JP5110779B2 - 光反応生成物シート類の製造方法及び装置 - Google Patents

Description

本発明は、光反応生成物が層状に挟持された積層体に対して光照射を行うことにより作製される光反応生成物シート類の製造方法及び装置に関し、特に、ＬＥＤから発光される紫外線を用いて光照射を行うことにより、効率的で安定した照射を行うことが可能な光反応生成物シート類の製造方法及び装置に関するものである。

従来より、例えば図４に示すような２枚のフィルムの間に粘着剤層を挟持した構造の粘着テープ又は粘着シートが広く知られている。このような粘着テープ又は粘着シートは、アクリルモノマーを主成分とする光反応生成物を光透過性フィルム上に層状に塗布し、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。
そして、照射に用いられる紫外線照射装置の光源としては、従来、波長３００〜４００ｎｍ領域にスペクトル分布を持つランプが多く用いられている。ここで、具体的な紫外線照射装置の光源に使用される紫外線ランプとしては、例えば特開平２−６０９８１号公報、特開平７−２７５７７５号公報に記載されているように、ブラックライト、ケミカルランプなどの低出力の蛍光管タイプと、低圧水銀灯、高圧水銀灯、メタルハライドランプ、マイクロウェーブ励起水銀灯などの高出力タイプのものがある。そして、これらの紫外線ランプをシート面上に複数並べることによって、広い領域で紫外線照射ができる紫外線照射装置が構成されている。しかし、これらの装置は、生産機として実用化する場合、以下に示すような課題があった。
特開平２−６０９８１号公報（第４頁〜第５頁） 特開平７−２７５７７５号公報（第２頁〜第３頁、図１〜図２）

前記した特許文献１及び特許文献２等に記載された従来の紫外線照射装置を用いて光反応生成物シート類に光照射して重合反応させる場合、反応熱、又はランプ発熱によるシートの温度上昇によって、シートの熱変形や生成物の膨張、収縮が発生し、製造トラブル、品質不良の原因となっていた。そこで、低温エアーを吹き付けることによりシートを冷却する冷却装置を紫外線照射装置とともに併用することが行われていたが、蛍光管タイプの光源は、照射出力が雰囲気温度の影響を受けやすく、雰囲気温度が２０℃より高くても低くても照度が低下することとなる。従って、低温エアーやシートの温度上昇の影響によって、重合反応が不十分となり、品質不良となる虞があった。その為、ランプ周りの温度を一定に保つ温度調整設備が必要であり、一方で冷却が必要なシート部分とも隔離する必要があった。また、高出力タイプの光源は、高出力の電源が必要となり、更にランプ発熱が大きいので、ランプ自体を冷却するための冷却装置についても必要となっていた。

ここで、図７は蛍光管タイプの光源を用いた従来の光反応生成物シート類の製造装置１００を示した模式図である。図７に示すように、光反応生成物シート類の製造装置１００は、光反応生成物を間に挟持したシート１０１に対して光を照射する紫外線照射装置１０２と、シートの温度を下げるために低温エアーを吹き付ける冷却装置１０３を設けたものであり、紫外線ランプ１０４の周りの温度を一定に保つために紫外線ランプ１０４の周囲を断熱性の紫外線透過ガラス１０５によって隔離している。それによって、冷却装置１０３から吹き付けられた低温エアーやシート１０１の熱によって紫外線ランプ１０４の周囲の温度が変化することなく一定の温度を保つことができ、紫外線ランプ１０４からの照射出力を安定させることが可能となる。また、紫外線ランプ１０４の発熱の影響をシート１０１が受けないので、シート１０１が熱変形することなく、光反応生成物の熱膨張及び熱収縮などを起こり難くすることができる。

しかしながら、前記従来の紫外線照射装置では紫外線ランプの周りを断熱する大面積の紫外線透過ガラスやフィルムが必要となり、コスト面で高価となってしまう。更に、ガラスやフィルムが紫外線ランプとシートの間に入ることにより、光エネルギーのロスも大きくなる。
また、紫外線ランプの寿命は比較的短いので、時間の経過とともに徐々に照度が低下することとなる。従って、工業的に一定の照度で使用するためには出力を制御するための制御装置が必要となる。
また、高圧水銀灯、メタルハライドランプ等は、照度が安定するまでのウォームアップの時間が必要になっており、作業の効率が低下していた。
更に、紫外線ランプは環境汚染物質である水銀を使用しているので、使用済みの紫外線ランプを多数廃棄することによって環境に悪影響を与える虞もあった。

本発明は前記従来における問題点を解消するためになされたものであり、ＬＥＤから発光される紫外線を用いて光照射を行うことにより、効率的に安定した照射を行うことが可能な光反応生成物シート類の製造方法及び装置を提供することを目的とする。

前記目的を達成するため本願の請求項１に係る光反応生成物シート類の製造方法は、光反応生成物と前記光反応生成物を層状に挟持するシート状部材とからなる積層体を所定方向に搬送するとともに、搬送される前記積層体の片面又は両面から光を照射することにより前記光反応生成物を重合反応させる光反応生成物シート類の製造方法において、紫外線を発光するＬＥＤが所定間隔で複数配置されたＬＥＤ区間と低温エアーを吹き出す冷却手段とが互いに隣接した状態で交互に配置され、前記ＬＥＤから発光する紫外線を前記積層体の片面又は両面に照射することにより前記光反応生成物を重合反応させるとともに、前記冷却手段から吹き出した低温エアーを前記積層体に吹きかけることにより前記積層体を冷却することを特徴とする。

また、請求項２に係る光反応生成物シート類の製造方法は、光反応生成物と前記光反応生成物を層状に挟持するシート状部材とからなる積層体を所定方向に搬送するとともに、搬送される前記積層体の片面又は両面から光を照射することにより前記光反応生成物を重合反応させる光反応生成物シート類の製造方法において、搬送される前記積層体に対して前記積層体の厚さ方向の上下方向から交互に複数の負荷ロールにより負荷を与えることにより、前記積層体が前記負荷ロール間で傾斜した状態で搬送され、紫外線を発光するＬＥＤが前記積層体の傾斜角度と同角度で傾斜して所定間隔で複数配置され、前記ＬＥＤから発光する紫外線を前記積層体の片面又は両面に照射することにより前記光反応生成物を重合反応させることを特徴とする。

また、請求項３に係る光反応生成物シート類の製造方法は、請求項１又は請求項２に記載の光反応生成物シート類の製造方法において、前記光反応生成物シート類の製造方法で製造された光反応生成物シート類は、感圧性粘着シート類であることを特徴とする。

また、請求項４に係る光反応生成物シート類の製造装置は、光反応生成物と、前記光反応生成物を層状に挟持するシート状部材と、からなる積層体を所定方向に搬送する搬送手段と、紫外線を発光するＬＥＤが所定間隔で複数配置されたＬＥＤ区間と、前記低温エアーを吹き出す冷却手段と、を有し、前記ＬＥＤ区間と前記冷却手段とが互いに隣接した状態で交互に配置され、前記ＬＥＤから発光する紫外線を前記積層体の片面又は両面に照射することにより前記光反応生成物を重合反応させるとともに、前記冷却手段から吹き出した低温エアーを前記積層体に吹きかけることにより前記積層体を冷却することを特徴とする。

また、請求項５に係る光反応生成物シート類の製造装置は、光反応生成物と、前記光反応生成物を層状に挟持するシート状部材と、からなる積層体を所定方向に搬送する搬送手段と、前記積層体の片面又は両面から光を照射することにより前記光反応生成物を重合反応させる光照射手段と、搬送される前記積層体に対して前記積層体の厚さ方向の上下方向から交互に負荷を与える複数の負荷ロールと、を有し、前記光照射手段は光源として紫外線を発光するＬＥＤを備え、前記負荷ロールで負荷を与えることによって前記積層体が前記負荷ロール間で傾斜した状態で搬送され、前記ＬＥＤが前記積層体の傾斜角度と同角度で傾斜して所定間隔で複数配置されることを特徴とする。

また、請求項６に係る光反応生成物シート類の製造装置は、請求項４又は請求項５に記載の光反応生成物シート類の製造装置において、前記光反応生成物シート類の製造装置で製造された光反応生成物シート類は、感圧性粘着シート類であることを特徴とする。

前記構成を有する請求項１に係る光反応生成物シート類の製造方法では、ＬＥＤから発光する紫外線を積層体の片面又は両面に照射することにより前記光反応生成物を重合反応させるので、従来のブラックライト、ケミカルランプなどの低出力の蛍光管タイプの光源や低圧水銀灯、高圧水銀灯、メタルハライドランプ、マイクロウェーブ励起水銀灯などの高出力タイプの光源を使用する場合と比較して、ＬＥＤ自体の発熱がほとんど無く、光源の発熱による積層体の温度上昇を防止することができる。従って、シート状部材が光源の発熱によって熱変形すること無く、また、光反応生成物の膨張及び収縮なども発生し難くすることができる。
また、蛍光管タイプの光源と比較して照射出力が雰囲気温度の影響を受け難いので、積層体を冷却するための低温エアーや積層体の重合反応による発熱の影響を考慮する必要が無く、ＬＥＤの周囲に雰囲気温度を一定に保つための紫外線透過ガラスやフィルム等を設ける必要が無い。従って、光源と積層体との間にガラスやフィルムが入ることによる光エネルギーのロスが無くなり効率的で安定した照射を行うことが可能となり、コストパフォーマンスについても向上する。更に、積層体を冷却するための低温エアーがＬＥＤに対して吹き付けられたとしても出力の低下の虞が無いので、低温エアーを吹き出す為の冷却装置をＬＥＤに対して隣接して配置することができ、それによって装置の小型化が可能となる。
また、ＬＥＤは他の紫外線ランプと比較して１０倍以上（５万時間以上）の寿命があり、時間の経過に伴う照度の低下を考慮する必要が無く、一定の照度で使用するための制御装置を必要としない。また、消費電力も小さいので、製造コストの削減が可能となる。
更に、ＬＥＤは一灯一灯のサイズが小さいので、積層体の搬送ラインに沿って、ＬＥＤが配設された紫外線照射装置を設計することができるので、積層体に対する紫外線の照射強度を均一にすることができ、より効率的に長時間の光照射を行うことが可能となる。
また、ＬＥＤを光源とすることによって高圧水銀灯、メタルハライドランプ等のように、照度が安定するまでのウォームアップの時間が必要なく、点灯後にすぐ使用することができ、作業効率が向上する。
更に、ＬＥＤは水銀等の環境汚染物質を使用していないので、使用済みのＬＥＤを廃棄することによっても環境に悪影響を与える虞がない。
また、ＬＥＤに隣接して配置された冷却手段によって、所定方向に搬送される積層体を冷却するので、シート状部材が重合反応の熱によって熱変形する虞が無く、光反応生成物の熱膨張及び熱収縮などを起こり難くすることができるとともに、装置の小型化についても可能となる。

また、請求項２に係る光反応生成物シート類の製造方法では、高い精度を有する高価な設備を必要とすることなく、重合反応によって生じる積層体の変形を補正することが可能である。従って、高い厚み精度を有した品質不良の虞のない光反応生成物シート類を製造することが可能となる。また、光源であるＬＥＤは一灯一灯のサイズが小さいので、積層体の上下方向に交互に傾斜する複雑な搬送ラインに沿って、ＬＥＤが配設された紫外線照射装置を設計することができる。それにより、積層体に対する紫外線の照射強度を均一にすることができ、より効率的に長時間の光照射を行うことが可能となる。

また、請求項３に係る光反応生成物シート類の製造方法では、光反応生成物シート類として感圧性粘着シート類を製造するので、ＬＥＤを光源とした効率的で安定した紫外線の照射に基づいて感圧性粘着シート類を製造することが可能となる。

また、請求項４に係る光反応生成物シート類の製造装置では、ＬＥＤから発光する紫外線を積層体の片面又は両面に照射することにより前記光反応生成物を重合反応させるので、従来のブラックライト、ケミカルランプなどの低出力の蛍光管タイプの光源や低圧水銀灯、高圧水銀灯、メタルハライドランプ、マイクロウェーブ励起水銀灯などの高出力タイプの光源を使用する場合と比較して、ＬＥＤ自体の発熱がほとんど無く、光源の発熱による積層体の温度上昇を防止することができる。従って、シート状部材が光源の発熱によって熱変形すること無く、また、光反応生成物の膨張及び収縮なども発生し難くすることができる。
また、蛍光管タイプの光源と比較して照射出力が雰囲気温度の影響を受け難いので、積層体を冷却するための低温エアーや積層体の重合反応による発熱の影響を考慮する必要が無く、ＬＥＤの周囲に雰囲気温度を一定に保つための紫外線透過ガラスやフィルム等を設ける必要が無い。従って、光源と積層体との間にガラスやフィルムが入ることによる光エネルギーのロスが無くなり効率的で安定した照射を行うことが可能となり、コストパフォーマンスについても向上する。更に、積層体を冷却するための低温エアーがＬＥＤに対して吹き付けられたとしても出力の低下の虞が無いので、低温エアーを吹き出す為の冷却装置をＬＥＤに対して隣接して配置することができ、それによって装置の小型化が可能となる。
また、ＬＥＤは他の紫外線ランプと比較して１０倍以上（５万時間以上）の寿命があり、時間の経過に伴う照度の低下を考慮する必要が無く、一定の照度で使用するための制御装置を必要としない。また、消費電力も小さいので、製造コストの削減が可能となる。
更に、ＬＥＤは一灯一灯のサイズが小さいので、積層体の搬送ラインに沿って、ＬＥＤが配設された紫外線照射装置を設計することができるので、積層体に対する紫外線の照射強度を均一にすることができ、より効率的に長時間の光照射を行うことが可能となる。
また、ＬＥＤを光源とすることによって高圧水銀灯、メタルハライドランプ等のように、照度が安定するまでのウォームアップの時間が必要なく、点灯後にすぐ使用することができ、作業効率が向上する。
更に、ＬＥＤは水銀等の環境汚染物質を使用していないので、使用済みのＬＥＤを廃棄することによっても環境に悪影響を与える虞がない。
また、ＬＥＤに隣接して配置された冷却手段によって、所定方向に搬送される積層体を冷却するので、シート状部材が重合反応の熱によって熱変形する虞が無く、光反応生成物の熱膨張及び熱収縮などを起こり難くすることができるとともに、装置の小型化についても可能となる。

また、請求項５に係る光反応生成物シート類の製造装置では、高い精度を有する高価な設備を必要とすることなく、重合反応によって生じる積層体の変形を補正することが可能である。従って、高い厚み精度を有した品質不良の虞のない光反応生成物シート類を製造することが可能となる。また、光源であるＬＥＤは一灯一灯のサイズが小さいので、積層体の上下方向に交互に傾斜する複雑な搬送ラインに沿って、ＬＥＤが配設された紫外線照射装置を設計することができる。それにより、積層体に対する紫外線の照射強度を均一にすることができ、より効率的に長時間の光照射を行うことが可能となる。

また、請求項６に係る光反応生成物シート類の製造装置では、光反応生成物シート類として感圧性粘着シート類を製造するので、ＬＥＤを光源とした効率的で安定した紫外線の照射に基づいて感圧性粘着シート類を製造することが可能となる。

以下、本発明に係る光反応生成物シート類の製造方法及び装置について具体化した第１及び第２実施形態に基づき図面を参照しつつ詳細に説明する。

（第１実施形態）
先ず、第１実施形態に係る光反応生成物シートを製造する光反応生成物シートの製造装置１の概略構成について図１に基づき説明する。図１は第１実施形態に係る光反応生成物シートの製造装置を示す概略構成図である。尚、第１実施形態では、光反応生成物シートの製造装置として、一様の厚さに塗工された光反応生成物が、照射室からの光によって光重合されて感圧性粘着剤層となる感圧性粘着シートを製造する製造装置を例に挙げて説明する。

第１実施形態に係る光反応生成物シートの製造装置１は、図１に示すように、シート状基材２、３を繰り出すとともにシート状基材２、３に対して光反応生成物４を所定の厚さ（第１実施形態では１．０ｍｍ）に塗工（塗布）する塗工部５と、塗工部５に対して光反応生成物４を供給する給液槽６と、シート状基材２、３に塗工された光反応生成物４からなる光反応生成物層８（図３参照）に光を照射するための照射室１０と、光反応生成物シートに一定の張力を付与することにより照射室１０内の搬送を行う搬送ロール１１と、重合が完了し製造された光反応生成物シートを巻き取る巻取り部１２とから基本的に構成されている。以下、各部の構成を詳細に説明する。

塗工部５は、所定間隔で上下にそれぞれ配置された上面ロール５Ａと下面ロール５Ｂとから構成され、上面ロール５Ａと下面ロール５Ｂの間に形成された間隙１３をシート状基材２、３が通過する際に、光反応生成物４をシート状基材２、３に対して塗工する。具体的には、上面ロール５Ａ及び下面ロール５Ｂから繰り出されたシート状基材２、３が間隙１３に沿って搬送される際に、その基材間に形成された空間に対し給液槽６に充填された光反応生成物４を供給し、シート状基材２、３の幅方向に所定幅（シート状基材２、３の幅よりやや狭い幅）で所定厚さ（第１実施形態では１．０ｍｍ）で層状に塗工するものである。

また、給液槽６は、下面ロール５Ｂに付設された壁部１５によって上面ロール５Ａ及び下面ロール５Ｂとの間で形成された所定容量の空間部に、塗工液となる光反応生成物４が充填された槽である。

照射室１０は、シート状基材２、３の間に塗工された光反応生成物４に紫外線照射装置１６から光を照射することにより、光重合反応を行うとともに、冷却装置１７から低温エアーを吹き出すことにより、搬送されるシートの冷却を行うものである。この照射室１０には、照射室１０中において搬送される光反応生成物層８を挟持した一対のシート状基材２、３（以下、積層体２０とする。図３参照）を支持するとともに、積層体２０を水平方向に支持する支持ロール２１〜２４と、光源として紫外線を照射する紫外発光ＬＥＤ２５を備えた紫外線照射装置１６と、低温エアーを吹き出すことにより光反応生成物層８の重合反応によって高温状態となる積層体２０を冷却する冷却装置１７とが配備されている。

そして、照射室１０内に搬送された積層体２０の光反応生成物層８は、上記紫外発光ＬＥＤ２５から照射された紫外線によって重合反応を開始し、重合反応完了後に感圧性粘着剤層３１（図４参照）を形成する。

ここで、第１実施形態にかかる支持ロール２１〜２４は、照射室１０内で等間隔に計４箇所に配置されており、別途設けられた駆動モータによって、積層体２０の搬送速度にロール面速度を同期させるように回転駆動される。それにより、積層体をシート状基材２、３の表面に傷をつけることなく照射室１０内を搬送させることができる。尚、支持ロール２１〜２４は回転駆動させることなく、回転自在に支持することとしても良い。

また、紫外線照射装置１６は、照射室１０内において搬送される積層体２０の上方及び下方に所定間隔で紫外発光ＬＥＤ２５を複数個配設し、紫外発光ＬＥＤ２５を発光させることにより積層体２０の上面及び下面に向けて紫外線を照射する照射装置である。ここで、紫外線照射装置１６の光源として使用される紫外発光ＬＥＤ２５としては、光反応生成物４に添加された光重合開始剤の吸収波長と同じ領域の光波長を発光するものが用いられ、例えば「製品名：ＮＳＨＵ５５０Ｂ（日亜化学工業）」や「製品名：ＮＳ３６５Ｌ−５ＣＦＡ（ナイトライド・セミコンダクタ）」が使用される。

また、紫外発光ＬＥＤ２５は、ブラックライトやケミカルランプ等の紫外線ランプと比較して照射出力が雰囲気温度の影響を受け難いので、紫外発光ＬＥＤ２５の周囲に紫外線透過ガラスやフィルム等による断熱壁を設ける必要が無く、更に紫外発光ＬＥＤ２５自体の発熱が殆ど無いので、積層体２０に対して近接して配置させることも可能となっている。また、紫外発光ＬＥＤ２５は一灯一灯のサイズが小さく、互いの発熱によって照射出力が影響を受け難いので、積層体２０の搬送されるラインに沿ってより短い間隔で配置させることが可能となっている。従って、積層体２０の搬送ラインに沿って紫外発光ＬＥＤ２５を配設された紫外線照射装置１６を設計することができ、積層体２０に対する紫外線の照射強度を均一に保ち、より効率的に長時間の光照射を行うことが可能となる。
ここで図２は、図１に示す第１実施形態にかかる光反応生成物シート類の製造装置の特に紫外発光ＬＥＤ２５付近を拡大して示した図である。

図２に示すように、紫外発光ＬＥＤ２５は互いの間隔がｄ１で、且つ搬送される積層体２０との距離がｈ１となるように紫外線照射装置１６に対して配設されている。ここで、ｄ１の値は積層体２０の全面に対して均一に且つ十分な量の紫外線を照射する為に５〜２０ｍｍ、好ましくは５〜１５ｍｍとするのが適当である。特に、ｄ１の値を１０ｍｍとすることによって、最適な光反応生成物シート３０を得ることが可能となっている。
一方、ｈ１の距離は積層体２０の全面に対して均一に且つ十分な量の紫外線を照射する為に２０〜１５０ｍｍ、好ましくは５０〜１００ｍｍとするのが適当である。特に、ｈ１の値を８０ｍｍとすることによって、最適な光反応生成物シート３０を得ることが可能となっている。

また、冷却装置１７は、ノズルから低温エアーを積層体２０の両面に対して吹き出すことにより冷却を行う冷却装置であり、第１実施形態においては上下一対で計２箇所に設けられている。冷却装置１７を設けることによって、シート状基材２、３が光源の発熱によって熱変形すること無く、また、光反応生成物４の膨張及び収縮なども発生し難くすることができる。また、紫外線照射装置１６の光源である紫外発光ＬＥＤ２５は、前記したように照射出力が雰囲気温度の影響を受け難いので、冷却装置１７から吹き出した低温エアーが紫外発光ＬＥＤ２５に対して吹き付けられたとしても出力の低下の虞が無い。従って、第１実施形態に係る冷却装置１７は図１に示すように紫外発光ＬＥＤ２５に対して隣接して配置されており、それによって装置の小型化が可能となる。

また、搬送ロール１１は上下一対のロールによって構成され、駆動モータ（図示せず）によって図１の矢印方向に回転駆動される。搬送ロール１１の回転駆動に伴って搬送ロール間を通過する積層体２０には一定の張力が生じるとともに、照射室１０内を搬送される。また、積層体２０の光反応生成物層８の光重合を完了させることにより得た光反応生成物シート３０を照射室１０から搬出し、巻取り部１２に巻き取らせる。
その後、巻取り部１２に巻き取られた光反応生成物シート３０を所定の大きさに裁断することにより、目的の粘着テープ又は粘着シートを得ることができる。

次に、塗工部５によって形成される積層体２０及び積層体２０に基づいて光反応生成物シートの製造装置１によって製造される光反応生成物シート３０について説明する。図３は光重合完了前の積層体２０を幅方向に切断した際の断面図である。図４は光重合完了後の光反応生成物シート３０を幅方向に切断した際の断面図である。

積層体２０は、図３に示すようにシート状基材２、３及びシート状基材２、３の間に挟持された光反応生成物層８とから構成される。

シート状基材２、３は、例えば、ポリエステルフィルム、ポリプロピレンフィルムなどのプラスチックフィルムや、クラフト紙、和紙などの紙類、アルム箔などの金属箔などが用いられる。但し、第１実施形態では前記したように照射室１０内に設けられた紫外線照射装置１６によって、搬送される積層体２０に対して上面及び下面から光を照射してシート状基材２、３の間に挟持された光反応生成物層８の光重合を行うので、シート状基材２、３はポリエチレンテレフタレート等の光透過性フィルムが用いられる。

また、光反応生成物層８を構成する光反応生成物４は、モノマーまたはその一部重合物と光重合開始剤とを含有し、光照射により重合して感圧性粘着剤となるものであり、アクリル系、ポリエステル系、エポキシ系などの公知の材料が用いられる。これらの中でも、光反応生成物シートの製造に関してはアクリル系の光重合性組成物が特に好ましく用いられる。

また、第１実施形態に係る光反応生成物シートの製造装置１では、光反応生成物４として、アルキル基の炭素数が平均２〜１４個である（メタ）アクリル酸アルキルエステルと、これと共重合可能なモノエチレン系不飽和単量体が用いられる。ここで、（メタ）アクリル酸アルキルエステルとしては、ブチルアクリレート、イソノニルアクリレート、イソオクチルアクリレート、２−エチルヘキシルアクリレート等のアルキル基中に２〜１４の炭素を有するアルキルアクレート或いはメタクリレートが用いられる。
一方、共重合可能なモノエチレン系不飽和単量体としては、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸等のカルボン酸、或いはアクリルアミド、Ｎ−ビニルピロリドン、アクリロイルモルフォリンなどの窒素含有モノマーである極性モノマーが用いられる。

また、重合後の粘着剤の保持特性を向上させるために、交叉結合剤としてイソシアネート系化合物、或いはエポキシ系化合物のような公知の架橋材や、多官能（メタ）アクリレートを添加することも有用である。多官能（メタ）アクリレートとしては、例えば、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テトラ（メタ）アクリレート、１，２−エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、１，６−ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート等が用いられる。これら交叉結合剤の添加量は、多すぎると架橋密度が多くなり必要な剥離力を得ることができず、少なすぎると必要な凝縮力が得ることができない。適量な添加量は、上記光反応性モノマー１００重量部に対して０．０１〜０．５重量部であり、最適な添加量としては０．０２〜０．３重量部である。

光重合開始剤としては、２，２−ジメトキシ−１，２−ジフェニルエタン−１−オン（例えば、イルガキュア６５１：チバスペシャリティーケミカルズ社）などのケタール系、１−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン（例えば、イルガキュア１８４：チバスペシャリティーケミカルズ社）などのアセトフェノン系、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインプロピルエーテル等のベンゾインエーテル系、ハロゲン化ケトン、アシルホスフィンオキサイド（例えば、ルシリンＴＰＯ：ＢＡＳＦ社）、その他公知である光重合開始材が用いられる。尚、これら光重合開始材は用途に応じて併用することも可能である。
また、上記光重合開始材の添加量は、多すぎると低分子量の共重合体は生成しやすくなり、少な過ぎると重合反応が進行し難くなる。適量な添加量は、上記光反応性モノマー１００重量部に対して０．０１〜２重量部であり、最適な添加量としては０．０５〜１重量部である。

更に、第１実施形態に係る光反応生成物４には、せん断接着力を高めるため、及び加工性を向上させる為に無機又は有機充填剤を添加することができる。無機充填剤としてはシリカ、炭酸カルシウム、クレー、酸化チタン、ガラスバルーン、アルミナバルーンなどが挙げられる。有機充填剤としてはポリエステルビーズ、塩化ビニリデンバルーン、アクリルバルーン等が用いられる。
また、光反応生成物４を着色するために光重合を阻害しない程度の着色顔料も使用することができる。粘着剤としては黒色が良く用いられ、その際にはカーボンブラックによって着色される。カーボンブラックの添加量は（メタ）アクリル酸エステル単量体１００重量部に対して１重量部以下の範囲で用いられる。１重量部を超えると光重合が行えなくなる。

また、塗工液となる光反応生成物４の常温の粘度は１Ｐａｓ以上が望ましい。通常、チクソトロピー添加剤を配合して塗工に適した粘度に粘度調整するか、光を照射して部分的に光重合するか、若しくは熱重合することにより粘度調整されている。

そして、塗工部５によって形成された前記積層体２０が光反応生成物シートの製造装置１の照射室１０内を通過されることによって、紫外線照射装置１６から照射した光に基づいて光反応生成物層８が光重合する。その後、所定時間照射することにより重合反応がほぼ完了（重合率９５％以上）すると、感圧性粘着剤層３１を得ることができ、図４に示すような感圧性粘着剤層３１を有する光反応生成物シート３０が作製される。

次に、上記のように構成された第１実施形態にかかる光反応生成物シートの製造装置１により、光反応生成物シート３０を製造する製造工程について以下に説明する。

まず、上面ロール５Ａと下面ロール５Ｂによって、上下方向からそれぞれシート状基材２、３が繰り出される。そして、繰り出されたシート状基材２、３が上面ロール５Ａと下面ロール５Ｂとの間に形成された間隙１３を通過する際に、給液槽６内の光反応生成物４がシート状基材２、３の間に層状（第１実施形態では厚さ１．０ｍｍ）に塗工される。その結果、図３に示すような中央に光反応生成物層８が挟持された積層体２０が形成される。

その後、塗工部５によって形成された積層体２０は、搬送ロール１１の回転駆動に従ってエネルギー線として紫外線を照射する照射室１０に搬送される。照射室１０内に搬送された積層体２０は、紫外線照射装置１６が備える紫外発光ＬＥＤ２５から紫外線が照射され、それにより重合反応を開始する。また、冷却装置１７が搬送される積層体２０の両面から低温エアーを吹きかけることによって、光反応生成物層８の重合反応による発熱を冷却する。尚、紫外発光ＬＥＤ２５の紫外線の強度及び積層体２０の搬送速度は、積層体２０が照射室１０を通過する間に光反応生成物層８の重合反応がほぼ完了するように設定されている。尚、重合反応がほぼ完了するという意味は、重合率が９５％以上であることを意味する。

そして、光重合によって感圧性粘着剤層３１が形成された光反応生成物シート３０は、照射室１０から搬出され、搬送ロール１１の間を通過して、巻取り部１２により巻き取られる。そして、巻き取られた光反応生成物シート３０を所定の大きさに裁断することにより、目的の粘着テープ等を得ることができる。

以上詳細に説明した通り、第１実施形態に係る光反応生成物シートの製造装置１及び製造方法では、塗工部５によってシート状基材２、３の間に層状に塗工されることにより形成された積層体２０を、照射室１０で紫外発光ＬＥＤ２５から照射された紫外線によって光反応生成物層８の重合反応を行う。この際、光源である紫外発光ＬＥＤ２５は、従来のブラックライト、ケミカルランプなどの低出力の蛍光管タイプの光源や低圧水銀灯、高圧水銀灯、メタルハライドランプ、マイクロウェーブ励起水銀灯などの高出力タイプの光源を使用する場合と比較して、紫外発光ＬＥＤ２５自体の発熱がほとんど無く、光源の発熱による積層体２０の温度上昇を防止することができる。従って、シート状基材２、３が光源の発熱によって熱変形すること無く、また、光反応生成物４の膨張及び収縮なども発生し難くすることができる。
また、紫外発光ＬＥＤ２５は蛍光管タイプの光源と比較して照射出力が雰囲気温度の影響を受け難いので、積層体を冷却するための低温エアーや積層体２０の重合反応による発熱の影響を考慮する必要が無く、紫外発光ＬＥＤ２５の周囲に雰囲気温度を一定に保つための紫外線透過ガラスやフィルム等を設ける必要が無い。従って、光源である紫外発光ＬＥＤ２５と積層体２０との間にガラスやフィルムが入ることによる光エネルギーのロスが無くなり効率的で安定した照射を行うことが可能となり、コストパフォーマンスについても向上する。
更に、積層体２０を冷却するための低温エアーが紫外発光ＬＥＤ２５に対して吹き付けられたとしても出力の低下の虞が無いので、低温エアーを吹き出す冷却装置１７を紫外発光ＬＥＤ２５に対して隣接して配置することができ、それによって装置の小型化が可能となる。
また、紫外発光ＬＥＤ２５は一灯一灯のサイズが小さいので、積層体２０の搬送ラインに沿って紫外発光ＬＥＤ２５を配設された紫外線照射装置１６を設計することができるので、積層体２０に対する紫外線の照射強度を均一に保つことができ、より効率的に長時間の光照射を行うことが可能となる。
また、紫外発光ＬＥＤ２５を光源とすることによって高圧水銀灯、メタルハライドランプ等のように、照度が安定するまでのウォームアップの時間が必要なく、点灯後にすぐ使用することができ、作業効率が向上する。
更に、紫外発光ＬＥＤ２５は水銀等の環境汚染物質を使用していないので、使用済みの紫外発光ＬＥＤ２５を廃棄することによっても環境に悪影響を与える虞がない。
そして、第１実施形態に係る光反応生成物シートの製造装置１及び製造方法で製造された光反応生成物シート３０は、紫外発光ＬＥＤ２５を光源とした効率的で安定した紫外線の照射に基づいて製造された光反応生成物シート類であり、低コストで高い品質を保持した粘着テープ及び粘着シート等として使用することが可能となる。

（第２実施形態）
次に、第２実施形態に係る光反応生成物シートを製造する光反応生成物シートの製造装置５１の概略構成について図５及び図６に基づいて説明する。尚、以下の説明において上記図１乃至図４の第１実施形態に係る光反応生成物シートの製造装置１の構成と同一符号は、前記第１実施形態に係る光反応生成物シートの製造装置１等の構成と同一あるいは相当部分を示すものである。

この第２実施形態に係る光反応生成物シートの製造装置５１の概略構成は、第１実施形態に係る光反応生成物シートの製造装置１とほぼ同じ構成である。
ただし、第１実施形態に係る光反応生成物シートの製造装置１が照射室１０で紫外発光ＬＥＤ２５から照射された紫外線によって光反応生成物層８の重合反応を行う間に、積層体２０を支持ロール２１〜２４によって直線上に搬送しているのに対し、第２実施形態に係る光反応生成物シートの製造装置５１では、照射室１０内に配置された負荷ロール６１〜６４の上下を交互に通過させることによって、当接した負荷ロール６１〜６４から積層体２０の鉛直方向に交互に荷重を負荷する点で前記第１実施形態に係る光反応生成物シートの製造装置１と異なっている。

以下に、第２実施形態に係る光反応生成物シートを製造する光反応生成物シートの製造装置５１の概略構成について図５に基づき説明する。図５は第２実施形態に係る光反応生成物シートの製造装置５１を示す概略構成図である。

図５に示すように、第２実施形態にかかる光反応生成物シートの製造装置５１の照射室５２には、照射室５２中において搬送される積層体２０を支持するとともに、積層体２０の厚さ方向に対して所定量の荷重を負荷する負荷ロール６１〜６７と、光源として紫外線を照射する紫外発光ＬＥＤ２５を備えた紫外線照射装置５３と、低温エアーを吹き出すことにより光反応生成物層８の重合反応によって高温状態となる積層体２０を冷却する冷却装置５４とが配備されている。

そして、照射室５２内に搬送された積層体２０の光反応生成物層８は、上記紫外発光ＬＥＤ２５から照射された紫外線によって重合反応を開始し、重合反応完了後に感圧性粘着剤層３１（図４参照）を形成する。

ここで、第２実施形態にかかる負荷ロール６１〜６７は、照射室５２内で等間隔に計７箇所に配置されており、別途設けられた駆動モータによって、積層体２０の搬送速度にロール面速度を同期させるように回転駆動される。それにより、積層体２０をシート状基材２、３の表面に傷をつけることなく照射室５２内を搬送させることができる。尚、負荷ロール６１〜６７は回転駆動させることなく、回転自在に支持することとしても良い。
そして、負荷ロール６１〜６７は、照射室５２内で積層体２０を支持するとともに、積層体２０の張力と負荷ロールとの抱角に基づいた所定量の荷重を重合反応中の積層体２０に対して負荷し、積層体２０の厚みを補正する。

また、紫外線照射装置５３は、照射室５２内において搬送される積層体２０の上方及び下方に所定間隔で紫外発光ＬＥＤ２５を複数個配設し、紫外発光ＬＥＤ２５を発光させることにより積層体２０の上面及び下面に向けて紫外線を照射する照射装置である。また、第２実施形態にかかる光反応生成物シートの製造装置５１では、負荷ロール６１〜６４の間を上下方向に所定角度で傾斜した状態で搬送されるが、紫外発光ＬＥＤ２５は一灯一灯のサイズが小さく、互いの発熱によって照射出力が影響を受け難いので、紫外発光ＬＥＤ２５をその傾斜角度と同角度で傾斜させて配列することが可能となる。従って、積層体２０と紫外発光ＬＥＤ２５の距離を一定に保つことができ、積層体２０の複雑な搬送経路に沿った紫外線の照射が可能となる。それにより、積層体２０に対する紫外線の照射強度を均一に保ち、より効率的に長時間の光照射を行うことが可能となる。
ここで図６は、図５に示す第２実施形態にかかる光反応生成物シート類の製造装置の特に紫外発光ＬＥＤ２５付近を拡大して示した図である。

図６に示すように、所定角度で傾斜して配置された紫外発光ＬＥＤ２５は互いの間隔がｄ２で、且つ同一角度で傾斜して搬送される積層体２０との距離が常にｈ２となるように紫外線照射装置５３に対して配設されている。ここで、ｄ２の値は積層体２０の全面に対して均一に且つ十分な量の紫外線を照射する為に５〜２０ｍｍ、好ましくは５〜１５ｍｍとするのが適当である。特に、ｄ２の値を１０ｍｍとすることによって、最適な光反応生成物シート３０を得ることが可能となっている。
一方、ｈ２の距離は積層体２０の全面に対して均一に且つ十分な量の紫外線を照射する為に２０〜１５０ｍｍ、好ましくは５０〜１００ｍｍとするのが適当である。特に、ｈ２の値を８０ｍｍとすることによって、最適な光反応生成物シート３０を得ることが可能となっている。

次に、上記のように構成された第２実施形態に係る光反応生成物シートの製造装置５１により、光反応生成物シート３０を製造する製造工程について以下に説明する。

まず、上面ロール５Ａと下面ロール５Ｂによって、上下方向からそれぞれシート状基材２、３が繰り出される。そして、繰り出されたシート状基材２、３が上面ロール５Ａと下面ロール５Ｂとの間に形成された間隙１３を通過する際に、給液槽６内の光反応生成物４がシート状基材２、３の間に層状（第２実施形態では厚さ１．０ｍｍ）に塗工される。その結果、図２に示すような中央に光反応生成物層８が挟持された積層体２０が形成される。

その後、塗工部５によって形成された積層体２０は、搬送ロール１１の回転駆動に従ってエネルギー線として紫外線を照射する照射室５２に搬送される。照射室５２内に搬送された積層体２０は、紫外線照射装置５３が備える紫外発光ＬＥＤ２５から紫外線が照射され、それにより重合反応を開始する。また、冷却装置５４が搬送される積層体２０の両面から低温エアーを吹きかけることによって、光反応生成物層８の重合反応による発熱を冷却する。尚、紫外発光ＬＥＤ２５の紫外線の強度及び積層体２０の搬送速度は、積層体２０が照射室５２を通過する間に光反応生成物層８の重合反応がほぼ完了するように設定されている。尚、重合反応がほぼ完了するという意味は、重合率が９５％以上であることを意味する。

また、第２実施形態に係る光反応生成物シートの製造方法においては、光反応生成物層８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、照射室５２内に配置された負荷ロール６１〜６７の間を通過させる。
ここで、光照射での重合過程においては、樹脂の硬化収縮、光反応生成物の重合発熱、フィルム張力による引張りしわなどの影響で、重合後の光反応生成物シートに厚みの差が生じたり、波打ち状の変形が生じる。しかしながら、負荷ロール６１〜６７に基づいて積層体の厚さ方向に負荷を与えることにより、その厚みを平坦化させ高精度の厚み調整を行うことができる。

照射室５２内を搬送される積層体２０は、先ず負荷ロール６１に到達した際に、負荷ロール６１の上面を通過し、次いで負荷ロール６２ではロール下面を通過する。更に次の負荷ロール６３ではロール上面を通過し、負荷ロール６４ではロール下面を通過する。そして、搬送ロール１１によって一定の張力が付与された積層体２０は、負荷ロール６１〜６４の上下を交互に通過させることによって負荷ロール６１〜６４のロール面上に当接し、当接した負荷ロール６１〜６４から鉛直方向に荷重が負荷される。

一方、積層体２０は重合の後半となる負荷ロール６５〜６７を通過させる際には、負荷をかけることなく一様にロール上面を通過させる。この時点では、すでに重合がある程度の段階まで進行し、負荷をかけたとしても厚み調整の効果がほとんど現れないからである。ただし、負荷ロール６５〜６７においても上下を交互に通過させるようにすることも当然に可能である。

そして、重合過程においてシートの変形を防止し、厚み精度を保つ為には、重合率が０〜７０％の範囲で前記負荷ロール６１〜６４を上下交互に通過させて荷重を負荷することが望ましい。それにより、高い厚み精度を有する光反応生成物シート３０を製造することが可能となる。一方、重合率が７０％を超えた位置で荷重を負荷したとしても、光反応生成物層８の変動を矯正することができず、厚みの調整が十分にできない。

また、負荷ロール６１〜６４によって積層体２０に負荷する荷重の大きさは、シート状基材２、３の単位幅１ｃｍ当たりに換算すると０．０１〜０．２５Ｎが望ましい。それにより、高い厚み精度を有する光反応生成物シート３０を製造することが可能となる。一方、０．０１Ｎより小さいと、負荷が小さすぎて厚み調整の効果がほとんど現れず、０．２５Ｎより大きいと、負荷が大きすぎて厚み差がかえって大きくなる。

そして、負荷ロール６１〜６７により厚さ調整されるとともに、光重合によって感圧性粘着剤層３１が形成された光反応生成物シート３０は、照射室５２から搬出され、搬送ロール１１の間を通過して、巻取り部１２により巻き取られる。そして、巻き取られた光反応生成物シート３０を所定の大きさに裁断することにより、目的の粘着テープ等を得ることができる。

以上詳細に説明した通り、第２実施形態に係る光反応生成物シートの製造装置５１及び製造方法では、塗工部５によってシート状基材２、３の間に層状に塗工されることにより形成された積層体２０を、照射室５２で紫外発光ＬＥＤ２５から照射された紫外線によって光反応生成物層８の重合反応を行う間に、照射室５２内に配置された負荷ロール６１〜６４の上下を交互に通過させることによって、当接した負荷ロール６１〜６４から積層体２０の鉛直方向に荷重が負荷されるので、高い精度を有する高価な設備を必要とすることなく、重合反応によって生じる積層体２０の変形を補正することが可能である。従って、高い厚み精度を有した品質不良の虞のない光反応生成物シート３０を製造することが可能となる。また、光源である紫外発光ＬＥＤ２５は一灯一灯のサイズが小さいので、積層体２０の上下方向に交互に傾斜する複雑な搬送ラインに沿って、紫外発光ＬＥＤ２５が配設された紫外線照射装置を設計することができる。それにより、積層体２０に対する紫外線の照射強度を均一にすることができ、より効率的に長時間の光照射を行うことが可能となる。
そして、第２実施形態に係る光反応生成物シートの製造装置５１及び製造方法で製造された光反応生成物シート３０は、光照射による重合によって生じる積層体の変形が補正された高い厚み精度を有するシートであり、高い品質を保持した粘着テープ及び粘着シート等として使用することが可能となる。

尚、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能であることは勿論である。
例えば、第１及び第２実施形態ではシート状基材２、３に塗工液を塗工する手段として、給液槽６の塗工液を上面ロール５Ａ及び下面ロール５Ｂからそれぞれ繰り出されたシート状基材２、３の間に供給することにより塗工することとしているが、シート状基材２、３に対してダイコーター、ロールコーター、ロールナイフコーター、ナイフコーターなどで直接塗工液を塗布し、重合、硬化させることも可能である。

本発明は、光反応生成物を光重合させて為る光反応生成物シートを製造する際に、ＬＥＤから照射した紫外線に基づいて光反応生成物の光重合反応を行う光反応生成物シートの製造方法及び装置を提供することができる。

第１実施形態に係る光反応生成物シートの製造装置の要部を示す概略図である。 第１実施形態に係る光反応生成物シートの製造装置の特に紫外発光ＬＥＤ付近を拡大して示した図である。 光重合完了前の積層体を幅方向に切断した断面図である。 光重合完了後の光反応生成物シートを幅方向に切断した断面図である。 第２実施形態に係る光反応生成物シートの製造装置の要部を示す概略図である。 第２実施形態に係る光反応生成物シートの製造装置の特に紫外発光ＬＥＤ付近を拡大して示した図である。 蛍光管タイプの光源を用いた従来の光反応生成物シート類の製造装置を示した模式図である。

１ 光反応生成物シートの製造装置
２、３ シート状基材
４ 光反応生成物
５ 塗工部
５Ａ 上面ロール
５Ｂ 下面ロール
８ 光反応生成物層
１０、５２ 照射室
１１ 搬送ロール
１６、５３ 紫外線照射装置
１７、５４ 冷却装置
２０ 積層体
２１〜２４ 支持ロール
２５ 紫外発光ＬＥＤ
３０ 光反応生成物シート
３１ 感圧性粘着剤層
６１〜６７ 負荷ロール

Claims (6)

1. 光反応生成物と前記光反応生成物を層状に挟持するシート状部材とからなる積層体を所定方向に搬送するとともに、搬送される前記積層体の片面又は両面から光を照射することにより前記光反応生成物を重合反応させる光反応生成物シート類の製造方法において、
   紫外線を発光するＬＥＤが所定間隔で複数配置されたＬＥＤ区間と低温エアーを吹き出す冷却手段とが互いに隣接した状態で交互に配置され、
   前記ＬＥＤから発光する紫外線を前記積層体の片面又は両面に照射することにより前記光反応生成物を重合反応させるとともに、前記冷却手段から吹き出した低温エアーを前記積層体に吹きかけることにより前記積層体を冷却することを特徴とする光反応生成物シート類の製造方法。
2. 光反応生成物と前記光反応生成物を層状に挟持するシート状部材とからなる積層体を所定方向に搬送するとともに、搬送される前記積層体の片面又は両面から光を照射することにより前記光反応生成物を重合反応させる光反応生成物シート類の製造方法において、
   搬送される前記積層体に対して前記積層体の厚さ方向の上下方向から交互に複数の負荷ロールにより負荷を与えることにより、前記積層体が前記負荷ロール間で傾斜した状態で搬送され、
   紫外線を発光するＬＥＤが前記積層体の傾斜角度と同角度で傾斜して所定間隔で複数配置され、
   前記ＬＥＤから発光する紫外線を前記積層体の片面又は両面に照射することにより前記光反応生成物を重合反応させることを特徴とする光反応生成物シート類の製造方法。
3. 前記光反応生成物シート類の製造方法で製造された光反応生成物シート類は、感圧性粘着シート類であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の光反応生成物シート類の製造方法。
4. 光反応生成物と、前記光反応生成物を層状に挟持するシート状部材と、からなる積層体を所定方向に搬送する搬送手段と、
   紫外線を発光するＬＥＤが所定間隔で複数配置されたＬＥＤ区間と、
   前記低温エアーを吹き出す冷却手段と、を有し、
   前記ＬＥＤ区間と前記冷却手段とが互いに隣接した状態で交互に配置され、
   前記ＬＥＤから発光する紫外線を前記積層体の片面又は両面に照射することにより前記光反応生成物を重合反応させるとともに、前記冷却手段から吹き出した低温エアーを前記積層体に吹きかけることにより前記積層体を冷却することを特徴とする光反応生成物シート類の製造装置。
5. 光反応生成物と、前記光反応生成物を層状に挟持するシート状部材と、からなる積層体を所定方向に搬送する搬送手段と、
   前記積層体の片面又は両面から光を照射することにより前記光反応生成物を重合反応させる光照射手段と、
   搬送される前記積層体に対して前記積層体の厚さ方向の上下方向から交互に負荷を与える複数の負荷ロールと、を有し、
   前記光照射手段は光源として紫外線を発光するＬＥＤを備え、
   前記負荷ロールで負荷を与えることによって前記積層体が前記負荷ロール間で傾斜した状態で搬送され、
   前記ＬＥＤが前記積層体の傾斜角度と同角度で傾斜して所定間隔で複数配置されることを特徴とする光反応生成物シート類の製造装置。
6. 前記光反応生成物シート類の製造装置で製造された光反応生成物シート類は、感圧性粘着シート類であることを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の光反応生成物シート類の製造装置。

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