JPH09217050A - 水性接着剤組成物 - Google Patents
水性接着剤組成物Info
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- JPH09217050A JPH09217050A JP8025042A JP2504296A JPH09217050A JP H09217050 A JPH09217050 A JP H09217050A JP 8025042 A JP8025042 A JP 8025042A JP 2504296 A JP2504296 A JP 2504296A JP H09217050 A JPH09217050 A JP H09217050A
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Abstract
着剤組成物、ならびにさらにドライラミネート性および
プリントラミネート性にもすぐれた水性接着剤組成物を
提供すること。 【解決手段】 ガラス転移温度が−30〜10℃であ
り、平均粒子径が100nm以下である樹脂粒子を含有
し、25℃における粘度が500mPa・s以下であ
り、チクソトロピックインデックスが0.8〜1.2で
あることを特徴とする水性接着剤組成物、およびさらに
分子中に2個以上のエポキシ基を含有するエポキシ樹脂
を含有した水性接着剤組成物。
Description
に関する。さらに詳しくは、印刷紙、出版物、ポスタ
ー、包装材料、その他の紙製品などの表面保護、耐水性
や耐油性の付与、美麗化などの目的で、これらの表面に
樹脂フィルムなどの屈曲性基材をラミネートしてなるい
わゆるプリントラミネート、樹脂フィルム同士のラミネ
ート、樹脂フィルムとアルミニウムなどの金属蒸着フィ
ルム、アルミニウム箔などとのラミネートなどのいわゆ
るドライラミネートなどの作製時に好適に使用しうるラ
ミネート用水性接着剤組成物に関する。
紙製品の表面保護などの目的で、それらの表面には透明
樹脂フィルムがラミネートされている。
面にラミネートする際には、従来、ウレタン系接着剤な
どの有機溶剤系接着剤が用いられているが、前記接着剤
には有機溶剤が必要とされているため、大気汚染、臭気
などの産業公害、労働衛生面、消防法上の貯蔵や取扱い
上の制約、爆発引火による火災の危険性などの点から、
近年、有機溶剤を含まない水系接着剤が一部用いられて
きている。
エマルジョンに硬化剤としてエポキシ樹脂を配合した水
系接着剤、エチレン−酢酸ビニル共重合体エマルジョン
に硬化剤としてエポキシ樹脂およびアミン系化合物を配
合した水系接着剤などがあるが、これらの水系接着剤
は、いずれも水系であることに起因して、塗工性におと
るという問題がある。
術に鑑みてなされたものであり、塗工性および機械的安
定性にすぐれた水性接着剤組成物を提供することを目的
とする。
びプリントラミネート性にすぐれた水性接着剤組成物を
提供することを目的とする。
度が−30〜10℃であり、平均粒子径が100nm以
下である樹脂粒子を含有し、25℃における粘度が50
0mPa・s以下であり、チクソトロピックインデック
スが0.8〜1.2であることを特徴とする水性接着剤
組成物に関する。
記したように、ガラス転移温度が−30〜10℃であ
り、平均粒子径が100nm以下である樹脂粒子を含有
し、25℃における粘度が500mPa・s以下であ
り、チクソトロピックインデックスが0.8〜1.2で
あることを特徴とするものである。
は、特定のガラス転移温度および特定の平均粒子径を有
する樹脂粒子が用いられており、特定の粘度および特定
のチクソトロピックインデックスを有するので、塗工性
をはじめ、機械的安定性、ドライラミネート性およびプ
リントラミネート性にもすぐれたものである。
温度は、適度な粘着性を付与し、剥離強度を向上させる
ために、−30℃以上、好ましくは−15℃以上とさ
れ、また初期(乾燥直後)の密着性を向上させるため
に、10℃以下、好ましくは−5℃以下とされる。
粒子を均一な溶解状態に近づけ、構造粘性を低減させる
ために、100nm以下、好ましくは70nm以下とさ
れる。なお、前記樹脂粒子の平均粒子径は、あまりにも
小さいばあい、粘度が高くなり、水性接着剤組成物の基
材への転写が不均一となるおそれがあるので、30nm
以上であることが好ましい。
子を含有したものであるが、かかる水性接着剤組成物中
における樹脂粒子の含有量は、該水性接着剤組成物が特
定の粘度および特定のチクソトロピックインデックスを
有するように調整される。前記水性接着剤組成物中にお
ける樹脂粒子の含有量(固形分量)は、かかる樹脂粒子
の平均粒子径などによって異なるので、一概には決定す
ることができないが、通常30〜50重量%とされるこ
とが好ましい。
度計、25℃)は、基材に均一に塗布し、かつ接着剤組
成物中に気泡が含有されがたくするために、500mP
a・s以下、好ましくは100mPa・s以下とされ
る。なお、前記水性接着剤組成物の粘度の下限値は、と
くに限定がないが、通常1mPa・s以上、なかんづく
10mPa・s以上であることが好ましい。
トロピックインデックスが0.8〜1.2の範囲から外
れたばあい、該水性接着剤組成物の基材への転写が不均
一となり、また塗布後のレベリング性がわるくなる。し
たがって、本発明のチクソトロピックインデックスは、
かかる観点から、0.8〜1.2、好ましくは0.9〜
1.1とされる。
下のようにして調製することができる。
体3〜40重量%、カルボキシル基含有不飽和単量体
0.5〜5重量%、アルキル基の炭素数が1〜12のア
ルキル(メタ)アクリレート50〜95重量%およびこ
れらの単量体と共重合可能な他の単量体0〜40重量%
からなる重合成分を界面活性剤の存在下で乳化重合させ
ることにより、調製することができる。
少なくとも1つの水酸基と、重合が可能な二重結合を有
する不飽和単量体である。
ては、たとえばヒドロキシルエチル(メタ)アクリレー
ト、2−ヒドロキシ−n−プロピル(メタ)アクリレー
ト、2−ヒドロキシイソプロピル(メタ)アクリレー
ト、3−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、ヒ
ドロキシブチル(メタ)アクリレート、グリセロールモ
ノ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールモノ
(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールモノ
(メタ)アクリレート、グリセリンモノアリルエーテ
ル、トリメチロールプロパンモノアリルエーテル、アリ
ルアルコールなどがあげられる。これらの水酸基含有不
飽和単量体は、単独でまたは2種以上を混合して用いる
ことができる。
工、乾燥、加熱圧着という操作を順に経て使用に供され
る。前記水酸基含有不飽和単量体を単独重合体としたと
きのガラス転移温度があまりにも高いばあい、前記水性
接着剤組成物に含まれる樹脂粒子のガラス転移温度が高
くなり、前記操作後における水性接着剤組成物の粘着性
や被着体への密着性が低下するので、最終的な接着強度
が低下するようになる。
含有不飽和単量体のなかでは、単独重合体としたときの
ガラス転移温度が0℃以下の水酸基含有不飽和単量体を
用いることが好ましい。
度が0℃以下の水酸基含有不飽和単量体の具体例として
は、たとえば2−ヒドロキシエチルアクリレート、2−
ヒドロキシプロピルアクリレート、4−ヒドロキシブチ
ルアクリレートなどがあげられる。これらの単量体は、
いずれも単独重合体としたときのガラス転移温度が0℃
以下であるので、接着性を損なうことがなく、しかも水
分子との親和性(水溶性)にすぐれたものであるので、
本発明において好適に使用しうるものである。なかで
も、とくに4−ヒドロキシブチルアクリレートは、えら
れる水性接着剤組成物にすぐれたプリントラミネート性
を付与することができるものであるので、本発明におい
てはとくに好適に使用しうるものである。
的安定性の向上および粘性の点から、重合成分中に3重
量%以上、なかんづく5重量%以上含有されるように調
整することが好ましく、また粘度が高くなりすぎないよ
うにするために、40重量%以下、なかんづく10重量
%以下含有されるように調整することが好ましい。
表例としては、たとえば(メタ)アクリル酸、イタコン
酸、クロトン酸、マレイン酸、フマル酸、2−アクリロ
イルオキシプロピオン酸などがあげられる。これらのカ
ルボキシル基含有不飽和単量体は、単独でまたは2種以
上を混合して用いることができる。これらのカルボキシ
ル基含有不飽和単量体のなかでは、共重合性にすぐれ、
樹脂粒子の表面上に分布しやすく、後述するエポキシ樹
脂との架橋性にすぐれるという点から、アクリル酸は、
とくに好適に使用しうるものである。
は、粗粒子の発生を抑制し、たとえば後述するエポキシ
樹脂との反応性を高めるために、重合成分中に0.5重
量%以上、なかんづく1重量%以上含有されるように調
整することが好ましく、また接着性を向上させるため
に、5重量%以下、なかんづく2重量%以下含有される
ように調整することが好ましい。
キル(メタ)アクリレートの代表例としては、たとえば
メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレ
ート、n−ブチル(メタ)アクリレート、i−ブチル
(メタ)アクリレート、t−ブチル(メタ)アクリレー
ト、n−ヘキシル(メタ)アクリレート、シクロヘキシ
ル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)
アクリレート、オクチル(メタ)アクリレート、ラウリ
ル(メタ)アクリレート、メトキシエチル(メタ)アク
リレート、エトキシエチル(メタ)アクリレート、ブト
キシエチル(メタ)アクリレートなどがあげられる。こ
れらのアルキル(メタ)アクリレートは、単独でまたは
2種以上を混合して用いることができる。これらのアル
キル(メタ)アクリレートのなかでは、共重合性の点か
ら、アルキル基の炭素数が1〜8のアルキル(メタ)ア
クリレートが好ましい。
キル(メタ)アクリレートの量は、接着性を向上させる
ために、重合成分中に50重量%以上、なかんづく55
重量%以上含有されるように調整することが好ましく、
また粘性の点から、95重量%以下、なかんづく90重
量%以下含有されるように調整することが好ましい。
ル基含有不飽和単量体およびアルキル基の炭素数が1〜
12のアルキル(メタ)アクリレート(これらの単量
体)と共重合可能な他の単量体(以下、その他の単量体
という)の代表例としては、たとえばスチレン、α−メ
チルスチレン、(メタ)アクリロニトリル、アクロレイ
ン、酢酸ビニル、バーサチック酸ビニルエステル、(メ
タ)アクリルアミド、N−メチロール(メタ)アクリル
アミドなどをはじめ、ジビニルベンゼン、アリル(メ
タ)アクリレート、ジアリルエーテル、アリルグリシジ
ルエーテル、マレイン酸ジアリル、アジピン酸ジアリ
ル、グリシジル(メタ)アクリレート、トリアリル(イ
ソ)シアヌレート、ジアリル(イソ)フタレート、ジア
リルテレフタレート、トリメチルロールプロパンジアリ
ルエーテル、グリセロールジアリルエーテル、ジグリセ
ロールジアリルエーテル、ジエチレングリコールジアリ
ルエーテル、ジグリセロールトリアリルエーテル、トリ
プロピレングリコールジアクリレート、ポリエチレング
リコールジアクリレート、ポリプロピレングリコールジ
アクリレートなどの多官能不飽和単量体などがあげられ
る。これらのその他の単量体は、単独でまたは2種以上
を混合して用いることができる。これらのその他の単量
体のなかでは、スチレンは、疎水性が大きいので、樹脂
粒子の内部に局在化しやすいため、接着性を付与する成
分であるアルキル基の炭素数が1〜12のアルキル(メ
タ)アクリレートおよび水酸基含有不飽和単量体を樹脂
粒子の表面に分布させやすくなる点で好ましく、また多
官能不飽和単量体は、粒子内架橋させ、樹脂の凝集力
(接着力)を高める点で好ましく用いることができる。
量体は任意成分であるばあいには、含まれていなくても
よいので、重合成分中における含有量は、0重量%であ
る。なお、樹脂の凝集力や、えられる水性接着剤組成物
の耐熱性、耐水性、耐溶剤性などを向上させるために
は、前記その他の単量体は、重合成分中に0.5重量%
以上含有されていることが好ましく、また接着強度の低
下を招かないようにするためには、40重量%以下、な
かんづく35重量%以下含有されていることが好まし
い。
脂粒子のガラス転移温度が−30〜10℃となるように
調製される。
分を乳化重合させることによって調製することができ
る。
たとえばあらかじめ適量の水および適当な界面活性剤を
仕込んだ反応容器内に、前記重合成分および重合開始
剤、必要により、連鎖移動剤を仕込み、撹拌下で系内を
乳化させたのち、所定の反応条件下で重合させることに
より、調製することができる。
がなく、その例として、たとえば一括仕込み、分割仕込
み、連続滴下仕込みなどがあげられる。
分の濃度が、通常、15〜60重量%、なかんづく30
〜50重量%となるように調整することが好ましい。
性剤が用いられる。
ルサルフェート、アルキルベンゼンスルホネート、ポリ
オキシエチレンアルキルサルフェート、ポリオキシエチ
レンアルキルフェニルエーテルサルフェート、ジアルキ
ルスルホコハク酸ナトリウムなどのアニオン性界面活性
剤;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ニルエーテル、ポリオキシエチレ
ンアルキルアリルエーテル、ポリオキシエチレンアルキ
ルアミンエーテル、エチレンオキサイド−プロピレンオ
キサイドブロックコポリマー、ソルビタン誘導体、ポリ
オキシエチレン脂肪酸エステルなどのノニオン性界面活
性剤;分子内にアリル基、(メタ)アクリル基、マレイ
ン酸などの重合性二重結合を含有し、ラジカル重合可能
な反応性界面活性剤などがあげられる。これらの界面活
性剤は、通常、単独でまたは2種以上を混合して用いる
ことができる。
分100重量部に対して0.2〜10重量部であること
が好ましい。なお、かかる界面活性剤の使用量を調整す
ることにより、えられる樹脂粒子の平均粒子径を調整す
ることができる。一般に、界面活性剤の使用量が多くな
るにしたがって、えられる樹脂粒子の平均粒子径が小さ
くなり、またその使用量が少なくなるにしたがって、そ
の平均粒子径が大きくなる。
は、一般に用いられているラジカル重合開始剤を用いる
ことができる。
ば過硫酸アンモニウム、過硫酸カリウムなどの過硫酸
塩;2,2−アゾビスイソブチロニトリル、2,2−ア
ゾビス(2,4−ジメチル)バレロニトリルなどのアゾ
化合物;t−ブチルヒドロキシパーオキサイド、ベンゾ
イルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイドなどの
過酸化物などがあげあれる。これらの重合開始剤は、通
常、単独でまたは2種以上を混合して用いることができ
る。
分100重量部に対して0.1〜3重量部、なかんづく
0.3〜1重量部程度であればよい。
過酸化物などを用いたばあいには、レドックス反応によ
ってラジカルが生成するので、たとえば必要に応じて還
元剤を用いることによって、重合開始剤が有効に作用す
る温度範囲よりも低い温度での重合が可能となる。かか
るラジカル生成の速度は、還元剤の種類、量によって制
御することができる。
亜硫酸ソーダ、亜硫酸ソーダなどの低級酸化物または低
級酸素酸の塩;L(+)−アスコルビン酸、ギ酸、シュ
ウ酸などの有機化合物などがあげられる。これらの還元
剤は、通常、単独でまたは2種以上を混合して用いるこ
とができる。
100重量部に対して0.1〜100重量部、なかんづ
く10〜50重量部程度であればよい。
鎖移動剤としては、通常の乳化重合の際に用いられてい
るものを用いることができる。
ばメチルメルカプタン、ブチルメルカプタン、オクチル
メルカプタン、ドデシルメルカプタンなどのメルカプタ
ン類、メタノール、エタノール、イソプロパノール、ヘ
キサノールなどのアルコール類、α−メチルスチレンダ
イマーなどがあげられる。これらの連鎖移動剤は、通
常、単独でまたは2種以上を混合して用いることができ
る。
分100重量部に対して0.05〜3重量部、なかんづ
く0.1〜1重量部程度であればよい。
通常20〜95℃程度、反応時間は通常2〜8時間程度
であればよい。
ことにより、本発明の水性接着剤組成物がえられる。
は、粒子の安定性の向上、塗工機の防錆などの点から7
〜8程度とすることが好ましい。かかるpHを調整する
際には、たとえばアンモニア水、モノエタノールアミ
ン、ジメチルアミン、トリエチルアミンなどを用いるこ
とができる。
うに、ガラス転移温度が−30〜10℃であり、平均粒
子径が100nm以下である樹脂粒子を含有し、25℃
における粘度が500mPa・s以下であり、チクソト
ロピックインデックスが0.8〜1.2であることを特
徴とするものである。
あり、塗工性にすぐれているのは、以下の理由にもとづ
くものと考えられる。
成樹脂の水溶液は、それぞれ溶媒中に合成樹脂が均一に
溶解したものであり、ニュートニアン粘性を有する。こ
れに対して、水分散系合成樹脂、いわゆる樹脂エマルジ
ョンは、水中に合成樹脂が溶解せずに分散したものであ
るため、構造粘性を有する。
ニュートニアン粘性に近づける手段としては、分散樹脂
の粒子径を小さくし、樹脂を均一な溶解状態に近づける
ことが考えられるが、このばあい、樹脂粒子を安定に分
散させることが困難となり、さらにはゲル化や凝集が生
じたり、ゲル化や凝集が生じなかったとしても、系の粘
度が実用範囲から逸脱するのが現状であった。またカル
ボキシル基含有不飽和単量体を多量に用い、粒子形成後
に中和することによって粒子表面の樹脂を溶解した状態
にする、いわゆるハイドロゾル化も、ニュートニアン粘
性向上の有効な手段ではあるが、このばあいは、ガラス
転移温度が高いカルボキシル基含有成分を粒子表面に多
量に分布させることになるので、ドライラミネート性が
要求される分野においては、有効な手段とはなりえな
い。また、カルボキシル基含有不飽和単量体などの水溶
性不飽和単量体を多量に用いることによって、水に均一
に溶解するように調製された樹脂、いわゆる水溶性樹脂
に関しても、ガラス転移温度が高いカルボキシル基含有
成分などが樹脂中に多量に含有されるうえ、水に溶解さ
せるための樹脂成分についての制約が多いことから、か
かる水溶性樹脂を用いることは、問題解決の有効な手段
とはなりえない。
単独重合体としたときのガラス転移温度が0℃以下の水
酸基含有不飽和単量体を含有した重合成分を乳化重合さ
せてえられた樹脂粒子を用いたばあいには、該樹脂粒子
の表面上に水酸基が存在するので、水分子が該水酸基の
吸引力によって該樹脂粒子の表面付近に分布するように
なる。その結果、樹脂粒子はその表面層に多量の水分子
を有するようになり(水和層)、本発明の水性接着剤組
成物の機械的安定性が向上する。また、表面層に存在し
ている水和層の緩衝作用により、樹脂粒子が平均粒子径
が100nm以下といった小粒子径を有するにもかかわ
らず、構造粘性が低減され、低粘度であり、かつ安定な
ニュートニアン粘性を有する水性接着剤組成物がえられ
るものと推察される。
化性を付与するために、該水性接着剤組成物には、分子
中に2個以上のエポキシ基を含有するエポキシ樹脂を含
有せしめてもよい。
するエポキシ樹脂としては、液状のエポキシ樹脂または
熱溶融させることによって乳化させることができる固形
のエポキシ樹脂を用いることができる。前記エポキシ樹
脂の代表例としては、たとえばビスフェノールA型エポ
キシ樹脂またはノボラック型エポキシ樹脂をポリビニル
アルコール、ノニオン性界面活性剤、アニオン性界面活
性剤などで乳化させてえられるエポキシ樹脂水性乳化
物;エチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリエ
チレングリコールジグリシジルエーテル、ポリプロピレ
ングリコールジグリシジルエーテル、グリセロールポリ
グリシジルエーテル、ポリグリセロールポリグリシジル
エーテル、ソルビトールポリグリシジルエーテル、ビス
フェノールA−エチレンオキサイド−エピクロルヒドリ
ン重縮合物などの水溶性または水に対して自己乳化性を
呈するエポキシ樹脂があげられるが、本発明は、かかる
例示のみに限定されるものではない。なお、これらのエ
ポキシ樹脂は、単独でまたは2種以上を混合して用いる
ことができる。これらのエポキシ樹脂のなかでは、水溶
性または水に対して自己乳化性を呈するエポキシ樹脂、
なかでもビスフェノールA型エポキシ樹脂の乳化物は、
基材への密着性にすぐれたものであるため、本発明にお
いてとくに好ましいものである。
は、硬化性および接着力を充分に付与せしめるために
は、水性接着剤組成物の固形分100重量部に対して3
重量部以上、なかんづく5重量部以上とすることが好ま
しく、また水性接着剤組成物を用いて形成された塗膜に
未反応物が残存し、初期接着力が低下しないようにする
ためには、30重量部以下、なかんづく20重量部以下
とすることが好ましい。
脂の硬化を促進させるために、水性接着剤組成物には、
エポキシ樹脂硬化促進剤を使用することができる。
ては、たとえばトリエチルアミン、ベンジルジメチルア
ミン、ジメチルアミノメチルフェノール、トリスジメチ
ルアミノメチルフェノールなどの三級アミン;1,3−
ビス(ヒドラジノカルボエチル)−5−イソプロピルヒ
ダントインなどのヒダントイン骨格を有する酸ヒドラジ
ド;カルボヒドラジド、シュウ酸ジヒドラジド、マロン
酸ジヒドラジド、コハク酸ジヒドラジド、グルタル酸ジ
ヒドラジド、アジピン酸ジヒドラジド、セバシン酸ジヒ
ドラジド、イソフタル酸ジヒドラジド、酒石酸ジヒドラ
ジド、リンゴ酸ジヒドラジド、イタコン酸ジヒドラジ
ド、クエン酸トリヒドラジドなどの分子中に少なくとも
2つのヒドラジド基を含有するヒドラジン誘導体、2−
メチルイミダゾールなどのイミダゾール系化合物、ホウ
酸エステル、ルイス酸、有機金属化合物、有機酸金属
塩、エナミンなどがあげられる。これらのエポキシ樹脂
硬化促進剤は、単独でまたは2種以上を混合して用いる
ことができる。これらのエポキシ樹脂硬化促進剤のなか
では、ヒダントイン骨格を有する酸ヒドラジド、カルボ
ヒドラジド、アジピン酸ジヒドラジド、クエン酸トリヒ
ドラジドおよびイミダゾール系化合物が、インキ変色
性、臭気などがとくに生じにくいという点からとくに好
適に使用しうるものである。
前記エポキシ樹脂が充分に硬化し、初期接着力が向上す
るようにするために、前記エポキシ樹脂の固形分100
重量部に対して1重量部以上、なかんづく3重量部以上
とすることが好ましく、またポットライフが短くなりす
ぎないようにするほか、硬化反応が早く進行しすぎて初
期接着性能が低下しないようにするために、30重量部
以下、なかんづく15重量部以下とすることが好まし
い。
燥速度の調整、表面張力の調整などのために、たとえば
アルコール類、セロソルブ類、カルビトール類などの水
溶性溶剤を添加してもよい。
ぐれ、さらに機械的安定性、ドライラミネート性および
プリントラミネート性にもすぐれたものであるため、た
とえばプリントラミネート、ドライラミネートなどの作
製時の接着剤として好適に使用しうるものである。
にもとづいてさらに詳細に説明するが、本発明はかかる
実施例のみに限定されるものではない。
ル容のフラスコ内に、水350gおよび界面活性剤とし
てエレミノールES−70(三洋化成工業(株)製、ア
ニオン性界面活性剤)10gを仕込み、その内温を75
℃に保ちながらラジカル重合開始剤として過硫酸アンモ
ニウム0.3gおよび還元剤として重亜硫酸ソーダ0.
05gを添加したのち、n−ブチルアクリレート110
g、メチルメタクリレート66g、2−ヒドロキシエチ
ルアクリレート20gおよびアクリル酸4gからなる重
合成分を2時間かけて滴下した。
めに、遊離ラジカル発生剤としてt−ブチルヒドロキシ
パーオキサイド0.2gおよび還元剤としてL(+)−
アスコルビン酸0.1gを添加し、80℃で2時間熟成
した。
続けながら中和剤として25%アンモニア水2.5gを
添加し、pH7.8、固形分量36.3重量%の乳白色
の水性接着剤組成物をえた。
粒子のガラス転移温度および平均粒子径、ならびにえら
れた水性接着剤組成物の粘度およびチクソトロピックイ
ンデックスを以下の方法にしたがって調べた。その結果
を表1に示す。
辺が2cmの容器にとり、均一に広げ、80℃の電気恒
温槽中で16時間放置したのち、示差走査熱量計(セイ
コー電子工業(株)製、DSC220C)を用いて昇温
速度10℃/min.で測定する。
ス鋼製篩で濾過したのち、レーザー粒径解析システム
(大塚電子(株)製、LPA−3000/3100)を
用いて20℃で測定する。なお、試料(濾過した水性接
着剤組成物)の希釈には、イオン交換水を用いる。
スビーカーにとり、B型粘度計(東京計器(株)製、B
型粘度計、形式BM)を用い、ローターの回転数6rp
mで測定する。
クインデックス 25℃の水性接着剤組成物1kgを1リットル容のガラ
スビーカーにとり、B型粘度計(東京計器(株)製、B
型粘度計、形式BM)を用い、ローターの回転数6rp
mで粘度Aを測定したのち、そのまま同じローターを用
いて回転数60rpmで粘度Bを測定する。
ソトロピックインデックスとする。つぎに、えられた水
性接着剤組成物の物性として、塗工性および機械的安定
性を以下の方法にしたがって調べた。その結果を表1に
示す。
オートマチック・フィルム・アプリケーター((株)安
田精機製作所製、No.542−AB)を用いて塗工速
度10m/min.、おもりNo.2 バーコーターN
o.7の条件で、二軸延伸ポリプロピレンフィルム(油
化三昌(株)製、サンオリエントPB−260)のコロ
ナ放電処理面に塗工し、ハジキおよびレベリングを目視
して観察し、以下の評価基準にもとづいて評価する。
る。 C:100cm2あたりに11個以上のハジキがみられ
る。
200メッシュのステンレス鋼製篩で濾過し、えられた
濾液50gをマロン式機械的安定性試験機を用いて荷重
20kg、回転数1000rpmの条件で20分間回転
させる。
した樹脂を試料容器内に洗い入れる。このとき、回転円
板の上面および側面に付着した乾燥皮膜は、凝固物に加
えないようにして除去する。
成物を、あらかじめ質量を秤量しておいた200メッシ
ュのステンレス鋼製篩で濾過し、前記試料容器内に付着
した樹脂を洗い出す。
と底板との間にある凝固物も前記ステンレス鋼製篩上に
洗い出して凝固物を完全に捕集する。
していない水性接着剤組成物がなくなるまで蒸留水で洗
ったのち、水分をよく切り、105〜110℃の恒温乾
燥器中で3時間乾燥し、デシケーター中で室温になるま
で放冷したのち、秤量する。
ったときの平均値を機械的安定性の指針とした。
ど、機械的安定性にすぐれ、一般に、前記凝固率の平均
値が0.03以下であるとき、機械的安定性にすぐれる
と評価される。
ル容のフラスコ内に、水250gおよび界面活性剤とし
てエレミノールES−70(三洋化成工業(株)製、ア
ニオン性界面活性剤)10gを仕込み、その内温を75
℃に保ちながらラジカル重合開始剤として過硫酸アンモ
ニウム0.3gおよび還元剤として重亜硫酸ソーダ0.
05gを添加したのち、n−ブチルアクリレート110
g、スチレンモノマー66g、2−ヒドロキシエチルメ
タクリレート20gおよびアクリル酸4gからなる重合
成分と、エレミノールES−70 5gと、水100g
とをあらかじめ機械的に乳化させたものを2時間かけて
滴下した。
めに、遊離ラジカル発生剤としてt−ブチルヒドロキシ
パーオキサイド0.2gおよび還元剤としてL(+)−
アスコルビン酸0.1gを添加し、80℃で2時間熟成
した。
続けながら中和剤として25%アンモニア水2.5gを
添加し、pH7.6、固形分量36.0重量%の乳白色
の水性接着剤組成物をえた。
粒子のガラス転移温度および平均粒子径、ならびにえら
れた水性接着剤組成物の粘度およびチクソトロピックイ
ンデックスを実施例1と同様にして調べた。その結果を
表1に示す。
として、塗工性および機械的安定性を実施例1と同様に
して調べた。その結果を表1に示す。
ル容のフラスコ内に、水250gおよび界面活性剤とし
てアクアロンHS−10(第一工業製薬(株)製、反応
性界面活性剤)2gを仕込み、その内温を75℃に保ち
ながらラジカル重合開始剤として過硫酸アンモニウム
0.3gおよび還元剤として重亜硫酸ソーダ0.05g
を添加したのち、2−エチルヘキシルアクリレート46
g、エチルアクリレート80g、スチレンモノマー60
gおよびアクリル酸4gからなる重合成分を2時間かけ
て滴下した。
チルアクリレート10gを30分間かけて滴下した。
めに、遊離ラジカル発生剤としてt−ブチルヒドロキシ
パーオキサイド0.2gおよび還元剤としてL(+)−
アスコルビン酸0.1gを添加し、ついで中和剤として
25%アンモニア水2.5gを添加し、pH7.3、固
形分量35.9重量%の乳白色の水性接着剤組成物をえ
た。
粒子のガラス転移温度および平均粒子径、ならびにえら
れた水性接着剤組成物の粘度およびチクソトロピックイ
ンデックスを実施例1と同様にして調べた。その結果を
表1に示す。
として、塗工性および機械的安定性を実施例1と同様に
して調べた。その結果を表1に示す。
20gを使用しなかったほかは、実施例1と同様にして
水性接着剤組成物をえた。
粒子のガラス転移温度および平均粒子径、ならびにえら
れた水性接着剤組成物の粘度およびチクソトロピックイ
ンデックスを実施例1と同様にして調べた。その結果を
表1に示す。
として、塗工性および機械的安定性を実施例1と同様に
して調べた。その結果を表1に示す。
ト20gを使用しなかったほかは、実施例2と同様にし
て水性接着剤組成物をえた。
粒子のガラス転移温度および平均粒子径、ならびにえら
れた水性接着剤組成物の粘度およびチクソトロピックイ
ンデックスを実施例1と同様にして調べた。その結果を
表1に示す。
として、塗工性および機械的安定性を実施例1と同様に
して調べた。その結果を表1に示す。
10gを使用しなかったほかは、実施例3同様にして水
性接着剤組成物をえた。
粒子のガラス転移温度および平均粒子径、ならびにえら
れた水性接着剤組成物の粘度およびチクソトロピックイ
ンデックスを実施例1と同様にして調べた。その結果を
表1に示す。
として、塗工性および機械的安定性を実施例1と同様に
して調べた。その結果を表1に示す。
ル容のフラスコ内に、水350gおよび界面活性剤とし
てエレミノールES−70(三洋化成工業(株)製、ア
ニオン性界面活性剤)2gを仕込み、その内温を75℃
に保ちながらラジカル重合開始剤として過硫酸アンモニ
ウム0.3gおよび還元剤として重亜硫酸ソーダ0.0
5gを添加したのち、n−ブチルアクリレート110
g、メチルメタクリレート66g、2−ヒドロキシエチ
ルアクリレート20gおよびアクリル酸4gからなる重
合成分を2時間かけて滴下した。
めに、遊離ラジカル発生剤としてt−ブチルヒドロキシ
パーオキサイド0.2gおよび還元剤としてL(+)−
アスコルビン酸0.1gを添加し、80℃で2時間熟成
した。
続けながら中和剤として25%アンモニア水2.5gを
添加し、pH7.8、固形分量36.1重量%の乳白色
の水性接着剤組成物をえた。
粒子のガラス転移温度および平均粒子径、ならびにえら
れた水性接着剤組成物の粘度およびチクソトロピックイ
ンデックスを実施例1と同様にして調べた。その結果を
表1に示す。
として、塗工性および機械的安定性を実施例1と同様に
して調べた。その結果を表1に示す。
ル容のフラスコ内に、水450gおよび界面活性剤とし
てエレミノールES−70(三洋化成工業(株)製、ア
ニオン性界面活性剤)10gを仕込み、その内温を75
℃に保ちながらラジカル重合開始剤として過硫酸アンモ
ニウム0.3gおよび還元剤として重亜硫酸ソーダ0.
05gを添加したのち、n−ブチルアクリレート110
g、メチルメタクリレート66g、2−ヒドロキシエチ
ルアクリレート4gおよびアクリル酸4gからなる重合
成分を2時間かけて滴下した。
めに、遊離ラジカル発生剤としてt−ブチルヒドロキシ
パーオキサイド0.2gおよび還元剤としてL(+)−
アスコルビン酸0.1gを添加し、80℃で2時間熟成
した。
続けながら中和剤として25%アンモニア水2.5gを
添加し、pH7.2、固形分量32.4重量%の乳白色
の水性接着剤組成物をえた。
粒子のガラス転移温度および平均粒子径、ならびにえら
れた水性接着剤組成物の粘度およびチクソトロピックイ
ンデックスを実施例1と同様にして調べた。その結果を
表1に示す。
として、塗工性および機械的安定性を実施例1と同様に
して調べた。その結果を表1に示す。
ル容のフラスコ内に、水600gおよび界面活性剤とし
てエレミノールES−70(三洋化成工業(株)製、ア
ニオン性界面活性剤)10gを仕込み、その内温を75
℃に保ちながらラジカル重合開始剤として過硫酸アンモ
ニウム0.3gおよび還元剤として重亜硫酸ソーダ0.
05gを添加したのち、n−ブチルアクリレート110
g、メチルメタクリレート66g、2−ヒドロキシエチ
ルアクリレート100gおよびアクリル酸4gからなる
重合成分を2時間かけて全量を滴下させる速度で滴下し
ていったところ、全量の約60%を滴下させたあたりか
ら粘度の上昇が認められ、約75%を滴下させたときに
は撹拌不能となったので、重合を中止した。
と、比較例1〜5とを対比して、実施例1〜3でえられ
た水性接着剤組成物は、平均粒子径100nm以下の樹
脂粒子が用いられており、また0.8〜1.2のチクソ
トロピックインデックスを有することにより、ハジキお
よびレベリングで代表される塗工性ならびに機械的安定
性のいずれの点においても、すぐれたものであることが
わかる。
組成物に含有されている固形分量が30重量%となるよ
うに、水を用いて調整した。なお、使用した水性接着剤
組成物の種類は、表2に示す。
に、ビスフェノールA型エポキシ樹脂の水性乳化物(固
形分量55重量%)6重量部およびアジピン酸ジヒドラ
ジド0.6重量部を添加して充分に撹拌してエポキシ樹
脂を含有した水性接着剤組成物をえた。
ドライラミネート性およびプリントラミネート性を以下
の方法にもとづいて評価した。その結果を表2に示す。
ム・アプリケーター((株)安田精機製作所製、No.
542−AB)を用いて塗工速度10m/min.、お
もりNo.2、バーコーターNo.7の条件で、基材フ
ィルムとして厚さ30μmの2軸延伸ポリプロピレンフ
ィルム(以下、OPPフィルムという)、厚さ12μm
のポリエチレンテレフタレートフィルム(以下、PET
フィルムという)または厚さ20μmの2軸延伸ナイロ
ンフィルム(以下、NYLフィルムという)のコロナ放
電処理面に塗工する。
℃に調整しておいた熱風乾燥機で乾燥させたのち、シー
ラントフィルムとして厚さ30μmの無延伸ポリプロピ
レンフィルム(以下、CPPフィルムという)、厚さ3
0μmの直鎖低密度ポリエチレンフィルム(以下、LL
DPEフィルムという)または厚さ20μmのアルミニ
ウム蒸着無延伸ポリプロピレンフィルム(以下、VM−
CPPフィルムという)を塗工面上に置き、そのまま熱
圧着ロールで圧着する。このとき、熱圧着ロールの温度
は60℃、圧力は200kg/cm2とする。そのの
ち、40℃の恒温室内に24時間放置する。
截断してサンプルを作製し、このサンプルを温度20
℃、相対湿度65%の雰囲気中で、オーストレイン
((株)安田精機製作所製、No.216 YZ50−
I−T)を用いて速度300mm/min.でT字剥離
強度を測定し、以下の評価基準にもとづいて評価する。
15mm幅未満 C:剥離強度が100g/15mm幅未満
ム・アプリケーター((株)安田精機製作所製、No.
542−AB)を用いて塗工速度10m/min.、お
もりNo.2、バーコーターNo.12の条件で、厚さ
20μmのOPPフィルムのコロナ放電処理面に塗工す
る。
70℃に調温しておいた熱風乾燥機内で約10秒間乾燥
させたのち、水性接着剤組成物の塗工面と印刷紙の印刷
面とを熱圧縮ロールで熱圧着させる。このとき、熱圧着
ロールの温度を60℃とし、また圧力を200kg/c
m2とする。
いて耐トンネリング性を調べ、また室温にて48時間放
置させたのちに光沢性、接着性およびインキ変色性を調
べた。これらの測定方法は、以下のとおりである。ま
た、その結果を表2に示す。
m2)が用いられたプリントラミネートを、温度50
℃、相対湿度90%の雰囲気中に24時間放置したの
ち、目視にてプリントラミネートを観察し、以下の評価
基準にもとづいて評価する。
る。 C:OPPフィルム全体にわたって浮き、シワなどがみ
られる。
m2)が用いられたプリントラミネートを目視にて観察
し、以下の評価基準にもとづいて評価する。
る。 B:印刷紙の光沢がラミネート前と比べて同程度であ
る。 C:印刷紙の光沢がラミネート前と比べて低下してい
る。
/m2)が用いられたプリントラミネートを15mm幅
に截断し、えられたサンプルを、温度20℃、相対湿度
65%の雰囲気中でオートストレイン((株)安田精機
製作所製、No.216 YZ−50−I−T)を用
い、速度300mm/min.で180°剥離を行な
い、剥離の状態を目視で評価する。
か、または印刷紙の一部が破壊される。 B:OPPフィルムの全面に薄く、あるいは部分的にイ
ンキが転写されている。 C:OPPフィルムのごく一部しか、あるいはまったく
インキが転写されていない。
料を用いて印刷された上質紙(坪量88g/m2)が用
いられたプリントラミネートを、温度50℃、相対湿度
90%の雰囲気中に3日間放置したのち、印刷部(染
料)の色調の変化を目視にて観察する。
えられた水性接着剤組成物を用いてえられたドライラミ
ネートは、いずれも、強力な接着力を呈することから、
かかる水性接着剤組成物は、種々のフィルム同士のドラ
イラミネートに好適に使用しうるものであることがわか
る。
組成物は、いずれも、良好なプリントラミネート性を呈
するものである。それらのなかでも、とくに重合成分に
4−ヒドロキシブチルアクリレートが用いられている実
施例6でえられた水性接着剤組成物は、耐トンネリング
性、光沢性、接着性およびインキ変色性のいずれにもす
ぐれたものであるから、本発明においては、とくに好適
に使用しうるものである。
よび機械的安定性にすぐれたものであるので、たとえ
ば、透明樹脂フィルムを紙製品にラミネートする際に
は、作業性よく塗工することができる。
明の水性接着剤組成物は、ドライラミネート性およびプ
リントラミネート性にすぐれたものであるので、高接着
強度が要求されるラミネートに好適に使用することがで
きる。
Claims (4)
- 【請求項1】 ガラス転移温度が−30〜10℃であ
り、平均粒子径が100nm以下である樹脂粒子を含有
し、25℃における粘度が500mPa・s以下であ
り、チクソトロピックインデックスが0.8〜1.2で
あることを特徴とする水性接着剤組成物。 - 【請求項2】 樹脂粒子が単独重合体としたときのガラ
ス転移温度が0℃以下の水酸基含有不飽和単量体を含有
した重合成分を乳化重合させてえられた樹脂粒子である
請求項1記載の水性接着剤組成物。 - 【請求項3】 単独重合体としたときのガラス転移温度
が0℃以下の水酸基含有不飽和単量体が4−ヒドロキシ
ブチルアクリレートである請求項2記載の水性接着剤組
成物。 - 【請求項4】 分子中に2個以上のエポキシ基を含有す
るエポキシ樹脂を含有してなる請求項1記載の水性接着
剤組成物。
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