JPH0343400B2 - - Google Patents
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- JPH0343400B2 JPH0343400B2 JP60121231A JP12123185A JPH0343400B2 JP H0343400 B2 JPH0343400 B2 JP H0343400B2 JP 60121231 A JP60121231 A JP 60121231A JP 12123185 A JP12123185 A JP 12123185A JP H0343400 B2 JPH0343400 B2 JP H0343400B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- impregnated paper
- ethylene
- metal salt
- weight
- formaldehyde
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
- Nonwoven Fabrics (AREA)
- Paper (AREA)
Description
〔1〕 産業上の利用分野
本発明はバインダーを用いた含浸紙に関する。
更に詳しくは酢酸ビニルとエチレンを主体とした
改良されたバインダーを用いた含浸紙に関するも
のである。
〔2〕 従来の技術
従来より酢酸ビニルとエチレンおよび架橋剤と
してN−メチロール化合物あるいはN−アルコキ
シ化合物を乳化共重合して得たバインダーまたは
バインダーを用いた製品は公知であり、例えばフ
ランス国特許第1564100号には酢酸ビニル−エチ
レン共重合体エマルジヨンから生成したフイルム
の溶剤抵抗性を増加し、かつフイルムの高度な機
械安定性を改良するため、架橋剤としてN−メチ
ロールアクリルアミド、N−メチロールメタアク
リルアミドのようなN−メチロール化合物および
そのメチルまたはブチルエーテルといつたN−ア
ルコキシ化合物を酢酸ビニルに対して0.5〜10重
量%使用し、共重合体を室温から180℃の温度で、
好ましくは硬化剤の存在下で架橋反応せしめるこ
とが示されている。また米国特許第3345318号お
よび同第3380851号には酢酸ビニル−エチレン−
N−メチロールアクリルアミド共重合体の乳化重
合と共にかかるエマルジヨンが耐水性、対溶剤性
に優れた紙製品用途のバインダーに用いられるこ
と等が記載されている。
即ち、かかるエマルジヨンをバインダーとして
用いた含浸紙は特開昭52−55709号公報にも記載
のとおり耐水性、対溶剤性、加えるに酢酸ビニル
−エチレン共重合体が本来有する性能すなわち耐
光性、耐熱性、エンボス適性に優れるという特徴
を有していることにより従来のスチレン−ブタジ
エン共重合体、アクリロニトリル−ブタジエン共
重合体、メチルアクリレート−ブタジエン共重合
体等の合成ゴムラテツクスをバインダーとしたも
のの耐熱性、耐光性に劣る欠点およびアクリル系
共重合体エマルジヨンをバインダーとしたものの
耐熱性、エンボス適性に劣るという欠点を改良し
ていることにより、この分野で広く利用されてき
ている。
〔3〕 解決すべき問題点
上述の如く、架橋剤としてN−メチロールアク
リルアミド、N−メチロールメタアクリルアミド
のようなN−メチロール化合物およびそのN−ア
ルコキシ化合物を酢酸ビニル、エチレンに共重合
することにより、耐水性、耐溶剤性のある程度の
向上は得られるが、なお多くの末端用途において
は不満足であり、一層の耐水性、耐溶剤性の向上
が求められている。また一方含浸紙等の製品はホ
ルマリンが発散し、有毒な臭いを持つといつたも
のではないが、有毒なホルマリンが検出され、こ
れらの製品が直接皮ふに接触するような用途に用
いられた場合安全上好ましくないという問題があ
つた。
即ち、含浸紙中のホルマリン(残留遊離ホルム
アルデヒド、以下「FF」と略す。)をより減少せ
しめ、同時に耐水性、耐溶剤性の向上を果たすこ
とが求められている。更に言及すると耐水性、耐
溶剤性を向上させるためには、当然バインダーの
架橋密度を上げることが第一であり、このために
はN−メチルール化合物、N−アルコキシ化合物
等の架橋に関与するモノマー含量を増大させる必
要があるが、これらモノマー含量を増大させると
必然的にFFが増え、耐水性、耐溶剤性の向上と
FFの低減を同時に満足することは従来技術では
困難であつた。これを可能にしたのが本発明であ
る。
〔4〕 問題点を解決のための手段
本発明は、
〔A〕 酢酸ビニルとエチレンおよび一般式
(R1はH又はCH6を、またR2はH又は炭素数
5以下のアルキル基を表わす。)
で示されるモノマーを必須成分とし、その重量
比が55〜96.5:40〜3:5〜0.5である共重合
体エマルジヨン、
〔B〕 ホルムアルデヒドを含有しない含窒素グリ
オキザール樹脂 及び
〔C〕 金属塩触媒
からなるバインダーを用いたことを特徴とする含
浸紙に関する。即ち、〔A〕〔B〕〔C〕を必須と
するバインダーを用いることにより、耐水性、耐
溶剤性の向上とFFの低減を同時に満足すること
を可能にしたものである。
〔A〕の共重合体エマルジヨンについて詳述
する。
一般式(1)で示されるモノマーとは、例えばN
−メチロール(メタ)アクリルアミド(N−メ
チロールアクリルアミドとN−メチロールメタ
アクリルアミドの両者を指す。以下同じ。)、N
−メトキシメチル(メタ)アクリルアミド、N
−エトキシメチル(メタ)アクリルアミド、N
−ブトキシメチル(メタ)アクリルアミド等を
挙げることができる。なお一般式(1)で示される
モノマーは一種類である必要はなく、二種類以
上の混合物であつても良い。
また本発明においてかかる一般式(1)の化合物
の共重合量を重量比で0.5〜5と限定したのは、
バインダーを用いた含浸紙に高度の耐水性、耐
溶剤性を付与するためであり、かかる一般式(1)
の化合物の量が0.5未満では十分な架橋効果が
得られなく、また5より以上共重合してもより
優れた性能を示す製品が得られないことによ
る。
本発明においてエチレン共重合量を重量比で
3〜40と限定したのは、バインダーを用いた含
浸紙の最終要求性能に応じて硬い風合から柔軟
な風合まで適宜変化されるのに十分なエチレン
含有量であることまた十分な耐水強度を与える
ためには少なくとも重量比3以上のエチレンを
共重合する必要があること、さらにまたエチレ
ンを重量比40以上共重合してもより柔軟な風合
を有する製品が得られないことによる。
なお〔A〕の共重合体エマルジヨンは酢酸ビ
ニル、エチレンと一般式(1)で示されるモノマー
よりだけからなる必要はなく(メタ)アクリル
酸メチル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)
アクリル酸オクチル、(メタ)アクリル酸グリ
シジル等の各種(メタ)アクリル酸エステル、
アクリル酸、イタコン酸、マレイン酸等の各種
不飽和酸、(メタ)アクリルアミド、ビニルス
ルホン酸(またはその塩)、2−ヒドロキシエ
チル(メタ)アクリルアミド、塩化ビニル、塩
化ビニリデン、スチレン、ブタジエン、アクリ
ロニトリル、マレイン酸、アジピン酸、フタル
酸等のジアリルエステル、ベンゼントリカルボ
ン酸のトリアリルエステル、トリアリルイソシ
アヌレート等の多重合性モノマー等々を適宜更
に共重合させたものであつても良い。〔A〕の
共重合体エマルジヨンの製造方法については特
に制限はない。乳化剤は例えば完全もしくは部
分ケン化ポリビニルアルコール、メチルセルロ
ース、ヒドロキシエチルセルロースなどの繊維
系の誘導体、α−オレフイン−無水マレイン酸
のアンモニウム塩等の各種水溶性高分子、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エニルエーテル、ポリオキ
シエチレンポリオキシプロピレンブロツクコポ
リマー、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸
エステル等の各種非イオン界面活性剤、ラウリ
ル硫酸エステルソーダ塩、ジアルキルコハク酸
塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩等アニオン
界面活性剤などが例示され、これらは単独もし
くは混合物として用いられる。重合開始剤とし
てはレドツクス系開始剤が望ましい。酸化剤と
しては例えば過硫酸アンモニウム、過硫酸カリ
ウム、過硫酸ナトリウム、過酸化水素又は各種
有機過酸化物等が挙げられる。なお過硫酸塩は
そのもの及びその分解物が架橋触媒としても働
くことから特に好ましく使用される。還元剤と
しては例えばホルムアルデヒドナトリウムスル
ホキシレート、グリオキザールと還元性硫黄酸
化物の塩との反応物等が挙げられる。さらにPH
調整剤や電解質といつた添加剤もまた公知の乳
化重合の技術により使用できる。重合圧力、重
合温度といつた重合条件も特に制限はないが、
一般的に重合温度は0〜100℃の範囲、好まし
くは30〜80℃の範囲に維持することが実際的で
ある。また重合圧力は所望する共重合体のエチ
レン量によつて任意に調整され、エチレン共重
合量が重量比3〜40のものを得るには5〜100
Kg/cm2の重合圧力が利用される。エマルジヨン
中の固型分濃度は共重合するモノマー量と水に
より調整され得るが、40〜60重量%程度の固型
分濃度が工業的用途の面からも適当である。
〔B〕のホルムアルデヒドを含まない含窒素
グオキザール樹脂について詳述する。
当該含窒素グリオキザール樹脂とは、4,5
−ジヒドロキシ−2−イミダゾリジノン、1−
メチル−4,5−ジヒドロキシ−2−イミダゾ
リジノン、1,3−ジメチル−4,5−ジヒド
ロキシ−2−イミダゾリジノン等を含む尿素、
N−モノメチル尿素、N,N−ジメチル尿素と
グリオキザールとの反応生成物、エチレン尿
素、プロピレン尿素、ウロン、4,5−ジヒド
ロキシ−2−イミダゾリジノン、テトラヒドロ
−5−(2−ヒドロキシエチル)−1,3,5−
トリアジン−2−オン、5−メチル−2−ピリ
ミジノンとグリオキザールとの反応生成物及び
そのアルキル化物もしくは多価アルコール変成
物、1,3−ビス(2−ヒドロキシエチル)−
4,5−ジヒドロキシ−2−イミダゾリジノ
ン、ホルムアミド、N−メチルホルムアミド、
アセトアミド、メチレンビスホルムアミド、エ
チレンビスホルムアミド、メチルカーバメー
ト、イソプロピルカーバメート、ヒドロキシエ
チルカーバメート、アクリルアミド、ピロリド
ン等のアミノ基構造を有する化合物とグリオキ
ザールとの反応性成物及びそのアルキル化物も
しくは多価アルコール変性物等が挙げられる。
ここに挙げたグリオキザール樹脂は繊維用加工
樹脂分野において非ホルムアルデヒド架橋剤と
総称される化合物であるが、好ましくは1,3
−ジメチル−4,5−ジヒドロキシ−2−イミ
ダゾリジノンを主成分とするグリオキザール樹
脂であり、最も実際的である。
〔C〕の金属塩触媒について詳述する。
当該金属塩とは、繊維加工(防皺防縮加工、
パーマネントプレス加工、W&W加工等)に使
用されているか又は使用を提案されている金属
塩触媒を指す。例えば塩化マグネシウム、硝酸
マグネシウム等のマグネシウム塩、硝酸アルミ
ニウム、塩化アルミニウム等のアルミニウム
塩、硝酸亜鉛、硫酸亜鉛、弗化硼素亜鉛等の亜
鉛塩、塩化第2錫等の錫塩、ジルコニルヒドロ
キシクロライド等のジルコニウム塩等が挙げら
れる。これら金属塩触媒は広範囲な用途の要求
に合せて各種使用され得るが、セルロース繊維
の着色が少ないこと、架橋触媒効果が高いこ
と、安全性が高いこと等の諸特性のバランスか
ら塩化マグネシウムが多く使用されており、当
該金属塩触媒としては塩化マグネシウムが最も
実際的である。なお広範囲な用途の要望に合せ
るため、先に例示した金属塩触媒を二種以上併
用することは当然可能である。金属塩触媒同士
の併用だけではなく、金属塩触媒に無機酸、有
機酸を問わずBro/nsted酸を添加併用すること
は強力触媒(Hot Catalyst,Activated
Catalyst)システムとして良く知られており、
本発明でいう金属塩触媒にはこの強力触媒シス
テムも当然包含される。但し本発明を構成する
他方の成分すなわち〔A〕の共重合体エマルジ
ヨンには、過硫酸塩、有機過酸化物、ホルムア
ルデヒドナトリウムスルホキシレート、グリオ
キザールと還元性硫黄酸化物の反応物等の重合
開始剤、ラウリル硫酸エステルナトリウム塩、
アルキルベンゼンスルホン酸塩等の界面活性
剤、PH調整剤、アクリル酸、マレイン酸等の共
重合モノマー等々よりBro/nsted酸が一般には
含まれており、Bro/nsted酸が必要量含まれて
いる共重合体エマルジヨンにおいては金属塩触
媒に敢えて更にBro/nsted酸を追加し強力触媒
システムとする必要はない。なお強力触媒シス
テムのBro/nsted酸としてはクエン酸、マレイ
ン酸、メタンスルホン酸、リン酸、第一リン酸
アンモニウム硫酸、塩酸、アルミニウムジクロ
ルヒドロオキサイド等が例示され特に制限はな
い。
〔A〕の共重合体エマルジヨンと〔B〕のグ
リオキザール樹脂と〔C〕の金属塩触媒の使用
比については特に制限はないが、〔A〕:〔B〕:
〔C〕=100:1〜10:0.05〜4(固型重量分比)
が好ましい使用量比である。〔A〕100重量部に
対して〔B〕が1重量部未満であれば、本発明
の目的を達成することは難しく、また10重量部
を越える場合は本発明の目的、すなわち耐水
性、耐溶剤性、FFを改良する効果は頭打ちと
なり、徒に〔B〕のグリオキザール樹脂を多量
に使用するだけとなる。更に〔C〕についても
同じく、〔A〕100重量部に対して0.05重量部未
満であれば本発明の目的を達成することは困難
であり、また4重量部を越える場合は耐水性、
耐溶剤、FFを改良する効果は頭打ちもしくは
低下してくる傾向となる。
以上〔A〕の共重合体エマルジヨンと〔B〕
のグリオキザール樹脂と〔C〕の金属塩触媒に
ついて説明したが、含浸紙のバインダーには
〔A〕、〔B〕、〔C〕以外に公知の発泡剤、消泡
剤、分散安定剤、湿潤剤及び増粘剤等を必要に
応じて用いても良いし、また〔A〕以外の公知
のエマルジヨン及びラテツクスを併用しても良
い。
本発明によつて得られるバインダーを使用し
て含浸紙の製造する場合は、通常の紙含浸設備
により含湿させ、乾燥熱処理すれば良く、バイ
ンダー組成以外には何等制限はない。なお、架
橋反応の効果を得るためには100〜180℃、好ま
しくは120〜150℃の温度で1〜20分間熱処理す
るのが適当である。
かくして、FFが少なく、かつ高度の耐水性、
耐溶剤性を示す含浸紙が得られる。
以下本発明を参考例及び実施例にて更に詳しく
説明するが、本発明はこれによつて制限されるも
のではない。
〔5〕 参考例
1 参考例 1
(共重合体エマルジヨンの製造)
反応温度調節器と撹拌機をつけた100の耐水
反応器に次のものを仕込んだ。
32000g 水
365g エチレンオキサイド付加モル数2.5のヒド
ロキシエチルセルロース
800g HLB17のポリオキシエチレンノニルフエ
ノールエーテル
800g HLB17のポリオキシエチレンノニルフエ
ノールエーテル
これらの仕込物を約1時間加撹拌し、完全に溶
解した。仕込物を約30℃までに冷却してから次の
ものを加えた。
8250g 酢酸ビニル
16g 酢酸
20g 酢酸ナトリウム
0.8g FeSo4
2880g 8%グリオキザール−重亜硫酸ナトリウ
ム水溶液
窒素及びエチレンで反応器をパージして酸素を
除去し次に仕込物を45℃に加熱した。加熱期間中
はエチレンを加えて圧力を60%にし、8%過硫酸
アンモニウム水溶液を加え、重合が開始した時点
で次の2つのものの供給を始めた。第1のものは
酢酸ビニル20000gであり、供給は4時間にわた
り一定速度で行なわれた。第2のものは水2000g
にN−メチロールアクリルアミド550gを溶解し
たもので、供給は5時間にわたり一定速度で行わ
れた。この間エチレンは重合圧力60Kg/cm2と一定
に保持した。重合時間9.5時間で未反応の酢酸ビ
ニルモノマーが0.32%に減少したところで重合を
終了した。得られたエマルジヨンは固型分50重量
%であり、物質収支から計算されたエチレン含有
量は25重量%、N−メチロールアクリルアミド含
有量は1.3重量%であつた。得られたエマルジヨ
ンをと称する。
参考例 2
(共重合体エマルジヨンの製造)
グリオキザール重亜硫酸ナトリウムの代りに等
モルのホルムアルデヒドナトリウムスルホキシレ
ートを用いたほかは参考例1と同様に重合を行な
つた。得られたエマルジヨンの固型分は50重量%
で物質収支から計算されたエチレン含有量は25重
量%、N−メチロールアクリルアミド含有量は
1.3重量%であつた。得られたエマルジヨンを
と称する。
参考例 3
参考例1のN−メチロールアクリルアミドを
410gにし、重合が開始されたのち供給される酢
酸ビニル20000gはN−n−ブトキシメチルアク
リルアミド820gを添加溶解してのち供給し、ま
たエチレンは重合圧力45Kg/cm2とした以外は参考
例1と同様に行なつた。得られたエマルジヨンの
固型分は50重量%で、質資収支から計算されたエ
チレン含有量は17重量%、N−メチロールアクリ
ルアミド含有量は1.0重量%、N−n−ブトキシ
メチルアクリルアミド含有量は20重量%であつ
た。得られたエマルジヨンをと称する。
参考例 4
(共重合体エマルジヨンの製造)
重合が開始されたのち供給される酢酸ビニル
20000gの内2825gは2−エチルヘキシルアクリ
レートに置換えて供給すること以外は参考例2と
同様に行なつた。得られたエマルジヨンの固型分
は50重量%で、物質収支から計算されたエチレン
含有量は25重量%、N−メチロールアクリルアミ
ド含有量は1.3重量%、2−エチルヘキシルアク
リレート含有量は7重量%であつた。得られたエ
マルジヨンをと称する。
参考例 5
(含窒素グリオキザール樹脂の製造)
40%グリオキザール水溶液290部(2モル)を
炭酸ソーダによりPH6.5に調整した。エチレン尿
素176部(2モル)を加え50±5℃に昇温した。
該混合物を、PHを6および7の間に保ちながら約
2時間、該温度で撹拌した。2時間後メタノール
200部(6.25モル)を添加し濃硫酸により該PHを
約3.0に調整した。メチル化反応を仕上げるため
に8時間還流し該樹脂溶液を30℃に冷却し、次い
で25%カセイソーダ水溶液によりPHを約7.0にし、
少量の水で希釈することにより固型分を50%に調
整した。得られたグリオキザール樹脂をと称す
る。
参考例 6
(含窒素グリオキザール樹脂の製造)
40%グリオキザール水溶液363部(2.5モル)を
25%カセイソーダ水溶液によりPHを略中性とし
た。ジメチル尿素242部(2.75モル)を加え50±
5℃に昇温した。該混合物を、PHを6から7の間
に保ちながら約20時間、該温度で撹拌した。つい
で30℃に冷却し硫酸でPHを約5とし、水で希釈す
ることにより固型分を40%に調整した。得られた
グリオキザール樹脂をと称する。
2 実施例1〜14及び比較例1〜20
参考例で製造したエマルジヨン、、、
及びグリオキザール樹脂、、更に架橋触媒と
して塩化マグネシウムを使い、第1表の固型分比
となるよう各種配合物を作り、これらの配合物の
耐水性、耐溶剤性、FFを紙(120g/m3)に含
浸することにより評価した。配合物の濃度を水で
調整し、含浸率20重量%になるように含浸した。
風乾後180℃で10分間熱処理を行なつた。これら
の含浸紙の性能を第1表に併せて記した。試験条
件は次のとおりである。引張強度はいずれもJIS
p−8113の紙及び板紙の引張強さ試験方法に基づ
き測定した。
(1) 乾時引張強度:20℃ 65%RHの標準状態で
測定。
(2) 耐水性:20℃の水に30分間浸漬後の引張強
度。
(3) 耐溶剤性:20℃のメチルエチルケトンに30分
間浸漬後の引張強度。
(4) FF:JIS L−1041,JISL−1096(アセチル
アセトン法 試料2.5g)により含浸紙のフリ
ーホルマリンを測定した。
含浸紙の性能評価結果は第1表のとおりであ
り、いずれのエマルジヨンにおいてもホルムアル
デヒドを含まない含窒素グリオキザール樹脂と金
属塩触媒を加え、三者併用することにより、はじ
めて耐水性、耐溶剤性、FFが同時に改良されて
いることが明らかである。
[1] Industrial Application Field The present invention relates to impregnated paper using a binder.
More specifically, it relates to an impregnated paper using an improved binder mainly composed of vinyl acetate and ethylene. [2] Prior art Binders obtained by emulsion copolymerization of vinyl acetate, ethylene, and an N-methylol compound or N-alkoxy compound as a crosslinking agent, or products using a binder, are known, for example, as disclosed in French Patent No. No. 1564100 discloses the use of N-methylol acrylamide and N-methylol methacrylamide as crosslinking agents to increase the solvent resistance of films produced from vinyl acetate-ethylene copolymer emulsions and to improve the high mechanical stability of the films. Using 0.5 to 10% by weight of an N-methylol compound such as and its methyl or butyl ether and an N-alkoxy compound based on vinyl acetate, the copolymer is prepared at a temperature from room temperature to 180°C.
It has been shown that the crosslinking reaction is preferably carried out in the presence of a curing agent. Also, in U.S. Patent No. 3,345,318 and U.S. Pat. No. 3,380,851,
It is described that an N-methylolacrylamide copolymer is emulsion polymerized and that such an emulsion is used as a binder for paper products with excellent water resistance and solvent resistance. In other words, impregnated paper using such an emulsion as a binder has water resistance and solvent resistance as described in JP-A No. 52-55709, as well as properties inherent to vinyl acetate-ethylene copolymer, such as light resistance and heat resistance. The heat resistance of conventional synthetic rubber latexes such as styrene-butadiene copolymer, acrylonitrile-butadiene copolymer, methyl acrylate-butadiene copolymer, etc. It has been widely used in this field because it improves the disadvantages of poor light resistance and poor heat resistance and embossing suitability when using an acrylic copolymer emulsion as a binder. [3] Problems to be solved As mentioned above, by copolymerizing N-methylol compounds such as N-methylol acrylamide and N-methylol methacrylamide and their N-alkoxy compounds as crosslinking agents with vinyl acetate and ethylene, Although a certain degree of improvement in water resistance and solvent resistance can be obtained, it is still unsatisfactory in many end uses, and further improvements in water resistance and solvent resistance are desired. On the other hand, products such as impregnated paper emit formalin and are not known to have a toxic odor, but if toxic formalin is detected and these products are used for purposes that involve direct contact with the skin. There was a problem with safety. That is, there is a need to further reduce formalin (residual free formaldehyde, hereinafter abbreviated as "FF") in impregnated paper, and at the same time to improve water resistance and solvent resistance. Furthermore, in order to improve water resistance and solvent resistance, it is natural to increase the crosslinking density of the binder, and for this purpose monomers involved in crosslinking such as N-methylol compounds and N-alkoxy compounds Although it is necessary to increase the content of these monomers, increasing the content of these monomers inevitably increases FF, which leads to improvements in water resistance and solvent resistance.
It has been difficult with conventional techniques to simultaneously satisfy the requirements of reducing FF. The present invention has made this possible. [4] Means for solving the problems The present invention provides [A] vinyl acetate and ethylene and the general formula (R 1 represents H or CH 6 , and R 2 represents H or an alkyl group having 5 or less carbon atoms.) The monomer represented by the following is an essential component, and the weight ratio is 55 to 96.5:40 to 3:5 to 0.5, [B] a nitrogen-containing glyoxal resin that does not contain formaldehyde, and [C] a binder consisting of a metal salt catalyst. That is, by using a binder in which [A], [B], and [C] are essential, it is possible to simultaneously improve water resistance and solvent resistance and reduce FF. The copolymer emulsion [A] will be explained in detail. The monomer represented by general formula (1) is, for example, N
- Methylol (meth)acrylamide (refers to both N-methylol acrylamide and N-methylol methacrylamide; the same applies hereinafter), N
-methoxymethyl(meth)acrylamide, N
-ethoxymethyl(meth)acrylamide, N
-butoxymethyl (meth)acrylamide and the like. Note that the monomer represented by general formula (1) does not need to be one type, and may be a mixture of two or more types. Moreover, in the present invention, the copolymerization amount of the compound of general formula (1) is limited to 0.5 to 5 in terms of weight ratio.
This is to impart high water resistance and solvent resistance to impregnated paper using a binder, and the general formula (1)
If the amount of the compound is less than 0.5, a sufficient crosslinking effect cannot be obtained, and even if more than 5 is copolymerized, a product exhibiting better performance cannot be obtained. In the present invention, the ethylene copolymerization amount is limited to 3 to 40% by weight, which is sufficient to change the texture from hard to soft depending on the final performance requirements of the impregnated paper using the binder. In addition, it is necessary to copolymerize with ethylene at a weight ratio of at least 3 in order to provide sufficient water resistance, and even if ethylene is copolymerized in a weight ratio of 40 or more, the texture will be more flexible. This is due to the inability to obtain products with Note that the copolymer emulsion [A] does not need to consist only of vinyl acetate, ethylene, and the monomer represented by the general formula (1), but may also include methyl (meth)acrylate, butyl (meth)acrylate, (meth)
Various (meth)acrylic esters such as octyl acrylate and glycidyl (meth)acrylate,
Various unsaturated acids such as acrylic acid, itaconic acid, maleic acid, (meth)acrylamide, vinylsulfonic acid (or its salt), 2-hydroxyethyl (meth)acrylamide, vinyl chloride, vinylidene chloride, styrene, butadiene, acrylonitrile, It may also be one further copolymerized with diallyl esters such as maleic acid, adipic acid, and phthalic acid, triallyl esters of benzenetricarboxylic acid, multipolymerizable monomers such as triallyl isocyanurate, and the like. There are no particular restrictions on the method for producing the copolymer emulsion [A]. Examples of emulsifiers include completely or partially saponified polyvinyl alcohol, fibrous derivatives such as methyl cellulose and hydroxyethyl cellulose, various water-soluble polymers such as ammonium salts of α-olefin-maleic anhydride, polyoxyethylene alkyl ether, and polyoxyethylene alkyl. Various nonionic surfactants such as phenyl ether, polyoxyethylene polyoxypropylene block copolymer, polyoxyethylene sorbitan fatty acid ester, anionic surfactants such as lauryl sulfate ester sodium salt, dialkyl succinate, alkylbenzene sulfonate, etc. These are used alone or as a mixture. As the polymerization initiator, a redox initiator is preferable. Examples of the oxidizing agent include ammonium persulfate, potassium persulfate, sodium persulfate, hydrogen peroxide, and various organic peroxides. Note that persulfates are particularly preferably used because they and their decomposition products also act as crosslinking catalysts. Examples of the reducing agent include formaldehyde sodium sulfoxylate, a reaction product of glyoxal and a salt of a reducing sulfur oxide, and the like. Further PH
Additives such as modifiers and electrolytes can also be used according to known emulsion polymerization techniques. There are no particular restrictions on polymerization conditions such as polymerization pressure and polymerization temperature, but
It is generally practical to maintain the polymerization temperature in the range 0 to 100C, preferably in the range 30 to 80C. In addition, the polymerization pressure is arbitrarily adjusted depending on the amount of ethylene in the desired copolymer.
A polymerization pressure of Kg/cm 2 is used. The solid content concentration in the emulsion can be adjusted by adjusting the amount of monomers to be copolymerized and water, but a solid content concentration of about 40 to 60% by weight is suitable from the viewpoint of industrial use. [B] The formaldehyde-free nitrogen-containing goxal resin will be described in detail. The nitrogen-containing glyoxal resin is 4,5
-dihydroxy-2-imidazolidinone, 1-
Urea containing methyl-4,5-dihydroxy-2-imidazolidinone, 1,3-dimethyl-4,5-dihydroxy-2-imidazolidinone, etc.
N-monomethylurea, reaction product of N,N-dimethylurea and glyoxal, ethyleneurea, propyleneurea, uron, 4,5-dihydroxy-2-imidazolidinone, tetrahydro-5-(2-hydroxyethyl)- 1,3,5-
Triazin-2-one, reaction product of 5-methyl-2-pyrimidinone and glyoxal and its alkylated product or polyhydric alcohol modified product, 1,3-bis(2-hydroxyethyl)-
4,5-dihydroxy-2-imidazolidinone, formamide, N-methylformamide,
Reactive products of glyoxal and compounds having an amino group structure such as acetamide, methylene bisformamide, ethylene bisformamide, methyl carbamate, isopropyl carbamate, hydroxyethyl carbamate, acrylamide, pyrrolidone, etc., and alkylated products or polyhydric alcohol modified products thereof, etc. can be mentioned.
The glyoxal resin mentioned here is a compound collectively called a non-formaldehyde crosslinking agent in the field of fiber processing resins, but preferably 1,3
It is a glyoxal resin whose main component is -dimethyl-4,5-dihydroxy-2-imidazolidinone, and is the most practical. The metal salt catalyst [C] will be explained in detail. The metal salt is used for fiber processing (wrinkle-proofing, shrink-proofing,
Refers to metal salt catalysts used or proposed for use in permanent press processing, W&W processing, etc.). For example, magnesium salts such as magnesium chloride and magnesium nitrate, aluminum salts such as aluminum nitrate and aluminum chloride, zinc salts such as zinc nitrate, zinc sulfate, and zinc boron fluoride, tin salts such as stannic chloride, and zirconyl hydroxychloride. Examples include zirconium salts. Various types of these metal salt catalysts can be used to meet the requirements of a wide range of applications, but magnesium chloride is the most commonly used catalyst due to the balance of various properties such as little coloration of cellulose fibers, high crosslinking catalytic effect, and high safety. Magnesium chloride is the most practical metal salt catalyst. In order to meet the demands of a wide range of uses, it is naturally possible to use two or more of the metal salt catalysts exemplified above. In addition to using metal salt catalysts together, the addition of Bro/nsted acids to metal salt catalysts, regardless of whether they are inorganic acids or organic acids, is a powerful catalyst (Hot Catalyst, Activated Catalyst).
Catalyst) system,
The metal salt catalyst referred to in the present invention naturally includes this strong catalyst system. However, the other component constituting the present invention, that is, the copolymer emulsion [A], contains polymerization initiators such as persulfate, organic peroxide, formaldehyde sodium sulfoxylate, and a reaction product of glyoxal and reducing sulfur oxide. agent, lauryl sulfate sodium salt,
Bro/nsted acid is generally contained in surfactants such as alkylbenzene sulfonates, PH regulators, copolymerized monomers such as acrylic acid, maleic acid, etc. In the polymer emulsion, there is no need to intentionally add Bro/nsted acid to the metal salt catalyst to create a strong catalyst system. The Bro/nsted acids of the strong catalyst system are exemplified by citric acid, maleic acid, methanesulfonic acid, phosphoric acid, primary ammonium phosphate sulfuric acid, hydrochloric acid, aluminum dichlorohydroxide, etc., and are not particularly limited. There is no particular restriction on the ratio of the copolymer emulsion [A], the glyoxal resin [B], and the metal salt catalyst [C], but [A]:[B]:
[C]=100:1~10:0.05~4 (solid weight ratio)
is the preferred usage ratio. If [B] is less than 1 part by weight per 100 parts by weight of [A], it will be difficult to achieve the object of the present invention, and if it exceeds 10 parts by weight, the object of the present invention, namely water resistance and The effect of improving solvent resistance and FF reaches a plateau, and a large amount of [B] glyoxal resin is used unnecessarily. Furthermore, similarly for [C], if it is less than 0.05 parts by weight per 100 parts by weight of [A], it is difficult to achieve the object of the present invention, and if it exceeds 4 parts by weight, water resistance,
The effects of improving solvent resistance and FF tend to reach a plateau or decline. The above [A] copolymer emulsion and [B]
Although the glyoxal resin and the metal salt catalyst [C] have been explained, the binder of the impregnated paper contains known blowing agents, antifoaming agents, dispersion stabilizers, and wetting agents in addition to [A], [B], and [C]. and thickeners may be used as necessary, and known emulsions and latexes other than [A] may be used in combination. When producing impregnated paper using the binder obtained according to the present invention, it is sufficient to moisten the paper using ordinary paper impregnation equipment and perform a dry heat treatment, and there are no restrictions other than the composition of the binder. In addition, in order to obtain the effect of the crosslinking reaction, it is appropriate to carry out heat treatment at a temperature of 100 to 180°C, preferably 120 to 150°C for 1 to 20 minutes. Thus, low FF and high water resistance,
An impregnated paper is obtained which exhibits solvent resistance. The present invention will be explained in more detail below with reference to Reference Examples and Examples, but the present invention is not limited thereto. [5] Reference Example 1 Reference Example 1 (Production of copolymer emulsion) The following items were charged into a 100 water-resistant reactor equipped with a reaction temperature controller and a stirrer. 32000g water 365g hydroxyethyl cellulose with 2.5 moles of ethylene oxide added 800g HLB17 polyoxyethylene nonylphenol ether 800g HLB17 polyoxyethylene nonylphenol ether These materials were stirred for about 1 hour to completely dissolve. The charge was cooled to approximately 30°C before the following were added. 8250 g Vinyl acetate 16 g Acetic acid 20 g Sodium acetate 0.8 g FeSo 4 2880 g 8% glyoxal-sodium bisulfite aqueous solution The reactor was purged with nitrogen and ethylene to remove oxygen and the charge was heated to 45°C. During the heating period, ethylene was added to bring the pressure to 60%, and an 8% ammonium persulfate aqueous solution was added, and when polymerization started, the following two substances were started to be fed. The first was 20,000 g of vinyl acetate, and the feed was at a constant rate over 4 hours. The second one is 2000g of water.
550 g of N-methylolacrylamide was dissolved in the solution, and the feeding was carried out at a constant rate over a period of 5 hours. During this time, the polymerization pressure of ethylene was kept constant at 60 kg/cm 2 . Polymerization was terminated when unreacted vinyl acetate monomer decreased to 0.32% after a polymerization time of 9.5 hours. The resulting emulsion had a solid content of 50% by weight, an ethylene content of 25% by weight, and an N-methylolacrylamide content of 1.3% by weight, calculated from mass balance. The resulting emulsion is called . Reference Example 2 (Production of copolymer emulsion) Polymerization was carried out in the same manner as in Reference Example 1, except that equimolar amounts of sodium formaldehyde sulfoxylate were used in place of glyoxal sodium bisulfite. The solid content of the resulting emulsion is 50% by weight.
The ethylene content calculated from the material balance is 25% by weight, and the N-methylolacrylamide content is
It was 1.3% by weight. The resulting emulsion is called . Reference Example 3 N-methylolacrylamide of Reference Example 1
410g, 20,000g of vinyl acetate supplied after polymerization had started was supplied after adding and dissolving 820g of N-n-butoxymethylacrylamide, and ethylene was supplied as in Reference Example 1 , except that the polymerization pressure was 45Kg/cm2. I did the same thing. The solid content of the obtained emulsion was 50% by weight, the ethylene content calculated from the quality balance was 17% by weight, the N-methylolacrylamide content was 1.0% by weight, and the N-n-butoxymethylacrylamide content was It was 20% by weight. The resulting emulsion is called . Reference Example 4 (Production of copolymer emulsion) Vinyl acetate supplied after polymerization has started
The same procedure as in Reference Example 2 was carried out except that 2,825 g of the 20,000 g was replaced with 2-ethylhexyl acrylate. The solid content of the obtained emulsion was 50% by weight, the ethylene content calculated from the mass balance was 25% by weight, the N-methylol acrylamide content was 1.3% by weight, and the 2-ethylhexyl acrylate content was 7% by weight. It was hot. The resulting emulsion is called . Reference Example 5 (Production of nitrogen-containing glyoxal resin) 290 parts (2 mol) of a 40% glyoxal aqueous solution was adjusted to pH 6.5 with sodium carbonate. 176 parts (2 mol) of ethylene urea was added and the temperature was raised to 50±5°C.
The mixture was stirred at this temperature for about 2 hours while keeping the PH between 6 and 7. 2 hours later methanol
200 parts (6.25 moles) were added and the pH was adjusted to about 3.0 with concentrated sulfuric acid. To complete the methylation reaction, the resin solution was refluxed for 8 hours and cooled to 30°C, then the pH was brought to about 7.0 with a 25% aqueous solution of caustic soda.
The solids content was adjusted to 50% by diluting with a small amount of water. The obtained glyoxal resin is called. Reference Example 6 (Production of nitrogen-containing glyoxal resin) 363 parts (2.5 mol) of 40% glyoxal aqueous solution
The pH was made approximately neutral with a 25% caustic soda aqueous solution. Add 242 parts (2.75 mol) of dimethyl urea to 50±
The temperature was raised to 5°C. The mixture was stirred at this temperature for about 20 hours while keeping the PH between 6 and 7. Then, the mixture was cooled to 30°C, the pH was adjusted to about 5 with sulfuric acid, and the solid content was adjusted to 40% by diluting with water. The obtained glyoxal resin is called. 2 Examples 1 to 14 and Comparative Examples 1 to 20 Emulsions produced in Reference Examples...
and glyoxal resin, and magnesium chloride as a crosslinking catalyst, various formulations were made to have the solid content ratio shown in Table 1, and the water resistance, solvent resistance, and FF of these formulations were compared to paper (120 g/m 3 ) was evaluated by impregnation. The concentration of the formulation was adjusted with water, and the mixture was impregnated to an impregnation rate of 20% by weight.
After air drying, heat treatment was performed at 180°C for 10 minutes. The performance of these impregnated papers is also listed in Table 1. The test conditions are as follows. All tensile strengths are JIS
It was measured based on the paper and paperboard tensile strength test method of p-8113. (1) Dry tensile strength: Measured under standard conditions at 20℃ and 65%RH. (2) Water resistance: Tensile strength after immersion in water at 20℃ for 30 minutes. (3) Solvent resistance: Tensile strength after immersion in methyl ethyl ketone at 20°C for 30 minutes. (4) FF: Free formalin in the impregnated paper was measured according to JIS L-1041, JISL-1096 (acetylacetone method, sample 2.5 g). The performance evaluation results of impregnated paper are shown in Table 1. In all emulsions, water resistance, solvent resistance, and It is clear that FF has been improved at the same time.
【表】【table】
【表】
〔6〕 発明の結果
以上の如く、本願発明により、耐水性、耐溶剤
性、FFが同時に改良された含浸紙が提供される。[Table] [6] Results of the invention As described above, the present invention provides impregnated paper with improved water resistance, solvent resistance, and FF at the same time.
Claims (1)
5以下のアルキル基を表わす。) で示されるモノマーを必須成分とし、その重量
比が55〜96.5:40〜3:5〜0.5である共重合
体エマルジヨン、 〔B〕 ホルムアルデヒドを含有しない含窒素グリ
オキザール樹脂 及び 〔C〕 金属塩触媒 からなるバインダーを用いたことを特徴とする含
浸紙。 2 ホルムアルデヒドを含まない含窒素グリオキ
ザール樹脂が1,3−ジメチル−4,5−ジヒド
ロキシ−2−イミダゾリジノンを主成分とするこ
とを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の含浸
紙。 3 金属塩触媒が塩化マグネシウムであることを
特徴とする特許請求の範囲第1項記載の含浸紙。 4 共重合体エマルジヨンとホルムアルデヒドを
含まない含窒素グリオキザール樹脂及び金属塩触
媒の使用比が固型分重量比で100:1〜10:0.05
〜4であることを特徴とする特許請求の範囲第1
項記載の含浸紙。[Claims] 1 [A] Vinyl acetate and ethylene and the general formula [Formula] (R 1 represents H or CH 6 , and R 2 represents H or an alkyl group having 5 or less carbon atoms) A copolymer emulsion containing a monomer as an essential component and having a weight ratio of 55 to 96.5:40 to 3:5 to 0.5, [B] a formaldehyde-free nitrogen-containing glyoxal resin, and [C] a binder consisting of a metal salt catalyst. An impregnated paper characterized in that it is used. 2. The impregnated paper according to claim 1, wherein the formaldehyde-free nitrogen-containing glyoxal resin contains 1,3-dimethyl-4,5-dihydroxy-2-imidazolidinone as a main component. 3. The impregnated paper according to claim 1, wherein the metal salt catalyst is magnesium chloride. 4. The usage ratio of copolymer emulsion, formaldehyde-free nitrogen-containing glyoxal resin, and metal salt catalyst is 100:1 to 10:0.05 in solid weight ratio.
Claim 1 characterized in that ~4
Impregnated paper as described in section.
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|---|---|---|---|
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| DE8686304277T DE3674079D1 (en) | 1985-06-04 | 1986-06-04 | BINDER COPOLYMER COMPOSITION AND TREATED PAPERS. |
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1985
- 1985-06-04 JP JP60121231A patent/JPS61289160A/en active Granted
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| JPS61289160A (en) | 1986-12-19 |
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