CN115605557A - 水性粘着剂及粘着片 - Google Patents

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Abstract

本发明的水性粘着剂分别以特定量包含在乳化剂的存在下聚合而成的(甲基)丙烯酸系共聚物(A)、碱金属化合物(B)及粘着赋予树脂(C)。(甲基)丙烯酸系共聚物(A)包含源自(甲基)丙烯酸烷基酯单体(a1)及特定量的含羧基的单体(a2)的结构单元,碱金属化合物(B)是不属于所述乳化剂、并且不具有碳数为8以上的烷基、碳数为6以上的环状骨架及环氧烷的化合物。碱金属化合物的碱金属相对于所述(甲基)丙烯酸系共聚物中的羧基100mol而包含10mol~100mol。

Description

水性粘着剂及粘着片
技术领域
本发明涉及一种含有(甲基)丙烯酸系共聚物的水性粘着剂。另外,涉及一种具有由水性粘着剂形成的粘着剂层的粘着片。
背景技术
一直以来,粘着剂中使用有机溶剂的溶剂型粘着剂为主流,用于以汽车、家具、电子设备、广告材料、建筑物为代表的各种用途。但是,最近,就降低环境负荷的观点而言,谋求一种将水用作分散介质的水性粘着剂,正在推进从溶剂型向水性型的替代化。
专利文献1中公开了一种丙烯酸系乳液型粘着剂组合物,其包含丙烯酸系乳液型共聚物、交联剂及碱金属氢氧化物和/或碱土金属氢氧化物。另外,专利文献2中公开了一种水性剥离型粘着剂,其包含D50平均粒径处于特定范围的两种丙烯酸系粒子以及交联剂。另外,专利文献3中公开了一种水性感压接着剂组合物,其为相对于感压接着性树脂水性分散液的树脂成分100重量份而添加特定量的选自硫酸或者硝酸的碱金属盐或铵盐中的至少一种以上的盐而成。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利特开2010-254961号公报
专利文献2:日本专利特开2015-105353号公报
专利文献3:日本专利特开平2-138380号公报
发明内容
发明所要解决的问题
粘着片通常包括包含由粘着剂形成的粘着层、及纸或膜等基材层的层叠体,例如用作装饰片、保护膜(masking film)、显示标签。粘着片要求粘着力与凝聚力优异、且品质优异。然而,使用水性粘着剂制造的粘着片与使用溶剂型粘着剂制造的粘着片相比,这些特性差。
进而,存在粘着层的成分转移到基材层而由此导致基材层劣化(例如斑点状的污点、变色(黑色化等))的现象(以下也称为耐渗入性),要求对其进行改善。通过增加(甲基)丙烯酸系共聚物的刚性成分,可在某种程度上改善对所述基材的耐渗入性,但若在(甲基)丙烯酸系共聚物中增加刚性成分,则存在初期粘性降低的二律背反现象,迫切希望开发出满足这些特性的粘着片。另外,为了扩大使用水性粘着剂的粘着片的利用,强烈要求提高低温粘着力。
此外,在所述中,叙述了关于对基材的耐渗入性的问题,但对于基材以外的粘着片的层或者被附着体也可能产生同样的问题。
本发明是鉴于所述问题点而成,其目的在于提供一种兼具低温粘着力、初期粘性及耐渗入性的水性粘着剂、以及粘着片。
解决问题的技术手段
本发明人等人反复进行了努力研究,结果发现在以下的形态中可解决本发明的问题,从而完成了本发明。
[1]:一种水性粘着剂,包含在乳化剂的存在下通过乳化聚合而获得的(甲基)丙烯酸系共聚物、碱金属化合物以及粘着赋予树脂,
所述(甲基)丙烯酸系共聚物包含源自(甲基)丙烯酸烷基酯单体及含羧基的单体的结构单元,
所述含羧基的单体相对于单体混合物100质量份而使用0.5质量份~5质量份,
所述碱金属化合物是不属于所述乳化剂、并且不具有碳数为8以上的烷基、碳数为6以上的环状骨架及环氧烷的化合物,
所述碱金属化合物的碱金属相对于所述(甲基)丙烯酸系共聚物中的羧基100mol而包含10mol~100mol,
所述粘着赋予树脂相对于所述(甲基)丙烯酸系共聚物100质量份而包含1质量份~10质量份,
所述水性粘着剂不含有对于所述(甲基)丙烯酸系共聚物而言的共价键性的交联剂,且不含有具有二价以上阳离子的化合物。
[2]:根据[1]所述的水性粘着剂,其中,所述(甲基)丙烯酸系共聚物是在所述碱金属化合物的存在下使包含所述(甲基)丙烯酸烷基酯单体及所述含羧基的单体的单体混合物聚合而成。
[3]:根据[1]或[2]所述的水性粘着剂,其中,所述(甲基)丙烯酸系共聚物是在所述粘着赋予树脂的存在下使包含所述(甲基)丙烯酸烷基酯单体及所述含羧基的单体的单体混合物聚合而成。
[4]:根据[1]至[3]中任一项所述的水性粘着剂,其中,所述粘着赋予树脂包含萜烯树脂。
[5]:根据[1]至[4]中任一项所述的水性粘着剂,其中,所述碱金属化合物为碱金属盐,碱金属为钠。
[6]:根据[1]至[5]中任一项所述的水性粘着剂,其中,所述(甲基)丙烯酸系共聚物的平均粒径D50为0.1μm~0.6μm。
[7]:一种粘着片,具有基材以及层叠在所述基材的至少单面上的粘着剂层,
所述粘着剂层是使用根据[1]至[6]中任一项所述的水性粘着剂而形成。
发明的效果
根据本发明,起到可提供一种兼具低温粘着力、初期粘性及耐渗入性的水性粘着剂、以及粘着片的优异效果。
附图说明
图1是表示碱金属化合物(B)与(甲基)丙烯酸系共聚物(A)的羧基的模拟交联的一例的示意性说明图。
图2是用于对通过添加碱金属化合物(B)而带来的凝胶分率的效果进行说明的图。
具体实施方式
以下,对应用了本发明的实施方式的一例进行说明。但是,本发明并不限定于所述实施方式及变形例,只要符合本发明的主旨,则其他实施方式也可属于本发明的范畴。另外,本说明书中特定的数值“A~B”是指满足数值A以及比数值A大的值及数值B以及比数值B小的值的范围。此外,在本说明书中特定的数值是通过实施方式或实施例中所公开的方法而求出的值。另外,本说明书中的片与膜、带为相同含义。为了明确说明,以下的记载及附图适宜地被简化。本说明书中出现的各种成分只要无特别注释,则可分别独立地单独使用一种,也可并用两种以上。
本发明的水性粘着剂含有在乳化剂的存在下聚合而成的(甲基)丙烯酸系共聚物(A)、碱金属化合物(B)及粘着赋予树脂(C)。而且,(甲基)丙烯酸系共聚物(A)包含源自(甲基)丙烯酸烷基酯单体(a1)及含羧基的单体(a2)的结构单元。含羧基的单体(a2)相对于(甲基)丙烯酸系共聚物(A)的单体混合物100质量份而使用0.5质量份~5质量份。此外,本说明书中单体混合物中不含下文叙述的反应性乳化剂。
碱金属化合物(B)是不属于所述乳化剂、并且不具有碳数为8以上的烷基、碳数为6以上的环状骨架及环氧烷中的任一种的化合物。碱金属化合物(B)的碱金属相对于(甲基)丙烯酸系共聚物中的羧基100mol而包含10mol~100mol。粘着赋予树脂(C)相对于(甲基)丙烯酸系共聚物(A)100质量份而包含1质量份~10质量份。
水性粘着剂中不含有对于(甲基)丙烯酸系共聚物(A)而言的共价键性的交联剂,并且不含有具有二价以上阳离子的化合物。而且,在水性粘着剂中,源自含羧基的单体(a2)的结构单元的羧基的至少一部分在与碱金属化合物(B)中的碱金属(b1)的阳离子之间形成了模拟交联。图1中示出本实施方式的水性粘着剂中的模拟交联的示意性说明图。在所述图的例子中,示出使用柠檬酸三钠作为碱金属化合物(B)的例子。若在聚合时或使(甲基)丙烯酸系共聚物(A)聚合后添加碱金属化合物(B)(在图1的例子中为柠檬酸三钠)作为添加剂,则碱金属(b1)的阳离子(在图1的例子中为钠离子)与(甲基)丙烯酸系共聚物(A)中的羧基形成模拟交联(参照图1)。
所谓乳化剂,是指为了形成水性介质与包含(甲基)丙烯酸烷基酯单体(a1)、含羧基的单体(a2)的单体的乳液而使用的表面活性剂,且优选为不对聚合反应造成不良影响的表面活性剂。“乳化剂”只要是通常用于乳化聚合反应的乳化剂,则无特别限制,可为包含碱金属的化合物。
根据本发明的水性粘着剂,分别以特定量使用以上所述的具有特定结构的(甲基)丙烯酸系共聚物(A)、以上所述的特定的碱金属化合物(B)及粘着赋予树脂(C),并且不含有共价键性的交联剂,且不含有具有二价以上阳离子的化合物,由此兼具低温粘着力、初期粘性及耐渗入性。
认为可实现这些的理由在于,使用特定量的特定的丙烯酸系共聚物(A)与粘着赋予树脂(C),将特定的碱金属化合物(B)的含量设为特定范围,进而在水性粘着剂中不调配由二价以上阳离子形成模拟交联的交联剂、以及共价键性的交联剂,由此可提高基于模拟交联的凝聚力,提高耐渗入性,提高粘着剂层的保持力。认为通过使用特定量的不属于乳化剂、并且不含碳数为8以上的烷基、不含碳数为6以上的环状结构、进而不含环氧烷的化合物作为碱金属化合物(B),可催促与丙烯酸系共聚物(A)的羧基的簇(cluster)状离子彼此的集合,从而促进模拟交联。另外,认为通过此种模拟交联,使粘着剂层的柔软度适当,使初期粘性良好,进而可发挥低温粘着力。另外,可使涂液稳定性也优异。因此,也适合在例如-10℃的寒冷地区使用。
[(甲基)丙烯酸系共聚物(A)]
(甲基)丙烯酸系共聚物(A)是在乳化剂的存在下聚合而成的树脂,且是以源自(甲基)丙烯酸单体的结构单元为主成分(70质量%以上)的共聚物。(甲基)丙烯酸系共聚物(A)可含有源自(甲基)丙烯酸单体以外的乙烯基系单体的结构单元,也可仅包含源自(甲基)丙烯酸单体的结构单元。
此处,所谓(甲基)丙烯酸,是指丙烯酸及甲基丙烯酸中的至少一者。另外,(甲基)丙烯酸单体是指分子中具有(甲基)丙烯酰基的单体。所谓(甲基)丙烯酰基,是指丙烯酰基、甲基丙烯酰基或此两者的混合物。进而,乙烯基系单体是指分子中具有能够聚合的碳-碳双键的单体。另外,所谓源自(甲基)丙烯酸单体的结构单元是指具有(甲基)丙烯酸单体的能够进行自由基聚合的碳-碳双键聚合而形成碳-碳单键的部分的结构单元,所谓源自乙烯基单体的结构单元是指具有乙烯基单体的能够聚合的碳-碳双键聚合而形成碳-碳单键的部分的结构单元。
(甲基)丙烯酸系共聚物(A)至少具有源自(甲基)丙烯酸烷基酯单体(a1)(以下也简称为单体(a1))及含羧基的单体(a2)(以下也简称为单体(a2))的结构单元。(甲基)丙烯酸系共聚物(A)可仅包含这些单体,也可包含能够与单体(a1)及单体(a2)共聚的其他单体(a3)。作为其他单体(a3),可例示乙烯基系单体及(甲基)丙烯酸单体。含羧基的单体(a2)可为丙烯酸单体,也可为乙烯基系单体。另外,在使用反应性乳化剂作为乳化剂的情况下,由于反应性乳化剂具有乙烯基性不饱和基,因此在聚合中与单体(a1)及单体(a2)反应,乳化剂被导入(甲基)丙烯酸系共聚物(A)中。此外,设为其他单体(a3)中不含反应性乳化剂。
(甲基)丙烯酸烷基酯单体(a1)是丙烯酸烷基酯、甲基丙烯酸烷基酯或此两者的混合物。烷基可为直链状也可为分支链状。(甲基)丙烯酸烷基酯单体(a1)在单体混合物100质量份中优选为设为70质量份~99.5质量份。更优选为80质量份~99.5质量份,进而优选为90质量份~99.5质量份。通过设为70质量份~99.5质量份,形成粘着力与凝聚力的平衡更优异的物质。
(甲基)丙烯酸烷基酯单体(a1)优选为包含烷基的碳数为1~10的单体,更优选为1~9,进而优选为1~8。优选为在单体混合物中含有70质量份以上的、烷基的碳数为1~10的单体(a1),更优选为80质量份以上,更进而优选为90质量份以上。通过使用具有碳数为1~10的烷基的单体(a1),使凝聚力适当,从而可获得更优异的保持力。
作为(甲基)丙烯酸烷基酯单体(a1)的优选例,可例示:(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丙酯、(甲基)丙烯酸异丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸异丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸正己酯、(甲基)丙烯酸-2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸正辛酯、(甲基)丙烯酸异辛酯、(甲基)丙烯酸正壬酯、(甲基)丙烯酸异壬酯、(甲基)丙烯酸癸酯、(甲基)丙烯酸异癸酯、(甲基)丙烯酸正月桂基酯、(甲基)丙烯酸正硬脂基酯等。这些单体中,(甲基)丙烯酸烷基酯优选为并用丙烯酸-2-乙基己酯、丙烯酸丁酯与甲基丙烯酸甲酯。若使用甲基丙烯酸甲酯,则凝聚力提高,若使用丙烯酸-2-乙基己酯,则低温性进一步提高。另外,通过并用丙烯酸-2-乙基己酯与甲基丙烯酸甲酯,容易取得低温性与凝聚力的平衡。在使用甲基丙烯酸甲酯的情况下,在单体混合物100质量份中,优选为使用1质量份~19质量份,更优选为3质量份~15质量份。
所谓含羧基的单体(a2),是指具有(甲基)丙烯酰基等能够聚合的碳-碳双键及羧基的化合物。作为具体例,可列举丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、马来酸、马来酸酐、巴豆酸、柠康酸、丙烯酸-β-羧基乙酯、富马酸、富马酸酐等。这些中,优选为丙烯酸。
含羧基的单体(a2)的使用量相对于单体混合物100质量份而设为0.5质量份~5质量份。所述范围更优选为0.5质量份~4质量份,进而优选为0.5质量份~3质量份。通过设为0.5质量份~5质量份,可提高聚合稳定性、初期粘性及凝聚力。
作为其他单体(a3)中的乙烯基系单体,可例示:苯乙烯、α-甲基苯乙烯、甲基丙烯酸苄酯、乙烯基甲苯等芳香族单体;乙酸乙烯酯等乙烯基酯类;乙烯基吡咯烷酮等杂环式乙烯基化合物、丙烯酰胺、双丙酮(甲基)丙烯酰胺等含酰胺基的单体;丙烯腈等含氰基的单体;邻苯二甲酸二烯丙酯等多官能乙烯基单体等。
作为其他单体(a3)中的(甲基)丙烯酸单体,可例示:甲基丙烯酸缩水甘油酯等含缩水甘油基的单体;(甲基)丙烯酸-2-羟基乙酯、(甲基)丙烯酸-2-羟基丙酯、(甲基)丙烯酸-3-羟基丙酯、(甲基)丙烯酸-4-羟基丁酯及(甲基)丙烯酸-6-羟基己酯等含羟基的单体;(甲基)丙烯酸氨基甲酯、(甲基)丙烯酸二甲基氨基甲酯、(甲基)丙烯酸二甲基氨基乙酯、(甲基)丙烯酸二甲基氨基丙酯等含氨基的单体。
(甲基)丙烯酸系共聚物(A)的玻璃化温度(Tg)优选为-70℃~-30℃。更优选为-65℃~-40℃,进而优选为-60℃~-45℃。通过使用Tg为-70℃~-30℃的(甲基)丙烯酸系共聚物(A),可进一步提高相对于被附着体而言的粘性,可进一步提高低温性。
(甲基)丙烯酸系共聚物的玻璃化温度(Tg)是由下述数式(1)获得的计算值。
数式(1)
1/Tg=[(W1/Tg1)+(W2/Tg2)+...(Wn/Tgn)]/100
其中,W1:单体1的质量%、Tg1:可仅由单体1形成的均聚物的玻璃化温度(K)、W2:单体2的质量%、Tg2:可仅由单体2形成的均聚物的玻璃化温度(K)、Wn:单体n的质量%、Tgn:可仅由单体n形成的均聚物的玻璃化温度(K)。此外,W1+W2+...+Wn=100。另外,Tg的计算中仅使用单体,即使能够共聚也不含反应性乳化剂。
此外,在本说明书中,均聚物的玻璃化温度参照『北冈协三著、《涂料用合成树脂入门》、高分子刊行会、1974年5月25日发行』。
(甲基)丙烯酸系共聚物(A)的D50平均粒径并无特别限定,优选为0.1μm~0.6μm。更优选为0.2μm~0.5μm。通过处于0.1μm~0.6μm的范围内,容易使乳液的粘度适当,可提高粘着剂的涂敷性。
此外,D50平均粒径可利用光散射式粒径测定装置“麦奇克(Microtrac)9320HRA”(商品名);日机装(股)制造等进行测定。此外,测定是利用水进行稀释,对测定浓度进行调整以使其处于画面所显示的最佳浓度计宽度。
[碱金属化合物(B)]
碱金属化合物(B)是不属于乳化剂、且不具有碳数为8以上的烷基、碳数为6以上的环状骨架及环氧烷中的任一者的化合物。(甲基)丙烯酸系共聚物(A)中的羧基的至少一部分与碱金属化合物(B)的碱金属(b1)的阳离子(b2)在分子间形成模拟交联。认为通过使用不具有碳数为8以上的烷基、碳数为6以上的环状骨架及环氧烷中的任一者的碱金属化合物(B),可促进与(甲基)丙烯酸系共聚物(A)的羧基的簇状离子彼此的集合。
碱金属化合物(B)的分子量并无特别限定,就促进与(甲基)丙烯酸系共聚物(A)的羧基的模拟交联的观点而言,优选为不具有碳数为8以上的疏水基等大的疏水基,或者不具有疏水基自身。碱金属化合物(B)的分子量优选为10~700,更优选为10~400。
碱金属化合物(B)的碱金属(b1)相对于(甲基)丙烯酸系共聚物(A)中的羧基100mol而含有10mol~100mol。更优选为20mol~100mol,进而优选为30mol~100mol。通过含有10mol~100mol,可获得可兼顾凝聚力与初期粘性的相反特性的效果。
碱金属化合物(B)可例示碱金属盐、碱金属的氢氧化物等。作为碱金属盐,可例示:含氧酸的碱金属盐、聚磷酸的碱金属盐、硫酸的碱金属盐、硝酸的碱金属盐、碳酸的碱金属盐、乙酸的碱金属盐。作为碱金属化合物(B)的碱金属,可例示Li、Na、K。这些中,更优选为钠。
作为碱金属化合物(B)的优选例子,可列举在碱金属化合物(B)的水溶液中显示碱性的化合物。作为显示碱性的碱金属化合物(B),可例示弱酸的碱金属盐或碱金属的氢氧化物。通过使用弱酸的盐,可获得碱金属离子或/和碱金属化合物(B)容易停留在聚合物粒子表面而容易与存在于粒子表面的羧基形成模拟交联的效果。作为弱酸盐的优选例,为含氧酸的碱金属盐。作为碱金属化合物(B)的优选例,可列举包含含氧酸的碱金属盐及聚磷酸的碱金属盐中的至少一者的形态。
作为碱金属化合物(B)的弱酸盐的具体例,可例示:柠檬酸钠、三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、焦磷酸钠。另外,作为碱金属的氢氧化物,可列举氢氧化钠。另外,可例示在这些化合物中将钠变更为锂、钾而得的化合物。
[粘着赋予树脂(C)]
粘着赋予树脂(C)(固体成分)相对于(甲基)丙烯酸系共聚物(A)100质量份而包含1质量份~10质量份。更优选为1质量份~8质量份,进而优选为1质量份~5质量份。通过使用1质量份~10质量份的粘着赋予树脂(C),进而使用特定量的所述特定的碱金属化合物(B),可使耐渗入性与初期粘性此两者良好。
粘着赋予树脂(C)主要优选为天然树脂与合成树脂。
所述天然树脂优选为例如松香树脂(松香、松香酯、松香酚、无色松香衍生物等)、萜烯树脂(萜烯、芳香族改性萜烯、萜烯酚等)等。
所述合成树脂例如优选为石油树脂(可列举苯乙烯系、α-甲基苯乙烯系、脂肪族系等)、其他(可列举酚树脂、二甲苯树脂、酮树脂等)。这些中,优选为松香树脂、萜烯树脂、石油系树脂,更优选为松香树脂。若使用松香树脂,则可进一步提高粘性、再剥离性及粘着力的经时稳定性。另外,粘着赋予树脂优选为将固体类型溶解在丙烯酸烷基酯单体中进行聚合时使用。这些中,特别优选为萜烯树脂。
粘着赋予树脂(C)的软化点优选为80℃~120℃。更优选为80℃~110℃,进而优选为85℃~105℃。通过将软化点为80℃~120℃的萜烯树脂与特定量的碱金属化合物(B)组合,可更有效果地提高低温性。
[水性粘着剂]
水性粘着剂中可视需要调配一般的水性粘着剂中使用的各种添加剂、例如消泡剂、润湿剂、着色颜料、增稠剂、塑化剂、抗氧化剂、紫外线吸收剂、防腐剂等。
水性粘着剂的凝胶分率优选为20质量%~60质量%,更优选为30质量%~50质量%。通过凝胶分率处于20质量%~60质量%的范围内,可更高水平地兼顾凝聚力与对基材的锚固性。凝胶分率可通过在(甲基)丙烯酸系共聚物聚合时或聚合后添加碱金属化合物(B)而容易地调整。通过在水性粘着剂中不含有共价键性的交联剂、具有二价以上阳离子的化合物而使用特定量的碱金属化合物(B),如图2所示,可容易地调整凝胶分率。此外,图中的凝胶分率是用于说明凝胶分率的值的变化的意象图,数值并不限定于所述图表。
本说明书中凝胶分率(质量%)的测定方法如下所述。即,将水性粘着剂以干燥膜厚成为约20μm的方式涂敷在聚对苯二甲酸乙二酯(polyethylene terephthalate,PET)膜上后,在100℃下干燥2分钟。接着,对200网目金属网的质量进行测定(将其质量设为M)。将粘着片切断成5em×5cm的大小,对贴合在200网目金属网上的试验片的质量进行测定(将其质量设为A)。此外,200网目是由日本工业标准(Japanese Industrial Standards,JIS)G-3555规定的网目。
将所述试验片在50ml的乙酸乙酯中在50℃下放置一天。其后取出,在100℃下干燥20分钟后,对质量进行测定(将其质量设为T)。
继而,从试验片中取出聚对苯二甲酸乙二酯(PET)膜,使用乙酸乙酯,除去粘着剂层,并对PET膜的质量进行测定(将其质量设为K)。将所获得的数值代入下述数式(2)来求出凝胶分率。
数式(2)(T-M-K)×100/(A-M-K)
[水性粘着剂的制造方法]
(甲基)丙烯酸系共聚物(A)是在乳化剂的存在下通过乳化聚合而聚合形成。所述乳化聚合使用乳化剂。乳化剂可使用反应性乳化剂及非反应性乳化剂中的至少一者。这些中,就耐水性的观点而言,更优选为反应性乳化剂。反应性乳化剂可例示具有乙烯基性不饱和基的乳化剂。非反应性乳化剂优选为环氧乙烷单元的重复数(以下称为EO(ethyleneoxide)单元数)为7~50的乳化剂。也可并用反应性乳化剂与非反应性乳化剂。
所述反应性乳化剂例如可列举:乙烯基磺酸钠、丙烯酸聚氧乙烯硫酸铵、甲基丙烯酸聚氧乙烯磺酸钠、聚氧乙烯烯基苯基磺酸铵、聚氧乙烯烯基苯基硫酸钠、烯丙基烷基磺基琥珀酸钠、甲基丙烯酸聚氧丙烯磺酸钠等阴离子反应性乳化剂、聚氧乙烯烯基苯基醚、聚氧乙烯甲基丙烯酰基醚等非离子系反应性乳化剂。
所述非反应性乳化剂例如可列举:十二烷基苯磺酸盐、月桂基硫酸盐、烷基二苯基醚磺酸盐、二烷基磺基琥珀酸盐、聚氧乙烯烷基苯基醚硫酸盐、聚氧乙烯多环苯基醚硫酸盐、聚氧乙烯烷基醚硫酸盐等阴离子乳化剂;聚氧乙烯壬基苯基醚、聚氧乙烯辛基苯基醚等聚氧乙烯烷基苯基醚类;聚氧乙烯月桂基醚、聚氧乙烯硬脂基醚、聚氧乙烯油烯基醚等聚氧乙烯烷基醚类;聚氧乙烯二苯乙烯化苯基醚等聚氧多环苯基醚类;聚氧乙烯脱水山梨糖醇脂肪酸酯等非离子乳化剂。
相对于单体混合物100质量份,乳化剂优选为使用0.1质量份~5质量份,更优选为0.5质量份~3质量份。若处于0.1质量份~5质量份的范围内,则可提高接着力及聚合稳定性。
乳化聚合中使用的聚合引发剂优选为水溶性聚合引发剂。所述水溶性聚合引发剂优选为过氧化物。也可在过氧化物中组合还原剂。过氧化物例如可列举:过硫酸钾、过硫酸铵、过硫酸钠等过硫酸盐、叔丁基氢过氧化物等。
相对于单体混合物100质量份,水溶性聚合引发剂的使用量优选为使用0.1质量份~1质量份,更优选为0.2质量份~0.8质量份。通过为0.1质量份~1质量份,可提高乳化聚合性。
丙烯酸系共聚物(A)进行乳化聚合时,为了调节分子量,可使用链转移剂。链转移剂例如一般已知有具有硫醇基或羟基的化合物。作为具有硫醇基的化合物,例如可列举:月桂基硫醇、2-巯基乙醇、十二烷基硫醇、巯基琥珀酸等硫醇类,巯基丙酸正丁酯或巯基丙酸辛酯等巯基丙酸烷基酯、巯基丙酸甲氧基丁酯等巯基丙酸烷氧基烷基酯。作为具有羟基的化合物,可列举甲醇、正丙醇、异丙醇、叔丁醇、苄醇等醇类。这些中,就进一步减少粘着剂的臭气及凝聚物的观点而言,优选为异丙醇等醇类。
乳化聚合中使用的溶媒优选为水,只要为可获得本发明的效果的范围内,则可并用醇等亲水性溶媒。
丙烯酸系共聚物(A)优选为利用碱性化合物进行中和。作为碱性化合物,优选为氨、或者单乙胺、二甲基乙醇胺、甲基丙醇胺等胺类。
碱金属化合物(B)可在丙烯酸系共聚物(A)聚合时添加,也可在聚合后调配。就使初期粘性更优异的观点而言,优选为在丙烯酸系共聚物(A)聚合时添加。
粘着赋予树脂(C)可在丙烯酸系共聚物(A)聚合时添加,也可在聚合后调配。就使低温性更优异的观点而言,优选为在丙烯酸系共聚物(A)聚合时添加。
[粘着片]
本实施方式的水性粘着剂优选为通过涂敷在基材(X)上而形成粘着剂层(Y),作为包括基材(X)的粘着片(Z)而使用。另外,也可在剥离性片上涂敷水性粘着剂,与基材(X)进行层压。粘着片(Z)的基材(X)可使用纸、塑料及合成纸等一般的原材料。粘着剂层(Y)层叠在基材(X)的至少单面上。另外,除了层叠在基材(X)的主面的整个面上之外,也可层叠在一部分上。
本发明的粘着片的制造方法并无限定,可通过将水性粘着剂涂敷在剥离性片上,干燥后与基材贴合来制造。另外,也可通过在基材(X)上直接涂敷水性粘着片,干燥后与剥离性片贴合的方法来制造。
作为基材(X)的纸,可例示道林纸、铜版纸、光泽纸、涂布纸、含浸纸及合成纸。作为基材(X)的塑料,可例示:聚乙烯醇、三乙酰纤维素、聚丙烯、聚乙烯、聚环烯烃、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物等聚烯烃;聚对苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸丁二酯、聚萘二甲酸乙二酯等聚酯;聚碳酸酯、聚降冰片烯、聚芳酯、聚丙烯酸、聚苯硫醚、聚苯乙烯、聚酰胺、聚酰亚胺、环氧聚乙烯、聚氯乙烯。
所述剥离性片可使用利用硅酮等进行了剥离处理的纸及塑料膜等。
粘着剂的涂敷可使用例如缺角轮涂布机、刮板涂布机、凹版涂布机等辊涂机、槽模涂布机、唇式涂布机、帘式涂布机等已知的涂敷装置。另外,粘着剂层的厚度优选为0.1μm~200μm。
本发明的粘着片还可包括锚定层、印刷层、外涂层等。
实施例
以下,列举实施例、比较例来详细地说明本发明,但本发明不仅限定于以下的实施例。此外,在实施例中,“份”表示“质量份”,“%”表示“质量%”。
<实施例1>
使用作为(甲基)丙烯酸烷基酯单体的、丙烯酸-2-乙基己酯28.5份、丙烯酸丁酯65.0份、甲基丙烯酸甲酯5.0份、且使用作为含羧基的单体的丙烯酸1.5份,在这些中添加作为链转移剂的巯基乙酸辛酯(Octyl Thioglycolate,OTG)(巯基乙酸-2-乙基己酯)0.05份、作为粘着赋予树脂的“YS树脂(resin)PX-1000”(萜烯树脂、安原化学(Yasuhara Chemical)公司制造)3.0份。进而在去离子水33.5份中加入作为碱金属化合物的柠檬酸三钠盐1.5份(每100mol的丙烯酸中碱金属为50mol)、作为阴离子系反应性乳化剂的“阿库隆(Aquaron)KH-10”(聚氧乙烯-1-(烯丙基氧基甲基)烷基醚硫酸酯铵盐第一工业制药公司制造)的20%水溶液5.0份并进行搅拌,获得pH=5的乳化物。将所获得的乳化物放入至滴液漏斗中。
另外,在安装有搅拌机、冷却管、温度计及所述滴液漏斗的四口烧瓶中,加入去离子水19.6份,利用氮气对烧瓶内部进行置换,在搅拌的同时将内温加热至70℃。其后,添加浓度3%过硫酸钾8.3份,并开始反应。在将内温保持为70℃的状态下,历时240分钟滴加所述乳化物后,在进一步进行搅拌的同时将内温保持为70℃,在所述状态下继续反应1小时。其后,每隔30分钟添加两次浓度3%过硫酸钾0.6份,进而继续反应1小时。其后,进行冷却,获得不挥发成分浓度60%、平均粒径D50为0.3μm的丙烯酸系共聚物的乳液。
接着,相对于丙烯酸系共聚物的乳液100份,加入作为中和剂的25%氨水0.5份、作为消泡剂的“艾迪科奈特(Adekanate)B-940”(艾迪科(ADEKA)公司制造)0.3份、作为防腐剂的“莱巴那克斯(Rebanakkusu)BX-150”(昌荣化学公司制造)0.02份、作为流平剂的“佩莱科斯(Pelex)OT-P”(花王公司制造)0.4份,进而加入作为氨基甲酸酯型增粘剂的“艾迪科诺璐(Adekanol)UH-541VF”(艾迪科(ADEKA)公司制造)0.2份,获得水性粘着剂。水性粘着剂的粘度在BL型粘度计的3号/60转下为1000mP·a。
(实施例2~实施例22、比较例1~比较例14)
变更为表1~表6所示的化合物/调配量,除此以外,通过与实施例1同样的方法制造水性粘着剂。表1、表3、表5中的丙烯酸系共聚物一栏中记载的化合物是将(甲基)丙烯酸系共聚物聚合时使用的化合物,表2、表4、表6中的添加剂一栏中记载的化合物是将(甲基)丙烯酸系共聚物聚合后,制备水性粘着剂时调配的化合物。另外,碱金属化合物、二价阳离子及交联剂的含量表示相对于(甲基)丙烯酸系共聚物中的每100mol羧基而言的碱金属的mol。另一方面,粘着赋予树脂是在合成时相对于(甲基)丙烯酸系共聚物100质量份换算成固体成分(不挥发成分)的质量份,添加剂一栏表示乳液的质量份。
表1~表6的简称如下所述。
·EHA:丙烯酸-2-乙基己酯
·BA:丙烯酸丁酯
·MMA:甲基丙烯酸甲酯
·AA:丙烯酸
·MAA:甲基丙烯酸
·PX-1000:“YS树脂(resin)PX-1000”(萜烯树脂、软化点100℃)
·TSR-903(萜烯树脂、软化点160℃)
·S-100(松香树脂、软化点100℃)
·D-160:“潘塞尔(Pensel)D-160”(松香树脂、软化点160℃)
·FTR-6100(石油树脂、软化点100℃)
·反应性乳化剂:KH-10:“阿库隆(Aquaron)KH-10”(阴离子系反应性乳化剂、聚氧乙烯-1-(烯丙基氧基甲基)烷基醚硫酸酯铵盐不挥发成分100%、第一工业制药公司制造)
·非反应性乳化剂:RA9612:“纽考鲁(Newcol)RA9612”(阴离子系非反应性乳化剂、聚氧乙烯烷基醚硫酸酯铵盐、不挥发成分25%、日本乳化剂公司制造)
·T-1050:“纳诺莱特(NANOLET)T-1050”(萜烯树脂乳液、不挥发成分50%、软化点100℃)
·TSR-5903(萜烯树脂乳液、不挥发成分50%、软化点160℃)
·NS-100H(松香树脂乳液、不挥发成分50%、软化点100℃)
·E-788:“超级酯(Super Ester)E-788”(松香树脂乳液、不挥发成分50%、软化点160℃)
·第一溶液(Solution No.1):“氧化锌第一溶液(Zinc Oxide Solution No.1)”(氧化锌(交联剂)、不挥发成分25%、巴斯夫(BASF)公司制造)
·EX-313:“丹纳考尔(Denacol)EX-313”(环氧化合物(交联剂)、不挥发成分100%、长濑化成(Nagase ChemteX)公司制造)
[粘着片的制作(PET膜)]
将各实施例及比较例中所获得的水性粘着剂以干燥膜厚成为约20μm的方式涂敷在聚对苯二甲酸乙二酯(PET)膜上后,在100℃下干燥2分钟,由此形成粘着剂层。继而,在所述粘着剂层上贴合厚度80μm的剥离性片(玻璃纸(glassine paper)),在温度23℃、相对湿度50%的条件下熟化24间,由此分别获得“剥离性片/粘着剂层/PET膜”的结构的粘着片。使用所获得的粘着片,并利用说明书中记载的方法对凝胶分率进行测定。将各实施例及比较例的结果示于表2、表4、表6。
[粘着片的制作(铜版纸)]
利用敷料器,在厚度65μm的剥离性片(玻璃纸)上将各实施例及比较例中所获得的水性粘着剂以干燥后的厚度成为约30μm的方式进行涂敷,在100℃下干燥2分钟,由此形成粘着剂层。继而,在所述粘着剂层上贴合厚度70μm的基材(铜版纸),在温度23℃、相对湿度50%的条件下熟化24间,由此分别获得“剥离性片/粘着剂层/铜版纸”的结构的粘着片,并进行以下的试验(1)~试验(4)。
[试验方法]
(1)-10℃粘着力
将各实施例及比较例的粘着片在23℃50%RH环境下切成长度100mm×宽度25mm的大小,作为试样。继而,在-10℃的环境下放置24小时后,从试样上剥离剥离性片,将露出的粘着剂层粘贴在高密度聚乙烯板(以下称为PE(polyethylene)板),将2kg的辊往返一次,在-10℃的环境下对24小时后不久的粘着力进行测定。此外,粘着力的测定使用拉伸试验机,以剥离速度:300mm/分钟、剥离角:90°进行。
-10℃粘着力的判定按照下述的基准进行评价。
++++:粘着力为5.0N/25mm以上,极其良好。
+++:粘着力为4.0N/25mm以上且未满5.0N/25mm,良好。
++:粘着力为3.0N/25mm以上且未满4.0N/25mm,良好。
+:粘着力为2.0N/25mm以上且未满3.0N/25mm,可实用。
NG:粘着力未满2.0N/25mm,不可实用。
(2)初期粘性
将各实施例及比较例的粘着片在23℃50%RH环境下切成长度280mm×宽度25mm的大小,作为试样。试料是以粘着面为外侧,并制成环状,安置在拉伸试验机的上部卡盘(chuck)上。以300mm/min的速度与被附着体的PE板接触,直至环状试样的上下间隙成为60mm。间隙达到60mm后,在15秒钟后以300mm/min的速度剥下,并对最大粘着力进行测定。
初期粘性的判定按照下述的基准进行评价。
++++:粘着力为8.0N/25mm以上。极其良好。
+++:粘着力为7.0N/25mm以上且未满8.0N/25mm。良好。
++:粘着力为6.0N/25mm以上且未满7.0N/25mm。良好。
+:粘着力为4.0N/25mm以上且未满6.0N/25mm。可实用。
NG:粘着力未满4.0N/25mm。不可实用。
(3)保持力
将各实施例及比较例的粘着片在23℃50%RH环境下切成长度100mm×宽度25mm的大小,作为试样。继而,将面积为长度25mm×宽度25mm的试样的剥离性片剥离,将露出的粘着剂层粘贴在不锈钢(steel use stainless,SUS)上,利用2kg的辊往返一次进行压接。关于贴附试样,在作为测定环境的40℃-干燥(dry)条件下施加1kg的负荷,放置20分钟后,进行20小时测定。
保持力的判定按照下述的基准进行评价。
++++:保持力20小时以上。极其良好。
+++:保持力10小时以上且未满20小时。良好。
++:保持力5小时以上且未满10小时。良好。
+:保持力1小时以上且未满5小时。可实用。
NG:保持力未满1小时。不可实用。
(4)耐渗入性
将各实施例及比较例的粘着片切成长度100mm×宽度100mm的大小,作为试样。夹入至玻璃板中,施加90g/cm2的负荷,在70℃-dry的环境下放置两周。通过目视对粘着片的外观是否发生变化进行评价。
耐渗入性的判定按照下述的基准进行评价。
++++:粘着片表面的未满10%可见变色。极其良好。
+++:粘着片表面的10%以上且未满20%可见变色。良好。
++:粘着片表面的20%以上且未满30%可见变色。良好。
+:粘着片表面的30%以上且未满40%可见变色。可实用。
NG:粘着片表面的40%以上可见变色。不可实用。
(5)涂液稳定性
将所获得的水性粘着剂放置在40℃的环境下,对一个月后的粘度进行测定。与放置前的粘度进行比较,并进行涂液稳定性的评价。
涂液稳定性的判定按照下述的基准进行评价。
++++:粘度变化未满±10%。极其良好。
+++:粘度变化±10%以上且未满±20%。良好。
+:粘度变化±20%以上且未满±30%。可实用。
NG:粘度变化±30%以上,或者粘着剂凝聚。不可实用。
[表1]
Figure BDA0003943853870000181
*相对于丙烯酸系共聚物100份而言的化合物的不挥发成分换算量
[表2]
Figure BDA0003943853870000191
*相对于丙烯酸系共聚物100份而言的化合物的不挥发成分换算量
[表3]
Figure BDA0003943853870000201
[表4]
Figure BDA0003943853870000211
Figure BDA0003943853870000221
Figure BDA0003943853870000231
由表2、表4、表6的结果可确认到,使用了本发明的水性粘着剂的实施例在低温接着力、初期粘性及耐渗入性方面可获得优异的结果。进而,确认到保持力优异。另外,确认到涂液稳定性优异。另一方面,确认到比较例在低温接着力、初期粘性及耐渗入性中的任一方面均未获得满意的结果。
产业上的可利用性
本发明的粘着片可用于以配送的货签标签、产业用、家庭用的发票标签、建材用、家庭用的遮蔽胶带、保护膜、装饰片等为代表的广泛用途。
本申请主张以2020年6月10日提出申请的日本专利申请特愿2020-100887为基础的优先权,并将其全部公开内容并入于此。

Claims (7)

1.一种水性粘着剂,包含在乳化剂的存在下进行乳化聚合而获得的(甲基)丙烯酸系共聚物、碱金属化合物以及粘着赋予树脂,
所述(甲基)丙烯酸系共聚物包含源自(甲基)丙烯酸烷基酯单体及含羧基的单体的结构单元,
所述含羧基的单体相对于单体混合物100质量份而使用0.5质量份~5质量份,
所述碱金属化合物是不属于所述乳化剂、并且不具有碳数为8以上的烷基、碳数为6以上的环状骨架及环氧烷的化合物,
所述碱金属化合物的碱金属相对于所述(甲基)丙烯酸系共聚物中的羧基100mol而包含10mol~100mol,
所述粘着赋予树脂相对于所述(甲基)丙烯酸系共聚物100质量份而包含1质量份~10质量份,
所述水性粘着剂不含有对于所述(甲基)丙烯酸系共聚物而言的共价键性的交联剂,且不含有具有二价以上阳离子的化合物。
2.根据权利要求1所述的水性粘着剂,其中,所述(甲基)丙烯酸系共聚物是在所述碱金属化合物的存在下使包含所述(甲基)丙烯酸烷基酯单体及所述含羧基的单体的单体混合物聚合而成。
3.根据权利要求1或2所述的水性粘着剂,其中,所述(甲基)丙烯酸系共聚物是在所述粘着赋予树脂的存在下使包含所述(甲基)丙烯酸烷基酯单体及所述含羧基的单体的单体混合物聚合而成。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的水性粘着剂,其中,所述粘着赋予树脂包含萜烯树脂。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的水性粘着剂,其中,所述碱金属化合物为碱金属盐,碱金属为钠。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的水性粘着剂,其中,所述(甲基)丙烯酸系共聚物的平均粒径D50为0.1μm~0.6μm。
7.一种粘着片,具有基材以及层叠在所述基材的至少单面上的粘着剂层,
所述粘着剂层是使用如权利要求1至6中任一项所述的水性粘着剂而形成。
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