JP6763490B2 - 粘着テープを用いた物品の製造方法 - Google Patents
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Description
一方、近年、自動車部材や電子機器等は曲面や3D形状のものが増加しており、上記窓枠状に切断した粘着テープは曲面や3D形状の部材への貼付が困難であったり、貼付する際にシワや隙間が生じたりするため、上記性能を担保することが困難となっている。
前記加熱方法としては、例えば物品をオーブンや加熱炉等の加温装置に投入し、物品全体を加熱する方法や、前記膨張性接着剤層(A)または前記接着テープまたは前記被着体に熱源を接触または接近させることによって、前記膨張性接着剤層(A)を加熱する方法が挙げられる。
前記熱源としては、例えばハロゲンランプ、レーザー照射装置、電磁誘導加熱装置、ホットスタンプ、ホットプレート、半田コテ等を使用することができる。加熱方法は、物品の大きさによって選択することができる。
前記被着体(C1)及び(C2)としては、例えばガラス、アルミニウム等の金属、アクリル、ポリカーボネート等の樹脂からなるプラスチック等が挙げられる。前記被着体(C1)及び(C2)としては、同一の材質や形状からなるものを使用してもよく、異なる材質や形状のものを使用してもよい。
前記被着体(C1)及び(C2)としては、前記膨張性接着剤層(A)や前記接着剤層(B)が接触する表面が粗面であってもよい。
また、前記被着体としては、曲面同士の組み合わせであってもよく、前記曲面としては曲率半径が同じもの同士であってもよく、曲率半径が異なるもの同士であってもよい。前記曲率半径としては0.1mm〜10mの範囲であることが、前記接着テープが接する一方又は双方の被着体を介して前記接着テープに対し50N/cm2以下の荷重をかけつつ膨張させた時に、良好な接着性を得ることが出来る。なお、前記被着体同士の曲率半径が異なる場合、前記接着テープを貼付した被着体の、前記接着テープ表面からもう一方の被着体へのギャップが500μm以下であることが好ましく、400μm以下のものがより好ましく、300μm以下であることが、前記接着テープの端部同士を近接させて配置した際に空隙を有していたり、被着体(C1)が空隙を有していたり、または、被着体(C1)と被着体(C2)との間に空隙が有り、前記空隙の高さ(厚さ)が大きい場合であっても、前記接着テープに刺激を与えて膨張させた時に十分に接着できるため更に好ましい。
本発明に使用される接着テープは、刺激によって膨張する膨張性接着剤層(A)を有するが、前記膨張性接着剤層(A)は1種又は2種以上でもよく、単層又は2層以上であってもよい。また、前記接着テープとしては、前記膨張性接着剤層(A)のみによって構成されていてもよく、前記膨張性接着剤層(A)と膨張しにくい接着剤層(例えば後述する接着剤層(B)等)とによって構成されていてもよいが、前記膨張性接着剤層(A)と膨張しにくい接着剤層とによって構成される接着テープが、被着体(C1)が有する空隙、または、被着体(C1)と被着体(C2)との間の空隙を、前記接着テープの膨張物によって充填しかつ強固に接着するうえで好ましい。
前記膨張性接着剤層(A)は、刺激によって膨張しうる層である。前記刺激としては熱及び/又は光が挙げられるが、熱が好ましい。前記膨張性接着剤層(A)としては、膨張性接着剤層(A)の厚さ方向の膨張率〔加熱後の前記放置後の膨張性接着剤層(A)の厚さ/前記放置前の膨張性接着剤層(A)の厚さ〕×100が120%以上となるものを使用することが好ましい。前記膨張率は、150%以上であることが好ましく、200%〜1000%であることがより好ましい。かかる接着テープであれば、前記接着テープの端部同士を近接させて配置した際に空隙を有していたり、被着体(C1)が空隙を有していたり、または、被着体(C1)と被着体(C2)との間に空隙が有り、前記空隙の高さ(厚さ)が大きい場合であっても、前記接着テープを膨張させることで、前記空隙内で他方の被着体を好適に固定したり、前記空隙内を前記接着テープで充填したりすることができる。また、前記接着テープであれば、被着体の表面が粗面の場合であっても、前記粗面に他方の被着体を好適に固定することができる。
なお、前記膨張率は、前記接着テープを50℃〜150℃の温度下で30分間放置した場合において、前記放置前(膨張前)の膨張性接着剤層(A)の厚さに対する、前記放置によって膨張性接着剤層(A)が膨張して形成された膨張接着剤層(A1)の厚さの割合を指すが、60℃〜145℃の温度下が好ましく、70℃〜140℃の温度下がより好ましい。
前記膨張性接着剤層(A)としては、前記したとおり予め被着体に接着できる程度の接着力を有し、前記膨張性接着剤層(A)が膨張することによって生じる加圧力で被着体(C1)が有する空隙、または、被着体(C1)と被着体(C2)との間の空隙を充填及び接着できるものを使用する。
前記熱可塑性樹脂としては、1Hz及び23℃での動的粘弾性スペクトルで測定される貯蔵弾性率G23が1.0×103〜5.0×107Paの範囲であるものを使用することが好ましく、かつ、1Hz及び70℃での動的粘弾性スペクトルで測定される貯蔵弾性率G70が1.0×102〜1.0×107Paの範囲であるものを使用することが好ましく、かつ、1Hz及び120℃での動的粘弾性スペクトルで測定される貯蔵弾性率G120が1.0×102〜1.0×106Paの範囲であるものを使用することが、加熱前であっても被着体から前記接着テープの剥がれや位置ズレを防止でき、かつ、前記空隙を十分に充填可能なレベルにまで膨張可能な接着テープを得るうえで特に好ましい。
前記熱可塑性樹脂としては、1Hz及び70℃での動的粘弾性スペクトルで測定される貯蔵弾性率G70が好ましくは1.0×102〜1.0×107Pa、より好ましくは5.0×102〜5.0×106Pa、特に好ましくは5.0×102〜1.0×106Paのものを使用することができる。
また、前記熱可塑性樹脂としては、1Hz及び70℃での動的粘弾性スペクトルで測定される貯蔵弾性率G70が好ましくは1.0×102〜1.0×107Pa、より好ましくは5.0×102〜5.0×106Pa、特に好ましくは5.0×102〜1.0×106Paのものを使用することができる。
前記熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリウレタン(PU)、熱可塑性ポリウレタン(TPU)等のウレタン系樹脂;ポリカーボネート(PC);ポリ塩化ビニル(PVC)、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合樹脂等の塩化ビニル系樹脂;ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、ポリアクリル酸メチル、ポリメタクリル酸メチル(PMMA)、ポリメタクリル酸エチル等のアクリル系樹脂;ポリエチレンテレフタレ−ト(PET)、ポリブチレンテレフタレ−ト、ポリトリメチレンテレフタレ−ト、ポリエチレンナフタレ−ト、ポリブチレンナフタレ−ト等のポリエステル系樹脂;ナイロン(登録商標)等のポリアミド系樹脂;ポリスチレン(PS)、イミド変性ポリスチレン、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン(ABS)樹脂、イミド変性ABS樹脂、スチレン・アクリロニトリル共重合(SAN)樹脂、アクリロニトリル・エチレン−プロピレン−ジエン・スチレン(AES)樹脂等のポリスチレン系樹脂、ポリエチレン(PE)樹脂、ポリプロピレン(PP)樹脂、シクロオレフィン樹脂等のオレフィン系樹脂;ニトロセルロース、酢酸セルロース等のセルロース系樹脂;シリコーン系樹脂;フッ素系樹脂等の熱可塑性樹脂、スチレン系熱可塑性エラストマー、オレフィン系熱可塑性エラストマー、塩化ビニル系熱可塑性エラストマー、ウレタン系熱可塑性エラストマー、エステル系熱可塑性エラストマー、アミド系熱可塑性エラストマー等の熱可塑性エラストマーが挙げられる。
熱可塑性樹脂としては、これらのなかでも、特にスチレン系熱可塑性エラストマー、オレフィン系熱可塑性エラストマー、塩化ビニル系熱可塑性エラストマー、エステル系熱可塑性エラストマー、ウレタン系熱可塑性エラストマー、アミド系熱可塑性エラストマーまたはアクリル系樹脂等を使用することが好ましく、スチレン系熱可塑性エラストマーまたはアクリル系樹脂を使用することが特に好ましい。
前記アルキル(メタ)アクリレートとしては、炭素原子数4〜12のアルキル基を有する(メタ)アクリレートを使用することが好ましく、具体的には、ブチル(メタ)アクリレート、イソオクチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート等を使用することが好ましく、ブチルアクリレート及び2−エチルヘキシルアクリレートを単独または組み合わせ使用することがより好ましい。
また、前記単量体としては、前記したもののほかに、アクリルニトリル、(メタ)アクリル酸、無水マレイン酸、アクリルアミド、イタコン酸、スチレン、酢酸ビニル等を使用することができる。
前記膨張剤としては、前記したなかでも炭化水素系溶剤をマイクロカプセル化した熱膨張性カプセルを使用することが、例えば熱等の影響による膨張性接着剤層(A)の劣化等を防止するうえでより好ましい。前記した膨張剤としては単独または2種以上組み合わせて使用することができる。
前記熱膨張性カプセルとしては、松本油脂製薬株式会社製 マツモトマイクロスフェアーF−30、F−36、F−36D、F−36LV、F−48、F−48D、F−50、FN−80GS、F−65、日本フィライト株式会社製 エクスパンセル053−40、007−40、031−40等を用いることが、熱可塑性樹脂の軟化する温度前後で膨張するため、粘着テープの平面方向(流れ方向や幅方向)への膨張を抑制し、その厚さ方向へより効果的に膨張できるため好ましい。
前記熱膨張性カプセルとしては、膨張前の前記カプセルの体積に対し、膨張後の体積(体積膨張率)8倍〜60倍であるものを使用することが好ましい。
また、本発明に使用される接着テープとしては、前記したとおり、接着剤層(B)を有するものを使用することが好ましい。
前記接着テープを構成する接着剤層(B)としては、粘着性または接着性を有する層を形成可能な接着剤組成物(b)を用いて形成することができる。
前記接着剤(B)としては、例えば熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂等の樹脂を含有し、前記膨張剤の含有量が少ないまたは含有しない接着剤組成物(b)を好適に使用することができる。
前記接着剤組成物(b)に使用可能な樹脂としては、従来知られる樹脂を選択し使用することができる。なかでも、前記樹脂としては、本発明の接着テープの生産効率を向上させるうえで、例えば前記膨張性接着剤層(A)の形成に使用可能な接着剤組成物(a)含有される熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂として例示したものと、同様のものを使用することが好ましい。
本発明に使用される接着テープのうち、前記膨張性接着剤層(A)と前記接着剤層(B)とによって構成される接着テープは、前記工程[I]と、前記工程[I]とは別に、前記接着剤組成物(b)を離型ライナーに塗布し乾燥等することによって接着剤層(B)を形成する工程[II]と、前記膨張性接着剤層(A)の片面に前記接着剤層(B)を転写し、それらを圧着等する工程[III]とを経ることによって製造することができる。
なお、前記膨張性接着剤層(A)は、前記接着テープを製造する過程で、実質的に膨張しないことが好ましい。
<接着剤組成物(a−1)の調製>
重量平均分子量30万のスチレン−ブタジエンブロック共重合体S(トリブロック共重合体とジブロック共重合体との混合物。前記混合物の全量に対する前記ジブロック共重合体の占める割合は50質量%。前記スチレン−ブタジエンブロック共重合体の全体に占めるポリスチレン単位の質量割合は30質量%、ポリブタジエン単位の質量割合は70質量%)を100質量部、テルペンフェノール系粘着付与樹脂(軟化点115℃、分子量1000)100質量部を混合したものを、トルエンに溶解することによって接着剤組成物(a−1)を得た。
<接着剤組成物(a−2)の調製>
調製例1で使用したテルペンフェノール系粘着付与樹脂(軟化点115℃、分子量1000)の使用量を100質量部から65質量部に変更したこと以外は調製例1と同様の方法で接着剤組成物(a−2)を得た。
<接着剤組成物(a−3)の調製>
攪拌機、還流冷却器、温度計、滴下漏斗及び窒素ガス導入口を備えた反応容器に、ブチルアクリレート44.9質量部、2−エチルヘキシルアクリレート50質量部、アクリル酸2質量部、酢酸ビニル3質量部、4−ヒドロキシブチルアクリレート0.1質量部、重合開始剤として2,2’−アゾビスイソブチルニトリル0.1質量部とを酢酸エチル100質量部に溶解し、70℃で10時間重合することによって、重量平均分子量80万のアクリル系共重合体Z溶液を得た。
上質紙の両面にポリエチレン層を有し、ポリエチレン層の片面にシリコーン系離型処理剤層を有する厚さ130μmの離型紙の表面に、接着剤組成物(a−1)の全固形分100質量部に対し膨張剤としてF−36D(松本油脂製薬株式会社製、熱膨張性マイクロカプセル、初期粒子径10〜16μm、膨張開始温度70〜80℃)を10質量部混合し10分間攪拌したものを、棒状の金属アプリケーターを用いて乾燥後の厚さが90μmになるように塗工し、65℃に設定した乾燥機で10分間乾燥することによって膨張性接着剤層(A−1)を作製した。前記膨張性接着剤層(A−1)を、上記とは別の離型紙に積層し、2kgのハンドローラーを用い、前記貼付物の上面を一往復させることによって、前記膨張性接着剤層(A−1)からなる接着テープを得た。
前記膨張性接着剤層(A−1)を、もう一方の面に前記で得た接着剤層(B−1)に貼付した後、4kgf/cm2で加圧しラミネートすることによって、膨張性接着剤層(A−1)と接着剤層(B−1)が積層した接着テープ1を得た。
実施例1と同様の方法で膨張性接着剤層(A−1)および接着剤層(B−1)を作成し、前記膨張性接着剤層(A−1)を、厚さ35μmの不織布の片面に貼付し、もう一方の面に前記で得た接着剤層(B−1)を貼付した後、80℃で4kgf/cm2で加圧しラミネートすることによって、不織布に膨張性接着剤層(A−1)及び接着剤層(B−1)が積層した接着テープ2を得た。
接着剤組成物(a−1)の代わりに接着剤組成物(a−2)を用いたこと以外は実施例1と同様の方法で、膨張性接着剤層(A−2)及び接着剤層(B−2)からなる接着テープを得た。前記膨張性接着剤層(A−1)を、厚さ35μmの不織布の片面に貼付し、もう一方の面に前記で得た接着剤層(B−1)を貼付した後、80℃で4kgf/cm2で加圧しラミネートすることによって、不織布に膨張性接着剤層(A−1)及び接着剤層(B−1)が積層した接着テープ3を得た。
実施例1と同様の方法で接着剤層(B−1)を作成し、前記接着剤層(B−1)を、厚さ35μmの不織布の片面に貼付し、もう一方の面にも前記で得た接着剤層(B−1)を貼付した後、80℃で4kgf/cm2で加圧しラミネートすることによって、不織布に接着剤層(B−1)が積層した接着テープ4を得た。
接着剤組成物(a−1)の代わりに接着剤組成物(a−3)を用いたこと以外は実施例1と同様の方法で、接着剤層(B−3)からなる接着テープを2枚作成した。前記接着剤層(B−3)を、厚さ100μmのポリエチレン系発泡体基材の片面に貼付し、もう一方の面に前記で得た接着剤層(B−3)を貼付した後、4kgf/cm2で加圧しラミネートすることによって、発泡体に接着剤層(B−1)が積層した接着テープ5を得た。
(実施例1)
接着テープ1を、長さ64mm×幅1mm、及び長さ43mm×幅1mmの帯状に裁断した。前記粘着テープを構成する(A−1)の面側を、長辺65mm×短辺45mm×厚さ2mmのポリカーボネート板1に貼付した。この際、長辺に長さ64mmに裁断した粘着テープを、短辺に長さ43mmに裁断した粘着テープを、ポリカーボネート板1の外側から1mm開けた箇所に、額縁状を形成するように貼付した。また、帯状に裁断した接着テープの端部同士は重なるように貼付した。前記接着テープを備えたポリカーボネート板1と長辺65mm×短辺45mm×厚さ2mmのポリカーボネート板2とを積層し、前記ポリカーボネート板1とポリカーボネート板2とが、前記額縁状の試験テープで接合された試験片を作製した(図4)。次に、試験片に貼付された接着テープ全面に、前記ポリカーボネート板1の重さと合わせて210gとなるように重りを乗せて、前記接着テープに1N/cm2の荷重がかかった状態で100℃の加熱炉で30分間加熱し、(A−1)を膨張させ、その後試験片が室温に冷めるまで放冷し、物品を得た。
接着テープ1に代えて接着テープ2を用いたこと以外は実施例1と同様の方法で物品を得た。
接着テープ1に代えて接着テープ3を用いたこと以外は実施例1と同様の方法で物品を得た。
接着テープ2を、長さ64mm×幅1mm、及び長さ43mm×幅1mmの帯状に裁断した。前記粘着テープを構成する(A−1)の面側を、長辺65mm×短辺45mm×厚さ2mmのポリカーボネート板1に貼付した。この際、長辺に長さ64mmに裁断した粘着テープを、短辺に長さ43mmに裁断した粘着テープを、ポリカーボネート板1の外側から1mm開けた箇所に、額縁状を形成するように貼付した。また、帯状に裁断した接着テープの端部同士は重なるように貼付した。
次に、縦65mm×横45mm×厚さ2mmの大きさで、その表面に、縦65mm×横5mmで深30μmのくさび形の凹部(段差部)を2か所備えたポリカーボネート板3を用意した。前記2か所の凹部と、前記ポリカーボネート板1に貼付された前記接着テープの額縁部とが重なるように、前記試験テープを備えたポリカーボネート板1と前記ポリカーボネート板3とを積層し、前記ポリカーボネート板1とポリカーボネート板3とが、前記額縁状の試験テープで接合された試験片を作製した(図5)。次に、試験片に貼付された接着テープ全面に、前記ポリカーボネート板1の重さと合わせて210gとなるように重りを乗せて、前記接着テープの単位面積当たり1Nの荷重がかかった状態で100℃の加熱炉で30分間加熱し、(A−1)を膨張させ、その後試験片が室温に冷めるまで放冷し、物品を得た。
接着テープ1に代えて接着テープ4を用いたこと以外は実施例1と同様の方法で物品を得た。
接着テープ1に代えて接着テープ5を用いたこと以外は実施例1と同様の方法で物品を得た。
接着テープ1に代えて接着テープ5を用いたこと以外は実施例5と同様の方法で物品を得た。
実施例及び比較例で得た物品を、水深1mに30分静置した(JISC0920のIPX7準拠)。前記静置後、前記試験片を目視で観察し、以下の評価基準にしたがって評価した。
○:前記試験片を構成する、額縁状のテープによって囲まれた内部(試験片の中央部)に、水が浸入していなかった。
×:前記試験片を構成する、額縁状のテープによって囲まれた内部(試験片の中央部)に、水が浸入していた。
2 接着テープB
3 被着体
4 ポリカーボネート板1
5 ポリカーボネート板2
6 接着テープ1
7 接着テープ2
8 ポリカーボネート板3
9 段差部
Claims (8)
- 膨張性接着剤層(A)を有する2つ以上の接着テープの端部同士を重ねて又は近接させて配置し、前記接着テープの一方の面側を被着体(C1)を構成する部位(c1−1)に貼付する工程[1]、
前記接着テープのもう一方の面側を他の被着体(C2)に貼付される工程[2]、
前記膨張性接着剤層(A)に刺激を与える工程[3]、
前記刺激によって前記膨張性接着剤層(A)が膨張し、膨張接着剤層(A1)が形成される工程[4]、を有し、
前記工程[3]及び工程[4]において、前記接着テープに刺激を与えて前記膨張性粘着剤層(A)が膨張して、前記膨張性接着剤層(A1)が形成される過程において、前記接着テープに対し、荷重をかけることを特徴とする、接着テープの膨張物を介して接着された物品の製造方法。 - 前記膨張性接着剤層(A)の厚さ方向の膨張率〔加熱後の熱可塑性熱膨張接性着剤層(A1)の厚さ/加熱前の熱可塑性熱膨張性接着剤層(A)の厚さ〕×100が150%以上であることを特徴とする請求項1記載の物品の製造方法。
- 前記被着体(C1)または被着体(C2)が、1μm以上300μm以下の段差部を有するものである請求項1または2に記載の物品の製造方法。
- 前記膨張性接着剤層(A)が0.5N/20mm以上の接着力を有するものである請求項1〜3のいずれか1項に記載の物品の製造方法。
- 前記工程[3]における刺激が熱である請求項1〜4のいずれか1項に記載の物品の製造方法。
- 前記膨張性接着剤層(A)が、熱可塑性樹脂と、膨張開始温度が70℃〜120℃の範囲の熱膨張カプセルとを含有する層である請求項1〜5のいずれか1項に記載の物品の製造方法。
- 前記熱可塑性樹脂の70℃〜120℃の範囲における1Hzでの動的粘弾性スペクトルで測定される貯蔵弾性率が1.0×102Pa〜1.0×107Paの範囲である請求項6に記載の物品の製造方法。
- 前記工程[1]が、被着体(C1)を構成する部位(c1−1)に、前記接着テープの膨張性接着剤層(A)を、0.1N/cm2以上の力で圧着させる工程を含む請求項1〜7のいずれか1項に記載の物品の製造方法。
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