JP2001354917A - 粘着部材及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ベースポリマーに基づく粘着層全体のバルク
特性を維持しつつ、従って粘着剤組成による全体的な粘
着特性の設計を可能としつつ、粘着層を部分的に改質し
て接着力に優れる粘着層を得ること。 【解決手段】 ベースポリマーの分解生成物からなる低
分子量体を内部よりも多く含有する表面層（１１）を有
する粘着層（１）を基材（２）の片面又は両面に有する
粘着部材及び基材の片面又は両面に設けた粘着層をプラ
ズマ雰囲気下に配置し、その粘着層の表面層におけるベ
ースポリマーを分解して低分子量体を生成させる粘着部
材の製造方法。 【効果】 被着体に対する濡れ性を粘着層の表面層のみ
部分的に改質でき、その低分子量体が粘着層内での定着
性に優れて被着体に移行しにくく粘着性付与剤の配合な
しに又はその配合量の減量下に接着力を向上させてベー
スポリマーに基づく物性を高度に維持できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の技術分野】本発明は、粘着層全体のバルク特性
を維持しつつその表面層を改質して接着力を向上させた
粘着部材及びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】商業用や産業用、事務用や家庭用等のラ
ベルやステッカー、シールやワッペン、伝票や掲示板等
を粘着層を介して接着処理することなどの粘着層の各種
分野への普及に伴い、その用途に応じた接着力等の粘着
特性の創出が課題となっている。ちなみに包装テープ等
では極めて強い接着力が要求される場合のある反面、金
属板や塗装板等に接着される表面保護シートでは保護目
的達成後の剥離が容易なように弱い接着力が求められる
場合もある。

【０００３】従来、前記した接着力の調節では石油系樹
脂等からなる粘着性付与剤を配合して粘着層のベースポ
リマーによる弾性率を低下させ接着力を向上させる方式
が一般に採られている。しかしながら斯かる薬剤の配合
による粘着層の組成制御方式ではその改質後の粘着特性
がバルク全体に及び、従って粘着性付与剤の配合では粘
着層全体の弾性率を低下させてベースポリマーによる高
弾性率に基づく機械的強度や耐熱性等も低下させる問題
点があった。

【０００４】

【発明の技術的課題】本発明は、ベースポリマーに基づ
く粘着層全体のバルク特性を維持しつつ、従って粘着剤
組成による全体的な粘着特性の設計を可能としつつ、粘
着層を部分的に改質して接着力に優れる粘着層を得るこ
とを課題とする。

【０００５】

【課題の解決手段】本発明は、ベースポリマーの分解生
成物からなる低分子量体を内部よりも多く含有する表面
層を有する粘着層を基材の片面又は両面に有することを
特徴とする粘着部材、及び基材の片面又は両面に設けた
粘着層をプラズマ雰囲気下に配置し、その粘着層の表面
層におけるベースポリマーを分解して低分子量体を生成
させることを特徴とする粘着部材の製造方法を提供する
ものである。

【０００６】

【発明の効果】本発明によれば、低分子量体を内部より
も多く含有する表面層を有する状態の粘着層としたこと
でその表面層のみの被着体に対する濡れ性を部分的に改
質して粘着層の接着力を高めることができ、その低分子
量体がベースポリマーの分解生成物からなることに基づ
いて粘着層と分離しにくくその表面層での定着性に優れ
て被着体に移行しにくい。また粘着性付与剤を配合せず
に、又はその配合量の減量下に接着力を向上させてベー
スポリマーに基づく高弾性率や機械的強度や耐熱性等の
物性を高度に維持する粘着層とすることができる。

【０００７】従って粘着剤組成にて粘着層の全体に初期
設定したベースポリマー等に基づくバルク特性を内部層
を介して良好に維持しつつ粘着層の表層を効率よく改質
して接着力を向上させることができる。また本発明によ
るプラズマ処理に基づく方法により前記した粘着層表面
層の改質を能率よく行うことができ粘着部材を効率よく
製造することができる。

【０００８】

【発明の実施形態】本発明による粘着部材は、ベースポ
リマーの分解生成物からなる低分子量体を内部よりも多
く含有する表面層を有する粘着層を基材の片面又は両面
に有するものである。その例を図１、図２に示した。
１、３が粘着層で、１１，３１がその表面層、２が基材
である。

【０００９】粘着部材は、基材の片面又は両面に粘着層
を有するものとすることができ、基材と粘着層を容易に
剥離できるタイプや、基材と粘着層が強接着した固着タ
イプなどの適宜なタイプのものとすることができる。な
お基材の両面に粘着層を有するものの場合、例えば片面
に表面改質の粘着層を有し、他面に普通の接着層を有す
る粘着部材などの如く、基材の両面における粘着層ない
し接着層は異なるものであってもよいし、同じものであ
ってもよい。

【００１０】粘着層の支持を目的とする基材としては、
各種のプラスチックからなるフィルムやシート、紙や
布、不織布や金属箔、ネットや発泡体、それらのラミネ
ート体などの適宜な薄葉体を用いることができ、従来の
粘着部材おける基材のいずれも用いうる。また基材は、
導電体層や磁性体層を有して、又は／及び導電粉や磁性
粉を含有して高周波を介し誘導加熱できるものなどであ
ってもよい。基材の厚さは、適宜に決定しうるが、一般
には５００μm以下、就中１〜３００μm、特に５〜２５
０μmとされる。

【００１１】なお上記した剥離タイプの粘着部材は、例
えば低接着性の基材を用いて形成することができる。低
接着性の基材は例えば、シリコーン系やフッ素系や長鎖
アルキル系等で代表される剥離剤をコーティングする方
式、ポリエチレンやポリプロピレンの如き無極性ポリマ
ーからなる接着力の弱い基材を用いる方式などの公知の
方式により得ることができる。

【００１２】一方、固着タイプの粘着部材は、例えば強
接着性の基材を用いて形成することができる。強接着性
の基材は例えば、クロム酸処理やオゾン暴露、火炎暴露
や高圧電撃暴露、イオン化放射線処理等により表面を酸
化させる化学的又は物理的処理による方式、ポリエステ
ルの如き極性の高いポリマー等からなる接着力の強い基
材を用いる方式などの公知の方式により得ることができ
る。

【００１３】粘着層の形成には例えばゴム系やアクリル
系、ビニルアルキルエーテル系やシリコーン系、ポリエ
ステル系やポリアミド系、ウレタン系などの適宜なポリ
マーの１種又は２種以上をベースポリマーとする各種の
粘着剤を用いることができる。従って紫外線硬化型やホ
ットメルト型や熱時感圧型等の粘着剤なども用いること
ができ、粘着層を形成するベースポリマーないしその粘
着剤については特に限定はない。

【００１４】汎用性などの点よりは例えばポリイソブチ
レンやポリイソプレン、天然ゴムや再生ゴム、ＳＢＲや
ＮＢＲ、スチレン・イソプレン系やスチレン・ブタジエ
ン系等のスチレン・ジエンＡ・Ｂ型又はＡ・Ｂ・Ａ型ブ
ロック共重合体の如きゴム系ポリマーなどをベースポリ
マーとするゴム系粘着剤、炭素数が２０以下のアルキル
基を有するアクリル酸やメタクリル酸等のエステルから
なる（メタ）アクリル酸系アルキルエステルの１種又は
２種以上を用いて、必要に応じ凝集力や耐熱性や架橋性
等のバルク特性の調節などを目的に適宜なモノマーの１
種又は２種以上を共重合したアクリル系ポリマーをベー
スポリマーとするアクリル系粘着剤などが好ましく用い
うる。

【００１５】特に粘着性付与剤を配合せずに又はその配
合量の減量下に接着力を向上させうる点よりは、その粘
着性付与剤の配合にて接着力を向上させることが一般的
なゴム系ポリマー（エラストマー）、就中ポリイソブチ
レンの如き側鎖を有するゴム系ポリマーをベースポリマ
ーに用いた粘着剤が有利に用いられる。用いる粘着剤
は、必要に応じ架橋剤や粘着性付与剤、可塑剤や充填
剤、老化防止剤などの適宜な添加剤を配合したものなど
であってもよい。

【００１６】粘着層の形成は、例えばドクターブレード
法やグラビア印刷法などの適宜な方式にて基材上に粘着
剤を塗布する方式や、それに準じてセパレータ上に形成
した粘着層を基材上に移着する方式などの適宜な方式に
て行うことができる。粘着層の厚さは、使用目的などに
応じて適宜に決定しうるが、一般には５００μm以下、
就中１〜３００μm、特に５〜１００μmとされる。なお
粘着層は、バルク特性の調節などを目的に電子線照射に
よる架橋処理などの適宜な処理が施されたものであって
もよい。

【００１７】ベースポリマーの分解生成物からなる低分
子量体を内部よりも多く含有する表面層を有する粘着層
の形成は、基材の片面又は両面に設けた粘着層に対して
その表面よりベースポリマーを分解しうる適宜な処理方
式、例えばプラズマ処理方式や紫外線照射方式、オゾン
暴露方式や電子線照射方式、ガンマ線照射方式などの１
種又は２種以上を適用することにより行うことができ
る。

【００１８】表面層の優先的な処理による粘着部材の効
率的な製造などの点よりは、基材の片面又は両面に設け
た粘着層をプラズマ雰囲気下に配置して粘着層表面層の
ベースポリマーを分解するプラズマ処理方式が好まし
い。これによればプラズマ雰囲気に発生したラジカルや
電子、イオンや紫外線等が複合的に粘着層表面に作用し
てそのベースポリマーを効率よく分断し、図１、２の例
の如くその分解生成物からなる低分子量体を内部よりも
多く含有する表面層１１、３１を有する粘着層１、３を
効率よく形成することができる。

【００１９】プラズマ処理は、前記の如くプラズマ雰囲
気に粘着層をおくものであるが、そのプラズマ雰囲気は
キャリアガスにて形成される。すなわち前記したプラズ
マ雰囲気におけるラジカルや電子、イオンや紫外線等は
キャリアガスを発生源とする。そのキャリアガスには適
宜なガスを用いることができ、特に限定はない。ちなみ
にその例としてはヘリウムやアルゴン等の不活性ガス、
酸素や窒素等の２原子分子ガス、炭酸ガスやアンモニア
ガス、水蒸気や各種モノマー等の多原子分子ガスなどが
あげられる。

【００２０】キャリアガスには１種又は２種以上の混合
物を用いることができ処理対象の粘着層などに応じて適
宜に選択使用することができる。一般には分子鎖の切断
（エッチング）効率等の点より不活性ガスが好ましく用
いられる。またプラズマ処理は、キャリアガスを代えて
前後した複数回処理として同じ粘着層に対して施すこと
ができる。さらに基材の両面に粘着層を有する場合には
その表裏の粘着層に対してキャリアガス等の処理条件を
代えた異なるプラズマ処理を施すこともできる。その場
合、処理対象でない粘着層についてはセパレータ等で表
面を保護カバーすることにより処理の進行を防止するこ
とができる。

【００２１】プラズマ処理等にて形成する表面の改質層
（表面層）の厚さについては適宜に決定しうる。一般に
は粘着層に初期設定したバルク特性の維持などの点より
粘着層全体の厚さの１％以下、就中０．５％以下、特に
０．１％以下の表面層厚とすることが好ましい。形成す
る表面層の厚さが大きすぎると表面層の物性が粘着層全
体の物性に大きく影響して粘着層全体のバルク特性が変
化しやすくなる。また厚い表面層の形成には強い処理な
いし長時間の処理を要して粘着層内部にまで改質処理の
影響が大きく及ぶこととなり粘着層全体のバルク特性が
変質しやすくなる。

【００２２】従ってプラズマ処理では従来のように改質
処理の影響が粘着層全体に及ぶ処理方式は好ましくな
い。ちなみに粘着層全体におけるベースポリマーの分子
鎖切断にても接着力の向上は可能であるが、その場合に
は粘着層全体の軟質化も進行して保持力の低下など粘着
性付与剤を配合する場合と同様に粘着層全体が変質す
る。粘着層全体のバルク特性の変化防止の点よりプラズ
マ処理の場合に形成する好ましい表面層の厚さは、１０
０nm以下、就中５〜７０nm、特に１０〜５０nmであり、
その厚さは処理時間やプラズマ発生源からの距離等のプ
ラズマ処理の程度にて制御することができる。

【００２３】前記したプラズマ処理による極薄の表面層
厚の容易な達成性や粘着特性の高度な制御性などの点よ
り好ましい粘着部材の製造方法は、粘着層をリモートプ
ラズマ領域に配置して改質処理する方法である。かかる
リモートプラズマ処理方法によれば表面層のみにおける
改質処理を制御性よく行うことができる。すなわち図３
に例示のプラズマ発生装置４等においてガスボンベ４７
より質量流量計等の流量制御系４６を介して減圧管４１
内に供給されたキャリアガスは、電極４２の近傍でラジ
カルや電子、イオンや紫外線等の活性種からなるプラズ
マ状態となり、真空ポンプ等の減圧系４４を介して減圧
管内を順次移動しつつ排気される。

【００２４】前記の移動過程において活性種は、再結合
等で失活するがその場合、電子やイオンはラジカルより
も速く失活しその失活速度は、電子やイオンで１０^−７
cm^３／秒程度、ラジカルで１０^−３３cm^６／秒程度とさ
れている。従ってラジカルがより長時間活性を維持して
電極４２近くのプラズマ発生領域５から離れた領域６、
７、８にラジカルがリッチに存在する領域が形成されや
すくこの領域がリモートプラズマ領域である。

【００２５】前記の如くリモートプラズマ領域では電極
近傍よりもラジカルをリッチに含み、分子鎖を切断（エ
ッチング現象）しやすい電子やイオン等の存在量が少な
く移動等による活性種のエネルギー減衰なども生じてプ
ラズマを介した改質処理が電極近傍のプラズマ発生領域
よりも緩やかに進行する。その結果、リモートプラズマ
領域にて処理することにより粘着層表層の極く薄い部分
を制御性よく改質処理できるものと思われる。なお図３
において、４３は処理対象の支持板、４５は減圧計、４
８は電源、４９は整合系である。

【００２６】リモートプラズマ処理の条件は、ベースポ
リマーの種類などに応じて適宜に決定しうる。一般には
形成される表面層の厚さ制御などの点よりキャリアガス
の流量１００ml／分以下、就中５０ml／分以下、特に１
〜１０ml／分、処理出力（電極電圧）１０〜３００Ｗ、
就中２０〜２００Ｗ、特に３０〜１００Ｗ、処理時間１
秒間〜３０分間、就中２秒間〜１０分間、特に３秒間〜
３分間とされる。

【００２７】処理出力が高いほど、また処理時間が長い
ほど分子鎖の切断による低分子量体の生成量は多くな
る。また粘着層を配置する位置は、処理効率等により適
宜に決定でき電極から遠くするほど上記したように分子
鎖の切断が生じ難くなる。低分子量体の生成効率等の点
よりは電極から３００cm以下、就中１０〜２００cm以
下、特に３０〜１５０cmの距離内に粘着層を配置して処
理することが好ましいが電極直下（電極からの距離０c
m）で処理することもできる。なお分子鎖の切断は、分
子鎖の結合エネルギー等が関係することよりプラズマ処
理による改質特性は、同じ条件による処理にても粘着層
を形成するベースポリマーの種類などにより相違する場
合がある。

【００２８】接着力の向上等の点より粘着層の表面層が
含有する低分子量体の好ましい重量平均分子量は、ベー
スポリマーの重量平均分子量の１／１０〜１／５００、
就中１／２０〜１／３００、１／３０〜１／１００であ
る。また接着力の向上等の点より粘着層の表面層におけ
る低分子量体の好ましい含有量は５重量％以下、就中
０．０５〜３重量％、特に０．１〜２．５重量％であ
る。その含有量が０．０５重量％未満では接着力の向上
効果に乏しい場合があり、５重量％を超えると接着力の
向上効果に対する寄与度が乏しくなり、粘着層より分離
して被着体に移行し汚染原因となる場合がある。

【００２９】本発明による粘着部材は、その接着力等の
特性に応じて例えばラベルやステッカー、シールやワッ
ペン、伝票や掲示板、包装テープや表面保護材、接着シ
ートなどの各種の目的で、商業用途や工業用途、農業用
途や医療用途、光学用途や事務用途、家庭用途などの種
々の分野で用いることができ、従来に準じたいずれの目
的にも用いうる。なお粘着部材は、巻回体等として実用
に供しうるほか、その粘着層を実用に供するまでの間、
セパレータにて仮着保護する形態などの適宜な形態で実
用に供することができる。

【００３０】

【実施例】実施例１ 厚さ５０μmのポリプロピレンフィルム（東レ社製、ト
レファンＢＯ＃４０−Ｔ２７４５）の片面に、重量平均
分子量６５万のポリイソブチレン（ＰＩＢ：エクソンケ
ミカル社製、ビスタネックスＭＭＬ−８０）のへプタン
溶液を塗布し、８０℃で３分間乾燥させて厚さ３０μm
の粘着層を形成し、それをセパレータにて仮着カバーし
た。次にその粘着層よりセパレータを剥離しそれを図３
のプラズマ発生装置４における減圧管４１内のガラス製
支持板４３上の電極４２の直下に粘着面を上にして配置
し、キャリアガスに窒素ガスを用いて１００Ｗの処理出
力にて電極近傍にプラズマを発生させて１分間プラズマ
処理して粘着部材を得た。

【００３１】実施例２ 配置位置を電極より３０cm離れた位置６（リモートプラ
ズマ領域）としたほかは実施例１に準じて粘着部材を得
た。

【００３２】実施例３ 配置位置を電極より６０cm離れた位置７としたほかは実
施例１に準じて粘着部材を得た。

【００３３】実施例４ 配置位置を電極より８０cm離れた位置８としたほかは実
施例１に準じて粘着部材を得た。

【００３４】実施例５ プラズマ処理の時間を２分間としたほかは実施例１に準
じて粘着部材を得た。

【００３５】実施例６ プラズマ処理の時間を２分間としたほかは実施例２に準
じて粘着部材を得た。

【００３６】実施例７ プラズマ処理の時間を２分間としたほかは実施例３に準
じて粘着部材を得た。

【００３７】実施例８ プラズマ処理の時間を２分間としたほかは実施例４に準
じて粘着部材を得た。

【００３８】実施例９ プラズマ処理を窒素ガスに代えて、酸素ガスによる７５
Ｗ、３０秒間としたほかは実施例１に準じて粘着部材を
得た。

【００３９】実施例１０ プラズマ処理を窒素ガスに代えて、酸素ガスによる７５
Ｗ、３０秒間としたほかは実施例２に準じて粘着部材を
得た。

【００４０】実施例１１ プラズマ処理を窒素ガスに代えて、酸素ガスによる７５
Ｗ、３０秒間としたほかは実施例３に準じて粘着部材を
得た。

【００４１】実施例１２ プラズマ処理を窒素ガスに代えて、酸素ガスによる７５
Ｗ、３０秒間としたほかは実施例４に準じて粘着部材を
得た。

【００４２】比較例 プラズマ処理を施さないほかは実施例１に準じて粘着部
材を得た。

【００４３】評価試験 実施例、比較例で得た粘着部材又はその粘着層について
下記の特性を調べた。 表面層厚 粘着層をＲuＯ_４等の重金属系酸化剤にて染色後ミクロ
トームにて超薄切片を作製し、透過電子顕微鏡（日立製
作所社製、Ｈ−８００型）にて加速電圧１００ｋＶで観
察し、そのＴＥＭによる断面写真より表面層の厚さを調
べた。

【００４４】低分子量体の重量平均分子量（Ｍｗ）及び
生成量 粘着部材に準じてセパレータ上に粘着層を形成し、その
粘着層をテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）に溶解させて
０．３重量％の溶液濃度に調製したのち０．４５μmメ
ンブランフィルタにて濾過し、ゲルパーミエーションク
ロマトグラフイー（ＧＰＣ：東ソー社製、ＨＬＣ８１２
０型）によりポリスチレン換算による低分子量体の重量
平均分子量を調べた。またそのＧＰＣクロマトグラムに
よる相対面積比より低分子量体の生成量を算出した。な
おカラムには、ＴＳＫgel super HM-H／H4000／H3000／
H2000カラムを用い、カラム温度４０℃にて測定した。

【００４５】接着力 粘着部材をその粘着層を介してステンレス板（４３０Ｂ
Ａ）に対し２ｋｇローラを一往復させて圧着し、４８時
間放置後、引張圧縮試験機（ミネベア社製、ＴＣＭ−１
ｋＮＢ型）にて３００mm／分の剥離速度による１８０度
ピールを測定した。

【００４６】前記の結果を次表に示した。また図４に実
施例１〜８（窒素プラズマ処理）と比較例、及び図５に
実施例９〜１２（酸素プラズマ処理）と比較例とにおけ
る低分子量体の生成量と接着力の関係を表したグラフを
示した。 電極との 表面層厚 低分子量体 接 着 力 距離(cm) （ｎｍ） 生成量 Ｍｗ Ｎ／20mm 実施例１ ０ ３０ 0.6wt％ 6300 ５．８ 実施例２ ３０ １０未満 0.6wt％ 6800 ６．７ 実施例３ ６０ １０未満 0.1wt％ 9000 ６．６ 実施例４ ８０ １０未満 0.1wt％ 10000 ５．１ 実施例５ ０ ５０ 0.5wt％ 5800 ６．２ 実施例６ ３０ １５ 0.4wt％ 5700 ６．５ 実施例７ ６０ １０未満 0.2wt％ 5800 ６．６ 実施例８ ８０ １０未満 0.1wt％ 10000 ５．３ 実施例９ ０ ２８０ 2.4wt％ 5300 ６．９ 実施例10 ３０ １２５ 0.9wt％ 3900 ６．２ 実施例11 ６０ ８０ 1.0wt％ 4000 ５．９ 実施例12 ８０ ５０ 0.9wt％ 5800 ５．４ 比 較 例 未処理 ０ 0.0wt％ − ３．１

【００４７】表より実施例では粘着性付与剤の配合なし
に接着力が大幅に向上していることがわかる。なお上記
の評価試験及び粘着層の弾性率評価等より、生成した低
分子量体の殆どは表面層内に存在していることがわかっ
た。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例の断面図

【図２】他の実施例の断面図

【図３】プラズマ処理の説明図

【図４】実施例１〜８（窒素プラズマ処理）と比較例で
の低分子量体の生成量と接着力の関係を示したグラフ

【図５】実施例９〜１２（酸素プラズマ処理）と比較例
での低分子量体の生成量と接着力の関係を示したグラフ

【符号の説明】

１、３：粘着層 １１、３１：表面層 ２：基材 ４：プラズマ発生装置

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Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ベースポリマーの分解生成物からなる低
   分子量体を内部よりも多く含有する表面層を有する粘着
   層を基材の片面又は両面に有することを特徴とする粘着
   部材。
2. 【請求項２】 請求項１において、粘着層が粘着性付与
   剤を含有しないものからなり、粘着層の表面層の厚さが
   粘着層厚の１％以下でその表面層が含有する低分子量体
   の重量平均分子量がベースポリマーのそれの１／１０〜
   １／５００であり、その低分子量体の含有量が０．０５
   〜３重量％である粘着部材。
3. 【請求項３】 基材の片面又は両面に設けた粘着層をプ
   ラズマ雰囲気下に配置し、その粘着層の表面層における
   ベースポリマーを分解して低分子量体を生成させること
   を特徴とする粘着部材の製造方法。