JP2004534885A - 特に包装用途用の接着テープ - Google Patents
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Abstract
本発明は片面に接着剤が与えられている接着テープに関し、前記接着剤は、a)延伸を受けたポリオレフィンが基になったフィルム、b)前記フィルムの片面に塗布されていて天然ゴムラテックスを35から69.5重量%と炭化水素樹脂が基になった樹脂分散液を20から64.5重量%と油が基になった添加剤を0.5−20重量%含有する混合物から作られた接着剤層を含んで成る。
Description
【技術分野】
【0001】
本発明は、ポリオレフィンが基になった支持体を含んで成っていて前記支持体が天然ゴムラテックス(natural rubber latex)が基になった無溶媒接着剤組成物で片面が被覆されている(unilaterally coated)接着テープ(adhesive tape)、そして前記接着テープを包装用テープとして用いることに関する。
【背景技術】
【0002】
ポリオレフィン、例えば二軸配向ポリプロピレンなどが基になったフィルムと溶媒含有天然ゴムもしくは水性アクリレート分散液が基になった接着剤組成物が用いられている接着テープは公知であり、公知の製造業者が供給している。
【0003】
説明が例えば非特許文献1に与えられている。さらなる説明を非特許文献2および3に見ることができる。
【0004】
溶媒含有接着テープの生産に関連した公知欠点、例えば溶媒の再利用が困難なこと、溶媒が環境に放出されること、溶媒の引火性が高いことが理由で作業場が危険なこと、そして接着剤組成物を乾燥させる必要があることで被覆速度が制限されることなどが理由で、接着テープの生産に適した無溶媒技術の重要性が進展してきている。
【0005】
溶媒技術に関する上述した問題に加えて、接着剤組成物生産中に天然ゴムを素練りとして知られる工程で分解させる必要があることが欠点になっている。その結果として機械的負荷下で起こる分解の度合に応じて接着剤組成物の凝集力が顕著に低下してしまう。
【0006】
せん断応力と温度と大気酸素の組み合わせ作用下でゴムを故意に分解させる産業工程は技術文献で素練りと呼ばれており、これは一般に化学助剤の存在下で実施され、そのような助剤は素練り剤(masticating agents)または素練り促進剤(peptizers)またはよりまれであるが「化学的可塑化助剤」として技術文献で認識されている。
【0007】
ゴム技術では、添加剤の一体化をより容易にする目的で素練り段階が必要とされている。
【0008】
非特許文献4によれば、ゴム技術における素練りは、ゴムの可塑性を高くしそして/または(ムーニー)粘度を低くする目的で長鎖ゴム分子を分解させることに関して用いられる用語である。素練りは、特に、天然ゴムに処理を素練り剤の存在下で非常に低い温度のコンパウンダー(compounders)またはロール間で受けさせることで達成される。それに伴って生じる高い機械的力によってゴム分子が「引き裂かれる」ことでマクロラジカルが発生し、これらが大気の酸素と反応するとそれらの再化合は起こらない。素練り剤、例えば芳香族もしくは複素環式メルカプタンおよび/またはこれらの亜鉛塩またはジスルフィドを用いると一次ラジカルの発生が助長され、その結果として、素練り過程が加速される。活性化剤、例えばテトラアザポルフィリンまたはフタロシアニンの金属(鉄、銅、コバルト)塩などを用いると素練り温度を低くすることができる。天然ゴムの素練りでは素練り剤がマスターバッチ(これを用いるとそのような少量の化学品をゴム塊の中に均一に分散させるのが容易になる)の形態で約0.1から0.5重量%の量で用いられる。
【0009】
素練りは、溶媒を用いない標準的な重合体技術、例えばコンパウンド化(compounding)、移送および溶融状態の被覆などの全部で起こる劣化として知られる分解から明瞭に区別されるべきである。
【0010】
劣化は、プラスチックの外観および特性の変化をもたらすいろいろな過程の総称用語である。劣化は例えば化学的、熱、酸化、機械的または生物学的影響、さもなければ放射線[例えば(紫外)光]への暴露などで引き起こされ得る。その結果として、例えば酸化、鎖開裂、解重合、架橋および/または重合体側鎖消失などが起こる。重合体が劣化に対して示す安定性の向上は、添加剤、例えば抗酸化剤または光安定剤などの如き安定剤を添加することなどで達成され得る。
【0011】
天然ゴムホットメルト感圧接着剤(hotmelt pressure−sensitive adhesives)が基になっている非常に劣化した接着剤組成物を接着テープ、特に再利用紙または厚紙包装材(cardboard packaging)で作られたカートンを密封するための包装用テープで用いると、そのようなカートンはあまりにも早期に開いてしまう。このカートンの蓋を横切る張力(これは前記カートンの中に包装されている材料の圧力でか或は包装用材料の張力によって引き起こされる)が密封に対抗するほど大きいと包装用テープが滑りを起こす結果として接着テープが前記カートンの表面から剥がれてカートンが開いてしまう。
【0012】
従って、ノズルで被覆が行われる天然ゴムが基になった接着剤組成物を用いて厚紙包装材用の包装用接着テープを製造するのは不可能であった。そのような組成物が示す凝集力は充分でない。天然ゴムラテックス[即ち、水が基になっている天然ゴム]が基になった接着剤組成物を用いる時には如何なる種類の機械的ゴム分解も起こさせる必要はない。従って、そのような接着剤組成物は優れた凝集力を有することで区別される。
【0013】
天然ゴムが基になった接着剤組成物が用いられている接着テープが示す凝集力そしてこれが与える包装保護(packaging security)の向上は、ゴム接着剤組成物を架橋させそして/または接着剤組成物調製過程中に使用する天然ゴムが分解を起こす度合をずっと小さくして分子量がより高いままであるように調製方法を変えることで達成可能である。それによって、接着テープがカートン表面の上を滑ること(この上に記述したように)に対抗することが可能になる。
【0014】
接着テープ、特に包装用テープを製造する時に溶媒を用いない技術は、今までのところ、アクリレート分散液が基になった接着剤組成物の使用および溶融状態の熱可塑性弾性重合体の使用に限定されていた。
【0015】
そのような熱可塑性弾性重合体、主にポリスチレンブロックを含有するブロック共重合体の利点は、軟化点が相対的に低いことに相当して塗布または被覆工程が簡潔なこと、およびまた、上述した溶媒が基になった技術の欠点を持たないことにある。
【0016】
水性接着剤が基になったさらなる無溶媒系、例えばポリ酢酸ビニル、ポリ酢酸ビニル−エチレン共重合体、ネオプレン、スチレン−ブタジエン、ポリウレタンおよびポリビニルアルコールなどが基になった接着剤系が用いられるケースはあるとしてもほとんどない、と言うのは、価格および/または性能構造が接着テープ、特に包装用テープにとって好ましくないからである。
【0017】
重要な大部分の水性接着剤系およびまたそれらの使用の概略が非特許文献5に与えられている。
【0018】
感圧ゴム接着剤を無溶媒で調製および加工するルートはいろいろ知られている。
【0019】
そのような接着剤組成物およびこれらを感圧接着剤(PSA)の分野で用いることに関する概略が非特許文献6に与えられている。
【0020】
このような公知方法は全部がゴムの分解が非常に広範に起こることを特徴とする。そのような組成物を更に加工して自己接着性テープにするには極端な架橋条件が要求され、かつまた、塗布プロファイル(application profile)の結果がある度合であるが制限され、特に結果として得た自己接着性テープを相対的に高い温度で用いることに関して制限される。熱可塑性プラスチックでない弾性重合体、例えば天然ゴムまたは他の高分子量ゴムなどが基になった無溶媒ホットメルトPSAなどは、接着剤組成物を架橋させる段階を設けないと、大部分の用途で充分な凝集力を示さず、従って、包装用接着テープに関連して用いるには適さない。このように天然ゴムが基になった未架橋の接着剤組成物が破損を起こす理由は、天然ゴムが基になった接着剤組成物の加工の結果および/または調製過程の結果として分子量が相対的に大きく低下することで接着剤組成物の凝集力が低下するか或は充分でなくなることにある。
【0021】
可塑剤を高い比率で添加しそして/または同時にゴムを強力に素練りすることで組成物の製造を達成する方法が特許文献1に記述されている。このような方法を用いて極めて高い粘着性を示すPSAを得ることは可能であるが、使用者に適合する(user−compatible)せん断強度を達成するのは後で架橋を相対的に高いレベルで起こさせたとしても限られた度合のみ(可能であるとしても)である、と言うのは、可塑剤の含有量が相対的に高くなってしまうか或はさもなければ弾性重合体の分子構造がひどい分解を起こして平均分子量Mwが≦百万になってしまうからである。
【0022】
熱可塑性プラスチックでない天然ゴムに加えてまたブロック共重合体も約1:1の比率で含有する重合体ブレンド物を用いたとしても、結果として自己接着テープを比較的高い温度で用いた時のせん断強度が高くはならずまた特許文献1に記述されている特性が有意には向上しないことから、本質的に満足されるものでなく、妥協した解決法である。
【0023】
生天然ゴムラテックスは植樹林から供給された後、精製、保存および濃縮を適切な方法で受ける。ラテックスの種類および処理方法の一般的な記述が非特許文献7に与えられている。
【0024】
天然ゴムラテックスはラテックスツリー(latex trees)として知られる木から天然産物として収穫される。分離および精製の目的でいろいろな工程段階を受けた後の天然ゴムラテックスは下記の基本的4種類に区別される:
1. 0.7重量%の高いアンモニア含有量を有する標準的天然ゴムラテックス、
2. 0.2重量%の低いアンモニア含有量を有していて酸化亜鉛と<0.035重量%のテトラメチルチウラムジスルフィドと組み合わされている天然ゴムラテックス、
3. 遠心分離を2回受けた特に高純度の天然ゴムラテックス、
4. 特殊な用途の目的で加硫をある程度受けた天然ゴムラテックス。
【0025】
天然ゴムラテックスが基になった接着剤組成物を調製する時には天然ゴムに素練りも関連した分解も受けさせる必要はない、と言うのは、溶媒を含有しない水性接着剤組成物の場合の成分の混合は素練りを伴わず、従って分子の分解を機械的負荷下で起こさせることのない単なる混合で達成されるからである。その結果として、天然ゴムラテックス/イソプレン分子は密に絡み合い(interlooping)、素練りを行わないことから高い分子量を有し、幅広い分子量分布を示しかつ低い軟化点Tgを有する。
【0026】
このような要因の結果として樹脂のブレンドでもたらされる接着剤組成物は凝集力と接着力の間の非常に良好な均衡を示しかつまた接着テープが示す特性プロファイルに関しても非常に幅広い温度範囲に渡って非常に高い性能を示す。
【0027】
天然ゴムラテックスが基になった水性接着剤組成物の製造は公知である。そのような接着剤組成物は、この上に記述したように、自己接着性ラベルを製造する時に用いられている。これは通常の分散接着剤(dispersion adhesives)製造方法を用いて行われている。
【0028】
天然ゴムラテックスを含んで成る接着剤組成物系の製造も同様に特許文献2に記述されている。これには、分散接着剤組成物の調製ばかりでなくまたコンパウンダー、ミキサーまたは押出し加工機を用いて天然ゴムラテックスを他の天然ゴム接着剤系に組み込むことも開示されている。そのようにして生じさせた接着剤組成物をフィルムまたは不織布の上に被覆してもよい。そのような接着剤組成物の持続する架橋を制御して起こさせる(これをまた合理的な製造過程の一部として用いることも可能である)ことで前記接着テープの包装特性(packaging properties)を向上させることは記述されていない。
【0029】
天然ゴムラテックスが基になった種類の接着剤組成物を用いることは、この上に既に挙げたように、他の大部分の接着剤組成物系よりも優れた良好な包装品質を達成しようとして持続する架橋を起こさせる必要がないことに当てはまる。
【0030】
この上に記述した安定化用樹脂分散液を用いかつまた天然ゴムラテックスを用い、従ってゴムの機械的分解を全く起こさせないならば、天然ゴムラテックスが基になった接着剤組成物の調製、処理および塗布が可能になり、従って接着テープの製造が可能になる、と言うのは、そのような接着剤組成物は非常に高い凝集力を有することで最適な包装保護を与えるからである。
【0031】
従って、天然ゴムが基になった接着剤組成物は、カートンを密封するための包装用接着テープにおける使用ばかりでなくまた他の包装用接着テープ、例えばバンドかけ用テープ(strapping tapes)などにおける使用でも充分な凝集力を示すはずである。
【0032】
特許文献3に記述されている接着テープでは、そのような幅広い温度範囲に渡る肯定的な性質が活用されており、その接着テープは天然ゴムラテックスが基になった接着剤組成物を含んで成る。天然ゴムラテックスを用いると低温における衝撃に対して強健になることが記述されている。
【0033】
さらなる点は、天然ゴムラテックスは特に幅広い範囲の用途を有することを特徴とする点にある。このように、天然ゴムラテックスは一方では包装用材料の接着剤組成物として用いるに適切でありかつ他方では接着剤技術以外の用途で用いるにも適切である。
【0034】
天然ゴムラテックスが基になった接着剤組成物系の欠点は、天然ゴムラテックス原料が機械的負荷に対して示す安定性が劣ることと、それに関連して接着剤組成物に入っている天然ゴムラテックスが凝固を起こす点にある。このように天然ゴムラテックスはせん断に敏感なことから、取り扱いの容易さが限定されかつ接着剤組成物技術および接着テープ産業でそれを用いる時の有効性が制限される。天然ゴムラテックスを含んで成る接着剤組成物をフィルムに高速で被覆することを可能にする接着テープ製造は今まで知られていなかった。
【0035】
安定化用樹脂分散液および/または表面活性物質、例えば乳化剤などを用いることで天然ゴムラテックスの安定性を有意に向上させることは可能である。しかしながら、表面活性物質を高濃度で用いて天然ゴムラテックスの安定性を向上させると、それに伴って接着剤組成物の凝集力が失われ、その結果として、安定性と充分な凝集力の間の適切な均衡を見つけだす必要がある。
【0036】
天然ゴムラテックスを接着剤組成物で一般的に用いることそしてまたラテックス安定化用樹脂分散液の使用が非特許文献8に記述されている。そのような天然ゴムラテックス安定化用樹脂分散液を用いると天然ゴムラテックスが基になった接着剤組成物の処理または被覆が可能になる。そのような分散液である接着剤組成物を重合体である支持体に問題なく塗布することができるようになれば接着テープ製造を産業的に実施することが可能になりかつ経済的に合理的に実施することが可能になる。適切な接着剤組成物を用いかつコーティングライン(coating lines)を技術的に設定して最適にするならば、そのような技術を用いることが可能になる。
【0037】
これに関連して、非特許文献8には、包装用途で用いるに適していて静か(quietly)に巻き戻すことができる接着テープの塗布および開発は記述されていない。しかしながら、静かに巻き戻すことができる接着テープを特にカートンの密封で用いることができるようにすることは、包装ホール(packaging halls)の雑音負荷が低下することで作業性能が向上する点で包装産業にとって非常に重要である。静かに巻き戻すことができることは、包装用接着テープを価格/性能の点で中位から上位に位置させる点で基本的に重要である。
【0038】
包装産業ではカートンを密封する時の包装用接着テープの取り付けは手でか或は機械的に行われる。これに関して、特に大型の包装ラインおよびホールでは、作業条件がより心地よくなるように、騒がしい音をたてない静かな巻き戻し挙動は包装用接着テープの追加的利点になる。このことはヨーロッパにおける包装用接着テープにとって重要な品質特徴である。
【0039】
静かに走り出る接着テープの場合の測定dB(A)は、25cmの距離で測定して80未満であるが、騒がしい音をたてて走り出る大きな音を出す包装用接着テープのdB(A)はずっと高いレベルに到達する。このことは非特許文献9に記述されている。
【0040】
配向ポリプロピレンが基になった支持体が用いられていて現在市場に出ている接着テープは接着剤の組成に応じて下記の種類に副次的に分割可能である:溶媒含有天然ゴムが基になった接着剤組成物が用いられた接着テープ(a)、スチレン−イソプレン−スチレンホットメルトPSAが基になった接着剤組成物が用いられた接着テープ(b)、および水含有アクリレート分散液が基になった接着剤組成物が用いられた接着テープ(c)。
(a)溶媒含有天然ゴムが基になった接着剤組成物が用いられたポリプロピレンが基になった包装用接着テープは、組成を適切にすると静かに走り出る。その目的を達成するには柔らかで可とう性のある組成物を用いる必要がある。しかしながら、そのような接着テープには一般に巻き戻し力を低くする目的で溶媒含有カルバメート被膜が与えられている。裏面を被覆すると結果としてそのような接着テープを巻き戻す時に騒がしい音が出てしまう。
(b)スチレン−イソプレン−スチレンホットメルトPSAが基になった接着剤組成物が用いられたポリプロピレンが基になった包装用接着テープが使用可能なのは裏面を適切に被覆した時のみである。裏面を被覆しておかないと、その組成物が有する化学的構造が理由で、そのような接着テープの巻き戻し力が非常に高くなってしまい、その結果として、巻き戻し過程中に支持体が損傷を受けることで包装特性がひどく悪化してしまう。そのような裏面の被膜、通常は溶媒含有カルバメート被膜を取り付けると、結果として、そのような接着テープを巻き戻す時に騒がしい音が極めて高い音で出てしまう。
(c)水含有アクリレートが基になった接着剤組成物が用いられたポリプロピレンが基になった包装用接着テープは、裏面、即ち接着剤組成物から遠い方の支持体面にコロナ処理を受けさせることと組み合わせて用いられる。そのように裏面にコロナ処理を受けさせておかないと、そのような接着テープが走り出る時に騒がしくて大きな音を出す。そのように裏面に受けさせるコロナ処理を適切に調整することで、そのような包装用接着テープが走り出る時に騒がしい音がしなくて静かであることを達成することができる。
【0041】
このことが特許文献4に記述されている。そのように支持体の裏面にコロナ処理(これは例えば被覆後の切断工程中に実施される)を受けさせると、接着テープの巻き戻し力が高くなることで、接着剤組成物が支持体から剥がれなくなる。巻き戻し過程が基になって接着剤組成物が支持体から剥がれると結果として騒がしい大きな音が出る巻き戻し挙動がもたらされてしまう。裏面にコロナ処理を適切な度合で受けさせておくと、結果として、そのような接着テープは静かな巻き戻しを取得する。裏面にコロナ処理を適切に受けさせることで巻き戻し力およびそれに伴う巻き戻し挙動を設定しかつ調整する。現時点の進展状況では、裏面にコロナ処理を受けさせていない接着テープは全部大きな音を出す巻き戻しを示す。
【0042】
接着テープのコロナ処理は実質的に欠点を伴う。1番目として、それは追加的作業段階を伴うことで追加的機械が必要である。コロナ処理を切断工程中に行う場合に使用可能な機械は切断用コロナ(cutting corona)が備わっている切断機のみである。ある場合には、そのことから追加的に機械を入手する必要がある。2番目として、所望効果の達成にとってコロナ処理度合の精度が決定的である。それによって工程の不確実さの度合が高くなることから、品質管理の度合を高くする必要がある。
【0043】
コロナ出力が充分でないと、所望の静かな巻き戻し効果が充分には達成されず、かつ結果として得た完成接着テープに後処理を受けさせるのは不可能であることから、結果として不合格品が生じてしまう。コロナ出力があまりにも高いと、巻き戻し力が過度に高くなってしまうことから、接着テープの巻き戻し中に支持体の過度の伸び、支持体の裂け、または接着剤組成物の移行が生じてしまう。
【0044】
天然ゴムが基になった接着剤組成物が用いられた接着テープの製造では、水が基になった下塗り剤および溶媒含有下塗り剤の両方が接着剤組成物と支持体フィルムの間の接着助長剤(adhesive promoters)として用いられる。その用いられる接着助長剤は、ある程度ではあるが、溶液の状態で塗布される天然ゴムが基になった接着剤組成物に架橋効果を与える。
【0045】
天然ゴムラテックスは一般に接着剤組成物の一成分であることが知られており、とりわけ特許に記述されている。天然ゴムラテックスが基になったそのような接着剤組成物の使用分野はラベルおよびプラスター技術分野の用途である。
【0046】
包装用接着テープではポリプロピレンが基になった一軸配向および二軸配向フィルムが多量に用いられている。カートンを密封する時の包装用接着テープの使用ではポリプロピレンが基になった二軸配向フィルムが好適ではあるが、バンド掛け用テープ分野では一軸配向ポリプロピレンフィルムが用いられる。そのようなフィルムは縦方向に非常に高い引張り強度と低い張力を有することで注目に価し、束ねおよびパレット包みに非常に適する。示す凝集力が充分でないか或はフィルムへの接着剤組成物のつなぎ止めが充分でない接着剤組成物を用いると、バンド掛け用テープが滑りを起こす結果としてパレットが滑ることでパレットの保護が充分でなくなってしまう。フィルムへの接着剤組成物のつなぎ止めが充分でないと、それをカートン密封用テープで用いた時に包装されたカートンがあまりにも早期に開いてしまう。
【0047】
いろいろな製造業者は接着テープを製造する時にポリ塩化ビニル(PVC)が基になった熱可塑性プラスチックフィルムを用いている。特にPETが基になったフィルムは、破壊時の伸びが高くかつ130℃から175℃の熱安定性が高くかつ希釈されたアルカリおよび酸に対して耐性を示すことで区別される。その上、ポリエステルが基になったフィルムは非常に高い耐摩滅性と耐貫入性(penetration resistance)を示すが、包装用接着テープの分野では、それらの価格がポリオレフィンが基になったフィルムに比べて比較的高いことが理由であまり普及していない。
【特許文献1】
CA 698 518
【特許文献2】
EP 0 960 923 A1
【特許文献3】
JP 56 030 481
【特許文献4】
EP 0 096 841
【非特許文献1】
Stefan Rober著「Packaging Tapes」、Handbook of Pressure Sensitive Adhesive Technology、第3版、Donatas Satas編集、Satas & Associates、Warwick、Rhode Island、787−814頁
【非特許文献2】
G.Pedala著「European Adhesives & Sealants」、10(4)、1993、29
【非特許文献3】
R.W.Andrew著「European Adhesives & Sealants」、2(2)、1985、18
【非特許文献4】
Rompp Lexikon Chemie−Version 1.5、Stuttgart/New York:Georg Thieme Verlag 1998
【非特許文献5】
Rapra Rev.Rep.1997、9(5)、3−30 Rapra Technology Ltd.の中の「Solvent free adhesives」、T.E.Rolando(H.B.Fuller)
【非特許文献6】
「Natural Rubber Adhesive」(G.L.Butler、Handbook of Pressure Sensitive Adhesive Technology、第3版、Donata Statas編集、Van Nostrand Reinhold New York、261−287頁)
【非特許文献7】
「Naturkautschuk−Technisches Informationsblatt」[Natural rubber−technical information sheet]、Malaysian Rubber Producers Research Association、L1、1977および「Kautschuktechnologie」[Rubber technology]、Werner Hofmann、Gentner Verlag、Stuttgart、51頁以降
【非特許文献8】
「Tackified waterborne adhesive for PSA tapes」、J.G.de Hullu、European Adhesives & Sealants、12(1998)、11−12頁
【非特許文献9】
Beiersdorf AGによる表題が「Schallpegelmessungen」(ノイズレベル測定)の内部調査報告書
【発明の開示】
【0048】
本発明の目的は、配向ポリオレフィンが基になったフィルムと天然ゴムラテックスが基になっていて無溶媒で調製された水が基になった接着剤組成物を含んで成る接着テープを提供することにあり、前記テープは静かな巻き戻し挙動(quiet unwind behavior)を示す。
【0049】
その上、前記接着テープは巻き戻しが容易でなければならい。加うるに、本新規な接着テープは商業的厚紙包装材用の包装用テープとして用いるに卓越した適切性を示すべきである。
【0050】
本目的を主請求項に明記する如き接着テープを用いて達成する。副請求項は本発明の主題事項の有利な進展に関する。本発明は更に本発明の接着テープの使用に関する提案も提供する。
【0051】
従って、本発明は、配向ポリオレフィンが基になったフィルムを含んで成っていて片面が自己接着剤で被覆されている(unilaterally self−adhesively coated)接着テープを提供する。
【0052】
前記フィルムの片面に
天然ゴムラテックスを35から69.5重量%、
炭化水素樹脂が基になった樹脂分散液を20から64.5重量%、
油が基になった添加剤を0.5から20重量%、
含んで成る混合物から作られた接着剤層を与える。
【0053】
驚くべきことに、適切な添加剤を用いて天然ゴムラテックスが基になった接着剤組成物とポリプロピレンが基になった支持体を前記接着剤組成物がより柔らかくなることで巻き戻し挙動が向上するように調整することができることを見いだし、これは本分野の技術者にとって全く予想外なことであった。本ケースでは、ノイズレベル(noise level)が80dB(A)未満であると言った巻き戻し挙動を達成することができる。
【0054】
そのような種類の添加剤はとりわけ鉱油が基になった添加剤であり得る。
【0055】
本発明に従って使用可能なフィルムには、ポリオレフィンが基になった一軸および二軸配向フィルムが含まれ、その上、エチレン単位および/またはポリプロピレン単位を含有する配向ポリエチレンまたは配向共重合体が基になったフィルムも含まれる。
【0056】
一軸配向ポリプロピレンは縦方向に非常に高い引張り強度と低い伸びを示すことで注目に価し、これを例えばバンド掛け用テープの製造で用いる。ポリプロピレンが基になった一軸配向フィルムが本発明の接着テープの製造で用いるに特に好適であり、特に厚紙包装材および他の製品の束ねおよびパレット包み用の接着テープの製造で用いるに特に好適である。
【0057】
ポリプロピレンが基になった一軸配向フィルムの場合、厚みを好適には25から200μm、特に40から130μmの範囲にする。
【0058】
一軸配向フィルムは主に単層フィルムであるが、また、多層の一軸配向フィルムも原則として製造可能である。公知のフィルムは主に1層、2層および3層フィルムであるが、また、選択する層の数をより多くすることも可能である。
【0059】
とりわけカートン密封の保護で用いられる本発明の接着テープを製造する場合には、更に、ポリプロピレンが基になっていて縦(機械)方向の延伸比が1:4から1:9、好適には1:4.8から1:6で横(交差)方向の延伸比が1:4から1:9、好適には1:4.8から1:8.5の二軸配向フィルムも特に好適である。
【0060】
ASTM D882に従って10%伸び時に達成される機械方向の測定弾性係数が通常は1000から4000N/mm2、好適には1500から3000N/mm2であるようにする。
【0061】
ポリプロピレンが基になった二軸配向フィルムの場合、厚みを特に15から100μm、好適には20から50μmにする。
【0062】
ポリプロピレンが基になった二軸配向フィルムの製造はブローンフィルム押出し加工でか或は通常のフラットフィルム装置(flat film units)を用いて実施可能である。1層の二軸配向フィルムおよび複数層の二軸配向フィルムの両方が生産されている。また、多層フィルムの場合、いろいろな層の厚みおよび組成は同じであってもよいが、また、いろいろな厚みおよび組成も公知である。
【0063】
本発明の接着テープでは、ポリプロピレンが基になった単層の二軸もしくは一軸配向フィルム、および多層の二軸もしくは一軸配向フィルムが特に好適であるが、それらは層と層の間に充分なしっかりとした結合を有するものである、と言うのは、塗布過程で層剥離が起こると不利になるからである。
【0064】
特に配向ポリオレフィンが基になったフィルムの表面に幅広い公知方法、例えばコロナ処理または炎処理などによる処理を受けさせることができることから、ポリオレフィンが基になった熱可塑性フィルムへの接着促進剤の接着をコロナ処理または炎による前処理で向上させることができる。コロナ処理による表面処理が好適である。
【0065】
表面処理方法の概略が例えば論文「Surface pretreatment of plastics for adhesive bonding」、A.Kruse;G.Kruger、A.BaalmannおよびO.D.Hennemann;J.Adhesion Sci.Technol.9巻、No.12、1611−1621頁(1995)に含まれている。
【0066】
本発明の接着テープ用二軸配向フィルムの接着剤組成物に面する面にコロナもしくは炎による前処理を受けさせるか或は接着促進剤を存在させる場合には、前記組成物から遠い方の面に表面処理および/またはコロナもしくは炎による前処理を受けさせない。
【0067】
本発明の好適なさらなる態様では、場合により炎もしくはコロナによる処理を受けさせておいてもよいフィルムと接着剤層の間に接着促進剤を存在させることで前記接着剤組成物と前記フィルムの有効な接着を保証しかつ前記接着剤組成物の架橋を保証する。
【0068】
場合により接着剤組成物と支持体フィルムの間に用いてもよい接着促進剤で前記層と層の間の接着力を最適にする。
【0069】
前記接着剤層の塗布率を特に10から45g/m2にする。好適な1つの態様では、塗布率設定を13から28g/m2にする。
【0070】
特に好適な1つの変法では、本発明の接着テープの接着剤組成物の天然ゴムラテックス含有量を45から60重量%にする。また、他の天然ゴムラテックスおよびまたいろいろな種類の天然ゴムラテックスの混合物を存在させることも本発明に従う。
【0071】
用途に応じて、下記の成分を互いに独立させて本接着剤組成物に添加してもよい:
a)老化抑制剤を0.1から5重量%、
b)消泡剤を0.05から5重量%、
c)少なくとも1種の着色顔料を0.05から20重量%、および/または
d)少なくとも1種の安定剤を0.05から10重量%。
【0072】
本発明の接着テープで用いる原料は好適にはアンモニア含有量が0.7重量%の標準的天然ゴムラテックスである、その理由は、1番目として、この挙げた天然ゴムラテックスは価格が有利であることと、2番目として、それは相対的に高いアンモニア含有量を有することから有効な安定性を有する天然ゴムラテックスを生じるからである。天然ゴムラテックスは実質的に接着テープ用接着剤組成物に含有させて用いるに非常に高度に適する。そのようなラテックスは非常に高い分子量を有し、分子鎖が絡み合っており、低いガラス転移温度を示し、そして接着剤組成物調製中に素練りを行わなくてもよいことから、天然ゴムラテックスが基になった接着剤組成物は接着力と凝集力の間の優れた均衡を示す。天然ゴムラテックスが基になった接着剤組成物を含んで成る接着テープを特に重要な種類のカートンの使用および低い温度に関連して用いる時、それはそのような特性を有することから非常に高いレベルの包装保護を保証する。
【0073】
この天然ゴムラテックスが示す機械的安定性は機械的せん断負荷に関して重要であり得る。機械的せん断負荷が強いと結果として天然ゴムラテックスの凝固がもたらされ、このことは、それを加工することができないことを意味する。天然ゴムラテックスが基になった接着剤組成物を機械的負荷に対して安定にする可能性には、1番目として、適切な安定化用樹脂分散液を用いることと、2番目として、乳化剤の使用が含まれる。
【0074】
本発明の接着テープにアンモニア含有量が高い標準的天然ゴムラテックスを天然ゴムラテックス含有量が好適には30から64.5重量%の範囲になるように含有させる。
【0075】
水性樹脂分散液、即ち樹脂が水に入っている分散液は公知である。それらの調製および特性が例えばHandbook of Pressure Sensitive Adhesive Technology、第2版、Donatas Satas編集、Van Nostrand Reinhold New Yorkの545−566頁のAnne Z.Casey著「Resin Dispersions」に記述されている。
【0076】
炭化水素樹脂の分散液も同様に公知であり、例えばHercules BVが商標名Tacolynの下で供給している。
【0077】
本発明の接着テープでは、炭化水素樹脂または改質を受けた炭化水素樹脂が基になった樹脂分散液を主な樹脂成分として用いる。本接着剤組成物の前記樹脂分散液含有量を35から69.5重量%、好適には前記樹脂分散液含有量を40から55重量%にする。前記樹脂分散液の固体含有量を特に40から69.5重量%、好適には45から60重量%の範囲にする。
【0078】
また、本発明に従い、いろいろな炭化水素樹脂の混合物およびまた本発明の炭化水素樹脂と他の樹脂の混合物が基になった樹脂分散液を使用することも可能である。
【0079】
改質炭化水素が基になった樹脂分散液も同様に公知であり、これに関連して特に興味の持たれる樹脂分散液は、芳香環で改質されているC5/C9炭化水素樹脂分散液である。このような樹脂分散液の極性、従って接着剤組成物の極性は芳香環の比率で調整可能である。接着剤組成物の極性ばかりでなく樹脂の硬度も影響を与える。そのような改質炭化水素樹脂分散液の極性は芳香環含有量が低ければ低いほど低い。
【0080】
本発明の接着テープに油が基になった添加剤、特に水に分散している鉱油を0.05から20重量%含有させる。
【0081】
本発明の接着テープの好適な1つの態様では、本接着剤組成物に水中に分散している鉱油を2から12重量%、特に好適な変法では3から10重量%含有させる。
【0082】
また、水の中に分散しているいろいろな油の混合物を用いることおよびまた分散していない鉱油を用いることも本発明に従う。
【0083】
加うるに、いろいろな油、例えば鉱油、天然油および合成油などを用いることも本発明に従う。いろいろな油の混合物を用いることも同様に本発明に従う。水性油分散液を用いるか或は油を適切な乳化剤系と一緒に直接用いることも同様に本発明に従う。
【0084】
本発明の接着剤組成物に含有させる油を有利には非極性脂質の群から選択する。本発明の目的で特に有利な油は以下に挙げる油である。
【0085】
【表1】
【0086】
油が基になった添加剤を有利に下記の群の物質から選択してもよい:
− 鉱油、鉱蝋、
− 油、例えばカプリン酸もしくはカプリル酸のトリグリセリドなど、好適にはヒマシ油、
− 脂肪、蝋および他の天然および合成脂肪物質、好適には脂肪酸と低炭素数のアルコール、例えばイソプロパノール、プロピレングリコールまたはグリセロールなどのエステル、または脂肪アルコールと低炭素数のアルカン酸もしくは脂肪酸のエステル、
− 安息香酸アルキル、
− シリコンオイル、例えばジメチルポリシロキサン、ジエチルポリシロキサン、ジフェニルポリシロキサンなど、およびこれらのハイブリッド(hybrid)形態。
【0087】
本発明の目的で油を有利には炭素原子数が3から30の鎖長を有する飽和および/または不飽和の分枝および/または未分枝アルカンカルボン酸と炭素原子数が3から30の鎖長を有する飽和および/または不飽和の分枝および/または未分枝アルコールのエステルから成る群、芳香族カルボン酸と炭素原子数が3から30の鎖長を有する飽和および/または不飽和の分枝および/または未分枝アルコールのエステルから成る群から選択する。その上、この種類のエステルである油を有利にはミリスチン酸イソプロピル、パルミチン酸イソプロピル、ステアリン酸イソプロピル、オレイン酸イソプロピル、ステアリン酸n−ブチル、ラウリン酸n−ヘキシル、オレイン酸n−デシル、ステアリン酸イソオクチル、ステアリン酸イソノニル、イソノナン酸イソノニル、パルミチン酸2−エチルヘキシル、ラウリン酸2−エチルヘキシル、ステアリン酸2−ヘキシルデシル、パルミチン酸2−オクチルドデシル、オレイン酸オレイル、エルカ酸オレイル、オレイン酸エルシル、エルカ酸エルシル、そして前記エステルの合成、半合成および天然混合物、例えばジョジョバオイルなどから成る群から選択してもよい。
【0088】
その上、そのような油を、有利には、分枝および未分枝炭化水素および炭化水素蝋、シリコンオイル、ジアルキルエーテルから成る群、飽和もしくは不飽和の分枝もしくは未分枝アルコールから成る群、そして脂肪酸のトリグリセリド、即ち炭素原子数が8から24、特に12から18の鎖長を有する飽和および/または不飽和の分枝および/または未分枝アルカンカルボン酸のトリグリセロールエステルから選択することも可能である。そのような脂肪酸のトリグリセリドを有利には例えば合成、半合成および天然油から成る群から選択してもよく、その例はオリーブ油、ヒマワリ油、大豆油、落花生油、菜種油、アーモンド油、パーム油、ココヤシ油、パーム核油、などである。
【0089】
また、そのような油成分と蝋成分の所望任意ブレンド物も本発明の目的で有利に使用可能である。また、適宜、蝋であるパルミチン酸セチルなどを単一成分として用いるのも有利であり得る。
【0090】
このような油を有利にはイソステアリン酸2−エチルヘキシル、オクチルドデカノール、イソノナン酸イソトリデシル、イソエイコサン、2−エチルヘキシルココエート(cocoate)、安息香酸C12−15アルキル、カプリル酸/カプリン酸トリグリセリドおよびジカプリリルエーテルから成る群から選択する。
【0091】
特に有利な混合物は、安息香酸C12−15アルキルとイソステアリン酸2−エチルヘキシルの混合物、安息香酸C12−15アルキルとイソノナン酸イソトリデシルの混合物、および安息香酸C12−15アルキルとイソステアリン酸2−エチルヘキシルとイソノナン酸イソトリデシルの混合物である。
【0092】
炭化水素の中ではパラフィン油、スクワランおよびスクワレンを本発明の目的で有利に用いることができる。
【0093】
水が基になった接着剤組成物用消泡添加剤は公知である。用いる消泡剤には、本質的に、鉱油もしくは他の油、改質脂肪が基になった消泡剤、シリコンおよび合成重合体が基になった消泡剤が含まれる。本接着剤組成物の性質および使用分野に応じて、それらを0.1から2重量%の分率で用いる。消泡剤は、液−気体接触面の所に合着フィルムを形成しそしてそのようにして揮発物除去を受けさせる媒体が最も小さい表面を形成するようにしそしてそれによって最も低いエネルギー状態を非常に短い時間の間に生じさせることで気泡を崩壊させる物質である。
【0094】
また、本発明に従う接着剤組成物に鉱油または他の油が基になった消泡剤を添加剤として添加する時、油が基になった消泡剤を比較的多い量で添加すると、その結果として、天然ゴムラテックスが基になった接着剤組成物が柔らかになる。
【0095】
本接着剤組成物に鉱油を水系と一緒に水性油分散液の状態でか或は適切な乳化剤を用いて直接添加してもよい。油を用いると天然ゴムラテックスが基になった接着剤組成物の可とう性および柔軟性が顕著に向上する。
【0096】
天然ゴムが基になった接着剤組成物用の老化抑制剤は公知である。下記の異なる3種類の老化抑制剤が特に接着剤組成物用抗酸化剤として用いられる:アミンが基になった老化抑制剤、ジチオカルバミン酸塩が基になった老化抑制剤およびフェノールが基になった老化抑制剤。フェノールが基になった老化抑制剤は紫外線および太陽光の影響下で非常に高い効果を示す。
【0097】
本発明の接着テープではフェノールが基になった老化抑制剤を用いる。この接着剤組成物にフェノールが基になった老化抑制剤を特に0.1から5重量%含有させる。また、本発明に従い、他の種類の老化抑制剤、例えばアミンが基になった老化抑制剤およびジチオカルバミン酸塩が基になった老化抑制剤などを用いることも可能である。
【0098】
天然ゴムが基になった接着剤組成物用の有機および無機顔料は公知である。天然ゴムが基になった接着剤組成物の色付けでは、特に二酸化チタンまたは二酸化チタンといろいろな色の着色顔料の組み合わせが用いられる。
【0099】
本発明の接着テープで用いるに適した有機および/または無機着色顔料は分散形態の顔料である。本接着剤組成物に有機および/または無機着色顔料を好適には0.05から20重量%含有させる。また、本発明に従い、いろいろな有機および無機顔料の混合物が基になった顔料を用いることも可能である。
【0100】
適切な安定剤を用いて天然ゴムラテックスに機械的せん断力に対する安定化を受けさせることができ、このようにして、凝固する傾向を低くするか或は完全に抑制することができる。適切な安定剤は合成カルボン酸のカリウム石鹸が基になった添加剤である。エトキシル化度が30を超えるエトキシレートも同様に安定剤として知られる。
【0101】
本発明の接着剤組成物に適切な安定剤を0.05から10重量%含有させてもよい。
【0102】
本発明の接着テープは公知方法で製造可能である。通常の製造方法の概略を例えばHandbook of Pressure Sensitive Adhesive Technology、第2版、Donatas Satas編集、Van Nostrand New Yorkの708−808頁のDonatas Satas著「Coating Equipment」に見ることができる。前記Handbookに同様に接着テープの公知乾燥および切断方法も見ることができる。
【0103】
本発明の接着テープは数多くの接着テープ用途で用いるに適する。重要な1つの用途分野は包装用途分野である。本接着テープはカートン密封用テープ、一般包装用接着テープ、バンド掛け用テープ、そしてプラスチック製包装材およびプラスチック製バッグ密封用の接着テープとして用いるに適する。本接着テープはパレット保護(pallet securement)で用いるに適する。さらなる用途は拘束されていない品物および輸送用品物、例えばパイプ、プランクなどを束にする用途である。本発明の接着テープは例えば冷蔵庫および他の電気および電子器具を輸送する時にそれらを保護する目的で使用可能である。さらなる用途には建設分野におけるラベル保護、表面保護など、そして包装用引裂き開放片(tear−open strips)が含まれる。また、オフィスセクター内の用途も可能である。
【0104】
本包装用接着テープに持たせる流れ方向長さ(running lengths)は特に66、100および1000mである。選択する通常のロール幅は18、24、36、48、50および72mmである。
【0105】
好適な色は褐色、白色および透明である。幅が144または150mmのロールに印刷を行った後、それを再び裂いてこの上に挙げた幅にする。
【0106】
本請求項の少なくとも1項記載の接着テープは、接着テープから25cmの距離の所の巻き戻しノイズ(unwind noise)が80dB(A)未満であることを特徴とする。
【0107】
以下の本文の目的は実施例を参照して本発明を説明することにあり、不必要に本発明を限定することを望むものでない。
【実施例】
【0108】
実施例a: フィルム
Radiciのポリプロピレンが基になった二軸配向フィルムを用いる。
フィルム厚 28μm
表示 Radil T
会社/製造業者 Radici SpA
破壊時伸び、MD 130%
破壊時伸び、CD 50%
弾性係数、MD 2500N/mm2
弾性係数、CD 4000N/mm2
未処理BOPPフィルムであるRadil T25が示す表面エネルギーは30mN/m未満である。このポリプロピレンの表面を接着促進剤で覆った時の表面エネルギーは、コロナ処理を受けさせた後、44から46mN/mである。
【0109】
未処理ポリプロピレンであるRadil T25のフィルム表面が示す表面エネルギーは30mN/m未満である。これは、接着剤組成物面とは反対側のフィルム面である。
実施例b: 成分
用いた成分:
b1 接着剤組成物の成分
b1.1 Weber & Schaer(Hamburg)から入手可能な天然ゴムラテックス(固体含有量60%)
b1.2.1 炭化水素樹脂が基になった水性樹脂分散液(Hercules BVのTacolyn 1070、固体含有量55重量%;軟化点70℃)
b.1.3 Great Lakes(米国)の老化抑制剤Loxinox 2246
b.1.4 Henkel(Dusseldorf)の消泡剤Foamaster 306
b.1.5 Paramelt(NL)の油分散液であるDiccera 11833
b2 下塗り剤の成分
b2.1 Tramaco(Hamburg)のTrapylen 6965W(塩素化度が低いポリプロピレン分散液)またはBASFのButofan LS103(スチレン−ブタジエン分散液)
実施例c: 配合
c1 接着剤組成物の配合A
配合を重量%で示す:
天然ゴムラテックス分散液 47重量%
Tacolyn 1070 47重量%
Dicerra 11833 5重量%
老化抑制剤 0.7重量%
消泡剤 0.3重量%
c2 下塗り剤の配合B
配合を重量%で示す:
Trapylen 6965W 100重量%、または
Butofan LS103 100重量%
実施例d: 接着剤組成物および下塗り剤の調製
被覆すべき接着剤組成物Aの調製を下記の如く行う:
d1 通常の機械的撹拌機を用いて天然ゴムラテックスを23℃で絶えず撹拌しながらこれに樹脂分散液を加える。その後、撹拌を注意深く更に15分間行う。
d2 段階1(d1)で得た混合物を注意深く撹拌しながらこれに老化抑制剤と消泡剤を入れる。次に、撹拌を15分間継続する。
d3 段階2(d2)で得た混合物を注意深く撹拌しながらこれに油分散液を入れる。次に、撹拌を15分間継続する。その後、被覆を行う。
【0110】
配合Bの下塗り剤の調製を下記の如く行う:
d4 Trapylen 6965WとButofan LS103を混合した後、さらなる予備処理なしに用いる。
実施例e: 被覆
ワイヤードクター(wire doctor)を用いてフィルムaを下塗り剤配合物Bそして接着剤組成物配合物AおよびBで被覆する。1番目の段階で前記下塗り剤を塗布して80から90℃で短時間乾燥させた後、直ちに、2番目の段階(インラインまたはオフライン)で接着剤組成物を前記下塗り剤層に塗布する。
【0111】
ワイヤードクターおよび被覆速度を、この被覆を受けさせたフィルムを乾燥させた後の測定接着剤塗布率が約18g/m2になりそして測定下塗り剤塗布率が0.6から0.8g/m2になるように調整する。被覆をパイロットコーティングプラントで操作幅(operating width)を500mmにしそして被覆速度を10m/分にして行う。このワイヤードクターアプリケーター(applicator)を用いた被覆ステーション(coating station)の下流に乾燥用トンネルを位置させ、これを熱風(約100℃)で操作する。この被覆を受けさせたフィルムに加工を幅が50mmで長さが60mの状態で受けさせた。
【0112】
貯蔵を23℃で2日間行った後そして貯蔵を23℃で1から3カ月行った後に技術的接着データを測定する。
実施例f: 結果
用いた試験方法の特徴を以下に簡単に述べる:
接着剤塗布率の測定では、被覆したフィルムから表面積が既知の円形試験片を切り取って重量を測定する。次に、石油スピリットを用いて接着剤組成物を除去した後、この時点で接着剤組成物を含まないフィルムの重量を再び測定する。その差から接着剤塗布率(g/m2)を計算する。
【0113】
厚紙に対する粘着力の特徴付けでは、標準的な商業用手動ローラーを用いて接着テープを厚紙に付着させた後、重さが2kgの鋼製ローラーを用いて押し付ける(上を2回転がす)。3分間待った後、接着テープを約30m/分の引き剥がし速度で厚紙表面に平行およびそれに対して約130°の角度で引き剥がす。裂けた紙の繊維の量を基準にして厚紙に対する粘着力を定性的に評価し、これをBeiersdorfのtesapack 4124(これの粘着力は非常に良好であると特徴づけられている)などの如き標準的な商業的包装用接着テープのそれと比較する。
【0114】
包装保護の測定では、標準的な商業用自動パッカー(packer)[Knecht、モデル6030およびシーリング装置(sealing unit)6230、ブレーキング路(braking path)なしに設定]を用いて、標準的カートン[Europakartonのディスパッチカートン(dispatch carton):長さx幅x高さ=425mmx325mmx165mm;クラフトライナー外側層(kraftliner outer ply)を125g/m2伴う二波形厚紙(bicorrugated cardboard)で作られている]を接着テープで密封する。接着テープを標準的U字型シールの中心に末端部表面の各々に60mmの接着テープが接着するように付着させる。カートンを豆で完全に満たして密封した後、横向きに置いて40℃および23℃で貯蔵する。このカートンが30日を超える期間に渡って密封されたままであるならば、包装保護が非常に良好であると特徴付ける。また、カートンに付着させた接着テープが滑ることに関しても特徴付けと記述を行い、接着テープが接着領域で示した挙動およびそれらの性質のそれぞれを基準接着テープのそれらと比較する(表1)。
【0115】
接着テープを45m/分の巻き戻し速度で巻き戻した時の巻き戻しノイズを測定する。Bruel & Kjearの標準的な商業用音レベルメーター(タイプ2226)を用い、これを接着テープのロールの中心から25cmの所に位置させて、巻き戻しノイズをdB(A)で測定する。測定音レベルが80dB(A)未満であるならば、これを静かであると等級付けする。
【0116】
巻き戻し力の測定では、巻き戻し速度を一定(30m/分)にしてトルクを測定しそして巻き戻し力(N/cm)を公知式に従って計算することで測定を行う。
【0117】
エンボス加工されていないフィルムを用いた本発明の接着テープを比較接着テープと比較して検査しかつ評価した時の結果を表1に示す。
【0118】
【表2】
【0001】
本発明は、ポリオレフィンが基になった支持体を含んで成っていて前記支持体が天然ゴムラテックス(natural rubber latex)が基になった無溶媒接着剤組成物で片面が被覆されている(unilaterally coated)接着テープ(adhesive tape)、そして前記接着テープを包装用テープとして用いることに関する。
【背景技術】
【0002】
ポリオレフィン、例えば二軸配向ポリプロピレンなどが基になったフィルムと溶媒含有天然ゴムもしくは水性アクリレート分散液が基になった接着剤組成物が用いられている接着テープは公知であり、公知の製造業者が供給している。
【0003】
説明が例えば非特許文献1に与えられている。さらなる説明を非特許文献2および3に見ることができる。
【0004】
溶媒含有接着テープの生産に関連した公知欠点、例えば溶媒の再利用が困難なこと、溶媒が環境に放出されること、溶媒の引火性が高いことが理由で作業場が危険なこと、そして接着剤組成物を乾燥させる必要があることで被覆速度が制限されることなどが理由で、接着テープの生産に適した無溶媒技術の重要性が進展してきている。
【0005】
溶媒技術に関する上述した問題に加えて、接着剤組成物生産中に天然ゴムを素練りとして知られる工程で分解させる必要があることが欠点になっている。その結果として機械的負荷下で起こる分解の度合に応じて接着剤組成物の凝集力が顕著に低下してしまう。
【0006】
せん断応力と温度と大気酸素の組み合わせ作用下でゴムを故意に分解させる産業工程は技術文献で素練りと呼ばれており、これは一般に化学助剤の存在下で実施され、そのような助剤は素練り剤(masticating agents)または素練り促進剤(peptizers)またはよりまれであるが「化学的可塑化助剤」として技術文献で認識されている。
【0007】
ゴム技術では、添加剤の一体化をより容易にする目的で素練り段階が必要とされている。
【0008】
非特許文献4によれば、ゴム技術における素練りは、ゴムの可塑性を高くしそして/または(ムーニー)粘度を低くする目的で長鎖ゴム分子を分解させることに関して用いられる用語である。素練りは、特に、天然ゴムに処理を素練り剤の存在下で非常に低い温度のコンパウンダー(compounders)またはロール間で受けさせることで達成される。それに伴って生じる高い機械的力によってゴム分子が「引き裂かれる」ことでマクロラジカルが発生し、これらが大気の酸素と反応するとそれらの再化合は起こらない。素練り剤、例えば芳香族もしくは複素環式メルカプタンおよび/またはこれらの亜鉛塩またはジスルフィドを用いると一次ラジカルの発生が助長され、その結果として、素練り過程が加速される。活性化剤、例えばテトラアザポルフィリンまたはフタロシアニンの金属(鉄、銅、コバルト)塩などを用いると素練り温度を低くすることができる。天然ゴムの素練りでは素練り剤がマスターバッチ(これを用いるとそのような少量の化学品をゴム塊の中に均一に分散させるのが容易になる)の形態で約0.1から0.5重量%の量で用いられる。
【0009】
素練りは、溶媒を用いない標準的な重合体技術、例えばコンパウンド化(compounding)、移送および溶融状態の被覆などの全部で起こる劣化として知られる分解から明瞭に区別されるべきである。
【0010】
劣化は、プラスチックの外観および特性の変化をもたらすいろいろな過程の総称用語である。劣化は例えば化学的、熱、酸化、機械的または生物学的影響、さもなければ放射線[例えば(紫外)光]への暴露などで引き起こされ得る。その結果として、例えば酸化、鎖開裂、解重合、架橋および/または重合体側鎖消失などが起こる。重合体が劣化に対して示す安定性の向上は、添加剤、例えば抗酸化剤または光安定剤などの如き安定剤を添加することなどで達成され得る。
【0011】
天然ゴムホットメルト感圧接着剤(hotmelt pressure−sensitive adhesives)が基になっている非常に劣化した接着剤組成物を接着テープ、特に再利用紙または厚紙包装材(cardboard packaging)で作られたカートンを密封するための包装用テープで用いると、そのようなカートンはあまりにも早期に開いてしまう。このカートンの蓋を横切る張力(これは前記カートンの中に包装されている材料の圧力でか或は包装用材料の張力によって引き起こされる)が密封に対抗するほど大きいと包装用テープが滑りを起こす結果として接着テープが前記カートンの表面から剥がれてカートンが開いてしまう。
【0012】
従って、ノズルで被覆が行われる天然ゴムが基になった接着剤組成物を用いて厚紙包装材用の包装用接着テープを製造するのは不可能であった。そのような組成物が示す凝集力は充分でない。天然ゴムラテックス[即ち、水が基になっている天然ゴム]が基になった接着剤組成物を用いる時には如何なる種類の機械的ゴム分解も起こさせる必要はない。従って、そのような接着剤組成物は優れた凝集力を有することで区別される。
【0013】
天然ゴムが基になった接着剤組成物が用いられている接着テープが示す凝集力そしてこれが与える包装保護(packaging security)の向上は、ゴム接着剤組成物を架橋させそして/または接着剤組成物調製過程中に使用する天然ゴムが分解を起こす度合をずっと小さくして分子量がより高いままであるように調製方法を変えることで達成可能である。それによって、接着テープがカートン表面の上を滑ること(この上に記述したように)に対抗することが可能になる。
【0014】
接着テープ、特に包装用テープを製造する時に溶媒を用いない技術は、今までのところ、アクリレート分散液が基になった接着剤組成物の使用および溶融状態の熱可塑性弾性重合体の使用に限定されていた。
【0015】
そのような熱可塑性弾性重合体、主にポリスチレンブロックを含有するブロック共重合体の利点は、軟化点が相対的に低いことに相当して塗布または被覆工程が簡潔なこと、およびまた、上述した溶媒が基になった技術の欠点を持たないことにある。
【0016】
水性接着剤が基になったさらなる無溶媒系、例えばポリ酢酸ビニル、ポリ酢酸ビニル−エチレン共重合体、ネオプレン、スチレン−ブタジエン、ポリウレタンおよびポリビニルアルコールなどが基になった接着剤系が用いられるケースはあるとしてもほとんどない、と言うのは、価格および/または性能構造が接着テープ、特に包装用テープにとって好ましくないからである。
【0017】
重要な大部分の水性接着剤系およびまたそれらの使用の概略が非特許文献5に与えられている。
【0018】
感圧ゴム接着剤を無溶媒で調製および加工するルートはいろいろ知られている。
【0019】
そのような接着剤組成物およびこれらを感圧接着剤(PSA)の分野で用いることに関する概略が非特許文献6に与えられている。
【0020】
このような公知方法は全部がゴムの分解が非常に広範に起こることを特徴とする。そのような組成物を更に加工して自己接着性テープにするには極端な架橋条件が要求され、かつまた、塗布プロファイル(application profile)の結果がある度合であるが制限され、特に結果として得た自己接着性テープを相対的に高い温度で用いることに関して制限される。熱可塑性プラスチックでない弾性重合体、例えば天然ゴムまたは他の高分子量ゴムなどが基になった無溶媒ホットメルトPSAなどは、接着剤組成物を架橋させる段階を設けないと、大部分の用途で充分な凝集力を示さず、従って、包装用接着テープに関連して用いるには適さない。このように天然ゴムが基になった未架橋の接着剤組成物が破損を起こす理由は、天然ゴムが基になった接着剤組成物の加工の結果および/または調製過程の結果として分子量が相対的に大きく低下することで接着剤組成物の凝集力が低下するか或は充分でなくなることにある。
【0021】
可塑剤を高い比率で添加しそして/または同時にゴムを強力に素練りすることで組成物の製造を達成する方法が特許文献1に記述されている。このような方法を用いて極めて高い粘着性を示すPSAを得ることは可能であるが、使用者に適合する(user−compatible)せん断強度を達成するのは後で架橋を相対的に高いレベルで起こさせたとしても限られた度合のみ(可能であるとしても)である、と言うのは、可塑剤の含有量が相対的に高くなってしまうか或はさもなければ弾性重合体の分子構造がひどい分解を起こして平均分子量Mwが≦百万になってしまうからである。
【0022】
熱可塑性プラスチックでない天然ゴムに加えてまたブロック共重合体も約1:1の比率で含有する重合体ブレンド物を用いたとしても、結果として自己接着テープを比較的高い温度で用いた時のせん断強度が高くはならずまた特許文献1に記述されている特性が有意には向上しないことから、本質的に満足されるものでなく、妥協した解決法である。
【0023】
生天然ゴムラテックスは植樹林から供給された後、精製、保存および濃縮を適切な方法で受ける。ラテックスの種類および処理方法の一般的な記述が非特許文献7に与えられている。
【0024】
天然ゴムラテックスはラテックスツリー(latex trees)として知られる木から天然産物として収穫される。分離および精製の目的でいろいろな工程段階を受けた後の天然ゴムラテックスは下記の基本的4種類に区別される:
1. 0.7重量%の高いアンモニア含有量を有する標準的天然ゴムラテックス、
2. 0.2重量%の低いアンモニア含有量を有していて酸化亜鉛と<0.035重量%のテトラメチルチウラムジスルフィドと組み合わされている天然ゴムラテックス、
3. 遠心分離を2回受けた特に高純度の天然ゴムラテックス、
4. 特殊な用途の目的で加硫をある程度受けた天然ゴムラテックス。
【0025】
天然ゴムラテックスが基になった接着剤組成物を調製する時には天然ゴムに素練りも関連した分解も受けさせる必要はない、と言うのは、溶媒を含有しない水性接着剤組成物の場合の成分の混合は素練りを伴わず、従って分子の分解を機械的負荷下で起こさせることのない単なる混合で達成されるからである。その結果として、天然ゴムラテックス/イソプレン分子は密に絡み合い(interlooping)、素練りを行わないことから高い分子量を有し、幅広い分子量分布を示しかつ低い軟化点Tgを有する。
【0026】
このような要因の結果として樹脂のブレンドでもたらされる接着剤組成物は凝集力と接着力の間の非常に良好な均衡を示しかつまた接着テープが示す特性プロファイルに関しても非常に幅広い温度範囲に渡って非常に高い性能を示す。
【0027】
天然ゴムラテックスが基になった水性接着剤組成物の製造は公知である。そのような接着剤組成物は、この上に記述したように、自己接着性ラベルを製造する時に用いられている。これは通常の分散接着剤(dispersion adhesives)製造方法を用いて行われている。
【0028】
天然ゴムラテックスを含んで成る接着剤組成物系の製造も同様に特許文献2に記述されている。これには、分散接着剤組成物の調製ばかりでなくまたコンパウンダー、ミキサーまたは押出し加工機を用いて天然ゴムラテックスを他の天然ゴム接着剤系に組み込むことも開示されている。そのようにして生じさせた接着剤組成物をフィルムまたは不織布の上に被覆してもよい。そのような接着剤組成物の持続する架橋を制御して起こさせる(これをまた合理的な製造過程の一部として用いることも可能である)ことで前記接着テープの包装特性(packaging properties)を向上させることは記述されていない。
【0029】
天然ゴムラテックスが基になった種類の接着剤組成物を用いることは、この上に既に挙げたように、他の大部分の接着剤組成物系よりも優れた良好な包装品質を達成しようとして持続する架橋を起こさせる必要がないことに当てはまる。
【0030】
この上に記述した安定化用樹脂分散液を用いかつまた天然ゴムラテックスを用い、従ってゴムの機械的分解を全く起こさせないならば、天然ゴムラテックスが基になった接着剤組成物の調製、処理および塗布が可能になり、従って接着テープの製造が可能になる、と言うのは、そのような接着剤組成物は非常に高い凝集力を有することで最適な包装保護を与えるからである。
【0031】
従って、天然ゴムが基になった接着剤組成物は、カートンを密封するための包装用接着テープにおける使用ばかりでなくまた他の包装用接着テープ、例えばバンドかけ用テープ(strapping tapes)などにおける使用でも充分な凝集力を示すはずである。
【0032】
特許文献3に記述されている接着テープでは、そのような幅広い温度範囲に渡る肯定的な性質が活用されており、その接着テープは天然ゴムラテックスが基になった接着剤組成物を含んで成る。天然ゴムラテックスを用いると低温における衝撃に対して強健になることが記述されている。
【0033】
さらなる点は、天然ゴムラテックスは特に幅広い範囲の用途を有することを特徴とする点にある。このように、天然ゴムラテックスは一方では包装用材料の接着剤組成物として用いるに適切でありかつ他方では接着剤技術以外の用途で用いるにも適切である。
【0034】
天然ゴムラテックスが基になった接着剤組成物系の欠点は、天然ゴムラテックス原料が機械的負荷に対して示す安定性が劣ることと、それに関連して接着剤組成物に入っている天然ゴムラテックスが凝固を起こす点にある。このように天然ゴムラテックスはせん断に敏感なことから、取り扱いの容易さが限定されかつ接着剤組成物技術および接着テープ産業でそれを用いる時の有効性が制限される。天然ゴムラテックスを含んで成る接着剤組成物をフィルムに高速で被覆することを可能にする接着テープ製造は今まで知られていなかった。
【0035】
安定化用樹脂分散液および/または表面活性物質、例えば乳化剤などを用いることで天然ゴムラテックスの安定性を有意に向上させることは可能である。しかしながら、表面活性物質を高濃度で用いて天然ゴムラテックスの安定性を向上させると、それに伴って接着剤組成物の凝集力が失われ、その結果として、安定性と充分な凝集力の間の適切な均衡を見つけだす必要がある。
【0036】
天然ゴムラテックスを接着剤組成物で一般的に用いることそしてまたラテックス安定化用樹脂分散液の使用が非特許文献8に記述されている。そのような天然ゴムラテックス安定化用樹脂分散液を用いると天然ゴムラテックスが基になった接着剤組成物の処理または被覆が可能になる。そのような分散液である接着剤組成物を重合体である支持体に問題なく塗布することができるようになれば接着テープ製造を産業的に実施することが可能になりかつ経済的に合理的に実施することが可能になる。適切な接着剤組成物を用いかつコーティングライン(coating lines)を技術的に設定して最適にするならば、そのような技術を用いることが可能になる。
【0037】
これに関連して、非特許文献8には、包装用途で用いるに適していて静か(quietly)に巻き戻すことができる接着テープの塗布および開発は記述されていない。しかしながら、静かに巻き戻すことができる接着テープを特にカートンの密封で用いることができるようにすることは、包装ホール(packaging halls)の雑音負荷が低下することで作業性能が向上する点で包装産業にとって非常に重要である。静かに巻き戻すことができることは、包装用接着テープを価格/性能の点で中位から上位に位置させる点で基本的に重要である。
【0038】
包装産業ではカートンを密封する時の包装用接着テープの取り付けは手でか或は機械的に行われる。これに関して、特に大型の包装ラインおよびホールでは、作業条件がより心地よくなるように、騒がしい音をたてない静かな巻き戻し挙動は包装用接着テープの追加的利点になる。このことはヨーロッパにおける包装用接着テープにとって重要な品質特徴である。
【0039】
静かに走り出る接着テープの場合の測定dB(A)は、25cmの距離で測定して80未満であるが、騒がしい音をたてて走り出る大きな音を出す包装用接着テープのdB(A)はずっと高いレベルに到達する。このことは非特許文献9に記述されている。
【0040】
配向ポリプロピレンが基になった支持体が用いられていて現在市場に出ている接着テープは接着剤の組成に応じて下記の種類に副次的に分割可能である:溶媒含有天然ゴムが基になった接着剤組成物が用いられた接着テープ(a)、スチレン−イソプレン−スチレンホットメルトPSAが基になった接着剤組成物が用いられた接着テープ(b)、および水含有アクリレート分散液が基になった接着剤組成物が用いられた接着テープ(c)。
(a)溶媒含有天然ゴムが基になった接着剤組成物が用いられたポリプロピレンが基になった包装用接着テープは、組成を適切にすると静かに走り出る。その目的を達成するには柔らかで可とう性のある組成物を用いる必要がある。しかしながら、そのような接着テープには一般に巻き戻し力を低くする目的で溶媒含有カルバメート被膜が与えられている。裏面を被覆すると結果としてそのような接着テープを巻き戻す時に騒がしい音が出てしまう。
(b)スチレン−イソプレン−スチレンホットメルトPSAが基になった接着剤組成物が用いられたポリプロピレンが基になった包装用接着テープが使用可能なのは裏面を適切に被覆した時のみである。裏面を被覆しておかないと、その組成物が有する化学的構造が理由で、そのような接着テープの巻き戻し力が非常に高くなってしまい、その結果として、巻き戻し過程中に支持体が損傷を受けることで包装特性がひどく悪化してしまう。そのような裏面の被膜、通常は溶媒含有カルバメート被膜を取り付けると、結果として、そのような接着テープを巻き戻す時に騒がしい音が極めて高い音で出てしまう。
(c)水含有アクリレートが基になった接着剤組成物が用いられたポリプロピレンが基になった包装用接着テープは、裏面、即ち接着剤組成物から遠い方の支持体面にコロナ処理を受けさせることと組み合わせて用いられる。そのように裏面にコロナ処理を受けさせておかないと、そのような接着テープが走り出る時に騒がしくて大きな音を出す。そのように裏面に受けさせるコロナ処理を適切に調整することで、そのような包装用接着テープが走り出る時に騒がしい音がしなくて静かであることを達成することができる。
【0041】
このことが特許文献4に記述されている。そのように支持体の裏面にコロナ処理(これは例えば被覆後の切断工程中に実施される)を受けさせると、接着テープの巻き戻し力が高くなることで、接着剤組成物が支持体から剥がれなくなる。巻き戻し過程が基になって接着剤組成物が支持体から剥がれると結果として騒がしい大きな音が出る巻き戻し挙動がもたらされてしまう。裏面にコロナ処理を適切な度合で受けさせておくと、結果として、そのような接着テープは静かな巻き戻しを取得する。裏面にコロナ処理を適切に受けさせることで巻き戻し力およびそれに伴う巻き戻し挙動を設定しかつ調整する。現時点の進展状況では、裏面にコロナ処理を受けさせていない接着テープは全部大きな音を出す巻き戻しを示す。
【0042】
接着テープのコロナ処理は実質的に欠点を伴う。1番目として、それは追加的作業段階を伴うことで追加的機械が必要である。コロナ処理を切断工程中に行う場合に使用可能な機械は切断用コロナ(cutting corona)が備わっている切断機のみである。ある場合には、そのことから追加的に機械を入手する必要がある。2番目として、所望効果の達成にとってコロナ処理度合の精度が決定的である。それによって工程の不確実さの度合が高くなることから、品質管理の度合を高くする必要がある。
【0043】
コロナ出力が充分でないと、所望の静かな巻き戻し効果が充分には達成されず、かつ結果として得た完成接着テープに後処理を受けさせるのは不可能であることから、結果として不合格品が生じてしまう。コロナ出力があまりにも高いと、巻き戻し力が過度に高くなってしまうことから、接着テープの巻き戻し中に支持体の過度の伸び、支持体の裂け、または接着剤組成物の移行が生じてしまう。
【0044】
天然ゴムが基になった接着剤組成物が用いられた接着テープの製造では、水が基になった下塗り剤および溶媒含有下塗り剤の両方が接着剤組成物と支持体フィルムの間の接着助長剤(adhesive promoters)として用いられる。その用いられる接着助長剤は、ある程度ではあるが、溶液の状態で塗布される天然ゴムが基になった接着剤組成物に架橋効果を与える。
【0045】
天然ゴムラテックスは一般に接着剤組成物の一成分であることが知られており、とりわけ特許に記述されている。天然ゴムラテックスが基になったそのような接着剤組成物の使用分野はラベルおよびプラスター技術分野の用途である。
【0046】
包装用接着テープではポリプロピレンが基になった一軸配向および二軸配向フィルムが多量に用いられている。カートンを密封する時の包装用接着テープの使用ではポリプロピレンが基になった二軸配向フィルムが好適ではあるが、バンド掛け用テープ分野では一軸配向ポリプロピレンフィルムが用いられる。そのようなフィルムは縦方向に非常に高い引張り強度と低い張力を有することで注目に価し、束ねおよびパレット包みに非常に適する。示す凝集力が充分でないか或はフィルムへの接着剤組成物のつなぎ止めが充分でない接着剤組成物を用いると、バンド掛け用テープが滑りを起こす結果としてパレットが滑ることでパレットの保護が充分でなくなってしまう。フィルムへの接着剤組成物のつなぎ止めが充分でないと、それをカートン密封用テープで用いた時に包装されたカートンがあまりにも早期に開いてしまう。
【0047】
いろいろな製造業者は接着テープを製造する時にポリ塩化ビニル(PVC)が基になった熱可塑性プラスチックフィルムを用いている。特にPETが基になったフィルムは、破壊時の伸びが高くかつ130℃から175℃の熱安定性が高くかつ希釈されたアルカリおよび酸に対して耐性を示すことで区別される。その上、ポリエステルが基になったフィルムは非常に高い耐摩滅性と耐貫入性(penetration resistance)を示すが、包装用接着テープの分野では、それらの価格がポリオレフィンが基になったフィルムに比べて比較的高いことが理由であまり普及していない。
【特許文献1】
CA 698 518
【特許文献2】
EP 0 960 923 A1
【特許文献3】
JP 56 030 481
【特許文献4】
EP 0 096 841
【非特許文献1】
Stefan Rober著「Packaging Tapes」、Handbook of Pressure Sensitive Adhesive Technology、第3版、Donatas Satas編集、Satas & Associates、Warwick、Rhode Island、787−814頁
【非特許文献2】
G.Pedala著「European Adhesives & Sealants」、10(4)、1993、29
【非特許文献3】
R.W.Andrew著「European Adhesives & Sealants」、2(2)、1985、18
【非特許文献4】
Rompp Lexikon Chemie−Version 1.5、Stuttgart/New York:Georg Thieme Verlag 1998
【非特許文献5】
Rapra Rev.Rep.1997、9(5)、3−30 Rapra Technology Ltd.の中の「Solvent free adhesives」、T.E.Rolando(H.B.Fuller)
【非特許文献6】
「Natural Rubber Adhesive」(G.L.Butler、Handbook of Pressure Sensitive Adhesive Technology、第3版、Donata Statas編集、Van Nostrand Reinhold New York、261−287頁)
【非特許文献7】
「Naturkautschuk−Technisches Informationsblatt」[Natural rubber−technical information sheet]、Malaysian Rubber Producers Research Association、L1、1977および「Kautschuktechnologie」[Rubber technology]、Werner Hofmann、Gentner Verlag、Stuttgart、51頁以降
【非特許文献8】
「Tackified waterborne adhesive for PSA tapes」、J.G.de Hullu、European Adhesives & Sealants、12(1998)、11−12頁
【非特許文献9】
Beiersdorf AGによる表題が「Schallpegelmessungen」(ノイズレベル測定)の内部調査報告書
【発明の開示】
【0048】
本発明の目的は、配向ポリオレフィンが基になったフィルムと天然ゴムラテックスが基になっていて無溶媒で調製された水が基になった接着剤組成物を含んで成る接着テープを提供することにあり、前記テープは静かな巻き戻し挙動(quiet unwind behavior)を示す。
【0049】
その上、前記接着テープは巻き戻しが容易でなければならい。加うるに、本新規な接着テープは商業的厚紙包装材用の包装用テープとして用いるに卓越した適切性を示すべきである。
【0050】
本目的を主請求項に明記する如き接着テープを用いて達成する。副請求項は本発明の主題事項の有利な進展に関する。本発明は更に本発明の接着テープの使用に関する提案も提供する。
【0051】
従って、本発明は、配向ポリオレフィンが基になったフィルムを含んで成っていて片面が自己接着剤で被覆されている(unilaterally self−adhesively coated)接着テープを提供する。
【0052】
前記フィルムの片面に
天然ゴムラテックスを35から69.5重量%、
炭化水素樹脂が基になった樹脂分散液を20から64.5重量%、
油が基になった添加剤を0.5から20重量%、
含んで成る混合物から作られた接着剤層を与える。
【0053】
驚くべきことに、適切な添加剤を用いて天然ゴムラテックスが基になった接着剤組成物とポリプロピレンが基になった支持体を前記接着剤組成物がより柔らかくなることで巻き戻し挙動が向上するように調整することができることを見いだし、これは本分野の技術者にとって全く予想外なことであった。本ケースでは、ノイズレベル(noise level)が80dB(A)未満であると言った巻き戻し挙動を達成することができる。
【0054】
そのような種類の添加剤はとりわけ鉱油が基になった添加剤であり得る。
【0055】
本発明に従って使用可能なフィルムには、ポリオレフィンが基になった一軸および二軸配向フィルムが含まれ、その上、エチレン単位および/またはポリプロピレン単位を含有する配向ポリエチレンまたは配向共重合体が基になったフィルムも含まれる。
【0056】
一軸配向ポリプロピレンは縦方向に非常に高い引張り強度と低い伸びを示すことで注目に価し、これを例えばバンド掛け用テープの製造で用いる。ポリプロピレンが基になった一軸配向フィルムが本発明の接着テープの製造で用いるに特に好適であり、特に厚紙包装材および他の製品の束ねおよびパレット包み用の接着テープの製造で用いるに特に好適である。
【0057】
ポリプロピレンが基になった一軸配向フィルムの場合、厚みを好適には25から200μm、特に40から130μmの範囲にする。
【0058】
一軸配向フィルムは主に単層フィルムであるが、また、多層の一軸配向フィルムも原則として製造可能である。公知のフィルムは主に1層、2層および3層フィルムであるが、また、選択する層の数をより多くすることも可能である。
【0059】
とりわけカートン密封の保護で用いられる本発明の接着テープを製造する場合には、更に、ポリプロピレンが基になっていて縦(機械)方向の延伸比が1:4から1:9、好適には1:4.8から1:6で横(交差)方向の延伸比が1:4から1:9、好適には1:4.8から1:8.5の二軸配向フィルムも特に好適である。
【0060】
ASTM D882に従って10%伸び時に達成される機械方向の測定弾性係数が通常は1000から4000N/mm2、好適には1500から3000N/mm2であるようにする。
【0061】
ポリプロピレンが基になった二軸配向フィルムの場合、厚みを特に15から100μm、好適には20から50μmにする。
【0062】
ポリプロピレンが基になった二軸配向フィルムの製造はブローンフィルム押出し加工でか或は通常のフラットフィルム装置(flat film units)を用いて実施可能である。1層の二軸配向フィルムおよび複数層の二軸配向フィルムの両方が生産されている。また、多層フィルムの場合、いろいろな層の厚みおよび組成は同じであってもよいが、また、いろいろな厚みおよび組成も公知である。
【0063】
本発明の接着テープでは、ポリプロピレンが基になった単層の二軸もしくは一軸配向フィルム、および多層の二軸もしくは一軸配向フィルムが特に好適であるが、それらは層と層の間に充分なしっかりとした結合を有するものである、と言うのは、塗布過程で層剥離が起こると不利になるからである。
【0064】
特に配向ポリオレフィンが基になったフィルムの表面に幅広い公知方法、例えばコロナ処理または炎処理などによる処理を受けさせることができることから、ポリオレフィンが基になった熱可塑性フィルムへの接着促進剤の接着をコロナ処理または炎による前処理で向上させることができる。コロナ処理による表面処理が好適である。
【0065】
表面処理方法の概略が例えば論文「Surface pretreatment of plastics for adhesive bonding」、A.Kruse;G.Kruger、A.BaalmannおよびO.D.Hennemann;J.Adhesion Sci.Technol.9巻、No.12、1611−1621頁(1995)に含まれている。
【0066】
本発明の接着テープ用二軸配向フィルムの接着剤組成物に面する面にコロナもしくは炎による前処理を受けさせるか或は接着促進剤を存在させる場合には、前記組成物から遠い方の面に表面処理および/またはコロナもしくは炎による前処理を受けさせない。
【0067】
本発明の好適なさらなる態様では、場合により炎もしくはコロナによる処理を受けさせておいてもよいフィルムと接着剤層の間に接着促進剤を存在させることで前記接着剤組成物と前記フィルムの有効な接着を保証しかつ前記接着剤組成物の架橋を保証する。
【0068】
場合により接着剤組成物と支持体フィルムの間に用いてもよい接着促進剤で前記層と層の間の接着力を最適にする。
【0069】
前記接着剤層の塗布率を特に10から45g/m2にする。好適な1つの態様では、塗布率設定を13から28g/m2にする。
【0070】
特に好適な1つの変法では、本発明の接着テープの接着剤組成物の天然ゴムラテックス含有量を45から60重量%にする。また、他の天然ゴムラテックスおよびまたいろいろな種類の天然ゴムラテックスの混合物を存在させることも本発明に従う。
【0071】
用途に応じて、下記の成分を互いに独立させて本接着剤組成物に添加してもよい:
a)老化抑制剤を0.1から5重量%、
b)消泡剤を0.05から5重量%、
c)少なくとも1種の着色顔料を0.05から20重量%、および/または
d)少なくとも1種の安定剤を0.05から10重量%。
【0072】
本発明の接着テープで用いる原料は好適にはアンモニア含有量が0.7重量%の標準的天然ゴムラテックスである、その理由は、1番目として、この挙げた天然ゴムラテックスは価格が有利であることと、2番目として、それは相対的に高いアンモニア含有量を有することから有効な安定性を有する天然ゴムラテックスを生じるからである。天然ゴムラテックスは実質的に接着テープ用接着剤組成物に含有させて用いるに非常に高度に適する。そのようなラテックスは非常に高い分子量を有し、分子鎖が絡み合っており、低いガラス転移温度を示し、そして接着剤組成物調製中に素練りを行わなくてもよいことから、天然ゴムラテックスが基になった接着剤組成物は接着力と凝集力の間の優れた均衡を示す。天然ゴムラテックスが基になった接着剤組成物を含んで成る接着テープを特に重要な種類のカートンの使用および低い温度に関連して用いる時、それはそのような特性を有することから非常に高いレベルの包装保護を保証する。
【0073】
この天然ゴムラテックスが示す機械的安定性は機械的せん断負荷に関して重要であり得る。機械的せん断負荷が強いと結果として天然ゴムラテックスの凝固がもたらされ、このことは、それを加工することができないことを意味する。天然ゴムラテックスが基になった接着剤組成物を機械的負荷に対して安定にする可能性には、1番目として、適切な安定化用樹脂分散液を用いることと、2番目として、乳化剤の使用が含まれる。
【0074】
本発明の接着テープにアンモニア含有量が高い標準的天然ゴムラテックスを天然ゴムラテックス含有量が好適には30から64.5重量%の範囲になるように含有させる。
【0075】
水性樹脂分散液、即ち樹脂が水に入っている分散液は公知である。それらの調製および特性が例えばHandbook of Pressure Sensitive Adhesive Technology、第2版、Donatas Satas編集、Van Nostrand Reinhold New Yorkの545−566頁のAnne Z.Casey著「Resin Dispersions」に記述されている。
【0076】
炭化水素樹脂の分散液も同様に公知であり、例えばHercules BVが商標名Tacolynの下で供給している。
【0077】
本発明の接着テープでは、炭化水素樹脂または改質を受けた炭化水素樹脂が基になった樹脂分散液を主な樹脂成分として用いる。本接着剤組成物の前記樹脂分散液含有量を35から69.5重量%、好適には前記樹脂分散液含有量を40から55重量%にする。前記樹脂分散液の固体含有量を特に40から69.5重量%、好適には45から60重量%の範囲にする。
【0078】
また、本発明に従い、いろいろな炭化水素樹脂の混合物およびまた本発明の炭化水素樹脂と他の樹脂の混合物が基になった樹脂分散液を使用することも可能である。
【0079】
改質炭化水素が基になった樹脂分散液も同様に公知であり、これに関連して特に興味の持たれる樹脂分散液は、芳香環で改質されているC5/C9炭化水素樹脂分散液である。このような樹脂分散液の極性、従って接着剤組成物の極性は芳香環の比率で調整可能である。接着剤組成物の極性ばかりでなく樹脂の硬度も影響を与える。そのような改質炭化水素樹脂分散液の極性は芳香環含有量が低ければ低いほど低い。
【0080】
本発明の接着テープに油が基になった添加剤、特に水に分散している鉱油を0.05から20重量%含有させる。
【0081】
本発明の接着テープの好適な1つの態様では、本接着剤組成物に水中に分散している鉱油を2から12重量%、特に好適な変法では3から10重量%含有させる。
【0082】
また、水の中に分散しているいろいろな油の混合物を用いることおよびまた分散していない鉱油を用いることも本発明に従う。
【0083】
加うるに、いろいろな油、例えば鉱油、天然油および合成油などを用いることも本発明に従う。いろいろな油の混合物を用いることも同様に本発明に従う。水性油分散液を用いるか或は油を適切な乳化剤系と一緒に直接用いることも同様に本発明に従う。
【0084】
本発明の接着剤組成物に含有させる油を有利には非極性脂質の群から選択する。本発明の目的で特に有利な油は以下に挙げる油である。
【0085】
【表1】
【0086】
油が基になった添加剤を有利に下記の群の物質から選択してもよい:
− 鉱油、鉱蝋、
− 油、例えばカプリン酸もしくはカプリル酸のトリグリセリドなど、好適にはヒマシ油、
− 脂肪、蝋および他の天然および合成脂肪物質、好適には脂肪酸と低炭素数のアルコール、例えばイソプロパノール、プロピレングリコールまたはグリセロールなどのエステル、または脂肪アルコールと低炭素数のアルカン酸もしくは脂肪酸のエステル、
− 安息香酸アルキル、
− シリコンオイル、例えばジメチルポリシロキサン、ジエチルポリシロキサン、ジフェニルポリシロキサンなど、およびこれらのハイブリッド(hybrid)形態。
【0087】
本発明の目的で油を有利には炭素原子数が3から30の鎖長を有する飽和および/または不飽和の分枝および/または未分枝アルカンカルボン酸と炭素原子数が3から30の鎖長を有する飽和および/または不飽和の分枝および/または未分枝アルコールのエステルから成る群、芳香族カルボン酸と炭素原子数が3から30の鎖長を有する飽和および/または不飽和の分枝および/または未分枝アルコールのエステルから成る群から選択する。その上、この種類のエステルである油を有利にはミリスチン酸イソプロピル、パルミチン酸イソプロピル、ステアリン酸イソプロピル、オレイン酸イソプロピル、ステアリン酸n−ブチル、ラウリン酸n−ヘキシル、オレイン酸n−デシル、ステアリン酸イソオクチル、ステアリン酸イソノニル、イソノナン酸イソノニル、パルミチン酸2−エチルヘキシル、ラウリン酸2−エチルヘキシル、ステアリン酸2−ヘキシルデシル、パルミチン酸2−オクチルドデシル、オレイン酸オレイル、エルカ酸オレイル、オレイン酸エルシル、エルカ酸エルシル、そして前記エステルの合成、半合成および天然混合物、例えばジョジョバオイルなどから成る群から選択してもよい。
【0088】
その上、そのような油を、有利には、分枝および未分枝炭化水素および炭化水素蝋、シリコンオイル、ジアルキルエーテルから成る群、飽和もしくは不飽和の分枝もしくは未分枝アルコールから成る群、そして脂肪酸のトリグリセリド、即ち炭素原子数が8から24、特に12から18の鎖長を有する飽和および/または不飽和の分枝および/または未分枝アルカンカルボン酸のトリグリセロールエステルから選択することも可能である。そのような脂肪酸のトリグリセリドを有利には例えば合成、半合成および天然油から成る群から選択してもよく、その例はオリーブ油、ヒマワリ油、大豆油、落花生油、菜種油、アーモンド油、パーム油、ココヤシ油、パーム核油、などである。
【0089】
また、そのような油成分と蝋成分の所望任意ブレンド物も本発明の目的で有利に使用可能である。また、適宜、蝋であるパルミチン酸セチルなどを単一成分として用いるのも有利であり得る。
【0090】
このような油を有利にはイソステアリン酸2−エチルヘキシル、オクチルドデカノール、イソノナン酸イソトリデシル、イソエイコサン、2−エチルヘキシルココエート(cocoate)、安息香酸C12−15アルキル、カプリル酸/カプリン酸トリグリセリドおよびジカプリリルエーテルから成る群から選択する。
【0091】
特に有利な混合物は、安息香酸C12−15アルキルとイソステアリン酸2−エチルヘキシルの混合物、安息香酸C12−15アルキルとイソノナン酸イソトリデシルの混合物、および安息香酸C12−15アルキルとイソステアリン酸2−エチルヘキシルとイソノナン酸イソトリデシルの混合物である。
【0092】
炭化水素の中ではパラフィン油、スクワランおよびスクワレンを本発明の目的で有利に用いることができる。
【0093】
水が基になった接着剤組成物用消泡添加剤は公知である。用いる消泡剤には、本質的に、鉱油もしくは他の油、改質脂肪が基になった消泡剤、シリコンおよび合成重合体が基になった消泡剤が含まれる。本接着剤組成物の性質および使用分野に応じて、それらを0.1から2重量%の分率で用いる。消泡剤は、液−気体接触面の所に合着フィルムを形成しそしてそのようにして揮発物除去を受けさせる媒体が最も小さい表面を形成するようにしそしてそれによって最も低いエネルギー状態を非常に短い時間の間に生じさせることで気泡を崩壊させる物質である。
【0094】
また、本発明に従う接着剤組成物に鉱油または他の油が基になった消泡剤を添加剤として添加する時、油が基になった消泡剤を比較的多い量で添加すると、その結果として、天然ゴムラテックスが基になった接着剤組成物が柔らかになる。
【0095】
本接着剤組成物に鉱油を水系と一緒に水性油分散液の状態でか或は適切な乳化剤を用いて直接添加してもよい。油を用いると天然ゴムラテックスが基になった接着剤組成物の可とう性および柔軟性が顕著に向上する。
【0096】
天然ゴムが基になった接着剤組成物用の老化抑制剤は公知である。下記の異なる3種類の老化抑制剤が特に接着剤組成物用抗酸化剤として用いられる:アミンが基になった老化抑制剤、ジチオカルバミン酸塩が基になった老化抑制剤およびフェノールが基になった老化抑制剤。フェノールが基になった老化抑制剤は紫外線および太陽光の影響下で非常に高い効果を示す。
【0097】
本発明の接着テープではフェノールが基になった老化抑制剤を用いる。この接着剤組成物にフェノールが基になった老化抑制剤を特に0.1から5重量%含有させる。また、本発明に従い、他の種類の老化抑制剤、例えばアミンが基になった老化抑制剤およびジチオカルバミン酸塩が基になった老化抑制剤などを用いることも可能である。
【0098】
天然ゴムが基になった接着剤組成物用の有機および無機顔料は公知である。天然ゴムが基になった接着剤組成物の色付けでは、特に二酸化チタンまたは二酸化チタンといろいろな色の着色顔料の組み合わせが用いられる。
【0099】
本発明の接着テープで用いるに適した有機および/または無機着色顔料は分散形態の顔料である。本接着剤組成物に有機および/または無機着色顔料を好適には0.05から20重量%含有させる。また、本発明に従い、いろいろな有機および無機顔料の混合物が基になった顔料を用いることも可能である。
【0100】
適切な安定剤を用いて天然ゴムラテックスに機械的せん断力に対する安定化を受けさせることができ、このようにして、凝固する傾向を低くするか或は完全に抑制することができる。適切な安定剤は合成カルボン酸のカリウム石鹸が基になった添加剤である。エトキシル化度が30を超えるエトキシレートも同様に安定剤として知られる。
【0101】
本発明の接着剤組成物に適切な安定剤を0.05から10重量%含有させてもよい。
【0102】
本発明の接着テープは公知方法で製造可能である。通常の製造方法の概略を例えばHandbook of Pressure Sensitive Adhesive Technology、第2版、Donatas Satas編集、Van Nostrand New Yorkの708−808頁のDonatas Satas著「Coating Equipment」に見ることができる。前記Handbookに同様に接着テープの公知乾燥および切断方法も見ることができる。
【0103】
本発明の接着テープは数多くの接着テープ用途で用いるに適する。重要な1つの用途分野は包装用途分野である。本接着テープはカートン密封用テープ、一般包装用接着テープ、バンド掛け用テープ、そしてプラスチック製包装材およびプラスチック製バッグ密封用の接着テープとして用いるに適する。本接着テープはパレット保護(pallet securement)で用いるに適する。さらなる用途は拘束されていない品物および輸送用品物、例えばパイプ、プランクなどを束にする用途である。本発明の接着テープは例えば冷蔵庫および他の電気および電子器具を輸送する時にそれらを保護する目的で使用可能である。さらなる用途には建設分野におけるラベル保護、表面保護など、そして包装用引裂き開放片(tear−open strips)が含まれる。また、オフィスセクター内の用途も可能である。
【0104】
本包装用接着テープに持たせる流れ方向長さ(running lengths)は特に66、100および1000mである。選択する通常のロール幅は18、24、36、48、50および72mmである。
【0105】
好適な色は褐色、白色および透明である。幅が144または150mmのロールに印刷を行った後、それを再び裂いてこの上に挙げた幅にする。
【0106】
本請求項の少なくとも1項記載の接着テープは、接着テープから25cmの距離の所の巻き戻しノイズ(unwind noise)が80dB(A)未満であることを特徴とする。
【0107】
以下の本文の目的は実施例を参照して本発明を説明することにあり、不必要に本発明を限定することを望むものでない。
【実施例】
【0108】
実施例a: フィルム
Radiciのポリプロピレンが基になった二軸配向フィルムを用いる。
フィルム厚 28μm
表示 Radil T
会社/製造業者 Radici SpA
破壊時伸び、MD 130%
破壊時伸び、CD 50%
弾性係数、MD 2500N/mm2
弾性係数、CD 4000N/mm2
未処理BOPPフィルムであるRadil T25が示す表面エネルギーは30mN/m未満である。このポリプロピレンの表面を接着促進剤で覆った時の表面エネルギーは、コロナ処理を受けさせた後、44から46mN/mである。
【0109】
未処理ポリプロピレンであるRadil T25のフィルム表面が示す表面エネルギーは30mN/m未満である。これは、接着剤組成物面とは反対側のフィルム面である。
実施例b: 成分
用いた成分:
b1 接着剤組成物の成分
b1.1 Weber & Schaer(Hamburg)から入手可能な天然ゴムラテックス(固体含有量60%)
b1.2.1 炭化水素樹脂が基になった水性樹脂分散液(Hercules BVのTacolyn 1070、固体含有量55重量%;軟化点70℃)
b.1.3 Great Lakes(米国)の老化抑制剤Loxinox 2246
b.1.4 Henkel(Dusseldorf)の消泡剤Foamaster 306
b.1.5 Paramelt(NL)の油分散液であるDiccera 11833
b2 下塗り剤の成分
b2.1 Tramaco(Hamburg)のTrapylen 6965W(塩素化度が低いポリプロピレン分散液)またはBASFのButofan LS103(スチレン−ブタジエン分散液)
実施例c: 配合
c1 接着剤組成物の配合A
配合を重量%で示す:
天然ゴムラテックス分散液 47重量%
Tacolyn 1070 47重量%
Dicerra 11833 5重量%
老化抑制剤 0.7重量%
消泡剤 0.3重量%
c2 下塗り剤の配合B
配合を重量%で示す:
Trapylen 6965W 100重量%、または
Butofan LS103 100重量%
実施例d: 接着剤組成物および下塗り剤の調製
被覆すべき接着剤組成物Aの調製を下記の如く行う:
d1 通常の機械的撹拌機を用いて天然ゴムラテックスを23℃で絶えず撹拌しながらこれに樹脂分散液を加える。その後、撹拌を注意深く更に15分間行う。
d2 段階1(d1)で得た混合物を注意深く撹拌しながらこれに老化抑制剤と消泡剤を入れる。次に、撹拌を15分間継続する。
d3 段階2(d2)で得た混合物を注意深く撹拌しながらこれに油分散液を入れる。次に、撹拌を15分間継続する。その後、被覆を行う。
【0110】
配合Bの下塗り剤の調製を下記の如く行う:
d4 Trapylen 6965WとButofan LS103を混合した後、さらなる予備処理なしに用いる。
実施例e: 被覆
ワイヤードクター(wire doctor)を用いてフィルムaを下塗り剤配合物Bそして接着剤組成物配合物AおよびBで被覆する。1番目の段階で前記下塗り剤を塗布して80から90℃で短時間乾燥させた後、直ちに、2番目の段階(インラインまたはオフライン)で接着剤組成物を前記下塗り剤層に塗布する。
【0111】
ワイヤードクターおよび被覆速度を、この被覆を受けさせたフィルムを乾燥させた後の測定接着剤塗布率が約18g/m2になりそして測定下塗り剤塗布率が0.6から0.8g/m2になるように調整する。被覆をパイロットコーティングプラントで操作幅(operating width)を500mmにしそして被覆速度を10m/分にして行う。このワイヤードクターアプリケーター(applicator)を用いた被覆ステーション(coating station)の下流に乾燥用トンネルを位置させ、これを熱風(約100℃)で操作する。この被覆を受けさせたフィルムに加工を幅が50mmで長さが60mの状態で受けさせた。
【0112】
貯蔵を23℃で2日間行った後そして貯蔵を23℃で1から3カ月行った後に技術的接着データを測定する。
実施例f: 結果
用いた試験方法の特徴を以下に簡単に述べる:
接着剤塗布率の測定では、被覆したフィルムから表面積が既知の円形試験片を切り取って重量を測定する。次に、石油スピリットを用いて接着剤組成物を除去した後、この時点で接着剤組成物を含まないフィルムの重量を再び測定する。その差から接着剤塗布率(g/m2)を計算する。
【0113】
厚紙に対する粘着力の特徴付けでは、標準的な商業用手動ローラーを用いて接着テープを厚紙に付着させた後、重さが2kgの鋼製ローラーを用いて押し付ける(上を2回転がす)。3分間待った後、接着テープを約30m/分の引き剥がし速度で厚紙表面に平行およびそれに対して約130°の角度で引き剥がす。裂けた紙の繊維の量を基準にして厚紙に対する粘着力を定性的に評価し、これをBeiersdorfのtesapack 4124(これの粘着力は非常に良好であると特徴づけられている)などの如き標準的な商業的包装用接着テープのそれと比較する。
【0114】
包装保護の測定では、標準的な商業用自動パッカー(packer)[Knecht、モデル6030およびシーリング装置(sealing unit)6230、ブレーキング路(braking path)なしに設定]を用いて、標準的カートン[Europakartonのディスパッチカートン(dispatch carton):長さx幅x高さ=425mmx325mmx165mm;クラフトライナー外側層(kraftliner outer ply)を125g/m2伴う二波形厚紙(bicorrugated cardboard)で作られている]を接着テープで密封する。接着テープを標準的U字型シールの中心に末端部表面の各々に60mmの接着テープが接着するように付着させる。カートンを豆で完全に満たして密封した後、横向きに置いて40℃および23℃で貯蔵する。このカートンが30日を超える期間に渡って密封されたままであるならば、包装保護が非常に良好であると特徴付ける。また、カートンに付着させた接着テープが滑ることに関しても特徴付けと記述を行い、接着テープが接着領域で示した挙動およびそれらの性質のそれぞれを基準接着テープのそれらと比較する(表1)。
【0115】
接着テープを45m/分の巻き戻し速度で巻き戻した時の巻き戻しノイズを測定する。Bruel & Kjearの標準的な商業用音レベルメーター(タイプ2226)を用い、これを接着テープのロールの中心から25cmの所に位置させて、巻き戻しノイズをdB(A)で測定する。測定音レベルが80dB(A)未満であるならば、これを静かであると等級付けする。
【0116】
巻き戻し力の測定では、巻き戻し速度を一定(30m/分)にしてトルクを測定しそして巻き戻し力(N/cm)を公知式に従って計算することで測定を行う。
【0117】
エンボス加工されていないフィルムを用いた本発明の接着テープを比較接着テープと比較して検査しかつ評価した時の結果を表1に示す。
【0118】
【表2】
Claims (8)
- 片面が自己接着剤で被覆されている接着テープであって、
a.配向ポリオレフィンが基になったフィルム、
b.天然ゴムラテックスを35から69.5重量%、
炭化水素樹脂が基になった樹脂分散液を20から64.5重量%、
油が基になった添加剤を0.5から20重量%、
含んで成る混合物から作られていて前記フィルムの片面に付着している接着剤層、
を含んで成る接着テープ。 - 前記フィルムが配向ポリオレフィンで構成されておりそして/または20から50μmの範囲の厚みを有することを特徴とする請求項1記載の接着テープ。
- 前記フィルムがポリプロピレンが基になった一軸配向フィルムで構成されておりそして/または25から200μm、特に40から130μmの範囲の厚みを有することを特徴とする請求項1および2記載の接着テープ。
- 下塗り剤の層が前記フィルムと前記接着剤層の間に付着していることを特徴とする前請求項の少なくとも1項記載の接着テープ。
- 前記フィルムへの前記接着剤層の塗布率が10から45g/m2であることを特徴とする前請求項の少なくとも1項記載の接着テープ。
- 前記接着剤層が
老化抑制剤を0.1から5重量%、
消泡剤を0.05から5重量%、
少なくとも1種の着色顔料を0.05から20重量%、および/または
安定剤を0.05から10重量%、
含有することを特徴とする前請求項の少なくとも1項記載の接着テープ。 - この接着テープから25cmの距離の所の巻き戻しノイズが80dB(A)未満であることを特徴とする前請求項の少なくとも1項記載の接着テープ。
- 請求項1から7の1項記載の接着テープの使用であって、紙、特に再生紙に対して良好な粘着性を示し、充分な凝集力を有し、良好な包装保護を示し、良好な接着剤組成物つなぎ止めを示しかつ巻き戻しが容易である包装用接着テープとしての使用。
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