JP2608743B2 - 粘着剤薄層展開物の貼着構造 - Google Patents

粘着剤薄層展開物の貼着構造

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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、アクリル系粘着剤の薄層展開物を被着体に
貼着したのち加熱硬化処理してなり、被着体に対する接
着強度に優れる粘着剤薄層展開物の貼着構造に関する。
従来の技術及び課題 従来、アクリル系粘着剤を用いた粘着テープや粘着シ
ートなどとしての薄層展開物の用途は包装材やマスキン
グ材、あるいは電気絶縁材や表面保護材、防食材、接合
材などで代表されるが、そのアクリル系粘着材の薄層展
開物にあっては、タックと凝集力のバランスが接着力の
経時特性を規制することとなるため、架橋剤で硬化処理
してそのバランスを調節する方式がとられてきた。
しかしながら、タックと凝集力は背反関係にあるため
それらを両立させにくく、架橋度を高くするなどして凝
集力を優先させた場合には、ダンボール面などの粗面に
対して充分な有効接着面積が形成されないこととなる
し、弾性率を下げるなどしてタックを優先させた場合に
は、粗面に対する有効接着面積は増大しうるものの、粘
着剤が軟弱化して凝集破壊的ズレを起こし、接着状態が
持続されないこととなって、いずれの場合も剥がれ問題
を有することとなる。
課題を解決するための手段 本発明者は上記の課題を克服すべく鋭意研究を重ねた
結果、特殊な粘着剤を用いると共に、架橋処理を被着体
に貼着したのちの加熱処理により行う方式とすることに
よりその目的を達成しうることを見出し、本発明をなす
に至った。
すなわち、本発明は、エポキシ基を有するアクリル系
ポリマとスルホニウム塩を成分とする粘着剤の薄層展開
物を、被着体に貼着したのち加熱硬化処理してなる粘着
剤薄層展開物の貼着構造を提供するものである。
作用 上記のように、スルホニウム塩を配合したエポキシ基
含有アクリル系ポリマからなる粘着剤の薄層展開物を被
着体貼着後に加熱硬化処理する方式とすることにより、
所期の目的が達成される。硫黄架橋、過酸化物架橋、イ
ソシアネート架橋、金属イオン架橋、放射線架橋など公
知の硬化処理方式では、反応制御性、ポットライフ、再
現性、あるいは硬化処理性などに問題があり、いずれの
場合においても満足できる結果を得ることができない。
すなわち、例えば(メタ)アクリロイル基のラジカル反
応に基づく架橋方式の場合には、粘着剤のベースポリマ
中に(メタ)アクリロイル基を導入することが困難で、
その架橋性に問題があり、(メタ)アクリレート基を導
入したもののラジカル反応に基づく架橋方式の場合に
は、硬化による粘着剤層の収縮で被着体や支持基材との
密着性が著しく低下する問題がある。
発明の構成要素の例示 本発明においてはエポキシ基を有するアクリル系ポリ
マが用いられる。エポキシ基は分子鎖内にあってもよい
し、分子鎖の側鎖や末端などにあってもよく、その存在
形態や導入方式について特に限定はない。
前記アクリル系ポリマの代表的な調製法としては、ア
クリル酸系エステルと、グリシジルメタクリレートや3,
4−エポキシシクロヘキシルメチル−3′−アクリロイ
ル−4′−ヒドロキシシクロヘキサンカルボキシレート
などのエポキシ基含有共重合性モノマを、ラジカル重合
開始剤などを用いて溶液重合方式、塊状重合方式、乳化
重合方式、懸濁重合方式など公知の重合方式で共重合処
理して、エポキシ成分を分子鎖内に有するアクリル系ポ
リマとする方法、あるいは予めアクリル酸系エステルを
主モノマ成分とするポリマを調製し、これに付加反応や
変性反応により適宜なエポキシ基含有化合物を導入して
分子鎖の側鎖や末端などにエポキシ成分を有するものと
する方法などがあげられる。重合に際するモノマ濃度、
連鎖移動剤の種類や添加量、重合温度、溶剤などの処理
条件について特に限定はなく、ポリマの所望分子量など
により適宜に決定することができる。
アクリル系ポリマにおけるエポキシ基の含有割合につ
いても特に限定はなく、一般には得られる粘着剤におけ
るタックと凝集力のバランスなどの点よりアクリル系ポ
リマ中に1個以上、就中アクリル酸系エステル単位の重
合度に基づき1〜10%の割合が適当である。
なお、必要に応じ改質モノマを共重合させたアクリル
系ポリマとしたものなどであってもよい。
アクリル系ポリマの重量平均分子量としては、1,000
〜5,000,000が一般であり、好ましくは2,000〜3,000,00
0である。重量平均分子量が小さくて常温流動性を有す
るものは無溶剤塗工が可能な粘着剤を調製しうる利点が
ある。なお、流動性に劣るものは通例の如く、有機溶剤
を用いた溶液タイプや、水等に分散させたタイプなどと
して用いればよい。
前記したアクリル系ポリマの調製に用いられるアクリ
ル酸系エステルとしては、例えばn−プロピル基、n−
ブチル基、n−アミル基、n−ヘキシル基、2−エチル
ヘキシル基、n−オクチル基、イソオクチル基、n−ノ
ニル基、イソノニル基、n−デシル基などで代表される
通常、炭素数が30以下のアルキル基を有するアクリル酸
やメタクリル酸などのエステルがあげられる。
また、必要に応じ用いられる改質モノマの代表例とし
てはアクリル酸、メタクリル酸、酢酸ビニル、アクリル
酸2−ヒドロキシエチル、メタクリル酸メチル、アクリ
ル酸エチル、アクリロニトリルなどがあげられる。改質
モノマの使用量はアクリル酸系エステル100重量部あた
り30重量部以下が一般であるが、これに限定されない。
本発明における粘着剤は、スルホニウム塩を配合した
ものである。配合量はアクリル系ポリマ100重量部あた
り0.2〜20重量部が適当であり、0.5〜10重量部が好まし
い。その配合量が0.2重量部未満では架橋不足となり、2
0重量部を超えるとタック等に乏しくなって粘着特性上
好ましくない。
スルホニウム塩としては、一般式:R3S+X-(ただし、
Rはアルキル基又はアリール基、X-はBF4 -、PF6 -、AsF6
-、SbF6 -、SbCl6 -、HSO- 4、ClO- 4等の陰イオンであ
る。)で表されるものなどがあげられる。ジアゾニウム
塩やヨードニウム塩などの、スルホニウム塩以外のオニ
ウム塩系化合物を用いた場合は、ガス発生による粘着剤
薄層の多孔化などにより発現する接着強度等が上記の作
用で説明した従来の硬化処理に準じたものとなって本発
明の目的が達成されない。
本発明で用いる粘着剤は、架橋効率をあげるために必
要に応じ、分子中にエポキシ基を1個又は2個以上有す
るエポキシ基官能性架橋剤が配合されていてもよい。そ
の配合量はアクリル系ポリマ100重量部あたり200重量部
以下が適当である。エポキシ基官能性架橋剤の例として
は、ビニルシクロヘキセンジオキサイド、リモネンジオ
キサイド、3,4−エポキシシクロヘキシルメチル−3′,
4′−エポキシシクロヘキサンカルボキシレート、ビス
−(6−メチル−3,4−エポキシシクロヘキシル)アジ
ペート、エチレングリコールジグリシジルエーテルなど
があげられる。
さらに、本発明で用いる粘着剤は必要に応じ、エポキ
シ基を含有しない公知のアクリル系ポリマのほか、タッ
キファイヤ、軟化剤、酸化防止剤、充填剤、顔料、増量
剤などの通例配合されることのある添加剤を含有してい
てもよい。また、イソシアネート化合物などで代表され
る接着性改良剤を含有していてもよい。接着性改良剤は
被着体あるいは支持基材との密着性ないし接着性を改善
するためのものである。
本発明における粘着剤の薄層展開物は、例えば粘着剤
を被着体に直接塗布してなる展開層や、支持基材の片面
又は両面に展開してなる粘着テープ、あるいは粘着材を
シート化してなる粘着シートなどのように、必要に応じ
支持基材等を用いて上記した粘着剤を展開して薄層物と
したものである。
ちなみに、粘着テープの作製は粘着剤をそのまま(無
溶剤塗工)あるいは必要に応じ溶剤や水などからなる媒
体で溶液や分散液としたものを支持基材に塗布すること
により行いうる。後者の場合には、必要に応じ塗布後乾
燥処理する。乾燥処理は粘着剤の硬化反応を防止しない
抑制する点より、低温での短時間処理が好ましい。粘着
剤の塗布量は用途により異なるが一般には固形分で2〜
2000g/m2が適当である。支持基材としては、紙、プラス
チックラミネート紙、布、プラスチックラミネート布、
プラスチックフィルム、金属箔などからなる厚さが通常
1〜500μmの薄葉体が一般に用いられる。
粘着シートの作製は、前記した粘着テープにおける支
持基材に代えて、剥離紙等のセパレータを用いることに
より行うことができる。すなわち、粘着剤面よりセパレ
ータを容易に剥離できるようにして粘着剤のシート化物
として利用できるようにしたものである。
本発明の貼着構造は、粘着剤の薄層展開物を被着体に
貼着したのち、これを加熱してその粘着剤層を硬化処理
したものである。加熱処理は、熱オーブン、赤外線ヒー
タ、加熱炉等の適宜な加熱装置を用いて行ってよい。加
熱条件は接着力等、所望の粘着特性に応じ適宜に決定さ
れる。一般には80〜200℃で0.1〜30分間の加熱条件であ
る。
発明の効果 本発明の貼着構造は、粘着剤を弾性率の低い未硬化物
の状態で被着体に貼着し、そしてこれを加熱硬化処理し
たものであるので、大きい有効接着面積を有すると共に
適宜な凝集力を有し、優れた接着強度を有している。
従って、ダンボールやベニヤ板、あるいはエンボス加
工されたプラスチック板などの凹凸の著しい粗面に対し
ても有利に適用できる。
実施例 参考例 撹拌羽根、温度計、冷却管、ガス導入管を取り付けた
四ツ口フラスコを用いて窒素置換下、アクリル酸2−エ
チルヘキシル100部(重量部、以下同じ)、アクリル酸
3部及びグリシジルメタクリレート3部を、アゾビスイ
ソブチロニトリル0.6部の存在下に酢酸エチル106部を溶
媒として内浴温度60℃で4時間、ついで70℃で3時間撹
拌しながら重合処理したのち酢酸エチル53部を追加して
エポキシ基含有アクリル系ポリマの溶液を得た。ゲルパ
ーミエーションクロマトグラフィーによるポリスチレン
換算に基づく前記エポキシ基含有アクリル系ポリマの数
平均分子量は51,000、重量平均分子量は420,000であっ
た。
実施例1 参考例で得たエポキシ基含有アクリル系ポリマ100部
(固形分)にスルホニウム塩系熱硬化触媒3部を配合し
たのち、これを厚さ38μmのポリエステルフィルム上に
塗布した。塗布量は固形分で40g/m2である。ついで、塗
布物を50℃の加熱オーブン中に10分間入れて酢酸エチル
を蒸発乾燥させた。
得られた粘着剤薄層展開物としての粘着テープより20
mm幅のテープ片を切り出し、これを市販のダンボール
板、又は180番のサンドペーパ面に見掛け上の接着面積
が20mm(幅)×15mm(長さ)で、自由端が約50mmはみだ
すよう、ダンボール板の場合には重さが0.5kgのゴムロ
ーラを、サンドペーパの場合は重さが2kgのゴムローラ
ーを一往復させて圧着する方式で貼着した。
得られた貼着物を110℃の加熱オーブン中に5分間入
れて加熱硬化処理し、所定の貼着構造とした。
実施例2 3,4−エポキシシクロヘキシルメチル−3′,4′−エ
ポキシシクロヘキサンカルボキシレート2部を追加配合
した粘着剤としたほかは実施例1に準じて硬化処理し、
所定の貼着構造とした。
比較例1 スルホニウム塩系熱硬化触媒を配合しない粘着剤と
し、よって加熱硬化処理しなかったほかは実施例1に準
じて貼着構造を形成した。
比較例2 貼着後に加熱硬化処理する方式に代えて、貼着前に加
熱硬化処理したテープ片を被着体に貼着する方式とした
ほかは実施例1に準じて貼着構造を形成した。
比較例3 実施例2と同じテープ片を用いたほかは比較例2に準
じて貼着構造を形成した。
評価試験 実施例、比較例で形成した貼着構造における粘着剤薄
層展開物について下記の試験を行った。
[せん断接着力] サンドペーパに貼着した状態のテープ片につきこれを
20℃、65%R.H下に20分間放置したのち、ショッパーを
用いて引張り速度300mm/分でテープ片の貼着部分のせん
断接着強度を測定した。
[保持力] ダンボール板に貼着した状態のテープ片につきこれを
40℃の恒温槽内に20分間放置したのち、テープ片の自由
端に1kgの荷重を負荷して垂直に吊し、テープ片がダン
ボール板より剥がれ落ちるまでの時間を測定した。
結果を表に示した。なお、数値は4測定値の平均値で
ある。
表より、本発明の貼着構造は、粗面に対しても優れた
接着力を示し、その保持力にも優れていることがわか
る。

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】エポキシ基を有するアクリル系ポリマとス
    ルホニウム塩を成分とする粘着剤の薄層展開物を、被着
    体に貼着したのち加熱硬化処理してなる粘着剤薄層展開
    物の貼着構造。
  2. 【請求項2】アクリル系ポリマ100重量部あたり、0.2〜
    20重量部のスルホニウム塩を配合した粘着剤を用いてな
    る第1項記載の貼着構造。
  3. 【請求項3】アクリル系ポリマ100重量部あたり、200重
    量部以下のエポキシ基官能性架橋剤を配合した粘着剤を
    用いてなる第1項記載の貼着構造。
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