JP2013173922A - 両面粘着シート - Google Patents
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Abstract
【解決手段】両面粘着シート1は、不織布基材10と、その第一面10Aおよび第二面10Bにそれぞれ設けられた粘着剤層21,22と、を備える。該両面粘着シート1は、面積当たりの質量が150g/m2以下である。その質量のうち85%以上は、粘着剤層21,22の質量である。不織布基材10は、その構成繊維の25本数%以上の割合で、繊維径6μm以上のマニラ麻繊維を含む。
【選択図】図1
Description
図1に示す両面粘着シート1は、不織布基材10の第一面10Aおよび第二面10Bに、第一粘着剤層21および第二粘着剤層22がそれぞれ設けられた構成を有する。粘着剤層21、22のうちの上方部分(この断面における外側の部分)212、222は、それぞれ、不織布基材10の第一面10Aおよび第二面10Bを覆っている。一方、粘着剤層21、22のうちの下方部分(この断面における内側の部分)214、224は、それぞれ、不織布基材10の内部に含浸している。粘着剤層21、22の表面(第一粘着面21Aおよび第二粘着面22A)は、剥離ライナー31、32によってそれぞれ保護されている。剥離ライナー31、32は、その少なくとも粘着剤層21、22に対向する面(前面)31A、32Aが剥離面(すなわち、粘着面21A、22Aから剥離可能な面)となっている。一方、剥離ライナー31、32の背面(31A、32Aとは反対側の表面)31B、32Bは、剥離面であってもよく、非剥離面であってもよい。
CH2=C(R1)COOR2 (1)
ここで、上記式(1)中のR1は水素原子またはメチル基である。R2は炭素原子数1〜20のアルキル基である。粘着特性に優れた粘着剤が得られやすいことから、R2が炭素原子数2〜14(以下、このような炭素原子数の範囲をC2−14と表わすことがある。)のアルキル基であるアルキル(メタ)アクリレートが好ましい。C2−14のアルキル基の具体例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、s−ブチル基、t−ブチル基、n−ペンチル基、イソアミル基、ネオペンチル基、n−ヘキシル基、n−ヘプチル基、n−オクチル基、イソオクチル基、2−エチルヘキシル基、n−ノニル基、イソノニル基、n−デシル基、イソデシル基、n−ウンデシル基、n−ドデシル基、n−トリデシル基、n−テトラデシル基、等が挙げられる。
リン酸基含有モノマーとしては、2−ヒドロキシエチルアクリロイルホスフェートが例示される。
シアノ基含有モノマーとしては、アクリロニトリル、メタクリロニトリル等が例示される。
ビニルエステル類としては、例えば、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、ラウリン酸ビニル等が例示される。
芳香族ビニル化合物としては、スチレン、クロロスチレン、クロロメチルスチレン、α−メチルスチレン、その他の置換スチレン等が例示される。
酸無水物基含有モノマーとしては、無水マレイン酸、無水イタコン酸、上記カルボキシル基含有モノマーの酸無水物体等が挙げられる。
アミド基含有モノマーとしては、アクリルアミド、メタクリルアミド、ジエチルアクリルアミド、N−ビニルピロリドン、N,N−ジメチルアクリルアミド、N,N−ジメチルメタクリルアミド、N,N−ジエチルアクリルアミド、N,N−ジエチルメタクリルアミド、N,N’−メチレンビスアクリルアミド、N,N−ジメチルアミノプロピルアクリルアミド、N,N−ジメチルアミノプロピルメタクリルアミド、ジアセトンアクリルアミド等が例示される。
アミノ基含有モノマーとしては、アミノエチル(メタ)アクリレート、N,N−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N−ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリレート等が例示される。
イミド基含有モノマーとしては、シクロへキシルマレイミド、イソプロピルマレイミド、N−シクロへキシルマレイミド、イタコンイミド等が例示される。
エポキシ基含有モノマーとしては、グリシジル(メタ)アクリレート、メチルグリシジル(メタ)アクリレート、アリルグリシジルエーテル等が例示される。
ビニルエーテル類としては、メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、イソブチルビニルエーテル等が例示される。
2−エチルヘキシルアクリレート −70℃
ブチルアクリレート −55℃
エチルアクリレート −22℃
メチルアクリレート 8℃
メチルメタクリレート 105℃
シクロヘキシルメタクリレート 66℃
酢酸ビニル 32℃
スチレン 100℃
アクリル酸 106℃
メタクリル酸 130℃
具体的には、温度計、攪拌機、窒素導入管及び還流冷却管を備えた反応器に、モノマー100質量部、アゾビスイソブチロニトリル0.2質量部及び重合溶媒として酢酸エチル200質量部を投入し、窒素ガスを流通させながら1時間攪拌する。このようにして重合系内の酸素を除去した後、63℃に昇温し10時間反応させる。次いで、室温まで冷却し、固形分濃度33質量%のホモポリマー溶液を得る。次いで、このホモポリマー溶液を剥離ライナー上に流延塗付し、乾燥して厚さ約2mmの試験サンプル(シート状のホモポリマー)を作製する。この試験サンプルを直径7.9mmの円盤状に打ち抜き、パラレルプレートで挟み込み、粘弾性試験機(レオメトリックス社製、商品名「ARES」)を用いて周波数1Hzのせん断歪みを与えながら、温度領域−70〜150℃、5℃/分の昇温速度でせん断モードにより粘弾性を測定し、tanδ(損失正接)のピークトップ温度をホモポリマーのTgとする。
なお、上記両面粘着シートの全体質量に占める粘着剤の質量割合は、例えば以下の方法により求めることができる。すなわち、測定対象である両面粘着シートを10cm×10cmの正方形にカットし、その質量WTを測定する。この試験片を、適当な有機溶剤(例えば酢酸エチル)に24時間浸漬した後、上記有機溶剤で膨潤した粘着剤を不織布基材から除去する(掻きとる)。この操作を3回繰り返した後、不織布基材を上記有機溶剤で洗浄し、乾燥させ、該不織布基材の質量WSを測定する。これらの値を次式:(WT−WS)/WT;に代入することにより、粘着剤の質量割合を算出することができる。
好ましい一態様に係る両面粘着シートは、ABS、HIPSおよびPCABSのうちの少なくとも1種の被着体に対する180°引き剥がし粘着力(後述する実施例に記載の方法で測定される。)が12N/20mm以上(より好ましくは13N/20mm以上、さらに好ましくは14N/20mm以上)である。ABS、HIPSおよびPCABSのうち2種以上(より好ましくは3種)の被着体に対する180°引き剥がし粘着力がいずれも12N/20mm以上(より好ましくは13N/20mm以上、さらに好ましくは14N/20mm以上)である両面粘着シートが特に好ましい。また、両面粘着シートの軽量性および再剥離性の観点から、通常は、ABS、HIPSおよびPCABSのうちの少なくとも1種の被着体に対する180°引き剥がし粘着力が20N/20mm未満(例えば19N/20mm以下)である両面粘着シートが好ましい。
好ましい他の一態様に係る両面粘着シートは、ABSおよびHIPSの少なくとも一方を被着体とする曲面接着性試験(後述する実施例に記載の方法で行われる。)において、その浮き高さが8mm以下である。上記浮き高さが5mm以下であることが好ましく、3mm以下であることがより好ましく、さらに好ましくは1mm以下、特に好ましくは1mm未満である。ABSおよびHIPSのいずれの被着体に対しても上記浮き高さを満たす曲面接着性を示す両面粘着シートが特に好ましい。
以下の例では、次に示す各不織布を基材に用いて両面粘着シートを作製した。
S1:構成繊維の100%がマニラ麻繊維であり(すなわち、構成繊維がマニラ麻繊維のみからなり)、φ6μm以上の繊維の含有割合が31本数%である不織布。
S2:構成繊維の100%がマニラ麻繊維であり、φ6μm以上の繊維の含有割合が19本数%である不織布。
不織布の流れ方向(MD)が長手方向と一致するようにして、該不織布を幅15mmの帯状にカットしたものを試験片とした。その試験片を引張試験機にセットし(チャック間距離180mm)、JIS P8113に準じて、引張速度20mm/分の条件で、長手方向への引張り強さ(MD引張強度)tMD(kgf/15mm;ここで、1kgfは約9.8Nである。)を測定した。また、不織布の幅方向(TD)が長手方向と一致するようにして該不織布を幅15mmの帯状にカットした試験片につき、同様にして幅方向の引張り強さ(TD引張強度)tTD(kgf/15mm)を測定した。さらに、tTD/tMDにより、引張強度の縦横比を算出した。
エレメンドルフ型試験機を使用し、JIS P8116「紙及び板紙の引裂き強さ試験法」に従って、各不織布の引裂強度を測定した。より詳しくは、各不織布を63mm幅にカットして試験片を作製した。23℃、65%RHの測定条件下において、上記試験片をエレメンドルフ引裂抵抗試験機(テスター産業株式会社製)にセットし、ノッチありで、長手方向(MD)に対する引裂強度(MD引裂強度)および幅方向(TD)に対する引裂強度(TD引裂強度)をそれぞれ測定した。
各不織布を約2mm幅に切り出して試料台に固定し、X線CT装置により連続透過像を撮影した。撮影は、0°〜180°の範囲に亘って0.2°毎に行った。そして、ピクセルサイズ0.95μm/pixelで規定した1断面毎に、該断面にあらわれる繊維の断面計測を行い、その測定結果のヒストグラムを元に、全体に占める任意の繊維径の割合(本数%)を算出した。なお、測定には、東洋テクニカ製のMicroCT、型式「SKYSCAN 1172」を、管電圧40kV、管電流250μAの条件で使用した。
[面積当たり質量]
各例に係る両面粘着シートの面積当たり質量(全体質量)は、基材に用いた不織布の坪量と、その両面に設けた粘着剤層の単位面積当たりの質量との合計質量(したがって、剥離ライナーの質量は含めない。)とした。両粘着剤層の面積当たり質量を全体質量で除して、粘着剤層の質量割合を算出した。
両面粘着シートの一方の粘着面を覆う剥離ライナーを剥がし、厚さ25μmのポリエチレンテレフタレート(PET)フィルムに貼り付けて裏打ちした。この裏打ちされた粘着シートを幅20mm、長さ100mmのサイズにカットして試験片を作製した(試験片の長手方向が不織布基材のMDと一致するようにした。)。該試験片の他方の粘着面を覆う剥離ライナーを剥がし、上記試験片を被着体の表面に、2kgのローラを1往復させて圧着した。これを23℃で30分間放置した後、JIS Z0237に準じて、23℃、50%RHの測定環境下、引張試験機を使用して引張速度300mm/分の条件で180°引き剥がし粘着力(N/20mm幅)を測定した。
ステンレス鋼(SUS)板、ABS板(新神戸電機株式会社製)、HIPS板(日本テストパネル株式会社製)、およびPCABS板、の4種類の被着体について、上記手順に従って粘着力を測定した。
両面粘着シートを幅20mm、長さ180mmのサイズにカットし、その一方の粘着面を覆う剥離ライナーを剥がして、同じサイズにカットしたアルミニウム片(厚さ0.4mm)を貼り合わせて裏打ちすることにより試験片を作製した。このとき、試験片の長手方向が不織布基材のMDと一致するようにした。その試験片の他方の粘着面から剥離ライナーを剥がし、長さ200mmの長方形板状の被着体に、該被着体の長手方向の一端に上記試験片の長手方向の一端を位置合わせして、ラミネータにより圧着した。この試験片付き被着体を23℃、50%RHの環境下に一日放置した後、上記アルミニウム片側を外側として(すなわち、上記被着体の試験片貼付面が凸面となるようにして)、幅(間隙サイズ)190mmの治具に円弧状に撓ませて配置し、70℃に72時間保持した。その後、上記試験片の長手方向の他端(すなわち、上記被着体の長手方向の端部に至っていない側の端部)において、該試験片が上記被着体の表面から浮き上がっているか否かを観察し、浮き上がっていた場合にはその浮き高さを測定した。測定は3つの試験片を用いて行い(すなわちn=3)、それらの平均値を算出した。ABS板(新神戸電機株式会社製)およびHIPS板(日本テストパネル株式会社製)の2種類の被着体について、上記手順に従って曲面接着性を評価した。
各例に係る両面粘着シートを、その不織布基材の流れ方向(MD)が長手方向と一致するように、幅10mmの帯状にカットして試験片を作製した。その試験片を引張試験機にセットし(チャック間距離50mm)、JIS P8113に準じて、引張速度100mm/分の条件で、長手方向への引張り強さ(MD引張強度)TMD(N/10mm)を測定した。また、各例に係る両面粘着シートを、不織布基材の幅方向(TD)が長手方向と一致するようにして幅10mmの帯状にカットして試験片を作製し、同様にして幅方向への引張り強さ(TD引張強度)TTD(N/10mm)を測定した。さらに、TTD/TMDにより、引張強度の縦横比を算出した。
両面粘着シートの一方の粘着面を覆う剥離ライナーを剥がし、厚さ25μmのPETフィルムに貼り付けて裏打ちした。この裏打ちされた粘着シートを幅20mm、長さ100mmのサイズにカットして試験片を作製した(試験片の長手方向が不織布基材のMDと一致するようにした。)。該試験片の他方の粘着面を覆う剥離ライナーを剥がし、上記試験片を被着体の表面に、2kgのローラを1往復させて圧着した。これを60℃、90%RHの環境下に30日間、次いで23℃、50%RHの環境下に1日間保持した後、180°引き剥がし粘着力測定と同様の条件(すなわち、引張速度300mm/分、180°剥離)で被着体から試験片を引き剥がした。その引き剥がし後の被着体表面を目視で観察し、以下の4水準にてリサイクル性(再剥離性)の善し悪しを判定した。
◎:粘着シートの残渣は認められなかった(再剥離性優)。
○:粘着剤の残渣がわずかに残っていたが、実用上は問題なかった(再剥離性良)。
△:貼付範囲の一部に粘着シートが残っていた(再剥離性不良)。
×:貼付範囲のほぼ全体に粘着シートが残っていた(再剥離不可)。
ABS板(新神戸電機株式会社製)、HIPS板(日本テストパネル株式会社製)およびPCABS板の3種類の被着体について、上記手順に従ってリサイクル性(再剥離性)を評価した。
両面粘着シートの一方の粘着面を覆う剥離ライナーを剥がし、厚さ50μmのPETフィルムに貼り付けて裏打ちした。この裏打ちされた粘着シートを100mm角の正方形状にカットして試験片を作製した。該試験片の他方の粘着面を覆う剥離ライナーを剥がし、黒色のプラスチック板の表面に、2kgのローラを1往復させて圧着した。これを上記プラスチック板の表面に対して45°の角度から目視して、直径2mm以上の白い円状である不織布地合いがどの程度見えるかを評価した。その結果、地合いの見える量が例2と同等またはそれ以下である場合には○(透明性良好)、例2よりも明らかに地合いが多く見える場合には×(透明性低)と判定した。
[粘着剤組成物の調製]
アクリル酸3部、酢酸ビニル4部、ブチルアクリレート93部、ヒドロキシエチルアクリレート0.1部および重合溶媒としてトルエン200部を、三つ口フラスコに投入した。窒素ガスを導入しながら2時間攪拌して重合系内の酸素を除去した後、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル(AIBN)0.15部を加え、70℃に昇温して6時間重合反応を行った。このようにしてポリマー溶液(アクリル系ポリマーのトルエン溶液)を得た。得られたポリマーの重量平均分子量は70×104であった。
すなわち、粘着剤組成物A1を上記剥離ライナー上に塗付し、100℃で2分乾燥して、厚み約100μmの粘着剤層を形成した。この粘着剤層を重ね貼りして、厚さ1mmの粘着剤膜(試験サンプル)を形成した。この粘着剤膜を直径7.9mmの円盤状に打ち抜き、パラレルプレートで挟み込み、上記粘弾性試験機により損失弾性率G”の温度依存性を測定し、そのピークトップに相当する温度(G”カーブが極大となる温度)を求めた。測定条件は下記の通りである。
・測定:せん断モード
・温度範囲:−70℃〜150℃
・昇温速度:5℃/分
・周波数:1Hz
重量平均分子量(Mw)は、東ソー株式会社製GPC装置(HLC−8220GPC)を用いて測定し、標準ポリスチレン換算値にて求めた。測定条件は下記の通りである。
・サンプル濃度:0.2質量%(テトラヒドロフラン(THF)溶液)
・サンプル注入量:10μl
・溶離液:THF
・流速:0.6ml/min
・測定温度:40℃
・カラム:
サンプルカラム;TSKguardcolumn SuperHZ−H(1本)
+TSKgel SuperHZM−H(2本)
リファレンスカラム;TSKgel SuperH−RC(1本)
・検出器:示差屈折計(RI)
(例1)
上記粘着組成物A1を、シリコーン系剥離剤による剥離処理層を有する剥離ライナー(王子特殊紙株式会社製、商品名「75EPS(M)クリーム改」)に塗付し、100℃で2分乾燥して厚み約60μmの粘着剤層を形成した。この粘着剤層付き剥離ライナーを2枚用意し、それらの粘着剤層を不織布S1(基材)の両面にそれぞれ貼り合わせて、例1に係る粘着シートを作製した。この粘着シートの両粘着面は、該粘着シートの作製に使用した剥離ライナーによってそのまま保護されている。
上記粘着組成物A1を、例1と同じ剥離ライナーに塗付し、100℃で2分乾燥して厚み約80μmの粘着剤層を形成した。この粘着剤層付き剥離ライナーを2枚用意し、それらの粘着剤層を不織布S2(基材)の両面にそれぞれ貼り合わせて、例2に係る粘着シートを作製した。この粘着シートの両粘着面は、該粘着シートの作製に使用した剥離ライナーによってそのまま保護されている。
剥離ライナー上に形成される各粘着剤層の厚みを約60μmとした点以外は例2と同様にして、例3に係る両面粘着シートを作製した。
剥離ライナー上に形成される各粘着剤層の厚みを約43μmとした点以外は例2と同様にして、例4に係る両面粘着シートを作製した。
また、以下の方法により不織布S1、S2の透気抵抗度R1/4を測定した。すなわち、測定対象の不織布を4枚重ね合わせて、サイズが凡そ50mm×50mmの正方形状の測定サンプルを用意した。この測定サンプルを市販のB型ガーレー試験機(試験面積645mm2)にセットし、JIS P 8117:1998に規定するガーレー試験機法に準拠して、上記測定サンプルを100mLの空気が透過するのに要する時間を測定した。各不織布につき5つの測定サンプルを用いて上記測定を行い、それらの平均値を4で割った値を、当該不織布の透気抵抗度R1/4[秒]とした。
10 不織布基材
10A 第一面
10B 第二面
21 粘着剤層(第一粘着剤層)
21A 粘着面(第一粘着面)
212 上方部分
214 下方部分
22 粘着剤層(第二粘着剤層)
22A 粘着面(第二粘着面)
222 上方部分
224 下方部分
31,32 剥離ライナー
Claims (6)
- 不織布基材と、
該不織布基材の第一面および第二面にそれぞれ設けられた粘着剤層と、
を備えた両面粘着シートであって、
前記両面粘着シートは、面積当たりの質量が150g/m2以下であり、
前記両面粘着シートの質量のうち85%以上は前記粘着剤層の質量であり、
前記不織布基材は、その構成繊維の25本数%以上の割合で、繊維径6μm以上のマニラ麻繊維を含む、両面粘着シート。 - 前記両面粘着シートの厚みが200μm以下である、請求項1に記載の両面粘着シート。
- 前記両面粘着シートは、その流れ方向に対する引張強度をTMDとし、幅方向に対する引張強度をTTDとしたとき、TTD/TMDの値が0.8以上1.2以下である、請求項1または2に記載の両面粘着シート。
- 前記粘着剤層の主成分はアクリル系粘着剤である、請求項1から3のいずれか一項に記載の両面粘着シート。
- 前記不織布基材は、その流れ方向に対する引張強度をtMDとし、幅方向に対する引張強度をtTDとしたとき、tTD/tMDの値が0.8以上1.2以下である、請求項1から4のいずれか一項に記載の両面粘着シート。
- 前記不織布基材は、その構成繊維の95質量%以上がマニラ麻繊維である、請求項1から5のいずれか一項に記載の両面粘着シート。
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