WO2015020220A1 - 水性エマルジョン組成物、接着剤、水性エマルジョン組成物の製造方法、乳化重合用安定剤及び接着剤の製造方法 - Google Patents

水性エマルジョン組成物、接着剤、水性エマルジョン組成物の製造方法、乳化重合用安定剤及び接着剤の製造方法 Download PDF

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Definitions

  • the present invention relates to an aqueous emulsion composition, an adhesive, a method for producing an aqueous emulsion composition, a stabilizer for emulsion polymerization, and a method for producing an adhesive.
  • a vinyl alcohol polymer represented by polyvinyl alcohol (hereinafter sometimes abbreviated as “PVA”) is known as a water-soluble synthetic polymer, and is a raw material for vinylon which is a synthetic fiber, a paper processing agent. It is widely used for applications such as fiber processing agents, adhesives, stabilizers for emulsion polymerization and suspension polymerization, inorganic binders and films.
  • PVA is known as a protective colloid for emulsion polymerization of vinyl ester monomers represented by vinyl acetate.
  • Vinyl ester aqueous emulsion compositions obtained by emulsion polymerization using PVA as a stabilizer for emulsion polymerization are various adhesives for paper, woodwork, plastic, etc., for impregnated paper and non-woven products. Widely used in the fields of binders, admixtures, jointing materials, paints, paper processing, fiber processing and the like.
  • PVA when used as a stabilizer for emulsion polymerization, it is required to suppress aggregation of the emulsion during emulsion polymerization and to exhibit excellent polymerization stability.
  • PVA since PVA is water-soluble, the water resistance of the film formed from the resulting emulsion composition is low.
  • the resulting emulsion composition has disadvantages such as a large temperature dependency of the viscosity. These properties are known to depend largely on the PVA used in the emulsion polymerization. Therefore, in order to improve the specific performance of PVA, various modified PVAs have been developed by controlling crystallinity, introducing functional groups, and the like.
  • modified PVA PVA containing a 1,2-glycol component in the side chain (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-284818) has been studied, and the aqueous solution is said to have excellent viscosity stability.
  • a modified PVA containing an unsaturated monomer unit having a silyl group in a specific ratio is used as a stabilizer for emulsion polymerization, and the dispersoid is changed from an ethylenically unsaturated monomer.
  • An aqueous emulsion composition that is a polymer of one or more selected monomers has been proposed (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-23148). This aqueous emulsion composition is said to have high water resistance and viscosity stability.
  • modified PVA used as a stabilizer for emulsion polymerization is required to exhibit excellent polymerization stability.
  • the obtained aqueous emulsion composition has, for example, a high viscosity when used as an adhesive, and has excellent fluidity so that it can be easily applied to a substrate due to good elongation of the adhesive, or at a low temperature. Viscosity stability is required.
  • the aqueous emulsion composition obtained with the conventional stabilizer for emulsion polymerization cannot satisfy both of them.
  • aqueous polymer compounds / isocyanate adhesives are widely used for adhesives, coating agents, etc., taking advantage of their high water resistance.
  • a method using a water-dispersible composition as a main agent is employed.
  • the water-dispersible composition can be prepared by, for example, dissolving a vinyl alcohol polymer powder typified by PVA in water and mixing and stirring an aqueous emulsion composition, a filler, and the like.
  • PVA having a glycol-containing unit having a 1,2-glycol component in the side chain has been proposed (see JP 2002-284818 A).
  • This PVA is used as an adhesive by blending an isocyanate compound as a crosslinking agent.
  • the PVA can improve water resistance by blending methylolated melamine as a crosslinking agent into a film.
  • the PVA has not been studied for ensuring water resistance by blending an isocyanate compound as a crosslinking agent, and as a PVA / isocyanate composition, it is said to have both adhesiveness and water resistance. hard.
  • the present invention has been made based on the circumstances as described above, and is an aqueous emulsion composition that is formed by exhibiting excellent emulsion polymerization stability and can achieve both excellent low-temperature viscosity stability and fluidity.
  • An object of the present invention is to provide a product and a method for producing the same, a stabilizer for emulsion polymerization, an adhesive excellent in water resistance and adhesiveness, and capable of suppressing foaming (generation of bubbles) during preparation, and a method for producing the same.
  • the present inventors have found that the above problems can be solved by including a polymer having a specific unit structure in an aqueous emulsion composition and an adhesive. Completed.
  • the invention made in order to solve the above-mentioned problems is a vinyl alcohol polymer (A) having a vinyl alcohol unit and a unit represented by the following formula (1) (hereinafter, “modified vinyl alcohol polymer (A)”).
  • modified vinyl alcohol polymer (A) As well as a polymer (B) composed of an ethylenically unsaturated monomer unit (hereinafter also referred to as “ethylene polymer (B)”).
  • the vinyl alcohol polymer (A) contained in the aqueous emulsion composition can exhibit excellent emulsion polymerization stability by having a hydroxymethyl group. Moreover, the aqueous emulsion composition obtained is excellent in low temperature viscosity stability and fluidity.
  • the reason why the water-based emulsion composition has the vinyl alcohol polymer (A) having the above-described configuration and thus exhibits the above effect is not necessarily clear, but can be presumed as follows, for example. That is, the vinyl alcohol polymer (A) has a unit represented by the above formula (1) (that is, a structure having a 1,3-diol structure in the main chain of the polymer). The handleability such as solubility and fluidity can be improved.
  • the film when the vinyl alcohol polymer (A) is processed into a film, the film can reduce a decrease in film strength due to a decrease in crystallinity due to a high hydrogen bonding force of a 1,3-diol structure. And toughness can be maintained even under high humidity. As a result, the resulting aqueous emulsion composition is believed to exhibit a crystallinity-reducing action attributable to hydroxymethyl groups and to improve viscosity stability at low temperatures.
  • the content of the unit represented by the above formula (1) with respect to all units of the vinyl alcohol polymer (A) is preferably 0.1 mol% or more and 30 mol% or less.
  • the vinyl alcohol polymer (A) can exhibit more excellent emulsion polymerization stability, and the resulting aqueous emulsion composition The low temperature viscosity stability and fluidity of the product are further improved.
  • the saponification degree of the vinyl alcohol polymer (A) is preferably 80 mol% or more and 99.9 mol% or less. By setting the saponification degree of the vinyl alcohol polymer (A) within the above range, various performances of the aqueous emulsion composition can be further enhanced.
  • the viscosity average polymerization degree of the vinyl alcohol polymer (A) is preferably 100 or more and 5,000 or less. By setting the viscosity average polymerization degree of the vinyl alcohol polymer (A) within the above range, emulsion polymerization stability of the vinyl alcohol polymer (A), and low temperature viscosity stability and flow of the aqueous emulsion composition obtained are obtained. The sex can be further enhanced.
  • the vinyl alcohol polymer (A) may be obtained by saponifying a copolymer of an unsaturated monomer represented by the following formula (2) and a vinyl ester monomer.
  • R is an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, which may have a branched structure or a cyclic structure. And R may be the same or different.
  • the unsaturated monomer represented by the above formula (2) is excellent in copolymerizability with the vinyl ester monomer.
  • the vinyl alcohol polymer (A) contained in the aqueous emulsion composition is obtained by saponifying the copolymer of the specific unsaturated monomer and the vinyl ester monomer to obtain the formula (1).
  • a vinyl ester unit can be formed at the same time, and can be easily synthesized.
  • the polymer (B) is derived from at least one selected from the group consisting of vinyl ester monomers, (meth) acrylate monomers, styrene monomers and diene monomers. It is preferable to have a specific unit, and the content of the specific unit with respect to all the units of the polymer (B) is preferably 70 mol% or more. Thus, stability of an aqueous emulsion composition can be improved because a polymer (B) is a polymer which contains the said specific unit 70 mol% or more.
  • the specific unit is preferably derived from a vinyl ester monomer.
  • stability of an aqueous emulsion composition can be improved more because a specific unit originates in a vinyl ester-type monomer.
  • the aqueous emulsion composition may further contain a polyvalent isocyanate compound (C).
  • a vinyl alcohol polymer (A) is bridge
  • membrane which consists of an aqueous emulsion composition shows the outstanding water resistance.
  • an adhesive comprising the aqueous emulsion composition containing the polyvalent isocyanate compound (C). Since the vinyl alcohol polymer (A) has a vinyl alcohol unit and a hydroxymethyl group-containing unit and is excellent in reactivity with a polyvalent isocyanate compound, the adhesive has excellent water resistance and adhesiveness, and is prepared. Foaming (bubble generation) can be suppressed.
  • the adhesive may further contain an inorganic powder (D).
  • inorganic powder (D) By containing inorganic powder (D), the redispersibility to water of solid content and mechanical strength can be improved.
  • Another invention made in order to solve the above-mentioned problem is a method for producing the aqueous emulsion composition, wherein the ethylenically unsaturated monomer is emulsion-polymerized using the vinyl alcohol polymer (A) as a stabilizer for emulsion polymerization. It is.
  • the modified vinyl alcohol polymer (A) has a hydroxymethyl group and exhibits excellent emulsion polymerization stability, so that the aqueous emulsion composition can be produced stably. Can do. Moreover, the aqueous emulsion composition obtained is excellent in low temperature viscosity stability and fluidity.
  • Another invention made to solve the above problems is a stabilizer for emulsion polymerization, which comprises the vinyl alcohol polymer (A) and is used in the production method.
  • the emulsion polymerization stabilizer contains the above-mentioned vinyl alcohol polymer, it can exhibit excellent emulsion polymerization stability, and therefore an aqueous emulsion composition obtained by emulsion polymerization using the emulsion polymerization stabilizer.
  • the product is excellent in low temperature viscosity stability and fluidity.
  • Another invention made in order to solve the above-mentioned problem is that an aqueous dispersion containing a polymer (B) comprising an ethylenically unsaturated monomer unit is added to a vinyl alcohol polymer (A) and a polyvalent isocyanate compound. It is the manufacturing method of the said adhesive agent which has the process of mixing (C).
  • the adhesive composition of the present invention can be easily obtained.
  • the aqueous emulsion composition of the present invention is formed with excellent emulsion polymerization stability, and can achieve both excellent low-temperature viscosity stability and fluidity. Moreover, according to the stabilizer for emulsion polymerization of the present invention, an excellent emulsion polymerization stability can be exhibited, and an aqueous emulsion composition having both excellent low-temperature viscosity stability and fluidity can be obtained. Therefore, the aqueous emulsion composition is suitably used for various adhesives, paints, fiber processing agents, paper processing agents, inorganic binders, cement admixtures, mortar primers, and the like. Furthermore, according to this invention, the adhesive agent which is excellent in water resistance and adhesiveness, and can suppress foaming at the time of preparation (bubble generation) is provided. Therefore, the adhesive can exhibit high performance in adhesives, coating agents, and the like.
  • the aqueous emulsion composition of the present invention contains a modified vinyl alcohol polymer (A) and an ethylene polymer (B) described in detail below.
  • the aqueous emulsion composition contains, for example, the modified vinyl alcohol polymer (A) as a dispersant and the ethylene polymer (B) as a dispersoid.
  • the aqueous emulsion composition may contain a dispersoid other than the modified vinyl alcohol polymer (A) and a dispersant other than the ethylene polymer (B), so long as the effects of the present invention are not impaired.
  • An additive such as a polyvalent isocyanate compound (C) may be contained.
  • the modified vinyl alcohol polymer (A) contained in the aqueous emulsion composition has a vinyl alcohol unit and a unit represented by the above formula (1) as follows. That is, the modified vinyl alcohol polymer (A) has a unit represented by the following formula (1) and a vinyl alcohol unit, and may further have other units.
  • the modified vinyl alcohol polymer (A) Since the modified vinyl alcohol polymer (A) has a hydroxymethyl group, it can exhibit excellent emulsion polymerization stability and improves the low-temperature viscosity stability and fluidity of the resulting aqueous emulsion composition.
  • the reason why the water-based emulsion composition has the modified vinyl alcohol polymer (A) having the above-described configuration and thus exhibits the above effect is not necessarily clear, but can be inferred, for example, as follows. That is, the modified vinyl alcohol polymer (A) has a unit represented by the above formula (1) (that is, a structure having a 1,3-diol structure in the main chain of the polymer). Reduces crystallinity and improves handleability such as solubility and fluidity.
  • the film when the modified vinyl alcohol polymer (A) is processed into a film, the film reduces the decrease in film strength due to the decrease in crystallinity due to the high hydrogen bonding force of the 1,3-diol structure. And toughness can be maintained even under high humidity.
  • the resulting aqueous emulsion composition is believed to exhibit a crystallinity-reducing action attributable to hydroxymethyl groups and to improve viscosity stability at low temperatures.
  • the lower limit of the content of the unit represented by the above formula (1) in the modified vinyl alcohol polymer (A) is not particularly limited, but is 0.1 mol with respect to 100 mol% of all units in the polymer. % Is preferable, 0.2 mol% is more preferable, and 0.3 mol% is more preferable.
  • the upper limit of the content of the unit represented by the above formula (1) in the modified vinyl alcohol polymer (A) is not particularly limited, but is preferably 30 mol%, more preferably 20 mol%. More preferred is mol%. If the content is less than the above lower limit, the solubility of the modified vinyl alcohol polymer (A) in water and emulsion polymerization stability may be insufficient.
  • the unit in the polymer means a repeating unit constituting the polymer.
  • the lower limit of the viscosity-average polymerization degree measured in accordance with JIS-K6726: 1994 of the modified vinyl alcohol polymer (A) is not particularly limited, but is preferably 100 and more preferably 200.
  • the upper limit of the viscosity average polymerization degree is not particularly limited, but is preferably 5,000 and more preferably 4,000.
  • the viscosity average polymerization degree is less than the above lower limit, the low temperature viscosity stability of the resulting aqueous emulsion composition may be lowered.
  • the viscosity average polymerization degree exceeds the above upper limit, industrial production of the modified vinyl alcohol polymer (A) becomes difficult.
  • the lower limit of the degree of saponification of the modified vinyl alcohol polymer (A) (that is, the mole fraction of hydroxyl groups relative to the total of hydroxyl groups and ester bonds in the modified vinyl alcohol polymer (A)) is not particularly limited, 80 mol% is preferable and 90 mol% is more preferable.
  • the upper limit of the saponification degree is not particularly limited, but is preferably 99.9 mol%, more preferably 99.5 mol%. When the degree of saponification is less than the above lower limit, an aqueous emulsion composition having sufficient low-temperature viscosity stability may not be obtained. PVA having a saponification degree higher than the above upper limit is generally difficult to produce.
  • the dispersant other than the modified vinyl alcohol polymer (A) may be used, but PVA containing the modified vinyl alcohol polymer (A) is preferable.
  • the method for producing the modified vinyl alcohol polymer (A) is not particularly limited.
  • the vinyl ester monomer can be copolymerized with the monomer and represented by the formula (1).
  • a unit derived from the unsaturated monomer, while the vinyl ester unit of the copolymer is converted into a vinyl alcohol unit.
  • the vinyl ester monomer is not particularly limited.
  • vinyl acid vinyl, vinyl palmitate, vinyl stearate, vinyl oleate, and vinyl benzoate are preferable from the economical viewpoint.
  • Examples of the unsaturated monomer copolymerized with the vinyl ester monomer include a vinylidene type unsaturated monomer represented by the following formula (2).
  • R is an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms which may partially have a branched structure or a cyclic structure. Moreover, a part of hydrogen atom which R has may be substituted with another functional group.
  • R examples include an alkyl group having a linear structure or a branched structure such as a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, an isobutyl group, a tert-butyl group, or a pentyl group.
  • R examples include an alkoxy group, a halogen atom, and a hydroxy group.
  • Examples of the unsaturated monomer represented by the above formula (2) include 1,3-diacetoxy-2-methylenepropane, 1,3-dipropionyloxy-2-methylenepropane, 1,3-dibutyryloxy- Examples include 2-methylenepropane. Among these, 1,3-diacetoxy-2-methylenepropane is preferable from the viewpoint of ease of production.
  • the unsaturated monomer represented by the above formula (2) is a vinyl ester monomer compared to other allyl unsaturated monomers (for example, allyl glycidyl ether) generally used for modification of PVA. Copolymerization reaction easily proceeds. Therefore, the modified vinyl alcohol polymer (A) has few restrictions on the amount of modification and the degree of polymerization during polymerization, and can increase the amount of modification and the degree of polymerization. In addition, since the amount of unreacted unsaturated monomer remaining at the end of the polymerization is reduced, the modified vinyl alcohol polymer (A) is excellent in terms of environment and cost during industrial production. .
  • the polymerization method for copolymerizing the unsaturated monomer represented by the above formula (2) and the vinyl ester monomer may be any of batch polymerization, semi-batch polymerization, continuous polymerization and semi-continuous polymerization.
  • the polymerization method known methods such as a bulk polymerization method, a solution polymerization method, a suspension polymerization method, and an emulsion polymerization method can be applied.
  • the polymerization method usually employed is a bulk polymerization method or a solution polymerization method in which polymerization proceeds in a solvent-free or solvent such as alcohol.
  • an emulsion polymerization method In order to obtain a vinyl ester copolymer having a high degree of polymerization, one of the options is to employ an emulsion polymerization method.
  • the solvent for the solution polymerization method is not particularly limited, and examples thereof include alcohol.
  • the alcohol used as the solvent for the solution polymerization method is, for example, a lower alcohol such as methanol, ethanol, or propanol. What is necessary is just to select the usage-amount of the solvent in a polymerization system in consideration of the chain transfer of a solvent according to the viscosity average polymerization degree, etc. of the target modified vinyl alcohol polymer (A).
  • the solvent is methanol
  • the upper limit of the amount of solvent used is preferably 10 as the mass ratio, and more preferably 3.
  • Examples of the polymerization initiator used for copolymerization of the unsaturated monomer represented by the above formula (2) and the vinyl ester monomer include known polymerization initiators such as azo initiators and peroxides. A system initiator or a redox initiator is selected depending on the polymerization method.
  • Examples of the azo initiator include 2,2′-azobisisobutyronitrile, 2,2′-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile), and 2,2′-azobis (4-methoxy-2,4). -Dimethylvaleronitrile) and the like.
  • peroxide initiator examples include percarbonate compounds such as diisopropyl peroxydicarbonate, di-2-ethylhexyl peroxydicarbonate, and diethoxyethyl peroxydicarbonate; t-butyl peroxyneodecanate, ⁇ -Perester compounds such as cumylperoxyneodecanate; acetyl peroxide; acetylcyclohexylsulfonyl peroxide; 2,4,4-trimethylpentyl-2-peroxyphenoxyacetate. Potassium persulfate, ammonium persulfate, hydrogen peroxide, or the like may be combined with the above initiator to form a polymerization initiator.
  • percarbonate compounds such as diisopropyl peroxydicarbonate, di-2-ethylhexyl peroxydicarbonate, and diethoxyethyl peroxydicarbonate
  • the redox initiator is, for example, a polymerization initiator in which the peroxide initiator is combined with a reducing agent such as sodium bisulfite, sodium hydrogen carbonate, tartaric acid, L-ascorbic acid, or longalite.
  • a reducing agent such as sodium bisulfite, sodium hydrogen carbonate, tartaric acid, L-ascorbic acid, or longalite.
  • the amount of the polymerization initiator used varies depending on the polymerization catalyst and is not generally determined, but is selected according to the polymerization rate.
  • the lower limit of the amount of the polymerization initiator used relative to the vinyl ester monomer is preferably 0.01 mol%, preferably 0.02 mol%. Is more preferable.
  • the usage-amount of the said polymerization initiator 0.2 mol% is preferable and 0.15 mol% is more preferable.
  • polymerization temperature about 0 degreeC or more and about 150 degrees C or less are suitable, and 0 degreeC or more and below the boiling point of the solvent to be used are preferable.
  • the copolymerization of the unsaturated monomer represented by the above formula (2) and the vinyl ester monomer may be performed in the presence of a chain transfer agent as long as the gist of the present invention is not impaired.
  • a chain transfer agent include aldehydes such as acetaldehyde and propionaldehyde; ketones such as acetone and methyl ethyl ketone; mercaptans such as 2-hydroxyethanethiol; phosphinic acid salts such as sodium phosphinate monohydrate and the like. . Of these, aldehydes and ketones are preferred.
  • the amount of chain transfer agent added to the polymerization system is determined according to the chain transfer coefficient of the chain transfer agent to be added and the degree of polymerization of the target PVA, but is generally based on 100 parts by weight of the vinyl ester monomer. 0.1 parts by mass or more and 10 parts by mass or less is preferable.
  • the modified vinyl alcohol polymer (A) is obtained by saponifying a vinyl ester copolymer obtained by copolymerization of an unsaturated monomer represented by the above formula (2) and a vinyl ester monomer. Can be obtained. By saponifying the vinyl ester copolymer, the vinyl ester unit in the copolymer is converted to a vinyl alcohol unit. In addition, the ester bond of the unit derived from the unsaturated monomer represented by the above formula (2) is hydrolyzed and converted into a 1,3-diol structure represented by the above formula (1). Therefore, the modified vinyl alcohol polymer (A) can be produced without further reaction such as hydrolysis after saponification.
  • the saponification of the vinyl ester copolymer is performed, for example, in a state where the copolymer is dissolved in alcohol or hydrous alcohol.
  • the alcohol used for saponification include lower alcohols such as methanol and ethanol. Of these, methanol is preferred.
  • the alcohol used for saponification may contain a solvent such as acetone, methyl acetate, ethyl acetate, and benzene at a ratio of 40% by mass or less of the mass, for example.
  • Examples of the catalyst used for saponification include alkali metal hydroxides such as potassium hydroxide and sodium hydroxide; alkali catalysts such as sodium methylate; acid catalysts such as mineral acids.
  • the temperature at which saponification is performed is not particularly limited, but is preferably 20 ° C or higher and 60 ° C or lower.
  • a gel-like product precipitates as saponification progresses, it is preferable to further saponify after pulverizing the product. Thereafter, the resulting solution is neutralized to terminate saponification, and subsequently washed and dried to obtain the modified vinyl alcohol polymer (A).
  • a saponification method not only the method mentioned above but a well-known method is employable.
  • the modified vinyl alcohol polymer (A) may further have units other than the unit represented by the formula (1), the vinyl alcohol unit, and the vinyl ester unit within a range not impairing the gist of the present invention. it can.
  • the other units include an unsaturated monomer that can be copolymerized with a vinyl ester monomer and can be converted into a unit represented by the formula (1), and a copolymer with a vinyl ester monomer. Examples include units derived from possible ethylenically unsaturated monomers.
  • ethylenically unsaturated monomer examples include ⁇ -olefins such as ethylene, propylene, n-butene, isobutylene and 1-hexene; acrylic acid and salts thereof; unsaturated monomer having an acrylate group; Methacrylic acid and salts thereof; Unsaturated monomer having methacrylic acid ester group; acrylamide, N-methylacrylamide, N-ethylacrylamide, N, N-dimethylacrylamide, diacetone acrylamide, acrylamide propanesulfonic acid and salts thereof, acrylamide Propyldimethylamine and its salts (eg quaternary salts); methacrylamide, N-methylmethacrylamide, N-ethylmethacrylamide, methacrylamidepropanesulfonic acid and its salts, methacrylamidepropyldimethylamine and its salts (eg Grade salt); methyl vinyl ether, ethyl vinyl ether, n-propyl vinyl vinyl
  • the arrangement order of the unit represented by the formula (1) in the modified vinyl alcohol polymer (A), the vinyl alcohol unit, and any other structural unit is not particularly limited, and may be any of random, block, and alternating. May be.
  • the primary structure of the modified vinyl alcohol polymer (A) can be quantified by 1 H-NMR at 270 MHz.
  • Deuterated DMSO can be used as a solvent for the modified vinyl alcohol polymer (A) at the time of 1 H-NMR measurement.
  • the content of the unit represented by the above formula (1) with respect to all the units of the modified vinyl alcohol polymer (A) is, for example, the modified vinyl alcohol polymer (A).
  • modification rate is, for example, the modified vinyl alcohol polymer (A).
  • the peak ⁇ 4.7 to 5.2 ppm
  • the content S of the unit represented by the above formula (1) is calculated using the following formula.
  • S (mol%) [(number of protons of ⁇ / 4) / ⁇ number of protons of ⁇ + (number of protons of ⁇ / 4) ⁇ ] ⁇ 100
  • the lower limit of the content of the modified vinyl alcohol polymer (A) in the aqueous emulsion composition is not particularly limited, but is preferably 0.5% by mass, more preferably 0.8% by mass, and 1% by mass. Further preferred.
  • the upper limit of the content of the modified vinyl alcohol polymer (A) is not particularly limited, but is preferably 50% by mass, more preferably 30% by mass, and still more preferably 20% by mass.
  • the aqueous emulsion composition can be obtained by emulsion polymerization of the ethylene polymer (B) by using the above-mentioned modified vinyl alcohol polymer (A) as a stabilizer for emulsion polymerization.
  • liquidity can be obtained.
  • the ethylene polymer (B) is composed of an ethylenically unsaturated monomer unit, particularly from the group consisting of vinyl ester monomers, (meth) acrylic acid esters, styrene monomers and diene monomers.
  • a vinyl ester monomer is particularly preferable, that is, the specific unit is preferably derived from the vinyl ester monomer, and in the specific polymer, The content of the derived monomer unit is preferably 70 mol% or more.
  • vinyl ester monomer examples include vinyl formate, vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl valelate, vinyl pivalate and the like.
  • (meth) acrylic acid esters examples include acrylic acid, methyl acrylate, ethyl acrylate, n-propyl acrylate, i-propyl acrylate, n-butyl acrylate, i-butyl acrylate, and t-butyl acrylate.
  • Acrylic acid esters such as 2-ethylhexyl acrylate, dodecyl acrylate, octadecyl acrylate; methacrylic acid, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, n-propyl methacrylate, i-propyl methacrylate, n-butyl methacrylate, And methacrylic acid esters such as i-butyl methacrylate, t-butyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, dodecyl methacrylate, and octadecyl methacrylate.
  • styrene monomer examples include styrene, ⁇ -methylstyrene, p-methylstyrenesulfonic acid, and its sodium salt and potassium salt.
  • diene monomer examples include butadiene, isoprene, chloroprene and the like.
  • the specific polymer may contain other monomer units other than the vinyl ester monomer unit within a range not impairing the effects of the present invention. May be included.
  • examples of other monomer units include monomer units derived from ethylenically unsaturated monomers and diene monomers.
  • ethylenically unsaturated monomer examples include: Olefins such as ethylene, propylene and isobutene; Halogenated olefins such as vinyl chloride, vinylidene chloride, vinyl fluoride, vinylidene fluoride; Acrylic acid, methyl acrylate, ethyl acrylate, n-propyl acrylate, i-propyl acrylate, n-butyl acrylate, i-butyl acrylate, t-butyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, dodecyl acrylate Acrylic acid esters such as octadecyl acrylate, methacrylic acid, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, n-propyl methacrylate, i-propyl methacrylate, n-butyl methacrylate, i-butyl methacrylate, t-methacrylic acid
  • diene monomer examples include butadiene, isoprene, chloroprene and the like.
  • the dispersoid other than the ethylene polymer (B) is not particularly limited, and examples thereof include polymers other than the modified vinyl alcohol polymer (A).
  • the dispersoid polymer may contain a monomer unit having a primary hydroxyl group.
  • a monomer unit having a primary hydroxyl group examples include 2-hydroxyethyl acrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate, caprolactone-modified acrylic ester and caprolactone-modified methacrylate, ⁇ , C 3-10 ⁇ , ⁇ -ethylenically unsaturated carboxylic acid N-alkylolamides (N-methylolacrylamide, N-ethanolacrylamide, N-propanolacrylamide, N-methylolmethacrylamide, N-ethanolmethacrylamide, N-methanolmaleamide, etc.) And monomer units derived from allyl alcohol.
  • the aqueous emulsion composition contains a monomer unit having a primary hydroxyl group, the primary hydroxyl group can be effectively cross-linked with the polyvalent isocyanate compound, and the performance such as adhesion is remarkably improved.
  • the content of the monomer unit having a primary hydroxyl group in the aqueous emulsion composition is preferably 5% by mass or less of the total mass of all monomers based on the mass of the monomer from which the monomer unit is derived. .
  • the aqueous emulsion composition can be obtained, for example, by emulsion polymerization of a monomer such as the specific monomer in the presence of a dispersant such as the modified vinyl alcohol polymer (A) and a polymerization initiator.
  • polymerization initiators usually used for emulsion polymerization, for example, water-soluble initiators such as potassium persulfate, ammonium persulfate, hydrogen peroxide, t-butyl hydroperoxide, azobisisobutyronitrile, benzoyl Examples thereof include oil-soluble initiators such as peroxide. These polymerization initiators may be used alone or in combination with various reducing agents.
  • the addition method of the polymerization initiator is not particularly limited, and a method of adding all at once in the initial stage, a method of adding continuously to the polymerization system, and the like can be employed.
  • a conventionally known nonionic, anionic, cationic or amphoteric surfactant or a water-soluble polymer such as hydroxyethyl cellulose is used as a vinyl alcohol-based dispersant such as a modified vinyl alcohol-based polymer (A). You may use together.
  • the lower limit of the amount of the dispersing agent such as the modified vinyl alcohol polymer (A) is not particularly limited, but usually 2 parts by mass is preferable with respect to 100 parts by mass of all monomers forming the aqueous emulsion composition. 3 parts by mass is more preferable.
  • the amount of the dispersant used is not particularly limited, but is usually preferably 30 parts by weight, more preferably 15 parts by weight, and even more preferably 10 parts by weight. When the amount of the dispersant used is less than the above lower limit, the polymerization stability of the aqueous emulsion composition may be lowered. On the other hand, if the amount of the dispersant used is larger than the above upper limit, there may be a problem of reaction heat removal due to an increase in the viscosity of the polymerization reaction system.
  • Monomers such as the above-mentioned specific monomers may be added to the polymerization reaction system in the initial stage, a part of the monomer is added in the initial stage, and the remainder is added continuously during the polymerization reaction. May be.
  • the dispersing agent such as monomers, such as a specific monomer, water, and a modified vinyl alcohol-type polymer (A) may be continuously added to a polymerization reaction system.
  • a chain transfer agent may be added.
  • the chain transfer agent is not particularly limited as long as chain transfer occurs, but a compound having a mercapto group is preferable from the viewpoint of chain transfer efficiency.
  • examples of the compound having a mercapto group include alkyl mercaptans such as n-octyl mercaptan, n-dodecyl mercaptan and t-dodecyl mercaptan, 2-mercaptoethanol, 3-mercaptopropionic acid and the like.
  • the addition amount of the chain transfer agent is preferably 5 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of all monomers. When the addition amount of the chain transfer agent is more than the above upper limit, the polymerization stability is lowered, the molecular weight of the polymer forming the dispersoid is remarkably lowered, and physical properties such as adhesion may be lowered.
  • the solid content [II] of the aqueous emulsion composition in the adhesive is the solid content mass ratio ([II] / [I]) to the solid content [I] of the modified vinyl alcohol polymer (A). It is preferable that it is 10/100 or more and 300/100 or less. When the ratio [II] / [I] is out of this range, there is a problem that physical properties such as adhesiveness are deteriorated.
  • Additives include hydroxyethyl cellulose, methyl cellulose, starch derivatives, polyvinyl pyrrolidone, polyethylene oxide, etc., water soluble alkyd resins, water soluble phenol resins, water soluble urea resins, water soluble melamine resins, water soluble naphthalene sulfonic acid resins, water soluble Water-soluble polymers such as water-soluble amino resins, water-soluble polyamide resins, water-soluble acrylic resins, water-soluble polycarboxylic acid resins, water-soluble polyester resins, water-soluble polyurethane resins, water-soluble polyol resins, water-soluble epoxy resins, anionic, Cationic and nonionic conventionally known surfactants, various antifoaming agents, and various preservatives can be mentioned.
  • the modified vinyl alcohol polymer (A) can be used as a dispersant.
  • the ethylenically unsaturated monomer is added temporarily or continuously, and the ethylenically unsaturated monomer is subjected to emulsion polymerization to thereby form the aqueous emulsion composition.
  • a polymerization initiator in the presence of a polymerization initiator in an aqueous solution, the ethylenically unsaturated monomer is added temporarily or continuously, and the ethylenically unsaturated monomer is subjected to emulsion polymerization to thereby form the aqueous emulsion composition.
  • an emulsion polymerization method in which an ethylenically unsaturated monomer emulsified in advance using an aqueous solution of the modified vinyl alcohol polymer (A) is continuously added to the polymerization reaction system can also be employed.
  • a modified vinyl alcohol type polymer (A) 1 mass part is preferable with respect to 100 mass parts of ethylene-type polymers (B), and 2 mass parts is more preferable.
  • the upper limit of the amount of the modified vinyl alcohol polymer (A) used is not particularly limited, but is preferably 30 parts by mass, and more preferably 20 parts by mass.
  • the aqueous emulsion composition thus obtained can be used for various applications as it is or with the addition of conventionally known additives.
  • it is used in a wide range of applications such as various adhesives, paints, fiber processing agents, paper processing agents, inorganic binders, cement admixtures, and mortar primers.
  • it can be effectively used as a so-called powder emulsion obtained by pulverizing the obtained aqueous emulsion composition by spray drying or the like.
  • the stabilizer for emulsion polymerization of the present invention includes a modified vinyl alcohol polymer (A) having a vinyl alcohol unit and a unit represented by the above formula (1).
  • the emulsion polymerization stabilizer is an aqueous emulsion composition that can exhibit excellent emulsion polymerization stability when used as a dispersant in emulsion polymerization, and has both excellent low-temperature viscosity stability and fluidity. Can be formed.
  • the stabilizer for emulsion polymerization is described as the modified vinyl alcohol polymer (A) as a dispersant in the aqueous emulsion composition described above.
  • the emulsion polymerization stabilizer may consist only of the modified vinyl alcohol polymer (A).
  • the stabilizer for emulsion polymerization is, for example, a surfactant, a PVA polymer other than the modified vinyl alcohol polymer (A), hydroxyethyl cellulose, and the like. It may contain other components such as water-soluble polymers.
  • the adhesive of this invention contains the said aqueous emulsion composition and a polyvalent isocyanate compound (C). Moreover, the said adhesive agent may contain the inorganic powder (D) as a suitable component, and may contain the other arbitrary components in the range which does not impair the effect of this invention.
  • the lower limit of the content of the modified vinyl alcohol polymer (A) in the adhesive is not particularly limited, but is preferably 0.5% by mass, more preferably 0.8% by mass, and even more preferably 1% by mass.
  • the upper limit of the content of the modified vinyl alcohol polymer (A) is preferably 50% by mass, more preferably 30% by mass, and even more preferably 20% by mass.
  • the polyvalent isocyanate compound (C) can act as a crosslinking agent for the modified vinyl alcohol polymer (A).
  • This polyvalent isocyanate compound (C) has two or more isocyanate groups in the molecule.
  • Examples of the polyvalent isocyanate compound (C) include tolylene diisocyanate (TDI), hydrogenated TDI, trimethylolpropane-TDI adduct (for example, “Desmodur L” from Bayer), triphenylmethane triisocyanate, methylenebisdiphenyl isocyanate ( MDI), hydrogenated MDI, polymerized MDI, hexamethylene diisocyanate, xylylene diisocyanate, 4,4-dicyclohexylmethane diisocyanate, isophorone diisocyanate and the like.
  • TDI tolylene diisocyanate
  • hydrogenated TDI trimethylolpropane-TDI adduct
  • MDI methylenebisdiphenyl isocyanate
  • MDI methylenebisdiphenyl isocyanate
  • hydrogenated MDI polymerized MDI, hexamethylene diisocyanate, xylylene diisocyanate
  • polyvalent isocyanate compound (C) a prepolymer having an isocyanate group as a terminal group previously polymerized with an excess of polyisocyanate in a polyol may be used. These may be used alone or in combination of two or more.
  • polymerized MDI also referred to as polymeric MDI or PMDI
  • polymeric MDI also referred to as polymeric MDI or PMDI
  • a water dispersion type by ion modification or addition of a surfactant within a range not impairing performance, or a compound containing a plasticizer or a solvent such as dibutyl phthalate is used. You can also.
  • the content of the polyvalent isocyanate compound (C) in the adhesive may be appropriately selected according to various situations, but as a lower limit for solid content of 100 parts by mass in terms of solid content, 3 parts by mass is Preferably, 5 parts by mass is more preferable. On the other hand, as an upper limit of content of the said polyvalent isocyanate compound (C), 100 mass parts is preferable and 50 mass parts is more preferable. When the content of the polyvalent isocyanate compound (C) is less than the lower limit, physical properties such as water-resistant adhesion may not be sufficiently exhibited. When there is more content of a polyvalent isocyanate compound (C) than the said upper limit, it exists in the tendency for workability
  • the inorganic powder (D) has functions such as redispersibility of solid content in water and improvement of mechanical strength.
  • the inorganic powder (D) is not particularly limited as long as the performance of the present invention is not impaired, and examples thereof include calcium carbonate, calcium carbonate, clay, anhydrous silicic acid, aluminum silicate, white carbon, talc, and alumina white. Can be mentioned. Among these, calcium carbonate is particularly preferable from the viewpoints of performance and economy.
  • the average particle size of the inorganic powder (D) is preferably 0.1 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less.
  • the lower limit of the solid content [III] of the inorganic powder (D) in the adhesive is the solid content mass ratio ([III] / [II]) to the solid content [II] of the aqueous emulsion composition. 10/100 is preferable and 15/100 is more preferable. On the other hand, as an upper limit of content of the said inorganic powder (D), 300/100 is preferable and 200/100 is more preferable. If the content of the inorganic powder (D) is less than the lower limit, the effect of improving the mechanical strength of the resulting adhesive layer or film may be insufficient.
  • the content of the inorganic powder (D) exceeds the above upper limit, the dispersibility of the inorganic powder (D) in water is deteriorated, and the resulting adhesive layer or film may become brittle, which may reduce the adhesive strength. is there.
  • organic powder examples include thermosetting resin powder such as urea resin, melamine resin, and phenol resin, starch powder such as wheat flour, corn starch, and rice flour, and fibrous powder such as wood powder, walnut shell powder, and coconut shell powder. And protein powders such as soybean powder, casein and blood powder.
  • thermosetting resin powder such as urea resin, melamine resin, and phenol resin
  • starch powder such as wheat flour, corn starch, and rice flour
  • fibrous powder such as wood powder, walnut shell powder, and coconut shell powder.
  • protein powders such as soybean powder, casein and blood powder.
  • the adhesive of the present invention can be produced by mixing the aqueous emulsion composition and the polyvalent isocyanate compound (C). At this time, the inorganic powder (D) and other optional components described above are mixed. May be further mixed.
  • the method for producing the adhesive of the present invention includes the step of containing a polyvalent isocyanate compound (C) in an aqueous emulsion composition and a main agent in which an inorganic powder (D) and other optional components are mixed as necessary. It can manufacture by mix
  • the adhesive of the present invention is obtained by mixing the modified vinyl alcohol polymer (A) and the polyvalent isocyanate compound (C) in an aqueous dispersion containing the ethylene polymer (B). Can also be manufactured.
  • the adhesive is used in various ways depending on the situation and the adherend.
  • the main ingredient is mixed with a small piece of wood, the main ingredient is adhered to the small piece of wood with a slight amount of water, and then a polyisocyanate compound (C) is further mixed and pressed to obtain a molded product with the small piece of wood adhered thereto.
  • a polyisocyanate compound (C) is mixed with water in which the main agent is redispersed and used as an adhesive or a coating agent is effective and preferable.
  • the adhesive is used for adhesion and coating of various adherends, and is particularly suitable for adhesion and coating of wood.
  • the lower limit of the coating amount of the solid basis is preferably 20g / m 2, 30g / m 2 is more preferable.
  • the upper limit of the coating amount of the solid basis preferably 300g / m 2, 200g / m 2 is more preferable.
  • Examples of the application method include brush coating, roll coating, and the like. Drying after application may be performed by heating at room temperature to 200 ° C., but sufficient performance is exhibited even at room temperature.
  • the drying time after coating is preferably about 30 minutes to 5 hours.
  • drying is preferably performed in a pressed state.
  • the pressure at the time of pressing is preferably 5 kg / cm 2 to 20 kg / cm 2.
  • higher pressure is preferable, and when soft wood is the adherend.
  • the pressure is preferably high enough not to break the wood.
  • the specific application as the adhesive or coating agent is not particularly limited, but is an adhesive for wood products such as laminated timber, plywood, furniture, etc., an adhesive for wood and plastics such as wood / plastic and wood / metal, It is preferably used as an undercoating agent for concrete panels and the like.
  • Modification rate The modification rate of each vinyl alcohol polymer (the content of monomer units having a hydroxymethyl group in the vinyl alcohol polymer) was determined by the method using 1 H-NMR as described above.
  • Viscosity average polymerization degree The viscosity average degree of polymerization of each vinyl alcohol polymer was determined by the method described in JIS-K6726: 1994.
  • Viscosity of aqueous emulsion composition Using BH-type viscometer (Tokimec Inc.), at 30 ° C., viscosity at viscosity (eta 2rpm) and 20rpm in 2rpm the obtained aqueous emulsion composition (eta 20rpm) was measured.
  • the temperature of the reactor was increased, and when the internal temperature reached 60 ° C., 0.15 part by mass of 2,2′-azobisisobutyronitrile (AIBN) was added to initiate polymerization. Subsequently, after polymerization at 60 ° C. for 218 minutes, the polymerization was stopped by cooling. The polymerization rate when the polymerization was stopped was 40%. Subsequently, unreacted monomers were removed while sometimes adding methanol under reduced pressure at 30 ° C. to obtain a methanol solution (concentration of vinyl acetate-1,3-diacetoxy-2-methylenepropane copolymer (DAMP-modified PVAc)). 33.5% by mass) was obtained.
  • DIBN 2,2′-azobisisobutyronitrile
  • the degree of polymerization of the vinyl alcohol polymer is 1,700, the degree of saponification is 98.5 mol%, and the modification amount (that is, the content of the unit represented by the formula (1) in the vinyl alcohol polymer) is 0.9. Mol%.
  • Table 2 shows the physical properties of PVA-1.
  • the obtained gelled product was pulverized with a pulverizer and further allowed to stand at 40 ° C. for 59 minutes to allow saponification to proceed. Then, 500 parts by mass of methyl acetate was added to neutralize the remaining alkali. After confirming the completion of neutralization using a phenolphthalein indicator, the mixture was filtered to obtain a white solid. To the obtained white solid, 2,000 g of methanol was added and heated under reflux for 1 hour. After repeating the above washing operation three times, the white solid obtained by centrifugal dehydration was dried in a vacuum dryer at 40 ° C. for 24 hours to obtain unmodified polyvinyl alcohol (PVA-11). The degree of polymerization was 1,700, and the degree of saponification was 98.5 mol%. Table 2 shows the physical properties of PVA-11.
  • the NaOH molar ratio is the molar ratio of sodium hydroxide to vinyl acetate units in the charged polymer.
  • Example 1 In a 1 L glass polymerization vessel equipped with a reflux condenser, a dropping funnel, a thermometer, and a nitrogen blowing port, 258.1 g of ion-exchanged water and 17.6 g of PVA-1 were charged and completely dissolved at 95 ° C. Next, this PVA aqueous solution was cooled, purged with nitrogen, added with 25.2 g of vinyl acetate while stirring at 200 rpm, heated to 60 ° C., and then heated to 6.9 g of 5% hydrogen peroxide / 3.0 g of 20% tartaric acid. A redox initiator was added to initiate the polymerization.
  • Examples 2 to 9 and Comparative Examples 1 to 5 An aqueous emulsion composition was produced and evaluated in the same manner as in Example 1 except that PVA shown in Table 2 was used instead of PVA-1 used above. The results are also shown in Table 2.
  • Example 10 In a 5 L pressure-resistant autoclave equipped with a nitrogen inlet, a thermometer, and a stirrer, 47.3 g of the PVA-10 obtained above, 1451.2 g of ion-exchanged water, 0.85 g of Rongalite, 0.5 g of sodium acetate, In addition, 0.04 g of ferrous chloride was charged and completely dissolved at 95 ° C., and then cooled to 60 ° C. to perform nitrogen substitution.
  • Example 6 An aqueous emulsion composition was prepared and evaluated in the same manner as in Example 10 except that PVA-16 obtained above was used instead of PVA-10, but a stable emulsion was not obtained. The results are shown in Table 2.
  • PVAc-Et represents a copolymer of PVAc and ethylene.
  • the aqueous emulsion compositions prepared in Examples 1 to 10 are formed with excellent polymerization stability and can achieve both excellent low-temperature viscosity stability and fluidity.
  • the polymerization stability and the low temperature viscosity stability are excellent if B or more, and the fluidity is excellent if the value of ( ⁇ 2 rpm / ⁇ 20 rpm ) is 2.0 or more. did.
  • Examples 7, 8 and 9 which specify the viscosity average polymerization degree, saponification degree, modification amount and dispersoid of the vinyl alcohol polymer are superior in polymerization stability, and the obtained aqueous emulsion composition has low temperature viscosity stability. It can be seen that the polymer is particularly excellent in fluidity and fluidity (both polymerization stability and low-temperature viscosity stability are both A or more).
  • the white solid obtained by centrifugal dehydration was dried in a vacuum dryer at 40 ° C. for 24 hours to obtain the hydroxymethyl group-containing unit represented by the above formula (1).
  • the viscosity average polymerization degree was 1700, the modification amount was 0.9 mol%, and the saponification degree was 88.7 mol%.
  • Table 4 shows the measurement results of the physical properties.
  • the NaOH molar ratio is the molar ratio of sodium hydroxide to vinyl acetate units in the charged polymer.
  • a 0.4% hydrogen peroxide aqueous solution was continuously added to initiate polymerization. After 3 hours, the polymerization was completed after the vinyl acetate concentration became 0.9% by mass, and an ethylene-vinyl acetate copolymer emulsion (ethylene-vinyl acetate copolymer (solid content concentration 55.0% by mass) with a viscosity of 2000 mPa ⁇ s) An ethylene content of 20% by mass in PVAc-Et) was obtained.
  • Example 11 20 parts by weight of PVA-1 as the modified vinyl alcohol polymer (A) and 45 parts by weight of an aqueous emulsion composition containing the PVAc-Et obtained in Production Example 1 as a dispersoid were mixed, and this was used as the main agent. did.
  • 15 parts by mass of a polyvalent isocyanate compound (“Millionate MR-100” manufactured by Nippon Polyurethane Co., Ltd.) as a second agent was mixed to obtain an adhesive.
  • the modified vinyl alcohol polymer (A) was mixed as a 15% by mass aqueous solution, and the aqueous emulsion composition was used after adjusting the solid content to 50% by mass.
  • Example 12 to 20 and Comparative Examples 7 to 12 A main agent and an adhesive were prepared in the same manner as in Example 11 except that the types and blending amounts of the components were as shown in Table 4.
  • ⁇ Viscosity change> The change in viscosity was evaluated as the viscosity increase ratio after 30 minutes and 60 minutes immediately after mixing the polyvalent isocyanate compound.
  • the viscosity increase ratio was calculated based on the following formula, with the viscosity change relative to the viscosity immediately after the addition of the polyvalent isocyanate compound.
  • the viscosity was measured at 20 ° C. using a B-type viscometer.
  • Thickening factor viscosity after X minutes / viscosity immediately after mixing the polyvalent isocyanate compound
  • the water-resistant adhesive strength was evaluated as an adhesive strength and a wood part breaking rate.
  • the adhesive strength and the rupture rate of the xylem were measured according to JIS-K6808: 2003 “Aqueous Polymer-Isocyanate Wood Adhesive” (5.11.1 Compression Shear Adhesive Strength Type 1 No. 1). The measurement conditions were as shown below.
  • the adhesives of Examples 11 to 20 suppressed foaming at the time of preparation, did not deteriorate the viscosity increase ratio and expansion ratio, and did not deteriorate the adhesive strength and xylem rupture rate, that is, water-resistant adhesive strength. It was excellent.
  • the adhesives of Comparative Examples 7 to 12 had large foaming at the time of preparation and / or low water-resistant adhesive strength (adhesive strength and rupture rate of wood part).
  • the aqueous emulsion composition of the present invention is formed by exhibiting excellent emulsion polymerization stability, and can achieve both excellent low-temperature viscosity stability and fluidity.
  • the emulsion polymerization stabilizer of the present invention an excellent emulsion polymerization stability can be exhibited, and an aqueous emulsion composition having both excellent low-temperature viscosity stability and fluidity can be obtained. Therefore, the aqueous emulsion composition is suitably used for various adhesives, paints, fiber processing agents, paper processing agents, inorganic binders, cement admixtures, mortar primers, and the like.
  • an adhesive that is excellent in water resistance and adhesiveness, and can suppress foaming (generation of bubbles) during preparation. Therefore, the adhesive can exhibit high performance in adhesives, coating agents, and the like.

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Abstract

 優れた乳化重合安定性を発揮して形成され、優れた低温粘度安定性と流動性とを両立させることができる水性エマルジョン組成物及び耐水性及び接着性に優れ、調製時の泡立ち(気泡の発生)を抑制できる接着剤を提供することを目的とする。本発明の水性エマルジョン組成物は、ビニルアルコール単位及び式(1)で表される単位を有するビニルアルコール系重合体、並びにエチレン性不飽和単量体単位からなる重合体を含有する。ビニルアルコール系重合体の全単位に対する式(1)で表される単位の含有率としては、0.1モル%以上30モル%以下が好ましい。ビニルアルコール系重合体のけん化度としては、80モル%以上99.9モル%以下が好ましい。また、本発明の接着剤は、上記水性エマルジョン組成物と、多価イソシアネート化合物(C)とを含有する。

Description

水性エマルジョン組成物、接着剤、水性エマルジョン組成物の製造方法、乳化重合用安定剤及び接着剤の製造方法
 本発明は、水性エマルジョン組成物、接着剤、水性エマルジョン組成物の製造方法、乳化重合用安定剤及び接着剤の製造方法に関する。
 ポリビニルアルコールに代表されるビニルアルコール系重合体(以下、「PVA」と略記することがある。)は、水溶性の合成高分子として知られており、合成繊維であるビニロンの原料、紙加工剤、繊維加工剤、接着剤、乳化重合及び懸濁重合用の安定剤、無機物のバインダー、フィルム等の用途に広く用いられている。特に、PVAは酢酸ビニルに代表されるビニルエステル系単量体の乳化重合用保護コロイドとして知られている。PVAを乳化重合用安定剤として用い、乳化重合して得られるビニルエステル系水性エマルジョン組成物は、紙用、木工用、プラスチック用等の各種接着剤、含浸紙用及び不織製品用等の各種バインダー、混和剤、打継ぎ材、塗料、紙加工、繊維加工等の分野で広く用いられている。
 このようにPVAを乳化重合用安定剤として用いる場合、乳化重合時にエマルジョンの凝集を抑制し、優れた重合安定性を発揮させることが求められる。一方、PVAは水溶性であるため、得られるエマルジョン組成物から形成される皮膜の耐水性が低い。また、得られるエマルジョン組成物の粘度の温度依存性が大きい等の欠点を有している。これらの性質は乳化重合に用いたPVAに依るところが大であることが知られている。そこで、PVAの特定の性能を向上させるために、結晶性の制御、官能基の導入等による各種変性PVAの開発が行われている。このような変性PVAとして、側鎖に1,2-グリコール成分を含有するPVA(特開2002-284818号公報参照)が検討されており、その水溶液は優れた粘度安定性を有するとされている。また、変性PVAを用いて得られるエマルジョンとして、シリル基を有する不飽和単量体単位を特定の割合で含有する変性PVAを乳化重合用安定剤とし、分散質がエチレン性不飽和単量体から選ばれる一種又は二種以上の単量体の重合体である水性エマルジョン組成物が提案されている(特開2007-23148号公報参照)。この水性エマルジョン組成物は、高い耐水性及び粘度安定性を有するとされている。
 上述のように、乳化重合用安定剤として用いられる変性PVAには優れた重合安定性を発揮することが求められる。また、得られる水性エマルジョン組成物には、例えば接着剤として用いられる場合は、高粘度であると共に、接着剤の良好な伸びにより基材に塗工し易いよう流動性に優れることや、低温での粘度安定性が要求されている。しかしながら、上記従来の乳化重合用安定剤で得られる水性エマルジョン組成物は、これらを共に満足することができていない。
 また、水性高分子化合物/イソシアネート系接着剤は、その高い耐水性を生かして接着剤、コーティング剤等に幅広く使用されている。この接着剤は、水分散性組成物を主剤として用いる方法が採られている。水分散性組成物は、例えばPVAに代表されるビニルアルコール系重合体の粉末を水に加熱溶解し、これに水性エマルジョン組成物、充填剤等を混合攪拌することで調製することができる。
 従来の水性ビニルウレタン接着剤では、PVAに多価イソシアネート化合物及び無機充填剤を配合して接着剤を構成している(特開昭48-94739号公報参照)。また、初期接着性を改良すべく、PVAを保護コロイドとして乳化共重合して得られる酢酸ビニル系水性エマルジョン組成物に多価イソシアネート化合物を配合する接着剤も提唱されている(特開昭50-69139号公報参照)。
 しかし、PVA水溶液に無機粒子を混合させた際、PVA由来の泡立ちが発生し、作業に悪影響を及ぼす場合があった。また、PVAを保護コロイドとした酢酸ビニル系水性エマルジョン組成物は、多価イソシアネートを配合することで、この多価イソシアネートが水と反応して二酸化炭素を発生し、接着剤層に多数の気泡が含まれてしまう。そのため、酢酸ビニル系水性エマルジョン組成物と多価イソシアネートとを併用すると、初期接着性が改善されるが、気泡に起因して経時的に接着性能の低下を引き起こしてしまう。また、接着剤を用いて被着体を貼り合わせた際の二酸化炭素発生に起因し、はみ出た接着剤が発泡してしまう。そのため、接着剤が硬化した後に、はみ出した接着剤を取り除かなければならないという不都合を抱えている。
 また、PVAとして、側鎖に1,2-グリコール成分を有するグリコール含有単位を有するものが提案されている(特開2002-284818号公報参照)。このPVAは、架橋剤としてイソシアネート化合物を配合することで接着剤として使用されるものである。その一方で、上記PVAは、架橋剤としてメチロール化メラミンを配合してフィルムとすることで耐水性を向上させることができる。しかし、上記PVAは、架橋剤としてイソシアネート化合物を配合することで耐水性を確保できることについて検討されておらず、PVA/イソシアネート系組成物として、接着性と耐水性とを併せ持つものであるとは言い難い。
特開2002-284818号公報 特開2007-23148号公報 特開昭48-94739号公報 特開昭50-69139号公報
 本発明は、上述のような事情に基づいてなされたものであり、優れた乳化重合安定性を発揮して形成され、優れた低温粘度安定性と流動性とを両立させることができる水性エマルジョン組成物及びその製造方法、乳化重合用安定剤、並びに耐水性及び接着性に優れ、調製時の泡立ち(気泡の発生)を抑制できる接着剤及びその製造方法を提供することを目的とする。
 本発明者らは、上記目的を達成すべく鋭意検討を重ねた結果、水性エマルジョン組成物及び接着剤に特定の単位構造を有する重合体を含有させることで、上記課題を解決できることを見出し発明を完成させた。
 上記課題を解決するためになされた発明は、ビニルアルコール単位及び下記式(1)で表される単位を有するビニルアルコール系重合体(A)(以下、「変成ビニルアルコール系重合体(A)」ともいう)、並びにエチレン性不飽和単量体単位からなる重合体(B)(以下、「エチレン系重合体(B)」ともいう)を含有する水性エマルジョン組成物である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
 当該水性エマルジョン組成物に含有されるビニルアルコール系重合体(A)は、ヒドロキシメチル基を有することで、優れた乳化重合安定性を発揮することができる。また、得られる水性エマルジョン組成物は低温粘度安定性及び流動性に優れる。当該水性エマルジョン組成物が上記構成のビニルアルコール系重合体(A)を有することで、上記効果を奏する理由は必ずしも明確ではないが、例えば以下のように推察することができる。すなわち、上記ビニルアルコール系重合体(A)は、上記式(1)に表される単位(つまり、重合体の主鎖に1,3-ジオール構造を有する構造)を有することにより、PVAの結晶性を低下させ、溶解性、流動性等の取り扱い性を向上させることができる。また、上記ビニルアルコール系重合体(A)を皮膜に加工した際、上記皮膜は1,3-ジオール構造の高い水素結合力により、結晶性の低下に起因する皮膜強度の低下を軽減させることができ、高湿度下でも強靭性を維持することができる。その結果、得られる水性エマルジョン組成物は、ヒドロキシメチル基に起因する結晶性低下作用を発揮すると共に、低温での粘度安定性が向上すると考えられる。
 上記ビニルアルコール系重合体(A)の全単位に対する上記式(1)で表される単位の含有率としては、0.1モル%以上30モル%以下が好ましい。上記式(1)で表される単位の含有率を上記範囲とすることで、上記ビニルアルコール系重合体(A)はより優れた乳化重合安定性を発揮することができ、得られる水性エマルジョン組成物の低温粘度安定性及び流動性がより向上する。
 上記ビニルアルコール系重合体(A)のけん化度としては、80モル%以上99.9モル%以下が好ましい。上記ビニルアルコール系重合体(A)のけん化度を上記範囲とすることで、当該水性エマルジョン組成物の諸性能をより高めることができる。
 上記ビニルアルコール系重合体(A)の粘度平均重合度としては、100以上5,000以下が好ましい。ビニルアルコール系重合体(A)の粘度平均重合度を上記範囲とすることで、上記ビニルアルコール系重合体(A)の乳化重合安定性、並びに得られる水性エマルジョン組成物の低温粘度安定性及び流動性をさらに高めることができる。
 上記ビニルアルコール系重合体(A)は、下記式(2)で表される不飽和単量体とビニルエステル系単量体との共重合体をけん化することにより得られたものであるとよい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
(式(2)中、Rは、一部に分岐構造又は環状構造を有していてもよい炭素数1~10のアルキル基である。また、Rが有する水素原子の一部が他の官能基で置換されていてもよく、Rは同一であっても異なっていてもよい。)
 上記式(2)で表される不飽和単量体は、ビニルエステル系単量体との共重合性に優れる。当該水性エマルジョン組成物に含有される上記ビニルアルコール系重合体(A)は、上記特定の不飽和単量体とビニルエステル系単量体との共重合体をけん化することにより、上記式(1)で表される単位とビニルエステル単位とを同時に形成させることができるので、簡便に合成することができる。
 上記重合体(B)が、ビニルエステル系単量体、(メタ)アクリル酸エステル系単量体、スチレン系単量体及びジエン系単量体からなる群より選択される少なくとも1種に由来する特定単位を有することが好ましく、上記重合体(B)の全単位に対する上記特定単位の含有率としては、70モル%以上が好ましい。このように、重合体(B)が上記特定単位を70モル%以上含有する重合体であることで、水性エマルジョン組成物の安定性を高めることができる。
 上記特定単位としてはビニルエステル系単量体に由来するものが好ましい。このように、特定単位がビニルエステル系単量体に由来するものであることで、水性エマルジョン組成物の安定性をより高めることができる。
 当該水性エマルジョン組成物は、さらに多価イソシアネート化合物(C)を含むとよい。このように、多価イソシアネート化合物(C)を含むことにより、ビニルアルコール系重合体(A)が架橋される為、水性エマルジョン組成物からなる皮膜は優れた耐水性を示す。
 上記課題を解決するためになされた別の発明は、上記多価イソシアネート化合物(C)を含む当該水性エマルジョン組成物からなる接着剤である。上記ビニルアルコール系重合体(A)がビニルアルコール単位及びヒドロキシメチル基含有単位を有することで多価イソシアネート化合物との反応性に優れるので、当該接着剤は、耐水性及び接着性に優れ、調製時の泡立ち(気泡の発生)を抑制できる。
 当該接着剤は、無機粉末(D)をさらに含有してもよい。このように、無機粉末(D)を含有することにより、固形分の水への再分散性及び機械的強度を向上できる。
 上記課題を解決するためになされた別の発明は、上記ビニルアルコール系重合体(A)を乳化重合用安定剤としてエチレン性不飽和単量体を乳化重合する、当該水性エマルジョン組成物の製造方法である。
 当該水性エマルジョン組成物の製造方法は、上記変性ビニルアルコール系重合体(A)がヒドロキシメチル基を有し、優れた乳化重合安定性を発揮するので、安定して水性エマルジョン組成物を製造することができる。また、得られる水性エマルジョン組成物は低温粘度安定性及び流動性に優れる。
 上記課題を解決するためになされた別の発明は、上記ビニルアルコール系重合体(A)からなり、当該製造方法に用いられる乳化重合用安定剤である。
 当該乳化重合用安定剤は、上述のビニルアルコール系重合体を含むので、優れた乳化重合安定性を発揮することができるため、当該乳化重合用安定剤を用いた乳化重合により得られる水性エマルジョン組成物は低温粘度安定性及び流動性に優れる。
 上記課題を解決するためになされた別の発明は、エチレン性不飽和単量体単位からなる重合体(B)を含有する水性分散液に、ビニルアルコール系重合体(A)と多価イソシアネート化合物(C)とを混合する工程を有する、当該接着剤の製造方法である。
 当該製造方法によれば、本発明の接着性組成物が容易に得られる。
 以上説明したように、本発明の水性エマルジョン組成物は、優れた乳化重合安定性を発揮して形成され、優れた低温粘度安定性と流動性とを両立させることができる。また、本発明の乳化重合用安定剤によれば、優れた乳化重合安定性を発揮することができ、優れた低温粘度安定性と流動性とを共に有する水性エマルジョン組成物を得ることができる。従って、当該水性エマルジョン組成物は、各種接着剤、塗料、繊維加工剤、紙加工剤、無機物バインダー、セメント混和剤、モルタルプライマー等に好適に用いられる。さらに、本発明によれば、耐水性及び接着性に優れ、調製時の泡立ち(気泡の発生)を抑制できる接着剤が提供される。従って、当該接着剤は、接着剤やコーティング剤等において高い性能を発現することができる。
[水性エマルジョン組成物]
 本発明の水性エマルジョン組成物は、以下に詳説する変性ビニルアルコール系重合体(A)及びエチレン系重合体(B)を含有する。当該水性エマルジョン組成物は、例えば上記変性ビニルアルコール系重合体(A)を分散剤として、上記エチレン系重合体(B)を分散質として含有する。また、当該水性エマルジョン組成物は、変性ビニルアルコール系重合体(A)以外の分散質及び上記エチレン系重合体(B)以外の分散剤を含んでもよく、本発明の効果を損なわない範囲で、多価イソシアネート化合物(C)等の添加物を含んでいてもよい。
<変性ビニルアルコール系重合体(A)>
 当該水性エマルジョン組成物に含有される変性ビニルアルコール系重合体(A)は、下記のようにビニルアルコール単位と上記式(1)で表される単位とを有する。すなわち、上記変性ビニルアルコール系重合体(A)は、下記式(1)で表される単位とビニルアルコール単位とを有し、さらに他の単位を有してもよい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
 変性ビニルアルコール系重合体(A)は、ヒドロキシメチル基を有することで、優れた乳化重合安定性を発揮することができ、得られる水性エマルジョン組成物の低温粘度安定性及び流動性を向上する。当該水性エマルジョン組成物が上記構成の変性ビニルアルコール系重合体(A)を有することで、上記効果を奏する理由は必ずしも明確ではないが、例えば以下のように推察することができる。すなわち、上記変性ビニルアルコール系重合体(A)は、上記式(1)で表される単位(つまり、重合体の主鎖に1,3-ジオール構造を有する構造)を有することにより、PVAの結晶性を低下させ、溶解性、流動性等の取り扱い性を向上させる。また、上記変性ビニルアルコール系重合体(A)を皮膜に加工した際、上記皮膜は1,3-ジオール構造の高い水素結合力により、結晶性の低下に起因する皮膜強度の低下を軽減させることができ、高湿度下でも強靭性を維持することができる。その結果、得られる水性エマルジョン組成物は、ヒドロキシメチル基に起因する結晶性低下作用を発揮すると共に、低温での粘度安定性が向上すると考えられる。
 上記変性ビニルアルコール系重合体(A)における上記式(1)で表される単位の含有率の下限としては、特に限定されないが、重合体中の全単位100モル%に対して0.1モル%が好ましく、0.2モル%がより好ましく、0.3モル%がさらに好ましい。また、上記変性ビニルアルコール系重合体(A)における上記式(1)で表される単位の含有率の上限としては、特に限定されないが、30モル%が好ましく、20モル%がより好ましく、10モル%がさらに好ましい。含有率が上記下限未満であると、変性ビニルアルコール系重合体(A)の水に対する溶解性及び乳化重合安定性が不十分となることがある。一方、含有率が上記上限を超えると、PVAの結晶性が極度に低下し、得られる水性エマルジョン組成物の低温粘度安定性を維持できなくなる傾向がある。なお、本発明において重合体中の単位とは、重合体を構成する繰り返し単位のことをいう。
 上記変性ビニルアルコール系重合体(A)のJIS-K6726:1994年に準拠して測定した粘度平均重合度の下限としては、特に限定されないが、100が好ましく、200がより好ましい。また、上記粘度平均重合度の上限としては、特に限定されないが、5,000が好ましく、4,000がより好ましい。粘度平均重合度が上記下限未満であると、得られる水性エマルジョン組成物の低温粘度安定性が低下することがある。一方、粘度平均重合度が上記上限を超えると、変性ビニルアルコール系重合体(A)の工業的な製造が難しくなる。
 上記変性ビニルアルコール系重合体(A)の粘度平均重合度は、けん化度が99.5モル%未満の場合にはけん化度99.5モル%以上になるまでけん化したビニルアルコール系重合体について、けん化度が99.5モル%以上の場合にはそのままのビニルアルコール系重合体について、水中、30℃で測定した極限粘度[η](リットル/g)から次式により求めた粘度平均重合度(P)で表す。
 P=([η]×10/8.29)(1/0.62)
 上記変性ビニルアルコール系重合体(A)のけん化度(すなわち、変性ビニルアルコール系重合体(A)における水酸基とエステル結合との合計に対する水酸基のモル分率)の下限としては、特に限定されないが、80モル%が好ましく、90モル%がより好ましい。また、上記けん化度の上限としては、特に限定されないが、99.9モル%が好ましく、99.5モル%がより好ましい。けん化度が上記下限未満になると、十分な低温粘度安定性を有する水性エマルジョン組成物を得られないことがある。けん化度が上記上限より高いPVAは、一般に製造が難しい。
(その他の分散剤)
 分散剤としては、上記変性ビニルアルコール系重合体(A)以外のものを用いてもよいが、変性ビニルアルコール系重合体(A)を含むPVAが好ましい。
<変性ビニルアルコール系重合体(A)の製造方法>
 上記変性ビニルアルコール系重合体(A)の製造方法としては、特に限定されないが、例えばビニルエステル系単量体と、この単量体と共重合可能であり、かつ上記式(1)で表されるヒドロキシメチル基含有単位に変換可能な不飽和単量体とを共重合すると共に、この共重合体のビニルエステル単位をビニルアルコール単位に変換する一方で、上記不飽和単量体に由来する単位をヒドロキシメチル基含有単位に変換する方法が挙げられる。
 上記ビニルエステル系単量体としては、特に限定されないが、例えば蟻酸ビニル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル、イソ酪酸ビニル、ピバリン酸ビニル、バーサチック酸ビニル、カプロン酸ビニル、カプリル酸ビニル、ラウリン酸ビニル、パルミチン酸ビニル、ステアリン酸ビニル、オレイン酸ビニル、安息香酸ビニル等が挙げられる。中でも、経済的観点から、酢酸ビニルが好ましい。
 ビニルエステル系単量体と共重合させる不飽和単量体としては、例えば下記式(2)で表されるビニリデン型不飽和単量体が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
 上記式(2)中、Rは、一部に分岐構造又は環状構造を有していてもよい炭素数1~10のアルキル基である。また、Rが有する水素原子の一部が他の官能基で置換されていてもよい。
 上記Rとしては、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、tert-ブチル基、ペンチル基等の直鎖構造又は分岐構造を有するアルキル基が挙げられる。また、Rを置換してもよい他の官能基としては、アルコキシ基、ハロゲン原子、ヒドロキシ基等が挙げられる。
 上記式(2)で表される不飽和単量体としては、例えば1,3-ジアセトキシ-2-メチレンプロパン、1,3-ジプロピオニルオキシ-2-メチレンプロパン、1,3-ジブチリルオキシ-2-メチレンプロパン等が挙げられる。これらの中でも、1,3-ジアセトキシ-2-メチレンプロパンが製造容易性の点で好ましい。
 上記式(2)で表される不飽和単量体は、一般的にPVAの変性に用いられる他のアリル型不飽和単量体(例えばアリルグリシジルエーテル等)に比べ、ビニルエステル系単量体との共重合反応が進行し易い。従って、上記変性ビニルアルコール系重合体(A)は、重合時における変性量や重合度の制約が少なく、変性量及び重合度を高くすることができる。また、重合終了時に残留する未反応の不飽和単量体の量が減少するため、上記変性ビニルアルコール系重合体(A)は、工業的な製造時における環境面及びコスト面においても優れている。
 上記式(2)で表される不飽和単量体とビニルエステル系単量体とを共重合する重合方式は、回分重合、半回分重合、連続重合及び半連続重合のいずれでもよい。また、重合方法は塊状重合法、溶液重合法、懸濁重合法、乳化重合法等の公知の方法を適用できる。通常採用される重合方法は、無溶媒又はアルコール等の溶媒中で重合を進行させる塊状重合法又は溶液重合法である。高重合度のビニルエステル系共重合体を得る場合には、乳化重合法の採用が選択肢の一つとなる。溶液重合法の溶媒は特に限定されないが、例えばアルコール等が挙げられる。溶液重合法の溶媒に使用されるアルコールは、例えばメタノール、エタノール、プロパノール等の低級アルコールである。重合系における溶媒の使用量は、目的とする変性ビニルアルコール系重合体(A)の粘度平均重合度等に応じて溶媒の連鎖移動を考慮して選択すればよい。例えば溶媒がメタノールの場合、重合系における溶媒の使用量の下限としては、溶媒と重合系に含まれる全単量体との質量比{=(溶媒)/(全単量体)}として0.01が好ましく、0.05が好ましい。一方、溶媒の使用量の上限としては、上記質量比として10が好ましく、3がより好ましい。
 上記式(2)で表される不飽和単量体とビニルエステル系単量体との共重合に使用される重合開始剤としては、公知の重合開始剤、例えばアゾ系開始剤、過酸化物系開始剤、レドックス系開始剤から重合方法に応じて選択される。アゾ系開始剤としては、例えば2,2’-アゾビスイソブチロニトリル、2,2’-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)、2,2’-アゾビス(4-メトキシ-2,4-ジメチルバレロニトリル)等が挙げられる。過酸化物系開始剤としては、例えばジイソプロピルパーオキシジカーボネート、ジ-2-エチルヘキシルパーオキシジカーボネート、ジエトキシエチルパーオキシジカーボネート等のパーカーボネート系化合物;t-ブチルパーオキシネオデカネート、α-クミルパーオキシネオデカネート等のパーエステル化合物;過酸化アセチル;アセチルシクロヘキシルスルホニルパーオキシド;2,4,4-トリメチルペンチル-2-パーオキシフェノキシアセテート等が挙げられる。過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム、過酸化水素等を上記開始剤に組み合わせて重合開始剤としてもよい。レドックス系開始剤は、例えば上記の過酸化物系開始剤と亜硫酸水素ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、酒石酸、L-アスコルビン酸、ロンガリット等の還元剤とを組み合わせた重合開始剤である。重合開始剤の使用量としては、重合触媒により異なるために一概には決められないが、重合速度に応じて選択される。例えば重合開始剤にアゾビスイソブチロニトリル又は過酸化アセチルを用いる場合、ビニルエステル系単量体に対する重合開始剤の使用量の下限としては、0.01モル%が好ましく、0.02モル%がより好ましい。一方、上記重合開始剤の使用量の上限としては、0.2モル%が好ましく、0.15モル%がより好ましい。重合温度としては、特に限定されないが、0℃以上150℃以下程度が適当であり、0℃以上かつ使用する溶媒の沸点以下が好ましい。
 上記式(2)で表される不飽和単量体とビニルエステル系単量体との共重合は、本発明の趣旨を損なわない範囲で連鎖移動剤の存在下で行ってもよい。連鎖移動剤としては、例えばアセトアルデヒド、プロピオンアルデヒド等のアルデヒド類;アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類;2-ヒドロキシエタンチオール等のメルカプタン類;ホスフィン酸ナトリウム一水和物等のホスフィン酸塩類等が挙げられる。これらのうち、アルデヒド類及びケトン類が好ましい。重合系への連鎖移動剤の添加量としては、添加する連鎖移動剤の連鎖移動係数及び目的とするPVAの重合度に応じて決定されるが、一般にビニルエステル系単量体100質量部に対して0.1質量部以上10質量部以下が好ましい。
 上記式(2)に表される不飽和単量体とビニルエステル系単量体との共重合により得られたビニルエステル系共重合体をけん化して、上記変性ビニルアルコール系重合体(A)を得ることができる。ビニルエステル系共重合体をけん化することによって、共重合体中のビニルエステル単位はビニルアルコール単位に変換される。また、上記式(2)で表される不飽和単量体に由来する単位のエステル結合は加水分解され、上記式(1)で表される1,3-ジオール構造に変換される。従って、上記変性ビニルアルコール系重合体(A)は、けん化後にさらに加水分解等の反応を行わなくても製造することができる。
 ビニルエステル系共重合体のけん化は、例えばアルコール又は含水アルコールに上記共重合体が溶解した状態で行う。けん化に使用するアルコールとしては、例えばメタノール、エタノール等の低級アルコールが挙げられる。これらのうち、メタノールが好ましい。けん化に使用するアルコールは、例えばその質量の40質量%以下の割合で、アセトン、酢酸メチル、酢酸エチル、ベンゼン等の溶媒を含んでもよい。
 けん化に使用する触媒としては、例えば水酸化カリウム、水酸化ナトリウム等のアルカリ金属の水酸化物;ナトリウムメチラート等のアルカリ触媒;鉱酸等の酸触媒等が挙げられる。
 けん化を行う温度としては、特に限定されないが、20℃以上60℃以下が好ましい。けん化の進行に従ってゲル状の生成物が析出してくる場合には、生成物を粉砕した後、さらにけん化を進行させるのがよい。その後、得られた溶液を中和することで、けん化を終了させ、引き続き、洗浄、乾燥することにより、変性ビニルアルコール系重合体(A)を得ることができる。けん化方法としては、上述した方法に限らず、公知の方法が採用できる。
 上記変性ビニルアルコール系重合体(A)は、本発明の趣旨を損なわない範囲で、上記式(1)で表される単位、ビニルアルコール単位及びビニルエステル単位以外の他の単位をさらに有することができる。上記他の単位としては、例えばビニルエステル系単量体と共重合可能でありかつ式(1)で表される単位に変換可能な不飽和単量体、及びビニルエステル系単量体と共重合可能なエチレン性不飽和単量体に由来する単位が挙げられる。上記エチレン性不飽和単量体としては、例えばエチレン、プロピレン、n-ブテン、イソブチレン、1-ヘキセン等のα-オレフィン類;アクリル酸及びその塩;アクリル酸エステル基を有する不飽和単量体;メタクリル酸及びその塩;メタクリル酸エステル基を有する不飽和単量体;アクリルアミド、N-メチルアクリルアミド、N-エチルアクリルアミド、N,N-ジメチルアクリルアミド、ジアセトンアクリルアミド、アクリルアミドプロパンスルホン酸及びその塩、アクリルアミドプロピルジメチルアミン及びその塩(例えば4級塩);メタクリルアミド、N-メチルメタクリルアミド、N-エチルメタクリルアミド、メタクリルアミドプロパンスルホン酸及びその塩、メタクリルアミドプロピルジメチルアミン及びその塩(例えば4級塩);メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、n-プロピルビニルエーテル、i-プロピルビニルエーテル、n-ブチルビニルエーテル、i-ブチルビニルエーテル、t-ブチルビニルエーテル、ドデシルビニルエーテル、ステアリルビニルエーテル、2,3-ジアセトキシ-1-ビニルオキシプロパン等のビニルエーテル類;アクリロニトリル、メタクリロニトリル等のシアン化ビニル類;塩化ビニル、フッ化ビニル等のハロゲン化ビニル類;塩化ビニリデン、フッ化ビニリデンな等のハロゲン化ビニリデン類;酢酸アリル、2,3-ジアセトキシ-1-アリルオキシプロパン、塩化アリル等のアリル化合物;マレイン酸、イタコン酸、フマル酸等の不飽和ジカルボン酸及びその塩又はエステル;ビニルトリメトキシシラン等のビニルシリル化合物、酢酸イソプロペニル等が挙げられる。
 上記変性ビニルアルコール系重合体(A)における上記式(1)で表される単位、ビニルアルコール単位及びその他任意の構成単位の配列順序には特に制限はなく、ランダム、ブロック及び交互のいずれであってもよい。
 上記変性ビニルアルコール系重合体(A)の一次構造については、270MHzのH-NMRにより定量することができる。H-NMR測定時の変性ビニルアルコール系重合体(A)の溶媒は重水素化DMSOを用いることができる。
 上記変性ビニルアルコール系重合体(A)の全単位に対する上記式(1)で表される単位の含有率(以下、「変性率」ともいう)は、例えば上記変性ビニルアルコール系重合体(A)が、ビニルアルコール単位及び上記式(1)で表される単位以外の単位を含まない場合、以下の方法にて算出できる。すなわち、変性ビニルアルコール系重合体(A)の主鎖メチンに由来するピークα(4.7~5.2ppm)と、上記式(1)で表される単位中のヒドロキシメチル基の-CH-に由来するピークβ(3.25~3.27ppm)とから、下記式を用いて、上記式(1)で表される単位の含有率Sを算出する。
 S(モル%)=[(βのプロトン数/4)/{αのプロトン数+(βのプロトン数/4)}]×100
 当該水性エマルジョン組成物における上記変性ビニルアルコール系重合体(A)の含有量の下限としては、特に限定されないが、0.5質量%が好ましく、0.8質量%がより好ましく、1質量%がさらに好ましい。一方、上記変性ビニルアルコール系重合体(A)の含有量の上限としては、特に限定されないが、50質量%が好ましく、30質量%がより好ましく、20質量%がさらに好ましい。
 当該水性エマルジョン組成物は、上述の変性ビニルアルコール系重合体(A)を乳化重合用安定剤として用いることにより、エチレン系重合体(B)を乳化重合により得ることができる。これにより、低温粘度安定性及び流動性に優れる水性エマルジョン組成物を得ることができる。
<エチレン系重合体(B)>
 エチレン系重合体(B)は、エチレン性不飽和単量体単位からなり、特にビニルエステル系単量体、(メタ)アクリル酸エステル、スチレン系単量体及びジエン系単量体からなる群より選択される少なくとも1種(以下、「特定単量体」ともいう)に由来する単量体単位(以下、「特定単位」ともいう)を有する重合体(以下、「特定重合体」ともいう)であることが好ましい。上記特定重合体における特定単位の含有率としては、70モル%以上が好ましい。特定単位の含有率が70モル%未満であると、水性エマルジョン組成物の安定性が不足するおそれがある。
 特定単量体の中でも、特に、ビニルエステル系単量体が好ましく、すなわち、特定単位がビニルエステル系単量体に由来することが好ましく、上記特定重合体において、このビニルエステル系単量体に由来する単量体単位の含有率を70モル%以上とすることが好ましい。
 ビニルエステル系単量体としては、例えばギ酸ビニル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、バレリン酸ビニル、ピバリン酸ビニル等が挙げられる。
 (メタ)アクリル酸エステルとしては、例えばアクリル酸、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸n-プロピル、アクリル酸i-プロピル、アクリル酸n-ブチル、アクリル酸i-ブチル、アクリル酸t-ブチル、アクリル酸2-エチルヘキシル、アクリル酸ドデシル、アクリル酸オクタデシル等のアクリル酸エステル類;メタクリル酸、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸n-プロピル、メタクリル酸i-プロピル、メタクリル酸n-ブチル、メタクリル酸i-ブチル、メタクリル酸t-ブチル、メタクリル酸2-エチルヘキシル、メタクリル酸ドデシル、メタクリル酸オクタデシル等のメタクリル酸エステル類などが挙げられる。
 スチレン系単量体としては、例えばスチレン、α-メチルスチレン、p-メチルスチレンスルホン酸及びそのナトリウム塩、カリウム塩等が挙げられる。
 ジエン系単量体としては、例えばブタジエン、イソプレン、クロロプレン等が挙げられる。
 上記特定重合体は、ビニルエステル系単量体単位の含有率が70モル%以上である場合、本発明の効果を損なわない範囲でビニルエステル系単量体単位以外の他の単量体単位を含んでいてもよい。他の単量体単位としては、例えばエチレン性不飽和単量体、ジエン系単量体に由来する単量体単位等が挙げられる。
 エチレン性不飽和単量体としては、例えば、
 エチレン、プロピレン、イソブテン等のオレフィン類;
 塩化ビニル、塩化ビニリデン、フッ化ビニル、フッ化ビニリデン等のハロゲン化オレフィン類;
 アクリル酸、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸n-プロピル、アクリル酸i-プロピル、アクリル酸n-ブチル、アクリル酸i-ブチル、アクリル酸t-ブチル、アクリル酸2-エチルヘキシル、アクリル酸ドデシル、アクリル酸オクタデシル等のアクリル酸エステル類、メタクリル酸、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸n-プロピル、メタクリル酸i-プロピル、メタクリル酸n-ブチル、メタクリル酸i-ブチル、メタクリル酸t-ブチル、メタクリル酸2-エチルヘキシル、メタクリル酸ドデシル、メタクリル酸オクタデシル等のメタクリル酸エステル類;
 アクリロニトリル、メタクリロニトリル等のニトリル類;
 酢酸アリル、塩化アリル等のアリル化合物、スチレン、α-メチルスチレン、p-メチルスチレンスルホン酸及びそのナトリウム、カリウム塩等のスチレン系単量体類;
 トリメチル-(3-アクリルアミド-3-ジメチルプロピル)-アンモニウムクロライド、3-アクリルアミドプロピルトリメチルアンモニウムクロライド、3-メタクリルアミドプロピルトリメチルアンモニウムクロライド、N-(3-アリルオキシ-2-ヒドロキシプロピル)ジメチルアミンの4級アンモニウム塩、N-(4-アリルオキシ-3-ヒドロキシブチル)ジエチルアミンの4級アンモニウム塩、さらにはアクリルアミド、N-メチルアクリルアミド、N-エチルアクリルアミド、N,N-ジメチルアクリルアミド、ジアセトンアクリルアミド、メタクリルアミド、N-メチルメタクリルアミド、N-エチルメタクリルアミド等のアクリルアミド及びメタクリルアミド誘導体、メタクリル酸ヒドロキシプロピルトリメチルアンモニウムクロライド、アクリル酸ヒドロキシプロピルトリメチルアンモニウムクロライド、N-ビニルピロリドンなどが挙げられる。
 ジエン系単量体としては、例えばブタジエン、イソプレン、クロロプレン等が挙げられる。
(その他の分散質)
 上記エチレン系重合体(B)以外の分散質としては、特に限定されず、例えば上記変性ビニルアルコール系重合体(A)以外の重合体が挙げられる。
 当該水性エマルジョン組成物は、その分散質の重合体が1級水酸基を有する単量体単位を含有していてもよい。このような1級水酸基を有する単量体単位としては、例えばアクリル酸2-ヒドロキシエチル、メタクリル酸2-ヒドロキシエチル、カプロラクトン変性アクリル酸エステルやカプロラクトン変性メタクリル酸エステル、炭素数3~10のα,β-エチレン性不飽和カルボン酸のN-アルキロールアミド類(N-メチロールアクリルアミド、N-エタノールアクリルアミド、N-プロパノールアクリルアミド、N-メチロールメタクリルアミド、N-エタノールメタクリルアミド、N-メタノールマレアミド等)から誘導される単量体単位、アリルアルコールから誘導される単量体単位等が挙げられる。水性エマルジョン組成物は、1級水酸基を有する単量体単位を含有することで、1級水酸基が多価イソシアネート化合物と有効に架橋することができ、接着性等の性能が顕著に向上する。水性エマルジョン組成物における1級水酸基を有する単量体単位の含有量としては、単量体単位の由来となる単量体の質量基準で、全単量体の合計質量の5質量%以下が好ましい。
<水性エマルジョン組成物の製造方法>
 水性エマルジョン組成物は、例えば変性ビニルアルコール系重合体(A)等の分散剤及び重合開始剤の存在下で、上記特定単量体等の単量体を乳化重合することによって得られる。
 重合開始剤としては、通常、乳化重合に用いられる重合開始剤、例えば過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム、過酸化水素、t-ブチルハイドロパーオキサイド等の水溶性開始剤、アゾビスイソブチロニトリル、ベンゾイルパーオキサイド等の油溶性開始剤が挙げられる。これらの重合開始剤は、単独で用いてよく、また各種還元剤と組み合わせて用いてもよい。重合開始剤の添加方法については特に制限されないが、初期に一括して添加する方法、連続的に重合系に添加する方法等を採用することができる。重合開始剤の添加に際して、従来公知のノニオン性、アニオン性、カチオン性、両性の界面活性剤やヒドロキシエチルセルロース等の水溶性高分子を変性ビニルアルコール系重合体(A)等のビニルアルコール系分散剤と併用してもよい。
 変性ビニルアルコール系重合体(A)等の分散剤の使用量の下限としては、特に制限されないが、通常、水性エマルジョン組成物を形成する全単量体100質量部に対して2質量部が好ましく、3質量部がより好ましい。一方、上記分散剤の使用量の上店としては、特に制限されないが、通常、30質量部が好ましく、15質量部がより好ましく、10質量部がさらに好ましい。分散剤の使用量が上記下限より少ないと、水性エマルジョン組成物の重合安定性が低下するおそれがある。一方、分散剤の使用量が上記上限より多いと、重合反応系の粘度上昇による反応熱除去の問題が起こるおそれがある。
 上記特定単量体等の単量体は、初期に一括して重合反応系に添加してもよく、初期に単量体の一部を添加し、残りを重合反応中に連続的に添加してもよい。また、特定単量体等の単量体、水及び変性ビニルアルコール系重合体(A)等の分散剤を予め乳化したものを重合反応系に連続的に添加してもよい。
 水性エマルジョン組成物を製造する際には、連鎖移動剤を添加してもよい。連鎖移動剤としては、連鎖移動が起こるものであれば特に制限はないが、連鎖移動の効率の点でメルカプト基を有する化合物が好ましい。メルカプト基を有する化合物としては、例えばn-オクチルメルカプタン、n-ドデシルメルカプタン、t-ドデシルメルカプタン等のアルキルメルカプタン、2-メルカプトエタノール、3-メルカプトプロピオン酸等が挙げられる。連鎖移動剤の添加量としては、全単量体100質量部に対して5質量部以下が好ましい。連鎖移動剤の添加量が上記上限より多いと、重合安定性が低下すると共に、分散質を形成する重合体の分子量が著しく低下し、接着性等の物性低下が起こるおそれがある。
 当該接着剤における水性エマルジョン組成物の固形分含有量[II]は、変性ビニルアルコール系重合体(A)の固形分含有量[I]に対する固形分質量比([II]/[I])で、10/100以上300/100以下であることが好ましい。[II]/[I]の比率がこの範囲を逸脱すると、接着性等の物性が低下するという問題等がある。
(添加剤)
 水性エマルジョン組成物にはその他に性能を損なわない範囲で各種添加剤を添加することができる。添加剤としては、ヒドロキシエチルセルロース、メチルセルロース、澱粉誘導体、ポリビニルピロリドン、ポリエチレンオキサイド等の他、水溶性アルキッド樹脂、水溶性フェノール樹脂、水溶性尿素樹脂、水溶性メラミン樹脂、水溶性ナフタレンスルホン酸樹脂、水溶性アミノ樹脂、水溶性ポリアミド樹脂、水溶性アクリル樹脂、水溶性ポリカルボン酸樹脂、水溶性ポリエステル樹脂、水溶性ポリウレタン樹脂、水溶性ポリオール樹脂、水溶性エポキシ樹脂等の水溶性高分子、アニオン性、カチオン性及び非イオン性の従来公知の界面活性剤、各種消泡剤、各種防腐剤が挙げられる。
(水性エマルジョン組成物の調製)
 当該水性エマルジョン組成物は、例えば上記変性ビニルアルコール系重合体(A)を分散剤として用いることができる。また、水溶液中で重合開始剤の存在下、上記エチレン性不飽和単量体を一時又は連続的に添加して、このエチレン性不飽和単量体を乳化重合することにより当該水性エマルジョン組成物を調製することができる。また、予め変性ビニルアルコール系重合体(A)水溶液を用いてエチレン性不飽和単量体を乳化したものを、連続的に重合反応系に添加する乳化重合法も採用できる。変性ビニルアルコール系重合体(A)の使用量の下限としては、特に限定されないが、エチレン系重合体(B)100質量部に対して1質量部が好ましく、2質量部がより好ましい。一方、変性ビニルアルコール系重合体(A)の使用量の上限としては、特に限定されないが、30質量部が好ましく、20質量部がより好ましい。
 このようにして得られる水性エマルジョン組成物は、そのまま、若しくは従来公知の添加剤を添加して各種の用途に利用される。例えば各種接着剤、塗料、繊維加工剤、紙加工剤、無機物バインダー、セメント混和剤、モルタルプライマー等広範な用途に利用される。さらには、得られた水性エマルジョン組成物を噴霧乾燥等により粉末化したいわゆる粉末エマルジョンとしても有効に利用される。
[乳化重合用安定剤]
 本発明の乳化重合用安定剤は、ビニルアルコール単位と上記式(1)で表される単位とを有する変性ビニルアルコール系重合体(A)を含む。当該乳化重合用安定剤は、乳化重合における分散剤として用いられることで、優れた乳化重合安定性を発揮することができ、また優れた低温粘度安定性と流動性とを共に有する水性エマルジョン組成物を形成することができる。当該乳化重合用安定剤については、上述の当該水性エマルジョン組成物における分散剤としての変性ビニルアルコール系重合体(A)として説明している。当該乳化重合用安定剤は、上記変性ビニルアルコール系重合体(A)のみからなっていてもよい。また、当該乳化重合用安定剤は、上記変性ビニルアルコール系重合体(A)以外にも、例えば界面活性剤、上記変性ビニルアルコール系重合体(A)以外の他のPVA系重合体、ヒドロキシエチルセルロース等の水溶性高分子などの他の成分を含んでいてもよい。
[接着剤]
 本発明の接着剤は、上記水性エマルジョン組成物、及び多価イソシアネート化合物(C)を含有する。また、当該接着剤は、好適成分として、無機粉末(D)を含んでいてもよく、本発明の効果を損なわない範囲で、その他の任意成分を含んでいてもよい。
 当該接着剤における変性ビニルアルコール系重合体(A)の含有量の下限としては、特に限定されないが、0.5質量%が好ましく、0.8質量%がより好ましく、1質量%がさらに好ましい。一方、変性ビニルアルコール系重合体(A)の含有量の上限としては、50質量%が好ましく、30質量%がより好ましく、20質量%がさらに好ましい。
<多価イソシアネート化合物(C)>
 多価イソシアネート化合物(C)は、変性ビニルアルコール系重合体(A)の架橋剤として作用することができる。この多価イソシアネート化合物(C)は分子中に2個以上のイソシアネート基を有する。
 多価イソシアネート化合物(C)としては、例えばトリレンジイソシアネート(TDI)、水素化TDI、トリメチロールプロパン-TDIアダクト(例えばバイエル社の「Desmodur L」)、トリフェニルメタントリイソシアネート、メチレンビスジフェニルイソシアネート(MDI)、水素化MDI、重合MDI、ヘキサメチレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、4,4-ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート等が挙げられる。多価イソシアネート化合物(C)としては、ポリオールに過剰のポリイソシアネートで予めポリマー化した末端基がイソシアネート基を持つプレポリマーを用いてもよい。これらは、単独で使用してもよく、二種類以上併用してもよい。
 多価イソシアネート化合物(C)としては、例示した中でも経済性等の観点から、重合MDI(ポリメリックMDI、PMDIともいう)が好ましい。また、多価イソシアネート化合物(C)として、性能を損なわない範囲でイオン変性や界面活性剤の添加により水分散タイプにしたものや、例えばジブチルフタレートのような可塑剤あるいは溶剤を配合したものを用いることもできる。
 当該接着剤における多価イソシアネート化合物(C)の含有量は、各種の状況に応じて適宜選定すればよいが、固形分換算で上記主剤の固形分100質量部に対する下限としては、3質量部が好ましく、5質量部がより好ましい。一方、上記多価イソシアネート化合物(C)の含有量の上限としては、100質量部が好ましく、50質量部がより好ましい。多価イソシアネート化合物(C)の含有量が上記下限より少ないと、耐水接着性等の物性が十分に発現しないことがある。多価イソシアネート化合物(C)の含有量が上記上限より多いと、コストアップと同時に作業性が悪化する傾向にある。
<無機粉末(D)>
 無機粉末(D)は、固形分の水への再分散性、機械的強度の向上等の機能を有する。無機粉末(D)としては、本発明の性能を損なわなければ、特に限定されるものではなく、例えば炭酸カルシウム、炭酸カルシウムマグネシウム、クレー、無水珪酸、珪酸アルミニウム、ホワイトカーボン、タルク、アルミナホワイト等が挙げられる。これらの中でも、炭酸カルシウムが性能及び経済性の観点で特に好ましい。無機粉末(D)の平均粒径としては、0.1μm以上100μm以下が好ましい。
 当該接着剤における無機粉末(D)の固形分含有量[III]の下限としては、水性エマルジョン組成物の固形分含有量[II]に対する固形分質量比([III]/[II])で、10/100が好ましく、15/100がより好ましい。一方、上記無機粉末(D)の含有量の上限としては、300/100が好ましく、200/100がより好ましい。無機粉末(D)の含有量が上記下限未満であると、得られる接着層や皮膜等の機械的強度の改善効果が不十分となるおそれがある。無機粉末(D)の含有量が上記上限を超えると、無機粉末(D)の水への分散性が悪くなる上に得られる接着層や皮膜等が脆くなることによって接着力が低下するおそれがある。
<その他の任意成分>
 その他の任意成分としては、例えば有機粉末、粉体状の消泡剤、防腐剤、防虫剤、着色剤等が挙げられる。
 有機粉末としては、例えば尿素樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂等の熱硬化性樹脂の粉末、小麦粉、コーンスターチ、米粉等の澱粉類粉末、木粉、クルミ殻粉、ヤシ殻粉等の繊維質類粉末、大豆粉、カゼイン、血粉等の蛋白質類粉末などが挙げられる。
[接着剤の製造方法]
 本発明の接着剤は、上記水性エマルジョン組成物と、多価イソシアネート化合物(C)とを混合することにより製造することができ、この際に、上記した無機粉末(D)や、その他の任意成分をさらに混合してもよい。本発明の接着剤の製造方法としては、上記のように、水性エマルジョン組成物、必要に応じて無機粉末(D)その他の任意成分を混合した主剤に、多価イソシアネート化合物(C)を含む第2剤を配合することによって製造することができる。また、本発明の接着剤は、上記エチレン系重合体(B)を含有する水性分散液に、上記変性ビニルアルコール系重合体(A)と上記多価イソシアネート化合物(C)とを混合することによっても製造できる。
<接着剤の用途>
 当該接着剤は、状況や被着材等に応じて様々な方法で使用される。例えば木材小片等に上記主剤を混合し、若干の水分で木材小片に主剤を付着させた後に、多価イソシアネート化合物(C)をさらに混合しプレスすることで木材小片が接着された成形物を得るといったような使用方法がある。その他、主剤を水に再分散したものに、多価イソシアネート化合物(C)を混合して接着剤やコーティング剤として使用する方法が効果的であり好ましい。
 当該接着剤は、各種被着体の接着やコーティングに使用されるが、中でも木材の接着やコーティングに好適である。固形分換算の塗布量の下限としては、20g/mが好ましく、30g/mがより好ましい。一方、固形分換算の塗布量の上限としては、300g/mが好ましく、200g/mがより好ましい。塗布方法としては、ハケによる塗工、ロールによる塗工等が挙げられる。塗布した後の乾燥は、室温から200℃での加熱乾燥でよいが、室温乾燥であっても十分な性能が発現する。塗布した後の乾燥時間は30分間から5時間程度が好ましい。本発明の接着剤を接着剤として使用する場合、乾燥は圧締した状態で行うのが好ましい。圧締時の圧力としては、5kg/cm~20kg/cmが好ましく、硬い木材が被着体である場合には圧締の圧力は高いほうが好ましく、柔らかい木材が被着体である場合には木材が破壊しない程度の高い圧力が好ましい。
 当該接着剤やコーティング剤としての具体的な用途は特に制限されないが、集成材、合板、家具用等の木質製品の接着剤、木材/プラスチックや木材/金属等の木材と異種材料の接着剤、コンクリートパネル等の下塗りコーティング剤などとして好ましく使用される。
 以下、実施例及び比較例により、本発明を詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。以下の実施例及び比較例において「部」及び「%」は、特に断りのない限り質量を基準とする。
 下記合成例により得られた各種ビニルアルコール系重合体(変性ビニルアルコール系重合体(A)及び無変性PVA)の物性値について、以下の方法に従って測定した。また、得られた水性エマルジョン組成物の粘度について、下記の方法で評価した。
[変性率]
 各ビニルアルコール系重合体の変性率(ビニルアルコール系重合体におけるヒドロキシメチル基を有する単量体単位の含有率)は、上述のH-NMRを用いた方法により求めた。
[粘度平均重合度]
 各ビニルアルコール系重合体の粘度平均重合度は、JIS-K6726:1994年に記載の方法により求めた。
[けん化度]
 各ビニルアルコール系重合体のけん化度は、JIS-K6726:1994年に記載の方法により求めた。
[水性エマルジョン組成物の粘度]
 BH型粘度計(トキメック社)を用い、30℃において、得られた水性エマルジョン組成物の2rpmにおける粘度(η2rpm)及び20rpmにおける粘度(η20rpm)を測定した。
<変性ビニルアルコール系重合体(A)及び無変性PVAの合成>
[合成例1](PVA-1の製造)
 攪拌機、還流冷却管、アルゴン導入管、開始剤の添加口を備えた反応器に、酢酸ビニル640質量部、メタノール223質量部、及びコモノマーとして1,3-ジアセトキシ-2-メチレンプロパン(DAMP)6.43質量部を仕込み、アルゴンバブリングをしながら30分間系内をアルゴン置換した。反応器の昇温を開始し、内温が60℃となったところで、2,2’-アゾビスイソブチロニトリル(AIBN)0.15質量部を添加し重合を開始した。続いて、60℃で218分重合した後、冷却して重合を停止した。重合停止時の重合率は40%であった。続いて、30℃、減圧下でメタノールを時々添加しながら未反応のモノマーの除去を行い、酢酸ビニル-1,3-ジアセトキシ-2-メチレンプロパン共重合体(DAMP変性PVAc)のメタノール溶液(濃度33.5質量%)を得た。次に、このメタノール溶液149質量部にメタノール95.8質量部を加え(溶液中のDAMP変性PVAc50質量部)、さらに、4.72質量部の水酸化ナトリウムメタノール溶液(濃度13.3%)を添加して、40℃でけん化を行った(けん化溶液のDAMP変性PVAc濃度20%、DAMP変性PVAc中の酢酸ビニル単位に対する水酸化ナトリウムのモル比0.025)。水酸化ナトリウムメタノール溶液を添加後、約7分でゲル化物が生成した。得られたゲル化物を粉砕機にて粉砕し、さらに40℃で53分間放置してけん化を進行させた後、酢酸メチル200質量部を加えて残存するアルカリを中和した。フェノールフタレイン指示薬を用いて中和が終了したことを確認した後、濾別して白色固体を得、これにメタノール500gを加えて1時間加熱還流した。上記の洗浄操作を3回繰り返した後、遠心脱水して得られた白色固体を真空乾燥機にて、40℃で24時間乾燥させ、上記式(1)で表される単位を有するビニルアルコール系重合体(PVA-1)を得た。ビニルアルコール系重合体の重合度は1,700、けん化度は98.5モル%、変性量(すなわち、ビニルアルコール系重合体における式(1)で表される単位の含有率)は0.9モル%であった。PVA-1の物性を表2に示す。
[合成例2~6、8~10、13~15](PVA-2~PVA-6、PVA-8~PVA-10、PVA-13~PVA-15の製造)
 酢酸ビニル及びメタノールの仕込み量、重合時に使用するコモノマーの種類や添加量等の重合条件、けん化時におけるDAMP変性PVAcの濃度、並びに酢酸ビニル単位に対する水酸化ナトリウムのモル比等のけん化条件を表1に示すように変更したこと以外は、合成例1と同様の方法により各種ビニルアルコール系重合体を製造した。各ビニルアルコール系重合体の物性を表2に示す。
[合成例7](PVA-7の製造)
 重合時に使用するコモノマーとして、エチレンを4kg/cmの圧力で使用し、酢酸ビニル及びメタノールの仕込み量、その他のコモノマーの種類や添加量等の重合条件、けん化時におけるDAMP変性PVAcの濃度、並びに酢酸ビニル単位に対する水酸化ナトリウムのモル比等のけん化条件を表1に示すように変更したこと以外は、合成例1と同様の方法によりPVA-7を製造した。PVA-7の物性を表2に示す。
[合成例11](PVA-11の製造)
 攪拌機、還流冷却管、アルゴン導入管、ラジカル重合開始剤の添加口を備えた反応器に、酢酸ビニル700質量部及びメタノール300質量部を仕込み、アルゴンバブリングをしながら30分間系内をアルゴン置換した。反応器の昇温を開始し、内温が60℃となったところで、AIBN0.25質量部を添加し重合を開始した。60℃で180分重合した後、冷却して重合を停止した。重合停止時の重合率は40%であった。続いて、30℃、減圧下でメタノールを時々添加しながら未反応のモノマーの除去を行い、ポリ酢酸ビニル(PVAc)のメタノール溶液(濃度30%)を得た。次に、これにメタノールを加えて調製したPVAcのメタノール溶液497質量部(溶液中のPVAc100質量部)に、14.0質量部の水酸化ナトリウムメタノール溶液(濃度10.0%)を添加して、40℃でけん化を行った(けん化溶液のPVAc濃度20%、PVAc中の酢酸ビニル単位に対する水酸化ナトリウムのモル比0.030)。水酸化ナトリウムメタノール溶液を添加後約1分でゲル化物が生成した。得られたゲル化物を粉砕機にて粉砕し、さらに40℃で59分間放置してけん化を進行させた後、酢酸メチル500質量部を加えて残存するアルカリを中和した。フェノールフタレイン指示薬を用いて中和が終了したことを確認した後、濾別して白色固体を得た。得られた白色固体にメタノール2,000gを加えて1時間加熱還流した。上記の洗浄操作を3回繰り返した後、遠心脱水して得られた白色固体を真空乾燥機にて、40℃で24時間乾燥させ無変性のポリビニルアルコール(PVA-11)を得た。重合度は1,700、けん化度は98.5モル%であった。PVA-11の物性を表2に示す。
[合成例12及び16](PVA-12及びPVA-16の製造)
 酢酸ビニル及びメタノールの仕込み量、けん化時におけるPVAcの濃度、並びに酢酸ビニル単位に対する水酸化ナトリウムのモル比等のけん化条件を表1に示すように変更したこと以外は、合成例11と同様の方法により各無変性PVAを製造した。各無変性PVAの物性を表2に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000007
 なお、上記表1において、NaOHモル比は、仕込んだポリマー中の酢酸ビニルユニットに対する水酸化ナトリウムのモル比である。
[水性エマルジョン組成物の製造]
[実施例1]
 還流冷却器、滴下ロート、温度計、窒素吹込口を供えた1Lガラス製重合容器に、イオン交換水258.1g及びPVA-1を17.6g仕込み95℃で完全に溶解した。次に、このPVA水溶液を冷却、窒素置換後、200rpmで撹拌しながら酢酸ビニル25.2gを加え、60℃に昇温した後、5%過酸化水素6.9g/20%酒石酸3.0gのレドックス開始剤を添加して重合を開始した。重合開始15分後から酢酸ビニル226.4gを3時間にわたって連続的に添加した後、5%過酸化水素0.9g/20%酒石酸0.3gを添加して重合を完結させ、固形分濃度49.5%のポリ酢酸ビニルエマルジョンを得た。
<評価>
[変性ビニルアルコール系重合体(A)の乳化重合安定性]
 上記乳化重合終了後に60メッシュフィルターにてろ過し、ろ過残分にて以下の基準で評価した。
    A:ろ過残分が0.1g以下であった。
    B:ろ過残分が0.1gを超え0.5g以下であった。
    C:ろ過残分が0.5gを超え3.0g以下であった。
    D:ろ過残分が3.0gを超え、又はエマルジョンを得られなかった。
[流動性(水性エマルジョン組成物の粘度の流動速度依存性)]
 上記得られたポリ酢酸ビニルエマルジョンの固形分100質量部に対して、可塑剤としてジブチルフタレート5質量部を添加混合した。得られた水性エマルジョン組成物の粘度を上述の方法により測定した。2rpmにおける粘度(η2rpm)及び20rpmにおける粘度(η20rpm)からその比(η2rpm/η20rpm)を求めた。この値が大きいほど、流動性が良好であると評価できる。
[水性エマルジョン組成物の低温粘度安定性]
 上記得られたポリ酢酸ビニルエマルジョンを5℃にて24時間保管した後の状態を観察し、以下の基準で評価した。
    A:変化なし。
    B:僅かに粘度が高くなっているが、常温で元に戻る。
    C:粘度が高くなっているが、常温でほぼ元に戻る。
    D:粘度が高くなり、常温でも元に戻らない。
[実施例2~9及び比較例1~5]
 上記用いたPVA-1に代えて、表2に示したPVA用いた以外は、実施例1と同様に水性エマルジョン組成物を製造して評価した。その結果を表2に合わせて示す。
[実施例10]
 窒素吹き込み口、温度計、攪拌機を備えた5L耐圧性オートクレーブに、上記得られたPVA-10を47.3g、イオン交換水を1451.2g、ロンガリットを0.85g、酢酸ナトリウムを0.5g、及び塩化第一鉄を0.04g仕込み、95℃で完全に溶解し、その後60℃に冷却し、窒素置換を行った。次に酢酸ビニル1516.1gを仕込んだ後、エチレンを45kg/cmまで加圧して導入し、4%過酸化水素水溶液100gを5時間かけて圧入し、60℃で乳化重合を行った。残存酢酸ビニル濃度が10%となったところで、エチレンを放出して、エチレン圧力20kg/cmとし、3%過酸化水素水溶液5gを圧入し、重合を完結させた。冷却後、60メッシュのステンレス製金網を用いてろ過し、固形分濃度55.3%のエチレン-酢酸ビニル共重合体樹脂エマルジョンが得られた。
[比較例6]
 PVA-10に代えて、上記得られたPVA-16を用いた以外は、実施例10と同様に水性エマルジョン組成物を調製して評価を行ったが、安定なエマルジョンは得られなかった。結果を表2に合わせて示す。なお、表2中、「PVAc-Et」は、PVAcとエチレンとの共重合体を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000008
 なお、上記表2において「-」は該当する成分を配合していないことを意味している。
 表2に示されるように、実施例1~10で調製した水性エマルジョン組成物は、優れた重合安定性を発揮して形成され、優れた低温粘度安定性と流動性とを両立させることができることが分かる。ここで、重合安定性及び低温粘度安定性は、B以上であれば、優れているとし、流動性は、(η2rpm/η20rpm)の値が2.0以上であれば、優れているとした。さらに、ビニルアルコール系重合体の粘度平均重合度、けん化度、変性量及び分散質を特定した実施例7、8及び9は重合安定性により優れ、また得られる水性エマルジョン組成物は、低温粘度安定性及び流動性に特に優れている(重合安定性及び低温粘度安定性が共にA以上である)ことが分かる。
 一方、PVAが規定の要件を満たさない場合(比較例1~6)、重合安定性、並びに得られる水性エマルジョン組成物の低温粘度安定性及び流動性が低下することが分かる。
[接着剤の製造]
 以下、接着剤の製造について説明する。
<変性ビニルアルコール系重合体(A)及び無変性PVAの合成>
[合成例17](PVA-17の合成)
 合成例1と同様の方法によりDAMP変性PVAcのメタノール溶液を得た。次に、このメタノール溶液149質量部にメタノール95.8質量部を加え(溶液中のDAMP変性PVAc50質量部)、さらに、1.25質量部の水酸化ナトリウムメタノール溶液(濃度13.3質量%)を添加して、40℃でけん化を行った(けん化溶液のDAMP変性PVAc濃度20質量%、DAMP変性PVAc中の酢酸ビニル単位に対する水酸化ナトリウムのモル比0.008)。水酸化ナトリウムメタノール溶液を添加後約35分でゲル化物が生成した。得られたゲル化物を粉砕機にて粉砕し、さらに40℃で25分間放置してけん化を進行させた後、酢酸メチル200質量部を加えて残存するアルカリを中和した。フェノールフタレイン指示薬を用いて中和が終了したことを確認した後、濾別して白色固体を得、これにメタノール500質量部を加えて1時間加熱還流した。上記の洗浄操作を3回繰り返した後、遠心脱水して得られた白色固体を真空乾燥機にて、40℃で24時間乾燥させ、上記式(1)で表されるヒドロキシメチル基含有単位を有する変性PVA(PVA-17)を得た。粘度平均重合度は1700、変性量は0.9モル%、けん化度は88.7モル%であった。物性の測定結果を表4に示す。
[合成例18~28](PVA-18~28の合成)
 酢酸ビニル及びメタノールの仕込み量、重合時に使用するコモノマーの種類や添加量等の重合条件、けん化時におけるDAMP変性PVAcの濃度、並びに酢酸ビニル単位に対する水酸化ナトリウムのモル比等のけん化条件を表3に示すように変更したこと以外は、合成例17と同様の方法により各変性PVA及び無変性PVAを合成した。得られたPVAの物性を表4に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000009
 なお、上記表3において、NaOHモル比は、仕込んだポリマー中の酢酸ビニルユニットに対する水酸化ナトリウムのモル比である。
<水性エマルジョン組成物の製造>
[製造例1]
 窒素吹き込み口及び温度計を備えた耐圧オートクレーブに、PVA(重合度800、けん化度88モル%の無変性PVA)の5%水溶液80質量部を仕込み、さらに、酢酸ナトリウム0.5質量部を加えた。酢酸ビニル80質量部を加えて60℃に昇温し、窒素置換を行った。その後、エチレンを45kg/cm(ゲージ圧)まで圧入し、5%酒石酸ナトリウム水溶液を5質量部添加した。0.4%過酸化水素水溶液を連続的に添加し重合を開始した。3時間後、酢酸ビニル濃度が0.9質量%となり重合を終了し、固形分濃度55.0質量%、粘度2000mPa・sのエチレン-酢酸ビニル共重合体エマルジョン(エチレン-酢酸ビニル共重合体(PVAc-Et)におけるエチレン含有量20質量%)を得た。
[製造例2]
 還流冷却器、滴下ロート、温度計、及び窒素吹込口を備えた1Lガラス製重合容器に、イオン交換水244.5g及びPVA(重合度1,700、けん化度88%)12.8gを仕込み95℃で完全に溶解した。次に、このPVA水溶液を冷却、窒素置換後、200rpmで撹拌しながら酢酸ビニル26.9gを加え、60℃に昇温した後、5%過酸化水素7.4g/20%酒石酸3.2gのレドックス開始剤を添加して重合を開始した。重合開始15分後から酢酸ビニル242.3gを3時間にわたって連続的に添加した後、5%過酸化水素1.0g/20%酒石酸0.3gを添加して重合を完結させ、固形分濃度50.0質量%、粒径2μmのポリ酢酸ビニルエマルジョン(PVAc)を得た。
[実施例11]
 変性ビニルアルコール系重合体(A)としてのPVA-1を20質量部及び上記製造例1で得られたPVAc-Etを分散質とする水性エマルジョン組成物を45質量部混合し、これを主剤とした。この主剤に対して、第2剤として多価イソシアネート化合物(日本ポリウレタン社の「ミリオネートMR-100」)を15質量部混合し、接着剤を得た。なお、変性ビニルアルコール系重合体(A)は15質量%水溶液として混合し、水性エマルジョン組成物は固形分を50質量%に調整して使用した。
[実施例12~20及び比較例7~12]
 各成分の種類及び配合量を表4に示す通りとした以外は実施例11と同様にして、主剤及び接着剤を調製した。
 なお、下記表4において「-」は該当する成分を配合していないことを意味している。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000010
<評価>
 実施例11~20及び比較例7~12の接着剤について、「調製時の泡立ち」、「粘度変化」、「発泡性」及び「耐水接着強度」を評価した。評価結果を表5に示す。
<調製時の泡立ち>
 PVA溶液中に無機粒子を分散させた後、スラリー50gをメスシリンダーへ入れて体積を測定し、下記基準に従い泡立ち性を評価した。
    A:100mL以下
    B:100mLを超え110mL以下
    C:110mLを超え130mL以下
    D:130mL超
<粘度変化>
 粘度変化は、多価イソシアネート化合物を混合した直後から、30分後及び60分後の増粘倍率として評価した。増粘倍率は多価イソシアネート化合物を添加した直後の粘度に対する粘度変化とし、下記式に基づいて算出した。粘度は、B型粘度計を使用して20℃で測定した。
   増粘倍率=X分後の粘度/多価イソシアネート化合物を混合した直後の粘度
<発泡性>
 発泡性は、多価イソシアネート化合物を混合した直後の体積に対する30分後及び60分後の体積の変化率(発泡倍率)として評価した。具体的には、多価イソシアネート化合物を配合した直後の接着剤30mLを、100mLメスシリンダーに入れ、30分後及び60分後の体積を読み取り、下記式に基づいて算出した。
   発泡倍率=X分後の体積/多価イソシアネート化合物を混合した直後の体積
<耐水接着強度>
 耐水接着強度は、接着強さ及び木部破断率として評価した。接着強さ及び木部破断率は、JIS-K6808:2003年「水性高分子-イソシアネート系木材接着剤」(5.11.1 圧縮せん断接着強さ1種1号)に準拠して測定した。測定条件は下記に示す通りとした。
(測定条件)
 被着材:カバ/カバ(マサ目)含水量8%
 塗布量:250g/m(両面塗布)
 堆積時間:1分
 圧締条件:20℃、24時間、圧力100g/m
 常態強度:20℃、3日間養生後そのままの状態で測定した。
 煮沸繰返し:20℃で3日間養生後、試験片を煮沸水中に3時間浸漬した後、60℃の空気中で20時間乾燥し、さらに煮沸水中に4時間浸漬してから、室温の水中に冷めるまで浸し、濡れたままの状態で試験に供した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000011
 表5から明らかなように、実施例11~20の接着剤は、調製時の泡立ちが抑制され、増粘倍率及び発泡倍率の悪化もなく、接着強さ及び木部破断率、すなわち耐水接着強度に優れていた。
 一方、比較例7~12の接着剤は、調製時の泡立ちが大きく、及び/又は、耐水接着強度(接着強さ及び木部破断率)が低かった。
 本発明の水性エマルジョン組成物は、優れた乳化重合安定性を発揮して形成され、優れた低温粘度安定性と流動性とを両立させることができる。本発明の乳化重合用安定剤によれば、優れた乳化重合安定性を発揮することができ、優れた低温粘度安定性と流動性とを共に有する水性エマルジョン組成物を得ることができる。従って、当該水性エマルジョン組成物は、各種接着剤、塗料、繊維加工剤、紙加工剤、無機物バインダー、セメント混和剤、モルタルプライマー等に好適に用いられる。
 また、本発明によれば、耐水性及び接着性に優れ、調製時の泡立ち(気泡の発生)を抑制できる接着剤が提供される。従って、当該接着剤は、接着剤やコーティング剤等において高い性能を発現することができる。

Claims (13)

  1.  ビニルアルコール単位及び下記式(1)で表される単位を有するビニルアルコール系重合体(A)、並びに
     エチレン性不飽和単量体単位からなる重合体(B)
    を含有する水性エマルジョン組成物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
  2.  上記ビニルアルコール系重合体(A)の全単位に対する上記式(1)で表される単位の含有率が0.1モル%以上30モル%以下である請求項1に記載の水性エマルジョン組成物。
  3.  上記ビニルアルコール系重合体(A)のけん化度が80モル%以上99.9モル%以下である請求項1又は請求項2に記載の水性エマルジョン組成物。
  4.  上記ビニルアルコール系重合体(A)の粘度平均重合度が、100以上5,000以下である請求項1、請求項2又は請求項3に記載の水性エマルジョン組成物。
  5.  上記ビニルアルコール系重合体(A)が、下記式(2)で表される不飽和単量体とビニルエステル系単量体との共重合体をけん化することにより得られる請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の水性エマルジョン組成物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
    (式(2)中、Rは、一部に分岐構造又は環状構造を有していてもよい炭素数1~10のアルキル基である。また、Rが有する水素原子の一部が他の官能基で置換されていてもよい。)
  6.  上記重合体(B)が、ビニルエステル系単量体、(メタ)アクリル酸エステル系単量体、スチレン系単量体及びジエン系単量体からなる群より選択される少なくとも1種に由来する特定単位を有する重合体であり、
     上記重合体(B)の全単位に対する上記特定単位の含有率が70モル%以上である請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の水性エマルジョン組成物。
  7.  上記特定単位がビニルエステル系単量体に由来する請求項6に記載の水性エマルジョン組成物。
  8.  さらに多価イソシアネート化合物(C)を含む請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の水性エマルジョン組成物。
  9.  請求項8に記載の水性エマルジョン組成物からなる接着剤。
  10.  無機粉末(D)をさらに含有する請求項9に記載の接着剤。
  11.  上記ビニルアルコール系重合体(A)を乳化重合用安定剤としてエチレン性不飽和単量体を乳化重合する、請求項1から請求項8のいずれか1項に記載の水性エマルジョン組成物の製造方法。
  12.  上記ビニルアルコール系重合体(A)からなり、請求項11に記載の製造方法に用いられる、乳化重合用安定剤。
  13.  エチレン性不飽和単量体単位からなる重合体(B)を含有する水性分散液に、ビニルアルコール系重合体(A)と多価イソシアネート化合物(C)とを混合する工程を有する、請求項9又は請求項10に記載の接着剤の製造方法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230010618A (ko) 2020-05-15 2023-01-19 미쯔비시 가스 케미칼 컴파니, 인코포레이티드 섬유 강화 복합재의 제조방법

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5399334A (en) * 1977-02-08 1978-08-30 Bayer Ag Antiitumor agent
JPH08259659A (ja) * 1995-03-24 1996-10-08 Kuraray Co Ltd エマルジョン組成物および接着剤
JP2001253926A (ja) * 2000-03-13 2001-09-18 Kuraray Co Ltd 組成物および接着剤
JP2003171634A (ja) * 2001-12-03 2003-06-20 Kuraray Co Ltd 接着剤
JP2009173895A (ja) * 2007-12-27 2009-08-06 Nippon Synthetic Chem Ind Co Ltd:The 水性エマルジョン、およびその製造方法
JP2013177576A (ja) * 2012-02-10 2013-09-09 Kuraray Co Ltd ヒドロキシメチル基含有ビニルアルコール系重合体
WO2014024912A1 (ja) * 2012-08-09 2014-02-13 株式会社クラレ 変性エチレン-ビニルアルコール共重合体、その製造方法及びその用途

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5399334A (en) * 1977-02-08 1978-08-30 Bayer Ag Antiitumor agent
JPH08259659A (ja) * 1995-03-24 1996-10-08 Kuraray Co Ltd エマルジョン組成物および接着剤
JP2001253926A (ja) * 2000-03-13 2001-09-18 Kuraray Co Ltd 組成物および接着剤
JP2003171634A (ja) * 2001-12-03 2003-06-20 Kuraray Co Ltd 接着剤
JP2009173895A (ja) * 2007-12-27 2009-08-06 Nippon Synthetic Chem Ind Co Ltd:The 水性エマルジョン、およびその製造方法
JP2013177576A (ja) * 2012-02-10 2013-09-09 Kuraray Co Ltd ヒドロキシメチル基含有ビニルアルコール系重合体
WO2014024912A1 (ja) * 2012-08-09 2014-02-13 株式会社クラレ 変性エチレン-ビニルアルコール共重合体、その製造方法及びその用途

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230010618A (ko) 2020-05-15 2023-01-19 미쯔비시 가스 케미칼 컴파니, 인코포레이티드 섬유 강화 복합재의 제조방법

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