JPH04320475A

JPH04320475A - 水性分散型粘着剤組成物

Info

Publication number: JPH04320475A
Application number: JP8806691A
Authority: JP
Inventors: Yasuhisa Fujii; 藤　井　靖　久; Akira Hagiwara; 萩　原　　昭; Makoto Yaegashi; 八　重　樫　　誠
Original assignee: Mitsui Toatsu Chemicals Inc
Current assignee: Mitsui Toatsu Chemicals Inc
Priority date: 1991-04-19
Filing date: 1991-04-19
Publication date: 1992-11-11

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、高水準でバランスのと
れた粘着性能を有する水性分散型粘着剤組成物に関する
。

【０００２】

【従来の技術】近年、粘着剤分野においては公害規制、
安全衛生、省資源等の面からの無溶剤化の要望により、
従来の主体であった溶剤型粘着剤から水性分散型粘着剤
に置き換わりつつある。しかしながら、水性分散型粘着
剤は粘着性能上、未だ溶剤型の水準まで到達しておらず
、高度な粘着性能を要求される用途には、従来通り溶剤
型粘着剤が使用されており、水性分散型粘着剤の更なる
改良が切望されている。水性分散型粘着剤の大きな欠点
の一つとして、粘着物性のバランスをとることが非常に
困難であるという問題がある。即ち、実用上重要な粘着
性能である曲面接着性において、この向上を図ろうとし
た場合、一般的に凝集力（保持力）特に高温における保
持力、或はタックを犠牲にしなければならず、粘着性能
を高水準でバランス良く保つことは困難である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来、上記のような問
題点に対して、主に水性分散型アクリル系粘着剤におい
て改良検討が行われてきたが、これまで有効な手段を見
い出すに至っていない。特に、水性分散体の重要因子で
ある粒子径に着目した粘着性能の改良検討は、本発明者
が知る限り数少ない。その中で、例えば、特開昭６３−
２３４０７６号には、水性分散型アクリル系粘着剤にお
いて特定の平均粒子径を有する粒子を特定割合で混在さ
せる組成物が開示されている。しかしながら、本発明者
らの研究によると、該提案のように、同一組成共重合物
での粒子径が、単に２ピークとなる粒子の混在だけでは
、高水準での粘着特性のバランスをとることは不十分で
ある。本発明は上記のような、従来の水性分散型粘着剤
の欠点を克服する、高水準でバランスのとれた粘着性能
を有する水性分散型粘着剤組成物の提供を目的とするも
のである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者らはこれらの問
題点を解決するため、水性分散体における粒子径が粘着
性能に及ぼす影響が極めて大きいことに着目して、鋭意
研究を行った結果、アクリル酸アルキルエステル単量体
及びメタクリル酸アルキルエステル単量体を主成分とす
る共重合体の水性分散体において、特定の平均粒子径を
有する分散体の混合物とし、それぞれの分散体の平均粒
子径比を特定し、更に、それぞれの分散体の組成を異な
った、特定の共重合組成物とすることにより、高水準で
バランスのとれた粘着性能を有する粘着剤組成物となる
ことを見い出した。

【０００５】即ち本発明は、アクリル酸アルキルエステ
ル単量体及びメタクリル酸アルキルエステル単量体を主
成分とする単量体混合物を水媒体中で乳化重合して得ら
れる下記２種の水性分散体Ａ及びＢを含有し、Ａの割合
が３０〜９５重量％（固形分換算）、Ｂの割合が７０〜
５重量％からなる混合体であることを特徴とする水性分
散型粘着剤組成物。（１）Ａは、平均粒子径が０．０１〜１μであり、かつ
その共重合体のガラス転移点が−３５℃未満である水性
分散体（２）Ｂは、平均粒子径がＡの２倍以上であり、かつ０
．１〜３μの範囲にあり、その共重合体のガラス転移点
が−３５℃以上である水性分散体

【０００６】本発明で用いられるアクリル酸アルキルエ
ステル単量体としては、問えば、アクリル酸メチル、ア
クリル酸エチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸ブチ
ル、アクリル酸アミル、アクリル酸ヘキシル、アクリル
酸ヘプチル、アクリル酸オクチル、アクリル酸２−エチ
ルヘキシル、アクリル酸デシル、アクリル酸ラウリル等
が挙げられる。また、メタクリル酸アルキルエステル単
量体としては、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチ
ル、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸ブチル、メタ
アクリル酸アミル、メタクリル酸ヘキシル、メタクリル
酸ヘプチル、メタクリル酸オクチル、メタクリル酸２−
エチルヘキシル、メタクリル酸デシル、メタクリル酸ラ
ウリル等が挙げられる。またこれらの主単量体と共に、
これと共重合可能な他の単量体も使用できる。このよう
な他の単量体としては、例えば、アクリル酸、メタクリ
ル酸、クロトン酸、マレイン酸、イタコン酸、２−ヒド
ロキシエチルアクリレート、２−ヒドロキシエチルメタ
クリレート、グリシジルメタクリレート、アクリルアミ
ド、メタクリルアミド、Ｎ−メチロールアクリルアミド
等の官能基含有単量体、メチルメタクリレート、ブチル
メタクリレート、２−エチルヘキシルメタクリレート等
のメタクリル酸アルキルエステル単量体、その他酢酸ビ
ニル、スチレン、アクリロニトリル、塩化ビニル等のビ
ニル系単量体、ブタジエン、ジビニルベンゼン、（ポリ
）エチレングリコールジアクリレート、（ポリ）エチレ
ングリコールジメタクリレート、トリメチロールプロパ
ントリアクリレート、トリメチロールプロパントリメタ
クリレート等の架橋性単量体等が挙げられる。これらの
主単量体と、その他単量体からなる単量体混合物の、共
重合体のガラス転移点が、−３５℃未満或は−３５℃以
上となり得る上記特定組成において、本発明の上記効果
、即ち、高水準でバランスのとれた粘着性能を有する粘
着剤組成物が得られる。

【０００７】これら単量体混合物の水性分散体を得るに
は、従来より公知の通常の乳化重合法によって製造され
る。即ち、水、単量体混合物、界面活性剤、連鎖移動剤
（重合度調節剤）、ラジカル重合開始剤を基本構成とす
る水分散系において、単量体混合物を、共重合体粒子の
水性分散体とする製造方法で合成できる。この際、共重
合体粒子濃度は、一般的に、３０〜７０重量％の範囲が
適当である。上記の界面活性剤としては、例えば、脂肪
酸石鹸、ロジン酸石鹸、アルキルスルホン酸塩、アルキ
ルベンゼンスルホン酸塩、ジアルキルアリールスルホン
酸塩、アルキルスルホコハク酸塩、ポリオキシエチレン
アルキル硫酸塩、ポリオキシエチレンアルキルアリール
硫酸塩等のアニオン性界面活性剤、ポリオキシエチレン
アルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルアリー
ルエーテル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エス
テル、オキシエチレンオキシプロピレンブロックコポリ
マー等のノニオン性界面活性剤が挙げられ、通常、アニ
オン性界面活性剤単独またはアニオン性界面活性剤とノ
ニオン性界面活性剤の混合系で用いられ単量体混合物に
対する使用割合としては、０．０１〜５重量％の範囲が
一般的である。上記の連鎖移動剤としては、例えば、ｎ
−オクチルメルカプタン、ｎ−ドデシルメルカプタン、
ｔ−ドデシルメルカプタン、メルカプトエタノール等の
メルカプタン類、四塩化炭素等のハロゲン化炭化水素類
等が挙げられる。上記ラジカル重合開始剤としては、例
えば、過硫酸カリウム、過硫酸ナトリウム、過硫酸アン
モニウム等の過硫酸塩、過酸化水素、過酸化ベンゾイル
、ｔ−ブチルハイドロパーオキサイド、クメンハイドロ
パーオキサイド等の過酸化物、２，２−アゾビスイソブ
チロニトリル等のアゾビス化合物等が挙げられる。これ
らラジカル重合開始剤の中で、特に、過硫酸塩が好まし
い。この際、重合温度は、通常６０〜９０℃の範囲が一
般的であるが、重亜硫酸ソーダ、アスコルビン酸（塩）
、ロンガリット等の還元剤を、ラジカル重合開始剤に組
合わせた低温レドックス重合も用いることができる。ま
た所望によっては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム
、炭酸水素ナトリウム、炭酸ナトリウム等のＰＨ調節剤
等の重合調節剤を添加することもできる。水性分散体粒
子の粒子径は、単量体混合物組成、重合温度等の様々な
重合因子により変化するが、粒子径の制御は界面活性剤
の使用割合によるのが一般的であり、さらに公知である
シード重合方法を用いればより簡便となる。

【０００８】本発明における水性分散体の平均粒子径は
、サブミクロン粒子アナライザーＮ４ＳＤ型（コールタ
ーエレクトロニック社製）により測定したものである。また、本発明におけるガラス転移点は、示差走査熱量計
を用い、−１５０℃から昇温速度１０℃／分で測定した
ものである。本発明における水性分散体は、水性分散体
（Ａ）においては、平均粒子径が、０．０１〜１μの範
囲にあり、かつ、その共重合体のガラス転移点が、−３
５℃未満であることが必要である。好ましくは、平均粒
子径が０．０５〜０．５μの範囲にあり、かつ、その共
重合体のガラス転移点が−４０℃未満である水性分散体
（Ａ）は、特に、本発明の効果が十二分に発揮される。また、水性分散体（Ｂ）においては、平均粒子径が、０
．１〜３μの範囲にあり、かつ、Ｂの平均粒子径が、上
記水性分散体（Ａ）の２倍以上で、さらにその共重合体
のガラス転移点が、−３５℃以上であることが必要であ
る。好ましくは、平均粒子径が０．５〜１．５μの範囲
にあり、かつ、その共重合体のガラス転移点が−３０〜
０℃である水性分散体（Ｂ）は、特に、本発明の効果が
十二分に発揮される。これらの範囲を外れた場合には、
本発明の目的を達成することはできない。即ち、水性分
散体（Ａ）において、平均粒子径が０．０１μ未満の場
合は、水性分散体の粘度が著しく増大し、安定的製造が
困難となり、また、共重合体粒子濃度も高くすることが
できず、実用上極めて困難を伴い、１μを超える場合は
、満足できるタックを得ることが困難となる。　　また
、共重合体のガラス転移点が−３５℃以上になると、同
様に満足できるタックが得られない。水性分散体（Ｂ）
において、平均粒子径が水性分散体（Ａ）の２倍未満、
或は０．１μ未満の場合は、本発明の目的である高水準
で粘着性能のバランスを保つことが極めて困難となり、
また、水性分散体（Ａ）との関連で比較的高粘度となり
、共重合体粒子濃度を高くすることができず、実用上不
都合であり、３μを超える場合も、製造上重合安定性、
保存安定性等に問題があり、また乾燥時の造膜性にも支
障をきたし、実用上不都合である。　　また、共重合体
のガラス転移点が−３５℃未満になると、満足できる凝
集力或は曲面接着性を得ることが困難になる。

【０００９】また、本発明は、水性分散体（Ａ）と水性
分散体（Ｂ）との混合体であることが必要であり、Ａの
混合割合は、Ａ＋Ｂに対し、固形分として、３０〜９５
重量％の範囲でなければならない。　　好ましくは、水
性分散体（Ａ）の混合割合が、５０〜８０重量％にある
ものは、特に、本発明の効果が十二分に発揮される。一
方、この範囲を外れた場合には、本発明の目的は達成さ
れない。本発明の水性分散型粘着剤は、必要に応じて、
可塑剤、粘着付与樹脂、増粘剤、ＰＨ調整剤、湿潤剤、
防かび剤等を添加して使用することができる。また、本
発明の水性分散型粘着剤が加工される支持体としては、
例えば、上質紙、アート紙、コート紙、クラフト紙等の
紙類、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、
アセテート、ポリ塩化ビニル等のフィルム類或いはこれ
らの複合体を挙げることができる。本発明によれば、水
性分散型粘着剤において、従来技術では達成されなかっ
た高水準でバランスのとれた粘着性能が達成される。従
って、本発明の水性分散型粘着剤を使用すれば、相反物
性である曲面接着性と、高温での凝集力及びタックにお
いて、高度にバランスのとれた粘着ラベル、粘着テープ
の製造を可能にし、従来、水性分散型粘着剤が使用不能
であった分野にも用途拡大が可能である。

【００１０】

【実施例】以下、本発明を、更に具体的に説明するため
、実施例及び比較例をあげて説明するが、本発明はこれ
らの実施例に限定されるものではない。尚、部は重量部
を示す。

【００１１】製造例１［水性分散体（Ａ）の合成］窒素導入管、撹拌機を設置
した温度調節可能な反応器に、蒸留水９６部、ドデシル
ベンゼンスルホン酸ソーダ０．３部、過硫酸カリウム１
．０部を仕込み、窒素気流下で７０℃まで昇温した後、
２−エチルヘキシルアクリレート６６部、ブチルアクリ
レート１１６部、メチルアクリレート１２部、２−ヒド
ロキシエチルメタクリレート４部、アクリル酸２部、ｔ
−ドデシルメルカプタン０．６部からなる単量体混合物
を、ドデシルベンゼンスルホン酸ソーダ０．８部、蒸留
水６８部に乳化分散させた単量体乳化物を、３時間で連
続的に添加し、さらに８０℃で３時間反応を継続し重合
を完結させ、共重合体粒子濃度５５％の水性分散体を得
た。この水性分散体の平均粒子径は、０．１４μ、ガラ
ス転移点は−５６℃であった。

【００１２】製造例２［水性分散体（Ｂ）の合成］製造例１と同様の装置で、
蒸留水６８部、ドデシルベンゼンスルホン酸ソーダ０．
００５部、過硫酸カリウム２．０部を仕込み、窒素気流
下で７０℃まで昇温した後、ブチルアクリレート１２０
部、スチレン７４部、２−ヒドロキシエチルメタクリレ
ート４部、アクリル酸２部、ｔ−ドデシルメルカプタン
０．６部かからなる単量体混合物を、ドデシルベンゼン
スルホン酸ソーダ０．８部、蒸留水６８部に乳化分散さ
せた単量体乳化物を、５時間で連続的に添加し、さらに
７０℃で３時間反応を継続し重合を完結させ、共重合体
粒子濃度６０％の水性分散体を得た。この水性分散体の
平均粒子径は、０．６１μ、ガラス転移点は−１５℃で
あった。

【００１３】製造例３［水性分散体（Ｂ）の合成］製造例１と同様の装置で、
蒸留水６８部、ドデシルベンゼンスルホン酸ソーダ０．
００１部、過硫酸カリウム１．０部を仕込み、窒素気流
下で６５℃まで昇温した後、ブチルアクリレート１１２
部、エチルアクリレート３０部、メチルメタクリレート
５０部、２−ヒドロキシエチルメタクリレート４部、メ
タクリル酸２部、アクリルアミド２部からなる単量体混
合物を、ドデシルベンゼンスルホン酸ソーダ１．０部、
蒸留水６８部に乳化分散させた単量体乳化物を、６時間
で連続的に添加し、さらに８０℃で３時間反応を継続し
、重合を完結させ共重合体粒子濃度６０％の水性分散体
を得た。この水性分散体の平均粒子径は、０．９１μ、
ガラス転移点は−２４℃であった。

【００１４】製造例４［比較例の水性分散体の合成］製造例２において、反応
器に仕込む蒸留水を９６部、ドデシルベンゼンスルホン
酸ソーダを０．３部、過硫酸カリウムを１．０部にした
以外は、製造例２と同様の方法で、共重合体粒子濃度５
５％の水性分散体を得た。この水性分散体の平均粒子径
は、０．１２μ、ガラス転移点は−１３℃であった。

【００１５】製造例５［比較例の水性分散体の合成］製造例１において、反応
器に仕込む蒸留水を６８部、ドデシルベンゼンスルホン
酸ソーダを０．００５部、過硫酸カリウムを２．０部に
した以外は、製造例１と同様の方法で、共重合体粒子濃
度６０％の水性分散体を得た。この水性分散体の平均粒
子径は、０．６５μ、ガラス転移点は−５７℃であった
。

【００１６】実施例１製造例１の水性分散体の、固形分で７０重量％と、製造
例２の水性分散体の、固形分で３０重量％とを混合した
後、アンモニア水で、ＰＨ８．５に調整し、次に、プラ
イマル　　ＡＳＥ−６０（増粘剤：日本アクリル社製）
を少量添加し、約５０００ｃｐｓまで増粘した。これを
剥離紙に、乾燥重量で約２０ｇ／ｍ２となる様に塗工し
、１００℃で３分乾燥させた後、上質紙に転写させ粘着
物性測定用試料を作成した。物性測定は、以下の方法に
より行った。１）曲面接着性：直径１０ｍｍのポリエチレン製円筒を
被着体とし、幅１０ｍｍ、長さ２０ｍｍの試験片を、２
０℃の雰囲気下で、長さ方向を円周と平行に接着し、一
週間後に剥離長さを測定した。剥離長さが０．５ｍｍ未
満を○、０．５ｍｍ以上１ｍｍ未満を△、１ｍｍ以上を
×で表示した。２）タック傾斜式ボールタック（Ｊ．ＤＯＷ法）に従い、傾斜角度
３０度、助走距離１０ｃｍ、２０℃の雰囲気下で、粘着
剤面上で静止する最大のボールの直径（Ｎ／３２インチ
：Ｎで表示）を測定した。３）保持力幅２５ｍｍ、長さ１５０ｍｍの試験片を、２０℃の雰囲
気下において、２ｋｇ重量のゴムロールを用いて、ステ
ンレス鋼板（ＳＵＳ３０４）に、接着面積が２５ｍｍ×
２５ｍｍになる様に圧着した接着サンプルを、圧着３０
分後に７０℃の雰囲気中に垂直に吊し、試験片の下端に
、１ｋｇの分銅を掛け静置させ、分銅が落下するまでの
時間を測定した。４）接着力幅２５ｍｍ、長さ１５０ｍｍの試験片を、２０℃の雰囲
気下において、２ｋｇ重量のゴムロールを用いて、ポリ
エチレンに３００ｍｍ／分の速さで圧着し、この接着サ
ンプルの１８０度ピーリング強度を、圧着３０分後に、
テンシロン型引っ張り試験機を用いて、荷重スピード３
０ｍｍ／分で測定した。

【００１７】実施例２製造例１の水性分散体の、固形分で６０重量％と、製造
例３の水性分散体の、固形分で４０重量％とを混合した
後、これを実施例１と同様の方法で、粘着物性を測定し
た。

【００１８】比較例１製造例１の水性分散体を、単独で用い、これを実施例１
と同様の方法で、粘着物性を測定した。

【００１９】比較例２製造例３の水性分散体を、単独で用い、これを実施例１
と同様の方法で、粘着物性を測定した。

【００２０】比較例３製造例１の水性分散体の、固形分で７０重量％と、製造
例４の水性分散体の、固形分で３０重量％とを混合した
後、これを実施例１と同様の方法で、粘着物性を測定し
た。

【００２１】比較例４製造例１の水性分散体の、固形分で７０重量％と、製造
例５の水性分散体の、固形分で３０重量％とを混合した
後、これを実施例１と同様の方法で、粘着物性を測定し
た。

【００２２】比較例５製造例５の水性分散体の、固形分で７０重量％と、製造
例３の水性分散体の、固形分で３０重量％とを混合した
後、これを実施例１と同様の方法で、粘着物性を測定し
た。

【００２３】比較例６製造例４の水性分散体の、固形分で５０重量％と、製造
例２の水性分散体の、固形分で５０重量％とを混合した
後、これを実施例１と同様の方法で、粘着物性を測定し
た。これらの粘着物性測定結果を表１に示す。

【００２４】

【表１】

【００２５】

【発明の効果】本発明によれば、水性分散型粘着剤にお
いて、従来技術では達成されなかった高水準でバランス
のとれた粘着性能が達成されるのは、表１から明らかで
ある。即ち、本発明の範囲外である比較例１、比較例４
及び比較例６は、曲面接着性が著しく劣り、比較例２、
比較例３及び比較例５の粘着性能も満足できるものでは
ない。これに対し、本発明の範囲内である実施例１及び
実施例２は、すべての粘着性能に優れており、高水準で
バランスがとれている。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】　　アクリル酸アルキルエステル単量体及
びメタクリル酸アルキルエステル単量体を主成分とする
単量体混合物を水媒体中で乳化重合して得られる、下記
２種の水性分散体Ａ及びＢを含有し、Ａの割合が３０〜
９５重量％（固形分換算）、Ｂの割合が７０〜５重量％
からなる混合体であることを特徴とする水性分散型粘着
剤組成物。（１）Ａは、平均粒子径が０．０１〜１μであり、かつ
その共重合体のガラス転移点が−３５℃未満である水性
分散体（２）Ｂは、平均粒子径がＡの２倍以上であり、かつ０
．１〜３μの範囲にあり、その共重合体のガラス転移点
が−３５℃以上である水性分散体