(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材と、主成分がアクリル系樹脂又はゴム系樹脂である粘着剤層とを備えた粘着テープ又はシートに含浸圧力７５．３〜３００ｋｇｆ／ｃｍ2、含浸温度３１〜１３０℃で超臨界状態の二酸化炭素を１０秒〜１０分間含浸させた後、圧力を減少させて粘着剤層を発泡させ、平均セル径ｄが０．０１〜１５μｍ、平均セル壁厚ｔが０．０１〜３０μｍであり、且つ平均セル壁厚ｔと平均セル径ｄとの比ｔ／ｄが０．５〜３．５の範囲にある微細セル構造を有する粘着剤層を形成させることを特徴とする微細発泡粘着テープ又はシートの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は粘着剤層に微細な気泡を形成した微細発泡粘着テープ又はシートと、その製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
粘着テープや粘着シートの粘着剤層に気泡あるいは微細な空孔を形成させることにより、接着力、割裂力、せん断力を向上させたり、形状追従性、クッション性を付与したり、密度の低下により材料費を削減する試みが行われている。
【０００３】
上記粘着剤層に気泡を形成させる方法として、基材又は粘着剤層に化学発泡剤や物理発泡剤（溶媒、水等）を塗布又は添加し、加熱により発泡剤を分解又は気化させる方法、粘着剤層に機械的に気泡を混入する方法などが知られている。例えば、特開平１０−１４０１０７号公報には、基材に揮発性物質を塗布し、その上に粘着剤を塗布後、加熱して揮発性物質をガス化させることにより粘着剤層に多数の独立気泡を形成する方法が開示されている。また、特開平９−２２１６１４号公報には、中空フィラーを粘着剤層中に混入させる方法が開示されている。さらに、特開平８−６７８６１号公報には、ホットメルト粘着剤中に熱分解型発泡剤を添加し、加熱により発泡させる方法が開示されている。
【０００４】
しかし、これらの方法では、粘着剤層に化学発泡剤の分解残渣や水分等の粘着剤として使用する際に好ましくない不純物の混入が避けられない。また、気泡の大きさや含有率を制御することが難しく、均一なセル径が得られにくい。さらに、気泡径が１００μｍ以下のものを形成するのが非常に難しい。
【０００５】
また、より微細な気泡を形成させる方法として、特開平８−１９９１２５号公報には、粘着シートを高圧力のガス雰囲気中に置いて、粘着剤層に該雰囲気ガスを溶解させた後、圧力を解放する方法が開示されている。しかし、この方法では、粘着剤層にガスの状態で導入するため含浸量が十分でなく、微細なセル径及びセル壁厚のセル構造を有する発泡粘着剤層を得ることは困難である。そのため、耐反撥性に優れた粘着テープが得られない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の目的は、従来の化学発泡剤や物理発泡剤では実現できない微細なセル径及びセル壁厚のセル構造を有する粘着剤層を備えた微細発泡粘着テープ又はシートとその製造方法を提供することにある。
本発明の他の目的は、高い粘着性を有し、しかも耐反撥性に優れた微細発泡粘着テープ又はシートとその製造方法を提供することにある。
本発明のさらに他の目的は、粘着剤層を構成する粘着剤が汚染されることがなく、材料費を低減できる微細発泡粘着テープ又はシートとその製造方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、前記目的を達成するため鋭意検討した結果、粘着剤層を液体状又は超臨界状態の二酸化炭素により発泡させると、微細なセル径及びセル壁厚で構成される微細セル構造を形成できることを見いだし、本発明を完成した。
【０００８】
すなわち、本発明は、基材と、主成分がアクリル系樹脂又はゴム系樹脂である粘着剤層とを備えた粘着テープ又はシートに含浸圧力７５．３〜３００ｋｇｆ／ｃｍ2、含浸温度３１〜１３０℃で超臨界状態の二酸化炭素を１０秒〜１０分間含浸させた後、圧力を減少させて粘着剤層を発泡させ、平均セル径ｄが０．０１〜１５μｍ、平均セル壁厚ｔが０．０１〜３０μｍであり、且つ平均セル壁厚ｔと平均セル径ｄとの比ｔ／ｄが０．５〜３．５の範囲にある微細セル構造を有する粘着剤層を形成させることを特徴とする微細発泡粘着テープ又はシートの製造方法を提供する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明では、粘着剤層を発泡させる手段として、液体状又は超臨界状態の二酸化炭素を用いる。二酸化炭素は、不活性ガスの中でも、比較的低温且つ低圧力で液体及び超臨界状態にすることができるとともに、粘着剤への影響が小さく、粘着剤を変性したり分解することがない。そのため、製造設備がさほど複雑化せず、粘着剤層を構成する粘着剤も汚染されない。また、安価であるため製造コストを低減できる。なお、二酸化炭素の臨界温度Ｔcは３１℃、臨界圧力ｐcは７５．３ｋｇｆ／ｃｍ2（７．３８ＭＰａ）である。
【００１２】
本発明に用いられる粘着剤としては、ゴム系粘着剤、及びアクリル系粘着剤が好適に用いられる。前記ゴム系粘着剤は、エラストマーを主成分とし、これに粘着付与剤樹脂、軟化剤、老化防止剤、充てん剤などを添加して得られるものである。前記エラストマーとは、ガラス転移点が低く、高い温度までゴム状平坦領域の広いポリマーであり、例えば、天然ゴム（ＮＲ）；イソプレンゴム（ＩＲ）、スチレン・ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、スチレン・ブタジエンブロック共重合体（ＳＢＳ）、スチレン・イソプレンブロック共重合体（ＳＩＳ）、ブチルゴム、ポリイソブチレン、ポリビニルイソブチルエーテル、クロロプレンゴム、ニトリルゴム、グラフトゴムなどの合成ゴム又は熱可塑性エラストマーが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００１３】
前記粘着付与剤樹脂、軟化剤、老化防止剤、充てん剤としては、特に限定されず、公知乃至慣用のものを使用できる。例えば、粘着付与剤樹脂として、ロジン系樹脂、テルペン系樹脂、石油樹脂（脂肪族系石油樹脂、芳香族系石油樹脂、水素添加石油樹脂）、クマロン・インデン樹脂、スチレン系樹脂などが例示できる。特に好ましいゴム系粘着剤には、スチレン・イソプレンブロック共重合体や天然ゴム系エラストマーを主成分とした粘着剤が含まれる。
【００１４】
前記アクリル系粘着剤とは、アクリル酸エステルを主モノマー成分とする共重合体であり、より具体的には粘着性を与えるガラス転移温度の低い主モノマーに、接着性、凝集力付与のためのコモノマー、さらに架橋、粘着性改良のための官能基含有モノマを共重合させたものである。主モノマーとしては、例えば、エチルアクリレート（ＥＡ）、ブチルアクリレート（ＢＡ）、２−エチルヘキシルアクリレート（２−ＥＨＡ）、イソオクチルアクリレート、イソノニルアクリレート等が挙げられる。前記コモノマーとしては、酢酸ビニル（ＶＡｃ）、アクリロニトリル（ＡＮ）、アクリルアマイド（ＡＭ）、スチレン（Ｓｔ）、メチルメタクリレート（ＭＭＡ）、メチルアクリレート（ＭＡ）等が挙げられる。また、官能基含有モノマーとしては、メタクリル酸（ＭＭＡ）、アクリル酸（ＡＡ）、イタコン酸（ＩＡ）などのカルボキシル基含有モノマー；ヒドロキシエチルメタクリレート（ＨＥＭＡ）、ヒドロキシプロピルメタクリレート（ＨＰＭＡ）などのヒドロキシル基含有モノマー；ジメチルアミノエチルメタクリレート（ＤＭ）などのアミノ基含有モノマー；アクリルアマイド（ＡＭ）、メチロールアクリルアマイド（Ｎ−ＭＡＮ）などのアミド基含有モノマー；グリシジルメタクリレート（ＧＭＡ）などのエポキシ基含有モノマー；無水マレイン酸などの酸無水物基含有モノマー等が挙げられる。
【００１５】
これらの粘着剤に共通であるのは、粘着剤を構成するポリマーのガラス転移温度が室温よりも低く、約−１００℃〜数１０℃（例えば３０℃）の値であることであり、なおかつ室温領域ではゴム状平坦領域にあり、柔軟性を有することである。
【００１６】
本発明において使用される粘着テープ又はシートの基材は、特に限定されるものではないが、布；紙；セロハン、ポリ塩化ビニル、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエステル、テフロン、ポリイミドなどのプラスチックフィルム等、又はこれらの積層体が挙げられる。基材としては、粘着剤と比較して二酸化炭素の浸透に長時間を要し、発泡しにくいものが好ましい。
【００１７】
粘着テープ又はシートの層構成としては、粘着剤層、基材、その他の層を適宜組み合わせた種々のものを採用できる。例えば、基材の片面に背面処理剤層を設け、基材の反対面に粘着剤層を形成させた構成、基材の片面に粘着剤層を形成させた構成、基材の両面に粘着剤層を形成させた構成、基材を有さず粘着剤層の粘着面に付着防止用として剥離ライナーが貼り合わされた構造等が挙げられる。
【００１８】
粘着剤層の形成は、公知の方法、例えば、粘着剤を溶剤に溶解させた溶液又は水に分散させた分散液を塗工機を用いて塗布する方法、樹脂を加熱溶融させてホットメルト方式で塗工する方法、カレンダー方式で塗工する方法、粘着剤を形成するためのモノマー又はオリゴマーを基材に塗工後、重合して粘着剤層を形成する方法などの何れの方法で行うこともできる。
【００１９】
本発明の方法において、粘着剤層の発泡は粘着テープ又はシートに液体状又は超臨界状態の二酸化炭素を含浸させた後、圧力を減少させることにより行う。
【００２０】
より具体的には、例えば、まず、前記粘着テープ又はシートを耐圧容器内に収納する。投入する粘着テープはシート状物、ロール状物のいずれであってもよい。粘着テープ又はシート投入時の耐圧容器の温度は特に制限されないが、導入する二酸化炭素の温度に近いことが好ましい。これは、耐圧容器に二酸化炭素の流体を入れた後に、例えば昇温すると、流体の密度上昇により内部の圧力が上昇するためである。
【００２１】
次いで、液体状又は超臨界状態の二酸化炭素流体を前記耐圧容器内に注入して、粘着テープ又はシートに含浸させる。この際の含浸条件は、二酸化炭素が液体状又は超臨界状態にあれば特に限定されないが、液体状二酸化炭素を用いる場合には、含浸圧力は、例えば４０〜３００ｋｇｆ／ｃｍ2、好ましくは５０〜７５．３ｋｇｆ／ｃｍ2程度であり、含浸温度は、例えば１０〜３１℃程度である。また、超臨界状態の二酸化炭素を用いる場合には、含浸圧力は、例えば７５．３〜３００ｋｇｆ／ｃｍ2程度、含浸温度は、例えば３１〜１３０℃、好ましくは４０〜１２０℃程度である。含浸時間は、粘着剤の種類や、含浸圧力及び温度に応じて適宜選択できるが、粘着剤層中の二酸化炭素含浸量が飽和に達するのに要する時間よりも長くするのが好ましい。粘着剤層中の二酸化炭素含浸量を飽和にしておくと、発泡させることにより、セル（気泡）が均一に形成された粘着剤層を得ることができる。含浸時間は、一般には１０秒〜２４時間程度である。
【００２２】
二酸化炭素流体を含浸させた後、続いて圧力を降下させることで、粘着剤層に溶解した二酸化炭素が気泡核を形成し、これが膨張して、セルが形成、成長する。セルの成長は、最終的にセルの内部圧力と粘着剤の弾性率とがバランスしたところで停止する。圧力降下は、通常、耐圧容器から二酸化炭素を排出することにより行われるが、上記耐圧容器内の圧力が短時間、好ましくは１分以内で大気圧まで到達するように迅速に実施するのが好ましい。圧力降下を迅速に行うことにより、粘着剤層中に含浸した二酸化炭素が粘着剤層から放出されることなく、粘着剤層内部で気体状となり、さらにセル内の圧力と粘着剤層外の圧力（大気圧）との圧力差を駆動力としてセルが形成、成長し、粘着剤層が円滑に発泡する。
【００２３】
このようにして粘着剤層中に形成されるセルの、セル径、セル壁厚などの発泡構造は、含浸圧力、含浸温度、含浸時間を調節することで制御される。本発明で用いる粘着剤を構成するポリマーは、上記の発泡温度ではゴム状平坦領域にあり、柔軟性を有するので、セルが容易に成長しうる。そのため、上記含浸条件を適当に制御することによって、セル径やセル壁厚を非常に広範囲に変化させることが可能である。例えば、本発明の方法によれば、平均セル径ｄが０．０１〜１０００μｍ、好ましくは０．１〜５００μｍ、平均セル壁厚ｔが０．０１〜２０００μｍ、好ましくは０．１〜１０００μｍの微細セル構造を有する粘着剤層を形成できる。特に、平均セル径ｄが０．０１〜１５μｍ（より好ましくは０．１〜１０μｍ）で、且つ平均セル壁厚ｔが０．０１〜３０μｍ（より好ましくは０．１〜２０μｍ）程度の極めて微細なセル構造を有する粘着剤層を容易に形成できる。このような粘着剤層を有する微細発泡粘着テープは、微細なセル構造により見かけの弾性率が低下し、応力緩和性が向上して、粘着特性の一つである耐反撥性が大幅に向上する。
【００２４】
特に好ましい粘着テープでは、平均セル壁厚ｔと平均セル径ｄとの比ｔ／ｄが０．５〜３．５、より好ましくは０．８〜３程度である。このような粘着テープは、セル壁厚がセル径に近似したサイズであるため、粘着特性を低下させることなく、応力緩和性が大きく向上し、極めて優れた耐反撥性が得られる。
【００２５】
【発明の効果】
本発明の方法によれば、従来の化学発泡剤や物理発泡剤では実現できない微細なセル径及びセル壁厚のセル構造を有する粘着剤層を形成できる。また、二酸化炭素を使用するため、粘着剤層を構成する粘着剤が汚染されることがなく、気泡を形成することで粘着剤層の相対密度が低下するため、材料費を低減できる。
本発明の微細発泡粘着テープは、高い粘着性を保持しつつ、優れた耐反撥性を示す。
【００２６】
【実施例】
以下に、本発明を実施例に基づいてより詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例により何ら限定されるものではない。なお、耐反撥性試験は次のようにして行った。
【００２７】
幅１０ｍｍ、長さ９０ｍｍ、厚さ０．４ｍｍのアルミニウム板の表面を溶剤で十分洗浄した後、粘着テープの粘着剤層のみを貼り合わせた。しかる後、アルミニウム板を粘着剤層が外側になるように、またアルミニウム板の曲率半径が２５ｍｍとなるように、アルミニウム板の長辺方向を側面から見て半円状に変形させて１時間放置した。次いで、このアルミニウム板を上記粘着剤層によりアクリル板に貼り合わせて、室温で２４時間放置し、２４時間後のアルミニウム板の反り量を測定した。この反り量が小さいほど耐反撥性が優れていると判断される。
【００２８】
実施例１
溶剤としてのトルエンに、天然ゴム（ＮＲ）１００重量部、テルペン系タッキファイヤー（ＹＳレジンＰＸ１１５０）１００重量部、３官能性イソシアネート系架橋剤（コロネートＬ）３重量部を、固形分ベースが３０重量％になるように添加し、十分攪拌して塗布液を調製した。この塗布液を、裏面がシリコーン系樹脂により背面処理された４０μｍ厚のポリエステルフィルムの表面に、溶剤乾燥後の粘着剤層厚みが４０μｍとなるように塗布し、熱オーブンで溶剤を乾燥させた。これを耐圧容器内に入れた後、超臨界状態の二酸化炭素を注入し、圧力２５０ｋｇｆ／ｃｍ2、温度４０℃で１０分間保持した後、約２秒かけて大気圧まで開放し、発泡粘着テープを作成した。この発泡粘着テープの粘着剤層に形成されたセルの平均セル径及び平均セル壁厚を測定すると共に、耐反撥性試験を行った。その結果を表１に示す。
【００２９】
比較例１
実施例１において、粘着剤層を発泡させないで、耐反撥性試験を行った。その結果を表１に示す。
【００３０】
実施例２
溶剤としてのトルエンに、ブチルアクリレート（ＢＡ）９５重量部、アクリル酸（ＡＡ）５重量部からなる共重合粘着ポリマーと、３官能性イソシアネート系架橋剤（コロネートＬ）３重量部を、固形分ベースが３０重量％となるように添加し、十分攪拌して塗布液を調製した。この塗布液を、実施例１と同様のポリエステルフィルムの表面に、溶剤乾燥後の粘着剤層厚みが４０μｍとなるように塗布し、熱オーブンで溶剤を乾燥させた。これを耐圧容器内に入れた後、実施例１と同様の条件で超臨界状態の二酸化炭素を粘着剤層に含浸させ、圧力を開放し、発泡粘着テープを作成した。この発泡粘着テープの粘着剤層に形成されたセルの平均セル径及び平均セル壁厚を測定するとともに、耐反撥性試験を行った。その結果を表１に示す。
【００３１】
比較例２
実施例２において、粘着剤層を発泡させないで、耐反撥性試験を行った。その結果を表１に示す。
【００３２】
実施例３
溶剤としてのトルエンに、スチレン・イソプレンブロック共重合体ＳＩＳ（クレイトン１１０７）１００重量部、水素添加石油樹脂系タッキファイヤー（アルコンＰ１１５）１００重量部を、固形分ベースが４０重量％となるように添加し、十分攪拌して塗布液を調製した。この塗布液を、実施例１と同様のポリエステルフィルムの表面に、乾燥後の粘着剤層厚みが４０μｍとなるように塗布し、熱オーブンで溶剤を乾燥させた。これを耐圧容器内に入れ、実施例１と同様の条件で超臨界状態の二酸化炭素を粘着剤層に含浸させ、圧力を開放し、発泡粘着テープを作成した。この発泡粘着テープの粘着剤層に形成されたセルの平均セル径及び平均セル壁厚を測定するとともに、耐反撥性試験を行った。その結果を表１に示す。
【００３３】
比較例３
実施例３において、粘着剤層を発泡させないで、耐反撥性試験を行った。その結果を表１に示す。
【表１】
0004093658.tif 000002