JP2005281558A - Aqueous resin composition for paper fiber binder - Google Patents
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Abstract
【課題】 繊維加工や紙加工に適しており、特に不織布バインダー用の水性樹脂組成物として使用した場合に、低温条件での成型時の破断が防止された耐成型性に優れる不織布を形成することができる、紙繊維バインダー用水性樹脂組成物を提供する。
【解決手段】 紙繊維バインダー用水性樹脂組成物が、(メタ)アクリレートを主成分として98重量%以上含有するエチレン性不飽和単量体を水性媒体中で乳化重合させて得られる水性樹脂組成物により形成される被膜の測定温度110℃での引張試験における100%モジュラスが0.2MPa以上であり、前記被膜の測定温度110℃での引張試験における破断伸度が700%以上であり、且つ前記被膜のガラス転移温度が0〜70℃の範囲であることを特徴とする。
【選択図】 図1
PROBLEM TO BE SOLVED: To form a nonwoven fabric excellent in molding resistance, which is suitable for fiber processing and paper processing, and is prevented from being broken at the time of molding under a low temperature condition particularly when used as an aqueous resin composition for a nonwoven fabric binder. An aqueous resin composition for paper fiber binders is provided.
An aqueous resin composition for paper fiber binders obtained by emulsion polymerization of an ethylenically unsaturated monomer containing 98% by weight or more of (meth) acrylate as a main component in an aqueous medium. 100% modulus in the tensile test at a measurement temperature of 110 ° C. of the coating formed by the method is 0.2 MPa or more, and the elongation at break in the tensile test at a measurement temperature of 110 ° C. of the coating is 700% or more, and The glass transition temperature of the coating is in the range of 0 to 70 ° C.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、紙繊維バインダー用水性樹脂組成物に関する。更に詳しくは、繊維加工、紙加工に適しており、成型時の破断が防止された耐成型性に優れる紙繊維バインダー用水性樹脂組成物であり、特に不織布バインダー用に適した水性樹脂組成物に関する。 The present invention relates to an aqueous resin composition for paper fiber binder. More specifically, the present invention relates to an aqueous resin composition for paper fiber binders that is suitable for fiber processing and paper processing, and has excellent molding resistance in which fracture during molding is prevented, and particularly relates to an aqueous resin composition suitable for nonwoven fabric binders. .
従来から、アクリル樹脂を実質的に単独使用した水性樹脂組成物は、単量体の組成比率を変えることで、非常に硬いものから軟らかいものまで、広範囲に設計が容易であり、また種々の官能基を有する単量体を共重合させることで様々な物性を付与させることが可能であるため、アクリルエマルジョン型バインダーとして、例えば接着剤や粘着剤などに利用され、繊維、不織布、又は紙等の加工分野に広く用いられてきた。
しかしながら、例えばアクリルエマルジョン型バインダーにより加工された不織布は、一般に、後工程で染色や成型などの2次加工が施されるが、加工時に使用されたバインダーが柔らかいタイプの場合には、染色工程での結合力が弱いため不織布の型保持が困難であるという問題を生じてしまい、逆に、バインダーが硬いタイプの場合には、成型時に不織布などの加工品が破断してしまうという問題があった。
Conventionally, an aqueous resin composition substantially using an acrylic resin alone can be designed in a wide range from very hard to soft by changing the composition ratio of the monomers, and various functionalities can be obtained. Since various physical properties can be imparted by copolymerizing a monomer having a group, it is used as an acrylic emulsion-type binder, for example, as an adhesive or a pressure-sensitive adhesive. It has been widely used in the processing field.
However, for example, non-woven fabric processed with an acrylic emulsion type binder is generally subjected to secondary processing such as dyeing and molding in the post-process, but if the binder used during processing is a soft type, This results in a problem that it is difficult to hold the mold of the nonwoven fabric due to its weak binding force. Conversely, when the binder is a hard type, there is a problem that the processed product such as the nonwoven fabric breaks during molding. .
これらの問題を改良するために、硬質な重合体を可塑化させる可塑剤(以下「造膜助剤」という。)を添加して被膜を柔軟化させる方法が提案されている。
しかしながら、造膜助剤を添加して被膜を柔軟化する方法は、含有される可塑剤が経時的に被膜から消失するために、被膜の硬度が短期間で変化してしまうという問題があった。
In order to improve these problems, a method has been proposed in which a plasticizer for plasticizing a hard polymer (hereinafter referred to as “film-forming aid”) is added to soften the film.
However, the method of softening the coating by adding a film-forming aid has a problem that the hardness of the coating changes in a short period because the plasticizer contained disappears from the coating over time. .
また、核粒子としてのシードエマルジョンの存在下に(メタ)アクリルアミドを主成分とする単量体を共重合させ、多層構造粒子を構成することにより熱時強度を向上させる方法(特許文献1。)が提案されている。
しかしながら、この単量体の共重合により多層構造粒子を構成する方法は、耐熱性が要求される用途を目的とする多段重合ラテックスを開示しているが、成型時の破断の問題が未だ充分に解決されておらず実用的ではなかった。
特にポリプロピレンなどを素材とする不織布のように高温に晒すことのできない基材に対しては、通常の成型温度である、例えば150℃程度の温度では繊維の融着や破断のために成型加工ができず、100℃程度の比較的低温にて成型することが一般的である。しかしながら、低温条件にて成型加工を行うと、成型時の破断が一層発生しやすくなり、決して実用的な解決手段ではなかった。
Also, a method of improving the strength at the time of heating by copolymerizing a monomer mainly composed of (meth) acrylamide in the presence of seed emulsion as a core particle to form a multilayer structure particle (Patent Document 1). Has been proposed.
However, this method of forming multilayer structure particles by copolymerization of monomers discloses a multistage polymerization latex intended for applications requiring heat resistance, but the problem of breakage during molding is still insufficient. It was not solved and was not practical.
Especially for base materials that cannot be exposed to high temperatures, such as non-woven fabrics made of polypropylene or the like, the molding process is performed at a normal molding temperature, for example, at a temperature of about 150 ° C., due to fiber fusion or breakage. In general, the molding is performed at a relatively low temperature of about 100 ° C. However, when molding is performed under low temperature conditions, breakage during molding is more likely to occur, which is never a practical solution.
以上のような理由から、低温条件での成型時に破断を起こさない、耐成型性に優れる紙繊維バインダー用水性樹脂組成物、特に不織布バインダー用に適した水性樹脂組成物の開発が切望されていた。 For these reasons, there has been a strong demand for the development of an aqueous resin composition for paper fiber binders that does not cause breakage during molding under low-temperature conditions and has excellent molding resistance, particularly suitable for nonwoven fabric binders. .
本発明の目的は、紙繊維バインダー用水性樹脂組成物であり、繊維加工及び紙加工に適しており、特に不織布バインダー用の水性樹脂組成物として使用した場合に、低温条件での成型時の破断が防止された耐成型性に優れる不織布を形成することができる、紙繊維バインダー用水性樹脂組成物を提供することである。 The object of the present invention is an aqueous resin composition for paper fiber binders, which is suitable for fiber processing and paper processing, and particularly when used as an aqueous resin composition for nonwoven fabric binders, fracture at the time of molding under low temperature conditions It is an object to provide an aqueous resin composition for paper fiber binders that can form a nonwoven fabric excellent in molding resistance in which the above is prevented.
本発明者等は、上記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、得られる被膜が特定の範囲の特性値を有する紙繊維バインダー用水性樹脂組成物を用いることにより、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。 As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have been able to solve the above problems by using an aqueous resin composition for paper fiber binders in which the resulting coating has a specific range of characteristic values. The headline and the present invention were completed.
即ち、本発明は、(メタ)アクリレートを主成分として98重量%以上含有するエチレン性不飽和単量体を水性媒体中で乳化重合させて得られる水性樹脂組成物により形成される被膜の測定温度110℃での引張試験における100%モジュラスが0.2MPa以上であり、前記被膜の測定温度110℃での引張試験における破断伸度が700%以上であり、且つ前記被膜のガラス転移温度が0〜70℃の範囲であることを特徴とする紙繊維バインダー用水性樹脂組成物を提供するものである。 That is, the present invention is a measurement temperature of a film formed by an aqueous resin composition obtained by emulsion polymerization of an ethylenically unsaturated monomer containing 98% by weight or more of (meth) acrylate as a main component in an aqueous medium. The 100% modulus in a tensile test at 110 ° C. is 0.2 MPa or more, the elongation at break in a tensile test at a measurement temperature of 110 ° C. is 700% or more, and the glass transition temperature of the coating is 0 to 0. The present invention provides an aqueous resin composition for paper fiber binder characterized by being in the range of 70 ° C.
本発明の紙繊維バインダー用水性樹脂組成物は、それを用いて形成される被膜の測定温度110℃での引張試験における100%モジュラスが0.2MPa以上であり、破断伸度が700%以上であり、且つ前記被膜のガラス転移温度が0〜70℃の範囲であることを特徴とするものであり、特に造膜性と熱成型時の凝集力に優れるため、従来から問題になっていた成型時の破れによるトラブルの発生を防止でき、生産性の大幅な向上を図ることができる。 The aqueous resin composition for paper fiber binder of the present invention has a 100% modulus in a tensile test at a measurement temperature of 110 ° C. of a coating film formed using the paper fiber binder of 0.2 MPa or more, and an elongation at break of 700% or more. In addition, the glass transition temperature of the coating is in the range of 0 to 70 ° C., and since it has excellent film forming properties and cohesive force at the time of thermoforming, molding has been a problem in the past. It is possible to prevent troubles due to breakage of time and to greatly improve productivity.
本発明を実施するにあたり、必要な事項を以下に述べる。
本発明の紙繊維バインダー用水性樹脂組成物は、(メタ)アクリレートを主成分とするエチレン性不飽和単量体を水性媒体中で乳化重合させて得られる水性樹脂組成物である。
尚、本発明でいう「主成分」とは、全成分中に98重量%以上含有する場合をいう。
The matters necessary for carrying out the present invention are described below.
The aqueous resin composition for paper fiber binder of the present invention is an aqueous resin composition obtained by emulsion polymerization of an ethylenically unsaturated monomer having (meth) acrylate as a main component in an aqueous medium.
The “main component” in the present invention means a case where 98% by weight or more is contained in all components.
前記紙繊維バインダー用水性樹脂組成物は、前記紙繊維バインダー用水性樹脂組成物により形成される被膜の測定温度110℃での引張試験における100%モジュラスが0.2MPa以上であり、且つ前記被膜の測定温度110℃での引張試験における破断伸度が700%以上であることが好ましく、同条件での破断伸度が1000%以上であることがより好ましい。
前記紙繊維バインダー用水性樹脂組成物により形成される被膜において、100%モジュラスと破断伸度がかかる条件を満たすならば、熱成型時にバインダーとして効果的に凝集力を保持し変形に対して追従できるため、成型時に繊維が破断することを大幅に改善できる。
The aqueous resin composition for paper fiber binder has a 100% modulus in a tensile test at a measurement temperature of 110 ° C. of the film formed from the aqueous resin composition for paper fiber binder of 0.2 MPa or more, and The breaking elongation in a tensile test at a measurement temperature of 110 ° C. is preferably 700% or more, and more preferably 1000% or more under the same conditions.
In the film formed from the aqueous resin composition for paper fiber binder, if the condition that 100% modulus and elongation at break are satisfied, the cohesive force can be effectively maintained as a binder at the time of thermoforming and can follow deformation. Therefore, it is possible to greatly improve the breaking of the fiber during molding.
更に、本発明の紙繊維バインダー用水性樹脂組成物により形成される皮膜は、後述する条件にて測定したガラス転移温度(以下、「実測Tg」ともいう。)が、0〜70℃の範囲であることが好ましく、実測Tgが10〜50℃の範囲であることがより好ましい。
前記紙繊維バインダー用水性樹脂組成物により形成される皮膜の実測Tgがかかる範囲にあれば、造膜性と熱成型時の凝集力に優れるため、成型時の破れによるトラブル発生を防止でき、従来にない程に生産性の大幅な向上を図ることができる。
Furthermore, the film formed from the aqueous resin composition for paper fiber binder of the present invention has a glass transition temperature (hereinafter also referred to as “actually measured Tg”) measured under the conditions described later in the range of 0 to 70 ° C. It is preferable that the measured Tg is in the range of 10 to 50 ° C.
If the measured Tg of the film formed from the aqueous resin composition for paper fiber binder is within such a range, the film forming property and the cohesive force at the time of thermoforming are excellent. As a result, productivity can be greatly improved.
更に、本発明の紙繊維バインダー用水性樹脂組成物は、それを用いた被膜の高化式フローテスターのシリンダ圧力が1.96×106Paの条件下において、流動開始温度が150℃以下であることが好ましく、50〜130℃の範囲であることがより好ましい。
前記紙繊維バインダー用水性樹脂組成物により形成される皮膜の流動開始温度がかかる範囲にあれば、低温条件での成型時の破れによるトラブルの発生を防止でき、生産性の大幅な向上を図ることができる。
Furthermore, the aqueous resin composition for paper fiber binder of the present invention has a flow start temperature of 150 ° C. or lower under the condition that the cylinder pressure of the Koka type flow tester using the same is 1.96 × 10 6 Pa. It is preferable that it is in the range of 50 to 130 ° C.
If the flow start temperature of the film formed from the aqueous resin composition for paper fiber binder is within such a range, troubles due to tearing during molding under low temperature conditions can be prevented, and productivity can be greatly improved. Can do.
次いで、本発明の紙繊維バインダー用水性樹脂組成物の製造に用いる各原料について、以下に詳細に述べる。 Subsequently, each raw material used for manufacture of the aqueous resin composition for paper fiber binders of this invention is described in detail below.
本発明の紙繊維バインダー用水性樹脂組成物の製造に際しては、前述のように(メタ)アクリレートを主成分とするエチレン性不飽和単量体を必須に用いるが、その他のエチレン性不飽和単量体としては、例えば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、t−ブチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ヘキシル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、オクチル(メタ)アクリレート、ノニル(メタ)アクリレート、ドデシル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニル(メタ)アクリレート、等の(メタ)アクリル酸エステル類;フェニル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン、ビニルアニソール、α−ハロスチレン、ビニルナフタリン、ジビニルスチレン等の芳香族環を有するビニル化合物;アクリル酸、メタクリル酸、β−カルボキシエチル(メタ)アクリレート、2−(メタ)アクリロイルプロピオン酸、クロトン酸、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸ハーフエステル、マレイン酸ハーフエステル、β−(メタ)アクリロイルオキシエチルハイドロゲンサクシネート、β−(メタ)ヒドロキシエチルハイドロゲンフタレートおよびこれらの塩、無水マレイン酸、無水イタコン酸などの酸無水物;2,2,2−トリフルオロエチル(メタ)アクリレート、2,2,3,3−ペンタフルオロプロピル(メタ)アクリレート、パーフルオロシクロヘキシル(メタ)アクリレート、2,2,3,3,−テトラフルオロプロピル(メタ)アクリレート、β−(パーフルオロオクチル)エチル(メタ)アクリレート等のフッ素含有エチレン性不飽和単量体;グリシジル(メタ)アクリレート、アリルグリシジルエーテル等のグリシジル基含有重合性単量体;2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、グリセロールモノ(メタ)アクリレート等の水酸基含有重合性単量体;アミノエチル(メタ)アクリレート、N−モノアルキルアミノアルキル(メタ)アクリレート、N,N−ジアルキルアミノアルキル(メタ)アクリレート等のアミノ基含有重合性単量体;2−アジリジニルエチル(メタ)アクリレート等のアジリジニル基含有重合性単量体;アリル(メタ)アクリレート等のアリル基含有重合性単量体;ジシクロペンテニル(メタ)アクリレート等のシクロペンテニル基含有重合性単量体;エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジアリルフタレート、ジビニルベンゼン、アリル(メタ)アクリレート等が挙げられる。これらは単独使用でもよく2種以上を併用してもよい。 In the production of the aqueous resin composition for paper fiber binder of the present invention, an ethylenically unsaturated monomer mainly composed of (meth) acrylate is used as described above, but other ethylenically unsaturated monomers are used. Examples of the body include methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, n-butyl (meth) acrylate, isobutyl (meth) acrylate, t-butyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, hexyl ( (Meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, octyl (meth) acrylate, nonyl (meth) acrylate, dodecyl (meth) acrylate, stearyl (meth) acrylate, isobornyl (meth) acrylate, dicyclopentanyl (meth) acrylate, etc. (Meth) acrylic acid Steals; vinyl compounds having an aromatic ring such as phenyl (meth) acrylate, benzyl (meth) acrylate, styrene, α-methylstyrene, vinyltoluene, vinylanisole, α-halostyrene, vinylnaphthalene, divinylstyrene; acrylic acid, Methacrylic acid, β-carboxyethyl (meth) acrylate, 2- (meth) acryloylpropionic acid, crotonic acid, itaconic acid, maleic acid, fumaric acid, itaconic acid half ester, maleic acid half ester, β- (meth) acryloyloxy Ethyl hydrogen succinate, β- (meth) hydroxyethyl hydrogen phthalate and salts thereof, acid anhydrides such as maleic anhydride, itaconic anhydride; 2,2,2-trifluoroethyl (meth) acrylate, 2,2, 3,3- Fluorine-containing ethylene such as n-fluoropropyl (meth) acrylate, perfluorocyclohexyl (meth) acrylate, 2,2,3,3-tetrafluoropropyl (meth) acrylate, β- (perfluorooctyl) ethyl (meth) acrylate Unsaturated monomers; glycidyl group-containing polymerizable monomers such as glycidyl (meth) acrylate and allyl glycidyl ether; 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, polyethylene glycol mono (meta) ) Hydroxyl group-containing polymerizable monomers such as acrylate and glycerol mono (meth) acrylate; aminoethyl (meth) acrylate, N-monoalkylaminoalkyl (meth) acrylate, N, N-dialkylaminoalkyl (meth) acrylate Amino group-containing polymerizable monomers such as 2-aziridinyl ethyl (meth) acrylate; aziridinyl group-containing polymerizable monomers such as allyl (meth) acrylate; Cyclopentenyl group-containing polymerizable monomers such as dicyclopentenyl (meth) acrylate; ethylene glycol di (meth) acrylate, 1,6-hexanediol di (meth) acrylate, neopentyl glycol di (meth) acrylate, trimethylol Examples include propane tri (meth) acrylate, polyethylene glycol di (meth) acrylate, polypropylene glycol di (meth) acrylate, diallyl phthalate, divinylbenzene, allyl (meth) acrylate, and the like. These may be used alone or in combination of two or more.
更に、前記エチレン性不飽和単量体と共に使用可能な重合性単量体としては、例えば、N−メチロール(メタ)アクリルアミド、N−イソプロポキシメチル(メタ)アクリルアミド、N−ブトキシメチル(メタ)アクリルアミド、N−イソブトキシメチル(メタ)アクリルアミド等のメチロールアミド基又はそのアルコキシ化物含有重合性単量体;ビニルトリクロロシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリス(β−メトキシエトキシ)シラン、γ−(メタ)アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−(メタ)アクリロキシプロピルトリエトキシシラン、γ−(メタ)アクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−(メタ)アクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−(メタ)アクリロキシプロピルトリイソプロポキシシラン、N−β−(N−ビニルベンジルアミノエチル)−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン及びその塩、2−(3、4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン等のシリル基含有重合性単量体;(メタ)アクリロイルイソシアナート、(メタ)アクリロイルイソシアナートエチルのフェノール或いはメチルエチルケトオキシム付加物等のイソシアナート基及び/又はブロック化イソシアナート基含有重合性単量体;2−イソプロペニル−2−オキサゾリン、2−ビニル−2−オキサゾリン等のオキサゾリン基含有重合性単量体;(メタ)アクリルアミド、N−モノアルキル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジアルキル(メタ)アクリルアミド等のアミド基含有重合性単量体;アクロレイン、ジアセトン(メタ)アクリルアミド等のカルボニル基含有重合性単量体;アセトアセトキシエチル(メタ)アクリレート等のアセトアセチル基含有重合性単量体、スルホン酸基及び/又はサルフェート基(及び/又はその塩)、リン酸基及び/又はリン酸エステル基(及び/又はその塩)を含有するエチレン性不飽和単量体、ビニルスルホン酸、スチレンスルホン酸等のビニルスルホン酸類又はその塩、アリルスルホン酸、2−メチルアリルスルホン酸等のアリル基含有スルホン酸類又はその塩、(メタ)アクリル酸2−スルホエチル、(メタ)アクリル酸2−スルホプロピル等の(メタ)アクリロイル基含有スルホン酸類又はその塩、(メタ)アクリルアミド−t−ブチルスルホン酸等の(メタ)アクリルアミド基含有スルホン酸類又はその塩、リン酸基を有する「アデカリアソープPP−70、PPE−710」[旭電化工業(株)製];酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、ビニルブチラート、バーサチック酸ビニル等のビニルエステル類;メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、プロピルビニルエーテル、ブチルビニルエーテル、アミルビニルエーテル、ヘキシルビニルエーテル等のビニルエーテル類;(メタ)アクリロニトリル等のニトリル基含有エチレン性不飽和単量体;イソプレン、クロロプレン、ブタジエン、エチレン、テトラフルオロエチレン、フッ化ビニリデン、N−ビニルピロリドン等のラジカル重合可能な単量体等が挙げられる。これらは単独使用でもよく2種以上を併用してもよい。 Furthermore, examples of the polymerizable monomer that can be used together with the ethylenically unsaturated monomer include N-methylol (meth) acrylamide, N-isopropoxymethyl (meth) acrylamide, and N-butoxymethyl (meth) acrylamide. , N-isobutoxymethyl (meth) acrylamide and other methylolamide groups or alkoxylated monomers-containing polymerizable monomers; vinyltrichlorosilane, vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, vinyltris (β-methoxyethoxy) silane, γ -(Meth) acryloxypropyltrimethoxysilane, γ- (meth) acryloxypropyltriethoxysilane, γ- (meth) acryloxypropylmethyldimethoxysilane, γ- (meth) acryloxypropylmethyldiethoxysilane, γ- (Meta) acrylo Propyltriisopropoxysilane, N-β- (N-vinylbenzylaminoethyl) -γ-aminopropyltrimethoxysilane and salts thereof, 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, 3-glycidoxy Silyl group-containing polymerizable monomers such as propyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, 3-glycidoxypropyltriethoxysilane; (meth) acryloyl isocyanate, (meth) acryloyl isocyanate ethyl Isocyanate groups and / or blocked isocyanate group-containing polymerizable monomers such as phenol or methyl ethyl ketoxime adducts; Oxazoline group-containing polymerizable compounds such as 2-isopropenyl-2-oxazoline and 2-vinyl-2-oxazoline Monomer; (Meth) Ac Amide group-containing polymerizable monomers such as luamide, N-monoalkyl (meth) acrylamide, N, N-dialkyl (meth) acrylamide; Carbonyl group-containing polymerizable monomers such as acrolein and diacetone (meth) acrylamide; Acetoxy group-containing polymerizable monomer such as acetoxyethyl (meth) acrylate, sulfonic acid group and / or sulfate group (and / or salt thereof), phosphoric acid group and / or phosphate ester group (and / or salt thereof) ) -Containing ethylenically unsaturated monomers, vinyl sulfonic acids such as vinyl sulfonic acid and styrene sulfonic acid or salts thereof, allyl group-containing sulfonic acids such as allyl sulfonic acid and 2-methylallyl sulfonic acid, or salts thereof ( (Meth) acrylic acid 2-sulfoethyl, (meth) acrylic acid 2-sulfopropyl, etc. “Adekalysoap PP-70, PPE-710” having acryloyl group-containing sulfonic acids or salts thereof, (meth) acrylamide group-containing sulfonic acids such as (meth) acrylamide-t-butylsulfonic acid or salts thereof, and phosphate groups [Asahi Denka Kogyo Co., Ltd.]; Vinyl esters such as vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl butyrate, vinyl versatate; Vinyl ethers such as methyl vinyl ether, ethyl vinyl ether, propyl vinyl ether, butyl vinyl ether, amyl vinyl ether, hexyl vinyl ether Nitrile group-containing ethylenically unsaturated monomers such as (meth) acrylonitrile; radical polymerization of isoprene, chloroprene, butadiene, ethylene, tetrafluoroethylene, vinylidene fluoride, N-vinylpyrrolidone, etc. Possible monomers and the like. These may be used alone or in combination of two or more.
本発明の紙繊維バインダー用水性樹脂組成物は、通常、重合開始剤と、必要に応じて乳化剤、分散安定剤などの添加剤の存在下に、前記エチレン性不飽和単量体を用いて、更に必要に応じてこれらの単量体と共重合可能なその他の重合性単量体の混合物を水性媒体中で共重合させることにより得ることができる。
その際の重合方法としては、特に限定しないが、例えば、(1)単量体、その他の重合性単量体、水、重合開始剤等を一括混合して重合する方法、あるいは(2)単量体、その他の重合性単量体、水、乳化剤等を予め混合したものを滴下する所謂プレエマルジョン法、あるいは(3)モノマー滴下法等が挙げられる。
The aqueous resin composition for a paper fiber binder of the present invention is usually obtained by using the ethylenically unsaturated monomer in the presence of a polymerization initiator and, if necessary, additives such as an emulsifier and a dispersion stabilizer. Further, if necessary, it can be obtained by copolymerizing a mixture of other polymerizable monomers copolymerizable with these monomers in an aqueous medium.
The polymerization method at that time is not particularly limited. For example, (1) a method in which monomers, other polymerizable monomers, water, a polymerization initiator, etc. are mixed together for polymerization, or (2) a simple method. Examples include a so-called pre-emulsion method in which a monomer, other polymerizable monomer, water, an emulsifier and the like previously mixed are dropped, or (3) a monomer dropping method.
前記紙繊維バインダー用水性樹脂組成物は、乳化剤、フリーラジカル発生触媒等の添加剤の存在下に水性媒体中で上記各種単量体を乳化重合することにより得ることができる。
前記乳化剤としては、各種の陰イオン性界面活性剤、非イオン界面活性剤、陽イオン界面活性剤、両イオン界面活性剤などを使用することができる。
前記陰イオン性界面活性剤としては、例えば、高級アルコールの硫酸エステル、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フェニルスルホン酸塩、ポリオキシエチレン多環フェニルエーテル硫酸エステル塩[例えば日本乳化剤(株)製ニューコール707SF]等が挙げられ、これらは単独使用でもよく2種以上を反応を阻害しない範囲で併用してもよい。
前記非イオン性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ニルエーテル、ポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレンブロック共重合体等が挙げられ、これらは単独使用でもよく2種以上を反応を阻害しない範囲で併用してもよい。
前記陽イオン性界面活性剤としては、例えば、アルキルアンモニウムクロライド[例えばライオン(株)製アーカード16−50]等が挙げられ、これらは単独使用でもよく2種以上を反応を阻害しない範囲で併用してもよい。
前記両イオン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硫酸塩、ポリオキシエチレンアルキルフェニル硫酸塩等が挙げられ、これらは単独使用でもよく2種以上を反応を阻害しない範囲で併用してもよい。
更に、必要に応じて、一般的に「反応性乳化剤」と称される、重合性不飽和基を分子内に有する乳化剤を使用することもできる。かかる反応性乳化剤としては、市販製品として、例えばスルホン酸基及びその塩を有する「ラテムルS−180」[花王(株)製]、「エレミノールJS−2、RS−30」[三洋化成工業(株)製]等;硫酸基及びその塩を有する「アクアロンHS−10、HS−1025、KH−05、KH−10」、[第一工業製薬(株)製]、「アデカリアソープSE−10、SE−20」[旭電化工業(株)製]等;リン酸基を有する「ニューフロンティアA−229E」[第一工業製薬(株)製]等;非イオン性親水基を有する「アクアロンRN−10、RN−20、RN−30、RN−50」[第一工業製薬(株)製]等が挙げられ、これらは単独使用でもよく2種以上を併用してもよい。
The aqueous resin composition for paper fiber binder can be obtained by emulsion polymerization of the various monomers in an aqueous medium in the presence of additives such as an emulsifier and a free radical generating catalyst.
As the emulsifier, various anionic surfactants, nonionic surfactants, cationic surfactants, amphoteric surfactants and the like can be used.
Examples of the anionic surfactant include sulfates of higher alcohols, alkylbenzene sulfonates, polyoxyethylene alkylphenyl sulfonates, polyoxyethylene polycyclic phenyl ether sulfates [for example, manufactured by Nippon Emulsifier Co., Ltd. Newcol 707SF] and the like may be used, and these may be used alone, or two or more may be used in combination as long as the reaction is not inhibited.
Examples of the nonionic surfactant include polyoxyethylene alkyl ether, polyoxyethylene alkylphenyl ether, polyoxyethylene-polyoxypropylene block copolymer, and the like. These may be used alone or in combination of two or more. May be used in a range that does not inhibit the reaction.
Examples of the cationic surfactant include alkylammonium chloride [for example, Lion Card Co., Ltd. ARCARD 16-50]. These may be used alone or in combination of two or more in a range that does not inhibit the reaction. May be.
Examples of the amphoteric surfactant include polyoxyethylene alkyl sulfate, polyoxyethylene alkylphenyl sulfate, and the like. These may be used alone or in combination of two or more in a range not inhibiting the reaction. Good.
Furthermore, if necessary, an emulsifier having a polymerizable unsaturated group in the molecule, generally called “reactive emulsifier”, can be used. Examples of such a reactive emulsifier include commercially available products such as “Latemul S-180” (manufactured by Kao Corporation) having a sulfonic acid group and a salt thereof, “Eleminol JS-2, RS-30” [Sanyo Chemical Industries, Ltd. Etc.] having a sulfate group and a salt thereof, “AQUALON HS-10, HS-1025, KH-05, KH-10”, [Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.], “Adekaria soap SE-10, "SE-20" [Asahi Denka Kogyo Co., Ltd.] etc .; "New Frontier A-229E" having a phosphate group [Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.] etc .; "Aqualon RN-" having a nonionic hydrophilic group 10, RN-20, RN-30, RN-50 "[Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.] etc., and these may be used alone or in combination of two or more.
前記紙繊維バインダー用水性樹脂組成物の製造に使用することのできる乳化剤以外のその他の分散安定剤としては、例えば、ポリビニルアルコール、繊維素エーテル、澱粉、マレイン化ポリブタジエン、マレイン化アルキッド樹脂、ポリアクリル酸(塩)、ポリアクリルアミド、水性アクリル樹脂、水性ポリエステル樹脂、水性ポリアミド樹脂、水性ポリウレタン樹脂等の水溶性高分子物質が挙げられ、合成品でもよく天然品でもよく特に限定せず、これらは単独使用でもよく2種以上を併用してもよい。 Examples of other dispersion stabilizers other than the emulsifier that can be used in the production of the aqueous resin composition for paper fiber binder include, for example, polyvinyl alcohol, fiber ether, starch, maleated polybutadiene, maleated alkyd resin, and polyacrylic. Water-soluble polymer substances such as acids (salts), polyacrylamides, water-based acrylic resins, water-based polyester resins, water-based polyamide resins, water-based polyurethane resins, and the like can be mentioned. It may be used, or two or more may be used in combination.
前記紙繊維バインダー用水性樹脂組成物を製造する際に用いる水性媒体としては、特に限定せず、水の単独使用でもよく、あるいは水と水溶性溶剤の混合溶剤を用いてもよい。
本発明で使用可能な上記の「水と水溶性溶剤の混合溶剤」とは、実質的に水を主体とした水溶性溶剤との混合溶剤であり、混合溶剤の全量に対して、水溶性溶剤の含有率が好ましくは10重量%以下であり、より好ましくは5重量%以下である。
The aqueous medium used when producing the aqueous resin composition for paper fiber binder is not particularly limited, and water may be used alone or a mixed solvent of water and a water-soluble solvent may be used.
The above-mentioned “mixed solvent of water and water-soluble solvent” usable in the present invention is a mixed solvent of a water-soluble solvent mainly composed of water, and the water-soluble solvent with respect to the total amount of the mixed solvent. The content of is preferably 10% by weight or less, more preferably 5% by weight or less.
前記水溶性溶剤とは、例えば、メチルアルコール、エチルアルコール、イソプロピルアルコール、エチルカルビトール、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ等のアルコール類、あるいはN−メチルピロリドン等の極性溶剤が挙げられ、これらは単独使用でもよく2種以上を併用してもよい。 Examples of the water-soluble solvent include alcohols such as methyl alcohol, ethyl alcohol, isopropyl alcohol, ethyl carbitol, ethyl cellosolve, butyl cellosolve, or polar solvents such as N-methylpyrrolidone, which may be used alone. Two or more kinds may be used in combination.
また、前記紙繊維バインダー用水性樹脂組成物を製造する際に用いる重合開始剤としては、通常ラジカル重合開始剤が用いられ、かかるラジカル重合開始剤としては、例えば、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類、過酸化ベンゾイル、ラウロイルパーオキサイド、デカノイルパーオキサイド等のジアシルパーオキサイド類、t−ブチルクミルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド等のジアルキルパーオキサイド類、t−ブチルパーオキシラウレート、t−ブチルパーオキシベンゾエート等のパーオキシエステル類、クメンハイドロパーオキサイド、パラメンタンハイドロパーオキサイド、t−ブチルハイドロパーオキサイド等のハイドロパーオキサイド類等の有機過酸化物類、過酸化水素等が挙げられる。 Moreover, as a polymerization initiator used when producing the aqueous resin composition for paper fiber binder, a radical polymerization initiator is usually used. Examples of the radical polymerization initiator include potassium persulfate, sodium persulfate, Persulfates such as ammonium persulfate, diacyl peroxides such as benzoyl peroxide, lauroyl peroxide, decanoyl peroxide, dialkyl peroxides such as t-butyl cumyl peroxide, dicumyl peroxide, t-butyl peroxide Peroxyesters such as laurate and t-butylperoxybenzoate, organic peroxides such as cumene hydroperoxide, paramentane hydroperoxide, hydroperoxide such as t-butyl hydroperoxide, hydrogen peroxide Etc. That.
また、前記過酸化物と還元剤とを併用したレドックス重合開始剤を用いることもでき、前記還元剤としては、例えばアスコルビン酸及びその塩、エリソルビン酸及びその塩、酒石酸及びその塩、クエン酸及びその塩、ホルムアルデヒドスルホキシラートの金属塩、チオ硫酸ナトリウム、重亜硫酸ナトリウム、塩化第二鉄等が挙げられ、更に4,4’−アゾビス(4−シアノ吉草酸)、2,2’−アゾビス(2−アミジノプロパン)二塩酸塩等のアゾ系開始剤を使用することも可能であり、これら重合開始剤の1種又は2種以上の混合物を使用することができる。 Further, a redox polymerization initiator in which the peroxide and a reducing agent are used in combination can be used. Examples of the reducing agent include ascorbic acid and its salt, erythorbic acid and its salt, tartaric acid and its salt, citric acid and And salts thereof, metal salts of formaldehyde sulfoxylate, sodium thiosulfate, sodium bisulfite, ferric chloride and the like, and 4,4′-azobis (4-cyanovaleric acid), 2,2′-azobis ( It is also possible to use an azo initiator such as 2-amidinopropane) dihydrochloride, and one or a mixture of two or more of these polymerization initiators can be used.
前記紙繊維バインダー用水性樹脂組成物において、使用する重合体の分子量を調整する必要がある場合は、分子量調整剤として連鎖移動能を有する化合物を添加してもよい。
かかる分子量調整剤としては、例えば、ラウリルメルカプタン、オクチルメルカプタン、ドデシルメルカプタン、2−メルカプトエタノール、チオグリコール酸オクチル、3−メルカプトプロピオン酸、チオグリセリン等のメルカプタン類、又は、α−メチルスチレン・ダイマー等が挙げられる。
In the aqueous resin composition for paper fiber binder, when it is necessary to adjust the molecular weight of the polymer to be used, a compound having chain transfer ability may be added as a molecular weight modifier.
Examples of such molecular weight regulators include mercaptans such as lauryl mercaptan, octyl mercaptan, dodecyl mercaptan, 2-mercaptoethanol, octyl thioglycolate, 3-mercaptopropionic acid, thioglycerin, or α-methylstyrene dimer. Is mentioned.
また、前記紙繊維バインダー用水性樹脂組成物中のカルボキシル基を中和するために、中和剤を使用することができる。
かかる中和剤としては、本発明の目的を阻害しないものならば何れの塩基性物質も使用することができ、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ金属化合物;水酸化カルシウム、炭酸カルシウム等のアルカリ土類金属化合物;アンモニア;モノメチルアミン、ジメチルアミン、トリメチルアミン、モノエチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、モノプロピルアミン、ジメチルプロピルアミン、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン等の水溶性有機アミン類等が挙げられ、これらを単独使用でもよく2種以上を併用してもよい。これらのうち、特に得られる被膜の耐水性をより向上させる場合は、常温或いは加熱により飛散し易いアンモニアを使用することが好ましい。
Moreover, in order to neutralize the carboxyl group in the aqueous resin composition for paper fiber binder, a neutralizing agent can be used.
As the neutralizing agent, any basic substance can be used as long as it does not impair the object of the present invention. Examples thereof include alkali metal compounds such as sodium hydroxide and potassium hydroxide; calcium hydroxide and calcium carbonate. Alkaline earth metal compounds such as ammonia; water-soluble such as ammonia; monomethylamine, dimethylamine, trimethylamine, monoethylamine, diethylamine, triethylamine, monopropylamine, dimethylpropylamine, monoethanolamine, diethanolamine, triethanolamine, ethylenediamine, diethylenetriamine Organic amines etc. are mentioned, These may be used individually and may use 2 or more types together. Among these, in order to further improve the water resistance of the obtained film, it is preferable to use ammonia that is easily scattered by normal temperature or heating.
前記紙繊維バインダー用水性樹脂組成物を製造する際の重合温度は、使用する単量体の種類、重合開始剤の種類等に種々の条件により異なり、適宜選択可能であるが、例えば、水性媒体中で乳化重合する場合は、通常30〜90℃の範囲で行うことが好ましい。かかる温度範囲で乳化重合を行えば、未反応の単量体が殆ど残存することなく、均一で安定な重合体粒子を得ることができる。 The polymerization temperature at the time of producing the aqueous resin composition for paper fiber binder varies depending on various conditions depending on the type of monomer to be used, the type of polymerization initiator, and the like. In the case of emulsion polymerization, it is usually preferably carried out in the range of 30 to 90 ° C. If emulsion polymerization is carried out in this temperature range, uniform and stable polymer particles can be obtained with almost no unreacted monomer remaining.
前記紙繊維バインダー用水性樹脂組成物は、水溶性或いは水分散性の熱硬化性樹脂を本発明の目的を阻害しない範囲で混和して使用することもできる。
前記水溶性或いは水分散性の熱硬化性樹脂とは、特に限定しないが、例えば、フェノール樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエチレン樹脂等が挙げられ、これらを単独使用でもよく2種以上を併用してもよい。
The water-based resin composition for paper fiber binder can also be used by mixing a water-soluble or water-dispersible thermosetting resin within a range not impairing the object of the present invention.
The water-soluble or water-dispersible thermosetting resin is not particularly limited, and examples thereof include phenol resin, urea resin, melamine resin, polyester resin, polyamide resin, and polyethylene resin, and these may be used alone. Two or more kinds may be used in combination.
更に、本発明の紙繊維バインダー用水性樹脂組成物には、顔料、pH調整剤、被膜形成助剤、レベリング剤、増粘剤、撥水剤、消泡剤等の公知慣用の添加剤を本発明の目的を阻害しない範囲で適宜添加することができる。 Further, the aqueous resin composition for paper fiber binder of the present invention contains known and commonly used additives such as pigments, pH adjusters, film forming aids, leveling agents, thickeners, water repellents, and antifoaming agents. It can be added appropriately as long as the object of the invention is not impaired.
本発明の紙繊維バインダー用水性樹脂組成物は、例えばポリエステル繊維、ポリアミド繊維、ポリイミド繊維、アクリル繊維等の合成繊維、あるいは再生セルロース繊維等の再生繊維、あるいはアセテート繊維等の半合成繊維、あるいは絹、木綿、羊毛、パルプ等の天然繊維、よりなる群から選ばれる少なくとも一種の素材で構成される、例えば糸、不織布、織物、編物、又は紙などに使用することができる。 The aqueous resin composition for paper fiber binder of the present invention is, for example, synthetic fiber such as polyester fiber, polyamide fiber, polyimide fiber, acrylic fiber, regenerated fiber such as regenerated cellulose fiber, semi-synthetic fiber such as acetate fiber, or silk. It can be used for, for example, yarns, nonwoven fabrics, woven fabrics, knitted fabrics, or papers composed of at least one material selected from the group consisting of natural fibers such as cotton, wool, and pulp.
本発明の紙繊維バインダー用水性樹脂組成物により形成される被膜の測定温度110℃での引張試験における100%モジュラスは、好ましくは0.2MPa以上であり、且つ前記被膜の測定温度110℃での引張試験における破断伸度は、好ましくは700%以上である。前記紙繊維バインダー用水性樹脂組成物により形成される被膜の測定温度110℃での引張試験における100%モジュラス及び破断伸度がかかる条件を満足するならば、被覆する繊維に対して、優れた保護性と屈曲性を付与することができる。
尚、上記の引張試験での100%モジュラス及び破断伸度は、後述する実施例で得られる試験片を、所定の試験方法に準拠し、引張試験機を用いて、温度110℃でクロスヘッドスピード200mm/分の条件で軸方向に引っ張った場合の軸方向の伸びを測定した数値に基づく値である。
The 100% modulus in the tensile test at a measurement temperature of 110 ° C. of the coating formed from the aqueous resin composition for paper fiber binder of the present invention is preferably 0.2 MPa or more, and the measurement temperature of the coating at 110 ° C. The elongation at break in the tensile test is preferably 700% or more. Excellent protection for the coated fiber provided that 100% modulus and elongation at break in the tensile test at a measurement temperature of 110 ° C. of the coating formed from the aqueous resin composition for paper fiber binder satisfy the above conditions. And flexibility can be imparted.
The 100% modulus and elongation at break in the tensile test described above were obtained by using a test piece obtained in Examples described later in accordance with a predetermined test method and using a tensile tester at a temperature of 110 ° C. It is a value based on a numerical value obtained by measuring the elongation in the axial direction when pulled in the axial direction under the condition of 200 mm / min.
更に、本発明の紙繊維バインダー用水性樹脂組成物により形成される被膜のガラス転移温度(実測Tg)が0〜70℃の範囲であれば、染色工程での繊維収縮の抑制、及び成型工程後の型保持性等に優れた効果を発揮することができる。 Furthermore, if the glass transition temperature (measured Tg) of the film formed by the aqueous resin composition for paper fiber binder of the present invention is in the range of 0 to 70 ° C., fiber shrinkage suppression in the dyeing process and after the molding process It is possible to exert an excellent effect on mold retainability and the like.
本発明の紙繊維バインダー用水性樹脂組成物を用いた被膜の高化式フローテスターのシリンダ圧力が1.96×107Paにおける70℃での流動粘度が106〜108Pa・sであれば、本発明の紙繊維バインダー用水性樹脂組成物を用いた繊維加工品、不織布加工品、紙加工品等において優れた耐成型性が得られる。
更に、本発明の紙繊維バインダー用水性樹脂組成物により形成される被膜のシリンダ圧力が1.96×106Paの条件下における流動開始温度が150℃以下であれば、本発明の紙繊維バインダー用水性樹脂組成物を用いた繊維加工品、不織布加工品、及び紙加工品等の成型時において優れた低温成型性を得ることができる。
The flow viscosity at 70 ° C. at a cylinder pressure of 1.96 × 10 7 Pa of the high-pressure flow tester for coating using the aqueous resin composition for paper fiber binder of the present invention is 10 6 to 10 8 Pa · s. For example, excellent molding resistance can be obtained in a fiber processed product, a nonwoven fabric processed product, a paper processed product and the like using the aqueous resin composition for paper fiber binder of the present invention.
Furthermore, if the flow start temperature under the condition that the cylinder pressure of the coating formed by the aqueous resin composition for paper fiber binder of the present invention is 1.96 × 10 6 Pa is 150 ° C. or less, the paper fiber binder of the present invention is used. Excellent low-temperature moldability can be obtained at the time of molding fiber processed products, nonwoven fabric processed products, paper processed products and the like using the aqueous resin composition.
本発明の紙繊維バインダー用水性樹脂組成物は、優れた耐成型性を有する紙繊維バインダー、特に不織布バインダーを与えるものであり、耐成型性が要求される分野において有用であり、例えば車輌用カーペット等の内装用基布、天井材、紙繊維エンボス加工品、粉塵フィルターなどのバインダーとして優れた効果を発現し、広範囲に利用可能である。 The aqueous resin composition for paper fiber binder of the present invention provides a paper fiber binder having excellent molding resistance, particularly a nonwoven fabric binder, and is useful in fields where molding resistance is required. It exhibits excellent effects as a binder for interior fabrics such as interior materials, ceiling materials, paper fiber embossed products, dust filters, etc., and can be used in a wide range.
以下、本発明を実施例及び比較例により、一層具体的に説明するが、本発明の範囲はこれら実施例のみに限定されるものではない。
以下において、特に断らない限り、「%」は重量%、「部」は重量部をそれぞれ示すものとする。
尚、本発明で用いた測定方法及び評価方法は以下の通りである。
EXAMPLES Hereinafter, although an Example and a comparative example demonstrate this invention more concretely, the scope of the present invention is not limited only to these Examples.
In the following, unless otherwise specified, “%” represents “% by weight”, and “part” represents “part by weight”.
The measurement method and evaluation method used in the present invention are as follows.
[測定温度110℃での引張試験における100%モジュラスの測定方法]
四辺に枠を作成したガラス板に水性樹脂組成物を乾燥後の膜厚が0.5mmとなるように流しこみ、タバイ社製恒温機PHH−200中40℃で8時間乾燥後、生成した被膜をガラス板から剥離し、更に140℃で5分間乾燥したものを幅1cm×長さ10cmの短冊状に打ち抜き、試料とした。この試料を用いて、オリエンテック社製のテンシロンRTM−100型引張試験機にて、110℃の雰囲気下で、クロスヘッドスピード200mm/分で引張試験を実施し、100%のひずみを与えた時の応力を測定し100%モジュラス(MPa)とした。
[Measurement method of 100% modulus in tensile test at measurement temperature of 110 ° C.]
A water-based resin composition was poured into a glass plate having a frame on all sides so that the film thickness after drying was 0.5 mm, and dried at 40 ° C. for 8 hours in a thermostatic PHH-200 manufactured by Tabai Co. Was peeled off from the glass plate and further dried at 140 ° C. for 5 minutes, and punched into a strip of 1 cm width × 10 cm length to prepare a sample. Using this sample, a tensile test was conducted at a crosshead speed of 200 mm / min in an atmosphere of 110 ° C. with a Tensilon RTM-100 type tensile tester manufactured by Orientec Co., Ltd., and 100% strain was applied. The stress was measured and set to 100% modulus (MPa).
[測定温度110℃での引張試験における破断伸度の測定方法]
四辺に枠を作成したガラス板に水性樹脂組成物を乾燥後の膜厚が0.5mmとなるように流しこみ、タバイ社製恒温機PHH−200中40℃で8時間乾燥後、生成した被膜をガラス板から剥離し、更に140℃で5分間乾燥したものを幅1cm×長さ10cmの短冊状に打ち抜き、試料とした。この試料を用いて、オリエンテック社製のテンシロンRTM−100型引張試験機にて、110℃の雰囲気下で、クロスヘッドスピード200mm/分で引張試験を実施した時の破断伸度(%)を測定した。
[Measurement method of elongation at break in tensile test at 110 ° C.]
A water-based resin composition was poured into a glass plate having a frame on all sides so that the film thickness after drying was 0.5 mm, and dried at 40 ° C. for 8 hours in a thermostatic PHH-200 manufactured by Tabai Co. Was peeled off from the glass plate and further dried at 140 ° C. for 5 minutes, and punched into a strip of 1 cm width × 10 cm length to prepare a sample. Using this sample, the elongation at break (%) when a tensile test was carried out at a crosshead speed of 200 mm / min in an atmosphere of 110 ° C. with a Tensilon RTM-100 type tensile tester manufactured by Orientec Co., Ltd. It was measured.
[被膜の流動粘度の測定方法]
水性樹脂組成物を乾燥後の膜厚が0.7mmとなるようにガラス板に塗工し、40℃で8時間乾燥した後、生成した被膜をガラス板から剥離し、更に140℃で5分間乾燥したものを(株)島津製作所製の高化式フローテスターCFT−500Dを用いて、ダイ長さ1.0mm、ダイ穴径1.0mm、シリンダ圧力1.96×107Pa、予熱時間600秒、昇温速度3.0℃/分の条件下で流れ出した時の粘度を測定し、70℃での粘度(Pa・s)を測定した。
[Measurement method of fluid viscosity of coating]
After coating the aqueous resin composition on a glass plate so that the film thickness after drying is 0.7 mm and drying at 40 ° C. for 8 hours, the resulting coating is peeled off from the glass plate and further at 140 ° C. for 5 minutes. The dried product was used with a Koka-type flow tester CFT-500D manufactured by Shimadzu Corporation. Die length 1.0 mm, die hole diameter 1.0 mm, cylinder pressure 1.96 × 10 7 Pa, preheating time 600 Second, the viscosity when flowing out under the condition of a temperature rising rate of 3.0 ° C./min was measured, and the viscosity at 70 ° C. (Pa · s) was measured.
[被膜の流動開始温度の測定方法]
水性樹脂組成物を乾燥後の膜厚が0.7mmとなるようにガラス板に塗工し、40℃で8時間乾燥した後、生成した被膜をガラス板から剥離し、更に140℃で5分間乾燥したものを(株)島津製作所製の高化式フローテスターCFT−500Dを用いて、ダイ長さ1.0mm、ダイ穴径1.0mm、シリンダ圧力1.96×106Pa、予熱時間600秒、昇温速度3.0℃/分の条件下で流れ出した時の温度(℃)を測定した。
[Measurement method of coating flow start temperature]
After coating the aqueous resin composition on a glass plate so that the film thickness after drying is 0.7 mm and drying at 40 ° C. for 8 hours, the resulting coating is peeled off from the glass plate and further at 140 ° C. for 5 minutes. The dried product was used with a Koka-type flow tester CFT-500D manufactured by Shimadzu Corporation. Die length 1.0 mm, die hole diameter 1.0 mm, cylinder pressure 1.96 × 10 6 Pa, preheating time 600 The temperature (° C.) when flowing out under conditions of a second and a heating rate of 3.0 ° C./min was measured.
[ガラス転移温度(実測Tg)の測定方法]
水性樹脂組成物を乾燥後の膜厚が0.7mmとなるようにガラス板に塗工し、40℃で8時間乾燥した後、生成した被膜をガラス板から剥離し、更に140℃で5分間乾燥したものを試料とし、直径5mm、深さ2mmのアルミニウム製円筒型セルに試料約10mgを秤取し、TAインスツルメント社製のDSC−2920モジュレイテッド型示差走査型熱量計を用い、−50℃から昇温速度20℃/分で150℃まで昇温した時の吸熱曲線を測定し求めた。
参考として、示差走査型熱量計による吸熱曲線測定時のガラス転移温度(実測Tg)の求め方の例を図1として示した。本発明でいうガラス転移温度(実測Tg)とは、図1において「T2」として表される値であり、各ベースラインの延長した直線から縦軸方向に等距離にある直線と、ガラス転移の階段状の変化部分の曲線とが交わる点の温度である。
[Measurement Method of Glass Transition Temperature (Measured Tg)]
After coating the aqueous resin composition on a glass plate so that the film thickness after drying is 0.7 mm and drying at 40 ° C. for 8 hours, the resulting coating is peeled off from the glass plate and further at 140 ° C. for 5 minutes. Using the dried sample as a sample, about 10 mg of a sample was weighed into an aluminum cylindrical cell having a diameter of 5 mm and a depth of 2 mm, and a DSC-2920 modulated differential scanning calorimeter manufactured by TA Instruments was used. The endothermic curve when the temperature was increased from 50 ° C. to 150 ° C. at a temperature increase rate of 20 ° C./min was measured and determined.
For reference, an example of how to obtain the glass transition temperature (measured Tg) at the time of measuring an endothermic curve with a differential scanning calorimeter is shown in FIG. The glass transition temperature (actually measured Tg) in the present invention is a value represented as “T 2 ” in FIG. 1, a straight line equidistant from the extended straight line of each baseline in the vertical axis direction, and the glass transition. It is the temperature at the point where the curve of the step-like change part intersects.
[耐成型性の評価用試料の作成方法]
目付け100g/m2のポリエステルスパンボンドに、固形分20%に希釈した水性樹脂組成物を1DIP・1NIPによる含浸加工を施し、乾燥機中100℃×3分の条件下で乾燥後、更に150℃×2分の条件下で熱処理を行い、耐成型性の評価用試料を得た。
[Method for preparing sample for evaluation of molding resistance]
A polyester spunbond with a basis weight of 100 g / m 2 is impregnated with a 1DIP / 1NIP aqueous resin composition diluted to a solid content of 20%, dried in a dryer at 100 ° C. for 3 minutes, and further 150 ° C. A heat treatment was performed under the condition of × 2 minutes to obtain a sample for evaluation of molding resistance.
[耐成型性の測定方法]
50mm×80mmに調製した上記耐成型性の評価用試料を治具に取り付け、(株)島津製作所製のオートグラフAG−5000Cを用いて、所定の雰囲気温度に3分静置後、ヘッドスピード300mm/分で別の治具にて深さ25mmまで試料を変形させた。試料に余分な損傷を与えないように注意しながら試料を取り出し、目視にて試料の損傷を調べた。
試験数を10枚とし、評価結果は、以下の基準に従って判定した。
○:全試験数に対して20%未満の試験数で破れが発生するにとどまった。
△:全試験数に対して20%以上60%未満の試験数で破れが発生した。
×:全試験数に対して60%以上の試験数で破れが発生した。
[Measurement method of molding resistance]
The sample for evaluation of molding resistance prepared to 50 mm × 80 mm was attached to a jig, and left at a predetermined atmospheric temperature for 3 minutes using an autograph AG-5000C manufactured by Shimadzu Corporation, and then a head speed of 300 mm. The sample was deformed to a depth of 25 mm with another jig at / min. The sample was taken out with care so as not to damage the sample excessively, and the sample was visually inspected for damage.
The number of tests was 10 and the evaluation results were determined according to the following criteria.
○: Breaking occurred only when the number of tests was less than 20% of the total number of tests.
Δ: Breaking occurred when the number of tests was 20% or more and less than 60% with respect to the total number of tests.
X: Breakage occurred when the number of tests was 60% or more with respect to the total number of tests.
[実施例1]
撹拌装置を備えた重合容器に、イオン交換水374部を仕込み、窒素ガスを送入しつつ攪拌しながら反応容器内を80℃に昇温した。昇温後、下記組成の単量体乳化液(1)の4部を反応容器に添加し、その後過硫酸アンモニウム0.6部を添加し重合を開始した。反応容器内温度を80℃で10分間保持した後、残りの単量体乳化液(1)を522部と、下記の重合開始剤水溶液(2)をそれぞれ反応容器内に同時に滴下し重合を行った。滴下時間は単量体乳化液(1)が4時間、重合開始剤水溶液(2)が4.5時間であり、反応容器内温度を80℃に保持しながら重合を完結させた。重合終了後、アンモニア水でpHを調整し、固形分45%、pH5.5のアクリル酸エステル共重合体エマルジョンを得た。
単量体乳化液(1)の組成
ブチルアクリレート ;120部
メチルメタクリレート ;315部
メタクリル酸 ; 15部
ニューコール707SN[日本乳化剤(株)製]; 40部
イオン交換水 ;100部
重合開始剤水溶液(2)の組成
過硫酸アンモニウム ; 1部
イオン交換水 ; 75部
実施例1で得られた本発明の紙繊維バインダー用水性樹脂組成物を用いて得た被膜の評価結果を表1に示したが、シリンダ圧力が1.96×107Paにおける70℃での流動粘度が1×107Pa・sであり、測定温度110℃での引張試験における破断伸度は850%であり、100%モジュラスは0.38MPaであった。また、この水性樹脂組成物から得られた試料の耐成型性は150℃及び100℃ともに良好であった。
[Example 1]
In a polymerization vessel equipped with a stirrer, 374 parts of ion exchange water was charged, and the temperature in the reaction vessel was raised to 80 ° C. while stirring while feeding nitrogen gas. After raising the temperature, 4 parts of the monomer emulsion (1) having the following composition was added to the reaction vessel, and then 0.6 parts of ammonium persulfate was added to initiate polymerization. After maintaining the temperature in the reaction vessel at 80 ° C. for 10 minutes, 522 parts of the remaining monomer emulsion (1) and the following polymerization initiator aqueous solution (2) were simultaneously added dropwise to the reaction vessel for polymerization. It was. The dropping time was 4 hours for the monomer emulsion (1) and 4.5 hours for the polymerization initiator aqueous solution (2), and the polymerization was completed while maintaining the temperature in the reaction vessel at 80 ° C. After completion of the polymerization, the pH was adjusted with aqueous ammonia to obtain an acrylate copolymer emulsion having a solid content of 45% and a pH of 5.5.
Composition of monomer emulsion (1) Butyl acrylate; 120 parts Methyl methacrylate; 315 parts Methacrylic acid; 15 parts New Coal 707SN [manufactured by Nippon Emulsifier Co., Ltd.]; 40 parts Ion-exchanged water; 100 parts Polymerization initiator aqueous solution ( 2) Composition: ammonium persulfate; 1 part ion exchange water; 75 parts Table 1 shows the evaluation results of the coating obtained using the aqueous resin composition for paper fiber binder of the present invention obtained in Example 1. The flow viscosity at 70 ° C. at a cylinder pressure of 1.96 × 10 7 Pa is 1 × 10 7 Pa · s, the elongation at break in a tensile test at a measurement temperature of 110 ° C. is 850%, and the 100% modulus is It was 0.38 MPa. Moreover, the molding resistance of the sample obtained from this aqueous resin composition was good at both 150 ° C and 100 ° C.
[実施例2]
単量体混合物として表1に示したものを用いた以外は、実施例1と全く同様にして本発明の紙繊維バインダー用水性樹脂組成物を得た。また、この水性樹脂組成物を用いて得た被膜のシリンダ圧力が1.96×107Paにおける70℃での流動粘度が8×106Pa・sであり、測定温度110℃での引張試験における破断伸度は1600%であり、100%モジュラスは0.30MPaであった。また、この水性樹脂組成物から得られた試料の耐成型性は150℃、100℃ともに良好であった。
[Example 2]
An aqueous resin composition for paper fiber binder of the present invention was obtained in the same manner as in Example 1 except that the monomer mixture shown in Table 1 was used. Moreover, the flow viscosity in 70 degreeC in the cylinder pressure of 1.96 * 10 < 7 > Pa in the film obtained using this aqueous resin composition is 8 * 10 < 6 > Pa * s, and the tensile test in the measurement temperature of 110 degreeC The elongation at break was 1600% and the 100% modulus was 0.30 MPa. Moreover, the molding resistance of the sample obtained from this aqueous resin composition was good at both 150 ° C and 100 ° C.
[比較例1〜4]
単量体混合物として表2に示したものを用いた以外は、実施例1と全く同様にして水性樹脂組成物を得た。この水性樹脂組成物から得られた被膜の70℃での流動粘度と、測定温度110℃での引張試験における100%モジュラスと破断伸度、及び試料の耐成型性は表2に示す如くであった。
[Comparative Examples 1-4]
An aqueous resin composition was obtained in exactly the same manner as in Example 1 except that the monomer mixture shown in Table 2 was used. Table 2 shows the flow viscosity at 70 ° C., the 100% modulus and elongation at break in the tensile test at a measurement temperature of 110 ° C., and the mold resistance of the sample obtained from this aqueous resin composition. It was.
本発明の紙繊維バインダー用水性樹脂組成物は、造膜性と熱成型時の凝集力に優れるため、例えばフィルムコーティング、接着剤、繊維加工用樹脂、紙加工用樹脂等の広範囲の分野において、成型時の破れによるトラブル発生を防止でき、生産性の大幅な向上を図ることができる。特に不織布の結合剤として使用した場合に、低温条件下での成型性に優れる不織布を提供することができる。 Since the aqueous resin composition for paper fiber binder of the present invention is excellent in film forming property and cohesive force during thermoforming, for example, in a wide range of fields such as film coating, adhesive, fiber processing resin, paper processing resin, etc. Troubles caused by tearing during molding can be prevented, and productivity can be greatly improved. In particular, when used as a nonwoven fabric binder, it is possible to provide a nonwoven fabric that is excellent in moldability under low temperature conditions.
T1 ;補外ガラス転移開始温度(℃)
T2 ;ガラス転移温度(中間点ガラス転移温度)(℃)
T3 ;補外ガラス転移終了温度(℃)
H ;熱流(mW)
T 1 : extrapolated glass transition start temperature (° C.)
T 2 : Glass transition temperature (midpoint glass transition temperature) (° C.)
T 3 : Extrapolation glass transition end temperature (° C.)
H: Heat flow (mW)
Claims (3)
In the film formed from the aqueous resin composition for paper fiber binder, the flow viscosity at 70 ° C. when the cylinder pressure by the Koka type flow tester is 1.96 × 10 7 Pa is in the range of 10 6 to 10 8 Pa · s. The aqueous resin composition for paper fiber binders according to claim 1 or 2.
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007291160A (en) * | 2006-04-21 | 2007-11-08 | Nichigo-Mowinyl Co Ltd | Synthetic resin emulsion, binder for nonwoven fabric containing the emulsion, and processed nonwoven fabric |
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2004
- 2004-03-30 JP JP2004099035A patent/JP2005281558A/en active Pending
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