(57)【要約】  本発明は、基材と、少なくとも１種の非イオン性界面活性剤の存在下、及びイオン性界面活性剤の非存在下に重合する１種以上の非イオン性モノマー由来のポリマーを含む、水蒸気の透過を制限する被膜とを含む製品である。少なくとも１種の非イオン性界面活性剤の曇点は、好ましくは重合温度よりも低い。非イオン性界面活性剤は、好ましくは、アルキレンオキシド基の数が１４以下である、アルキルアルコール、アルキルベンゼンアルコール、又はジアルキルベンゼンアルコールのアルキレンオキシド付加物である。本発明は、重合温度よりも低い曇点を有する少なくとも１種の非イオン性界面活性剤の存在下に重合温度で非イオン性モノマーを重合することにより形成される分散液；水蒸気バリア組成物；前記分散液から形成される被膜、前記分散液の製造方法；被膜の製造方法；基材に対して水蒸気が透過する能力を減少する方法を含む。【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材；及び
少なくとも１種の非イオン性界面活性剤（少なくとも１種の非イオン性界面活性剤の曇点は重合温度よりも低い）の存在下、及びイオン性界面活性剤の非存在下に、重合温度において水性媒体中で重合する、１種以上の共重合可能な非イオン性モノマー由来のポリマーを含む、前記基材に近接して提供される水蒸気の透過を制限する被膜を含む製品。
【請求項２】
前記基材がコンクリート又は石こうである、請求項１に記載の製品。
【請求項３】
前記基材がポルトランドセメントを含む、請求項１に記載の製品。
【請求項４】
前記基材が石又はタイルである、請求項１に記載の製品。
【請求項５】
前記少なくとも１種の非イオン性界面活性剤が、アルキルアルコール、アルキルベンゼンアルコール又はジアルキルベンゼンアルコールのアルキレンオキシド付加物を含み、前記アルキレンオキシド基の数が１４以下である、請求項１に記載の製品。
【請求項６】
前記アルキレンオキシド基が式（ＥＯ）m（ＰＯ）nで表され、（ＥＯ）がエチレンオキシドであり、（ＰＯ）がプロピレンオキシドであり、（ｍ＋ｎ）≦１４である、請求項５に記載の製品。
【請求項７】
前記少なくとも１種の非イオン性界面活性剤が、６〜１０モルのエチレンオキシドを有するトリデシルアルコールのエチレンオキシド付加物を含む、請求項６に記載の製品。
【請求項８】
前記１種以上の共重合可能な非イオン性モノマーが、スチレン、（メタ）アクリレート、ブタジエン、（メタ）アクリルアミド、及び（メタ）アクリルアミド誘導体からなる群から選択される、請求項１に記載の製品。
【請求項９】
被膜が更に顔料を含む、請求項１に記載の製品
【請求項１０】
前記顔料が炭酸カルシウムを含む、請求項１に記載の製品。
【請求項１１】
水中に２４時間浸漬した後の被膜の吸水量が、乾燥被膜の質量を基準にして１０質量％未満である、請求項１に記載の製品。
【請求項１２】
前記被膜が、基材に直接コーティングされている、請求項１に記載の製品。
【請求項１３】
前記被膜が、
分散媒体中に分散した少なくとも１種のポリマーを含む、電気的に中性のポリマー分散液（前記ポリマー分散液は、少なくとも１種の非イオン性界面活性剤の存在下、及びイオン性界面活性剤の非存在下に、重合温度において１種以上の非イオン性の共重合可能なモノマーを重合して形成されている）を基材に近接して塗布し、及び
前記分散媒体を蒸発させることにより形成される、請求項１に記載の製品。
【請求項１４】
前記ポリマーがイオン性モノマーに由来しない、請求項１に記載の製品。
【請求項１５】
前記被膜に近接して提供されるコーティング層を更に含み、前記被膜が、前記基材と前記コーティング層との間に位置する、請求項１に記載の製品。
【請求項１６】
前記コーティング層が接着剤を含む、請求項１５に記載の製品。
【請求項１７】
基材；及び
少なくとも１種の非イオン性界面活性剤（非イオン性界面活性剤が、アルキルアルコール、アルキルベンゼンアルコール又はジアルキルベンゼンアルコールのアルキレンオキシド付加物を含み、前記アルキレンオキシド基の数が１４以下である）の存在下、及びイオン性界面活性剤の非存在下に重合する、１種以上の共重合可能な非イオン性モノマー由来のポリマーを含む、前記基材に近接して提供される水蒸気の透過を制限する被膜を含む製品。
【請求項１８】
前記アルキレンオキシド基が、１個以上のエチレンオキシド（ＥＯ）m及びプロピレンオキシド（ＰＯ）nを含み、（ｍ＋ｎ）≦１４である、請求項１７に記載の製品。
【請求項１９】
分散媒体中に分散された少なくとも１種のポリマー、及び
少なくとも１種の顔料を含む組成物であって、
前記組成物が、少なくとも１種の非イオン性界面活性剤の存在下、及びイオン性界面活性剤の非存在下に、重合温度において１種以上の非イオン性の共重合可能なモノマーを重合することにより形成されており、少なくとも１種の非イオン性界面活性剤の曇点が重合温度よりも低い組成物。
【請求項２０】
前記少なくとも１種の顔料が炭酸カルシウムを含む、請求項１９に記載の組成物。
【請求項２１】
前記少なくとも１種の非イオン性界面活性剤が、アルキルアルコール、アルキルベンゼンアルコール又はジアルキルベンゼンアルコールのアルキレンオキシド付加物を含み、前記アルキレンオキシド基の数が１４以下である、請求項１９に記載の組成物。
【請求項２２】
前記アルキレンオキシド基が式（ＥＯ）m（ＰＯ）nで表され、（ＥＯ）がエチレンオキシドであり、（ＰＯ）がプロピレンオキシドであり、（ｍ＋ｎ）≦１４である、請求項２１に記載の組成物。
【請求項２３】
前記少なくとも１種の非イオン性界面活性剤が、６〜１０モルのエチレンオキシドを有するトリデシルアルコールのエチレンオキシド付加物を含む、請求項２２に記載の組成物。
【請求項２４】
前記１種以上の共重合可能な非イオン性モノマーが、スチレン、（メタ）アクリレート、ブタジエン、（メタ）アクリルアミド、及び（メタ）アクリルアミド誘導体からなる群から選択される、請求項１９に記載の組成物。
【請求項２５】
請求項１９に記載の組成物を乾燥させることにより形成される被膜。
【請求項２６】
水中に２４時間浸漬した後の被膜の吸水量が、乾燥被膜の質量を基準にして１０質量％未満である、請求項２５に記載の被膜。
【請求項２７】
基材に近接して水蒸気バリア組成物を塗布することを含む、基材に対する水蒸気の透過に影響を及ぼす方法であって、
前記水蒸気バリア組成物が、基本的に、アニオン性界面活性剤の非存在下、及び少なくとも１種の非イオン性界面活性剤（少なくとも１種の非イオン性界面活性剤の曇点が重合温度よりも低い）の存在下に、重合温度において分散媒体中で１種以上のモノマーを重合することにより形成された電気的に中性のポリマー分散液を含む方法。
【請求項２８】
前記少なくとも１種の界面活性剤が、アルキルアルコール、アルキルベンゼンアルコール又はジアルキルベンゼンアルコールのアルキレンオキシド付加物を含み、前記アルキレンオキシド基の数が１４以下である、請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
前記アルキレンオキシド基が式（ＥＯ）m（ＰＯ）nで表され、（ＥＯ）がエチレンオキシドであり、（ＰＯ）がプロピレンオキシドであり、（ｍ＋ｎ）≦１４である、請求項２８に記載の方法。
【請求項３０】
前記少なくとも１種の非イオン性界面活性剤が、６〜１０モルのエチレンオキシドを有するトリデシルアルコールのエチレンオキシド付加物を含む、請求項２９に記載の方法。
【請求項３１】
前記１種以上の共重合可能な非イオン性モノマーがスチレン及びブタジエンを含む、請求項２７に記載の方法。
【請求項３２】
前記水蒸気バリア組成物が、更に少なくとも１種の顔料を含む、請求項２７に記載の方法。
【請求項３３】
前記水蒸気バリア組成物が、基材に直接塗布される、請求項２７に記載の方法。
【請求項３４】
前記基材がポルトランドセメントを含む、請求項２７に記載の方法。
【請求項３５】
前記水蒸気バリア組成物が、湿潤コンクリートに塗布される、請求項２７に記載の方法。
【請求項３６】
水蒸気バリア組成物の製造方法であって、
少なくとも１種の非イオン性界面活性剤（少なくとも１種の非イオン性界面活性剤の曇点は重合温度よりも低い）の存在下、及びイオン性界面活性剤の非存在下に、重合温度において、分散媒体中で１種以上の非イオン性の共重合可能なモノマーを重合し、ポリマー分散液を製造することと、
前記ポリマー分散液を顔料と混合することを含む製造方法。
【請求項３７】
制限された水蒸気透過性を有する被膜の製造方法であって、
少なくとも１種の非イオン性界面活性剤（少なくとも１種の非イオン性界面活性剤の曇点は重合温度よりも低い）の存在下、及びイオン性界面活性剤の非存在下に、重合温度において、分散媒体中で１種以上の非イオン性の共重合可能なモノマーを重合し、ポリマー分散液を製造することと、
前記ポリマー分散液を顔料と混合して水蒸気バリア組成物を製造することと、
前記水蒸気バリア組成物を蒸発させて被膜を形成することを含む製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ラテックスとしても知られるポリマー分散液、特に水蒸気バリアとして用いることができる、電気的に中性又はわずかにアニオン性であるポリマー分散液に関する。
【０００２】
水は、多くの異なるタイプの基材に損傷を与える。例えば、木材又は木材をベースとする製品は、木材中の含水量によっては、収縮又は膨張し得、このような収縮及び膨張は、そり又は亀裂を引き起こし得る。水又は水蒸気は、セメント、コンクリート、石こう、石こうボード、れんが造りの建造物、合板、及び硬質繊維板のような他の多孔性基材上で凝縮又は浸透し得、これらの基材中の水の存在は、型を作成するこれらの材料の断熱性に影響を及ぼし、又は水中のイオンと基材との反応のために材料の構造劣化を引き起こし得る。このような浸透は、液状において水と直接接触する基材に限定されない。水蒸気は、領域間の水の分圧の違いのために、台所、浴室、工業用ルーム、及び地下室のような高湿度領域の壁にも入り込み、又は通り抜ける。更に、水蒸気は地面の下のコンクリート住宅基礎から建物へも通過していき、湿気を供給する。従って、これらのタイプの高湿度又は湿潤環境に暴露される可能性を有する基材へ水蒸気バリアを適用することが望ましい。
【０００３】
ポリマー分散液を用いて、基材上に耐湿性の被膜を形成する、いくつかの水蒸気バリアコーティングが開発されてきた。ポリマー分散液又はラテックスは、水中に分散した、通常、６０ｎｍ〜２５０ｎｍのサイズの範囲のポリマーの小さい粒子からなる。ポリマー分散液の最低造膜温度を超える温度で乾燥した場合、ポリマー分散液は、ポリマー分散液の特定の性質によって、透明又は不透明であり、硬いか又は接着性であり、可塑性又は弾性であり得るポリマーフィルムを形成する。ポリマーフィルムは、乾燥後は可視ではないが、最終製品に対する決定的性質をもたらす場合がある。
【０００４】
水に対して極めて不浸透性の被膜を形成することが知られている１つのタイプのポリマー分散液は、塩化ビニリデン及びｎ−ブチルアクリレートモノマーから製造される水性ポリマー分散液である。これらの分散液から形成される被膜は、水及び水蒸気を遮断するバリアとして極めて効果的であるが、ポリマー中の塩化ビニリデンはいずれ進行性加水分解を受け、塩化水素を形成する。この塩酸は、ポリマー分散液から形成されたコーティング製剤の貯蔵安定性を低下し得る。塩酸は、それが適用された基材の上又は中の金属（コンクリートの中の鉄筋等）とも反応し、金属の腐食を引き起こし、その結果、基材を損傷し得る。
【０００５】
水に対して極めて不浸透性の被膜を形成することが知られている他のタイプのポリマー分散液は、米国特許第６，２５８，８９０号に開示されているような、ビニル芳香族構造及び共役ジエンから製造される水性ポリマー分散液である。米国特許第６，２５８，８９０号において、目的とする水蒸気バリア特性を与えるためのアルカル金属イオン含有量は、分散したポリマーの質量を基準として０．５％未満である。これは、一般に、アルカリ金属イオンよりも、乳化剤及び遊離基開始剤をアンモニウムイオンと一緒に用いることにより、例えば、遊離基開始剤としてペルオキソ二硫酸ナトリウムよりも、ペルオキソ二硫酸アンモニウムを用いることにより達成される。これらの被膜も、効果的な水蒸気バリアを形成するが、被膜中に存在するアンモニウムイオンが、硬化中に環境にアンモニアを放出するという結果を引き起こし得る。
【０００６】
セメント及びコンクリート表面のための防湿バリアを生成するために用いられる、公知のアニオン性水性ポリマー分散液の他の不利な点は、セメント及びコンクリート表面中に存在する高い原子価のカチオン（Ｃａ2＋及びＭｇ2＋等）が、基材に対する被膜の接着力を減少するアニオン性ポリマーの凝集を引き起こすことである。コロイド安定性を維持するために、通常、ポリエチレンオキシド（ＥＯ）n（式中、ｎ＞２０である）の高い分子量を有する非イオン性界面活性剤を分散液に加え、凝集を防止する。望ましくないことに、これらの非イオン性界面活性剤は、硬化ポリマー被膜の水蒸気バリアとして作用する能力を低下させる。
【０００７】
本発明は、基材、及び前記基材に近接して提供される被膜を包含し、前記被膜が、少なくとも１種の非イオン性界面活性剤の存在下、及びイオン性界面活性剤の非存在下に重合する、１種以上の共重合可能な非イオン性モノマー由来のポリマーを含み、水蒸気からの暴露から少なくとも部分的に保護される材料を提供することにより、先行技術の問題を克服する。好ましくは、少なくとも１種の非イオン性界面活性剤の曇点は、非イオン性モノマーを重合するために用いられる重合温度よりも低い。好ましい一実施形態において、少なくとも１種の非イオン性界面活性剤は、アルキルアルコール、アルキルベンゼンアルコール又はジアルキルベンゼンアルコールのアルキレンオキシド付加物を含み、アルキレンオキシド基の数が１４以下である非イオン性界面活性剤を含む。更に好ましくは、少なくとも１種の非イオン性界面活性剤は、少なくとも１種のアルキルアルコール、アルキルベンゼンアルコール又はジアルキルベンゼンアルコールのエチレンオキシド及び／又はプロピレンオキシド（ＥＯ）m（ＰＯ）n付加物を含み、（ｍ＋ｎ）≦１４である。更に好ましくは、少なくとも１種の非イオン性界面活性剤は、６〜１０モルのエチレンオキシドを有するトリデシルアルコールのエチレンオキシド付加物を含む。前記ポリマーは非イオン性モノマーに由来し、好ましくはイオン性モノマーに由来しない。
【０００８】
好ましい実施形態において、前記被膜は、（ａ）分散媒体中に分散した少なくとも１種のポリマーを含む、電気的に中性のポリマー分散液（前記ポリマー分散液は、少なくとも１種の非イオン性界面活性剤の存在下、及びイオン性界面活性剤の非存在下に、重合温度において１種以上の非イオン性の共重合可能なモノマーを重合して形成されている）を基材に近接して塗布し、（ｂ）前記分散媒体を蒸発させることにより形成される。非イオン性界面活性剤を用いることにより（例えば、乳化重合により）、コロイド的に安定したポリマー分散液を得ることができる。好ましい実施形態において、被膜はアンモニウムイオン及びアンモニアを含まない。通常は、水蒸気バリア層として用いるために、下層の基材に直接塗布される。
【０００９】
本発明は、（ａ）分散媒体に分散した少なくとも１種のポリマー、及び（ｂ）少なくとも１種の顔料を含む分散液であって、前記分散液が、少なくとも１種の非イオン性界面活性剤（少なくとも１種の非イオン性界面活性剤の曇点は重合温度よりも低い）の存在下、及びイオン性界面活性剤の非存在下に、重合温度において１種以上の非イオン性の共重合可能なモノマーを重合して形成される分散液をも含む。少なくとも１種の好ましい非イオン性界面活性剤は、アルキルアルコール、アルキルベンゼンアルコール又はジアルキルベンゼンアルコールのアルキレンオキシド付加物を含み、アルキレンオキシド基の数が１４以下である非イオン性界面活性剤を含む。更に好ましくは、少なくとも１種の非イオン性界面活性剤は、アルキルアルコール、アルキルベンゼンアルコール又はジアルキルベンゼンアルコールのエチレンオキシド及び／又はプロピレンオキシド（ＥＯ）m（ＰＯ）n付加物を包含する非イオン性界面活性剤を含み、（ｍ＋ｎ）≦１４である。本発明は、前記分散液を蒸発させることにより形成される被膜をも含む。本発明の被膜は、通常は基材に近接して提供される。
【００１０】
本発明は、更に、水蒸気が基材に接触する性能を低下させる方法を含む。この方法は、基材に近接して水蒸気バリア組成物を塗布することを含み、前記水蒸気バリア組成物は、基本的に、アニオン性界面活性剤の非存在下、及び少なくとも１種の非イオン性界面活性剤（少なくとも１種の非イオン性界面活性剤の曇点が重合温度よりも低い）の存在下に、重合温度において分散媒体中の１種以上のモノマーを重合することにより形成された電気的に中性のポリマー分散液を含む。好ましい一実施形態において、少なくとも１種の非イオン性界面活性剤は、アルキルアルコール、アルキルベンゼンアルコール又はジアルキルベンゼンアルコールのアルキレンオキシド付加物であり、アルキレンオキシド基の数が１４以下である非イオン性界面活性剤を含む。更に好ましくは、少なくとも１種の界面活性剤は、前記アルキレンオキシドが式（ＥＯ）m（ＰＯ）nで表され、（ＥＯ）がエチレンオキシドであり、（ＰＯ）がプロピレンオキシドであり、（ｍ＋ｎ）≦１４である、アルキルアルコール、アルキルベンゼンアルコール又はジアルキルベンゼンアルコールのアルキレンオキシド付加物を含む。水蒸気バリア組成物は、例えば、プライマー組成物として用いることができる。
【００１１】
本発明は、少なくとも１種の非イオン性界面活性剤（少なくとも１種の非イオン性界面活性剤の曇点は重合温度よりも低い）の存在下、及びイオン性界面活性剤の非存在下に、重合温度において、分散媒体中で１種以上の非イオン性の共重合可能なモノマーを重合することにより形成されたポリマーを含む、水蒸気バリア組成物、コーティング又は被膜の製造方法を含む。好ましい非イオン性界面活性剤は前述した。
【００１２】
本発明によれば、乳化重合において通常に用いられるアニオン性界面活性剤を除外し、非イオン性界面活性剤、特に、アルキレンオキシド基の数が１４以下である、アルキルアルコール、アルキルベンゼンアルコール又はジアルキルベンゼンアルコールのアルキレンオキシド付加物、更に具体的には（ｍ＋ｎ）≦１４である、アルキルアルコール、アルキルベンゼンアルコール又はジアルキルベンゼンアルコールのエチレンオキシド及び／又はプロピレンオキシド（ＥＯ）m（ＰＯ）n付加物を含む非イオン性界面活性剤を用いることにより、乳化重合プロセスの間のポリマー分散液の不安定性を引き起こさないことは意外かつ予想外であった。得られるポリマー分散液は、本発明において望まれるような、効果的な水蒸気バリア被膜を提供するために用いることができる。
【００１３】
本発明のこのような、及び他の特徴並びに利点は、本発明の好ましい実施形態及び他の実施形態の両方を記載する以下の詳細な説明を考慮し、当業者により容易に明らかになるであろう。
【００１４】
以下に、一部であり、全てではない本発明の実施形態を記載することにより、本発明を更に詳細に説明する。実際は、本発明は多くの異なる形態で具体化することができ、本明細書に示される実施形態に限定される解釈すべきでない。どちらかといえば、これらの実施形態は、この開示が適用可能な法的必要条件満たすように提供される。本明細書に示される本発明の多くの修飾及び他の実施形態は、これらの発明が前述において教示の利点を示しながら関連する当業者に思い浮かばせるだろう。従って、本発明が記載された特定の実施形態に限定されないこと、並びに修飾及び他の実施形態は、添付された請求の範囲内に含まれることが意図されることが理解されるだろう。本明細書において特定の用語が用いられるが、それらは一般的及び記述的意味でのみ用いられ、限定する目的で用いられない。本明細書で用いられる用語、「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」及びその変形は、用語「含有する（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」及びその変形と同義語として用いられ、確定のない、非限定的な用語である。
【００１５】
本発明は、基材、及び前記基材に近接して提供された被膜を含む、水蒸気からの暴露から少なくとも部分的に保護される材料を含む。前記基板は、任意の様々な基材であり得、セメント、コンクリート、湿潤コンクリート、湿潤セメント、石こう、しっくい、れんが造りの建造物、合板、硬質繊維板、石壁、木材、セラミック、大理石、石、タイルなどのような基材を含む。基材は、ポルトランドセメント、充填材及び他の公知の成分を含む種々の材料を含み得、例えば金属成分を用いて強化され得る。
【００１６】
被膜は、通常、コーティング、又は分散媒体中に分散したポリマーを含む水蒸気バリア組成物から、コーティング又は保護される表面に前記組成物を塗布し、前記分散媒体を蒸発させることによって形成される。コーティング又は水蒸気バリア組成物は、通常、基材に直接塗布され、その結果、基材にコーティングされる。しかし、その他の方法として、被膜が中間層に直接コーティングすることができるように、１層以上の中間層があってもよい。ある実施形態において、被膜は、基材の一面又は側面に層として塗布される。他の実施形態において、被膜は基材を包み込んでもよい。
【００１７】
ポリマー分散液は、噴霧、はけ塗り、浸漬、ローラーを用いた塗布、又は他の公知の方法を含む、当該技術分野において公知のあらゆる方法によって塗布できる。通常、セメント及びコンクリートのような基材については、ポリマー分散液は噴霧又ははけ塗りによって塗布される。被膜は、通常は室温又はその周辺の温度で塗布されるが、低粘度が必要であるか又は他の理由のために所望される場合は約７０℃以下の高温で塗布することができる。塗布する時に、ポリマー分散液の粘度は、分散液内の特定の剤形によって変化し、充填材、顔料及び増粘剤を含む添加剤は分散液の最終的な粘度に影響を及ぼすであろう。適切な粘度は、当業者に理解されるであろう。
【００１８】
いったん、ポリマー分散液が基材に近接して塗布されると、分散媒体は蒸発し、ポリマー被膜又は水蒸気バリアを形成する。分散媒体は通常は水であり、前記ポリマー分散液を室温で空気にさらすことによる蒸発させる（すなわち、被膜を乾燥させる）。しかし、分散液を高温で塗布することにより、塗布された分散液の温度を上昇させるか、当該技術分野において理解されるように、高温に基材を供給することにより、分散媒体は急速に蒸発し得る。水蒸気バリア被膜は、後で乾燥させるポリマー分散液の第一の層を塗布し、次いで分散液の次の層を塗布及び乾燥することにより、複数の層を含んでいてもよい。
【００１９】
一実施形態において、ポリマー分散液が基材に近接して塗布され、被膜層を形成し、少なくとも１層の付加的なコーティング層が前記被膜層に近接して塗布される。少なくとも１層の付加的なコーティング層は、例えば、トップコート組成物、接着剤、又は付加的な被膜層を含んでいてもよい。付加的な層は、追加のコーティング層又は床仕上げ材のような付加的なコーティング層に近接して加えてもよい。一実施形態において、ポリマー分散液は湿潤コンクリート基材に塗布され、被膜を形成する。被膜形成後、被膜層に接着剤を塗布し、床仕上げ材のような他の物質を塗布する。湿潤コンクリート基材に塗布される量は変化し得るが、標準的な値は、約５０〜１００ｌｂコーティング（湿潤）／１０００ｆｔ2である。
【００２０】
本発明の被膜は、少なくとも１種の非イオン性界面活性剤の存在下、及びイオン性界面活性剤の非存在下に重合する、１種以上の共重合可能な非イオン性モノマー由来のポリマーを含む。ポリマーの形成において、少なくとも１種の非イオン性界面活性剤の曇点は、好ましくは重合温度よりも低い。本明細書により詳細に記載されるポリマーの形成において用いられる非イオン性界面活性剤は、好ましくはアルキレンオキシド基の数が１４以下である、アルキルアルコール、アルキルベンゼンアルコール又はジアルキルベンゼンアルコールのアルキレンオキシド付加物を含み、更に好ましくは、前記アルキレンオキシド基は、１個以上のエチレンオキシド（ＥＯ）m及びプロピレンオキシド（ＰＯ）nを含み、（ｍ＋ｎ）≦１４である。
【００２１】
本発明のポリマー又はポリマー分散液を製造するために用いられるモノマーは非イオン性モノマーであり、好ましくは、スチレン、（メタ）アクリレートモノマーからなる群から選択される少なくとも１種のモノマー、好ましくは（メタ）アクリルアミド又はそれらの誘導体が含まれる。また、モノマーには、好ましくはスチレン及びブタジエンが含まれ、（メタ）アクリレートモノマーからなる群から選択される少なくとも１種のモノマー、好ましくは（メタ）アクリルアミド又はそれらの誘導体を含んでもよい。重合のための分散媒体には、好ましくは水が含まれ、従って、水性ポリマー分散液が製造される。更に、ポリマー分散液を製造するためには、乳化重合が好ましく用いられる。ポリスチレンをベースとするシードラテックスのようなシードラテックスが、乳化重合プロセスにおいて好ましく用いられる。
【００２２】
本発明のポリマー又はポリマー分散液は、分散、ミニエマルション、又は乳化重合プロセスを用いて製造することができ、好ましくは乳化重合プロセスが用いられる。本発明により、乳化重合プロセスは、連続的、バッチ処理、又はセミバッチであり得、好ましくはセミバッチプロセスである。本発明のプロセスは、当業者によって容易に理解される単一反応器又は一連の反応器を用いることができる。例えば、異相重合法の総説が、Ｍ．Ａｎｔｏｎｅｌｌｉ  ａｎｄ  Ｋ．Ｔａｕｅｒ，Ｍａｃｒｏｍｏｌ．Ｃｈｅｍ．Ｐｈｙｓ．２００３，ｖｏｌ．２０４，ｐ．２０７−２１９において提供される。
【００２３】
ポリマー分散液は、好ましくは最初に、シードラテックス、水、及び任意に少なくとも１種の非イオン性界面活性剤及び／又は少なくとも１種のモノマー（又はその一部）を用いて、反応器をチャージすることによって調製される。シードラテックスは初期重合を補助し、一貫性のある粒子サイズを有するポリマー製造するのに役立つ。特定のモノマーの反応に適切なあらゆるシードラテックスを用いることができ、好ましくはポリスチレンシードが用いられる。通常、初期のチャージは、エチレンジアミン四酢酸（ＥＤＴＡ）のようなキレート材又は錯化剤をも含んでいる。乳化重合反応のために望ましいｐＨを与えるために、反応器にバッファーのような他の化合物を加えることができる。ｐＨを上昇させるために、ＫＯＨ又はピロリン酸四ナトリウムのような塩基又は塩基性塩を用いることができるが、ｐＨを低下させるために酸又は酸性塩を用いることができる。次いで、初期チャージを、ある温度に又は反応温度の近くまで、例えば、５０℃〜１００℃まで加熱する。好ましくは、初期チャージを７０℃〜９５℃の温度に加熱する。
【００２４】
初期チャージ後、重合において用いられるモノマーを、１種以上のモノマーフィードストリーム中に入れて反応器に連続的に供給することができる。モノマーは、重合においてアクリレートモノマーが用いられる場合、水性媒体中のプレエマルションとして供給することができる。前記プロセスにおいて１種が用いられる場合、モノマープレエマルションを加える前に、開始剤溶液の少なくとも一部を反応器に加えることを含むことも望ましいが、通常、モノマーフィードストリームを加える時に、開始剤フィードストリームも反応器に連続的に加えられる。モノマー及び開始剤フィードストリームは、通常、予め決められた時間内（例えば、１．５〜５時間）に反応器に連続的に加えられ、モノマーの重合をもたらし、その結果としてポリマー分散液を生成する。通常、本発明の非イオン性界面活性剤、及び任意の他の界面活性は、別々のフィードストリーム中に入れて供給することができるが、モノマーストリーム又は開始剤フィードストリームのいずれかの一部としてこの時にそれらも加えられる。更に、１種以上のバッファーは、モノマー又は開始剤フィードストリームのいずれかに含まれてもよく、又は別々のフィードストリーム中に入れて供給され、反応器のｐＨを修飾又は維持することができる。
【００２５】
前述したように、モノマーフィードストリームは１種以上のモノマーを含み得る。モノマーは１以上のフィードストリーム中にいれて供給することができ、各ストリームは、重合プロセスに用いられる１種以上のモノマーを含む。例えば、スチレン及びブタジエンは、通常、別々のモノマーフィードストリーム中に入れて供給され、本発明において用いられる場合、プレエマルションとして加えることもできる。特定のポリマー特性を与えるか、又は層状構造（例えば、コア／殻構造）を与えるために、特定のモノマーの供給を遅らせることも有利であり得る。本発明によれば、１種のモノマーは重合プロセスにおいて供給され、ホモポリマーを生成することができるが、通常、２種以上のモノマーが共重合してコポリマーを生成する。
【００２６】
本発明において用いられるモノマーは、好ましくは非イオン性モノマーである。具体的な非イオン性モノマーには、スチレン、アクリル酸及びメタクリル酸のＣ１−Ｃ８アルキル及びＣ２−Ｃ８ヒドロキシアルキルエステル（例えば、エチルアクリレート、エチルメタクリレート、メチルメタクリレート、２−エチルヘキシルアクリレート、ブチルアクリレート、ブチルメタクリレート、ヒドロキシプロピルアクリレート、ヒドロキシプロピルメタクリレート、ジメチルヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシエチルアクリレート、ヒドロキシエチルメタクリレート、及び２−ヒドロキシブチルメタクリレート）、２−アセトアセトキシエチルメタクリレート（ＡＡＥＭ）、１，４−ブタンジイルジアクリレート、アクリルアミド、メタクリルアミド、Ｎ−メチルアクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチルアクリルアミド、Ｎ−イソプロピルアクリルアミド、Ｎ−ｔ−ブチルアクリルアミド、Ｎ−メチロールアクリルアミド、Ｎ−ビニルホルムアミド、Ｎ−ビニルメチルアセトアミド、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル、及びカプロン酸ビニルのようなビニルエステル、ジビニルベンゼン、ビニルトリエトキシシラン、ｔ−ブチルスチレン、イソプロピルスチレン、ｐ−クロロスチレン、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、Ｃ４−Ｃ８ジエン（例えば、ブタジエン）、イソプレン、塩化ビニル、塩化ビニリデン等、及びそれらの混合物が含まれる。本発明において用いられるモノマーには、ブタンジエン、１，４−ブタンジイルジアクリレート、及びジビニルベンゼンのような架橋性モノマーが含まれ得る。
【００２７】
本発明において用いられるモノマーには、少量（全モノマー質量を基準とし、０．５質量％未満）の１種以上のイオン性モノマーが含まれていてもよい。具体的なモノマーには、カルボン酸モノマー（例えば、イタコン酸、フマル酸及び（メタ）アクリル酸）が含まれる。好ましくは、本発明のポリマーはイオン性モノマーに由来しない。
【００２８】
本発明の好ましい一実施形態において、モノマーには、スチレン−アクリル系ラテックスを製造するために、スチレン、及び（メタ）アクリレートモノマーからなる群から選択される少なくとも１種のモノマーが含まれる。更に好ましくは、本発明のメタ（アクリレート）モノマーには、２−エチルヘキシルアクリレート、ｎ−ブチルアクリレート、及びメチルメタクリレートからなる群から選択される１種以上のモノマーが含まれる。モノマーには、分散液の安定性を向上させるために、好ましくは、アクリルアミド、メタクリルアミド及びそれらの誘導体（例えば、Ｎ−メチルアクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチルアクリルアミド、Ｎ−イソプロピルアクリルアミド、Ｎ−ｔ−ブチルアクリルアミド、及びＮ−メチロールアクリルアミド）が含まれる。
【００２９】
本発明の他の好ましい実施形態において、重合されるモノマーには、スチレン−ブタジエンラテックスを製造するために、スチレン及びブタジエンが含まれる。スチレン及びブタジエンに加え、この実施形態において重合されるモノマーは、場合により少なくとも１種の追加のモノマーを含んでもよい。分散液の分散又はコロイド安定性を向上させるために、好ましくは、（メタ）アクリルアミド又はそれらの誘導体を加えることができる。更に、２−エチルヘキシルアクリレート、ｎ−ブチルアクリレート、及びメチルメタクリレートを含む、（メタ）アクリレートエステルモノマーのようなモノマーを加えることができる。本発明の更に好ましい別の実施形態において、前述したアクリレート及びメタクリレートモノマーを用いて、直鎖状のアクリル系ポリマーを製造することができる。直鎖状のアクリルについては、分散液の安定性を向上させるために、メタクリルアミド又はその誘導体を加えることができる。
【００３０】
本発明により製造されるポリマーの分子量は、少量、一般には、重合されるモノマーを基準とし、２．５質量％以下の分子量調整剤を加えることにより調製できる。用いることのできる特定の調整剤は、有機チオ化合物、好ましくは、ｔｅｒｔ−ドデシルメルカプタン、また、アリルアルコール類及びアルデヒド類である。好ましくは、スチレン−ブタジエンポリマーのためのモノマー１００部あたり、０．５〜２．０部のｔｅｒｔ−ドデシルメルカプタンを分散媒体に加え、好ましくは、アクリル系ポリマーのためのモノマー１００部あたり、０〜０．５部のｔｅｒｔ−ドデシルメルカプタンを分散媒体に加える。
【００３１】
本発明において用いられる開始剤フィードストリームには、モノマーフィードストリーム中でモノマーの重合を引き起こすために用いられる少なくとも１種の開始剤又は開始剤系が含まれ得る。開始剤ストリームは、水、及びモノマーの反応が開始するのに適した他の所望の成分をも含み得る。開始剤は、過硫酸アンモニウム、過硫酸カリウム又は過硫酸ナトリウムなどのアゾ開始剤、又は通常、酸化剤及び還元剤を含むレドックス開始剤系のような乳化重合において用いられる当該技術分野において公知のあらゆる開始剤であり得る。一般に用いられるレドックス開始剤系は、例えば、Ａ．Ｓ．Ｓａｒａｃ  ｉｎ  Ｐｒｏｇｒｅｓｓ  ｉｎ  Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｓｃｉｅｎｃｅ  ２４，１１４９−１２０４（１９９９）に開示されている。好ましい開始剤には、非イオン性であり、分散液にアルカリ金属イオンを加えない、アゾ開始剤が含まれる。本発明において用いられる他の開始剤フィードストリームには、過硫酸ナトリウムの水溶液が含まれ得る。この開始剤ストリームは、場合により、前述したような、１種以上のバッファー又はｐＨ調整剤が含まれていてもよい。
【００３２】
モノマー及び開始剤に加え、非イオン性界面活性剤を反応器に加える。非イオン性界面活性剤は、反応器の初期チャージ中に供給され、モノマーフィードストリーム中に供給され、水性フィードストリーム中に供給され、プレエマルション中に供給され、開始剤ストリーム中に供給され、又はそれらの組み合わせに供給され得る。非イオン性界面活性剤は、反応器に、別個の連続的ストリームとして供給することもできる。非イオン性界面活性剤は、通常、モノマー及び界面活性剤の全質量を基準とし、１〜５質量％の量で供給され、好ましくは、２質量％未満の量で供給される。
【００３３】
本発明において用いられる好ましい非イオン性界面活性剤は、アルキレンオキシド基の数が１４以下である、アルキルアルコール、アルキルベンゼンアルコール又はジアルキルベンゼンアルコールのアルキレンオキシド付加物である。更に好ましくは、本発明の非イオン性界面活性剤には、（ｍ＋ｎ）≦１４であり、好ましくは（ｍ＋ｎ）≦１２であり、更に好ましくは（ｍ＋ｎ）≦１０である（例えば、６≦（ｍ＋ｎ）≦１０）、アルキル、アルキルベンゼン又はジアルキルベンゼンアルコールのエチレンオキシド及び／又はプロピレンオキシド（ＥＯ）m（ＰＯ）n付加物が含まれる。非イオン性界面活性剤には、アルコールのエチレンオキシド付加物（ｎ＝０である）、アルコールのプロピレンオキシド付加物（ｍ＝０である）、又はアルコールのエチレンオキシド及びプロピレンオキシドの混合物の付加物（ｍ＞０及びｎ＞０である）が含まれ得る。更に好ましくは、好ましい非イオン性界面活性剤は、ｎ＝０である、アルキルアルコールのエチレンオキシド付加物である。アルキルアルコールは、好ましくは、１個のヒドロキシル基（好ましくは、エトキシル化された末端のヒドロキシル基）を有する、分岐又は直鎖状の炭化水素である。アルキル基は、好ましくは１０〜２２個の炭素原子、更に好ましくは１０〜１６個の炭素原子を含む。特に好ましい非イオン性乳化剤は、ＩＣＯＮＯＬ（登録商標）の商標のＢＡＳＦから入手可能な、トリデシルアルコールのエチレンオキシド（ＥＯ）m付加物であり、ｍ＝６、８又は１０である。本明細書で用いられる用語、「非イオン性（ｎｏｎｉｏｎｉｃ）」は、分散液中で正及び負に帯電した種に解離しない物質を意味する。
【００３４】
本発明において、重合が水性媒体中で実施される場合、好ましい非イオン性界面活性剤は、好ましくは、ポリマー分散液を製造するために用いられる重合温度よりも低い曇点（ｃｌｏｕｄ  ｐｏｉｎｔ  ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ）を有する。曇点（ｃｌｏｕｄ  ｐｏｉｎｔ）、曇点（ｃｌｏｕｄ  ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ）、又は溶解度逆転温度としても公知の曇点は、非イオン性界面活性剤溶液が曇る温度である（すなわち、この温度で、及びこの温度以上の温度で、溶液は、濁るか、不透明に見える）。本明細書で用いられる場合、曇点は、界面活性剤の１％水溶液の曇点を意味する。曇点は、広い範囲の温度にわたる前記溶液の目視観測、又は光散乱測定により測定することができる。本発明において、曇点はＡＳＴＭ  Ｄ２０２４−６５Ｒ０３を用いて測定される。好ましくは、非イオン性界面活性剤の１％水溶液の曇点は３０℃〜９０℃であり、更に好ましくは３５℃〜８５℃である。ｍ＝６、８又は１０である、トリデシルアルコールのエチレンオキシド（ＥＯ）m付加物の曇点は、それぞれ３８〜４３℃、４０〜４５℃、及び７３〜８２℃である。非イオン性界面活性剤は、好ましくは、室温で８＜ＨＬＢ（親水性親油性バランス）＜１５のようなＨＬＢを有する。更に好ましくは、ＨＬＢは１４以下である。
【００３５】
本発明の非イオン性界面活性剤に加え、追加の非イオン性界面活性剤を含ませることも望ましい。適切な非イオン性界面活性剤には、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル及びポリオキシアルキレンアルキルフェニルエーテル（例えば、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、及びポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル）；オキシエチレンオキシプロピレンブロックコポリマー；ソルビタン脂肪酸エステル（Ｍｅｒｃｋ  Ｓｃｈｕｃｈａｒｄｔ  ＯＨＧからＳＰＡＮ（登録商標）２０として入手可能なソルビタンモノラウレート、Ｍｅｒｃｋ  Ｓｃｈｕｃｈａｒｄｔ  ＯＨＧからＳＰＡＮ（登録商標）８０として入手可能なソルビタンモノオレエート、及びＭｅｒｃｋ  Ｓｃｈｕｃｈａｒｄｔ  ＯＨＧからＳＰＡＮ（登録商標）８５として入手可能なソルビタントリオレエート）；ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル（例えば、ＵｎｉｑｅｍａからＴＷＥＥＮ（登録商標）２０及びＴＷＥＥＮ（登録商標）２１として入手可能なポリオキシエチレンソルビタンモノラウレート、ＵｎｉｑｅｍａからＴＷＥＥＮ（登録商標）４０として入手可能なポリオキシエチレンソルビタンモノパルミテート、ＵｎｉｑｅｍａからＴＷＥＥＮ（登録商標）６０、ＴＷＥＥＮ（登録商標）６０Ｋ、及びＴＷＥＥＮ（登録商標）６１として入手可能なポリオキシエチレンソルビタンモノステアレート、ＵｎｉｑｅｍａからＴＷＥＥＮ（登録商標）８０、ＴＷＥＥＮ（登録商標）８０Ｋ、及びＴＷＥＥＮ（登録商標）８１として入手可能なポリオキシエチレンソルビタンモノオレエート、及びＵｎｉｑｅｍａからＴＷＥＥＮ（登録商標）８５として入手可能なポリオキシエチレンソルビタントリオレエート）；ポリオキシエチレンソルビトール脂肪酸エステル（例えば、テトラオレイン酸ポリオキシエチレンソルビトール）；グリセリン脂肪酸エステル（例えば、グリセロールモノオレエート）；ポリオキシエチレングリセリン脂肪酸エステル（例えば、モノステアリン酸ポリオキシエチレングリセリン及びモノオレイン酸ポリオキシエチレングリセリン）；ポリオキシエチレン脂肪酸エステル（例えば、ポリエチレングリコールモノラウレート及びポリエチレングリコールモノオレエート）；ポリオキシエチレンアルキルアミン；及びアセチレングリコールが含まれる。
【００３６】
重合手順において、１種以上の両性界面活性剤を含ませることも有用であるかもしれない。適切な両性界面活性剤には、参考として本明細書に組み入れられる、米国特許第６，５４０，８２２号に開示されたものが含まれる。本発明において用いられる具体的な両性界面活性剤は、Ａｋｚｏ  Ｎｏｂｅｌから入手可能な界面活性剤である、ＲＥＤＩＣＯＴＥ（登録商標）Ｅ−７０００である。
【００３７】
更なる非イオン性又は両性界面活性剤を本発明の非イオン性界面活性剤と併用することができるが、アニオン性界面活性剤は、通常、乳化重合反応中に含まれない。更に、カチオン性界面活性剤は、好ましくは、本発明の乳化重合反応中で用いられない。分散液又は水蒸気バリア組成物は、高分子量のポリエチレンオキシド（ＥＯ）ｘ（式中、ｘは２０以上である）非イオン性界面活性剤をも含まない。これらの高分子量のポリエチレンオキシド非イオン性界面活性剤（２０以上のｘを有する）は、水及び水蒸気のためのバリアを基板上に形成するための堅固な被膜の形成を妨害する。
【００３８】
重合が完了すると、好ましくは、ポリマー分散液を化学的に揮散させ、その結果、残りのモノマー含有量を減少させる。この揮散プロセスは、化学的揮散手順及び／又は物理的揮散手順を含み得る。好ましくは、ポリマー分散液は、過酸化物（例えば、ｔ−ブチルヒドロペルオキシド）のような酸化剤及び還元剤（例えば、亜硫酸ナトリウムアセトン）、又は他の酸化還元対を反応器に、高温で前もって決めた時間（例えば、０．５時間）、連続的に加えることによって、化学的に揮散される。適切な酸化還元対は、Ａ．Ｓ．Ｓａｒａｃ  ｉｎ  Ｐｒｏｇｒｅｓｓ  ｉｎ  Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｓｃｉｅｎｃｅ  ２４，１１４９−１２０４（１９９９）に開示されている。必要に応じて、任意の消泡剤を、揮散手順の前又は間に加えることもできる。物理的揮散手順において、分散液中の重合していないモノマーを更に取り除くために、水又はスチームフラッシュを用いる。揮散手順が完了すると、ポリマー分散液のｐＨを調製し、殺生物剤又は他の添加剤を加えることができる。所望であれば、揮散手順の後、又は後になって最終製品に両性界面活性剤を場合により加えてもよい。
【００３９】
得られたポリマー分散液のポリマー粒子は、好ましくは６０〜５００ｎｍ、更に好ましくは１３０〜２５０ｎｍの平均粒子サイズを有する。本発明によって調製されたポリマー粒子は、小さい粒子サイズ分布を有することによって特徴づけられる。特に、ポリマー分散液中のポリマー粒子の結果として得られる体積平均分布は、好ましくは３０％未満の標準偏差を有する。
【００４０】
重合反応が完了し、揮散手順が完了すると、反応温度を下げ、これによって非イオン性界面活性剤を水溶性にする。理論に拘泥されることを望まないが、非イオン性界面活性剤の炭化水素鎖が、膨張したモノマー粒子中に界面活性剤を固定化し、界面活性剤はポリマー鎖中に物理的に捕捉されるようになると信じられている。一方、親水性の（ＥＯ）m（ＰＯ）n鎖は、ポリマー粒子／水の界面に残存し、水相まで伸長し、ポリマー分散液のためのコロイド安定性をもたらすと信じられている。従って、温度は非イオン性界面活性剤の曇点よりも低いが、界面活性剤分子は水相に向かって移動しない。従って、ラテックスの水相中に、限られた量の遊離の非イオン性界面活性剤があるので、乾燥した被膜の機械的特性は非イオン性界面活性剤の存在により不利に影響を及ぼされないと信じられている。
【００４１】
本発明により、本発明によって調製された分散液は、好ましくは０．５％未満、更に好ましくは０．１％未満のアンモニウムイオン含有量を有する。最も好ましくは、この分散液は、アンモニウム塩、アンモニア、及び／又はアンモニウムイオンを実質的には含まない。アンモニウムイオン含有量は、通常、分散液を調製するために用いられる、アンモニウムイオンを含まない界面活性剤、開始剤、及び他の化合物を選択することにより調製される。結果として、分散液は、被膜の形成における蒸発手順の間、少量のアンモニア排出を有するか、又は有しない。更に、本発明により調製された分散液は、好ましくは０．２０％未満、更に好ましくは０．１０％未満のアルカル金属含有量を有する。
【００４２】
本発明の重合手順の後のポリマー分散液は、ポリマー中に基本的に荷電群がないか、又は基本的にポリマー中のアニオン性及びカチオン性の荷電群の釣り合いがあるという点において、基本的に電気的に中性である。ポリマー分散液が基本的に電気的に中性であるとしても、測定がアニオン性の特徴を示すかもしれないことに留意するが、ポリマー分散液の電気泳動移動度（μ）は、ポリマー分散液の電荷を示すゼータ電位を測定するために用いることができる。例えば、得られたポリマー分散液は、過硫酸塩開始剤を用いた場合、又は水分子のポリマー表面への吸収のため、グラフト化硫酸基の存在のため、低い負の表面電荷を有し得る。しかし、本発明のポリマー分散液は、分散安定性に関して中性及び非イオン性であるように、基本的に電気的に中性なポリマー分散液として分類され、アニオン性又はカチオン性界面活性剤、電解質、又は高原子価の電解質の添加により、非イオン性の特徴を備えているように振る舞う。分散安定性に関して基本的に電気的に中性であり、非イオン性の特徴を備えているように振る舞うが、イオン性のゼータ電位の測定結果を有する分散液の具体例は、Ｓ．Ｕｓｕｉ，Ｙ．Ｉｍａｍｕｒａ  ａｎｄ  Ｅ．Ｂａｒｏｕｃｈ，Ｄｅｓｔａｂｉｌｉｚａｔｉｏｎ  ｏｆ  ｏｉｌ−ｉｎ−ｗａｔｅｒ  ｅｍｕｌｓｉｏｎ  ｗｉｔｈ  ｉｎｏｒｇａｎｉｃ  ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅｓ  ｉｎ  ｔｈｅ  ａｂｓｅｎｃｅ  ａｎｄ  ｉｎ  ｔｈｅ  ｐｒｅｓｅｎｃｅ  ｏｆ  ｓｏｄｉｕｍ  ｄｏｄｅｃｙｌ  ｓｕｌｆａｔｅ，Ｊ．Ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ  Ｓｃｉｅｎｃｅ  ａｎｄ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  ８（４），３５９−３８４（１９８７）（電解質の関数としてのデカン粒子の測定されたゼータ電位は、アニオン性界面活性剤の非存在下でも強い負電荷を示す）及びＳ．Ｕｓｕｉ  ａｎｄ  Ｈ．Ｓａｓａｋｉ，Ｚｅｔａ  ｐｏｔｅｎｔｉａｌ  ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓ  ｏｆ  ｂｕｂｂｌｅｓ  ｉｎ  ａｑｕｅｏｕｓ  ｓｕｒｆａｃｔａｎｔ  ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ，Ｊ．Ｃｏｌｌｏｉｄ  ａｎｄ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ  Ｓｃｉｅｎｃｅ，６５（１），３６−４５（１９７８）（非イオン性界面活性剤Ｃ１２ＰＯＥの存在下におけるアルゴンの気泡のゼータ電位は、非常に負であることが測定される）において提供される。
【００４３】
非イオン性界面活性剤及び非イオン性の共重合可能なモノマーを用いて調製されたポリマー分散液は、広いｐＨ範囲で、ポリマーの凝集を起こすことなく、カチオン性又はアニオン性界面活性剤溶液、顔料、又は電解質と混合することができる。従って、電気的に中性な、アニオン性の（負に帯電した）、及びカチオン性の（正に帯電した）ポリマー分散液は、ほとんどの同じ従来の乳化重合装置を用いて、同じ生産能力で、凝集及び相互汚染に関連する他の問題を起こすことなく製造できる。本発明のポリマー分散液は、カチオン又はアニオン電荷を有するポリマー分散液と、本発明の基本的に中性のポリマー分散液に対して０％〜３０％を超える帯電分散液の配合比で混合し、カチオン性又はアニオン性のポリマーエマルションを製造することができる。一実施形態において、カチオン性の顔料を本発明により製造された電気的に中性なポリマー分散液に加え、得られたカチオン性ポリマー分散液をアニオン性基材に塗布し、優れた接着性を備えた基材上の水蒸気バリア被膜を形成する。
【００４４】
本発明により調製されたポリマー分散液は、分散液中の分散媒体を蒸発させることにより、乾燥させ、被膜を形成することができる。ポリ（スチレン−ブタジエン）、ポリ（スチレン−アクリレート）又はポリアクリレートポリマー分散液から、本発明により製造された被膜は優れた耐水性を示し、１５％未満の水を吸収する。更に、４０％を超えるスチレンを有するポリ（スチレン−ブタジエン）ポリマー分散液から製造された本発明の被膜も、優れた湿潤引張強度を維持している。以下の実施例に示すように、本発明の好ましい実施形態から製造された被膜は、特に４０％を超えるスチレンを有するポリマーについて、１０％未満の水、５％未満の水でさえ吸収することができる。親水性界面活性剤の使用は、非常に疎水性で、水との接触角が９０°を超える初期前進接触角を有する乾燥被膜を製造することができることは意外であった。更に、極性の共重合可能なモノマー（例えば、アクリルアミド又はメタクリルアミド）の存在が、得られるフィルムの有利な疎水性をもたらすことは更に意外であった。高い防湿性を有する被膜をもたらす本発明のポリマー分散液のように、ポリマー分散液は、コーティング、及び種々の高水分用途のような防湿機能が要求される用途において用いることができる。
【００４５】
更に、本発明によるポリ（スチレン−ブタジエン）又はポリ（スチレン−アクリレート）又はポリアクリレートポリマー分散液から製造された被膜は、ポリマーが２％以下の（メタ）アクリルアミド又はその誘導体を含む場合は、従来の架橋剤の非存在下でも相対的に高い機械的強度を示す。これは、本明細書の実施例に示すように、１０％未満のスチレンを含む、低いＴgのポリ（スチレン−ブチルアクリレート）の系において最も明らかである。
【００４６】
アニオン帯電した界面活性剤及びビニル酸の非存在下に、本発明のポリマー分散液又は水蒸気バリア組成物は広いｐＨ範囲でコロイド的に安定であり、電解質を含まないか、低濃度の電解質を含むことができ、Ｃａ2＋、Ｍｇ2＋、及びＡｌ3＋イオンのような高原子価のカチオンの存在下で安定である。これらの高原子値のカチオンは、ポルトランドセメント界面活性剤のような基材の表面から滲出し得、従って、これらのカチオンの存在下における立体安定性は、分散液中、及び基材上への堅固な耐水性被膜の形成においてポリマーの凝集を防止するのに有利である。従って、ポリマー分散液は、混合物内での凝集を防止するか、促進しない。更に、本発明の電気的に中性のポリマー分散液は、腐食保護のためのプライマーペイントにおけるような、又は防湿バリアとして作用するためのセメントに対する添加剤としての用途において望ましいような、低い電気伝導度及び高い電気抵抗を有する。
【００４７】
本発明は、帯電した分散剤に変換することができ、金属塩防カビ剤、殺菌剤、及び他の殺生物剤のような、カチオン性又はアニオン性に帯電した添加剤に対して耐性である、基本的に電気的に中性のポリマー分散液を提供する。本発明の基本的に電気的に中性のポリマー分散液が、ＨＥＵＲ−タイプの増粘剤のような結合性増粘剤とユニークな相互作用をすることもわかった。
【００４８】
本発明のポリマー分散液は、それ自体、被膜又は水蒸気バリア被膜（プライマー又はトップコート等）として塗布することができる。しかし、本発明のポリマー分散液は、他の成分を含むコーティング組成物又は水蒸気バリア組成物の成分として用いることができる。水蒸気バリア組成物は、微粉化無機顔料のような顔料を、約６０容量％以下、又はそれ以上の濃度で含むことができる。顔料を含む被膜中の通常の顔料濃度は１０〜６０％、好ましくは１０〜５５％、更に好ましくは２０〜４５％（それぞれ容量％）である。本発明のコーティング組成物において用いるのに適した微粉化顔料は、炭酸カルシウム、マイカ、カオリン、タルク、ケイ砂、石英粉末、白亜、二酸化チタン、ドロマイト、粉末重晶石、疎水化微粉化シリカ、酸化鉄、及び他の公知の着色顔料を含む。着色の目的のために、有機顔料も用いることができる。このような顔料の最大粒子直径は、好ましくは１〜１００μｍである。１つの好ましい顔料は、顔料として用いることができ、また、コンクリート又は他のセメント基材のような基材の酸化速度を減少することができる炭酸カルシウムである。
【００４９】
本発明の水蒸気バリア組成物は、消泡剤、増粘剤、顔料分散剤、保存剤、及び当該技術分野で公知の補助的な成分を含んでもよい。これらの補助剤の合計濃度は、好ましくは、水性組成物の全質量を基準とし、１０質量％以下であり、更に好ましくは５質量％以下である。これらの補助剤は、好ましくは非水溶性のアルカリ金属イオン又は水溶性の金属イオンを含む。公知のコーティング組成物は、通常、乾燥被膜の厚みが２ｍｍ以下又はそれ以上になるように塗布されるが、本発明の水蒸気バリア組成物は、０．１〜０．５ｍｍの厚みで塗布することができ、それでも、既存の水蒸気バリア製品の２ｍｍを超える厚みの被膜（例えば、４  ｌｂのＭＶＴ値／１０００ｆｔ2／日又はそれ以下）によって示されるものに比べ、防湿性を達成する。しかし、より厚い塗布は、他の目的のために望ましい。特定の用途に用いられるコーティング組成物の量は、面積あたりのポリマーの質量によって測定することもできる。一実施形態において、ポリマーの好ましい用途は、１平方フィートあたり２０〜４０ｇ乾燥ポリマーであり、更に好ましくは、１平方フィートあたり約３０ｇである。また、塗布されるコーティング組成物の量は、水蒸気透過（ＭＶＴ）によって定義することができる。例えば、コンクリート基材に対する塗布については、ＭＶＴ値は４  ｌｂ／１０００ｆｔ2／日以下であり、又は３  ｌｂ／１０００ｆｔ2／日以下でさえあり得る。塗布されるコーティングの量は、特定の基材における水蒸気バリアについての所望のＭＶＴによって決定され、所望のＭＶＴ値は当業者に公知である。本発明のポリマー分散液は、乾燥した被膜の状態における水蒸気バリアとして、また、シーリング組成物におけるバインダーとしても用いることができる。
【００５０】
本発明は、水蒸気バリアを浸潤する水蒸気の量を制限することにより、水蒸気が基材に接触する能力を低下させる方法を含む。この方法は、水蒸気バリア組成物を基材に近接して塗布することを含み、前記水蒸気バリア組成物は、アニオン性界面活性剤の非存在下、及び少なくとも１種の非イオン性界面活性剤（少なくとも１種の非イオン性界面活性剤の曇点は重合温度よりも低い）の存在下に、重合温度において分散媒体中で、１種以上のモノマーを重合することにより形成される、基本的に電気的に中性のポリマー分散液を含む。好ましい実施形態において、少なくとも１種の界面活性剤は、アルキレンオキシド基の数が１４以下である、アルキルアルコール、アルキルベンゼンアルコール又はジアルキルベンゼンアルコールのアルキレンオキシド付加物を含み、更に好ましくは、アルキレンオキシド基が式（ＥＯ）m（ＰＯ）nで表され、（ＥＯ）がエチレンオキシドであり、（ＰＯ）がプロピレンオキシドであり、（ｍ＋ｎ）≦１４である。
【００５１】
塗布手順後、分散媒体の一部が蒸発し、基材上に被膜を形成する。この被膜は、基材の外部に存在する水蒸気、例えば、空気中の水蒸気が基材に接触することから保護するバリアとして作用し得る。例えば、一実施形態において、水蒸気バリアは、浴室のような高湿度の部屋の中の壁面に塗布される。得られた被膜は、部屋内部の空気からの水蒸気が、壁と接触し、透過する能力を低下させる。被膜は、基板の中に存在する水蒸気が、基板の表面から近接する材料、すなわち、基材の最上層、又は基材に近接する中間層に移動することを防止するバリアとしても作用することができる。例えば、一実施形態において、水蒸気バリアは、コンクリート基礎に塗布される。得られた被膜は、地面から基礎の中に拡散し、コンクリート表面と接触する水蒸気の能力を低下させる。
【００５２】
更に、本発明の水蒸気バリアは、特定のタイプの建造物の性能を非常に向上させる。例えば、多くの接着剤のみが乾燥表面に完全に塗布することができるので、建築請負人は、フローリングがコンクリートのフローリングに適用されるまでコンクリートが注ぎ入れられた後、３〜４週間待たなければならない。本明細書に開示されるように、湿潤コンクリートへの分散液の塗布は、コンクリート表面への塗布と硬化の間の必要な時間、及びフローリングのような表面のトップ層への塗布に必要な時間を短縮することができる。
【００５３】
以下の実施例において、本発明を更に説明する。実施例は説明にすぎず、多少なりとも、記載された、及び特許請求されたような本発明の範囲を限定するものではない。特に示さない限り、全ての部分は質量部である。
実施例
以下に記載するポリマーラテックスは、機械的撹拌機を備えたシード（ｓｅｅｄｅｄ）セミバッチ乳化重合プロセスにおいて製造した。全固体含有量は、ＣＥＭ  Ｌａｂｗａｒｅ  ９０００  Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ  Ｍｏｉｓｔｕｒｅ／Ｓｏｌｉｄｓ  Ａｎａｌｙｚｅｒを用いて７０％のパワーのセッティングにより測定した。ｐＨは、使用前にキャリブレーションを行ったＯｒｉｏｎ  ３１０  ｐＨメーターを用いて測定した。粒子サイズは、２５℃において角度９０°で、ＮＩＣＯＭＰ（登録商標）３０８サブミクロン粒子サイザー、及び動的光散乱法を用いて測定した。各資料の粘度は、Ｂｒｏｏｋｆｉｅｌｄ  ＲＶ  ＢＦ−Ｉ  ＤＶＩＩ粘度計を用いて測定した。
【００５４】
具体的なラテックスの合成−アクリル系ラテックス
実施例１
以下の成分：３２０．３ｇの水、１４．３ｇの３２％のアクティブシード水性エマルション（ポリスチレン）、０．７ｇの４０％エチレンジアミン四酢酸（ＥＤＴＡ）水溶液、０．７ｇの１０％水酸化カリウム（ＫＯＨ）水溶液を反応容器内で帯電させた。混合物を８０℃に加熱した。１７．８ｇの水及び１．９ｇの過硫酸ナトリウムの開始剤原材料から１２％を取り除き、反応混合物に加えた。２つに分けた原材料を、一定の供給速度で容器に加えた。開始剤原材料の残りを、４．５時間かけて一定の供給速度で加えた。５４３．１ｇの水、２１．３ｇのトリエチルアルコールの８モルエチレンオキシド付加物からなる９０％の活性化非イオン性界面活性剤、５．８ｇの１０％ＫＯＨ水溶液、２７．２ｇの５３％アクリルアミド水溶液、９６．０ｇのスチレン、２４０．０ｇの２−エチルヘキシルアクリルアミド（２−ＥＨＡ）、及び６０９．６ｇのｎ−ブチルアクリレート（ｎ−ＢＡ）を含むモノマーエマルション原材料を、４．０時間かけて反応器に加えた。仕込みの間、温度を８０℃に維持した。モノマーエマルション原材料中の各モノマー及び界面活性剤の相対濃度を第１表に示す。仕込みが完了した後、モノマーエマルションタンクを２８．８ｇの水で洗い流した。反応から３０分が経過したら、８０℃の一定温度で、１時間かけて、以下の２種の混合物：すなわち（ａ）２．６ｇの７０％ｔｅｒｔ−ブチルヒドロペルオキシド溶液及び２４．０ｇの水、及び（ｂ）２．０ｇのメタ重亜硫酸ナトリウム、１．２ｇのアセトン、及び２３．４ｇの水を２つに分けた原材料として加えることにより、分散液を後揮散した。２種原材料の追加後、温度を１５分間維持した後、ポリマー分散液を冷却し、その後任意の添加剤（殺生剤等）を加えた。得られたポリマー分散液は４９．５％の全固形分、１７５ｎｍの平均粒子サイズ、３．４のｐＨ、及び２１０ｃＰの粘度を有していた。
【００５５】
実施例２
実施例２は、第１表に示すような相対濃度のモノマーエマルション原材料中の各モノマー及び界面活性剤を用いた以外は、実施例１に記載された方法を用いて調製した。得られたポリマー分散液は４９．６％の全固形分、１５６ｎｍの平均粒子サイズ、３．０のｐＨ、及び４７０ｃＰの粘度を有していた。
【００５６】
実施例３
実施例３は、第１表に示すような相対濃度のモノマーエマルション原材料中の各モノマー及び界面活性剤を用いた以外は、実施例１に記載された方法を用いて調製した。得られたポリマー分散液は４９．６％の全固形分、１９６ｎｍの平均粒子サイズ、３．２のｐＨ、及び４００ｃＰの粘度を有しており、得られたポリマーは−４２℃のガラス転移温度（Ｔg）を有していた。
【００５７】
実施例４
実施例４は、第１表に示すような相対濃度のモノマーエマルション原材料中の各モノマー及び界面活性剤を用いた以外は、実施例１に記載された方法を用いて調製した。得られたポリマー分散液は４９．０％の全固形分、１７９ｎｍの平均粒子サイズ、２．６のｐＨ、及び５０ｃＰの粘度を有していた。
【００５８】
実施例５
実施例５は、第１表に示すような相対濃度のモノマーエマルション原材料中の各モノマー及び界面活性剤を用いた以外は、実施例１に記載された方法を用いて調製した。得られたポリマー分散液は４９．９％の全固形分、１８５ｎｍの平均粒子サイズ、３．２のｐＨ、及び５５０ｃＰの粘度を有していた。
【００５９】
実施例６
実施例６は、初期帯電が３４６．７ｇの水を有し、モノマーエマルション混合物原材料が５０１．９ｇの水、４．９ｇの１０％ＫＯＨ水溶液、３７．０ｇの５３％アクリルアミド水溶液、４４１．０ｇのスチレン、５１９．４ｇのｎ−ブチルアクリレートを含み、２−エチルヘキシルアクリレートを含まない以外は、実施例１に記載された方法を用いて調製した。モノマーエマルション原材料中の各モノマー及び界面活性剤の相対濃度を第１表に示す。開始剤原材料は、２６．０ｇの水及び１．９ｇの過硫酸ナトリウムからなる。得られたポリマー分散液は４９．８％の全固形分、２０１ｎｍの平均粒子サイズ、４．４のｐＨ、及び１１３０ｃＰの粘度を有しており、得られたポリマーは＋１１℃のＴｇを有していた。
【００６０】
実施例７
実施例７は、第１表に示すような相対濃度のモノマーエマルション原材料中の各モノマー及び界面活性剤を用いた以外は、実施例１に記載された方法を用いて調製した。開始剤原材料は、２６．０ｇの水及び１．９ｇの過硫酸ナトリウムからなる。重合後に、水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）の１０％水溶液を用いて、ポリマー分散液のｐＨを調整した。得られたポリマー分散液は４９．６％の全固形分、１６５ｎｍの平均粒子サイズ、７．４のｐＨ（ｐＨ調整後）、及び３３５ｃＰの粘度を有していた。
【００６１】
実施例８
実施例８は、第１表に示すような相対濃度のモノマーエマルション原材料中の各モノマー及び界面活性剤を用いた以外は、実施例１に記載された方法を用いて調製した。得られたポリマー分散液は４９．２％の全固形分、１６０ｎｍの平均粒子サイズ、２．７のｐＨ、及び１３４ｃＰの粘度を有していた。
【００６２】
比較例１
比較例１は、実施例１における過硫酸塩を２倍用い、第１表に示すような相対濃度のモノマーエマルション原材料中の各モノマー及び界面活性剤を用いた以外は、実施例１に記載された方法を用いて調製した。得られたポリマー分散液は４９．４％の全固形分、１５２ｎｍの平均粒子サイズ、７．０のｐＨ（１０％ＮａＯＨ水溶液を用いて調整）、及び２７０ｃＰの粘度を有していた。
【００６３】
比較例２
比較例２は、実施例１における過硫酸塩を２倍用い、第１表に示すような相対濃度のモノマーエマルション原材料中の各モノマー及び界面活性剤を用いた以外は、実施例１に記載された方法を用いて調製した。得られたポリマー分散液は４９．０％の全固形分、１４６ｎｍの平均粒子サイズ、７．２のｐＨ（１０％ＮａＯＨ水溶液を用いて調整）、及び８５ｃＰの粘度を有していた。
【００６４】
比較例３
比較例３は、実施例１における過硫酸塩を２倍用い、第１表に示すような相対濃度のモノマーエマルション原材料中の各モノマー及び界面活性剤を用いた以外は、実施例１に記載された方法を用いて調製した。得られたポリマー分散液は４８．７％の全固形分、１５５ｎｍの平均粒子サイズ、７．３のｐＨ（１０％ＮａＯＨ水溶液を用いて調整）、及び５５ｃＰの粘度を有していた。
【００６５】
実施例１〜８及び比較例１〜３（ＣＥ１〜ＣＥ３）において用いられるモノマー及び界面活性剤の濃度を下記第１表に要約する。Ｐｉｌｏｔ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  ＣｏｍｐａｎｙからのＣＡＬＦＡＸ  ＤＢ−４５は、スルホン化１，１’−オキシビスベンゼンのテトラプロピレン誘導体であり、アニオン性界面活性剤である。記載された界面活性剤、（ＥＯ）6、（ＥＯ）8、及び（ＥＯ）10はトリデシルアルコールの非イオン性のエチレンオキシド付加物である。
【００６６】
第１表  ポリアクリレートポリマー分散液中のモノマー及び界面活性剤濃度（単位：モノマー１００個あたりの部分）
【表１】
2009533305.tif 000002
【００６７】
（ａ）処方は、実施例１よりも４０％多くのポリスチレン原材料を含む。
【００６８】
（ｂ）処方は、実施例１の２倍量の過硫酸塩を含む。
【００６９】
実施例１〜３により調製されたラテックスは、約−４０〜−４５℃のＴｇを有し、１．５〜２．０％のアクリルアミドを含む、低Ｔｇのスチレン−アクリルポリマーであった。実施例４のラテックスは、アクリルアミドを含まない低Ｔｇポリマーであった。実施例５のラテックスは、短いＥＯ−鎖の界面活性剤を用いた。実施例６及び７のラテックスは、スチレン及びｎ−ブチルアクリレートをベースとする高Ｔｇのポリマーであった。実施例８のラテックスは、高Ｔｇをもたらす直鎖アクリル系ポリマーであり、長いＥＯ−鎖の界面活性剤も用いた。同じ製剤中でアクリルアミドに対するアクリル酸の選択を比較することができ、同様に、同じ製剤中で非イオン性（ＥＯ）10界面活性剤に対するＣＡＬＦＡＸ  ＤＢ−４５を比較することができるという点で、比較例１〜３のラテックスは、実施例７のラテックスと比較することができる。
【００７０】
１滴の各ラテックスを２〜３ｍＬの１．０Ｍ塩化カルシウム（ＣａＣｌ2）溶液に滴下した時、実施例１〜８及び比較例１のラテックスは安定であり、凝集を示さなかった。アクリル酸を含む比較例２及び３のラテックスは、ＣａＣｌ2溶液の存在下に直ちに凝集した。
【００７１】
具体的なラテックスの合成−スチレンブタジエンラテックス
実施例９
以下の成分：１０７６．３ｇの水、３６．６ｇの３２％アクティブシード水性ポリスチレンエマルション、１．３ｇの４０％ＥＤＴＡ水溶液、及び１．７ｇのピロリン酸四ナトリウムを、反応容器内で帯電させた。混合物を９０℃まで加熱した。１６６．２ｇの水及び１２．８ｇの過硫酸ナトリウムの開始剤原材料から、２８．５％を取り除き、反応混合物に加えた。次いで、４つに分けた原材料を、一定の供給速度で加えた。原材料（ａ）は開始剤原料の残部であり、５．０時間かけて加えた。原材料（ｂ）は、５４９．６ｇの水、４１．５ｇのトリデシルアルコールの８モルエチレンオキシド付加物（水中、９０％活性）、１．９ｇのピロリン酸四ナトリウム、及び７０．５ｇの５３％アクリルアミド水溶液を含む水性原材料であり、２．５時間かけて加えた。原材料（ｃ）は、５９５．０ｇの１，３−ブタジエンからなり、４．０時間かけて加えた。原材料（ｄ）は、１１３０．３ｇのスチレン及び１３．５ｇのｔｅｒｔ−ドデシルメルカプタンの混合物からなり、４．０時間かけて加えた。供給が完全に持続する間、温度を９０℃に維持した。反応から６０分が経過したら、得られた分散液を冷却し、１０％ＫＯＨ水溶液を用いてｐＨを６．５に調整した。蒸気の入口を備える揮散反応器中で、生成物をモノマー除去手順にかけた。温度を７４℃に制御しながら、蒸気を分散液に通し、２種類の溶液：（ｅ）５６ｍＬのｔｅｒｔ−ブチルヒドロパーオキシド水溶液、及び（ｆ）５６ｍＬの５％メタ重亜硫酸ナトリウム水溶液を、２時間以内に、２本の蒸気に同時に供給した。得られたポリマー分散液は５０．６％の全固形分、１５６ｎｍの平均粒子サイズ、４．６のｐＨを有していた。
【００７２】
実施例１０
実施例１０は、第２表に示すような相対濃度の各モノマー及び界面活性剤を用い、反応から３０分が経過したら用いた以外は、実施例９に記載された方法を用いて調製した。得られたポリマー分散液は４９．９％の全固形分、１５７ｎｍの平均粒子サイズ、３．９のｐＨを有しており、得られたポリマーは、＋７℃のＴｇを有していた。
【００７３】
実施例１１
以下の成分：８８０．６ｇの水、２７．８ｇの３２％アクティブシード水性エマルション（ポリスチレン）、１．１ｇの４０％ＥＤＴＡ水溶液、及び１．４ｇのピロリン酸四ナトリウムを、反応容器内で帯電させた。混合物を９０℃まで加熱した。１４６．７ｇの水及び１１．３ｇの過硫酸ナトリウムの開始剤原材料から、２８．５％を取り除き、反応混合物に加えた。次いで、下記の４つに分けた原材料を、一定の供給速度で加えた。原材料（ａ）は開始剤原料の残部であり、５．０時間かけて加えた。原材料（ｂ）は、４５７．２ｇの水、３１．３ｇのトリデシルアルコールの１０モルエチレンオキシド付加物、１．６ｇのピロリン酸四ナトリウム、及び７３．９ｇの５３％アクリルアミド水溶液を含む水性原材料からなり、２．５時間かけて加えた。原材料（ｃ）は、４４１．０ｇの１，３−ブタジエンからなり、４．０時間かけて加えた。原材料（ｄ）は、９８２．４ｇのスチレン及び２６．８ｇのｔｅｒｔ−ドデシルメルカプタンの混合物からなり、４．０時間かけて加えた。供給が完全に持続する間、温度を９０℃に維持した。反応から３０分が経過したら、得られた分散液を冷却した。蒸気の入口を備える揮散反応器中で、生成物をモノマー除去手順にかけた。温度を７４℃に制御しながら、蒸気を分散液に通し、２種類の溶液：すなわち、（ｅ）５６ｍＬのｔｅｒｔ−ブチルヒドロパーオキシド水溶液、及び（ｆ）５６ｍＬの５％メタ重亜硫酸ナトリウム水溶液を、２時間以内に、２本の蒸気に同時に供給した。得られたポリマー分散液は５０．３％の全固形分、１６４ｎｍの平均粒子サイズ、３．２のｐＨを有しており、得られたポリマーは＋８℃のＴｇを有していた。
【００７４】
実施例１２
実施例１２は、第２表に示すような相対濃度の各モノマー及び界面活性剤を用いた以外は、実施例９に記載された方法を用いて調製した。得られたポリマー分散液は５１．９％の全固形分、１６０ｎｍの平均粒子サイズ、４．６のｐＨを有し、得られたポリマーは＋１４℃のＴｇを有していた。
【００７５】
比較例４
比較例４は、第２表に示すような相対濃度の各モノマー及び界面活性剤を用いた以外は、実施例９に記載された方法を用いて調製した。得られたポリマー分散液は５２．５％の全固形分、１５５ｎｍの平均粒子サイズ、５．２のｐＨを有し、得られたポリマーは＋９℃のＴｇを有していた。
【００７６】
比較例５
比較例５は、第２表に示すような相対濃度の各モノマー及び界面活性剤を用いた以外は、実施例９に記載された方法を用いて調製した。得られたポリマー分散液は５０．３％の全固形分、１３４ｎｍの平均粒子サイズ、２．１のｐＨを有し、得られたポリマーは＋１１℃のＴｇを有していた。
【００７７】
比較例６
比較例６は、第２表に示すような相対濃度の各モノマー及び界面活性剤を用い、より短い反応時間を用いた以外は、実施例９に記載された方法を用いて調製した。得られたポリマー分散液は５３．９％の全固形分、１４３ｎｍの平均粒子サイズ、８．５のｐＨを有し、得られたポリマーは＋１０℃のＴｇを有していた。
【００７８】
実施例９〜１２及び比較例４〜６（ＣＥ４〜ＣＥ６）において用いられるモノマー及び界面活性剤の組成物を下記第２表に要約する。Ｐｉｌｏｔ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  ＣｏｍｐａｎｙからのＣＡＬＦＯＡＭ  ＥＳ−３０３は、ラウリルエーテル硫酸ナトリウムであり、アニオン性界面活性剤である。記載された界面活性剤、  （ＥＯ）8及び（ＥＯ）10はトリデシルアルコールの非イオン性のエチレンオキシド付加物である。
【００７９】
第２表に記載された全てのラテックスは同じＴｇを有していた。実施例９〜１２のラテックスは非イオン性モノマー及び非イオン性界面活性剤を含むが、比較例４〜６のラテックスはカルボン酸モノマーを含み、比較例５及び比較例６のラテックスは、更にアニオン性界面活性剤を含む。
【００８０】
１滴の各ラテックスを２〜３ｍＬの１．０Ｍ塩化カルシウム（ＣａＣｌ2）溶液に滴下した時、実施例９〜１２の各ラテックスは安定であり、凝集を示さなかった。アクリル酸を含む比較例５及び６のラテックスは、ＣａＣｌ2溶液の存在下に直ちに凝集した。
【００８１】
第２表  ポリ（スチレン−ブタジエン）ポリマー分散液中のモノマー及び界面活性剤濃度（単位：モノマー１００個あたりの部分）
【表２】
2009533305.tif 000003
【００８２】
機械的強度及び吸水率についての成形被膜の試験
最初に、各ポリマー分散液に、４０％の全固形分含有量を得るのに十分な水を加えることにより、実施例１〜１２及び比較例１〜５により調製された各ラテックスからラテックス被膜を調製した。次いで、得られた希釈分散液をテフロン鋳型に注ぎ入れ、５０％の湿度、２５℃で７日間風乾した。２〜３日の初期乾燥相後に、被膜を逆さまにひっくり返し、両面を空気にさらした。各乾燥ラテックスの厚みは、０．０２インチのオーダーであった。
【００８３】
各被膜試料の両面に剥離紙を置くことにより、引張実験のための被膜試料を調製した。０．１５８インチ幅に相当する「犬の骨」の形態の試料を切り取った。２２  １ｂのロードセルを備えたＩｎｓｔｒｏｎ  ４５０５を用いて、各被膜の３個の試料を試験した。７．９インチ／分の速度で試料を伸長し、最大強度及び破断点伸びを記録した。
【００８４】
被膜の吸水率は、試料被膜を２インチ×２インチに切り取り、各試料の乾燥質量を測定し、各試料を脱イオン水中に２４時間浸し、次いで水分を除去した後に試料の質量を測定することにより、測定した。吸水率は、得られる質量の割合として表わし、ラテックスあたり、３〜５個の試料の平均である。
【００８５】
下記の第３表は、実施例１〜８及び比較例１〜３のラテックスの機械的特性を示す。
【００８６】
第３表  アクリル系ラテックスポリマー被膜の機械的特性
【表３】
2009533305.tif 000004
【００８７】
実施例６及び７の高スチレンポリマーにおいて、最も低い吸水率が観察された。比較例１〜３は、実施例６及び７と類似のポリマーガラス転移温度を有していたが、比較例１〜３は、顕著に高い吸水率を示した。
【００８８】
下記第４表は、実施例９〜１１及び比較例４及び５の機械的特性を示す。
【００８９】
第４表  スチレン−ブタジエンラテックスポリマー被膜の機械的特性
【表４】
2009533305.tif 000005
【００９０】
（ａ）ラテックスのｐＨを８に調整した場合、吸水率は１．９％である。
【００９１】
（ｂ）ラテックスのｐＨを８に調整した場合、吸水率は２．５％である。
【００９２】
（ｃ）ラテックスのｐＨを８に調整する。
【００９３】
第４表に示すように。実施例９〜１２の３種のスチレン−ブタジエンポリマーからの吸水率は非常に低く、２％のオーダーであった。比較例５のラテックスは非常に高い吸水率を有し、耐水性におけるアニオン性モノマー及び界面活性剤の有害な影響を示す。
【００９４】
追加のポリマー被膜を調製し、下記の第５表に示すように、実施例６及び９の乾燥及び湿潤被膜について更に広範囲の試験を実施した。ポリマー被膜を水中に２４時間浸し、ペーパータオルで押さえて水気を切り、次いで水浴から除去した直後に引張強度及び破断点伸びについて試験した（「湿潤ポリマー被膜」として示す）。実施例６及び９のポリマー被膜の他のセットを水中に２４時間浸し、２４時間風乾し、次いで、引張強度及び破断点伸びについて試験した（「再乾燥湿潤ポリマー被膜」として示す）。実施例６により調製したアクリル系ラテックスから形成した被膜と同様に、実施例９のスチレン−ブタジエンラテックスは、水中に２４時間浸した後に結合力を失っていなかった。
【００９５】
第５表  湿潤及び乾燥ポリマー被膜の機械的特性
【表５】
2009533305.tif 000006
【００９６】
コンクリートに塗布した被膜の水蒸気透過（ＭＶＴ）率についての試験
実施例３、７、９、１１及び比較例１、４及び６によるラテックスからコーティングを調製した。生コンクリート上のこれらのラテックスについてのＭＶＴを測定するために、各ポリマー分散液を水で希釈して、４０％全固定含有量を得た。次いで、得られた希釈分散液を、ポリマー分散液の塗布の前に４８時間養生させた「湿潤」コンクリートの同じバッチの試料表面にブラシを用いて塗布した。湿潤コンクリート表面へのポリマー分散液のコーティング質量は６６〜６９  ｌｂ／１０００ｆｔ2であった。ポリマーコーティングを、温度（２５℃）及び湿度（５０％）制御環境においてビニール製テントの下で、７２時間乾燥させた。次いで、密封したビニール製テント下のコーティングしたコンクリート表面上に、規定量の無水ＣａＣｌ2を置いた。７２時間後、テントを開放し、ＣａＣｌ2の質量を測定し、吸収した水分量を測定した。ＭＶＴの結果は、ｌｂ水／１００ｆｔ2／日で表わされる。
【００９７】
各コンクリート試料の水蒸気排出率は、ＡＳＴＭ  Ｅ−１９０７−９７及びＡＳＴＭ  Ｆ−１８６９−９８に従い、塩化カルシウム試験キットを用いて測定した。測定した水蒸気排出率を、下記第６表に示す。
【００９８】
第６表  選択したポリマー分散液についての水蒸気透過（ＭＶＴ）率（ｌｂ／１０００ｆｔ2／日）
【表６】
2009533305.tif 000007
【００９９】
（ａ）ラテックスをコーティング前にｐＨを８に調整した場合、得られるＭＶＴは１．９である。
【０１００】
（ｂ）ラテックスをコーティング前にｐＨを８に調整した場合、得られるＭＶＴは４．２である。
【０１０１】
Ｓｔｙ−ａｃｒ．＝スチレン−アクリル系
ＳＢ＝スチレン−ブタジエン
本発明の前記記載を読むことにより、当業者はそれらの変形及び修飾をすることができることが理解される。これらの変形及び変化は、以下に添付する請求の範囲の趣旨及び適用範囲に含まれる。
【国際調査報告】
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