特開2023-154828水系組成物、水系エマルション、及びそれを含有するコーティング剤
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023154828
(43)【公開日】2023-10-20
(54)【発明の名称】水系組成物、水系エマルション、及びそれを含有するコーティング剤
(51)【国際特許分類】
C09K 23/42 20220101AFI20231013BHJP
C09D 5/02 20060101ALI20231013BHJP
C09D 4/02 20060101ALI20231013BHJP
C09D 133/08 20060101ALI20231013BHJP
C09D 7/63 20180101ALI20231013BHJP
C08F 2/24 20060101ALI20231013BHJP
【ＦＩ】
C09K23/42
C09D5/02
C09D4/02
C09D133/08
C09D7/63
C08F2/24 A
【審査請求】未請求
【請求項の数】7
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022064423
(22)【出願日】2022-04-08
(71)【出願人】
【識別番号】000000387
【氏名又は名称】株式会社ＡＤＥＫＡ
(74)【代理人】
【識別番号】100110423
【弁理士】
【氏名又は名称】曾我 道治
(74)【代理人】
【識別番号】100111648
【弁理士】
【氏名又は名称】梶並 順
(74)【代理人】
【識別番号】100122437
【弁理士】
【氏名又は名称】大宅 一宏
(74)【代理人】
【識別番号】100209495
【弁理士】
【氏名又は名称】佐藤 さおり
(72)【発明者】
【氏名】五十嵐 修平
(72)【発明者】
【氏名】塚原 直樹
【テーマコード（参考）】
4J011
4J038
【Ｆターム（参考）】
4J011AA05
4J011DB12
4J011KA06
4J038CC022
4J038CG141
4J038JA25
4J038KA04
4J038KA06
4J038KA09
4J038MA10
4J038NA07
4J038PB04
4J038PC10
(57)【要約】 （修正有）
【課題】防湿性に優れたコーティング剤を提供しうる水系エマルションを提供する。
【解決手段】一般式（１）で表される反応性乳化剤と、一般式（２）で表される反応性乳化剤と、アクリル系モノマーと水とを含有する水系エマルション及びコーティング剤。
（式中、Ｒ１はＣ８～３６炭化水素基又はアシル基、Ａ１及びＡ２はＣ２～４アルキレン基、Ｘ１はＨ又はイオン性親水基、ｍ及びｎは０～１００の数を表す。）
（式中、ｒは２～１０の数を表す。）
【選択図】なし
【解決手段】一般式（１）で表される反応性乳化剤と、一般式（２）で表される反応性乳化剤と、アクリル系モノマーと水とを含有する水系エマルション及びコーティング剤。
（式中、Ｒ１はＣ８～３６炭化水素基又はアシル基、Ａ１及びＡ２はＣ２～４アルキレン基、Ｘ１はＨ又はイオン性親水基、ｍ及びｎは０～１００の数を表す。）
（式中、ｒは２～１０の数を表す。）
【選択図】なし
【特許請求の範囲】
【請求項1】
下記の一般式（１）で表される反応性乳化剤（ａ）と、下記の一般式（２）で表される反応性乳化剤（ｂ）と、アクリル系モノマーと、水と、を含有する水系組成物。
（式中、Ｒ１は炭素原子数８～３６の炭化水素基又は炭素原子数８～３６のアシル基を表し、Ａ１及びＡ２はそれぞれ独立して炭素原子数２～４のアルキレン基を表し、Ｘ１は水素原子又はイオン性親水基を表し、ｍは０～１００の数を表し、ｎは０～１００の数を表す。ただし、ｎが０のとき、Ｘ１はイオン性親水基である。）
（式中、Ｒ２は炭素原子数８～３６の炭化水素基又は炭素原子数８～３６のアシル基を表し、Ａ３及びＡ４はそれぞれ独立して炭素原子数２～４のアルキレン基を表し、ｒは２～１０の数を表し、Ｘ２は水素原子又はイオン性親水基を表し、ｐは０～１００の数を表し、ｑは０～１００の数を表す。ただし、ｑが０のとき、Ｘ２はイオン性親水基である。）
【化1】
【化2】
【請求項2】
水系組成物中の水の含有量が５～８０質量％である、請求項１に記載の水系組成物。
【請求項3】
水系組成物中の、反応性乳化剤（ａ）の含有量と、反応性乳化剤（ｂ）の含有量との比が、質量比で５０：５０～９９：１である、請求項１又は２に記載の水系組成物。
【請求項4】
水系組成物中の、反応性乳化剤（ａ）の含有量と、反応性乳化剤（ｂ）の含有量との和が、０．０１～２０質量％である、請求項１～３のいずれか１項に記載の水系組成物。
【請求項5】
水系組成物中のアクリル系モノマーの含有量が１～５０質量％である、請求項１～４のいずれか１項に記載の水系組成物。
【請求項6】
請求項１～５のいずれか１項に記載の水系組成物中の反応性乳化剤（ａ）と、反応性乳化剤（ｂ）と、アクリル系モノマーと、を乳化重合して得られる、水系エマルション。
【請求項7】
請求項６に記載の水系エマルションを含有する、コーティング剤。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、紙等の基材に対して優れた防湿性を付与できる水系エマルションに関する。
【背景技術】
【0002】
紙、樹脂、金属等の各種基材の特性を改善するためのコーティング剤として、アクリルエマルション等の樹脂エマルションを含むコーティング剤が広く用いられている。このような樹脂エマルションは、樹脂の原料となる各種モノマーを乳化重合することにより製造することができるが、樹脂エマルションを製造する際に乳化剤として反応性乳化剤を用いることで、得られる樹脂エマルションの諸特性を向上させるための技術が各種提案されてきた。例えば、特許文献１には、乳化重合用乳化剤や樹脂改質剤として用いることができる、オレフィンやビニル化合物と共重合可能な反応性界面活性剤が記載されている。また、特許文献２には、乳化重合用乳化剤として用いることができる、乳化力及び重合安定性の良好な反応性界面活性剤が記載されている。
【0003】
また、近年では、包装紙、印刷紙等の紙基材において、コーティング剤を適用することで、環境負荷が少なく、かつ樹脂フィルム等を用いる場合と同等の諸特性を有する基材として用いることが試みられている。例えば、特許文献３には、優れた耐油性及び耐水性を効率よく紙に付与することができる紙コーティング剤が記載されている。また、特許文献４には、紙等に塗工することができる、耐水性、引張り弾性率及び破断点応力が優れ、かつ破断点ひずみの低下が抑制されたフィルムを作成できる水分散液が記載されている。
【0004】
しかしながら、このような紙コーティング剤を用いた場合においては、コーティング後の紙における水蒸気の透気度（透湿度）が高く、防湿性が十分ではないために、長期使用時に基材やコーティング剤の劣化が生じる恐れや、包装容器等に用いる場合は内容物の品質を保てない恐れがある等の課題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開平９－２９１０６３号公報
【特許文献2】特開２００８－２２２７３１号公報
【特許文献3】特開２０２２－０１７９６４号公報
【特許文献4】特開２０２１－１６１３６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
従って、本発明が解決しようとする課題は、紙等の基材に対して優れた防湿性を付与できる水系エマルションを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0007】
そこで本発明者等は鋭意検討し、特定の成分を含有する水系組成物から得られる水系エマルションが、上記課題を解決することを見出した。即ち、本発明は、下記の一般式（１）で表される反応性乳化剤（ａ）と、下記の一般式（２）で表される反応性乳化剤（ｂ）と、アクリル系モノマーと、水と、を含有する水系組成物である。
【0008】
【化1】
【0009】
（式中、Ｒ１は炭素原子数８～３６の炭化水素基又は炭素原子数８～３６のアシル基を表し、Ａ１及びＡ２はそれぞれ独立して炭素原子数２～４のアルキレン基を表し、Ｘ１は水素原子又はイオン性親水基を表し、ｍは０～１００の数を表し、ｎは０～１００の数を表す。ただし、ｎが０のとき、Ｘ１はイオン性親水基である。）
【0010】
【化2】
【0011】
（式中、Ｒ２は炭素原子数８～３６の炭化水素基又は炭素原子数８～３６のアシル基を表し、Ａ３及びＡ４はそれぞれ独立して炭素原子数２～４のアルキレン基を表し、ｒは２～１０の数を表し、Ｘ２は水素原子又はイオン性親水基を表し、ｐは０～１００の数を表し、ｑは０～１００の数を表す。ただし、ｑが０のとき、Ｘ２はイオン性親水基である。）
【0012】
また、本発明は、上記水系組成物中の反応性乳化剤（ａ）と反応性乳化剤（ｂ）とアクリル系モノマーとを乳化重合して得られる水系エマルションであり、該水系エマルションを含有するコーティング剤である。
【発明の効果】
【0013】
本発明によれば、紙等の基材に対して優れた防湿性を付与できる水系エマルションを提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【0014】
本発明の水系組成物に含まれる反応性乳化剤（ａ）は、下記の一般式（１）で表される反応性乳化剤である。
【0015】
【化3】
【0016】
一般式（１）において、Ｒ１は炭素原子数８～３６の炭化水素基又は炭素原子数８～３６のアシル基を表す。このうち、炭素原子数８～３６の炭化水素基としては、例えば、炭素原子数８～３６の直鎖又は分岐アルキル基、炭素原子数８～３６の直鎖又は分岐アルケニル基、炭素原子数８～３６のアリール基等が挙げられる。炭素原子数８～３６の直鎖又は分岐アルキル基としては、例えば、オクチル基、２－エチルヘキシル基、２級オクチル基、ノニル基、イソノニル基、２級ノニル基、デシル基、イソデシル基、２級デシル基、ウンデシル基、イソウンデシル基、２級ウンデシル基、ドデシル基、イソドデシル基、２級ドデシル基、トリデシル基、イソトリデシル基、２級トリデシル基、テトラデシル基、イソテトラデシル基、２級テトラデシル基、ヘキサデシル基、イソヘキサデシル基、２級ヘキサデシル基、オクタデシル基、イソオクタデシル基、２級オクタデシル基、エイコシル基、２級エイコシル基、イソエイコシル基、ヘンイコシル基、ドコシル基、テトラコシル基、ヘキサコシル基、オクタコシル基、トリアコンチル基、ドトリアコンチル基、ヘキサトリアコンチル基、２－ブチルオクチル基、２－ブチルデシル基、２－ヘキシルオクチル基、２－ヘキシルデシル基、２－オクチルデシル基、２－ヘキシルドデシル基、２－オクチルドデシル基等が挙げられる。炭素原子数８～３６の直鎖又は分岐アルケニル基としては、例えば、オクテニル基、ノネニル基、デセニル基、ウンデセニル基、ドデセニル基、テトラデセニル基、ヘキサデセニル基、ヘプタデセニル基、オクタデセニル基、イコセニル基、テトラコセニル基、ヘキサコセニル基、トリアコンテニル基、ドトリアコンテニル基等が挙げられる。炭素原子数８～３６のアリール基としては、例えば、キシリル基、メシチル基、エチルフェニル基、プロピルフェニル基、クメニル基、シンナミル基、ブチルフェニル基、ペンチルフェニル基、ヘキシルフェニル基、ヘプチルフェニル基、オクチルフェニル基、ノニルフェニル基、デシルフェニル基、ウンデシルフェニル基、ドデシルフェニル基、トリデシルフェニル基、テトラデシルフェニル基、ヘキサデシルフェニル基、オクタデシルフェニル基、イコシルフェニル基、テトラコシルフェニル基、ヘキサコシルフェニル基、オクタコシルフェニル基、スチリル基、スチレン化フェニル基、ベンズヒドリル基、トリチル基等が挙げられる。
【0017】
また、炭素原子数８～３６のアシル基としては、例えば、オクタノイル基、ノニルカルボニルオキシ基、デカノイルオキシ基、ウンデカノイルオキシ基、ドデカノイルオキシ基、トリデカノイルオキシ基、テトラデカノイルオキシ基、ネオオクタノイルオキシ基、イソノナノイルオキシ基、３，４，４－トリメチルヘキサノイルオキシ基、ネオノナノイルオキシ基、イソデカノイルオキシ基、２－プロピルヘプタノイルオキシ基、ネオデカノイルオキシ基、イソウンデカノイルオキシ基、イソドデカノイルオキシ基、２－ブチルオクタノイルオキシ基、イソトリデカノイルオキシ基、イソテトラデカノイルオキシ基、イソミリスチノイルオキシ基、２－ペンチルノナノイルオキシ基、イソペンタデカノイルオキシ基、イソヘキサデカノイルオキシ基、イソパルミチノイルオキシ基、２－ヘキシルデカノイルオキシ基、イソヘプタデカノイルオキシ基、イソオクタデカノイルオキシ基、イソステアリノイルオキシ基、２－ヘプチルウンデカノイルオキシ基、イソノナデカノイルオキシ基、イソエイコサノイルオキシ基、２－オクチルドデカノイルオキシ基、２－ノニルトリデカノイルオキシ基、２－デシルテトラデカノイルオキシ基、２－ウンデシルペンタデカノイルオキシ基、２－ドデシルヘキサデカノイルオキシ基、２－トリデシルヘプタデカノイルオキシ基、２－テトラデシルオクタデカノイルオキシ基、２－ペンタデシルノナデカノイルオキシ基、２－ヘキサデシルエイコサノイルオキシ基、イソオレイノイルオキシ基等が挙げられる。
【0018】
本発明においては、これらの中でも、得られる水系エマルションにより、基材に対してより優れた防湿性を付与できる観点から、Ｒ１は、炭素原子数８～３６の直鎖又は分岐アルキル基若しくは炭素原子数８～３６のアリール基であることが好ましく、炭素原子数８～２４の分岐アルキル基又は炭素原子数３～１８の置換アルキル基を有する炭素原子数１４～３０のアリール基であることがより好ましく、炭素原子数１０～１６の分岐アルキル基又は炭素原子数６～１０の置換アルキル基を有するアルキルフェニル基であることが更により好ましい。また、本発明においては、反応性乳化剤（ａ）として、一般式（１）においてＲ１が異なる複数の反応性乳化剤の混合物を用いることもできる。
【0019】
一般式（１）において、Ａ１及びＡ２はそれぞれ独立して炭素原子数２～４のアルキレン基を表す。このような基としては、例えば、エチレン基、プロピレン基、イソプロピレン基、ブチレン基、イソブチレン基、２級ブチレン基等が挙げられ、分子内に２種以上のアルキレン基を有していてもよい。一般式（１）において、Ａ１又はＡ２が２種以上のアルキレン基を有する場合、これらのアルキレン基は、ランダム状であってもブロック状であってもよい。本発明においては、これらの中でも、得られる水系エマルションにより、基材に対してより優れた防湿性を付与できる観点から、Ａ１、Ａ２としてはそれぞれ、エチレン基又はプロピレン基を有することが好ましく、エチレン基を有することがより好ましく、エチレン基からなることが更により好ましい。
【0020】
一般式（１）において、ｍは０～１００の数を表す。本発明においては、得られる水系エマルションにより、基材に対してより優れた防湿性を付与できる観点から、ｍは０～２０の数であることが好ましく、０～１０の数であることがより好ましく、０であることが更により好ましい。
【0021】
一般式（１）において、ｎは０～１００の数を表す。本発明においては、得られる水系エマルションにより、基材に対してより優れた防湿性を付与できる観点から、ｎは０～５０の数であることが好ましく、５～４０の数であることがより好ましく、１０～３０の数であることが更により好ましい。
【0022】
一般式（１）において、Ｘ１は水素原子又はイオン性親水基を表す。但し、ｎが０のとき、Ｘ１はイオン性親水基を表す。本発明において、イオン性親水基としては、例えば、－ＳＯ３Ｍ１、－Ｒ３－ＳＯ３Ｍ１、－Ｒ４－ＣＯＯＭ１、－ＰＯ３Ｍ１
２、－ＰＯ３Ｍ１Ｈ、－ＣＯ－Ｒ５－ＣＯＯＭ１（式中、Ｍ１は水素原子、アルカリ金属原子、アルカリ土類金属原子〔但し、アルカリ土類金属原子は通常２価であるため１／２モルがＭ１に相当〕、又は４級アンモニウムカチオンを表し、Ｒ３及びＲ４は炭素原子数１～６のアルキレン基を表し、Ｒ５は炭素原子数１～１２の炭化水素基を表す。）、－Ｒ６－ＮＲ７Ｒ８Ｒ９・Ｙ１、－Ｚ１－ＮＲ７Ｒ８Ｒ９・Ｙ１（式中、Ｙ１はハロゲン原子又は硫酸メチル（ＣＨ３ＳＯ４）基を表し、Ｒ６は炭素原子数１～６のアルキレン基を表し、Ｒ７、Ｒ８及びＲ９は、それぞれ独立して炭素原子数１～４のアルキル基、炭素原子数２～４のアルカノール基又はベンジル基を表し、Ｚ１は－ＣＨ２ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ２－又は－ＣＨ（ＣＨ２ＯＨ）ＣＨ２－で表される基を表す）で表される基等が挙げられる。
【0023】
前記イオン性親水基を表す式中の、Ｍ１で表されるアルカリ金属原子としては、例えば、リチウム原子、ナトリウム原子、カリウム原子等が挙げられ、アルカリ土類金属原子としては、例えば、マグネシウム原子、カルシウム原子等が挙げられる。
【0024】
前記イオン性親水基を表す式中の、４級アンモニウムカチオンとしては、例えば、アンモニア、アルキルアミン、アルカノールアミン由来の４級アンモニウムカチオン等が挙げられる。
【0025】
前記イオン性親水基を表す式中の、Ｒ３、Ｒ４で表される炭素原子数１～６のアルキレン基としては、例えば、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ペンテン基、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基等が挙げられる。
【0026】
前記イオン性親水基を表す式中の、Ｒ５で表される炭素原子数１～１２の炭化水素基としては、例えば、炭素原子数１～１２のアルキル基、炭素原子数２～１２のアルケニル基、等が挙げられ、二塩基酸から２個のカルボキシル基を除いた残基であることが好ましい。前記二塩基酸としては、例えば、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ウンデカン二酸、ドデカン二酸等の飽和脂肪族ジカルボン酸、シクロペンタンジカルボン酸、ヘキサヒドロフタル酸、メチルヘキサヒドロフタル酸等の飽和脂環族ジカルボン酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、トリレンジカルボン酸、キシリレンジカルボン酸等の芳香族ジカルボン酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、シトラコン酸、メサコン酸等の不飽和脂肪族ジカルボン酸、テトラヒドロフタル酸、メチルテトラヒドロフタル酸、ナジック酸（エンドメチレンテトラヒドロフタル酸）、メチルナジック酸、メチルブテニルテトラヒドロフタル酸、メチルペンテニルテトラヒドロフタル酸等の不飽和脂環族ジカルボン酸等が挙げられる。
【0027】
前記イオン性親水基を表す式中の、Ｙ１で表されるハロゲン原子としては、例えば、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられる。
【0028】
前記イオン性親水基を表す式中の、Ｒ６で表される炭素原子数１～６のアルキレン基としては、例えば、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ペンテン基、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基等が挙げられる。
【0029】
前記イオン性親水基を表す式中の、Ｒ７、Ｒ８、又はＲ９で表される、炭素原子数１～４のアルキル基、炭素原子数２～４のアルカノール基又はベンジル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、２級ブチル基、ｔ－ブチル基等の炭素原子数１～４のアルキル基、２－ヒドロキシエチル基、２－ヒドロキシプロピル基、２－ヒドロキシブチル基等の炭素原子数２～４のアルカノール基、及びベンジル基等が挙げられる。
【0030】
本発明においては、得られる水系エマルションにより、基材に対してより優れた防湿性を付与できる観点から、一般式（１）におけるＸ１は、前述したアニオン性親水基の中でも、－ＳＯ３Ｍ１、－ＰＯ３Ｍ１
２又は－ＰＯ３Ｍ１Ｈで表される基であることが好ましく、－ＳＯ３Ｍ１であることがより好ましい。このとき、Ｍ１はアルカリ金属又は４級アンモニウムカチオンであることが好ましく、４級アンモニウムカチオンであることがより好ましい。
【0031】
一般式（１）で表される反応性乳化剤（ａ）の製造方法は特に限定されず、公知の方法により製造することができる。このうち、一般式（１）においてＸ１が水素原子である反応性乳化剤を製造する方法としては、例えば、ジアリルグリセリン等の不飽和アルキル基を有するグリシジルエーテルと、炭素原子数８～３６の炭化水素基又は炭素原子数８～３６のアシル基を有するアルコール又はアルコールアルコキシレートとの反応物（用いるグリシジルエーテルとアルコール又はアルコールエトキシレートのモル比＝１：１）に、公知の方法でエチレンオキシド、プロピレンオキシド等を付加することにより製造することができる。このとき、グリシジルエーテルとアルコール又はアルコールアルコキシレートとの反応には、必要に応じて触媒を使用することができ、例えば、第３級アミン、第４級アンモニウム塩、三フッ化ホウ素又はそのエーテル錯塩、塩化アルミニウム、酸化バリウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等の触媒を用いることができる。
【0032】
また、一般式（１）においてＸ１が前述した－ＳＯ３Ｍ１、－Ｒ３－ＳＯ３Ｍ１、－Ｒ４－ＣＯＯＭ１、－ＰＯ３Ｍ１
２、又は－ＣＯ－Ｒ５－ＣＯＯＭ１である化合物の製造方法としては、例えば、上述した方法等によって得られる一般式（１）においてＸ１が水素原子である化合物を、イオン性親水化剤と反応させることにより製造することができる。このとき、一般式（１）においてＸ１が水素原子である化合物と、イオン性親水化剤との反応方法は特に限定されないが、例えば、室温～１５０℃の温度環境下、０．００１ＭＰａ～５．０ＭＰａの圧力環境下で、１～１０時間反応させる方法等を用いることができ、必要に応じて、尿素等の触媒を用いることができる。
【0033】
一般式（１）のＸ１が前述した－ＳＯ３Ｍ１で表されるアニオン性親水基である化合物を製造する場合、イオン性親水化剤としては、例えば、スルファミン酸、硫酸、無水硫酸、発煙硫酸、クロロスルホン酸等を用いることができる。
【0034】
一般式（１）のＸ１が前述した－Ｒ３－ＳＯ３Ｍ１で表されるアニオン性親水基である化合物を製造する場合、イオン性親水化剤としては、例えば、プロパンサルトン、ブタンサルトン等を用いることができる。
【0035】
一般式（１）のＸ１が前述した－Ｒ４－ＣＯＯＭ１で表されるアニオン性親水基である化合物を製造する場合、イオン性親水化剤としては、例えば、クロロ酢酸、クロロプロピオン酸又はこれらの塩等を用いることができる。
【0036】
一般式（１）のＸ１が前述した－ＰＯ３Ｍ１
２又は－ＰＯ３Ｍ１Ｈで表されるアニオン性親水基である化合物を製造する場合、イオン性親水化剤としては、例えば、五酸化二リン、ポリリン酸、オルトリン酸、オキシ塩化リン等を用いることができる。なお、リン酸化反応により一般式（１）の化合物を製造する場合には、Ｘ１が－ＰＯ３Ｍ１Ｈで表されるモノエステル型の化合物と、一般式（１）からＸ１を除いた残基が２つ－ＰＯ２Ｍ１に結合したジエステル型の化合物が混合物として得られるが、これらは分離しても、混合物としてもよい。
【0037】
一般式（１）のＸ１が前述した－ＣＯ－Ｒ５－ＣＯＯＭ１で表されるアニオン性親水基である化合物を製造する場合、イオン性親水化剤としては、例えば、マレイン酸、フタル酸又はこれらの塩等を用いることができる。
【0038】
また、一般式（１）において、Ｘ１が前述した－ＳＯ３Ｍ１、－Ｒ３－ＳＯ３Ｍ１、－Ｒ４－ＣＯＯＭ１、－ＰＯ３Ｍ１
２、－ＰＯ３Ｍ１Ｈ、又は－ＣＯ－Ｒ５－ＣＯＯＭ１であり、Ｍが水素原子である化合物は、上述した方法により一般式（１）で表される化合物を製造した後、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ、アンモニア、アルキルアミン又はモノエタノールアミン、ジエタノールアミン等のアルカノールアミン等により中和した状態としてもよい。
【0039】
一般式（１）のＸ１が前述した－Ｒ６－ＮＲ７Ｒ８Ｒ９・Ｙ１で表されるカチオン性親水基である化合物を製造する場合、まず、前述した方法等によって得られる一般式（１）においてＸ１が水素原子である化合物を、塩化チオニル、臭化チオニル、ホスゲン等のハロゲン化剤によりハロゲン化し、その後、３級アミン化合物を反応させることにより製造することができる。また、３級アミン化合物の代わりに２級アミン化合物を反応させた後に、ハロゲン化アルキル、硫酸ジメチル等を反応させることによっても製造することができる。ハロゲン化剤と反応させる際の反応条件は特に限定されないが、例えば、室温～１５０℃の温度環境下、０．００１ＭＰａ～５．０ＭＰａの圧力環境下で、１～１０時間反応させる方法等を用いることができる。また、アミン化合物を反応させる際の反応条件も特に限定されないが、例えば、室温～１５０℃の温度環境下、０．００１ＭＰａ～５．０ＭＰａの圧力環境下で、１～１０時間反応させる方法等を用いることができる。また、これらの反応においては、必要に応じて水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリを触媒として使用してもよい。
【0040】
一般式（１）のＸ１が前述した－Ｚ１－ＮＲ７Ｒ８Ｒ９・Ｙ１で表されるカチオン性親水基である化合物を製造する場合、まず、前述した方法等によって得られる一般式（１）においてＸ１が水素原子である化合物を、エピクロロヒドリン、エピブロモヒドリン等のエピハロヒドリンと反応させ、その後、更に３級アミン化合物を反応させることにより導入することができる。また、３級アミン化合物の代わりに２級アミン化合物を反応させた後に、ハロゲン化アルキル、硫酸ジメチル等を反応させることによっても製造することができる。エピハロヒドリンと反応させる際の反応条件は特に限定されないが、例えば、室温～１５０℃の温度環境下、０．００１ＭＰａ～５．０ＭＰａの圧力環境下で、１～１０時間反応させる方法等を用いることができ、必要に応じて、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ触媒、又は硫酸、リン酸、塩化鉄、フッ化ホウ素、塩化スズ等の酸触媒等の触媒を使用してもよい。また、アミン化合物を反応させる際の反応条件も特に限定されないが、例えば、室温～１５０℃の温度環境下、０．００１ＭＰａ～５．０ＭＰａの圧力環境下で、１分～１０時間反応させる方法等を用いることができ、必要に応じて、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリを触媒として使用してもよい。
【0041】
本発明の水系組成物に含まれる反応性乳化剤（ｂ）は、下記の一般式（２）で表される反応性乳化剤である。
【0042】
【化4】
【0043】
一般式（２）において、Ｒ２は炭素原子数８～３６の炭化水素基又は炭素原子数８～３６のアシル基を表す。このうち、炭素原子数８～３６の炭化水素基としては、例えば、炭素原子数８～３６の直鎖又は分岐アルキル基、炭素原子数８～３６の直鎖又は分岐アルケニル基、炭素原子数８～３６のアリール基等が挙げられる。炭素原子数８～３６の直鎖又は分岐アルキル基としては、例えば、オクチル基、２－エチルヘキシル基、２級オクチル基、ノニル基、イソノニル基、２級ノニル基、デシル基、イソデシル基、２級デシル基、ウンデシル基、イソウンデシル基、２級ウンデシル基、ドデシル基、イソドデシル基、２級ドデシル基、トリデシル基、イソトリデシル基、２級トリデシル基、テトラデシル基、イソテトラデシル基、２級テトラデシル基、ヘキサデシル基、イソヘキサデシル基、２級ヘキサデシル基、オクタデシル基、イソオクタデシル基、２級オクタデシル基、エイコシル基、２級エイコシル基、イソエイコシル基、ヘンイコシル基、ドコシル基、テトラコシル基、ヘキサコシル基、オクタコシル基、トリアコンチル基、ドトリアコンチル基、ヘキサトリアコンチル基、２－ブチルオクチル基、２－ブチルデシル基、２－ヘキシルオクチル基、２－ヘキシルデシル基、２－オクチルデシル基、２－ヘキシルドデシル基、２－オクチルドデシル基等が挙げられる。炭素原子数８～３６の直鎖又は分岐アルケニル基としては、例えば、オクテニル基、ノネニル基、デセニル基、ウンデセニル基、ドデセニル基、テトラデセニル基、ヘキサデセニル基、ヘプタデセニル基、オクタデセニル基、イコセニル基、テトラコセニル基、ヘキサコセニル基、トリアコンテニル基、ドトリアコンテニル基等が挙げられる。炭素原子数８～３６のアリール基としては、例えば、キシリル基、メシチル基、エチルフェニル基、プロピルフェニル基、クメニル基、シンナミル基、ブチルフェニル基、ペンチルフェニル基、ヘキシルフェニル基、ヘプチルフェニル基、オクチルフェニル基、ノニルフェニル基、デシルフェニル基、ウンデシルフェニル基、ドデシルフェニル基、トリデシルフェニル基、テトラデシルフェニル基、ヘキサデシルフェニル基、オクタデシルフェニル基、イコシルフェニル基、テトラコシルフェニル基、ヘキサコシルフェニル基、オクタコシルフェニル基、スチリル基、スチレン化フェニル基、ベンズヒドリル基、トリチル基等が挙げられる。
【0044】
また、炭素原子数８～３６のアシル基としては、例えば、オクタノイル基、ノニルカルボニルオキシ基、デカノイルオキシ基、ウンデカノイルオキシ基、ドデカノイルオキシ基、トリデカノイルオキシ基、テトラデカノイルオキシ基、ネオオクタノイルオキシ基、イソノナノイルオキシ基、３，４，４－トリメチルヘキサノイルオキシ基、ネオノナノイルオキシ基、イソデカノイルオキシ基、２－プロピルヘプタノイルオキシ基、ネオデカノイルオキシ基、イソウンデカノイルオキシ基、イソドデカノイルオキシ基、２－ブチルオクタノイルオキシ基、イソトリデカノイルオキシ基、イソテトラデカノイルオキシ基、イソミリスチノイルオキシ基、２－ペンチルノナノイルオキシ基、イソペンタデカノイルオキシ基、イソヘキサデカノイルオキシ基、イソパルミチノイルオキシ基、２－ヘキシルデカノイルオキシ基、イソヘプタデカノイルオキシ基、イソオクタデカノイルオキシ基、イソステアリノイルオキシ基、２－ヘプチルウンデカノイルオキシ基、イソノナデカノイルオキシ基、イソエイコサノイルオキシ基、２－オクチルドデカノイルオキシ基、２－ノニルトリデカノイルオキシ基、２－デシルテトラデカノイルオキシ基、２－ウンデシルペンタデカノイルオキシ基、２－ドデシルヘキサデカノイルオキシ基、２－トリデシルヘプタデカノイルオキシ基、２－テトラデシルオクタデカノイルオキシ基、２－ペンタデシルノナデカノイルオキシ基、２－ヘキサデシルエイコサノイルオキシ基、イソオレイノイルオキシ基等が挙げられる。
【0045】
本発明においては、これらの中でも、得られる水系エマルションにより、基材に対してより優れた防湿性を付与できる観点から、Ｒ２は、炭素原子数８～３６の直鎖又は分岐アルキル基若しくは炭素原子数８～３６のアリール基であることが好ましく、炭素原子数８～２４の分岐アルキル基又は炭素原子数３～１８の置換アルキル基を有する炭素原子数１４～３０のアリール基であることがより好ましく、炭素原子数１０～１６の分岐アルキル基又は炭素原子数６～１０の置換アルキル基を有するアルキルフェニル基であることが更により好ましい。また、本発明においては、反応性乳化剤（ｂ）として、一般式（２）においてＲ２が異なる複数の反応性乳化剤の混合物を用いることもできる。
【0046】
一般式（２）において、Ａ３及びＡ４はそれぞれ独立して炭素原子数２～４のアルキレン基を表す。このような基としては、例えば、エチレン基、プロピレン基、イソプロピレン基、ブチレン基、イソブチレン基、２級ブチレン基等が挙げられ、分子内に２種以上のアルキレン基を有していてもよい。一般式（２）において、Ａ３又はＡ４が２種以上のアルキレン基を有する場合、これらのアルキレン基は、ランダム状であってもブロック状であってもよい。本発明においては、これらの中でも、得られる水系エマルションにより、基材に対してより優れた防湿性を付与できる観点から、Ａ３、Ａ４としては、それぞれエチレン基又はプロピレン基を有することが好ましく、エチレン基を有することがより好ましく、エチレン基からなることが更により好ましい。
【0047】
一般式（２）において、ｐは０～１００の数を表す。本発明においては、得られる水系エマルションにより、基材に対してより優れた防湿性を付与できる観点から、ｐは０～２０の数であることが好ましく、０～１０の数であることがより好ましく、０であることが更により好ましい。
【0048】
一般式（２）において、ｑは０～１００の数を表す。本発明においては、得られる水系エマルションにより、基材に対してより優れた防湿性を付与できる観点から、ｑは０～５０の数であることが好ましく、５～４０の数であることがより好ましく、１０～３０の数であることが更により好ましい。
【0049】
一般式（２）において、Ｘ２は水素原子又はイオン性親水基を表す。但し、ｑが０のとき、Ｘ２はイオン性親水基を表す。イオン性親水基としては、例えば、－ＳＯ３Ｍ２、－Ｒ１０－ＳＯ３Ｍ２、－Ｒ１１－ＣＯＯＭ２、－ＰＯ３Ｍ２
２、－ＰＯ３Ｍ２Ｈ、－ＣＯ－Ｒ１２－ＣＯＯＭ２（式中、Ｍ２は水素原子、アルカリ金属原子、アルカリ土類金属原子〔但し、アルカリ土類金属原子は通常２価であるため１／２モルがＭ２に相当〕、又は４級アンモニウムカチオンを表し、Ｒ１０及びＲ１１は炭素原子数１～６のアルキレン基を表し、Ｒ１２は炭素原子数１～１２の炭化水素基を表す。）、－Ｒ１３－ＮＲ１４Ｒ１５Ｒ１６・Ｙ２、－Ｚ２－ＮＲ１４Ｒ１５Ｒ１６・Ｙ２（式中、Ｙ２はハロゲン原子又は硫酸メチル（ＣＨ３ＳＯ４）基を表し、Ｒ１３は炭素原子数１～６のアルキレン基を表し、Ｒ１４、Ｒ１５及びＲ１６は、それぞれ独立して炭素原子数１～４のアルキル基、炭素原子数２～４のアルカノール基又はベンジル基を表し、Ｚ２は－ＣＨ２ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ２－又は－ＣＨ（ＣＨ２ＯＨ）ＣＨ２－で表される基を表す）で表される基等が挙げられる。
【0050】
前記イオン性親水基を表す式中の、Ｍ２で表されるアルカリ金属原子としては、例えば、リチウム原子、ナトリウム原子、カリウム原子等が挙げられ、アルカリ土類金属原子としては、例えば、マグネシウム原子、カルシウム原子等が挙げられる。
【0051】
前記イオン性親水基を表す式中の、４級アンモニウムカチオンとしては、例えば、アンモニア、アルキルアミン、アルカノールアミン由来の４級アンモニウムカチオン等が挙げられる。
【0052】
前記イオン性親水基を表す式中の、Ｒ１０、Ｒ１１で表される炭素原子数１～６のアルキレン基としては、例えば、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ペンテン基、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基等が挙げられる。
【0053】
前記イオン性親水基を表す式中の、Ｒ１２で表される炭素原子数１～１２の炭化水素基としては、例えば、炭素原子数１～１２のアルキル基、炭素原子数２～１２のアルケニル基、等が挙げられ、二塩基酸から２個のカルボキシル基を除いた残基であることが好ましい。前記二塩基酸としては、例えば、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ウンデカン二酸、ドデカン二酸等の飽和脂肪族ジカルボン酸、シクロペンタンジカルボン酸、ヘキサヒドロフタル酸、メチルヘキサヒドロフタル酸等の飽和脂環族ジカルボン酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、トリレンジカルボン酸、キシリレンジカルボン酸等の芳香族ジカルボン酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、シトラコン酸、メサコン酸等の不飽和脂肪族ジカルボン酸、テトラヒドロフタル酸、メチルテトラヒドロフタル酸、ナジック酸、メチルナジック酸、メチルブテニルテトラヒドロフタル酸、メチルペンテニルテトラヒドロフタル酸等の不飽和脂環族ジカルボン酸等が挙げられる。
【0054】
前記イオン性親水基を表す式中の、Ｙ２で表されるハロゲン原子としては、例えば、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられる。
【0055】
前記イオン性親水基を表す式中の、Ｒ１３で表される炭素原子数１～６のアルキレン基としては、例えば、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ペンテン基、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基等が挙げられる。
【0056】
前記イオン性親水基を表す式中の、Ｒ１４、Ｒ１５、又はＲ１６で表される、炭素原子数１～４のアルキル基、炭素原子数２～４のアルカノール基又はベンジル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、２級ブチル基、ｔ－ブチル基等の炭素原子数１～４のアルキル基、２－ヒドロキシエチル基、２－ヒドロキシプロピル基、２－ヒドロキシブチル基等の炭素原子数２～４のアルカノール基、及びベンジル基等が挙げられる。
【0057】
一般式（２）において、ｒは２～１０の数を表す。本発明においては、得られる水系エマルションにより、基材に対してより優れた防湿性を付与できる観点から、ｒは２～８の数であることが好ましく、２～６の数であることがより好ましい。本発明においては、反応性乳化剤（ｂ）として、一般式（２）においてｒが特定の値である１種の反応性乳化剤のみからなっていても、ｒの値が異なる２種以上の反応性乳化剤の混合物であってもよい。本発明においては、得られる水系エマルションにより、基材に対してより優れた防湿性を付与できる観点から、反応性乳化剤（ｂ）が、一般式（２）においてｒが２である反応性乳化剤、一般式（２）においてｒが３である反応性乳化剤、及び一般式（２）においてｒが４である反応性乳化剤からなる群から選ばれる１種以上を含むことが好ましく、一般式（２）においてｒが２である反応性乳化剤及び一般式（２）においてｒが３である反応性乳化剤を含むことがより好ましく、一般式（２）においてｒが２である反応性乳化剤、一般式（２）においてｒが３である反応性乳化剤、及び一般式（２）においてｒが４である反応性乳化剤を含むことが更により好ましい。反応性乳化剤（ｂ）として、一般式（２）においてｒが２である反応性乳化剤及び一般式（２）においてｒが３である反応性乳化剤を含む場合のこれらの質量比は特に限定されないが、得られる水系エマルションにより、基材に対してより優れた防湿性を付与できる観点から、反応性乳化剤（ｂ）における一般式（２）においてｒが２である反応性乳化剤と、一般式（２）においてｒが３である反応性乳化剤との含有量の比が、質量比で、１：１～５０：１であることが好ましく、１．５：１～２０：１であることがより好ましく、２：１～１０：１であることが更により好ましく、３：１～６：１であることが特に好ましい。また、反応性乳化剤（ｂ）として、一般式（２）においてｒが４である反応性乳化剤を含む場合の一般式（２）においてｒが４である反応性乳化剤の含有量は特に限定されないが、得られる水系エマルションにより、基材に対してより優れた防湿性を付与できる観点から、一般式（２）においてｒが４である反応性乳化剤の含有量は、反応性乳化剤（ｂ）全量に対して０．１～４０質量％であることが好ましく、０．５～２０質量％であることがより好ましく、１．０～１０質量％であることが更により好ましい。
【0058】
本発明において、反応性乳化剤（ｂ）として、一般式（２）においてｒの値が異なる２種以上の反応性乳化剤の混合物である場合、反応性乳化剤（ｂ）中の一般式（２）で表される反応性乳化剤のｒの平均値は特に限定されないが、得られる水系エマルションにより、基材に対してより優れた防湿性を付与できる観点から、ｒの平均値は２．０５～４．０であることが好ましく、２．０８～３．０であることがより好ましく、２．１～２．５であることが更により好ましい。
【0059】
本発明においては、本発明の効果の観点から、一般式（２）におけるＸ２は、前述したアニオン性親水基の中でも、－ＳＯ３Ｍ２、－ＰＯ３Ｍ２
２又は－ＰＯ３Ｍ２Ｈで表される基であることが好ましく、－ＳＯ３Ｍ２であることがより好ましい。このとき、Ｍ２はアルカリ金属又は４級アンモニウムカチオンであることが好ましく、４級アンモニウムカチオンであることがより好ましい。
【0060】
一般式（２）で表される反応性乳化剤（ｂ）の製造方法は特に限定されず、公知の方法により製造することができる。このうち、一般式（２）においてＸ２が水素原子である反応性乳化剤を製造する方法としては、例えば、ジアリルグリセリン等の不飽和アルキル基を有するグリシジルエーテルと、炭素原子数８～３６の炭化水素基又は炭素原子数８～３６のアシル基を有するアルコール又はアルコールアルコキシレートとを、用いるアルコール又はアルコールアルコキシレートの量に対してグリシジルエーテルの量が当量比で過剰になる量（例えば、アルコール又はアルコールアルコキシレートとグリシジルエーテルの当量比が１：２～１：１０となる量）で反応させた反応物に、公知の方法でエチレンオキシド、プロピレンオキシド等を付加することにより製造することができる。このとき、グリシジルエーテルとアルコール又はアルコールアルコキシレートとの反応には、必要に応じて触媒を使用することができ、例えば、第３級アミン、第４級アンモニウム塩、三フッ化ホウ素又はそのエーテル錯塩、塩化アルミニウム、酸化バリウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等の触媒を用いることができる。
【0061】
また、一般式（２）においてＸ２が前述した－ＳＯ３Ｍ２、－Ｒ１０－ＳＯ３Ｍ２、－Ｒ１１－ＣＯＯＭ２、－ＰＯ３Ｍ２
２、又は－ＣＯ－Ｒ１２－ＣＯＯＭ２である化合物の製造方法としては、例えば、前述した方法等によって得られる一般式（２）においてＸ２が水素原子である化合物を、イオン性親水化剤と反応させることにより製造することができる。このとき、一般式（２）においてＸ２が水素原子である化合物と、イオン性親水化剤との反応方法は特に限定されないが、例えば、室温～１５０℃の温度環境下、０．００１ＭＰａ～５．０ＭＰａの圧力環境下で、１～１０時間反応させる方法等を用いることができ、必要に応じて、尿素等の触媒を用いることができる。
【0062】
一般式（２）のＸ２が前述した－ＳＯ３Ｍ２で表されるアニオン性親水基である化合物を製造する場合、イオン性親水化剤としては、例えば、スルファミン酸、硫酸、無水硫酸、発煙硫酸、クロロスルホン酸等を用いることができる。
【0063】
一般式（２）のＸ２が前述した－Ｒ１０－ＳＯ３Ｍ２で表されるアニオン性親水基である化合物を製造する場合、イオン性親水化剤としては、例えば、プロパンサルトン、ブタンサルトン等を用いることができる。
【0064】
一般式（２）のＸ２が前述した－Ｒ１１－ＣＯＯＭ２で表されるアニオン性親水基である化合物を製造する場合、イオン性親水化剤としては、例えば、クロロ酢酸、クロロプロピオン酸又はこれらの塩等を用いることができる。
【0065】
一般式（２）のＸ２が前述した－ＰＯ３Ｍ２
２又は－ＰＯ３Ｍ２Ｈで表されるアニオン性親水基である化合物を製造する場合、イオン性親水化剤としては、例えば、五酸化二リン、ポリリン酸、オルトリン酸、オキシ塩化リン等を用いることができる。なお、リン酸化反応により一般式（２）の化合物を製造する場合には、Ｘ２が－ＰＯ３Ｍ２Ｈで表されるモノエステル型の化合物と、一般式（２）からＸ２を除いた残基が２つ－ＰＯ２Ｍ２に結合したジエステル型の化合物が混合物として得られるが、これらは分離しても、混合物としてもよい。
【0066】
一般式（２）のＸ２が前述した－ＣＯ－Ｒ１２－ＣＯＯＭ２で表されるアニオン性親水基である化合物を製造する場合、イオン性親水化剤としては、例えば、マレイン酸、フタル酸又はこれらの塩等を用いることができる。
【0067】
また、一般式（２）において、Ｘ２が前述した－ＳＯ３Ｍ２、－Ｒ１０－ＳＯ３Ｍ２、－Ｒ１１－ＣＯＯＭ２、－ＰＯ３Ｍ２
２、－ＰＯ３Ｍ２Ｈ、又は－ＣＯ－Ｒ１２－ＣＯＯＭ２であり、Ｍ２が水素原子である化合物は、上述した方法により一般式（２）で表される化合物を製造した後、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ、アンモニア、アルキルアミン又はモノエタノールアミン、ジエタノールアミン等のアルカノールアミン等により中和した状態としてもよい。
【0068】
一般式（２）のＸ２が前述した－Ｒ１３－ＮＲ１４Ｒ１５Ｒ１６・Ｙ２で表されるカチオン性親水基である化合物を製造する場合、まず、前述した方法等によって得られる一般式（２）においてＸ２が水素原子である化合物を、塩化チオニル、臭化チオニル、ホスゲン等のハロゲン化剤によりハロゲン化し、その後、３級アミン化合物を反応させることにより製造することができる。また、３級アミン化合物の代わりに２級アミン化合物を反応させた後に、ハロゲン化アルキル、硫酸ジメチル等を反応させることによっても製造することができる。ハロゲン化剤と反応させる際の反応条件は特に限定されないが、例えば、室温～１５０℃の温度環境下、０．００１ＭＰａ～５．０ＭＰａの圧力環境下で、１～１０時間反応させる方法等を用いることができる。また、アミン化合物を反応させる際の反応条件も特に限定されないが、例えば、室温～１５０℃の温度環境下、０．００１ＭＰａ～５．０ＭＰａの圧力環境下で、１～１０時間反応させる方法等を用いることができる。また、これらの反応においては、必要に応じて水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリを触媒として使用してもよい。
【0069】
一般式（２）のＸ２が前述した－Ｚ２－ＮＲ１４Ｒ１５Ｒ１６・Ｙ２で表されるカチオン性親水基である化合物を製造する場合、まず、前述した方法等によって得られる一般式（２）においてＸ２が水素原子である化合物を、エピクロロヒドリン、エピブロモヒドリン等のエピハロヒドリンと反応させ、その後、更に３級アミン化合物を反応させることにより導入することができる。また、３級アミン化合物の代わりに２級アミン化合物を反応させた後に、ハロゲン化アルキル、硫酸ジメチル等を反応させることによっても製造することができる。エピハロヒドリンと反応させる際の反応条件は特に限定されないが、例えば、室温～１５０℃の温度環境下、０．００１ＭＰａ～５．０ＭＰａの圧力環境下で、１～１０時間反応させる方法等を用いることができ、必要に応じて、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ触媒、又は硫酸、リン酸、塩化鉄、フッ化ホウ素、塩化スズ等の酸触媒等の触媒を使用してもよい。また、アミン化合物を反応させる際の反応条件も特に限定されないが、例えば、室温～１５０℃の温度環境下、０．００１ＭＰａ～５．０ＭＰａの圧力環境下で、１～１０時間反応させる方法等を用いることができ、必要に応じて、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリを触媒として使用してもよい。
【0070】
本発明の水系組成物における、一般式（１）で表される反応性乳化剤（ａ）と、一般式（２）で表される反応性乳化剤（ｂ）との含有量は、それぞれ限定されず、目的に応じて調整することができるが、基材に対してより優れた防湿性を付与できる観点から、水系組成物中の、反応性乳化剤（ａ）の含有量と反応性乳化剤（ｂ）の含有量との比が、質量比で５０：５０～９９：１であることが好ましく、５５：４５～９０：１０であることがより好ましく、６０：４０～８０：２０であることが更により好ましい。
【0071】
本発明の水系組成物における、反応性乳化剤（ａ）の含有量と反応性乳化剤（ｂ）の含有量との和は特に限定されないが、基材に対してより優れた防湿性を付与できる観点から、水系組成物中の、反応性乳化剤（ａ）の含有量と反応性乳化剤（ｂ）の含有量との和が０．０１～２０質量％であることが好ましく、０．１～１０質量％であることがより好ましく、０．２～５質量％であることが更により好ましい。
【0072】
本発明の水系組成物に含まれるアクリル系モノマーは、分子内にアクリレート基又はメタクリレート基を有する化合物であれば特に限定せず用いることができ、例えば、炭素原子数１～２４のアルキル基を有するアルキルアクリレート、炭素原子数１～２４のアルキル基を有するアルキルメタクリレート、炭素原子数２～２４の不飽和脂肪族炭化水素基を有するアルキルアクリレート、炭素原子数２～２４の不飽和脂肪族炭化水素基を有するアルキルメタクリレート、炭素原子数３～２４の脂環式炭化水素基を有するアルキルアクリレート、炭素原子数３～２４の脂環式炭化水素基を有するアルキルメタクリレート、炭素原子数６～２４の芳香族炭化水素基を有するアルキルアクリレート、炭素原子数６～２４の芳香族炭化水素基を有するアルキルメタクリレート、炭素原子数１～２４のアルキル基を有するヒドロキシアルキルアクリレート、炭素原子数１～２４のアルキル基を有するヒドロキシアルキルメタクリレート、炭素原子数が４～３６であるジアクリレート、炭素原子数が４～３６であるジメタクリレート、炭素原子数が６～４８であるトリアクリレート、炭素原子数が６～４８であるトリメタクリレート、炭素原子数が６～４８であるテトラアクリレート、炭素原子数が６～４８であるテトラメタクリレート、炭素原子数が６～４８であるペンタアクリレート、炭素原子数が２～４８であるペンタメタクリレート、炭素原子数が６～４８であるヘキサアクリレート、炭素原子数が６～４８であるヘキサメタクリレート、炭素原子数が４～２４であるアクリルアミド、炭素原子数が４～２４であるメタクリルアミド、炭素原子数が６～４８であるグリシジルアクリレート、炭素原子数が６～４８であるグリシジルメタクリレート、及びこれらのアルキレングリコール付加体等の誘導体が挙げられる。これらの中でも、得られる水系エマルションにより、基材に対してより優れた防湿性を付与できる観点から、アクリル系モノマーとして、炭素原子数１～２４のアルキル基を有するアルキルアクリレート及び炭素原子数１～２４のアルキル基を有するアルキルメタクリレートからなる群から選ばれる１種又は２種以上を含むことが好ましく、炭素原子数１～２４のアルキル基を有するアルキルアクリレートを含むことがより好ましく、炭素原子数４～１８のアルキル基を有するアルキルアクリレートを含むことが更により好ましい。炭素原子数４～１８のアルキル基を有するアルキルアクリレートとしては、例えば、ブチルアクリレート、ｔ－ブチルアクリレート、ペンチルアクリレート、イソペンチルアクリレート、ヘキシルアクリレート、イソヘキシルアクリレート、オクチルアクリレート、イソオクチルアクリレート、２－エチルヘキシルアクリレート、デシルアクリレート、イソデシルアクリレート、ドデシルアクリレート、イソドデシルアクリレート、ラウリルアクリレート、ミリスチルアクリレート、パルミチルアクリレート、ステアリルアクリレート等が挙げられ、これらの２種以上を用いてもよい。
【0073】
本発明の水系組成物における、アクリル系モノマーの含有量は特に限定されず、目的に応じて調整することができるが、基材に対してより優れた防湿性を付与できる観点から、水系組成物中のアクリル系モノマーの含有量が、１～５０質量％であることが好ましく、５～４５質量％であることがより好ましい。
【0074】
本発明の水系組成物における、反応性乳化剤（ａ）の含有量と反応性乳化剤（ｂ）の含有量との和と、アクリル系モノマーの含有量との比は特に限定されず、目的に応じて適宜調整することができるが、基材に対してより優れた防湿性を付与できる観点から、水系組成物中の、反応性乳化剤（ａ）の含有量と反応性乳化剤（ｂ）の含有量との和と、アクリル系モノマーの含有量との比が、質量比で、１：２～１：１００であることが好ましく、１：５～１：７０であることがより好ましく、１：１０～１：５０であることが更により好ましく、１：１５～１：４５であることが特に好ましい。
【0075】
本発明の水系組成物は、水を含有する水系組成物である。本発明の水系組成物における水の含有量は特に限定されず、目的に応じて調整することができるが、基材に対してより優れた防湿性を付与できる観点から、水系組成物中の水の含有量は、５～８０質量％であることが好ましく、１０～７５質量％であることがより好ましく、２０～７０質量％であることが更により好ましく、３０～６５質量％であることが特に好ましい。本発明において、水としては、イオン交換水、蒸留水、水道水、軟水化処理水、純水、ＲＯ水等を用いることができる。
【0076】
本発明の水系組成物は、アクリル系エマルション及びそれにより得られるアクリル系ポリマーを用いることができる用途であれば特に限定されず用いることができ、例えば、塗料、接着剤、コーティング剤、表面改質剤、サイズ剤、インク等として用いることができる。
【0077】
本発明の水系組成物は、目的に応じて、反応性乳化剤（ａ）と、反応性乳化剤（ｂ）と、アクリル系モノマーと、水、以外の成分を含有していてもよく、具体的には、例えば、非反応性乳化剤、アクリル系モノマー以外の重合性モノマー、重合開始剤、還元剤、連鎖移動剤、ｐＨ緩衝剤、無機粒子、有機溶媒等を含有していてもよい。
【0078】
非反応性乳化剤としては、分子内に反応性基を含有しない、アニオン性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、両性界面活性剤が挙げられる。アニオン性界面活性剤としては、例えば、ナトリウムドデシルサルフェート、カリウムドデシルサルフェート、アンモニウムドデシルサルフェート等のアルキルサルフェート類；ナトリウムドデシルポリグリコールエーテルサルフェート；ナトリウムスルホリシノレート；スルホン化パラフィンのアルカリ金属塩、スルホン化パラフィンのアンモニウム塩等のアルキルスルホネート；ナトリウムラウレート、トリエタノールアミンオレート、トリエタノールアミンアビエテート等の脂肪酸塩；ナトリウムベンゼンスルホネート、アルキルフェノールヒドロキシエチレンのアルカリ金属サルフェート等のアルキルアリールスルホネート；高アルキルナフタレンスルホン酸塩；ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物；ジアルキルスルホコハク酸塩；ポリオキシエチレンアルキルサルフェート塩；ポリオキシエチレンアルキルアリールサルフェート塩；ポリオキシエチレンエーテルリン酸塩；ポリオキシエチレンアルキルエーテル酢酸塩；Ｎ－アシルアミノ酸塩；Ｎ－アシルメチルタウリン塩等が挙げられる。
【0079】
ノニオン性界面活性剤としては、ソルビタンモノラウレート、ソルビタンモノオレート等の多価アルコールの脂肪酸部分エステル類；ポリオキシエチレングリコール脂肪酸エステル類；ポリグリセリン脂肪酸エステル類；炭素原子数１～１８のアルコールのエチレンオキサイド及び／又はプロピレンオキサイド付加物；アルキルフェノールのエチレンオキサイド及び／又はプロピレンオキサイド付加物；アルキレングリコール及び／又はアルキレンジアミンのエチレンオキサイド及び／又はプロピレンオキサイド付加物等が挙げられる。ノニオン性界面活性剤を構成する炭素原子数１～１８のアルコールとしては、メタノール、エタノール、プロパノール、２－プロパノール、ブタノール、２－ブタノール、第三ブタノール、アミルアルコール、イソアミルアルコール、第三アミルアルコール、ヘキサノール、オクタノール、デカンアルコール、ラウリルアルコール、ミリスチルアルコール、パルミチルアルコール、ステアリルアルコール等が挙げられ、アルキルフェノールとしては、フェノール、メチルフェノール、２，４－ジ第三ブチルフェノール、３，５－ジ第三ブチルフェノール、４－（１，１，３，３－テトラメチルブチル）フェノール、４－イソオクチルフェノール、４－ノニルフェノール、４－第三オクチルフェノール、４－ドデシルフェノール、２－（３，５－ジメチルヘプチル）フェノール、４－（３，５－ジメチルヘプチル）フェノール、ナフトール、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ等が挙げられ、アルキレングリコールとしては、エチレングリコール、１，２－プロパンジオール、１，３－プロパンジオール、２－メチル－１，３－プロパンジオール、２－ブチル－２－メチル－１，３－プロパンジオール、１，４－ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、１，５－ペンタンジオール、３－メチル－１，５－ペンタンジオール、２，４－ジエチル－１，５－ペンタンジオール、１，６－ヘキサンジオール等が挙げられ、アルキレンジアミンとしては、前記のアルキレングリコールのアルコール性水酸基がアミノ基に置換されたものが挙げられる。また、エチレンオキサイド付加物及びプロピレンオキシド付加物とは、ランダム付加物でもブロック付加物でもよい。
【0080】
カチオン性界面活性剤としては、例えば、ドデシルトリメチルアンモニウムクロリド、セチルトリメチルアンモニウムクロリド、ステアリルトリメチルアンモニウムクロリド、ラウリルトリメチルアンモニウムクロリド、ベヘニルトリメチルアンモニウムクロリド、ベヘニルトリメチルアンモニウムメトサルフェート等のアルキルトリメチルアンモニウム塩；セチルトリエチルアンモニウムクロリド、ステアリルトリエチルアンモニウムクロリド、ラウリルトリエチルアンモニウムクロリド、ベヘニルトリエチルアンモニウムクロリド、セチルトリエチルアンモニウムメトサルフェート、ベヘニルトリエチルアンモニウムメトサルフェート等のアルキルトリエチルアンモニウム塩；ジステアリルジメチルアンモニウムクロリド、ジセチルジメチルアンモニウムクロリド、ジラウリルジメチルアンモニウムクロリド、ステアリルジメチルベンジルアンモニウムクロリド等のジアルキルジメチルアンモニウム塩；ステアロキシプロピルトリメチルアンモニウムクロリド、ステアロキシエチルトリメチルアンモニウムクロリド、ステアロキシヒドロキシプロピルトリメチルアンモニウムクロリド等のアルコキシアルキルトリメチルアンモニウム塩；ステアリン酸ジエチルアミノエチルアミド、ステアリン酸ジメチルアミノエチルアミド、パルミチン酸ジエチルアミノエチルアミド、パルミチン酸ジメチルアミノエチルアミド、ミリスチン酸ジエチルアミノエチルアミド、ミリスチン酸ジメチルアミノエチルアミド、ベヘニン酸ジエチルアミノエチルアミド、ベヘニン酸ジメチルアミノエチルアミド、ステアリン酸ジエチルアミノプロピルアミド、ステアリン酸ジメチルアミノプロピルアミド、パルミチン酸ジエチルアミノプロピルアミド、パルミチン酸ジメチルアミノプロピルアミド、ミリスチン酸ジエチルアミノプロピルアミド、ミリスチン酸ジメチルアミノプロピルアミド、ベヘニン酸ジエチルアミノプロピルアミド、ベヘニン酸ジメチルアミノプロピルアミド等のアミド型カチオン界面活性剤等が挙げられる。
【0081】
両性界面活性剤としては、例えば、ヤシ油脂肪酸アミドプロピルジメチル酢酸ベタイン、ラウリルジメチルアミノ酸ベタイン、２－アルキル－Ｎ－カルボキシメチル－Ｎ－ヒドロキシメチルイミダゾリニウムベタイン、ラウリルヒドロキシスルホベタイン、ラウロイルアミドエチルヒドロキシエチルカルボキシメチルベタイン、ヒドロキシプロピルリン酸の金属塩等のベタイン型両性界面活性剤；β－ラウリルアミノプロピオン酸の金属塩等のアミノ酸型両性界面活性剤；硫酸エステル型両性界面活性剤；スルホン酸型両性界面活性剤等が挙げられる。
【0082】
本発明の水系組成物中が非反応性乳化剤を含有する場合の、水系組成物中の非反応性乳化剤の含有量は特に限定されず、目的に応じて調整することができるが、例えば、水系組成物中の非反応性乳化剤の含有量を、０．１～１０質量部とすることができる。このとき、水系組成物中の、反応性乳化剤（ａ）の含有量と反応性乳化剤（ｂ）の含有量との和と、非反応性乳化剤の含有量との比は特に限定されないが、基材に対してより優れた防湿性を付与できる観点から、水系組成物中の、反応性乳化剤（ａ）の含有量と反応性乳化剤（ｂ）の含有量との和と、非反応性乳化剤の含有量との質量比は、５０：５０～９９：１であることが好ましく、７０：３０～９９：１であることがより好ましい。
【0083】
アクリル系モノマー以外の重合性モノマーとしては、例えば、スチレン、ビニルピリジン、ビニルトルエン、α－メチルスチレン、メチルスチレン、ジメチルスチレン、エチルスチレン、ジエチルスチレン、ｔ－ブチルスチレン、ジ－ｎ－ブチルスチレン、イソプロピルスチレン等のビニル系モノマー（アクリル系モノマーを除く）；塩化ビニリデン、フッ化ビニリデン等のハロゲン化ビニリデンモノマー；エチレン、プロピレン、イソプレン、ブタジエン、イソブチレン等のオレフィン系モノマー；メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル等のビニルエーテル系モノマー等が挙げられる。これらの中でも、基材に対してより優れた防湿性を付与できる観点から、アクリル系モノマー以外の重合性モノマーとして、ビニル系モノマー（アクリル系モノマーを除く）を含有する事が好ましい。
【0084】
本発明の水系組成物中がアクリル系モノマー以外の重合性モノマーを含有する場合の、水系組成物中のアクリル系モノマー以外の重合性モノマーの含有量は特に限定されず、目的に応じて調整することができるが、例えば、水系組成物中のアクリル系モノマー以外の重合性モノマーの含有量を、０．１～４０質量部とすることができる。このとき、水系組成物中の、アクリル系モノマーの含有量と、アクリル系モノマー以外の重合性モノマーの含有量との比は特に限定されないが、基材に対してより優れた防湿性を付与できる観点から、水系組成物中の、アクリル系モノマーとアクリル系モノマー以外の重合性モノマーの含有量との質量比は、１０：９０～９０：１０とすることが好ましく、２０：８０～８０：２０とすることがより好ましい。
【0085】
重合開始剤としては、例えば、過酸化水素、過硫酸アンモニウム、過硫酸ナトリウム、過硫酸カリウム等の過硫酸塩；アゾビス（２－メチルプロパンニトリル）、２，２’－アゾビス－（２－アミジノプロパン）塩酸塩、２，２’－アゾビスイソ酪酸ジメチル、アゾビスシアノ吉草酸、アゾビスシアノ吉草酸クロライド、１，１’－アゾビス－（シクロヘキサン－１－カルボニトリル）、２，２’－アゾビス－（２，４－ジメチルバレロニトリル）、アゾビスメチルブチロニトリル、２，２’－アゾビス－（４－メトキシ－２，４－ジメチルバレロニトリル）、４，４’－アゾビス－（４－シアノペンタノール）、２，２’－アゾビス－（２－シアノプロパノール）、２，２’－アゾビス－（２－メチル－Ｎ－２－ヒドロキシプロピオン酸アミド）等のアゾ化合物類；２－エチルヘキシルパーオキシカーボネート、ラウロイルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、クメンヒドロパーオキサイド等の過酸化物系等が挙げられ、これらの１種又は２種以上を用いることができる。又、亜硫酸塩とパーオキサイド化合物、過酸化水素とＦｅ２＋塩等のレドックス開始剤等も用いることができる。本発明の水系組成物が重合開始剤を含有する場合の、水系組成物中の重合開始剤の含有量は特に限定されず、目的に応じて調整することができるが、例えば、水系組成物中の重合性モノマーの含有量（アクリル系モノマーの含有量とアクリル系モノマー以外の重合性モノマーの含有量の合計）１００質量部に対して、０．０１～５質量部とすることができる。
【0086】
連鎖移動剤としては、例えば、メチルメルカプタン、ｔ－ブチルメルカプタン、デシルメルカプタン、ベンジルメルカプタン、ラウリルメルカプタン、ステアリルメルカプタン、ｎ－ドデシルメルカプタン、ｔ－ドデシルメルカプタン、メルカプト酢酸、メルカプトプロピオン酸及びそのエステル、２－エチルヘキシルチオグリコール、チオグリコール酸オクチル等のメルカプタン類；メタノール、エタノール、プロパノール、ｎ－ブタノール、イソプロパノール、ｔ－ブタノール、ヘキサノール、ベンジルアルコール、アリルアルコール等のアルコール類；クロロエタン、フルオロエタン、トリクロロエチレン等のハロゲン化炭化水素類；アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、アセトフェノン、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カルボニル類；メチル－４－シクロヘキセン－１，２－ジカルボン酸無水物、α－メチルスチレン、α－メチルスチレンダイマー等が挙げられる。本発明の水系組成物が連鎖移動剤を含有する場合の、連鎖移動剤の含有量は特に限定されないが、例えば、水系組成物中の重合性モノマーの含有量（アクリル系モノマーの含有量とアクリル系モノマー以外の重合性モノマーの含有量の合計）１００質量部に対して、０．０１～５質量部とすることができる。
【0087】
ｐＨ緩衝剤としては、ｐＨ緩衝作用を有する化合物であれば特に制限されず、例えば、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム、リン酸一ナトリウム、リン酸一カリウム、リン酸二ナトリウム、リン酸三ナトリウム、酢酸ナトリウム、酢酸アンモニウム、ギ酸ナトリウム、ギ酸アンモニウム等が挙げられる。本発明の水系組成物がｐＨ緩衝剤を含有する場合の、ｐＨ緩衝剤の含有量は特に限定されないが、例えば、水系組成物中のｐＨ緩衝剤の含有量は、０．０１～５質量％とすることができる。
【0088】
無機粒子としては、例えば、酸化チタン、酸化亜鉛、硫化亜鉛、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、酸化クロム、酸化鉄、アルミニウム粒子、ブロンズ粉、ジルコン、含水ケイ酸塩、カオリナイト族粘土鉱物、アンチゴライト族粘土鉱物、スメクタイト族粘土鉱物、バーミキュライト族粘土鉱物、マイカ族粘土鉱物、合成マイカ等が挙げられる。本発明の水系組成物が無機粒子を含有する場合の、無機粒子の含有量は特に限定されないが、例えば、水系組成物中の無機粒子の含有量は、０．０１～１０質量％とすることができる。
【0089】
有機溶媒としては、例えば、メタノール、エタノール、イソプロパノール等のアルコール類；メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、ブチルジグリコール等のエーテルアルコール類；アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、ジアセトンアルコール等のケトン類；酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸メトキシエチル等のエステル類；２，２，３，３－テトラフルオロプロパノール等のフッ化アルコール類；ヘキサン、ベンゼン、トルエン、キシレン等の炭化水素類；メチレンジクロライド、ジクロロエタン、クロロホルム等の塩素化炭化水素類等が挙げられる。本発明においては、環境負荷低減及び水系組成物の安定性の観点からは、水系組成物中の水の含有量と有機溶媒の含有量の比が、質量比で１００：０～５０：５０であることが好ましく、１００：０～８０：２０であることがより好ましく、１００：０～９０：１０であることが更により好ましく、１００：０である（有機溶媒を含有しない）ことが特に好ましい。
【0090】
本発明の水系エマルションは、前述した水系組成物中の反応性乳化剤とアクリル系モノマーとを乳化重合して得られる水系エマルションである。本発明においては、一般式（１）で表される反応性乳化剤（ａ）と、一般式（２）で表される反応性乳化剤（ｂ）と、アクリル系モノマーと、水と、必要に応じて、非反応性乳化剤、アクリル系モノマー以外の重合性モノマー、還元剤、連鎖移動剤、ｐＨ緩衝剤、無機粒子、有機溶媒等をさらに添加して得られる水系エマルションとしてもよい。このとき、非反応性乳化剤、アクリル系モノマー以外の重合性モノマー、還元剤、連鎖移動剤、ｐＨ緩衝剤、無機粒子、有機溶媒としては、具体的にはそれぞれ前述した化合物等を用いることができる。また、乳化重合する際の、水系組成物中の各成分の含有量も特に限定されないが、基材に対してより優れた防湿性を付与できる観点から、それぞれ前述した含有量とすることが好ましい。
【0091】
本発明において、水系組成物中の反応性乳化剤とアクリル系モノマーを乳化重合する方法は特に限定されず、公知の方法により乳化重合することができるが、例えば、一般式（１）で表される反応性乳化剤（ａ）と、一般式（２）で表される反応性乳化剤（ｂ）と、アクリル系モノマーと、水と、必要に応じてその他の成分を含有する水系組成物を用いて、以下の（１）～（３）の方法により乳化重合を行う方法等が挙げられる。
（１）反応性乳化剤、アクリル系モノマー及び必要に応じてその他のモノマー（以下、単に、「モノマー」ともいう）及び水等の全量を反応容器に入れて昇温し、重合開始剤を必要に応じて水又は有機溶媒に溶解させて滴下又は分割添加して、重合する。
（２）反応容器内に、反応性乳化剤、モノマーの全量のうちの一部、及び水を入れ、昇温した後、重合開始剤を必要に応じて水又は有機溶媒に溶解させて滴下又は分割添加して重合反応を進行させた後、さらにモノマーの残りを滴下又は分割添加して重合を継続する。
（３）反応容器内に、重合開始剤と必要に応じて水又は有機溶媒を入れておき昇温した後、反応性乳化剤と、モノマーと、水を含有する乳化液又は溶液を、全量滴下又は分割添加して重合する。
（１）反応性乳化剤、アクリル系モノマー及び必要に応じてその他のモノマー（以下、単に、「モノマー」ともいう）及び水等の全量を反応容器に入れて昇温し、重合開始剤を必要に応じて水又は有機溶媒に溶解させて滴下又は分割添加して、重合する。
（２）反応容器内に、反応性乳化剤、モノマーの全量のうちの一部、及び水を入れ、昇温した後、重合開始剤を必要に応じて水又は有機溶媒に溶解させて滴下又は分割添加して重合反応を進行させた後、さらにモノマーの残りを滴下又は分割添加して重合を継続する。
（３）反応容器内に、重合開始剤と必要に応じて水又は有機溶媒を入れておき昇温した後、反応性乳化剤と、モノマーと、水を含有する乳化液又は溶液を、全量滴下又は分割添加して重合する。
【0092】
上記（１）～（３）の重合方法における重合条件は特に限定されないが、例えば、以下の条件で行うことが好ましい。
（１）の方法を用いる場合、４０～１００℃の温度条件下で、１～８時間重合反応を行うことが好ましい。
（２）の方法を用いる場合、モノマーの全量のうち１～５０質量％を用いて４０～９０℃で０．１～４時間重合反応を行った後、モノマーの残りを１～５時間程度かけて全量滴下又は分割添加して、その後、同温度で１～３時間程度熟成することが好ましい。
（３）の方法を用いる場合、必要に応じて水又は有機溶媒に溶かした重合開始剤を４０～９０℃まで昇温し、モノマーと、水又は有機溶媒を含有する乳化液又は溶液を２～５時間程度かけて全量滴下又は分割添加することが好ましい。また、その後、同温度で１～５時間熟成することが好ましい。
（１）の方法を用いる場合、４０～１００℃の温度条件下で、１～８時間重合反応を行うことが好ましい。
（２）の方法を用いる場合、モノマーの全量のうち１～５０質量％を用いて４０～９０℃で０．１～４時間重合反応を行った後、モノマーの残りを１～５時間程度かけて全量滴下又は分割添加して、その後、同温度で１～３時間程度熟成することが好ましい。
（３）の方法を用いる場合、必要に応じて水又は有機溶媒に溶かした重合開始剤を４０～９０℃まで昇温し、モノマーと、水又は有機溶媒を含有する乳化液又は溶液を２～５時間程度かけて全量滴下又は分割添加することが好ましい。また、その後、同温度で１～５時間熟成することが好ましい。
【0093】
本発明の水系エマルションは、さらに、アンモニア水、水溶性アミン、水酸化ナトリウム水溶液、水酸化カリウム水溶液等のアルカリ水溶液を添加して、ｐＨ５～９、好ましくはｐＨ６～８．５に調整した水系エマルションとしてもよい。このとき、アルカリ水溶液は、乳化重合中又は乳化重合終了後に添加することができるが、乳化重合安定性及び得られる水系エマルションの粘度安定性等の観点から、乳化重合中の熟成段階で、室温まで冷却後、一部又は全量を添加することが好ましい。
【0094】
本発明の水系エマルションは、一般式（１）で表される反応性乳化剤（ａ）と、一般式（２）で表される反応性乳化剤（ｂ）と、アクリル系モノマーと、必要に応じて用いるその他のモノマーとが乳化重合した、ポリマー粒子を含有する水系エマルションである。しかし、このようなポリマー粒子の構造を一般式等で表すことは、およそ不可能であるか非実際的であり、本発明においては、「乳化重合して得られる」という、製造方法で構造を特定する記載により定義する。
【0095】
本発明の水系エマルションにおける、一般式（１）で表される反応性乳化剤（ａ）と、一般式（２）で表される反応性乳化剤（ｂ）と、アクリル系モノマーと、必要に応じて用いるその他のモノマーとが乳化重合したポリマー粒子の含有量は特に限定されず、目的に応じて調整することができるが、基材に対してより優れた防湿性を付与できる観点から、水系エマルション中の前記アクリル系ポリマーの含有量が、５～８０質量％であることが好ましく、１０～７０質量％であることがより好ましく、２０～６０質量％であることが更により好ましい。
【0096】
本発明の水系エマルションの用途は、アクリル系エマルションを用いることができる用途であれば特に限定されず用いることができ、例えば、塗料、接着剤、コーティング剤、表面改質剤、サイズ剤、インクとして用いたり、アクリル系ポリマーを含有するフィルム、成形体とすることで、アクリル系ポリマーを用いることができる各種分野で用いることができる。本発明においては、基材に対してより優れた防湿性を付与できる観点から、本発明の水系エマルションは、塗料、接着剤、コーティング剤、表面改質剤に用いることが好ましく、本発明の水系エマルションを含有するコーティング剤として用いることが特に好ましい。
【0097】
また、本発明のコーティング剤は、前述した水系エマルションを含有する。
本発明のコーティング剤中の、一般式（１）で表される反応性乳化剤（ａ）と、一般式（２）で表される反応性乳化剤（ｂ）と、アクリル系モノマーと、必要に応じて用いるその他のモノマーとが乳化重合したアクリル系ポリマーの含有量は特に限定されず、目的に応じて調整することができるが、基材に対してより優れた防湿性を付与できる観点から、水系エマルション中の前記アクリル系ポリマーの含有量が、５～８０質量％であることが好ましく、１０～７０質量％であることがより好ましく、２０～６０質量％であることが更により好ましい。
本発明のコーティング剤中の、一般式（１）で表される反応性乳化剤（ａ）と、一般式（２）で表される反応性乳化剤（ｂ）と、アクリル系モノマーと、必要に応じて用いるその他のモノマーとが乳化重合したアクリル系ポリマーの含有量は特に限定されず、目的に応じて調整することができるが、基材に対してより優れた防湿性を付与できる観点から、水系エマルション中の前記アクリル系ポリマーの含有量が、５～８０質量％であることが好ましく、１０～７０質量％であることがより好ましく、２０～６０質量％であることが更により好ましい。
【0098】
本発明のコーティング剤の、水の含有量は特に限定されず、目的に応じて調整することができるが、基材に対してより優れた防湿性を付与できる観点から、コーティング剤中の水の含有量は、５～８０質量％であることが好ましく、１０～７５質量％であることがより好ましく、２０～７０質量％であることが更により好ましく、３０～６５質量％であることが特に好ましい。
【0099】
本発明のコーティング剤には、必要に応じて、公知の顔料、耐水化剤、撥水剤、消泡剤、分散剤、保水剤、増粘剤、可塑剤、補強剤、潤滑剤、湿潤剤、防腐剤、帯電防止剤、酸化防止剤、印刷適性向上剤等をさらに含有していてもよい。
【0100】
本発明のコーティング剤は、具体的には、例えば、ポリエステルフィルム、ポリオレフィンフィルム、ポリスチレンフィルム、ビニルアルコール系フィルム、ポリアミドフィルム、ポリカーボネートフィルム、ポリアクリロニトリルフィルム、ポリイミドフィルム、セロハン、ポリエステルフィルム、ポリアミドフィルム、コーティングフィルム、紙、及びこれらの積層体からなる基材に塗布するコーティング剤として用いることができる。また、これらの基材において、耐熱層、印刷層、防汚層、耐水層等の層を有する基材を用いてもよい。本発明においては、これらの中でも、基材に対して優れた防湿性を付与できる観点から、紙を含む基材を用いることが好ましい。紙を含む基材としては、化学パルプや機械パルプ等のセルロース繊維を含む未処理の紙、合成紙、板紙等の基材であれば特に制限なく用いることができ、例えば、上質紙、中質紙、クラフト紙、ライナー紙、アート紙、コート紙、カートン紙、模造紙、段ボール紙、及びこれらと同一又は異なる基材との積層体等が挙げられる。
【0101】
本発明のコーティング剤を基材に塗布する方法は特に限定されず、公知の方法により塗布することができるが、例えば、グラビアロールコーティング、リバースロールコーティング、ワイヤーバーコーティング、リップコーティング、ディップコーティング、ダイコーティング、スプレーコーティング等の方法により塗工することができる。
【0102】
本発明のコーティング剤を基材に塗布後、乾燥することで、基材上又は基材中にコーティング層を形成してもよい。塗布後に乾燥する際の乾燥温度は特に限定されず、目的に応じて調整することができるが、例えば、２０～１８０℃であってもよく、６０℃～１４０℃が好ましく、１００～１３０℃が更により好ましい。乾燥時間は、特に限定されないが、１秒～１時間が好ましく、５秒～３０分がより好ましく、１０秒～２０分が更により好ましい。特に、乾燥温度を１００℃以上とする場合（例えば、１００～１８０℃）は、乾燥時間は１秒以上１０分未満が好ましく、５秒以上５分未満がより好ましく、１０秒以上３分未満が更により好ましい。
【0103】
本発明のコーティング剤の基材への塗布量は特に限定されず、目的や基材によって適宜決定することができるが、例えば、本発明のコーティング剤は、基材に対して０．０１～１０００ｇ／ｍ２塗布することができる。このとき、乾燥後のコーティング層の厚さは特に限定されず、目的に応じて調整することができるが、例えば、基材上の乾燥後のコーティング層の厚さが０．０１μｍ～１０ｍｍとなるよう塗布することができる。
【実施例0104】
以下、実施例及び比較例により本発明の詳細を説明するが、これらによって本発明が限定されるものではない。なお、以下の実施例等において、％は特に記載がない限り質量基準である。
【0105】
一般式（１）又は一般式（２）で表される下記の反応性乳化剤ａ－１、ｂ－１～ｂ－３を用いて、各反応性乳化剤を表１に示す質量比で含有する反応性乳化剤組成物１～３を調製した。なお、表１において、％は質量％を表す。このうち、反応性乳化剤組成物３は、比較例に用いた反応性乳化剤組成物である。
【0106】
【表1】
【0107】
調製した反応性乳化剤組成物１～３を用いて、表２に示す通りに水系組成物を製造した。なお、表２において、％は質量％を表す。
【0108】
［水系組成物及び水系エマルションの調製］
反応性乳化剤組成物１～３をそれぞれ用いて、撹拌機、冷却管、温度計を取り付けた４つ口フラスコに、水１２５質量部、反応性乳化剤組成物２．５質量部、２－エチルヘキシルアクリレート及びスチレンを合計１００質量部加え、水系組成物を調製した。各水系組成物の組成を表２に示す。さらに、各水系組成物に、重合開始剤として過硫酸アンモニウムを０．２３部添加した後、７５℃に加熱して６時間撹拌することで、アクリル系モノマーが乳化重合したアクリル系ポリマー粒子を含有する実施例１及び２、並びに比較例１の水系エマルションをそれぞれ調製した。
また、前述した実施例１の反応性乳化剤組成物の代わりに、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムを同濃度で用いた以外は実施例と同様の方法により、比較例２の水系エマルションを調製した。
反応性乳化剤組成物１～３をそれぞれ用いて、撹拌機、冷却管、温度計を取り付けた４つ口フラスコに、水１２５質量部、反応性乳化剤組成物２．５質量部、２－エチルヘキシルアクリレート及びスチレンを合計１００質量部加え、水系組成物を調製した。各水系組成物の組成を表２に示す。さらに、各水系組成物に、重合開始剤として過硫酸アンモニウムを０．２３部添加した後、７５℃に加熱して６時間撹拌することで、アクリル系モノマーが乳化重合したアクリル系ポリマー粒子を含有する実施例１及び２、並びに比較例１の水系エマルションをそれぞれ調製した。
また、前述した実施例１の反応性乳化剤組成物の代わりに、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムを同濃度で用いた以外は実施例と同様の方法により、比較例２の水系エマルションを調製した。
【0109】
［防湿性評価］
調製した各水系エマルションを、それぞれ半径３０ｍｍの円形状、厚さ６６μｍの上質紙に、塗工量が３４ｇ／ｍ２となるようバーコーターを用いて塗布し、１２０℃で２分乾燥することで、コーティング紙を作成した。続いて、各コーティング紙について、ＪＩＳ Ｚ ０２０８（１９７６）に準拠して、温度４０±０．５℃、相対湿度９０±２℃環境下での、各コーティング紙の透湿度（ｇ／ｍ２・２４ｈ）を測定した。測定結果を表２に示す。透湿度が低い方が、防湿性が高いと評価される。
調製した各水系エマルションを、それぞれ半径３０ｍｍの円形状、厚さ６６μｍの上質紙に、塗工量が３４ｇ／ｍ２となるようバーコーターを用いて塗布し、１２０℃で２分乾燥することで、コーティング紙を作成した。続いて、各コーティング紙について、ＪＩＳ Ｚ ０２０８（１９７６）に準拠して、温度４０±０．５℃、相対湿度９０±２℃環境下での、各コーティング紙の透湿度（ｇ／ｍ２・２４ｈ）を測定した。測定結果を表２に示す。透湿度が低い方が、防湿性が高いと評価される。
【0110】
【表2】
【0111】
実施例１～２の結果から分かるように、本発明の水系組成物を用いて得られた水系エマルションを塗布後、乾燥した紙は、比較例１～２のように反応性乳化剤ａ－１のみ、又は非反応性乳化剤を含有する水系組成物を用いた場合と比較して、透湿度が低く、紙に優れた防湿性を付与できていた。よって、本発明の水系エマルションは、紙等の基材に対して優れた防湿性を付与できることが確認された。