JP3424271B2 - 水性エマルジョンの製造方法及び感圧接着剤 - Google Patents

水性エマルジョンの製造方法及び感圧接着剤

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、水性エマルジョンの製
造方法及び感圧接着剤に関するものである。
【0002】
【従来の技術】接着力、保持力及び粘着力が高いこと
は、感圧接着剤に求められる最重要な特性のひとつであ
る。感圧接着剤として好適なエマルジョンとしてエチレ
ン−ビニルエステル−(メタ)アクリル酸エステル系共
重合体系エマルジョンが提案されている(たとえば、特
開昭53−73235号、特開昭54−61284号、
特開昭55−142013号公報参照。)。特にエチレ
ン−ビニルエステル−(メタ)アクリル酸エステル系共
重合体系エマルジョンはポリオレフィン基材への接着性
に優れている。しかし、感圧接着剤として更に広範囲に
応用するためには従来の方法で製造したエチレン−ビニ
ルエステル−(メタ)アクリル酸エステル系共重合体系
エマルジョンは単独で用いた時の特に高温時の保持力
(耐熱クリープ)や低温接着性の点で問題になってい
た。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】かかる現状に鑑み、本
発明が解決しようとする課題は、接着力、保持力及び粘
着力がともに高い感圧接着剤を得るのに最適な水性エマ
ルジョンの製造方法であって、特に単独でも使用できる
優れた粘着特性を有するカルボキシル基、アミド基又は
N−メチロール基などの官能基を有する共重合可能なオ
レフィン性不飽和モノマーを共重合したエチレン−ビニ
ルエステル−(メタ)アクリル酸エステル系共重合体系
エマルジョンの製造方法で、工業的実施上極めて有利な
製造方法、及び該製造方法によって得られる水性エマル
ジョンを主成分とする感圧接着剤を提供する点に存す
る。
【0004】
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明のうち
一の発明は、下記(A)5〜30重量%、(B)20〜
85重量%、(C)10〜75重量%、及び重合に供せ
られる(B)及び(C)の合計量100重量部あたり
0.3〜8重量部の下記(D)を含有する共重合体を含
む水性エマルジョンの製造方法であって、仕込むべき全
量の10〜50%の(B)及び(C)を重合系に仕込ん
だ時点において(D)の仕込みを開始し、仕込むべき全
量の(B)及び(C)を仕込んだ時点における(D)の
仕込み量が(D)の仕込むべき全量の50〜90%であ
り、その後(D)の残量を仕込み、重合を完結させる水
性エマルジョンの製造方法に係るものである。 (A)エチレン (B)下記(式1)で表されるα,β−不飽和カルボン
酸エステル (C)下記(式2)で表されるビニルエステル (D)カルボキシル基、アミド基、N−メチロール基、
エポキシ基又はヒドロキシ基を有する共重合可能なオレ
フィン性不飽和モノマー
【0005】
【化1】
【0006】(R1 は水素又はメチル基を表し、R2
炭素数1〜18のアルキル基を表わし、R3 〜R5 は、
それぞれ独立に、水素又はアルキル基を表わす。ただ
し、R3〜R5 の炭素数の合計は18以下である。)
【0007】また、本発明のうち他の発明は、上記の水
性エマルジョンを主成分とする感圧接着剤に係るもので
ある。
【0008】以下、詳細に説明する。本発明の共重合体
には、エチレンが含有される。共重合体中のエチレンの
含有量は、5〜30重量%である。該含有量が過少な場
合は(常態)接着力、特に非極性ポリマー被着体に対す
る接着力及び曲面接着力に劣り、一方該含有量が過多な
場合は粘着力及び保持力に劣る。
【0009】本発明の共重合体に含有される前記(式
1)で表される(B)α,β−不飽和カルボン酸エステ
ルとしては、たとえばアクリル酸メチル、アクリル酸エ
チル、アクリル酸プロピル、アクリル酸ブチル、アクリ
ル酸アミル、アクリル酸ヘキシル、アクリル酸ヘプチ
ル、アクリル酸オクチル、アクリル酸2−エチルヘキシ
ル、アクリル酸デシル、アクリル酸ラウリル、アクリル
酸ステアリル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチ
ル、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸ブチル、メタ
クリル酸アミル、メタクリル酸ヘキシル、メタクリル酸
2−エチルヘキシル、メタクリル酸ドデシル、メタクリ
ル酸ラウリル、メタクリル酸ステアリルなどをあげるこ
とができる。特に、(式1)のR2 の炭素数が4〜12
のものが好ましい。また、(B)としては、(式1)で
表わされるα、β−不飽和カルボン酸エステルの一種を
単独で用いてもよく、又は二種以上を混合して用いても
よい。
【0010】共重合体中の(B)の含有量は、20〜8
5重量%、好ましくは25〜70重量%である。該含有
量が過少な場合は粘着力に劣り、一方該含有量が過多な
場合は非極性ポリマー被着体に対する接着力に劣る。な
お、α,β−不飽和カルボン酸ジエステルを、感圧接着
剤としての本来の性能を損なうことなく接着力を向上さ
せるために併用することができ、該α,β−不飽和カル
ボン酸ジエステルの好ましいものとして、マレイン酸ジ
エステル及びフマル酸ジエステルをあげることができ
る。
【0011】本発明の共重合体に含有される前記(式
2)で表される(C)ビニルエステルとしては、たとえ
ば酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル、ピバ
リン酸ビニル、ラウリン酸ビニル、バーサチック酸ビニ
ルなどをあげることができ、好ましくは酢酸ビニル及び
酢酸ビニルと高級脂肪酸ビニルの併用である。なお、
(C)としては、(式2)で表わされるビニルエステル
の一種を単独で用いてもよく、又は二種以上を混合して
用いてもよい。
【0012】共重合体中の(C)の含有量は、10〜7
5重量%、好ましくは20〜65重量%である。該含有
量が過少な場合は(常態)接着力及び保持力に劣り、一
方該含有量が過多な場合は粘着力に劣る。
【0013】本発明の共重合体に含有される(D)カル
ボキシル基、アミド基、N−メチロール基、エポキシ基
又はヒドロキシ基を有する共重合可能なオレフィン性不
飽和モノマーとしては、たとえばアクリル酸、メタクリ
ル酸、クロトン酸、イタコン酸(半エステルを含む)、
マレイン酸(半エステルを含む)などのカルボキシル基
含有モノマー及びその無水物;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などのN−
メチロール誘導体モノマー;2−ヒドロキシエチル(メ
タ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)ア
クリレート、多価アルコールのモノ(メタ)アクリレー
トや多価アルコールのモノアリルエーテルなどのヒドロ
キシ基含有モノマー;ジメチルアミノエチルメタクリレ
ート、ジメチルアミノプロピルアクリルアミドなどのア
ミノ基含有モノマー;グリシジル(メタ)アクリレート
などのエポキシ基含有モノマー;アクリルアミド、メタ
アクリルアミド、マレインアミドなどのアミド基含有モ
ノマーなどをあげることができる。
【0014】共重合体中の(D)の含有量は、重合に供
せられる(B)及び(C)の合計量100重量部あたり
0.3〜8重量部、好ましくは0.5〜6重量であ
る。該含有量が過少な場合は保持力及び低温接着力に劣
り、一方、該含有量が過多な場合は重合中にゲル化を生
じる。
【0015】本発明の共重合体は、上記の(A)〜
(D)に加えて、(E)重合性二重結合を二個以上有す
る共重合可能な架橋性モノマーを含有してもよい。該モ
ノマーとしては、たとえばジアリルフタレート、トリア
リルシアヌレート、トリアリルイソシアヌレート、エチ
レングリコールジアクリレート、アリルメタクリレー
ト、アジピン酸ジアクリレート、トリメチロールプロパ
ンジメタクリレートなどをあげることができる。共重合
体中の(E)の含有量は通常5重量%以下、好ましくは
3重量%以下である。かかる範囲で(E)を用いること
により、感圧接着剤としての本来の性質を損なうことな
くエマルジョンの架橋性を改良することができる。
【0016】本発明の製造方法においては、各重合成分
の重合系への仕込み方法が特に重要である。すなわち、
仕込むべき全量の10〜50%、好ましくは10〜45
%の(B)及び(C)を重合系に仕込んだ時点において
(D)の仕込みを開始し、仕込むべき全量の(B)及び
(C)を仕込んだ時点における(D)の仕込み量が
(D)の仕込むべき全量の50〜90%、好ましくは6
0〜85%であり、その後(D)の残量を仕込み、重合
を完結させる必要がある。(D)の仕込み開始時点にお
ける(B)及び(C)を仕込み率(仕込むべき(B)及
び(C)の全量に対する実際に仕込んだ(B)及び
(C)の割合)が過小な場合は接着力、保持力に劣り、
一方該仕込み率が過大な場合は保持力に劣る結果とな
る。また、全量の(B)及び(C)を仕込んだ時点にお
ける(D)の仕込み率(仕込むべき(D)の全量に対す
る実際に仕込んだ(D)の割合)が過小な場合は保持力
に劣り、一方該仕込み率が過大な場合は接着力が低下す
る結果となる。
【0017】本発明の水性エマルジョンの製造方法の特
徴については、前記のとおりであるが、その他の条件の
具体例をあげると以下のとおりである。重合は乳化重合
により行われ、乳化重合において通常使用されるラジカ
ル重合開始剤、pH調整剤、重合連鎖移動剤などを用い
ることができる。重合圧力は5〜200kg/cm2
エチレン加圧下であり、重合温度としては、通常30〜
70℃の範囲が適当である。なお、ラジカル重合開始剤
は、通常の乳化重合に用いられる水溶性ラジカル開始
剤、たとえば過酸化水素、過硫酸カリウム、過硫酸ナト
リウム、過硫酸アンモニウム、tert−ブチルヒドロ
ペルオキシドなどを単独で、又はL−、D−アスコルビ
ン酸、亜硫酸塩、ロンガリット、硫酸第1鉄のような還
元剤と組み合せたレドックス系として用いられる。pH
調整剤としては、塩酸、リン酸、酢酸、コハク酸、炭酸
などの酸及びその塩;アルカリ金属水酸化物、アンモニ
ア水、アミンなどの塩基が使用される。連鎖移動剤とし
ては、メルカプタン類などを使用することができる。
【0018】本発明の製造方法においては、重合時の乳
化安定剤として、ノニオン系界面活性剤及びアニオン系
界面活性剤を用いることができる。ノニオン系界面活性
剤としては、たとえばポリオキシエチレンアルキルエー
テル、ポリオキシエチレンアルキルフェノールエーテ
ル、ポリオキシエチレン・ポリオキシプロピレンブロッ
クコポリマー、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、ポ
リオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステルなどをあげ
ることができる。アニオン系界面活性剤としては、たと
えばアルキル硫酸エステル塩、アルキルベンゼンスルフ
ォン酸塩、アルキルスルホコハク酸塩、アルキルジフェ
ニルエーテルジスルフォン酸塩、ポリオキシエチレンア
ルキル硫酸塩、ポリオキシエチレンアルキルリン酸エス
テルなどをあげることができる。
【0019】本発明においては、上記のノニオン系界面
活性剤及びアニオン系界面活性剤に加えて、保護コロイ
ドを用いてもよい。保護コロイドとしては、たとえば、
部分ケン化ポリビニルアルコール、完全ケン化ポリビニ
ルアルコール、スルホン酸変性ポリビニルアルコール、
カルボキシル変性ポリビニルアルコール、シラノール基
変性ポリビニルアルコールなどのポリビニルアルコール
類;ヒドロキシエチルセルロース、メチルセルロース、
カルボキシメチルセルロースなどのセルロース誘導体を
あげることができる。
【0020】また、重合安定剤としてスルホン酸基を有
する共重合可能なオレフィン性不飽和モノマーを用いる
ことができ、ビニルスルホン酸ソーダ、メタリルスルホ
ン酸ソーダ、2−アクリルアミド−2−メチルプロパン
スルホン酸ソーダなどをあげることができる。
【0021】本発明の感圧接着剤は、上記の製造方法に
より得られた水性エマルジョンを主成分として含有する
ものであり、その含有量は通常30〜70重量%(固形
分基準)、好ましくは40〜65重量%である。又、ア
クリル酸エステル系エマルジョンをブレンドして使用す
ることも可能である。なお、水性エマルジョンを感圧接
着剤として使用する段階において、本来の特性を損なわ
ない限り、消泡剤、粘度調整剤、充填剤などを加えても
よい。
【0022】本発明の感圧接着剤は、接着力、保持力及
び粘着力に優れ、粘着テープ、粘着シート、粘着ラベル
などに広く適用できる。これらの製品は、プラスチック
フィルム、紙、金属箔などの基質材料に通常の公知の装
置と方法を用いて本発明のエマルジョンを塗布すること
によってバランスのとれた良好な感圧接着特性を有する
製品が得られる。特にポリオレフィンのような非極性被
着体に対しても接着力、粘着力、保持力に優れている。
また、保持力に優れているので長期に保存した場合、粘
着剤がハミ出してくるという欠点もない。
【0023】
【実施例】次に、本発明を実施例により説明するが、こ
れに限定されるものではない。 実施例1 錨型攪拌機を備えた耐圧オートクレーブに、イオン交換
水1300重量部、乳化安定剤54.4重量部、酢酸1
重量部、酢酸ナトリウム5重量部、ロンガリット10重
量部からなる水溶液を仕込み、攪拌下で窒素、ついでエ
チレンにより系内を置換した。次に、系内温度を50℃
に昇温し、(C)成分としての酢酸ビニル680重量
部、(B)成分としてのアクリル酸2−エチルヘキシル
408重量部からなる混合モノマー溶液及び6.25重
量%の過硫酸アンモニウム水溶液450重量部を、同時
に4時間にわたって一定速度で仕込んだ。この間、反応
温度を50℃に調節し、重合中常時エチレン圧を60k
g/cm2 に保ち、混合モノマーの添加開始から1時間
48分後(仕込むべき混合モノマーの全量の45%を仕
込んだ時点)に(D)成分としての0.5重量%のN−
メチロールアクリルアミド70重量部の添加を開始し、
混合モノマーの全量を仕込んだ時点(4時間後)で仕込
み量が全量の85%になるように仕込んだ。その後、残
量を仕込んだ後、更に50℃で1時間熟成を行った。か
くして得られた水性エマルジョンは固形分で45重量%
であった。該エマルジョンを、厚さ110μの離型紙
に、粘着剤塗布厚が25μm(乾燥後)になるように自
動塗工装置を用いて均一に塗布した後、80℃の温風で
5分間乾燥し、更に55g/m2 の粘着シート用上質紙
に転写して感圧接着シートを得た。得られた感圧接着シ
ートについて、下記の方法により評価を行った。結果を
表2に示した。
【0024】(1)接着力(常態接着力) JIS R−6253による280番の耐水研磨紙でよ
く磨いたステンレス板(SUS304)、ポリエチレン
(PE)板及びポリプロピレン(PPr)板に、JIS
Z−238の方法に従って自動圧着装置で圧着した試
料を23℃、65%RH(相対湿度)の条件下で180
°角の方向に300mm/分の速度で剥離したときの強
度(単位g/25mm)を、テンシロン引張試験機によ
って測定し、それぞれの被着体に対する(常態)接着力
とした。
【0025】(2)粘着力(タック試験) J.DOW法(Proc.Inst.Rubber I
nd.1105(1954))に準じ、23℃、65%
RHの条件下で傾斜角30度のステンレス板上の斜面に
長さ10cmの粘着シートを貼りつけ、斜面の上方10
cmの位置より直径1/32インチから1インチまでの
32種類の大きさのステンレス製のボールを初速度0で
転がし、粘着シート上で停止する最大径の球の大きさ
(ボールNo.)である。No.が大きい程、粘着力に
優れる。
【0026】(3)保持力(凝集力) JIS R−6253による280番の耐水研磨紙でよ
く磨いたステンレス板(SUS 304)に、試験片の
粘着面積が25×25mmになるように貼りつけ、2k
gのゴムローラで圧着を1往復して行い、圧着したもの
を40℃の雰囲気下で1kgの静荷重を試料にかけ、荷
重が落下した時の時間で示した。該時間が長い程、凝集
力に優れる。
【0027】(4)低温接着力 得られた感圧接着シートを−30℃の条件下で(1)に
示したPE板にJISZ−238の方法に従って圧着
し、−30℃の条件下で(1)に示した測定法で得られ
た強度を低温接着力とした。
【0028】(5)曲面接着力 直径1cmのポリエチレン製丸棒に、1.0cm×2.
5cmの試験片を貼合し、105℃×8Hr、0℃×1
6Hrの条件下で放置し、これを2サイクル行った後、
下記の基準により評価した。 外観異常なしの場合 ○ 先端部が浮き状態の場合 △ 完全に剥がれている場合 ×
【0029】実施例2〜6及び比較例1〜6 表1及び3の条件としたこと以外は実施例1と同様に行
った。結果を表2及び4に示した。
【0030】結果から次のことがわかる。本発明の条件
を満足するすべての実施例においては、すべての評価項
目において満足すべき結果を示している。一方、本発明
の規定を欠く各比較例は、次のとおり不満足な結果を示
している。(D)成分を用いなかった比較例1は保持力
及び低温接着力に劣る。(D)成分が過多な比較例2は
重合中にゲル化を生じた。(B)成分を用いなかった比
較例3は粘着力及び低温接着力に劣る。(D)の仕込み
開始時点が不適当であった比較例4、(B)及び(C)
の仕込み完了時点が不適当であった比較例5、及びその
いずれの時点も不適当であった比較例6は保持力に劣
る。
【0031】
【表1】 −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− 実 施 例 1 2 3 4 5 6 共重合体組成 *1 (A) 20 20 8 15 10 10 (B) 30 40 65 45 63 63 (C) 50 40 25 35 27 27 (D) 種類 N-MAM AM 2HEA GMA N-MAM N-MAM 量 0.5 2.0 5.0 1.0 1.0 3.0 仕込み方法 *2 (D) 開始時点 45 45 10 30 15 15 (B)+(C) 完了時点 85 85 80 70 65 85 評価 接着力 g/25cm PE 1300 1180 960 1060 1030 1000 PPr 1520 1570 1010 1270 1140 1030 SUS 1670 1530 1190 1590 1250 1200 粘着力 ボールNo. 15 13 18 16 18 19 保持力 min 870 1160 > 810 >1440 960 >1440 低温接着力 g/25cm 40 20 40 30 50 40 曲面接着力 ○ ○ ○ ○ ○ ○ −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−
【0032】
【表2】 −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− 比 較 例 1 2 3 4 5 6 共重合体組成 *1 (A) 20 20 30 10 10 10 (B) 40 40 10 63 63 63 (C) 40 40 60 27 27 27 (D) 種類 - N-MAM AM N-MAM N-MAM N-MAM 量 0 15.0 1.0 1.0 1.0 1.0 仕込み方法 *2 (D) 開始時点 - 15 15 0 30 0 (B)+(C) 完了時点 - 80 80 85 100 100 評価 接着力 g/25cm PE 830 重 800 910 1020 860 PPr 860 合 840 950 1420 930 SUS 970 時 900 940 1320 1410 粘着力 ボールNo. 10 ゲ 4 19 17 17 保持力 min 70 ル > 610 200 310 160 低温接着力 g/25cm 0 化 0 100 30 80 曲面接着力 ○ ○ ○ ○ ○ −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−
【0033】*1 共重合体組成 表中の数字 (A)〜(C):共重合体中における重量% (D):重合に供せられた(B)及び(C)の合計量1
00重量部あたりの重量部 記号の意味 (A):エチレン (B):アクリル酸−2−エチルヘキシル (C):酢酸ビニル (D): N−MAM;N−メチロールアクリルアミド AM;アクリルアミド 2HEA;2−ヒドロキシエチルアクリレート GMA;グリシジルメタアクリレート
【0034】*2 仕込み方法 (D)開始時点:(D)の仕込みを開始した時点におけ
る(B)及び(C)の仕込み率(仕込むべき(B)及び
(C)の全量に対する実際に仕込んだ(B)及び(C)
の割合) (B)+(C)完了時点:仕込むべき全量の(B)及び
(C)を仕込んだ時点における(D)の仕込み率(仕込
むべき(D)の全量に対する実際に仕込んだ(D)の割
合)
【0035】
【発明の効果】以上説明したとおり、本発明により、接
着力、保持力及び粘着力が高い感圧接着剤を得るのに最
適な水性エマルジョンの製造方法であって、工業的実施
上極めて有利な製造方法、及び該製造方法によって得ら
れる水性エマルジョンを主成分とする感圧接着剤を提供
することができた。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C08F 2/00 - 2/60 C08F 220/18,218/02 C09J 133/06

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 下記(A)5〜30重量%、(B)20
    〜85重量%、(C)10〜75重量%、及び重合に供
    せられる(B)及び(C)の合計量100重量部あたり
    0.3〜8重量部の下記(D)を含有する共重合体を含
    む水性エマルジョンの製造方法であって、仕込むべき全
    量の10〜50%の(B)及び(C)を重合系に仕込ん
    だ時点において(D)の仕込みを開始し、仕込むべき全
    量の(B)及び(C)を仕込んだ時点における(D)の
    仕込み量が(D)の仕込むべき全量の50〜90%であ
    り、その後(D)の残量を仕込み、重合を完結させる水
    性エマルジョンの製造方法。 (A)エチレン (B)下記(式1)で表されるα,β−不飽和カルボン
    酸エステル (C)下記(式2)で表されるビニルエステル (D)カルボキシル基、アミド基、N−メチロール基、
    エポキシ基又はヒドロキシ基を有する共重合可能なオレ
    フィン性不飽和モノマー (R1 は水素又はメチル基を表し、R2 は炭素数1〜1
    8のアルキル基を表わし、R3 〜R5 は、それぞれ独立
    に、水素又はアルキル基を表わす。ただし、R3〜R5
    の炭素数の合計は18以下である。)
  2. 【請求項2】 請求項1記載の水性エマルジョンを主成
    分とする感圧接着剤。
JP20973893A 1993-08-24 1993-08-24 水性エマルジョンの製造方法及び感圧接着剤 Expired - Fee Related JP3424271B2 (ja)

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