JP2660718B2 - 感圧接着剤 - Google Patents

感圧接着剤

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JP2660718B2 JP63101143A JP10114388A JP2660718B2 JP 2660718 B2 JP2660718 B2 JP 2660718B2 JP 63101143 A JP63101143 A JP 63101143A JP 10114388 A JP10114388 A JP 10114388A JP 2660718 B2 JP2660718 B2 JP 2660718B2
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、側鎖部分にカルボキシル基を有する低弾性
率のアクリル系共重合体からなり、粗面と曲面に対する
接着性能に優れる感圧接着剤に関する。
従来の技術及び課題 粗面と曲面に対しても優れた接着性能を示し、架橋処
理が可能なアクリル系感圧接着剤が求められている。
従来、架橋処理が可能なアクリル系感圧接着剤として
は、アクリル酸やメタクリル酸を共重合させてアクリル
酸系アルキルエステルを主成分とするポリマの主鎖部に
カルボキシル基を導入したアクリル系共重合体からなる
ものが知られていた。
しかしながら、アクリル酸等の導入により凝集力や接
着力は向上するものの、粗面や曲面に対する接着性能に
ついてはむしろ低下する問題点があった。
架橋性官能基にヒドロキシル基を導入する試みもなさ
れているが、曲面に対する接着性能に劣り、カルボキシ
ル基導入物に匹敵する接着特性を示すものが得られてい
ない現状である。
課題を解決するための手段 本発明者らは上記の課題を克服するために鋭意研究を
重ねた結果、側鎖部分にカルボキシル基を導入した低弾
性率のアクリル系共重合体により、その目的を達成しう
ることを見出し本発明をなすに至った。
すなわち、本発明は、アルキル基の炭素数が14以下の
アクリル酸系アルキルエステル単位を50モル%以上含有
する主鎖に対し、一般式: (ただし、R1,R2は、同種又は異種の水素又はアルキル
基、mは、R1とR2が水素のとき3〜10、その他のとき2
〜10の整数であり、nは1〜5の整数である。)で表さ
れる側鎖が分岐してなり、重量平均分子量が20万以上で
カルボキシル基単位の含有量が4〜50モル%であると共
に、20℃における周波数1Hzでのせん断貯蔵弾性率が200
〜1000Kdyne/cm2であるアクリル系共重合体からなるこ
とを特徴とする感圧接着剤を提供するものである。
作用 カルボキシル基を側鎖部分に導入し、かつ低弾性率と
した上記構成のアクリル系共重合体を用いることにより
所期の目的が達成される。すなわち、耐候性等のアクリ
ル系感圧接着剤に特有の性能を害することなく、凝集力
や接着力が向上され、しかも粗面と曲面に対する接着性
能に優れ、架橋処理も容易な感圧接着剤が得られる。カ
ルボキシル基の導入に基づくこれまでと同様の凝集力や
接着力の向上を示しながら、粗面と曲面に対する接着性
能の低下を伴わなかったことは予想外のことであった。
発明の構成要素の例示 本発明において用いられるアクリル系共重合体は、ア
ルキル基の炭素数が14以下のアクリル酸系アルキルエス
テルを主成分とする主鎖を有するものである。主鎖にお
けるアクリル酸系アルキルエステル単位の含有量は50モ
ル%以上であることが必要である。その含有量が50モル
%未満では得られるアクリル系共重合体が可とう性に乏
しい。なお、アクリル系共重合体全体では50〜96モル
%、就中70〜80モル%の含有量が適当である。
また、本発明において用いられるアクリル系共重合体
は、主鎖形成炭素との間に3個又は4個以上の炭素を介
してカルボキシル基を含有する、次の一般式: (ただし、R1,R2は、同種又は異種の水素又はアルキル
基、mは、R1とR2が水素のとき3〜10、その他のとき2
〜10の整数であり、nは1〜5の整数である。)で表さ
れる側鎖を有するものである。従ってR1とR2が水素のと
きは主鎖形成炭素との間に4個以上の炭素を介して、そ
の他のときは3個以上の炭素を介してカルボキシル基を
含有する側鎖を有するものである。側鎖はグラフトポリ
マといえるほどの高分子量でなくてもよい。側鎖におけ
るカルボキシル基単位の含有量は全側鎖における総量
で、カルボキシル基を有するモノマの導入単位に基づき
4モル%以上であることが必要である。その含有量が4
モル%未満では得られる感圧接着剤が曲面に対する接着
性能に乏しい。なお、アクリル系共重合体全体では4〜
50モル%、就中6〜20モル%の含有量が適当である。
アクリル系共重合体は、前記成分以外の共重合性モノ
マ単位を0〜46モル%含有していてもよい。この共重合
性モノマ単位は、アクリル系共重合体の接着特性を被着
体により適合したものとすべく改質することなどを目的
として必要に応じ導入されるものであり、その含有量が
46モル%を超えると得られるアクリル系共重合体が可と
う性、耐候性に乏しい場合がある。
本発明で用いうるアクリル系共重合体の調製方法とし
ては例えば、アクリル酸系アルキルエステルと、カルボ
キシル基を有するモノマと、必要に応じその他の共重合
性モノマとを、ラジカル重合方式やアニオン重合方式を
適用してグラフト重合する方法、あるいは末端に重合性
不飽和基を有するカルボキシル基含有モノマと、アクリ
ル酸系アルキルエステルと、必要に応じその他の共重合
性モノマとを重合処理する方法などがあげられる。後者
の場合には、カルボキシル基含有モノマが末端の重合性
不飽和基を介して主鎖柱に導入され、その結果カルボキ
シル基含有モノマの残部が側鎖を形成することとなる。
アクリル酸系アルキルエステルとしては、得られるア
クリル系共重合体の可とう性、ひいては感圧接着剤のタ
ックの点より、アルキル基の炭素数が14以下のものが用
いられる。その例としてはアルキル基がメチル基、エチ
ル基、ブチル基、イソアミル基、2−エチルヘキシル
基、イソオクチル基、イソノニル基、デシル基、ドデシ
ル基などからなるアクリル酸ないしメタクリル酸のアル
キルエステルがあげられる。1種のみのアクリル酸系ア
ルキルエステルを用いる場合には炭素数が4〜12のアル
キル基を有するものが好ましく、2種以上を併用する場
合にはそれらのアルキル基の平均値が4〜12となる組合
せが好ましい。
主に前記のグラフト重合方式を適用する場合に用いら
れるカルボキシル基を有するモノマとしては、アクリル
酸、メタクリル酸、クロトン酸などのモノカルボン酸が
あげられる。
一方、末端に重合性不飽和基を有するカルボキシル基
含有モノマを用いて重合処理する場合のカルボキシル基
含有モノマとしては例えば、一般式: CH2=C(R)COO(CH2mCOOnH (ただし、Rは水素又はメチル基であり、mはRが水素
のとき3〜10、メチル基のとき2〜10の整数であり、n
は1〜5の整数である。)で表されるものがあげられ
る。前記のカルボキシル基含有モノマは、例えばアクリ
ル酸やメタクリル酸と、ヒドロキシ酸やラクトンとを反
応させることにより得ることができる。
その他の末端に重合性不飽和基を有するカルボキシル
基含有モノマとしては、アクリル酸やメタクリル酸の第
三級アルコール系エステル単位を導入した末端カルボキ
シル化プレポリマと、重合性不飽和基を有するエポキシ
系化合物とを、第三級アミンや第四級アンモニウム塩な
どからなる触媒の存在下に反応させ、生成物を酸触媒の
存在下に加水分解したものなどがあげられる。この場
合、当該第三級アルコール系エステル単位が選択的に加
水分解されてカルボキシル基が導入される。なお、前記
の加水分解は共重合処理したのちにおいても行うことが
できる。従って、当該末端カルボキシル化プレポリマと
重合性不飽和基を有するエポキシ系化合物との反応生成
物を、アクリル酸系アルキルエステルと、必要に応じそ
の他の共重合性モノマとを予め共重合処理したのち、酸
触媒の存在下に加水分解する方法によっても、本発明で
用いうるアクリル系共重合体を調製することができる。
必要に応じ用いられる共重合性モノマとしては、メタ
クリル酸ヒドロキシエチル、メタクリル酸ヒドロキシプ
ロピルの如きヒドロキシル基含有物、アクリルアミド、
メタクリルアミド、ジアセトンアクリルアミド、ジアセ
トンメタクリルアミドの如きアミド基含有物、アクリロ
ニトリル、メタクリロニトリルの如きニトリル基含有
物、アクリル酸グリシジル、メタクリル酸グリシジル、
α−エチルアクリル酸グリシジルの如きグリシジル基含
有物、その他スチレン、ビニルトルエンの如き芳香族系
化合物、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニルの如きエステ
ル系化合物等のビニル系モノマなどがあげられる。
なお、上記した末端の重合性不飽和基を有するカルボ
キシル基含有モノマの調製に用いうるアクリル酸やメタ
クリル酸の第三級アルコール系エステルとしては、t−
ブチルアクリレート、t−ブチルメタクリレート、1,1
−ジメチルプロピルアクリレート、1,1−ジメチルプロ
ピルメタクリレート、1,1−ジメチルブチルアクリレー
ト、1,1−ジメチルブチルメタクリレート、1,1−ジエチ
ルプロピルアクリレート、1,1−ジエチルブチルメタク
リレートなどがあげられる。末端カルボキシル化プレポ
リマは当該第三級アルコール系エステル単位のほか、上
記したアクリル酸系アルキルエステル単位や、その他の
共重合性モノマ単位を含有していてもよい。また、重合
性不飽和基を有するエポキシ系化合物としては上記した
アクリル酸系グリシジルエステルなどが用いられる。
上記に加え、本発明において用いられるアクリル系共
重合体は、重量平均分子量が20万以上、好ましくは30万
〜200万で、20℃における周波数1Hzでのせん断貯蔵弾性
率が200〜1000Kdyne/cm2、好ましくは300〜900Kdyne/cm
2のものである。その重量平均分子量が20万未満では得
られる感圧接着剤が凝集力に乏しく、曲面に対する接着
性能に劣る。また、そのせん断貯蔵弾性率が200Kdyne/c
m2未満でも得られる感圧接着剤が凝集力に乏しく、曲面
に対する接着性能に劣り、1000Kdyne/cm2を超えると粗
面に対する接着性能に劣る。なお、せん断貯蔵弾性率が
1000Kdyne/cm2を超えない範囲において、アクリル系共
重合体はその主鎖中にカルボキシル基を有するモノマ単
位などを含有していてもよい。
本発明の感圧接着剤を調製するに際しては、必要に応
じ種々のものを配合してよい。配合剤の代表例として
は、テルペン系、テルペン−フェノール系、クマロンイ
ンデン系、スチレン系、ロジン系、キシレン系、フェノ
ール系、石油系等の樹脂や、室温で液状の粘着性樹脂な
どからなる粘着付与剤、プロセスオイル、ポリエスエル
系可塑剤、ポリブテン、液状ゴムなどからなる軟化剤、
ポリイソシアネート、メラミン樹脂、アミン−エポキシ
樹脂、過酸化物、金属キレート化合物などからなる架橋
剤があげられる。粘着付与剤、軟化剤の配合量はそれら
の総量でアクリル系共重合体と等量以下が適当であり、
架橋剤の配合量はアクリル系共重合体100重量部あたり
約10重量部以下が適当である。接着特性を微調整する目
的でアクリル系ポリマ等の種々のポリマを配合してもよ
い。その他の任意配合物としては例えば、酸化防止剤、
紫外線吸収剤、充填剤、顔料、増量剤など、感圧接着剤
に配合されることのある通例の添加剤があげられ、その
配合量は通常量で充分である。
本発明の感圧接着剤は、例えば粘着テープや粘着剤シ
ートなどで代表される通例の用途に用いることがでる。
塗工処理等に際しては必要に応じ溶剤による溶液タイプ
や水分散タイプなどとする通常の適用方式をとることが
できる。設ける感圧接着剤の厚さは使用目的に応じ適宜
に決定してよく、一般には1〜500μmとされる。
発明の効果 本発明の感圧接着剤は、側鎖部分にカルボキシル基を
有する低弾性率のアクリル系共重合体からなるので、架
橋処理が容易であると共に、粗面と曲面に対する接着性
能に優れ、また凝集力や接着力にも優れている。
実施例 参考例 冷却管、窒素導入管、温度計、撹拌棒を備えた反応容
器に、メチルエチルケトン50部(重量部、以下同様)、
トルエン50部、アクリル酸n−ブチル20部、アクリル酸
t−ブチル80部、チオグリコール酸1.2部及び4,4′−ア
ゾビス(4−シアノ)吉草酸1部を加え、窒素置換下60
℃で3時間反応させ、生成物を水・メタノール混合溶媒
で沈殿精製して末端カルボキシル化プレポリマを得た。
次に、前記の末端カルボキシル化プレポリマ100部、
キシレン200部、メタクリル酸グリシジル3.7部、ハイド
ロキノン0.5部及びトリエチルアミ0.5部を前記と同様の
反応容器に入れて140℃で5時間反応させ、生成物を水
・メタノール混合溶媒で沈殿精製したのち50℃、1mgHg
下で48時間減圧乾燥させ、アクリル酸n−ブチルとアク
リル酸t−ブチルの共重合体からなる末端メタクリレー
ト型モノマを得た。
前記の末端メタクリレート型モノマのGPC(ゲルパー
ミュエイションクロマトグラフィ)によるポリスチレン
換算の数平均分子量は5,600であり、重量平均分子量は1
1,900であった。
実施例1 参考例で得た末端メタクリレート型モノマ15部、アク
リル酸n−ブチル85部、酢酸エチル100部及びアゾビス
イソブチロニトリル1部を上記と同様の反応容器に加
え、窒素気流下60℃で5時間、ついで70℃で2時間反応
させて前記末端メタクリレート型モノマが側鎖形成成分
として導入されたアクリル酸ブチル系グラフトポリマを
得た。
前記のグラフトポリマをメタノールで沈殿精製し、精
製前後における400MHz13C−NMRによる28.2ppmに見られ
るt−ブチル基中の−CH3基と、30.8ppmに見られるt−
ブチル基中の−CH3基との面積比から算出した末端メタ
クリレート型モノマの反応率は70%であり、グラフトポ
リマ中のt−ブチル基/n−ブチル基のモル%比は、8.7/
91.3であった。
次に、前記のグラフトポリマ100部に酢酸エチル150
部、水50部、硫酸10部を加え、70℃で2時間加水分解し
てカルボキシル基を有するグラフトポリマとし、これに
過酸化ベンゾイル1部を加えて感圧接着剤を得た。
前記のカルボキシル化グラフトポリマのGPCによるポ
リスチレン換算の重量平均分子量は54万であった。ま
た、400MHz13C−NMRを用いて分析した結果、アクリル酸
/アクリル酸ブチルのモル%比が8/92であり、側鎖にお
けるt−ブチル基がほぼ選択的に加水分解されているこ
とが確認された。
実施例2 CH2=CHCOOC5H10COOnH nが1〜5の化合物を含み、nが平均値1.82である上
記構造のポリカプロラクトンアクリレート16部(8モル
%)、アクリル酸ブチル84部(92モル%)、酢酸エチル
150部及びアゾビスイソブチロニトリル1部を、冷却
管、窒素導入管、撹拌棒を備えた反応容器に入れ、窒素
置換下60℃で5時間、ついで70℃で2時間反応させて前
記ポリカプロラクトンアクリレートを側鎖形成成分とす
るアクリル酸ブチル系共重合体を得、これに過酸化ベン
ゾイル1部を加えて感圧接着剤とした。前記共重合体の
重量平均分子量は65万であった。
比較例 アクリル酸4.7部(8モル%)とアクリル酸ブチル95.
3部(92モル%)を用いて実施例2に準じ主鎖中にアク
リル酸単位を有するアクリル系共重合体を合成し、これ
を用いた過酸化ベンゾイル1部含有の感圧接着剤を得
た。なお、前記共重合体の重量平均分子量は62万であっ
た。
評価試験 実施例、比較例で得た感圧接着剤を乾燥後の厚さが50
μmとなるようポリエステルフィルム(厚さ50μm)上
に塗布し、100℃で5分間加熱乾燥処理して粘着テープ
を作製し、下記の試験に供した。
[接着力] JIS Z 1522に準じて測定した。
[曲面貼着性](耐反発性) 両面粘着テープとした試料を厚さ0.4mm、幅10mm、長
さ100mで表面が鏡面状のアルミニウム板に貼着したの
ち、これをABS樹脂からなる直径200mmの円筒に残る粘着
面を介して20℃下、5kgのゴムロールを一往復させる方
式で圧着し、その24時間後におけるアルミニウム板の端
部での浮き高さを測定した。
[粗面貼着性] 図示したように、二等辺直角プリズム2の最長辺を粗
面加工し(中心線平均粗さ3.5μm)、その面に粘着テ
ープ1を20℃下、2kgのゴムロールを一往復させる方式
で圧着し、これにつき直角プリズムにおける二等辺の一
辺よりランプ3を用いて光線を入射させ、粘着テープ貼
着辺からの反射光をセンサ4で検知する方法で接着部分
を調べ、次式を用いて有効接着面積率を算出した。
有効接着面積率=(接着面積/見掛け貼着面積)×100 なお、入射光は波長300〜700nm(ピーク380nm)から
なる。
上記の結果を表に示した。
なお、表には各例におけるアクリル系共重合体のせん
断貯蔵弾性率も示した。
表より、本発明の感圧接着剤は曲面と粗面に対する接
着性能にも優れていることがわかる。
【図面の簡単な説明】
添付図は接着面積測定方法の説明図である。 1:粘着テープ、2:二等辺直角プリズム 3:ランプ、4:センサ

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】アルキル基の炭素数が14以下のアクリル酸
    系アルキルエステル単位を50モル%以上含有する主鎖に
    対し、一般式: (ただし、R1,R2は、同種又は異種の水素又はアルキル
    基、mは、R1とR2が水素のとき3〜10、その他のとき2
    〜10の整数であり、nは1〜5の整数である。)で表さ
    れる側鎖が分岐してなり、重量平均分子量が20万以上で
    カルボキシル基単位の含有量が4〜50モル%であると共
    に、20℃における周波数1Hzでのせん断貯蔵弾性率が200
    〜1000Kdyne/cm2であるアクリル系共重合体からなるこ
    とを特徴とする感圧接着剤。
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