JPH0143792B2

JPH0143792B2 -

Info

Publication number: JPH0143792B2
Application number: JP56153323A
Authority: JP
Inventors: Naoki Matsuoka; Ichiro Ijichi; Nobuaki Yatsuka; Kenji Sano; Keiji Matsumoto
Original assignee: Nitto Denko Corp
Current assignee: Nitto Denko Corp
Priority date: 1981-09-28
Filing date: 1981-09-28
Publication date: 1989-09-22
Also published as: JPS5853973A

Description

【発明の詳細な説明】この発明は感圧性接着テープの製造方法に係
り、その目的は優れた特性を有するアクリル系感
圧性接着テープを低廉にしかも接着剤ポリマーの
重合工程より一貫して連続的に製造する方法を提
供する点にある。

代表的な感圧性接着テープの製造法として、水
や有機溶剤で希釈した感圧性接着成分をロールコ
ーター等でテープ支持体上に塗布して乾燥する方
法、ならびに塊状感圧性接着剤をカレンダーやＴ
ダイ等によつて直接にテープ支持体上に展延塗着
する方法が知られている。前者の方法の感圧性接
着成分としては乳化重合物や溶液重合物がある
が、支持体上に塗布ご希釈剤の揮散のためのエネ
ルギーおよび工数を要してコスト高の要因となる
ほか、有機溶剤系生成物ではコスト高以外に環境
衛生上の問題や火災の危険性もある。一方、後者
の方法では、塊状感圧性接着剤として乳化重合物
や溶液重合物を何らかの手段で塊状化したものを
使用することは非常に手数を要するために実用上
で問題があり、塊状重合法で得られた重合物を使
用するのが最も工業的に有利であると言える。

しかしながら、塊状重合法ではモノマーの種類
により急激な反応進行に伴なう増粘のため温度制
御が難しくなつて反応が暴走しやすい。その結
果、重合作業に危険を伴なうばかりか、重合物の
分子量設計が困難となつたり副生物としてゲル化
物や劣化物が発生しやすく、均質な重合物を得に
くく、また次工程までの加工上の問題を生じるお
それがある。

エチレン性不飽和モノマーのなかでもスチレン
などでは比較的高転化率のところまでコントロー
ル可能なものとして知られ、古くからその塊状重
合につき検討され工業化されている。そのほとん
どは、釜形式の予備重合器にて転化率30〜70％ま
で重合させ残りを脱モノマーして製品とするか、
あるいは上記転化率としたものを押出機に供給し
ておだやかな反応にて95〜96％の転化率まで反応
を進めるものである。また、最近では、メタクリ
ル酸メチルの連続重合方法として、たとえば特公
昭50−34071号公報などにおいて、スクリユー押
出機からなる反応器を用いてこれにその一端側か
らメタクリル酸メチルを主体とした重合原料を大
気圧より大きい圧力で連続的に圧入し、10回転／
分以下の低スクリユー回転数で他端側に向けて移
送しながら重合反応させ、移送過程の後段におい
て未反応モノマーや揮発分を取り除いたうえで重
合物を連続的に取り出すという方法を提案されて
いる。

一方、アクリル酸アルキルエステル系モノマー
においては、上記のスチレンやメタクリル酸メチ
ルなどに比し重合時の発熱量が非常に大きいた
め、上記メタクリル酸メチルの如き連続重合方法
はもちろんのこと、上記スチレンの如き釜形式に
よる重合法をとつてもその温度制御が困難で、暴
走反応による前記欠点をさけることはできなかつ
た。このため、アクリル酸アルキルエステル系モ
ノマーについての工業的な塊状重合法はいまだ実
用化されていないのが実状である。

この発明者らは、このようなアクリル酸アルキ
ルエステル系モノマーの塊状重合法につき長年に
亘り研究を続けてきたが、その研究過程において
既述した塊状重合法適用の阻害要因である重合時
の大きな発熱量に伴なう急激な増粘性を逆に利用
して均質な塊状重合物を連続的に得る方法を究明
した。

上記方法は、内容物を表面更新しつつ連続的に
移送可能でかつ上記移送過程の全域に亘る温度制
御機能を備えた１軸もしくは２軸のスクリユー押
出機からなる反応器を使用し、スクリユー回転数
を50回転／分以上に設定して、この反応器内へア
クリル酸アルキルエステル系モノマー（以下、ア
クリル系モノマーという）を主体とした常温で10
ポイズ以下の粘度を有する塊状重合原料を常圧下
で連続供給し、移送過程の前半領域内で急速重合
により増粘させ、以降の重合進行にて所定転化率
となつた塊状重合物を連続的に反応器から取り出
すことを特徴としており、従来では困難とされて
いたアクリル系モノマーの塊状重合を連続方式に
て行うことを可能とするものである。

すなわち、例えば１軸もしくは２軸のスクリユ
ー押出機のように内容物を表面更新しつつ連続的
に移送可能な反応器では、一定粘度のものの安定
移送は極めて容易であるが、移送方向に大きな粘
度勾配を有するものの場合は低粘度域でスクリユ
ー等の移送力が内容物に伝達せずに空転した状態
となつて内容物の滞溜ないし逆流を生じて安定移
送が困難となるため、できるだけ長い区間を粘度
勾配が少ない状態とすることが必要である。アク
リル系モノマーは既述したように重合反応の急激
な進行による増粘を生じ易く、これが従来では塊
状重合法適用の障害となつていたが、上記反応器
の使用においては上記性質が利点となつて移送過
程の少なくとも前半領域内で急速重合によつて安
定移送に必要な粘度にすることができる。また、
上記方法では内容物が表面更新されつつ移送され
て内容物と反応器壁との接触面が常に更新される
から、両者間の熱交換の効率が良好で内容物の温
度分布幅が小さくなるため、副反応や暴走反応を
生起させないように充分な温度制御を行なうこと
ができる。

この発明は、上述のアクリル系モノマーの連続
塊状重合法によつて常温下で粘着性を有する塊状
重合物を得てこれを連続的にシート状に成形し、
この成形物をテープ支持体上に被着させる連続工
程からなる感圧性接着テープの製造方法に係るも
のであり、接着剤ポリマーの生成により一貫した
連続工程で優れた特性と外観を有する感圧性接着
テープを製造できる。

この発明において常温で粘着性を有する塊状重
合物を得るために前記反応器に連続供給する重合
原料のモノマー成分としては、従来公知のアクリ
ル系感圧性接着剤の原料として知られているアク
リル系モノマーが用いられる。すなわち、アクリ
ル酸と炭素数２〜14のアルコールとのエステルか
らなるアクリル酸アルキルエステルを単独で用い
るか、あるいはこのエステルを主モノマーとし
（つまり、上記エステルを全モノマー中50重量％
以上含み）、これに必要に応じて上記エステルと
共重合可能なモノマー、たとえば酢酸ビニル、ス
チレン、アクリル酸、メタクリル酸、アクリロニ
トリル、前記主モノマー以外のアクリル酸アルキ
ルエステル、メタクリル酸アルキルエステルなど
を加えてなる混合モノマーを使用する。

重合原料は、形成重合物が常温で粘着性を有す
るものとなり得る上述のアクリル系モノマーを主
体とし、これに通常ラジカル重合触媒と要すれば
分子量調節剤等の他の添加剤を混合したもので、
常温で10ポイズ以下の粘度を有する液剤である。

上記のラジカル重合触媒としては、たとえばベ
ンゾイルパーオキシド、クメンハクドロパーオキ
シド、ジ−ｔ−ブチルパーオキシド、ラウロイル
パーオキシドなどの有機過酸化物や、アゾビスイ
ソブチロニトリルの如きアゾ化合物などを広く用
いることができる。これらの触媒量はモノマー
100重量部に対して一般に0.01〜１重量部程度で
ある。また、上記触媒のほか低温でラジカルを発
生しうるレドツクス系触媒の使用も可能である。
分子量調節剤としては、チオグリコール、チオグ
リコール酸、ブチルメルカプタン、ラウリルメル
カプタン、デシルメルカプタンの如き連鎖移動剤
が用いられる。

また、この発明では、生成塊状重合物に適当な
性状を付与するために、所望により少量の溶剤、
可塑剤、ポリマー等を原料中に配合していてもよ
い。この配合量はこれら成分の総量でモノマー
100重量部に対して25重量部以下であることが望
ましい。

内容物を表面更新しつつ連続的に移送可能な反
応器としては１軸もしくは２軸のスクリユー押出
機があり、この発明の反応器はこれらに移送過程
の全域に亘る温度制御機構を備えたものである。

図面はこの発明に用いる反応器の１例である１
軸スクリユー押出機の断面構造を示したもので、
以下この図面を参考にして重合方法を説明する。

図において、１は押出機外筒を構成するバレル
で、その一端に重合原料の供給口２が、他端に重
合内容物の取り出し口３が設けられている。バレ
ル１内部には回転する軸心４に複数個のスクリユ
ー５が形成されており、このスクリユー５によつ
て供給された重合原料を軸心４の回転で混和しな
がら前進させる。スクリユー５とバレル１との間
隔は混和性をよくするために適宜設定される。一
般には0.5〜２mm程度が適当である。６，７，８，
９，１０はバレル全長の各部に設けられた加熱制
御器で、各部によつて適当な温度に制御できる構
成とされているが、全長に亘つて均等に加熱制御
する構成とすることはもちろん可能である。

この押出機内に、供給口２からアクリル系モノ
マーを主体とした前記塊状重合用原料を好ましく
は予め窒素置換して常圧下一定速度で連続供給す
る。供給された原料はスクリユー５の回転によつ
て混和され表面更新しつつ移送される。このと
き、供給口２から取り出し口３へ至る移送過程の
図中ａで示す前半領域内で急速重合によつて増粘
するように、例えば加熱制御器６にて領域a₁で
徐々に温度を上昇させ、加熱制御器７にて領域a₂
で瞬間的に重合開始して急速に重合反応を進行さ
せるように温度制御する。

このようにして粘度上昇した重合内容物はさら
に混和・表面更新されつつ加熱制御器８を有する
領域a₃を経て後半領域ｂへ移送され、加熱制御器
９，１０にて温度制御されながら所望の転化率ま
で重合反応を進め、最終的に開口端の取り出し口
３から連続的に取り出される。

この例において、１軸スクリユー５の軸心４は
各スクリユー５，５間で同心とされているが、反
応制御を目的としてバレル各部でその径が異なる
ような構成として重合原料ないし重合内容物の移
送量に変化をもたせてもよい。

また、ラジカル重合触媒や分子量調節剤は、モ
ノマーに最初から混合するのではなく、反応器中
にモノマーを単独で加えたのちに添加混合しても
よい。たとえば、図示される１軸スクリユー押出
機のバレルの領域ａ内の所望位置に適当な供給口
を設けてこれらを導入できる。図中の１１は領域
a₂の前段側のスクリユー５の軸心４が細くなつた
部分に設けられた供給口であり、１２は重合反応
によつて副生するあるいは任意の添加剤の導入に
よつて発生する低分子揮発物の排気口である。１
３は後述する添加剤の供給口である。

さらに、上記の例では、１軸スクリユー押出機
を用いているが、２軸スクリユー押出機を用いて
も上記同様の操作で重合できる。２軸スクリユー
の場合、各軸心を同方向ないし異方向に回転させ
ることができる。これらスクリユー押出機におい
ては、先にも述べたように、スクリユーとバレル
との間隔は好ましくは0.5〜２mm程度に設定され
るが、その速度勾配、つまり〔円周率（π）×回
転数×スクリユー外径／バレルとスクリユーの間
隙〕は一般に1000／分以上がよい。

そして、このときのスクリユーの回転数〔＝
速度勾配／円周率（π）×スクリユー外径×（バレルと
スクリユーの間隙）〕は、内容物の急激な増粘化に対
処してこの内容物を表面更新しつつ連続的に移送
可能とするために、後記の実施例に示すとおり、
50回転／分以上の高速回転とされる。すなわち、
このような高速回転とすることによつてこの発明
の連続的な塊状重合を支障なく行わせることが可
能となるのである。

上述のようにして得られた常温で粘着性を有す
る塊状重合物は、反応器より取り出し後に継続し
てシート状に成形され、塊状感圧性接着剤として
反応器に直結された塗工機にてテープ支持体上に
被着される。

なお、この場合、例えば図中１３で示すように
反応器の移送過程の後半領域の適当箇所に設けた
供給口から、タツキフアイヤー、可塑剤、顔料、
充填剤等の所望成分を必要に応じて取り出し前の
塊状重合物に連続的に配合することができる。ま
た架橋剤も条件選定によつて配合可能である。

一般に感圧性接着剤は耐熱性、耐油性、耐候
性、耐水性等を向上させるために架橋される。こ
の場合、従来の水または有機溶剤で希釈された感
圧性接着剤では希釈効果によつて水溶性もしくは
油溶性の種々の化学架橋剤が十分調整時間のもと
に使用できるが、この発明におけるような塊状感
圧性接着剤では僅かな架橋反応でも成膜性に問題
を生じる。しかし、押出し時の温度条件を適当に
選定し、さらにシート化後に加熱することによつ
て架橋剤の使用が可能となる。

使用し得る架橋剤としては、エチルエーテル化
メチロールメラミン、ブチルエーテル化メチロー
ルメラミン等のメラミン系、トリレンジイソシア
ネート、ヘキサメチレンジイソシアネート等のイ
ソシアネート系、ベンゾイルパーオキシド、ジ−
ｔ−ブチルパーオキシドを初めとする過酸化物
系、ビスフエノールＡのジグリシジルエーテル等
のエポキシ系が挙げられる。また、これらの代わ
りにシート成形前にアントラキノン、β−メチル
アントラキノン、２−メチル−１・４−ナフトキ
ノン、キノンジオキシム、１・４−ベンゾキノ
ン、ベンズアントロン、ベンゾフエノン等の紫外
線吸収によつて三重項増感作用を示す成分を配合
し、シート成形後に2800〜4000Å程度の波長を有
する紫外線、例えば低圧ないし超高圧水銀ラン
プ、キセノンランプ、カーボンアーク灯等による
紫外線で光架橋させることも可能である。上記架
橋剤もしくは増感剤は塊状重合物100重部に対し
て0.01〜0.5重量部の範囲で用いられる。

塗工機としては、感圧性接着剤の粘度によつて
好適機種が決定され、低粘度の感圧性接着剤では
ロールコーター等が使用されるが、この発明の接
着剤は塊状で高粘度であるから一般のプラスチツ
ク成形に用いられるＴダイやカレンダーが好適で
ある。

この発明方法の特徴点の１つは、感圧性接着剤
を得る反応器と塗工機とを直結して生成した塊状
重合物をそのまま塗工機に導びくことができる点
であり、上記塊状重合物は反応器から取り出した
時点で反応熱で軟化して成形し易い状態であるか
ら改めて成形のための工数、エネルギーを要しな
い。これに対して通常の接着剤では、リボン状化
やペレツト化を行なつたり、成形性を良くするの
に加温する等、工数、エルギー、労力、時間等が
必要となる。

最終的に得られる感圧性接着テープは、塊状感
圧性接着剤の組成とテープ支持体の種類の適宜選
択することによつて、一般の包装テープを始めと
して両面粘着テープ、電気絶縁用テープ等の種々
の構成とすることができる。

以上の如く、この発明方法は、アクリル酸アル
キルエステル系ポリマーを主体とする感圧性接着
剤を用いた感圧性接着テープを、接着剤の生成よ
り一貫した連続工程で短時間かつ低廉にしかも容
易に製造することができるという工業的に極めて
利用価値の高い特徴を有している。

以下、この発明を実施例によつて具体的に示
す。尚、実施例中で部とあるのはいずれも重量部
を意味し、また接着力および保持力は次の方法で
測定した。

＜接着力＞ JISZ−1528に基づき、180度引き剥がし接着力
（ｇ／20mm）を測定した。

＜保持力＞ベークライト板に25×25mmの大きさの感圧性接
着テープを貼着して40℃で１Kgの荷重をかけ、落
下するまでの時間（分）を測定した。

実施例１スクリユー外径40mm、バレル長さ1250mm、バレ
ルとスクリユー山との間隙１mmで前端側よりＡ、
Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅのそれぞれ独立して温度制御でき
る５ゾーンに分けられ、Ａ、Ｄゾーンの前端部に
それぞれ供給口を有する１軸型のスクリユー押出
機を使用し、各ゾーンの温度をＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、
Ｅ＝100℃、100℃、100℃、30℃、30℃、スクリ
ユー山とバレルとの速度勾配を6280／分、つまり
スクリユー回転数を50回転／分に設定した。

この反応器のＡゾーンの供給口よりアクリル酸
−２−エチルヘキシル90部、アクリル酸エチル10
部、アクリル酸2.5部およびアゾビスイソブチロ
ニトリル0.15部からなる常温での粘度が0.8セン
チポイズの混合液を窒素ガス置換しながら40ｇ／
分の速度で常圧下で連続供給して連続的に塊状重
合反応を行なわせると共に、Ｄゾーンの供給口よ
りジオクチルフタレートとブチルエーテル化メチ
ロールメラミンの８：２希釈物を５ｇ／分の割合
で供給した。このブチルエーテル化メラミンはポ
リマー100部に対して2.5部となる供給比率であ
る。

上記反応器より連続的に取り出される塊状重合
物を反応器に直結したリツプ長さ40mm、ギヤツプ
0.5mm、温度30℃のダイスを通し、25μｍ厚ポリエ
ステルフイルム上に糊厚が25μｍ厚となるように
引き取り速度を調節して塗着し、さらに130℃の
オーブン中を90秒で通過させて架橋反応を完了さ
せた。このようにして得られた感圧性接着テープ
は接着力720ｇ／20mm、保持力1000分以上であつ
た。

実施例２実施例１と同じ反応器を用い、Ａ、Ｂ、Ｃ、
Ｄ、Ｅの各ゾーンの温度を80℃、80℃、100℃、
100℃、120℃に設定した以外に同一条件とした。
この反応器のＡゾーンの供給口より、アクリル酸
２−エチルヘキシル100部、酢酸ビニル40部、ア
クリル酸３部およびアゾビスイソブチロニトリル
0.15部からなつて予め窒素ガス置換された常温で
の粘度が0.6センチポイズである混合液を70ｇ／
分の速度で常圧下で連続供給し、またダイス温度
を75℃とした以外は、実施例１に従つて感圧性接
着テープを製造した。このテープは接着力850
ｇ／分、保持力295分であつた。

実施例３２本のスクリユー外径50mm、バレル長さ1250
mm、バレルとスクリユー山との間隙１mmで前端側
よりＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅのそれぞれ独立して温度
制御できる５ゾーンに分けられ、Ａ、Ｄゾーンの
それぞれ前端部に各１個の供給口を有する２軸型
のスクリユー押出機を使用し、各ゾーンの温度を
Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ＝80℃、80℃、100℃、100
℃、100℃とし、スクリユー山とバレルとの速度
勾配を15700／分、つまりスクリユー回転数を100
回転／分に設定した。

この反応器のＡゾーンの供給口よりアクリル酸
ｎ−ブチル90部、メチルメタクリレート10部、２
−ヒドロキシエチルアクリレート1.5部およびア
ゾビスイソブチロニトリル0.2部からなる常温で
の粘度が0.9センチポイズである混合液を100ｇ／
分の速度で常圧下で連続供給して連続的に塊状重
合反応を行なわせると共に、Ｄゾーンの供給口よ
りジオクチルフタレート：β−メチルアントラキ
ノン＝100：１の分散液を20ｇ／分の速度で供給
した。

上記反応器より連続して取り出された塊状重合
物を反応器に直結したリツプ長さ40mm、ギヤツプ
0.2mm、温度75℃のダイスを通し、30μｍ厚の半硬
質塩ビシート上に30μｍ厚となるように引き取り
速度を調節して塗着し、その表面に2800Åの波長
を持つ400W高圧水銀ランプにて10cmの距離から
３分間紫外線照射して架橋させた。このようにし
て得られたテープは接着力950ｇ／20mm、保持力
750分であつた。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明に用いる反応器の１例である１
軸スクリユー押出機の断面図である。

Claims

【特許請求の範囲】

１内容物を表面更新しつつ連続的に移送可能で
かつ上記移送過程の全域に亘る温度制御機構を備
えた１軸もしくは２軸のスクリユー押出機からな
る反応器を使用し、スクリユー回転数を50回転／
分以上に設定して、この反応器内へアクリル酸ア
ルキルエステル系モノマーを主体とした常温で10
ポイズ以下の粘度を有する塊状重合原料を常圧下
で連続供給し、移送過程の前半領域内で急速重合
により増粘させ、以降の移送過程で所定の転化率
まで重合進行させて常温下で粘着性を有する塊状
重合物とし、これを反応器より連続的に取り出す
と共にシート状に成形し、この成形物をテープ支
持体上に被着させる連続工程からなる感圧性接着
テープの製造方法。