JPH06346039A - 低温タック性に優れた粘着剤組成物及びそれを用いた粘着テープ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 低温タック性に優れ、同時に十分な凝集力を
有し糊残りの生じない水系エマルジョン粘着剤組成物、
及び該組成物を用いた粘着テープを提供する。 【構成】 水系エマルジョン粘着剤組成物において、
（Ａ）（１）アクリレートモノマー１００重量部、及び
（２）カルボニル基含有モノマー０．１〜５重量部を含
んで成るモノマーの重合により得られたポリマーであっ
て、−７５℃〜−４５℃のガラス転移点及び１×１０⁵
〜４×１０⁶dyn／cm² の貯蔵弾性率を有するポリマー；
並びに（Ｂ）前記（２）のカルボニル基含有モノマー中
の該カルボニル基１モルに対して０．０２〜０．５モル
の量の多官能性ヒドラジド化合物、を含んで成る粘着剤
組成物。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、低温タック性に優れた
水系エマルジョン粘着剤組成物及びそれを用いた粘着テ
ープに関する。

【０００２】

【従来の技術】低温で優れたタック性を有し、且つ充分
な凝集力及び保持力を有する粘着剤が、粘着テープの分
野、特に厳寒地での作業に用いるマスキングテープにお
いて必要とされている。この要求を満たすものとして長
年にわたり、天然ゴム系粘着剤が使用されてきたが、こ
れらは耐候性が悪い、塗工のために溶剤系を使用する必
要がある、等の欠点を有していた。

【０００３】このため、天然ゴム系粘着剤に代るものと
してアクリル系粘着剤が使用されるようになった。しか
しながら、アクリル系粘着剤においては、粘着剤の凝集
力及び保持力を増強するために充分な架橋を行えばガラ
ス転移温度及び貯蔵弾性率が上昇して低温タック性が低
下するという問題点があった。すなわち、充分な凝集力
及び保持力と、充分な低温タック性とを併せ持つアクリ
ル系粘着剤は存在しなかった。

【０００４】そこで、特開昭５９−２２６０７８には、
ポリオレフィン表面に対して粘着性が良好な粘着剤組成
物が開示されている。この組成物は、（ａ）炭素原子数
４〜８個のアルキル基を有するアクリレートモノマー５
０〜９９重量％、（ｂ）炭素原子数１〜３個のアルキル
基を有するアクリレートモノマー、炭素原子数１〜３個
のアルキル基を有するメタクリレートモノマー、カルボ
ン酸のビニルエステル、アクリロ（メタクリロ）ニトリ
ル、スチロール又は三級ブチルアクリレートのいずれか
０〜５０重量％、

【０００５】（ｃ）炭素原子数３〜５個のモノオレフィ
ン酸不飽和モノマー、ジカルボン酸、アミド系化合物又
はアルキル部分に炭素原子数２〜５個を有するヒドロキ
シアクリレートのいずれか０．５〜５重量％、及び
（ｄ）カルボニル基含有モノマー０．５〜５重量％から
成るポリマーであって、そのガラス転移温度が０℃以下
であり且つ４０〜７０％の水性分散体の形態にあるもの
と、前記カルボニル基含有モノマー（ｄ）のカルボニル
基１モルに対して０．０５〜２モルの水溶性ヒドラジン
化合物を含んで成る。具体的には前記ポリマーのガラス
転移温度は−１０℃〜−４０℃である。低温タック性、
凝集力、及び粘着性については記載されていないが、実
際にはこの粘着剤組成物は低温タック性に乏しい（０℃
でのボールタック５以下）という欠点がある。

【０００６】また、特開昭５４−１１０２４８及び特開
昭５４−１４４４３２には前記に類似する組成を有する
塗料及び粘着剤が記載されている。しかし、低温タック
性、凝集力及び粘着性について何等記載されていない
が、実際には低温タック性に乏しい（０℃でのボールタ
ック５以下）という欠点を有する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明は、低
温タック性に優れ、且つ充分な凝集力を有する水系エマ
ルジョン粘着剤組成物及びそれを用いた粘着テープを提
供しようとするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記の課題を解決するた
め、本発明は、水系エマルジョン粘着剤組成物におい
て、 （Ａ）（１）アクリレートモノマー１００重量部、及び
（２）カルボニル基含有モノマー０．１〜５重量部を含
んで成るモノマーの重合により得られたポリマーであっ
て、−７５℃〜−４５℃のガラス転移点及び１×１０⁵
〜４×１０⁶dyn／cm² の貯蔵弾性率を有するポリマー；
並びに （Ｂ）前記（２）のカルボニル基含有モノマー中の該カ
ルボニル基１モルに対して０．０２〜０．５モルの量の
多官能性ヒドラジド化合物、を含んで成る粘着剤組成
物；並びに前記の水系エマルジョン粘着剤組成物を基材
上に積層したことを特徴とする粘着テープを提供する。

【０００９】

【具体的な説明】次に本発明を具体的に説明する。アクリレートモノマー 本発明の粘着剤成分の主成分は、アクリレートモノマー
からなるアクリルポリマーである。アクリルポリマー
は、一般に低温で粘着性に優れ、重合容易でかつ安価な
どの利点があるためである。ここでモノマーをアクリレ
ート系に規定するのは、一般にＴｇが低く、本用途に好
適なためである。

【００１０】また、本発明において、好ましくはアクリ
レートモノマーのアルキル基の炭素数が５〜９、更に好
ましくは８または９である。炭素数が５〜９のアルキル
基を有するアクリレートモノマーを好ましいとするの
は、これらは特にアクリレートモノマーのうちでも重合
されたポリマーのＴｇが低く、本発明で規定するところ
の粘着剤のＴｇを−４５℃以下により制御しやすいから
である。更に、炭素数が８または９のアルキル基を有す
るアクリレートモノマーが好適とするのは、かかるアク
リレートモノマーは、本発明で規定するところの粘着剤
のＴｇを−４５℃以下に制御しやすく、かつ貯蔵弾性率
を容易に本発明で規定する範囲に制御可能なためであ
る。

【００１１】本発明に用いられるアクリレートモノマー
の種類としては、具体的にはヘプチルアクリレート、ヘ
キシルアクリレート、イソオクチルアクリレート、ｎ−
オクチルアクリレート、２−エチルヘキシルアクリレー
ト、イソノニルアクリレート等が挙げられ、特に後四者
が好ましい。カルボニル基含有モノマー カルボニル基含有モノマーは前記アクリルポリマーの架
橋反応に関与するための添加物である。本発明における
カルボニル基含有モノマーは、エステル、アミド及びカ
ルボン酸のカルボニル基以外のカルボニル基を少なくと
も１個と、重合可能な二重結合を分子中に有するモノマ
ーと定義される。

【００１２】カルボニル基含有モノマーの例として、ア
ルデヒド性又はケトン性のカルボニル基を有する化合物
が挙げられ、具体例としてアクロレイン、ビニルメチル
ケトン、ビニルエチルケトン、ビニルイソブチルケト
ン、ジアセトンアクリルアミド、ジアセトンメタクリル
アミド、ホルミルスチロール、ジアセトンアクリレー
ト、アセトニルアクリレート、ジアセトンメタクリレー
ト、２−ヒドロキシプロピルアクリレート−アセチルア
セテート、ブタンジオール−１，４−アクリレート−ア
セチルアセテート等が挙げられる。

【００１３】前記アクリルモノマーに対するカルボニル
基含有モノマーの好ましい添加量はアクリルモノマー１
００重量部に対して０．１〜５重量部である。カルボニ
ル基含有モノマーの量が０．１重量部未満であれば、架
橋反応が不十分となり、このため凝集力が不足しいわゆ
る糊残りが生じやすい。他方、５重量部を超えると貯蔵
弾性率が過度となり、タック性が低下するためである。

【００１４】ｐ−スチレンスルホン酸ナトリウム エマルジョン系粘着剤の重合安定性及び機械的安定性を
高めるための任意成分として、アクリルポリマーの重合
の前に前記モノマー成分のほかにｐ−スチレンスルホン
酸ナトリウムを加えることができる。その添加量は、前
記アクリルモノマー１００重量部に対して０．１〜１．
５重量部が好ましく、０．１重量部未満では十分な添加
効果が得られず、１．５重量部を超えるとタック性が低
下するためである。

【００１５】ポリマーの重合 前記のモノマー成分、すなわちアクリレートモノマー及
びカルボニル基含有モノマーは、場合によっては任意成
分としてのｐ−スチレンスルホン酸ナトリウムと共に、
常用の乳化重合法により重合させる。この場合、反応媒
体として、モノマー混合物１００重量部に対して５０〜
２４０重量部の水が使用される。モノマーを水中に乳化
させるため常用の乳化剤、例えばドデシル硫酸ナトリウ
ム、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ポリオキ
シエチレンアルキルエーテル硝酸ナトリウム等を添加す
る。

【００１６】この添加剤はモノマー混合物１００重量部
に対して０．２〜５重量部とするのが好ましい。さら
に、重合開始剤として常用の重合開始剤、例えば過硫酸
アンモニウム、過硫酸カリウム等を添加する。その量は
モノマー混合物１００重量部に対して０．０１〜１重量
部である。重合は、好ましくは不活性ガス、例えば窒素
ガス雰囲気下で、５０℃〜７５℃にて、１〜２４時間行
われる。また、過酸化水素、二価の鉄塩、過硫酸塩、酸
性亜硫酸ナトリウム等のレドックス開始剤が用いられ、
前記の量を用いて、５℃〜５０℃にて１〜２４時間反応
が行われる。

【００１７】ポリマー 上記のようにして得られる本発明のポリマーは、−７５
℃〜−４５℃のガラス転移温度、及び０℃、１rad ／se
c 条件下での貯蔵弾性率１×１０⁵ 〜４×１０ ⁶dyn／cm
² を有することを特徴としている。従来の粘着剤用ポリ
マーとしては、特開昭５９−２２６０７８に記載されて
いるように−４０℃以上のガラス転移温度を有するポリ
マーが使用されていた。しかしながら、本発明の目的で
ある低温タック性を達成するには従来のガラス転移温度
は適当でない。ガラス転移温度が−４５℃より高いと低
温タック性に乏しく、０℃にてボールタック６以上好ま
しくは８以上という条件を満たさない。またガラス転移
温度が−７５℃未満では凝集力が低下し過ぎるおそれが
あるためである。従って、低温での十分なタック性と十
分な凝集力とを共に有する粘着剤を得るには、そのポリ
マー成分のガラス転移温度を−７５℃〜−４５℃の範囲
にする必要がある。

【００１８】ここで、ガラス転移温度とは、粘弾性スペ
クトロメーターを用いて圧縮モードで動的粘弾性挙動を
測定し、貯蔵弾性率と損失弾性率との比（ｔａｎδ）で
ある損失正接曲線の極大点を示す温度として定義され
る。粘弾性スペクトロメーターとしては、例えばレオメ
トリックス社製ＲＳＡII粘弾性スペクトロメーターを用
いることができる。

【００１９】本発明の粘着剤に使用するアクリルポリマ
ーは、０℃、１rad ／sec の条件下で１×１０⁵ 〜４×
１０⁶dyn／cm² の貯蔵弾性率を有する。従来一般に、ガ
ラス転移温度を調節することによりタック性を制御しよ
うとしたが、本発明者らは、同じガラス転移温度であっ
ても、貯蔵弾性率の違いによりタック性が著しく異るこ
とを見出し、貯蔵弾性率の範囲を特定することにより本
発明を完成した。貯蔵弾性率が１×１０⁵dyn／cm² 未満
では凝集力が低下し、他方４×１０⁶dyn／cm²を超える
とタック性が著しく低下する。

【００２０】なお、貯蔵弾性率は、粘弾性スペクトロメ
ーターを用いて圧縮モードで動的粘弾性挙動を測定し、
０℃での貯蔵弾性率として定義される。この場合、粘弾
性スペクトロメーターとしては、例えばレオメトリック
ス社製ＲＳＡII粘弾性スペクトロメーターを用いること
ができる。上記動的粘弾性挙動の測定は、被験粘着剤を
直径５mm、厚さ７mmのシリンダー状に成形し、平行プレ
ート治具に取り付け、１rad ／sec の周波数の圧縮ひず
みを与えながら、−８０℃から１５０℃の温度変化を与
え、弾性率の温度依存性を測定することにより行われ
る。

【００２１】本発明のポリマーの分子量は好ましくは、
重量平均分子量１万〜５００万である。１万未満では凝
集力が低下する傾向があり、他方５００万を超えると重
合が困難になるためである。

【００２２】多官能性ヒドラジド化合物 本発明の粘着剤組成物は、前記アクリルポリマー（Ａ）
のほかに多官能性ヒドラジド化合物（Ｂ）を含んでな
る。この多官能性ヒドラジド化合物（Ｂ）は、前記アク
リルポリマーに共重合モノマー成分として取り込まれた
カルボニル基含有モノマー（Ａ）（２）のカルボニル基
と反応することによりアクリルポリマーを架橋する。こ
の反応は脱水縮合反応であるため水系エマルジョン中で
は反応が生じず、水が除去されることにより急速に反応
が起こる。このため、この多官能性ヒドラジド化合物は
水系エマルジョンの保存安定性のために有利である。

【００２３】多官能性ヒドラジド化合物の添加量は、前
記カルボニル基含有モノマーのカルボニル基１モルに対
して０．０２〜０．５モルである。０．０２モル未満で
は架橋が不十分であって十分な凝集力及び保持力が得ら
れず、粘着テープの使用の際に糊残りが生じやすい。他
方、０．５モルを超えると架橋が過度になりタック性が
低下する。

【００２４】多官能性ヒドラジド化合物の具体例として
は、しゅう酸ジヒドラジド、マロン酸ジヒドラジド、こ
はく酸ジヒドラジド、グルタル酸ジヒドラジド、アジピ
ン酸ジヒドラジド、マレイン酸ジヒドラジド、セバシン
酸ジヒドラジド、フマル酸ジヒドラジド等が挙げられ
る。本発明の水系エマルジョン粘着剤組成物は、前記の
アクリルポリマー乳化重合生成物に前記の多官能性ヒド
ラジド化合物を所定量添加することにより製造される。

【００２５】本発明はまた、前記の水系エマルジョン粘
着剤組成物を基材上に塗布した粘着テープに関する。基
材としては、紙、ポリエステル樹脂、ポリプロピレン樹
脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、塩化ビニル樹
脂、セロハン等のフィルム、織布、不織布又は金属、セ
ラミック樹脂等があげられる。また、剥離処理やエンボ
ス処理等の加工がしてあっても良い。材料の厚さは１０
〜１００μｍが適当である。１０μｍ未満では機械的強
度に劣り、また１００μｍを超えると価格が高くなり、
テープ製品の厚みが厚くなるからである。

【００２６】塗布量は５〜８０ｇ／ｍ² が適当である。
５ｇ／ｍ² 未満では適当な粘着力が得られず、８０ｇ／
ｍ² を超えると粘着剤がテープの縁からはみ出す等の問
題が生ずる。塗布は、各種基材に片側又は両側に普通の
手段、例えば噴射、ナイフ、ロール、流延、圧延、又は
含浸により行うことができ、間接塗布、例えばシリコー
ン処理した紙を併用する転写法によることも可能であ
る。

【００２７】粘着剤を塗布したのち、塗布された基材は
常法により乾燥される。例えばＰＥＴフィルム上に、ナ
イフコーターにより塗布し、塗布したフィルムを乾燥オ
ーブン中１００〜１２０℃で３分間乾燥する。

【００２８】

【実施例】次に本発明を実施例及び比較例によりさらに
具体的に説明する。アクリレートモノマーとして、２−
エチルヘキシルアクリレート（２−ＥＨＡ）、イソオク
チルアクリレート（ＩＯＡ）、イソノニルアクリレート
（ＩＮＡ）、ブチルアクリレート（ＢＡ）又はエチルア
クリレート（ＥＡ）を用い、カルボニル基含有モノマー
としてジアセトンアクリルアミド（ＤＡＡＣＭ）、又は
アクロレイン（Ａｃ）を用い、所望によりｐ−スチレン
スルホン酸ナトリウム（ＮａＳＳ）を用いた。

【００２９】これらの成分を表１〜表３に示す量だけ用
い、これらのモノマーの混合物を調製し、該混合物１０
０重量部に対して水１３８重量部にし、乳化剤としてド
デシル硫酸ナトリウムを２重量部加えて乳化し、６０℃
に加熱した後、重合開始剤として過硫酸アンモニウム
０．２重量部を加えて重合を開始し、窒素ガス雰囲気下
３時間で反応が終了して水系エマルジョンを得た。

【００３０】このエマルジョンに、多官能性ヒドラジド
化合物としてアジピン酸ジヒドラジド（ＡＤＨ）又はマ
ロン酸ジヒドラジド（ＭＤＨ）を表１〜表３に示す量だ
け加えて本発明の水系エマルジョン粘着剤組成物を得
た。厚さ５０μｍのＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレー
ト）製テープ基材に、ナイフコーターにより前記粘着剤
組成物を乾燥後の塗布量約３０ｇ／ｍ² となるように塗
布し、フィルムを乾燥オーブン中で１００℃〜１２０℃
で３分間乾燥させ、本発明の粘着テープを得た。

【００３１】粘着テープの性能試験は次の通りに行っ
た。ボールタック試験 ＪＩＳ−Ｚ−０２３７に準拠し、前記粘着テープ（長さ
１００mm、幅２５mm）を、０℃の雰囲気温度で３０℃傾
斜角度をもたせ、非粘着の助走路が１００mmとなる位置
より鋼球を転がし、停止する鋼球の最大径（鋼球の径は
２〜３２／３２インチで、その３２倍の数値）でタック
性を表した。

【００３２】クリープ試験 ＪＩＳ−Ｚ−０２３７に準拠し、前記粘着テープをステ
ンレス板に接着面積が幅１２mm長さ２５mmとなるよう
に、２kgのローラーで３往復させて貼り付け、これに荷
重１kgの重りをテープ下端に固定し、２５℃の雰囲気温
度で吊るし、粘着テープが落下するまでの時間を測定し
た。

【００３３】２．５時間以上をＯＫとし、２．５時間未
満をＮＧとした。糊残りの測定 粘着テープ（幅２５mm長さ１００mm）をガラス板に２kg
のローラーで３往復させて貼り付け、６５℃のオーブン
中に２４時間いれ、その後剥離させたとき、糊残りの有
無を目視で観察した。糊残りのあるものをＮＧとし、糊
残りのないものをＯＫとした。結果を次の表１〜表３に
示す。

【００３４】

【表１】

【００３５】

【表２】

【００３６】

【表３】

【００３７】次に、架橋剤の添加効果を調べるため、ア
クリレートモノマーとして２−エチルヘキシルアクリレ
ート（２−ＥＨＡ）１００重量部、カルボニル基含有モ
ノマーとしてジアセトンアクリルアミド（ＤＡＡＣＭ）
１重量部、架橋剤である多官能性ヒドラジド化合物とし
てアジピン酸ジヒドラジドを表４に示す種々の量使用し
て、得られる粘着テープの性能を調べた。その結果を次
の表４に示す。

【００３８】

【表４】

【００３９】

【発明の効果】以上の通り、本発明によれば、低温タッ
ク性が０℃にてボールタック６以上であり、凝集力が高
く糊残りがなく、且つクリープ試験で２．５時間以上の
保持力を有する粘着テープが得られる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 須藤 康夫 神奈川県相模原市南橋本３丁目８番８号 住友スリーエム株式会社内 (72)発明者 園田 博文 神奈川県相模原市南橋本３丁目８番８号 住友スリーエム株式会社内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水系エマルジョン粘着剤組成物におい
   て、 （Ａ）（１）アクリレートモノマー１００重量部、及び
   （２）カルボニル基含有モノマー０．１〜５重量部を含
   んで成るモノマーの重合により得られたポリマーであっ
   て、−７５℃〜−４５℃のガラス転移点及び１×１０⁵
   〜４×１０⁶dyn／cm² の貯蔵弾性率を有するポリマー；
   並びに （Ｂ）前記（２）のカルボニル基含有モノマー中の該カ
   ルボニル基１モルに対して０．０２〜０．５モルの量の
   多官能性ヒドラジド化合物、を含んで成る粘着剤組成
   物。
2. 【請求項２】 前記アクリレートモノマーのアルキル基
   の炭素数が５〜９個であることを特徴とする請求項１に
   記載の粘着剤組成物。
3. 【請求項３】 前記アルキル基を有するアクリレートモ
   ノマーのアルキル基の炭素原子数が８又は９個であるこ
   とを特徴とする、請求項１又は２に記載の水系エマルジ
   ョン粘着剤組成物。
4. 【請求項４】 前記ポリマー（Ａ）が、モノマー成分と
   してさらにｐ−スチレンスルホン酸ナトリウムを０．１
   〜１．５重量部含有することを特徴とする、請求項１〜
   ３のいずれか１項に記載の水系エマルジョン粘着剤組成
   物。
5. 【請求項５】 請求項１〜４のいずれか１項に記載の水
   系エマルジョン粘着剤組成物を基材上に積層したことを
   特徴とする粘着テープ。