(57)【要約】【課題】粘着剤を選ばず、現場で容易に接着力を向上させる粘着テープの強力接着方法を提案する。【解決手段】上記課題は、粘着テープ１における接着面１ｎに、処理装置１０によりにプラズマ処理又はコロナ処理を施した後、その接着面を被着体に接着する、ことを特徴とする粘着テープの強力接着方法により解決される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
粘着テープにおける接着面にプラズマ処理又はコロナ処理を施した後、その接着面を被着体に接着する、ことを特徴とする粘着テープの強力接着方法。
【請求項２】
酸素の存在する環境下で前記プラズマ処理又はコロナ処理を施す、請求項１記載の粘着テープの強力接着方法。
【請求項３】
前記粘着テープとして両面テープを用い、無機物製被着体に対して他の被着体を接着する、請求項２記載の粘着テープの強力接着方法。
【請求項４】
前記粘着テープとして、基材が発泡体の両面テープを用い、前記接着に先立って、前記両面テープにおける少なくとも前記無機物製被着体に対する面に前記プラズマ処理又はコロナ処理を施す、請求項３記載の粘着テープの強力接着方法。
【請求項５】
前記両面テープの基材が、圧縮応力測定における５０％の圧縮時の弾性復帰率が６０％以上のポリエチレン発泡体支持体である、請求項４記載の粘着テープの強力接着方法。
【請求項６】
前記粘着テープは、粘着剤がアクリル系粘着剤のものである、請求項１〜５のいずれか１項に記載の粘着テープの強力接着方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粘着テープを強固に接着するための新規な方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
粘着テープは、セロファン・ビニール・紙などのテープ（基材）に粘着剤（接着剤ともいう。以下同じ。）を塗布したもの、またはテープ状の粘着剤であり、接着、固定、空隙閉塞、表面保護などに使用されている。基材としては、紙、布、フィルム（セロハン、OPP、アセテートなど）、金属箔などが使われている。粘着テープは、基材の種類によって紙粘着テープ類、布粘着テープ類、フィルム粘着テープ類、特殊粘着テープ類等に分類される。また、粘着剤が片面であるか両面であるかによって、片面テープ（通常は単に粘着テープといわれる）及び両面テープに分類される。片面テープは、基材の片面に粘着剤が塗布され、反対面には剥離剤が塗布されたものであり、両面テープは、基材の両面に粘着剤が塗布されるか、又は基材を使わず（基材レス）粘着剤のみからなるものである。
【０００３】
一般に、被着体相互を対向面において接着する場合は両面テープが使用され、隣接面を跨いで接着することにより被着体相互を固定したり、空隙閉塞や表面保護をしたりするには片面テープが使用される。近年では、粘着剤や基材の改良により接着力が非常に強力な粘着テープも開発されており、その用途は拡大している。
【０００４】
その一方で、自動車のフロントやリアウインドウ用ガラスにおいては、ポリ塩化ビニル、エチレンプロピレンジエンゴム等に代表されるモールと呼ばれる部品やポリブチレンテレフレート、ポリアセタール、ナイロンなどの一般的なエンジニアリングプラスチック製の位置決めスペーサーと呼ばれる部品が接着されている。そして、従来、このような部品の接着には接着剤が使用されてきた。自動車ガラス用接着剤には、ガラスに対する強固な接着力と共に、耐振動性、耐候性、耐衝撃性、耐水性、耐熱性等の各種特性が要求され、通常、エポキシ系、ウレタン系、シリコーン系、変性シリコーン等の接着剤が使用されている。しかしながら、このような接着剤の大部分は湿気硬化タイプの為、硬化までの養生時間が長く、また、短縮する為にある一定環境下に設定した乾燥室を必要とし、いずれにしても広大な養生スペースを確保する必要があった。
【０００５】
そこで、近年、このような部品の接着には養生時間という概念がない粘着テープが注目され、採用されている（例えば特許文献１参照）。粘着剤の被着体への接着力の向上のためには従来様々な技術が用いられている。代表的なものとしては、粘着剤その物に添加剤、例えばロジンエステルなどを加えることで接着性を向上させる技術や、被着体に対して表面処理、具体的にはプラズマ処理、コロナ処理、フレーム処理などを行うことで被着体の表面極性を上昇させ接着性を高める技術、あるいはプライマーと呼ばれる下塗り剤を被着体表面に予め塗布することで接着性を向上させる技術などがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−１２６０６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、粘着剤その物に添加剤を加える手法については、例えば既知の手段としてはロジンエステル、テルペンフェノールなどの天然由来の樹脂（粘着付与剤樹脂）、或いは合成樹脂が知られているが、特に耐候性の高いアクリル系粘着剤に関しては相溶性の観点から配合できる種類と量に限界があった。また、添加量を増やせば増やすほど効果が出る物ではなく、それ以外の物性への影響を考慮しながら添加する必要があり、性能向上には限界がある。
【０００８】
また、被着体の表面処理は特に有機材料であるプラスティックなどの場合は有効であるが、無機材料に対しては効果が乏しい。また被着体が大型である場合には装置そのものが大型化することで産業的な運用には限界があった。
【０００９】
一方、比較的多用されているのはプライマーであり、これは被着体と粘着剤の組み合わせにより多数の製品が市場に存在しているが、多くが有機溶剤を含む製品であることから現場での取り扱いが容易では無く、また一定量を塗布する為にはそれなりの治具・装置が必要であった。合わせて一般的に反応性の材料であることから可使時間・棚寿命に制限があり、使い勝手の改善が求められていた。
【００１０】
そこで、本発明の主たる課題は、粘着剤を選ばず、現場で容易に接着力を向上させる粘着テープの強力接着方法を提案することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決した本発明は次のとおりである。
【００１２】
＜請求項１記載の発明＞
粘着テープにおける接着面にプラズマ処理又はコロナ処理を施した後、その接着面を被着体に接着する、ことを特徴とする粘着テープの強力接着方法。
【００１３】
（作用効果）
本発明者は、上記課題を解決するべく鋭意研究を重ねた結果、従来は被着体に施すものであったプラズマ処理又はコロナ処理を、粘着テープの接着面（つまり粘着剤側）に施すことによって、有機・無機どちらの被着体に対しても粘着テープの接着力が向上するという知見を得て、本発明をなすに至ったものであり、まさしく発想の転換の産物である。本発明では、接着に先立って、粘着テープにおける接着面にプラズマ処理又はコロナ処理を施すだけであるため、粘着剤を選ばず、現場で容易に接着力を向上できるようになる。
【００１４】
なお、接着力の向上は、以下の３つの効果が複合的に関与して発生すると考えられる。
(1)  表面の極めて分子量の低い部位を分解することで除去し、接着性の阻害を防止する。
(2)  表面に近い部分の粘着剤の分子鎖を部分的に切断することで流動性を持たせ、被着体へのなじみをよくし、有効接着面積を増大させる。
(3)  表面に官能基、具体的には水酸基、カルボキシル基などを生じさせ、被着体との界面結合エネルギーを上昇させる。
【００１５】
＜請求項２記載の発明＞
酸素の存在する環境下で前記プラズマ処理又はコロナ処理を施す、請求項１記載の粘着テープの強力接着方法。
【００１６】
（作用効果）
前述の効果(1)(2)の効果については酸素が存在しない状態でも起こることから、本発明による接着力の向上は、酸素が存在する気体下に限定されないが、酸素が存在することで官能基の発生が促進され、適切な接着性上昇効果がもたらされるため、空気中等、酸素の存在する気体下で行うことが望ましい。
【００１７】
＜請求項３記載の発明＞
前記粘着テープとして両面テープを用い、無機物製被着体に対して他の被着体を接着する、請求項２記載の粘着テープの強力接着方法。
【００１８】
（作用効果）
従来、有機物被着体へのプラズマ処理・コロナ処理では同様に官能基が生じることで粘着剤との結合力が上がることは知られていたが、無機物被着体では官能基を生じるような分子構造が存在しない為に十分な効果が得られなかった。本発明では、粘着剤側に極性の高い官能基を生むことで、無機物被着体に対しても十分な効果が得られることとなった。
【００１９】
＜請求項４記載の発明＞
前記粘着テープとして、基材が発泡体の両面テープを用い、前記接着に先立って、前記両面テープにおける少なくとも前記無機物製被着体に対する面に前記プラズマ処理又はコロナ処理を施す、請求項３記載の粘着テープの強力接着方法。
【００２０】
（作用効果）
ガラス製等の無機物製被着体に対して両面テープで被着体を貼り付けるに際し、接着性の向上を目的にアクリル発泡体やポリエチレン発泡体等の発泡体を基材とする両面テープを用いた場合、引き剥がし試験を行うと、粘着テープの接着面がガラス表面から剥離する界面剥離が生じ、基材の破壊が生じない場合（以下、界面剥離という）と、界面剥離が生じずにテープ基材の破壊が生じる（基材破壊）とがある。剥離モードが界面剥離の場合、破壊に要する力（剪断強度）にバラツキが大きく、平均値が基材破壊の場合と同一であっても想定される最低接着力としては界面剥離の方が小さくなる。これは両面テープのように長期間にわたって接着性を維持しなければならない製品における信頼強度が、界面剥離では小さくなることを意味する。
【００２１】
界面剥離は、粘着テープの無機物製被着体に対する接着力が不十分であることが主要因であるため、本発明によって粘着テープの接着力を向上させることで、無機物製被着体の場合であっても剥離モードを界面剥離ではなく、基材破壊とすることができ、十分に高い最低接着力、つまり信頼性の高い接着が可能となる。
【００２２】
＜請求項５記載の発明＞
前記両面テープの基材が、圧縮応力測定における５０％の圧縮時の弾性復帰率が６０％以上のポリエチレン発泡体支持体である、請求項４記載の粘着テープの強力接着方法。
【００２３】
（作用効果）
特に、このようなポリエチレン発泡体を基材とした両面テープは、基材の変形による応力分散効果と粘着テープの接着力の向上とがあいまって、より一層安定した接着強度が得られるようになる。
【００２４】
＜請求項６記載の発明＞
前記粘着テープは、粘着剤がアクリル系粘着剤のものである、請求項１〜５のいずれか１項に記載の粘着テープの強力接着方法。
【００２５】
（作用効果）
粘着テープの粘着剤の種類は特に限定されないが、官能基を生じやすいアクリル系粘着剤で特に効果が顕著であるため、本発明ではアクリル系粘着剤を用いた粘着テープを用いることが望ましい。
【発明の効果】
【００２６】
以上のとおり、本発明によれば、粘着剤を選ばず、現場で容易に接着力を向上させることができる、等の利点がもたらされる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】表面処理の概略図である。
【図２】表面処理の概略図である。
【図３】自動車ガラス用位置決めスペーサーの（ａ）平面図、（ｂ）正面図、（ｃ）側面図である。
【図４】引張試験の概要を示す（ａ）側面図、（ｂ）正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
本発明では、図１や図２に示すように、粘着テープ１の接着面１ｎ（被着体と貼り付く面）に、処理装置１０によりプラズマ処理又はコロナ処理（以下、単に表面処理ともいう）を行う。これは両面テープ・片面テープのどちらを用いても、接着面１ｎが表面処理される限りにおいて同様の効果が得られる。図２に示すような両面に粘着剤２を有する両面テープの場合、両面に表面処理を施す他、片面のみに表面処理を施すこともできる。また、両面テープの場合、テープ単独の状態で表面処理する他、粘着テープ１の一方の接着面１ｎを表面処理した後に若しくは表面処理せずに一方の被着体に接着した後、粘着テープ１の他方の接着面１ｎに表面処理を施すといった接着工程を採用することもできる。
【００２９】
さらに、粘着テープ１に対して表面処理を施す場合、図１に示すように、処理装置１０を固定として粘着テープ１を移動させる他、図２に示すように、粘着テープ１を固定として処理装置１０を移動させることもできる。
【００３０】
表面処理は、窒素存在下での処理においても効果があるが、より効果を得るには酸素の存在する環境下で、大気圧でプラズマ処理またはコロナ処理を行うことが望ましい。表面処理の効果は処理を施してからおよそ２時間は継続し、またその後も１６８時間程度は加熱により復元するが、処理を施してから１時間以内に貼り付けを行うことが望ましく、３０分以内の方がより効果的である。
【００３１】
プラズマ処理またはコロナ処理の強度はどのような程度でも構わないが、強度が低すぎると十分な効果が得られず、また極端に強い場合は粘着剤２表面の形状の荒れ、分子鎖の度を越した切断が起こる為に、やはり効果が減少する。一般的には、プラズマ処理の場合、処理面までの距離が１〜３０ｍｍ、望ましくは３〜１０ｍｍの範囲で速度が３〜８ｍ／分、コロナ処理の場合１５〜１００J／ｍ2、望ましくは３０〜７０J／ｍ2で効果が得られやすいが、処理される粘着剤、被着体、求めている接着力により適切な値は変化し、本発明の効果は必ずしもこれらの範囲に限られる物では無い。
【００３２】
また、粘着テープ１の粘着剤２の種類は特に限定されず、幅広い粘着剤、具体的には天然ゴム系粘着剤、アクリル系粘着剤、合成ゴム系粘着剤、ポリウレタン系粘着剤、ポリエステル系粘着剤、シリコーン系粘着剤などに効果があるが、分子差の切断を起こしやすく、官能基を生じやすいアクリル系粘着剤で特にその効果が顕著である。よって、本発明ではアクリル系粘着剤を用いた粘着テープ１を用いることが望ましい。なお、同じアクリル系粘着剤でも主成分に官能基を持ったモノマー、例えばアクリル酸を多く含む場合は相対的に官能基の見た目の増加量が少ないことから効果が抑制され、それらが少ない場合は相対的な接着性の向上の効果は高い。
【００３３】
粘着テープ１に表面処理を行ってから接着まである程度時間がある場合、表面処理後に接着面１ｎを空気中に開放しておくこともできるが、適切な形で、例えば接着性の低いシリコーン処理を施した紙又はフィルム等のライナー５と呼ばれる物で保護することも可能である。
【００３４】
粘着テープ１の基材３の種類は特に限定されず、紙、布、フィルム（セロハン、OPP、アセテートなど）、金属箔など公知の材料を用いることができ、基材レスであっても良いが、応力分散による接着安定性を確保するためには発泡体が好ましい。発泡体は特に限定されず、公知の材料を用いることができるが、特に圧縮応力測定（試験方法は下記参照）における５０％の圧縮点における弾性復帰率が６０％以上のポリエチレン発泡体であると、圧着の際にすばやく復元し、剥がれ等のトラブルを起こしにくい。また、基材３の厚みや粘着層を含めた総厚みは特に限定されず、任意に選択できる。
【００３５】
（圧縮応力測定試験）
試験対象のテープを２５ｍｍ角に切り取り、接着面（両面テープの場合は両面）にフィルムを貼付して供試片を作製する。供試片を圧縮試験機にセットし、１０ｍｍ／ｍｉｎの速度で表裏方向に５０％まで圧縮した後、同じ速度で圧縮を解放していき、圧縮を完全に解放した後の厚みを測定し、予め測定した圧縮前の厚みに対する比率（百分率）を弾性復帰率とする。
【００３６】
これらの条件を満たす好適な粘着テープ１としては、テサテープ(株)により製造販売されている商品名＃６２８５２や＃６２８５４を例示することができる。
【００３７】
粘着テープ１の被着対象は特に限定されないが、自動車のフロントやリアウインドウ用ガラスにおいては、ポリ塩化ビニル、エチレンプロピレンジエンゴム等に代表されるモールと呼ばれる部品やポリブチレンテレフレート、ポリアセタール、ナイロンなどの一般的なエンジニアリングプラスチック製の位置決めスペーサー２０と呼ばれる部品を強固に接着する必要があるため、このような接着、要するにガラス製等の無機物製被着体に対して両面テープで被着体を貼り付ける場合に特に好適である。
【００３８】
なお、自動車用ガラスとは自動車用の強化ガラス、黒色セラミックプリントガラス、中間層にポリビニルブチラールを使用した合せガラス等を指し、特に限定されない。また、位置決めスペーサーの材質は特にエンジニアリングプラスチックであれば限定されず、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネートや６−ナイロン、６６−ナイロンに代表されるポリアミド等、ポリアセタール等が使用できる。強度を上げる為に、ガラス繊維を含有させることもできる。具体的には、ポリブチレンテレフタレート樹脂としてはポリプラスチックス(株)のジュラネックス、東レ(株)のトレコン等を用いることができ、ポリアミド樹脂としては三菱エンジニアリングプラスチックス(株)のノバミット、コバトロン、レニー、バイエルン社のデュレタン、宇部興産(株)のＵＢＥナイロン、ユニチカ(株)のユニチカナイロンを用いることができるが、これらに限定されるものではない。これらのエンジニアリングプラスチックは公知の方法で特に限定なく成型することができる。
【００３９】
被着体は、粘着テープ１を接着する前に、埃や油分を除去する為に、脱脂をしても良い。脱脂は通常、有機溶剤で行い、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール等の低級アルコールや、アセトンやメチルエチルケトン等のケトン類が代表的であるが、これらに限定されるものではない。
【００４０】
これら被着体にはポリイソシアネート組成物やシランカップリング剤などの、一般的にプライマーと呼ばれるものを塗布しても良い。シランカップリング剤は、相互になじみの悪いガラス、シリカ、金属、粘土等の無機材料と高分子等の有機材料とを化学結合できる官能基を有する、下記一般式（１）で表される有機ケイ素化合物をいう。
【００４１】
Ｙ〜（ＣＨ2）nＳｉＸ3      …（１）
（式中のＸはアルコキシ基やアセトキシ基、イソプロポキシ基、アミノ基、ハロゲン等の加水分解性の置換基で、無機と反応し、Ｙは有機質と反応しやすいビニル基、エポキシ基アミノ基、メタクリル基、メルカプト基などである）
【実施例１】
【００４２】
（被着体の作製）
ポリブチレンテレフタレート樹脂（ポリプラスチックス（株）製  ジュラネックス２００２）を用いて、公知の射出成型法にて、図３に示す自動車ガラス用位置決めスペーサー２０（接着面の寸法は縦８２．５ｍｍ×横１４ｍｍ）を作成した。
【００４３】
（本発明試料１の作製）
作製した位置決めスペーサーの接着面に、イソシアネート樹脂系プライマーを乾燥膜厚で３μｍになるよう塗布した後、図３（ｃ）に示すように、長さ８０ｍｍ×幅１３ｍｍの両面テープ１（テサテープ製、商品名＃６２８５２、ポリエチレン発泡体基材）の一方の面を貼付け、接着面に対し、５ｋｇのローラーで片道圧着させた。
【００４４】
次に、両面テープ１の他方の面のライナー５を剥がし、露出した接着面１ｎに、ウエッジ（株）製プラズマ照射表面改質装置（ＰＳ−６０１ＳＷ）を用いて表面改質を実施し、その直後、自動車用強化ガラス（黒色セラミックプリントガラス）の黒色セラミックプリント面に、４ｋｇの力で５秒間圧着させ、本発明試料１を作製した。この時、両面テープの接着面とプラズマ発生部との距離は７ｍｍとし、照射速度は５ｍ／分とした。
【００４５】
（本発明試料２の作製）
表面改質機を春日電機（株）製大気圧プラズマ装置（ＡＰＧ−５００）に変えた以外は、本発明試料１と同様にして本発明試料２を作製した。この時、両面テープの接着面とプラズマ発生部との距離は５ｍｍとし、照射速度は２ｍ／分とした。
【００４６】
（比較試料１の作製）
表面改質機を岩崎電気（株）製紫外線洗浄・改質装置（商品名ＯＣ−２５０６）に変えた以外は、本発明試料１と同様にして比較試料１を作製した。この時、両面テープの接着面と照射ランプとの距離が１０ｍｍになるように設定し、５分間の照射を行なった
【００４７】
（比較試料２の作製）
位置決めスペーサーにガラスプライマーを塗布せず、かつ表面改質機を全く使用しなかったこと以外は、本発明試料１と同様にして比較試料２を作製した。
【００４８】
（比較試料３の作製）
表面改質機を全く使用せず、かつガラスの接着箇所にシラン化合物系ガラスプライマーを塗布した以外は、本発明試料１と同様にして比較試料３を作製した。
【００４９】
（比較試料４の作製）
両面テープに表面改質機を使用せず、かつガラスの接着箇所にプラズマ照射表面改質（ガラス面とプラズマ発生部との距離は５ｍｍで、照射速度は２ｍ／分）を施した以外は、本発明試料１と同様にして比較試料４を作製した。
【００５０】
＜評価＞
これら作製した試料について、ガラスに接着してから１時間後に剪断強度を計測するとともに、剥離状態を記録した。その結果を表１に示す。なお、剪断強度は比較試料３の剪断強度を１００としたときの相対値である。
【００５１】
なお、剪断強度の計測には、ロードセルが５ｋＮ以上の引張試験機（本試験ではオートグラフ  ＡＧＳ−１０ＫＮＧ（島津製作所製））を使用し、図４に示すように、ガラス保持治具４０にガラス３０を保持するとともに、位置決めスペーサー２０の突起２１に直径０．７ｍｍのＵ字状ピアノ線４１を引掛けて、ガラス保持治具４０及びピアノ線４１を引張試験機の上下チャックにそれぞれ装着し、負荷速度を１０ｍｍ／ｍｉｎとして引っ張り、位置決めスペーサー２０とガラス３０とが剥離するまでの最大荷重を測定した。試験条件は雰囲気温度２５±２℃、雰囲気放置時間は３０分とした。また、同じ試料を５個以上試験し、平均値をせん断強度の計測値とした。
【００５２】
【表１】
2014152184.tif 000003
【実施例２】
【００５３】
（本発明試料３の作製）
両面テープの表面改質後３０分間室温に放置した後、自動車用ガラスに接着させた以外は、本発明試料１と同様にして本発明試料３を作製した。
【００５４】
（本発明試料４の作製）
両面テープの表面改質後１時間室温に放置した後、自動車用ガラスに接着させた以外は、本発明試料１と同様にして本発明試料４を作製した。
【００５５】
（本発明試料５の作製）
両面テープの表面改質後８時間室温に放置した後、自動車用ガラスに接着させた以外は、本発明試料１と同様にして本発明試料５を作製した。
【００５６】
（本発明試料６の作製）
両面テープを、ポリエチレン発泡体基材の両面テープ（テサテープ製、商品名＃６２８５２）から、同粘着成分を有するポリエチレンテレフタレートフィルム基材の両面テープ（テサテープ製、商品名＃５１９６５）に変更するとともに、両面テープの表面改質後、３０分間室温に放置した後、自動車用ガラスに接着させた以外は、本発明試料１と同様にして本発明試料６を作製した。
【００５７】
＜評価＞
これら作製した試料について、ガラスに接着してから１時間後に剪断強度（測定方法は実施例１と同様）を計測するとともに、剥離状態を記録した。その結果を表２に示す。なお、剪断強度は実施例１の比較試料３の剪断強度を１００としたときの相対値である。
【００５８】
【表２】
2014152184.tif 000004
【産業上の利用可能性】
【００５９】
本発明は、粘着テープの接着であれば広範な用途に適用できるものである。
【符号の説明】
【００６０】
１ｎ…接着面、１…粘着テープ、２…粘着剤、１０…処理装置、５…ライナー、３…基材、２０…位置決めスペーサー。
【図１】
2014152184.tif 000005
【図２】
2014152184.tif 000006
【図３】
2014152184.tif 000007
【図４】
2014152184.tif 000008