JPS6038483A - 接着剤用水性エマルジヨン - 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】 本発明は接着剤用水性エマルジョンに関する。

さらに詳しくはプラスチックをはじめとして広範囲な対
象材料に対して改良された粘着力と接着力特に耐熱性に
すぐれた接着剤用水性エマルジョンを提供するものであ
る。

近年、無公害、省資源化の要望が高まっており。

塗料業界においてはすでにその対策がなされつつある。

一方、接着剤においても従来の有機溶剤型のものから水
性エマルジョン型に移行しつつある。

通常、従来の有機溶剤型接着剤は硬化剤にポリイソシア
ネート化合物又はアミノプラスト樹脂を用い、乾燥硬化
される。これに対して、水性エマルジョンにおいてはポ
リイソシアネート化合物は使用できず、アミノプラスト
樹脂１例えばメチル化メラミン樹脂を硬化剤として使用
するが、有機溶剤型と比較し硬化反応速度が遅く、十分
な接着特性が得られない。又、アミノプラスト樹脂の添
加は水性エマルジョンの安定性をそこなう。さらにアク
リルエマルジョンにＮ−メチロールアクリルアミド等を
共重合させて得られる自己硬化性エマルジョンも検討さ
れているが、硬化物に十分な網目状構造を導入すること
ができず、十分な接着特性が得られないばかりでなく、
エマルジョン自体の機械的、熱的安定性も劣る。

そこで本発明者らは鋭意検討の結果、低公害。

省資源で常温で使用でき高性能な接着特性、特に耐熱性
に浸れた接着剤用水性エマルジョンを提供するものであ
る。

すなわち１本発明は （Ａ）トＩＪス（ヒドロキシアルキルフィンシアヌレー
トのアクリル酸又はメタクリル酸のトリニス又はメタク
リル酸エステル　３０〜９ｒ、５ｔｆｔ部（Ｃ１カルボ
キシル基を有するエチレン性不飽和単量体　０．５〜８
重量重 量部工性不飽和単量　θ〜５２重量部 重 量部外る共重合体を水に分幣させてなる接着剤用水性エ
マルジョンに関する。

本発明の囚）成分であるトリス（ヒドロキシアルキル）
インシアヌレートのアクリル酸又はメタクリル酸ニスデ
ルとしては、トリス（ヒドロキシエチル）インシアヌレ
ート、トリス（ヒドロキシプロピル）インンアヌレ・−
ト、トリス（ヒドロキシブチル）インシアヌレート等の
アクリル酸またはメタクリル酸のトリエステルがある。

ここで、エステルとしては、アクリル酸とメタクリル酸
の混合エステルでもよい。

この成分は共重合体が網目状構造をとるために必要であ
り、すぐれた耐熱性を与える成分である。

使用量は２〜１０重量部、好ましくは３〜５重量部でる
る。少なすぎるとこのエマルジョンの特長である接着剤
として使用した場合のｉｐＡ性が得られない。又多すぎ
ると１作業性特に初期の粘着性が得られない。

（Ｂ）成分としては炭素数２〜１８のアルキル基を有ス
ルアクリル酸、又はメタクリル酸エステル。

例えばアクリル酸エチル、アクリル酸プロピル。

アクリル酸イングロビル、アクリル酸ブチル、アクリル
酸ヘキシル、アクリル酸２−エチルへキンル、アクリル
取フウリル、アクリル酸ステアリル又はこれらと同様な
メタクリル酸エステルがあシ。

これらの１種もしくは２種以上組合せて使用してもよい
。特に好ましくは、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチ
ル、アクリル酸２−エチルヘキシルが使用される。（Ｂ
ｌ成分の使用量は３０〜９７．５ｆｉ量部である。この
成分″が少なすぎると初期の粘度性が得られない。多す
ぎると（Ａ）成分または（Ｅ）成分が少なくなシすぎる
。また、アルキル基の炭素数が１または１９以上でも初
期の粘着性が劣る。

ｆｃｌ成分としてはカルボキシル基を有するエチレン性
不飽和単量体１例えばアクリル酸、メタクリル酸、マレ
イン酸、フマール酸、イクコン酸等テある。使用量は０
．５〜８重鉦部で必り、少なすぎるとエマルジョンの安
定性が劣る。又多すぎると初期の粘着性が劣シ、さらに
耐水性に悪影響をおエチレン性不飽和単量体９例えばア
クリル酸メチル、メタクリル酸メチル、スチレン、ビニ
ルトルエン、αメチルスチレン等のスチレン誘導体、酢
酸ビニル、プロピオン酸ビニル、ステアリン酸ビニル等
の厄和−塩基酸ビニルエステル、アクリル酸グリシジル
、メタクリル酸グリシジル等のエポキシ基含有不飽和単
層体、アクリロニトリル、メタクリレートリル等のシア
ン化ビニル、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、Ｎ−ブトキシメチルアクリ
ルアミド等の不迦和アきド、アクリル酸２−ヒドロキシ
エチル、アクリル酸２−ヒドロキシプロピル等のヒドロ
キシアルキルアクリレート、メタクリル酸２−ヒドロキ
シエチル、メタクリル酸２−ヒドロキシプロピル等のヒ
ドロキシアルキルメタクリレート、リン酸エチルアクリ
レート、リン酸エチルメタクリレート等のリン酸基含有
不飽和単量体などがあシ、これらが１種又は２種以上組
合せて使用される。好ましくはメタクリル酸メチル又は
酢酸ビニルである。又二重結合以外の反応性官能基を有
するゲ単量体は囚成分、（Ｂ）成分、（Ｃ）成分および
■）成分の総量中０〜３０重量％の割合いで使用される
のが好ましく、特にθ〜１０！量チの割合いで使用され
るのが好ましい。この様な反応性官能基を有する単量体
が多すぎると接着剤としたときの耐水性、耐薬品性等が
低下する傾向にある。又。

基材とのなじみを向上させる為にこのような反応性官能
基を有する単量体のうち、メタクリル酸２−ヒドロキシ
エチル又は、アクリル酸２−ヒドロキシエチルを使用す
るのが好ましい。

さらに（Ｄ）成分によって共重合体が接着剤用として好
筐しいガラス転移点を有するように調整することができ
る。ここで好ましいガラス転移点は０℃以下である。

本発明に係る接着剤用水性エマルジョンは（Ａ成分、（
Ｂ）成分、（Ｃ）成分および必要に応じ（Ｄｌ成分を乳
化重合させることにより製造することができる。

乳化重合法は公知の方法が使用できる。重合温度は００
０〜１００℃で行なわれるが、好ましくは３０℃〜８０
℃である。重合触媒としては水溶性の過酸化物、過硫酸
カリ、過硫酸アンモニウム再生 が使用できるが、特にメタ絨亜硫酸ナトリウム等と組合
せたレドックス系が極めて効果的である。

使用量は単量体１００重量部に対して好ましくは０．１
〜５重量部、特に好ましく−は０．３〜１重量部である
。

乳化剤としてはドデシルベンゼンスルホン酸ソーダ、ラ
ウリル硫酸ソーダの様な陰イオン界面活性剤、ラウリル
アミンアセテート、ステアリルトリメチルアンモニウム
クロライドの様な陽イオン界面活性剤、ポリオキシエチ
レングリコールノニルフェニルエーテル、ポリオキシエ
チレングリコールンルビクンエステル等の非イオン界面
活性剤およびラウリルベタイン、ステアリルベタインの
様な両性イオン界面活性剤単独又は組合せて使用される
。またポリビニルアルコール、デンプン。

メチルセルロース、カルボキシメチルセルロース。

ヒドロキシエチル、セルロース等も使用できる。

使用量は単量体１００重量部に対して好ましくは０．３
〜５重量部、特に好ましくは０．５〜２重量部である。

場合によっては乳化剤を使用しなくともエマルジョンを
得ることができるが機械的安定性を向上させる為には乳
化剤を使用するのが好ましい。乳化重合は単量体濃度が
好ましくは３０〜７０ｉ量係１％に好ましくは４０〜・
６０Ｍ量チで行なう。

共重合体の分子量を調整する為、四塩化炭素。

メルカプタン、有機溶剤を使用してもよい。乳化重合に
より生成されたエマルジョンは通常ｐＨ２〜５であるが
、ｐＨ７〜１１程度の中性からアルカリ性にして使用す
る方がエマルジョンの安定性が向上する。アルカリ性に
するには、上記エマルジョンにアルカリ性を与える物質
９例えばアンモニア、あるいはアミン類たとえばトリエ
チルアミンモノホリン、トリエタノールアミン、ジメチ
ルアミノエタノール等を添加すればよい。アルカリ性を
与える物質のうちアンモニアが特に好ましい。

本発明のエマルジョンはそのままでも接着剤として使用
できるが可そ剤、溶剤、充填剤、粘着付与剤、消泡剤、
造膜助剤、安定剤のような一般的に用いられる助剤を添
加してもよい。又場合によってはゴムラテックス、アク
リルエマルジョン。

酢酸ビニルエマルジョン、エチレン−酢酸ビニルエマル
ジョンのような他のエマルジョン、アミノプラスト樹脂
、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂。

ロジン、セラック、フェノール樹脂等の水溶性樹脂を併
用することも出来る。

次に１本発明の実施例を示す。

実施例１ かきまぜ機９温度計、還流冷却器１滴下ロート。

不活性ガス導入口を備えたフラスコ中へイオン交換水ｉ
ｏｏｇ、ラウリル硫酸ソーダ２９．メタ重亜硫酸ソーダ
０．２９を仕込み窒素ガス気流下でフラスコを８０℃に
昇温した。ついでの過硫酸アンモニウム０．５９をイオ
ン交換水２０９に溶解させた液および■トリス（２−ヒ
ドロキシエチル）インシアヌレートのアクリル酸トリエ
ステル３ｇ。

アクリル酸ブチル９０ｇ、アクリル酸２９．酢酸ビニル
５ｇの混合した液を別々の滴下ロートより２時間にわた
って均一に滴下した。フラスコは常に８０℃に保つ滴下
終了後、更に２時間反応させて重合を完了させた。

モノマの重合率は９８％以上であった。この様にして得
られたエマルジョンをアンモニア水でｐＨ８，０に調整
した。このエマルジョンは加熱残分４５重量％で粘度は
Ｂ型回転粘度計で２５℃で。

１８５０ＣｐＳ”ｉｃあった。

実施例２ 実施例１と同様にしてニドリス（２−ヒドロキシエチル
）イソシアヌレートのメタクリル酸のトリエステル５９
．アクリル酸２−エチルヘキシル７４ｇ、アクリル酸１
９．メタクリル酸メチル２０９より成る共重合エマルジ
ョンを合成した。

エマルジョンをアンモニア水でｐＨ８，０に調整した時
の加熱残分は４４チで粘度は２５００　ＣｐＳであった
。

実施例３ 実施例１と同様にしてトリス（２−ヒドロキシエチル）
イソシアヌレートのアクリル酸のトリエステル４９．メ
タクリル酸３９．アクリル酸エチル９３９よシ成る共重
合エマルジョンを合成した。

エマルジョンをアンモニア水でｐＨ８，０に調整した時
の加熱残分け４５．５重量％で粘度は１６００ｃｐｓで
あった。

比較例１ 実施例１と同様にしてアクリル酸ブチル９８ｇ。

アクリル酸２ｇよシ成る共重合体エマルジョンを合成し
た。合成したエマルジョンをアンモニア水でｐＨ８，０
に調整した時の加熱残分け４５％で粘度２０００　Ｃｐ
Ｓであった。

比較例２ 実施例１と同様にトリス（２−ヒドロキシエチル）イソ
シアヌレートのアクリル酸のトリエステル５９．アクリ
ル酸エチルｓｏｇ、酢酸ビニル１５９より成る共重合体
を合成したが、このエマルジョンは合成中多量の凝集物
が発生した。又このエマルジョンは機械的安定性が悪く
接着剤としては１史用できなかった。

比較例３ 実施例１と同様の装置を用いフラスコに酢酸エチルｉｏ
ｏｇ、）ルオール２０９．酢酸ビニル２８ｇ、アクリル
酸２−エチルヘキシル７０ｇ。

アクリル酸２ｇ（ｉ＝仕込み８０℃に昇温する。ついで
ターシャリブチルパーオキサイド０．４を加え約１０時
間重合するモノマの重合率は９８％以上で加熱残分４４
重量％：粘朋は１２０００ＣＩ）Ｓであった。

実施例１〜３．比較例１．３の接着剤の特性を以下の表
に示す。　′ 比較例３についてはメラミン樹脂（フランＸ６６日立化
成製）を固型分に対して２％添加後試験した。

試験条件（粘着力及び凝集力） キャンパスにハケで接着剤をＩＫｙ／ｍ２になる様に３
回塗布し、乾燥後ステンレススチールの板と貼り合せ１
日放置後試験する。

ｌ）粘着性テスト（ボールテスト） 接着剤をポリエステルフィルムに塗布乾燥後長さ２５０
　ｖｍ　＋幅１５ｍ／ｍ、傾き３０°、助走１００ｍ　
／　ｍ　＋転がし長さ１００ｍｍ、ボールはｘ７’ｉｏ
。

インチのＸで表わす。

２）粘着力 試験片長さ１００ｍ、幅１０°胴、測定機はショツパー
型引張り試験機スピード３６５　ｍｍ／　ｍｊｎ　。

３）耐熱性（クリープテスト） 試験片長さ２０肛１幅１０ｍｍ、荷重ＩＫりをかけ３０
分以上保持する温度を表わす。

本発明に係る接着剤用水性エマルジョンは、接着剤とし
たときに、耐熱性が優れる。また、接着性も良好である
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、（Ａｔ　）リス（ヒドロキシアルキル）インシアヌ
   レートのアクリル酸又はメタクリル酸のトリエステル　
   ２〜１０重量部 ｆＢ）　炭素数２〜１８のアルキル基を有するアクリル
   酸又はメタクリル酸エステル ３０〜９７．５重量部 ｆＣｌ　カルボキシル基を有するエチレン性不飽和単量
   体　０．５〜８重量部 レンし不飽和単量体　０〜５２重量部 からなる共重合体を水に分散させてなる接着剤用水性エ
   マルジョン。