JPH01115913A - 感圧接着剤としての使用に適する乳化重合第2−ブチルアクリレートラテックス類とその調製方法 - Google Patents

感圧接着剤としての使用に適する乳化重合第2−ブチルアクリレートラテックス類とその調製方法

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JPH01115913A
JPH01115913A JP62265174A JP26517487A JPH01115913A JP H01115913 A JPH01115913 A JP H01115913A JP 62265174 A JP62265174 A JP 62265174A JP 26517487 A JP26517487 A JP 26517487A JP H01115913 A JPH01115913 A JP H01115913A
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G Chelepinski Ralf
ラルフ・ジー・チェレピンスキー
Roland E Gunderman
ローランド・イー・ガンダーマン
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、感圧接着剤としての使用に適当な、第2−ブ
チルアクリレートの比率が主である水性乳化重合ラテッ
クス類と、そのような感圧接着重合体で表面塗りされた
ものを含む商品に関している。
当業会で使用されたように、術語「感圧接着」は、無溶
剤の形で室温で攻撃的且つ永久に粘着性であシ、種々さ
まざまな表面に指や手よシ以上の圧力の必要なしに単な
る接触でしっかりと接着する重合体の物質を示す。感圧
接着剤がよく接着するためには、重合体物質の臨界表面
エネルギーができるだけ低いと云うことが一般に望まし
い。典型的に、低い臨界表面エネルギーは、高無極性重
合体と関連づけられる。
感圧接着剤は、普通は非ゆ着性の表面の間に、接着層を
供給するフィルムの形で慣例的に使用される。フィルム
は、感圧共重合体の有機溶媒溶液から流延し、溶媒を蒸
発することにより、調製される。そのような有機溶液の
不利な点は、大気中に排出される大量の有機溶媒流出液
から生じる。
感圧商品の製造業者は、従って、大気汚染を最小にする
ために、有機溶液から感圧共重合体の水性エマル:)田
ンに、ますます切り替えている。本質的に非水溶性であ
る重合体の水性エマルジョンは感圧接着剤の塗りを用意
するために、表面に塗られる。
感圧接着剤工業によシ認められた最も重要な性質は、接
着又は剥離強さ、即ち「粘着力」と高温で剪断すること
に対する耐性である。粘着付与剤を加えることは、室温
に於ける感圧接着剤により示された。剥離強さと粘着力
を改良することができる。あいにく、よシ高温で、殆ど
の粘着付与剤は、可塑剤として役立ち、剪断破損を助長
する。
望ましい性質のバランスは、さまざまな゛ソフト”モノ
マー(即ち、25℃以下のガラス転移温度を有する)と
゛ハードモノマー(即ち、25℃以上のガラス転移温度
を有する)から成る共重合体を調製することによシ、成
し遂げられうる。
例えば、共重合体に於けるブタジェン、1−ブチルアク
リレート ルーズチルアクリレ−1第3−ブチルアクリ
レート又は、2−エチルヘキーシルアクリレートのよう
な大量の“ソフト”モノマーハ、結果として生じる感圧
接着剤の接着強さを、熱剪断耐久性を犠牲にしてと云う
ことを別にすれば、向上させる。逆に、大量の“ハード
モノマーから成る重合体は、粘着力と接着性を犠牲にし
て良い熱剪断耐久性を示す。
感圧接着剤として用いられる重合体と共重合体の調製に
於けるアルキルアクリル酸エステルの使用は、米国特許
3,691,140に発表されている。
しかしながら、米国特許3,691,140は、粘着性
の、不融性の微小球に適当な水性懸濁重合により調製さ
れるアクリル酸エステルのみを発表している。第2−ブ
チルアクリレートは感圧接着剤の調製に用いられた時に
他のアルキルアクリル酸エステルよシも、より優れた性
質を持つと云う事は証明されていない。
現在まで裏付けられている感圧接着剤は、凝集、接着、
並びに高温剪断抵抗のような均シ合っている性質によっ
て調製されていると云う事実を考えると、低い臨界表面
エネルギーを有する水性エマルジョンとして用いられる
ことができ、そして高温剪断抵抗の損失なしに極端に高
い凝集と接着を示す重合体を供給する事は非常に望まし
い。
本発明は、総重合体の重量に基づく82乃至99.5チ
の第2−ブチルアクリレートとアクリル酸とメタクリル
酸のアルキルエステル−アルキル鎖は、炭素原子20ま
で有するー、モノビニリデン芳香族炭化水素並びに、エ
チレン性の不飽和カルボン酸から成る群から選択された
モノマーの総重合体の重量に基づ(18乃至0.5%の
モノマーから成る感圧接着剤(PSA)としての使用に
適する乳化重合ラテックスである。
一つの特許の具体化に於て、少数の部分は、イタコン酸
又はアクリル酸のようなエチレン性の不飽和カルボン酸
である。もう一つの特許の具体化に於て、第2−ブチル
アクリレート重合体の部分は総重合体の95乃至97重
量%から成る。なお別の特許の具体化に於て、配合物は
、粘着付与樹脂の総置体の1乃至90重f:!L%、更
に好ましくは、総置体基準に基づいて、30乃至50重
量%を付加的に含む。
本乳化重合ラテックス配合物の優れた接着の特性は、感
圧接着剤(PSA)としての使用を特にふされしくする
。特に、剪断接着と剥離接着の優れた均シ合いは、主と
して第2−ブチルアクリレートから成る重合体によシ用
意される。
本発明の感圧接着剤を調製するために用いられる必須の
モノマーは第2−ブチルアクリレートである。典型的に
、モノマーは、第2−ブチルアルコールのアクリル酸と
の反応により調製される。
感圧接着剤の調製に於て普通用いられる他のモノマーも
又、本発明の感圧接着剤の調製に適する。
典型的なものは、アルキル鎖が約20までの炭素原子を
含むアクリル酸とメタクリル酸のエステルである。普通
の例は、イソ−ブチルアクリレート、2−エチルへキシ
ルアクリレート、イソ−オクチルアクリレート、ルー1
デシルアクリレート、2−メチルブチルアクリレート、
メチルメタクリレート、並びにエテルアクリレートを含
む。
感圧接着剤の調製に普通用いられ、この中に役立ってい
る他のモノマーは、例えば、スチレン、α−メチルスチ
レン並びにビニルトルエンのようなモノビニリデン芳香
族化合物;エチレン、プロピレン、ブテン−1,ヘキセ
ン−x、1.3−−1タジエン並びにインプレンのより
なα−オレフィン類とジオレフィン類;そして、アクリ
ロニトリル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、塩化ビ
ニル、並びに塩化ビニリデンのような他のビニル化合物
を含む。
感圧接着剤の調製に普通用いられるなお他のモノマーは
、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、ツマリン酸
、並びにマレイン酸のようなエチレン性の不飽和カルボ
ン酸類を含む。又、役立つものは、2−アクリルアミド
−2−メチルプロパンスルホン酸のようなエチレン性の
不飽和スルホン酸である。
本発明の重合体は、最も好都合に、総重合体の重1で、
82%、好ましくは95%、更に好ましくは97%第2
−ブチルアクリレートの最小を値し、総重合体重量で、
99.5チ、好ましくは99チ、更に好ましくは97チ
第2−ブチルアクリレートの最大を有する。
上述の重合体の残っている部分は、上に載せたもののよ
うな他の七ツマー類を含むことができ、そして更に好ま
しくは、残っている部分は、エチレン性の不飽和カルボ
ン酸から作られている。更によシ好ましいとされるもの
ですら、総重合体の0.5乃至5重量%で存在するイタ
コン酸とアクリル酸のモノマーである。
重合体は慣例的な乳化重合技術を用いて調製される。例
えば慣例的な開始剤、溶媒、乳化剤並びに連鎖移動剤は
、温度調節された反応容器と攪拌器に、望ましいモノマ
ーと共に導入される。反応は、無酸素の環境で、モノマ
ーを重合体にかえるのに充分な時間遂行される。重合体
の分子量は、さまざまであり得る。一般に、およそ25
,000以下の分子量の低分子量重合体は接着剤よシ、
粘着付与剤にもっと類似した性質、即ち高い剥離接着と
低い剪断接着を示す。従って、およそ25,000乃至
s o o、o o oの分子量を有する中位の分子量
の重合体と、およそ1,000,000の分子量を有す
る高分子量重合体は、本接着剤の調製に、より好ましい
。しかしながら、第2−ブチルアクリレートの低分子量
の重合体は粘着付与剤の代わシに、又はその部分的な代
理として好都合に混入されうる。
上に述べたような重合体の配合物は、接着物質としての
使用に適する一方、粘着付与剤を組み込むことが一般に
望ましい。かように、本発明の感圧接着剤は、上述のラ
テックス配合物と、粘着付与樹脂エマル′)ヨン又は粘
着付与剤を含むことができる。感圧接着剤の調製に役立
つ粘着付与樹脂は、商業的に利用でき、そして、米国特
許4.189,419に於て一般に発表されている。典
型的に樹脂は、乳化樹脂、部分的脱炭酸ロジン、重合化
したロジンのグリセロールエステル、部分的に、三量化
されたロジン、天然ロジン、水素化されたウッドロジン
、可塑化水素化ロジン、石油から誘導された脂肪族炭化
水素樹脂、石油から誘導すした芳香族樹脂、テルペンレ
ジン、コールタールポリインデン樹脂、エチレンビニル
アセテート共重合樹脂、テルペンフェノール樹脂、クロ
マンインデン、ロジンエステル、ペンタエリトリトール
、並びにポリジシクロブタジェン樹脂を含む。
接着配合物の性質は、適切な粘着付与樹脂の選択によシ
特別な応用に変化づけられうる。
もちろん、用いられた特別の粘着付与剤は、例えば、粘
着付与樹脂と共に乳化されることができ、又は独立に乳
化されることができ、そして粘着付与樹脂エマル:)ヨ
ンと混合されることができる柔軟剤、可塑剤、酸化防止
剤、並びに不活性充填剤のような慣例的な添加剤を含む
ことができる。
粘着付与剤は、ラテックスが剪断接着を、はなはだしく
減することなしに、付加的な粘着性(素早い粘着と剥離
接着)を与えられるそのような量で望ましく加えられる
。適切な処方は、典型的に、配合物の総置体の1乃至9
0重量%、好ましくは20乃至80tiL%、そして最
も好ましいのは、30乃、至50M量チを有する。
典型的に、感圧接着配合物は、望優しい量のラテックス
と粘着付与剤を慣例的な方法で配合することにより調製
されうる。
本発明の領域で、ラテックスと粘着付与剤の成分をどの
ように組み合せるかについて限定するっもシはないと云
う事が理解される。
本発明の配合物は粘着テープ、フィルム、気泡体に於け
る接着成分として使用されることができる。それらは、
可塑化ポリ(塩化ビニル) s My1ar商標のポリ
エステルフィルム、醋酸セルロース、ナイロン、ポリエ
チレン並びにポリプロピレンのような樹脂表面に、紙、
金属、並びに塗面と同じようによく接着する。それらは
、ビニル化粧板、デカルコマニア、ビニルフオーム並び
にタイルの接着成分として特に役立つ。
本発明の感圧樹脂配合物を含んでいるテープ、デカルコ
マニア、ビニル化粧板並びに転写フィルムのような製品
は、慣例的な塗被法によシ、適当な基体の上に樹脂を塗
ることによシ調製される。
そのような商品は、慣例的に、最終の接着層が形成され
るまでの接着フィルムの一時的な保護のための剥離紙を
含む、接着フィルムの厚みは、一般に5乃至125ミク
ロメーターの範囲にある。
下地へのフィルムの塗装は、リバースロールコータ−と
、グラビアロールコータ−のようなロールコータ−上で
慣例的に成し遂げられる。レジン樹脂の粘性は、25セ
ンチポアズと5,000ポアズ(0,025と5パスカ
ル−秒)の間に調整され、その範囲内で、より高い粘度
でリバースロールコーティングが優先され、その範囲内
で、より低い粘度で、グラビアコーティングが優先され
る。典型的に、コーティングは、3.05 m/秒と3
05m/秒の速度で、ロールを通って動く下地に適用さ
れる。
本発明は、成る特有の特許の具体化に特に関して記述さ
れているが、確かな変化、即ち置換と変性がそれについ
ての目的から離れることなしに、その中でなされると云
う事が理解されるであろう。
本発明は又、感圧樹脂エマル:)ヨンと本発明の感圧樹
脂に於いて充填剤、増量剤、安定剤、酸化防止剤可塑剤
、粘着付与剤、流れ調整剤、定着剤並びに染料の使用を
意図する。
先に言及したように、PSAに於ける主要な成分として
の第2−ブチルアクリレートの使用は、他のアルキルア
クリレートエステル類又は慣例的なPSAと比較した時
に、例外の接着性質を供給する。
特に、第2−ブチルアクリレートPSAは、特質として
非常に良い剪断接着と良い剥離接着を有する。
何故ならば、剪断と剥離の強さは反対の性質であり、増
加する剪断強さの間、慣例的なPSAに比較し得る剥離
強さを有するPSAの配合をたてることは非常に望まし
い。
実施例 ■ 第2−ブチルアクリレートを含む異性体のブナルアクリ
レート類の接着性はいろいろな粘着付与剤の濃度で測定
された。基礎の重合体の配合は総重合体の97重量%異
性体のブチルアクリレート、総重合体の3重量%アクリ
ル酸から成シ立っていた。用いられた粘着付与剤はHe
rcules PicconaIA600E(炭化水素
樹脂の不揮発性エマルジョンの55%水溶液)であった
。そして総置体基準の重量%で示される。試験は接着紙
を配合されたPSAsで塗被することによシ行われた。
PTSC試験法mlは剥離接着を測定する光めに用いら
れて、PTSC試験法試験法典7接着のために用いられ
た。
試験の結果は表■に示されている。
9m1 (N/m )中 剪断接着     6115   3980(分) grrt/CN/rrt )中 剪断接着     6111   1996(分) grrL/(N/rrL)中 剪断接着     6113   3985(分) C凝集破壊(不適格、接着剤内で破損)■ 一−シ +(480)  2100(800)02000(77
0)01800(700)05701     384
°      16°      6゜表Iからの接着
測定値は、第2−ブチルアクリレートで調製された接着
剤は、そのままでも、粘着付与剤配合でも、接着性の最
良の組み合せを示すと云う$を証明する。比較上のルー
プチルアクリレートとイソ−ブチルアクリレートに関し
て、粘着付与剤の増加する濃度で剪断接着の浸れた保持
性が更に著るしい。
実施例 ■ 第2−ブチルアクリレート PSAの接着性が、商業的
に利用されうるアクリル酸乳化重合体(で対して測定さ
れた。その結果は、表■の下に一覧表にされている。P
SA6は://:30線巻きロンドで2ミル(0,05
vs ) Mylarで塗被され、そLテ剥fiLil
ニ対しPSTC試験法41 、剪断接着に対しPSTC
試験法雇7に従って試験された。重合体の総重量に基づ
く97チ第2−ブチルアクリレートと、重合体の総重量
に基づく3%アクリル酸である主題のPSAに、粘着付
与剤は加えられなかった。商業上のPSAsは、改良剤
なしで試験され比。剥離接着は直線状インチ当シポン)
’(phi)で、剪断接着は時間(hr)で示される。
−試−五一      PSA 1   97第2−ブチルアクリレートと3アクリル酸 2   Aroset■2020−W−50(1)3 
  Aroset■2510−W−62(1)4   
   Aroset@2szo−w−6o(1)5  
 Rhop1ec■PS−83D(2)5   Ge1
va■2424(3) (1)  アシ二ランドオイル株式会社、コロンブス、
オハイオ州の商標、高分子量アクリル酸乳化重合体接着
剤、試料2.3.4、は夫々、総置体の50チ、62チ
、60チである。
(2)ロームアンドハース商会、フィラデルフィア。
ペンシルヴアニア州、アクリル酸乳化重合体接着剤、総
置体の53チ。
(3)  モンサンド商会、セントルウイス、ミズーリ
州、アクリル酸乳化重合体接着剤総固体の65チ。
表   ■ 」 3.0(525)   1200 2.8(490)   122 3.4(595)   2 2.6(455)   5 2.0(350)   7 2.4(420)   16 表■は97チ第2−ブチルアクリレートと3チアクリル
醒のPSAは剪断接着に於て、商業上のアクリル酸乳化
PSA、よシはるかに優れて居シ、そして剥離接着に関
しては匹敵すると云うことを示す。
実施例 ■ 次の接着配合物が調製され、その接着性が測定された。
すべてのパーセンテージは総重合体の重量による。主題
の接着剤は−7,5℃のTIと高分子量を有する97チ
第2−ブチルアクリレートと3チアクリル酸を含んだ。
(試料り−44,4℃のTIと高分子量を有する97チ
ループテルアクリンートと3チアクリル酸(試料2);
−44℃のT。
と中程度の分子量を有する96%ループチルアクリレー
トと4チイタコン酸(試料3 ); 10℃のT、9と
高分子量を有する62チル−ブチルアクリレート、35
チステレン、並びに3チアクリル酸(試料4)を含む比
較上の接着剤類が調製された。接着性は前記のように測
定され表■に記録された。
表  ■ 剥離接着   剪断接着 試料     PSA        Pll(N7M
)  (時間)1  97第2−ブチルアクリレート/
3アクリル酸         3.1(543)  
 1000.02 97トブチルアクリレート/ 3アクリル酸          1.4(245) 
     339671−ブチルアクリレート/ 4−イタコン酸       1.8(315)   
  64j 急な変動(接着層の不連続脆性破損)此の
比較で第2−ブチルアクリレートの高いTI又は高分子
量が、その良好な接着性に寄与するかどうかが問いただ
された。従って、高分子量、中程度分子量、と類似した
TIを有する試料2、試料3が調製された。たとえTg
がよシ低く、分子量が、成る場合には、はソ等しく、他
の場合には、よシ低くても、どの試料も第2−ブチルア
クリレートより高性能ではなかった。次に試料2、試料
3よりはるかに高いTIIt−有し、主題のPSA (
試料l)に近づくように、試料4は調製され、これが、
比較しやすいかどうかを見た。再び、結果は第2−ブチ
ルアクリレートがより優秀であると云う事を示した。こ
の資料は第2−ブチルアクリレートの優れた接着性は、
分子量又は高いTIに帰するのではないと云う事を示す
。従って、第2−ブチルアクリノートは、それ自身が良
い接着性の原因になると信じられる。
実施例 ■ 第2−ブチルアクリレートの、いろいろな粘着付与剤の
濃度での接着性が測定された。基準の重合体の配合物は
87チ(重t)第2−ブチルアクリレート、10チ(重
量)スチレン並びに3チ(重量)アクリル酸から成り立
ち、すべては配合物の総重量に基づいた。用いられた粘
着付与剤は、Hercules Picconal A
 600 E (炭化水素樹脂の不揮発性エマル′)目
ンの55チ水溶液)であシ、総置体基準の重量によるノ
ミ−セントで示されている。試験は配合されたPSA6
で接着紙を塗被することによシ行われた。剥離接着を測
定するためにPTSC:試験法Alが用いられた。試験
の結果は表■に示されている。
表  ■ 第2ブナルアクリレート 粘着付与剤  剥離接着(重
量 チ)    (重量%)  Pll (N7m )
100        0   0.4(70)85 
      15   1.2(210)71    
   29   1.7 (297,5)56    
   44   2.8(490)40       
60   5゜0(875)上のデータはPSAの剥離
接着は粘着付与剤の濃度が増加するにつれて、増加する
と云うことを示す。
実施例 V いろいろな濃度の粘着付与剤を含む別の第2−ブチルア
クリレート感圧接着剤の配合物の接着性は、実施例■で
測定された。基準の重合体配合物は、90%(重量)第
2−ブチルアクリレート10%(重量)スチレンから成
っていた。粘着付与剤は、Hercules Picc
onal (登録商標) A600E、とじて用いられ
た。試験の結果は表■に示されている。
表  ■ 第2−ブチルアクリレート  粘着付与剤  剪断接着
(重量  チ)    (重量 チ)  (分)sl 
        19    1170上のデータはP
SAの剪断接着性は、用いられた粘着付与剤の濃度が増
加するにつれて減少すると云うことを示す。
実施例 ■ いろんな濃度の粘着付与剤を含む別の第2−ブチルアク
リレート感圧接着剤の接着性は実施例■のように測定さ
れた。その基準の重合体配合物は82重量%第2−ブチ
ルアクリレート、15重量%スチレンおよび3重量%ア
クリル酸(すべての重量%はそのポリマーの総重量に基
づく)から成っていた。使用した粘着付与剤は、Hθr
culθ8Picconal (登録商標) A 60
0 Fであった。そのテストの結果は表■に示す。
表  ■ 100        0     測定せず82  
     18       u実施例 ■ いろんな濃度の粘着付与剤を含む別の第2−ブチルアク
リレート感圧接着剤の接着性は実施例■のように測定さ
れた。その基準の重合体配合物は99重量%第2−ブチ
ルアクリレート、およびl・重量%アクリル酸(すべて
の重量%はそのポリマーの総重量に基づく)から成って
いた。使用した粘着付与剤は、Hercules Pi
cconal (登録商標)A600Fであった。その
テストの結果は表■に示す。 □

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)(a)第2−ブチルアクリレート82〜99.5
    重量%(総重合体重量に基づく)と (b)アルキル鎖が20までの炭素原子を有するアクリ
    ル酸のアルキルエステル、およびメタクリル酸のアルキ
    ルエステル、モノビニリデン芳香族化合物並びにエチレ
    ン性の不飽和カルボン酸及びその混合物から成る群から
    選択された単量体18〜0.5重量%(総重合体重量に
    基づく)からなる感圧接着剤として有用な乳化重合ラテ
    ックス組成物。
  2. (2)上述の成分(b)がエチレン性の不飽和カルボン
    酸である特許請求の範囲第1項に記載の組成物。
  3. (3)両方共、総重合体重量に基づく97重量%の第2
    −ブチルアクリレートと3重量%のアクリル酸から成る
    特許請求の範囲第1項に記載の組成物。
  4. (4)すべて総重合体重量に基づく87重量%第2−ブ
    チルアクリレート、10重量%スチレン並びに3重量%
    アクリル酸から成る特許請求の範囲第1項に記載の組成
    物。
  5. (5)総固体重量に基づく1乃至90重量%の粘着付与
    樹脂を付加的に含む第1項乃至第4項のいづれか一つに
    記載の組成物。
  6. (6)上述の粘着付与樹脂が、総固体重量に基づいて、
    30乃至50重量%の量で存在する特許請求の範囲第5
    項に記載の組成物。
  7. (7)(a)総重合体重量に基づく82乃至99.5重
    量%の第2−ブチルアクリレート、 (b)アルキル鎖が20までの炭素原子を有するアクリ
    ル酸のアルキルエステルおよびメタクリル酸のアルキル
    エステル、モノビニリデン芳香族化合物並びにエチレン
    性の不飽和カルボン酸類とその混合物から成る群から選
    択された単量体18乃至0.5重量%(総重合体の重量
    に基づく)を乳化重合させることから成る感圧接着剤と
    しての使用に適するラテックス配合物の調製方法。
  8. (8)両方共が総重合体の重量に基づく重量%である成
    分(a)は97重量%の第2−ブチルアクリレートから
    成り、成分(b)は3重量%アクリル酸から成る特許請
    求の範囲第7項に記載の方法。
  9. (9)すべては総重合体の重量に基づく重量%である成
    分(a)は87重量%第2−ブチルアクリレートから成
    り、成分(b)は10重量%スチレンと、3重量%アク
    リル酸から成る特許請求の範囲第7項に記載の方法。
  10. (10)粘着付与樹脂は単量体の混合物に加えられる特
    許請求の範囲第7項に記載の方法。
JP62265174A 1985-08-02 1987-10-20 感圧接着剤としての使用に適する乳化重合第2−ブチルアクリレートラテックス類とその調製方法 Pending JPH01115913A (ja)

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