JP3339139B2 - 接着性中空重合体粒子ラテックスの製造方法 - Google Patents
接着性中空重合体粒子ラテックスの製造方法Info
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Description
ラテックスの製造方法に関する。さらに詳しくは、接着
強度に優れ且つ不透明度、白色度、印刷光沢及び白紙光
沢に優れた塗膜を与える接着性中空重合体粒子ラテック
スの製造方法を提供することにある。
化や、白紙光沢、白色度などを高めるために、有機顔料
が使われている。有機顔料の製法として、粒子内部に内
孔を有するいわゆる中空重合体粒子の製法に関する研究
が盛んに行われている。しかし、これらの研究は、内孔
径の大きさを大きくする研究がほとんどであって、これ
らの製法によって得られる中空重合体粒子は、有機顔料
としてはば広い用途に利用できるものではなかった。本
発明者らも、先に有機顔料として利用できる中空重合体
粒子のラテックスの製法を提案してきた(特開昭64−
1704号公報、特開平3−26724号公報)。これ
らの方法で得られる中空重合体粒子を紙塗被用の有機顔
料として用いることによって、塗工紙の不透明度、白色
度、白紙光沢などを向上させることができた。しかし、
この中空重合体粒子は無機顔料に比べ高価であるため、
使用できる用途が限定されるのが現状である。また、中
空重合体粒子は密度が小さいために、塗工用に用いる場
合、接着強度を高めるためにバインダーを多量に使用し
なければならないという問題があった。
度に優れ且つ不透明度、白色度、印刷光沢及び白紙光沢
に優れた塗膜を与える接着性中空重合体粒子のラテック
スを提供することにある。本発明者らは、前記目的を達
成すべく鋭意検討した結果、中空重合体粒子のラテック
スの存在下に、特定の単量体を重合することによって、
本目的を達成できることを見いだし、この知見に基づい
て、本発明を完成するに到った。
ば、芳香族ビニル単量体45〜99重量%、エチレン性
不飽和カルボン酸単量体1〜25重量%、エチレン性不
飽和カルボン酸エステル単量体5〜40重量%及びこれ
らと共重合可能な単量体0〜54重量%を重合して得ら
れる重合体から構成される中空重合体粒子のラテックス
100重量部(固形分換算)の存在下に、ガラス転移温
度が−80〜+50℃の重合体を生成する単量体混合物
1〜30重量部を重合することを特徴とする接着性中空
重合体粒子ラテックスの製造方法が提供される。
スは、それを構成する重合体粒子の形状が中空であるも
のである。
スにおいて、それを構成する中空重合体粒子のガラス転
移温度が、通常、+50〜+200℃、好ましくは+7
0〜+150℃であるものを用いると、本発明により得
られる接着性中空重合体粒子を有機顔料として好適に利
用できる。
スにおいて、それを構成する重合体粒子の粒子外径は、
通常、50〜5000nm、好ましくは100〜200
0nmである。また、重合体粒子の空隙率は、通常20
%以上、好ましくは40%以上である。空隙率が20%
未満のものを用いて得られる接着性中空重合体粒子で
は、塗膜の不透明度などが低下する。
スは、芳香族ビニル単量体、エチレン性不飽和カルボン
酸単量体、エチレン性不飽和カルボン酸エステル単量体
及びこれらと共重合可能な単量体とを重合して得られる
共重合体から構成されている。
α−メチルスチレン、ビニルトルエン、クロロスチレン
等が挙げられる。芳香族ビニル単量体の量は、中空重合
体粒子のラテックスを構成する重合体を得るために用い
る全単量体の、45〜99重量%、好ましくは65〜8
0重量%である。45重量%未満になると、塗膜の不透
明度、白紙光沢などの特性が低下する。
は、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸などのエチ
レン性不飽和モノカルボン酸;フマル酸、マレイン酸、
イタコン酸、ブテントリカルボン酸などのエチレン性不
飽和多価カルボン酸;マレイン酸モノエチル、イタコン
酸モノメチルなどのエチレン性不飽和多価カルボン酸の
部分エステル化物などが挙げられる。エチレン性不飽和
カルボン酸単量体の量は、中空重合体粒子のラテックス
を構成する重合体を得るために用いる全単量体の、1〜
25重量%、好ましくは1〜15重量%である。25重
量%を超えると、中空重合体粒子の空隙率が低下する。
体としては、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アク
リル酸エチル、(メタ)アクリル酸プロピル、(メタ)
アクリル酸n−アミル、(メタ)アクリル酸イソアミ
ル、(メタ)アクリル酸ヘキシル、(メタ)アクリル酸
エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸オクチル、(メ
タ)アクリル酸ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸
ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸グリシジル等
が挙げられる。エチレン性不飽和カルボン酸エステル単
量体の量は、中空重合体粒子のラテックスを構成する重
合体を得るために用いる全単量体の、5〜40重量%、
好ましくは10〜30重量%である。5重量%未満で
は、中空重合体粒子の空隙率が低下し、40重量%を超
えると塗膜の不透明度、白紙光沢などの特性が低下す
る。
ルボン酸単量体及びエチレン性不飽和カルボン酸エステ
ル単量体と共重合可能な単量体としては、(メタ)アク
リロニトリル等のエチレン性不飽和ニトリル単量体;ア
リルグリシジルエーテル等のエチレン性不飽和グリシジ
ルエーテル;(メタ)アクリルアミド、N−メチロール
(メタ)アクリルアミド、N−ブトキシメチル(メタ)
アクリルアミド等のエチレン性不飽和アミド単量体;
1,3−ブタジエン、イソプレン、2,3−ジメチル−
1,3−ブタジエン、1,3−ペンタジエン等の共役ジ
エン単量体;塩化ビニル、塩化ビニリデン等のハロゲン
化ビニル;酢酸ビニル等のカルボン酸ビニルエステル;
ビニルピリジン等が挙げられる。これらの単量体の量
は、中空重合体粒子のラテックスを構成する重合体を得
るために用いる全単量体の、49重量%以下、好ましく
は24重量%以下である。
スの製法としては、特開昭60−69103号公報、特
開昭64−1704号公報、特開平3−26724号公
報などに記載の方法が挙げられる。これらの製法によっ
て得られる中空重合体粒子のラテックスのうち、カルボ
キシ変性共重合体ラテックスに、塩基を添加してラテッ
クスのpHを8以上とし、次いで、酸を添加してラテッ
クスのpHを7以下にして得られた(特開昭64−17
04号公報、特開平3−26724号公報記載の方法)
中空重合体粒子のラテックスは、高空隙率で大粒子径の
中空重合体粒子で構成されており、又この中空重合体粒
子ラテックスの存在下に単量体を重合する際の重合安定
性が高いので好適である。
の存在下に重合する単量体混合物は、これを重合して得
られる重合体のガラス転移温度が−80〜+50℃、好
ましくは−60〜+30℃になるものである。+50℃
を超えると接着性中空重合体粒子を有機顔料として用い
た塗膜の接着強度が低くなる。逆に−80℃未満では粒
子形状が中空になり難くなり、塗膜の不透明度などが低
下する。
の存在下に重合する単量体混合物としては、通常、単独
重合体のガラス転移温度が+80〜+200℃、好まし
くは+90〜+150℃の単量体と、単独重合体のガラ
ス転移温度が−90〜−40℃、好ましくは−90〜−
50℃の単量体と、共重合可能なその他の単量体とから
なるものが好ましい。
ス転移温度が+80〜+200℃の単量体の具体例とし
ては、スチレン、t−ブチルスチレン、クロロスチレ
ン、α−メチルスチレン等の芳香族ビニル単量体;メタ
クリル酸メチル、メタクリル酸t−ブチル、メタクリル
酸イソプロピル、メタクリル酸フェニル等のエチレン性
不飽和カルボン酸エステル単量体;メタクリル酸、アク
リル酸、イタコン酸等のエチレン性不飽和カルボン酸単
量体;アクリルアミドなどのエチレン性不飽和カルボン
酸アミド単量体;アクリロニトリル、メタクリロニトリ
ルなどのエチレン性不飽和ニトリル単量体;などが挙げ
られる。これらの単量体のうちスチレン、メタクリル酸
メチルが好適である。単独重合体のガラス転移温度が+
80〜+200℃の単量体の量は、単量体混合物の、通
常、30〜70重量%、好ましくは40〜60重量%で
ある。70重量%を超えると塗膜の接着強度が低下す
る。30重量%未満では、塗膜の白紙光沢、不透明度な
どが低下する。
40℃の単量体としては、アクリル酸プロピル、アクリ
ル酸ブチル、アクリル酸ヘプチル、アクリル酸2−エチ
ルヘキシル、アクリル酸2−エトキシプロピル等のエチ
レン性不飽和カルボン酸エステル単量体;1,3−ブタ
ジエン、2−エチル−1,3−ブタジエン、イソプレン
等の共役ジエン単量体;などが挙げられる。これらの単
量体のうち1,3−ブタジエン、アクリル酸ブチルが好
適である。単独重合体のガラス転移温度が−90〜−4
0℃の単量体の量は、単量体混合物の、通常、30〜7
0重量%、好ましくは40〜60重量%である。70重
量%を超えると塗膜の白紙光沢などが低下する。30重
量%未満では塗膜の接着強度が低下する。
200℃の単量体及び単独重合体のガラス転移温度が−
90〜−40℃の単量体と共重合可能なその他の単量体
としては、アクリル酸エチル、アクリル酸メチル、アク
リル酸t−ブチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸
ブチル、メタクリル酸i−ブチル、メタクリル酸2−ヒ
ドロキシエチル、アクリル酸2−ヒドロキシエチル、ア
クリル酸2−ヒドロキシプロピル、メタクリル酸2−ヒ
ドロキシプロピル、メタクリル酸グリシジル等のエチレ
ン性不飽和カルボン酸エステル単量体;酢酸ビニル等の
カルボン酸ビニルエステル単量体;などが挙げられる。
これらの単量体の量は、単量体混合物の、通常、30重
量%以下、好ましくは20重量%以下である。
ラテックスの固形分100重量部に対して1〜30重量
部、好ましくは10〜28重量部である。1重量部未満
では接着性中空重合体粒子のバインダー機能が低下し、
30重量部を超えると接着性中空重合体粒子の空隙率が
小さくなるので、これを用いて得られる塗膜の不透明
度、白紙光沢、印刷光沢、白色度などが低下する。
体を得ることができる単量体混合物の重合は、中空重合
体粒子のラテックスの存在下で行われる。具体的には、
中空重合体粒子のラテックスの重合に引続き、該単量体
混合物を添加して重合を行ってもよいし、中空重合体粒
子のラテックスを別個に重合しておいて、中空重合体粒
子のラテックスを反応器に、適宜、移し、該単量体混合
物を重合してもよい。重合の手段は、乳化重合法、懸濁
重合法、析出重合法などいずれの方法でもよい。重合媒
体としては、水や、アルコール、ケトン等の有機溶媒
や、これらの混合溶媒いずれでもよい。
は重合副資材の添加方法は特に限定されず、初期一括添
加方法、分割添加法、連続添加法などいずれの方法でも
よく、いわゆるパワーフィード添加方法を採用すること
もできる。重合温度も特に限定されず、通常、5〜90
℃である。
重合体粒子のラテックスは、有機顔料、断熱剤などとし
て塗料に配合して用いることによって、接着強度、不透
明性、白紙光沢、印刷光沢及び白色度に優れる塗膜を得
ることができるので、印刷用紙、感熱紙、水性塗料など
の用途に好適に利用できる。
説明する。なお、実施例中の部及び%は重量基準であ
る。
説明する。 (ガラス転移温度)重合体ラテックスを枠付きガラス板
に流延し、23℃、65%R.H.の雰囲気に48時間
放置して固形物を得る。この固形物について、示差走査
熱量計(DSC、セイコー電子工業社製:SSC520
0)を用いて、開始温度−100℃、昇温速度5℃/分
の条件で測定した。
鏡で写真撮影し、写真から、粒子350個を無作為に選
び出し、その粒子外径及び内孔径を測定し、その数平均
を求めた。空隙率は、粒子を真球と仮定して、平均粒子
外径及び平均内孔径からそれぞれ体積を求め、その比率
で表した。
製作所製)を用いて、印刷インク(タック値26)を用
いてべた刷りした後、紙面の剥がれ(ピッキング)状態
を観察し5点法で評価した。点数の高いほうが接着強度
が高い。
色度計(村上色彩研究所製)を用いて、緑色フィルター
(540nm)を使用した条件での、標準白色板と標準
黒色板との反射光量の比を測定した。
ター(村上色彩研究所製:GM−26D)を用いて、入
射角75度、反射角75度の条件での、光反射率を測定
した。
作所製)を用いて、藍色インキをべた刷りした後、白紙
光沢の測定方法と同様にして光反射率を測定した。
度計(村上色彩研究所製)を用いて、青色フィルター
(457nm)を使用した条件での、反射光量を測定し
た。
トリウム0.2部、スチレン81部、メタクリル酸メチ
ル12部及びメタクリル酸7部を添加し攪拌して、単量
体エマルジョンを得た。還流冷却管、温度計及び分液ロ
ート付きのフラスコにイオン交換水200部を仕込み8
0℃に加温した。このフラスコに過硫酸カリウム(KP
S)3%水溶液5部を添加した。次に、前記単量体エマ
ルジョンと、過硫酸カリウム3%水溶液20部を同時に
添加を開始し、8時間後に終了した。添加終了後さらに
2時間反応させて、20℃に冷却してカルボキシ変性共
重合体ラテックスを得た。次に、このカルボキシ変性共
重合体ラテックスにスチレン5部を添加し、その直後に
水酸化カリウム10%水溶液44部を添加した。添加
後、80℃に加温し、3時間攪拌した。このときのpH
は12.3であった。次いで、メタクリル酸5%水溶液
140部を添加し、80℃で3時間攪拌した。このとき
のpHは5.5であった。その後、過硫酸カリウム3%
水溶液10部を添加し、80℃で2時間攪拌して残留単
量体を重合させ、20℃に冷却して平均粒子外径500
nm、空隙率60%、ガラス転移温度105℃及び固形
分濃度30%の中空重合体粒子のラテックスAを得た。
を、表1又は表2に示す処方のものに変えた他は参考例
1と同様にして粒子外径500nm、空隙率59%、ガ
ラス転移温度105℃及び固形分濃度30%の中空重合
体粒子のラテックスB及び粒子外径500nm、空隙率
59%、ガラス転移温度108℃及び固形分濃度30%
の中空重合体粒子のラテックスCを得た
形分換算)100部を還流冷却管付きセパラブルフラス
コに仕込み攪拌し、次いでドデシルベンゼンスルホン酸
ナトリウム0.1部、スチレン8部、1,3−ブタジエ
ン8部、t−ドデシルメルカプタン0.02部及びイオ
ン交換水25部からなるエマルジョンを添加し、80℃
に昇温し、80℃に到達後、過硫酸カリウム3%水溶液
8部を添加し、その後、3時間その温度を維持したまま
攪拌し、最後に、20℃に冷却して接着性中空重合体粒
子のラテックスを得た。評価結果を表1に示す。
ルジョンに用いた単量体を表1及び表2に示す処方に変
えた他は実施例1と同様にして接着性中空重合体粒子の
ラテックスを得た。それらの評価結果を表1及び表2に
示す。
ルジョンに用いた単量体を表2に示す処方に変えた他は
実施例1と同様にして接着性中空重合体粒子のラテック
スを得た。それらの評価結果を表2に示す。
トリウム0.2部、スチレン70部、メタクリル酸メチ
ル25部及びメタクリル酸7部を添加し攪拌して、単量
体エマルジョンを得た。還流冷却管、温度計及び分液ロ
ート付きのフラスコにイオン交換水200部を仕込み8
0℃に加温した。このフラスコに過硫酸カリウム(KP
S)3%水溶液5部を添加した。次に、前記単量体エマ
ルジョンと、過硫酸カリウム3%水溶液20部を同時に
添加を開始し、8時間後に終了した。添加終了後さらに
2時間反応させて、20℃に冷却してカルボキシ変性共
重合体ラテックスを得た。
て参考例4で得られたカルボキシ変性共重合体ラテック
スを用いた他は実施例1と同様にして接着性重合体粒子
のラテックスを得た。それらの評価結果を表2に示す。
粒子のラテックス(固形分)10部、カオリンクレー
(エンゲルハルド社製:UW90)90部、分散剤(東
亜合成社製:アロ−T−40)0.1部、水酸化ナトリ
ウム0.05部、酸化デンプン3部及びカルボキシ変性
共役ジエン系ラテックス(日本ゼオン社製:Nipol
e407F、固形分)8部を混合して攪拌し、固形分濃
度65%の紙塗被用組成物を得た。これら紙塗被用組成
物のそれぞれを上質紙に塗工量が片面当り15g/m2
となるように塗布し、塗布直後に140℃の熱風で30
秒間乾燥し、20℃、65%R.H.の恒温恒湿室内に
一夜放置した。その後、温度50℃、線圧100kg/
cmの条件で2回スーパーカレンダー処理を行って塗工
紙を得た。これら塗工紙の評価結果を表2に示す。
て、接着強度、不透明度、印刷光沢、白紙光沢及び白色
度に優れる塗膜を与える接着性中空重合体粒子のラテッ
クスが得られることがわかる。
Claims (1)
- 【請求項1】 芳香族ビニル単量体45〜99重量%、
エチレン性不飽和カルボン酸単量体1〜25重量%、エ
チレン性不飽和カルボン酸エステル単量体5〜40重量
%及びこれらと共重合可能な単量体0〜49重量%を重
合して得られる重合体から構成される中空重合体粒子の
ラテックス100重量部(固形分換算)の存在下に、ガ
ラス転移温度が−80〜+50℃の重合体を生成する単
量体混合物1〜30重量部を重合することを特徴とする
接着性中空重合体粒子ラテックスの製造方法。
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JP27499993A JP3339139B2 (ja) | 1993-10-06 | 1993-10-06 | 接着性中空重合体粒子ラテックスの製造方法 |
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JPH07102025A JPH07102025A (ja) | 1995-04-18 |
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