JP2003531920A - 再湿潤可能な接着剤系 - Google Patents

再湿潤可能な接着剤系

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クラリアント・ゲーエムベーハー
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Abstract

(57)【要約】 本発明は、少なくとも1種の水溶性モノマーを、少なくとも1種の非水溶性コモノマーと、ミセル形成乳化剤の存在下で共重合させることにより得られるコロイド分散混合物を含む、新規な再湿潤可能な接着剤系に関する。本発明は、この新規な接着剤系の使用にも関する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】 本発明は新規なコロイド分散混合物を含んでなる再湿潤可能な接着剤系、およ
びその使用に関するものである。
【0002】 郵便切手、封筒、ラベル、およびその他に使用する、ガムとも呼ばれる再湿潤
可能な接着性塗料は、天然物質、例えばデンプン、デキストリン糊およびグルチ
ン糊、を使用するだけではなく、ポリビニルアルコールも大量に使用して製造さ
れる。これらの材料は、酸性またはアルカリ性加水分解により部分的に加水分解
された、主として低分子量等級のポリビニルアルコールである(DD特許第62
634号明細書)。ポリビニルアルコールには、高温条件下で、固体含有量が4
5%までの溶液が可能であり、十分な保存剤手段を加えた場合には、ゲル化する
ことなく、長期間保存できる、という優位性がある。乾燥した塗料に一定の耐ブ
ロッキング性を確保するために、ポリビニルアルコール溶液を単独重合体状ポリ
酢酸ビニル分散物と混合することが多い(DD−A−275069号またはEP
−A−705896号各明細書)。表面光沢が望まれる場合、共重合体状重合体
分散物も使用することができる。再乳化性を改良するために、グリセロールまた
は尿素を添加することが多い。乾燥した接着剤被膜を湿らせた後のタックの発生
は、ポリビニルアルコールと重合体分散物の混合比を変えることにより、変化さ
せることができる。
【0003】 公知のガムの中には、乾燥した塗料を、特に100℃における高温条件下で、
24時間貯蔵した後、著しい欠点を生じるものがある。
【0004】 多くの場合、塗料が、貯蔵後に最早水で活性化できない程に変化していること
がある。その場合、塗料は不活性であり、ガムとしては最早使用できない。本発
明の目的は、変化を生じることなく貯蔵でき、非常に容易に、非常に短い時間で
再活性化することができる、再湿潤可能な接着剤系を提供することである。
【0005】 驚くべきことに、再湿潤可能な接着剤系の一成分として、新種のコロイド分散
混合物を使用することにより、この目的が達成されることが分かった。
【0006】 そこで本発明は、少なくとも、および好ましくは、1種の水溶性モノマーを、
少なくとも、および好ましくは、1種の非水溶性コモノマーと、ミセル形成乳化
剤の存在下で共重合させることにより得られるコロイド分散混合物を含んでなる
、再湿潤可能な接着剤系を提供するものである。
【0007】 EP−A−894309明細書には、コロイド分散混合物、それらの製造方法
、およびそれらの、乳化重合用の保護コロイドとしての使用が開示されている。
【0008】 該コロイド分散混合物中の少なくとも1種の水溶性モノマーの比率は、好まし
くは70〜95重量%、特に好ましくは75〜90重量%、である。
【0009】 従って、該コロイド分散混合物中の少なくとも1種の非水溶性モノマーの比率
は、5〜30重量%、特に好ましくは10〜25重量%、である。
【0010】 再湿潤可能な接着剤系におけるコロイド分散混合物の比率は5〜100重量%
、好ましくは10〜100重量%、特に好ましくは20〜100重量%、である
、すなわち、コロイド分散混合物は単独で、あるいは他の材料とのブレンドの形
態で、コロイド分散物の諸特性に悪影響を及ぼすことなく、使用できる。適当な
ブレンド成分としては、様々なモノマー組成の重合体分散物、ポリビニルアルコ
ール、および/またはデンプンがある。
【0011】 デキストリンまたはポリビニルアルコールを基剤とする再湿潤可能な系と比較
して、本明細書の接着剤系は、再活性化時間が極めて短いのが特徴である。つま
り、乾燥被膜は、湿らせた直後に、高速度自動密封装置に不可欠な瞬間接着を可
能にする非常に高いウエットタックを生じる。塗布率が非常に低くても十分に迅
速な再活性化が可能である。約100g/m以上の塗布率では、タックが急速に
発生すると共に、著しく糸を引き、基材の濡れが非常に効率的に起こる。
【0012】 コロイド分散物を含んでなる接着剤は、水で再活性化され、タックを生じ、接
着を可能にする系に特に適している。用途の例としては、郵便切手、封筒用のリ
アフラップガム、再湿潤可能な接着テープ、および床材分野の剥離可能な接着剤
がある。
【0013】 剥離可能な接着剤は、迅速な修繕、すなわち床被覆材の交換、が可能になるの
で、織物製床被覆材の接着に使用される。床被覆材を取り去った後、床上に残っ
ている残留物は、水で濡らすことにより、容易に除去することができる。
【0014】 接着剤は、ローラーにより、または切込の入ったこてを使用して塗布すること
ができる。短時間の蒸発段階の後、二次裏張りを有する織物製被覆材を、まだ濡
れている接着剤床の上に直接敷く。
【0015】 驚くべきことに、ミセルを形成する乳化剤の存在下で、水溶性モノマーと非水
溶性コモノマーが共重合し、共重合体のコロイド分散混合物が形成されることが
分かった。
【0016】 乳化剤は、乳化重合により製造された、細かく分散した重合体粒子を安定化さ
せる。乳化剤は通常、表面活性物質、または界面活性剤である。界面活性剤は特
徴的な構造を有し、少なくとも1個の親水性官能基および少なくとも1個の疎水
性官能基を有する。この構造のために、界面活性剤は、重合体相と水相の間の界
面に蓄積することができ、立体的および/または静電気的効果により、細かく分
散した重合体粒子の融着を阻止する。親水性部分が電荷を持たない場合、その乳
化剤は非イオン系と呼ばれ、負の電荷を有する場合は陰イオン系乳化剤と呼ばれ
、正の電荷を有する場合、陽イオン系乳化剤である。界面活性剤を水に加えると
、ある一定濃度以上で、球状ミセルが形成される。乳化重合の実行に非常に重要
なのは、界面活性剤のこの特性である。この濃度は、臨界ミセル濃度(CMC)
と呼ばれ、個々の界面活性剤に特異的である。水中濃度がCMCを大幅に超える
と、界面活性剤の凝集挙動が変化し、例えば細長いミセル(棒状ミセル)が形成
される。
【0017】 ここに記載する本発明に適当な乳化剤には、非イオン系およびイオン系の両方
の乳化剤が含まれる。これらの乳化剤の例は、それぞれ3〜50モルのエチレン
オキシド単位を有するアルキルアリールポリグリコールエーテルおよびアルキル
ポリグリコールエーテル、エチレンオキシドとプロピレンオキシドのブロック共
重合体、それぞれ好ましくは親油性部分に8〜18個の炭素原子を有し、親水性
部分に50個までのエチレンオキシドまたはプロピレンオキシド単位を有するア
ルキルスルホネートまたはアルキルアリールスルホネート、アルキルサルフェー
ト、アルキルおよびアリールエーテルサルフェートおよびホスフェート、および
スルホコハク酸のモノエステルまたはジエステル、またはそれぞれの場合にアル
キル基中に好ましくは8〜18個の炭素原子を有するアルキルフェノールである
。非イオン系乳化剤およびイオン系と非イオン系の乳化剤の混合物を使用するの
が好ましい。
【0018】 使用する好ましい水溶性モノマーは、N−メチル−N−ビニルアセトアミド、
N−ビニルピロリドンまたはN−ビニルホルムアミドであり、非水溶性コモノマ
ーとしては、アクリル酸の置換されていない、またはアルファ−置換されたエス
テルを使用するのが好ましい。アクリル酸またはメタクリル酸のアルキルエステ
ル、特にC〜Cアルキルエステル、例えばブチルまたはエチルヘキシルエス
テル、が好ましい。アクリル酸エステルまたは他のモノマー、例えばマレイン酸
のエステル、好ましくはマレイン酸ジオクチル、の混合物を使用することもでき
る。
【0019】 共重合は、フリーラジカル付加重合として温度15〜100℃、特に60〜9
0℃、で行ない、使用するフリーラジカル開始剤は、非水溶性化合物、例えば2
,2’−アゾビスイソブチロニトリルまたは2,2’−アゾビス(2−メチルブ
チロニトリル)、または水溶性化合物、例えば2,2’−アゾビス(2−アミジ
ノプロパン)ジヒドロクロリド、を含んでなることができる。
【0020】 以下に本発明を実施例でより詳細に説明するが、これらの例に限定されるもの
ではない。
【0021】 百分率は常に重量で表示する。
【0022】 例1 N−ビニルピロリドンおよびアクリル酸2−エチルヘキシルからコロイド分散混
合物の製造 炭酸ナトリウム1.6gおよびEmulsogen(商品名)EPN 287(脂肪アルコール
ポリグリコールエーテル、Clariant GmbH)を脱イオン水497gに溶解させる
。この溶液を80℃に加熱する。この温度で、ビニルピロリドン300gとアク
リル酸2−エチルヘキシル100gの混合物を180分間かけて計量供給する。
これと平行して、アゾビスイソブチロニトリル2gをN−ビニル−2−ピロリド
ンに入れた溶液を計量供給する。モノマーの計量供給後、反応混合物を80℃に
90分間加熱し、次いで冷却し、180μmフィルターを通して30℃未満で排
出する。
【0023】 このコロイド分散混合物は下記の特徴を有する。 固体含有量 30.3% K値 66 Mastersizer測定による粒子径分布 体積(質量)画分 dv(10%)0.127μm dv(50%)0.418μm dv(90%)1.623μm N−ビニル−2−ピロリドン 600 ppm アクリル酸2−エチルヘキシル <25 ppm
【0024】 例2 N−ビニルホルムアミドおよびマレイン酸ジオクチルからコロイド分散混合物の
製造 炭酸ナトリウム1.6gおよびArkopal(商品名)N 308(30EOを含むノニ
ルフェノールポリグリコールエーテル、Clariant GmbH)を脱イオン水500g
に溶解させる。この溶液を80℃に加熱する。この温度で、N−ビニルホルムア
ミド340.6gおよびマレイン酸ジオクチル59.4gの混合物を180分間
かけて計量供給する。これと平行して、アゾビスイソブチロニトリル2gをN−
ビニル−2−ピロリドンに入れた溶液を計量供給する。モノマーの計量供給後、
反応混合物を80℃に90分間加熱し、次いで冷却し、180μmフィルターを
通して30℃未満で排出する。
【0025】 このコロイド分散混合物は下記の特徴を有する。 固体含有量 34% K値 73.8 Mastersizer測定による粒子径分布 体積(質量)画分 dv(10%)0.322μm dv(50%)0.715μm dv(90%)1.321μm N−ビニルホルムアミド <0.1% マレイン酸ジオクチル 1.4%
【0026】 以下に、再湿潤可能な接着剤系の例を幾つか記載するが、それらの試験は下記
の様に行なった。
【0027】 試験すべき再湿潤可能な接着剤を、幅5cm、長さ60cmの片側光沢処理したナ
トリウムグラフト紙(規定引張強度100g)の上に厚さ50μの湿った被膜に
塗布した。次いで、これを室温で乾燥させた。続いて、被覆した紙片を標準気象
条件下(23℃、相対湿度50%)で24時間保存した。Werle Tack Testerで
、被覆した紙に被覆していない紙を貼り合わせることにより、設定速度を試験し
た。この試験に関して、タックテスター上の設定は下記の通りであった。 開放時間 0.5秒間 閉鎖時間 0.5秒間
【0028】 被覆した紙をTylose(商品名)MH 1500 K、Clariant GmbHの2%濃度溶液で湿
らせた。塗布速度は使用するコーターにより測定し、22μmの濡れである。
【0029】 試験結果は、やはり試験を行なうプレート上に示す。結論は、(ウエット)タ
ックの発生が開始する点から出発し、紙が裂けるまで引き出すことができる。
【0030】 例3 例1から得たコロイド分散混合物を再湿潤可能な接着剤系として使用する(接
着剤系のコロイド分散混合物の比率は100%である)。
【0031】 固体含有量が30%であるにも関わらず、接着剤系は比較的迅速に乾燥する。
乾燥工程中、最初は高いウエットタックおよび優れた流動性を示し、密着した、
非常に平滑な、高レベルの耐ブロッキング性を示す被膜を形成する。水が完全に
無くなると、例えば紙上の被覆は層同士が粘着せずに保存できる。これは室温に
おいてだけではなく、温度50℃で、200g/cmの荷重をかけても同様である
【0032】 例4 例1のコロイド分散混合物を酢酸ビニル重合体分散物(固体含有量約50%)
、例えばMowilith(商品名)DH 257(Clariant GmbH)、と80:20で混合する
【0033】 例5 例1のコロイド分散混合物を酢酸ビニル重合体分散物(固体含有量約50%)
、例えばMowilith(商品名)DH 257(Clariant GmbH)、と20:80で混合する
【0034】 例6 例1のコロイド分散混合物をポリビニルアルコール、例えばMowiol(商品名)
4-88(Clariant GmbH)、の30%濃度溶液と80:20で混合する。
【0035】 混合には、ポリビニルアルコールを攪拌しながら90℃で水に溶解させる。溶
液が室温に冷却された後、上記の比率で混合することができる。
【0036】 例7 例1のコロイド分散混合物をポリビニルアルコール、例えばMowiol(商品名)
4-88(Clariant GmbH)、の30%濃度溶液と20:80で混合する。
【0037】 混合には、ポリビニルアルコールを攪拌しながら90℃で水に溶解させる。溶
液が室温に冷却された後、混合を上記の比率で行なうことができる。
【0038】 例8 例1のコロイド分散混合物をEmcol(商品名)UK/Nデンプン(Emsland)の6%濃
度溶液と80:20で混合する。
【0039】 デンプン溶液は、冷水に可溶なデンプン粉末を水中に散布することにより製造
する。塊の形成を避けるために、デンプン溶液は連続的に攪拌しながら製造しな
ければならない。次いで、保存剤を添加することにより、デンプン溶液を汚染か
ら保護しなければならない。
【0040】 例9 例1のコロイド分散混合物をEmcol(商品名)UK/Nデンプン(Emsland)の6%濃
度溶液と20:80で混合する。
【0041】 デンプン溶液は、冷水に可溶なデンプン粉末を水中に散布することにより製造
する。塊の形成を避けるために、デンプン溶液は連続的に攪拌しながら製造しな
ければならない。次いで、保存剤を添加することにより、デンプン溶液を汚染か
ら保護しなければならない。
【0042】 例3〜9の再湿潤可能な接着剤系の試験結果は表1に示す通りである。 表1 例 解放時間 閉鎖時間 50μ湿潤接着 セット開始 100g値 再湿潤性 フィルムの適用 秒 3 0.5秒 0.5秒 問題なし 3秒後 6秒 非常に良好 4 0.5秒 0.5秒 問題なし 3.5秒後 7秒 非常に良好 5 0.5秒 0.5秒 問題なし 5秒後 8秒 満足 6 0.5秒 0.5秒 問題なし 4秒後 8秒 非常に良好 7 0.5秒 0.5秒 問題なし 3.5秒後 9秒 非常に良好 8 0.5秒 0.5秒 問題なし 4.5秒後 8秒 非常に良好9 0.5秒 0.5秒 問題なし 10秒後 16秒 良好
【手続補正書】特許協力条約第34条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成13年3月8日(2001.3.8)
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C08F 226/10 C08F 226/10 C09J 103/02 C09J 103/02 129/04 129/04 133/02 133/02 133/08 133/08 135/02 135/02 139/00 139/00 139/06 139/06 171/02 171/02 Fターム(参考) 4J011 KA04 KA05 KA15 KB02 KB14 KB22 KB29 4J040 BA111 DD021 DF012 DF042 DF091 DG012 DH021 DH031 EE012 HB15 HD13 HD24 JA03 JB03 JB04 KA38 MA08 MA09 NA05 PA34 4J100 AL03Q AL04Q AL34Q AN04P AQ08P BA13P BA14P CA04 FA03 FA20 FA28 JA03

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 少なくとも1種の水溶性モノマーを、少なくとも1種の非水溶性コモノマーと
    、ミセル形成乳化剤の存在下で共重合させることにより得られるコロイド分散混
    合物を含んでなることを特徴とする、再湿潤可能な接着剤系。
  2. 【請求項2】 接着剤系中のコロイド分散混合物の比率が5〜100%である、請求項1に記
    載の再湿潤可能な接着剤系。
  3. 【請求項3】 コロイド分散混合物中の前記少なくとも1種の水溶性モノマーの比率が70〜
    95重量%である、請求項1または2に記載の再湿潤可能な接着剤系。
  4. 【請求項4】 様々なモノマー組成の重合体分散物、ポリビニルアルコール、および/または
    デンプンをさらに含んでなる、請求項1〜3のいずれか一項に記載の再湿潤可能
    な接着剤系。
  5. 【請求項5】 前記水溶性モノマーが、N−メチル−N−ビニルアセトアミド、N−ビニル−
    2−ピロリドンまたはN−ビニルホルムアミドである、請求項1〜4のいずれか
    一項に記載の再湿潤可能な接着剤系。
  6. 【請求項6】 前記非水溶性コモノマーが、アクリル酸の置換されていない、またはアルファ
    −置換されたエステル、またはマレイン酸のエステルである、請求項1〜5のい
    ずれか一項に記載の再湿潤可能な接着剤系。
  7. 【請求項7】 前記水溶性モノマーがN−ビニル−2−ピロリドンであり、前記非水溶性モノ
    マーが、アクリル酸またはメタクリル酸のアルキルエステルである、請求項5ま
    たは6に記載の再湿潤可能な接着剤系。
  8. 【請求項8】 前記非水溶性モノマーが、ブチルまたはエチルヘキシルアクリレートまたはジ
    オクチルマレエートである、請求項6または7に記載の再湿潤可能な接着剤系。
  9. 【請求項9】 前記乳化剤が、非イオン系乳化剤またはイオン系と非イオン系乳化剤の混合物
    を含んでなる、請求項1〜8のいずれか一項に記載の再湿潤可能な接着剤系。
  10. 【請求項10】 前記乳化剤が、それぞれ3〜50モルのエチレンオキシド単位を有するアルキ
    ルアリールポリグリコールエーテルまたはアルキルポリグリコールエーテル、エ
    チレンオキシドとプロピレンオキシドのブロック共重合体、それぞれ好ましくは
    親油性部分に8〜18個の炭素原子を有し、親水性部分に50個までのエチレン
    オキシドまたはプロピレンオキシド単位を有するアルキルスルホネートまたはア
    ルキルアリールスルホネート、アルキルサルフェート、アルキルおよびアリール
    エーテルサルフェートおよびホスフェート、およびスルホコハク酸のモノエステ
    ルまたはジエステル、またはそれぞれの場合にアルキル基中に好ましくは8〜1
    8個の炭素原子を有するアルキルフェノールを含んでなる、請求項1〜9のいず
    れか一項に記載の再湿潤可能な接着剤系。
  11. 【請求項11】 共重合がフリーラジカル付加重合として行なわれる、請求項1〜10のいずれ
    か一項に記載の再湿潤可能な接着剤系。
  12. 【請求項12】 共重合が60〜90℃で行なわれる、請求項11に記載の再湿潤可能な接着剤
    系。
  13. 【請求項13】 請求項1に記載の再湿潤可能な接着剤系の、郵便切手、封筒用のリアフラップ
    ガム、接着性バインダー、および床材分野用の接着剤への使用。
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