JPH0138409B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は水性分散体組成物の製造に関する。さ
らに詳しくは、紙、金属、プラスチツクなどの熱
接着剤、コーテイング剤、表面処理剤などに有利
に用いうる新規水性分散体組成物の製法に関す
る。 〔従来の技術〕 エチレン、α，β−不飽和カルボン酸および
α，β−不飽和カルボン酸金属塩共重合体の変性
物を水性分散体組成物としたものは、例えば特開
昭57−137339などに提案されているものが知られ
ているが、グラフト化効率が低く、水性分散体の
安定性が悪かつた。同提案においては、分散助剤
としてアニオン界面活性剤が用いられているが、
このような界面活性剤はこの種の分散体組成物の
用途においてしばしば障害となりうる。たとえば
分散組成物から得られる塗膜の接着性や耐水性等
に悪い影響を及ぼすことがよく知られている。同
提案にはこのような界面活性剤を含まない水性分
散体も提案されている。しかし、この場合におい
ては、変性モノマーとして親水性ではあるが同時
に酸性でもあるアクリル酸が使用されているた
め、乳化変性重合において反応系の安定化が困難
となることがあり、場合により乳化分散物の凝集
を来たすこともある。また同公報にはエチレン含
量を少なくしたアイオノマーを原料とし、界面活
性剤を含まない分散体組成物も提案されている
が、エチレン含量の低下に伴なつてアイオノマー
の剛性が低下するため、得られる分散体組成物の
用途においても、物性的に必ずしも好ましいもの
ではない。 〔発明が解決しようとする問題点〕 本発明は上記した従来技術の問題点を解決し、
すぐれた用途物性を与えかつ製造する際にも難点
の少ない新規水性分散体組成物の製法を提案する
ことにある。 〔発明の概要〕 本発明は、水性分散状態下、エチレン(a)、α，
β−不飽和カルボン酸(b)及びα，β−不飽和カル
ボン酸金属塩(c)とからなる共重合体(A)にスチレン
系炭化水素およびα，β−不飽和カルボン酸エス
テルからなる群より選ばれるモノマー(B)をグラフ
ト重合するに際し、共重合体(A)として前記(b)と(c)
の合計含量が４ないし10モル％の範囲にあり、(c)
の(b)に対する含量モル比が1.2ないし1.8の範囲に
ある共重合体を用い、界面活性剤を用いることな
くグラフト重合を行うことを特徴とする水性分散
体組成物の製造方法を要旨とする。 〔アイオノマー(A)〕 本発明で用いるアイオノマー(A)は特定の構成成
分含量を有するものである。すなわち、エチレン
(a)、α，β−不飽和カルボン酸(b)及びα，β−不
飽和カルボン酸金属塩(c)とからなり、(b)と(c)の合
計含量が４ないし10モル％の範囲にあり、好まし
くは4.5ないし６モル％の範囲にあり、(c)の(b)に
対する含量モル比が1.2ないし1.8の範囲にあり、
好ましくは1.3ないし1.5の範囲にあるものであ
る。(b)と(c)の合計含量が上記必須範囲より外れる
場合、すなわち４モル％以下では界面活性剤を使
用せずして、均一で安定な分散体は得られず、10
モル％以上では変性樹脂の剛性が失なわれ、変性
物の分散体を接着剤やヒートシール材に用いた場
合には接着力や耐水性・耐薬品性等が著しく低下
する。(c)の(b)に対する含量モル比が上記必須範囲
より外れる場合は、界面活性剤を使用せずに、均
一で安定した乳化変性体の水性分散体を得ること
が困難となるとともに、グラフト化効率が低下す
る。 アイオノマー(A)構成成分であるα，β−不飽和
カルボン酸(b)としては、アクリル酸、メタクリル
酸、フマール酸、イタコン酸、マレイン酸などを
例示でき、またα，β−不飽和カルボン酸金属塩
(c)としては、上記酸のナトリウム、カリウム、リ
チウム塩を例示できる。とくに好ましい(b)成分と
してはメタクリル酸を、また(c)成分としてはメタ
クリル酸ナトリウム塩を挙げることができる。ア
イオノマー(A)の構成成分として前記(a)、(b)および
(c)成分のほかに前記α，β−不飽和カルボン酸の
エステル、例えばアクリル酸やメタクリル酸の直
鎖若しくは分枝状低級アルキルエステル、前記
α，β−不飽和カルボン酸のアンモニウム塩、酢
酸ビニル等のビニルエステル、ピニルアルコール
等が含まれてもよいが、これらはα，β−不飽和
カルボン酸金属塩(c)の含量モルの通常半量以下で
あることが安定した水性分散体を得るのに好まし
い。なお、(a)、(b)および(c)成分の前記必須範囲等
の算定においては、該他の成分含量は(c)成分に含
めるものとする。 〔モノマー(B)〕 上記アイオノマー(A)に水性分散状態下でグラフ
ト重合させるモノマーとしては、例えばスチレ
ン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン等のス
チレン系炭化水素、（メタ）アクリル酸メチル、
（メタ）アクリル酸エチル、（メタ）アクリル酸プ
ロピル、（メタ）アクリル酸ｎ−ブチル、（メタ）
アクリル酸sec−ブチル、（メタ）アクリル酸iso
−ブチル、（メタ）アクリル酸２−エチルヘキシ
ル等の（メタ）アクリル酸アルキルエステル類を
例示でき、中でもスチレン、ｎ−ブチルアクリレ
ート、メチルメタクリレートなどが好ましい。こ
れらのモノマーはスチレン系炭化水素又はα，β
−不飽和カルボン酸エステルを各単独に用いても
よいし、両者を混合して用いてもよい。モノマー
(B)の使用量は、アイオノマー(A)100重量部に対し、
通常10ないし2000、好ましくは50ないし1000であ
る。 前述のように、界面活性剤や親水性モノマーを
使用しなくても、グラフト変性したアイオノマー
を含む本発明の水性分散体組成物を得ることがで
きるが、分散体の安定性を損わない範囲で（メ
タ）アクリル酸、アクリロニトリル、アクリルア
ミド等の親水性モノマーをスチレン系炭化水素又
はα，β−不飽和カルボン酸エステル類と共に用
いてもよい。しかし、前述の理由により用いない
方がより好ましい。 〔製造〕 本発明によれば水性分散体組成物は、アイオノ
マー(A)の水性分散状態下にモノマー(B)を乳化グラ
フト重合させることにより得ることができる。ア
イオノマー(A)の水性分散体は例えば特開昭51−
62890号に開示された方法で得ることができる。
またグラフトさせる際には、通常過硫酸塩や有機
過酸化物を重合開始剤に用いるが、界面活性剤を
用いることなくグラフト重合を行う。これらの開
始剤としては、過硫酸アンモニウム、過酸化ベン
ゾイル−ジメチルアニリン系などを挙げることが
できる。製法の具体例は実施例に示した如きもの
である。 〔水性分散体組成物〕 本発明で得られる水性分散体組成物には、アイ
オノマー(A)にモノマー(B)がグラフトしたグラフト
物のほかにモノマー(B)の単独（共）重合体が含ま
れるが、各用途に使用する際は通常これを除去す
る必要はない。本発明で得られる組成物における
該グラフト物および単独（共）重合体の両者の合
計濃度（固形分濃度）は通常10ないし60、好まし
くは20ないし50重量％である。 本発明で得られる組成物には、上記成分のほか
に目的に応じて本発明の効果を害さない範囲内で
各種乳化剤、増粘剤、顔料、PH調整剤、結合剤、
分散助剤、造膜助剤、滑剤、ブロツキング防止
剤、着色剤などを含むことができる。 〔効果〕 本発明で得られる水性分散体組成物は特定のア
イオノマー(A)にモノマー(B)をグラフトさせたグラ
フト物を含むことによりグラフト効率が高く、界
面活性剤を用いないでも安定した分散状態を保つ
ことができ、各種用途において下記のような優れ
た物性を示す。 〔用途〕 本発明で得られる水性分散体組成物は、例えば
特開昭57−137339号公報に記載の如き用途に用い
ることができる。すなわち、紙、金属、プラスチ
ツク類に直接塗工して接着力の優れた熱接着剤と
なる。また該塗工で形成される塗膜間同志又は該
塗膜と他の紙、金属、プラスチツク類をヒートシ
ールにより熱接着することもできる。例えば二軸
延伸ポリプロピレンフイルム、ポリエステルフイ
ルム、ナイロンフイルム等にガスバリヤー性を付
与するために塩化ビニリデン樹脂層をコーテイン
グしたりするが、該塩化ビニリデン樹脂層上に本
発明による組成物をヒートシール層として塗工す
ることができる。またこれらのフイルムと本発明
の組成物による塗膜との接着性を一層向上させる
目的でアンカー・コート剤を用いてもよい。この
場合は前述のフイルムにあらかじめアンカー・コ
ートを施し、その上に本発明の組成物を塗工して
ヒートシール可能な塗膜を形成させることもでき
る。この場合のアンカー・コート剤としては、被
塗工フイルムの種類によつて異なるが、ポリエチ
レンイミン系、ポリエステル系、ポリウレタン
系、ポリエーテル系、有機チタン系、ポリブタジ
エン系などを用いることができる。 本発明で得られる組成物の塗工に用いられる基
材としては、一般的に、クラフト紙、上質紙、コ
ート紙等の紙や、アルミ、鉄等の金属箔、シート
類、及びアルミやクロム等を紙、フイルム等へ蒸
着し、あるいはスパツタリング等で金属光沢をも
たせた基材の蒸着面等があげられる他、プラスチ
ツク類としては、例えば、ポリエチレンや、エチ
レン酢酸ビニル共重合体、エチレン系アイオノマ
ー等のエチレン系樹脂や、ポリスチレンAS樹脂、
ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリメタ
クリル酸メチル、ポリエステル、ナイロン等があ
げられ、これらのシート、フイルム、成形物、発
泡体等あらゆる形状のものに応用できることはも
ちろんである。また、塩化ビニル−酢酸ビニル共
重合体、スチレン−ブタジエン共重合体のような
共重合体や、それらの混合物も含まれることは当
然である。 本発明で得られる組成物は上記熱接着以外に、
各種素材のコーテイング剤、表面処理剤としても
用いうるものである。 本発明で得られる組成物より形成させた塗膜
は、塗膜自体の引張強度が大きく、柔軟、透明で
あり、熱接着、ヒートシール性に優れるほか、ブ
ロツキングを起こし難く、さらに塗膜の耐水性に
も優れるものである。 以下、本発明を実施例により具体的に説明す
る。 〔実施例〕 実施例 １ エチレンとメタクリル酸およびそのNa塩から
成る共重合体で、メタクリル酸を2.2モル％、そ
のNa塩を3.2モル％含有するアイオノマー樹脂
の、固形分濃度25重量％の水性分散体400重量部
に微量の過硫酸カリウムを重合開始剤として加
え、80℃に加熱しながらスチレン100重量部を滴
下して乳化重合を行つたところ、固形分濃度40重
量％の乳白色の均一で安定な水性分散体が得られ
た。 この水性分散体を乾燥させて得たポリマーを
MEK中75℃で２時間加熱して、グラフトしてい
ないポリ・スチレンを除去し、その重量からスチ
レンのグラフト効率は71％である事が分つた。 得られた水性分散体のポリマー粒子を電子顕微
鏡で観察したところ、乳化重合後の粒子は重合前
と同様球状であるが、一様に肥大しており、新し
い粒子の生成は認められず、スチレンの重合は水
相ではなく、アイオノマー粒子内部で進行してい
る事が確認された。 実施例２〜６、比較例１〜３ 組成の異なるアイオノマー樹脂の水性分散体を
界面活性剤を使用せずに実施例１と同様に乳化変
性した場合の結果を表１に示した。 【表】

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 水性分散状態下、エチレン(a)、α、β−不飽
   和カルボン酸(b)及びα、β−不飽和カルボン酸金
   属塩(c)とからなる共重合体(A)にスチレン系炭化水
   素およびα、β−不飽和カルボン酸エステルから
   なる群より選ばれるモノマー(B)をグラフト重合す
   るに際し、共重合体(A)として前記(b)と(c)の合計含
   量が４ないし10モル％の範囲にあり、(c)の(b)に対
   する含量モル比が1.2ないし1.8の範囲にある共重
   合体を用い、界面活性剤を用いることなくグラフ
   ト重合を行うことを特徴とする水性分散体組成物
   の製造方法。