JP4503261B2 - 長期保存安定性に優れた共重合体ラテックス - Google Patents
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Landscapes
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Description
一方、室内空気汚染(シックハウス)の問題から室内用塗料組成物や室内用建材であるフローリング材料、突き板、化粧合板、家具用化粧版、壁紙用接着剤組成物や自動車の内装材料から室内空気汚染の原因物質であるホルムアルデヒドが放散しないことが強く求められるようになってきた。そのため、これら用途においては使用できる防腐剤についても制限されてきている。つまり、安価で防腐効果の優れたホルムアルデヒド系防腐剤であるホルマリンやトリアジンが使用できなくなってきている。
そこで、例えば特公昭60−54281号公報(特許文献1)のごとく2−メチル−4−イソチアゾリン−3−オン(以下H−MITと称する)、及びその塩素付加物(以下C−MITと称する)、あるいは臭素付加物の混合物を防腐剤として添加する技術が開示されている。しかし、これらを単独で使用しても防腐効果が低く長期保存安定性に劣る。
また、特開2001−303480号公報(特許文献2)や特開2001−303482号公報(特許文献3)には前記の一般式(1)で表わされるベンゾイソチアゾリン系化合物(以下BITと称する)を含有することを特徴とする紙塗工用ラテックスが紹介されているが、BIT単独では防腐効果が低く長期保存安定性は未だ十分とは言い難い。
更に、特開2001−303481号公報(特許文献4)にBITと下記の一般式(2)で表わされるハロゲン化脂肪族ニトロアルコール(以下BNPAと称する)とを併用する技術、特開2002−88681号公報(特許文献5)にH−MITとBNPAを併用する技術などが開示されている。
また、特開2001−181113号公報(特許文献6)や特表2001 −515016号(特許文献7)には、防腐効果に対するBITとH−MITの相乗効果に関する技術開示があるが、それらを特定組成の共重合体エマルジョンに適用することに関し何ら開示されておらず、特に本発明にて規定する酸化還元電位との関係についての技術開示はない。
脂肪族共役ジエン系単量体20〜70重量部、芳香族ビニル系単量体10〜70重量部、エチレン性不飽和カルボン酸系単量体0.1〜10重量部およびこれらと共重合可能な他の単量体(ただし、メチロール基含有単量体を除く)0〜69.9重量部からなる単量体を乳化重合して得られる共重合体であって、該共重合体ラテックス100重量部(固形分換算)に対し、前述の一般式(1)で表わされるベンゾイソチアゾリン系化合物を0.001重量部以上、および2−メチル−4−イソチアゾリン−3−オンを0.001重量部以上含有し、かつ酸化還元電位が−100mV〜+300mVであり、ハロゲン化脂肪族ニトロアルコールを含有しないことを特徴とする長期保存安定性に優れた共重合体ラテックスを提供するものである。
本発明における共重合体ラテックスの単量体組成は、脂肪族共役ジエン系単量体20〜70重量部、芳香族ビニル系単量体10〜70重量部、エチレン性不飽和カルボン酸系単量体0.1〜10重量部およびこれらと共重合可能な他の単量体(ただし、メチロール基含有単量体を除く)0〜69.9重量部により構成される。
脂肪族共役ジエン系単量体は共重合体ラテックス100重量部(固形分換算)中、20〜70重量部の範囲で使用されることが必要である。脂肪族共役ジエン系単量体が20重量部未満では乾燥後ラテックスポリマーが硬くなり過ぎ、接着剤用途などでは接着性能が劣り、塗料などの用途では塗料皮膜の強靭性が劣る可能性が高い。脂肪族共役ジエン系単量体が70重量部を越えると接着剤用途、塗料用途ともに耐水性能が低下する可能性が高い。好ましくは、25〜60重量部、更に好ましくは25〜50重量部である。
芳香族ビニル系単量体は共重合体ラテックス100重量部(固形分換算)中、10〜70重量部の範囲で使用されることが必要である。芳香族ビニル系単量体が10重量部未満では接着剤用途、塗料用途ともに耐水性能が低下する可能性が高い。芳香族ビニル系単量体が70重量部を越えると乾燥後ラテックスポリマーが硬くなり過ぎ、接着剤用途などでは接着性能が劣り、塗料などの用途では塗料皮膜の強靭性が劣る可能性が高い。好ましくは、15〜65重量部、更に好ましくは20〜60重量部である。
エチレン性不飽和カルボン酸系単量体は共重合体ラテックス100重量部(固形分換算)中、0.1〜10重量部の範囲で使用されることが必要である。エチレン性不飽和カルボン酸系単量体が0.1重量部未満では共重合体ラテックスの機械的安定性や接着剤用途や塗料用途での配合安定性で問題を生じる可能性が高い。エチレン性不飽和カルボン酸系単量体が10重量部を越えると共重合体ラテックスの粘度が高くなりすぎ、全ての用途で取り扱い上の問題を発生する可能性が高い。
なお、ホルムアルデヒドスルホン酸塩、ベンズアルデヒドスルホン酸塩などの還元性スルホン酸塩は製品にホルムアルデヒドを含有させる結果となるので、本発明においては使用されない。
数平均粒子径を動的光散乱法により測定した。測定に際しては、大塚電子製LPA−3000/3100を使用した。
室温雰囲気にて24時間乾燥させ、共重合体ラテックスのフィルムを作成する。そのフィルムを約1g秤量し、これを400ccのトルエンに入れ48時間膨張溶解させる。その後、これを300メッシュの金網で濾過し、金網に捕捉されたトルエン不溶部を乾燥後秤量し、この重量のはじめのフィルム重量に占める割合をゲル含有量として重量%で算出した。
室温雰囲気にて24時間乾燥させて共重合体ラテックスのフィルムを作成し、セイコーインスツルメンツ社製示差走査熱量計(DSC6200)を用い、昇温速度10℃/分の条件にてガラス転移温度を測定した。
堀場製作所製 pHメーターに白金(ORP)電極を装着し、電極を25℃に温度調節したラテックスに浸漬し安定した時の電位を測定した。
ホルムアルデヒド放散量はJIS A1901(2003)に準じた。共重合体ラテックス1〜11各々2.4gを塗布面積0.008m2のガラス板の表面に塗布して(塗布量300g/m2)、23℃で60分放置した。これを20リットルの小型チャンバー内に入れ、24時間後の放散速度をJIS A1901(2003)に準じて測定し、測定結果によって下記の通り評価した。
ホルムアルデヒド放散量
○・・・5(μg/m2・h)以下
△・・・5(μg/m2・h)を越えて20(μg/m2・h)以下
×・・・20(μg/m2・h)を越える
1)試験する各共重合体ラテックス100gに対して腐敗した共重合体ラテックス(菌数106以上)5gを加え、30℃で10時間放置し、さらに45℃に昇温して24時間保った後、30℃に戻し24時間保管する。
2)これをTGC寒天平板混釈法にて、30℃、48時間培養後のコロニーの数を測定する。以上が1回目の試験になる。
2回目の試験は、腐敗したラテックスを更に5g加えて、1)の温度条件で保管、管理し、2)の方法でコロニーの数を数える。同様に、コロニーが確認されるまで(菌数106以上で終了)腐敗ラテックスの摂取、測定を繰り返す。コロニーが確認されるまでの繰り返しの回数で長期保存安定性を下記の通り判定した。回数の多い方が防腐効果がよい。
○・・・コロニーが確認されるまでの繰り返しの回数が16回以上
△・・・コロニーが確認されるまでの繰り返しの回数が7回以上15回以下
×・・・コロニーが確認されるまでの繰り返しの回数が6回以下
耐圧性の重合反応機に、窒素雰囲気下で純水124部、乳化剤としてドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム(花王株式会社製ネオペレックスG−25)0.2部、アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウム(花王株式会社製ペレックスSS−L)1.8部、表1に示す1段目の各単量体およびシクロヘキセン3部、n−オクチルメルカプタン0.5部、L−アスコルビン酸0.12部を加えて十分攪拌した後、過硫酸カリウム0.55部を仕込み、67℃で重合を開始した。重合転化率が97%に達した後、重合停止剤として硫酸ヒドロキシルアミン0.18部を添加して重合を終了した。次いで、共重合体ラテックスを苛性カリ水溶液でpHを約7に調整した後、水蒸気蒸留(70〜90℃で3〜5時間)により未反応単量体および他の低沸点化合物を除去したのち30℃まで降温し、アンモニア水でpHを約8に調整した。その後、直ちに共重合体の固形分100部に対してH-MITを0.015部とBIT0.037部を添加し、これら防腐剤成分が均一に分散されるよう30分間撹拌して共重合体ラテックス1を得た。
耐圧性の重合反応機に、窒素雰囲気下で純水110部、乳化剤としてアルキルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウム(花王株式会社製ペレックスSS−L)1.5部、表1に示す1段目の各単量体およびα−メチルスチレンダイマー0.6部、t−ドデシルメルカプタン0.4部、L−アスコルビン酸0.07部を加えて十分攪拌した後、過硫酸カリウム0.8部を仕込み、53℃で重合を開始した。重合転化率が75%に達した後、表1に示す2段目の各単量体およびα−メチルスチレンダイマー0.1部、アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウム(花王株式会社製ペレックスSS−L)0.3部、L−アスコルビン酸0.03部、過硫酸カリウム0.15部、純水25部を仕込み、反応温度を68℃に上げて更に反応を継続した。重合転化率が97%に達した後、重合停止剤としてジエチルヒドロキシルアミン0.08部を添加して重合を終了した。次いで共重合体ラテックスを苛性ソーダ水溶液でpHを約7に調整した後、水蒸気蒸留(70〜90℃で3〜5時間)により未反応単量体および他の低沸点化合物を除去したのち30℃まで降温し、アンモニア水でpHを約8に調整した。その後、直ちに共重合体の固形分100部に対してH-MITを0.010部とBIT0.055部を添加し、これら防腐剤成分が均一に分散されるよう30分間撹拌して共重合体ラテックス2を得た。
耐圧性の重合反応機に、窒素雰囲気下で純水98部、乳化剤としてドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム(花王株式会社製ネオペレックスG−25)0.7部、表1に示す1段目の各単量体およびα−メチルスチレンダイマー0.2部、シクロヘキセン1.0部、t−ドデシルメルカプタン0.4部、L−アスコルビン酸0.03部を加えて十分攪拌した後、過硫酸カリウム0.7部を仕込み、66℃で重合を開始した。重合転化率が65%に達した後、表1に示す2段目の各単量体およびn−オクチルメルカプタン0.2部、アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウム(花王株式会社製ペレックスSS−L)0.8部、L−アスコルビン酸0.02部、過硫酸カリウム0.1部、純水12部を仕込み、反応温度を66℃に保って更に反応を継続した。重合転化率が97%に達した後、重合停止剤としてジエチルヒドロキシルアミン0.10部を添加して重合を終了した。次いで、共重合体ラテックスを苛性ソーダ水溶液でpHを約7に調整した後、水蒸気蒸留(70〜90℃で3〜5時間)により未反応単量体および他の低沸点化合物を除去したのち30℃まで降温し、苛性ソーダでpHを約8に調整した。その後、直ちに共重合体の固形分100部に対してH-MITを0.058部とBIT0.015部を添加し、これら防腐剤成分が均一に分散されるよう30分間撹拌して共重合体ラテックス3を得た。
耐圧性の重合反応機に、窒素雰囲気下で純水110部、乳化剤としてアルキルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウム(花王株式会社製ペレックスSS−L)1.5部、表1に示す1段目の各単量体およびシクロヘキセン4.0部、n−オクチルメルカプタン0.7部を加えて十分攪拌した後、過硫酸カリウム0.4部を仕込み、62℃で重合を開始した。重合転化率が80%に達した後、表1に示す2段目の各単量体およびt−ドデシルメルカプタン0.2部、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム(花王株式会社製ネオペレックスG−25)0.2部、過硫酸カリウム1.0部、純水20部を仕込み、反応温度を70℃に上げて更に反応を継続した。重合転化率が97%に達した後、重合停止剤としてジエチルヒドロキシルアミン0.01部を添加して重合を終了した。次いで、共重合体ラテックスを苛性カリ水溶液でpHを約7に調整した後、水蒸気蒸留(70〜90℃で3〜5時間)により未反応単量体および他の低沸点化合物を除去したのち30℃まで降温し、アンモニア水でpHを約8に調整した。その後、直ちに共重合体の固形分100部に対してH-MITを0.015部とBIT0.045部を添加し、これら防腐剤成分が均一に分散されるよう30分間撹拌して共重合体ラテックス4を得た。
耐圧性の重合反応機に、窒素雰囲気下で純水120部、乳化剤としてアルキルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウム(花王株式会社製ペレックスSS−L)1.8部、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム(花王株式会社製ネオペレックスG−25)0.1部、表1に示す1段目の各単量体およびα−メチルスチレンダイマー0.5部、t−ドデシルメルカプタン0.3部、L−アスコルビン酸0.15部を加えて十分攪拌した後、過硫酸カリウム0.55部を仕込み、55℃で重合を開始した。重合転化率が70%に達した後、表1に示す2段目の各単量体およびα−メチルスチレンダイマー0.1部、過硫酸カリウム0.15部、L−アスコルビン酸0.35部、純水15部を仕込み、反応温度を65℃に上げて更に反応を継続した。重合転化率が97%に達した後、重合停止剤としてジエチルヒドロキシルアミン0.20部を添加して重合を終了した。次いで、共重合体ラテックスを苛性カリ水溶液でpHを約7に調整した後、水蒸気蒸留(70〜90℃で3〜5時間)により未反応単量体および他の低沸点化合物を除去したのち30℃まで降温し、アンモニア水でpHを約8に調整した。その後、直ちに共重合体の固形分100部に対してH-MITを0.045部とBIT0.010部を添加し、これら防腐剤成分が均一に分散されるよう30分間撹拌して共重合体ラテックス5を得た。
耐圧性の重合反応機に、窒素雰囲気下で純水120部、乳化剤としてアルキルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウム(花王株式会社製ペレックスSS−L)2.4部、表2に示す1段目の各単量体およびα−メチルスチレンダイマー0.3部、n−オクチルメルカプタン0.5部、L−アスコルビン酸0.25部を加えて十分攪拌した後、過硫酸カリウム0.65部を仕込み、58℃で重合を開始した。重合転化率が70%に達した後、表2に示す2段目の各単量体およびα−メチルスチレンダイマー0.1部、純水10部を仕込み、反応温度を68℃に上げて更に反応を継続した。重合転化率が97%に達した後、重合停止剤としてジエチルヒドロキシルアミン0.20部を添加して重合を終了した。次いで、共重合体ラテックスを苛性カリ水溶液でpHを約7に調整した後、水蒸気蒸留(70〜90℃で3〜5時間)により未反応単量体および他の低沸点化合物を除去したのち30℃まで降温し、アンモニア水でpHを約8に調整した。その後、直ちに共重合体の固形分100部に対してH-MITを0.065部添加し、防腐剤成分が均一に分散されるよう30分間撹拌して共重合体ラテックス6を得た。
耐圧性の重合反応機に、窒素雰囲気下で純水125部、乳化剤としてアルキルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウム(花王株式会社製ペレックスSS−L)1.8部、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム(花王株式会社製ネオペレックスG−25)0.1部、表2に示す1段目の各単量体およびシクロヘキセン5.0部、n−オクチルメルカプタン0.8部、L−アスコルビン酸0.10部を加えて十分攪拌した後、過硫酸カリウム1.3部を仕込み、68℃で重合を開始した。重合転化率が97%に達した後、重合停止剤としてジエチルヒドロキシルアミン0.05部を添加して重合を終了した。次いで、共重合体ラテックスを苛性カリ水溶液でpHを約7に調整した後、水蒸気蒸留(70〜90℃で3〜5時間)により未反応単量体および他の低沸点化合物を除去したのち30℃まで降温し、アンモニア水でpHを約8に調整した。その後、直ちに共重合体の固形分100部に対してBITを0.060部添加し、防腐剤成分が均一に分散されるよう30分間撹拌して共重合体ラテックス7を得た。
耐圧性の重合反応機に、窒素雰囲気下で純水130部、乳化剤としてアルキルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウム(花王株式会社製ペレックスSS−L)1.7部、表2に示す1段目の各単量体およびα−メチルスチレンダイマー0.3部、シクロヘキセン1.0部、t−ドデシルメルカプタン0.5部、n−オクチルメルカプタン0.4部、L−アスコルビン酸0.20部を加えて十分攪拌した後、過硫酸カリウム0.6部を仕込み、66℃で重合を開始した。重合転化率が97%に達した後、重合停止剤としてジエチルヒドロキシルアミン0.18部を添加して重合を終了した。次いで、共重合体ラテックスを苛性カリ水溶液でpHを約7に調整した後、水蒸気蒸留(70〜90℃で3〜5時間)により未反応単量体および他の低沸点化合物を除去したのち30℃まで降温し、アンモニア水でpHを約8に調整した。その後、直ちに共重合体の固形分100部に対してH−MITを0.050部とBNPA0.015部を添加し、防腐剤成分が均一に分散されるよう30分間撹拌して共重合体ラテックス8を得た。
耐圧性の重合反応機に、窒素雰囲気下で純水130部、乳化剤としてアルキルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウム(花王株式会社製ペレックスSS−L)1.8部、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム(花王株式会社製ネオペレックスG−25)0.25部、表2に示す1段目の各単量体シクロヘキセン3.0部、n−オクチルメルカプタン0.6部、L−アスコルビン酸0.03部を加えて十分攪拌した後、過硫酸カリウム1.20部を仕込み、62℃で重合を開始した。重合転化率が97%に達した後、重合停止剤としてジエチルヒドロキシルアミン0.07部を添加して重合を終了した。次いで、共重合体ラテックスを苛性カリ水溶液でpHを約7に調整した後、水蒸気蒸留(70〜90℃で3〜5時間)により未反応単量体および他の低沸点化合物を除去したのち30℃まで降温し、アンモニア水でpHを約8に調整した。その後、直ちに共重合体の固形分100部に対してBITを0.060部とBNPA0.018部を添加し、防腐剤成分が均一に分散されるよう30分間撹拌して共重合体ラテックス9を得た。
耐圧性の重合反応機に、窒素雰囲気下で純水125部、乳化剤としてアルキルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウム(花王株式会社製ペレックスSS−L)2.2部、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム(花王株式会社製ネオペレックスG−25)0.1部、表2に示す1段目の各単量体およびシクロヘキセン3.0部、n−オクチルメルカプタン0.7部、L−アスコルビン酸0.10部を加えて十分攪拌した後、過硫酸カリウム0.7部を仕込み、60℃で重合を開始した。重合転化率が85%に達した後、表2に示す2段目の各単量体および純水10部を仕込み、反応温度を65℃に上げて更に反応を継続した。重合転化率が97%に達した後、重合停止剤としてジエチルヒドロキシルアミン0.08部を添加して重合を終了した。次いで、共重合体ラテックスを苛性カリ水溶液でpHを約7に調整した後、水蒸気蒸留(70〜90℃で3〜5時間)により未反応単量体および他の低沸点化合物を除去したのち30℃まで降温し、アンモニア水でpHを約8に調整した。その後、直ちに共重合体の固形分100部に対してBITを0.050とトリアジン0.08部を添加し、防腐剤成分が均一に分散されるよう30分間撹拌して共重合体ラテックス10を得た。
Claims (1)
- 脂肪族共役ジエン系単量体20〜70重量部、芳香族ビニル系単量体10〜70重量部、エチレン性不飽和カルボン酸系単量体0.1〜10重量部およびこれらと共重合可能な他の単量体(ただし、メチロール基含有単量体を除く)0〜69.9重量部からなる単量体を乳化重合して得られる共重合体であって、該共重合体100重量部(固形分換算)に対し、下記の一般式(1)で表わされるベンゾイソチアゾリン系化合物を0.001重量部以上および2−メチル−4−イソチアゾリン−3−オンを0.001重量部以上含有する共重合体ラテックスであって、ハロゲン化脂肪族ニトロアルコールを含有せず、かつ酸化還元電位が−100mV〜+300mVであることを特徴とする共重合体ラテックス。
(式中、Rは水素原子又は炭素数1〜8のアルキル基を表わす)
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