JP4703264B2 - 熱架橋型合成樹脂水性エマルジョン組成物、およびそれを用いた紙又は繊維処理剤 - Google Patents
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Description
この架橋性組成物によれば、水酸基を有する水溶性高分子として、例えばポリビニルアルコール(PVA)等を用いた場合、ホルムアルデヒドを放出せずに架橋が進行する。しかしながら、水溶性高分子水溶液を高不揮発分化すると、水溶液粘度が著しく上昇し、作業性が低下することとなり、利用分野によっては、大きな障害となる。
すなわち、本発明は、
(1)カルボキシル基と熱架橋反応し得る官能基を有する合成樹脂水性エマルジョンと1,2,3,4−ブタンテトラカルボン酸とを含有してなり、
前記合成樹脂水性エマルジョンが、カルボキシル基と熱架橋反応し得る官能基を有する不飽和単量体(A)と該(A)成分と共重合可能な不飽和単量体(B)とを乳化重合させた重合体のエマルジョンであって、かつ該(A)成分と該(B)成分との合計量中の該(A)成分の量が0.5〜50質量%であり、
前記1,2,3,4−ブタンテトラカルボン酸の含有量が、前記合成樹脂水性エマルジョン中の合成樹脂成分100質量部に対し1〜100質量部である熱架橋型合成樹脂水性エマルジョン組成物、
(2)前記合成樹脂水性エマルジョンが、前記(A)成分と前記(B)成分と共に、界面活性剤存在下に乳化重合させた重合体のエマルジョンである上記(1)に記載の熱架橋型合成樹脂水性エマルジョン組成物、
(3)前記カルボキシル基と熱架橋反応し得る官能基が、エポキシ基、水酸基、カルボジイミド基、アジリジン基、オキサゾリン基及びシクロカーボネート基から選ばれる少なくとも1基である上記(1)又は(2)に記載の熱架橋型合成樹脂水性エマルジョン組成物、
(4)前記(B)成分が、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、アリル(メタ)アクリレート、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、メトキシエチル(メタ)アクリレート、ブトキシエチル(メタ)アクリレート、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、アクリロニトリル、スチレン、スチレン誘導体、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、塩化ビニル、塩化ビニリデン、ジビニルベンゼン、エチレン、プロピレン、ブチレン及びイソブチレンから選ばれる少なくとも1種である上記(1)〜(3)のいずれかに記載の熱架橋型合成樹脂水性エマルジョン組成物、及び
(5)上記(1)〜(4)のいずれかに記載の熱架橋型合成樹脂水性エマルジョン組成物を用いた紙又は繊維処理剤
を提供するものである。
なお、繊維処理剤は、処理後の繊維に耐水性、柔軟性、易乾燥性、ノーアイロン性、防しわ性を発現させる為のものであるが、本発明によれば柔軟性を更に向上させることができる。
本発明の熱架橋型合成樹脂水性エマルジョン組成物ではカルボキシル基と熱架橋反応し得る官能基を有する合成樹脂水性エマルジョンを用いるが、この合成樹脂水性エマルジョンはカルボキシル基と熱架橋反応し得る官能基を有する不飽和単量体(A)を、単独で、または該不飽和単量体(A)と共重合可能な不飽和単量体(B)と共に、界面活性剤の存在下に乳化重合させた重合体のエマルジョンであるのが好ましい。
ここで、カルボキシル基と熱架橋反応し得る官能基としては、エポキシ基、水酸基、カルボジイミド基、アジリジン基、オキサゾリン基、シクロカーボネート基が挙げられる。好ましくはエポキシ基あるいは水酸基である。カルボキシル基と熱架橋反応し得る官能基を有する不飽和単量体(A)は、これらの基を1分子中に少なくとも1個有する不飽和単量体
1分子中に少なくとも1個のエポキシ基を有する不飽和単量体として、例えば、グリシジルアクリレート、グリシジルメタクリレート、アリルグリシジルエーテル、メチルグリシジルアクリレート、メチルグリシジルメタクリレート、3,4−エポキシシクロヘキシルメチルアクリレート、3,4−エポキシシクロヘキシルメチルメタクリレートなどが挙げられる。好ましくはグリシジルメタクリレートである。
また、1分子中に少なくとも1個の水酸基を有する不飽和単量体として、ヒドロキシエチルアクリレート、ヒドロキシプロピルアクリレート、ヒドロキシブチルアクリレート、ポリエチレングリコールモノアクリレート、ポリプロピレングリコールモノアクリレート、ポリテトラメチレングリコールモノアクリレート、ポリエチレングリコールポリテトラメチレングリコールモノアクリレート、ポリプロピレングリコールポリテトラメチレングリコールモノアクリレート、ヒドロキシエチルメタクリレート、ヒドロキシプロピルメタクリレート、ヒドロキシブチルメタクリレート、ポリエチレングリコールモノメタクリレート、ポリプロピレングリコールモノメタクリレート、ポリテトラメチレングリコールモノメタクリレート、ポリエチレングリコールポリテトラメチレングリコールモノメタクリレート、ポリプロピレングリコールポリテトラメチレングリコールモノメタクリレート等が挙げられる。好ましくはヒドロキシエチルアクリレート、ヒドロキシエチルメタクリレートである。
これらのカルボキシル基と熱架橋反応し得る官能基を有する不飽和単量体(A)は単独であるいは二種以上を組み合わせて使用することができる。
配合量が0.1質量%未満の場合には熱架橋型合成樹脂水性エマルジョン組成物の架橋反応性(硬化性)が低下して、紙処理剤に用いた場合、紙の耐水性が不十分となるおそれがある。
なお、ポリカルボン酸に代えて、1分子中に1個のカルボキシル基を有する不飽和単量体のホモポリマー、例えば(メタ)アクリル酸ホモポリマー等を使用し、繊維処理剤に用いた場合、得られた繊維は非常に硬くなり、風合いに不具合が発生するため、使用できない。即ち、このようなポリマーは、本発明でいうポリカルボン酸に該当しないものである。
さらにポリカルボン酸は水溶性であっても、水不溶あるいは難溶性であってもよいが、反応性および作業性の点で水溶性のものがより好ましい。
綿、亜麻、黄麻、大麻、ラミー及び再生繊維セルロース、レーヨン等のセルロース繊維、ポリビニルアルコール系合成繊維等を30%程度以上含むものである。
また、繊維処理剤として使用する場合、繊維の形態は、短繊維(ファイバー)、リンター、ロービング、スライバー、ヤーン、織物、編物、不織布等何れの形態であっても適用することができる。
得られた合成樹脂水性エマルジョン組成物を10質量%に希釈し、濾紙(東洋濾紙社製:分析用定性濾紙No.2)に25g/m2(固形分含浸量)含浸させ、110℃にて10分間乾燥した。こうして、得られた濾紙をオーブンにて150℃で5分間熱処理した。その処理後の濾紙の引張り強度を常態濾紙強度とし、23℃の水中に10分間浸漬した後の濾紙の引張り強度を湿潤濾紙強度として測定した。(引張り速度;200mm/分、試験片サイズ;25×100mm、チャック間距離;50mm)
得られた合成樹脂水性エマルジョン組成物を10質量%に希釈し、綿試験布(綿金巾3号)に20〜30g/m2(固形分含浸量)含浸させ、ピンテンターにて130℃で5分間処理した後、JIS L1096 6.19剛軟性 E法(ハンドルオメーター法)に準じて、剛軟性を測定した。
撹拌機、温度計、窒素導入管、還流冷却器、滴下ロートを取り付けた五つ口セパラブルフラスコに、イオン交換水を100部およびアニオン性界面活性剤ニューレックスR(商品名:日本油脂社製 ノルマルドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム)を1部仕込み55℃まで昇温した。
一方、1リットルビーカーにイオン交換水150部およびニューレックスR2部、(A)成分としてグリシジルメタクリレート6部((A)および(B)成分の合計量中2.3質量%)、(B)成分として、エチルアクリレート193部およびブチルアクリレート62部を仕込み、ホモミキサーで乳化し、混合乳化液をつくった。
上記のフラスコに、過硫酸カリウムを0.3部および重亜硫酸ナトリウム0.3部を仕込んだ後、上記の混合乳化液と3質量%過硫酸カリウム水溶液18部および3質量%重亜硫酸ナトリウム20部をそれぞれ3時間かけてロートから滴下して乳化重合を行った。この間容器内は65℃に保った。滴下終了後、1時間、65℃に保ち、熟成を行った。その後冷却を開始し、30℃まで冷却後、ポリカルボン酸類として、1,2,3,4,−ブタンテトラカルボン酸(以下単に「ブタンテトラカルボン酸」と表記する場合がある。)の10質量%水溶液を530部(ブタンテトラカルボン酸として53部、(A)および(B)成分の合計量100部に対し20.3部)を添加した。得られた熱架橋型合成樹脂水性エマルジョン組成物の不揮発分(固形分)は30質量%であった。
ポリカルボン酸としてのブタンテトラカルボン酸10%水溶液の量を2120部(ブタンテトラカルボン酸として212部、(A)および(B)成分の合計量100部に対し81.2部)に変更した以外は、実施例1と同様に実施し、得られた熱架橋型合成樹脂水性エマルジョン組成物のテストを行い、表1の結果を得た。
(A)成分としてのグリシジルメタクリレートの量を120部((A)および(B)成分の合計中32.0質量%)に変更した以外は、実施例1と同様に実施し、得られた熱架橋型合成樹脂水性エマルジョン組成物のテストを行い、表1の結果を得た。
(A)成分としてのグリシジルメタクリレートの量を192部((A)および(B)成分の合計量中43.0質量%)に変更した以外は、実施例1と同様に実施し、得られた熱架橋型合成樹脂水性エマルジョン組成物のテストを行い、表1の結果を得た。
(A)成分として、ヒドロキシエチルメタクリレートを用い、ヒドロキシエチルメタクリレートの量を12部((A)および(B)成分の合計量中5質量%)とし、さらにポリカルボン酸としてのブタンテトラカルボン酸10%水溶液の量を1060部(質量%ブタンテトラカルボン酸として106部、(A)および(B)成分の合計100部に対し40部)に変更した以外は、実施例1と同様に実施し、得られた熱架橋型合成樹脂水性エマルジョン組成物のテストを行い、表1の結果を得た。
(A)成分として、グリシジルメタクリレートおよびヒドロキシエチルメタクリレートを用い、グリシジルメタクリレートの量を3部((A)および(B)成分の合計量中1.1質量%)およびヒドロキシエチルメタクリレートの量を6部((A)および(B)成分の合計量中2.3質量%)とし、さらにポリカルボン酸としてのブタンテトラカルボン酸10%水溶液の量を530部(ブタンテトラカルボン酸として53部、(A)および(B)成分の合計量100部に対し20部)に変更した以外は、実施例1と同様に実施し、得られた熱架橋型合成樹脂水性エマルジョン組成物のテストを行い、表1の結果を得た。
ポリカルボン酸として、ブタンテトラカルボン酸10%水溶液に変えて、イタコン酸10%水溶液を使用した以外は、実施例1と同様に実施し、得られた熱架橋型合成樹脂水性エマルジョン組成物のテストを行い、表1の結果を得た。
(A)成分としてのグリシジルメタクリレートの量を261部、(B)成分を0部((A)および(B)成分の合計中100質量%)に変更した以外は、実施例1と同様に実施し、得られた熱架橋型合成樹脂水性エマルジョン組成物のテストを行い、表1の結果を得た。
(A)成分を使用しない以外は、実施例2と同様に実施し、得られた合成樹脂水性エマルジョン組成物のテストを行い、表2の結果を得た。
(A)成分として、グリシジルメタクリレートを192部((A)および(B)成分の合計量中43.0質量%)使用し、さらにポリカルボン酸を使用しない以外は、実施例1と同様に実施し、得られた合成樹脂水性エマルジョン組成物のテストを行い、表2の結果を得た。
(A)成分として、ヒドロキシエチルメタクリレートを12部((A)および(B)成分の合計量中5質量%)使用し、さらにポリカルボン酸を使用しない以外は、実施例1と同様に実施し、得られた合成樹脂水性エマルジョン組成物のテストを行い、表2の結果を得た。
ポリカルボン酸として、ブタンテトラカルボン酸に変えてポリゾールGX−10(昭和高分子社製、アクリル酸ホモポリマー10%水溶液、重量平均分子量210000、粘度100mPa・s)を使用した以外は、実施例1と同様に実施し、得られた合成樹脂水性エマルジョン組成物のテストを行い、表2の結果を得た。
(A)成分として、N−メチロールアクリルアミドを6部((A)および(B)成分の合計量中2.3質量%)使用し、ポリカルボン酸を使用しない以外は、実施例1と同様に実施し、得られた合成樹脂水性エマルジョン組成物のテストを行い、表2の結果を得た。
Claims (5)
- カルボキシル基と熱架橋反応し得る官能基を有する合成樹脂水性エマルジョンと1,2,3,4−ブタンテトラカルボン酸とを含有してなり、
前記合成樹脂水性エマルジョンが、カルボキシル基と熱架橋反応し得る官能基を有する不飽和単量体(A)と該(A)成分と共重合可能な不飽和単量体(B)とを乳化重合させた重合体のエマルジョンであって、かつ該(A)成分と該(B)成分との合計量中の該(A)成分の量が0.5〜50質量%であり、
前記1,2,3,4−ブタンテトラカルボン酸の含有量が、前記合成樹脂水性エマルジョン中の合成樹脂成分100質量部に対し1〜100質量部である熱架橋型合成樹脂水性エマルジョン組成物。 - 前記合成樹脂水性エマルジョンが、前記(A)成分と前記(B)成分と共に、界面活性剤存在下に乳化重合させた重合体のエマルジョンである請求項1に記載の熱架橋型合成樹脂水性エマルジョン組成物。
- 前記カルボキシル基と熱架橋反応し得る官能基が、エポキシ基、水酸基、カルボジイミド基、アジリジン基、オキサゾリン基及びシクロカーボネート基から選ばれる少なくとも1基である請求項1又は2に記載の熱架橋型合成樹脂水性エマルジョン組成物。
- 前記(B)成分が、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、アリル(メタ)アクリレート、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、メトキシエチル(メタ)アクリレート、ブトキシエチル(メタ)アクリレート、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、アクリロニトリル、スチレン、スチレン誘導体、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、塩化ビニル、塩化ビニリデン、ジビニルベンゼン、エチレン、プロピレン、ブチレン及びイソブチレンから選ばれる少なくとも1種である請求項1〜3のいずれかに記載の熱架橋型合成樹脂水性エマルジョン組成物。
- 請求項1〜4のいずれかに記載の熱架橋型合成樹脂水性エマルジョン組成物を用いた紙又は繊維処理剤。
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