JPH0457805A - バッキング剤用ラテックスの製造方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、バッキング剤として用いられるラテックスの
製造方法に関し、さらに詳細には、バッキング剤に添加
される充填剤およびその他の添加剤の分散性を良くし、
かつ優れた接着性、耐水性。

耐熱老化性を付与するバッキング剤用ラテックスの製造
方法に関する。前記ラテックスは、主にタフテッドカー
ペット、電気カーペット、ニードルパンチカーペット、
タイルカーペット、人工芝および自動車用カーペット等
のバッキング剤に用いられ、特にタフテッドカーペット
で裏打ちを必要とする敷物のバッキング剤に好適である
。

［従来の技術］ 従来より、タフテッドカーペット、電気カーペットおよ
び自動車用カーペットなどに用いられるバッキング剤は
、パイル自体の固着、二次基布との貼合せなどの接着機
能、カーペット材における寸法安定性の確保および弾性
の付与を目的とするものである。

このようなバッキング剤に用いられるラテックスとして
は、通常、天然ゴムラテックス、スチレンーブタジエン
系ラテックス、アクリロニトリル−ブタジェン系ラテッ
クス、スチレン−（メタ）アクリレート系ラテックス、
エチレン−酢酸ビニル系ラテックス、クロロプレン系ラ
テックス等が挙げられる。これらのラテックスに、必要
に応じて炭酸カルシウム、水酸化アミルニウム等の無機
充填剤あるいは増粘剤等を配合し、バッキング剤とされ
る。

たとえば、タフテッドカーペットで裏打ちを必要とする
敷物では、コストの低減のために、カーペットバッキン
グ剤には安価な無機充填物が多量に配合されることから
、バッキング剤用ラテックスは、該無機充填剤の分散性
を良くし、かつ多量の無機充填剤を配合しても接着強度
が低下しないものが求められていた。また、該ラテック
スは、そのほとんどがスチレン−ブタジェン系ラテック
スであるが、スチレン−ブタジェン系ラテックスは特に
分子鎖中に不飽和結合を有するために、オゾン、酸素、
熱、光等の作用を受けて黄変、硬化等の劣化現象を生じ
やすく、カーペット品質の低下の原因となっている。

さらに、最近では、電気カーペットの需要が増大してお
り、バッキング剤用ラテックスとして上述のスチレン−
ブタジェン系ラテックスを用いると、特に熱劣化による
品質低下が大きな問題となっている。

［発明が解決しようとする課題］ このように、最近はカーペット類の用途が多様化してき
ており、その結果、コストおよび品質の面で、従来のバ
ッキング剤用ラテックスは十分とはいえず、上述した問
題に対して対応できるバッキング剤用ラテックスが求め
られている。

本発明は、このような背景の下でなされてものであり、
その目的は、充填剤およびその他の添加剤の分散性、接
着強度、耐熱劣化性に優れたバッキング剤用ラテックス
の製造方法を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するため、本発明は、 （ａ）脂肪族共役ジエン、炭素数が２〜１０のアルキル
基を有するアクリル酸アルキルエステルおよび炭素数が
６〜１．４のアルキル基を有するメタクリル酸アルキル
エステルから選ばれる少なくとも１種の単量体　　　　
　　　　　２〜７０重量％（ｂ）エチレン系不飽和カル
ボン酸単量体０〜８重量％ （ｅ）前記（ａ）および（ｂ）成分と共重合可能なその
他の単量体　　　　　　　２２〜９８重量％からなる単
量体を乳化重合して得られた共重合体ラテックス１００
重量部（固形分換算）の存在下、アルコキシシラン化合
物０．０５〜２０重量部を縮合反応させることを特徴す
る。

［発明の構成］ 本発明の共重合体ラテックスの製造に使用される単量体
の（ａ）成分としての脂肪族共役ジエンとしては、例え
ば１．３−ブタジェン、イソプレン、２−クロル−１，
３−ブタジェン等が挙げられるが、これらのうち１，３
−ブタジェンが好ましい。

また、（ａ）成分としての炭素数が２〜１０のアルキル
基を有するアクリル酸アルキルエステルとしては、例え
ばアクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸２
−エチルヘキシル等が挙げられ、また炭素数が６〜１４
のアルキル基を有するメタクリル酸アルキルエステルと
しては、例えばメタクリル酸２−エチルヘキシル、メタ
クリル酸ラウリル等か挙げられる。

これらの脂肪族共役ジエン、アクリル酸アルキルエステ
ル、メタクリル酸アルキルエステル単量体は、１種単独
で、または２種以上を併用することができる。

上記（ａ）成分のうちでは、１，３−ブタジェンが好ま
しい。

これらの（ａ）成分は、得られる共重合体に適度な柔軟
性と接着強度とを与えるために必須の成分であり、その
割合は全単量体に対し２〜７０重量％である。その使用
割合が、２重量％未満では熱劣化は軽微であるものの、
共重合体の柔軟性が不足して得られるカーペットが実用
に耐え得なくなる。一方、使用割合が７０重量％を越え
ると、得られるカーペットか柔軟になりすぎ、また剥離
強度、抜糸強度が低下することになるので好ましくない
。

例えば、自動車用カーペットのように、特定の立体形状
を保持する必要がある場合は、（ａ）成分は好ましくは
、２〜１０重量％であるが、通常の床用カーペットの場
合、（ａ）成分は好ましくは２０〜６５重量％である。

次に、（ｂ）成分としてのエチレン系不飽和カルボン酸
単量体としては、例えば、イタコン酸アクリル酸、メタ
クリル酸、フマル酸、マレイン酸、無水マレイン酸等が
挙げられる。これらのエチレン系不飽和カルボン酸単量
体は、１種単独で、または２種以上を併用することもで
きるが、アクリル酸０〜２重量％とメタクリル酸２〜４
重量％との組合せが好ましい。

（ｂ）成分の使用割合は、全単量体に対し０〜８重量％
、好ましくは０．５〜４．５重量％である。

この使用割合が８重量％を越えると、得られるラテック
スの粘度が高くなり、製造上好ましくないたけてなく、
得られるカーペットの耐水性が低下し、実用性に欠ける
ものとなる。

さらに、（Ｃ）成分たる上記（ａ）成分、（ｂ）成分と
共重合可能な他の単量体としては、例えば芳香族ビニル
化合物、シアン化ビニル化合物、酢酸ビニル、アクリル
アミド、炭素数１〜５のアルキル基を有するメタクリル
酸アルキルエステル等が挙げられる。

これらのうち芳香族ビニル化合物としては、例えばスチ
レン、α−メチルスチレン、β−メチルスチレン、ビニ
ルトルエン、クロルスチレン等が挙げられ、特にスチレ
ンが好ましい。さらに、シアン化ビニル化合物としては
、アクリロニトリル。

メタアクリロニトリルか好ましい。前記炭素数１〜５の
アルキル基を有するメタクリル酸アルキルエステルとし
ては、メタクリル酸メチルが好ましく、メタクリル酸メ
チルを共重合させると、重合安定性を向上させることが
できるので好適である。

これら（ｃ）成分は、１種単独で、または２種以上を併
用することもてきる。

（ｃ）成分の使用割合は、全単量体に対し２２〜９８重
量％、好ましくは２５〜８０重量％である。この使用割
合か２２重量％未満ては、得られるカーペットの風合か
柔らかくなりすぎる。一方、使用割合が９８重量％を越
えると、逆に風合が硬くなりすぎ、取扱い、施工上支障
があり、またカーペットの主要物性である抜糸強度、二
次基布との剥離強度が劣る。

（Ｃ）　成分のうちでは、スチレン、アクリロニトリル
、メタクリル酸メチルなどが好ましく、スチレンの使用
量は０〜７０重量％、アクリロニトリルの使用量は５〜
２０重量％、メタクリル酸メチルの使用量は５〜２０重
量％が好ましい。

本発明の共重合体ラテックスは、特定割合の前記単量体
（ａ）〜（ｃ）成分を、公知の乳化剤。

重合開始剤、連鎖移動剤等を使用して乳化重合させたも
のである。

ここで、乳化剤としては、ドデシルベンゼンスルホン酸
ナトリウム、ラウリル硫酸ナトリウム。

ジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウム、コハク酸
ジアルキルエステルスルホン酸ナトリウム等のアニオン
系乳化剤、あるいはポリオキシエチレンアルキルエステ
ル、ポリオキシエチレンアルキルアリルエーテル等のノ
ニオン系乳化剤の１種または２種以上を挙げることがで
きる。

特に、本発明の効果が発揮できる乳化剤としては、ドデ
シルベンゼンスルホン酸ナトリウムである。

乳化剤の使用量は、全単量体（ａ）〜（Ｃ）成分の総計
量に対して、好ましくは０．５〜５重量％、特に好まし
くは１〜４重量％である。乳化剤の使用割合が０．５重
量％未満では、凝固物が発生するなど、重合安定性が悪
くなり、共重合体ラテックスの製造に支障があるので好
ましくなく、一方５重量％を越えると、最終製品として
のカーペットバッキング剤の接着強度、耐水性が低下す
るので好ましくない。

連鎖移動剤としては、α−メチルスチレンダイマー、好
ましくは２−４−ジフェニル−４−メチル−１−ペンテ
ン成分を６０重量％以上含むαメチルスチレンダイマー
　ターピノーレン、α−テルピネン、γ−テルピネン、
ジペンテン、四塩化炭素、オクチルメルカプタン、ｎ−
ドデシルメルカプタン、ジメチルキサントゲンジスルフ
ィド、ジエチルキサントゲンジスルフィド、ジイソプロ
ピルキサントゲンジスルワイド、テトラエチルチウラム
モノスルフィド、テトラエチルチウラムジスルフィド、
テトラブチルチウラムジスルフィド、ジペンタメチレン
チウラムジスルフィド、９゜１０−ジヒドロアントラセ
ン、１４−ジヒドロアントラセン、１．４−シクロへキ
サジエン、１゜４−シクロペンタジェン、１，４，５．
８−テトラヒドロナフタレン、２．５−ジヒドロフラン
、キザンテン、３−フェニル−１−ペンテン等を用いる
ことができ、これらは、全単量体に対して通常０〜１５
重量％使用される。

さらに、重合開始剤と１．では、過硫酸カリウム。

過硫酸ナトリウム、過硫酸アンモニウム等の過硫酸塩系
開始剤、あるいは過酸化水素等の無機系開始剤、クメン
ハイドロパーオキサイ巳イソプロピルヘンセンハイドロ
パーオキサイト、パラメンタンハイドロパーオキサイド
、ベンゾイルパーオキサイド等の有機過酸化物、あるい
はアゾビスイソブチロニトリル等のアゾ系開始剤で代表
される有機系開始剤を挙げることができる。この重合開
始剤の使用量は、全単量体に対し、好ましくは０．０３
〜２重量％、特に好ましくは００５〜１重量％である。

なお、乳化重合を促進させるために、例えばピロ重亜硫
酸ナトリウム、亜硫酸ナトリウム、亜硫酸水素ナトリウ
ム、硫酸第一鉄、グルコース、ホルムアルデヒドナトリ
ウムスルホキシレート、Ｌアスコルビン酸およびその塩
、亜硫酸水素ナトリウムの還元剤、グリシン、アラニン
、エチレンジアミン四酢酸ナトリウム等のキレート剤を
併用することもできる。

乳化重合に際しては、例えば、前記乳化剤、連鎖移動剤
９重合開始剤等の他に、必要に応して各種電解質、ｐＨ
調整剤等を併用し、前記単量体（ａ）　〜（ｃ）成分１
００重量部に対１．て水８０〜３００重量部と前記乳化
剤、連鎖移動剤１重合開始剤等を前記範囲内の量で使用
し、重合温度１０〜９０℃、好ましくは４０〜８０℃、
重合時間６〜４０時間の重合条件で乳化重合される。

前記単量体（ａ）〜（ｃ）成分の添加方法は特に制限さ
れるものではなく、−括添加法、連続添加法あるいは分
割添加法等の任意の方法が採用される。

なお、共重合体ラテックスの最終的な重合転化率は９０
〜１００％、特に９５〜１’００％であることが好まし
い。

本発明における共重合体ラテックスは、上記単量体を水
性媒体中で乳化重合することによって得られる。本発明
では、通常、乳化重合して得られる共重合体ラテックス
にアルコキシシラン化合物を添加後、このアルコキシシ
ラン化合物を縮合させる。

前記アルコキシシラン化合物を一般式で表わすと、Ｒｎ
　Ｓ　ｉ　（ＯＲ’　）　４−１１である。式中、Ｒは
炭素数１〜８の有機基であり、例えばメチル基、エチル
基、ｎ−プロピル基、ｉ−プロピル基等のアルキル基、
その他のγ−クロロプロピル基、ビニル基、３，３．３
−１−リフロロプロピル基、γ−グリシドキシブロビル
基、γ−メルカプトプロピル基、フェニル基、３，４−
エポキシシクロヘキシルエチル基、γ−アミノプロピル
基等である。

また、式中、Ｒ′は炭素数１〜５のアルキル基または炭
素数１〜４のアシル基であり、例えばメチル基、エチル
基、ｎ−プロピル基、ｎ−ブチル基、　　５ｅｅ−ブチ
ル基、　ｔｅｒｔ−ブチル基、アセチル基等である。

式中のＲまたはＲ′の炭素数が大きすぎるき、アルコキ
シシラン化合物の水溶性が低くなり、共重合体ラテック
スの共重合体粒子への吸収性が悪くなる。

これらのアルコキシシラン化合物の具体例としては、テ
トラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラプ
ロポキシシラン、テトラブトキシシラン、メチルトリメ
トキシシラン、メチルトリエトキシシラン、エチルトリ
メトキシシラン、工チルトリエトキシシラン、ｎ−プロ
ピルトリメトキシシラン、ｎ−プロピルトリエトキシシ
ラン、ｉ−プロピルトリメトキシシラン、ｉ−プロピル
トリエトキシシラン、γ−クロロプロピルトリメトキシ
シラン、γ−クロロプロピルトリエトキシシラン、ビニ
ルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、３
，３．　３−１−リフロロプロピルトリメトキシシラン
、３，３．３−トリフロロプロピルトリエトキシシラン
、γ−グリシドキシプロビルトリメトキシシラン、γ−
グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ−メタク
リルオキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプ
トプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピ
ルトリエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、
フェニルトリエトキシシラン、γ−アミノブロビルトリ
メトキシシラン、３．４−エポキシシクロヘキシルエチ
ルトリエトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジ
メチルジェトキシシラン、ジエチルジメトキシシラン等
を挙げることができ、好ましくは、テトラメトキシシラ
ン。

メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン
、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジェトキシシラ
ンなどの反応性不飽和基を有さないアルコキシシラン化
合物である。

これらのアルコキシシラン化合物は、１種単独で、また
は２種以上併用することができ、また、他の例えば、チ
タン、アルミニウム等の金属アルコキシドと併用するこ
ともできる。また、これらのアルコキシシラン化合物は
、必要に応じて有機溶媒に溶解させて使用することもて
きる。

本発明においては、通常、共重合体ラテックスにアルコ
キシシラン化合物を添加した後、アルコキシシラン化合
物の縮合反応を行う。

本発明においては、アルコキシシラン化合物は、通常、
少なくとも一部が、好ましくは５０重量％以上が共重合
体ラテックスの共重合体粒子に吸収され、他の一部は該
粒子に吸収されずに縮合反応していると考えられる。

本発明において、共重合体ラテックスに添加したアルコ
キシシラン化合物の縮合は、共重合体ラテックスを含む
水性分散体中にアルコキシシラン化合物を添加し、系を
十分撹拌することにより容易に達成される。そして、共
重合体ラテックスに添加されたアルコキシシラン化合物
の縮合反応は、反応温度、水素イオン濃度によって制御
される。

アルコキシシラン化合物の縮合反応は、通常、温度３０
℃以上、好ましくは５０℃以上、さらに好ましくは７０
℃以上で行うことができる。また、水素イオン濃度は、
通常ｐＨ４〜１０、好ましくは５〜９である。

また、必要に応じ、水に対する溶解度が１０−３重量％
以下の溶媒を予め共重合体ラテックスに添加しておくこ
とも可能である。

共重合体ラテックスに添加されるアルコキシシラン化合
物の量は、共重合体ラテックスの固形分１００重量部に
対して０．０５〜２０重量部、好ましくは０．１〜１５
重量部である。アルコキシシラン化合物の添加量が０．
０５重量部未満では、バッキング剤における充填剤の分
散性が劣り、カーペットの抜糸強度および耐熱老化性が
悪くなる。一方、この添加量が２０重量部を越えると、
コストアップとなるたけでなく、コストに見合うカーペ
ット物性の改良効果が得られない。

本発明で得られるラテックスを用いたカーペットバッキ
ング剤には、必要に応じ、無機充填剤。

分散剤、消泡剤、架橋剤１発泡剤１着色剤、難燃剤、防
腐剤、老化防止剤、安定剤、船旅促進剤。

帯電防止剤、ｐＨ調整剤等を配合することができる。

［実施例］ 以下、実施例を挙げ、本発明の詳細な説明する。

なお、実施例中における「部」および「％」は、特に断
らない限り重量基準である。

実施例１〜５．比較例１〜７ （１）バッキング剤用ラテックスＡ−Ｅおよびイ〜トの
製造 第１表に示す種々の仕込み組成の単量体１００部、乳化
剤（ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム）３部、連
鎖移動剤（ｎ−Ｆデシルメルカプタン）０．５部１重合
開始剤（過硫酸カリウム）０．５部、エチレンジアミン
四酢酸ナトリウム０．０１部および水１５０部を内容積
１００１のステンレス製反応器に仕込み、重合温度４０
〜６０℃で２０時間撹拌しながら乳化重合を行い、共重
合体ラテックスａ　＝　ｊを製造した。重合転化率は共
重合体ラテックスｊを除き、いずれも９８％以上であっ
た。

ついで、得られた各共重合体ラテックスａ　−ｊ１００
部（固形分）を蒸溜水によって希釈して２００部とし、
これを撹拌機を備えたステンレス製反応容器に入れ、そ
して２５℃を保った状態で系のｐＨを７に調整し、さら
に第１表に示すアルコキシシラン化合物を添加し、約３
０分間にわたって強く撹拌した。その後、反応容器を６
０℃に昇温させて３時間反応させ、本発明に属するバッ
キング剤用ラテックスＡ−Ｅおよび本発明に属しないバ
ッキング開用うテックスイ〜トを得た。このとき、凝固
物の発生は特になかった。

（２）カーペットバッキング剤の調整 バッキング剤用ラテックスＡ−Ｅおよびイ〜トを用い、
下記の処方によりバッキング剤を調整した。

バッキング剤 ラテックス　　　　　　　　　　　　１００部（固形分
） トリポリリン酸ナトリウム　　　　　　１．０部ポリオ
キシエチレンノニルフェニルエーテル０．５部 スチレン化フェノール　　　　　　　　１．０部重質炭
酸カルシウム　　　　　　　　４００部（最後に添加） これらの配合物を十分に分散させた後、粘度か２５００
０〜３００００　ｃｐｓ　　（ＢＭ型粘度計Ｎｏ、４．
６ｒｐｍの条件で測定）、固形分が７８％となるように
、増粘剤（ポリアクリル酸ナトリウム）と水とて調整し
た。このバッキング剤について、下記の各種試験により
評価を行った。その結果を第１表に示す。

■　分散性 バッキング剤を作成の際、重質炭酸カルシウムを添加し
た時のその分散状態を肉眼で観察した。

その結果を下記の３段階で判定する。

Ｏ・・・・・・　良好 △　・・・・　普通 ×　・・・・・・　悪い ■　剥離強度 ＪＩＳ　Ｌ−１０２１の敷物試験方法に準じて測定した
。

すなわち、ポリプロピレン製の一次基布にナイロン捲縮
糸をタフトしてなる生機に、固形分濃度７８％のバッキ
ング剤を１　ｋｇ　（Ｗｅｔ）＃ｙｒて塗布し、ついて
、二次基布として７オンスジユートを圧着して貼り合せ
、１２０℃で２０分間乾燥後、二次基布と生機との剥離
強度を測定した。

■　抜糸強度 ＪＩＳ　Ｌ−、ＬＤ２１の敷物試験方法に準じて上記■
と同条件によって作成したカーペットにおけるパイル１
本の引き抜き強度を測定した。

■　　風　　合 ＪＩＳ　Ｌ−１０２１の敷物試験方法に準じて上記■と
同条件によって作成したカーペットを、オルゼン式剛軟
度試験機を用いて測定した。数値の小さい方が、カーペ
ットの風合が柔かいことを示す。

■　耐熱老化性 バッキング剤を約０．５ｍ＋ｌの厚みになるように、コ
ンパウンドフィルムを作成し、次いてギヤーオーブン１
２０℃で２４時間の熱処理を行い、その後の熱変色を肉
眼で観察した。

○　・・・・・・　熱変色なし △　・・・・・・　熱変色が若干ある ×　・・・・・・　熱変色が多いにある以上の結果をま
とめると、次のようである。

第１表からもわかるように、本発明のバッキング剤用ラ
テックスＡ−Ｅを用いたバッキング剤（実施例１〜５）
は、いずれも無機充填材である重質炭酸カルシウムの分
散性が良好で耐熱老化性。

軟風合、剥離強度および抜糸強度に優れている。

これに対して、本発明に属さないバッキング剤うテック
スイ〜トを用いた比較例１〜７のバッキング剤は、物性
の全般にわたって劣っていることがわかる。なお、比較
例１は、アルコキシシラン化合物を添加しない例であり
、比較例２は、（ａ）成分が過大の例であり、比較例３
は、（ｂ）成分が過大の例であり、比較例４は、（ａ）
成分を用いない例であり、比較例５は、（ａ）成分が過
大の例であり、比較例６は、アルコキシシラン化合物が
過大の例であり、比較例７は、ラテックスの重合時にア
ルコキシシラン化合物を存在させた例である。

［発明の効果］ 本発明の製造方法によって得られるバッキング剤用ラテ
ックスは、得られるカーペット類における充填剤の分散
性、軟風合性、耐熱老化性、剥離強度および抜糸強度に
優れ、物性のバランスが極めて良く、したがって、コン
トラクト用から家庭用の簡易敷物まで幅広く好適に使用
することができる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （ａ）脂肪族共役ジエン、炭素数が２〜１０のアルキル
   基を有するアクリル酸アルキルエステルおよび炭素数が
   ６〜１４のアルキル基を有するメタクリル酸アルキルエ
   ステルから選ばれる少なくとも１種の単量体２〜７０重
   量％ （ｂ）エチレン系不飽和カルボン酸単量体０〜８重量％ （ｃ）前記（ａ）および（ｂ）成分と共重合可能なその
   他の単量体２２〜９８重量％ からなる単量体を乳化重合して得られた共重合体ラテッ
   クス１００重量部（固形分換算）の存在下、アルコキシ
   シラン化合物０．０５〜２０重量部を縮合反応させるこ
   とを特徴するバッキング剤用ラテックスの製造方法。