JP2004534894A - 感圧型接着剤の水白化耐性を改善する方法 - Google Patents
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Abstract
水性乳化重合体を含む、水白化耐性を高めた感圧型接着剤組成物を開示する。重合体が、(i)少なくとも1種の疎水性の、アルコールのアクリル酸アルキルまたはメタクリル酸アルキルエステル、(ii)少なくとも1種の親水性単量体少なくとも約1重量%、(iii)少なくとも1種の部分的に親水性の、アルコールのアクリル酸アルキルまたはメタクリル酸アルキルエステル少なくとも約5重量%、および(iv)末端アリルアミン部分を有する化合物、少なくとも1つのアルケニル置換基を有する置換フェニル化合物、ポリオキシアルキレン−1−(アリルオキシメチル)アルキルエーテル硫酸塩、またはこれらの混合物から選択した水溶性または水分散性の重合可能な界面活性剤を含む、重合可能な水性エマルジョンの重合反応生成物を含み、重合体の平均粒径が200nm以下である。前述のものを調製する方法もまた開示する。
Description
【技術分野】
【0001】
本出願は、参照によりその開示が本明細書に組込まれている、2001年7月13日に出願した米国先行仮出願第60/305,174号、および2001年9月21日に出願した第60/323,984号の優先権を請求する正式出願である。
【0002】
本発明は、水性エマルジョンをベースとする感圧型接着剤、および接着剤を調製する方法に関する。本発明の感圧型接着剤は、水白化耐性が高められている。
【背景技術】
【0003】
これらの感圧型接着剤は、温水吹きつけまたは浸漬に曝された場合に、基材と支持体の間の接着を維持することが感圧型接着剤に要求されるような用途に特に適する。容器が洗浄処理中に温水の吹きつけに曝される場合の容器ラベルなどの用途には、温水接着性が必要である。通常、透明な支持体または基材を有する感圧型接着剤が水または高湿度に曝される場合はどんな程度であれ、水白化耐性があることが望ましい。例としては、トラック、標識、および容器の側面上のラベルがある。
【0004】
感圧型接着剤に使用するための水白化耐性ラテックスエマルジョンを提供する方法は、当技術分野で開示されている。米国特許第5,286,843号により、水性ラテックスエマルジョンおよび水溶性イオンを含む感圧型接着剤の水白化耐性を、水溶性イオンを除去し、pHを少なくとも約6に調整することにより改善する方法が開示されている。この特許は、水溶性イオンが、遠心分離、透析、沈殿およびイオン交換樹脂による脱イオン化を含むいくつかの技法により除去され得ることを開示している。水溶性イオンを除去する好ましい方法は、水性ラテックスエマルジョン、水性エマルジョンを含む配合した感圧型接着剤、またはその両者をイオン交換樹脂に接触させることである。国際公開WO97/11996により、感圧型接着剤組成物中で有用な温水白化耐性ラテックスエマルジョンを調製する方法が開示されている。この方法は、少なくとも1種の、少なくとも4個の炭素原子を含むアルコールのアクリル酸アルキルエステル、少なくとも1種の極性コモノマー、および少なくとも1種の、少なくとも約7wt%の量で存在する部分的水溶性コモノマーを含む単量体混合物を共重合させることを含む。重合は、少なくとも1種の、エチレンオキシドを少なくとも8モル含む非イオン界面活性剤、および少なくとも1種の、エチレンオキシドを最高で約10モル含むアニオン界面活性剤の存在下で実施される。重合生成物を中和すると、pHが7を超え、最高で約165nmの体積平均粒径直径を有する粒子を含むエマルジョンが生成される。重合に続いて、エマルジョンからのフィルムキャストの不透明度を安定化させるために電解質を加え得る。国際公開WO00/61670により、高められた水白化耐性を示すことに加えて、温水環境中での接着を維持する感圧型接着剤に使用するための水性ラテックスエマルジョンを調製する方法が開示されている。この方法は、基本的には、少なくとも1種の、アルキル連鎖中に少なくとも4個の炭素原子を有するアクリル酸アルキル、少なくとも1種のエチレン性不飽和カルボン酸、および少なくとも1種のスチレン単量体からなる単量体混合物から水性ラテックスエマルジョンを調製し、少なくとも1種のアニオン界面活性剤、および酸化還元型フリーラジカル開始剤系の存在下で重合が実施されることを含む。WO00/61670の方法により調製された水性ラテックスエマルジョンは、約100nm以下の平均粒径直径を持つ重合体粒子を有することが開示されている。上記の特許/文献で、重合可能な界面活性剤を使用して、感圧型接着剤を調製することを開示しているものはない。
【0005】
米国特許第5,928,783号および第6,239,240号により、感圧型接着剤としての用途を有する水性乳化重合体を調製する方法が開示されている。この重合体は、少なくとも1種のエチレン性不飽和単量体と、末端アリルアミン部分を有する重合可能な界面活性剤を反応させることにより調製される。どちらの特許にも、水白化耐性を高めた感圧型接着剤を調製することは開示されていない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
本発明の目的は、水白化耐性を高めた感圧型接着剤(「PSA」)組成物を提供することである。本発明の他の目的は、水白化耐性を高めた感圧型接着剤を調製する方法を提供することである。
【0007】
上記その他の目的は、以後に非限定的により詳細に説明されている本発明中で達成される。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明によれば、(a)(i)少なくとも1種の疎水性の、アルコールのアクリル酸アルキルまたはメタクリル酸アルキルエステル、(ii)少なくとも1種の親水性単量体少なくとも約1重量%、(iii)少なくとも1種の部分的に親水性の、アルコールのアクリル酸アルキルまたはメタクリル酸アルキルエステル少なくとも約5重量%、および(iv)末端アリルアミン部分を有する化合物、少なくとも1つのアルケニル置換基を有する置換フェニル化合物、ポリオキシアルキレン−1−(アリルオキシメチル)アルキルエーテル硫酸塩、またはこれらの混合物から選択した水溶性または水分散性の重合可能な界面活性剤を含み、単量体(i)、(ii)、および(iii)の重量%が、プレエマルジョン中の単量体(i)、(ii)、および(iii)の合計重量に対するものである、重合可能な水性プレエマルジョンを生成させるステップ、(b)水、末端アリルアミン部分を有する化合物、少なくとも1つのアルケニル置換基を有する置換フェニル化合物、ポリオキシアルキレン−1−(アリルオキシメチル)アルキルエーテル硫酸塩、またはこれらの混合物から選択した有効量の水溶性または水分散性の重合可能な界面活性剤、および重合開始剤の最初の量を接触させて混合物を生成させるステップ、(c)プレエマルジョンを(b)の混合物に継続的に添加して、プレエマルジョンを重合させ、ラテックスエマルジョンを生成させ、プレエマルジョンの重合中に追加の重合開始剤を加えるステップ、および(d)ラテックスエマルジョンのpHを適当な塩基で約6.5〜約9のpHに調整するステップを含み、(b)の混合物中の水溶性または水分散性の重合可能な界面活性剤の有効量が、200nm以下の平均粒径を有する感圧型接着剤を生成させるために必要な量である、水白化耐性を高めた感圧型接着剤を調製する方法を提供する。
【0009】
さらに本発明によれば、(a)水、末端アリルアミン部分を有する化合物、少なくとも1つのアルケニル置換基を有する置換フェニル化合物、ポリオキシアルキレン−1−(アリルオキシメチル)アルキルエーテル硫酸塩、またはこれらの混合物から選択した有効量の水溶性または水分散性の重合可能な界面活性剤、および重合開始剤の最初の量を接触させて混合物を生成させるステップ、(b)単量体、および場合によっては追加の水を混合物に継続的に添加し、生じたエマルジョンを重合させてラテックスエマルジョンを生成させ、エマルジョンの重合中追加の重合開始剤を加え、単量体が、(i)少なくとも1種の疎水性の、アルコールのアクリル酸アルキルまたはメタクリル酸アルキルエステル、(ii)少なくとも1種の親水性単量体少なくとも約1重量%、(iii)少なくとも1種の部分的に親水性の、アルコールのアクリル酸アルキルまたはメタクリル酸アルキルエステル少なくとも約5重量%、および(iv)末端アリルアミン部分を有する化合物、少なくとも1つのアルケニル置換基を有する置換フェニル化合物、ポリオキシアルキレン−1−(アリルオキシメチル)アルキルエーテル硫酸塩、またはこれらの混合物から選択した水溶性または水分散性の重合可能な界面活性剤を含み、単量体(i)、(ii)、および(iii)の重量%が、単量体(i)、(ii)、および(iii)の合計重量に対するものであるステップ、および(c)ラテックスエマルジョンのpHを適当な塩基で約6.5〜約9のpHに調整するステップを含み、混合物中の水溶性または水分散性の重合可能な界面活性剤の有効量が、200nm以下の平均粒径を有する感圧型接着剤を生成するために必要な量である、水白化耐性を高めた感圧型接着剤を調製する方法を提供する。
【0010】
さらに本発明によれば、水性乳化重合体を含む水白化耐性を高めた感圧型接着剤組成物を提供し、重合体が、(i)少なくとも1種の疎水性の、アルコールのアクリル酸アルキルまたはメタクリル酸アルキルエステル、(ii)少なくとも1種の親水性単量体少なくとも約1重量%、(iii)少なくとも1種の部分的に親水性の、アルコールのアクリル酸アルキルまたはメタクリル酸アルキルエステル少なくとも約5重量%、および(iv)末端アリルアミン部分を有する化合物、少なくとも1つのアルケニル置換基を有する置換フェニル化合物、ポリオキシアルキレン−1−(アリルオキシメチル)アルキルエーテル硫酸塩、またはこれらの混合物から選択した水溶性または水分散性の重合可能な界面活性剤を含み、単量体(i)、(ii)、および(iii)の重量%が、単量体(i)、(ii)、および(iii)の合計重量に対するものである、重合可能な水性エマルジョンの重合反応生成物を含み、重合後に重合体のpHが約6.5〜約9のpHに調整され、重合体の平均粒径が200nm以下である。
【0011】
さらに本発明によれば、上述の方法により生成された、水白化耐性を高めた感圧型接着剤を提供する。
【0012】
場合によっては本発明の方法には、単量体(i)、(ii)、および(iii)の変換が90%を超えた後に、ラテックスエマルジョンにC2〜C10カルボン酸のビニルエステルを添加することが含まれる。本発明はまた場合によっては、重合反応生成物が、単量体(i)、(ii)、および(iii)の変換が90%を超えた後に重合反応生成物に加えた、C2〜C10カルボン酸のビニルエステルをさらに含む感圧型接着剤を提供する。
【発明を実施するための最良の形態】
【0013】
本発明は、ラベル、ステッカー等、特に少なくとも部分的に透明であり、使用中に水または高湿度に曝されるラベルおよびステッカー支持体などの製品を製造するのに有用な水性エマルジョン感圧型接着剤を提供する。本発明の感圧型接着剤は、ラベルを貼った容器が温水の環境の影響を受ける、容器ラベルの用途に特に有用である。
【0014】
本発明の感圧型接着剤は、高められた水白化耐性を示す。水白化の程度は、視覚的にまたは吸光度を時間の関数として測定するUV/可視分光法を用いて決定される。本明細書では、本発明のPSAは、(a)24時間室温水に浸漬後(UV/可視分光法により測定して)吸光度の増加が0.2未満、好ましくは0.05未満であった、および/または(b)190°F(87.8℃)の水中に30分浸漬後、明らかな変化がなかった場合、PSAフィルムの許容される水白化レベルを有していると決定される。
【0015】
本発明の第1の実施形態は、(a)(i)少なくとも1種の疎水性の、アルコールのアクリル酸アルキルまたはメタクリル酸アルキルエステル、(ii)少なくとも1種の親水性単量体少なくとも約1重量%、(iii)少なくとも1種の部分的に親水性の、アルコールのアクリル酸アルキルまたはメタクリル酸アルキルエステル少なくとも約5重量%、および(iv)末端アリルアミン部分を有する化合物、少なくとも1つのアルケニル置換基を有する置換フェニル化合物、ポリオキシアルキレン−1−(アリルオキシメチル)アルキルエーテル硫酸塩、またはこれらの混合物から選択した水溶性または水分散性の重合可能な界面活性剤を含み、単量体(i)、(ii)、および(iii)の重量%が、プレエマルジョン中の単量体(i)、(ii)、および(iii)の合計重量に対するものである、重合可能な水性プレエマルジョンを生成させるステップ、(b)水、末端アリルアミン部分を有する化合物、少なくとも1つのアルケニル置換基を有する置換フェニル化合物、ポリオキシアルキレン−1−(アリルオキシメチル)アルキルエーテル硫酸塩、またはこれらの混合物から選択した有効量の水溶性または水分散性の重合可能な界面活性剤、および重合開始剤の最初の量を接触させて混合物を生成させるステップ、(c)プレエマルジョンを(b)の混合物に継続的に添加して、プレエマルジョンを重合させ、ラテックスエマルジョンを生成させ、プレエマルジョンの重合中追加の重合開始剤を加えるステップ、および(d)ラテックスエマルジョンのpHを適当な塩基で約6.5〜約9のpHに調整するステップを含み、(b)の混合物中の水溶性または水分散性の重合可能な界面活性剤の有効量が、200nm以下、好ましくは100nm以下の平均粒径を有する感圧型接着剤を生成するために必要な量である、水白化耐性を高めた感圧型接着剤を調製する方法に関する。
【0016】
本発明の第2の実施形態は、(a)水、末端アリルアミン部分を有する化合物、少なくとも1つのアルケニル置換基を有する置換フェニル化合物、ポリオキシアルキレン−1−(アリルオキシメチル)アルキルエーテル硫酸塩、またはこれらの混合物から選択した水溶性または水分散性の重合可能な界面活性剤の有効量、および重合開始剤の最初の量を接触させて混合物を生成させるステップ、(b)単量体、および場合によっては追加の水を混合物に継続的に添加し、生じたエマルジョンを重合させてラテックスエマルジョンを生成させ、エマルジョンの重合中追加の重合開始剤を加え、前記単量体が、(i)少なくとも1種の疎水性の、アルコールのアクリル酸アルキルまたはメタクリル酸アルキルエステル、(ii)少なくとも1種の親水性単量体少なくとも約1重量%、(iii)少なくとも1種の部分的に親水性の、アルコールのアクリル酸アルキルまたはメタクリル酸アルキルエステル少なくとも約5重量%、および(iv)末端アリルアミン部分を有する化合物、少なくとも1つのアルケニル置換基を有する置換フェニル化合物、ポリオキシアルキレン−1−(アリルオキシメチル)アルキルエーテル硫酸塩、またはこれらの混合物から選択した水溶性または水分散性の重合可能な界面活性剤を含み、単量体(i)、(ii)、および(iii)の重量%が、混合物に加えられた単量体(i)、(ii)、および(iii)の合計重量に対するものであるステップ、および(c)ラテックスエマルジョンのpHを適当な塩基で約6.5〜約9のpHに調整するステップを含み、混合物中の水溶性または水分散性の重合可能な界面活性剤の有効量が、200nm以下、好ましくは100nm以下の平均粒径を有する感圧型接着剤を生成するために必要な量である、水白化耐性を高めた感圧型接着剤を調製する方法に関する。
【0017】
本発明に使用可能な疎水性のアクリル酸アルキルまたはメタクリル酸アルキルのエステル単量体としては、アルコールのアルキル部分が直鎖または分岐であり、少なくとも4個の炭素原子を含むアルコールのアクリル酸アルキルまたはメタクリル酸アルキルエステルがある。アクリル酸アルキルまたはメタクリル酸アルキル単量体のアルキル基は、好ましくは4〜約14個の炭素原子、より好ましくは4〜約10個の炭素原子、最も好ましくは4〜約8個の炭素原子を有する直鎖または分岐アルキル基である。このクラスの単量体の例としては、これに限定されることなく、アクリル酸イソオクチル、アクリル酸4−メチル−2−ペンチル、アクリル酸2−メチルブチル、アクリル酸イソアミル、アクリル酸sec−ブチル、アクリル酸n−ブチル、アクリル酸2−エチルヘキシル、メタクリル酸イソデシル、アクリル酸イソノニル、アクリル酸イソデシル等の単独または複数の混合物がある。
【0018】
現在のところ好ましい疎水性単量体は、アクリル酸2−エチルヘキシル、アクリル酸n−ブチル、およびこれらの混合物である。
【0019】
疎水性のアクリル酸アルキルまたはメタクリル酸アルキルエステル単量体の量は、単量体(i)、(ii)、および(iii)の合計重量に対して好ましくは約70〜約90重量%、より好ましくは約75〜約85重量%である。
【0020】
本発明によれば使用可能な親水性単量体は、疎水性の単量体と共重合可能であり、水溶性である単量体である。親水性単量体は、モノオレフィン系モノカルボン酸、モノオレフィン系ジカルボン酸、またはこれらの混合物から選択される。
【0021】
親水性単量体の適当な例としては、これに限定されることなく、アクリル酸、メタクリル酸、フマル酸、マレイン酸、イタコン酸、クロトン酸、アクリル酸オリゴマー、およびこれらの混合物がある。現在のところ好ましい酸は、アクリル酸、メタクリル酸、およびこれらの混合物である。
【0022】
単量体(i)、(ii)、および(iii)の合計重量に対する、親水性単量体の量は、少なくとも約1重量%、好ましくは約2〜約10重量%、より好ましくは約3〜約10重量%、最も好ましくは約4〜約8重量%である。
【0023】
本発明によれば使用可能な部分的に親水性のアクリル酸アルキルまたはメタクリル酸アルキルエステル単量体としては、アルコールのアルキル部分が1〜2個の炭素原子を有するアルコールのアクリル酸アルキルまたはメタクリル酸アルキルエステルがある。部分的に親水性の単量体はまた、部分的に水溶性の単量体と呼ばれる。
【0024】
適当な部分的親水性の単量体の例としては、アクリル酸メチル、メタクリル酸メチル、アクリル酸エチル、およびこれらの混合物がある。現在のところ好ましい酸は、アクリル酸メチル、メタクリル酸メチル、およびこれらの混合物であり、アクリル酸メチルが現在のところ最も好ましい。
【0025】
単量体(i)、(ii)、および(iii)の合計重量に対する、部分的親水性単量体の量は、少なくとも約5重量%、好ましくは約5〜約20重量%、より好ましくは約5〜約18重量%、最も好ましくは約10〜約16重量%である。
【0026】
本発明に使用可能な、末端アリルアミン部分を有する水溶性または水分散性の重合可能な界面活性剤としては、それらのすべてが参照により本明細書に組込まれている、米国特許第5,928,783号、および米国特許第6,239,240号に開示されている重合可能な界面活性剤がある。本発明の重合可能な界面活性剤は、スルホン酸アリルアミン塩部分、硫酸アリルアミン塩部分、またはリン酸アリルアミン塩部分から選択した親水性部分、および−R、または式RO−(CH2CH2O)n−(式中、Rがアルキル基、またはアルキルで置換されたフェニル基であり、ただしアルキル基が1〜20個の炭素原子、好ましくは10〜18個の炭素原子を有し、nが2〜100、好ましくは2〜15の整数である)を有する基から選択した疎水性部分を含むことが好ましい。親水性部分および疎水性部分は、共有結合によって結合されている。こうした重合可能な界面活性剤の組合せが、本発明の重合体の調製に使用し得る。本発明で有用な末端アリルアミン部分を有する水溶性または水分散性の重合可能な界面活性剤は、Stepan社からPolystep(登録商標)NMS(商標)として入手可能である。
【0027】
末端アリルアミン部分を有する適当な水溶性または水分散性の重合可能な界面活性剤としては、これに限定されることなく、以下の例がある。
【0028】
好ましい重合可能な界面活性剤が、式
【0029】
【化1】
を有し、式中、
R1が1〜20個の炭素原子、好ましくは10〜18個の炭素原子を有するアルキル基であり、X+が+NH3、+NH2R4、または+NHR4R5から選択され、R4およびR5が、それぞれ独立にC1〜C4のアルキルまたはヒドロキシアルキル基から選択される、アルキルベンゼンスルホン酸のアリルアミン塩である。X+は好ましくは+NH3である。このタイプの重合可能な界面活性剤の例は、ドデシルベンゼンスルホン酸のアリルアミン塩である。
【0030】
他の好ましい重合可能な界面活性剤は、式
【0031】
【化2】
を有し、式中、
R2が1〜20個の炭素原子、好ましくは10〜18個の炭素原子を有するアルキル基であり、nが2〜100、好ましくは2〜15の整数であり、X+がNH3 +、+NH2R4、または+NHR4R5から選択され、R4およびR5が、それぞれ独立にC1〜C4のアルキルまたはヒドロキシアルキル基から選択される、アルキルエーテル硫酸のアリルアミン塩である。X+は好ましくは+NH3である。このタイプの重合可能な界面活性剤の例は、ラウレス硫酸のアリルアミン塩である。
【0032】
他の好ましい重合可能な界面活性剤は、式
【0033】
【化3】
を有し、式中、
R3がアルキルまたはアルキルで置換されたフェニル基であり、アルキル基が1〜20個の炭素原子を有し、nが2〜100、好ましくは2〜15の整数であり、X+が+NH3、+NH2R4、または+NHR4R5から選択され、R4およびR5が、それぞれ独立にC1〜C4のアルキルまたはヒドロキシアルキル基から選択される、リン酸エステルのアリルアミン塩である。X+は好ましくは+NH3である。このタイプの重合可能な界面活性剤の例には、ノニルフェノールエトキシラート(EO9モル)リン酸エステルのアリルアミン塩である。
【0034】
他の好ましい重合可能な界面活性剤は、式
R6−SO3 −+X−CH2−CH=CH2
を有し、式中、
R6が6〜20個の炭素原子、好ましくは10〜18個の炭素原子を有するアルキル基であり、X+が+NH3、+NH2R4、または+NHR4R5から選択され、R4およびR5が、それぞれ独立にC1〜C4のアルキルまたはヒドロキシアルキル基から選択される硫酸のアリルアミン塩である。X+は好ましくは+NH3である。
【0035】
本発明による水溶性または水分散可能な重合可能な界面活性剤として使用可能な、少なくとも1つのアルケニル置換基を有する置換フェニル化合物としては、そのすべてが参照により本明細書に組込まれている米国特許第5,332,854号に開示されているものを含む。
【0036】
適当な、少なくとも1のアルケニル置換基を有する置換フェニル化合物としては、式
【0037】
【化4】
を有し、式中、
R7が6〜18個の炭素原子を含むアルキル、アルケニル、もしくはアラルキル基であり、R8が水素原子、または6〜18個の炭素原子を含むアルキル、アルケニル、もしくはアラルキル基であり、R9が水素原子、またはプロペニル基であり、Aが2〜4個の炭素原子の非置換もしくは置換アルキレン基であり、nが1〜約200、好ましくは2〜約100の整数であり、Mがアルカリ金属、アンモニウムイオン、またはアルカノールアミン残基である化合物が含まれる。
【0038】
本発明の置換フェニル化合物では、R7およびR8のアルキル、アルケニル、およびアラルキル基は、それぞれ独立に選択され、同じか、または異なってもよい。適当なアルキル基としては、これに限定されることなく、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル、ウンデシル、ドデシル、トリデシル、テトラデシル、ペンタデシル、ヘキサデシル、ヘプタデシル、およびオクタデシルがある。適当なアルケニル基としては、これに限定されることなく、ヘキセニル、ヘプテニル、オクテニル、ノネニル、デセニル、ウンデセニル、ドデセニル、トリデセニル、テトラデセニル、ペンタデセニル、ヘキサデセニル、ヘプタデセニル、およびオクタデセニルがある。適当なアラルキル基としては、これに限定されることなく、スチリル、ベンジル、およびクミルがある。
【0039】
プロペニル基は、トランスおよびシス異性体を生じ得る。本発明では、これらの異性体をそれぞれ独立にまたは混合物として使用し得る。
【0040】
Aに対して適当な非置換もしくは置換アルキレン基としては、たとえばエチレン、プロピレン、ブチレン、およびイソブチレンがある。ポリオキシアルキレン基−(AO)n−は、単独、ブロック、またはランダム重合体、またはこれらの混合物であり得る。
【0041】
本発明の置換フェニル界面活性剤を製造する反応条件は決定的ではない。たとえば、置換フェニル界面活性剤は、エチレンオキシド(EO)またはプロピレンオキシド(PO)などのアルキレン酸化物を、アルキル化プロペニルフェノールに通常の方法で添加し、アディクト(addict)を硫酸、スルファミン酸、クロロスルホン酸等の硫酸化剤で硫酸化し、それに続いてアルカリ性物質で中和することにより作製し得る。
【0042】
現在のところ好ましい置換フェニル化合物の群は、式
【0043】
【化5】
を有し、式中、
R7、A、M、およびnが上記に定義されたとおりである化合物である。より好ましい化合物は、R7がアルキルであり、Aがエチレン(−CH2CH2−)であり、Mがアルカリ金属またはアンモニウムであるものである。最も好ましい化合物は、第一工業製薬株式会社(東京、日本)から商品名Hitenol BCとして入手可能な化合物などの、
Mがアンモニウムであり、R7がノニルであり、nが約10〜約30のものである。
【0044】
本発明で水溶性または水分散性の重合可能な界面活性剤として使用可能な、ポリオキシアルキレン−1−(アリルオキシメチル)アルキルエーテル硫酸塩化合物には、日本国特許第2596441号(第一工業製薬株式会社)中に開示されているものが含まれる。
【0045】
適当なポリオキシアルキレン−1−(アリルオキシメチル)アルキルエーテル硫酸塩化合物は、式
【0046】
【化6】
を有し、式中、
R10が8〜30個の炭素原子、好ましくは8〜14個の炭素原子、より好ましくは10〜12個の炭素原子を含む、直鎖または分岐アルキル基であり、R11が、水素、またはメチル、好ましくは水素であり、Aが2〜4個の炭素原子を有する非置換もしくは置換アルキレン基であり、nが0、または1〜約200、好ましくは2〜約100、より好ましくは2〜約30の整数であり、Mがアルカリ金属、アンモニウムイオン、またはアルカノールアミン残基である、化合物を含む。アルカノールアミン残基の例としては、モノエタノールアミン、トリエタノールアミン等がある。
【0047】
Aに対して、適当な非置換もしくは置換アルキレン基としては、たとえば、エチレン、プロピレン、ブチレン、およびイソブチレンがある。ポリオキシアルキレン基−(AO)n−は、単独、ブロック、またはランダム重合体、またはこれらの混合物であり得る。
【0048】
本発明のポリオキシアルキレン−1−(アリルオキシメチル)アルキルエーテル硫酸塩化合物は、日本国特許第2596441号に記載されている方法に従って調製することか可能である。
【0049】
現在のところ好ましいポリオキシアルキレン−1−(アリルオキシメチル)アルキルエーテル硫酸塩化合物の群は、式
【0050】
【化7】
を有し、式中、
R10が、8〜14個の炭素原子、より好ましくは10〜12個の炭素原子を含むアルキル基であり、nが1〜約200、好ましくは2〜約100、より好ましくは2〜約30の整数であり、Mがアルカリ金属、アンモニウムイオン、またはアルカノールアミン残基である化合物である。より好ましい化合物は、第一工業製薬株式会社(東京、日本)からHitenol(登録商標)KH(商標)として入手可能な化合物などの、R10がデシルまたはドデシル基であり、nが5〜10であり、MがNH4のものである。
【0051】
この方法に利用される、たとえばこの方法のステップ(a)および(b)中に加えられる水溶性または水分散性の重合可能な界面活性剤の合計量は、単量体(i)、(ii)、および(iii)の合計重量に対して約0.1〜約5重量%、好ましくは約0.5〜約2重量%である。
【0052】
水、重合可能な界面活性剤、および重合開始剤の混合物に加えられる、水溶性または水分散性の重合可能な界面活性剤の量は、200nm以下、好ましくは100nm以下の平均粒径を持つ粒子を有するラテックスエマルジョンを生成するのに有効な量である。必要とする粒径を得るのに必要な有効量は、攪拌(シアー)、粘度等を含む、粒径に影響を及ぼすことが当技術分野で知られている操作条件に依存する。残りの重合可能な界面活性剤は、単量体(i)、(ii)、および(iii)と共に加えられる。本発明の好ましい実施形態によれば、水、重合可能な界面活性剤、および重合開始剤の混合物に加えられる重合可能な界面活性剤の量は、ステップ(a)および(b)中に加えられる重合可能な界面活性剤の合計量の少なくとも約20wtである。本発明の好ましい実施形態によれば、単量体(i)、(ii)、および(iii)と共に加えられる重合可能な界面活性剤の量は、ステップ(a)および(b)中に加えられる重合可能な界面活性剤の合計量の約80重量%未満である。
【0053】
本発明の方法はまた、少なくとも1種の水溶性重合開始剤を使用する。通常アクリレート単量体の乳化重合用に許容されている、任意の従来の水溶性重合開始剤を使用してもよく、こうした重合開始剤は当技術分野でよく知られている。通常、水溶性重合開始剤の濃度は、プレエマルジョン中に投入した単量体(i)、(ii)、および(iii)の合計重量の約0.01〜約1重量%、好ましくは約0.01〜約0.5重量%である。水溶性重合開始剤は、亜硫酸水素塩、メタ重亜硫酸塩、アスコルビン酸、ホルムアルデヒドスルホキシル酸ナトリウム、硫酸鉄(II)、硫酸アンモニウム鉄(II)、エチレンジアミン四酢酸鉄(III)等などの従来の還元剤を、単独で使用するか、または1種または複数を組み合せて使用し得る。本発明によれば、使用が可能な水溶性重合開始剤としては、水溶性過硫酸塩、過酸化物、アゾ化合物等、およびこれらの混合物がある。水溶性開始剤の例としては、これに限定されることなく、過硫酸塩(たとえば過硫酸カリウム、および過硫酸ナトリウム)、過酸化物(たとえば過酸化水素、およびtert−ブチルヒドロペルオキシド)、およびアゾ化合物(たとえば4,4’−アゾビス(4−シアノ−ペンタン酸)、和光化学社製V−501)がある。現在のところ好ましい水溶性重合開始剤は、過硫酸塩、特に過硫酸カリウムである。
【0054】
重合は、熱または放射線を適用することによるなど、当業者には知られている任意の従来の方法により開始が可能である。開始方法は、使用した水溶性重合開始剤によって決まり、当業者には容易に明らかである。
【0055】
水溶性重合開始剤は、当技術分野で知られている任意の従来方式で重合反応に加えることができる。現在のところ、水、有効量の水溶性または水分散性の重合可能な界面活性剤、および重合開始剤の最初の量を含む最初の反応器への投入物に、開始剤の一部を加えることが好ましい。開始剤の残りは、乳化重合中に継続的にまたは斬増的に加えることができる。現在のところ、残留する開始剤を斬増的に加えることが好ましい。
【0056】
重合に続いて、ラテックスエマルジョンを、pHを約6.5〜約9、好ましくは約7〜約8に上昇させるのに必要な量の適当な塩基と接触させることにより、ラテックスエマルジョンのpHを調整する。ラテックスエマルジョンのpH調整用の適当な塩基の例としては、アルカリ金属水酸化物、アルカリ土類金属水酸化物、水酸化アンモニウム、アミン等、およびこれらの混合物がある。現在のところ本発明に使用するのに好ましい塩基は水酸化アンモニウムである。
【0057】
ラテックスエマルジョンは、通常約40〜約70重量%、好ましくは約45〜約55重量%、より好ましくは約46〜約48重量%の固体含量を有する。
【0058】
場合によっては、現在のところ好ましい本発明の実施形態では、本発明の方法は、単量体(i)、(ii)、および(iii)の変換が90%を超え、好ましくは95%を超え、より好ましくは97%を超えた後に、ラテックスエマルジョンにC2〜C12脂肪族カルボン酸のビニルエステルをさらに添加することを含む。通常このことは本発明の方法中で、単量体(i)、(ii)、および(iii)の添加が完了した後に、ビニルエステルをラテックスエマルジョンに添加することにより遂行される。
【0059】
本発明の方法に使用するのに適したビニルエステルの例としては、これに限定されることなく、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル、イソ酪酸ビニル、2−エチルヘキサン酸ビニル、ラウリン酸ビニル、ネオ酸のビニルエステル(Resolution Performance Products社からVeoVa(商標)として入手可能)等、およびこれらの混合物がある。好ましいビニルエステルは、水溶性または水分散性の重合可能な界面活性剤の活性度と同等の活性度を有するものである。
【0060】
ラテックスエマルジョンに加えるビニルエステルの量は、重合に投入された単量体(i)、(ii)、および(iii)の合計重量の約0.1〜約1重量%、好ましくは約0.2〜約0.8重量%である。
【0061】
本発明の方法において、ビニルエステルを使用する場合は、現在のところ、ビニルエステルの添加の時点で追加の重合開始剤を加えることが好ましい。
【0062】
重合反応は、乳化重合が可能な任意の従来の反応容器中で実施することが可能である。
【0063】
重合は乳化重合用の通常の温度で実施することができる。重合は好ましくは約50〜約95℃の範囲、好ましくは約60〜約85℃の範囲の温度で実施される。
【0064】
重合時間は、その他の反応条件、たとえば温度プロファイル、および反応成分、たとえば単量体、開始剤等に基づく所望の変換を達成するのに必要な時間である。重合時間は、当業者には容易に明らかである。
【0065】
本発明の第3の実施形態は、水性乳化重合体を含み、重合体が、(i)少なくとも1種の疎水性の、アルコールのアクリル酸アルキルまたはメタクリル酸アルキルエステル、(ii)少なくとも1種の親水性単量体少なくとも約1重量%、(iii)少なくとも1種の部分的に親水性の、アルコールのアクリル酸アルキルまたはメタクリル酸アルキルエステル少なくとも約5重量%、および(iv)末端アリルアミン部分を有する化合物、少なくとも1つのアルケニル置換基を有する置換フェニル化合物、ポリオキシアルキレン−1−(アリルオキシメチル)アルキルエーテル硫酸塩、またはこれらの混合物から選択した水溶性または水分散性の重合可能な界面活性剤を含み、単量体(i)、(ii)、および(iii)の重量%が、単量体(i)、(ii)、および(iii)の合計重量に対するものである、重合可能な水性エマルジョンの重合反応生成物を含み、重合後に重合体のpHを約6.5〜約9のpHに調整し、重合体の平均粒径が200nm以下、好ましくは100nm以下である、水白化耐性を高めた感圧型接着剤組成物に関する。
【0066】
場合にもよるが現在のところ好ましくは、本発明の実施形態では、本発明のPSA組成物がさらに、C2〜C12脂肪族カルボン酸のビニルエステルを含み、ビニルエステルは、単量体(i)、(ii)、および(iii)の変換が90%を超え、好ましくは95%を超え、より好ましくは97%を超えた後に、ラテックスエマルジョンに加えられる。
【0067】
(実施例)
略語および材料供給源
2−EHA: アクリル酸2−エチルヘキシル;Ashland Inc.
BA: アクリル酸ブチル;Ashland Inc.
MA: アクリル酸メチル;Ashland Inc.
iOA: アクリル酸イソオクチル;Ashland Inc.
MMA: メタクリル酸メチル;Ashland Inc.
AA: アクリル酸;Ashland Inc.
MAA: メタクリル酸;Ashland Inc.
Polystep NMS−7:アリルアンモニウムラウレス−3−硫酸塩;Stepan Company
Polystep NMS−5:アリルアンモニウムラウリル硫酸塩;Stepan Company
Hitenol BC−2020:20%活性物水溶液、nは約20;
【0068】
【化8】
【0069】
第一工業製薬株式会社
VeoVa 5: ネオペンタン酸のビニルエステル;Resolution Perf
ormance Products
PPS: 過硫酸カリウム;Sigma−Aldrich Co.
NH4OH: 水酸化アンモニウム(28%);Sigma−Aldrich Co.
Abex EP−120:ノニルフェノキシポリ(エチレンオキシ)エタノール硫酸塩;Rhodia
AOT−75: ジオクチルスルホコハク酸ナトリウム;Cytec
Igepal Co−630:ノニルフェノールエトキシラート(エチレンオキシド9モル);Rhodia
Mylar: ポリエステルフィルム;Du Pont
Poly H9:剥離ライナー;Rexam Release
Hitenol KH−05:ポリオキシエチレン−l−(アリルオキシメチル)アルキルエーテル硫酸塩、アンモニウム塩;第一工業製薬株式会社
【0070】
(実施例1)
還流冷却器、熱電対、および2枚羽根の攪拌機を備えた、2Lのジャケット付きガラス反応器中で、ポリアクリレートラテックス701.5gを調製した。単量体プレエマルジョンを、水110g、2−EHA192.4g、BA64g、MA45g、MAA6.25g、およびAA9.75gを、Polystep NMS−7 9.27gと混合することによって調製した。反応器に水140g、およびPolystep NMS−7 3gを投入した。別に、PPS貯蔵水溶液(濃度0.94重量%)117gを調製した。反応器を温水で加熱した。温度が79℃に達したとき、PPS0.75gを加え、それに続いて単量体プレエマルジョンを2.1〜2.2g/分の速度で3.5時間持続的に添加した。温度を83℃に維持して、重合投入物を継続的に240rpmで攪拌した。反応器に20分毎に、PPS貯蔵液を10g加えた。プレエマルジョンの添加が完了した後、反応器温度を85℃に上昇させ、さらに40分間攪拌し、その後VeoVa 5 1.5gをPPS貯蔵液5gと共に反応器に加えた。
【0071】
このラテックスは47.2%の固体を有している。固体の重量%は、既知量のラテックスを秤量したアルミニウムの秤量缶に入れ、150℃で60分間乾燥し、缶を再び秤量して、固体含量を計算することにより求めた。平均粒径は、Horibaレーザー散乱粒径分布分析器モデルLA−910を用いて測定して、80nmである。pHはOrion モデル250 pHメーターを用いて測定して、2.34であった。ブルックフィールド粘度は、ブルックフィールド粘度計LVII+を30rpmのスピンドル#3で用いて、860cpである。
【0072】
次いでラテックスをNH4OHによりpH7.85に中和した。
【0073】
中和したラテックスを、1milのMylarフィルム上、ならびにPoly H9剥離ライナー上に直接コートした。両フィルムを、10分間空気乾燥し、90℃で5分間熱乾燥した。コートされたMylarを剥離ライナーで積層し(直接コート)、コートされた剥離ライナーをMylarで積層した(転写コート)。水白化/水浸漬試験用に、剥離ライナーを除去し、したがって重合体表面が水に曝した。Cintra 40 UV/可視分光光度計を用いたUV/可視分光法(UV/VIS)を使用して吸光度を測定した。コートされたMylarフィルム(支持体)をキュベット中に置き、時間=0で水を満たした。光吸光度を400nmで24時間(室温)測定し記録した。直接および転写でコートされたフィルムの最終吸光度の増加は、それぞれ0.015および0.041であった(図1中のカーブ#1および#2)。
【0074】
(実施例2(対照))
対照実験では、Polystep NMS−7の代わりに従来の界面活性剤を使用した以外は、実施例1に述べた手順に従ってラテックスを調製した。すなわち、最初の反応器投入物中にAbex EP−120(固体30%)5.3gを使用し、プレエマルジョンを安定化するために、Abex EP−120 3.2g、AOT75 0.78g、およびIgepal Co−630 3.88gを使用した。最終ラテックスは、87nmの平均粒径、46.9%の固体、pH=2.24、および546のブルックフィールド粘度を有していた。ラテックスをpH7.84に中和した。ラテックスフィルムを実施例1に記載のように直接コートし、UV/VIS吸光度を室温の水中で24時間浸漬試験中測定した。最終吸光度は0.388であった(図1中のカーブ#3)。
【0075】
実施例1および2の結果は、本発明のPSAは、従来の界面活性剤を用いて調製した同様の重合体に比較して水白化耐性が有意に改善されたことを実証している。
【0076】
(実施例3)
2−EHAの代わりにiOA 192グラムを、BA、MA、AA、およびMAAと共に乳化した以外は、実験1に述べた手順に従って重合を実施した。
【0077】
このラテックスは47.5%の固体を有していた。平均粒径は98nmであり、pH=2.23であった。ブルックフィールド粘度は740cpであった。ラテックスをNH4OHで7.98のpHに中和した。
【0078】
ラテックスフィルムを直接Mylar上に、1milコート重量でコートすることにより調製した。24時間の室温浸漬後の吸光度の変化は0.039であった。
【0079】
(実施例4)
AA16グラムを、2−EHA192グラム、BA64グラム、およびMA45グラムと共に乳化した以外は、実験1に述べた手順に従って重合を実施した。重合条件は実施例1に述べたものと同じであった。このラテックスは45.4%の固体を有し、pH=2.38であり、ブルックフィールド粘度は572であった。平均粒径は77nmであった。ラテックスをNH4OHを用いて7.8のpHに中和した。
【0080】
直接Mylar上にコートされたフィルムは、24時間の室温水浸漬試験後の吸光度増加は0.046であった。
【0081】
(実施例5)
MMA45グラムを、上記量の2−EHA、BA、AA、およびMAAと共に乳化した以外は、実験1に述べた手順に従って重合を実施した。このラテックスは45.91%の固体を有し、pH=2.41であり、ブルックフィールド粘度は678であった。平均粒径は93nmであった。ラテックスをNH4OHでpH=7.95に中和した。
【0082】
実施例1に記載のように、ラテックスフィルムを直接Mylar上にコートして調製し、水白化の試験をした。室温水中24時間後の吸光度増加は0.024であった。
【0083】
(実施例6(比較))
部分的に水溶性の単量体、すなわちアクリル酸メチルまたはメタクリル酸メチルを使用しなかった以外は、実験1に述べた手順に従って重合を実施した。すなわち、2−EHAが217グラム、BAが84グラム、MAAが6.4グラム、およびAAが9.1グラムからなるプレエマルジョンを、水110グラム中でPolystep NMS−7 12.9グラムと共に乳化した。ラテックスは46%の固体を有し、pH=2.39であり、ブルックフィールド粘度は380であった。平均粒径は106nmであった。ラテックスをNH4OHを用いてpH=7.98に中和した。
【0084】
ラテックスフィルムを直接Mylar上にコートした。24時間の室温水浸漬後のラテックスフィルムの吸光度増加は0.38であった.
実施例6の結果は、部分的に水溶性単量体が無い重合では、許容できない水白化を有するPSAが生成されることを実証している。
【0085】
(実施例7(比較))
最初の反応器投入物にPolystep NMS−7を1グラム加えた以外は、実験1に述べた手順に従って重合を実施した。ラテックスは47.1の固体を有し、pH=2.76であり、ブルックフィールド粘度は348cpであった。平均粒径は119nmであった。ラテックスをNH4OHでpH=7.54に中和し、Mylar上に直接コートした。24時間室温水浸漬後の吸光度増加は0.13であった。
【0086】
実施例7の結果は、最初の反応器投入物中の重合可能な界面活性剤が有効量より少ない状態での重合では、許容されない水白化と平均粒径が大きすぎる粒子を有するPSAが生成されることを実証している。
【0087】
(実施例8)
最初の反応器投入物に、Polystep NMS−7 3グラムの代わりにPolystep NMS−5 4.33グラムを添加した以外は、実験1に述べた手順に従って重合を実施した。また、単量体混合物をPolystep NMS−5 17.9グラムと共に乳化した。
【0088】
ラテックスは46.5%の固体を有していた。粒径は78nmであり、pH=2.64であった。ラテックスをNH4OHでpH=7.49に中和し、Mylar上に直接コートした。
【0089】
24時間の室温水浸漬試験後の吸光度増加は0.05である。
【0090】
(実施例9)
還流冷却器、熱電対、および2枚羽根の攪拌機を備えた、2Lのジャケット付きガラス反応器中で、ポリアクリレートラテックスを調製した。別の容器中で、単量体プレエマルジョンを、水122.8g、2−EHA298g、BA99.1g、MA69.75g、MAA10.06g、およびAA14.08gを、Hitenol BC−2020 14.75gと混合することによって調製した。反応器に水296.72g、PPS1.18g、およびHitenol BC−2020 7.37gを投入した。別に、PPS貯蔵水溶液(濃度0.94重量%)61.77gを調製した。反応器を温水で加熱した。温度が79℃に達したとき、3g/分の速度での単量体プレエマルジョンの持続的添加を開始し、200分間継続した。温度を83℃に維持して、重合投入物を継続的に240rpmで攪拌した。プレエマルジョンの添加開始後20分で始まる200分間のプレエマルジョン添加時間中、反応器に20分毎にPPS貯蔵液6gを加えた。プレエマルジョンの添加が完了した後、反応器温度を88℃に上昇させ、さらに60分間攪拌した。
【0091】
このラテックスは46.79%の固体を有している。固体の重量%は、既知量のラテックスを秤量したアルミニウムの秤量缶に入れ、150℃で60分間乾燥し、缶を再び秤量して、固体量を計算することにより求めた。平均粒径は、Horibaレーザー散乱粒径分布分析器モデルLA−910を用いて測定して、86nmである。pHはOrion モデル250 pHメーターを用いて測定して、2.34であった。ブルックフィールド粘度は、ブルックフィールド粘度計LVII+を30rpmのスピンドル#3で用いて、1124cpである。
【0092】
次いでラテックスをNH4OHでpH7.85に中和した。
【0093】
中和したラテックスを、1milのMylarフィルム上に直接コートした。フィルムを10分間空気乾燥し、90℃で5分間熱乾燥した。コートされたMylarを剥離ライナーで積層した(直接コート)。水白化/水浸漬試験用に、剥離ライナーを除去し、したがって重合体表面が水に曝した。Cintra 40 UV/可視分光光度計を用いたUV/可視分光法(UV/VIS)を使用して吸光度を測定した。コートされたMylarフィルム(支持体)をキュベット中に置き、時間=0で水を満たした。光吸光度を400nmで24時間(室温)測定し記録した。直接コートされたフィルムの最終の吸光度増加は、0.005であり、これは光の透過が98.8%に相当する。
【0094】
(実施例10)
還流冷却器、熱電対、および2枚羽根の攪拌機を備えた、2Lのジャケット付きガラス反応器中で、ポリアクリレートラテックスを調製した。別の容器中で、単量体プレエマルジョンを、水134.5g、2−EHA271.9g、BA90.7g、MA63.6g、MAA9.1g、およびAA12.9gを、Hitenol KH−05 5.4gと混合することによって調製した。反応器に水364.4g、PPS1.57g、およびHitenol KH−05 1.35gを投入した。別に、PPS貯蔵水溶液(濃度2.5重量%)35.5gを調製した。反応器を温水で加熱した。温度が79℃に達したとき、2.94g/分の速度での単量体プレエマルジョンの持続的添加を開始し、200分間継続した。温度を83℃に維持して、重合投入物を継続的に240rpmで攪拌した。プレエマルジョンの添加開始後20分で始まる200分間のプレエマルジョン添加時間中、反応器に20分毎にPPS貯蔵液3.5gを加えた。プレエマルジョンの添加が完了した後、反応器温度を88℃に上昇させ、さらに60分間攪拌した。このラテックスは45.8%の固体を有している。固体の重量%は、既知量のラテックスを秤量したアルミニウムの秤量缶に入れ、150℃で60分間乾燥し、缶を再び秤量して、固体量を計算することにより求めた。平均粒径は、Horibaレーザー散乱粒径分布分析器モデルLA−910を用いて測定して、76nmであった。pHはOrion モデル250 pHメーターを用いて測定して、2.2であった。ブルックフィールド粘度は、ブルックフィールド粘度計LVII+を30rpmのスピンドル#3で用いて、1200cpであった。
【0095】
次いでラテックスをNH4OHでpH7.12に中和した。
【0096】
中和したラテックスを、1milのMylarフィルム上に直接コートした。フィルムを10分間空気乾燥し、90℃で5分間熱乾燥した。コートされたMylarを剥離ライナーで積層した(直接コート)。水白化/水浸漬試験用に、剥離ライナーを除去し、したがって重合体表面が水に曝された。Cintra 40 UV/可視分光光度計を用いたUV/可視分光法(UV/VIS)を使用して、吸光度を測定した。コートされたMylarフィルム(支持体)をキュベット中に置き、時間=0で水を満たした。光吸光度を400nmで24時間(室温)測定し記録した。直接コートされたフィルムの最終の吸光度増加は、0.014であった。この接着剤をまた190°Fの温水に10分間曝した。高温に暴露された後に明らかな変色は無かった。
【図面の簡単な説明】
【0097】
【図1】直接および転写でコートされた本発明の感圧型接着剤(カーブ1および2)の、従来の界面活性剤を用いて調製された対照感圧型接着剤(カーブ3)に対する、24時間にわたる吸光度の変化を示すグラフである。
【0001】
本出願は、参照によりその開示が本明細書に組込まれている、2001年7月13日に出願した米国先行仮出願第60/305,174号、および2001年9月21日に出願した第60/323,984号の優先権を請求する正式出願である。
【0002】
本発明は、水性エマルジョンをベースとする感圧型接着剤、および接着剤を調製する方法に関する。本発明の感圧型接着剤は、水白化耐性が高められている。
【背景技術】
【0003】
これらの感圧型接着剤は、温水吹きつけまたは浸漬に曝された場合に、基材と支持体の間の接着を維持することが感圧型接着剤に要求されるような用途に特に適する。容器が洗浄処理中に温水の吹きつけに曝される場合の容器ラベルなどの用途には、温水接着性が必要である。通常、透明な支持体または基材を有する感圧型接着剤が水または高湿度に曝される場合はどんな程度であれ、水白化耐性があることが望ましい。例としては、トラック、標識、および容器の側面上のラベルがある。
【0004】
感圧型接着剤に使用するための水白化耐性ラテックスエマルジョンを提供する方法は、当技術分野で開示されている。米国特許第5,286,843号により、水性ラテックスエマルジョンおよび水溶性イオンを含む感圧型接着剤の水白化耐性を、水溶性イオンを除去し、pHを少なくとも約6に調整することにより改善する方法が開示されている。この特許は、水溶性イオンが、遠心分離、透析、沈殿およびイオン交換樹脂による脱イオン化を含むいくつかの技法により除去され得ることを開示している。水溶性イオンを除去する好ましい方法は、水性ラテックスエマルジョン、水性エマルジョンを含む配合した感圧型接着剤、またはその両者をイオン交換樹脂に接触させることである。国際公開WO97/11996により、感圧型接着剤組成物中で有用な温水白化耐性ラテックスエマルジョンを調製する方法が開示されている。この方法は、少なくとも1種の、少なくとも4個の炭素原子を含むアルコールのアクリル酸アルキルエステル、少なくとも1種の極性コモノマー、および少なくとも1種の、少なくとも約7wt%の量で存在する部分的水溶性コモノマーを含む単量体混合物を共重合させることを含む。重合は、少なくとも1種の、エチレンオキシドを少なくとも8モル含む非イオン界面活性剤、および少なくとも1種の、エチレンオキシドを最高で約10モル含むアニオン界面活性剤の存在下で実施される。重合生成物を中和すると、pHが7を超え、最高で約165nmの体積平均粒径直径を有する粒子を含むエマルジョンが生成される。重合に続いて、エマルジョンからのフィルムキャストの不透明度を安定化させるために電解質を加え得る。国際公開WO00/61670により、高められた水白化耐性を示すことに加えて、温水環境中での接着を維持する感圧型接着剤に使用するための水性ラテックスエマルジョンを調製する方法が開示されている。この方法は、基本的には、少なくとも1種の、アルキル連鎖中に少なくとも4個の炭素原子を有するアクリル酸アルキル、少なくとも1種のエチレン性不飽和カルボン酸、および少なくとも1種のスチレン単量体からなる単量体混合物から水性ラテックスエマルジョンを調製し、少なくとも1種のアニオン界面活性剤、および酸化還元型フリーラジカル開始剤系の存在下で重合が実施されることを含む。WO00/61670の方法により調製された水性ラテックスエマルジョンは、約100nm以下の平均粒径直径を持つ重合体粒子を有することが開示されている。上記の特許/文献で、重合可能な界面活性剤を使用して、感圧型接着剤を調製することを開示しているものはない。
【0005】
米国特許第5,928,783号および第6,239,240号により、感圧型接着剤としての用途を有する水性乳化重合体を調製する方法が開示されている。この重合体は、少なくとも1種のエチレン性不飽和単量体と、末端アリルアミン部分を有する重合可能な界面活性剤を反応させることにより調製される。どちらの特許にも、水白化耐性を高めた感圧型接着剤を調製することは開示されていない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
本発明の目的は、水白化耐性を高めた感圧型接着剤(「PSA」)組成物を提供することである。本発明の他の目的は、水白化耐性を高めた感圧型接着剤を調製する方法を提供することである。
【0007】
上記その他の目的は、以後に非限定的により詳細に説明されている本発明中で達成される。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明によれば、(a)(i)少なくとも1種の疎水性の、アルコールのアクリル酸アルキルまたはメタクリル酸アルキルエステル、(ii)少なくとも1種の親水性単量体少なくとも約1重量%、(iii)少なくとも1種の部分的に親水性の、アルコールのアクリル酸アルキルまたはメタクリル酸アルキルエステル少なくとも約5重量%、および(iv)末端アリルアミン部分を有する化合物、少なくとも1つのアルケニル置換基を有する置換フェニル化合物、ポリオキシアルキレン−1−(アリルオキシメチル)アルキルエーテル硫酸塩、またはこれらの混合物から選択した水溶性または水分散性の重合可能な界面活性剤を含み、単量体(i)、(ii)、および(iii)の重量%が、プレエマルジョン中の単量体(i)、(ii)、および(iii)の合計重量に対するものである、重合可能な水性プレエマルジョンを生成させるステップ、(b)水、末端アリルアミン部分を有する化合物、少なくとも1つのアルケニル置換基を有する置換フェニル化合物、ポリオキシアルキレン−1−(アリルオキシメチル)アルキルエーテル硫酸塩、またはこれらの混合物から選択した有効量の水溶性または水分散性の重合可能な界面活性剤、および重合開始剤の最初の量を接触させて混合物を生成させるステップ、(c)プレエマルジョンを(b)の混合物に継続的に添加して、プレエマルジョンを重合させ、ラテックスエマルジョンを生成させ、プレエマルジョンの重合中に追加の重合開始剤を加えるステップ、および(d)ラテックスエマルジョンのpHを適当な塩基で約6.5〜約9のpHに調整するステップを含み、(b)の混合物中の水溶性または水分散性の重合可能な界面活性剤の有効量が、200nm以下の平均粒径を有する感圧型接着剤を生成させるために必要な量である、水白化耐性を高めた感圧型接着剤を調製する方法を提供する。
【0009】
さらに本発明によれば、(a)水、末端アリルアミン部分を有する化合物、少なくとも1つのアルケニル置換基を有する置換フェニル化合物、ポリオキシアルキレン−1−(アリルオキシメチル)アルキルエーテル硫酸塩、またはこれらの混合物から選択した有効量の水溶性または水分散性の重合可能な界面活性剤、および重合開始剤の最初の量を接触させて混合物を生成させるステップ、(b)単量体、および場合によっては追加の水を混合物に継続的に添加し、生じたエマルジョンを重合させてラテックスエマルジョンを生成させ、エマルジョンの重合中追加の重合開始剤を加え、単量体が、(i)少なくとも1種の疎水性の、アルコールのアクリル酸アルキルまたはメタクリル酸アルキルエステル、(ii)少なくとも1種の親水性単量体少なくとも約1重量%、(iii)少なくとも1種の部分的に親水性の、アルコールのアクリル酸アルキルまたはメタクリル酸アルキルエステル少なくとも約5重量%、および(iv)末端アリルアミン部分を有する化合物、少なくとも1つのアルケニル置換基を有する置換フェニル化合物、ポリオキシアルキレン−1−(アリルオキシメチル)アルキルエーテル硫酸塩、またはこれらの混合物から選択した水溶性または水分散性の重合可能な界面活性剤を含み、単量体(i)、(ii)、および(iii)の重量%が、単量体(i)、(ii)、および(iii)の合計重量に対するものであるステップ、および(c)ラテックスエマルジョンのpHを適当な塩基で約6.5〜約9のpHに調整するステップを含み、混合物中の水溶性または水分散性の重合可能な界面活性剤の有効量が、200nm以下の平均粒径を有する感圧型接着剤を生成するために必要な量である、水白化耐性を高めた感圧型接着剤を調製する方法を提供する。
【0010】
さらに本発明によれば、水性乳化重合体を含む水白化耐性を高めた感圧型接着剤組成物を提供し、重合体が、(i)少なくとも1種の疎水性の、アルコールのアクリル酸アルキルまたはメタクリル酸アルキルエステル、(ii)少なくとも1種の親水性単量体少なくとも約1重量%、(iii)少なくとも1種の部分的に親水性の、アルコールのアクリル酸アルキルまたはメタクリル酸アルキルエステル少なくとも約5重量%、および(iv)末端アリルアミン部分を有する化合物、少なくとも1つのアルケニル置換基を有する置換フェニル化合物、ポリオキシアルキレン−1−(アリルオキシメチル)アルキルエーテル硫酸塩、またはこれらの混合物から選択した水溶性または水分散性の重合可能な界面活性剤を含み、単量体(i)、(ii)、および(iii)の重量%が、単量体(i)、(ii)、および(iii)の合計重量に対するものである、重合可能な水性エマルジョンの重合反応生成物を含み、重合後に重合体のpHが約6.5〜約9のpHに調整され、重合体の平均粒径が200nm以下である。
【0011】
さらに本発明によれば、上述の方法により生成された、水白化耐性を高めた感圧型接着剤を提供する。
【0012】
場合によっては本発明の方法には、単量体(i)、(ii)、および(iii)の変換が90%を超えた後に、ラテックスエマルジョンにC2〜C10カルボン酸のビニルエステルを添加することが含まれる。本発明はまた場合によっては、重合反応生成物が、単量体(i)、(ii)、および(iii)の変換が90%を超えた後に重合反応生成物に加えた、C2〜C10カルボン酸のビニルエステルをさらに含む感圧型接着剤を提供する。
【発明を実施するための最良の形態】
【0013】
本発明は、ラベル、ステッカー等、特に少なくとも部分的に透明であり、使用中に水または高湿度に曝されるラベルおよびステッカー支持体などの製品を製造するのに有用な水性エマルジョン感圧型接着剤を提供する。本発明の感圧型接着剤は、ラベルを貼った容器が温水の環境の影響を受ける、容器ラベルの用途に特に有用である。
【0014】
本発明の感圧型接着剤は、高められた水白化耐性を示す。水白化の程度は、視覚的にまたは吸光度を時間の関数として測定するUV/可視分光法を用いて決定される。本明細書では、本発明のPSAは、(a)24時間室温水に浸漬後(UV/可視分光法により測定して)吸光度の増加が0.2未満、好ましくは0.05未満であった、および/または(b)190°F(87.8℃)の水中に30分浸漬後、明らかな変化がなかった場合、PSAフィルムの許容される水白化レベルを有していると決定される。
【0015】
本発明の第1の実施形態は、(a)(i)少なくとも1種の疎水性の、アルコールのアクリル酸アルキルまたはメタクリル酸アルキルエステル、(ii)少なくとも1種の親水性単量体少なくとも約1重量%、(iii)少なくとも1種の部分的に親水性の、アルコールのアクリル酸アルキルまたはメタクリル酸アルキルエステル少なくとも約5重量%、および(iv)末端アリルアミン部分を有する化合物、少なくとも1つのアルケニル置換基を有する置換フェニル化合物、ポリオキシアルキレン−1−(アリルオキシメチル)アルキルエーテル硫酸塩、またはこれらの混合物から選択した水溶性または水分散性の重合可能な界面活性剤を含み、単量体(i)、(ii)、および(iii)の重量%が、プレエマルジョン中の単量体(i)、(ii)、および(iii)の合計重量に対するものである、重合可能な水性プレエマルジョンを生成させるステップ、(b)水、末端アリルアミン部分を有する化合物、少なくとも1つのアルケニル置換基を有する置換フェニル化合物、ポリオキシアルキレン−1−(アリルオキシメチル)アルキルエーテル硫酸塩、またはこれらの混合物から選択した有効量の水溶性または水分散性の重合可能な界面活性剤、および重合開始剤の最初の量を接触させて混合物を生成させるステップ、(c)プレエマルジョンを(b)の混合物に継続的に添加して、プレエマルジョンを重合させ、ラテックスエマルジョンを生成させ、プレエマルジョンの重合中追加の重合開始剤を加えるステップ、および(d)ラテックスエマルジョンのpHを適当な塩基で約6.5〜約9のpHに調整するステップを含み、(b)の混合物中の水溶性または水分散性の重合可能な界面活性剤の有効量が、200nm以下、好ましくは100nm以下の平均粒径を有する感圧型接着剤を生成するために必要な量である、水白化耐性を高めた感圧型接着剤を調製する方法に関する。
【0016】
本発明の第2の実施形態は、(a)水、末端アリルアミン部分を有する化合物、少なくとも1つのアルケニル置換基を有する置換フェニル化合物、ポリオキシアルキレン−1−(アリルオキシメチル)アルキルエーテル硫酸塩、またはこれらの混合物から選択した水溶性または水分散性の重合可能な界面活性剤の有効量、および重合開始剤の最初の量を接触させて混合物を生成させるステップ、(b)単量体、および場合によっては追加の水を混合物に継続的に添加し、生じたエマルジョンを重合させてラテックスエマルジョンを生成させ、エマルジョンの重合中追加の重合開始剤を加え、前記単量体が、(i)少なくとも1種の疎水性の、アルコールのアクリル酸アルキルまたはメタクリル酸アルキルエステル、(ii)少なくとも1種の親水性単量体少なくとも約1重量%、(iii)少なくとも1種の部分的に親水性の、アルコールのアクリル酸アルキルまたはメタクリル酸アルキルエステル少なくとも約5重量%、および(iv)末端アリルアミン部分を有する化合物、少なくとも1つのアルケニル置換基を有する置換フェニル化合物、ポリオキシアルキレン−1−(アリルオキシメチル)アルキルエーテル硫酸塩、またはこれらの混合物から選択した水溶性または水分散性の重合可能な界面活性剤を含み、単量体(i)、(ii)、および(iii)の重量%が、混合物に加えられた単量体(i)、(ii)、および(iii)の合計重量に対するものであるステップ、および(c)ラテックスエマルジョンのpHを適当な塩基で約6.5〜約9のpHに調整するステップを含み、混合物中の水溶性または水分散性の重合可能な界面活性剤の有効量が、200nm以下、好ましくは100nm以下の平均粒径を有する感圧型接着剤を生成するために必要な量である、水白化耐性を高めた感圧型接着剤を調製する方法に関する。
【0017】
本発明に使用可能な疎水性のアクリル酸アルキルまたはメタクリル酸アルキルのエステル単量体としては、アルコールのアルキル部分が直鎖または分岐であり、少なくとも4個の炭素原子を含むアルコールのアクリル酸アルキルまたはメタクリル酸アルキルエステルがある。アクリル酸アルキルまたはメタクリル酸アルキル単量体のアルキル基は、好ましくは4〜約14個の炭素原子、より好ましくは4〜約10個の炭素原子、最も好ましくは4〜約8個の炭素原子を有する直鎖または分岐アルキル基である。このクラスの単量体の例としては、これに限定されることなく、アクリル酸イソオクチル、アクリル酸4−メチル−2−ペンチル、アクリル酸2−メチルブチル、アクリル酸イソアミル、アクリル酸sec−ブチル、アクリル酸n−ブチル、アクリル酸2−エチルヘキシル、メタクリル酸イソデシル、アクリル酸イソノニル、アクリル酸イソデシル等の単独または複数の混合物がある。
【0018】
現在のところ好ましい疎水性単量体は、アクリル酸2−エチルヘキシル、アクリル酸n−ブチル、およびこれらの混合物である。
【0019】
疎水性のアクリル酸アルキルまたはメタクリル酸アルキルエステル単量体の量は、単量体(i)、(ii)、および(iii)の合計重量に対して好ましくは約70〜約90重量%、より好ましくは約75〜約85重量%である。
【0020】
本発明によれば使用可能な親水性単量体は、疎水性の単量体と共重合可能であり、水溶性である単量体である。親水性単量体は、モノオレフィン系モノカルボン酸、モノオレフィン系ジカルボン酸、またはこれらの混合物から選択される。
【0021】
親水性単量体の適当な例としては、これに限定されることなく、アクリル酸、メタクリル酸、フマル酸、マレイン酸、イタコン酸、クロトン酸、アクリル酸オリゴマー、およびこれらの混合物がある。現在のところ好ましい酸は、アクリル酸、メタクリル酸、およびこれらの混合物である。
【0022】
単量体(i)、(ii)、および(iii)の合計重量に対する、親水性単量体の量は、少なくとも約1重量%、好ましくは約2〜約10重量%、より好ましくは約3〜約10重量%、最も好ましくは約4〜約8重量%である。
【0023】
本発明によれば使用可能な部分的に親水性のアクリル酸アルキルまたはメタクリル酸アルキルエステル単量体としては、アルコールのアルキル部分が1〜2個の炭素原子を有するアルコールのアクリル酸アルキルまたはメタクリル酸アルキルエステルがある。部分的に親水性の単量体はまた、部分的に水溶性の単量体と呼ばれる。
【0024】
適当な部分的親水性の単量体の例としては、アクリル酸メチル、メタクリル酸メチル、アクリル酸エチル、およびこれらの混合物がある。現在のところ好ましい酸は、アクリル酸メチル、メタクリル酸メチル、およびこれらの混合物であり、アクリル酸メチルが現在のところ最も好ましい。
【0025】
単量体(i)、(ii)、および(iii)の合計重量に対する、部分的親水性単量体の量は、少なくとも約5重量%、好ましくは約5〜約20重量%、より好ましくは約5〜約18重量%、最も好ましくは約10〜約16重量%である。
【0026】
本発明に使用可能な、末端アリルアミン部分を有する水溶性または水分散性の重合可能な界面活性剤としては、それらのすべてが参照により本明細書に組込まれている、米国特許第5,928,783号、および米国特許第6,239,240号に開示されている重合可能な界面活性剤がある。本発明の重合可能な界面活性剤は、スルホン酸アリルアミン塩部分、硫酸アリルアミン塩部分、またはリン酸アリルアミン塩部分から選択した親水性部分、および−R、または式RO−(CH2CH2O)n−(式中、Rがアルキル基、またはアルキルで置換されたフェニル基であり、ただしアルキル基が1〜20個の炭素原子、好ましくは10〜18個の炭素原子を有し、nが2〜100、好ましくは2〜15の整数である)を有する基から選択した疎水性部分を含むことが好ましい。親水性部分および疎水性部分は、共有結合によって結合されている。こうした重合可能な界面活性剤の組合せが、本発明の重合体の調製に使用し得る。本発明で有用な末端アリルアミン部分を有する水溶性または水分散性の重合可能な界面活性剤は、Stepan社からPolystep(登録商標)NMS(商標)として入手可能である。
【0027】
末端アリルアミン部分を有する適当な水溶性または水分散性の重合可能な界面活性剤としては、これに限定されることなく、以下の例がある。
【0028】
好ましい重合可能な界面活性剤が、式
【0029】
【化1】
を有し、式中、
R1が1〜20個の炭素原子、好ましくは10〜18個の炭素原子を有するアルキル基であり、X+が+NH3、+NH2R4、または+NHR4R5から選択され、R4およびR5が、それぞれ独立にC1〜C4のアルキルまたはヒドロキシアルキル基から選択される、アルキルベンゼンスルホン酸のアリルアミン塩である。X+は好ましくは+NH3である。このタイプの重合可能な界面活性剤の例は、ドデシルベンゼンスルホン酸のアリルアミン塩である。
【0030】
他の好ましい重合可能な界面活性剤は、式
【0031】
【化2】
を有し、式中、
R2が1〜20個の炭素原子、好ましくは10〜18個の炭素原子を有するアルキル基であり、nが2〜100、好ましくは2〜15の整数であり、X+がNH3 +、+NH2R4、または+NHR4R5から選択され、R4およびR5が、それぞれ独立にC1〜C4のアルキルまたはヒドロキシアルキル基から選択される、アルキルエーテル硫酸のアリルアミン塩である。X+は好ましくは+NH3である。このタイプの重合可能な界面活性剤の例は、ラウレス硫酸のアリルアミン塩である。
【0032】
他の好ましい重合可能な界面活性剤は、式
【0033】
【化3】
を有し、式中、
R3がアルキルまたはアルキルで置換されたフェニル基であり、アルキル基が1〜20個の炭素原子を有し、nが2〜100、好ましくは2〜15の整数であり、X+が+NH3、+NH2R4、または+NHR4R5から選択され、R4およびR5が、それぞれ独立にC1〜C4のアルキルまたはヒドロキシアルキル基から選択される、リン酸エステルのアリルアミン塩である。X+は好ましくは+NH3である。このタイプの重合可能な界面活性剤の例には、ノニルフェノールエトキシラート(EO9モル)リン酸エステルのアリルアミン塩である。
【0034】
他の好ましい重合可能な界面活性剤は、式
R6−SO3 −+X−CH2−CH=CH2
を有し、式中、
R6が6〜20個の炭素原子、好ましくは10〜18個の炭素原子を有するアルキル基であり、X+が+NH3、+NH2R4、または+NHR4R5から選択され、R4およびR5が、それぞれ独立にC1〜C4のアルキルまたはヒドロキシアルキル基から選択される硫酸のアリルアミン塩である。X+は好ましくは+NH3である。
【0035】
本発明による水溶性または水分散可能な重合可能な界面活性剤として使用可能な、少なくとも1つのアルケニル置換基を有する置換フェニル化合物としては、そのすべてが参照により本明細書に組込まれている米国特許第5,332,854号に開示されているものを含む。
【0036】
適当な、少なくとも1のアルケニル置換基を有する置換フェニル化合物としては、式
【0037】
【化4】
を有し、式中、
R7が6〜18個の炭素原子を含むアルキル、アルケニル、もしくはアラルキル基であり、R8が水素原子、または6〜18個の炭素原子を含むアルキル、アルケニル、もしくはアラルキル基であり、R9が水素原子、またはプロペニル基であり、Aが2〜4個の炭素原子の非置換もしくは置換アルキレン基であり、nが1〜約200、好ましくは2〜約100の整数であり、Mがアルカリ金属、アンモニウムイオン、またはアルカノールアミン残基である化合物が含まれる。
【0038】
本発明の置換フェニル化合物では、R7およびR8のアルキル、アルケニル、およびアラルキル基は、それぞれ独立に選択され、同じか、または異なってもよい。適当なアルキル基としては、これに限定されることなく、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル、ウンデシル、ドデシル、トリデシル、テトラデシル、ペンタデシル、ヘキサデシル、ヘプタデシル、およびオクタデシルがある。適当なアルケニル基としては、これに限定されることなく、ヘキセニル、ヘプテニル、オクテニル、ノネニル、デセニル、ウンデセニル、ドデセニル、トリデセニル、テトラデセニル、ペンタデセニル、ヘキサデセニル、ヘプタデセニル、およびオクタデセニルがある。適当なアラルキル基としては、これに限定されることなく、スチリル、ベンジル、およびクミルがある。
【0039】
プロペニル基は、トランスおよびシス異性体を生じ得る。本発明では、これらの異性体をそれぞれ独立にまたは混合物として使用し得る。
【0040】
Aに対して適当な非置換もしくは置換アルキレン基としては、たとえばエチレン、プロピレン、ブチレン、およびイソブチレンがある。ポリオキシアルキレン基−(AO)n−は、単独、ブロック、またはランダム重合体、またはこれらの混合物であり得る。
【0041】
本発明の置換フェニル界面活性剤を製造する反応条件は決定的ではない。たとえば、置換フェニル界面活性剤は、エチレンオキシド(EO)またはプロピレンオキシド(PO)などのアルキレン酸化物を、アルキル化プロペニルフェノールに通常の方法で添加し、アディクト(addict)を硫酸、スルファミン酸、クロロスルホン酸等の硫酸化剤で硫酸化し、それに続いてアルカリ性物質で中和することにより作製し得る。
【0042】
現在のところ好ましい置換フェニル化合物の群は、式
【0043】
【化5】
を有し、式中、
R7、A、M、およびnが上記に定義されたとおりである化合物である。より好ましい化合物は、R7がアルキルであり、Aがエチレン(−CH2CH2−)であり、Mがアルカリ金属またはアンモニウムであるものである。最も好ましい化合物は、第一工業製薬株式会社(東京、日本)から商品名Hitenol BCとして入手可能な化合物などの、
Mがアンモニウムであり、R7がノニルであり、nが約10〜約30のものである。
【0044】
本発明で水溶性または水分散性の重合可能な界面活性剤として使用可能な、ポリオキシアルキレン−1−(アリルオキシメチル)アルキルエーテル硫酸塩化合物には、日本国特許第2596441号(第一工業製薬株式会社)中に開示されているものが含まれる。
【0045】
適当なポリオキシアルキレン−1−(アリルオキシメチル)アルキルエーテル硫酸塩化合物は、式
【0046】
【化6】
を有し、式中、
R10が8〜30個の炭素原子、好ましくは8〜14個の炭素原子、より好ましくは10〜12個の炭素原子を含む、直鎖または分岐アルキル基であり、R11が、水素、またはメチル、好ましくは水素であり、Aが2〜4個の炭素原子を有する非置換もしくは置換アルキレン基であり、nが0、または1〜約200、好ましくは2〜約100、より好ましくは2〜約30の整数であり、Mがアルカリ金属、アンモニウムイオン、またはアルカノールアミン残基である、化合物を含む。アルカノールアミン残基の例としては、モノエタノールアミン、トリエタノールアミン等がある。
【0047】
Aに対して、適当な非置換もしくは置換アルキレン基としては、たとえば、エチレン、プロピレン、ブチレン、およびイソブチレンがある。ポリオキシアルキレン基−(AO)n−は、単独、ブロック、またはランダム重合体、またはこれらの混合物であり得る。
【0048】
本発明のポリオキシアルキレン−1−(アリルオキシメチル)アルキルエーテル硫酸塩化合物は、日本国特許第2596441号に記載されている方法に従って調製することか可能である。
【0049】
現在のところ好ましいポリオキシアルキレン−1−(アリルオキシメチル)アルキルエーテル硫酸塩化合物の群は、式
【0050】
【化7】
を有し、式中、
R10が、8〜14個の炭素原子、より好ましくは10〜12個の炭素原子を含むアルキル基であり、nが1〜約200、好ましくは2〜約100、より好ましくは2〜約30の整数であり、Mがアルカリ金属、アンモニウムイオン、またはアルカノールアミン残基である化合物である。より好ましい化合物は、第一工業製薬株式会社(東京、日本)からHitenol(登録商標)KH(商標)として入手可能な化合物などの、R10がデシルまたはドデシル基であり、nが5〜10であり、MがNH4のものである。
【0051】
この方法に利用される、たとえばこの方法のステップ(a)および(b)中に加えられる水溶性または水分散性の重合可能な界面活性剤の合計量は、単量体(i)、(ii)、および(iii)の合計重量に対して約0.1〜約5重量%、好ましくは約0.5〜約2重量%である。
【0052】
水、重合可能な界面活性剤、および重合開始剤の混合物に加えられる、水溶性または水分散性の重合可能な界面活性剤の量は、200nm以下、好ましくは100nm以下の平均粒径を持つ粒子を有するラテックスエマルジョンを生成するのに有効な量である。必要とする粒径を得るのに必要な有効量は、攪拌(シアー)、粘度等を含む、粒径に影響を及ぼすことが当技術分野で知られている操作条件に依存する。残りの重合可能な界面活性剤は、単量体(i)、(ii)、および(iii)と共に加えられる。本発明の好ましい実施形態によれば、水、重合可能な界面活性剤、および重合開始剤の混合物に加えられる重合可能な界面活性剤の量は、ステップ(a)および(b)中に加えられる重合可能な界面活性剤の合計量の少なくとも約20wtである。本発明の好ましい実施形態によれば、単量体(i)、(ii)、および(iii)と共に加えられる重合可能な界面活性剤の量は、ステップ(a)および(b)中に加えられる重合可能な界面活性剤の合計量の約80重量%未満である。
【0053】
本発明の方法はまた、少なくとも1種の水溶性重合開始剤を使用する。通常アクリレート単量体の乳化重合用に許容されている、任意の従来の水溶性重合開始剤を使用してもよく、こうした重合開始剤は当技術分野でよく知られている。通常、水溶性重合開始剤の濃度は、プレエマルジョン中に投入した単量体(i)、(ii)、および(iii)の合計重量の約0.01〜約1重量%、好ましくは約0.01〜約0.5重量%である。水溶性重合開始剤は、亜硫酸水素塩、メタ重亜硫酸塩、アスコルビン酸、ホルムアルデヒドスルホキシル酸ナトリウム、硫酸鉄(II)、硫酸アンモニウム鉄(II)、エチレンジアミン四酢酸鉄(III)等などの従来の還元剤を、単独で使用するか、または1種または複数を組み合せて使用し得る。本発明によれば、使用が可能な水溶性重合開始剤としては、水溶性過硫酸塩、過酸化物、アゾ化合物等、およびこれらの混合物がある。水溶性開始剤の例としては、これに限定されることなく、過硫酸塩(たとえば過硫酸カリウム、および過硫酸ナトリウム)、過酸化物(たとえば過酸化水素、およびtert−ブチルヒドロペルオキシド)、およびアゾ化合物(たとえば4,4’−アゾビス(4−シアノ−ペンタン酸)、和光化学社製V−501)がある。現在のところ好ましい水溶性重合開始剤は、過硫酸塩、特に過硫酸カリウムである。
【0054】
重合は、熱または放射線を適用することによるなど、当業者には知られている任意の従来の方法により開始が可能である。開始方法は、使用した水溶性重合開始剤によって決まり、当業者には容易に明らかである。
【0055】
水溶性重合開始剤は、当技術分野で知られている任意の従来方式で重合反応に加えることができる。現在のところ、水、有効量の水溶性または水分散性の重合可能な界面活性剤、および重合開始剤の最初の量を含む最初の反応器への投入物に、開始剤の一部を加えることが好ましい。開始剤の残りは、乳化重合中に継続的にまたは斬増的に加えることができる。現在のところ、残留する開始剤を斬増的に加えることが好ましい。
【0056】
重合に続いて、ラテックスエマルジョンを、pHを約6.5〜約9、好ましくは約7〜約8に上昇させるのに必要な量の適当な塩基と接触させることにより、ラテックスエマルジョンのpHを調整する。ラテックスエマルジョンのpH調整用の適当な塩基の例としては、アルカリ金属水酸化物、アルカリ土類金属水酸化物、水酸化アンモニウム、アミン等、およびこれらの混合物がある。現在のところ本発明に使用するのに好ましい塩基は水酸化アンモニウムである。
【0057】
ラテックスエマルジョンは、通常約40〜約70重量%、好ましくは約45〜約55重量%、より好ましくは約46〜約48重量%の固体含量を有する。
【0058】
場合によっては、現在のところ好ましい本発明の実施形態では、本発明の方法は、単量体(i)、(ii)、および(iii)の変換が90%を超え、好ましくは95%を超え、より好ましくは97%を超えた後に、ラテックスエマルジョンにC2〜C12脂肪族カルボン酸のビニルエステルをさらに添加することを含む。通常このことは本発明の方法中で、単量体(i)、(ii)、および(iii)の添加が完了した後に、ビニルエステルをラテックスエマルジョンに添加することにより遂行される。
【0059】
本発明の方法に使用するのに適したビニルエステルの例としては、これに限定されることなく、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル、イソ酪酸ビニル、2−エチルヘキサン酸ビニル、ラウリン酸ビニル、ネオ酸のビニルエステル(Resolution Performance Products社からVeoVa(商標)として入手可能)等、およびこれらの混合物がある。好ましいビニルエステルは、水溶性または水分散性の重合可能な界面活性剤の活性度と同等の活性度を有するものである。
【0060】
ラテックスエマルジョンに加えるビニルエステルの量は、重合に投入された単量体(i)、(ii)、および(iii)の合計重量の約0.1〜約1重量%、好ましくは約0.2〜約0.8重量%である。
【0061】
本発明の方法において、ビニルエステルを使用する場合は、現在のところ、ビニルエステルの添加の時点で追加の重合開始剤を加えることが好ましい。
【0062】
重合反応は、乳化重合が可能な任意の従来の反応容器中で実施することが可能である。
【0063】
重合は乳化重合用の通常の温度で実施することができる。重合は好ましくは約50〜約95℃の範囲、好ましくは約60〜約85℃の範囲の温度で実施される。
【0064】
重合時間は、その他の反応条件、たとえば温度プロファイル、および反応成分、たとえば単量体、開始剤等に基づく所望の変換を達成するのに必要な時間である。重合時間は、当業者には容易に明らかである。
【0065】
本発明の第3の実施形態は、水性乳化重合体を含み、重合体が、(i)少なくとも1種の疎水性の、アルコールのアクリル酸アルキルまたはメタクリル酸アルキルエステル、(ii)少なくとも1種の親水性単量体少なくとも約1重量%、(iii)少なくとも1種の部分的に親水性の、アルコールのアクリル酸アルキルまたはメタクリル酸アルキルエステル少なくとも約5重量%、および(iv)末端アリルアミン部分を有する化合物、少なくとも1つのアルケニル置換基を有する置換フェニル化合物、ポリオキシアルキレン−1−(アリルオキシメチル)アルキルエーテル硫酸塩、またはこれらの混合物から選択した水溶性または水分散性の重合可能な界面活性剤を含み、単量体(i)、(ii)、および(iii)の重量%が、単量体(i)、(ii)、および(iii)の合計重量に対するものである、重合可能な水性エマルジョンの重合反応生成物を含み、重合後に重合体のpHを約6.5〜約9のpHに調整し、重合体の平均粒径が200nm以下、好ましくは100nm以下である、水白化耐性を高めた感圧型接着剤組成物に関する。
【0066】
場合にもよるが現在のところ好ましくは、本発明の実施形態では、本発明のPSA組成物がさらに、C2〜C12脂肪族カルボン酸のビニルエステルを含み、ビニルエステルは、単量体(i)、(ii)、および(iii)の変換が90%を超え、好ましくは95%を超え、より好ましくは97%を超えた後に、ラテックスエマルジョンに加えられる。
【0067】
(実施例)
略語および材料供給源
2−EHA: アクリル酸2−エチルヘキシル;Ashland Inc.
BA: アクリル酸ブチル;Ashland Inc.
MA: アクリル酸メチル;Ashland Inc.
iOA: アクリル酸イソオクチル;Ashland Inc.
MMA: メタクリル酸メチル;Ashland Inc.
AA: アクリル酸;Ashland Inc.
MAA: メタクリル酸;Ashland Inc.
Polystep NMS−7:アリルアンモニウムラウレス−3−硫酸塩;Stepan Company
Polystep NMS−5:アリルアンモニウムラウリル硫酸塩;Stepan Company
Hitenol BC−2020:20%活性物水溶液、nは約20;
【0068】
【化8】
【0069】
第一工業製薬株式会社
VeoVa 5: ネオペンタン酸のビニルエステル;Resolution Perf
ormance Products
PPS: 過硫酸カリウム;Sigma−Aldrich Co.
NH4OH: 水酸化アンモニウム(28%);Sigma−Aldrich Co.
Abex EP−120:ノニルフェノキシポリ(エチレンオキシ)エタノール硫酸塩;Rhodia
AOT−75: ジオクチルスルホコハク酸ナトリウム;Cytec
Igepal Co−630:ノニルフェノールエトキシラート(エチレンオキシド9モル);Rhodia
Mylar: ポリエステルフィルム;Du Pont
Poly H9:剥離ライナー;Rexam Release
Hitenol KH−05:ポリオキシエチレン−l−(アリルオキシメチル)アルキルエーテル硫酸塩、アンモニウム塩;第一工業製薬株式会社
【0070】
(実施例1)
還流冷却器、熱電対、および2枚羽根の攪拌機を備えた、2Lのジャケット付きガラス反応器中で、ポリアクリレートラテックス701.5gを調製した。単量体プレエマルジョンを、水110g、2−EHA192.4g、BA64g、MA45g、MAA6.25g、およびAA9.75gを、Polystep NMS−7 9.27gと混合することによって調製した。反応器に水140g、およびPolystep NMS−7 3gを投入した。別に、PPS貯蔵水溶液(濃度0.94重量%)117gを調製した。反応器を温水で加熱した。温度が79℃に達したとき、PPS0.75gを加え、それに続いて単量体プレエマルジョンを2.1〜2.2g/分の速度で3.5時間持続的に添加した。温度を83℃に維持して、重合投入物を継続的に240rpmで攪拌した。反応器に20分毎に、PPS貯蔵液を10g加えた。プレエマルジョンの添加が完了した後、反応器温度を85℃に上昇させ、さらに40分間攪拌し、その後VeoVa 5 1.5gをPPS貯蔵液5gと共に反応器に加えた。
【0071】
このラテックスは47.2%の固体を有している。固体の重量%は、既知量のラテックスを秤量したアルミニウムの秤量缶に入れ、150℃で60分間乾燥し、缶を再び秤量して、固体含量を計算することにより求めた。平均粒径は、Horibaレーザー散乱粒径分布分析器モデルLA−910を用いて測定して、80nmである。pHはOrion モデル250 pHメーターを用いて測定して、2.34であった。ブルックフィールド粘度は、ブルックフィールド粘度計LVII+を30rpmのスピンドル#3で用いて、860cpである。
【0072】
次いでラテックスをNH4OHによりpH7.85に中和した。
【0073】
中和したラテックスを、1milのMylarフィルム上、ならびにPoly H9剥離ライナー上に直接コートした。両フィルムを、10分間空気乾燥し、90℃で5分間熱乾燥した。コートされたMylarを剥離ライナーで積層し(直接コート)、コートされた剥離ライナーをMylarで積層した(転写コート)。水白化/水浸漬試験用に、剥離ライナーを除去し、したがって重合体表面が水に曝した。Cintra 40 UV/可視分光光度計を用いたUV/可視分光法(UV/VIS)を使用して吸光度を測定した。コートされたMylarフィルム(支持体)をキュベット中に置き、時間=0で水を満たした。光吸光度を400nmで24時間(室温)測定し記録した。直接および転写でコートされたフィルムの最終吸光度の増加は、それぞれ0.015および0.041であった(図1中のカーブ#1および#2)。
【0074】
(実施例2(対照))
対照実験では、Polystep NMS−7の代わりに従来の界面活性剤を使用した以外は、実施例1に述べた手順に従ってラテックスを調製した。すなわち、最初の反応器投入物中にAbex EP−120(固体30%)5.3gを使用し、プレエマルジョンを安定化するために、Abex EP−120 3.2g、AOT75 0.78g、およびIgepal Co−630 3.88gを使用した。最終ラテックスは、87nmの平均粒径、46.9%の固体、pH=2.24、および546のブルックフィールド粘度を有していた。ラテックスをpH7.84に中和した。ラテックスフィルムを実施例1に記載のように直接コートし、UV/VIS吸光度を室温の水中で24時間浸漬試験中測定した。最終吸光度は0.388であった(図1中のカーブ#3)。
【0075】
実施例1および2の結果は、本発明のPSAは、従来の界面活性剤を用いて調製した同様の重合体に比較して水白化耐性が有意に改善されたことを実証している。
【0076】
(実施例3)
2−EHAの代わりにiOA 192グラムを、BA、MA、AA、およびMAAと共に乳化した以外は、実験1に述べた手順に従って重合を実施した。
【0077】
このラテックスは47.5%の固体を有していた。平均粒径は98nmであり、pH=2.23であった。ブルックフィールド粘度は740cpであった。ラテックスをNH4OHで7.98のpHに中和した。
【0078】
ラテックスフィルムを直接Mylar上に、1milコート重量でコートすることにより調製した。24時間の室温浸漬後の吸光度の変化は0.039であった。
【0079】
(実施例4)
AA16グラムを、2−EHA192グラム、BA64グラム、およびMA45グラムと共に乳化した以外は、実験1に述べた手順に従って重合を実施した。重合条件は実施例1に述べたものと同じであった。このラテックスは45.4%の固体を有し、pH=2.38であり、ブルックフィールド粘度は572であった。平均粒径は77nmであった。ラテックスをNH4OHを用いて7.8のpHに中和した。
【0080】
直接Mylar上にコートされたフィルムは、24時間の室温水浸漬試験後の吸光度増加は0.046であった。
【0081】
(実施例5)
MMA45グラムを、上記量の2−EHA、BA、AA、およびMAAと共に乳化した以外は、実験1に述べた手順に従って重合を実施した。このラテックスは45.91%の固体を有し、pH=2.41であり、ブルックフィールド粘度は678であった。平均粒径は93nmであった。ラテックスをNH4OHでpH=7.95に中和した。
【0082】
実施例1に記載のように、ラテックスフィルムを直接Mylar上にコートして調製し、水白化の試験をした。室温水中24時間後の吸光度増加は0.024であった。
【0083】
(実施例6(比較))
部分的に水溶性の単量体、すなわちアクリル酸メチルまたはメタクリル酸メチルを使用しなかった以外は、実験1に述べた手順に従って重合を実施した。すなわち、2−EHAが217グラム、BAが84グラム、MAAが6.4グラム、およびAAが9.1グラムからなるプレエマルジョンを、水110グラム中でPolystep NMS−7 12.9グラムと共に乳化した。ラテックスは46%の固体を有し、pH=2.39であり、ブルックフィールド粘度は380であった。平均粒径は106nmであった。ラテックスをNH4OHを用いてpH=7.98に中和した。
【0084】
ラテックスフィルムを直接Mylar上にコートした。24時間の室温水浸漬後のラテックスフィルムの吸光度増加は0.38であった.
実施例6の結果は、部分的に水溶性単量体が無い重合では、許容できない水白化を有するPSAが生成されることを実証している。
【0085】
(実施例7(比較))
最初の反応器投入物にPolystep NMS−7を1グラム加えた以外は、実験1に述べた手順に従って重合を実施した。ラテックスは47.1の固体を有し、pH=2.76であり、ブルックフィールド粘度は348cpであった。平均粒径は119nmであった。ラテックスをNH4OHでpH=7.54に中和し、Mylar上に直接コートした。24時間室温水浸漬後の吸光度増加は0.13であった。
【0086】
実施例7の結果は、最初の反応器投入物中の重合可能な界面活性剤が有効量より少ない状態での重合では、許容されない水白化と平均粒径が大きすぎる粒子を有するPSAが生成されることを実証している。
【0087】
(実施例8)
最初の反応器投入物に、Polystep NMS−7 3グラムの代わりにPolystep NMS−5 4.33グラムを添加した以外は、実験1に述べた手順に従って重合を実施した。また、単量体混合物をPolystep NMS−5 17.9グラムと共に乳化した。
【0088】
ラテックスは46.5%の固体を有していた。粒径は78nmであり、pH=2.64であった。ラテックスをNH4OHでpH=7.49に中和し、Mylar上に直接コートした。
【0089】
24時間の室温水浸漬試験後の吸光度増加は0.05である。
【0090】
(実施例9)
還流冷却器、熱電対、および2枚羽根の攪拌機を備えた、2Lのジャケット付きガラス反応器中で、ポリアクリレートラテックスを調製した。別の容器中で、単量体プレエマルジョンを、水122.8g、2−EHA298g、BA99.1g、MA69.75g、MAA10.06g、およびAA14.08gを、Hitenol BC−2020 14.75gと混合することによって調製した。反応器に水296.72g、PPS1.18g、およびHitenol BC−2020 7.37gを投入した。別に、PPS貯蔵水溶液(濃度0.94重量%)61.77gを調製した。反応器を温水で加熱した。温度が79℃に達したとき、3g/分の速度での単量体プレエマルジョンの持続的添加を開始し、200分間継続した。温度を83℃に維持して、重合投入物を継続的に240rpmで攪拌した。プレエマルジョンの添加開始後20分で始まる200分間のプレエマルジョン添加時間中、反応器に20分毎にPPS貯蔵液6gを加えた。プレエマルジョンの添加が完了した後、反応器温度を88℃に上昇させ、さらに60分間攪拌した。
【0091】
このラテックスは46.79%の固体を有している。固体の重量%は、既知量のラテックスを秤量したアルミニウムの秤量缶に入れ、150℃で60分間乾燥し、缶を再び秤量して、固体量を計算することにより求めた。平均粒径は、Horibaレーザー散乱粒径分布分析器モデルLA−910を用いて測定して、86nmである。pHはOrion モデル250 pHメーターを用いて測定して、2.34であった。ブルックフィールド粘度は、ブルックフィールド粘度計LVII+を30rpmのスピンドル#3で用いて、1124cpである。
【0092】
次いでラテックスをNH4OHでpH7.85に中和した。
【0093】
中和したラテックスを、1milのMylarフィルム上に直接コートした。フィルムを10分間空気乾燥し、90℃で5分間熱乾燥した。コートされたMylarを剥離ライナーで積層した(直接コート)。水白化/水浸漬試験用に、剥離ライナーを除去し、したがって重合体表面が水に曝した。Cintra 40 UV/可視分光光度計を用いたUV/可視分光法(UV/VIS)を使用して吸光度を測定した。コートされたMylarフィルム(支持体)をキュベット中に置き、時間=0で水を満たした。光吸光度を400nmで24時間(室温)測定し記録した。直接コートされたフィルムの最終の吸光度増加は、0.005であり、これは光の透過が98.8%に相当する。
【0094】
(実施例10)
還流冷却器、熱電対、および2枚羽根の攪拌機を備えた、2Lのジャケット付きガラス反応器中で、ポリアクリレートラテックスを調製した。別の容器中で、単量体プレエマルジョンを、水134.5g、2−EHA271.9g、BA90.7g、MA63.6g、MAA9.1g、およびAA12.9gを、Hitenol KH−05 5.4gと混合することによって調製した。反応器に水364.4g、PPS1.57g、およびHitenol KH−05 1.35gを投入した。別に、PPS貯蔵水溶液(濃度2.5重量%)35.5gを調製した。反応器を温水で加熱した。温度が79℃に達したとき、2.94g/分の速度での単量体プレエマルジョンの持続的添加を開始し、200分間継続した。温度を83℃に維持して、重合投入物を継続的に240rpmで攪拌した。プレエマルジョンの添加開始後20分で始まる200分間のプレエマルジョン添加時間中、反応器に20分毎にPPS貯蔵液3.5gを加えた。プレエマルジョンの添加が完了した後、反応器温度を88℃に上昇させ、さらに60分間攪拌した。このラテックスは45.8%の固体を有している。固体の重量%は、既知量のラテックスを秤量したアルミニウムの秤量缶に入れ、150℃で60分間乾燥し、缶を再び秤量して、固体量を計算することにより求めた。平均粒径は、Horibaレーザー散乱粒径分布分析器モデルLA−910を用いて測定して、76nmであった。pHはOrion モデル250 pHメーターを用いて測定して、2.2であった。ブルックフィールド粘度は、ブルックフィールド粘度計LVII+を30rpmのスピンドル#3で用いて、1200cpであった。
【0095】
次いでラテックスをNH4OHでpH7.12に中和した。
【0096】
中和したラテックスを、1milのMylarフィルム上に直接コートした。フィルムを10分間空気乾燥し、90℃で5分間熱乾燥した。コートされたMylarを剥離ライナーで積層した(直接コート)。水白化/水浸漬試験用に、剥離ライナーを除去し、したがって重合体表面が水に曝された。Cintra 40 UV/可視分光光度計を用いたUV/可視分光法(UV/VIS)を使用して、吸光度を測定した。コートされたMylarフィルム(支持体)をキュベット中に置き、時間=0で水を満たした。光吸光度を400nmで24時間(室温)測定し記録した。直接コートされたフィルムの最終の吸光度増加は、0.014であった。この接着剤をまた190°Fの温水に10分間曝した。高温に暴露された後に明らかな変色は無かった。
【図面の簡単な説明】
【0097】
【図1】直接および転写でコートされた本発明の感圧型接着剤(カーブ1および2)の、従来の界面活性剤を用いて調製された対照感圧型接着剤(カーブ3)に対する、24時間にわたる吸光度の変化を示すグラフである。
Claims (129)
- (a)(i)少なくとも1種の疎水性の、アルコールのアクリル酸アルキルまたはメタクリル酸アルキルエステル、(ii)少なくとも1種の親水性単量体少なくとも約1重量%、(iii)少なくとも1種の部分的に親水性の、アルコールのアクリル酸アルキルまたはメタクリル酸アルキルエステル少なくとも約5重量%、および(iv)末端アリルアミン部分を有する化合物、少なくとも1つのアルケニル置換基を有する置換フェニル化合物、ポリオキシアルキレン−1−(アリルオキシメチル)アルキルエーテル硫酸塩、またはこれらの混合物から選択した水溶性または水分散性の重合可能な界面活性剤を含み単量体(i)、(ii)、および(iii)の重量%が前記プレエマルジョン中の単量体(i)、(ii)、および(iii)の合計重量に対するものである、重合可能な水性プレエマルジョンを生成させるステップ、
(b)水、末端アリルアミン部分を有する化合物、少なくとも1つのアルケニル置換基を有する置換フェニル化合物、ポリオキシアルキレン−1−(アリルオキシメチル)アルキルエーテル硫酸塩、またはこれらの混合物から選択した有効量の水溶性または水分散性の重合可能な界面活性剤、および重合開始剤の最初の量を接触させて混合物を生成させるステップ、
(c)前記プレエマルジョンを前記混合物に継続的に添加して、前記プレエマルジョンを重合させ、ラテックスエマルジョンを生成させる、前記プレエマルジョンの重合中に追加の重合開始剤を加えるステップ、および
(d)前記ラテックスエマルジョンのpHを適当な塩基で約6.5〜約9のpHに調整するステップを含み、
前記混合物中の水溶性または水分散性の重合可能な界面活性剤の前記有効量が、200nm以下の平均粒径を有する感圧型接着剤を生成させるために必要な量である、水白化耐性を高めた感圧型接着剤を調製する方法。 - 前記プレエマルジョン中の単量体(i)の量が約70〜約90重量%である請求項1に記載の方法。
- 前記プレエマルジョン中の単量体(i)の量が約75〜約85重量%である請求項2に記載の方法。
- 前記プレエマルジョン中の単量体(ii)の量が約2〜約10重量%である請求項1に記載の方法。
- 前記プレエマルジョン中の単量体(ii)の量が約4〜約8重量%である請求項4に記載の方法。
- 前記プレエマルジョン中の単量体(iii)の量が約5〜約20重量%である請求項1に記載の方法。
- 前記プレエマルジョン中の単量体(iii)の量が約5〜約18重量%である請求項6に記載の方法。
- 前記感圧型接着剤が、100nm以下の平均粒径を有する請求項1に記載の方法。
- 前記単量体(i)が、少なくとも1種の疎水性の、アルキル部分が少なくとも4個の炭素原子を含むアルコールのアクリル酸アルキルまたはメタクリル酸アルキルエステルである請求項1に記載の方法。
- 前記単量体(i)が、アクリル酸イソオクチル、アクリル酸4−メチル−2−ペンチル、アクリル酸2−メチルブチル、アクリル酸イソアミル、アクリル酸sec−ブチル、アクリル酸n−ブチル、アクリル酸2−エチルヘキシル、メタクリル酸イソデシル、アクリル酸イソノニル、アクリル酸イソデシル、またはこれらの混合物から選択される請求項9に記載の方法。
- 前記単量体(i)が、アクリル酸n−ブチル、アクリル酸2−エチルヘキシル、またはこれらの混合物から選択される請求項10に記載の方法。
- 前記単量体(ii)が、モノオレフィン系モノカルボン酸、モノオレフィン系ジカルボン酸、またはこれらの混合物から選択される請求項1に記載の方法。
- 前記単量体(ii)が、アクリル酸、メタクリル酸、フマル酸、マレイン酸、イタコン酸、クロトン酸、またはこれらの混合物から選択される請求項12に記載の方法。
- 前記単量体(ii)が、アクリル酸、メタクリル酸、またはこれらの混合物から選択される請求項13に記載の方法。
- 前記単量体(iii)が、アクリル酸メチル、メタクリル酸メチル、アクリル酸エチル、またはこれらの混合物から選択される請求項1に記載の方法。
- 前記単量体(iii)が、アクリル酸メチル、メタクリル酸メチル、またはこれらの混合物から選択される請求項15に記載の方法。
- ステップ(a)および(b)中に加えられた水溶性または水分散性の重合可能な界面活性剤の合計量が、前記プレエマルジョン中の単量体(i)、(ii)、および(iii)の合計重量の約0.1〜約5重量%である請求項1に記載の方法。
- ステップ(a)および(b)中に加えられた水溶性または水分散性の重合可能な界面活性剤の合計量が、前記プレエマルジョン中の単量体(i)、(ii)、および(iii)の合計重量の約0.5〜約2重量%である請求項17に記載の方法。
- ステップ(b)の前記混合物中の水溶性または水分散性の重合可能な界面活性剤の量が、ステップ(a)および(b)中に加えられた水溶性または水分散性の重合可能な界面活性剤の合計量の少なくとも約20重量%である請求項17に記載の方法。
- 前記重合可能な界面活性剤が、スルホン酸アリルアミン塩部分、硫酸アリルアミン塩部分、またはリン酸アリルアミン塩部分から選択した親水性部分、および−R、または式
RO−(CH2CH2O)n−を有する基から選択した疎水性部分を有し、Rがアルキル基、またはアルキルで置換されたフェニル基であり、アルキル基が1〜20個の炭素原子を有し、nが2〜100の整数である請求項1に記載の方法。 - nが2〜15の整数である請求項20に記載の方法。
- 前記重合可能な界面活性剤が、ドデシルベンゼンスルホン酸のアリルアミン塩である
請求項22に記載の方法。 - nが2〜15の整数である請求項24に記載の方法。
- 前記重合可能な界面活性剤がラウレス硫酸のアリルアミン塩である請求項25に記載の方法。
- nが2〜15の整数である請求項27に記載の方法。
- 前記重合可能な界面活性剤が、ノニルフェノールエトキシラート(EO9モル)リン酸エステルのアリルアミン塩である請求項28に記載の方法。
- 前記重合可能な界面活性剤が、式
R6−SO3 −+X−CH2−CH=CH2
を有し、式中、
R6が6〜20個の炭素原子を有するアルキル基であり、X+が+NH3、+NH2R4、または+NHR4R5から選択され、R4およびR5が、それぞれ独立にC1〜C4のアルキルまたはヒドロキシアルキル基から選択される、硫酸のアリルアミン塩である請求項1に記載の方法。 - R6が10〜18個の炭素原子を有するアルキル基である請求項30に記載の方法。
- R7がアルキルであり、Aがエチレンであり、Mがアルカリ金属またはアンモニウムである請求項33に記載の方法。
- R7がノニルであり、nが約10〜約30であり、Mがアンモニウムである請求項34に記載の方法。
- 加えられた前記重合開始剤の合計量が、前記プレエマルジョン中の単量体(i)、(ii)、および(iii)の合計重量の約0.01〜約0.5重量%である請求項1に記載の方法。
- 単量体(i)、(ii)、および(iii)の変換が90%を超えた後に、前記ラテックスエマルジョンにC2〜C12カルボン酸のビニルエステルを加えることをさらに含む請求項1に記載の方法。
- 単量体(i)、(ii)、および(iii)の変換が95%を超えた後に、前記ビニルエステルを前記ラテックスエマルジョンに加える請求項39に記載の方法。
- プレエマルジョンの添加が完了した後に、C2〜C12カルボン酸のビニルエステルを前記ラテックスエマルジョンに加えることをさらに含む請求項1に記載の方法。
- 請求項1に記載の方法に従って調製された水性乳化重合体を含む、水白化耐性を高めた感圧型接着剤組成物。
- 請求項39に記載の方法に従って調製された水性乳化重合体を含む、水白化耐性を高めた感圧型接着剤組成物。
- 水性乳化重合体が、(i)少なくとも1種の疎水性の、アルコールのアクリル酸アルキルまたはメタクリル酸アルキルエステル、(ii)少なくとも1種の親水性単量体少なくとも約1重量%、(iii)少なくとも1種の部分的に親水性の、アルコールのアクリル酸アルキルまたはメタクリル酸アルキルエステル少なくとも約5重量%、および(iv)末端アリルアミン部分を有する化合物、少なくとも1つのアルケニル置換基を有する置換フェニル化合物、ポリオキシアルキレン−1−(アリルオキシメチル)アルキルエーテル硫酸塩、またはこれらの混合物から選択した水溶性または水分散性の重合可能な界面活性剤を含み、単量体(i)、(ii)、および(iii)の重量%が前記エマルジョン中の単量体(i)、(ii)、および(iii)の合計重量に対するものである、重合可能な水性エマルジョンの重合反応生成物を含み、前記重合後に前記重合体のpHが約6.5〜約9のpHに調整され、前記重合体の平均粒径が200nm以下である、水性乳化重合体を含む水白化耐性を高めた感圧型接着剤組成物。
- 前記エマルジョン中の単量体(i)の量が約70〜約90重量%である請求項44に記載の組成物。
- 前記エマルジョン中の単量体(i)の量が約75〜約85重量%である請求項45に記載の組成物。
- 前記エマルジョン中の単量体(ii)の量が約2〜約10重量%である請求項44に記載の組成物。
- 前記エマルジョン中の単量体(ii)の量が約4〜約8重量%である請求項47に記載の組成物。
- 前記エマルジョン中の単量体(iii)の量が約5〜約20重量%である請求項44に記載の組成物。
- 前記エマルジョン中の単量体(iii)の量が約5〜約18重量%である請求項49に記載の組成物。
- 前記感圧型接着剤が、100nm以下の平均粒径を有する請求項44に記載の組成物。
- 前記単量体(i)が、少なくとも1種の疎水性の、アルキル部分が少なくとも4個の炭素原子を含むアルコールのアクリル酸アルキルまたはメタクリル酸アルキルエステルである請求項44に記載の組成物。
- 前記単量体(i)が、アクリル酸イソオクチル、アクリル酸4−メチル−2−ペンチル、アクリル酸2−メチルブチル、アクリル酸イソアミル、アクリル酸sec−ブチル、アクリル酸n−ブチル、アクリル酸2−エチルヘキシル、メタクリル酸イソデシル、アクリル酸イソノニル、アクリル酸イソデシル、またはこれらの混合物から選択される請求項52に記載の組成物。
- 前記単量体(i)が、アクリル酸n−ブチル、アクリル酸2−エチルヘキシル、またはこれらの混合物から選択される請求項53に記載の組成物。
- 前記単量体(ii)が、モノオレフィン系モノカルボン酸、モノオレフィン系ジカルボン酸、またはこれらの混合物から選択される請求項44に記載の組成物。
- 前記単量体(ii)が、アクリル酸、メタクリル酸、フマル酸、マレイン酸、イタコン酸、クロトン酸、またはこれらの混合物から選択される請求項55に記載の組成物。
- 前記単量体(ii)が、アクリル酸、メタクリル酸、またはこれらの混合物から選択される請求項56に記載の組成物。
- 前記単量体(iii)が、アクリル酸メチル、メタクリル酸メチル、アクリル酸エチル、またはこれらの混合物から選択される請求項44に記載の組成物。
- 前記単量体(iii)が、アクリル酸メチル、メタクリル酸メチル、またはこれらの混合物から選択される請求項58に記載の組成物。
- 重合中に存在する水溶性または水分散性の重合可能な界面活性剤の合計量が、前記エマルジョン中の単量体(i)、(ii)、および(iii)の合計重量の約0.1〜約5重量%である請求項44に記載の組成物。
- 重合中に存在する水溶性または水分散性の重合可能な界面活性剤の合計量が、前記エマルジョン中の単量体(i)、(ii)、および(iii)の合計重量の約0.5〜約2重量%である請求項60に記載の組成物。
- 前記単量体(i)、(ii)、および(iii)と共に加えられた水溶性または水分散性の重合可能な界面活性剤の量が、重合中に存在する水溶性または水分散性の重合可能な界面活性剤の合計量の約80重量%未満である請求項60に記載の組成物。
- 前記重合可能な界面活性剤が、スルホン酸アリルアミン塩部分、硫酸アリルアミン塩部分、またはリン酸アリルアミン塩部分から選択した親水性部分、および−R、または式
RO−(CH2CH2O)n−を有する基から選択した疎水性部分を有し、Rがアルキル基、またはアルキルで置換されたフェニル基であり、アルキル基が1〜20個の炭素原子を有し、nが2〜100の整数である請求項44に記載の組成物。 - nが2〜15の整数である請求項63に記載の組成物。
- 前記重合可能な界面活性剤が、ドデシルベンゼンスルホン酸のアリルアミン塩である
請求項65に記載の組成物。 - nが2〜15の整数である請求項67に記載の組成物。
- 前記重合可能な界面活性剤がラウレス硫酸のアリルアミン塩である請求項68に記載の組成物。
- nが2〜15の整数である請求項70に記載の組成物。
- 前記重合可能な界面活性剤が、ノニルフェノールエトキシラート(EO9モル)リン酸エステルのアリルアミン塩である請求項71に記載の組成物。
- 前記重合可能な界面活性剤が、式
R6−SO3 −+X−CH2−CH2=CH2
を有し、式中、
R6が6〜20個の炭素原子を有するアルキル基であり、X+が+NH3、+NH2R4、または+NHR4R5から選択され、R4およびR5が、それぞれ独立にC1〜C4のアルキルまたはヒドロキシアルキル基から選択される、硫酸のアリルアミン塩である請求項44に記載の組成物。 - R6が10〜18個の炭素原子を有するアルキル基である請求項73に記載の組成物。
- R7がアルキルであり、Aがエチレンであり、Mがアルカリ金属またはアンモニウムである請求項76に記載の方法。
- R7がノニルであり、nが約10〜約30であり、Mがアンモニウムである請求項77に記載の方法。
- 加えられた前記重合開始剤の合計量が、前記エマルジョン中の単量体(i)、(ii)、および(iii)の合計重量の約0.01〜約0.5重量%である請求項44に記載の組成物。
- 重合反応生成物が、単量体(i)、(ii)、および(iii)の変換が90%を超えた後に前記重合反応生成物に加えられた、C2〜Cl2カルボン酸のビニルエステルをさらに含む請求項44に記載の組成物。
- 重合反応生成物が、単量体(i)、(ii)、および(iii)の変換が95%を超えた後に前記重合反応生成物に加えられた、C2〜Cl2カルボン酸のビニルエステルをさらに含む請求項82に記載の組成物。
- (a)水、末端アリルアミン部分を有する化合物、少なくとも1つのアルケニル置換基を有する置換フェニル化合物、ポリオキシアルキレン−1−(アリルオキシメチル)アルキルエーテル硫酸塩、またはこれらの混合物から選択した有効量の水溶性または水分散性の重合可能な界面活性剤、および重合開始剤の最初の量を接触させて混合物を生成させるステップ、
(b)単量体、および場合によっては追加の水を前記混合物に継続的に添加し、生じたエマルジョンを重合させてラテックスエマルジョンを生成させ、前記エマルジョンの重合中追加の重合開始剤を加え、前記単量体が、(i)少なくとも1種の疎水性の、アルコールのアクリル酸アルキルまたはメタクリル酸アルキルエステル、(ii)少なくとも1種の親水性単量体少なくとも約1重量%、(iii)少なくとも1種の部分的に親水性の、アルコールのアクリル酸アルキルまたはメタクリル酸アルキルエステル少なくとも約5重量%、および(iv)末端アリルアミン部分を有する化合物、少なくとも1つのアルケニル置換基を有する置換フェニル化合物、ポリオキシアルキレン−1−(アリルオキシメチル)アルキルエーテル硫酸塩、またはこれらの混合物から選択した水溶性または水分散性の重合可能な界面活性剤を含み、単量体(i)、(ii)、および(iii)の重量%が、単量体(i)、(ii)、および(iii)の合計重量に対するものであるステップ、および
(c)前記ラテックスエマルジョンのpHを適当な塩基で約6.5〜約9のpHに調整するステップを含み、
前記混合物中の水溶性または水分散性の重合可能な界面活性剤の前記有効量が、200nm以下の平均粒径を有する感圧型接着剤を生成するために必要な量である、水白化耐性を高めた感圧型接着剤を調製する方法。 - 単量体(i)の量が約70〜約90重量%である請求項84に記載の方法。
- 単量体(i)の量が約75〜約85重量%である請求項85に記載の方法。
- 単量体(ii)の量が約2〜約10重量%である請求項84に記載の方法。
- 単量体(ii)の量が約4〜約8重量%である請求項87に記載の方法。
- 単量体(iii)の量が約5〜約20重量%である請求項84に記載の方法。
- 単量体(iii)の量が約5〜約18重量%である請求項89に記載の方法。
- 前記感圧型接着剤が、100nm以下の平均粒径を有する請求項84に記載の方法。
- 前記単量体(i)が、少なくとも1種の疎水性の、アルキル部分が少なくとも4個の炭素原子を含むアルコールのアクリル酸アルキルまたはメタクリル酸アルキルエステルである請求項84に記載の方法。
- 前記単量体(i)が、アクリル酸イソオクチル、アクリル酸4−メチル−2−ペンチル、アクリル酸2−メチルブチル、アクリル酸イソアミル、アクリル酸sec−ブチル、アクリル酸n−ブチル、アクリル酸2−エチルヘキシル、メタクリル酸イソデシル、アクリル酸イソノニル、アクリル酸イソデシル、またはこれらの混合物から選択される請求項92に記載の方法。
- 前記単量体(i)が、アクリル酸n−ブチル、アクリル酸2−エチルヘキシル、またはこれらの混合物から選択される請求項93に記載の方法。
- 前記単量体(ii)が、モノオレフィン系モノカルボン酸、モノオレフィン系ジカルボン酸、またはこれらの混合物から選択される請求項84に記載の方法。
- 前記単量体(ii)が、アクリル酸、メタクリル酸、フマル酸、マレイン酸、イタコン酸、クロトン酸、またはこれらの混合物から選択される請求項95に記載の方法。
- 前記単量体(ii)が、アクリル酸、メタクリル酸、またはこれらの混合物から選択される請求項96に記載の方法。
- 前記単量体(iii)が、アクリル酸メチル、メタクリル酸メチル、アクリル酸エチル、またはこれらの混合物から選択される請求項84に記載の方法。
- 前記単量体(iii)が、アクリル酸メチル、メタクリル酸メチル、またはこれらの混合物から選択される請求項98に記載の方法。
- ステップ(a)および(b)中に加えられた水溶性または水分散性の重合可能な界面活性剤の合計量が、投入された単量体(i)、(ii)、および(iii)の合計重量の約0.1〜約5重量%である請求項84に記載の方法。
- ステップ(a)および(b)中に加えられた水溶性または水分散性の重合可能な界面活性剤の合計量が、投入された単量体(i)、(ii)、および(iii)の合計重量の約0.5〜約2重量%である請求項100に記載の方法。
- ステップ(a)の前記混合物中の水溶性または水分散性の重合可能な界面活性剤の量が、ステップ(a)および(b)中に加えられた水溶性または水分散性の重合可能な界面活性剤の合計量の少なくとも約20重量%である請求項100に記載の方法。
- 前記重合可能な界面活性剤が、スルホン酸アリルアミン塩部分、硫酸アリルアミン塩部分、またはリン酸アリルアミン塩部分から選択した親水性部分、および−R、または式
RO−(CH2CH2O)n−を有する基から選択した疎水性部分を有し、Rがアルキル基、またはアルキルで置換されたフェニル基であり、アルキル基が1〜20個の炭素原子を有し、nが2〜100の整数である請求項84に記載の方法。 - nが2〜15の整数である請求項103に記載の方法。
- 前記重合可能な界面活性剤が、ドデシルベンゼンスルホン酸のアリルアミン塩である
請求項105に記載の方法。 - nが2〜15の整数である請求項107に記載の方法。
- 前記重合可能な界面活性剤がラウレス硫酸のアリルアミン塩である請求項108に記載の方法。
- nが2〜15の整数である請求項110に記載の方法。
- 前記重合可能な界面活性剤が、ノニルフェノールエトキシラート(EO9モル)リン酸エステルのアリルアミン塩である請求項111に記載の方法。
- 前記重合可能な界面活性剤が、式
R6−SO3 −+X−CH2−CH=CH2
を有し、式中、
R6が6〜20個の炭素原子を有するアルキル基であり、X+が+NH3、+NH2R4、または+NHR4R5から選択され、R4およびR5が、それぞれ独立にC1〜C4のアルキルまたはヒドロキシアルキル基から選択される、硫酸のアリルアミン塩である請求項84に記載の方法。 - R6が10〜18個の炭素原子を有するアルキル基である請求項113に記載の方法。
- R7がアルキルであり、Aがエチレンであり、Mがアルカリ金属またはアンモニウムである請求項116に記載の方法。
- R7がノニルであり、nが約10〜約30であり、Mがアンモニウムである請求項117に記載の方法。
- 加えられた前記重合開始剤の合計量が、投入された単量体(i)、(ii)、および(iii)の合計重量の約0.01〜約0.5重量%である請求項84に記載の方法。
- 単量体(i)、(ii)、および(iii)の変換が90%を超えた後に、前記ラテックスエマルジョンにC2〜Cl2カルボン酸のビニルエステルを加えることをさらに含む請求項84に記載の方法。
- 単量体(i)、(ii)、および(iii)の変換が95%を超えた後に、前記ビニルエステルを前記ラテックスエマルジョンに加える請求項122に記載の方法。
- 単量体の添加が完了した後に、C2〜C12カルボン酸のビニルエステルを前記ラテックスエマルジョンに添加することをさらに含む請求項84に記載の方法。
- 請求項84に記載の方法に従って調製された水性乳化重合体を含む、水白化耐性を高めた感圧型接着剤組成物。
- 請求項122に記載の方法に従って調製された水性乳化重合体を含む、水白化耐性を高めた感圧型接着剤組成物。
- (a)(i)アクリル酸n−ブチル、アクリル酸2−エチルヘキシル、またはこれらの混合物から選択した少なくとも1種の疎水性アクリル酸アルキルエステル約70〜約90重量%、(ii)アクリル酸、メタクリル酸、またはこれらの混合物から選択した少なくとも1種の親水性単量体約2〜約10重量%、(iii)アクリル酸メチル約5〜約20重量%、および(iv)末端アリルアミン部分を有する化合物、少なくとも1つのアルケニル置換基を有する置換フェニル化合物、ポリオキシアルキレン−1−(アリルオキシメチル)アルキルエーテル硫酸塩、またはこれらの混合物から選択した水溶性または水分散性の重合可能な界面活性剤を含み、単量体(i)、(ii)、および(iii)の重量%が前記プレエマルジョン中の単量体(i)、(ii)、および(iii)の合計重量に対するものである、重合可能な水性プレエマルジョンを生成させるステップ、
(b)水、末端アリルアミン部分を有する化合物、少なくとも1つのアルケニル置換基を有する置換フェニル化合物、ポリオキシアルキレン−1−(アリルオキシメチル)アルキルエーテル硫酸塩、またはこれらの混合物から選択した有効量の水溶性または水分散性の重合可能な界面活性剤、および重合開始剤の最初の量を接触させて混合物を生成させるステップ、
(c)前記プレエマルジョンを前記混合物に継続的に添加して、前記プレエマルジョンを重合させ、ラテックスエマルジョンを生成させ、前記プレエマルジョンの重合中に追加の重合開始剤を加えるステップ、および
(d)前記ラテックスエマルジョンのpHを適当な塩基で約6.5〜約9のpHに調整するステップを含み、
前記混合物中の水溶性または水分散性の重合可能な界面活性剤の前記有効量が、200nm以下の平均粒径を有する感圧型接着剤を生成させるために必要な量である、水白化耐性を高めた感圧型接着剤を調製する方法。 - 水性乳化重合体が、(i)アクリル酸n−ブチル、アクリル酸2−エチルヘキシル、またはこれらの混合物から選択した少なくとも1種の疎水性アクリル酸アルキルエステル約70〜約90重量%、(ii)アクリル酸、メタクリル酸、またはこれらの混合物から選択した少なくとも1種の親水性単量体約2〜約10重量%、(iii)アクリル酸メチル約5〜約20重量%、および(iv)末端アリルアミン部分を有する化合物、少なくとも1つのアルケニル置換基を有する置換フェニル化合物、ポリオキシアルキレン−1−(アリルオキシメチル)アルキルエーテル硫酸塩、またはこれらの混合物から選択した水溶性または水分散性の重合可能な界面活性剤を含み、単量体(i)、(ii)、および(iii)の重量%が前記エマルジョン中の単量体(i)、(ii)、および(iii)の合計重量に対するものである、重合可能な水性エマルジョンの重合反応生成物を含み、前記重合後に前記重合体のpHが約6.5〜約9のpHに調整され、前記重合体の平均粒径が200nm以下である、水性乳化重合体を含む水白化耐性を高めた感圧型接着剤組成物。
- (a)水、末端アリルアミン部分を有する化合物、少なくとも1つのアルケニル置換基を有する置換フェニル化合物、ポリオキシアルキレン−1−(アリルオキシメチル)アルキルエーテル硫酸塩、またはこれらの混合物から選択した有効量の水溶性または水分散性の重合可能な界面活性剤、および重合開始剤の最初の量を接触させて混合物を生成させるステップ、
(b)単量体、および場合によっては追加の水を前記混合物に継続的に添加し、生じたエマルジョンを重合させてラテックスエマルジョンを生成させ、前記エマルジョンの重合中追加の重合開始剤を加え、前記単量体が、(i)アクリル酸n−ブチル、アクリル酸2−エチルヘキシル、またはこれらの混合物から選択した少なくとも1種の疎水性アクリル酸アルキルエステル約70〜約90重量%、(ii)アクリル酸、メタクリル酸、またはこれらの混合物から選択した少なくとも1種の親水性単量体約2〜約10重量%、(iii)アクリル酸メチル約5〜約20重量%、および(iv)末端アリルアミン部分を有する化合物、少なくとも1つのアルケニル置換基を有する置換フェニル化合物、ポリオキシアルキレン−1−(アリルオキシメチル)アルキルエーテル硫酸塩、またはこれらの混合物から選択した水溶性または水分散性の重合可能な界面活性剤を含み、単量体(i)、(ii)、および(iii)の重量%が、単量体(i)、(ii)、および(iii)の合計重量に対するものであるステップ、および
(c)前記ラテックスエマルジョンのpHを適当な塩基で約6.5〜約9のpHに調整するステップを含み、
前記混合物中の水溶性または水分散性の重合可能な界面活性剤の前記有効量が、200nm以下の平均粒径を有する感圧型接着剤を生成するために必要な量である、水白化耐性を高めた感圧型接着剤を調製する方法。
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