JP2663129B2 - 接着部材の貼着構造 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、応力緩和能に異方性をもたせた粘着剤の薄
層展開物からなる接着部材を用いて、曲げや引き伸ばし
等による応力で接着部材が被着体より剥がれないように
した貼着構造に関する。

従来の技術及び課題 従来、粘着テープや粘着シートなどとしての粘着剤の
薄層展開物からなる接着部材は、包装材やマスキング
材、あるいは電気絶縁材や表面保護材、防食材、接合材
などとして幅広く使用されているが、その接着部材を被
着体の曲面部に貼着したり、貼着後に被着体を曲げた
り、あるいは一方向に引き伸ばしたりした場合などに接
着部材が被着体より剥がれる問題点があった。

課題を解決するための手段 本発明は、応力緩和能に異方性をもたせてなる粘着剤
の薄層展開物からなる特殊な接着部材を用いて上記の課
題を克服したものである。

すなわち、本発明は、粘着剤の薄層展開物における粘
着剤層の凝集力を部分的に不均一化して応力緩和能に異
方性をもたせてなる接着部材を被着体に貼着してなり、
かつ応力緩和能が等方性の接着部材を被着体に貼着した
場合にその被着体の使用目的に基づいて予定される、粘
着剤薄層展開物に高応力が作用する方向に、前記の応力
緩和能が異方性の接着部材における高応力緩和能方向を
向けて貼着したことを特徴とする接着部材の貼着構造を
提供するものである。

作用 粘着剤層の凝集力を部分的に不均一化して応力緩和能
に異方性をもたせた粘着剤薄層展開物からなる接着部材
は、その高応力緩和能方向に優れた伸び等の変形許容性
を示す。その結果、被着体に貼着した場合の伸長方向に
その高応力緩和能方向を向けてかかる接着部材を貼着す
ることにより、当該方向の変形力が作用した場合にその
応力を粘着剤層の低凝集力部分の凝集破壊的ズレで緩和
し、その他の平面方向や垂直方向の力に対しては高凝集
力部分が機能してその力に耐え、その凝集力差が作用す
る力にバランスよく対応して良好な接着維持力を発揮
し、接着部材が被着体より剥がれることが防止ないし抑
制される。従って、前記した高応力緩和能方向は、粘着
剤層を低凝集力部分が高凝集力部分に拘束されないでズ
レを生じうる方向と定義することができる。

凝集力を不均一化して応力緩和能に異方性をもたせる
ことなく、単に粘着剤を低凝集力化しただけでは接着力
に乏しくて接着部材に対し垂直方向に作用する引き剥が
し力等の力で接着部材は被着体より容易に剥がれる。一
方、反対に粘着剤を高凝集力化したのでは接着面積が十
分に確保できなくなり、より剥がれやすくなる。

発明の構成要素の例示 本発明において用いられる接着部材は粘着剤の薄層展
開物からなり、その薄層展開物は一般に、支持基材の片
面又は両面に粘着剤層を設けてなる粘着テープや、粘着
剤を剥離紙等のセパレータ上に展開してシート化してな
る粘着シートなどからなる。その作製は粘着剤をそのま
ま（無溶剤塗工）あるいは必要に応じ溶剤や水などから
なる媒体で溶液や分散液としたものを支持基材、あるい
はセパレータに塗布することにより行いうる。後者の場
合には、必要に応じ塗布後乾燥処理する。粘着剤の塗布
量は用途により異なるが一般には固形分で２〜2000g/m²
が適当である。支持基材としては、紙、プラスチックラ
ミネート紙、布（不織布を含む）、プラスチックラミネ
ート布、プラスチックフィルム、金属箔等からなる厚さ
が通常１〜500μｍの薄葉体や、厚さが10μｍ〜10cmの
発泡シートなどが一般に用いられる。セパレータとして
は、前記の支持基材としての薄葉体に剥離剤の皮膜を付
設して、貼着時に粘着剤面より容易に剥離できるように
したものなどが一般に用いられる。

本発明において用いられる接着部材は、粘着剤の薄層
展開物における粘着剤層の凝集力を部分的に不均一化し
て応力緩和能に異方性をもたせたものである。かかる粘
着剤の薄層展開物は、凝集力の異なる２種以上の粘着剤
の層をパターン状に設けることによっても得ることがで
きるし、薄層展開物における粘着剤層の硬化度を部分的
に異ならせることによっても得ることができる。製造効
率の点よりは後者の方法が好ましく、特に紫外線照射に
より硬化せしめうる粘着剤を用いる方法が好ましい。紫
外線硬化方は凝集力、ひいては応力緩和能の異方性のコ
ントロール性に優れる。

紫外線照射により硬化せしめうる粘着剤は、例えばゴ
ム系粘着剤やアクリル系粘着剤として調製することがで
きる。アクリル系粘着剤はその粘着特性の制御が比較的
容易であり、紫外線硬化性も良好なことから好ましく用
いられる。

前記ゴム系粘着剤の代表的調製法は、天然ゴムを主成
分に、これにスチレン・ブタジエンゴム、ポリイソプレ
ンゴム、ポリブタジエンゴム等のエラストマや、テルペ
ン系樹脂、クマロンインデン系樹脂、スチレン系樹脂、
フェノール系樹脂、ロジン系樹脂等の粘着性付与樹脂を
適宜に配合し、これに紫外線感応性化合物を添加するも
のである。紫外線感応性化合物はゴム系粘着剤を紫外線
照射により架橋硬化させるためのものであり、例えば分
子中にエポキシ基を有するアルコキシシランなどが好ま
しく用いられる。なお、必要に応じエポキシ基の開環を
促進させるためにジアゾニウム塩、スルホニル塩、ヨー
ドニウム塩などのオニウム塩系化合物などからなる紫外
線硬化触媒が併用される。

他方、紫外線硬化型アクリル系粘着剤の調製法にも種
々あるが、エポキシ基を有するアクリル系ポリマとオニ
ウム塩系化合物を用いる方法が好ましい。そのアクリル
系ポリマの代表的な合成法としては、アクリル酸系エス
テルと、グリシジルメタクリレートや3,4−エポキシシ
クロヘキシルメチル−３′−アクリロイル−４′−ヒド
ロキシシクロヘキサンカルボキシレートなどのエポキシ
基含有共重合性モノマを、ラジカル重合開始剤などを用
いて溶液重合方式、塊状重合方式、乳化重合方式、懸濁
重合方式など公知の重合方式で共重合処理して、エポキ
シ成分を分子鎖内に有するアクリル系ポリマとする方
法、あるいは予めアクリル酸系エステルを主モノマ成分
とするポリマを合成し、これに付加反応や変性反応によ
り適宜なエポキシ基含有化合物を導入して分子鎖の側鎖
や末端などにエポキシ成分を有するものとする方法など
があげられる。重合に際するモノマ濃度、連鎖移動剤の
種類や添加量、重合温度、溶剤などの処理条件について
特に限定はなく、ポリマの所望分子量などにより適宜に
決定することができる。アクリル系ポリマにおけるエポ
キシ基の含有割合についても特に限定はなく、一般には
得られる粘着剤における初期タックと凝集性のバランス
などの点よりアクリル系ポリマ中に１個以上、就中アク
リル酸系エステル単位の重合度に基づき１〜10％の割合
が適当である。なお、必要に応じ改質モノマを共重合さ
せたアクリル系ポリマとしたものなどであってもよい。
アクリル系ポリマの重量平均分子量としては、1,000〜
5,000,000が一般であり、好ましくは2,000〜3,000,000
である。重量平均分子量が小さくて常温流動性を有する
ものは無溶剤塗工が可能な粘着剤を調製しうる利点があ
る。なお、流動性に劣るものは通例の如く、有機溶剤を
用いた溶液タイプや、水等に分散させたタイプなどとし
て用いればよい。前記したアクリル系ポリマの合成に用
いられるアクリル酸系エステルとしては、例えばｎ−プ
ロピル基、ｎ−ブチル基、ｎ−アミル基、ｎ−ヘキシル
基、２−エチルヘキシル基、ｎ−オクチル基、イソオク
チル基、ｎ−ノニル基、イソノニル基、ｎ−デシル基な
どで代表される通常、炭素数が30以下のアルキル基を有
するアクリル酸やメタクリル酸などのエステルがあげら
れる。また、必要に応じ用いられる改質モノマの代表例
としてはアクリル酸、メタクリル酸、酢酸ビニル、アク
リル酸２−ヒドロキシエチル、メタクリル酸メチル、ア
クリル酸エチル、アクリロニトリルなどがあげられる。
改質モノマの使用量はアクリル酸系エステル100重量部
あたり30重量部以下が一般であるが、これに限定されな
い。一方、紫外線硬化触媒として用いるオニウム塩系化
合物としては、紫外線照射によりエポキシ基の開環反応
を起こしうるものであればよく、例えば一般式、ArN₂ ⁺X
^-、R₃S⁺X^-、R₂I⁺X^-（ただし、Arはアリール基、Ｒはア
ルキル基又はアリール基、X^-はBF₄ ^-、PF₆ ^-、AsF₆ ^-、SbF
₆ ^-、SbCl₆ ^-、HSO₄ ^-、ClO₄ ^-等の陰イオンである。）で表
されるジアゾニウム塩、スルホニウム塩、ヨードニウム
塩などをあげることができ、就中スロホニウム塩が好ま
しく用いられる。オニウム塩系化合物の配合量はアクリ
ル系ポリマ100重量部あたり0.2〜20重量部が適当であ
り、0.5〜10重量部が好ましい。その配合量が0.2重量部
未満では架橋不足となり、20重量部を超えると初期タッ
ク等に乏しくなって接着特性上好ましくない。

本発明で用いる粘着剤は、架橋効率をあげるために必
要に応じ、分子中にエポキシ基を１個又は２個以上有す
るエポキシ基官能性架橋剤が配合されていてもよい。そ
の配合量は粘着剤100重量部あたり200重量部以下が適当
である。エポキシ基官能性架橋剤の例としては、ビニル
シクロヘキセンジオキサイド、リモネンジオキサイド、
3,4−エポキシシクロヘキシルメチル−３′,4′−エポ
キシシクロヘキサンカルボキシレート、ビス−（６−メ
チル−3,4−エポキシシクロヘキシル）アジペート、エ
チレングリコールジグリシジルエーテルなどがあげられ
る。

さらに、本発明で用いる粘着剤は必要に応じ、軟化
剤、酸化防止剤、充填剤、顔料、増量剤などの通例配合
されることのある添加剤を含有していてもよい。また、
アクリル系粘着剤の場合には、さらにエポキシ基を含有
しない公知のアクリル系ポリマ、タッキファイヤなどの
ほか、イソシアネート化合物などで代表される接着性改
良剤を含有していてもよい。接着性改良剤は被着体ある
いは支持基材との密着性ないし接着性を改善するための
ものである。

紫外線硬化型粘着剤を用いた場合の薄層展開物におけ
る粘着剤層の凝集力の不均一化は、部分的に紫外線を照
射して硬化部と非硬化部を形成することにより、あるい
は紫外線照射量を制御してゲル分率に部分的な差をもた
せることなどにより行うことができる。かかる硬化処理
は水銀ランプやメタルハライドランプなどの紫外線照射
装置を用いて紫外線を照射するにあたり、光源と照射面
（粘着剤面）との間にスリット板を介在させて照射紫外
線を部分的に透過させたり、紫外線の透過性に劣るセパ
レータを部分的に切り抜いて形成したマスクを粘着剤面
に貼着してこれを紫外線照射処理する方式などにより行
うことができる。また、スポット照射やパターン照射が
可能な紫外線照射装置などを用いて行うこともできる。

粘着剤の薄層展開物における応力緩和能の異方化は、
粘着剤層の凝集力を部分的に不均一化することにより行
うことができる。その異方性の程度は、付与する凝集力
差や、凝集力の不均一化パターンを変えることなどによ
りコントロールすることができ、使用目的（要求性能）
により適宜に決定される。応力緩和能を容易に異方化で
きて、かつ異方化のコントロール性が良好な方法は、薄
層展開物における縦・横平面方向の直交方向を基準に凝
集力の高い部分と低い部分を交互にストライプ状のパタ
ーンで形成し、その凝集力の高低部分の面積比をコント
ロールする方法である。前記の方法において凝集力の高
低部分を硬化部と非硬化部で形成する場合、硬化部／非
硬化部の面積比を0.05〜19程度に調節し、その硬化部の
平均ゲル分率を10〜90重量％に制御することが接着部材
の初期タックや凝集性等の接着特性バランスの点で適当
である。なお前記において、接着部材における高応力緩
和能方向は、粘着剤層の低凝集力部分が高凝集力部分に
拘束されないでズレうる方向である。従って粘着剤層の
凝集力の部分的不均一化は、第１図に例示した如く低凝
集力部分２の周辺の一部の接着部材の端辺に位置して、
低凝集力部分がズレうるパターンとされる。第２図に例
示の如く低凝集力部分２の三辺以上が高凝集力部分１に
隣接するパターンでは、低凝集力部分のズレが高凝集力
部分に拘束され、そのズレ方向の高凝集力部分が応力の
緩和を妨げて応力緩和能に異方性が生じない。

本発明の貼着構造は、応力緩和能に異方性もたせた粘
着剤の薄層展開物からなる接着部材における高応力緩和
能方向を、応力緩和が望まれる方向に向けて被着体に貼
着したものである。応力緩和が望まれる方向は一般に、
被着体に貼着した場合に引張り力や曲げ力が作用して接
着部材が引き伸ばされる方向である。すなわち例えば、
ダンボール箱の蓋を開閉する方向や、被着体が筒状等に
曲げられる方向の如く、応力緩和能が等方性の接着部材
を被着体に貼着した場合に、その被着体の使用目的に基
づく正常な使用態様や経験則等より予定ないし想定され
る、粘着剤薄層展開物に相対的に大きな引き伸ばし力等
が負荷して高応力が作用する方向である。

発明の効果 本発明の粘着構造は、凝集力を不均一化して応力緩和
能に異方性をもたせた粘着剤層を有する接着部材を、そ
の高応力緩和能方向を応力緩和が望まれる方向に向けて
被着体に貼着したものであるので、全体的には凝集力が
適度にバランスしてその接着力に優れていると共に、変
形許容性にも優れ、曲げや引き伸ばし等に対する接着状
態の維持性に優れて接着部材が被着体より剥がれにく
い。

実施例 参考例 攪拌羽根、温度計、冷却管、ガス導入管を取り付けた
四ツ口フラスコを用いて窒素置換下、アクリル酸２−エ
チルヘキシル100部（重量部、以下同じ）、アクリル酸
３部及びグリシジルメタクリレート３部を、アゾビスイ
ソブチロニトリル0.6部の存在下に酢酸エチル106部を溶
媒として内浴温度を70℃に調節しながら８時間攪拌下に
重合処理したのち酢酸エチル53部を追加してエポキシ基
含有アクリル系ポリマの溶液を得た。ゲルパーミエーシ
ョンクロマトグラフィーによるポリスチレン換算に基づ
く前記エポキシ基含有アクリル系ポリマの数平均分子量
は48,000、重量平均分子量は380,000であった。

次に、前記のエポキシ基含有アクリル系ポリマ100部
（固形分）にスルホニウム塩系硬化触媒２部を配合した
のち、これを厚さ100μｍのポリエステルフィルム上に
塗布した。塗布量は固形分で50g/m²である。ついで、塗
布物を70℃の加熱オーブン中に５分間入れて酢酸エチル
を蒸発乾燥させたのち、得られた粘着テープを10cm角に
裁断した。

得られた粘着テープ片における粘着剤面の上方1mmの
位置に幅1mmのスリットを1mmの間隔で有するアルミニウ
ム箔製のスリット板を設置し、その上方より高圧水銀ラ
ンプによって500mJ/cm²の照射量で紫外線を照射し、第
１図の如き硬化部１と非硬化部２からなるストライプ状
の硬化パターンを有する粘着剤の薄層展開物からなる接
着部材を得た。なおこの接着部材の高応力緩和能方向
は、非硬化部２からなる低凝集力部分が硬化部１からな
る高凝集力部分に拘束されないで凝集破壊しうる、よこ
方向である。

実施例 参考例で得た接着部材より硬化パターンに対し直交す
る方向で（第１図：よこ方向）幅20mm、長さ80mmの接着
部材片を切り出し、20℃、65％R.H下でその10片を並列
状態に長さ及び幅500mm、厚さ3.7mmのベニヤ板に貼着し
たのち、2kgのゴムローラを一往復させて圧着し、本発
明の貼着構造とした。

比較例１ 参考例で得た接着部材より硬化パターンに対し平行な
方向で（第１図：たて方向）切り出した接着部材片を用
いたほかは実施例１に準じて貼着構造を形成した。

比較例２ 参考例における粘着テープに紫外線による硬化処理を
行わない接着部材片、すなわち、応力緩和能が未硬化等
方性の接着部材片を用いたほかは実施例１に準じて貼着
構造を形成した。

比較例３ 参考例における粘着テープをスリット板を用いずにそ
の全面を紫外線により硬化処理してなる接着部材片、従
って応力緩和能が硬化等方性の接着部材片を用いたほか
は実施例１に準じて貼着構造を形成した。

比較例４ 参考例の薄層展開物に対し、スリット板を90度回転さ
せてさらに紫外線により同じ条件で硬化処理してなる接
着部材片、従って第２図の如き格子状の硬化部１の中に
非硬化部２がある硬化パターンを有する接着部材片を用
いたほかは実施例１に準じて貼着構造を形成した。

評価試験 第３図のように、実施例、比較例で形成した貼着構造
におけるベニヤ板４をこれに貼着した接着部材片３が長
さ方向に湾曲するよう半円筒形態に曲げ、この曲げ状態
に固定したまま40℃の恒温機内に24時間放置したのち、
10片の試験片におけるエッジ部分の浮き、剥がれの有無
を調べた。

結果を表に示した。

浮き、剥がれのあった片数 実施例 なし 比較例１ ８ 比較例２ 10 比較例３ 10 比較例４ ８ 表より本発明の貼着構造は、応力緩和能の異方性に基
づき所定方向の変形許容性に優れて良好な接着状態を維
持することがわかる。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例の接着部材における硬化パターンの説明
図、第２図は比較例（４）の薄層展開物における硬化パ
ターンの説明図、第３図は評価試験におけるベニヤ板の
曲げ状態の説明図である。 1:硬化部、2:非硬化部 3:接着部材片、4:ベニヤ板

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】粘着剤の薄層展開物における粘着剤層の凝
   集力を部分的に不均一化して応力緩和能に異方性をもた
   せてなる接着部材を被着体に貼着してなり、かつ応力緩
   和能が等方性の接着部材を被着体に貼着した場合にその
   被着体の使用目的に基づいて予定される、粘着剤薄層展
   開物に高応力が作用する方向に、前記の応力緩和能が異
   方性の接着部材における高応力緩和能方向を向けて貼着
   したことを特徴とする接着部材の貼着構造。
2. 【請求項２】粘着剤層が紫外線によりパターン状に部分
   硬化された接着部材を用いてなる第１項記載の貼着構
   造。
3. 【請求項３】粘着剤が分子中にエポキシ基を有するアク
   リル系ポリマをベースポリマとし、オニウム塩系化合物
   を硬化触媒として含有するものである第２項記載の貼着
   構造。