JP4113174B2 - Method for producing acrylic terpene graft copolymer - Google Patents

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本発明は、アクリル系テルペングラフト共重合体及びそれを含む粘接着剤機能を有する水性コーティング組成物の製造方法に関する。   The present invention relates to an acrylic terpene graft copolymer and a method for producing an aqueous coating composition having the function of an adhesive containing the acrylic terpene graft copolymer.

より具体的には、本発明は、連鎖移動剤を用いる連続塊状重合過程において、フェノール変性テルペン樹脂及びアクリル系モノマーを主成分とする混合物を、特定の条件下で重合反応させることで、アクリル系テルペングラフト共重合体を製造する方法、並びに得られた当該共重合体を更に中和、水溶化する粘接着剤機能を有する水性コーティング組成物の製造方法に関する。   More specifically, in the continuous bulk polymerization process using a chain transfer agent, the present invention provides a mixture of a phenol-modified terpene resin and an acrylic monomer as main components under a specific condition, thereby allowing an acrylic resin to be polymerized. The present invention relates to a method for producing a terpene graft copolymer and a method for producing an aqueous coating composition having an adhesive function for further neutralizing and water-solubilizing the obtained copolymer.

金属、プラスティックス、木材、ガラス、コンクリート等の無機質素材、紙類、及び布等の多様な基材に対して適用されるインキ、塗料、接着剤、及び粘着剤等にあっては、異なる様々な基材に適用されても、各基材に対して要求される粘接着力を具備することが要求される。   Various inks, paints, adhesives, and adhesives applied to various base materials such as metals, plastics, wood, glass, concrete, and other inorganic materials, paper, and cloth Even when applied to various substrates, it is required to have the adhesive strength required for each substrate.

このような要求に対して採用されていた従来技術としては、水系であるか有機系であるかに拘らず、塗膜を構成する主成分であるベース樹脂と粘着性を付与する粘着付与樹脂とを混和する二元ブレンド系コーティング組成物が一般的であった。この二元ブレンド系のコーティング組成物は、有機溶剤系であればベース樹脂と粘着付与樹脂とを有機溶剤に混和し、水系であれば夫々のエマルジョンを用意し、両者を混合して製造することが一般的である。   As a conventional technique that has been adopted for such demands, regardless of whether it is aqueous or organic, a base resin that is a main component constituting the coating film and a tackifying resin that imparts tackiness Binary blended coating compositions that are miscible are common. This binary blend coating composition is prepared by mixing a base resin and a tackifier resin in an organic solvent if it is an organic solvent, and preparing respective emulsions if they are aqueous and mixing them together. Is common.

粘着付与樹脂は、通常、分子量が数百から数千の無定型オリゴマーであり、ロジン、テルペン、クマロンなどの天然樹脂或いはシクロペンタディエンなどの合成石油樹脂等が粘着付与樹脂として使用されている。   The tackifying resin is usually an amorphous oligomer having a molecular weight of several hundred to several thousand, and natural resins such as rosin, terpene and coumarone, or synthetic petroleum resins such as cyclopentadiene are used as the tackifying resin.

ところで、粘接着剤機能を有するコーティング組成物に基材の種類に拘らず強い粘接着力を発現させるには、ベース樹脂と粘着付与樹脂との相溶性を高めることが重要である。即ち、両者の相溶性が高い場合には、粘着付与樹脂の濃度に依存して、塗膜の剥離強度、特に高温下での剥離強度を増強することができる。他方、両者の相溶性が低い場合には、粘着付与樹脂の濃度によって塗膜の剥離強度を増大させることはできない。   Incidentally, it is important to enhance the compatibility between the base resin and the tackifying resin so that the coating composition having the adhesive function can exhibit a strong adhesive force regardless of the type of the substrate. That is, when the compatibility of both is high, depending on the concentration of the tackifying resin, the peel strength of the coating film, particularly the peel strength at high temperatures, can be enhanced. On the other hand, when the compatibility between the two is low, the peel strength of the coating film cannot be increased by the concentration of the tackifying resin.

この点、有機溶剤系の粘接着剤機能を有するコーティング組成物にあっては、ベース樹脂と粘着付与樹脂との相溶性を増大させるために、ベース樹脂と粘着付与樹脂との組成およびブレンド比、並びに両者が共存する際の温度を適正化することが行なわれている。   In this regard, in the coating composition having an organic solvent-based adhesive function, in order to increase the compatibility between the base resin and the tackifying resin, the composition and blend ratio of the base resin and the tackifying resin are increased. In addition, the temperature at which both coexist is optimized.

一方、近年、環境対策の要請から、有機溶剤を用いない水性のコーティング組成物への転換が進展しており、水性のコーティング組成物の粘接着剤機能を高める試みが盛んに行なわれている。   On the other hand, in recent years, conversion to an aqueous coating composition that does not use an organic solvent has progressed due to a demand for environmental measures, and attempts to increase the adhesive function of the aqueous coating composition have been actively conducted. .

しかし、ベース樹脂と粘着付与樹脂とを水性媒体中に分散させる粘接着剤機能を有する水性のコーティング組成物にあっては、基本的に、ベース樹脂と粘着付与樹脂とが非相溶状態で媒体中に分散していることから、当該コーティング組成物には、第一に、如何にしてチキソトロピック性流動特性をニュートニアン流動特性に近づけるかという問題、第二に、均一な造膜性(エマルジョン中のベース樹脂粒子と粘着付与樹脂粒子とが融着してミクロレベルで膜厚にむらがないこと)、を如何にして確保するかという問題がある。   However, in an aqueous coating composition having an adhesive function in which a base resin and a tackifying resin are dispersed in an aqueous medium, basically, the base resin and the tackifying resin are in an incompatible state. Since it is dispersed in the medium, the coating composition has firstly the problem of how to make the thixotropic flow characteristic close to the Newtonian flow characteristic, and secondly, the uniform film-forming property ( There is a problem of how to ensure that the base resin particles and the tackifying resin particles in the emulsion are fused and the film thickness is uniform at the micro level.

この問題に対して、従来、以下の1)〜7)のような様々な方法が開示されている。
1)スチレン・アクリル共重合体の水性分散体とアルカリ可溶性アクリル共重合体水溶液との混合物に、粘着付与樹脂を水に乳化して添加する方法(特許文献1および2)。
2)再剥離粘着シート用アクリルエマルジョンに粘着付与樹脂の水分散体を添加する方法(特許文献3)。
3)分子内部に疎水鎖部位を持ち分子両端に親水鎖部位を有する非イオン性の高分子化合物を界面活性剤(乳化剤)として含有する粘着付与樹脂のエマルジョンを、アクリルエマルジョンに添加して、アクリル樹脂と粘着付与樹脂の親和性を高める方法(特許文献4)。
4)スチレン/アクリル系共重合体のアルカリ水溶液とアクリル系エマルジョンの混合物に各種の粘着付与樹脂の水分散体をブレンドする方法であって、これら成分の配合比を最適化することによって、水性印刷インキに適する水分散体を得る方法(特許文献5)。
5)粘着付与樹脂を予め溶解又は分散したモノマー混合物を乳化重合した、アクリル系エマルジョン型接着剤の製造方法(特許文献6)。
6)粘着付与樹脂エマルジョンの存在下で、特定の単量体を含む単量体混合物を重合した後、特定のアルキル(メタ)アクリレートを含む単量体混合物を乳化重合する、エマルジョンの製造方法(特許文献7)。
Conventionally, various methods such as the following 1) to 7) have been disclosed for this problem.
1) A method in which a tackifying resin is emulsified in water and added to a mixture of an aqueous dispersion of a styrene / acrylic copolymer and an aqueous solution of an alkali-soluble acrylic copolymer (Patent Documents 1 and 2).
2) A method of adding an aqueous dispersion of a tackifying resin to an acrylic emulsion for a re-peeling pressure-sensitive adhesive sheet (Patent Document 3).
3) An emulsion of a tackifying resin containing a nonionic polymer compound having a hydrophobic chain site in the molecule and a hydrophilic chain site at both ends of the molecule as a surfactant (emulsifier) is added to the acrylic emulsion to add acrylic A method for increasing the affinity between a resin and a tackifying resin (Patent Document 4).
4) A method of blending aqueous dispersions of various tackifying resins into a mixture of an aqueous alkaline solution of styrene / acrylic copolymer and an acrylic emulsion, and by optimizing the compounding ratio of these components, aqueous printing A method for obtaining an aqueous dispersion suitable for ink (Patent Document 5).
5) A method for producing an acrylic emulsion adhesive obtained by emulsion polymerization of a monomer mixture in which a tackifying resin is previously dissolved or dispersed (Patent Document 6).
6) A method for producing an emulsion, wherein a monomer mixture containing a specific monomer is polymerized in the presence of a tackifier resin emulsion, and then a monomer mixture containing a specific alkyl (meth) acrylate is emulsion-polymerized ( Patent Document 7).

しかし、これら従来の方法で得られる粘接着剤機能を有する水性のコーティング組成物は、ベース樹脂と粘着付与樹脂とを水性媒体中に分散させる二元ブレンド系の水性エマルジョンである点を根本的に変更するものではないため、その本質的な特性に起因する前記第一および第二の問題を根本的に解決し得るものではなかった。   However, the aqueous coating composition having an adhesive function obtained by these conventional methods is fundamentally a binary blend aqueous emulsion in which a base resin and a tackifying resin are dispersed in an aqueous medium. Therefore, the first and second problems caused by the essential characteristics cannot be fundamentally solved.

これに対して、乳化剤の代わりに水溶性樹脂(サポート樹脂と称する)を用い、当該樹脂の存在下でアクリルモノマーの乳化重合を行う、逆相コア・シェルエマルジョンの製造方法が提案されている(特許文献8、9および10)。   On the other hand, a method for producing a reversed-phase core-shell emulsion has been proposed in which a water-soluble resin (referred to as a support resin) is used instead of an emulsifier, and an acrylic monomer is emulsion-polymerized in the presence of the resin ( Patent Documents 8, 9 and 10).

しかし、この方法でも、通常、脂溶性である粘着付与樹脂と水溶性であるアクリル系樹脂等の水溶性樹脂とは非相溶性であり、それぞれ局在化して存在するため、結局、ベース樹脂と粘着付与樹脂とを水性媒体中に分散させる二元ブレンド系の抱える上記問題を完全に解消できるものではなかった。   However, even in this method, a water-soluble resin such as a tackifier resin that is normally fat-soluble and an acrylic resin that is water-soluble is incompatible and exists in a localized manner. The above-mentioned problem of the binary blend system in which the tackifying resin is dispersed in an aqueous medium cannot be completely solved.

他方、αピネン、βピネン、リモネン(ジペンテン)のような共役二重結合を含まないテルペンを、オレフィン性不飽和カルボン酸若しくはその無水物、及び他のビニルモノマーと、過酸化物触媒を用いて、塊状ラジカル重合によって共重合する方法が開示されている(特許文献11)。   On the other hand, terpenes that do not contain conjugated double bonds such as α-pinene, β-pinene, and limonene (dipentene) can be obtained using olefinically unsaturated carboxylic acids or their anhydrides, other vinyl monomers, and peroxide catalysts. A method of copolymerization by bulk radical polymerization is disclosed (Patent Document 11).

しかし、この方法は、得られる共重合体がランダム共重合体であるため、オレフィン性不飽和カルボン酸等が本来有するベース樹脂としての機能を充分に発揮できるものではなかった。加えて、この文献に記載の方法は、オレフィン性不飽和カルボン酸等と他のビニルモノマーとを共重合させる場合、重合反応初期において、オレフィン性不飽和カルボン酸等の酸性基を持つ重合性モノマーが共重合体中に高頻度に導入され易く、その一方で重合反応後期においては、当該オレフィン性不飽和カルボン酸等の酸性基を持つ重合性モノマーが、重合体中に少量若しくは全く導入されない点について全く配慮されていなかった。   However, in this method, since the obtained copolymer is a random copolymer, the function as a base resin originally possessed by the olefinically unsaturated carboxylic acid or the like cannot be sufficiently exhibited. In addition, in the method described in this document, when an olefinically unsaturated carboxylic acid or the like and other vinyl monomer are copolymerized, a polymerizable monomer having an acidic group such as an olefinically unsaturated carboxylic acid at the initial stage of the polymerization reaction. However, in the latter stage of the polymerization reaction, a small amount or no polymerizable monomer having an acidic group such as the olefinically unsaturated carboxylic acid is introduced into the polymer. Was not considered at all.

このため、この方法で得られる共重合体は、酸性基が多い重合体に、酸性基が少ない重合体、極端な場合には酸性基の全くない共重合体が比較的多く混在するものであり、得られた共重合体をアルカリ中和すると、酸性基の多い共重合体は、アルカリを占有して水に溶けるが、アルカリを奪われた酸性基の少ない共重合体は、アルカリ中和による水溶化の効果が小さく、全体としては不透明な分散体として得られるものであった。   For this reason, the copolymer obtained by this method is a mixture of a polymer having many acidic groups, a polymer having few acidic groups, and, in an extreme case, a copolymer having no acidic groups at all. When the obtained copolymer is neutralized with alkali, the copolymer with many acidic groups occupies alkali and dissolves in water, but the copolymer with few acidic groups deprived of alkali is subjected to alkali neutralization. The effect of water solubilization was small, and it was obtained as an opaque dispersion as a whole.

かくして、この方法で得られる共重合体は、専ら「粘着付与剤」として、他のベース樹脂と分散混合して用いられるものであり、この従来方法は、ベース樹脂と粘着付与樹脂とを水性媒体中に分散させる二元ブレンド系の水性コーティング組成物が抱える本質的問題を何等解決するものではなかった。   Thus, the copolymer obtained by this method is exclusively used as a “tackifier” by being dispersed and mixed with another base resin. This conventional method uses a base resin and a tackifier resin as an aqueous medium. However, it did not solve the essential problem of the aqueous coating composition of the binary blend system dispersed therein.

特開平10−292290JP-A-10-292290 特開平11−247094JP-A-11-247094 特開2000−281996JP 2000-281996 A 特開2003−238932JP2003-238932A 特公平5−50551JP 5-50551 特開昭58−185668JP 58-185668 特開昭64−79281JP-A 64-79281 特許第2963897号Japanese Patent No. 2963897 特許第3012641号Patent No. 3012641 特許第3067060号Japanese Patent No. 3067060 特表平9−511012Special table hei 9-511012

本発明は、従来の2元系の粘接着剤機能を有する水性コーティング組成物の有する問題を根本的に解決すること、即ち塗膜を構成するベース樹脂と粘着付与樹脂とを両機能を保持したまま同一分子内に共存せしめることで、言わば両樹脂の究極の相溶性を達成し、しかも水に完全に溶解可能であり均一な造膜性を付与することができる共重合体及びそれを含む粘接着剤機能を有する水性コーティング組成物の製造を可能にすることを目的とする。   The present invention fundamentally solves the problems of conventional aqueous coating compositions having a binary adhesive function, that is, maintains both functions of the base resin and the tackifying resin constituting the coating film. Co-existing in the same molecule as it is, to achieve the ultimate compatibility of both resins, including a copolymer that can be completely dissolved in water and give uniform film-forming properties, and the like The object is to enable the production of an aqueous coating composition having an adhesive function.

本発明者らは、上記目的を達成すべく鋭意研究を重ねた結果、
フェノール変性テルペン樹脂を粘着付与セグメントとして選択し、比較的多量の(メタ)アクリル酸を、アクリル系モノマー及びスチレンと共に、当該粘着付与セグメントに混合し、当該混合物を、連鎖移動剤の存在下、重合開始剤を用いずにスチレン系の熱重合を利用して重合速度を緩和しながら、特定温度範囲且つ徐々に高温となる複数の反応ゾーン中でラジカル重合させたところ、一定量のテルペンセグメントをアクリル系共重合体からなる幹にグラフト化でき、且つ当該グラフト共重合体中に、水溶性を付与する酸性基を一定範囲で保持できることを見出し、本発明を完成するに至った。
As a result of intensive studies to achieve the above object, the present inventors have
Select a phenol-modified terpene resin as the tackifying segment, mix a relatively large amount of (meth) acrylic acid with the acrylic monomer and styrene into the tackifying segment, and polymerize the mixture in the presence of a chain transfer agent. While radical polymerization was carried out in multiple reaction zones that gradually increased in temperature within a specific temperature range while relaxing the polymerization rate using styrene-based thermal polymerization without using an initiator, a certain amount of terpene segment was acrylic. The present invention has been completed by finding that it can be grafted to a trunk made of a copolymer and that the acidic group imparting water solubility can be retained in a certain range in the graft copolymer.

即ち、本発明は、繰り返し単位が下記式(1):

Figure 0004113174

[式中、m及びnは1以上の整数を表す]
で示される構造を有し、OH価が150以上250であり、数平均分子量500乃至2000である、フェノール変性テルペン樹脂の少なくとも1種と、アクリル酸及び/又はメタアクリル酸(以下、まとめて「(メタ)アクリル酸」と記す)と、(メタ)アクリル酸のエステルと、スチレンと、任意に加えられるこれらと共重合可能な不飽和モノマーとを、連鎖移動剤と共に、フェノール変性テルペン樹脂、(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸のエステル、スチレン、不飽和モノマー及び連鎖移動剤の総量に対して、フェノール変性テルペン樹脂を20重量%未満、(メタ)アクリル酸を15〜35重量%含有する組成比で混合し、得られた混合物を、重合開始剤を使用せずに、以下の条件を満たす、T〜T4の混合物温度を与える4つの反応ゾーンを、この順で通過させる工程を含む、
Figure 0004113174

[上記式中、Tは第1反応ゾーンの反応物温度であり、Tは第2反応ゾーンの反応物温度であり、T3は第3反応ゾーンの反応物温度であり、T4は第4反応ゾーンの反応物温度である]
(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸のエステル、スチレン及び任意に加えられるこれらと共重合可能な不飽和モノマーの共重合体を幹とし、フェノール変性テルペン樹脂がこの幹にグラフトしている、重量平均分子量Mwが1000乃至10000で、重量平均分子量の数平均分子量に対する比(n)が1から5である、アクリル系テルペン樹脂グラフト共重合体の製造方法を提供するものである。 That is, in the present invention, the repeating unit is represented by the following formula (1):
Figure 0004113174

[Wherein, m and n represent an integer of 1 or more]
And at least one phenol-modified terpene resin having an OH number of 150 to 250 and a number average molecular weight of 500 to 2000, acrylic acid and / or methacrylic acid (hereinafter collectively “ (Referred to as “(meth) acrylic acid”), an ester of (meth) acrylic acid, styrene, and an optionally added unsaturated monomer copolymerizable with these, together with a chain transfer agent, a phenol-modified terpene resin, Less than 20% by weight of phenol-modified terpene resin and 15 to 35% by weight of (meth) acrylic acid based on the total amount of (meth) acrylic acid, ester of (meth) acrylic acid, styrene, unsaturated monomer and chain transfer agent were mixed in a composition ratio of the resulting mixture, without using a polymerization initiator, the following condition is satisfied, gives a mixture temperature of T 1 through T 4 One of the reaction zone, comprising the step of passing in this order,
Figure 0004113174

[Wherein T 1 is the reactant temperature in the first reaction zone, T 2 is the reactant temperature in the second reaction zone, T 3 is the reactant temperature in the third reaction zone, and T 4 is It is the reactant temperature in the fourth reaction zone]
(Meth) acrylic acid, (meth) acrylic acid ester, styrene and a copolymer of unsaturated monomers copolymerizable with these optionally added as a trunk, and a phenol-modified terpene resin is grafted on this trunk, The present invention provides a method for producing an acrylic terpene resin graft copolymer having a weight average molecular weight Mw of 1000 to 10,000 and a ratio (n) of the weight average molecular weight to the number average molecular weight of 1 to 5.

本発明の製造方法においては、各反応ゾーンの反応物温度(T〜T)が、140〜270℃であることが好ましい。 In the production method of the present invention, it is preferred that the reactants temperature of each reaction zone (T 1 ~T n) is a 140-270 ° C..

また本発明の製造方法においては、各反応ゾーンの反応物温度(T、T、T3、T4)は、以下の条件を満たすことが好ましい。

Figure 0004113174
In the production method of the present invention, the reaction temperature of each reaction zone (T 1, T 2, T 3, T 4) is preferably the following conditions are satisfied.
Figure 0004113174

また、この好ましい実施の形態においては、第一反応ゾーンの反応物温度(T)は140〜160℃であり、第二反応ゾーンの反応物温度(T)は170〜190℃であり、第三反応ゾーンの反応物温度(T)は200〜250℃であり、第四反応ゾーンの反応物温度(T)は230〜270℃であることが好ましい。 Also in this preferred embodiment, the reactant temperature (T 1 ) in the first reaction zone is 140-160 ° C., the reactant temperature (T 2 ) in the second reaction zone is 170-190 ° C., It is preferable that the reactant temperature (T 3 ) in the third reaction zone is 200 to 250 ° C., and the reactant temperature (T 4 ) in the fourth reaction zone is 230 to 270 ° C.

また、本発明の製造方法においては、各反応ゾーンでの滞留時間は5〜20分であることが好ましい。   Moreover, in the manufacturing method of this invention, it is preferable that the residence time in each reaction zone is 5 to 20 minutes.

本発明は更に、上記本発明の共重合体を製造する工程後、得られた共重合体を、アルカリ水で、中和、溶解する工程を含む、粘接着剤機能を有する水性コーティング組成物の製造方法を提供するものである。   The present invention further includes an aqueous coating composition having an adhesive function, comprising a step of neutralizing and dissolving the obtained copolymer with alkaline water after the step of producing the copolymer of the present invention. The manufacturing method of this is provided.

また、本発明は、上記本発明の方法により得られる、アクリル系テルペングラフト共重合体並びに粘接着剤機能を有する水性コーティング組成物を提供するものである。   The present invention also provides an acrylic terpene graft copolymer obtained by the method of the present invention and an aqueous coating composition having an adhesive function.

なお本明細書において、「粘接着剤機能を有するコーティング組成物」とは、塗料やインキ等のコーティング材に用いられ、塗膜を形成し得ると共に、形成された塗膜に粘着性や接着性を付与することができる組成物を意味する。   In the present specification, the term “coating composition having an adhesive function” is used for coating materials such as paints and inks, and can form a coating film, and can also be used for adhesion and adhesion to the formed coating film. It means a composition capable of imparting properties.

本発明の製造方法によれば、粘着付与剤樹脂の1種であるフェノール変性テルペン樹脂が、塗膜を構成する主成分であるアクリル系共重合体にグラフトされ、ベース樹脂及び粘着付与樹脂がその特性を保持したまま言わば究極の相溶性状態で存在し、且つアルカリ水で中和水溶化できる程度のカルボキシル基が保持されているグラフト共重合体を得ることができる。こため、当該共重合体を水性の溶媒に溶解したコーティング組成物では、ベース樹脂と粘着付与樹脂としての特性を兼備する各樹脂が一様に完全に溶解しており、非ブレンド系で、粘性付与剤を別途添加することなしに、形成される塗膜に所望の粘着特性を付与できるとともに、当該コーティング組成物中の樹脂がニュートニアン流動特性を有し、造膜性に優れた塗膜を形成できる。   According to the production method of the present invention, a phenol-modified terpene resin that is one type of tackifier resin is grafted to an acrylic copolymer that is a main component constituting a coating film, and the base resin and the tackifier resin are In other words, it is possible to obtain a graft copolymer that exists in an ultimate compatible state while maintaining the properties and retains a carboxyl group to the extent that it can be neutralized and water-solubilized with alkaline water. For this reason, in the coating composition in which the copolymer is dissolved in an aqueous solvent, each resin having the characteristics as a base resin and a tackifying resin is uniformly and completely dissolved. Without adding an imparting agent separately, it is possible to impart desired adhesive properties to the coating film to be formed, and the resin in the coating composition has a Newtonian flow property and is excellent in film forming properties. Can be formed.

本発明の製造方法は、上記した通り、所定の化学構造を有する少なくとも1種のフェノール変性テルペン樹脂と、(メタ)アクリル酸と、(メタ)アクリル酸のエステルと、スチレンと、これらモノマーと重合可能な他の不飽和モノマーとを含む混合物を、連鎖移動剤と共に、特定反応温度を付与する4つの反応ゾーンを順次通過させることを特徴とするものである。以下、具体的に説明する。   As described above, the production method of the present invention comprises at least one phenol-modified terpene resin having a predetermined chemical structure, (meth) acrylic acid, an ester of (meth) acrylic acid, styrene, and polymerization of these monomers. It is characterized in that the mixture containing possible other unsaturated monomers is passed in succession through four reaction zones giving a specific reaction temperature together with a chain transfer agent. This will be specifically described below.

本発明で用いられるフェノール変性テルペン樹脂は、繰り返し単位が上記式(1)で示される構造を有し、OH価が150以上250で、数平均分子量500乃至2000の樹脂である。
これは、当該フェノール変性した所定のテルペンオリゴマーを、比較的多量の(メタ)アクリル酸等のモノマーと、連鎖移動剤の存在下、所定の温度で共存させると、(メタ)アクリル酸が他のモノマーと共重合する際に、当該テルペンオリゴマーが連鎖移動効果を発揮して、これらモノマーの共重合体からなる幹にグラフト化する、という知見に基づくものである。
The phenol-modified terpene resin used in the present invention is a resin having a structure represented by the above formula (1), an OH number of 150 or more and 250 and a number average molecular weight of 500 to 2,000.
This is because when the phenol-modified predetermined terpene oligomer is allowed to coexist with a relatively large amount of a monomer such as (meth) acrylic acid at a predetermined temperature in the presence of a chain transfer agent, This is based on the knowledge that, when copolymerizing with a monomer, the terpene oligomer exhibits a chain transfer effect and grafts onto a trunk made of a copolymer of these monomers.

また、本発明において、OH価が150〜250のフェノール変性テルペン樹脂を用いるのは、フェノール変性テルペン樹脂のOH価がグラフト化の効率を支配する重要な要素であり、OH価が上記範囲外であると、急激にグラフト化の効率が低減するためである。このため、本発明においては、OH価が180〜250のフェノール変性テルペン樹脂を用いることがより好ましい。   In the present invention, the use of a phenol-modified terpene resin having an OH value of 150 to 250 is an important factor that governs the efficiency of grafting, and the OH value is outside the above range. This is because the efficiency of grafting is drastically reduced. Therefore, in the present invention, it is more preferable to use a phenol-modified terpene resin having an OH value of 180 to 250.

また、本発明において、数平均分子量500〜2000のフェノール変性テルペン樹脂を用いるのは、形成される塗膜の粘着力を高めるとともにその強度を確保するためである。このため、本発明においては、数平均分子量(Mn)500〜1500のフェノール変性テルペン樹脂を用いることがより好ましい。
なお、本発明で用いられるフェノール変性テルペン樹脂は、重量平均分子量の数平均分子量に対する比(n)については、特に制限はない。
In the present invention, the phenol-modified terpene resin having a number average molecular weight of 500 to 2,000 is used in order to increase the adhesive force of the formed coating film and ensure its strength. For this reason, in this invention, it is more preferable to use the phenol modified terpene resin of number average molecular weight (Mn) 500-1500.
In the phenol-modified terpene resin used in the present invention, the ratio (n) of the weight average molecular weight to the number average molecular weight is not particularly limited.

本発明で用いられる上記フェノール変性テルペン樹脂は、例えば、αピネン化合物、βピネン化合物及びリモネンとして知られているテルペン化合物の少なくとも1種と、フェノール若しくは各種フェノール誘導体とを反応させることにより得ることができる。また、本発明では、市販されているフェノール変性テルペン樹脂を用いてもよく、例えば、マイティエースK−125(ヤスハラケミカル株式会社製)又はYP−902(ヤスハラケミカル株式会社製)等を挙げることができる。   The phenol-modified terpene resin used in the present invention can be obtained, for example, by reacting at least one terpene compound known as α pinene compound, β pinene compound and limonene with phenol or various phenol derivatives. it can. In the present invention, a commercially available phenol-modified terpene resin may be used, and examples thereof include Mighty Ace K-125 (manufactured by Yasuhara Chemical Co., Ltd.) or YP-902 (manufactured by Yasuhara Chemical Co., Ltd.).

本発明で用いられる、(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸のエステル、スチレン及びこれらと共重合し得る不飽和モノマーは、得られる共重合体の幹を構成させて塗膜の基本的機能を付与するために用いられるモノマーである。但し、(メタ)アクリル酸は、主に、前記フェノール変性テルペンセグメントのグラフト化を促進すると共に得られるグラフト共重合体に水溶性を付与する役割を果たす。その一方、スチレンは、後述する重合反応において、その重合熱を利用して重合反応を行わせることで重合開始剤を不要とする役割を果たす。これは、当該重合反応における重合速度を緩和し、その反応温度の制御を容易ならしめることを意味する。   (Meth) acrylic acid, ester of (meth) acrylic acid, styrene, and unsaturated monomer copolymerizable with these used in the present invention constitute the core of the resulting copolymer, and the basic function of the coating film It is a monomer used for imparting. However, (meth) acrylic acid mainly plays a role in promoting the grafting of the phenol-modified terpene segment and imparting water solubility to the obtained graft copolymer. On the other hand, styrene plays a role of making the polymerization initiator unnecessary by causing the polymerization reaction to be performed using the polymerization heat in the polymerization reaction described later. This means that the polymerization rate in the polymerization reaction is relaxed and the reaction temperature can be easily controlled.

本発明で用いられる(メタ)アクリル酸のエステルとしては、好ましくは炭素数1〜18、より好ましくは炭素数3〜18の、直鎖若しくは分岐の(メタ)アクリル酸のアルキルエステル、シクロアルキルエステル又はヒドロキシアルキルエステルを挙げることができる。   The ester of (meth) acrylic acid used in the present invention is preferably a linear or branched (meth) acrylic alkyl ester or cycloalkyl ester having 1 to 18 carbon atoms, more preferably 3 to 18 carbon atoms. Or a hydroxyalkyl ester can be mentioned.

また、このような(メタ)アクリル酸のアルキルエステル又はシクロアルキルエステルとしては、例えばメチルアクリレート、メチルメタアクリレート、エチルアクリレート、エチルメタクリレート、n−ブチルアクリレート、nーブチルメタクリレート、i−ブチルアクリレート、i−ブチルメタクリレート、t−ブチルアクリレート、t−ブチルメタクリレート、シクロヘキシルアクリレートシクロヘキシルメタクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート、2−エチルヘキシルメタクリレート、ラウリルアクリレート又はラウリルメタクリレート等を挙げることができる。   Examples of the alkyl ester or cycloalkyl ester of (meth) acrylic acid include, for example, methyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl acrylate, ethyl methacrylate, n-butyl acrylate, n-butyl methacrylate, i-butyl acrylate, i Examples thereof include -butyl methacrylate, t-butyl acrylate, t-butyl methacrylate, cyclohexyl acrylate cyclohexyl methacrylate, 2-ethylhexyl acrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, lauryl acrylate, and lauryl methacrylate.

同様に、このような(メタ)アクリル酸のヒドロキシアルキルエステルとしては、例えば、2−ヒドロキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシエチルメタクリレート、ヒドロキシプロピルアクリレートまたはヒドロキシプロピルメタクリレート等を挙げることができる。   Similarly, examples of the hydroxyalkyl ester of (meth) acrylic acid include 2-hydroxyethyl acrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate, hydroxypropyl acrylate, and hydroxypropyl methacrylate.

また、本発明で用いられる(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸のエステル及びスチレンと共重合し得る不飽和モノマーとしては、例えばアクリルアミド、メタクリルアミド、N−メチルアクリルアミド、ビニルトルエン、酢酸ビニル、アクリロニトリル若しくはメタクリロニトリル等の他のビニルモノマー;或いはイタコン酸若しくはマレイン酸等のα、β―エチレン性不飽和カルボン酸;2−アクリロイルオキシエチルコハク酸若しくは2−アクリロイルオキシエチルフタル酸等のアクリレート又はこれらアクリレートに対応するメタクリレート等を挙げることができる。   Examples of the unsaturated monomer copolymerizable with (meth) acrylic acid, (meth) acrylic acid ester and styrene used in the present invention include acrylamide, methacrylamide, N-methylacrylamide, vinyltoluene, vinyl acetate, Other vinyl monomers such as acrylonitrile or methacrylonitrile; or α, β-ethylenically unsaturated carboxylic acids such as itaconic acid or maleic acid; acrylates such as 2-acryloyloxyethyl succinic acid or 2-acryloyloxyethyl phthalic acid; Examples include methacrylates corresponding to these acrylates.

本発明においては、(メタ)アクリル酸と、(メタ)アクリル酸のアルキルエステル、シクロアルキルエステル又はヒドロキシアルキルエステルと、任意に加えられるこれらと共重合し得る不飽和モノマーと、スチレンとを混合して原料混合物を調製することができる。   In the present invention, (meth) acrylic acid, (meth) acrylic acid alkyl ester, cycloalkyl ester or hydroxyalkyl ester, optionally added unsaturated monomer copolymerizable with these, and styrene are mixed. Thus, a raw material mixture can be prepared.

但し、(メタ)アクリル酸が得られる共重合体に所定量のカルボキシル基を導入して所望の水溶性を付与する成分である点からは、本発明においては、(メタ)アクリル酸の全混合物(更にこれらのエステル、スチレン、フェノール変性テルペン樹脂及び連鎖移動剤を含む)に対する含有率は大きい方が好ましい。また、テルペン樹脂の全混合物に対する含有率が小さくなると、所望の粘着付与効果が得られない。   However, in the present invention, the total mixture of (meth) acrylic acid from the point of introducing a predetermined amount of carboxyl groups into the copolymer from which (meth) acrylic acid is obtained to impart desired water solubility. It is preferable that the content ratio (including these esters, styrene, phenol-modified terpene resins, and chain transfer agents) is large. Moreover, when the content rate with respect to the whole mixture of terpene resin becomes small, a desired tackifying effect will not be acquired.

このため、本発明においては、(メタ)アクリル酸の全混合物に対する含有率は、15〜35重量%が好ましく、20〜30重量%が特に好ましい。また、上記フェノール変性テルペン樹脂の全混合物に対する含有率は、1〜20重量%が好ましく、5〜15重量%がより好ましい。なお、本発明は、他の成分の含有量については特に制限はない。   For this reason, in this invention, 15-35 weight% is preferable and, as for the content rate with respect to the whole mixture of (meth) acrylic acid, 20-30 weight% is especially preferable. Moreover, 1 to 20 weight% is preferable and, as for the content rate with respect to the whole mixture of the said phenol modified terpene resin, 5 to 15 weight% is more preferable. In the present invention, the content of other components is not particularly limited.

本発明は、用いる連鎖移動剤の種類について特に制限はなく、例えばスチレンダイマー、チオグリコール酸2エチルヘキシルエステル、2−メルカプトエタノール又はt−ドデシルメルカプタンを用いることができ、中でもグラフト化を生じ易い点でスチレンダイマー及びチオグリコール酸2エチルヘキシルエステルが好ましい。   In the present invention, the type of chain transfer agent to be used is not particularly limited. For example, styrene dimer, thioglycolic acid 2-ethylhexyl ester, 2-mercaptoethanol or t-dodecyl mercaptan can be used, and in particular, grafting is likely to occur. Styrene dimer and thioglycolic acid 2-ethylhexyl ester are preferred.

一方、本発明においては、前記の通り、スチレンの熱重合を利用してラジカル熱重合を行うことで重合開始剤を不要とする。これは、後述する重合反応で重合速度が緩和されることを意味し、比較的多量の酸性基モノマーを用い比較的低分子の重合体を製造する本発明のプロセスにおいて、後述する所定範囲の反応物温度の制御を容易にする。即ち、本発明で製造される、グラフト共重合体は、重量平均分子量(Mw)が10000以下ものであり、通常の塊状重合法であれば重合速度が大きくなり、急速に系の反応温度が上昇し易い。また、本発明で用いる(メタ)アクリル酸の存在も、その酸モノマーとしての特性上、重合速度を大きくし、急速に系の反応温度を上昇させ易い。このため、本発明においては、前記したスチレンの熱重合を利用して重合開始剤を不要とすることで、系の反応温度の急激な上昇を抑制し、次に述べる所定の反応物温度を維持することを可能としている。   On the other hand, in the present invention, as described above, a polymerization initiator is not required by performing radical thermal polymerization using thermal polymerization of styrene. This means that the polymerization rate is moderated by the polymerization reaction described later, and in the process of the present invention for producing a relatively low molecular weight polymer using a relatively large amount of acidic group monomer, the reaction within a predetermined range described later. Easy control of object temperature. That is, the graft copolymer produced in the present invention has a weight average molecular weight (Mw) of 10,000 or less, and the polymerization rate increases and the reaction temperature of the system rapidly rises with the normal bulk polymerization method. Easy to do. In addition, the presence of (meth) acrylic acid used in the present invention also tends to rapidly increase the reaction temperature of the system due to its characteristics as an acid monomer, increasing the polymerization rate. For this reason, in the present invention, by using the thermal polymerization of styrene as described above, a polymerization initiator is not required, thereby suppressing a rapid increase in the reaction temperature of the system and maintaining a predetermined reactant temperature described below. It is possible to do.

本発明においては、得られた混合物を、以下の条件を満たす4つの第一乃至第四の反応ゾーンを含む反応ゾーンをその順に好ましくは連続的に通過させることで、アクリル系モノマーの共重合過程において、当該共重合体にフェノール変性テルペン樹脂をグラフト化させる。

Figure 0004113174
In the present invention, the obtained mixture is passed through a reaction zone including four first to fourth reaction zones that satisfy the following conditions in that order, preferably in that order, thereby copolymerizing the acrylic monomer. In this method, the copolymer is grafted with a phenol-modified terpene resin.
Figure 0004113174

本発明において第1乃至第4の反応ゾーンの反応物温度(T〜T)を50〜270℃とするのは、テルペンのグラフトを高頻度に生じさせるためである。即ち、本発明においては、各反応ゾーンの反応物温度の最高温度及び最低温度が、テルペンのグラフト化の重要な要因であり、上記温度範囲外であると、テルペンのグラフト化頻度が急激に低減する。
このため、本発明における各反応ゾーンの反応物温度(T〜T)は、100〜270℃がより好ましく、140〜270℃が更に好ましく、150〜270℃が特に好ましい。
In the present invention, the reaction temperature (T 1 to T 4 ) in the first to fourth reaction zones is set to 50 to 270 ° C. in order to cause terpene grafting at a high frequency. That is, in the present invention, the maximum temperature and the minimum temperature of the reactants in each reaction zone are important factors for terpene grafting, and if the temperature is outside the above temperature range, the frequency of terpene grafting decreases rapidly. To do.
Thus, reaction temperature of each reaction zone in the present invention (T 1 ~T 4) is more preferably 100 to 270 ° C., more preferably 140 to 270 ° C., particularly preferably from 150 to 270 ° C..

また、本発明において、各反応ゾーンの反応物温度(T〜T)を上記関係式の如く徐々に大きくするのは、各反応ゾーンの反応速度を一定にすることで、生成する共重合体の分子量をできるだけ均一にして、所望の水溶性及び粘接着能を有するグラフト共重合体を得るためである。 In the present invention, the reactant temperature (T 1 to T 4 ) in each reaction zone is gradually increased as shown in the above relational expression. This is because the molecular weight of the coalescence is made as uniform as possible to obtain a graft copolymer having the desired water solubility and adhesiveness.

即ち、本発明のような塊状重合法においては、重合の初期にはアクリル酸等のモノマーの濃度が大きく系の粘度も低いが、反応の進行と共にモノマーの消費が進み系の粘度も高くなるため、各反応ゾーンの反応物温度を一定にすると、重合初期に関わる反応ゾーンではモノマーの重合反応速度が大きく、重合後期に関わる反応ゾーン程モノマーの重合速度は小さくなる。このため、各反応ゾーンの反応物温度が一定の場合には、得られる共重合体の分子量のばらつきが大きくなり、分子量が小さく酸性基やテルペンセグメントを殆ど含まないグラフト共重合体を比較的多く生成してしまい、共重合体全体として非水溶性となったり、所望の粘接着能を有しない場合がある。
そこで、本発明においては、原料中に比較的多量の(メタ)アクリル酸モノマーを含有させておくとともに、重合反応中におけるモノマー濃度の低下及び系の粘度の増加に従って各反応ゾーン反応物温度を上昇させて全重合工程でほぼ一定の重合反応速度を保持し、酸性基並びにテルペンセグメントを一定以上の割合で共重合体中に導入させ、実質上形成される総ての樹脂に所望の水溶性及び粘接着能を付与することを可能としている。
That is, in the bulk polymerization method of the present invention, the concentration of monomers such as acrylic acid is large and the viscosity of the system is low at the initial stage of polymerization. However, as the reaction proceeds, the consumption of monomers progresses and the viscosity of the system increases. When the reactant temperature in each reaction zone is made constant, the polymerization reaction rate of the monomer is higher in the reaction zone related to the initial polymerization, and the polymerization rate of the monomer is lower in the reaction zone related to the late polymerization. For this reason, when the reactant temperature in each reaction zone is constant, the resulting copolymer has a large variation in molecular weight, and a relatively large amount of graft copolymer having a small molecular weight and almost no acidic groups or terpene segments. It may generate | occur | produce and it may become water-insoluble as the whole copolymer, or may not have the desired adhesiveness.
Accordingly, in the present invention, a relatively large amount of (meth) acrylic acid monomer is contained in the raw material, and the reaction zone reactant temperature is increased as the monomer concentration decreases and the system viscosity increases during the polymerization reaction. And maintaining a substantially constant polymerization reaction rate in the entire polymerization process, introducing acidic groups and terpene segments into the copolymer at a certain ratio or more, so that the desired water-solubility and It is possible to impart adhesiveness.

本発明においては、上記の点から、第一反応ゾーンの反応物温度(T)が、50℃〜160℃であり、第二反応ゾーンの反応物温度(T2)が70℃〜190℃であり、第三反応ゾーンの反応物温度(T3)が70℃〜250℃であり、第四反応ゾーンの反応物温度(T4)が70℃〜270℃であることが好ましく;第一反応ゾーンの反応物温度(T)が140〜160℃であり、第二反応ゾーンの反応物温度(T2)が140℃より大きく190℃以下であり、第三反応ゾーンの反応物温度(T3)が180〜250℃であり、第四反応ゾーンの反応物温度(T4)が200〜270℃であることがより好ましく;第一反応ゾーンの反応物温度(T)が140〜160℃であり、第二反応ゾーンの反応物温度(T2)が170〜190℃であり、第三反応ゾーンの反応物温度(T3)が200〜250℃であり、第四反応ゾーンの反応物温度(T4)が230〜270℃であることが更に好ましく;第一反応ゾーンの反応物温度(T)が150〜160℃であり、第二反応ゾーンの反応物温度(T2)が180〜190℃であり、第三反応ゾーンの反応物温度(T3)が220〜250℃であり、第四反応ゾーンの反応物温度(T4)が230〜270℃であることが特に好ましい。 In the present invention, from the above points, the reactant temperature (T 1 ) in the first reaction zone is 50 ° C. to 160 ° C., and the reactant temperature (T 2 ) in the second reaction zone is 70 ° C. to 190 ° C. Preferably, the reactant temperature (T 3 ) in the third reaction zone is 70 ° C. to 250 ° C., and the reactant temperature (T 4 ) in the fourth reaction zone is 70 ° C. to 270 ° C .; The reactant temperature (T 1 ) in the reaction zone is 140-160 ° C., the reactant temperature (T 2 ) in the second reaction zone is greater than 140 ° C. and less than 190 ° C., and the reactant temperature in the third reaction zone ( More preferably, T 3 ) is 180-250 ° C. and the reactant temperature (T 4 ) of the fourth reaction zone is 200-270 ° C .; the reactant temperature (T 1 ) of the first reaction zone is 140- 160 ° C. and the reactant temperature (T 2 ) in the second reaction zone is 170-190 ° C. More preferably, the reactant temperature (T 3 ) in the third reaction zone is 200 to 250 ° C., and the reactant temperature (T 4 ) in the fourth reaction zone is 230 to 270 ° C .; The reactant temperature (T 1 ) of the second reaction zone is 150-160 ° C., the reactant temperature (T 2 ) of the second reaction zone is 180-190 ° C., and the reactant temperature (T 3 ) of the third reaction zone is 220. It is particularly preferred that the reaction temperature (T 4 ) in the fourth reaction zone is 230 to 270 ° C.

本発明においては、各反応ゾーンにおける反応混合物の滞留時間を、生産性と各反応ゾーンの温度制御の点から、5〜20分とすることが好ましい。もっとも、各反応ゾーン間で重合反応速度をほぼ一定とするには、各反応ゾーンにおける反応混合物の滞留時間を、各反応ゾーンの反応物温度によって変更することが好ましく、第一反応ゾーンの反応物温度(T)が140℃以上で、最終反応ゾーンの反応物温度(T)が200℃以上の場合には、5〜10分とすることが好ましく、6〜9分とすることがより好ましい。逆に第一反応ゾーンの反応物温度(T)が140℃未満で、第四反応ゾーンの反応物温度(T)が200℃未満の場合には、12〜20分とすることが好ましく、15〜20分とすることがより好ましい。 In the present invention, the residence time of the reaction mixture in each reaction zone is preferably 5 to 20 minutes from the viewpoint of productivity and temperature control of each reaction zone. However, in order to make the polymerization reaction rate approximately constant between the reaction zones, it is preferable to change the residence time of the reaction mixture in each reaction zone depending on the reactant temperature in each reaction zone. When the temperature (T 1 ) is 140 ° C. or higher and the reaction temperature (T f ) in the final reaction zone is 200 ° C. or higher, it is preferably 5 to 10 minutes, more preferably 6 to 9 minutes. preferable. Conversely, when the reactant temperature (T 1 ) in the first reaction zone is less than 140 ° C. and the reactant temperature (T 4 ) in the fourth reaction zone is less than 200 ° C., it is preferably 12 to 20 minutes. More preferably, it is set to 15 to 20 minutes.

本発明の製造方法は、上記工程により、数平均分子量(Mn)500〜2000のフェノール変性テルペン樹脂が、スチレン、(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸エステル及び任意に加えられるスチレン若しくは(メタ)アクリル酸等と共重合可能な他の不飽和モノマーの共重合体にグラフトし、連鎖移動剤を含む共重合体全体に対して酸性基モノマー単位を0.174〜0.486mol/100g含み、重量平均分子量(Mw)が1000〜10000であり、数平均分子量(Mn)に対する重量平均分子量(Mw)の比(n)が、1〜5である、テルペングラフト共重合体を得ることができる。   In the production method of the present invention, a phenol-modified terpene resin having a number average molecular weight (Mn) of 500 to 2000 is styrene, (meth) acrylic acid, (meth) acrylic acid ester, and styrene or (meta ) Grafted onto a copolymer of other unsaturated monomers copolymerizable with acrylic acid or the like, and 0.174 to 0.486 mol / 100 g of acidic group monomer units with respect to the entire copolymer including a chain transfer agent, A terpene graft copolymer having a weight average molecular weight (Mw) of 1000 to 10,000 and a ratio (n) of the weight average molecular weight (Mw) to the number average molecular weight (Mn) of 1 to 5 can be obtained.

当該本発明により得られる共重合体は、粘性付与セグメントであるフェノール変性テルペン樹脂が、塗膜の基本特性を付与するベースセグメントである、スチレンと(メタ)アクリル酸等との共重合体にグラフトしており、個々のセグメントにおける各機能が個々の独立した分子とした場合とほぼ同程度に保持されており、粘性付与樹脂とベース樹脂としての機能を兼備するものである。また、同共重合体は、フェノール変性テルペン樹脂及び共重合体全体の分子量並びに酸性基数が上記の特定の範囲に収束されており、各共重合体がアルカリ中和により一様に水に完全に溶解し、当該水溶液を用いて形成された塗膜は、従来の水性粘接着剤機能を有するコーティング組成物では達成し得なかった造膜性を有する。   The copolymer obtained by the present invention is grafted onto a copolymer of styrene and (meth) acrylic acid, etc., where the phenol-modified terpene resin, which is a viscosity-imparting segment, is a base segment that imparts basic properties of a coating film. In addition, each function in each segment is maintained at almost the same level as the case where each molecule is an independent molecule, and functions as a viscosity-imparting resin and a base resin. In addition, the molecular weight and the number of acidic groups of the phenol-modified terpene resin and the copolymer as a whole are converged to the specific range, and each copolymer is uniformly and completely dissolved in water by alkali neutralization. The coating film that is dissolved and formed using the aqueous solution has a film-forming property that cannot be achieved by a conventional coating composition having an aqueous adhesive function.

本発明の共重合体は、中和溶解の際に透明な水溶液が得られ、形成される塗膜に良好な造膜性を付与できると共に、粘着性の点でも優れた塗膜を形成できる点で、重量平均分子量Mwが1000から10000のものが好ましく、1000から6000のものが特に好ましい。また、同様の点で重量平均分子量Mwの数平均分子量Mnに対する比n(Mw/Mn)が、2〜4.6のものが特に好ましい。   The copolymer of the present invention provides a transparent aqueous solution upon neutralization and dissolution, can impart good film-forming properties to the formed coating film, and can also form a coating film excellent in tackiness. The weight average molecular weight Mw is preferably from 1000 to 10,000, particularly preferably from 1,000 to 6000. Moreover, the thing of ratio n (Mw / Mn) with respect to the number average molecular weight Mn of the weight average molecular weight Mw with respect to the same point is especially preferable 2-4.6.

本発明の共重合体のアルカリ中和による溶解は、例えば4.7〜7.8重量%のアンモニアを含むアルカリ性水溶液中に当該共重合体を溶解することで行うことができる。   The dissolution of the copolymer of the present invention by alkali neutralization can be performed by, for example, dissolving the copolymer in an alkaline aqueous solution containing 4.7 to 7.8% by weight of ammonia.

また、アルカリとしては、苛性ソーダ等の無揮発性のものでもよいが、本発明で得られる共重合体の水に対する溶解性を高める点で、アンモニア、又はジメチルアミノエタノール、トリエタノールアミンなどの有機アミン類が好ましい。   In addition, the alkali may be non-volatile such as caustic soda, but in terms of enhancing the solubility of the copolymer obtained in the present invention in water, ammonia or organic amines such as dimethylaminoethanol and triethanolamine Are preferred.

上記アルカリ中和により得られる粘接着剤機能を有する水性コーティング組成物では、本発明の共重合体がベース樹脂兼粘着付与樹脂として機能し、言わば、ベース樹脂と粘着付与樹脂とが究極の相溶状態でしかも完全に溶解された状態で存在している。このため、本発明の水性コーティング組成物で塗膜を形成すれば、ミクロレベルで均一な塗膜を得ることができる。   In the aqueous coating composition having the adhesive function obtained by the alkali neutralization, the copolymer of the present invention functions as a base resin / tackifier resin. In other words, the base resin and the tackifier resin are the ultimate phase. It exists in a dissolved state and in a completely dissolved state. For this reason, if a coating film is formed with the aqueous coating composition of this invention, a uniform coating film can be obtained at a micro level.

以下、本発明を実施例により更に詳細に説明するが、以下の実施例は何等本発明を限定するものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention further in detail, a following example does not limit this invention at all.

(重合装置)
以下の実施例及び比較例で用いた連続重合装置の概略を図1に、当該装置における撹拌翼の部分の拡大を図2に示す。当該重合装置は、図1に示すように、温度センサー、加熱用外套および冷却用インナーコイルを有し、独立に温度制御される内径100乃至150mmφ、内側の高さ120乃至250mmの円筒状の反応ゾーンを、中心に直径40乃至80mmの開口部を有するワッシャ状の仕切板でフランジを介して区画された4つの反応ゾーン垂直方向に連続して有する。そして、40乃至100mmφの円盤および円盤上に取付けられた同径のパドル翼からなり、50乃至700回転で攪拌できる攪拌翼が各反応ゾーンに複数枚装備されている。上から順に、それぞれ、第1反応ゾーンは50乃至160℃、第2反応ゾーンは70乃至190℃、第3反応ゾーンは70乃至250℃、第4反応ゾーンは70乃至270℃に反応物温度を制御できるように、温度センサー、それからの信号により加冷却する加熱用外套及び冷却用インナーコイルを有している。最上部の第1反応ゾーンには液面計が設置されて最下部から連続的に取出された樹脂量に相当するモノマーを補給することにより常に内容量を一定に保って連続重合することが可能になっている。また、反応物を上部から0.05Mpa乃至5Mpaの圧力で供給する供給ホ゜ンフ゜を有している。
(Polymerization equipment)
The outline of the continuous polymerization apparatus used in the following Examples and Comparative Examples is shown in FIG. 1, and the enlarged portion of the stirring blade in the apparatus is shown in FIG. As shown in FIG. 1, the polymerization apparatus has a temperature sensor, a heating mantle, and an inner coil for cooling, and is a cylindrical reaction having an inner diameter of 100 to 150 mmφ and an inner height of 120 to 250 mm that are independently temperature controlled. The zone is continuously provided in the vertical direction of four reaction zones defined by a washer-like partition plate having an opening with a diameter of 40 to 80 mm in the center and a flange. Each reaction zone is equipped with a plurality of stirring blades each composed of a 40 to 100 mmφ disk and a paddle blade of the same diameter mounted on the disk and capable of stirring at 50 to 700 revolutions. In order from the top, the reaction temperature is set to 50 to 160 ° C. for the first reaction zone, 70 to 190 ° C. for the second reaction zone, 70 to 250 ° C. for the third reaction zone, and 70 to 270 ° C. for the fourth reaction zone. In order to be able to control, it has a temperature sensor, a heating jacket that cools and cools by a signal from the temperature sensor, and a cooling inner coil. A liquid level gauge is installed in the uppermost first reaction zone, and it is possible to continuously polymerize by constantly supplying the monomer equivalent to the amount of resin taken out from the lowermost part while keeping the internal volume constant. It has become. It also has a supply phone that supplies the reactants from the top at a pressure of 0.05 MPa to 5 MPa.

(評価方法)
(1)溶液の透明性
各実施例及び比較例で得られた樹脂を以下の組成でアルカリ水中に入れ、溶液の透明性を肉眼で調べ、透明であればテルペンのグラフト化が高頻度で起こっていると判断した。
各実施例及び比較例で得られた樹脂 30.0重量部
25%アンモニア水 17.5重量部
水 52.5重量部
(Evaluation methods)
(1) Transparency of solution The resin obtained in each Example and Comparative Example was placed in alkaline water with the following composition, and the transparency of the solution was examined with the naked eye. If transparent, terpene grafting occurred frequently. It was judged that.
Resin obtained in each example and comparative example 30.0 parts by weight 25% ammonia water 17.5 parts by weight Water 52.5 parts by weight

(2)乾燥塗膜の透明性
上記(1)の溶液を、加熱残分(TNV)30.7%でガラス板に10ミルのアプリケーターで塗装し、150℃、30分で乾燥して乾燥塗膜とした。得られた乾燥塗膜の透明性を、肉眼によって判断し、透明であればテルペンのグラフト化が高頻度で起こっていると判断した。
(2) Transparency of the dried coating film The solution of (1) above was applied to a glass plate with a heating residue (TNV) of 30.7% with a 10 mil applicator, dried at 150 ° C for 30 minutes and dried. A membrane was obtained. The transparency of the obtained dried coating film was judged by the naked eye, and if it was transparent, it was judged that grafting of terpenes occurred frequently.

(3)分子量(Mw、Mn及びMw/Mn)
重量平均分子量(Mw)、数平均分子量(Mn)及びMw/Mnは、ポリスチレンを基準物質として、GPC測定機(日立製139型)により測定した。
(3) Molecular weight (Mw, Mn and Mw / Mn)
The weight average molecular weight (Mw), number average molecular weight (Mn), and Mw / Mn were measured with a GPC measuring instrument (Hitachi Model 139) using polystyrene as a reference substance.

[実施例1]
図1に示す連続重合機に、スチレン40.8重量部、アクリル酸ブチル17.5重量部、アクリル酸25.1重量部、テルペンフェノール樹脂(OH価210、Mw:1700、マイティエースK−125、ヤスハラケミカル株式会社製)8.3重量部、連鎖移動剤(スチレンダイマー、商品名:ノフマーMSD、日本油脂株式会社製)8.3重量部の混合物を仕込み、第1反応ゾーンに150℃で8分、第2反応ゾーンに180℃で8分、第3反応ゾーンに220℃で8分、第4反応ゾーンに250℃で8分滞留させる条件下で連続的に重合を行った。重合率:93.4%、Mw:2,650、Mw/Mn(n):3.5の樹脂を生成した。この樹脂30.0重量部を、25%アンモニア水17.5重量部及び水52.5重量部とともに混和して溶解したところ、完全に透明な水溶液となり、加熱留分(TNV)は30.7%で、粘度は11,140mPa・sであった。その後、この水溶液を150℃で30分焼き付けて塗膜を形成させたところ、形成された塗膜は、完全に透明であり水溶性アクリル樹脂とテルペン樹脂が完全に相溶していることを示した。
[Example 1]
In the continuous polymerization machine shown in FIG. 1, 40.8 parts by weight of styrene, 17.5 parts by weight of butyl acrylate, 25.1 parts by weight of acrylic acid, terpene phenol resin (OH number 210, Mw: 1700, Mighty Ace K-125) 8.3 parts by weight of Yashara Chemical Co., Ltd.) and 8.3 parts by weight of a chain transfer agent (styrene dimer, trade name: NOFMER MSD, manufactured by NOF Corporation), and charged at 150 ° C. in the first reaction zone. For 8 minutes at 180 ° C. in the second reaction zone, 8 minutes at 220 ° C. in the third reaction zone and 8 minutes at 250 ° C. in the fourth reaction zone. A resin having a polymerization rate of 93.4%, Mw: 2,650, and Mw / Mn (n): 3.5 was produced. When 30.0 parts by weight of this resin was mixed and dissolved together with 17.5 parts by weight of 25% aqueous ammonia and 52.5 parts by weight of water, a completely transparent aqueous solution was obtained with a heated fraction (TNV) of 30.7. %, The viscosity was 11,140 mPa · s. Then, when this aqueous solution was baked at 150 ° C. for 30 minutes to form a coating film, the formed coating film was completely transparent, indicating that the water-soluble acrylic resin and the terpene resin were completely compatible. It was.

[実施例2]
スチレン31.0重量部、アクリル酸2エチルヘキシル31.0重量部、アクリル酸26.5重量部、テルペンフェノール樹脂(OH価210、Mw:1700、マイティエースK−125、ヤスハラケミカル株式会社製)8.8重量部、連鎖移動剤(2エチルヘキシルチオグリコール酸、ダイセイル化学工業株式会社製)2.7重量部の混合物を、第1反応ゾーンに150℃で8分、第2反応ゾーンに180℃で8分、第3反応ゾーンに220℃で8分、第4反応ゾーンに250℃で8分滞留させる条件下で連続重合を行った。重合率:92.5%、Mw:5,240、Mw/Mn(n):3.3の樹脂を生成した。この樹脂30.0重量部を25%アンモニア水17.5重量部及び水52.5重量部と混合して溶解したところ、完全に透明な水溶液となり、加熱留分(TNV)は30.1%で、粘度は7,660mPa・sであった。その後、この水溶液を150℃で30分焼き付けて塗膜を形成したところ、形成された塗膜は、完全に透明であり水溶性アクリル樹脂とテルペン樹脂が完全に相溶していることを示した。
[Example 2]
7. 31.0 parts by weight of styrene, 31.0 parts by weight of 2-ethylhexyl acrylate, 26.5 parts by weight of acrylic acid, terpene phenol resin (OH number 210, Mw: 1700, Mighty Ace K-125, manufactured by Yasuhara Chemical Co., Ltd.) 8 parts by weight of a mixture of 2.7 parts by weight of a chain transfer agent (2-ethylhexylthioglycolic acid, manufactured by Daisail Chemical Co., Ltd.) in the first reaction zone at 150 ° C. for 8 minutes and in the second reaction zone at 180 ° C. for 8 minutes. And continuous polymerization was carried out under the condition that the reaction was held at 220 ° C. for 8 minutes in the third reaction zone and at 250 ° C. for 8 minutes in the fourth reaction zone. A resin having a polymerization rate of 92.5%, Mw: 5,240, and Mw / Mn (n): 3.3 was produced. When 30.0 parts by weight of this resin was mixed and dissolved with 17.5 parts by weight of 25% aqueous ammonia and 52.5 parts by weight of water, a completely transparent aqueous solution was obtained, and the heated fraction (TNV) was 30.1%. The viscosity was 7,660 mPa · s. Then, when this aqueous solution was baked at 150 ° C. for 30 minutes to form a coating film, the formed coating film was completely transparent, indicating that the water-soluble acrylic resin and the terpene resin were completely compatible. .

[実施例3]
スチレン39.8重量部、アクリル酸2エチルヘキシル17.1重量部、アクリル酸24.4重量部、テルペンフェノール樹脂(OH価250、Mw:1098、YP−902、ヤスハラケミカル株式会社製)16.3重量部、連鎖移動剤(2エチルヘキシルチオグリコール酸、ダイセル化学工業株式会社製)2.4重量部の混合物を、第1反応ゾーンに150℃で8分、第2反応ゾーンに180℃で8分、第3反応ゾーンに220℃で8分、第4反応ゾーンに250℃で8分滞留させる条件下で連続重合させた。重合率:95.0%、Mw:5,224、Mw/Mn(n):4.0の樹脂を生成した。この樹脂30.0重量部を25%アンモニア水17.5重量部及び水52.5重量部と混合して溶解したところ、完全に透明な水溶液となり、加熱留分(TNV)は30.5%で、粘度は78,500mPa・sであった。その後、この水溶液を150℃で30分焼き付けて塗膜を形成したところ、形成された塗膜は完全に透明であり水溶性アクリル樹脂とテルペン樹脂が完全に相溶していることを示した。
[Example 3]
39.8 parts by weight of styrene, 17.1 parts by weight of 2-ethylhexyl acrylate, 24.4 parts by weight of acrylic acid, terpene phenol resin (OH number 250, Mw: 1098, YP-902, manufactured by Yasuhara Chemical Co., Ltd.) 16.3 parts by weight Part of a chain transfer agent (2-ethylhexylthioglycolic acid, manufactured by Daicel Chemical Industries, Ltd.) 2.4 parts by weight in a first reaction zone at 150 ° C. for 8 minutes, in a second reaction zone at 180 ° C. for 8 minutes, Continuous polymerization was carried out under the condition of staying in the third reaction zone at 220 ° C. for 8 minutes and in the fourth reaction zone at 250 ° C. for 8 minutes. A resin having a polymerization rate of 95.0%, Mw: 5,224, and Mw / Mn (n): 4.0 was produced. When 30.0 parts by weight of this resin was mixed and dissolved with 17.5 parts by weight of 25% aqueous ammonia and 52.5 parts by weight of water, a completely transparent aqueous solution was obtained, and the heated fraction (TNV) was 30.5%. The viscosity was 78,500 mPa · s. Then, when this aqueous solution was baked at 150 ° C. for 30 minutes to form a coating film, the formed coating film was completely transparent, indicating that the water-soluble acrylic resin and the terpene resin were completely compatible.

[実施例4]
スチレン42.6重量部、アクリル酸ブチル18.3重量部、アクリル酸26.1重量部、テルペンフェノール樹脂(OH価250、Mw:1098、YP−902、ヤスハラケミカル株式会社製)4.3重量部、スチレンダイマー(ノフマーMSD、日本油脂株式会社製)8.7重量部の混合物を、第1反応ゾーンに150℃で8分、第2反応ゾーンに180℃で8分、第3反応ゾーンに220℃で8分、第4反応ゾーンに250℃で8分滞留させる条件下で連続重合させた。重合率:97.5%、Mw:2,879、Mw/Mn(n):3.8の樹脂を生成した。この樹脂30.0重量部を25%アンモニア水17.5重量部及び水52.5重量部と混合して溶解したところ、完全に透明な水溶液となり、加熱留分(TNV)は30.3%で、粘度は3,620mPa・sであった。その後、この水溶液を150℃で30分焼き付けて塗膜を形成したところ、形成された塗膜は、完全に透明であり水溶性アクリル樹脂とテルペン樹脂が完全に相溶していることを示した。
[Example 4]
Styrene 42.6 parts by weight, butyl acrylate 18.3 parts by weight, acrylic acid 26.1 parts by weight, terpene phenol resin (OH value 250, Mw: 1098, YP-902, manufactured by Yashara Chemical Co., Ltd.) 4.3 parts by weight , 8.7 parts by weight of a styrene dimer (Nofmer MSD, manufactured by NOF Corporation), 8 minutes at 150 ° C. in the first reaction zone, 8 minutes at 180 ° C. in the second reaction zone, and 220 in the third reaction zone. Continuous polymerization was carried out under the conditions of 8 minutes at 0 ° C. and 8 minutes at 250 ° C. in the fourth reaction zone. A resin having a polymerization rate of 97.5%, Mw: 2,879, and Mw / Mn (n): 3.8 was produced. When 30.0 parts by weight of this resin was mixed and dissolved with 17.5 parts by weight of 25% aqueous ammonia and 52.5 parts by weight of water, a completely transparent aqueous solution was obtained, and the heated fraction (TNV) was 30.3%. The viscosity was 3,620 mPa · s. Then, when this aqueous solution was baked at 150 ° C. for 30 minutes to form a coating film, the formed coating film was completely transparent, indicating that the water-soluble acrylic resin and the terpene resin were completely compatible. .

[実施例5]
スチレン39.8重量部、アクリル酸ブチル17.1重量部、アクリル酸24.4重量部、テルペンフェノール樹脂(OH価210、Mw:1700、マイティエースK−125、ヤスハラケミカル株式会社製)16.3重量部、連鎖移動剤(2エチルヘキシルチオグリコール酸、ダイセイル化学工業株式会社製)2.4重量部の混合物を、第1反応ゾーンに130℃で15分、第2反応ゾーンに140℃で15分、第3反応ゾーンに160℃で15分、第4反応ゾーンに180℃で15分滞留させる条件下で連続重合させた(実施例1〜4に比べ最高温度を180℃に抑え、反応時間を実施例1の2倍と長くした)。この樹脂30.0重量部を25%アンモニア水17.5重量部及び水52.5重量部と混合して溶解したところ、薄く白濁し、完全には、透明にならなかった。また、この水溶液は、加熱留分(TNV)が22.6%で、粘度が2,428mPa・sであった。その後、この水溶液を150℃で30分焼き付けて塗膜を形成したところ、形成された塗膜は、やはり薄く白濁した。これは、反応温度が低くテルペン樹脂へアクリルのグラフト反応が高頻度には起こらなかったためと考えられる。
[Example 5]
Styrene 39.8 parts by weight, butyl acrylate 17.1 parts by weight, acrylic acid 24.4 parts by weight, terpene phenol resin (OH number 210, Mw: 1700, Mighty Ace K-125, manufactured by Yasuhara Chemical Co., Ltd.) 16.3 Part by weight of a mixture of 2.4 parts by weight of chain transfer agent (2-ethylhexylthioglycolic acid, manufactured by Daisail Chemical Co., Ltd.) in the first reaction zone at 130 ° C. for 15 minutes and in the second reaction zone at 140 ° C. for 15 minutes. The polymer was continuously polymerized under the condition that the third reaction zone was kept at 160 ° C. for 15 minutes and the fourth reaction zone was kept at 180 ° C. for 15 minutes (the maximum temperature was kept at 180 ° C. compared to Examples 1 to 4, and the reaction time was reduced). 2 times longer than in Example 1). When 30.0 parts by weight of this resin was mixed and dissolved with 17.5 parts by weight of 25% aqueous ammonia and 52.5 parts by weight of water, it became slightly cloudy and was not completely transparent. The aqueous solution had a heated fraction (TNV) of 22.6% and a viscosity of 2,428 mPa · s. Thereafter, this aqueous solution was baked at 150 ° C. for 30 minutes to form a coating film. As a result, the formed coating film was also thinly clouded. This is probably because the reaction temperature was low and the acrylic grafting reaction to the terpene resin did not occur frequently.

[比較例1]
テルペンフェノール樹脂(OH価210、Mw:1700、マイティエースK−125、ヤスハラケミカル株式会社製)8.3重量部を、MEK19.4重量部に溶解した。これに、界面活性剤Newcol−707SF(日本乳化剤株式会社製)1.0重量部を水32.2重量部に溶解した水溶液33.2重量部を加え、分離トラップ付きのフラスコ中で攪拌しながら80℃に加熱し、MEKを留去してテルペンフェノール樹脂が微粒子状に分散した水性乳濁液を得た。次に、実施例1で用いた連続重合機に、スチレン44.5重量部、アクリル酸ブチル19.1重量部、アクリル酸27.3重量部及びスチレンダイマー(ノフマーMSD、日本油脂株式会社製))9.1重量部の混合物を仕込み、第1反応ゾーンに150℃で8分、第2反応ゾーンに180℃で8分、第3反応ゾーンに220℃で8分、第4反応ゾーンに250℃で8分滞留させる条件下に連続的に重合を行った。重合率:96.6%、Mw:6,113、Mw/Mn(n):4.3の樹脂を生成した。この樹脂30.0重量部を、25%アンモニア水17.5重量部及び水52.5重量部と混合して溶解したところ、完全透明な水溶液になり、加熱留分(TNV)は30.1%で、粘度は542mPa・sであった。その後、このアクリル樹脂水溶液100重量部にテルペンフェノール樹脂の微粒子分散液13.6重量部を加えたところ乳濁した水溶液が得られた。この乳濁水溶液を150℃で30分焼き付けた塗膜は実施例5で形成した塗膜に比べて強く白濁しており、水溶性アクリル樹脂とテルペン樹脂が相溶していないことを示す。
[Comparative Example 1]
8.3 parts by weight of terpene phenol resin (OH number 210, Mw: 1700, Mighty Ace K-125, manufactured by Yasuhara Chemical Co., Ltd.) was dissolved in 19.4 parts by weight of MEK. To this, 33.2 parts by weight of an aqueous solution obtained by dissolving 1.0 part by weight of a surfactant Newcol-707SF (manufactured by Nippon Emulsifier Co., Ltd.) in 32.2 parts by weight of water was added while stirring in a flask with a separation trap. It heated at 80 degreeC, MEK was distilled off and the aqueous emulsion in which the terpene phenol resin was disperse | distributed to fine particle form was obtained. Next, in the continuous polymerization machine used in Example 1, 44.5 parts by weight of styrene, 19.1 parts by weight of butyl acrylate, 27.3 parts by weight of acrylic acid, and styrene dimer (Nofmer MSD, manufactured by NOF Corporation) ) 9.1 parts by weight of the mixture, 8 minutes at 150 ° C. in the first reaction zone, 8 minutes at 180 ° C. in the second reaction zone, 8 minutes at 220 ° C. in the third reaction zone, 250 minutes in the fourth reaction zone Polymerization was continuously carried out under the condition of retaining at 8 ° C. for 8 minutes. A resin having a polymerization rate of 96.6%, Mw: 6,113, and Mw / Mn (n): 4.3 was produced. When 30.0 parts by weight of this resin was mixed and dissolved with 17.5 parts by weight of 25% aqueous ammonia and 52.5 parts by weight of water, a completely transparent aqueous solution was obtained, and the heated fraction (TNV) was 30.1. %, The viscosity was 542 mPa · s. Thereafter, 13.6 parts by weight of a terpene phenol resin fine particle dispersion was added to 100 parts by weight of this acrylic resin aqueous solution to obtain an emulsion. The coating film obtained by baking this emulsion aqueous solution at 150 ° C. for 30 minutes is more cloudy than the coating film formed in Example 5, indicating that the water-soluble acrylic resin and the terpene resin are not compatible.

[比較例2]
テルペンフェノール樹脂(Mw:250、YP−902、ヤスハラケミカル株式会社製)8.3重量部をMEK19.4重量部に溶解した。これに、界面活性剤Newcol−707SF(日本乳化剤株式会社製)1.0重量部を水32.2重量部に溶解した水溶液33.2重量部を加え、分離トラップ付きのフラスコ中で攪拌しながら80℃に加熱し、MEKを留去してテルペンフェノール樹脂が微粒子状に分散した水性乳濁液を得た。次に、実施例1で用いた連続重合機に、スチレン47.5重量部、アクリル酸2エチルヘキシル20.4重量部、アクリル酸29.2重量部、連鎖移動剤(2エチルヘキシルチオグリコール酸、ダイセル化学工業株式会社製)2.9重量部の混合物を、第1反応ゾーンに150℃で8分、第2反応ゾーンに180℃で8分、第3反応ゾーンに220℃で8分、第4反応ゾーンに250℃で8分滞留させる条件下で連続重合させた。重合率:94.1%、Mw:4,066、Mw/Mn(n):3.5の樹脂を生成した。この樹脂30.0重量部を、25%アンモニア水17.5重量部及び水52.5重量部と混合して溶解したところ、完全透明な溶液になり、この水溶液は加熱留分(TNV)は30.1%で、粘度が542mPa・sであった。その後、この樹脂水溶液100重量部にテルペンフェノール樹脂の微粒子分散液13.6重量部を加えたところ乳濁した水溶液が得られた。この乳濁水溶液を150℃で30分焼き付けた塗膜は、実施例5で得られた塗膜に比べ強く白濁しており、水溶性アクリル樹脂とテルペン樹脂が相溶していないことを示した。
[Comparative Example 2]
8.3 parts by weight of terpene phenol resin (Mw: 250, YP-902, manufactured by Yasuhara Chemical Co., Ltd.) was dissolved in 19.4 parts by weight of MEK. To this, 33.2 parts by weight of an aqueous solution obtained by dissolving 1.0 part by weight of a surfactant Newcol-707SF (manufactured by Nippon Emulsifier Co., Ltd.) in 32.2 parts by weight of water was added while stirring in a flask with a separation trap. It heated at 80 degreeC, MEK was distilled off and the aqueous emulsion in which the terpene phenol resin was disperse | distributed to fine particle form was obtained. Next, in the continuous polymerization machine used in Example 1, 47.5 parts by weight of styrene, 20.4 parts by weight of 2-ethylhexyl acrylate, 29.2 parts by weight of acrylic acid, a chain transfer agent (2-ethylhexyl thioglycolic acid, Daicel). (Chemical Industry Co., Ltd.) 2.9 parts by weight of the mixture was added to the first reaction zone at 150 ° C. for 8 minutes, the second reaction zone at 180 ° C. for 8 minutes, the third reaction zone at 220 ° C. for 8 minutes, Continuous polymerization was carried out under conditions where the reaction zone was kept at 250 ° C. for 8 minutes. Polymerization rate: 94.1%, Mw: 4,066, Mw / Mn (n): 3.5 resin was produced. When 30.0 parts by weight of this resin was mixed and dissolved with 17.5 parts by weight of 25% aqueous ammonia and 52.5 parts by weight of water, a completely transparent solution was obtained. This aqueous solution had a heated fraction (TNV) of The viscosity was 30.1% and the viscosity was 542 mPa · s. Thereafter, 13.6 parts by weight of a terpene phenol resin fine particle dispersion was added to 100 parts by weight of this aqueous resin solution to obtain an emulsion. The coating film obtained by baking this emulsion aqueous solution at 150 ° C. for 30 minutes was more cloudy than the coating film obtained in Example 5, indicating that the water-soluble acrylic resin and the terpene resin were not compatible. .

[比較例3]
スチレン42.6重量部、アクリル酸ブチル18.3重量部、アクリル酸26.1重量部、芳香族変成テルペン樹脂(Mw:800、YSレジンTO―125、ヤスハラケミカル株式会社製)4.3重量部、スチレンダイマー(ノフマーMSD、日本油脂株式会社製)8.7重量部の混合物を、第1反応ゾーンに150℃で8分、第2反応ゾーンに180℃で8分、第3反応ゾーンに220℃で8分、第4反応ゾーンに250℃で8分滞留させる条件下で連続重合させた。これにより生成した樹脂をアンモニア水に溶解したところ強い白濁を示し、溶解しなかった。これは、テルペンフェノール樹脂に代え芳香族変成テルペン樹脂を用いたことで、アクリル系共重合体へのグラフト反応が起こらなかったことを示す。
[Comparative Example 3]
42.6 parts by weight of styrene, 18.3 parts by weight of butyl acrylate, 26.1 parts by weight of acrylic acid, 4.3 parts by weight of aromatic modified terpene resin (Mw: 800, YS Resin TO-125, manufactured by Yasuhara Chemical Co., Ltd.) , 8.7 parts by weight of a styrene dimer (Nofmer MSD, manufactured by NOF Corporation), 8 minutes at 150 ° C. in the first reaction zone, 8 minutes at 180 ° C. in the second reaction zone, and 220 in the third reaction zone. Continuous polymerization was carried out under the conditions of 8 minutes at 0 ° C. and 8 minutes at 250 ° C. in the fourth reaction zone. When the produced resin was dissolved in aqueous ammonia, it showed strong white turbidity and did not dissolve. This shows that the graft reaction to the acrylic copolymer did not occur by using the aromatic modified terpene resin instead of the terpene phenol resin.

[比較例4]
スチレン42.6重量部、アクリル酸ブチル18.3重量部、アクリル酸26.1重量部、テルペン系水素添加樹脂(Mw:700、クリアロンP−125、ヤスハラケミカル製)4.3重量部、スチレンダイマー(ノフマーMSD)8.7重量部の合計115重量部の混合物を、第1反応ゾーンに150℃で8分、第2反応ゾーンに180℃で8分、第3反応ゾーンに220℃で8分、第4反応ゾーンに250℃で8分滞留させた。これにより重合した樹脂をアンモニア水に溶解したところ強く白濁し溶解しなかった。これは、テルペンフェノール樹脂に代えテルペン系水素添加樹脂を用いたことで、アクリル系共重合体へのグラフト反応が起こらなかったことを示す。
[Comparative Example 4]
42.6 parts by weight of styrene, 18.3 parts by weight of butyl acrylate, 26.1 parts by weight of acrylic acid, 4.3 parts by weight of terpene-based hydrogenated resin (Mw: 700, Clearon P-125, manufactured by Yashara Chemical), styrene dimer (NOFMER MSD) A total of 115 parts by weight of 8.7 parts by weight of the mixture was added to the first reaction zone at 150 ° C. for 8 minutes, the second reaction zone at 180 ° C. for 8 minutes, and the third reaction zone at 220 ° C. for 8 minutes. And was allowed to stay at 250 ° C. for 8 minutes in the fourth reaction zone. As a result, when the polymerized resin was dissolved in aqueous ammonia, it was strongly clouded and did not dissolve. This indicates that the graft reaction to the acrylic copolymer did not occur by using a terpene hydrogenated resin instead of the terpene phenol resin.

上記各実施例及び比較例における原料組成及び得られた水性コーティング組成物の評価結果を、以下の表1にまとめて示す。

Figure 0004113174
The evaluation results of the raw material compositions and the obtained aqueous coating compositions in the above Examples and Comparative Examples are summarized in Table 1 below.
Figure 0004113174

(評価)
フェノール変性テルペン樹脂を用いた実施例1〜5では、種々のアクリル系共重合体にテルペン樹脂がグラフトするが、フェノール性OHを持たないテルペンを用いた比較例3及び4では、テルペン樹脂がグラフトしなかった。但し、各反応ゾーンの反応物温度を130〜180℃とした実施例5では、各反応ゾーンの反応物温度が150〜250℃とした実施例1乃至4に比べ、グラフト化する頻度が低減し、実施例1乃至4での温度条件の優位性が認められた。なお、用いた原料組成がほぼ同じ実施例1と比較例1において、得られた共重合体の重量平均分子量(Mw)が、実施例1の方が比較例1に比べ優位に小さく、この事実も、フェノール変性テルペンによるポリマーラジカルの停止、即ちグラフトが高頻度で起こっていることを実証する。
(Evaluation)
In Examples 1 to 5 using a phenol-modified terpene resin, the terpene resin is grafted to various acrylic copolymers, but in Comparative Examples 3 and 4 using a terpene having no phenolic OH, the terpene resin is grafted. I did not. However, in Example 5 in which the reaction temperature in each reaction zone was 130 to 180 ° C, the frequency of grafting was reduced compared to Examples 1 to 4 in which the reaction temperature in each reaction zone was 150 to 250 ° C. The superiority of the temperature conditions in Examples 1 to 4 was recognized. In Example 1 and Comparative Example 1 in which the raw material compositions used were substantially the same, the weight average molecular weight (Mw) of the obtained copolymer was significantly smaller in Example 1 than in Comparative Example 1, and this fact Also demonstrates that polymer radical termination by the phenol-modified terpene, ie, grafting, occurs frequently.

本発明の製造方法は、上述のように、粘接着付与樹脂とベース樹脂との機能を併せ持った水溶性アクリル系テルペン共重合体及びそれを有効成分とする粘接着剤機能を有する水性コーティング組成物を製造することができ、環境適応型の粘接着剤機能を有する水性コーティング組成物において従来にない造膜性を付与することができる。このため、水性のインキ、塗料、コーティング剤、接着剤、及び粘着剤等のようにベース樹脂としての特性と共に、所望の粘接着特性を要求されるコーティング組成物について広く適用することができる。   As described above, the production method of the present invention comprises a water-soluble acrylic terpene copolymer having both functions of a tackifying resin and a base resin, and an aqueous coating having a function of an adhesive comprising the same as an active ingredient. The composition can be produced, and a film-forming property that is unprecedented in an aqueous coating composition having an environment-adaptive adhesive function can be imparted. Therefore, it can be widely applied to coating compositions that require desired adhesive properties as well as properties as a base resin, such as water-based inks, paints, coating agents, adhesives, and pressure-sensitive adhesives.

実施例及び比較例で用いた連続重合装置の構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of the continuous polymerization apparatus used by the Example and the comparative example. 図1に示す装置における撹拌翼の部分を模式的に示す拡大図である。It is an enlarged view which shows typically the part of the stirring blade in the apparatus shown in FIG.

Claims (10)

繰り返し単位が下記式(1):
Figure 0004113174

[式中、m及びnは1以上の整数を表す]
で示される構造を有し、OH価が150以上250以下であり、数平均分子量500〜2000である、フェノール変性テルペン樹脂の少なくとも1種と、
アクリル酸及び/又はメタアクリル酸(以下、まとめて「(メタ)アクリル酸」と記す)と、(メタ)アクリル酸のエステルと、スチレンと、任意に加えられるこれらと共重合可能な不飽和モノマーとを、連鎖移動剤と共に、
該フェノール変性テルペン樹脂、該(メタ)アクリル酸、該(メタ)アクリル酸のエステル、該スチレン、該不飽和モノマー及び該連鎖移動剤の総量に対して、該フェノール変性テルペン樹脂を0より大きく20重量%未満、該(メタ)アクリル酸を15〜35重量%含有する組成比で混合し、
得られた混合物を、重合開始剤を使用せずに、以下の条件を満たす、T〜T4の混合物温度を与える4つの反応ゾーンを、この順で通過させる、塊状重合による水溶性アクリル系テルペングラフト共重合体の製造方法。
Figure 0004113174

[上記式中、Tは第1反応ゾーンの反応物温度であり、Tは第2反応ゾーンの反応物温度であり、T3は第3反応ゾーンの反応物温度であり、T4は第4反応ゾーンの反応物温度である]
The repeating unit is represented by the following formula (1):
Figure 0004113174

[Wherein, m and n represent an integer of 1 or more]
At least one phenol-modified terpene resin having a structure represented by formula (II) and having an OH number of 150 to 250 and a number average molecular weight of 500 to 2,000,
Acrylic acid and / or methacrylic acid (hereinafter collectively referred to as “(meth) acrylic acid”), esters of (meth) acrylic acid, styrene, and optionally added unsaturated monomers copolymerizable with these Together with a chain transfer agent,
The phenol-modified terpene resin is more than 0 with respect to the total amount of the phenol-modified terpene resin, the (meth) acrylic acid, the ester of (meth) acrylic acid, the styrene, the unsaturated monomer, and the chain transfer agent. Less than% by weight, mixed in a composition ratio containing 15 to 35% by weight of the (meth) acrylic acid,
The obtained mixture is passed through four reaction zones that give a mixture temperature of T 1 to T 4 that satisfy the following conditions without using a polymerization initiator in this order. method for producing a terpene ring rAFT copolymer.
Figure 0004113174

[Wherein T 1 is the reactant temperature in the first reaction zone, T 2 is the reactant temperature in the second reaction zone, T 3 is the reactant temperature in the third reaction zone, and T 4 is It is the reactant temperature in the fourth reaction zone]
前記各反応ゾーンの反応物温度(T〜T4)が、140〜270℃である、請求項1に記載のアクリル系テルペングラフト共重合体の製造方法。 The reaction temperature of each reaction zone (T 1 through T 4) is a one hundred forty to two hundred seventy ° C., the production method of acrylic terpene graft copolymer of claim 1. 前記各反応ゾーンの反応物温度(T、T、T3、T4)が以下の条件を満たす、請求項1に記載のアクリル系テルペングラフト共重合体の製造方法。
Figure 0004113174
The reaction temperature (T 1, T 2, T 3, T 4) satisfy the following condition for each reaction zone, the production method of acrylic terpene graft copolymer of claim 1.
Figure 0004113174
前記第一反応ゾーンの反応物温度(T)が140〜160℃であり、前記第二反応ゾーンの反応物温度(T)が170〜190℃であり、前記第三反応ゾーンの反応物温度(T)が200〜250℃であり、前記第四反応ゾーンの反応物温度(T)が230〜270℃である、請求項3に記載のアクリル系テルペングラフト共重合体の製造方法。 The reactant temperature (T 1 ) in the first reaction zone is 140-160 ° C., the reactant temperature (T 2 ) in the second reaction zone is 170-190 ° C., and the reactant in the third reaction zone temperature (T 3) is the 200 to 250 ° C., the fourth reaction zone the reactants temperature (T 4) is the 230 to 270 ° C., the production method of acrylic terpene graft copolymer according to claim 3 . 前記反応ゾーンでの滞留時間が5〜20分である、請求項1〜4の何れか一項に記載のアクリル系テルペングラフト共重合体の製造方法。   The manufacturing method of the acrylic terpene graft copolymer as described in any one of Claims 1-4 whose residence time in the said reaction zone is 5 to 20 minutes. 請求項1〜5に記載の工程後、得られた共重合体を、アルカリ水で、中和、溶解する工程を含む、粘接着剤機能を有する水性コーティング組成物の製造方法。   The manufacturing method of the aqueous coating composition which has the function of an adhesive agent including the process of neutralizing and melt | dissolving the obtained copolymer with alkaline water after the process of Claims 1-5. 請求項1〜5に記載の方法により得られる、水溶性アクリル系テルペングラフト共重合体。   A water-soluble acrylic terpene graft copolymer obtained by the method according to claim 1. 請求項7に記載する水溶性アクリル系テルペングラフト共重合体がアルカリ水中に溶解されている、水性コーティング組成物。 An aqueous coating composition in which the water-soluble acrylic terpene graft copolymer according to claim 7 is dissolved in alkaline water. 請求項6に記載の方法により得られる、水性コーティング組成物   An aqueous coating composition obtainable by the method of claim 6 インキ、塗料、接着剤、及び粘着剤からなる群から選択される用途に用いられる請求項8又は9に記載の水性コーティング組成物。 The aqueous coating composition according to claim 8 or 9 , which is used for an application selected from the group consisting of an ink, a paint, an adhesive, and an adhesive.
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