JP2011241325A - Manufacturing method of aqueous emulsion - Google Patents

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JP2011241325A JP2010115514A JP2010115514A JP2011241325A JP 2011241325 A JP2011241325 A JP 2011241325A JP 2010115514 A JP2010115514 A JP 2010115514A JP 2010115514 A JP2010115514 A JP 2010115514A JP 2011241325 A JP2011241325 A JP 2011241325A
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Rei Yoshida
礼 吉田
Junji Morimoto
順次 森本
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Sumitomo Chemical Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To lessen a particle size of a resin in an aqueous emulsion in order to form a thinner coating surface of a good appearance using an aqueous emulsion material of a smaller amount.SOLUTION: The size of an aggregation particle which exists in an aqueous emulsion can be lessened by a manufacturing method of an aqueous emulsion which includes: an emulsification step which emulsifies a resin in water to obtain an emulsified product; and a pulverizing process which gives a mechanical shear force, an impact force or a friction force to the emulsified product obtained by the emulsification step and grinds the aggregation particle to obtain an aqueous emulsion.

Description

本発明は、接着剤や塗料に使用される水性エマルションの製造方法に関する。   The present invention relates to a method for producing an aqueous emulsion used for adhesives and paints.

水性エマルションは、一般に塗料や接着剤等に用いられている。例えば、特許文献1には、接着剤、塗料、塗装用プライマー、塗料用又は印刷用バインダーに好適な水性エマルションが記載されている。   Aqueous emulsions are generally used for paints and adhesives. For example, Patent Document 1 describes an aqueous emulsion suitable for an adhesive, a coating material, a coating primer, a coating material or a printing binder.

特開2008−63557JP 2008-63557 A

水性エマルションを塗料や接着剤として塗工する際、水性エマルション中に存在する凝集粒の大きさを小さくすると、塗工面に生じる凹凸を抑制できることを見出した。また、凝集粒の大きさを小さくすることによって、大きい凝集粒を含有する水性エマルションと比較して、より薄い均一な塗工面を形成することが可能となり、塗工に要するエマルションの量を減らすことが可能であることを見出した。従って、水性エマルション中に存在する凝集粒の大きさを小さくして塗工性に優れた水性エマルションを得る方法が重要である。   It has been found that when the aqueous emulsion is applied as a paint or an adhesive, the unevenness generated on the coated surface can be suppressed by reducing the size of the aggregated particles present in the aqueous emulsion. In addition, by reducing the size of the agglomerated particles, it becomes possible to form a thinner and uniform coating surface compared to an aqueous emulsion containing large agglomerated particles, and the amount of emulsion required for coating can be reduced. Found that is possible. Therefore, it is important to obtain a water-based emulsion having excellent coatability by reducing the size of aggregated particles present in the water-based emulsion.

このような状況下、本発明者らは更に検討を重ねた結果、以下に記載の発明に至った。すなわち、本発明は、
樹脂を水中で乳化して乳化物を得る乳化工程と、
前工程により得られた乳化物に機械的剪断力、衝撃力または摩擦力を加えて凝集粒を粉砕して水性エマルションを得る粉砕工程と
を含むことを特徴とする、水性エマルションの製造方法に関する。
Under such circumstances, the present inventors have further studied, and as a result, have reached the invention described below. That is, the present invention
An emulsification step of emulsifying the resin in water to obtain an emulsion;
The present invention relates to a method for producing an aqueous emulsion, comprising a step of applying a mechanical shearing force, impact force or frictional force to the emulsion obtained in the previous step to pulverize the aggregated particles to obtain an aqueous emulsion.

本発明の方法によれば、水性エマルション中に存在する凝集粒の大きさを小さくすることができる。   According to the method of the present invention, the size of agglomerated particles present in an aqueous emulsion can be reduced.

本発明の方法に適した樹脂としては、例えば熱可塑性樹脂等を挙げることができる。本発明の方法に適した熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルアルコール、ポリビニルホルマール、ポリビニルブチラール、アクリル系接着剤、ポリエチレン、塩素化ポリエチレン、α−オレフィン−ビニル化合物共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−ビニルアルコール共重合体、エチレン−エチルアクリレート共重合体、エチレン−アクリル酸共重合体、アイオノマー、塩素化ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、プラスチゾル、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリビニルエーテル、ポリビニルピロリドン、ポリアミド、ナイロン、飽和無定形ポリエステル、セルロース誘導体等を挙げることができる。   Examples of the resin suitable for the method of the present invention include a thermoplastic resin. Examples of the thermoplastic resin suitable for the method of the present invention include polyvinyl acetate, polyvinyl alcohol, polyvinyl formal, polyvinyl butyral, acrylic adhesive, polyethylene, chlorinated polyethylene, α-olefin-vinyl compound copolymer, ethylene -Vinyl acetate copolymer, ethylene-vinyl alcohol copolymer, ethylene-ethyl acrylate copolymer, ethylene-acrylic acid copolymer, ionomer, chlorinated polypropylene, polystyrene, polyvinyl chloride, plastisol, vinyl chloride-vinyl acetate A copolymer, polyvinyl ether, polyvinyl pyrrolidone, polyamide, nylon, saturated amorphous polyester, a cellulose derivative, etc. can be mentioned.

本発明の方法に適した熱可塑性樹脂としては、特に以下のものが挙げられる:
エチレン及び/又は直鎖状α−オレフィンに由来する構造単位と、
式(I)

CH=CH−R (I)

(式中、Rは、2級アルキル基、3級アルキル基又は脂環式炭化水素基を表す。)
で表されるビニル化合物(以下、「ビニル化合物(I)」と記すことがある)に由来する構造単位と
を含むオレフィン系共重合体(以下、「重合体(A−1)」と記すことがある)又は
重合体(A−1)にα、β−不飽和カルボン酸無水物をグラフト重合してなる重合体(以下、「重合体(A−2)」と記すことがある)。以下、重合体(A−1)と重合体(A−2)とを総称して「重合体(A)」と記すこともある。
The thermoplastic resins suitable for the method of the present invention include in particular:
Structural units derived from ethylene and / or linear α-olefins;
Formula (I)

CH 2 = CH-R (I )

(In the formula, R represents a secondary alkyl group, a tertiary alkyl group, or an alicyclic hydrocarbon group.)
And an olefin copolymer (hereinafter referred to as “polymer (A-1)”) containing a structural unit derived from a vinyl compound represented by the formula (hereinafter sometimes referred to as “vinyl compound (I)”). Or a polymer obtained by graft polymerization of an α, β-unsaturated carboxylic acid anhydride to the polymer (A-1) (hereinafter sometimes referred to as “polymer (A-2)”). Hereinafter, the polymer (A-1) and the polymer (A-2) may be collectively referred to as “polymer (A)”.

前記ビニル化合物(I)の置換基Rは、2級アルキル基、3級アルキル基又は脂環式炭化水素基である。ビニル化合物(I)の具体例としては、例えばビニルシクロヘキサン等が挙げられる。   The substituent R of the vinyl compound (I) is a secondary alkyl group, a tertiary alkyl group, or an alicyclic hydrocarbon group. Specific examples of the vinyl compound (I) include vinylcyclohexane.

重合体(A−1)は、炭素数4〜20の直鎖状α−オレフィンに由来する構造単位を更に含有していてもよい。   The polymer (A-1) may further contain a structural unit derived from a linear α-olefin having 4 to 20 carbon atoms.

重合体(A−1)は、付加重合可能なモノマーを更に共重合させてもよい。ここで、付加重合可能なモノマーとは、エチレン、プロピレン、炭素数4〜20の直鎖状α−オレフィン及びビニル化合物(I)を除くモノマーであって、エチレン、プロピレン、炭素数4〜20の直鎖状α−オレフィン及びビニル化合物(I)と付加重合可能なモノマーであり、該モノマーの炭素数は、通常、3〜20程度である。   The polymer (A-1) may be further copolymerized with a monomer capable of addition polymerization. Here, the addition-polymerizable monomer is a monomer other than ethylene, propylene, a linear α-olefin having 4 to 20 carbon atoms, and the vinyl compound (I), and ethylene, propylene, having 4 to 20 carbon atoms. It is a monomer that can undergo addition polymerization with a linear α-olefin and vinyl compound (I), and the carbon number of the monomer is usually about 3 to 20.

重合体(A−1)の製造方法としては、例えば、インデニル形アニオン骨格、あるいは架橋されたシクロペンタジエン形アニオン骨格を有する基を有する遷移金属化合物を用いてなる触媒の存在下で製造する方法等が挙げられる。中でも特開2003−82028号公報、特開2003−160621号公報及び特開2000−128932号公報に記載の方法に準じて製造する方法が好適である。   Examples of the method for producing the polymer (A-1) include a method for producing the polymer (A-1) in the presence of a catalyst using a transition metal compound having a group having an indenyl anion skeleton or a crosslinked cyclopentadiene anion skeleton, and the like. Is mentioned. Among these, the production method according to the methods described in JP-A No. 2003-82028, JP-A No. 2003-160621 and JP-A No. 2000-128932 is preferable.

重合体(A−1)の分子量分布(Mw/Mn=[重量平均分子量]/[数平均分子量])は、通常、1.5〜10程度であり、好ましくは1.5〜7程度、とりわけ好ましくは1.5〜5程度である。また、機械的強度の観点から、重合体(A−1)の重量平均分子量(Mw)は、通常、5,000〜1,000,000程度であり、好ましくは10,000〜500,000程度であり、とりわけ好ましくは15,000〜400,000程度である。重合体(A−1)の分子量分布は、後述の実施例において具体的に記載する方法に従って、ゲル・パーミエーション・クロマトグラフ(GPC)を用いて求めることができる。   The molecular weight distribution (Mw / Mn = [weight average molecular weight] / [number average molecular weight]) of the polymer (A-1) is usually about 1.5 to 10, preferably about 1.5 to 7, especially Preferably it is about 1.5-5. From the viewpoint of mechanical strength, the weight average molecular weight (Mw) of the polymer (A-1) is usually about 5,000 to 1,000,000, preferably about 10,000 to 500,000. Especially preferably, it is about 15,000 to 400,000. The molecular weight distribution of the polymer (A-1) can be determined using gel permeation chromatograph (GPC) according to the method specifically described in the examples described later.

JIS K 7210に準拠して、メルトインデクサ(L217−E14011、テクノ・セブン社製)を用いて190℃、2.16kgfの条件下で測定した重合体(A−1)のメルトフローレート(MFR)の値は、分散性の観点から、通常130〜300g/10分、好ましくは130〜220g/10分である。   The melt flow rate (MFR) of the polymer (A-1) measured under conditions of 190 ° C. and 2.16 kgf using a melt indexer (L217-E14011, manufactured by Techno Seven Co.) in accordance with JIS K 7210. The value of is usually 130 to 300 g / 10 minutes, preferably 130 to 220 g / 10 minutes, from the viewpoint of dispersibility.

重合体(A−2)とは、かくして得られた重合体(A−1)にα,β−不飽和カルボン酸無水物をグラフト重合してなる重合体である。α,β−不飽和カルボン酸無水物としては、無水マレイン酸が好ましい。   The polymer (A-2) is a polymer obtained by graft polymerization of an α, β-unsaturated carboxylic acid anhydride to the polymer (A-1) thus obtained. As the α, β-unsaturated carboxylic acid anhydride, maleic anhydride is preferable.

重合体(A−2)の製造方法としては、例えば、重合体(A−1)を溶融させたのち、α,β−不飽和カルボン酸無水物を添加してグラフト重合せしめる方法、オレフィン系共重合体をトルエン、キシレン等の溶媒に溶解したのち、α,β−不飽和カルボン酸無水物を添加してグラフト重合せしめる方法等が挙げられる。
重合体(A−1)を溶融させたのち、α,β−不飽和カルボン酸無水物を添加してグラフト重合せしめる方法は、押出機を用いて溶融混練することで、樹脂同士あるいは樹脂と固体もしくは液体の添加物を混合するための公知の各種方法が採用可能であることから好ましい。更に好ましい例としては、各成分の全部もしくはいくつかを組み合わせて別々にヘンシェルミキサー、リボンブレンダー、ブレンダー等により混合して均一な混合物とした後、該混合物を溶融混練する等の方法を挙げることができる。
溶融混練の手段としては、バンバリーミキサー、プラストミル、ブラベンダープラストグラフ、一軸又は二軸の押出機等の従来公知の混練手段が広く採用可能である。特に好ましいのは、連続生産が可能であり、生産性が向上するという観点から、一軸又は二軸押出機を用い、予め十分に予備混合したオレフィン系共重合体、不飽和カルボン酸類、ラジカル開始剤を押出機の供給口より供給して混練を行う方法が推奨される。
押出機の溶融混練を行う部分の温度(例えば、押出機ならシリンダー温度)は、通常、50〜300℃、好ましくは80〜270℃である。押出機の溶融混練を行う部分の温度は、溶融混練を前半と後半の2段階に分け、前半より後半の温度を高めた設定にすることが好ましい。溶融混練時間は、通常、0.1〜30分間、特に好ましくは0.1〜5分間である。
Examples of the method for producing the polymer (A-2) include a method in which the polymer (A-1) is melted, and then α, β-unsaturated carboxylic acid anhydride is added and graft polymerization is performed. Examples thereof include a method in which a polymer is dissolved in a solvent such as toluene and xylene, and then α, β-unsaturated carboxylic acid anhydride is added to cause graft polymerization.
After the polymer (A-1) is melted, the α, β-unsaturated carboxylic acid anhydride is added and graft polymerization is performed by melt-kneading using an extruder, so that the resins or the resin and the solid can be solidified. Alternatively, it is preferable because various known methods for mixing liquid additives can be employed. More preferable examples include a method in which all or some of the components are combined and mixed separately with a Henschel mixer, a ribbon blender, a blender or the like to form a uniform mixture, and then the mixture is melt-kneaded. it can.
As the melt-kneading means, conventionally known kneading means such as a Banbury mixer, a plast mill, a Brabender plastograph, a uniaxial or biaxial extruder can be widely employed. Particularly preferable is an olefin copolymer, unsaturated carboxylic acid, radical initiator, which is sufficiently premixed in advance using a single-screw or twin-screw extruder from the viewpoint that continuous production is possible and productivity is improved. A method is recommended in which kneading is carried out by feeding from the feed port of the extruder.
The temperature of the portion where the melt kneading of the extruder is performed (for example, the cylinder temperature in the case of an extruder) is usually 50 to 300 ° C, preferably 80 to 270 ° C. The temperature of the portion of the extruder where the melt kneading is performed is preferably set so that the melt kneading is divided into two stages, the first half and the second half, and the temperature in the second half is higher than the first half. The melt kneading time is usually 0.1 to 30 minutes, particularly preferably 0.1 to 5 minutes.

α,β−不飽和カルボン酸無水物を重合体(A−1)にグラフト重合させるためには、通常、ラジカル開始剤の存在下に重合を行う。ラジカル開始剤の添加量は、重合体(A−1)100重量部に対して0.01〜10重量部、好ましくは0.01〜1重量部である。ラジカル開始剤は、通常、有機過酸化物であり、好ましくは半減期が1分となる分解温度が50〜210℃である有機過酸化物である。また、これらの有機過酸化物は分解してラジカルが発生した後、重合体(A−1)からプロトンを引き抜く作用があることが好ましい。   In order to graft polymerize the α, β-unsaturated carboxylic acid anhydride to the polymer (A-1), the polymerization is usually carried out in the presence of a radical initiator. The addition amount of the radical initiator is 0.01 to 10 parts by weight, preferably 0.01 to 1 part by weight with respect to 100 parts by weight of the polymer (A-1). The radical initiator is usually an organic peroxide, preferably an organic peroxide having a decomposition temperature of 50 to 210 ° C. with a half-life of 1 minute. These organic peroxides preferably have an action of extracting protons from the polymer (A-1) after generating radicals by decomposition.

半減期が1分となる分解温度が50〜210℃である有機過酸化物としては、例えば、1,3−ビス(t−ブチルパーオキシイソプロピル)ベンゼン等が挙げられる。有機過酸化物の添加量は、重合体(A−1)100重量部に対して0.01〜20重量部、好ましくは0.05〜10重量部である。   Examples of the organic peroxide having a decomposition temperature of 50 to 210 ° C. with a half-life of 1 minute include 1,3-bis (t-butylperoxyisopropyl) benzene. The addition amount of the organic peroxide is 0.01 to 20 parts by weight, preferably 0.05 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the polymer (A-1).

かくして得られた重合体(A−2)に含まれるα,β−不飽和カルボン酸無水物に由来する構造単位は、酸無水物基が閉環したままであっても、開環したものであってもよく、閉環したものと開環したものがいずれも含有されていてもよい。   The structural unit derived from the α, β-unsaturated carboxylic acid anhydride contained in the polymer (A-2) thus obtained was a ring-opened one even if the acid anhydride group remained closed. The ring-closed one and the ring-opened one may be contained.

本発明の水性エマルションにおける重合体(A−2)の分子量分布(Mw/Mn)としては、例えば、1.5〜10等を挙げることができる。好ましくは1.5〜7等、より好ましくは1.5〜5等が挙げられる。重合体(A−2)の分子量分布は、前記重合体(A−1)の分子量分布と同様に測定することができる。   Examples of the molecular weight distribution (Mw / Mn) of the polymer (A-2) in the aqueous emulsion of the present invention include 1.5 to 10 and the like. Preferably 1.5-7 grade | etc., More preferably, 1.5-5 grade | etc., Is mentioned. The molecular weight distribution of the polymer (A-2) can be measured in the same manner as the molecular weight distribution of the polymer (A-1).

JIS K 7210に準拠して、メルトインデクサ(L217−E14011、テクノ・セブン社製)を用いて190℃、2.16kgfの条件下で測定した重合体(A−2)のメルトフローレート(MFR)の値は、分散性の観点から、130〜300g/10分であることが好ましく、特に、130〜200g/10分であることが好ましい。   The melt flow rate (MFR) of the polymer (A-2) measured under the conditions of 190 ° C. and 2.16 kgf using a melt indexer (L217-E14011, manufactured by Techno Seven Co.) in accordance with JIS K 7210. From the viewpoint of dispersibility, the value of is preferably from 130 to 300 g / 10 min, and particularly preferably from 130 to 200 g / 10 min.

本発明の方法において、上述の熱可塑性樹脂を乳化するのに適した乳化剤としては、例えば、α,β−不飽和カルボン酸に由来する構造単位と(メタ)アクリル酸エステルに由来する構造単位とを含有する水溶性アクリル樹脂、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブロックコポリマー、及びポリオキシエチレンアルキルエーテル等が挙げられる。2以上の種類の乳化剤を組み合わせて用いてもよい。   In the method of the present invention, examples of the emulsifier suitable for emulsifying the thermoplastic resin described above include, for example, a structural unit derived from an α, β-unsaturated carboxylic acid and a structural unit derived from a (meth) acrylic acid ester. And water-soluble acrylic resins, polyoxyethylene polyoxypropylene block copolymers, and polyoxyethylene alkyl ethers. Two or more kinds of emulsifiers may be used in combination.

本発明の方法において、上述の熱可塑性樹脂を乳化するのに適した乳化剤としては、特に以下のものが挙げられる:
α,β−不飽和カルボン酸(1)に由来する構造単位と、
メチレン基又はメチン基に結合した水酸基を有する炭素数1〜10のアルキル基とα,β−不飽和カルボン酸とを含むα,β−不飽和カルボン酸エステル(2)(以下、「α,β−不飽和カルボン酸エステル(2)」と記すことがある)に由来する構造単位と
を含むアクリル樹脂(B)。
In the process of the present invention, suitable emulsifiers for emulsifying the above-mentioned thermoplastic resin include in particular the following:
a structural unit derived from an α, β-unsaturated carboxylic acid (1);
An α, β-unsaturated carboxylic acid ester (2) (hereinafter referred to as “α, β”) containing a C 1-10 alkyl group having a hydroxyl group bonded to a methylene group or a methine group and an α, β-unsaturated carboxylic acid. -Acrylic resin (B) containing a structural unit derived from an unsaturated carboxylic acid ester (2) ".

「α,β−不飽和カルボン酸(1)」としては、例えばアクリル酸及びメタクリル酸等が挙げられる。   Examples of “α, β-unsaturated carboxylic acid (1)” include acrylic acid and methacrylic acid.

「α,β−不飽和カルボン酸エステル(2)」としては、例えば2−ヒドロキシエチルメタクリレート等が挙げられる。   Examples of the “α, β-unsaturated carboxylic acid ester (2)” include 2-hydroxyethyl methacrylate.

アクリル樹脂(B)は、「α,β−不飽和カルボン酸(1)に由来する構造単位」及び「α,β−不飽和カルボン酸エステル(2)に由来する構造単位」に加えて、必要に応じて、「炭素数1〜20のアルキル基とα,β−不飽和カルボン酸とを含むα,β−不飽和カルボン酸エステルに由来する構造単位」、「アミノ基を有する炭素数1〜10のアルキル基とα,β−不飽和カルボン酸とを含むα,β−不飽和カルボン酸エステルに由来する構造単位」、「カルボキシ基(−COOH)を有する炭素数1〜10のアルキル基とα,β−不飽和カルボン酸とを含むα,β−不飽和カルボン酸エステルに由来する構造単位」等を含有していてもよい。   The acrylic resin (B) is necessary in addition to “structural unit derived from α, β-unsaturated carboxylic acid (1)” and “structural unit derived from α, β-unsaturated carboxylic acid ester (2)”. According to the above, “a structural unit derived from an α, β-unsaturated carboxylic acid ester containing an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms and an α, β-unsaturated carboxylic acid”, “1 to 1 carbon atoms having an amino group” A structural unit derived from an α, β-unsaturated carboxylic acid ester comprising 10 alkyl groups and an α, β-unsaturated carboxylic acid ”,“ an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms having a carboxy group (—COOH) ”, and A structural unit derived from an α, β-unsaturated carboxylic acid ester including an α, β-unsaturated carboxylic acid ”may be contained.

前記「炭素数1〜20のアルキル基とα,β−不飽和カルボン酸とを含むα,β−不飽和カルボン酸エステル」としては、例えば、アクリル酸エチル、メタクリル酸ラウリル等が挙げられる。   Examples of the “α, β-unsaturated carboxylic acid ester containing an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms and an α, β-unsaturated carboxylic acid” include ethyl acrylate and lauryl methacrylate.

前記「アミノ基を有する炭素数1〜10のアルキル基とα,β−不飽和カルボン酸とを含むα,β−不飽和カルボン酸エステル」としては、例えば、N,N−ジメチルアミノエチルメタクリレート等が挙げられる。   Examples of the “α, β-unsaturated carboxylic acid ester containing an amino group having 1 to 10 carbon atoms and an α, β-unsaturated carboxylic acid” include N, N-dimethylaminoethyl methacrylate and the like. Is mentioned.

前記「カルボキシ基を有する炭素数1〜10のアルキル基とα,β−不飽和カルボン酸とを含むα,β−不飽和カルボン酸エステル」としては、例えば、2−アクリロイルオキシエチルコハク酸等が挙げられる。   Examples of the “α, β-unsaturated carboxylic acid ester containing a C 1-10 alkyl group having a carboxy group and an α, β-unsaturated carboxylic acid” include, for example, 2-acryloyloxyethyl succinic acid and the like. Can be mentioned.

前記アクリル樹脂(B)に必要に応じて含有されるこれらのα,β−不飽和カルボン酸エステルに由来する構造単位は、異なる複数種のα,β−不飽和カルボン酸エステルに由来する構造単位であってよい。   The structural unit derived from these α, β-unsaturated carboxylic acid esters contained in the acrylic resin (B) as necessary is a structural unit derived from a plurality of different α, β-unsaturated carboxylic acid esters. It may be.

アクリル樹脂(B)の製造方法としては、例えば、前記モノマー混合物を付加重合することによって製造する方法が挙げられる。具体的には、例えば、イソプロピルアルコール等のアルコール又は水等を溶媒として用い、該溶媒にモノマーの一部又は全部を混合し、通常70℃〜100℃、好ましくは75℃〜95℃、特に好ましくは75℃〜85℃にてラジカル開始剤等の重合開始剤及び残りのモノマーを混合し、通常、1〜24時間程度攪拌する方法等が挙げられる。また、反応を制御するために、重合開始剤及び残りのモノマーを有機溶媒に溶解したのち添加してもよい。   As a manufacturing method of an acrylic resin (B), the method of manufacturing by carrying out addition polymerization of the said monomer mixture is mentioned, for example. Specifically, for example, alcohol such as isopropyl alcohol or water is used as a solvent, and a part or all of the monomer is mixed in the solvent, and usually 70 ° C to 100 ° C, preferably 75 ° C to 95 ° C, particularly preferably. Is a method in which a polymerization initiator such as a radical initiator and the remaining monomers are mixed at 75 ° C. to 85 ° C., and usually stirred for about 1 to 24 hours. In order to control the reaction, the polymerization initiator and the remaining monomers may be dissolved in an organic solvent and then added.

ここで、重合開始剤としては、例えば、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル等が挙げられる。重合開始剤の使用量は、モノマー混合物100重量部に対して0.01〜5重量部、好ましくは0.2〜3重量部である。   Here, examples of the polymerization initiator include 2,2'-azobisisobutyronitrile. The amount of the polymerization initiator used is 0.01 to 5 parts by weight, preferably 0.2 to 3 parts by weight, based on 100 parts by weight of the monomer mixture.

熱可塑性樹脂を乳化するための乳化剤としてアクリル樹脂(B)を用いる場合、得られる水性エマルションは、例えば50〜300、より好ましくは100〜200のNH中和度を有することが好ましい。ここでNH中和度とは、前記アクリル樹脂(B)に含まれるアニオン性基を有するモノマーに由来する構造単位の合計モル数に対する、水性エマルションに含まれるアンモニアのモル数の割合、すなわち
[(アンモニアのモル数)/(アニオン性モノマーの合計モル数)×100(%)]
を意味する。
When the acrylic resin (B) is used as an emulsifier for emulsifying the thermoplastic resin, the obtained aqueous emulsion preferably has a degree of neutralization of NH 3 of, for example, 50 to 300, more preferably 100 to 200. Here, the degree of neutralization of NH 3 is the ratio of the number of moles of ammonia contained in the aqueous emulsion to the total number of moles of structural units derived from the monomer having an anionic group contained in the acrylic resin (B), that is, [ (Number of moles of ammonia) / (total number of moles of anionic monomer) × 100 (%)]
Means.

(乳化工程)
本発明の、樹脂を水中で乳化して乳化物を得る乳化工程は、例えば、
樹脂、乳化剤及び水を溶融混練する方法;
樹脂を加熱する加熱工程と、前記加熱工程で加熱された樹脂に乳化剤を混合する混合工程と、前記混合工程にて得られた混合物に水を分散させる分散工程を有する方法;
樹脂及び乳化剤を加熱及び混練する工程と、前記工程で得られた混練物を水に分散させる工程とを含む方法;
樹脂をトルエン等の有機溶媒に溶解させる溶解工程と、前記溶解工程で得られた溶解物を乳化剤に混合する混合工程と、前記混合工程で得られた混合物に水を混合して該混合物を水に分散させる分散工程と、前記分散工程で得られた分散物から前記有機溶媒を除去する除去工程とを含む方法
等によって実施する。また、前記のような機械的乳化方法以外にも、自己乳化等の化学的乳化方法によって乳化工程を行ってよい。とりわけ、
樹脂、乳化剤及び水を溶融混練する方法及び
樹脂を加熱する加熱工程と、前記加熱工程で得られた加熱された樹脂に乳化剤を混合する混合工程と、水に前記混合工程にて得られた混合物を分散させる分散工程とを有する方法
が好適である。
(Emulsification process)
The emulsification step of emulsifying the resin in water to obtain an emulsion is, for example,
A method of melt-kneading a resin, an emulsifier and water;
A method comprising a heating step of heating a resin, a mixing step of mixing an emulsifier with the resin heated in the heating step, and a dispersion step of dispersing water in the mixture obtained in the mixing step;
A method comprising a step of heating and kneading a resin and an emulsifier, and a step of dispersing the kneaded product obtained in the step in water;
A dissolution step for dissolving the resin in an organic solvent such as toluene, a mixing step for mixing the lysate obtained in the dissolution step with an emulsifier, and mixing the water obtained by mixing the mixture obtained in the mixing step with water. And a removing step of removing the organic solvent from the dispersion obtained in the dispersing step. In addition to the mechanical emulsification method as described above, the emulsification step may be performed by a chemical emulsification method such as self-emulsification. Above all,
Method for melt-kneading resin, emulsifier and water, heating step for heating resin, mixing step for mixing emulsifier with heated resin obtained in said heating step, and mixture obtained in said mixing step with water A method having a dispersion step of dispersing is preferable.

樹脂、乳化剤及び水を溶融混練する工程において用いられる装置としては、例えば、二軸押出機、ラボプラストミル(株式会社東洋精機製作所)、ラボプラストミルマイクロ(株式会社東洋精機製作所)等の多軸押出機、ホモジナイザー、T.Kフィルミクス(プライミクス株式会社)等のバレル(シリンダー)を有する機器、例えば、攪拌槽、ケミカルスターラー、ボルテックスミキサー、フロージェットミキサー、コロイドミル、超音波発生機、高圧ホモジナイザー、分散君(株式会社フジキン)、スタティックミキサー、マイクロミキサー等のバレル(シリンダー)を有さない機器等が挙げられる。   As an apparatus used in the step of melt-kneading resin, emulsifier and water, for example, a multi-screw such as a twin screw extruder, Labo Plast Mill (Toyo Seiki Seisakusho), Labo Plast Mill Micro (Toyo Seiki Seisakusho) Equipment having barrels (cylinders) such as extruders, homogenizers, TK filmics (Primics Co., Ltd.), such as stirring tanks, chemical stirrers, vortex mixers, flow jet mixers, colloid mills, ultrasonic generators, high pressure homogenizers Dispersion-kun (Fujikin Co., Ltd.), static mixers, micro mixers, and other devices that do not have a barrel (cylinder).

バレルを有する機器の剪断速度としては、通常、200〜100000秒−1程度、好ましくは1000〜2500秒−1程度である。ここで、剪断速度とはスクリューエレメント最外周部の周速度[mm/sec]をスクリューとバレルとのクリアランス[mm]で除した数値である。 As a shear rate of the apparatus which has a barrel, it is about 200-100000 second- 1 normally, Preferably it is about 1000-2500 second- 1 . Here, the shear rate is a numerical value obtained by dividing the peripheral speed [mm / sec] of the outermost peripheral part of the screw element by the clearance [mm] between the screw and the barrel.

樹脂、乳化剤及び水を溶融混練する方法としては、例えば、二軸押出機のホッパー又は供給口より樹脂を連続的に供給し、これを加熱溶融混練し、更にこの押出機の圧縮ゾーン、計量ゾーン又は脱気ゾーンに設けた少なくとも1個の供給口より乳化剤を加圧供給し、これと樹脂をスクリューで混練し、続いて、この押出機の圧縮ゾーンに設けた少なくとも1個の供給口より水を供給することによって、ダイより連続的に乳化物を押出製造する方法等が挙げられる。
樹脂を加熱する加熱工程と、前記加熱工程で得られた加熱された樹脂に乳化剤を混合する混合工程と、前記混合工程にて得られた混合物に水を分散させる分散工程とを有する方法としては、例えば、ニーダーのシリンダーを加熱したのち、該シリンダー内に樹脂を投入し、回転させながら溶融する加熱工程を行い、次に、乳化剤を投入し、回転させる混合工程を行い、得られた混合物を温水中に投入し、分散させて、乳化物を得る方法等が挙げられる。
As a method of melt-kneading the resin, emulsifier and water, for example, the resin is continuously supplied from the hopper or supply port of the twin-screw extruder, heated and melt-kneaded, and further the compression zone and metering zone of this extruder. Alternatively, the emulsifier is pressurized and supplied from at least one supply port provided in the degassing zone, and the resin is kneaded with a screw, and then water is supplied from at least one supply port provided in the compression zone of the extruder. The method of extruding and producing an emulsion continuously from a die by feeding is used.
As a method comprising a heating step of heating a resin, a mixing step of mixing an emulsifier with the heated resin obtained in the heating step, and a dispersion step of dispersing water in the mixture obtained in the mixing step. For example, after heating the cylinder of the kneader, the resin is put into the cylinder, the heating process is performed to melt while rotating, the emulsifier is then added, the mixing process of rotating is performed, and the resulting mixture is For example, a method of obtaining an emulsion by putting it in warm water and dispersing it.

樹脂を加熱する加熱工程と、前記加熱工程で得られた加熱された樹脂に乳化剤を混合する混合工程と、前記混合工程にて得られた混合物に水を分散させる分散工程とを有する方法としては、多軸押出機を用いる方法が好適である。具体的に説明すると、まず、スクリューを2本以上ケーシング内に有する多軸押出機のホッパーから樹脂を供給し、加熱、溶融混練させる加熱工程、次に、該押出機の圧縮ゾーン及び/又は計量ゾーンに設けた少なくとも1個の液体供給口より供給された乳化剤と混練しながら水に分散させる混合工程を経由して乳化物を製造する方法等が例示される。   As a method comprising a heating step of heating a resin, a mixing step of mixing an emulsifier with the heated resin obtained in the heating step, and a dispersion step of dispersing water in the mixture obtained in the mixing step. A method using a multi-screw extruder is preferred. More specifically, first, a heating process in which a resin is supplied from a hopper of a multi-screw extruder having two or more screws in a casing, followed by heating and melt-kneading, then, a compression zone and / or metering of the extruder. Examples thereof include a method of producing an emulsion through a mixing step of dispersing in water while kneading with an emulsifier supplied from at least one liquid supply port provided in the zone.

乳化工程で得られる乳化物中の分散質の、グラインドゲージ測定による粗粒子径は、通常30〜200μmである。   The coarse particle diameter by the grind gauge measurement of the dispersoid in the emulsion obtained by an emulsification process is 30-200 micrometers normally.

本発明の方法で得られる乳化物は、樹脂及び乳化剤を含む分散質が、分散媒である水に分散しているものである。   In the emulsion obtained by the method of the present invention, a dispersoid containing a resin and an emulsifier is dispersed in water as a dispersion medium.

本発明の方法で得られる乳化物としては、重合体(A)及びアクリル樹脂(B)を含んでなる分散質が、分散媒である水に分散しているものが好ましい。分散質の体積基準メジアン径は、例えば0.01〜3μmであり、好ましくは0.1〜2.5μmであり、より好ましくは0.3〜1.5μmである。体積基準メジアン径が0.01μm以上であると、製造が容易なことから好ましく、3μm以下であると、接着性が向上する傾向があることから好ましい。ここで体積基準メジアン径とは、体積基準で積算粒子径分布の値が50%に相当する粒子径である。   The emulsion obtained by the method of the present invention is preferably one in which the dispersoid comprising the polymer (A) and the acrylic resin (B) is dispersed in water as a dispersion medium. The volume-based median diameter of the dispersoid is, for example, 0.01 to 3 μm, preferably 0.1 to 2.5 μm, and more preferably 0.3 to 1.5 μm. When the volume-based median diameter is 0.01 μm or more, it is preferable from the viewpoint of easy production, and when it is 3 μm or less, adhesiveness tends to be improved. Here, the volume-based median diameter is a particle diameter corresponding to 50% of the cumulative particle diameter distribution on a volume basis.

本発明の方法で得られる乳化物中の乳化剤の含有量は、樹脂100重量部に対し、例えば1〜30重量部であり、好ましくは2〜10重量部である。
本発明の方法で得られる乳化物中の樹脂の含有量は、乳化物100重量部に対して、例えば10〜70重量部であり、好ましくは30〜60重量部であり、より好ましくは40〜60重量部である。
本発明の方法で得られる乳化物中の水の含有量は、乳化物100重量部に対して、例えば10〜90重量部であり、好ましくは30〜70重量部であり、より好ましくは40〜60重量部である。
The content of the emulsifier in the emulsion obtained by the method of the present invention is, for example, 1 to 30 parts by weight, preferably 2 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the resin.
The content of the resin in the emulsion obtained by the method of the present invention is, for example, 10 to 70 parts by weight, preferably 30 to 60 parts by weight, and more preferably 40 to 100 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the emulsion. 60 parts by weight.
The water content in the emulsion obtained by the method of the present invention is, for example, 10 to 90 parts by weight, preferably 30 to 70 parts by weight, and more preferably 40 to 100 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the emulsion. 60 parts by weight.

本発明の乳化物には、2種類以上の樹脂が含有されていてもよく、クレー、カオリン、タルク、炭酸カルシウム等の充填剤、防腐剤、防錆剤、消泡剤、発泡剤、ポリアクリル酸、ポリエーテル、メチルセルロース、カルボキシルメチルセルロース、ポリビニルアルコール、澱粉等の増粘剤、粘度調整剤、難燃剤、酸化チタン等の顔料、二塩基酸のコハク酸ジメチル、アジピン酸ジメチル等の高沸点溶剤、可塑剤等が更に含有されていてもよい。   The emulsion of the present invention may contain two or more kinds of resins, such as fillers such as clay, kaolin, talc and calcium carbonate, preservatives, rust preventives, antifoaming agents, foaming agents, and polyacrylic. Thickeners such as acids, polyethers, methylcellulose, carboxymethylcellulose, polyvinyl alcohol, starch, viscosity modifiers, flame retardants, pigments such as titanium oxide, dibasic acid dimethyl succinate, high boiling point solvents such as dimethyl adipate, A plasticizer or the like may further be contained.

(粉砕工程)
得られた乳化物に機械的剪断力、衝撃力または摩擦力を加えて凝集粒を粉砕する。粉砕方法は特に限定されるものでなく、例えば、ポットミル、ビーズミル、サンドグラインダー等のビーズタイプ、コロイドミル等の剪断力を用いるタイプ、ジェットミル等の高圧衝突タイプなどが挙げられる。ビーズミルを用いて粉砕を行う場合、好ましくは、ビーズの材質はジルコニア、ビーズ径は0.5mmφ、ビーズの量は1.6kg、周速は10m/s、粉砕時間は1時間、乳化物の量は0.8kgである。
(Crushing process)
Aggregated grains are pulverized by applying mechanical shearing force, impact force or frictional force to the obtained emulsion. The pulverization method is not particularly limited, and examples thereof include a bead type such as a pot mill, a bead mill and a sand grinder, a type using a shearing force such as a colloid mill, and a high pressure collision type such as a jet mill. When pulverization is performed using a bead mill, the bead material is preferably zirconia, the bead diameter is 0.5 mmφ, the bead amount is 1.6 kg, the peripheral speed is 10 m / s, the pulverization time is 1 hour, and the amount of emulsion. Is 0.8 kg.

粉砕工程で得られる水性エマルション中の分散質の、グラインドゲージ測定による粗粒子径は、1〜30μmであることが好ましい。   It is preferable that the coarse particle diameter by the grind gauge measurement of the dispersoid in the aqueous | water-based emulsion obtained at a grinding | pulverization process is 1-30 micrometers.

本発明の方法によって得られる水性エマルションから水分を乾燥させて得られる硬化物は、平滑な表面を与える傾向がある。従って、本発明の方法によって得られる水性エマルションを塗料として基材に塗工する際に作業性に優れる傾向があり、得られる積層体の外観に優れる傾向がある。   The cured product obtained by drying water from the aqueous emulsion obtained by the method of the present invention tends to give a smooth surface. Therefore, when the aqueous emulsion obtained by the method of the present invention is applied to a substrate as a paint, the workability tends to be excellent, and the appearance of the resulting laminate tends to be excellent.

本発明の方法によって得られる水性エマルションを、基材上に塗工(コーティング)した後、乾燥することによって、基材上に水性エマルションの塗膜(コーティング膜)を形成することができる。
該塗膜は、例えば、塗料、プライマー、下地材、接着剤等に使用することができる。
The aqueous emulsion obtained by the method of the present invention is coated (coated) on a substrate, and then dried to form a coating film (coating film) of the aqueous emulsion on the substrate.
The coating film can be used, for example, for paints, primers, base materials, adhesives and the like.

本発明における「基材」は、例えば、被着体、被着層等の、本発明の水性エマルションを塗工することが意図される任意の形状の物品を意味する。本発明における基材としては、例えば、木材、合板、MDF、パーティクルボード、ファイバーボード等の木質系材料;壁紙、包装紙等の紙質系材料:綿布、麻布、レーヨン等のセルロース系材料;ポリエチレン(エチレンに由来する構造単位を主成分とするポリオレフィン、以下同じ)、ポリプロピレン(プロピレンに由来する構造単位を主成分とするポリオレフィン、以下同じ)、ポリスチレン等のポリオレフィン、ポリカーボネート、アクリロニトリル/ブタジエン/スチレン共重合体(ABS樹脂)、(メタ)アクリル樹脂ポリエステル、ポリエーテル、ポリ塩化ビニル、ポリウレタン、発泡ウレタン等のプラスチック材料;ガラス、陶磁器等のセラミック材料;鉄、ステンレス、銅、アルミニウム等の金属材料等が挙げられる。   The “base material” in the present invention means an article having an arbitrary shape intended to be coated with the aqueous emulsion of the present invention, such as an adherend and an adherent layer. Examples of the substrate in the present invention include wood-based materials such as wood, plywood, MDF, particle board, and fiber board; paper-based materials such as wallpaper and wrapping paper: cellulosic materials such as cotton, linen, and rayon; polyethylene ( Polyolefins whose main component is a structural unit derived from ethylene (hereinafter the same), polypropylene (polyolefins whose main component is a structural unit derived from propylene, the same applies hereinafter), polyolefins such as polystyrene, polycarbonate, acrylonitrile / butadiene / styrene copolymer Combined (ABS resin), (meth) acrylic resin, plastic materials such as polyester, polyether, polyvinyl chloride, polyurethane, urethane foam; ceramic materials such as glass and ceramics; metal materials such as iron, stainless steel, copper, and aluminum Can be mentioned.

かかる基材は、複数の材料からなる複合材料であってもよい。また、タルク、シリカ、活性炭等の無機充填剤、炭素繊維等とプラスチック材料との混練成形品であってもよい。   Such a substrate may be a composite material composed of a plurality of materials. Further, an inorganic filler such as talc, silica, activated carbon, or the like, and a kneaded molded product of carbon fiber or the like and a plastic material may be used.

基材としては、中でも、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリカーボネート、アクリロニトリル/ブタジエン/スチレン共重合体(ABS樹脂)、ポリエチレンテレフタレート、ポリ塩化ビニル、(メタ)アクリル樹脂、ガラス、アルミニウム、ポリウレタンなどが好ましく、とりわけ、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ガラス、アルミニウム、ポリウレタンが好ましい。   As the substrate, among them, polypropylene, polystyrene, polycarbonate, acrylonitrile / butadiene / styrene copolymer (ABS resin), polyethylene terephthalate, polyvinyl chloride, (meth) acrylic resin, glass, aluminum, polyurethane and the like are preferable. Polypropylene, polyvinyl chloride, glass, aluminum and polyurethane are preferred.

基材の一方が木質系材料、紙質系材料、セルロース系材料などの吸水性の基材の場合には、本発明の水性エマルションをそのまま塗工し、他の基材と貼合することができる。すなわち、吸水性の基材に水性エマルションを塗工したのち、水性エマルションに由来する層に他の基材(吸水性でも非吸水性でもよい)を積層させれば、水性エマルションに含まれる水分は吸水性の基材に吸収され、水性エマルションに由来する塗膜が接着層となり、吸水性の基材/本発明の水性エマルションに由来する塗膜/基材を有する積層体を得ることができる。
基材がポリオレフィンなどの非吸水性の場合には、一方の基材の片面に水性エマルションを塗工した後、加熱して本発明の水性エマルションに由来する塗膜を形成したのち、他方の基材を貼合し、更に、加熱して接着させればよい。
水性エマルションに由来する塗膜を形成する際の加熱温度、及び他方の基材と水性エマルションに由来する塗膜とを貼合した後の加熱温度としては、例えば、60〜200℃などを挙げることができる。
When one of the substrates is a water-absorbing substrate such as a wood-based material, a paper-based material, or a cellulosic material, the aqueous emulsion of the present invention can be applied as it is and bonded to another substrate. . That is, after coating an aqueous emulsion on a water-absorbing substrate, if another substrate (which may be water-absorbing or non-water-absorbing) is laminated on the layer derived from the aqueous emulsion, the water content in the aqueous emulsion is The coating film which is absorbed by the water-absorbing substrate and is derived from the aqueous emulsion becomes an adhesive layer, and a laminate having the water-absorbing substrate / the coating film / substrate derived from the aqueous emulsion of the present invention can be obtained.
When the base material is non-water-absorbing, such as polyolefin, after coating the aqueous emulsion on one side of one base material and heating to form a coating film derived from the aqueous emulsion of the present invention, the other base What is necessary is just to bond a material and to heat and to make it adhere | attach further.
Examples of the heating temperature when forming a coating film derived from an aqueous emulsion and the heating temperature after bonding the other substrate and the coating film derived from an aqueous emulsion include 60 to 200 ° C. Can do.

従って、本発明はまた、木質系材料、セルロース系材料、プラスチック材料、セラミック材料及び金属材料からなる群から選択される少なくとも1種の材料を含む基材と、本発明の水性エマルションに由来する塗膜とを含む積層体を提供する。   Accordingly, the present invention also provides a base material comprising at least one material selected from the group consisting of woody materials, cellulosic materials, plastic materials, ceramic materials and metal materials, and a coating derived from the aqueous emulsion of the present invention. A laminate including a film is provided.

更に、本発明は、木質系材料、セルロース系材料、プラスチック材料、セラミック材料及び金属材料からなる群から選択される少なくとも1種の材料を含む基材に、本発明の水性エマルションを塗工し、該基材と該水性エマルションを含む層とを含む塗工品を得る第1工程と、第1工程で得られた塗工品を乾燥して、前記基材と本発明の水性エマルションに由来する塗膜とを含む積層体を得る第2工程とを含む、積層体の製造方法を提供する。   Furthermore, the present invention applies the aqueous emulsion of the present invention to a substrate containing at least one material selected from the group consisting of woody materials, cellulosic materials, plastic materials, ceramic materials and metal materials, The first step of obtaining a coated product comprising the substrate and the layer containing the aqueous emulsion, and the coated product obtained in the first step are dried to derive from the substrate and the aqueous emulsion of the invention. The manufacturing method of a laminated body including the 2nd process of obtaining the laminated body containing a coating film is provided.

以下に実施例を示して本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらによって限定されるものではない。実施例中の部及び%は、特に断らない限り重量基準を意味する。   The present invention will be described in more detail with reference to the following examples, but the present invention is not limited thereto. In the examples, parts and% mean weight basis unless otherwise specified.

<分子量及び分子量分布>
樹脂の分子量は、ゲル・パーミエーション・クロマトグラフ(GPC)を用い、ポリスチレン(分子量688〜400,000)標準物質で校正した上で、下記条件にて求めた。なお、分子量分布は重量平均分子量(以下、Mwという)と数平均分子量(以下、Mnという)との比(Mw/Mn)で評価した。
機種 Waters製 150−C
カラム shodex packed column A−80M
測定温度 140℃
測定溶媒 オルトジクロロベンゼン
測定濃度 1mg/ml
<Molecular weight and molecular weight distribution>
The molecular weight of the resin was obtained under the following conditions after calibrating with polystyrene (molecular weight 688 to 400,000) standard substance using gel permeation chromatograph (GPC). The molecular weight distribution was evaluated by the ratio (Mw / Mn) between the weight average molecular weight (hereinafter referred to as Mw) and the number average molecular weight (hereinafter referred to as Mn).
Model Waters 150-C
Column shodex packed column A-80M
Measurement temperature 140 ℃
Measurement solvent Orthodichlorobenzene measurement concentration 1mg / ml

<ビニルシクロヘキサン単位の含有量>
共重合体中のビニルシクロヘキサン単位の含有量は、下記13C−NMR装置により求めた。
13C−NMR装置:BRUKER社製 DRX600
測定溶媒:オルトジクロロベンゼンとオルトジクロロベンゼン−d4
4:1(容積比)混合液
測定温度:135℃
<Content of vinylcyclohexane unit>
The content of the vinylcyclohexane unit in the copolymer was determined by the following 13 C-NMR apparatus.
13 C-NMR apparatus: DRX600 manufactured by BRUKER
Measuring solvent: orthodichlorobenzene and orthodichlorobenzene-d4
4: 1 (volume ratio) liquid mixture Measurement temperature: 135 ° C

<グラフト量>
重合体(A−2)の無水マレイン酸のグラフト量を以下の手順で測定した。サンプル1.0gをキシレン20mlに溶解し、サンプル溶液をメタノール300mlに攪拌しながら滴下してサンプルを再沈殿させて回収した。その後、回収したサンプルを真空乾燥(80℃、8時間)し、熱プレスにより厚さ100μmのフィルムを作製した。得られたフィルムの赤外吸収スペクトルを測定し、1780cm−1付近の吸収より無水マレイン酸のグラフト量を定量した。
<Graft amount>
The graft amount of maleic anhydride of the polymer (A-2) was measured by the following procedure. 1.0 g of sample was dissolved in 20 ml of xylene, and the sample solution was added dropwise to 300 ml of methanol with stirring to reprecipitate and collect the sample. Thereafter, the collected sample was vacuum dried (80 ° C., 8 hours), and a film having a thickness of 100 μm was produced by hot pressing. The infrared absorption spectrum of the obtained film was measured, and the amount of maleic anhydride grafted was quantified from the absorption near 1780 cm −1 .

<メルトフローレート>
樹脂のメルトフローレート(MFR)は、JIS K 7210に準拠して、メルトインデクサ(L217−E14011、テクノ・セブン社製)を用いて190℃、2.16kgfの条件下で測定した。
<Melt flow rate>
The melt flow rate (MFR) of the resin was measured under conditions of 190 ° C. and 2.16 kgf using a melt indexer (L217-E14011, manufactured by Techno Seven Co.) in accordance with JIS K 7210.

<固形分>
固形分の測定は、JIS K−6828に準じた測定方法で行った。
<Solid content>
The measurement of solid content was performed by the measuring method according to JIS K-6828.

<NH中和度]>
アクリル樹脂(B)のNH中和度は、アクリル樹脂(B)に含まれるアクリル酸(AA)のモル数([AA])とメタクリル酸(MAA)のモル数の合計モル数に対する、用いたアンモニアのモル数([NH])の割合、すなわち、
[NH]/([AA]+[MAA])×100 (%)
として算出した。
<NH 3 neutralization degree>
The degree of neutralization of NH 3 of the acrylic resin (B) is used for the total number of moles of acrylic acid (AA) ([AA]) and methacrylic acid (MAA) contained in the acrylic resin (B). Of the number of moles of ammonia ([NH 3 ]),
[NH 3 ] / ([AA] + [MAA]) × 100 (%)
Calculated as

<平均粒径>
レーザー回折式粒度分布測定装置LA−910(株式会社堀場製作所製)を用い、粒子屈折率1.50−0.20iで得られる体積基準のメジアン径である。
<Average particle size>
It is a volume-based median diameter obtained using a laser diffraction particle size distribution analyzer LA-910 (manufactured by Horiba, Ltd.) with a particle refractive index of 1.50-0.20i.

<粗粒子径>
ガードナー製グラインドメータ(規格JIS K5600、レンジ0〜100μm)の溝の深い位置に、水性エマルションを流し込み、溝の深い位置から浅い方向へスクレーパーを押し付けたまま均等の速さで引き動かし、粒が3個以上現れ始めた目盛を読み取った。この測定を3回繰り返し、平均値を粗粒子径とした。
<Coarse particle size>
A water-based emulsion is poured into a deep position of a groove of a Gardner grindometer (standard JIS K5600, range 0 to 100 μm), and the scraper is pushed from the deep position of the groove to a shallow direction, and is moved at an even speed. I read the scale that began to appear more than one. This measurement was repeated three times, and the average value was defined as the coarse particle diameter.

[実施例1]
(樹脂の製造)
アルゴンで置換したSUS製リアクター中にビニルシクロへキサン(以下、VCHと記すことがある)386部とトルエン3640部を投入した。50℃に昇温後、エチレンを0.6MPaで加圧しながら仕込んだ。トリイソブチルアルミニウム(TIBA)のトルエン溶液[東ソー・アクゾ(株)製TIBA濃度20%]10部を仕込み、続いてジエチルシリル(テトラメチルシクロペンタジエニル)(3−tert−ブチル−5−メチル−2−フェノキシ)チタニウムジクロライド0.001部を脱水トルエン87部に溶解したものと、ジメチルアニリニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート0.03部を脱水トルエン122部に溶解したものを投入し2時間攪拌した。得られた反応液をアセトン約10000部中に投じ、沈殿した白色固体を濾取した。該固体をアセトンで洗浄後、減圧乾燥した結果、オレフィン系共重合体(A−1)300部を得た。該共重合体の粘度(η)は0.48dl/g、Mnは15,600、分子量分布(Mw/Mn)は2.0、融点(Tm)は57℃、ガラス転移点(Tg)は−28℃、共重合体におけるVCH単位の含有率は13モル%であった。
[Example 1]
(Manufacture of resin)
386 parts of vinylcyclohexane (hereinafter sometimes referred to as VCH) and 3640 parts of toluene were charged into a SUS reactor substituted with argon. After raising the temperature to 50 ° C., ethylene was charged while being pressurized at 0.6 MPa. 10 parts of a toluene solution of triisobutylaluminum (TIBA) [TIBA concentration 20% manufactured by Tosoh Akzo Co., Ltd.] was charged, followed by diethylsilyl (tetramethylcyclopentadienyl) (3-tert-butyl-5-methyl- 2-phenoxy) titanium dichloride 0.001 part dissolved in dehydrated toluene 87 parts and dimethylanilinium tetrakis (pentafluorophenyl) borate 0.03 part dissolved in dehydrated toluene 122 parts were added and stirred for 2 hours did. The obtained reaction solution was poured into about 10,000 parts of acetone, and the precipitated white solid was collected by filtration. The solid was washed with acetone and then dried under reduced pressure. As a result, 300 parts of an olefin copolymer (A-1) was obtained. The copolymer has a viscosity (η) of 0.48 dl / g, Mn of 15,600, a molecular weight distribution (Mw / Mn) of 2.0, a melting point (Tm) of 57 ° C., and a glass transition point (Tg) of − At 28 ° C., the content of VCH units in the copolymer was 13 mol%.

得られた重合体(A−1)100部に、無水マレイン酸0.4部、1,3−ビス(t−ブチルパーオキシイソプロピル)ベンゼン0.04部を添加して十分に予備混合した後に二軸押出機の供給口より供給して溶融混練を行い、重合体(A−2)を得た。なお、押出機の溶融混練を行う部分の温度は、溶融混練を前半と後半の二段階に分け、前半は180℃、後半は260℃と温度設定にして溶融混練を行った。重合体(A−2)のマレイン酸グラフト量は0.2%であった。また、重合体(A−2)のMFRは180g/10分(190℃、荷重:2.16kgf)であった。   After 100 parts of the resulting polymer (A-1) is added 0.4 parts of maleic anhydride and 0.04 parts of 1,3-bis (t-butylperoxyisopropyl) benzene and sufficiently premixed. It supplied from the supply port of the twin screw extruder and melted and kneaded to obtain a polymer (A-2). The temperature of the part of the extruder where the melt kneading was performed was divided into two stages, the first half and the latter half, and the melt kneading was performed at a temperature setting of 180 ° C. in the first half and 260 ° C. in the second half. The maleic acid graft amount of the polymer (A-2) was 0.2%. The MFR of the polymer (A-2) was 180 g / 10 min (190 ° C., load: 2.16 kgf).

(乳化剤の製造)
乳化剤のモノマーとして、表1に記載のモノマーを使用した。
(Manufacture of emulsifiers)
As the emulsifier monomer, the monomers listed in Table 1 were used.

Figure 2011241325
Figure 2011241325

「AA」7.5部(10.9モル比)、「MAA」22.5部(27.4モル比)、「HEA」29.5部(26.6モル比)、「EA」29.5部(30.8モル比)及び「SLMA」11部(4.4モル比)を10〜30℃にて混合し、単量体混合物100部を得た。ここで、モル比とは上記単量体の合計モル数を100とした場合のモル数を表す。
反応器に、イソプロピルアルコール(以下、IPAと記すことがある)150部と該単量体混合液を仕込み、反応器を窒素置換後、攪拌しながら内温を50℃に調整した。重合開始剤として2,2’−アゾビスイソブチロニトリルを0.6部添加し、80℃に昇温後、同温度にて2時間攪拌した。次に、同温度にて上記重合開始剤を0.3部添加し、更に1時間、同温度にて攪拌させた。続いて、得られた反応液が沸騰する程度まで昇温してIPAを留去し、留去後、内温を50℃に下げてから28%アンモニア水溶液を29部(48モル比)混合した後、粘稠な乳化剤を得た(収率90%、固形分50%)。使用した単量体の種類及び量、アンモニア水の量、NH中和度、固形分の量並びに収率を表2にまとめた。
"AA" 7.5 parts (10.9 mole ratio), "MAA" 22.5 parts (27.4 mole ratio), "HEA" 29.5 parts (26.6 mole ratio), "EA" 29. 5 parts (30.8 molar ratio) and 11 parts of “SLMA” (4.4 molar ratio) were mixed at 10 to 30 ° C. to obtain 100 parts of a monomer mixture. Here, the molar ratio represents the number of moles when the total number of moles of the monomers is 100.
To the reactor, 150 parts of isopropyl alcohol (hereinafter sometimes referred to as IPA) and the monomer mixture were charged, and after replacing the reactor with nitrogen, the internal temperature was adjusted to 50 ° C. with stirring. 0.6 part of 2,2′-azobisisobutyronitrile was added as a polymerization initiator, and the temperature was raised to 80 ° C., followed by stirring at the same temperature for 2 hours. Next, 0.3 part of the polymerization initiator was added at the same temperature, and the mixture was further stirred at the same temperature for 1 hour. Subsequently, the temperature of the resulting reaction solution was raised to a boiling point to distill off the IPA, and after distilling, the internal temperature was lowered to 50 ° C., and then 29 parts (48 molar ratio) of 28% aqueous ammonia solution was mixed. Thereafter, a viscous emulsifier was obtained (yield 90%, solid content 50%). Table 2 summarizes the types and amounts of monomers used, the amount of aqueous ammonia, the degree of neutralization of NH 3 , the amount of solids, and the yield.

Figure 2011241325
Figure 2011241325

(乳化工程)
同方向回転噛合型二軸スクリュー押出機((株)テクノベル:KZW15TW−15/45MG−NH(−1100)、L/D=45)のシリンダー温度を110℃に設定した後、該押出機のホッパーより、熱可塑性樹脂である重合体(A−2)100部をスクリューの回転数500rpmにて連続的に供給し、重合体(A−2)を加熱した。
該押出機のベント部に設けた供給口より、乳化剤10部(固形分)をギヤーポンプで加圧しながら連続的に供給し、重合体(A−2)及び乳化剤を連続的に押出ししながら混合し、更にベント部に設けた別の供給口よりイオン交換水100部をプランジャーポンプで加圧しながら投入し、乳白色の乳化物を得た。得られた乳化物中の分散質の平均粒径は0.7μm、粗粒子径は54μmであった。
(Emulsification process)
After setting the cylinder temperature of the same direction rotation meshing type twin screw extruder (Technovel: KZW15TW-15 / 45MG-NH (-1100), L / D = 45) to 110 ° C., the hopper of the extruder From the above, 100 parts of polymer (A-2), which is a thermoplastic resin, was continuously supplied at a screw rotation speed of 500 rpm to heat the polymer (A-2).
From the supply port provided in the vent part of the extruder, 10 parts of emulsifier (solid content) is continuously supplied while being pressurized with a gear pump, and the polymer (A-2) and the emulsifier are continuously extruded and mixed. Furthermore, 100 parts of ion-exchanged water was added while being pressurized with a plunger pump from another supply port provided in the vent part to obtain a milky white emulsion. The average particle size of the dispersoid in the obtained emulsion was 0.7 μm, and the coarse particle size was 54 μm.

(粉砕工程)
前記製造例にて得られた乳化物0.8kgを供給タンク内に投入し、ペリスターポンプにて連続循環式ビーズミル((株)シンマルエンタープライゼス:ダイノーミルKDL0.6)ベッセル内に循環送液を開始した。更に0.5mmφジルコニアビーズ1.6kgをベッセル内に投入し周速10m/sで1時間攪拌した。得られた水性エマルションの分散質の粗粒子径は25μmであった。
(Crushing process)
0.8 kg of the emulsion obtained in the above production example is put into a supply tank, and circulated and fed into a continuous circulation bead mill (Shinmaru Enterprises: Dino Mill KDL 0.6) vessel using a peristaltic pump. Started. Further, 1.6 kg of 0.5 mmφ zirconia beads were put into the vessel and stirred at a peripheral speed of 10 m / s for 1 hour. The obtained aqueous emulsion had a dispersoid coarse particle size of 25 μm.

本発明の方法で製造された水性エマルションは、外観の優れた薄膜を与えることができる。   The aqueous emulsion produced by the method of the present invention can give a thin film having an excellent appearance.

Claims (16)

樹脂を水中で乳化して乳化物を得る乳化工程と、
前工程により得られた乳化物に機械的剪断力、衝撃力または摩擦力を加えて凝集粒を粉砕して水性エマルションを得る粉砕工程と
を含むことを特徴とする、水性エマルションの製造方法。
An emulsification step of emulsifying the resin in water to obtain an emulsion;
A method for producing an aqueous emulsion, comprising: adding a mechanical shearing force, impact force or frictional force to the emulsion obtained in the previous step to pulverize the aggregated particles to obtain an aqueous emulsion.
乳化工程で得られる乳化物の分散質の粗粒子径が30〜200μmである、請求項1に記載の方法。   The method according to claim 1, wherein the coarse particle size of the dispersoid of the emulsion obtained in the emulsification step is 30 to 200 μm. 粉砕工程で得られる水性エマルションの分散質の粗粒子径が1〜30μmである、請求項1または2に記載の方法。   The method according to claim 1 or 2, wherein the coarse particle size of the dispersoid of the aqueous emulsion obtained in the pulverization step is 1 to 30 µm. ビーズミル、コロイドミルおよびジェットミルから選択される少なくとも1種の装置を用いて凝集粒を粉砕する、請求項1〜3のいずれか1項に記載の方法。   The method according to any one of claims 1 to 3, wherein the agglomerated particles are pulverized using at least one apparatus selected from a bead mill, a colloid mill, and a jet mill. 樹脂が熱可塑性樹脂である、請求項1〜4のいずれか1項に記載の方法。   The method according to claim 1, wherein the resin is a thermoplastic resin. 熱可塑性樹脂が、エチレン及び/又はプロピレンに由来する構造単位を含有する熱可塑性ポリマーを含んでなる、請求項5に記載の方法。   The method according to claim 5, wherein the thermoplastic resin comprises a thermoplastic polymer containing structural units derived from ethylene and / or propylene. 熱可塑性樹脂が、エチレン及び/又はプロピレンに由来する構造単位と、下記ビニル化合物(I)に由来する構造単位とを含むオレフィン系共重合体にα,β−不飽和カルボン酸無水物をグラフト重合してなる重合体を含んでなる、請求項6に記載の方法。
CH=CH−R (I)
(式中、ビニル化合物(I)のRは、2級アルキル基、3級アルキル基又は脂環式炭素環基を表す。)
An α, β-unsaturated carboxylic acid anhydride is graft polymerized to an olefin copolymer in which the thermoplastic resin contains a structural unit derived from ethylene and / or propylene and a structural unit derived from the following vinyl compound (I). The method according to claim 6, comprising a polymer.
CH 2 = CH-R (I )
(In the formula, R of the vinyl compound (I) represents a secondary alkyl group, a tertiary alkyl group, or an alicyclic carbocyclic group.)
ビニル化合物(I)に由来する構造単位が、ビニルシクロヘキサンに由来する構造単位を含んでなる、請求項7に記載の方法。   The method according to claim 7, wherein the structural unit derived from the vinyl compound (I) comprises a structural unit derived from vinylcyclohexane. 熱可塑性樹脂のメルトフローレート(190℃、2.16kgf)が、130g/10分以上300g/10分以下である、請求項5〜8のいずれか1項に記載の方法。   The method of any one of Claims 5-8 that the melt flow rate (190 degreeC, 2.16kgf) of a thermoplastic resin is 130 g / 10min or more and 300 g / 10min or less. 樹脂を乳化するのに用いる乳化剤が、
α,β−不飽和カルボン酸に由来する構造単位と(メタ)アクリル酸エステルに由来する構造単位とを含有する水溶性アクリル樹脂、
ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブロックコポリマー、及び
ポリオキシエチレンアルキルエーテルからなる群から選択される少なくとも1種の乳化剤である、請求項5〜9のいずれか1項に記載の方法。
The emulsifier used to emulsify the resin is
a water-soluble acrylic resin containing a structural unit derived from an α, β-unsaturated carboxylic acid and a structural unit derived from a (meth) acrylic acid ester,
The method according to any one of claims 5 to 9, which is at least one emulsifier selected from the group consisting of a polyoxyethylene polyoxypropylene block copolymer and a polyoxyethylene alkyl ether.
粉砕前の乳化物中の分散質の体積基準メジアン径が0.01μm〜3μmである、請求項1〜10のいずれか1項に記載の方法。   The method according to any one of claims 1 to 10, wherein the volume-based median diameter of the dispersoid in the emulsion before pulverization is 0.01 µm to 3 µm. 請求項1〜11のいずれか記載の方法によって得られる水性エマルション。   The aqueous emulsion obtained by the method in any one of Claims 1-11. 請求項12に記載の水性エマルションを基材上に塗工し、乾燥させることを特徴とする、基材上に塗膜を形成する方法。   A method for forming a coating film on a substrate, wherein the aqueous emulsion according to claim 12 is coated on a substrate and dried. 請求項12に記載の水性エマルションを塗工し、乾燥させてなることを特徴とする塗膜。   A coating film obtained by coating the aqueous emulsion according to claim 12 and drying it. 木質系材料、セルロース系材料、プラスチック材料、セラミック材料及び金属材料からなる群から選択される少なくとも1種の材料を含んでなる基材と、請求項14に記載の塗膜とを含んでなることを特徴とする積層体。   A base material comprising at least one material selected from the group consisting of a wood material, a cellulosic material, a plastic material, a ceramic material, and a metal material, and the coating film according to claim 14. A laminate characterized by the following. 木質系材料、セルロース系材料、プラスチック材料、セラミック材料及び金属材料からなる群から選択される少なくとも1種の材料を含んでなる基材に、請求項12に記載の水性エマルションを塗工し、該基材と該水性エマルションを含んでなる層とを含んでなる塗工品を得る第1工程と、
第1工程で得られた塗工品を乾燥させて、前記基材と前記水性エマルションに由来する塗膜とを含んでなる積層体を得る第2工程と
を含むことを特徴とする積層体の製造方法。
Applying the aqueous emulsion according to claim 12 to a substrate comprising at least one material selected from the group consisting of a woody material, a cellulosic material, a plastic material, a ceramic material and a metal material, A first step of obtaining a coated product comprising a substrate and a layer comprising the aqueous emulsion;
A second step of drying the coated product obtained in the first step to obtain a laminate comprising the base material and a coating film derived from the aqueous emulsion. Production method.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2014043509A (en) * 2012-08-27 2014-03-13 Sumitomo Seika Chem Co Ltd Production method of polyamide resin aqueous dispersion

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