JP2003013015A - 感圧性接着シートの製造方法および感圧性接着シート - Google Patents
感圧性接着シートの製造方法および感圧性接着シートInfo
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Abstract
接着シートの製造方法であって、高速の重合が可能で生
産性に優れ、しかも接着力、凝集力等の粘着性能のバラ
ンスに優れ、接着剤層の糊面精度の良好な感圧性接着シ
ートの製造方法を提供すること。 【解決手段】 基材上に、ビニル系モノマーを主成分と
して含有する紫外線硬化性粘着剤組成物を塗布した後に
紫外線照射することにより、前記紫外線硬化性接着剤組
成物の重合硬化物からなる接着剤層を有する感圧性接着
シートを製造する方法において、前記紫外線照射工程
が、光照度30mW/cm2 以上の紫外線照射を行う第
一工程、次いで第一工程よりも低い光照度の紫外線照射
を行い実質的に重合反応を完了させる第二工程を有する
ことを特徴とする感圧性接着シートの製造方法。
Description
製造方法に関する。また、本発明は当該製造方法により
得られた感圧性接着シート、さらには当該感圧性接着シ
ートおける基材上に形成されている感圧性接着剤に関す
る。
キルアクリレート系モノマーを主成分とするビニル系モ
ノマーを溶液重合することにより調製され、また当該溶
剤型接着剤は基材に塗布、乾燥することにより感圧性接
着シートを製造してきた。近年では、大気汚染や環境問
題等を考慮して、紫外線硬化性接着剤組成物を用いて感
圧性接着シートが製造されている。紫外線硬化性接着剤
組成物は無溶剤で使用でき安全面、環境面で特に有利で
ある。
性接着シートまたはテープの製法として、たとえば、米
国特許第4181752号明細書には、アルキルアクリ
レート系モノマーを主成分とするビニル系モノマーに光
重合開始剤を添加した液状組成物を基材に塗布または含
浸し、これに波長300〜400nmで光照度が0.1
〜7mW/cm2 の紫外線を照射して上記ビニル系モノ
マーを重合反応させる方法が開示されている。この方法
は、紫外線の光照度を比較的低照度にすることにより上
記ビニル系モノマーによる重合体の高分子量化を行い、
それにより接着剤の性能(凝集力)を高めたものであ
る。しかし、光重合速度は光重合開始剤量と紫外線照度
の積の平方根に比例するため、前記方法のように低照射
度の紫外線照射を行うと、高分子量化により凝集力が向
上する反面、重合速度が遅くなり生産面での問題が生じ
る。このような問題に対し、生産性を考慮して、低照度
の紫外線を照射する場合には、光重合開始剤量の増量を
行うことが考えられる。しかしながら、光重合開始剤を
多量に添加すると、生成物の分子量が十分に高分子量化
せず、接着剤として必要な凝集力が得られず性能の低下
が起きることが考えられる。
49号では、始めに光照度が0.1〜30mW/cm2
の紫外線を照射してビニル系モノマーのうちの少なくと
も90重量%を重合反応させ、その後に前記光照度より
も光照度が高い紫外線を照射することにより生産性と粘
着性能の両立ができるという方法が示されている。しか
しながら、上記方法では、照射開始時の紫外線照射が低
照度であるため、重合開始までの誘導期間が長く、また
重合反応の大部分が終わるまで低照度の紫外線を照射す
るため、重合反応時間が長くなり生産性に劣るという問
題が生じる。また、重合速度が遅いため、塗工後、紫外
線照射ゾーン内でシートとしての形状が安定するまでに
時間が掛かり、糊面の厚さが十分でなく、また糊面が荒
れやすいという糊面精度の問題も発生する。
を解決しようとするものであり、紫外線硬化性接着剤組
成物を利用した感圧性接着シートの製造方法であって、
高速の重合が可能で生産性に優れ、しかも接着力、凝集
力等の粘着性能のバランスに優れ、接着剤層の糊面精度
の良好な感圧性接着シートの製造方法を提供することを
目的とする。また、本発明は当該製造方法により得られ
た感圧性接着シート、さらには当該感圧性接着シートお
ける基材上に形成されている感圧性接着剤を提供するこ
とを目的とする。
を解決すく、鋭意検討した結果、以下に示す感圧性接着
シートの製造方法の製造方法により、上記目的を達成で
きることを見出し、本発明を完成するに至った。
ノマーを主成分として含有する紫外線硬化性接着剤組成
物を塗布した後に紫外線照射することにより、前記紫外
線硬化性接着剤組成物の重合硬化物からなる接着剤層を
有する感圧性接着シートを製造する方法において、前記
紫外線照射工程が、光照度30mW/cm2 以上の紫外
線照射を行う第一工程、次いで第一工程よりも低い光照
度の紫外線照射を行い実質的に重合反応を完了させる第
二工程を有することを特徴とする感圧性接着シートの製
造方法、に関する。
程において、光照度30mW/cm 2 以上の紫外線照射
を行う。このように第一段階目に比較的高照度の紫外線
照射を行うことにより、ビニル系モノマーの重合開始ま
での重合誘導期間を短縮することができ高速重合により
生産性が向上する。また速やかに重合反応が進行するた
め、得られるシート形状が安定し糊面精度が向上する。
第一工程の光照度は、35mW/cm2 以上とするのが
好ましい。なお、第一工程の光照度は30〜350mW
/cm2 の範囲で行うのが好ましい。
完了するまで、第一工程の光照射よりも低い照度の紫外
線を照射するため紫外線硬化性接着剤組成物の重合硬化
物が高分子量化され、接着力、凝集力等の粘着性能のバ
ランスに優れた接着剤層が得られる。実質的な重合反応
の完了は、重合硬化物の重合率が98%程度以上となっ
ていることをいう。
ーを主成分として含有する紫外線硬化性接着剤組成物を
塗布した後に紫外線照射することにより、前記紫外線硬
化性接着剤組成物の重合硬化物からなる接着剤層を有す
る感圧性接着シートを製造する方法において、前記紫外
線照射工程が、光照度30mW/cm2 以上の紫外線照
射を行う第一工程、次いで第一工程よりも低い光照度の
紫外線照射により紫外線硬化性接着剤組成物の重合硬化
物の重合率を少なくとも70%にする第二工程、次いで
光照度30mW/cm2 以上の紫外線照射を行い実質的
に重合反応を完了させる第三工程を有することを特徴と
する感圧性接着シートの製造方法、に関する。
る生産性を更に向上を高める場合には、第二工程による
紫外線照射により重合を実質的に終了させずに、紫外線
硬化性接着剤組成物の重合硬化物の重合率を少なくとも
70%とした後、再び光照度30mW/cm2 以上の比
較的高照度の紫外線照射を必要な時間、照射すること
で、重合反応終了までの時間を更に短くすることが可能
である。かかる第三工程の光照度も第一工程と同様に、
35mW/cm2 以上とするのが好ましい。なお、第三
工程の光照度も30〜350mW/cm2 の範囲で行う
のが好ましい。
て、第一工程の紫外線照射時間が、紫外線の全照射時間
の20%以下であることが好ましい。
間が長くなると第二工程の比較的低照度の紫外線照射の
時間が短くなり、紫外線硬化性接着剤組成物の重合硬化
物が十分に高分子量化されず接着力、凝集力等の粘着性
能のバランスに優れた接着剤層を得難くなるため、第一
工程の紫外線照射時間は、紫外線の全照射時間の20%
以下、好ましくは15%以下、さらに好ましくは10%
以下である。なお、第一工程の紫外線照射時間は、紫外
線の全照射時間の通常、2%以上とするのが好適であ
る。紫外線硬化性接着剤組成物の第一工程での重合率は
40%以下、好ましくは30%以下、さらに好ましくは
20%以下とするのが好適である。
て、第二工程における紫外線の光照度が30mW/cm
2 未満であることが好ましい。
は、第一工程における光照度よりも低いものであれば特
に制限されないが、紫外線硬化性接着剤組成物の重合硬
化物を高分子量化するには、第二工程における紫外線の
光照度が30mW/cm2 未満、より好ましくは0.2
〜25mW/cm2 、さらには1〜10mW/cm2 と
するのが好適である。
製造方法により得られた感圧性接着シート、に関する。
さらには、前記感圧性接着シートの製造方法により得ら
れた感圧性接着シートにおける基材上に形成されている
感圧性接着剤、に関する。
着剤組成物として用いられているビニル系モノマーを主
成分として含有してなるものである。ビニル系モノマー
は、アルキル(メタ)アクリレートを主成分とする。な
お、アルキル(メタ)アクリレートとは、とは、アルキ
ルアクリレートおよび/またはアルキルメタクリレート
を意味し、以下(メタ)は同様の意味である。
アルキル基の炭素数が1〜14程度の範囲のもの、好ま
しくはアルキル基の炭素数が4〜14程度の範囲のもの
があげられる。かかるアルキル(メタ)アクリレートと
しては、たとえば、メチル(メタ)アクリレート、n−
ブチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メ
タ)アクリレート、イソオクチル(メタ)アクリレー
ト、イソノニル(メタ)アクリレートなどの例示でき
る。
(メタ)アクリレートの他に、これと共重合可能な極性
基含有モノマーを含んでいてもよい。極性基含有モノマ
ーとしては、(メタ)アクリル酸、カルボキシエチル
(メタ)アクリレート、カルボキシペンチル(メタ)ア
クリレート、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸、クロ
トン酸などのカルボキシル基含有モノマー;無水マレイ
ン酸、無水イタコン酸などの酸無水物モノマー;(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4−
ヒドロキシブチル、(メタ)アクリル酸6−ヒドロキシ
ヘキシル、(メタ)アクリル酸8−ヒドロキシオクチ
ル、(メタ)アクリル酸10−ヒドロキシデシル、(メ
タ)アクリル酸12−ヒドロキシラウリル、(4−ヒド
ロキシメチルシクロヘキシル)メチル(メタ)アクリレ
ートなどのヒドロキシル基含有モノマー;スチレンスル
ホン酸、アリルスルホン酸、2−(メタ)アクリルアミ
ド−2−メチルプロパンスルホン酸、(メタ)アクリル
アミドプロパンスルホン酸、スルホプロピル(メタ)ア
クリレート、(メタ)アクリロイルオキシナフタレンス
ルホン酸などのスルホン酸基含有モノマー;2−ヒドロ
キシエチルアクリロイルホスフェートなどのリン酸基含
有モノマー;アクリルアミド、アクリロニトリル、アク
リロイルモルホリン、イソボルニルアクリレート、スチ
レンなどがあげられる。
モノマーの30重量%以下の割合で含有することができ
る。極性基含有モノマーは、全ビニル系モノマーの10
重量%以下の割合で含有するのが好ましい。これら極性
基含有モノマーは、接着特性上、これらを全ビニル系モ
ノマーの1重量%以上、さらには2重量%以上の割合で
含有するのが好ましい。すなわち、紫外線硬化性接着剤
組成物は、ビニル系モノマーとして、アルキル(メタ)
アクリレートを70〜99重量%、極性基含有モノマー
を30〜1重量%、特にアルキル(メタ)アクリレート
を90〜98重量%、極性基含有モノマーを10〜2重
量%含有するものが好ましい。
を含有する。光重合開始剤としては、ベンゾインメチル
エーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、2,2−
ジメトキシ−1,2−ジフェニルエタン−1−オンなど
のベンゾインエーテル、アニソールメチルエーテルなど
の置換ベンゾインエーテル、2,2−ジエトキシアセト
フェノン、2,2−ジメトキシ−2−フェニルアセトフ
ェノン、1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−
ケトンなどの置換アセトフェノン、2−メチル−2−ヒ
ドロキシプロピオフェノンなどの置換アルファーケトー
ル、2−ナフタレンスルフォニルクロライドなどの芳香
族スルフォニルクロライド、1−フェニル−1,1−プ
ロパンジオン−2−(o−エチキシカルボニル)−オキ
シムなどの光活性オキシム、アシルフォスフィンオキサ
イドなどがあげられる。これらの光重合開始剤は、前記
ビニル系モノマー100重量部に対して、0.01〜5
重量部、好ましくは0.1〜3重量部の割合で用いられ
る。
記の成分の他に、 二官能以上の多官能(メタ)アクリ
レートを含有してもよい。多官能(メタ)アクリレート
としては、たとえばトリメチロールプロパントリ(メ
タ)アクリレート、ペンタエリスリトールジ(メタ)ア
クリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリ
レート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレ
ート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレ
ート1,2−エチレングリコールジ(メタ)アクリレー
ト、1,6−ヘキサンジオール(メタ)ジアクリレー
ト、1,12−ドデカンジオールジ(メタ)アクリレー
ト、(ポリ)エチレングリコールジ(メタ)アクリレー
ト、(ポリ)プロピレングリコールジ(メタ)アクリレ
ート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート
などがあげられる。
量は、その官能基数などにより多少異なるが、紫外線硬
化性接着剤組成物の重合を実質的に完結した際の重合硬
化物の不溶解分率が5〜90重量%、好ましくは10〜
70重量% 、更に好ましくは20〜50重量%になる
ように添加することが好ましい。このような範囲で多官
能(メタ)アクリレートを用いると、粘着付与剤等への
連鎖移動により凝集力の低下が見られても、これが上記
単量体の架橋効果によって補われ、良好な凝集力が維持
でき保持性が向上する。なお、不溶解分率は、重合硬化
物を秤量し、これを酢酸エチル中に投入し、室温で一週
間以上放置したのち、不溶分のみを取り出し、不溶分に
含まれている溶剤を乾燥除去した後、秤量し、不溶解分
率=不溶分重量/初期重量×100(%)で求められ
る。
記以外に任意成分として、極性基含有モノマーの極性官
能基と反応しうるイソシアネート基、エポキシ基、アジ
リジニル基、オキザゾリン基、カルボジイミド基等の官
能基を有する架橋性化合物やや、粘着付与剤、可塑剤、
軟化剤、充填剤、顔料、染料などの従来公知の各種の添
加剤をその光重合性を阻害しない範囲内で適宜に配合す
ることができる。
接着剤組成物を塗工に適した粘度に調整するため、増粘
用ポリマーを加えたり、モノマー成分を部分的に重合し
て粘度を高めたモノマーシロップとすることができる。
紫外線硬化性接着剤組成物として重合率10%の部分重
合したモノマーシロップを用いる場合には、当該重合率
10%は各工程における重合率に含まれる。たとえば、
重合率10%の部分重合したモノマーシロップを用いた
場合、第一工程での重合率が実質10%の場合に第一工
程照射後の重合率が20%になる。
物を、基材に塗布した後、紫外線照射することにより、
前記紫外線硬化性接着剤組成物の重合硬化物からなる接
着剤層を有する感圧性接着シートを製造する。
れているポリエステルフィルムなどの合成樹脂フィルム
や繊維基材などの各種基材を使用でき、この基材の片面
または両面に紫外線硬化性接着剤組成物を直接塗工し
て、紫外線照射することにより、シート状やテープ状な
どの形態とした接着シート類とすることができる。基材
に塗工した紫外線硬化性接着剤組成物には、剥離紙を貼
り合せて紫外線放射を施すこともできる。また、基材と
しては、剥離紙上を用いることができ、一旦剥離紙上で
紫外線照射により形成した重合硬化物を、感圧性接着シ
ートとなる被着体に転写することができる。この時の接
着剤層の厚さは任意であるが、一般的には20〜200
μm程度である。
上の紫外線照射を行う第一工程、次いで第一工程よりも
低い光照度の紫外線照射を行い実質的に重合反応を完了
させる第二工程を施す方法、または光照度30mW/c
m2 以上の紫外線照射を行う第一工程、次いで第一工程
よりも低い光照度の紫外線照射により紫外線硬化性接着
剤組成物の重合硬化物の重合率を少なくとも70%にす
る第二工程、次いで光照度30mW/cm2 以上の紫外
線照射を行い実質的に重合反応を完了させる第三工程を
施す方法により行われる。
ては、波長300〜400nm領域にスペクトル分布を
持つものが用いられ、その例としてはケミカルランプ、
ブラックライト(東芝ライテック(株)製の商品名)、
低圧水銀ランプ、高圧水銀ランプ、超高圧水銀ランプ、
メタルハライドランプ等があげられる。
照射には、低圧水銀ランプ、高圧水銀ランプ、超高圧水
銀ランプ、メタルハライドランプ等の紫外線ランプが用
いられ、第二工程の紫外線照射には、ケミカルランプ、
ブラックライト等の紫外線ランプが用いられる。各工程
における紫外線の光照度は、紫外線ランプから紫外線被
照射物(紫外線硬化性接着剤組成物)までの距離や電圧
の調節によって目的の照度に設定される。なお、各工程
における紫外線照射をそれぞれ複数段階に分割して行
い、それにより粘着性能を更に精密に調節することがで
きる。
各例中の部とあるのは重量部を意味する。接着テープの
評価は以下の方法で行った。
り、130℃で3時間乾燥機で乾燥させた後に再び試料
の重量(X2 g)を秤り、このX1 g、X2 gの重量か
ら、重合率=(X2 /X1 )×100(%)として計算
した。
トフィルムに貼りあわせたものを試料テープとし、ベー
クライト板に接着面積が幅10mm長さ20mmとなる
ように貼り付け、80℃の恒温中で30分間放置したの
ち、500gの荷重を掛けたときの1時間後のずれ距離
(mm)を測定した。
として作成した試料テープの20mm幅に切断したもの
を、JIS Z−1522に準じ、被着体としてステン
レス板を用いて、接着力(N/20mm)を測定した。
合モノマー溶液に、2,2 −ジメトキシ−1,2 −ジフ
ェニルエタン−1−オン0.12部、1−ヒドロキシ−
シクロヘキシル−フェニル−ケトン0.12部を加えた
溶液を4つ口フラスコに投入し、窒素雰囲気下で紫外線
に曝露して部分的に光重合(重合率10%)させること
によって、プレポリマーを含むシロップ(粘度30ポイ
ズ)を得た。この部分重合したシロップ100部に、
トリメチロールプロパントリアクリレート0.2部を均
一混合して、紫外線硬化性接着剤組成物を調製した。
がされた厚さ25μmのポリエチレンテレフタレートフ
ィルムに光照射後の厚さが50μmとなるように塗布
し、更にその上に厚さ25μmの離型処理されたポリエ
チレンテレフタレートフィルムを被せた。
W/cm)を用いて光照度70mW/cm2 (ピーク感
度最大波350nmのトプコンUVR−T1で測定)の
紫外線を10秒間照射した(第一工程の照射)。続い
て、ブラックライト(15W/cm)を用いて、光照度
7mW/cm2 の紫外線を重合率98%に達するまで必
要な時間だけ照射した(第二工程の照射)。得られた接
着シートの耐熱保持力、接着力、面精度を評価した。全
照射時間および評価結果を表1に示す。
トを用いた単一照度による紫外線照射で、光照度7mW
/cm2 の紫外線を連続照射したこと以外は実施例1と
同様にして接着シートを作製した。また、実施例1と同
様の評価を行った。全照射時間および評価結果を表1に
示す。
ドランプを用いた単一照度による紫外線照射で、光照度
70mW/cm2 の紫外線を連続照射したこと以外は実
施例1と同様にして接着シートを作製した。また、実施
例1と同様の評価を行った。全照射時間および評価結果
を表1に示す。
完結までの時間が短く生産性がよく、また耐熱保持力、
接着力および糊面精度に優れていることがわかる。一
方、低照度の紫外線を連続照射した比較例1の製造方法
では、重合完結までの時間が長く、また糊面精度も不良
であることが認められる。高照度の紫外線を連続照射し
た比較例2では、重合完結までの時間が短いが、高分子
量化が十分でなく凝集力が低下し耐熱保持力が悪い。
えた以外は実施例1と同様にして接着シートを作製し
た。また、実施例1と同様の評価を行った。全照射時間
および評価結果を表2に示す。
(80W/cm)を用いて光照度70mW/cm2 の紫
外線を4秒間照射した。 第二工程の照射:続いて、ブラックライト(15W/c
m)を用いて、光照度7mW/cm2 の紫外線を60秒
間照射した。この段階での重合硬化物の重合率は90%
であった。 第三工程の照射:メタルハライドランプ(80W/c
m)を用いて光照度70mW/cm2 の紫外線を重合率
98%に達するまで必要な時間だけ照射した。
えた以外は実施例1と同様にして接着シートを作製し
た。また、実施例1と同様の評価を行った。全照射時間
および評価結果を表2に示す。
/cm)を用いて、光照度7mW/cm2 の紫外線を7
0秒間照射した。この段階での重合硬化物の重合率は9
0%であった。 第二工程の照射:続いてメタルハライドランプ(80W
/cm)を用いて光照度70mW/cm2 の紫外線を重
合率98%に達するまで40秒間照射した。
り、実施例1よりも更に重合完結までの時間を短縮し、
生産性を向上させつつ、粘着性能にも優れた接着シート
を作製することができることが認められる。比較例3で
は、紫外線照射を二段階で行っているが糊面精度が不良
であり、実施例に比べて接着力に劣る。
Claims (6)
- 【請求項1】 基材上に、ビニル系モノマーを主成分と
して含有する紫外線硬化性粘着剤組成物を塗布した後に
紫外線照射することにより、前記紫外線硬化性接着剤組
成物の重合硬化物からなる接着剤層を有する感圧性接着
シートを製造する方法において、前記紫外線照射工程
が、光照度30mW/cm2 以上の紫外線照射を行う第
一工程、次いで第一工程よりも低い光照度の紫外線照射
を行い実質的に重合反応を完了させる第二工程を有する
ことを特徴とする感圧性接着シートの製造方法。 - 【請求項2】 基材上に、ビニル系モノマーを主成分と
して含有する紫外線硬化性接着剤組成物を塗布した後に
紫外線照射することにより、前記紫外線硬化性接着剤組
成物の重合硬化物からなる接着剤層を有する感圧性接着
シートを製造する方法において、前記紫外線照射工程
が、光照度30mW/cm2 以上の紫外線照射を行う第
一工程、次いで第一工程よりも低い光照度の紫外線照射
により紫外線硬化性接着剤組成物の重合硬化物の重合率
を少なくとも70%にする第二工程、次いで光照度30
mW/cm2 以上の紫外線照射を行い実質的に重合反応
を完了させる第三工程を有することを特徴とする感圧性
接着シートの製造方法。 - 【請求項3】 第一工程の紫外線照射時間が、紫外線の
全照射時間の20%以下であることを特徴とする請求項
1または2記載の感圧性接着シートの製造方法。 - 【請求項4】 第二工程における紫外線の光照度が30
mW/cm2 未満であることを特徴とする請求項1〜3
のいずれかに記載の感圧性接着シートの製造方法。 - 【請求項5】 請求項1〜4のいずれかに記載の製造方
法により得られた感圧性接着シート。 - 【請求項6】 請求項1〜4のいずれかに記載の製造方
法により得られた感圧性接着シートにおける基材上に形
成されている感圧性接着剤。
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