JP2015218228A

JP2015218228A - ラテックスエマルジョン

Info

Publication number: JP2015218228A
Application number: JP2014101862A
Authority: JP
Inventors: 俊次林; Shunji Hayashi
Original assignee: Tokushu Tokai Paper Co Ltd
Current assignee: Tokushu Tokai Paper Co Ltd
Priority date: 2014-05-16
Filing date: 2014-05-16
Publication date: 2015-12-07

Abstract

【課題】ラテックスエマルジョンの、保持力や凝集力を高くすることを課題とする。
【解決手段】ラテックスエマルジョンにナノファイバーを配合する。特に、セルロースナノファイバーを配合する。該ラテックスエマルジョンは、天然ゴムラテックスやＭＧラテックスと呼ばれるメタクリル酸メチルグラフと共重合天然ゴムラテックス、アクリル系エマルジョン、スチレンブタジエン系ラテックス（ＳＢＲラテックス）、ニトリルブタジエン系ラテックス（ＮＢＲラテックス）、ウレタンエマルジョン、エチレン・酢酸ビニル共重合体エマルジョン等があげられる。ナノファイバーは、幅が１〜３０００ｎｍ、好ましくは５〜１０００ｎｍのものが好適に使用できる。
【選択図】なし

Description

本発明は、ラテックスエマルジョンに関する。

ラテックスエマルジョンは、粘着剤、接着剤、バインダー等として、紙加工、塗工用、塗料用等に広く利用されている。

その特性は、化学組成や分子量、ガラス転移温度（Ｔｇ）、最低造膜温度（ＭＦＴ）、粒径、フィルム硬度等によって、様々である。

ラテックスエマルジョンの実用上の特性はいろいろあるが、代用特性として、接着力、タック、保持力の３物性が一般的であり、これらのバランスで使用目的に適した特性のものが選択される。

上記３物性のうち保持力は、塗料施工時の液垂れや、乾燥後の被膜の耐こすれ性や耐摩耗耐性の代用特性として評価されることがある。

ラテックスエマルジョンの接着力、タックを維持したまま、保持力を高くする、または凝集力を高くする手段として、天然ゴム系ラテックスにおいてはタッキファイヤーをブレンドしたりカーボンを充填すること、アクリル系エマルジョンでは架橋する手段等が知られていたが、これ以外の応用範囲の広い方法が求められていた。

本発明は、ラテックスエマルジョンにおける、保持力や凝集力を高くすることを課題とする。

本発明者等は、ラテックスエマルジョンにナノファイバーを配合することによって、前記課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明は、ナノファイバーを含有するラテックスエマルジョンに関する。

前記ナノファイバーは、セルロースナノファイバーであることが好ましい。

本発明のラテックスエマルジョンによれば、保持力や凝集力が高いものが得られる。

ラテックスエマルジョンは、天然ゴムラテックスやＭＧラテックスと呼ばれるメタクリル酸メチルグラフト共重合天然ゴム系ラテックス、アクリル系エマルジョン、スチレンブタジエン系ラテックス（ＳＢＲラテックス）、ニトリルブタジエン系ラテックス（ＮＢＲラテックス）、ウレタンエマルジョン、エチレン・酢酸ビニル共重合体エマルジョン等が挙げられる。

ラテックスエマルジョンには、水溶性のポリビニルアルコール（以下、ＰＶＡと略記）とその変性物やポリビニルピロリドン、カルボキシメチルセルロース（以下、ＣＭＣと略記）、各種デンプンとその変性物、ゼラチン、カゼイン、スチレン・無水マレイン酸共重合体、ウレタン、ポリアクリルアミド等を併用しても良い。

本発明でラテックスエマルジョンにナノファイバーを配合すると、ナノファイバーがラテックスエマルジョンに対して補強効果（充填効果）を発揮し、その結果、保持力、凝集力が高くなると推測される。

本発明で使用するナノファイバーは、幅が１〜３０００ｎｍ、好ましくは５〜１０００ｎｍのものが好適に使用できる。ナノファイバーの原料は特に制限はなく、例えば、ポリウレタン、ポリエステル、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、脂肪族ポリアミド、半芳香族ポリアミド、芳香族ポリアミド、ポリイミド、ナイロン（登録商標）、ポリアクリルアミド、ポリアクリロニトリル、セルロース、キチン、キトサン、コラーゲン、ポリビニルアルコール、ポリ乳酸、ポリフェニレンスルフィド、ポリメチルペンテン、ポリフッ化ビニリデン、ポリアニリン、ポリカルボシラン等の有機物、また、シリカ、カーボン、フラーレン、セラミック、アルミナ等の無機物が使用できる。ただし、外観上問題となるおそれがある場合は、有色のものは好ましくない。色や補強効果（充填効果）を考慮すると、セルロースナノファイバーが好ましい。

本発明で使用するセルロースナノファイバーは、幅が２〜３０００ｎｍ、好ましくは５０〜１０００ｎｍであり、長さが１〜５００μｍのもので、例えば、特許第３０３６３５４号公報（微細フィブリル化セルロースの製造方法）、特許第２９６７８０４号公報（超微細フィブリル化セルロース及びその製造方法並びに超微細フィブリル化セルロースを用いた塗工紙の製造方法及び染色紙の製造方法）に従って製造できる。ただし、上記２例のような湿式粉砕法に限定されるものではなく、乾式粉砕法も用いられる。一方、補強効果（充填効果）を十二分に発揮するためには、湿紙粉砕法の方が好ましい。本発明のセルロースナノファイバーの平均重合度は、６００以上３００００以下が好ましく、より好ましくは、６００以上５０００以下であり、更により好ましくは８００以上５０００以下である。

セルロースナノファイバーの原料としては、例えば広葉樹晒クラフトパルプ（ＬＢＫＰ）、針葉樹晒クラフトパルプ（ＮＢＫＰ）、広葉樹晒サルファイトパルプ（ＮＢＳＰ）等の化学パルプ、砕木パルプ（ＧＰ）、サーモメカニカルパルプ（ＴＭＰ）等の機械パルプなどの木材パルプやコウゾ、雁皮、三椏等の靭皮繊維パルプやコットンパルプ、麻、ケナフ、イネ、バガス、竹、などの非木材パルプ、バクテリアセルロースなどのバイオセルロース、粉末セルロース、微結晶セルロース、変性セルロース、再生セルロースなどが用いられる。

本発明のセルロースナノファイバーは変性されていてもよく、ＴＥＭＰＯ酸化による変性、カチオン変性、カチオン変性後アニオン中和されたもの、疏水化変性等が挙げられる。当該変性は、セルロースナノファイバーの原料に対し、セルロースナノファイバー製造の前後のいずれでも構わない。

本発明では、ラテックスエマルジョン１００質量部に対して、ナノファイバーを０．５〜５０質量部、好ましくは２〜３０質量部の範囲で配合する。０．５質量部未満では保持力、凝集力を強める効果が得られない。一方、５０質量部を超えるとラテックスエマルジョンの粘度が高過ぎてハンドリングが不適であったり、接着力、タックが低くなりすぎるので好ましくない。

このようにして得られるラテックスエマルジョンには、必要に応じて、慣用されている添加剤、例えば粘着付与剤、粘度調整剤、老化防止剤、ＵＶ吸収剤、安定剤、防腐剤、着色剤、消臭剤、消泡剤、ダスティング防止剤などを添加することができる。

以下、本発明を実施例及び比較例を用いてより具体的に説明するが、本発明の範囲は実施例に限定されるものではない。なお、以下の質量部とは、固形分換算を意味する。

セルロースナノファイバーの製造：ＮＢＫＰを原料とし、ビーターで３００ｍｌＣＳＦまで予め叩解して固形分濃度５％のパルプスラリーを調製した。これを砥粒板擦り合わせ装置（商品名「スーパーグラインデル」、増幸産業（株）製造。砥粒の粒度：４６番。回転砥粒板の回転数：１８００ｒｐｍ。砥粒板クリアランス：２０μｍ。ホッパー容量：３０リットル）を用いて微細化を行った。砥粒板擦り合せ部から排出される処理済パルプスラリーは、連続的にホッパーへ再循環し、微細化処理時間を合計３０分間として微細フィブリル化セルロースを得た。次いで、微細フィブリル化セルロースの水懸濁液の固形分濃度を３％に調整した後、２枚のディスクを備えた高圧ホモジナイザー（商品名「ナノマイザー」、ナノマイザー（株）製造）に圧送圧力１５００ｋｇ／ｃｍ^２で圧送して超微細化する処理を５回繰り返すことによってセルロースナノファイバーを得た。

ラテックスエマルジョンの製造：
（ラテックスエマルジョンＡ）
メタクリル酸メチル（ＭＭＡ）グラフト共重合天然ゴム系ラテックスとして、天然ゴム（ＮＲ）１００質量部とＭＭＡ１７．６重量部とを混合してグラフト共重合して得たＭＭＡグラフト共重合天然ゴムラテックス１００質量部に対して、セルロースナノファイバー３質量部を配合して本発明のラテックスエマルジョンを調製した。

（ラテックスエマルジョンＢ）
ラテックスエマルジョン１のＭＭＡグラフト共重合天然ゴムラテックスを、アクリルエマルジョンとした以外はラテックスエマルジョンＡと同様にして、ラテックスエマルジョンＢを得た。

（ラテックスエマルジョンＣ）
ラテックスエマルジョン１のＭＭＡグラフト共重合天然ゴムラテックスを、スチレンブタジエン系ラテックス（ＳＢＲラテックス）とした以外はラテックスエマルジョンＡと同様にして、ラテックスエマルジョンＣを得た。

（ラテックスエマルジョンＤ）
ラテックスエマルジョン１のセルロースナノファイバーを、４０質量部とした以外はラテックスエマルジョンＡと同様にして、ラテックスエマルジョンＤを得た。

（ラテックスエマルジョンＡＸ（比較対照品））
ラテックスエマルジョンＡのセルロースナノファイバーを除外した以外はラテックスエマルジョンＡと同様にして、ラテックスエマルジョンＡＸを得た。

（ラテックスエマルジョンＢＸ（比較対照品））
ラテックスエマルジョンＢのセルロースナノファイバーを除外した以外はラテックスエマルジョンＢと同様にして、ラテックスエマルジョンＢＸを得た。

（ラテックスエマルジョンＣＸ（比較対照品））
ラテックスエマルジョンＣのセルロースナノファイバーを除外した以外はラテックスエマルジョンＣと同様にして、ラテックスエマルジョンＣＸを得た。

（実施例、比較例１）
ラテックスエマルジョンＡ〜Ｄ、ラテックスエマルジョンＡＸ〜ＣＸ（比較対照品）を３５μｍ厚のＰＥＴフィルムに固形分換算で１２ｇ／ｍ^２塗工し、粘着テープを得た。次いで、ＪＩＳＺ０２３７に従い、保持時間を測定した。
（実施例、比較例２）
ラテックスエマルジョンＡ〜Ｄ、ラテックスエマルジョンＡＸ〜ＣＸ（比較対照品）１００質量部にシリカ５０質量部を配合し、これを３５μｍ厚のＰＥＴフィルムに固形分換算で２０ｇ／ｍ^２塗工した。次いで、板紙耐摩耗試験機を用い、２０回摩耗した際の塗工層表面を目視により判定し耐摩耗性を調べた。その結果、試験した面積のうち破壊された面積の割合が、
１０％以下の場合：◎、
３０％以下の場合：○、
５０％以下の場合：△、
５１％以上の場合：×とした。

実施例１、２の評価結果を表１に示した。

表１の結果より以下のことがわかる。

セルロースナノファイバーを配合すると、保持力、耐摩耗性に優れる。

Claims

ナノファイバーを含有するラテックスエマルジョン。
前記ナノファイバーがセルロースナノファイバーである、請求項１記載のラテックスエマルジョン。