JP4402824B2 - 感熱性粘着材料 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は感熱性粘着材料に関し、より詳しくは、常温では非粘着性であるが加熱により活性化して粘着性を発現し、その後加熱を終了した後でも長時間粘着性が持続する感熱性粘着材料に関する。
【0002】
【従来の技術】
感熱性粘着材料は、「接着便覧」第12版、第131〜135頁(昭和55年、高分子刊行会発行)に具体的な実例が記載されているように、基本的には熱可塑性樹脂と固体可塑剤からなり、必要により粘着付与剤が配合されたものである。
【0003】
熱可塑性樹脂は粘着力・接着力の根源となるものである。また固体可塑剤は、常温では固体であるため樹脂に可塑性を与えないが、熱を加えることにより溶融して樹脂を膨潤あるいは軟化させて粘着性を発現させるものである。更に粘着付与剤は、粘着性を向上させる働きをする。
【0004】
感熱性粘着材料の特性としては、加熱による粘着性発現の後、加熱源を取り去り、室温に冷却された後も粘着性を保持している必要がある。これを満足するものとして、ある種の固体可塑剤がある。即ち、加熱により溶解した後、ゆっくりと結晶化するため粘着性を発現し続け、粘着性を保持する。しかしながら、低温環境下においては、この冷却速度が早く冷却到達温度も低いため、粘着力非保持の問題がより顕著となる。
【0005】
その対策として、より融点の低い固体可塑剤を用いることが考えられる。融点の低い固体可塑剤は、低温下においても結晶化せず粘着性を保持する性質があるためである。一方、感熱性粘着材料は巻装(ロール状)状態で保存されるのが通常である。低融点固体可塑剤の場合、60℃の温度環境下で保存されたとき、一部溶融が起こり、いわゆるブロッキン(表裏面の融着)が生じるという問題がある。
【0006】
一方、高融点固体可塑剤は低温下で早く結晶化するため、粘着性発現機能は失うが、60℃保存時の溶融・融着は生じにくい。
【0007】
【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、従来の感熱性粘着材料にみられる欠点を克服すること、即ち低温環境下における粘着力が保持でき、しかもブロッキングのない感熱性粘着材料を提供することである。
【0008】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載の感熱性粘着材料は、熱可塑性樹脂と固体可塑剤とを主体とする感熱性粘着剤からなる感熱性粘着層を支持体上に設けた感熱性粘着材料において、前記感熱性粘着層と前記支持体の間に、中空粒子を主成分とするアンダー層が設けられ、および、前記固体可塑剤が、加熱時熱可塑性樹脂を軟化させる融点が40〜80℃の固体可塑剤の外側を、同じく加熱時熱可塑性樹脂を軟化させる融点が60〜150℃の固体可塑剤により被覆した2重構造からなり、かつ、外側の固体可塑剤の融点が内側の固体可塑剤の融点より高いことを特徴とする。すなわち、請求項1の感熱性粘着材料は、前記感熱性粘着層と支持体の間に、中空粒子を主成分とするアンダー層を設けたことで、加熱源(例えばサーマルヘッド)から供給される熱エネルギーを高効率に利用することができ、少ないエネルギーで十分な粘着力の発現が可能となり、また、内側が低融点固体可塑剤、外側が高融点固体可塑剤からなる2重構造の固体可塑剤により環境温度による影響を少なくして、充分な粘着力を確保するようにしたものである。
【0009】
請求項2に記載の感熱性粘着材料は、請求項1において、前記外側の固体可塑剤の、前記内側の固体可塑剤と前記外側の固体可塑剤との合計重量に対する重量比が0.01〜0.5であることを特徴とする。こうすることで、感熱性粘着材料の粘着力が向上する。
【0010】
請求項3に記載の感熱性粘着材料は、請求項1または2において、前記2重構造の固体可塑剤の平均粒径が0.5〜10.0μmであることを特徴とする。これにより、感熱性粘着材料の粘着力が強くなる。
【0011】
請求項4に記載の感熱性粘着材料は、請求項1〜3のいずれかにおいて前記感熱性粘着材料が、更に粘着付与剤を含有することを特徴とする。これにより、感熱性粘着材料の粘着力が強くなる。
【0013】
【発明の実施の形態】
本発明の感熱性粘着材料では、上記熱可塑性樹脂として以下に例示する高分子樹脂が使用できる。例えば天然ゴムラテックス、グラフト共重合天然ゴムラテックス、ポリ酢酸ビニル、ポリメタクリル酸エステル、合成ゴム、酢酸ビニル−アクリル酸2−エチルヘキシル共重合体、酢酸ビニル−エチレン共重合体、ビニルピロリドン−スチレン共重合体、ビニルピロリドン−アクリル酸エステル共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、アクリル−ブタジエン共重合体、スチレン−アクリル共重合体等の高分子樹脂が挙げられる。
【0014】
本発明で使用される熱可塑性樹脂を軟化させ、非結晶性を保持させることができる固体可塑剤としてはフタル酸エステル類、スルホンアミド類、パラオキシ安息香酸エステル類等が使用できるが、これらに限定されるものではない。
【0015】
本発明で使用する粘着付与剤としては、以下に例示するものが使用できるが、これらに限定するものではない。ロジン誘導体(ロジン、重合ロジン、水添ロジンまたはそれらのグリセリン、ペンタエリストール等のエステル、樹脂酸ダイマー等)、テルペン樹脂系、フェノール樹脂系等。
【0016】
本発明の感熱性粘着材料においては、上記成分以外に、ブロッキング防止のために酸化チタン、アルミナ、コロイダルシリカ、カオリン、タルク等の無機物やパラフィン、天然ワックス、合成ワックス、天然油脂、ポリスチレン粉体等の有機物を使用することもできるし、更に必要に応じて分散剤や消泡剤、増粘剤等を使用することもできる。
【0017】
【実施例】
次に本発明を実施例により、更に詳細に説明する。なお、以下に示す部及び%はいずれも重量基準である。また分散液の溶媒は、特に断らない限り水である。
【0018】
さらに、以下の説明では便宜上、
(1)2,2’−メチレンビス−(4−メチル−6−t−ブチルフェノール)(融点:126.5℃)を化合物1と、
(2)3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシ−ベンジルフォスフォネート−ジエチルエステル(融点:158.0℃)を化合物2と、
(3)オクタデシル−3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート(融点:52.0℃)を化合物3と、
(4)メタクリル酸メチルグラフト共重合天然ゴムラテックス分散液(50%)(メタクリル酸メチル/天然ゴム=40/100)をラテックス分散液と、
それぞれ記載することがある。
【0019】
参考例1
<2層構造固体可塑剤(1)[A]の生成>
化合物1 10部
ポリビニルアルコール 1部
水 29部
上記組成物を粒径4.8μmになるように湿式分散した(分散液1)。
【0020】
化合物2 50部
トルエン 50部
上記組成物を温度80℃に加温して均一溶解した(溶解液1)。
【0021】
10部の分散液1に、9部の溶解液1を添加し、温度20℃に保ちながら5時間攪拌し、化合物2を化合物1の表面に析出させて、シェル比0.6で粒径12.0μmの2層構造固体可塑剤(1)[A]を生成した。なお、シェル比=b/(a+b)であり、aはコア部の固体可塑剤の重量、bはシェル部の固体可塑剤の重量である(以下同じ)。
【0022】
<感熱性粘着剤分散液[B液]の生成>
ラテックス分散液 35部
2層構造固体可塑剤(1)[A]分散液(50%) 50部
上記組成の感熱性粘着剤分散液[B液]を80g/m2の片面コート紙の裏面に、乾燥後重量40g/m2となるように塗布乾燥し、参考例1の感熱性粘着シートを得た。
【0023】
参考例2
<2層構造固体可塑剤(2)[C]の生成>
化合物3 10部
ポリビニルアルコール 1部
水 29部
上記組成物を粒径1.8μmになるように湿式分散した(分散液2)
【0024】
化合物2 50部
トルエン 50部
上記組成物を温度80℃に加温して均一溶解した(溶解液1)。
【0025】
10部の分散液2に、9部の溶解液1を添加し、温度20℃に保ちながら5時間攪拌し、化合物2を化合物3の表面に析出させて、シェル比0.6で粒径12.0μmの2層構造固体可塑剤(2)[C]を生成した。
【0026】
<感熱性粘着剤分散液[D液]の生成>
ラテックス分散液 ) 35部
2層構造固着可塑剤(2)[C]分散液(40%) 50部
【0027】
上記組成の感熱性粘着剤分散液[D液]を80g/m2の片面コート紙の裏面に、乾燥後重量40g/m2となるように塗布乾燥し、参考例2の感熱性粘着シートを得た。
【0028】
参考例3
<2層構造固体可塑剤(3)[E]の生成>
化合物3 10部
ポリビニルアルコール 1部
水 29部
上記組成物を粒径10.8μmになるように湿式分散した(分散液3)。
【0029】
化合物2 50部
トルエン 50部
上記組成物を温度80℃に加温して均一溶解した(溶解液1)。
【0030】
10部の分散液3に、0.6部の溶解液1を添加し、温度20℃に保ちながら5時間攪拌し、化合物2を化合物3の表面に析出させて、シェル比0.1で粒径12.0μmの2層構造固体可塑剤(3)[E]を生成した。
【0031】
<感熱性粘着剤分散液[F液]の生成>
ラテックス分散液 35部
2層構造固体可塑剤(3)[E]分散液(40%) 50部
【0032】
上記組成の感熱性粘着剤分散液[F液]を80g/m2の片面コート紙の裏面に、乾燥後重量40g/m2となるように塗布乾燥し、参考例3の感熱性粘着シートを得た。
【0033】
参考例4
<2層構造固体可塑剤(4)[G]の生成>
化合物3 10部
ポリビニルアルコール 1部
水 29部
上記組成物を粒径0.9μmになるように湿式分散した(分散液4)。
【0034】
化合物2 50部
トルエン 50部
上記組成物を温度80℃に加温して均一溶解した(溶解液1)。
【0035】
10部の分散液4に0.6部の溶解液1を添加し、温度20℃に保ちながら5時間攪拌し、化合物2を化合物3の表面に析出させて、シェル比0.1で粒径1μmの2層構造固体可塑剤(4)[G]を生成した。
【0036】
<感熱性粘着剤分散液[H液]の生成>
ラテックス分散液 35部
2層構造固着可塑剤(4)[G]分散液(40%) 50部
【0037】
上記組成からなる感熱性粘着剤分散液[H液]を80g/m2の片面コート紙の裏面に、乾燥後重量40g/m2となるように塗布乾燥し、参考例4の感熱性粘着シートを得た。
【0038】
参考例5
<感熱性粘着剤分散液[I液]の生成>
ラテックス分散液 35部
ロジンエステル分散液(50%) 15部
(軟化点100℃)
2層構造固体可塑剤(4)[G]分散液(40%) 50部
【0039】
上記組成の感熱性粘着剤分散液[I液]を80g/m2の片面コート紙の裏面に、乾燥後重量40g/m2となるように塗布乾燥し、参考例5の感熱性粘着シートを得た。
【0040】
実施例6
<アンダー液[J液]の生成>
中空粒子エマルジョン 4.0部
(中空率50%、固形分25%)
スチレンブタジエンラテックス(固形分50%) 0.4部
ポリビニルアルコール(固形分10%水溶液) 1.0部
水 1.1部
【0041】
上記組成のアンダー液[J液]を80g/m2 の片面コート紙の裏面に、乾燥後重量3.0g/m2 となるように塗布、乾燥した。さらにその上に感熱性粘着剤分散液[I液]を乾燥後重量40g/m2 となるように塗布乾燥し、実施例6の感熱性粘着シートを得た。
【0042】
比較例1
<3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシ−ベンジルフォスフォネート−ジエチルエステル分散液[K液]の生成>
化合物2 40部
ポリビニルアルコール30%水溶液 4部
分散剤 4部
水 52部
【0043】
上記組成の混合物を、平均粒径が12.0μmとなるようにサンドミルを用いて分散し、3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシ−ベンジルフォスフォネート−ジエチルエステル分散液[K液]を得た。
【0044】
<感熱性粘着剤分散液[L液]の生成>
ラテックス分散液 35部
上記分散液 [K液] 50部
【0045】
上記組成の感熱性粘着剤分散液[L液]を80g/m2 の片面コート紙の裏面に、乾燥後重量25g/m2 となるように塗布乾燥し、比較例1の感熱性粘着シートを得た。
【0046】
比較例2
<2,2’−メチレンビス−(4−メチル−6−t−ブチルフェノール)分散液[M液]の生成>
化合物1 40部
ポリビニルアルコール30%水溶液 4部
分散剤 4部
水 52部
【0047】
上記組成の混合物を、平均粒径が12.0μmとなるようにサンドミルを用いて分散し、2,2’−メチレンビス−(4−メチル−6−t−ブチルフェノール)分散液[M液]を得た。
【0048】
<感熱性粘着剤分散液[N液]の生成>
ラテックス分散液 35部
上記分散液 [M液] 50部
【0049】
上記組成の感熱性粘着剤分散液[N液]を80g/m2 の片面コート紙の裏面に、乾燥後重量25g/m2 となるように塗布乾燥し、比較例2の感熱性粘着シートを得た。
【0050】
比較例3
<オクタデシル−3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート分散液[O液]の生成>
化合物3 40部
ポリビニルアルコール30%水溶液 4部
分散剤 4部
水 52部
【0051】
上記組成の混合物を、平均粒径が12.0μmとなるようにサンドミルを用いて分散し、オクタデシル−3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート分散液[O液]を得た。
【0052】
<感熱性粘着剤分散液[P液]の生成>
ラテックス分散液 35部
上記分散液 [O液] 50部
【0053】
上記組成からなる感熱性粘着剤分散液[P液]を80g/m2 の片面コート紙の裏面に、乾燥後重量25g/m2 となるように塗布乾燥し、比較例3の感熱性粘着シートを得た。
【0054】
以上のようにして得られた各感熱性粘着シートに関して、感熱性ディレードタック粘着剤層の活性化に伴う粘着力および、感熱性ディレードタック粘着剤層面とその裏面(非粘着剤塗布面)とを接触させた時のブロッキング性について、以下の試験を行なった。
【0055】
<粘着性の評価>
感熱性粘着シートを、大倉電気製の感熱印字装置TH−PMDを用いて、ヘッド条件0.54mJ/dot、印字スピード4ms/line、プラテン圧6kgf/lineの条件にて感熱性ディレードタック粘着剤層を熱活性化させて被着体(塩ビラップ)に貼り付け、その粘着力について180°水平剥離測定を行い、結果をg/4cmの単位で示した。なお、この試験は低温環境(0℃、15%)と、常温環境(20℃、65%)の各環境で実施した。
【0056】
<耐ブロッキング性の評価>
同一サンプルの感熱性ディレードタック粘着剤層面とその裏面(非粘着剤塗布面)とを接触させ、2kg/cm2 の圧力で70℃、Dry条件下で24時間試験した後、室温で放置後サンプルを剥し、その時のブロッキング性を下のようなランクで評価した。
【0057】
(ランク)
◎:ブロッキング発生なし(剥離音なし)
○:ブロッキング発生なし(剥離音あり)
△:若干ブロッキング発生
×:強いブロッキング発生
結果を[表1]に示す。
【0058】
【表1】
【0059】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、本発明によれば、従来の感熱性粘着材料にみられる欠点を克服し、即ち低温各環境温度下における粘着力が保持でき、ブロッキングのない感熱性粘着材料を提供することができる。このように、本発明の感熱性ディレードタック粘着剤は、各環境下において被着体に対する粘着力が強く、しかも耐ブロッキング性にも優れたものである。
Claims (4)
- 熱可塑性樹脂と固体可塑剤とを主体とする感熱性粘着剤からなる感熱性粘着層を支持体上に設けた感熱性粘着材料において、
前記感熱性粘着層と前記支持体の間に、中空粒子を主成分とするアンダー層が設けられ、
前記固体可塑剤が、加熱時熱可塑性樹脂を軟化させる融点が40〜80℃の固体可塑剤の外側を、同じく加熱時熱可塑性樹脂を軟化させる融点が60〜150℃の固体可塑剤により被覆した2重構造からなり、かつ、外側の固体可塑剤の融点が内側の固体可塑剤の融点より高い、
ことを特徴とする感熱性粘着材料。 - 前記外側の固体可塑剤の、前記内側の固体可塑剤と前記外側の固体可塑剤との合計重量に対する重量比が0.01〜0.5であることを特徴とする請求項1に記載の感熱性粘着材料。
- 前記2重構造の固体可塑剤の平均粒径が0.5〜10.0μmであることを特徴とする請求項1または2に記載の感熱性粘着材料。
- 前記感熱性粘着材料が、更に粘着付与剤を含有することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の感熱性粘着材料。
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