JP4421838B2 - コールドシール接着剤組成物 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、用紙に塗布し、折り畳み、一定圧力以上で貼り合わせて接着し、開封時は容易に剥離することができるコールドシール接着剤組成物に関し、更に詳しくは、用紙に接着剤を塗布・乾燥した後、枠、表題、広告、説明事項等の共通記載事項に関する情報や預金残高等の各個人に関する情報が印刷され、折り畳み、圧着させるコールドシール接着剤組成物に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
【特許文献1】
特開平5−186753号公報
【特許文献2】
特開平5−186640号公報
【特許文献3】
特開2002−138266号公報
【0003】
近年、銀行、官公庁、保険会社、クレジット会社等より個人宛てに発信される個人情報、例えば預貯金額、残高額、年金情報等を、剥して開くと内部に記載された情報を見ることができる「親展性葉書」や、商品宣伝のための「ダイレクトメール」等が、秘密保持や情報記載量の点から普及している。
【0004】
係る親展性葉書等に用いられる用紙は、通常は粘着性、接着性を示さないが一定以上の圧力がかかったときに接着性を示すコールドシール接着剤を塗布して接着剤層を形成させ、用紙を折り畳むように接着面同士を対面させた状態で圧力により接着させて使用されるものであり、開封時は接着面が汚染されることなく容易に剥離でき、しかも剥離後はべたつきや再接着を起さないことが必要である。
【0005】
従来、コールドシール接着剤の主成分として天然ゴムラテックスが使用されている。例えば特許文献1の特開平5−186753号公報では、ゴムラテックス系接着剤、ロジン系粘着付与剤、特定の粒子径を有する吸油性微粉末、及び特定の粒子径を有する有機および/または無機微粉末を含有するノンインパクトプリンター用接着シートに使用する感圧接着剤が開示され、好ましい形態としてゴムラテックス系接着剤に天然ゴム系エマルジョン型接着剤が使用されている。しかし、天然ゴムは熱、光、酸素等により劣化し、コールドシール接着剤のシール接着力が経時あるいは印刷時の熱及び紫外線により低下する問題がある。
【0006】
これらの問題を解決する手法として、コールドシール接着剤の主成分に、メチルメタクリレートやスチレン単量体で変性された天然ゴムラテックスが使用されている。例えば特許文献2の特開平5−186640号公報では、ゴムラテックスと、特定の粒子径を有する重合体粒子と、特定の粒子径を有する無機粒子とからなり、重合体粒子及び無機粒子がゴムラテックス中のゴム成分に対して特定割合で存在しているコールドシール剤組成物が開示され、好ましい形態としてゴムラテックスがメチルメタクリレートにより変性された天然ゴムラテックスを使用している。しかし、上記の発明で使用している変性天然ゴムラテックスでは熱、光、酸素等による劣化を抑えることができないため、シール接着力が経時あるいは印刷時の熱及び紫外線により低下する問題は解決できない。
【0007】
更に、上記の問題を解決する手段として、天然ゴムラテックスにメチルメタアクリレートとアクリル酸エステル単量体を併用することによりグラフト変性させた天然ゴムラテックスを使用する方法が検討されている。例えば特許文献3の特開2002−138266号公報では、天然ゴムラテックスに対して、特定割合のアクリル酸エステル化合物をグラフト重合させて得られる変性天然ゴムラテックスを含むコールドシール接着剤が開示されている。特に好ましい形態として、アクリル酸エステル化合物が1〜5重量部、その他の単量体であるメチルメタクリレートとの総合量が3〜30重量部なることが記載されている。しかし、上記の問題は十分には解決されてない。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、熱、光、酸素等による劣化が少なく、優れたシール接着力、耐ブロッキング性及び印刷適性を有するコールドシール接着剤組成物を提供することである。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、鋭意研究を重ねた結果、熱、光、酸素等による劣化を防止するために高い割合でグラフト変性された天然ゴムラッテックスはシール接着力が低下してコールドシール接着剤に使用できないが、エチレンオキサイド付加モル数が50〜200モルと高付加モル数のノニオン性界面活性剤を存在させることにより驚くべきことには、シール接着力を低下させずに劣化を防止できることを見出し、本発明を完成させた。
【0010】
すなわち、本発明は、天然ゴムラテックスのゴム成分100重量部に対して、(メタ)アクリル酸アルキルエステル単量体及び/又はスチレン単量体から選ばれる1種又は2種以上を主成分とする単量体25〜60重量部をグラフト重合させて得られる変性天然ゴムラテックスの固形分100重量部に対して、エチレンオキサイド付加モル数が50〜200モルを有するノニオン性界面活性剤を0.1〜10重量部及び充填剤を50〜200重量部含有してなるコールドシール接着剤組成物である。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の構成を詳細に説明する。従来、コールドシール接着剤に使用されている変性ゴムラテックスはスチレン単量体、メチルメタクリレート単量体及びアクリル酸アルキルエステル単量体で変性され、その変性に使用される量はスチレン単量体及びメチルメタクリレート単量体の場合、天然ゴムラテックスのゴム成分100重量部に対して30重量部以下であり、アクリル酸アルキルエステル単量体の場合5重量部以下が一般的である。変性に使用される量が上記の量より多い高変性天然ゴムラテックスは、熱、光、酸素等による耐劣化性は向上するが、シール接着力が低下してしまい、コールドシール接着剤として使用することができない。しかし、本発明は、エチレンオキサイド付加モル数が50〜200モルと高い付加モル数のノニオン性界面活性剤を使用することにより、高変性天然ゴムラテックス及び高含有アクリル酸アルキルエステル変性天然ゴムラテックスをコールドシール接着剤として使用することを可能にした。
【0012】
本発明に使用するノニオン性界面活性剤のエチレンオキサイド付加モル数は、50〜200モルであることが必須である。該付加モル数が50モルより少ない場合は、シール接着力をあげる効果は得られない。該付加モル数が200を超える場合、モル数が200を超えて増加しても効果の上昇は見られない。好ましくは70〜150モルである。
【0013】
本発明に使用するノニオン性界面活性剤は、疎水基を有し、50〜200のエチレンオキサイド付加モル数を有するノニオン性界面活性剤であれば特に制限はない。ノニオン性界面活性剤としては、アルキル・アリル・エーテル型であるポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシオクチルフェニルエーテル;アルキル・エーテル型であるポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル、ポリオキシエチレントリデシルエーテル、ポリオキシエチレンセチルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル;アルキル・エステル型であるポリオキシエチレンラウレート、ポリオキシエチレンオレエート、ポリオキシエチレンステアレート;アルキル・アミン型であるポリオキシエチレンラウリルアミン;ソスビタン誘導体型であるポリオキシエチレンソルビタンラウレート、ポリオキシエチレンソルビタンパルミテート、ポリオキシエチレンソルビタンステアレート、ポリオキシエチレンソルビタンオレエート;ポリオキシエチレンスチレン化アルキルフェニルエーテル型であるポリオキシエチレンモノスチレン化メチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンジスチレン化ブチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレントリスチレン化メチルフェニルエーテル等が挙げられる。これらの群から選ばれる1種又は2種以上を使用することができる。好ましくはアルキル・エーテル型であるポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル、ポリオキシエチレントリデシルエーテル、ポリオキシエチレンセチルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル等である。
【0014】
本発明に使用するノニオン性界面活性剤の使用量は、変性天然ゴムラテックスの固形分100重量部に対して0.1〜10重量部が必要である。その使用量が0.1重量部より少ない場合は、シール接着力をあげる効果は得られない。その使用量が10重量部を超える場合は、シール接着力は逆に低下する。好ましくは、0.5〜5重量部である。
【0015】
本発明に使用する変性天然ゴムラテックスは、天然ゴムラテックスを(メタ)アクリル酸アルキルエステル単量体、及びスチレン単量体から選ばれる1種又は2種以上の単量体でグラフト変性した変性天然ゴムラテックスであり、更に、その他の共重合可能な不飽和単量体を共存させて変性することもできる。
【0016】
天然ゴムラテックスの変性に使用される単量体の量は、天然ゴムラテックスのゴム成分100重量部に対して25〜60重量部が好ましい。その使用量が25重量部より少ない場合は、熱、光、酸素等により劣化を防止することができない。その使用量が60重量部を超える場合は、ノニオン性界面活性剤を使用してもシール接着力は向上しない。
【0017】
本発明に使用する(メタ)アクリル酸アルキルエステル単量体としては、具体的にはメチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、i−ブチル(メタ)アクリレート、t−ブチル(メタ)アクリレート、ヘキシル(メタ)アクリレート、オクチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、デシル(メタ)アクリレート、イソノニル(メタ)アクリレート、ドデシル(メタ)アクリレート等が挙げられ、これらの群より選ばれる1種又は2種以上使用することができる。
【0018】
本発明に使用できるその他の共重合可能な不飽和単量体は、(メタ)アクリリル酸アルキルエステル単量体やスチレン単量体と共重合可能な不飽和単量体である。該不飽和単量体としては、蟻酸ビニル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、「バーサチック酸ビニル」(商品名)等の飽和脂肪酸ビニルエステル、アクリロニトリル、メタクリロニトリル等のシアン化ビニル単量体、ブタジエン、イソプレン等のジエン系単量体、α―メチルスチレン、ビニルトルエン等の芳香族ビニル単量体及び官能性単量体が使用できる。これらの群より選ばれる1種又は2種以上使用することができる。
【0019】
更に、本発明に使用できるその他の共重合可能な不飽和単量体として、官能性単量体が含まれる。具体的には、(メタ)アクリル酸、イタコン酸、マレイン酸、無水マレイン酸、フマル酸、無水フマル酸等から選ばれたカルボキシル基含有単量体、(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−n−ブトキシメチルアクリルアミド、N−i−ブトキシメチルアクリルアミド、N,N−ジメチルアクリルアミド、N−メチルアクリルアミド等から選ばれるアミド基もしくは置換アミド基含有単量体、アミノエチル(メタ)アクリレート、N,N−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N−ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート等から選ばれるアミノ基もしくは置換アミノ基含有単量体、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、カプロラクトン変成(メタ)アクリレート、グリセロールモノ(メタ)クリレート、ポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート等から選ばれる水酸基含有単量体、グリシジル(メタ)アクリレート、グリシジル(メタ)アリルエーテル、3,4−エポキシシクロヘキシル(メタ)アクリレート等から選ばれるエポキシ基含有単量体、アリルメルカプタンのメルカプト基含有単量体、ジビニルベンゼン、ジアリルフタレート、トリアリルシアヌレート、トリアリルイソシアヌレート、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,2−プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,3−プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,4−ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(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、アリル(メタ)アクリレート等が挙げられ、これらを使用することもできる。
【0020】
その他の共重合可能な単量体の使用量は、天然ゴムラテックスのゴム成分に対して0〜5重量部である。使用量が5重量部を超える場合は、シール接着力が低下する。
【0021】
本発明に使用する変性天然ゴムラテックスは、通常、天然ゴムラテックスをグラフト重合させる公知の方法で製造することができる。反応に際して使用する触媒等は、特に制限はない。また、グラフト重合を安定に進行させるため界面活性剤を存在させることができる。
【0022】
本発明に使用するエチレンオキサイド付加モル数が50〜200モルのノニオン性界面活性剤は、グラフト重合時に使用することもできるし、グラフト重合終了後に添加することもできる。ここで、グラフト重合時に使用する界面活性剤はアニオン性界面活性剤と併用して使用することもできる。アニオン性界面活性剤を併用した場合でも得られたコールドシール接着剤は、良好なシール接着力が得られる。
【0023】
本発明に使用する充填剤は、シール接着力、耐ブロッキング性、印刷適性等を調整するために必要である。充填剤としては無機充填剤及び有機充填剤があり、無機充填剤として具体的には、炭酸カルシウム、カオリン、タルク、クレー、シリカ、雲母、珪藻土等が挙げられ、有機充填剤として具体的には尿素系樹脂、合成樹脂微粒子、でんぷん及び変性でんぷん等が挙げられる。これらの群から選ばれる1種又は2種以上を使用することができる。好ましくは、無機充填剤と有機充填剤を併用して使用することである。
【0024】
充填剤の使用量は変性天然ゴムラテックスの固形分100重量部に対して50〜200重量部が必要である。その使用量が50重量部より少ない場合は、シール接着力が高くなりすぎブロッキングを起こしたり、剥離の際、コート面同志が接着したりする問題がある。その使用量が200重量部を超える場合は、シール接着力が低下する。好ましくは、80〜200重量部である。
【0025】
本発明において、コールドシール接着剤のシール接着力を向上させるためにロジン系樹脂、石油系樹脂及びテルペン系樹脂等の粘着付与樹脂を添加することができる。
【0026】
本発明のコールドシール接着剤は、必要に応じて公知の添加剤である水溶性樹脂、可塑剤、顔料、粘性調整剤、消泡剤、防腐剤、分散剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、紫外線安定剤、凍結防止剤等を本発明の効果を損なわない範囲で使用することができる。
【0027】
【実施例】
以下実施例により本発明を説明するが、本発明はこれらの実施例により制限されるものではない。なお、実施例における部は重量部を示し、%は重量%を示す。
【0028】
実施例1
予め別容器にイオン交換水20部、ポリオキシエチレントリデシルエーテル型ノニオン性界面活性剤(エチレンオキサイド付加モル数70モル、商品名レオコールTD−700F、ライオン(株)製)1.4部、メチルメタクリレート40部を計量し、攪拌して単量体乳化液を作製する。攪拌機、還流冷却器、温度計、窒素導入管及び滴下ロートを備えた反応装置に天然ゴムラテックス167部(60%濃度、ゴム成分として100部)、イオン交換水24部を仕込んで内温を40℃に上昇させる。別途準備した単量体乳化液、3%濃度のt−ブチルハイドロパーオキサイド水溶液10部、3%濃度のテトラエチレンペンタミン水溶液15部をそれぞれ別々に反応装置内に、内温を40℃に保ちながら、3時間かけて滴下する。滴下終了後に同じ温度で2時間熟成して、室温に冷却する。変性率40%、固形分51%のラテックスを得た。得られたラテックス198部(51%濃度、変性天然ゴム成分として100部)に対して充填剤としてシリカゲル(商品名カープレックス#80−D、塩野義製薬(株)製)90部、小麦でんぷん(食品用澱粉丸蒲、グリコ栄養食品(株)製)60部、水654部を添加して、25%濃度のコールドシール接着剤を得た。試験した結果、初期強度、耐UV劣化性、耐熱劣化性、耐酸化劣化性すべて良好であった。結果を表1に示す。
【0029】
実施例2〜6
実施例2〜6は、表1で示すように単量体の種類及び量、界面活性剤の種類及び量を変える以外は実施例1と同様にしてコールドシール接着剤を得た。試験した結果、初期強度、耐UV劣化性、耐熱劣化性、耐酸化劣化性すべて良好であった。結果を表1に示す。
【0030】
実施例7
実施例7は、実施例4に使用される変性天然ゴムラテックスを得る際にノニオン性界面活性剤(TD−700F)とアニオン性界面活性剤(E−118E:ラウリルエーテルサルフェートNa塩型アニオン性界面活性剤、商品名ラテムルE−118E、花王(株)製)を併用して得られた変性天然ゴムラテックスを使用し、実施例1と同様にしてコールドシール接着剤を得た。試験した結果、初期強度、耐UV劣化性、耐熱劣化性、耐酸化劣化性すべて良好であった。結果を表1に示す。
【0031】
実施例8及び9
実施例8は、実施例2で使用される充填剤の量を減じ、実施例9は、実施例4で使用される充填剤の量を増加させた例で、実施例1と同様にしてコールドシール接着剤を得た。試験した結果、初期強度、耐UV劣化性、耐熱劣化性、耐酸化劣化性すべて良好であった。結果を表1に示す。
【0032】
実施例10
実施例10は、実施例1で使用される変性天然ゴムラテックスを得る際にノニオン性界面活性剤(TD−700F)をアニオン性界面活性剤(E−118E)に変えて得られた変性天然ゴムラテックスに、コールドシール接着剤を調整する際に本発明に使用されるノニオン性界面活性剤(RAA−12909:ポリオキシエチレン高級アルコールエトキシレート型ノニオン性界面活性剤、エチレンオキサイド付加モル数100モル、日本乳化剤(株)製)を添加して実施例1と同様にしてコールドシール接着剤を得た。試験した結果、初期強度、耐UV劣化性、耐熱劣化性、耐酸化劣化性すべて良好であった。結果を表1に示す。
【0033】
比較例1及び3
比較例1及び3は、本発明の(メタ)アクリル酸アルキルエステル単量体の量が請求範囲外の例である。実施例1と同様にしてコールドシール接着剤を得、試験した結果、比較例1は、初期強度が高すぎ、耐UV劣化性、耐熱劣化性、耐酸化劣化性すべて低下し、特に耐酸化劣化性が悪かった。比較例3は、耐UV劣化性、耐熱劣化性、耐酸化劣化性は良好であったが、初期強度が低かった。結果を表2に示す。
【0034】
比較例2
比較例2は、実施例1で使用される変性天然ゴムラテックスを得る際にノニオン性界面活性剤(TD−700F)をアニオン性界面活性剤(E−118E)に変えて得られた変性天然ゴムラテックスを使用して実施例1と同様にしてコールドシール接着剤を得た。試験した結果、初期強度が低く、耐酸化劣化性が若干悪かった。結果を表2に示す。
【0035】
比較例4
比較例4は、変性天然ゴムラテックスを得る際にエチレンオキサイド付加モル数が30モルと低モル数のノニオン性界面活性剤(NS−230:ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル型ノニオン性界面活性剤、エチレンオキサイド付加モル数30モル、商品名ノニオンNS−230、日本油脂(株)製)を使用した例である。実施例1と同様にしてコールドシール接着剤を得、試験した結果、耐UV劣化性、耐熱劣化性、耐酸化劣化性は良好であったが、初期強度が低かった。結果を表2に示す。
【0036】
比較例5
比較例5は、実施例5で使用されるノニオン性界面活性剤を更に増加させた例である。実施例1と同様にしてコールドシール接着剤を得、試験した結果、耐UV劣化性、耐熱劣化性、耐酸化劣化性は良好であったが、初期強度が低かった。結果を表2に示す。
【0037】
比較例6及び7
比較例6及び7は、充填剤の量が請求の範囲外の例である。実施例1と同様にしてコールドシール接着剤を得、試験した結果、比較例6は、初期強度で接着し基材である紙が破れてしまった。比較例7は、耐UV劣化性、耐熱劣化性、耐酸化劣化性は良好であったが、初期強度が非常に低かった。結果を表2に示す。
【0038】
【表1】
【0039】
【表2】
【0040】
表1及び表2に記載の単量体、界面活性剤を下記の略号にて表す。
単量体
MA :メチルアクリレート
BA :ブチルアクリレート
MMA:メチルメタクリレート
ST :スチレン
界面活性剤
TD−700F :ポリオキシエチレントリデシルエーテル型
ノニオン性界面活性剤
エチレンオキサイド付加モル数70モル
レオコールTD−700F、ライオン(株)製
RAA−12909:ポリオキシエチレン高級アルコールエトキシレート型
ノニオン性界面活性剤
エチレンオキサイド付加モル数100モル
日本乳化剤(株)製
526 :ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル型
ノニオン性界面活性剤
エチレンオキサイド付加モル数130モル
ニューコール526、日本乳化剤(株)製
NS−230 :ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル型
ノニオン性界面活性剤
エチレンオキサイド付加モル数30モル
ノニオンNS−230、日本油脂(株)製
E−118E :ラウリルエーテルサルフェートNa塩型
アニオン性界面活性剤
ラテムルE−118E、花王(株)製
【0041】
試験方法
(1)試験シート
コールドシール接着剤を105g/m2の上質紙に、塗布量が5g/m2・dryとなるように塗布して、100℃の熱風循環乾燥機にて30秒間乾燥させて試験シートを得る。
【0042】
(2)初期強度
上記の方法で得られた試験シートの接着剤塗布面同士を重ね合わせて、ローラー間のギャップを100μmに調整したメールシーラーにて圧着し、23℃、65%RHの雰囲気中に30分間放置後、幅25mmに切断して試験片を作製し、その雰囲気中でオートグラフ((株)島津製作所製)にて引張速度300mm/分で90°剥離強度を測定した。測定単位はg/25mm幅である。初期強度の好ましい値は100〜250g/25mm幅である。
【0043】
(3)耐UV劣化性
試験シートに60mJ/cm2のUVを照射した後、23℃、65%RHの雰囲気中に1時間放置後、初期強度と同様にして接着し、剥離強度を測定して下記の式で保持率を求めた。
(UV照射後の剥離強度/初期強度)×100=保持率(%)
【0044】
(4)耐熱劣化性
試験シートを150℃に加熱されたステンレス板(厚さ2mm)の間に、その温度で5分間挟んだ後、試験シートを取出して次に60℃の恒温槽中に16時間放置後、23℃、65%RHの雰囲気中に2時間放置する。耐UV劣化性と同様にして保持率を求めた。
【0045】
(5)耐酸化劣化性
試験シートを40℃の熱風循環乾燥機中に16時間放置後、23℃、65%RHの雰囲気中に2時間放置する。耐UV劣化性と同様にして保持率を求めた。
【0046】
【発明の効果】
本発明により、高変性率の天然ゴムラッテックスにエチレンオキサイド付加モル数50〜200モルのノニオン性界面活性剤を使用することにより、熱、光、酸素等による劣化が少なく、シール強度に優れるコールドシール接着剤が得られる。
Claims (1)
- 天然ゴムラテックスのゴム成分100重量部に対して、(メタ)アクリル酸アルキルエステル単量体及び/又はスチレン単量体から選ばれる1種又は2種以上を主成分とする単量体25〜60重量部をグラフト重合させて得られる変性天然ゴムラテックスの固形分100重量部に対して、エチレンオキサイド付加モル数が50〜200モルを有するノニオン性界面活性剤を0.1〜10重量部及び充填剤を50〜200重量部含有してなるコールドシール接着剤組成物。
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