JP4141023B2

JP4141023B2 - 粘着剤組成物及び粘着テープ

Info

Publication number: JP4141023B2
Application number: JP29671698A
Authority: JP
Inventors: 克彦神谷; 道夫梅田; チャーリー・マテュー
Original assignee: Nitto Denko Corp
Current assignee: Nitto Denko Corp
Priority date: 1998-10-19
Filing date: 1998-10-19
Publication date: 2008-08-27
Anticipated expiration: 2018-10-19
Also published as: JP2000119610A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エマルション粘着剤組成物、及び該組成物を用いた段ボール封緘用粘着テープに関する。
【０００２】
【従来の技術】
環境衛生や安全性などの点より、エマルション型粘着剤が広く用いられている。しかし、従来のエマルション型粘着剤を段ボール封緘用粘着テープに用いる場合には、エマルション粒子間の化学的および物理的相互作用が弱く、充分な段ボール封緘性や保持力特性を示さない。
【０００３】
この段ボール封緘性や保持力特性を向上させるため、粘着剤に架橋剤を添加し粒子間の架橋を行い相互作用を高める方法が知られている。しかしながら、架橋剤を用いる場合、粘着剤のポットライフが発生し、粘着剤の塗工作業および工程管理が複雑化する。また、上記問題を解決する他の手段として、ポリマー組成中のアクリル酸などの極性基の含有量を増加する方法がある。しかしながら、極性基を増量すると、粘着テープの低温時の段ボール封緘特性やポリオレフィン系被着体に対する接着性が著しく低下するという問題点を生じる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、本発明の目的は、有機溶剤を用いることなく塗工できるエマルション型であって、段ボール封緘性や保持力特性に優れ、且つポットライフの問題がなく、しかも低温時における段ボール封緘性やポリオレフィン系被着体に対する接着性に優れる粘着剤および段ボール封緘用粘着テープを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、前記目的を達成するため鋭意検討した結果、粘着剤として特定組成の単量体から得られる２種のアクリル系重合体をブレンドしたエマルションを用いると、段ボール封緘性、低温時の段ボール封緘性、保持力特性、ポットライフ及びオレフィン系被着体に対する接着性のすべての特性を充足できることを見出し、本発明を完成した。
【０００６】
すなわち、本発明は、（Ａ）一般式（１）
ＣＨ₂＝Ｃ（Ｒ¹）ＣＯＯＲ² （１）
（式中、Ｒ¹は水素原子又はメチル基、Ｒ²は炭素数１〜１４のアルキル基を示す）
で表されるアクリル系モノマー７９〜９９重量％、一般式（２）
ＣＨ₂＝Ｃ（Ｒ³）ＣＯＮＲ⁴Ｒ⁵ （２）
（式中、Ｒ³は水素原子又はメチル基を示し、Ｒ⁴及びＲ⁵は、同一又は異なって、水素原子若しくは炭素数１〜４のアルキル基を示すか、又は互いに結合して隣接する窒素原子と共に環を形成してもよい）
で表されるアクリルアミド系モノマー１〜１０重量％、他の共重合可能なモノマー０〜２０重量％をモノマー単位として含むアクリル系重合体と、（Ｂ）前記一般式（１）で表されるアクリル系モノマー７９〜９９重量％、エチレン性不飽和カルボン酸又はその酸無水物１〜７重量％、他の共重合可能なモノマー０〜２０重量％をモノマー単位として含むアクリル系重合体とを含むエマルションからなる粘着剤組成物を提供する。この粘着剤組成物において、アクリル系重合体（Ａ）と（Ｂ）との割合は、固形分換算で、例えば、（Ａ）／（Ｂ）＝１０／９０〜９０／１０（重量比）程度である。
【０００７】
また、本発明は、支持体表面に上記の粘着剤組成物を塗布、乾燥して形成された粘着剤層を有する段ボール封緘用粘着テープを提供する。
【０００８】
【発明の実施の形態】
アクリル系重合体（Ａ）の単量体成分である一般式（１）で表されるアクリル系モノマーにおいて、Ｒ¹で示される炭素数１〜１４のアルキル基としては、例えば、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、イソアミル、ヘキシル、２−エチルヘキシル、イソオクチル、イソノニル、イソデシル、ドデシル基などが挙げられる。
【０００９】
一般式（１）で表されるアクリル系モノマーの代表的な例として、（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、（メタ）アクリル酸ブチル、（メタ）アクリル酸イソブチル、（メタ）アクリル酸ヘキシル、（メタ）アクリル酸２−エチルヘキシルなどが例示できる。これらの中でも、アクリル酸ブチルなどのアクリル酸Ｃ_2-10アルキルエステルなどが好ましい。前記アクリル系モノマーは単独で用いてもよく２種以上を併用してもよい。
【００１０】
また、一般式（２）で表されるアクリルアミド系モノマーにおいて、Ｒ⁴、Ｒ⁵で示される炭素数１〜４のアルキル基としては、例えば、メチル、エチル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、ｔ−ブチル基などが挙げられる。また、Ｒ⁴、Ｒ⁵が互いに結合して隣接する窒素原子と共に形成する環としては、前記窒素原子のほかにヘテロ原子を有していてもよく、例えば、ピロリジン、ピペリジン、モルホリン、ピペラジン環などの３〜８員環（特に、５〜６員環）が例示できる。Ｒ⁴及びＲ⁵のうち少なくとも一方は炭素原子１〜４のアルキル基であるか、またはＲ⁴、Ｒ⁵が互いに結合して隣接する窒素原子と共に環を形成しているのが好ましい。アクリルアミド系モノマーは単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
【００１１】
一般式（２）で表されるアクリルアミド系モノマーの代表的な例として、Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチルアクリルアミド、Ｎ−イソプロピルアクリルアミド、Ｎ−アクリロイルモルホリンなどが挙げられる。
【００１２】
アクリル系重合体（Ａ）の単量体成分である「他の共重合可能なモノマー」としては、例えば、酢酸ビニルなどのビニルエステル類；スチレン、ビニルトルエンなどのスチレン系モノマー；アクリル酸グリシジル、メタクリル酸グリシジルなどのエポキシ基含有モノマー；アクリル酸２−ヒドロキシエチル、アクリル酸２−ヒドロキシプロピルなどのヒドロキシル基含有モノマーなどが挙げられる。これらのモノマーは接着特性などを調節するために使用され、１種又は２種以上用いることができる。
【００１３】
アクリル系重合体（Ａ）において、一般式（１）で表されるアクリル系モノマーの量は、アクリル系重合体（Ａ）を構成するモノマー全体の７９〜９９重量％であり、好ましくは８５〜９８重量％、さらに好ましくは９０〜９８重量％である。前記アクリル系モノマーの量が７９重量％未満では、アクリル系粘着剤としての性能を発揮できず、また９９重量％をこえると、そのぶん前記アクリルアミド系モノマーの絶対量が不足し、本発明の良好な段ボール封緘性や保持力特性が得られない。
【００１４】
前記アクリルアミド系モノマーの量は、アクリル系重合体（Ａ）を構成するモノマー全体の１〜１０重量％であり、好ましくは２〜８重量％程度である。前記アクリルアミド系モノマーの量が１重量％未満では、本発明の良好な段ボール封緘性や保持力特性特性が得られない。また、１０重量％をこえると、低温時の段ボール封緘性が著しく低下する。
【００１５】
前記「他の共重合可能なモノマー」の量は、アクリル系重合体（Ａ）を構成するモノマー全体の０〜２０重量％、好ましくは０〜１０重量％、さらに好ましくは０〜５重量％程度である。
【００１６】
アクリル系重合体（Ｂ）の単量体成分である一般式（１）で表されるアクリル系モノマーとしては、前記アクリル系重合体（Ａ）におけるアクリル系モノマーと同様のものが挙げられる。アクリル系モノマーは単独で用いてもよく２種以上を混合して用いてもよい。また、アクリル系重合体（Ｂ）の構成単量体であるアクリル系モノマーとアクリル系重合体（Ａ）の構成単量体であるアクリル系モノマーとは、同一モノマーであってもよく、異なるモノマーであってもよい。
【００１７】
アクリル系重合体（Ｂ）の単量体成分であるエチレン性不飽和カルボン酸又はその酸無水物としては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、クロトン酸、イタコン酸、無水マレイン酸などが挙げられる。これらのモノマーも単独で又は２種以上混合して使用できる。
【００１８】
アクリル系重合体（Ｂ）の構成単量体である「他の共重合可能なモノマー」としては、前記アクリル系重合体（Ａ）における「他の共重合可能なモノマー」と同様のものが例示できる。
【００１９】
アクリル系重合体（Ｂ）において、一般式（１）で表されるアクリル系モノマーの量は、アクリル系重合体（Ｂ）を構成するモノマー全体の７９〜９９重量％であり、好ましくは８５〜９８重量％、さらに好ましくは９０〜９８重量％である。前記アクリル系モノマーの量が７９重量％未満では、粘着性が低下しやすく、９９重量％をこえると、そのぶんエチレン性不飽和カルボン酸又はその酸無水物の絶対量が不足し、段ボール封緘性や保持力特性が低下しやすい。
【００２０】
エチレン性不飽和カルボン酸又はその酸無水物の量は、アクリル系重合体（Ｂ）を構成するモノマー全体の１〜７重量％であり、好ましくは２〜６重量％程度の範囲である。エチレン性不飽和カルボン酸又はその酸無水物の量が１重量％未満では、本発明の良好な段ボール封緘性や保持力特性が得られない。また、７重量％をこえると、低温時において良好な段ボール封緘特性が得られない。
【００２１】
前記他の共重合可能なモノマーの量は、アクリル系重合体（Ｂ）を構成するモノマー全体の０〜２０重量％、好ましくは０〜１０重量％、さらに好ましくは０〜５重量％程度である。
【００２２】
本発明の粘着剤組成物において、前記アクリル系重合体（Ａ）とアクリル系重合体（Ｂ）との割合（重量比）は、固形分換算で、例えば、（Ａ）／（Ｂ）＝１０／９０〜９０／１０、好ましくは１５／８５〜８５／１５、さらに好ましくは２０／８０〜８０／２０程度である。
【００２３】
本発明の粘着剤組成物は、前記アクリル系重合体（Ａ）及びアクリル系重合体（Ｂ）を、それぞれ対応する単量体混合物から慣用のエマルション重合により製造し、得られた２種のエマルションを混合することにより調製できる。重合方法としては、一般的な一括重合、連続滴下重合、分割滴下重合などを採用でき、重合温度は、例えば３０〜８０℃程度である。
【００２４】
重合開始剤としては、例えば、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）などのアゾ系開始剤；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−ブチルハイドロパーオキサイドなどの過酸化物系開始剤；過硫酸塩と亜硫酸水素ナトリウムなどのレドックス系開始剤などが挙げられる。
【００２５】
乳化剤としては、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挙げられる。アニオン系およびノニオン系のいずれの場合も、プロペニル基などを導入したラジカル重合性の乳化剤を用いてもよい。これらの乳化剤は１種または２種以上が用いられる。
【００２６】
乳化剤の使用量は、アクリル系重合体を構成するモノマーの総量１００重量部に対して、例えば０．２〜１０重量部、好ましくは０．５〜５重量部程度である。
【００２７】
本発明の粘着剤組成物は、上記方法のほか、アクリル系重合体（Ａ）及び（Ｂ）のうち一方をエマルション重合で得、他方をエマルション重合以外の方法で得た後、両者を混合して調製してもよく、また、アクリル系重合体（Ａ）及び（Ｂ）をエマルション重合以外の方法によって得た後、両者を乳化剤等とともに混合してエマルション化することにより調製してもよい。
【００２８】
本発明の粘着剤組成物には、前記アクリル系重合体（Ａ）、（Ｂ）及び乳化剤のほか、必要に応じて、ｐＨを調整するための塩基（アンモニア水など）や酸、粘着剤に通常使用される添加剤、例えば、粘着付与樹脂、界面活性剤、老化防止剤、充填剤、顔料、着色剤などが添加されていてもよい。また、放射線によって硬化させるため、硬化剤を添加してもよい。
【００２９】
本発明の段ボール封緘用粘着テープにおいて、支持体としては、例えば、ポリプロピレンフィルム、エチレン−プロピレン共重合体フィルム、ポリエステルフィルムなどのプラスチックフィルム；ポリエチレンフィルムをラミネートしたクラフト紙などのクラフト紙系支持体などを使用できる。前記プラスチックフィルムは、無延伸フィルム及び延伸（一軸延伸又は二軸延伸）フィルムの何れであってもよい。また、支持体のうち粘着剤を塗布する面には、通常使用される下塗剤やコロナ放電方式などによる表面処理が施されていてもよい。支持体の厚みは、目的に応じて適宜選択できるが、一般には１０〜５００μｍ程度である。
【００３０】
前記段ボール封緘用粘着テープは、例えば、上記支持体の表面に前記粘着剤組成物を塗布、乾燥して、所望の厚さの粘着剤層を形成することにより製造できる。粘着剤組成物の塗布は、慣用のコーター、例えば、グラビヤロールコーター、リバースロールコーター、キスロールコーター、ディップロールコーター、バーコーター、ナイフコーター、スプレーコーターなどを用いて行うことができる。粘着剤層の厚みは、粘着性等を損なわない範囲で適宜選択でき、例えば１０〜１００μｍ程度である。
【００３１】
粘着テープの背面には、シリコーン系剥離剤や長鎖アルキル系剥離剤などの剥離剤等により背面処理が施されていてもよい。
【００３２】
上記構成の粘着剤組成物および粘着テープは、良好な段ボール封緘性や保持力特性を有し、かつポットライフの問題がなく、しかも低温時の段ボール封緘特性やポリオレフィン系被着体への接着性に優れる。このような粘着特性が得られる理由は、必ずしも明らかでないが、アクリル系共重合体（Ａ）とアクリル系重合体（Ｂ）のエマルション粒子間において、前記アクリルアミド系モノマー単位とエチレン性不飽和カルボン酸又はその酸無水物のモノマー単位による酸塩基相互作用が働くためと推測される。
【００３３】
【発明の効果】
本発明によれば、特定組成の単量体を重合して得られる２種のアクリル系重合体を混合して用いるため、無溶剤で塗工できる無溶剤型であって、段ボール封緘性や保持力特性に優れ、且つポットライフの問題がなく、しかも低温時の段ボール封緘性やポリオレフィン系被着体に対する接着性に優れる。
【００３４】
【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が、本発明はこれらの実施例により何ら限定されるものではない。なお、以下の例において、単に「部」とあるのは「重量部」を示す。
【００３５】
製造例１
冷却管、窒素導入管、温度計、攪拌装置を備えた反応容器に、水５０部および過硫酸カリウム０．２部を仕込み、攪拌下１時間窒素置換した。ここに、アクリル酸ブチル９５部、Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド５部、ラウリル硫酸ナトリウム２部、ポリオキシエチレンラウリルエーテル１部を水１５０部で乳化したものを７０℃で３時間かけて滴下し、７０℃で２時間熟成を行った。その後、室温まで冷却し１０％のアンモニア水で中和して粘着剤Ａを調製した。
【００３６】
製造例２
モノマー組成を、アクリル酸ブチル９３部、Ｎ−イソプロピルアクリルアミド７部とした以外は、製造例１と同様の処方にて粘着剤Ｂを調製した。
【００３７】
製造例３
モノマー組成を、アクリル酸ブチル９７部、アクリル酸３部とした以外は、製造例１と同様の処方にて粘着剤Ｃを調製した。
【００３８】
製造例４
モノマー組成を、アクリル酸ブチル９８部、アクリル酸５部とした以外は、製造例１と同様の処方にて粘着剤Ｄを調製した。
【００３９】
製造例５
モノマー組成を、アクリル酸ブチル９２部、アクリル酸８部とした以外は、製造例１と同様の処方にて粘着剤Ｅを調製した。
【００４０】
実施例１
上記粘着剤Ａ５０部及び上記粘着剤Ｃ５０部を、コロナ放電方式で表面酸化処理をした二軸延伸ポリプロピレンフィルム（厚さ４０μｍ）の表面に乾燥後のテープ厚さが７０μｍとなるように塗布、乾燥し、粘着テープを得た。
【００４１】
実施例２
粘着剤として上記粘着剤Ｂ２５部及び上記粘着剤Ｃ７５部を用いた以外は実施例１と同様の処方にて粘着テープを得た。
【００４２】
実施例３
粘着剤として上記粘着剤Ｂ７０部及び上記粘着剤Ｄ３０部を用いた以外は実施例１と同様の処方にて粘着テープを得た。
【００４３】
実施例４
粘着剤として上記粘着剤Ａ５０部及び上記粘着剤Ｄ５０部を用いた以外は実施例１と同様の処方にて粘着テープを得た。
【００４４】
比較例１
粘着剤として上記粘着剤Ｅを用いた以外は実施例１と同様の処方にて粘着テープを得た。
【００４５】
比較例２
粘着剤として上記粘着剤Ｃを用い、さらにエポキシ系架橋剤０．１部（対粘着剤固形分１００部）を加え、それ以外は実施例１と同様の処方にて粘着テープを得た。
【００４６】
比較例３
粘着剤として上記粘着剤Ｃを用いた以外は実施例１と同様の処方にて粘着テープを得た。
【００４７】
評価試験
実施例及び比較例で得た粘着テープについて、以下の試験を行った。
（保持力）
被着体として＃２８０のサンドペーパーでサンディングしたステンレス板に、各粘着テープを２５ｍｍ×２５ｍｍの接着面積で接着して２０分経過後、４０℃下に２０分放置し、ついでステンレス板を垂下して粘着テープの自由末端に２０００ｇの均一荷重を負荷し、４０℃において粘着テープが落下するまでの時間を測定した。
【００４８】
（段ボール封緘性）
０℃または２３℃×６０％ＲＨの条件下で、段ボール箱を各粘着テープで封緘し、段ボール封緘性を測定した。粘着テープが剥がれ段ボール箱が開いてしまったサンプルを「×」と評価し、粘着テープが剥がれず段ボール箱が開かなかったサンプルを「○」と評価した。
【００４９】
（粘着剤ポットライフ）
各粘着テープに塗布した粘着剤溶液の経時の粘度変化により粘着剤ポットライフを評価した。粘度が経時的に上昇したサンプルを「×」と評価し、経時で粘度変化が見られなかったサンプルを「○」と評価した。
【００５０】
（対ポリオレフィン剥離接着力）
被着体としてのポリエチレン板に２５ｍｍ×１００ｍｍの大きさにカットした各粘着テープを２ｋｇのローラーを一往復させる方式で圧着し、２３℃で２０分間経過後、その剥離に要する力を測定した（１８０度剥離、引張り速度３００ｍｍ／分、２３℃、６５％ＲＨ雰囲気下）。
結果を表１に示す。
【００５１】
【表１】

表１の結果より、本発明の実施例１〜４の粘着テープは、無溶剤で塗工できる無溶剤塗工型の粘着剤を使用しており、良好な段ボール封緘性や保持力特性を有するだけでなく、ポットライフの問題がなく、しかも低温時の段ボール封緘特性やポリオレフィン系被着体に対する接着性が優れていることが明らかである。

Claims

（Ａ）一般式（１）
ＣＨ₂＝Ｃ（Ｒ¹）ＣＯＯＲ² （１）
（式中、Ｒ¹は水素原子又はメチル基、Ｒ²は炭素数１〜１４のアルキル基を示す）
で表されるアクリル系モノマー７９〜９９重量％、一般式（２）
ＣＨ₂＝Ｃ（Ｒ³）ＣＯＮＲ⁴Ｒ⁵ （２）
（式中、Ｒ³は水素原子又はメチル基を示し、Ｒ⁴及びＲ⁵は、同一又は異なって、水素原子若しくは炭素数１〜４のアルキル基を示すか、又は互いに結合して隣接する窒素原子と共に環を形成してもよい）
で表されるアクリルアミド系モノマー１〜１０重量％、他の共重合可能なモノマー０〜２０重量％をモノマー単位として含むアクリル系重合体と、（Ｂ）前記一般式（１）で表されるアクリル系モノマー７９〜９９重量％、エチレン性不飽和カルボン酸又はその酸無水物１〜７重量％、他の共重合可能なモノマー０〜２０重量％をモノマー単位として含むアクリル系重合体とを含むエマルションからなる粘着剤組成物。
アクリル系重合体（Ａ）とアクリル系重合体（Ｂ）との割合が、固形分換算で、（Ａ）／（Ｂ）＝１０／９０〜９０／１０（重量比）である請求項１記載の粘着剤組成物。
支持体表面に請求項１又は２記載の粘着剤組成物を塗布、乾燥して形成された粘着剤層を有する段ボール封緘用粘着テープ。