JP3384980B2 - 無基材感圧性両面接着テープ・シート及びその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、アクリル系感圧性
両面接着テープ・シート及びその製造方法に係り、粘着
力、保持力等の粘着基本特性に優れ、特に、高温時の保
持力に優れた無基材感圧性両面接着テープ・シート及び
その製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】電気・電子分野、建築・土木分野、自動
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。特に、近年、作業性や作業環境の向上の
観点から、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、部品や装置の小型化に伴い、テープ・シート
の膜厚に対する要求も厳しく、上記した特性を有し、か
つ、支持体を用いない、いわゆる、基材なし両面テープ
・シートの開発が望まれている。

【０００３】従来、粘着テープの製造方法としては、溶
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。

【０００４】ところが、従来から使用されている加熱に
より硬化する溶剤型粘着テープは、耐熱性や接合後の信
頼性に劣ることから、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。

【０００５】しかし、かかる紫外線硬化型の粘着テープ
においても、粘着力、保持力等の粘着基本特性が良好
で、特に、１５０℃以上の高温時の保持力に優れ、か
つ、厚膜塗工性などの作業性にも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。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
従来技術の有していた課題を解決して、粘着力、保持力
等の粘着基本特性が良好で、特に、１５０℃以上の高温
時の保持力に優れ、かつ、厚膜塗工性などの作業性にも
優れた粘着テープ・シート及びその製造方法を提供する
ことにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する為
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
用いて、光照射により重合させ作製した感圧性両面接着
テープ・シートが、粘着力、保持力等の粘着特性が良好
で、特に、１５０℃以上の高温時の保持力に優れたもの
となることを確認した。また、本発明の光硬化型粘着剤
は厚膜塗工性などの作業性にも優れたものである。

【０００８】ここで使用され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、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・シートが粘着力や保持力におい
て優れた特性を示すことを確認した。

【０００９】すなわち、本発明の光硬化型粘着剤からな
る感圧性両面接着テープ・シートを用いることにより、
粘着力、保持力等の粘着基本特性が良好で、特に、金属
を焼付塗装するときの温度である１５０℃以上の高温で
の保持力に優れ、かつ、厚膜塗工性などの作業性に優れ
た粘着テープ・シートを得ることができる。

【００１０】以下、本発明で使用する材料及び粘着テー
プ・シートの作製方法について説明する。

【００１１】上記光活性官能基を有するアクリル系高分
子量体は、粘着シート・テープの耐熱性、特に、高温保
持力などの特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使用され
る。本発明で使用する上記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２０万〜３
００万であり、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。

【００１２】上記光活性官能基をアクリル系高分子量体
に導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
キシ基を有するイソシアネート化合物（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）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。

【００１３】上記光活性官能基を有するアクリル系高分
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1,000gf/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３０
０万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。

【００１４】また、上記光活性官能基を有するアクリル
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、粘着テープの粘着力
が1,000gf/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５〜５０重量％で使用される。なお、
上記光活性官能基を有するアクリル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。

【００１５】次に、本発明で使用する上記（メタ）アク
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。

【００１６】本発明で使用する上記極性基含有単量体と
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。

【００１７】その配合量は、上記した（メタ）アクリル
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。上記極性基含有単量体
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。

【００１８】上記光重合開始剤としては、ビニル基や
（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る。特に、光照射により光重
合開始剤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。

【００１９】これらの光重合開始剤は、上記光硬化型粘
着剤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
られる粘着剤重合体の分子量が小さくなり、特に、粘着
テープの高温での保持力が低下し、粘着特性上好ましく
ない。

【００２０】更に、本発明の光硬化型粘着剤に、必要に
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。

【００２１】また、本発明の無基材感圧性両面接着テー
プ・シートを作製する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。

【００２２】更に、本発明の光硬化型粘着剤には、増粘
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）等が挙げられる。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・シートの応力緩和性などの機械
的特性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。

【００２３】上記した光硬化型粘着剤は液状であり、ロ
ールコーターやダイコーターなどにより剥離処理を施し
たポリエステルフィルム等のシート基材上に塗工された
後、光照射により重合させることにより、粘着テープ・
シートが得られる。この光硬化型粘着剤が重合する際、
空気中の酸素や粘着剤に溶存する酸素により重合反応が
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。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。

【００２４】以下に、本発明の感圧性両面接着テープ・
シートの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・シートはこの方法によって製造
されるものに限られない。

【００２５】まず、上記（メタ）アクリル酸アルキルエ
ステル単量体と上記極性基含有単量体とを所定の配合量
で混合し、それに上記光活性官能基を有するアクリル系
高分子量体と上記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１，０００〜５０，００
０ｃｐであることが塗工上好ましい。その粘度はテープ
・シートとして必要とされ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、充填剤などを添加しても良い。 次に、上記した粘
着剤溶液を剥離処理を施したポリエステルフィルム等の
シート基材上に、通常、１０〜５００μｍの所定の膜厚
に塗工し、窒素雰囲気下でブラックライトを用いて、３
６５ｎｍにおける紫外線強度が約０．１〜１０ｍＷ／ｃ
ｍ²の紫外線を２０秒間〜５分間照射し、粘着剤層を硬
化させ、シート基材を分離し、感圧性両面接着テープ・
シートを得る。本発明の感圧性両面接着テープ・シート
はこのようにして得られ、本テープ・シートを被着体に
貼り合わせた場合、優れた粘着特性と高耐熱性を示す。

【００２６】

【発明の実施の形態】本発明の感圧性両面接着テープ・
シート及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・シート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および比較例
の記述中における「部」は重量部を表す。

【００２７】［実施例１］アクリル酸２−エチルヘキシ
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の均一な粘着剤溶液を得た。

【００２８】この粘着剤溶液を剥離処理を施した５０μ
ｍ厚のポリエステルフィルム上にコンマコーターにより
塗工し、窒素雰囲気下で、３６５ｎｍにおける紫外線強
度が１ｍＷ／ｃｍ²の紫外線を２分間照射し、５０μｍ
厚の感圧性両面接着シートを得た。この粘着シートのス
テンレス板に対する粘着力は１，４００ｇｆ／２５ｍｍ
であり、４０℃／２４時間や１８０℃／１時間における
保持力試験（荷重：１ｋｇ）において、ずれや落下は認
められず、優れた粘着性と耐熱性を示した。なお、この
粘着シートのボールタックは７であった。

【００２９】［実施例２］アクリル酸イソオクチル６３
部、アクリル酸７部に、重量平均分子量が８０万で、光
活性官能基含有量が０．０２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）
０．３部を添加し、十分に混合し、２５℃における粘度
が２，５００ｃｐの均一な粘着剤溶液を得た。

【００３０】この粘着剤溶液を剥離処理を施した５０μ
ｍ厚のポリエステルフィルム上にダイコーターにより塗
工し、窒素雰囲気下で、３６５ｎｍにおける紫外線強度
が１ｍＷ／ｃｍ²の紫外線を３分間照射し、１００μｍ
厚の感圧性両面接着シートを得た。この粘着シートのス
テンレス板に対する粘着力は１，３００ｇｆ／２５ｍｍ
であり、４０℃／２４時間や１８０℃／１時間における
保持力試験（荷重：１ｋｇ）において、ずれや落下は認
められず、優れた粘着性と耐熱性を示した。なお、この
粘着シートのボールタックは６であった。

【００３１】〔実施例３〜１０〕 実施例１、２の場合と同様にして、表１及び表２に示す
ような組成、作製条件で感圧性両面接着シートを作製し
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
粘着シートの粘着力及び保持力等の測定結果を表３に示
すが、いずれも優れた粘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、硬化性なども良好であった。

【００３２】

【表１】

【００３３】

【表２】

【００３４】

【表３】

【００３５】［比較例１］アクリル酸２−エチルヘキシ
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（チバガイギー社製）０．５部を
添加し、十分に混合し、２５℃における粘度が３，００
０ｃｐの均一な粘着剤溶液を得た。

【００３６】この粘着剤溶液を剥離処理を施した５０μ
ｍ厚のポリエステルフィルム上に塗工し、窒素雰囲気下
で、３６５ｎｍにおける紫外線強度が１ｍＷ／ｃｍ²の
紫外線を２分間照射し、５０μｍ厚の感圧性両面接着シ
ートを得た。この粘着シートのステンレス板に対する粘
着力は１，８００ｇｆ／２５ｍｍ、ボールタックは７で
あったが、４０℃の保持力試験（荷重：１ｋｇ）におい
て１０分で落下し、保持力において劣ることが分かっ
た。

【００３７】［比較例２］アクリル酸２−エチルヘキシ
ル６３部、アクリル酸７部に、重量平均分子量が１８万
で、光活性官能基含有量が１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）
０．３部を添加し、十分に混合し、２５℃における粘度
が２，５００ｃｐの均一な粘着剤溶液を得た。

【００３８】この粘着剤溶液を剥離処理を施した５０μ
ｍ厚のポリエステルフィルム上に塗工し、窒素雰囲気下
で、３６５ｎｍにおける紫外線強度が１ｍＷ／ｃｍ²の
紫外線を２分間照射し、５０μｍ厚の感圧性両面接着シ
ートを得た。この粘着シートは、４０℃や１８０℃の保
持力試験（荷重：１ｋｇ）において、ずれや落下は認め
られず、良好であったが、ステンレス板に対する粘着力
は３００ｇｆ／２５ｍｍと低く、優れた粘着性と耐熱保
持力とを両立することが出来なかった。

【００３９】

【発明の効果】本発明により、粘着力、保持力等の粘着
基本特性が良好で、特に、高温時の保持力に優れた感圧
性両面接着テープ・シートを得ることができ、しかも量
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。

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−268784（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−179208（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−48944（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−366103（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C09J 1/00 - 201/10

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】（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５〜５０重量％である
   ことを特徴とする無基材感圧性両面接着テープ。
2. 【請求項２】シート基材上に、請求項１記載の上記光硬
   化型粘着剤を１０〜５００μｍ厚に塗工して粘着剤層を
   形成し、光照射により上記粘着剤層を硬化させて作製し
   たことを特徴とする無基材感圧性両面接着テープの製造
   方法。
3. 【請求項３】（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
   化型粘着剤を用いて作製した感圧性両面接着シートにお
   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５〜５０重量％である
   ことを特徴とする無基材感圧性両面接着シート。
4. 【請求項４】シート基材上に、請求項３記載の上記光硬
   化型粘着剤を１０〜５００μｍ厚に塗工して粘着剤層を
   形成し、光照射により上記粘着剤層を硬化させて作製し
   たことを特徴とする無基材感圧性両面接着シートの製造
   方法。