JPH04306281A - 再剥離接着性を有する高剥離強度水性感圧接着剤 - Google Patents
再剥離接着性を有する高剥離強度水性感圧接着剤Info
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は水性感圧接着剤配合物に
関する。更に詳しくはこの接着剤配合物は固体で粘着性
を有する不融性のエラストマー系ポリマー微小球及びア
クリルラテックス感圧接着剤を含んでなり、この配合物
は所望の接着特性の特異なバランス、すなわち現場で長
期老化の後でも再剥離接着性のあるすぐれた感圧粘着性
を有する塗膜をもたらす。 【0002】 【従来の技術】過去10年間、スリーエムカンパニイ(
3M Company)から市販されているポスト−イ
ット(Post−it;登録商標)ノート及び関連製品
は大体において必要な消費財及び事務用品となった。こ
れらの製品が商業上成功した理由は、固体で粘着性を有
する不融性のエラストマー系ポリマー微小球の形状をし
た接着剤を使用することによるすばらしい再剥離接着性
のためである。米国特許第 3,691,140号及び
第 4,166,152号にその微小球接着剤の製造技
術が開示されている。 【0003】米国特許第 3,857,731号には、
結合剤と一緒に上述の微小球接着剤を含んでなる配合物
を塗布したシート材料が開示されており、結合剤の1例
は普通のアクリレート感圧接着剤であって、個々の微小
球を固定する機械的な継手を形成するとしている。これ
は接着剤転写、すなわち接着剤微小球が原被覆基材から
被着体に不必要に転写する現象を防ぐものであると教え
ている。この特許に開示されている系では高い剥離強さ
が得られず、この接着特性は粘着性はあるが低い剥離強
さの微小球に由来している。 【0004】上述の特許では水性系が考えられているけ
れども、用いる微小球接着剤が十分に高い濃度にならな
いためにそのような系では有効塗布量が得られない。こ
の塗布量の制約及び高い界面活性剤濃度が開示されてい
る水性接着剤系の有効剥離接着力を限定することになる
。 【0005】上述の接着剤及び接着剤系は反応性度に関
して非常に新規な製品を提供しそして商業上広範な成功
を収めたが、微小球接着剤を用いることによる製品の本
質的に低い剥離強さの故に確実な接着が必要な、例えば
事務、グラフィックアート及び荷作テープやラベルのよ
うな多様な用途に対して不向きとなっている。しかるに
確実に接着する普通の塗膜形成高剥離強さの感圧接着剤
(PSA)を伝統的に用いる製品は、被着体と不必要に
持久性のある結合をしてしまうので貼付けたあと取除く
ことができなくなる。 【0006】米国特許第 4,735,837号には、
種々の基材に頻繁に繰り返して接着し剥離しても接着能
力が衰えない接着シートが開示されている。この接着剤
配合物は、完全に接着剤層で覆われているが部分的にそ
の表面から突起している弾性微小球を含んでなると教え
ている。この特許では溶剤系が考えられているので、再
剥離接着特性は現場での老化により著しく減少する、す
なわち接着力が急速に増加することになる。 【0007】本発明の接着剤配合物は、水性接着剤系を
提供することにより、基材上に塗布する場合接着特性の
所望なバランスすなわち長期にわたり再剥離接着性はも
とよりすぐれた剥離強さを与えることにより上述の制約
を克服することができる。 【0008】 【発明が解決しようとする課題】本発明は固体で不融性
の本質的に粘着性を有するエラストマー系ポリマー微小
球とアクリルラテックス感圧接着剤の成分乾燥重量比が
それぞれ約10:1〜2.5:1である水性コンセント
レートを含んでなる水性感圧接着剤配合物を含んでなる
。この接着剤配合物は3/4インチ(1.9cm)当り
少なくとも約 200グラムの剥離強さを有する。更に
本発明は少なくとも1つの表面の少なくとも一部分に上
述の接着剤配合物を塗布した製品を含んでなる。 【0009】本発明の接着剤は種々の用途に用いるラベ
ルはもとより、事務、グラフィックアート及び荷作テー
プのような製品の製造にきわめて有用である。得られる
製品はたとえ著しい彎曲部やコーナーであっても多様な
基材に確実に接着することができる。要求次第によって
は、離層あるいは接着剤転写なしに、すなわち接着剤残
分が特定の被着体に転写することなく製品を簡単に被着
体から剥離することができる。 【0010】 【課題を解決するための手段】本発明に有用なポリマー
微小球コンセントレートを、上述の米国特許第 3,6
91,140号及び第 4,166,152号に開示さ
れている水性懸濁重合技法によって作ることができる。 開示されている懸濁重合方法で通常約25%の固体含有
率(非揮発性固体の重量含有率)である水性微小球接着
剤を得る。静置するとこの水性懸濁液製品はすぐ2相に
分離する、すなわち1相は本質的に微小球のない母液で
あり、他の相は懸濁した固体で不融性の粘着性を有する
微小球を含むコンセントレートである。デカンテーショ
ン等の方法で母液を除去して70%オーダーの固体含有
率を有し、個々の微小球からなる高密度懸濁液を含んで
なる微小球コンセントレートを得る。 【0011】更に重要なことにはこの好都合な濃縮手法
は、懸濁工程で用いた界面活性剤及び/又は懸濁安定剤
が水性母液中に分配されて、それぞれ全量の約65%を
除けることである。これらの界面活性剤及び懸濁安定剤
を除去することは本発明の配合物が必要な接着特性を示
すために本発明の水性接着剤にとって必要であり、これ
らが存在すると接着剤の剥離接着力が減じてしまう。 【0012】本発明に有用なアクリルラテックス感圧接
着剤は通常持久性接着テープに使われているものであり
、そして通常約50%の固体含有率であるアクリルコポ
リマーの水性エマルジョンを含んでなり、混合による潜
在的な凝固を避けるために微小球の製造に用いた界面活
性剤と相溶性の界面活性剤を用いてこのエマルジョンを
通常安定化させる。常温で本質的に粘着性があり、一般
に約−10℃より低いガラス転移温度をもつこれらのア
クリルコポリマーは塗膜を形成しそしてすぐれた剥離接
着性を有する。適当なアクリルラテックスPSAの代表
例は、ロームアンドハースカンパニイ(Rohm an
d Haas Company)から市販されているロ
プレックス(Rhoplex:商標)N1031 、ユ
ニオンカーバイドコーポレーション(UnionCar
bide Corporation)から市販されてい
るユーカー(Ucar:商標)ラテックス173 及び
ユーカーラテックス174 、及びビー.エフ.グッド
リッチカンパニイ(B.F.Goodrich Com
pany)から市販されているハイカー(Hycar:
商標)2600−X222 及びハイカー26146
を含む。 【0013】特定の着色又は別の特性を与えるための顔
料、充填剤等のような種々の別の添加剤を、接着剤の性
質の所望なバランスを減じない限り含むことができる。 【0014】本発明の水性接着剤配合物の製造は、脱イ
オン水並びに微小球コンセントレート及びアクリルラテ
ックス感圧接着剤の単純な混和物からなり、固体含有率
を下方に調整したい場合混合物の好ましい固体含有率は
約30〜約60wt%である。約30%より低いと有効
な塗布量を達成することができないし、一方この上限値
は単に施工技法上の実用値である。微小球コンセントレ
ート及びアクリルラテックスPSAを、乾燥ポリマー重
量比がそれぞれ約10:1〜約2.5:1となるように
混合して接着剤配合物を形成する必要がある。この重量
比が約10:1を越えると剥離強さの著しい低下がみら
れる。逆にこの比が約2.5:1より低い場合は再剥離
接着性に関する所望の接着性質が失われる。 【0015】本発明の接着剤配合物を種々の基材、例え
ばフィルム及び紙に普通の方法、例えばナイフ、ワイヤ
ロッド、輪転グラビアロール等で塗布することができる
。未乾燥塗り厚を約1.0〜約5ミルに維持すれば通常
これらの技法は非常に均一な塗膜を与える。この範囲を
越える厚さでは、乾燥方法の本質的な制約によって塗膜
性状がきまることになる。したがって所望レベルの乾燥
塗布量を得るためには十分に高い固体含有率をもつ接着
剤の使用が必要となる。 【0016】接着剤付着層の乾燥塗布量は、72平方イ
ンチ(465cm2 )当り少なくとも約1.0グラム
が必要であることはわかっている。このレベルより低い
と再剥離接着性とすぐれた剥離強さの所望な組合わせは
達成できない。剥離強さはこの乾燥塗布量で3/4イン
チ(1.9cm)当り少なくとも約 200グラムであ
るのが好ましい。 【0017】必要であれば、普通のプライマーを基材と
接着剤塗膜の間に用いてよい。塗布した塗膜で湿潤し又
は塗膜を接着するために基材を下塗りする技術は周知で
ある。 【0018】接着剤の性質の組合わせ、すなわちすぐれ
た剥離強さと再剥離接着性を剥離接着力テストによって
示すことができる。剥離接着力は特定な角度と剥離速さ
で測定する塗膜テープを試験表面から剥離するのに必要
な力である。剥離強さを測定するために標準として用い
る試験表面は3M Companyから市販されている
ポリエステルオーアール(Polyester OR:
商標) 86092及び 696ホワイトマルチ−パー
パスペーパー(White Multi−Purpos
e Paper)である。別の市販されているポリエス
テル及び標準接着紙も同様に用いることができる。 【0019】2つの剥離接着力パラメーターの組合わせ
で再剥離接着性を定義する。1つは試験表面及び/又は
テープの離層、そして試験表面へ接着剤のかなりな量が
転写することなしに剥離がきれいに進むことであり、い
ま1つは現場での老化により、すなわち接着剤を長期間
試験表面上に貼付けた後もきれいな剥離ができることで
ある。 【0020】本発明の新規な配合物が可能な剥離接着力
において塗布した直後はもとより 120°F(49℃
)で少なくとも1週間被着体上に接着剤を貼付けた後も
、毎分少なくとも12インチ(30.5cm)の速さで
良好に再剥離接着できる塗膜を提供できることは驚くべ
きことである。 更に反応性度を失うことなくこの接着剤を用いる製品が
被着体に何回も接着しそして剥離することができる、す
なわちこの製品が繰り返して再利用できることを示して
いる。 【0021】従来の微小球接着剤に比べて本発明の接着
剤塗膜が強化剥離接着力を有する理由の一部は、アクリ
ルPSAポリマーで充填された隣接する微小球の隙間領
域により接着剤の接触面が拡大することに加えて、水性
微小球接着剤から界面活性剤と懸濁安定剤を実質的に除
去するためであると理論づけている。一方この隙間物質
の存在は塗膜の剥離接着力を著しく増しているが再剥離
接着性に関する性能を損ってはいない。上述した比率の
範囲内では隙間物質の相対量は被着体と密接に接触し持
久性のある結合をするには不十分である。 【0022】ポリマー微小球を合成する際に通常必要で
ある界面活性剤及び懸濁安定剤は剥離接着力を減じる効
果をもつ。このことはこれらの適当な量を本発明の新規
な接着剤配合物に加えそして符合する剥離接着力をテス
トすることによって示すことができる。この効果を示す
ためにテストする界面活性剤及び懸濁安定剤の特定な例
は、それぞれナトリウムオクトキシノール−2エタンス
ルホネート(Rohm andHaas Compan
yからトリトン(Triton:登録商標)X−200
として市販されている27〜30%固体の水溶液)、
アンモニウムラウリルスルフェートの27〜30%水溶
液(オニックスケミカルカンパニイ(Onyx Che
mical Company)からマプロフィックス(
Maprofix:登録商標)NHとして市販されてい
る)、ポリオキシエチレン(9)オクチルフェニルエー
テル(Rohm and Haas Companyか
らTriton X−100として市販されている)、
硫酸化ノニルフェノキシポリ(エチレンオキシ)エタノ
ールのアンモニウム塩(ジィエイエフコーポレーション
(GAFCorporation)からアリパル(Al
ipal:登録商標)EP−110として市販されてい
る30%水溶液)、そしてアンモニウムポリアクリレー
ト(Rohm and Haas Companyから
アクリゾル(Acrysol:登録商標)ASE95
として市販されている約18%水溶液)を含む。 【0023】本発明を以下の例によって更に詳細に説明
するが、本発明はこれらに限定されるものではない。特
に定めない限りすべての部は重量基準である。 【0024】 【実施例】 (例1)この例は固体で不融性の本質的に粘着性を有す
るエラストマー系ポリマー微小球を調製する通常の方法
を説明する。温度計、還流凝縮器、機械攪拌機及びガス
入口管を備えた1l三つ口フラスコに 300gの脱イ
オン水、 100gのイソオクチルアクリレート、2.
5gのアクリル酸、0.25gのルシドール98(Lu
cidol:登録商標でペンワルトコーポレーション(
Pennwalt Corporation)から市販
されている98%活性ベンゾイルペルオキシド)、及び
4.2gの Maprofix NHを装入した。pH
値が7.0になる迄濃水酸化アンモニウムを加えた。毎
分 500回転で混合物を攪拌しそして反応混合物を窒
素でパージした。攪拌と窒素パージを反応の間継続した
。反応混合物を室温で15分間攪拌し次いで反応を開始
するために75℃に加熱した。約30分後に反応は発熱
となり、そして発熱が終ったのちこのバッチを12時間
75℃に加熱した。反応混合物を室温に冷却して16メ
ッシュの篩で濾過した。得られた懸濁液は固体を約25
%含みポリマー微小球の平均粒度は40ミクロンであっ
た。 【0025】(例2)この例は微小球コンセントレート
の調製を説明する。例1の物質を分液漏斗に16時間か
けた。その結果2相が生成し、上相は微小球コンセント
レートであり下相は母液であった。母液を排出して捨て
固体を約70%含む流体微小球コンセントレートを得た
。 【0026】(例3)この例は本発明の接着剤とその塗
膜を調製しそしてテストをする方法を説明する。例2の
微小球コンセントレート79g,43gの Hycar
2600−X222、及び28gの脱イオン水を容器
に装入した。これを均質になる迄攪拌した。得られた接
着剤配合物は固体含有率が50%で微小球ポリマー及び
アクリルPSAポリマーを乾燥重量比2.5:1で含ん
でいた。 【0027】次いでウォーソーペーパーミルズカンパニ
イ(Wausan Paper Mliis Comp
any)から市販されている酸化亜鉛ベースのプライマ
ーで下塗りしたX−95ラテックス飽和塗布用原紙にこ
の接着剤を4ミル塗布オリフィスのナイフコーターで塗
布し、そして接着剤を温度約 160°F(71℃)で
乾燥した。乾燥塗布量は72平方インチ(465cm2
)当り約1.5グラムであった。塗布した紙3/4イ
ンチ(1.9cm)となる寸法を機械の方向にして3/
4インチ×6インチ(1.9cm×15.2cm)に切
断した。次いでこれらのサンプルを長手方向にPoly
ester OR 86092及び 696 Whit
e Multi−Purpose Paperに貼付け
そして4.5ポンド(2kg)ローラーで2回ロール掛
けした。次いでこれらの積層サンプルをポリエステル及
び紙から角度90°、毎分12インチ(30.5cm)
の速さで剥離し、接着力が 355グラム(ポリエステ
ル)及び405グラム(紙)であった。離層又は接着剤
転写なしに剥離ができた。 【0028】同じ積層サンプルを温度 120°F(4
9℃)で1週間老化させた。老化の後接着力は 413
グラム(ポリエステル)及び 430グラム(紙)であ
った。この場合も離層又は接着剤転写なしに剥離ができ
た。 【0029】上述の接着力の値は2回の平均値である。 上述の方法及び条件は試験を通して変えていない。 【0030】更に接着剤の繰り返し再利用可能性を示す
ために、9個の追加接着試験を同一のサンプルと被着体
を用いておこなった。最終接着力はポリエステル及び紙
の両方とも 355グラムであった。これらの繰り返し
剥離も離層又は接着剤転写なしにおこなった。 【0031】(比較例4)この例は界面活性剤の剥離減
少・効果を特に Maprofix NHについて示し
ている。種々の量の Maprofix NHを例3の
接着剤に加え、そして4ミルオリフィスで塗布した符合
する塗膜の剥離接着力をテストし結果を表1に示した。
表 1 Maprofix NH
剥離接着力、ポリエステ
ル ポリマー基準の乾燥重量% (グラム
/3/4インチ(1.9cm))
0.4
265
0.8
210 1.
2
175【0032】(例5〜8)例3の方
法に従って4ミルオリフィスで塗布した固体含有率が約
50%の接着剤の例を種々のアクリルラテックスPSA
、Hycar 26146(51%固体)、Rhopl
ex N1031 (54%固体)、Ucar Lat
ex173(50%固体)及びUcar Latex1
74(50%固体)を用いて示している。用いた配合剤
を表2に示す。
表 2 アクリル
ラテックス 微小球コンセントレート 脱イオン水
例 PSA
(グラム) (グラム)
5 ”Hycar”26146,
24グラム
89
36 6 ”Rhoplex”N
1031, 26グラム
101
30 7 ”Uc
ar”Latex 173,
50グラム
77 31
8 ”Ucar”Latex 174,
43グラム
77
314ミルオリフィスで塗布した例5〜8の接着
力特性を表3に示した。
表 3
剥離接着力
(グラム/3/4インチ(
1.9cm))例 ポリエステル 紙
老化接着ポリエステル 老化接着紙5
310 362
312 350
6 220 260
355
282 7 302
277 357
475 8
377 362 3
87 525 上記の
すべての剥離を離層又は接着剤転写なしにおこなった。 【0033】(例9)この例は、例3の接着剤の剥離接
着力に及ぼす乾燥塗布量の効果を示している。 表
4 乾燥塗布量
剥離接着力(グラム/72in2(
465cm2)) (グラム/3/4in(
1.9cm))
ポリエステル
紙 0.7
176
192 0.9
2
15 225
1.4
315 340
1.6
342
395 1.8
380
480 2.4
41
5 635 【0034】(比
較例10)この例は、例2の原微小球コンセントレート
の剥離接着力を塗布量の関数として示している。 表
5 乾燥塗布量
剥離接着力(グラム/72in2(
465cm2)) (グラム/3/4in(
1.9cm))
ポリエステル
紙 0.4
139
122 0.8
1
50 150
1.0
170 190
1.4
193
210 2.4
228
290 3.0
25
8 328 【0035】(例
11〜15)これらの例は剥離及び再剥離接着性に及ぼ
す微小球ポリマーのアクリルPSAポリマーに対する重
量比の効果を示している。種々のポリマー比率で、接着
剤配合物を例8と同様に4ミルオリフィスで塗布した。 次いで塗布したばかりのサンプル及び老化したサンプル
の接着力をテストし結果を表6に示した。
表 6
剥
離接着力
(グラム/3/4in(1
.9cm)) ポリマー:微小球
老化接着例
重量比 ポリエステル
紙 ポリエステル 老化接着紙11
10:1 2
20 245 222
332 12 5
:1 220
252 212
380 8 2.5:1
377 362
387 525 13
1:1
385 355 417
D 14
1:5 510
420 670
D 15 1:10
535 447
687 D 表6
において“D”は紙被着体の離層がおこったことを示す
。これを除くすべての剥離を離層及び接着剤転写なしに
おこなった。 【0036】(比較例16)例1の微小球接着剤 10
0gと20.0gの Hycar 2600−X222
を混合して接着剤配合物を調製した。固体30%を含む
この接着剤を、72平方インチ(465cm2 )当り
0.97グラムが最高塗布量となるようにして種々の塗
布量で塗布した。得られた塗膜の剥離接着力をテストし
結果を表7に示した。 表
7 乾燥塗布量
剥離接着力(グラム/72in2(
465cm2)) (グラム/3/4in(
1.9cm))
ポリエステル
紙 0.38
106
143 0.6
2 1
58 173
0.76
170 218
0.97
190
225 【0037】(比較例17〜21)表8に表
すデータは比較例4のデータと類似のものであり、本発
明のいくつかの接着剤に及ぼす種々の界面活性剤及び懸
濁安定剤の効果を添加しない場合と対比して示している
。
関する。更に詳しくはこの接着剤配合物は固体で粘着性
を有する不融性のエラストマー系ポリマー微小球及びア
クリルラテックス感圧接着剤を含んでなり、この配合物
は所望の接着特性の特異なバランス、すなわち現場で長
期老化の後でも再剥離接着性のあるすぐれた感圧粘着性
を有する塗膜をもたらす。 【0002】 【従来の技術】過去10年間、スリーエムカンパニイ(
3M Company)から市販されているポスト−イ
ット(Post−it;登録商標)ノート及び関連製品
は大体において必要な消費財及び事務用品となった。こ
れらの製品が商業上成功した理由は、固体で粘着性を有
する不融性のエラストマー系ポリマー微小球の形状をし
た接着剤を使用することによるすばらしい再剥離接着性
のためである。米国特許第 3,691,140号及び
第 4,166,152号にその微小球接着剤の製造技
術が開示されている。 【0003】米国特許第 3,857,731号には、
結合剤と一緒に上述の微小球接着剤を含んでなる配合物
を塗布したシート材料が開示されており、結合剤の1例
は普通のアクリレート感圧接着剤であって、個々の微小
球を固定する機械的な継手を形成するとしている。これ
は接着剤転写、すなわち接着剤微小球が原被覆基材から
被着体に不必要に転写する現象を防ぐものであると教え
ている。この特許に開示されている系では高い剥離強さ
が得られず、この接着特性は粘着性はあるが低い剥離強
さの微小球に由来している。 【0004】上述の特許では水性系が考えられているけ
れども、用いる微小球接着剤が十分に高い濃度にならな
いためにそのような系では有効塗布量が得られない。こ
の塗布量の制約及び高い界面活性剤濃度が開示されてい
る水性接着剤系の有効剥離接着力を限定することになる
。 【0005】上述の接着剤及び接着剤系は反応性度に関
して非常に新規な製品を提供しそして商業上広範な成功
を収めたが、微小球接着剤を用いることによる製品の本
質的に低い剥離強さの故に確実な接着が必要な、例えば
事務、グラフィックアート及び荷作テープやラベルのよ
うな多様な用途に対して不向きとなっている。しかるに
確実に接着する普通の塗膜形成高剥離強さの感圧接着剤
(PSA)を伝統的に用いる製品は、被着体と不必要に
持久性のある結合をしてしまうので貼付けたあと取除く
ことができなくなる。 【0006】米国特許第 4,735,837号には、
種々の基材に頻繁に繰り返して接着し剥離しても接着能
力が衰えない接着シートが開示されている。この接着剤
配合物は、完全に接着剤層で覆われているが部分的にそ
の表面から突起している弾性微小球を含んでなると教え
ている。この特許では溶剤系が考えられているので、再
剥離接着特性は現場での老化により著しく減少する、す
なわち接着力が急速に増加することになる。 【0007】本発明の接着剤配合物は、水性接着剤系を
提供することにより、基材上に塗布する場合接着特性の
所望なバランスすなわち長期にわたり再剥離接着性はも
とよりすぐれた剥離強さを与えることにより上述の制約
を克服することができる。 【0008】 【発明が解決しようとする課題】本発明は固体で不融性
の本質的に粘着性を有するエラストマー系ポリマー微小
球とアクリルラテックス感圧接着剤の成分乾燥重量比が
それぞれ約10:1〜2.5:1である水性コンセント
レートを含んでなる水性感圧接着剤配合物を含んでなる
。この接着剤配合物は3/4インチ(1.9cm)当り
少なくとも約 200グラムの剥離強さを有する。更に
本発明は少なくとも1つの表面の少なくとも一部分に上
述の接着剤配合物を塗布した製品を含んでなる。 【0009】本発明の接着剤は種々の用途に用いるラベ
ルはもとより、事務、グラフィックアート及び荷作テー
プのような製品の製造にきわめて有用である。得られる
製品はたとえ著しい彎曲部やコーナーであっても多様な
基材に確実に接着することができる。要求次第によって
は、離層あるいは接着剤転写なしに、すなわち接着剤残
分が特定の被着体に転写することなく製品を簡単に被着
体から剥離することができる。 【0010】 【課題を解決するための手段】本発明に有用なポリマー
微小球コンセントレートを、上述の米国特許第 3,6
91,140号及び第 4,166,152号に開示さ
れている水性懸濁重合技法によって作ることができる。 開示されている懸濁重合方法で通常約25%の固体含有
率(非揮発性固体の重量含有率)である水性微小球接着
剤を得る。静置するとこの水性懸濁液製品はすぐ2相に
分離する、すなわち1相は本質的に微小球のない母液で
あり、他の相は懸濁した固体で不融性の粘着性を有する
微小球を含むコンセントレートである。デカンテーショ
ン等の方法で母液を除去して70%オーダーの固体含有
率を有し、個々の微小球からなる高密度懸濁液を含んで
なる微小球コンセントレートを得る。 【0011】更に重要なことにはこの好都合な濃縮手法
は、懸濁工程で用いた界面活性剤及び/又は懸濁安定剤
が水性母液中に分配されて、それぞれ全量の約65%を
除けることである。これらの界面活性剤及び懸濁安定剤
を除去することは本発明の配合物が必要な接着特性を示
すために本発明の水性接着剤にとって必要であり、これ
らが存在すると接着剤の剥離接着力が減じてしまう。 【0012】本発明に有用なアクリルラテックス感圧接
着剤は通常持久性接着テープに使われているものであり
、そして通常約50%の固体含有率であるアクリルコポ
リマーの水性エマルジョンを含んでなり、混合による潜
在的な凝固を避けるために微小球の製造に用いた界面活
性剤と相溶性の界面活性剤を用いてこのエマルジョンを
通常安定化させる。常温で本質的に粘着性があり、一般
に約−10℃より低いガラス転移温度をもつこれらのア
クリルコポリマーは塗膜を形成しそしてすぐれた剥離接
着性を有する。適当なアクリルラテックスPSAの代表
例は、ロームアンドハースカンパニイ(Rohm an
d Haas Company)から市販されているロ
プレックス(Rhoplex:商標)N1031 、ユ
ニオンカーバイドコーポレーション(UnionCar
bide Corporation)から市販されてい
るユーカー(Ucar:商標)ラテックス173 及び
ユーカーラテックス174 、及びビー.エフ.グッド
リッチカンパニイ(B.F.Goodrich Com
pany)から市販されているハイカー(Hycar:
商標)2600−X222 及びハイカー26146
を含む。 【0013】特定の着色又は別の特性を与えるための顔
料、充填剤等のような種々の別の添加剤を、接着剤の性
質の所望なバランスを減じない限り含むことができる。 【0014】本発明の水性接着剤配合物の製造は、脱イ
オン水並びに微小球コンセントレート及びアクリルラテ
ックス感圧接着剤の単純な混和物からなり、固体含有率
を下方に調整したい場合混合物の好ましい固体含有率は
約30〜約60wt%である。約30%より低いと有効
な塗布量を達成することができないし、一方この上限値
は単に施工技法上の実用値である。微小球コンセントレ
ート及びアクリルラテックスPSAを、乾燥ポリマー重
量比がそれぞれ約10:1〜約2.5:1となるように
混合して接着剤配合物を形成する必要がある。この重量
比が約10:1を越えると剥離強さの著しい低下がみら
れる。逆にこの比が約2.5:1より低い場合は再剥離
接着性に関する所望の接着性質が失われる。 【0015】本発明の接着剤配合物を種々の基材、例え
ばフィルム及び紙に普通の方法、例えばナイフ、ワイヤ
ロッド、輪転グラビアロール等で塗布することができる
。未乾燥塗り厚を約1.0〜約5ミルに維持すれば通常
これらの技法は非常に均一な塗膜を与える。この範囲を
越える厚さでは、乾燥方法の本質的な制約によって塗膜
性状がきまることになる。したがって所望レベルの乾燥
塗布量を得るためには十分に高い固体含有率をもつ接着
剤の使用が必要となる。 【0016】接着剤付着層の乾燥塗布量は、72平方イ
ンチ(465cm2 )当り少なくとも約1.0グラム
が必要であることはわかっている。このレベルより低い
と再剥離接着性とすぐれた剥離強さの所望な組合わせは
達成できない。剥離強さはこの乾燥塗布量で3/4イン
チ(1.9cm)当り少なくとも約 200グラムであ
るのが好ましい。 【0017】必要であれば、普通のプライマーを基材と
接着剤塗膜の間に用いてよい。塗布した塗膜で湿潤し又
は塗膜を接着するために基材を下塗りする技術は周知で
ある。 【0018】接着剤の性質の組合わせ、すなわちすぐれ
た剥離強さと再剥離接着性を剥離接着力テストによって
示すことができる。剥離接着力は特定な角度と剥離速さ
で測定する塗膜テープを試験表面から剥離するのに必要
な力である。剥離強さを測定するために標準として用い
る試験表面は3M Companyから市販されている
ポリエステルオーアール(Polyester OR:
商標) 86092及び 696ホワイトマルチ−パー
パスペーパー(White Multi−Purpos
e Paper)である。別の市販されているポリエス
テル及び標準接着紙も同様に用いることができる。 【0019】2つの剥離接着力パラメーターの組合わせ
で再剥離接着性を定義する。1つは試験表面及び/又は
テープの離層、そして試験表面へ接着剤のかなりな量が
転写することなしに剥離がきれいに進むことであり、い
ま1つは現場での老化により、すなわち接着剤を長期間
試験表面上に貼付けた後もきれいな剥離ができることで
ある。 【0020】本発明の新規な配合物が可能な剥離接着力
において塗布した直後はもとより 120°F(49℃
)で少なくとも1週間被着体上に接着剤を貼付けた後も
、毎分少なくとも12インチ(30.5cm)の速さで
良好に再剥離接着できる塗膜を提供できることは驚くべ
きことである。 更に反応性度を失うことなくこの接着剤を用いる製品が
被着体に何回も接着しそして剥離することができる、す
なわちこの製品が繰り返して再利用できることを示して
いる。 【0021】従来の微小球接着剤に比べて本発明の接着
剤塗膜が強化剥離接着力を有する理由の一部は、アクリ
ルPSAポリマーで充填された隣接する微小球の隙間領
域により接着剤の接触面が拡大することに加えて、水性
微小球接着剤から界面活性剤と懸濁安定剤を実質的に除
去するためであると理論づけている。一方この隙間物質
の存在は塗膜の剥離接着力を著しく増しているが再剥離
接着性に関する性能を損ってはいない。上述した比率の
範囲内では隙間物質の相対量は被着体と密接に接触し持
久性のある結合をするには不十分である。 【0022】ポリマー微小球を合成する際に通常必要で
ある界面活性剤及び懸濁安定剤は剥離接着力を減じる効
果をもつ。このことはこれらの適当な量を本発明の新規
な接着剤配合物に加えそして符合する剥離接着力をテス
トすることによって示すことができる。この効果を示す
ためにテストする界面活性剤及び懸濁安定剤の特定な例
は、それぞれナトリウムオクトキシノール−2エタンス
ルホネート(Rohm andHaas Compan
yからトリトン(Triton:登録商標)X−200
として市販されている27〜30%固体の水溶液)、
アンモニウムラウリルスルフェートの27〜30%水溶
液(オニックスケミカルカンパニイ(Onyx Che
mical Company)からマプロフィックス(
Maprofix:登録商標)NHとして市販されてい
る)、ポリオキシエチレン(9)オクチルフェニルエー
テル(Rohm and Haas Companyか
らTriton X−100として市販されている)、
硫酸化ノニルフェノキシポリ(エチレンオキシ)エタノ
ールのアンモニウム塩(ジィエイエフコーポレーション
(GAFCorporation)からアリパル(Al
ipal:登録商標)EP−110として市販されてい
る30%水溶液)、そしてアンモニウムポリアクリレー
ト(Rohm and Haas Companyから
アクリゾル(Acrysol:登録商標)ASE95
として市販されている約18%水溶液)を含む。 【0023】本発明を以下の例によって更に詳細に説明
するが、本発明はこれらに限定されるものではない。特
に定めない限りすべての部は重量基準である。 【0024】 【実施例】 (例1)この例は固体で不融性の本質的に粘着性を有す
るエラストマー系ポリマー微小球を調製する通常の方法
を説明する。温度計、還流凝縮器、機械攪拌機及びガス
入口管を備えた1l三つ口フラスコに 300gの脱イ
オン水、 100gのイソオクチルアクリレート、2.
5gのアクリル酸、0.25gのルシドール98(Lu
cidol:登録商標でペンワルトコーポレーション(
Pennwalt Corporation)から市販
されている98%活性ベンゾイルペルオキシド)、及び
4.2gの Maprofix NHを装入した。pH
値が7.0になる迄濃水酸化アンモニウムを加えた。毎
分 500回転で混合物を攪拌しそして反応混合物を窒
素でパージした。攪拌と窒素パージを反応の間継続した
。反応混合物を室温で15分間攪拌し次いで反応を開始
するために75℃に加熱した。約30分後に反応は発熱
となり、そして発熱が終ったのちこのバッチを12時間
75℃に加熱した。反応混合物を室温に冷却して16メ
ッシュの篩で濾過した。得られた懸濁液は固体を約25
%含みポリマー微小球の平均粒度は40ミクロンであっ
た。 【0025】(例2)この例は微小球コンセントレート
の調製を説明する。例1の物質を分液漏斗に16時間か
けた。その結果2相が生成し、上相は微小球コンセント
レートであり下相は母液であった。母液を排出して捨て
固体を約70%含む流体微小球コンセントレートを得た
。 【0026】(例3)この例は本発明の接着剤とその塗
膜を調製しそしてテストをする方法を説明する。例2の
微小球コンセントレート79g,43gの Hycar
2600−X222、及び28gの脱イオン水を容器
に装入した。これを均質になる迄攪拌した。得られた接
着剤配合物は固体含有率が50%で微小球ポリマー及び
アクリルPSAポリマーを乾燥重量比2.5:1で含ん
でいた。 【0027】次いでウォーソーペーパーミルズカンパニ
イ(Wausan Paper Mliis Comp
any)から市販されている酸化亜鉛ベースのプライマ
ーで下塗りしたX−95ラテックス飽和塗布用原紙にこ
の接着剤を4ミル塗布オリフィスのナイフコーターで塗
布し、そして接着剤を温度約 160°F(71℃)で
乾燥した。乾燥塗布量は72平方インチ(465cm2
)当り約1.5グラムであった。塗布した紙3/4イ
ンチ(1.9cm)となる寸法を機械の方向にして3/
4インチ×6インチ(1.9cm×15.2cm)に切
断した。次いでこれらのサンプルを長手方向にPoly
ester OR 86092及び 696 Whit
e Multi−Purpose Paperに貼付け
そして4.5ポンド(2kg)ローラーで2回ロール掛
けした。次いでこれらの積層サンプルをポリエステル及
び紙から角度90°、毎分12インチ(30.5cm)
の速さで剥離し、接着力が 355グラム(ポリエステ
ル)及び405グラム(紙)であった。離層又は接着剤
転写なしに剥離ができた。 【0028】同じ積層サンプルを温度 120°F(4
9℃)で1週間老化させた。老化の後接着力は 413
グラム(ポリエステル)及び 430グラム(紙)であ
った。この場合も離層又は接着剤転写なしに剥離ができ
た。 【0029】上述の接着力の値は2回の平均値である。 上述の方法及び条件は試験を通して変えていない。 【0030】更に接着剤の繰り返し再利用可能性を示す
ために、9個の追加接着試験を同一のサンプルと被着体
を用いておこなった。最終接着力はポリエステル及び紙
の両方とも 355グラムであった。これらの繰り返し
剥離も離層又は接着剤転写なしにおこなった。 【0031】(比較例4)この例は界面活性剤の剥離減
少・効果を特に Maprofix NHについて示し
ている。種々の量の Maprofix NHを例3の
接着剤に加え、そして4ミルオリフィスで塗布した符合
する塗膜の剥離接着力をテストし結果を表1に示した。
表 1 Maprofix NH
剥離接着力、ポリエステ
ル ポリマー基準の乾燥重量% (グラム
/3/4インチ(1.9cm))
0.4
265
0.8
210 1.
2
175【0032】(例5〜8)例3の方
法に従って4ミルオリフィスで塗布した固体含有率が約
50%の接着剤の例を種々のアクリルラテックスPSA
、Hycar 26146(51%固体)、Rhopl
ex N1031 (54%固体)、Ucar Lat
ex173(50%固体)及びUcar Latex1
74(50%固体)を用いて示している。用いた配合剤
を表2に示す。
表 2 アクリル
ラテックス 微小球コンセントレート 脱イオン水
例 PSA
(グラム) (グラム)
5 ”Hycar”26146,
24グラム
89
36 6 ”Rhoplex”N
1031, 26グラム
101
30 7 ”Uc
ar”Latex 173,
50グラム
77 31
8 ”Ucar”Latex 174,
43グラム
77
314ミルオリフィスで塗布した例5〜8の接着
力特性を表3に示した。
表 3
剥離接着力
(グラム/3/4インチ(
1.9cm))例 ポリエステル 紙
老化接着ポリエステル 老化接着紙5
310 362
312 350
6 220 260
355
282 7 302
277 357
475 8
377 362 3
87 525 上記の
すべての剥離を離層又は接着剤転写なしにおこなった。 【0033】(例9)この例は、例3の接着剤の剥離接
着力に及ぼす乾燥塗布量の効果を示している。 表
4 乾燥塗布量
剥離接着力(グラム/72in2(
465cm2)) (グラム/3/4in(
1.9cm))
ポリエステル
紙 0.7
176
192 0.9
2
15 225
1.4
315 340
1.6
342
395 1.8
380
480 2.4
41
5 635 【0034】(比
較例10)この例は、例2の原微小球コンセントレート
の剥離接着力を塗布量の関数として示している。 表
5 乾燥塗布量
剥離接着力(グラム/72in2(
465cm2)) (グラム/3/4in(
1.9cm))
ポリエステル
紙 0.4
139
122 0.8
1
50 150
1.0
170 190
1.4
193
210 2.4
228
290 3.0
25
8 328 【0035】(例
11〜15)これらの例は剥離及び再剥離接着性に及ぼ
す微小球ポリマーのアクリルPSAポリマーに対する重
量比の効果を示している。種々のポリマー比率で、接着
剤配合物を例8と同様に4ミルオリフィスで塗布した。 次いで塗布したばかりのサンプル及び老化したサンプル
の接着力をテストし結果を表6に示した。
表 6
剥
離接着力
(グラム/3/4in(1
.9cm)) ポリマー:微小球
老化接着例
重量比 ポリエステル
紙 ポリエステル 老化接着紙11
10:1 2
20 245 222
332 12 5
:1 220
252 212
380 8 2.5:1
377 362
387 525 13
1:1
385 355 417
D 14
1:5 510
420 670
D 15 1:10
535 447
687 D 表6
において“D”は紙被着体の離層がおこったことを示す
。これを除くすべての剥離を離層及び接着剤転写なしに
おこなった。 【0036】(比較例16)例1の微小球接着剤 10
0gと20.0gの Hycar 2600−X222
を混合して接着剤配合物を調製した。固体30%を含む
この接着剤を、72平方インチ(465cm2 )当り
0.97グラムが最高塗布量となるようにして種々の塗
布量で塗布した。得られた塗膜の剥離接着力をテストし
結果を表7に示した。 表
7 乾燥塗布量
剥離接着力(グラム/72in2(
465cm2)) (グラム/3/4in(
1.9cm))
ポリエステル
紙 0.38
106
143 0.6
2 1
58 173
0.76
170 218
0.97
190
225 【0037】(比較例17〜21)表8に表
すデータは比較例4のデータと類似のものであり、本発
明のいくつかの接着剤に及ぼす種々の界面活性剤及び懸
濁安定剤の効果を添加しない場合と対比して示している
。
Claims (1)
- 【請求項1】 (a)固体で粘着性を有する不融性の
エラストマー系ポリマー微小球、及び (b)該微小球のアクリルラテックス感圧接着剤に対す
る比率が固体基準で2.5:1〜10:1である該ラテ
ックス との混合物からなる感圧接着剤配合物が、該感圧接着剤
配合物を被着体に貼付けたのち1.9cm当り少なくと
も 200グラムの剥離接着力を有し、基材の少なくと
も1つの表面上の少なくとも一部分に該感圧接着剤配合
物を有する該基材を含んでなる製品。
Applications Claiming Priority (2)
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US467964 | 1990-01-22 |
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