JP2013193106A

JP2013193106A - 表面保護シート

Info

Publication number: JP2013193106A
Application number: JP2012062388A
Authority: JP
Inventors: Mitsuji Yamamoto; 充志山本; Keiji Hayashi; 圭治林
Original assignee: Nitto Denko Corp
Current assignee: Nitto Denko Corp
Priority date: 2012-03-19
Filing date: 2012-03-19
Publication date: 2013-09-30
Also published as: WO2013141178A1

Abstract

【課題】レーザー切断加工において残渣が発生しにくく、かつ、被加工材の曲げ加工中も被加工材に密着した状態が維持される、表面保護シートの提供。
【解決手段】レーザー切断加工に供され、さらに曲げ加工に供される被加工材のレーザービーム照射面に貼付される表面保護シートであって、基材と、該基材の片面に設けられた粘着剤層とを有し、基材の厚みが１０〜６０μｍであり、当該シートの破断伸びが２５０％以上であることを特徴とする、表面保護シート。
【選択図】なし

Description

本発明は表面保護シートに関し、詳しくは、レーザー切断加工および曲げ加工に供される被加工材の表面保護シートに関する。

従来から、金属板、塗装した金属板、アルミサッシ、樹脂板、化粧鋼板、塩化ビニルラミネート鋼板、ガラス板等の部材を運搬、加工または養生する際等に、部材の表面保護のために部材に表面保護シートを貼付することが行われている。このような表面保護シートの一形態として、樹脂製の基材の片面に粘着層を設けた粘着シートの形態が挙げられる。

上述の表面保護シートが貼付された部材に対して、レーザー切断加工を施す場合、表面保護シートが貼付された表面側からレーザーを照射して加工を行なう場合がある。これは、レーザー加工中に被加工材である部材の表面が汚損されるのを防止するためである。従って、このようなレーザー切断加工では、加工中に、表面保護シートが部材から剥がれたり、表面保護シートと部材との間に部分的な剥離（浮き）が生じないことが重要である。しかし、レーザー切断加工は、レーザー照射によって生じる被加工材の溶融物をレーザーと同軸で流れるアシストガスで吹き飛ばすことによって行われるため、加工前は表面保護シートが部材に密着していても、アシストガスの影響で加工中に保護シートが被加工材から剥離してしまうことがある。このため、特許文献１〜３には、かかるアシストガスの影響による表面保護シートの剥離の問題を解消する提案がなされている。

また、表面保護シートが貼付された被加工材にレーザー切断加工を行うと、レーザー切断端部に保護シートの残渣が生じるため、通常、被加工材から保護シートを剥離後に残渣の拭き取り作業が行われている。しかし、この保護シートの残渣の拭き取り作業はレーザー加工におけるロスワークになっており、レーザー切断端部に保護シートの残渣が生じないようにすることが望ましい。また、レーザー切断加工された被加工材にはさらに曲げ加工等の機械的加工が施されることがあり、そのような被加工材に貼付する表面保護シートの場合、表面保護シートが破れると、破れた部分の被加工材が傷となるので、シートにはより破れにくいことが必要になる。

特開平２−２９５６８８号公報特開平７−２４１６８８号公報特開２００１−２１２６９０号公報

従って、本発明が解決しようとする課題は、レーザー切断加工において残渣が発生しにくく、かつ、被加工材の曲げ加工においては破れが生じることなく、被加工材に密着した状態が維持される、表面保護シートを提供することである。

本発明者らは、以下の構成を採ることで、上記の課題を解決できることを見出した。すなわち、本発明は以下の通りである。
［１］レーザー切断加工に供され、さらに曲げ加工に供される被加工材のレーザービーム照射面に貼付される表面保護シートであって、
基材と、該基材の片面に設けられた粘着剤層とを有し、
基材の厚みが１０〜６０μｍであり、当該シートの破断伸びが２５０％以上であることを特徴とする、表面保護シート。
［２］基材がポリオレフィン系基材である、上記[１]記載の表面保護シート。
［３］被加工材が金属板である、上記[１]または[２]記載の表面保護シート。
［４］レーザー切断加工が、アシストガスの供給下にレーザービームを被加工材に照射して被加工材の切断がなされるレーザー切断加工である、上記［１］〜［３］のいずれか一つに記載の表面保護シート。

本発明の表面保護シートによれば、レーザー切断加工に伴う残渣の発生が無く、しかも、レーザー切断加工後の曲げ加工等の機械加工中も被加工材の表面保護を確実になすことができる。

本発明の表面保護シートのレーザー切断加工での使用形態を示す模式図である。

以下、本発明をその好適な実施形態に即して説明する。
本発明の表面保護シートは、基材と、基材の片面に形成された粘着剤層とを少なくとも有する。

（１）基材
基材は、通常、樹脂製の基材であり、樹脂の種類は特に限定されない。基材を構成する樹脂は、表面保護シートの破断伸びを２５０％以上（好ましくは３００％以上）にすることができる樹脂であれば特に制限なく使用できる。なかでも、破断伸びをより大きくできる観点から、ポリプロピレン、ポリエチレン等のポリオレフィンが好ましい。また、ポリエチレンは、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）、超低密度ポリエチレン（ＶＬＤＰＥ）のいずれであってもよいが、好ましくは低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）である。表面保護シートの破断伸びをより大きくする観点から直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）が最も好ましい。基材を構成する樹脂は１種であっても２種以上の混合物であってもよい。

基材は、Ｔダイ法、インフレーション法等の公知の樹脂成形法によって、また、必要に応じてさらに延伸処理を施して、厚み１０〜６０μｍのフィルムに成形される。基材の厚みは好ましくは３０〜６０μｍ、より好ましくは４０〜５０μｍである。基材の厚みが６０μｍを超えると、レーザー切断加工の際に被加工材のレーザー切断端部に表面保護シートの残渣が生じやすくなる。一方、基材の厚みが１０μｍ未満の場合、そのような基材を使用した表面保護シートは強度不足でハンドリング性が低下して実用性が低下してしまう。

基材には、本発明の効果を損なわない範囲内で、炭酸カルシウム、タルク、酸化カルシウム等の充填材、アンチブロッキング剤、滑剤、酸化チタン、着色を目的とした有機及び無機顔料、劣化防止等を目的とした酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤や帯電防止剤等の適宜な添加剤も配合することができる。さらに基材の柔軟性向上のために可塑剤等も配合できる。また、背面処理剤、粘着剤、下塗り剤との密着性向上を目的として基材面にコロナ処理等の表面処理を施しても構わない。

（２）粘着剤層
粘着剤層は、基材層の片面に設けられる。粘着剤層は典型的な被加工材（ワーク）であるステンレス板に対する粘着性を有していればよく、公知のゴム系粘着剤、アクリル系粘着剤、ポリエステル系粘着剤、ポリウレタン系粘着剤等が使用可能である。この中でも、金属板への接着性、剥離性、コストの観点からゴム系粘着剤やアクリル系粘着剤が好ましい。ゴム系粘着剤およびアクリル系粘着剤はステンレス板以外の金属板やガラス板への粘着性も有していて好ましい。

ゴム系粘着剤としては、例えば、天然ゴム系粘着剤や合成ゴム系粘着剤等が挙げられる。合成ゴム系粘着剤としてはポリブタジエン、ポリイソプレン、ブチルゴム、ポリイソブチレン、スチレン・ブタジエン・スチレンブロック共重合体等のスチレン系エラストマー、スチレン・エチレンブチレン・スチレンブロック共重合体やスチレン・エチレンブチレン・ランダム共重合体等のスチレン系エラストマー、エチレンプロピレンゴム、プロピレンブテンゴム、エチレンプロピレンブテンゴム等が主成分として用いられる。

アクリル系粘着剤としては例えば、ブチル（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレートなどのアルキル（メタ）アクリレートを主成分とし、これに必要により共重合可能な改質用モノマーとして２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレートなどのヒドロキシル基含有モノマー、（メタ）アクリル酸などのカルボキシ基含有モノマー、スチレンなどのスチレン系モノマー、酢酸ビニルなどのビニルエステル類等の他のモノマーを加えたモノマー混合物の共重合体が用いられる。アクリル系粘着剤は溶液重合法、エマルション重合法、ＵＶ重合法などの慣用の重合法により得られる。

必要に応じて、これら粘着剤の粘着特性の制御等を目的として、例えば、架橋剤、粘着付与剤、軟化剤、オレフィン系樹脂、シリコーン系ポリマー、液状アクリル系共重合体、リン酸エステル系化合物、老化防止剤、ヒンダードアミン系光安定剤等の光安定剤、紫外線吸収剤その他、例えば酸化カルシウムや酸化マグネシウムや炭酸カルシウム、シリカや酸化亜鉛、酸化チタンの如き充填剤や顔料などの適宜な添加剤を配合することができる。

粘着付与剤の配合は接着力の向上に有効であり、その配合量は、凝集力の低下による糊残り問題の発生を回避した接着力の向上などの点より、上述の粘着剤１００重量部当たり０〜５０重量部が好ましく、より好ましくは０〜３０重量部、特に好ましくは０〜１０重量部である。ここで０重量部は、粘着付与剤を配合しないということである。

粘着付与剤としては、例えば脂肪族系や芳香族系、脂肪族・芳香族共重合体系や脂環式系等の石油系樹脂、クマロンインデン系樹脂やテルペン系樹脂、テルペンフェノール系樹脂や重合ロジン系樹脂、（アルキル）フェノール系樹脂やキシレン系樹脂、あるいはそれらの水添系樹脂などの粘着剤で公知の適宜なものを１種又は２種以上用いることができる。

粘着剤層の厚さは接着力などに応じて適宜設定でき、一般には１〜３０μｍ、好ましくは２〜２０μｍ、より好ましくは３〜１５μｍである。粘着剤層は必要に応じて、実用に供されるまでの間、セパレータなどを仮着して保護することもできる。

（３）表面保護シート
表面保護シートの形成は、例えば、溶剤に粘着剤組成物を溶解してなる溶液や熱溶融液を基材に塗布する方法、セパレータ上に粘着剤層を形成した後に基材に移着する方法、粘着剤層を形成するための材料を基材上に押出成形塗布する方法、基材と粘着剤層を二層もしくは多層にて共押出しする方法、基材上に粘着剤層を単層ラミネートする方法又はラミネート層と共に粘着剤層を基材上に二層ラミネートする方法、粘着剤層と基材やラミネート層等とを二層又は多層ラミネートする方法などの、公知の粘着シートの形成方法に準じて行うことができる。

本発明において、表面保護シートは、離型層を備えていてもよい。離型層を形成するための剥離剤としては、溶剤型や無溶剤型のシリコーン系ポリマーや長鎖アルキル系ポリマー（長鎖アルキル基を有するポリマー）が一般的である。具体的には、ピーロイル（一方社油脂社製、長鎖アルキル系ポリマー）、信越シリコーン（信越化学工業社製、シリコーン系ポリマー）等が入手可能である。離型層の形成方法としては、例えばグラビアロール等のロールコーターによる塗布方法やスプレー等による噴霧方法など公知の塗工方法を取り入れることができる。

本発明の表面保護シートは、破断伸びが２５０％以上である。破断伸びが２５０％以上のシートは、被加工材（ワーク）に貼付され、被加工材（ワーク）に曲げ加工等の機械加工が施された際に、破れることなく被加工材（ワーク）の変形に追従し、被加工材（ワーク）の表面保護が確実に成される。破断伸びは好ましくは３００％以上であり、より好ましくは４００％以上である。破断伸びの上限は特に限定はされないが、１５００％以下が好ましく、１２００％以下がより好ましい。

なお、破断伸びとは、シートの破断後における標点間の長さの、力をかける前の標点間の長さに対する百分率である。本発明において、シートの破断伸びは、後述の方法に従って測定される。

以下、本発明の表面保護シートの用途について説明する。
図１は本発明の表面保護シートがレーザー切断加工に供される被加工材に貼付して使用される態様を示している。表面保護シート１はレーザービーム６の照射により切断加工されるワーク（被加工材）２のレーザービームの照射面に貼付される。図１に示す装置では、レーザービーム６は、加工ヘッド３の集光レンズ３１で集光された後、ノズル４からワーク２に照射される。但し、本発明ではレーザービームの発生装置は図示されたものに限定されない。レーザービーム６は、通常、炭酸ガスレーザーであるが、ＹＡＧレーザー、ファイバーレーザー等であってもよい。ノズル４からは、レーザービーム６と共に、アシストガス７が０．５〜１．５ＭＰａ程度の高圧でワーク２に吹きつけられる。このアシストガス７は、ガスボンベなどといったガス供給手段５から、導入管５１およびガス導入口４１を経由して供給される。このアシストガス７は、ワーク２の材質及び要求される切断面品質に応じて各種ガスが使い分けられるが、典型的には、窒素ガスや空気などが用いられる。

ワーク（被加工材）２は、金属板、塗装した金属板、アルミサッシ、樹脂板、化粧銅板、塩化ビニルラミネート鋼板、ガラス板等などが挙げられる。

レーザービーム６を照射することによる切断加工は、ワーク２の片側からレーザービーム６を照射して照射した側の反対側にまで貫く切断部分を形成して、ワークの少なくとも一部を切り離す加工であり、ワークの一部を除去する加工であってもよいし、大きなワークを複数の小片へと切り分ける加工であってもよい。本発明の表面保護シート１は、このような切断加工に際して、ワーク２のレーザービーム照射面に貼付するためのものである。言い換えれば、本発明の表面保護シート１をワーク２に貼付したままの状態で、表面保護シート１側からワーク２にレーザービーム６が照射されて切断加工がなされる。かかるレーザー切断加工の間、表面保護シート１によってワーク２の表面の汚損が防止される。

レーザー切断加工後のワークに対して曲げ加工が施され、例えば、ワーク（被加工材）が金属板や塗装した金属板の際には、通常、Ｖ型のダイの上にワークをセットし、その上からパンチで押して任意の角度にワークを変形させる。その際、本発明の表面保護シートはワークの変形に追従して伸長することからワークに密着した状態を維持し、ワークの表面保護が安定になされる。

実施例１
Ｔダイ法にて成形された厚さ４０μｍのポリプロピレン・ポリエチレンブレンドフィルム（ポリプロピレン：ポリエチレン（重量比）＝８０：２０）の片面にコロナ処理をし、そのコロナ処理面に離型処理剤として長鎖アルキル系ポリマーの剥離剤（一方社油脂工業（株）製、ピーロイル１０１０）を塗布して、８０℃×１分で乾燥した後、フィルムの剥離剤による離型処理をしていない面に粘着剤としてポリイソブチレン（ＢＡＳＦ製、ＯｐｐａｎｏｌＢ８０）を乾燥後の厚みが１４μｍになるように塗布し、８０℃×２分で乾燥して、表面保護シートを得た。

実施例２
実施例１において、粘着剤層に下記のアクリル系粘着剤を適用し、粘着剤層の厚みを５μｍとし、離型処理をせず、コロナ処理面に直接粘着剤層を形成した以外は実施例１と同様にして表面保護シートを得た。

＜アクリル系粘着剤＞
通常の溶液重合により得た、アクリル酸２−エチルヘキシル／エチルアクリレート／メタクリル酸メチル／メタクリル酸２−ヒドロキシエチル＝３０／７０／５／４（重量比）の共重合組成からなるアクリル系ポリマー（アクリル系ポリマーＡ）１００重量部と、ブチルアクリレート／アクリル酸＝１００／５（重量比）の共重合組成からなるアクリル系ポリマー（アクリル系ポリマーＢ）３重量部とをブレンドし、さらにアクリル系ポリマーＡ１００重量部に対して３．５重量部のイソシアネート系架橋剤（日本ポリウレタン工業（株）製、コロネートＬ）を加えて粘着剤組成物とした。

実施例３
実施例２において、粘着剤層の厚みを１０μｍとした以外は実施例２と同様にして表面保護シートを得た。

実施例４
基材をＴダイ法にて得た厚さ４０μｍのＬＬＤＰＥフィルムに変更し、該フィルムのコロナ処理面に粘着剤層を形成した以外は実施例３と同様にして表面保護シートを得た。

実施例５
基材をインフレーション法にて得た厚さ５０μｍのＬＬＤＰＥフィルムに変更し、該フィルムのコロナ処理面に粘着剤層を形成した以外は実施例３と同様にして表面保護シートを得た。

実施例６
基材をインフレーション法にて得た厚さ６０μｍのＬＤＰＥフィルムに変更し、該フィルムのコロナ処理面に粘着剤層を形成した以外は実施例３と同様にして表面保護シートを得た。

比較例１
基材の厚みを９０μｍにし、粘着剤層に下記の粘着剤を適用し、基材のコロナ処理面に厚みを１５μｍの粘着剤層を形成した以外は実施例６と同様にして表面保護シートを得た。

＜天然ゴム系粘着剤＞
天然ゴム１００重量部に対し、タッキファイア（ＥａｓｔｍａｎＣｈｅｍｉｃａｌ製、Ｐｉｃｃｏｔａｃ１１００−Ｅ）７０重量部、イソシアネート系架橋剤（Ｂａｙｅｒ製、ＤｅｓｍｏｄｕｒＲＦＥ）１重量部を加えて粘着剤組成物とした。

比較例２
基材をインフレーション法にて得た厚さ１００μｍのＬＤＰＥフィルムに変更し、該フィルムのコロナ処理面に厚み１０μｍの粘着剤層を形成した以外は実施例１と同様にして表面保護シートを得た。

比較例３
基材厚み１００μｍ、粘着剤層の厚みを５μｍに変更した以外は実施例６と同様にして表面保護シートを得た。

比較例４
粘着剤層の厚みを１０μｍに変更した以外は比較例３と同様にして表面保護シートを得た。

実施例および比較例で作製した表面保護シートについて以下の評価試験を行った。

（１）残渣
トルエンを染み込ませたウエスで表面を拭いた１．５ｍｍ厚のＳＵＳ３０４２Ｂ板の当該表面に表面保護シートをラミネータ（線圧４０Ｎ／ｃｍ、速度３ｍ／ｍｉｎ）で貼り合わせ、３０分以上放置した後に、炭酸ガスレーザー装置（トルンプ（株）製、ＴｒｕＬａｓｅｒ３０３０）にて、レーザービームを照射しつつ、８ｍ／ｍｉｎの速度でＳＵＳ３０４２Ｂ板を直線に切断をした。そして、切断後のテープを剥離し、切り始めを除いた切断端部の保護シート残渣の有無を目視にて確認し、以下の評価をした。
評価基準：○は保護シート残渣なし、×は保護シート残渣あり。

（２）曲げ加工
トルエンを染み込ませたウエスで表面を拭いた０．６ｍｍ厚のＳＵＳ３０４２Ｂ板に表面保護シートをラミネータ（線圧４０Ｎ／ｃｍ、速度３ｍ／ｍｉｎ）で貼り合わせ、３０分以上放置した後、表面保護シート側が凸になるように９０°曲げ加工を行った。
評価基準：○は基材破れなし、×は基材破れあり。

（３）表面護シートの破断伸び
シートを平滑なガラス板上でトリミングナイフ（刃は１回使用で交換）を使用して１０ｍｍ幅にカットし、引張試験機でチャック間距離５０ｍｍ、引張速度０．３ｍ／ｍｉｎの条件で引張試験を行い、シートが破断したときを伸びとした。なお、引張試験は２３℃で、シートの縦方向（ＭＤ：Machine Direction）のみについて行った。

下記表１に実施例および比較例で作製した表面保護シートの構成と試験結果を示す。

１表面保護シート
２ワーク
３加工ヘッド
３１集光レンズ
４ノズル
４１ガス導入口
５ガス供給手段
５１導入管
６レーザービーム
７アシストガス

Claims

レーザー切断加工に供され、さらに曲げ加工に供される被加工材のレーザービーム照射面に貼付される表面保護シートであって、
基材と、該基材の片面に設けられた粘着剤層とを有し、
基材の厚みが１０〜６０μｍであり、当該シートの破断伸びが２５０％以上であることを特徴とする、表面保護シート。
基材がポリオレフィン系基材である、請求項１記載の表面保護シート。
被加工材が金属板である、請求項１または２記載の表面保護シート。
レーザー切断加工が、アシストガスの供給下にレーザービームを被加工材に照射して被加工材の切断がなされるレーザー切断加工である、請求項１〜３のいずれか一項記載の表面保護シート。