CN1213120C - 橡胶类压敏粘合剂及用其的粘接片 - Google Patents

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Abstract

一种橡胶类压敏粘合剂是：(1)含有以原料橡胶胶乳中含有的粒径1μm以下的微粒作为主要构成成分的天然橡胶作为主橡胶成分；(2)含有以原料天然橡胶胶乳中含有的直链状天然橡胶聚合物作为主橡胶成分；(3)含有以原料天然橡胶胶乳中含有的重均分子量为100000～1000000的天然橡胶作为主橡胶成分；(4)含有以原料天然橡胶胶乳中所含的生胶强度的断裂强度为0.5MPa以下的天然橡胶作为主橡胶成分，或者，(5)含有以天然橡胶胶乳离心分离得到的浆液中含有的天然橡胶作为主橡胶成分，该粘合剂具有优良的粘合特性，同时实际上可以省略素炼工序，节能及省时间，并容易地加以制造。

Description

橡胶类压敏粘合剂及用其的粘接片
技术领域
本发明涉及橡胶类压敏粘合剂及用该粘合剂的粘接片，更详细地说，涉及天然橡胶类压敏粘合剂及用该粘合剂的粘接片。
背景技术
早先，在天然橡胶类压敏粘合剂(天然橡胶类粘合剂)的制造过程中，为了提高天然橡胶的可塑性，或为使粘合剂的粘合特性变好，几乎在所有的场合下，都要进行为使天然橡胶分子量降低的素炼处理。当天然橡胶的可塑性低时，在制作粘合剂组合物溶液时的溶液粘度增高，则向粘接带支持体上的涂布性能降低，所以，为了稀释橡胶浓度，需要许多有机溶剂，从环境卫生性及防火性等安全性考虑，是不理想的。另外，当分子量过高时，与增粘剂树脂的相容性降低，既妨碍粘合特性的发挥，又使粘合剂层的弹性变得过高，所以，也不适合作粘接带。
如上所述，素炼工序是制造天然橡胶类压敏粘合物不可缺少的工序，然而，无论用什么方法进行素炼，从时间、能量方面考虑，都有很大的浪费，对于这一点一直受到指责。例如，采用双辊及班伯里混合机等对天然橡胶加机械力进行素炼的机械素炼需要很大的能量。另外，往含天然橡胶的溶液及胶乳中添加过氧化物等进行化学素炼时，则需要很多时间。另外，在这些素炼中，一般要添加称作素炼促进剂的秋兰姆类、硫醇类、二硫化物类等化合物或其锌化合物等为代表的化合物，以及作为素炼催化剂的钛箐类铁催化剂等。这些添加物不仅使橡胶有臭味及变色，而且，在作为粘接带使用时，有可能污染载体，所以，用作粘接带受到限制。因此，如果不添加素炼促进剂，则可以期待更广泛的使用。
如上所述，天然橡胶压敏粘合剂及使用该粘合剂制造粘接片中，为了省略或缩短素炼工序，向制造方法进行更有效的革新是一个必要的大课题。
因此，本发明的目的是提供一种具有优良的粘合特性，同时，实质上可以省略素炼工序，并以很少的能量和时间，可容易地制造橡胶类压敏粘合剂，及使用该粘合剂的粘接片。
发明的公开
本发明人为了达到上述目的而进行的悉心研究中发现，对原料天然橡胶胶乳采用连续离心分离器进行浓缩精制时得到的浆液(乳清)中，存在粒径1μm以下的微粒，构成该微粒的橡胶(胶清橡胶)是分子量低的直链状聚合物，以及，当用该橡胶作为橡胶类压敏粘合剂的橡胶成分时，实际上可以省略素炼工序，并且可得到优异的粘合特性，于是完成了本发明。
也就是说，本发明提供一种橡胶类压敏粘合剂，其中含有以原料天然橡胶胶乳中所含粒径为1μm以下的微粒作为主要构成成分的天然橡胶作为主橡胶成分。
本发明另外提供一种橡胶类压敏粘合剂，其中含有以原料天然橡胶胶乳中所含直链状天然橡胶聚合物作为主橡胶成分。
本发明还提供一种橡胶类压敏粘合剂，其中含有以原料天然橡胶胶乳中所含的重均分子量为100000～1000000的天然橡胶作为主橡胶成分。
本发明还提供一种橡胶类压敏粘合剂，其中含有以原料天然橡胶胶乳中所含有的生胶断裂强度0.5MPa以下的天然橡胶作为主橡胶成分。
本发明另外提供一种橡胶类压敏粘合剂，其中含有以原料天然橡胶胶乳离心分离后得到的浆液中所含的天然橡胶作为主橡胶成分。
本发明的粘接片，在支持体的至少一个面上具有用上述任何一种橡胶类压敏粘合剂构成的粘合剂层。
实施本发明的最佳方案
本发明的橡胶类压敏粘合剂(橡胶类粘合剂)的特征在于，含有以原料天然橡胶胶乳中含有的粒径1μm以下的微粒作为主要构成成分的天然橡胶作为主橡胶成分。
上述微粒的粒径是，例如0.001～1μm，理想的是0.05～0.8μm左右。在橡胶类压敏粘合剂的主橡胶成分中构成上述微粒的天然橡胶所占比例，例如，相对于主橡胶成分重量为50％(重量)以上，理想的是70％(重量)以上，更理想的是80％(重量)以上，最理想的是90％(重量)以上。因此，在主橡胶成分中，可以含有粒径大于1μm的天然橡胶胶乳等。
作为上述微粒的制造方法，没有特别限定，然而，作为最一般的方法可以举出，把天然橡胶胶乳中粒径大的粒子用沉降法去除，得到具有所希望粒径的微粒的方法。沉降法包括，例如，采用一种利用粒径和离心力相互作用的离心分离器的方法。
以上述粒径1μm以下的微粒作为主要构成成分的天然橡胶，其特征是，与早先用作橡胶类粘合剂原料的天然橡胶比较，其分子量低，并且，与早先用的天然橡胶不同，它主要是直链聚合物。更具体地说，按照原来所用的天然橡胶的GPC测定，其重均分子量为2000000左右，而构成上述微粒的天然橡胶的重均分子量为100000～1000000左右，理想的是200000～1000000，更理想的是500000～800000左右。对此可以推测是，上述微粒相当于天然橡胶树中，生物合成高分子量橡胶过程的初期阶段产物，因此，具有分子量低、直链、且聚合物链中反常基团少的结构。具有这种结构的天然橡胶，其生橡胶本身具有的强度，即未交联/加硫状态的强度，一般称之为生胶强度的强度，与通常的天然橡胶相比，非常低，而断裂强度，通常的天然橡胶至少在5MPa以上，而其仅在0.5MPa以下。
本发明的橡胶类压敏粘合剂，由于含有上述特定的天然橡胶作为主橡胶成分，所以，不必进行原来为了降低分子量而进行的素炼工序，或者，即使进行，其能量及时间也可降低至原来的1/3。因此，在压敏粘合剂制造中，可大大降低所消耗的能量，同时，由于工序数目的减少，生产效率也可大幅上升，从可对制造工序进行革新。另外，由于以直链状聚合物作为主成分，在制备天然橡胶溶液(或分散液)时，与原来的素炼橡胶相比，相同浓度和相同重均分子量的溶液(或分散液)粘度低，涂布性能优异。另外，在相同粘度进行比较时，高浓度是有利的。而且，本发明的橡胶类压敏粘合剂，与采用原来的素炼天然橡胶的压敏粘合剂比较，具有毫不逊色的优异的粘合特性。
由上述可见，本发明中也包括含有以原料天然橡胶胶乳中含有的直链状天然橡胶聚合物作为主橡胶成分的橡胶类压敏粘合剂。在橡胶类压敏粘合剂的橡胶成分中，上述直链状天然橡胶占有的比例，相对于橡胶成分的重量，例如为50％(重量)以上，理想的是70％(重量)以上，更理想的是80％(重量)以上，最理想的是90％(重量)以上。在橡胶类压敏粘合剂中。也可以含有作为橡胶成分的枝状天然橡胶聚合物等。还有，直链状天然橡胶聚合物的定性及定量分析，可以采用NMR、渗透压力计、粘度计、脂肪酸结合量的测定来进行。
另外，本发明也包括一种含有以原料天然橡胶胶乳中所含的重均分子量100000～1000000的天然橡胶作为主橡胶成分的橡胶类压敏粘合剂。该重均分子量，理想的为200000～1000000左右，更理想的是500000～800000左右。还有，重均分子量可用GPC测定。橡胶类压敏粘合剂中，可适量含有分子量大于1000000的天然橡胶等。
而且，本发明也包括一种含有以原料天然橡胶胶乳中含有的生胶强度的断裂强度为0.5MPa以下的天然橡胶作为主橡胶成分的橡胶类压敏粘合剂。上述生胶强度中的断裂强度理想的是0.01～0.5MPa左右，更理想的是0.1～0.5MPa左右。
本发明也包括一种含有以天然橡胶胶乳离心分离得到的浆液(乳清)中含有的天然橡胶(胶清橡胶)作为主橡胶成分的橡胶类压敏粘合剂，上述胶清橡胶在橡胶类压敏粘合剂的橡胶成分中占有的比例是，相对于橡胶成分的重量，例如为50％(重量)以上，理想的是70％(重量)以上，更理想的是80％(重量)以上，最理想的是90％(重量)以上。
在本发明的橡胶类压敏粘合剂中，天然橡胶的配合形态没有特别限定，胶乳的形态、有机溶剂的溶液(或分散液)的形态、加热粘度可以降低的固体形态等任何一种形态均可以配合。
本发明的代表性的橡胶类压敏粘合剂，主要是由天然橡胶和增粘剂(增粘剂树脂)构成的，根据需要，还可以配合合适的软化剂、增塑剂、抗老剂、填料、着色剂(颜料等)等添加剂。将它们添加至天然橡胶中时的形态，也取决于天然橡胶的形态，既可以是乳状液，也可以是有机溶液，既可以是分散体，也可以是分散液，未作特别的限定。
作为增粘剂树脂，可以举出，例如，松香酯、加氢松香酯、歧化松香酯、聚松香酯等松香类树脂；香豆酮-茚树脂、加氢香豆酮-茚树脂、苯酚改性的香豆酮-茚树脂、环氧改性的香豆酮-茚树脂等香豆酮-茚树脂类；多萜树脂、苯乙烯改性的萜树脂、苯酚改性的萜树脂；脂族类石油树脂、芳香族类石油树脂、芳香族改性的脂族石油树脂、芳香族类纯单体树脂等石油树脂等。它们既可以单独使用，也可以2种以上组合起来使用。增粘剂的配合量，一般相对于天然橡胶100份(重量)为10～200份(重量)左右，对此不作限定。还有，其他添加剂的配合量，相对于天然橡胶100份(重量)通常总计为0.3～50份(重量)左右，对此未作限定。
本发明的粘接片，至少在支持体的一个面上具有用上述本发明的橡胶类压敏粘合剂构成的粘合剂层。
作为支持体，例如，采用塑料膜、纸、无纺布、泡沫材料、金属箔等是合适的。粘合剂层既可以固定在支持体上，也可以从支持体上剥离下来。粘合剂层可从支持体上剥离下来的粘接带，例如，用脱膜剂处理支持体表面，再在其上设置粘合剂层就可以制成。粘合剂层的厚度，可在不损坏处理性等的范围内适当设定，一般为1～500μm左右。
作为本发明的粘接片的制造方法，一般粘接片的制造方法均适用。例如，采用滚筒覆胶机、反转覆胶机、凹板覆胶机或棒式覆胶机等涂布装置，把含有上述特定天然橡胶的橡胶类压敏粘合剂(橡胶类粘合剂)组合物涂布在支持体上，进行干燥的方法；以及，把上述组合物涂布在剥离的内衬层上，干燥后，转印至支持体上的转印法。把本发明的粘接片裁切成适当的宽度，卷绕成筒状，作为粘接带使用也行。
下面，通过实施例更详细地说明本发明，然而，本发明又不受这些实施例所局限。
实施例1
配制由粒径0.1～0.8μm左右的微粒胶乳得到的未处理天然橡胶(胶清橡胶，重均分子量约为700000～800000，直链聚合物含量约为98％(重量)，生胶强度的断裂强度为0.42MPa)100份(重量)、软化点100℃的萜类增粘剂树脂100份(重量)、抗老剂1份(重量)、甲苯300份(重量)构成的天然橡胶类粘合剂组合物，并将其涂布在厚度25μm的PET(聚对苯二甲酸乙二酯)膜上，于70℃干燥8分钟，得到具有厚度30μm的粘合剂层的粘接带。
生胶强度的测定依下法进行。制成厚度0.4mm的天然橡胶膜，将其冲切成哑铃形状，制成弯曲部分宽5mm、长5cm的样品。把该样品用卡盘以间距2cm卡住，用拉伸速度500mm/min进行拉伸，测定断裂时的强度。该强度由截面积用MPa单位表示。
实施例2
把软化点100℃的萜类增粘剂树脂100份(重量)、抗老剂1份(重量)、甲苯100份(重量)添加至含有非离子表面活性剂2份(重量)的水140份(重量)中，搅拌，制得乳状液，将其与天然橡胶胶乳用连续离心分离器作为浆液得到的粒径0.1～0.8μm左右的微粒天然橡胶胶乳100份(重量)加以混合，制成天然橡胶类粘合剂组合物。将该组合物涂布在厚度为25μm的PET膜上，于130℃干燥5分钟，得到具有厚度30μm的粘合剂层的粘接带。还有，在上述微粒天然橡胶胶乳中，构成微粒的橡胶重均分子量约为700000～800000，上述橡胶的直链状聚合物含量约为98％(重量)。
实施例3
调制由从平均粒径0.15μm的微粒胶乳得到的未处理天然橡胶(重均分子量480000，直链状聚合物含量为99％(重量)，生胶强度的断裂强度为0.17MPa)100份(重量)、软化点100℃的萜类增粘剂树脂100份(重量)、抗老剂1份(重量)、甲苯300份(重量)构成的天然橡胶类粘合剂组合物，并将其涂布在厚度25μm的PET膜上，于70℃干燥8分钟，得到具有厚度30μm粘合剂层的粘接带。
比较例1
调制由天然橡胶100份(重量)、软化点100℃的萜类增粘剂树脂100份(重量)、抗老剂1份(重量)、甲苯800份(重量)构成的天然橡胶类粘合剂组合物，并将其涂布在厚度25μm的PET膜上，于70℃干燥8分钟，得到具有厚度30μm粘合剂层的粘接带。
比较例2
调制由添加五氯硫代酚0.5份(重量)并通过双辊12次进行素炼的天然橡胶100份(重量)、软化点100℃的萜类增粘剂树脂100份(重量)、抗老剂1份(重量)、甲苯300份(重量)构成的天然橡胶类粘合剂组合物，并将其涂布在厚度25μm的PET膜上，于70℃干燥8分钟，得到具有厚度30μm粘合剂层的粘接带。
比较例3
把软化点100℃的萜类增粘剂树脂100份(重量)、抗老剂1份(重量)、甲苯100份(重量)，添加至含有非离子表面活性剂2份(重量)的水140份(重量)中，进行搅拌，得到乳状液，将其和天然橡胶胶乳100份(重量)加以混合，制成天然橡胶类粘合剂组合物，将其涂布在厚度25μm的PET膜上，于130℃干燥5分钟，得到具有厚度30μm粘合剂层的粘接带。
比较例4
往天然橡胶胶乳100份(重量)中添加过氧化苯甲酰1份(重量)，吹入氧气，于70℃的温度下加热搅拌5小时，进行素炼处理。把该素炼天然橡胶胶乳100份(重量)和软化点100℃的萜类增粘剂树脂100份(重量)、抗老剂1份(重量)、甲苯100份(重量)加入到含有2重量份非离子表面活性剂的水140重量份中加以搅拌得到的乳状液进行混合，制成天然橡胶类粘合剂组合物，将其涂布在厚度25μm的PET膜上，于130℃干燥5分钟，制得具有厚度30μm粘合剂层的粘接带。
比较评价
对实施例及比较例中得到的粘接带进行下述比较评价。
粘合力：
往用280号耐水研磨纸进行过表面研磨的厚度2mm铜板上，把宽2.0mm的粘接带，用2kg橡胶辊反复加压，经过30分钟后，于23℃/65％相对湿度的条件下，测定180度的拉伸强度(拉伸速度300mm/分)，以此作为粘合力。
时间损失：
为了进行素炼，把产生5小时以上的时间损失的场合评价为“×”，而不产生时间损失的场合评价为“○”。
能量损失：
为了进行素炼，有很多能量(发生能量损失)损失的场合为“×”，而无能量损失为“○”。
结果示于表1。
                         表1
    粘接力(gf/20mm)     时间损失     能量损失
实施例1     702     ○     ○
实施例2     650     ○     ○
实施例3     1040     ○     ○
比较例1     503     ○     ○
比较例2     712     ×     ×
比较例3     435     ○     ○
比较例4     632     ×     ×
由上表1可见，实施例粘接带，其粘合特性及制造效率两方面均优良。
工业上利用的可能性
按照本发明的橡胶类压敏粘合剂及粘接片，由于使用特定的天然橡胶，实际上可以省略素炼工序，用很少的能量及时问就能容易地进行制造，同时得到良好的粘合特性。

Claims (4)

1.一种橡胶类压敏粘合剂，其中，含有原料天然橡胶胶乳离心分离得到的浆液中含有的天然橡胶作为主橡胶成分，并且，相对于橡胶成分的重量，上述天然橡胶的含量为50重量％以上。
2.权利要求1记载的橡胶类压敏粘合剂，其中，还含有增粘剂树脂。
3.一种粘接片，其特征在于，在支持体的至少一个面上具有由权利要求1记载的橡胶类压敏粘合剂构成的粘合剂层。
4.权利要求3记载的粘接片，上述橡胶类压敏粘合剂还含有增粘剂树脂。
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