JP2009280688A - ポリエステル系マスキングシート - Google Patents
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Abstract
【解決手段】基材上に、植物由来のジカルボン酸と植物由来のジオールとを、ジカルボン酸に含まれるカルボキシル基1.00モルに対しジオールに含まれる水酸基が1.01〜1.40モルとなる割合で縮合重合させて得られるポリエステル樹脂と、このポリエステル樹脂100重量部あたり10〜50重量部となる量の粘着付与剤とを含有し、架橋剤により架橋処理された粘着剤層を有し、この粘着剤層はゲル分率が40〜90%の範囲にあることを特徴とするポリエステル系マスキングシート。
【選択図】なし
Description
昨今、化石資源の枯渇や地球の温暖化対策として環境への配慮が求められ、再生可能な材料である植物由来材料の使用が推奨され始めている。
また、本発明は、植物由来のジカルボン酸がダイマー酸であり、植物由来のジオールがダイマージオールである上記構成のポリエステル系マスキングシート、粘着付与剤が植物由来の材料を主成分としたものである上記構成のポリエステル系マスキングシート、架橋剤がポリイソシアネート化合物である上記構成のポリエステル系マスキングシート、を提供できものである。
なお、本発明における「ポリエステル系マスキングシート」には、通常幅広のシート状物だけでなく、通常幅狭のテープ状物も含まれ、その他、ラベル状物などの各種形態のマスキング製品が包含されるものである。
また、このポリエステル系マスキングシートは、上記のポリエステル樹脂を有効成分とした粘着剤の調製に際し、D相乳化〔水と多価アルコールを含んだ界面活性剤相(D相)に油成分としての上記樹脂を分散させてO/D型のゲルエマルションとし、このゲルエマルションに水を加えてO/W型のエマルションとする〕などによりエマルション化することが可能であり、これによりVOC(Voratile Organic Compounds)対策も可能で、脱有機溶剤化にも寄与することができる。
上記の縮合重合は、常法により、有機溶剤を使用して行ってもよいし、減圧下無溶剤で行ってもよい。縮合重合反応に際して、テトラ−n−ブチルチタネート、テトライソプロピルチタネート、三酸化アンチモン、ブチルスズオキシドなどの金属化合物などの適宜の触媒を用いて行うことができる。
また、植物由来のジオールとしては、植物由来であれば特に限定されないが、ヒマシ油から誘導される脂肪酸エステルやオレイン酸などからつくられるダイマージオールなどが挙げられる。このようなジオールは2種以上を併用することもできる。
なお、植物由来のジカルボン酸と植物由来のジオールとは別に、植物由来でないジカルボン酸やジオールを併用することもできる。ただし、これら植物由来でないジカルボン酸やジオールは、原料成分全体の30重量%以下、好ましくは20重量%以下、さらに好ましくは10重量%以下、最も好ましくは5重量%以下であるのがよい。
水酸基が1.01モルより少ないと、縮合重合して得られるポリエステル系樹脂の分子末端の水酸基が少なくなり、架橋剤による架橋処理が難しくなり、ゲル分率を適正範囲に調整しにくくなる。また、水酸基が1.40モルより多くなると、分子量が低くなり架橋剤による架橋処理でゲル化させるのが難しくなる。
このような縮合重合により得られるポリエステル樹脂は、重量平均分子量(Mw)が、通常1万〜20万の範囲にあるのが望ましい。
粘着剤の調製は、有機溶剤を用いて行ってもよいし、無溶剤下で行ってもよい。また、水に乳化分散させたエマルション型の粘着剤としてもよく、乳化分散を容易とするため、D相乳化によるエマルション化を利用してもよい。
D相乳化では、水と多価アルコールを含んだ界面活性剤相(D相)に油成分として上記樹脂を分散させてO/D型のゲルエマルションとし、このゲルエマルションに水を加えてO/W型のエマルションとする。粘着付与剤や架橋剤は上記樹脂と一緒に添加してもよいし、上記エマルションを得たのちに配合してもよい。D相乳化によれば、VOC対策が可能となり、脱有機溶剤化に寄与することができる。
ロジン系樹脂には、ロジン、重合ロジン、水添ロジン、ロジンエステル、水添ロジンエステル、ロジンフェノール樹脂などがある。また、テルペン系樹脂には、テルペン樹脂、テルペンフェノール樹脂、芳香族変性テルペン樹脂などがある。
粘着付与剤の量が50重量部より多いと、粘着力が高くなりすぎ高温保持後の再剥離に際し糊残りや汚染の問題があり、また再剥離が難しくなる。また、粘着付与剤の量が10重量部より少ないと、自背面に対する粘着力が低くなり、ロール状にした際に剥がれが起きるなどの不具合を生じやすい。
このような架橋剤としては、従来公知のものを使用することができる。例えば、多価イソシアヌレート、多官能性イソシアネート化合物、多官能性メラミン化合物、多官能性エポキシ化合物、多官能性オキサゾリン化合物、多官能性アジリジン化合物、金属キレート化合物などを挙げることができる。これらの架橋剤の中でも、汎用性のある多価イソシアヌレートや多官能性イソシアネート化合物が好ましい。
具体的には、脂肪族ポリイソシアネート類、脂環族ポリイソシアネート類、芳香族ポリイソシアネート類およびこれらの二量体や三量体を挙げることができる。
多官能性エポキシ化合物としては、ジグリシジルアニリン、グリセリンジグリシジルエーテルなどを挙げることができる。
例えば、ポリイソシアネート化合物では、ポリエステル樹脂(原料成分であるジカルボン酸とジオールとの合計量)100重量部あたり、0.5〜13重量部とするのが好ましく、特に好ましくは1〜12重量部である。このような使用量とすることにより、適度な架橋結合が形成されて、粘着力と保持性(凝集力)とを両立する、すぐれた粘着特性が得られ、透明性などにも好結果が得られやすい。
なお、ゲル分率を効率良く得るため、架橋剤と共に適宜の触媒を用いることができる。例えば、テトラ−n−ブチルチタネート、テトライソプロピルチタネート、ブチルスズオキシド、ジオクチルスズジラウレートなどが用いられる。
上記のゲル分率が90%より高いと、架橋密度が高くなりすぎて粘着力が低くなり固定が難しくなる。また、上記のゲル分率が40%より低いと、凝集力不足により固定が難しくなり、また糊残りや汚染が発生しやすい。
これらの中でも、手で簡単に切れる(作業性)、また粘着剤を吹き付けた際の粘着剤とテープ背面との密着性の点から、多孔性の基材であるのが望ましい。多孔性の基材となりうる材料としては、上記の遷移状物質からなる紙材、特に叩解された木材パルプあるいはこれに1種以上の合成短繊維を混抄してなる多孔性薄葉紙材が好ましく、このような紙材からなる和紙が強度、伸びなどにすぐれる点で好ましい。
特に、強度や伸度の向上、適度な剛性を付与できる点から、紙材に混抄される合成短繊維がビニロンであり、その混抄率が5%以上、好ましくは5〜70%、さらに好ましくは15〜50%である多孔性薄葉紙材が好適に使用される。中でも、このような多孔性薄葉紙材からなる和紙が本発明の基材として最も好ましい。
また、例えば、特開平2−151427号公報に記載のように、和紙などの基材にゴムおよび/または合成樹脂を含浸させることにより、剥離時に裂けや破断を防止することができる。上記のゴムや合成樹脂には、例えば、ブチルゴム、天然ゴム、スチレン、ブタジエンゴム、アクリル酸エステル共重合体などが用いられる。
上記の巻き戻し力が1.0N/20mm未満では、巻き戻し力が小さすぎて所定長さ以上に巻き戻ったり、何かの拍子で自重でテープが巻き戻る現象が生じやすい。また、上記の巻き戻し力が8.0N/20mmを超えると、巻き戻し力が大きすぎて作業性が悪く、また巻き戻し時にテープが切れるなどの不具合が生じやすい。
また、本発明のポリエステル系マスキングシートは、高温(例えば130℃)で保持した場合でも、糊残りや汚染なく再剥離できるという性能を備えている。
これらの用途目的で使用したのち、被着体から剥離したマスキングシートは、粘着剤層が植物由来材料からなるため、これを廃棄処理した場合二酸化炭素を排出してもカーボンニュートラルを実現でき、地球環境に悪影響を及ぼすことはない。
三つ口セパラブルフラスコに撹拌機、温度計、真空ポンプを付し、これにダイマー酸(商品名「プリポール1009」Mw567 ユニケマ社製)110.7g、ダイマージオール(商品名「プリポール2033」Mw537 ユニケマ社製)100g、触媒としてチタンテトライソプロポキシド(キシダ化学社製)0.532gを仕込み、減圧雰囲気で撹拌しながら200℃まで昇温し、この温度を保持した。約3時間反応を続けてポリエステル樹脂Aを得た。重量平均分子量Mwは3万であった。なお、上記のダイマー酸とダイマージオールとの使用量は、ダイマー酸に含まれるカルボキシル基1.00モルに対して、ダイマージオールに含まれる水酸基が0.95モルとなる割合であった。
ダイマー酸の使用量を104.9gに変更し、ダイマージオールの使用量は100gのままとした以外は、ポリエステル樹脂Aの場合と同様にして、ポリエステル樹脂Bを得た。重量平均分子量Mwは8.5万であった。なお、上記のダイマー酸とダイマージオールとの使用量は、ダイマー酸に含まれるカルボキシル基1.00モルに対して、ダイマージオールに含まれる水酸基が1.01モルとなる割合であった。
ダイマー酸の使用量を100.9gに変更し、ダイマージオールの使用量は100gのままとした以外は、ポリエステル樹脂Aの場合と同様にして、ポリエステル樹脂Cを得た。重量平均分子量Mwは5.5万であった。なお、上記のダイマー酸とダイマージオールとの使用量は、ダイマー酸に含まれるカルボキシル基1.00モルに対して、ダイマージオールに含まれる水酸基が1.05モルとなる割合であった。
ダイマー酸の使用量を88.3gに変更し、ダイマージオールの使用量は100gのままとした以外は、ポリエステル樹脂Aの場合と同様にして、ポリエステル樹脂Dを得た。重量平均分子量Mwは2万であった。なお、上記のダイマー酸とダイマージオールとの使用量は、ダイマー酸に含まれるカルボキシル基1.00モルに対して、ダイマージオールに含まれる水酸基が1.20モルとなる割合であった。
ダイマー酸の使用量を73.1gに変更し、ダイマージオールの使用量は100gのままとした以外は、ポリエステル樹脂Aの場合と同様にして、ポリエステル樹脂Eを得た。重量平均分子量Mwは1万であった。なお、上記のダイマー酸とダイマージオールとの使用量は、ダイマー酸に含まれるカルボキシル基1.00モルに対して、ダイマージオールに含まれる水酸基が1.45モルとなる割合であった。
ポリエステル樹脂C100部に、架橋剤としてヘキサメテレンジイソシアネート(商品名「TPA−100」、旭化成ケミカルズ社製)2部、粘着付与剤〔商品名「リカタックPCJ」、(株)理化ファインテク 徳島製〕20部を配合し、粘着剤を調製した。
これを、坪量30g/m2 の紙基材(日本紙パピリア社製「AC−30G」)に乾燥後の厚さが40μmとなるように塗布し、100℃で3分乾燥した。
乾燥後、剥離処理を施したポリエチレンテレフタレート(PET)シートの剥離処理面を貼り合わせ、エージングを50℃で5日間実施し、架橋処理した粘着剤層を有するポリエステル系マスキングシートを作製した。
架橋剤の配合量をポリエステル樹脂C100部に対し4部とした以外は、実施例1と同様にして粘着剤を調製し、ポリエステル系マスキングシートを作製した。
架橋剤の配合量をポリエステル樹脂C100部に対し10部とした以外は、実施例1と同様にして粘着剤を調製し、ポリエステル系マスキングシートを作製した。
ポリエステル樹脂C100部に代え、ポリエステル樹脂B100部を使用した以外は、実施例2と同様にして粘着剤を調製し、ポリエステル系マスキングシートを作製した。
ポリエステル樹脂C100部に代え、ポリエステル樹脂D100部を使用した以外は、実施例2と同様にして粘着剤を調製し、ポリエステル系マスキングシートを作製した。
粘着付与剤の配合量をポリエステル樹脂C100部に対し10部とした以外は、実施例2と同様にして粘着剤を調製し、ポリエステル系マスキングシートを作製した。
粘着付与剤の配合量をポリエステル樹脂C100部に対し40部とした以外は、実施例2と同様にして粘着剤を調製し、ポリエステル系マスキングシートを作製した。
粘着付与剤を配合しなかった以外は、実施例2と同様にして粘着剤を調製し、ポリエステル系マスキングシートを作製した。
粘着付与剤の配合量をポリエステル樹脂C100部に対し60部とした以外は、実施例2と同様にして粘着剤を調製し、ポリエステル系マスキングシートを作製した。
ポリエステル樹脂C100部に代え、ポリエステル樹脂A100部を使用した以外は、実施例2と同様にして粘着剤を調製し、ポリエステル系マスキングシートを作製した。
ポリエステル樹脂C100部に代え、ポリエステル樹脂E100部を使用した以外は、実施例2と同様にして粘着剤を調製し、ポリエステル系マスキングシートを作製した。
架橋剤の配合量をポリエステル樹脂C100部に対し1部とした以外は、実施例1と同様にして粘着剤を調製し、ポリエステル系マスキングシートを作製した。
架橋剤の配合量をポリエステル樹脂C100部に対し15部とした以外は、実施例1と同様にして粘着剤を調製し、ポリエステル系マスキングシートを作製した。
測定片として粘着付与剤を配合せずにその他は各実施例および比較例と同様のサンプルを作製した厚さ50μmのシートを5cm×5cm角に切り出した。
切り出したサンプルを、重さがわかっているポリテトラフルオロエチレン(PTFE)シートで包み重量を秤量し、トルエン中に23℃で7日間放置して、サンプル中のゾル分を抽出した。その後、130℃で2時間乾燥し、乾燥後の重量を秤量した。ゲル分率は、下記の式にて算出した。
ゲル分率(%)=〔(乾燥後の重量−PTFEシート重量)/(乾燥前の重量−PTFEシート重量)〕×100
ポリエステル系マスキングシート(幅20mmにカット)の粘着剤層面をSUS304板に2kgローラー1往復にて貼着させ、引張圧縮試験機(ミネベア社製「TG−1kN」)にて、180°ピール接着力(粘着力)(N/20mm)(剥離速度:300mm/分、温度:23±2℃、湿度:65±5%RH)を測定した。
ポリエステル系マスキングシートの粘着剤層面をSUS304板に貼り合わせ固定し、その基材面(自背面)に同じくポリエステル系マスキングシート(幅20mmにカット)の粘着剤層面を2kgローラー1往復にて貼着させ、30分置いたのち、引張圧縮試験機(ミネベア社製「TG−1kN」)にて、180°ピール接着力(粘着力)(N/20mm)(剥離速度:300mm/分、温度:23±2℃、湿度:65±5%RH)を測定した。
ポリエステル系マスキングシートの粘着剤層面をSUS304板に貼り合わせ固定し、その基材面(自背面)に同じくポリエステル系マスキングシート(幅20mmにカット)の粘着剤層面を2kgローラー1往復にて貼着させ、30分置いたのち、引張圧縮試験機(ミネベア社製「TG−1kN」)にて、180°ピール接着力(粘着力)(N/20mm)(剥離速度:30m/分、温度:23±2℃、湿度:65±5%RH)を測定した。
ポリエステル系マスキングシートの粘着剤層面をSUS304板に貼り合わせ固定し、その基材面(自背面)に同じくポリエステル系マスキングシート(幅20mm、長さ300mmにカット)の粘着剤層面を500gローラー1往復にて貼着させ、30分置いたのち、40℃の条件下で30gの重りを直角にぶら下げ、1時間後、初期より剥離が進んだ距離を測定した。初期の接着部分の長さは200mmである。
ポリエステル系マスキングシートを幅20mmに切り出し、その粘着剤層面をアルミニウム板に貼り合わせ、130℃の条件下で1時間エージングする。サンプルを取り出し、放置冷却後、手で剥離を行い、糊残りや汚染などの有無を観察した。
また、実施例1〜7の各ポリエステル系マスキングシートは、上記優れた特性に加えて粘着剤層が植物由来であるため焼却処理してもCO2 の増加の抑制を期待でき、地球環境にやさしいバイオマスマスキングシートとしての特徴を有している。
Claims (4)
- 基材上に、植物由来のジカルボン酸と植物由来のジオールとをジカルボン酸に含まれるカルボキシル基1.00モルに対しジオールに含まれる水酸基が1.01〜1.40モルとなる割合で縮合重合させて得られるポリエステル樹脂と、このポリエステル樹脂100重量部あたり10〜50重量部となる量の粘着付与剤とを含有し、架橋剤により架橋処理された粘着剤層を有し、この粘着剤層はゲル分率が40〜90%の範囲にあることを特徴とするポリエステル系マスキングシート。
- 植物由来のジカルボン酸がダイマー酸であり、植物由来のジオールがダイマージオールである請求項1に記載のポリエステル系マスキングシート。
- 粘着付与剤が植物由来の材料を主成分としたものである請求項1または2に記載のポリエステル系マスキングシート。
- 架橋剤がポリイソシアネート化合物である請求項1〜3のいずれかに記載のポリエステル系マスキングシート。
Priority Applications (5)
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