(57)【要約】  生産効率がよく、再乳化後の作業性にも優れる再乳化性合成樹脂粉末を得ることができる、高固形分濃度かつ低粘度の水性合成樹脂エマルジョンの製造方法を提供する。重合成分［Ｉ］をポリビニルアルコール系樹脂の存在下で乳化重合する水性合成樹脂エマルジョンの製造方法であって、２０℃の水に対する溶解度が０．１％以下である疎水性モノマーを重合成分［Ｉ］全体に対して３０重量％以上含有し、水性媒体中に、重合成分［Ｉ］の全量を連続して添加しながら乳化重合することを特徴とする水性合成樹脂エマルジョンの製造方法である。【特許請求の範囲】
【請求項１】
重合成分をポリビニルアルコール系樹脂の存在下で乳化重合する水性合成樹脂エマルジョンの製造方法であって、
２０℃の水に対する溶解度が０．１％以下である疎水性モノマーを前記重合成分全体に対して３０重量％以上含有し、
水性媒体中に、前記重合成分の全量を連続して添加しながら乳化重合することを特徴とする水性合成樹脂エマルジョンの製造方法。
【請求項２】
２０℃の水に対する溶解度が０．１％以下である前記疎水性モノマーとしてスチレンを含有し、
このスチレンの含有割合が、前記重合成分中の２０℃の水に対する溶解度が０．１％以下である前記疎水性モノマー全体に対して８０重量％以下であることを特徴とする請求項１記載の水性合成樹脂エマルジョンの製造方法。
【請求項３】
前記重合成分の全量を、前記ポリビニルアルコール系樹脂の存在下、前記水性媒体中に乳化分散させてプレエマルジョンを調製し、該プレエマルジョンの全量を前記水性媒体中に連続して添加しながら乳化重合することを特徴とする請求項１又は２記載の水性合成樹脂エマルジョンの製造方法。
【請求項４】
前記水性合成樹脂エマルジョンの粘度が１００〜５０００ｍＰａ・ｓ、かつ、固形分濃度が３０〜６０％であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の水性合成樹脂エマルジョンの製造方法。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の製造方法で得られた水性合成樹脂エマルジョンを乾燥することを特徴とする再乳化性合成樹脂粉末の製造方法。
【請求項６】
請求項５記載の製造方法で得られた再乳化性合成樹脂粉末を用いることを特徴とするポリマーセメントモルタルの製造方法。
【請求項７】
２０℃の水に対する溶解度が０．１％以下である疎水性モノマーが３０重量％以上含有された重合成分を重合してなる水性合成樹脂エマルジョンであり、
該疎水性モノマーとしてスチレン含有され、
該スチレンの含有割合が、該疎水性モノマー全体に対して８０重量％以下であり、
粘度が１００〜５，０００ｍＰａ・ｓ、かつ、固形分濃度が３０〜６０％であることを特徴とする水性合成樹脂エマルジョン。
【請求項８】
請求項７記載の水性合成樹脂エマルジョンから得られたことを特徴とする再乳化性合成樹脂粉末。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水性合成樹脂エマルジョンの製造方法、再乳化性合成樹脂粉末の製造方法、ポリマーセメントモルタルの製造方法、水性合成樹脂エマルジョン及び再乳化性合成樹脂粉末に関するものであり、更に詳しくは、再乳化性合成樹脂粉末の製造に好適であり、かつセメントと混和してポリマーセメントとするのに好適な水性合成樹脂エマルジョン、それを粉末化した再乳化性合成樹脂粉末及びそれらの製造方法、並びにポリマーセメントモルタルの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、水を含んだエマルジョンを噴霧乾燥させて得られる一般的な再乳化性合成樹脂粉末は、水を含んでいるエマルジョンに比べて、凍結するおそれもなく取扱いや輸送が容易であることから、様々な用途で用いられており、例えば、セメントと混和してポリマーセメントとすることで、モルタルやコンクリートとして有効に使用されている。特に、再乳化性合成樹脂粉末は、粉末であるためプレミックスが可能であり、あらかじめ最適な混合比でセメント等と混合した商品とすることができ、施工現場でセメントと混和することなくすぐに使用できるため、広く用いられている。【０００３】
例えば、下記特許文献１には、特定構造を有するポリビニルアルコール系樹脂［Ｉ］により、アクリル系モノマー及びスチレン系モノマーの少なくとも１種のモノマー（Ａ）と特定の官能基含有モノマー（Ｂ）とを共重合成分とする合成樹脂が分散安定化されてなる、セメントモルタル混和剤用水性合成樹脂エマルジョン、およびこのエマルジョンを乾燥してなるセメントモルタル混和剤用再乳化性水性合成樹脂エマルジョン粉末が開示されており、これらをセメントモルタル混和剤として使用した場合に、良好な流動性、作業性を示し、物性ばらつきが少なく、加えて接着強さなどが向上することが記載されている。
また、下記特許文献２には、特定のガラス転移温度の合成樹脂を含む再乳化性合成樹脂粉末（Ａ）と珪素を含有する無機微粒子（Ｂ）を含有するポリマーセメント用再乳化性合成樹脂粉末組成物、およびこの組成物を用いてなるポリマーセメントモルタルが開示されており、再乳化性合成樹脂粉末の耐ブロッキング性と、セメント混和後の強度・伸度・流動性とにバランスよく優れることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−３５４７０号公報
【特許文献２】特開２０１４−１５３８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１や特許文献２においては、乳化重合工程において、モノマー成分の一部を予め重合させる初期重合を行っているため、樹脂粒子の平均粒子径が比較的小さいものとなり、その結果、得られる水性合成樹脂エマルジョンの粘度が高くなる傾向があった。水性合成樹脂エマルジョンの粘度が高いと、噴霧乾燥による粉末化において、スプレーの目詰まりなどが起きやすく均一なスプレー噴霧ができないため、安定した生産が難しいという問題があった。一方、スプレー噴霧に好適なように水で希釈して粘度を下げるとスプレー噴霧された液滴の固形分濃度が下がるため、乾燥温度を上げるなどエネルギー効率が悪くなるという問題があった。【０００６】
また、粘度の高い水性合成樹脂エマルジョンを粉末化して得られた再乳化性合成樹脂粉末は、水へ再分散させた際にも粘度が高くなる傾向にあり、ポリマーセメントに用いた場合に、得られるポリマーセメントモルタルのスラリー粘度が高くなり、塗工性が低下したり塗工外観が劣るなどの問題があった。なお、作業性を重視して、加水してモルタルの流動性を調整することも可能であるが、この場合、ポリマーセメントモルタルの性能（曲げ強度・圧縮強度・密着強度など）が不足する懸念があった。【０００７】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、高固形分濃度かつ低粘度であるため、再乳化後の作業性に優れるエマルジョン粉末を生産効率がよく得ることができる水性合成樹脂エマルジョンの製造方法、及び再乳化性合成樹脂粉末の製造方法、並びにポリマーセメントモルタルの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
しかるに、本発明者がかかる事情に鑑み鋭意研究を重ねた結果、重合成分をポリビニルアルコール系樹脂の存在下で乳化重合する水性合成樹脂エマルジョンの製造方法において、多量の疎水性モノマーを用い、更に、初期重合を行なわず、水性媒体中に重合成分の全量を連続して添加しながら乳化重合することにより、固形分濃度が高く、かつ粘度が低い水性合成樹脂エマルジョンが得られ、これを用いることにより再乳化性合成樹脂粉末を効率よく製造できることを見出し、本発明を完成させた。【０００９】
一般的に、乳化重合においては、粒子を成長させながら反応を進め、反応熱を制御し易くする点からは、重合成分の一部を予め重合させる初期重合を行うことが好ましいものの、本発明においては、あえて初期重合を行わず、成分の全量を連続して添加するものである。
初期重合を行なった場合では、重合成分の一部を重合することにより微細な「種粒子」が形成され、これをもとに樹脂粒子が成長していくため、得られる樹脂粒子の粒子径が比較的小さくなり、エマルジョンの粘度が上昇してしまうのに対して、本発明においては、上記の通り初期重合を行わず重合成分が連続して添加されることにより、生成する種粒子に比べて十分に大きい重合成分を含有する液滴（重合成分をプレ乳化してなるプレエマルジョンであることが好ましい）そのものが重合反応して樹脂粒子となるため、得られる樹脂粒子は比較的粒子径の大きなものとなり、エマルジョンの粘度が低くできるものと推察するものである。【００１０】
すなわち、本発明の要旨は、重合成分をポリビニルアルコール系樹脂の存在下で乳化重合する水性合成樹脂エマルジョンの製造方法であって、２０℃の水に対する溶解度が０．１％以下である疎水性モノマーを前記重合成分全体に対して３０重量％以上含有し、水性媒体中に、前記重合成分の全量を連続して添加しながら乳化重合することを特徴とする水性合成樹脂エマルジョンの製造方法に関するものである。【００１１】
また、本発明は、上記水性合成樹脂エマルジョンを乾燥してなる再乳化性合成樹脂粉末の製造方法、及びこれらを用いることを特徴とするポリマーセメントモルタルの製造方法、更には水性合成樹脂エマルジョン、再乳化性合成樹脂粉末にも関するものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の水性合成樹脂エマルジョンの製造方法によれば、高固形分濃度かつ低粘度の水性合成樹脂エマルジョンを得ることができ、これを乾燥することにより、エネルギー的にも生産効率よく再乳化性合成樹脂粉末を製造することができ、得られた再乳化性合成樹脂粉末およびこれを再乳化して得られる水性合成樹脂エマルジョンは、セメントモルタル混和剤として使用した際に、良好な流動性、作業性を示し、セメントモルタル用途として、補修モルタル用、下地調整塗材用、セルフレベリング材、タイル接着モルタル、及び石膏系材料などの改質剤として非常に有用である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の構成につき詳細に説明するが、これらは望ましい実施態様の一例を示すものであり、本発明はこれらの内容に特定されるものではない。
【００１４】
〔水性合成樹脂エマルジョンの製造方法〕
本発明の水性合成樹脂エマルジョンの製造方法は、重合成分（以下、この発明で用いられる重合成分を「重合成分［Ｉ］」と称する。）をポリビニルアルコール系樹脂の存在下で乳化重合するものであり、水性媒体中に、重合成分［Ｉ］の全量を連続して添加しながら乳化重合することを特徴とするものである。
【００１５】
重合成分［Ｉ］としては、例えば、アクリル系モノマー、スチレン系モノマー、ビニルエステル系モノマーの少なくとも１種のモノマー成分を主成分として含有することが好ましい。本発明において、主成分とするとは全体の５０重量％以上を占めることを意味し、全体が主成分のみからなる場合も含む意味である。
【００１６】
上記アクリル系モノマーとしては、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、ｉ−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、シクロヘキシル（メタ）アクリレート、ラウリル（メタ）アクリレート、オクチル（メタ）アクリレート、ステアリル（メタ）アクリレート等の脂肪族系（メタ）アクリレートや、フェノキシ（メタ）アクリレート等の芳香族系（メタ）アクリレート、（メタ）アクリル酸トリフルオロエチル等が挙げられ、中でもアルキル基の炭素数が１〜１８、特には１〜１０の脂肪族系（メタ）アクリレートが好適であり、また、これらは１種または２種以上を用いることができる。
なお、本発明において、（メタ）アクリレートとはアクリレートあるいはメタクリレートを意味するものである。
【００１７】
上記スチレン系モノマーとしては、例えば、スチレン、α−メチルスチレン等が挙げられる。これらは単独で、もしくは２種以上併せて用いることができる。
【００１８】
上記ビニルエステル系モノマーとしては、例えば、直鎖状のまたは枝分かれした炭素原子数２〜１２のモノカルボン酸のビニルエステルが挙げられ、具体的には、例えば、ギ酸ビニル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、バレリン酸ビニル、酪酸ビニル、イソ酪酸ビニル、ピバリン酸ビニル、カプリン酸ビニル、ラウリン酸ビニル、ステアリン酸ビニル、安息香酸ビニル、バーサチック酸ビニル、２−エチルヘキサン酸ビニル等が挙げられる。これらは単独で、もしくは２種以上併せて用いることができる。
【００１９】
また、官能基含有モノマー等を含有していてもよく、例えば、グリシジル基含有モノマー、アリル基含有モノマー、加水分解性シリル基含有モノマー、アセトアセチル基含有モノマー、分子構造中にビニル基を２個以上有するモノマー、ヒドロキシル基含有モノマー等が挙げられる。
【００２０】
上記グリシジル基含有モノマーとしては、例えば、グリシジル（メタ）アクリレート、グリシジル（メタ）アリルエーテル、３，４−エポキシシクロヘキシル（メタ）アクリレート等が挙げられる。このうち、特に物性ばらつきの少なく、加えて湿潤時の接着強度が向上する等の観点から、グリシジル（メタ）アクリレートが好ましい。
【００２１】
上記アリル基含有モノマーとしては、例えば、トリアリルオキシエチレン、マレイン酸ジアリル、トリアリルシアヌレート、トリアリルイソシアヌレート、テトラアリルオキシエタン等のアリル基を２個以上有するモノマー、アリルグリシジルエーテル、酢酸アリル等があげられる。このうち、湿潤時の接着強度の観点から、アリルグリシジルエーテルが好ましい。
【００２２】
上記加水分解性シリル基含有モノマーとしては、例えば、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、ビニルメチルジメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−アクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン等が挙げられる。このうち、耐水性の向上や、下地や旧モルタル面への接着強度が向上する等の観点から、ビニルトリメトキシシランが好ましい。
【００２３】
上記アセトアセチル基含有モノマーとしては、例えば、アセト酢酸ビニルエステル、アセト酢酸アリルエステル、ジアセト酢酸アリルエステル、アセトアセトキシエチル（メタ）アクリレート、アセトアセトキシエチルクロトナート、アセトアセトキシプロピル（メタ）アクリレート、アセトアセトキシプロピルクロトナート、２−シアノアセトアセトキシエチル（メタ）アクリレート等が挙げられる。このうち、特に物性ばらつきの少なく、加えて耐水性の向上や、下地や旧モルタル面への接着強度が向上する等の観点から、アセトアセトキシエチル（メタ）アクリレートが好ましい。
【００２４】
上記分子構造中にビニル基を２個以上有するモノマーとしては、例えば、ジビニルベンゼン、ジアリルフタレート、トリアリルシアヌレート、トリアリルイソシアヌレート、エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、１，２−プロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、１，３−プロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、１，４−ブタンジオールジ（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、アリル（メタ）アクリレート等が挙げられる。
【００２５】
上記ヒドロキシル基含有モノマーとしては、例えば、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、４−ヒドロキシブチル（メタ）アクリレート等の（メタ）アクリレート等が挙げられる。このうち、乳化重合時における保護コロイド的作用およびセメントモルタル配合物等との混和性改良の観点から、２−ヒドロキシエチルメタクリレートが好ましい。
【００２６】
本発明においては、耐水圧縮強度や耐水折り曲げ強度を向上させる観点から、重合成分［Ｉ］として、２０℃の水に対する溶解度が０．１％以下である疎水性モノマー（以下、単に「疎水性モノマー」と記載することがある。）を必須成分として含有するものであり、その含有量が、重合成分［Ｉ］全体に対して３０重量％以上であることが必要であり、好ましくは４０重量％以上、更に好ましくは５０重量％以上、特に好ましくは７０重量％以上である。なお、上限は、通常、１００重量％以下である。疎水性モノマーの含有量が少なすぎるとモルタルの耐水圧縮強度や耐水折り曲げ強度が低下し好ましくない。
【００２７】
上記２０℃の水に対する溶解度が０．１％以下である疎水性モノマーとして具体的には以下のものがあげられる。
アクリル系モノマー；例えば、ｎ−ブチル（メタ）アクリレート、ｉ−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、シクロヘキシル（メタ）アクリレート、ラウリル（メタ）アクリレート、オクチル（メタ）アクリレート、ステアリル（メタ）アクリレートなどのアルキル基の炭素数が４以上、好ましくは６〜１８の（メタ）アクリレート、特に脂肪族系（メタ）アクリレートや、フェノキシアクリレート等の芳香族系（メタ）アクリレート、メタクリル酸トリフルオロエチルなどが挙げられる。
スチレン系モノマー；例えば、スチレン、α−メチルスチレンなどが挙げられる。
ビニル系モノマー；例えば、ラウリル酸ビニル、ステアリン酸ビニル、バーサチック酸ビニルなどが挙げられる。
【００２８】
上記疎水性モノマーの中でも、アルキル基の炭素数が４以上の脂肪族系（メタ）アクリレート系モノマー、スチレン系モノマーを用いることが好ましく、特にはスチレン、ｎ−ブチル（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレートを用いることが好ましい。
上記疎水性モノマーは、１種または２種以上併用して用いることができる。
【００２９】
本発明においては、特に、疎水性モノマーとしてスチレンを含有し、疎水性モノマー全体に対するスチレンの含有割合が８０重量％以下であることが好ましく、特に好ましくは７０重量％以下、更に好ましくは６０重量％以下である。一方、スチレン含有量の下限は、３０重量％以上が特に好ましく、４０重量％以上が更に好ましい。
スチレン含有割合が８０重量％より多いと、紫外線によるポリマーの劣化や変色など、耐候性が低下するという問題点を生じる場合がある。一方、スチレン含有割合が、３０重量％であると、耐水性により優れる点で好ましい。
【００３０】
本発明で用いられるポリビニルアルコール系樹脂（以下、「ＰＶＡ系樹脂」と記載することがある。）は、重合中のプレエマルジョンの分散安定性を付与する目的、および、得られる水性合成樹脂エマルジョンに安定性を付与すると共に、該エマルジョンを噴霧乾燥されて得られる再乳化性合成樹脂粉末を水に再分散し易くする目的で用いるものである。
【００３１】
ＰＶＡ系樹脂の平均ケン化度としては、７０モル％以上であることが好ましく、特に好ましくは８０モル％以上、更に好ましくは８５モル％以上である。一方、平均ケン化度の上限は、９９．９モル％が好ましく、９９．５モル％が特に好ましく、９９．０モル％が更に好ましい。
かかる平均ケン化度が低すぎると安定的に重合が進行しにくく、重合が完結したとしてもエマルジョンの保存安定性が低下してしまう傾向があり、高すぎると再乳化性合成樹脂粉末が再乳化し難くなる傾向がある。
【００３２】
なお、平均ケン化度は、ＪＩＳ  Ｋ  ６７２６に記載のケン化度の算出方法にしたがって求めることができる。
【００３３】
また、ＰＶＡ系樹脂の平均重合度としては、５０以上であることが好ましく、特に好ましくは１００以上であり、更に好ましくは２００以上である。一方、平均重合度の上限は、３，０００が好ましく、２，０００が特に好ましく、１，０００が更に好ましい。
かかる平均重合度が低すぎると、乳化重合時の保護コロイド能力が不充分となり重合が安定的に進行しにくい傾向があり、高すぎると、重合時に増粘して反応系が不安定になり分散安定性が低下する傾向がある。
【００３４】
なお、平均重合度は、ＪＩＳ  Ｋ  ６７２６に記載の平均重合度の算出方法にしたがって求めることができる。
【００３５】
本発明において、ＰＶＡ系樹脂として、ＰＶＡ、または、各種変性種によって変性された変性ＰＶＡ系樹脂を用いることができ、その変性量は、通常２０モル％以下、好ましくは１５モル％以下、更に好ましくは１０モル％以下である。なお、下限値としては０．０１モル％である。
【００３６】
変性ＰＶＡ系樹脂としては、例えば、カルボキシル基、スルホン酸基、リン酸基をはじめとするアニオン性基で変性されたアニオン変性ＰＶＡ系樹脂、四級アンモニウム基等のカチオン性基で変性されたカチオン変性ＰＶＡ系樹脂、アセトアセチル基、ジアセトンアクリルアミド基、メルカプト基、シラノール基をはじめとする各種官能基等により変性された変性ＰＶＡ系樹脂や、側鎖に１，２−ジオール結合を有するＰＶＡ系樹脂等を挙げることができる。
【００３７】
本発明において、ＰＶＡ系樹脂の使用量は、前述の重合成分［Ｉ］１００重量部に対して、２０重量部以下であることが好ましく、特に好ましくは１０重量部以下、更に好ましくは７重量部以下である。一方、ＰＶＡ系樹脂使用量の上限は、０．０１重量部が好ましく、０．１重量部が特に好ましく、０．５重量部が更に好ましい。
かかるＰＶＡ系樹脂の使用量が少なすぎると、乳化重合の際の乳化力不足となって、重合成分の分散安定性が低下し、重合安定性が低下する傾向があり、使用量が多すぎると、合成樹脂エマルジョンの粘度が高まり安定性が低下する傾向がある。
【００３８】
また、本発明においては、ＰＶＡ系樹脂は、通常、水性媒体を用いて水溶液とし、これが乳化重合の過程において使用される。かかる水性媒体としては、例えば水、または水を主体とするアルコール性溶媒があげられ、好ましくは水である。
【００３９】
上記水溶液におけるＰＶＡ系樹脂の含有割合（固形分）については、取り扱いの容易性の観点からは、５〜３０重量％であることが好ましい。
【００４０】
乳化重合の方法としては、ＰＶＡ系樹脂の存在下で、水性媒体中に、重合成分［Ｉ］の全量を連続して添加しながら乳化重合することが必要であり、例えば、反応缶に、水性媒体、ＰＶＡ系樹脂を仕込み、昇温し、そこに重合成分［Ｉ］を全量、連続して滴下し、重合することができる。
上記水性媒体としては、例えば、水、または水を主体とするアルコール性溶媒があげられ、好ましくは水である。
【００４１】
また、本発明においては、予め重合成分［Ｉ］の全量を、ＰＶＡ系樹脂の存在下、水性媒体中に乳化分散させてプレエマルジョンを調製し、該プレエマルジョンの全量を水性媒体中に連続して添加しながら乳化重合することが好ましい。
【００４２】
かかるプレエマルジョンの調整方法としては、例えば、ＰＶＡ系樹脂の水溶液を攪拌しながら重合成分［Ｉ］を滴下する方法が挙げられる。その際の攪拌装置としては、攪拌翼による攪拌混合や、ステティックミキサー、バイプロミキサー、ホモジナイザーなどの公知の分散機を用いることができるが、これらの中でも攪拌翼による攪拌混合が好適である。
【００４３】
本発明においては、水性媒体中に、重合成分［Ｉ］（又は上記プレエマルジョン）の全量を連続して添加しながら乳化重合することが必要である。
ここで、全量を連続して添加しながら乳化重合するということは、初期重合を行うことなく、全量を連続して添加しながら乳化重合することをいい、従前の方法である、所定量を初期重合した後、残り成分を滴下などにより乳化重合する方法とは異なる乳化方法のことを意味するものである。
【００４４】
上記連続した添加方法としては、例えば、滴下漏斗やロータリーポンプを用いて重合成分［Ｉ］を水性媒体中に滴下する方法があげられる。
【００４５】
かかる滴下速度については、一般的に連続滴下とみなされる条件で滴下すればよく、用いる重合成分の反応性や下記重合開始剤の使用量、反応温度などを考慮し適宜調整すればよいが、具体的には、例えば、滴下間隔を、通常１０秒以内、好ましくは５秒以内とし、一回の滴下量が、通常全モノマー量の２重量％以下、好ましくは１重量％以下であればよい。
なお、上記滴下間隔、および一回の滴下量は、均一であってもよいし、不均一であってもよい。
【００４６】
また、重合成分［Ｉ］を全量滴下した後、一定時間の熟成期間を設けることも好ましい。
【００４７】
乳化重合条件としては、重合成分の種類、重合スケール等に応じて適宜選択することができるが、反応時の温度条件としては、通常、通常４０℃以上であり、特に好ましくは６０℃以上である。反応時の温度条件の上限は、通常９０℃であり、特に好ましくは８０℃である。
【００４８】
また、乳化重合時には、撹拌することが好ましく、その際の攪拌装置としては、上記、プレエマルジョンの調整に用いられるものと同様のものを用いることができ、なかでも攪拌翼による攪拌混合が好ましい。
【００４９】
また、通常、乳化重合においては、重合開始剤を用いることが好ましく、その他必要に応じて、重合調整剤、補助乳化剤、可塑剤等を用いることができる。
【００５０】
上記重合開始剤としては、通常の乳化重合に使用できるものであればよく、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無機過酸化物；有機過酸化物、アゾ系開始剤、過酸化水素、ブチルパーオキサイド等の過酸化物；およびこれらと酸性亜硫酸ナトリウムやＬ−アスコルビン酸等の還元剤とを組み合わせたレドックス重合開始剤等が挙げられる。これらは、２種以上を併用してもよい。
本発明においては、これらの中でも、皮膜物性や強度増強に悪影響を与えず重合が容易な点で、無機過酸化物を用いることが好ましく、特には過硫酸アンモニウムや過硫酸カリウムが好ましい。
【００５１】
重合開始剤の添加方法としては、初期に一括添加する方法や重合の経過に伴って分割して添加する方法等を用いることができ、分割して添加する方法等においては、複数回に分けて反応缶に添加する方法や、重合成分とともに連続して滴下する方法等を用いることができる。
【００５２】
かかる重合開始剤の使用量は、用いる重合成分の種類や重合条件などによって異なるが、通常、重合成分［Ｉ］１００重量部に対して０．０１重量部以上、好ましくは０．５重量部以上である。また、使用量の上限は、通常、５重量部であり、好ましくは３重量部である。
【００５３】
上記重合調整剤としては、公知のものの中から適宜選択することができる。このような重合調整剤としては、例えば、連鎖移動剤、バッファーなどが挙げられる。
【００５４】
上記連鎖移動剤としては、例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール等のアルコール；アセトアルデヒド、プロピオンアルデヒド、ｎ−ブチルアルデヒド、フルフラール、ベンズアルデヒド等のアルデヒド類；および、ドデシルメルカプタン、ラウリルメルカプタン、ノルマルメルカプタン、チオグリコール酸、チオグリコール酸オクチル、チオグリセロール等のメルカプタン類などが挙げられる。これらは、単独で用いてもよいし２種以上を併用してもよい。
【００５５】
上記バッファーとしては、例えば、酢酸ソーダ、酢酸アンモニウム、第二リン酸ソーダ、クエン酸ソーダなどが挙げられる。これらは、単独で用いてもよいし２種以上を併用してもよい。
【００５６】
補助乳化剤としては、通常乳化重合に用いることができるものであればよく、例えば、アニオン性、カチオン性、およびノニオン性の界面活性剤、ＰＶＡ系樹脂以外の保護コロイド能を有する水溶性高分子、および水溶性オリゴマー等があげられる。
【００５７】
上記界面活性剤としては、例えば、ラウリル硫酸ナトリウム、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムのようなアニオン性界面活性剤、および、プルロニック型構造を有するものやポリオキシエチレン型構造を有するもの等のノニオン性界面活性剤が挙げられる。また、界面活性剤として、構造中にラジカル重合性不飽和結合を有する反応性界面活性剤を使用することもできる。これらは単独で、もしくは２種以上併せて用いることができる。
【００５８】
上記界面活性剤の使用は、乳化重合をスムーズに進行させ、コントロールし易くしたり（乳化剤としての効果）、重合中に発生する粗粒子やブロック状物の発生を抑制する効果がある。ただし、これら界面活性剤を乳化剤として多く使用すると、グラフト率が低下する傾向がある。このため、界面活性剤を使用する場合には、その使用量はＰＶＡ系樹脂に対して補助的な量であること、すなわち、できる限り少なくすることが好ましい。
【００５９】
ＰＶＡ系樹脂以外の保護コロイド能を有する水溶性高分子としては、例えば、ヒドロキシエチルセルロース、ポリビニルピロリドン、メチルセルロース等が挙げられる。これらは単独で、もしくは２種以上併せて用いられる。これらは、エマルジョンの安定性やエマルジョンの粒子径を変えて粘性を変化させる点で効果がある。ただし、その使用量によっては皮膜の耐水性を低下させることがあるため、使用する場合には少量で使用することが望ましい。
【００６０】
水溶性オリゴマーとしては、例えば、スルホン酸基、カルボキシル基、水酸基、アルキレングリコール基等の親水性基を有する重合体が好ましく、中でも１０〜５００程度の重合度を有する重合体または共重合体が好適にあげられる。水溶性オリゴマーの具体例としては、例えば、２−メタクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸共重合体等のアミド系共重合体、メタクリル酸ナトリウム−４−スチレンスルホネート共重合体、スチレン／マレイン酸共重合体、メラミンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物、ポリ（メタ）アクリル酸塩等が挙げられる。さらに、具体例としては、スルホン酸基、カルボキシル基、水酸基、アルキレングリコール基等を有するモノマーやラジカル重合性の反応性乳化剤を予め単独または他のモノマーと共重合してなる水溶性オリゴマー等も挙げられる。これらは単独で、もしくは２種以上併せて用いられる。
【００６１】
上記可塑剤としては、アジペート系可塑剤、フタル酸系可塑剤、リン酸系可塑剤等が使用できる。
【００６２】
かくして、本発明の製造方法、即ち、ＰＶＡ系樹脂の存在下で、水性媒体中に、重合成分［Ｉ］の全量を連続して添加しながら乳化重合する方法により、水性合成樹脂エマルジョンを製造することができる。
得られる水性合成樹脂エマルジョンは、ＰＶＡ系樹脂により合成樹脂粒子が水性媒体中に分散安定化されてなるものである。
【００６３】
本発明において、乳化重合より得られる水性合成樹脂エマルジョンは、典型的には、均一な乳白色であって、水性合成樹脂エマルジョン中の合成樹脂粒子の平均粒子径は、０．２μｍ以上であることが好ましく、特に好ましくは０．３μｍ以上である。また、平均粒子径の上限は２μｍであることが好ましく、１．５μｍであることが特に好ましい。かかる合成樹脂粒子の平均粒子径が大きすぎると重合安定性が低下する傾向があり、小さすぎると水性合成樹脂エマルジョンの粘度が高くなりすぎる傾向がある。
【００６４】
なお、平均粒子径は、慣用の方法、例えばレーザー解析／散乱式粒度分布測定装置「ＬＡ−９５０Ｓ２」（株式会社堀場製作所製）により測定することができる。
【００６５】
また、本発明の製造方法により得られる水性合成樹脂エマルジョン中の合成樹脂粒子のガラス転移温度（Ｔｇ）は、−４０℃以上であることが好ましく、特に好ましくは−３０℃以上であり、更に好ましくは−２０℃以上である。また、ガラス転移温度の（Ｔｇ）の上限は、３０℃であることが好ましく、２０℃であることが特に好ましく、１０℃であることが更に好ましい。かかるガラス転移温度が高すぎると、低温時において、樹脂の接着剤としての効果が十分に発揮できない傾向があり、低すぎると、圧縮強度や折り曲げ強度が低下する傾向がある。
ガラス転移温度は下記の数式１で示されるＦｏｘの式より算出されるものである。
【００６６】
【数１】
2017104671.tif 000002
【００６７】
なお、合成樹脂を構成するモノマーのホモポリマーとした際のガラス転移温度は、通常、示差走査熱量計（ＤＳＣ）により測定されるものである。
【００６８】
本発明の製造方法により得られる水性合成樹脂エマルジョンの２３℃での粘度は、１００ｍＰａ・ｓ以上であることが好ましく、特に好ましくは３００ｍＰａ・ｓ以上、更に好ましくは５００ｍＰａ・ｓで以上ある。一方、粘度の上限は５，０００ｍＰａ・ｓが好ましく、３，０００ｍＰａ・ｓが特に好ましく、２，０００ｍＰａが更に好ましい。かかる粘度が高すぎても低すぎても水性合成樹脂エマルジョンを粉末化し難くなる傾向がある。
なお、粘度の測定法はＢ型粘度計による。
【００６９】
また、本発明の製造方法により得られる水性合成樹脂エマルジョンの固形分濃度は、３０重量％以上であることが好ましく、特に好ましくは３５重量％以上、更に好ましくは４０重量％以上である。一方、固形分濃度の上限は、６０重量％が好ましく、５５重量％が特に好ましく、５０重量％が更に好ましい。かかる固形分濃度が低すぎると、水性合成樹脂エマルジョンを粉末化する際の製造効率が低下し、高すぎると水性合成樹脂エマルジョンを粉末化し難くなる傾向がある。
【００７０】
本発明においては、乳化重合後の水性合成樹脂エマルジョンは、必要に応じて各種添加剤をさらに加えてもよい。このような添加剤としては、例えば、有機顔料、無機顔料、水溶性添加剤、ｐＨ調整剤、防腐剤、酸化防止剤等が挙げられる。
【００７１】
このようにして、本発明の製造方法によりで得られた水性合成樹脂エマルジョンは、そのまま使用する際には、固形分濃度として通常４０〜６０重量％に調整することが好ましい。
【００７２】
〔再乳化性合成樹脂粉末の製造方法〕
上記の製造方法で得られた水性合成樹脂エマルジョンを乾燥することにより、本発明に係る再乳化性合成樹脂粉末が得られる。再乳化性合成樹脂粉末は、水と混合することにより再び乳化する機能を有し、例えばポリマーセメント用として有効に使用することができる。
【００７３】
水性合成樹脂エマルジョンの乾燥方法は、例えば、噴霧乾燥、凍結乾燥、凝析後の温風乾燥等があげられる。これらの中でも、生産コスト、省エネルギーの観点や連続生産性の観点から噴霧乾燥することが好ましい。
【００７４】
噴霧乾燥の場合、その噴霧形式は、例えばディスク式、ノズル式等の形式により実施することができる。噴霧乾燥の熱源としては、例えば、熱風、加熱水蒸気等があげられる。噴霧乾燥の条件としては、噴霧乾燥機の大きさ、種類、合成樹脂エマルジョンの不揮発分、粘度、流量等に応じて適宜選択することができる。噴霧乾燥の温度は、通常は、８０℃以上が好ましく、より好ましくは１２０℃以上である。また、噴霧乾燥温度の上限は、１８０℃が好ましく、１６０℃がより好ましい。
乾燥温度が低すぎると乾燥に時間を要し、生産的効率が低下する傾向があり、高すぎると熱による樹脂自体の変質が起こり易くなる傾向がある。
【００７５】
具体的には、例えば、水性合成樹脂エマルジョンを噴霧乾燥機のノズルより連続的に供給し、霧状にしたものを温風により乾燥させて粉末化させる。場合により、調整した噴霧液を噴霧に際して予め加温してノズルより連続的に供給し、霧状にしたものを温風により乾燥させて粉末化させることも可能である。加温することで乾燥スピードが速くなり、かつ噴霧液の粘度低下に伴い噴霧液の高不揮発分化が可能で、生産コストの低減にも寄与する。
【００７６】
また、再乳化性合成樹脂粉末の水への再乳化性をより向上させるために、水溶性添加剤を配合することができる。通常、水溶性添加剤は、乾燥前の水性合成樹脂エマルジョンに配合する。この配合量は、乾燥前の水性合成樹脂エマルジョンの不揮発分１００重量部に対して、２〜５０重量部である。配合量が少なすぎると、水への再乳化性の向上が充分に図れない傾向があり、多すぎると、水への再乳化性の向上には大いに役立つが皮膜の耐水性が低下し、期待する物性が発揮できなくなる傾向がある。
【００７７】
上記水溶性添加剤としては、例えば、ＰＶＡ系樹脂類、ヒドロキシエチルセルロース類、メチルセルロース類、ポリビニルピロリドン、でんぷん類、デキストリン類、水溶性アルキッド樹脂、水溶性アミノ樹脂、水溶性アクリル樹脂、水溶性ポリカルボン酸樹脂、水溶性ポリアミド樹脂等の水溶性樹脂があげられる。これらは単独でもしくは２種以上併せて用いることができる。これらの中でも、ＰＶＡ系樹脂類が好ましい。ＰＶＡ系樹脂類としては、上記ＰＶＡ系樹脂と同様のものを用いることができ、未変性ＰＶＡの部分又は完全ケン化品や各種変性ＰＶＡの部分又は完全ケン化品、及びこれらを併用しても良い。
【００７８】
上記ＰＶＡ系樹脂類としては、平均ケン化度８５モル％以上のＰＶＡが好ましく、特に好ましくは８７モル％以上のＰＶＡである。また、平均ケン化度の上限値としては、９９．５モル％であることが好ましく、９５モル％であることがより好ましい。平均ケン化度が小さすぎると、得られるポリマーセメントモルタルの耐水性が著しく低下する傾向があり、大きすぎると、水への再乳化性が低下する傾向がある。
【００７９】
また、この平均重合度は、５０以上であることが好ましく、２００以上であることがより好ましく、３００以上であることが更に好ましい。また、平均重合度の上限は、３，０００であることが好ましく、２，０００であることがより好ましく、６００であることが更に好ましい。平均重合度が小さすぎると、耐水性が低下する傾向があり、大きすぎると、再乳化性が低下する傾向がある。
【００８０】
かくして、本発明の再乳化性合成樹脂粉末が得られる。
【００８１】
本発明の再乳化性合成樹脂粉末には、さらに、膠着防止剤、減水剤、分散剤、モルタル流動化促進剤、撥水剤、酸化防止剤、防錆剤等を含有させてもよい。
なお、膠着防止剤は、水性合成樹脂エマルジョンに混合したり、噴霧乾燥後の樹脂エマルジョン粉末に混合したり、噴霧乾燥時に水性合成樹脂エマルジョンと別のノズルから噴霧するなどして含有させることができる。
【００８２】
［再乳化して得られる水性合成樹脂エマルジョン］
前記の再乳化性合成樹脂粉末は、前記水性媒体を加えることにより再乳化させることができ、水性合成樹脂エマルジョンを得ることができる。この再乳化して得られる水性合成樹脂エマルジョンは、再乳化性合成樹脂粉末とする前の水性合成樹脂エマルジョンと同様の効果を発揮することができる。
【００８３】
〔ポリマーセメント組成物・ポリマーセメントモルタル〕
かくして得られる再乳化性合成樹脂粉末は、セメントと配合してポリマーセメント組成物として使用することができ、更に水や砂・砂利を配合することにより、モルタルやコンクリートとして使用することができる。なお、このポリマーセメント組成物に水が配合されると、再乳化性合成樹脂粉末は再乳化されて水性合成樹脂エマルジョンが再生することとなる。
【００８４】
上記セメントとしては、例えば、普通ポルトランドセメント、アルミナセメント、早強ポルトランドセメント、超早強ポルトランドセメント、中庸熱ポルトランドセメント、低熱ポルトランドセメント、耐硫酸塩ポルトランドセメント、高炉セメント、フライアッシュセメント、シリカセメント等があげられ、中でもポルトランドセメントが作業性の点から好適である。
【００８５】
上記セメントの配合量は、再乳化性合成樹脂粉末１００重量部に対して３重量部以上であることが好ましく、更には３０重量部以上であることが好ましい。また、上記セメント配合量の上限は、５００重量部であることが好ましく、３５０重量部であることが更に好ましい。
【００８６】
モルタルやコンクリートとして使用する際の水の配合量は、ポリマーセメント組成物全量に対して５０重量％以下であることが好ましく、更には３０重量％以下であることが好ましい。
【００８７】
また、モルタルやコンクリートとして使用する際の砂・砂利の配合量としては、ポリマーセメント組成物全量に対して３０重量％以上であることが好ましく、更には５０重量％以上であることが好ましい。上記砂・砂利の配合量の上限は、３００重量部であることが好ましく、１５０重量部であることが更に好ましい。
【００８８】
なお、上記ポリマーセメント組成物には、必要に応じて、セメントの減水剤あるいは流動化剤（例えば、リグニン系、ナフタレン系、メラミン系、カルボン酸系等）、収縮低減剤（例えば、グリコールエーテル系、ポリエーテル系等）、耐寒剤（例えば、塩化カルシウム等）、防水剤（例えば、ステアリン酸等）、防錆剤（例えば、リン酸塩等）、粘度調整剤（例えば、メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ポリビニルアルコール等）、分散剤（例えば、ポリカルボン酸系、無機リン系等）、消泡剤（例えば、シリコン系、鉱油系等）、防腐剤、補強剤（例えば、鋼繊維、ガラス繊維、合成繊維、炭素繊維等）等を、単独でもしくは２種以上併用することができる。
【００８９】
ポリマーセメント組成物を用いて、ポリマーセメントモルタルを調製する場合には、一般のモルタルと同様、必須成分、および任意成分を加え、これに適当量の水を加えた上で、混練機等を用いて混練することにより調製することができる。
【００９０】
ポリマーセメントモルタルは、通常、ＪＩＳ  Ａ  ６２０３の手順に従い、ＪＩＳ  Ｒ  ５２０１の試験においてフロー値が１７０±５ｍｍとなるよう調整して用いられるものである。
本発明の製造方法により得られた再乳化性合成樹脂粉末を用いると、従来の製造方法により得られる再乳化性合成樹脂粉末に比べて少量の水を配合することで所望のフロー値に調製でき、更に減水剤等の添加剤を添加しなくとも所望のフロー値に調整することが可能であるため、本発明の製造方法により得られた再乳化性合成樹脂粉末は塗工性にも優れるものであるといえる。なお、一般的に、配合する水の量が多いと、硬化速度が低下したり、得られる硬化物の強度が低下するため好ましくない。
【００９１】
このようにして得られたポリマーセメント組成物は、セメントモルタルに混和した際に、良好な流動性、作業性を示し、旧モルタル面や樹脂塗面等に対する密着性に優れる。また、物性ばらつきが少なく、加えて接着強度が向上する等の優れた効果を奏する。そして、これらポリマーセメント組成物は、セメントモルタル混和剤として、補修モルタル用、下地調整塗材用、セルフレベリング材、タイル接着モルタル、モルタルシーラー・プライマー、モルタル養生剤、及び石膏系材料等の改質剤として有用であり、さらに、土木・建材用原料、ガラス繊維収束剤、難燃剤用等にも有用である。
【実施例】
【００９２】
以下、実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り以下の実施例に限定されるものではない。なお、例中「部」、「％」とあるのは、重量基準を意味する。【００９３】
＜実験例１＞
〔プレエマルジョンの調製〕
フラスコにポリビニルアルコール（日本合成化学工業（株）製、ゴーセノールＧＬ−０３）を５部、水４９部を添加して８０℃で１時間、十分に溶解した後、室温に冷却し、ついでスチレン４６部、ブチルアクリレート５４部を添加し、タービン翼で３０分撹拌し続けて乳化させ、プレエマルジョンを調製した。【００９４】
〔水性合成樹脂エマルジョンの製造〕
パドル型撹拌翼、還流冷却器、滴下漏斗、温度計を備えたセパラブルフラスコに水５２部、酢酸ナトリウム１部を加え、１５０ｒｐｍで撹拌しながらフラスコ内の温度を８０℃に昇温した。次に、過硫酸アンモニウム１０％水溶液３部をフラスコに添加し、続いて、上記で調製したプレエマルジョン１５４部と過硫酸アンモニウム１０％水溶液４．６部を滴下漏斗より５時間掛けて滴下して重合反応を行った。引き続き８０℃で２時間熟成を行い、その間に過硫酸アンモニウム１０％水溶液３．５部を３回に分割して添加し反応を完結させ、室温に冷却し、不揮発分４８．７％、粘度２，９４０ｍＰａ．ｓ（ブルックフィールド型粘度計ＢＭ１２ｒｐｍ、２３℃）の水性合成樹脂エマルジョンを得た。【００９５】
〔再乳化性合成樹脂粉末の製造〕
得られた水性合成樹脂エマルジョン１００重量部にポリビニルアルコール（日本合成化学工業（株）製、ゴーセノールＧＬ−０５）の２０％水溶液を２０部添加した後、抗粘結剤（商品名ＩＮＣＯＭＰ  ＳＥ−ＳＵＰＥＲ、Ｐａｌｔｅｎｔａｌｅｒ  Ｍｉｎｅｒａｌｓ  ＧｍｂＨ＆Ｃｏ  ＫＧ）１４部の存在下において、１４０℃の気流雰囲気下でスプレー噴霧しながら乾燥させ、樹脂粉末（再乳化性合成樹脂粉末）を得た。【００９６】
＜比較例１＞
〔プレエマルジョンの調製〕
実施例１と同様にして、プレエマルジョンを調製した。
〔水性合成樹脂エマルジョンの製造〕
パドル型撹拌翼、還流冷却器、滴下漏斗、温度計を備えたセパラブルフラスコに水５２部、酢酸ナトリウム１部を加え、１５０ｒｐｍで撹拌しながらフラスコ内の温度を８０℃に昇温した。次に、過硫酸アンモニウム１０％水溶液３部をフラスコに添加し、さらに、上記で調製したプレエマルジョン１５．４部（重合モノマー全量の１０％）を一括して添加して、６０分間初期重合を行った後、続いてプレエマルジョン１３８．６部と過硫酸アンモニウム１０％水溶液４．６部を滴下漏斗より５時間掛けて滴下して重合反応を行った。引き続き８０℃で２時間熟成を行い、その間に過硫酸アンモニウム１０％水溶液３．５部を３回に分割して添加し反応を完結させ、室温に冷却し、不揮発分４８．６％、粘度６，３９０ｍＰａ．ｓ（ブルックフィールド型粘度計ＢＭ１２ｒｐｍ、２３℃）の水性合成樹脂エマルジョンを得た。
〔再乳化性合成樹脂粉末の製造〕
得られた水性合成樹脂エマルジョンを用いて、実施例１と同様にして、樹脂粉末（再乳化性合成樹脂粉末）を得た。【００９７】
＜比較例２＞
〔プレエマルジョンの調製〕
実施例１と同様にして、プレエマルジョンを調製した。
〔水性合成樹脂エマルジョンの製造〕
パドル型撹拌翼、還流冷却器、滴下漏斗、温度計を備えたセパラブルフラスコに水５２部、酢酸ナトリウム１部を加え、１５０ｒｐｍで撹拌しながらフラスコ内の温度を８０℃に昇温した。次に、過硫酸アンモニウム１０％水溶液３部をフラスコに添加し、さらに、上記で調製したプレエマルジョン３．１部（重合モノマー全量の２％）を一括して添加して、６０分間初期重合を行った後、続いてプレエマルジョン１５０．９部と過硫酸アンモニウム１０％水溶液４．６部を滴下漏斗より５時間掛けて滴下して重合反応を行った。引き続き８０℃で２時間熟成を行い、その間に過硫酸アンモニウム１０％水溶液３．５部を３回に分割して添加し反応を完結させ、室温に冷却し、不揮発分４９．１％、粘度３４，６００ｍＰａ．ｓ（ブルックフィールド型粘度計ＢＭ１２ｒｐｍ、２３℃）の水性合成樹脂エマルジョンを得た。
〔再乳化性合成樹脂粉末の製造〕
得られた水性合成樹脂エマルジョンを用いて、実施例１と同様にして再乳化性合成樹脂粉末を製造しようとしたが、粘度が高く、スプレー噴霧が不可能だった。【００９８】
＜比較例３＞
〔プレエマルジョンの調製〕
実施例１と同様にして、プレエマルジョンを調製した。
〔水性合成樹脂エマルジョンの製造〕
パドル型撹拌翼、還流冷却器、滴下漏斗、温度計を備えたセパラブルフラスコに水５２部、酢酸ナトリウム１部を加え、１５０ｒｐｍで撹拌しながらフラスコ内の温度を８０℃に昇温した。次に、過硫酸アンモニウム１０％水溶液３部をフラスコに添加し、さらに上記で調製したプレエマルジョン７．７部（重合モノマー全量の５％）を一括して添加して、３０分間初期重合を行った後、続いてプレエマルジョン１４６．３と過硫酸アンモニウム１０％水溶液４．６部を滴下漏斗より５時間掛けて滴下して重合反応を行った。引き続き８０℃で２時間熟成を行い、その間に過硫酸アンモニウム１０％水溶液３．５部を３回に分割して添加し反応を完結させ、室温に冷却し、不揮発分４９．１％、粘度２６，２００ｍＰａ．ｓ（ブルックフィールド型粘度計ＢＭ１２ｒｐｍ、２３℃）の水性合成樹脂エマルジョンを得た。
〔再乳化性合成樹脂粉末の製造〕
得られた水性合成樹脂エマルジョンを用いて、実施例１と同様にして再乳化性合成樹脂粉末を製造しようとしたが、粘度が高く、スプレー噴霧が不可能だった。【００９９】
＜比較例４＞
〔プレエマルジョンの調製〕
実施例１と同様にして、プレエマルジョンを調製した。
〔水性合成樹脂エマルジョンの製造〕
パドル型撹拌翼、還流冷却器、滴下漏斗、温度計を備えたセパラブルフラスコに水５２部、酢酸ナトリウム１部を加え、１５０ｒｐｍで撹拌しながらフラスコ内の温度を８０℃に昇温した。次に、過硫酸アンモニウム１０％水溶液３部をフラスコに添加し、さらに、上記で調製したプレエマルジョン１５．４部（重合モノマー全量の１０％）を一括して添加して、１０分間初期重合を行った後、続いてプレエマルジョン１３８．６部と過硫酸アンモニウム１０％水溶液４．６部を滴下漏斗より５時間掛けて滴下したが、途中で反応が不安定となり、良好な重合反応が行えず、水性合成樹脂エマルジョンを得ることができなかった。【０１００】
上記実施例１および比較例１で得られた再乳化性合成樹脂粉末を用いて、以下の方法により再乳化性、ポリマーセメントモルタルの流動性を評価した。【０１０１】
＜樹脂粉末の再乳化性＞
脱イオン水１００部に、攪拌しながら再乳化性水性合成樹脂エマルジョン粉末１００部を添加し、その後１０００回転で１０分間撹拌して再乳化した。この再乳化液のブルックフィールド型粘度計ＢＭ１２ｒｐｍ、２３℃における粘度を測定した。評価基準は以下のとおりである。結果を表２に示す。
（評価基準）
○・・・再乳化したエマルジョン溶液の粘度が３，０００ｍＰａ．ｓ未満
△・・・再乳化したエマルジョン溶液の粘度が３，０００ｍＰａ．ｓ以上、５，０００ｍＰａ．ｓ未満
×・・・再乳化したエマルジョン溶液の粘度が５，０００ｍＰａ．ｓ以上【０１０２】
＜ポリマーセメントモルタルの流動性＞
ＪＩＳ  Ａ６２０３に準拠して、下記表１のように再乳化性合成樹脂粉末と各種成分を配合し、ポリマーセメントモルタルが規定のフロー値：１７０±５ｍｍに適合するまで加水してポリマーセメントモルタルを作製した。
各加水量におけるポリマーセメントモルタルのフロー値を表１に示す。【０１０３】
【表１】
2017104671.tif 000003
【０１０４】
ＪＩＳ  Ａ６２０３規定のフロー値を満たすまで加水したポリマーセメントモルタルについて、水／セメント（％）を求め、下記の基準で評価した。結果を表２に示す。
（評価基準）
○・・・水／セメントが８０％未満
×・・・水／セメントが８０％以上【０１０５】
【表２】
2017104671.tif 000004
【０１０６】
表２に示すように、本発明の製造方法で得られたに実施例１の合成樹脂エマルジョンは粘度が低く、これを乾燥して得られた乳化性合成樹脂粉末は、再乳化性に優れ、これを用いてなるセメントモルタルの流動性が良好であることがわかる。【０１０７】
一方、本発明の製造方法とモノマーの重合方法が異なる製造方法で得られた比較例１の合成樹脂エマルジョンは、粘度が高く、これを乾燥して得られた再乳化性合成樹脂粉末は、再乳化後の粘度も高く再乳化性に劣るものであった。
また、表１及び表２の結果からわかるように、比較例１の製造方法で得られた合成樹脂エマルジョンを乾燥して得られた再乳化性合成樹脂粉末を用いたポリマーセメントモルタルは、実施例１と同量の加水量ではＪＩＳ  Ａ  ６２０３に規定のフロー値に適合させることができず、規定のフロー値に適合するよう調整するためにはより多くの水を加える必要があるものであり、実施例１の製造方法で得られた合成樹脂エマルジョンを乾燥して得られた再乳化性合成樹脂粉末と比べて流動性に劣るものであることがわかる。ポリマーセメントモルタルの加水量が多いと、ポリマーセメントの硬化速度が低下し、また得られる硬化物の強度が低下するため、実用性に劣るものであった。【０１０８】
また、比較例２、３の製造方法で得られた合成樹脂エマルジョンは粘度が高いため再乳化性合成樹脂粉末を得ることができず、比較例４の製造方法においては、重合安定性が悪く、合成樹脂エマルジョンを得ることができなかった。
【産業上の利用可能性】
【０１０９】
本発明の水性合成樹脂エマルジョンの製造方法によれば、高固形分濃度かつ低粘度の水性合成樹脂エマルジョンを得ることができ、そのため、再乳化後の作業性に優れるエマルジョン粉末を生産効率よく得ることができ、本発明の再乳化性合成樹脂粉末の製造方法により得られる再乳化性合成樹脂粉末およびこれを再乳化して得られる水性合成樹脂エマルジョンは、セメントモルタル混和剤として使用した際に、良好な流動性、作業性を示し、セメントモルタル用途として、補修モルタル用、下地調整塗材用、セルフレベリング材、タイル接着モルタル、及び石膏系材料などの改質剤として非常に有用である。
【国際調査報告】
2017104671.tif 000005
2017104671.tif 000006
2017104671.tif 000007
2017104671.tif 000008