(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
無溶剤で、天然ゴムからなるゴム質ポリマーに粘着付与剤およびイソシアネート系架橋剤を加えて、８０〜１２０℃で加熱混練すると同時に架橋処理して、常温で固形で加熱により軟化する固形タイプの粘着剤組成物を製造することを特徴とする固形タイプの粘着剤組成物の製造方法。
【請求項２】
基材上に請求項１に記載の方法で製造した固形タイプの粘着剤組成物を加熱塗工して、厚さが１０〜２００μｍである上記粘着剤組成物からなる層を設けたことを特徴とする粘着シート類の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、固形タイプの粘着剤組成物と、これを基材上に加熱塗工してシ―ト状やテ―プ状などの形態とした粘着シ―ト類とに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ダンボ―ル梱包などの包装用の布テ―プ、カ―ペツト固定用の両面テ―プなどは、ゴム質ポリマ―および粘着付与剤を含む固形タイプの粘着剤組成物を用い、これを熱軟化させ、布などの基材上にカレンダ―ロ―ルや押出し機などにより、厚さが通常１００μｍ以上となるように塗工して、つくられている。
【０００３】
この方法に用いる固形タイプの粘着剤組成物とは、環境汚染の原因となる有機溶剤を用いず、かつ乾燥に多大なエネルギ―を必要とする水も使用しない、無溶剤でかつ非水系の粘着剤組成物であり、通常、天然ゴムをはじめとするゴム質ポリマ―を主剤とし、これに粘着付与剤を配合し、また通常は炭酸カルシウム微粉末などの充填剤、オイルなどの軟化剤、老化防止剤などを適当な割合で配合し、この配合物を加熱しながらニ―ダ、バンバリ―ミキサ、ミキシングロ―ルなどで混練して、常温で固形の粘着剤組成物としたものである。
【０００４】
ところで、粘着シ―ト類に要求される特性には、一般に、被着体になじんで、しつかりとくつつく力である接着力と、接着後力がかかつてもその状態を維持しようとする保持力とで評価される。後者の保持力は、接着後テ―プに引張り力、つまり粘着剤に対して剪断応力がかかつた場合に、粘着剤がずるずると伸びてしまわないようにする凝集力のことを意味する。
【０００５】
しかるに、前記した固形タイプの粘着剤組成物を用いてつくられる包装用の布テ―プやカ―ペツト固定用の両面テ―プなどにあつては、接着力は満足するが、温度が高くなるにつれて凝集力が不足し、粘着剤が剪断応力によつてずるずると伸びてしまつたり、糊はみ出しや糊残りを生じることが多かつた。このため、糊厚を既述したように１００μｍ以上と厚くして、糊全体で剪断応力に対するずれを受け止めようとしているが、それでも十分とはいえなかつた。また、糊厚を上記より薄くすることは、上記問題から到底できなかつた。
【０００６】
固形タイプの粘着剤組成物は、天然ゴムなどのゴム質ポリマ―を主剤としていることから、通常のゴム製品の場合と同様に、硫黄系、チウラム系、キノイド系などの加硫剤を用いて加硫処理すると、その凝集力を大きくでき、これにより、上記のような問題を回避できものと考えられる。しかし、加硫度の増加に伴い、タツクが急激に減少し、接着力も著しく低下し、また熱を加えても軟化しなくなり、粘着テ―プへの成形が不能となる。加硫剤の量を減らして弱く加硫させようとすると、加硫反応が起こりにくく、反応がはじまると今度は止まらなくなり、結局、適度な加硫度に調整することが難しかつた。
【０００７】
そこで、別の方法として、加硫剤を配合して完全に加硫したものを微粉砕し、これを未加硫の配合物に核として配合することで、固形タイプの粘着剤組成物の凝集力を改善する方法が考えられている。しかし、この方法では、粘着剤組成物の製造工程が複雑となり、加工費もかさんで実用的ではなく、したがつて、特殊な粘着テ―プの製造にしか適用できない。また、この方法では、全体が加硫しているわけではないため、糊はみ出しや糊残りの問題は解決できない。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
このように、ゴム質ポリマ―を主剤とした固形タイプの粘着剤組成物は、これを実用的な方法で全体にかつ適度に加硫することが難しいため、その両面テ―プなどを高温に放置したり、糊厚を薄くしたときに、保持力の低下が必至であり、糊はみ出しや糊残りの問題を解決することができなかつた。
【０００９】
本発明は、このような事情に照らし、ゴム質ポリマ―を主剤とした固形タイプの粘着剤組成物を上記の加硫とは異なる方法で架橋処理して、接着力を維持したまま凝集力を高め、これにより高温放置下や糊厚を薄くしたときの保持力の低下を抑え、糊はみ出しや糊残りの問題を回避することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、まず、上記の加硫方式では、ゴム質ポリマ―の分子主鎖に含まれる不飽和結合に硫黄系などの加硫剤が作用して、ポリマ―同志を直接架橋するという反応機構をとるため、架橋がどうしても密になりすぎ、接着力を維持しうる適度な架橋、つまり弱い架橋を行わせにくいものと考え、これに代わる方法として、官能基間の反応による架橋方式に注目した。すなわち、ゴム質ポリマ―の製造過程では分子側鎖中に水酸基やカルボキシル基などの官能基が導入されることがあり、また上記官能基を含む蛋白質などの微量成分が混入してくることもあるため、これらの官能基と反応する官能基を持つ多官能性化合物を添加して、官能基間の反応による架橋を行わせば、上記添加量を調節することにより、接着力を維持しうる適度な架橋を実現できるものと考えた。
【００１１】
しかし、この場合、多官能性化合物の添加量は、配合物全体の約１〜３重量％程度で、ゴム質ポリマ―や粘着付与剤などの他の成分に比べ、ごく僅かである。有機溶剤系や水分散系では、上記僅かな量でも均一に溶解ないし分散でき、これにより均一に架橋させることができるものと容易に予測されるが、加圧ニ―ダなどで加熱混練する固形タイプでは、上記のような均一分散とこれによる均一架橋が可能なのかどうか予測しにくい。しかも、長時間にわたり加熱混練すると、ゴム質ポリマ―の分子鎖が熱と剪断力で切断されて低分子量化し、凝集力を却つて低下させかねない。実際、粘着剤以外のゴム製品でも、固形タイプとして上記のような多官能性化合物で架橋反応させた例はあまりみられない。
【００１２】
本発明者らは、上記の技術常識を踏まえた上で、試行錯誤的な実験検討を繰り返し、ゴム質ポリマ―に含まれる水酸基やカルボキシル基などの活性水素含有の官能基に対し、これと反応させる多官能性化合物としてイソシアネ―ト系架橋剤を選択し、これとゴム質ポリマ―などを混練時のトルクを観察しながら混練温度と混練時間を適宜調節しながら加熱混練したときに、上記ポリマ―の分子鎖切断による低分子量化を引き起こすことなく、上記架橋剤を混練物中で均一に分散させることができ、これと上記ポリマ―に含まれる活性水素含有の官能基との間で均一に反応させることができ、その結果、期待したとおりのごく弱い適度な架橋を実現できて、接着力を維持したまま凝集力を高めることができ、これにより、高温放置下や糊厚を薄くしたときの保持力の低下が抑えられ、糊はみ出しや糊残りの問題をみごと回避できることを知り、本発明を完成した。
【００１３】
すなわち、本発明は、無溶剤で、天然ゴムからなるゴム質ポリマーに粘着付与剤およびイソシアネート系架橋剤を加えて、８０〜１２０℃で加熱混練すると同時に架橋処理して、常温で固形で加熱により軟化する固形タイプの粘着剤組成物を製造することを特徴とする固形タイプの粘着剤組成物の製造方法（請求項１）に係るものである。
また、本発明は、基材上に上記方法で製造した固形タイプの粘着剤組成物を加熱塗工して、厚さが１０〜２００μｍである上記粘着剤組成物からなる層を設けたことを特徴とするシート状やテープ状などの粘着シート類の製造方法（請求項２）に係るものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明におけるゴム質ポリマ―としては、天然ゴムが最も好ましく用いられ、とくにム―ニ―粘度ＭＬ1+4 （１００℃）２０〜１００であるものが好ましい。天然ゴムのほか、場合により、ブチルゴム、ブタジエンゴム、イソプレンゴム、ポリイソブチレンゴムなどの合成ゴム、これらのブレンド系を用いてもよい。
【００１５】
本発明における粘着付与剤は、粘着性の付与とともに、熱により軟化させやすくするためのものであり、石油系樹脂、フエノ―ル系樹脂、ロジン系樹脂、テルペン系樹脂など、ゴム質ポリマ―と相溶する各種の樹脂が用いられる。このような粘着付与剤は、ゴム質ポリマ―１００重量部あたり、２０〜２００重量部、好ましくは３０〜１５０重量部となる割合で用いられる。
【００１６】
本発明において、任意成分として用いられる配合剤には、炭酸カルシウム、タルク、酸化マグネシウムなどの充填剤、ポリブテン、プロセスオイルなどの軟化剤、老化防止剤、可塑剤などがある。使用量は、ゴム質ポリマ―１００重量部あたり、充填剤が２００重量部以下、好ましくは１０〜１００重量部、軟化剤が５０重量部以下、好ましくは５〜５０重量部、老化防止剤が５重量部以下、好ましくは０．５〜５重量部、より好ましくは１〜３重量部であるのがよい。
【００１７】
本発明においては、上記のゴム質ポリマ―および粘着付与剤を必須成分とし、これに上記の任意成分を加えて、有機溶剤や水を全く使用することなく、加熱混練するとともに、これにさらにイソシアネ―ト系架橋剤を加えて、加熱混練を続けることにより、上記架橋剤を混練物中に均一に分散させ、同時にこれと上記のゴム質ポリマ―に含まれる水酸基やカルボキシル基などの活性水素含有の官能基との間で均一に反応させる。これにより上記のゴム質ポリマ―がごく弱い適度に架橋処理された構造の固形タイプの粘着剤組成物が得られる。
【００１８】
イソシアネ―ト系架橋剤は、分子内にイソシアネ―ト基を２個または３個以上有するポリイソシアネ―ト化合物であつて、具体的には、フエニレンジイソシアネ―ト、トリレンジイソシアネ―ト、ジフエニルメタンジイソシアネ―ト、ヘキサメチレンジイソシアネ―トなどの低分子量イソシアネ―ト化合物、これらの二量体や三量体など、またブロツク化物などが用いられる。これらのイソシアネ―ト系架橋剤は、ゴム質ポリマ―１００重量部あたり、通常０．１〜２０重量部、好ましくは０．２〜１０重量部の割合で用いられる。
【００１９】
加熱混練は、加圧ニ―ダ、バンバリ―ミキサ、ミキシングロ―ルなどを用いて行うことができ、その際、約８０〜１６０℃の範囲内で、ゴム質ポリマ―などの種類に応じて、適宜の混練温度を選択する。たとえば、ゴム質ポリマ―が天然ゴムであるときは、１５０℃以下の温度を選択すべきであり、これを超える温度とすると、熱劣化により低分子量化しやすい。混練時間は、混練温度に応じて、各成分の合計の混練時間が通常５〜４０分となる範囲内で、混練時のトルクを観察しながら、熱劣化を生じない適宜の時間を選択する。
【００２０】
このように架橋処理された固形タイプの粘着剤組成物は、これを加熱すると容易に軟化する、良好な成形性を有しているため、これを布、紙、プラスチツクフイルムなどの基材上にカレンダ―ロ―ルや押出し機などで加熱塗工することで、上記の基材上に上記の粘着剤組成物からなる層を設けたシ―ト状やテ―プ状などの粘着シ―ト類を製造することができる。この製造方式では、環境汚染の原因となる有機溶剤や乾燥に多大なエネルギ―を必要とする水を使用していないため、基材塗工後に乾燥炉による加熱工程を設ける必要がなく、地球環境にやさしく、省エネルギ―化にも大きく寄与させることができる。
【００２１】
このようにして製造される本発明の粘着シ―ト類は、適度な架橋による凝集力の向上により、接着力にすぐれるとともに、保持力にもすぐれており、高温に放置したときの保持力の低下が少なく、糊はみ出しや糊残りの問題を回避することができる。また、糊厚、つまり上記粘着剤組成物からなる層の厚さは、通常１０〜２００μｍ、好ましくは２０〜１００μｍの広い範囲に設定でき、この範囲内で薄い糊厚としたときでも、従来のような保持力の急激な低下がみられず、この場合も、糊はみ出しや糊残りの問題を回避することができる。
【００２２】
このように、本発明の粘着シ―ト類は、ダンボ―ル梱包などの包装用の布テ―プ、カ―ペツト固定用の両面テ―プなどとして有用であり、また、これら以外の高保持力が求められる種々の用途に幅広く利用することができる。
【００２３】
【実施例】
つぎに、本発明の実施例を記載して、より具体的に説明する。ただし、本発明は、以下の実施例にのみ限定されるものではない。
【００２４】
実施例１
天然ゴム（スモ―クドシ―ト）をバンバリ―ミキサで素練り、ム―ニ―粘度ＭＬ1+4 （１２０℃）４０の素練りゴムを得た。このゴム１，５００ｇを１２０℃に加熱した５リツトル加圧ニ―ダ中に投入し、これに炭酸カルシウム粉７５０ｇと老化防止剤３０ｇを同時に投入して、約５分間混練した。さらに、粘着付与剤１，３５０ｇを数回に分けて投入して、約１０分間混練した。最後に、イソシアネ―ト系架橋剤（日本ポリウレタン社製の商品名「コロネ―トＬ」）６０ｇを投入し、約１０分間混練しながら架橋処理した。その後、ニ―ダから取り出して、固形タイプの粘着剤組成物を調製した。
【００２５】
なお、上記の粘着付与剤としては、石油系樹脂〔日本ゼオン（株）製の商品名「クイントンＳ１００」〕１，１２５ｇ、テルペンフエノ―ル系樹脂〔住友デユレズ（株）製の商品名「スミライトレジン」〕１５０ｇ、液状樹脂〔安原油脂工業（株）製の商品名「ダイマロン」〕７５ｇからなる混合物を使用した。つぎに、この固形タイプの粘着剤組成物を、１０インチ４本カレンダ―ロ―ルを用いて、基材（厚さが６０μｍのポリプロピレンフイルム）上に、糊厚が３０μｍとなるように、１００℃で加熱塗工して、粘着テ―プを作製した。
【００２６】
実施例２
粘着付与剤として、石油系樹脂〔日本ゼオン（株）製の商品名「クイントンＧ１１５」〕１，２００ｇ、テルペンフエノ―ル系樹脂〔安原油脂工業（株）製の商品名「ＹＳポリスタ―Ｔ３０」〕１５０ｇを使用した以外は、実施例１と同様にして、固形タイプの粘着剤組成物を調製した。また、これを使用して、実施例１と同様にして、粘着テ―プを作製した。
【００２７】
比較例１
イソシアネ―ト系架橋剤を投入せず、架橋処理を施さなかつた以外は、実施例１と同様にして、固形タイプの粘着剤組成物を調製した。また、これを用いて、実施例１と同様にして、粘着テ―プを作製した。
【００２８】
比較例２
ブチルゴム（日本合成ゴム社製の商品名「ＩＩＲ２６８」）１，０００ｇを、１２０℃に加熱した５リツトル加圧ニ―ダに投入し、これに、炭酸カルシウム粉１，０００ｇとポリブデン（日本石油社製の商品名「ＨＶ３００」）２００ｇとプロセスオイル（出光興産社製の商品名「ＰＷ９０」）１００ｇを同時に投入し、約５分間混練した。さらに粘着付与剤として石油系樹脂〔エクソン化学（株）製の商品名「エスコレツク１２０２」〕３００ｇを数回に分けて投入し、約１０分間混練して、ニ―ダから取り出した。この混練物１，０４０ｇを１５０℃に加熱したミキシングロ―ルに投入し、これに加硫剤（硫黄４ｇと大内新興化学工業社製の商品名「ノクセラ―ＴＴ」２ｇと同「ノクセラ―ＣＺ」２ｇ）を投入して、１５分間混練しながら加硫処理し、取り出して、固形タイプの粘着剤組成物を調製した。これを用いて、実施例１と同様にして、粘着テ―プを作製した。
【００２９】
比較例３
加圧ニ―ダの加熱温度を１６０℃に変更するとともに、イソシアネ―ト系架橋剤に代えて、加硫剤（大内新興化学工業社製の商品名「ノクセラ―ＴＴ」）４ｇを投入し、１５分間混練しながら加硫処理するようにした以外は、実施例１と同様にして、固形タイプの粘着剤組成物を調製した。また、これを用いて、実施例１と同様にして、粘着テ―プを作製した。
【００３０】
上記の実施例１，２および比較例１〜３の各粘着テ―プについて、下記の方法により、接着力試験および保持力試験を行つた。これらの試験結果は、表１に示されるとおりであつた。
【００３１】
＜接着力試験＞
ステンレス板に幅２５mmの粘着テ―プを貼り合わせ、２３℃において、１８０度の引き剥がし角度、３００mm／分の引き剥がし速度で、引き剥がしたときの接着力（Ｎ／２５mm幅）を測定した。
【００３２】
＜保持力試験＞
ステンレス板に２５mm×２５mmの大きさの粘着テ―プを貼り付け、４０℃の雰囲気中で、粘着テ―プの一端に２Kgの静荷重を垂直にかけ、粘着テ―プがずれて落下するまでの時間（分）を測定した。
【００３３】
0004651767.tif 000002
【００３４】
上記の表１の結果から、本発明の実施例１，２の両粘着テ―プは、接着力だけでなく、保持力にもすぐれており、粘着剤組成物からなる糊厚が３０μｍと薄くかつ４０℃の高温下においても、高い保持力を示していることがわかる。なお、このような接着特性により、上記の接着力試験や保持力試験において、糊はみ出しや糊残りがみられないことも確認された。
【００３５】
これに対して、イソシアネ―ト系架橋剤による架橋処理を施さなかつた比較例１の粘着テ―プは、保持力に著しく劣つている。また、加硫剤による加硫処理を施し、混練温度を高くしすぎた比較例３の粘着テ―プでは、上記の保持力をほとんど改善することができない。このような接着特性のため、比較例１，３の粘着テ―プでは、上記の接着力試験や保持力試験において、糊はみ出しや糊残りが顕著に認められた。さらに、ブチルゴムを加硫剤で加硫処理した比較例２の粘着テ―プは、加硫度が高いために接着力および保持力がともに悪くなつている。
【００３６】
【発明の効果】
以上のように、本発明では、ゴム質ポリマ―に粘着付与剤を加えてイソシアネ―ト系架橋剤で架橋処理して固形タイプの粘着剤組成物を構成したことにより、接着力とともに保持力にもすぐれ、とくに高温放置下や糊厚を薄くしたときの保持力の低下が抑えられて、糊はみ出しや糊残りの問題を回避することができる。また、加熱により軟化して容易に成形できるので、有機溶剤や水を使用していないにもかかわらず、上記糊厚を薄くした粘着テ―プの製造が任意に可能であり、さらに有機溶剤や水を使用していないため、塗工後の乾燥工程が不要であり、省エネルギ―化に寄与でき、地球環境上も望ましいものである。