JPH01284513A - アクリル系エマルジョン組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、アクリル系エマルジョン組成物に関する。

従来の技術及びその問題点 アクリル系エマルジョン組成物は、繊維加工用のバイン
ダーや屋内外塗料等の各種の用途に用いられており、使
用目的に応じて、原料とする単量体成分の種類や配合量
を適宜変更して、各種の組成のものが使用されている。

一般に、樹脂皮膜の防水性能と水蒸気透過性能は、相反
する性能と考えられており、アクリル系エマルジョン組
成物により形成される皮膜においても、防水性能が良好
な皮膜の場合には、水蒸気の透過性能が劣るものとなり
、−力水蒸気透過性能に優れた皮膜では防水性能が劣る
ものとなる。

即ち、従来のアクリル系エマルジョン組成物では、水蒸
気透過性能及び防水性能の両性能に優れた皮膜を形成す
ることはできないという問題点がある。

問題点を解決するための手段 本発明者は、上記した如き現状に鑑みて、透湿性（水蒸
気透過性）及び防水性の両性能に優れた皮膜を形成し得
るアクリル系エマルジョン組成物を得るべく鋭意研究を
重ねてきた。その結果、従来アクリル系エマルジョンの
原料として用いることのなかった反応性ビニル基を有す
るオルガノポリシロキサンを単母体原料として用い、こ
れに特定の配合の単量体成分を加えた単量体混合物を乳
化重合して得られるアクリル系エマルジョン組成物は、
充分な安定性を有するエマルジョンであって、しかも透
湿性及び防水性の両性能に優れた皮膜を形成し得るもの
であることを見出した。

即ち本発明は、 ｉ）炭素数１〜３のアルキル基を有するアクリル酸アル
キルエステル、炭素数１〜３のアルキル基を有するメタ
クリル酸アルキルエステル及びアクリロニトリルの少な
くとも１種（以下、単量体成分（Ａ）という）３０〜８
８重量％、ｉｉ）炭素数４〜１０のアルキル基を有する
アクリル酸アルキルエステル、炭素数４〜１０のアルキ
ル基を有するメタクリル酸アルキルエステル、及びスチ
レンの少な（とも１種（以下、単量体成分（Ｂ）という
）１０〜６８重量％、ｉｉｉ　）α−２β−エチレン性
不飽和カルボン酸（以下、単量体成分（Ｃ）という）１
〜５重量％、並びに、 ｉｖ）反応性ビニル基を有するオルガノポリシロキサン
（以下、単量体成分（Ｄ）という）０．５〜４０重量％ からなる単量体成分を、乳化重合して得られるアクリル
系エマルジョン組成物に係る。

以下、本発明のアクリル系エマルジョン組成物の製造に
用いる各単量体成分について詳述する。

単量体成分（Ａ）のうちで、炭素数１〜３のアルキル基
を有するアクリル酸アルキルエステルの具体例としては
、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ｎ
−プロピル、アクリル酸イソプロピル等を挙げることが
できる。また、炭素数１〜３のアルキル基を有するメタ
クリル酸アルキルエステルの具体例としては、メタクリ
ル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ｎ−プ
ロピル、メタクリル酸イソプロピル等を挙げることがで
きる。

単量体成分（Ａ）としては、上記した炭素数１〜３のア
ルキル基を有するアクリル酸アルキルエステル、炭素数
１〜３のアルキル基を有す名メタクリル酸アルキルエス
テル、及びアクリロニトリルの少なくとも１種を用いれ
ばよい。

単量体成分（Ｂ）のうちで、炭素数４〜１０のアルキル
基を有するアクリル酸アルキルエステルの具体例として
は、アクリル酸ｎ−ブチル、アクリル酸イソブチル、ア
クリル酸第ニブチル、アクリル酸ｎ−アミル、アクリル
酸イソアミル、アクリル酸ｎ−ヘキシル、アクリル酸ｎ
−ヘプチル、アクリル酸イソヘプチル、アクリル酸ｎ−
オクチル、アクリル酸２−エチルヘキシル等を挙げるこ
とができる。また炭素数４〜１０のアルキル基を有する
メタクリル酸アルキルエステルの具体例としては、メタ
クリル酸ｎ−ブチル、メタクリル酸イソブチル、メタク
リル酸第ニブチル、メタクリル酸第三ブチル、メタクリ
ル酸２−エチルヘキシル等を挙げることができる。

単量体成分（Ｂ）としては、上記したような炭素数４〜
１０のアルキル基を有するアクリル酸アルキルエステル
、炭素数４〜１０のアルキル基を有するメタクリル酸ア
ルキルエステル及びスチレンの少なくとも１種を用いれ
ばよい。

単量体成分（Ｃ）であるα−２β−エチレン性不飽和カ
ルボン酸としては、アクリル酸、メタクリル酸、クロト
ン酸等の不飽和カルボン酸、イタコン酸、マレイン酸、
フマル酸、無水マレイン酸等の不飽和多価カルボン酸、
マレイン酸モノエステル、フマル酸モノエステル等の不
飽和多価カルボン酸の炭素数１〜６のモノアルキルエス
テル等を例示でき、これらの少なくとも１種を用いれば
よい。

単量体成分（Ｄ）である反応性ビニル基を有するオルガ
ノポリシロキサンとしては、下記一般式（Ｉ）〜（ＩＩ
Ｉ）の化合物を例示できる。

上記各式において、Ｒ１は、水素又はメチル基を示し、
Ｒ２は炭素数１〜１０の２価の脂肪族炭化水素基を示し
、Ｒ３−Ｒ１３は、同−又は相異なって、炭素数１〜８
のアルキル基又はフェニル基を示し、ＲＩ４は基−ＨＣ
＝　ＣＲ２又はメチル基を示し、ｎは１〜２０の整数、
ｍは１〜２０の整数を示す。

上記オルガノポリシロキサンは、単独又は適宜混合して
用いることができる。

上記Ｒ２で示される２価の脂肪族炭化水素基としては、
好ましくは、エチレン、トリメチレン、テトラメチレン
、ペンタメチレン、ヘキサメチレン等の炭素数２〜６の
２価の脂肪族炭化水素基を例示でき名。

Ｒ３〜ＲＩ３で示されるアルキル基としては、好ましく
は、メチル、エチル、ｎ−プロピル、イソプロピル、ｎ
−ブチル、イソブチル、５ｅｃ−ブチル、ｔｅｒｔ−ブ
チル等の炭素数１〜４のアルキル基を例示できる。

上記一般式（Ｉ）の化合物としては、ｎ＝２〜６の化合
物か好ましく、一般式（ＩＩ）の化合物としては１、ｎ
−５〜１０の化合物が好ましく、−般式（ｍ）の化合物
としては、ｍ＝８〜１５、及びｎ＝２〜６の化合物が好
ましい。

本発明のアクリル系エマルジョン組成物は、前記した単
量体成分（Ａ）〜（Ｄ）を用いて、乳化重合法によって
得ることができる。

単量体成分の使用割合は、単量体成分の合計量に基づい
て、単量体成分（Ａ）３０〜８８重量％、好ましくは、
４０〜６５重量％、単量体成分（Ｂ）１０〜６８重量％
、好ましくは２０〜４０重量％、単量体成分（Ｃ）１〜
５重量％、好ましくは、１〜３重量％、単量体成分（Ｄ
）０．５〜４０重量％、好ましくは１０〜３０重量％と
すればよい。

単量体成分（Ａ）の使用量が上記範囲を下回ると、得ら
れるエマルジョンから形成される皮膜の透湿性が低下し
、一方この範囲を上回ると防水性能が不充分となる。ま
た、単量体成分（Ｂ）の使用量が上記範囲を下回ると、
得られる皮膜の防水性能が低下し、一方、上記範囲を上
回ると透湿性能が劣るものとなる。

単量体成分（Ｃ）であるα−２β−エチレン性不飽和カ
ルボン酸は、上記した範囲の配合量とすることによって
、形成されるエマルジョン組成物の安定性を向」−させ
ることができる。

単量体成分（Ｄ）であるオルガノポリシロキサンを単量
体成分として使用することによって、得られるエマルジ
ョン組成物を用いて形成される皮膜は、透湿性及び防水
性に優れたものとなる。該オルガノポリシロキサンの配
合量が前記範囲を下回ると、皮膜の透湿性能が劣るもの
となり、前記範囲を上回ると得られるエマルジョンの安
定性が悪くなり、正常、均一な皮膜を形成しないため皮
膜は凝集力が低く、引き裂きに弱いものとなる。

本発明のエマルジョン組成物は、上記した各単量体成分
を用いて、公知の乳化重合法により得ることができる。

即ち、各単量体を混合し、これに乳化剤、重合開始剤等
を加えて、水系で乳化重合を行なえばよく、−括して仕
込み重合する方法、各成分を連続供給しながら重合する
方法などの各種の方法を適用できる。また、連続供給す
る場合には、単量体滴下法、プレエマルジョン法、或い
はそれらの方法の組合わせなど公知の方法を適宜採用す
ることができる。

乳化剤としては、アニオン系界面活性剤及び／又はノニ
オン系界面活性剤を用いることができる。

アニオン系界面活性剤としては、通常、乳化剤として用
いられるもの例えば、ナトリウムドデシルサルフェート
、アンモニウムドデシルサルフェート、ナトリウムドデ
シルポリグリコールエーテルサルフェート、スルホン化
パラフィンのアルカリ金属塩、スルホン化パラフィンの
アンモニウム塩、ナトリウムドデシルベンゼンスルホネ
ート、ナトリウムラウレート、高アルキルナフタレンス
ルホン酸塩、ジアルキルスルホコハク酸塩、ポリオキシ
エチレンアルキルサルフェート、ポリオキシエチレンア
ルキルアリールサルフェート、ポリオキシエチレンアル
キルベンゼンサルフェート等を挙げることができる。ノ
ニオン系界面活性剤としては、ポリエチレンオキサイド
系界面活性剤が好ましく、具体的には、ポリオキシエチ
レンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンセチルエー
テル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオ
キシエチレンオレイルエーテル、ポリオキシエチレンノ
ニルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエー
テル、ポリオキシエチレンソルビタンモノオレエ−ト、
ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレート、ポリ
オキシエチレンソルビタンモノオレエート、オキシエチ
レンオキシプロピレンブロックヘポリマー等を例示でき
る。

乳化剤の使用量は、エマルジョンに対して要求される性
質に応じて変わりうるが、二股に、重合安定性を向上さ
せて粗大粒子の発生を抑制する目的やエマルジョンの機
械的、化学的安定性を良好にする目的には乳化剤の使用
量が多いことが望ましく、乾燥皮膜の耐水性を向上させ
るためには使用量が少ない方が望ましく、通常単量体成
分の合計量１００重量部に対して１〜１０重量部重量部
節囲内から目的に応じて使用量を決定すればよい。

重合開始剤としては、乳化重合において通常使＝　　１
２　− 用されているもの、例えば過硫酸アンモニウム、過硫酸
カリウム、過硫酸カリウム、過硼酸アンモニウム、過酸
化水素、過酸化ベンゾイル等のラジカル生成性重合開始
剤を使用することができ、その使用量は、単量体成分の
合計量１００重量部に対して、０．０１〜３重量部程度
とすればよい。

重合反応は、通常５０〜９０℃程度、好ましくは６０〜
８５℃程度で行なえばよく、反応時間は通常３〜１０時
間程度とすればよい。

本発明のアクリル系エマルジョン組成物は、不揮発分４
０〜６０重量％程度とすることが好ましい。

尚、乳化重合の開始時、或いは終了後に、塩基性物質を
加えて、ｐＨを調整することによって、エマルジョンの
重合安定性、凍結安定性、機械的安定性、化学的安定性
等を向上させることができる。この場合、得られるエマ
ルジョンのｐＨが５以上となるように調整することが好
ましく、より好ましくはＩ）Ｈ６〜９程度に調整する。

塩基性物質としては、アンモニア、エチルアミン、ジエ
チルアミン、トリエチルアミン、エタノールアミン、ト
リエタノールアミン、ジエチルエタノールアミン、苛性
ソーダ、苛性カリ等を使用することができる。

発明の効果 本発明のアクリル系エマルジョン組成物は、安定性の優
れたエマルジョンであって、透湿性及び防水性の両方の
性質に優れた皮膜を形成し得るものである。該エマルジ
ョン組成物は、透湿性、防水性の両機能を必要とする素
材の表面コーティング剤、例えは繊維、紙加工用バイン
ダー、屋内外塗料等の用途に極めて有用である。

実施例 以下に実施例を示して本発明を更に詳細に説明する。

実施例１ 下記第１表に示す原料組成及び重合条件でエマルジョン
を作製し、重合反応終了後、各エマルジョンに２５％ア
ンモニア水を添加して、ｐＨ調整を行なった。得られた
エマルジョンの重合率、不揮発分、及びｐＨを第２表に
示す。尚、比較品１のエマルジョンでは、反応終了後、
凝集物が多量に発生し、エマルジョン中に一部オルガノ
ポリシロキサンの遊離が観察された。また、比較品２の
エマルジョンは、若干の凝集物の発生が認められたが、
正常に使用可能なものであった。

注　１）Ｒ１：ＣＨ３、Ｒ２：テトラメチレン、Ｒ３−
Ｒ５：ＣＨ３、ｎ井５（平均値）のオルガノポリシロキ
サン。

２）Ｒ３−Ｒ６：　ＣＨ３、Ｒ１４：　ＣＨ３、ｎ≠８
（平均値）のオルガノポリシロキサン。

３）Ｒ３〜Ｒ１３：　ＣＨ３、ｍ≠１０、ｎ井３（平均
値）のオルガノポリシロキサン。

４）商標：ネオペレックスＦ−６５、花王■製 ５）商標：ノニポール２００、三洋化成工業■製（ＨＬ
Ｂ：１６）。

＝　１９− 一　　２０　− 得られた各エマルジョン組成物について、下記の方法に
よって、透湿度及び透水量を測定した。

尚、市販のエマルジョン組成物として、−膜層内外塗料
用スチレン／アクリル酸エステル共重合樹脂エマルジョ
ン（商標：リカボンドＥ　’Ｓ　−１６、中央理化工業
■製、従来品（１））、木工・一般接着用酢酸ビニル樹
脂エマルジョン（商標：リカボンドＡ’Ｗ−５０、中央
理化工業■製、従来品（２））　、繊維加工用アクリル
酸エステル共重合樹脂エマルジョン（商標：リカボンド
Ｆ　Ｋ　−５５５、中央理化工業■製、従来品（３））
の各々を用いて、同様に透湿度及び透水量を測定した。

Ｏ透湿度：各エマルジョンをプラスチック板上に塗布し
乾燥して、０．４’ｍｍ厚の皮膜を形成し、このフィル
ムを用いてＪＩＳ−Ｚ−０２０８（条件Ａ）に基づいて
透湿度を測定した。

０透水量：フレキシブル板に各エマルジョンを３００ｇ
／ｍ２塗布し、Ｊ　Ｉ　５−Ａ−６９１０の５−１０の
透水試験法に基づいて透水量を測定した。

第　　　３　　　表 第３表から判る様に、本発明エマルジョン組成物によれ
ば、透湿度が大きく、かつ透水量の少ない皮膜を形成す
ることができる。

（以　上）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ［１］ｉ）炭素数１〜３のアルキル基を有するアクリル
   酸アルキルエステル、炭素数１〜３のアルキル基を有す
   るメタクリル酸アルキルエステル、及びアクリロニトリ
   ルの少なくとも１種３０〜８８重量％、 ｉｉ）炭素数４〜１０のアルキル基を有するアクリル酸
   アルキルエステル、炭素数４〜１０のアルキル基を有す
   るメタクリル酸アルキルエステル、及びスチレンの少な
   くとも１種１０〜６８重量％、 ｉｉｉ）α−，β−エチレン性不飽和カルボン酸１〜５
   重量％、並びに ｉｖ）反応性ビニル基を有するオルガノポリシロキサン
   ０．５〜４０重量％ からなる単量体成分を、乳化重合して得られるアクリル
   系エマルジョン組成物。