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発明の名称 粘着テープ
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2001−115106(P2001−115106A)
公開日 平成13年4月24日(2001.4.24)
出願番号 特願平11−293848
出願日 平成11年10月15日(1999.10.15)
代理人
発明者 下村 和弘 / 檀上 滋 / 大山 康彦
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 アルキル基の炭素数が4〜12の(メタ)アクリル酸アルキルエステル80重量%以上とこれ以外のカルボキシル基不含有ラジカル重合性単量体20重量%以下からなる単量体混合物100重量部に対し、カルボキシル基含有ラジカル重合性単量体3〜20重量部が共重合されてなるアクリル系ポリマーを主成分とし、1〜20重量%の可塑剤を含有するアクリル系混合物を、カルボキシル基と反応する架橋剤により架橋して得られ、可塑剤を除いた構成成分に対するゲル分率が80重量%以上であるアクリル系粘着剤層が支持体の少なくとも一方の面に積層されてなる、微小な凹凸面を有する被着体に適用されるための粘着テープ。
【請求項2】 可塑剤の含有量が1〜10重量%であり、微小な凹凸が基準長さ0.8mm、評価長さ25mmの十点平均粗さ(Rz)で3μm以下である請求項1に記載の粘着テープ。
【請求項3】 可塑剤の含有量が10〜20重量%であり、微小な凹凸が基準長さ0.8mm、評価長さ25mmで3〜5μmである請求項1に記載の粘着テープ。
【請求項4】 可塑剤がアジピン酸ジエステルである請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の粘着テープ。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、微小な凹凸を有する被着体表面に適用されるための粘着テープに関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、例えば金属の表面をメッキ処理することにより、電気的な性能を付与したり、酸化や摩擦といった化学的或いは物理的変化に対する表面保護性能を付与する方法が実施されている。一般的に採用されるメッキ法は電解メッキ法であるが、この方法では酸性またはアルカリ性の電解質水溶液が用いられる。
【0003】電解メッキに際しては、非メッキ部分を電解質水溶液から遮断する必要があり、そのためにマスキングテープによって該部分を保護することが行われる。このマスキングテープに要求される性能としては、非メッキ部分を保護するために粘着剤と金属との界面へ処理液の侵入を防止するとともに、粘着剤が処理液に対して充分な耐久性能を有すること、即ち、溶解したり膨潤したりすることのない充分な接着力を有することが不可欠である。更に、メッキ終了後はもはやマスキングテープは不要となり剥離除去されるものであるから、その際には比較的容易に、しかも糊残りなく分離されることが望まれる。
【0004】このような再剥離性の要求を満たす粘着テープとして、例えば、紫外線等により硬化し得る粘着剤を用いた粘着テープにより、剥離工程の前に紫外線等を照射して3次元架橋させることで接着力を低下させるもの、或いは、マイクロカプセル化した発泡剤を粘着剤中に含有させた粘着テープにより、剥離工程前に加熱して発泡させることで接着面積を低減し接着力を低下させるもの、更には、特開平9−217043号公報のように粘着剤の融点を境に接着力が変化する粘着剤を用い、接着力が要求される工程においては融点以上に保ちながら高い粘着力で保持し、剥離工程では融点以下の温度にして剥離を容易にするもの等が開示されており、これらを上記マスキングテープに適用することが考えられる。
【0005】しかしながら、これらの粘着テープを用いる方法によると粘着剤コストの大幅な上昇を招き、加えて紫外線照射装置や高温加熱装置の設置による設備コストの増大や、各工程毎の煩雑な温度管理が必要となり、マスキングテープ、ひいては最終製品の価格にはねかえることが不可避となる。
【0006】ところで、これらの粘着テープによれば、再剥離性の発現という点では優れた効果を得ることができるものの、通常金属板等が有する表面の微小な凹凸に対する追従密着性という観点で評価した場合、いずれも満足すべきものではなかった。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来技術の問題を解消するものであって、金属板等の微小な凹凸表面を有する被着体に対する追従密着性に秀で、且つ、複雑な工程管理を要することなく、しかも粘着剤コストや最終製品価格の上昇を抑えることのできる粘着テープを提供するものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、アルキル基の炭素数が4〜12の(メタ)アクリル酸アルキルエステル80重量%以上とこれ以外のカルボキシル基不含有ラジカル重合性単量体20重量%以下からなる単量体混合物100重量部に対し、カルボキシル基含有ラジカル重合性単量体3〜20重量部が共重合されてなるアクリル系ポリマーを主成分とし、1〜20重量%の可塑剤を含有するアクリル系混合物を、カルボキシル基と反応する架橋剤により架橋して得られ、可塑剤を除いた構成成分に対するゲル分率が80重量%以上であるアクリル系粘着剤層が支持体の少なくとも一方の面に積層されてなり、微小な凹凸面を有する被着体に適用されるためのものであることに特徴を有する粘着テープに係るものである。
【0009】以下に本発明を詳述する。本発明の粘着テープを構成する粘着剤層は、アルキル基の炭素数が4〜12の(メタ)アクリル酸アルキルエステル80重量%以上とこれ以外のものであって分子内にカルボキシル基を有さないラジカル重合性単量体20重量%以下からなる単量体混合物100重量部に対して、分子内にカルボキシル基を有するラジカル重合性単量体3〜20重量部を共重合して得られるアクリル系ポリマーを主成分とする。
【0010】アルキル基の炭素数が4〜12の(メタ)アクリル酸アルキルエステル単量体としては、n−ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、n−オクチル(メタ)アクリレート、イソオクチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、イソノニル(メタ)アクリレート等が挙げられるが、特に、n−ブチルアクリレートと2−エチルヘキシルアクリレートが好適である。該単量体のカルボキシル基不含有ラジカル重合性単量体全体に占める割合は80重量%以上とされる。これより下回ると粘着剤層の凹凸に対する追従密着性が低下する恐れがある。
【0011】分子内にカルボキシル基を有さないラジカル重合性単量体としては、前記したアルキル基の炭素数が4〜12の(メタ)アクリル酸アルキルエステル単量体以外の、例えばメチル(メタ)アクリレートやエチル(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリル酸アルキルエステル、(メタ)アクリル酸アリールエステル、(メタ)アクリル酸シクロアルキルエステル、スチレン、酢酸ビニル、アクリルアミド、アクリロニトリル、ビニルピロリドン等の単量体が例示できる。これらの単量体は目的に応じて単独で用いられてもよいし、2種類以上の適宜の組み合わせとされてもよいが、カルボキシル基不含有ラジカル重合性単量体全体に対して20重量%以内にとどめる必要がある。これより過剰に共重合される場合の不具合は前記同様である。
【0012】カルボキシル基含有モノマーとしては、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸等のモノカルボン酸;イタコン酸、フマル酸、マレイン酸等のジカルボン酸やこれらのモノエステル等が挙げられる。これらのカルボキシル基含有単量体のうち、アクリル酸、メタクリル酸が好適に用いられる。
【0013】カルボキシル基含有単量体は、カルボキシル基を有さない上記単量体100重量部に対して3〜20重量部が共重合される。この範囲を下回ると、架橋後の接着力、特に高温での接着力が不足して剥離や浮き現象が発生する場合があり、逆にこの範囲を超えると粘着剤の極性が大きくなり過ぎて、剥離工程において剥離しにくくなる傾向が避けられず、いずれも本発明の課題を達成することができなくなる。
【0014】アクリル系ポリマーを得るための共重合反応は従来公知の方法に従えばよく、特に限定されるものではない。適当な重合方法としては、例えば、不活性有機溶剤中での熱や放射線によるラジカル重合、懸濁重合、乳化重合、バルク重合等が挙げられる。
【0015】アクリル系ポリマーの重量平均分子量Mwはゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)測定法によるポリスチレン換算値で20万〜300万、より好ましくは30万〜150万程度に設計されればよい。Mwが20万未満では粘着剤の凝集力が不足しがちであり、逆に300万を超えると塗工適性が低下して均一な粘着剤層が得られない場合がある。
【0016】本発明のアクリル系粘着剤には、可塑剤が配合される。メッキの際にはマスキングテープで金属表面を保護してメッキ液の浸入を防止する必要があるが、金属表面に微細な凹凸が形成されている場合、従来のマスキングテープではこの微細な凹凸に追従しきれていなかった。即ち、凹凸追従性と再剥離性とはトレードオフの関係にあり、メッキ液の浸入に対して効果的でしかも再剥離性にも優れるテープの出現が切望されていた。
【0017】本発明者らは、この難題に対して種々の実験を繰り返すうち、可塑剤の配合によるのが有効であることを突き止めたのである。配合される可塑剤の種類についてはアジピン酸ジエステルの有効性が最も顕著であったが、本発明においては必ずしもこれに限定されるものではなく、例えば、アジピン酸以外の脂肪族多価カルボン酸のエステル、芳香族多価カルボン酸のエステル、リン酸エステル等の低分子可塑剤やポリエステルのような高分子可塑剤等も有効である。
【0018】また、可塑剤の分子量については300以上が好ましい。分子量が300より小さい場合には粘着剤層からブリードアウトしやすくなって、特に金属との界面にブリードアウトした場合、粘着力の低下を招いて不慮の剥がれ現象を生じたり、再剥離後の表面汚染を引き起こすことがある。
【0019】金属表面の粗さの程度と可塑剤量については、おおよそ相関関係にあることも知見した。表面粗さを定義するにはいろいろな指標が与えられるが、本発明においてはJIS B 0601に規定される十点平均粗さRz(以下、単にRzと略記する)を採用し、基準長さを0.8mm、評価長さを25mmとする。
【0020】本発明においてRzが3μm以下では、金属表面は鏡面状態に近く、粘着剤が有する弾性でその凹凸に追従密着しやすいが、それでも粘着テープをラミネートした際に極く微少な窪みの僅かなエアを完全に排除することは困難であり、これが僅かではあるがメッキ液浸入の原因となることがある。この極く微少な窪みに対しては、可塑剤量を1〜10重量%、好ましくは4〜10重量%配合すれば追従密着性がほぼ完璧に改善できる。配合量が1重量%未満では、追従密着性の改善が不十分な場合があり、10重量%を超えて配合すると再剥離性の低下、即ち、剥離が重くなったり、余りに大過剰の場合は粘着剤層の凝集破壊を招いて糊残りする傾向が現れる。
【0021】一方、Rzが3μmを超えると、金属表面は外観的にも粗さを増し、もはや粘着剤の弾性のみでは凹凸に追従しきれなくなり、メッキ液の浸入も顕著になる。このような粗面を有する表面に対しては、可塑剤量を10重量%以上配合する必要がある。10重量%に満たない配合では追従密着性が不十分となって、メッキ液の浸入を完全に防止することができない。一方、過剰に配合すると粘着剤の凝集力が必然的に小さくなり、追従密着の効果は大きくなるが、再剥離時に粘着剤層が凝集破壊して、被着体に糊残りが発生するようになる。従って、可塑剤配合量の上限はおよそ20重量%とすることが望ましい。
【0022】本発明のアクリル系粘着剤は上記アクリル系ポリマーと可塑剤及び後記する架橋剤とを必須成分とするものであるが、これら必須成分の他に必要に応じて少量の任意成分が配合されてもよい。このような任意成分としては、粘着付与剤、顔料、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、金属害防止剤、帯電防止剤、シランカップリング剤等が例示できる。
【0023】上記のように可塑剤並びに任意成分が配合されたアクリル系ポリマーからなる本発明のアクリル系粘着剤は、ポリマー中のカルボキシル基と反応する架橋剤によって、可塑剤を除いた構成成分に対して80重量%以上、好ましくは90重量%以上に架橋される。用いられる架橋剤としては、イソシアネート基含有化合物、エポキシ基(或いはグリシジル基)含有化合物、アジリジニル基含有化合物、金属錯体、メラミン系化合物等が例示できる。これらの架橋剤は過剰に配合すると未反応物として残ったり、副反応物を生成したりして粘着剤の性能低下を招くことがあるので、所定のゲル分率が得られる量で配合されればよい。
【0024】ゲル分率が80重量%に満たない場合は、剥離工程において粘着剤の糊残りが発生し易くなる。なお、本発明におけるゲル分率は、試料を大過剰のテトラヒドロフラン(THF)中にて振盪溶解せしめ、200メッシュ網にて濾別した不溶解分の乾燥重量の、溶解前乾燥重量から可塑剤分を減じた重量に対する割合を百分率で表したものである。
【0025】本発明のアクリル系粘着剤は、上記必須成分と所望により配合される任意成分とが、通常、適宜の有機溶剤溶液として調整され、長時間を経過しないうちに、好ましくは直接支持体上に塗工した後乾燥され、或いは離型処理が施された工程紙上に塗工後乾燥されたものが支持体上に転写されて、支持体と粘着剤層が積層され、ロール状に捲回されて粘着テープとなされる。この際の塗工手段や乾燥方法に制限はなく、公知のものが任意に採用できる。また、塗工乾燥された粘着剤層の厚さについても特に限定されるものではないが、余りに薄い場合は粘着力が不足したり、均一な塗工に支障を来すことがあり、逆に厚過ぎると粘着力が高くなり過ぎて再剥離性に支障を来す場合があるので、1〜50μm程度とされればよい。
【0026】支持体としては用途に合わせて適宜のものが選択されればよく、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン;ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル;ポリスチレン、ポリイミド、ポリカーボネート等が挙げられる。これらは単層で用いられてもよく2層以上の積層体で用いられてもよい。また、支持体の厚みも通常粘着テープとして採用される範囲内で適宜設定されればよい。
【0027】上記例示の支持体に粘着剤層を積層する場合、粘着剤との密着力を高めるため、予めその表面にサンドブラスト処理や火炎処理等の物理的処理またはコロナ処理やプラズマ処理等の化学的処理或いはプライマー処理等を施すことが好ましい。また、支持体の背面、即ち、粘着剤層が積層される面の反対面であって、ロール状に巻き取ったときの粘着剤層表面が接触する面には、巻き戻す際の剥離力(展開力ともいう)を軽くするために、通常は離型処理が施される。離型処理としては、必要により硬化反応を伴うシリコーン系離型剤、フッ素系離型剤、長鎖アルキルグラフトポリマー系離型剤の塗布、プラズマ処理等が挙げられるが必ずしもこれらに限定されるものではない。
【0028】
【実施例】次に実施例を挙げて説明するが、本発明は以下の実施例に限定解釈されるものではない。
【0029】〔実施例1〕
(アクリル系ポリマー溶液の調整)攪拌翼、コンデンサー、窒素ガス導入管を備えたセパラブルフラスコにて、n−ブチルアクリレート100重量部、アクリル酸10重量部の組成からなる単量体混合物と酢酸エチル100重量部を混合した後、攪拌下に窒素ガスにてバブリングを行い溶存酸素を除去した。次いで、窒素ガス導入管を液面上に引き上げ、窒素ガス流量を制御しながら系の温度を80℃まで上昇させ、アゾビスイソブチロニトリルを重合開始剤として重合反応を開始させた。その後重合終了までの6時間、系の温度は80℃に保ち、アクリル系ポリマー溶液を得た。こうして得られたアクリル系ポリマーのMwをGPC測定により求めたところ約40万であった。
【0030】(粘着テープの作製)得られたポリマー溶液の固形分100重量部に対して、アジピン酸系可塑剤(旭電化社製「RS−700」)5重量部を配合し、更にエポキシ系架橋剤(綜研化学社製「E−5C」)を固形分で5重量部添加して十分に攪拌混合した後、乾燥後厚さが5μmとなるようにポリエチレンテレフタレート基材上に塗布し、120℃×3分乾燥して粘着テープを得た。この粘着テープを23℃、65%RH雰囲気下で1週間養生した後、性能評価試験に供した。
【0031】〔実施例2〕アジピン酸系可塑剤の配合量を12重量部としたこと以外は実施例1と同様にして粘着テープを得た。
【0032】〔比較例1〕アジピン酸系可塑剤を配合しなかった以外は実施例1と同様にして粘着テープを得た。
【0033】〔比較例2〕アジピン酸系可塑剤を配合しなかったこと、及びエポキシ系架橋剤の添加量を2.5重量部とした以外は実施例1と同様にして粘着テープを得た。
【0034】〔比較例3〕アジピン酸系可塑剤の配合量を22重量部としたこと以外は実施例1と同様にして粘着テープを得た。
【0035】(粘着テープの評価)実施例1,2及び比較例1〜3で作製した粘着テープについて、Rzがそれぞれ2.1μmと4.2μmの表面凹凸を有する2種類のSUS304板にラミネートし、下記の処理条件で電解メッキを施した後、微細凹凸に対する追従密着性能、耐処理液性能、再剥離性能を下記の評価基準に従って評価した。
【0036】〔メッキ処理条件〕
処理液:硫酸ニッケル−塩化アンモニウム−ホウ酸混合液(各150g,15g,15g/l)
処理温度:60℃処理時間:60分【0037】〔評価基準〕
追従密着性:粘着テープ面から、粘着剤とSUS板の界面のエア溜まりの有無を顕微鏡にて観察する。
耐処理液性:メッキ処理後、粘着テープ貼付端部への処理液の浸入の有無を観察する。
再剥離性:再剥離後の貼付部の糊残りの有無を目視観察する。
以上の評価結果を表1に示す。
【0038】
【表1】

【0039】
【発明の効果】本発明によれば、例えば、金属メッキ処理の際に非処理部を保護してメッキ液の浸入を防止するためのマスキング用粘着テープ等に用いて好適な、即ち、表面に微細な凹凸のある被着体に適用した場合、追従密着性に優れ、しかも再剥離性に優れた粘着テープが容易に得られる。また、本発明のような粘着テープでは格別の工程管理や設備導入等も不要であり、従って経済的にも非常に優位性のあるものとなる。




 

 


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