JP2009173689A - 水分散型粘着剤組成物および粘着シート - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明に係る水分散型粘着剤組成物は、ゴム系ラテックスおよび粘着付与樹脂エマルジョンと、疎水性側鎖を有するポリカルボン酸(例えばスチレン−アクリル酸共重合体)またはその塩を主成分とする分散剤と、平均重合度16〜80のポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸エステル(ただしアルキル基の炭素数は8〜18)を主成分とする乳化剤と、を含有する。上記分散剤としては、20℃における1質量%水溶液の表面張力が25〜45mN/mであり、且つ中和滴定により求められるカルボキシル基含有量が2〜6mmol/gであるものが好ましい。
【選択図】なし
Description
かかる粘着剤組成物は、機械的シェアに対して優れた安定性を示す(例えば、ギヤポンプにより送液されても凝集物の発生量が少ない)。したがって、該粘着剤組成物によると高品質な粘着シートを生産することができる。また、該組成物および/または粘着シートの生産方式において上述のような制限が緩和されるので、より高い生産性を実現することが可能である。
天然ゴムラテックスとしては、例えば、水分散型粘着剤組成物に用いられる公知の材料を特に制限なく使用することができる。解重合されたものでもよく、解重合されていないものでもよい。また、ここでいう天然ゴムラテックスは、未変性の天然ゴムラテックスに限定されず、例えばアクリル酸エステル等により変性された変性天然ゴムラテックスであってもよい。未変性天然ゴムラテックスと変性天然ゴムラテックスとを併用してもよい。
合成ゴムラテックス(SBRラテックス、クロロプレンラテックス等)についても、粘着剤用等として市販されているものを特に制限なく使用することができる。未変性の合成ゴムラテックスおよび変性(例えばカルボキシ変性)された合成ゴムラテックスのいずれも使用可能である。
上記ロジン誘導体の例としてはロジンエステル類、ロジンフェノール類が挙げられる。上記ロジンエステル類としては、未変性または変性ロジンと多価アルコールとをエステル化反応させて得られたロジンエステル;未変性または変性ロジンを不飽和脂肪酸(フマル酸、マレイン酸等)で部分的に変性し、次いでエステル化して得られる不飽和脂肪酸変性ロジンの多価アルコールエステル;未変性または変性ロジンを不飽和脂肪酸で部分的に変性した後、不均化し、次いでエステル化して得られる不飽和脂肪酸変性不均化ロジンの多価アルコールエステル;等が例示される。上記ロジンフェノール類としては、ロジン類にフェノール類を付加させ熱重合したもの;該熱重合物をエステル化したもの;等が例示される。なお、上記エステル化に用いられる多価アルコールは特に制限されず、例えば、ジエチレングリコール、グリセリン、トリメチロールプロパン、トリメチロールエタン、1,2,6−ヘキサントリオール、1,2,4−ブタントリオール、ペンタエリスリトール等の公知の各種多価アルコールを使用することができる。
脂肪族系炭化水素樹脂の例としては、石油ナフサの分解留分のうち主にC5留分(ピペリレン、ピペリレン、イソプレン、2−メチル−2−ブテン、ジシクロペンタジエン等)の単独重合体、共重合体、これらの水素添加物(いわゆるC5系石油樹脂等)が挙げられる。芳香族系炭化水素樹脂の例としては、石油ナフサの分解留分のうち主にC9留分(スチレン、メチルスチレン、インデン、メチルインデン、クマロン等)の単独重合体、共重合体、これらの水素添加物(いわゆるC9系石油樹脂等)が挙げられる。脂肪族/芳香族系炭化水素樹脂の例としては、石油ナフサの分解留分のうち主にC5留分およびC9留分を共重合したものおよびその水素添加物(いわゆるC5−C9共重合系石油樹脂等)が挙げられる。
アルキルフェノール系の粘着付与樹脂としては、一般に粘着剤用として知られているもの等を特に限定なく使用することができる。レゾール型およびノボラック型のいずれも使用可能である。
上記高圧乳化方法は、例えば、粘着付与樹脂を溶剤(典型的にはベンゼン、トルエン等)に溶解した溶液に水および適当な乳化剤を添加し、高圧乳化機を用いてエマルジョン化した後、必要に応じて上記溶剤を除去(例えば減圧留去)する態様で行うことができる。また、粘着付与樹脂を軟化点以上に加熱して溶融状態とし、これに水と適当な乳化剤とを混合し、高圧乳化機にてエマルジョン化することにより(無溶剤系高圧乳化法)、有機溶剤を実質的に使用することなく粘着付与樹脂エマルジョンを調製することができる。
上記反転乳化法は、例えば、粘着付与樹脂に少量の溶剤(ベンゼン、トルエン等)を混合し、次いで適当な乳化剤を練り込み、さらに熱水を徐々に添加して転相乳化させることによりエマルジョン化する態様で行うことができる。また、粘着付与樹脂をその軟化点以上に昇温して乳化剤を練り込み、これに熱水を徐々に添加して転相乳化させることにより(無溶剤系転相乳化法)、有機溶剤を実質的に使用することなく粘着付与樹脂エマルジョンを調製することができる。
上記ポリカルボン酸(塩)の有する疎水性側鎖は、例えば、フェニル基、アルキルフェニル基、炭素数5以上(好ましくは8以上、典型的には20以下)の直鎖状または分岐状アルキル基、シクロアルキル基等の疎水性官能基(ペンダント基)であり得る。上記疎水性官能基が極性の低い置換基(例えば、メチル基等のアルキル基)をさらに有する構造の疎水性官能基であってもよい。
上記特定分散剤に含まれるポリカルボン酸(塩)は一種であってもよく二種以上であってもよい。また、該ポリカルボン酸(塩)の有する疎水性側鎖は一種であってもよく二種以上であってもよい。少なくともフェニル基を含む構造の疎水性側鎖を有するポリカルボン酸(塩)を含有する(例えば該ポリカルボン酸(塩)を主成分とする、典型的には該ポリカルボン酸(塩)から実質的に構成される)分散剤の使用が好ましい。換言すれば、少なくともフェニル基を含む構造の疎水性側鎖を有するポリカルボン酸(塩)を含有する粘着剤組成物が好ましい。
なお、上記中和滴定によってカルボキシル基含有量を求める操作は、例えば、概略以下の手順により行うことができる。すなわち、測定対象たる分散剤の所定量を秤量して希釈した後、該希釈液に含まれる分散剤に対して過剰量の酸性標準溶液(塩酸等の酸性水溶液)を添加して滴定用試料を調製する。そして、上記滴定用試料を塩基性標準溶液(水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等の塩基性水溶液)で中和滴定(逆滴定)する。このときpH電極等を用いて得られた第1当量点および第2当量点から、分散剤のカルボキシル基含有量を求めることができる。
RO−(CH2CH2O)n−SO3X (1);
で表されるポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸エステルを主成分とするものが挙げられる。式(1)中のRは炭素数8〜18の直鎖状または分岐状アルキル基であり、具体例としては2−エチルヘキシル基、オレイル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、セチル基、ステアリル基等が挙げられる。また、式(1)中のnは16〜80であり、好ましくは20〜60である。式(1)中のXは一価のカチオンであり、例えば、ポリカルボン酸の塩を形成するカチオンとして例示したアルカリ金属イオン、第四級アンモニウムイオン等であり得る。Xがアンモニウムイオンまたはナトリウムイオンであるポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸エステルが好ましい。
好ましく使用される特定乳化剤の市販品として、日本乳化剤株式会社の商品名「ニューコール1020SN」、同「ニューコール2320SN」、同「ニューコール2360SN」、第一工業製薬株式会社の商品名「ハイテノールL−16」等を例示することができる。
図3,図4は、基材レスの粘着シートの構成例である。図3に示す粘着シート13は、基材レスの粘着剤層2の両面が、少なくとも該粘着剤層側が剥離面となっている剥離ライナー3によってそれぞれ保護された構成を有する。図4に示す粘着シート14は、基材レスの粘着剤層2の一面が、両面が剥離面となっている剥離ライナー3により保護された構成を有し、これを巻回すると粘着剤層2の他面が剥離ライナー3に当接して該他面もまた剥離ライナー3で保護された構成とできるようになっている。
図5,図6は、片面粘着タイプの基材付き粘着シートの構成例である。図5に示す粘着シート15は、基材1の片面に粘着剤層2が設けられ、その粘着剤層2の表面(接着面)が、少なくとも該粘着剤層側が剥離面となっている剥離ライナー3によって保護された構成を有する。図6に示す粘着シート16は、基材1の一面に粘着剤層2が設けられた構成を有する。その基材1の他面は剥離面となっており、粘着シート16を巻回すると該他面に粘着剤層2が当接して該粘着剤層の表面(接着面)が基材1の他面で保護された構成とできるようになっている。
なお、上記基材には印刷等の装飾加工が施されていてもよい。また、基材のうち粘着剤層が設けられる面には、必要に応じて下塗剤の塗布、コロナ放電処理等の表面処理が施されていてもよい。基材の一面に粘着剤層が設けられる構成において、該基材の他面(背面)には、必要に応じて離型処理が施されていてもよい。
分散剤A:スチレン−アクリル酸共重合体のアンモニウム塩を主成分とする分散剤(サンノプコ株式会社、商品名「SNディスパーサント5027」)。
分散剤B:スチレン−アクリル酸共重合体のアンモニウム塩を主成分とする分散剤(第一工業製薬株式会社、商品名「DKSディスコートN−14」)。
分散剤C:ポリアクリル酸ナトリウムを主成分とする分散剤(日本触媒株式会社、商品名「アクアリックDL−522」)。
分散剤D:アンモニア変性されたイソブチレン−無水マレイン酸共重合体を主成分とする分散剤(クラレ株式会社、商品名「イソバン110」)。
乳化剤A:平均重合度20のポリオキシエチレンアルキル(炭素数8)エーテル硫酸エステル、すなわち上記式(1)におけるnが20であり、Rが炭素数8のアルキル基である化合物を主成分とする乳化剤(日本乳化剤株式会社、商品名「ニューコール1020SN」)。
乳化剤B:平均重合度60のポリオキシエチレンアルキル(炭素数12)エーテル硫酸エステル、すなわち上記式(1)におけるnが60であり、Rが炭素数12のアルキル基である化合物を主成分とする乳化剤(日本乳化剤株式会社、商品名「ニューコール2360SN」)。
=0.1[mol/ml]×(V2−V1)[ml]×1000/WS[g] (2)
(ただし、上記式(2)中、V1は第1当量点におけるKOH量[ml]であり、V2は第2当量点におけるKOH量[ml]であり、WSは滴定用試料中に含まれる分散剤の不揮発分基準の質量[g]である。)
ゴム系ラテックスとして、天然ゴムラテックス(GOLDEN HOPE社製品、商品名「HYTEX HA」)およびSBRラテックス(日本ゼオン株式会社製品、商品名「Nipol LX426」)を用意した。また、テルペン系粘着付与樹脂(ヤスハラケミカル株式会社製品、商品名「YSレジンPX800」)60部をトルエン15部に溶解して樹脂溶液を作製し、この樹脂溶液75部(トルエン15部を含む。)と、ノニオン系界面活性剤(第一工業製薬株式会社製品、商品名「ノイゲンEA120」)8部と、老化防止剤(大内新興化学株式会社製品、商品名「ノクラックNS−6」)4部とを攪拌機によりイオン交換水87部に分散させて、粘着付与樹脂を含む樹脂エマルジョンを作製した。上記天然ゴムラテックス50部、上記SBRラテックス50部および上記樹脂エマルジョン174部(有姿量。すなわちトルエン15部およびイオン交換水87部を含む。)を混合してベース粘着剤を調製した。
上記ベース粘着剤に含まれるゴム系ラテックス(すなわち、天然ゴムラテックスとSBRラテックスの合計量)100部当たり、分散剤A4部および乳化剤A3部を添加混合して、例1に係る水分散型粘着剤組成物を得た。
使用した分散剤および乳化剤の種類とゴム系ラテックス100部に対する添加量を表2に示すとおりとした点以外は例1と同様にして、例2〜10に係る水分散型粘着剤組成物を得た。なお、表2中の数値はゴム系ラテックス100部当たりの添加量[部]を表す。
例1〜10に係る粘着剤組成物50リットルを、ギヤポンプ(高千穂機械株式会社、型式「CDSE−50G」、吐出量6.25cc/rev)を用いて2.5kg/分の流量で80メッシュのナイロンメッシュを通しながら30分間循環させた。その後、ナイロンメッシュの質量を使用前と比較することにより、該ナイロンメッシュに付着した凝集物の質量を求めた。その凝集物の質量(凝集物発生量)から、各粘着剤組成物の機械的安定性を以下の3段階で評価した。
○:凝集物発生量が10g以下。
△:凝集物発生量が10gを超えて50g以下。
×;凝集物発生量が50g超。
例1〜10に係る粘着シートを幅20mm、長さ100mmのサイズにカットして試験片を作製した。被着体としてのSUS304ステンレス板に上記試験片を、2kgのローラを1往復させる方法で圧着した。これを23℃に30分間放置した後、JIS Z0237に準じ、温度23℃、相対湿度50%の測定環境下、引張試験機を使用して引張速度300mm/分、剥離角度180°の条件で接着強度[N/20mm]を測定した(初期接着強度)。一方、同様にしてSUS304ステンレス板に試験片を圧着したものを常温の水中に7日間浸漬し、水から取り出して2時間後に上記と同様にして接着強度[N/20mm]を測定した(浸漬後接着強度)。これらの測定値を下記式(3)に代入することにより、水浸漬後における接着強度の維持率を求めた。
接着強度維持率[%]=(浸漬後接着強度/初期接着強度)×100 (3)
上記維持率の値から粘着シートの耐水性を以下の3段階で評価した。
○:接着強度維持率が80%以上。
△:接着強度維持率が50%以上80%未満。
×;接着強度維持率が50%未満。
2:粘着剤層
3:剥離ライナー
11,12,13,14,15,16:粘着シート
Claims (8)
- ゴム系ラテックスおよび粘着付与樹脂エマルジョンを含み、さらに、
疎水性側鎖を有するポリカルボン酸(塩)を主成分とする分散剤と、
平均重合度16〜80のポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸エステル(ただし、該アルキルエーテルにおけるアルキル基の炭素数は8〜18である。)を主成分とする乳化剤と、
を含有する、水分散型粘着剤組成物。 - 前記分散剤は、以下の条件:
20℃における1質量%水溶液の表面張力が25〜45mN/mである;および、
中和滴定により求められるカルボキシル基含有量が2〜6mmol/gである;
をいずれも満たす、請求項1に記載の組成物。 - 前記ポリカルボン酸(塩)はスチレン−アクリル酸共重合体である、請求項1または2に記載の組成物。
- 不揮発分基準で、前記ゴム系ラテックス100質量部に対して前記分散剤0.3〜10質量部および前記乳化剤0.1〜6質量部を含有し、且つ前記分散剤と前記乳化剤との合計含有量が15質量部以下である、請求項1から3のいずれかに記載の組成物。
- 不揮発分基準で、前記ゴム系ラテックス100質量部に対して前記粘着付与樹脂エマルジョン20〜200質量部を含有する、請求項1から4のいずれかに記載の組成物。
- 請求項1から5のいずれかに記載の水分散型粘着剤組成物を用いて形成された粘着剤層を備える、粘着シート。
- 支持体としての塩化ビニル系樹脂シートの少なくとも片面に前記粘着剤層が設けられた構成を有する、請求項6に記載の粘着シート。
- 支持体としての紙の少なくとも片面に前記粘着剤層が設けられた構成を有する、請求項6に記載の粘着シート。
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