JP2674792B2 - 粘着剤組成物 - Google Patents

粘着剤組成物

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JP2674792B2 JP63208926A JP20892688A JP2674792B2 JP 2674792 B2 JP2674792 B2 JP 2674792B2 JP 63208926 A JP63208926 A JP 63208926A JP 20892688 A JP20892688 A JP 20892688A JP 2674792 B2 JP2674792 B2 JP 2674792B2
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、耐熱老化性、耐候性に優れる液状ポリマー
の後架橋型粘着剤組成物に関する。
(従来の技術) 従来、粘着剤には天然ゴムなどの固形ゴムが使われて
いた。近年、省資源、省エネルギー、生産性の向上等の
観点から、低分子量の液状ポリマーを用いこれを架橋剤
により後架橋する方法による粘着剤を作成する試みがな
されている。この液状ポリマーを使用する方法は、固形
ゴムを使用する方法に比べ、ゴムの素練り、切断、溶解
等の工程が不要となり、また、溶剤を使用する必要が無
いことから、その乾燥、回収の工程が不要となる等、時
間、エネルギーが節約でき、設備が簡単になる、さらに
は生産速度が著しく速くなる等の多くの利点を有する。
この液状ゴムにより粘着剤を得る方法としては、水酸基
を側鎖に導入した低分子量のポリイソプレンを使用する
方法(特開昭57−47368号公報)、両末端に水酸基を有
するポリブタジエンを使用する方法(特開昭62−263275
号公報)等が知られている。これらの方法は、省エネル
ギー、生産性の向上という点からは十分その目的を達成
しており、また、粘着剤としての性能も常態においては
一応満足できるものである。しかしながら、粘着剤の使
用環境も年々厳しくなってきており、前記の特性に加え
て耐熱老化性、耐候性等、より高度な性能が要求される
ようになってきた。この目的には従来のジエン系ゴムを
ベースとした粘着剤では対応できなくなってきた。
(発明が解決しようとする課題) 本発明は、液状のポリマーを原料として、無溶剤で耐
熱老化性、耐候性に優れ、かつ十分な粘着性能を有する
粘着剤を得ることを目的とする。
(課題を解決するための手段) 本発明によれば、上記目的は、特定の水酸基含有液状
水添ポリイソプレンを含有する粘着剤組成物により達成
される。すなち本発明は、(a)分子量700〜7000、ビ
ニル結合量20モル%以下、1分子当たり1.5個以上の水
酸基を有する水酸基含有液状ポリイソプレンの分子鎖中
の炭素−炭素二重結合の40%以上を水添してなる水酸基
含有水添液状ポリイソプレン、(b)該水酸基含有水添
液状ポリイソプレン100重量部に対する添加割合が0.05
〜5重量部となる量のフェノール残基を2〜4個有する
化合物、および(c)該水酸基含有水添液状ポリイソプ
レン中の水酸基に対するイソシアネート基のモル比が0.
5〜4となる量のポリイソシアネート化合物からなる粘
着剤組成物に関する。
上記の水酸基含有液状ポリイソプレンのビニル結合量
(1,2または3,4結合量)は20%モル以下であることが必
要である。ビニル結合量が20モル%を超えるとポリウレ
タンの低温でのゴム弾性等の力学的特性が低下する。な
お、1,4−シス,1,4−トランス,1,2−ビニル及び3,4−ビ
ニルといったミクロ構造は1H−NMRスペクトルより求め
られる値によるものである。
また水酸基含有液状ポリイソプレンの数平均分子量は
700〜7,000であることが必要である。数平均分子量が70
0未満の場合、ポリイソシアネート化合物との硬化物が
良好なゴム弾性を有しない。また7,000を越える場合に
は該水酸基含有液状ポリイソプレンが良好な流動性を示
さなくなる。またこれを水添して得られる水酸基含有水
添ポリイソプレンも流動性を示さない。該水酸基含有液
状ポリイソプレンの数平均分子量は好ましくは1,000〜
5,000である。
水酸基含有液状ポリイソプレンの水酸基数(=1分子
あたりの平均水酸基数)は1.5〜4であることが必要で
ある。水酸基数が1.5に満たない場合ポリイソシアネー
ト化合物との反応において充分な架橋が得られずポリウ
レタンの力学的強度が劣る等の問題が生じる。水酸基の
数が4を超える架橋密度が高くなりすぎ硬化物が良好な
ゴム弾性を示さなくなる。従って水酸基数は上記範囲で
あることを要し、好ましくは1.8〜3である。
なおこの水酸基は水酸基含有液状ポリイソプレンの分
子鎖の末端、鎖中のいずれにあってもよいが、両末端に
あることが好ましい。
かかる水酸基含有液状ポリイソプレンは公知であるか
又は公知の手法により容易に製造することができる。例
えばイソプレンモノマーを過酸化水素、水酸基を有する
アゾ化合物(例えば2,2′−アゾビス〔2−メチル−N
−(2−ヒドロキシエチル)プロピオンアミド〕等)又
は水酸基を有するパーオキシド(例えばシクロヘキサノ
ンパーオキサイド等)を重合開始剤としてラジカル重合
することにより水酸基含有液状ポリイソプレンが得られ
る。重合開始剤の使用量はイソプレンモノマー100gに対
して例えばH2O21.2〜12g、2,2′−アゾビス−〔2−メ
チル−N−(2−ヒドロキシエチル)−プロピオンアミ
ド〕9.2〜92g、シクロヘキサノンパーオキサイド7.6〜7
6gが適当である。重合は無溶媒で行なうことも可能であ
るが、反応の制御の容易さ等のため溶媒を用いるのが好
ましい。溶媒としてはエタノール、イソプロパノール等
が通常用いられる。反応温度は100〜150℃、反応時間は
5〜15時間が適当である。
又、ナフタレンジリチウム等の触媒を用いてイソプレ
ンモノマーをアニオン重合させてイソプレンリビングポ
リマーを製造し、さらにモノエポキシ化合物等を反応さ
せることによっても水酸基含有液状ポリイソプレンを得
ることができる。重合は無溶媒で行なうことも可能であ
るがラジカル重合の場合と同様の観点から溶媒を用いる
のが好ましい。溶媒としてはヘキサン、シクロヘキサン
等の飽和炭化水素が用いられる。反応温度は50〜100
℃、反応時間は1〜10時間が適当である。また、場合に
よっては液状ポリイソプレンの側鎖の付加反応により水
酸基を導入したものも用い得る(例えば特開昭57−1600
3号公報)。
本発明においては上記の水酸基含有液状ポリイソプレ
ンは、均一系触媒、不均一系触媒等を用いる公知の手法
により水添して用いられる。このとき該水酸基含有液状
ポリイソプレン中の炭素−炭素二重結合の40%以上を水
添する。
水添率が40%未満ではポリイソシアネート化合物との
硬化物の二重結合に起因する、熱あるいは光による耐熱
性,耐光性の劣化が問題となる。好ましくは水添率は60
%以上さらに好ましくは80%以上である。
水添に際して均一系触媒を用いる場合、ヘキサン、シ
クロヘキサン等の飽和炭化水素やベンゼン、トルエン、
キシレン等の芳香族炭化水素等を溶媒とし、常温〜150
℃の反応温度で常圧〜50kg/cm2の水素圧下で水素添加反
応が行なわれる。均一系触媒としては遷移金属ハライド
とアルミニウム、アルカリ土類金属もしくはアルカリ金
属などのアルキル化物との組合せによるチーグラー触媒
等を水酸基含有液状ポリイソプレンの炭素−炭素二重結
合あたり0.01〜0.1mol%程度使用する。反応通常1〜24
時間で終了する。
水添に際して不均一系触媒を用いる場合、ヘキサン、
シクロヘキサン等の飽和炭化水素やベンゼン、トルエ
ン、キシレン等の芳香族炭化水素、ジエチルエーテル、
テトラヒドロフラン(THF)、ジオキサン等のエーテル
類、エタノール、イソプロパノール、等のアルコール類
等あるいはこれらの混合系を溶媒とし、常温〜200℃の
反応温度で常圧〜100kg/cm2の水素圧下で水素添加反応
が行なわれる。
不均一系触媒としてはニッケル、コバルト、パラジウ
ム、白金、ロジウム、ルテニウム等の触媒を単独で、あ
るいはシリカ、ケイソウ土、アルミナ、活性炭等の担体
に担持して用い、使用量はポリマー重量に対し0.5〜10
重量%が適当である。反応は通常1〜48時間で終了す
る。
本発明においてフェノール残基を2〜4個有する化合
物は酸化防止剤として用いられ、水酸基含有水添液状ポ
リイソプレン100重量部に対して0.05〜5重量部となる
量で添加される。このような化合物の例としては2,2′
−メチレン−ビス−(4−メチル−6−tert−ブチルフ
ェノール)、2,2′−メチレン−ビス(4−エチル−6
−tert−ブチルフェノール)、4,4′−メチレン−ビス
−(2,6−ジ−tert−ブチルフェノール)、2,2′−メチ
レン−ビス−(6−α−メチルベンジン−p−クレゾー
ル)等のビスフェノール系化合物、1,3,5−トリメチル
−2,4,6−トリス(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロ
キシベンジル)ベンゼン、1,1,3−トリス−(2−メチ
ル−4−ヒドロキシ−5−tert−ブチルフェニル)ブタ
ン等のトリスフェノール系化合物、テトラキス−〔メチ
レン−3−(3,5′−ジ−tert−ブチル−4′−ヒドロ
キシフェニル)プロピオネート〕メタン等のテトラキス
フェノール系化合物などが挙げられる。フェノール系の
酸化防止剤として従来最も良く用いられているモノフェ
ノール系化合物は本発明の目的には全く適さない。また
他の種類の酸化防止剤であるアミン系化合物は、変色、
汚染性という大きな問題があり、本発明の目的には適さ
ない。フェノール残基を2〜4個有する化合物の添加量
が0.05重量部より少ない場合には耐熱性の改善効果が得
られず、また5重量部を超えて添加してもそれ以下の添
加量の場合と効果は殆んど変らないし、かえって経済性
を損ねることになり好ましくない。
本発明の組成物は上記のようにして得られる水添基含
有水添液状ポリイソプレンとポリイソシアネート化合物
とを含有する。両者の含有割合はポリイソプレン中の水
酸基に対するイソシアネート基のモル比すなわちNCO/OH
として0.5〜4の範囲である。この比が0.5より小さい場
合には得られる粘着剤の架橋密度が低すぎ、凝集力が低
くなりすぎ、また4を超える場合には架橋密度が逆に高
くなりすぎ、粘着力の乏しい粘着剤になる等、いずれも
十分な性能を有する粘着剤組成物が得られず好ましくな
い。
ここでポリイソシアネート化合物は得に制限されず、
1分子中に2個以上のイソシアネート基を含有するイソ
シアネート化合物が用いられる。例えばトリレンジイソ
シアネート、フェニレンジイソシアネート、ジフェニル
メタンジイソシアネート、変性ジフェニルメタンジイソ
シアネート、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート
等が挙げられる。
本発明の粘着剤組成物は粘着付与樹脂を含んでいても
よい。粘着付与樹脂の代表的なものとしては、テルペン
系樹脂、テルプンフェノール系樹脂、ロジン系樹脂、芳
香族炭化水素系石油樹脂、脂環族炭化水素系石油樹脂、
脂肪族炭化水素系石油樹脂、クマロンインデン樹脂また
はフェノール系樹脂が挙げられる。これらの粘着付与樹
脂は単独で用いてもよいし、また2種以上組合せて用い
てもよい。その使用量は水酸基含有水添液状イソプレン
100重量部に対して5〜250重量部、好ましくは20〜60重
量部の範囲である。その使用量が少な過ぎると充分なる
粘着力および接着力を有する粘着剤組成物が得られない
し、一方多過ぎると充分なる凝集力を有する粘着剤組成
物が得られない。
本発明の粘着剤組成物はさらに他の添加剤、例えば紫
外線吸収剤;顔料;プロセスオイル等の軟化剤等を必要
に応じて含有していてもよい。
本発明の粘着剤組成物は紙、セロファン、ポリエステ
ル等の基材に塗布し、加熱により架橋して用いられる。
架橋に際して必要な温度は室温ないし200℃であり、ま
た架橋に必要な反応時間は0.1時間ないし50時間であ
る。しかし、生産性を考えると反応時間は短かくするこ
とが望まれ、80〜150℃の範囲の温度で反応させるのが
好ましい。
本発明の粘着剤組成物は、紙、布、ポリプロピレン、
ポリエステル、塩ビ等のプラスチックスのフィルムにコ
ーティングし、テープ状、シート状にして粘着テープ、
粘着ラベル、粘着シートとして用いることが可能であ
る。
以下実施例をもって本発明をさらに詳細に説明する。
参考例1 ヘキサンにm−ジビニルベンゼン60mmolを溶解し、こ
れを−10℃に冷却し、n−BuLi 130mmolを適下してm−
ジリチオヘキシルベンゼンを生成させ、これにイソプレ
ンモノマー2.2molを添加し40℃で重合させた。ついで反
応系にエチレンオキサイド4molを添加し得られた生成物
大量のメタノールに注ぎ沈澱物として両末端に水酸基を
有する液状ポリイソプレンを得た。得られた水酸基含有
液状ポリイソプレンの分子量は2900、ビニル結合量が11
モル%、1分子中の水酸基の数は1.92個というものであ
った。
得られた水酸基含有液状ポリイソプレンをジオキサン
に溶解後それぞれRu−C(Ru 5%)を触媒として、水素
圧30kg/cm2で水添反応を行なった。反応後過すること
により触媒を分離し、さらに真空乾燥することにより水
酸基含有水添液状ポリイソプレン(1)を得た。ヨウ素
価の測定による水添率は85%であった。
実施例1〜4および比較例1〜4 参考例1で得られた水酸基含有水添液状ポリイソプレ
ン(I)および各種の酸化防止剤を使用し、表−1に示
す配合に従って粘着剤組成物を作製し、粘着性能を測定
すると同時に、80℃オーブン中で加熱したときの性能変
化を調べることにより耐熱性の評価をした。結果を表−
2に示す。
参考例2 m−ジビニルベンゼンを40mmol、n−BuLiを90mmolと
すること以外は参考例1と同様にイソプレンモノマーを
重合し、分子量が3950、ビニル結合量が10.5モル%、1
分子中の水酸基の数が1.94個の水酸基含有液状ポリイソ
プレンを得た。得られた水酸基含有液状ポリイソプレン
を参考例1と同様に水添して水酸基含有水添液状ポリイ
ソプレン(II)を得た。この際の水添率は70%であっ
た。
実施例5〜7および比較例5〜7 参考例2で得られた水酸基含有水添液状ポリイソプレ
ン(II)およびテトラキス−[メチレン−3−(3′,
5′−ジ−tert−ブチル−4′−ヒドロキシフェニルプ
ロピオネート]メタンを使用して、表−3に示す配合に
従って粘着剤組成物を作製し、その粘着性能、耐熱老化
性を実施例1と同様にして評価した。結果を表−3に併
せて示す。
(発明の効果) 本発明によって耐熱老化性、耐候性に優れ、かつ十分
な粘着性能を有する粘着剤組成物が提供される。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 港野 尚武 茨城県鹿島郡神栖町東和田36番地 株式 会社クラレ内 審査官 阪野 誠司 (56)参考文献 特開 昭63−57626(JP,A) 特公 昭52−20518(JP,B1)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】(a)分子量700〜7000、ビニル結合量20
    モル%以下、1分子当たり1.5個以上の水酸基を有する
    水酸基含有液状ポリイソプレンの分子鎖中の炭素−炭素
    二重結合の40%以上を水添してなる水酸基含有水添液状
    ポリイソプレン、 (b)該水酸基含有水添液状ポリイソプレン100重量部
    に対する添加割合が0.05〜5重量部となる量のフェノー
    ル残基を2〜4個有する化合物、および(c)該水酸基
    含有水添液状ポリイソプレン中の水酸基に対するイソシ
    アネート基のモル比が0.5〜4となる量のポリイソシア
    ネート化合物からなる粘着剤組成物。
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