JPS63238179A - 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、感圧性接着剤として比較的高い凝集
力が得られることが知られている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかるに、上記従来のアクリル系の水分散型接着剤は、
これを高度の凝集力が望まれる用途に適用する場合には
なお満足できるものとはいえず、また接着箇所が比較的
高温度下におかれるときには、凝集力が著しく低下し、
はとんど使用に供しえなかった。そこで、この種の接着
剤の凝集力をさらに向上させるために、乳化重合後の重
合体エマルジョンに有機溶剤タイプにおけるのと同様の
外部架橋剤、たとえばメラミン化合物、エポキシ化合物
、金属塩などを配合する試みがなされてきた。

ところが、このような改良手段では、架橋剤の種類ない
し使用量の選択に煩わしさがあり、また架橋のための熱
エネルギーも無視できないなど生産性の面での問題があ
るうえに、−Ｓに架橋が不均一となって架橋の程度に較
べて凝集力がそれほど大きくならず、また仮に凝集力を
太き（できたとしてもこれに伴って接着力の低下がみら
れ、結局高接着力でかつ高凝集力を有するような感圧性
接着剤組成物を得ることは難しかった。

その上、この種の水分散型接着剤は、これを支持体上に
塗布乾燥して接着テープなどを作製する場合、造膜性が
悪くて均一な接着塗膜を形成しにくいという難点があり
、これが接着特性、特に凝集力の低下を引きおこす一因
となっていた。このため乾燥温度を上げたり造膜助剤を
添加するなどして造膜性の改善を図る試みがなされてい
るが、この場合熱エネルギーの問題や造膜助剤が残存す
ることによる接着特性への悪影響という問題をさけられ
なかった。

また、造膜性の改善のために、水分散型接着剤中のポリ
マー粒子の粒子径を小さくするという試みもなされてい
るが、この場合接着剤の粘度が非常に高くなり、着色剤
や粘着付与剤などの各種添加剤を配合する際の混合作業
性や塗布時の作業性を損なったり、またそのためにポリ
マー粒子の水中濃度、つまり固型分濃度を低くしなけれ
ばならないため塗布後の乾燥に長時間を要してやはり作
業性を損なう結果となっていた。

したがって、この発明は、乾燥時間の短縮に寄与する高
固型分濃度としても実用上問題のない低粘度に維持でき
るとともに、これをテープ化などする際に乾燥温度を上
げたり造膜助剤を添加しなくても良好な造膜性を得るこ
とができ、かつ接着力とともに凝集力を高度に満足する
アクリル系の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、上記の目的を達成するために鋭意検討
した結果、エチレン性不飽和カルボン酸を一部成分とし
て含むアクリル系単量体混合物の共重合体からなる相対
的に大きな粒子径を有するポリマー粒子を含む水分散液
に、上記粒子よりも小さな粒子径とされた特定ガラス転
移点のポリマー粒子を含む水分散液を特定量混合させる
ようにしたときには、全ポリマー粒子の水中濃度、つま
り固型分濃度を高くしても低粘度の水分散型感圧性接着
剤組成物が得られ、かつこれをテープ化などする際に乾
燥温度を特別に高くしたり造膜助剤を添加するなどの補
助的手段を加えなくても良好な造膜性が得られて、接着
力とともに凝集力を高度に満足するすぐれた接着特性が
発現される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、 ａ）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９０〜９
９．５重量％とエチレン性不飽和カルボン酸１０〜０．
５重量％とのガラス転移点が２５０°Ｋ以下の共重合体
からなり、かつその平均粒子径が０．３〜１．０μｍの
範囲にあるポリマー粒子を含む水分散液と、 ｂ）ガラス転移点が３１０″に以下のポリマーからなり
、かつその平均粒子径が０．０１μｍ以上で０．３μｍ
未満の範囲にあるポリマー粒子を含む水分散液 とを・上記ａ成分のポリマー粒子と上記す成分のポリマ
ー粒子との合計量中、上記ａ成分のポリマー粒子が６０
〜９５重量％、上記す成分のポリマー粒子が４０〜５重
量％となる割合で混合してなる水分散型感圧性接着剤組
成物に係るものである。

このように、この発明においては、感圧接着性を示すガ
ラス転移点が２５０°Ｋ以下の特定のアクリル系共重合
体にて構成されたその平均粒子径が０．３〜１．０μｍ
の範囲にある相対的に大粒径のポリマー粒子を含む水分
散液に対して、ガラス転移点が３１０″に以下のポリマ
ーからなるその平均粒子径が０．０１μｍ以上で０．３
μｍ未満の範囲にある相対的に小粒径のポリマー粒子を
含む水分散液を、両分散液のポリマ〜粒子の合計量中、
アクリル系共重合体からなる大粒径のポリマー粒子が６
０〜９５重量％、小粒径のポリマー粒子が４０〜５重量
％となるように、つまり前者の大粒径のポリマー粒子が
多めとなるように混合したことを特徴とするものである
。

かかる混合系においては、上記相対的に大粒径のアクリ
ル系ポリマー粒子が小粒径のポリマー粒子よりも多く存
在するため、水分散液全体の粘度が増大する心配がなく
、ポリマー粒子全体の水中濃度を５０〜７０重量％とい
う高濃度にしても実用上問題のない低粘度にすることが
でき、また低チクソトロピー性を存するものとすること
ができる。しかも、これをテープ化などする際に、大粒
径のアクリル系ポリマー粒子の間隙に小粒径のポリマー
粒子が入り込んだような構造を取り、その上小粒径のポ
リマー粒子はそのガラス転移点が３１０°Ｋ以下に抑え
られているために、造膜性が非常に良くなり、前記従来
のように乾燥温度を上げたり造膜助剤を添加しなくても
、均一な接着塗膜を形成することができ、造膜性不良に
起因した接着特性への悪影響が回避されることになる。

しかも、この造膜性の改善効果とともに、大粒径のポリ
マー粒子を構成するアクリル系共重合体がエチレン性不
飽和カルボン酸の使用によって適度に架橋された構造を
有していることから、またこれに混合される小粒径のポ
リマー粒子がガラス転移点３１０°Ｋ以下のポリマーで
構成されてかつその使用量が少なめに設定されているこ
とにより、接着力の低下をきたすことなく凝集力が大幅
に改善されたものとなり、高接着力で高凝集力というす
ぐれた接着特性が発現されるものである。

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〕

この発明におけるａ成分の水分散液を得るために用いら
れる単量体混合物は、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、アクリル酸ブチル、アクリル酸２−
エチルヘキシル、アクリル酸イソノニル、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
体としては、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、メタクリレー
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。

上記の主単量体と併用され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
の向上に寄与するだけでなく、ポリマー粒子中で架橋結
合の形成に関与して凝集力を高める役割を有している。

このようなカルボン酸として特に好適なものはアクリル
酸である。

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重量％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や凝集力が低下し、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。

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、いうまでもなく、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る。

このような組成とされることにより、高凝集力であると
ともに高接着力である感圧性接着剤組成物の調製が可能
となる。

この発明においては、このような主単量体と工“チレン
性不飽和カルボン酸とからなる単量体混合物を用いて、
ガラス転移点が２５０°Ｋ以下の共重合体からなるその
平均粒子径が０．３〜１．０μｍ、好適には０．４〜０
．８μｍの範囲にある相対的に大粒径のポリマー粒子を
含むａ成分としての水分散液を調製する。この水分散液
のポリマー粒子の水中濃度としては、一般に５０〜７０
重景％程重量ある。

この水分散液の調製方法は特に限定されず、従来公知の
乳化重合法を種々採用できるものであるが、生成ポリマ
ー粒子の粒子径が上述の範囲内となるように、たとえば
用いる乳化剤の量を少なくするかあるいはシード重合法
などを適用することが望ましい、生成ポリマー粒子の平
均粒子径が０゜３μｍ未満となると水分散液の粘度が高
くなり、また１、０μｍを超えると造膜性が悪くなって
均一な接着塗膜を形成しにくくなるため、いずれも不適
当である。

この発明において上記ａ成分の水分散液に混合するｂ成
分の水分散液は、ガラス転移点が３１０°Ｋ以下、好適
には２７３°Ｋ以下のポリマーからなるその平均粒子径
が０．０１μｍ以上で０．３μｍ未満、好適には０．０
２〜０．２μｍの範囲にある相対的に小粒径のポリマー
粒子を含む水分散液であり、上記ポリマー粒子の水中濃
度としては通常３０〜５５重量％程度である。

このｂ成分のポリマー粒子を構成させるポリマーは、そ
のガラス転移点が３１０°Ｋ以下であれば特に限定され
ず、前記ａ成分に類似するアクリル系ポリマーであって
も、またこれ以外のポリマーであってもよい。具体的に
は、アクリル際メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸
ブチル、アクリル酸２−エチルヘキシル、メタクリル酸
ｎ−プロピル、メタクリル酸ｎ−ブチル、メタクリル酸
ラウリルなどの（メタ）アクリル酸アルキルエステルや
、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニルなどの単量体のホモ
ポリマーまたはコポリマーなどが挙げられる。また、ア
クリロニトリル、スチレン、アクリル酸、メタクリル酸
メチルなどのそのホモポリマーのガラス転移点が３１０
°Ｋを超える単量体であっても、これと上述したような
単量体との共重合体であってそのガラス転移点が３１０
°Ｋ以下となるものであればよい。さらに、ポリウレタ
ンやスチレン−ブタジェン共重合体などのガラス転移点
が３１０°Ｋ以下となる種々のポリマーを適用できる。

なお、上記ポリマーのガラス転移点３１０°Ｋを超えて
しまうと、造膜性改善効果が低くなり、また感圧性接着
剤組成物としての接着特性、特に接着力の低下をきたす
おそれがあるため、この発明には適用できない。

このようなり成分の水分散液の別製方法はａ成分の場合
と同様に特に限定されず、従来公知の乳化重合法を種々
採用できるものであるが、生成ポリマー粒子の粒子径が
上述の範囲内となるように、たとえば用いる乳化剤の量
を多くするかあるいは転相乳化法などを適用するのが望
ましい。生成ポリマーへ子の平均粒子径が０．０１μｍ
未満となると水分散液の粘度が高くなり、また０、３μ
ｍ以上となると造膜性が悪くなって均一な接着塗膜を形
成しにくくなるため、いずれも不適当である。

この発明においては、上記ａ成分の水分散液と上記す成
分の水分散液とを、上記ａ成分の相対的に大粒径のポリ
マー粒子と上記す成分の相対的に小粒径のポリマー粒子
との合計量中、上記大粒径のポリマー粒子が６０〜９５
重量％、好適には７０〜９０重量％、上記小粒径のポリ
マー粒子が４０〜５重量％、好適には３０〜１０重量％
となるような混合比率で混合する。上記小粒径のポリマ
ー粒子が４０重量％を超えてしまうと水分散液の粘度が
高くなるとともに、このポリマー粒子のポリマーの種類
によってはアクリル系接着剤としての特徴が損なわれて
しまうおそれがあり、また５重量％未満となると造膜性
が悪くなって均一な接着塗膜を形成しにく（なるため、
いずれも不適当である。

このようにして得られる混合水分散液は、ポリマー粒子
全体の水中濃度、つまり固型分濃度を５０〜７０重景％
の重量に設定でき、かかる高濃度であってもその粘度が
低く、また低チクソトロピー性であり、しかもテープ化
などする際の造膜性にすぐれて、高接着力で高凝集力と
いうすぐれた接着特性を発揮する。

したがって、この発明においては、上記の方法にて得ら
れる水分散液をそのまま水分散型感圧性接着剤組成物と
して使用に供することができるものであるが、この組成
物には必要に応じて着色剤、充てん剤、老化防止剤、粘
着付与剤などの従来公知の添加剤を適宜配合してもよく
、その配合量は通常の量でよい。また、上記組成物はこ
れ単独で高接着力でかつ良好な凝集力を発揮するが、こ
の凝集力をさらに増大したいと望むなら従来公知の各種
外部架橋剤を配合することができる。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明においては、エチレン性不飽和
カルボン酸を一部成分として含むアクリル系単量体混合
物の共重合体にて構成された相対的に大きな粒子径を存
するポリマー粒子を含む水分散液に、上記粒子よりも小
さな粒子径とされた特定ガラス転移点のポリマー粒子を
含む水分散液を特定量混合させるようにしたことにより
、ポリマー粒子全体の水中濃度を高くしても低粘度であ
り、かつテープ化などする際の造膜性にすぐれて、高接
着力で高凝集力というすぐれた接着特性を発揮させうる
水分散型感圧性接着剤組成物を提供することができる。

したがって、この発明の水分散型感圧性接着剤組成物は
、一般の感圧性接着テープ、シート、ラベル類などの用
途に非常に有用である。

〔実施例〕

以下に、この発明の実施例を記載してより具体的に説明
する。なお、以下において部とあるは重量部を、％とあ
るは重量％を、それぞれ意味する。

また、接着力および凝集力は、下記の方法にて測定した
ものであり、粘度はＢ型回転粘度計（回転数２０ｒｐｍ
）にて、またポリマー粒子の平均粒子径はサブミクロン
粒子アナライザーＮＡＳＤ型（コールタ−エレクトロニ
ックＩｎｃ、）にて、それぞれ測定した値である。

く接着力〉 ２５μｍ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５０μｍとなるように塗
布し、１００℃で３分間乾燥して両面接着テープをつく
り、このテープを試験片として、ＪＩＳ　Ｚ−１５２８
により１８０度引き剥がし接着力（ｇ／２０ｗｍ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２５部ｍＸ　２５ｕ＋の接着面積
で貼り合わせ、４０℃および８０℃で１ｋｇ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。

実施例１ 温度計、攪拌器、窒素導入管および還流冷却管を備えた
反応器内に、水６６部、過硫酸カリウム０．３部および
ラウリル硫酸ナトリウム０．２部からなる水溶液を投入
したのち、７０℃に加温し、アクリル酸ｎ−ブチル９７
％とアクリル酸３％とからなる単量体混合物１００部を
４時間かけて均一に滴下し、滴下終了後８０℃で２時間
保持することにより、ガラス転移点が２２２°Ｋで平均
粒子径が０．７μｍのポリマー粒子を６０％含む水分散
液ＡＩを得た。

一方、上記同様の反応器内に、水１００部、過硫酸カリ
ウム０．３部、メタクリル酸ｎ−ヘキシル１００部およ
び乳化剤としてのラウリル硫酸ナトリウム１部からなる
重合原料を投入し、重合温度７５℃２重合時間８時間で
反応させることにより、ガラス転移点が２６８°Ｋで平
均粒子径が０．２μｍのポリマー粒子を５０％含む水分
散液Ｂ、を得た。

上記の水分散液Ａ、と水分散液Ｂ、とを、前者対後者の
ポリマー粒子の重量比が７０／３０となるように、均一
に混合して、ポリマー粒子全体の水中濃度が５７％で、
粘度（２５℃）が７０センチポイズの水分散液を調製し
、これをこの発明の水分散型感圧性接着剤組成物とした
。

比較例１ 実施例１の水分散液Ａ、を比較用の水分散型感圧性接着
剤組成物とした。なお、この組成物の粘度（２５℃）は
６０センチポイズであった。

比較例２ 実施例１の水分散液Ｂ、の調製に際して乳化剤の使用量
を０．５部とし、かつ重合温度を７０℃とする変更を加
えて、ポリメタクリル酸ｎ−ヘキシルからなるポリマー
粒子の平均粒子径が０．７μｍとなるようにした以外は
実施例１と同様にして水分散液Ｃを調製した。この水分
散液Ｃを水分散液Ｂ、に代えて使用した以外は、実施例
１と同様にして比較用の水分散型感圧性接着剤組成物を
得た。

この組成物の粘度（２５℃）は５５センチボイズであっ
た。

比較例３ 実施例１の水分散液Ｂ、の調製法に準じて、ガラス転移
点が３６０°Ｋのポリスチレンからなり、その平均粒子
径が０．２μｍであるポリマー粒子を４０％含む水分散
液りを調製した。この水分散液りを水分散液Ｂ１に代え
て使用した以外は、実施例１と同様に比較用の水分散型
感圧性接着剤組成物を得た。この組成物のポリマー粒子
全体の水中濃度は５２％で、粘度（２５℃）は５０セン
チボイズであった。

実施例２ 実施例１の水分散液Ａ、の調製法に準じて、アクリル酸
２−エチルヘキシル８０％とアクリル酸エチル１９％と
アクリル酸１％とのガラス転移点が２００°Ｋの共重合
体からなり、その平均粒子径が０．４μｍであるポリマ
ー粒子を６０％含む水分散液Ａ２を調製した。

また、実施例１の水分散液Ｂ１の調製法に準じて、アク
リル酸２−エチルヘキシル７０％とメタクリル酸メチル
３０％とのガラス転移点が２２２°Ｋの共重合体からな
り、その平均粒子径が０．１μｍであるポリマー粒子を
３５％含む水分散液Ｂ２を８周製した。

上記の水分散液Ａ２と水分散液Ｂ２とを、前者対後者の
ポリマー粒子の重量比が９０／ｌ　Ｏとなるように、均
一に混合して、ポリマー粒子全体の水中濃度が５６％で
、粘度（２５℃）が９０センチポイズの水分散液を調製
し、これをこの発明の水分散型感圧性接着剤組成物とし
た。

実施例３ 実施例１の水分散液Ａ、の調製法に準じて、アクリル酸
ｎ−ブチル９０％とアクリロニトリル３％とアクリル酸
７％とのガラス転移点が２３０°Ｋの共重合体からなり
、その平均粒子径が０．５μｍであるポリマー粒子を５
５％含む水分散液Ａ３を調製した。

また、実施例１の水分散液Ｂ、の調製法に準じて、アク
リル酸ｎ−ブチル６０％とメタクリル酸ｎ−ブチル４０
％とのガラス転移点が２４５’にの共重合体からなり、
その平均粒子径が０．１６μｍであるポリマー粒子を４
０％含む水分散液Ｂ、を１周製した。

上記の水分散液Ａ３と水分散液Ｂ、とを、前者対後者の
ポリマー粒子の重量比が８０／２０となるように、均一
に混合して、ポリマー粒子全体の水中濃度が５１％で、
粘度（２５℃）が５０センチボイズの水分散液を調製し
、これをこの発明の水分散型感圧性接着剤組成物とした
。

以上の実施例１〜３および比較例１〜３の各組成物につ
き、接着力および凝集力を調べた結果は、下記の表に示
されるとおりであった。なお、同表に併記した吸水率は
、接着力試験と同様にして作製した両面接着テープを１
０（ｌｔｍＸｌｏｏｍｍの大きさに切断し、これを室温
で１０日間水中に浸漬したときの重量増加率を示したも
のである。この吸水率は、各組成物の造膜性の良否に左
右されこの吸水率が小さいほど造膜性にすぐれて均一な
接着塗膜を形成できるものであることを意味している。

上記表の結果から明らかなように、この発明の水分散液
の構成とすることにより、造膜性にすぐれて高接着力で
高凝集力というすぐれた接着特性を発揮させうる水分散
型感圧性接着剤組成物が得られるものであることが判る
。また、この組成物が高固型分濃度でありながら低粘度
であるということについては、各実施例の記載から明ら
かである。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ａ）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９
   ０〜９９．５重量％とエチレン性不飽和カルボン酸１０
   〜０．５重量％とのガラス転移点が２５０°Ｋ以下の共
   重合体からなり、かつその平均粒子径が０．３〜１．０
   μｍの範囲にあるポリマー粒子を含む水分散液と、 ｂ）ガラス転移点が３１０°Ｋ以下のポリマーからなり
   、かつその平均粒子径が０．０１μｍ以上で０．３μｍ
   未満の範囲にあるポリマー粒子を含む水分散液 とを、上記ａ成分のポリマー粒子と上記ｂ成分のポリマ
   ー粒子との合計量中、上記ａ成分のポリマー粒子が６０
   〜９５重量％、上記ｂ成分のポリマー粒子が４０〜５重
   量％となる割合で混合してなる水分散型感圧性接着剤組
   成物。
2. （２）ａ成分のポリマー粒子とｂ成分のポリマー粒子と
   の合計の水中濃度が５０〜７０重量％である特許請求の
   範囲第（１）項記載の水分散型感圧性接着剤組成物。