JP2007002006A - 表面保護フィルム及びその製造法 - Google Patents

Abstract

【課題】 被着体に対して剥離し易い程度の適度な粘着力を有し、且つ貼付け後の経時保管に際しても粘着力の変化がなく、剥離時に被着体を汚染しない表面保護フィルムを提供する。
【解決手段】 粘着層と基材層の複合形態からなり、その粘着層が、密度が０．８８〜０．９２、融点が８５〜１１５℃で示差走査熱量測定により測定した融解曲線が単一ピークを示すエチレン−α−オレフィン共重合体１００〜９５重量％及び粘着付与剤を０〜５重量％を含有するものである表面保護フィルム。粘着層が、前記のエチレン−α−オレフィン共重合体９９．５〜９５重量％及び粘着付与剤０．５〜５重量％を含有するものであることが好ましい。
【選択図】 なし

Description

本発明は使用前の合成樹脂板、金属板等の被着体の表面の保護を目的として貼着しておくための表面保護フィルムに関するものであり、特に被着体に貼り付けた後の保存安定性に優れた表面保護フィルム及びその製造法に関するものである。

従来、合成樹脂板や金属板を保存、運搬あるいは、切断したり、折り曲げたり、打ち抜いたり、絞ったりする加工作業を行う場合に、これらの板が傷ついたり汚れたりするのを防止するため、板に表面保護フィルムを貼着することが広く行われている。

表面保護フィルムの場合、これらのケースにおいて板に確実に貼り付いて表面保護の働きを果たすことが絶対に必要な条件であるが、それとともに、これらの役目が終了した場合には板から容易にしかも糊残りなく剥がせることが必要となる。また、表面保護フィルム貼着後直ぐに加工が行われない場合もあるため、ある程度の温湿度変化を伴った保存においても特性の変化の少ないことが要求される。

これらの特性を満足する押出タイプの粘着フィルムとしては、貼着性、延展性に優れた軟質塩化ビニルフィルムが使われていたが、焼却時に塩化水素ガスが発生して炉を傷める可能性があるため使用が制限されてきた。一方、ゴムあるいはエラストマーも使用されているが、これらは粘着層の凝集破壊等によりフィルムを剥がしたときに糊残りがあり、被着体を汚染するという問題を発生させることがある。

以上のような不具合を解消する方策として、ポリエチレンをベースにした粘着層の検討が行われている。特許文献１では、直鎖状低密度ポリエチレンあるいは超低密度ポリエチレンを粘着剤として使用することが謳われている。しかしながらこの系では粘着力が低く被着物に制限があり、また、長期の保存試験においてはフィルムが浮き上がる等の不具合の発生するものもあった。特許文献２では粘着剤として直鎖状ポリエチレンをベースに粘着付与剤を添加することでより確実な粘着力を得、表面保護フィルムとしての信頼性を上げている。この系では粘着力の向上は見られたが、一部経時後にフィルムを剥がした場合に被着体に糊残りが見られた。特許文献３においては、粘着剤として、示差走査熱量測定によって得られた融解曲線が単一ピークを示すエチレン−α−オレフィン共重合体に粘着付与剤を加えることで良好な表面保護フィルムが得られるとしている。確かに特許文献３に記載された条件においては表面保護フィルムとしての特性を維持した。しかしながら、更に長期の経時試験においては糊残り等の不具合が発生するものであった。

特許第３０６１６７６号公報 特許第２９５２３１２号公報 特許第３１１６１１０号公報

表面保護フィルムは、先に述べたように貼り付け時は被着体に確実に貼着しており、切断、曲げ、絞り等の加工時や貼着後の保存時にもフィルムの浮きが生ぜず十分に表面保護の働きを果たすことは当然として、その役目が終了した後には被着体から容易に剥がせしかも被着体には糊残りがないことが要求される。さらに、貼り付け後すぐに加工を行わずしばらく保存した後に加工が行われることもあり、保存時に特性の変化が少ないことが要求される。本発明は以上のような種々の要求特性をバランスよく満たす表面保護フィルムを得ることを第１の課題とする。また、安定した粘着力を得るためには、粘着付与剤の配合量による粘着力の変化が少ない方が、安定した粘着力が得られるため、粘着付与剤の配合量の変化に対する粘着力の変化が緩やかである表面保護フィルムを得ることを第２の課題とする。

本発明は、つぎのものに関する。
１． 粘着層と基材層の複合形態からなり、その粘着層が、密度が０．８８〜０．９２、融点が８５〜１１５℃で示差走査熱量測定により測定した融解曲線が単一ピークを示すエチレン−α−オレフィン共重合体１００〜９５重量％及び粘着付与剤を０〜５重量％を含有するものである表面保護フィルム。
２． 粘着層が、前記のエチレン−α−オレフィン共重合体９９．５〜９５重量％及び粘着付与剤０．５〜５重量％を含有するものである項１記載の表面保護フィルム。
３． 粘着付与剤がテルペン系樹脂であることを特徴とする項２記載の表面保護フィルム。
４． 基材層に、密度が０．８８〜０．９２、融点が８５〜１１５℃で示差走査熱量測定により測定した融解曲線が単一ピークを示すエチレン−α−オレフィン共重合体１００〜９５重量％及び粘着付与剤を０〜５重量％を含有するを含む粘着層を積層することを特徴とする表面保護フィルムの製造法。
５． 粘着層が、前記エチレン−α−オレフィン共重合体９９．５〜９５重量％及び粘着付与剤を０．５〜５重量％を含有するものである項４記載の表面保護フィルムの製造法。
６． 粘着付与剤がテルペン系樹脂である項５記載の表面保護フィルムの製造法。

本発明に係る表面保護フィルムは、粘着力、密着力に優れ、引き剥がしが容易で引き剥がし後の糊残りがなく、特に被着体への貼着後、経時での粘着力、密着力の変化のない表面保護フィルムとして優れた特性を発現する製品を提供することができる。また、粘着付与剤の添加量による粘着力の変化が緩やかで安定した粘着力を有する表面保護フィルムを作製することができる。

本発明は、粘着層のベースとなる樹脂及びこれに添加する粘着付与剤の種類、量をきめることで所期の目的を達成しようとするものである。即ち、本発明の構成は、ベースとなるポリエチレン等の基材フィルムと以下に述べる粘着層からなる少なくとも二層からなる表面保護フィルムである。

本発明の粘着層に使用される樹脂は、エチレン−α−オレフィン共重合体であり、密度は０．８８〜０．９２、融点は８５〜１１５℃、示差走査熱量測定による融解曲線ピークが単一ピークを示すものを使用する。密度、融点においてこれらの範囲の下限を下回ると樹脂がべたつき被着体に糊残りが生じ、逆にこれらの範囲の上限を上回ると粘着力が低下し、成形性も悪くなる。また、融解曲線が複数ピークの場合には、ポリマー内に分子量分布が複数あるため、分子量分布の違いによる結晶性変化、タッキファイヤーとの相溶性、分散度合いのバラツキにより、フィルム全体として均一な組成にならず安定した粘着力挙動を示さない等の問題点が生じる。

本発明の粘着層に使用される粘着付与剤は、テルペン系樹脂、ロジン類が使用できるが、水添のテルペン樹脂が特に好適である。

上記エチレン−α−オレフィン共重合体と粘着付与剤の配合割合としては、エチレン−α−オレフィン共重合体樹脂１００〜９５重量％と粘着付与剤０〜５重量％を全体が１００重量％になるようにする。すなわち、粘着性付与剤は、エチレン−α−オレフィン共重合体樹脂と粘着付与剤の総量に対して最大限でも５重量％までしか含まれない。粘着付与剤の量が５重量％を超える場合は、被着体にこのフィルムを貼り付けた場合に、被着体との粘着力が大きくなりすぎ、スティックスリップ破壊による被着体の破損、被着体からフィルムを剥がした場合に、被着体に糊残りが発生する等の不具合が発生する。粘着性を確保するために、粘着性付与剤は、０．５重量％以上であることが好ましい。本発明おいて、粘着性付与剤の使用の範囲において、粘着付与剤の添加量による粘着力の変化が少ないという利点を有する。粘着性を十分に確保しつつ、粘着付与剤の添加量による粘着力の変化がより少なく、安定した粘着力を得るためには、粘着性付与剤を１〜３重量％使用することが好ましい。

本発明おける基材層は特に制限はないが、粘着力を必要とするものではないので密度は粘着層より高いものが好ましい。融解曲線のピークには特に制限はない。以上の観点から、基材層として使用する樹脂は粘着層との接着性に優れた熱可塑性樹脂であれば特に制限を設けるものではないが、通常、基材層は粘着層と同時に押出すことが多いため、粘着層との相性の良いポリエチレン、エチレン−α−オレフィン共重合体、ポリプロピレン等のオレフィン系樹脂などが特に好適である。

本発明おける表面保護フィルムには、必要に応じて基材層と粘着層の間に本表面保護フィルムを作製する際に発生した耳材等の再生材料投入層を設け、歩留向上によるコスト低減を図ることができる。場合により、再生材料を基材層に用いてもよい。

本発明に係る表面保護フィルムの全体の厚みは２５〜１５０μｍであることが好ましい。２５μｍより薄いと、フィルム強度が不足する傾向がある。１５０μｍより厚いと、コスト高になる傾向がある。粘着層が薄いと粘着力に不足を生じ、粘着層が厚すぎるとコスト面での優位性が失われるため、粘着層が５μｍ以上から全体の厚みの５０％までが好ましい。再生材層を積層する場合は、再生材層の投入に見合って基材層の厚みを減らせばよい。

本発明の表面保護フィルムは、層数に応じて２種２層、３種３層の多層押出機を用いて成形することができる。また、ダイスとしては、Ｔダイ、インフレダイ等のフィルム成形における代表的なダイスを使用することができる。粘着付与剤の混合は、粘着層材料にてマスターバッチ化したペレットを混合機にてドライブレンドする方法、加熱等により液状化した粘着付与剤を液体充填法により挿入する方法等が考えられる。

本発明で得られた表面保護フィルムの使用例の一例としては、各種塗装鋼板、各種プラスチック板、アルミ板、ステンレス板、特殊光学フィルムなどに貼り付けることで、これらの製品を輸送、保管するとき、あるいは加工するときに、キズ、汚染、腐食からこれらの製品を保護するという使用例が挙げられる。

試料フィルムは、基材層材料として低密度ポリエチレン（住友化学製「スミカセンＦ２３５Ｐ」を使用し、粘着層の材料として、ＤＳＣ融解曲線がシングルピークであるエチレン・ヘキセン−１共重合体（日本ポリエチレン製「カーネルＫＦ２７０」、融点１００℃、密度０．９０７）を用い、粘着層材料を口径４０ｍｍ押出機から、基材層材料を口径５０ｍｍ押出機からシリンダ温度１７０〜２１０℃、ダイス温度２１０℃の温度条件にて押出して、フィードブロックを用いて共押出しにより積層して粘着層厚さ１３μｍ、基材層厚さ３７μｍの構成で、総厚さが５０μｍの表面保護フィルムを得た。

試料フィルムは、基材層材料として低密度ポリエチレン（住友化学製「スミカセンＦ２３５Ｐ」を使用し、粘着層の材料として、ＤＳＣ融解曲線がシングルピークであるエチレン・ヘキセン−１共重合体（日本ポリエチレン製「カーネルＫＦ２７０」、融点１００℃、密度０．９０７）９９重量％に、水添テルペン樹脂（ヤスハラケミカル製「クリアロンＰ１２５」）を１重量％混合した配合材を用いたこと以外は実施例１と同様にして表面保護フィルムを得た。

粘着層の材料として、ＤＳＣ融解曲線がシングルピークであるエチレン・ヘキセン−１共重合体（日本ポリエチレン製「カーネルＫＦ２７０」、融点１００℃、密度０．９０７）９８重量％に、水添テルペン樹脂（ヤスハラケミカル製「クリアロンＰ１２５」）を２重量％混合した配合材を用いたこと以外は実施例１と同様にして表面保護フィルムを得た。

粘着層の材料として、ＤＳＣ融解曲線がシングルピークであるエチレン・ヘキセン−１共重合体（日本ポリエチレン製「カーネルＫＦ２７０」、融点１００℃、密度０．９０７）９７重量％に、水添テルペン樹脂（ヤスハラケミカル製「クリアロンＰ１２５」）を３重量％混合した配合材を用いたこと以外は実施例１と同様にして表面保護フィルムを得た。

粘着層の材料として、ＤＳＣ融解曲線がシングルピークであるエチレン・ヘキセン−１共重合体（日本ポリエチレン製「カーネルＫＦ２７０」、融点１００℃、密度０．９０７）９５重量％に、水添テルペン樹脂（ヤスハラケミカル製「クリアロンＰ１２５」）を５重量％混合した配合材を用いたこと以外は実施例１と同様にして表面保護フィルムを得た。

比較例１
粘着層の材料として、ＤＳＣ融解曲線がシングルピークであるエチレン・ヘキセン−１共重合体（日本ポリエチレン製「カーネルＫＦ２７０」、融点１００℃、密度０．９０７）９４重量％に、水添テルペン樹脂（ヤスハラケミカル製「クリアロンＰ１２５」）を６重量％混合した配合材を用いたこと以外は実施例１と同様にして表面保護フィルムを得た。

比較例２
粘着層の材料として、ＤＳＣ融解曲線がシングルピークであるエチレン・ヘキセン−１共重合体（日本ポリエチレン製「カーネルＫＦ２７０」、融点１００℃、密度０．９０７）９０重量％に、水添テルペン樹脂（ヤスハラケミカル製「クリアロンＰ１２５」）を１０重量％混合した配合材を用いたこと以外は実施例１と同様にして表面保護フィルムを得た。

比較例３
粘着層の材料として、ＤＳＣ融解曲線がマルチピークであるエチレン・４メチルペンテン共重合体（三井石油化学製「ウルトゼックス１０２０Ｌ」、融点１２３℃、密度０．９１０）９９重量％に、水添テルペン樹脂（ヤスハラケミカル製「クリアロンＰ１２５」）を１重量％混合した配合材を用いたこと以外は実施例１と同様にして表面保護フィルムを得た。

比較例４
粘着層の材料として、ＤＳＣ融解曲線がマルチピークであるエチレン・４メチルペンテン共重合体（三井石油化学製「ウルトゼックス１０２０Ｌ」、融点１２３℃、密度０．９１０）９８重量％に、水添テルペン樹脂（ヤスハラケミカル製「クリアロンＰ１２５」）を２重量％混合した配合材を用いたこと以外は実施例１と同様にして表面保護フィルムを得た。

比較例５
粘着層の材料として、ＤＳＣ融解曲線がマルチピークであるエチレン・４メチルペンテン共重合体（三井石油化学製「ウルトゼックス１０２０Ｌ」、融点１２３℃、密度０．９１０）９７重量％に、水添テルペン樹脂（ヤスハラケミカル製「クリアロンＰ１２５」）を３重量％混合した配合材を用いたこと以外は実施例１と同様にして表面保護フィルムを得た。

比較例６
粘着層の材料として、ＤＳＣ融解曲線がマルチピークであるエチレン・４メチルペンテン共重合体（三井石油化学製「ウルトゼックス１０２０Ｌ」、融点１２３℃、密度０．９１０）９４重量％に、水添テルペン樹脂（ヤスハラケミカル製「クリアロンＰ１２５」）を６重量％混合した配合材を用いたこと以外は実施例１と同様にして表面保護フィルムを得た。

上述した各実施例および比較例から得られた表面保護フィルムについて、アクリル板と表面保護フィルムの粘着力を評価すると共に、表面保護フィルムの全光線透過率およびヘイズを測定し、表面保護フィルムの透明性を評価した。また、表面保護フィルムを被着体に貼付け、一週間後の剥離強度の測定ならびに被着体への糊残りを観察して、表面保護フィルムの保存性を評価した。実施例評価結果を表１、比較例評価結果を表２に示す。各試験の試験条件は以下に示す。

［試料の貼り付け］
標準プラスチック板に２３℃条件下に２４時間放置した試料フィルムをゴムロールを用いて、６０Ｎ／ｃｍの圧力、２．５ｍ／分の速度で貼り付け、ＮＴカッターにてフィルムを板と同寸法になるよう裁断する。２３℃の条件下に３０分放置した後、各測定と評価に用いる。標準プラスチック板は、厚さ１．０ｍｍ、表面粗さＲｚ＝０．１５のアクリル板ならびに厚さ１．０ｍｍ、表面粗さＲｚ＝０．１５のポリカーボネート板を用いた。

［初期粘着力］
初期粘着力は、上記方法で作製したアクリル板に貼り付けた試料を引張試験機（東洋精機製ストログラフＲ２型）を用いて剥離強度を測定し、初期粘着力とする。測定条件は、９０度で剥離し、剥離速度は０．３ｍ／分で行う。

［全光線透過率、ヘイズ］
透明性の評価に関しては、自動式曇度計（日本電色工業製ＮＤＨ−２４型）を用いて、ヘイズ値を測定する。

［保存性］
Ａ．経時粘着力
上記方法で作製したアクリル板に貼り付けた試料を、４０℃条件下に１週間放置した後取り出し、引張試験機（東洋精機製ストログラフＲ２型）を用いて剥離力を測定し、経時粘着力とする。また、初期粘着力との変化率を算出し、経時粘着力変化率とする。経時粘着力変化率は、（経時粘着力−初期粘着力）／初期粘着力×１００（％）の式にて計算する。測定条件は、９０度で剥離し、剥離速度は０．３ｍ／分で行う。
Ｂ．被着体汚染性
上記方法で作製したポリカーボネート板に貼り付けた試料を、４０℃条件下に１週間放置した後で試料フィルムを剥がす。暗室内で被着体表面にスポットライトを当てて表面の汚染状態を肉眼観察する。評価の判定は、○：汚染なし、△：軽度の汚染有り、×：汚染している、とする。

上記試験方法により得られた各試験の実施例評価結果を表１、比較例評価結果を表２に示す。

粘着付与剤の添加量による初期粘着力変化の評価として、実施例１〜４ならびに比較例３〜５の初期粘着力をプロットしたグラフを図１に示す。図１中、グラフ１は、実施例１のプロット２、実施例２のプロット３、実施例３のプロット４及び実施例４のプロット５によるものであり、グラフ６は、比較例３のプロット７、比較例４のプロット８及び比較例５のプロット９によるものである。

表１、表２および図１が示すように、実施例１〜４に示す表面保護フィルムは、粘着力を損なうことなく、剥離し易い程度の適度な粘着力を持ち、透明性に優れていた。また、被着体に貼付け後の経時的な粘着力変化がなく、経時後の剥離に際しても被着体を汚染しない良好な結果であった。また、粘着付与剤の添加量による粘着力の変化が少なく、安定した粘着力が得られることが確認された。

これに対し、比較例１および比較例２に示す表面保護フィルムは、初期粘着力が強すぎるため、剥離の際に均一な剥離力で剥がれないスティックスリップ現象が見られ、樹脂シート等薄い被着体に使用した場合に、被着体を破損する恐れがある。また、貼付け後、経時的に保管すると、被着体の汚染が見られた。比較例３〜５に示す表面保護フィルムは、特性的には満足するものであったが、粘着付与剤の添加量と初期粘着力の変化に急激な変極点が見られるため、生産時の粘着付与剤の混合誤差、製造条件、製造環境のバラツキにより粘着力の変化が大きくなり、安定した粘着力の表面保護フィルムの提供が難しいと考え比較例６に示す表面保護フィルムは、初期粘着力が強すぎるため、剥離の際にハンチングが見られた。また、貼付け後、経時的に保管すると、被着体の汚染が見られた。

実施例１〜４及び比較例３〜５で得られた表面保護フィルムの初期粘着力をプロットしたグラフ

符号の説明

１ 実施例１〜４によるグラフ
２ 実施例１のプロット
３ 実施例２のプロット
４ 実施例３のプロット
５ 実施例４のプロット
６ 比較例３〜５によるグラフ
７ 比較例３のプロット
８ 比較例４のプロット
９ 比較例５のプロット

Claims (6)

1. 粘着層と基材層の複合形態からなり、その粘着層が、密度が０．８８〜０．９２、融点が８５〜１１５℃で示差走査熱量測定により測定した融解曲線が単一ピークを示すエチレン−α−オレフィン共重合体１００〜９５重量％及び粘着付与剤を０〜５重量％を含有するものである表面保護フィルム。
2. 粘着層が、前記のエチレン−α−オレフィン共重合体９９．５〜９５重量％及び粘着付与剤０．５〜５重量％を含有するものである請求項１記載の表面保護フィルム。
3. 粘着付与剤がテルペン系樹脂であることを特徴とする請求項２記載の表面保護フィルム。
4. 基材層に、密度が０．８８〜０．９２、融点が８５〜１１５℃で示差走査熱量測定により測定した融解曲線が単一ピークを示すエチレン−α−オレフィン共重合体１００〜９５重量％及び粘着付与剤を０〜５重量％を含有するを含む粘着層を積層することを特徴とする表面保護フィルムの製造法。
5. 粘着層が、前記エチレン−α−オレフィン共重合体９９．５〜９５重量％及び粘着付与剤を０．５〜５重量％を含有するものである請求項４記載の表面保護フィルムの製造法。
6. 粘着付与剤がテルペン系樹脂である請求項５記載の表面保護フィルムの製造法。
   
   
   

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