JP3384979B2 - 感圧性両面接着テープ及びその製造方法 - Google Patents
感圧性両面接着テープ及びその製造方法Info
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Description
両面接着テープ及びその製造方法に係り、特に、高粘着
性と高耐熱性とを両立し、かつ、厚膜塗工性や紫外線硬
化性に優れたアクリル系感圧性両面接着テープ及びその
製造方法に関する。
車関係などの業界では、製品の高性能化、高機能化、多
品種化などに伴い、部品の接合に使用される接着剤や粘
着剤には高耐熱性、高接着性、高信頼性などの要求が高
まりつつある。
点から、液状接着剤に替わってテープ状やシート状の感
圧性接着剤(以下、「感圧性接着」を「粘着」と称す
る。)を用いて各種部品を接合することが多くなってい
る。また、粘着シートの使用目的もこれまでの仮止めの
用途だけではなく、永久接着としての用途にも使用され
ている。
れまでの機械的な接合に替わって、粘着テープの使用が
多くなりつつあり、テープ厚が比較的大きい、例えば、
0.5〜2mm厚の粘着テープが望まれている。
剤型粘着剤あるいはエマルジョンなどの水系粘着剤をポ
リエステルフィルムや紙などの基材上に塗工し、しかる
後に加熱により溶剤を揮発させ、粘着剤を架橋・硬化さ
せる方法が採用されてきた。
より硬化する溶剤型粘着テープは、耐熱性や接合後の信
頼性が不十分なため、近年、紫外線硬化型の粘着テープ
(例えば、特開昭63−268784号公報、特開平9
−137142号公報など)が開発されている。
においても、高粘着性と高耐熱性を両立し、かつ、厚膜
塗工性や紫外線硬化性などの作業性に優れた粘着テープ
を得ることが困難であり、その解決を図る為の材料・プ
ロセスの開発が望まれていた。
した従来技術の有していた課題を解決して、高粘着性と
高耐熱性を両立し、かつ、厚膜塗工性や紫外線硬化性な
どの作業性に優れた粘着テープ及びその製造方法を提供
することにある。
に、発明者らは各種材料・プロセスを検討した結果、
(メタ)アクリル酸アルキルエステル単量体と極性基含
有単量体と光活性官能基を有するアクリル系高分子量体
及び光重合開始剤を主成分としてなる光硬化型粘着剤を
シート基材上に塗工し、これを光照射により重合させ作
製した感圧性両面接着テープが、高粘着性と高耐熱性と
を両立し、かつ、厚膜塗工性や紫外線硬化性などの作業
性にも優れたものであることを見出した。
クリル系高分子量体としては、重量平均分子量が20万
〜300万であり、かつ、その光活性官能基含有量が
0.001〜0.5ミリ当量/gであるものが良いこと
を見出し、これを含む光硬化型粘着剤を用いて作製した
感圧性両面接着テープが優れた接着特性を示すことを確
認した。
とにより、粘着性と耐熱性に優れ、かつ、厚膜塗工性な
どの作業性に優れた粘着テープを得ることができる。
プの作製方法について説明する。
体は、粘着テープの耐熱性を向上させるために使用され
るとともに、厚膜塗工性などの作業性を向上させる為に
も使用される。本発明で使用する光活性官能基を有する
アクリル系高分子量体としては、重量平均分子量が20
万〜300万であり、光活性官能基含有量が0.001
〜0.5ミリ当量/gであるアクリル系高分子量体であ
るものが良い。
入する方法としては、通常、アクリル系高分子量体の側
鎖にあるヒドロキシル基を(メタ)アクリロイルオキシ
基を有する、例えば、2−メタクリロイルオキシエチル
イソシアネートなどのイソシアネート化合物と反応させ
る方法などがある。このようにして、(メタ)アクリロ
イルオキシ基などの光活性官能基を有するアクリル系高
分子量体を得ることができる。しかし、その導入方法
は、特に限定されるものではない。
子量体の重量平均分子量が20万より小さい場合には、
厚膜塗工性などを考慮して、数千〜数万cpの高粘度の
粘着剤組成を得るためには、上記光活性官能基を有する
アクリル系高分子量体の添加量を多くする必要がある。
その結果、粘着テープは優れた粘着特性(具体的には、
ステンレス基板に対する5kgf/25mm以上の粘着力)と耐
熱性(具体的には、150℃の保持力)を両立することがで
きず、好ましくない。また、重量平均分子量が300万
より大きい場合には、粘着テープは特性上特に問題ない
が、アクリル系高分子量体を量産的に製造することが難
しく、好ましくない。
系高分子量体の光活性官能基含有量が0.001ミリ当
量/gより小さい場合には、粘着テープの 150℃の保持
力が悪くなり、また、上記光活性官能基含有量が0.5
ミリ当量/gより大きい場合には、粘着テープのステン
レス基板に対する粘着力が 5kgf/25mmより低くなり、い
ずれの場合にも好ましくない。なお、粘着剤組成中の上
記光活性官能基を有するアクリル系高分子量体の配合量
は、目的とする粘着特性や塗工する際の粘度に応じて調
整されるが、通常、粘着剤組成において10〜50重量
%で使用される。
系高分子量体の主成分は、通常、(メタ)アクリル酸ア
ルキルエステル単量体と極性基含有単量体との共重合
体、例えば、アクリル酸2−エチルヘキシルとメタクリ
ル酸2−ヒドロキシエチルとの共重合体、アクリル酸イ
ソオクチルとアクリル酸とメタクリル酸2−ヒドロキシ
エチルとの三元共重合体等が使用されるが、特にこれら
に限定されるものではない。
リル酸アルキルエステル単量体としては、例えば、エチ
ル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル
基、2−エチルヘキシル基、オクチル基、イソオクチル
基、ノニル基、イソノニル基、デシル基などで代表され
る通常、炭素数が20以下のアルキル基を有する(メ
タ)アクリル酸のエステル等が挙げられる。なお、上記
した(メタ)アクリル酸アルキルエステルは、単独もし
くは2種以上で使用される。また、本発明においては、
上記(メタ)アクリル酸アルキルエステルの一部を、例
えば、酢酸ビニル等の共重合性単量体で置き換えてもよ
い。
しては、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、メタ
クリル酸2−ヒドロキシエチル、メタクリル酸2−ヒド
ロキシプロピル、アクリル酸ジメチルアミノエチル、ア
クリロニトリル、メタクリロニトリル、N−ビニル−2
−ピロリドン等で代表される、分子中にカルボキシル
基、水酸基、アミノ基等の極性基を有する重合性不飽和
単量体等が挙げられる。
酸アルキルエステル99〜70重量部に対して、1〜3
0重量部であることが好ましい。極性基含有単量体が1
重量部より少ない場合には、粘着テープの粘着力等が低
下し、また、30重量部より多い場合には、特に粘着テ
ープの低温時の粘着特性等が低下し、いずれの場合も好
ましくない。なお、上記した極性基含有単量体は、単独
もしくは2種以上で使用される。
(メタ)アクリロイルオキシ基などのラジカル光重合に
使用される通常の光重合開始剤が使用される。例えば、
2,2−ジメトキシ−1,2−ジフェニルエタン−1−
オン(チバガイギー社のイルガキュア651)などのベ
ンジルジメチルケタール系化合物、1−ヒドロキシシク
ロヘキシルフェニルケトン(チバガイギー社のイルガキ
ュア184)、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェ
ニルプロパン−1−オン(チバガイギー社のダロキュア
1173)などのα−ヒドロキシケトン系化合物、2−
ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリ
ノフェニル)ブタノン−1(チバガイギー社のイルガキ
ュア369)などのα−アミノケトン系化合物、ビス
(2,4,6−トリメチルベンゾイル)フェニルフォス
フィンオキサイド(チバガイギー社のイルガキュア81
9)などのビスアシルフォスフィンオキサイド系化合
物、ビス(2,6−ジメトキシベンゾイル)−2,4,
4−トリメチルペンチルフォスフィンオキサイドなどの
ビスアシルフォスフィンオキサイドとダロキュア117
3との1:3混合物(チバガイギー社のイルガキュア1
700)、ビス(2,6−ジメトキシベンゾイル)−
2,4,4−トリメチルペンチルフォスフィンオキサイ
ドなどのビスアシルフォスフィンオキサイドとイルガキ
ュア184との1:1混合物(チバガイギー社のイルガ
キュア1850)、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チルエー
テル系化合物等が挙げられル。特に、光照射により1分
子より2個以上の活性種(ラジカル)を発生するビスア
シルフォスフィンオキサイド系化合物などの光重合開始
剤が望ましい。
100重量部に対して0.001〜5重量部の割合で使
用されるのが好ましい。その使用量が0.001重量部
より少ない場合には重合を十分に完了させるのが難し
く、また、その使用量が5重量部より多い場合には得ら
れる粘着剤ポリマーの分子量が小さくなり、粘着テープ
の粘着特性が低下し、いずれも粘着特性上好ましくな
い。
応じ、粘着剤組成全体100重量部に対して、0.00
1〜5重量部程度の多官能アクリル(メタクリル)系モ
ノマーなどの光重合性化合物を添加しても良い。このよ
うな光重合性化合物としては、ヘキサンジオールジ(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、ジペンタエロスリトールヘキサ(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、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挙げられる。
製する上記光硬化型粘着剤には、通常、アクリル樹脂な
どに使用されるロジン系樹脂、テルペン系樹脂、石油樹
脂等の粘着性付与剤を添加しても良い。
剤、チキソトロピー剤、充填剤等の通常使用される配合
剤を添加しても良い。上記増粘剤としては、アクリルゴ
ム、エピクロルヒドリンゴム等が挙げられ、上記チキソ
トロピー剤としては、超微粉シリカ(アエロジル300
など)が挙げられる。上記充填剤としては、炭酸カルシ
ウム、二酸化チタン、二酸化ケイ素等の無機粒子、ナイ
ロンビーズ、アクリルビーズ、シリコーンビーズ等の有
機粒子、ガラスバルーン、アルミナバルーン等の無機中
空粒子、アクリルバルーン、塩化ビニリデンバルーン等
の有機中空粒子、ポリエステル、ナイロン、レーヨン、
ガラス等の有機又は無機系短繊維等が挙げられる。これ
らは、粘着テープの機械的特性(応力緩和性など)等を
改善する為に加えられ、光硬化性等を阻害しない範囲で
使用される。
について説明する。
ルム、延伸ポリプロピレンフィルム等のシート基材上
に、前記した光硬化型粘着剤を塗工し、1層目の粘着剤
層を得る。その上にテープの基材層となる光硬化型粘着
剤を塗工し、2層目の基材層を得る。上記基材層となる
光硬化型粘着剤としては、1層目の上記粘着剤層となる
光硬化型粘着剤にガラスバルーン、アルミナバルーン等
の無機中空粒子、アクリルバルーン、塩化ビニリデンバ
ルーン等の有機中空粒子、超微粉シリカ等を添加し、増
粘した組成物が望ましい。その基材層の上に、3層目の
粘着剤層を形成する。この場合、通常、1層目の粘着剤
層に使用した光硬化型粘着剤が使用される。 次に、光
源より紫外線を照射し、前記した3層を同時に光硬化さ
せて粘着テープを得る。この場合、テープの上下から光
照射することが硬化反応を均一に起こさせる上で好まし
い。
常の塗工方法であるロールコーター、ダイコーター等が
使用される。また、薄く塗工する場合には、グラビアコ
ーター等も使用できる。通常、塗工する膜厚に応じて、
光硬化型粘着剤の粘度を調節して塗工する。
気中の酸素や粘着剤に溶存する酸素により硬化反応が阻
害される為、十分に窒素ガス等の不活性ガスで置換され
た雰囲気で光照射されるか、保護フィルムを介して光照
射される。酸素による硬化阻害を抑える為に、オクタン
酸第一スズ、トリイソデシルフォスファイト等の除酸素
効果のあるスズ塩化合物やリン系化合物等を添加しても
良い。
としては、波長250〜450nmの光を出すランプが
望ましく、ケミカルランプ、ブラックライト、低圧水銀
灯などが挙げられる。また、使用される光強度は、高分
子量のアクリル重合体を得るために、通常、365nm
における紫外線強度が0.1〜10mW/cm2程度の
比較的低い紫外線強度で使用されることが望ましい。
製造方法を具体的に説明する。但し、本発明の感圧性両
面接着テープはこの方法によって製造されるものに限ら
ない。 まず、粘着剤層、基材層および粘着剤層の3層
構造からなる粘着テープの1層目と3層目の粘着剤層と
なる粘着剤組成物を得るために、(メタ)アクリル酸ア
ルキルエステル単量体と極性基含有単量体とを所定の配
合量で混合し、それに光活性官能基を有するアクリル系
高分子量体と光重合開始剤を所定量添加し、十分に撹拌
・混合し、均一な粘着剤溶液を得る。この際、粘着剤溶
液の25℃における粘度が1,000〜10,000c
pであることが塗工上好ましい。その粘度は塗工する膜
厚に応じて調整される。また、必要に応じて上記した粘
着剤溶液に、先に記載した多官能(メタ)アクリル系モ
ノマー、チキソトロピー剤などを添加しても良い。
目の基材層となる基材層組成物を得るために、(メタ)
アクリル酸アルキルエステル単量体、極性基含有単量
体、光活性官能基を有するアクリル系高分子量体、光重
合開始剤及びガラスバルーン等の無機中空粒子等を所定
の配合量で混合し、十分に撹拌・混合し、均一な基材層
組成物を得る。基材層は、テープに応力緩和性などを付
与する為に、上記粘着剤層に比べて厚く塗工する必要が
あり、上記基材層組成物の25℃におけける粘度が2,
000〜30,000cpであることが塗工上好まし
い。その粘度は塗工する膜厚に応じて調整される。ま
た、必要に応じてこの上記基材層組成物に、先に記載し
た多官能(メタ)アクリル系モノマー、チキソトロピー
剤などを添加しても良い。
基材層組成物を用いて3層構造からなる感圧性両面接着
テープを作製する方法について、以下説明する。
ルム等のシート基材上に上記した粘着剤組成物をコンマ
コーター法で塗工し、通常、10〜100μm程度の所
定の膜厚を得る。その上に、上記基材層組成物をダイコ
ーターで塗工し、通常、50〜2,000μm程度の所
定の膜厚を得る。その上に、上記粘着剤組成物をコンマ
コーター法で塗工し、通常、10〜100μm程度の所
定の膜厚を得る。このようにして形成した3層構造から
なる粘着層に窒素雰囲気下でブラックライトを用いて、
365nmにおける紫外線強度が約1mW/cm2の紫
外線を20秒間〜5分間照射し、3層を同時に硬化さ
せ、シート基材を分離し、感圧性両面接着テープを得
る。本発明の感圧性両面接着テープはこのようにして得
られ、本テープを被着体に貼り合わせた場合、優れた接
着性と耐熱性を示す。
びその製造方法について実施の形態の実施例によって具
体的に説明する。但し、本発明の感圧性両面接着テープ
及びその製造方法はこれに限定されるものではない。な
お、実施の形態の実施例及び比較例の記述中における
「部」は重量部を表す。
ル63部、アクリル酸7部に、重量平均分子量が70万
で、光活性官能基含有量が0.01ミリ当量/gのアク
リル酸2−エチルヘキシルを主成分とするアクリル系高
分子量体30部及びイルガキュア1850(チバガイギ
ー社)0.5部を添加し、十分に混合し、25℃におけ
る粘度が3,000cpの均一な粘着剤組成物を得た。
シル65部、アクリル酸5部に、重量平均分子量が70
万で、光活性官能基含有量が0.01ミリ当量/gのア
クリル酸2−エチルヘキシルを主成分とするアクリル系
高分子量体30部、イルガキュア1850(チバガイギ
ー社)0.5部及び平均粒径が約50μm、比重が0.
15の中空ガラスビーズ50部を添加し、十分に混合
し、均一な基材層組成物を得た。
エステルフィルム上に上記粘着剤組成物を50μm厚に
塗工し、その上に上記基材層組成物を500μm厚に塗
工し、最後に上記粘着剤組成物を50μm厚に塗工し
た。これに、窒素雰囲気下でブラックライトを用いて、
365nmにおける紫外線強度が1mW/cm2の紫外
線を上下から2分間照射し、3層構造からなる感圧性両
面接着テープを得た。この粘着テープのステンレス板に
対する粘着力は6kgf/25mmであり、剪断接着力
は8kgf/cm2であった。また、180℃/1時間
における剪断保持力試験(荷重:1kg)を行なった
が、ずれや落下は認められず、優れた粘着性、接着性、
及び耐熱性を示した。
部、アクリル酸5部に、重量平均分子量が70万で、光
活性官能基含有量が0.01ミリ当量/gのアクリル酸
2−エチルヘキシルを主成分とするアクリル系高分子量
体30部及びイルガキュア1850(チバガイギー社)
0.5部を添加し、十分に混合し、25℃における粘度
が2,500cpの均一な粘着剤組成物を得た。
ル65部、アクリル酸5部に、重量平均分子量が70万
で、光活性官能基含有量が0.01ミリ当量/gのアク
リル酸2−エチルヘキシルを主成分とするアクリル系高
分子量体30部、イルガキュア1850(チバガイギー
社)0.5部及び平均粒径が約50μm、比重が0.1
5の中空ガラスビーズ100部を添加し、十分に混合
し、均一な基材層組成物を得た。
エステルフィルム上に上記粘着剤組成物を60μm厚に
塗工し、その上に上記基材層組成物を800μm厚に塗
工し、最後に上記粘着剤組成物を60μm厚に塗工し
た。これに、窒素雰囲気下でブラックライトを用いて、
365nmにおける紫外線強度が1mW/cm2の紫外
線を上下から3分間照射し、3層構造からなる感圧性両
面接着テープを得た。この粘着テープのステンレス板に
対する粘着力は8kgf/25mmであり、剪断接着力
は10kgf/cm2であった。また、180℃/1時
間における剪断保持力試験(荷重:1kg)を行なった
が、ずれや落下は認められず、優れた粘着性、接着性、
及び耐熱性を示した。
ような組成、作製条件で3層構造からなる感圧性両面接
着テープを作製した。なお、表1及び表2において、光
重合開始剤は、すべてイルガキュア1850、0.5部
を使用した。この感圧性両面接着テープの粘着力、剪断
接着力、剪断保持力の測定結果を表3に示すが、いずれ
も優れた粘着・接着特性及び耐熱性を示した。また、粘
着テープ・シートを作製する際の塗工性、成膜性なども
良好であった。
ル63部、アクリル酸7部に、重量平均分子量が70万
で、光活性官能基を含有しないアクリル酸2−エチルヘ
キシルを主成分とするアクリル系高分子量体30部及び
イルガキュア1850(チバガイギー社)0.5部を添
加し、十分に混合し、25℃における粘度が3,000
cpの均一な粘着剤組成物を得た。
シル65部、アクリル酸5部に、重量平均分子量が70
万で、光活性官能基を含有しないアクリル酸2−エチル
ヘキシルを主成分とするアクリル系高分子量体30部、
イルガキュア1850(チバガイギー社)0.5部及び
平均粒径が約50μm、比重が0.15の中空ガラスビ
ーズ50部を添加し、十分に混合し、均一な基材層組成
物を得た。
エステルフィルム上に上記粘着剤組成物を50μm厚に
塗工し、その上に上記基材層組成物を500μm厚に塗
工し、最後に上記粘着剤組成物を50μm厚に塗工し
た。これに、窒素雰囲気下でブラックライトを用いて、
365nmにおける紫外線強度が1mW/cm2の紫外
線を上下から2分間照射し、3層構造からなる感圧性両
面接着テープを得た。この粘着テープのステンレス板に
対する粘着力は6kgf/25mmであり、剪断接着力
は6kgf/cm2であった。また、80℃や180℃
における剪断保持力試験(荷重:1kg)を行なった
が、いずれも、10分以内で落下し、保持力や耐熱性に
劣ることが分かった。
両立し、かつ、塗工性や光硬化性などに優れる為に、量
産性良く感圧性両面接着テープ・シートを製造すること
ができる。
Claims (3)
- 【請求項1】粘着剤層、基材層および粘着剤層の3層の
各構造すべてを(メタ)アクリル酸アルキルエステル単
量体、極性基含有単量体、光活性官能基を有するアクリ
ル系高分子量体および光重合開始剤を主成分とする光硬
化型粘着剤を用いて作製した感圧性両面接着テープにお
いて、上記光活性官能基を有するアクリル系高分子量体
が、20万〜300万の重量平均分子量を有し、かつ、
上記光活性官能基の含有量が0.001〜0.5ミリ当
量/gであり、かつ、上記アクリル系高分子量体の配合
量が上記光硬化型粘着剤の組成の10〜50重量%であ
ることを特徴とする感圧性両面接着テープ。 - 【請求項2】上記粘着剤層を形成する粘着剤が上記(メ
タ)アクリル酸アルキルエステル単量体、上記極性基含
有単量体、上記光活性官能基を有するアクリル系高分子
量体および上記光重合開始剤を主成分とする光硬化型粘
着剤であり、上記基材層を形成する粘着剤が上記粘着剤
層を形成する粘着剤に無機中空粒子を添加してなる光硬
化型粘着剤であることを特徴とする請求項1記載の感圧
性両面接着テープ。 - 【請求項3】シート基材上に、請求項2記載の上記光硬
化型粘着剤を用いて、上記粘着剤層、上記基材層、上記
粘着剤層を順次塗工し、光照射により上記粘着剤層、上
記基材層および上記粘着剤層を同時に硬化させて作製し
た上記3層構造からなることを特徴とする感圧性両面接
着テープの製造方法。
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