JPH068392B2

JPH068392B2 - 透湿性皮膜の形成方法

Info

Publication number: JPH068392B2
Application number: JP15972287A
Authority: JP
Inventors: 文俊築山; 昭彦小松
Original assignee: Showa Highpolymer Co Ltd
Current assignee: Resonac Holdings Corp
Priority date: 1987-06-29
Filing date: 1987-06-29
Publication date: 1994-02-02
Anticipated expiration: 2009-02-02
Also published as: JPS646066A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、各種構造物、木材、布、紙等の基材上への透
湿性皮膜の形成方法に関する。

〔従来の技術〕従来、乳化重合に際し乳化剤として、ノニオン系界面活
性剤を用いることはよく知られている。乳化重合用のノ
ニオン系界面活性剤には、ポリオキシアルキレンアルキ
ルエーテル、ポリオキシアルキレンアルキルフェニルエ
ーテル、あるいはポリオキシアルキレン脂肪酸エステル
等が用いられている。

しかしながら、これらの界面活性剤を用いて乳化重合を
行った場合、得られる皮膜の透湿性が劣るため、これを
塗料や接着剤として用いた場合、接着不良や塗膜のふく
れ、剥離や構造物内壁の結露を生じやすいという欠点が
あり、その産業上の利用範囲が極めて限定されるという
問題点があった。但し、当業者の常識の範囲を越えて大
量のノニオン系界面活性剤を用いて乳化重合を行った場
合、得られるエマルジョン皮膜の透湿性はかなり改善さ
れるが、一方耐水性等の他の物性が著しく低下し、その
実用上の価値は極めて低下するという問題点があった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明者らは、従来の乳化重合用乳化剤にみられる前記
問題点を解決すべく鋭意研究した結果、ビニル系モノマ
ーを前記した従来の乳化重合用ノニオン系界面活性剤と
ある種のポリアルキレングリコール類との特定範囲量の
混合物の存在下に、乳化重合させて得られる乳濁液を製
膜すると、その皮膜が極めて優れた透湿性を有すること
を見出し、本発明方法に到達した。

〔問題点を解決するための手段〕

即ち、本発明の透湿性皮膜の形式方法は、ビニル系モノ
マーを、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル、ポリ
オキシアルキレンアルキルフェニルエーテルまたはポリ
オキシアルキレン脂肪酸エステルの６０〜８５重量％と
平均分子量８００〜6,000のポリアルキレングリコール
の４０〜１５重量％とからなる乳化剤の１〜８重量％の
存在下に、乳化重合させて得られる、固形分の２０〜７
０重量％の乳濁液を主体とする水性分散液を、基材上に
塗布して厚さ１０〜5,０００μに製膜することを特徴と
するものである。

〔作用〕

本発明方法における乳化重合樹脂組成物が、皮膜化した
場合何故に優れた透湿性を発揮するのか、その理由は不
明である。しかし、本発明で特定した乳化剤の組合せ
が、生成樹脂の物性に影響を及ぼして透湿性に好適なミ
クロ構造の皮膜を与えるものと考えられる。

以下、本発明の構成につき詳しく説明する。

本発明で用いられるポリオキシアルキレンアルキルエー
テル、ポリオキシアルキレンアルキルフェニルエーテル
およびポリオキシアルキレン脂肪酸エステル（以下ノニ
オン系乳化剤という）は、アルキル基の炭素数は４〜２
０、好ましくは８〜１５の範囲であり、アルキレンオキ
シドはエチレンオキシド、プロピレンオキシド、および
ブチレンオキシドから選ばれ、平均付加モル数は3〜80
で、好ましくは２０〜５０モルであり、アルキレンオキ
シドの５０重量％以上はエチレンオキシドが好適であ
る。これら特定の範囲から外れた乳化剤を用いて乳化重
合を行った場合には、何れも凝集物等を生じ、好ましい
状態のエマルジョンが得られないか、またはもし良好な
状態のエマルジョンが得られても、この皮膜は好ましい
透湿性を示さず、所期の目的が達成されない場合があ
る。

また、ポリアルキレングリコールとしては、ポリエチレ
ングリコール単独、またはポリエチレングリコールとポ
リプロピレングリコールおよび／またはポリブチレング
リコールとの混合物から選ばれ、混合物を用いる場合そ
の中の５０重量％以上がポリエチレングリコールである
ことが望ましい。さらに、これらポリアルキレングリコ
ールの平均分子量は８００〜6,000であり、より好まし
くは2,000〜4,000の範囲である、これらの特定範囲以外
のポリアルキレングリコールを用いて乳化重合を行った
場合は何れも、好ましい状態の乳濁液が得られないか、
またはもし得られても、その皮膜は好ましい透湿性を示
さず、所期の目的を果さないため不都合である。

ノニオン系乳化剤とポリアルキレングリコールの混合比
は重量比で８５：１５ないしは６０：４０の範囲であ
り、より好ましくは８０：２０ないしは７０：３０の範
囲である。そして、これらの混合物中のポリアルキレン
グリコールはノニオン系乳化剤の製造中に副生する状態
で混合された物、あるいは製造後意図的に添加、混合さ
れた物の何れでもよい。前記混合比については、８５：
１５よりポリアルキレングリコールの混合量が少い場合
については、これを乳化剤として用いて乳化重合を行っ
ても良好な状態の乳濁液は得られるが、得られた皮膜は
その応用上好ましい透湿性を示さず不都合である。また
６０：４０よりポリアルキレングリコールの混合量が多
い場合には、これを乳化剤として用いて乳化重合を行っ
ても凝塊物が多い等良好な状態の乳濁液が得られない
か、もし得られても、その皮膜は耐水性等の物性が劣
り、応用上好ましくない。

本発明の乳化剤を用いて乳化重合を行うに当り、乳濁液
中におけるその使用量は１〜８重量％であり、好ましく
は２〜６重量％である。使用量が１重量％以下の場合は
得られる皮膜は好ましい透湿性を示さず、逆に使用量が
８重量％を越えてそれより多い場合には良好な状態の乳
濁液が得られないか、もしくは得られても生成皮膜の耐
水性が極めて悪く、何れも不都合である。

本発明で用いられる乳化剤はノニオン系乳化剤とポリア
ルキレングリコールとの混合物のみでもよいが、本発明
の効果を害しない範囲でその他の非イオン系界面活性
剤、アニオン系界面活性剤、水溶性高分子等を併用して
もよい。その他の非イオン系界面活性剤としては、例え
ばエチレンオキシドプロピレンオキシドブロックコポリ
マー、ソルビタン誘導体等がある。また、アニオン系界
面活性剤としては、例えば長鎖アルキル硫酸塩、長鎖ア
ルキルベンゼンスルホン酸塩、ポリオキシエチレンアル
キルサルフェート塩等が挙げられる。水溶性高分子の例
としては、ポリビニルアルコール、ヒドロキシエチルセ
ルロース等が挙げられる。これらの化合物を併用する場
合には、本発明の乳化剤中のノニオン系乳化剤１重量部
に対し、0.02〜５重量部が適当である。

本発明の乳化重合樹脂組成物の主体をなす重合樹脂とし
ては、乳化重合可能なビニル系モノマーの重合体であれ
ばよく、特に制限を受けないが、そのなかでアクリル酸
エステル樹脂、アクリル酸エステル共重合樹脂、スチレ
ン共重合樹脂、酢酸ビニル樹脂、酢酸ビニル共重合樹
脂、エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂等が生成皮膜の物
性から好適である。これらの樹脂に使用されるビニル系
モノマーの具体例としては、アクリル酸メチル、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、メタクリル酸メチル等のアクリル酸、または
メタクリル酸のエステル；臭化ビニル、塩化ビニル、塩
化ビニリデン等のハロゲン化ビニル；酢酸ビニル、プロ
ピオン酸ビニル等のビニルエステル；スチレン、ビニル
トルエン等のビニル芳香族単量体；エチレン、ブタジエ
ン等のモノオレフィンまたは共役ジオレフィン類；アク
リロニトリル等のα，β不飽和アミド類；アクリル酸、
メタクリル酸、イタコン酸、マレイン酸、フマール酸等
のα，βの不飽和カルボン酸類；ビニルトリエトキシシ
ラン、ビニルトリス（２−メトキシエトキシ）シラン、
γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−
グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシ
ドキシプロピルメチルジエトキシシラン等のビニルアル
コキシシラン類、およびグリシドキシアルコキシシラン
類があり、各々単独で、あるいは二種以上併用して用い
られる。

本発明の乳化重合に際し、使用される重合用開始剤に
は、例えば過酸化水素水、過硫酸カリウム、過硫酸アン
モニウム等があり、必要に応じて亜硫酸水素ナトリウ
ム、アスコルビン酸、酒石酸、チオ硫酸ナトリウム等の
還元剤を併用してもよい。

本発明の乳化重合樹脂組成物の製造法としては、乳化重
合手段自体は従来公知の乳化手段が適用できる。例え
ば、ビニル系モノマーの濃度は２０〜７０重量％、乳化
剤はビニル単量体１００重量部当り1.４〜２０重量部等
の条件が採用される。

本発明で用いられる乳濁液は、固形分が２０〜７０重量
％、好ましくは３０〜６０重量％の範囲にあり、粘度は
特に制限されない。

さらに、必要に応じてpH調整剤、重合度調節剤、その他
の補助添加剤を使用してもよい。補助添加剤としては、
各種消泡剤、防腐剤、増粘剤、造膜助剤、溶剤、造膜助
剤、撥水剤等があり、その用途に応じて適宜添加使用さ
れる。特にフッ素系、シリコーン系、ポリエチレンワッ
クス系、パラフィンワックス系等の各種撥水剤の添加使
用は、本発明の目的の皮膜の透湿性のほかに、その応用
上好ましい皮膜の撥水性及び耐水性等を向上させる手段
として有効である。

かくして得られた水性分散液は、基材上に塗布し製膜さ
れる。適用可能な基材としては、透湿性の必要な基材で
あれば何でもよく、例えばモルタル、スレート、石膏ボ
ード、ケイ酸カルシウム板、ハードボード、軽量気泡コ
ンクリート、石綿セメント板、木毛セメント板、パルプ
セメント板、ドロマイトプラスター等の建築資材や、
紙、繊維、織物、皮革、木材その他の産業用基材が挙げ
られる。塗布手段としては、ハケ塗り、ローラー塗装、
バーコーター塗布、スプレー塗装、シャワー塗装、ロー
ル塗装等当該業界で一般に用いられる塗布方法が採用さ
れる。

本発明方法で形成される透湿性皮膜の厚さは１０〜５０
００μであり、２０〜３０μのフラット塗膜から厚膜の
複層弾性塗膜やライン用厚膜タイル状塗料まで広く使用
することができる。

〔実施例〕

以下、具体例により、本発明方法をさらに詳細に説明す
る。

なお、具体例における各種乳濁液の皮膜の透湿性は、ケ
ント紙にエマルジョンをバーコーター(#50)で塗布し１
００℃で１５分乾燥して試験体としてJIS Z 0208防湿包
装材料の透湿度試験‐Ａ法に準じて測定を行った。

耐候性は、乳濁液をエアスプレー方式のスプレーガンを
用いてモルタル面に膜厚３００μのサンプルを作製し、
このサンプルをサンシャインカーボンアーク燈式耐候試
験機（ガス試験機（株）WEL-SUN-HC型）で３００時間照
射し、フクレ、ハガレ、クラック、剥離、変色などの外
観変化を観察した。

実施例１温度計、攪拌棒、還流冷却器、および滴下ロートを備え
た反応容器に水108.8重量部を加え、温度を７０℃に昇
温し、系内を窒素ガスにて置換した。一方、エチレンオ
キシドの付加モル数４０のポリエチレンオキシドラウリ
ルエーテル33.75重量部と平均分子量3,000のポリエチレ
ングリコール11.25重量部との混合物を水365.5重量部に
溶解し、これにスチレン９5.３重量部と、２−エチルヘ
キシルアクリレート434.1重量部、メタクリル酸１0.３
重量部の混合モノマー539.7重量部を添加、撹拌し、よ
く乳化し、これを滴下ロートに加える。次にこの乳化液
のうち４6.０重量部を反応器に加え、重合開始剤として
１０重量％の過硫酸アンモニウム水溶液１0.６重量部と
１０重量％の亜硫酸水素ナトリウム水溶液１０．６重量
部をそれぞれ別々の滴下ロートより３時間かけて均一滴
下した。滴下終了後、７０℃で１時間熟成反応を行い、
所期のエマルジョンを得た。

実施例２実施例１と同様にして、ポリオキシエチレンラウリルエ
ーテルの代わりに、エチレンオキシドの付加モル数３０
のポリオキシエチレンノニルフェニルエーテルを用いて
乳化重合を行い、所期のエマルジョンを得た。

実施例３モノマーとしてメチルメタクリレート５1.４重量部、ｎ
−ブチルアクリレート478.0重量部を用いた以外は実施
例１と同様にして乳化重合を行い、所期のエマルジョン
を得た。

実施例４モノマーとしてメチルメタクリレート５1.４重量部、ｎ
−ブチルアクリレート478.0重量部を用いた以外は実施
例２と同様にして乳化重合を行い、所期のエマルジョン
を得た。

実施例５モノマーとしてスチレン360.0重量部、２−エチルヘキ
シルアクリレート169.4重量部を用いた以外は実施例１
と同様にして乳化重合を行い所期のエマルジョンを得
た。

実施例６モノマーとしてメチルメタクリレート336.7重量部、ｎ
−ブチルアクリレート192.7重量部を用いた以外は実施
例３と同様にして乳化重合を行い所期のエマルジョンを
得た。

比較例１エチレンオキシドの付加モル数４０のポリエチレングリ
コールラウリルエーテル42.75重量部と平均分子量3,000
のポリエチレングリコール2.25重量部との混合物を用い
た以外は実施例１と同様にして乳化重合を行い、エマル
ジョンを得た。

比較例２エチレンオキシドの付加モル数３０のポリオキシエチレ
ンノニルフェニルエーテル42.75重量部と平均分子量3,0
00のポリエチレングリコール2.２５重量部を用いた以外
は実施例１と同様にして乳化重合を行い、エマルジョン
を得た。

比較例３エチレンオキシドの付加モル数４０のポリエチレングリ
コールラウリルエーテル42.75重量部と平均分子量3,000
のポリエチレングリコール2.25重量部との混合物を用い
た以外は実施例３と同様にして乳化重合を行い、エマル
ジョンを得た。

比較例４エチレンオキシドの付加モル数３０のポリオキシエチレ
ンオキシドノニルフェニルエーテル42.75重量部と平均
分子量3,000のポリエチレングリコール2.２５重量部と
の混合物を用いた以外は実施例４と同様にして乳化重合
を行い、エマルジョンを得た。

比較例５ポリエチレンオキシドの付加モル数４０のポリエチレン
オキシドラウリルエーテル3.７５重量部と平均分子量3,
000のポリエチレングリコール1.２５重量部との混合物
を用い、モノマーとしてスチレン102.5重量部、２−エ
チルヘキシルアクリレート466.9重量部を用いる他は実
施例１と同様にして乳化重合を行い所期のエマルジョン
を得た。

比較例６ポリエチレンオキシドの付加モル数４０のポリエチレン
オキシドラウリルエーテル８1.０重量部と平均分子量3,
000のポリエチレングリコール２7.０重量部との混合物
を用いモノマーとしてスチレン８4.０重量部、２−エチ
ルヘキシルアクリレート382.4重量部を用いる他は実施
例１と同様にして乳化重合を行った。エマルジョンを得
ることはできるが、重合安定性が悪く、塊状物が多く実
用上問題がある。

以上の実施例、比較例の結果をまとめて第１表に示す。

実施例７攪拌機を備えた内容積1.５のステンレススチール製オ
ートクレーブに水474.3重量部、エチレンオキシドの付
加モル数４０のポリエチレンオキシドラウリルエーテル
33.75重量部と平均分子量3,000のポリエチレングリコー
ル11.25重量部との混合物を充填し、攪拌速度２５０rpm
で攪拌しつつ窒素置換を行い、ついでエチレン置換を行
った後所期エチレン圧を５０kg／cm²に設定し、オート
クレーブを７０℃に加温した。

次に酢酸ビニル458.7重量部と１０重量％の過硫酸アン
モニウム水溶液１0.６重量部、１０重量％の亜硫酸水素
ナトリウム水溶液１0.６重量部とを別別に３時間かけて
均一に添加した。その後８５℃に昇温し１時間の熟成を
行いエチレン：酢酸ビニルの共重合比（重量比）が１
５：８５の共重合樹脂エマルジョンを得た。

実施例８モノマーとして酢酸ビニル539.7重量部を用い、メタク
リル酸メチルを除いた以外は実施例１と同様にして乳化
重合を行い、所期のエマルジョンを得た。

実施例９モノマーとして酢酸ビニル７8.４重量部、ｎ−ブチルア
クリレート461.3重量部を用い、メタクリル酸メチルを
除いた以外は実施例１と同様にして乳化重合を行い所期
のエマルジョンを得た。

比較例７エチレンオキシドの付加モル数４０のポリエチレンオキ
シドラウリルエーテル42.75重量部と平均分子量3,000の
ポリエチレングリコール2.２５重量部との混合物を用い
た以外は実施例７と同様にして乳化重合を行いエマルジ
ョンを得た。

比較例８エチレンオキシドの付加モル数４０のポリエチレンオキ
シドラウリルエーテル42.75重量部と平均分子量3,000の
ポリエチレングリコール2.２５重量部との混合物を用い
た以外は実施例８と同様にして乳化重合を行いエマルジ
ョンを得た。

比較例９エチレンオキシドの付加モル数４０のポリエチレンオキ
シドラウリルエーテル42.75重量部と平均分子量3,000の
ポリエチレングリコール2.２５重量部との混合物を用い
た以外は実施例９と同様にして乳化重合を行いエマルジ
ョンを得た。

以上の結果をまとめて第２表に示す。

実施例１０モノマーとしてスチレン９0.３重量部、２−エチルヘキ
シルアクリレート428.5重量部、ビニルトリス（２−メ
トキシエトキシ）シラン１0.６重量部を用いた以外は実
施例１と同様にして乳化重合を行い、所期のエマルジョ
ンを得た。

〔発明の効果〕本発明方法は、従来の乳化重合樹脂組成物からの皮膜に
比し、著しく優れた透湿性皮膜を与えるので各種基材の
保護、被覆方法としてその実用的価値は極めて高い。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ビニル系モノマーを、ポリオキシアルキレ
ンアルキルエーテル、ポリオキシアルキレンアルキルフ
ェニルエーテルまたはポリオキシアルキレン脂肪酸エス
テルの６０〜８５重量％と平均分子量８００〜6,000の
ポリアルキレングリコールの４０〜１５重量％とからな
る乳化剤の１〜８重量％の存在下に、乳化重合させて得
られる、固形分２０〜７０重量％の乳濁液を主体とする
水性分散液を、基材上に塗布して厚さ１０〜５０００μ
に製膜することを特徴とする透湿性皮膜の形成方法。