JPH1121533A - 粘着剤用樹脂、粘着剤用樹脂組成物および粘着テープ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 粘着テープ全体として生分解性を示し、かつ
とくに低温で良好な粘着性能を示す粘着剤用樹脂、組成
物および粘着テープを提供すること。 【解決手段】 下記化学式（１）で示される繰り返し単
位を有し、かつＴｇが−４０℃以下の脂肪族ポリエステ
ルからなる粘着剤用樹脂、これを主成分とする組成物お
よび生分解性を示す基材フィルムの少なくとも一面に、
前記の粘着剤用樹脂または組成物をコーティングして得
られる粘着テープ。 【化１】

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、粘着剤用樹脂、こ
れを含む粘着剤用樹脂組成物および粘着テープに関する
ものであり、さらに詳しくは、粘着テープ全体として生
分解性を示し、かつ様々な使用環境下であっても良好な
粘着性能を示す粘着剤用樹脂、粘着剤用樹脂組成物およ
び粘着テープに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】２０世紀半ば以降の多様な合成高分子の
登場は、我々の生活を快適で豊かなものにする上で大き
な貢献を果たしたが、その反面で天然に存在せず、難分
解性を示すことから、その廃棄物は地球環境に甚大な悪
影響をもたらしつつあるのが実情である。ちなみに我が
国だけでも年間に排出されるプラスチック量は５００万
トンを超えるといわれており、従来の焼却や埋め立てな
どの処理は、既に深刻かつ多様な問題を生じている。即
ち焼却は炭酸ガスの発生を伴って新たな環境公害をもた
らし、また埋め立て処理も許容されるような土地自体が
無くなりつつある。したがって国際的にも地球環境問題
について関心が深まる中で、プラスチックの新しい処理
方式、あるいは廃棄後に易分解性を示す新しい素材の開
発が望まれている。

【０００３】生分解性プラスチックは、土中または水中
の微生物によって炭酸ガスや水などに完全に分解される
ものであり、「グリーンプラ」の名称で普及段階に入ろ
うとしている。各社から多様な材料が提案され、例えば
微生物が合成する３−ヒドロキシ酪酸−３ヒドロキシ吉
草酸共重合体、化学合成系として脂肪酸ポリエステル、
ポリ乳酸、ポリグリコール酸、ポリビニルアルコール、
ポリリンゴ酸などが挙げられる。

【０００４】一方、産業の発展に伴い、粘着テープ自体
の性能改良も進み、粘着テープの使用分野は急拡大し、
現在では、農林業、園芸、衛生、医療、包装、建築、工
業材料、電子材料などの各種産業分野で広く用いられて
おり、産業資材としての一翼を担うほどになってきてい
る。

【０００５】一般に粘着テープは基材フィルムと粘着剤
とから構成されている。粘着剤としては、天然ゴム、ポ
リイソプレン、ブチルゴム、スチレン・ブタジエンゴム
などのゴム系弾性体を主成分とし、これに粘着付与剤を
添加した、ゴム系粘着剤、アクリル酸エステルの重合物
および酢酸ビニル、メタクリル酸エステル、アクリル
酸、メタクリル酸などのビニル系モノマーとの共重合体
であるアクリル系粘着剤、塩化ビニル・酢酸ビニル共重
合体、酢酸ビニル重合体等のビニル系重合体に可塑剤を
加えたビニル系粘着剤、ゴム状シロキサンと樹脂状シロ
キサンとから構成されるシリコーン系粘着剤などが利用
されている。基材フィルムとしては、和紙、クラフト紙
などの紙類、綿、スフ、化学合成繊維、不織布などの布
類、セロファン、ポリエチレン、ポリエステル、ポリ塩
化ビニル、アセテート、ポリプロピレン、ポリスチレ
ン、ポリ塩化ビニリデン、ポリブタジエン、ポリアクリ
ロニトリルなどが用途に応じて適宜選択されて使用され
ている。

【０００６】基材フィルムあるいは粘着剤として天然セ
ルロースおよびその誘導体を用いた場合、各種産業分野
からの要求性能が高まるにつれて、耐水性などの性質に
劣る他、品質管理も難しい面があり、生分解性をもたな
いプラスチック基材にその大半が代替されていく傾向に
ある。このようなプラスチック基材を用いた粘着テープ
がその廃棄に際して、環境破壊の点で重大な問題となる
ことは既に記述したとおりである。

【０００７】こうした課題を解決するために、例えば特
開平４−２２０４７８号公報には、生分解性基材フィル
ムを用いた粘着テープが提案されているが、粘着剤に生
分解しないプラスチック系材料を用いており、今だ改善
の余地がある。また例えば特開平６−２２８５０８号公
報には、生分解性の線状の脂肪族ポリエステルを使用し
てなる粘着テープが開示されているが、そこに使用され
ている粘着剤は、低温における粘着性が不十分であり、
例えば冬期においては性能低下が著しく、実用化には不
十分である。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明者らは上記のよ
うな従来の課題を解決し、粘着テープ全体として生分解
性を示し、かつ様々な使用環境下であっても良好な粘着
性能を示す粘着剤用樹脂、粘着剤用樹脂組成物および粘
着テープを工業的に提供することを目的とするものであ
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明者らは化学合成系
プラスチックの中でも最も生分解性に優れ、また物性的
にも分子設計が比較的容易な脂肪族ポリエステルに対象
を絞り、粘着性と生分解性について一連の膨大な試作と
試験を鋭意行った。その結果、特定の分子構造を有する
ポリエステルが、目的とする速やかな生分解性と十分な
粘着性、特に低温領域を含む広い温度範囲で実用に耐え
る粘着性を示すことを確認し、本発明を完成するに至っ
た。

【００１０】すなわち本発明は、下記化学式（１）で示
される繰り返し単位を有し、かつＴｇが−４０℃以下の
脂肪族ポリエステルからなる粘着剤用樹脂を提供するも
のである。

【００１１】

【化２】

【００１２】（式中、ａおよびｂは、それぞれ０〜６の
整数であり、ａ＋ｂは１〜１２の整数であり、ｃは４〜
１２の整数であり、ｍは数平均分子量２，０００〜５
０，０００に相当する重合度を表す）

【００１３】また本発明は、前記の粘着剤用樹脂および
他の添加剤を含んでなる粘着剤用樹脂組成物を提供する
ものである。

【００１４】さらに本発明は、生分解性を示す基材フィ
ルムの少なくとも一面に、前記の粘着剤用樹脂または粘
着剤用樹脂組成物をコーティングして得られる粘着テー
プを提供するものである。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明における粘着剤用樹脂は、
上記化学式（１）に示される脂肪族ポリエステルからな
るものであって、側鎖にメチル基を有することに一つの
特徴を有している。これは二塩基酸とグリコールとの公
知のエステル化反応により容易に合成することができ
る。また、メタノールを副生する、二塩基酸のジメチル
エステルとグリコールとのエステル交換反応によっても
合成することが可能である。

【００１６】上記化学式（１）において、ａおよびｂ
は、それぞれ０〜６、好ましくは１〜２の整数であり、
ａ＋ｂは１〜１２、好ましくは２〜４の整数であり、ｃ
は４〜１２、好ましくは４〜８の整数であり、ｍは数平
均分子量２，０００〜５０，０００に相当する重合度を
表すものである。

【００１７】本発明の粘着剤用樹脂の脂肪族ポリエステ
ルの数平均分子量は２，０００〜５０，０００がよく、
望ましくは５，０００〜３０，０００である。本発明の
粘着剤用樹脂の数平均分子量がこれらの範囲であること
により、本発明の目的とする粘着性能および耐熱性が一
層良好になる。

【００１８】本発明の粘着剤用樹脂の脂肪族ポリエステ
ルの数平均分子量が５０００以上のものは、エステル化
反応において若干の工夫が必要である。例えばグリコー
ル成分を少量過剰で、テトラアルキルチタンのようなチ
タン系触媒を用い、初期のエステル化反応を行い、酸価
が一定値以下になったとき、例えば酸価が１０以下にな
ったときに、更に１Ｔｏｒｒ程度の高真空条件で脱グリ
コール反応を行う。この方法によると、はるかに大きな
数平均分子量、例えば３万程度にすることができ、強
度、耐久性、耐水性などの性能改良が見られる。

【００１９】本発明において、化学式（１）の脂肪族ポ
リエステルを構成するためのグリコールとしては次のよ
うなものが例示しうる。プロピレングリコール、２−メ
チル−１，３−プロパンジオール、１−メチル−１，３
−プロパンジオール、３−メチル−１，５−ペンタンジ
オール、４−メチル−１，７−ヘプタンジオール、２−
メチル−１，６−ヘキサンジオール、３−メチル−１，
６−ヘキサンジオール、１−メチル−１，６−ヘキサン
ジオール、４−メチル−１，９−ノナンジオール、２−
メチル−１，９−ノナンジオール、３−メチル−１，９
−ノナンジオール。

【００２０】本発明においては、上記のグリコールの一
部に以下のようなポリメチレングリコールを併用するこ
とも可能である。エチレングリコール、１，４−ブタン
ジオール、１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘキサ
ンジオール。ただしその場合、メチル基側鎖に寄与しな
いポリメチレングリコールのグリコールの総モル数に対
するモル比率は、４０％を超えないことが必要である。
ポリメチレングリコールのモル比率が４０％を超える
と、分子間の凝集力が強くなりＴｇが上昇するととも
に、これを主成分として用いた粘着剤の低温時における
性能が低下する傾向が見られる。好ましい範囲は、０〜
２０モル％がよい。

【００２１】本発明において、化学式（１）の脂肪族ポ
リエステルを構成するための二塩基酸としては次のよう
なものが例示しうる。アジピン酸、アゼライン酸、セバ
シン酸、ドデカン二酸。

【００２２】本発明におけるＴｇは、一般的に行われて
いるＤＳＣ測定により、容易に算出することができる。
本発明の粘着剤用樹脂のＴｇは−４０℃以下がよく、好
ましくは−６０℃以下である。Ｔｇが−４０℃を上回る
と、粘着剤としたときの剥離強度に悪影響がでるだけで
なく、低温時の性能も劣るようになる。

【００２３】本発明の粘着剤用樹脂には、その生分解性
を損なわない範囲で種々の添加剤を併用し、粘着剤用樹
脂組成物とすることが可能である。これらの添加剤とし
ては以下のようなものが例示しうる。ロジン、ダンマル
等の天然樹脂、変性ロジン、ロジンおよび変性ロジンの
誘導体、ポリテルペン系樹脂、テルペン変性体、脂肪族
系炭化水素樹脂、シクロペンタジエン樹脂、芳香族系石
油樹脂、フェノール系樹脂、アルキルフェノール−アセ
チレン系樹脂、スチレン系樹脂、クマロンインデン樹
脂、キシレン樹脂、ビニルトルエン−αメチルスチレン
共重合体などの粘着付与剤、フタル酸系可塑剤、リン酸
エステル系可塑剤、アジピン酸エステル系可塑剤、セバ
シン酸エステル系可塑剤、リシノール酸エステル系可塑
剤、ポリエステル系可塑剤、エポキシ系可塑剤、塩化パ
ラフィンなどの可塑剤、あるいはクレイ、酸化チタン、
炭酸カルシウム等の充填剤、その他軟化剤、老化防止
剤、安定剤、防カビ剤、増粘剤、着色剤、消泡剤、接着
性改良剤。これらの添加剤は、粘着剤用樹脂組成物全体
に対して５〜５０重量％程度の使用が適当である。

【００２４】本発明の粘着剤用樹脂または粘着剤用樹脂
組成物を塗布して粘着テープを構成する基材フィルムと
しては、和紙、クラフト紙などの紙類、綿、スフ、化学
合成繊維、不織布などの布類、セロファン、ポリエチレ
ン、ポリエステル、ポリ塩化ビニル、アセテート、ポリ
プロピレン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニリデン、ポリ
ブタジエン、ポリアクリロニトリルなどが用途に応じて
適宜選択されて使用することができる。樹脂の生分解の
特徴を生かすためには、基材フィルムも生分解性のもの
を用いるのが好ましい。例えば以下のようなものが例示
しうる。 微生物が産出するポリエステル系：３ヒドロキシ酪酸−
３ヒドロキシ吉草酸共重合体、ミクロフィブリルセルロ
ース、ブルラン等の多糖類。 化学合成系：ポリブチレンサクシネート、ポリブチレン
サクシネートアジペート、ポリエチレンサクシネート、
ポリエチレンサクシネートアジペート等のグリコール−
脂肪族ジカルボン酸共重合体、ポリ乳酸、ポリカプロラ
クトン、ポリ−γ−メチルグルタメート、熱可塑性ポリ
ビニルアルコール。 天然高分子系：澱粉＋変性ポリビニルアルコール、澱粉
＋天然樹脂、キトサン＋セルロース。また、上記の材料
を複合して基材フィルムを構成してもよい。

【００２５】本発明において、基材フィルムと粘着剤用
樹脂または組成物とを複合して粘着テープにするには、
例えば次のようにして実施することができる。粘着用樹
脂または組成物を適当な溶剤に溶解し、基材フィルムの
片面または両面に粘着剤層をコーティングして設け、乾
燥する。必要に応じて、更にその粘着剤層の表面に剥離
紙層を設置してもよい。また上記のような粘着テープを
製造する方法としては、従来公知の生産装置を何等変更
することなく、そのまま使用することができる。乾燥後
の粘着剤層の厚さは、例えば１０〜１０００μm程度が
よい。

【００２６】本発明の粘着テープの使用方法としては、
とくに限定されるものではないが、使用後自然環境の中
に放置される可能性の高い、農林水産業、園芸、衛生、
包装、医療等の分野においてとくに好適に使用されるこ
とができる。

【００２７】本発明の粘着剤用樹脂、組成物または粘着
テープの生分解性の確認は、供試体を土中または活性汚
泥を含む水中に一定期間保持し、その減量の進行を定量
的に把握することで容易に実施することができる。ある
いは発生するガスの量を積算することでも評価可能であ
る。さらにより簡便な方法として、既知の生分解性を有
する材料からなるフィルムを、本発明の粘着剤用樹脂ま
たは組成物の膜で両面からサンドイッチして生分解試験
に供し、既知の生分解性を有する材料からなるフィルム
の消失をもって、粘着剤用樹脂または組成物もまた生分
解性を有すると結論づけることができる。

【００２８】

【作用】本発明の粘着剤用樹脂または組成物が生分解性
を有し、かつ低温領域においても良好な粘着性能を示す
理由は次のようなところにあると本発明者らは考えてい
る。脂肪族ポリエステルのグリコール成分に側鎖メチル
基を有するものを選択的に用いたことと、飽和二塩基酸
に一定長さ以上のポリメチレンユニットを有する化合物
を選択し、両者を複合化したこと。これによってＴｇは
低下し、低温領域でも良好な性能を保持できると考えら
れる。

【００２９】

【実施例】以下に実施例を示し、本発明をさらに詳細に
説明するが、本発明は下記の例になんら限定されるもの
ではない。 ［ポリエステル（Ａ−１）の合成］温度計、撹拌装置、
分溜コンデンサー、ガス導入管を取付けた２リットルの
フラスコに、４−メチル−１，７−ヘプタンジオール、
５８４ｇ（４．２０モル）、セバシン酸８０８ｇ（４．
０モル）、テトライソプロピルチタネート０．７０ｇを
加え１５０〜２２０℃でエステル化反応を行った。次に
温度を１９０℃まで下げ、亜リン酸０．３５ｇを加え、
１９０〜２００℃で当初７〜１０Ｔｏｒｒ、最終的には
５Ｔｏｒｒ迄減圧した。８時間の反応後フラスコ内樹脂
を金属製バットに注入し、冷却固化させた。得られた樹
脂は、淡黄色であり、ＧＰＣによる測定では、数平均分
子量５３００、重量平均分子量１２８００、またＤＳＣ
測定によるＴｇは−７１℃であった。この樹脂を（Ａ−
１）とする。

【００３０】［ポリエステル（Ａ−２）の合成］温度
計、撹拌装置、分溜コンデンサー、ガス導入管を取付け
た２リットルのフラスコに、３−メチル−１，５−ペン
タンジオール、３７８ｇ（３．２モル）、エチレングリ
コール６２ｇ（１．０モル）、ドデカン二酸９２０ｇ
（４．０モル）、テトライソプロピルチタネート０．７
０ｇを加え１４５〜１８０℃でエステル化反応を行っ
た。次に亜リン酸０．３５ｇを加え、１９０〜２００℃
で当初７〜１０Ｔｏｒｒ、最終的には５Ｔｏｒｒ迄減圧
した。６時間の反応後フラスコ内樹脂を金属製バットに
注入し、冷却固化させた。得られた樹脂は、淡黄色であ
り、ＧＰＣによる測定では、数平均分子量６１００、重
量平均分子量１４３００、またＤＳＣ測定によるＴｇは
−５５℃であった。この樹脂を（Ａ−２）とする。

【００３１】［ポリエステル（Ａ−３）の合成］温度
計、撹拌装置、分溜コンデンサー、ガス導入管を取付け
た２リットルのフラスコに、３−メチル−１，５−ペン
タンジオール、１４２ｇ（１．２モル）、エチレングリ
コール１８６ｇ（３．０モル）、ドデカン二酸９２０ｇ
（４．０モル）、テトライソプロピルチタネート０．６
７０ｇを加え１４５〜１８０℃でエステル化反応を行っ
た。次に亜リン酸０．３ｇを加え、１９０〜２００℃で
当初７〜１０Ｔｏｒｒ、最終的には４Ｔｏｒｒ迄減圧し
た。６時間の反応後フラスコ内樹脂を金属製バットに注
入し、冷却固化させた。得られた樹脂は、淡黄色であ
り、ＧＰＣによる測定では、数平均分子量５２００、重
量平均分子量１３８００、またＤＳＣ測定によるＴｇは
−３５℃であった。この樹脂を（Ａ−３）とする。

【００３２】（実施例１）（Ａ−１）樹脂５００重量部
をフラスコ中に秤取し、ロジン２５重量部、トルエン１
５０重量部を加えてよく撹拌混合した後、ポリ乳酸のフ
ィルム（厚み１００ミクロン、エコプラ、カーギル
（株）製）の片面に乾燥後の膜厚が１００ミクロンとな
るように塗布し、乾燥して粘着テープを作成した。この
ようにして得られた粘着テープをＪＩＳ Ｋ−６９１１
に準拠して剥離強度の試験を行った。結果は１．７ｋｇ
／ｉｎｃｈと市販のセロファン粘着テープの剥離強度
１．６ｋｇ／ｉｎｃｈとほぼ同等であった。また冷蔵庫
（−５℃）中に保管しておいた粘着テープを同じく冷蔵
庫に入れておいた被着体に張り付け、同様に剥離強度を
測定したところ、０．５ｋｇ／ｉｎｃｈとまずまずの強
度が得られた。

【００３３】（比較例１）（Ａ−３）樹脂を用いる以外
は、実施例１と同様の操作、処方により粘着テープの試
作を行った。しかしこのテープは実施例１と同様の冷蔵
庫による低温時の粘着性の試験を行ったところ、まった
く粘着性を示さないことが判明した。

【００３４】（実施例２）（Ａ−２）樹脂を用い、基材
フィルムにポリブチレンサクシネートのフィルム（ビオ
ノーレ、厚み１００ミクロン、昭和高分子株式会社製）
を用いる以外は、実施例１と同様の操作、処方により粘
着テープの試作を行った。このものは実施例１と同等の
良好な粘着性が確認された。次にこの粘着テープの長さ
１５ｃｍの試験片を層状に２枚重ねて、培養土（川砂：
木皮：油かす＝９０：５：５）中に埋めて、３５℃で放
置した。４カ月後には全て分解し、回収不可能であり、
完全に生分解していることが確認された。

【００３５】

【発明の効果】本発明によれば、粘着テープ全体として
生分解性を示し、かつ様々な使用環境下であっても良好
な粘着性能を示す粘着剤用樹脂、粘着剤用樹脂組成物お
よび粘着テープが提供される。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 下記化学式（１）で示される繰り返し単
   位を有し、かつＴｇが−４０℃以下の脂肪族ポリエステ
   ルからなる粘着剤用樹脂。 【化１】 （式中、ａおよびｂは、それぞれ０〜６の整数であり、
   ａ＋ｂは１〜１２の整数であり、ｃは４〜１２の整数で
   あり、ｍは数平均分子量２，０００〜５０，０００に相
   当する重合度を表す）
2. 【請求項２】 請求項１に記載の粘着剤用樹脂および他
   の添加剤を含んでなる粘着剤用樹脂組成物。
3. 【請求項３】 生分解性を示す基材フィルムの少なくと
   も一面に、請求項１に記載の粘着剤用樹脂または請求項
   ２に記載の粘着剤用樹脂組成物をコーティングして得ら
   れる粘着テープ。