JPS62104887A - 水分散型感圧性接着剤組成物 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明はアクリル系の水分散型感圧性接着剤組成物に
関する。

〔従来の技術〕

近年、アクリル系感圧性接着剤は、そのすぐれた接着特
性ないし耐久性から、従来の天然ゴム系。

合成ゴム系の感圧性接着剤に代わって広く普及してきた
。また、この種の接着剤の中でも、最近では有機溶剤を
使用しない水分散型のものが省資源。

環境衛生などの観点から研究開発されている。

このような水分散型の接着剤は一般に乳化重合法により
調製されている。すなわち、（メタ）アクリル酸アルキ
ルエステルを必要に応じてアクリル酸、スチレン、酢酸
ビニルなどの改質用単量体とともに水媒体中で乳化重合
させることにより調製されており、この方法で得られる
室温で粘着性を有する゛アクリル系ポリマーは、溶液重
合で得られるポリマーに較べて比較的大きな分子量を有
するものとなるため、感圧性接着剤さして比較的高い凝
集力が得られることが知られている。

ところで、この種のアクリル系の水分散型感圧性接着剤
は、上記方法にて調製されたものをそのまま基材やセパ
レータに塗布して、感圧接着シート、ラベルなどとして
使用に供されることもあるが、粘着力、凝集力、接着力
の改良のために、上記調製後さらに粘着付与剤、架橋剤
、可塑剤、顔料、防かび剤、粘度調整剤などを配合し、
そののちに上記の如き使用形態にて用いられることが多
い。そして、この場合、上述の配合成分が均一に混合さ
れていることが所望の接着特性を得る上で非常に重要で
ある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、前記従来の乳化重合法にて調製される水
分散型感圧性接着剤は、そのチクソトロピー性が高いた
め、上述の配合成分を均一に混合させるのにかなりの混
合時間を要し、溶剤系の接着剤とは異なる混合方法を採
用しなければならないという煩雑さがあり、さらに強力
な混合方法を採用すると水分散粒子が破壊される危険性
もあった。また、パイプ輸送に際し、その高チクソトロ
ピー性のために、パイプ内面に付着残存し、これを頻繁
に取り除く作業が必要となるという問題をも有していた
。

そこで、上記の如き問題を解消するために、水分散型感
圧性接着剤を水で低濃度に希釈して低チクソトロピー性
を図る試みもなされたが、この場合感圧接着シート、ラ
ベルなどを得るにあたり基材に塗布したのちの乾燥に長
時間を要し、熱エネルギーの面でまた上記シート、ラベ
ルなどの生産性の面で不利とならざるを得なかった。

したがって、この発明は、基材などに塗布したのちの乾
燥に長時間を要することのない高ポリマー濃度の水分散
型感圧性接着剤組成物であって、かつこの組成物が前記
従来のものに比し低チクソトロピー性であり、それ故に
粘着付与剤などの各種配合成分の均一混合が容易で、ま
たパイプ輸送中にパイプ内面に付着残存するといった輸
送面での問題などを持たない工業的有利な水分散型感圧
性接着剤組成物を提供することを目的としている。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明者らは、上記目的を達成するために鋭意検討し
た結果、ポリマー粒径が小さくてかっポリマー濃度が非
常に薄い各種ポリマーの水分散液を出発原料として用い
て、この水分散液中に、アクリル系の単量体混合物を、
乳化剤の如き分散安定剤を加えることなく連続的に滴下
し、ポリマー濃度が５０〜６５重量％となるように重合
させて得られるそのポリマー粒径が特定範囲となる水分
散型感圧性接着剤組成物においては、チクソトロピー性
が低く、各種の配合剤成分を容易に均一に混合でき、ま
た前記の如き輸送上の問題を生じず、しかもこの組成物
は上記の如くポリマー濃度が高いために基材への塗布乾
燥に長時間を要するという支障をきたさないものである
ことを知り、この発明を完成するに至った。

すなわち、この発明は、ポリマー粒径が０．０３〜０．
０５Ｐでポリマー濃度が０．５〜２重量％であるポリマ
ーの水分散液に、アルキル基の炭素数が１〜１４個（７
）（メタ）アクリル酸アルキルエステルを主成分とする
主単量体９０〜９９．５重量％とエチレン性不飽和カル
ボン酸１０−０．５重量％とからなるコポリマーのガラ
ス転移点が２５０°に以下となりつる単量体混合物を、
分散安定剤を加えることなく滴下し重合させて得られる
ポリマー粒径が０．２〜０．６μでポリマー濃度が５０
〜６５重量％である低チクソトロピー性の水分散型感圧
性接着剤組成物に係るものである。

ところで、この発明のように、特定のポリマーの水分散
液を出発原料として、これに単量体を加えて重合させる
手法は、いわゆるシード重合法として、ポリマーと単量
体の組成を変えることにより、各種のポリマーを改質す
る手段として利用されている。しかし、公知のシード重
合法は、重合系内に乳化剤の如き分散安定剤を加えるこ
とによって、ポリマー粒子を凝集させずかつシード粒子
以外の新たなポリマー粒子が生じないようにして、シー
ド粒子を大きくしていく方法であるのに対し、この発明
では、上記の如き分散安定剤を加えないことを特徴とし
ており、この場合シード重合は完全に行えないため、粒
子の一部凝集が生じることになり、この一部凝集を伴い
ながら最終的に０．２〜０．６／”（７）、ｌ？ｌＪマ
ー粒径となるものである。

一方、このようなポリマー粒径を有する水分散液は、こ
の発明のようなポリマー分散液を出発原料として用いず
に、しかも分散安定剤を加えないで、ただ単に単量体を
水媒体中に連続的に滴下して重合させるという方法によ
っても、条件によっては得られることもある。しかし、
この場合重合時のポリマー粒子の安定化を図れないため
、粒子凝集が著しくなって、凝集物が多量に生成し、ま
た目的とする水分散液を得るための再現性に極めて乏し
いものとなる。

これに対して、この発明では、出発原料としてポリマー
粒径が０．０３〜０゜０５Ｆでポリマー濃度が０．５〜
２重量％といつ粒径が小さくてかつ希薄な水分散液を用
いて、これに単量体を連続的に滴下してポリマー濃度が
５０〜６５重量％となるように重合させるようにしてい
るから、前述のとおり、ポリマー粒子の一部凝集が生じ
たとしても、大きな凝集物が多量に生成するという弊害
は特になく、重合中でのポリマー粒子の安定化が充分に
図られて、最終的に０．２〜０．６４の範囲のポリマー
粒径を有してかつ凝集物のほとんどみられない安定な水
分散液を再現性良く得ることが可能となる。

そして、この水分散液は、ポリマー粒径が上記範囲にあ
り、特に０．２Ｐ未満のポリマー粒子が全く存在しない
ことにより、前記従来のものに比しチクソトロピー性の
低いものとなるのである。しかも、粒子を構成するポリ
マーは、出発原料としての水分散液のポリマーの濃度が
希薄なため、実質的に後で加える単量体、つまり（メタ
）アクリル酸アルキルエステルを主体とする単量体混合
物からなるものであり、この混合物の単量体組成を任意
に変更することにより、アクリル系の感圧性接着剤とし
て所望の接着特性を得ることができる。

このように、この発明に係るアクリル系の水分散型感圧
性接着剤組成物は、ポリマー濃度が５０〜６５重量％と
いう高濃度とされたものであるにもかかわらず低チクソ
トロピー性であり、このためこれに粘着付与剤などの各
種配合剤を配合する場合にその均一混合が容易であり、
またパイプ輸送する場合にパイプ内面に付着残存すると
いった問題が抑制される。

なお、この明細書において、（メタ）アクリル酸とある
はアクリル酸および／またはメタクリル酸を、（メタ）
アクリル酸アルキルエステルとあるはアクリル酸アルキ
ルエステルおよび／またはメタクリル酸アルキルエステ
ルを、（メタ）アクリレートとあるはアクリレートおよ
び／またはメタクリレートを、それぞれ意味する。

［発明の構成・作用］ この発明において出発原料として使用するポリマーの水
分散液は、たとえば適宜の単量体を水媒体中に分散させ
、過硫酸カリウム、過碑酸アンモニウム、過酸化水素な
どの重合開始剤を加えて重合させるという方法にて調製
できる。ここで用いる上記の単１体の種類はなんら限定
されるものではないが、好ましくは後で滴下し重合させ
るアクリル系の単量体混合物と同様のものが望ましい。

もちろん、上記混合物とその組成比までもが同一である
必要は特にない。

なお、上記の調製に際して、アニオン系、ノニオン系な
どの各揮の乳化剤を用いてもよいし、用いなくてもよい
。上述の如き重合開始剤を用いるときは開始剤の分解に
て生成するイオン性末端基により重合安定性を期するこ
とができる。乳化剤の不使用は、最終的に得られる水分
散型感圧性接着剤組成物の耐湿、耐水性が良くなるため
、望ましいものである。

上記方法にて調製されるポリマーの水分散液は、そのポ
リマー粒径が０．０３〜０．０５Ｐでポリマー−粒径が
０．０３Ｆ未満であったりポリマー濃度が０．５重量％
未満であると、これにアクリル系の単量体混合物を滴下
して重合させたときに、粒径が０．２−未満のポリマー
粒子が多く生成して低チクソトロピー化を図りにくくな
る。また、上記水分散液のポリマー粒径が０．０ＳＰを
超えると、これにアクリル系の単量体混合物を滴下し重
合させたときに、凝集物が多く生成するおそれがあり、
さらにポリマー濃度が２重量％を超えると、上記同様に
重合させたときに、粒径が０．６μを超えるポリマー粒
子が多く生成して水分散液の安定性が損なわれるととも
に、粘着付与剤などの配合剤を加えて均一に混合させる
ようにしても配合剤の効果を充分に発現できなくなるお
それがある。

この発明においては、上述の如き特定のポリマー粒径お
よびポリマー濃度とされた水分散液に、アクリル系の単
量体混合物を、乳化剤の如き分散安定剤を加えることな
く、連続的に滴下して重合反応を行わせる。ここで用い
る上記のアクリル系の単量体混合物とは、アルキル基の
炭素数が１〜１４個の（メタ）アクリル酸アルキルエス
テルを主成分とする主単量体と、エチレン性不飽和カル
ボン酸とからなるものである。

主単量体としての（メタ）アクリル酸アルキルエステル
としては、接着特性の観点から、アルキル基の炭素数が
１〜１４個のものが用いられ、特に好適な例としては、
アクリル酸エチル、アクリル酸フチル、アクリル酸２−
エチルヘキシル、アクリル酸インノニル、アクリル酸イ
ソデシル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル、
メタクリル酸ラウリルなどが挙げられる。また、主単量
体トシては、上記のエステルのほかこれと共重合可能な
不飽和単量体として、アクリロニトリル、メタクリロニ
トリル、酢酸ビニル、スチレンまたはその誘導体などを
、主単量体中２５重量％以下の割合で使用することがで
きる。エチレン性不飽和カルボン酸としては、アクリル
酸、メタクリル酸、イタコン酸、マレイン酸などが用い
られる。

このカルボン酸は接着力の向上に寄与するものである。

主単量体とエチレン性不飽和カルボン酸との使用割合と
しては、主単量体が９０〜９９．５重量％、エチレン性
不飽和カルボン酸が１０〜０．５重世％となるような割
合とすべきである。後者のカルボン酸が０．５重量％に
満たないときは接着力が低下し、また１０重量％を超え
てしまうと重合安定性が損なわれて重合中に凝集物が多
く生成するため、不適当である。また、このような主単
量体とエチレン性不飽和カルボン酸とからなる単量体混
合物は、そのコポリマーが感圧接着性を示すようにガラ
ス転移点が２５０°Ｋ以下となるような組成とされてい
なければならない。

この単量体混合物の滴下重合は、前記ポリマーの水分散
液を一般に６０〜８０℃程度に加温し、かつこれに単量
体混合物１００重量部に対して通常０．１〜５重量部程
度の重合開始剤、たとえば過硫酸カリウム、過硫酸アン
モニウムなどを添加溶解させておき、これに単量体混合
物を所定の滴下速度で連続的に滴下して、上記温度を保
ちながら反応させればよい。

このような反応においては、前記ポリマーの水分散液に
対して滴下重合を行わせるものであるため、かかる水分
散液を用いない場合に比し重合時の発熱が穏やかで反応
制御が容易であるという利点があり、またこのために重
合中の凝集物の多量生成を防止できるという利点もある
。

また、上記の重合反応系には、乳化剤の如き分散安定剤
は添加されない。添加すると凝集物の生成防止には好結
果は得られるが、生成するポリマー粒子の粒径が小さく
なって低チクソトロピー化を図れなくなる。これに対し
、無添加の場合、一部の粒子凝集は認められるが、この
凝集を伴いなから粒径が大きくなって低チクソトロピー
化に寄与する適度なポリマー粒子が生成してくるのであ
る。

この発明においてはこのようにして滴下重合させる単量
体混合物の使用量を適宜設定することにより、ポリマー
濃度が５０〜６５重量％となる水分散液を得る。この際
、ポリマー濃度が５０重１％未満では基材などに塗布乾
燥する際の時間が長くかかり、また６５重量％を超えて
しまうと重合安定性などに支障をきたすため、不適当で
ある。

そして、このようなポリマー濃度とされた水分散液は、
そのポリマー粒子が０．２〜０．６μの範囲の粒径を有
していることにより、チクソトロピー性の低いものとな
るのである。

この発明の水分散型感圧性接着剤組成物は、上記の如く
して得られる水分散液から本質的になるものであるが、
これを使用するに際しては、その低チクソトロピー性を
利用して、粘着付与剤、着色剤、充てん剤、老化防止剤
、架橋剤などの公知の各種配合剤を容易に均一に混合さ
せることができ、これにより所望の接着特性を発揮させ
ることができる。

［発明の効果］ 以上のように、この発明によれば、基材などに塗布した
のちの乾燥に長時間を要することのないポリマー濃度が
５０〜６５重量％という高濃度であって、しかも低チク
ソトロピー性であり、粘着付与剤などの配合剤の均一混
合が容易で、またパイプ輸送中でのパイプ内面への付着
残存といった輸送上の問題のない水分散型感圧性接着剤
組成物を製造容易に提供することができる。

また、この種の組成物を得るためのアクリル系単量体混
合物の重合に際して、その発熱が小さいため、重合制御
が容易で、生産管理上有利であり、さらに上記重合時に
乳化剤を用いないことから耐湿、耐水性の良好な接着剤
組成物を提供できる。

さらに、この組成物が前記のとおり低チクソトロピー性
であることにより、基材などに塗布した際の塗布面の平
滑性が良好となり、これにより接着面積の増大、ひいて
は接着力の増大に寄与させることもできる。

［実施例］ 以下に、この発明の実施例を記載する。以下において、
部および％とあるのは重量部および重重％を意味するも
のとする。

実施例１ 温度計、撹拌機、窒素導入管および還流冷却管を備えた
反応器内に、アクリル酸２−エチルヘキシル５０％とア
クリル酸エチル４５％とアクリル酸５％とからなる単量
体混合物（コポリマーのガラス転移点２２７°Ｋ）１部
と、蒸留水１００部とを投入して撹拌混合し、これに過
硫酸カリウム０．１部を加え、窒素気流下で７０℃にて
５時間反応させることにより、ポリマー粒径が０．０３
μでポリマー濃度が１．１８％のポリマーの水分散液を
調製した。

つぎに、この水分散液に、これを７０　’Ｃに保持した
まま、過硫酸カリウム０．５部を添加し、つぃで上記と
同様の単量体混合物１５０部を、連続的に５時間かけて
滴下し、滴下後さらに８０℃に昇温し２時間保持して反
応を終了した。

このようにして得られた水分散液は、ポリマー粒径が０
．４−でポリマー濃度が６０％であった。

また、そのチクソトロピー性の目安となるＢ型粘度計の
２ｒｐｍと２Ｏｒｐｍとの粘度の比（２０ｒｐｍでの粘
度／２ｒｐｍでの粘度）は０．４５であった。

この水分散液１００部に、粘着付与樹脂（バーキュレス
社製の商品名ペンタリンｃ−ｓｏ；ｓｏ％水分散液）２
０部を配合し、混合したところ、上記水分散液の安定性
を損なうことなく容易に均一混合できた。この混合物（
混合時間１０分）をこの発明に係る水分散型感圧性接着
剤組成物とした。

比較例１ 実施例１と同様の反応器内に、過硫酸カリウム０６部を
溶解した蒸留水１００部を投入し、これに実施例１と同
様の単量体混合物１５１部を、窒素気流下７０℃で連続
的に５時間かけて滴下し、滴下後さらに８０℃に昇温し
２時間保持して反応を完了させた。

このようにして得られた水分散液には、多量の（全ポリ
マーに対して６％の）凝集物がみられ、またポリマー粒
子の平均粒径は０．２５／ｆｆｉで、その分布幅は広＜
０．０６Ｐまで広がっていた。また、チタントロピー性
の目安となるＢ型粘度計の２ｒｐｍと２Ｏｒｐｍとの粘
度の比（２Ｏｒｐｍでの粘度／２ｒｐｍでの粘度）は０
．２であった。

この水分散液に、その凝集物を除去したのちに、実施例
１と同様の粘着付与剤を同様の割合で配合し混合したと
ころ、上記水分散液の高チクソトロピー性により均一混
合に非常に長時間を要した。

混合時間１時間の混合物を比較用の水分散型感圧性接着
剤組成物とした。

実施例２ 実施例１と同様の反応器内に、アクリル酸ｎ−ブチル８
８％と酢酸ビニル１０％とアクリル酸２％とからなる単
量体混合物（コポリマーのガラス転移点２３１°Ｋ）１
部と、蒸留水１００部とを投入して撹拌混合し、これに
過硫酸アンモニウム０゜１部を加え、窒素気流下で８０
°Ｃで５時間反応させることにより、ポリマー粒径が０
．０４μでポリマー濃度が１．１％のポリマーの水分散
液を調製した０ つぎに、この水分散液に、これを８０°Ｃに保持したま
ま、過硫酸アンモニウム０．４部を添加し、ついで上記
と同様の単量体混合物１５０部を、連続的に５時間かけ
て滴下し、滴下後さらに８０°Ｃに２時間保持して反応
を終了した。

このようにして得られた水分散液は、ポリマー粒径が０
．４５μでポリマー濃度が６０％であった。

また、そのチクソトロピー性の目安となるＢ全粘度計の
２ｒｐｍと２Ｏｒｐｍとの粘度の比（２０ｒｐｍでの粘
度／２ｒｐｍでの粘度）は０．４６であった。

この水分散液１００部に、架橋剤（８産化学社製の商品
名ＴＥＰＩＣ；エポキシ系の架橋剤）０゜０５部を水１
部に溶解させてなる水溶液を配合し、混合してみたとこ
ろ、容易に均一混合できた。この混合後の組成物を、こ
の発明に係る水分散型感圧性接着剤組成物とした。

以上の実施例１，２および比較例１の接着剤組成物の接
着特性として、接着力および凝集力を、参考のために調
べたところ、下記の第１表に示されるとおりであった。

なお、接着特性は、下記の方法にて測定した。

く接着力〉 ２５ｐｎ厚のポリエステルフィルムの両面に感圧性接着
剤組成物を乾燥後の厚みが片面５０μとなるように塗布
し、１００°Ｃで３分間乾燥して両面接着テープをつく
り、ＪＩＳ　Ｚ−１５２８により１８０度引き剥がし接
着力Ｃｙ７２０ｍｍ幅）を測定した。

く凝集力〉 接着力試験と同様の両面接着テープをつくり、これを２
枚のベークライト板に２５ｒｘｍ×２５ｍｍの接着面積
で貼り合わせ、４０°Ｃおよび８ｏ°ｃでＩＫｇの荷重
をかけてベークライト板が落下するまでの時間（分）を
測定した。

第　　　１　　　表 以上の結果から明らかなように、この発明によれば、低
チクソトロピー性の水分散型感圧性接着剤組成物を容易
に製造でき、低チクソトロピー性の故に粘着付与剤や架
橋剤の均一混合が容易で、この混合によってそれに応じ
た接着特性を任意に得ることができるものであることが
判る。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ポリマー粒径が０．０３〜０．０５μｍでポリマ
   ー濃度が０．５〜２重量％であるポリマーの水分散液に
   、アルキル基の炭素数が１〜１４個の（メタ）アクリル
   酸アルキルエステルを主成分とする主単量体９０〜９９
   ．５重量％とエチレン性不飽和カルボン酸１０〜０．５
   重量％とからなるコポリマーのガラス転移点が２５０°
   Ｋ以下となりうる単量体混合物を、分散安定剤を加える
   ことなく滴下し重合させて得られるポリマー粒径が０．
   ２〜０．６μｍでポリマー濃度が５０〜６５重量％であ
   る低チクソトロピー性の水分散型感圧性接着剤組成物。