JPH04272902A - 湿潤粘着特性が改善された酢酸ビニル/エチレン共重合体エマルジョン - Google Patents
湿潤粘着特性が改善された酢酸ビニル/エチレン共重合体エマルジョンInfo
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- JPH04272902A JPH04272902A JP3289600A JP28960091A JPH04272902A JP H04272902 A JPH04272902 A JP H04272902A JP 3289600 A JP3289600 A JP 3289600A JP 28960091 A JP28960091 A JP 28960091A JP H04272902 A JPH04272902 A JP H04272902A
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F216/00—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by an alcohol, ether, aldehydo, ketonic, acetal or ketal radical
- C08F216/02—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by an alcohol, ether, aldehydo, ketonic, acetal or ketal radical by an alcohol radical
- C08F216/04—Acyclic compounds
- C08F216/08—Allyl alcohol
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F218/00—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by an acyloxy radical of a saturated carboxylic acid, of carbonic acid or of a haloformic acid
- C08F218/02—Esters of monocarboxylic acids
- C08F218/04—Vinyl esters
- C08F218/08—Vinyl acetate
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。
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はポリビニルアルコール安
定化系(stabilizing system)の存
在下に製造される酢酸ビニル/エチレン共重合体エマル
ジョンに関する。
定化系(stabilizing system)の存
在下に製造される酢酸ビニル/エチレン共重合体エマル
ジョンに関する。
【0002】
【発明の背景】水をベースとする(water−bas
ed)紙の積層接着剤の適用において、(1)高度の湿
式粘着性(wet tack)と(2)軽度〜適度の圧
力下に迅速かつ上首尾に基体を結合するために十分な開
放粘着時間(open tack time)(粘着範
囲(tack range))の両方を有することが接
着剤にはしばしば必要である。しかしながら、両方の重
要な湿式粘着特性を有する接着剤系を開発することが困
難であることが分っている。幾つかの方法が最適の湿式
粘着性能を達成するために過去に利用されてきた。たと
えば、水をベースとする積層接着剤が、湿式粘着性を高
めるためにホウ素変性ポリビニルアルコールの存在下に
製造された。しかしながら、これらの接着剤は系のpH
に敏感であって、比較的高いpHで役に立たないゲルを
形成する傾向がある。加えて、接着剤の湿式粘着性能は
pH依存性である可能性がある。
ed)紙の積層接着剤の適用において、(1)高度の湿
式粘着性(wet tack)と(2)軽度〜適度の圧
力下に迅速かつ上首尾に基体を結合するために十分な開
放粘着時間(open tack time)(粘着範
囲(tack range))の両方を有することが接
着剤にはしばしば必要である。しかしながら、両方の重
要な湿式粘着特性を有する接着剤系を開発することが困
難であることが分っている。幾つかの方法が最適の湿式
粘着性能を達成するために過去に利用されてきた。たと
えば、水をベースとする積層接着剤が、湿式粘着性を高
めるためにホウ素変性ポリビニルアルコールの存在下に
製造された。しかしながら、これらの接着剤は系のpH
に敏感であって、比較的高いpHで役に立たないゲルを
形成する傾向がある。加えて、接着剤の湿式粘着性能は
pH依存性である可能性がある。
【0003】湿式粘着性能を高めるもう一つの方法は、
基剤接着剤中へ溶媒または可塑剤を混ぜ込むことである
。この方法は、しばしば包装産業のエンドユーザーによ
って使用される。しかしながら、溶媒の使用は環境的懸
念および安全性の問題点を作り出す。また、可塑化され
た接着剤の性能は可塑剤のマイグレーションのために劣
化する。その上、接着剤と溶媒または可塑剤との調合は
原料およびコンバータの運転経費を増やすことになる。
基剤接着剤中へ溶媒または可塑剤を混ぜ込むことである
。この方法は、しばしば包装産業のエンドユーザーによ
って使用される。しかしながら、溶媒の使用は環境的懸
念および安全性の問題点を作り出す。また、可塑化され
た接着剤の性能は可塑剤のマイグレーションのために劣
化する。その上、接着剤と溶媒または可塑剤との調合は
原料およびコンバータの運転経費を増やすことになる。
【0004】工業的に必要とされるもう一つの重要な性
質は比較的迅速な硬化速度、迅速に結合を硬化しそして
短かい圧力適用の後にこの結合を維持する接着剤の能力
である。
質は比較的迅速な硬化速度、迅速に結合を硬化しそして
短かい圧力適用の後にこの結合を維持する接着剤の能力
である。
【0005】環境規制がより厳しくなり、包装産業の現
在の傾向が高速度適用に向かって動くにつれて、その産
業の増大する必要性に応えるために迅速な硬化速度に加
えて高い湿潤粘着と十分な粘着範囲の両方の性質を有す
る水をベースとする接着剤を開発することが強く求めら
れる。
在の傾向が高速度適用に向かって動くにつれて、その産
業の増大する必要性に応えるために迅速な硬化速度に加
えて高い湿潤粘着と十分な粘着範囲の両方の性質を有す
る水をベースとする接着剤を開発することが強く求めら
れる。
【0006】米国特許第3,827,996号は5〜7
モル%の平均残留酢酸ビニル含有量を有する安定化量の
ポリビニルアルコールの存在下に製造されたビニルエス
テル重合体の水性分散液を記述している。この酢酸ビニ
ル含有量を有する単一のポリビニルアルコールが使用で
き、あるいは約16モル%までの酢酸ビニル平均含有量
を有するポリビニルアルコールの組合せが5〜7モル%
に平均を生じるようにブレンドすることができる。その
結果として生じるビニルエステル重合体の分散液は安定
性(製造の間およびあとの両方の)、それが分散液から
析出されたあとの接着剤の耐水性、および満足な粘度指
数を有すると言われる。
モル%の平均残留酢酸ビニル含有量を有する安定化量の
ポリビニルアルコールの存在下に製造されたビニルエス
テル重合体の水性分散液を記述している。この酢酸ビニ
ル含有量を有する単一のポリビニルアルコールが使用で
き、あるいは約16モル%までの酢酸ビニル平均含有量
を有するポリビニルアルコールの組合せが5〜7モル%
に平均を生じるようにブレンドすることができる。その
結果として生じるビニルエステル重合体の分散液は安定
性(製造の間およびあとの両方の)、それが分散液から
析出されたあとの接着剤の耐水性、および満足な粘度指
数を有すると言われる。
【0007】米国特許第4,521,561号は、残留
酢酸ビニル含有量8〜10モル%を有するポリビニルア
ルコール安定化系の存在下に酢酸ビニルとエチレンの乳
化重合により製造された共重合体の水性コロイド状分散
液からなり、特に8〜10モル%の酢酸ビニル平均残留
含有量を生じる比率での酢酸ビニル含有量3〜6モル%
を有するポリビニルアルコールと酢酸ビニル含有量10
〜14モル%を有するポリビニルアルコールの混合物か
らなり、部分的におよび完全に加水分解された両方のポ
リビニルアルコールの相溶性を示す酢酸ビニル/エチレ
ン共重合体エマルジョンを記述している。接着剤組成物
を提供するために部分的にまたは完全に加水分解された
ポリビニルアルコールとブレンドされたとき、そのよう
な組成物は高められた可塑剤稠度増大を示す。
酢酸ビニル含有量8〜10モル%を有するポリビニルア
ルコール安定化系の存在下に酢酸ビニルとエチレンの乳
化重合により製造された共重合体の水性コロイド状分散
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含有量を生じる比率での酢酸ビニル含有量3〜6モル%
を有するポリビニルアルコールと酢酸ビニル含有量10
〜14モル%を有するポリビニルアルコールの混合物か
らなり、部分的におよび完全に加水分解された両方のポ
リビニルアルコールの相溶性を示す酢酸ビニル/エチレ
ン共重合体エマルジョンを記述している。接着剤組成物
を提供するために部分的にまたは完全に加水分解された
ポリビニルアルコールとブレンドされたとき、そのよう
な組成物は高められた可塑剤稠度増大を示す。
【0008】米国特許第4,605,589号は、20
℃で4%水溶液として約2.4〜4の粘度を示すような
100〜375の重合度(DPn:数平均重合度)を有
し、50〜99モル%加水分解されているポリビニルア
ルコールの存在下に酢酸ビニルとエチレンの共重合によ
り製造された酢酸ビニル/エチレン共重合体バインダー
エマルジョンを記述している。そのような共重合体で結
合された不織布は強靭性を維持しながら驚くほどに改善
された柔軟性を有する。
℃で4%水溶液として約2.4〜4の粘度を示すような
100〜375の重合度(DPn:数平均重合度)を有
し、50〜99モル%加水分解されているポリビニルア
ルコールの存在下に酢酸ビニルとエチレンの共重合によ
り製造された酢酸ビニル/エチレン共重合体バインダー
エマルジョンを記述している。そのような共重合体で結
合された不織布は強靭性を維持しながら驚くほどに改善
された柔軟性を有する。
【0009】米国特許第4,043,961号は、メタ
クリル酸メチルを含有する完全に加水分解されたビニル
アルコール共重合体を含む保護コロイドの存在下に製造
された酢酸ビニル/エチレン共重合体の水性エマルジョ
ンから本質的になる接着剤組成物を記述している。その
実施例は中間および/または低粘度の部分的に加水分解
されたポリビニルアルコールおよび非イオン性界面活性
剤と組合せた前記のビニルアルコール共重合体の使用を
示している。
クリル酸メチルを含有する完全に加水分解されたビニル
アルコール共重合体を含む保護コロイドの存在下に製造
された酢酸ビニル/エチレン共重合体の水性エマルジョ
ンから本質的になる接着剤組成物を記述している。その
実施例は中間および/または低粘度の部分的に加水分解
されたポリビニルアルコールおよび非イオン性界面活性
剤と組合せた前記のビニルアルコール共重合体の使用を
示している。
【0010】
【発明の概要】本発明は、高い湿式粘着と改善された粘
着範囲の両方の性質はもちろん比較的速い硬化速度を有
する紙の積層接着剤として有用である酢酸ビニル−エチ
レン(VAE)共重合体の水性分散液、またはエマルジ
ョンを提供する。VAE共重合体は水性媒質中に分散さ
れており、(1)低分子量の部分的に加水分解されたポ
リビニルアルコール、(2)中間分子量の部分的に加水
分解されたポリビニルアルコールおよび(3)中間およ
び/または高分子量の完全に加水分解されたポリビニル
アルコールから本質的になる安定化系の存在下に酢酸ビ
ニルとエチレンの水性乳化共重合により製造される。
着範囲の両方の性質はもちろん比較的速い硬化速度を有
する紙の積層接着剤として有用である酢酸ビニル−エチ
レン(VAE)共重合体の水性分散液、またはエマルジ
ョンを提供する。VAE共重合体は水性媒質中に分散さ
れており、(1)低分子量の部分的に加水分解されたポ
リビニルアルコール、(2)中間分子量の部分的に加水
分解されたポリビニルアルコールおよび(3)中間およ
び/または高分子量の完全に加水分解されたポリビニル
アルコールから本質的になる安定化系の存在下に酢酸ビ
ニルとエチレンの水性乳化共重合により製造される。
【0011】VAE共重合体エマルジョンを製造するた
めの好ましい実施態様において、プレエマルジョンは酢
酸ビニル単量体が重合反応容器に先ず仕込まれ続いて水
中にポリビニルアルコール(PVOH)安定化系を含む
水性プレミックスが仕込まれる逆プレミックス方法によ
り製造される。
めの好ましい実施態様において、プレエマルジョンは酢
酸ビニル単量体が重合反応容器に先ず仕込まれ続いて水
中にポリビニルアルコール(PVOH)安定化系を含む
水性プレミックスが仕込まれる逆プレミックス方法によ
り製造される。
【0012】本発明は、湿式粘着値を犠牲にすることな
く改善された粘着範囲評価を有する新しいVAEエマル
ジョンを提供するものである。迅速な硬化速度およびク
リープ抵抗のような他の重要な性能が維持される。
く改善された粘着範囲評価を有する新しいVAEエマル
ジョンを提供するものである。迅速な硬化速度およびク
リープ抵抗のような他の重要な性能が維持される。
【0013】
【本発明の詳細な記述】本発明に係る共重合体は、約−
15〜30℃の範囲に及ぶTgを与えるように、単量体
基準で、酢酸ビニル70〜98重量%とエチレン2〜3
0重量%からなり、共重合体は酢酸ビニル90〜95重
量%とエチレン5〜10重量%を含有するのが好ましい
。
15〜30℃の範囲に及ぶTgを与えるように、単量体
基準で、酢酸ビニル70〜98重量%とエチレン2〜3
0重量%からなり、共重合体は酢酸ビニル90〜95重
量%とエチレン5〜10重量%を含有するのが好ましい
。
【0014】酢酸ビニル−エチレン共重合体は、場合に
よっては1つまたはそれ以上の追加のエチレン性不飽和
共重合可能な単量体を含むことができる。10重量%ま
で存在しうるそのようなコモノマーの例は、たとえば、
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、アクリル酸ヒドロキシエチル、アクリル酸ヒ
ドロキシプロピル、およびN−メチロールアクリルアミ
ドを包含する。
よっては1つまたはそれ以上の追加のエチレン性不飽和
共重合可能な単量体を含むことができる。10重量%ま
で存在しうるそのようなコモノマーの例は、たとえば、
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、アクリル酸ヒドロキシエチル、アクリル酸ヒ
ドロキシプロピル、およびN−メチロールアクリルアミ
ドを包含する。
【0015】機能的に、または作用的に考えたとき、共
重合体エマルジョン中の酢酸ビニルと同等のものはギ酸
ビニル、プロピオン酸ビニル、ラウリン酸ビニルなどの
ようなアルカノン酸のビニルエステルである。
重合体エマルジョン中の酢酸ビニルと同等のものはギ酸
ビニル、プロピオン酸ビニル、ラウリン酸ビニルなどの
ようなアルカノン酸のビニルエステルである。
【0016】VAE共重合体エマルジョン接着剤を製造
する共重合反応のための安定化系は、酢酸ビニル単量体
基準で、3.5〜6重量%、好ましくは4〜5重量%の
量で使用され、本質的に (1) 低分子量の部分的に加水分解されたPVOH
の0.2〜1.5重量%、好ましくは0.3〜0.7重
量%、(2) 中間分子量の部分的に加水分解された
PVOHの0.5〜2.5重量%、および(3) 中
間分子量の完全に加水分解されたPVOHまたは高分子
量の完全に加水分解されたPVOH、またはその混合物
の1〜4重量%、好ましくは2〜3重量%からなる。
する共重合反応のための安定化系は、酢酸ビニル単量体
基準で、3.5〜6重量%、好ましくは4〜5重量%の
量で使用され、本質的に (1) 低分子量の部分的に加水分解されたPVOH
の0.2〜1.5重量%、好ましくは0.3〜0.7重
量%、(2) 中間分子量の部分的に加水分解された
PVOHの0.5〜2.5重量%、および(3) 中
間分子量の完全に加水分解されたPVOHまたは高分子
量の完全に加水分解されたPVOH、またはその混合物
の1〜4重量%、好ましくは2〜3重量%からなる。
【0017】安定化系に使用することができる低分子量
の、部分的に加水分解されたPVOHは、85〜90モ
ル%加水分解されており、特に87〜89モル%加水分
解されており、100〜800、好ましくは200〜6
00、最も望ましくは450〜600の範囲に及ぶ重合
度(DPn)を有する。中間分子量の部分的に加水分解
されたPVOHは85〜90、特に87〜89モル%加
水分解されており、1000〜1800、好ましくは1
400〜1700の範囲に及ぶDPnを有する。完全に
加水分解されたPVOHは98〜99モル%以上、特に
98〜99モル%加水分解されており、中間分子量のP
VOHに対しては1000〜1800、好ましくは14
00〜1700、高分子量のPVOHに対しては190
0〜3000、好ましくは2000〜2500の範囲に
及ぶDPnを有する。適当なPVOHは、それぞれ等級
名称205、523、325および350として商標A
IRVOLRのもとにAir Products an
d Chemicalsより販売されている。
の、部分的に加水分解されたPVOHは、85〜90モ
ル%加水分解されており、特に87〜89モル%加水分
解されており、100〜800、好ましくは200〜6
00、最も望ましくは450〜600の範囲に及ぶ重合
度(DPn)を有する。中間分子量の部分的に加水分解
されたPVOHは85〜90、特に87〜89モル%加
水分解されており、1000〜1800、好ましくは1
400〜1700の範囲に及ぶDPnを有する。完全に
加水分解されたPVOHは98〜99モル%以上、特に
98〜99モル%加水分解されており、中間分子量のP
VOHに対しては1000〜1800、好ましくは14
00〜1700、高分子量のPVOHに対しては190
0〜3000、好ましくは2000〜2500の範囲に
及ぶDPnを有する。適当なPVOHは、それぞれ等級
名称205、523、325および350として商標A
IRVOLRのもとにAir Products an
d Chemicalsより販売されている。
【0018】PVOH成分に加えて安定剤系もまた非イ
オン性ポリアルコキシル化界面活性剤およびアニオン界
面活性剤のような慣用の界面活性剤を少量含有すること
もできる。
オン性ポリアルコキシル化界面活性剤およびアニオン界
面活性剤のような慣用の界面活性剤を少量含有すること
もできる。
【0019】慣用の過酸化物化合物のような、さまざま
なフリーラジカル生成源が単量体の重合を行うのに使用
できる。従来の酸化剤と還元剤の両方を使用する組合せ
型の系、すなわちレドックス系もまた使用できる。
なフリーラジカル生成源が単量体の重合を行うのに使用
できる。従来の酸化剤と還元剤の両方を使用する組合せ
型の系、すなわちレドックス系もまた使用できる。
【0020】酸化剤は、重合系に導入された酢酸ビニル
の重量基準で、一般に0.01〜1%、好ましくは0.
05〜0.5%の量で使用される。還元剤は普通は水溶
液として必要な当量で添加される。
の重量基準で、一般に0.01〜1%、好ましくは0.
05〜0.5%の量で使用される。還元剤は普通は水溶
液として必要な当量で添加される。
【0021】VAE共重合体エマルジョンの好ましい組
成は次のものから成る。 水
45%固形物
55%VAM
88%エチレン
7
.5%AIRVOL 205 PVOH 0.5
%AIRVOL 523 PVOH 1.5%A
IRVOL 325 PVOH 2.5%
成は次のものから成る。 水
45%固形物
55%VAM
88%エチレン
7
.5%AIRVOL 205 PVOH 0.5
%AIRVOL 523 PVOH 1.5%A
IRVOL 325 PVOH 2.5%
【00
22】一般に、適当なVAE共重合体エマルジョンは、
増量的に添加されるレドックス系を使用して約100a
tmまでのエチレン圧下で水性媒質中のPVOH安定化
系の存在下で単量体の共重合によって調製することがで
きる。工程は先ず、水中に懸濁された酢酸ビニルが作業
圧のもとエチレンの存在下で徹底的に撹拌されて反応媒
質が重合温度に徐々に加熱されながらエチレンと酢酸ビ
ニルの溶液をもたらす均質化を伴う。均質化期間の次に
はその間にレドックス系が増量的に添加される重合期間
が続く。
22】一般に、適当なVAE共重合体エマルジョンは、
増量的に添加されるレドックス系を使用して約100a
tmまでのエチレン圧下で水性媒質中のPVOH安定化
系の存在下で単量体の共重合によって調製することがで
きる。工程は先ず、水中に懸濁された酢酸ビニルが作業
圧のもとエチレンの存在下で徹底的に撹拌されて反応媒
質が重合温度に徐々に加熱されながらエチレンと酢酸ビ
ニルの溶液をもたらす均質化を伴う。均質化期間の次に
はその間にレドックス系が増量的に添加される重合期間
が続く。
【0023】反応温度はレドックス添加の速度および熱
放散の速度によって制御することができる。一般に、そ
れは単量体の重合の間約75℃の平均温度を維持し、8
0℃を大きく越える温度を避けるために好都合である。
放散の速度によって制御することができる。一般に、そ
れは単量体の重合の間約75℃の平均温度を維持し、8
0℃を大きく越える温度を避けるために好都合である。
【0024】VAE共重合体エマルジョンを生成するた
めの好ましい方法は約10〜30℃の温度に反応混合物
を調節することを含む“低温開始”工程である。重合は
反応混合物を約1時間以内に、45〜85℃の温度、好
ましくは約75℃にもたらすような速度でフリーラジカ
ル源の添加により開始される。重合は酢酸ビニルの0.
5%以下が未反応で残留するまで所望の温度で続けられ
る。
めの好ましい方法は約10〜30℃の温度に反応混合物
を調節することを含む“低温開始”工程である。重合は
反応混合物を約1時間以内に、45〜85℃の温度、好
ましくは約75℃にもたらすような速度でフリーラジカ
ル源の添加により開始される。重合は酢酸ビニルの0.
5%以下が未反応で残留するまで所望の温度で続けられ
る。
【0025】重合を行うのに、ある量の酢酸ビニルをP
VOH安定化系の水溶液を含有する重合容器に最初に仕
込んだ。最も都合よくは酢酸ビニルのすべてを追加の増
量的供給なしで反応媒質に最初に仕込んだ。重合される
全酢酸ビニルの少なくとも約50%を重合の進行の間に
増量的に添加される酢酸ビニルの残りとともに最初に仕
込むことができることも考えられる。好ましい様式では
、酢酸ビニル単量体を最初に反応容器に、続いてPVO
H安定系プレミックスを仕込んだ。
VOH安定化系の水溶液を含有する重合容器に最初に仕
込んだ。最も都合よくは酢酸ビニルのすべてを追加の増
量的供給なしで反応媒質に最初に仕込んだ。重合される
全酢酸ビニルの少なくとも約50%を重合の進行の間に
増量的に添加される酢酸ビニルの残りとともに最初に仕
込むことができることも考えられる。好ましい様式では
、酢酸ビニル単量体を最初に反応容器に、続いてPVO
H安定系プレミックスを仕込んだ。
【0026】増量的添加とは量および時間の両方に関し
て、実質的に一定な添加を行うことを含む。そのような
添加は連続的または非連続的であることが可能で、これ
はまた“遅延”添加とも呼ばれる。
て、実質的に一定な添加を行うことを含む。そのような
添加は連続的または非連続的であることが可能で、これ
はまた“遅延”添加とも呼ばれる。
【0027】共重合体へ入りこむエチレンの量は圧力、
撹拌および重合体媒質の粘度によって影響される。従っ
て、共重合体のエチレン含有量を増加するために、高圧
、より大きい撹拌および低粘度が使用される。加圧され
たエチレン源はそれが重合されたりまたは反応、すなわ
ち、エチレン生成の間じゅうエチレン圧を維持するため
に開放維持が可能なのでエチレン圧が低下するように反
応器から切り離すことができる。
撹拌および重合体媒質の粘度によって影響される。従っ
て、共重合体のエチレン含有量を増加するために、高圧
、より大きい撹拌および低粘度が使用される。加圧され
たエチレン源はそれが重合されたりまたは反応、すなわ
ち、エチレン生成の間じゅうエチレン圧を維持するため
に開放維持が可能なのでエチレン圧が低下するように反
応器から切り離すことができる。
【0028】酢酸ビニル中および水相中にエチレンを溶
解するために水性反応混合物を徹底的に撹拌後、仕込み
物を重合温度にもたらして、次に重合は酸化体および還
元体の最初の量を導入することにより開始される。重合
を開始した後、酸化体および還元体は、重合を維持する
ために必要とされる時に増量的に添加される。そして第
3の共重合可能な単量体および残りの酢酸ビニルを、も
しあるならば、別個の遅延物として添加することができ
る。
解するために水性反応混合物を徹底的に撹拌後、仕込み
物を重合温度にもたらして、次に重合は酸化体および還
元体の最初の量を導入することにより開始される。重合
を開始した後、酸化体および還元体は、重合を維持する
ために必要とされる時に増量的に添加される。そして第
3の共重合可能な単量体および残りの酢酸ビニルを、も
しあるならば、別個の遅延物として添加することができ
る。
【0029】反応は一般に残留酢酸ビニル含有量が約0
.5%以下になるまで継続され、完了した反応生成物を
次に大気から密閉しながら約室温まで冷却させる。pH
値を次に4.5〜7の範囲の値に、特に最高安定性を保
証するために4.5〜5に適当に調節する。
.5%以下になるまで継続され、完了した反応生成物を
次に大気から密閉しながら約室温まで冷却させる。pH
値を次に4.5〜7の範囲の値に、特に最高安定性を保
証するために4.5〜5に適当に調節する。
【0030】VAE共重合体エマルジョンを固形物含有
量52〜58重量%を有するように直接生成することが
できる。
量52〜58重量%を有するように直接生成することが
できる。
【0031】次の実施例のVAE共重合体エマルジョン
を直径約2cm、50ポンドのクラフト紙に、試験され
るエマルジョンの少量を塗布することにより湿式粘着お
よび粘着範囲について試験した。エマルジョンを指で紙
の上に広げて薄膜を形成した。薄膜を指で押し急いで取
り去る。指から薄膜をはがすために必要とされる力を判
断し対照と比較する。この力が“湿式粘着”である。“
粘着範囲”は薄膜が粘着して残っている間の時間である
。
を直径約2cm、50ポンドのクラフト紙に、試験され
るエマルジョンの少量を塗布することにより湿式粘着お
よび粘着範囲について試験した。エマルジョンを指で紙
の上に広げて薄膜を形成した。薄膜を指で押し急いで取
り去る。指から薄膜をはがすために必要とされる力を判
断し対照と比較する。この力が“湿式粘着”である。“
粘着範囲”は薄膜が粘着して残っている間の時間である
。
【0032】実施例1
以下は本発明のVAE共重合体を調製するための一般的
手順である。
手順である。
【0033】最初の反応器仕込み物およびさまざまな遅
延供給の成分は次の通りである: 最初の反応器仕込み物 AIRVOL 205 PVOHa(10%水溶液
) 84.5g AIRVOL 523 PV
OHb(10%水溶液) 238.7g AIRV
OL 325 PVOHc(10%水溶液) 424
.3g 水(脱イオン)
568.0
ml 硫酸第一鉄アンモニウム(10%水溶液)
4.8ml 酢酸
1.0g 酢酸
ビニル
1657.5g エチレ
ン−24℃で260psigに反応器を平衡させるため
の量 遅延供給 (1) 過酸化水素(0.4%水溶液)
128.2ml (2) 過酸化
水素(5%水溶液)
38.4ml (3) スルホキシル酸亜鉛ホル
ムアルデヒド (10%水溶液)
3
4.8ml aAirvol 205 − 87〜8
9モル%加水分解;DPn=? bAirvol 5
23 − 87〜89モル%加水分解;DPn=?
cAirvol 325 − 98〜98.8モル%加
水分解;DPn=?
延供給の成分は次の通りである: 最初の反応器仕込み物 AIRVOL 205 PVOHa(10%水溶液
) 84.5g AIRVOL 523 PV
OHb(10%水溶液) 238.7g AIRV
OL 325 PVOHc(10%水溶液) 424
.3g 水(脱イオン)
568.0
ml 硫酸第一鉄アンモニウム(10%水溶液)
4.8ml 酢酸
1.0g 酢酸
ビニル
1657.5g エチレ
ン−24℃で260psigに反応器を平衡させるため
の量 遅延供給 (1) 過酸化水素(0.4%水溶液)
128.2ml (2) 過酸化
水素(5%水溶液)
38.4ml (3) スルホキシル酸亜鉛ホル
ムアルデヒド (10%水溶液)
3
4.8ml aAirvol 205 − 87〜8
9モル%加水分解;DPn=? bAirvol 5
23 − 87〜89モル%加水分解;DPn=?
cAirvol 325 − 98〜98.8モル%加
水分解;DPn=?
【0034】PVOH溶液と脱イオ
ン水の合わされたもののpH値を酢酸で4に調節し続い
て硫酸第一鉄アンモニウム溶液を添加した。
ン水の合わされたもののpH値を酢酸で4に調節し続い
て硫酸第一鉄アンモニウム溶液を添加した。
【0035】1ガロン鋼鉄反応器を上記の水性プレミッ
クスで満たし、窒素でパージした。混合物を200rp
mで撹拌しながら酢酸ビニル単量体を添加した。反応器
を2度窒素で(30psi)、続いて一度24℃でエチ
レンでパージした。撹拌速度を900rpmに増大し、
反応器をエチレン(水面下)で260psigに加圧し
た。反応器温度およびエチレン圧を25℃および260
psigに、それぞれ平衡にさせた。エチレンの供給を
反応器と切り離した。
クスで満たし、窒素でパージした。混合物を200rp
mで撹拌しながら酢酸ビニル単量体を添加した。反応器
を2度窒素で(30psi)、続いて一度24℃でエチ
レンでパージした。撹拌速度を900rpmに増大し、
反応器をエチレン(水面下)で260psigに加圧し
た。反応器温度およびエチレン圧を25℃および260
psigに、それぞれ平衡にさせた。エチレンの供給を
反応器と切り離した。
【0036】反応を24℃で0.4ml/分の0.4%
過酸化水素および0.5ml/分の10%スルホキシル
酸亜鉛ホルムアルデヒドの添加により開始した。開始が
観察されてから、10%スルホキシル酸亜鉛ホルムアル
デヒド遅延溶液を0.3ml/分に設定した。一度開始
された初期温度上昇が横ばいになり、温度傾斜を75℃
へ始動させた。温度が75℃に達したとき(約1時間)
、0.4%過酸化水素流速を10℃△T(oT反応−o
Tジャケット)を保つように設定した。
過酸化水素および0.5ml/分の10%スルホキシル
酸亜鉛ホルムアルデヒドの添加により開始した。開始が
観察されてから、10%スルホキシル酸亜鉛ホルムアル
デヒド遅延溶液を0.3ml/分に設定した。一度開始
された初期温度上昇が横ばいになり、温度傾斜を75℃
へ始動させた。温度が75℃に達したとき(約1時間)
、0.4%過酸化水素流速を10℃△T(oT反応−o
Tジャケット)を保つように設定した。
【0037】酢酸ビニル遊離単量体濃度が約3%より少
なくなったとき、0.4%過酸化水素遅延を停止し、撹
拌速度を1,000rpmに上昇し、10%スルホキシ
ル酸亜鉛ホルムアルデヒド遅延を停止した。5%過酸化
水素遅延を0.5ml/分で始めて15分間にわたって
1ml/分に増大した。5%過酸化水素遅延が完了した
とき反応混合物を30℃に冷却し、pH値を14%水酸
化アンモニウム溶液で5に調節し、脱気装置に移してい
かなる過剰エチレン圧も放出した。Colloid 5
85を次に脱気容器に添加し、続いて脱イオン水(25
g)に溶解された次の物質を添加した: t−ブチルヒドロペルオキシド(70%) 2.
5g酢酸ナトリウム
1.6gクエン酸ナトリウム
1
.6g上記溶液を、内容物を脱気装置中で200rpm
で撹拌しながら速度0.5ml/分で添加した。エマル
ジョン生成物は表1、2に示すような性質を有していた
。
なくなったとき、0.4%過酸化水素遅延を停止し、撹
拌速度を1,000rpmに上昇し、10%スルホキシ
ル酸亜鉛ホルムアルデヒド遅延を停止した。5%過酸化
水素遅延を0.5ml/分で始めて15分間にわたって
1ml/分に増大した。5%過酸化水素遅延が完了した
とき反応混合物を30℃に冷却し、pH値を14%水酸
化アンモニウム溶液で5に調節し、脱気装置に移してい
かなる過剰エチレン圧も放出した。Colloid 5
85を次に脱気容器に添加し、続いて脱イオン水(25
g)に溶解された次の物質を添加した: t−ブチルヒドロペルオキシド(70%) 2.
5g酢酸ナトリウム
1.6gクエン酸ナトリウム
1
.6g上記溶液を、内容物を脱気装置中で200rpm
で撹拌しながら速度0.5ml/分で添加した。エマル
ジョン生成物は表1、2に示すような性質を有していた
。
【0038】実施例2
本実施例のVAE共重合体エマルジョンを調製するため
の手順は水性プレミックスと酢酸ビニルを仕込む順序が
逆にしたことを除いて実施例1の手順に従った。すなわ
ち酢酸ビニルを最初に仕込み、続いて予備−エマルジョ
ンを調製するために水性プレミックスを仕込んだ。表1
、2は本実施例のエマルジョン生成物の性質を示す。
の手順は水性プレミックスと酢酸ビニルを仕込む順序が
逆にしたことを除いて実施例1の手順に従った。すなわ
ち酢酸ビニルを最初に仕込み、続いて予備−エマルジョ
ンを調製するために水性プレミックスを仕込んだ。表1
、2は本実施例のエマルジョン生成物の性質を示す。
【0039】実施例3
本実施例は実施例1の手順に従ったが、35ガロン反応
器のより大きい規模で行なった。このVAEエマルジョ
ンの性質も表1、2に示した。
器のより大きい規模で行なった。このVAEエマルジョ
ンの性質も表1、2に示した。
【0040】
【表1】
【0041】
【表2】
【0042】実施例1〜3のVAE共重合体エマルジョ
ンの物理的および接着性能特性を従来技術の、部分的に
加水分解されたPVOH’s、AIRVOL 205
PVOHおよびAirvol 523 PVOHでただ
安定化されただけである市販のVAE共重合体エマルジ
ョン(比較例1)および従来技術の、完全に加水分解さ
れた中間分子量のPVOHのかわりに、95.5〜96
.5モル%加水分解された、中間分子量PVOH、Ai
rvol 425 PVOHを使用する市販のVAE共
重合体エマルジョン(比較例2)と比較した。データは
本発明に係るVAE共重合体エマルジョンが、湿式粘着
値を犠牲にせずに、また一方で改善された硬化速度を証
明しつつ比較例1のVAEエマルジョンに対する6の評
価に対して9〜10の改善された粘着範囲評価を有する
ことを示す。
ンの物理的および接着性能特性を従来技術の、部分的に
加水分解されたPVOH’s、AIRVOL 205
PVOHおよびAirvol 523 PVOHでただ
安定化されただけである市販のVAE共重合体エマルジ
ョン(比較例1)および従来技術の、完全に加水分解さ
れた中間分子量のPVOHのかわりに、95.5〜96
.5モル%加水分解された、中間分子量PVOH、Ai
rvol 425 PVOHを使用する市販のVAE共
重合体エマルジョン(比較例2)と比較した。データは
本発明に係るVAE共重合体エマルジョンが、湿式粘着
値を犠牲にせずに、また一方で改善された硬化速度を証
明しつつ比較例1のVAEエマルジョンに対する6の評
価に対して9〜10の改善された粘着範囲評価を有する
ことを示す。
【0043】硬化をすることに関して合体した湿式粘着
、粘着範囲および速度を提供するための適当な水性環境
および化学を創造すると信じられる特定のPVOH安定
系の存在がある。加えて、実施例3の逆のプレミキシン
グ方法は狭い粒度分布を持ち、それがまた、エマルジョ
ンのレオロジー特性を変化させて湿式粘着性能を立証す
るVAE共重合体エマルジョンを調製するための工程を
提供する。逆のプレミキシングにより得られる加工処理
の利点はまた短かいバッチサイクルに変える急速なエチ
レン蒸気−液体平衡であり、その結果、VAEエマルジ
ョン生成の生産性を改善する。
、粘着範囲および速度を提供するための適当な水性環境
および化学を創造すると信じられる特定のPVOH安定
系の存在がある。加えて、実施例3の逆のプレミキシン
グ方法は狭い粒度分布を持ち、それがまた、エマルジョ
ンのレオロジー特性を変化させて湿式粘着性能を立証す
るVAE共重合体エマルジョンを調製するための工程を
提供する。逆のプレミキシングにより得られる加工処理
の利点はまた短かいバッチサイクルに変える急速なエチ
レン蒸気−液体平衡であり、その結果、VAEエマルジ
ョン生成の生産性を改善する。
【0044】工業的応用に関する陳述
優れた湿式粘着を有する新しいVAE共重合体エマルジ
ョンは、紙包装産業を高速の作業に変換することを可能
にするであろう。これはまた操業経費の低減およびエン
ドユーザーに対する生産性の改善に通ずる。
ョンは、紙包装産業を高速の作業に変換することを可能
にするであろう。これはまた操業経費の低減およびエン
ドユーザーに対する生産性の改善に通ずる。
Claims (9)
- 【請求項1】 ポリビニルアルコール安定化系の存在
下に酢酸ビニルとエチレンとを水性エマルジョン共重合
により製造された酢酸ビニル−エチレン共重合体エマル
ジョンにおいて、(a) 低分子量の、部分的に加水
分解されたポリビニルアルコールの0.2〜1.5重量
%、(b) 中間分子量の、部分的に加水分解された
ポリビニルアルコールの0.5〜2.5重量%、および
(c) 中間分子量の、完全に加水分解されたポリビ
ニルアルコールおよび/または高分子量の、完全に加水
分解されたポリビニルアルコールの1〜4重量%から本
質的になる安定化系3.5〜6重量%の存在下に製造さ
れた酢酸ビニル−エチレン共重合体エマルジョンから構
成されることを特徴とする上記共重合体エマルジョン。 - 【請求項2】 部分的に加水分解されたポリビニルア
ルコールが85〜90モル%加水分解されている請求項
1に記載の共重合体エマルジョン。 - 【請求項3】 完全に加水分解されたポリビニルアル
コールが98〜99+モル%加水分解されている請求項
1に記載の共重合体エマルジョン。 - 【請求項4】 低分子量ポリビニルアルコールが10
0〜800の数平均重合度を有する請求項1に記載の共
重合体エマルジョン。 - 【請求項5】 中間分子量のポリビニルアルコールが
1000〜1800の数平均重合度を有する請求項1に
記載の共重合体エマルジョン。 - 【請求項6】 高分子量ポリビニルアルコールが19
00〜3000の数平均重合度を有する請求項1に記載
の共重合体エマルジョン。 - 【請求項7】 ポリビニルアルコール安定化系の存在
下に酢酸ビニルとエチレンとの水性エマルジョン共重合
により製造される酢酸ビニル−エチレン共重合体エマル
ジョンにおいて、(a) 200〜600の数平均重
合度を有する87〜89モル%加水分解されたポリビニ
ルアルコールの0.2〜1.5重量%、(b) 14
00〜1700の数平均重合度を有する87〜89モル
%加水分解されたポリビニルアルコールの0.5〜2.
5重量%、および(c) 1400〜1700または
2000〜2500の数平均重合度を有する98〜99
+モル%加水分解されたポリビニルアルコール、または
その混合物の1〜4重量%から本質的になる安定化系3
.5〜6重量%(酢酸ビニル単量体基準重量%)の存在
下に製造された酢酸ビニル−エチレン共重合体エマルジ
ョンから構成されることを特徴とする上記の共重合体エ
マルジョン。 - 【請求項8】 安定化系が本質的に (a) 200〜600の数平均重合度を有する87
〜89モル%加水分解されたポリビニルアルコールの0
.3〜0.7重量%、(b) 1400〜1700の
数平均重合度を有する87〜89モル%加水分解された
ポリビニルアルコールの1〜2重量%、および(c)
1400〜1700の数平均重合度を有する98〜9
9+モル%加水分解されたポリビニルアルコールの2〜
3重量%(酢酸ビニル単量体基準重量%)からなる請求
項7に記載の共重合体エマルジョン。 - 【請求項9】 安定化系が本質的に (a) 200〜600の数平均重合度を有する87
〜89モル%加水分解されたポリビニルアルコールの0
.5重量%、(b) 1400〜1700の数平均重
合度を有する87〜89モル%加水分解されたポリビニ
ルアルコールの1.5重量%、および(c) 140
0〜1700の数平均重合度を有する98〜99+モル
%加水分解されたポリビニルアルコールの2.5重量%
(酢酸ビニル単量体基準重量%)からなる請求項7に記
載の共重合体エマルジョン。
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