JPH0270741A - 微粒子集合体エマルション及びその製造方法 - Google Patents
微粒子集合体エマルション及びその製造方法Info
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- JPH0270741A JPH0270741A JP1120440A JP12044089A JPH0270741A JP H0270741 A JPH0270741 A JP H0270741A JP 1120440 A JP1120440 A JP 1120440A JP 12044089 A JP12044089 A JP 12044089A JP H0270741 A JPH0270741 A JP H0270741A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、塗料、祇コーティング、情報記録紙等に用い
られるコーティング剤の添加剤として有用な微粒子集合
体エマルション及びその製造方法に関する。
られるコーティング剤の添加剤として有用な微粒子集合
体エマルション及びその製造方法に関する。
(従来の技術〕
近年、有JaR料性物質を目的としてコーティング剤の
添加剤として、様々な粒子状高分子体が検討されている
。
添加剤として、様々な粒子状高分子体が検討されている
。
もっとも−船釣に使用されているものは、粒子径が0.
2〜0.5μの均一な密実型の乳化重合ポリスチレン粒
子である0例えば、特開昭59−59741に記載され
ている方法では、アニオン性界面活性剤及び/又はノニ
オン性界面活性剤の存在下に不飽和カルボン酸及びビニ
ル系単量体を共重合させ、粒子の90%以上が0.20
〜0.28μの粒子径を有する共重合体エマルションを
製造し、紙被覆又は塗料等の用途に使用する例が例示さ
れている。この方法による有Ia顔料は、粒子内部も均
一なため、十分な隠弊性や白色度が得られず多量に用い
なければ実用上利点が認められない。
2〜0.5μの均一な密実型の乳化重合ポリスチレン粒
子である0例えば、特開昭59−59741に記載され
ている方法では、アニオン性界面活性剤及び/又はノニ
オン性界面活性剤の存在下に不飽和カルボン酸及びビニ
ル系単量体を共重合させ、粒子の90%以上が0.20
〜0.28μの粒子径を有する共重合体エマルションを
製造し、紙被覆又は塗料等の用途に使用する例が例示さ
れている。この方法による有Ia顔料は、粒子内部も均
一なため、十分な隠弊性や白色度が得られず多量に用い
なければ実用上利点が認められない。
近年、更に隠弊性、白色度を向上させる目的から、上記
の様な均一、密実型から、小孔を有する有機顔料が提案
されている(アメリカ特許第3152280号)、すな
わち、芯粒子としてカルボン酸単量体を少なくとも5%
共重合させた重合体分散液に、さや重合体を形成するモ
ノエチレン的不飽和さや単蛋体少なくとも1種類を添加
し、乳化重合したエマルションを、水性揮発性塩基にて
芯型合体を中和膨潤することによって微小空隙を形成す
る水性分散液の製造方法である。
の様な均一、密実型から、小孔を有する有機顔料が提案
されている(アメリカ特許第3152280号)、すな
わち、芯粒子としてカルボン酸単量体を少なくとも5%
共重合させた重合体分散液に、さや重合体を形成するモ
ノエチレン的不飽和さや単蛋体少なくとも1種類を添加
し、乳化重合したエマルションを、水性揮発性塩基にて
芯型合体を中和膨潤することによって微小空隙を形成す
る水性分散液の製造方法である。
この方法による有1a顔料を塗料又は紙被覆用組成物に
用いた場合、均一、密実型の有Ia顔料よりは隠弊力、
白色度は改良されるものの使用方法により小孔がこわれ
、本来目的とした隠弊力、白色度が損なわれるという欠
点がある。小孔がtnなわれる原因としては、凍結によ
る破壊、塗料配合に用いられるある種の溶剤による破壊
、或いは加熱による破壊で、配合上、或いは使用上制限
された形でしか使用できない。
用いた場合、均一、密実型の有Ia顔料よりは隠弊力、
白色度は改良されるものの使用方法により小孔がこわれ
、本来目的とした隠弊力、白色度が損なわれるという欠
点がある。小孔がtnなわれる原因としては、凍結によ
る破壊、塗料配合に用いられるある種の溶剤による破壊
、或いは加熱による破壊で、配合上、或いは使用上制限
された形でしか使用できない。
本発明は、塗料、紙コーテイング情報記録紙等に用いた
場合、隠弊力、白色度、光沢等の物性を満足すると同時
に、配合時或いは使用時の制限が少なく、安定して使用
できる微粒子集合体エマルションを提供することを第一
の目的とする。
場合、隠弊力、白色度、光沢等の物性を満足すると同時
に、配合時或いは使用時の制限が少なく、安定して使用
できる微粒子集合体エマルションを提供することを第一
の目的とする。
本発明者らは、1粒子中に2成分の異種重合体が不均一
に存在する粒子状重合体で、かつそのうちの1種が粒子
中に微粒子の集合体として存在する粒子形状が優れた有
Jai1′I料としての適性を有することを見出し、本
発明に至った。
に存在する粒子状重合体で、かつそのうちの1種が粒子
中に微粒子の集合体として存在する粒子形状が優れた有
Jai1′I料としての適性を有することを見出し、本
発明に至った。
すなわち本発明は、不飽和カルボン酸1〜50重量部及
びこれと共重合可能なビニル系単量体99〜50重攪部
からなる共重体(a)0.5〜90重量部と、これと異
なる組成のビニル系単量体を重合してなる異種重合体(
b) 99.5〜10i1[部が混在してなる微粒子集
合体エマルションであって、共重体(b)はその径が0
.05〜0.5μの粒子として存在し、且つ集合体粒子
の粒子径が0.2〜3.0μである微粒子集合体エマル
ションである。
びこれと共重合可能なビニル系単量体99〜50重攪部
からなる共重体(a)0.5〜90重量部と、これと異
なる組成のビニル系単量体を重合してなる異種重合体(
b) 99.5〜10i1[部が混在してなる微粒子集
合体エマルションであって、共重体(b)はその径が0
.05〜0.5μの粒子として存在し、且つ集合体粒子
の粒子径が0.2〜3.0μである微粒子集合体エマル
ションである。
このような構造をもった粒子エマルションは、第1段階
として不飽和カルボン酸1〜50重量部及びこれと共重
合可能なビニル系単量体99〜50重量部を乳化重合し
、ついでこの共重合体エマルション中のカルボン酸に対
して0.3〜3.0モル当量のアルカリ性物質で中和し
、第2段階として上記中和エマルションを種粒子として
、共重合体(a)と異なる組成のビニル系単量体を該中
和エマルションの固形分0.5〜90重景部重量して9
9.5〜10重量部を加えて乳化重合することにより得
られる。
として不飽和カルボン酸1〜50重量部及びこれと共重
合可能なビニル系単量体99〜50重量部を乳化重合し
、ついでこの共重合体エマルション中のカルボン酸に対
して0.3〜3.0モル当量のアルカリ性物質で中和し
、第2段階として上記中和エマルションを種粒子として
、共重合体(a)と異なる組成のビニル系単量体を該中
和エマルションの固形分0.5〜90重景部重量して9
9.5〜10重量部を加えて乳化重合することにより得
られる。
この中和に際し、不飽和カルボン酸共重合体は、アルカ
リにより膨潤することが必要で、粒子の膨潤下に、必要
により架橋性単層体を含む(a)とは異なるビニル系単
量体を加えて乳化重合してはじめて微粒子の集合体であ
る粒子が得られる。
リにより膨潤することが必要で、粒子の膨潤下に、必要
により架橋性単層体を含む(a)とは異なるビニル系単
量体を加えて乳化重合してはじめて微粒子の集合体であ
る粒子が得られる。
本発明で用いられる不飽和カルボン酸は例えば、アクリ
ル酸、メタクリル酸、クロトン酸などの不飽和−塩基酸
、イタコン酸、フマル酸、マレイン酸などの不飽和二塩
基酸又はこれらのモノエステル類から選択された1種又
は2種以上で、特にアクリル酸、メタアクリル酸が好ま
しい。
ル酸、メタクリル酸、クロトン酸などの不飽和−塩基酸
、イタコン酸、フマル酸、マレイン酸などの不飽和二塩
基酸又はこれらのモノエステル類から選択された1種又
は2種以上で、特にアクリル酸、メタアクリル酸が好ま
しい。
これら不飽和カルボン酸の使用量は共重合体(a)中の
全単量体成分中1〜50重量部で、好ましくは2〜20
重量部、より好ましくは5〜15重量部である。1重量
部未満ではアルカリによるエマルション粒子の膨潤が少
なく、微粒子の集合体である粒子が得られず、50重■
部を超えると耐水性、耐アルカリ性が不良となる。
全単量体成分中1〜50重量部で、好ましくは2〜20
重量部、より好ましくは5〜15重量部である。1重量
部未満ではアルカリによるエマルション粒子の膨潤が少
なく、微粒子の集合体である粒子が得られず、50重■
部を超えると耐水性、耐アルカリ性が不良となる。
共重合体(a)の重合体組成となる不飽和カルボン酸と
共重合可能なビニル系単量体とは、例えばスチレン、α
−メチルスチレン、ビニルトルエンなどの芳香族ビニル
化合物、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル
酸エチル、(メタ)アクリル酸ブチルなどの(メタ)ア
クリル酸エステル頚、酢酸ビニル、ピロピオン酸ビニル
などのビニルエステル類、(メタ)アクリロニトリルの
ごときビニルシアン化合物、塩化ビニル、塩化ビニリデ
ンの如きハロゲン化ビニル化合物などが用いられる。又
、官能基単量体として、不飽和カルボン酸以外に必要に
応じて(メタ)アクリルアミドもしくはN−メチロール
(メタ)アクリルアミド、2−ヒドロキシエチル(メタ
)アクリレート、グリシジル(メタ)アクリレートなど
が使用される。
共重合可能なビニル系単量体とは、例えばスチレン、α
−メチルスチレン、ビニルトルエンなどの芳香族ビニル
化合物、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル
酸エチル、(メタ)アクリル酸ブチルなどの(メタ)ア
クリル酸エステル頚、酢酸ビニル、ピロピオン酸ビニル
などのビニルエステル類、(メタ)アクリロニトリルの
ごときビニルシアン化合物、塩化ビニル、塩化ビニリデ
ンの如きハロゲン化ビニル化合物などが用いられる。又
、官能基単量体として、不飽和カルボン酸以外に必要に
応じて(メタ)アクリルアミドもしくはN−メチロール
(メタ)アクリルアミド、2−ヒドロキシエチル(メタ
)アクリレート、グリシジル(メタ)アクリレートなど
が使用される。
共重合体(a)は中和時に全体が膨潤する必要がある。
このことより共重合体(a)のガラス転移温度が90°
C以下、特に70°C以下となるように上記単量体を選
択、組み合わせるのが好ましい。
C以下、特に70°C以下となるように上記単量体を選
択、組み合わせるのが好ましい。
又、アルカリ中和によるエマルション粒子の膨潤度の調
整のため、必要に応じて後述する架橋性単量体を共重合
することができる。この架橋性単量体の使用量は20重
量部以下で、好ましくは10重里部以下であり、不飽和
カルボン酸の種類、使用量、ビニル系単用体の種類など
によって適切な使用量が異なる。
整のため、必要に応じて後述する架橋性単量体を共重合
することができる。この架橋性単量体の使用量は20重
量部以下で、好ましくは10重里部以下であり、不飽和
カルボン酸の種類、使用量、ビニル系単用体の種類など
によって適切な使用量が異なる。
エマルション粒子の膨潤化に用いられるアルカリ性物質
の種類としては、水酸化カリウム、ナトリウム、カルシ
ウム、珪酸ソーダ等の如き無機アルカリ性物質や、アン
モニアの如き揮発性アルカリ性物質、ジメチルエタノー
ルアミン、トリエチルアミン、トリエタノールアミン、
モルホリンの如き有機アルカリ性物質を用いることがで
きる。
の種類としては、水酸化カリウム、ナトリウム、カルシ
ウム、珪酸ソーダ等の如き無機アルカリ性物質や、アン
モニアの如き揮発性アルカリ性物質、ジメチルエタノー
ルアミン、トリエチルアミン、トリエタノールアミン、
モルホリンの如き有機アルカリ性物質を用いることがで
きる。
中和度は重合に用いた不飽和カルボン酸に対して、0.
3〜3.0モル当量が好ましく、より好ましくは0.5
〜2.0モル当量で・ある。 0.3モル当聞未満では
アルカリ性物質での膨潤度が少なく、目的とする粒子が
1)られない、又、3.0モル当量を超えると、できあ
がった有機顔料のpl+が高すぎ、耐水性等が不良とな
り実用的ではない。
3〜3.0モル当量が好ましく、より好ましくは0.5
〜2.0モル当量で・ある。 0.3モル当聞未満では
アルカリ性物質での膨潤度が少なく、目的とする粒子が
1)られない、又、3.0モル当量を超えると、できあ
がった有機顔料のpl+が高すぎ、耐水性等が不良とな
り実用的ではない。
種粒子となる共重合体(a)の作成は通常の乳化重合法
により行われる。用いられる界面活性剤としては、アニ
オン系界面活性剤、ノニオン系界面活性剤が単独又は組
み合わせて使用される。
により行われる。用いられる界面活性剤としては、アニ
オン系界面活性剤、ノニオン系界面活性剤が単独又は組
み合わせて使用される。
アニオン系界面活性剤としては、例えば、アルキルベン
ゼンスルフオン酸ナトリウム、アルキル硫酸ナトリウム
、ジアルキルスルフォンコハク酸ナトリウム、ナフタレ
ンスルフオン酸ホルマリン縮合物などがあげられる。又
、ノニオン系界面活性剤としては、例えば、ポリオキシ
エチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキ
ルフェノールエーテル、エチレンオキサイド−プロピレ
ンオー1−サイドブロック共重合体、ソルビタン脂肪酸
エステル等があげられる。
ゼンスルフオン酸ナトリウム、アルキル硫酸ナトリウム
、ジアルキルスルフォンコハク酸ナトリウム、ナフタレ
ンスルフオン酸ホルマリン縮合物などがあげられる。又
、ノニオン系界面活性剤としては、例えば、ポリオキシ
エチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキ
ルフェノールエーテル、エチレンオキサイド−プロピレ
ンオー1−サイドブロック共重合体、ソルビタン脂肪酸
エステル等があげられる。
界面活性剤の使用■は特に限定されないが、通常線単量
体100ffl量部に対して0.1〜10重量部位であ
る。
体100ffl量部に対して0.1〜10重量部位であ
る。
重合開始剤としては、通常の乳化重合に用いられている
ものであれば良く、例えば、3A硫酸カリウム、ナトリ
ウム、アンモニウムなどの過硫酸塩や、ベンゾイルハイ
ドロパーオキサイドなどの有機過酸化物、アゾビスイソ
ブチロニトリルの如きアゾ化合物などである。必要に応
じて還元剤と組み合わせてレドックス系開始剤として使
用することもできる。
ものであれば良く、例えば、3A硫酸カリウム、ナトリ
ウム、アンモニウムなどの過硫酸塩や、ベンゾイルハイ
ドロパーオキサイドなどの有機過酸化物、アゾビスイソ
ブチロニトリルの如きアゾ化合物などである。必要に応
じて還元剤と組み合わせてレドックス系開始剤として使
用することもできる。
種粒子を生成するに当たっては、前記の重合開始剤、界
面活性剤の存在下に各種の単量体を一括、分割、或いは
連続的に滴下して重合を行う、その際重合は、通常窒素
パージ下に重合温度20〜90°Cで行われる。
面活性剤の存在下に各種の単量体を一括、分割、或いは
連続的に滴下して重合を行う、その際重合は、通常窒素
パージ下に重合温度20〜90°Cで行われる。
この様にして得られた共重合体エマルシランを前述のア
ルカリ性物質で中和し、第2段階として中和エマルショ
ンを種粒子として共重合体(a)と異なる組成の必要に
より架橋性単量体を含むビニル系単量体を加え、乳化重
合することにより1粒子内に異種重合体(b)粒子が集
合した集合体エマルションを得る。この際、種粒子とし
て使用する共重合体(a)は0.5〜90重量部、好ま
しくは1〜60重量部、より好ましくは3〜40重量部
である。
ルカリ性物質で中和し、第2段階として中和エマルショ
ンを種粒子として共重合体(a)と異なる組成の必要に
より架橋性単量体を含むビニル系単量体を加え、乳化重
合することにより1粒子内に異種重合体(b)粒子が集
合した集合体エマルションを得る。この際、種粒子とし
て使用する共重合体(a)は0.5〜90重量部、好ま
しくは1〜60重量部、より好ましくは3〜40重量部
である。
0.5重量部以下では第2段階として共重合体(a)と
異なる組成のビニール単量体を加えて乳化重合する際、
種粒子とは別に新粒子が発生し易くなり、本発明の目的
となる粒子形状が得られない。
異なる組成のビニール単量体を加えて乳化重合する際、
種粒子とは別に新粒子が発生し易くなり、本発明の目的
となる粒子形状が得られない。
また、90重量部以上では、目的とする微粒子集合体内
の異種重合体(b)の粒子径が小さ(なり、実質的に、
本発明の目的の粒子は得られない。
の異種重合体(b)の粒子径が小さ(なり、実質的に、
本発明の目的の粒子は得られない。
必要に応じて用いられる架橋性単量体としては、重合性
不飽和結合を一分子中に2個以上保有するfBff1体
で、例えば、ジビニルベンゼン、エチレングリコールジ
メタクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリ
レート、エチレングリコールジアクリレート、1.3−
ブチレングリコールジメタクリレート、ジアリルフタレ
ート等である。
不飽和結合を一分子中に2個以上保有するfBff1体
で、例えば、ジビニルベンゼン、エチレングリコールジ
メタクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリ
レート、エチレングリコールジアクリレート、1.3−
ブチレングリコールジメタクリレート、ジアリルフタレ
ート等である。
上記架橋性単量体を使用する場合は、ビニル系単量体に
対して20重量部以下、好ましくは10重量部以下であ
る。架橋性単量体を用いることにより耐ブロッキング性
、耐熱性、耐溶剤性が改良されるが、20重量部を超え
ると重合がうまくいかず、多量の凝集物が生成する。
対して20重量部以下、好ましくは10重量部以下であ
る。架橋性単量体を用いることにより耐ブロッキング性
、耐熱性、耐溶剤性が改良されるが、20重量部を超え
ると重合がうまくいかず、多量の凝集物が生成する。
ビニル系単量体とは、例えばスチレン、α−メチルスチ
レン、ビニルトルエンなどの芳香族ビニル化合物、(メ
タ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(
メタ)アクリル酸ブチルなどの(メタ)アクリル酸エス
テル類、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニルなどのビニル
エステル類、(メタ)アクリロニトリルなどのビニルシ
アン化合物、塩化ビニル、塩化ビニリデンの如きハロゲ
ン化ビニル化合物、ブタジェンなどの共役ジエン化合物
などである。
レン、ビニルトルエンなどの芳香族ビニル化合物、(メ
タ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(
メタ)アクリル酸ブチルなどの(メタ)アクリル酸エス
テル類、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニルなどのビニル
エステル類、(メタ)アクリロニトリルなどのビニルシ
アン化合物、塩化ビニル、塩化ビニリデンの如きハロゲ
ン化ビニル化合物、ブタジェンなどの共役ジエン化合物
などである。
又、エマルションのa械的安定性、ンn相性など種々の
安定性付与の目的から官能基単量体として、共重合体(
a)で用いられた不飽和カルボン酸の他に(メタ)アク
リルアミド、N−メチロール(メタ)アクリルアミド、
2ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、グリシジル
(メタ)アクリレートなど通常の乳化重合に用いられる
官能2M、単量体がl!I又は組み合わせて使用される
。
安定性付与の目的から官能基単量体として、共重合体(
a)で用いられた不飽和カルボン酸の他に(メタ)アク
リルアミド、N−メチロール(メタ)アクリルアミド、
2ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、グリシジル
(メタ)アクリレートなど通常の乳化重合に用いられる
官能2M、単量体がl!I又は組み合わせて使用される
。
第2段階に用いられる上記単量体の組み合わせにより得
られる!A種重合体(b)のガラス転移点は50°C以
上が好ましく、より好ましくは70°C以上である。こ
の様な意味からスチレン、メタクリル酸メチル、アクリ
ロニトリル単独或いは他の単量体と組み合わせて用いる
のが好ましい。
られる!A種重合体(b)のガラス転移点は50°C以
上が好ましく、より好ましくは70°C以上である。こ
の様な意味からスチレン、メタクリル酸メチル、アクリ
ロニトリル単独或いは他の単量体と組み合わせて用いる
のが好ましい。
不飽和カルボン酸を共重合した共重合体(a)と必要に
より架橋性単量体を含む異種重合体(b)の組成は異な
る組成である必要があり、同一組成では目的の粒子構造
のものが得られず、有m顔料として用いたとき白色度、
隠弊力等が十分得られない、好ましい組成としては、不
飽和カルボン酸共重合体(a)と必要により架橋性単量
体を含む異種重合体(b)との屈折率が異なっているこ
と、又、重合体間の相溶性が不良なもので、相分離しや
すいものが好ましい。
より架橋性単量体を含む異種重合体(b)の組成は異な
る組成である必要があり、同一組成では目的の粒子構造
のものが得られず、有m顔料として用いたとき白色度、
隠弊力等が十分得られない、好ましい組成としては、不
飽和カルボン酸共重合体(a)と必要により架橋性単量
体を含む異種重合体(b)との屈折率が異なっているこ
と、又、重合体間の相溶性が不良なもので、相分離しや
すいものが好ましい。
第2段階の重合方法としては、第1段階の不飽和カルボ
ン酸を共重合した共重合体エマルシコンをアルカリ性物
質で中和膨潤後、必要により架橋性単量体を含むビニル
系単量体をそのまま、又は乳化して引き続いて一括もし
くは分割もしくは連続的に添加することにより得られる
。その際新粒子が生成しない様な重合条件を選択する必
要がある。
ン酸を共重合した共重合体エマルシコンをアルカリ性物
質で中和膨潤後、必要により架橋性単量体を含むビニル
系単量体をそのまま、又は乳化して引き続いて一括もし
くは分割もしくは連続的に添加することにより得られる
。その際新粒子が生成しない様な重合条件を選択する必
要がある。
この様にして得られた粒子状重合体は、不飽和カルボン
酸及びこれと共重合可能なビニル系単量体からなる共重
合体(a)と、これと異なる組成の必要により架橋性単
量体を含む異種重合体(b)からなり、(a) 、(b
)が1粒子中に不均一に存在し、(a) 、(b)の混
在する粒子の粒子径が0.2〜3.0μで、かつ粒子内
の異種重合体(b)の粒子径が0゜05〜0,5μの微
粒子の集合体である。
酸及びこれと共重合可能なビニル系単量体からなる共重
合体(a)と、これと異なる組成の必要により架橋性単
量体を含む異種重合体(b)からなり、(a) 、(b
)が1粒子中に不均一に存在し、(a) 、(b)の混
在する粒子の粒子径が0.2〜3.0μで、かつ粒子内
の異種重合体(b)の粒子径が0゜05〜0,5μの微
粒子の集合体である。
(a) 、(b)の混在する粒子の粒子径が0.2μ未
満では十分な隠弊力、白色度が得られず、3.0μを超
えると隠弊力、白色度の他に光沢、印刷光沢が不十分と
なる。又、粒子内の異種重合体(b)の粒子径が0,0
5μ未満では隠弊力、白色度が不十分であり、0.5μ
を超えると微粒子の集合体が安定に得られない。
満では十分な隠弊力、白色度が得られず、3.0μを超
えると隠弊力、白色度の他に光沢、印刷光沢が不十分と
なる。又、粒子内の異種重合体(b)の粒子径が0,0
5μ未満では隠弊力、白色度が不十分であり、0.5μ
を超えると微粒子の集合体が安定に得られない。
粒子中の異種重合体(b)の粒子径は共重合体(a)か
らなる種粒子中のカルボンM量およびその中和度、また
重合時の開始剤量、異種重合体(b)の架橋度等によっ
てコントロールできる0例えば、種粒子中のカルボン酸
■を少なくすれば異種重合体(b)の粒子径は大きくな
る。また集合体粒子自体は種粒子の粒子径及び種粒子の
量を変えることにり容易にコントロールできる。
らなる種粒子中のカルボンM量およびその中和度、また
重合時の開始剤量、異種重合体(b)の架橋度等によっ
てコントロールできる0例えば、種粒子中のカルボン酸
■を少なくすれば異種重合体(b)の粒子径は大きくな
る。また集合体粒子自体は種粒子の粒子径及び種粒子の
量を変えることにり容易にコントロールできる。
また共重合体(a)の存在形態には特に制限はない0例
えば共重合体(a)の量が異種重合体(b)に比較して
多い場合は共重合体(a)は連続層として存在し、該連
続相の中に異種重合体(b)が粒子として存在する。共
重合体(a)の■が異種重合体(b)に比較して少ない
場合は異種重合体(b)の粒子の間に介在しており、好
ましい形態である。
えば共重合体(a)の量が異種重合体(b)に比較して
多い場合は共重合体(a)は連続層として存在し、該連
続相の中に異種重合体(b)が粒子として存在する。共
重合体(a)の■が異種重合体(b)に比較して少ない
場合は異種重合体(b)の粒子の間に介在しており、好
ましい形態である。
このようにして得られた微粒子集合体エマルションは、
従来の相分離による金平糖状粒子の作成方法(例えば高
分子論文集、 33j、575(197G)とは異なり
、金平糖状エマルションが粒子表面或いは表面近傍で重
合し、金平糖になっているものとは大111に異なり、
粒子全体が微粒子の集合体であるという特徴を有する。
従来の相分離による金平糖状粒子の作成方法(例えば高
分子論文集、 33j、575(197G)とは異なり
、金平糖状エマルションが粒子表面或いは表面近傍で重
合し、金平糖になっているものとは大111に異なり、
粒子全体が微粒子の集合体であるという特徴を有する。
又、微粒子の集合体にする方法として、反対電荷を有す
る粒子同士のブレンド、塩鼾法等の2次凝集法による凝
集体エマルションを作成する方法が知られている。しか
しながら、この方法では粒径分布が広く均一な凝集体に
することは困難である0本方法の微粒子集合体エマルシ
ョンは、重合方法の特徴から粒径分布が狭く、シャープ
であるという特徴を有する。
る粒子同士のブレンド、塩鼾法等の2次凝集法による凝
集体エマルションを作成する方法が知られている。しか
しながら、この方法では粒径分布が広く均一な凝集体に
することは困難である0本方法の微粒子集合体エマルシ
ョンは、重合方法の特徴から粒径分布が狭く、シャープ
であるという特徴を有する。
以下、本発明の具体的な実施例について説明する。尚、
部及び%は全で重量部或いは重量%を示す。
部及び%は全で重量部或いは重量%を示す。
実施例1
PAt′Pa、 i度計、還流コンデンサー付のセパラ
ブルフラスコに、第1段階として水100部、ラウリル
硫酸すl・リウム0.05部を仕込み、撹拌下に窒素置
換しながら70’C迄昇温する。内温を70°Cに保ち
重合開始剤として過硫酸カリウム0.8部添加し、溶解
したことを確認してメタクリル酸メチル4部、アクリル
酸ブチル4部、メタクリル酸2部の混合単量体を仕込み
2時間反応させた。
ブルフラスコに、第1段階として水100部、ラウリル
硫酸すl・リウム0.05部を仕込み、撹拌下に窒素置
換しながら70’C迄昇温する。内温を70°Cに保ち
重合開始剤として過硫酸カリウム0.8部添加し、溶解
したことを確認してメタクリル酸メチル4部、アクリル
酸ブチル4部、メタクリル酸2部の混合単量体を仕込み
2時間反応させた。
反応終了後、得られた共重合体エマルションに28%ア
ンモニア水を1.6部(約1.1モル当量)加え、良く
攪拌して中和膨潤させ種粒子とする。
ンモニア水を1.6部(約1.1モル当量)加え、良く
攪拌して中和膨潤させ種粒子とする。
別に水50部、ラウリル硫酸ナトリウム0.5部にスチ
レン85部、ジビニルベンゼン5部を加えてよく攪拌し
、第2段階の単量体乳化物を作成しておく、第2段階と
して前述の中和膨潤させた種粒子に、このビニル単量体
乳化物を連続的に4時間がけて注入し反応を行い、注入
後3時間の熟成を行う。
レン85部、ジビニルベンゼン5部を加えてよく攪拌し
、第2段階の単量体乳化物を作成しておく、第2段階と
して前述の中和膨潤させた種粒子に、このビニル単量体
乳化物を連続的に4時間がけて注入し反応を行い、注入
後3時間の熟成を行う。
得られたエマルションは固形公約40%、粘度65cp
s(BM型粘度計ロークーNo、 1、回転数60rp
I11、温度25°C) 、pH11,5であった0粒
子径は電子顕微鏡にて測定したところ、平均粒子径0.
9μで微粒子集合体の(b)成分の粒子径は0.1〜0
.3μであった。
s(BM型粘度計ロークーNo、 1、回転数60rp
I11、温度25°C) 、pH11,5であった0粒
子径は電子顕微鏡にて測定したところ、平均粒子径0.
9μで微粒子集合体の(b)成分の粒子径は0.1〜0
.3μであった。
実施例2〜7
界面活性剤量、中和度、アルカリ性物質の違い、共重合
体(a)/異種重合体(b)比、単量体組成、架橋性単
量体、官能基単1体をかえて、表−1に示す組成にて実
施例1の方法により重合を行い、微粒子集合体エマルシ
ョンを得た。
体(a)/異種重合体(b)比、単量体組成、架橋性単
量体、官能基単1体をかえて、表−1に示す組成にて実
施例1の方法により重合を行い、微粒子集合体エマルシ
ョンを得た。
比較例1
第1段階として、実施例1に示すビニル単量体組成と全
(同一組成で重合を行い共重合体エマルションを得た。
(同一組成で重合を行い共重合体エマルションを得た。
アルカリ性物質での中和膨潤は行わない未中和の状態の
ものをそのまま種粒子として用い、第2段階の中量体組
成を実施例1と全く同−km成のものを同一の方法で添
加して重合を行った。
ものをそのまま種粒子として用い、第2段階の中量体組
成を実施例1と全く同−km成のものを同一の方法で添
加して重合を行った。
得られたエマルションは、pllが2.2、固形公約4
0%、粘度10cpsで平均粒子径は0.9μであった
が、実施例1にみられる様な微粒子の集合体ではなく、
表面に凸凹を有する金平糖状の粒子であった。
0%、粘度10cpsで平均粒子径は0.9μであった
が、実施例1にみられる様な微粒子の集合体ではなく、
表面に凸凹を有する金平糖状の粒子であった。
比較例2〜4
実施例1の不飽和カルボン酸中■体を全く使用しないも
のを比較例2とし、実施例6の第1段階単呈体組成比で
第2段階の反応を行い、全く同一組成で重合したものを
比較例3とし、又、実施例1と全く同一方法で粒径を細
かくするため、第1段階のラウリル硫酸ナトリウムの■
を大巾に増加させたものを比較例4とした0表−1に比
較例2〜4の組成を示す。
のを比較例2とし、実施例6の第1段階単呈体組成比で
第2段階の反応を行い、全く同一組成で重合したものを
比較例3とし、又、実施例1と全く同一方法で粒径を細
かくするため、第1段階のラウリル硫酸ナトリウムの■
を大巾に増加させたものを比較例4とした0表−1に比
較例2〜4の組成を示す。
応用例1 (塗料用としての応用)
実施例1〜7並びに比較例1〜4の微粒子集合体エマル
ションを、有機顔料としてルチル型2酸化チタンの一部
におきかえて塗料配合を行った。
ションを、有機顔料としてルチル型2酸化チタンの一部
におきかえて塗料配合を行った。
尚、その際塗料用ビヒクルとして、樹脂固形分45%の
アクリルエマルションアルマテックスE−208を用い
た。
アクリルエマルションアルマテックスE−208を用い
た。
塗料配合は以下のとうりである。
水 45
.0部エチレングリコール 40.0 2−アミノ2−メチルプロパツール 3.0ルチル
型2酸化チタン 微粒子集合体エマルション(40χ) 164.5 102.8 とプロピレングリコール10混合液 塗料固形分 46.9%塗料固形
分中の顔料重重% 40.0%塗料粘度
70〜80KU塗料の調整は、水、タモ
−ルア31、エチレングリコール、2−アミノ2−メチ
ルプロパツール、ノプコ0F−122NS、ルチル型2
酸化チタンを顔料分散機で十分分散後、実施例、比較例
で製造した微粒子集合体エマルション及びアルマテック
スE−208、ブチルセロソルブ/デキサノール、ヒド
ロキシエチルセルローズ/プロピレングリコールを加え
攪拌し、ストーマ粘度計で70〜80KUになるよう塗
料を調整した。
.0部エチレングリコール 40.0 2−アミノ2−メチルプロパツール 3.0ルチル
型2酸化チタン 微粒子集合体エマルション(40χ) 164.5 102.8 とプロピレングリコール10混合液 塗料固形分 46.9%塗料固形
分中の顔料重重% 40.0%塗料粘度
70〜80KU塗料の調整は、水、タモ
−ルア31、エチレングリコール、2−アミノ2−メチ
ルプロパツール、ノプコ0F−122NS、ルチル型2
酸化チタンを顔料分散機で十分分散後、実施例、比較例
で製造した微粒子集合体エマルション及びアルマテック
スE−208、ブチルセロソルブ/デキサノール、ヒド
ロキシエチルセルローズ/プロピレングリコールを加え
攪拌し、ストーマ粘度計で70〜80KUになるよう塗
料を調整した。
得られた塗料をスレート板に乾燥膜厚が約40μになる
様塗布し、常温乾燥1週間後に性能評価を行った。
様塗布し、常温乾燥1週間後に性能評価を行った。
尚、隠弊率は日本テストパ不ルエ業e勾製隠弊率試験紙
を用いて、アプリケーターで乾燥膜厚が75μになる様
塗布し、1週間後常温乾燥後、45°10@の反射率の
比より計算した。
を用いて、アプリケーターで乾燥膜厚が75μになる様
塗布し、1週間後常温乾燥後、45°10@の反射率の
比より計算した。
ヒドロキシエチルセルローズ1 部
12.4
表−2にその結果を示す。
測定方法
須賀試験機■製光沢計にて60°の角度にて測定。
J Is−に−5663に卓じて測定。
J Is−に−5663に準じて測定し、フクレ、白化
など異常ないものを○と判定。
など異常ないものを○と判定。
耐アルカリ性 同上
耐候性 ウェザ−メーターにて500時間照射後のフ
クレ、白化、光沢低下など異常な きものをOと判定。
クレ、白化、光沢低下など異常な きものをOと判定。
耐洗浄性 JIS K−5663に準じて測定。
2000回以上で塗膜剥離ないものをOと判定。
1000〜2000回で塗膜剥離生じるものをΔと判定
。
。
クロスカットf11離にて密着性良好なものを○と判定
。
。
若干カット部が剥離するものをΔと判
定。
光沢
隠弊力
耐水性
密着性
応用例2 紙コーテイング用としての応用実施例1〜7
並びに比較例1〜4で得られた微粒子集合体エマルショ
ンを祇コーティング用塗工剤の有機Bn料又は有機填料
として用いた場合の性能評価を行った。
並びに比較例1〜4で得られた微粒子集合体エマルショ
ンを祇コーティング用塗工剤の有機Bn料又は有機填料
として用いた場合の性能評価を行った。
配合並びに評価方法を下記に示す。
配合
■−90CIEMc Q局製]90部
顔料又は填料 10MS−46
00(日本食品工業C勾製〕 3ポリラツク7
55〔三井東圧化学ση製〕12塗工液固形分 62
% 塗工液の調整は、水に分散剤である固形分40%のアロ
ンT−40を加え、カラレスミキサーにてカオリンクレ
ーUW−90を十分に分散し、これに有機顔料として前
述の共重合体エマルシコンを加える。
00(日本食品工業C勾製〕 3ポリラツク7
55〔三井東圧化学ση製〕12塗工液固形分 62
% 塗工液の調整は、水に分散剤である固形分40%のアロ
ンT−40を加え、カラレスミキサーにてカオリンクレ
ーUW−90を十分に分散し、これに有機顔料として前
述の共重合体エマルシコンを加える。
比較のため無機顔料として固形分62%の2酸化チタン
ペースト(大日精化■製)無機填料として固形分60%
の軽質炭酸カルシウムスラリーTP−222118〔奥
多摩工業■製〕を用いた。バインダーとしてはリン酸エ
ステル化澱粉MS−4600、固形分50%のポリラッ
ク755を加えて塗工液とした。
ペースト(大日精化■製)無機填料として固形分60%
の軽質炭酸カルシウムスラリーTP−222118〔奥
多摩工業■製〕を用いた。バインダーとしてはリン酸エ
ステル化澱粉MS−4600、固形分50%のポリラッ
ク755を加えて塗工液とした。
上記塗工液をアプリケーターにて乾燥塗布量として、約
14〜15g/rrfになる様上質紙に塗布し、乾燥条
件が120°C20秒で乾燥したものをキャレンダロー
ルにてロール温度60°C1線圧100kg/cm、速
度10m/分の条件にて2回通して塗工液を得、その性
能評価を行った。
14〜15g/rrfになる様上質紙に塗布し、乾燥条
件が120°C20秒で乾燥したものをキャレンダロー
ルにてロール温度60°C1線圧100kg/cm、速
度10m/分の条件にて2回通して塗工液を得、その性
能評価を行った。
その結果を表−3に示す。
評価方法
カラー粘度
白紙光沢
印刷光沢
BM梨型粘度計0rpm Nn4 ローターJIS P
−814275’反射率にて測定。
−814275’反射率にて測定。
東洋インキ■製ニュープライト藍
0.4ccを用いてR1印刷試験機にて印刷、乾燥後J
IS P−814275’反射率にて測定。
IS P−814275’反射率にて測定。
JIS P−8123ハンター白色度計にて測定。
白色度
不透明度 JISll−旧38の方法にて測定。
ドライピック R1印刷試験機にて試験10点満点法
ウェットピンク旧印刷試験機にて試験
lO点満点法
〔効果〕
本発明の微粒子集合体エマルションは、その形態的特徴
から、例えば塗料或いは祇コーティング剤の顔料及び填
料に用いた場合、隠弊力、白色度、光沢、耐水性等にす
ぐれる。又、配合時或いは使用時の限定条件も少なく安
定に使用可能である。
から、例えば塗料或いは祇コーティング剤の顔料及び填
料に用いた場合、隠弊力、白色度、光沢、耐水性等にす
ぐれる。又、配合時或いは使用時の限定条件も少なく安
定に使用可能である。
この様な用途では2酸化チタン、カオリンクレー炭酸カ
ルシウムの一部又は全部の代替が可能である。
ルシウムの一部又は全部の代替が可能である。
その他、軽量化、プロンキング性、硬度、耐1↑耗性、
耐熱性等の改良効果があり、各種配合物の添加剤として
用い、紙、金属、アルカリ性素材、プラスチック類、繊
維、布類等に使用することができる。
耐熱性等の改良効果があり、各種配合物の添加剤として
用い、紙、金属、アルカリ性素材、プラスチック類、繊
維、布類等に使用することができる。
特許出願人 三井東圧化学株式会社
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、不飽和カルボン酸1〜50重量部及びこれと共重合
可能なビニル系単量体99〜50重量部からなる共重体
(a)0.5〜90重量部と、これと異なる組成のビニ
ル系単量体を重合してなる異種重合体(b)99.5〜
10重量部が混在してなる微粒子集合体エマルションで
あって、共重体(b)はその径が0.05〜0.5μの
粒子として存在し、且つ集合体粒子の粒子径が0.2〜
3.0μである微粒子集合体エマルション。 2、第1段階として不飽和カルボン酸1〜50重量部及
びこれと共重合可能なビニル系単量体99〜50重量部
を乳化重合し、ついでこの共重合体エマルション中のカ
ルボン酸に対して0.3〜3.0モル当量のアルカリ性
物質で中和し、第2段階として上記中和エマルションを
種粒子として、共重合体(a)と異なる組成のビニル系
単量体を該中和エマルションの固形分0.5〜90重量
部に対して99.5〜10重量部を加えて乳化重合する
ことを特徴とする請求項1記載の微粒子集合体エマルシ
ョンの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12044089A JP3154477B2 (ja) | 1988-05-16 | 1989-05-16 | 微粒子集合体エマルション及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63-117098 | 1988-05-16 | ||
| JP11709888 | 1988-05-16 | ||
| JP12044089A JP3154477B2 (ja) | 1988-05-16 | 1989-05-16 | 微粒子集合体エマルション及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0270741A true JPH0270741A (ja) | 1990-03-09 |
| JP3154477B2 JP3154477B2 (ja) | 2001-04-09 |
Family
ID=26455276
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12044089A Expired - Lifetime JP3154477B2 (ja) | 1988-05-16 | 1989-05-16 | 微粒子集合体エマルション及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3154477B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6610405B2 (en) | 2000-05-12 | 2003-08-26 | Nippon Shokubai Co., Ltd. | Grain aggregate and producing method thereof, and light-diffusing agent |
| JP2007262405A (ja) * | 2006-03-15 | 2007-10-11 | Rohm & Haas Co | ポリマーダラー粒子を含む水性組成物 |
| JP2008501840A (ja) * | 2004-06-11 | 2008-01-24 | ヌプレクス レジンズ ビー.ブイ. | 水媒体性多段階ポリマー分散物 |
| JP2008539321A (ja) * | 2005-04-29 | 2008-11-13 | イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー | 水性バインダーラテックスの生成方法 |
| JP2014525503A (ja) * | 2011-08-30 | 2014-09-29 | ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピア | 不透明フィルムおよびコーティング適用のための水性ポリマーエマルジョン |
-
1989
- 1989-05-16 JP JP12044089A patent/JP3154477B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6610405B2 (en) | 2000-05-12 | 2003-08-26 | Nippon Shokubai Co., Ltd. | Grain aggregate and producing method thereof, and light-diffusing agent |
| JP2008501840A (ja) * | 2004-06-11 | 2008-01-24 | ヌプレクス レジンズ ビー.ブイ. | 水媒体性多段階ポリマー分散物 |
| JP2008539321A (ja) * | 2005-04-29 | 2008-11-13 | イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー | 水性バインダーラテックスの生成方法 |
| JP2007262405A (ja) * | 2006-03-15 | 2007-10-11 | Rohm & Haas Co | ポリマーダラー粒子を含む水性組成物 |
| JP2011208160A (ja) * | 2006-03-15 | 2011-10-20 | Rohm & Haas Co | ポリマーダラー粒子を含む水性組成物 |
| JP2014525503A (ja) * | 2011-08-30 | 2014-09-29 | ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピア | 不透明フィルムおよびコーティング適用のための水性ポリマーエマルジョン |
| JP2014529666A (ja) * | 2011-08-30 | 2014-11-13 | ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピアBasf Se | 柔軟性基体上の不透明フィルムおよびコーティング適用のための水性ポリマーエマルジョン |
| US9663650B2 (en) | 2011-08-30 | 2017-05-30 | Basf Se | Water-based polymer emulsions for opaque films and coatings applications |
| US9701829B2 (en) | 2011-08-30 | 2017-07-11 | Basf Se | Water-based polymer emulsions for opaque films and coatings applications on flexible substrates |
| JP2018062672A (ja) * | 2011-08-30 | 2018-04-19 | ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピアBasf Se | 不透明フィルムおよびコーティング適用のための水性ポリマーエマルジョン |
| US10106679B2 (en) | 2011-08-30 | 2018-10-23 | Basf Se | Water-based polymer emulsions for opaque films and coatings applications on flexible substrates |
Also Published As
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|---|---|
| JP3154477B2 (ja) | 2001-04-09 |
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