JP4113124B2 - 高固形分含有率で低粘度のエマルジョンポリマー - Google Patents
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Description
高固形分含有率および低粘度の両方を特徴とするアクリルエマルジョンポリマーが、界面活性剤の配合物およびモノマーの分割供給を用いて製造され得る、ということが今般見出された。生じたポリマーは、多モード(または少なくとも二モード)粒子サイズ分布を有する。
好ましくは、界面活性剤系は、各々が特定の主機能すなわち粒子発生、エマルジョン安定化および浸潤/塗布向上を有する3種のアニオン性界面活性剤から成る。
本発明の好ましい具体的態様によれば、高固形分含有率で低粘度のエマルジョンが提供され、そして該エマルジョンは、複数種の界面活性剤の存在下で複数種のモノマーを共重合させた乳化生成物であって、該複数種のモノマーが、モノマーの総重量を基準として重量パーセント基準で、約90〜98%の、4から12個の炭素原子を含有するアルキル基を有するアルキルアクリレート、約0.1から0.5%のN−ビニルピロリドン、約0.5から4.5%のエチレン不飽和カルボン酸および0から約0.5%(一層好ましくは、0.01から0.5%)の多官能性架橋用モノマーを含む乳化生成物を含む。随意に、複数種のモノマーは、約6重量%までの正量のメチルアクリレートまたはエチルアクリレートを含有する。重合の乳化生成物は、少なくとも二モード一層好ましくは多モード粒子サイズ分布を有する。
アリルメタクリレート AMA
ジアリルマレエート DAM
ジビニルベンゼン DVB
エチレングリコールジメタクリレート EGDMA
N,N′−メチレン−ビス−アクリルアミド NNMBA
トリプロピレングリコールジアクリレート TPGDA
トリアリルシアヌレート TAC
テトラエチレングリコールジアクリレート TEGDA
トリエチレングリコールジメタクリレート TEDMA,TEGMA
トリメチロールプロパントリアクリレート TMPTA
トリメチロールプロパントリメタクリレート TMPTMA,TRIM
トリメチロールプロパンジアリルエーテル TMPDAE
イミダゾリドンメタクリレート MEIO
表1Aに列挙された成分を用いて、高固形分含有率で低粘度のエマルジョンポリマーを、次のようにして製造した。
重合反応器に、開始触媒を除く初期反応器装填物を装填し、そして76℃に加熱した。掻き混ぜを、120rpm(実験室)または50rpm(パイロット反応器)に設定した。モノマー混合物(1)および(2)並びにプレエマルジョン石けん(界面活性剤)溶液を、別々に作製した。モノマー混合物(1)を掻き混ぜ下で該石けん溶液に添加して、安定なモノマープレエマルジョン(1)が形成され、そして遅延添加のために取っておいた。触媒溶液を作製し、そして遅延添加のために取っておいた。反応器が76℃に達した時、開始触媒を添加し、そして反応器を窒素(N2)で5分間パージした。次いで、窒素を止めた。プレエマルジョン(1)の供給を1.00g/minにて3.8min開始し、そして4.85g/minにおける第2のより速い供給を後続させた。プレエマルジョンの供給の開始後20分して、触媒の供給を、min当たり0.20重量部にて207min開始した。バッチ温度を、78と86℃の間に維持した。効果的混合を確保するために、必要に応じて掻き混ぜを増した。プレエマルジョン(1)が反応器に添加された後10分して、モノマー混合物(2)を、1.55g/minにて55min反応器中に供給した。遅延触媒の90%が導入された後30分して、触媒の残部を1.00重量部/minにて4.6min供給し、そして次いでバッチを更に30分間78〜85℃に保持した。残留モノマー濃度を検査した。残留モノマー濃度が0.10%未満になった時、バッチの冷却を開始して35℃にした。温度が60℃に下げられていた後に、第1の19%アンモニア溶液および50%AWC溶液を添加した。温度が35℃に達した時、消泡剤および殺生物剤を添加した。第2の19%アンモニア溶液および脱イオン水を添加して、乳化生成物のpHおよび固形分/粘度を調整し、そして次いで25または50ミクロンフィルターを通じて濾過した。生じた生成物を、残留モノマー、pH、総固形分含有率および粘度について検査した。表1Bに、遅延反応についての重量部および時間(分)が与えられている。理論固形分は、67.62%であった。
成分 質量(g)
反応器装填物
脱イオン水 108.35
FES 77(32.50%) 0.15
K2S2O8(開始触媒) 1.50
110.00
脱イオン水 86.00
TSPP(59.70%) 2.60
OT-75(75.00%) 2.20
A-102(31.50%) 7.70
FES-77(32.50%) 18.30
116.80
2−EHA 525.50 81.30
MA 2.70 1.30
NVP 2.80 0.00
MAA 7.10 1.80
AA 2.90 0.00
Norsocryl 104 2.50 0.50
n−DDM 0.30 0.10
543.80 85.00
脱イオン水 44.30
K2S2O8 1.70
46.00
第1NH3溶液(19%) 3.50
50%AWC溶液 0.30
Drewplus L-191 0.30
Kathon LX(1.50%) 0.30
第2NH3溶液(19%) 1.00
脱イオン水 13.00
総計 920.00
固形分含有率: 69.9 0.5%
成分 量(g) 時間(min) 速度(g/min)
プレエマルジョン(1)
初期 3.80 3.80 1.00
残部 656.80 135.00 4.85
触媒
初期 41.40 207.00 0.20
残部 4.60 4.60 1.00
モノマー(2) 85.00 55.00 1.55
単一モノマー混合物((1)+(2))を用いてプレエマルジョンを作製し、そして該プレエマルジョンを次いで分割供給として反応器中に供給し、しかも第1供給はモノマープレエマルジョンの約0.60重量%を約1.00g/minの速度にて含有しそして第2供給はモノマープレエマルジョンの約99.4重量%を約4.85g/minの速度にて含有すること以外は実施例1に従って、高固形分含有率で低粘度のエマルジョンポリマーを製造する。
Claims (27)
- 複数種の界面活性剤の存在下で複数種のモノマーを共重合させたエマルジョンであって、該複数種のモノマーが、モノマーの総重量を基準として重量パーセント基準で、90〜98%の、4から12個の炭素原子を含有するアルキル基を有するアルキルアクリレート、0.1から0.5%のN−ビニルピロリドン、0.5から4.5%のエチレン不飽和カルボン酸および0から0.5%の多官能性架橋用モノマーを含み、その複数種の界面活性剤が、界面活性剤の総重量を基準として重量パーセント基準で、10から20%で存在する第1界面活性剤としてナトリウムラウリルエーテルサルフェートを含み、20から30%で存在する第2界面活性剤としてスルホコハク酸のエトキシル化アルコール半エステル二ナトリウムを含み、55から65%で存在する第3界面活性剤としてナトリウムスルホコハク酸のジオクチルエステルを含み、しかも該エマルジョンが少なくとも68重量%の固形分含有率および25℃で300から15,000cp(0.3から15Pa・s)の粘度を有するエマルジョン。
- 複数種のモノマーが、モノマーの総重量を基準として6重量%までのメチルアクリレートおよび/またはエチルアクリレートを更に含む、請求項1に記載のエマルジョン。
- アルキルアクリレートが、エチルヘキシルアクリレート、ブチルアクリレートおよびそれらの混合物からなる群から選択される、請求項1に記載のエマルジョン。
- アルキルアクリレートが、エチルヘキシルアクリレートを含む、請求項1に記載のエマルジョン。
- エチレン不飽和カルボン酸が、アクリル酸、メタクリル酸、ベータ−カルボキシエチルアクリレート、イタコン酸およびそれらの混合物から成る群から選択される、請求項1に記載のエマルジョン。
- エチレン不飽和カルボン酸が、アクリル酸とメタクリル酸の混合物を含む、請求項1に記載のエマルジョン。
- 多官能性架橋用モノマーが、多官能性(メタ)アクリレート、多官能性アリル化合物、ビニル基を有する多官能性架橋用モノマーおよび反応性ヘテロ原子含有官能基を有する多官能性架橋用モノマーから成る群から選択される、請求項1に記載のエマルジョン。
- 多官能性架橋用モノマーが、エチルイミダゾリドンメタクリレートを含む、請求項1に記載のエマルジョン。
- エチルイミダゾリドンメタクリレートが、溶媒中に溶解される、請求項8に記載のエマルジョン。
- 溶媒が、反応性希釈剤を含む、請求項9に記載のエマルジョン。
- 反応性希釈剤が、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート及びプロピル(メタ)アクリレートから選択されるアルキル(メタ)アクリレートを含む、請求項10に記載のエマルジョン。
- 複数種のモノマーが、90〜98%のエチルヘキシルアクリレート、0.1から0.5%のN−ビニルピロリドン、0.5から4.5%のアクリル酸とメタクリル酸の混合物および0.1から0.5%の、メチルメタクリレート中のエチルイミダゾリドンメタクリレート;並びに6重量%までの正量のメチルアクリレートおよび/またはエチルアクリレートを含む、請求項1に記載のエマルジョン。
- 複数種のモノマーが、ビニルアセテート、スチレン、並びにエチレン不飽和カルボン酸のジエステルのうちの一つまたはそれ以上を更に含む、請求項1に記載のエマルジョン。
- エマルジョンが、(a)2つの異なる供給にて反応器中に供給されるところの複数種のモノマーの予備乳化第1部分であって、第1供給は第1の供給速度で供給され、かつ複数種のモノマーの該予備乳化第1部分の0.4重量%から1重量%を含有しそして第2供給は第2の供給速度で供給され、かつ複数種のモノマーの該予備乳化第1部分の99から99.6重量%を含有する予備乳化第1部分、および(b)複数種のモノマーの第2部分を重合することにより、逐次的に形成され、ここで、前記第2の供給速度は第1の供給速度の5倍〜20倍の範囲にある、請求項1に記載のエマルジョン。
- エマルジョンが、複数種のモノマーのプレエマルジョンを2つの異なる供給にて反応器中に供給しながら該プレエマルジョンを重合することにより形成され、しかも第1供給は第1の供給速度で供給され、かつ0.4重量%から1重量%の該複数種のモノマーを含有しそして第2供給は第2の供給速度で供給され、かつ99から99.6重量%の該複数種のモノマーを含有し、ここで、前記第2の供給速度は第1の供給速度の5倍〜20倍の範囲にある、請求項1に記載のエマルジョン。
- 第1界面活性剤の主機能が粒子発生であり、第2界面活性剤の主機能がエマルジョンの安定化であり、また、第3界面活性剤の主機能が基材浸潤性および/またはエマルジョン塗布性である、請求項1に記載のエマルジョン。
- 請求項1〜16のいずれか一項に記載のエマルジョンを基材上に付着し、そして該エマルジョンを乾燥することにより形成されたコーテッド構成体。
- 請求項17に記載の構成体であって、さらに剥離ライナーで保護される、コーテッド構成体。
- 請求項1〜16のいずれか一項に記載のエマルジョンを剥離ライナー上に付着し、そして乾燥し、それによりコーテッド剥離ライナーを形成し、そして該コーテッド剥離ライナーを次いで基材に貼り合わせた、コーテッド構成体。
- 基材が、紙またはフィルムである、請求項17、18または19に記載のコーテッド構成体。
- 基材が、打ち抜かれる、請求項20に記載のコーテッド構成体。
- 構成体が、PSA(pressure sensitive adhesive: 感圧接着剤)のテープまたはラベルである、請求項17、18または19に記載のコーテッド構成体。
- エマルジョンを製造する方法であって、
複数種の界面活性剤の存在下で複数種のモノマーを共重合させ、しかも該複数種のモノマーが、モノマーの総重量を基準として重量パーセント基準で、90〜98%の、4から12個の炭素原子を含有するアルキル基を有するアルキルアクリレート、0.1から0.5%のN−ビニルピロリドン、0.5から4.5%のエチレン不飽和カルボン酸および0から0.5%の多官能性架橋用モノマーを含み、その複数種の界面活性剤が、界面活性剤の総重量を基準として重量パーセント基準で、10から20%で存在する第1界面活性剤としてナトリウムラウリルエーテルサルフェートを含み、20から30%で存在する第2界面活性剤としてスルホコハク酸のエトキシル化アルコール半エステル二ナトリウムを含み、55から65%で存在する第3界面活性剤としてナトリウムスルホコハク酸のジオクチルエステルを含み、しかも該エマルジョンが少なくとも68重量%の固形分含有率および25℃で300から15,000cp(0.3から15Pa・s)の粘度を有し、しかも(a)該複数種のモノマーの予備乳化第1部分を2つの異なる供給にて反応器中に供給しそして重合させ、しかも第1供給は複数種のモノマーの該第1部分の0.4重量%から1重量%を含有しかつ第1供給速度にて該反応器中に計量供給されそして第2供給は複数種のモノマーの該第1部分の99から99.6重量%を含有しかつ第2の供給速度にて該反応器中に計量供給され、そして(b)該複数種のモノマーの第2部分を該反応器中に供給しながら重合を続行すること、ここで、前記第2の供給速度は第1の供給速度の5倍〜20倍の範囲にある、
を含む方法。 - エマルジョンを製造する方法であって、
複数種の界面活性剤の存在下で複数種のモノマーを共重合させ、しかも該複数種のモノマーが、モノマーの総重量を基準として重量パーセント基準で、90〜98%の、4から12個の炭素原子を含有するアルキル基を有するアルキルアクリレート、0.1から0.5%のN−ビニルピロリドン、0.5から4.5%のエチレン不飽和カルボン酸および0から0.5%の多官能性架橋用モノマーを含み、その複数種の界面活性剤が、界面活性剤の総重量を基準として重量パーセント基準で、10から20%で存在する第1界面活性剤 としてナトリウムラウリルエーテルサルフェートを含み、20から30%で存在する第2界面活性剤としてスルホコハク酸のエトキシル化アルコール半エステル二ナトリウムを含み、55から65%で存在する第3界面活性剤としてナトリウムスルホコハク酸のジオクチルエステルを含み、しかも該エマルジョンが少なくとも68重量%の固形分含有率および25℃で300から15,000cp(0.3から15Pa・s)の粘度を有し、しかも重合が該複数種のモノマーのプレエマルジョンが2つの異なる供給にて反応器中に供給されるときに生起し、しかも第1供給は複数種のモノマーの該第1部分の0.4重量%から1重量%を含有しかつ第1供給速度にて該反応器中に計量供給されそして第2供給は複数種のモノマーの該第1部分の99から99.6重量%を含有しかつ第2の供給速度にて該反応器中に計量供給され、そして該複数種のモノマーの第2部分を該反応器中に供給しながら重合を続行すること、ここで、前記第2の供給速度は第1の供給速度の5倍〜20倍の範囲にある、
を含む方法。 - 請求項23または24に記載の方法により製造されたエマルジョン。
- 請求項1〜16および請求項25に記載のいずれか一項に記載のエマルジョンであって、さらに、粘着付与剤、可塑剤、または粘着付与剤と可塑剤の両方を更に含む、エマルジョン。
- コーテッド構成体であって、(a)請求項26に記載のエマルジョンを基材上に付着し、そして(b)該エマルジョンを乾燥することにより形成されたコーテッド構成体。
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