【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、テープ状絶縁材および当該テープ状絶縁材が貼合されている絶縁物品に関する。また本発明は、テープ状絶縁材の粘着剤層を形成しうる、絶縁材用水分散型アクリル系粘着剤に関する。本発明のテープ状絶縁材は、トランス、コイル等の電気部品、電子部品等の層間絶縁や外面絶縁に使用されこれら物品を絶縁物品とする。また本発明は、水分散型アクリル系粘着剤および当該粘着剤を用いた感圧性接着テープに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、テープ状絶縁材に使用される粘着剤としては、絶縁特性に優れるアクリル系又はゴム系の溶剤型粘着剤が使用されていた。かかるテープ状絶縁材に使用される粘着剤にも、一般の粘着剤の場合と同様に、環境保護、省資源、安全衛生等に対する社会的な要請と規制強化から、脱溶剤が重要な課題となっており、溶剤型粘着剤に代わるものが要望されている。前記溶剤型粘着剤に代わる粘着剤としては、汎用性や応用展開の可能性から、ホットメルト型や硬化型の粘着剤よりも、水系粘着剤が優位であると考えられている。
【０００３】
しかしながら、水系粘着剤である水分散型の天然ゴムラテックスまたは合成ゴムラテックスは、水溶性であるイオン性乳化剤を非常に多く含有していることから絶縁特性の低下が問題であった。一方、アクリル系の水分散型粘着剤は、（メタ）アクリル酸アルキルエステルを主成分とする単量体を乳化剤存在下に重合して得られる重合体エマルションを含むものである。当該重合体は、被着体への接着力を向上させるために、または得られる重合体を後架橋するための架橋点を導入するために、さらには粘着剤の凝集力を高めるために、上記主成分と共重合可能な官能基含有単量体やその他の改質用単量体が添加されている（たとえば、特許文献１、特許文献２参照。）。しかし、従来知られているアクリル系水分散型粘着剤は加湿条件下に絶縁特性が低下する問題があった。
【０００４】
【特許文献１】
特開平６−１２８５４３号公報
【０００５】
【特許文献２】
特開平６−１４５６２３号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、絶縁基材の片面または両面に水系粘着剤層を設けたテープ状絶縁材であって、絶縁特性の良好な粘着剤層を有するものを提供することを目的とする。また本発明は、テープ状絶縁材が貼合されている絶縁物品を提供することを目的とする。さらには本発明は、絶縁特性の良好な水系粘着剤層を形成しうる絶縁材用水分散型アクリル系粘着剤を提供することを目的とする。
【０００７】
また本発明は、水分散型アクリル系粘着剤および当該粘着剤を用いた感圧性粘着テープを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは上記課題を解決するため鋭意検討した結果、テープ状絶縁材の水系粘着剤層を形成する水系粘着剤として以下に示すものを用いることにより、上記目的を達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００９】
すなわち本発明は、絶縁基材の片面または両面に粘着剤層を設けたテープ状絶縁材において、
前記粘着剤層が、アルキル基の炭素数が４〜１２の（メタ）アクリル酸アルキルエステルを主成分とし、かつカルボキシル基含有単量体を含有してなる単量体を、乳化剤の存在下で乳化重合して得られた共重合体エマルションのアルキルアミンによる中和物を含有する水分散型アクリル系粘着剤により形成されたものであることを特徴とするテープ状絶縁材、に関する。
【００１０】
上記本発明では、水系粘着剤として水分散型アクリル系粘着剤を用いており、天然ゴムラテックスまたは合成ゴムラテツクス粘着剤のようにイオン性乳化剤を多量に含有することによる絶縁特性の低下がない。また水分散型アクリル系粘着剤に含まれる重合体エマルションは、被着体への接着力を向上させるために、または得られる重合体を後架橋するための架橋点を導入するために、さらには粘着剤の凝集力を高めるために、上記主成分と共重合可能な官能基含有単量体として、カルボキシル基含有単量体を含有している。
【００１１】
一方、カルボキシル基含有単量体は機械的安定性を向上させる上でも重要である。これは、水分散型アクリル系粘着剤を基材面に塗工するとき、共重合体エマルションの機械的安定性が不良であるとコーター部で、共重合体エマルションが破壊され、それが凝集して粘着剤面にスジなどが発生し、粘着剤面の外観が不良となるためである。そのため、共重合体エマルションは、機械的安定性を向上させるため、カルボキシル基含有単量体のカルボキシル基を中和により解離している。
【００１２】
カルボキシル基の中和剤（水溶性塩基性物質）としては、一般的にアンモニアが用いられる。しかし、共重合体エマルション中のカルボキシル基の中和をアンモニアで行い、かつ当該中和された共重合体エマルションを含有する粘着剤を十分に乾燥させない場合には、粘着剤中にアンモニウムイオンが残存してしまう。加湿条件において、このアンモニウムイオンはイオン伝導するため絶縁特性を低下させる。アンモニアは、他のアンモニア分子、水分子やカルボキシル基等と水素結合するために、粘着剤中に残存しやすくなっていると考えられる。
【００１３】
そこで、本発明では、共重合体エマルション中のカルボキシル基の中和剤として、アルキルアミンを用いている。アルキルアミンはアンモニアに比べて水素結合しにくく、粘着剤中の中和剤の残存量（残存アルキルアミン量）を低減することができる。したがって、粘着剤の乾燥条件が同じであるならば、共重合体エマルションとして、アンモニア中和物よりも、アルキルアミン中和物を用いる方が中和剤の残存量を低減できる。すなわち、共重合体エマルションのアルキルアミン中和物を含有する粘着剤を用いることによって、加湿条件下においても絶縁特性を満足することができる。なお、テープ状絶縁材はＪＩＳ Ｃ−２３３８に規定される電食係数が０．９８以上の絶縁特性を有することが好ましい。前記電食係数は０． ９９以上であるのがより好ましい。前記テープ状絶縁材において、アルキルアミンは、アルキル基の炭素数１〜４のアルキルアミンであることが好ましい。
【００１４】
また本発明は、前記テープ状絶縁材が貼合されていることを特徴とする絶縁物品、に関する。
【００１５】
さらに本発明は、アルキル基の炭素数が４〜１２の（メタ）アクリル酸アルキルエステルを主成分とし、かつカルボキシル基含有単量体を含有してなる単量体を、乳化剤の存在下で乳化重合して得られた共重合体エマルションのアルキルアミンによる中和物を含有することを特徴とする絶縁材用水分散型アクリル系粘着剤、に関する。前記絶縁材用水分散型アクリル系粘着剤において、アルキルアミンは、アルキル基の炭素数１〜４のアルキルアミンであることが好ましい。
【００１６】
さらに本発明は、アルキル基の炭素数が４〜１２の（メタ）アクリル酸アルキルエステルを主成分とし、かつカルボキシル基含有単量体を含有してなる単量体を、乳化剤の存在下で乳化重合して得られた共重合体エマルションのアルキルアミンによる中和物を含有することを特徴とする水分散型アクリル系粘着剤、に関する。前記水分散型アクリル系粘着剤において、アルキルアミンは、アルキル基の炭素数１〜４のアルキルアミンであることが好ましい。
【００１７】
さらに本発明は、基材の片面または両面に粘着剤層を設けた感圧性粘着テープにおいて、前記粘着剤層が、前記水分散型アクリル系粘着剤により形成されたものであることを特徴とする感圧性接着テープ、に関する。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明のテープ状絶縁材において粘着剤層を形成する水分散型アクリル系粘着剤は、アルキル基の炭素数が４〜１２の（メタ）アクリル酸アルキルエステルを主成分とし、かつカルボキシル基含有単量体を含有してなるする単量体を、乳化剤の存在下に乳化重合することにより得られる共重合体エマルションのアルキルアミンによる中和物を含有してなる。
【００１９】
アルキル基の炭素数が４〜１２の（メタ）アクリル酸アルキルエステルは、アクリル酸またはメタクリル酸と炭素数が４〜１２のアルコールとのエステルであって、具体的には、（メタ）アクリル酸ブチル、（メタ）アクリル酸２−エチルヘキシル、（メタ）アクリル酸イソノニル、（メタ）アクリル酸ラウリル、（メタ）アクリル酸シクロペンチル、（メタ）アクリル酸シクロヘキシル、（メタ）アクリル酸イソボロニルなどがあげられ、これらの中からその１種または２種以上が用いられる。これら（メタ）アクリル酸アルキルエステルは、単量体の主成分として、単量体中、５０重量％以上、好ましくは８０重量％以上、さらに好ましくは９０〜９９．５重量％の割合で用いられる。前記（メタ）アクリル酸アルキルエステルの割合が少ないと、良好な接着性の粘着剤が得られにくい。
【００２０】
前記単量体中には、上記（メタ）アクリル酸アルキルエステルのほかに、被着体への接着力を向上させるために、または得られる共重合体を後架橋するための架橋点を導入するために、さらには粘着剤の凝集力を高めるために、上記（メタ）アクリル酸アルキルエステルと共重合可能な官能基含有単量体として、カルボキシル基含有単量体を含有している。カルボキシル基含有単量体としては、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、マレイン酸、クロトン酸などがあげられる。カルボキシル基含有単量体は、前記アルキル基の炭素数が４〜１２の（メタ）アクリル酸アルキルエステルとの合計で単量体混合物として合計１００重量％になるように、通常、用いられる。５０重量％以下、好ましくは２０重量％以下、さらに好ましくは０．５〜１０重量％の割合で用いられる。
【００２１】
また、被着体への接着力を向上させるために、または得られる共重合体を後架橋するための架橋点を導入するために、さらには粘着剤の凝集力を高めるために、上記成分と共重合可能な前記以外の他の官能基含有単量体や改質用単量体を適量使用してもよい。なお、これら他の官能基含有単量体等は、前記アルキル基の炭素数が４〜１２の（メタ）アクリル酸アルキルエステルと、前記カルボキシル基含有単量体が前記割合を満足し、かつこれら単量体との合計で単量体混合物として合計１００重量％になるように用いられる。これらは、通常、５０重量％以下、好ましくは２０重量％以下、さらに好ましくは０．５〜１０重量％の割合で用いられる。
【００２２】
他の官能基含有単量体としては、（メタ）アクリル酸２−ヒドロキシエチル、（メタ）アクリル酸２−ヒドロキシプロピル、（メタ）アクリル酸２−ヒドロキシブチルなどの水酸基含有単量体、（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−メチロール（メタ）アクリルアミド、Ｎ−メトキシメチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−ブトキシメチル（メタ）アクリルアミドなどのアミド基含有単量体、（メタ）アクリル酸２−（Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノ）エチルなどのアミノ基含有単量体、（メタ）アクリル酸グリシジルなどのグリシジル基含有単量体、（メタ）アクリル酸プロピルトリメトキシシラン、（メタ）アクリル酸プロピルジメトキシシラン、（メタ）アクリル酸プロピルトリエトキシシランなどの多官能アルコキシシラン、（メタ）アクリロニトリル、Ｎ−（メタ）アクリロイルモルホリン、Ｎ−ビニル−２−ピロリドンなどがあげられる。これら官能基含有単量体はその１種を単独でまたは２種以上を混合して使用できる。
【００２３】
その他の改質用単量体としては、（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸エチル、（メタ）アクリル酸イソプロピルなどのアルキル基の炭素数が１〜３の（メタ）アクリル酸アルキルエステル、（メタ）アクリル酸トリデシル、（メタ）アクリル酸ステアリルなどのアルキル基の炭素数が１３〜１８の（メタ）アクリル酸アルキルエステル、酢酸ビニル、スチレン、ビニルトルエンなどがあげられる。また、ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート、ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、プロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、テトラメチロールメタンテトラ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート等の二つ以上の重合性官能基を有するものがあげられる。これら改質用単量体もその１種を単独でまたは２種以上を混合して使用できる。
【００２４】
乳化剤としては、乳化重合において用いられるアニオン系乳化剤やノニオン系乳化剤を特に制限なく使用できる。たとえば、ラウリル硫酸ナトリウム、ラウリル硫酸アンモニウム、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸ナトリウム、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル硫酸ナトリウムなどのアニオン系乳化剤、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ニルエーテルなどのノニオン系乳化剤などがあげられる。また、アニオン系乳化剤およびノニオン系乳化剤のいずれの場合にも、乳化剤中にプロペニル基、アリル基、（メタ）アクリロイル基などの反応性官能基を導入したラジカル重合性乳化剤を用いることができる。ラジカル重合性乳化剤は、たとえば、特開平４−５０２０４号公報、特開平４−５３８０２号公報に記載されている。
【００２５】
前記乳化剤の使用量は、特に制限されないが、イオン性乳化剤を多量に含有することによる絶縁特性の低下を抑えるため、前記単量体（合計）１００重量部に対して、０．３〜５重量部程度とするのが好ましい。乳化剤の使用量が多くなると、得られる共重合体エマルションを含有する水分散型アクリル系粘着剤により形成される粘着剤層に含まれる水溶性成分量が多くなり、絶縁特性が低下する傾向があるため、乳化剤の使用量は、３重量部以下、さらには２重量部以下とするのが好ましい。
【００２６】
前記単量体の乳化重合は、前記乳化剤の存在下、適宜の重合開始剤を用いて、常法により行い、アクリル系重合体の水分散液を調製する。乳化重合は、一般的な一括重合、連続滴下重合、分割滴下重合などにより行う。重合温度は３０〜９０℃程度で行うことができる。
【００２７】
重合開始剤としては、たとえば、２ ，２ ′−アゾビスイソブチロニトリル、２ ，２ ′−アゾビス（２−アミジノプロパン）ジヒドロクロライド、２，２ ′−アゾビス（Ｎ，Ｎ′−ジメチレンイソブチルアミジン）などのアゾ系、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウムなどの過硫酸塩、ベンゾイルパーオキサイド、ｔ−ブチルハイドロパ−オキサイドなどの過酸化物系や、過硫酸塩と亜硫酸水素ナトリウムなどのレドツクス系開始剤などがあげられる。また、乳化重合にあたっては、得られる共重合体の分子量の調整のために、必要に応じて、メルカプタン類などに代表される適宜の連鎖移動剤を使用してもよい。
【００２８】
共重合体エマルションのアルキルアミンによる中和物は、上記共重合体エマルションにアルキルアミンまたはその水溶液を加えることにより行う。
【００２９】
アルキルアミンは、１級アルキルアミン、２級アルキルアミン、３級アルキルアミンのいずれも使用できる。中でも、アルキル基の炭素数が１〜４である低級アルキルアミンが好ましい。アルキル基の炭素数は１〜２である低級アルキルアミンが好適である。また、アルキルアミンとしては、３級アルキルアミンが好ましい。アルキルアミンとしては，メチルアミン、ジメチルアミン、トリメチルアミン、エチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、ｎ−プロピルアミン、イソプロピルアミン、ｎ−ブチルアミン、イソブチルアミン、ｓｅｃ−ブチルアミン、ｔｅｒｔ−ブチルアミンなどがあげられる。これらのアルキルアミンはその１種を単独でまたは２種以上混合して使用できる。
【００３０】
中和時に用いるアルキルアミン量は、共重合体エマルションのアルキルアミンによる中和物のｐＨが５〜１０程度となるように適宜に調整するのが好ましい。より好ましくは前記中和物のｐＨが６〜９、さらに好ましくは前記中和物のｐＨが７〜９である。
【００３１】
なお、中和にあたっては、アルキルアミンに加えて、他の水溶性塩基性物質を用いることができる。他の水溶性塩基性物質としては、アンモニア、他のアミン類があげられる。アルキルアミンは、中和に用いる水溶性塩基性物質の７０モル％、さらには９０モル％以上である。なお、共重合体エマルションのカルボキシル基の中和率は、２０％以上、さらには５０％以上、特に７０〜１００％であるのが好ましい。
【００３２】
本発明の水分散型アクリル系粘着剤は、上記共重合体エマルション（中和物）を主剤成分とし、これに必要により、架橋剤を含有させることができる。架橋剤としては、イソシアネート系架橋剤、エポキシ系架橋剤、オキサゾリン系架橋剤、アジリジン系架橋剤、金属キレート系架橋剤などの一般に用いられているものを使用できる。これら架橋剤は、官能基含有単量体を用いることにより重合体中に導入した官能基と反応して架橋する効果以外に、共重合体エマルションに含まれるホモポリマー等（たとえば、カルボキシル基含有単量体が、乳化重合時に、乳化剤のミセル中で共重合せず、水中で重合したカルボキシル基含有単量体のホモポリマーまたはホモポリマーに近い共重合ポリマー等）と反応することで水溶性成分の減少効果があり、使用するのが好ましい。
【００３３】
架橋剤の使用量は、特に制限されないが、通常、共重合体中に導入した官能基：架橋剤の官能基の当量比で、１：０〜０．５程度、好ましくは１：０．００１〜０．３の範囲になるようにするのが好ましい。
【００３４】
さらに本発明の水分散型アクリル系粘着剤には、粘着付与成分やその他の各種の添加剤を配合できる。粘着付与成分としては、ロジン系樹脂、テルペン系樹脂、脂肪族系石油樹脂、芳香族系石油樹脂、共重合系石油樹脂、脂環族系石油樹脂、キシレン系樹脂、エラストマーなどがあげられる。
【００３５】
本発明のテープ状絶縁材は、絶縁基材の片面に、前記水分散型アクリル系粘着剤により、粘着剤層を形成したものである。水分散型アクリル系粘着剤の調製にあたっては、単量体の主成分であるアルキル基の炭素数が４〜１２の（メタ）アクリル酸アルキルエステル、カルボキシル基含有単量体、他の官能基含有単量体や改質用単量体の種類や添加量、乳化剤の種類や添加量、さらには得られる共重合体に加える架橋剤の種類や添加量を適切に調整する。
【００３６】
絶縁基材は、特に限定されず、例えばポリエステル、ポリプロピレンなどのプラスチックフィルム、紙、不織布などの他、耐熱性のあるポリイミド、ポリアミド、ポリアセテートなどの単体またはこれらの複合基材、また場合によりこれらの基材にエポキシ樹脂などを含浸させたものなどがあげられる。
【００３７】
上記粘着剤層の形成は、上記水分散型アクリル系粘着剤を、絶縁基材上に直接塗布し乾燥することにより形成することもでき、セパレータ上に上記同様に形成した層を絶縁基材上に転写してもよい。本発明のテープ状絶縁材は、絶縁基材の片面または両面に粘着剤層をそれぞれ単層または複数層設けてシート状やテープ状の形態として得られる。
【００３８】
本発明のテープ状絶縁材は、各種電子部品用に好適に用いられ、電子部品類に接着されて電子部品類を構成する。かかる電子部品類は特に限定されないが、例えば、トランスの層間絶縁、外装絶縁などがあげられる。
【００３９】
また上記水分散型アクリル系粘着剤は、一般的な感圧性接着テープの用途にも用いられる。
【００４０】
【実施例】
以下、実施例により本発明をより具体的に説明する。ただし、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。なお、以下、部は重量部を意味する。
【００４１】
実施例１
冷却管、窒素導入管、温度計および撹拌装置を備えた反応容器に、水３０部および過硫酸アンモニウム０．３部を仕込み、撹拌下に１時間窒素置換した。ここにアクリル酸ｎ−ブチル９５部、アクリル酸５部および乳化剤としてポリオキシエチレンラウリルエーテル硫酸アンモニウム（第一工業製薬（株）の商品名「ハイテノールＬＡ−１６」）１．０部（固形分換算）を水７０部で乳化したものを８０℃で３時間かけて滴下し、さらに８０℃で２時間熟成を行った。その後、室温まで冷却し、１０重量％トリメチルアミン水溶液によりｐＨ９に調整して、共重合体エマルションを得た。この共重合体エマルションに、その固形分（水分散系共重合体）１００部に対し、オキサゾリン基を含有する水溶性架橋剤として（株）日本触媒の商品名「エポクロスＷＳ−７００」（オキサゾリン基当量：２２０ｇ・ｓｏｌｉｄ／ｅｑ．）０ ．１部（固形分換算）を混合して、水分散型アクリル系粘着剤とした。
【００４２】
つぎに、この水分散型アクリル系粘着剤を、ポリエステルフィルム（２５μｍ厚）の片面に乾燥後の厚さが３０μｍになるように塗布して、１００℃で２分間乾燥し、テープ状絶縁材を作製した。
【００４３】
実施例２
実施例１において、単量体として、アクリル酸ｎ−ブチル９５部およびメタクリル酸５部を用いたこと、１０重量％トリメチルアミン水溶液により共重合体エマルションをｐＨ８に調整したこと以外は実施例１と同様にして水分散型アクリル系粘着剤とした。また実施例１において、前記水分散型アクリル系粘着剤を用い、乾燥条件を９０℃で２分間に変えたこと以外は実施例１と同様にして、テープ状絶縁材を作製した。
【００４４】
実施例３
実施例１において、単量体として、２−エチルヘキシルアクリレート９４部およびアクリル酸６部を用いたこと、１０重量％トリメチルアミン水溶液により共重合体エマルションをｐＨ７に調整したこと以外は実施例１と同様にして水分散型アクリル系粘着剤とした。また実施例１において、前記水分散型アクリル系粘着剤を用い、乾燥条件を８０℃で２分間に変えたこと以外は実施例１と同様にして、テープ状絶縁材を作製した。
【００４５】
比較例１
実施例１において、１０重量％トリメチルアミン水溶液の代わりに、１０重量％アンモニア水溶液を用いたこと以外は実施例１と同様にして水分散型アクリル系粘着剤とした。また実施例１において、前記水分散型アクリル系粘着剤を用いたこと以外は実施例１と同様にして、テープ状絶縁材を作製した。
【００４６】
比較例２
実施例２において、１０重量％トリメチルアミン水溶液の代わりに、１０重量％アンモニア水溶液を用いたこと以外は実施例２と同様にして水分散型アクリル系粘着剤とした。また実施例２において、前記水分散型アクリル系粘着剤を用いたこと以外は実施例２と同様にして、テープ状絶縁材を作製した。
【００４７】
比較例３
実施例３において、１０重量％トリメチルアミン水溶液の代わりに、１０重量％アンモニア水溶液を用いたこと以外は実施例３と同様にして水分散型アクリル系粘着剤とした。また実施例３において、前記水分散型アクリル系粘着剤を用いたこと以外は実施例３と同様にして、テープ状絶縁材を作製した。
【００４８】
以上の実施例１〜３および比較例１〜３で得られた各テープ状絶縁材について、下記の方法により電食係数（絶縁特性）、接着力を調べた。これらの結果を表１に示す。
【００４９】
＜電食係数（絶縁特性）＞
電気絶縁用ポリエステルフィルム粘着テープの試験方法が記載されているＪＩＳ Ｃ−２３３８に準じて電食係数を測定した。
【００５０】
＜接着力＞
ＪＩＳ Ｚ−０２３７に準じてステンレス板にテープ状絶縁材を貼合わせ、剥離力（１８０度ピール，剥離速度３００ｍｍ／分）を測定した。
【００５１】
【表１】
表１に示す通り、実施例のテープ状絶縁材は、ＪＩＳ Ｃ−２３３８で規定される電食係数が０．９８以上となっており、本発明のテープ状絶縁材の電食係数が良好であり絶縁特性に優れていることが認められる。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a tape-shaped insulating material and an insulating article to which the tape-shaped insulating material is attached. The present invention also relates to a water-dispersed acrylic pressure-sensitive adhesive for an insulating material, which can form a pressure-sensitive adhesive layer of a tape-shaped insulating material. INDUSTRIAL APPLICABILITY The tape-shaped insulating material of the present invention is used for interlayer insulation and external insulation of electrical components such as transformers and coils, and electronic components, and these articles are used as insulating articles. The present invention also relates to a water-dispersed acrylic pressure-sensitive adhesive and a pressure-sensitive adhesive tape using the pressure-sensitive adhesive.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as a pressure-sensitive adhesive used for a tape-shaped insulating material, an acrylic or rubber-based solvent-type pressure-sensitive adhesive excellent in insulating properties has been used. As for the adhesive used for such a tape-shaped insulating material, similar to the case of a general adhesive, desolvation is an important issue due to social demands for environmental protection, resource saving, safety and health, and stricter regulations. Therefore, an alternative to the solvent-based pressure-sensitive adhesive has been demanded. As a pressure-sensitive adhesive instead of the solvent-based pressure-sensitive adhesive, it is considered that a water-based pressure-sensitive adhesive is superior to a hot-melt-type or curing-type pressure-sensitive adhesive in view of versatility and possibility of application development.
[0003]
However, the water-dispersible natural rubber latex or synthetic rubber latex, which is an aqueous pressure-sensitive adhesive, contains a very large amount of a water-soluble ionic emulsifier, and thus has a problem in that the insulating properties are deteriorated. On the other hand, the acrylic water-dispersed pressure-sensitive adhesive contains a polymer emulsion obtained by polymerizing a monomer mainly containing an alkyl (meth) acrylate in the presence of an emulsifier. The polymer, in order to improve the adhesive force to the adherend, or to introduce a cross-linking point for post-crosslinking the resulting polymer, further to increase the cohesive force of the adhesive, A functional group-containing monomer copolymerizable with the main component and other modifying monomers are added (for example, see Patent Documents 1 and 2). However, the conventionally known acrylic water-dispersed pressure-sensitive adhesive has a problem that the insulating properties are deteriorated under humidifying conditions.
[0004]
[Patent Document 1]
JP-A-6-128543
[Patent Document 2]
JP-A-6-145623 [0006]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to provide a tape-shaped insulating material provided with an aqueous pressure-sensitive adhesive layer on one or both surfaces of an insulating base material, the tape-shaped insulating material having a pressure-sensitive adhesive layer having good insulating properties. Another object of the present invention is to provide an insulating article to which a tape-shaped insulating material is attached. Still another object of the present invention is to provide a water-dispersed acrylic pressure-sensitive adhesive for insulating material which can form a water-based pressure-sensitive adhesive layer having good insulating properties.
[0007]
Another object of the present invention is to provide a water-dispersed acrylic pressure-sensitive adhesive and a pressure-sensitive pressure-sensitive adhesive tape using the pressure-sensitive adhesive.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The present inventors have conducted intensive studies to solve the above problems, and as a result, have found that the above object can be achieved by using the following water-based pressure-sensitive adhesive for forming a water-based pressure-sensitive adhesive layer of a tape-shaped insulating material. The invention has been completed.
[0009]
That is, the present invention provides a tape-shaped insulating material provided with an adhesive layer on one or both sides of an insulating base material,
The pressure-sensitive adhesive layer comprises, as a main component, an alkyl (meth) acrylate having an alkyl group of 4 to 12 carbon atoms, and a monomer containing a carboxyl group-containing monomer in the presence of an emulsifier. The present invention relates to a tape-shaped insulating material formed by a water-dispersed acrylic pressure-sensitive adhesive containing a neutralized product of a copolymer emulsion obtained by emulsion polymerization with an alkylamine.
[0010]
In the present invention, a water-dispersed acrylic pressure-sensitive adhesive is used as the water-based pressure-sensitive adhesive, and there is no decrease in insulation properties due to a large amount of an ionic emulsifier such as a natural rubber latex or a synthetic rubber latex pressure-sensitive adhesive. Further, the polymer emulsion contained in the water-dispersed acrylic pressure-sensitive adhesive, in order to improve the adhesive force to the adherend, or to introduce a cross-linking point for post-crosslinking the obtained polymer, furthermore In order to increase the cohesive force of the pressure-sensitive adhesive, a carboxyl group-containing monomer is contained as a functional group-containing monomer copolymerizable with the main component.
[0011]
On the other hand, the carboxyl group-containing monomer is important for improving the mechanical stability. This is because when the water-dispersed acrylic pressure-sensitive adhesive is applied to the substrate surface, if the mechanical stability of the copolymer emulsion is poor, the copolymer emulsion is broken at the coater, and it is agglomerated. This is because streaks and the like are generated on the adhesive surface, and the appearance of the adhesive surface becomes poor. Therefore, in order to improve mechanical stability, the copolymer emulsion dissociates the carboxyl group of the carboxyl group-containing monomer by neutralization.
[0012]
Ammonia is generally used as a neutralizing agent (water-soluble basic substance) for a carboxyl group. However, if the carboxyl groups in the copolymer emulsion are neutralized with ammonia and the pressure-sensitive adhesive containing the neutralized copolymer emulsion is not sufficiently dried, ammonium ions remain in the pressure-sensitive adhesive. Resulting in. Under the humidifying condition, the ammonium ion conducts ions to lower the insulating property. It is considered that ammonia is likely to remain in the pressure-sensitive adhesive due to hydrogen bonding with other ammonia molecules, water molecules, carboxyl groups, and the like.
[0013]
Therefore, in the present invention, an alkylamine is used as a neutralizing agent for the carboxyl group in the copolymer emulsion. Alkylamines are less likely to form hydrogen bonds than ammonia, and can reduce the remaining amount of neutralizing agent in the adhesive (remaining alkylamine amount). Therefore, if the drying conditions of the pressure-sensitive adhesive are the same, the residual amount of the neutralizing agent can be reduced by using a neutralized alkylamine as a copolymer emulsion rather than a neutralized ammonia. That is, by using a pressure-sensitive adhesive containing an alkylamine neutralized product of a copolymer emulsion, insulation properties can be satisfied even under humidified conditions. In addition, it is preferable that the tape-shaped insulating material has an insulating property in which the electrolytic corrosion coefficient specified in JIS C-2338 is 0.98 or more. The electrolytic corrosion coefficient is 0. More preferably, it is 99 or more. In the tape-shaped insulating material, the alkylamine is preferably an alkylamine having 1 to 4 carbon atoms in the alkyl group.
[0014]
The present invention also relates to an insulating article, wherein the tape-shaped insulating material is bonded.
[0015]
Further, the present invention provides a method for emulsifying a monomer mainly containing an alkyl (meth) acrylate having 4 to 12 carbon atoms in an alkyl group and containing a carboxyl group-containing monomer in the presence of an emulsifier. The present invention relates to a water-dispersed acrylic pressure-sensitive adhesive for an insulating material, comprising a neutralized product of a copolymer emulsion obtained by polymerization with an alkylamine. In the water-dispersed acrylic pressure-sensitive adhesive for an insulating material, the alkylamine is preferably an alkylamine having 1 to 4 carbon atoms in the alkyl group.
[0016]
Further, the present invention provides a method for emulsifying a monomer mainly containing an alkyl (meth) acrylate having 4 to 12 carbon atoms in an alkyl group and containing a carboxyl group-containing monomer in the presence of an emulsifier. The present invention relates to a water-dispersed acrylic pressure-sensitive adhesive containing a neutralized product of a copolymer emulsion obtained by polymerization with an alkylamine. In the water-dispersed acrylic pressure-sensitive adhesive, the alkylamine is preferably an alkylamine having 1 to 4 carbon atoms in the alkyl group.
[0017]
Further, the present invention is characterized in that in the pressure-sensitive adhesive tape provided with an adhesive layer on one or both sides of a substrate, the adhesive layer is formed by the water-dispersed acrylic adhesive. Pressure-sensitive adhesive tape.
[0018]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
The water-dispersed acrylic pressure-sensitive adhesive for forming the pressure-sensitive adhesive layer in the tape-shaped insulating material of the present invention is mainly composed of a (meth) acrylic acid alkyl ester having an alkyl group of 4 to 12 carbon atoms and containing a carboxyl group-containing monomer. A copolymer emulsion obtained by subjecting a monomer containing a monomer to emulsion polymerization in the presence of an emulsifier contains a neutralized product of an alkylamine.
[0019]
The alkyl (meth) acrylate having 4 to 12 carbon atoms in the alkyl group is an ester of acrylic acid or methacrylic acid with an alcohol having 4 to 12 carbon atoms. Specifically, (meth) acrylic acid Butyl, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, isononyl (meth) acrylate, lauryl (meth) acrylate, cyclopentyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, isobornyl (meth) acrylate, and the like, One or more of these are used. These alkyl (meth) acrylates are used as a main component of the monomer in a proportion of 50% by weight or more, preferably 80% by weight or more, more preferably 90 to 99.5% by weight in the monomer. . If the proportion of the alkyl (meth) acrylate is small, it is difficult to obtain a pressure-sensitive adhesive having good adhesiveness.
[0020]
In addition to the above-mentioned (meth) acrylic acid alkyl ester, a crosslinking point for improving the adhesive force to an adherend or for post-crosslinking the obtained copolymer is introduced into the monomer. Therefore, in order to further increase the cohesive force of the pressure-sensitive adhesive, a carboxyl group-containing monomer is contained as a functional group-containing monomer copolymerizable with the alkyl (meth) acrylate. Examples of the carboxyl group-containing monomer include acrylic acid, methacrylic acid, itaconic acid, maleic acid, crotonic acid and the like. The carboxyl group-containing monomer is usually used so that the total of the alkyl group and the alkyl (meth) acrylate having 4 to 12 carbon atoms is 100% by weight as a monomer mixture. It is used in an amount of 50% by weight or less, preferably 20% by weight or less, more preferably 0.5 to 10% by weight.
[0021]
Further, in order to improve the adhesive force to the adherend, or to introduce a cross-linking point for post-crosslinking the obtained copolymer, furthermore, in order to increase the cohesive force of the pressure-sensitive adhesive, the above components and A suitable amount of other functional group-containing monomers and modifying monomers other than those described above that can be copolymerized may be used. In addition, as for these other functional group-containing monomers, the (meth) acrylic acid alkyl ester having 4 to 12 carbon atoms of the alkyl group and the carboxyl group-containing monomer satisfy the above ratio, and It is used so that the total amount with the monomer is 100% by weight as a monomer mixture. These are usually used in a proportion of 50% by weight or less, preferably 20% by weight or less, more preferably 0.5 to 10% by weight.
[0022]
Examples of other functional group-containing monomers include hydroxyl group-containing monomers such as 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, and 2-hydroxybutyl (meth) acrylate; ) Amide group-containing monomers such as acrylamide, N, N-dimethyl (meth) acrylamide, N-methylol (meth) acrylamide, N-methoxymethyl (meth) acrylamide, N-butoxymethyl (meth) acrylamide, and (meth) Amino group-containing monomers such as 2- (N, N-dimethylamino) ethyl acrylate; glycidyl group-containing monomers such as glycidyl (meth) acrylate; propyltrimethoxysilane (meth) acrylate; Proprietary such as propyldimethoxysilane acrylate, propyltriethoxysilane (meth) acrylate Alkoxysilane, (meth) acrylonitrile, N- (meth) acryloyl morpholine, N- vinyl-2-pyrrolidone. These functional group-containing monomers can be used alone or as a mixture of two or more.
[0023]
Other modifying monomers include alkyl (meth) acrylates having an alkyl group of 1 to 3 carbon atoms, such as methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, and isopropyl (meth) acrylate. , Tridecyl (meth) acrylate, stearyl (meth) acrylate, etc., alkyl (meth) acrylates having 13 to 18 carbon atoms in the alkyl group, vinyl acetate, styrene, vinyl toluene and the like. Also, neopentyl glycol di (meth) acrylate, hexanediol di (meth) acrylate, propylene glycol di (meth) acrylate, trimethylolpropane tri (meth) acrylate, tetramethylolmethanetetra (meth) acrylate, dipentaerythritol hexa ( Those having two or more polymerizable functional groups such as (meth) acrylate are exemplified. These modifying monomers can be used alone or in combination of two or more.
[0024]
As the emulsifier, an anionic emulsifier or a nonionic emulsifier used in emulsion polymerization can be used without any particular limitation. For example, anionic emulsifiers such as sodium lauryl sulfate, ammonium lauryl sulfate, sodium dodecylbenzenesulfonate, sodium polyoxyethylene alkyl ether sulfate, sodium polyoxyethylene alkyl phenyl ether sulfate, polyoxyethylene alkyl ether, polyoxyethylene alkyl phenyl ether, etc. And nonionic emulsifiers. In both cases of the anionic emulsifier and the nonionic emulsifier, a radical polymerizable emulsifier in which a reactive functional group such as a propenyl group, an allyl group, or a (meth) acryloyl group is introduced into the emulsifier can be used. Radical polymerizable emulsifiers are described, for example, in JP-A-4-50204 and JP-A-4-53802.
[0025]
The amount of the emulsifier used is not particularly limited, but is 0.3 to 5 parts by weight based on 100 parts by weight of the monomer (total) in order to suppress a decrease in insulating properties due to a large amount of the ionic emulsifier. Parts is preferred. When the use amount of the emulsifier increases, the amount of the water-soluble component contained in the pressure-sensitive adhesive layer formed by the water-dispersed acrylic pressure-sensitive adhesive containing the obtained copolymer emulsion increases, and the insulating properties tend to decrease. Therefore, the amount of the emulsifier used is preferably 3 parts by weight or less, more preferably 2 parts by weight or less.
[0026]
Emulsion polymerization of the monomer is carried out by a conventional method using an appropriate polymerization initiator in the presence of the emulsifier to prepare an aqueous dispersion of an acrylic polymer. Emulsion polymerization is performed by general batch polymerization, continuous drop polymerization, divided drop polymerization, or the like. The polymerization can be carried out at a temperature of about 30 to 90 ° C.
[0027]
Examples of the polymerization initiator include 2,2'-azobisisobutyronitrile, 2,2'-azobis (2-amidinopropane) dihydrochloride, and 2,2'-azobis (N, N'-dimethyleneisobutyl). Amidine), persulfates such as potassium persulfate and ammonium persulfate, peroxides such as benzoyl peroxide, t-butyl hydroperoxide, and redox systems such as persulfate and sodium bisulfite. Agents and the like. In the emulsion polymerization, an appropriate chain transfer agent represented by mercaptans or the like may be used, if necessary, for adjusting the molecular weight of the obtained copolymer.
[0028]
The neutralization of the copolymer emulsion with an alkylamine is performed by adding an alkylamine or an aqueous solution thereof to the copolymer emulsion.
[0029]
As the alkylamine, any of primary alkylamine, secondary alkylamine and tertiary alkylamine can be used. Among them, lower alkylamines in which the alkyl group has 1 to 4 carbon atoms are preferred. Lower alkylamines having 1 to 2 carbon atoms in the alkyl group are preferred. As the alkylamine, a tertiary alkylamine is preferable. Examples of the alkylamine include methylamine, dimethylamine, trimethylamine, ethylamine, diethylamine, triethylamine, n-propylamine, isopropylamine, n-butylamine, isobutylamine, sec-butylamine, tert-butylamine and the like. These alkylamines can be used alone or in combination of two or more.
[0030]
The amount of the alkylamine used at the time of neutralization is preferably adjusted appropriately so that the pH of the neutralized product of the copolymer emulsion with the alkylamine is about 5 to 10. More preferably, the pH of the neutralized product is 6 to 9, and even more preferably, the pH of the neutralized product is 7 to 9.
[0031]
In the neutralization, other water-soluble basic substances can be used in addition to the alkylamine. Other water-soluble basic substances include ammonia and other amines. Alkylamine accounts for 70 mol%, more preferably 90 mol% or more of the water-soluble basic substance used for neutralization. In addition, the neutralization rate of the carboxyl group of the copolymer emulsion is preferably 20% or more, more preferably 50% or more, and particularly preferably 70 to 100%.
[0032]
The water-dispersed acrylic pressure-sensitive adhesive of the present invention contains the above-mentioned copolymer emulsion (neutralized product) as a main component, and may contain a crosslinking agent as necessary. As the crosslinking agent, generally used crosslinking agents such as an isocyanate crosslinking agent, an epoxy crosslinking agent, an oxazoline crosslinking agent, an aziridine crosslinking agent, and a metal chelate crosslinking agent can be used. These crosslinking agents have the effect of reacting with the functional groups introduced into the polymer by using the functional group-containing monomer to effect crosslinking, and also the homopolymers contained in the copolymer emulsion (for example, a carboxyl group-containing monomer). The monomer is not copolymerized in the micelle of the emulsifier during the emulsion polymerization, and reacts with a homopolymer of a carboxyl group-containing monomer polymerized in water or a copolymer close to the homopolymer) to form a water-soluble component. It has a reducing effect and is preferably used.
[0033]
The amount of the crosslinking agent to be used is not particularly limited, but is generally about 1: 0 to 0.5, preferably 1: 0.001 in an equivalent ratio of the functional group introduced into the copolymer to the functional group of the crosslinking agent. It is preferable to set the range to 0.3.
[0034]
Further, the water-dispersed acrylic pressure-sensitive adhesive of the present invention may contain a tackifier and other various additives. Examples of the tackifier include rosin resins, terpene resins, aliphatic petroleum resins, aromatic petroleum resins, copolymer petroleum resins, alicyclic petroleum resins, xylene resins, and elastomers.
[0035]
The tape-shaped insulating material of the present invention is obtained by forming a pressure-sensitive adhesive layer on one surface of an insulating base material using the water-dispersed acrylic pressure-sensitive adhesive. In preparing the water-dispersed acrylic pressure-sensitive adhesive, alkyl (meth) acrylate having 4 to 12 carbon atoms in the alkyl group, which is the main component of the monomer, a carboxyl group-containing monomer, and other functional group-containing monomers The type and amount of the monomer and the modifying monomer, the type and amount of the emulsifier, and the type and amount of the crosslinking agent added to the obtained copolymer are appropriately adjusted.
[0036]
Insulating substrate is not particularly limited, for example, polyester, plastic film such as polypropylene, paper, nonwoven fabric, etc., heat-resistant polyimide, polyamide, polyacetate alone or composite substrate thereof, or optionally these And a substrate obtained by impregnating a base material with an epoxy resin or the like.
[0037]
The pressure-sensitive adhesive layer can be formed by directly applying the water-dispersed acrylic pressure-sensitive adhesive on an insulating substrate and drying the same, and forming the layer formed on the separator in the same manner as described above on the insulating substrate. May be transferred. The tape-shaped insulating material of the present invention can be obtained in the form of a sheet or a tape by providing a single layer or a plurality of pressure-sensitive adhesive layers on one or both surfaces of an insulating base material.
[0038]
The tape-shaped insulating material of the present invention is suitably used for various electronic components, and is adhered to the electronic components to form the electronic components. Such electronic components are not particularly limited, and include, for example, transformer interlayer insulation, exterior insulation, and the like.
[0039]
The water-dispersed acrylic pressure-sensitive adhesive is also used for general pressure-sensitive adhesive tapes.
[0040]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the present invention is not limited to these examples. In the following, parts mean parts by weight.
[0041]
Example 1
30 parts of water and 0.3 part of ammonium persulfate were charged into a reaction vessel equipped with a cooling pipe, a nitrogen introduction pipe, a thermometer and a stirring device, and the mixture was purged with nitrogen for 1 hour under stirring. Here, 95 parts of n-butyl acrylate, 5 parts of acrylic acid, and 1.0 part of polyoxyethylene lauryl ether ammonium sulfate (trade name of “HITENOL LA-16” of Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.) as an emulsifier (solid content conversion) ) In 70 parts of water was added dropwise at 80 ° C. over 3 hours, and aging was performed at 80 ° C. for 2 hours. Thereafter, the mixture was cooled to room temperature and adjusted to pH 9 with a 10% by weight aqueous solution of trimethylamine to obtain a copolymer emulsion. In this copolymer emulsion, as a water-soluble crosslinking agent containing an oxazoline group, "Epocross WS-700" (trade name of Nippon Shokubai Co., Ltd.) Equivalent: 220 g · solid / eq.) 0. One part (in terms of solid content) was mixed to obtain a water-dispersed acrylic pressure-sensitive adhesive.
[0042]
Next, this water-dispersed acrylic pressure-sensitive adhesive was applied to one side of a polyester film (25 μm thick) so that the thickness after drying was 30 μm, and dried at 100 ° C. for 2 minutes to remove the tape-shaped insulating material. Produced.
[0043]
Example 2
In the same manner as in Example 1, except that 95 parts of n-butyl acrylate and 5 parts of methacrylic acid were used as monomers and that the copolymer emulsion was adjusted to pH 8 with a 10% by weight aqueous solution of trimethylamine. To obtain a water-dispersed acrylic pressure-sensitive adhesive. Further, a tape-shaped insulating material was produced in the same manner as in Example 1 except that the water-dispersed acrylic pressure-sensitive adhesive was used and the drying conditions were changed to 90 ° C. for 2 minutes.
[0044]
Example 3
Example 1 was repeated in the same manner as in Example 1 except that 94 parts of 2-ethylhexyl acrylate and 6 parts of acrylic acid were used as monomers and that the copolymer emulsion was adjusted to pH 7 with a 10% by weight aqueous solution of trimethylamine. To obtain a water-dispersed acrylic pressure-sensitive adhesive. Further, a tape-shaped insulating material was produced in the same manner as in Example 1 except that the water-dispersed acrylic pressure-sensitive adhesive was used and the drying conditions were changed to 80 ° C. for 2 minutes.
[0045]
Comparative Example 1
A water-dispersed acrylic pressure-sensitive adhesive was prepared in the same manner as in Example 1 except that a 10% by weight aqueous ammonia solution was used instead of the 10% by weight aqueous trimethylamine solution. Further, a tape-shaped insulating material was produced in the same manner as in Example 1 except that the water-dispersed acrylic pressure-sensitive adhesive was used.
[0046]
Comparative Example 2
A water-dispersed acrylic pressure-sensitive adhesive was prepared in the same manner as in Example 2, except that a 10% by weight aqueous solution of ammonia was used instead of the 10% by weight aqueous solution of trimethylamine. Further, a tape-shaped insulating material was produced in the same manner as in Example 2 except that the water-dispersed acrylic pressure-sensitive adhesive was used.
[0047]
Comparative Example 3
A water-dispersed acrylic pressure-sensitive adhesive was prepared in the same manner as in Example 3, except that a 10% by weight aqueous solution of ammonia was used instead of the 10% by weight aqueous solution of trimethylamine. Further, a tape-shaped insulating material was produced in the same manner as in Example 3 except that the water-dispersed acrylic pressure-sensitive adhesive was used.
[0048]
With respect to each of the tape-shaped insulating materials obtained in Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 3, the electrolytic corrosion coefficient (insulating property) and the adhesive strength were examined by the following methods. Table 1 shows the results.
[0049]
<Electrolytic corrosion coefficient (insulation characteristics)>
The electrolytic corrosion coefficient was measured according to JIS C-2338, which describes a test method for a polyester film adhesive tape for electrical insulation.
[0050]
<Adhesive strength>
A tape-like insulating material was stuck to a stainless steel plate according to JIS Z-0237, and the peeling force (180 ° peel, peeling speed 300 mm / min) was measured.
[0051]
[Table 1]
