JP2000119410A

JP2000119410A - 高分子フィルム及び粘着シート

Info

Publication number: JP2000119410A
Application number: JP10295377A
Authority: JP
Inventors: Yoshihide Murakami; 佳秀村上; Katsuhiro Okada; 勝博岡田
Original assignee: Nitto Denko Corp
Current assignee: Nitto Denko Corp
Priority date: 1998-10-16
Filing date: 1998-10-16
Publication date: 2000-04-25

Abstract

(57)【要約】【目的】粘着テープ製造時の加工性や貼付時の操作性
を十分に満足させながら、貼付時に十分な柔軟性と皮膚
への追随性を有する粘着テープの支持体に適した高分子
フィルムを提供する。【構成】ポリウレタン、ポリエーテルポリアミドのよ
うな熱可塑性のブロックポリマーに、ポリビニルピロリ
ドン、ポリビニルアルコールなどの親水性高分子を、重
量比で１：４９乃至４０：６０の割合で、溶解若しくは
分散させて本発明に係る高分子フィルムを成形する。当
該高分子フィルムは、吸水率５〜２００％、飽和含水状
態における引張弾性率が、乾燥時における引張弾性率の
５０％以下に設定するのが望ましい。この高分子フィル
ムのいずれか一方の面に、粘着剤層を形成して本発明に
係る粘着テープを得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は高分子フィルム及び
粘着シートに関する。具体的には、高い柔軟性や被着体
に対する追随性の要求される粘着シート、例えば皮膚貼
付用粘着シートなどの支持体に用いられる高分子フィル
ムであって、貼付前の加工性、貼付時の作業性を良好に
維持する機械的強度と、貼付後の柔軟性、追随性を共に
満たすことのできる高分子フィルム及び当該高分子フィ
ルムを利用した粘着シートに関する。

【０００２】

【従来の技術】皮膚のごとき、曲面でかつ可動性、屈曲
性を持った表面に対して適用される粘着シートの支持体
としては、皮膚に対する追随性を満たすために、高いゴ
ム弾性を持ったポリウレタンフィルムのようなエラスト
マーフィルムや、可塑剤を使用して柔軟性を高めた軟質
塩化ビニルフィルムが専ら使用されてきた。

【０００３】しかしながら、軟質塩化ビニルフィルムに
は、皮膚の伸縮に対する追随性がいまだ不十分であり、
貼付中の突っ張り感や皮膚刺激が発現しやすく、また、
柔軟性が十分ではないために、貼付中に端部がめくれや
すいという問題点があった。また、粘着剤中へフィルム
中の可塑剤が移行するといった現象も生じやすく、さら
に十分に安定した品質ものが得られないという問題点が
あった。

【０００４】また、エラストマーフィルムにおいても、
皮膚への追随性を十分に満たすためには、フィルムの持
つ機械的強度、例えば引張弾性率などを抑制する必要が
あり、このために粘着シートの製造途中にしわが入りや
すく、良好に巻き取れなかったり、あるいはいわゆるフ
ィルムの腰が不足し、粘着面同士が接着してしまうな
ど、製造時における加工性や貼付時の操作性の点に劣
る。

【０００５】この問題を解決するために、通常エラスト
マーフィルムは、得られたエラストマーフィルムを支持
・保持するために、別の支持用フィルムや支持用紙の上
に仮着担持されて供給、使用されることが多い。このた
め、製造工程や貼付作業等に煩雑さが生じると共に、支
持用フィルム等、不要廃棄物の発生やコストが高くなる
という問題があった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、粘着シート
製造時の加工性や貼付時の操作性を十分に満足させなが
ら、貼付時に十分な柔軟性と皮膚への追随性を有する粘
着シートの支持体に適した高分子フィルムを提供するこ
とを目的とし、それと共に、当該高分子フィルムを用い
ることにより、皮膚への貼付性を向上させた粘着シート
を提供することにある。

【０００７】そこで、本発明者らはエラストマーフィル
ムをベースにしながら鋭意検討した結果、柔軟性を有す
るエラストマー樹脂に、当該エラストマーよりも高弾性
体であり、かつ吸水能を有する高分子を混合して用いる
ことにより、上記目的を達成することを見出し、本発明
を完成するに至った。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の高分子フィルム
は、エラストマー樹脂と、当該エラストマー樹脂よりも
高い引張弾性率を有する親水性高分子を主成分とするこ
とを特徴としている。

【０００９】すなわち、本発明においては、エラストマ
ー樹脂中に、当該エラストマーより高弾性体であって吸
水性を有する親水性高分子を配合し、親水性高分子をエ
ラストマー樹脂中に溶解若しくは分散させた状態でフィ
ルム状とすることに上記目的を達成するものである。

【００１０】このような高分子フィルムとすることによ
り、皮膚に貼付した際には、皮膚からの発汗あるいは環
境中の水分を親水性高分子が吸収して可塑性を発揮す
る。この結果、貼付した際には高分子フィルムの引張弾
性率が低下し、高分子フィルムの柔軟性・追随性が向上
される。

【００１１】一方、粘着シートの製造時においては、親
水性高分子は十分には吸水されておらず、エラストマー
樹脂単独とほぼ同様か、むしろそれよりも大きな引張弾
性率を示すことができると考えられる。この結果、フィ
ルムの機械的強度を十分に保持することができ、従来よ
りも加工性に優れると共により柔軟性の高いフィルムを
得ることができる。

【００１２】ここにおいて、エラストマー樹脂とは、外
力を除くと直ちにほぼ原形に回復する物質であって、一
般に広くエラストマーとして使用されているものを意味
するが、本発明においては、常温における伸びが５０％
以上であって、引張弾性率が１〜１００ＭＰａの範囲に
あるエラストマー樹脂が好ましく用いられる。当該樹脂
としては、熱可塑性のブロックポリマー、例えば、ポリ
ウレタン、ポリエーテルポリアミド、ポリエーテルポリ
エステルといった、特に高極性である熱可塑性のブロッ
クポリマーが好適に用いられる。もちろん、以下に述べ
るような性質を達成できるものであれば、上記したエラ
ストマー樹脂に限られるものではない。ここにおいて、
引張弾性率とは、ＪＩＳＫ−７１１３に準拠した引張
試験を行い、当該方法により求められた値を意味する。

【００１３】当該エラストマー樹脂と溶解若しくは混合
される親水性高分子は、水に溶解若しくは膨潤する高分
子であれば特に限定されるものではなく、吸水性の高い
ものが好ましく用いられる。当該親水性高分子として
は、例えばポリビニルピロリドン、ポリエチレンオキサ
イド、ポリアクリル酸、ポリビニルアルコール、ポリビ
ニルメチルエーテル無水マレイン酸共重合体、アルギン
酸、カルボキシメチルセルロースや、これら各種高分子
の架橋体が挙げられる。

【００１４】これら親水性高分子を選定するにあたって
は、これら親水性高分子の乾燥時の引張弾性率が、使用
されるエラストマー樹脂の引張弾性率よりも高い値を有
している必要がある。上記したように、引張弾性率の高
い親水性高分子を混合することにより、粘着シート製造
時における加工性を維持することができる。

【００１５】また、本発明においては、これらの親水性
高分子を用いることにより、使用時に水分を吸収させて
柔軟性を向上させることを目的としており、吸水速度が
早く可塑化されやすい親水性高分子が好適に用いられ
る。したがって、これらの観点から、親水性高分子とし
ては、ポリビニルピロリドンが特に好適に用いられる。

【００１６】当該親水性高分子は、前記エラストマー樹
脂に対して、重量比で１：４９乃至４０：６０の混合比
となるように用いられる。親水性高分子の配合量が重量
比で１：４９未満、つまり、フィルムを形成する主成分
高分子中、２重量％未満では、水分吸収量が小さすぎ、
吸水による可塑化が高分子フィルム全体の物性に大きな
影響を及ぼさず、使用時における柔軟性向上という期待
する効果を十分に得ることができない。また、親水性高
分子の配合量が重量比で６０：４０、つまり、フィルム
を形成する主成分高分子中、４０重量％を越えると、支
持体としての実用性に乏しくなる。すなわち、得られた
高分子フィルムの水分吸収量が過剰となり、可塑化によ
りフィルム強度が極端に低下したり、フィルム表面に粘
着性が発現する。また、膨潤することによってフィルム
の寸法変形が大きくなったり、粘着シートとして皮膚貼
付中にしわが生じて、剥離しやすくなるといった問題を
生じる恐れがある。

【００１７】このようにしてエラストマー樹脂中に、当
該エラストマー樹脂よりも高い引張弾性率を有する親水
性高分子を混合して高分子フィルムを得ることができる
が、当該方法としては、従来からある公知のフィルム形
成方法を用いることができる。例えば、Ｎ，Ｎ−ジメチ
ルホルムアミド（ＤＭＦ）などの非水性溶媒などに両者
を混合撹拌した後、溶液キャスティング法により高分子
フィルムを形成する方法、あるいは混練機により両者を
加熱溶解しながら混練した後、Ｔダイなどを用いてフィ
ルムを形成する押出し法などが挙げられる。もちろん、
これらの方法に限られるものではない。なお、溶液キャ
スティング法による場合には、出来上がりの高分子フィ
ルムの吸水率を調整する際の困難性から、フィルム成形
中にできるだけ水分を吸収させない方が好ましく、含水
溶媒よりも非水系溶媒を用いるのが望ましい。こうする
ことにより、高分子フィルムの吸水率（あるいは含水
率）を一定に担保しやすい。

【００１８】また、当該高分子フィルム中には、物性の
調整する目的で必要に応じて、使用するエラストマー樹
脂や親水性高分子に適した架橋処理を施すことができ
る。例えば、放射線照射や過酸化ベンゾイルなどの過酸
化物、トリグリシジルイソシアヌレート、エポキシ化合
物といった各種架橋剤を用いる方法が挙げられる。当該
架橋剤の配合量としては、エラストマー樹脂と親水性高
分子の合計重量に対し、０．０１〜５重量％とするのが
適当である。さらに、同様の目的で、上記エラストマー
樹脂及び親水性高分子の配合比を変えない範囲で、必要
に応じ、高分子フィルムに一般的に使用されうるポリエ
チレングリコール、ポリプロピレングリコール、グリセ
リン、ポリグリセリン、ソルビトールなどの可塑剤、シ
リカ、アルミナ、酸化亜鉛、炭酸カルシウム、セラミッ
クスなどの各種有機、無機の充填剤、その他の安定剤、
紫外線吸収剤、顔料、着色剤などの添加剤を適宜添加す
ることができる。

【００１９】このようにして成形されたフィルムにあっ
ては、本発明の目的を十二分に達成するために、まず、
水分を十分に吸収することにより柔軟性を帯びるように
なる必要がある。このためには、高分子フィルムの吸水
率（実施例で述べる方法による）が５％以上であること
が望ましい。５％未満であれば高分子フィルムの物性変
化が小さすぎて、皮膚への貼付時に十分な柔軟性が向上
しない。一方吸水率が高い場合、具体的には２００％を
越えるような場合には、フィルム強度が極端に低下す
る、フィルム表面に粘着性が発現する、またフィルム寸
法が変形、特に大きくなることによるシワの発生といっ
た問題が生じる恐れがある。このため、出来上がった高
分子フィルムの吸水率として、５〜２００％に調整する
のが好ましい。

【００２０】さらに、高分子フィルムの機械的強度から
見れば、飽和含水状態における引張弾性率が、乾燥時に
おける引張弾性率の５０％以下となるようにフィルム物
性を調整するのが好ましい。本発明においては吸水する
ことにより柔軟性を発揮させることを目的とするもので
あって、飽和含水状態、つまり吸水時における引張弾性
率が乾燥時におけるそれよも５０％よりも大きいと、十
分な柔軟性、皮膚に対する追随性を得ることができな
い。より具体的には、引張弾性率の比（吸水時／乾燥
時）が５０％以下であって、吸水時における引張弾性率
が０．１〜１２ＭＰａであり、乾燥時には引張弾性率が
１５〜１５０ＭＰａの範囲にあるのが好ましい。この範
囲に機械的特性（引張弾性率）を設定することによっ
て、乾燥状態において粘着シートを製造する際の加工
性、貼付直前における貼付作業性を十分に満足させうる
と共に、湿潤状態にある皮膚貼付中においては、微妙な
応力、すなわち腕の曲げ伸ばし、手の握り等による伸縮
等に追随し、良好な貼付感が得られる粘着シートとする
ことができる。また、乾燥時には十分な引張弾性率を有
しているため、支持用フィルムや支持用紙の上に仮着担
持する必要もなくなる。

【００２１】このようにして成形されるフィルムの厚さ
としては、特に限定されるものではないが、皮膚貼付用
粘着シートとして利用する場合には、貼付時の操作性や
皮膚への追随性の観点から、２０〜９０μｍとすること
が望ましい。

【００２２】また、本発明の粘着シートは、上記した高
分子フィルムの少なくとも一方の面、つまりその片面若
しくは両面に、粘着剤層が形成されたことを特徴とす
る。

【００２３】当該粘着剤層としては、一般の粘着シート
として用いられる各種の粘着剤、例えばアクリル系、ゴ
ム系、シリコーン系など従来から公知である粘着剤を用
いることができる。また、本粘着シートは主として皮膚
面に適用して用いるものであるため、皮膚に対してかぶ
れなどを起こしにくい低刺激性の粘着剤、特にアクリル
系粘着剤が好適に用いられる。

【００２４】さらに、当該粘着シートの支持体として用
いられる高分子フィルムは、吸水することにより柔軟性
が高まり、皮膚、特に屈曲面などに好適に貼付される。
このため、粘着剤中あるいは皮膚から発散された水分が
支持体中に効果的に移行されるのが好ましい。従って、
用いられる粘着剤層中の水分含量によっても異なるが、
一般的に粘着剤の透湿度が３００ｇ／（ｍ²・２４時
間）以上であることが望ましく、さらには、皮膚への粘
着力が４０〜１５０ｇ／２０ｍｍの範囲に調整した粘着
剤を用いるのがよい。

【００２５】もちろん、これらの粘着剤に限らず粘着剤
自体に水分を多量に含有するものであっても、もちろん
差し支えないものである。

【００２６】

【実施例】以下、本発明に係る実施例を挙げ、本発明に
ついてさらに詳細に説明する。なお、以下の説明におい
て、「％」は「重量％」を意味するものとする。

【００２７】（実施例１）エラストマー樹脂としてポリ
エーテルポリウレタン（武田バーディシェウレタン工業
社製、商品名エラストランＯＨ３−３７）のＮ，Ｎ−ジ
メチルホルムアミド（ＤＭＦ）２５％溶液３２０ｇに対
し、親水性高分子としてポリビニルピロリドン（ＢＡＳ
Ｆ社製、商品名ルビスコールＫ−９０）のＤＭＦ２０％
溶液１００ｇを加え、撹拌機にて１０分間混合した。

【００２８】この樹脂の混合溶液を、シリコーンで離型
処理したポリエステルフィルム上に乾燥後の厚みが５０
μｍとなるようにキャスティングし、１６０℃の熱風乾
燥機中で、５分間乾燥させ、実施例１に係る高分子フィ
ルムを形成した。当該フィルムの離型処理面に、厚み３
０μｍのアクリル系粘着剤を直接塗布して粘着剤層を形
成し、実施例１に係る粘着シートを得た。なお、当該エ
ラストマー樹脂の引張弾性率は１２．５ＭＰａであり、
ＰＶＰの引張弾性率は１００ＭＰａ以上であった。

【００２９】（実施例２）エラストマー樹脂としてポリ
エーテルポリウレタン（大日精化工業社製、商品名レザ
ミンＰ−２１０）のＤＭＦ３０％溶液３６０ｇに対し、
親水性高分子としてポリビニルピロリドン（ＢＡＳＦ社
製、商品名ルビスコールＫ−９０）のＤＭＦ２０％溶液
６０ｇを加え、撹拌機にて１０分間混合した。この後、
実施例１と同様にして、実施例２に係る高分子フィルム
及び粘着シートを得た。なお、当該エラストマー樹脂の
引張弾性率は９．３ＭＰａであり、ＰＶＰの引張弾性率
は１００ＭＰａ以上であった。

【００３０】（比較例１）エラストマー樹脂としてポリ
エーテルポリウレタン（武田バーディシェウレタン工業
社製、商品名エラストランＯＨ３−３７）のＤＭＦ２５
％溶液を用いて、実施例１と同様にして比較例１に係る
高分子フィルム形成し、当該フィルム上に、厚み３０μ
ｍのアクリル系粘着剤を直接塗布して粘着剤層を形成
し、比較例１に係る粘着シートを得た。

【００３１】（比較例２）エラストマー樹脂としてポリ
エーテルポリウレタン（大日精化工業社製、商品名レザ
ミンＰ−２１０）のＤＭＦ３０％溶液を用いて、比較例
１と同様にして比較例２に係る粘着シートを得た。

【００３２】（比較例３）厚さ８５μｍの軟質塩化ビニ
ルフィルム（三菱化学ＭＫＶ社製）をそのまま用いて、
比較例１と同様にして比較例３に係る粘着シートを得
た。

【００３３】〔比較試験〕上記で得た実施例１、２のフ
ィルム及び粘着シート並びに比較例１〜３のフィルム及
び粘着シートを用い、以下に示す物性評価を行った。

【００３４】（機械的物性）上記で得た各フィルムを単
独で用い、乾燥時及び吸水時における引張試験を行っ
た。試験は、ＪＩＳＫ−７１１３に準拠し、幅２０ｍ
ｍ、長さ６０ｍｍに切断した各フィルムサンプルを、引
張試験機のチャック間を２０ｍｍに設定して固定した。
また、試験は、引張速度３００ｍｍ／分、２３℃、６０
％ＲＨの条件下で行い、各物性値（引張弾性率（ＭＰ
ａ）、引張強さ（ＭＰａ）、引張破断伸び（％））を測
定した。

【００３５】なお、乾燥時の測定には、各フィルムを２
３℃、３０％ＲＨの雰囲気下に２４時間放置したフィル
ムを用いた。さらに、吸水時の測定には、各フィルム
を、４０℃に保った蒸留水中にフィルムの表面が重なら
ないように６０分間浸漬し、取り出して表面の水分をろ
紙で拭ったものを用いた。なお、６０分間浸漬した状態
で各フィルムは飽和含水状態となっていた。

【００３６】（吸水率の評価）各フィルムを２３℃、３
０％ＲＨの雰囲気下に２４時間放置したのち、当該フィ
ルムを幅２０ｍｍ、長さ４０ｍｍに切断し、その重量
（Ｗａ）を測定した。その後、４０℃に保った蒸留水中
にフィルム表面が重ならないように６０分間浸漬し、取
り出して表面の水分を拭ったのち、吸水後の重量（Ｗ
ｂ）を測定した。次に、次式に従い、吸水率を算出し
た。吸水率（％）＝〔（Ｗｂ−Ｗａ）／Ｗａ〕×１００

【００３７】（屈曲部貼付性の評価）各粘着シートを幅
２０ｍｍ、長さ５０ｍｍに切断し、健常なボランティア
３名の手指の関節部に巻き付けて貼付し、貼付時の操作
性と貼付６時間後の粘着シートの接着性を評価した。

【００３８】貼付時操作性判定基準 ○：容易に片手でしわなく貼付することができた。 ×：シートがしわになりやすく、片手ではうまく貼付で
きなかった。

【００３９】接着性判定基準 ○：端部の剥がれがなく、全面が密着している。 ×：端部が部分的にめくれあがり、密着性が低下してい
る。

【００４０】〔評価結果〕これらの評価を、表１にまと
めた。

【表１】

【００４１】表１から分かるように、実施例１及び実施
例２の粘着シートにおいては、貼付操作性及び接着性共
に良好な結果を示した。また、これらのフィルムの物性
についても、飽和吸水時の引張弾性力が乾燥時の引張弾
性率の５０％以下であり、吸水率も５〜２００％の範囲
内にあった。

【００４２】このように、本発明の高分子フィルムを用
いた場合には、貼付操作性及び皮膚に対して追随性の良
好な粘着シートを得られることが確認された。

【００４３】

【発明の効果】本発明による高分子フィルムによれば、
エラストマー樹脂に、当該エラストマー樹脂よりも高い
引張弾性率を有する親水性高分子を配合しているので、
得られたフィルムの機械的強度を、粘着シート製造時の
加工性や貼付時の操作性を十分に満足させる程度にする
ことができる。

【００４４】また、吸水することによりフィルムの引張
弾性率が低下して柔軟性を帯びるようになる。従って、
当該高分子フィルムを支持体として用いることにより、
粘着シートの製造時には十分な機械的強度を確保すると
共に、貼付時には適度な柔軟性を有し、腕の屈曲等にも
容易に端部がめくれあがったりしない粘着シートを提供
できる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｃ０９Ｊ 7/02 Ａ６１Ｌ 15/06 Ｆターム(参考） 4C081 AA03 BB01 BB04 BB07 BB09 CA052 CA062 CA072 CA082 CA182 CA191 CA211 CA231 CB042 CB051 CC02 CC05 CD022 CD042 CE07 CF21 DA02 DA12 DC02 DC05 DC06 DC12 EA02 4F071 AA37 AA47 AA51 AA53 AA54 AA58 AA75 AF10Y AF20Y AH19 BC01 4F100 AK01A AK02A AK25 AK51 AK54 AL02A AL05A AL09A AR00B BA02 BA03 BA06 BA10B BA13 GB66 JB05A JB16A JD15A JK01 JK07A JK13 JL13B YY00A 4J004 AA05 AA10 AA11 AB01 CA03 CA06 CC02 FA09

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】エラストマー樹脂と、当該エラストマー
樹脂よりも高い引張弾性率を有する親水性高分子を主成
分とすることを特徴とする高分子フィルム。
【請求項２】前記親水性高分子を、前記エラストマー
樹脂に対して、重量比で１：４９乃至４０：６０の割合
で含有することを特徴とする請求項１記載の高分子フィ
ルム。
【請求項３】前記高分子フィルムは、吸水率が５〜２
００％であることを特徴とする請求項１又は２記載の高
分子フィルム。
【請求項４】前記高分子フィルムは、飽和含水状態に
おける引張弾性率が、乾燥時における引張弾性率の５０
％以下であることを特徴とする請求項１、２又は３記載
の高分子フィルム。
【請求項５】前記エラストマー樹脂は、熱可塑性ブロ
ックポリマーであることを特徴とする請求項１、２、３
又は４記載の高分子フィルム。
【請求項６】前記親水性高分子は、ポリビニルピロリ
ドンである請求項１、２、３又は４記載の高分子フィル
ム。
【請求項７】請求項１、２、３、４、５又は６記載の
高分子フィルムの少なくとも一方の面に、粘着剤層を形
成したことを特徴とする粘着シート。