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技術 生物分解型粘着剤組成物とその粘着シ—ト類

出願人 日東電工株式会社
発明者 彦坂和香安藤雅彦徳永泰之山中剛
出願日 1997年11月28日 (23年11ヶ月経過) 出願番号 1997-327500
公開日 1999年6月15日 (22年5ヶ月経過) 公開番号 1999-158452
状態 未査定
技術分野 高分子組成物 接着テープ 接着剤、接着方法 生分解性ポリマー
主要キーワード 流出分離 合成樹脂系粘着剤 架橋構造化 非剥離性 反応水排出溶剤 架橋間分子量 腐食状態 アフタ
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この項目の情報は公開日時点(1999年6月15日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (1)

課題

廃棄が簡単で自然環境破壊せず、しかも凝集性耐熱性などの粘着特性にすぐれる生物分解粘着剤組成物を提供する。

解決手段

つぎの式(1);

(式中、Rは炭素数3〜6の直鎖状または分枝状の炭化水素基である)で表されるポリラクトン構造を主鎖に有する重量平均分子量1万以上の生物分解性ポリエステルを含有することを特徴とする生物分解型粘着剤組成物。

概要

背景

アクリル系粘着剤などの一般の合成樹脂系粘着剤は、使用後には焼却するなどの方法により処理されている。しかし、焼却処理を行うと、燃焼の際の高い発熱有毒ガスなどの二次汚染を引き起こしやすい。一方、天然ゴム系粘着剤は、生物分解性であり、廃棄が簡単で自然環境破壊しない粘着剤として、古くから使用されている。しかし、アクリル系粘着剤などに比べて、凝集性に劣り、とくに高温下での保持力が低くて耐熱性に劣る難点がある。

概要

廃棄が簡単で自然環境を破壊せず、しかも凝集性、耐熱性などの粘着特性にすぐれる生物分解粘着剤組成物を提供する。

つぎの式(1);

(式中、Rは炭素数3〜6の直鎖状または分枝状の炭化水素基である)で表されるポリラクトン構造を主鎖に有する重量平均分子量1万以上の生物分解性ポリエステルを含有することを特徴とする生物分解型粘着剤組成物。

目的

本発明は、このような事情に照らし、廃棄が簡単で自然環境を破壊しない生物分解型粘着剤組成物であつて、かつ凝集性、耐熱性などの粘着特性にすぐれる上記粘着剤組成物と、その粘着シ—ト類を提供することを目的としている。

効果

実績

技術文献被引用数
1件
牽制数
0件

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請求項1

つぎの式(1);ID=000003HE=015 WI=083 LX=0635 LY=0350(式中、Rは炭素数3〜6の直鎖状または分枝状の炭化水素基である)で表されるポリラクトン構造を主鎖に有する重量平均分子量1万以上の生物分解性ポリエステルを含有することを特徴とする生物分解粘着剤組成物

請求項2

生物分解性ポリエステルが、ポリカプロラクトンジオ—ルまたはその誘導体を必須としたジオ—ル成分と、つぎの式(2);ID=000004HE=015 WI=083 LX=0635 LY=0700(式中、R′は炭素数1〜6の直鎖状または分枝状の炭化水素基である)で表される構造を含む脂肪族ジカルボン酸またはその誘導体を必須としたジカルボン酸成分とのポリエステルである請求項1に記載の生物分解型粘着剤組成物。

請求項3

生物分解性ポリエステルが架橋処理され、この架橋された生物分解性ポリエステルの溶剤不溶分が10重量%以上である請求項1または2に記載の生物分解型粘着剤組成物。

請求項4

請求項1〜3のいずれかに記載の生物分解型粘着剤組成物からなる層を有することを特徴とする粘着シ—ト類。

技術分野

0001

本発明は、ポリエステル系の生物分解粘着剤組成物と、これをシ—ト状やテ—プ状などの形態とした粘着シ—ト類とに関するものである。

背景技術

0002

アクリル系粘着剤などの一般の合成樹脂系粘着剤は、使用後には焼却するなどの方法により処理されている。しかし、焼却処理を行うと、燃焼の際の高い発熱有毒ガスなどの二次汚染を引き起こしやすい。一方、天然ゴム系粘着剤は、生物分解性であり、廃棄が簡単で自然環境破壊しない粘着剤として、古くから使用されている。しかし、アクリル系粘着剤などに比べて、凝集性に劣り、とくに高温下での保持力が低くて耐熱性に劣る難点がある。

発明が解決しようとする課題

0003

このように、近年の環境保護立場からは、アクリル系粘着剤などに比べて、生物分解性である天然ゴム系粘着剤の方が望ましいが、この粘着剤には凝集性、とくに耐熱性に劣るという難点があり、生物分解性と凝集性、耐熱性などの粘着特性とを両立しうる粘着剤は、あまり見い出されていない。

0004

本発明は、このような事情に照らし、廃棄が簡単で自然環境を破壊しない生物分解型粘着剤組成物であつて、かつ凝集性、耐熱性などの粘着特性にすぐれる上記粘着剤組成物と、その粘着シ—ト類を提供することを目的としている。

課題を解決するための手段

0005

本発明者らは、上記の目的を達成するために、鋭意検討した結果、ポリラクトン構造を主鎖に有する生物分解性ポリエステルを用いることにより、生物分解型粘着剤組成物として廃棄が簡単で自然環境を破壊することがなく、しかも、粘着力および凝集性にすぐれ、とくに高温下で高い保持力を示す耐熱性にすぐれた粘着剤組成物が得られることを知り、本発明を完成するに至つた。

0006

すなわち、本発明は、つぎの式(1);
ID=000005HE=015 WI=083 LX=0635 LY=2100
(式中、Rは炭素数3〜6の直鎖状または分枝状の炭化水素基である)で表されるポリラクトン構造を主鎖に有する重量平均分子量1万以上の生物分解性ポリエステルを含有することを特徴とする生物分解型粘着剤組成物(請求項1)に係るものである。

0007

また、本発明は、上記構成の生物分解型粘着剤組成物として、生物分解性ポリエステルが、ポリカプロラクトンジオ—ルまたはその誘導体を必須としたジオ—ル成分と、つぎの式(2);
ID=000006HE=015 WI=083 LX=0635 LY=2500
(式中、R′は炭素数1〜6の直鎖状または分枝状の炭化水素基である)で表される構造を含む脂肪族ジカルボン酸またはその誘導体を必須としたジカルボン酸成分とのポリエステルである生物分解型粘着剤組成物(請求項2)、さらに、生物分解性ポリエステルが架橋処理され、この架橋された生物分解性ポリエステルの溶剤不溶分が10重量%以上である生物分解型粘着剤組成物(請求項3)に係るものである。さらに、本発明は、これらの生物分解型粘着剤組成物からなる層を有することを特徴とするシ—ト状やテ—プ状などの粘着シ—ト類(請求項4)に係るものである。

発明を実施するための最良の形態

0008

本発明に用いる生物分解性ポリエステルは、つぎの式(1);
ID=000007HE=015 WI=083 LX=0635 LY=0500
で表されるポリラクトン構造を主鎖に有するポリエステルであり、上記の式中、Rは炭素数3〜6の直鎖状または分枝状の炭化水素基である。また、nはポリエステル全体の重量平均分子量が1万以上、好ましくは3万以上、さらに好ましくは5万以上となる適宜の繰り返し数が選択される。重量平均分子量が1万未満では、このポリエステルを架橋し粘着剤とした場合に、架橋間分子量が小さいため、弾性率が非常に高くなつたり、未架橋部分の低分子量の悪影響で耐熱性が低下したり、粘着特性のバランスをとりにくい。

0009

このような生物分解性ポリエステルとしては、ポリカプロラクトンジオ—ルまたはその誘導体を必須としたジオ—ル成分と、つぎの式(2);
ID=000008HE=015 WI=083 LX=0635 LY=1000
(式中、R′は炭素数1〜6の直鎖状または分枝状の炭化水素基である)で表される構造を含む脂肪族ジカルボン酸またはその誘導体を必須としたジカルボン酸成分とから合成されるポリエステルが挙げられる。上記以外のジカルボン酸成分を用いたのでは、生物分解性などの面で好結果が得られにくい。

0010

ポリカプロラクトンジオ—ルは、カプロラクトン繰り返し単位を持つオリゴマ—のジオ—ルである。このジオ—ルは、数平均分子量が通常400以上、好ましくは500〜10,000であるのがよい。分子量が低くなりすぎると、合成されるポリエステルの構造を複雑に制御できる反面、低分子量からの合成のため分子量を増加させにくいなどの欠点がある。ポリカプロラクトンジオ—ルの市販品としては、たとえば、ダイセル化学工業(株)製の「PLACCEL L208AL」、「同L212AL」、「同L220AL」、「同L220PL」、「同L230AL」などを挙げることができる。

0011

ジオ—ル成分としては、上記のポリカプロラクトンジオ—ルまたはその低級アルキルエステルなどの誘導体とともに、エチレングリコ—ル、プロピレングリコ—ル、ブタンジオ—ル、ヘキサンジオ—ルなどの直鎖状のジオ—ルやその他分枝状のジオ—ルなどの成分を併用してもよい。これら他のジオ—ルの使用量としては、ジオ—ル成分全体の20重量%以下とするのがよい。

0012

また、式(2)で表される構造を含む脂肪族ジカルボン酸は、その脂肪族炭化水素基(R′)が直鎖状のものであつても分枝状のものであつてもよい。具体的には、コハク酸メチルコハク酸アジピン酸ピメリン酸などが挙げられる。ジカルボン酸成分としては、これらのジカルボン酸の中から、その1種を単独でまたは2種以上混合したものを使用でき、またこれらジカルボン酸の酸無水物や低級アルキルエステルなどの誘導体を使用してもよい。

0013

生物分解性ポリエステルは、上記のジオ—ル成分とジカルボン酸成分をエステル化反応させることにより、合成される。エステル化反応は、常法にしたがい、無触媒や、適宜の触媒などを用いて行うことができる。その際、ジオ—ル成分とジカルボン酸成分は、得られるポリエステルの分子量が前記範囲となるように、当モル反応とするのが望ましいが、エステル化反応を促進するために、どちらかを過剰に用いて反応させてもよい。

0014

本発明においては、上記の生物分解性ポリエステルを主剤とし、これに通常は架橋剤として上記ポリエステル中に含まれる水酸基カルボキシル基と反応する2官能以上の官能基を有する多官能性化合物を含ませて、上記ポリエステルを適度に架橋し鎖延長させることにより、粘着力および凝集性、とくに耐熱性(高温下での保持性)にすぐれた生物分解型粘着剤組成物とする。

0015

上記の多官能性化合物としては、ポリイソシアネ—ト化合物エポキシ化合物アジリジン化合物、金属キレ─ト化合物、金属アルコキシド化合物などが挙げられるが、これらの中でも、とくに脂肪族系のポリイソシアネ—ト化合物を用いるのが好ましい。脂肪族系のポリイソシアネ—ト化合物としては、エチレンジイソシアネ—ト、ブチレンジイソシアネ—ト、ヘキサメチレンジイソシアネ—トなどの低級脂肪族ポリイソシアネ—ト類が挙げられ、そのほか、トリチロ—ルプロパンのヘキサメチレンジイソシアネ—ト付加物〔日本ポリウレタン(株)製の「コロネ—トHL」〕なども用いられる。

0016

これらの多官能性化合物は、単独でまたは2種以上の混合系で使用でき、その使用量は、架橋するべき生物分解性ポリエステルとのバランスにより、また粘着剤組成物の使用目的により適宜選択される。一般には、生物分解性ポリエステル100重量部あたり、0.5〜6重量部とするのがよく、これにより上記ポリエステルの溶剤不溶分を10重量%以上(通常80重量%まで)、好適には20〜70重量%、さらに好適には30〜50重量%となる生物分解型粘着剤組成物を得ることができる。上記ポリエステルの溶剤不溶分が小さすぎると、凝集性が不足し、十分な弾性率や耐熱性,耐久性が得られない。

0017

本発明の生物分解型粘着剤組成物は、生物分解性ポリエステルを上記のように架橋構造化したものであつて、これには必要により、従来公知の各種の添加剤、たとえば、粘着付与剤無機または有機充てん剤金属粉顔料などの粉体粒子状物、箔状物老化防止剤可塑剤などを適宜含ませてもよい。

0018

本発明の粘着シ—ト類は、上記の生物分解型粘着剤組成物をシ—ト状やテ—プ状の形態としたもの、つまり、上記構成の生物分解型粘着剤組成物からなる層を少なくとも有するものである。上記層の厚さはとくに限定されないが、通常は、10〜150μm程度である。上記の層はこれ単独で形成してもよいし、適宜の基材上に形成してもよい。基材は剥離性基材であつても非剥離性基材であつてもよい。非剥離性基材上に設けた粘着シ—ト類を使用後そのまま廃棄する場合は、基材自体も生物分解性である紙、不織布などが好ましく用いられる。

0019

つぎに、本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明の範囲は以下の実施例によりなんら制限を受けるものではない。なお、以下、部とあるのは、重量部を意味するものとする。

0020

実施例1
四つ口セパラブルフラスコに、撹拌機温度計および水分離管を付し、ポリカプロラクトンジオ—ル〔ダイセル化学工業(株)製の「PLACCEL L220AL」、水酸基価:56.6KOHmg/g〕200g、無水コハク酸10.1g、触媒としてのジブチルチンオキサイド(以下、DBTOという)50mgを仕込み反応水排出溶剤としての少量のトルエンの存在下、撹拌を開始しながら、180℃まで昇温し、この温度で保持した。しばらくすると、水の流出分離が認められ、反応が進行しはじめた。約30時間反応を続けて、重量平均分子量が60,000となる生物分解性ポリエステルを得た。

0021

この生物分解性ポリエステルをトルエンで固形分濃度50重量%に希釈した。この生物分解性ポリエステル100部(固形分)に対して、架橋剤としてトリメチロ—ルプロパンのヘキサメチレンジイソシアネ—ト付加物〔日本ポリウレタン(株)製の「コロネ—トHL」〕3部(固形分)を加えて、均一に混合することにより、生物分解型粘着剤組成物とした。

0022

つぎに、この生物分解型粘着剤組成物を、アプリケ—タにより厚さが38μmのポリエチレンテレフタレ—トフイルム(以下、PETフイルムという)の上に塗布し、130℃で3分間乾燥し、厚さが50μmの生物分解型粘着剤組成物の層を形成した。さらに、アフタ—キユアとして、50℃の雰囲気中で3日間のエ—ジングを行つて、粘着シ—トを作製した。

0023

実施例2
トリメチロ—ルプロパンのヘキサメチレンジイソシアネ—ト付加物〔日本ポリウレタン(株)製の「コロネ—トHL」〕の使用量を4部(固形分)に変更した以外は、実施例1と同様にして、粘着シ—トを作製した。

0024

実施例3
四つ口セパラブルフラスコに、撹拌機、温度計および水分離管を付し、ポリカプロラクトンジオ—ル〔ダイセル化学工業(株)製の「PLACCEL L220AL」、水酸基価:56.6KOHmg/g〕200g、アジピン酸14.8g、触媒としてのDBTO:50mgを仕込み、反応水排出溶剤としての少量のトルエンの存在下、撹拌を開始しながら、180℃まで昇温し、この温度で保持した。しばらくすると、水の流出分離が認められ、反応が進行しはじめた。約35時間反応を続けて、重量平均分子量が55,000となる生物分解性ポリエステルを得た。

0025

この生物分解性ポリエステルをトルエンで固形分濃度50重量%に希釈した。この生物分解性ポリエステル100部(固形分)に対し、架橋剤としてトリメチロ—ルプロパンのヘキサメチレンジイソシアネ—ト付加物〔日本ポリウレタン(株)製の「コロネ—トHL」〕3.5部(固形分)を加えて、均一に混合することにより、生物分解型粘着剤組成物とした。この生物分解型粘着剤組成物を用いて、以下、実施例1と同様にして、粘着シ—トを作製した。

0026

比較例1
天然ゴム100部、脂肪族系石油樹脂軟化点100℃)100部、軟化剤ポリブテン)20部を、トルエン150部に溶解し、架橋剤としてトリメチロ—ルプロパンのトリレンジイソシアネ—ト付加物〔日本ポリウレタン(株)製の「コロネ—トL」〕1.5部(固形分)を加えて、均一に混合することにより、粘着剤組成物を調製した。この粘着剤組成物を、アプリケ—タにより、厚さが38μmのPETフイルム上に塗布し、130℃で3分間乾燥して、厚さが50μmの粘着剤組成物の層を形成し、粘着シ—トを作製した。

0027

比較例2
ポリカプロラクトンジオ—ル〔ダイセル化学工業(株)製の「PLACCELL220AL」、水酸基価:56.6KOHmg/g〕30gに、架橋剤としてジフエニルメタンジイソシアネ—ト〔日本ポリウレタン(株)製の「ミリオネ—トMT」〕を、上記ジオ—ルの水酸基とイソシアネ—ト基とが等モル数となるように加えて、粘着剤組成物を調製した。この粘着剤組成物を、アプリケ—タにより、厚さが38μmのPETフイルム上に塗布し、130℃で3分間乾燥して、厚さが50μmの粘着剤組成物の層を形成し、粘着シ—トを作製した。

0028

比較例3
粘着剤組成物の調製に際して、ポリカプロラクトンジオ—ル100部に対し、触媒としてジブチルチンジラウレ—ト0.1部(固形分)を加えるようにした以外は、比較例2と同様にして、粘着シ—トを作製した。

0029

上記の実施例1〜3および比較例1〜3の各粘着シ—トについて、下記の方法により、粘着力、耐熱性(高温下での保持性)および土中での生物分解性を調べた。これらの結果は、表1に示されるとおりであつた。なお、表1には、参考のために、粘着剤組成物の層を構成するポリマ—の溶剤不溶分を併記した。この溶剤不溶分は、下記の方法により、測定、算出したものである。

0030

<溶剤不溶分の測定>粘着シ—トより約0.1gの粘着剤をサンプリングし、精した〔W1〕。これを、約50mlのトルエン中に室温で5日間浸漬したのち、溶剤不溶分を取り出して、130℃で約1時間乾燥したのち、秤量した〔W2〕。溶剤不溶分〔X〕(重量%)=(W2/W1)×100として、算出した。

0031

<粘着力の測定>粘着シ—トを20mm×10cmに切断し、23℃,65%RHの雰囲気中で、アルミニウム板に2Kgロ—ラ1往復の条件で圧着し、貼り付け時間30分、剥離速度300mm/分の条件で、180度引き剥がし粘着力を測定した。

0032

<耐熱性の測定>粘着シ—トを、ベ—クライト板に貼り付け、雰囲気温度80℃で、垂直方向に500g/2cm2 の荷重を与え、落下するまでの保持時間を調べた。

0033

<生物分解性の測定>粘着シ—トを土中に包埋し、6ケ月後の腐食状態を観察した。粘着剤の分解が認められる場合を○、分解が認められない場合を×、とした。

0034

0035

上記の表1の結果から明らかなように、本発明の実施例1〜3の各粘着シ—トは、いずれも、比較例1〜3の粘着シ—トに比べて、粘着力および耐熱性(高温下での保持性)にともにすぐれているとともに、生物分解型粘着剤組成物としての性能を十分に具備していることがわかる。

発明の効果

0036

以上のように、本発明は、ポリラクトン構造を主鎖に有する生物分解性ポリエステルを用いたことにより、生物分解型粘着剤組成物として廃棄が簡単で自然環境を破壊することがなく、しかも粘着力および凝集性にすぐれ、とくに高温下で高い保持力を示す耐熱性にすぐれた生物分解型粘着剤組成物と、その粘着シ—ト類を提供することができる。

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