JP5040072B2 - 粘着付与剤樹脂エマルション - Google Patents
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(1)(a)粘着付与剤樹脂と、(b)アニオン性高分子乳化剤と、(c)ロジン類の塩、炭素数8〜22のアルケニル基を有するアルケニル無水コハク酸、及び炭素数8〜22のアルケニル基を有するアルケニル無水コハク酸の塩から選ばれる少なくとも1種とを含有する粘着付与剤樹脂エマルション、
(2)(b)アニオン性高分子乳化剤が、スチレン類、(メタ)アクリル酸アルキルエステル、アニオン性モノマーを共重合したポリマーの塩であることを特徴とする前記(1)の粘着付与剤樹脂エマルション、
(3)(a)粘着付与剤樹脂がロジン系樹脂、石油系樹脂、及びテルペン系樹脂から選ばれる少なくとも1種であることを特徴とする前記(1)又は(2)の粘着付与剤樹脂エマルション、
(4)(a)粘着付与剤樹脂がロジン系樹脂であり、酸価が50以下であることを特徴とする前記(1)ないし(3)のいずれかの粘着付与剤樹脂エマルション、
を提供するものである。
上記粘着付与剤樹脂は、ロジン系樹脂、石油系樹脂、テルペン系樹脂、アルキルフェノール樹脂、キシレン樹脂等が挙げられ、好ましくは、ロジン系樹脂、石油系樹脂、テルペン系樹脂である。
高分子乳化剤は乳化剤として機能するに足りる親水基と疎水基を有する分子量が3000〜1000万を有するポリマーであればよく、好ましくは、分子量が5000〜100000のスチレン類、(メタ)アクリル酸アルキルエステル、アニオン性モノマーを共重合して得られるポリマーの塩である。また、これらに共重合可能なノニオン性モノマーを使用することもできる。
ロジン類としては、ガムロジン、ウッドロジン、トール油ロジンだけでなく、重合ロジン、不均化ロジン、水素化ロジン、強化ロジン、ロジンエステルのようなロジン誘導体等が使用できる。
炭素数8〜22のアルケニル基を有するアルケニル無水コハク酸は、内部オレフィン、エチレンオリゴマー、プロピレンオリゴマー及びブチレンオリゴマー等、あるいはこれらの混合物と無水マレイン酸及び/又はマレイン酸とを付加反応せしめることによって得られる。特に好ましくは炭素数12〜15のプロピレンテトラマー及び/又はプロピレンペンタマーと無水マレイン酸との付加生成物が挙げられる。
ロジン類と炭素数8〜22のアルケニル基を有するアルケニル無水コハク酸の塩としては、前記ロジン類と炭素数8〜22のアルケニル無水コハク酸を塩基性物質により塩としたものをいう。塩基性物質としては例えば、ナトリウム、カリウム、アンモニウム、メチルアミン、ジメチルアミン、トリメチルアミン、エチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、プロピルアミン、ブチルアミン、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン等が挙げられ、これらの1種もしくは2種以上が用いられる。
(a)成分、(b)成分、(c)成分の使用比率が(a)成分/(b)成分/(c)成分=85〜95.9/4〜10/0.1〜5である。(b)成分の比率が10より多い場合には粘着付与剤樹脂の効果が低下する場合があり、4より少ない場合には乳化性および機械安定性の低下が見られる場合がある。また成分(c)の比率が0.1より少ない場合には乳化性が低下する場合があり、5より多い場合には着付与剤の効果が低下する場合がある。
粘着付与剤樹脂エマルションの乳化方法としては、転相乳化法、高圧乳化法、超音波乳化法の公知の方法が使用できる。このとき溶剤法も使用可能であるが、環境面から溶剤を使用しないことが好ましい。
製造例1(R−1)
窒素気流下、重合ロジン(樹脂酸ダイマー33%)100部を200℃で溶融・攪拌し、ペンタエリスルトール14部および水酸化カルシウム1部を加えた後、280℃まで昇温し12時間反応させた。水を除去し、酸価14、軟化点120℃の粘着付与剤樹脂(R−1)を得た。
窒素気流下、重合ロジン(樹脂酸ダイマー66%)100部を200℃で溶融・攪拌し、ペンタエリスルトール12部および水酸化カルシウム1部を加えた後、280℃まで昇温し12時間反応させた。水を除去し、酸価17、軟化点160℃の粘着付与剤樹脂(R−2)を得た。
窒素気流下、重合ロジン(樹脂酸ダイマー33%)90部を200℃で溶融・攪拌し、ペンタエリスルトール部および水酸化カルシウム1部を加えた後、280℃まで昇温し12時間反応させた。水を除去し、酸価60、軟化点109℃の粘着付与剤樹脂(R−3)を得た。
合成例1(高分子乳化剤P−1の合成例)
攪拌機、温度計及び窒素ガス導入管を備えたフラスコにスチレン4.8部、ブチルアクリレート4.8部、80%メタアクリル酸13.24部、アクリルアミド1部、ノルマルドデシルメルカプタン0.21部、メルカプトエタノール0.03部、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム0.04部、過硫酸アンモニウム1.18部仕込み、固形分濃度が27%となるよう水を加えて攪拌混合し、90℃で3時間加熱した。次いで70℃まで冷却し、メタアクリル酸のアニオン当量に対して0.8当量となり、固形分濃度が25%となるよう30%水酸化ナトリウム水溶液14.23部および水1.88部を徐々に滴下し、30分間攪拌した後室温まで冷却することにより、固形分25.0%、粘度4940mPa・s、pH8.5のアニオン性高分子乳化剤(P−1)を得た。
攪拌機、温度計及び窒素ガス導入管を備えたフラスコにスチレン20部、α−メチルスチレン20部、80%メタアクリル酸56.25部、メタクリル酸メチル15部、ドデシルベンゼンスルホン酸アンモニウム0.25部、ノルマルドデシルメルカプタン1.5部を仕込み、過硫酸アンモニウム5.79部を加え90℃で3時間加熱した。ついで70℃まで冷却しメタクリル酸のアニオン当量に対して0.95当量となり、固形分濃度が25%となるよう25%水酸化ナトリウムおよび水を徐々に滴下し、30分間攪拌後室温まで冷却した。固形分25%、粘度140mPa・s、pH10.0のアニオン性高分子乳化剤(P−2)を得た。
マレイン酸強化ロジンカリウム塩の製造(C−1)
ロジン(酸価170)100部に無水マレイン酸7部を加え、200℃で加熱・攪拌し強化ロジンを得た。冷却後、そこに48%水酸化カリウム52部(酸基に対して1.0当量)を加えて90℃に加温し、これを冷却して水107部を加え固形分50%の強化ロジンカリウム塩を得た。
上記(C−1)の製造において、水酸化カリウムを水酸化ナトリウムに代替し、固形分50%の強化ロジンナトリウム塩を得た。
炭素数8のアルケニル無水コハク酸(OSA、Dixie社製)56.8部に、48%水酸化カリウム58.8部を加えて80〜90℃に加温し1時間攪拌した。これに水84.4部を加えた後冷却して固形分40%の炭素数8アルケニル無水コハク酸カリウム塩を得た。
なお、上記、炭素数8のアルケニル無水コハク酸をC−3とする。
炭素数12のアルケニル無水コハク酸(AS1510(星光PMC株式会社製))を使用し上記(C−4)の製造と同様の操作を行い、固形分40%の炭素数12アルケニル無水コハク酸カリウム塩を得た。
なお、上記、炭素数12のアルケニル無水コハク酸をC−5とする。
炭素数12のアルケニル無水コハク酸カリウム塩の製造において、水酸化カリウムを水酸化ナトリウムに代替し、固形分40%のアルケニル無水コハク酸ナトリウム塩を得た。
炭素数16のアルケニル無水コハク酸(AS1540(星光PMC株式会社製))を使用し上記(C−4)の製造と同様の操作を行い、固形分40%の炭素数16アルケニル無水コハク酸カリウム塩を得た。
なお、上記、炭素数16のアルケニル無水コハク酸をC−8とする。
実施例1
製造例1で得た軟化点120℃の粘着付与剤樹脂(R−1)150部を溶解した後、合成例1の高分子乳化剤(P−1)53.1部とマレイン酸強化ロジンカリウム塩(C−1)6.6部を添加し、140℃で1時間攪拌した。熱水123部を加えることで転相乳化させ、粒子径0.50μm、固形分50%の粘着付与剤樹脂エマルションを得た。
(a)粘着付与剤樹脂(R−1〜R−3、R−4(石油系樹脂(東邦化学製ハイレジン#90))、(b)高分子乳化剤(P−1、P−2)、(c)成分(C−1〜C−9)を表1に記載の組み合わせ、使用量に変えた以外は実施例1と同様にして固形分50%の粘着付与剤樹脂エマルションを得た。得られたエマルションの粒子径についても表2に記載した。
製造例1で得た軟化点120℃の粘着付与剤樹脂(R−1)150部を溶解した後、合成例1の高分子乳化剤(P−1)66.4部を添加し、140℃で1時間攪拌した。熱水118部を加えることで転相乳化させ、粒子径2.0μm、固形分50%の粘着付与剤樹脂エマルションを得た。
粘着付与剤樹脂をR−1からR−2に代替した以外は比較例1の製造と同様の操作を行い、粒子径3.0μm、固形分50%粘着付与剤樹脂エマルションを得た。
製造例1で得た軟化点120℃の粘着付与剤樹脂(R−1)150部をトルエン50部に溶解した後、ノニルフェノールにEOを6mol付加したものをスルホン化しアンモニウム塩とした低分子乳化剤(N−1、固形分50%)15.8部と熱水157部を添加し、マントンガウリン社製の高圧乳化機を用い乳化した。その後、トルエンを減圧留去し、粒子径0.32μm、固形分50%の粘着付与剤樹脂エマルションを得た。
粘着付与剤樹脂をR−1からR−2に代替した以外は比較例3の製造と同様の操作を行い、粒子径0.28μm、固形分50%粘着付与剤樹脂エマルションを得た。
なお、評価は以下のようにして行った。
上記実施例、比較例で得られた各粘着付与剤樹脂エマルション50gを各別にカップに入れ、温度25℃、荷重25Kg、回転数800rpmにて10分間マーロン式安定性試験を行った。各カップ毎の生成した凝集物を325メッシュ金網にて濾過して各カップ毎の全固形分に対する析出量を測定し百分率で表した。
実施例、比較例で得られた各粘着付与剤樹脂エマルションを100mlガラス瓶に50g採取し、−5℃で24時間保存した。その後、25℃で24時間静置しエマルションの状態を観察し、以下の基準で評価した。
○: 試験前と比較して増粘は観察されない
△: 試験前と比較して若干粘度が上昇
×: 完全に固まった状態。流動性なし
長さ30cm、内径2.1cmの試験管に100mlの上記実施例、比較例で得られた各粘着付与剤樹脂エマルションを各別に入れ、2ケ月静置後、底部に沈殿した沈殿物の高さ(cm)を測定した。
ベース樹脂(不揮発分濃度45%、ブチルアクリレート/アクリル酸=97/3(重量比)からなるアクリル系共重合体エマルション)と粘着付与剤樹脂を配合比率90/10(固形分)で混合し、凝集物を生じないものを○、凝集物を生じたものを×とした。
ベース樹脂(アクリル系重合体エマルション)の合成
攪拌装置、冷却管、滴下ロート、窒素導入管を備えた四つ口フラスコ中において、窒素気流下70℃で水90部、アニオン性界面活性剤(商品名ハイテノールS、固形分50%、第一工業製薬(株)製)1.8部を溶解した後、攪拌下でアクリル酸ブチルエステル87.8部、アクリル酸2.7部と過硫酸カリウム0.46部、重曹0.22部、水18.1部の合計の1/10を添加し70℃で30分間反応を行い、その後残りを2時間かけて滴下し重合を行った。滴下後、70℃、1時間で反応を行い、室温に冷却後、100メッシュ金網ろ過を行いながら取り出し、固形分45%のベース樹脂(アクリル系重合体エマルション)を得た。
Claims (3)
- (a)粘着付与剤樹脂と、(b)アニオン性高分子乳化剤と、(c)ロジン類の塩、炭素数8〜22のアルケニル基を有するアルケニル無水コハク酸、及び炭素数8〜22のアルケニル基を有するアルケニル無水コハク酸の塩から選ばれる少なくとも1種とを含有し、(a)粘着付与剤樹脂がロジン類の塩は含まず、(b)アニオン性高分子乳化剤がスチレン類、(メタ)アクリル酸アルキルエステル、アニオン性モノマーを共重合したポリマーの塩であることを特徴とする粘着付与剤樹脂エマルション。
- (a)粘着付与剤樹脂がロジン系樹脂、石油系樹脂、及びテルペン系樹脂から選ばれる少なくとも1種であることを特徴とする請求項1に記載の粘着付与剤樹脂エマルション。
- (a)粘着付与剤樹脂がロジン系樹脂であり、酸価が50以下であることを特徴とする請求項1又は2に記載の粘着付与剤樹脂エマルション。
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