JP6514775B2 - 繊維結合用重合体ラテックス組成物 - Google Patents
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Description
本発明は、繊維結合用重合体ラテックス組成物、該重合体ラテックス組成物を含む繊維適用用組成物、および該繊維に結合するための該重合体ラテックス組成物の使用、該重合体ラテックス組成物の乾燥残渣(dried residue)を含む繊維組織および、繊維組織の強度を増加させる方法に関する。
本明細書の一般的な部分では、従来のラテックスおよびナノラテックスに対して、グリシジル メタクリレートを共重合させることが開示されているが、所望により官能基のみを含む、従来のラテックスとの組み合わせについての記載はない。そのような所望の官能基が存在する場合、それらは、酸官能基、その塩またはアミド、シラン官能基およびそれらの組み合わせからなるリストから、エポキシ官能基を有するナノラテックスとの組み合わせで、選択される。さらに、米国特許出願公開第2010/0093913号公報は、繊維の適用に関連していない。
a)80〜1000ナノメートルの平均粒径を有する第1のラテックス粒子の組成物として、ラテックス粒子の総重量を基準にして、50〜98重量%。なお、第1のラテックス粒子は、所望により、官能基を有してもよく、そして、官能基が存在する場合には、酸官能基およびその塩、アミドまたは無水物、シラン官能基、およびそれらの組み合わせからなる官能基から選択される。
b)エポキシ官能基を有する5〜70ナノメートルの平均粒径を有する、第2のラテックス粒子の組成物として、ラテックス粒子の総重量を基準にして、2〜50重量%、
を含む。
− 組成物の総重量を基準にして、5〜50重量%、好ましくは5〜19または20〜30、または40〜50重量%の固形分の固形物量を有する水性組成物、または
− 本発明の重合体ラテックス組成物を、乾燥形態で含む粉末組成物、
から選択される。
− 織布および不織布から選択される繊維組織(fibre structure)を提供すること、
− 本発明のラテックス組成物または本発明の繊維適用用組成物を含む組成物を、繊維組織(fibre structure)の少なくとも一部に適用すること、
− 繊維組織を乾燥または加熱することによって、繊維組織の繊維の少なくとも一部にラテックス粒子を凝集させる(coalescing)こと、
を含む。
好適なエチレン性不飽和非官能性モノマーは、エチレン性不飽和エステル化合物、特に、アルキル(メタ)アクリレートおよびビニル エステル、ビニル芳香族化合物、共役ジエン、オレフィン、ビニル ハライド、不飽和ニトリル、アルキレン ジ(メタ)アクリレート、ジアリル アルキレン化合物、ジアリル アリレン化合物、ジビニル アリレン化合物、少なくとも1つのアリル基および少なくとも1つの(メタ)アクリレート基を有する化合物、およびそれらの組み合わせから選択することができる。
i)アルキル(メタ)アクリレート、ビニル 芳香族化合物、共役ジエン、ビニルエステル、オレフィン、ハロゲン化ビニル、(メタ)アクリロニトリル、アルキレン ジ(メタ)アクリレート、ジアリル アルキレン化合物、ジアリル アリレン化合物、ジビニル アリレン化合物、少なくとも1つのアリル基および少なくとも1つの(メタ)アクリレート基を有する化合物およびそれらの組み合わせ、から選択される、エチレン性不飽和官能基のみを有する非官能性モノマー;そして所望により、
ii)以下から選択される官能性モノマー
−(メタ)アクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、マレイン酸、フマル酸、エチレン性不飽和スルホン酸、エチレン性不飽和リン含有酸およびその塩、から選択される酸官能性モノマー;
−エチレン性不飽和アルコキシ シラン、好ましくは、ビニル トリメトキシ シラン、ビニル トリエトキシ シランまたは(メタ)アクリロイルオキシ アルキル トリアルコキシ シラン、
−(メタ)アクリルアミド;
およびそれらの組み合わせ。
実施例では、以下の略語を使用する:
分散物は、全固形物量(TSC)、pH値、粘度(ブルックフィールドLVT)および粒径(PL−PSDA)の決定によって特徴付けた。
全固形物量の決定は、重量法(gravimetric method)に基づく。分散物の1〜2グラムを、タールを塗ったアルミニウム皿に分析天秤で秤量する。恒量に達するまで、皿を、空気循環オーブン中で、120℃で1時間、保管する。室温に冷却した後、最終重量を再度測定する。次のようにして、固形物量が計算される。
pH値は、DIN ISO 976に従って決定される。緩衝液を用いて、2点で校正した後、ショット CG 840 pH計の電極を、23℃の分散物に浸漬し、そして、ディスプレイ上の確定値をpH値として記録した。
粘度は、ブルックフィールドLVT粘度計を用いて、23℃で測定した。約220ミリリットル(気泡を除去)の液体を、250ミリリットルのビーカーに充填し、粘度計のスピンドルを、標線まで浸漬した。粘度計は、次にスイッチオンされ、そして、約1分後、それが一定になるまで、値が記録される。粘度範囲は、粘度を計算するために、記録された値のためのスピンドルおよび回転速度とファクターの選択を決定した。スピンドルおよび毎分の回転数に関する情報は、表2および4において、括弧内に示される。
20〜180ミリパスカル(スピンドル 毎分1/30回転)
100〜900ミリパスカル(スピンドル 毎分1/6回転)
500〜4500ミリパスカル(スピンドル 毎分2/6回転)
2000〜18000ミリパスカル(スピンドル 毎分3/6回転)
粒径は、重合体研究所製の粒径分布分析機(PL−PSDA)を用いて決定した。粒子の分離は、栓流(CHDF)で流体力学的分離(hydrodynamic fractionation in a plug flow)の原理に基づく。栓流の(in a plug flow)速度分布のために、粒子の保持時間は、粒径の減少に伴って増加する。分離後、粒子は、UV検出器を用いて検出される。保持時間と粒径の相関は、デューク・サイエンティフィック製の異なる平均粒径の重合体分散標準を用いて較正することによって達成される。
粗い(coarse)ベース重合体分散物は、播種した半継続(semicontinous)乳化重合により調製した。重合は、温度制御装置を備えたサーモスタット ラウダ プロリン P26に設置された還流冷却器、ブレード撹拌機及び熱電素子が装備された、2リットルの6口ガラス反応器中で行われた。
微粒子分散物は、内部核形成(nucleation)を伴う半連続(semicontinous)乳化重合により調製した。重合は、温度制御装置を備えたサーモスタット ラウダ プロリン P26に設置された還流冷却器、ブレード撹拌機および熱電素子が装備された、2リットルの6口ガラス反応器中で行われた。反応器に、694.5グラムの脱イオン水および58.8グラムのナトリウム(C12〜C16)アルキルサルフェート(TSC30%)を充填し、そして、80℃まで加熱した。27.6グラムのペルオキソ二硫酸アンモニウム溶液を一度に添加(TSC5%)し、洗浄するために、7.8グラムの脱イオン水を加えた5分後、表3aの組成のモノマープレエマルジョンを、80℃で120分間かけて添加した。プレエマルジョンの添加が終了した後に、プレエマルジョン容器を、7.9グラムの脱イオン水ですすぎ、そして、反応器の内容物を、80℃で、さらに90分間撹拌した。その後、反応混合物を、室温まで冷却し、そして、殺生物剤(CIT/MIT 1.5%溶液)2.0グラムを加え、フィルタースクリーン(90ミクロン)上でふるいをかけた。反応器および篩を、34.5グラムの脱イオン水で漱ぎ、分散物に加えた。
106:反応器に14.0グラム充填/殺生剤の添加前に44.8グラム
ベース重合体分散物のブレンドは、表5(ウェット/ウェット、グラム単位)における、それぞれの、粗(coarse)粒子と微粒子分散物の所定量を秤量することによって調製した。反応性コモノマーとして、DAAMを使用する場合、上記の量のADHを、さらに溶解させた。60グラム/m2の面積重量で、10%の合成繊維(ポリエステル)を含むセルロース系の繊維の仮圧着(pre−bonded)した生フリースを、基剤として使用した。ベース重合体分散物またはそのブレンドは、適用前に、8%の全固形物量になるように、脱イオン水で希釈した。希釈した分散物を、それから、50cm幅(Labフォウラード Fa。マティス)を有する、2つのゴムで被覆されたシリンダーを介して、仮圧着された(pre−bonded)生フリース上に移した。希釈した分散物、約100グラムを、2つのローラーのニップに置き、そして、生フリース片(30センチメートルx30センチメートル)を、2バールの接触圧で、1.2メートル/分の速度で、ニップを通過することにより、含浸させた。濡れ含浸フリースは、90℃で5分間乾燥させ、その後、循環空気オーブンにおいて、140℃で5分間、続けた。室温まで冷却した後、フリースを再計量した。コーティング重量は、重量の差(12〜13グラム/m2)から計算した。
本発明の概念は、粗粒子分散物の広い範囲に適用可能であることを示すために、市販のラテックス組成物(カルボキシル化ニトリルブタジエンゴム、スチレン−アクリル系共重合体ラテックス又はカルボキシル化スチレンブタジエンゴムに基づく)を、表6に与えられた重量比の微粒子分散物と混合した。上述したように、コーティングされたフリース製品の濡れ引裂強度を試験した。データは、また、表6に示されている。
Claims (15)
- 以下を含む、繊維結合用重合体ラテックス組成物。
a)80〜1000ナノメートルの体積平均粒径(volume average particle size)を有する、第1のラテックス粒子50〜98重量%(組成物中のラテックス粒子の総重量を基準にして)、
ここで、第1のラテックス粒子は、官能基を有してもよく、そして、官能基が存在する場合には、当該官能基は、酸官能基およびその塩、アミドまたは無水物、シラン官能基、およびそれらの組み合わせからなる官能基から選択される。
b)エポキシ官能基を有する、5〜70ナノメートルの体積平均粒径を有する、第2のラテックス粒子2〜50重量%(組成物中のラテックス粒子の総重量を基準にして)。 - 請求項1に記載の重合体ラテックス組成物であって、
第1のラテックス粒子が、組成物中のラテックス粒子の総重量を基準にして、60〜95重量%の量で存在し;そして、
第2のラテックス粒子が、組成物中のラテックス粒子の総重量を基準にして、5〜40重量%の量で存在する、重合体ラテックス組成物。 - 第2のラテックス粒子が、エチレン性不飽和エポキシ官能性モノマーに由来する構造単位を、第2のラテックス粒子のためのモノマーの総重量を基準として、1〜50重量%の量で含む、請求項1又は2の重合体ラテックス組成物。
- 第1のラテックス粒子が、
i)アルキル(メタ)アクリレート、ビニル芳香族化合物、共役ジエン、ビニルエステル、オレフィン、ビニルハライド、(メタ)アクリロニトリル、アルキレン ジ(メタ)アクリレート、ジアリル アルキレン化合物、ジアリル アリレン化合物、ジビニル アリレン化合物、少なくとも1つのアリル基および少なくとも1つの(メタ)アクリレート基を有する化合物及びそれらの組み合わせ、から選択される、エチレン性不飽和官能基のみを有する非官能性モノマー、から由来する構造単位を含み; および、
ii)− (メタ)アクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、マレイン酸、フマル酸、エチレン性不飽和スルホン酸、エチレン性不飽和リンを含有する酸およびそれらの塩;
− エチレン性不飽和アルコキシシラン;
− (メタ)アクリルアミド;
およびそれらの組み合わせ、から選択される官能性モノマー;から由来する構造単位を含んでいてもよい、請求項1乃至3のいずれか1項に記載の重合体ラテックス組成物。 - 官能性モノマーの総量が、第1のラテックス粒子のためのモノマーの総重量を基準にして、5重量%までである、請求項4に記載の重合体ラテックス組成物。
- 第2のラテックス粒子が、
i)アルキル(メタ)アクリレート、ビニル芳香族化合物、共役ジエン、ビニルエステル、オレフィン、ビニルハライド、(メタ)アクリロニトリル、アルキレン ジ(メタ)アクリレート、ジアリル アルキレン化合物、ジアリル アリレン化合物、ジビニル アリレン化合物、少なくとも1つのアリル基および少なくとも1つの(メタ)アクリレート基を有する化合物、から選択される、エチレン性不飽和官能基のみを有する非官能性モノマー;から由来する構造単位を含み; および
ii)エポキシ官能性モノマーおよびそれらの組み合わせ、から由来する構造単位を含み;および
iii)− (メタ)アクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、マレイン酸、フマル酸、エチレン性不飽和スルホン酸、エチレン性不飽和リンを含有する酸、およびそれらの塩から選択される酸官能性モノマー;
− (メタ)アクリルアミド;
およびそれらの組み合わせ、から選択される官能モノマー、
から由来する構造単位を含んでいてもよい、請求項1乃至5のいずれか1項に記載の重合体ラテックス組成物。 - 第1および/または第2のラテックス粒子のための非官能性モノマーが、メチル (メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n−プロピル(メタ)アクリレート、n−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、ブタジエン、イソプレン、スチレン、α−メチルスチレン、酢酸ビニル、エチレン、プロピレン、(メタ)アクリロニトリル、ネオデカン酸のビニルエステル、2−エチルヘキサン酸のビニル エステルおよびこれらの組み合わせ、
から選択される、請求項4乃至6のいずれか1項に記載の重合体ラテックス組成物。 - 第1のラテックス粒子の体積平均粒径が、100〜800ナノメートルの範囲であり、および/または、第2のラテックス粒子の平均粒径が、7〜55ナノメートルの範囲である、請求項1乃至7のいずれか1項に記載の重合体ラテックス組成物。
- − 組成物の総重量を基準にして、5〜50重量%の固形分量を有する水性組成物、または、
− 乾燥形態の、請求項1〜8項のいずれか1項の重合体ラテックス組成物を含む粉末組成物、
から選択される、請求項1乃至8のいずれか1項に記載の重合体ラテックス組成物を含む、繊維適用のための組成物。 - ポリアミン、非ラテックスポリ酸、ポリチオールおよび非ラテックスポリ酸無水物から選択される、エポキシ基と反応する外部架橋剤を含まない、請求項9に記載の繊維適用のための組成物。
- 請求項1乃至8のいずれか1項に記載の重合体ラテックス組成物、または繊維を結合させるための、請求項9または10のいずれか1項に記載の繊維適用のための組成物の使用。
- 繊維が、合成繊維、鉱物繊維、炭素繊維、及び天然繊維から選択される、請求項11の使用。
- 請求項1乃至8のいずれか1項に記載の、重合体ラテックス組成物、または、請求項9または10の繊維適用のための組成物、の乾燥残渣(residue)を含む布および不織布から選択される繊維組織(fibre structure)。
- 紙タオル、衛生紙、ワイプ、ウェットワイプ、おむつ、芯地、詰め物、肩パッド、合成皮革基材、織物支持の手袋、および木質繊維板、から選択される、請求項13に記載の繊維組織(fibre structure)。
- − 布および不織布から選択される繊維組織(fibre structure)を提供すること;
− 請求項1乃至8のいずれか1項に記載のラテックス組成物を含む組成物、または、請求項9または10の繊維に適用のための組成物を、繊維組織(fibre structure)の少なくとも一部の上に、適用すること;
− 繊維組織(fibre structure)を乾燥または加熱することにより、繊維組織(fibre structure)の繊維の少なくとも一部の上に、ラテックス粒子を凝集させること、
を含む、繊維組織(fibre structure)の強度を増加させる方法。
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