JP2001131514A - 水性粘着剤組成物、その製造方法および粘着テープ又は粘着ラベル - Google Patents
水性粘着剤組成物、その製造方法および粘着テープ又は粘着ラベルInfo
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Abstract
ラス、ステンレス鋼などの各種被着体に対する初期接着
力、タック、耐水白化性、耐熱性などに優れ、粘着剤と
してのバランスにも優れた性能を有する水性粘着剤組成
物を提供する。 【解決手段】ガラス転移温度が−20℃以下のアクリル
酸アルキルエステル系樹脂(A)、ウレタン系樹脂
(B)、120〜180℃の軟化点を有する粘着付与剤
(C)の水性エマルジョンから成り、成分(A)100
重量部に対する、成分(B)の割合が2〜30重量部、
成分(C)の割合が2〜50重量部である水性粘着剤組
成物。
Description
およびその製造方法に関する。本発明の水性粘着剤組成
物は、特にポリオレフィン等の低極性高分子材料に対し
ても良好な接着力を有し、また、耐熱性、耐水白化性に
も優れる。
粘着剤に比べて優れた耐候性および耐熱性を有し、近
年、益々多くの用途に使用されている。中でも、水性エ
マルジョンから成る水性粘着剤は、有機溶剤を使用しな
いため、作業環境を悪化させず且つ火災の心配もないこ
とから、広く使用されている。ところが、アクリル系粘
着剤は、ポリマーの性質上、ポリオレフィンの様な低極
性高分子材料のフィルムや成型品に対する接着性が弱い
という問題点がある。
対し、ロジン樹脂、石油樹脂、テルペン樹脂といった粘
着付与剤を添加することが試みられている。ところが、
粘着付与剤の添加により、粘着性は向上するが、耐熱保
持力が低下するという問題が生じる。
平5−311137号公報には、軟化点が150℃を超
えて185℃以下である粘着付与剤の水性エマルジョン
を添加したアクリル系水性粘着剤組成物が開示されてい
る。ところが、斯かる組成物の場合、接着力や凝集力は
問題ないものの、皮膜の耐水性が劣るという問題があ
る。
は、特定のガラス転移点(Tg)及びゲル分率を有する
アクリル樹脂の水性エマルジョンに85℃〜140℃の
軟化点を有する粘着付与剤の水性エマルジョンを配合し
た粘着剤が、特開平6−322352号公報には、自己
乳化型ウレタン系樹脂と粘着付与剤の水性エマルジョン
から成る水性接着剤組成物が、それぞれ開示されてい
る。
時の保持力および皮膜の耐水性などの全ての物性を満足
する水性粘着剤組成物は、未だ得られていない状況にあ
る。
の従来技術の欠点を改良し、ポリオレフィン等の低極性
材料だけでなく、ガラス、ステンレス鋼などの各種被着
体に対する初期接着力、タック、耐水白化性、耐熱性な
どに優れ、粘着剤としてのバランスにも優れた性能を有
する水性粘着剤組成物、その製造方法および粘着テープ
又は粘着ラベルを提供することにある。
明の第1の要旨は、ガラス転移温度が−20℃以下のア
クリル酸アルキルエステル系樹脂(A)、ウレタン系樹
脂(B)、120〜180℃の軟化点を有する粘着付与
剤(C)の水性エマルジョンから成り、成分(A)10
0重量部に対する、成分(B)の割合が2〜30重量
部、成分(C)の割合が2〜50重量部であることを特
徴とする水性粘着剤組成物に存する。
飽和基を有する反応性界面活性剤の存在下、ラジカル重
合性不飽和単量体とウレタン系樹脂とを乳化重合して得
られたアクリル/ウレタン樹脂水性エマルジョンに水分
散性粘着付与剤を配合することを特徴とする水性粘着剤
組成物の製造方法に存する。
に上記の水性粘着剤組成物を含む粘着剤層を設けたこと
を特徴とする粘着テープ又は粘着ラベルに存する。
先ず、本発明の水性粘着剤組成物について説明する。な
お、本明細書における「(メタ)アクリル酸」等の表記
は「アクリル酸およびメタアクリル酸」を表す。
使用するアクリル酸アルキルエステル系樹脂は、ガラス
転移温度(Tg)が−20℃以下のものである。Tgが
−20℃より高い場合は、常温および低温での接着力が
低下する。一方、Tgが余りにも低い場合は、低温時の
接着性は優れるが高温時の保持力が低下する。従って、
Tgの下限は−90℃であり、好ましいTgは−70℃
から−30℃の範囲である。なお、ここで述べるガラス
転移温度は、下記の計算式により算出される値を意味す
る。また、例えばウレタンをシード粒子として複合化し
たアクリル酸アルキルエステル系樹脂においては、アク
リル酸アルキルエステル部分についてのTgが上記の条
件を満足すればよい。
a及びTgbは、それぞれ、単量体a及び単量体bのホ
モポリマーのガラス転移温度、Wa及びWbは、それぞ
れ、単量体a及び単量体bの重量分率を示す。)
としては、炭素数が4〜12のアルキル基を有するアク
リル酸アルキルエステル(a1)60〜99重量部、カ
ルボキシル基含有ラジカル重合性不飽和単量体(a2)
0.5〜5重量部、成分(a1)及び(a2)の各不飽
和単量体と共重合可能なラジカル重合性不飽和単量体
(a3)0.1〜29重量部の共重合体が好適に使用さ
れる。
ルアクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート、n
−オクチルアクリレート、イソオクチルアクリレート、
ラウリルアクリレート等が挙げられ、これらは、2種以
上組み合わせて使用してもよい。成分(a1)の共重合
比は、好ましくは75〜95重量%である。成分(a
1)の共重合比が余りにも低い場合は十分な接着力が得
られず、余りにも高い場合は高温での十分な保持力が得
られない。すなわち、成分(a1)は、得られる共重合
体のTgを下げ且つ粘着性を付与する機能を有する。
酸、メタクリル酸の様なα、β−不飽和カルボン酸、イ
タコン酸、マレイン酸、2−メチレングルタル酸の様な
α、β−不飽和ジカルボン酸などが挙げられる。これら
は、2種以上組み合わせて使用してもよい。成分(a
2)の共重合比は、好ましくは1〜4重量%である。成
分(a2)の共重合比が余りにも低い場合は接着力およ
びポリマーの凝集力が得られず、余りにも高い場合は粘
着剤組成物の耐水性が低下する傾向がある。
ン、α−メチルスチレンの様な芳香族ビニル化合物、メ
チル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレー
ト、ブチルメタクリレートの様な(a1)以外のアルキ
ル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシエチル(メ
タ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アク
リレートの様な末端にヒドロキシ基を含有する(メタ)
アクリレート、酢酸ビニルプロピオン、酢酸ビニルの様
なビニルエステル、(メタ)アクリルアミド、N−アル
キロールアクリルアミド、(メタ)アクリロニトリル、
ハロゲン化ビニル等が挙げられる。また、上記の他、ア
リル(メタ)アクリレート、エチレングリコールジ(メ
タ)アクリレート、トリメチロールプロパントリアクリ
レートの様な1分子内に2個以上のラジカル重合性二重
結合を持つ架橋性単量体を使用することも出来る。
のTgを上げて凝集力を付与するため、メチルメタクリ
レート、アクリルアミド、アクリロニトリルの様な高T
gモノマー、2−ヒドロキシエチルアクリレートや4−
ヒドロキシブチルアクリレートの様に多官能イソシアネ
ートの様な架橋剤と反応し得る官能基を有する単量体が
好ましい。上記の各単量体は、2種以上組み合わせて使
用してもよい。
〜20重量%、更に好ましくは2〜15重量%である。
成分(a3)の共重合比が余りにも低い場合は、ポリマ
ーの凝集力が得られずに高温での保持力が低下し、余り
にも高い場合は、接着力およびタックが低下する傾向が
ある。
使用するウレタン系樹脂としては、特に制限されない
が、外部界面活性剤を使用せずに乳化(エマルジョン
化)し得るアニオン性の自己乳化型ウレタン樹脂(水分
散性ウレタン樹脂)が耐水性の点で好ましく、また、ガ
ラス転移点が0℃以上の水分散性ウレタン樹脂が接着性
の点で好ましい。斯かる水分散性ウレタン樹脂は数多く
市販されており、その具体例としては、ゼネカ社製の商
品「NeoRez」シリーズ、旭電化社製の商品「アデ
カボンタイター」シリーズ、第一工業製薬社製の商品
「スーパーフレックス」シリーズ等が挙げられる。
使用する粘着付与剤は120〜180℃の軟化点を有す
る。粘着付与剤の軟化点は、好ましくは140〜170
℃である。粘着付与剤の軟化点が余りにも低い場合はタ
ックは得られるものの高温での保持力に欠け、軟化点が
余りにも高い場合はタックが低下する。
ン系樹脂、テルペン系樹脂、石油樹脂が挙げられる。こ
れらは、乳化剤により水に分散させることが出来る。中
でも、重合ロジン及び/又は重合ロジンと多価アルコー
ル(グリセリン、ペンタエリスリトール等)とを反応し
て得られるロジン誘導体が好ましい。ここで述べる重合
ロジンとは、ガムロジン、ウッドロジン等の樹脂酸モノ
マーを、硫酸、塩化アルミニウム等の触媒で二量化した
樹脂酸ダイマーを言う。
体例としては、荒川化学(株)製の「スーパーエステル
E−730−55」(軟化点125℃)、「スーパーエ
ステルE−650」(軟化点160℃)、「スーパーエ
ステルE−865」(軟化点160℃)、ハリマ化成
(株)製の「SK−130D」(軟化点138℃)等が
挙げられる。
記の共重合体の分子量を調整する目的として、重合時に
アルキルメルカプタン等を分子量調整剤として添加する
ことも可能である。更に、本発明の組成物には、その目
的とする用途に応じ、架橋剤、浸透剤、造膜助剤、消泡
剤、防錆剤、増粘剤、防腐剤、紫外線吸収剤、光安定
剤、顔料、シリカ等の無機充填剤などを配合することも
可能である。架橋剤は、凝集力向上のために使用され、
例えば、従来公知の多官能イソシアネート系架橋剤や多
官能エポキシ系架橋剤などを使用することが出来る。
の水性エマルジョンから成る。成分(A)100重量部
に対する、成分(B)の割合は2〜30重量部、成分
(C)の割合は2〜50重量部とされる。
合は皮膜の耐水性が低下し、高い場合は接着力およびタ
ックが低下する。成分(A)100重量部に対する、成
分(B)の好ましい割合は5〜20重量部である。
合は十分な接着力が得られず、高い場合は耐熱性および
皮膜の耐水性が低下する。成分(A)100重量部に対
する、成分(C)の好ましい割合は5〜30重量部であ
る。
(A)〜(C)の合計量は、通常30〜70重量%、好
ましくは40〜60重量%とされる。上記成分の合計量
が余りにも少ない場合は乾燥に必要な時間およびエネル
ギーが増大し、余りにも多い場合は粘度が高くなり過ぎ
て塗工適性に欠ける。
法について説明する。本発明において、水性エマルジョ
ン化は公知の方法に従って行うことが出来る。しかしな
がら、成分(A)として、前記の成分(a1)〜(a
3)から成る共重合体を使用する場合は、以下に述べる
方法に従い、上記の共重合体を含有する水性エマルジョ
ンを調製した後、当該水性エマルジョンに残余の成分を
配合する方法が好適に採用される。
ンの調製方法としては、例えば、乳化重合や懸濁重合の
他、有機溶媒中での溶液重合後に減圧下で有機溶媒を除
去し転相により水性化する方法を採用し得る。中でも水
性媒体中で界面活性剤および/または保護コロイドの存
在下に乳化重合する方法が好ましい。乳化重合は、常法
に従って行われるが、その際、通常、重合開始剤と界面
活性剤が使用される。
ウム、過硫酸アンモニウム等の過硫酸塩、過酸化水素、
ベンゾイルパーオキサイド、t−ブチルハイドロパーオ
キサイド等の過酸化物、アゾビスイソブチロニトリル等
のアゾ系開始剤が使用される。また、上記の開始剤にア
スコルビン酸やロンガリット等の還元剤を組み合わせた
レドックス型開始剤も使用することが出来る。更に、こ
れらの開始剤は、必要に応じ、複数の組み合わせで使用
してもよい。開始剤の使用量は、重合性単量体100重
量部に対し、通常0.01〜5重量部、好ましくは0.
1〜2重量部である。
ルホン酸塩、高級アルコール硫酸エステル塩、ポリオキ
シエチレンアルキルスルホン酸塩などの陰イオン性界面
活性剤、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオ
キシエチレンアルキルフェノールエーテル等の非イオン
性界面活性剤、カチオン性界面活性剤が挙げられる。中
でも、粘着剤皮膜の耐水性を向上させるため、分子内に
ラジカル重合性不飽和結合を有するいわゆる反応性界面
活性剤を使用するのが好ましい。
アリルスルホコハク酸ナトリウム(三洋化成社製「エレ
ミノールJS−2」、花王社製「ラテムルS−18
0」)、メタクリロイルオキシポリオキシアルキレン硫
酸ナトリウム(三洋化成社製「エレミノールRS−3
0」)、ポリオキシエチレンアルキルアリルフェノール
エーテル(第一工業製薬社製「アクアロンRN−2
0」)、ポリオキシエチレンアルキルアリルフェノール
エーテル硫酸エステル塩(第一工業製薬社製「アクアロ
ンHS−10」、旭電化工業社製「アデカリアソープS
E−10N」)等が挙げられる。これらの界面活性剤
は、必要に応じ、複数の組み合わせで使用してもよい。
く、保護コロイドとして、ポリビニルアルコール、ヒド
ロキシエチルセルロース等の水溶性高分子化合物を添加
して重合することも可能である。界面活性剤または保護
コロイドの使用量は、使用するラジカル重合性不飽和化
合物100重量部に対し、通常0.1〜10重量部、好
ましくは1〜5重量部である。
反応温度は、通常40〜95℃、好ましくは50〜70
℃、反応時間は、通常1〜12時間、好ましくは2〜8
時間である。
物の製造方法として、上記のラジカル重合性不飽和基を
有する反応性界面活性剤の存在下、ラジカル重合性不飽
和単量体(前記の成分(a1)〜(a3))とウレタン
系樹脂とを乳化重合して得られた水性エマルジョンに水
分散性粘着付与剤を配合する方法が推奨される。斯かる
方法によれば、アクリル/ウレタン樹脂の水性エマルジ
ョンを含有する水性粘着剤組成物が得られる。
を含む粘着剤層を設けたことを特徴とする本発明の粘着
テープ又は粘着ラベルについて説明する。上記の支持体
としては紙またはプラスチックフィルムが使用され、そ
の厚さは、通常10〜1000μm、好ましくは30〜
100μmである。支持体の厚さが余りに薄い場合は強
度に欠けるとと共に塗工時の作業性などが悪化し、余り
に厚い場合は柔軟性に欠ける。上記のプラスチックフィ
ルムの構成材料としては、ポリプロピレン、ポリエチレ
ン等のポリオレフィン樹脂、ポリエチレンテレフタレー
ト等のポリエステル樹脂、塩化ビニル樹脂などが挙げら
れる。
μm、好ましくは10〜50μmである。粘着剤層の厚
さが余りに薄い場合は十分な接着力が得られず、余りに
厚い場合は塗工・乾燥工程上好ましくない。塗工手段と
しては、バーコーター、ナイフコーター等の既存の塗工
手段が採用される。そして、直接的に水性粘着剤組成物
を塗工して乾燥する直接法、離型紙上に水性粘着剤組成
物を塗工・乾燥した後に支持体上に転写する転写法の何
れを採用してもよい。
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。また、実施例中に記載
されている「部」及び「%」は特に記載のない限り「重
量部」及び「重量%」である。
(1)〜(9)の調製>攪拌機、還流冷却器、温度計、
滴下漏斗を備えた反応容器に、水分散性ウレタン樹脂
(ゼネカ社製「R9617」)34部、反応性界面活性
剤(第一工業製薬社製のアニオン性乳化剤「アクアロン
HS−10」)0.5部、水30部を入れ、窒素雰囲気
下で60℃に加熱した。反応容器内にアゾイソビスブチ
ロニトリル0.3部を添加した後、別途、以下の様に調
製しておいた乳化液(プレエマルジョン)を4時間かけ
て滴下した。
キシルアクリレート91部、メチルメタクリレート7
部、メタクリル酸2部、「アクアロンHS−10」1
部、水40部の混合物をホモミキサーにて予め機械乳化
することにより、調製した。
ロパーオキサイド0.3部を添加し、更に80℃で2時
間反応させ後に冷却し、乳白色のアクリル系樹脂(アク
リル/ウレタン樹脂)の水性エマルジョン(1)を得
た。
記と同様に乳化重合してアクリル系樹脂の水性エマルジ
ョン(2)〜(9)を調製した。
び「モノマー組成」の符号の意義は、次の表3に示す通
りである。
ョン(1)にロジンエマルジョン(荒川化学社製「スー
パーエステルE−650」)を添加、攪拌し、水性粘着
剤組成物を得た。ロジンエマルジョン/水性エマルジョ
ン(1)の使用割合は、固形分の比率として10/10
0とした。得られた水性粘着剤組成物について下記に記
載の評価を行い、結果を後記の表6に示す。
組成物を50μmのアプリケーターにてポリエステルフ
ィルム(厚み50μm)に塗工し、120℃にて2分間
乾燥した。その後、離型性フィルムをシート上に被せ、
23℃、65%RHにて24時間状態調整した。
m巾に裁断された試験片を荷重2kgのローラーを1往
復させて被着体(ステンレス鋼/ガラス/ポリプロピレ
ン)に圧着し、引っ張り速度300mm/分の速度で1
80度剥離試験を実施した。
されたJ.DOW法により、傾斜角度30度、測定温度
23℃におけるボールタックを測定した。数字はボール
ナンバーを表す。
3℃)にて蒸留水に1日浸漬し、試験片の状態を目視に
て判定した。判定基準は次の表4に示す通りである。
粘着テープを接着面積が25×25mmとなる様にステ
ンレス鋼板(ステンレス鋼#304・鏡面加工)に貼り
合わせ、荷重2kgのローラーを1往復させて被着体に
圧着した。上記試験片の剪断方向に1kgの荷重をかけ
て、60℃において放置した。そして、試験片が落下す
るまでの時間を測定した。
性エマルジョン(2)〜(7)を調製し且つこれらの水
性エマルジョンを使用した以外は、実施例1と同様にし
て水性粘着剤組成物を得、評価を行った。結果を表6〜
表8に示す。
ジュンの種類」の符号の意義は、次の表5に示す通りで
ある。
フィン等の低極性材料だけでなく、ガラス、ステンレス
鋼などの各種被着体に対する初期接着力、タック、耐水
白化性、耐熱性などに優れ、粘着剤としてのバランスに
も優れた性能を有する水性粘着剤組成物、その製造方法
および粘着テープ又は粘着ラベルが提供され、本発明の
工業的価値は顕著である。
Claims (7)
- 【請求項1】 ガラス転移温度が−20℃以下のアクリ
ル酸アルキルエステル系樹脂(A)、ウレタン系樹脂
(B)、120〜180℃の軟化点を有する粘着付与剤
(C)の水性エマルジョンから成り、成分(A)100
重量部に対する、成分(B)の割合が2〜30重量部、
成分(C)の割合が2〜50重量部であることを特徴と
する水性粘着剤組成物。 - 【請求項2】 成分(A)が、炭素数が4〜12のアル
キル基を有するアクリル酸アルキルエステル(a1)6
0〜99重量部、カルボキシル基含有ラジカル重合性不
飽和単量体(a2)0.5〜5重量部、成分(a1)及
び(a2)の各不飽和単量体と共重合可能なラジカル重
合性不飽和単量体(a3)0.1〜29重量部の共重合
体である請求項1に記載の組成物。 - 【請求項3】 成分(B)が、アニオン性の自己乳化型
ウレタン系樹脂であり且つ0℃以上のガラス転移点を有
する請求項1又は2に記載の組成物。 - 【請求項4】 成分(C)が、重合ロジン及び/又は重
合ロジンと多価アルコールとを反応して得られるロジン
誘導体である請求項1〜3の何れかに記載の組成物。 - 【請求項5】 成分(A)及び(B)が、ラジカル重合
性不飽和基を有する反応性界面活性剤の存在下、ラジカ
ル重合性不飽和単量体とウレタン系樹脂とを乳化重合し
て得られたアクリル/ウレタン樹脂水性エマルジョンで
ある請求項1〜4の何れかに記載の組成物。 - 【請求項6】 ラジカル重合性不飽和基を有する反応性
界面活性剤の存在下、ラジカル重合性不飽和単量体とウ
レタン系樹脂とを乳化重合して得られたアクリル/ウレ
タン樹脂水性エマルジョンに水分散性粘着付与剤を配合
することを特徴とする水性粘着剤組成物の製造方法。 - 【請求項7】 支持体上に請求項1〜5の何れかに記載
の水性粘着剤組成物を含む粘着剤層を設けたことを特徴
とする粘着テープ又は粘着ラベル。
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JP31845599A JP3809314B2 (ja) | 1999-11-09 | 1999-11-09 | 水性粘着剤組成物、その製造方法および粘着テープ又は粘着ラベル |
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