JP4557166B2

JP4557166B2 - 粘着テープの製造方法及び製造装置

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Publication number: JP4557166B2
Application number: JP2005223489A
Authority: JP
Inventors: 和紀東; 登荒木
Original assignee: Sony Chemical and Information Device Corp
Current assignee: Dexerials Corp
Priority date: 2005-08-01
Filing date: 2005-08-01
Publication date: 2010-10-06
Anticipated expiration: 2019-09-22
Also published as: JP2005320553A

Description

本発明は、粘着剤層の厚みのばらつきのない粘着テープを製造する方法に関する。

従来より、図１に示すような、剥離処理された基材フィルム３及び５（以下、単に剥離フィルム）の間に粘着剤層４を挟持した構造の両面粘着テープ１ａが広く知られている。このような粘着剤層４は、アクリルモノマーを主成分とする粘着剤組成物を剥離フィルム３上に層状に塗布し、その塗布膜に紫外線、電子線等のエネルギー線を照射して重合反応させることにより形成されている。

図１の両面粘着テープ１ａは、図２のような基材フィルム６の両面に粘着剤層４が形成された両面粘着テープ１ｂと区別する観点から、“ノンサポート型粘着テープ”と呼ばれることがある。

上記の粘着テープ１ａは、図８のような製造装置１００により製造することができる。ここで、塗布装置１００は、粘着剤組成物を塗布する塗布部４０とエネルギー線として紫外線を照射する照射部７０とを有し、更に、剥離フィルム３を供給する巻出し部３０、剥離フィルム５を積層する積層部５０及び粘着剤層４が形成された粘着テープ１ａを巻き取る巻取り部９０とを有している。

塗布装置１００を使って、図１の粘着テープ１ａの製造工程を説明する。

まず、巻出し部３０の巻出し軸３２に装着された剥離フィルム３のウエブ３４から剥離フィルム３が、塗布部４０まで引き出される。

塗布部４０は、上面ロール４２と下面ロール４４とが一対に配置され、下面ロール４４には粘着剤組成物４ａを供給するためのダム４６が付設されている。

上面ロール４２と下面ロール４４の間には所定の間隙４８が形成され、剥離フィルム３が前記間隙４８を通過する際に、粘着剤組成物４ａが剥離フィルム３上に塗布されるしくみとなっている。

次に、剥離フィルム５が、剥離フィルムウエブ（図示せず）から引き出され、粘着剤組成物４ａ上に載置され、積層部５０の一対に配置された上面ロール５２と下面ロール５４との隙間５８を通過する際に、粘着剤組成物４ａ上に剥離フィルム５が積層される。

粘着剤組成物４ａと剥離フィルム５が積層された剥離フィルム３は、紫外線を照射する照射部７０に搬送される。ここで、照射部７０には、金属製の照射室７１中に剥離フィルムの移動を支持する支持ローラ７３と、エネルギー線として紫外線を照射する光源ランプ７２とが配備されている。照射室７１内に搬送された剥離フィルム３上の粘着剤組成物４ａは、上記光源ランプ７２から紫外線が照射され、それにより重合反応を開始し、重合反応終了後に粘着剤層４となる。

なお、光源ランプ７２の紫外線の強度は、粘着剤組成物４ａが照射室７１を通過する間に重合反応がほぼ完了するように設定されている。

次に、粘着剤層４が形成された剥離フィルム３は照射部７０から搬出され、巻取り部９０の巻取り軸９２により巻き取られ粘着テープウエブ９４となる。つぎに、このウエブ９４を所定の大きさに裁断することにより、目的の粘着テープ１ａを得ることができる。

なお、図９の製造装置１０１を利用して、粘着剤層４が形成されたのち剥離フィルム３及び５を剥離ロール９６、９６′により剥離して、印刷等が施された印刷フィルム３'及び５'を積層ロール９８、９８′により新たに積層することにより、図３に示すような商品価値を高めた粘着テープ１ｃを製造することもしばしば行われる。

また、図８の製造装置を使って、剥離フィルム３を基材フィルム６に置き換えると、図４のような片面粘着テープ１ｄを得ることができる。

このような紫外線等のエネルギー線により重合反応させた粘着剤層を有する粘着テープは、その製造工程において有機溶剤を使用しないので有機溶剤による作業環境の悪化を招くことがなく、また、強力な粘着力を示すので、今後の一層の需要が見込まれている。

しかし、図８や図９で示した製造装置を用いて粘着テープを製造する従来の製造方法においては、粘着剤層４の厚みにムラが生じ、剥がれ易くなるという問題があった。

本発明は、粘着剤組成物にエネルギー線を照射して重合反応させ、厚みムラのない粘着剤層を有する粘着テープの製造方法を提供することを目的とする。

本発明者らは、照射部において粘着剤組成物に“膨れ”が発生し、その膨れにより粘着剤層の厚みにばらつきが発生すること、そのばらつきを無くすためには、粘着剤組成物が重合反応を開始してから完了するまでの間に層状の粘着剤組成物の厚みを照射部において“膨れ”を押圧すること等により強制的に調整すればよいことを見出し、本発明を完成させるに至った。

即ち、本発明は、テープ状基材上に粘着剤組成物を塗布し、その粘着剤組成物上に更に剥離フィルムを積層し、該テープ状基材と剥離フィルムとの間に挟持された粘着剤組成物にエネルギー線を照射して重合反応させることにより形成された粘着剤層を有する粘着テープの製造方法において、
該テープ状基材と剥離フィルムとの間に挟持された粘着剤組成物に対しエネルギー線の照射を開始した後、粘着剤組成物の重合反応がほぼ完了するまでの間に、粘着剤組成物に発生した膨れに基づく当該粘着剤組成物の厚みのばらつきを厚み制御手段により調整する際に、厚み制御手段として所定の間隙を有する一対のロールを使用し、該粘着剤組成物をその一対のロール間を通過させることにより厚み調整を行うことを特徴とする製造方法を提供する。

本発明における厚み制御手段としては、粘着剤組成物の重合の進行の程度、流動性、粘着力、凝集力等に応じて、種々の装置を使用することができる。例えば、ドクターブレード、隣接するガイドロール間にテンションをかけるテンションロール、所定の間隙を有する一対の平滑ロールやエンボスロール、グラビア版等を使用することができる。ここで、厚み制御手段による厚み調整としては、粘着剤組成物の表面を平坦化して均一な厚みになるように調整する場合や、意図的に微小凹凸を表面に形成する場合等を挙げることができる。中でも、粘着剤組成物の層厚をより容易に均一にできる点から、所定の間隙を有する一対の平滑ロールを使用することが好ましい。

以下、本発明の粘着テープの製造方法を、図５の製造装置を用いて説明する。

図５の製造装置３００Ａは、所定の隙間８６を有する一対の上面ロール８２及び下面ロール８４からなる厚み制御ロール部８０が厚み制御手段として配設されている以外、従来の粘着テープの製造装置１００（図８参照）と基本構成は同様である。即ち、塗布装置３００Ａは、粘着剤組成物を塗布する塗布部４０とエネルギー線として紫外線を照射する照射部７０とを有し、更に、剥離フィルム３を供給する巻出し部３０、剥離フィルム５を積層する積層部５０及び粘着剤層４が形成された粘着テープ１ａを巻き取る巻取り部９０とを有している。塗布部４０は、上面ロール４２と下面ロール４４とが一対に配置され、下面ロール４４には粘着剤組成物４ａを供給するためのダム４６が付設されている。

塗布装置３００Ａを使って、図１の粘着テープ１ａの製造工程を説明する。

次に、剥離フィルム５が、剥離フィルムウエブ（図示せず）から引き出され、粘着剤組成物４ａ上に載置され、積層部５０の一対に配置された上面ロール５２と下面ロール５４との間隙５８を通過する際に、粘着剤組成物４ａ上に剥離フィルム５が積層される。

粘着剤組成物４ａと剥離フィルム５が積層された剥離フィルム３は、エネルギー線として紫外線を照射する照射部７０に搬送される。ここで、照射部７０には、金属製の照射室７１中に剥離フィルムの移動を支持する支持ローラ７３と、エネルギー線として紫外線を照射する光源ランプ７２とが配備されている。照射室７１内に搬送された剥離フィルム３上の粘着剤組成物４ａには、上記光源ランプ７２から紫外線が照射され、それにより重合反応を開始し、重合反応終了後に粘着剤層４となる。光源ランプ７２の紫外線の強度は、粘着剤組成物４ａが照射室７１を通過する間に重合反応がほぼ完了するように設定されている。

本発明においては、粘着剤組成物４ａの重合反応開始から重合反応がほぼ完了するまでの間に、粘着剤組成物４ａを厚み制御ロール部８０の一対の上面ロール８２及び下面ロール８４との間を通過させる。これにより、粘着組成物４ａの膨れを押圧して解消させてその厚みを平坦化することができる。ここで、重合反応がほぼ完了するという意味は、重合率が９０％以上であることを意味する。

厚み制御ロール部８０は、通常、図５のように紫外線照射部７０の内部の一箇所に配設されるが、重合反応が終了する前であれば、複数配置することも可能である（図示せず）。また、厚み制御ロール部８０のロール径を大きく設計する必要がある場合は、図６の製造装置３００Ｂのように、照射部７０を前半７０ａ及び後半７０ｂに分割し、その間に厚み制御ロール部８０を設置してもよい。

また、厚み制御ロール部８０は、特に、粘着剤組成物４ａの重合率が８０％を超えない位置に配置することが好ましい。重合率が８０％を超えた位置で厚み制御ロール部８０を通過させても、粘着剤組成物４ａの種類によっては厚みの調整が十分でない場合がある。

ここで、粘着剤組成物４ａの重合率を制御するため、例えば、図７の製造装置３００Ｃのように照射部７０に設ける光源ランプを前半の光源ランプ７２ａと後半の光源ランプ７２ｂに分割し、７２ａの光源ランプの照度を７２ｂの光源ランプの照度より小さくすると粘着剤組成物４ａの重合率が８０％以下の範囲を安定的に得ることができる。この場合、厚み制御ロール部８０は、図７のように光源ランプ７２ａの後方に配置することが好ましい。

一方、厚み制御ロール部８０を通過させる際の粘着剤組成物４ａ重合率の下限は限定的ではないが、２０％未満であると通過後に膨れが出現する可能性があるので、少なくとも２０％とすることが好ましい。

ここで、本発明の粘着剤組成物４ａは、後述するように、液粘度を調整する観点から予備重合反応させておく場合があるが、この予備重合の重合率は通常１０％以下であり、この重合率の段階で厚み制御ロール８０を通過させても本発明の効果を得られない。

次に、厚み制御ロール部８０により厚さ調整された粘着剤層４が形成された剥離フィルム３は、照射部７０から搬出され、巻取り部９０の巻取り軸９２により巻き取られ粘着テープウエブ９４となる。つぎに、このウエブ９４を所定の大きさに裁断することにより、目的の粘着テープ１ａを得ることができる。

本発明の製造方法並びに製造装置は、図１のようないわゆるノンサポート粘着テープ１ａの製造に好適に適用することができ、更に、図３の粘着テープ１ｃ及び図４の片面粘着テープ１ｄにも適用することができる。

なお、図１の粘着テープ１ａの剥離フィルム３及び５のいずれかを剥離し、基材フィルム６を介して貼り合わせると、図２に示す粘着テープ１ｂを得ることもできる。

以下、本発明の製造方法に適用できる粘着テープの構成素材について簡単に説明する。

剥離フィルム３及び５は、粘着剤層４の粘着面を保護する目的で使用される。更に、剥離フィルム３は、製造工程において粘着剤組成物４ａを支持する機能があり、剥離フィルム５はエネルギー線として紫外線照射の際にモノマーが揮発するのを防止する機能がある。

剥離フィルム３及び５の基材は、一般に、ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリカーボネート等の透明プラスチックフィルム、及び紫外線を透過する紙類が用いられ、これら基材上にシリコーン化合物やフッ素化合物の薄層を形成することにより、剥離性が付与される。

剥離フィルム３及び５の厚みは、目的によって異なるが、通常１００〜５００μｍである。

粘着剤層４は、アクリルモノマー（Ａ）を主成分とし、光重合開始剤（Ｂ）及び添加剤（Ｃ）が添加される。

アクリルモノマーは、炭素数が４〜１４のアルキルアルコールのアクリル酸エステル（Ａ１）及び前記アクリル酸エステルと共重合可能なアクリル酸及びアクリル酸エステル（Ａ２）を使用することができる。

アクリル酸エステル（Ａ１）の具体例を挙げると、ブチルアクリレート、イソアミルアクリレート、２−エチルヘキシルアクリレート、ノニルアクリレート、イソノニルアクリレート、イソオクチルアクリレート、ラウリルアクリレート、デシルアクリレート等がある。

アクリル酸及びアクリル酸エステル（Ａ２）の具体例を挙げると、アクリル酸、メタクリル酸、エチルアクリレート、２−ヒドロキシエチルアクリレート、２−ヒドロキシプロピルアクリレート、テトラフルフリールアクリレート、イソボニルアクリレート、エトキシエチルアクリレート、ブトキシエチルアクリレート、フェノキシエチルアクリレート、フェニルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート等を使用することができる。

光重合開始剤（Ｂ）は、アセトフェノン系又はベンゾフェノン系開始剤を好ましく使用することができ、具体的には、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、ジフェノキシアセトフェノン、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニルプロパン−１−オン、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、ベンゾインメチルエーテル、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及びこれらの混合物がある。

添加剤（Ｃ）は、例えば、難燃性を高める目的で添加されるメラミンシアヌレート等のノンハロゲン難燃剤、粘着剤層の凝集力を高める目的で添加される不織布又は粘着剤組成物の粘性を調整する目的で添加されるシリカ、ガラスビーズ、マイクロバルーン等がある。

ところで、上記の（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）を混合した粘着剤組成物は、その液粘度が２〜２０ｃｐｓと低い場合がある。そこで、この粘着剤組成物を塗布装置に供給する前に、予め紫外線を照射し予備重合反応を行って液粘度を１０００〜３０００ｃｐｓに調整しておくことが好ましい。

また、予備重合反応によらず、粘着剤組成物に相溶性の良好なポリマー、例えば、アクリルゴム、スチレンブタジエン等のゴムを添加することによっても液粘度を上記の範囲に調整することができる。

このような粘着剤層４の厚みは、特に限定はないが、通常５０〜８００μｍである。

以下、本発明を実施例を用いて具体的に説明する。

実施例１
（粘着剤組成物の作成）
２−エチルヘキシルアクリレート９０ｇ、アクリル酸１０ｇからなる混合モノマー溶液１００ｇにアクリルゴム３ｇ（トアクロンＰＳ２２０、東亜ペイント（株）製）を攪拌機のついた容器で４８時間攪拌混合し、目的の粘着剤組成物(1)を得た。この組成物の粘度は、７５０ｃｐｓであった。

（粘着テープの作成）
上記の粘着剤組成物を図５の製造装置３００Ａのダム４６に投入するとともに、剥離フィルム３（厚さ５０μｍの両面シリコーン処理した透明ポリエステルフィルム）を塗布部４０まで引出し、剥離フィルム３上にこの粘着剤組成物(1)を７００μｍとなるように塗布した。

次に、剥離フィルム５（厚さ５０μｍの片面シリコーン処理した透明ポリエステルフィルム）を積層部５０まで引出して粘着剤組成物(1)上に載置し、隙間５８を通過させ、粘着剤組成物(1)と剥離フィルム５を積層させた。

次に、エネルギー線として紫外線を照射する照射部７０において、粘着剤組成物(1)に紫外線を照射し重合反応を開始させた。このとき、紫外線を照射する光源ランプ７２の照度は、波長３５２ｎｍ、０．４４ｍＷ／ｃｍ²である。

次に、粘着剤組成物(1)の重合率が６０％となる位置に厚み制御ロール部８０を配設し、その隙間８６を通過させて厚みの調整を行った。

次に、エネルギー線として紫外線を照射する照射部７０を通過した粘着剤組成物(1)の重合率が９０％以上となり粘着剤層４となったことを確認したのち、巻取り部９０の巻取り軸９２に巻き付けて、粘着テープのウエブ９４を得た。そして、このウエブ９４を幅１インチに裁断して、目的の粘着テープ１ａを得た。

（評価結果）
上記の粘着テープ１ａの粘着剤層４の厚みを測定し、更に粘着剤層４の膨れの有無を目視により観察した。その結果、粘着剤層４の厚みは、約７１０μｍであり、また紫外線照射による膨れも観察されなかった。

実施例２
（粘着剤組成物の作成）
２−エチルヘキシルアクリレート９０ｇ、アクリル酸１０ｇからなる混合モノマー溶液１００ｇに、光重合開始剤として２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニルプロパン−１−オン（ダロキユア１１７３、メルク社）を攪拌機のついた容器で攪拌しながら、窒素雰囲気下で紫外線照射装置により紫外線を照射して目的の粘着剤組成物(2)を得た。この組成物の粘度は、７００ｃｐｓであり、重合率は約５％であった。

（粘着テープの作成）
この粘着剤組成物(2)を図７の製造装置３００Ｃを使って、実施例１と同様に粘着テープ１ａを作成した。ここで、厚み制御ロール部８０は光源ランプ７２ａと光源ランプ７２ｂとの間に配設した。

照射部７０の前半の光源ランプ７２ａは、波長３５２ｎｍ、０．４４ｍＷ／ｃｍ²であり、後半の光源ランプ７２ｂは、波長３６５ｎｍ、照度強度３５．５ｍＷ／ｃｍ²であり、前半の紫外線光源ランプの照度を後半に比べ低い設定とした。

また、前半の光源ランプ７２ａを通過した際に粘着剤組成物４ａの重合率は７５％であった。

（評価結果）
上記の粘着テープ１ａを実施例１と同様の方法で評価した。その結果、上記の粘着テープ１ａの粘着剤層４の厚みは、約７１０μｍであり、また紫外線照射による膨れも観察されなかった。

比較例１
実施例２の粘着剤組成物(2)を用い、図８の従来の製造装置１００を使用した以外は、実施例１と同様の方法により粘着テープ１ａを製造した。

（評価結果）
上記の方法で製造された粘着テープ１ａは、粘着剤層４に紫外線照射の際に発生する膨れが観察され、また、粘着剤層４の厚み（目標厚＝７００μｍ）には、７５０μｍを超える箇所が測定された。

本発明によれば、膨れがなく、厚みが均一である粘着剤層を有する粘着テープを得ることができる。

本発明の製造方法により得られる粘着テープの断面図である。本発明の製造方法により得られる粘着テープの断面図である。本発明の製造方法により得られる粘着テープの断面図である。本発明の製造方法により得られる粘着テープの断面図である。本発明の製造装置の概略図である。本発明の製造装置の部分概略図である。本発明の製造装置の部分概略図である。従来の粘着テープ製造装置の概略図である。従来の粘着テープ製造装置の部分概略図である。

符号の説明

３０…巻出し部、４０…塗布部、５０…積層部、７０…照射部、８０…厚み制御ロール部、９０…巻取り部

Claims

テープ状基材上に、（Ａ１）炭素数が４〜１４のアルキルアルコールのアクリル酸エステル及び（Ａ２）該アクリル酸エステルと共重合可能なアクリル酸又はアクリル酸エステルを主成分とする粘着剤組成物を塗布し、その粘着剤組成物上に更に剥離フィルムを積層し、該テープ状基材と剥離フィルムとの間に挟持された粘着剤組成物にエネルギー線を照射して重合反応させることにより形成された粘着剤層を有する粘着テープの製造方法において、
該テープ状基材と剥離フィルムとの間に挟持された粘着剤組成物に対しエネルギー線の照射を開始した後、粘着剤組成物の重合反応がほぼ完了するまでの間に、粘着剤組成物に発生した膨れに基づく当該粘着剤組成物の厚みのばらつきを厚み制御手段により調整する際に、厚み制御手段として所定の間隙を有する一対のロールを使用し、該粘着剤組成物を、その重合率が６０〜７５％である間に、該一対のロール間を通過させることにより厚み調整を行うことを特徴とする製造方法。