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公開番号2025130831
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-09
出願番号2024028155
出願日2024-02-28
発明の名称アクリル樹脂エマルション及びその製造方法、並びに該エマルションを用いた水性高分子-イソシアネート系接着剤の製造方法
出願人株式会社日本触媒
代理人弁理士法人アスフィ国際特許事務所
主分類C08F 2/22 20060101AFI20250902BHJP(有機高分子化合物;その製造または化学的加工;それに基づく組成物)
要約【課題】エマルションの保存安定性が良好であり、得られる水性高分子-イソシアネート系接着剤のポットライフが長く、且つ得られる水性高分子-イソシアネート系接着剤の接着力が高められたアクリル樹脂エマルションの提供を課題とする。
【解決手段】上記課題は、アクリル樹脂エマルションの製造に際して、芳香族ビニルモノマー及び(メタ)アクリル酸アルキルエステルを含むモノマー成分を、乳化剤及び重合開始剤の存在下、50℃超えの重合温度で乳化重合する重合工程;前記重合工程で得られた溶液の温度が50℃以下になった後に、直鎖状アルキル基および/または分岐鎖状アルキル基を有し且つ芳香族炭化水素環を有さないノニオン性乳化剤(A1)を添加する乳化剤添加工程;を含む製造方法を採用することで解決できる。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
芳香族ビニルモノマー及び（メタ）アクリル酸アルキルエステルを含むモノマー成分を、乳化剤及び重合開始剤の存在下、５０℃超えの重合温度で乳化重合する重合工程；
前記重合工程で得られた溶液の温度が５０℃以下になった後に、直鎖状アルキル基および／または分岐鎖状アルキル基を有し且つ芳香族炭化水素環を有さないノニオン性乳化剤（Ａ１）を添加する乳化剤添加工程；を含む、アクリル樹脂エマルションの製造方法。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
乳化剤添加工程における前記ノニオン性乳化剤（Ａ１）の添加量が、モノマー成分の合計１００質量部に対して、０．０５～８．０質量部である、請求項１に記載の製造方法。
【請求項３】
前記モノマー成分が、さらに水酸基含有モノマーを含み、
前記水酸基含有モノマーの含有量が、モノマー成分１００質量％中、０．１～２．８質量％である、請求項１に記載の製造方法。
【請求項４】
前記アクリル樹脂エマルションを構成するエマルション粒子の散乱強度分布に基づく平均粒子径が、１００～３５０ｎｍである、請求項１に記載の製造方法。
【請求項５】
請求項１の製造方法で得られたアクリル樹脂エマルション、ポリビニルアルコール、及び水を含む主剤組成物と、イソシアネート系架橋剤とを混合する工程を含む、水性高分子－イソシアネート系接着剤の製造方法。
【請求項６】
芳香族ビニルモノマー由来の構造単位及び（メタ）アクリル酸アルキルエステル由来の構造単位を含むエマルション粒子と、ノニオン性乳化剤（Ａ）と、水とを含むアクリル樹脂エマルションであり、
前記ノニオン性乳化剤（Ａ）が、直鎖状アルキル基および／または分岐鎖状アルキル基を有し且つ芳香族炭化水素環を有さないノニオン性乳化剤（Ａ１）を含み、
前記ノニオン性乳化剤（Ａ１）の含有割合が、前記ノニオン性乳化剤（Ａ）１００質量％中、９０質量％以上であり、
前記ノニオン性乳化剤（Ａ）の含有量が、前記エマルション粒子１００質量部に対し、０．３質量部以上であるアクリル樹脂エマルション。
【請求項７】
芳香族ビニルモノマー由来の構造単位及び（メタ）アクリル酸アルキルエステル由来の構造単位を含むエマルション粒子と、ノニオン性乳化剤（Ａ）と、水とを含むアクリル樹脂エマルションであり、
前記ノニオン性乳化剤（Ａ）が、直鎖状アルキル基および／または分岐鎖状アルキル基を有し且つ芳香族炭化水素環を有さないノニオン性乳化剤（Ａ１）を含み、
下記煮沸はく離試験により求められるはく離率が１０％以下である、アクリル樹脂エマルション。
（煮沸はく離試験）
前記アクリル樹脂エマルションと、１５質量％濃度のポリビニルアルコール水溶液と、炭酸カルシウムと、水とを、アクリル樹脂エマルション：ポリビニルアルコール水溶液：炭酸カルシウム：水が、質量比で、２０：１５：２０：４５となるように混合して主剤組成物を調製する。次いで、前記主剤組成物１００質量部に対し、１５質量部のポリメチレンポリフェニルポリイソシアネートを添加し、接着剤を調製する。得られた接着剤のベイマツ材に対する接着性を、日本農林規格が定める構造用集成材についての「煮沸はく離試験」の規定に従って調べ、はく離率を算出する。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、アクリル樹脂エマルション及びその製造方法、並びに該エマルションを用いた水性高分子－イソシアネート系接着剤の製造方法に関するものである。
続きを表示（約 2,900 文字）【背景技術】
【０００２】
水性高分子－イソシアネート系接着剤は、ホルムアルデヒドの発生がなく、常温での接着が可能であり、さらに耐水性や耐久性に優れることから、木材の接着等に広く使用されている。水性高分子－イソシアネート系接着剤は、一般的に、水性エマルションとポリビニルアルコールと水とを含む主剤に、硬化剤であるイソシアネート系化合物を配合することで得られる。
【０００３】
たとえば特許文献１には、水性高分子－イソシアネート系接着剤に含まれる水性エマルションとして、（Ａ）芳香族ビニル系単量体及び／又は（メタ）アクリル酸エステル単量体から選ばれる１種以上の単量体（ａ１）、及びヒドロキシル基含有ビニル系単量体（ａ２）を含む単量体組成物、（Ｂ）ｐ－スチレンスルホン酸ナトリウム又はメタリルスルホン酸ナトリウムから選ばれる重合性の二重結合基を有する化合物、及び（Ｃ）アニオン性界面活性剤及び／又はノニオン性界面活性剤を含む重合性単量体組成物を乳化重合して得られる水性エマルションを用いることで、耐水性や耐熱性が高められることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特許第４１５５７３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１のように、芳香族ビニル系単量体及び（メタ）アクリル酸エステル単量体の重合時に界面活性剤（すなわち乳化剤）を添加する方法で得られた水性エマルションを用いた水性高分子－イソシアネート系接着剤においては、接着力のさらなる向上が求められると共に、水性エマルションとしての保存安定性、及び、得られる接着剤のポットライフの向上も求められている。
【０００６】
そこで本発明は、エマルションの保存安定性が良好であり、得られる水性高分子－イソシアネート系接着剤のポットライフが長く、且つ得られる水性高分子－イソシアネート系接着剤の接着力が高められたアクリル樹脂エマルションの提供を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、前記課題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、芳香族ビニルモノマー及び（メタ）アクリル酸アルキルエステルを含むモノマー成分の乳化重合後、得られた溶液を所定温度以下まで冷却した後に、特定のノニオン性乳化剤を添加することで、保存安定性が良好であり、得られる接着剤のポットライフが長く、且つ得られる接着剤の接着力が高められたアクリル樹脂エマルションを提供できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００８】
すなわち、本発明は以下の通りである。
［１］芳香族ビニルモノマー及び（メタ）アクリル酸アルキルエステルを含むモノマー成分を、乳化剤及び重合開始剤の存在下、５０℃超えの重合温度で乳化重合する重合工程；
前記重合工程で得られた溶液の温度が５０℃以下になった後に、直鎖状アルキル基および／または分岐鎖状アルキル基を有し且つ芳香族炭化水素環を有さないノニオン性乳化剤（Ａ１）を添加する乳化剤添加工程；を含む、アクリル樹脂エマルションの製造方法。
［２］乳化剤添加工程における前記ノニオン性乳化剤（Ａ１）の添加量が、モノマー成分の合計１００質量部に対して、０．０５～８．０質量部である、［１］に記載の製造方法。
［３］前記モノマー成分が、さらに水酸基含有モノマーを含み、
前記水酸基含有モノマーの含有量が、モノマー成分１００質量％中、０．１～２．８質量％である、［１］又は［２］に記載の製造方法。
［４］前記アクリル樹脂エマルションを構成するエマルション粒子の散乱強度分布に基づく平均粒子径（キュムラント平均粒子径）が、１００～３５０ｎｍである、［１］～［３］のいずれかに記載の製造方法。
［５］［１］～［４］のいずれかに記載の製造方法で得られたアクリル樹脂エマルション、ポリビニルアルコール、及び水を含む主剤組成物と、イソシアネート系架橋剤とを混合する工程を含む、水性高分子－イソシアネート系接着剤の製造方法。
［６］芳香族ビニルモノマー由来の構造単位及び（メタ）アクリル酸アルキルエステル由来の構造単位を含むエマルション粒子と、ノニオン性乳化剤（Ａ）と、水とを含むアクリル樹脂エマルションであり、
前記ノニオン性乳化剤（Ａ）が、直鎖状アルキル基および／または分岐鎖状アルキル基を有し且つ芳香族炭化水素環を有さないノニオン性乳化剤（Ａ１）を含み、
前記ノニオン性乳化剤（Ａ１）の含有割合が、前記ノニオン性乳化剤（Ａ）１００質量％中、９０質量％以上であり、
前記ノニオン性乳化剤（Ａ）の含有量が、前記エマルション粒子１００質量部に対し、０．３質量部以上であるアクリル樹脂エマルション。
［７］芳香族ビニルモノマー由来の構造単位及び（メタ）アクリル酸アルキルエステル由来の構造単位を含むエマルション粒子と、ノニオン性乳化剤（Ａ）と、水とを含むアクリル樹脂エマルションであり、
前記ノニオン性乳化剤（Ａ）が、直鎖状アルキル基および／または分岐鎖状アルキル基を有し且つ芳香族炭化水素環を有さないノニオン性乳化剤（Ａ１）を含み、
下記煮沸はく離試験により求められるはく離率が１０％以下である、アクリル樹脂エマルション。
（煮沸はく離試験）
前記アクリル樹脂エマルションと、１５質量％濃度のポリビニルアルコール水溶液と、炭酸カルシウムと、水とを、アクリル樹脂エマルション：ポリビニルアルコール水溶液：炭酸カルシウム：水が、質量比で、２０：１５：２０：４５となるように混合して主剤組成物を調製する。次いで、前記主剤組成物１００質量部に対し、１５質量部のポリメチレンポリフェニルポリイソシアネートを添加し、接着剤を調製する。得られた接着剤のベイマツ材に対する接着性を、日本農林規格が定める構造用集成材についての「煮沸はく離試験」の規定に従って調べ、はく離率を算出する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、保存安定性が良好であり、得られる水性高分子－イソシアネート系接着剤のポットライフが長く、且つ得られる水性高分子－イソシアネート系接着剤の接着力が高められたアクリル樹脂エマルションを製造できる。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の一実施形態に関して以下に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。なお、本明細書において特記しない限り、数値範囲を表す「Ａ～Ｂ」は、「Ａ以上、Ｂ以下」を意味する。また、「（メタ）アクリル酸」とは、アクリル酸又はメタクリル酸を意味し、「（メタ）アクリレート」とは、アクリレート又はメタクリレートを意味する。「（メタ）アクリロキシ」や「（メタ）アクリロイル」等の用語も同様である。
（【００１１】以降は省略されています）

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