらの水溶性高分子自身が接着し難い被着体、すなわちPET、アクリル樹脂、ABS、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリプロピレンなどのプラスチック基材に対して接着性が乏しいという欠点がある。
即ち本発明は以下の通りである。
(2)エチレンとビニルエステルを含む共重合体の平均粒子径が0.3〜2.0μmである上記(1)に記載のエチレン−ビニルエステル共重合体水性エマルジョン。
(3)共重合体が、水溶性もしくは水分散性ポリエステルの存在下でエチレンとビニルエステルを共重合させたものである上記(1)または(2)に記載のエチレン−ビニルエステル共重合体水性エマルジョン。
(5)エチレン−ビニルエステル共重合体は、その100質量部あたりエチレンに由来する構造単位が1〜40質量部、ビニルエステルに由来する構造単位が60〜99質量部である上記(1)〜(4)のいずれかに記載のエチレン−ビニルエステル共重合体水性エマルジョン。
(6)水溶性もしくは水分散性ポリエステルの酸価が10以下である上記(1)〜(5)のいずれかに記載のエチレン−ビニルエステル共重合体水性エマルジョン。
(7)エチレン−ビニルエステル共重合体100質量部に対して、水溶性もしくは水分散性ポリエステルが2から150質量部であることを特徴とする上記(1)〜(6)のいずれかに記載のエチレン−ビニルエステル共重合体水性エマルジョン。
(9) エチレン−ビニルエステル共重合体の平均粒子径を0.3μm〜2.0μmの範囲内とする上記(8)に記載のエチレン−ビニルエステル共重合体水性エマルジョンの製造方法。
(10)エチレン加圧下が、0.5MPa〜15MPaの加圧下である上記(8)または〜(9)に記載のエチレン−ビニルエステル共重合体系水性エマルジョンの製造方法。
(11)上記(1)〜(7)のいずれかに記載の水性エマルジョンを含有するプラスチック用接着剤。
本発明に使用する水溶性もしくは水分散性ポリエステルは、多塩基酸とポリオールから製造されたものが使用され、その製造方法は何ら限定されない。
多塩基酸成分として代表的なものはテレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、ナフタリンジカルボン酸、アジピン酸、コハク酸、セバチン酸、ドデカン二酸などであり、これらは単独でも2種以上を併用してもよい。
ポリオール成分として代表的なものはエチレングリコール、プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、シクロヘキサンジメタノール、ビスフェノールなどであり、これらは単独でも2種以上を併用してもよい。
また、カルボン酸塩基をポリエステル分子内に導入せしめるためには、例えば(無水)トリメリット酸、(無水)ピロメリット酸、トリメシン酸などが用いられ、アミノ化合物、アンモニアまたはアルカリ金属塩などで中和することによって、分子中にカルボン酸塩基を導入することができる。
カルボン酸塩基を導入する場合、該ポリエステル樹脂の酸価が10以下となるよう調整することが好ましい。酸価が10を超えるとプラスチック基材への接着性が劣ったり、酸性条件下でのエマルジョンの安定性が低下し好ましくない。
水溶性もしくは水分散性ポリエステルの使用量としてはエチレン−ビニルエステル共重合体100質量部に対して2〜150質量部、好ましくは3〜100質量部であり、2質量部未満では得られる水性エマルジョンの安定性が低下したり、プラスチック基材に対する接着性向上の効果が小さくなる傾向がある。150質量部を超えると耐水性が損なわれる傾向がある。
エチレン−ビニルエステル共重合体はマルジョンの安定性を高めるためその平均粒子径は0.3μm〜2.0μmの範囲が好ましい。この平均粒子径は体積平均粒子径である。
共重合体の平均粒子径が0.3μm未満であると、該エマルジョンの安定性が低下し、特にエチレン加圧下から重合後に大気圧下へと加圧を解除した際の安定性に乏しく、凝集物を生じ易い。また反面2.0μmを超えると、共重合体粒子の沈降が生じ易くなる。
エチレンに由来する構造単位が1重量部未満であると、該共重合樹脂の耐アルカリ性が低下したり、ビニルエステル組成によってはエマルジョンの成膜温度が高くなり好ましくない。40重量部を超えると、該共重合樹脂の耐熱性が低下する傾向がある。
これらのエチレン−ビニルエステル共重合体はポリスチレン換算の重量平均分子量は10万〜300万程度のものが好ましい。
エチレン−ビニルエステル共重合体は前記した理由により、平均粒子径は0.3μm〜2.0μmが好ましい。共重合体の平均粒子径を重合によりこの範囲に調整するためには、水溶性もしくは水分散性ポリエステルの使用量を始めとし、該ポリエステルの導入方法、重合開始剤の量、後述の乳化剤を併用する場合はその量などにより調整すればよい。例えば、水溶性もしくは水分散性ポリエステルを多く使用すると得られるエマルジョンの平均粒子径は小さくなる傾向である。また、該ポリエステルを同量用いた場合でも全量反応器に導入した後に重合を行なう場合では、滴下しながら重合を行なう場合と比べ平均粒子径は小さくなる傾向を示す。重合初期に用いる重合開始剤の量を多くすることや、乳化剤を併用すると同様に平均粒子径が小さくなる傾向傾向を示す。これらの要因を調整することでエマルジョンの平均粒子径を0.3から2.0μmに調整すればよい。
乳化剤としては、ノニオン性、アニオン性ともに公知公用のものであればよく、代表的なものを例示すれば、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル、ポリオキシアルキレンアルキルフェノールエーテル、ポリオキシアルキレン脂肪酸エステル、ポリオキシアルキレンソルビタン脂肪酸エステルなどのノニオン系界面活性剤、アルキル硫酸エステル塩、アルキルベンゼンスルフォン酸塩、アルキルスルホコハク酸塩、アルキルジフェニルエーテルジスルフォン酸塩、ポリオキシアルキレンアルキル硫酸塩、ポリオキシアルキレンアルキルリン酸エステルなどのアニオン系界面活性剤を用いることができる。乳化剤として、異なる2種以上の乳化剤を併用してもよい。また、プラスチック基材への接着性を損なわない範囲でポリビニルアルコール、メチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ポリビニルピロリドンなどの水溶性高分子を用いてもよい。
エチレン−ビニルエステル共重合体水性エマルジョンは水溶性もしくは水分散性ポリエステル、エチレン−ビニルエステル共重合体及びこれらの樹脂を含めた樹脂濃度は20〜65質量%のものが一般的に用いられる。
実施例および比較例で作製した水性エマルジョンの評価方法は以下のようにした。
(平均粒子径)
日機装(株)製、マイクロトラック粒度分析計UPA−150を用いて体積平均粒子径を測定した。
○:凝集物無く安定。
△:凝集物が認められ、やや不安定。
×:凝集物多く不安定。
(貯蔵安定性)
判定基準
○:沈降物無し
×:沈降物有り
(接着強度)
(実施例1)
(実施例2)
(実施例3)
(比較例1)
(比較例2)
(比較例3)
一方、比較例1は保護コロイドとしてポリビニルアルコールを使用した例であるが、耐水性が悪く、プラスチック基材に対する接着性も良好ではない。
比較例3はモノマーの全量を耐圧容器に導入し、平均粒子径を2.20μmにした場合であるが、貯蔵安定性が不良で実用不可能なものであった。
Claims (11)
- エチレンとビニルエステルを含む共重合体および水溶性もしくは水分散性ポリエステルとを含むことを特徴とするエチレン−ビニルエステル共重合体水性エマルジョン。
- エチレンとビニルエステルを含む共重合体の平均粒子径が0.3〜2.0μmである請求項1に記載のエチレン−ビニルエステル共重合体水性エマルジョン。
- 共重合体が、水溶性もしくは水分散性ポリエステルの存在下でエチレンとビニルエステルを共重合させたものである請求項1または2に記載のエチレン−ビニルエステル共重合体水性エマルジョン。
- ビニルエステルが酢酸ビニルまたはバーサチック酸ビニルである請求項1〜3のいずれかに記載のエチレン−ビニルエステル共重合体水性エマルジョン。
- エチレン−ビニルエステル共重合体は、その100質量部あたりエチレンに由来する構造単位が1〜40質量部、ビニルエステルに由来する構造単位が60〜99質量部である請求項1〜4のいずれかに記載のエチレン−ビニルエステル共重合体水性エマルジョン。
- 水溶性もしくは水分散性ポリエステルの酸価が10以下である請求項1〜5のいずれかに記載のエチレン−ビニルエステル共重合体水性エマルジョン。
- エチレン−ビニルエステル共重合体100質量部に対して、水溶性もしくは水分散性ポリエステルが2から150質量部であることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載のエチレン−ビニルエステル共重合体水性エマルジョン。
- 水溶性もしくは水分散性ポリエステルの存在下においてエチレンとビニルエステルをエチレン加圧下で共重合することを特徴とするエチレン−ビニルエステル共重合体水性エマルジョンの製造方法。
- エチレン−ビニルエステル共重合体の平均粒子径を0.3μm〜2.0μmの範囲内とする請求項8に記載のエチレン−ビニルエステル共重合体水性エマルジョンの製造方法。
- エチレン加圧下が、0.5MPa〜15MPaの加圧下である請求項8または9に記載のエチレン−ビニルエステル共重合体水性エマルジョンの製造方法。
- 請求項1〜7のいずれかに記載の水性エマルジョンを含有するプラスチック用接着剤。
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