JPH0260981A - アクリル系粘着テープもしくはシートの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、アクリル系粘着テープもしくはシートの製造
方法に関する。

（従来の技術） アクリル系粘着テープもしくはシートは、粘着力、凝集
力などの粘着性能に優れ、汎用されている。

この種のアクリル系粘着テープもしくはシートは、一般
に、（メタ）アクリル酸アルキルエステルを主成分とす
るビニル系モノマーを、有機溶剤系で溶液重合又は水系
で乳化重合して得られる粘着剤溶液又はエマルジョンを
、基材に塗布又は含浸し、これを加熱乾燥して製造され
ている。

上記の製造方法において、粘着剤溶液を用いる場合は、
塗布又は含浸した粘着剤溶液を高温で乾燥するために多
（の乾燥エネルギーを必要とし、又溶剤による大気汚染
を防止するための大規模な溶剤回収装置を必要とし、又
溶剤は引火し易いため、安全保持のための充分な安全装
置を必要とする。

エマルジョンを用いる場合は、有機溶剤は用いないが、
水を蒸発させるために溶剤を用いる場合よりも更に大き
な乾燥エネルギーを必要とし、又性能面でも重合時に混
入する乳化剤により耐水性が悪く、又水溶性モノマーが
使えないため、使用できるモノマ一種が限定され、粘着
テープもしくはシートに要求される多種多様なニーズへ
の対応力が弱いという欠点があった。

かかる問題を解決する方法として、米国特許箱４．１８
１．７５２号明細書には、（メタ）アクリル酸アルキル
エステルを主成分とするビニル系モノマーに光重合開始
剤を添加した液状物を、基材に塗布又は含浸し、これに
波長３００〜４００　ｎｍで光強度が０．１〜７ｍＷ／
ｃＩＩＹ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、アクリル系粘着テープもしくはシートを製
造する方法が開示されている。

この方法は、紫外線の光強度を比較的低強度とすること
により、上記ビニル系モノマーによる重合体の高分子量
化を行ない、それにより粘着剤の性能を高めたものであ
る。ところで、上記ビニル系モノマーの光重合速度は、
光重合開始剤量と光強度の積の平方根に比例する。そこ
で、重合反応速度を速くし、生産性を高めるには、光重
合開始剤の増量が考えられる。

ところが、光重合開始剤を多量に添加すると、重合反応
時の分解臭が激しくなる。また、光重合開始剤自体の吸
光により被照射物の表裏に反応のばらつきが生じ、粘着
剤の性能もばらつ（。

そのため、光重合開始剤は多量に用いることができず、
比較的低い光強度の紫外線照射で粘着剤の性能は良好と
なるものの、重合反応時間が長くなり、実用化するには
生産性が劣るという問題がある。この場合、重合反応時
間を短かくすると、残存モノマーが多くなり。粘着剤の
性能、特に凝集力が低下し、良好な性能を有するアクリ
ル系粘着テープもしくはシートは得られない。

（発明が解決しようとす名課題） 本発明は、上記の問題を解決するものであり、その目的
とするところは、粘着力、凝集力などの粘着性能に優れ
たアクリル系粘着テープもしくはシートを高い生産性で
もって製造する方法を提供することにある。

（課題を解決するための手段） 本発明のアクリル系粘着テープもしくはシートの製造方
法は、（メタ）アクリル酸アルキルエステルを主成分と
するビニル系モノマーに光重合開始剤を添加した液状物
を、基材に塗布又は含浸し、これに波長３００〜４００
ｎｍで光強度が０．１〜３０ｍＷ／ｃＪの紫外線を照射
して上記ビニル系モノマーの少なくとも９０重キシを重
合反応させ、その後波長３００〜４００　ｎｍで光強度
が上記の照射よりも高い紫外線を照射して上記ビニル系
モノマーの重合反応を実質的に完結させることを特徴と
し、そのことにより上記の目的が達成される。

本発明において（メタ）アクリル酸アルキルエステルを
主成分とするビニル系モノマーは、一般に、（メタ）ア
クリル酸アルキルエステル１００〜６０重量％と、これ
と共重合可能な他のビニル系モノマー０〜４０重量％と
からなる。そして、（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１〜１４、好ましく
は４〜１２の（メタ）アクリル酸アルキルエステルが用
いられ、例えば、（メタ）アクリル酸ｎ−ブチル、（メ
タ）アクリル酸２−エチルヘキシル、（メタ）アクリル
酸イソオクチル、（メタ）アクリル酸イソノニルなどが
好適に用いられる。

また、上記の（メタ）アクリル酸アルキルエステルと共
重合可能な他のビニル系モノマーとしては、−ｇに、ア
クリル酸、メタクリル酸、アクリルアミド、アクリロニ
トリル、メタクリレートリル、Ｎ−置換アクリルアミド
、ヒドロキシエチルアクリレート、Ｎ−ビニルピロリド
ン、マレイン酸、イタコン酸、Ｎ−メチロールアクリル
アミド、ヒドロキシエチルメタクリレートなどが用いら
れる。また、ガラス転位温度の低い重合体が得られる、
テトラヒドロフルフリルアクリレート、ポリエチレング
リコールアクリレート、ポリプロピレングリコールアク
リレートなどのビニル系モノマーも用いることができる
。

本発明においては、例えば、アクリル酸２−エチルヘキ
シル９９〜８５重量％とアクリル酸１〜１５重量％とか
らなるビニル系モノマーの組合わせが好適である。

光重合開始剤としては、波長３００〜４００　ｎｍの間
に活性点があり、開始効率の高いものが好適に用いられ
る。その例としては、ベンゾインエチルエーテル、ベン
ゾインイソプロピルエーテル、ヒドロキシシクロへキシ
ルフェニルケトン、ベンジルジメチルケタールなどがあ
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０．００１〜１重量部の割合で添加され
るのが好ましい。この添加量が０．００１重量部を下ま
わるときは、光重合開始剤が光エネルギーにより反応初
期に消費されるために、七ツマ−が残存しやすく、七ツ
マ−の臭いが残るだけでなく、粘着剤の凝集力が低下す
る。逆に、光重合開始剤が１重量部を上まわるときは、
重合反応速度は速くなるが、光重合開始剤の分解臭が激
しくなり、また粘着剤の性能が低下し、ばらつきも大き
くなる。したがって、目標とする性能に応じて光重合開
始剤の添加量は調節される。

本発明においては、上記の光重合開始剤とともに、架橋
剤を添加してもよい。このような架橋剤としては、エポ
キシ化合物、イソシアネート化合物、イソシアネートア
クリル系化合物、グリシジルアクリル系化合物、不飽和
多官能化合物などが用いられる。エポキシ化合物やイソ
シアネート化合物は、光重合反応の終了後の熱キユアー
により架橋反応が生じるため、加熱が必要である。

しかし、不飽和多官能化合物を用いると、ビニル系モノ
マーの光重合反応の過程で重合体分子間に架橋結合が生
じるので、本発明では好ましい架橋剤である。かかる不
飽和多官能化合物としては、ヘキサンジオールジ（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、ネオペンチルグリコールジ（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、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トリ（メタ）アクリレート
、ジペンクエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート
などがある。

これらの架橋剤は、前記のビニル系モノマー１００重量
部に対し、一般に、ｏ、ｏｏｏｉ〜１重量部の割合で添
加することにより、粘着性能（特に耐熱保持力）が向上
する。すなわち、架橋剤を添加しない場合、ビニル系モ
ノマーの組成や分子量の調節により適度の粘着性能が発
現されていても、高温での保持力は良好とはいえない。

ところが、架橋剤を添加しこれを増加するに従い、高温
での凝集力が増加し、高温での保持力が改良される。し
かし、粘着力（剥離力）は若干低下する傾向にある。

また、本発明においては、光重合開始剤を添加したビニ
ル系モノマーの液状物に、増粘剤やチキソトロープ剤、
増量剤や充填剤などの通常用いられる配合剤を添加して
もよい。

増粘剤としては、アクリルゴム、エピクロルヒドリンゴ
ムなどがあり、チキソトロープ剤としては、アエ°ロジ
ル、ポリビニルピロリドンなどがある。また、増量剤と
しては、炭酸カルシウム、チタン、クレーなどがあり、
充填剤としては、ガラスバルン、アルミナバルン、セラ
ミックバルンなどの無機中空体、ナイロンビーズ、アク
リルビーズ、シリコンビーズなどの有機球状体、塩化ビ
ニリデンバルン、アクリルバルンなどの有機中空体、ポ
リエステル、レーヨン、ナイロンなどの短繊維がある。

上記のようにして調製された（メタ）アクリル酸アルキ
ルエステルを主成分とするビニル系モノマーの液状物は
、溶存する酸素を除去するために、窒素ガスなどのイナ
ートガスでパージされる。また、イナートガスでパージ
せずに、フエニルジイソデシルホスファイト、トリイソ
デシルホスファイト、オクチル錫化合物などの除酸素効
果のある化合物を添加してもよい。そして、通常用いら
れるプラスチックフィルム、祇、セロハン、布、不織布
、金属箔、或いは剥離紙などの基材に塗布又は含浸され
る。

この液状物を基材に塗布又は含浸する際は、その塗布又
は含浸が円滑に行なわれるように、先に述べた増量剤や
チキソトロープ剤で塗布又は含浸が容易となる粘度まで
増粘するのが好ましい。このとき増量剤又はチキソトロ
ープ剤は１〜１０重量部重量部物性に悪影響を与えない
範囲で用いられる。

上記液状物の塗布又は含浸には、イナート化された塗布
又は含浸装置、もしくは少なくとも塗布又は含浸ロール
間に保持される段階で酸素と接触しない様に工夫された
装置が用いられる。

塗布又は含浸後もイナート化されたボ・ンクス内を通さ
れ、第１段階及び第２段階の紫外線照射が上記ボックス
内の石英ガラスもしくはパイレックスガラスごしに行な
われる。また、イナート化されたボックスを用いずに、
離型性を有するポリエステル（ＰＥＴ）フィルムで表面
を力／ｓｌ−し、空気（酸素）との接触を防止して紫外
線照射を行なってもよい。この場合は、前記液状物に、
除酸素効果のある前記化合物を添加するのが好ましい。

照射に用いられる紫外線ランプとしては、波長３００〜
４００　ｎａ＋ｊｌ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
イトランプ（東芝電材■の商品名）、低圧、高圧、超高
圧水銀ランプ、メタルハライドランプ等がある。前２つ
のランプは、通常第１段階の照射に用いられ、後４つの
ランプは、通常第２段階の照射に用いられる。そして、
光強度は、被照射体までの距離や電圧の調節によって、
目的の光強度に設定される。

第１段階の紫外線照射は、波長３００〜４００　ｎｍで
光強度が０．１〜３０ｍＷ／ｃｍで行われる。この第１
段階の照射で、ビニル系モノマーの少なくとも９０％を
重合反応させる。この第１段階の照射においては、ビニ
ル系モノマーの９０重キシ程度までは比較的速やかに重
合反応し、高分子量の重合体が得られる。しかし、残り
のビニル系モノマーの重合反応は、上記第１段階の照射
条件では非常に重合反応時間が長くなる。

第２段階の照射は、波長３００〜４００　ｎｍで第１段
階の照射よりも高い光強度で行なわれる。この場合の光
強度は、第１段階の光強度の２倍以上であることが好ま
しい。この第２段階の照射においては、残りのビニル系
モノマーが速やかに重合反応し、残存モノマーが約１重
量％以下、好ましくは０．５重量％以下の粘着性能に悪
影響を及ぼさない程度に、重合反応が実質的に完結され
る。

なお、本発明においては、第１段階及び／又は第２段階
の紫外線照射は、これをそれぞれ複数段階に分割して行
ない。それにより粘着性能をさらに精密に調節すること
ができる。

（作用） 本発明方法によれば、第１段階で波長３００〜４００　
ｎｍで光強度０．１〜３０ｍＷ　／　ＣＴ１という比較
的低強度の紫外線が照射され、ビニル系モノマーの少な
くとも９０重量％が速やかに重合する。それゆえ、従来
法（紫外線照射法）と同様に、粘着力、凝集力などの粘
着性能に優れたアクリル系粘着テープもしくはシートが
得られる。

また、第２段階で波長３００〜４００　ｎｍで第１段階
よりも高い光強度の紫外線が照射される。それゆえ、残
存のビニル系モノマーは速やかに重合し、実質的に消去
される。しかもこのように高速で残存モノマーを重合し
ても粘着性能には殆んど悪影響がない。したがって、従
来法（紫外線照射法）に比べ、生産性が高くなる。

（実施例） 以下、本発明の実施例及び比較例を示す。

夫旌■土 ２−エチルへキシルアクリレート９５ｇ及びアクリル酸
５ｇに、ベンジルジメチルケタール０．１ｇ１ヘキサン
ジオールジアクリレート０．１ｇ。

アクリルゴム５ｇを添加し、高速撹拌機（デイシルバー
）で撹拌して均一に混合し、これを窒素ガスでパージし
て溶存する酸素を完全に除去して、粘度５００　ＣＰＳ
／２０°Ｃの液状物を調製した。

この液状物を、雰囲気酸素濃度が０．１％以下のイナー
トボックス内で、厚さ３８μのポリエステル（ＰＥＴ）
フィルム上に２００μの厚さに塗布し、これにケミカル
ランプを用いて、光強度４ａ＋Ｉ４／Ｃａ　（波長３６
０　ｎｎ＋）で１分間照射した（第１段階の照射）。そ
の後、超高圧水銀ランプ（ジェットキュア、オーク製作
所型）を用いて、光強度３ｍＷ／ｃｉａ（波長３６０　
ｎｍ）で２分間照射し、粘着剤中の残存モノマー量及び
粘着テープの粘着性能（１００°Ｃ剪断保持力及び１８
０度角剥離力）を測定した。その結果を第１表に示す。

なお、残存モノマー量、１００℃剪断保持力及び１８０
度角剥離力の測定は、次の通りである。

（１）残存モノマー量 ポリエチレングリコール（２０Ｍ）を担持したｃｈｒｏ
ｍｏｓｏｒｂ　ｗを酸処理した分離カラム、及び水素炎
イオン化検出器を有するガスクロマトグラフ（ＧＣ−６
Ａ　、高車製作所製）を用いて測定した。

なお、測定用試料は、粘着剤試料１００■を５　ｃｃの
酢酸メチルに溶解した溶液から２ＣＣを採取し、この溶
液２　ｃｃと、２−エチルへキシルメタクリレートを酢
酸メチルに溶解した内部標準液２　ｃｃとを混合して調
製した。

（２）　１８０度角剥離力 １１２８０番の紙ヤスリで研磨されたスチール板に、幅
２５ｒｔｍ、長さ３００ｎｕ＋＋の粘着テープの一端か
ら長さ１００〜１２０　ｍｍ部分を、２ｋｇのローラで
一往復させて貼り付け、２３°Ｃ１６５％ＲＨの条件で
、このテープの他端をインストロン引張試験機で３００
ｍｍ　／　ｍｉｎの速度で１８０度角反対方向に剥離し
、その時の剥離抗力（ｇ／２５皿幅）を測定し、１８０
度角剥離力とした。

（３）　１００°Ｃ剪断保持力 ＃２８０番の紙ヤスリで研磨されたスチール板に、幅２
５ｍ５＋の粘着テープの一端部分を接着面積が幅２５ｍ
ｍ、長さ２５ｍｍとなる様に２ｋｇのローラで一往復さ
せて貼り付け、これに荷重１　ｋｇの重りをテープ下端
に固定し、１００°Ｃの雰囲気温度で吊し、粘着テープ
が落下するまでの時間（ｈｒ）を測定し、１００°Ｃ剪
断保持力とした。

此１吐１ 第１段階の照射時間を５分とし、第２段階の照射は行な
わないこと以外は、実施例１と同様に行なって、残存モ
ノマー量、１００°Ｃ剪断保持力、１８０°Ｃ度角剥離
力を測定した。その結果を第１表に示す。

裏施炭叉 第１段階の照射時間を４０秒、光強度を８１／ｄ（波長
３６０ｎｍ）　、第２段階の照射時間を１分、光強度を
２５ｍ讐／ｃｆｆｌ（波長３６０ｎｍ　）としたこと以
外は、実施例１と同様に行なって、残存モノマー量を測
定した。その結果を第２表に示す。

止較拠Ｉ 第１段階の照射時間を３分３０秒、光強度を８ｍＷ／ｃ
ｉ（波長３６０ｎｍ　）としたこと以外は、比較例１と
同様に行なって、残存モノマー量を測定した。その結果
を第２表に示す。

北較班ユ 第１段階の照射時間を２０秒、第２段階の照射時間を２
分としたこと以外は、実施例２と同様に行なって、残存
モノマー量を測定した。その結果を第２表に示す。この
場合は、第１段階の照射でビニル系モノマーは７５重量
％しか重合反応していない。

叉施炭主 架橋剤の添加量を第３表に示すように変更したこと以外
は、実施例２と同様に行なって、１００°Ｃ剪断保持力
、１８０度角剥離力を測定した。

その結果を第３表に示す。

北較班土 架橋剤の添加量を第３表に示すように変更したこと以外
は、比較例２と同様に行なって、１００″Ｃ剪断保持力
、１８０度角剥離力を測定した。

その結果を第３表に示す。

几較■工 架橋剤の添加量を第３表に示すように変更したこと以外
は、比較例３と同様に行なって、１０８　”Ｃ剪断保持
力、１８０度角剥離力を測定した。

その結果を第３表に示す。

なお、第１表〜第３表において、反応時間の項に（）で
示した値は、最初の照射（第１段階の照射）からの合計
反応時間である。また、実施例１〜３、比較例１〜５い
ずれにおいても、２３℃での剪断保持力は２４　ｈｒ以
上を示し、良好であった。

（以下余白　） 第２表 第１表 第３表 （発明の効果） 本発明方法は、上述のように構成されているので、粘着
力、凝集力などの粘着性能に優れたアクリル系粘着テー
プもしくはシートを高い生産性でもって製造することが
できる。

また、有機溶媒や水性媒体を使用しないので、多くの乾
燥エネルギーを必要とせず、また、溶剤回収装置や特別
な安全装置を必要としないなどの利点を有する。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、（メタ）アクリル酸アルキルエステルを主成分とす
   るビニル系モノマーに光重合開始剤を添加した液状物を
   、基材に塗布又は含浸し、これに波長３００〜４００ｎ
   ｍ（ナノメートル）で光強度が０．１〜３０ｍＷ（ミリ
   ワット）／ｃｍ＾２の紫外線を照射して上記ビニル系モ
   ノマーの少なくとも９０重量％を重合反応させ、その後
   波長３００〜４００ｎｍ（ナノメートル）で光強度が上
   記の照射よりも高い紫外線を照射して上記ビニル系モノ
   マーの重合反応を実質的に完結させることを特徴とする
   アクリル系粘着テープもしくはシートの製造方法。