JPH09221637A - 光硬化性組成物、感圧性接着剤および接着シ―ト類 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 空気中での光照射により容易に硬化して接着
特性にすぐれる感圧性接着剤を与える光硬化性組成物を
提供する。 【解決手段】 光硬化性組成物において、ａ）アルキル
基の炭素数が２〜１４である（メタ）アクリル酸アルキ
ルエステルを主成分とする単量体、ｂ）１分子中に３個
以上のパ―オキサイド基を有する光重合開始剤を必須成
分として含有してなり、常温（２５℃）での粘度が１０
ポイズ以上である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、空気中で硬化可能
な光硬化性組成物と、これを光照射により硬化させてな
る感圧性接着剤と、この接着剤を基材の片面または両面
に設けてシ―ト状やテ―プ状の形態とした接着シ―ト類
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、フイルムなどの基材上に光硬
化性組成物を適宜の厚さに塗工し、これに光を照射して
硬化させることにより、感圧性接着剤の層を形成する接
着シ―ト類の製造方法が知られている。この方法では、
基材上に塗工した光硬化性組成物に光を照射して硬化さ
せる過程で酸素による重合抑制がみられ、硬化阻害が起
こつたり、硬化の進行が非常に遅くなつたりする。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このため、空気中での
硬化をさけ、窒素ガスなどの不活性ガスを吹き込むか、
感圧性接着剤の塗工面をフイルムなどで覆うなどして、
酸素濃度が極力低く抑えられた状態で光硬化させること
により、高い重合率を得るようにしている。しかし、こ
のような手法では、感圧性接着剤の製造作業性に劣り、
また大がかりな装置が必要で、コスト高となるなどの難
点があつた。

【０００４】塗料の光硬化などでは、光重合開始剤を多
く添加することや、光の強度を強くすることなどによつ
て、硬化速度を速め、空気中での硬化が可能なものがあ
る。同様に、感圧性接着剤でも、光重合開始剤の添加量
増、光強度増などにより、空気中での硬化を試みる例が
みられるが、分子量の低下を引き起こし、接着特性が悪
化するため、実用に供しないのが現実である。

【０００５】また、分子内にパ―オキサイド基などを有
する多官能の開始剤を用いて、反応速度を速める例もみ
られるが、これらは空気中で硬化させるものではなく、
前記した酸素濃度が低く抑えられた状態で硬化させるこ
とを前提としているため、製造作業性、コスト高などの
問題は解決されない。

【０００６】本発明は、このような事情に照らし、空気
中での光照射により容易に硬化して接着特性にすぐれる
感圧性接着剤を与える光硬化性組成物と、上記の感圧性
接着剤およびその接着シ―ト類を提供することを目的と
する。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の目
的に対して、鋭意検討した結果、アクリル系単量体とと
もに特定の光重合開始剤を用い、しかもこの光硬化性組
成物の常温での粘度を一定値以上に調整したときに、空
気中でも光照射により容易に硬化して、高い重合率が得
られ、これにより接着力および凝集力の良好な感圧性接
着剤が得られるものであることを知り、本発明を完成す
るに至つた。

【０００８】すなわち、本発明は、つぎの２成分； ａ）アルキル基の炭素数が２〜１４である（メタ）アク
リル酸アルキルエステルを主成分とする単量体 ｂ）１分子中に３個以上のパ―オキサイド基を有する光
重合開始剤 を必須成分として含有してなり、常温（２５℃）での粘
度が１０ポイズ以上であることを特徴とする光硬化性組
成物と、この光硬化性組成物に光を照射して硬化させて
なる感圧性接着剤と、基材上に上記の光硬化性組成物を
設け、これに光を照射して硬化させてなる接着シ―ト類
とに係るものである。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明に用いられるａ成分の単量
体は、アルキル基の炭素数が２〜１４である（メタ）ア
クリル酸アルキルエステルを主成分としたものである。
上記（メタ）アクリル酸アルキルエステルの具体例とし
ては、エチル（メタ）アクリレ―ト、ブチル（メタ）ア
クリレ―ト、イソアミル（メタ）アクリレ―ト、ｎ−ヘ
キシル（メタ）アクリレ―ト、２−エチルヘキシル（メ
タ）アクリレ―ト、イソオクチル（メタ）アクリレ―
ト、イソノニル（メタ）アクリレ―ト、デシル（メタ）
アクリレ―ト、ドデシル（メタ）アクリレ―トなどが挙
げられ、これらのうちの１種または２種以上が用いられ
る。

【００１０】この（メタ）アクリル酸アルキルエステル
のほかに、これと共重合可能なモノエチレン性不飽和単
量体を用い、光硬化後の接着性や凝集力を改良してもよ
い。この目的で用いられる共重合可能なモノエチレン性
不飽和単量体としては、たとえば、アクリル酸、イタコ
ン酸、スルホプロピルアクリレ―ト、ヒドロキシアルキ
ルアクリレ―ト、シアノアルキルアクリレ―ト、アクリ
ロニトリル、２−メトキシエチルアクリレ―ト、アクリ
ル酸グリジル、酢酸ビニルなどが挙げられ、これらのう
ちの１種または２種以上を用いることができる。

【００１１】ａ成分の単量体において、主成分である
（メタ）アクリル酸アルキルエステルとこれと共重合可
能なモノエチレン性不飽和単量体とは、前者が７０〜１
００重量％、好ましくは８５〜９５重量％、後者が３０
〜０重量％、好ましくは１５〜５重量％となるようにす
るのがよい。この範囲で使用することにより、光硬化後
の接着性と凝集力とのバランスが取りやすくなる。

【００１２】本発明に用いられるｂ成分の光重合開始剤
は、１分子中に３個以上のパ―オキサイド基を有する、
いわゆる有機過酸化物の一種であり、アセトフエノン系
やベンゾインエ―テル系などの光重合開始剤とは本質的
に異なり、また有機過酸化物の中でも１分子中に１個な
いし２個のパ―オキサイド基しか持たないものとも区別
される。このような特定の光重合開始剤としては、一般
式（Ｉ）で示されるベンゾフエノン基含有の多価パ―オ
キシエステルが好ましく用いられる。

【００１３】

【化１】

【００１４】具体的には、３，３´，４，４´−テトラ
（ｔ−ブチルパ―オキシカルボニル）ベンゾフエノン、
３，３´，４，４´−テトラ（ｔ−アミルパ―オキシカ
ルボニル）ベンゾフエノン、３，３´，４，４´−テト
ラ（ｔ−ヘキシルパ―オキシカルボニル）ベンゾフエノ
ン、３，３´，４，４´−テトラ（ｔ−オクチルパ―オ
キシカルボニル）ベンゾフエノン、３，３´，４，４´
−テトラ（ｔ−クミルパ―オキシカルボニル）ベンゾフ
エノン、３，３´，４，４´−テトラ（ｔ−イソプロピ
ルクミルパ―オキシカルボニル）ベンゾフエノンなどで
ある。

【００１５】これらのパ―オキサイド基を有する光重合
開始剤は既に公知である。しかし、従来では、これらの
光重合開始剤を専ら酸素による重合阻害のない環境下で
用いて反応速度を上げ、経済性を向上させるようにした
もので、本発明のように空気中での硬化に用いた例はみ
られない。本発明は、この光重合開始剤を使用する一
方、光硬化性組成物の粘度を規定することにより、空気
中での硬化を可能とし、より経済的に、またより簡便に
感圧性接着剤を生産できるようにしたことを特徴として
おり、この点で従来の技術とは異なるものである。

【００１６】本発明において、ｂ成分の光重合開始剤
は、ａ成分の単量体１００重量部あたり、０．５〜２０
重量部、好ましくは１〜１０重量部の割合で用いられ
る。この使用量が過少では十分に光硬化させることが難
しく、また過多となると光硬化後の凝集力の低下が起こ
り、いずれも好ましくない。

【００１７】ところで、従来のアセトフエノン系やベン
ゾインエ―テル系などの光重合開始剤を用いたときで
も、単量体に対し１０重量％以上の多量添加することに
より、空気中での光硬化が可能となるが、この場合、分
子量の低下を招きやすく、これに伴い接着特性、とくに
凝集力が悪化する。また、この凝集力の向上のために、
架橋度を上げると接着力が著しく低下し、実用に供しえ
ない。このように、従来の光重合開始剤では、接着力と
凝集力の両立を図ることが難しい。

【００１８】これに対して、上記本発明の１分子中に３
個以上のパ―オキサイド基を有する光重合開始剤を用い
たときには、接着力と凝集力の両立を容易に図ることが
可能である。この理由は、つぎのように考えられる。す
なわち、本発明の光重合開始剤では、単量体の不飽和モ
ノエチレン基の重合とともに、光重合開始剤のパ―オキ
サイド基を起点とする分子鎖延長のため、見かけ上の分
子量が増加し、重合開始剤による分子量の低下を補うた
めと考えられる。

【００１９】本発明の光硬化性組成物は、上記のａ成分
およびｂ成分を含有するとともに、常温（２５℃）での
粘度が１０ポイズ以上に調整されていることが必要であ
り、好ましくは常温での粘度が３０ポイズ以上、より好
ましくは５０ポイズ以上（通常は１，０００ポイズま
で）であるのがよい。このように粘度調整したときに、
はじめて酸素による硬化阻害が抑制され、空気中での硬
化が可能となる。これは、粘度が１０ポイズ未満となる
と、光硬化性組成物の表面に接している空気中の酸素が
内部に拡散しやすく、組成物の表面硬化が起こりにくい
が、粘度が１０ポイズ以上になると、上記拡散が起こり
にくくなつて、表面硬化が速やかに進行する結果、酸素
による硬化阻害が抑制されるためと考えられる。

【００２０】粘度調整は、上記のａ成分およびｂ成分の
組成を決定することにより、また、必要により添加する
各種の充てん剤、老化防止剤、粘着付与樹脂などの添加
剤成分の種類や量を決定することにより、行うことがで
きる。しかし、より好ましくは、ａ成分の単量体のオリ
ゴマ―ないしポリマ―を含有させることにより、行うの
が望ましい。この場合、あらかじめ上記オリゴマ―ない
しポリマ―を得、これをａ成分およびｂ成分と混合する
か、ａ成分の単量体を低重合率で重合させることにより
単量体とそのオリゴマ―ないしポリマ―との混合物とし
てもよい。さらに、前者の場合では、ａ成分の単量体と
これに混合するオリゴマ―ないしポリマ―を構成する単
量体とはその組成が異なつていてもよい。

【００２１】本発明においては、このような光硬化性組
成物に光を照射して硬化させることにより、感圧性接着
剤とする。ここで、光照射は空気中で行うことができる
が、この照射による硬化前に、組成物内部をあらかじめ
窒素などの不活性ガスで置換しておくのがよい。また、
通常は、光硬化性組成物をプラスチツクフイルム、紙、
布などの基材上に設けておき、これに光を照射して硬化
させることにより、シ―ト状，テ―プ状などの接着シ―
ト類とすることができる。

【００２２】基材上に光硬化性組成物を設けるには、ロ
―ル塗工、スクリ―ン塗工、グラビア塗工などの塗工方
式を用いて行えばよい。光硬化性組成物の塗工厚さは、
用途目的に必要とされる特性との兼ね合いで適宜決定さ
れるが、通常は１０〜５００μｍ程度とするのがよい。
また、光の照射は、低圧水銀ランプ、高圧水銀ランプ、
メタルハライドランプなどの紫外線照射装置を用いて行
えばよい。さらに、照射線量は、被照射体までの距離や
照射時間の調整によつて適宜設定できるが、通常は５０
〜５，０００ｍｊ／cm² とすればよい。

【００２３】

【実施例】つぎに、本発明の実施例を記載して、より具
体的に説明する。なお、以下、部とあるのは重量部を意
味するものとする。

【００２４】実施例１ 反応器内に、アクリル酸２−エチルヘキシル９５部およ
びアクリル酸５部からなる単量体混合物と、アゾビスイ
ソブチロニトリル０．５部および酢酸エチル１００部と
を投入し、この反応器内を窒素ガス雰囲気としたのち、
６０℃に加温して重合反応を行い、ポリマ―溶液を得
た。このポリマ―溶液から脱溶剤して得たポリマ―１０
０部に、アクリル酸ｎ−ブチル１００部、アクリル酸５
部および光重合開始剤として３，３´，４，４´−テト
ラ（ｔ−ブチルパ―オキシカルボニル）ベンゾフエノン
２部を加え、光硬化性組成物を調製した。この組成物の
常温（２５℃）での粘度は３８０ポイズであつた。

【００２５】つぎに、この光硬化性組成物を、厚さが３
８μｍのポリエチレンテレフタレ―トフイルムの上に、
光硬化後の感圧性接着剤の厚さが４０μｍとなるように
塗布したのち、空気中で紫外線を１，０００ｍｊ／cm²
照射して、硬化させることにより、接着テ―プを作製し
た。

【００２６】実施例２ 実施例１と同様に脱溶剤して得たポリマ―１００部に、
アクリル酸ｎ−ブチル２００部、アクリル酸１５部およ
び光重合開始剤として３，３´，４，４´−テトラ（ｔ
−ブチルパ―オキシカルボニル）ベンゾフエノン３部を
加え、光硬化性組成物を調製した。この組成物の常温
（２５℃）での粘度は１８０ポイズであつた。この組成
物を用いて、実施例１と同様にして接着テ―プを作製し
た。

【００２７】実施例３ アクリル酸ｎ−ブチル１００部およびアクリル酸１０部
からなる単量体混合物に光重合開始剤としてベンゾイン
エチルエ―テル０．５部を加え、これに紫外線を１５０
ｍｊ／cm² 予備照射してシロツプを得た。このシロツプ
１００部に、３，３´，４，４´−テトラ（ｔ−ブチル
パ―オキシカルボニル）ベンゾフエノン４部を加え、光
硬化性組成物を調製した。この組成物の常温（２５℃）
での粘度は１５０ポイズであつた。この組成物を用い
て、実施例１と同様にして接着テ―プを作製した。

【００２８】比較例１ ３，３´，４，４´−テトラ（ｔ−ブチルパ―オキシカ
ルボニル）ベンゾフエノンの代わりに、ベンジルジメチ
ルケタ―ル２部、内部架橋剤として三官能性のビニル系
単量体０．２部を使用した以外は、実施例１と同様にし
て、光硬化性組成物を調製し、これを用いて、実施例１
と同様にして接着テ―プを作製した。

【００２９】比較例２ ３，３´．４，４´−テトラ（ｔ−ブチルパ―オキシカ
ルボニル）ベンゾフエノンの代わりに、ベンジルジメチ
ルケタ―ル２部、内部架橋剤として三官能性のビニル系
単量体２．０部を使用した以外は、実施例１と同様にし
て、光硬化性組成物を調製し、これを用いて、実施例１
と同様にして接着テ―プを作製した。

【００３０】比較例３ 実施例１と同様に脱溶剤して得たポリマ―１００部に、
アクリル酸ｎ−ブチル４００部、アクリル酸２０部およ
び光重合開始剤として３，３´，４，４´−テトラ（ｔ
−ブチルパ―オキシカルボニル）ベンゾフエノン４部を
加え、光硬化性組成物を調製した。この組成物の常温
（２５℃）での粘度は２ポイズであつた。これを用い
て、実施例１と同様にして接着テ―プを作製した。

【００３１】以上の実施例１〜３および比較例１〜３の
各接着テ―プについて、以下の方法により、重合率、接
着力および保持力を調べた。結果を、各例で用いた光硬
化性組成物の常温（２５℃）での粘度とともに、下記の
表１に示した。

【００３２】＜重合率＞重合率を測定しようとする試料
（つまり、各例の光硬化性組成物）〔Ｘ₁ ｇ〕（約０．
１ｇ）を取り、これを１３０℃で３時間乾燥したのち、
再び試料の重量〔Ｘ₂ ｇ〕を測定して、つぎの式によ
り、重合率を求めた。 重合率（％）＝（Ｘ₂ ／Ｘ₁ ）×１００

【００３３】＜接着力＞接着テ―プを幅２０mmに切断し
て、試験片を作製し、被着体をステンレス板として、Ｊ
ＩＳ Ｚ １５２８に準じて、１８０度ピ―ルを行い、
このときの接着力（ｇ／２０mm幅）を測定した。なお、
表１中、（＊）は、上記の測定に際し、感圧性接着剤が
凝集破壊を起こしたことを示している。

【００３４】＜保持力＞接着テ―プを幅１０mmに切断し
て、試験片を作製し、これをベ―クライト板に接着面積
が１０mm×２０mmとなるように貼り合わせ、この試験片
の端に５００ｇの荷重をかけて、４０℃に放置した。こ
の放置により、試験片が６０分以内に落下したものを
×、落下しないものを○、と評価した。

【００３５】

【００３６】上記の表１の結果から明らかなように、実
施例１〜３の光硬化性組成物は、空気中での紫外線照射
により高い重合率で硬化でき、これにより高接着力でか
つ高保持力の感圧性接着剤が得られることがわかる。こ
れに対し、他の光重合開始剤を用いた比較例１，２の光
硬化性組成物では、内部架橋剤が少ないと保持力に劣
り、多いと接着力に劣り、両特性の両立を図りにくい。
また、本発明の光重合開始剤を用いたときでも、組成物
の粘度が低すぎると（比較例３）、光硬化がうまく進行
せず、低重合率で接着特性の劣るものしか得られていな
い。

【００３７】

【発明の効果】以上のように、本発明においては、特定
の光重合開始剤を用いるとともに、組成物の常温での粘
度を１０ポイズ以上に調整したことにより、空気中にお
いて光の照射により容易に硬化でき、従来の方法に比べ
て装置を簡便にできるし、また安価に生産でき、目的と
する接着特性にすぐれた感圧性接着剤を経済的に生産で
きるという効果が得られる。なお、本発明の光硬化性組
成物は、酸素濃度が低い環境下でも硬化できるものであ
ることは言うまでもない。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 つぎの２成分； ａ）アルキル基の炭素数が２〜１４である（メタ）アク
   リル酸アルキルエステルを主成分とする単量体 ｂ）１分子中に３個以上のパ―オキサイド基を有する光
   重合開始剤 を必須成分として含有してなり、常温での粘度が１０ポ
   イズ以上であることを特徴とする光硬化性組成物。
2. 【請求項２】 ａ成分の単量体のオリゴマ―ないしポリ
   マ―を含有し、これにより粘度調整されてなる請求項１
   に記載の光硬化性組成物。
3. 【請求項３】 請求項１または２に記載の光硬化性組成
   物に光を照射して硬化させてなる感圧性接着剤。
4. 【請求項４】 基材上に請求項１または２に記載の光硬
   化性組成物を設け、これに光を照射して硬化させてなる
   接着シ―ト類。