JPS6131482A - 接着方法 - 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】 （ｌｅ業−ヒの利用分野） 本発明は、マイクロカプセルを含有せしめた接着剤を使
用する接着方法に関し、特に、硬化反応型接着剤に、触
媒を芯物質とするマイクロカプセルを混合しで、良好な
接着を可能にする接着方法を提供しようとするものであ
り、特に、ドライラミネーション法に好適な接着方法に
関する。

（従来の技術） ドライラミネーション法は、溶剤型接着剤を−方のフィ
ルム等の被接着材に塗布して、乾燥後、もう一方のフィ
ルム等の被接着材と貼り合わせていく方法であるが、殆
ど全ての素材に摘用可能であるため、素材の組み合わせ
が自由に選択でき、また処理スピードが速く、接着力も
安定しているため、特に包材分野で広く普及している。

（発明が解決しようとしている問題点）しかし、近年包
材分野では、多品種少量、短納期化傾向が進み、処理ス
ピードの向上と共に接着安定化時間の短縮化が望まれて
いる。

ドライラミネーション法は、確かに処理スピードは速い
が、その硬化機構が、化学反応を利用した架橋反応であ
るため、接着安定化に多くの時間を必要とし、そのため
、納期のあわない仕事は受けることができず、特に、近
頃、その種の仕事が増えている。また、従来より、接着
安定化に時間を要するため、接着力の確認が遅れ、仮に
接着力不足等の問題が起だ時には、それが判明した時点
では、納期上から、取り返しがきかず、作業者の重大な
不安となっていた。この接着力安定化時間、いわゆるエ
ージング時間を短縮するには、接着剤の硬化機構が、化
学反応を利用した架橋反応であるため、温度を上昇させ
る方法と触媒を使用する方法が考えられる。温度につい
ては、貼り合わせ素材の後加工性の問題があり、４５℃
前後に上限がある。この制限内では、接着力安定化に、
７０〜２５０時間という長時間を必要とするため、さら
に触媒による促進効果が考えられている。

しかし、触媒の使用には、常に接着剤のポットライフの
問題が附随し、その使用を困難にしていた。

そこで、本発明者は、以前、触媒を芯物質としてマイク
ロカプセル化し、このマイクロカプセルを接着剤に混合
する接着方法を開発した。この方法によれば、接着剤の
ポットライフに影響を与えず、接着時の硬化を促進する
ことができる。しかし、」二記方法では、推定触媒量か
ら考えうる促進効果の比べ、実際にはその能力は必ずし
も十分ではなかった。このため、原因の究明の勉め、そ
の原因がマイクロカプセルの破壊率の低さによることが
わかった。破壊率を上げるには、破壊圧、つまりドライ
ラミネーション時のニップ圧を上げればよいが、単にニ
ップ圧を上げると、ラミネート品にシワ等の外観上の問
題が新たに生じるため、十分な解決方法とはならない。

（問題点を解決するための手段） そこで、本発明者は、上記問題点に鑑み、種々鋭意検討
した結果、接着剤の塗布量とマイクロカプセルの粒子径
との関係を特定の関係とすることにより、上述の従来技
術の欠点が十分に解決し得ることを知見して本発明を完
成した。

すなわち、本発明は、架橋硬化触媒を芯物質とするマイ
クロカプセル（最大粒径γ■ａＸ、平均粒径ｍ、標準偏
差σ）を含有する接着剤を、被接着表面に所定の塗布圧
力（Ａ）で塗布および乾燥して平均厚さく１）の乾燥被
膜を形成し、次い〒他の被接着材を所定圧力（Ｂ）で圧
着することからなる接着方法において、上記のγ腫ａＸ
とｔとの関係を、ｔ≦γ鵬ａＸとすることを特徴とする
接着方法である。

次に、本発明を更に詳細に説明すると、本発明方法にお
いて使用する接着剤は、溶液型または無溶剤型の接着剤
であり、これらの接着剤自体は、いずれも公知であり、
例えば、ポリウレタン系、アクリル系、エポキシ系等の
接着剤が挙げられ、特に、ポリエステルポリオール等の
多価アルコールおよびトリレンジイソシアネートその他
のポリイソシアネートを適当な溶剤に溶解したポリウレ
タン系接着剤等の如き架橋硬化型接着剤が好適である。

このような接着剤はいずれも市場から容易に入手し得る
ものであり、従来公知のものは本発明においていずれも
使用することができる。

このような接着剤は、例えば、ポリオールとポリイソシ
アネートの反応の如く、硬化成分の反応が貯蔵中に徐々
に進行するため、接着剤のポットライフの問題が生じる
。

前述の如く、本発明者は、以前にこのようなポットライ
フの問題を解決すべく、添加する触媒として、マイクロ
カプセル化した触媒を採用したものであるが、本発明は
該方法を更に改良し、優れた接着性能を与える接着方法
を提供するものである。

本発明方法における好ましい実施態様の主たる特徴点は
、 （１）従来の架橋硬化型接着剤に、マイクロカプセル化
した触媒を添加すること、 （２）上記マイクロカプセルの最大粒径を、約ＩＢｍ　
〜約１００　ｇｍ　、好マシくは約ＩＩＬｍ〜約２ｏ１
１゜厘とすること、 （３）上記触媒を含有する接着剤を被接着材に塗布、乾
燥して乾燥被膜を形成する際に、乾燥被膜の平均厚さく
１）を、マイクロカプセルの最大粒子径（γｍａｘ）以
下とすること、であり、更に望ましい態様では、 （４）乾燥被膜の平均厚さ（ｔ）、マイクロカプセルの
平均粒子径（ｍ）およびその標準偏差（σ）との関係を
、ｌ／１０＋ｗ≦ｔ≦ｍ＋３　ｃｒ、最も好ましくは２
１５　ｍ≦ｔ≦ｍとすること、である。

本発明方法は以上の如き構成とすることにょって、架橋
硬化型接着剤を、被接着材に塗布するときには、接着剤
は通常は多量の溶剤からなっているので、接着剤中のマ
イクロカプセルは、通常の塗布手段のコーティング圧力
（Ａ）によって破壊されることが殆どなく、溶剤が除去
されて、乾燥被膜が形成されると、この被膜中のマイク
ロカプセルの最大径（γｍａｘ）が、被膜の厚さく１）
より大となるので１次いで他の被接着材をその表面に所
定圧（Ｂ）で圧着することによって、マイクロカプセル
が破壊され、そこで始めて触媒効果を発揮する。従って
、使用前は触媒が作用しないから、接着剤は優れたポッ
トライプを有し、使用昨に優れた接着能力を発揮するこ
とができる。

また、更に望ましい態様では、乾燥被膜の厚さ（ｔ）、
マイクロカプセルの平均粒径（ｍ）およびその標準偏差
（σ）との関係を、１／ｌＯｍ≦ｔ≦ｍ　＋　３σ、最
も好ましくは、２１５■≦ｔ≦ｍとする態様である。

このような構成とすることによって、接着剤中のマイク
ロカプセルは接着剤の塗布時のコーティング圧力によっ
て、実質的に何ら破壊せず、乾燥後の膜中におけるマイ
クロカプセルの平均粒子径が、平均膜厚よりも大となる
ので、他の被接着材をその表面に圧着することにより、
その圧力（Ｂ）によって大部分のマイクロカプセルが破
壊し、その結果十分な触媒作用が得られ、優れた接着能
力が発揮されるものである。

従って、上記の好ましい態様におけるマイクロカプセル
の壁材は、接着剤中の溶剤、例えば酢酸エチル、イソプ
ロパツール、メチルエチルケトン等に対して耐久性であ
る必要がある。このようなマイクロカプセルの壁材とし
て好ましいものは、ポリアミド、ポリウレタン、ポリエ
ステル、ポリ尿素、エポキシ樹脂あるいはそれらの架橋
物等であり、その他接着剤中の溶剤により浸されないも
のであればいずれでもよい。

また、マイクロカプセル中に封入される触媒は、接着剤
を架橋硬化させる機能のある化合物であればいかなるも
のでもよいが１例えば、ドライライミネート法に多く使
用されるポリウレタン系接着剤用としては、ジブチルチ
ンジラウレートが特に好ましい、マイクロカプセルの製
法は、すでにほぼ確立されており、界面重合法、　１ｎ
ｓｉｔｕ重合法、水系及び有機溶剤系・からの相分離法
、液中乾燥法、融解分散冷却法、液中硬化被覆法等があ
る０本発明におけるマイクロカプセルは耐溶剤性が要求
されることから、界面重合法、ｉｎ＋ｉｔｕ重合法、液
中硬化被覆法の重合型及び融解分散冷却法が好ましいが
、耐性が要求される溶剤によって壁材を選ぶことにより
、相分離法、液中乾燥法も使用可能である。

本発明におけるマイクロカプセルは、その粒子径が重要
であり、本発明においては、被接着材への付着率、接着
時の破壊率や接着剤の被膜の厚さ等からして、一般的に
は平均粒径が約ｌＪＪ、■〜約１００１Ｌ腸、好ましく
は約１＃Ｌ閤〜約２０＃Ｌ腸である０粒子径が大きすぎ
ると、接着時の破壊性は良好であるが、被接着材への付
着率が不十分となり、また少なすぎると圧着時に十分な
破壊性が得られないという問題が生じる。

本発明では、このような付着率と破壊率との関係を、接
着剤の乾燥被膜との相互関係において種々検討した結果
、マイクロカプセルの最大直径（γｗａｍ　）　、平均
粒径（ｍ）、標準偏差（σ）および被膜厚さく１）の関
係が、まず、第一に〇くｔ≦γ−ａ！にすると、マイク
ロカプセルの粒度分布において、大きいカプセルが確実
に破壊されるので、従来技術よりすぐれた効果を示し１
次いで１／１０■≦ｔ≦ｍ＋３σの関係では、十分な作
用効果を示し、更に、２１５■≦ｔ≦ｍのときに最高の
作用効果が得られることを知見したものである。すなわ
ちｔが２１５ｍより薄くなると、マイクロカプセルの被
接着材への付着率が低下し、また乾燥被膜のレベリング
性が低下し、かえって接着性能が十分でなくなる。一方
、ｔがｍの値をはるかに超えると圧着時のマイクロカプ
セルの破壊率が著しく低下する。従って、使用上問題の
ない範囲で粒径をそろえたマイクロカプセルであれば、
乾燥被膜の厚さく１）を、マイクロカプセルの平均粒径
にその標準の３倍を加えた厚み以下、好ましくは平均粒
径（ｍ）以下にすることにより、マイクロカプセルの被
接着材への付着率と破壊率を同時に十分に達成できるこ
とを見い出したものである。

マイクロカプセルの接着剤への配合量は、希望する硬化
併進時間に合わせればよいのであるが、触媒としての使
用上、効果および価格等からして、自ずから制限があり
、通常は接着剤の樹脂分の１０重量％以下、好ましくは
、約０．ｉ〜１．０重量％に相当する量である。

以上、本発明方法の特徴部分を主として説明したが、本
発明方法は上述のような理由からして、特にドライラミ
ネート接着法の如く、溶液型で架橋硬化型の接着剤を被
接着材に塗布し、乾燥し、他の被接着材を重ね合せ、圧
力ローラー等で連続的に圧着して接着する接着方法に最
も好適であるが、ドライラミネート法に限らず、同様な
機構を使用する他接着方法のはいずれも応用可能である
。

従って、接着剤自体もウレタン系接着剤に限られす、ま
た触媒もジブチルチンジラウレートに限られず、同様な
機構で接着する限り他のいかなる接着剤も触媒も使用し
得るものである。

次に１本発明方法のプロセスを説明すると、このような
プロセス自体は、全〈従来公知のプロセスでもよいので
あるが１例えば、上述の如きマイクロカプセルを配合し
た接着剤を被接着材のいずれか一方、あるいは両方にコ
ーティングし、乾燥させて乾燥被膜を形成する。コーテ
ィング方法は、例えば、グラビアコート、ロールコート
、キスコート等その他いかなる方法でもよい。但し、コ
ーティング時のニップ圧等、コーティング圧力により、
マイクロカプセルが実質的に破壊されないように、コー
ティング圧力か、マイクロカプセルの粒径あるいは壁厚
を適当に選択する必要がある。

次に、被接着材を重ね合せて、圧着することにより、そ
の時の圧力でマイクロカプセルが実質的に破壊され、触
媒作用が発現し、良好の架橋硬化が生じて十分な接合が
達成される。従って、マイクロカプセルの破壊強度は、
コーティング時のコーティング圧力に耐え、且つ、圧着
時の圧力により破壊されるように、マイクロカプセルの
強度と、コーティング圧力および圧着時の圧力を調整す
べきである。

接合が終了後、接合物を例えばロール等に巻き取ること
によって、本発明方法が完了する。

（作用・効果） ゛以上の如き本発明方法によれば、上述の如き構成をと
ることによって、使用する接着剤のポットライフは十分
となり、使用時には十分な触媒作用が発現されるので、
十分な接着が生じ、安定した接着安定性を得ることがで
き、前述の従来技術の問題点が十分に解決される。また
、本発明方法は、上述の構成の故に、既存装置を何一つ
改良することなく、また同一工程で、従来方法に比べて
すぐれた接合を達成できるという経済的利点も有する。

次に実施例をあげて本発明の好ましい態様を具体的に説
明する。尚、文中％とあるのは重量基準である。

実施例　ｌ ウレタン系接着剤（固形分２５％）中に、ジブチルチン
ジラウレートをポリ尿素殻に内封したマイクロカプセル
［触媒量／殻材料Ｘ　（１００）　＝７０２、平均粒子
径５ＪＩＩｌ、標準偏差値２経■］を、接着剤中の固形
分の０．Ｏｚ、０．５ｚに相当する量で添加し、合成樹
脂フィルム表面に平均乾燥厚が４終璽となるようにコー
ティング時のニップ圧（線圧）２Ｋｇ／ｍで塗布し、乾
燥した０次いで別の合成樹脂フィルムを連続的に、ニッ
プ圧（線圧）７Ｋｇｌ腸で圧着し、得られたラミネー物
の接着強度（ＯＮ／ＣＰＰ）を求めたところ、触奴酸０
　＝　８５０ｇ／１５層■、０．５＄＝８８０ｇ／１５
ｍ■であった。また触媒使用による接着剤の硬化促進効
果な、被膜中のインシアネートの減少によって調べたと
ころ、第１図の如くであった。

実施例　２ 実施例１における乾燥被膜の厚さを。１０＝ｍ、５ル■
および３ＩＬ■としたことを除き、他は実施例１と同様
に接着を行い、硬化速度をイソシアネートの減少から調
べたところ、第２図の如くであった。但し、ブランクは
触媒無添加で、塗布駿は４経ｍである）。

【図面の簡単な説明】

第１図は、触媒の使用による接着剤の硬化促進効果を示
し、第２図は、接着剤層の厚さと硬化速度との関係を示
す。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. （１）架橋硬化触媒を芯物質とするマイクロカプセル（
   最大粒径γｍａｘ、平均粒径ｍ、標準偏差σ）を含有す
   る接着剤を、被接着表面に所定の塗布圧力（Ａ）で塗布
   および乾燥して平均厚さ（ｔ）の乾燥被膜を形成し、次
   いで他の被接着材を所定圧力（Ｂ）で圧着することから
   なる接着方法において、上記γｍａｘとｔとの関係を、
   ｔ≦γｍａｘとすることを特徴とする接着方法。
2. （２）ｍ、σおよびｔの関係を、１／１０ｍ≦ｔ≦ｍ＋
   ３σとする特許請求の範囲第（１）項に記載の接着方法
   。
3. （３）ｍとｔとの関係を、２／５ｍ≦ｔ≦ｍとする特許
   請求の範囲第（１）項に記載の接着方法。
4. （４）ｍが、約１μｍ〜約１００μｍである特許請求の
   範囲第（１）項に記載の接着方法。
5. （５）ｍが、約１μｍ〜約２０μｍである特許請求の範
   囲第（１）項に記載の接着方法。
6. （６）塗布圧力（Ａ）が、マイクロカプセルを破壊しな
   い圧力であり、且つ圧着時の圧力（Ｂ）が、マイクロカ
   プセルを破壊する圧力である特許請求の範囲第（１）項
   に記載の接着方法。
7. （７）接着剤が、ポリウレタン系、アクリル系、エポキ
   シ系等の１液型または２液型の接着剤であり、硬化触媒
   がジブチルチンジラウレートである特許請求の範囲第（
   １）項に記載の接着方法。