JPH09302002A - 包装用接着剤として使用されるエマルションポリマー - Google Patents
包装用接着剤として使用されるエマルションポリマーInfo
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- JPH09302002A JPH09302002A JP1578997A JP1578997A JPH09302002A JP H09302002 A JPH09302002 A JP H09302002A JP 1578997 A JP1578997 A JP 1578997A JP 1578997 A JP1578997 A JP 1578997A JP H09302002 A JPH09302002 A JP H09302002A
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- 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
- C08F263/00—Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers of esters of unsaturated alcohols with saturated acids as defined in group C08F18/00
- C08F263/02—Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers of esters of unsaturated alcohols with saturated acids as defined in group C08F18/00 on to polymers of vinyl esters with monocarboxylic acids
- C08F263/04—Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers of esters of unsaturated alcohols with saturated acids as defined in group C08F18/00 on to polymers of vinyl esters with monocarboxylic acids on to polymers of vinyl acetate
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- Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 コアワインディングしたパッケージングを作
成する際に高いマイレージを示すエマルション接着剤を
製造するための半バッチ法を提供する。 【解決手段】 この方法は、(a)コールター・マルチ
サイジング(Coulter Multisizing)で測定した体積平
均粒子サイズが約1.0〜1.2ミクロンで、 個体群
平均粒子サイズが約0.7〜0.8ミクロンである単分
散シードラテックスを添加したコロイド状安定剤の水溶
液を反応器に入れ、(b)最終ポリマーエマルションの
コールター・マルチサイジング(Coulter Multisizin
g) で測定した体積平均粒子サイズが約2.0〜2.5
ミクロン、個体群平均粒子サイズが約1.0〜1.2ミ
クロン、それらの標準偏差がいずれも約0.4〜0.6
ミクロンとなるように、ビニルモノマーと開始剤を約3
〜4時間かけて反応器に供給することからなる。
成する際に高いマイレージを示すエマルション接着剤を
製造するための半バッチ法を提供する。 【解決手段】 この方法は、(a)コールター・マルチ
サイジング(Coulter Multisizing)で測定した体積平
均粒子サイズが約1.0〜1.2ミクロンで、 個体群
平均粒子サイズが約0.7〜0.8ミクロンである単分
散シードラテックスを添加したコロイド状安定剤の水溶
液を反応器に入れ、(b)最終ポリマーエマルションの
コールター・マルチサイジング(Coulter Multisizin
g) で測定した体積平均粒子サイズが約2.0〜2.5
ミクロン、個体群平均粒子サイズが約1.0〜1.2ミ
クロン、それらの標準偏差がいずれも約0.4〜0.6
ミクロンとなるように、ビニルモノマーと開始剤を約3
〜4時間かけて反応器に供給することからなる。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、コアワインディン
グ(corewinding:紙管)で好ましく用いられる包装用
接着剤に係る。特に本発明は、接着剤として有用であっ
て、コロイドで安定化された系で酢酸ビニルモノマーの
フリーラジカル重合によって作成される水性エマルショ
ンポリマー組成物を提供する。
グ(corewinding:紙管)で好ましく用いられる包装用
接着剤に係る。特に本発明は、接着剤として有用であっ
て、コロイドで安定化された系で酢酸ビニルモノマーの
フリーラジカル重合によって作成される水性エマルショ
ンポリマー組成物を提供する。
【0002】
【従来の技術】接着剤としてポリマーエマルションを用
いることは周知である。コロイド状安定剤を利用するポ
リマーエマルションは、製紙/包装産業で使用される接
着剤として特に重要である。コロイドで安定化された
(colloidal stabilized)ポリマーエマルションを使用
する利点として湿潤粘着性と速いセット速度があり、こ
れにより包装ラインスピード度が速くなる。
いることは周知である。コロイド状安定剤を利用するポ
リマーエマルションは、製紙/包装産業で使用される接
着剤として特に重要である。コロイドで安定化された
(colloidal stabilized)ポリマーエマルションを使用
する利点として湿潤粘着性と速いセット速度があり、こ
れにより包装ラインスピード度が速くなる。
【0003】ポリマー格子を生成するためにビニルモノ
マーからエマルションポリマーを製造する方法は充分に
確立されている技術である。これらのポリマー格子は、
得られるエマルションの最終的な特性を制御するべく業
界で周知の各種プロセスを用いて製造することができ
る。乳化重合で使用される3つの主要なプロセスとして
連続法、半バッチ法、バッチ法がある。
マーからエマルションポリマーを製造する方法は充分に
確立されている技術である。これらのポリマー格子は、
得られるエマルションの最終的な特性を制御するべく業
界で周知の各種プロセスを用いて製造することができ
る。乳化重合で使用される3つの主要なプロセスとして
連続法、半バッチ法、バッチ法がある。
【0004】連続法の場合、モノマーならびに安定剤お
よび開始剤の水溶液は、最終ポリマーエマルションをポ
ンプで取出す速度と同じ速度で反応器に供給される。半
バッチ法は通常、モノマー、開始剤および必要に応じて
安定剤をある時間をかけて反応器に供給し、少しずつ重
合させるものである。バッチプロセスは、すべての重合
成分を反応器に入れ、発熱を制御するべく定められた速
度で反応を進行させるものである。半バッチ法はバッチ
法と連続法の混成である。
よび開始剤の水溶液は、最終ポリマーエマルションをポ
ンプで取出す速度と同じ速度で反応器に供給される。半
バッチ法は通常、モノマー、開始剤および必要に応じて
安定剤をある時間をかけて反応器に供給し、少しずつ重
合させるものである。バッチプロセスは、すべての重合
成分を反応器に入れ、発熱を制御するべく定められた速
度で反応を進行させるものである。半バッチ法はバッチ
法と連続法の混成である。
【0005】包装産業で有用なコロイドで安定化された
ビニルポリマーを製造するには連続法が広く使われてい
る。典型的なものはポリビニルアルコールで安定化され
た酢酸ビニルホモポリマーである。これらの例として
は、米国ミネソタ州セントポール(St. Paul)のエイチ
・ビー・フラー社(H. B. Fuller Company)から「PD
−330」という商品名で、また米国ペンシルベニア州
アレンタウン(Allentown)のエア・プロダクツ社(Air
Products)から「ビナック(Vinac)XX−240」と
いう商品名で市販されているものがある。
ビニルポリマーを製造するには連続法が広く使われてい
る。典型的なものはポリビニルアルコールで安定化され
た酢酸ビニルホモポリマーである。これらの例として
は、米国ミネソタ州セントポール(St. Paul)のエイチ
・ビー・フラー社(H. B. Fuller Company)から「PD
−330」という商品名で、また米国ペンシルベニア州
アレンタウン(Allentown)のエア・プロダクツ社(Air
Products)から「ビナック(Vinac)XX−240」と
いう商品名で市販されているものがある。
【0006】包装用接着剤として用いる場合、連続法の
ホモポリマーが良好に機能する。しかし、包装産業界で
は、接着剤として有用であって、少なめの接着剤量で改
良された接着強さを示すポリマーエマルションが常に必
要とされている。これらのポリマーエマルションでは、
その有益な特性のため、使用時の経済性が改良され、マ
イレージ(mileage,単位量の接着剤で接着できる量)
が大きくなる。マイレージは、コンポジット缶産業で知
られている試験であり、既知量の接着剤からいくつの缶
が製造されるかを決定するのに用いられる。
ホモポリマーが良好に機能する。しかし、包装産業界で
は、接着剤として有用であって、少なめの接着剤量で改
良された接着強さを示すポリマーエマルションが常に必
要とされている。これらのポリマーエマルションでは、
その有益な特性のため、使用時の経済性が改良され、マ
イレージ(mileage,単位量の接着剤で接着できる量)
が大きくなる。マイレージは、コンポジット缶産業で知
られている試験であり、既知量の接着剤からいくつの缶
が製造されるかを決定するのに用いられる。
【0007】バッチプロセスで得られるエマルション
は、発熱の制御とバッチ温度反応性の制御が困難である
ため、コロイドで安定化された酢酸ビニルホモポリマー
を製造するには通常使われない。半バッチ法は、コロイ
ドで安定化されたポリマーを製造するのに広く使用され
ている(たとえば、米国特許第3,827,996号参
照)。
は、発熱の制御とバッチ温度反応性の制御が困難である
ため、コロイドで安定化された酢酸ビニルホモポリマー
を製造するには通常使われない。半バッチ法は、コロイ
ドで安定化されたポリマーを製造するのに広く使用され
ている(たとえば、米国特許第3,827,996号参
照)。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】したがって、接着剤の
マイレージを実質的に増大させると共に良好な接着剤結
合強度を提供する半バッチ法で製造される接着剤が広く
必要とされている。
マイレージを実質的に増大させると共に良好な接着剤結
合強度を提供する半バッチ法で製造される接着剤が広く
必要とされている。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は、一般に包装用
接着剤、特にコアワインディング(紙管)用接着剤とし
て有用な水性ポリマーエマルション組成物の製造方法、
およびその方法によって得られる接着剤組成物を開示す
る。
接着剤、特にコアワインディング(紙管)用接着剤とし
て有用な水性ポリマーエマルション組成物の製造方法、
およびその方法によって得られる接着剤組成物を開示す
る。
【0010】通常本発明の方法は、得られるポリマーエ
マルションの独特な粒子サイズ(粒径)および分布の生
成を促進するためにシードラテックス(seed latex)を
使用する半バッチ反応である。この独特な粒子サイズお
よび双峰型(bimodal:2モード型)の分布が本発明の
本質をもたらしていると考えられる。有利なことに、本
発明により、接着剤のマイレージが増大すると共に良好
な接着結合強度が得られる。マイレージの割合を決定す
る特定の試験はコンポジット缶業界で公知である。この
マイレージ試験では、既知量の接着剤から製造すること
ができる缶の数が決定される。本発明の方法は、(a)
体積平均粒子サイズが約1.0〜1.2ミクロンで個体
群(population)平均粒子サイズが約0.7〜0.8ミ
クロン[コールターマルチサイジング(Coulter Multis
izing)で測定したもの]である単分散シードラテック
スを添加したコロイド状安定剤の水溶液を反応器に入
れ、(b)最終ポリマーエマルションが約2.0〜2.
5ミクロンの体積平均粒子サイズおよび約1.0〜1.
2ミクロンの個体群平均粒子サイズ[いずれも標準偏差
は約0.4〜0.6ミクロン、コールターマルチサイジ
ング(Coulter Multisizing)で測定]を有する双峰型
分布をもつように、ビニルモノマーと開始剤を約3〜4
時間かけて反応器に供給することからなるのが好まし
い。
マルションの独特な粒子サイズ(粒径)および分布の生
成を促進するためにシードラテックス(seed latex)を
使用する半バッチ反応である。この独特な粒子サイズお
よび双峰型(bimodal:2モード型)の分布が本発明の
本質をもたらしていると考えられる。有利なことに、本
発明により、接着剤のマイレージが増大すると共に良好
な接着結合強度が得られる。マイレージの割合を決定す
る特定の試験はコンポジット缶業界で公知である。この
マイレージ試験では、既知量の接着剤から製造すること
ができる缶の数が決定される。本発明の方法は、(a)
体積平均粒子サイズが約1.0〜1.2ミクロンで個体
群(population)平均粒子サイズが約0.7〜0.8ミ
クロン[コールターマルチサイジング(Coulter Multis
izing)で測定したもの]である単分散シードラテック
スを添加したコロイド状安定剤の水溶液を反応器に入
れ、(b)最終ポリマーエマルションが約2.0〜2.
5ミクロンの体積平均粒子サイズおよび約1.0〜1.
2ミクロンの個体群平均粒子サイズ[いずれも標準偏差
は約0.4〜0.6ミクロン、コールターマルチサイジ
ング(Coulter Multisizing)で測定]を有する双峰型
分布をもつように、ビニルモノマーと開始剤を約3〜4
時間かけて反応器に供給することからなるのが好まし
い。
【0011】また本発明は、約2.0〜2.5ミクロン
の体積平均粒子サイズおよび約1.0〜1.2ミクロン
の個体群平均粒子サイズ、および約0.4〜0.6ミク
ロンの標準偏差を有する独特な双峰型粒子サイズ分布を
含む水性ポリマーエマルション組成物を開示する。
の体積平均粒子サイズおよび約1.0〜1.2ミクロン
の個体群平均粒子サイズ、および約0.4〜0.6ミク
ロンの標準偏差を有する独特な双峰型粒子サイズ分布を
含む水性ポリマーエマルション組成物を開示する。
【0012】本発明によるビニルモノマーの重合法にお
いては、反応プロセスで、乳化重合で望ましい特性を達
成する標準的な成分、たとえば還元剤、消泡剤、連鎖移
動剤、pH緩衝剤、保存剤などを任意に添加することも
できる。
いては、反応プロセスで、乳化重合で望ましい特性を達
成する標準的な成分、たとえば還元剤、消泡剤、連鎖移
動剤、pH緩衝剤、保存剤などを任意に添加することも
できる。
【0013】
【発明の実施の形態】接着剤として有用なポリビニルア
セテートラテックスを提供する反応混合物は、実質的
に、特定の粒子サイズを有するシードラテックスが存在
するコロイドで安定化された系における酢酸ビニルモノ
マーのようなビニルモノマーの反応生成物である。一般
的な乳化重合で通常行なわれているように、本発明の方
法のさまざまな時点で、開始剤、レドックス(redox)
系における還元剤、pH緩衝剤および保存剤も添加す
る。一般に、ポリマーエマルションの固形分は約35〜
65重量%に調節される。
セテートラテックスを提供する反応混合物は、実質的
に、特定の粒子サイズを有するシードラテックスが存在
するコロイドで安定化された系における酢酸ビニルモノ
マーのようなビニルモノマーの反応生成物である。一般
的な乳化重合で通常行なわれているように、本発明の方
法のさまざまな時点で、開始剤、レドックス(redox)
系における還元剤、pH緩衝剤および保存剤も添加す
る。一般に、ポリマーエマルションの固形分は約35〜
65重量%に調節される。
【0014】重合中ポリマーエマルションを安定化させ
るために保護用のコロイドを使用する。従来使用されて
いる保護コロイドの例としては、カルボキシメチルセル
ロースやヒドロキシメチルセルロースのようなセルロー
スエーテル類、ポリビニルアルコール、澱粉、デキスト
リン、その他業界で公知のものがある。特に、部分的に
加水分解されたポリビニルアルコール(85〜92%が
加水分解されたポリビニルアセテート)は、機械加工特
性が良好なため好ましい。完全に加水分解されたポリビ
ニルアルコールおよび中間体も適している。低分子量
(数平均MWで15,000〜35,000)、中位の
分子量(数平均MWで35,000〜70,000)、
高分子量(数平均MWで70,000以上)のポリビニ
ルアルコールおよびこれらの混合物が使用できる。
るために保護用のコロイドを使用する。従来使用されて
いる保護コロイドの例としては、カルボキシメチルセル
ロースやヒドロキシメチルセルロースのようなセルロー
スエーテル類、ポリビニルアルコール、澱粉、デキスト
リン、その他業界で公知のものがある。特に、部分的に
加水分解されたポリビニルアルコール(85〜92%が
加水分解されたポリビニルアセテート)は、機械加工特
性が良好なため好ましい。完全に加水分解されたポリビ
ニルアルコールおよび中間体も適している。低分子量
(数平均MWで15,000〜35,000)、中位の
分子量(数平均MWで35,000〜70,000)、
高分子量(数平均MWで70,000以上)のポリビニ
ルアルコールおよびこれらの混合物が使用できる。
【0015】高分子量ポリビニルアルコールは、それよ
り低い分子量のポリビニルアルコールより、安定剤とし
て有効であり、接着力も良好であるが、固形分が高めの
調合品に使用するには低分子量〜中分子量のものの方が
溶液粘度が低めであるので、より適切である。したがっ
て、低分子量、中分子量および高分子量のポリビニルア
ルコールのブレンドが好ましい。このポリビニルアルコ
ールの好ましい濃度は、ポリマーエマルションの約0.
5〜10.0重量%であり、約1〜8重量%の量である
とさらに好ましく、ポリマーエマルションの約2〜4重
量%の量であると最も好ましい。
り低い分子量のポリビニルアルコールより、安定剤とし
て有効であり、接着力も良好であるが、固形分が高めの
調合品に使用するには低分子量〜中分子量のものの方が
溶液粘度が低めであるので、より適切である。したがっ
て、低分子量、中分子量および高分子量のポリビニルア
ルコールのブレンドが好ましい。このポリビニルアルコ
ールの好ましい濃度は、ポリマーエマルションの約0.
5〜10.0重量%であり、約1〜8重量%の量である
とさらに好ましく、ポリマーエマルションの約2〜4重
量%の量であると最も好ましい。
【0016】特定の粒子サイズをもつシードラテックス
が、ビニルモノマーの重合中に、核形成部位として機能
し、そのため最終ポリマーエマルションの独特な粒子サ
イズが得られるものと考えられる。このシードラテック
スは、通常、ポリビニルアルコール上で核形成部位から
小さい粒子サイズの粒子と大きい粒子サイズの粒子を同
時に生成せしめる。したがって、サイズと相対量の点で
粒子の双峰型の分布が生じ得る。
が、ビニルモノマーの重合中に、核形成部位として機能
し、そのため最終ポリマーエマルションの独特な粒子サ
イズが得られるものと考えられる。このシードラテック
スは、通常、ポリビニルアルコール上で核形成部位から
小さい粒子サイズの粒子と大きい粒子サイズの粒子を同
時に生成せしめる。したがって、サイズと相対量の点で
粒子の双峰型の分布が生じ得る。
【0017】好ましいシードラテックスは、米国フロリ
ダ州ハイリー(Hilaeah)のコールター・エレクトロニ
クス社(Coulter Electronics)製コールターマルチサ
イザー(Coulter Multisizer)で測定して、体積による
平均サイズが約1.0〜1.2ミクロンで、個体群によ
る平均サイズが約0.7〜0.8ミクロンであるべきで
ある。適切なシードラテックスの一例は、米国ミネソタ
州セントポール(St.Paul)のエイチ・ビー・フラー社
(H. B. Fuller Company)製の「PD−366」であ
る。
ダ州ハイリー(Hilaeah)のコールター・エレクトロニ
クス社(Coulter Electronics)製コールターマルチサ
イザー(Coulter Multisizer)で測定して、体積による
平均サイズが約1.0〜1.2ミクロンで、個体群によ
る平均サイズが約0.7〜0.8ミクロンであるべきで
ある。適切なシードラテックスの一例は、米国ミネソタ
州セントポール(St.Paul)のエイチ・ビー・フラー社
(H. B. Fuller Company)製の「PD−366」であ
る。
【0018】好ましい態様において、シードラテックス
はモノマー100部に対して固形換算(dry)でシード
ラテックス約15〜35部の濃度で存在しており、モノ
マー100部に対して固形換算(dry)でシードラテッ
クスが約17〜32部の量であるとさらに好ましく、モ
ノマー100部に対して固形換算(dry)でシードラテ
ックス約13〜17部の量であるのが最も好ましい。
はモノマー100部に対して固形換算(dry)でシード
ラテックス約15〜35部の濃度で存在しており、モノ
マー100部に対して固形換算(dry)でシードラテッ
クスが約17〜32部の量であるとさらに好ましく、モ
ノマー100部に対して固形換算(dry)でシードラテ
ックス約13〜17部の量であるのが最も好ましい。
【0019】本発明の方法によって製造されたエマルシ
ョンの双峰型粒子分布は、粒子の直径を粒子の個体群ま
たは粒子の体積に対してプロットすると分かる。本発明
の特に望ましいエマルションは、コールター・マルチサ
イジング(Coulter Multisizing)で測定した体積平均
サイズが約2.0〜2.5ミクロン、個体群平均サイズ
が約1.0〜1.2ミクロンであって、そのどちらの標
準偏差も約0.4〜0.6ミクロンである双峰型粒子分
布を有する。この粒子サイズ分布(粒度分布)は、小さ
い方のサイズの節(node)がおおよそ0.5〜1.0ミ
クロンで、大きい方の節(node)がおおよそ2〜4ミク
ロンである場合、数の点から双峰型である。これらふた
つの節の体積の相対比はそれぞれ約1〜2と2〜1まで
変わることができる。
ョンの双峰型粒子分布は、粒子の直径を粒子の個体群ま
たは粒子の体積に対してプロットすると分かる。本発明
の特に望ましいエマルションは、コールター・マルチサ
イジング(Coulter Multisizing)で測定した体積平均
サイズが約2.0〜2.5ミクロン、個体群平均サイズ
が約1.0〜1.2ミクロンであって、そのどちらの標
準偏差も約0.4〜0.6ミクロンである双峰型粒子分
布を有する。この粒子サイズ分布(粒度分布)は、小さ
い方のサイズの節(node)がおおよそ0.5〜1.0ミ
クロンで、大きい方の節(node)がおおよそ2〜4ミク
ロンである場合、数の点から双峰型である。これらふた
つの節の体積の相対比はそれぞれ約1〜2と2〜1まで
変わることができる。
【0020】適切なビニルモノマーの例としては、酢酸
ビニル、プロピオン酸ビニル、マレイン酸ジブチル、ギ
酸ビニルなどのようなビニルエステルやマレイン酸エス
テルがあるが、これらに限られることはない。他のビニ
ルモノマーとして、アクリル酸ブチル、アクリル酸2‐
エチルヘキシル、アクリル酸メチルのようなアクリル酸
エステル、対応するメタクリル酸エステル、およびこれ
らの混合物がある。本発明のビニルモノマーは、ポリマ
ーエマルション全体に対して約20〜50%の濃度で存
在し、ポリマーエマルションに対して約25〜45%の
濃度がさらに好ましく、ポリマーエマルションに対して
約35〜40%の濃度であるのが最も好ましい。
ビニル、プロピオン酸ビニル、マレイン酸ジブチル、ギ
酸ビニルなどのようなビニルエステルやマレイン酸エス
テルがあるが、これらに限られることはない。他のビニ
ルモノマーとして、アクリル酸ブチル、アクリル酸2‐
エチルヘキシル、アクリル酸メチルのようなアクリル酸
エステル、対応するメタクリル酸エステル、およびこれ
らの混合物がある。本発明のビニルモノマーは、ポリマ
ーエマルション全体に対して約20〜50%の濃度で存
在し、ポリマーエマルションに対して約25〜45%の
濃度がさらに好ましく、ポリマーエマルションに対して
約35〜40%の濃度であるのが最も好ましい。
【0021】本発明で有用な開始剤は、米国ニューヨー
ク州バッファロー(Buffalo)のペンウォルト社(Penwa
lt Inc.)から「TBHP−70」という商品名で販売
されているもののように業界で普通に使用されているも
のである。開始剤は、乳化重合反応における触媒として
広く使用されている。このような開始剤の実例は、アン
モニウム、カリウムまたはナトリウムの過硫酸塩、過酸
化水素およびテルブチルヒドロペルオキシドである。好
ましい組成物の場合、開始剤はポリマーエマルション全
体に対して約0.1〜2重量%の濃度で存在し、ポリマ
ーエマルション全体に対して約0.1〜0.3重量%の
量であるとさらに好ましく、約0.1〜0.2重量%の
量が最も好ましい。
ク州バッファロー(Buffalo)のペンウォルト社(Penwa
lt Inc.)から「TBHP−70」という商品名で販売
されているもののように業界で普通に使用されているも
のである。開始剤は、乳化重合反応における触媒として
広く使用されている。このような開始剤の実例は、アン
モニウム、カリウムまたはナトリウムの過硫酸塩、過酸
化水素およびテルブチルヒドロペルオキシドである。好
ましい組成物の場合、開始剤はポリマーエマルション全
体に対して約0.1〜2重量%の濃度で存在し、ポリマ
ーエマルション全体に対して約0.1〜0.3重量%の
量であるとさらに好ましく、約0.1〜0.2重量%の
量が最も好ましい。
【0022】本発明においては、重合中の、特にバッチ
温度が低めのときの反応性を改良するために開始剤と共
に還元剤を使用することができる。典型的な還元剤とし
ては、米国ペンシルベニア州アンブラー(Ambler)のヘ
ンケル社(Henkel Corporation)から「ヒドロサルファ
イト(Hydrosulfite)AWC」という商品名で販売され
ているホルムアルデヒドスルホキシル酸ナトリウム(so
dium formaldehyde sulfoxylate)、重亜硫酸ナトリウ
ム、ナトリウムエリトルベート(sodium erythorbate)
などがあるがこれらに限られるわけではない。好ましい
組成物の場合、還元剤はポリマーエマルション全体の約
0.1〜0.5重量%の量で存在し、最も好ましい組成
物の場合その量は約0.1〜0.3重量%である。
温度が低めのときの反応性を改良するために開始剤と共
に還元剤を使用することができる。典型的な還元剤とし
ては、米国ペンシルベニア州アンブラー(Ambler)のヘ
ンケル社(Henkel Corporation)から「ヒドロサルファ
イト(Hydrosulfite)AWC」という商品名で販売され
ているホルムアルデヒドスルホキシル酸ナトリウム(so
dium formaldehyde sulfoxylate)、重亜硫酸ナトリウ
ム、ナトリウムエリトルベート(sodium erythorbate)
などがあるがこれらに限られるわけではない。好ましい
組成物の場合、還元剤はポリマーエマルション全体の約
0.1〜0.5重量%の量で存在し、最も好ましい組成
物の場合その量は約0.1〜0.3重量%である。
【0023】本発明においては、発泡の抑制を容易に
し、かつ機械加工特性を改善するために、任意成分とし
て消泡剤も使用する。本発明では各種消泡剤を使用する
ことができ、これらは接着剤業界で一般によく知られて
いる。使用することができる消泡剤としては、米国テキ
サス州ヒューストン(Houston)のウィトコ社(Witco,I
nc.)から「バブルブレーカー(Bubble Breaker)74
8」という商品名で、また米国ペンシルベニア州アンブ
ラー(Ambler)のヘンケル社(Henkel Corp)から「フ
ォームマスター(Foammaster)」という商品名で販売さ
れているものがある。本発明の組成物はポリマーエマル
ション全体の約0.1〜0.5重量%の量で、また最も
好ましい態様では約0.1〜0.3重量%の量で消泡剤
を含有する。
し、かつ機械加工特性を改善するために、任意成分とし
て消泡剤も使用する。本発明では各種消泡剤を使用する
ことができ、これらは接着剤業界で一般によく知られて
いる。使用することができる消泡剤としては、米国テキ
サス州ヒューストン(Houston)のウィトコ社(Witco,I
nc.)から「バブルブレーカー(Bubble Breaker)74
8」という商品名で、また米国ペンシルベニア州アンブ
ラー(Ambler)のヘンケル社(Henkel Corp)から「フ
ォームマスター(Foammaster)」という商品名で販売さ
れているものがある。本発明の組成物はポリマーエマル
ション全体の約0.1〜0.5重量%の量で、また最も
好ましい態様では約0.1〜0.3重量%の量で消泡剤
を含有する。
【0024】ポリマーエマルションの最終pHと進行中
(in-process)のpHは、緩衝剤を利用して調節するこ
とができる。適切な緩衝剤には各種のものがあり、たと
えば重炭酸ナトリウムは当業界で公知であり、本発明で
も使用することができる。本発明で有用な好ましい量
は、ポリマーエマルション全体の約0〜0.75重量%
の量であり、最も好ましくは約0.1〜0.2重量%の
量であり、このとき最終エマルションのpHレベルは約
4〜5となる。
(in-process)のpHは、緩衝剤を利用して調節するこ
とができる。適切な緩衝剤には各種のものがあり、たと
えば重炭酸ナトリウムは当業界で公知であり、本発明で
も使用することができる。本発明で有用な好ましい量
は、ポリマーエマルション全体の約0〜0.75重量%
の量であり、最も好ましくは約0.1〜0.2重量%の
量であり、このとき最終エマルションのpHレベルは約
4〜5となる。
【0025】本発明のポリマーエマルション組成物には
保存剤も使用することができる。ポリマーエマルション
においては一般に、微生物による分解から組成物を保護
するために保存剤が使用される。この種の組成物では微
生物が増殖すると、悪臭が発生し、組成物が変色し、粘
度が低下する。したがって、保存剤を使用してこれらの
悪影響を防止するのが有用である。公知の保存剤として
は米国ペンシルベニア州フィラデルフィア(Philadelph
ia)のローム・アンド・ハース社(Rohm & Haas)から
「ケーソン(Kathon)LX1.5%」という商品名で、
また米国デラウェア州ウィルミントン(Wilmington)の
ゼネカ社(Zeneca)から「プロクセル(Proxel)GX
L」という商品名で販売されているものがある。本発明
で使用する保存剤の好ましい量は、ポリマーエマルショ
ン全体の約0.1〜0.5重量%であり、約0.1〜
0.3重量%の量が最も好ましい。
保存剤も使用することができる。ポリマーエマルション
においては一般に、微生物による分解から組成物を保護
するために保存剤が使用される。この種の組成物では微
生物が増殖すると、悪臭が発生し、組成物が変色し、粘
度が低下する。したがって、保存剤を使用してこれらの
悪影響を防止するのが有用である。公知の保存剤として
は米国ペンシルベニア州フィラデルフィア(Philadelph
ia)のローム・アンド・ハース社(Rohm & Haas)から
「ケーソン(Kathon)LX1.5%」という商品名で、
また米国デラウェア州ウィルミントン(Wilmington)の
ゼネカ社(Zeneca)から「プロクセル(Proxel)GX
L」という商品名で販売されているものがある。本発明
で使用する保存剤の好ましい量は、ポリマーエマルショ
ン全体の約0.1〜0.5重量%であり、約0.1〜
0.3重量%の量が最も好ましい。
【0026】本発明で使用する成分をその特定の機能に
関して有用であるとして述べたが、これらの成分はその
通常の機能に限定されることはなく、したがって得られ
るポリマーエマルションに望ましい特性を与える他の目
的にも有用であり得るものと理解されたい。
関して有用であるとして述べたが、これらの成分はその
通常の機能に限定されることはなく、したがって得られ
るポリマーエマルションに望ましい特性を与える他の目
的にも有用であり得るものと理解されたい。
【0027】
【実施例】本発明のさまざまな局面とその属性をさらに
例証するために以下に実施例を挙げる。しかし、これら
の実施例は本発明の範囲を限定するものではない。
例証するために以下に実施例を挙げる。しかし、これら
の実施例は本発明の範囲を限定するものではない。
【0028】以下の実施例1〜4はまったく同様にして
行なった。そのプロセスは次の通り。
行なった。そのプロセスは次の通り。
【0029】(A)まず以下の成分をきれいな反応器に
入れた。
入れた。
【0030】(1)脱イオン水と消泡剤のバブルブレー
カー(Bubble Breaker)748。
カー(Bubble Breaker)748。
【0031】(2)よく掻き混ぜながらエア・プロダク
ツ社(Air Products)の保護コロイドエアボル(Airvo
l)823とエアボル(Airvol)205を加えた。エア
ボル(Airvol)823は中程度の分子量のポリビニルア
ルコール(PVOH)製品であり、エアボル(Airvol)
205は低分子量のPVOH製品である。バッチ温度を
85℃に上げ、45分間保った。
ツ社(Air Products)の保護コロイドエアボル(Airvo
l)823とエアボル(Airvol)205を加えた。エア
ボル(Airvol)823は中程度の分子量のポリビニルア
ルコール(PVOH)製品であり、エアボル(Airvol)
205は低分子量のPVOH製品である。バッチ温度を
85℃に上げ、45分間保った。
【0032】(3)エイチ・ビー・フラー社(H. B. Fu
ller Company)のシードポリマーPD−0366を反応
器に入れ、バッチを67℃に冷やした。
ller Company)のシードポリマーPD−0366を反応
器に入れ、バッチを67℃に冷やした。
【0033】(B)モノマー添加槽に供給モノマー原料
を入れた。
を入れた。
【0034】(C)触媒槽に、脱イオン水と開始剤の過
硫酸アンモニウムから成る遅れ(delayed)触媒を入れ
た。
硫酸アンモニウムから成る遅れ(delayed)触媒を入れ
た。
【0035】(D)還元剤槽に、脱イオン水と還元剤の
ヒドロサルファイト(Hydrosulfite)AWCを含む遅れ
(delayed)還元剤を入れた。
ヒドロサルファイト(Hydrosulfite)AWCを含む遅れ
(delayed)還元剤を入れた。
【0036】(E)バッチ温度を67℃にしたまま、初
期酸化剤/開始剤の過硫酸アンモニウムを脱イオン水に
溶解させた後に添加し、その後初期還元剤のヒドロサル
ファイト(Hydrosulfite)AWCを脱イオン水に溶解さ
せてから反応器に入れた。
期酸化剤/開始剤の過硫酸アンモニウムを脱イオン水に
溶解させた後に添加し、その後初期還元剤のヒドロサル
ファイト(Hydrosulfite)AWCを脱イオン水に溶解さ
せてから反応器に入れた。
【0037】(F)直ちに、以下の手順に従ってモノマ
ー原料と触媒の供給を開始した。
ー原料と触媒の供給を開始した。
【0038】(1)モノマーは、最初は非常に遅い速度
で(15分間で約4%のモノマー)、その後バッチ温度
の上昇と共に次第に速くして、3時間供給した。強く掻
き混ぜ続けた。
で(15分間で約4%のモノマー)、その後バッチ温度
の上昇と共に次第に速くして、3時間供給した。強く掻
き混ぜ続けた。
【0039】(2)遅れ(delayed)酸化剤と遅れ還元
剤は、3.75時間一定の割合で反応器に供給した。
剤は、3.75時間一定の割合で反応器に供給した。
【0040】(3)発熱とジャケット温度を上げること
により、バッチ温度を80〜85℃に上げた。供給して
いる間、この温度を維持した。
により、バッチ温度を80〜85℃に上げた。供給して
いる間、この温度を維持した。
【0041】(G)モノマーの供給が完了したら、ライ
ンに脱イオン水を流して洗浄し、ポンプで反応器に入れ
た。
ンに脱イオン水を流して洗浄し、ポンプで反応器に入れ
た。
【0042】(H)触媒と還元剤の供給が完了したらバ
ッチを65℃に冷却し、次のもの、すなわち米国ニュー
ヨーク州バッファロー(Buffalo)のペン・ウォルト社
(PennWalt)の開始剤TBHP−70(1/3)を脱イ
オン水(1/3)に溶かした後に米国ニューヨーク州ニ
ューヨークのチェス・ファイザー社(Ches Pfizer & C
o.)の還元剤ナトリウムエリトルベート(Sodium Eryth
orbate)(1/3)を溶かしたものを3回加えた。これ
らは10分間隔で加え、さらに10分間65℃に保っ
た。
ッチを65℃に冷却し、次のもの、すなわち米国ニュー
ヨーク州バッファロー(Buffalo)のペン・ウォルト社
(PennWalt)の開始剤TBHP−70(1/3)を脱イ
オン水(1/3)に溶かした後に米国ニューヨーク州ニ
ューヨークのチェス・ファイザー社(Ches Pfizer & C
o.)の還元剤ナトリウムエリトルベート(Sodium Eryth
orbate)(1/3)を溶かしたものを3回加えた。これ
らは10分間隔で加え、さらに10分間65℃に保っ
た。
【0043】(I)室温に冷却し、よく掻き混ぜながら
重炭酸塩溶液(脱イオン水中の重炭酸ナトリウム)でp
Hを4.5に調節した。次にバブルブレーカー(Bubble
Breaker)748とケーソン(Kathon)LXを加えた。
実施例1では、別の成分として米国イリノイ州シカゴの
ベルシコル社(Velsicol)製可塑剤ベンゾフレックス
(Benzoflex)50を加えた。
重炭酸塩溶液(脱イオン水中の重炭酸ナトリウム)でp
Hを4.5に調節した。次にバブルブレーカー(Bubble
Breaker)748とケーソン(Kathon)LXを加えた。
実施例1では、別の成分として米国イリノイ州シカゴの
ベルシコル社(Velsicol)製可塑剤ベンゾフレックス
(Benzoflex)50を加えた。
【0044】(J)上記仕様のものを脱イオン水で調節
し、細かいメッシュのソックスを通してろ過した。
し、細かいメッシュのソックスを通してろ過した。
【0045】[実施例1]
【表1】
【0046】表1のポリマーエマルションの特性は、固
形分がポリマーエマルション40%、体積平均粒子サイ
ズが2.0〜2.5ミクロン、個体群平均粒子サイズが
1.0〜1.2ミクロン、標準偏差がいずれも0.4〜
0.6ミクロンである。
形分がポリマーエマルション40%、体積平均粒子サイ
ズが2.0〜2.5ミクロン、個体群平均粒子サイズが
1.0〜1.2ミクロン、標準偏差がいずれも0.4〜
0.6ミクロンである。
【0047】[実施例2]
【表2】
【0048】表2のポリマーエマルションの特性は、固
形分がポリマーエマルション50%、体積平均粒子サイ
ズが2.0〜2.5ミクロン、個体群平均粒子サイズが
1.0〜1.2ミクロン、標準偏差がいずれも0.4〜
0.6ミクロンである。
形分がポリマーエマルション50%、体積平均粒子サイ
ズが2.0〜2.5ミクロン、個体群平均粒子サイズが
1.0〜1.2ミクロン、標準偏差がいずれも0.4〜
0.6ミクロンである。
【0049】この実施例で製造したエマルションの双峰
型分布は図1と2から明らかである。図1はエマルショ
ンの粒径を個数に対してプロットしたものである。図2
は粒径を体積に対してプロットしたものである。いずれ
の図もコールター・マルチサイザー(Coulter Multisiz
er)を用いて得られたものである。
型分布は図1と2から明らかである。図1はエマルショ
ンの粒径を個数に対してプロットしたものである。図2
は粒径を体積に対してプロットしたものである。いずれ
の図もコールター・マルチサイザー(Coulter Multisiz
er)を用いて得られたものである。
【0050】[実施例3]
【表3】
【0051】表3のポリマーエマルションの特性は、固
形分がポリマーエマルション50%、体積平均粒子サイ
ズが2.0〜2.5ミクロン、個体群平均粒子サイズが
1.0〜1.2ミクロン、標準偏差がいずれも0.4〜
0.6ミクロンである。
形分がポリマーエマルション50%、体積平均粒子サイ
ズが2.0〜2.5ミクロン、個体群平均粒子サイズが
1.0〜1.2ミクロン、標準偏差がいずれも0.4〜
0.6ミクロンである。
【0052】[実施例4]
【表4】
【0053】表4のポリマーエマルションの特性は、固
形分がポリマーエマルション40%、体積平均粒子サイ
ズが2.0〜2.5ミクロン、個体群平均粒子サイズが
1.0〜1.2ミクロン、標準偏差がいずれも0.4〜
0.6ミクロンである。
形分がポリマーエマルション40%、体積平均粒子サイ
ズが2.0〜2.5ミクロン、個体群平均粒子サイズが
1.0〜1.2ミクロン、標準偏差がいずれも0.4〜
0.6ミクロンである。
【0054】実施例5 マイレージ試験 同様の条件下で接着剤を比較したときに得ることができ
るマイレージの改良程度を決定するためにマイレージ試
験を実施した。試験は次の通り。
るマイレージの改良程度を決定するためにマイレージ試
験を実施した。試験は次の通り。
【0055】(1)生産用缶ワインダー(production c
an winder) を使用して同じプラント条件下でコンポジ
ット缶ボディーを作成した。
an winder) を使用して同じプラント条件下でコンポジ
ット缶ボディーを作成した。
【0056】(2)各試験では最小で10ガロンの接着
剤を使用した。一般に10ガロンの試験結果はそれより
大量を用いて確認できる。
剤を使用した。一般に10ガロンの試験結果はそれより
大量を用いて確認できる。
【0057】(3)缶ワインダーを標準条件で用い、各
サンプルを接着剤トレイに入れ、良好な接合と圧潰強さ
を得るのに使用した最小量の接着剤を計量した。
サンプルを接着剤トレイに入れ、良好な接合と圧潰強さ
を得るのに使用した最小量の接着剤を計量した。
【0058】(4)使用した接着剤を秤量し、チューブ
ワインダー上のカウンターを検査して生成した缶の数を
チェックすることによって、接着剤1ポンド当たりの缶
の数を決定した。
ワインダー上のカウンターを検査して生成した缶の数を
チェックすることによって、接着剤1ポンド当たりの缶
の数を決定した。
【0059】(5)各試験を実施する毎に、コントロー
ルの接着剤「PD−330」を使用した。この接着剤
は、現状でコアワインディングした缶ボディーの製造に
使用されている接着剤の代表例である。
ルの接着剤「PD−330」を使用した。この接着剤
は、現状でコアワインディングした缶ボディーの製造に
使用されている接着剤の代表例である。
【0060】コントロールサンプル「PD−330」と
実施例1、2、4とを比較して下記表5に示す。
実施例1、2、4とを比較して下記表5に示す。
【0061】
【表5】
【図1】本発明の方法によって製造したエマルションの
ひとつの具体例(実施例2)に関して個体群の百分率
(population percentage) に対してコールター・マル
チサイザー(Coulter Multisizer)で測定した粒径をプ
ロットしたグラフであり、双峰特性を示している。
ひとつの具体例(実施例2)に関して個体群の百分率
(population percentage) に対してコールター・マル
チサイザー(Coulter Multisizer)で測定した粒径をプ
ロットしたグラフであり、双峰特性を示している。
【図2】図1に示したエマルション(実施例2)に関し
て体積分率(volume percentage)に対してコールター
・マルチサイザー(Coulter Multisizer)で測定した粒
径をプロットしたグラフである。
て体積分率(volume percentage)に対してコールター
・マルチサイザー(Coulter Multisizer)で測定した粒
径をプロットしたグラフである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジェームス・エヌ.・ジョンソン アメリカ合衆国、55109、ミネソタ州、ノ ース・セイント・ポール、スターリング・ アベニュー・ノース、1857番地 (72)発明者 バーナーデェット・シー.・アーカンド アメリカ合衆国、55110、ミネソタ州、ホ ワイト・ベア・レイク、エルムクレスト・ アベニュー・ノース、13985番地
Claims (6)
- 【請求項1】 (a)コールター・マルチサイジング
(Coulter Multisizing)で測定した体積平均粒子サイ
ズが約1.0〜1.2ミクロンで、個体群平均粒子サイ
ズが約0.7〜0.8ミクロンである単分散シードラテ
ックスを添加したコロイド状安定剤の水溶液を反応器に
入れ、 (b)コールター・マルチサイジング(Coulter Multis
izing)で測定した最終ポリマーエマルションの体積平
均サイズが約2.0〜2.5ミクロン、個体群平均サイ
ズが約1.0〜1.2ミクロンであって、標準偏差が約
0.4〜0.6ミクロンとなるように、ビニルモノマー
および開始剤を約3〜4時間かけて反応器に供給するこ
とからなる、水性エマルションポリマーを製造するため
の半バッチ法。 - 【請求項2】 (a)コールター・マルチサイジング
(Coulter Multisizing)で測定した体積平均粒子サイ
ズが約1.0〜1.2ミクロンである単分散シードラテ
ックスをモノマー100部に対して固形換算でシードラ
テックス約15〜35部の量で添加した約0.5〜1
0.0重量%のコロイド状安定剤水溶液を反応器に入
れ、 (b)ポリマーエマルション全体に対して約20〜50
%の量のビニルモノマーとポリマーエマルション全体に
対して約0.1〜0.3重量%の量の開始剤とを供給す
ることからなる半バッチ法。 - 【請求項3】 シードラテックスがポリビニルアセテー
トである、請求項1または2記載の方法。 - 【請求項4】 ポリビニルアセテートが、モノマー10
0部に対して固形換算でシードラテックス約17〜32
部の量で存在する、請求項1または2記載の方法。 - 【請求項5】 コロイド状安定剤がポリビニルアルコー
ルである、請求項1または2記載の方法。 - 【請求項6】 (a)少なくとも1種のフリーラジカル
開始剤、 (b)少なくとも1種のビニルモノマー、 (c)少なくとも1種のコロイド状安定剤、および (d)体積平均粒子サイズが約1.0〜約1.2ミクロ
ンで、個体群平均粒子サイズが約0.7〜約0.8ミク
ロンであるポリビニルアセテートシードラテックス、の
フリーラジカル重合生成物からなっており、双峰型の粒
子サイズ分布を有していて、体積平均サイズが約2.0
〜約2.5ミクロンの範囲であり、個体群平均サイズが
約1.0〜約1.2ミクロンの範囲であることを特徴と
する、水性エマルションポリマー。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US59494296A | 1996-01-31 | 1996-01-31 | |
US08/594942 | 1996-01-31 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09302002A true JPH09302002A (ja) | 1997-11-25 |
Family
ID=24381071
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1578997A Pending JPH09302002A (ja) | 1996-01-31 | 1997-01-29 | 包装用接着剤として使用されるエマルションポリマー |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP0789035A3 (ja) |
JP (1) | JPH09302002A (ja) |
CA (1) | CA2196245A1 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0924229B1 (en) * | 1997-12-16 | 2004-10-27 | National Starch and Chemical Investment Holding Corporation | Ultra high solids vinyl acetate-ethylene and vinyl acetate homopolymer emulsions |
DE102012205455A1 (de) | 2012-04-03 | 2013-10-10 | Wacker Chemie Ag | Verfahren zur Herstellung von Vinylesterpolymeren mit gezielt einstellbarer Dispersität bei geringer Polydispersität |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3661696A (en) * | 1970-09-30 | 1972-05-09 | Union Oil Co | Ethylene-vinyl acetate copolymer adhesive composition and method of preparation |
US3769151A (en) * | 1972-02-14 | 1973-10-30 | Union Oil Co | Adhesive composition and method of preparation |
DE69023265T2 (de) * | 1989-04-26 | 1996-04-18 | Nat Starch Chem Invest | Holzbearbeitungsklebstoffe auf der Basis von Mehrstufen-Emulsionspolymeren. |
-
1997
- 1997-01-29 CA CA002196245A patent/CA2196245A1/en not_active Abandoned
- 1997-01-29 JP JP1578997A patent/JPH09302002A/ja active Pending
- 1997-01-29 EP EP97101383A patent/EP0789035A3/en not_active Withdrawn
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP0789035A3 (en) | 1998-09-16 |
EP0789035A2 (en) | 1997-08-13 |
CA2196245A1 (en) | 1997-08-01 |
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