説明

粘着付与樹脂エマルジョンおよびアクリルエマルジョン型粘・接着剤組成物

【目的】高温環境下でも優れた接着力を有し、かつフォーム基材、とりわけポリウレタンフォームのような粗面に対しても良好な接着力を有し、ベースポリマーとの相溶性が良好なアクリルエマルジョン型粘・接着剤を提供すること
【解決手段】重量平均分子量 (Mw)が2000〜3500、水酸基価が35〜100mgKOH/gであり、重量平均分子量 (Mw)が260以下の成分の含有量が1.5重量%以下である重合ロジンエステル樹脂 (A)を乳化して得られる粘着付与樹脂エマルジョンを用いる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、粘着付与樹脂エマルジョンおよび当該粘着付与樹脂エマルジョンを含有するアクリルエマルジョン型粘・接着剤組成物に関し、より詳しくは、高温下における接着性(以下、耐熱保持力という)や、ウレタンフォームのような表面に凹凸を有する被着体に対する接着力(以下、粗面接着力という)などの接着性能に優れ、かつ、ベースポリマーとの相溶性が良好な粘着付与樹脂エマルジョンを含有する水系粘・接着剤組成物に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、環境に対する配慮から、揮発性有機溶剤などの含有量が少ない粘・接着剤組成物が切望されている。具体的には、例えば、自動車用途や建材用途においては、シックカー問題やシックハウス問題が懸念されるため、エマルジョン型粘・接着剤組成物が広く用いられている。また、自動車用途においては、例えば内装部材の場合には、夏場に車内温度が非常に高くなり、一方、建材用途においては、夏の直射日光を浴びるような環境では高温に達するため、用いるエマルジョン型粘・接着剤組成物には、かかる高温下での耐熱保持力が要求される。また、最近では基材も多様化しており、自動車用途ではウレタンフォームのような表面に凹凸を有する難被着体への充分な接着力を有することなども求められるようになってきた。しかし、従来の有機溶剤系の粘・接着剤を水系に変更しようとすると、高温での接着力や、ウレタンフォームのような表面に凹凸を有する被着体に対する接着力が不十分になるという問題があった。
【0003】
そのため、例えば、重合ロジンをアクリル酸もしくはフマル酸で変性し、多価アルコールでエステル化し、軟化点135〜180℃の高軟化点樹脂をエマルジョン化したものを粘・接着剤組成物に添加する提案がなされている(特許文献1参照)が、樹脂の高軟化点化に従って、耐熱保持力が向上するものの、それに伴い、分子量が急激に増加し、ベースポリマーとの相溶性が著しく低下するため、バランスの良い粘着性能を得るには不十分であった。
【0004】
また、アクリル系粘着剤または水分散型粘着付与剤の分子量300以下の成分の割合を4.2重量%以下とする提案がなされている(特許文献2参照)が、耐熱保持力や粗面接着力の改善は確実とは言えなかった。
【0005】
なお、本出願人は樹脂酸ダイマーを60%以上含有してなる樹脂酸および多価アルコールを反応させて得られる高軟化点樹脂の粘着付与樹脂エマルジョンを提案している(特許文献3参照)。本発明によれば、高軟化点にも拘らず、シャープな分子量分布と適度な軟化点(SP値)を有しているため、様々なアクリル系重合体のエマルジョンをベース樹脂として選択可能であり、一定の性能を有する幅広い種類の水性エマルジョン型の粘着剤組成物を得ることができるものであった。本手法によれば、高軟化点とすることで、耐熱保持力を向上させることはできたが、粗面接着力を自動車用途や建材用途で満足されるレベルまで向上させることは困難であった。
【0006】
【特許文献1】特開2004−143248号公報
【特許文献2】特開2006−152128号公報
【特許文献3】特許第2720712号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
本発明は、高温環境下でも優れた接着力を付与し、かつポリウレタンフォームのような粗面に対する接着力が良好で、アクリル系重合体ベースポリマーとの相溶性が良好な粘着付与樹脂エマルジョンを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明者らは、前記課題を解決するために、特に粘着付与樹脂について鋭意検討したところ、特定の重合ロジンエステルを用いた粘着付与樹脂エマルジョンを用いることで前記課題を解決しうることを見出した。
【0009】
すなわち、本発明は、重量平均分子量(Mw)が2000〜3500、水酸基価が35〜100mgKOH/gであり、重量平均分子量(Mw)が260以下の成分の含有量が1.5重量%以下である重合ロジンエステル樹脂(A)を乳化して得られる粘着付与樹脂エマルジョン;当該粘着付与樹脂エマルジョンを含有するアクリルエマルジョン型粘・接着剤組成物に関する。
【発明の効果】
【0010】
本発明によれば、高温環境下で優れた接着力を有し、かつフォーム基材、とりわけポリウレタンフォームのような粗面に対しても良好な接着力を有し、ベースポリマーとの相溶性が良好なアクリルエマルジョン型粘・接着剤を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0011】
本発明の粘着付与樹脂エマルジョンは、重量平均分子量(Mw)が2000〜3500、水酸基価が35〜100mgKOH/gであり、重量平均分子量(Mw)が260以下の成分の含有量が1.5重量%以下である重合ロジンエステル樹脂(A)(以下、成分(A)という)を乳化して得られることを特徴とする。
【0012】
成分(A)は、通常、重合ロジンにアルコール類を加えてエステル化反応させて、その重量平均分子量(Mw)を2000〜3500、水酸基価を35〜100mgKOH/g、重量平均分子量(Mw)が260以下の成分の含有量を1.5重量%以下としたものである。
【0013】
成分(A)の製造に用いる重合ロジンとは、二量化された樹脂酸(以下、樹脂酸ダイマーという)を含むロジン誘導体である。重合ロジンを製造する方法としては、公知の方法を採用することができる。具体的には、例えば、原料として、ガムロジン、トール油ロジン、ウッドロジンといった原料ロジン類の樹脂酸モノマーを硫酸、フッ化水素、塩化アルミニウム、四塩化チタン等の触媒を含むトルエン、キシレン等の溶媒中、温度40〜160℃程度で、1〜5時間程度反応させる方法等があげられる。得られる反応生成物中に占める樹脂酸ダイマーの割合は反応温度、反応時間等により異なるが、得られる粘着付与剤の重量平均分子量(Mw)を2000以上とするために、樹脂酸ダイマーの含有率は50重量%以上とすることが好ましい。
【0014】
重合ロジンの具体例としてはトール油系重合ロジン(例えば、商品名「シルバタック140」、アリゾナケミカル社製)、ウッド系重合ロジン(例えば、商品名「ダイマレックス」、ハーキュレス社製)、ガム系重合ロジン(例えば、商品名「重合ロジンB−140」、新洲(武平)林化有限公司製)等があげられる。
【0015】
また、重合ロジンとしては、重合ロジンに、変性、水素化、不均化等の各種処理をしたものを用いることもできる。なお、各種処理は、単独であっても2種以上を組み合わせて行ってもよい。重合ロジンの変性方法としては、特に限定されず、公知の方法を採用することができる。具体的には、重合ロジンを不飽和カルボン酸類で変性する方法、フェノールで変性する方法などが挙げられる。
【0016】
重合ロジンを不飽和カルボン酸で変性する場合に用いられる不飽和カルボン酸類としては、例えば、(無水)マレイン酸、フマル酸、(無水)イタコン酸、(無水)シトラコン酸、(メタ)アクリル酸などが挙げられる。重合ロジンの不飽和カルボン酸変性物の製造は特に限定されず、公知の方法を採用すればよい。具体的には、例えば、重合ロジンと不飽和カルボン酸類を150〜300℃程度で、1〜24時間程度反応させれば良い。なお、各成分の使用量としては、特に限定されないが、例えば、重合ロジン100重量部に対して、不飽和カルボン酸類0.1〜20重量部程度である。
【0017】
重合ロジンをフェノールで変性する場合に用いられるフェノール類としては、例えば、フェノール、アルキルフェノール等が挙げられる。フェノール変性重合ロジンは、公知の方法により製造することができる。具体的には、例えば重合ロジンとフェノール類を150〜300℃程度で、1〜24時間程度反応させれば良い。なお、各成分の使用量としては、特に限定されないが、例えば、重合ロジン100重量部に対して、フェノール類0.1〜50重量部程度である。
【0018】
重合ロジンの水素化は、特に限定されず、公知の方法により行えば良いが、通常、公知水素源の存在下、必要に応じて水素化触媒を用い、0.1〜30MPa程度で反応させればよい。水素源としては、水素ガスの他、リチウムアルミニウムハイドライドなどが挙げられ、水素化触媒としては、ラネーニッケル、パラジウム炭素等が挙げられる。
【0019】
重合ロジンの不均化は公知の方法で行えばよく、例えば、通常、公知水素源の存在下、不均化触媒を使用し、常圧で反応させればよい。
【0020】
重合ロジンにアルコール類を加えてエステル化反応させる方法としては、重合ロジンおよびアルコール類を溶媒の存在下または不存在下に、必要により硫酸やパラトルエンスルホン酸等のエステル化触媒を加え、250〜280℃程度で、1〜8時間程度加熱脱水反応させる方法によればよい。使用する溶媒としては炭化水素系溶媒が好ましい。
【0021】
使用するアルコール類としては、メタノール、エタノール、プロパノール等の1価のアルコール類、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ネオペンチルグリコール等の2価のアルコール類、グリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパンなどの3価のアルコール類、ペンタエリスリトール、ジグリセリンなどの4価のアルコール類、ジペンタエリスリトールなどの6価のアルコール類等が挙げられる。2つ以上の水酸基を有する多価アルコール類が好ましく、特にペンタエリスリトールを用いるのがよい。
【0022】
また、重合ロジンおよびアルコール類の仕込み比率は特に制限されず、得られる重合ロジンエステルの水酸基価が35〜100mgKOH/gの範囲となるように調整すればよい。通常は重合ロジンのカルボキシル基当量に対し、1〜2倍当量程度の水酸基を有する量の多価アルコール類を使用することが好ましく、1.2〜1.8倍程度にするのがより好ましい。
【0023】
なお、重合反応とエステル化反応の順番は、上記に限定されず、エステル化反応の後に、重合反応を行ってもよい。
【0024】
本発明の粘着付与樹脂として使用する成分(A)は、以上のようにして得られる重量平均分子量(Mw)が2000〜3500、水酸基価が35〜100mgKOH/gであり、重量平均分子量が260以下の成分の含有量が1.5重量%以下に調整したものである。
【0025】
成分(A)の重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)を用い、標準ポリスチレンの検量線に基づき算出することができる。成分(A)の重量平均分子量が3500を超える場合には、水性粘・接着剤とする際に用いられるアクリル系重合体との相溶性が著しく低下しタック、接着力、耐熱保持力などのバランスの良い接着性能が得られなくなる。2000未満の場合には耐熱保持力が著しく低下するため好ましくない。通常、成分(A)の重量平均分子量は、2000〜3000であることが好ましい。
【0026】
水酸基価は、電位差滴定法(JIS K0070)により測定した値であり、水酸基価が35mgKOH/g未満の場合には、アクリル系重合体との相溶性が十分でなく、タックや接着力が著しく低下するため好ましくない。100mgKOH/gを超える場合には、耐熱保持力が低下するため好ましくない。通常、成分(A)の水酸基価は、35〜70mgKOH/gであることが好ましい。
【0027】
さらに、本発明に使用する成分(A)は、成分(A)中に含まれる重量平均分子量260以下の成分の含有量が1.5重量%以下とする必要がある。重量平均分子量260以下の低分子成分の含有量を1.5重量%以下に低減することによって、耐熱保持力や、粗面接着力の良好な水系粘・接着剤組成物を得ることができる。通常、成分(A)中に含まれる重量平均分子量(Mw)260以下の成分の含有量は1.2%以下であることが好ましい。
【0028】
成分(A)中の分子量260以下の成分を除去する方法としては、特に限定されず、公知の方法を採用することができる。具体的には、例えば、加熱・減圧する減圧蒸留法や、蒸発面と凝縮面との距離を蒸気分子の平均自由行程以下に接近させることで蒸留を行う分子蒸留法、加熱・常圧または減圧下で加熱した水蒸気を系内に吹き込む水蒸気蒸留法、分子量260以下の低分子成分のみを溶解する溶媒にて抽出する方法等があげられる。
【0029】
加熱・減圧により分子量260以下の成分を除去する際には、通常、温度を220〜300℃程度、圧力を0.01〜3kPa程度の条件で、分子量260以下の成分の含有量が1.5重量%以下となるまで、継続的に処理すればよい。
【0030】
水蒸気蒸留により分子量260以下の低分子成分を除去する際には、通常、常圧下、温度を220〜300℃程度にて0.1〜1MPaに加熱・加圧した水蒸気を吹き込み、水蒸気蒸留を実施する。時間は温度・水蒸気吹き込み条件により異なるが、分子量260以下の成分の含有量が1.5重量%以下となるまで、継続的に処理すればよい。
【0031】
溶媒にて抽出する場合には、例えば、前記重合ロジンエステル樹脂を粉砕し、分子量260以下の成分のみを溶解する溶媒にて抽出する方法があげられる。使用する溶媒としては、例えば、ヘキサンやヘプタン等の脂肪族炭化水素、メタノールやエタノール等のアルコールなどがあげられる。
【0032】
成分(A)の軟化点は、通常、160〜185℃程度とすることが好ましく、特に160〜180℃とすることが好ましい。軟化点が160℃未満の場合には、耐熱保持力が低下する傾向にあり、185℃を超える場合には、粘着付与樹脂の分子量が増大し、アクリル系重合体との相溶性が低下するため、良好な接着力が得られない場合がある。なお、当該軟化点は、環球法(JIS K5902)により測定した値である。
【0033】
成分(A)の酸価が、100mgKOH/gを超える場合には、耐熱保持力が低下する傾向にあるため、成分(A)の酸価は100mgKOH/g以下であることが好ましい。なお、成分(A)の酸価は、電位差滴定法(JIS K0070)により測定した値である。
【0034】
このようにして得られた成分(A)を、必要に応じて乳化剤を用い、水中に分散させることにより本発明の粘着付与樹脂エマルジョンを得ることができる。
【0035】
使用する乳化剤としては、特に限定されず公知の乳化剤を使用することができる。具体的には、例えば、アニオン性乳化剤、ノニオン性乳化剤などを使用することができる。アニオン性乳化剤としては、例えば、ジアルキルスルホコハク酸塩、アルカンスルホン酸塩、α−オレフィンスルホン酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテルスルホコハク酸エステル塩、ポリオキシエチレンスチリルフェニルエーテルスルホコハク酸エステル塩、ナフタリンスルホン酸ホルマリン縮合物、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸エステル塩、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル硫酸エステル塩等を例示でき、ノニオン性乳化剤としてはポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンスチリルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、およびこれら乳化剤にビニル基またはアリル基、プロペニル基を導入した反応性乳化剤等を例示できる。これら乳化剤は1種または2種以上を適宜選択して使用することができる。
【0036】
また、乳化剤としては、各種モノマーを重合して得られる高分子乳化剤を用いてもよい。高分子乳化剤の製造に使用するモノマーとしては、例えば、イオン性モノマー、疎水性モノマー、これら以外のモノマーなどが挙げられる。
【0037】
イオン性モノマーとしては、分子中にイオン性官能基を有するモノマーであれば特に限定されず公知のものを使用することができる。具体的には、例えば、アニオン性官能基を有するアニオン性モノマー、カチオン性官能基を有するカチオン性モノマーが挙げられる。アニオン性モノマーとしては、(メタ)アクリル酸、クロトン酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、ムコン酸、シトラコン酸、無水マレイン酸等のカルボキシル基を有するビニルモノマー、ビニルスルホン酸、スチレンスルホン酸、(メタ)アクリル酸スルホエチル、(メタ)アクリル酸スルホプロピル、(メタ)アリルスルホン酸、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸などのスルホン酸基を有するモノマー、アシッドホスホオキシエチル(メタ)アクリレート、アシッドホスホオキシプロピル(メタ)アクリレート、アシッドホスホオキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート等のリン酸基を有するモノマーおよびこれらモノマーの塩(例えば、ナトリウム塩、カリウム塩、アミン塩等)などが挙げられる。カチオン性モノマーとしては、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド、ジエチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド、トリアリルアミンなどの第三級アミノ基を有するビニルモノマーまたはそれらの塩酸、硫酸等の無機酸もしくは酢酸などの有機酸の塩類、または該第三級アミノ基含有ビニルモノマ−とメチルクロライド、ベンジルクロライド、ジメチル硫酸、エピクロルヒドリンなどの四級化剤との反応によって得られる第四級アンモニウム塩を含有するビニルモノマ−などがあげられる。これらアニオン性モノマー、カチオン性モノマーは一種を単独で用いても良く、2種以上を併用してもよい。粘・接着剤のベースポリマーがアニオン性である場合には、アニオン性モノマーをカチオン性モノマーより多く用いることが好ましく、ベースポリマーがカチオン性である場合には、カチオン性モノマーをアニオン性モノマーより多く用いることが好ましい。通常、ベースポリマーとして、アニオン性のものが用いられることが多いため、アニオン性モノマーを多く用いることが好ましい。
【0038】
疎水性モノマーとしては、具体的には、例えば、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル等の(メタ)アクリル酸アルキルエステル(アルキル基の炭素数が1〜20であるものが好ましい)、スチレン、α−メチルスチレン等のスチレン類や、これらスチレン類の芳香環に炭素数1〜4のアルキル基を有するスチレン系化合物などのスチレン系単量体、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル等のカルボン酸ビニルエステル、炭素数6〜22のα−オレフィン、炭素数1〜22のアルキルビニルエーテル、ビニルピロリドン等を例示できる。これらのなかでも、特に(メタ)アクリル酸アルキルエステル、スチレン系単量体、カルボン酸ビニルエステル等が乳化性の点で好ましい。これらは1種を単独で用いてもよく2種以上を混合して用いてもよい。
【0039】
イオン性モノマー、疎水性モノマー以外のモノマーとしては、例えば、(メタ)アクリルアミドなどが挙げられる。これらは1種を単独で用いてもよく2種以上を混合して用いてもよい。
【0040】
高分子乳化剤はこれらの成分を公知の方法で重合して得られる。各成分の使用量は特に限定されないが、通常、イオン性モノマー:疎水性モノマー:イオン性モノマーおよび疎水性モノマー以外のモノマーが、1〜80モル%:1〜80モル%:0〜90モル%程度である。
【0041】
乳化方法としては特に限定されず公知の方法を採用することができる。具体的には、たとえば、(1).成分(A)をトルエン、キシレン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、ペンタン等の有機溶剤で溶解し、軟水および乳化剤を添加した後に、高圧乳化機を用いて乳化し、減圧下に有機溶剤を除去する方法、(2).成分(A)と少量の有機溶剤、乳化剤を混合し、熱水を徐々に添加してゆき、転相乳化させてエマルジョンとする方法(必要に応じてさらに、減圧下に該溶剤を除去してもよい)、(3).加圧下または常圧下に、成分(A)の軟化点以上の温度で、成分(A)および乳化剤を混合し、さらに熱水を徐々に添加してゆき、転相乳化させる方法などが挙げられる。
【0042】
このようにして得られた粘着付与樹脂エマルジョンの固形分濃度は特に限定されないが、通常35〜65重量%程度となるように適宜調整して用いる。また、得られたエマルジョンの体積平均粒子径は、通常0.1〜2μm程度であり、大部分は1μm以下の粒子として均一に分散しているが、当該体積平均粒子径を0.7μm以下とすることが、貯蔵安定性の点から好ましい。また、該エマルジョンは白色ないし乳白色の外観を呈し、pHは2〜10程度で、粘度(B型粘度計)は通常10〜1000mPa・s程度(25℃、固形分濃度50%において)である。
【0043】
本発明のアクリルエマルジョン型水系粘・接着剤組成物は、前記粘着付与樹脂エマルジョンおよびアクリル系重合体エマルジョンを含有するものである。なお、アクリルエマルジョン型水系粘・接着剤組成物は、カルボキシル基に反応性を有する架橋剤を含有していてもよい。
【0044】
アクリル系重合体エマルジョンとしては、一般に各種アクリル系粘・接着剤に用いられている公知のものを使用でき、(メタ)アクリル酸エステル等のモノマーの一括仕込み重合法、モノマー逐次添加重合法、乳化モノマー逐次添加重合法、シード重合法等の公知の乳化重合法により容易に製造することができる。
【0045】
アクリル系重合体の製造に用いられる(メタ)アクリル酸エステルとしては、たとえば、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸グリシジル、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシエチル等をあげることができ、これらを単独でまたは二種以上を混合して用いる。また、得られるアクリル系重合体エマルジョンに貯蔵安定性を付与するため前記(メタ)アクリル酸エステルと共に(メタ)アクリル酸を少量使用してもよい。さらに所望によりアクリル系重合体の接着特性を損なわない程度において、たとえば、酢酸ビニル、スチレン等の共重合可能なモノマーの他、高分子乳化剤に用いられる(メタ)アクリル酸以外のイオン性モノマーも併用できる。なお、アクリル系重合体エマルジョンに用いられる乳化剤にはアニオン系乳化剤、部分ケン化ポリビニルアルコール等を使用でき、その使用量は当該重合体100重量部に対して通常0.1〜5重量部程度、好ましくは0.5〜3重量部である。
【0046】
アクリル系重合体エマルジョンと粘着付与樹脂エマルジョンの使用割合は、特に限定されないが、粘着付与樹脂エマルジョンによる改質の効果が十分に発現でき、かつ、過剰使用による耐熱保持力、タック等の低下を引き起こさない適当な使用範囲としては、アクリル系重合体エマルジョン100重量部(固形分換算)に対して、粘着付与樹脂エマルジョンを通常2〜40重量部程度(固形分換算)とするのがよい。
【0047】
本発明のアクリルエマルジョン型水系粘・接着剤組成物には、さらに必要に応じて消泡剤、増粘剤、充填剤、酸化防止剤、耐水化剤、造膜助剤等の公知の各種添加剤を使用することもできる。なお、アクリルエマルジョン型水系粘・接着剤組成物の固形分濃度は通常40〜70重量%程度、好ましくは55〜70重量%である。
【実施例】
【0048】
以下、製造例、実施例をあげて本発明を更に具体的に説明するが、本発明がこれら実施例に限定されることはない。なお、以下「部」、「%」はいずれも重量基準である。
【0049】
製造例1 [ベースポリマーエマルジョンの製造]
攪拌装置、温度計、還流冷却管、滴下ロートおよび窒素導入管を備えた反応容器に、窒素ガス気流下、水43.4部およびポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸エステルナトリウム塩(アニオン性乳化剤:商品名「ハイテノール073」:第一工業製薬(株)製)0.92部からなる水溶液を仕込み、70℃に昇温した。
次いで、アクリル酸ブチル90部、アクリル酸2−エチルヘキシル7部およびアクリル酸3部からなる混合物と、過硫酸カリウム(重合開始剤)0.24部、pH調整剤(重曹)0.11部および水8.83部からなる開始剤水溶液の1/10量を反応容器に添加し、窒素ガス気流下にて70℃、30分間予備重合反応を行った。次いで、前記混合物と前記開始剤水溶液の残りの9/10量を2時間にわたり反応容器に添加して乳化重合を行い、その後70℃で1時間保持して重合反応を完結させた。こうして得られたアクリル系重合体エマルジョンを室温まで冷却した後100メッシュ金網を用いてろ過し、固形分47.8%のアクリル系重合体エマルジョンを得た。
【0050】
製造例2[重合ロジンエステルの製造]
攪拌装置、コンデンサー、温度計および窒素導入管・水蒸気導入管を備えた反応容器に、重合ロジン100部(樹脂酸ダイマー65%、酸価145、軟化点140℃)、ペンタエリスリトール14部を仕込んだ後、窒素ガス気流下に250℃で2時間反応させた後、さらに280℃まで昇温し同温度で12時間反応させ、エステル化を完了させた。その後、0.1MPaの水蒸気を3時間吹き込み、重合ロジンエステルを得た。得られた重合ロジンエステルの特性(重量平均分子量(Mw)、水酸基価、重量平均分子量(Mw)260以下の成分量、酸価、軟化点)を下記の方法により測定した。その結果を表1に示す。
【0051】
(重量平均分子量(Mw))
重量平均分子量(Mw)はゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)法により、標準ポリスチレンの検量線から求めた、ポリスチレン換算値として算出した。なお、GPC法は以下の条件で測定した。
分析装置:HLC−8120(東ソー(株)製)
カラム:TSKgelSuperHM−L×3本
溶離液:テトラヒドロフラン
注入試料濃度:5mg/mL
流量:0.6mL/min
注入量:100μL
カラム温度:40℃
検出器:RI
【0052】
(水酸基価)
JIS K 0700に準ずる電位差滴定法で測定した。
【0053】
(重量平均分子量(Mw)260以下の成分の含有量)
重量平均分子基準で、ポリスチレン換算値を基に上記と同様にGPC法により、算出した。
【0054】
(軟化点)
JIS K
2531の環球法により測定した。
【0055】
(酸価)
JIS K 0700に準ずる電位差滴定法で測定した。
【0056】
製造例3[重合ロジンエステルの製造]
製造例1と同様の反応装置に、重合ロジン(製造例2と同一のもの)100部、ペンタエリスリトール13部を仕込んだ後、窒素ガス気流下に250℃で2時間反応させた後、さらに280℃まで昇温し同温度で12時間反応させ、エステル化を完了させた。その後、0.1MPaの水蒸気を3時間吹き込み、重合ロジンエステルを得た。
【0057】
製造例4[重合ロジンエステルの製造]
製造例1と同様の反応装置に、重合ロジン(製造例2と同一のもの)100部、ペンタエリスリトール11部を仕込んだ後、窒素ガス気流下に250℃で2時間反応させた後、さらに280℃まで昇温し同温度で10時間反応させ、エステル化を完了させた。その後、0.1MPaの水蒸気を3時間吹き込み、重合ロジンエステルを得た。
【0058】
製造例5[重合ロジンエステルの製造]
製造例1と同様の反応装置に、重合ロジン(製造例2と同一のもの)100部、ペンタエリスリトール13部を仕込んだ後、窒素ガス気流下に250℃で2時間反応させた後、さらに280℃まで昇温し同温度で14時間反応させ、エステル化を完了させた。その後、0.1MPaの水蒸気を4時間吹き込み、重合ロジンエステルを得た。
【0059】
製造例6[重合ロジンエステルの製造]
製造例1と同様の反応装置に、重合ロジン(樹脂酸ダイマー83%、酸価138、軟化点158℃)100部、ペンタエリスリトール17部を仕込んだ後、窒素ガス気流下に250℃で2時間反応させた後、さらに280℃まで昇温し同温度で10時間反応させ、エステル化を完了させた。その後、0.1MPaの水蒸気を4時間吹き込み、重合ロジンエステルを得た。
【0060】
製造例7[重合ロジンエステルの製造]
製造例1と同様の反応装置に、重合ロジン(製造例2と同一のもの)100部、ペンタエリスリトール15.8部を仕込んだ後、窒素ガス気流下に250℃で2時間反応させた後、さらに280℃まで昇温し同温度で13時間反応させ、エステル化を完了させた。その後、0.1MPaの水蒸気を4時間吹き込み、重合ロジンエステルを得た。
【0061】
製造例8[重合ロジンエステルの製造]
製造例1と同様の反応装置に、重合ロジン(製造例2と同一のもの)100部、ペンタエリスリトール8.5部を仕込んだ後、窒素ガス気流下に250℃で2時間反応させた後、さらに280℃まで昇温し同温度で6時間反応させ、エステル化を完了させた。その後、0.1MPaの水蒸気を4時間吹き込み、重合ロジンエステルを得た。
【0062】
製造例9[重合ロジンエステルの製造]
製造例1と同様の反応装置に、重合ロジン(製造例2と同一のもの)100部、ペンタエリスリトール7.2部を仕込んだ後、窒素ガス気流下に250℃で2時間反応させた後、さらに280℃まで昇温し同温度で6時間反応させ、エステル化を完了させた。その後、0.1MPaの水蒸気を4時間吹き込み、重合ロジンエステルを得た。
【0063】
製造例10[重合ロジンエステルの製造]
製造例1と同様の反応装置に、重合ロジン(製造例2と同一のもの)100部、ペンタエリスリトール14.5部を仕込んだ後、窒素ガス気流下に250℃で2時間反応させた後、さらに280℃まで昇温し同温度で10時間反応させ、エステル化を完了させた。その後、0.1MPaの水蒸気を3時間吹き込み、重合ロジンエステルを得た。
【0064】
製造例11[重合ロジンエステルの製造]
製造例1と同様の反応装置に、重合ロジン100部(樹脂酸ダイマー83%、酸価138、軟化点158℃)、ペンタエリスリトール13部を仕込んだ後、窒素ガス気流下に250℃で2時間反応させた後、さらに280℃まで昇温し同温度で14時間反応させ、エステル化を完了させた。その後、0.1MPaの水蒸気を4時間吹き込み、重合ロジンエステルを得た。
【0065】
製造例12[比較用重合ロジンエステルの製造]
製造例1と同様の反応装置に、重合ロジン(製造例2と同一のもの)80部、ガムロジン20部、ペンタエリスリトール13部を仕込んだ後、窒素ガス気流下に250℃で2時間反応させた後、さらに280℃まで昇温し同温度で12時間反応させ、エステル化を完了させた。その後、0.1MPaの水蒸気を3時間吹き込み、重合ロジンエステルを得た。
【0066】
製造例13[比較用重合ロジンエステルの製造]
製造例1と同様の反応装置に、重合ロジン(製造例2と同一のもの)100部、ペンタエリスリトール11部を仕込んだ後、窒素ガス気流下に250℃で2時間反応させた後、さらに280℃まで昇温し同温度で12時間反応させ、エステル化を完了させた。その後、0.1MPaの水蒸気を3時間吹き込み、重合ロジンエステルを得た。
【0067】
製造例14[比較用重合ロジンエステルの製造]
製造例1と同様の反応装置に、重合ロジン(製造例2と同一のもの)100部、ペンタエリスリトール13部を仕込んだ後、窒素ガス気流下に250℃で2時間反応させた後、さらに280℃まで昇温し同温度で12時間反応させ、エステル化を完了させた。その後、0.1MPaの水蒸気を30分吹き込み、重合ロジンエステルを得た。
【0068】
製造例15[比較用重合ロジンエステルの製造]
製造例1と同様の反応装置に、重合ロジン100部(樹脂酸ダイマー83%、酸価138、軟化点158℃)、ペンタエリスリトール12.8部を仕込んだ後、窒素ガス気流下に250℃で2時間反応させた後、さらに280℃まで昇温し同温度で12時間反応させ、エステル化を完了させた。その後、0.1MPaの水蒸気を3時間吹き込み、重合ロジンエステルを得た。
【0069】
製造例16[比較用重合ロジンエステルの製造]
製造例1と同様の反応装置に、重合ロジン(製造例2と同一のもの)100部、ペンタエリスリトール18部を仕込んだ後、窒素ガス気流下に250℃で2時間反応させた後、さらに280℃まで昇温し同温度で10時間反応させ、エステル化を完了させた。その後、0.1MPaの水蒸気を3時間吹き込み、重合ロジンエステルを得た。
【0070】
製造例17[比較用重合ロジンエステルの製造]
製造例1と同様の反応装置に、重合ロジン(製造例2と同一のもの)100部、ペンタエリスリトール4.5部を仕込んだ後、窒素ガス気流下に250℃で2時間反応させた後、さらに280℃まで昇温し同温度で6時間反応させ、エステル化を完了させた。その後、0.1MPaの水蒸気を3時間吹き込み、重合ロジンエステルを得た。
【0071】
【表1】

【0072】
実施例1 [粘着付与樹脂エマルジョンの調製]
製造例2で得た、重合ロジンエステル100重量部をトルエン70部に80℃にて3時間かけて溶解させた後、アニオン性乳化剤(ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム)を固形分換算で3部および水140部を添加し、1時間攪拌した。次いで、高圧乳化機(マントンガウリン社製)により30MPaの圧力で高圧乳化して乳化物を得た。次いで、70℃、2.93×10−2MPaの条件下に6時間減圧蒸留を行い、固形分50%の粘着付与樹脂エマルジョン1を得た。
【0073】
実施例2〜10 [粘着付与樹脂エマルジョンの調製]
実施例1において、重合ロジンエステルを表2の様に代えた他は実施例1と同様に行い、粘着付与樹脂エマルジョンを得た。
【0074】
比較例1〜6 [粘着付与樹脂エマルジョンの調製]
実施例1において、重合ロジンエステルを表2の様に代えた他は実施例1と同様に行い、粘着付与樹脂エマルジョンを得た。
【0075】
実施例1〜10および比較例1〜6で得られた粘着付与樹脂エマルジョン15部と製造例1で得られたアクリル系重合体のエマルジョン85部(固形分換算)を混合し、増粘剤プライマルASE−60(ロームアンドハース社製)0.5部を添加し、アンモニア水を適量加え、増粘させて水系粘着剤組成物を得た。得られた水系粘着剤組成物について、以下の評価方法により耐熱保持力および粗面接着力を評価した。
【0076】
(試験サンプルの作製)
上記水系粘着剤組成物を厚さ38μmのポリエステルフィルム(商品名「S−100」、三菱化学ポリエステルフィルム(株)製)にサイコロ型アプリケーター(大佑機材(株)製)にて乾燥膜厚が60μm程度となるように塗布し、次いで105℃の循風乾燥機中で5分間乾燥させて試料テープ用フィルムを作製した。以下の試験方法により粘着特性を評価した。評価結果は表2に示す。
【0077】
(耐熱保持力)
前記試料テープ用フィルムをステンレス板に巾25mm×長さ25mmで貼り付け、80℃で1kgの荷重をかけ、12時間経過後のズレ距離(mm)もしくは12時間経過前に落下した場合にはその落下までに要した時間を測定した。
【0078】
(粗面接着力)
前記試料テープ用フィルムをECS系ウレタンフォーム(巾25mm×長さ100mm)に10kgロールを1往復して張り合わせ、80℃にて剥離速度300mm/分で180°剥離を行い、粗面接着力を測定した。
【0079】
(相溶性)
分光光度計((株)日立製作所製、商品名「U−3210形自記分光光度計」)を用い、500nmの光を前記試料テープ用フィルムに照射し、透過率を測定した。得られた透過率より相溶性を以下のように評価した。
○:透過率70%以上 △:透過率50%以上70%未満 ×:透過率50%未満
【0080】
【表2】


【特許請求の範囲】
【請求項1】
重量平均分子量 (Mw)が2000〜3500、水酸基価が35〜100mgKOH/gであり、重量平均分子量 (Mw)が260以下の成分の含有量が1.5重量%以下である重合ロジンエステル樹脂 (A)を乳化して得られる粘着付与樹脂エマルジョン。
【請求項2】
重合ロジンエステル樹脂(A)の軟化点が160〜185℃である請求項1に記載の粘着付与樹脂エマルジョン。
【請求項3】
重合ロジンエステル樹脂 (A)の酸価が100mgKOH/g以下である請求項1または2に記載の粘着付与樹脂エマルジョン。
【請求項4】
重量平均分子量(Mw)が2000〜3000である請求項1〜3のいずれかに記載の粘着付与樹脂エマルジョン。
【請求項5】
請求項1〜4のいずれかに記載の粘着付与樹脂エマルジョンを含有するアクリルエマルジョン型水系粘・接着剤組成物。


【公開番号】特開2010−106259(P2010−106259A)
【公開日】平成22年5月13日(2010.5.13)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−221120(P2009−221120)
【出願日】平成21年9月25日(2009.9.25)
【出願人】(000168414)荒川化学工業株式会社 (301)
【Fターム(参考)】