JP2003082314A

JP2003082314A - 水性エマルジョン型粘着剤及びそれを用いた粘着シート

Info

Publication number: JP2003082314A
Application number: JP2002110019A
Authority: JP
Inventors: Takuji Nakamura; 拓二中村; Norihiro Ikeda; 憲弘池田; Yoshikatsu Yasui; 義勝安井; Tetsuya Onishi; 哲弥大西; Haruki Nishiike; 春樹西池
Original assignee: Showa Highpolymer Co Ltd
Current assignee: Resonac Holdings Corp
Priority date: 2001-07-06
Filing date: 2002-04-12
Publication date: 2003-03-19

Abstract

(57)【要約】【課題】水性エマルジョン型粘着剤のハジキやチジミ
のない粘着剤の平滑な塗工面が得られる粘着シートの製
造を可能した低せん断粘度の低い水性エマルジョン型粘
着剤の提供。【解決手段】下記（ａ）、（ｂ）および（ｃ）からな
る不飽和単量体混合物１００重量部に対して、不飽和二
重結合を分子内に有するラジカル重合性界面活性剤０．
１〜１０重量部を配合し乳化重合し、更にアンモニア水
を配合してｐＨを６〜１０に調整して得られる水性分散
液からなる、低せん断粘度が５０ｍPa・ｓ以上、５００
ｍＰａ・s未満であることを特徴とする水性エマルジョ
ン型粘着剤。（ａ）カルボキシル基含有不飽和単量体：
０．１〜５重量％、（ｂ）アルキル基の炭素数が４〜１
２のアクリル酸エステル：６０〜９９．９重量％、
（ｃ）その他不飽和単量体：０〜４０重量％。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、水性エマルジョン
型粘着剤を剥離シートなどのハジキやチジミが発生しや
すい基材に塗工装置を使用して塗工して得られる粘着シ
ートを製造する際に、水性エマルジョン型粘着剤のハジ
キやチジミが起こらない低せん断粘度の低い水性エマル
ジョン型粘着剤及びそれを用いた粘着シートに関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来から粘着シートは、ラベル、ステッ
カー、シール、ワッペン、オーバーラミネートフィル
ム、保護シートなどに加工され、標示識別、装飾、被覆
マスキング、封緘シール、情報伝達、防災安全などの目
的で、商業用、産業用、事務用、家庭用などの広範囲に
使用されている。粘着シートは、表面基材と剥離シート
の間に粘着剤層を形成したものである。通常、表面基材
には、紙、フィルム、金属箔などが用いられ、剥離シー
トには、グラシン紙、クレーコート紙、ポリラミ原紙、
ポリエステルフィルム、ポリエチレンフィルムなどにシ
リコン化合物などの剥離剤を塗布したものなどが使用さ
れている。粘着剤としては、溶剤型、水性エマルジョン
型、ホットメルト型などがあり、アクリル系、ゴム系、
ウレタン系、シリコン系などの樹脂系のものが使用され
ている。粘着シートの粘着剤層に用いられる粘着剤によ
り用途、性質が大きく異なることから粘着シートを特徴
付けるには、粘着剤層に用いる粘着剤が重要な要素とな
る。

【０００３】地球環境、労働環境などを配慮して、コス
トが安く、且つ、有機溶剤を殆ど含有しないことなどか
ら水性エマルジョン型粘着剤が多くの粘着シートに使用
され広く普及してきている。一方、経済的観点から生産
性を上げるために、粘着シートの製造において、粘着剤
の塗工速度を高速にする要望や、粘着剤の塗工量を少な
くする要望がある。しかしながら、従来の粘着シートの
製造方法では、低せん断粘度の低い水性エマルジョン型
粘着剤を、離型処理された基材に塗布した場合にハジキ
やチジミが発生するので、低せん断粘度の高い水性エマ
ルジョン型粘着剤が使用されている。そのために、水性
エマルジョン型粘着剤の塗工速度を上げると、水性エマ
ルジョン型粘着剤の塗工面にリブ模様、ハジキ、カスレ
などが発生したり、空気同伴による微細な泡の欠陥が発
生したり、塗工量のばらつきが発生したりする。特に、
塗工量のばらつきが大きくなると、水性エマルジョン型
粘着剤の塗工量を下げることが困難になる。

【０００４】水性エマルジョン型粘着剤の塗工速度を高
速にする試みは、塗工装置の改良の面と水性エマルジョ
ン型粘着剤の改良の両面で試みられている。例えば、塗
工装置面では従来のリーバースロールコーター、エアー
ナイフコーター、ナイフコーター、コンマコーターなど
から、粘着剤を加圧して押し出して基材に塗布するスロ
ットダイコーター、リップコーター、カーテンダイコー
ターなどのファウンテンコーターが高速塗工に適した塗
工装置として開発されている。ファウンテンコーターの
開発により、塗工速度を、１００ｍ／分以上に高速にす
ることが可能になったが、従来の水性エマルジョン型粘
着剤粘着剤では、低せん断粘度が高過ぎるために、１０
０ｍ／分以上の高速塗工には適していないのが実情であ
る。

【０００５】水性エマルジョン型粘着剤の面から、高速
塗工適性を良くするために、低せん断粘度を低くする方
法が不可欠であるが、低せん断粘度を低くすると、剥離
シートに塗工した時にハジキやチジミが発生したり、液
ダレや、粘着剤層が広がり過ぎる問題点が発生する。そ
のために、従来は特許第３００３３１７号で提案されて
いる様に、水性エマルジョン型粘着剤の低せん断粘度
（B型粘度計を用いて、No．４ローター／６０rpmでの測
定）を５００ｍＰａ・s以上まで高くする必要があると
している。また、特開平８−２１８０４７号公報におい
て高速塗工に適した粘着剤が提案されているが、実施例
１に示されている様に低せん断粘度（B型粘度計を用い
て、No．４ローター／１２rpmでの測定）を８０００ｍ
Ｐａ・ｓ程に高くする必要があるとしている。しかしな
がら、この条件では水性エマルジョン型粘着剤の塗工速
度を高速にすると低せん断粘度（B型粘度計を用いて、N
o．４ローター／６０rpmでの測定）が高過ぎるために、
粘着剤の塗工面が平滑な粘着シートを製造するには不十
分であるのが現状である。特に水性エマルジョン型粘着
剤を１００ｍ／分以上の速度で塗工して粘着シートを製
造した場合や、１００ｍ／分以上の速度で塗工してオー
バーラミネートフィルムなどの透明性を要求される粘着
シートを製造した場合に、粘着剤塗工面の仕上がり面に
筋引きが発生して悪くなる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は従来の技術に
おける前記問題点を背景になされたもので、水性エマル
ジョン型粘着剤のハジキやチジミのない粘着剤の平滑な
塗工面が得られる粘着シートの製造を可能した低せん断
粘度の低い水性エマルジョン型粘着剤を提供しようとす
るものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】そこで本発明者らは、上
記課題を解決するため鋭意研究の結果、下記（ａ）、
（ｂ）および（ｃ）からなる不飽和単量体混合物１００
重量部に対して、不飽和二重結合を分子内に有するラジ
カル重合性界面活性剤０．１〜１０重量部を配合し乳化
重合し、更にアンモニア水を配合してｐＨを６〜１０に
調整して得られる水性分散液からなる、低せん断粘度が
５０ｍPa・s以上、５００ｍＰａ・s未満であることを特
徴とする水性エマルジョン型粘着剤を塗工した粘着シー
トは、ハジキやチジミのない塗工面が得られることを見
出し、本発明を完成するに至った。（ａ）カルボキシル基含有不飽和単量体：０．１〜５重
量％（ｂ）アルキル基の炭素数が４〜１２のアクリル酸エス
テル：６０〜９９．９重量％（ｃ）その他不飽和単量体：０〜４０重量％

【０００８】

【発明の実施の形態】以下本発明を更に詳しく説明す
る。不飽和単量体混合物を構成する（ａ）カルボキシル
基含有単量体は、乳化重合の後、アンモニア水でｐＨを
６〜１０に調整することにより、粘着剤の塗工時に必要
不可欠な水性分散液の機械的安定性の付与と、乾燥皮膜
の成膜性を向上させる目的で必須成分として使用する。
カルボキシル基含有不飽和単量体としては、アクリル
酸、メタクリル酸、マレイン酸、イタコン酸、フマール
酸、β―カルボキシルエチルアクリレート、アクリル酸
２ヒドロキシエチルとジカルボン酸誘導体のモノエステ
ル等があり、単独或いは併用して用いることができる。
中でも、アクリル酸、β―カルボキシルエチルアクリレ
ート、アクリル酸２ヒドロキシエチルとジカルボン酸誘
導体のモノエステルが好ましい。使用量は（ａ）、
（ｂ）および（ｃ）成分全体に対して０．１〜５重量
％、好ましくは、１〜３重量％である。使用が０．１重
量％より少なくなると、水性分散液の機械的安定性が低
下し、塗工時にエマルジョンが凝集し、ハジキが発生す
る。更に、成膜性が低下して、乾燥皮膜の平滑性が低下
する。逆に、５重量％より多くなると皮膜の保水性が高
くなり過ぎて、乾燥性が低下する。また、ｐＨを６未満
にすると、水性分散液の機械的安定性が低下し、塗工時
にエマルジョンが凝集し、ハジキが発生する。更に、成
膜性が低下して、乾燥皮膜の平滑性が低下する。アンモ
ニア水以外の揮散性の劣る沸点の高いアルカリ中和剤で
中和すると中和剤が乾燥時に揮散し難くなり、乾燥性が
低下する。ｐＨが１０を超える場合、臭気が強く、作業
環境に負荷を与えて好ましくない。

【０００９】不飽和単量体混合物を構成する（ｂ）アル
キル基の炭素数が４〜１２のアクリル酸エステルは、ブ
チルアクリレート、２―エチルヘキシルアクリレート、
ｎ−オクチルアクリレート、イソオクチルアクリレー
ト、ｎ―ノニルアクリレート、イソノニルアクリレー
ト、ラウリルアクリレート等であり、単独或いは併用し
て用いることができる。中でも、ブチルアクリレート、
２−エチルヘキシルアクリレートが好ましい。使用量は
（ａ）、（ｂ）および（ｃ）成分全体に対して６０〜９
９．９重量％、好ましくは、７０〜９５重量％である。
使用量が６０重量％より少なくなると、粘着性が低下し
感圧接着剤として必要なタックがなくなる。

【００１０】（ｃ）その他不飽和単量体は、通常のエマ
ルジョン型粘着剤の共重合体を構成する不飽和単量体で
あることができ、例えば、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、シクロヘキシル（メタ）クリレート）、スチ
レン、αメチルスチレン、アクリロニトリル、酢酸ビニ
ル等の不飽和単量体を目的に応じて使用することが出来
る。また、グリシジル（メタ）アクリレート、メチルグ
リシジル（メタ）アクリレート等のエポキシ基含有不飽
和単量体、（メタ）アクロレイン、ダイアセトンアクリ
ルアミド等のカルボニル基含有単量体、Ｎ−メチロール
（メタ）アクリルアマイド等のメチロール基含有単量
体、ジビニルベンゼン等の不飽和二重結合を２個以上有
する不飽和単量体、ビニルスルホン酸ナトリウム、スチ
レンスルホン酸ナトリウム、２−アクリルアミドー２−
メチルプロパンスルホン酸ナトリウム等のスルホン酸基
含有単量体、ビニルメトキシシラン、ビニルエトキシシ
ラン、ビニルトリス（β―メトキシエトキシ）シラン、
γ―メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ―
メタクリロキシプロピルジメトキシシラン、γ―アクリ
ロキシプロピルトリメトキシシラン、γ―アクリロキシ
プロピルジメトキシシラン等のアルコキシシラン基含有
単量体及びその他の官能基を有する不飽和単量体を目的
に応じて用いることができる。使用量は（ａ）、（ｂ）
および（ｃ）成分全体に対して０〜４０重量％が好まし
い。

【００１１】必要に応じて、連鎖移動剤を、感圧接着剤
として必要な粘着力を付与するために使用することもで
きる。具体例としては、メタノール、エタノール、イソ
プロビルアルコール等のアルコール、ドデシルメルカプ
タン、２−エチルヘキシルチオグリコレート等のメルカ
プタン等であり、単独或いは併用して用いることができ
る。

【００１２】本発明で用いられる不飽和二重結合を分子
内に有するラジカル重合性界面活性剤としては、例えば
式（１）〜式（１１）で示されるような界面活性剤が挙
げられる。

【００１３】

【化１】

【００１４】

【化２】

【００１５】

【化３】

【００１６】ここで、Ｒ^１、Ｒ^３、Ｒ^４、Ｒ^５は水素ま
たはアルキル基、Ｒ^２はアルキル基またはアルキルフェ
ニル基等であり、Ｍはアンモニウム塩またはカリウム、
ナトリウム等の金属塩であり、ＡＯはエチレンオキサイ
ド（ＥＯ）、プロピレンオキサイド（ＰＯ）を含むアル
キレンオキサイドであり、ｎは０〜２０の整数、ｍは０
〜２０の整数を示す。その中でも、不飽和二重結合とポ
リオキシアルキレンエーテル硫酸エステルのアンモニウ
ム塩を構造に有するラジカル重合性界面活性剤が望まし
い。その中でも、式（５）、式（６）、式（７）で表さ
れる化合物である反応性界面活性剤が、界面活性能が高
くより少量の界面活性剤で水性分散液を安定にすること
ができるために望ましい。式（５）で表させる化合物と
しては、アクアロンＫＨ−１０（第一工業製薬（株）
製）等があり、式（６）で表される化合物としては、ア
デカリアソープＳＥ−１０Ｎ（旭電化工業（株）製）等
があり、式（７）で表される化合物としては、アクアロ
ンＨＳ−１０（第一工業製薬（株）製）等がある。

【００１７】式（１０）で表される化合物としては、ア
デカリアソープＮＥ−３０（旭電化工業（株）製）等が
あり、式（１１）で表される化合物としては、アクアロ
ンＲＮ−２０（第一工業製薬（株）製）等がある。これ
ら式(1)〜式（１１）で示されるような界面活性剤の使
用量は不飽和単量体混合物１００重量部に対して、０．
１〜１０重量部が用いられ、好ましくは０．２〜５重量
部である。

【００１８】尚、ハジキ、チジミがでない範囲で不飽和
二重結合を分子内に持たないイオン性界面活性剤、非イ
オン性界面活性剤を併用することもできるが、極力併用
しない方が望ましい。

【００１９】なお本発明では、低せん断粘度を調整する
増粘剤として、一般に使用されているアルカリ増粘型の
ものや会合型のもの、水性高分子型のものなどの増粘剤
を使用できる。

【００２０】本発明において、低せん断粘度はJIS Ｋ
６８２８（合成樹脂エマルジョンの試験方法）に規定さ
れた方法に従って測定した粘度であり、５０ｍPa・ｓ以
上、５００ｍPa・ｓ未満の範囲になければならない。５
０ｍＰａ・s未満であると粘着剤の塗工時にハジキ、チ
ジミが発生し、５００ｍＰａ・ｓを超えると粘着剤の塗
工時に筋引きが発生する。特に低せん断粘度は好ましく
は１００〜４９０ｍＰａ・s、さらに好ましくは２００
〜４６０ｍＰａ・ｓである。

【００２１】乳化重合には通常の開始剤を用いて重合す
ることができ、ハジキ、チジミや筋引きの発生等をはじ
めとする諸性能に影響の少ない範囲で、目的に応じて、
防腐剤、消泡剤、増粘剤、架橋剤、粘着付与剤等の各種
添加剤を乳化重合時または乳化重合物に併用することが
できる。

【００２２】本発明の水性エマルジョン型粘着剤を、用
途に応じて公知の各種基材上に塗布すれば、ハジキやチ
ジミのない粘着剤の平滑な塗工面が得られる粘着シート
を提供することができる。

【００２３】

【実施例】以下本発明を実施例および比較例により説明
するが、本発明はこれらの例に限定されるものではな
い。なお、例中「部」とあるのは重量部を意味する。（実施例１）撹拌機、温度計、還流冷却機、滴下ロート
を有する容器中に、イオン交換水を１４部仕込み８０℃
まで昇温した。一方、イオン交換水２５部、アクリル酸
ブチル５３部、アクリル酸１．６部、式（５）で示され
るアクアロンＫＨ−１０（第一工業製薬（株）製）１．
０部をホモミキサーで乳化し、混合乳化液（A）をつく
った。上記の容器中に、３％過硫酸カリウム水溶液を１
部仕込み、乳化重合を開始した。重合は混合乳化液と３
％過硫酸カリウム水溶液４．３部をそれぞれ３時間かけ
て滴下した。この間容器内は８０℃に保った。滴下終了
後、１時間、８０℃に保ち、熟成を行った。その後冷却
を開始し、３０℃まで冷却後、アンモニア水を添加しｐ
Ｈを８に調整し、増粘剤としてアデカノールＵＨ−４２
０（旭電化工業（株）製）を用いて、低せん断粘度を４
００ｍＰａ・ｓ（B型粘度計を用いて、No．２ローター
／６０rpmでの測定）に調整した水性エマルジョン型粘
着剤Ａを作製した。コンマコーター（ヒラノテクシード
（株）製マルチコーター）を用い、剥離シート（林紙工
（株）製のポリラミ色上質紙ＫＰ−８）にこの水性エマ
ルジョン型粘着剤Ａを塗工量が１８ｇ／ｍ^２（ＤＲＹ）
になるように１０ｍ／分の塗工速度で塗工し、炉長４
ｍ、１００℃の乾燥炉で乾燥後、上質紙＜５５＞（紀州
製紙（株）製）を圧着し、粘着シートを得た。得られた
粘着シートの粘着剤塗工面のハジキ、チジミはなく、塗
工面も平滑であり、乾燥性も良好であった。結果を表１
に示す。

【００２４】また、図１は、本実施例で使用した高速塗
工機Ａを説明するための図である。高速塗工機Ａは、剥
離シート上に本発明の粘着剤をバーコーターにより塗布
する装置である。この高速塗工機Ａを用い剥離シート
（林紙工（株）製のポリラミ色上質紙ＫＰ−８）に水性
エマルジョン型アクリル系エマルジョンＡを塗工量が１
８ｇ／ｍ^２（ＤＲＹ）になるように塗工し、ハジキ、チ
ジミの有無を観察した。その結果塗工速度４００ｍ／分
においても、剥離シート上にハジキ、チジミは発生せ
ず、塗工面は平滑であった。結果を表１に示す。

【００２５】（実施例２）実施例１において、式（１
０）で示されるアデカリソープＮＥ−３０（旭電化工業
（株）製）を１部併用した以外は実施例１と同様にし
た。結果を表１に示す。

【００２６】（実施例３）実施例１において、アクアロ
ンＫＨ−１０（第一工業製薬（株）製）を式（６）で示
されるアデカリソープＳＥ−１０Ｎ（旭電化工業（株）
製）に変更した以外は実施例１と同様にした。結果を表
１に示す。

【００２７】（実施例４）実施例１において、アクリル
酸をβ―カルボキシエチルアクリレートに変更した以外
は実施例１と同様にした。結果を表１に示す。

【００２８】（比較例１）実施例１において、アクアロ
ンＫＨ−１０（第一工業製薬（株）製）を、不飽和二重
結合を分子内に有しないアニオン性界面活性剤であるハ
イテノール０８Ｅ（第一工業製薬（株）製）に変更した
以外は実施例１と同様にした。結果を表２に示す。

【００２９】（比較例２）実施例１において、アクアロ
ンＫＨ−１０（第一工業製薬（株）製）を不飽和二重結
合を分子内に有しない非イオン性界面年活性剤であるエ
マゲン９３１（花王（株）製）に変更した以外は実施例
１と同様にした。結果を表２に示す。

【００３０】（比較例３）実施例１において、アクリル
酸を０部に変更した以外は実施例１と同様にした。結果
を表２に示す。

【００３１】（比較例４）実施例１において、ｐＨを５
に調整した以外は実施例１と同様にした。結果を表２に
示す。

【００３２】（比較例５）実施例１において、アンモニ
ア水を水酸化ナトリウムに変更した以外は実施例１と同
様にした。結果を表２に示す。

【００３３】（比較例６）実施例１において、低せん断
粘度を５０００ｍＰａ・ｓ（Ｂ型粘度計 No．４ロータ
ー／６０rpmでの測定）に設定した以外は実施例１と同
様にした。結果を表２に示す。

【００３４】（比較例７）実施例１において、低せん断
粘度を４０ｍＰａ・ｓ（Ｂ型粘度計 No．１ローター／
６０rpmでの測定）に設定した以外は実施例１と同様に
した。結果を表２に示す。

【００３５】

【表１】

【００３６】

【表２】

【００３７】

【表３】

【００３８】

【発明の効果】本発明の水性エマルジョン型粘着剤は、
低せん断粘度が低いのにもかかわらず、ハジキ、チジミ
がない平滑な粘着剤塗工面を得ることができる。特に、
表面が離型処理された基材である剥離紙でも、１００ｍ
／分以上の高速塗工で、ハジキ、チジミがない平滑な粘
着剤塗工面を得ることができる。その結果、粘着シート
の粘着剤塗工面の平滑性を格段に向上させることができ
る。さらに粘着剤の塗工速度を１００／分以上の高速に
することができるために生産性を格段に向上させること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例および比較例で使用した高速塗工機Ａを
説明するための図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者大西哲弥兵庫県姫路市城見台４−６−14 (72)発明者西池春樹兵庫県龍野市龍野町中村199−85 Ｆターム(参考） 4J004 AA10 AB01 CA00 DB02 4J011 KA06 KA14 KB14 KB29 4J040 DF041 GA07 GA11 GA21 GA22 GA25 GA29 JA03 JB09 KA38 LA01 4J100 AB02Q AJ02Q AJ08Q AJ09Q AL03P AL03R AL04P AL05P AM02R CA04 CA05 FA20 JA03

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】下記（ａ）、（ｂ）および（ｃ）からな
る不飽和単量体混合物１００重量部に対して、不飽和二
重結合を分子内に有するラジカル重合性界面活性剤０．
１〜１０重量部を配合し乳化重合し、更にアンモニア水
を配合してｐＨを６〜１０に調整して得られる水性分散
液からなる、低せん断粘度が５０ｍPa・s 以上、５００
ｍＰａ・s未満であることを特徴とする水性エマルジョ
ン型粘着剤。（ａ）カルボキシル基含有不飽和単量体：０．１〜５重
量％（ｂ）アルキル基の炭素数が４〜１２のアクリル酸エス
テル：６０〜９９．９重量％（ｃ）その他不飽和単量体：０〜４０重量％
【請求項２】基材上に請求項１に記載の水性エマルジ
ョン型粘着剤を塗布してなる粘着シート。