(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-09-11
(45)【発行日】2023-09-20
(54)【発明の名称】接着材料、印刷物の製造装置、印刷物の製造方法、印刷物、印刷物製造用シート、及び印刷物製造用シートの製造方法
(51)【国際特許分類】
C09J 125/08 20060101AFI20230912BHJP
C09J 133/08 20060101ALI20230912BHJP
C09J 133/04 20060101ALI20230912BHJP
B42D 15/04 20060101ALI20230912BHJP
【FI】
C09J125/08
C09J133/08
C09J133/04
B42D15/04 A
(21)【出願番号】P 2019132144
(22)【出願日】2019-07-17
【審査請求日】2022-06-21
(73)【特許権者】
【識別番号】000005496
【氏名又は名称】富士フイルムビジネスイノベーション株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001519
【氏名又は名称】弁理士法人太陽国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】石塚 孝宏
【審査官】上條 のぶよ
(56)【参考文献】
【文献】特開2018-016714(JP,A)
【文献】特開2004-203997(JP,A)
【文献】特開2008-298886(JP,A)
【文献】特開2017-066295(JP,A)
【文献】特開2018-002892(JP,A)
【文献】特開平10-176157(JP,A)
【文献】米国特許出願公開第2015/0232713(US,A1)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
C09J 125/08
C09J 133/08
C09J 133/04
B42D 15/04
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
スチレン及びその他のビニルモノマーを重合成分に含
み、重合成分全体に占めるスチレンの質量割合が60質量%以上95質量%以下であるスチレン系樹脂と、
アクリル酸プロピル、アクリル酸n-ブチル、アクリル酸ヘキシル及びアクリル酸2-エチルヘキシルからなる群から選ばれる少なくとも2種の
アクリル酸アルキルエステルを重合成分に含み、重合成分全体に占める
前記少なくとも2種のアクリル酸アルキルエステルの質量割合が90質量%以上である(メタ)アクリル酸エステル系樹脂と、を含み、
前記スチレン系樹脂と前記(メタ)アクリル酸エステル系樹脂との質量比が80:20~20:80であり、
前記スチレン系樹脂を含む海相と、前記海相に分散した前記(メタ)アクリル酸エステル系樹脂を含む島相とを有し、
少なくとも2つのガラス転移温度を有し、最も低いガラス転移温度が-30℃以下であり、最も高いガラス転移温度が30℃以上である樹脂粒子、
を含む接着材料。
【請求項2】
前記(メタ)アクリル酸エステル系樹脂に重合成分として含まれる前記少なくとも2種の
アクリル酸アルキルエステルのうち最も質量割合の多い2種の質量比が80:20~20:80である、請求項
1に記載の接着材料。
【請求項3】
前記(メタ)アクリル酸エステル系樹脂に重合成分として含まれる前記少なくとも2種の
アクリル酸アルキルエステルのうち最も質量割合の多い2
種のアルキル基の炭素数の差が1個以上4個以下である、請求項1
又は請求項2に記載の接着材料。
【請求項4】
前記(メタ)アクリル酸エステル系樹脂がアクリル酸n-ブチル及びアクリル酸2-エチルヘキシルを重合成分として含む、請求項1~請求項3のいずれか1項に記載の接着材料。
【請求項5】
前記(メタ)アクリル酸エステル系樹脂に重合成分として含まれる前記少なくとも2種のアクリル酸アルキルエステルのうち最も質量割合の多い2種がアクリル酸n-ブチル及びアクリル酸2-エチルヘキシルである、請求項1~請求項4のいずれか1項に記載の接着材料。
【請求項6】
前記最も高いガラス転移温度が40℃以上70℃以下である、請求項1~請求項
5のいずれか1項に記載の接着材料。
【請求項7】
前記スチレン系樹脂に重合成分として含まれる前記その他のビニルモノマーが、ホモポリマーのガラス転移温度が0℃未満のビニルモノマーを含む、請求項1~請求項
6のいずれか1項に記載の接着材料。
【請求項8】
前記スチレン系樹脂に重合成分として含まれる前記その他のビニルモノマーが(メタ)アクリル酸エステルを含む、請求項1~請求項
7のいずれか1項に記載の接着材料。
【請求項9】
前記スチレン系樹脂に重合成分として含まれる前記その他のビニルモノマーが(メタ)アクリル酸アルキルエステルを含む、請求項1~請求項8のいずれか1項に記載の接着材料。
【請求項10】
前記スチレン系樹脂に重合成分として含まれる前記その他のビニルモノマーがアクリル酸n-ブチル及びアクリル酸2-エチルヘキシルの少なくとも一方を含む、請求項1~請求項9のいずれか1項に記載の接着材料。
【請求項11】
前記スチレン系樹脂と前記(メタ)アクリル酸エステル系樹脂とが同種の(メタ)アクリル酸エステルを重合成分として含む、請求項1~請求項
10のいずれか1項に記載の接着材料。
【請求項12】
前記スチレン系樹脂がアクリル酸n-ブチルを重合成分として含み且つ前記(メタ)アクリル酸エステル系樹脂がアクリル酸n-ブチルを重合成分として含む、又は、
前記スチレン系樹脂がアクリル酸2-エチルヘキシルを重合成分として含み且つ前記(メタ)アクリル酸エステル系樹脂がアクリル酸2-エチルヘキシルを重合成分として含む、
請求項1~請求項11のいずれか1項に記載の接着材料。
【請求項13】
前記スチレン系樹脂のガラス転移温度が30℃以上90℃以下である、請求項1~請求項12のいずれか1項に記載の接着材料。
【請求項14】
前記スチレン系樹脂の重量平均分子量が3000以上60000以下である、請求項1~請求項13のいずれか1項に記載の接着材料。
【請求項15】
請求項1~請求項14のいずれか1項に記載の接着材料を収容し、前記接着材料に含まれる前記樹脂粒子を記録媒体上に配置する配置手段と、
前記記録媒体を折り重ねて圧着する、又は、前記記録媒体と別の記録媒体とを重ねて圧着する圧着手段と、
を含む印刷物の製造装置。
【請求項16】
請求項1~請求項14のいずれか1項に記載の接着材料を用いるとともに、前記接着材料に含まれる前記樹脂粒子を記録媒体上に配置する配置工程と、
前記記録媒体を折り重ねて圧着する、又は、前記記録媒体と別の記録媒体とを重ねて圧着する圧着工程と、
を含む印刷物の製造方法。
【請求項17】
折り重なった記録媒体が、対向する面において、請求項1~請求項14のいずれか1項に記載の接着材料が含有する前記樹脂粒子によって接着されてなる、印刷物。
【請求項18】
重なった複数の記録媒体が、対向する面において、請求項1~請求項14のいずれか1項に記載の接着材料が含有する前記樹脂粒子によって接着されてなる、印刷物。
【請求項19】
請求項1~請求項14のいずれか1項に記載の接着材料が用いられ、
基材と、
前記基材上に配置された、前記接着材料に含まれる前記樹脂粒子と、
を有する、印刷物製造用シート。
【請求項20】
請求項1~請求項14のいずれか1項に記載の接着材料を用いるとともに、前記接着材料に含まれる前記樹脂粒子を基材上に配置する配置工程を含む、
印刷物製造用シートの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、接着材料、印刷物の製造装置、印刷物の製造方法、印刷物、印刷物製造用シート、及び印刷物製造用シートの製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献1には、水性溶媒中に2種類のアクリル系ポリマーを含む水分散型粘着剤組成物が記載されている。
【0003】
特許文献2には、式「20℃≦T(1MPa)-T(10MPa)」(T(1MPa)は印加圧力1MPaにおいて粘度が104Pa・sになるときの温度を表し、T(10MPa)は印加圧力10MPaにおいて粘度が104Pa・sになるときの温度を表す。)を満たす接着材料が記載されている。
【0004】
特許文献3には、スチレン樹脂及び当該スチレン樹脂よりもガラス転移温度が30℃以上低い(メタ)アクリル酸エステル樹脂を含み、スチレン樹脂を含む海部及び(メタ)アクリル酸エステル樹脂を含む島部で構成された海島構造を有し、島部の長径が200nm以上500nm以下であるコア部と、コア部を被覆しガラス転移温度が50℃以上の樹脂を含むシェル層と、を有する圧力定着トナーが記載されている。
【0005】
特許文献4には、モノマー原料(A)の重合物であるアクリル系ポリマー(A)と、モノマー原料(B)の重合物であるアクリル系ポリマー(B)とを含み、アクリル系ポリマー(B)のガラス転移温度は0℃以上であり、アクリル系ポリマー(B)の重量平均分子量は0.3×104より大きく5×104以下であり、アクリル系ポリマー(A)の重量平均分子量は40×104以上であり、アクリル系ポリマー(B)のガラス転移温度とアクリル系ポリマー(A)のガラス転移温度との差は70℃以上であり、モノマー原料(B)はカルボキシル基含有モノマーを3重量%以上20重量%以下の割合で含む、水分散型粘着剤組成物が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【文献】特開2012-188512号公報
【文献】特開2018-002889号公報
【文献】特開2018-163198号公報
【文献】特許第646872号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
本開示は、スチレン系樹脂及び(メタ)アクリル酸エステル系樹脂を含む樹脂粒子であって、(メタ)アクリル酸エステル系樹脂が(メタ)アクリル酸エステルのホモポリマーである樹脂粒子、又は、スチレン系樹脂と(メタ)アクリル酸エステル系樹脂との質量比が80:20~20:80の範囲を外れる樹脂粒子を含む接着材料に比べて、接着性に優れる接着材料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】
前記課題を解決するための具体的手段には、下記の態様が含まれる。
【0009】
<1> スチレン及びその他のビニルモノマーを重合成分に含むスチレン系樹脂と、
少なくとも2種の(メタ)アクリル酸エステルを重合成分に含み、重合成分全体に占める(メタ)アクリル酸エステルの質量割合が90質量%以上である(メタ)アクリル酸エステル系樹脂と、を含み、
前記スチレン系樹脂と前記(メタ)アクリル酸エステル系樹脂との質量比が80:20~20:80であり、
少なくとも2つのガラス転移温度を有し、最も低いガラス転移温度が-30℃以下であり、最も高いガラス転移温度が30℃以上である樹脂粒子、
を含む接着材料。
<2> 前記スチレン系樹脂の重合成分全体に占めるスチレンの質量割合が60質量%以上95質量%以下である、<1>に記載の接着材料。
<3> 前記(メタ)アクリル酸エステル系樹脂に重合成分として含まれる前記少なくとも2種の(メタ)アクリル酸エステルのうち最も質量割合の多い2種の質量比が80:20~20:80である、<1>又は<2>に記載の接着材料。
<4> 前記(メタ)アクリル酸エステル系樹脂に重合成分として含まれる前記少なくとも2種の(メタ)アクリル酸エステルのうち最も質量割合の多い2種が(メタ)アクリル酸アルキルエステルであり、当該2種の(メタ)アクリル酸アルキルエステルのアルキル基の炭素数の差が1個以上4個以下である、<1>~<3>のいずれか1項に記載の接着材料。
<5> 前記最も高いガラス転移温度が40℃以上70℃以下である、<1>~<4>のいずれか1項に記載の接着材料。
<6> 前記スチレン系樹脂に重合成分として含まれる前記その他のビニルモノマーが、ホモポリマーのガラス転移温度が0℃未満のビニルモノマーを含む、<1>~<5>のいずれか1項に記載の接着材料。
<7> 前記スチレン系樹脂に重合成分として含まれる前記その他のビニルモノマーが(メタ)アクリル酸エステルを含む、<1>~<6>のいずれか1項に記載の接着材料。
<8> 前記スチレン系樹脂と前記(メタ)アクリル酸エステル系樹脂とが同種の(メタ)アクリル酸エステルを重合成分として含む、<1>~<7>のいずれか1項に記載の接着材料。
<9> 前記(メタ)アクリル酸エステル系樹脂が、下記の(メタ)アクリル酸エステル(2)と(メタ)アクリル酸エステル(3)とを重合成分に含む、<1>~<8>のいずれか1項に記載の接着材料。
(メタ)アクリル酸エステル(2):前記スチレン系樹脂に重合成分として含まれる前記その他のビニルモノマーのうち質量割合が最も多いビニルモノマー(1)のホモポリマーのSP値(MPa1/2)をxとしたとき、ホモポリマーのSP値(MPa1/2)がx±0.7の範囲内である(メタ)アクリル酸エステル。ここで、ビニルモノマー(1)と(メタ)アクリル酸エステル(2)とは、同種のモノマーでもよく、別種のモノマーでもよい。
(メタ)アクリル酸エステル(3):前記スチレン系樹脂に重合成分として含まれる前記その他のビニルモノマーのうち質量割合が最も多いビニルモノマー(1)のホモポリマーのSP値(MPa1/2)をxとしたとき、ホモポリマーのSP値(MPa1/2)がx±0.7の範囲外である(メタ)アクリル酸エステル。
<10> 前記(メタ)アクリル酸エステル系樹脂に重合成分として含まれる前記(メタ)アクリル酸エステル(2)と前記(メタ)アクリル酸エステル(3)との質量比が80:20~20:80である、<9>に記載の接着材料。
<11> 前記ビニルモノマー(1)と前記(メタ)アクリル酸エステル(2)とが同種のモノマーである、<9>又は<10>に記載の接着材料。
<12> 前記ビニルモノマー(1)がアクリル酸n-ブチル又はアクリル酸2-エチルヘキシルである、<9>~<11>のいずれか1項に記載の接着材料。
<13> 前記(メタ)アクリル酸エステル(2)がアクリル酸n-ブチルであり且つ前記(メタ)アクリル酸エステル(3)がアクリル酸2-エチルヘキシルである、又は、前記(メタ)アクリル酸エステル(2)がアクリル酸2-エチルヘキシルであり且つ前記(メタ)アクリル酸エステル(3)がアクリル酸n-ブチルである、<9>~<12>のいずれか1項に記載の接着材料。
<14> 前記樹脂粒子が、前記スチレン系樹脂を含む海相と、前記海相に分散した前記(メタ)アクリル酸エステル系樹脂を含む島相とを有する、<1>~<13>のいずれか1項に記載の接着材料。
【0010】
<15> <1>~<14>のいずれか1項に記載の接着材料を収容し、前記接着材料に含まれる前記樹脂粒子を記録媒体上に配置する配置手段と、
前記記録媒体を折り重ねて圧着する、又は、前記記録媒体と別の記録媒体とを重ねて圧着する圧着手段と、
を含む印刷物の製造装置。
<16> <1>~<14>のいずれか1項に記載の接着材料を用いるとともに、前記接着材料に含まれる前記樹脂粒子を記録媒体上に配置する配置工程と、
前記記録媒体を折り重ねて圧着する、又は、前記記録媒体と別の記録媒体とを重ねて圧着する圧着工程と、
を含む印刷物の製造方法。
<17> 折り重なった記録媒体が、対向する面において、<1>~<14>のいずれか1項に記載の接着材料が含有する前記樹脂粒子によって接着されてなる、印刷物。
<18> 重なった複数の記録媒体が、対向する面において、<1>~<14>のいずれか1項に記載の接着材料が含有する前記樹脂粒子によって接着されてなる、印刷物。
<19> <1>~<14>のいずれか1項に記載の接着材料が用いられ、
基材と、
前記基材上に配置された、前記接着材料に含まれる前記樹脂粒子と、
を有する、印刷物製造用シート。
<20> <1>~<14>のいずれか1項に記載の接着材料を用いるとともに、前記接着材料に含まれる前記樹脂粒子を基材上に配置する配置工程を含む、
印刷物製造用シートの製造方法。
【発明の効果】
【0011】
<1>に係る発明によれば、スチレン系樹脂及び(メタ)アクリル酸エステル系樹脂を含む樹脂粒子であって、(メタ)アクリル酸エステル系樹脂が(メタ)アクリル酸エステルのホモポリマーである樹脂粒子、又は、スチレン系樹脂と(メタ)アクリル酸エステル系樹脂との質量比が80:20~20:80の範囲を外れる樹脂粒子を含む接着材料に比べて、接着性に優れる接着材料を提供することができる。
<2>に係る発明によれば、スチレン系樹脂の重合成分全体に占めるスチレンの質量割合が60質量%未満である場合に比べて、保存性に優れる接着材料を提供することができる。
<3>に係る発明によれば、(メタ)アクリル酸エステル系樹脂に重合成分として含まれる少なくとも2種の(メタ)アクリル酸エステルのうち最も質量割合の多い2種の質量比が80:20~20:80の範囲を外れる場合に比べて、接着性に優れる接着材料を提供することができる。
<4>に係る発明によれば、前記2種の(メタ)アクリル酸アルキルエステルのアルキル基の炭素数の差が5個以上である場合に比べて、接着性に優れる接着材料を提供することができる。
<5>に係る発明によれば、樹脂粒子が示す最も高いガラス転移温度が40℃未満である場合に比べて、保存性に優れる接着材料を提供することができる。
<6>、<7>、<8>又は<12>に係る発明によれば、スチレン系樹脂の代わりにポリスチレンを含む樹脂粒子を含む接着材料に比べて、接着性に優れる接着材料を提供することができる。
<9>、<11>又は<13>に係る発明によれば、スチレン系樹脂及び(メタ)アクリル酸エステル系樹脂を含む樹脂粒子であって、(メタ)アクリル酸エステル系樹脂がアクリル酸2-エチルヘキシルのホモポリマーである樹脂粒子を含む接着材料に比べて、接着性に優れる接着材料を提供することができる。
<10>に係る発明によれば、(メタ)アクリル酸エステル(2)と(メタ)アクリル酸エステル(3)の質量比が80:20~20:80の範囲を外れる場合に比べて、接着性に優れる接着材料を提供することができる。
<14>に係る発明によれば、前記海島構造を有しない場合に比べて、接着性に優れる接着材料を提供することができる。
【0012】
<15>に係る発明によれば、スチレン系樹脂及び(メタ)アクリル酸エステル系樹脂を含む樹脂粒子であって、(メタ)アクリル酸エステル系樹脂が(メタ)アクリル酸エステルのホモポリマーである樹脂粒子、又は、スチレン系樹脂と(メタ)アクリル酸エステル系樹脂との質量比が80:20~20:80の範囲を外れる樹脂粒子を含む接着材料に比べて、接着性に優れる接着材料を適用した印刷物の製造装置を提供することができる。
【0013】
<16>に係る発明によれば、スチレン系樹脂及び(メタ)アクリル酸エステル系樹脂を含む樹脂粒子であって、(メタ)アクリル酸エステル系樹脂が(メタ)アクリル酸エステルのホモポリマーである樹脂粒子、又は、スチレン系樹脂と(メタ)アクリル酸エステル系樹脂との質量比が80:20~20:80の範囲を外れる樹脂粒子を含む接着材料に比べて、接着性に優れる接着材料を適用した印刷物の製造方法を提供することができる。
【0014】
<17>又は<18>に係る発明によれば、スチレン系樹脂及び(メタ)アクリル酸エステル系樹脂を含む樹脂粒子であって、(メタ)アクリル酸エステル系樹脂が(メタ)アクリル酸エステルのホモポリマーである樹脂粒子、又は、スチレン系樹脂と(メタ)アクリル酸エステル系樹脂との質量比が80:20~20:80の範囲を外れる樹脂粒子によって接着されてなる印刷物に比べて、接着性に優れる印刷物を提供することができる。
【0015】
<19>に係る発明によれば、スチレン系樹脂及び(メタ)アクリル酸エステル系樹脂を含む樹脂粒子であって、(メタ)アクリル酸エステル系樹脂が(メタ)アクリル酸エステルのホモポリマーである樹脂粒子、又は、スチレン系樹脂と(メタ)アクリル酸エステル系樹脂との質量比が80:20~20:80の範囲を外れる樹脂粒子を有する印刷物製造用シートに比べて、接着性に優れる印刷物製造用シートを提供することができる。
【0016】
<20>に係る発明によれば、スチレン系樹脂及び(メタ)アクリル酸エステル系樹脂を含む樹脂粒子であって、(メタ)アクリル酸エステル系樹脂が(メタ)アクリル酸エステルのホモポリマーである樹脂粒子、又は、スチレン系樹脂と(メタ)アクリル酸エステル系樹脂との質量比が80:20~20:80の範囲を外れる樹脂粒子を基材上に配置する場合に比べて、接着性に優れる印刷物製造用シートの製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0017】
【
図1】本実施形態に係る印刷物の製造装置の一例を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【0018】
以下に、本開示の実施形態について説明する。これらの説明及び実施例は実施形態を例示するものであり、実施形態の範囲を制限するものではない。
【0019】
本開示において「~」を用いて示された数値範囲は、「~」の前後に記載される数値をそれぞれ最小値及び最大値として含む範囲を示す。
【0020】
本開示中に段階的に記載されている数値範囲において、一つの数値範囲で記載された上限値又は下限値は、他の段階的な記載の数値範囲の上限値又は下限値に置き換えてもよい。また、本開示中に記載されている数値範囲において、その数値範囲の上限値又は下限値は、実施例に示されている値に置き換えてもよい。
【0021】
本開示において「工程」との語は、独立した工程だけでなく、他の工程と明確に区別できない場合であってもその工程の所期の目的が達成されれば、本用語に含まれる。
【0022】
本開示において実施形態を図面を参照して説明する場合、当該実施形態の構成は図面に示された構成に限定されない。また、各図における部材の大きさは概念的なものであり、部材間の大きさの相対的な関係はこれに限定されない。
【0023】
本開示において各成分は該当する物質を複数種含んでいてもよい。本開示において組成物中の各成分の量について言及する場合、組成物中に各成分に該当する物質が複数種存在する場合には、特に断らない限り、組成物中に存在する当該複数種の物質の合計量を意味する。
【0024】
本開示において各成分に該当する粒子は複数種含んでいてもよい。組成物中に各成分に該当する粒子が複数種存在する場合、各成分の粒子径は、特に断らない限り、組成物中に存在する当該複数種の粒子の混合物についての値を意味する。
【0025】
本開示において「(メタ)アクリル」との表記は「アクリル」及び「メタクリル」のいずれでもよいことを意味する。
【0026】
本開示において、記録媒体を折り重ね対向する面どうしを接着して形成した印刷物、又は、2以上の記録媒体を重ね対向する面どうしを接着して形成した印刷物を、「圧着印刷物」という。
【0027】
<接着材料>
本実施形態に係る接着材料は、下記の樹脂粒子を含み、下記の樹脂粒子が加圧された際に接着性を示す。
【0028】
スチレン及びその他のビニルモノマーを重合成分に含むスチレン系樹脂と、
少なくとも2種の(メタ)アクリル酸エステルを重合成分に含み、重合成分全体に占める(メタ)アクリル酸エステルの質量割合が90質量%以上である(メタ)アクリル酸エステル系樹脂と、を含み、
前記スチレン系樹脂と前記(メタ)アクリル酸エステル系樹脂との質量比が80:20~20:80であり、
少なくとも2つのガラス転移温度を有し、最も低いガラス転移温度が-30℃以下であり、最も高いガラス転移温度が30℃以上である樹脂粒子。
【0029】
本開示において、上記の樹脂粒子を「圧力応答性樹脂粒子」という。
【0030】
本実施形態に係る接着材料の形態は、例えば、圧力応答性樹脂粒子からなる粉体;圧力応答性樹脂粒子と外添剤とを含む粉体;圧力応答性樹脂粒子が凝集した凝集粒子を含む粉体;圧力応答性樹脂粒子と圧力応答性樹脂粒子を分散する分散媒とを含む液体組成物;圧力応答性樹脂粒子が凝集した凝集粒子と当該凝集粒子を分散する分散媒とを含む液体組成物;などである。
【0031】
圧力応答性樹脂粒子は、「少なくとも2つのガラス転移温度を有し、最も低いガラス転移温度が-30℃以下であり、最も高いガラス転移温度が30℃以上である」との熱的特性を示すことにより、圧力によって相転移する。本開示において、圧力によって相転移する樹脂粒子とは、下記の式1を満たす樹脂粒子を意味する。
【0032】
式1・・・10℃≦T1-T2
式1において、T1は、圧力1MPa下に粘度10000Pa・sを示す温度であり、T2は、圧力10MPa下に粘度10000Pa・sを示す温度である。温度T1及び温度T2の求め方は後述する。
【0033】
圧力応答性樹脂粒子は、「スチレン及びその他のビニルモノマーを重合成分に含むスチレン系樹脂」と「少なくとも2種の(メタ)アクリル酸エステルを重合成分に含み、重合成分全体に占める(メタ)アクリル酸エステルの質量割合が90質量%以上である(メタ)アクリル酸エステル系樹脂」とを質量比80:20~20:80の範囲で含むことにより、接着性に優れる。その機序として、次のことが推測される。
【0034】
一般的にスチレン系樹脂と(メタ)アクリル酸エステル系樹脂とは互いに対する相溶性が低いので、両樹脂は樹脂粒子中に相分離した状態で含まれていると考えられる。また、樹脂粒子が加圧されると、ガラス転移温度が比較的低い(メタ)アクリル酸エステル系樹脂がまず流動化し、その流動化がスチレン系樹脂に波及し、両樹脂ともに流動化すると考えられる。また、樹脂粒子中の両樹脂は、加圧によって流動化したのち減圧にしたがい固化して樹脂層を形成する際に、相溶性の低さゆえ、再び相分離状態を形成すると考えられる。
少なくとも2種の(メタ)アクリル酸エステルを重合成分に含む(メタ)アクリル酸エステル系樹脂は、主鎖に結合しているエステル基の種類が少なくとも2種類であることにより、(メタ)アクリル酸エステルのホモポリマーに比べて、固体状態での分子の整列度が低く、それゆえ加圧によって流動化しやすいと推測される。さらに、重合成分全体に占める(メタ)アクリル酸エステルの質量割合が90質量%以上であると、エステル基が少なくとも2種類、密度高く存在することになるので、固体状態での分子の整列度がより低くなり、それゆえ加圧によってより流動化しやすいと推測される。したがって、本実施形態に係る圧力応答性樹脂粒子は、(メタ)アクリル酸エステル系樹脂が(メタ)アクリル酸エステルのホモポリマーである圧力応答性樹脂粒子に比べて、圧力によって流動化しやすい、つまり圧力によって相転移しやすいと推測される。
そして、少なくとも2種の(メタ)アクリル酸エステルを重合成分に含み、重合成分全体に占める(メタ)アクリル酸エステルの質量割合が90質量%以上である(メタ)アクリル酸エステル系樹脂は、再び固化する際においても分子の整列度が低いので、スチレン系樹脂との相分離が微小な相分離になると推測される。さらに、スチレン系樹脂と(メタ)アクリル酸エステル系樹脂との質量比が80:20~20:80の範囲であるので、スチレン系樹脂と(メタ)アクリル酸エステル系樹脂とが、均一性高く微小な相分離状態を形成すると推測される。その結果、被接着物に対する接着面の状態が均一性高くなり、接着性に優れると推測される。
したがって、圧力応答性樹脂粒子は、スチレン系樹脂及び(メタ)アクリル酸エステル系樹脂を含む樹脂粒子であって、(メタ)アクリル酸エステル系樹脂が(メタ)アクリル酸エステルのホモポリマーである樹脂粒子、又は、スチレン系樹脂と(メタ)アクリル酸エステル系樹脂との質量比が80:20~20:80の範囲を外れる樹脂粒子に比べて、接着性に優れると推測される。
【0035】
以下、本実施形態に係る接着材料の成分、組成及び特性について詳細に説明する。以下の説明において、特に断らない限り、「スチレン系樹脂」は「スチレン及びその他のビニルモノマーを重合成分に含むスチレン系樹脂」を意味し、「(メタ)アクリル酸エステル系樹脂」は「少なくとも2種の(メタ)アクリル酸エステルを重合成分に含み、重合成分全体に占める(メタ)アクリル酸エステルの質量割合が90質量%以上である(メタ)アクリル酸エステル系樹脂」を意味する。
【0036】
本実施形態に係る接着材料は、少なくとも圧力応答性樹脂粒子を含み、必要に応じて外添剤、分散媒などを含む。
【0037】
[圧力応答性樹脂粒子]
圧力応答性樹脂粒子は、少なくともスチレン系樹脂及び(メタ)アクリル酸エステル系樹脂を含有する。圧力応答性樹脂粒子は、着色剤、離型剤、その他添加剤を含有していてもよい。
【0038】
圧力応答性樹脂粒子は、圧力によって相転移しやすく且つ接着性に優れる観点から、スチレン系樹脂と(メタ)アクリル酸エステル系樹脂との質量比(スチレン系樹脂:(メタ)アクリル酸エステル系樹脂)が80:20~20:80であり、75:25~25:75がより好ましく、70:30~30:70が更に好ましく、65:35~35:65が更に好ましい。
【0039】
-スチレン系樹脂-
圧力応答性樹脂粒子は、スチレン及びその他のビニルモノマーを重合成分に含むスチレン系樹脂を含有する。
【0040】
スチレン系樹脂の重合成分全体に占めるスチレンの質量割合は、加圧されていない状態で圧力応答性樹脂粒子が流動化することを抑制する観点から、60質量%以上が好ましく、70質量%以上がより好ましく、75質量%以上が更に好ましく、圧力によって相転移しやすい圧力応答性樹脂粒子を形成する観点から、95質量%以下が好ましく、90質量%以下がより好ましく、85質量%以下が更に好ましい。
【0041】
スチレン系樹脂を構成するスチレン以外のその他のビニルモノマーとしては、例えば、スチレン以外のスチレン系モノマー、アクリル系モノマーが挙げられる。
【0042】
スチレン以外のスチレン系モノマーとしては、例えば、ビニルナフタレン;α-メチルスチレン、o-メチルスチレン、m-メチルスチレン、p-メチルスチレン、p-エチルスチレン、2,4-ジメチルスチレン、p-n-ブチルスチレン、p-tert-ブチルスチレン、p-n-ヘキシルスチレン、p-n-オクチルスチレン、p-n-ノニルスチレン、p-n-デシルスチレン、p-n-ドデシルスチレン等のアルキル置換スチレン;p-フェニルスチレン等のアリール置換スチレン;p-メトキシスチレン等のアルコキシ置換スチレン;p-クロロスチレン、3,4-ジクロロスチレン、p-フルオロスチレン、2,5-ジフルオロスチレン等のハロゲン置換スチレン;m-ニトロスチレン、o-ニトロスチレン、p-ニトロスチレン等のニトロ置換スチレン;などが挙げられる。スチレン系モノマーは、1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
【0043】
アクリル系モノマーとしては、(メタ)アクリル酸及び(メタ)アクリル酸エステルからなる群から選ばれる少なくとも1種のアクリル系モノマーが好ましい。(メタ)アクリル酸エステルとしては、(メタ)アクリル酸アルキルエステル、(メタ)アクリル酸カルボキシ置換アルキルエステル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシ置換アルキルエステル、(メタ)アクリル酸アルコキシ置換アルキルエステル、ジ(メタ)アクリル酸エステル等が挙げられる。アクリル系モノマーは、1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
【0044】
(メタ)アクリル酸アルキルエステルとしては、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸プロピル、(メタ)アクリル酸イソプロピル、(メタ)アクリル酸n-ブチル、(メタ)メタクリル酸イソブチル、(メタ)アクリル酸n-ヘキシル、(メタ)アクリル酸2-エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸ラウリル、(メタ)アクリル酸ステアリル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸ジシクロペンタニル、(メタ)アクリル酸イソボルニル等が挙げられる。
(メタ)アクリル酸カルボキシ置換アルキルエステルとしては、(メタ)アクリル酸2-カルボキシエチル等が挙げられる。
(メタ)アクリル酸ヒドロキシ置換アルキルエステルとしては、(メタ)アクリル酸2-ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸2-ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸3-ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸2-ヒドロキシブチル、(メタ)アクリル酸3-ヒドロキシブチル、(メタ)アクリル酸4-ヒドロキシブチル等が挙げられる。
(メタ)アクリル酸アルコキシ置換アルキルエステルとしては、(メタ)アクリル酸2-メトキシエチル等が挙げられる。
ジ(メタ)アクリル酸エステルとしては、エチレングリコールジ(メタ)アクリラート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリラート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリラート、ブタンジオールジ(メタ)アクリラート、ペンタンジオールジ(メタ)アクリラート、ヘキサンジオールジ(メタ)アクリラート、ノナンジオールジ(メタ)アクリラート、デカンジオールジ(メタ)アクリラート等が挙げられる。
【0045】
(メタ)アクリル酸エステルとしては、(メタ)アクリル酸2-(ジエチルアミノ)エチル、(メタ)アクリル酸ベンジル、メトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリラート等も挙げられる。
【0046】
スチレン系樹脂を構成するその他のビニルモノマーとしては、スチレン系モノマー及びアクリル系モノマーのほかに、例えば、(メタ)アクリロニトリル;ビニルメチルエーテル、ビニルイソブチルエーテル等のビニルエーテル;ビニルメチルケトン、ビニルエチルケトン、ビニルイソプロペニルケトン等のビニルケトン;イソプレン、ブテン、ブタジエン等のオレフィン;も挙げられる。
【0047】
スチレン系樹脂は、圧力によって相転移しやすい圧力応答性樹脂粒子を形成する観点から、ガラス転移温度が高過ぎないことが好ましい。スチレン系樹脂は、そのガラス転移温度を適切な範囲に制御する観点から、ホモポリマーのガラス転移温度が0℃未満のビニルモノマーを重合成分に含むことが好ましい。ホモポリマーのガラス転移温度が0℃未満のビニルモノマーとしては、例えば(メタ)アクリル酸エステルが挙げられ、具体的には下記の(メタ)アクリル酸エステルが挙げられる。括弧内に記した温度は、各(メタ)アクリル酸エステルからなるホモポリマーのガラス転移温度である。
【0048】
アクリル酸2-エチルヘキシル(-51℃)
アクリル酸ヘキシル(-58℃)
アクリル酸n-ブチル(-55℃)
アクリル酸プロピル(-38℃)
アクリル酸エチル(-24℃)
アクリル酸4-ヒドロキシブチル(-40℃)
メタクリル酸2-エチルヘキシル(-10℃)
【0049】
本開示においてホモポリマーのガラス転移温度は、重量平均分子量5万~50万のホモポリマーを試料として、差走査熱量測定(Differential Scanning Calorimetry、DSC)を行って得た示差走査熱量曲線(DSC曲線)から求める。より具体的には、JIS K7121:1987「プラスチックの転移温度測定方法」のガラス転移温度の求め方に記載の「補外ガラス転移開始温度」に従って求める。
【0050】
スチレン系樹脂は、圧力によって相転移しやすい圧力応答性樹脂粒子を形成する観点から、重合成分として(メタ)アクリル酸エステルを含むことが好ましく、(メタ)アクリル酸アルキルエステルを含むことがより好ましく、アルキル基の炭素数が2個以上10個以下である(メタ)アクリル酸アルキルエステルを含むことが更に好ましく、アルキル基の炭素数が4個以上8個以下である(メタ)アクリル酸アルキルエステルを含むことが更に好ましく、アクリル酸n-ブチル及びアクリル酸2-エチルヘキシルの少なくとも一方を含むことが特に好ましい。スチレン系樹脂と(メタ)アクリル酸エステル系樹脂とは、圧力によって相転移しやすい圧力応答性樹脂粒子を形成する観点から、同種の(メタ)アクリル酸エステルを重合成分として含むことが好ましい。
【0051】
スチレン以外のその他のビニルモノマーのうちスチレン系樹脂に占める質量割合が最も多いビニルモノマー(1)は、圧力によって相転移しやすい圧力応答性樹脂粒子を形成する観点から、(メタ)アクリル酸エステルであることが好ましく、(メタ)アクリル酸アルキルエステルであることがより好ましく、アルキル基の炭素数が2個以上10個以下である(メタ)アクリル酸アルキルエステルであることが更に好ましく、アクリル酸n-ブチル又はアクリル酸2-エチルヘキシルであることが更に好ましい。
【0052】
スチレン系樹脂の重合成分全体に占める(メタ)アクリル酸エステルの質量割合は、加圧されていない状態で圧力応答性樹脂粒子が流動化することを抑制する観点から、40質量%以下が好ましく、30質量%以下がより好ましく、25質量%以下が更に好ましく、圧力によって圧力応答性樹脂粒子が相転移しやすい観点から、5質量%以上が好ましく、10質量%以上がより好ましく、15質量%以上が更に好ましい。ここでの(メタ)アクリル酸エステルとしては、(メタ)アクリル酸アルキルエステルが好ましく、アルキル基の炭素数が2個以上10個以下である(メタ)アクリル酸アルキルエステルがより好ましく、アルキル基の炭素数が4個以上8個以下である(メタ)アクリル酸アルキルエステルが更に好ましい。
【0053】
スチレン系樹脂は重合成分としてアクリル酸n-ブチル及びアクリル酸2-エチルヘキシルの少なくとも一方を含むことが特に好ましく、スチレン系樹脂の重合成分全体に占めるアクリル酸n-ブチル及びアクリル酸2-エチルヘキシルの合計量は、加圧されていない状態で圧力応答性樹脂粒子が流動化することを抑制する観点から、40質量%以下が好ましく、30質量%以下がより好ましく、25質量%以下が更に好ましく、圧力によって相転移しやすい圧力応答性樹脂粒子を形成する観点から、5質量%以上が好ましく、10質量%以上がより好ましく、15質量%以上が更に好ましい。
【0054】
スチレン系樹脂の重量平均分子量は、加圧されていない状態で圧力応答性樹脂粒子が流動化することを抑制する観点から、3000以上が好ましく、4000以上がより好ましく、5000以上が更に好ましく、圧力によって相転移しやすい圧力応答性樹脂粒子を形成する観点から、60000以下が好ましく、55000以下がより好ましく、50000以下が更に好ましい。
【0055】
本開示において樹脂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(GPC)により測定する。GPCによる分子量測定は、GPC装置として東ソー製HLC-8120GPCを用い、カラムとして東ソー製TSKgel SuperHM-M(15cm)を用い、溶媒としてテトラヒドロフランを用いて行う。樹脂の重量平均分子量は、単分散ポリスチレン標準試料により作成した分子量校正曲線を使用して算出する。
【0056】
スチレン系樹脂のガラス転移温度は、加圧されていない状態で圧力応答性樹脂粒子が流動化することを抑制する観点から、30℃以上であることが好ましく、40℃以上であることがより好ましく、50℃以上であることが更に好ましく、圧力によって相転移しやすい圧力応答性樹脂粒子を形成する観点から、110℃以下であることが好ましく、100℃以下であることがより好ましく、90℃以下であることが更に好ましい。
【0057】
本開示において、樹脂のガラス転移温度は、示差走査熱量測定(Differential Scanning Calorimetry、DSC)を行って得た示差走査熱量曲線(DSC曲線)から求める。より具体的には、JIS K7121:1987「プラスチックの転移温度測定方法」のガラス転移温度の求め方に記載の「補外ガラス転移開始温度」に従って求める。
【0058】
樹脂のガラス転移温度は、重合成分の種類及び重合割合によって制御できる。ガラス転移温度は、主鎖に含まれるメチレン基、エチレン基、オキシエチレン基等の柔軟な単位の密度が高いほど低く、主鎖に含まれる芳香環、シクロヘキサン環等の剛直な単位の密度が高いほど高い傾向がある。また、ガラス転移温度は、側鎖における脂肪族基の密度が高いほど低い傾向がある。
【0059】
本実施形態において圧力応答性樹脂粒子全体に占めるスチレン系樹脂の質量割合は、加圧されていない状態で圧力応答性樹脂粒子が流動化することを抑制する観点から、20質量%以上が好ましく、25質量%以上がより好ましく、30質量%以上が更に好ましく、圧力が印加された際に圧力応答性樹脂粒子が固体から流動体へ相転移しやすい観点から、80質量%以下が好ましく、75質量%以下がより好ましく、70質量%以下が更に好ましい。
【0060】
-(メタ)アクリル酸エステル系樹脂-
圧力応答性樹脂粒子は、少なくとも2種の(メタ)アクリル酸エステルを重合成分に含み、重合成分全体に占める(メタ)アクリル酸エステルの質量割合が90質量%以上である(メタ)アクリル酸エステル系樹脂を含有する。
【0061】
(メタ)アクリル酸エステル系樹脂の重合成分全体に占める(メタ)アクリル酸エステルの質量割合は、90質量%以上であり、95質量%以上がより好ましく、98質量%以上が更に好ましく、100質量%が更に好ましい。
【0062】
(メタ)アクリル酸エステルとしては、(メタ)アクリル酸アルキルエステル、(メタ)アクリル酸カルボキシ置換アルキルエステル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシ置換アルキルエステル、(メタ)アクリル酸アルコキシ置換アルキルエステル、ジ(メタ)アクリル酸エステル等が挙げられる。
【0063】
(メタ)アクリル酸アルキルエステルとしては、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸プロピル、(メタ)アクリル酸イソプロピル、(メタ)アクリル酸n-ブチル、(メタ)メタクリル酸イソブチル、(メタ)アクリル酸n-ヘキシル、(メタ)アクリル酸2-エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸ラウリル、(メタ)アクリル酸ステアリル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸ジシクロペンタニル、(メタ)アクリル酸イソボルニル等が挙げられる。
(メタ)アクリル酸カルボキシ置換アルキルエステルとしては、(メタ)アクリル酸2-カルボキシエチル等が挙げられる。
(メタ)アクリル酸ヒドロキシ置換アルキルエステルとしては、(メタ)アクリル酸2-ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸2-ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸3-ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸2-ヒドロキシブチル、(メタ)アクリル酸3-ヒドロキシブチル、(メタ)アクリル酸4-ヒドロキシブチル等が挙げられる。
(メタ)アクリル酸アルコキシ置換アルキルエステルとしては、(メタ)アクリル酸2-メトキシエチル等が挙げられる。
ジ(メタ)アクリル酸エステルとしては、エチレングリコールジ(メタ)アクリラート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリラート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリラート、ブタンジオールジ(メタ)アクリラート、ペンタンジオールジ(メタ)アクリラート、ヘキサンジオールジ(メタ)アクリラート、ノナンジオールジ(メタ)アクリラート、デカンジオールジ(メタ)アクリラート等が挙げられる。
【0064】
(メタ)アクリル酸エステルとしては、(メタ)アクリル酸2-(ジエチルアミノ)エチル、(メタ)アクリル酸ベンジル、メトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリラート等も挙げられる。
【0065】
(メタ)アクリル酸エステルは、1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
【0066】
(メタ)アクリル酸エステルとしては、圧力によって相転移しやすく且つ接着性に優れる圧力応答性樹脂粒子を形成する観点から、(メタ)アクリル酸アルキルエステルが好ましく、アルキル基の炭素数が2個以上10個以下である(メタ)アクリル酸アルキルエステルがより好ましく、アルキル基の炭素数が4個以上8個以下である(メタ)アクリル酸アルキルエステルが更に好ましく、アクリル酸n-ブチル及びアクリル酸2-エチルヘキシルが特に好ましい。スチレン系樹脂と(メタ)アクリル酸エステル系樹脂とは、圧力によって相転移しやすい圧力応答性樹脂粒子を形成する観点から、同種の(メタ)アクリル酸エステルを重合成分として含むことが好ましい。
【0067】
(メタ)アクリル酸エステル系樹脂の重合成分全体に占める(メタ)アクリル酸アルキルエステルの質量割合は、圧力によって相転移しやすい圧力応答性樹脂粒子を形成する観点から、90質量%以上が好ましく、95質量%以上がより好ましく、98質量%以上が更に好ましく、100質量%が更に好ましい。ここでの(メタ)アクリル酸アルキルエステルとしては、アルキル基の炭素数が2個以上10個以下である(メタ)アクリル酸アルキルエステルが好ましく、アルキル基の炭素数が4個以上8個以下である(メタ)アクリル酸アルキルエステルがより好ましい。
【0068】
(メタ)アクリル酸エステル系樹脂に重合成分として含まれる少なくとも2種の(メタ)アクリル酸エステルのうち最も質量割合の多い2種の質量比は、圧力によって相転移しやすく且つ接着性に優れる圧力応答性樹脂粒子を形成する観点から、80:20~20:80であることが好ましく、70:30~30:70であることがより好ましく、60:40~40:60であることが更に好ましい。
【0069】
(メタ)アクリル酸エステル系樹脂に重合成分として含まれる少なくとも2種の(メタ)アクリル酸エステルのうち最も質量割合の多い2種は(メタ)アクリル酸アルキルエステルであることが好ましい。ここでの(メタ)アクリル酸アルキルエステルとしては、アルキル基の炭素数が2個以上10個以下である(メタ)アクリル酸アルキルエステルが好ましく、アルキル基の炭素数が4個以上8個以下である(メタ)アクリル酸アルキルエステルがより好ましい。
【0070】
(メタ)アクリル酸エステル系樹脂に重合成分として含まれる少なくとも2種の(メタ)アクリル酸エステルのうち最も質量割合の多い2種が(メタ)アクリル酸アルキルエステルである場合、当該2種の(メタ)アクリル酸アルキルエステルのアルキル基の炭素数の差は、圧力によって転移しやすく且つ接着性に優れる圧力応答性樹脂粒子を形成する観点から、1個以上4個以下であることが好ましく、2個以上4個以下であることがより好ましく、3個又は4個であることが更に好ましい。
【0071】
(メタ)アクリル酸エステル系樹脂は、下記の(メタ)アクリル酸エステル(2)と(メタ)アクリル酸エステル(3)とを重合成分に含むことが好ましい。
【0072】
(メタ)アクリル酸エステル(2):スチレン系樹脂に重合成分として含まれるスチレン以外のその他のビニルモノマーのうち質量割合が最も多いビニルモノマー(1)のホモポリマーのSP値(MPa1/2)をxとしたとき、ホモポリマーのSP値(MPa1/2)がx±0.7の範囲内である(メタ)アクリル酸エステル。ビニルモノマー(1)と(メタ)アクリル酸エステル(2)とは、同種のモノマーでもよく、別種のモノマーでもよい。x±0.7の範囲内には、x+0.7とx-0.7とが含まれる。
【0073】
(メタ)アクリル酸エステル(3):スチレン系樹脂に重合成分として含まれるスチレン以外のその他のビニルモノマーのうち質量割合が最も多いビニルモノマー(1)のホモポリマーのSP値(MPa1/2)をxとしたとき、ホモポリマーのSP値(MPa1/2)がx±0.7の範囲外である(メタ)アクリル酸エステル。
【0074】
スチレン系樹脂の重合成分と(メタ)アクリル酸エステル系樹脂の重合成分とがSP値に関し上記の関係であると、圧力応答性樹脂粒子が固体状態で微小な相分離を形成しやすく、その結果、圧力応答性樹脂粒子が圧力によって転移しやすく且つ接着性に優れると推測される。
【0075】
本開示においてホモポリマーのSP値(溶解度パラメータ、MPa1/2)は、沖津法によって算出される値である。沖津法は、例えば、日本接着学会誌Vol.29、No.6(1993年)249~259頁に詳述されている。
【0076】
(メタ)アクリル酸エステル系樹脂に重合成分として含まれる(メタ)アクリル酸エステル(2)と(メタ)アクリル酸エステル(3)との質量比は、圧力によって相転移しやすく且つ接着性に優れる圧力応答性樹脂粒子を形成する観点から、80:20~20:80であることが好ましく、70:30~30:70であることがより好ましく、60:40~40:60であることが更に好ましい。
【0077】
圧力によって転移しやすく且つ接着性に優れる圧力応答性樹脂粒子を形成する観点から、ビニルモノマー(1)と(メタ)アクリル酸エステル(2)とは同種のモノマーであることが好ましい。
【0078】
(メタ)アクリル酸エステル(2)と(メタ)アクリル酸エステル(3)とは、具体的には、(メタ)アクリル酸エステル(2)がアクリル酸n-ブチルであり且つ(メタ)アクリル酸エステル(3)がアクリル酸2-エチルヘキシルである、又は、(メタ)アクリル酸エステル(2)がアクリル酸2-エチルヘキシルであり且つ(メタ)アクリル酸エステル(3)がアクリル酸n-ブチルであることが好ましい。
【0079】
(メタ)アクリル酸エステル系樹脂は、圧力によって転移しやすく且つ接着性に優れる圧力応答性樹脂粒子を形成する観点から、重合成分としてアクリル酸n-ブチル及びアクリル酸2-エチルヘキシルを含むことが好ましく、(メタ)アクリル酸エステル系樹脂に重合成分として含まれる少なくとも2種の(メタ)アクリル酸エステルのうち最も質量割合の多い2種がアクリル酸n-ブチルとアクリル酸2-エチルヘキシルとであることが特に好ましい。(メタ)アクリル酸エステル系樹脂の重合成分全体に占めるアクリル酸n-ブチル及びアクリル酸2-エチルヘキシルの合計量は、90質量%以上が好ましく、95質量%以上がより好ましく、98質量%以上が更に好ましく、100質量%が更に好ましい。
【0080】
(メタ)アクリル酸エステル系樹脂は、(メタ)アクリル酸エステル以外のビニルモノマーを重合成分に含んでいてもよい。(メタ)アクリル酸エステル以外のビニルモノマーとしては、例えば、(メタ)アクリル酸;スチレン;スチレン以外のスチレン系モノマー;(メタ)アクリロニトリル;ビニルメチルエーテル、ビニルイソブチルエーテル等のビニルエーテル;ビニルメチルケトン、ビニルエチルケトン、ビニルイソプロペニルケトン等のビニルケトン;イソプレン、ブテン、ブタジエン等のオレフィン;が挙げられる。これらビニルモノマーは、1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
【0081】
(メタ)アクリル酸エステル系樹脂が(メタ)アクリル酸エステル以外のビニルモノマーを重合成分に含む場合、(メタ)アクリル酸エステル以外のビニルモノマーとしては、アクリル酸及びメタクリル酸の少なくとも一方が好ましく、アクリル酸がより好ましい。
【0082】
(メタ)アクリル酸エステル系樹脂の重量平均分子量は、加圧されていない状態で圧力応答性樹脂粒子が流動化することを抑制する観点から、10万以上が好ましく、12万以上がより好ましく、15万以上が更に好ましく、圧力によって相転移しやすい圧力応答性樹脂粒子を形成する観点から、25万以下が好ましく、22万以下がより好ましく、20万以下が更に好ましい。
【0083】
(メタ)アクリル酸エステル系樹脂のガラス転移温度は、圧力によって相転移しやすい圧力応答性樹脂粒子を形成する観点から、10℃以下であることが好ましく、0℃以下であることがより好ましく、-10℃以下であることが更に好ましく、加圧されていない状態で圧力応答性樹脂粒子が流動化することを抑制する観点から、-90℃以上であることが好ましく、-80℃以上であることがより好ましく、-70℃以上であることが更に好ましい。
【0084】
本実施形態において圧力応答性樹脂粒子全体に占める(メタ)アクリル酸エステル系樹脂の質量割合は、圧力によって相転移しやすい圧力応答性樹脂粒子を形成する観点から、20質量%以上が好ましく、25質量%以上がより好ましく、30質量%以上が更に好ましく、加圧されていない状態で圧力応答性樹脂粒子が流動化することを抑制する観点から、80質量%以下が好ましく、75質量%以下がより好ましく、70質量%以下が更に好ましい。
【0085】
本実施形態において圧力応答性樹脂粒子に含まれるスチレン系樹脂と(メタ)アクリル酸エステル系樹脂の合計量は、圧力応答性樹脂粒子全体に対して、70質量%以上が好ましく、80質量%以上がより好ましく、90質量%以上が更に好ましく、95質量%以上が更に好ましく、100質量%が更に好ましい。
【0086】
-その他の樹脂-
圧力応答性樹脂粒子は、例えば、ポリスチレン;エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、セルロース樹脂、ポリエーテル樹脂、変性ロジン等の非ビニル系樹脂;などを含有していてもよい。これらの樹脂は、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
【0087】
-各種の添加剤-
圧力応答性樹脂粒子は、必要に応じて、着色剤(例えば、顔料、染料)、離型剤(例えば、炭化水素系ワックス;カルナウバワックス、ライスワックス、キャンデリラワックス等の天然ワックス;モンタンワックス等の合成又は鉱物・石油系ワックス;脂肪酸エステル、モンタン酸エステル等のエステル系ワックス)、帯電制御剤などを含有していてもよい。
【0088】
圧力応答性樹脂粒子を透明樹脂粒子とする場合は、圧力応答性樹脂粒子中の着色剤量は圧力応答性樹脂粒子全体に対して1.0質量%以下であることが好ましく、圧力応答性樹脂粒子の透明性を高める観点からは少ないほど好ましい。
【0089】
-圧力応答性樹脂粒子の構造-
圧力応答性樹脂粒子の内部構造は海島構造であることが好ましく、海島構造としては、スチレン系樹脂を含む海相と、当該海相に分散した(メタ)アクリル酸エステル系樹脂を含む島相とを有する海島構造が好ましい。海相に含まれるスチレン系樹脂の具体的形態は、先述のとおりである。島相に含まれる(メタ)アクリル酸エステル系樹脂の具体的形態は、先述のとおりである。海相に(メタ)アクリル酸エステル系樹脂を含まない島相が分散していてもよい。
【0090】
圧力応答性樹脂粒子が海島構造を有する場合、島相の平均径は、200nm以上500nm以下が好ましい。島相の平均径が500nm以下であると、圧力によって圧力応答性樹脂粒子が相転移しやすく、島相の平均径が200nm以上であると、圧力応答性樹脂粒子に求められる機械的強度(例えば、本実施形態に係る接着材料が攪拌された際に変形しにくい強度)に優れる。これらの観点から、島相の平均径は、220nm以上450nm以下がより好ましく、250nm以上400nm以下が更に好ましい。
【0091】
海島構造の島相の平均径を上記範囲に制御する方法としては、例えば、後述する圧力応答性樹脂粒子の製造方法において、スチレン系樹脂の量に対する(メタ)アクリル酸エステル系樹脂の量を増減する、凝集した樹脂粒子を融合・合一する工程において高温に維持する時間を増減する、等が挙げられる。
【0092】
海島構造の確認、及び島相の平均径の測定は、次の方法により行う。
樹脂粒子をエポキシ樹脂に包埋し、ダイヤモンドナイフ等で切片を作製し、作製した切片をデシケータ内で四酸化オスミウム又は四酸化ルテニウムを用いて染色する。染色された切片を走査型電子顕微鏡(SEM)にて観察する。海島構造の海相と島相とは、四酸化オスミウム又は四酸化ルテニウムによる樹脂の染色度合いに起因する濃淡で区別され、これを利用して海島構造の有無を確認する。SEM画像から100個の島相を無作為に選択し、各島相の長径を計測し、長径100個の平均値を平均径とする。
【0093】
圧力応答性樹脂粒子は、単層構造の樹脂粒子であってもよいし、コア部とコア部を被覆するシェル層とを有するコア・シェル構造の樹脂粒子であってもよい。加圧されていない状態で圧力応答性樹脂粒子が流動化することを抑制する観点から、圧力応答性樹脂粒子はコア・シェル構造であることが好ましい。
【0094】
圧力応答性樹脂粒子がコア・シェル構造を有する場合、圧力によって相転移しやすい観点から、コア部がスチレン系樹脂及び(メタ)アクリル酸エステル系樹脂を含有することが好ましい。さらに、加圧されていない状態で圧力応答性樹脂粒子が流動化することを抑制する観点から、シェル層がスチレン系樹脂を含有することが好ましい。スチレン系樹脂の具体的形態は、先述のとおりである。(メタ)アクリル酸エステル系樹脂の具体的形態は、先述のとおりである。
【0095】
圧力応答性樹脂粒子がコア・シェル構造を有する場合、コア部がスチレン系樹脂を含む海相と、海相に分散した(メタ)アクリル酸エステル系樹脂を含む島相とを有することが好ましい。島相の平均径は、先述の範囲であることが好ましい。さらに、コア部が上記構成であることに加えて、シェル層がスチレン系樹脂を含有することが好ましい。この場合、コア部の海相とシェル層とが連続した構造となり、圧力によって圧力応答性樹脂粒子が相転移しやすい。コア部の海相及びシェル層に含まれるスチレン系樹脂の具体的形態は、先述のとおりである。コア部の島相に含まれる(メタ)アクリル酸エステル系樹脂の具体的形態は、先述のとおりである。
【0096】
シェル層に含まれる樹脂としては、ポリスチレン;エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、セルロース樹脂、ポリエーテル樹脂、変性ロジン等の非ビニル系樹脂;なども挙げられる。これらの樹脂は、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
【0097】
シェル層の平均厚は、圧力応答性樹脂粒子の変形抑制の観点から、120nm以上が好ましく、130nm以上がより好ましく、140nm以上が更に好ましく、圧力によって圧力応答性樹脂粒子が相転移しやすい観点から、550nm以下が好ましく、500nm以下がより好ましく、400nm以下が更に好ましい。
【0098】
シェル層の平均厚は、次の方法により測定する。
樹脂粒子をエポキシ樹脂に包埋し、ダイヤモンドナイフ等で切片を作製し、作製した切片をデシケータ内で四酸化オスミウム又は四酸化ルテニウムを用いて染色する。染色された切片を走査型電子顕微鏡(SEM)にて観察する。SEM画像から10個の樹脂粒子断面を無作為に選択し、樹脂粒子1個につきシェル層の厚さを20か所計測して平均値を算出し、樹脂粒子10個の平均値を平均厚とする。
【0099】
-圧力応答性樹脂粒子の特性-
圧力応答性樹脂粒子の一次粒子の体積平均粒径(D50v)は、取り扱いの容易さの観点からは、10nm以上が好ましく、30nm以上がより好ましく、50nm以上が更に好ましく、圧力によって圧力応答性樹脂粒子全体が相転移しやすい観点から、100μm以下が好ましく、50μm以下がより好ましく、20μm以下が更に好ましい。
【0100】
樹脂粒子の一次粒子の体積平均粒径(D50v)は、レーザ回折式粒度分布測定装置(例えば、堀場製作所製LA-700)にて粒径を測定し、小径側から起算した体積基準の粒度分布において累積50%となる粒径を体積平均粒径(D50v)とする。
【0101】
圧力応答性樹脂粒子は、一次粒子が凝集した状態の凝集粒子であってもよい。凝集粒子の平均径は、例えば、1μm以上1000μm以下であり、10μm以上100μm以下である。
【0102】
凝集粒子の平均径は、以下の測定方法によって測定される値である。
凝集粒子を、走査型電子顕微鏡(SEM)にて観察する。SEM画像を画像解析装置に取り込み、画像解析によって凝集粒子ごとの面積を求め、面積から円相当径(μm)を求める。凝集粒子100個の円相当径の算術平均を算出し、凝集粒子の平均径とする。
【0103】
圧力応答性樹脂粒子は、少なくとも2つのガラス転移温度を有するところ、ガラス転移温度の1つはスチレン系樹脂のガラス転移温度と推測され、もう1つは(メタ)アクリル酸エステル系樹脂のガラス転移温度と推測される。
【0104】
圧力応答性樹脂粒子は、3つ以上のガラス転移温度を有していてもよいが、ガラス転移温度の個数は2個であることが好ましい。ガラス転移温度の個数が2個である形態としては、圧力応答性樹脂粒子に含まれる樹脂がスチレン系樹脂と(メタ)アクリル酸エステル系樹脂のみである形態;スチレン系樹脂及び(メタ)アクリル酸エステル系樹脂ではないその他の樹脂の含有量が少ない形態(例えば、その他の樹脂の含有量が圧力応答性樹脂粒子全体に対して5質量%以下である形態);である。
【0105】
圧力応答性樹脂粒子は、少なくとも2つのガラス転移温度を有し、最も低いガラス転移温度が-30℃以下であり、最も高いガラス転移温度が30℃以上である。
【0106】
圧力応答性樹脂粒子が示す最も低いガラス転移温度は、圧力によって圧力応答性樹脂粒子が相転移しやすい観点から、-30℃以下であり、-35℃以下であることがより好ましく、-40℃以下であることが更に好ましく、加圧されていない状態で圧力応答性樹脂粒子が流動化することを抑制する観点から、-90℃以上であることが好ましく、-80℃以上であることがより好ましく、-70℃以上であることが更に好ましい。
【0107】
圧力応答性樹脂粒子が示す最も高いガラス転移温度は、加圧されていない状態で圧力応答性樹脂粒子が流動化することを抑制する観点から、30℃以上であり、40℃以上であることがより好ましく、50℃以上であることが更に好ましく、圧力によって圧力応答性樹脂粒子が相転移しやすい観点から、70℃以下であることが好ましく、65℃以下であることがより好ましく、60℃以下であることが更に好ましい。
【0108】
圧力応答性樹脂粒子が示す最も低いガラス転移温度と最も高いガラス転移温度との差は60℃以上である。最も低いガラス転移温度と最も高いガラス転移温度との差は、圧力によって圧力応答性樹脂粒子が相転移しやすい観点から、より好ましくは70℃以上であり、更に好ましくは80℃以上である。最も低いガラス転移温度と最も高いガラス転移温度との差は、その上限が、例えば、140℃以下であり、130℃以下であり、120℃以下である。
【0109】
本開示において、樹脂粒子のガラス転移温度は、樹脂粒子を圧縮して板状の試料を作製し、示差走査熱量測定(Differential Scanning Calorimetry、DSC)を行って得た示差走査熱量曲線(DSC曲線)から求める。より具体的には、JIS K7121:1987「プラスチックの転移温度測定方法」のガラス転移温度の求め方に記載の「補外ガラス転移開始温度」に従って求める。
【0110】
圧力応答性樹脂粒子は、圧力によって相転移する樹脂粒子であり、下記の式1を満たす。
式1・・・10℃≦T1-T2
式1において、T1は、圧力1MPa下に粘度10000Pa・sを示す温度であり、T2は、圧力10MPa下に粘度10000Pa・sを示す温度である。
【0111】
温度差(T1-T2)は、圧力によって圧力応答性樹脂粒子が相転移しやすい観点から、10℃以上であり、15℃以上が好ましく、20℃以上がより好ましく、加圧されていない状態で圧力応答性樹脂粒子が流動化することを抑制する観点から、120℃以下が好ましく、100℃以下がより好ましく、80℃以下が更に好ましい。
温度T1の値は、140℃以下が好ましく、130℃以下がより好ましく、120℃以下が更に好ましく、115℃以下が更に好ましい。温度T1の下限は、80℃以上が好ましく、85℃以上がより好ましい。
温度T2の値は、40℃以上が好ましく、50℃以上がより好ましく、60℃以上が更に好ましい。温度T2の上限は、85℃以下が好ましく、75℃以下がより好ましい。
【0112】
温度T1及び温度T2を求める方法は、次のとおりである。
樹脂粒子を圧縮してペレット状の試料を作製する。ペレット状の試料をフローテスター(島津製作所製、CFT-500)にセットして、印加圧力を1MPaに固定して、1MPaにおける温度に対する粘度を測定する。得られた粘度のグラフから、印加圧力1MPaにおいて粘度が104Pa・sになるときの温度T1を決定する。印加圧力1MPaを10MPaとする以外は、温度T1に係る方法と同様にして、温度T2を決定する。温度T1と温度T2から温度差(T1-T2)を算出する。
【0113】
[外添剤]
圧力応答性樹脂粒子に外添される外添剤としては、例えば、無機粒子が挙げられる。無機粒子として、SiO2、TiO2、Al2O3、CuO、ZnO、SnO2、CeO2、Fe2O3、MgO、BaO、CaO、K2O、Na2O、ZrO2、CaO・SiO2、K2O・(TiO2)n、Al2O3・2SiO2、CaCO3、MgCO3、BaSO4、MgSO4等が挙げられる。
【0114】
外添剤としての無機粒子の表面は、疎水化処理が施されていることがよい。疎水化処理は、例えば、疎水化処理剤に無機粒子を浸漬する等して行う。疎水化処理剤は特に制限されないが、例えば、シラン系カップリング剤、シリコーンオイル、チタネート系カップリング剤、アルミニウム系カップリング剤等が挙げられる。これらは1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。疎水化処理剤の量は、例えば、無機粒子100質量部に対して、1質量部以上10質量部である。
【0115】
外添剤としては、樹脂粒子(ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、メラミン樹脂等の樹脂粒子)、クリーニング活剤(例えば、ステアリン酸亜鉛に代表される高級脂肪酸の金属塩、フッ素系高分子量体の粒子)等も挙げられる。
【0116】
外添剤の外添量は、圧力応答性樹脂粒子に対して、0.01質量%以上5質量%以下が好ましく、0.01質量%以上2.0質量%以下がより好ましい。
【0117】
[分散媒]
本実施形態に係る接着材料が液体組成物である場合、その分散媒としては、例えば、水;プロピレングリコール、1,3-プロパンジオール、ジエチレングリコール等のアルコール類;などの水系媒体が挙げられる。これらは、1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
【0118】
本実施形態に係る接着材料が液体組成物である場合、接着材料は、界面活性剤、分散安定剤、粘度調整剤、pH調整剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、防腐剤、防カビ剤等の添加剤を含んでいてもよい。
【0119】
本実施形態に係る接着材料が液体組成物である場合、圧力応答性樹脂粒子の含有量は、接着材料全体に対して、例えば、10質量%以上80質量%以下であり、20質量%以上70質量%以下であり、30質量%以上60質量%以下である。
【0120】
[接着材料の製造方法]
本実施形態に係る接着材料は、例えば、圧力応答性樹脂粒子を含む分散液を製造し、これを接着材料とする;圧力応答性樹脂粒子を含む分散液を製造し、当該分散液に添加剤を添加して接着材料とする;圧力応答性樹脂粒子を含む分散液を製造し、当該分散液を乾燥して粉体の圧力応答性樹脂粒子を得て、これを接着材料とする;乾燥した状態の圧力応答性樹脂粒子を凝集させて、凝集粒子を接着材料とする;乾燥した状態の圧力応答性樹脂粒子に外添剤(シリカ、チタニア等の無機粒子)を外添して、接着材料とする;などの方法によって製造できる。
【0121】
圧力応答性樹脂粒子は、乾式製法(例えば、混練粉砕法等)、湿式製法(例えば、凝集合一法、懸濁重合法、溶解懸濁法等)のいずれにより製造してもよい。これらの製法に特に制限はなく、公知の製法が採用される。これらの中でも、凝集合一法により圧力応答性樹脂粒子を得ることがよい。
【0122】
圧力応答性樹脂粒子を凝集合一法により製造する場合、例えば、
スチレン系樹脂を含むスチレン系樹脂粒子が分散したスチレン系樹脂粒子分散液を準備する工程(スチレン系樹脂粒子分散液準備工程)と、
スチレン系樹脂粒子分散液中で(メタ)アクリル酸エステル系樹脂を重合し、スチレン系樹脂及び(メタ)アクリル酸エステル系樹脂を含有する複合樹脂粒子を形成する工程(複合樹脂粒子形成工程)と、
複合樹脂粒子が分散した複合樹脂粒子分散液中で複合樹脂粒子を凝集させ、凝集粒子を形成する工程(凝集粒子形成工程)と、
凝集粒子が分散した凝集粒子分散液を加熱し、凝集粒子を融合・合一して、圧力応答性樹脂粒子を形成する工程(融合・合一工程)と、を経て、圧力応答性樹脂粒子を製造する。
【0123】
以下、各工程の詳細について説明する。
以下の説明では、着色剤及び離型剤を含まない圧力応答性樹脂粒子を得る方法について説明する。着色剤、離型剤、その他添加剤は、必要に応じて用いてもよい。圧力応答性樹脂粒子に着色剤及び離型剤を含有させる場合は、複合樹脂粒子分散液と着色剤粒子分散液と離型剤粒子分散液とを混合した後、融合・合一工程を行う。着色剤粒子分散液及び離型剤粒子分散液は、例えば、材料を混合した後、公知の分散機を用いて分散処理を行うことで作製できる。
【0124】
-スチレン系樹脂粒子分散液準備工程-
スチレン系樹脂粒子分散液は、例えば、界面活性剤によりスチレン系樹脂粒子を分散媒中に分散させた分散液である。
【0125】
分散媒としては、例えば、水、アルコール類などの水系媒体が挙げられる。これらは、1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
【0126】
界面活性剤としては、例えば、硫酸エステル塩系、スルホン酸塩系、リン酸エステル系、せっけん系等のアニオン界面活性剤;アミン塩型、4級アンモニウム塩型等のカチオン界面活性剤;ポリエチレングリコール系、アルキルフェノールエチレンオキサイド付加物系、多価アルコール系等の非イオン系界面活性剤等が挙げられる。非イオン系界面活性剤は、アニオン界面活性剤又はカチオン界面活性剤と併用してもよい。これらの中でも、アニオン界面活性剤が好ましい。界面活性剤は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
【0127】
スチレン系樹脂粒子を分散媒に分散する方法としては、例えば、スチレン系樹脂と分散媒とを混合し、回転せん断型ホモジナイザーや、メディアを有するボールミル、サンドミル、ダイノミル等を用いて攪拌して分散させる方法が挙げられる。
【0128】
スチレン系樹脂粒子を分散媒に分散する別の方法としては、乳化重合法が挙げられる。具体的には、スチレン系樹脂の重合成分と連鎖移動剤又は重合開始剤とを混合した後、界面活性剤を含有する水系媒体をさらに混合し、攪拌して乳化液を作製し、乳化液中でスチレン系樹脂を重合する。この際、連鎖移動剤としてドデカンチオールを用いることが好ましい。
【0129】
スチレン系樹脂粒子分散液中に分散するスチレン系樹脂粒子の体積平均粒径は、100nm以上250nm以下が好ましく、120nm以上220nm以下がより好ましく、150nm以上200nm以下が更に好ましい。
【0130】
樹脂粒子分散液に含まれる樹脂粒子の体積平均粒径は、レーザ回折式粒度分布測定装置(例えば、堀場製作所製LA-700)にて粒径を測定し、小径側から起算した体積基準の粒度分布において累積50%となる粒径を体積平均粒径(D50v)とする。
【0131】
スチレン系樹脂粒子分散液に含まれるスチレン系樹脂粒子の含有量は、30質量%以上60質量%以下が好ましく、40質量%以上50質量%以下がより好ましい。
【0132】
-複合樹脂粒子形成工程-
スチレン系樹脂粒子分散液と(メタ)アクリル酸エステル系樹脂の重合成分とを混合し、スチレン系樹脂粒子分散液中で(メタ)アクリル酸エステル系樹脂を重合し、スチレン系樹脂及び(メタ)アクリル酸エステル系樹脂を含有する複合樹脂粒子を形成する。
【0133】
複合樹脂粒子は、スチレン系樹脂と(メタ)アクリル酸エステル系樹脂とがミクロ相分離の状態で含まれる樹脂粒子であることが好ましい。当該樹脂粒子は、例えば、下記の方法で製造することができる。
【0134】
スチレン系樹脂粒子分散液に、(メタ)アクリル酸エステル系樹脂の重合成分(少なくとも2種の(メタ)アクリル酸エステルを含むモノマー群)を添加し、必要に応じて水系媒体を添加する。次いで、分散液をゆっくりと攪拌しながら、分散液の温度をスチレン系樹脂のガラス転移温度以上(例えばスチレン系樹脂のガラス転移温度より10℃から30℃高い温度)に加熱する。次いで、温度を保ちながら、重合開始剤を含有する水系媒体をゆっくりと滴下し、さらに1時間以上15時間以下の範囲で長時間攪拌を継続する。この際、重合開始剤として過硫酸アンモニウムを用いることが好ましい。
【0135】
詳細な機序は必ずしも明らかではないが、上記の方法を採用した場合、スチレン系樹脂粒子中にモノマーと重合開始剤とが含浸し、スチレン系樹脂粒子の内部で(メタ)アクリル酸エステルが重合すると推測される。これによって、スチレン系樹脂粒子の内部に(メタ)アクリル酸エステル系樹脂が含まれており、粒子内部においてスチレン系樹脂と(メタ)アクリル酸エステル系樹脂とがミクロ相分離の状態を形成している複合樹脂粒子が得られると推測される。
【0136】
複合樹脂粒子分散液中に分散する複合樹脂粒子の体積平均粒径は、140nm以上300nm以下が好ましく、150nm以上280nm以下がより好ましく、160nm以上250nm以下が更に好ましい。
【0137】
複合樹脂粒子分散液に含まれる複合樹脂粒子の含有量は、20質量%以上70質量%以下が好ましく、30質量%以上50質量%以下がより好ましい。
【0138】
-凝集粒子形成工程-
複合樹脂粒子分散液中で複合樹脂粒子を凝集させ、目的とする圧力応答性樹脂粒子の径に近い径を持つ凝集粒子を形成する。
【0139】
具体的には、例えば、複合樹脂粒子分散液に凝集剤を添加すると共に、複合樹脂粒子分散液のpHを酸性(例えばpH2以上5以下)に調整し、必要に応じて分散安定剤を添加した後、スチレン系樹脂のガラス転移温度に近い温度(具体的には、例えば、スチレン系樹脂のガラス転移温度-30℃以上ガラス転移温度-10℃以下)に加熱し、複合樹脂粒子を凝集させて、凝集粒子を形成する。
【0140】
凝集粒子形成工程においては、複合樹脂粒子分散液を回転せん断型ホモジナイザーで攪拌下、室温(例えば25℃)で凝集剤を添加し、複合樹脂粒子分散液のpHを酸性(例えばpH2以上5以下)に調整し、必要に応じて分散安定剤を添加した後に、加熱を行ってもよい。
【0141】
凝集剤としては、例えば、複合樹脂粒子分散液に含まれる界面活性剤と逆極性の界面活性剤、無機金属塩、2価以上の金属錯体が挙げられる。凝集剤として金属錯体を用いた場合には、界面活性剤の使用量が低減され、帯電特性が向上する。
凝集剤と共に、該凝集剤の金属イオンと錯体もしくは類似の結合を形成する添加剤を必要に応じて用いてもよい。この添加剤としては、キレート剤が好適に用いられる。
【0142】
無機金属塩としては、例えば、塩化カルシウム、硝酸カルシウム、塩化バリウム、塩化マグネシウム、塩化亜鉛、塩化アルミニウム、硫酸アルミニウム等の金属塩;ポリ塩化アルミニウム、ポリ水酸化アルミニウム、多硫化カルシウム等の無機金属塩重合体;などが挙げられる。
キレート剤としては、水溶性のキレート剤を用いてもよい。キレート剤としては、例えば、酒石酸、クエン酸、グルコン酸等のオキシカルボン酸;イミノ二酸酢(IDA)、ニトリロ三酢酸(NTA)、エチレンジアミン四酢酸(EDTA)等のアミノカルボン酸;などが挙げられる。
キレート剤の添加量は、樹脂粒子100質量部に対して0.01質量部以上5.0質量部以下が好ましく、0.1質量部以上3.0質量部未満がより好ましい。
【0143】
-融合・合一工程-
次に、凝集粒子が分散された凝集粒子分散液を、例えば、スチレン系樹脂のガラス転移温度以上(例えばスチレン系樹脂のガラス転移温度より10℃から30℃高い温度)に加熱して、凝集粒子を融合・合一し、圧力応答性樹脂粒子を形成する。
【0144】
以上の工程を経て得られた圧力応答性樹脂粒子は、通常、スチレン系樹脂を含む海相と、当該海相に分散した(メタ)アクリル酸エステル系樹脂を含む島相とを有する海島構造を有する。複合樹脂粒子においてはスチレン系樹脂と(メタ)アクリル酸エステル系樹脂とがミクロ相分離の状態であったところ、融合・合一工程において、スチレン系樹脂が互いに集まって海相になり、(メタ)アクリル酸エステル系樹脂が互いに集まって島相になるものと推測される。
【0145】
海島構造の島相の平均径は、例えば、複合樹脂粒子形成工程において使用するスチレン系樹脂粒子分散液の量又は少なくとも2種の(メタ)アクリル酸エステルの量を増減すること、融合・合一工程において高温に維持する時間を増減すること、等によって制御できる。
【0146】
コア・シェル構造の圧力応答性樹脂粒子は、例えば、
凝集粒子分散液を得た後、凝集粒子分散液とスチレン系樹脂粒子分散液とをさらに混合し、凝集粒子の表面にさらにスチレン系樹脂粒子を付着するように凝集して、第2凝集粒子を形成する工程と、
第2凝集粒子が分散された第2凝集粒子分散液に対して加熱をし、第2凝集粒子を融合・合一して、コア・シェル構造の圧力応答性樹脂粒子を形成する工程と、
を経て製造する。
上記工程を経て得られるコア・シェル構造の圧力応答性樹脂粒子は、スチレン系樹脂を含むシェル層を有する。スチレン系樹脂粒子分散液の代わりに他の種類の樹脂粒子が分散した樹脂粒子分散液を用いて、他の種類の樹脂を含むシェル層を形成してもよい。
【0147】
融合・合一工程終了後、圧力応答性樹脂粒子を含む分散液をそのまま、又は、各種の添加剤を添加して、本実施形態に係る接着材料としてよい。または、圧力応答性樹脂粒子を含む分散液に公知の洗浄工程、固液分離工程、及び乾燥工程を施して乾燥した状態の圧力応答性樹脂粒子を得て、乾燥した状態の圧力応答性樹脂粒子を本実施形態に係る接着材料としてよい。または、乾燥した状態の圧力応答性樹脂粒子に外添剤(シリカ、チタニア等の無機粒子)を外添して、本実施形態に係る接着材料としてよい。または、乾燥した状態の圧力応答性樹脂粒子を凝集させた凝集粒子を本実施形態に係る接着材料としてよい。
【0148】
本実施形態に係る接着材料は、電子写真方式の画像形成に用いる現像剤でもよい。この場合、圧力応答性樹脂粒子がトナーに相当する。本実施形態に係る接着材料が現像剤の場合、トナーと公知のキャリアとを混合した二成分現像剤であってもよい。
【0149】
<印刷物の製造装置、印刷物の製造方法、印刷物>
本実施形態に係る印刷物の製造装置は、本実施形態に係る接着材料を収容し、前記接着材料に含まれる圧力応答性樹脂粒子を記録媒体上に配置する配置手段と、前記記録媒体を折り重ねて圧着する、又は、前記記録媒体と別の記録媒体とを重ねて圧着する圧着手段と、を含む。
【0150】
配置手段は、例えば、接着材料を記録媒体上に付与する付与装置と、記録媒体上に付与された接着材料に含まれる圧力応答性樹脂粒子を記録媒体上に定着する定着装置と、を備える。
【0151】
圧着手段は、例えば、圧力応答性樹脂粒子が配置された記録媒体を折り重ねる折り装置、又は、圧力応答性樹脂粒子が配置された記録媒体と別の記録媒体とを重ねる重ね装置と、重なった記録媒体を加圧する加圧装置と、を備える。
【0152】
圧着手段が備える加圧装置は、圧力応答性樹脂粒子が配置された記録媒体に圧力を印加する。これによって、記録媒体上において圧力応答性樹脂粒子が流動化し接着性を発揮する。
【0153】
本実施形態に係る印刷物の製造装置によって、本実施形態に係る印刷物の製造方法が実施される。
【0154】
本実施形態に係る印刷物の製造方法は、本実施形態に係る接着材料を用いるとともに、前記接着材料に含まれる圧力応答性樹脂粒子を記録媒体上に配置する配置工程と、前記記録媒体を折り重ねて圧着する、又は、前記記録媒体と別の記録媒体とを重ねて圧着する圧着工程と、を含む。
【0155】
配置工程は、例えば、接着材料を記録媒体上に付与する工程と、記録媒体上に付与された接着材料に含まれる圧力応答性樹脂粒子を記録媒体上に定着する工程と、を含む。
【0156】
圧着工程は、例えば、記録媒体を折り重ねる折り工程又は記録媒体と別の記録媒体とを重ねる重ね工程と、重なった記録媒体を加圧する加圧工程と、を備える。
【0157】
圧力応答性樹脂粒子は、記録媒体の全面に配置されてもよく、記録媒体の一部に配置されてもよい。圧力応答性樹脂粒子は、記録媒体上に1層又は複数層配置される。圧力応答性樹脂粒子の層は、記録媒体の面方向に連続した層であってもよいし、記録媒体の面方向に不連続な層であってもよい。圧力応答性樹脂粒子の層は、圧力応答性樹脂粒子が粒子のまま並んだ層であってもよく、隣接する圧力応答性樹脂粒子どうしが融合して並んだ層であってもよい。
【0158】
記録媒体上の圧力応答性樹脂粒子(好ましくは透明な樹脂粒子)の量は、配置された領域において、例えば、0.5g/m2以上50g/m2以下であり、1g/m2以上40g/m2以下であり、1.5g/m2以上30g/m2以下である。記録媒体上の圧力応答性樹脂粒子(好ましくは透明な樹脂粒子)の層厚は、例えば、0.2μm以上25μm以下であり、0.4μm以上20μm以下であり、0.6μm以上15μm以下である。
【0159】
本実施形態に係る印刷物の製造装置に適用する記録媒体としては、例えば、紙、紙の表面を樹脂等でコーティングしたコート紙、布、不織布、樹脂フィルム、樹脂シートなどが挙げられる。記録媒体は、片面又は両面に画像を有していてもよい。
【0160】
以下、本実施形態に係る印刷物の製造装置の一例を示すが、本実施形態はこれに限定されるわけではない。
【0161】
図1は、本実施形態に係る印刷物の製造装置の一例を示す概略構成図である。
図1に示す印刷物の製造装置は、配置手段100と、配置手段100の下流に配置された圧着手段200とを備える。矢印は、記録媒体の搬送方向を示す。
【0162】
配置手段100は、本実施形態に係る接着材料を用いて、圧力応答性樹脂粒子を記録媒体P上に配置する装置である。記録媒体Pには、片面又は両面に予め画像が形成されている。
【0163】
配置手段100は、付与装置110と、付与装置110の下流に配置された定着装置120とを備えている。
【0164】
付与装置110は、圧力応答性樹脂粒子Mを含む接着材料を記録媒体P上に付与する。付与装置110が採用する付与方法としては、例えば、バーコート法、ダイコート法、ナイフコート法、ロールコート法、リバースロールコート法、グラビアコート法、スクリーン印刷法、インクジェット法、スプレー法、ラミネート法、電子写真法などが挙げられる。
【0165】
付与装置110によって接着材料が付与された記録媒体Pは定着装置120へ搬送される。
【0166】
定着装置120は、例えば、加熱源を備え、通過する記録媒体P上の接着材料を加熱し、接着材料を乾燥させ、圧力応答性樹脂粒子を記録媒体P上に定着させる乾燥装置;一対の加圧部材(ロール/ロール、ベルト/ロール)を備え、通過する記録媒体Pを加圧し、圧力応答性樹脂粒子を記録媒体P上に定着させる加圧装置;内部に加熱源を備える一対の加圧部材(ロール/ロール、ベルト/ロール)を備え、通過する記録媒体Pを加圧及び加熱し、圧力応答性樹脂粒子を記録媒体P上に定着させる加圧加熱装置;などである。
【0167】
定着装置120が加熱源を有する場合、定着装置120によって加熱された際の記録媒体Pの表面温度は、10℃以上80℃以下が好ましく、20℃以上60℃以下がより好ましく、30℃以上50℃以下が更に好ましい。
【0168】
定着装置120が加圧部材を有する場合、加圧部材が記録媒体Pに印加する圧力は、加圧装置230が記録媒体P2に印加する圧力に比較して低圧でよい。
【0169】
記録媒体Pは、配置手段100を通過することによって、画像上に圧力応答性樹脂粒子が付与された記録媒体P1になる。記録媒体P1は、圧着手段200に向けて搬送される。
【0170】
本実施形態に係る印刷物の製造装置において、配置手段100と圧着手段200とは、近接している形態でもよく、離隔している形態でもよい。配置手段100と圧着手段200とが離隔している場合、配置手段100と圧着手段200とは、例えば、記録媒体P1を搬送する搬送手段(例えばベルトコンベア)によって繋がれる。
【0171】
圧着手段200は、折り装置220と加圧装置230とを備え、記録媒体P1を折り重ねて圧着する手段である。
【0172】
折り装置220は、当該装置を通過する記録媒体P1を折り重ね、折り重なった記録媒体P2を作製する。記録媒体P2の折り重なり方は、例えば、二つ折り、三つ折り、四つ折りであり、記録媒体P2の一部のみが折り重なっている形態でもよい。記録媒体P2は、対向する2つの面の少なくとも一方の面の少なくとも一部に、圧力応答性樹脂粒子が配置された状態である。
【0173】
折り装置220は、記録媒体P2に圧力を印加する一対の加圧部材(例えば、ロール/ロール、ベルト/ロール)を有していてもよい。折り装置220の加圧部材が記録媒体P2に印加する圧力は、加圧装置230が記録媒体P2に印加する圧力に比較して低圧でよい。
【0174】
圧着手段200は、折り装置220の代わりに、記録媒体P1と別の記録媒体とを重ねる重ね装置を備えていてもよい。記録媒体P1と別の記録媒体との重なりの形態は、例えば、記録媒体P1上に別の記録媒体が1枚重なっている形態、記録媒体P1上の複数個所に別の記録媒体が1枚ずつそれぞれ重なっている形態などである。別の記録媒体は、片面又は両面に予め画像が形成されている記録媒体でもよく、画像が形成されていない記録媒体でもよく、予め作製しておいた圧着印刷物でもよい。
【0175】
折り装置220(又は重ね装置)を出た記録媒体P2は、加圧装置230に向けて搬送される。
【0176】
加圧装置230は、一対の加圧部材(則ち、加圧ロール231及び232)を備える。加圧ロール231と加圧ロール232とは互いの外周面で接触し且つ押し合い、通過する記録媒体P2に圧力を印加する。加圧装置230が備える一対の加圧部材は、加圧ロールと加圧ロールの組合せに限られず、加圧ロールと加圧ベルトの組合せ、加圧ベルトと加圧ベルトの組合せでもよい。
【0177】
加圧装置230を通過する記録媒体P2に圧力が印加されると、記録媒体P2上において圧力応答性樹脂粒子が圧力によって流動化し接着性を発揮する。
【0178】
加圧装置230は内部に、記録媒体P2を加熱するための加熱源(例えばハロゲンヒータ)を有していても、有していなくてもよい。なお、加圧装置230が内部に加熱源を有しないことは、加圧装置230が備えるモーター等の発熱により、加圧装置230内の温度が環境温度以上になることを除外しない。
【0179】
記録媒体P2が加圧装置230を通過することによって、折り重なった面どうしが流動化した圧力応答性樹脂粒子によって接着され、圧着印刷物P3が作製される。圧着印刷物P3は、対向する2つの面どうしが、一部又は全部、接着されている。
【0180】
完成した圧着印刷物P3は、加圧装置230から搬出される。
【0181】
圧着印刷物P3の第一の形態は、折り重なった記録媒体が、対向する面において、圧力応答性樹脂粒子によって接着されてなる、圧着印刷物である。本形態の圧着印刷物P3は、折り装置220を備える印刷物の製造装置によって製造される。
【0182】
圧着印刷物P3の第二の形態は、重なった複数の記録媒体が、対向する面において、圧力応答性樹脂粒子によって接着されてなる、圧着印刷物である。本形態の圧着印刷物P3は、重ね装置を備える圧着印刷物の製造装置によって製造される。
【0183】
本実施形態に係る印刷物の製造装置は、記録媒体P2を折り装置220(又は重ね装置)から加圧装置230へ連続して搬送する形態の装置に限定されない。本実施形態に係る印刷物の製造装置は、折り装置220(又は重ね装置)を出た記録媒体P2を貯留し、記録媒体P2の貯留量が予め定められた量に達した後、記録媒体P2を加圧装置230に搬送する形態の装置でもよい。
【0184】
本実施形態に係る印刷物の製造装置において、折り装置220(又は重ね装置)と圧着加圧装置230とは、近接している形態でもよく、離隔している形態でもよい。折り装置220(又は重ね装置)と圧着加圧装置230とが離隔している場合、折り装置220(又は重ね装置)と圧着加圧装置230とは、例えば、記録媒体P2を搬送する搬送手段(例えばベルトコンベア)によって繋がれる。
【0185】
本実施形態に係る印刷物の製造装置は、記録媒体を予め定められた寸法に裁断する裁断手段を備えていてもよい。裁断手段は、例えば、配置手段100と圧着手段200との間に配置され、記録媒体P1の一部であって圧力応答性樹脂粒子が配置されていない領域を切り落とす裁断手段;折り装置220と加圧装置230との間に配置され、記録媒体P2の一部であって圧力応答性樹脂粒子が配置されていない領域を切り落とす裁断手段;圧着手段200の下流に配置され、圧着印刷物P3の一部であって圧力応答性樹脂粒子によって接着されていない領域を切り落とす裁断手段;などである。
【0186】
本実施形態に係る印刷物の製造装置は、枚葉式の装置に限定されない。本実施形態に係る印刷物の製造装置は、長尺の記録媒体に対して配置工程及び圧着工程を行って長尺の圧着印刷物を形成した後、長尺の圧着印刷物を予め定められた寸法に裁断する様式の装置であってもよい。
【0187】
<印刷物製造用シート、印刷物製造用シートの製造方法>
本実施形態に係る印刷物製造用シートは、基材と、前記基材上に配置された圧力応答性樹脂粒子と、を有する。本実施形態に係る印刷物製造用シートは、本実施形態に係る接着材料を用いて製造される。基材上の圧力応答性樹脂粒子は、本実施形態に係る接着材料に含まれていたときの粒子形状を保っていてもよく、保っていなくてもよい。
【0188】
本実施形態に係る印刷物製造用シートは、例えば、記録媒体に記録された情報を秘匿したい場合に記録媒体に重ねて接着されるマスキングシート;記録媒体どうしを重ねて接着する際に、記録媒体上に接着剤層を設けるために使用される剥離シート;などに適用される。
【0189】
本実施形態に係る印刷物製造用シートに適用する基材としては、例えば、紙、紙の表面を樹脂等でコーティングしたコート紙、布、不織布、樹脂フィルム、樹脂シートなどが挙げられる。基材には、片面又は両面に画像が形成されていてもよい。
【0190】
本実施形態に係る印刷物製造用シートにおいて、圧力応答性樹脂粒子は、基材の全面に配置されていてもよく、基材の一部に配置されていてもよい。圧力応答性樹脂粒子は、基材上に1層又は複数層配置されている。圧力応答性樹脂粒子の層は、基材の面方向に連続した層であってもよいし、基材の面方向に不連続な層であってもよい。圧力応答性樹脂粒子の層は、圧力応答性樹脂粒子が粒子のまま並んだ層であってもよく、隣接する圧力応答性樹脂粒子どうしが融合して並んだ層であってもよい。
【0191】
基材上の圧力応答性樹脂粒子の量は、配置された領域において、例えば、0.5g/m2以上50g/m2以下であり、1g/m2以上40g/m2以下であり、1.5g/m2以上30g/m2以下である。基材上の圧力応答性樹脂粒子の層厚は、例えば、0.2μm以上25μm以下であり、0.4μm以上20μm以下であり、0.6μm以上15μm以下である。
【0192】
本実施形態に係る印刷物製造用シートは、例えば、本実施形態に係る接着材料を用いるとともに、前記接着材料に含まれる圧力応答性樹脂粒子を基材上に配置する配置工程を含む製造方法によって製造される。
【0193】
配置工程は、例えば、接着材料を基材上に付与する付与工程と、基材上に付与された接着材料に含まれる圧力応答性樹脂粒子を基材上に定着する定着工程と、を含む。
【0194】
付与工程は、例えば、バーコート法、ダイコート法、ナイフコート法、ロールコート法、リバースロールコート法、グラビアコート法、スクリーン印刷法、インクジェット法、スプレー法、ラミネート法、電子写真法などの方法により実現される。
【0195】
定着工程は、例えば、基材上の接着材料を加熱源で加熱し、接着材料を乾燥させ、圧力応答性樹脂粒子を基材上に定着する乾燥工程;接着材料が付与された基材を一対の加圧部材(ロール/ロール、ベルト/ロール)にて加圧し、圧力応答性樹脂粒子を基材上に定着する加圧工程;接着材料が付与された基材を、内部に加熱源を備える一対の加圧部材(ロール/ロール、ベルト/ロール)にて加圧及び加熱し、圧力応答性樹脂粒子を基材上に定着する加圧加熱工程;などである。
【実施例】
【0196】
以下、実施例により発明の実施形態を詳細に説明するが、発明の実施形態は、これら実施例に何ら限定されるものではない。以下の説明において、特に断りのない限り、「部」及び「%」は質量基準である。
【0197】
アクリル系モノマーについて、アルキル基の炭素数、ホモポリマーのガラス転移温度及びホモポリマーのSP値を表1に示す。また、主なアクリル系モノマー間のSP値の差の絶対値を表2に示す。
【0198】
【0199】
【0200】
<スチレン系樹脂粒子を含む分散液の調製>
[スチレン系樹脂粒子分散液(St1)の調製]
・スチレン :390部
・アクリル酸n-ブチル:100部
・アクリル酸 : 10部
・ドデカンチオール :7.5部
上記の材料を混合し溶解してモノマー溶液を調製した。
アニオン性界面活性剤(ダウ・ケミカル社製、DOWFAX2A1)8部をイオン交換水205部に溶解し、前記モノマー溶液を加えて分散し乳化し、乳化液を得た。
アニオン性界面活性剤(ダウ・ケミカル社製、DOWFAX2A1)2.2部をイオン交換水462部に溶解し、攪拌機、温度計、還流冷却管及び窒素ガス導入管を備えた重合用フラスコに仕込み、攪拌しながら73℃まで加熱し、保持した。
過硫酸アンモニウム3部をイオン交換水21部に溶解し、前記重合用フラスコに定量ポンプを介して15分間かけて滴下した後、前記乳化液を定量ポンプを介して160分間かけて滴下した。
次いで、ゆっくりと攪拌を続けながら重合用フラスコを75℃に3時間保持した後、室温に戻した。
これにより、スチレン系樹脂粒子を含み、樹脂粒子の体積平均粒径(D50v)が174nm、GPC(UV検出)による重量平均分子量が49k、ガラス転移温度が54℃、固形分量が42%のスチレン系樹脂粒子分散液(St1)を得た。
【0201】
スチレン系樹脂粒子分散液(St1)を乾燥してスチレン系樹脂粒子を取り出し、示差走査熱量計(島津製作所製、DSC-60A)にて、温度-100℃から100℃の範囲の熱的挙動を分析したところ、ガラス転移温度が1つ観察された。表3にガラス転移温度を示す。
【0202】
[スチレン系樹脂粒子分散液(St2)~(St13)の調製]
スチレン系樹脂粒子分散液(St1)の調製と同様にして、但しモノマーを表3に記載の通りに変更して、スチレン系樹脂粒子分散液(St2)~(St13)を調製した。
【0203】
表3においてモノマーは下記の略号で記載する。
スチレン:St、アクリル酸n-ブチル:BA、アクリル酸2-エチルヘキシル:2EHA、アクリル酸エチル:EA、アクリル酸4-ヒドロキシブチル:4HBA、アクリル酸:AA、メタクリル酸:MAA、アクリル酸2-カルボキシエチル:CEA
【0204】
【0205】
<複合樹脂粒子を含む分散液の調製>
[複合樹脂粒子分散液(M1)の調製]
・スチレン系樹脂粒子分散液(St1):1190部(固形分500部)
・アクリル酸n-ブチル : 250部
・アクリル酸2-エチルヘキシル : 250部
・イオン交換水 : 982部
上記の材料を重合用フラスコに仕込み、25℃で1時間攪拌した後、70℃に加熱した。
過硫酸アンモニウム2.5部をイオン交換水75部に溶解し、前記重合用フラスコに定量ポンプを介して60分間かけて滴下した。
次いで、ゆっくりと攪拌を続けながら重合用フラスコを70℃に3時間保持した後、室温に戻した。
これにより、複合樹脂粒子を含み、樹脂粒子の体積平均粒径(D50v)が219nm、GPC(UV検出)による重量平均分子量が219k、固形分量が32%の複合樹脂粒子分散液(M1)を得た。
【0206】
[複合樹脂粒子分散液(M2)~(M21)及び(cM1)~(cM3)の調製]
複合樹脂粒子分散液(M1)の調製と同様にして、但し、スチレン系樹脂粒子分散液(St1)を表4に記載の通りに変更して、又は、(メタ)アクリル酸エステル系樹脂の重合成分を表4に記載の通りに変更して、複合樹脂粒子分散液(M2)~(M21)及び(cM1)~(cM3)を調製した。
【0207】
[複合樹脂粒子分散液(M22)~(M25)及び(cM4)~(cM5)の調製]
複合樹脂粒子分散液(M1)の調製と同様にして、但し、アクリル酸n-ブチル及びアクリル酸2-エチルヘキシルの使用量を調節して、複合樹脂粒子分散液(M22)~(M25)及び(cM4)~(cM5)を調製した。
【0208】
<第一の実施形態:液体組成物である接着材料>
[接着材料(1)~(25)の準備]
複合樹脂粒子分散液(M1)~(M25)をそれぞれ、そのまま接着材料(1)~(25)とした。本形態においては、複合樹脂粒子分散液に含まれる複合樹脂粒子が、圧力応答性樹脂粒子である。
【0209】
[比較用の接着材料(c1)~(c5)の準備]
複合樹脂粒子分散液(cM1)~(cM5)をそれぞれ、そのまま接着材料(c1)~(c5)とした。
【0210】
[比較用の接着材料(c6)の準備]
スチレン系樹脂粒子分散液(St1)と、下記の(メタ)アクリル酸エステル系樹脂粒子分散液(Ac1)とを1部:1部で混合し、イオン交換水を添加して固形分量32%に調製し、接着材料(c6)を得た。
【0211】
・アクリル酸n-ブチル :250部
・アクリル酸2-エチルヘキシル:250部
・ドデカンチオール : 1部
上記の材料を混合し溶解してモノマー溶液を調製した。
アニオン性界面活性剤(ダウ・ケミカル社製、DOWFAX2A1)8部をイオン交換水205部に溶解し、前記モノマー溶液を加えて分散し乳化し、乳化液を得た。
アニオン性界面活性剤(ダウ・ケミカル社製、DOWFAX2A1)2.2部をイオン交換水462部に溶解し、攪拌機、温度計、還流冷却管及び窒素ガス導入管を備えた重合用フラスコに仕込み、攪拌しながら73℃まで加熱し、保持した。
過硫酸アンモニウム3部をイオン交換水21部に溶解し、前記重合用フラスコに定量ポンプを介して15分間かけて滴下した後、前記乳化液を定量ポンプを介して160分間かけて滴下した。
次いで、ゆっくりと攪拌を続けながら重合用フラスコを75℃に3時間保持した後、室温に戻した。
これにより、(メタ)アクリル酸エステル系樹脂粒子を含み、樹脂粒子の体積平均粒径(D50v)が140nm、GPC(UV検出)による重量平均分子量が210k、ガラス転移温度-52℃、固形分量が42%の(メタ)アクリル酸エステル系樹脂粒子分散液(Ac1)を得た。
【0212】
[圧力応答性樹脂粒子(又は比較用樹脂粒子)の熱特性分析]
各接着材料を乾燥して樹脂粒子を取り出し、示差走査熱量計(島津製作所製、DSC-60A)にて、温度-150℃から100℃の範囲の熱的挙動を分析したところ、ガラス転移温度が2つ観察された。表4にガラス転移温度を示す。
【0213】
接着材料(1)~(25)を乾燥して圧力応答性樹脂粒子を取り出し、各圧力応答性樹脂粒子の温度T1及び温度T2を先述の測定方法によって求めたところ、接着材料(1)~(25)の各圧力応答性樹脂粒子はすべて式1「10℃≦T1-T2」を満足していた。
【0214】
[接着性の評価]
富士ゼロックス(株)製のハガキ用紙V424に、富士ゼロックス(株)製の画像形成装置DocuCentre C7550Iにて、文字と写真画像が混在した面積密度30%の画像を形成し、画像を定着させた。
ハガキの画像形成面の全体に、バーコーターを用いて接着材料を固形分量6g/m2となるように塗布し、40℃のオーブンに入れて乾燥させ、接着材料に含まれていた樹脂粒子をハガキの画像形成面に定着させ、樹脂粒子の層を形成した。画像形成面に樹脂粒子の層を有するハガキを、トッパン・フォームズ(株)製のシーラーPRESSLE multiIIを用いて、画像形成面が内側になるように二つ折りにし、二つ折りにしたハガキに圧力を印加し、内側の画像形成面どうしをGAP27の条件で接着した。
圧着後のハガキを長辺方向に幅15mmで裁断し長方形の試験片を作製して、90度剥離試験を行った。90度剥離試験の剥離速度は20mm/分とし、測定開始後10mmから50mmまでの荷重(N)を0.4mm間隔で採取し、その平均を算出し、さらに試験片3枚の荷重(N)を平均した。剥離に要する荷重(N)を下記のとおり分類した。表4に結果を示す。
【0215】
A:0.8N以上
B:0.6N以上、0.8N未満
C:0.4N以上、0.6N未満
D:0.2N以上、0.4N未満
E:0.2N未満
【0216】
表4においてモノマーは下記の略号で記載する。
スチレン:St、アクリル酸n-ブチル:BA、アクリル酸2-エチルヘキシル:2EHA、アクリル酸エチル:EA、アクリル酸4-ヒドロキシブチル:4HBA、アクリル酸:AA、メタクリル酸:MAA、アクリル酸2-カルボキシエチル:CEA、アクリル酸ヘキシル:HA、アクリル酸プロピル:PA
【0217】
【0218】
<第二の実施形態:粉体である接着材料>
[接着材料(101)の調製]
・複合樹脂粒子分散液(M1):235部(固形分80部)
・ポリ塩化アルミニウム :0.1部
・イオン交換水 :290部
上記の材料を丸型ステンレス製フラスコ中でホモジナイザー(IKA社製、ウルトラタラックスT50)で混合及び分散した後、フラスコ内を攪拌しながら加熱用オイルバスで系内を42℃まで加熱し、42℃で60分間保持した。次いで、0.5mol/Lの水酸化ナトリウム水溶液で系内のpHを5.5に調整した後、攪拌を継続しながら95℃まで加熱した。95℃までの昇温の間、水酸化ナトリウム水溶液を追加滴下し、系内のpHが5.0以下とならないようにした。次いで、反応液を冷却し、固形分を濾別しイオン交換水で洗浄した後、ヌッチェ式吸引濾過で固液分離した。次いで、40℃のイオン交換水に再分散し、ステンレスインペラーを用い回転速度100rpmで15分間攪拌し洗浄した。この洗浄操作を3回繰り返した後、ヌッチェ式吸引濾過で固液分離し、含水量40質量%のスラリーを得た。次いで、入口の気流温度を80℃に設定したフラッシュジェットドライヤーにてスラリーの乾燥を行い、粉体の接着材料(101)を得た。接着材料(101)は体積平均粒径D50が6.6μmであった。
【0219】
[接着材料(102)~(125)の調製]
接着材料(101)の調製と同様にして、但し複合樹脂粒子分散液を表5に記載の通りに変更して、接着材料(102)~(125)を調製した。
【0220】
[比較用の接着材料(c101)~(c105)の調製]
接着材料(101)の調製と同様にして、但し複合樹脂粒子分散液を表5に記載の通りに変更して、接着材料(c101)~(c105)を調製した。
【0221】
[接着材料の構造分析]
接着材料(101)~(125)の断面を走査型電子顕微鏡(SEM)にて観察したところ、海島構造が観察された。各接着材料において、海相はスチレン系樹脂を含み、島相は(メタ)アクリル酸エステル系樹脂を含んでいた。
【0222】
[接着材料の熱特性分析]
各接着材料を試料にして、示差走査熱量計(島津製作所製、DSC-60A)にて、温度-150℃から100℃の範囲の熱的挙動を分析したところ、ガラス転移温度が2つ観察された。表5にガラス転移温度を示す。
【0223】
各接着材料を試料にして、フローテスター(島津製作所製、CFT-500)にて、温度T1及び温度T2を測定し、温度差(T1-T2)を算出した。表5に温度差(T1-T2)を示す。接着材料(101)~(125)はすべて式1「10℃≦T1-T2」を満足していた。
【0224】
[接着性の評価]
富士ゼロックス(株)製のハガキ用紙V424に、富士ゼロックス(株)製の画像形成装置DocuCentre C7550Iにて、文字と写真画像が混在した面積密度30%の画像を片面に形成し、画像を定着させた。
ハガキの画像形成面の全体に、接着材料を付与量6g/m2となるように散布し、ベルトロール型定着機を通過させて、ハガキ用紙の画像形成面に接着材料を定着させ、接着材料の層を形成した。画像形成面に接着材料の層を有するハガキを、トッパン・フォームズ(株)製のシーラーPRESSLE multiIIを用いて、画像形成面が内側になるように二つ折りにし、二つ折りにしたハガキに圧力を印加し、内側の画像形成面どうしをGAP27の条件で接着した。
圧着後のハガキを長辺方向に幅15mmで裁断し長方形の試験片を作製して、90度剥離試験を行った。90度剥離試験の剥離速度は20mm/分とし、測定開始後10mmから50mmまでの荷重(N)を0.4mm間隔で採取し、その平均を算出し、さらに試験片3枚の荷重(N)を平均した。剥離に要する力を下記のとおり分類した。表5に結果を示す。
【0225】
A:0.8N以上
B:0.6N以上、0.8N未満
C:0.4N以上、0.6N未満
D:0.2N以上、0.4N未満
E:0.2N未満
【0226】
[保存性の評価]
接着材料を温度40℃且つ相対湿度50%の環境で17時間保管した後、常温常湿(23±2℃、50±5%)の環境下で、接着材料5gを目開き200μmのメッシュにのせ、メッシュを振動させた。メッシュ上に残った接着材料の質量を測定し、下記のとおり分類した。表5に結果を示す。
【0227】
A:0.3g未満
B:0.3g以上、0.5g未満
C:0.5g以上、1.0g未満
D:1.0g以上、2.0g未満
E:2.0g以上
【0228】
【符号の説明】
【0229】
100 配置手段
110 付与装置
120 定着装置
200 圧着手段
220 折り装置
230 加圧装置
231、232 加圧ロール
M 圧力応答性樹脂粒子
P 記録媒体
P1 画像上に圧力応答性樹脂粒子が付与された記録媒体
P2 折り重なった記録媒体
P3 圧着印刷物