JP2013136672A - 打ち抜き・絞り加工用表面保護粘着シート - Google Patents

Abstract

【課題】表面保護粘着シートが貼付された金属板などを打ち抜き、絞り加工等を行う際に、表面保護粘着シートの裂け及びしごき破れの発生を著しく低減させる打ち抜き、絞り加工用表面保護粘着シートであり、特に深絞りにも有効な打ち抜き、絞り加工用表面保護粘着シートの提供。
【解決手段】第一の無延伸フィルムと第二の無延伸フィルムとの積層体からなる支持層と、支持層の一方の面側に粘着層と、を有する粘着シートであって、粘着層における、周波数０．０１６Ｈｚで測定される２３℃における１％歪γでの貯蔵弾性率Ｇ’が３．０×１０５以上であり、１％歪γ時を基準とした際の２０％歪γ時での貯蔵弾性率Ｇ’の低下量が３０％以下であることを特徴とする、打ち抜き・絞り加工用表面保護粘着シート。
【選択図】図１

Description

本発明は、表面保護用粘着シートに関するものであり、更に詳しくは、打ち抜き、絞り加工の成形時における成形品の傷を防止する表面保護粘着シートに関するものである。

従来、運搬、保管又は成形加工時等におけるステンレス板、アルミ板、鋼鈑、プラスチック板、化粧合板等の表面の傷つき、汚れを防止する為に表面保護粘着シートが用いられてきた。このような表面保護粘着シートとしては、特許文献１（特公昭５９−４９９５３）、特許文献２（特開昭５６−５５２５２）、特許文献３（特公昭５０−１４６６７）、特許文献４（特開昭５０−５２１４１）等に記載されたものが知られている。

一般に、金属板の曲げ加工、打ち抜き加工又は絞り加工用の表面保護粘着シートは、成形加工時等に被着体から剥れたりしないこと（仮着性）と作業後に手間をかけずに簡単に剥離できること（再剥離性）が要求される。また、打ち抜き加工にあっては、パンチプレスを用いた場合、打ち抜き後のパンチプレス用下金型内の打ち抜きカス（テープが破れて発生するカス）がパンチプレス用上金型の上昇に伴い、同様に上昇し、その抜きカスが金属板表面に乗り上げ、又は加工材と下金型の間に入り込み、その後の打ち抜き加工時に抜きカスごと上金型で押さえつけることにより、金属板表面（上面又は下面或いはその両方）に傷等の損傷を与える場合があるため、上記の要求に加えて、打ち抜き後のカスを発生させないことも要求される。

上記の要求に応えるため、特許文献５（特開昭６２−２０１９８５）、特許文献６（特公昭５７−１１３４３）、特許文献７（特開平６ー１０８０２３）が提案されている。しかし、これらの表面保護粘着シートは、仮着性、再剥離性が不十分であり、また、打ち抜き時にカスも認められ、実用的に問題があった。特に、塑性加工として深絞りをする際、当該深絞りに有用な表面保護粘着シートが存在していないのが実情である。

特公昭５９−４９９５３号公報 特開昭５６−５５２５２号公報 特公昭５０−１４６６７号公報 特開昭５０−５２１４１号公報 特開昭６２−２０１９８５号公報 特公昭５７−１１３４３号公報 特開平６−１０８０２３号公報

本発明の目的は、表面保護粘着シートが貼付された金属板などを打ち抜き、絞り加工等を行う際に、表面保護粘着シートの裂け及びしごき破れの発生を著しく低減させる打ち抜き、絞り加工用表面保護粘着シートを提供すること、特に深絞りにも有効な打ち抜き、絞り加工用表面保護粘着シートを提供することにある。

本発明者は、上記提案とは異なる観点から絞り加工用の表面保護テープ或いは表面保護シートについて鋭意検討を重ねる中で、本発明に辿り着いたものである。

本発明は、
第一の無延伸フィルムと第二の無延伸フィルムとの積層体からなる支持層と、
支持層の一方の面側に粘着層と
を有する粘着シートであって、粘着層における、周波数０．０１６Ｈｚで測定される２３℃における１％歪γでの貯蔵弾性率Ｇ’が３．０×１０^５以上であり、１％歪γ時を基準とした際の２０％歪γ時での貯蔵弾性率Ｇ’の低下量が３０％以下である
ことを特徴とする、打ち抜き・絞り加工用表面保護粘着シートである。

ここで、本発明に係る打ち抜き・絞り加工用表面保護粘着シートは、深絞り用であってもよい。

また、本発明に係る打ち抜き・絞り加工用表面保護粘着シートは、粘着層が、エラストマー成分と粘着付与成分とを含むゴム系粘着剤であり、当該エラストマー成分が、スチレン系熱可塑性エラストマーであってもよい。

また、本発明に係る打ち抜き・絞り加工用表面保護粘着シートは、積層体が、無延伸のポリエチレン樹脂系フィルム及び無延伸のポリプロピレン樹脂系フィルムの積層体からなっていてもよい。

本発明の表面保護粘着シートは、当該粘着シートが貼付された金属板などを打ち抜き、絞り加工等を行う際に、表面保護シートの裂け及びしごき破れの発生を著しく改善することができる。また、これらの裂け及びしごき破れの発生の防止により、シートカスの発生を抑制することができる。本発明の表面保護粘着シートは、特に深絞りに対して有効である。

図１は、深絞り加工後の写真である（実施例１）。 図２は、深絞り加工後の写真である（実施例２）。 図３は、深絞り加工後の写真である（実施例３）。 図４は、深絞り加工後の写真である（実施例４）。 図５は、深絞り加工後の写真である（実施例５）。 図６は、深絞り加工後の写真である（実施例６）。 図７は、深絞り加工後の写真である（実施例７）。 図８は、深絞り加工後の写真である（実施例８）。 図９は、深絞り加工後の写真である（比較例１）。 図１０は、深絞り加工後の写真である（比較例２）。 図１１は、深絞り加工後の写真である（比較例３）。 図１２は、深絞り加工後の写真である（比較例４）。 図１３は、深絞り加工後の写真である（比較例５）。 図１４は、深絞り加工後の写真である（比較例６）。 図１５は、深絞り加工後の写真である（比較例７）。 図１６は、深絞り加工後の写真である（比較例８）。 図１７は、深絞り加工後の写真である（比較例９）。 図１８は、深絞り加工後の写真である（比較例１０）。 図１９は、深絞り加工後の写真である（比較例１１）。

≪全体構成≫
本発明に係る打ち抜き・絞り加工用表面保護粘着シートは、第一の無延伸フィルムと第二の無延伸フィルムとの積層体からなる支持層と、支持層の一方の面側に粘着層から構成される。ここで、第一の無延伸フィルムと第二の無延伸フィルムは積層体であり、両者は直接接合していても、接着層を介して接合していてもよい。更に、当該粘着シートは、第一のフィルム及び第二のフィルムと粘着層とのみから構成されていなくてもよい。例えば、支持層は、強度、伸びなどの物性を調整するために、その他無延伸プラスチックフィルムを複数層積層することもできる。加えて、支持層と粘着層の間に投錨力を改善する目的で、プライマー層を設けることもできる。

支持層の各層の厚さは任意に設定できるが、支持層及び粘着層まで含めた総厚はなるべく薄く設定することが好ましい。特に、剥離層の厚さは基材層より厚くすると基材が剥離層側にカールする傾向があるため、剥離層と基材層の層比は、（剥離層：基材層＝０．１：１〜剥離層：基材層＝１：１）であることが好適である。当該粘着層の厚みとしては、特に制限はないが、好ましくは１〜１５μｍの範囲で使用できる。また支持層と粘着層との総厚は、３０μｍ〜１３０μｍであることが好ましく、３１μｍ〜７０μｍであることがより好ましい。

≪各層≫
＜１．支持層＞
（成分）
本発明の支持層（剥離層／基材層）は少なくとも２層の無延伸フィルムで構成される。このような構成にすることで、同じ厚みであっても１層の場合に比較して、打ち抜き加工及び絞り加工の際の破れを著しく改善できる。また、一方の層の欠点を他の層が補い、全体として良好な物性とすることも可能となる。加えて、支持層の各層は無延伸のプラスチックフィルムから構成される。各層のプラスチックフィルムは、絞り加工の際に金属板と共に粘着テープも一体で伸ばされるので、支持層は伸張性がよく、塑性変形する無延伸のものが好ましく使用される。ここで、当該二層を構成するそれぞれの無延伸フィルムは、特に限定されず、ポリオレフィンフィルム（例えば、ポリエチレン樹脂系フィルム、ポリプロピレン系樹脂フィルム）やポリアミド系樹脂フィルム等を挙げることができる。

これらの内、好適な支持層は、ポリオレフィン系樹脂フィルム同士の組み合わせである。ここで、ポリオレフィン系樹脂としては、エチレン、プロピレン、１−ブテン等炭素数２〜１２のα−オレフィンの単独重合体又はビニル化合物との共重合体を挙げることができるが、上記化合物に限定されるものではない。更に詳しく例示すると、低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、エチレン・１−ブテン共重合体、エチレン・１−へキセン共重合体、エチレン・１−オクテン共重合体、エチレン・４−メチル−１−ペンテン共重合体、エチレン・酢酸ビニル共重合体、エチレン・アクリル酸共重合体、エチレン・メタクリル酸共重合体、エチレン・アクリル酸エステル共重合体、エチレン・メタクリル酸エステル共重合体等のエチレン系重合体、ポリプロピレン、プロピレン・エチレン共重合体、プロピレン・１−ブテン共重合体などのプロピレン系重合体、ポリ１−ブテン、ポリ１−ヘキセン、ポリ４−メチル−１−ペンテン等が挙げられ、これらのポリオレフィン系樹脂を、１種単独又は２種以上の組み合わせで用いてもよい。これらの内、特に好適な支持層は、無延伸のポリエチレン樹脂系フィルム及び無延伸のポリプロピレン樹脂系フィルムの積層体からなる支持層である。特に、無延伸のポリエチレン樹脂系フィルムの中では、高密度ポリエチレンが好適である。ここで、高密度ポリエチレンは、ＪＩＳ Ｋ７１１２ に従って測定した密度が０．９４２〜０．９７０ｇ／ｃｍ^３で、ＪＩＳ Ｋ６９２２−１に従って１９０℃で測定したメルトフローレイト（ＭＦＲ）が通常０．１〜２０ｇ／１０分、好ましくは０．３〜１０ｇ／１０分であり、示差走査熱量計により測定した融点が通常１２０〜１４０℃、好ましくは１２３〜１３５℃である。このような高密度ポリエチレンは、例えば、商品名：ノバテックＨＦ５６０（密度０．９６３、ＭＦＲ７．０g/１０min、 融点１３４℃）で入手可能である。

ここで、２層の無延伸フィルム（例えば、支持層の粘着層とは反対側の面におけるフィルム）は、剥離剤を含有していてもよい。例えば、シリコーン系剥離剤、フッ素含有ポリマー系剥離剤、長鎖アルキル系剥離剤等を挙げることができる。また、本発明の目的を損なわない範囲で、必要に応じて、酸化防止剤、紫外線吸収剤、紫外線安定剤、帯電防止剤、滑剤、着色剤、充填剤を含有していても良い。

（物性）
・残留応力（支持層全体）
支持層に発生する残留応力は、変形量が５０％の場合に６．０N/20mm以下であることが好適であり、変形量が５０％の場合に５．５N/20mm以下であることがより好適であり、変形量が５０％の場合に５．０N/20mm以下であることが更に好適である。ここで、残留応力の測定は、所定サイズの支持層（試験片：幅２０ｍｍ、長さ１００ｍｍ）をチャック間５０ｍｍで設置し、該試験片の変形量が５０％となるまで速度３００ｍｍ／ｍｉｎで延伸し、その後１０分間放置して試験片に発生している応力を測定することにより行う。

・動摩擦係数（少なくとも剥離層）
無延伸フィルムの摩擦係数は所定値未満であることが好適である。具体的には、支持の粘着層とは反対側の面における無延伸フィルムは、ＪＩＳ Ｐ８１４７の規格に準じて移動速度１０ｍｍ/分の条件で測定した動摩擦係数が０．４未満であることが好適であり、０．３未満であることがより好適であり、０．２未満であることが特に好適である。例えば、対ＳＵＳの動摩擦係数の一例として、ポリアミド（ナイロン６６）＝０．３４、ＬＤＰＥ＝０．２６、ＨＤＰＥ＝０．１、ＰＰ＝０．３５程度、である。

・強度（支持層全体）
支持層全体の破断強度は、２０〜８０N/20mmが好適であり、３０〜６０N/20mmが更に好適である。支持層全体の伸びは、３００〜１０００％が好適であり７００〜９００％が更に好適である。使用する各フィルムの弾性率は、１００〜１０００ＭＰａが好適であり、３００〜７００ＭＰａが更に好適である。上記の各物性はＪＩＳ Ｋ７１２７規定の測定法による。

当該範囲の弾性率とすることによって、裂け及びしごき破れをより好ましく防止することができる。特に支持層の弾性率が小さくなることによって、深絞り時の加工時の金属に追従し易くなる。一方、弾性率が高い支持層は、深絞りへの追従性が乏しく、当該範囲の破断強度とすることによって、シートのしごき破れをより好ましく防止することができる。

＜２．粘着層＞
（成分）
粘着層を構成する成分は、特に限定されないが、好適には、エラストマー成分と粘着付与成分を含む。その他、軟化剤、酸化防止剤、着色剤、充填剤等を含有していてもよい。ここで、当該エラストマー成分はスチレン系熱可塑性エラストマーであることが好適である。以下、好適なこれら成分について詳述する。

・スチレン系熱可塑性エラストマー
スチレン系熱可塑性エラストマーとしては、特に限定されず、例えば、スチレン−エチレン−ブチレン共重合体（ＳＥＢ）等のスチレン系ＡＢ型ジブロック共重合体；スチレン−ブタジエン−スチレン共重合体（ＳＢＳ）、ＳＢＳの水素添加物（スチレン−エチレン−ブチレン−スチレン共重合体（ＳＥＢＳ））、スチレン−イソプレン−スチレン共重合体（ＳＩＳ）、ＳＩＳの水素添加物（スチレン−エチレン−プロピレン−スチレン共重合体（ＳＥＰＳ））、スチレン−イソブチレン−スチレン共重合体（ＳＩＢＳ）、スチレン−ビニルイソプレン−スチレン共重合体(ＳＶＰＩＳ)等のスチレン系ＡＢＡ型トリブロック共重合体；スチレン−ブタジエン−スチレン−ブタジエン（ＳＢＳＢ）等のスチレン系ＡＢＡＢ型テトラブロック共重合体；スチレン−ブタジエン−スチレン−ブタジエン−スチレン（ＳＢＳＢＳ）等のスチレン系ＡＢＡＢＡ型ペンタブロック共重合体；これら以上のＡＢ繰り返し単位を有するスチレン系マルチブロック共重合体；スチレン−ブタジエンラバー（ＳＢＲ）等のスチレン系ランダム共重合体のエチレン性二重結合を水素添加した水素添加物；等が挙げられる。尚、これらは１種又は２種以上の混合物として用いてもよい。また、エラストマーは、スチレン系熱可塑性エラストマーに限られず、他のゴムとのブレンドゴムでもよい。

・粘着付与成分
粘着付与成分としては、ロジン系樹脂、テルペン系樹脂などの天然物及びその誘導体、脂肪族系石油樹脂、脂環族系石油樹脂、芳香族系石油樹脂、クマロンインデン樹脂、スチレン系樹脂、フェノール系樹脂、キシレン樹脂等の合成樹脂を挙げることができる。ここで、粘着層の全重量を基準として、粘着付与成分の含有量は、１０〜４０重量％であることが好適であり、２０〜３０重量％であることがより好適である。

（物性）
・貯蔵弾性率
粘着層に関しては、周波数０．０１６Ｈｚで測定される２３℃における１％歪γ（せん断ひずみ）での貯蔵弾性率Ｇ’が、３．０×１０^５以上であり、４．０×１０^５以上であることが好適であり、６．０×１０^５以上であることが更に好適である（上限値は特に限定されないが、例えば１．０×１０^７）。また、１％歪γ時を基準とした際の２０％歪γ時での貯蔵弾性率Ｇ’の低下量が３０％以下であり、２０%以下であることが好適であり、１０％以下であることが更に好適である。

≪打ち抜き・絞り加工用表面保護粘着シートの製造方法≫
本発明に係る打ち抜き・絞り加工用表面保護粘着シートは、何ら限定されず、積層体を形成させるに際しての周知の方法、例えば、支持層を製膜した後、必要に応じてプライマー塗工等の表面処理をした後に溶展塗工して粘着層を形成させる方法；支持層を製膜した後、溶融押し出し塗工により粘着層を形成させる方法；剥離層、基材層及び粘着層のいずれかの組み合わせ又は全てを共押出で形成させる方法；等で製造可能である。

≪打ち抜き・絞り加工用表面保護粘着シートの用途（使用方法）≫
本発明に係る打ち抜き・絞り加工用表面保護粘着シートは、特に深絞り用として有効である。ここで、本発明にいう「深絞り」とは、加工前の金属と加工後の金属との絞り比が１．３以上となること、より好適には１．５以上となることを意味する（上限値は、例えば２）。ここで、「絞り比」とは、成型前のブランク直径をＤ、成型後の円筒の直径ｄとするときの、Ｄ／ｄで表される値を指す。

≪使用材料≫
表１〜表３に記載の材料を使用した。尚、表３中に記載した原料（エラストマー）の貯蔵弾性率は、本発明での粘着層の貯蔵弾性率とは異なり、γ=０．０５%, 周波数＝１Ｈｚ、温度=２３℃の条件で測定された値である。

≪実施例１≫
高密度ポリエチレンからなる剥離層形成材料とブロックポリプロピレンからなる基材層形成材料とをＴ−ダイ押出し機を用いて、剥離層シリンジ温度190℃、基材層シリンジ温度230℃、ダイ温度230℃で製膜し、40μｍの支持層を得た。その後、２種類の熱可塑性スチレン系エラストマー８０重量部に対して、タッキファイアーを２０重量部添加したゴム系粘着層形成材料（測定条件：周波数０．０１６Ｈｚ、２３℃、１％歪γＧ’＝６．５×１０^５）を、Ｔ−ダイ押出し機を用いてプライマー処理を行った基材層側にダイ温度230℃、フィルム引取り速度10m/minで溶融押し出し塗工を行い、粘着剤厚5μmの打ち抜き・絞り加工用表面保護粘着シートを作製した。尚、プライマー処理は、トルエンに溶解した酸変性ポリプロピレン（三菱化学（株）サーフレン（固形分５％））を薄膜塗工することにより行った。

≪実施例２〜８及び比較例１〜１１≫
表４及び表５に示した処方であることを除き、実施例１と同様に実施例２〜８及び比較例１〜１１に係る打ち抜き・絞り加工用表面保護粘着シートを作製した。尚、比較例６での支持層上への粘着層の塗工は、溶融押し出し塗工ではなく溶展塗工で実施した。

≪試験方法≫
（粘着剤層の貯蔵弾性率の測定方法）
各実施例及び比較例に係る粘着層形成材料を、２００℃で熱プレスして、厚さ約１．５ｍｍの粘着剤層を作製した。この各粘着剤層（厚さ：約１．５ｍｍ）について、アントンパール社製の動的粘弾性測定装置：商品名「ＭＣＲ３０１」を用いて、直径２０ｍｍのパラレルプレート治具を用い、周波数０．０１６Ｈｚ、温度２３℃の条件にて貯蔵弾性率の歪み依存性を測定した。せん断歪み（γ）は０．１％〜２０％までの範囲を測定し、１％歪み時を基準とした際の２０％歪み時での貯蔵弾性率の低下量を求めた。

（深絞り試験方法）
実施例１〜実施例８及び比較例１〜比較例１１を用いて深絞り加工を行った。加工材は厚さ１．０ｍｍの金属板で、金属板の材質はＢＡＳＵＳ３０４である。ＳＵＳ表面に表面保護粘着シートを貼付し、表面保護シートがパンチの反対側になるように設置した後に、深絞り加工を行った。深絞り条件は、パンチ内径４０ｍｍ Ｒ２ｍｍの円筒と、ダイ内径４２．５ｍｍ Ｒ５ｍｍの金型を用いて、直径８０ｍｍ円のＢＡＳＵＳ３０４を金型で深絞りし、深さ３０ｍｍの円筒を得た。

≪評価方法≫
テープの破れは、深絞り加工によって破れたテープの面積を算出して評価した（○：５％未満、△：５％以上３０％未満、×：３０％以上）。このとき、同時に、テープの浮き具合をチェックし、浮き面積率を求めた（◎：０％以上５％未満、○：５％以上１０％未満、○△：１０％以上２０％未満、△：２０％以上４０％未満、×：４０％以上）。深絞り加工後にテープを再剥離して、テープの剥がし易さをチェックした（○：問題無く剥離可能、△：抵抗はあるが剥離可能、×：抵抗があり剥離が困難）結果を表４及び表５に示す。ここで、表中の総合評価は、結果が良好なものからＡＡＡ→ＡＡ→Ａ→Ａ’→Ｂ→Ｃ、とした。また、深絞り加工後の写真を図１〜図１９に示す。

Claims (4)

1. 第一の無延伸フィルムと第二の無延伸フィルムとの積層体からなる支持層と、
   支持層の一方の面側に粘着層と
   を有する粘着シートであって、粘着層における、周波数０．０１６Ｈｚで測定される２３℃における１％歪γでの貯蔵弾性率Ｇ’が３．０×１０^５以上であり、１％歪γ時を基準とした際の２０％歪γ時での貯蔵弾性率Ｇ’の低下量が３０％以下である
   ことを特徴とする、打ち抜き・絞り加工用表面保護粘着シート。
2. 深絞り用である、請求項１記載の打ち抜き・絞り加工用表面保護粘着シート。
3. 粘着層が、エラストマー成分と粘着付与成分とを含むゴム系粘着剤であり、当該エラストマー成分が、スチレン系熱可塑性エラストマーである、請求項１又は２記載の打ち抜き・絞り加工用表面保護粘着シート。
4. 積層体が、無延伸のポリエチレン樹脂系フィルム及び無延伸のポリプロピレン樹脂系フィルムの積層体からなる、請求項１〜３のいずれか一項記の打ち抜き・絞り加工用表面保護粘着シート。