JP2006273935A - アクリル系粘着剤組成物、該組成物を用いた粘着テープ、及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 実質的に溶剤を含ず、かつ塗布時に適度な粘度を有する粘着剤組成物であって、Ｔｇが低く高重合度の粘着剤が得られる粘着剤組成物、これを用いた粘着テープ及びその製造方法を提供する。
【解決手段】（Ａ）（メタ）アクリル酸エステルを主成分とするモノマーを縣濁重合の後、水洗、脱水、乾燥して得られるアクリルラバー、又は前記モノマーをエマルジョン重合の後、塩析、水洗、脱水、乾燥して得られるアクリルラバーであって、重量平均分子量が１００，０００以上であるアクリルラバーと、（Ｂ）（メタ）アクリル酸エステルを主成分とするモノマーとを、重量比で（ａ）：（ｂ）＝５：９５〜７５：２５の割合で配合してなるアクリル系粘着剤組成物を用いる。

Description

本発明は、アクリル系粘着剤組成物、該組成物を用いた粘着テープ、及びその製造方法に関する。

従来より粘着テープを製造するには、有機溶剤を含有する粘着剤組成物や水系のエマルジョン型粘着剤組成物が使用されている。

溶剤タイプの高重合度アクリル系粘着剤組成物を得るには、溶液重合では高分子量物が得難いため、塊状重合方法、エマルジョン重合方法、縣濁重合方法等により得られたアクリルポリマー（塊状ポリマー、以下「アクリルラバー」という）を有機溶剤に溶解している。

しかし、アクリルラバーは官能基含有量が多くなると有機溶媒に溶解し難くなるという問題を有する。また、有機溶剤を用いた場合には、気散する有機溶媒を燃焼もしくは回収するための装置が必要になり、コストが相当大きくなると共に、環境汚染への影響も懸念される。

また、水系のエマルジョン型粘着剤組成物では、水の蒸発潜熱が大きいため乾燥工程に長時間を要するという問題や、得られる製品に白化が生じたり、耐水性が劣るという問題がある。

さらに、粘着テープを得るにはガラス転移温度（以下Ｔｇともいう）の低いアクリルラバーが必要であるが、エマルジョン重合方法や縣濁重合方法によりＴｇの低いアクリルラバーを得る場合は、重合度が大きくなると次の問題が発生する。すなわち、エマルジョン溶液よりアクリルラバーを得る工程での脱水工程および乾燥工程において、粘着性が大きく、粒子間で膠着を起こし、アクリルラバーが得難くなる。また、縣濁重合の場合も同様に、重合が進むにつれ粘着性が大きくなるため、粒子同士が接着して塊状物となり、反応を停止せざるをえなくなり、均一なポリマー分散体が得られ難くなる。

これに対し、溶剤や分散媒体を用いずに基材上にアクリル系のモノマーやオリゴマーを主成分とする溶液を塗布し、基材上で熱重合させる方法や、紫外線・電子線で重合硬化させる方法の無溶剤粘着剤が提案されている。しかし、塗布する為にはある程度の粘度が必要であるが、低粘度であるため予備重合して適当な粘度にしておく必要がある。例えば、特開２００１−４９２００号公報には粘度調整のために、いわゆるシロップ溶液を調整することが記載されている。これは塊状重合にて極めて低い重合率でポリマーを合成した後、多量の残モノマーを蒸留し、ポリマーを分離するという工程を採るものであるが、この方法では反応制御の困難な塊状重合を経て、多量の残モノマーを蒸留する必要があり、粘度調整が困難であり、コストもかかるという問題がある。
特開２００１−４９２００号公報

本発明は上記に鑑みてなされたものであり、従来の溶剤型、水系エマルジョン型及び無用剤型粘着剤組成物の問題を全て解決した粘着剤組成物、これを用いた粘着テープ及びその製造方法を提供することを課題とする。特に、実質的に溶剤（有機溶剤や水）を含まず、かつ塗布時に適度な粘度を有し、Ｔｇが低く高重合度の粘着剤が得られる粘着剤組成物を提供することを目的とする。

本発明の粘着剤組成物は、上記の課題を解決するために、（Ａ）（メタ）アクリル酸エステルを主成分とするモノマーを縣濁重合の後、水洗、脱水、乾燥して得られるアクリルラバー、又は（メタ）アクリル酸エステルを主成分とするモノマーをエマルジョン重合の後、塩析、水洗、脱水、乾燥して得られるアクリルラバーであって、重量平均分子量が１００，０００以上であるアクリルラバーと（Ｂ）（メタ）アクリル酸エステルを主成分とするモノマーとを、重量比で（ａ）：（ｂ）＝５：９５〜７５：２５の割合で配合してなるものとする（請求項１）。

上記本発明の粘着剤組成物は、（Ａ）アクリルラバーが前記（Ｂ）モノマーに可溶であることが好ましい（請求項２）。

本発明の粘着剤組成物は、（Ａ）アクリルラバー又は前記（Ｂ）モノマーが、メラミン化合物もしくはエポキシ化合物もしくはイソシアネート化合物と反応性を有する官能基、又は自己架橋可能な官能基を有するものとすることができる（請求項３）。

本発明の粘着剤組成物は、２５℃における粘度が１，０００〜１００，０００ｃｐｓの範囲内にあることが好ましい（請求項４）。

本発明の粘着剤組成物は、架橋剤として、メラミン系化合物、エポキシ系化合物及びイソシアネート系化合物からなる群から選択された１種又は２種以上が配合されたものとすることができる（請求項５）。

本発明の粘着剤組成物は、光重合開始剤が配合され、かつ実質的に溶剤を含有していないものとすることができる（請求項６）。

本発明の粘着テープは、上記本発明の粘着剤組成物を重合して得られる、ガラス転移温度が０℃以下であるものとする（請求項７）。

また、粘着テープの製造方法は、上記本発明の粘着剤組成物を、支持体表面に０．０１〜１．０ｍｍの厚さで塗布した後、エネルギー線を照射して重合させることを特徴とする（請求項８）。

本発明の粘着剤組成物は、予め高分子量のアクリルラバーを調製してこれを有機溶剤に溶解させる等の従来技術のものと異なり、実質的に溶剤を含まず、かつ支持体に塗布する際に適度な粘度を有するものとなる。本発明の粘着剤組成物を用いることにより、製造上の制約なく高分子量でＴｇの低い粘着剤が得られる。

本発明の粘着剤組成物は、さらに、アクリルラバーを溶解させる（メタ）アクリル酸エステルを主成分とするモノマーに任意の割合で官能基を有するモノマーを配合して共重合が可能であるため、従来の溶剤系アクリル粘着剤組成物では得られなかった、官能基含有モノマー量が７重量％以上の粘着剤組成物が得られる。

本発明の粘着剤組成物により得られる粘着テープは、粘着力に優れたものとなる。

本発明の製造方法によれば、本発明の粘着剤組成物を支持体に塗布してエネルギー線照射を行うことにより、上記したＴｇの低い高重合度粘着剤が容易に得られる。特に、光重合開始剤量、エネルギー線の照射距離および照射時間等の条件を変えることにより、任意の重合度の粘着剤を得ることが可能となる。

本発明で用いる（Ａ）アクリルラバーとは、（メタ）アクリル酸エステルを主成分とするモノマーを縣濁重合の後、水洗、脱水、乾燥して得られるもの、又は（メタ）アクリル酸エステルを主成分とするモノマーをエマルジョン重合の後、塩析、水洗、脱水、乾燥して得られるものである。

縣濁重合、エマルジョン重合、及びその後の乾燥までの処理は、従来から公知の方法により行うことができる。すなわち、懸濁重合は分散剤を使用してモノマーを水中に分散させて重合を行い、エマルジョン重合は、界面活性剤を使用し、モノマーを水中に乳化させて重合を行う。共に分子量の調整はメルカプタン系連鎖移動剤にて行うことができる。塩析工程は加熱によりエマルジョンを破壊し、アクリルラバーを得る工程である。この時、好ましくは塩析剤（塩・酸等）を使用する。水洗工程は遠心脱水機により脱水し、ラバーを水槽内へ送り、撹拌することにより行う。水洗後遠心脱水機にて脱水し（脱水工程）、乾燥機にて乾燥させる（乾燥工程）。乾燥温度は通常５０〜１３０℃の範囲内であるが、８０〜１１０℃の範囲が好ましい。

上記（Ａ）アクリルラバーを構成するモノマーおよび（Ｂ）このアクリルラバーを溶解させるモノマーの例としては、（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）アクリル酸ブチル、（メタ）アクリル酸ペンチル、（メタ）アクリル酸ヘキシル、（メタ）アクリル酸−２−エチルヘキシル、（メタ）アクリル酸オクチル、（メタ）アクリル酸ノニルなどの（メタ）アクリル酸エステルが挙げられ、アクリロニトリルも含まれる。このようなモノマーを単独あるいは組み合わせて使用することができる。なお、本明細書において「（メタ）アクリル酸エステルを主成分とする」とは、これら（Ａ）及び（Ｂ）成分を構成する全モノマーのうち５０重量％以上がこれら（メタ）アクリル酸エステル又はアクリロニトリルであることをいう。

アクリルラバーの重合度及び／又はアクリルラバーとこれを溶解させるモノマー（Ｂ）の組成比を変えることにより、支持体に塗布可能な粘度を有し、かつ実質的に溶剤を含まない粘着剤組成物が得られる。

アクリルラバーの重量平均分子量は１００，０００以上が好ましく、３００，０００〜１，０００，０００がより好ましい。

上記（Ａ）アクリルラバー及び（Ｂ）モノマーは、メラミン化合物もしくはエポキシ化合物もしくはイソシアネート化合物と反応性を有する官能基、又は自己架橋可能な官能基を有することが好ましい。そのために用いる官能基含有モノマーの例としては、（メタ）アクリル酸、イタコン酸のようなカルボキシル基含有ビニル単量体、（メタ）アクリル酸グリシジルエーテル、（メタ）アクリル酸−２−エチルグリシジルエーテルのようなエポキシ基含有ビニル単量体、（メタ）アクリル酸−２−ヒドロキシエチル、（メタ）アクリル酸−２−ヒドロプロピルのようなヒドロキシル基含有ビニル単量体、（メタ）アクリルアミド、Ｎ−メチロール（メタ）アクリルアミド、Ｎ−ブトキシメチル（メタ）アクリルアミドのようなアミド基含有ビニル単量体等が挙げられ、これらを単独あるいは２種以上組み合わせて使用することができる。

上記官能基含有モノマー量は、アクリルラバーのモノマー溶解液全体に対する割合で１〜１０重量％が好ましい。なお、この官能基含有モノマー量が７重量％以下であるアクリルラバーは低重合度から高重合度のものまで（メタ）アクリル酸エステルを主成分とするモノマーに可溶である。

本発明の粘着剤組成物において架橋構造を形成させたい場合には架橋剤を添加することもできる。架橋剤の例としては、メチロールメラミン、ブトキシメチロールメラミンのようなメラミン系化合物、ビスフェノールＡ、エピクロルヒドリン型のエポキシ系化合物、トリレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネートのトリメチロールプロパンなどのポリオールとのアダクト体およびヘキサメチレンジイソシアネートなどの３量体等のイソシアネート系化合物が挙げられ、これらを単独あるいは２種以上組み合わせて使用することができる。

添加する架橋剤の量は、（Ａ）アクリルラバーと（Ｂ）アクリルラバーを溶解させるモノマーを合わせた１００重量部に対して、通常１〜１５重量部の範囲であり、好ましくは５〜１０重量部の範囲である。

本発明の粘着剤組成物には必要に応じて光重合開始剤を添加する。光重合開始剤としては、アセトフェノン系又はベンゾフェノン系のものが好ましい。光重合開始剤の例としては、４−フェノキシジシクロアセトフェノン、４−ｔ−ブチル−ジクロロアセトフェノン、ジエトキシアセトフェノン、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、ベンゾイン、ベンゾイルメチルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル、ベンジルメチルケタール等が挙げられ、市販のものを使用することができる。これら光重合開始剤は単独又は２種以上混合して使用することができる。

光重合開始剤の使用量は、（メタ）アクリル酸エステルを主成分とするアクリルラバーとアクリルラバーを溶解させるモノマーとを合わせた１００重量部に対して、通常０．０１〜３重量部の範囲であり、好ましくは０．０５〜２重量部の範囲である。

本発明の粘着剤組成物には、必要に応じてさらに紫外線吸収剤を配合することもできる。紫外線吸収剤の例としては、２，４−ヒドロキシベンゾフェノン、２−（２’−ヒドロキシ−５’−メチルフェニル）ベンゾトリアゾール等が挙げられる。

本発明の粘着剤組成物は、２５℃における粘度が１，０００〜１００，０００ｃｐｓの範囲内にあることが好ましく、２，０００〜３０，０００ｃｐｓの範囲内にあることがより好ましい。

本発明の光重合開始剤を配合したアクリル系粘着剤組成物を支持体表面に０．１〜１．０ｍｍ厚に塗布し、紫外線、電子線等のエネルギー線を照射することにより重合反応が進行して粘着剤層が形成され、良好な粘着性を有する粘着テープを製造することができる。

ここで使用される支持体の例としては、ポリオレフィンフィルム、ポリエステルフィルム、塩化ビニルフィルムのようなプラスチックフイルム、紙、金属箔、不織布、織物（布）、離型フイルム等を挙げることができる。

紫外線等エネルギー線の照射時間は、塗布層の厚みや光重合開始剤の配合量等により異なるが、通常は１０秒〜５分間、好ましくは１０秒〜２分間である。

上記光重合開始剤量、紫外線吸収剤量、紫外線等エネルギー線の照射距離および照射時間等の条件を変えることにより、低重合度〜高重合度の粘着剤を得ることができる。

粘着テープ等の粘着剤として使用するには、Ｔｇが０℃以下であることが好ましく、−３０℃以下であることが特に好ましい。

以下、本発明のアクリル系粘着剤組成物、該組成物を用いた粘着テープについて、実施に基づきさらに具体的に説明するが、本発明はこれらにより限定されるものではない。

［合成例１（アクリルラバーＡの合成）］
アクリル酸ブチル３４重量部（以下、単に部という）、メタクリル酸メチル３０部、アクリル酸−２−エチルへキシル３０部、アクリル酸４部、アクリル酸−２−ヒドロキシエチル２部からなるモノマー組成物１００部を水２００部、界面活性剤としての変性ポバール２０部、ｎ−ドデシルメルカプタン０．１部と共に撹拌してエマルジョン重合を行った。これを塩析剤としてボウ硝を用いて塩析し、遠心脱水機を用いて脱水後、水洗、脱水し、１００℃で乾燥してアクリルラバーＡを得た。アクリルラバーＡの官能基含有アクリル酸エステル量は６重量％である。

［合成例２（アクリルラバーＢの合成）］
アクリル酸ブチル５０部、メタクリル酸メチル４４部、アクリル酸４部、アクリル酸−２−ヒドロキシエチル２部からなるモノマー組成物を使用した以外は合成例１と同様にしてエマルジョン重合を行い、塩析、水洗、脱水、乾燥工程を経てアクリルラバーＢを得た。アクリルラバーＢの官能基含有アクリル酸エステル量は６重量％である。

［実施例１〜６］
アクリルラバーＡと同一組成比のモノマー混合液にアクリルラバーＡを溶解し、さらにアクリル酸２．５部、アクリル酸−２−ヒドロキシエチル２．５部を追加して、２５％溶解液Ａを得た。２５％溶解液Ａの官能基含有アクリル酸エステル量はアクリルラバー分を含んだ全体の１０重量％である。

またアクリルラバーＢと同一組成比のモノマー混合液にアクリルラバーＢを溶解し、さらにアクリル酸２．５部、アクリル酸−２−ヒドロキシエチル２．５部を追加して、２５％溶解液Ｂを得た。２５％溶解液Ｂの官能基含有アクリル酸エステル量はアクリルラバー分を含んだ全体の１０重量％である。

これらの溶解液１００部に光重合開始剤ベンゾインイソプロピルエーテルを表１に記す添加部数で添加して粘着剤組成物を得た。これら粘着剤組成物の粘度をＢＨ型粘度計（東京計器製）により測定した。結果を表１に示す。

これら粘着剤組成物を、ポリエステル（ポリエチレンテレフタレート）フィルムに厚さ１０μｍで塗布し、紫外線照射を０．５分・１．０分・２．０分の３水準で行った。

得られたフィルムにつき、動的粘弾性測定装置（ＳＩＩ製）によりＴｇを測定し、またゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ、（株）島津製作所製）にて分子量（重量平均分子量：Ｍｗ）の測定を行った。結果を表１に示す。

表１に示された結果から分かるように、本発明の粘着剤組成物は、塗布に適した粘度を有していた。かつ、従来の溶剤系高重合度アクリル粘着剤では得られなかった、官能基含有モノマー量が７重量％以上の粘着剤組成物が得られ、短い照射時間でも、高分子量で、かつＴｇの低い粘着剤が得られた。

［実施例７〜９］
アクリルラバーＡを、アクリル酸ブチル４０部、メタクリル酸メチル１７部、アクリル酸−２−エチルへキシル３７部、アクリル酸４部、アクリル酸−２−ヒドロキシエチル２部からなるモノマー混合液に溶解し、２５％溶解液Ｃを得た。

これらの溶解液１００部に光重合開始剤ベンゾインイソプロピルエーテルを表１に記す添加部数で添加して粘着剤組成物を得た。これら粘着剤組成物の粘度をＢＨ型粘度計（東京計器製）により測定した。結果を表１に示す。

これら粘着剤組成物を、上記と同じポリエステルフィルムに厚さ１０μｍで塗布し、紫外線照射を０．５分・１．０分・２．０分の３水準で行った。

得られたフィルムにつき、上記と同様にしてＴｇ及び分子量を測定した。結果を表２に示す。

表２に示された結果から分かるように、本発明の粘着剤組成物は、塗布に適した粘度を有していた。また、短い照射時間でも、高分子量で、かつ−３０℃以下という低いＴｇの粘着剤が得られた。

本発明により得られる粘着テープは、各種分野における接着（粘着）に利用可能である。

Claims (8)

1. （Ａ）（メタ）アクリル酸エステルを主成分とするモノマーを縣濁重合の後、水洗、脱水、乾燥して得られるアクリルラバー、又は（メタ）アクリル酸エステルを主成分とするモノマーをエマルジョン重合の後、塩析、水洗、脱水、乾燥して得られるアクリルラバーであって、重量平均分子量が１００，０００以上であるアクリルラバーと
   （Ｂ）（メタ）アクリル酸エステルを主成分とするモノマーとを、
   重量比で（ａ）：（ｂ）＝５：９５〜７５：２５の割合で配合してなる粘着剤組成物。
2. 前記（Ａ）アクリルラバーが前記（Ｂ）モノマーに可溶であることを特徴とする、請求項１に記載の粘着剤組成物。
3. 前記（Ａ）アクリルラバー又は前記（Ｂ）モノマーが、メラミン化合物もしくはエポキシ化合物もしくはイソシアネート化合物と反応性を有する官能基、又は自己架橋可能な官能基を有することを特徴とする、請求項１又は２に記載の粘着剤組成物。
4. ２５℃における粘度が１，０００〜１００，０００ｃｐｓの範囲内にあることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の粘着剤組成物。
5. 架橋剤として、メラミン系化合物、エポキシ系化合物及びイソシアネート系化合物からなる群から選択された１種又は２種以上が配合されたことを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の粘着剤組成物。
6. 光重合開始剤が配合され、かつ実質的に溶剤を含有していないことを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の粘着剤組成物。
7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載の粘着剤組成物を重合して得られる、ガラス転移温度が０℃以下である粘着テープ。
8. 請求項１〜６のいずれか１項に記載の粘着剤組成物を、支持体表面に０．０１〜１．０ｍｍの厚さで塗布した後、エネルギー線を照射して重合させることを特徴とする粘着テープの製造方法。