【実施例】
【0034】
以下に実施例を示し、本発明をさらに具体的に説明する。ただし、本発明は、この実施例に限定されるものではなく、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した種々の態様で実施することができる。
【0035】
<粘着性接着剤の原料および製造>
図4〜
図7に示す配合の原料から、実施例1〜10の粘着性接着剤および比較例1〜9(比較例5除く)の粘着性接着剤を製造した。以下に、各原料の詳細を示す。なお、比較例5は、溶剤系の粘着性接着剤を用いて製造された粘着テープである。
【0036】
図4〜
図7に示す各「プレポリマー」は、
図8に示す配合(重量比)の原料を以下の方法に従って反応させることで得られる。
【0037】
まず、1リットル容量のセパラブルフラスコにポリオールを図に示す量入れて、窒素を流しながらポリイソシアネートを攪拌しながら図に示す量添加する。内容物が均一になったことを確認後、触媒(ジブチルチンジラウレート(DBTDL)0.3g)を添加する。そして、1時間かけて80〜90℃になるように、ゆっくりと昇温する。目的の温度に昇温してから2時間後にイソシアネート基含有率をJIS Z1603−1:2007に基づく方法(ポリウレタン原料芳香族イソシアネート試験方法)に準拠して測定する。そして、イソシアネート基含有率が、2.0〜2.5%の範囲内になっていることを確認する。イソシアネート基含有率が、2.0〜2.5%の範囲内になっていない場合には、反応時間を延長する。
【0038】
イソシアネート基含有率が、2.0〜2.5%の範囲内になっていることを確認後、ビニルエーテルを図に示す量、ゆっくりと滴下し、2時間反応を行わせる。2時間経過後に、再度、上記方法に従ってイソシアネート基含有率を測定し、イソシアネート基含有率が0.5%以下になっていることを確認する。そして、イソシアネート基含有率が0.5%以下になっていることを条件として、図に示す各「プレポリマー」が得られる。
【0039】
・ポリオールa;ポリプロピレングリコール(PPG)、商品名:サンニックスPP−1000、三洋化成(株)製、重量平均分子量:1000、水酸基数:2
・ポリオールb;ポリプロピレングリコール(PPG)、商品名:サンニックスPP−3000、三洋化成(株)製、重量平均分子量:3000、水酸基数:2
・ポリオールc;ポリプロピレングリコール(PPG)、商品名:プレミノールS4011、旭硝子(株)製、重量平均分子量:10000、水酸基数:2
・ポリオールd;ポリプロピレングリコール(PPG)、商品名:サンニックスPP−600、三洋化成(株)製、重量平均分子量:600、水酸基数:2
・ポリイソシアネート;TDI、商品名:ルプラネートT−80、BASF(株)製
・ビニルエーテル;ヒドロキシブチルビニルエーテル、日本カーバイド(株)製
【0040】
上述のようにして得られた各「プレポリマー」と後述する複数のチオールを
図4〜7に示す配合比(モル比)となるように計量し、80℃に加温した後に、混合撹拌する。これにより、実施例1〜10の粘着性接着剤および比較例1〜9(比較例5除く)の粘着性接着剤が得られる。
【0041】
・モノチオール;官能基数1、重量分子量218.4、2−エチルヘキシル−3−メルカプトプロピオネート、EHMP、SC有機化学(株)製
・ポリチオールA;官能基数2、重量分子量238.6、ブタンジオールビスチオグリコレート、1,4−BDTG、淀化学(株)製
・ポリチオールB;官能基数3、重量分子量398.5、トリメチロールプロパントリス(3−メルカプトプロピオネート)、TMMP、SC有機化学(株)製
【0042】
上述の手法により製造された実施例1〜10の粘着性接着剤、および、比較例1〜9(比較例5除く)の粘着性接着剤の80℃における粘度(mPa・s)を測定した。詳しくは、B型粘度計(単一円筒型回転粘度計;スピンドルタイプ)を用いて、JIS K 7117−1に準拠して、実施例1〜10の粘着性接着剤、および、比較例1〜9(比較例5除く)の粘着性接着剤の80℃における粘度(mPa・s)を測定した。その測定結果を、
図4〜
図7の「粘度」の欄に示しておく。
【0043】
また、各ウレタンプレポリマーと反応が行われるチオール基の平均官能基数を、
図4〜
図7の「平均官能基数」の欄に示し、全チオール基の全当量数の、各ウレタンプレポリマーのビニルエーテル基の全当量数に対する比率を、
図4〜
図7の「エン/チオール比」の欄に示しておく。
【0044】
<粘着テープの製造>
上述のように製造された実施例1〜10の粘着性接着剤、および、比較例1〜9(比較例5除く)の粘着性接着剤を用いて、粘着テープを製造した。詳しくは、スラブ法によりウレタンフォームのブロックを成形し、そのブロックを5mmの厚さにスライスする。これにより、シート状のウレタンフォームが得られる。なお、このシート状のウレタンフォームの両面は、連続気泡が露出する面となっている。また、紫外線を透過する離形フィルムに、実施例1〜10の粘着性接着剤、若しくは、比較例1〜3,6〜9の粘着性接着剤を、70μmの厚さとなるように、塗布する。その粘着性接着剤の離形フィルムと反対側の面に、シート状のウレタンフォームを貼り合せる。そして、粘着性接着剤の離形フィルム側から、800mJ/cm
2(365nm積算光量)のUVが照射され、各粘着性接着剤が硬化する。これにより、ウレタンフォームの片面に粘着層が形成された粘着テープが製造される。
【0045】
また、比較例4の粘着性接着剤を用いた粘着テープは、転写法により製造される。詳しくは、比較例4の粘着性接着剤が離型フィルムに、70μmの厚さとなるように、塗布され、粘着性接着剤に対して、800mJ/cm
2(365nm積算光量)のUVが照射される。UVの照射により、粘着性接着剤が硬化すると、硬化した粘着性接着剤、つまり、粘着層の離形フィルムと反対側の面に、シート状のウレタンフォームが貼り合わされる。これにより、ウレタンフォームの片面に粘着層が形成された粘着テープが製造される。
【0046】
<粘着テープの物性評価>
上述のように製造された実施例1〜10の粘着テープ、比較例1〜9(比較例5除く)の粘着テープ、および、比較例5としての溶剤系の粘着性接着剤を用いて製造された粘着テープに対して、以下の方法によって物性評価を行なった。ただし、比較例6および比較例7の粘着性接着剤は、UV照射により硬化しなかったため、評価可能な粘着テープを製造することができなかった。また、比較例4の粘着性接着剤を用いて粘着テープを製造する際に、粘着層をシート状のウレタンフォームに適切に貼り合すことができなかったため、評価可能な粘着テープを製造することができなかった。このため、比較例4,比較例6及び比較例7の粘着テープに対する物性評価は行われていない。
【0047】
まず、JIS K 0237に基づく方法(90°剥離試験方法)に準拠して、粘着テープの剥離強度(N/25mm)を測定した。その測定結果を、
図4〜
図7の「90°剥離強度」の欄に示しておく。
【0048】
また、JIS K 0237に基づく方法(ボールタック試験方法)に準拠して、ボールタック(ボールNo.)を測定した。その測定結果を、
図4〜
図7の「ボールタック」の欄に示しておく。
【0049】
さらに、上述した方法に準拠して、耐熱保持力(分)を測定した。その測定結果を、
図4〜
図7の「耐熱保持力」の欄に示しておく。
【0050】
以上の評価結果から、ビニルエーテル基を複数有するウレタンプレポリマーに、ポリチオールだけでなく、モノチオールをもエンチオール反応によって重合させることで、粘着力の高い粘着性接着剤によって粘着テープを製造できることが解る。具体的には、モノチオールが配合されていない比較例1の粘着テープでは、剥離強度が3.5(N/25mm)であり、ボールタックが、ボールNo.20である。一方、モノチオールが配合されている実施例の全ての粘着テープでは、剥離強度が4.0(N/25mm)以上であり、ボールタックが、ボールNo.22以上である。このことから、粘着力の向上にモノチオールが有効であることは明らかである。
【0051】
ただし、モノチオールとポリチオールとの含有量に対するチオール基が3個以上のチオールの含有量の比率(3官能基チオール率)が低過ぎても、高過ぎても、粘着テープの粘着力は低下する。具体的には、比較例2の粘着テープでは、3官能基チオール率が62%であり、剥離強度が3.8(N/25mm)である。また、比較例3の粘着テープでは、3官能基チオール率が28%であり、耐熱保持力が20(分)である。一方、実施例の全ての粘着テープでは、3官能基チオール率が32.5〜58%であり、剥離強度が4.0(N/25mm)以上、耐熱保持力が30(分)である。このことから、3官能基チオール率は、ある程度の誤差を考慮して、30〜60%であることが好ましい。
【0052】
また、粘着性接着剤の原料であるウレタンプレポリマーの重量平均分子量は、粘着性接着剤の粘度に影響する。具体的には、比較例8の粘着性接着剤では、ウレタンプレポリマーの重量平均分子量が1181であり、粘度が400(mPa・s)である。また、比較例9の粘着性接着剤では、ウレタンプレポリマーの重量平均分子量が20755であり、粘度が20000(mPa・s)である。一方、実施例の全ての粘着性接着剤では、ウレタンプレポリマーの重量平均分子量が1581〜10757であり、粘度が700〜10000(mPa・s)である。このことから、ウレタンプレポリマーの重量平均分子量は、ある程度の誤差を考慮して、1000〜15000であることが好ましい。
【0053】
また、全チオール基の全当量数の、各ウレタンプレポリマーのビニルエーテル基の全当量数に対する比率(エン/チオール比)は、高過ぎても、低過ぎても、粘着性接着剤が硬化せず、適切な粘着テープを製造することができない。具体的には、比較例6の粘着性接着剤では、エン/チオール比は0.5であり、比較例6の粘着性接着剤はUV照射によって硬化しない。また、比較例7の粘着性接着剤では、エン/チオール比は1.7であり、比較例7の粘着性接着剤はUV照射によって硬化しない。一方、実施例の全ての粘着性接着剤では、エン/チオール比は0.7〜1.5であり、全実施例の粘着性接着剤はUV照射によって硬化する。このことから、エン/チオール比は0.7〜1.5であることが好ましい。
【0054】
ただし、エン/チオール比が0.7である場合には、実施例8に示すように、剥離強度,耐熱保持力,ボールタックは許容範囲内であるが、比較的低い。また、エン/チオール比が1.5である場合にも、実施例9に示すように、剥離強度,耐熱保持力,ボールタックは許容範囲内であるが、比較的低い。一方、エン/チオール比が1.0である場合には、実施例1〜7に示すように、剥離強度,耐熱保持力,ボールタックに関して、殆ど良好な結果となっている。このため、エン/チオール比は、ある程度の誤差を考慮して、0.9〜1.1であることが好ましく、特に、1.0であることが好ましい。
【0055】
また、比較例4の粘着テープのように、転写法により粘着テープを製造すると、粘着層とシート状のウレタンフォームとが適切に密着しないため、適切な粘着テープを製造することができない。一方、実施例の粘着テープのように、硬化前の粘着性接着剤に、シート状のウレタンフォームを貼り合せる方法により粘着テープを製造すると、粘着力の高い粘着テープを製造することができる。このことから、粘着テープの製造方法として、硬化前の粘着性接着剤に、シート状のウレタンフォームを貼り合せる方法を採用することが好ましい。
【0056】
そして、最後に、比較例5の粘着テープは、溶剤系の粘着性接着剤を用いて製造されている。このため、この粘着テープ製造時には、接着剤中の溶剤を除去するために乾燥工程が必要であり、手間である。また、溶剤の使用により、人体,環境等に悪影響を及ぼす虞がある。一方、実施例の粘着テープでは、光を照射することで、エンチオール反応によって、粘着テープが製造される。このため、実施例の粘着テープによれば、溶剤系の粘着性接着剤を用いて製造される粘着テープの問題点を解消することが可能である。また、比較例5の粘着テープでは、耐熱保持力が5(分)であり、ボールタックが、ボールNo.21である。一方、実施例の全ての粘着テープでは、耐熱保持力が30(分)以上であり、ボールタックが、ボールNo.22以上である。このことからも、実施例の粘着テープが、溶剤系の粘着テープより優れていることは明らかである。
【0057】
以下、本発明の諸態様について列記する。
【0058】
(1)シート状の基材と、その基材の少なくとも片面に設けられた粘着層とを備えた粘着テープであって、
前記粘着層が、
アリルエーテル基とビニルエーテル基との少なくとも一方を複数有するウレタンプレポリマーと、チオール基を1個有するモノチオールと、チオール基を複数有するポリチオールとからなる粘着性接着剤を、光重合反応により硬化させることで形成されることを特徴とする粘着テープ。
【0059】
(2)前記基材が、発泡体であることを特徴とする(1)項に記載の粘着テープ。
【0060】
(3)前記粘着層が設けられる前記基材の少なくとも片面が、連続気泡が露出した面であることを特徴とする(2)項に記載の粘着テープ。
【0061】
(4)前記モノチオールが有するチオール基と前記ポリチオールが有するチオール基との全当量数の、前記ウレタンプレポリマーが有するアリルエーテル基、若しくはビニルエーテル基の全当量数に対する比率が0.7〜1.5であることを特徴とする(1)項ないし(3)項のいずれか1つに記載の粘着テープ。
【0062】
(5)前記ウレタンプレポリマーの重量平均分子量は、1000〜20000であることを特徴とする(1)項ないし(4)項のいずれか1つに記載の粘着テープ。
【0063】
(6)前記ポリチオールは、
チオール基を2個有するチオールと、チオール基を3個以上有するチオールとによって構成されることを特徴とする(1)項ないし(5)項のいずれか1つに記載の粘着テープ。
【0064】
(7)前記モノチオールと前記ポリチオールとを合わせた量が100質量%である場合の前記チオール基を3個以上有するチオールの量が、30〜60質量%であることを特徴とする(6)項に記載の粘着テープ。
【0065】
(8)前記粘着性接着剤の80℃における粘度(JIS K7117−1)が、500〜20000mPa・sであることを特徴とする(1)項ないし(7)項のいずれか1つに記載の粘着テープ。
【0066】
(9)シート状の基材と、その基材の少なくとも片面に設けられた粘着層とを備えた粘着テープの製造方法であって、
当該製造方法が、
前記基材の少なくとも片面に、アリルエーテル基とビニルエーテル基との少なくとも一方を複数有するウレタンプレポリマーと、チオール基を1個有するモノチオールと、チオール基を複数有するポリチオールとからなる粘着性接着剤を塗布する塗布工程と、
前記粘着性接着剤に光を照射する照射工程と
を含むことを特徴とする粘着テープの製造方法。