JP7327707B1 - エマルション組成物の製造方法、及びヒートシール剤の製造方法 - Google Patents
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Abstract
〔課題〕本発明は、優れたヒートシール性を発現するエマルション組成物の製造方法、及び該エマルション組成物を含むヒートシール剤の製造方法を提供することを目的とする。〔解決手段〕メルカプタン類（Ａ）の存在下、モノマー混合物を乳化重合して以下の（１）～（５）の条件を全て満足する共重合体（Ｂ）を含有するエマルション組成物を得る際に、メルカプタン類を分割添加することを特徴とする、エマルション組成物の製造方法。（１）共重合体（Ｂ）の構成単位に少なくとも（メタ）アクリル酸エステル（ｂ１）を９０質量％含む（２）共重合体（Ｂ）の構成単位としてメタクリル酸メチル（ｂ２）を３５～５５質量％含む（３）共重合体（Ｂ）の構成単位としてアクリル酸ブチル（ｂ３）を１５～５５質量％含む（４）共重合体（Ｂ）を構成するモノマーの比率から算出されるガラス転移温度（Ｔｇ）が－２０～１５℃である（５）共重合体（Ｂ）の分子量分布（重量平均分子量Ｍｗ／数平均分子量Ｍｎ）が９～１５の範囲である
Description
本発明は、エマルション組成物の製造方法、及び該エマルション組成物を含むヒートシール剤の製造方法に関する。
近年、サステナビリィの観点からプラスチックを他の材料で代替することが求められており、その一つに紙がある。プラスチックと紙の最大の違いとしてヒートシール適性が挙げられる。ヒートシールは熱と圧力によって基材同士を接着する方法であり、ポリエチレンに代表されるフィルム基材はこのヒートシール適性に優れていることから、包装用途で使用されている。
プラスチックを紙で代替するにあたり、ポリエチレンなどのプラスチックフィルムをラミネートしたラミネート紙が使用されてきたが、一般にラミネート紙は古紙としてのリサイクル性に欠けることから、プラスチックの完全な代替、すなわち脱プラスチックという本来の課題の解決に適していない。そこで紙のリサイクル性に問題が無く、かつヒートシール適性を有するコート剤を塗工することによる、ヒートシール紙の開発が行われており、この要求を満たすヒートシール剤が求められている。
ヒートシール剤に要求されている性質として、環境負荷の観点から水性のコート剤であることと、性能の観点から低温でヒートシール出来ることの二つが挙げられる。特に性能面において、紙はフィルムに比べ厚みがあることから、熱の伝導率が低く、ヒートシール加工時に弱い熱量で接着する必要が生じる。そのため、１００℃未満の低温でヒートシール性を示すヒートシール剤が求められてきた。
特許文献１ではヒートシール温度を１１０℃とし、ヒートシール性に優れるエマルションが示されているが、二液を混合するといった煩雑性や、それぞれの粒子径に差があるために保存安定性の課題が懸念される。
本発明は、ヒートシール剤として用いた場合に優れたヒートシール性を発現するエマルション組成物の製造方法、及び該エマルション組成物を含むヒートシール剤の製造方法を提供することを目的とする。
本発明者は、水中でモノマー混合物を乳化重合した共重合体を含有するエマルション組成物を得るのに際し、特定のモノマーを特定の割合で含むモノマー混合物の各モノマー比率から算出されるガラス転移温度（Ｔｇ）を特定の範囲内に入るよう設計し、かつ、メルカプタン類を分割添加して、得られる共重合体の分子量分布（重量平均分子量Ｍｗ／Ｍｎ）を特定の範囲内としたエマルション組成物をヒートシール剤として用いた場合に、優れたヒートシール性を発現することを見出した。
すなわち本発明は、
＜１＞メルカプタン類（Ａ）の存在下、モノマー混合物を乳化重合して以下の（１）～（５）の条件を全て満足する共重合体（Ｂ）を含有するエマルション組成物を得る際に、メルカプタン類を分割添加することを特徴とする、エマルション組成物の製造方法、
（１）共重合体（Ｂ）の構成単位に少なくとも（メタ）アクリル酸エステル（ｂ１）を９０質量％含む
（２）共重合体（Ｂ）の構成単位としてメタクリル酸メチル（ｂ２）を３５～５５質量％含む
（３）共重合体（Ｂ）の構成単位としてアクリル酸ブチル（ｂ３）を１５～５５質量％含む
（４）共重合体（Ｂ）を構成するモノマーの比率から算出されるガラス転移温度（Ｔｇ）が－２０～１５℃である
（５）共重合体（Ｂ）の分子量分布（重量平均分子量Ｍｗ／数平均分子量Ｍｎ）が９～１５の範囲である
＜２＞メルカプタン類（Ａ）が、炭素数１２～１８の長鎖アルキルメルカプタンである、前記＜１＞に記載のエマルション組成物の製造方法、
＜３＞前記＜１＞又は＜２＞に記載のエマルション組成物の製造方法で得られたエマルション組成物を含むヒートシール剤の製造方法、
である。
＜１＞メルカプタン類（Ａ）の存在下、モノマー混合物を乳化重合して以下の（１）～（５）の条件を全て満足する共重合体（Ｂ）を含有するエマルション組成物を得る際に、メルカプタン類を分割添加することを特徴とする、エマルション組成物の製造方法、
（１）共重合体（Ｂ）の構成単位に少なくとも（メタ）アクリル酸エステル（ｂ１）を９０質量％含む
（２）共重合体（Ｂ）の構成単位としてメタクリル酸メチル（ｂ２）を３５～５５質量％含む
（３）共重合体（Ｂ）の構成単位としてアクリル酸ブチル（ｂ３）を１５～５５質量％含む
（４）共重合体（Ｂ）を構成するモノマーの比率から算出されるガラス転移温度（Ｔｇ）が－２０～１５℃である
（５）共重合体（Ｂ）の分子量分布（重量平均分子量Ｍｗ／数平均分子量Ｍｎ）が９～１５の範囲である
＜２＞メルカプタン類（Ａ）が、炭素数１２～１８の長鎖アルキルメルカプタンである、前記＜１＞に記載のエマルション組成物の製造方法、
＜３＞前記＜１＞又は＜２＞に記載のエマルション組成物の製造方法で得られたエマルション組成物を含むヒートシール剤の製造方法、
である。
本発明で得られるエマルション組成物をヒートシール剤として用いることにより、シール温度９０℃でも十分なヒートシール性を示し、ラミネートフィルムを代替することによる脱プラスチック化を実現出来る。
以下に、本発明のエマルション組成物の製造方法、該エマルション組成物を含むヒートシール剤の製造方法について具体的に説明する。
＜エマルション組成物の製造方法＞
本発明のエマルション組成物の製造方法において、エマルション組成物に含有される共重合体（Ｂ）は、水中でメルカプタン類（Ａ）の存在下、以下の（１）～（４）の条件を全て満足するモノマー混合物を乳化重合することで得られる。
（１）少なくとも（メタ）アクリル酸エステル（ｂ１）を９０質量％含む
（２）メタクリル酸メチル（ｂ２）を３５～５５質量％含む
（３）アクリル酸ブチル（ｂ３）を１５～５５質量％含む
（４）モノマー比率から算出されるガラス転移温度（Ｔｇ）が－２０～１５℃である
前記（１）～（４）の条件を満足することにより、基材に塗工した際の塗膜の表面物性や成膜性をヒートシールに最適な状態に制御できる。
本発明のエマルション組成物の製造方法において、エマルション組成物に含有される共重合体（Ｂ）は、水中でメルカプタン類（Ａ）の存在下、以下の（１）～（４）の条件を全て満足するモノマー混合物を乳化重合することで得られる。
（１）少なくとも（メタ）アクリル酸エステル（ｂ１）を９０質量％含む
（２）メタクリル酸メチル（ｂ２）を３５～５５質量％含む
（３）アクリル酸ブチル（ｂ３）を１５～５５質量％含む
（４）モノマー比率から算出されるガラス転移温度（Ｔｇ）が－２０～１５℃である
前記（１）～（４）の条件を満足することにより、基材に塗工した際の塗膜の表面物性や成膜性をヒートシールに最適な状態に制御できる。
本発明のエマルション組成物の製造方法の最たる特徴は、メルカプタン類（Ａ）の存在下、モノマー混合物を乳化重合する際に、メルカプタン類（Ａ）を分割添加することにある。連鎖移動剤としてメルカプタン類（Ａ）を用い、メルカプタン類（Ａ）を分割添加することにより、得られる共重合体（Ｂ）の分子量分布（重量平均分子量Ｍｗ／数平均分子量Ｍｎ）を９～１５の範囲とした場合に、本願発明の目的であるヒートシール性を最大限に発揮することができる。本発明における「メルカプタン類（Ａ）の分割添加」とは、反応容器側と、反応容器に滴下するモノマー混合物側の双方にメルカプタン類（Ａ）を添加することを言う。
メルカプタン類（Ａ）は特に限定されないが、ｎ－ドデシルメルカプタン、ｔ－ドデシルメルカプタンなどの炭素数１２～１８の長鎖アルキルメルカプタン、メルカプトプロピオン酸トリデシル、オクチルチオグリコレート、あるいは水溶性の１－チオグリセロールなどが挙げられる。好ましくは疎水性の高い、炭素数１２～１８の長鎖アルキルメルカプタンであり、より好ましくはｎ－ドデシルメルカプタン、ｔ－ドデシルメルカプタンである。反応容器側と滴下モノマー混合物側のメルカプタン類（Ａ）の比率は、質量比で容器側：滴下モノマー混合物側＝１０～９５：５～９０（％）であることが好ましく、２０～９０：１０～８０（％）であることがより好ましい。メルカプタン類（Ａ）の好ましい使用量は、反応容器側と、反応容器に滴下するモノマー混合物側の双方合わせて、共重合体（Ｂ）を構成するモノマーの合計１００質量％に対し０．２～１質量％である。
（ｂ２）、（ｂ３）以外の（メタ）アクリル酸エステル（ｂ１）としては、アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル、（メタ）アクリル酸２－エチルヘキシル、（メタ）アクリル酸ベンジル等が挙げられる。これら（ｂ２）、（ｂ３）以外の（メタ）アクリル酸エステル（ｂ１）は、前記（１）～（４）の条件を満足する限りにおいて、共重合体（Ｂ）の共重合に用いられる全モノマー中に５０質量％を上限として含んでも良い。
共重合体（Ｂ）には、本発明の効果を損なわない範囲であれば、前記（ｂ１）～（ｂ３）以外の他のビニル基含有モノマーを、共重合体（Ｂ）を構成するモノマー全体の１０質量％を上限に含有することが出来る。前記（ｂ１）～（ｂ３）以外の他のビニル基含有モノマーとしては、ノニオン性モノマーやアニオン性モノマー、カチオン性モノマーを挙げることができる。
ノニオン性モノマーとしては、例えばスチレン類や、（メタ）アクリルアミド等が挙げられる。また、アニオン性モノマーとしては、例えば（メタ）アクリル酸、マレイン酸等が挙げられる。特に（メタ）アクリル酸は水中に共重合体（Ｂ）を安定に乳化分散する効果が得られることから、共重合体（Ｂ）中に１～１０質量％含有することが好ましい。
共重合体（Ｂ）を構成するモノマーの比率から算出されるガラス転移温度（Ｔｇ）は－２０～１５℃である必要がある。ここで、共重合体（Ｂ）を構成する成分の比率から算出されるガラス転移温度（Ｔｇ）とは、下記ＦＯＸの式より求められる理論値ＴｇＫをセルシウス度に換算した値である。
１／ＴｇＫ＝Ｗ１／ＴｇＫ１＋Ｗ２／ＴｇＫ２＋Ｗ３／ＴｇＫ３・・・ ＦＯＸの式
Ｔｇ＝ＴｇＫ－２７３・・・セルシウス度換算式
（式中のＴｇＫはガラス転移温度（Ｋ：ケルビン）であり、Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３は共重合体（Ｂ）を構成する成分の合計量に対する比率から算出される各モノマーの質量分率であり、ＴｇＫ１，ＴｇＫ２，ＴｇＫ３は各モノマーのホモポリマーのガラス転移温度を表している。なお必須成分である（ｂ２）は３７８Ｋ（１０５℃）、（ｂ３）は２１９Ｋ（－５４℃）である。各モノマーのホモポリマーのガラス転移温度は、アクリル酸メチルは２８１Ｋ（８℃）、アクリル酸エチルは２５１Ｋ（－２２℃）、メタクリル酸エチルは３３８Ｋ（６５℃）、メタクリル酸ブチルは２９３Ｋ（２０℃）、アクリル酸２－エチルヘキシルは１８８Ｋ（－８５℃）、メタクリル酸２－エチルヘキシルは２６３Ｋ（－１０℃）、アクリル酸ベンジルは２７９Ｋ（６℃）、メタクリル酸ベンジルは３２７Ｋ（５４℃）、スチレンは３７３Ｋ（１００℃）、α－メチルスチレンは４４３Ｋ（１７０℃）、アクリル酸は３７９Ｋ（１０６℃）、メタクリル酸は４５３Ｋ（１８０℃）である。）
１／ＴｇＫ＝Ｗ１／ＴｇＫ１＋Ｗ２／ＴｇＫ２＋Ｗ３／ＴｇＫ３・・・ ＦＯＸの式
Ｔｇ＝ＴｇＫ－２７３・・・セルシウス度換算式
（式中のＴｇＫはガラス転移温度（Ｋ：ケルビン）であり、Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３は共重合体（Ｂ）を構成する成分の合計量に対する比率から算出される各モノマーの質量分率であり、ＴｇＫ１，ＴｇＫ２，ＴｇＫ３は各モノマーのホモポリマーのガラス転移温度を表している。なお必須成分である（ｂ２）は３７８Ｋ（１０５℃）、（ｂ３）は２１９Ｋ（－５４℃）である。各モノマーのホモポリマーのガラス転移温度は、アクリル酸メチルは２８１Ｋ（８℃）、アクリル酸エチルは２５１Ｋ（－２２℃）、メタクリル酸エチルは３３８Ｋ（６５℃）、メタクリル酸ブチルは２９３Ｋ（２０℃）、アクリル酸２－エチルヘキシルは１８８Ｋ（－８５℃）、メタクリル酸２－エチルヘキシルは２６３Ｋ（－１０℃）、アクリル酸ベンジルは２７９Ｋ（６℃）、メタクリル酸ベンジルは３２７Ｋ（５４℃）、スチレンは３７３Ｋ（１００℃）、α－メチルスチレンは４４３Ｋ（１７０℃）、アクリル酸は３７９Ｋ（１０６℃）、メタクリル酸は４５３Ｋ（１８０℃）である。）
共重合体（Ｂ）の分子量分布（重量平均分子量Ｍｗ／数平均分子量Ｍｎ）は、９～１５の範囲である必要がある。分子量分布が９未満である場合や、１５を超える場合は、他の条件を満足した設計であっても、ヒートシール性（剥離強度）が低下し満足するレベルとならない。
なお、本発明において分子量分布は、以下の条件によりＧＰＣ法で測定し、ポリスチレン換算で算出したものである。
装置：ＨＬＣ－８３２０ＧＰＣ（東ソー株式会社製）
カラム：東ソー株式会社製 ＴＳＫ－ｇｅｌ ＳＵＰＥＲ ＭＵＬＴＩＰＯＲＥ ＨＺ－ＨとＳＵＰＥＲ ＭＵＬＴＩＰＯＲＥ ＨＺ－Ｍを連結して使用
溶離液：テトラヒドロフラン、０．３５ｍＬ／分
標準：ＴＳＫｇｅｌ標準ポリスチレン（東ソー株式会社製）
なお、本発明において分子量分布は、以下の条件によりＧＰＣ法で測定し、ポリスチレン換算で算出したものである。
装置：ＨＬＣ－８３２０ＧＰＣ（東ソー株式会社製）
カラム：東ソー株式会社製 ＴＳＫ－ｇｅｌ ＳＵＰＥＲ ＭＵＬＴＩＰＯＲＥ ＨＺ－ＨとＳＵＰＥＲ ＭＵＬＴＩＰＯＲＥ ＨＺ－Ｍを連結して使用
溶離液：テトラヒドロフラン、０．３５ｍＬ／分
標準：ＴＳＫｇｅｌ標準ポリスチレン（東ソー株式会社製）
また、本発明のエマルション組成物の製造において、共重合体（Ｂ）は、水中で高分子乳化剤及び／又は低分子乳化剤の存在下に乳化重合して得るものであってもよい。
高分子乳化剤としては、共重合体（Ｂ）とは異なるものであって、重量平均分子量Ｍｗが５，０００～３０，０００、酸価が５０～２１０ｍｇＫＯＨ／ｇであり、さらにＭｗ/Ｍｎが９未満であるアニオン性のスチレンアクリル樹脂やアクリル樹脂をアンモニアや有機アミン、水酸化ナトリウム等の塩基性化合物で中和することにより水溶化したアルカリ可溶型合成樹脂、あるいは、ポリアクリルアミドや澱粉等の水溶性樹脂が挙げられる。これらは、共重合体（Ｂ）の乳化重合の際に用いるモノマー、メルカプタン類（Ａ）の合計に対して０．１～１０質量％の範囲で使用することができる。
低分子乳化剤としては、後述する市販のノニオン性乳化剤やアニオン性乳化剤などを用いることができる。ノニオン性乳化剤としては、ポリエチレンオキサイドやポリプロピレンオキサイド化合物が挙げられる。アニオン性乳化剤としては、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ジアルキルスルホコハク酸ナトリウム、ナフタレンスルホン酸ナトリウムのホルマリン縮合物等が挙げられる。これらは、共重合体（Ｂ）の乳化重合の際に用いるモノマー、メルカプタン類（Ａ）の合計に対して０．１～１０質量％の範囲で使用することができる。
本発明で得られるエマルション組成物は、ヒートシール剤の成分として有用である。本発明で得られるエマルション組成物を含むヒートシール剤を製造する際、必要に応じてイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）やブチルセルソルブなどの汎用の有機溶剤や、フィラー、ワックス、造膜助剤、レベリング剤、消泡剤、防腐剤を添加することが出来る。
本発明で得られるエマルション組成物を含むヒートシール剤を用いる際の塗工基材は紙、板紙であり、具体的にはカップ原紙、食品包装紙、クラフト紙、ライナー紙、上質紙等が挙げられる。
ヒートシール剤の塗工条件としては、フレキソ印刷、グラビア印刷等の印刷機を使用した方法、及びロールコーター、サイズプレスコーター、ブレードコーター、カーテンコーター、エアナイフコーター、ロッドコーター等の塗工機を使用した方法が挙げられる。塗工量は、要求されるヒートシール性のレベルに応じて、ヒートシール剤を固形分で基材の片面に対し、１～１５ｇ／ｍ２程度塗工すれば良い。また、塗工後の乾燥方法は特に限定されず、非接触式の赤外線乾燥、熱風乾燥、接触式のシリンダー乾燥による乾燥が挙げられる。
ヒートシール剤の用途は特に限定されないが、ヒートシール性が必要な用途であればいずれも利用に適しており、とりわけ、従来ポリエチレンラミネートによりヒートシール性を得ていた用途におけるポリエチレンラミネートの代替に好適である。
以下、実施例及び比較例により、本発明を詳細に説明する。なお、％は特に記載がない限り、質量％である。
＜エマルション組成物の合成＞
（実施例１）
温度計、冷却管、撹拌機を有するセパラブルフラスコに、イオン交換水（５７９ｇ）、低分子乳化剤としてドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム（１．６ｇ）、連鎖移動剤としてｔ－ドデシルメルカプタン（２．６ｇ）を仕込み、窒素置換下で、７５℃まで昇温した。次いで、重合開始剤として過硫酸アンモニウム（１．６ｇ）をイオン交換水（１６ｇ）に溶解した希釈液を添加し、５分後、モノマーとしてメタクリル酸メチル（１４５ｇ）、アクリル酸ブチル（９７ｇ）、アクリル酸２エチルヘキシル（６５ｇ）、アクリル酸（１６ｇ）、連鎖移動剤としてｔ－ドデシルメルカプタン（０．７ｇ）の混合液を１２０分間かけて滴下した。滴下終了から３０分後、残存モノマー消費のために過硫酸アンモニウム（０．３ｇ）をイオン交換水（３ｇ）に溶解した希釈液を添加した。滴下終了から６０分後、２８％アンモニア水溶液（１３．６ｇ）を添加した。さらに６０分後、冷却し、イオン交換水で３３％濃度に希釈して、粘度４００ｍＰａ・ｓ、ｐＨ８．０、Ｍｗ／Ｍｎ１３のエマルション組成物（１）を得た。
（実施例１）
温度計、冷却管、撹拌機を有するセパラブルフラスコに、イオン交換水（５７９ｇ）、低分子乳化剤としてドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム（１．６ｇ）、連鎖移動剤としてｔ－ドデシルメルカプタン（２．６ｇ）を仕込み、窒素置換下で、７５℃まで昇温した。次いで、重合開始剤として過硫酸アンモニウム（１．６ｇ）をイオン交換水（１６ｇ）に溶解した希釈液を添加し、５分後、モノマーとしてメタクリル酸メチル（１４５ｇ）、アクリル酸ブチル（９７ｇ）、アクリル酸２エチルヘキシル（６５ｇ）、アクリル酸（１６ｇ）、連鎖移動剤としてｔ－ドデシルメルカプタン（０．７ｇ）の混合液を１２０分間かけて滴下した。滴下終了から３０分後、残存モノマー消費のために過硫酸アンモニウム（０．３ｇ）をイオン交換水（３ｇ）に溶解した希釈液を添加した。滴下終了から６０分後、２８％アンモニア水溶液（１３．６ｇ）を添加した。さらに６０分後、冷却し、イオン交換水で３３％濃度に希釈して、粘度４００ｍＰａ・ｓ、ｐＨ８．０、Ｍｗ／Ｍｎ１３のエマルション組成物（１）を得た。
（実施例２）
メタクリル酸メチル（１２９ｇ）、アクリル酸ブチル（１４５ｇ）、アクリル酸２エチルヘキシル（３２ｇ）を用いた以外は実施例１と同様にして、粘度４８０ｍＰａ・ｓ、ｐＨ７．９、Ｍｗ／Ｍｎ１３のエマルション組成物（２）を得た。
メタクリル酸メチル（１２９ｇ）、アクリル酸ブチル（１４５ｇ）、アクリル酸２エチルヘキシル（３２ｇ）を用いた以外は実施例１と同様にして、粘度４８０ｍＰａ・ｓ、ｐＨ７．９、Ｍｗ／Ｍｎ１３のエマルション組成物（２）を得た。
（実施例３）
メタクリル酸メチル（１２３ｇ）、アクリル酸ブチル（１７８ｇ）、アクリル酸２エチルヘキシル（６ｇ）を用いた以外は実施例１と同様にして、粘度８００ｍＰａ・ｓ、ｐＨ８．１、Ｍｗ／Ｍｎ１３のエマルション組成物（３）を得た。
メタクリル酸メチル（１２３ｇ）、アクリル酸ブチル（１７８ｇ）、アクリル酸２エチルヘキシル（６ｇ）を用いた以外は実施例１と同様にして、粘度８００ｍＰａ・ｓ、ｐＨ８．１、Ｍｗ／Ｍｎ１３のエマルション組成物（３）を得た。
（実施例４）
メタクリル酸メチル（１７１ｇ）、アクリル酸ブチル（１２９ｇ）、アクリル酸２エチルヘキシル（６ｇ）を用いた以外は実施例１と同様にして、粘度３２０ｍＰａ・ｓ、ｐＨ７．９、Ｍｗ／Ｍｎ１３のエマルション組成物（４）を得た。
メタクリル酸メチル（１７１ｇ）、アクリル酸ブチル（１２９ｇ）、アクリル酸２エチルヘキシル（６ｇ）を用いた以外は実施例１と同様にして、粘度３２０ｍＰａ・ｓ、ｐＨ７．９、Ｍｗ／Ｍｎ１３のエマルション組成物（４）を得た。
（実施例５）
メタクリル酸メチル（１１３ｇ）、アクリル酸ブチル（１２９ｇ）を用いた以外は実施例１と同様にして、粘度５４０ｍＰａ・ｓ、ｐＨ７．９、Ｍｗ／Ｍｎ１３のエマルション組成物（５）を得た。
メタクリル酸メチル（１１３ｇ）、アクリル酸ブチル（１２９ｇ）を用いた以外は実施例１と同様にして、粘度５４０ｍＰａ・ｓ、ｐＨ７．９、Ｍｗ／Ｍｎ１３のエマルション組成物（５）を得た。
（実施例６）
セパラブルフラスコに仕込むｔ－ドデシルメルカプタン（２．３ｇ）、モノマーに混合するｔ－ドデシルメルカプタン（１ｇ）を用いた以外は実施例２と同様にして、粘度３００ｍＰａ・ｓ、ｐＨ７．８、Ｍｗ／Ｍｎ１１のエマルション組成物（６）を得た。
セパラブルフラスコに仕込むｔ－ドデシルメルカプタン（２．３ｇ）、モノマーに混合するｔ－ドデシルメルカプタン（１ｇ）を用いた以外は実施例２と同様にして、粘度３００ｍＰａ・ｓ、ｐＨ７．８、Ｍｗ／Ｍｎ１１のエマルション組成物（６）を得た。
（実施例７）
セパラブルフラスコに仕込むｔ－ドデシルメルカプタン（２．９ｇ）、モノマーに混合するｔ－ドデシルメルカプタン（０．３ｇ）を用いた以外は実施例２と同様にして、粘度６２０ｍＰａ・ｓ、ｐＨ７．８、Ｍｗ／Ｍｎ１５のエマルション組成物（７）を得た。
セパラブルフラスコに仕込むｔ－ドデシルメルカプタン（２．９ｇ）、モノマーに混合するｔ－ドデシルメルカプタン（０．３ｇ）を用いた以外は実施例２と同様にして、粘度６２０ｍＰａ・ｓ、ｐＨ７．８、Ｍｗ／Ｍｎ１５のエマルション組成物（７）を得た。
（実施例８）
メタクリル酸メチル（１５８ｇ）、アクリル酸ブチル（４８ｇ）、アクリル酸２エチルヘキシル（１００ｇ）を用いた以外は実施例１と同様にして、粘度５００ｍＰａ・ｓ、ｐＨ７．９、Ｍｗ／Ｍｎ１３のエマルション組成物（８）を得た。
メタクリル酸メチル（１５８ｇ）、アクリル酸ブチル（４８ｇ）、アクリル酸２エチルヘキシル（１００ｇ）を用いた以外は実施例１と同様にして、粘度５００ｍＰａ・ｓ、ｐＨ７．９、Ｍｗ／Ｍｎ１３のエマルション組成物（８）を得た。
（実施例９）
低分子乳化剤であるドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムを使用せず、それ以外は実施例２と同様にして、粘度２７０ｍＰａ・ｓ、ｐＨ８．０、Ｍｗ／Ｍｎ１３のエマルション組成物（９）を得た。
低分子乳化剤であるドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムを使用せず、それ以外は実施例２と同様にして、粘度２７０ｍＰａ・ｓ、ｐＨ８．０、Ｍｗ／Ｍｎ１３のエマルション組成物（９）を得た。
（実施例１０）
セパラブルフラスコに仕込むｔ－ドデシルメルカプタン（０．７ｇ）、モノマーに混合するｔ－ドデシルメルカプタン（２．６ｇ）を用いた以外は実施例２と同様にして、粘度１８０ｍＰａ・ｓ、ｐＨ７．８、Ｍｗ／Ｍｎ１４のエマルション組成物（１０）を得た。
セパラブルフラスコに仕込むｔ－ドデシルメルカプタン（０．７ｇ）、モノマーに混合するｔ－ドデシルメルカプタン（２．６ｇ）を用いた以外は実施例２と同様にして、粘度１８０ｍＰａ・ｓ、ｐＨ７．８、Ｍｗ／Ｍｎ１４のエマルション組成物（１０）を得た。
（実施例１１）
セパラブルフラスコに仕込むｔ－ドデシルメルカプタン（１．６ｇ）を用いた以外は実施例２と同様にして、粘度２４０ｍＰａ・ｓ、ｐＨ７．９、Ｍｗ／Ｍｎ１０のエマルション組成物（１１）を得た。
セパラブルフラスコに仕込むｔ－ドデシルメルカプタン（１．６ｇ）を用いた以外は実施例２と同様にして、粘度２４０ｍＰａ・ｓ、ｐＨ７．９、Ｍｗ／Ｍｎ１０のエマルション組成物（１１）を得た。
（実施例１２）
セパラブルフラスコに仕込むｔ－ドデシルメルカプタン（１ｇ）、モノマーに混合するｔ－ドデシルメルカプタン（０．３ｇ）を用いた以外は実施例２と同様にして、粘度２００ｍＰａ・ｓ、ｐＨ７．９、Ｍｗ／Ｍｎ９のエマルション組成物（１２）を得た。
セパラブルフラスコに仕込むｔ－ドデシルメルカプタン（１ｇ）、モノマーに混合するｔ－ドデシルメルカプタン（０．３ｇ）を用いた以外は実施例２と同様にして、粘度２００ｍＰａ・ｓ、ｐＨ７．９、Ｍｗ／Ｍｎ９のエマルション組成物（１２）を得た。
（実施例１３）
アクリル酸２エチルヘキシルを用いずに、メタクリル酸メチル（１２９ｇ）、アクリル酸ブチル（１７８ｇ）を用いた以外は実施例１と同様にして、粘度４３０ｍＰａ・ｓ、ｐＨ８．０、Ｍｗ／Ｍｎ１３のエマルション組成物（１３）を得た。
アクリル酸２エチルヘキシルを用いずに、メタクリル酸メチル（１２９ｇ）、アクリル酸ブチル（１７８ｇ）を用いた以外は実施例１と同様にして、粘度４３０ｍＰａ・ｓ、ｐＨ８．０、Ｍｗ／Ｍｎ１３のエマルション組成物（１３）を得た。
（実施例１４）
温度計、冷却管、撹拌機を有するセパラブルフラスコに、イオン交換水（５９８ｇ）、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム（３．２ｇ）、ｔ－ドデシルメルカプタン（２．６ｇ）を仕込み、窒素置換下で、７５℃まで昇温した。次いで、過硫酸アンモニウム（１．６ｇ）をイオン交換水（１６ｇ）に溶解した希釈液を添加し、５分後、メタクリル酸メチル（１４５ｇ）、アクリル酸ブチル（１４５ｇ）、アクリル酸２エチルヘキシル（３２ｇ）、ｔ－ドデシルメルカプタン（０．７ｇ）の混合液を１２０分間かけて滴下した。滴下終了から６０分後、残存モノマー消費のために過硫酸アンモニウム（０．３ｇ）をイオン交換水（３ｇ）に溶解した希釈液を添加した。さらに６０分後冷却し、イオン交換水で３３％濃度に希釈して、粘度８０ｍＰａ・ｓ、ｐＨ３．８、Ｍｗ／Ｍｎ１３のエマルション組成物（１４）を得た。
温度計、冷却管、撹拌機を有するセパラブルフラスコに、イオン交換水（５９８ｇ）、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム（３．２ｇ）、ｔ－ドデシルメルカプタン（２．６ｇ）を仕込み、窒素置換下で、７５℃まで昇温した。次いで、過硫酸アンモニウム（１．６ｇ）をイオン交換水（１６ｇ）に溶解した希釈液を添加し、５分後、メタクリル酸メチル（１４５ｇ）、アクリル酸ブチル（１４５ｇ）、アクリル酸２エチルヘキシル（３２ｇ）、ｔ－ドデシルメルカプタン（０．７ｇ）の混合液を１２０分間かけて滴下した。滴下終了から６０分後、残存モノマー消費のために過硫酸アンモニウム（０．３ｇ）をイオン交換水（３ｇ）に溶解した希釈液を添加した。さらに６０分後冷却し、イオン交換水で３３％濃度に希釈して、粘度８０ｍＰａ・ｓ、ｐＨ３．８、Ｍｗ／Ｍｎ１３のエマルション組成物（１４）を得た。
（比較例１）
アクリル酸ブチル（３２ｇ）、アクリル酸２エチルヘキシル（１２９ｇ）を用いた以外は実施例１と同様にして、粘度５３０ｍＰａ・ｓ、ｐＨ８．０、Ｍｗ／Ｍｎ１３のエマルション組成物（１５）を得た。
アクリル酸ブチル（３２ｇ）、アクリル酸２エチルヘキシル（１２９ｇ）を用いた以外は実施例１と同様にして、粘度５３０ｍＰａ・ｓ、ｐＨ８．０、Ｍｗ／Ｍｎ１３のエマルション組成物（１５）を得た。
（比較例２）
メタクリル酸メチル（９４ｇ）、アクリル酸ブチル（２１０ｇ）、アクリル酸２エチルヘキシル（３ｇ）を用いた以外は実施例１と同様にして、粘度１２００ｍＰａ・ｓ、ｐＨ７．８のエマルション組成物（１６）、Ｍｗ／Ｍｎ１３を得た。
メタクリル酸メチル（９４ｇ）、アクリル酸ブチル（２１０ｇ）、アクリル酸２エチルヘキシル（３ｇ）を用いた以外は実施例１と同様にして、粘度１２００ｍＰａ・ｓ、ｐＨ７．８のエマルション組成物（１６）、Ｍｗ／Ｍｎ１３を得た。
（比較例３）
メタクリル酸メチル（７８ｇ）、アクリル酸ブチル（１２９ｇ）、アクリル酸２エチルヘキシル（１００ｇ）を用いた以外は実施例１と同様にして、粘度１８００ｍＰａ・ｓ、ｐＨ７．８、Ｍｗ／Ｍｎ１３のエマルション組成物（１７）を得た。
メタクリル酸メチル（７８ｇ）、アクリル酸ブチル（１２９ｇ）、アクリル酸２エチルヘキシル（１００ｇ）を用いた以外は実施例１と同様にして、粘度１８００ｍＰａ・ｓ、ｐＨ７．８、Ｍｗ／Ｍｎ１３のエマルション組成物（１７）を得た。
（比較例４）
メタクリル酸メチル（１７５ｇ）、アクリル酸ブチル（１２９ｇ）、アクリル酸２エチルヘキシル（３ｇ）を用いた以外は実施例１と同様にして、粘度３８０ｍＰａ・ｓ、ｐＨ７．９、Ｍｗ／Ｍｎ１３のエマルション組成物（１８）を得た。
メタクリル酸メチル（１７５ｇ）、アクリル酸ブチル（１２９ｇ）、アクリル酸２エチルヘキシル（３ｇ）を用いた以外は実施例１と同様にして、粘度３８０ｍＰａ・ｓ、ｐＨ７．９、Ｍｗ／Ｍｎ１３のエマルション組成物（１８）を得た。
（比較例５）
セパラブルフラスコに仕込むｔ－ドデシルメルカプタン（３．２ｇ）、モノマーに混合するｔ－ドデシルメルカプタンを用いないこと以外は実施例２と同様にして、粘度７４０ｍＰａ・ｓ、ｐＨ７．８、Ｍｗ／Ｍｎ１７のエマルション組成物（１９）を得た。
セパラブルフラスコに仕込むｔ－ドデシルメルカプタン（３．２ｇ）、モノマーに混合するｔ－ドデシルメルカプタンを用いないこと以外は実施例２と同様にして、粘度７４０ｍＰａ・ｓ、ｐＨ７．８、Ｍｗ／Ｍｎ１７のエマルション組成物（１９）を得た。
（比較例６）
セパラブルフラスコに仕込むｔ－ドデシルメルカプタンを用いず、モノマーに混合するｔ－ドデシルメルカプタン（３．３ｇ）を用いた以外は実施例２と同様にして、粘度１００ｍＰａ・ｓ、ｐＨ７．８、Ｍｗ／Ｍｎ４のエマルション組成物（２０）を得た。
セパラブルフラスコに仕込むｔ－ドデシルメルカプタンを用いず、モノマーに混合するｔ－ドデシルメルカプタン（３．３ｇ）を用いた以外は実施例２と同様にして、粘度１００ｍＰａ・ｓ、ｐＨ７．８、Ｍｗ／Ｍｎ４のエマルション組成物（２０）を得た。
（比較例７）
モノマーに混合するｔ－ドデシルメルカプタン（１ｇ）を用いた以外は実施例２と同様にして、粘度５３０ｍＰａ・ｓ、ｐＨ７．９、Ｍｗ／Ｍｎ１２のエマルション組成物（２１）を得た。
モノマーに混合するｔ－ドデシルメルカプタン（１ｇ）を用いた以外は実施例２と同様にして、粘度５３０ｍＰａ・ｓ、ｐＨ７．９、Ｍｗ／Ｍｎ１２のエマルション組成物（２１）を得た。
（比較例８）
セパラブルフラスコに仕込むｔ－ドデシルメルカプタン（０．３ｇ）、モノマーに混合するｔ－ドデシルメルカプタン（０．７ｇ）を用いた以外は実施例２と同様にして、粘度１５０ｍＰａ・ｓ、ｐＨ７．８、Ｍｗ／Ｍｎ８のエマルション組成物（２２）を得た。
セパラブルフラスコに仕込むｔ－ドデシルメルカプタン（０．３ｇ）、モノマーに混合するｔ－ドデシルメルカプタン（０．７ｇ）を用いた以外は実施例２と同様にして、粘度１５０ｍＰａ・ｓ、ｐＨ７．８、Ｍｗ／Ｍｎ８のエマルション組成物（２２）を得た。
（比較例９）
メタクリル酸メチルを用いず、アクリル酸ブチル（１４５ｇ）、アクリル酸２エチルヘキシル（１６２ｇ）を用いた以外は実施例１と同様にして合成したが、夾雑物が多くエマルション組成物は得られなかった。
メタクリル酸メチルを用いず、アクリル酸ブチル（１４５ｇ）、アクリル酸２エチルヘキシル（１６２ｇ）を用いた以外は実施例１と同様にして合成したが、夾雑物が多くエマルション組成物は得られなかった。
（比較例１０）
特許文献１に記載の製造例６に記載の方法で３３％濃度、粘度２００ｍＰａ・ｓ、ｐＨ７．８、Ｍｗ／Ｍｎ４のエマルション組成物（２３）を得た。
特許文献１に記載の製造例６に記載の方法で３３％濃度、粘度２００ｍＰａ・ｓ、ｐＨ７．８、Ｍｗ／Ｍｎ４のエマルション組成物（２３）を得た。
（比較例１１）
特許文献１に記載の製造例２６に記載の方法でエマルション組成物（２４）を得た。さらに容器にエマルション組成物（２３）を仕込み、撹拌しながらエマルション組成物（２４）を投入し、１ ０ 分間撹拌した。この時エマルション組成物（２３）とエマルション組成物（２４）は固形比９７対３となるように仕込んだ。最後にイオン交換水で３３％に希釈し、粘度１００ｍＰａ・ｓ、ｐＨ７．６、Ｍｗ／Ｍｎ４のエマルション組成物（２５）を得た。
特許文献１に記載の製造例２６に記載の方法でエマルション組成物（２４）を得た。さらに容器にエマルション組成物（２３）を仕込み、撹拌しながらエマルション組成物（２４）を投入し、１ ０ 分間撹拌した。この時エマルション組成物（２３）とエマルション組成物（２４）は固形比９７対３となるように仕込んだ。最後にイオン交換水で３３％に希釈し、粘度１００ｍＰａ・ｓ、ｐＨ７．６、Ｍｗ／Ｍｎ４のエマルション組成物（２５）を得た。
実施例１～１４、及び比較例１～１１で得られた各エマルション組成物（１）～（２３）、（２５）の組成及び物性を表１に示す。
表中の略称
ＭＭＡ:メタクリル酸メチル
ＢＡ：アクリル酸ブチル
ＥＨＡ：アクリル酸２－エチルヘキシル
ＴＭＰＭＡ：メタクリル酸トリメチロールプロパン
ＡＡ：アクリル酸
ＭＡＡ：メタクリル酸
ＤＶＢ：ジビニルベンゼン
ＴＤＭ：ｔ－ドデシルメルカプタン
ＭＭＡ:メタクリル酸メチル
ＢＡ：アクリル酸ブチル
ＥＨＡ：アクリル酸２－エチルヘキシル
ＴＭＰＭＡ：メタクリル酸トリメチロールプロパン
ＡＡ：アクリル酸
ＭＡＡ：メタクリル酸
ＤＶＢ：ジビニルベンゼン
ＴＤＭ：ｔ－ドデシルメルカプタン
＜剥離強度測定サンプル作成＞
ワイヤーバー♯１０を用いて、クラフト紙（坪量５０ｇ／ｍ２）の片面に実施例１～１４、及び比較例１～１１で得られたエマルション組成物（１）～（２３）、（２５）を塗工し、８０℃で３０秒乾燥した。塗工量は５ｇ／ｍ２であった。次にそれぞれ塗工面同士を合わせ、以下の条件でヒートシールを行った。
装置：ＴＰ－７０１－Ｂ ＨＥＡＴ ＳＥＡＬ ＴＥＳＴＥＲ（ＴＥＳＴＥＲ ＳＡＮＧＹＯ ＣＯ．，ＬＴＤ．製）
温度：９０℃
荷重：１ｋｇｆ／ｃｍ２
時間：０．５秒
ワイヤーバー♯１０を用いて、クラフト紙（坪量５０ｇ／ｍ２）の片面に実施例１～１４、及び比較例１～１１で得られたエマルション組成物（１）～（２３）、（２５）を塗工し、８０℃で３０秒乾燥した。塗工量は５ｇ／ｍ２であった。次にそれぞれ塗工面同士を合わせ、以下の条件でヒートシールを行った。
装置：ＴＰ－７０１－Ｂ ＨＥＡＴ ＳＥＡＬ ＴＥＳＴＥＲ（ＴＥＳＴＥＲ ＳＡＮＧＹＯ ＣＯ．，ＬＴＤ．製）
温度：９０℃
荷重：１ｋｇｆ／ｃｍ２
時間：０．５秒
＜剥離強度測定＞
ヒートシールを行ってから２４時間後に以下の条件で剥離強度を測定した。
装置：ＲＴＧ－１２１０テンシロン万能材料試験機（株式会社エー・アンド・デイ製）
温度：室温
剥離速度：３００ｍｍ／分
剥離方法：Ｔ字剥離
なお、本発明において剥離強度が３．５Ｎ／１５ｍｍ以上の時に、剥離試験中に基材が崩壊していることから、十分なヒートシール性と判断している。表２に実施例１～１４、比較例１～１１の剥離強度測定結果を示す。
ヒートシールを行ってから２４時間後に以下の条件で剥離強度を測定した。
装置：ＲＴＧ－１２１０テンシロン万能材料試験機（株式会社エー・アンド・デイ製）
温度：室温
剥離速度：３００ｍｍ／分
剥離方法：Ｔ字剥離
なお、本発明において剥離強度が３．５Ｎ／１５ｍｍ以上の時に、剥離試験中に基材が崩壊していることから、十分なヒートシール性と判断している。表２に実施例１～１４、比較例１～１１の剥離強度測定結果を示す。
実施例と比較例から、本願発明の条件を満足する実施例は、本願発明の条件を満足しない比較例に比べて、ヒートシール性が所望する性能を備えており優れることがわかる。
Claims (3)
- メルカプタン類（Ａ）の存在下、モノマー混合物を乳化重合して以下の（１）～（５）の条件を全て満足する共重合体（Ｂ）を含有するエマルション組成物を得る際に、
メルカプタン類を分割添加することを特徴とする、エマルション組成物の製造方法。
（１）共重合体（Ｂ）の構成単位に少なくとも（メタ）アクリル酸エステル（ｂ１）を９０質量％含む
（２）共重合体（Ｂ）の構成単位としてメタクリル酸メチル（ｂ２）を３５～５５質量％含む
（３）共重合体（Ｂ）の構成単位としてアクリル酸ブチル（ｂ３）を１５～５５質量％含む
（４）共重合体（Ｂ）を構成するモノマーの比率から算出されるガラス転移温度（Ｔｇ）が－２０～１５℃である
（５）共重合体（Ｂ）の分子量分布（重量平均分子量Ｍｗ／数平均分子量Ｍｎ）が９～１５の範囲である - メルカプタン類（Ａ）が、炭素数１２～１８の長鎖アルキルメルカプタンである、請求項１に記載のエマルション組成物の製造方法。
- エマルション組成物がヒートシール剤の成分用である、請求項１又は２に記載のエマルション組成物の製造方法。
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|---|---|---|---|
| JP2021184240 | 2021-11-11 | ||
| JP2021184240 | 2021-11-11 | ||
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|---|---|
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|---|---|
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Citations (3)
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|---|---|---|---|---|
| JPH08325311A (ja) * | 1995-05-30 | 1996-12-10 | Kuraray Co Ltd | 水性エマルジョンの製法 |
| JP2015511976A (ja) * | 2012-02-06 | 2015-04-23 | ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピアＢａｓｆ Ｓｅ | Ｃ１〜ｃ２０−アルキル（メタ）アクリレートに基づく乳化重合によって製造可能な接着剤用粘着付与剤として使用可能な水性ポリマー分散液 |
| JP2016505698A (ja) * | 2013-02-15 | 2016-02-25 | アルケマ フランス | 連鎖移動剤としてのメチルメルカプト−エステルの使用 |
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|---|---|---|---|---|
| JP3678902B2 (ja) * | 1997-05-16 | 2005-08-03 | ビーエーエスエフディスパージョン株式会社 | 超微粒子水性樹脂エマルジョンの製造方法 |
| JP7302159B2 (ja) * | 2018-10-29 | 2023-07-04 | 東亞合成株式会社 | 粘着付与剤及び粘着剤組成物 |
-
2022
- 2022-03-16 WO PCT/JP2022/011909 patent/WO2023084805A1/ja unknown
- 2022-10-26 JP JP2023515163A patent/JP7327707B1/ja active Active
- 2022-10-26 WO PCT/JP2022/039984 patent/WO2023085096A1/ja active Application Filing
Patent Citations (3)
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|---|---|---|---|---|
| JPH08325311A (ja) * | 1995-05-30 | 1996-12-10 | Kuraray Co Ltd | 水性エマルジョンの製法 |
| JP2015511976A (ja) * | 2012-02-06 | 2015-04-23 | ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピアＢａｓｆ Ｓｅ | Ｃ１〜ｃ２０−アルキル（メタ）アクリレートに基づく乳化重合によって製造可能な接着剤用粘着付与剤として使用可能な水性ポリマー分散液 |
| JP2016505698A (ja) * | 2013-02-15 | 2016-02-25 | アルケマ フランス | 連鎖移動剤としてのメチルメルカプト−エステルの使用 |
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| JPWO2023085096A1 (ja) | 2023-05-19 |
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