JPS6334196B2

JPS6334196B2 -

Info

Publication number: JPS6334196B2
Application number: JP54079098A
Authority: JP
Inventors: Kiichi Hosoda; Hiroyasu Kawahara; Takashi Uejima
Original assignee: Showa Denko KK
Current assignee: Resonac Holdings Corp
Priority date: 1979-06-25
Filing date: 1979-06-25
Publication date: 1988-07-08
Also published as: JPS564673A

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、耐ブリスター性、粘度安定性および
接着強度等にすぐれたカーペツトバツキング用増
粘剤に関し、さらに詳しくは、水と水溶性高分子
化合物とから実質的になる混合水溶液の存在下に
（メタ）アクリル酸塩または（メタ）アクリル酸
塩を主成分とする単量体混合物を重合させて得ら
れる安定性および流動的にすぐれた水溶性高分子
複合体の水分散液を添加してなるカーペツトバツ
キング用増粘剤に関する。現在、一般に製造されているタフテツトカーペ
ツトおよび縦編みカーペツトでは、それらを構成
するパイル（繊維のふさ）の脱落防止のためにパ
イルを一次基布（スクリム）に固着すること、二
次基布（裏貼り布）を裏面に接着すること、寸法
安定性の賦与、好ましい風合の形成などを目的と
して接着剤が使用されている。この接着剤として
は、従来(a)天然ゴムまたは合成ゴムラテツクスを
主成分とした水分散型ラテツクス接着剤または(b)
エチレン―酢酸ビニル共重合体を主成分としたホ
ツトメルト型接着剤が使用されていたが、近年は
主として(a)の水分散型ラテツクス接着剤が使用さ
れているのが実情である。本発明は、この(a)の水
分散型ラテツクス接着剤に属するものである。一般に水分散型ラテツクス接着剤は、高分子ラ
テツクス、充填剤、必要に応じて加硫剤、加硫促
進剤、分散剤、老化防止剤、顔料、安定化剤、消
泡剤等を添加し、増粘剤によつて使用に適する粘
度に調整されたものである。水分散型ラテツクス接着剤を使用する長所とし
ては、有機溶剤の揮発による公害がでないこと、
火災の危険がないこと、高濃度における接着剤の
粘度が低く加工が容易なこと、低価格であるこ
と、パイル中への接着剤の滲透性が適当であるこ
となどがあげられるが、短所としては潜熱の大き
い水を蒸発させる必要があることである。このた
めにカーペツト製造工程では、大型の乾燥機が使
用されると共に、生産性向上のために接着剤の固
形分含量を高めたり、または高温かつ風量を高め
た乾燥により合理化を企つている。しかしながら、接着剤の乾燥時に温度や風量が
高すぎると接着剤の内部に沸騰を生じ、接着剤が
部分的にカーペツトの裏面に吹き出して著しく外
観を損うことがある。これをブリスター現象と呼
び著しく問題になつている。現在、水分散型ラテツクス接着剤の増粘剤とし
ては、主としてポリアクリル酸ソーダが使用され
ており、その使用方法としては、例えば (1) 使用前に粉末状のポリアクリル酸ソーダを水
に溶解させて使用する方法、 (2) 水溶液重合法で得られたポリアクリル酸ソー
ダの水溶液（水溶液タイプ）をそのまま使用す
る方法、等が知られている。しかし、(1)の方法は、粉末状のポリアクリル酸
ソーダの溶解装置が必要な上、溶解操作および溶
解液の取り扱いが極めて不便であること、粉末状
のポリアクリル酸ソーダが水に溶解し難く、溶解
にかなりの時間を要すること、粉末状ポリアクリ
ル酸ソーダの溶解量が高々５％程度であつても溶
解液の粘度は極めて高くて取扱いが不便であり、
かつ溶解液が不均一であること等の難点を有す
る。一方、(2)の方法は、水溶液の取り扱い可能な
粘度の上限が数万センチポアズであること、希薄
溶液にした場合、多量の水を運搬する必要がある
ため輸送コストが高くつくこと、水溶液中のポリ
アクリル酸ソーダの濃度を10％以上の高濃度にし
た場合、水溶液の粘度を数万センチポアズ以下に
するためには、ポリアクリル酸ソーダの分子量が
極めて低いものしか使用できず、増粘剤として使
用する場合には多量の添加が必要である等の難点
を有する。前述のごとく、接着剤の乾燥工程における省エ
ネルギーを達成させるために、接着剤組成物の含
水率を低くすることが考えられているが、粉末状
のポリアクリル酸ソーダを希薄溶液にして使用す
る場合、また、ポリアクリル酸ソーダの低分子量
物を含む水溶液を増粘剤として用いると、増粘剤
の使用量が多くなる場合、必然的に接着剤組成物
中の含水量が多くなり、省エネルギープロセスと
相反するようになる。この問題の解決は当業界に
おいてますます重要となつてきている。また、ポリアクリル酸ソーダ、水溶性高分子化
合物および水を単にブレンド（混合）してポリア
クリル酸ソーダの水分散液を得る方法も考えられ
ているが、このブレンド方法では、例えば、後述
する実施例において使用するポリアクリル酸ソー
ダ水溶液（市販品、系の粘度48000cps、固形分濃
度15％に調整）に、ポリエチレングリコールを水
溶液中の固形分に対して等量混合してよく撹拌し
ても、系の粘度は本発明の水分散系で見られる程
低下しない上に室温で数時間放置すると、いわゆ
る相分離が起り、固い寒天状部分とやゝ粘稠な水
溶液とに分れ、均一溶液として安定に存在し得な
い。また、ポリエチレングリコール（分子量
20000）の15％水溶液に、ポリアクリル酸ソーダ
の粉末（市販品）をポリエチレングリコールと等
量、激しい撹拌下に添加すると系は、ゲル状にな
り、１日放置すると相分離の現象も見られ重合に
より得られる水分散液の同等品は生成しない。即
ち、本発明で使用される水分散液は、重合によつ
てのみ製造可能であり、ブレンド法では良好な安
定性と低粘性を有するものは得られていない。本発明者らは、水分散型ラテツクス接着剤の増
粘剤に関して種々検討を重ねた結果、水と高分子
構成単位中に少なくとも１個のエーテル基およ
び／またはヒドロキシル基を有する水溶性高分子
化合物とから実質的になる混合水溶液の存在下に
（メタ）アクリル酸塩または（メタ）アクリル酸
塩を主成分とする単量体混合物を重合させて得ら
れる水溶性高分子複合体の水分散液が、高濃度の
重合体を含有しながら極めて低粘度で安定性にす
ぐれ、しかも、この水分散液を高分子ラテツクス
に添加してなる増粘剤はブリスターの発生を抑制
することを見出し、本発明を完成した。本発明の水溶性高分子重合体の水分散液を増粘
剤として用いることによる特徴は、（）粉末状のポリアクリル酸ソーダを使用す
る場合と異なり、溶解装置および溶解作業の必
要がないこと、（）水分散液が高濃度の重合体を含有してい
るため、これを増粘剤として使用した場合、接
着剤組成物中の含水率を低下させることができ
ること、（）水分散液中の重合体の分子量が比較的高
いため、従来の水溶液タイプの増粘剤より添加
量が少なくてすること、（）通常の粉末状ポリアクリル酸ソーダは、
アクリル酸ソーダを水溶液重合、Ｗ／Ｏ型の懸
濁重合または乳化重合により高分子化した後多
量の水分を真空乾燥、次いで粉砕、分粒等の作
業を経て製品となつており、増粘剤に使用する
場合は、次いで水に溶解する工程をとつている
が、本発明の方法によれば、水溶液重合したも
のが即製品であり、乾燥―粉砕―分粒―再溶解
のプロセスが不必要であり極めて省力、省エネ
ルギー化した製品であること、などである。本発明において用いられる水溶性高分子複合体
の水分散液は、以下に詳述するごとく、水と水溶
性高分子化合物とから実質的になる混合水溶液の
存在下に、（メタ）アクリル酸塩または（メタ）
アクリル酸塩を主成分とする単量体混合物を重合
させることによつて得られる。ここでいう水溶性高分子化合物とは、高分子構
成単位中に少なくとも１個のエーテル基および／
またはヒドロキシル基を有するものであり、具体
的には寒天、アラビアゴム、デキストラン、デン
プン、デンプン誘導体、セルロース誘導体、ポリ
エチレングリコール、ポリエチレンオキシド、ポ
リプロピレングリコール、エチレングリコールと
プロピレングリコールの共重合体、ポリビニルア
ルコール等が代表例としてあげられる。これら水
溶性高分子化合物は、１種または２種以上混合し
て使用してもよい。また、これら水溶性高分子化
合物は、エーテル基またはヒドロキシル基以外の
官能基、例えばスルホン基、アミノ基、イミノ
基、第三級アミノ基、第四級アンモニウム塩基、
ヒドラジノ基からなる群からえらばれた少なくと
も１個の官能基を高分子構成単位中に有する、ポ
リビニルピロリドン、ポリビニルピリジンおよび
ポリエチレンイミン等のごとき他の水溶性高分子
化合物の少なくとも１種と混合して使用してもよ
い。その際、混合物中の構成単位中にエーテル基
および／またはヒドロキシル基を有する水溶性高
分子化合物の占める割合は、少なくとも10重量％
であり、10重量％以下では本発明の顕著な効果が
得られ難い。これら水溶性高分子化合物、または該化合物と
他の水溶性高分子化合物との混合物の配合量は、
水100重量部に対して１〜100重量部、好ましくは
５〜60重量部である。配合量が１重量部以下で
は、低粘度化の効果が少なく、安定性および流動
性にすぐれた水分散液は得られない。一方、配合
量が100重量部以上では、水に溶解するのが困難
であるばかりでなく、水溶性高分子化合物自体が
本来高粘度のため、水分散液の粘度が高くなり過
ぎて安定性および流動性にすぐれた水分散液が得
られない。（メタ）アクリル酸塩としては、例えばアクリ
ル酸ナトリウム、アクリル酸カリウム、メタクリ
ル酸ナトリウム、メタクリル酸カリウム、アクリ
ル酸アンモニウム、メタクリル酸アンモニウム、
α―クロルアクリル酸ナトリウム等があげられ
る。これらの（メタ）アクリル酸塩は、１種また
は２種以上混合して使用してもよい。また、これ
ら（メタ）アクリル酸塩は、（メタ）アクリル酸
塩と共重合可能な他のエチレン系不飽和単量体と
混合して使用してもよい。（メタ）アクリル酸塩
と共重合可能な他のエチレン系不飽和単量体とし
ては、例えばアクリルアミド、メタクリルアミ
ド、Ｎ―メチルアクリルアミド、Ｎ―メチルメタ
クリルアミド、Ｎ，N′―ジメチルアクリルアミ
ド、Ｎ，N′―ジメチルメタクリルアミド、Ｎ，
N′―ジエチルメタクリルアミド、Ｎ―メチル―
Ｎ―エチルアクリルアミド、Ｎ―メチル―Ｎ―エ
チルメタクリルアミド、アクリロニトリル、スチ
レンスルホン酸ナトリウム、Ｎ―ビニルピロリド
ン、ビニルピリジン、酢酸ビニル、アクリル酸、
メタクリル酸、α―クロルアクリル酸等があげら
れる。これら他のエチレン系不飽和単量体は、１
種または２種以上混合して使用してもよい。（メ
タ）アクリル酸塩と他のエチレン系不飽和単量体
とを混合して使用する場合、全単量体中の（メ
タ）アクリル酸塩の占める割合は、50重量％より
も多いことが望ましい。これら（メタ）アクリル酸塩、または（メタ）
アクリル酸塩と他のエチレン系不飽和単量体との
混合単量体の配合量は、水100重量部に対して５
〜100重量部、好ましくは15〜60重量部であり、
且つ水溶性高分子化合物対（メタ）アクリル酸
塩、または（メタ）アクリル酸塩と他のエチレン
系不飽和単量体との混合単量体の重量比が10対１
〜１対10、好ましくは５対１〜１対５、さらに好
ましくは３対１〜１対３の範囲内である。（メタ）
アクリル酸塩、またはこれと他のエチレン系不飽
和単量体との混合単量体の配合量が５重量部以下
では低濃度のために高重合体が得られない。一
方、配合量が100重量部以上では水分散液の低粘
度化が困難で安定性および流動性にすぐれた水分
散液は得られない。また、水溶性高分子化合物対
（メタ）アクリル酸塩、または（メタ）アクリル
酸塩と他のエチレン系不飽和単量体との混合単量
体の重量比が10対１〜１対10の範囲外で重合を行
なつた場合には、水溶性高分子化合物のリツチ
な、または（メタ）アクリル酸塩、または（メ
タ）アクリル酸塩を主成分とする混合単量体より
得られる高分子量体のリツチな水溶液になり、そ
して、粘度はその水溶液粘度に支配されてしまう
ため、安定性および流動性にすぐれた水分散液が
得られない。重合反応は、単に熱を加えるだけでもよいが、
好ましくはラジカル開始剤、紫外線または放射線
を用いることである。本発明を実施するにあたつ
ては、特に過酸化水素、過硫酸カリおよび過硫酸
アンモニウム等のごとき水溶性ラジカル開始剤、
またはこれらとアミンまたは亜硫酸ソーダ等の還
元剤とを組合せた所謂レドツクス系開始剤の存在
下で重合することが好ましい。開始剤の使用量は
（メタ）アクリル酸塩または（メタ）アクリル酸
塩を主成分とする混合単量体の重量に対して、
0.005〜10重量％であり、その添加方法は、重合
の初めに全量添加するか、または一部を添加して
残りを適宜重合の進行に伴なつて添加してもよ
い。反応温度は10〜100℃であり、特に40〜70℃の
範囲内である。また、重合時間は３〜10時間の範
囲内である。重合反応は回分式でも連続式でも可
能である。本発明において用いられる水分散液を製造する
際には、必要に応じて常用の界面活性剤を添加し
てもよい。界面活性剤は１種または２種以上混合
して使用してもよく、その使用量は水100重量部
に対して0.05〜50重量部である。配合量が0.05重
量部以下では、無添加の場合に比べてそれほど効
果に差は認められない。一方、配合量が50重量部
以上では、もはや添加による改良効果が認められ
ないばかりか、場合によつては安定性を阻害する
ので好ましくない。界面活性剤の添加方法は、重合の初めに全量添
加してもよいし、または一部を重合時に添加して
残部を適宜重合の進行に伴なつて添加してもよ
い。また、これら界面活性剤は重合終了時に添加
してもよい。また、本発明において用いられる水分散液を製
造する際には、必要に応じて水に対して少なくと
も１重量％の溶解度を有する無機塩類を添加して
もよい。無機塩類としては、アルカリ金属、アル
カリ土類金属およびアンモニアの塩化物、硝酸
塩、硫酸塩およびリン酸塩等があげられ、代表例
としては塩化ナトリウム、塩化カルシウム、硝酸
カルシウム、硝酸ナトリウム、硝酸アンモニウ
ム、硫酸カリウム、リン酸カルシウム等があげら
れる。これら無機塩類は、１種または２種以上混
合してもよく、その添加量は、水100重量部に対
して少なくとも0.5重量部であり、添加量の上限
はこれら無機塩類が水に対して均一に溶解する範
囲内にとどめるべきである。無機塩類の添加方法
は、重合時に一括添してもよいし、重合開始時か
ら重合終了時の任意の期間に間欠的に添加しても
よい。また、これら無機塩類は重合終了時に添加
してもよい。さらに、本発明の水分散液には、必要に応じて
水に対して少なくとも２重量％の溶解性を有する
有機溶媒を添加してもよい。有機溶媒としては、
メチルアルコール、エチルアルコール、プロピル
アルコール、エチレングリコール、グリセリン等
のアルコール系溶媒、アセトン、メチルエチルケ
トン等のケトン系溶媒、テトラヒドロフラン、ジ
オキサン等のエーテル系溶媒、ジメチルホルムア
ミド、ジメチルアセトアミド等のアミド系溶媒等
があげられる。これら有機溶媒は、１種または２
種以上混合してもよく、その添加量は水に溶解す
る範囲内で任意に添加することができるが、好ま
しくは水100重量部に対して１〜50重量％である。
有機溶媒の添加方法は、重合時の溶媒への連鎖移
動による重合度の低下を防止するために、反応終
了時に添加するのが好ましい。本発明の水分散液には、安定剤、着色剤、顔
料、染料、香料およびその他の添加剤を配合する
ことができる。本発明において増粘剤と共に使用される高分子
ラテツクスは、天然ゴムラテツクス、SBRラテ
ツクス、自己架橋型SBRラテツクス、NBRラテ
ツクス、自己架橋型NBRラテツクス、ポリクロ
ロプレンラテツクス、アクリル酸エステルエマル
ジヨン、エチレン―酢酸ビニル共重合体エマルジ
ヨン、ポリ酢酸ビニルエマルジヨンなどカーペツ
トの裏打ち加工に使用可能なすべてのラテツクス
を包含することが可能である。高分子ラテツクスに対する水溶性高分子複合体
の水分散液の使用割合は、用いる高分子ラテツク
スの種類により異なるが、通常は固形分換算で高
分子ラテツクス100重量部に対して、0.1〜10重量
部であり、好ましくは0.5〜５重量部である。本発明のカーペツトバツキング用増粘剤には、
必要に応じて炭酸カルシウムや亜鉛華などの無機
充填剤、カーペツトバツキング剤に通常使用され
ているその他の添加剤を配合することができる。以下、実施例によつて本発明をさらに詳しく説
明する。なお、実施例および比較例中の配合剤は
すべて固形分換算重量部を示す。増粘剤の調製増粘剤Ａ：撹拌機、環流冷却管およびN₂導入管
のついた500mlのフラスコに、予め重合禁止剤
を除いたアクリル酸ソーダの50wt％水溶液100
ｇ、ポリエチレングリコール（分子量20000）
25ｇ、ポリエチレンオキシド（分子量100000）
2.5ｇ、チオグリコール酸ナトリウム35mg、イ
オン交換水170ｇを入れた後、微量の水酸化ナ
トリウム水溶液でPHを12に調製した。次いで、
フラスコを減圧下に窒素置換し、重合開始剤で
ある過硫酸アンモニウムの0.84％水溶液1.5ml、
エタノールアミンの２％水溶液４mlを加え、60
℃の温度で５時間反応させた。系は乳濁し、水
分散液が生成した。得られた水分散液の粘度を
回転粘度計で測定したところ、15000cpsであつ
た。固形分含量は16.6％であつた。次いで、この水分散液に水を加えてポリアク
リル酸ソーダの濃度が0.25％の水溶液に調製
し、その粘度を回転粘度計で測定したところ
80cpsであつた。また、水分散液の一部をメタ
ノールを沈澱剤として回収し、さらに水―メタ
ノールで２回再沈澱をして精製後乾燥したポリ
アクリル酸ソーダの還元粘度（30℃、
1NNaOH水溶液、0.1ｇ／dl）は4.0であつた。増粘剤Ｂ：増粘剤Ａの製造において、チオグリコ
ール酸ナトリウム、ポリエチレンオキシドを使
用しない他は、増粘剤Ａの製造と同様に重合を
行ない、固形分含量16.6％の水分散液を得た。
得られた水分散液の粘度およびポリアクリル酸
ソーダの濃度が0.25％の水溶液の粘度は、それ
ぞれ50000cpsおよび400cpsであつた。増粘剤Ｃ：増粘剤Ａの製造において、アクリル酸
ソーダの50wt％水溶液を100ｇ使用する代り
に、アクリル酸ソーダの50wt％水溶液80ｇと
アクリルアミド10ｇを用いた他は、増粘剤Ａの
製造と同様に重合を行ない、固形分含量17.1％
の水分散液を得た。水分散液およびポリ（アク
リル酸ソーダーアクリルアミド）の濃度が0.25
％水溶液の粘度は、それぞれ22000cpsおよび
90cpsであつた。増粘剤Ｄ：増粘剤Ａの製造において、ポリエチレ
ンオキシドの代りに、ノニオン系界面活性剤
（エマルゲンpp250、花王アトラス(株)社製）５
ｇ用いた他は、増粘剤Ａの製造と同様に重合を
行ない、固形分含量16.6％の水分散液を得た。
水分散液およびポリアクリル酸ソーダの濃度が
0.25％水溶液の粘度は、それぞれ13000cpsおよ
び105cpsであつた。この水分散液は増粘剤Ａよ
り白濁した。増粘剤Ｅ（比較例）：ポリアクリル酸ソーダ水溶液
（市販品、固形分20wt％、還元粘度1.96、粘度
48000cps）、0.25％の水溶液粘度17cps。増粘剤Ｆ（比較例）：粉末状ポリアクリル酸ソーダ
（市販品、還元粘度6.0）の４％水溶液を使用し
た。0.25％水溶液の粘度は550cps。実施例１〜７、比較例１〜４あらかじめ老化防止剤および分散剤を含む各種
高分子ラテツクスに、重炭酸カルシウム、シリコ
ン系消泡剤（東レシリコン社製、SRX）を添加
し、次いでイオン交換水、上記の増粘剤の製造例
で製造した第１表記載の各種増粘剤を添加し、粘
度10000〜15000cpsの接着剤組成物を調整した。得られた各種の接着剤組成物をパイルがアクリ
ルで、一次基布がポリプロピレンスプリツトヤー
ンからなるタフテツト原反上に、1400ｇ／m²の割
合に均一に塗布し、ジユート織布の二次基布をそ
の上に貼り合せた。形成されたカーペツトの諸性
質を第１表に示した。なお、接着剤組成物の粘度経時安定性とカーペ
ツトの諸性質は、次記の方法によつて測定した。粘度経時安定性：接着剤組成物を調整後、直ちに
BL型回転粘度計（４号、12rpm）で粘度を測
定し、次いで粘度の経時安定性を判定するた
め、４日間室温に放置後、再び同様に粘度測定
を行なつた。耐ブリスター性：未乾燥のカーペツトを温度150
℃、熱風速度12m／secの乾燥機中に入れて、
ブリスターを観察により、次記の５段階法で判
定した。１；ブリスター発生せず〜５：全面に
ブリスター発生二次基布剥離強度：耐ブリスター試験に用いたの
と同じように調製した未乾燥カーペツトを、
120℃の乾燥機中にて20分乾燥した後、巾2.5cm
×長さ20cmの試料を採取し、一次基布と二次基
布間の剥離強度を通常の方法により測定した。

【表】以上のごとく、本発明の水分散液は、カーペツ
トバツキング用の増粘剤として、溶解操作が不要
で、かつ高濃度のポリアクリル酸ソーダを含む水
分散液をそのまま使用するため、増粘剤から入る
水の量が少なく、さらに固形分濃度を上げること
が可能なこと、耐ブリスター性が良好なこと、水
溶液タイプの増粘剤に比して増粘効果が高いため
固形分換算での使用量が少なくてすなことなど、
従来品に比べて著しくすぐれているといえる。

Claims

【特許請求の範囲】

１水と高分子構成単位中に少なくとも１個のエ
ーテル基および／またはヒドロキシル基を有する
水溶性高分子化合物とから実質的になる混合水溶
液の存在下に、（メタ）アクリル酸または（メタ）
アクリル酸塩を主成分とする単量体混合物を重合
させて得られる水溶性高分子複合体の水分散液を
添加してなるカーペツトパツキング用増粘剤。