JP4388949B2 - ポリオレフィン用水系バインダー - Google Patents
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Description
特許文献3、4および5には、塩素化ポリオレフィン存在下で他の単量体を重合し、水分散体を得る方法が開示されている。
特許文献6には、不飽和カルボン酸および/またはその無水物で変性して得られた変性ポリオレフィン樹脂組成物に対して変性澱粉、乳化剤、および水と塩基性物質を混合してなる水性樹脂組成物、また、特許文献7にはホモポリマーのガラス転移点が100℃以下の(メタ)アクリルアミド誘導体を1種類以上、ポリオレフィン樹脂にグラフト共重合してなる樹脂組成物を水に分散させた分散物が提案されている。
特許文献8には、平均炭素数9の第3級カルボン酸のビニルエステルを含むビニルエステル成分とエチレンとを乳化重合して得られた水性分散液であって、ビニルエステル成分の含有量が70〜95重量%、エチレンの含有量が5〜30重量%で、該共重合体のガラス転移温度が−20〜45℃である水性分散液を主成分とする接着剤組成物が提案されている。
従って、本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、従来のバインダーに比べ、ポリオレフィン類、特にポリプロピレンに対する接着性に優れ、さらに耐水性に優れ、環境にも優しいポリオレフィン用水系バインダーを提供することを目的とする。
即ち、本発明は、下記式(1):
本発明のポリオレフィン用水系バインダーは、式(1)により表される第3級カルボン酸のビニルエステルを85.0〜99.8重量%およびカルボキシル基、ヒドロキシル基、アミド基またはカルボニル基を有するエチレン性不飽和単量体(以下、特定官能基を有するエチレン性不飽和単量体と呼ぶことがある)を0.2〜3.0重量%含む不飽和単量体組成物を常圧条件下にて乳化重合して得られる水性樹脂分散体に、ジプロピレングリコールn−ブチルエーテルを添加したことを特徴としている。
カルボキシル基を有するエチレン性不飽和単量体の例としては、(メタ)アクリル酸、クロトン酸、シトラコン酸、イタコン酸、マレイン酸、無水マレイン酸、フマル酸等が挙げられ、これらの中でもアクリル酸が好ましい。
ヒドロキシル基を有するエチレン性不飽和単量体の例としては、ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリテトラメチレングリコールモノ(メタ)アクリレートが挙げられ、これらの中でもヒドロキシエチル(メタ)アクリレートが好ましい。
アミド基を有するエチレン性不飽和単量体の例としては、(メタ)アクリルアミド、
N−メチルアクリルアミド、N,N−ジメチル(メタ)アクリルアミド、N−メチロール(メタ)アクリルアミドが挙げられ、これらの中でも(メタ)アクリルアミド、N−メチロール(メタ)アクリルアミドが好ましい。
カルボニル基を有するエチレン性不飽和単量体の例としては、アクロレイン、ダイアセトンアクリルアミド、ビニルメチルケトン、ダイアセトンアクリレートが挙げられ、中でもダイアセトンアクリルアミドが好ましい。
カルボキシル基、ヒドロキシル基、アミド基またはカルボニル基を有するエチレン性不飽和単量体は単独で使用してもよく、または2種類以上を併用してもかまわない。
実施例および比較例における各種物性等の測定は下記の方法で実施した。結果を表1および表2に示した。
得られた水性樹脂分散体を23℃、65%RH条件下で1週間乾燥させた後、示差走査熱量計(DSC、セイコーインスツルメンツ株式会社製SSC5200)にて測定した。
(1)水系バインダーの調製
得られた水性樹脂分散体に最低成膜温度が約0℃になるように、成膜助剤としてジプロピレングリコール n−ブチルエーテル(以下、DPnBと略記する)を適量添加した。さらに、粘度が約1000mPa・sになるように、ポリカルボン酸系増粘剤を適量添加して水系バインダーを調製した。
上記のようにして調製した水系バインダーをJIS規格ポリプロピレン板もしくはポリカーボネート板(厚さ2mm、日本テストパネル工業製)に6milのアプリケーターで塗布し、80℃で20分間乾燥させた。その後、23℃、65%RH条件下で1日放置して試験基材を得た。この試験基材を用いて、以下の接着性評価および耐水性評価を実施した。
JIS K 5600に準じ、作製した試験基材を用いて碁盤目密着試験(2mm幅、100マス)を実施した。残存したマスが95以上であれば、プラスチック基材(ポリプロピレン板もしくはポリカーボネート板)との接着性が優れていると判断した。
作製した試験基材を水道水に50℃で7日間浸漬し、樹脂フィルムの白化の状態を観察した。白化が見られないものを〇、若干白化した場合を△、著しく白化した場合を×とした。
攪拌装置、温度計、滴下ロートおよび還流冷却器を備えた四つ口フラスコ反応器に、溶媒であるイオン交換水を209重量部およびアニオン性乳化剤(ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸エステルアンモニウム塩;商品名ハイテノール08E、第一工業製薬株式会社製)を1重量部仕込み、75℃に昇温した。次に、第3級カルボン酸のビニルエステルとしてネオノナン酸ビニルエステル(商品名ベオバ9、ヘキシオン・スペシャルティケミカルズ製)202.5重量部およびネオデカン酸ビニルエステル(商品名ベオバ10、ヘキシオン・スペシャルティケミカルズ製)202.5重量部、その他のエチレン性不飽和単量体としてメチルメタクリレート41重量部、カルボキシル基を有するエチレン性不飽和単量体として80%アクリル酸5重量部、アニオン性乳化剤(同上)17重量部、イオン交換水328重量部を混合し、ホモミキサーで乳化した。得られたモノマー乳化物の5重量%を反応器に投入し、過硫酸カリウム0.5重量部を添加し、プレ反応を行った。30分後、残りのモノマー乳化物とイオン交換水30重量部に溶解させた過硫酸カリウム1.0重量部とを4時間かけて連続滴下した。なお、反応温度は約80℃に保った。モノマー乳化物および重合開始剤の滴下終了後、約80℃で1時間保持した後、室温まで冷却し、pH調整剤としてアンモニア水を適量添加した。得られた水性樹脂分散体は不揮発分44.9%、Tg24℃であった。最低成膜温度を約0℃にするため、DPnBを3.5重量部添加した。プラスチック基材としてはポリプロピレン(以下、PPと略記することがある)板を用いた。
ネオノナン酸ビニルエステル202.5重量部(商品名ベオバ9)、ネオデカン酸ビニルエステル(商品名ベオバ10)202.5重量部およびメチルメタクリレート41重量部の代わりに、ネオノナン酸ビニルエステル(商品名ベオバ9)446重量部を用いた以外は実施例1と同様の方法で乳化重合を行った。得られた水性樹脂分散体は不揮発分44.5%、Tg67℃であった。最低成膜温度を約0℃にするため、DPnBを10重量部添加した。プラスチック基材としてはポリプロピレン板を用いた。
ネオノナン酸ビニルエステル(商品名ベオバ9)202.5重量部、ネオデカン酸ビニルエステル(商品名ベオバ10)202.5重量部およびメチルメタクリレート41重量部の代わりに、ネオデカン酸ビニルエステル(商品名ベオバ10)423.5重量部および2−エチルヘキシルアクリレート22.5重量部を用いた以外は実施例1と同様の方法で乳化重合を行った。得られた水性樹脂分散体は不揮発分44.3%、Tg−8℃であった。最低成膜温度は0℃であったので、DPnBは添加しなかった。プラスチック基材としてはポリプロピレン板を用いた。
ネオノナン酸ビニルエステル202.5重量部(商品名ベオバ9)、ネオデカン酸ビニルエステル(商品名ベオバ10)202.5重量部およびメチルメタクリレート41重量部の代わりに、ネオノナン酸ビニルエステル(商品名ベオバ9)438重量部、カルボキシル基を有するエチレン性不飽和単量体として80%アクリル酸5重量部、水酸基を有するエチレン性不飽和単量体として2−ヒドロキシエチルメタクリレート8重量部を用いた以外は実施例1と同様の方法で乳化重合を行った。得られた水性樹脂分散体は不揮発分44.8%、Tg63℃であった。最低成膜温度を約0℃にするため、DPnBを9.5重量部添加した。プラスチック基材としてはポリプロピレン板を用いた。
ネオノナン酸ビニルエステル202.5重量部(商品名ベオバ9)、ネオデカン酸ビニルエステル(商品名ベオバ10)202.5重量部およびメチルメタクリレート41重量部の代わりに、ネオノナン酸ビニルエステル(商品名ベオバ9)441重量部、カルボキシル基を有するエチレン性不飽和単量体として80%アクリル酸5重量部、アミド基を有するエチレン性不飽和単量体として50%アクリルアミド10重量部を用いた以外は実施例1と同様の方法で乳化重合を行った。得られた水性樹脂分散体は不揮発分44.3%、Tg68℃であった。最低成膜温度を約0℃にするため、DPnBを10重量部添加した。プラスチック基材としてはポリプロピレン板を用いた。
ネオノナン酸ビニルエステル202.5重量部(商品名ベオバ9)、ネオデカン酸ビニルエステル(商品名ベオバ10)202.5重量部およびメチルメタクリレート41重量部の代わりに、ネオノナン酸ビニルエステル(商品名ベオバ9)440重量部、カルボニル基を有するエチレン性不飽和単量体としてダイアセトンアクリルアミド10重量部を用いた以外は実施例1と同様の方法で乳化重合を行った。得られた水性樹脂分散体は不揮発分44.8%、Tg65℃であった。最低成膜温度を約0℃にするため、DPnBを10重量部添加した。プラスチック基材としてはポリプロピレン板を用いた。
プラスチック基材をポリカーボネート(以下、PCと略記することがある)板に変更した以外は、実施例1と同様の方法で行った。
ネオノナン酸ビニルエステル(商品名ベオバ9)202.5重量部、ネオデカン酸ビニルエステル(商品名ベオバ10)202.5重量部およびメチルメタクリレート41重量部の代わりに、ネオデカン酸ビニルエステル(商品名ベオバ10)315重量部およびメチルメタクリレート131重量部を用いた以外は実施例1と同様の方法で乳化重合を行った。得られた水性樹脂分散体は不揮発分45.1%、Tg18℃であった。最低成膜温度を約0℃にするため、DPnBを2.5重量部添加した。プラスチック基材としてはポリプロピレン板を用いた。
ネオノナン酸ビニルエステル(商品名ベオバ9)を256重量部、ネオデカン酸ビニルエステル(商品名ベオバ10)を100重量部およびメチルメタクリレートを90重量部に変更した以外は実施例1と同様の方法で乳化重合を行った。得られた水性樹脂分散体は不揮発分45.4%、Tg53℃であった。最低成膜温度を約0℃にするため、DPnBを8重量部添加した。プラスチック基材としてはポリプロピレン板を用いた。
ネオノナン酸ビニルエステル(商品名ベオバ9)202.5重量部、ネオデカン酸ビニルエステル(商品名ベオバ10)202.5重量部およびメチルメタクリレート41重量部の代わりに、ネオデカン酸ビニルエステル(商品名ベオバ10)414重量部、メチルメタクリレート20重量部、カルボキシル基を有するエチレン性不飽和単量体として80%アクリル酸8.8重量部、水酸基を有するエチレン性不飽和単量体として2−ヒドロキシエチルメタクリレート9重量部を用いた以外は実施例1と同様の方法で乳化重合を行った。得られた水性樹脂分散体は不揮発分44.3%、Tg0℃であった。最低成膜温度は0℃だったので、DPnBは添加しなかった。プラスチック基材としてはポリプロピレン板を用いた。
以上のことから分かるように、本発明のポリオレフィン用水系バインダーは、難接着基材であるポリプロピレンに対してプライマー処理を施さなくても、高い接着性を有するものである。
Claims (2)
- 前記不飽和単量体組成物が、前記第3級カルボン酸のビニルエステル、前記カルボキシル基を有するエチレン性不飽和単量体およびメチルメタクリレートのみからなるか、前記第3級カルボン酸のビニルエステルおよび前記カルボキシル基を有するエチレン性不飽和単量体のみからなるか、前記第3級カルボン酸のビニルエステル、前記カルボキシル基を有するエチレン性不飽和単量体および前記水酸基を有するエチレン性不飽和単量体のみからなるか、前記第3級カルボン酸のビニルエステル、前記カルボキシル基を有するエチレン性不飽和単量体および前記アミド基を有するエチレン性不飽和単量体のみからなるか、または前記第3級カルボン酸のビニルエステル、前記カルボキシル基を有するエチレン性不飽和単量体および前記カルボニル基を有するエチレン性不飽和単量体のみからなることを特徴とする請求項1に記載のポリオレフィン用水系バインダー。
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