JP2609484B2 - 粘着テープの製造方法及び粘着テープ - Google Patents

粘着テープの製造方法及び粘着テープ

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JP2609484B2
JP2609484B2 JP3007792A JP779291A JP2609484B2 JP 2609484 B2 JP2609484 B2 JP 2609484B2 JP 3007792 A JP3007792 A JP 3007792A JP 779291 A JP779291 A JP 779291A JP 2609484 B2 JP2609484 B2 JP 2609484B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、製造工程におけるモノ
マーの蒸発損失が少ないアクリレート系の粘着テープの
製造方法及びこの製造方法で得られた粘着テープに関す
る。
【0002】
【従来の技術】アクリル系ポリマーからなる粘着剤を用
いたアクリル系粘着テープは良く知られている。アクリ
ル系粘着剤は、アクリル系ポリマーを主成分としている
ため、耐光性、耐候性、耐油性などに優れており、ま
た、プラスチックフィルムや、紙などを表面基材とした
アクリル系粘着テープは、粘着力、凝集力などの粘着性
能、及び耐熱性、耐候性などの耐老化性能に優れている
ため、広く使用されている。
【0003】これらのアクリル系粘着テープは、一般
に、アクリル酸アルキルエステルおよび/またはメタク
リル酸エステルなどの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、有機溶剤で溶液重合して得
られる粘着剤溶液、または、水系で乳化重合して得られ
るエマルジョンを、基材に塗布または含浸し、これを加
熱乾燥して製造されている。
【0004】上記の製造方法において、粘着剤溶液を用
いる場合は、基材に塗布または含浸した粘着剤溶液を高
温で乾燥するために、多くのエネルギーを必要とし、ま
た、有機溶剤による大気汚染を防止するために、大規模
な回収装置を必要とする。しかも、有機溶剤は引火しや
すいため、安全保持のために充分な安全装置を必要とす
る。
【0005】一方、エマルジョンを用いる場合は、水を
蒸発させるために、有機溶剤を用いる場合よりも大きな
エネルギーを必要とし、また、性能面でも重合時に混入
する乳化剤により耐水性等の性能が低下する。さらに、
水溶性モノマーを使用する場合使用量が限定されるた
め、粘着テープ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。
【0006】ところで、特公昭57−17030号公報
には、アクリルモノマーにガラスミクロバルブを混合し
た後、光照射することを特徴とする感圧粘着テープの製
造方法が開示されている。この方法においては、基材に
塗布したモノマーを酸素濃度が150ppmの不活性雰
囲気で光照射したことが述べられている。また、ベルギ
ー特許675420号明細書においては、このようなア
クリルモノマーの重合には300ppm以下程度の酸素
濃度とすることが必要であることが示唆されている。
【0007】このようにアクリルモノマーに光を照射し
て重合することにより、アクリル系粘着テープを連続的
に製造する場合には、雰囲気酸素による反応阻害が起こ
るため、窒素ガス等の不活性な雰囲気下での重合が行な
われるが、不活性雰囲気帯域(イナートゾーン)には酸
素濃度を低下させるために大量の不活性ガスを、常時
き込まなくてはならない。このため基材上の光重合性組
成物上に、常時不活性ガスの気流が吹き付けられ、その
結果、モノマーの蒸発が著しく、原料損失が大きいとい
う問題があった。
【0008】さらに、このようなアクリル系粘着テープ
においては、その粘着剤としての特性である粘着力及び
凝集力を充分に発現し得る高分子を設計するためには、
アクリル酸のような共重合により粘着性を発現し得る
モノマー等の配合が必要であった。ところがこれらの
モノマーを光重合に利用した場合には、不活性雰囲気帯
域における気流によりこれらが蒸発して、充分な粘着性
能が得られないという問題があった。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、光重
合によるアクリル系粘着テープの連続的な製造方法にお
いて、モノマーの蒸発損失が少なく、しかも粘着剤とし
ての粘着特性に優れたアクリル系粘着テープの製造方法
及びこの製造方法で得られた粘着テープを提供すること
にある。本発明者は、前記従来技術の有する問題点を克
服するために鋭意研究した結果、アクリレート系モノマ
ーを含有する光重合性粘着剤組成物に、カルボキシル基
を有し、かつ、1気圧での沸点が180℃以上の(メ
タ)アクリル系モノマーを共重合成分として含有させる
ことにより、モノマーの蒸発損失が少なく、しかも粘着
特性に優れたアクリル系粘着テープが得られることを見
出し、その知見に基づいて本発明を完成するに至った。
【0010】
【課題を解決するための手段】かくして、本発明によれ
ば、 (a)炭素数1〜12のアルキル基を有するアクリル酸
アルキルエステルおよびメタクリル酸アルキルエステル
からなる群から選択される少なくとも1種のアクリレー
ト系モノマー60〜98重量部、 (b)アクリレート系モノマー(a)と共重合可能な不
飽和2重結合を有する化合物であって、カルボキシル基
を有し、かつ、1気圧での沸点が180℃以上であるア
ルクリレート系モノマーもしくはメタクリレート系モノ
マー2〜40重量部、および (c)モノマー成分100重量部に対して、光重合開始
剤0.001〜5重量部を含む光重合性粘着剤組成物
を、基材に塗布または含浸し、これを不活性ガスを吹き
付けることにより形成される不活性ガス雰囲気帯域に通
しながら、紫外線を照射して上記モノマー混合物を重合
させることを特徴とする粘着テープの製造方法が提供さ
れる。また、本発明によれば、上記製造方法で得られた
粘着テープが提供される。以下、本発明について詳述す
る。
【0011】(モノマー成分)アクリレート系モノマー(a) 本発明で使用するモノマー成分(a)は、炭素数1〜1
2のアルキル基を有するアクリル酸アルキルエステルお
よびメタクリル酸アルキルエステルからなる群から選択
される少なくとも1種のアクリレート系モノマーであ
る。このアクリレート系モノマー成分(a)は、40重
量%以下(0〜40重量%)の該アクリレート系モノマ
ーと共重合可能なビニル系モノマーを含んでいてもよ
い。
【0012】アクリレート系モノマーとしては、アルキ
ル基の炭素数が1〜12、好ましくは4〜12のアクリ
ル酸アルキルエステルまたはメタクリル酸アルキルエス
テルが用いられ、具体例としては、(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
イソノニルなどを挙げることができる。
【0013】これらは、それぞれ単独で、または2種以
上を組み合わせて用いる。粘着性と凝集性のバランスな
どから、通常、ホモポリマーのガラス転移温度が−50
℃以下のアクリル酸アルキルエステルを主成分とし、コ
モノマーとして、低級アルキル基の(メタ)アクリル酸
エステルや下記の他のビニル系モノマーを用いることが
好ましい。
【0014】アクリレート系モノマーと共重合可能な他
のビニル系モノマーとしては、例えば、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
クリロニトリル、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挙げられる。
【0015】また、ガラス転移温度の低い重合体を形成
するビニル系モノマー、例えば、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、フッ素ア
クリレート、シリコン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。
【0016】これらのビニル系モノマーは、1種または
2種以上を組み合わせて使用できるが、全モノマー成分
中における使用割合が40重量%を越えると、アクリル
系粘着テープとしての粘着特性などが低下するので、好
ましくない。
【0017】カルボキシル基含有(メタ)アクリレート
系モノマー(b) 本発明で不可欠な成分として使用されるモノマー(b)
は、1気圧での沸点が180℃以上のカルボキシル基を
有する極性モノマーであり、その例としては、カルボキ
シエチルアクリレート(β−CEA;INTEREZ社
商品名)、ω−カルボキシポリカプロラクトンモノアク
リレート(M−5300;東亜合成化学工業社製商品
名)、フタル酸モノヒドロキシエチルアクリレート(M
−5400;東亜合成化学工業社製商品名)、琥珀酸モ
ノヒドロキシエチルアクリレート(M5500;亜合成
化学工業社製商品名)、β−アクリロイルオキシエチル
ハイドロジエンサクシネート(NKエステルA−SA;
新中村化学社製商品名)、2−アクリロイルオキシエチ
ルヘキサヒドロフタル酸(HOA−HH;共栄社油脂化
学工業社製商品名)等が挙げられる。これらの中でも、
他のアクリルモノマーとの相溶性、得られたポリマーの
被着体への接着性、非架橋性、応力緩和性の付与等の特
性の点で、特に、カルボキシエチルアクリレート、カル
ボキポリカプロラクトンモノアクリレートが優れてい
る。
【0018】モノマー(a)とモノマー(b)との使用
割合(a:b)は、98:2〜60:40(重量比)で
ある。モノマー(b)の使用割合が過小であると、粘着
性付与効果が少なく、逆に、過大であると、アクリル系
粘着剤としての粘着特性などが低下する。
【0019】(光重合開始剤) 本発明で使用する光重合開始剤は、特に限定されない
が、一般に用いられている光重合開始剤を用いることが
できる。光重合開始剤としては、例えば、4−(2−ヒ
ドロキシエトキシ)フェニル(2−ヒドロキシ−2−プ
ロピル)ケトン〔ダロキュア−2959:メルク社
製〕;α−ヒドロキシ−α,α′−ジメチル−アセトフ
ェノン〔ダロキュア−1173:メクル社製〕;メトキ
シアセトフェノン、2,2−ジメトキシ−2−フェニル
アセトフェノンなどのアセトフェノン系;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などの
ベンゾインエーテル系;ベンジルジメチルケタールなど
のケタール系;その他、ハロゲン化ケトン、アシルホシ
フィノキシド、アシルホスフォナートなどを挙げること
ができる。
【0020】これらの光重合開始剤は、前記モノマー成
分100重量部に対して、0.001〜5重量部の割合
で使用する。この割合が0.001重量部未満である
と、光重合開始剤が光エネルギーにより重合初期に消費
されるため、未反応モノマーが残存しやすく、モノマー
臭が残るだけではなく、凝集力が低下する。逆に、5重
量部を越えると、重合反応速度は早くなるが、光重合開
始剤の分解臭が激しくなり、また、分子量のばらつきが
大きくなり、粘着性能も低下する。
【0021】光重合による重合体の重量平均分子量は、
粘着性能から見て、通常、約30〜約100万程度に調
節することが好ましく、約50〜約100万に調節する
のがさらに好ましい。したがって、目標とする重合体の
分子量に応じて、光重合開始剤の配合割合は、上記範囲
内で調節される。
【0022】(任意成分)タッキファイアー 本発明に於いては、光重合性粘着剤組成物に、粘着付与
樹脂と呼ばれるタッキファイアーを配合してもよい。こ
こで用いられるものとしては、ロジン系樹脂、変成ロジ
ン系樹脂、テルペン樹脂、テルペンフェノール樹脂、芳
香族変成テルペン樹脂、C6 およびC9 系石油樹脂、ク
マロン樹脂等がある。
【0023】その他の添加剤 また、本発明においては、光重合性粘着剤組成物に、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
いられる添加剤を配合してもよい。増粘剤としては、ア
クリルゴム、エピクロルヒドリゴムなどがある。チキソ
トロープ剤としては、コロイドシリカ、ポリビニルピロ
リドンなどがある。増量剤としては、炭酸カルシウム、
酸化チタン、クレーなどがある。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;ナイロンビース、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、ナイロンなどの単繊維などがある。
【0024】光架橋剤 本発明の光重合性粘着剤組成物においては、耐熱性や高
温での凝集力などを付与するために、上記の光重合開始
剤と共に、光架橋剤を含有させるのが好ましい。このよ
うな光架橋剤としては、例えば、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、(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、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、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)
アクリレート、その他エポキシアクリレート、ポリエス
テルアクリレート、ウレタンアクリレートなどがある。
【0025】かかる光架橋剤は、一般に、前記モノマー
成分100重量部に対して、5重量部以下含有させるこ
とにより、光重合反応の過程で重合体分子間に架橋結合
が生じ、粘着剤の耐熱性が向上し、得られる粘着テープ
高温での凝集力が増加し、高温での保持力が向上す
る。
【0026】(粘着テープの製造方法)本発明の粘着テープを製造する場合は、光重合性粘着剤
組成物を剥離紙からなる基材あるいはプラスチックフィ
ルム、紙、セロハン、布、不織布、金属箔などの基材に
塗布または含浸する。前者の場合、剥離紙からなる基材
は、使用に際して剥離除去される
【0027】光重合性粘着剤組成物を基材に塗布または
含浸する際に、作業が円滑に行われるように、増量剤や
チキソトロープ剤で増粘することが好ましい。増粘方法
としては、この他に、例えば、紫外線を少量照射して、
予めモノマー成分の一部を重合させる方法もある。これ
らの塗布または含浸作業は、空気(酸素)と接触しない
ように工夫された装置が用いられる。
【0028】光重合性粘着剤組成物が塗布または含浸さ
れた基材は、不活性ガスで置換されたボックス内、すな
わち、このボックス内に不活性ガスを吹き付けることに
より形成される不活性ガス雰囲気帯域に通しながら、石
英ガラスやパイレックスガラス、ホウ酸ガラスごしに紫
外線の照射が行われる。
【0029】紫外線照射に用いられるランプ種類として
は、光波長400nm以下に発光分布を有するものが用
いられ、その例としては低圧水銀灯、中圧水銀灯、高圧
水銀灯、超高圧水銀灯、ケミカルランプ、ブラックライ
トランプ、マイクロウエーブ励起水銀灯、メタルハライ
ドランプ等が用いられる。この中でも超高圧水銀灯は開
始剤の活性波長領域の光を効率よく発光し、得られる高
分子の粘着性能を架橋により低下させるような短波長の
光や、光重合性粘着剤組成物を加熱蒸発させるような長
波長の光を多く発光しないために好ましい。特に、この
ランプの効果はランプに循環水のジャケットを付設した
いわゆる水冷式において発揮される。
【0030】上記ランプによる光重合性粘着剤組成物
の照射強度は、得られるポリマーの重合度を左右する因
子であり目的の粘着テープの粘着性能毎に適宜制御され
るのであるが、通常のアセトフェノン基を有する開裂型
の開始剤を配合した場合その範囲は0.1〜100mW
/cm2 が好ましい。なお、光の照射は、一定の光強度
で行なってもよいが、二段階以上に分けてそれぞれの光
強度を変えて照射することにより、粘着テープの物性を
さらに精密に調整することもできる。
【0031】本発明における光重合は、空気中の酸素お
よび光重合性粘着剤組成物中に溶存する酸素により反応
が阻害される。そこで、本発明における光重合性粘着剤
組成物を用いて粘着テープを製造するには、通常、この
組成物中に溶存する酸素を除去するために、窒素ガスな
どの不活性ガスでパージするか、あるいは、不活性ガス
でパージするとともに、フェ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、オクタン酸第一錫
などの酸素除去能のある化合物を添加する。
【0032】通常は、窒素ガスや炭酸ガスのような不活
性なガスにより酸素を置換した光透過性の窓を有するボ
ックス内、すなわち、このボックス内に窒素ガスや炭酸
ガスのような不活性ガスを吹き付けることにより形成さ
れる不活性ガス雰囲気帯域(イナートゾーン)の中に、
光重合性粘着剤組成物が塗布または含浸された基材を連
続的に通しながら反応させる。この方法において、光重
合性粘着剤組成物の重合がモノマーの転化率99.7重
量%以上になる程度まで十分に完結されるためには、こ
の照射雰囲気の酸素濃度を5000ppm以下とする必
要がある。該組成物の光照射によって得られる高分子の
分子量は、雰囲気酸素濃度の増加とともに低下する。完
全に不活性な条件での重合におけるのと同程度の分子量
とするためには、雰囲気酸素濃度を1000ppm以下
とする必要がある。さらに、該光重合性粘着剤組成物と
雰囲気との極薄い界面部分は、組成物内部よりも酸素の
阻害を受け易く、凝集力がこれら部分よりも低下する。
この表層部分が内層と同程度の凝集力を有するために
は、雰囲気酸素濃度を300ppm以下とすることが望
ましい。
【0033】光照射をイナートゾーンにおいて行なう場
合、その雰囲気酸素濃度を低レベルに保つために、常に
一定の不活性ガスがこのゾーン内に吹き付けられる。こ
吹き付けられた不活性ガスにより、光重合性粘着剤
成物の表面には気流が発生し、モノマーの蒸発が起こり
やすくなる。この蒸発を抑制するのに必要な気流速度
は、このゾーンを基材に載せて流される該組成物との相
対速度が1m/sec以下であることが好ましく、本発
明の組成物の場合は、さらに0.1m/sec以下であ
ればこの気流を因子とするモノマーの蒸発は実質的に抑
え得る。
【0034】
【作 用】本発明においては、1気圧での沸点が180
℃以上である高沸点の極性モノマーを配合しているた
め、光重合において問題となるイナートゾーンでのモノ
マーの蒸発が抑制される。本発明における極性モノマー
を含有する光重合性粘着剤組成物を用い、光重合により
得られる粘着テープの粘着剤は、ポリマー中のカルボキ
シル基同志の比較的弱い相互作用により、ポリマー全体
の粘性が高まり、優れた被着体への濡れ性が発現され、
また、応力分散性も向上し、優れた接着力を発現でき
る。
【0035】
【実施例】以下に、実施例および比較例を挙げて、本発
明についてさらに具体的に説明するが、本発明は、これ
らの実施例のみに限定されるものではない。
【0036】[実施例1] 2−エチルヘキシルアクリレート90g、カルボキシエ
チルアクリレート10g、光重合開始剤ダロキュア11
73を1.0g、アクリルゴム2.5gを均一になるま
で撹拌混合した。得られた光重合性粘着剤組成物を25
μmのポリエチレンテレフタレートフィルムに35μm
の厚みとなるようにコンマコーターで塗工し、酸素濃度
300ppmのイナートゾーンで365nm付近のラン
プ強度が8mW/cm2 となるように、高さの調節され
た超高圧水銀灯により2.5分間紫外線を照射した。得
られた粘着テープの粘着剤の重量平均分子量は37万、
残存するモノマー量は0.1%であった。この時のモノ
マー蒸発量は、0.3gであった。
【0037】[比較例1] 2−エチルヘキシルアクリレート90g、アクリル酸5
g、光重合開始剤ダロキュア1173を1.0g、アク
リルゴム2.5gを均一になるまで撹拌混合した。得ら
れた光重合性粘着剤組成物を25μmのポリエチレンテ
レフタレートフィルムに35μmの厚みとなるようにコ
ンマコーターで塗工し、酸素濃度300ppmのイナー
トゾーンで365nm付近のランプ強度が8mw/cm
2 となるように高さの調節された超高圧水銀灯により
2.5分間紫外線を照射した。得られた粘着剤の重量平
均分子量は34万、残存するモノマー量は0.1%であ
った。この時のモノマー蒸発量は、3.5gであった。
【0038】[比較例2] 2−エチルヘキシルアクリレート90g、アクリル酸5
g、光重合開始剤ダロキュア1173を1.0g、ヘキ
サンジオールジアクリレート0.07g、アクリルゴム
2.5gを均一になるまで撹拌混合した。得られた光重
合性粘着剤組成物を離型性を有する紙セパレータに置い
た坪量15gの紙不織布の上から125μmの厚みとな
るようにコンマコーターで塗工し、酸素濃度300pp
mのイナートゾーンで365nm付近のランプ強度が8
mW/cm2 となるように、高さの調節された超高圧水
銀灯により2.5分間紫外線照射した。この結果両面粘
着性の両面粘着テープが得られた。
【0039】その気流と接触する側(以下、「上面」と
いう)とセパレータと接触する面(以下、「背面」とい
う)との粘着性能を評価した。その結果、上面での粘着
力は1100gで、背面のそれは1300gであり、双
方に大きな差が生じた。また、保持力を評価したとこ
ろ、上面での80℃での保持力は、1時間未満で重りが
落下したのに対し、背面のそれは4時間以上剥れず、や
はり双方に大きな差が生じた。
【0040】[実施例2] 2−エチルヘキシルアクリレート90g、カルボキシエ
チルアクリレート10g、光開始剤ダロキュア1173
を1.0g、ヘキサンジオールアクリレート0.07
g、アクリルゴム2.5gを均一になるまで撹拌混合し
た。得られた光重合性粘着剤組成物を離型性を有する紙
セパレータに置いた坪量15gの紙不織布の上から12
5μmの厚みとなるようにコンマコーターで塗工し、酸
素濃度300ppmのイナートゾーンで365nm付近
のランプ強度が8mW/cm2 となるように高さの調節
された超高圧水銀灯により2.5分間紫外線を照射し
た。この結果両面粘着性の両面粘着テープが得られた。
【0041】その気流と接触する側(上面)とセパレー
タと接触する面(背面)との粘着性能を評価した。その
結果、上面での粘着力は1200gで、背面のそれは1
250gであり、双方に有意差はなかった。また、保持
力を評価したところ、80℃での保持力は上面背面とも
に24時間以上重りは落下せず、双方に有意差は無かっ
た。
【0042】
【発明の効果】本発明の粘着テープの製造方法は、従来
のアクリル酸のような低沸点の極性モ ノマーに代えて、
カルボキシル基を有し、1気圧での沸点が180℃以上
である高沸点のアルクリレート系モノマーもしくはメタ
クリレート系モノマーを含有する光重合性粘着剤組成物
を用いるので、イナートゾーンでの光重合においてモノ
マーの蒸発が起きにくく、そのため、連続生産における
生産ロスが少なく、省資源となり、また、製品コストを
削減できる。さらに、上記高沸点のアルクリレート系モ
ノマーもしくはメタクリレート系モノマーの減少による
粘着力と凝集力のバランスの低下が抑えられ、粘着性能
に優れた粘着テープが得られる。
【0043】また、従来のアクリル酸のような低沸点の
極性モノマーを含有する光重合性粘着剤組成物を用いる
と、表層部分においてモノマー組成比が変化するため、
表層部分と内層部分との組成に差が生じ、界面接着力が
低下するが、本発明により得られる粘着テープは、接着
性能が優れ、表層と内層との組成は均一である。

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (a)炭素数1〜12のアルキル基を有
    するアクリル酸アルキルエステルおよびメタクリル酸ア
    ルキルエステルからなる群から選択される少なくとも1
    種のアクリレート系モノマー60〜98重量部、 (b)アクリレート系モノマー(a)と共重合可能な不
    飽和2重結合を有する化合物であって、カルボキシル基
    を有し、かつ、1気圧での沸点が180℃以上であるア
    ルクリレート系モノマーもしくはメタクリレート系モノ
    マー2〜40重量部、および (c)モノマー成分100重量部に対して、光重合開始
    剤0.001〜5重量部を含む光重合性粘着剤組成物
    を、基材に塗布または含浸し、これを不活性ガスを吹き
    付けることにより形成される不活性ガス雰囲気帯域に通
    しながら、紫外線を照射して上記モノマー混合物を重合
    させることを特徴とする粘着テープの製造方法。
  2. 【請求項2】 請求項1項記載の製造方法で得られた粘
    着テープ。
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