JPH0753849B2

JPH0753849B2 - アクリル系粘着テープもしくはシートの製造方法

Info

Publication number: JPH0753849B2
Application number: JP63214484A
Authority: JP
Inventors: 章中壽賀
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 1988-08-29
Filing date: 1988-08-29
Publication date: 1995-06-07
Anticipated expiration: 2010-06-07
Also published as: JPH0260981A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、アクリル系粘着テープもしくはシートの製造
方法に関する。

（従来の技術）アクリル系粘着テープもしくはシートは、粘着力、凝集
力などの粘着性能に優れ、汎用されている。

この種のアクリル系粘着テープもしくはシートは、一般
に、（メタ）アクリル酸アルキルエステルを主成分とす
るビニル系モノマーを、有機溶剤系で溶液重合又は水系
で乳化重合して得られる粘着剤溶液又はエマルジョン
を、基材に塗布又は含浸し、これの加熱乾燥して製造さ
れている。

上記の製造方法において、粘着剤溶液を用いる場合は、
塗布又は含浸した粘着剤溶液を高温で乾燥するために多
くの乾燥エネルギーを必要とし、又溶剤による大気汚染
を防止するための大規模な溶剤回収装置を必要とし、又
溶剤は引火し易いため、安全保持のための充分な安全装
置を必要とする。

エマルジョンを用いる場合は、有機溶剤は用いないが、
水を蒸発させるために溶剤を用いる場合よりも更に大き
な乾燥エネルギーを必要とし、又性能面でも重合時に混
入する乳化剤により耐水性が悪く、又水溶性モノマーが
使えないため、使用できるモノマー種が限定され、粘着
テープもしくはシートに要求される多種多様なニーズへ
の対応力が弱いという欠点があった。

かかる問題を解決する方法として、米国特許第4,181,75
2号明細書には、（メタ）アクリル酸アルキルエステル
を主成分とするビニル系モノマーに光重合開始剤を添加
した液状物を、基材に塗布又は含浸し、これに波長300
〜400nmで光強度が0.1〜7mW/cm²の紫外線を照射して上
記ビニル系モノマーを重合反応させ、アクリル系粘着テ
ープもしくはシートを製造する方法が開示されている。

この方法は、紫外線の光強度を比較的低強度とすること
により、上記ビニル系モノマーによる重合体の高分子量
化を行ない、それにより粘着剤の性能を高めたものであ
る。ところで、上記ビニル系モノマーの光重合速度は、
光重合開始剤量と光強度の積の平方根に比例する。そこ
で、重合反応速度を速くし、生産性を高めるには、光重
合開始剤の増量が考えられる。

ところで、光重合開始剤を多量に添加すると、重合反応
時の分解臭が激しくなる。また、光重合開始剤自体の吸
光により被照射物の表裏に反応のばらつきが生じ、粘着
剤の性能もばらつく。そのため、光重合開始剤は多量に
用いることができず、比較的低い光強度の紫外線照射で
粘着剤の性能は良好となるものの、重合反応時間が長く
なり、実用化するには生産性が劣るという問題がある。
この場合、重合反応時間を短かくすると、残存モノマー
が多くなり。粘着剤の性能、特に凝集力が低下し、良好
な性能を有するアクリル系粘着テープもしくはシートは
得られない。

（発明が解決しようとする課題）本発明は、上記の問題を解決するものであり、その目的
とするところは、粘着力、凝集力などの粘着性能に優れ
たアクリル系粘着テープもしくはシートを高い生産性で
もって製造する方法を提供することにある。

（課題を解決するための手段）本発明のアクリル系粘着テープもしくはシートの製造方
法は、（メタ）アクリル酸アルキルエステル主成分とす
るビニル系モノマーに光重合開始剤を添加した液状物
を、基材に塗布又は含浸し、これに波長300〜400nmで光
強度が0.1〜30mW/cm²の紫外線を照射して上記ビニル系
モノマーの少なくとも90重量％を重合反応させ、その後
波長300〜400nmで光強度が上記の照射よりも高い紫外線
を照射して上記ビニル系モノマーの重合反応を実質的に
完結させることを特徴とし、そのことにより上記の目的
が達成される。

本発明において（メタ）アクリル酸アルキルエステルを
主成分とするビニル系モノマーは、一般に、（メタ）ア
クリル酸アルキルエステル100〜60重量％と、これと共
重合可能な他のビニル系モノマー０〜40重量％とからな
る。そして、（メタ）アクリル酸アルキルエステルとし
ては、アルキル基の炭素数が１〜14、好ましくは４〜12
の（メタ）アクリル酸アルキルエステルが用いられ、例
えば、（メタ）アクリル酸ｎ−ブチル、（メタ）アクリ
ル酸２−エチルヘキシル、（メタ）アクリル酸イソオク
チル、（メタ）アクリル酸イソノニルなどが好適に用い
られる。

また、上記の（メタ）アクリル酸アルキルエステルと共
重合可能な他のビニル系モノマーとしては、一般に、ア
クリル酸、メタクリル酸、アクリルアミド、アクリロニ
トリル、メタクリロニトリル、Ｎ−置換アクリルアミ
ド、ヒドロキシエチルアクリレート、Ｎ−ビニルピロリ
ドン、マレイン酸、イタコン酸、Ｎ−メチロールアクリ
ルアミド、ヒドロキシエチルメタクリレートなどが用い
られる。また、ガラス転位温度の低い重合体が得られ
る、テトラヒドロフルフリルアクリレート、ポリエチレ
ングリコールアクリレート、ポリプロピレングリコール
アクリレートなどのビニル系モノマーも用いることがで
きる。

本発明においては、例えば、アクリル酸２−エチルヘキ
シル99〜85重量％とアクリル酸１〜15重量％とからなる
ビニル系モノマーの組合わせが好適である。

光重合開始剤としては、波長300〜400nmの間に活性点が
あり、開始効率の高いものが好適に用いられる。その例
としては、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、ヒドロキシシクロヘキシルフェニル
ケトン、ベンジルジメチルケタールなどがある。

これらの光重合開始剤は、前記ビニル系モノマー100重
量部に対して0.001〜１重量部の割合で添加されるのが
好ましい。この添加量が0.001重量部を下まわるとき
は、光重合開始剤が光エネルギーにより反応初期に消費
されるために、モノマーが残存しやすく、モノマーの臭
いが残るだけでなく、粘着剤の凝集力が低下する。逆
に、光重合開始剤が１重量部を上まわるときは、重合反
応速度は速くなるが、光重合開始剤の分解臭が激しくな
り、また粘着剤の性能が低下し、ばらつきも大きくな
る。したがって、目標とする性能に応じて光重合開始剤
の添加量は調節される。

本発明においては、上記の光重合開始剤とともに、架橋
剤を添加してもよい。このような架橋剤としては、エポ
キシ化合物、イソシアネート化合物、イソシアネートア
クリル系化合物、グリシジルアクリル系化合物、不飽和
多官能化合物などが用いられる。エポキシ化合物やイソ
シアネート化合物は、光重合反応の終了後の熱キュアー
により架橋反応が生じるため、加熱が必要である。

しかし、不飽和多官能化合物を用いると、ビニル系モノ
マーの光重合反応の過程で重合体分子間に架橋結合が生
じるので、本発明では好ましい架橋剤である。かかる不
飽和多官能化合物としては、ヘキサンジオール（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、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、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、
ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレートな
どがある。

これらの架橋剤は、前記のビニル系モノマー100重量部
に対し、一般に、0.0001〜１重量部の割合で添加するこ
とにより、粘着性能（特に耐熱保持力）が向上する。す
なわち、架橋剤を添加しない場合、ビニル系モノマーの
組成や分子量の調節により適度の粘着性能が発現されて
いても、高温での保持力は良好とはいえない。ところ
が、架橋剤を添加しこれを増加するに従い、高温での凝
集力が増加し、高温での保持力が改良される。しかし、
粘着力（剥離力）は若干低下する傾向にある。

また、本発明においては、光重合開始剤を添加したビニ
ル系モノマーの液状物に、増粘剤やチキソトロープ剤、
増量剤や充填剤などの通常用いられる配合剤を添加して
もよい。

増粘剤としては、アクリルゴム、エピクロルヒドリンゴ
ムなどがあり、チキソトロープ剤としては、アエロジ
ル、ポリビニルピロリドンなどがある。また、増量剤と
しては、炭酸カルシウム、チタン、クレーなどがあり、
充填剤としては、ガラスバルン、アルミナバルン、セラ
ミックバルンなどの無機中空体、ナイロンビーズ、アク
リルビーズ、ジリコンビーズなどの有機球状体、塩化ビ
ニリデンバルン、アクリルバルンなどの有機中空体、ポ
リエステル、レーヨン、ナイロンなどの短繊維がある。

上記のようにして調製された（メタ）アクリル酸アルキ
ルエステルを主成分とするビニル系モノマーの液状物
は、溶存する酸素を除去するために、窒素ガスなどのイ
ナートガスでパージされる。またイナートガスでパージ
せずに、フェニルジイソデシルホスファイト、トリイソ
デシルホスファイト、オクチル錫化合物などの除酸素効
果のある化合物を添加してもよい。そして、通常用いら
れるプラスチックフィルム、紙、セロハン、布、不織
布、金属箔、或いは剥離紙などの基材に塗布又は含浸さ
れる。

この液状物を基材に塗布又は含浸する際は、その塗布又
は含浸が円滑に行なわれるように、先に述べた増量剤や
チキソトロープ剤で塗布又は含浸が容易となる粘度まで
増粘するのが好ましい。このとき増量剤又はチキソトロ
ープ剤は１〜10重量部程度の物性に悪影響を与えない範
囲で用いられる。

上記液状物の塗布又は含浸には、イナート化された塗布
又は含浸装置、もしくは少なくとも塗布又は含浸ロール
間に保持される段階で酸素と接触しない様に工夫された
装置が用いられる。塗布又は含浸後もイナート化された
ボックス内を通され、第１段階及び第２段階の紫外線照
射が上記ボックス内の石英ガラスもしくはパイレックス
ガラスごしに行なわれる。また、イナート化されたボッ
クスを用いずに、離型性を有するポリエステル（PET）
フィルムで表面をカバーし、空気（酸素）との接触を防
止して紫外線照射を行なってもよい。この場合は、前記
液状物に、除酸素効果のある前記化合物を添加するのが
好ましい。

照射に用いられる紫外線ランプとしては、波長300〜400
nm領域にスペクトル分布を持つものが用いられ、その例
としては、ケミカルランプ、ブラックライトランプ（東
芝電材（株）の商品名）、低圧、高圧、超高圧水銀ラン
プ、メタルハライドランプ等がある。前２つのランプ
は、通常第１段階の照射に用いられ、後４つのランプ
は、通常第２段階の照射に用いられる。そして、光強度
は、被照射体までの距離や電圧の調節によって、目的の
光強度に設定される。

第１段階の紫外線照射は、波長300〜400nmで光強度が0.
1〜30mW/cm²で行われる。この第１段階の照射で、ビニ
ル系モノマーの少なくとも90％を重合反応させる。この
第１段階の照射においては、ビニル系モノマーの90重量
％程度までは比較的速やかに重合反応し、高分子量の重
合体が得られる。しかし、残りのビニル系モノマーの重
合条件は、上記第１段階の照射条件では非常に重合反応
時間が長くなる。

第２段階の照射は、波長300〜400nmで第１段階の照射よ
りも高い光強度で行なわれる。この場合の光強度は、第
１段階の光強度の２倍以上であることが好ましい。この
第２段階の照射においては、残りのビニル系モノマーが
速やかに重合反応し、残存モノマーが約１重量％以下、
好ましくは0.5重量％以下の粘着性能に悪影響を及ぼさ
ない程度に、重合反応が実質的に完結される。

なお、本発明においては、第１段階及び／又は第２段階
の紫外線照射は、これをそれぞれ複数段階に分割して行
ない。それにより粘着性能をさらに精密に調節すること
ができる。

（作用）本発明方法によれば、第１段階で波長300〜400nmで光強
度0.1〜30mW/cm²という比較的低強度の紫外線が照射さ
れ、ビニル系モノマーの少なくとも90重量％が速やかに
重合する。それゆえ、従来法（紫外線照射法）と同様
に、粘着力、凝集力などの粘着性能に優れたアクリル系
粘着テープもしくはシートが得られる。

また、第２段階で波長300〜400nmで第１段階よりも高い
光強度の紫外線が照射される。それゆえ、残存のビニル
系モノマーは速やかに重合し、実質的に消去される。し
かもこのように高速で残存モノマーを重合しても粘着性
能には殆んど悪影響がない。したがって、従来法（紫外
線照射法）に比べ、生産性が高くなる。

（実施例）以下、本発明の実施例及び比較例を示す。

実施例１２−エチルヘキシルアクリレート95g及びアクリル酸5g
に、ベンジルジメチルケタール0.1g、ヘキサンジオール
ジアクリレート0.1g、アクリルゴム5gを添加し、高速攪
拌機（デイゾルバー）で攪拌して均一に混合し、これを
窒素ガスでパージして溶存する酸素を完全に除去して、
粘度500CPS/20℃の液状物を調製した。

この液状物を、雰囲気酸素濃度が0.1％以下のイナート
ボックス内で、厚さ38μのポリエステル（PET）フィル
ム上に200μの厚さに塗布し、これにケミカルランプを
用いて、光強度4mW/cm²（波長360nm）で１分間照射した
（第１段階の照射）。その後、超高圧水銀ランプ（ジェ
ットキュア、オーク製作所製）を用いて、光強度8mW/cm
²（波長360nm）で２分間照射し、粘着剤中の残存モノマ
ー量及び粘着テープの粘着性能（100℃剪断保持力及び1
80度角剥離力）を測定した。その結果を第１表に示す。

なお、残存モノマー量、100℃剪断保持力及び180度角剥
離力の測定は、次の通りである。

（１）残存モノマー量ポリエチレングリコール（20M）を担持したchromosorb
wを酸処理した分離カラム、及び水素炎イオン化検出器
を有するガスクロマトグラフ（GC−6A、島津製作所製）
を用いて測定した。

なお、測定用試料は、粘着剤試料100mgを5ccの酢酸メチ
ルに溶解した溶液から2ccを採取し、この溶液2ccと、２
−エチルヘキシルメタクリレートを酢酸メチルに溶解し
た内部標準液2ccとを混合して調製した。

（２）180度角剥離力＃280番の紙ヤスリで研磨されたスチール板に、幅25m
m、長さ300mmの粘着テープの一端から長さ100〜120mm部
分を、2kgのローラで一往復させて貼り付け、23℃、65
％RHの条件で、このテープの他端をインストロン引張試
験機で300mm/minの速度で180度角反対方向に剥離し、そ
の時の剥離抗力（g/25mm幅）を測定し、180度角剥離力
とした。

（３）100℃剪断保持力＃280番の紙ヤスリで研磨されたスチール板に、幅25mm
の粘着テープの一端部分を接着面積が幅25mm、長さ25mm
となる様に2kgのローラで一往復させて貼り付け、これ
に荷重1kgの重りをテープ下端に固定し、100℃の雰囲気
温度で吊し、粘着テープが落下するまでの時間（hr）を
測定し、100℃剪断保持力とした。

比較例１第１段階の照射時間を５分とし、第２段階の照射は行な
わないこと以外は、実施例１と同様に行なって、残存モ
ノマー量、100℃剪断保持力、180℃度角剥離力を測定し
た。その結果を第１表に示す。

実施例２第１段階の照射時間を40秒、光強度を8mW/cm²（波長360
nm）、第２段階の照射時間を１分、光強度を25mW/cm
²（波長360nm）としたこと以外は、実施例１と同様に行
なって、残存モノマー量を測定した。その結果を第２表
に示す。

比較例２第１段階の照射時間を３分30秒、光強度を8mW/cm²（波
長360nm）としたこと以外は、比較例１と同様に行なっ
て、残存モノマー量を測定した。その結果を第２表に示
す。

比較例３第１段階の照射時間を20秒、第２段階の照射時間を２分
としたこと以外は、実施例２と同様に行なって、残存モ
ノマー量を測定した。その結果を第２表に示す。この場
合は、第１段階の照射でビニル系モノマーは75重量％し
か重合反応していない。

実施例３架橋剤の添加量を第３表に示すように変更したこと以外
は、実施例２と同様に行なって、100℃剪断保持力、180
度角剥離力を測定した。その結果を第３表に示す。

比較例４架橋剤の添加量を第３表に示すように変更したこと以外
は、比較例２と同様に行なって、100℃剪断保持力、180
度角剥離力を測定した。その結果を第３表に示す。

比較例５架橋剤の添加量を第３表に示すように変更したこと以外
は、比較例３と同様に行なって、100℃剪断保持力、180
度角剥離力を測定した。その結果を第３表に示す。

なお、第１表〜第３表において、反応時間の項に（）
で示した値は、最初の照射（第１段階の照射）からの合
計反応時間である。また、実施例１〜３、比較例１〜５
いずれにおいても、23℃での剪断保持力は24hr以上を示
し、良好であった。

（発明の効果）本発明方法は、上述のように構成されているので、粘着
力、凝集力などの粘着性能に優れたアクリル系粘着テー
プもしくはシートを高い生産性でもって製造することが
できる。

また、有機溶媒や水性媒体を使用しないので、多くの乾
燥エネルギーを必要とせず、また、溶剤回収装置や特別
な安全装置を必要としないなどの利点を有する。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】（メタ）アクリル酸アルキルエステルを主
成分とするビニル系モノマーに光重合開始剤を添加した
液状物を、基材に塗布又は含浸し、これに波長300〜400
nm（ナノメートル）で光強度が0.1〜30mW（ミリワッ
ト）/cm²の紫外線を照射して上記ビニル系モノマーの少
なくとも90重量％を重合反応させ、その後波長300〜400
nm（ナノメートル）で光強度が上記の照射よりも高い紫
外線を照射して上記ビニル系モノマーの重合反応を実質
的に完結させることを特徴とするアクリル系粘着テープ
もしくはシートの製造方法。