JP6022761B2 - 両面接着材の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、両面接着材の製造方法及び該両面接着材を備えた物品に関し、特に、エンブレムやネームプレート等の物品を自動車等の対象物に取り付けるために使用可能な両面接着材の製造方法、及び該両面接着材を備えた物品に関する。

従来、エンブレムやネームプレート等の物品を自動車の車体に取付ける際には、例えば、両面粘着テープの一方の面を該物品に接着し、次に該両面粘着テープを該物品の輪郭形状に合わせて切断し、該両面粘着テープの他方の面を車体に接着するという方法が採られている。或いは、両面粘着テープを物品の輪郭形状に合わせて打ち抜いたり、切り取ったりした後に該両面粘着テープの一方の面を該物品に接着することもある。例えば、特許文献１には、「得られたアクリルフォーム粘着剤は、工業用シール剤、粘着剤等として、ロール状、シート状、打ち抜き加工品、ストラップの形状で使用することができる」と記載されている。

他の方法として、スクリーン印刷によって接着剤を物品に印刷することもある。特許文献２には、「薄手の転写印刷シート等における文字、図柄等の印刷層の上に感圧接着剤層を形成する場合、及び、自動車の種々の計器パネルや電気機器の種々の操作パネル等の固定用として感圧接着剤層を設ける場合等に、スクリーン印刷がしばしば採用されている」と記載されている。

特開２００２−８０８０２号公報 特開平１−２９７４１６号公報

両面粘着テープを物品の輪郭形状に合わせて切断する方法では、該物品の輪郭形状が単純な矩形でない等の複雑なものであるときや、物品のサイズが大きく、その裏面の一部のみに両面粘着テープを貼り付ける場合、該両面粘着テープの相当量を廃棄処理する必要が生じており、該物品の形状によっては、使用した両面粘着テープのうちの多くがロスとなり、歩留まりが非常に悪い場合がある。

またスクリーン印刷で接着剤を物品に形成する場合、スクリーン印刷のための型を使用する必要があり、物品の形状毎に該形状に合った型を予め用意しなければならず、製造コスト面で不利であった。

そこで本発明は、使用する接着材の歩留まりを低下させることなく、より簡易な工程で、個々の物品の大きさと形状に適した両面接着材を製造する方法、及び該製造方法によって得られた両面接着材を備えた両面接着材付き物品を提供することを課題とする。

上記課題を達成するために、本発明の一態様は、物品を対象物に取り付けるための両面接着材を製造する方法であって、少なくとも二次元に稼動可能な、接着剤溶液吐出用のノズルを備えたロボットを用いて、シート状の第１の透光性部材の一方の面上の、物品形状に応じた特定領域に、光硬化性の接着剤を直接描画により塗布する工程と、前記第１の透光性部材の面上に塗布された接着剤に光を照射して硬化させる工程と、前記第１の透光性部材の面から硬化した接着剤を取り外して両面接着材として得る工程と、を有する、両面接着材の製造方法を提供する。

本発明の他の態様は、上記製造方法により製造された両面接着材を裏面に貼り付けた、両面接着材付き物品を提供する。

本発明に係る両面接着材の製造方法によれば、ロボットを用いた直接描画により、シート状の第１の透光性部材上に物品の形状に応じた特定領域のみに接着剤の塗布を行うため、特別な型などを使用せずに、使用する個々の物品にあわせ、適した形状と大きさの両面接着材を簡易な工程で形成することができる。したがって、使用する接着材の歩留まりを低下させることなく、任意の大きさと形状の物品に適した両面接着材の製造方法、及び該製造方法によって得られた両面接着材を備えた接着材付き物品を提供することができる。

本発明の実施形態に係る製造方法において、第１の透光性プレート上に接着剤を塗布する工程を説明する図である。 接着剤を塗布した後、第２の透光性プレートを配置して紫外線照射を行う工程を説明する図である。 図２の工程において第１及び第２の透光性プレートを横方向からみた側断面図である。 光硬化された接着剤を物品に取り付ける工程を説明する図である。 図３に類似する図であって、第２の透光性プレートを使用せずに紫外線照射を行う工程を説明する図である。

物品を対象物に貼り付けるために用いる両面接着材の製造方法について以下、図面を参照しつつ本発明の非限定的な実施形態について説明する。先ず、シート状の第１の透光性部材１０を用意し、図１に示すように、これを略水平に配置する。ここで、「シート状」とは、フィルム状あるいはプレート状のものも含む。なお、第１の透光性部材としては、紫外線を透過可能な樹脂フィルムやガラス基板等を単独であるいは貼り合わせたものを使用できる。また、「透光性」とは、後述する光硬化性接着剤を硬化させる際に接着剤に照射する光を透過できることをいい、例えば、紫外線硬化型接着剤を使用する場合は、紫外光（２００ｎｍ〜３８０ｎｍ）を約３０％以上、望ましくは５０％以上透過できることをいう。以下、ここでは、第１の透光性部材を第１のプレートと称する。

次に、第１のプレート１０の面上の、使用する物品の大きさ、形状に応じた特定領域に、ロボットを用いて、液状の光硬化性接着剤（以降、単に接着剤と称する）１２を直接描画により塗布する。ここで、「ロボット」とは、二次元または三次元の位置や移動速度、移動方向等の動きを自動制御できる装置である。ここで用いるロボットは、接着剤溶液吐出用のノズルを備えており、第１のプレートに対する相対的なノズルの位置を少なくとも二次元に自動制御できるものである。このようなロボットとしては、位置が固定された溶液吐出用のノズルとＸＹ方向に移動可能な架台、Ｘ方向に移動可能な溶液吐出用のノズルとＹ方向に移動可能な架台、またはＸＹ方向に移動可能な溶液吐出用のノズルと位置が固定された架台を有し、それぞれの移動量及び移動速度、および溶剤吐出量がプログラムにより制御可能な装置が使用できる。

例えば、接着剤を吐出するノズル１６を先端に取り付けたロボットアーム１８を有するロボット１４を用意し、物品の輪郭形状に対応した移動経路に沿ってノズルの吐出口が移動するようにロボット１４を制御しつつ、ノズル１６の吐出口から所定の流量で接着剤を吐出することで、第１のプレート１０の面上に接着剤を直接描画により塗布する。

光硬化性接着剤１２としては、アクリル系の接着剤であり、紫外線により硬化するタイプのものが一例として挙げられる。具体的には、ブチルアクリレート、ヘキシルアクリレート、２エチルヘキシルアクリレート、オクチルアクリレート、イソオクチルアクリレート、ノニルアクリレート、イソノニルアクリレート、ステアリルアクリレート、イソステアリルアクリレート、デシルアクリレート、ドデシルアクリレート、イソボルニルアクリレート、ベンジルアクリレート、フェノキシエチルアクリレート等のアルキル（メタ）アクリルモノマー、アクリル酸、Ｎ−ジメチルアクリルアミド、Ｎ−ビニルカプロラクタム、Ｎ−ビニルピロリドン、Ｎ−ビニルピペリジン、アクリロイルモルフォリンなどの共重合性のビニルモノマーなどから選ばれた１種類以上の成分から成る混合溶液を光重合することで得られた共重合ポリマーに、充填剤、着色剤、酸化防止剤などの添加材を含むアクリル系粘着剤を使用することができる。

次に、図２に示すように、接着剤１２が塗布された第１のプレート１０の上に、シート状の第２の透光性（例えば紫外線透過性）部材（以降、第２のプレートと称する）２０を載置する。こうして、両プレート間に接着剤１２を挟みこむ。第２のプレートとしては、第１のプレートと同様に、紫外線を透過可能な樹脂フィルムやガラス基板等を単独であるいは貼り合わせたものを使用できる。次に接着剤を硬化させるための光（例えば紫外線）を、第１のプレート１０及び第２のプレート２０の双方を通して接着剤１２に該光が到達するように接着剤１２の両側から照射する。図示例では、第１のプレート１０の下面側及び第２のプレート２０の上面側から、それぞれ紫外線を照射して接着剤１２を硬化させる。

ここで、側断面図３に示すように、第１のプレート１０に第２のプレート２０を重ね合わせる前に、両プレートを所定距離だけ離隔させるためのスペーサ２２を予め設けておいてもよい。使用する接着剤の粘度を調整することで、塗布時に接着剤の厚みを調整可能であるが、スペーサ２２により、後述する光硬化を行う間、第１のプレート１０と第２のプレート２０との間の空隙厚さをプレート全面にわたって均一とすることができ、故に光硬化後の接着材の厚さを均一にすることができる。なおスペーサ２２の厚さは所望の接着材の厚さに応じて適宜設定可能であるが、例えば０．２ｍｍ以上、０．４ｍｍ以上又は０．６ｍｍ以上とすることができ、また１．０ｍｍ以下、１．５ｍｍ以下又は２．０ｍｍ以下とすることができる。

接着剤１２は後述する紫外線硬化を行うまでの間、流動せず、所定形状を概ね維持できる程度の粘度を有することが望まれる。具体的には、例えば、粘度を２Ｐａ・ｓ以上とする。なお、当該粘度は６Ｐａ・ｓ以上がより好ましく、８Ｐａ・ｓ以上が特に好ましい。接着剤の粘度は、チキソ性付与材料の添加や、接着剤中の高分子含有量の増加によって制御できる。また接着剤１２には、最終的に得られる両面接着材に所望のクッション性を与えるために、中空ガラス充填剤やシリカ充填剤を添加してもよい。また、このような充填剤の添加によっても接着剤の粘度を上昇させることができる。

図４に示すように、接着剤１２を光硬化して得られた両面接着材１２’を第１のプレート１０及び第２のプレート２０から取り外す。その後、該両面接着材１２’の一方の面を物品２４に接着し、他方の面に剥離シート（図示せず）等を貼付し、接着材付きの物品２４が得られる。或いは、先ず第１のプレート１０及び第２のプレート２０の一方のみを光硬化した接着材から取り外し、物品２４に該接着材の接着面を取り付けた後に他方のプレートを取り外してもよい。図示例では、物品２４は接着材１２’と概ね同一又はやや大きめの寸法の取り付け面を有しており、これにより自動車の車体等の対象物に対して物品２４の略全面を好適に接着することができる。なお、第１のプレート１０および第２のプレート２０からそれぞれ接着材１２’を剥離しやすくするために、各プレート表面を直接シリコーン処理するか、シリコーン処理した樹脂フィルムを表面に貼っておいてもよい。

なお、図５に示すように、紫外線を上下方向から照射する前に、図２で説明した第２のプレート２０を配置する工程を省略することもできる。すなわち、接着剤１２の上面には光透過性のプレートを介さず直接紫外線が照射されるようにしてもよい。接着剤１２として、アクリル系粘着剤を使用する場合は、化学反応が雰囲気中の酸素の影響を受けて、硬化反応が阻害され、所望の接着力が得られなくなることがあるので、紫外線を照射する工程は窒素等の酸素を含まない雰囲気中で行うことが好ましい。しかし、図２のように接着剤１２の両側にプレートを配置する場合は、接着剤の両面がプレートによって実質的に密閉された状態となるので、紫外線照射を通常の空気中で行っても不都合は生じない。

本発明の実施形態では、ロボットを使用し、個々の物品の形状に応じた特定領域に、直接描画により接着剤を塗布できるので、スクリーン印刷のように型を使用せずとも接着剤を任意の大きさと形状にすることができる。従って、物品が特殊な形状であっても、物品を対象物に取り付けるために最適な形状に応じた両面接着材を得ることができる。また光硬化性の接着剤を、物品に直接塗布せずに透光性プレート上に配置するので、後の光硬化工程を容易かつ確実に行うことができる。さらに、相当量のロスが生じる両面粘着テープを用いる場合と異なり、塗布した接着剤は理論上は全て接着材として利用されるのでロスは殆ど生じず、コスト面及び環境面でも極めて優れている。

こうして得られた両面接着材は、物品の裏面に貼り付けられ、対象物への物品の取り付けに用いることができる。このような物品としては、自動車の車体に取り付けられる、エンブレム、ネームプレート、サイドクオーターガラス、スライドレール、バンパーモール、ドアホールシール、サイドミラーのミラー部分などを例示できるが、これらに限られない。また、対象物は、自動車に限らず、種々の電気製品、家具、その他の種々の対象物も例示できる。本実施形態の両面接着材は、種々の対象物への多種多様の物品の取り付けに使用できる。

以下、本発明の物品を対象物に貼り付けるために用いる両面接着材の製造方法について非限定的実施例を説明する。先ず、日本触媒社製のアクリル酸２エチルヘキシル（２ＥＨＡ）９０重量部と、三菱化学社製アクリル酸（ＡＡ）１０重量部と、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製の光開始剤（Ｉｒｇａｃｕｒｅ６５１）０．０５重量部とを混合し、得られた混合物の粘度が２Ｐａ・ｓになるまで該混合物に紫外線を照射した。次にその混合物１００重量部と、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製の光開始剤（Ｉｒｇａｃｕｒｅ６５１）０．１重量部と、日本エアロジル社製シリカ充填剤（Ａ２００）１．５重量部と、スリーエム社製中空ガラス充填剤（グラスバブルス）５．０重量部と、新中村化学社製アクリル架橋剤（ＨＤＤＡ）０．１重量部とを混合し、溶液状のアクリル系の紫外線硬化型接着剤を得た。なお該接着剤の粘度は８Ｐａ・ｓ（８０００ｃｐｓ）であった。

次に、第１のプレートとして、厚み５ｍｍのガラス基板上に、表面をシリコーン処理した厚み５０μｍのポリエチレンテフタレート（ＰＥＴ）を貼り付けたものを用意し、水平面に載置した。上記接着剤を、ロボットを用いて、第１のプレートのＰＥＴ面の物品形状に応じた特定領域に直接描画により塗布した。ロボットとしては、Ｎｏｒｄｓｏｎ ＥＦＤ社製のディスペンスコントローラ（ＰＥＲＦＯＲＭＵＳ Ｖ）及び接着剤液吐出用ノズルであるディスペンスバルブ（７２５ＤＡ−ＳＳ Ｆｌｕｉｄ Ｃｈａｍｂｅｒ）を備えた、株式会社サンエイテック社製の塗布形状制御ロボット（２２００Ｎ ｍｉｎｉ）を用いた。線幅約３ｍｍで、物品の輪郭に応じ５０ｍｍ／秒の描画速度で第１のプレート上の特定領域に直接描画により接着剤を塗布した。なお、接着剤の厚みは約０．８ｍｍに調整した。

次に、第１のプレートのＰＥＴ面上の塗布部の外周囲に、厚み０．８ｍｍのステンレス鋼シートで形成されたスペーサを配置した。スペーサ及び接着剤を介して、上記第１のプレート上に、第１のプレートと同じように、ガラス基板上にシリコン剥離処理を施したＰＥＴフィルムを貼った第２のプレートをＰＥＴ面同士が対向するように載置し、接着剤を第１のプレートと第２のプレートで挟んだ。

次に、第１及び第２のプレートを通して、両面から接着剤に紫外線を照射し、該接着剤を硬化させた。なお紫外線照射装置としては、Ｓｙｌｖａｎｉａ社製ＵＶランプ（ＶＣ７６９２ Ｔ１２バルブ）を用いた。照射した紫外線の光量は１Ｊであった。最後に、第１及び第２のプレートのガラス基板を除去し、ＰＥＴフィルムで挟んだ両面接着材を得た。

この後、この両面接着材から一方のＰＥＴフィルムをはがし、露出した接着面を物品の裏面に貼り付け、接着材付き物品を得た。

１０、２０ 透光性プレート
１２ 接着剤
１４ ロボット
２２ スペーサ
２４ 物品

Claims (3)

1. 物品を対象物に取り付けるための両面接着材を製造する方法であって、
   少なくとも二次元に稼動可能な、接着剤溶液吐出用のノズルを備えたロボットを用いて、シート状の第１の透光性部材の一方の面上の、物品形状に応じた特定領域に、光硬化性の粘度２Ｐａ・ｓ以上の接着剤を直接描画により塗布する工程と、
   前記光硬化性の接着剤を塗布する工程の後に、前記第１の透光性部材の面上に配置したスペーサを介して、前記第１の透光性部材と第２の透光性部材で前記接着剤を挟む工程と、
   前記第１の透光性部材の面上に塗布された接着剤に光を照射して硬化させる工程と、
   前記第１の透光性部材の面から硬化した接着剤を取り外して両面接着材として得る工程と、
   を有する、両面接着材の製造方法。
2. 前記光を照射して硬化させる工程において、前記第１の透光性部材及び前記第２の透光性部材の双方を通して光が前記接着剤に到達するように前記接着剤の両面から光を照射する、請求項１に記載の両面接着材の製造方法。
3. 前記光硬化性の接着剤は紫外線硬化型のアクリル系接着剤である、請求項１又は２に記載の両面接着材の製造方法。

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