ー 新技術・新製品紹介ー●環境対応エマルション粘着剤の開発
高分子材料研究所

第二究グループ

神谷 大介

表1 各ラベルの特徴

1 緒 言
粘着剤は、常温でわずかな圧力を加えるだけで接着が出来ることから、ラベルやテープに加工されて多くの分野で使用されている。
一般に粘着ラベルは、粘着面を保護する為に剥離紙と呼ばれる紙に高価なシリコーン樹脂を塗工したもの等を粘着面に貼り合せて、製造、保存、流通、販売が行われている。
その剥離紙は、ラベルを物品に貼った後は不要なものに変わり、更に廃棄処理費用が必要となる。
１．塗布時に飛び散った糊で、作業場や商品を汚す恐れがまた製造ラインでラベルを貼るには、剥離紙を剥がすためある。の複雑な装置が必要となり、ラインスピードが上がらない等

２．ラベルが糊の水分で皺になりやすい。の問題がある。

３．貼り付け時に糊がラベルからはみ出して、商品の美観省資源とコスト低減が叫ばれる今、剥離紙を使用しないを損なう恐れがある。

（ノンセパ）ラベルの普及が求められている｡
図１には一般の粘着ラベルとノンセパラベルの特徴を表し

４．塗工に伴う工程管理が必要であり、作業者はかなりのた各々の貼り付け工程を示す。

熟練度が求められる
これらは、グルーラベルを使用するユーザーが塗布と貼り付けの二つの工程を同時に行なわなければならない点から派生してるものである。
また、ディレードタックラベルにも下記のような問題点がある。
１． 固体可塑剤が基材表面に染み出して印刷面を汚す為にバリヤー層を設ける必要がある。
２． 使用する固体可塑剤が環境ホルモンの疑いを持つフタ

図1 粘着ラベルとノンセパラベル

ル酸ジシクロヘキシルである。

従来から使われているノンセパラベルには、グルーラベルと３． 固体可塑剤が再結晶化して白化する為､透明性を求めディレードタックラベルがある。

る用途には不向きである。

グルーラベルはコールドグルーと呼ばれる澱粉やカゼイン等

４． 固体可塑剤の再結晶化に伴って柔軟性が低下する為、からなる糊を紙基材に塗り、未乾燥の状態で被着体に貼り付

被着体からラベルが脱落する危険性がある。

けて使用するものである。それらは主にビール瓶等のラベルとこれらは、いずれも主成分に使用する固体可塑剤に由来すして普及している。

るものであり改良は困難と思われる。

一方、ディレードタック ラベルは、ベースラテックスに固この様に従来のノンセパラベルには、種々の課題があり用体可塑剤と粘着付与剤を分散配合して作られたエマルション

途が制限される為、市場の拡大には新しい技術が求められてを紙基材等に塗布して乾燥させたものである。

いる。

1)

貼り付けの際には、ラベルを加熱することで粘着性を発現

当社が開発したアロンタックTT-1212は、この様な背景のもさせて使用する。とに、固体可塑剤を使用せず、独自の技術をベースに新しい

これらは清涼飲料水や医薬品等のガラスビン容器等のラベコンセプトで開発したノンセパラベル用粘着剤である。

ルに使用され注目されてきている。

2 性能評価表１に粘着ラベルとグルーラベルとディレードタックラベル
2.1 製法の特徴を示す。

アロンタックTT-1212は、非粘着性の高分子乳化剤を用い次に、グルーラベルには多くの問題点がある。下記にそれて、Tgの低い粘着性のアクリルモノマーを乳化重合して得た、らの一例を記す。

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一種のコア−シェル構造のエマルションである。図２にその後、引張試験機（（株）東洋精機製作所製、ストログラフＲ模式図を示す。

型）で引っ張り速度200mm/minにて180度剥離強さを測定した。 被着体には50μm厚のポリエステルフィルムを使用した。
2.3.3 粘着性と透明性の持続の評価
発現した粘着性の持続性を評価する為に、120℃で１分間加熱した「加熱後のシート」を保管して経時での粘着性の変化を指触感で判断した。同時に「加熱後のシート」は透明性の変化についても目視にて観察した。
2.3.4

リターナブル適性の評価

ガラス瓶やペットボトル等に使用するラベルでは、瓶やボ

図2 アロンタックTT-1212の構造模式図

トルを再利用する際にラベルを剥がす性能（リターナブル適2.2 液性状性）が必要である。

液性状を表２に示す。アロンタックTT-1212の成分は、ポリ本実験においては、下記に示す評価方法でアルカリ剥離性

マーと水から成り、溶剤や可塑剤を全くを含んでいない為にならびに耐水性を評価してリターナブル適性を調べた。

安全性が高い。粘度は、種々の塗工条件に対応出来る様、調アルカリ剥離性評価は、粘着性が発現した「加熱後のシー整が可能であるが、ここでは標準値を示した。粒子径の測定

ト」を幅80mm×長さ100mmに切り出して、ビール瓶の側面には、レーザー回析／散乱式粒度分布測定装置（（株）堀場製作貼り付けた。貼付２日後に、その貼付けシートを70℃に温め所製、LA-910型）を使用したメジアン径の値を示した。固形た３wt％のカセイソーダ水溶液に浸し、シートが完全剥離す分の値は155℃に設定した通風乾燥機内で30分間乾燥した値

る迄の時間を測定した。

を、乾燥前の重量で割った値から求めた。

耐水性評価は、アルカリ剥離性の評価と同様に作成したシートを、10℃の水中に浸してシートが完全剥離する迄の時間

表2 アロンタックTT-1212の液性状を測定した。
2.3.5

塗膜のモルフォロジー分析 ＴＥＭ観察

透過型電子顕微鏡（TEM）を用いて塗膜断面を観察した。
塗膜はTEM観察がしやすい様にルテニウム酸水溶液による蒸気染色とエポキシ樹脂埋包による処理を事前に施した。
測定装置は日立製作所のH-7100を使用し、加速電圧は75KVとした。
2.3.6
2.3 実験
2.3.1

塗膜の動的粘弾性測定の測定

測定装置にはレオメトリックス社のRDS-2（動的ずり粘弾粘着性能評価用シートの作成性測定装置）を使用し、周波数１Hz、昇温速度３℃/minの条件

アロンタック TT-1212の粘着性能を評価する為に、50μm厚で、−60℃〜120℃の温度領域の動的粘弾性測定を行った2)。のポリエステル（PET）フィルム上に、乾燥後の塗膜の厚みが3 結果および考察約25μmとなるようアプリケーターを用いて塗布し、40℃に設定した通風乾燥器内で５分間乾燥させて評価用サンプルを作

3.1 粘着力に及ぼす加熱温度の影響成した。

表３にアロンタックTT-1212の加熱温度毎の粘着力測定結果を示す。

2.3.2

加熱前後の粘着性能の評価

表3 アロンタックTT-1212の加熱前後の粘着性

加熱前と後の粘着性能を評価する為に、前項のサンプルを「加熱前のシート」とし、それを所定の温度で１分間再加熱し「加熱後のシート」を作成した。
粘着力の測定はJIS Z 0237に準じて、各々のシートを23℃、65％RHの条件下に戻し、２kgの圧着ローラーで一往復した東亞合成研究年報

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表３に示す様に、アロンタックTT-1212は60℃以下の加熱でックラベル及び一般の粘着ラベルを使用した。

は、殆ど粘着性を示さなかった。

その結果、アロンタックTT-1212は市販のビール瓶ラベルよ

ところが80℃に加熱することで、急激に粘着性が発現し、りも短い時間でラベルが剥離することが明らかになった。

加熱温度を高くするにつれて粘着力も向上し、120℃では貼付比較に用いたディレードタックラベルと一般の粘着ラベル１日後の粘着力は1000(gf/25mm)以上に迄達した。

は、1000秒後においても剥離する様子は見られなかった。ア

アロンタックTT-1212で作ったラベルを実際のディレードタッ

ロンタックTT-1212はアルカリ剥離性においても従来ラベルよクラベル用のオートラベラーを使用してガラスビンに貼り付けりも優れているといえる。

た場合にも、強い粘着力を発現してガラスビンに接着し、実耐水性に関しては、今回評価した全てのラベルのいずれも用レベルの接着性を有していると考える。

が30時間以上剥がれがなく、良好な耐水性を示した。
アロンタックTT-1212は、市販のビール瓶ラベルよりも優れ3.2 粘着性と透明性の持続性たリターナブル適性を示しており、ビール瓶を始め飲料水ボ表４に経時での粘着性と透明性の変化についての評価結果

トル等に使用するラベルにも適していると考えられる。

を示す。120℃で加熱して粘着性が発現したアロンタックTT1212は、90日を経過しても粘着性と透明性は加熱直後のもの

3.4 塗膜構造と殆ど差はなかった。つまり加熱により粘着性が発現すれば、アロンタックTT-1212は加熱により接着性が大きく変化し異一般の粘着ラベル同様、永続的に接着性、透明性が維持するなる。その差異を調べる為に加熱前と加熱後の塗膜構造につことがわかる。

いてTEM（透過型電子顕微鏡）を用いて観察した。
写真１には「加熱前の塗膜」、写真２には「加熱後の塗膜」

表4 アロンタックTT-1212とディレードタックの経時での粘着性と透明性の変化のTEMによる観察写真を示した。

一方、比較に用いたディレードタックラベルは、固体可塑剤が経時で再結晶化し、10日後には粘着性と透明性が低下し、30日以上経過すると粘着性が完全に消失した。
アロンタックTT-1212は、加熱によって一旦発現した粘着性は、通常の粘着剤と同じように粘着性が半永久的に持続する特徴を有している。それは同時に柔軟性が持続するものと推定され、スクイーズ性が求められる軟質なプラスチックボトル等に使用するラベルにも適したものと考えられる。

（ ｘ40,000）

写真1 アロンタックTT-1212加熱前の塗膜断面のTEM写真

アロンタックTT-1212は、アクリル系で透明性にも優れている為、透明性を必要とする透明フィルム基材を用いたラベルにも適用が可能である。
3.3 リターナブル適性について
図３にアルカリ剥離性の評価結果を示した。この評価には、比較に市販のビール瓶ラベル（グルーラベル）、ディレードタ

（ ｘ40,000）

写真2 アロンタックTT-1212加熱後の塗膜断面のTEM写真

写真１の黒い網目状の部分が染色された非粘着性の高分子乳化剤である。つまり「加熱前の塗膜」は、非粘着性の高分

図3 各ラベルのアルカリ剥離性東亞合成研究年報

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子乳化剤が粘着成分の周りを覆った海島構造である。加熱後

このことは、先に実験した加熱による粘着力の変化に対応の写真２は、黒い高分子乳化剤が球状となり塗膜中に分散ししている。
また、Dahlquist3)の研究によれば粘着剤が粘着性を発現するている。つまり「加熱後の塗膜」は、粘着成分中に高分子乳為には、貯蔵弾性率Ｇ は107以下でなければならないと定義化剤が分散した海島構造に変化していた。
従って粘着性の発現は、加熱によって塗膜中の非粘着性のしている。アロンタックTT-1212の「加熱後の塗膜」は、一般高分子乳化剤成分と粘着成分の海島構造の相転移がおこったの粘着剤同様に、可使用領域においてそれを満たしているこことによるものと考えられる。とがわかる。

その相転移の模式図を図４に示した。

4 まとめ
本研究においては、アロンタックTT-1212の製法、ラベルにした時の粘着性能、TEMによる塗膜構造の観察、粘弾性の測定から、以下の結論を得た。
１）当社の独自技術により開発したアロンタックTT-1212
は、有害な溶剤や可塑剤を含まない、ポリマーと水から出来た環境にやさしい、コアシェルエマルション粘着剤である。
２）アロンタックTT-1212を使用したラベルは、60℃以下で

図4 アロンタックTT-1212の加熱前と加熱後の塗膜構造模式図

乾燥した塗膜は粘着性を示さないが、120℃以上の加熱

3.5 塗膜の動的粘弾性によって強い粘着性を発現するので、ノンセパラベル

図５に、アロンタック TT-1212の塗膜について「加熱前」と用に適している。

「加熱後」動的粘弾性の温度分散曲線を、一般的なアクリル系

３）アロンタックTT-1212を使用したラベルは、一旦発現し粘着剤の塗膜と比較して示した。

た粘着性と透明性は半永久的に持続する。
従って、ディレードタックで問題となっている柔軟性と透明性を必要とするペットボトル等のラベルにも適している。
４）アロンタックTT-1212を使用したラベルは、優れたアル
カリ剥離性と耐水性を有しており、アルカリ温水で剥がすことが必要なリターナブル容器のラベルにも適している。
５）アロンタックTT-1212の塗膜が非粘着から粘着に変化す
るのは、加熱によって塗膜の海島構造の相転移に起因することが、塗膜のTEM観察結果から明らかになった。
さらに、それらは塗膜の粘弾性の変化とも一致するこ

図5 動的粘弾性測定による貯蔵弾性率G'の変化とがわかった。
アロンタックTT-1212の「加熱前」は、低温から約60℃の温5 おわりに度域迄の貯蔵弾性率Ｇ が高く、ガラス状態であった。また

アロンタックTT-1212は、従来の粘着剤や接着剤とは異なる80℃以上で急激にＧ が低下している。
一方「加熱後」は、−40℃付近にガラス転移点（Tg）を有性質を有しており、ノンセパラベルとして、従来のグルーラベし、０℃〜120℃領域では、ゆるやかで平坦なＧ を示し、「加ルやディレードタックラベルでは困難であった新しい用途にも熱前」に比較して二桁も低い値を示している。

使用できる可能性がある。
現在、粘着性が発現する温度や各種被着体への接着性を変「加熱後」の粘弾性曲線は、一般的なアクリル系粘着剤のえたものを準備しており、自動車内装用や建材用途向けの接曲線と類似していた。

着剤としても開発中である。

つまり、アロンタックTT-1212の塗膜の動的粘弾性は加熱前後で大きく異なり、ラベルを使用する室温付近の条件下では、本報は、高分子学会主催の第８回ポリマー材料フォーラム4)

加熱前にはガラス状の硬い性質を示すのに対し、加熱後にはならびに、日本接着学会主催の第３８回日本接着学会年次大Ｇ が大幅に低下して一般的な粘着剤と同様のゴム状の柔ら会の講演資料5)に加筆したものである。この場をお借りして関かい性質に変化している｡

係各位に感謝致します。

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以上引用文献
１）亀山眞 ，佐藤馨一，飯田博之，日本接着学会誌，33，No.7（1997）．
２）岡部雅之，赤名義徳，接着，32，No.2，23（2000）．
３）C.A.Dahlquist , Adhesion ,Fundamental &Practice，McLaren & Sons ,Ltd. ， London，
143，（1969）.
４）神谷大介，米田耕太郎，家迫博，水谷邦彦，
第８回ポリマー材料フォーラム講演要旨集，75，（1999）．
５）神谷大介，家迫博，第38回日本接着学会年次大（2000）．
会講演要旨集，155，

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