JPS58194941A - 水性バインダー - 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】 本発明は紙、セロファン、金属箔、プラスチックフィル
ムないしシート、繊維製品などの表面加工、又は含浸加
工においてバインダーとして有用な新規な合成樹脂水性
分散体組成物に関するものである。

一般に上記基材にバインダーとして使用せられる合成樹
脂分散体に、その処理被膜が接着性、耐水性、耐油性、
耐熱性、作業性の点で優れており、さらに：はコスト的
に優位なることが要求せられる。

しかして、塩化ビニル重合体に耐油性、耐薬品性、機械
的強度など罠優れた処理被膜を与えるけれども、造膜性
に乏しく、上記基材に対する密着性が不良であり、また
、ヒートシール性を高めようとすると引裂強度の低下を
きたす。

又酢酸ビニル重合体は被膜形成能や密着性が優れている
が、機械的強度や耐アルカリ性、耐油性に劣るという欠
点をもっている。

従ってこれらの各々の長所を導き出す適当な共重合組成
をもつ塩化ビニルと酢酸ビニルとの共重合体は水性す散
体として一応の評価を得て使用せられているが、次の点
で不満足なことが指適されている。

先ず、接着性が不充分である。これは元来塩化ビニルと
酢酸ビニルとの共重合体は平均重合度および靭性が小さ
く、且つ極性が小さいことに帰因している。又耐水性も
劣っている。これに水性分散体の放置安定性を高め、且
り成膜性を助長するのに極性の強い一般的乳化剤の多量
使用によるものである。さらに大なる欠点は耐熱性が著
しく不良なる点である。

これは前記に指適した平均重合度の小なること、弾力の
める架橋構造を与えることが困難であることに帰因して
いる。

本発明者等はバイシダーとしての高度の機能り：じ を有する塩化ビニルと酢酸ビニルとの共重合体を主成分
とする水性分散体組成物を得んことを目的として鋭意検
討した結果、次の新規な水性分散体組成物を見出した。

即ち本発明に次の合成樹脂水性分散体（Ａ）および（Ｂ
）からなり、（Ａ）の固形分と（Ｂ）の固形分の比が９
８：２乃至５１１　：　５０である合成樹脂水性分散体
組成物である。

（Ａ）（イ）塩化ビニル単量体１５〜９０重量％、（ロ
）酢酸ビニル単量体、５〜８０重量％、（ハ）メタリル
スルホノ酸又はアリルスルホン酸（以下（メタ）アリル
スルホン酸七称する１のアルカリ金属基又にアンモニウ
ムｔｉ０．１〜５．０ｆｉ責鴫、に）上記（イ）、（ロ
）、（ハ）以外のエチレン系単量体０〜４０重量−より
なる単量体混合物を乳化重合してなる合成樹脂水性分散
体、（Ｂ）　　カルボキシル基含有単量体０．５〜２０
重量％とその他の１雫量体８０〜９９５重ｔＳから：、
：Ｊ。

なる単量体温、、霞物を乳化重合してなる合成樹脂水性
分散体。

バインダーに一筆的には水性分散体としての使用が工業
的には有利である。しかしながら水性分散体の形態をと
るＫは長時間放置したり、機械的又は化学的な若干の慈
条件下でも容易に固形物な遊離させ得ない特性を有して
いる必要がある。

又、他の配合物１例えば可塑剤、顔料、磁性体などの金
属粉或いは熱安定剤との分散が容易で安定な水性分散体
を得ることが出来なければならない。

上記の諸物性を壱足させるためには、（ＡＮ（）塩化ビ
ニル単量体（ロ）酢酸ビニル単量体及び（ハ）（メタ）
アリルスルホン酸のアルカリ金属塩又はアンモニウム塩
を必須単量体とし、これを乳化重合して得られる合成樹
脂水性分散体と（［））カルボキシル基含有単量体とそ
の他の単量体からなる単量体混合物を乳化重合してなる
合成樹脂水性分散体とを、前記した所定の割合で配合す
わばよいことを見出したが、斯る本発明の目的が達成さ
れる理由を本発明者等は次のように解している。

即ち、（Ａ）成分中に存在する（メタ）アリルスルホノ
酸のアルカリ金属塩又はアンモニウム塩部分は非常に極
性の強い基であり、これとＣＢ）成分中に存在するカル
ボキシル基の部分と相互にからみ合いが起り、見掛上巨
大分子構造を形成し靭性を付与すると考えられる。同時
に両極性基により界面に於ける接着性を高めることが出
来るので、大なる接着性、耐水性、耐熱性などを付与出
来るものと考えられる。

次に本発明の各成分の使用割合について説明する、 （、Ａ、）の合成樹脂水性分散体として次の条件を満さ
なければならな咽。（イ）塩化ビニル車量体の使用量は
１５〜９０５〜９０重量％１５１重量−を満さないと耐
油性或いは機械的強度の低下が著しい。他方９０重量％
を越えると造膜性或いに密着性が不良□・となる。（イ
）塩化ビニル単量体のさらに好ましい使用割合は３０〜
８０重量−である。

又（ロ）酢酸ビニル単量体の使用量に上記の（イ）塩化
ビニル単量体の短所を補う理由で５〜８０東量チである
ことが必要で、好ましくは１５〜７０重ｔＳが適当であ
る。酢酸ビニル単量体が５重量−未満の場合ＫＶｉ、得
られる被膜の密−着性が不良となり、５ｏｉｌ−を越え
ると、得られる被膜の機械的強度、耐アルカリ性、耐油
性が不良となる。

（ハ）（メタ）アリルスルホン醒のアルカリ金属塩又は
アンモニウム塩の使用量は０．１〜５．ＯＲ量チを必要
とする。０．１重′ｊｉｉ−を満さないと、接着性或い
は放置安定性が不良となる。他方５、　Ｏｉ量係を越え
ろと耐水性が不良となるっさらに好ましい使用割合は０
．３〜５．０ｉ１１％である。

（勾上記（イ）、仲）、（ハ）以外のエチレン系単量体
の使用量は、上記（イ）、（ロ）、（ハ）の相互作用を
発揮す１す る為に４０重ｔｅｓを越えないことが必要であり、□ ２０重ｔｃｓを越えないことがさらに好ましい。

、、ｊ、’、ｌｌ このに）の単量体としては、得られる合成゛樹脂：組、
：４ 水性分散体組成物の目的と１′＄る物性の調整の為、適
宜使用せられろ。一般的にはガラス転移温度、溶解性パ
ラメーター、架橋密度などの調整の為に下記の単量体を
選ぶことが出来る。

例えばアクリル酸エステルとして、アクリル醸ブチル、
アクリル＠２−エチルヘキシル、アクリル酸エトキシエ
チル、アクリル酸メトキシプロピル等が挙げられる。ビ
ニルアルキルエーテルとしては、ペンチルビニルエーテ
ル、オクチルビニルエーテル、ラウリルビニルエーテル
、セチルビニルエーテルなどがあげられる。

飽和脂肪酸のビニルエステルとしては、吉草酸ビニルエ
ステル、カプリル酸ビニルエステル。

カプリン酸ビニルエステル、ラウリン酸ビニルエステル
などが挙げられる。又ハロゲンを含む単量体とし１、塩
化ビニリデン、臭化ビニル、塩化メタリル、クロル酢酸
ビニルなどが挙げられる。架橋構造に開港する単量体と
しては、アクリル酸、メタクリル酸、メタクリル酸グリ
シビ ジルエステル、アクリルアミド、Ｎ−メチロ−、：、１
：・：１、 ルアクリルアミドなｐが挙げられる。

他方（Ｂ）の合成樹脂水性分散体として次の条件を満さ
なければならない。カルボキシル基含有単量体の使用量
は０．５〜２０重量鴫である。

０．５重量％を満さな・ハと（Ａ）の合成樹脂水性分散
体に含まれるスルホン醗のアルカリ金属塩又はアンモニ
ウム塩の基との相互作用による靭性の付与がみられず、
又２０重量−を越えると、得られる被膜の耐水性が著し
く不良となり、各々不適当である。該単量体の好ましい
使用割合は０．５〜１５重量−である。カルボキシル基
を含む単量体としてアクリル酸、メタクリル酸、イタコ
ン酸、マレイン酸、フマール酸、シトラコン酸、クロト
ン酸などがあげられる。又これらの不飽和酸の無水物又
は酸塩化物も水中に於いて容易にカルボキシル基を生成
する為に同等に用いることが出来る。

ま几その他の単量体の使用量は８０〜９９５重量％であ
り、好ましくは８５〜９９５重量％である。８０重ｔＳ
未満では得られる被膜の耐水性が著しく不良となり、９
９５重量−を越えると得られる被膜の靭性がなくなり不
適当である。その他の単量体としてはメチルメタクリレ
ート、メチルアクリレート、アクリロニトリルメタクリ
ロニトリル、塩化ビニリデン、２−エチルへキシルアク
リレート、スチレン、エチルアクリレート、ブチルアク
リレート、ブタジェン等があげられる− （Ｈ）の合成樹脂水性分散体としては例えば合成ゴム系
エマルジョン、ハロゲン化ビニリデン系エマルジョン、
メタクリル酸エステル系エマルジョン、スチレン系エマ
ルショアなどが各々本発明の目的と合せてさらに成膜性
、難燃性、或いは耐熱性付与などを行なうために適宜使
用せられる。特に塩化ビニルと酢酸ビニルとの共重合体
に対ｌ、相溶性のよい合成樹脂エマルジョンが好適であ
る。このような合成樹脂エマルジョンとしては、アクリ
ル酸エステル／アクリロニトリル系、メチルメタクリレ
ート／アクリル酸エステル系、スチレン／アクリロニト
リル系、ブタジェン／アクリロニトリル系、或いはポリ
ウレタン糸の各合成樹脂のエマルジョンなどがあげられ
ろ。

（Ａ）の合成樹脂水性分散体の固形分と（Ｂ）の合成樹
脂水性分散体の固形分の比１９１２乃至５０：５０さら
に好省しくに９０：１０乃至６０：４０である。

前者の割合が斯る範囲より小さい場合、基本的な塩化ビ
ニル／酢酸ビニル共重合体の前記特性を発揮出来ないし
、又逆に斯る範囲より大なる場合、バインダーとしての
機能に必要な特性が　充分となる。

本発明方法で使用せられる（Ａ）の合成樹脂水性分散体
の製造は、前述の各単量体を乳化重合法によって共重合
させることにより達成される。

この際使用せられる分散剤乃至は乳化剤として、例えば
アルキルセルロース、ヒドロキシアルキルセルロース、
ゼラチンなどの分散剤、アルキルアリールスルホン酸塩
、アルキル硫酸塩、ポ１１１１Ｖ リオキシエチレンアルキルアリールエーテル。

＝ｌｌｌｌｌｌ ポリオキシエチレンア、、、１ソール硫酸塩、スルホコ
″′・： ハク酸エステルアルカリ塩などの乳化剤を適宜使用出来
るう触媒としては、過硫隈カリウム過硫酸アンモニウム
、過酸化水素などの水溶性化合物、過酸化べ、ノゾイル
、アゾビスイソブチロニトリル、ジ−２エチルヘキシル
パーオキシジカーボネート、過酸化ラウロイルなどの油
溶性化合物が目的とする重合方式に応じて適宜選択して
用いることが出来る。

他方ＣＢ）の合成樹脂水性分散体は、通常の乳化重合法
で得られたエマルジョン或いは自己乳化性を有している
ハイドロゾル型エマルジョンなどが使用せられる。

〔Ａ〕とＣＢ）の各合成樹脂水性分散体の配合方法は、
両者を攪拌下で充分混合すればよいが、場合により加温
下に於ける攪拌方式が好ましい。

このように配合せられた〔Ａ〕と〔Ｂ〕からなる合成樹
脂水性分散体に対して、次のような種々の添加剤を加え
ることが出来る。例えば可塑剤、゛ として、エポキシ化ダイズ油、エポキシ化アマ異、（°
・ 二油、シフチルフタレート、或いはジイソデシ） ルフタレートなどが挙げられる。又架橋助剤として、ポ
リエチレンイミン、ポリアクリルアミドなど、アミン系
又はアミド系化合物などを使用することが出来る。

本発明によれば塩化ビニル樹脂と酢酸ビニ／１樹脂の各
々の長方、即ちすぐれ良接着性、耐水性、耐熱性、機械
的強度、耐油性、引裂強度及び造膜性などの重要な特性
を有する合成樹脂分散体が容易に得られ、特に合成樹脂
水性分散体（Ａ）と（ＢＥの併用によって、〔Ａ〕、Ｃ
Ｂ〕各々汗独の場合に比べ得られる被膜の靭性が著しく
増大し、紙、七ロフγノ、金属箔、プラスチックフィル
ム、繊維製品などの基材に対するバイ−・・ダーとして
特に有用である。

次に実施例並びに比較例をあげ、本発明をさらに具体的
に説明をする。なお６例に於ける物性の評価方法として
は次の通りである。

（１）ヒートシール強度 テトロノ／木綿（６５／３５　）の混紡布に合成樹脂エ
マルジョンを均−Ｋ、固形分として１７〜２０１１ｒ／
ｒｔで散布し、これに塩化ビニル軟質レザーを合わせ、
１５０℃ｘ　５　）Ｃ９／　ｃｄ　Ｘ１０秒間の条件で
ヒートシールし幅２ｏ％に於いて剥離強度を測定した。

（２１引裂強度 ヒートシール強度の測定の為に調整せられた試験基材（
厚さ０８〜１０％）に切口を入れ、１８ｎ０で引裂いた
場合の強度をみ友。（値は負荷重を厚さで除して求め友
、） （３）加熱時ヒートシール強度 ヒートシール強度の測定の為に調整せられた試験基材を
８０℃で５分間放置后、保温状態で（１）のヒートシー
ル強度の測定法と同様にして剥離強度を測定した。

（４）耐水性 ヒートシール強度の測定の為に調整せられた試験基材を
２０℃で純水中に３日間浸漬層、剥離強度を測定し、同
強度を浸漬前の強度で除し、保持率を求めた。

実施例１〜７および比較例１〜６ ５１のステルレス製重合器に純水１４０重量部、表１の
単敬体組成の条件下で全単量体とし”ｃｔｏｏ重ｔｓ、
分散剤トｔ、テＰＶＡ−２１７（平均重合度：　１７３
０、ケン化度；８８モルチ、クラレ■製）０．７重量部
、及びレペノールＷＺ（アニオン系乳化剤、花王アトラ
ス■製）１．０重量部、触媒として過硫酸カリウム０３
重量部を添加して、常温にて７００ｒ−ｐ−ｍで６０分
間、予備攪拌層６０℃Ｘ３００　ｒ、ｐ。

ｍ　、　ｘ　２０Ｈｒ重合し、固形分４２重量％のエマ
ルジョンを得た。これを（Ａ）の合成樹脂水性分散体と
した。他方［Ｂ）の合成樹脂水性分散体として表１に記
載のものを使用し、両者を充分に常温にて攪拌層、合成
樹脂の水性分散体組成物を得た。この水性分散体をブレ
ードコータ、−で基材に塗布し、前記の各試験を実施し
た。とわらの物性の評価結果も合わせて表１に記載した
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ｔ　次の合成樹脂水性分散体（Ａ）および（Ｂ）からな
   り、（Ａ）の固形分と（Ｂ）の固形分の比が９８：２乃
   至５０　：　５０である合成樹脂水性分散体組成物、 （Ａ）（イ）塩化ビニル単量体１５〜９０重量％、（ロ
   ）酢酸ビニル単量体５〜８０重量％、←→メタリルスル
   ホン酸又はアリルスルホン酸のアルカリ金属塩又はアン
   モニウム塩０．１〜５．０重量−１に）上記（イ）、（
   ロ）、（ハ）以外のエチレン系単量体０〜４０重量−よ
   りなる単量体混合物を乳化重合してなる合成樹脂水性分
   散体。 ＣＢ）　　カルボキシル基含有単量体０．５〜２０重量
   ％とその他の単量体８０〜９９５重童チからなる単量体
   混合物を乳化重合してなる合成樹脂水性分散体。