JP4578643B2 - ラテックス組成物及び水系接着剤 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、接着剤、不織布のバインダー、ラテックス含浸紙、浸漬製品等の原料となる、ポリクロロプレン系ラテックスを含有するラテックス組成物に関するものである。更に詳しくは、本発明は優れた耐光変色性を示す上記のラテックス組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ポリクロロプレン系ラテックス組成物の耐光変色性を向上させる主な方法としては、有機光安定剤を配合する方法が主流である。
有機光安定剤を配合する方法とは、ベンゾトリアゾール系、ベンゾフェノン系、トリアジン系、ヒンダードアミン系、有機ニッケル系、フェノール系等の有機光安定剤を配合して変色を抑制したり、変色速度を遅延する方法である。
例えば、特開２０００−８６８２１号公報（出願人：電気化学工業株式会社）では、特定構造のフェノール系化合物をポリクロロプレンラテックスに配合することにより、波長３００ｎｍ未満の紫外線に対する変色性を改良することを提案している。
しかし、有機光安定剤の大部分が水に不溶であり、ポリクロロプレン系ラテックス組成物に均一に分散させるためには、湿式粉砕分散機等で分散液を作成するなどの工夫が必要である。また、上記の有機光安定剤の中には、高価であったり、あるいは黄色または緑色の色調を有するものが多く、コストや色相の面から配合量が限定され、その結果、クロロプレン系ラテックス組成物の耐光変色性の改良にも限界がある。
【０００３】
以上のことから、従来とは異なる、ポリクロロプレン系ラテックス組成物に耐光変色性を付与させることができる新規な配合処方が求められていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記の従来技術が有する欠点を改良し、従来技術以上に耐光変色性を改良することができる、新規なポリクロロプレン系ラテックス組成物の配合処方を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、検討を重ねた結果、ポリクロロプレン系ラテックス組成物にハイドロタルサイト類化合物を配合することで、透明性を保持しながら、耐光変色性に優れたポリクロロプレン系ラテックス組成物が得られることを見出し、本発明を完成させた。
すなわち本発明は、クロロプレン系重合体と、ハイドロタルサイト類化合物を含有することを特徴とするポリクロロプレン系ラテックス組成物である。また、本発明は上記のポリクロロプレン系ラテックス組成物と粘着付与樹脂を含有することを特徴とする水系接着剤である。
【０００６】
【発明の実施の形態】
ポリクロロプレン系ラテックスとは、クロロプレン系重合体の水分散液であり、このクロロプレン系重合体とは、２−クロロ−１，３−ブタジエン（以下クロロプレンと記す）の単独重合体またはクロロプレンとクロロプレンと共重合可能な単量体の１種類以上とを共重合して得られる共重合体のことである。
クロロプレンと共重合可能な単量体としては、例えば、２，３−ジクロロ−１，３−ブタジエン、１−クロロ−１，３−ブタジエン、ブタジエン、イソプレン、スチレン、アクリロニトリル、アクリル酸及びそのエステル類、メタクリル酸及びそのエステル類等が挙げられ、必要に応じて２種類以上用いても構わない。
【０００７】
本発明におけるクロロプレン系重合体は、実際には、上記のモノマーを水中において乳化重合して得られるラテックスの形で得られる。ラテックスの乳化に使用される乳化剤及び／または分散剤は特に限定するものではなく、通常クロロプレンラテックスに使用されている各種アニオン型、ノニオン型、カチオン型が使用できる。アニオン型の乳化剤としては、カルボン酸型、硫酸エステル型等があり、例えば、ロジン酸のアルカリ金属塩、炭素数が８〜２０個のアルキルスルホネート、アルキルアリールサルフェート、ナフタリンスルホン酸ナトリウムとホルムアルデヒドとの縮合物等が挙げられる。ノニオン型の具体例としては、ポリビニルアルコールまたはその共重合体（例えば、アクリルアミドとの共重合体）、ポリビニルエーテルまたはその共重合体（例えば、マレイン酸との共重合体）、ポリビニルピロリドンまたはその共重合体（例えば、酢酸ビニルとの共重合体）、あるいは、これら（共）重合体を化学修飾したもの、あるいは、セルロース系誘導体（ヒドロキシエチルセルロース）等を挙げることができる。カチオン型の具体例としては、脂肪族アミン塩、脂肪族４級アンモニウム塩等があり、例えば、オクタデシルトリメチルアンモニウムクロリド、ドデシルトリメチルアンモニウムクロリド、ジラウリルジメチルアンモニウムクロリド等が挙げられる。
【０００８】
本発明におけるラテックス中の乳化剤及び／または分散剤の添加量は、初期仕込み単量体の合計１００質量部に対して０．５〜２０質量部が好ましい。０．５質量部未満の場合には、乳化力が十分でなく、貯蔵安定性に悪影響を及ぼす可能性がある。また、２０質量部を超えると、ポリクロロプレン系ラテックス組成物の粘接着力、凝集力、造膜性を低下させてしまう。
【０００９】
本発明におけるクロロプレン系重合体の重合方法は、特に限定されるものではなく、重合温度、重合触媒、連鎖移動剤、重合停止剤、最終重合率、脱モノマー、濃縮条件等を適切に選定、制御することで、固形分濃度、トルエン可溶部の分子量、トルエン不溶分（ゲル含有量）等を調整することが可能である。
【００１０】
本発明におけるクロロプレン系重合体の重合温度は特に限定されるものではないが重合反応を円滑に行うために、重合温度を１０〜５０℃とすることが好ましい。重合触媒は、過硫酸カリウム等の加硫酸塩、第３−ブチルヒドロパーオキサイド等の有機過酸化物等であり、特に限定されるものではない。
【００１１】
重合に用いる連鎖移動剤の種類は特に限定されるものではなく、通常クロロプレンの乳化重合に使用されるものが使用できるが、例えばｎ−ドデシルメルカプタンやｔｅｒｔ−ドデシルメルカプタン等の長鎖アルキルメルカプタン類、ジイソプロピルキサントゲンジスルフィドやジエチルキサントゲンジスルフィド等のジアルキルキサントゲンジスルフィド類、ヨードホルム等の公知の連鎖移動剤を使用することができる。
【００１２】
重合停止剤（重合禁止剤）は特に限定するものでなく、例えば、２，６−ターシャリ−ブチル−４−メチルフェノール、フェノチアジン、ヒドロキシアミン等が使用できる。
【００１３】
クロロプレン系重合体の最終重合率は、特に限定するものではなく、任意に調節することができ、未反応のモノマーは脱モノマー操作によって除去されるが、その方法は特に限定するものではない。
本発明のクロロプレン系重合体を含むラテックスは、濃縮あるいは、水等の添加で希釈することで、固形分濃度を必要な濃度に制御することができる。濃縮の方法としては、減圧濃縮などがあるが、特に限定するものではない。しかし、ポリクロロプレン系ラテックス組成物を接着剤または不織布のバインダーとして使用する場合の乾燥速度、及び配合物の貯蔵安定性を考慮すると、ラテックスの固形分濃度は、４０〜６５質量％が好ましい。
【００１４】
本発明におけるハイドロタルサイト類化合物とは、次の一般化学式（Ｉ）で表される化合物である。式中、Ｍ²⁺は、Ｍｇ、Ｎｉなどの２価の金属原子を示す。
Ｍ³⁺は、Ａｌ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｍｎなどの３価の金属原子を示す。Ａ^n-はｎ価のアニオン、例えば、ＯＨ^-、Ｃｌ^-、ＮＯ^3-、ＣＯ₃ ^2-、ＳＯ₄ ^2-などの１〜４価のアニオンを示す。ｘは０＜ｘ、ｙは２ｘ≦ｙ、ｍは０＜ｍを満たす整数を示す。
[Ｍ²⁺ _y-xＭ³⁺ _x(ＯＨ)_2y][Ａ^n- _x/n・mＨ₂Ｏ] （Ｉ）
つまり、[Ｍ²⁺ _y-xＭ³⁺ _x(ＯＨ)_2y]は基本層、[Ａ^n- _x/n・mＨ₂Ｏ]は中間層と呼び、正電荷の基本層と負電荷の中間層が交互に積み重なった多層構造の結晶構造をもつ化合物である。
【００１５】
本発明のハイドロタルサイト類化合物は、天然物であっても合成物であってもよく、結晶水を脱水したものであってもよい。
天然物の具体例としては、ハイドロタルサイト（Ｈｙｄｒｏｔａｌｃｉｔｅ、化学式：［Ｍｇ₆Ａｌ₂（ＯＨ）₁₆］［ＣＯ₃・４Ｈ₂Ｏ］）、ピローライト（Ｐｙｒｏａｕｒｉｔｅ、化学式：［Ｍｇ₆Ｆｅ₂（ＯＨ）₁₆］［ＣＯ₃・４．５Ｈ₂Ｏ］）、スチシタイト（Ｓｔｉｃｈｔｉｔｅ、化学式：［Ｍｇ₆Ｃｒ₂（ＯＨ）₁₆］［ＣＯ₃・４Ｈ₂Ｏ］）、デソーテルサイト（Ｄｅｓａｕｔｅｌｓｉｔｅ、［Ｍｇ₆Ｍｎ₂（ＯＨ）₁₆］［ＣＯ₃・４Ｈ₂Ｏ］）、タコバイト（Ｔａｋｏｖｉｔｅ、化学式：［Ｎｉ₆Ａｌ₂（ＯＨ）₁₆］［ＣＯ₃・４Ｈ₂Ｏ］）、リーベサイト（Ｒｅｅｖｅｓｉｔｅ、化学式：［Ｎｉ₆Ｆｅ₂（ＯＨ）₁₆］［ＣＯ₃・４Ｈ₂Ｏ］）等が挙げられる。
【００１６】
合成物は、例えば、特公昭４６−２２８０号公報、特公昭５０−３００３９号公報、特公昭５１−２９１２９号公報などに例示されているような、既知の方法によって合成することができる。具体例としては、合成ハイドロタルサイトの場合、塩化マグネシウム（ＭｇＣｌ₂）と塩化アルミニウム（ＡｌＣｌ₃）の混合水溶液に、水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）水溶液及び炭酸ナトリウム（Ｎａ₂ＣＯ₃）水溶液を攪拌しながら注加して、ｐＨ１０前後にすれば白色沈殿物としてハイドロタルサイトが得られる。各金属原料としては可溶性塩類の水溶液以外に、海水を用いることもできる。
２価金属原子がＭｇであり、３価金属原子がＡｌである、ハイドロタルサイトが安価であり、最も好適である。
【００１７】
ポリクロロプレン系ラテックス組成物の変色は、クロロプレン系重合体の脱塩酸反応によって生じると一般的に考えられており、本発明は、ハイドロタルサイト類化合物の層構造中にある炭酸イオン（ＣＯ₃ ^2-）が塩素イオン（Ｃｌ^-）によって容易に置換され、４５０℃の温度になるまで取り込まれた塩素イオンは結晶構造から離脱しないという特異な性質を利用し、ポリクロロプレン系ラテックス組成物の変色を抑制するものである。
従って、本発明のポリクロロプレン系ラテックス組成物は、多層構造を持たない無機化合物や、塩酸を層内に吸着する性質を持たない無機化合物を、充填剤または補強剤または顔料として配合した従来のポリクロロプレン系ラテックス組成物とは区別される。
【００１８】
ハイドロタルサイト類化合物の配合量は要求性能に合わせて任意に決めることができるが、ポリクロロプレン系ラテックス組成物中に均一かつ安定に分散させる上で、クロロプレン系重合体を固形分で１００質量部に対して、０．０１質量部以上１００質量部未満であることが好ましい。０．０１質量部未満の配合量では、十分な耐光変色性が得られ難い。また１００質量部以上の配合量では、ポリクロロプレン系ラテックス組成物の粘度が高過ぎて、塗布や浸漬、含浸といった加工作業が困難になることが懸念される。
【００１９】
ハイドロタルサイト類化合物の配合方法は、特に制限されないが、分散剤または乳化剤を用いて水性分散液を作成してから配合すれば、均一で安定に配合することができるため好適である。もちろん、粉末状態で配合することも可能である。
【００２０】
本発明のポリクロロプレン系ラテックス組成物は、クロロプレン系重合体とハイドロタルサイト類化合物を必須成分とするが、使用目的に応じて、通常ラテックスに配合される配合剤、例えば粘着付与樹脂、老化防止剤、ｐＨ調整剤、増粘剤、加硫剤（架橋剤）、加硫促進剤、硬化剤、ゲル化剤、界面活性剤、起泡剤、消泡剤、防菌剤、防黴剤、付香剤、充填剤などを任意に使用できる。
例えばポリクロロプレン系ラテックス組成物の粘度を調節する場合には、増粘剤を添加すれば良く、具体的な増粘剤としては、ポリアクリル酸ナトリウム、水溶性ポリウレタン、会合型ポリウレタン系エマルジョン、アルカリ膨潤型アクリル系エマルジョン、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）、メチルセルロース（ＭＣ）、ヒドロキシエチルセルロース（ＨＥＣ）、ヒドロキシプロピルセルロース（ＨＰＣ）、ポリビニルアルコール、合成スメクタイト等が挙げられる。
また、製品コストを下げるためには、安価な充填剤を添加することが有効であり、具体的な充填剤としては、炭酸カルシウム、水酸化アルミニウム、酸化チタン、硫酸バリウム、タルク等が挙げられる。
【００２１】
本発明のポリクロロプレンラテックス組成物に、通常接着剤に使用される粘着付与樹脂等の各種配合剤を混合することにより接着剤を得ることができる。
この接着剤に使用される粘着付与樹脂は特に限定されるものではない。具体的には、ロジン樹脂、重合ロジン樹脂、α−ピネン樹脂、β−ピネン樹脂、テルペンフェノール樹脂、Ｃ₅留分系石油樹脂、Ｃ₉留分系石油樹脂、Ｃ₅／Ｃ₉留分系石油樹脂、ＤＣＰＤ系石油樹脂、アルキルフェノール樹脂、キシレン樹脂、クマロン樹脂、クマロンインデン樹脂などが挙げられる。十分な初期接着力を得るためには、軟化点温度が８０〜１６０℃の樹脂が好ましい。
【００２２】
粘着付与樹脂の添加方法は特に限定されるものではないが、接着剤中に樹脂を均一に分散させるために、水性エマルジョンとしてから添加することが好ましい。さらに粘着付与樹脂の水性エマルジョンの製法には、トルエン等の有機溶剤に溶解させたものを乳化剤を用いて水中に乳化／分散させた後、有機溶剤を減圧しながら加熱して取り除く方法と、微粒子に粉砕して乳化／分散させる方法などがあるが、より微粒子のエマルジョンが作成できる前者が好ましい。
【００２３】
粘着付与樹脂の添加量（固形分換算）は、クロロプレン系重合体を固形分で１００質量部に対して、２０〜１００質量部が好ましい。２０質量部未満では初期接着力が不十分であり、１００質量部を越えると接着剤被膜の形成が阻害され接着不良が起こりやすくなる。
【００２４】
【実施例】
以下、実施例及び比較例により本発明の効果を説明するが、これらの実施例は本発明を限定するものではない。以下の説明において使用する％、部は特に断りのない限り質量基準で表す。
【００２５】
［実施例１］
合成ハイドロタルサイトＤＨＴ−６（協和化学工業株式会社製）を４０質量部、ポリカルボン酸系分散剤ポイズ５３０（花王株式会社製）を２質量部、純水を３８質量部混合し、ボールミルで４日間攪拌分散させて、ＤＨＴ−６の５０％水分散液を作成した。この水分散液を、水分散液Ａとする。
固形分濃度６０％のデンカクロロプレンラテックスＡＬＸ−６００（電気化学工業株式会社製）を固形分換算で１００質量部に対し、水分散液Ａを固形分換算で１０質量部混合し、ポリクロロプレン系ラテックス組成物Ａとした。
ポリクロロプレン系ラテックスＡを以下の方法で評価した。
【００２６】
［耐光変色性の評価方法］
ポリクロロプレン系ラテックス組成物Ａを、吸取紙シム−１（コクヨ株式会社製）に刷毛で２００ｇ／ｍ²塗布し、２３℃で３時間乾燥させ、キセノンウェザーメーター（スガ試験機株式会社製）で１０時間照射させた。なお、照射中は、ブラックパネル温度が６３℃に制御されており、湿度５０％Ｒｈに設定されている。
色調は、多光源分光測色計Ｍｕｌｔｉ Ｓｐｅｃｔｒｏ Ｃｏｌｏｕｒ Ｍｅｔｅｒ（スガ試験機株式会社製）により、イエローネスインデックス（ＹＩ）を測定した。
【００２７】
［実施例２］
実施例１と同様の方法によって、水分散液Ａを作成した。
固形分濃度６０％のポリクロロプレンラテックスのデンカクロロプレンラテックスＡＬＸ−６００（電気化学工業株式会社製）を固形分換算で１００質量部に対し、固形分濃度５３％の粘着付与樹脂エマルジョンのタマノルＥ−１００（荒川化学工業株式会社製）を固形分換算で５０質量部、固形分濃度１７％のポリアクリル酸ナトリウム系増粘剤のアロンＡ−２０Ｌ（東亞合成株式会社製）を固形分換算で０．５７質量部、水分散液Ａを固形分換算で１０質量部混合し、ポリクロロプレン系ラテックス組成物Ｂとした。
ポリクロロプレン系ラテックス組成物Ｂの耐光変色性を実施例１と同様の方法で評価した。
【００２８】
［比較例１］
固形分濃度６０％のデンカクロロプレンラテックスＡＬＸ−６００（電気化学工業株式会社製）単独を、吸取紙シム−１（コクヨ株式会社製）に刷毛で２００ｇ／ｍ²塗布し、２３℃で３時間乾燥させ、耐光変色性を実施例１と同様の方法で評価した。
【００２９】
［比較例２］
固形分濃度６０％のポリクロロプレンラテックスのデンカクロロプレンラテックスＡＬＸ−６００（電気化学工業株式会社製）を固形分換算で１００質量部に対し、固形分濃度５３％の粘着付与樹脂エマルジョンのタマノルＥ−１００（荒川化学工業株式会社製）を固形分換算で５０質量部、固形分濃度１７％のポリアクリル酸ナトリウム系増粘剤のアロンＡ−２０Ｌ（東亞合成株式会社製）を固形分換算で０．５７質量部配合し、ポリクロロプレン系ラテックス組成物Ｃとした。
ポリクロロプレン系ラテックス組成物Ｃの耐光変色性を実施例１と同様の方法で評価した。
【００３０】
［比較例３］
天然タルクの粉砕品ＳＷ−Ｂ（浅田製粉株式会社製）を４０質量部、ポリカルボン酸系分散剤ポイズ５３０（花王株式会社製）を２質量部、純水を３８質量部混合し、ボールミルで４日間攪拌分散させて、ＳＷ−Ｂの５０％水分散液を作成した。この水分散液を、水分散液Ｂとする。
固形分濃度６０％のポリクロロプレンラテックスのデンカクロロプレンラテックスＡＬＸ−６００（電気化学工業株式会社製）を固形分換算で１００質量部に対し、固形分濃度５３％の粘着付与樹脂エマルジョンのタマノルＥ−１００（荒川化学工業株式会社製）を固形分換算で５０質量部、固形分濃度１７％のポリアクリル酸ナトリウム系増粘剤のアロンＡ−２０Ｌ（東亞合成株式会社製）を固形分換算で０．５７質量部、水分散液Ｂを固形分換算で１０質量部配合し、ポリクロロプレン系ラテックス組成物Ｄとした。
ポリクロロプレン系ラテックス組成物Ｄの耐光変色性を実施例１と同様の方法で評価した。
【００３１】
実施例１〜２、比較例１〜３の結果を表１に示した。
【表１】

【００３２】
注１）ポリクロロプレンラテックス／デンカクロロプレンラテックスＡＬＸ−６００（電気化学工業株式会社製）
注２）テルペンフェノール樹脂エマルジョン／タマノルＥ−１００（荒川化学工業株式会社製）
注３）ポリアクリル酸ナトリウム系増粘剤／アロンＡ−２０Ｌ（東亞合成株式会社製）
注４）比表面積１３ｍ²／ｇの合成ハイドロタルサイト／ＤＨＴ−６（協和化学工業株式会社製）の５０％水分散液
注５）タルク／ＳＷ−Ｂ（浅田製粉株式会社製）の５０％水分散液
【００３３】
【発明の効果】
表１より明らかな如く、本発明のポリクロロプレンラテックス組成物（実施例１）及び水系接着剤（実施例２）は、従来のポリクロロプレンラテックス組成物（比較例１）及び水系接着剤（比較例２）及び従来一般的に用いられている多層構造を有する無機充填剤を同量配合した水系接着剤（比較例３）よりも優れた耐光変色性を示す。

Claims (3)

1. ポリクロロプレン系ラテックスの固形分１００質量部に対して、［Ｍｇ _６ Ａｌ _２ （ＯＨ） _１６ ］［ＣＯ _３ ・４Ｈ _２ Ｏ］、［Ｍｇ _６ Ｆｅ _２ （ＯＨ） _１６ ］［ＣＯ _３ ・４．５Ｈ _２ Ｏ］、［Ｍｇ _６ Ｃｒ _２ （ＯＨ） _１６ ］［ＣＯ _３ ・４Ｈ _２ Ｏ］、［Ｍｇ _６ Ｍｎ _２ （ＯＨ） _１６ ］［ＣＯ _３ ・４Ｈ _２ Ｏ］、［Ｎｉ _６ Ａｌ _２ （ＯＨ） _１６ ］［ＣＯ _３ ・４Ｈ _２ Ｏ］、［Ｎｉ _６ Ｆｅ _２ （ＯＨ） _１６ ］［ＣＯ _３ ・４Ｈ _２ Ｏ］から選ばれるハイドロタルサイト類化合物を０．０１質量部以上１００質量部未満含有することを特徴とするポリクロロプレン系ラテックス組成物。
2. ハイドロタルサイト類化合物が、［Ｍｇ _６ Ａｌ _２ （ＯＨ） _１６ ］［ＣＯ _３ ・４Ｈ _２ Ｏ］で表されるハイドロタルサイトである請求項１記載のポリクロロプレン系ラテックス組成物。
3. 請求項１または請求項２記載のポリクロロプレン系ラテックス組成物中のポリクロロプレン系ラテックスの固形分１００質量部に対して、粘着付与樹脂２０〜１００質量部を含有することを特徴とする水系接着剤。