JPH11510843A - 低い分子量を有するポリアクリルアミド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）によって測定される分子量２０００〜８０００ｇ／モルを有し、２５℃の１５重量％水溶液でBrookefield粘度１００〜５００mPasを有することを特徴とするポリアクリルアミド含有組成物に関する。本発明は、さらに、吸水およびハード表面の平な結合のためおよび滑らない保護をプラスチック表面に与えるためのポリアクリルアミド含有組成物の使用に関する。

Description

【発明の詳細な説明】 低い分子量を有するポリアクリルアミド 本発明は、対応する市販の接着剤組成物よりも低い分子量を有するポリアクリ ルアミド含有組成物、そのような組成物の製造方法および表面結合処理における それの使用に関する。 ＤＥ−ＯＳ ４３ ３９ ６４２は、滑り防止剤、すなわち、２つの物品がお 互いに不意に滑り出すことを防止する配合物を記載し、その配合物は少なくとも １種のロジン樹脂および／またはそれの誘導体、少なくとも１種の一価または多 価アルコール、水溶性または水分散性液化剤、要すれば液体発泡剤および粘着付 与剤およびその他に水からなる。 “Encyclopedia of Polymer Science and Engineering”2nd Edition，Vol．1 7，John Wiley & Sons，New York，1989、730-784頁、特に753頁以降に示される ように、ポリアクリルアミドは、接着剤組成物、特に乾燥強度の観点から製紙産 業、およびラミネート接着剤としての建築産業において、使用される。残念なが ら、水溶液の形態でのそのような接着ポリマーの適用の欠点は、そのような組成 物の高い粘度にある。このことは、その後に要求される機械的な強度のために、 ポリマーの分子量が高いことによる。分子量の過度な減少は、結合強度をかなり 減少させることが経験的に知られている。 本発明が解決しようとする課題は、高い粘度の上記の欠点を有さず、同時に同 等の機械的強度を示す新しいポリアクリルアミド含有接着剤組成物を提供するこ とである。 この課題は、請求項１の特徴によって解決される。 したがって、本発明は、２０００〜８０００ｇ／モル、好ましくは３５００〜 ５０００ｇ／モルの非常に低い分子量（ゲルパーミエーションクロマトグラフィ ー（ＧＰＣ）によって測定）を有するポリアクリルアミドを含有することおよび ポリアクリルアミドが、２５℃で１５重量％の水溶液の形態で５〜５００mPasの Brookfield粘度を有することを特徴とするポリアクリルアミド含有接着剤組 成物に関する。 １つの好ましい態様において、ポリアクリルアミド含有組成物は、粘度調節添 加剤、例えば水および／または一価または多価アルコールを含み、好ましくは実 用的な要求にしたがって、２５℃で、液状であり、接着系から蒸発する。他の特 定の態様は、２５℃で１００ｇの水中に３ｇを超える溶解度を有するアルコール を使用することによって特徴づけられる。これらのアルコールは、直鎖または分 枝状鎖を有する脂肪族または脂環式、飽和または不飽和アルコールであってよい 。それらは他のヘテロ原子、例えばエーテル基の形態の酸素を含んでよい。 例としては、エタノール、ｎ−プロパノール、ｉ−プロパノール、ブタノール 、ベンジルアルコール、シクロヘキサノール、ジ−、トリ−およびポリエチレン グリコールがある。二価および三価アルコールが好ましく、特にエタン−１，２ −ジオール、プロパン−１，２−ジオールおよび／またはプロパン−１，２，３ −トリオール（グリセロール）が特に好ましい。 上記の添加剤は、純水およびアルコールの両方からなってよい。この添加剤は 、一般に５０〜９５重量％、好ましくは７５〜９０重量％の量で本発明のポリア クリルアミド含有組成物中に存在してよい。１つの好ましい態様およびポリアク リルアミド組成物が吸水表面に適用される場合において、水と５〜３０重量％、 好ましくは５〜１５重量％のアルコール、好ましくはグリセロールの添加剤混合 物を使用して、ポリアクリルアミド組成物によって被覆される紙の過度の波打ち を防ぐ。ポットライフは、使用されるグリセロールの量、すなわちポリアクリル アミド組成物に基づいて５〜４５重量％、好ましくは１０〜３０重量に依存して １〜３６０分の間に調節される。 さらに、粘着付与剤も本発明によるポリアクリルアミド含有組成物に添加され 、２０００ｇ／モル未満の平均分子量を有するロジン樹脂がこの点において特に 好ましい。ロジン樹脂は、例えば針葉樹の粗樹脂から得られる。ロジン樹脂は、 主として実験式Ｃ₂₀Ｈ₃₀Ｏ₂を有する不飽和カルボン酸、例えばアビエチン酸、 およびそれの異性体からなる。しかしながら、多少の天然物質、例えば脂肪酸エ ステル、テルペンアルコールおよび炭化水素も存在してもよい。誘導化されたロ ジ ン樹脂、例えば水素化または不均化ロジン樹脂を使用することが好ましく、誘導 化（例えば、マレイン酸の付加またはケン化）の目的は、特に水中での溶解性を 増加させることである。有用なロジン樹脂およびそれの誘導体は、バルサム、ト ール油およびウッドロジンである。２５℃で１００ｇの水中で少なくとも３ｇの が特に適している。水溶性ロジン誘導体、特にケン化誘導体を使用することが好 ましい。 適した液化剤（添加剤の他のサブグループ）は、アルキル基中に１８個まで、 特に１〜４個の炭素原子を含有するアルカリ金属またはアルカリ土類金属ベンゼ ンスルホネート、特に、プロピルベンゼンスルホネートのナトリウム塩である。 さらに、本発明のポリアクリルアミド組成物が噴霧に使用される（機械的なポ ンプ噴霧の方法による噴霧だけに限らない）場合、例えばそれ自体既知の通常の 炭化水素液体発泡剤ガス、例えばプロパン、ブタンまたはそれの混合物から選択 される液体発泡剤ガスを使用することができ、要すればエタノールまたはジメチ ルエタノールと共に使用することができる。ポリアクリルアミド組成物を噴霧す るために二酸化炭素を使用してもよい。 さらに、さまざまな他の助剤および添加剤、例えば染料および光安定剤が存在 してよい。 本発明に関して、用語「ポリアクリルアミド」は、主として、アクリルアミド を含有するコポリマーに適用され、極端な場合、ポリアクリルアミドそれ自体を 意図する。これらのポリアクリルアミドは、１５重量％までの、特に５重量％ま でのコポリマーを含有する。アクリルアミド含有コポリマーは、正電荷を有する 水溶性ポリマーが得られるカチオン性高分子電解質と理解される。例としては、 ジアリルジメチルアンモニウムクロライド、ジアリルジエチルアンモニウムクロ ライド、ジエチルアミノエチルメタクリレート、ジメチルアミノエチルメタクリ レート、メチルアクリロイルオキシエチルトリメチルアンモニウムスルフェート 、メタクリロイルオキシエチルトリメチルアンモニウムクロライドおよび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およびアクリ ル 酸またはメタクリル酸の塩、特にナトリウムアクリレートが挙げられる。さらに 、両性水溶性ポリマー、例えば既知のポリベタイン、高分子両性電解質、共重合 体複合体を、本発明のポリアクリルアミド含有組成物に添加してもよい。このタ イプのポリマーの付加的な情報は、“Encyclopedia of Polymer Science and En gineering”，Vol.17,1989，キーワード：水溶性ポリマー、特に770〜778頁に記 載されている。 本発明のポリアクリルアミド含有組成物中の個々の成分の濃度は、一般に、少 なくとも１種のポリアクリルアミド５〜５０重量％、好ましくは１０〜２５重量 ％、粘度調節添加剤５０〜９５重量％、好ましくは７５〜９０重量％、少なくと も１種の粘着付与剤０〜２０重量％、好ましくは０〜１０重量％、および少なく とも１種の水溶性または水分散性液化剤０〜２５重量％、好ましくは５〜１５重 量％である。 本発明は、上記のポリアクリルアミド組成物、すなわち、少なくとも１種のポ リアクリルアミド５〜５０重量％、好ましくは１０〜２５重量％、少なくとも１ 種の粘度調節添加剤５０〜９５重量％、好ましくは７５〜９０重量％、少なくと も１種の粘着付与剤０〜３０重量％、好ましくは０〜１５重量％、少なくとも１ 種の水溶性または水分散性液化剤０〜１０重量％、好ましくは０〜５重量％およ び少なくとも１種の液体発泡剤（噴射剤）０〜３５重量％、好ましくは０〜２５ 重量％を含有する波打たない接着剤組成物、特に噴霧接着剤および紙接着剤に関 する。 本発明のポリアクリルアミド含有組成物は、アクリルアミドを、要すればコモ ノマーの存在下で溶液重合させ、既知の方法で過剰の水を除去することによって 得られる。本発明の適用のために、主としてアクリルアミドを含有するコポリマ ーを次いで粘度調節添加剤ならびに他の助剤および添加剤とともにさらに処理し 、すぐに適用できる溶液を形成する。例えばブラッシングまたはポンプ噴霧によ る表面適用の場合においてポリアクリルアミドおよびそれのコポリマーの含量は 、一般にすぐに使用される溶液に基づいて５〜５０重量％である。ポリアクリル アミド組成物は、このように適用される場合、非吸水物品が存在しないことを条 件 として水を主な添加剤として使用することが好ましい。 組成物が比較的低い水含量の接着剤に使用される場合、グリセロールが、全体 としての溶液に基づいて２５重量％までの量で付加的な添加剤として使用されて よい。 以下の実施例により本発明を説明する。 例１ 低分子量ポリアクリルアミドの合成 Natrosol 250 G（ヒドロキシエチルセルロース、Hercules Inc.製）１０．１ ｇを脱塩水２７０ｇに攪拌しながら、溶解した。アクリルアミド６７５ｇおよび アゾイソブチロジニトリル３．４ｇを連続的にイソプロパノール２４７０ｇに溶 解し、得られた溶液を水溶液に添加した。ドライアイス２００ｇを添加した。蒸 発させた後、反応混合物を６０℃に加熱した。重合反応を開始した後、溶液の曇 りに明瞭に反映されるように、反応熱によって温度が上昇した。内部の温度は、 外部からの冷却によって７０℃未満に保った。発熱反応が鎮まった後、反応混合 物を、７５℃で１時間攪拌した。 反応混合物を、次いで室温に冷却し、溶媒混合物を形成された粉体からデンカ ントし、残渣を６０℃の水流減圧で乾燥した。 ０．４５の比粘度（１Ｎ水性ナトリウムニトレート溶液中の１％溶液）を有す る白いさらさらの粉末６７０ｇがこの方法で得られた。 適用例１ 例１によるポリアクリルアミドの１５％水溶液を、約１０ｃｍの距離で保持さ れる市販のポンプ噴霧缶からの３ストロークによって３層ブナ合板の５０ｍｍ× ８０ｍｍ×４ｍｍプレート上に薄い層で噴霧した。２つの木板を、狭い側で２ｃ ｍ重ならして接触させ、４つの洗濯ばさみによって固定し、１６時間後、Zwick 引張試験機（引張速度１５ｍｍ／ｍｉｎ）において引張試験を行った。 固定がすぐに行われた場合、２．８Ｎ／ｍｍ²の平均引張剪断強さが得られる ；５分聞の風乾後、固定された場合、５Ｎ／ｍｍ²の平均引張剪断強さが得られ る。 ５重量％のジエチルアミノエチルメタクリルスルフェート（ＤＭＡＥＭＡ）ま たは５重量％のナトリウムアクリレートを含有するポリマーは、同等の強度を示 す。 適用例２（比較） １Ｎナトリウムニトレート溶液中の１％溶液の形態で比粘度１９．０を有する 比較的高い分子量のポリアクリルアミド（ＧＰＣによって測定された分子量１５ ０００ｇ／モル）を本発明による上記のポリアクリルアミドと同時に試験した。 この既知の比較的高い分子量のポリアクリルアミドにおいて、噴霧適用できる３ ０００mPasのBrookfield粘度が、明らかに低いポリマー含量５重量％でのみ得ら れた。したがって、比較的高い分子量の場合、かなりの希釈後でさえ、噴霧適用 ができない。 本発明によるポリアクリルアミド組成物の適用範囲を示すために、表１（配合 物２〜６）に要約される本発明の他の適用例を調製し、市販の製品、例えば添加 樹脂を有する水性溶媒中のポリクロロブタジエンに基づいた触圧接着剤 した。 本発明の接着剤組成物は、従来のカゼイン分散体より高い引張剪断強さを有し 、 強さを示した。紙の波打ちは、視覚により評価し、印「−−」は波打ちが非常に 大きい、印「−」は波打ちが十分にある、印「＋−」は波打ちが平均的である、 印「＋」は波打ちがかなり少ない、印「＋＋」は波打ちがほとんどない。 表２は、本発明の他の例（配合物７〜１４）を他の従来の水含有市販製品、例 品名で市販される液状バルサム樹脂である。 以下の表２からわかるように、本発明の接着剤組成物は、明らかに低い粘度で これらの市販の製品と同等の接着強度を有し、従来のカゼイン／スターチ分散体 と同等の微小なのみの波打ちを与える。 本発明のポリアクリルアミド組成物の溶媒含有市販製品に対しての適用範囲を 調べるために、ａ）４０１１ｇ／モルの分子量を有するポリアクリルアミド（重 量平均１４０３３；溶媒水；標準：ポリエチレングリコール）１０２．３ｇ（１ ３重量％）をｂ）水６３７．４ｇ（８１ｇ重量％）およびｃ）グリセロール４７ ．２ｇ（６重量％）と混合し、２７℃で５６mPasのBrookfield粘度を有する溶液 を形成した。この溶液をPoly−Swingポンプボトルに注ぎ、下記の試験を例１５ において行った。 液体発泡剤含有噴霧缶中の商品名「Photomount」、商品番号203A27GB5（３Ｍ Deutschland ＧｍｂＨ製）の溶媒含有製品を比較のために使用した(比較製品 であり、液体発泡剤ガス含有噴霧缶から適用した(比較製品７)。 本発明による製品は、溶媒含有製品と比較することによって２４時間後、改良 された接着強度を有し、溶媒含有製品によって比べられた硬化時間（比較製品６ ）が、９のファクターによってより短くなり、グリセロールの添加によって変化 されうることが、以下の表３に示されるデータから示される。 本発明によるポリアクリルアミドのポットライフに対するグリセロール含量の 影響を調べるために、例１５に示される分子量を有するポリアクリルアミド２０ 重量％（全体として溶液に基づいて）を含有する混合物を調製した。増加した量 のグリセロールおよび残りの水をこの組成物に添加した。得られたポットライフ を表４に示す： ＃は表１と同様

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ペータース，ベルント・ヴィリー ドイツ連邦共和国デー−42657ゾーリンゲ ン、ガーベルシュトラーセ13番 (72)発明者 シーファーシュタイン，ルートヴィッヒ ドイツ連邦共和国デー−40882ラーティン ゲン、ダマシュケシュトラーセ81番

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．ゲルパーミエーションクロマトグラフィーによって測定された分子量２０ ００〜８０００ｇ／モルを有し、２５℃で１５重量％溶液の形態で５〜５００mP asのBrookfield粘度を有することを特徴とするポリアクリルアミド含有組成物。 ２．さらに粘度調節添加剤を含有することを特徴とする請求項１に記載の組成 物。 ３．粘度調節添加剤が水および／または一価または多価アルコール、例えばエ タン−１，２−ジオール、プロパン−１，２−ジオールおよび／またはプロパン −１，２，３−トリオールであることを特徴とする請求項２に記載の組成物。 ４．ロジン樹脂および／またはそれの誘導体、好ましくはケン化誘導体に基づ く粘着付与剤を含有することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の組成 物。 ５．ポリアクリルアミドが、主としてアクリルアミドを、好ましくは１５重量 ％までの、特に５重量％までのコポリマー含量で含有することを特徴とする請求 項１〜４のいずれかに記載の組成物。 ６．少なくとも１種のポリアクリルアミド５〜５０重量％、好ましくは１０〜 ２５重量％、少なくとも１種の粘度調節添加剤５０〜９５重量％、好ましくは７ ５〜９０重量％、少なくとも１種の粘着付与剤０〜３０重量％、好ましくは０〜 １５重量％、水溶性または水分散性液化剤０〜１０重量％、好ましくは０〜５重 量％、および少なくとも１種の液体発泡剤０〜３５重量％、好ましくは０〜２５ 重量％を含有するポリアクリルアミド組成物。 ７．請求項１〜６に記載のポリアクリルアミドを含有する波打ちしない接着剤 組成物、特に噴霧接着剤または紙接着剤。 ８．アクリルアミドを、要すればコモノマーの存在下で溶液重合し、反応生成 物を反応混合物から取り出すことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の ポリアクリルアミド組成物の製造方法。 ９．吸水またはハード表面に表面結合するための、例えば塗布、ブラッシング または噴霧による、請求項１〜６に記載のポリアクリルアミド組成物または請求 項８に記載の方法によって製造されたポリアクリルアミド組成物の使用。 １０．組成物の乾燥後、表面だけが接触する、プラスチック表面、例えばポリ スチレン、ポリカーボネート、ポリビニルクロライド、ポリエチレン、ポリプロ ピレンおよびポリエチレンテレフタレートの滑らない仕上げための請求項９に記 載のポリアクリルアミド組成物の使用。