JPS63175151A - 耐溶剤性に優れる不織布用結合剤 - 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〕 本発明は改良された不織布用結合剤に関し、特忙耐溶剤
性に優れた不織布を得ることのできる不織布用結合剤に
関する。

〔従来の技術およびその問題点〕

乾式不織布の繊維の結合方式にはバインダ（結合剤）に
よるもの、鞭維を熱ＦＩ４ｉ着させるものおよび機械的
に場維を絡み合わせるものがあり、このうちバインダに
よる結合方式が、多様な機能を不織布に与えることがで
きるため、最も広く採用されている。使用されるバイン
ダは殆どがラテックスあるいはエマルジョンと呼ばれて
いるポリマー粒子の水中分散体を主成分としており、ポ
リマーの種類としてはアクリル系、酢と系共重合体、Ｓ
ＢＲ系、ＮＢＲ系などが使用されている。

不織布に要求される岐も重要な性能の１つに耐溶剤性が
あり、これにはラテックスの性能が碌めて大きな影！＃
を与える。

例えば衣料芯坤用不織布において、ラテックスの酎溶剤
性が十分でなければドライクリーニングに耐えることが
できない。また、一般の工業資材用や雑貨用として使用
される不織布に於ても、夫々の用途に於て要求される耐
溶剤性は、ラテックスの性能によって大きく左右される
。

この耐溶剤性を向上させるための一つの方法としてバイ
ンダとして使用されるラテックスには架橋反応性を有す
るＮ−メチロール（メタ）アクリルアミド等の官能性単
量体を共重合したり、水溶性トリメチロールメラミ／倒
脂等の多官能性熱硬化型樹脂を加工時に併用して、不織
布の熱処理工程において、ラテックスのポリマー中に架
橋構造を形成させる等の方法がある。

１〜かし、これらの方法は、ラテックスの化学的安定性
を低下させる要因となるため、多量の架橋成分の導入は
不可能である上、十分な効果を得るためには高温で長時
間の熱処理を帰することから生産性を考慮しなければな
らない実際の不織布製造工程では、瀾足し得る効果が得
られていない。

このため、実用上、高度の耐溶剤性を必要とする場合に
はＮＢＲ（アクリロニトリル−ブタジェンラバー）ラテ
ックスが使用される。この理由は、ＮＢＲには他のラテ
ックスに比べて七ツマ−としてアクリロニトリルが比較
的釜ｆ１′。

使用されているため共重合体中の二）　Ｉ）ル基（−Ｃ
ミＮ）含有率が多く、この高いニトリル基含有率が、皮
膜に油、有機溶剤に対して高い抵抗性、即ち耐溶剤性を
与えるからである。

ところが、よシ高い耐溶剤性を求めてＮＢＲラテックス
中のアクリロニトリルの比率を高めた場合、製造時の乳
化重合反応が進行せず不安定となり、得られたＮＢＲラ
テックスも機械的な安定性に劣るため不織布の含浸工程
に耐えることが出来なくなる欠点があった。

このため、近年、不織布の用途、多様化及び要求性能の
高度化により従来のＮＢＲよりさらに耐溶剤性に優れた
バインダが求められているにもかかわらず、上記の理由
により市場の要求は満足されていなかった。

本発明は以上のような従来の事情を考慮してなされたも
ので、従来の不織布用結合剤としてのＮＢＲラテックス
の耐溶剤性及び機械的安定性が不充分であることを改良
しようとするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明者らは、従来のＮＢＲラテックスより耐溶剤性及
び機械的安定性に優れた不織布用結合剤としてのラテッ
クスを開発するため、いかに多くのニトリル基をポリマ
ー分子中に導入するかを検討していたところ、高度な耐
溶剤性′ｆｆ：？ｉるためにはトルエンに対するラテッ
クス皮膜の重量膨潤率が２００％以下でなければならな
いこと及びこの条件を満たす念めには、ポリマー分子中
に１７重量％以上のニトリル基を含有する単量体組成の
ラテックスでなければならないことを見い出した。そし
て、更に鋭意研究した結果、驚くべきことにニトリル基
を導入するため単量体としてその一部或いは全部をメタ
クリロニトリルとすることによって重合安定性が著しく
向上し、又、得られたラテックスも機械的安定性に極め
て優れておシ、加工した不織布は従来のＮＢＲラテック
スでは到底得られなかった極めて高度な耐溶剤性を有す
ることを見い出し、本発明を完成するに到ったものであ
る。

即ち、本発明はブタシュン３５〜６０重量％、メタクリ
ロートリル５〜６０重量％、エチレン性不ａ和力／Ｉ／
　ホン酸１〜８重量％及びこれらの単量体と共重合可能
なその他のエチレン性単量体０〜５９シュ％なる単量体
混合物を乳化重合し、且つポリマー中に占めるニトリル
基（−（’＝Ｎ）の割合を１７″Ｍ景％以上としたラテ
ックスを用いる耐溶剤性に優れる不織布用結合剤を提供
するものである。

本発明で使用するブタジェンは、ラテックスの皮膜に可
撓性を与えると共に不織布加工の乾燥工程において、通
常の乾燥温度での結合剤の成膜を容易にするために必要
な単量体で、全単量体に対して３５〜６０重量％便用さ
れる。

ブタジェンの使用量が３５重量％未満では、得られたラ
テックスの皮膜はもろくなり、また常温では皮膜の形成
が不十分となるため、不織布の含浸工程において、粉末
状の乾燥物が生成し、含浸作業に支障をきたす。また、
ブタジェンの使用量が６０重量％を越えると、得られた
ラテックスの皮膜は耐溶剤性に劣り、本発明の目的を達
成することが出来ない。本発明で使用するメタクリロニ
トリルはラテックスの皮膜に耐溶剤性を与えると共に、
皮膜の凝集力を高めるために必要な単量体で、本発明の
目的とする高度の耐溶剤性を得るための必須の単量体で
あり、その使用ｔは全単量体に対して５〜６０重久％で
ある。

メタクリロニトリルの使用量が５重量％未満では、たと
えアクリロニトリルを併用してポリマー中のニトリル含
有ｔｔ−１７１１ｔｔ％以上としても乳化重合時の反応
が進行し難く、重合安定性に劣り、又不織布の含浸作業
時においての機械的安定性に劣り、耐溶剤性も悪い。又
、その使用量が６０重量％を越えると、常温におけるラ
テックスの皮膜形成性が低下する結果、前述の如く、不
織布の含浸工程での作業性が低下する。

本発明で使用するエチレン性不飽和カルボン酸としては
、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、マレイン酸
およびその無水物、フマル酸、イタコン酸、並びに不飽
和ジカルボン酸モノアルキルエステル、例えばマレイン
酸モノメチル、フマル酸モノエチル、イタコン酸モノｎ
−ブチル等のエチレン性不飽和カルボン酸等が挙げられ
、全単量体に対して１〜８重量％使用することが出来る
。

エチレン性不飽和カルボン酸は、ラテックス皮膜の繊維
に対する接着性の向上、及びラテックスの機械的安定性
を向上させる為に必要な単量体成分であり、その使用量
が全単量体に対して１重量％未満では、これらの効果が
得られない。また、その使用量が８重量％を越えると、
ラテックスが高粘度となり、不織布への均一な含浸が不
可能となる。

本発明で使用するブタジェン、メタクリロニトリル、エ
チレン性不飽和カルボン酸と共重合可能なその他のエチ
レン性不飽和単量体としては、アクリロニトリルのほか
アクリル酸メチル、メタクリル酸メチル、アクリル酸エ
チル、メタクリル酸エチル、アクリル酸プロピル、メタ
クリル酸グロビル、アクリル酸ブチル、メタクリル酸ブ
チル、アクリル酸ペンチル、メタクリル酸ペンチル、ア
クリル酸ヘキシル、メタクリル酸ヘキシル、アクリル酸
ヘプチル、メタクリル酸ヘプチル、アクリル酸オクチル
、メタクリル酸オクチル、アクリル酸オクタデシル、メ
タクリル酸オクタデシル等で例示されるアクリル酸アル
キルエステルおよびメタクリル酸アルキルエステル；ス
チレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン、クロル
スチレン、２．４−ジブロムスチレン等で例示されるエ
チレン性不飽和芳香族単量体；酢酸ビニル、プロピオン
酸ビニル等の如きビニルエステル；塩化ビニリデン、臭
化ビニリデン等の如きビニリデンハシイド：アクリル酸
−２−ヒドロキシエチル、アクリル酸−２−ヒドロ午ジ
プロピル、メタクリル酸−２−ヒドロキシエチル等の如
きエチレン性不飽和カルボン酸のヒドロキシアルキルエ
ステル：アクリル酸グリシジル、メタクリル酸グリシジ
ル等の如きエチレン性不飽和カルボン酸のグリシジルエ
ステルおよびアクリルアミド、メタクリルアミド、Ｎ−
メチロールアクリルアミド、Ｎ−メチロールメタクリル
アミド、Ｎ−ブトキシメチルアクリルアミド、ジアセト
ンアクリルアミド等のラジカル重合可能な単量体が挙げ
られる。

本発明のラテックスは、前記したブタシュン５５〜６０
重惜％、メタクリロニトリル５〜６０Ｊｊ［％、エチレ
ン性不９相カルボン酸１〜８ｉ量％及びこれら単量体と
共重合可能なその他のエチレン性不飽和単量体０〜５９
Ｍ！％よりなる単量体組成から得られるが、メタクリロ
ニトリルの使用比率が少ない場合はその他のエチレン性
不飽和単量体としてアクリロニトリルの如きニトリル基
含有単量体を使用してラテックスのポリマー中に占める
ニトリル基Ｃ含有率を１７重量％以上とする必要がある
。

本発明のラテックスは水性媒体中にて、上記単量体混合
物を通常の乳化重合法により重合して請判される。例え
ばアニオン性又はノニオン性乳化剤の存在下で単量体混
合物を水中に乳化分散させ、フリーラジカル発生触媒、
例えばＫＰＳ　（Ｋ、Ｓ、Ｏ，）、ＡＰ　Ｓ　（（ＮＨ
４）ｔｓｔｏａ）、過酸化水素水等の水性触媒、ｔ−ブ
チルハイドロパーオキサイド、クメンハイドロパーオキ
サイド等の油性触媒により好ましくは４０℃〜９０℃で
乳化重合を行えばよい。

また、本発明において乳化重合に通常用いられる添加剤
、例えば連鎖移動剤、重合安定化や緩衝効果を目的とし
たエチレンジアミン四酢酸等を必要に応じて使用するこ
とは何ら差しつかえない。

本発明のラテックスは、例えばストリッピング等の方法
によって、必要とされる固形分含量に濃縮される。

得られたラテックスは、ｐＨ３〜７、粘度６０〜１００
０ｃｐｓ程度のもので、より好ましくは安定性を向上さ
せるためアルカリ溶液でｐＨ８〜１ｏに調整される。

〔発明の効果〕

こうして得られた本発明のラテックスをバインダとして
用いて不織布加工した場合には、その不織布は極めて耐
溶剤性に優れ、また非常に柔軟なものから硬いものまで
用途に応じた広い範囲の風合を有する不織布が得られる
ので衣料用、資材用不織布として最適である。また含浸
性、スプレー性等安定性も良好である。

次に実施例によって本発明を具体的に説明する。なお、
文中に表示した部数及び％はそれぞれ重量部、重責％を
示す。

また、実施例中におけるラテックスの凝集物生成率、機
械的安定性は下記方法で測定した。

〔測定方法〕

０＋　　凝集物生成率（％） 重合反応終了後のラテックス１００９を２００メツシ二
のｆ布で１過し、１２０℃、１時間乾燥後のＰ残の重惜
全ラテックスの固型分重量で除した値を百分率で表わし
た。

（２）機械的安定性 マーロン式機械的安定性試験機を用いて５０ｇのラテッ
クスを荷重１０ｋｌ／、回転数３００Ｏｒｐｍで１０分
間回転ｍ擦し、生成した凝集物′ｆｔ１２０℃、１時間
乾燥させた後の重量をラテックスの固型分重量で除した
値を百分率で表わした。

実施例１〜４ 窒素置換した攪拌機付オートクレーブに１表−１に示す
ワ０ 組成の原料を仕込み、Ｆｍ″：Ｅ１℃で攪拌しながら重
合率９５９以上になる迄乳化重合を行なった。次いで水
蒸気蒸留により脱モノマーを行なった後、２５％アンモ
ニア水を添加してｐＨ８〜９に調整し、さらに必要に応
じてイオン交換水を添加して固型分３９．０〜４ｔＯ％
のラテックスＡ、　Ｂ。

Ｃ，Ｄを得危工化重合はいずれも目標とする９５％以上
の重合率になる迄安定に進行し、表−１に−示す結果の
如く重合中に発生する凝集物の債も非常に少ないもので
あった。

得られたラテックスの粘度も低く、又、機械的安定性も
極めて良好であった。

比較例１，２ 実施例１〜４と同様の方法で表−１に示す組成の原料を
仕込み、５０℃で攪拌しながら重合率９５％以上を目標
に乳化重合を行なった。次いで実施例１〜４と同様の方
法で脱モノマー、ｐＨ調整、固型分調整を行なってｐＨ
８〜９、固型分３９０〜４ｔＯ％のラテックスを得た。

結果は表−１に示す如く、メタクリロニトリルを使用し
ていない比較例１においては重合が全く不安定で、重合
開始８時間後に重合中のポリマー粒子が凝集し、ラテッ
クスを得ることが出来なかった。

また、メタクリロニトリルの使用量が少ない比較例２に
おいては重合反応が進行しにくく、２０時間もの長時間
反応を継続しても重合光は９３．８％と非常に低い。ま
た重合中に発生した凝集物の竜も、本発明例である実施
例１〜５に比較してはるかに多く、重合が不安定である
ことを示している。さらに得られたラテックスＥは機械
的安定性が極めて悪かった。

以上の結果から、メタクリコニトリル５％未満でしかも
ニトリル基含有量の多い単量体組成の場合は安定な乳化
重合が田作であジ、得られたラテックスも不安定である
ことがわかる。

比較例３〜６ 実施例１〜４と同様の方法で表−１に示す組成の原料を
仕込み、５０℃で撹拌しながら重合光９５％以上になる
迄乳化重合を行なった。次いで実施例１〜４と同様の方
法で脱モノマー、ｐＨ調整、固型分調整を行なってｐＨ
８〜９、固型分３２０〜４１０％のラテックスを得た。

結果は表−１に示す如く、エチレン性不飽和カルボン酸
の少ない比較例６においては、２テツクスの機械的性が
極めて悪かった。

また、エチレン性不飽和カルボン酸の多い比較例４にお
いては、ラテックスの粘度が３，６２０　ｃｐｓと著し
く高いも試験例 実施例１〜４で得たラテックスＡ−Ｄをガラス板上に流
延し、２５℃で２日間乾燥して、膜厚ａ３〜１５ＷＩＩ
の乾燥皮膜を得た。次いで、この皮膜を熱風循環乾燥機
にて１４０℃、１０分間熱処理した後、トルエン中に浸
漬して２５℃で４日間静置して、次式に従って重量膨潤
率を算出した。

結果は表−２に示す如く、いずれもトルエンで膨潤はし
ているものの膨潤率２００％以下の値を保持しており、
ニトリル基含有率の高い程優れた耐溶剤性を示していた
。

次に実施例１〜４で得たラテックスＡ、Ｂ、Ｃ，Ｄをそ
れぞれ水で希釈して固型分１２．５％に調整しｆＣ後、
目付３０９／ｍ”のポリエステルウェブを金網にはさん
でラテックス中に浸漬しウェブ中にラテックスを浸透さ
せて浸透のし易さを観察した。含浸後の不織布をゴムロ
ール／ステンレスロールのマングルにてラテックス（ｗ
ｅｔ）／繊維＝３２．５／１００（重量比）になるよう
に一定条件で絞り、金網、マングル上へのラテックスの
凝集物の生成の有無を置県した。次に、１００℃、５分
乾燥後、１５０℃、１分ベーキングすることによりラテ
ックス固型分／＠維＝１３／１００（重量比）の不織布
を得た。次いで、不織布芯地試験方法（ＪＩＳ　　Ｌ−
１０８５）に従って３　ｃｙｃｌｅ迄の不織布のドライ
クリーニング強さ試験における不織布の形態変化を次の
判定基準に従って評価した。なお形態変化の判定基準 Ａ級　　変化なし Ｂ級　　変化の目立つもの ０級　　変化の著しいもの 結果は表−２に示す如く、いずれもマングル絞りにおけ
るラテックスの安定も良好で、また不織布のドライクリ
ーニング強さ試験による形態変化もなかった。

比較試験例 比較例２〜６で得たラテックスＥ−Ｉを用いて試験例と
同様の方法で熱処理皮膜のトルエンに対する重量膨潤率
を測定した。次いで、試験例と同様の方法で不織布加工
を行ないマングル絞シにおけるラテックスの安定性及び
ドライクＩＪ　−ニング強さ試験における形態変化を調
べた。

結果は表−２に示す如く、ニトリル基含有率が１６．６
％のラテックスＩの熱処理皮膜は、トルエンによる″ｉ
ｆ膨潤率が高く、また加工した不織布のドライクリーニ
ング強さも劣っていた。

メタクリロニトリル含有量が４％のラテックスＥ及びエ
チレン性不飽和カルボン酸の使用量が０５％のラテック
スＦはマングル絞りにより、凝集物が発生し、著しく、
安定性が劣っていた。

また、エチレン性不飽和カルボン酸の使用量が１０％の
ラテックスＧは、粘度が高すぎるために不織布への浸透
が不均一となり、その結果、ドライクリーニング強さに
も劣るものであった。

ブタジェンの使用量か３６％であるラテックスＨは常温
（２５℃）における皮膜形成能力がなく、このためマン
グル絞りにおいてロールの端部に粉末状の乾燥物が発生
し、含浸液に落下混入して作業性が著しく劣っていた。

以上の結果から、本発明の特許請求範囲からはずれた単
量体組成及びニトリル基含有率のラテックスは、耐溶剤
性不織布のバインダーとして適さないことがわかる。

ｚ″ ／′

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．ブタジエン３５〜６０重量％、メタクリロニトリル
   ５〜６０重量％、エチレン性不飽和カルボン酸１〜８重
   量％及びこれらの単量体と共重合可能なその他のエチレ
   ン性不飽和単量体０〜５９重量％からなる単量体混合物
   を乳化重合し、且つポリマー中に占めるエトリル基（−
   Ｃ≡Ｎ）の割合を１７重量％以上としたラテツクスを用
   いる耐溶剤性に優れる不織布用結合剤。