JPH1060382A - ウレタン系感圧性接着剤組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】無溶剤型で、長い乾燥炉や塗工液の加熱前処理
が不要で、ポットライフやエージングがなく、暗反応に
よってゲル化したり粘着特性が変化したりせず、かつ汎
用性の高いウレタン系感圧性接着剤組成物を提供する。 【解決手段】ウレタン系感圧性接着剤組成物は少なくと
もウレタン（メタ）アクリレートオリゴマーおよび反応
性希釈剤とを、各々１種類以上含んでなる組成物であっ
て、かつ反応性希釈剤はメタクリロイル基を有するメタ
クリレート系の反応性希釈剤であり、紫外線照射もしく
は電子線照射によって架橋させることにより得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は感圧性接着シート、感圧
性接着テープ、感圧性接着ラベルなどに用いられるウレ
タン系感圧性接着剤組成物に係り、ウレタン（メタ）ア
クリレートオリゴマーとメタクリレート系の反応性希釈
剤とを含んでなる組成物を、電子線照射もしくは紫外線
照射で硬化させることにより、感圧性接着性を発現し、
無溶剤塗工が可能であり、かつ塗工液の取り扱いが簡便
で、汎用性の高いウレタン系感圧性接着剤組成物に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、有機溶剤の使用による環境汚染や
作業上の人体への影響、また安全性などに関する問題か
ら無溶剤化が望まれている。この無溶剤化は、感圧性接
着シート、感圧性接着テープ、感圧性接着ラベルなどの
感圧性接着製品の製造分野においても同様に望まれてい
る。感圧性接着製品の無溶剤化の方法としては、水系エ
マルジョン型、ホットメルト型、熱硬化型、電子線硬化
型や紫外線硬化型、あるいはその他の放射線による硬化
型などが用いられている。しかし、水系エマルジョン型
は乾燥工程で長い乾燥炉が必要であり、多量の熱エネル
ギーを必要とする。また、ホットメルト型は感圧性接着
剤の軟化点がおよそ８０〜１２０℃であるため、塗工す
るには感圧性接着剤を高温に加熱する必要があり、これ
も多量の熱エネルギーを必要とするものである。また、
熱硬化型は、主剤に液状ポリオールオリゴマーを、硬化
剤にポリイソシアネートモノマーもしくは液状ポリイソ
シアネートオリゴマーを使用し、主剤と硬化剤とを反応
させて得られるウレタン系感圧性接着剤組成物が用いら
れている。これは、イソシアネート化合物を使用するた
めに、主剤と硬化剤との混合後すぐに反応が始まること
から、塗工液のポットライフが短く、塗工に時間的制限
を受ける。また、ポットライフが数時間、あるいはそれ
以下のように特に短い場合には、通常、塗工機の他に、
主剤と硬化剤とを混ぜて、塗工液を塗工機に供給するた
めの混合吐出機を別途必要とする。さらに、塗工後は、
主剤と硬化剤との反応を促進し、目的とする粘着特性を
発現させるために、一定の温度下でのエージングを必要
とする。エージングは、おおよそ数時間から数日間もか
かる。電子線硬化型や紫外線硬化型、あるいはその他の
放射線による硬化型組成物を用いて感圧性接着剤を得る
方法は、無溶剤化の他に、水系エマルジョン型のように
長い乾燥炉を必要としないこと、ホットメルト型のよう
な塗工液の加熱の必要性がないこと、熱硬化型ウレタン
系感圧性接着剤のようなポットライフによる制限やエー
ジングが必要でないことから、上記のような問題点がな
く、硬化方法が電子線や紫外線、あるいはγ線のような
放射線を照射するだけの簡便な方法であるために近年脚
光を浴びている。電子線硬化型や紫外線硬化型、あるい
はその他の放射線による硬化型を用いて感圧性接着剤を
得る従来技術は、いくつかの方法が特許公報において開
示されている。まず、特開昭６１−２０７４７６号公
報、特開昭６３−１９６６８０号公報、特開平２−１９
９１８４号公報などには、チオール系の連鎖移動剤を用
いて硬化が起こり過ぎるのを防止し、分子量が大きくな
り過ぎないように制御して粘着力やタックなどの感圧接
着性を発現させる方法が提案されている。しかしなが
ら、この方法はチオールとアクリロイル基が暗反応を起
こすため、塗工液が保存中にゲル化したり、硬化後の感
圧性接着剤の粘着特性が変化するという問題がある。ま
た、特開昭６３−２１８３５９号公報、特開平４−１８
３７７０号公報、特開平５−４３６３６号公報に開示さ
れている方法は、いずれもウレタン系の感圧性接着剤に
関するものであり、各々以下に示す特徴がある。まず、
特開昭６３−２１８３５９号公報は、紫外線硬化型特殊
ポリウレタン樹脂を紫外線照射で硬化させる際、完全に
硬化する直前の状態に保持することにより感圧性接着剤
を得る方法である。しかしながら、この方法は完全に硬
化する直前の状態になるように製造条件を恒常的に維持
することは困難であるという問題がある。また、特開平
４−１８３７７０号公報は、主鎖に水添ポリブタジエン
骨格を有するポリオールを多官能性化合物を用いて高分
子量化させて、高分子量化水添ポリブタジエンポリオー
ルを得、該高分子量化水添ポリブタジエンポリオールに
残存する水酸基に対して、２５〜１００モル％の（メ
タ）アクリロイル基を導入してウレタン（メタ）アクリ
レートオリゴマーにし、該ウレタン（メタ）アクリレー
トオリゴマーおよび単官能（メタ）アクリレートとを含
有してなる組成物を、放射線硬化させることにより感圧
性接着剤を得る方法である。しかしながら、この方法
は、ウレタン（メタ）アクリレートオリゴマーを新規に
合成する必要があるため汎用性が低く、また単官能（メ
タ）アクリレートは、塗工するのに適切な粘度に調整す
るための単なる希釈剤として使用されており、感圧接着
性の発現に寄与させようとするものではない。また、特
開平５−４３６３６号公報は、炭素数３６〜４４のダイ
マー酸と、炭素数４以上のジオールより得られるポリエ
ステルジオールを成分とするウレタン（メタ）アクリレ
ートオリゴマーと、該オリゴマーと共重合可能なビニル
系モノマーからなる組成物を主に電子線硬化により感圧
性接着剤化する方法である。しかしながら、この方法も
ウレタン（メタ）アクリレートオリゴマーを新規に合成
する必要があるために汎用性が低い。また、この感圧性
接着剤の感圧接着性の発現はダイマー酸の化学構造が寄
与したものである。すなわち、本発明のメタクリレート
系反応性希釈剤そのものを感圧接着性の発現に直接寄与
させようとする方法とは異なるものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
の技術において、水系エマルジョン型のような長い乾燥
炉が必要で多量の熱エネルギーを必要とするもの、また
ホットメルト型のような塗工液の加熱を必要とするも
の、また熱硬化型ウレタン系感圧性接着剤のようなポッ
トライフによる制限を受けるものやエージングを必要と
するもの、また電子線硬化型や紫外線硬化型、あるいは
その他の放射線による硬化型では、暗反応によって感圧
性接着剤塗工液がゲル化したり、硬化後の感圧性接着剤
皮膜の粘着特性が変化したりするもの、および汎用性が
低いなどの問題があった。本発明の目的は、上記従来技
術における問題点を解決するものであって、感圧性接着
剤を取り扱う際の有機溶剤の使用による環境汚染や作業
上の人体への影響、また安全性などに関する問題を無溶
剤化によって解決し、長い乾燥炉や塗工液の加熱前処理
が不要で、ポットライフやエージングが無く、暗反応に
よってゲル化したり粘着特性が変化したりせず、しかも
汎用性の高いウレタン系感圧性接着剤組成物を提供する
ことにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記本発明の目的を達成
するために、本発明は特許請求の範囲に記載のような構
成とするものである。すなわち、本発明は請求項１に記
載のように、感圧性接着シート、感圧性接着テープおよ
び感圧性接着ラベルなどに用いられる感圧性接着剤組成
物において、該感圧性接着剤組成物は、少なくとも、ウ
レタン（メタ）アクリレートオリゴマーおよび反応性希
釈剤とを、各々１種類以上を含んでなる組成物であっ
て、該組成物に電子線照射もしくは紫外線照射により架
橋して得られる架橋体が感圧接着性を有するウレタン系
感圧性接着剤組成物とするものである。また、本発明は
請求項２に記載のように、請求項１に記載の感圧性接着
剤組成物において、反応性希釈剤は、メタクリロイル基
を有するメタクリレート系の単官能反応性希釈剤である
ウレタン系感圧性接着剤組成物とするものである。ま
た、本発明は請求項３に記載のように、請求項１または
請求項２に記載の感圧性接着剤組成物において、紫外線
照射で架橋する場合は光重合開始剤、もしくは光重合開
始剤と光重合促進剤を含有するウレタン系感圧性接着剤
組成物とするものである。本発明者は鋭意検討を重ねた
結果、感圧性接着シート、感圧性接着テープ、感圧性接
着ラベル等に用いられる感圧性接着剤組成物において、
感圧性接着剤組成物が少なくともウレタン（メタ）アク
リレートオリゴマー（Ａ）および反応性希釈剤（Ｂ）と
を、各々１種類以上含んでなる組成物を、電子線照射も
しくは紫外線照射により架橋して得られる感圧性接着剤
組成物であり、かつ上記反応性希釈剤がメタクリロイル
基を有するメタクリレート系の反応性希釈剤であり、か
つ紫外線照射で架橋する場合は光重合開始剤（Ｃ）を含
有し、かつ上記（Ａ）と（Ｂ）とからなる架橋体が感圧
接着性を有するウレタン系感圧性接着剤組成物を用いる
ことにより、上記本発明の課題を解決することができる
ことを見出したものである。本発明において、（メタ）
アクリレートとは、アクリレートもしくはメタクリレー
トを意味する。また、本発明の反応性希釈剤はトルエン
などの一般的な有機溶剤と区別して扱う。すなわち、本
発明における有機溶剤とは反応性希釈剤を除いたものを
指し、そして無溶剤であることは、上記のようなトルエ
ンなどの一般的な有機溶剤を使用していないことを意味
する。また、反応性希釈剤は、メタクリロイル基を有す
るメタクリレート系の反応性希釈剤であるが、メタクリ
レートの反応速度を向上させる目的で意識的にアクリレ
ート系の反応性希釈剤を含ませるという通常の手法を適
用することが可能である。さらに、必要に応じて重合禁
止剤、光重合促進剤または老化防止剤などの添加剤を加
えてもよい。本発明に用いられるウレタン（メタ）アク
リレートオリゴマーとメタクリレート系の反応性希釈剤
およびアクリレート系の反応性希釈剤、および光重合開
始剤や、その他の添加剤には、いずれも市販されている
汎用品を使用することができるので、本発明のウレタン
系感圧性接着剤組成物は極めて汎用性に優れている。本
発明のウレタン系感圧性接着剤組成物は、請求項１、請
求項２または請求項３に記載のように、感圧性接着剤組
成物は、ウレタン（メタ）アクリレートオリゴマーおよ
び反応性希釈剤を用いるものであって、通常の有機溶剤
を用いる必要がなく無溶剤で使用することができる。ま
た、水系エマルジョン型のような長い乾燥炉が不要であ
り、ホットメルト型のような塗工液の加熱の必要がな
く、熱硬化型ウレタン系感圧性接着剤のようなポットラ
イフによる制限を受けたり、エージングを必要としな
い。その理由は、本発明のウレタン系感圧性接着剤組成
物の硬化方法は電子線あるいは紫外線を照射するだけの
簡便な方法であること、感圧性接着剤硬化前の塗工液は
加熱などの前処理なしに塗工できること、さらに感圧性
接着剤の硬化前の塗工液は重合禁止剤の添加や、暗所保
存などの簡便な方法で良好な保存安定性が得られる効果
がある。また、本発明のウレタン系感圧性接着剤は、暗
反応によるゲル化や粘着特性の変化が生じない効果があ
る。これは本発明のウレタン系感圧性接着剤組成物が感
圧接着性の発現に、ウレタン（メタ）アクリレートオリ
ゴマーとメタクリレート系反応性希釈剤との反応物を用
いているためであると考えられる。本発明のウレタン系
感圧性接着剤組成物は、電子線硬化あるいは紫外線硬化
で感圧接着性を発現するのは、以下の作用によるものと
考えられる。まず、ウレタン（メタ）アクリレートオリ
ゴマーを硬化させたポリウレタンが感圧性接着剤になり
得ることは、よく知られている。ただし、単にウレタン
（メタ）アクリレートオリゴマーを硬化させるのではな
く、例えば、上記従来の技術で示したような工夫が必要
であり、本発明のウレタン系感圧性接着剤組成物におい
ては、次に示すような工夫がなされている。まず、分子
量が大きくなり過ぎないように制御することによって、
粘着力やタックを発現させていることが挙げられる。す
なわち、本発明におけるウレタン（メタ）アクリレート
オリゴマーとメタクリレート系反応性希釈剤との反応を
考えた場合、メタクリロイル基はアクリロイル基と比べ
比較的反応速度が遅く、架橋反応が進み難いことから、
分子量が大きくなり過ぎないようにする性能を持ち、そ
のため粘着力やタックが発現する。このとき、一つのメ
タクリロイル基を有するメタクリレート系の単官能反応
性希釈剤を用いた場合には、粘着力やタックがより発現
しやすくなる。これは、単官能反応性希釈剤を用いるこ
とによって、硬化物が線状高分子に、より近くなること
が原因しているものと思われる。次に、感圧性接着剤に
必要な適度の凝集力が得られることが挙げられる。本発
明のウレタン系感圧性接着剤は、上記のような分子量が
大きくなり過ぎないように調整することが特徴である
が、これは感圧性接着剤の凝集力を小さくする影響を持
つ。それにもかかわらず、本発明のウレタン系感圧性接
着剤は良好な凝集力を示す。これは通常、ウレタン（メ
タ）アクリレートオリゴマーは、反応性希釈剤の添加に
よって硬化後の凝集力が向上することがよく知られてお
り、この反応性希釈剤の凝集力の向上が本発明の感圧性
接着剤に寄与しているものと考えられる。したがって、
本発明のウレタン系感圧性接着剤組成物は保持力にも優
れている。

【０００５】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を挙
げ、本発明をさらに具体的に説明する。なお、実施の形
態中の“部”は重量部を示す。 〈実施の形態１〉表１に示す材料を用いて、表２に示す
ように、５種類の配合液（１−１）、（１−２）、（１
−３）、（１−４）、（１−５）を調製し、各々の配合
液を、厚さ３８μｍのＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレ
ート）フィルム上に、ドクターブレードを用いて塗工層
厚さ５０μｍ〜６０μｍになるように塗工した。続い
て、高圧水銀ランプ（ランプ出力１２０Ｗ／ｃｍ）を用
いて、照射距離２０ｃｍ、窒素ガス雰囲気下で、紫外線
照射して硬化させ、ウレタン系感圧性接着シートを得
た。なお、紫外線の照射は硬化が充分進行するまで行
い、その確認は、赤外線分光光度法で行った。作製した
感圧性接着シートの特性について、ＪＩＳ Ｚ ０２３７
（粘着テープ・粘着シート試験方法）にしたがって１８
０度引き剥がし粘着力、傾斜式ボールタック（傾斜角３
０度）および保持力を測定した結果、表３に示すよう
に、良好な感圧接着性を発現していることが確認され
た。

【０００６】

【表１】

【０００７】

【表２】

【０００８】

【表３】

【０００９】〈実施の形態２〉表２に示した配合のう
ち、光重合開始剤と光重合促進剤を除いた配合液を調製
し、厚さ３８μｍのＰＥＴフィルム上に、ドクターブレ
ードを用いて塗工層厚さ５０μｍ〜６０μｍになるよう
に塗工した。続いて、リニアフィラメント型の電子線照
射装置を用いて、加速電圧２００ｋＶ、加速電流１０ｍ
Ａ、窒素ガス雰囲気下で電子線照射して硬化させ、ウレ
タン系感圧性接着シートを得た。なお、電子線の照射は
硬化が充分に進行するまで行い、その確認は赤外線分光
光度法で行った。作製した感圧性接着シートの特性につ
いて、ＪＩＳ Ｚ ０２３７（粘着テープ・粘着シート試
験方法）にしたがって、１８０度引き剥がし粘着力、傾
斜式ボールタック（傾斜角３０度）および保持力を測定
した結果、表４に示すように、良好な感圧接着性を発現
していることが確認された。

【００１０】

【表４】

【００１１】〈比較例１〉表５に示すように、ウレタン
（メタ）アクリレートオリゴマーのみを硬化させる配合
を行い、配合液５−１と５−２については紫外線で、配
合液５−３については電子線で、各々実施の形態１およ
び実施の形態２と同様にして、塗工・硬化させて試験シ
ートを作製した。さらに、粘着力、タック、保持力につ
いても、上記実施の形態と同様にして行った結果を、表
６に示す。表から明らかなように、保持力は優れている
が、粘着力・タック共に低く、ポリウレタン膜が通常示
すような極微感圧接着性の皮膜のままであった。

【００１２】

【表５】

【００１３】

【表６】

【００１４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のウレタン
系感圧性接着剤組成物は、少なくともウレタン（メタ）
アクリレートオリゴマーおよび反応性希釈剤とを、各々
１種類以上含有させた組成物であって、かつ反応性希釈
剤は、メタクリロイル基を有するメタクリレート系の反
応性希釈剤よりなり、紫外線照射もしくは電子線照射に
よって架橋させることにより、容易にウレタン系感圧性
接着剤を得ることができる。そして、本発明のウレタン
系感圧性接着剤組成物は、無溶剤型で、水系エマルジョ
ン型のような長い乾燥炉が不要であり、ホットメルト型
のような塗工液の加熱が不要であり、熱硬化型ウレタン
系感圧性接着剤のようなポットライフによる制限を受け
ず、エージングが不要で、暗反応によって感圧性接着剤
塗工液がゲル化したり、硬化後の感圧性接着剤皮膜の粘
着特性が変化したりせず、また市販の材料をそのまま使
用できるため汎用性が高いという効果がある。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】感圧性接着シート、感圧性接着テープおよ
   び感圧性接着ラベルなどに用いられる感圧性接着剤組成
   物において、該感圧性接着剤組成物は、少なくとも、ウ
   レタン（メタ）アクリレートオリゴマーおよび反応性希
   釈剤とを、各々１種類以上を含んでなる組成物であっ
   て、該組成物に電子線照射もしくは紫外線照射により架
   橋して得られる架橋体が感圧接着性を有することを特徴
   とするウレタン系感圧性接着剤組成物。
2. 【請求項２】請求項１に記載の感圧性接着剤組成物にお
   いて、反応性希釈剤は、メタクリロイル基を有するメタ
   クリレート系の単官能反応性希釈剤であることを特徴と
   するウレタン系感圧性接着剤組成物。
3. 【請求項３】請求項１または請求項２に記載の感圧性接
   着剤組成物において、紫外線照射で架橋する場合は光重
   合開始剤、もしくは光重合開始剤と光重合促進剤を含有
   することを特徴とするウレタン系感圧性接着剤組成物。