JP3272122B2 - 溶剤型アクリル系粘着剤の製造方法 - Google Patents

溶剤型アクリル系粘着剤の製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、溶剤型アクリル系粘着
剤の製造方法に関するものであり、特に、高温下におけ
る凝集力と低速剥離強度とのバランスに優れた溶剤型ア
クリル系粘着剤の製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】アクリル系粘着剤は、耐候性、耐油性に
優れているため、粘着テープや粘着シートにおいて幅広
く用いられている。アクリル系粘着剤を製造する方法と
しては、溶液重合、乳化重合、懸濁重合などが知られて
おり、粘着剤の用途によって使い分けられている。中で
も溶液重合は、耐久レベルの厳しい高性能分野向けのア
クリル系粘着剤の製造方法として多く利用されている。
溶液重合法により製造されたアクリル系粘着剤は、溶剤
型アクリル系粘着剤と一般に呼ばれている。
【0003】また、溶剤型アクリル系粘着剤の製造にお
いては、連続式と回分式とがあるが、アクリル酸アルキ
ルエステルを主成分とするモノマーを適当な溶剤に一括
して仕込み、過酸化物やアゾ化合物等の重合開始剤を用
いて重合し反応を完結する回分式が一般的である。
【0004】ところで、反応を開始させる重合開始剤
は、分解によりラジカルを発生するが、重合開始剤の種
類によって活性温度が異なるので、適当な使用温度が存
在する。従って、重合溶液を沸点下で重合する沸点重合
の際には、反応の暴走を起こさない程度に重合開始剤を
適当な回数に分割して投入する方法が採用されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
製造方法では、反応後期において相対的にラジカル濃度
に対するモノマー濃度が低下し、生成するポリマーの分
子量が比較的に低くなり、得られるポリマーの分子量分
布がブロードになっていた。このため、粘着剤として用
いた場合、高温下における凝集力の低い粘着剤となっ
た。
【0006】本発明の目的は、このような従来の問題点
を解消し、分子量分布がシャープなポリマーを製造する
ことにより、高温下における凝集力と低速剥離強度との
バランスに優れた溶剤型アクリル系粘着剤を製造する方
法を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の製造方法は、
(メタ)アクリル酸アルキルエステルを主成分とするビ
ニル系モノマー、及び溶剤を含有する反応溶液に重合開
始剤を投入して重合させるアクリル系粘着剤の製造方法
であり、反応溶液の温度変化領域内に10時間半減期温
度を有する重合開始剤を一括投入してモノマーを沸点重
合することを特徴としている。
【0008】本発明において用いられる(メタ)アクリ
ル酸アルキルエステルとしては、炭素数1〜14、好ま
しくは炭素数が4〜12のアルキル基を有する(メタ)
アクリル酸アルキルエステルが用いられる。このような
(メタ)アクリル酸アルキルエステルの好ましい例とし
ては、n−ブチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘ
キシル(メタ)アクリレート、イソオクチル(メタ)ア
クリレート、などがある。その他、アクリル系粘着剤の
凝集力を高めるために、これらのアクリル酸アルキルエ
ステルと共重合させるモノマーとして、(メタ)アクリ
ル酸、酢酸ビニル、アクリロニトリルなどを使用するこ
とができる。これらのモノマーの種類、割合はアクリル
系粘着剤の使用目的によって決定される。
【0009】反応溶液に用いる溶剤としては、酢酸エチ
ル、トルエン、ヘキサン、アセトン、イソプロパノール
など多種の溶剤が使用可能であるが、好ましくは酢酸エ
チルもしくは酢酸エチルを50%以上含有する混合溶
剤、またはトルエンもしくはトルエンを50%以上含有
する混合溶剤が用いられる。
【0010】本発明では、(メタ)アクリル酸アルキル
エステルと溶剤の混合溶液の沸点下で重合を進行させ
る。この重合法は、一般に沸点重合と呼ばれている。沸
点重合は、文字通り沸点下で重合を行う方法であり、発
生した重合熱を溶剤及びモノマーの還流で除去するもの
であり、温度制御を必要とせず、温度制御した重合法よ
り簡便な方法である。
【0011】本発明で用いられる重合開始剤は、反応系
の沸点下での重合温度の温度変化領域内に10時間半減
期温度を有する重合開始剤である。重合開始剤の10時
間半減期温度とは、重合開始剤の半減期が10時間とな
るような温度を意味しており、重合開始剤の活性温度に
基づく重合開始剤に固有の温度である。本発明で用いら
れる重合開始剤としては、このような10時間半減期温
度が上記温度変化領域内にある重合開始剤であれば特に
限定されるものではなく、従来より溶剤型アクリル系粘
着剤の製造に際し慣用されている、過酸化物系やアゾ化
合物系等の重合開始剤を用いることができる。酢酸エチ
ルを溶剤として使用した場合、n−ブチルアクリレート
などのモノマーと酢酸エチル溶剤との混合溶液の沸点は
重合開始当初約95℃であるが、重合が進行していくに
つれて、反応系の温度は酢酸エチルの沸点である約79
℃まで徐々に下がっていく。従って、仮に反応系の温度
変化が95℃〜79℃した場合、本発明において用いら
れるべき重合開始剤の10時間半減期温度は、上限95
℃、下限79℃ということになる。このような10時間
半減期温度を有する重合開始剤としては、アゾ化合物系
では、例えばACHN(アゾビスシクロヘキサンカルボ
ニトリル、10時間半減期温度=88℃)、過酸化物系
では、例えばパーヘキサTMH(商品名、日本油脂社
製、1,1−ビス(1,1−ジメチルブチルパーオキ
シ)3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、10時間
半減期温度=87℃)などが挙げられる。
【0012】10時間半減期温度が反応溶液の温度変化
領域を超えるような重合開始剤を使用した場合には、ラ
ジカル発生量が少なく重合速度が遅くなる。仮に重合速
度を高めるため重合開始剤を多量に投入すると、生産コ
ストが高くなり経済的に不利なものとなる。逆に、反応
溶液の温度変化領域よりも低い10時間半減期温度を有
する重合開始剤を使用した場合には、反応初期において
ラジカルが一気に発生してしまい、反応後期には未分解
の重合開始剤が残存していないことになり、重合が完結
せず、重合開始剤の再投入が必要となる。このような重
合開始剤の再投入は、低分子量ポリマーを生成するため
好ましくない。
【0013】本発明において、重合開始剤の量は、特に
限定されるものではなく、使用するモノマーの種類及び
量並びにアクリル系粘着剤の使用目的等によって決定さ
れるものであるが、通常、モノマー100重量部に対し
て、0.05〜0.5重量部程度が好ましい。
【0014】
【作用】本発明の製造方法では、反応溶液の温度変化領
域内に10時間半減期温度を有する重合開始剤を一括投
入しモノマーを沸点重合することを特徴としている。本
発明に従えば、重合開始剤を重合初期に一括投入してお
り、また沸点重合により反応系の温度が反応後期になる
につれて溶剤の沸点に近づき低くなるので、反応後期に
ラジカル発生量が少なくなる。従って、反応後期に生成
するポリマーの分子量が低くなるのを抑制することがで
き、得られるポリマーの分子量分布をシャープにするこ
とができる。従って、本発明により得られたポリマーを
用いて、高温での凝集力と低速剥離強度とのバランスに
優れた粘着剤とすることができる。
【0015】
【実施例】以下、本発明の非限定的な実施例及び比較例
を挙げることにより、本発明を明らかにする。
【0016】実施例1 還流冷却器、攪拌機、温度計、及び滴下ロートが設置さ
れたフラスコの中にn−ブチルアクリレート95重量
部、アクリル酸5重量部、連鎖移動剤としてのラウリル
メルカプタン0.02重量部及び溶剤としての酢酸エチ
ル81.8重量部を、合計1kgとなるように仕込み、
攪拌することにより溶解させた。しかる後、この溶液を
昇温し、10分間還流し、溶液中の溶存酸素を除去し
た。
【0017】次に、還流している上記溶液にACHN
(アゾビスシクロヘキサンカルボニトリル;10時間半
減期温度=88℃)の酢酸エチル希釈溶液(ACHN
0.1重量部及び酢酸エチル3.0重量部を混合したも
の)を一括投入し、反応を開始させた。常に沸点下での
反応で、反応時間は8時間反応であった。
【0018】上記のようにして得られたポリマー溶液に
架橋剤としてアジリジン化合物(相互薬工社製、商品
名;HDU)を0.1重量部添加し、攪拌することによ
りアクリル系粘着剤を調製した。このアクリル系粘着剤
をコロナ放電処理した厚み38μmのポリエチレンテレ
フタレートフィルム上に乾燥後の粘着剤層の厚みが25
μmとなるように塗工し、オーブンで5分間乾燥するこ
とにより、粘着シートを作製した。
【0019】実施例2 重合開始剤としてACHN0.1重量部の代わりにパー
ヘキサTMH(P−TMH;10時間半減期温度=87
℃)0.1重量部を用いたことを除いては、実施例1と
同様にして、アクリル系粘着剤を調製し、実施例1と同
様にして粘着シートを作製した。
【0020】実施例3 重合開始剤としてMEKP(メチルエチルケトンパーオ
キサイド;10時間半減期温度=109℃)0.1重量
部を用い、反応溶液の溶剤としてトルエン45重量部及
び酢酸エチル40重量部の混合溶剤を用いたことを除い
ては、実施例1と同様にして、アクリル系粘着剤を調製
し、実施例1と同様にして粘着シートを作製した。
【0021】比較例1 n−ブチルアクリレート95重量部、アクリル酸5重量
部、連鎖移動剤としてのラウリルメルカプタン0.02
重量部及び溶剤としての酢酸エチル81.8重量部を、
合計1kgとなるように仕込み、攪拌することにより溶
解させた。次に、この溶液を昇温し、10分間還流させ
て溶液中の溶存酸素を除去し、しかる後、過酸化ベンゾ
イル(BPO;10時間半減期温度=74℃)0.01
重量部と酢酸エチル3.0重量部とを混合したものを投
入し、重合反応を開始させた。還流下で1時間反応させ
た後、さらに過酸化ベンゾイル0.02重量部と酢酸エ
チル3.0重量部とを混合したものを投入、また、さら
に2時間経った後、過酸化ベンゾイル0.1重量部と酢
酸エチル3.0重量部とを混合したものを投入し、反応
開始から8時間で反応を終了させた。
【0022】上記のようにして得たポリマー溶液に実施
例1と同様にしてHDUを添加し、アクリル系粘着剤を
調製し、実施例1と同様にして粘着シートを作製した。
【0023】比較例2 重合開始剤として、1回目の過酸化ベンゾイル0.01
重量部をAIBN(アゾビスイソブチロニトリル;10
時間半減期温度=65℃)0.005重量部に、2回目
の過酸化ベンゾイル0.02重量部をAIBN0.01
重量部に、3回目の過酸化ベンゾイル0.1重量部をA
IBN0.1重量部に代えたことを除いては比較例1と
同様にして、アクリル系粘着剤を調製し、実施例1と同
様にして粘着シートを作製した。
【0024】比較例3 反応溶液の溶剤として酢酸エチル81.8重量部に代え
てトルエン45重量部及び酢酸エチル40重量部の混合
溶剤を用いたことを除いては、比較例1と同様にして、
アクリル系粘着剤を調製し、実施例1と同様にして粘着
シートを作製した。
【0025】上記実施例1,2及び比較例1,2におい
て、反応溶液の温度は反応初期において94.0℃であ
り、反応終了時には79.1℃であった。
【0026】上記実施例3及び比較例3において、反応
溶液の温度は反応初期において110℃であり、反応終
了時には86℃であった。実施例1〜3及び比較例1〜
3の配合割合等を表1にまとめて示す。
【0027】
【表1】
【0028】評価 実施例1〜3及び比較例1〜3で得た粘着剤組成物をテ
トラヒドロフランに浸漬し、ゲル分率を測定した。その
結果を表2に示す。また、実施例1〜3及び比較例1〜
3で得た粘着シートにつき、120℃でのステンレス板
に対する90°剥離保持力(定荷重を加えた場合の90
°剥離強度)並びに剪断保持力を下記の要領で測定し
た。結果を表2に示す。
【0029】・90°剥離保持力…幅20mmの粘着シ
ートをステンレス板に貼り合わせ、粘着シートを下側と
して水平に保ち、粘着シートの一端に100gの懸垂荷
重をかけ、所定の温度にて1時間あたりに剥離した距離
を測定し、低速剥離強度の目安としての90°剥離保持
力とした。 ・剪断保持力…ステンレス板に20mm×20mmの面
積で粘着シートを貼り付け、1kgの荷重をかけて1時
間後の粘着シートのズレの長さを測定した。
【0030】
【表2】
【0031】表2から明らかなように、本発明に従う実
施例1〜3のアクリルポリマーの分子量分布は、比較例
1〜3のアクリルポリマーの分子量分布に比べシャープ
になっている。
【0032】また得られたポリマーを用いて作製した粘
着シートを比較すると、実施例1〜3の粘着シートは、
比較例1〜3のものに比べ、ステンレス板に対する90
°剥離保持力及び剪断保持力のいずれにおいても剥がれ
た距離がかなり小さく、またズレの距離も短くなってい
る。
【0033】
【発明の効果】本発明に従い、反応溶液の温度変化領域
内に10時間半減期温度を有する重合開始剤を一括投入
して沸点重合することにより、得られるポリマーの分子
量分布をシャープなものにすることができ、高温におけ
る凝集力と低速剥離強度のバランスに優れた溶剤型アク
リル系粘着剤を製造することができる。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (メタ)アクリル酸アルキルエステルを
    主成分とするビニル系モノマー、及び溶剤を含有する反
    応溶液に重合開始剤を投入して重合させるアクリル系粘
    着剤の製造方法において、 前記反応溶液の温度変化領域内に10時間半減期温度を
    有する重合開始剤を一括投入して前記モノマーを沸点重
    合することを特徴とする溶剤型アクリル系粘着剤の製造
    方法。
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