JPH04506984A - 優れた低温性能を有する粘着性アクリル系エマルション型感圧接着剤 - 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】 優れた低温性能を有する粘着性 アクリル、エマルションＪ感 １朋Ｊと１厨 この発明は、粘着性エマルションポリマーを基剤とした感圧接着剤に関し、これ は、形成されたままで感圧接着剤として有用であり、且つ粘着性付与を受けて改 善された感圧接着剤を形成することができる。より特定的には、本発明の感圧接 着剤は、優れた低温性能並びに湿った表面及び高・低エネルギー表面への接着性 を有する。

及豆二１１ 感圧接着剤は、エマルションポリマーを基剤とすることができる。ある種のエマ ルションポリマーは生得的に粘着性であり、感圧接着剤として作用するが、他の ものはこの目的を達成するためには粘着性付与を必要とする。様々な製品を提供 するにあたっては、生得的に粘着性であり、しかしまた、接着特性のバランスを とる制御を可能にするために粘着性付与をも受けるエマルションポリマーを提供 するのが望ましい。

また、一般的な目的用途のためには、広い最終使用温度範囲にわたって種々の表 面エネルギーの基材によく接着する接着剤を提供することも望ましい。

かかる目的は、本発明の実施によって実現される。

及ｊ」ど４豹 本発明に従えば、ステンレス鋼のような極性で比較的高エネルギーの表面；ポリ エチレンのような非極性で比較的低エネルギーの表面；及び段ポールのような接 着困難な表面を含む広範な表面に対して優れた接着性を有する、生得的に粘着性 のアクリル系エマルション型接着剤ポリマーが提供される。さらに、低温におけ る引き剥がし粘着力及び湿った表面に対する接着性が優れており、感圧接着性ラ ベル素材のような積属素材の一部として用いた場合に、打抜き、母材抜去及び扇 形ダイを用いた折り重ねのような優れた高速加工特性をもたらす。要するに、本 発明の接着剤ポリマーは広範な系統のものであり、生態上の安全性に基づいて多 （の溶媒型の接着剤に取って代わって、並びに多くのエマルシジン型の接着剤に 取って代わって用いることができ、しかして、様々な市場に有用である。

本発明の生得的に粘着性のエマルション型感圧接着剤はポリマーを基剤としたも のであり、共重合されたものとしてポリマーの総重量を基として、 ・約９５〜９７，５％の、アルキル基中に約１〜約１０個の炭素原子を有する少 な（とも１種のアクリル酸アルキルエステル、好ましくはアクリル酸ブチル、ア クリル酸２−エチルヘキシル及びそれらの混合物と、・約２．５〜５％の、３〜 約５個の炭素原子を有する不飽和カルボン酸の混合物、好ましくは約１＝１〜約 １＝３、好ましくは約１＝１〜約１＝２の重量比のアクリル酸とメタクリル酸と の混合物と を含有し、このエマルションポリマーは、約−１０”Ｃより低いガラス転移温度 及びポリマーの約５０重量％より大きいゲル含有率を有する。このエマルシジン 型接着剤ポリマーは、界面活性剤系との混和状で提供され、この界面活性剤系は 、界面活性剤及びポリマーの重量を基として約１〜２重量％のアルキルエーテル 硫酸ナトリウム、約０．１〜約０．２重量％のスルホ琥珀酸ジアルキルナトリウ ム及び約０．１５〜約０．３重量％のスルホ琥珀酸二ナトリウムのエトキシル化 アルキルアルコール半エステルを含む。

ポリマーと陰イオン系界面活性剤系との乳化された混合物はそのまま用いること もできるが、理想的には、分散可能な粘着性付与剤、好ましくはロジン又はタル 油を基剤とする粘着性付与剤を含有させることによって、粘着性を付与すること もできる。理想的には粘着性付与剤は分散体状で供給される。

混合物に供給される粘着性付与剤の量は最終用途に応じて変化するが、一般的に は粘着性付与剤及びポリマーの重量を基として約５０重量％までの量、好ましく は約２０〜約４０重量％の量である。

本発明の感圧接着剤エマルション系は、速乾性及びシリコーン汚染に対する高い 許容性を示す平滑被膜を形成するのに適応する。

昆１じｌ朋 本発明は、極性、非極性及び難接着性基材に対する高い接着性を優れた剪断特性 と共に備えた感圧接着剤組成物に関する。この接着剤はさらに、皮膚及び湿った 表面に対する優れた接着性並びにシリコーン汚染に対する許容性を示す。接着剤 ポリマーはエマルションポリマーであり、即ち乳化重合によって製造され、陰イ オン系界面活性剤系と共に用いられ、随意に粘着性付与される。この粘着性は好 ましくは、水分散性で相容性の粘着性付与剤の水性分散体と組合せることによっ て付与される。

本発明の感圧接着剤は、はとんどの可能な表面素材に対して用いることができる 。

従来のアクリル系感圧接着剤がポリオレフィンのような非極性表面及び再利用段 ボールのような他のある種の表面に対して良好な接着性を与えないのに比較して 、本発明に従って提供される感圧接着剤はポリオレフィン及び再利用段ボールの 両方に対して優れた接着性を有し且つ良好な低温性能を有する。この接着剤はそ れらの用途においてほとんど万能であり、これは単独のポリマーエマルション型 感圧接着剤において従来達成されていない結果である。ポリマーと陰イオン系界 面活性剤系との組合せによって提供される特性は、ラベル製造における高速加工 性を可能にする。

本発明のエマルシラン型感圧接着剤はポリマーを基剤とし、これは重量百分率と して合計約９５〜約９７．５重量％の、アルキル基中に約１〜約１０個の炭素原 子を有する少なくとも１種のアクリル酸アルキルエステルを含有する。有用なア クリル酸アルキルには、アクリル酸ｎ−ブチル、アクリル酸２−エチルヘキシル 、アクリル酸イソオクチル等が包含される。アクリル酸ブチル、アクリル酸２− エチルヘキシル及びそれらの混合物が好ましい。アクリル酸ブチルが特に好まし い。

第２のモノマー成分は、少な（とも約２．５重量％、好ましくは約２．５〜約５ 重量％の合計量のαβ−不飽和カルボン酸混合物である。

この不飽和カルボン酸は約３〜約５個の炭素原子を有することができ、特にアク リル酸、メタクリル酸、イタコン酸等を含む。約１：１〜約１＝３、好ましくは 約１＝１〜約ｌ：２の重量比のアクリル酸とメタクリル酸との混合物が好ましい 。

広範な系統のエマルシロン型接着剤系を提供するために他のモノマーは必要では ないが、含有させることもできる。しかしながら、スチレン系モノマーは回避す べきである。

ポリマーのゲル含有率又は不溶性物質の割合は少なくとも約５０重量％であり、 代表的には約５０〜約６５重量％の範囲であり、これによって、内部架橋させた り多機能性モノマーを用いたりすることなく優れた凝集強さがもたらされる。こ こで、ゲル含有率とは、膜使用ゲル分離法によって測定して重量百分率で表わし た、テトラヒドロフラン中で不溶性のポリマーの量を表わす。この方法において は、気孔度５μｍのミリボア（Ｍｉｌｌｉｐｏｒｅ）膜円板上に１００％固形ポ リマー約６００〜８００ｍｇを計り取る。この円板をヒートシールし、シンチレ ーションバイアルに移す。このバイアルに約２０ｍ！２のテトラヒドロフランを 添加し、振盪機上で１６〜２４時間回転させる９次いでシールされた円板を取り 出し、テトラヒドロフランで洗浄し、初めにホヮットマン（Ｗｈａｔｍａｎ）１ 号フィルターベーパー上に置くことによって、次いでオーブン中で１００℃に数 時間さらすことによって乾燥させる。乾燥した円板を計量し、ポリマーの不溶性 部分を次式によって決定する。

ここで、ａは１００％固形ポリマーの総重量であり、ｂはテトラヒドロフラン処 理前のポリマーと膜との合計重量であり、 Ｃはテトラヒドロフラン処理後に残ったポリマーと膜との合計重量である。

このエマルションポリマーは、約−１０’Ｃより低い、好ましくは約−３０℃よ り低いガラス転移温度を有し、陰イオン系界面活性剤系と組合された時に周囲温 度における接着特性と低温における接着特性との良好なバランスを与える。粘着 性付与によって特性が変性される。

本発明のポリマーは、水溶性過硫酸塩のような好適な重合開始剤の存在下で、白 虎性雰囲気中で、攪拌条件下において、乳化重合によって製造される。アルキル メルカプタンのような連鎖移動剤を用いることができる。エマルションを安定化 するために電解質を用いることができる。固形分含有率は選択した重合条件に応 じて変化する。重合条件は、粗粒子の割合を低く維持するように選択するのが望 ましい０重合は代表的には酸条件下で起こり、形成されるエマルションは代表的 にはアンモニアによって中和して約６〜約６．５の最終ｐＨにする。

本発明のポリマーは、７０℃〜８５℃の温度において、モノマーの初期バッチを 用い、次いで残りのモノマーを反応期間全体にわたってエマルション反応系に添 加することによって、高い固形分レベルで製造することができる。

エマルションポリマーは、モノマー及び陰イオン系界面活性剤系の重量を基とし て約２．５重量％までの量の陰イオン系界面活性剤の存在下で用いられ、好まし く形成される。

主要な陰イオン系界面活性剤は、次式：％式％ （式中、ｎは−（Ｃｕｔ）−基の数を表わし、通常約６〜約１２の範囲であり、 Ｘは繰返しエトキシ基の数を表わし、通常約２〜約３０の範囲、好ましくは約２ ０〜約３０の範囲である） のアルキルエーテル硫酸ナトリウムであり、これは、混合物の約１〜約２重量％ の総量で存在させる。この主要な陰イオン系界面活性剤は、約０．１〜約０．２ 重量％の次式： （式中、ｙはアルキル基中の繰返し−（ＣＨ，）−基の数であり、代表的には約 ６〜約１８の範囲、好ましくは約７等である） のスルホ琥珀酸ジアルキルナトリウムとの混和状で用いられる。第３の陰イオン 系界面活性剤は、スルホ琥珀酸二ナトリウムのエトキシル化アルキルアルコール 半エステル（ここで、アルキル基は例えば約１０〜約１２個の炭素原子を有する ）であり、これは、０．２〜約０．３重量％の量で存在させる。

乳化されたポリマー−界面活性剤混合物はそのまま用いることもでき、ポリマー と相容性である水分散性の粘着性付与剤によって粘着性付与することもできる。

現時点の好ましい粘着性付与剤はエステルガム系及び（又は）タル油エステル系 粘着性付与剤であり、これは粘着性付与剤及びポリマーの重量を基として約５０ 重量％まで、好ましくは約２０〜約４０重量％の量で存在させる。また、アルキ ル、アリール炭化水素等のような他の粘着性付与剤を用いることもできる。好適 な粘着性付与剤には特に、テネコ（Ｔｅｎｎｅｃａ）より市販されているスノー タック（Ｓｎｏｗｔａｃｋ）類分散型粘着性付与剤；アリシナ・ケミカル・カン パニー（Ａｒｉｚｏｎａ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｃｏｍｐａｎｙ）より市販されて いるアクアタック（Ａｑｕａｔａｃ）及びゾーンスター（Ｚｏｎｅｓｔｅｒ）分 散型粘着性付与剤；バーキュリーズ（Ｈｅｒｃｕｌｅｓ）より市販されているタ コライン（Ｔａｃｏ１３＃ｌ）及びピッコバー（Ｐｉｃｃｏｖａｒ）分散型粘着 性付与剤；アライアンス・テクニカル・プロダクツ（Ａｌｌｉａｎｃｅ　Ｔｅｃ ｈｎｉｃａｌＰｒｏｄｕｃｔｓ）社より市販されているパーマタック（Ｐｅｒｍ ａｔａｃ）分散型粘着性付与剤；アリシナ・ケミカル及びスウェーデンのベルヴ イック・ケミ（Ｂｅｒｖｉｋ　Ｋｅｍｉ）の合弁会社より市販されているベルグ イツク分散型粘着性付与剤：等が包含される。粘着性付与剤の混合物を用いるこ ともできる。界面活性剤系は、被覆性及び水平化、並びに低温接着性、湿式粘着 、皮膚への接着及び内部架橋させない場合にさえの高い凝集強さのような性能特 性を含めて、高い固形分含有率におけるエマルションの適合性及び加工性を強化 するのを補助する。本発明の乳化された組成物は、当技術分野において慣用の直 接又は転写式塗布によって様々な表面素材に並びにラベル及びテープ用に適用す ることができる。

決して限定するものではないが、以下は本発明のエマルション型接着剤の特性を 例示する。

五エニヱ 共重合されたものとして約９７重量％のアクリル酸ブチル、１．２重量％のアク リル酸及び１．８重量％のメタクリル酸を含有する乳化されたポリマー（ポリマ ー１）を乳化重合によって形成させた。このエマルションには、ポリマー１００ 重量部当たりに約０．１２重量部の陰イオン系スルホ琥珀酸ジオクチルナトリウ ム、０．２４重量部の陰イオン系スルホ琥珀酸二ナトリウムエトキシル化アルコ ール（Ｃ，。〜Ｃ，，）半エステル及び１．５重量部の陰イオン系エトキシル化 ラウリルアルコールナトリウムサルフェート（１分子当たりに約２５のエチレン オキシド単位を含有）を含有させた。これはポリマー１の基礎エマルションを形 成し、これをそのまま（例１）、並びに粘着性付与剤分散体、即ちバーキュリー ズのタコライン６４（例２）、バーキュリーズのフォラル（Ｆｏｒａｌ）　８５ −８５（例３）、パーマタックＥ６０７　（例４）、アリシナ６０２５及び６０ ８５の比５０　：　５０のブレンド（例５）並びにスノータック５Ｅ３２５Ａ及 び３８０Ａの混合物（例６）を組合せて用いた。ポリマーの粘着性付与剤に対す る重量比は約７５　：　２５だった。示された試験温度における数種の表面への 接着性の値を表１に報告する。ここで、ＰＥはポリエチレンを意味し、段ボール は再利用段ボールを意味し、ループ粘着及び引き剥がしはＮ　／　ｍで表わし、 剪断試験の数値は分で表わす。接着剤被膜重量は約２５　ｇ／ｄだった。各試験 の状態調節時間は所定温度で２０分だった。試験法又はその別法は当技術分野に おいて一般的に受け入れられているものであり、プレッシャー・センシティブ・ テープ・カランセル（Ｐｒｅｓｓｕｒｅ　５ｅｎｓｉｔｉｖｅ　Ｔａｐｅ　Ｃｏ ｕｎｃｉｌ　）　、アメリカン・ソサエティ・フォア・テスティング・マテリア ルズ（Ａｍｅｒｉｃａｎ　５ｏｃｉｅｔｙ　ｆｏｒ　Ｔｅｓｔｉｎｇ　Ｍａｔｅ ｒｉａｌｓ）等によって公表されている。

伝ニし二」Ｌ旦 エマルションを種々の粘着性付与剤と種々の割合で混合したことを除いて、例１ を繰返した。粘着性付与剤はスノータック３０１Ａ（例８〜１１）、ピッコバー ＡＰ−２５−５５Ｗ（例１２〜１５）、パーマタックＥ−６０７（例１６〜１９ ）及びゾーンスター６０８５　（例２０〜２３）だった。２３ｇ　（５０ボンド ）のＥＤＭ未塗布リドペーパー表面素材上の被膜重量が２０〜２５ｇ／ばである 場合に試験した各種特性を、以下の表２〜５に示す。

剋 Ｉ−Ｉ　Ｄ　Ｐ　Ｅ　＝高密度ポリエチレンＬＤＰＥ＝低密度ポリエチレン ｓｆｔ　＝表面素材に僅かな裂は目 ｐｓｔ　：表面素材に部分的な裂は目 ｆｔ　＝表面素材に完全な裂は目 ム旦 大豆 Ｓｔ　−支持体に裂は目 衆旦 要　約　書 約９５〜９７．５重量％のアクリル酸アルキルエステル及び約２．５〜５重量％ のカルボン酸混合物を含むボ１ツマ−並びに３成分陰イオン系界面活性剤１系を 主体とする乳化された感圧接着剤が提供される。このボ１ツマ一番よ好ましくは 粘着付与される。

国際調査報告

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. １．次の（ａ）並びに（ｂ）を含む水性感圧接着剤エマルション： （ａ）次のｉ及びｉｉから本質的に成り、約−１０℃より低いガラス転移温度及 び約５０重量％より大きいゲル含有率を有する生得的に粘着性のポリマーｉ．ポ リマーの約９５〜約９７．５重量％の総量の、アルキル基中に１〜約１０個の炭 素原子を有する少なくとも１種のアクリル酸アルキルエステル及び ｉｉ．ポリマーの約２．５〜約５重量％の総量の、αβ−エチレン系不飽和カル ボン酸混合物； 並びに （ｂ）次のｉ、ｉｉ及びｉｉｉを含む陰イオン系界面活性剤系 陰イオン系界面活性剤系とポリマーとの絵重量を基として ｉ．約１〜約２重量％の、次式： ＣＨ３−（ＣＨ２）ｎ−ＣＨ２Ｏ（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）ｘＳＯ３Ｎａ（式中、ｎは 約６〜約１２であり、 ｘは約２〜約３０である） のアルキルエーテル硫酸ナトリウム、 ｉｉ．約０．１５〜約０．３重量％の、スルホ琥珀酸二ナトリウムのエトキシル 化アルキルアルコール半エステル 及び ｉｉｉ．約０．１〜約０．２重量％の、次式：ＣＨ２ＣＯＯ（ＣＨ２）ｙＣＨ３ ＮａＯ３Ｓ−ＣＨＣＯＯ（ＣＨ２）ｙＣＨ３（式中、ｙはアルキル基中の繰返し −（ＣＨ２）−基の数である） のスルホ琥珀酸ジアルキルナトリウム。
2. ２．アクリル酸アルキルエステルがアクリル酸２−エチルヘキシル、アクリル酸 ブチル及びそれらの混合物より成る群から選択される、請求の範囲第１項記載の 感圧接着剤エマルション。
3. ３．エチレン系不飽和酸混合物が約１：１〜約１：３の重量比のアクリル酸とメ タクリル酸との混合物である、請求の範囲第１項記載の感圧接着剤エマルション 。
4. ４．エチレン系不飽和酸混合物が約１：１〜約１：２の重量比のアクリル酸とメ タクリル酸との混合物である、請求の範囲第２項記載の感圧接着剤エマルション 。
5. ５．相容性の粘着性付与剤をポリマー及び粘着性付与剤の重量を基として約５０ 重量％までの量で添加することによって接着剤が粘着性付与された、請求の範囲 第１項記載の感圧接着剤エマルション。
6. ６．粘着性付与剤がエステルガム、タル油エステル及びそれらの混合物より成る 群から選択される、請求の範囲第５項記載の感圧接着剤エマルション。
7. ７．相容性の粘着性付与剤をポリマー及び粘着性付与剤の重量を基として約５０ 重量％までの量で添加することによって接線剤が粘着性付与された、請求の範囲 第２項記載の感圧接着剤エマルション。
8. ８．粘着性付与剤がエステルガム、タル油エステル及びそれらの混合物より成る 群から選択される、請求の範囲第７項記載の感圧接着剤エマルション。
9. ９．相容性の粘着性付与剤をポリマー及び粘着性付与剤の重量を基として約５０ 重量％までの量で添加することによって接着剤が粘着性付与された、請求の範囲 第４項記載の感圧接着剤エマルション。
10. １０．粘着性付与剤がエステルガム、タル油エステル及びそれらの混合物より成 る群から選択される、請求の範囲第９項記載の感圧接看剤エマルション。
11. １１．次の（ａ）、（ｂ）並びに（ｃ）を含む水性感圧接着剤エマルション： （ａ）次のｉ及びｉｉから本質的に成り、約−１０℃より低いガラス転移温度及 び約５０重量％より大きいゲル含有率を有する生得的に粘着性のエマルションポ リマｉ．ポリマーの約９５〜約９７．５重量％の総量の、アルキル基中に１〜約 １０個の炭素原子を有する少なくとも１種のアクリル酸アルキルエステル及び ｉｉ．ポリマーの約２．５〜約５重量％の総量の、アクリル酸とメタクリル酸と の約１：１〜約１：３の重量比の混合物： （ｂ）次のｉ、ｉｉ及びｉｉｉを含む陰イオン系界面活性剤系 陰イオン系界面活性剤系及びポリマーの重量を基として ｉ．約１〜約２重量％の、次式： ＣＨ２−（ＣＨ２）ｎ−ＣＨ２Ｏ（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）ｘＳＯ３Ｎａ（式中、ｎは ６〜約１２であり、 ｘは約２０〜約３０である） のアルキルエーテル硫酸ナトリウム、 ｉｉ．約０．１５〜約０．３重量％の、スルホ琥珀酸二ナトーリウムのエトキシ ル化アルキルアルコール半エステル（ここで、アルキル基は１０〜１２個の炭素 原子を有する） 及び ｉｉｉ．約０．１〜約０．２重量％の、次式：ＣＨ２ＣＯＯ（ＣＨ２）ｙＣＨａ ＮａＯａＳ−ＣＨＣＯＯ（　ＣＨ２）ｙＣＨａ（式中、ｙはそれぞれ約６〜約１ ８である）のスルホ琥珀酸ジアルキルナトリウム；並びに （ｃ）ポリマー及び粘着性付与剤の重量を基として約０〜約５０重量％までの量 の、水分散性で相容性の粘着性付与剤。
12. １２．アクリル酸アルキルエステルがアクリル酸ブチルである、請求の範囲第１ １項記載の感圧接着剤エマルション。
13. １３．粘着性付与剤がエステルガム、タル油エステル及びそれらの混合物より成 る群から選択される、請求の範囲第１１項記載の感圧接着剤エマルション。
14. １４．エチレン系不飽和酸混合物が約１：１〜約１：２の重量比のアクリル酸と メタクリル酸との混合物である、請求の範囲第１２項記載の感圧接着剤エマルシ ョン。