JP2011057810A - 両面接着性粘着シート - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明により提供される両面粘着シート1は、基材10と、その各面に付与された粘着剤層21,22と、少なくとも粘着剤層21に積層された剥離ライナー31と、を備える。粘着剤層21は、有機溶媒中で合成された粘着成分を含む。ライナー31は、少なくとも粘着剤層21に接する面に、シリコーン剥離剤からなる剥離層を有する。基材10は、坪量が10〜25g/m2;長手方向および幅方向の引張強度がいずれも9〜20N/10mm;グレーン比が70〜140%;の不織布からなる。前記剥離層は、所定の方法により測定されるシリコーン移行量が、直径30mmの円に相当する面積当たり10kcps以下である。
【選択図】図1
Description
(A)上記不織布は、坪量が10〜25g/m2である。
(B)上記不織布は、長手方向(Machine Direction;MD)の引張強度(以下、MD引張強度ということもある。)および幅方向(Cross−Machine Direction;CD方向)の引張強度(以下、CD引張強度ということもある。)が、いずれも9〜20N/10mmの範囲にある。
(C)上記不織布は、グレーン比が70〜140%の範囲にある。
(D)上記剥離層は、日東電工株式会社製片面粘着テープ品番「No.31B」に対するシリコーン移行量(以下、単にシリコーン移行量ということもある。)が、蛍光X線分析によるシリコン(Si元素)のX線強度として、直径30mmの円に相当する面積当たり10kcps以下である。
[シリコーン移行量測定方法]
日東電工株式会社製片面粘着テープ品番「No.31B」の粘着面を測定対象の剥離ライナーの剥離面(剥離層)に貼り合わせて試験片を作製する。この試験片を、70℃の乾燥器中で5kgの荷重を付与して24時間、次いで該荷重を取り除いて該乾燥器から取り出し、更に23℃で2時間保持する。この試験片から、上記剥離ライナーを剥がし、露出した上記粘着面の直径30mmの円に相当する面積当たりに存在するSi量M(kcps)を、蛍光X線分析によって測定する。ブランクとして、上記粘着テープの粘着面の直径30mmの円に相当する面積当たりに存在するSi量N(kcps)を、蛍光X線分析により測定する。上記剥離層のシリコーン移行量は、MからNを差し引いた値とする。
(E)ステンレス鋼(SUS)板に対する180°引き剥がし粘着力(以下、SUS粘着力ということもある。)が13N/20mm以上、かつポリプロピレン(PP)板に対する180°引き剥がし粘着力(以下、PP粘着力ということもある。)が9.5N/20mm以上である。
(F)ABS(アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体樹脂)板に貼り付けて80℃に7日間、次いで室温に24時間保持した後、引張速度5mm/分、剥離角度180°で剥離する糊残り性試験において、該ABS板への糊残り(粘着剤層の残渣の付着)が生じない。
かかる特性を有する両面粘着シートは、SUS等の極性材料およびPP等の低極性材料のいずれに対しても高い粘着力を示すことから、種々の材質の部品(金属部品、プラスチック部品等)を接合または固定する用途に好ましく使用され得る。また同時に、各種部品材料として使用されるABS等の樹脂材料から糊残りを起こさず除去(再剥離)され得る優れた再剥離性を示すことから、種々の材質のリサイクル予定部品の接合にも好ましく使用され得る。
(G)上記粘着シートは、各粘着面をそれぞれ非剥離性基材で裏打ちして60℃に24時間保持した後、室温まで冷却し、剥離速度10m/分でT型剥離する層間破壊率試験において、上記不織布基材の層間(層内部)で破壊した面積が、該基材の総面積の10%以下である。かかる特性を有する両面粘着シートは、その被着体たる部品を分解する際、層間破壊を起こしにくいことから、分離後の部品から該粘着シートを除去する際の手間をより低減することができる。したがって、接着性能と再剥離性とをより高度に実現し得るため好ましい。
(H)上記粘着シートを80℃で30分間保持したとき、該シートから放散されるトルエンの量が、上記粘着剤層1g当たり20μg以下である。
(I)上記粘着シートを80℃で30分間保持したとき、該シートから放散される揮発性有機化合物の総量が、上記粘着剤層1g当たり1000μg以下である。
このように高温でもトルエン放散量およびTVOC量が少ない両面粘着シートは、上述のような閉空間で使用される製品に加え、高温での作業を要する製品や使用時に高温になり得る製品(例えば、自動車、OA機器等)の部材を接合または固定する用途等に好適に使用され得る。
(J)上記粘着剤層は、該粘着剤層のみを直径7.5mm×高さ1mmの円柱状に打ち抜いた試料を用いて、周波数1Hzにおける温度の関数として測定する剪断損失弾性率G”(Pa)が、温度−45〜−20℃の範囲において最大値になる。かかる特性を有する粘着剤層を備えた粘着シートは、例えば、貼付後長期間経過していても、再剥離時に糊残りが起こり難い等、より優れた再剥離性を示し得るため、特に、OA機器や家電製品を構成するリサイクル予定部品の接合または固定に使用される両面粘着シートとして好適である。
(K)上記粘着シートは、ABS板に片面を貼り付けて、2kgのローラーを一往復させて圧着し、80℃で7時間、次いで温度23℃、相対湿度(RH)50%で24時間保持した後、23℃、RH50%の環境下、引張速度5mm/分、剥離角度180°で当該ABS板から剥離する千切れ性試験において、当該粘着シートに千切れが生じない。このように優れた再剥離性を有する両面粘着シートは、より確実に、途中で千切れることなく被着体から再剥離され得ることから、両面粘着シートの一般的用途(部品の半永久的接合または固定等)のみならず、リサイクル予定部品の接合または固定にも好適である。
(L)後述する曲面追従性試験において、被着体(PP板)表面からの浮き距離が3mm以下である。かかる特性を備えた両面粘着シートは、固定する部品(被着体)の接合面に曲がりや段差がある場合であっても、該被着体から剥がれにくいため好ましい。
十分な接着性能を確保する観点から、上記粘着剤層の乾燥および/または硬化後の厚み(基材表面から粘着剤層の表面までの厚み)は、10μm〜1000μm(より好ましくは30〜100μm)程度とすることが好ましい。
また、これら剥離剤は、溶剤を含まない無溶剤型、有機溶媒に溶解あるいは分散した溶剤型のいずれであってもよい。また、無溶剤型剥離剤に、表面張力の比較的低い溶剤を適量混ぜ合わせ、付与(典型的には塗布)しやすいように粘度を調節したものを用いてもよい。剥離層形成時の環境衛生やTVOC量をより低減する観点からは、実質的に有機溶媒を含まず、そのままの状態で塗布可能な無溶剤型シリコーン系剥離剤の使用が好ましい。
上記プラスチック基材としては、例えば、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)等のポリオレフィン;ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)等のポリエステル;ポリアミド(いわゆるナイロン);セルロース(いわゆるセロハン);等からなるフィルム状の基材を使用することができる。プラスチックフィルム類は、無延伸タイプであってもよく、延伸タイプ(一軸延伸タイプまたは二軸延伸タイプ)であってもよい。
上記紙基材としては、例えば、和紙、洋紙、上質紙、グラシン紙、クラフト紙、フルパック紙、クレープ紙、クレーコート紙、トップコート紙、合成紙等を使用することができる。紙基材の坪量は特に限定されないが、通常は50〜100g/m2程度のものを用いることが適当である。
他の素材からなる基材としては、天然ゴム、ブチルゴム等からなるゴムシート類;発泡ポリウレタン、発泡ポリクロロプレンゴム等の発泡体からなる発泡体シート類;アルミニウム箔、銅箔等の金属箔;これらの複合体;等が挙げられる。
剥離ライナーの厚さは、好ましくは50μm〜200μm(より好ましくは60μm〜160μm)程度である。
剥離剤の塗布量としては、用いられる粘着剤の種類、ライナー基材の種類、剥離剤の種類等に応じて適宜選択することができるが、例えば、固形分換算で0.01〜10g/m2(好ましくは0.05〜5g/m2、より好ましくは0.5〜3g/m2、更に好ましくは0.5〜2g/m2)程度とすることができる。
所定サイズ(例えば、面積5cm2)の粘着剤層を含む試料をバイアル瓶に入れて密栓する。そのバイアル瓶を80℃で30分間加熱し、ヘッドスペースオートサンプラーを用いて、加熱状態のガス1.0mLをガスクロマトグラフ測定装置(GC測定装置)に注入してトルエンの量を測定する。その測定結果から、上記試料に含まれる粘着剤層1g当たりのトルエン発生量(放散量)(μg/g)を算出する。
なお、粘着剤層1g当たりのトルエン放散量を算出する基準となる粘着剤層の質量としては、剥離ライナーを除く粘着シートの質量から、試料面積当たりの基材の質量を差し引いた値を採用することができる。
上記トルエン放散量測定方法と同様の試料を入れたバイアル瓶を80℃で30分間加熱し、ヘッドスペースオートサンプラーを用いて、加熱状態のガス1.0mLをGC測定装置に注入する。得られたガスクロマトグラムに基づいて、粘着剤層の作製に使用した材料から予測される揮発物質(アクリル系ポリマーの合成に用いたモノマー、後述する粘着付与樹脂エマルションの製造に用いた溶剤等)については標準物質によりピークの帰属および定量を行い、その他の(帰属困難な)ピークについてはトルエン換算として定量することにより、上記試料に含まれる粘着剤層1g当たりのTVOC量(μg/g)を求める。
なお、粘着剤層1g当たりのTVOC量を算出する基準となる粘着剤層の質量としては、トルエン放散量の測定と同様にして算出した値を採用することができる。
・カラム:DB−FFAP 1.0μm(0.535mmφ×30m)
・キャリアガス:He 5.0mL/分
・カラムヘッド圧:23kPa(40℃)
・注入口:スプリット(スプリット比12:1、温度250℃)
・カラム温度:40℃(0min)−<+10℃/分>−250(9min)[40℃より、昇温速度10℃/分で250℃まで昇温させた後、250℃で9分間保持させる]
・検出器:FID(温度250℃)
上質紙(坪量100g/m2)の片面に厚さ25μmのPE層がラミネートされた剥離ライナー基材を用意した。この基材のPE層上に、非移行性の熱硬化性無溶剤型シリコーン系剥離剤および硬化触媒を混合したものを、塗布量が1.1g/m2となるように塗布した。これを、120℃で1分間保持して、乾燥および硬化させ、剥離ライナーPを得た。この剥離ライナーPのシリコーン移行量は、0.8kcpsであった。後述する方法によって測定された剥離強度は、0.3N/50mmであった。なお、上記シリコーン移行量は、上述の方法に従って、XRF装置としてリガク社製の型式「ZSX−100e」を用いて、下記条件にて測定した。
X線源:縦型Rh管
分析範囲:直径30mmの円内
分校結晶:Si−Kα
出力:50kV,70mA
不織布基材Sの代わりにマニラ麻のみからなる不織布基材T(MD引張強度11N/10mm、CD引張強度9.9N/10mm、グレーン比90%、厚さ53μm、坪量15g/m2)を用いたこと以外は例1と同様にして、例2に係る両面粘着シートを得た。
例1と同様にして得た基材のPE層上に、例1の剥離剤および触媒の混合物に代えて、UV硬化性無溶剤型シリコーン系剥離剤を塗布した。該剥離剤の塗布量は、1.3g/m2とした。該剥離剤の塗布後、高圧水銀灯を光源とし、照度2W/cm2およびライン速度70m/分の条件で紫外線を照射して剥離剤を硬化させ、剥離ライナーQを得た。この剥離ライナーQのシリコーン移行量は、4.8kcpsであった。剥離強度は、0.6N/50mmであった。
剥離ライナーPの代わりに剥離ライナーQを用いたこと以外は例1と同様にして、例3に係る両面粘着シートを得た。
不織布基材Sの代わりにマニラ麻および木材パルプからなる不織布基材U(MD引張強度7N/10mm、CD引張強度6.0N/10mm、グレーン比85%、厚さ40μm、坪量13g/m2)を用いたこと以外は例1と同様にして、例4に係る両面粘着シートを得た。
例1の剥離剤および硬化触媒に代えて、汎用の熱硬化性無溶剤型シリコーン系剥離剤および硬化触媒を用い、該剥離剤の塗布量を1.5g/m2としたこと以外は例1と同様にして、剥離ライナーRを得た。この剥離ライナーRのシリコーン移行量は、11.3kcpsであった。剥離強度は、1.1N/50mmであった。剥離ライナーPの代わりに剥離ライナーRを用いたこと以外は例1と同様にして、例5に係る両面粘着シートを得た。
[対SUS板180°引き剥がし粘着力]
各両面粘着シートを、厚さ25μmのPETフィルムを貼り合わせて裏打ちした。この裏打ちされた粘着シートを20mm×200mmの方形状にカットして試験片を作製した。この試験片から剥離ライナーを剥がし、露出した粘着面を、被着体としてのステンレス鋼(SUS:B304)板に、2kgのローラーを一往復させて貼り付けた。これを23℃、RH50%の環境下に30分間保持した後、引張試験機(島津製作所社製、商品名「テンシロン」)を用い、JIS Z 0237に準拠して、23℃、RH50%の環境下、剥離角度180°、引張速度300mm/分の条件にて、対SUS180°引き剥がし粘着力を測定した。
[対PP板180°引き剥がし粘着力]
被着体としてSUS板の代わりにPP板を用いた以外は上記対SUS180°引き剥がし粘着力測定と同様にして、対PP板180°引き剥がし粘着力を測定した。
[層間破壊面積率]
各両面粘着シートを15mm×15mmにカットして作製した試験片から剥離ライナーを剥がし、各粘着面を、それぞれ厚さ0.1mm、20mm×100mmのアルミニウム箔に貼り合わせた。これを、60℃で24時間保持した後、室温(23℃)まで冷却し、上記アルミニウム箔の両端を手で持って、10m/分程度の速度でT型剥離を行った。剥離した後の試験片を目視にて観察し、その不織布基材の総面積(15mm×15mm)に対する、層間破壊された該基材の面積割合を百分率で概算した。
[千切れ性試験]
各両面粘着シートに被着体としての不織布(日本バイリーン株式会社製、商品名「バイブラックDS−25NK」)を貼り付け裏打ちし、更にハンドローラーで圧着した。これを幅20mm、長さ100mmにカットして試験片を作製した。該試験片から剥離ライナーを剥がし、露出した粘着面を被着体としての厚さ2mmのABS板(新神戸電機株式会社製、商品名「ABS−N−WN」)に貼り付け、2kgのローラーを一往復させて圧着したものを、80℃で7日間、次いで温度23℃、RH50%で24時間保持した。その後、温度23℃、RH50%の環境下、引張速度約5mm/分、剥離角度180°にて、上記試験片を上記ABS板から手で剥離し、剥離後の粘着シートおよび被着体の状態を観察し、千切れ性を以下の二段階に評価した。
○:シートの千切れが起こらなかった。
×:シートの千切れが起こった。
[糊残り性試験]
上記千切れ性試験において剥離後の被着体表面を観察し、糊残り性を以下の三段階に評価した。
○:糊残り(粘着剤層の残渣)が全く起こらなかった。
△:糊残り面積が粘着面の約3%以下だった。
×:糊残り面積が粘着面の3%を超えた。
下記トルエン放散量およびTVOC量の算出には、各両面粘着シート1gに含まれる粘着剤層の質量が約0.91gであったことを利用した。
[トルエン放散量]
各両面粘着シートにつき、粘着剤層1g当たりのトルエン放散量を、上述の方法に従って測定した。その結果、例1〜5の粘着シートのいずれも、トルエン放散量は、2〜3μg/gの範囲であった。
[TVOC量]
各両面粘着シートにつき、粘着剤層1g当たりのTVOC量を、上述の方法に従って測定した。試験片としては、トルエン放散量の測定と同様のものを使用した。その結果、例1〜5の両面粘着シートのいずれも、TVOC量は、200〜250μg/gの範囲であった。
各両面粘着シートを幅20mm、長さ180mmのサイズにカットし、同じサイズの厚さ0.4mmのアルミニウム板を貼り付けて裏打ちして試験片を作製した。この試験片から剥離ライナーを剥がして露出した粘着面を、23℃、RH50%の環境下、ラミネータを用いて、30mm×200mmサイズにカットした厚さ2mmのPP板に圧着した後、同環境下で24時間保持した。次いで、図7に示されるように、弦長190mmの円弧状に反らせた(図3)。これを、70℃の雰囲気下で72時間保持し、該試験片端部がPP板表面から浮きあがった距離h(mm)を測定した(図4)。なお、図3〜4中、符号100、200、300は、剥離ライナーを除いた両面粘着シート、アルミニウム板、PP板をそれぞれ示す。
10:不織布基材
21,22:粘着剤層
31,32:剥離ライナー
Claims (15)
- 不織布からなる基材と、その各面それぞれに付与された粘着剤層と、これら粘着剤層の少なくとも一方に積層された剥離ライナーと、を備える両面接着性の粘着シートであって、以下の条件:
前記粘着剤層は、有機溶媒中で合成された重合体を粘着成分として含む;および、
前記剥離ライナーは、その少なくとも粘着剤層側にシリコーン剥離剤からなる剥離層を有する;
のいずれをも満たし、
さらに、前記粘着シートは、以下の特性:
(A)前記不織布は、坪量が10〜25g/m2である;
(B)前記不織布は、長手方向の引張強度および幅方向の引張強度がいずれも9〜20N/10mmの範囲にある;
(C)前記不織布は、グレーン比が70〜140%の範囲にある;および、
(D)前記剥離層は、日東電工株式会社製片面粘着テープ品番「No.31B」に対するシリコーン移行量が、蛍光X線分析によるシリコンのX線強度として、直径30mmの円に相当する面積当たり10kcps以下である;
のいずれをも満たす、粘着シート。 - さらに、以下の特性:
(E)ステンレス鋼板に対する180°引き剥がし粘着力が13N/20mm以上、かつポリプロピレン板に対する180°引き剥がし粘着力が9.5N/20mm以上である;および、
(F)ABS板に貼り付けて80℃に7日間、次いで室温に24時間保持した後、引張速度5mm/分、剥離角度180°で剥離する糊残り性試験において、該ABS板への糊残りが生じない;
を満たす、請求項1記載の粘着シート。 - さらに、以下の特性:
(G)前記粘着シートは、60℃に24時間保持した後室温まで冷却し、剥離速度10m/分でT型剥離する層間破壊率試験において、前記不織布基材の層間で破壊した面積が、該基材の総面積の10%以下である;
を満たす、請求項1または2に記載の粘着シート。 - 前記有機溶媒が、酢酸エチルを少なくとも含む、請求項1〜3のいずれか一項に記載の粘着シート。
- 前記シリコーン系剥離剤が、無溶剤型シリコーンである、請求項1〜4のいずれか一項に記載の粘着シート。
- 前記シリコーン系剥離剤が、熱硬化性シリコーンである、請求項1〜5のいずれか一項に記載の粘着シート。
- さらに、以下の特性:
(H)前記粘着シートを80℃で30分間保持したとき、該シートから放散されるトルエンの量が、前記粘着剤層1g当たり20μg以下である;および、
(I)前記粘着シートを80℃で30分間保持したとき、該シートから放散される揮発性有機化合物の総量が、前記粘着剤層1g当たり1000μg以下である;
のいずれをも満たす、請求項1〜6のいずか一項に記載の粘着シート。 - 前記粘着剤層は、一般式:CH2=C(R1)COOR2(ここで、R1は水素またはメチル基であり、R2は炭素数2〜14のアルキル基である。)で表されるアクリル系モノマーを少なくとも含むモノマー原料を重合して得られたアクリル系重合体を粘着成分として含む、請求項1〜7のいずれか一項に記載の粘着シート。
- 前記粘着剤層が、軟化点80〜180℃の重合ロジンエステルを粘着付与剤として含む、請求項1〜8のいずれか一項に記載の粘着シート。
- 前記粘着剤層が、前記粘着成分としての重合体100質量部に対して、前記重合ロジンエステルを5〜50質量部含む、請求項9記載の粘着シート。
- 前記粘着剤層が、軟化点120℃未満のロジンエステルを粘着付与剤として更に含む、請求項9または10に記載の粘着シート。
- さらに、以下の特性:
(J)前記粘着剤層は、該粘着剤層を直径7.5mm×高さ1mmの円柱状に打ち抜いた試料を用いて、周波数1Hzにおける温度の関数として測定する剪断損失弾性率G”(Pa)が、温度−45〜−20℃の範囲において最大値になる;
を満たす、請求項1〜11のいずれか一項に記載の粘着シート。 - さらに、以下の特性:
(K)前記粘着シートは、被着体としてのABS板に片面を貼り付け、2kgのローラーを一往復させて圧着し、80℃で7日間、次いで温度23℃、相対湿度50%で24時間保持した後、温度23℃、相対湿度50%の環境下、引張速度5mm/分、剥離角度180°で該被着体から剥離する千切れ性試験において、千切れが生じない;
を満たす、請求項1〜12のいずれか一項に記載の粘着シート。 - さらに、以下の特性:
(L)曲面追従性試験において、被着体表面からの浮き距離が3mm以下である;
を満たす、請求項1〜13のいずれか一項に記載の粘着シート。 - リサイクルされる予定の部品の固定に使用される、請求項1〜14のいずれか一項に記載の粘着シート。
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