JP3297110B2 - カルボキシ変性ブタジエン系共重合体ラテックスの製造方法 - Google Patents

カルボキシ変性ブタジエン系共重合体ラテックスの製造方法

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【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は重合安定性が良好で、凝
固物の生成が少なく、高度のフイルム強度、伸びを有す
るカルボキシ変性ブタジエン系共重合体ラテックスの製
造法の改良に関するものである。また、本発明の製造法
で得られるラテックスはカーペット裏打ち用接着剤、木
工・合板用接着剤、陶磁器タイル用接着剤及び床材用接
着剤等の各種接着剤、紙塗工、不織布、紙含浸等の用途
で有用に使用できる。
【0002】
【従来の技術】紙塗工やカーペット裏打ち接着剤用途等
に多量に使用されているカルボキシ変性ブタジエン系共
重合体ラテックスは、ブタジエン及び不飽和カルボン酸
並びにその他の共重合可能なモノマーとハロゲン化炭化
水素やメルカプタン類等の連鎖移動剤とを、各種の公知
のアニオン性やノニオン性等の乳化剤、過硫酸塩やレド
ックス触媒等の開始剤等を用いて約0〜90℃の範囲の
重合温度で乳化重合することによって一般に製造されて
いる。そして、重合方法も種々提案されており、例えば
特開昭57−51704号公報には、不飽和カルボン
酸、ヒドロキシアルキル基を含むモノマー及び残りが共
役ジエン、芳香族、芳香族ビニルモノマー、不飽和カル
ボン酸アルキルエステルから選ばれたモノマー1種以上
からなるモノマー混合物1〜30重量部を乳化重合し、
次いでこの共重合体ラテックスの存在下、共役ジエン、
アルケニル芳香族ビニルモノマーから構成されるモノマ
ー70〜99重量%を添加重合して、機械的及び化学的
安定性に優れる二段重合共重合体ラテックスを得る方法
が開示されている。
【0003】また、特開昭58−222846号公報に
は、共役ジエン系単量体35〜80重量%、エチレン系
不飽和カルボン酸単量体0.5〜7重量%およびこれら
と共重合可能なモノオレフィン系単量体19.5〜6
4.5重量%からなる単量体混合物を初期に共重合し、
重合転化率が70%以上に達した後、共役ジエン系単量
体およびこれと共重合可能なモノオレフィン系単量体か
ら選ばれた単量体混合物を共重合してなる、共重合体の
二次転移温度が−10℃以下で、優れた低温屈撓性と接
着強度を与えるカーペット用バインダーの製造方法等が
提案されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ブタジエン系共重合体ラテックスの製造方法では、重合
安定性が十分でなく、凝固物が多く生成し易いと共に、
得られるラテックスのフイルム強度と伸びのバランスも
十分とは言えない。本発明は乳化重合安定性に優れ、ラ
テックスの凝固物発生量が少く、得られるラテックスの
フイルム強度と伸びも高く、カーペット裏打ち用接着剤
等の各種接着剤や紙塗工剤のバインダー等に好適に使用
できるカルボキシ変性ブタジエン系共重合体ラテックス
の製造法の改良を提供しようとするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記課題
を解決するべくブタジエン系共重合体ラテックスの製造
法について鋭意検討した結果、全モノマーの特定量(全
単量体の50重量%以上85重量%未満)を比較的低温
(40〜50℃)でまず重合し、重合率が特定値以上
(60重量%以上)に達した時点で、次いで残りのモノ
マーを高温(80℃〜110℃)で重合する特定の制御
された二段重合法で、意外にも優れた重合安定性を有す
ると共に、ラテックスの凝固物発生量が少く、高度の
イルム強度と伸びを有するカルボキシ変性ブタジエン系
共重合体ラテックスが得られることを見出し、本発明を
完成するに至った。即ち、本発明は; ブタジエン1
0〜80重量部、エチレン系不飽和カルボン酸0.3〜
10重量部及びこれらと共重合可能な他の単量体10〜
89.7重量部からなる共重合体ラテックスの製造にお
いて、全単量体の50重量%以上85重量%未満を40
50℃の範囲の温度でまず重合し、重合率が60重量
%以上に達した時点で次に残りの単量体15〜50重量
%を加え、80℃〜110℃範囲の温度で重合させる
ことを特徴とする、カルボキシ変性ブタジエン系共重合
体ラテックスの製造方法。 さらに、得られるカルボ
キシ変性ブタジエン系共重合体ラテックスの固形分が4
0〜60%である点にも特徴を有する。
【0006】以下、本発明を詳細に説明する。本発明の
製造方法においては、ブタジエン10〜80重量部、エ
チレン系不飽和カルボン酸0.3〜10重量部及びこれ
らと共重合可能な単量体10〜89.7重量部からなる
単量体を用いる。この場合に、ブタジエンの割合が10
重量部未満では得られる共重合体ラテックスフイルムの
弾性が極端に低下するために好ましくなく、また、80
重量部を越えるとフイルム強度がかなり低下するように
なるため好ましくない。さらに、エチレン系不飽和カル
ボン酸の使用割合が0.3重量部未満では、フイルム強
度が顕著に低下し好ましくなく、また10重量部を越え
る場合はフイルムの耐水性が悪くなるため好ましくな
い。エチレン系不飽和カルボン酸としてはアクリル酸、
メタクリル酸、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸等の
一種以上を用いることができる。
【0007】これらと共重合可能な他の単量体として
は、例えば メタクリル酸メチル、アクリル酸ブチ
ル、アクリル酸2エチルヘキシル、メタクリル酸グリシ
ジル、アクリル酸2−ヒドロキシエチル、メタクリル酸
2−ヒドロキシエチル、ジエチレングリコールジアクリ
レート、トリメチロールプロパントリアクリレート等の
不飽和カルボン酸のエステル; スチレン、ビニルト
ルエンなどの芳香族ビニル化合物; アクリルニトリ
ル、メタクリルニトリルなどのビニルシアン化合物;
塩化ビニルや塩化ビニリデンなどのハロゲン置換ビニ
ル; 酢酸ビニルなどのカルボン酸ビニルエステル;
および アクリルアミド、メタクリルアミド、N−メ
チロールアクリルアミド、N−ブトキシメチルアクリル
アミドなどのビニルアミド化合物等を挙げることができ
る。
【0008】本発明の製造方法に用いる重合開始剤とし
ては、例えば過硫酸ナトリウム、過硫酸カリウム、過硫
酸アンモニウム等の過硫酸塩、過硫酸塩−チオ硫酸ソー
ダ系及び過酸化水素−オキシカルボン酸系などのレドッ
クス系開始剤を挙げることができる。さらに、乳化剤と
しては、通常のアルキルフェニルエーテルジスルホン酸
塩、高級アルコール硫酸エステル類及びアルキルアリル
スルホン酸塩等のアニオン系乳化剤;並びにポリオキシ
エチレンアルキルエーテル類;ポリオキシエチレンアル
キルエステル類などのノニオン系乳化剤等を挙げること
ができる。また、メルカプタン類やα−メチルスチレン
ダイマー及びこれらを併用したもの等の連鎖移動剤、キ
レート剤、カセイソーダやアンモニア水などの中和剤、
ポリリン酸塩や低分子量ポリカルボン酸塩並びに炭酸水
素ナトリウム等の塩類、そしてラテックスの粒子径をコ
ントロールする粒径調節剤として約0〜100℃のTg
をもち架橋構造を有するかあるいは有しないシードラテ
ックスなども必要に応じて重合時に任意に選択して用い
ることができる。
【0009】本発明においては、全単量体の50重量%
以上85重量%未満は40〜50℃の範囲の温度で先ず
重合する必要がある。50℃を越える温度で重合した場
合は、得られるカルボキシ変性ブタジエン系ラテックス
のフイルム強度が低くなり好ましくなく、また40℃未
満の温度で重合する場合は一般に重合に長時間を要し、
生産性が著しく損なわれるため、好ましくない。また、
40〜50℃の範囲で重合する単量体の割合が全単量体
85重量%以上の場合は重合安定性が悪く、ラテック
ス凝固物が多量発生するようになり好ましくない。さら
に全単量体の50%未満を用いて重合する場合は、得ら
れる共重合体ラテックスのフイルム強度が著しく低下す
るようになり好ましくない。
【0010】さらに、本発明においては、全単量体の
0重量%以上85重量%未満を40〜50℃の温度で重
合し(以下、たんに「温で(の)重合」という)、重
合率が60%以上に達した時点で、重合温度を上昇させ
て残りの単量体15〜50重量%を80℃〜110℃の
温度で重合させる(以下、たんに「高温で(の)重合」
という)ことが必要である。温での重合の重合率が6
0%未満で残りの単量体を加えて高温で重合する場合
は、ラテックスフイルムの強度と伸びが顕著に低下する
ために好ましくない。残りの単量体を80℃未満の温度
で重合する場合は、凝固物の発生量が多くなることに加
えて重合が遅くなり、生産性の点からも好ましくない。
さらに、残りの単量体を110℃を越える温度で重合す
る場合は、臭気の強いスチレンとブタジエンの副生成物
が多く生成するようになるため好ましくない。
【0011】本発明の共重合体の製造方法において、単
量体は一括、連続、分割のいづれの方法でも添加して良
く、特に制限はない。また、温で重合する単量体組成
と高温で重合する単量体組成とは異っても本発明の効果
は損なわれない。本発明の製造法で得られる共重合体ラ
テックスの固形分は40〜60%、好ましくは45〜5
5%の範囲が必要である。40%未満の固形分では実用
上支障となり、60%を越える場合は、ラテックス粘度
が顕著に上昇し、製造が困難となる。
【0012】本発明の製造方法で得られるカルボキシ変
性ブタジエン系共重合体ラテックスには、公知の顔料分
散剤、増粘剤、老化防止剤、消泡剤、殺菌剤及びブリス
ター防止剤等を必要に応じて添加することができる。さ
らに、フイルム強度・伸びに優れるために、カーペット
裏打ち用接着剤、木工・合板用接着剤、陶磁器タイル用
接着剤及び床材用接着剤等の各種接着剤、紙塗工、不織
布、紙含浸等の用途で有用に使用できる。また、必要に
応じて、各種用途毎に、炭酸カルシウム、クレー等の顔
料その他を配合した配合組成物として用いられる。紙塗
工用配合組成物として用いた場合、シートオフセット印
刷用、輪転オフセット印刷用、グラビア印刷用等向けの
塗工紙、塗工板紙等の製造に好適に用いられる。
【0013】
【実施例】以下に実施例を挙げて本発明をより具体的に
説明するが、本発明はこれらに限定されるものではな
い。なお、実施例中の部及び%はそれぞれ重量部及び重
量%を意味する。 (実施例1) 窒素置換してある攪拌機を備えた温度調節可能な加工反
応器に、イオン交換水95部、スチレン系シードラテッ
クス(35%固形分)5部、イタコン酸2部、ドデシル
ベンゼンスルホン酸ソーダ0.6部を仕込み、更に単量
体としてブタジエン37.5部、スチレン32部、ヒド
ロキシエチルメタクリレート(HEMA)3部並びにタ
ーシャルドデシルメルカプタン(t−DDM)0.9部
を加え、内温を50℃に調整し、過硫酸カリウム0.5
部を加えて7時間重合させた。
【0014】次いで、内温を80℃まで上昇させ、更に
ブタジエン12.5部、スチレン12部、HEMA1部
及びt−DDM0.3部を2時間で追添し、更に1時間
クッキングして重合を終了させた。微量の未反応単量体
を水蒸気蒸留で除去した後、カセイソーダを加えて、約
pH8のカルボキシ変性ブタジエン系共重合体ラテック
スを49%固形分で得た。中温の重合で得られたラテッ
クスをとり出し、重量法で重合率を測定したところ87
%であった。ラテックスの凝固物量及びラテックスフイ
ルムの強度及び伸びは以下の方法に従って求めた。
【0015】 ラテックス凝固物量 ラテックス1000mlを200メッシュの濾布で濾過
し、濾布上に残った残渣物を乾燥し、その重量を測定す
ることによって求めた。 ラテックスフイルム強度及
びフイルム伸びガラス板あるいはポリエステルフイルム
上にラテックスを流し、40℃、1時間そして100
℃、10分間乾燥することにより、約0.15mm厚の
フイルムを作成し、1cm巾の短冊状に切断し、インス
トロン引張り試験機にかけ、引張り速度300mm/分の
速度で引張り、引張破断強度(kg/cm2 )及び引張
破断伸び(%)を測定した。本実施例で得た共重合体ラ
テックスの凝固物量は0.1g/lで、フイルム強度7
5kg/cm2 及びフイルム伸び1050%であった。
【0016】(実施例2〜4及び比較例1〜3) 実施例1の重合において、中温で重合する単量体の割合
が実施例1よりも少ないか又は多くして実施例1と同様
な方法(但し、重合時間は適当に変更)で重合してラテ
ックスを得た(実施例2、比較例1)。得られたラテッ
クスの凝固物量及びフイルム強度と伸びの測定結果を表
1〜2に示す。また、実施例1の重合において、中温で
重合する重合温度及び後半で重合する重合温度が実施例
1と相違する以外は、実施例1と同様な方法で重合して
ラテックスを得た(比較例2〜3)。得られたラテック
スの評価結果を表1〜2に示す。さらに、実施例1の重
合において中温及び高温で重合する単量体の割合及び高
温で重合する重合温度が実施例1と相違する以外は、実
施例1と同様な方法で重合してラテックスを得た(実施
3〜4)。得られたラテックスについて評価した結果
を表1〜2に示す。
【0017】(比較例4〜7) 中温の重合のみで全単量体を実施例1に準じた方法で重
合した(比較例)。しかし、表1〜2の結果による
と、多量の凝固物が生成し、ラテックスは得られなかっ
た。実施例1の重合において、温で重合の重合温度が
本発明の範囲よりも高い温度(65℃)で重合した場合
(比較例)及び温で重合の重合率が本発明の重合率
を下廻って(50%)高温で重合を実施した場合(比較
)について、得られたラテックスの評価結果を表1
〜2に示す。また、実施例1の重合において、温で重
合する単量体の割合が本発明の範囲を下廻って(40
%)、重合して得たラテックス(比較例)についての
評価結果も表1〜2に示す。
【0018】
【表1】
【0019】
【表2】 表1〜2の結果より、本発明の特に重合条件が制御され
た二段重合法による製造方法で得られるカルボキシ変性
ブタジエン系共重合体ラテックスは凝固物の生成量も少
く、フイルムの強度とフイルムの伸びのバランスに特に
優れることが判る。
【0020】
【発明の効果】各段階における単量体の仕込量、重合温
度、重合率等の重合条件が特に制御された多段重合法に
より、ラテックスフイルムの強度・伸びに優れ、しかも
重合安定性が良好で凝固物の生成の少ないカルボキシ変
性ブタジエン系共重合体ラテックスが製造できる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭64−52898(JP,A) 特開 平5−279406(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C08F 36/00 C08L 13/02

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ブタジエン10〜80重量部、エチレン
    系不飽和カルボン酸0.3〜10重量部及びこれらと共
    重合可能な他の単量体10〜89.7重量部からなる共
    重合体ラテックスの製造において、 全単量体の50重量%以上85重量%未満を40〜50
    ℃の範囲の温度でまず重合し、重合率が60重量%以上
    に達した時点で次に残りの単量体15〜50重量%を加
    え、80℃〜110℃範囲の温度で重合させることを
    特徴とする、カルボキシ変性ブタジエン系共重合体ラテ
    ックスの製造方法。
  2. 【請求項2】 得られるカルボキシ変性ブタジエン系共
    重合体ラテックスの固形分が40〜60%であることを
    特徴とする、請求項1記載のカルボキシ変性ブタジエン
    系共重合体ラテックスの製造方法。
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