JPH02120381A - 水溶性または水分散性の感圧性接着剤組成物 - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は水溶性または水分散性の感圧性接着剤組成物
、つまり常時感圧接着性を有するとともに、水に溶解ま
たは分散しうる性質を持った接着剤組成物に関する。

〔従来の技術〕

水溶性の接着剤は既に公知であり、たとえばニカワ、デ
キストリン、ポリビニルアルコールなどを基材に塗布し
たいわゆるガムテープ類がよく知られている。ところが
、この種のテープ類は乾燥状態ではゴム弾性や粘性に欠
けるために感圧接着性を示さず、水を付与することによ
りはじめて接着力が賦活される。したがって、工業的使
用に際しては複雑な湿潤装置が必要で、一般用としても
切手や封筒などの接着にみられるように取り汲いが面倒
となるなどの欠点を有している。

これに対し、このような欠点を持たない常時８圧接着性
を示す水溶性または水分散性の接着剤の開発もなされて
いる。たとえば、米国特許２，８３８．４２１号明細書
、特公昭５０−８４５７８号公報、特公昭５２−２２７
６８号公報および特公昭４９−２３８１３号公報などに
は、ベースポリマとしてポリアクリル酸などの分子内に
カルボキシル基を含有するポリマーあるいはそのアルカ
リ金属塩、アミン塩、アルカノールアミン塩などの水ン
容性ポリマー塩を使用し、このベースポリマにポリエー
テルポリオール、多価アルコール、酸性ロジンのアルカ
ノールアミン塩などの水溶性または水分散性の可塑剤を
配合した感圧性接着剤が開示されている。

これらの感圧性接着剤は、いずれも、水溶性または水分
散性などの機能を付与するために、分子内に極性の強い
官能基であるカルボキシル基を含有する七ツマ−を原料
成分としたベースポリマーを使用する一方、この種のポ
リマーではそのガラス転移温度が高くこれのみでは室温
にて充分な感圧接着性を示さないことから、このベース
ポリマにさらに上述したポリエーテルポリオールや多価
アルコールなどの水溶性または水分散性の可塑剤を多量
に配合することにより、所望の感圧接着性を付与するよ
うにしたものである。

そして、この種の水溶性または水分散性の感圧性接着剤
は、本来製紙業界における原紙相互の連結や破断片の接
合などの目的に適した接着剤として開発されてきたもの
である。これは、感圧接着性によって接着作業性を改善
でき、かつ水溶性または水分散性の特性によって損紙を
再バルブ化する際に簡単に水溶化または水分散化できる
からである。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、上記した従来公知の水溶性または水分散性の
感圧性接着剤は、既述のとおり、ベースポリマーに対し
多量の可塑剤を配合したものであるため、長期間の保存
や高温多湿下などで可塑剤が原紙へ移行して原紙ににじ
みが生じるという欠点があった。このような原紙へのに
じみは印刷不良、接着不良、外観不良などの原因となる
ため、製紙業界における前記目的で使用する感圧性接着
剤としてはその利用価値の極めて低いものとなる。

この発明は、上記従来の事情に鑑み、可塑剤の多量使用
による原紙へのにじみに起因した印刷不良や接着不良な
どの問題を回避した製紙用接着剤などとして特に好適な
水溶性または水分散性の感圧性接着剤組成物を提供する
ことを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

この発明者らは、上記の目的を達成するために鋭意検討
した結果、接着剤のベースポリマーとして特定の原料成
分より得られる特定のカルボキシル基含有ポリマーまた
はその塩を使用したときには、このポリマーが低いガラ
ス転移温度を有するため、これ単独でも非常に良好な感
圧接着性を得ることができるとともに、このポリマーに
含まれる極性基とし、てのカルボキシル基またはその塩
によって本来の目的とするすぐれた水溶性または水分散
性の特性も得られるものであることを知り、この発明を
完成するに至った。

すなわち、この発明は、 ａ）つぎの式； ％式％ で表されるアクリル酸のカプロラクトン付加物で、ｎの
数が１〜１０の範囲でありかつｎの平均値が１〜５の範
囲にある七ツマー混合物からなる、そのホモポリマーの
ガラス転移温度が１０°Ｃ以下となるカルボキシル基含
有七ツマー５０〜１００重量％と、 ｂ）上記ａ成分のモノマーと共重合可能な他の七ツマー
５０〜Ｏ重量％と からなるエチレン性不飽和モノマーを単独重合または共
重合させて得られるカルボキシル基含有ポリマーあるい
はその塩をベースポリマーとした水溶性または水分散性
の感圧性接着剤組成物に係るものである。

このように、この発明においては、ベースポリマーであ
るカルボキシル基含有ポリマーまたはその塩を得るため
の原料成分つまり七ツマー成分として、上記ａ成分とし
ての特定のカルボキシル基含有モノマーを用いたことに
より、このベースポリマー単独であるいはこのポリマー
に少量の水溶性または水分散性の可塑剤を配合するだけ
で室温において非常に良好な感圧接着性を得ることがで
きるから、前記従来のような可塑剤の多量使用による原
紙へのにじみに起因した印刷不良、接着不良、外観不良
などの問題をもはやきたすことがなく、そのうえ良好な
水溶性または水分散性の特性をも備えた製紙用接着剤な
どとして好適な感圧性接着剤組成物を提供できるもので
ある。

Ｃ発明の構成・作用〕 この発明において使用するａ成分としてのカルボキシル
基含有モノマーは、分子内に重合性炭素−炭素二重結合
と極性基としてのカルボキシル基とをそれぞれ１個有す
るエチレン性不飽和七ツマ−であって、そのホモポリマ
ーのガラス転移温度が一１０℃以下、特に好ましくは一
２０℃以下となるものであり、このようなカルボキシル
基含有モノマーとして、つぎの式： ％式％ で表されるアクリル酸のカプロラクトン付加物で、ｎの
数が１〜１０の範囲でありがっｎの平均値が１〜５の範
囲にある七ツマー混合物を使用する。

このａ成分としてのカルボキシル基含有モノマーは、重
合性炭素−炭素二重結合とカルボキシル基との間の距離
が離れているため、これを付加重合させたとき重合主鎖
に対して側鎖として結合するカルボキシル基が上記主鎖
から遠ざかった位置に存在するというような分子構造を
とることになり、これがガラス転移温度の低いポリマー
を与える要因となるものである。

この発明では、この種モノマーのががる特異的性質に着
目して、このモノマーより得られるポリマーを水溶性ま
たは水分散性の感圧性接着剤組成物におけるベースポリ
マーとして使用することにより、前記従来の如き可塑剤
の多量使用が回避されて、この可塑剤の原紙へのにじみ
に起因した印刷不良、接着不良などの問題をみごと解消
するに至ったものである。

これに対し、上記ａ成分のモノマーとは異なる、たとえ
ばアクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、マレイン酸
などの一般のカルボキシル基含有モノマーでは、分子中
の重合性炭素−炭素二重結合とカルボキシル基とが非常
に近接した位置にあるため、これらの七ツマ−を重合し
て得られるポリマはいずれもガラス転移温度の高いもの
となり、これのみでは良好な感圧接着性が得られず、こ
れを補うために多量の可塑剤を必要としていたことから
、前記印刷不良などの問題を生じる結果となっていたの
である。

この発明において使用するｂ成分としてのモノマーは、
上記ａ７構成のモノマーと共重合可能なエチレン性不飽
和七ツマ−であって、接着力や凝集力などの接着特性と
さらに水溶性または水分散性の特性などを調整する目的
で必要に応じて用いられるものである。このようなモノ
マーの中でも特に好適なものとして、アクリル酸、メタ
クリル酸、イタコン酸、マレイン酸、無水マレイン酸、
アクリル酸２−カルボキシルエチルなどのａ成分以外の
カルボキシル基含有モノマーを挙げることができる。

また、ｂ成分の七ツマ−として使用可能な他のエチレン
性不飽和七ツマ−として、アクリル酸２−ヒドロキシエ
チル、メタクリル酸２−ヒドロキシエチル、アクリル酸
２−ヒドロキシプロピル、メタクリル酸２−ヒドロキシ
プロピルなどの水酸基含有上ツマ−、アクリル酸２−メ
トキシエチル、メタクリル酸２−メトキシエチル、アク
リル酸メトキシジエチレングリコール、メタクリル酸メ
トキシジエチレングリコール、アクリル酸メトキシテト
ラエチレングリコール、メタクリル酸メトキシテトラエ
チレングリコールなどのアルコキシル基含有モノマー、
アルキル基の炭素数が１〜１２であるアクリル酸アルキ
ルエステルまたはメタクリル酸アルキルエステル、酢酸
ビニル、プロピオン酸ビニル、スチレンまたはその誘導
体、アクリロニトリル、メタクリロニトリルなどを挙げ
ることができる。

この発明においては、上記ａ成分のカルボキシル基含有
モノマーと上記す成分のモノマーとからなるエチレン性
不飽和モノマーを単独重合または共重合させることによ
り、ベースポリマーとして使用するカルボキシル基含有
ポリマーを生成する。

ここで、ａ、ｂ成分の重量比率は、ａ成分のカルボキシ
ル基含有モノマーが５０〜１００重量％、好ましくは７
０〜１００重量％で、ｂ成分のモノマーが５０〜０重量
％、好ましくは３０〜０重量％となるようにすべきであ
り、ａ成分のカルボキシル基含有ポリマーが５０重量％
未満となると、つまりｂ成分のモノマーが５０重量％を
超えてしまうと、感圧接着性にすぐれたガラス転移温度
の低いポリマーを得ることが難しくなる。

カルボキシル基含有ポリマーを生成する際の重合手法と
Ｕ７ては、塊状重合法、溶液重合法、エマルジョン重合
法、懸濁重合法などの一般のラジカル重合手法をいずれ
も採用可能である。また、使用する開始剤としては、ア
ゾビスイソブチロニトリル、アゾビスバレロニトリルな
どのアゾ系化合物、ベンゾイルパーオキシド、ラウロイ
ルバーオキシドなどの過酸化物、過硫酸アンモニウム、
過硫酸カリウムなどの過硫酸塩のほか、これら開始剤と
亜硫酸水素ナトリウム、アスコルビン酸ナトリウム、金
属塩などとからなるレドックス系触媒を用いてもよい。

生成したカルボキシル基含有ポリマーは、そのガラス転
移温度が通常０℃以下、特に−１Ｏ℃〜−７０℃程度で
あるのが好ましく、このようなガラス転移温度が得られ
るように前記したａ、ｂ成分のモノマー混合比率や重合
温度２重合時間などの重合条件を適宜設定するのがよい
。

このカルボキシル基含有ポリマーは、ｂ成分の種類およ
び使用量などによっては水に対する溶解性２分散性が多
少劣ることもある。この場合、ポリマー中に含まれるカ
ルボキシル基の一部または全部を金属イオン、アンモニ
ア、アミンなどのアルカリ性物質で中和することにより
、水溶性または水分散性のポリマー塩を生成することも
できる。

中和反応の時点は、重合反応後であっても重合反応前で
あってもよい。

中和反応に用いる金属イオンとしては、カリウムイオン
、ナトリウムイオン、リチウムイオンなどのアルカリ金
属イオンが代表的であるが、その他力ルンウムイオン、
マグ矛シウムイオン、亜鉛イオン、銅イオン、鉄イオン
などの二価または三価の金属イオンを使用してもよい。

また、アミンとしては、ヘキシルアミン、モノエタノー
ルアミンなどの一部アミンのほか、テトラメチレンヘキ
サミン、トリエチレンペンタミンなどの多価アミンを用
いてもよい。

これらアルカリ性物質の使用量は１．ポリマー中のカル
ボキシル基に対して通常２．０当量以下、好適には１．
２当量以下となるような割合とするのがよい。また、特
に二価および三価の金属イオンや多価アミンではこれを
多く用いすぎると水に対する溶解性や分散性が却って損
なわれるおそれがあるため、これらのアルカリ性物質に
あっては通常０．５当量以下、特に０．３当量以下とな
るような割合とするのがよい。

この発明においては、このようなカルボキシル基含有ポ
リマーまたはその塩をベースポリマーとして用いること
を特徴としているが、このベースポリマーとともに必要
なら前記したポリアクリル酸などの従来公知のカルボキ
シル基含有ポリマまたはその塩を併用しても差し支えな
い。しかし、その併用割合は、ベースポリマーを構成す
るａ成分のカルボキシル基含有モノマーがポリマー全体
を構成する全モノマー中５０重量％以上、特に好ましく
は７０重量％以上となるようにすべきであり、この範囲
外となるとこの発明の効果が低減するため、好ましくな
い。

この発明の水溶性または水分散性の感圧性接着剤組成物
においては、上述のベースポリマーのみにて良好な感圧
接着性を発揮させることができるが、この特性をさらに
向上させるために、上述のベースポリマーに従来公知の
水溶性または水分散性の可塑剤、たとえばポリエーテル
ポリオール、多価アルコール、酸化ロジンのアルカノー
ルアミン塩などを配合するようにしてもよい。

この配合量は、ベースポリマー１００重量部に対し２０
０重量部以下、好ましくは１００重量部以下、特に好ま
しくは５０重量部以下の少なめとするのがよく、あまり
多く用いすぎると従来と同様の問題が生じるおそれがあ
るため、好ましくない。

また、この発明で対象とするような水溶性または水分散
性の感圧性接着剤組成物を製紙業界における紙の連結ま
たは接合用として利用する場合、非常に高温多湿下にさ
らされることが多い。このような条件下では、接着剤の
吸湿軟化によりクリープ強度が著しく低下して、小さな
張力で接着剤の凝集破壊をおこしやすく、製紙作業のト
ラブルの原因となる。このため、水溶性の感圧性接着剤
といえどもある程度の耐水耐湿性は要求されるものであ
る。

この発明においては、このような要望に応えうる水溶性
または水分散性の感圧性接着剤組成物として、上述のベ
ースポリマーなどにこのポリマの官能基と反応する多官
能性化合物を配合して耐湿性や４ｆ集力を大きく向上さ
せるようにした感圧性接着剤組成物を提供することもで
きる。

ここで用いる多官能性化合物としては、エポキシ化合物
、メラミン化合物、反応性フェノール樹脂、多価金属の
キレート化合物などがあり、ベースポリマーを構成する
モノマーの種類に応じて適宜のものが用いられる。

上記のエポキシ化合物としては、トリグリシジルイソシ
アヌレートが好適であり、その他脂環族グリシジルエス
テル型、脂環族グリシジルエーテル型、ビスフェノール
型、脂肪族型などの末端ｌ・２−エポキシ基を有する低
分子量エポキシ化合物なども使用できる。市販品の具体
例としては、チハガイギー社製のエピコート＃８２８、
エビコト＃１０３１、シェル社製のエポン＃８３４、チ
バ社製のＥＣＮ＃１２３５、日量化学社製のＴＥＰＩＣ
などがある。

また、メラミン化合物の具体例としては、メラミンまた
はそのＢＡ　４体、たとえばモノ、ジ、トリ、テトラ、
ペンタもしくはヘキサメチロールメラミンのようなポリ
メチロールメラミンや、メチル化ノナロールメラミン、
ブチル化メチロールメラミンのようなアルキル化メチロ
ールメラミンなどが挙げられる。また、反応性フェノー
ル樹脂として市販されているものには住友化学社製のタ
キルル＃２０１があり、多価金属のキレート化合物とし
てチタンアセチルアセトネート、アンモニウムチタンラ
クテートなどがある。

多官能性化合物の配合量は、ベースポリマー１００重量
部に対し通常１０重量部以下とするのがよく、あまり多
く使用しすぎると水に対する溶解性をｔ員なうおそれが
あるため好ましくない。

このようにして得られるこの発明の水溶性または水分散
性の感圧性接着剤組成物には、さらに必要に応して着色
剤、充填剤、老化防止剤などの公知の配合剤を配合して
もよい。また、特に望むならば水溶性粘着付与剤として
ロジン、不均化ロジン、水添ロジンなどのアルカリ金属
塩、アンモニウム塩のほか、ポリエーテル類とのエステ
ルなどを配合することもできる。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明の水溶性または水分散性の感圧
性接着剤組成物は、常時感圧接着性を有しているととも
に、水に溶解または分散しうる性質をも備えているため
、これを和紙、レーヨン、不織布などの水に溶解または
分散しうるテープ状基材の片面または両面に塗工するこ
とによって、製紙業界において使用するに非常に適した
感圧性接着テープを得ることができる。そして、このテ
ープによれば従来の如き可塑剤の多量使用に基づく原紙
へのにじみに起因した印刷不良、接着不良などの問題を
もはや引きおこすことはない。

また、この発明の水溶性または水分散性の感圧性接着剤
組成物は、上記同様の基材を使用したラヘル、ナプキン
固定用、その他の類似物にも好適であり、さらに一般の
感圧性接着剤としての用途にも応用でき、特にこの場合
ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ
エチレンラミネート紙などの各種基材の片面または両面
に塗工して得られる接着テープ、シートＨによれば、こ
れを被着体に貼着後９４１＃ｔする際に接着剤の一部が
被着体表面に残存したときでもこれを水によって簡単に
除去できるなどの利点がもたらされる。

（実施例〕 以下に、この発明の実施例を記載してより具体的に説明
する。なお、以下、部とあるは重量部を、粘度とあるは
Ｂ型粘度計による３　０　’Ｃでの粘度を、それぞれ意
味する。

実施例１ 前記の弐で表されるアクリル酸のカプロラクトン付加物
（ｎの数が１〜５の範囲でその平均値が約１．８）１０
０部、水酸化カリウム１５部、水４００部、過硫酸アン
モニウム０．２部を混合し、１ｐの三ツロフラスコ中で
窒素置換しなから６０”Ｃで６時間重合した。

このようにして得たカルボキシル基含有ポリマのガラス
転移温度は一３９℃であり、このポリマ＝＝のカリウム
塩からなるベースポリマーを約２０重量％含有する溶液
粘度が４５０ポイズのポリマー溶液をこの発明の感圧性
接着剤組成物とした。

実施例２ アクリル酸のカプロラクトン付加物（実施例１と同じも
の）１００部、アクリル酸５部、水酸化カリウム１７部
、水４２０部、過硫酸アンモニウム０．２部を混合し、
これを以下実施例１と同様の方法で重合することにより
、ガラス転移温度が一３４℃のカルボキシル基含有ポリ
マーのカリウム塩からなるベースポリマーを約２０重量
％含有する溶液粘度が３０ポイズのポリマー溶液を得、
これをこの発明の感圧性接着剤組成物とした。

実施例３ 実施例１で得たポリマー溶液１００部に、和光純薬工業
社製のポリアクリル酸水溶液（固型分濃度が２５重量％
で溶液粘度が約１００ボイズ）１０部と水酸化カリウム
１０部とを混合して、この発明の感圧性接着剤組成物と
した。

比較例１ 実施例３で用いた市販品としてのポリアクリル酸水溶液
をこれ単独で比較用の感圧性接着剤組成物とした。

比較例２ 実施例３で用いた市販品としてのポリアクリル酸水溶液
１００部に水溶性の可塑剤（三洋化成社製の商品名サン
ニックス５Ｐ７５０）４００部を加えて、比較用の感圧
性接着剤組成物とした。

比較例３ 水溶性の可塑剤の使用部数を１００部に変更した以外は
、比較例２と同様にして感圧性接着剤組成物を；周装し
た。

比較例４ アクリル酸ブチル１００部、アクリル酸１０部、ヘンヅ
イルバーオキシ）’　０．２部を酢酸エチル４１０部に
溶解し、三ツロフラスコ中で窒素雰囲気下６５℃で６時
間１重合してポリマー溶液を生成し、これを比較用の感
圧性接着剤組成物とした。

以上の実施例１〜３および比較例Ｉ〜４の各感圧性接着
剤組成物につき、以下の要領で、水分散性試験、水溶解
性試験、にじみ性試験および接着性試験を行った。結果
は、後記の表に示されるとおりであった。

〈水分散性試験〉 厚さ５０μｍのポリエステルフィルムの片面に感圧性接
着剤組成物を乾燥後の厚さが５０μｍとなるように塗布
、乾燥して、感圧性接着シートを作製する。

この接着シートを試験片としてその接着剤層面に２０°
Ｃ下で蒸留水を滴下し、指圧にて軽くこする。このとき
、接着剤層面が膨潤または溶解して接着剤が水に分散ま
たは溶解するものを○、はとんど変化しないものを×と
評価した。

〈水溶解性試験〉 剥離紙上に感圧性接着剤組成物を乾燥後の厚さが５０μ
ｍとなるように塗布、乾燥し、これを和紙の両面に貼り
合わせることにより、和紙基材の両面に感圧性接着剤層
を有する両面接着シートをつくり、このシートより２０
ｎＸ２００嘗ｌの大きさの試験片を作製する。

この試験片を水温２０±２℃の蒸留水３００ｍ１中に入
れ、市販のジューサーミキサーで１分間撹拌したのち、
ろ紙上に流す。このとき、ろ紙上に未溶解の試験片が全
く残っていないものを○、少量でも残っているものを×
と評価した。

くにじみ性試験〉 水分散性試験の場合と同様にして作製した感圧性接着シ
ートからなる試験片を用いて、これを上質紙（秤量４５
ｇ／ｍ、厚さ３０μｍ）に貼り付け、６００ｇ／ｃＪの
荷重をかけて、温度３５℃。

相対湿度８５±３％に調整された恒温恒温機内に７日間
放置する。

この放置後、取り出して、上質紙に可塑性分かにしんで
いるかどうかを観察し、紙へのにじみが全く認められな
いものを○、紙の上面に僅がだけにじんでいるものを△
、祇全体に広くにじみが発生しているものを×と評価し
た。

〈接着性試験〉 水分散性試験の場合と同様にして作製した感圧性接着シ
ートから幅２０ｎ、長さ１５０龍の試験片をつくる。ま
た、ＪＩＳ　Ｇ　４３０５に規定する２７種ＳＵＳ　２
７ＣＰ、鋼板を厚さ２．０鶴２幅５０嘗１．長さ１２５
璽■に切断し、その表面をＪＩＳ　Ｒ６２５３に規定す
る２８０番の耐水研摩紙でよくみがいたものを被着体と
して使用する。

この被着体の上記表面に上記の試験片を２ｋｇゴムロー
ラｌ往復にて貼り合わせる。約３０分間の放置後、引張
速度３００ｎ＋／分、剥離角１８０度にて、ショツパー
式引張試験機にて接着力を測定した。なお、貼り合わせ
および測定は、いずれも温度２３℃、相対湿度６５％の
雰囲気中で行った。

上記の結果からも明らかなように、この発明の感圧性接
着剤組成物は、水溶性または水分散性の町望剤を必須成
分として配合していないにもががわらず良好な感圧接着
性を発揮しており、そのために耐にしみ性にもすくれて
おり、しかも製紙用接着剤として望まれる水ｌ容性また
は水分散性の特性をも満足するものであることが判る。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）ａ）つぎの式； ▲数式、化学式、表等があります▼ で表されるアクリル酸のカプロラクトン付加物で、ｎの
   数が１〜１０の範囲でありかつｎの平均値が１〜５の範
   囲にあるモノマー混合物からなる、そのホモポリマーの
   ガラス転移温度が−１０℃以下となるカルボキシル基含
   有モノマー５０〜１００重量％と、 ｂ）上記ａ成分のモノマーと共重合可能な他のモノマー
   ５０〜０重量％ とからなるエチレン性不飽和モノマーを単独重合または
   共重合させて得られるカルボキシル基含有ポリマーある
   いはその塩をベースポリマーとした水溶性または水分散
   性の感圧性接着剤組成物。