JPH0633023A - 粘着テープ - Google Patents
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Abstract
力などに優れた粘着テープを提供する。 【構成】 粘着テープの支持体として、密度0.05〜
0.5g/cm3 のポリブタジエン独立発泡体が用いられ
る。粘着剤は、アクリル共重合体、加水分解性珪素基含
有重合体及び多官能性イソシアネート化合物を配合した
ものを使用し,アクリル共重合体の原料モノマーとして
重合性不飽和カルボン酸を含むことを特長としている.
Description
感圧接着剤層を形成した粘着テープ又はシートに関する
ものである。
プは、包装材やマスキング材、電気絶縁材料用の接合材
等、幅広く使用されている。そのうち、金属、プラスチ
ック、木材、ゴム等の構造体の接合用途、特に平滑でな
い面同士の接合には、弾性を有する発泡体を支持体とし
た両面粘着テープが有効である。
シート、ポリエチレンフォームシート、クロロプレンゴ
ムフォームシートもしくはポリ塩化ビニルやポリ酢酸ビ
ニル等の合成樹脂から作られたフォームシートが多く用
いられている。しかし、ポリウレタンフォームを支持体
とした場合は、耐候性等に問題があり、又、ポリエチレ
ンやポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニルフォーム等では粘
着テープの支持体に必要な応力緩和性、柔軟性、伸び及
び支持体の破断強度に関してバランスの良いものが得難
く、特に、ポリ塩化ビニルフォームの場合、可塑剤の移
行等の問題も起こる。
れる粘着剤としては、天然ゴム、合成ゴムを主体とし粘
着付与樹脂などを配合して得られるゴム系粘着剤、アク
リル酸エステルを主モノマーとしてこれにアクリル酸等
の極性モノマーを共重合して得られるアクリル系粘着剤
が主として用いられている。このうち、ゴム系のもの
は、低温域での粘着特性は優れているものの、耐候性、
耐熱性、耐溶剤性に劣ることから、特殊な場合を除いて
は、発泡体粘着テープにはアクリル系粘着剤が主として
用いられる。
布上の問題から凝集力が不足する場合が多く、一般的に
は極性モノマーと共重合させた後に架橋剤を加え、架橋
させる方法がとられる。これらの架橋剤としては、イソ
シアネート化合物、エポキシ化合物、ポリアミン化合
物、メラミン化合物、フェノール化合物、有機金属化合
物などが知られている。これらの方法によってアクリル
系粘着剤の凝集力を調整することができるが、架橋密度
を高くして凝集力を上げると、初期粘着力及び低温粘着
力が悪くなる。逆に、架橋密度を低くすると、耐熱性及
び耐溶剤性が悪くなり、従ってバランスの良いものを得
るのは難しい。
の粘着テープは、支持体の応力緩和性、柔軟性、伸び及
び破断強度のバランス、及び、感圧接着層の凝集力、初
期粘着力、低温粘着力、耐熱性及び耐溶剤性のバランス
がよくないという問題点があった。
するためになされたもので、応力緩和性、柔軟性、伸び
及び破断強度に関してバランスの良い支持体を有する粘
着テープを提供することを目的とするものである。
粘着力、耐熱性及び耐溶剤性をバランスよく有する感圧
接着層を有する粘着テープを提供することを目的とする
ものである。
するために、本発明者らは鋭意研究を重ねた結果、ポリ
ブタジエンの発泡体が支持体として有望であることを見
いだし、本発明の粘着テープを発明するに至った。
重合性不飽和カルボン酸との共重合体と、(B) 加水分解
性珪素含有基を含む重合体とを含む粘着性組成物が粘着
テープ用に適することを見いだした。
ンからなる発泡体支持体の表面に感圧接着剤の層を設け
たものである。
の表面に感圧接着剤の層を設けた粘着テープ又はシート
であって、該感圧接着剤が、(A) 平均4〜12の炭素原
子を含むアルキル基をアルコール残基とするアクリル系
エステルと、重合性不飽和カルボン酸とを含む混合物を
重合して得られる共重合体、(B) 加水分解性珪素含有基
を含むる重合体、及び(C) 多官能性イソシアネート化合
物、を含む粘着性組成物からなるものである。
いて説明する。
ジエン発泡体支持体に塗布する。ポリブタジエン発泡体
は、ポリブタジエンを連続的に架橋した後、独立発泡さ
せたものが好ましい。特に、ポリブタジエン独立発泡体
の中でも、発泡体密度が0.05〜0.50g/cm3 、更
に好ましくは、0.10〜0.30g/cm3 のものが優れ
ている。発泡体密度が0.05g/cm3 未満では、発泡体
の破断強度が低くなり、金属の様な弾性の低いもの同志
を接合した場合に剪断強度が十分ではないという欠点が
ある。逆に、0.50g/cm3 を越えると、柔軟性に欠
け、平滑でない面への追従性が悪くなると共に、応力緩
和効果も期待できない。
構造のものがあるが、連続気泡構造を支持体とした場
合、弾力性に乏しく、且つ、支持体の気泡付近での破壊
が起こり易い。更には、耐水性、耐湿性等の点でも良好
な性能の粘着テープは得難い。本発明においては、独立
気泡率が80〜100容積%であるような実質的に独立
発泡のポリブタジエンを用いるのが好ましい。
成物は、平均炭素数4〜12であるアルキル基をアルコ
ール残基とする少なくとも1種のアクリル系エステルモ
ノマーと重合性不飽和カルボン酸モノマーとのアクリル
系共重合体(A) 、加水分解性珪素含有基を含む重合体
(B) 、及び多官能性イソシアネート化合物(C) を含んで
いる。その組成割合は、アクリル系共重合体(A) 100
重量部に対し、加水分解性珪素基を有する重合体(B) 1
〜50重量部、及び多官能性イソシアネート化合物(C)
0.1〜5重量部であることが好ましい。更に、必要に
応じて、粘着付与樹脂(D) を加えることができる。加え
る粘着付与樹脂(D) の量は100重量部以下であるのが
好ましい。以下、各成分について説明する。
(i) 平均炭素原子数4〜12であるアルキル基をアルコ
ール残基とする少なくとも1種のアルキルアクリレート
と、(ii)重合性不飽和カルボン酸とを共重合させて得ら
れる共重合物である。原料モノマーは、アクリレート
(i) 55〜95重量部、(ii)重合性不飽和カルボン酸5
〜15重量部の割合で配合するのが好ましい。更に必要
に応じて、(iii) 他の共重合可能なモノマーを30重量
部以下の範囲で加えることも可能である。
及びメタクリル酸のアルキルエステルを意味し、1種あ
るいは2種以上のモノマーの混合物を含むことができ
る。該アルキル基は、アクリレート全体の平均として平
均炭素数が4〜12の範囲にあるように適宜選択するこ
とができる。好適なアルキル基の例としては、n-プロピ
ル、iso-プロピル、n-ブチル、sec-ブチル、t-ブチル、
n-オクチル、iso-オクチル、2-エチルヘキシル、ドデシ
ルなどが挙げられる。
とは、共重合用モノマー混合物が重合性不飽和カルボン
酸(ii)、つまり、エルテル化されていない遊離カルボン
酸成分を含んでいることである。この添加により、アク
リル系共重合体(A) と後述の加水分解性珪素基を有する
重合体(B) との混和性が良好になる。又、加水分解性珪
素基を有する重合体(B) の反応性をサポートする。つま
り、加水分解性珪素含有基の縮合にはシラノール縮合触
媒が通常必要とされるにもかかわらず(詳細について
は、後述する)、本願組成物においては、アクリル系共
重合体に遊離カルボン酸成分が存在することによりシラ
ノール縮合触媒を必要とせず、感圧接着剤組成物の凝集
性も十分に高めることができる。更に、シラノール縮合
触媒を用いた場合よりも初期粘着性、接着性に優れた粘
着剤が得られるという利点がある。但し、重合性不飽和
カルボン酸(ii)が5重量部より少ないと、珪素基含有重
合体(B) とアクリル共重合体(A) との混和性が不十分
で、凝集力も低く、従って、良好な粘着物性が得られな
い。一方、15重量部以上では、安定なアクリル系共重
合体が得られ難い。更に、アクリル系共重合体が本来持
つ粘着物性を損ない、良好な初期粘着力、低温粘着力、
接着力が得られない。
としては、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、is
o-クロトン酸、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸等が
挙げられるが、これ以外の重合可能なカルボン酸化合物
を用いてもよい。
能なモノマー(iii) の例としては、メチルアクリレー
ト、メチルメタクリレート、エチルアクリレート、エチ
ルメタクリレート、スチレン、酢酸ビニル、アクリロニ
トリル、メタクリロニトリル、アクリルアミド、メタク
リルアミド、プロピオン酸ビニル等が挙げられる。
法に従って、上記アクリレート(i)、不飽和カルボン酸
(ii)、及び必要に応じて重合可能なモノマー(iii) を、
有機溶剤に加えて混合し、ラジカル発生剤の存在下で共
重合させることにより得ることができる。
加は、該珪素基の縮合によって組成物の凝集力の向上を
もたらす。この目的のために、アルコキシシリル基やハ
ロシリル基などの珪素含有基を有する様々な化合物を必
要に応じて用いることができ、この珪素含有基は湿気な
どにより加水分解してシラノール基を生じるが、縮合に
は、通常、錫、錫化合物などのシラノール縮合触媒を用
いる必要がある。ところが、本発明においては、混合物
中の加水分解性珪素含有基は、上記成分(ii)の遊離カル
ボン酸基の存在下でよく反応し、シラノール縮合触媒を
添加する必要がない。
ルコキシ基、アシロキシ基、ケトキシメート基、アミノ
基、アミノオキシ基、アミド基、アルケニルオキシ基、
メルカプト基等が結合した珪素基を意味し、珪素にアル
コキシ基が結合した基が特に好ましい。
が好ましく、加水分解性基は主鎖に結合する枝鎖でも末
端基でもよい。この重合体のポリマー主鎖は、粘着剤用
としての柔軟性の点を考慮すると、アルキレンオキシド
系の主鎖が好ましいが、アクリル、ウレタン等の強靭性
を生じるものも、柔軟性を損なわない程度に添加量を少
なくして用いることができる。
が50重量部を越えると、組成物の凝集力が高くなりす
ぎ、更に加えると、今度は逆に凝集力が衰え、結果とし
て、良好な粘着性組成物は得られない。
の製法については、例えば、特開昭第55−56153
号公報、特開昭第59−74149号公報、特開昭第6
0−215089号公報、特開昭第61−60771号
公報、特開昭第62−129375号公報等に記載され
た方法を使用することができる。これらの公報に開示さ
れている珪素基含有重合体は、単独あるいは粘着付与樹
脂との混合をシラノール縮合触媒を用いて縮合させ、粘
着組成物とするものである。しかし、これらは、粘着テ
ープ製造時の縮合反応の時間を長く必要とし、又、得ら
れたものに対して、一般に使用されるシリコーン塗布型
の離型紙を使用できないという欠点がある。この点に関
して、本発明の粘着組成物は、珪素基を有する重合体を
用いているにも関わらず、シリコーン系離型紙を使用す
ることができ、縮合に必要な時間も短かい。
ると、粘着組成物の凝集力が向上する。しかし、過剰の
添加は組成物の硬度を増す結果となり好ましくない。従
って、アクリル共重合体100重量部に対して、0.1
〜5重量部の範囲で添加するのが好ましい。イソシアネ
ート化合物(C) の好ましい例としては、2,4−及び
2,6−トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタン
−4,4’−ジイソシアネート、ヘキサメチレン−1,
6−ジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、
水素化ジフェニルメタンジイソシアネート、水素化キシ
レンジイソシアネート、リジントリスイソシアネート、
そのアダクト化合物、イソシアネート末端基を有するプ
レポリマー等が挙げられる。他のポリイソシアネート化
合物も使用できる。
加えて、粘着特性を調節するために、必要に応じて粘着
付与樹脂(D) を加えることが可能である。この例とし
て、通常の粘着付与樹脂、例えば、ロジンエステル樹
脂、フェノール樹脂、キシレン樹脂、キシレンフェノー
ル樹脂、テルペンフェノール樹脂等の極性基を有する樹
脂;比較的極性の小さい芳香族系樹脂;脂肪酸系モノマ
ー−芳香族系モノマー共重合体あるいは脂環式モノマー
の重合体等各種の石油樹脂;クマロン−インデン樹脂;
低分子ポリスチレン樹脂;テルペン樹脂等が挙げられ
る。粘着付与樹脂はアクリル系共重合体100重量部に
対し、100重量部を越えない範囲で加えることができ
る。100重量部を越えた場合、組成物のタック、接着
性などが損なわれる。
性組成物は、上記の各原料を充分混合することにより得
られ、添加順序は制限されるものではない。調製された
粘着性組成物は、離型紙あるいは離型フィルム上に均一
に塗布し、熱風で乾燥して重合体(B) の珪素含有基を縮
合した後、前記ポリブタジエン発泡体に転写することに
より、粘着テープが得られる。他の面にも転写すれば、
両面粘着テープとなる。
に説明する。
し、支持体に塗布して試料1〜7の両面粘着テープを作
製した。得られた各粘着テープの初期粘着力、接着力、
剪断接着力、保持力及び耐熱性を、下記の測定方法に従
って測定した。得られた結果を表1及び表2に示す。
部、エチルアクリレート15重量部、アクリル酸5重量
部、過酸化ベンゾイル0.2重量部、酢酸エチル120
重量部を反応容器に仕込み、窒素気流中で攪拌しながら
70〜75℃で4時間反応させた。その後、更に80〜
85℃に昇温し、3時間熟成反応を行った。この時の重
合率は98%、得られたアクリル系共重合体は蒸発残分
44.5%、粘度10Pa・s 、重量平均分子量5500
00であった。このアクリル系共重合体の蒸発残分10
0重量部に対し、平均分子量8000でポリプロピレン
オキシドからポリマー末端の84%を下記の化1で示さ
れる基に結合させて得られる加水分解性珪素基含有重合
体(商品名:サイリル5A01、鐘淵化学工業社製)1
0重量部、粘着付与樹脂(テルペンフェノール樹脂、商
品名:YSポリスターT−115、ヤスハラケミカル
(株)社製)20重量部、ポリイソシアネート(商品
名:コロネートL、日本ポリウレタン工業(株)社製)
1重量部を混合し、粘着組成物とした。離型紙上に粘着
組成物を塗布し、熱風乾燥機にて80℃で3分間乾燥さ
せ同時に縮合し、厚さ70μmの粘着膜を得た。その
後、ポリブタジエン独立発泡体支持体(密度0.2g/cm
3 、独立気泡率90vol%、厚さ1mm)の両面にロールで
圧着し、試料1の発泡体両面粘着テープを得た。
部、アクリル酸の量が15部である点を除いては試料1
と同様の方法で、試料2の両面粘着テープを製造した。
この際に得られたアクリル系共重合体の蒸発残分は45
%、粘度は15Pa・s 、重量平均分子量は670000
であった。
メタクリル酸を用いた点を除いては試料1と同様の方法
で、試料3の両面粘着テープを製造した。この際に得ら
れたアクリル系共重合体の蒸発残分は44.8%、粘度
は12Pa・s 、重量平均分子量は655000であっ
た。
クロトン酸を用いた点を除いては試料1と同様の方法
で、試料4の両面粘着テープを製造した。この際に得ら
れたアクリル系共重合体の蒸発残分は44.7%、粘度
は12Pa・s 、重量平均分子量は620000であっ
た。
に、同量の酢酸ビニルを用いた点を除いては試料1と同
様の方法で、試料5の両面粘着テープを製造した。この
際に得られたアクリル系共重合体の蒸発残分は45.0
%、粘度は16Pa・s 、重量平均分子量は710000
であった。
ことを除いては試料1と同様の方法で試料6の両面粘着
ープを得た。
量が17重量部、アクリル酸の量が3部である点を除い
ては試料1と同様の方法で、試料7の両面粘着テープを
製造した。この際に得られたアクリル系共重合体の蒸発
残分は44.8%、粘度は7.5Pa・s、重量平均分子
量は520000であった。
添加しなかったことを除いては試料1と同様の方法で試
料8の両面粘着テープを得た。
重合体の量が100重量部であることを除いては試料1
と同様の方法で試料9の両面粘着テープを得た。
なかったことを除いては試料1と同様の方法で試料10
の両面粘着テープを得た。
m3 、独立気泡率85vol%のポリブタジエン独立発泡体
に換えたことを除いては試料1と同様の方法で試料11
の両面粘着テープを得た。
独立気泡率97vol%のポリブタジエン独立発泡体に換え
たことを除いては試料1と同様の方法で試料12の両面
粘着テープを得た。
独立気泡率15vol%のポリブタジエン連続発泡体に換え
たことを除いては試料1と同様の方法で試料13の両面
粘着テープを得た。
厚さ1mm、独立気泡率85vol%のポリエチレン独立発泡
体に換えたことを除いては試料1と同様の方法で試料1
4の両面粘着テープを得た。
厚さ1mm、独立気泡率90vol%のポリウレタン独立発泡
体に換えたことを除いては試料1と同様の方法で試料1
5の両面粘着テープを得た。
厚さ1mm、独立気泡率90vol%のクロロプレンゴム独立
発泡体に換えたことを除いては試料1と同様の方法で試
料16の両面粘着テープを得た。
厚さ1mm、独立気泡率85vol%のポリ塩化ビニル独立発
泡体に換えたことを除いては試料1と同様の方法で試料
17の両面粘着テープを得た。
添加せず、シラノール縮合触媒として有機錫化合物(商
品名:スタン#918、三共有機合成(株)社製)を1
重量部加えたことを除いては試料1と同様の方法で試料
18の両面粘着テープを得た。
粘着面をステンレス板に向けて上に載せ、この上を2kg
f の荷重でゴムロールを1往復させて粘着テープをステ
ンレス板に圧着した。もう一方の粘着面に25μmのポ
リエステルフィルムを貼り合わせ、20分後、粘着テー
プの一端を他端方向に接着面と平行に300mm/minの引
っ張り速度で引っ張り、この時の180゜剥離強度を測
定した。(測定条件:温度 20℃、湿度 65%R
H) (接着力)初期粘着力試験と同様の方法で、ステンレス
板に粘着テープを接着し、168時間放置した後に、同
様に、180゜剥離強度を測定した。
行い、塩ビ板に対する180゜剥離強度を測定した。
付け面積25mm×25mmの両面粘着テープで接着し、一
方のステンレス板の一端を他方のステンレス板に沿って
引っ張り、ステンレス板を剥がすのに必要な剪断力を測
定した(測定条件:温度20℃、湿度65%RH)。
け面積25mm×25mmの両面粘着テープで貼合わせ、こ
の上を2kgf の荷重でゴムロールを1往復させて粘着テ
ープをステンレス板に圧着した。168時間放置した
後、40℃のオーブン中で一方のステンレス板を垂直に
固定して他方のステンレス板に1kgf の荷重を吊し、テ
ープが剥がれて荷重が落ちるまでに要する時間を測定
し、保持力の目安とした。同様の測定を温度60℃につ
いても行った。
着したステンレス板に荷重を吊し、温度を40℃から1
℃/分の速度で上昇させて、荷重が落下したときの温度
を測定した。
ープの剥離後の状態を観察した。表中、符号aは被着体
よりの界面剥離を、bは支持体層の凝集破壊を、cは粘
着剤層の凝集破壊を各々示す。
の両方が、好ましい条件を満たした状態で調製されたも
のであり、得られた結果も良好である。本発明を応用し
た試料3〜6の結果も優れた粘着特性を示している。
着性組成物を塗布したものである。この結果から、アク
リル酸の量が少ないと、接着力、剪断接着力が低下し、
保持力及び耐熱性も非常に劣化することがわかる。又、
剥離状態が粘着剤層の凝集破壊であることは、粘着剤層
の凝集性が不十分であることを示しており、加水分解性
珪素基含有重合体を含んでいるにも拘らず、これが充分
有効に作用していないことが推察される。
合体の添加量を変えたものである。いずれの試料も、充
分な結果が得られず、従って、加水分解性珪素基含有重
合体の添加量は適切な範囲で選択することが重要である
ことがわかる。
を添加しないと、凝集性が不十分であるために、全項目
において粘着特性を低下させることを示している。
いたものである。この試料では、支持体の柔軟性により
初期粘着性は良好である。しかし、接着性の低さが支持
体層の凝集破壊をともなっていることから、支持体の強
度が不足していることは明かである。
くすると、支持体の柔軟性が不足するために、粘着剤が
被着材に十分密着せず、又、剥離時の支持体の応力緩和
が十分でないために、粘着剤の初期粘着力及び接着力が
発揮されないことがわかる。更に、試料1と13との比
較から、独立発泡体が有効であることが明かである。
ポリブタジエン発泡体が粘着テープ支持体に好ましいの
が明かである。
触媒を含むもので、この結果により、初期粘着力、保持
力、耐熱性及び接着力を組成物に十分に付与するために
シラノール縮合触媒を加えない方がよいことがわかる。
宜含有するアクリル系共重合体、加水分解性珪素基含有
重合体を適切な量で配合し、凝集性を好ましい程度に調
製することにより、優れた性能の粘着性組成物を得られ
ることがわかる。
いはシートとして用いる際に、支持体が柔軟性と強度を
バランスよく有するポリブタジエンを使用すると特に粘
着剤の性能が生かされることは明かである。
プは、粘着層の特性を十分に活かし接着力、保持力など
に優れたものであり、その工業的価値は極めて大であ
る。
Claims (2)
- 【請求項1】 発泡ポリブタジエンからなる支持体の表
面に感圧接着剤の層を設けた粘着テープ又はシート。 - 【請求項2】 発泡体支持体の表面に感圧接着剤の層を
設けた粘着テープ又はシートであって、該感圧接着剤
が、 (A) 平均4〜12の炭素原子を含むアルキル基をアルコ
ール残基とするアクリル系エステルと、重合性不飽和カ
ルボン酸とを含む混合物を重合して得られる共重合体、 (B) 加水分解性珪素含有基を含む重合体、及び (C) 多官能性イソシアネート化合物 を含む粘着性組成物からなる粘着テープ又はシート。
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