JP6027967B2 - ブチルアイオノマーラテックス - Google Patents

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Description

発明の分野
本発明はブチルアイオノマー又は一部ハロゲン化したブチルゴムアイオノマーから出発する合成ラテックスの製造方法に関する。
背景
ポリ（イソブチレン─コ（co）─イソプレン）、即ちＩＩＲは、１９４０年代以来、イソブチレンと少量のイソプレンとのランダムカチオン共重合により製造されてきたブチルゴムとして一般に知られている合成エラストマーである。その分子構造のため、ＩＩＲは優れた空気不浸透性、高い損失弾性率、酸化安定性及び長期の耐疲労性を有する。
ブチルゴムはイソオレフィンと、コモノマーとして１種以上のマルチオレフィン、好ましくは共役マルチオレフィンとの共重合体であると理解されている。商用ブチルは、大部分がイソオレフィンと、２．５モル％以下の少量の共役マルチオレフィンとで構成される。ブチルゴム又はブチル重合体は一般に希釈剤として塩化メチルを用い、重合開始剤の一部としてフリーデル・クラフツ触媒を用いるスラリー法で製造されている。この方法は更に米国特許第２，３５６，１２８号及びＵｌｌｍａｎｎ’ｓ Ｅｎｃｙｃｌｏｐｅｄｉａ ｏｆ Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ, Ａ２３巻，１９９３年，２８８─２９５頁に記載されている。
このようなブチルゴムをハロゲン化すると、該エラストマー内に反応性ハロゲン化アリル官能基（allylic halide functionality）を生成する。従来のブチルゴムハロゲン化法は、例えばＵｌｌｍａｎｎ’ｓ Ｅｎｃｙｃｌｏｐｅｄｉａ ｏｆ Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ（第五完全改訂版，Ａ２３１巻，Ｅｌｖｅｒｓ等編）；及び／又はＭａｕｒｉｃｅ Ｍｏｒｔｏｎによる“Ｒｕｂｂｅｒ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ”（第３版）第１０章（Ｖａｎ Ｎｏｓｔｒａｎｄ Ｒｅｉｎｈｏｌｄ Ｃｏｍｐａｎｙ(c) １９８７），特に２９７─３００頁に記載されている。
ＣＡ ２，４１８，８８４及び２，４５８，７４１には高マルチオレフィン含有量のブチル系の過酸化物硬化性コンパウンドの製造方法が記載されている。特にＣＡ ２，４１８，８８４には、イソプレン量が４．１モル％を超えるＩＩＲの連続製造法が記載されている。このような高マルチオレフィンブチルゴムをハロゲン化すると、該エラストマー内に反応性ハロゲン化アリル官能基を生成する。現在得られる高イソプレン含有量のブチルゴムにより、３モル％を超えるハロゲン化アリル官能基を有するＢＩＩＲ類似体を生成することが可能である。
ハロゲン化アリル官能基が存在すると、求核的アルキル化反応が可能となる。近年、臭素化ブチルゴム（ＢＩＩＲ）を固体状態で窒素系及び／又は燐系求核剤で処理すると、物理的及び化学的特性に興味のあるＩＩＲ系アイオノマーを生成することが明らかとなった（Ｐａｒｅｎｔ，Ｊ．Ｓ．；Ｌｉｓｋｏｖａ，Ａ；Ｗｈｉｔｎｅｙ，Ｒ．Ａ．；Ｒｅｓｅｎｄｅｓ，Ｒ．，Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ，Ｐａｒｔ Ａ；Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ４３巻），５６７１─５６７９頁，２００５年；Ｐａｒｅｎｔ，Ｊ．Ｓ．；Ｌｉｓｃｏｖａ，Ａ．；Ｒｅｓｅｎｄｅｓ，Ｒ．，Ｐｏｌｙｍｅｒ ４５巻，８０９１─８０９６頁，２００４年；Ｐａｒｅｎｔ，Ｊ．Ｓ．；Ｐｅｎｃｉｕ，Ａ．；Ｇｕｉｌｌｅｎ─Ｃａｓｔｅｌｌａｎｏｓ，Ｓ．Ａ．；Ｌｉｓｋｏｖａ，Ａ．；Ｗｈｉｔｎｅｙ，Ｒ．Ａ．，Ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅｓ ３７巻，７４７７─７４８３頁，２００４年参照）。アイオノマー官能基は、窒素又は燐系とＢＩＩＲ中のハロゲン化アリル部位との反応で発生し、それぞれアンモニウムイオン基又は燐イオン基を生成する。このようなＢＩＩＲ系アイオノマーの物性（生の強度、弾性率、充填剤との相互作用等）は非アイオノマー対応物の物性よりも優れている。
ブチル重合の混合原料（ＭｅＣｌ，ＩＢ及びＩＰと、開始剤としてＡｌＣｌ３／Ｈ２Ｏとの混合物）にｐ─メチルスチレンを添加すると、重合鎖沿いにランダムにスチレン基を１０モル％以下取り込んだ高分子量重合体が得られることが先に発見された（Ｋａｓｚａｓ，米国特許第６，９６０，６３２号；Ｋａｓｚａｓ等，Ｒｕｂｂｅｒ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２００１年，７５巻，１５５頁）。ｐ─メチルスチレンを取り込むと、イソブチレンとの反応性が類似するため、分子量分布が均一になることが見出された。このブチル三元共重合体内のイソプレン部分は従来法によりハロゲン化できる。
イソブチレンのようなＣ４〜Ｃ７イソモノオレフィン及びｐ─アルキルスチレン、好ましくはｐ─メチルスチレンのようなコモノマーを含む共重合体を形成してもよい。ここで、スチレンモノマー単位に存在するアルキル置換基の幾つかはベンジル性（benzylic）ハロゲン又は他の官能性（functionality）共重合体を含有する。米国特許第５，１６２，４４５号に記載されるように、ベンジル性ハロゲンを各種の求核剤で求核的に置換することにより、別の官能基を取り込むことができる。ｔｅｒｔ─アミンやホスフィンを使用すると、このような共重合体から物性の改良されたアイオノマーが形成される。
ブチルラテックスの製造法及び使用法については先に報告した（例えば米国特許第２，９４４，０３８号、米国特許第３，００５，８０４号、米国特許第３，９８３，０６２号、米国特許第７，１１９，１３８号、ＷＯ ２００６／１１５７２９、ＷＯ ２００５／０６３８７１、ＷＯ ２００５／０６１６０８参照）。しかし、これらラテックスの製造法における最大要因の一つはラテックスの製造容易性及びラテックスの最終的な安定性である。ラテックスの安定性は一般に界面活性剤の使用により達成される。界面活性剤は製造中、安定剤として作用するが、例えば移行しやすいため、乾燥ラテックスフィルムの特性に有害な影響を与える上、この材料の最終の使用特性（即ち、接着力、微生物に対する成長防止性）に悪影響を与える。また界面活性剤は不要のブルーミング（blooming）（吹き出し）を生じて、基質に適用すべき得られるラテックスに表面凹凸を与えるかもしれない。いったんラテックスフィルムが形成されると、界面活性剤は水溶液と接触した際、浸出するか、或いは抽出される。したがって、ブチルラテックスを形成する際、界面活性剤の必要性を低めるか、或いはなくすことが望ましい。
米国特許第７，２３８，７３６号には、ブチルアイオノマーを使用すると、標準の（regular）ブチルに比べて充填剤の分散性向上（the improved filler dispersion）が観察され、引張強度が向上した物品が得られると記載されている。充填剤の分散性を向上したブチルラテックスを提供することが望ましい。
米国特許第７，９１５，３３３号には、ブチルアイオノマー及びナノコンポジットにより、引張特性を維持しながらバリヤー特性を向上した組成物が記載されている。バリヤー特性を向上したブチルラテックスを提供することが望ましい。
ＷＯ ２０１０／０９１４９９には、抗微生物性及び抗菌性（又は抗細菌性）を有するブチルアイオノマー組成物が記載されている。抗菌性を向上したブチルラテックスを提供することが望ましい。
米国特許第７，６６２，４８０号には、非アイオノマー性ブチルゴムに比べて基質への接着性を向上したブチルアイオノマーが記載されている。被覆（coating）の接着性を向上したブチルラテックスを提供することが望ましい。
したがって、ブチルラテックスを、好ましくは前記所望特性の幾つか又は全てを示すブチルラテックスに改良する必要がある。
発明の概要
本発明の一局面では、ブチルゴムアイオノマーを含むブチルゴムラテックス組成物が提供される。このブチルゴムアイオノマーはハロゲン化ブチルゴムから製造してもよいし、窒素系又は燐系求核剤と反応させてもよい。アイオノマーのアイオノマー含有量は０．１モル％を超えてよい。アイオノマーは水に乳化でき、室温で安定な乳化液を形成できる。組成物の固形分は７〜８０重量％の範囲であってよい。ラテックスは界面活性剤及び／又は界面活性剤残留物を含まないことが望ましく、或いは界面活性剤及び／又は界面活性剤残留物の含有量が少ない。界面活性剤の濃度は１〜１５重量％、１〜２０重量％、又は１〜３０重量％の範囲であってよい。組成物は浸漬品のような未硬化品、インフレーションフィルム又はカレンダーフィルム、或いは塗料のような物品用表面被覆の形成に有用かもしれない。
本発明の他の一局面では、窒素系又は燐系求核剤を含有するブチルゴムアイオノマーの極性有機溶剤溶液からなる第一溶液を製造し、この溶液に脂肪酸を添加する工程；塩基性ｐＨ及び界面活性剤を有する水からなる第二溶液を製造する工程；及び第一及び第二溶液を混合してラテックス乳化液を形成する工程；を含むブチルゴムラテックス組成物の製造方法が提供される。
本発明の更に他の一局面では、物品用の表面被覆であって、該被覆がブチルゴムアイオノマー含有ブチルゴムラテックスを含有する前記表面被覆が提供される。
得られるブチルゴムラテックス（及び該ラテックスから作製した被覆）は、従来の非アイオノマー性ブチルゴムラテックスと比べて安定性が向上し、ブルーミングの発生が減少する利点がある。また、得られるブチルゴムラテックス（及び該ラテックスから作製した被覆）は、従来の非アイオノマー性ブチルゴムラテックスと比べて、所望通りの優れた物性、優れたバリヤー特性、優れた抗微生物性及び優れた接着性を示す。このブチルゴムラテックスの作製方法は、界面活性剤の必要性を低減するか、或いはなくすことで生じた簡素化により、従来のブチルゴムラテックスの作製方法よりも制御しやすいし、また操作しやすい。
発明の詳細な説明
本発明は、一般にブチルゴムアイオノマー又は一部ハロゲン化したブチルゴムアイオノマーを含有するブチルゴムラテックスを提供する。用語：ブチルゴムアイオノマー又は一部ハロゲン化したブチルゴムアイオノマーは、ここでは“アイオノマー”と総称する。
本発明のアイオノマーはハロゲン化ブチルゴム重合体から製造される。ブチルゴム重合体は、一般に少なくとも１種のイソオレフィンモノマー、少なくとも１種のマルチオレフィンモノマー及び任意に更に共重合性モノマーから誘導される。
一実施形態では、アイオノマーはイソオレフィンモノマー及び共役ジエンモノマーから誘導された繰返し単位を含有してよい。他の一実施形態では、ブチルアイオノマーはイソオレフィンモノマー及びスチレン系モノマーから誘導された繰返し単位を含有してよい。更に他の一実施形態では、ブチルアイオノマーはイソオレフィンモノマー、共役ジエンモノマー及びスチレン系モノマーから誘導された繰返し単位を含有してよい。共役ジエンモノマーから誘導された繰返し単位を含む実施形態では、このような単位から誘導されたオレフィン結合の数は従来の量か、或いは２．２モル％よりも多い量、３．０モル％よりも多い量、４．１モル％よりも多い量、５．０モル％よりも多い量、６．０モル％よりも多い量、７．０モル％よりも多い量、７．５モル％よりも多い量、又は８．０モル％よりも多い量含有してよい。
ブチルゴム重合体は特定のイソオレフィンに限定されない。当業者に知られているように、例えば炭素原子数が４〜１６の範囲内のイソオレフィンを含むいかなるイソオレフィンも本発明では意図される。本発明の一実施形態では、炭素原子数が４〜７のイソオレフィンが意図される。本発明で使用されるイソオレフィンの例としては、イソブテン、２─メチル─１─ブテン、３─メチル─１─ブテン、２─メチル─２─ブテン、４─メチル─１─ペンテン及びそれらの混合物が挙げられる。好ましいイソオレフィンはイソブテン（イソブチレン）である。
同様に、ブチルゴム重合体は特定のマルチオレフィンに限定されない。イソオレフィンと共重合可能なマルチオレフィンは、当業者に知られているように、本発明を実施するのに使用できる。好適なマルチオレフィンには炭素原子数が４〜１４の範囲のものが含まれる。好適なマルチオレフィンの例としては、イソプレン、ブタジエン、２─メチルブタジエン、２，４─ジメチルブタジエン、ピペリリン、３─メチル─１，３─ペンタジエン、２，４─ヘキサジエン、２─ネオペンチルブタジエン、２─メチル─１，５─ヘキサジエン、２，５─ジメチル─２，４─ヘキサジエン、２─メチル─１，４─ペンタジエン、２─メチル─１，６─ヘプタジエン、シクロペンタジエン、メチルシクロペンタジエン、シクロヘキサジエン、１─ビニル─シクロヘキサジエン及びそれらの混合物が挙げられる。共役ジエンを含むマルチオレフィンモノマーが好ましい。特に好ましい共役ジエンはイソプレンである。
本発明の他の一実施形態ではブチルゴムは、当業者に知られているように、前述のマルチオレフィン以外の別のコモノマーを更に含有してよい。コモノマーとしては、イソオレフィン及び／又はジエンと共重合可能なモノマーがある。本発明で使用するのに好適なコモノマーとしては、例えば、限定されるものではないが、Ｃ１〜Ｃ４アルキル置換スチレンを含むアルキル置換ビニル芳香族コモノマーのようなスチレン系モノマーがある。このようなコモノマーの特定例としては、例えばα─メチルスチレン、ｐ─メチルスチレン、クロロスチレン、シクロペンタジエン及びメチルシクロペンタジエンが挙げられる。この実施形態では、ブチルゴム重合体は、例えばイソブチレン、イソプレン及びｐ─メチルスチレンのランダム共重合体を含んでよい。
本発明の更に他の一実施形態では、以上のようなイソオレフィンモノマーは、スチレン系モノマー、例えば、Ｃ１〜Ｃ４アルキル置換スチレンに限定されるものではないが、アルキル置換ビニル芳香族コモノマーと重合される。スチレン系モノマーの特定例としては、例えばα─メチルスチレン、ｐ─メチルスチレン、クロロスチレン、シクロペンタジエン及びメチルシクロペンタジエンが挙げられる。この実施形態ではブチルゴム重合体は、例えばイソブチレンとｐ─メチルスチレンとのランダム共重合体を含んでよい。
以上のようなブチルゴム重合体は前述のモノマー混合物から形成される。一実施形態では、モノマー混合物はイソオレフィンモノマーを約８０〜約９９重量％及びマルチオレフィンモノマーを約１〜２０重量％含有する。他の一実施形態では、モノマー混合物はイソオレフィンモノマーを約８５〜約９９重量％、及びマルチオレフィンモノマーを約１〜１５重量％含有する。本発明の特定の実施形態では３種のモノマーを採用してよい。この実施形態では、モノマー混合物はイソオレフィンモノマーを約８０〜約９９重量％、マルチオレフィンモノマーを約０．５〜約５重量％、及びこのイソオレフィン又はマルチオレフィンモノマーと共重合可能な第三のモノマーを約０．５〜約１５重量％含有する。一実施形態では、モノマー混合物はイソオレフィンモノマーを約８５〜約９９重量％、マルチオレフィンモノマーを約０．５〜約５重量％、及びこのイソオレフィン又はマルチオレフィンモノマーと共重合可能な第三のモノマーを約０．５〜約１０重量％含有する。更に他の一実施形態では、モノマー混合物はイソオレフィンモノマーを約８０〜約９９重量％、及びスチレン系モノマーを約１〜２０重量％含有する。
いったんモノマー混合物からブチルゴム重合体が形成されれば、ハロゲン化ブチルゴム重合体又はハロブチルゴム重合体を形成するため、ブチルゴム重合体にはハロゲン化処理を行ってよい。臭素化又は塩素化は、当業者に公知の方法、例えばＲｕｂｂｅｒ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，第３版，Ｍａｕｒｉｃｅ Ｍｏｒｔｏｎ編，Ｋｌｕｗｅｒ Ａｃａｄｅｍｉｃ Ｐｕｂｌｉｓｈｅｒｓ，２９７─３００頁及びこれに引用された他の複数の文献に記載の手順に従って実施できる。
本発明の一実施形態では、アイオノマーはマルチオレフィンモノマーを０．５〜２．２モル％有するハロゲン化ブチルゴム重合体から製造できる。例えば本発明で使用されるハロゲン化ブチルゴムとしては、LANXESS Deutschland GmbHから商品名BB2030で市販されている、イソブチレン及び２．２モル％未満のイソプレンを有するハロゲン化ブチルゴムがある。本発明の他の一実施形態では、アイオノマーは、マルチオレフィン含有量が例えば２．５モル％を超える高マルチオレフィン含有量のハロゲン化ブチルゴム重合体から製造できる。更に他の一実施形態では、アイオノマーはマルチオレフィン含有量が３．５モル％を超えるハロゲン化ブチルゴムから製造できる。更にまた他の一実施形態では、ハロゲン化ブチルゴムのマルチオレフィン含有量は４．０モル％を超える。なお更に他の一実施形態では、ハロゲン化ブチルゴムのマルチオレフィン含有量は７．０モル％を超える。本発明で使用するのに好適な高マルチオレフィンブチルゴム重合体の製造法は同時継続出願のＣＡ ２，４１８，８８４（ここに援用する）に記載されている。
ブチル重合体のハロゲン化中、ブチル重合体中のマルチオレフィンの若干量又は全量はハロゲン化アリルに転化される。このハロブチル重合体中の複数のハロゲン化アリル部位は、ブチル重合体中に元々存在するマルチオレフィンモノマーから誘導された繰返し単位中に生じる。ハロブチル重合体の合計ハロゲン化アリル含有量は、親であるブチル重合体の出発マルチオレフィン含有量を超えることはできない。これらのハロゲン化アリル部位により、求核剤をハロブチル重合体と反応させ、ハロブチル重合体に結着させることが可能である。本発明の一実施形態では、ハロブチル重合体のハロゲン化アリル部位は下記式：


を有する、少なくとも１つの窒素又は燐を含有する求核剤と反応させる。式中、Ａは窒素又は燐であり、Ｒ１，Ｒ２及びＲ３は直鎖又は分岐鎖のＣ１〜Ｃ１８アルキル置換基、単環式か又はＣ４〜Ｃ８縮合環で構成されるアリール置換基、及び／又は例えばＢ，Ｎ，Ｏ，Ｓｉ，Ｐ，及びＳから選ばれたヘテロ原子よりなる群から選ばれる。
本発明で使用される求核剤には、例えば求核置換反応に関与するのに電子的にも立体的にも接近可能な孤立電子対を持った少なくとも１つの中性の窒素又は燐センターを有するものが含まれる。本発明で使用するのに好適な求核剤としては、例えばトリメチルアミン、トリエチルアミン、トリイソプロピルアミン、トリ─ｎ─ブチルアミン、トリメチルホスフィン、トリエチルホスフィン、トリイソプロピルホスフィン、トリ─ｎ─ブチルホスフィン、トリフェニルホスフィン、ジフェニルホスフィノスチレン、アリルジフェニルホスフィン、ジアリルフェニルホスフィン、ジフェニルビニルホスフィン、トリアリルホスフィン、２─ジメチルアミノエタノール、１─ジメチルアミノ─２─プロパノール、２─（イソプロピルアミノ）エタノール、３─ジメチルアミノ─１─プロパノール、メチルジエタノールアミン、２─（ジエチルアミノ）エタノール、２─ジメチルアミノ─２─メチル─１─プロパノール、２─[２─（ジメチルアミノ）エトキシ]エタノール、４─（ジメチルアミノ）─１─ブタノール、Ｎ─エチルジエタノールアミン、トリエタノールアミン、３─ジエチルアミノ─１─プロパノール、３─（ジエチルアミノ）─１，２─プロパンジオール、２─｛[２─（ジメチルアミノ）エチル]メチルアミノ｝エタノール、４─ジエチルアミノ─２─ブチン─１─オール、２─（ジイソプロピルアミノ）エタノール、Ｎ─ブチルジエタノールアミン、Ｎ─ｔ─ブチルジエタノールアミン、２─（メチルフェニルアミノ）エタノール、３─（ジメチルアミノ）ベンジルアルコール、２─[４─（ジメチルアミノ）フェニル]エタノール、２─（Ｎ─エチルアミノ）エタノール、Ｎ─ベンジル─Ｎ─メチルエタノールアミン、Ｎ─フェニルジエタノールアミン、２─（ジブチルアミノ）エタノール、２─（Ｎ─エチル─Ｎ─ｍ─トルイジノ）エタノール、２，２’─（４─メチルフェニルイミノ）ジエタノール、トリス[２─（２─メトキシエトキシ）エチル]アミン、３─（ジベンジルアミノ）─１─プロパノール、Ｎ─ビニルカプロラクタム、Ｎ─ビニルフタルイミド、９─ビニルカルバゾール、又はＮ─[３─（ジメチルアミノ）プロピル]メタクリルアミド、及びそれらの混合物が挙げられる。
本発明の一実施形態では、ブチルゴムと反応させる求核剤の量は０．０５〜５モル当量の範囲であってよい。他の一実施形態では、ブチルゴムと反応させる求核剤の量は、０．５〜４モル当量の範囲であってよい。更に他の一実施形態では、求核剤とブチルゴムとの反応比（求核剤のブチルゴムに対する反応比）は１〜３モル当量である。求核剤とブチルゴムとの反応比は、ハロブチル重合体に存在するハロゲン化アリルの合計モル量を基準とする。
前述のように、ハロブチル重合体上にハロゲン化アリル官能基が存在した場合、求核剤はアイオノマー部分の単位に生じるハロブチル重合体のハロゲン化アリル官能基と反応する。ブチルアイオノマー中のアイオノマー部分の合計含有量は、ハロブチル重合体中のハロゲン化アリルの出発量を超えることはできないが、残留ハロゲン化アリル及び／又は残留マルチオレフィンは存在するかもしれない。実質的に全てのハロゲン化アリル部位が求核剤と反応する場合の本発明の実施形態では、ブチルゴムアイオノマーが形成される。全部より少ないハロゲン化アリル部位が求核剤と反応する場合の実施形態では、一部ハロゲン化したブチルゴムアイオノマーが形成される。
本発明の一実施形態では得られるアイオノマーは、アイオノマー部分０．１モル％以上、ブチルアイオノマーの製造に使用したハロブチル重合体の元のハロゲン化アリル含有量を超えない量以下のイオン含有量を有する。他の一実施形態ではアイオノマーは、アイオノマー部分０．５モル％以上、ブチルアイオノマーの製造に使用したハロブチル重合体の元のハロゲン化アリル含有量を超えない量以下のイオン含有量を有する。更に他の一実施形態ではアイオノマーは、アイオノマー部分１．０モル％以上、ブチルアイオノマーの製造に使用したハロブチル重合体の元のハロゲン化アリル含有量を超えない量以下のイオン含有量を有する。更に他の一実施形態ではアイオノマーは、アイオノマー部分１．５モル％以上、ブチルアイオノマーの製造に使用したハロブチル重合体の元のハロゲン化アリル含有量を超えない量以下のイオン含有量を有する。
幾つかの例では残留ハロゲン化アリルは、０．１モル％から、ブチルアイオノマーの製造に使用したハロブチル重合体の元のハロゲン化アリル含有量を超えない量までの量で存在してよい。他の実施形態では残留マルチオレフィンは、０．１モル％から、ハロブチル重合体の製造に使用したブチル重合体の元のマルチオレフィン含有量を超えない量までの量で存在してよい。一実施形態では、アイオノマーの残留マルチオレフィン含有量は０．２モル％以上である。他の一実施形態では、アイオノマーの残留マルチオレフィン含有量は０．６モル％以上である。更に他の一実施形態では、アイオノマーの残留マルチオレフィン含有量は０．８モル％以上である。更に他の一実施形態では、アイオノマーの残留マルチオレフィン含有量は１．０モル％以上である。更に他の一実施形態では、アイオノマーの残留マルチオレフィン含有量は２．０モル％以上である。更に他の一実施形態では、アイオノマーの残留マルチオレフィン含有量は３．０モル％以上である。更に他の一実施形態では、アイオノマーの残留マルチオレフィン含有量は４．０モル％以上である。
本発明の一実施形態ではアイオノマーは、少なくとも１種のイソオレフィンモノマーから誘導された繰返し単位、少なくとも１種のマルチオレフィンモノマーから誘導された繰返し単位０．２％以上、及び少なくとも１種の窒素系又は燐系求核剤を含有してよい。ブチルゴムアイオノマー又は一部ハロゲン化したブチルゴムアイオノマーは、イソオレフィン及びマルチオレフィンを含むモノマー混合物を製造し、このモノマー混合物を反応させて重合体を形成し、この重合体をハロゲン化して重合体上にハロ官能部位を形成し、更にハロ官能部位を求核剤と反応させることにより形成できる。
界面活性剤の必要性を低めるか、或いはなくすことが望ましいが、本発明のブチルゴムラテックスは、ゴム／溶剤混合物の水への乳化を向上する際、乳化剤として使用される界面活性剤を少量含有してもよい。界面活性剤としては、限定されるものではないが、アニオン性、カチオン性、ノニオン性又は両性の界面活性剤が可能である。使用可能の界面活性剤は、重合体分散の分野で従来から知られ、使用されているものである。これらの界面活性剤は一般に水性相に添加される。以下の化合物：スルホネート、サルフェート、カルボキシレート、ホスフェート又はアンモニウム末端基のような親水性末端基を有する炭素原子数８〜３０の脂肪族及び／又は芳香族炭化水素は、本発明方法において例えば界面活性剤として使用できる。更に、ポリアルコール（ポリオール）、ポリエーテル及び／又はポリエステルのような官能基を有するノニオン性界面活性剤は乳化剤として好適である。原則として、水への重合体の分散を安定化するのに好適な従来のいかなる工業用界面活性剤も使用できる。以下の化合物：オレイン酸のナトリウム及び／又はカリウム塩のような脂肪酸塩；アルキルアリールスルホン酸、ナフチルスルホン酸及びそれらの例えばホルムアルデヒドとの縮合生成物の対応する塩；並びにアルキルコハク酸及びアルキルスルホコハク酸の対応する塩は界面活性剤として好ましい。これらの乳化剤を互いに異なるいかなる混合物に使用することも可能なことは明らかである。好適な界面活性剤としては、脂肪酸、ロジン酸及び洗浄（detergent）乳化剤が挙げられる。脂肪酸は炭素原子数が４〜２８，好ましくは４〜２４，更に好ましくは１２〜２４のものであってよい。好適な脂肪酸の例としては、オレイン酸、パルミトリン（palmitolinic）酸、パルミチン酸、リノール酸、リノレン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、ステアリン酸、アラキン酸、リグノセリン（lignoceric）酸、アラキドン（arachidonic）酸、トランスヘキサデセン（trans-hexadecenoic）酸、エライジン酸、乳酸菌（lactobacillic）酸、管状（tuberculo）ステアリン酸及びセレブロン（cerebronic）酸又はそれらの混合物が挙げられる。界面活性剤系はホスフェート界面活性剤、スルホネート界面活性剤、カルボン酸及び塩基又はから誘導された界面活性剤、又はアニオン界面活性剤或いはそれらの組合わせをベースとしてもよい。ポリオキシエチル化アルキルフェノールを添加すると、石鹸を乳化剤として、また完成ラテックスの安定剤として使用した場合、泡の形成を抑えるように働く。好適なポリオキシエチレートアルキルフェノールの一例として、Triton XTMがある。ポリビニルアルコール系界面活性剤の一例はElvanolTMである。界面活性剤の濃度は、最終組成物の乾燥重量基準で計算して、１〜１５重量％、１〜２０重量％、１〜２６重量％、１〜２９重量％、又は１〜３０重量％の範囲であってよい。
ラテックスの形成に好適な溶剤としては、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、イソオクタン、ノナン、デカン、ジクロロメタン、トルエン、シクロヘキサン、ペンタン、四塩化炭素、トリクロロエチレン、及びメチルエチルケトンが挙げられる。脂肪酸と一緒に塩基を添加すると、現場で石鹸を生産し、主乳化剤として機能する。好適な塩基としては、限定されるものではないが、水酸化ナトリウム、水酸化リチウム、エタノールアミン、水酸化カリウム又はそれらの混合物が挙げられる。
乳化後、乳化液（emulsion）から溶剤を除去する。更に、濃厚ラテックスを所望するならば、溶液を１００℃より高温に加熱することができる。好ましい固形分（固形物含有量）は５〜９０重量％、６〜８０重量％、６〜３０重量％、３０〜７０重量％、又は４０〜６０重量％の範囲である。
本発明のブチルゴムアイオノマーラテックス組成物は１種以上の充填剤を含有してよい。本発明で使用するのに好適な充填剤は、例えばシリカ、シリケート、クレー、ベントナイト、バーミキュライト、ノントロナイト、バイデライト（beidelite）、ヴォルコンスキー石（volkonskoite）、ヘクトライト、サポナイト、ラポナイト（laponite）、ソーコナイト、層状ポリ珪酸塩（magadiite）、ケニアイト（kenyaite）、レディカイト（ledikite）、石膏、アルミナ、二酸化チタン、タルク等、及びそれらの混合物のような無機物の粒子で構成される。
好適な充填剤の別の例としては以下のものが挙げられる。
・例えばシリケート溶液の沈殿又はハロゲン化珪素の火炎加水分解により製造された高分散性シリカで、比表面積（ＢＥＴ比表面積）は５０〜１０００ｍ２／ｇ、好ましくは２０〜４００ｍ２／ｇで、主な粒度は１０〜４００ｎｍである。このシリカは、任意にＡｌ，Ｍｇ，Ｃａ，Ｂａ，Ｚｎ，Ｚｒ及びＴｉのような他の金属の酸化物と混合した酸化物として存在できる。
・アルミニウムシリケート及びアルカリ土類金属シリケートのような合成シリケート。
・ＢＥＴ比表面積が２０〜４００ｍ２／ｇで、主な粒径が１０〜４００ｎｍのマグネシウムシリケート又はカルシウムシリケート。
・カオリン及びその他の天然産シリカのような天然シリケート。
・モンモリロナイト及びその他の天然産クレーのような天然クレー。
・親有機的に改質したモンモリロナイトクレー（例えばＳｏｕｔｈｅｒｎ Ｃｌａｙ Ｐｒｏｄｕｃｔｓから得られるCloisite(R) ナノクレー）及びその他の親有機的に改質した天然産クレー。
・ガラスファイバー及びガラスファイバー製品（マット、押出品）又は微小ガラス球。
・酸化亜鉛、酸化カルシウム、酸化マグネシウム及び酸化アルミニウムのような金属酸化物。
・炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム及び炭酸亜鉛のような金属炭酸塩。
・金属水酸化物、例えば水酸化アルミニウム及び水酸化マグネシウム又はそれらの組合わせ。
本発明の一実施形態では無機充填剤はシリカである。本発明の他の一実施形態では、無機充填剤は珪酸ナトリウムの二酸化炭素沈殿により製造したシリカである。
本発明に従って無機充填剤として使用するのに好適な乾燥非晶質シリカ粒子の平均凝集物粒度は１〜１００ミクロンの範囲であってよい。本発明の一実施形態では、乾燥非晶質シリカ粒子の平均凝集物粒度は１０〜５０ミクロンの範囲である。本発明の他の一実施形態では、乾燥非晶質シリカ粒子の平均凝集物粒度は１０〜２５ミクロンの範囲である。本発明の一実施形態では、凝集物粒子の１０容量％未満は５ミクロン未満か又は５０ミクロンを超える粒度であると意図される。好適な非晶質乾燥シリカは、例えばＢＥＴ表面積がＤＩＮ（ドイツ工業規格）６６１３１に従って測定して５０〜４５０ｍ２／ｇであり、ＤＢＰ吸収量がＤＩＮ ５３６０１に従って測定して１５０〜４００ｇ／１００ｇシリカであり、乾燥減量がＤＩＮ ＩＳＯ ７８７／１１に従って測定して０〜１０重量％である。好適なシリカ充填剤は、ＰＰＧ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ Ｉｎｃ．から商品名HiSil 210、HiSil 233、HiSil 243で市販品として入手できる。好適なシリカ充填剤はＢａｙｅｒ ＡＧからもVulkasil S及びVulkasil Nで市販品として入手できる。
本発明で使用される無機充填剤は、単独でも或いは既知の下記非無機充填剤と組み合わせても使用できる。
・カーボンブラック：好適なカーボンブラックは、好ましくはランプブラック法、ファーネスブラック法又はガスブラック法により製造され、ＢＥＴ比表面積が２０〜２００ｍ２／ｇであり、例えばＳＡＦ、ＩＳＡＦ、ＨＡＦ、ＦＥＦ又はＧＰＦカーボンブラックがある。或いは
・ゴムゲル、好ましくはポリブタジエン、ブタジエン／スチレン共重合体、ブタジエン／スチレン共重合体、ブタジエン／アクリロニトリル共重合体及びポリクロロプレンをベースとするゴムゲル。
本発明に有用な高アスペクト比の充填剤としては、アスペクト比が１．３以上のクレー、タルク、マイカ等が挙げられる。充填剤は板状又は針状構造を有する非円形（acircular）又は非等尺（nonisometric）材料を含有してよい。アスペクト比はプレートの面と同じ面積の円の平均直径とプレートの平均厚さとの比として定義される。針状充填剤及び繊維状充填剤についてのアスペクト比は、長さと直径との比（直径に対する長さの比）である。本発明の一実施形態では、高アスペクト比充填剤のアスペクト比は少なくとも１：５である。本発明の他の一実施形態では高アスペクト比充填剤のアスペクト比は少なくとも１：７である。更に他の一実施形態では、高アスペクト比充填剤のアスペクト比は１：７〜１：２００の範囲である。本発明による充填剤の平均粒度は０．００１〜１００ミクロンの範囲である。他の一実施形態では、充填剤の平均粒度は０．００５〜５０ミクロンの範囲である。他の一実施形態では、充填剤の平均粒度は０．０１〜１０ミクロンの範囲である。好適な充填剤のＢＥＴ表面積は、ＤＩＮ（ドイツ工業規格）６６１３１に従って測定して５〜２００ｍ２／ｇであってよい。
本発明の一実施形態では高アスペクト比の充填剤は、例えば有機的に改質したナノクレーのようなナノクレーを含む。本発明は特定のナノクレーに限定されるものではないが、ナトリウムモンモリロナイト又はカルシウムモンモリロナイトのような天然の粉末スメクタイトクレー、又はハイドロタルサイト及びラポナイト（laponite）のよな合成クレーが出発材料として好適な例である。一実施形態では高アスペクト充填剤には有機的に改質したモンモリロナイトナノクレーが含まれる。当該技術分野で知られているように、一般に疎水性重合体環境内でクレーの分散を促進する界面活性官能基（surfactant functionality）をクレーに付与するため、オニウムイオンに対する遷移金属の置換により、クレーは改質できる。本発明の一実施形態では、オニウムイオンは燐系（例えばホスホニウムイオン）及び窒素系（例えばアンモニウムイオン）であり、炭素原子数２〜２０の官能基を有する（例えばＮＲ４ ＋−ＭＭＴ）。
クレーは、例えば２５μｍ容量未満のようなナノメートル規模の粒度で供給できる。一実施形態では、粒度は１〜５０μｍの範囲である。他の一実施形態では、粒度は１〜３０μｍの範囲である。更に他の一実施形態では、粒度は２〜２０μｍの範囲である。
ナノクレーはシリカの他、アルミナを若干フラクション、含有してよい。一実施形態では、ナノクレーはアルミナを０．１〜１０重量％含有できる。他の一実施形態では、ナノクレーはアルミナを０．５〜５重量％含有できる。更に他の一実施形態では、ナノクレーはアルミナを１〜３重量％含有できる。
高アスペクト比の充填剤として本発明で使用するのに好適な市販の有機的に改質したナノクレーの例としては、例えば商品名Cloisite(R)クレー 10A, 20A, 6A, 15A, 30B又は25Aで販売されているものが挙げられる。一実施形態では、これらの高アスペクト比充填剤は、予備成形したブチルゴムアイオノマーに３〜８０ｐｈｒの量、添加してナノコンポジットを形成することができる。他の一実施形態では、ナノコンポジット中の高アスペクト比充填剤の量は５〜３０ｐｈｒである。更に他の一実施形態では、ナノコンポジット中の高アスペクト比充填剤の量は５〜１５ｐｈｒである。
本発明の一局面では、ブチルゴムアイオノマーラテックスは、非アイオノマー性ブチルラテックスと比べて、スチール、ガラス又はポリテトラフルオロエチレンのような非極性基体に対する接着力が向上する。このような接着力の向上は、平面分離技術、例えばＴｅｌ─ＴａｃＴＭ接着力試験装置を用いて測定できる。接着力の向上は１〜２５％であってよい。
ブチルゴムアイオノマーラテックスは硬化してもよいし、硬化しなくてもよい。硬化する場合、ブチルゴムアイオノマーラテックスは硬化系から誘導された成分を含有してよい。使用するのに好適な硬化系の選択は特に制約されず、当業者の調達内である。本発明の特定の実施形態では、硬化系は硫黄系、過酸化物系、樹脂系又はＵＶ系であってよい。通常の硫黄硬化系は（ｉ）金属酸化物、（ｉｉ）元素状硫黄、及び（ｉｉｉ）少なくとも１種の硫黄系促進剤を含有する。硬化系の成分として金属酸化物を使用することは当該技術分野では周知である。好適な金属酸化物は酸化亜鉛で、ナノコンポジット中のブチル重合体１００重量部当たり約１〜約１０重量部の量で使用できる。本発明の他の一実施形態では、酸化亜鉛はナノコンポジット中のブチル重合体１００重量部当たり約２〜約５重量部の量で使用できる。好ましい硬化系の成分（ｉｉ）を構成する元素状硫黄は、組成物中のブチル重合体１００重量部当たり約０．２〜約２重量部の量で使用される。好適な硫黄系促進剤（好ましい硬化系の成分（ｉｉｉ））は、組成物中のブチル重合体１００重量部当たり約０．５〜約３重量部の量で使用できる。有用な硫黄系促進剤の非限定的例は、テトラメチルチウラムジスルフィド（ＴＭＴＤ）のようなチウラムスルフィド、ジメチルジチオカルバミン酸亜鉛（ＺＤＣ）のようなチオカルバメート、及びメルカプトベンゾチアジルジスルフィド（ＭＢＴＳ）のようなチアジル・ベンゾチアジル化合物から選択してよい。本発明の一実施形態では、硫黄系促進剤はメルカプトベンゾチアジルジスルフィドである。
過酸化物硬化系は、本発明において、残留マルチオレフィン含有量が約０．２モル％を超えるブチルゴムアイオノマーラテックス用に使用するのに好適かも知れない。例えば過酸化物硬化系はジクミルパーオキシド、ジ─ｔ─ブチルパーオキシド、ベンゾイルパーオキシド、２，２’─ビス（ｔ─ブチルパーオキシ）ジイソプロピルベンゼン（Vulcup(R) 40KE）、ベンゾイルパーオキシド、２，５─ジメチル─２，５─ジ（ｔ─ブチルパーオキシ）─ヘキシン─３、２，５─ジメチル─２，５─ジ（ベンゾイルパーオキシ）ヘキサン、２，５─ビス（ｔ─ブチルパーオキシ）─２，５─ジメチルヘキサン等が挙げられる。このような過酸化物硬化剤の一例はジクミルパーオキシドであり、商品名DiCup 40Cで市販されている。一実施形態では、過酸化物硬化剤はゴム１００部当たり０．２〜７部（ｐｈｒ）の量で使用される。他の一実施形態では、過酸化物硬化剤は１〜６ｐｈｒの量で使用される。更に他の一実施形態では、過酸化物硬化剤は約４ｐｈｒの量で使用される。過酸化物硬化助剤は本発明でも使用できる。好適な過酸化物硬化助剤としては、例えばＤｕＰｏｎｔから商品名DIAK 7で市販されているトリアリルイソシアヌレート（ＴＡＩＣ）又はHVA-2（ＤｕＰｏｎｔ Ｄｏｗ）として知られているＮ，Ｎ’─ｍ─フェニレンジマレイイミド、トリアリルシアヌレート（ＴＡＣ）又はRicon D 153（Ｒｉｃｏｎ Ｒｅｓｉｎｓにより供給される）として知られている液体ポリブタジエンが挙げられる。過酸化物硬化助剤は過酸化物硬化剤と当量以下で使用してよい。過酸化物硬化物の状態は高水準の不飽和物を含有するブチル重合体、例えばマルチオレフィン含有量が０．５モル％以上のブチル重合体によって高められる。更に、不飽和の程度はビニル側基、例えば、限定されるものではないが、ジフェニルホスフィンスチレン、アリルジフェニルホスフィン、ジアリルフェニルホスフィン、ジフェニルビニルホスフィン、トリアリルホスフィン、Ｎ─ビニルカプロラクタム、Ｎ─ビニルフタルイミド、９─ビニルカルバゾール又はＮ─[３─（ジメチルアミノ）プロピル]メタクリルアミドを含む燐系又は窒素系求核剤の選択により増大できる。
本発明の幾つかの実施形態では、安定剤、酸化防止剤、増粘剤、及び／又はその他、当業者に知られている添加剤を常法に従って普通の量で添加してもよい。
ラテックス組成物がアイオノマー、充填剤、硬化剤、及び／又はその他の添加剤を含む場合の実施形態では、アイオノマーの形成に使用される複数の成分は、アイオノマーを溶剤に溶解する前に、一緒に混合してよい。これらの成分は従来の配合技術を用いて混合できる。好適な配合技術としては、例えばバンバリーミキサーのような密閉式ミキサー、Ｈａａｋｅ又はＢｒａｂｅｎｄｅｒミキサーのような小型密閉式ミキサー、又は２本ロールミルを用いてコンポジットの成分を混合する方法がある。押出機も良好に短時間で混合できる。混合を二段階以上で行うことが可能であり、また異なる装置で、例えば一段階は密閉式ミキサーで、一段階は押出機で行うことができる。配合技術に関する別の情報については、Ｅｎｃｙｃｌｏｐｅｄｉａ ｏｆ Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，第４巻，６６頁以下（Ｃｏｍｐｏｕｎｄｉｎｇ（配合））参照。当業者に知られている他の技術は配合にとって更に好適である。また、アイオノマーラテックスには充填剤、硬化剤及び／又はその他の添加剤を添加してよい。
本発明の一実施形態ではアイオノマーラテックスは、造形物品中に形成してもよいし、或いは現存の物品に塗布（apply）してもよい。物品全体をアイオノマーラテックスから作製してもよい。或いは物品の一部をアイオノマーラテックスで構成してもよい。物品の表面にだけアイオノマーラテックスを供給することができる。アイオノマーラテックスは、例えば接着的に又は締め具により物品の表面に付着させてもよい。アイオノマーはプラスチックを含むコンポジット材料の一部として供給してもよい。プラスチックは、ポリエチレン、ポリプロピレン、ＥＰ重合体、ＥＰＤＭ重合体又はナイロン重合体で構成してもよい。コンポジット材料はブチルアイオノマー及びプラスチック材料を含む熱可塑性加硫物で構成してもよい。
アイオノマーラテックスは物品用の表面被覆として供給してもよい。表面被覆は塗布膜（いかなる好適な厚さでも）、化学蒸着又は粉体塗装の形態であってよい。被覆は更にプラスチックを含有してよい。
アイオノマーラテックスは、被覆の一部として、或いはさもなければ、更に添加した抗菌剤、抗カビ剤又は抗藻剤（antialgal agent）、特に被覆から浸出する可能性がある試剤が存在しないという条件で、供給してよい。被覆は本質的にアイオノマーラテックスで構成してよい。これはアイオノマーラテックスの一部として存在し得るいかなる充填剤又は硬化剤も含むことを意味する。
物品は、ホース又はパイプのような流体導管；瓶、袋又はかご、貯蔵タンク等の容器；容器の蓋；ガスケット又はコーキングのようなシール又はシーラント；きり又はコンベアベルトのような材料取扱い装置；船、ドック又は石油掘削用櫓のような船舶又は海洋構造物；冷却塔；金属加工装置、又は金属加工流体と接触する装置；燃料ライン、燃料濾過器、燃料貯蔵タンク、ガスケット、シール等のエンジン部品；流体濾過又はタンク密封用の膜；又は履物、特に履物の足と接触する部分を含んでよい。
ブチルゴムアイオノマーラテックスが使用可能な物品又は被覆の別の例としては、限定されるものではないが、電気器具用品、ベビー用品、浴室備品、浴室安全装置（safety）、床張り、食品貯蔵、庭、台所備品、台所用品、事務用品、ペット用品、シーラント及びグラウト、温泉、水の濾過及び貯蔵、機器、食品調製面及び機器、ショッピングカート、表面の利用、貯蔵容器、履物、防護衣服、ススポーツ用伝導装置（sporting gear）、カート、歯科用機器、ドアーノブ、衣料品、電話、玩具、病院でのカテーテル処置された流体、容器やパイプの表面、被覆（coatings）、食品加工、生物医学的装置、濾過器、添加剤、コンピューター、船体、シャワー壁、生物付着の問題を最小化するための管材（tubing）、ペースメーカー、インプラント、創傷被覆材（包帯）、医療織物、製氷機、水冷却器、果汁ディスペンサー、清涼飲料機、配管（piping）、貯蔵容器、計測システム、バルブ、取付具（fittings）、付属部品（attachments）、濾過器ハウジング、ライニング、及びバリヤー被覆が挙げられる。
本発明の一局面では、アイオノマーラテックスは抗菌性、抗カビ性及び／又は抗藻性を示す。このようなアイオノマーの特徴は、形成されたアイオノマーのイオン性の結果であると考えられる。本発明者らは理論によって束縛されるものではないが、アイオノマーのイオン性が通常のハロゲン化ブチルゴムでは観察されなかった抗菌性、抗カビ性及び／又は抗藻性を付与するものと考えられる。
ブチルゴムアイオノマーラテックスは、生物付着、例えば細菌、カビ、藻、軟体動物又は節足動物と関連した生物の個体数を減少する、及び／又は生物の蓄積を防止することができる。特にアイオノマーラテックスは、アイオノマーを含む物品の少なくとも表面での生物膜の成長を防止するのに有用かもしれない。生物膜の成長を防止するとは、生物付着と関連した生物の連続層が物体の表面に対し２５％、５０％又は７５％を超えて形成されるのを防止するという意味を含む。アイオノマーラテックスは生物の個体数増加を防止することにより、生物の蓄積を防止してもよい。アイオノマーラテックスは物品、特にアイオノマーを含有する物品の一部分又は複数部分への生物の付着を妨害することにより、生物の蓄積を防止してもよい。アイオノマーラテックスは個々の生物を殺すことにより（例えば細胞膜の崩壊により）、或いは生物の再生産を阻止することにより（例えば細胞のＤＮＡに影響を与える）、生物の個体数を減少させてもよい。前記機構の組合わせも同時に存在してよい。
ブチルアイオノマーの独特の特性により、ブチルアイオノマーラテックスの性能は向上する。得られるラテックスは塗料のような用途に有用かもしれない。即ち、薄層を塗布すると、アイオノマーラテックスは接着性、柔軟性及び抗微生物特性の利点を与える。更に、得られるラテックスは、化学的保護手袋、顔面マスク、保護服等の各種用途で柔軟性を向上した被覆を得るため、浸漬品において普通に使用される形態で塗布してよい。他の用途としては、スポーツ用ボール、ゴムホース、（空気）膨張性ボート及びその他、膨張性用品、製造に使用され、貯蔵タンクを保護するための袋（bladder）、窓のシール、自転車の内部チューブ、並びにタイヤが挙げられる。更に、ブチルアイオノマーラテックスはゴムの製造において接着力をコード（cord）するためのゴムのような追加処理用表面を作るのに使用できる。最後に、ラテックスは噴霧乾燥により粉体塗装用に使用可能であるか、或いは粉末組成物の添加剤となり得るブチルアイオノマー粉末を形成できる。ブチル系アイオノマーのイオン部分は、互いに親和性を示し、重合体鎖の相互作用にとって高水準の重合体鎖を生じる。この相互作用は高い生（green）強度及び熱可塑性のような挙動の基礎となる。
本発明のアイオノマーラテックスは硬化した状態でも未硬化の状態でも使用できる。
以上、本発明の特定の実施形態を例証の目的で説明したが、当業者ならば、付属する特許請求の範囲に定義した本発明の範囲から逸脱しない限り、本発明の詳細について多数の変化を行なってよいことは明らかであろう。
以下の実施例を使用して本発明の特定の実施形態を説明する。
実施例１
BB2030TM６２．５ｇをＣＨ２Ｃｌ２ ５８５ｍＬに溶解した後、オレイン酸１２．５ｇを添加した。別途に、エタノールアミン５ｇ、Triton X-100TM３．９ｇ及びElvanolTM３．４ｇを蒸留脱イオン水１２５ｍＬに溶解した塩基溶液を製造した。高速度ブレンダーに前記ゴムセメントを加え、引続き塩基溶液を徐々に加えた。鹸化の終了時（塩基溶液添加後、約５分）、ブレンダーに蒸留水２５０ｍＬを加えた。混合物は、ブレンダー開口部の頂部上でエアパージとのブレンド（to blend with an air purge）が続けられた。５時間混合後、ラテックスが分離された。分離の際、乳化液は破壊した。
実施例２
LANXESS BB2030TM３５６ｇ及びトリフェニルホスフィン（TPP）１６．７ｇ（臭化アリル（allylic bromide）含有量に対し１．２モル当量）を６”×１２”ミルを用いて室温で３分間予備混合した。次いで、混合物を１６０℃の二軸スクリュー押出機に通した。最終生成物の１Ｈ ＮＭＲ分析により、BB2030TMの全ての臭化アリルの対応するイオン含有量０．８モル％のアイオノマー種への完全転化が確認された。
実施例３
BB2030TM６２．５ｇをＣＨ２Ｃｌ２ ５８５ｍＬに溶解した後、オレイン酸１２．５ｇを添加した。別途に、エタノールアミン５ｇ、Triton X-100TM３．９ｇ及びElvanolTM３．４ｇを蒸留脱イオン水１２５ｍＬに溶解した塩基溶液を製造した。高速ブレンダーに前記ゴムセメントを加え、引続き塩基溶液を徐々に加えた。鹸化の終了時（塩基溶液の添加後、約５分）、ブレンダーに蒸留水１２５ｍＬを加えた。界面活性剤の濃度は乾燥重量基準で２８．４％であった。混合物は、ブレンダー開口部の頂部上でエアパージとのブレンドが続けられた。５時間混合後、得られたラテックスの固形分は７．６１％と測定された。このアイオノマーラテックスは安定であることが見出された。
実施例４
LANXESS BB2030TMを二軸スクリュー押出機に通し、これにＮ，Ｎ─ジメチルアミノエタノール（ＤＭＡＥ）を０．４ｍＬ／分の速度で加えた。最終生成物の１Ｈ ＮＭＲ分析により、アンモニウムイオン基が０．８モル％存在することが確認された。
実施例５
実施例４ ６２．５ｇをＣＨ２Ｃｌ２ ５８５ｍＬに溶解した後、オレイン酸１２．５ｇを添加した。別途に、エタノールアミン５ｇ、Triton X-100TM３．９ｇ及びElvanolTM３．４ｇを蒸留脱イオン水１２５ｍＬに溶解した塩基溶液を製造した。高速ブレンダーに前記ゴムセメントを加え、引続き塩基溶液を徐々に加えた。鹸化の終了時（塩基溶液の添加後、約５分）、ブレンダーに蒸留水２５０ｍＬを加えた。混合物は、ブレンダー開口部の頂部上でエアパージとのブレンドが続けられた。５時間混合後、ラテックスが分離され、固形分は６．２３％と測定された。
実施例６
ＵＳ ２００７／０２１８２９６ Ａ１（参考のため、ここに援用する）には高イソプレンＢＩＩＲの製造法が記載されている。高イソプレンＢＩＩＲをＣＨ２Ｃｌ２ ５８５ｍＬに溶解した後、オレイン酸１２．５ｇを添加した。別途に、エタノールアミン５ｇ、Triton X-100TM３．９ｇ及びElvanolTM３．４ｇを蒸留脱イオン水１２５ｍＬに溶解した塩基溶液を製造した。高速ブレンダーに前記ゴムセメントを加え、引続き塩基溶液を徐々に加えた。鹸化の終了時（塩基溶液の添加後、約５分）、ブレンダーに蒸留水２５０ｍＬを加えた。混合物は、ブレンダー開口部の頂部上でエアパージとのブレンドが続けられた。５時間混合後、ラテックスが分離された。分離の際、乳化液は破壊した。
実施例７
臭素化高イソプレンＢＩＩＲ ２０４ｇ及びトリフェニルホスフィン（ＴＰＰ）８．０４ｇ（臭素化高イソプレンＢＩＩＲの臭化アリル含有量に対し１．２モル当量）を６”×１２”ミルを用いて室温で３分間予備混合した。次いで、混合物を１６０℃の二軸スクリュー押出機に通した。最終生成物の１Ｈ ＮＭＲ分析により、臭化アリルの対応するイオン含有量０．８モル％のアイオノマー種への完全転化が確認された。
実施例８
実施例７ ６２．５ｇをＣＨ２Ｃｌ２ ５８５ｍＬに溶解した後、オレイン酸１２．５ｇを添加した。別途に、エタノールアミン５ｇ、Triton X-100TM３．９ｇ及びElvanolTM３．４ｇを蒸留脱イオン水１２５ｍＬに溶解した塩基溶液を製造した。高速ブレンダーに前記ゴムセメントを加え、引続き塩基溶液を徐々に加えた。鹸化の終了時（塩基溶液の添加後、約５分）、ブレンダーに蒸留水２５０ｍＬを加えた。混合物は、ブレンダー開口部の頂部上でエアパージとのブレンドが続けられた。５時間混合後、ラテックスが分離され、固形分は８．０６％と測定された。
実施例９
実施例２ ６２．５ｇをＣＨ２Ｃｌ２ ５８５ｍＬに溶解した後、オレイン酸１２．５ｇを添加した。別途に、エタノールアミン３．７５ｇ、Triton X-100TM３ｇ及びElvanolTM２．６ｇを蒸留水９５ｍＬに溶解した塩基溶液を製造した。高速ブレンダーに前記ゴムセメントを加え、引続き塩基溶液を徐々に加えた。鹸化の終了時（塩基溶液の添加後、約５分）、ブレンダーに蒸留水２５０ｍＬを加えた。界面活性剤の濃度は乾燥重量基準で２５．９％であった。混合物は、ブレンダー開口部の頂部上でエアパージとのブレンドが続けられた。１．５時間混合後、ラテックスが分離され、固形分は９．４％と測定された。このアイオノマーラテックスは安定であることが見出された。
実施例１０
実施例２ ６２．５ｇをＣＨ２Ｃｌ２ ５８５ｍＬに溶解した後、オレイン酸１２．５ｇを添加した。別途に、エタノールアミン３．７５ｇ、Triton X-100TM３ｇ及びElvanolTM２．６ｇを蒸留水９５ｍＬに溶解した塩基溶液を製造した。高速ブレンダーに前記ゴムセメントを加え、引続き塩基溶液を徐々に加えた。鹸化の終了時（塩基溶液の添加後、約５分）、ブレンダーに蒸留水１２５ｍＬを加えた。界面活性剤の濃度は乾燥重量基準で２５．９％であった。混合物は、ブレンダー開口部の頂部上でエアパージとのブレンドが続けられた。１．５時間混合後、ラテックスが分離され、固形分は１４％と測定された。このアイオノマーラテックスは安定であることが見出された。
実施例１１
実施例２ ６２．５ｇをＣＨ２Ｃｌ２ ５８５ｍＬに溶解した後、オレイン酸１２．５ｇを添加した。別途に、エタノールアミン３．７５ｇ、Triton X-100TM３ｇ及びElvanolTM２．６ｇを蒸留水９５ｍＬに溶解した塩基溶液を製造した。高速ブレンダーに前記ゴムセメントを加え、引続き塩基溶液を徐々に加えた。鹸化の終了時（塩基溶液の添加後、約５分）、ブレンダーに蒸留水６５ｍＬを加えた。混合物は、ブレンダー開口部の頂部上でエアパージとのブレンドが続けられた。１．５時間混合後、ラテックスが分離され、固形分は２６％と測定された。このアイオノマーラテックスは安定であることが見出された。
実施例１２
実施例９に１０ｐｈｒ（固形物１１重量％に対して）添加した。この溶液を２．５時間混合し、安定なラテックスが得られた。ラテックスの分離は観察されなかった。
実施例１３
実施例９にMicrolite 923（バーミキュライト）を１０ｐｈｒ（固形物１１重量％に対して）添加した。この溶液を２．５時間混合し、十分に分散した安定なラテックスが得られた。ラテックスの分離は観察されなかった。
実施例１４
実施例９にCloisite 15A（モンモリロナイト）を１０ｐｈｒ（固形物１１重量％に対して）添加した。この溶液を２．５時間混合し、安定なラテックスが得られた。ラテックスの分離は観察されなかった。
実施例１６
実施例９にMistron HAR（タルク）を１０ｐｈｒ（固形物１１重量％に対して）添加した。この溶液を２．５時間混合し、安定なラテックスが得られた。ラテックスの分離は観察されなかった。
実施例１７
BB2030TRにNanomer 1.44P（Nanocoreにより供給されたモンモリロナイトナノクレー）１０ｐｈｒ及びＴＰＰ ０．４当量（臭化アリルに対し）を熱剪断条件下で添加して、ブチルアイオノマーナノコンポジットを得た。このナノコンポジット６２．５ｇをＣＨ２Ｃｌ２ ５８５ｍＬに溶解した後、オレイン酸１２．５ｇを添加した。別途に、エタノールアミン５ｇ、Triton X-100 ３．６９ｇ及びElvanol３．４ｇを熱蒸留水１２５ｍＬに溶解した塩基溶液を製造した。高速ブレンダーに前記ゴムセメントを加え、引続き塩基溶液を徐々に加えた。鹸化の終了時（塩基溶液の添加後、約５分）、ブレンダーに蒸留水７００ｍＬを加えた。混合物は、ブレンダー開口部の頂部上でエアパージとのブレンドが続けられた。１．８時間混合後、ラテックスが分離され、固形分は１０％と測定された。このアイオノマーラテックスは安定であることが見出された。
米国特許第２，３５６，１２８号 ＣＡ ２，４１８，８８４ ＣＡ ２，４５８，７４１ 米国特許第６，９６０，６３２号 米国特許第５，１６２，４４５号 米国特許第２，９４４，０３８号 米国特許第３，００５，８０４号 米国特許第３，９８３，０６２号 米国特許第７，１１９，１３８号 ＷＯ ２００６／１１５７２９ ＷＯ ２００５／０６３８７１ ＷＯ ２００５／０６１６０８ 米国特許第７，２３８，７３６号 米国特許第７，９１５，３３３号 ＷＯ ２０１０／０９１４９９ 米国特許第７，６６２，４８０号 ＣＡ ２，４１８，８８４ ＵＳ ２００７／０２１８２９６ Ａ１
Ｕｌｌｍａｎｎ’ｓ Ｅｎｃｙｃｌｏｐｅｄｉａ ｏｆ Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ, Ａ２３巻，１９９３年，２８８〜２９５頁 Ｕｌｌｍａｎｎ’ｓ Ｅｎｃｙｃｌｏｐｅｄｉａ ｏｆ Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ（第五完全改訂版，Ａ２３１巻，Ｅｌｖｅｒｓ等編） Ｍａｕｒｉｃｅ Ｍｏｒｔｏｎによる"Ｒｕｂｂｅｒ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ"（第３版）第１０章（Ｖａｎ Ｎｏｓｔｒａｎｄ Ｒｅｉｎｈｏｌｄ Ｃｏｍｐａｎｙ(c) １９８７），特に２９７〜３００頁 Ｐａｒｅｎｔ，Ｊ．Ｓ．；Ｌｉｓｋｏｖａ，Ａ；Ｗｈｉｔｎｅｙ，Ｒ．Ａ．；Ｒｅｓｅｎｄｅｓ，Ｒ．，Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ， Ｐａｒｔ Ａ；Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ４３巻），５６７１─５６７９頁，２００５年 Ｐａｒｅｎｔ，Ｊ．Ｓ．；Ｌｉｓｃｏｖａ，Ａ．；Ｒｅｓｅｎｄｅｓ，Ｒ．，Ｐｏｌｙｍｅｒ ４５巻，８０９１─８０９６頁，２００４年 Ｐａｒｅｎｔ，Ｊ．Ｓ．；Ｐｅｎｃｉｕ，Ａ．；Ｇｕｉｌｌｅｎ─Ｃａｓｔｅｌｌａｎｏｓ，Ｓ．Ａ．；Ｌｉｓｋｏｖａ，Ａ．；Ｗｈｉｔｎｅｙ，Ｒ．Ａ．，Ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅｓ ３７巻，７４７７─７４８３頁，２００４年 Ｋａｓｚａｓ等，Ｒｕｂｂｅｒ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２００１年，７５巻，１５５頁 Ｒｕｂｂｅｒ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，第３版，Ｍａｕｒｉｃｅ Ｍｏｒｔｏｎ編，Ｋｌｕｗｅｒ Ａｃａｄｅｍｉｃ Ｐｕｂｌｉｓｈｅｒｓ，２９７─３００頁 Ｅｎｃｙｃｌｏｐｅｄｉａ ｏｆ Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，第４巻，６６頁以下（Ｃｏｍｐｏｕｎｄｉｎｇ（配合））

Claims (19)

  1. 水と、
    前記水に乳化した、窒素系又は燐系アイオノマー部分を含有するブチルゴムアイオノマーと、
    脂肪酸界面活性剤と、
    親水性末端基を有する炭素原子数８〜３０の脂肪族及び／又は芳香族炭化水素から選択される特定の非脂肪酸界面活性剤と、
    を含有するブチルゴムラテックス組成物。
  2. 前記組成物は、前記脂肪酸界面活性剤及び前記特定の非脂肪酸界面活性剤を１〜３０重量％の範囲の合計濃度で含有する請求項１に記載の組成物。
  3. 前記ブチルゴムアイオノマーのアイオノマー部分の含有量が０．１モル％を超える請求項１に記載の組成物。
  4. 前記組成物が室温で安定である請求項２に記載の組成物。
  5. 前記組成物の固形分が７〜８０重量％の範囲である請求項２に記載の組成物。
  6. 水と、
    前記水に乳化した、窒素系又は燐系アイオノマー部分を０．１モル％超含有するブチルゴムアイオノマーと、
    脂肪酸界面活性剤と、
    親水性末端基を有する炭素原子数８〜３０の脂肪族及び／又は芳香族炭化水素から選択される特定の非脂肪酸界面活性剤と、
    を含有する、固形分が７〜８０重量％の室温で安定なブチルゴムラテックス組成物。
  7. 前記組成物中の前記脂肪酸界面活性剤及び前記特定の非脂肪酸界面活性剤の合計濃度が１〜３０重量％の範囲である請求項６に記載の組成物。
  8. ａ．窒素系又は燐系求核剤を含有するブチルゴムアイオノマーの極性有機溶剤溶液からなる第一溶液を製造し、この溶液に脂肪酸界面活性剤を添加する工程、
    ｂ．塩基性ｐＨ、及び親水性末端基を有する炭素原子数８〜３０の脂肪族及び／又は芳香族炭化水素から選択される特定の非脂肪酸界面活性剤を有する水からなる第二溶液を製造する工程、及び
    ｃ．第一及び第二溶液を混合してラテックス乳化液を形成する工程、
    を含むブチルゴムラテックス組成物の製造方法。
  9. 前記ブチルゴムアイオノマーのアイオノマー部分の含有量が０．１モル％を超える請求項８に記載の方法。
  10. 前記乳化液が室温で安定である請求項８に記載の方法。
  11. 前記乳化液の固形分が７〜８０重量％である請求項８に記載の方法。
  12. 前記第二溶液が塩基性アミンを含有する請求項８に記載の方法。
  13. 前記塩基性アミンがアミノアルコールを含む請求項１２に記載の方法。
  14. 前記第一溶液中の脂肪酸界面活性剤及び前記第二溶液中の特定の非脂肪酸界面活性剤が１〜３０重量％の合計濃度で存在する請求項８に記載の方法。
  15. 前記極性溶剤がハロゲン化されている請求項８に記載の方法。
  16. 前記極性溶剤がクロロメタン、ジクロロメタン又はクロロホルムを含む請求項１５に記載の方法。
  17. 前記組成物が高アスペクト比の充填剤を更に含む請求項２に記載の組成物。
  18. 前記組成物が高アスペクト比の充填剤を更に含む請求項６に記載の組成物。
  19. 前記方法が、第一溶液を製造する前に高アスペクト比の充填剤をブチルゴムアイオノマーと混合する工程を更に含む請求項８に記載の方法。
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