JP4881221B2 - ラテックスコポリマー並びにその製造方法および使用方法 - Google Patents

ラテックスコポリマー並びにその製造方法および使用方法 Download PDF

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Description

本発明は、ラテックスコポリマー組成物に関し、より詳細には、５重量％を超えるモノマーＸ由来の重合単位、および１０００ｐｐｍ以下の残留モノマーＸを含み、モノマーＸは不飽和複素環を含有する、ラテックスコポリマー組成物に関する。本発明はまた、そのラテックスコポリマー組成物の製造方法、および使用方法に関する。
不飽和複素環モノマーをベースとする水性ポリマー分散液を調製する一方法は、Ｂｅｔｔ等の米国特許第６４６９０９７号に開示されている。Ｂｅｔｔ等は、（１）（ｉ）少なくとも１つの求核へテロ原子を含み、（ｉｉ）少なくとも１つの環外エチレン性不飽和を含有し、（ｉｉｉ）その複素環が少なくとも１つのエチレン性不飽和を含む、少なくとも１種の不飽和複素環モノマー（Ａ）、および（２）場合によって少なくとも１種のエチレン性不飽和官能化モノマー（Ｂ）、および／または少なくとも１つの環外エチレン性不飽和を含有する芳香族モノマー：を含むモノマーの混合物の重合から得られた水不溶性ポリマーの水性分散液を開示している。
環境、健康、および安全上の理由から、生成物ラテックスポリマーに存在する残留モノマーの濃度を最低限度に抑えることが望ましい。
米国特許第６４６９０９７号明細書
したがって、不飽和複素環を含有するモノマー由来の単位を５重量％を超えて有するラテックスコポリマーであって、ラテックスコポリマー中の残留複素環含有モノマー含量が最低限度に抑えられている（すなわち、１０００ｐｐｍ以下）ラテックスコポリマーが依然として求められている。
本発明の一態様において、モノマーＸとモノマーＹの重合単位を含むラテックスコポリマーを含む組成物であって；ラテックスコポリマーは、５重量％を超えるモノマーＸ由来の単位を含み；ラテックスコポリマーは、１０００ｐｐｍ以下の残留モノマーＸを含み；モノマーＸは、ビニルイミダゾール、ビニルイミダゾリン、ビニルアミジン、ビニルピリジン、ビニルピロール、ビニルピリリドン、ビニルカプロラクタム、それらの誘導体、およびそれらの組み合わせから選択され；モノマーＹは、カルボン酸類、カルボン酸塩類、カルボン酸エステル類、有機硫酸類、有機硫酸塩類、スルホン酸類、スルホン酸塩類、ホスホン酸類、ホスホン酸塩類、ビニルエステル類、（メタ）アクリルアミド、少なくとも１つの環外エチレン性不飽和を含有するＣ８〜Ｃ２０芳香族モノマー、およびそれらの組み合わせから選択される：組成物が提供される。
本発明の他の態様において、ラテックスコポリマーを製造する方法であって、水性溶媒を提供すること、モノマーＸを提供すること、モノマーＹを提供すること、２，２’−アゾビス（４−メトキシ−２，４−ジメチルバレロニトリル）、２，２’−アゾビス（２，４−ジメチル−バレロニトリル）、２，２’−アゾビスイソブチロニトリル、２，２’−アゾビス（２−メチル−ブチロニトリル）、１，１’−アゾビス（１−シクロ−ヘキサンカルボニトリル）、２，２’−アゾビス（２，４，４−トリメチルペンタン）、２，２’−アゾビス（Ｎ，Ｎ’−ジメチレンイソブチルアミジン）二塩酸塩、２，２’−アゾビス（２−アミジノプロパン）二塩酸塩、４，４’−アゾビス（４−シアノ吉草酸）、およびそれらの組み合わせから選択された重合開始剤を提供すること、モノマーＸ、モノマーＹ、重合開始剤、および水性溶媒を合わせて、反応混合物を形成すること、並びに反応混合物のｐＨを≧７に維持すること：を含み、ラテックスコポリマーは、５重量％を超えるモノマーＸ由来の単位を含み、モノマーＸは、ビニルイミダゾール、ビニルイミダゾリン、ビニルアミジン、ビニルピリジン、ビニルピロール、ビニルピリリドン、ビニルカプロラクタム、それらの誘導体、およびそれらの組み合わせから選択され、モノマーＹは、カルボン酸、カルボン酸塩、カルボン酸エステル、有機硫酸、有機硫酸塩、スルホン酸、スルホン酸塩、ホスホン酸、ホスホン酸塩、ビニルエステル、（メタ）アクリルアミド、少なくとも１つの環外エチレン性不飽和を含有するＣ８〜Ｃ２０芳香族モノマー、およびそれらの組み合わせから選択される方法が提供される。
本発明の他の態様において、本発明のラテックスコポリマーを含む感圧接着剤組成物が提供される。
本明細書および特許請求の範囲では、「コポリマー」という用語は、少なくとも２種の異なるモノマーから重合されたポリマーを指す。
本明細書および特許請求の範囲では、「水性」という用語は、水、並びに実質的に水と水混和性溶媒からなる混合物を意味する。
本明細書および特許請求の範囲では、アクリル、アクリレート、アクリルアミドなど他の用語の前に「（メタ）」という用語が用いられるとき、たとえばアクリルおよびメタクリル；アクリレートおよびメタクリレート；アクリルアミドおよびメタクリルアミドなど、の両方を指す。
本発明のコポリマーおよび感圧接着剤配合物のガラス転移温度（「Ｔｇ」）は、温度変化に対する熱流量の中間点をＴｇ値とする示差走査熱量測定法（ＤＳＣ）によって測定することができる。
本明細書および特許請求の範囲では、「残留モノマーＸ」という用語は、全ラテックスに対する非重合モノマーを意味する。残留モノマー濃度は、よく知られているガスクロマトグラフィ法を用いて求められる。
本発明のいくつかの実施形態において、ラテックスコポリマーは、５重量％を超えるモノマーＸ由来の単位を含む。これらの実施形態のいくつかの態様において、ラテックスコポリマーは、１０重量％以上のモノマーＸ由来の単位を含む。これらの実施形態のいくつかの態様において、ラテックスコポリマーは、１５重量％以上のモノマーＸ由来の単位を含む。これらの実施形態のいくつかの態様において、ラテックスコポリマーは、２０重量％以上のモノマーＸ由来の単位を含む。これらの実施形態のいくつかの態様において、ラテックスコポリマーは、２５重量％以上のモノマーＸ由来の単位を含む。これらの実施形態のいくつかの態様において、ラテックスコポリマーは、２７重量％以上のモノマーＸ由来の単位を含む。これらの実施形態のいくつかの態様において、ラテックスコポリマーは、２８重量％以上のモノマーＸ由来の単位を含む。これらの実施形態のいくつかの態様において、ラテックスコポリマーは、２９重量％以上のモノマーＸ由来の単位を含む。これらの実施形態のいくつかの態様において、ラテックスコポリマーは、３０重量％以上のモノマーＸ由来の単位を含む。
本発明のいくつかの実施形態において、ラテックスコポリマーは、１０００ｐｐｍ以下の残留モノマーＸを含む。これらの実施形態のいくつかの態様において、ラテックスコポリマーは、９００ｐｐｍ以下の残留モノマーＸを含む。これらの実施形態のいくつかの態様において、ラテックスコポリマーは、８００ｐｐｍ以下の残留モノマーＸを含む。これらの実施形態のいくつかの態様において、ラテックスコポリマーは、７００ｐｐｍ以下の残留モノマーＸを含む。これらの実施形態のいくつかの態様において、ラテックスコポリマーは、６００ｐｐｍ以下の残留モノマーＸを含む。これらの実施形態のいくつかの態様において、ラテックスコポリマーは、５００ｐｐｍ以下の残留モノマーＸを含む。これらの実施形態のいくつかの態様において、ラテックスコポリマーは、４００ｐｐｍ以下の残留モノマーＸを含む。
本発明のいくつかの実施形態において、モノマーＸは、ビニルイミダゾール、ビニルイミダゾリン、ビニルアミジン、ビニルピリジン、ビニルピロール、ビニルピリリドン、ビニルカプロラクタム、それらの誘導体、およびそれらの組み合わせから選択される。これらの実施形態のいくつかの態様において、モノマーＸは、ビニルイミダゾール、ビニルピリジン、それらの誘導体、およびそれらの組み合わせから選択される。これらの実施形態のいくつかの態様において、モノマーＸは、Ｎ−ビニルイミダゾール、２−ビニルピリジン、４−ビニルピリジン、およびそれらの組み合わせから選択される。これらの実施形態のいくつかの態様において、モノマーＸは、Ｎ−ビニルイミダゾールである。
本発明のいくつかの実施形態において、モノマーＹは、カルボン酸類、カルボン酸塩類、カルボン酸エステル類、有機硫酸類、有機硫酸塩類、スルホン酸類、スルホン酸塩類、ホスホン酸類、ホスホン酸塩類、ビニルエステル類、（メタ）アクリルアミド、少なくとも１つの環外エチレン性不飽和を含有するＣ８〜Ｃ２０芳香族モノマー、およびそれらの組み合わせから選択される。これらの実施形態のいくつかの態様において、モノマーＹは、カルボン酸、カルボン酸エステル、（メタ）アクリルアミド、少なくとも１つの環外エチレン性不飽和を含有するＣ８〜Ｃ２０芳香族モノマー、およびそれらの組み合わせから選択される。これらの実施形態のいくつかの態様において、モノマーＹは、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸、（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸エチル、（メタ）アクリル酸プロピル、アクリル酸イソプロピル、（メタ）アクリル酸ｎ−ブチル、（メタ）アクリル酸イソブチル、（メタ）アクリル酸２−エチルヘキシル、（メタ）アクリル酸デシル、（メタ）アクリル酸ラウリル、（メタ）アクリル酸ステアリル、スチレン、ビニルトルエン、α−メチルスチレン、およびそれらの組み合わせから選択される。これらの実施形態のいくつかの態様において、モノマーＹは、（メタ）アクリル酸ｎ−ブチルである。
本発明のいくつかの実施形態において、モノマーＸとモノマーＹの重合単位を含むラテックスコポリマーを含む組成物であって、ラテックスコポリマーは、５重量％を超えるモノマーＸ由来の単位を含み、ラテックスコポリマーは、１０００ｐｐｍ以下の残留モノマーＸを含み、モノマーＸは、ビニルイミダゾール、ビニルイミダゾリン、ビニルアミジン、ビニルピリジン、ビニルピロール、ビニルピリリドン、ビニルカプロラクタム、それらの誘導体、およびそれらの組み合わせから選択され、モノマーＹは、カルボン酸類、カルボン酸塩類、カルボン酸エステル類、有機硫酸類、有機硫酸塩類、スルホン酸類、スルホン酸塩類、ホスホン酸類、ホスホン酸塩類、ビニルエステル類、（メタ）アクリルアミド、少なくとも１つの環外エチレン性不飽和を含有するＣ８〜Ｃ２０芳香族モノマー、およびそれらの組み合わせから選択され、ただしその組成物はエポキシド官能基を含有するエチレン性不飽和モノマー由来の単位を５重量％以下含む組成物が提供される。これらの実施形態のいくつかの態様において、ラテックスコポリマーは、エポキシド官能基を含有するエチレン性不飽和モノマー由来の単位を１重量％以下含む。これらの実施形態のいくつかの態様において、ラテックスコポリマーは、エポキシド官能基を含有するエチレン性不飽和モノマー由来の単位を０．５重量％以下含む。これらの実施形態のいくつかの態様において、ラテックスコポリマーは、エポキシド官能基を含有するエチレン性不飽和モノマー由来の単位を０．１重量％以下含む。これらの実施形態のいくつかの態様において、ラテックスコポリマーは、エポキシド官能基を含有するエチレン性不飽和モノマー由来の単位を０．０５重量％以下含む。
本発明のいくつかの実施形態において、本発明のラテックスコポリマーを含む組成物であって、その組成物がｐＨ≧７を有する組成物が提供される。これらの実施形態のいくつかの態様において、組成物は、ｐＨ７〜１０を有する。これらの実施形態のいくつかの態様において、組成物は、ｐＨ≧８を有する。これらの実施形態のいくつかの態様において、組成物は、ｐＨ８〜１０を有する。これらの実施形態のいくつかの態様において、組成物は、ｐＨ≧９を有する。これらの実施形態のいくつかの態様において、組成物は、ｐＨ９〜１０を有する。
本発明のいくつかの実施形態において、本発明のラテックスコポリマーを含む組成物であって、その組成物が２０重量％以上の固形分を含む組成物が提供される。これらの実施形態のいくつかの態様において、組成物は、２５重量％以上の固形分を含む。これらの実施形態のいくつかの態様において、組成物は、３０重量％以上の固形分を含む。
本発明のいくつかの実施形態において、５を超えて、５０重量％までのモノマーＸ由来の重合単位、および９５から５０重量％のモノマーＹ由来の重合単位を含む組成物が提供される。これらの実施形態のいくつかの態様において、５を超えて３０重量％までのモノマーＸ由来の重合単位、および９５から７０重量％のモノマーＹ由来の重合単位を含む組成物が提供される。
本発明のいくつかの実施形態において、本発明の組成物は、架橋剤由来の重合単位をさらに含む。本発明での使用に適した架橋剤には、多エチレン性不飽和モノマーが含まれる。これらの実施形態のいくつかの態様において、架橋剤由来の単位は、１，４−ブタンジオールジアクリレート、１，４−ブタンジオールジメタクリレート、１，６−ヘキサンジオールジアクリレート、１，１，１−トリメチロールプロパントリアクリレート、１，１，１−トリメチロールプロパントリメタクリレート、アリルメタクリレート、ジビニルベンゼン、およびＮ−アリルアクリルアミドから選択された架橋剤に由来する。これらの実施形態のいくつかの態様において、架橋剤由来の単位は、１，１，１−トリメチロールプロパントリメタクリレートから選択された架橋剤に由来する。これらの実施形態のいくつかの態様において、組成物は、０．０１から１０重量％（固形分に対して）の架橋剤を含む。これらの実施形態のいくつかの態様において、組成物は、０．０１から５重量％（固形分に対して）の架橋剤を含む。これらの実施形態のいくつかの態様において、組成物は、０．０１から１重量％（固形分に対して）の架橋剤を含む。
本発明のいくつかの実施形態において、本発明の組成物は、重合開始剤および／または重合開始剤の分解生成物をさらに含む。これらの実施形態のいくつかの態様において、重合開始剤は、２，２’−アゾビス（４−メトキシ−２，４−ジメチルバレロニトリル）、２，２’−アゾビス（２，４−ジメチル−バレロニトリル）、２，２’−アゾビスイソブチロニトリル、２，２’−アゾビス（２−メチル−ブチロニトリル）、１，１’−アゾビス（１−シクロ−ヘキサンカルボニトリル）、２，２’−アゾビス（２，４，４−トリメチルペンタン）、２，２’−アゾビス（Ｎ，Ｎ’−ジメチレンイソブチルアミジン）二塩酸塩、２，２’−アゾビス（２−アミジノプロパン）二塩酸塩、４，４’−アゾビス（４−シアノ吉草酸）、およびそれらの組み合わせから選択される。これらの実施形態のいくつかの態様において、重合開始剤は、ＤｕＰｏｎｔからＶＡＺＯ（登録商標）６８の商品名で市販され入手可能である４，４’−アゾビス（４−シアノ吉草酸）から選択される。
本発明のいくつかの実施形態において、組成物は、連鎖移動剤および／または連鎖移動剤の分解生成物をさらに含む。これらの実施形態のいくつかの態様において、連鎖移動剤は、その組成物と適合性である任意の通常の連鎖移動剤から選択される。これらの実施形態のいくつかの態様において、連鎖移動剤は、ｔ−ドデシルメルカプタン、ｎ−ドデシルメルカプタン、ヘキサンチオール、メルカプトプロピオン酸メチル、およびそれらの組み合わせから選択される。
本発明のいくつかの実施形態において、本発明の組成物は、界面活性剤および／または界面活性剤の分解生成物をさらに含む。これらの実施形態のいくつかの態様において、界面活性剤は、その組成物に適合性である任意の通常の界面活性剤であることができる。これらの実施形態のいくつかの態様において、界面活性剤は、ラウリル硫酸ナトリウム、ラウリルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ジオクチルスルホコハク酸ナトリウム、ポリオキシエチレンラウリルエーテル硫酸ナトリウム、およびそれらの組み合わせから選択される。
本発明のいくつかの実施形態において、感圧接着剤配合物が提供される。これらの実施形態のいくつかの態様において、感圧接着剤配合物は、ベース材料を含む。これらの実施形態のいくつかの態様において、ベース材料は、少なくとも１種の重合されたエチレン性不飽和モノマーを含む。これらの実施形態のいくつかの態様において、エチレン性不飽和モノマーは、たとえばアクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸２−エチルヘキシル、アクリル酸デシル、アクリル酸ラウリル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸イソデシル、メタクリル酸ラウリル、メタクリル酸ヒドロキシエチル、メタクリル酸ヒドロキシプロピル、（メタ）アクリル酸アミノアルキルを含む（メタ）アクリル酸エステルモノマー；スチレン、置換スチレン、ブタジエン、酢酸ビニル、ビニルエステル、ビニルモノマー（たとえば塩化ビニル、塩化ビニリジエン、Ｎ−ビニルピロリドンを含む）、（メタ）アクリロニトリル、およびそれらの組み合わせから選択される。これらの実施形態のいくつかの態様において、エチレン性不飽和モノマーは、（メタ）アクリル酸エステルモノマー、およびそれらの組み合わせから選択される。これらの実施形態のいくつかの態様において、エチレン性不飽和モノマーは、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸２−エチルヘキシル、アクリル酸デシル、アクリル酸ラウリル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸イソデシル、メタクリル酸ラウリル、メタクリル酸ヒドロキシエチル、メタクリル酸ヒドロキシプロピル、（メタ）アクリル酸アミノアルキル、およびそれらの組み合わせから選択される。これらの実施形態のいくつかの態様において、エチレン性不飽和モノマーは、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸２−エチルヘキシル、アクリル酸デシル、アクリル酸ラウリル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸イソデシル、メタクリル酸ラウリル、メタクリル酸ヒドロキシエチル、メタクリル酸ヒドロキシプロピル、およびそれらの組み合わせから選択される。
本発明のいくつかの実施形態において、感圧接着剤配合物は、０から１０重量％（固形分に対して）のモノエチレン性不飽和カルボン酸モノマー由来の重合単位を場合によってさらに含む。これらの実施形態のいくつかの態様において、モノエチレン性不飽和カルボン酸モノマーは、（メタ）アクリル酸、クロトン酸、イタコン酸、フマル酸、マレイン酸、イタコン酸モノメチル、フマル酸モノメチル、フマル酸モノブチル、無水マレイン酸、およびそれらの組み合わせから選択される。これらの実施形態のいくつかの態様において、感圧接着剤配合物は、０．２から５重量％（固形分に対して）のアクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、およびそれらの組み合わせ由来の重合単位を含む。
本発明のいくつかの実施形態において、感圧接着剤配合物は、０から１重量％（固形分に対して）の多エチレン性不飽和モノマー由来の重合単位を場合によってさらに含む。これらの実施形態のいくつかの態様において、感圧接着剤配合物は、０から０．１重量％（固形分に対して）の多エチレン性不飽和モノマー由来の重合単位を含む。これらの実施形態のいくつかの態様において、多エチレン性不飽和モノマーは、メタクリレートアリル、ジアリルフタレート、１，４−ブチレングリコールジメタクリレート、１，２−エチレングリコールジメタクリレート、１，６−ヘキサンジオールジアクリレート、ジビニルベンゼン、およびそれらの組み合わせから選択される。
本発明のいくつかの実施形態において、感圧接着剤配合物は、Ｔｇ≦２０℃を有する。これらの実施形態のいくつかの態様において、感圧接着剤配合物は、Ｔｇ−８０から２０℃、あるいは−８０から０℃、あるいは−８０から−１０℃、あるいは−６０から−２０℃、あるいは−５０から−３０℃を有する。
本発明のいくつかの実施形態において、感圧接着剤配合物は、通常の補助剤を場合によってさらに含む。これらの実施形態のいくつかの態様において、感圧接着剤配合物は、粘着付与剤、顔料、乳化剤、造膜助剤、緩衝剤、中和剤、増粘剤またはレオロジー調整剤、保湿剤、湿潤剤、殺生物剤、可塑剤、消泡剤、着色剤、ワックス、抗酸化剤、熱安定剤、光開始剤、脱重合剤、充填剤、強化剤、架橋剤、連鎖移動剤、触媒、およびそれらの組み合わせから選択された通常の補助剤を含む。
本発明のいくつかの実施形態において、感圧接着剤配合物は、酸エッチングまたはコロナ放電、プライマーなどの基体の前処理を用いるか、またはそれらを用いずに、通常の接着剤適用法、たとえばロールコーティング、ドクターブレード塗布、およびプリント法などを用いて、基体、たとえばテープまたはラベルストック、たとえば紙、またはポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリエチレンテレフタレートなどのポリマーフィルム、金属などの基体に適用することができる。
本発明のいくつかの実施形態において、感圧接着剤配合物は、ｐＨ≧６．０を有する。これらの実施形態のいくつかの態様において、感圧接着剤配合物は、ｐＨ≧７．０、あるいは≧８．０、あるいは≧９．０を有する。
本発明のいくつかの実施形態において、ラテックスコポリマーを製造する方法であって、水性溶媒を提供すること、モノマーＸを提供すること、モノマーＹを提供すること、２，２’−アゾビス（４−メトキシ−２，４−ジメチルバレロニトリル）、２，２’−アゾビス（２，４−ジメチル−バレロニトリル）、２，２’−アゾビスイソブチロニトリル、２，２’−アゾビス（２−メチル−ブチロニトリル）、１，１’−アゾビス（１−シクロ−ヘキサンカルボニトリル）、２，２’−アゾビス（２，４，４−トリメチルペンタン）、２，２’−アゾビス（Ｎ，Ｎ’−ジメチレンイソブチルアミジン）二塩酸塩、２，２’−アゾビス（２−アミジノプロパン）二塩酸塩、４，４’−アゾビス（４−シアノ吉草酸）、およびそれらの組み合わせから選択された重合開始剤を提供すること、モノマーＸ、モノマーＹ、重合開始剤、および水性溶媒を合わせて、反応混合物を形成すること、並びに反応混合物のｐＨを≧７に維持することを含み、ラテックスコポリマーは、５重量％を超えるモノマーＸ由来の単位を含み、モノマーＸは、ビニルイミダゾール、ビニルイミダゾリン、ビニルアミジン、ビニルピリジン、ビニルピロール、ビニルピリリドン、ビニルカプロラクタム、それらの誘導体、およびそれらの組み合わせから選択され、モノマーＹは、カルボン酸類、カルボン酸塩類、カルボン酸エステル類、有機硫酸類、有機硫酸塩類、スルホン酸類、スルホン酸塩類、ホスホン酸類、ホスホン酸塩類、ビニルエステル類、（メタ）アクリルアミド、少なくとも１つの環外エチレン性不飽和を含有するＣ８〜Ｃ２０芳香族モノマー、およびそれらの組み合わせから選択される方法が提供される。これらの実施形態のいくつかの態様において、重合開始剤は、４，４’−アゾビス（４−シアノ吉草酸）である。これらの実施形態のいくつかの態様において、反応混合物のｐＨは、７〜１０、あるいは≧８、あるいは８〜１０、あるいは≧９、あるいは９〜１０に維持される。これらの実施形態のいくつかの態様において、ラテックスコポリマーは、１０重量％以上、あるいは１５重量％以上、あるいは２０重量％以上、あるいは２５重量％以上、あるいは２７重量％以上、あるいは２８重量％以上、あるいは２９重量％以上、あるいは３０重量％以上のモノマーＸ由来の単位を含む。これらの実施形態のいくつかの態様において、モノマーＸは、ビニルイミダゾール、ビニルピリジン、それらの誘導体、およびそれらの組み合わせから選択され、あるいはモノマーＸは、Ｎ−ビニルイミダゾール、２−ビニルピリジン、４−ビニルピリジン、およびそれらの組み合わせから選択される。これらの実施形態のいくつかの態様において、モノマーＸは、Ｎ−ビニルイミダゾールである。これらの実施形態のいくつかの態様において、モノマーＹは、カルボン酸、カルボン酸エステル、（メタ）アクリルアミド、少なくとも１つの環外エチレン性不飽和を含有するＣ８〜Ｃ２０芳香族モノマー、およびそれらの組み合わせから選択される。これらの実施形態のいくつかの態様において、モノマーＹは、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸、（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸エチル、（メタ）アクリル酸プロピル、アクリル酸イソプロピル、（メタ）アクリル酸ｎ−ブチル、（メタ）アクリル酸イソブチル、（メタ）アクリル酸２−エチルヘキシル、（メタ）アクリル酸デシル、（メタ）アクリル酸ラウリル、（メタ）アクリル酸ステアリル、スチレン、ビニルトルエン、α−メチルスチレン、およびそれらの組み合わせから選択される。これらの実施形態のいくつかの態様において、モノマーＹは、（メタ）アクリル酸ｎ−ブチルである。
本発明のいくつかの実施形態において、ラテックスコポリマーを製造する方法であって、水性溶媒を提供すること、モノマーＸを提供すること、モノマーＹを提供すること、２，２’−アゾビス（４−メトキシ−２，４−ジメチルバレロニトリル）、２，２’−アゾビス（２，４−ジメチル−バレロニトリル）、２，２’−アゾビスイソブチロニトリル、２，２’−アゾビス（２−メチル−ブチロニトリル）、１，１’−アゾビス（１−シクロ−ヘキサンカルボニトリル）、２，２’−アゾビス（２，４，４−トリメチルペンタン）、２，２’−アゾビス（Ｎ，Ｎ’−ジメチレンイソブチルアミジン）二塩酸塩、２，２’−アゾビス（２−アミジノプロパン）二塩酸塩、４，４’−アゾビス（４−シアノ吉草酸）、およびそれらの組み合わせから選択された重合開始剤を提供すること、モノマーＸ、モノマーＹ、重合開始剤、および水性溶媒を合わせて、反応混合物を形成すること、並びに反応混合物のｐＨを≧７に維持することを含み、ラテックスコポリマーは、５重量％を超えるモノマーＸ由来の単位を含み、ラテックスコポリマーは、１０００ｐｐｍ以下の残留モノマーＸを含み、モノマーＸは、ビニルイミダゾール、ビニルイミダゾリン、ビニルアミジン、ビニルピリジン、ビニルピロール、ビニルピリリドン、ビニルカプロラクタム、それらの誘導体、およびそれらの組み合わせから選択され、モノマーＹは、カルボン酸、カルボン酸塩、カルボン酸エステル、有機硫酸、有機硫酸塩、スルホン酸、スルホン酸塩、ホスホン酸、ホスホン酸塩、ビニルエステル、（メタ）アクリルアミド、少なくとも１つの環外エチレン性不飽和を含有するＣ８〜Ｃ２０芳香族モノマー、およびそれらの組み合わせから選択され、ただしラテックスコポリマーはエポキシド官能基を含有するエチレン性不飽和モノマー由来の単位を５重量％以下含む方法が提供される。これらの実施形態のいくつかの態様において、重合開始剤は、４，４’−アゾビス（４−シアノ吉草酸）である。これらの実施形態のいくつかの態様において、反応混合物のｐＨは、７〜１０、あるいは≧８、あるいは８〜１０、あるいは≧９、あるいは９〜１０に維持される。これらの実施形態のいくつかの態様において、ラテックスコポリマーは、１０重量％以上、あるいは１５重量％以上、あるいは２０重量％以上、あるいは２５重量％以上、あるいは２７重量％以上、あるいは２８重量％以上、あるいは２９重量％以上、あるいは３０重量％以上のモノマーＸ由来の単位を含む。これらの実施形態のいくつかの態様において、ラテックスコポリマーは、９００ｐｐｍ以下、あるいは８００ｐｐｍ以下、あるいは７００ｐｐｍ以下、あるいは６００ｐｐｍ以下、あるいは５００ｐｐｍ以下、あるいは４００ｐｐｍ以下の残留モノマーＸを含む。これらの実施形態のいくつかの態様において、モノマーＸは、ビニルイミダゾール、ビニルピリジン、それらの誘導体、およびそれらの組み合わせから選択され、あるいはモノマーＸは、Ｎ−ビニルイミダゾール、２−ビニルピリジン、４−ビニルピリジン、およびそれらの組み合わせから選択される。これらの実施形態のいくつかの態様において、モノマーＸは、Ｎ−ビニルイミダゾールである。これらの実施形態のいくつかの態様において、モノマーＹは、カルボン酸、カルボン酸エステル、（メタ）アクリルアミド、少なくとも１つの環外エチレン性不飽和を含有するＣ８〜Ｃ２０芳香族モノマー、およびそれらの組み合わせから選択される。これらの実施形態のいくつかの態様において、モノマーＹは、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸、（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸エチル、（メタ）アクリル酸プロピル、アクリル酸イソプロピル、（メタ）アクリル酸ｎ−ブチル、（メタ）アクリル酸イソブチル、（メタ）アクリル酸２−エチルヘキシル、（メタ）アクリル酸デシル、（メタ）アクリル酸ラウリル、（メタ）アクリル酸ステアリル、スチレン、ビニルトルエン、α−メチルスチレン、およびそれらの組み合わせから選択される。これらの実施形態のいくつかの態様において、モノマーＹは、（メタ）アクリル酸ｎ−ブチルである。これらの実施形態のいくつかの態様において、ラテックスコポリマーは、エポキシド官能基を含有するエチレン性不飽和モノマー由来の単位を１重量％以下、あるいは０．５重量％以下、あるいは０．１重量％以下、あるいは０．０５重量％以下含む。
本発明のいくつかの実施形態において、ラテックスコポリマーを製造する方法は、連鎖移動剤を反応混合物に添加することをさらに含む。
本発明のいくつかの実施形態において、本発明のラテックスコポリマーを含む感圧接着剤配合物が提供される。これらの実施形態のいくつかの態様において、感圧接着剤配合物は、０．０１から２０重量％、あるいは０．１から１５重量％、あるいは０．１から１２重量％、あるいは０．３から１０重量％、あるいは０．５から８重量％、あるいは１から６重量％の本発明のラテックスコポリマーを含む。感圧接着剤配合物に本発明のラテックスコポリマーを添加することによって、感圧接着剤配合物の少なくとも１つの特性が強化される。本発明のラテックスコポリマーの添加によって強化されうる感圧接着剤配合物の特性には、たとえばステンレススチール剪断力、粘着性、ビニルフェイスストックの耐可塑剤移行性、耐水白化性、および耐湿性が含まれる。
本発明のいくつかの実施形態を、下記の実施例に詳細に記載する。実施例において以下に示す割合およびパーセントはすべて、他に指定のないかぎり重量による。実施例では以下の略語を用いる。
ＢＡ アクリル酸ブチル
ＢＯＭ モノマーに対して
ＤＩ 脱イオン
ＤＳＣ 示差走査熱量測定法
ＥＡ アクリル酸エチル
ＧＣ ガスクロマトグラフィ
ＧＰＣ ゲル浸透クロマトグラフィ
ｎＤＤＭ ｎ−ドデシルメルカプタン
ＮＮ−ＭＢＡ Ｎ，Ｎ−メチレンビスアクリルアミド
ＳＬＳ ラウリル硫酸ナトリウム
Ｔｇ ガラス転移温度
ＴＭＰＴＡ トリメチロールプロパントリアクリレート
ＶＡＺＯ（登録商標）６８フリーラジカル開始剤 ＤｕＰｏｎｔから入手可能な４，４’−アゾビス（４−シアノ吉草酸）
ＶＩ １−ビニルイミダゾール
実施例１〜８ ラテックスコポリマーの合成（ｗ／シード）
メカニカルスターラ、温度計、温度制御装置、加熱マントル、コンデンサ、および窒素スイープを備えた１０００ｍｌの反応フラスコに、ＤＩ水（１８３．８６ｇ）および３２．６％、５８ｎｍシードラテックス（２３．０２ｇ）を充填した。反応フラスコの内容物を８５℃に加熱した。
別の容器で、ＢＡ（１０５．０ｇ）、ｎ−ＤＤＭ（表１に示す量）、ＤＩ水（９４．２９ｇ）、および２８％ＳＬＳ（１０．７１ｇ）を合わせた。その後、この容器の内容物を高速ローター／ステーターミキサで乳化して、モノマーエマルションを形成した。
別の容器で、ＶＩ（４５ｇ）、ＶＡＺＯ（登録商標）６８フリーラジカル開始剤（２．２５ｇ）、ＤＩ水（５４．０ｇ）、および１Ｎ ＮａＯＨ溶液（１７．７６ｇ）を合わせて、水性供給溶液を形成した。
その後、反応フラスコ内容物の温度を８５℃に維持しながら、モノマーエマルションと水性供給溶液を、別々に反応フラスコに供給した。モノマーエマルションと水性供給溶液の反応フラスコへの供給は、同時に開始した。その後、モノマーエマルションの供給は４５分間継続し、水性供給溶液の供給は９０分間継続した。水性供給溶液の供給終了後、反応フラスコの内容物をさらに２．５時間、総反応時間４時間、８５℃に保持して、生成物ラテックスコポリマーを得た。
ラテックスコポリマーの重量測定によって求めた固形分含量、ＧＣによって求めた残留モノマー含量、光散乱粒子サイズ分析によって求めた粒子サイズ、およびＧＰＣによって求めた分子量を表１に示す。ＤＳＣによって求めた乾燥コポリマーのＴｇも表１に示す。
Figure 0004881221
実施例９〜１２ ラテックスコポリマーの合成（ｗ／ｏシード）
メカニカルスターラ、温度計、温度制御装置、加熱マントル、コンデンサ、および窒素スイープを備えた１０００ｍｌの丸底反応フラスコに、ＤＩ水（２５３．４ｇ）および２８％ＳＬＳ（１０．７２ｇ）を充填した。反応フラスコの内容物を攪拌しながら８５℃に加熱した。
別の容器で、ＢＡ（表２に示す量）、ＶＩ（表２に示す量）、およびＴＭＰＴＡ（表２に示す量）を合わせ、モノマー混合物を形成した。
別の容器で、ＶＡＺＯ（登録商標）６８フリーラジカル開始剤（１．５０ｇ）、ＤＩ水（７３．５ｇ）、および１Ｎ ＮａＯＨ（１０．７０ｇ）を合わせて、水性開始剤溶液を形成した。
その後、反応フラスコ内容物の温度を８５℃に維持しながら、モノマー混合物と水性開始剤溶液を、別々に反応フラスコに供給した。モノマー混合物と水性開始剤溶液の反応フラスコへの供給は、同時に開始した。その後、モノマー混合物の供給は３０分間継続し、水性開始剤溶液の供給は６０分間継続した。水性開始剤溶液の供給終了後、反応フラスコの内容物をさらに２．０時間、総反応時間３時間、８５℃に保持して、生成物ラテックスコポリマーを得た。
ラテックスコポリマーの重量測定によって求めた固形分含量、ＧＣによって求めた残留モノマー含量、および光散乱粒子サイズ分析によって求めた粒子サイズを表２に示す。ＤＳＣによって求めた乾燥コポリマーのＴｇも表２に示す。
Figure 0004881221
実施例１３〜１９ ラテックスコポリマーの合成（ｗ／シード）
メカニカルスターラ、温度計、温度制御装置、加熱マントル、コンデンサ、および窒素スイープを備えた１０００ｍｌの反応フラスコに、ＤＩ水（２５５．４２ｇ）、２８％ＳＬＳ（１０．７２ｇ）、および５８ｎｍシードラテックス（５８．９３ｇ）を充填した。反応フラスコの内容物を８５℃に加熱した。
別の容器で、ＢＡ（表３に示す量）、ＶＩ（表３に示す量）、およびＴＭＰＴＡ（表３に示す量）を合わせ、モノマー混合物を形成した。
別の容器で、ＶＡＺＯ（登録商標）６８フリーラジカル開始剤（１．５０ｇ）、ＤＩ水（７３．５ｇ）、および１Ｎ ＮａＯＨ（１１．７７ｇ）を合わせて、水性開始剤溶液を形成した。
その後、反応フラスコ内容物の温度を８５℃に維持しながら、モノマー混合物と水性開始剤溶液を、別々に反応フラスコに供給した。モノマー混合物と水性開始剤溶液の反応フラスコへの供給は、同時に開始した。その後、モノマー混合物の供給は３０分間継続し、水性開始剤溶液の供給は６０分間継続した。水性開始剤溶液の供給終了後、反応フラスコの内容物をさらに２．０時間、総反応時間３時間、８５℃に保持して、生成物ラテックスコポリマーを得た。
ラテックスコポリマーの重量測定によって求めた固形分含量、ＧＣによって求めた残留モノマー含量、および光散乱粒子サイズ分析によって求めた粒子サイズを表３に示す。ＤＳＣによって求めた乾燥コポリマーのＴｇも表３に示す。
Figure 0004881221
実施例２０〜２２ ラテックスコポリマーの合成
メカニカルスターラ、温度計、温度制御装置、加熱マントル、コンデンサ、および窒素スイープを備えた１０００ｍｌの丸底反応フラスコに、ＤＩ水（３７９．６３ｇ）および２８％ＳＬＳ（１６．０７ｇ）を充填した。反応フラスコの内容物を攪拌しながら８５℃に加熱した。
別の容器で、ＥＡ（１５７．５ｇ）、ＶＩ（６７．５ｇ）、およびＮＮ−ＭＢＡ（表４に示す量）を合わせ、モノマー混合物を形成した。
別の容器で、ＶＡＺＯ（登録商標）６８フリーラジカル開始剤（２．２５ｇ）、ＤＩ水（１１０．２５ｇ）、および１Ｎ ＮａＯＨ（１７．６６ｇ）を合わせて、水性開始剤溶液を形成した。
その後、反応フラスコ内容物の温度を８５℃に維持しながら、モノマー混合物と水性開始剤溶液を、別々に反応フラスコに供給した。モノマー混合物と水性開始剤溶液の反応フラスコへの供給は、同時に開始した。その後、モノマー混合物の供給は６０分間継続し、水性開始剤溶液の供給は１２０分間継続した。水性開始剤溶液の供給終了後、反応フラスコの内容物をさらに１時間、総反応時間３時間、８５℃に保持して、生成物ラテックスコポリマーを得た。
ラテックスコポリマーの重量測定によって求めた固形分含量、ＧＣによって求めた残留モノマー含量、および光散乱粒子サイズ分析によって求めた粒子サイズを表４に示す。
Figure 0004881221
実施例２３ 改質された感圧接着剤組成物の調製
ベース成分として、Ｒｏｈｍ ａｎｄ Ｈａａｓ社からＲｏｂｏｎｄ ＰＳ−９０の商品名で市販され入手可能な水性アクリルベース感圧接着剤材料を用いて、改質された感圧接着剤組成物を調製した。このベース成分に、実施例７に従って調製した３重量％のラテックスコポリマーを混合して、生成物の改質された感圧接着剤組成物を提供した。
実施例２４〜２５ ＰＴＳＣ−７法による試験
実施例２３の生成物の改質された感圧接着剤組成物、およびベース成分（Ｒｏｂｏｎｄ ＰＳ−９０）を、感圧テープ協議会（Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ Ｔａｐｅ Ｃｏｕｎｃｉｌ）法ＰＴＳＣ−７に従って、４ポンド（約１．８１ｋｇ）荷重でステンレススチール剪断力（保持力）に関して試験した。感圧接着剤組成物を、２ミル（約０．０５ｍｍ）のポリエステル試験布（１’’×１’’）（２．５４ｃｍ×２．５４ｃｍ）に直接被覆し、１０５℃で５分間乾燥した。試験の結果を表５に示す。
Figure 0004881221

Claims (2)

  1. モノマーＸおよびモノマーＹの重合単位を含むラテックスコポリマー；並びに重合開始剤または重合開始剤の分解生成物を含む組成物であって、
    前記ラテックスコポリマーは、５重量％を超えて、５０重量％までのモノマーＸ由来の単位および９５から５０重量％のモノマーＹ由来の単位を含み；
    前記ラテックスコポリマーは、１０００ｐｐｍ以下の残留モノマーＸを含み；
    モノマーＸは、Ｎ−ビニルイミダゾールであり；
    モノマーＹは、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸、（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸エチル、（メタ）アクリル酸プロピル、アクリル酸イソプロピル、（メタ）アクリル酸ｎ−ブチル、（メタ）アクリル酸イソブチル、（メタ）アクリル酸２−エチルヘキシル、（メタ）アクリル酸デシル、（メタ）アクリル酸ラウリル、（メタ）アクリル酸ステアリル、スチレン、ビニルトルエン、α−メチルスチレン、およびそれらの組み合わせから選択され；
    前記重合開始剤が、２，２’−アゾビス（４−メトキシ−２，４−ジメチルバレロニトリル）、２，２’−アゾビス（２，４−ジメチル−バレロニトリル）、２，２’−アゾビスイソブチロニトリル、２，２’−アゾビス（２−メチル−ブチロニトリル）、１，１’−アゾビス（１−シクロ−ヘキサンカルボニトリル）、２，２’−アゾビス（２，４，４−トリメチルペンタン）、２，２’−アゾビス（Ｎ，Ｎ’−ジメチレンイソブチルアミジン）二塩酸塩、２，２’−アゾビス（２−アミジノプロパン）二塩酸塩、４，４’−アゾビス（４−シアノ吉草酸）、およびそれらの組み合わせから選択され；並びに、
    前記組成物が、８〜１０のｐＨを有する：組成物。
  2. ラテックスコポリマーを製造する方法であって、
    水性溶媒を提供すること；
    モノマーＸを提供すること；
    モノマーＹを提供すること；
    ２，２’−アゾビス（４−メトキシ−２，４−ジメチルバレロニトリル）、２，２’−アゾビス（２，４−ジメチル−バレロニトリル）、２，２’−アゾビスイソブチロニトリル、２，２’−アゾビス（２−メチル−ブチロニトリル）、１，１’−アゾビス（１−シクロ−ヘキサンカルボニトリル）、２，２’−アゾビス（２，４，４−トリメチルペンタン）、２，２’−アゾビス（Ｎ，Ｎ’−ジメチレンイソブチルアミジン）二塩酸塩、２，２’−アゾビス（２−アミジノプロパン）二塩酸塩、４，４’−アゾビス（４−シアノ吉草酸）、およびそれらの組み合わせから選択された重合開始剤を提供すること；
    前記モノマーＸ、前記モノマーＹ、前記重合開始剤、および前記水性溶媒を合わせて、反応混合物を形成すること；
    前記反応混合物のｐＨを８〜１０に維持すること；
    を含み、
    前記ラテックスコポリマーは、５重量％を超えるモノマーＸ由来の単位を含み；
    前記ラテックスコポリマーは、１０００ｐｐｍ以下の残留モノマーＸを含み；
    モノマーＸは、Ｎ−ビニルイミダゾールであり、および、
    モノマーＹは、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸、（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸エチル、（メタ）アクリル酸プロピル、アクリル酸イソプロピル、（メタ）アクリル酸ｎ−ブチル、（メタ）アクリル酸イソブチル、（メタ）アクリル酸２−エチルヘキシル、（メタ）アクリル酸デシル、（メタ）アクリル酸ラウリル、（メタ）アクリル酸ステアリル、スチレン、ビニルトルエン、α−メチルスチレン、およびそれらの組み合わせから選択される：方法。
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