JP2016130283A - 粘着テープ - Google Patents

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Abstract

【課題】自着結束性を有する新規な粘着テープであって、ホットメルトでも製造可能である粘着テープの提供。
【解決手段】スチレン含量が16〜40質量%のスチレン−イソプレン−スチレンブロック共重合体(SIS)からなる特定のエラストマー、高軟化点の粘着付与樹脂と低軟化点の粘着付与樹脂との混合物である所定範囲の軟化点を有する粘着付与樹脂、所定範囲の比表面積を有する炭酸カルシウム、石油系可塑剤を、特定量含有する粘着テープ。
【選択図】なし

Description

本発明は、自着用粘着テープとして好適な粘着テープに関する。
自着用粘着テープは、例えば、生野菜類、生花類、書類、新聞、雑誌等の各種物品を結束するための粘着テープである。この種のテープは、結束する物品(被結束物)に対する粘着力が小さく、粘着剤面同士の粘着力(以下、「自着力」という)が大きいという特性を有する(例えば、特許文献1)。
特開2004−161962号公報
ところで、特許文献1に係る自着用粘着テープをはじめ、これまでは溶剤型の自着用粘着用テープしか存在していない。溶剤型の場合、環境問題があることに加え、安全性(特に食品用途の場合)や火災の危険性があり、更には高速生産性に欠ける。よって、近年の環境への意識の高まり等を受けて、社会的に無溶剤型の粘着剤が求められるようになってきた。また、食品用途にも使用する場合は、安全性の面から溶剤型のものより無溶剤型のものが好まれる傾向がある。ここで、無溶剤型粘着剤としては、エマルジョン型、硬化型、ホットメルト型がある。まず、エマルジョン型は、界面活性剤を必須としており、表層に界面活性剤が移行することによる耐水性の悪化や被着体の汚染等の粘着特性の悪化が懸念される。また、エマルジョン型のエラストマーや樹脂は限られており、目的とする粘着特性を得ることは困難である。次に、硬化型は、塗工と重合を同時に行う必要があるため、安定した特性を得ることが困難であり、また、単量体の残存量を減らすために生産性を犠牲する場合がある。他方、ホットメルト型は、不純物に由来する粘着特性の低下の面や生産性の面で有利な方法である。しかしながら、既存の自着用粘着テープの組成(例えば特許文献1に係る自着用粘着テープの組成)では、高温にしても十分に粘度が下がらないためホットメルト法での塗工には向かず、塗工時に溶剤が必要であった。他方、一般的なホットメルト型粘着剤が塗布された粘着テープは粘着力が高いが、自着結束性(自着力及び自着保持力)が不十分であった。
よって、本発明は、自着結束性を有する新規な粘着テープであって、ホットメルト法でも製造可能である粘着テープを提供することを課題とする。
本発明は、
粘着テープであって、
粘着剤の厚みは、10μm以上40μm以下であり、
粘着剤が、少なくともエラストマー、粘着付与樹脂、炭酸カルシウム、石油系可塑剤を含み、
前記エラストマーが、スチレン含量が16質量%以上40質量%以下のスチレン−イソプレン−スチレンブロック共重合体(SIS)であり、
前記粘着付与樹脂が、高軟化点の粘着付与樹脂と低軟化点の粘着付与樹脂の混合物であり、低軟化点の粘着付与樹脂の軟化点が80℃以上120℃未満であり、高軟化点の粘着付与樹脂の軟化点が120℃以上160℃未満であり、
前記高軟化点の粘着付与樹脂の配合量が、10質量%以上25質量%以下であり、
前記炭酸カルシウムの比表面積が、0.8m/g以上2.7m/g以下であり、
前記炭酸カルシウムの配合量が、3.5質量%以上20質量%以下であり、
前記石油系可塑剤の配合量が、5質量%以上15質量%以下であり、
当該粘着テープの粘着特性として、自着力が13N/20mm以上であり、
500g、1時間後(即ち、500gの荷重を1時間かけた場合)の自着保持力が50mm/20mm未満である
ことを特徴とする粘着テープである。
ここで、前記SISが、スチレン含量が20質量%以下である低スチレン含量SISとスチレン含量が20質量%超の高スチレン含量SISとの混合SISであってもよい。
また、前記高軟化点の粘着付与樹脂が、芳香族系石油樹脂又は芳香族/脂肪族系樹脂であってもよい。
また、前記石油系可塑剤がナフテン系プロセスオイルであってもよい。
また、自着用であってもよい。なお、自着用とは結束用途に用いられるものであって、自着力が13N/20mm以上、かつ、自着保持力が50mm/20mm未満のものをいう。
本発明によれば、自着結束性を有する新規な粘着テープであって、ホットメルト法でも製造可能である粘着テープを提供することが可能となる。
図1は、自着保持力試験における試験方法の概略図である。
以下、本発明に係る粘着テープの全体構成、当該粘着テープの製造方法、当該粘着テープの物性、当該粘着テープの用途について、順に説明する。
≪粘着テープの全体構成≫
本発明に係る粘着テープは、基材上に粘着剤層が形成されている。以下、これら各要素を詳述する。
<粘着剤層>
本発明の粘着剤層を構成する粘着剤は、少なくともエラストマー、粘着付与樹脂、炭酸カルシウム、石油系可塑剤を含む。以下、各構成成分及び配合を説明する。
{成分}
(エラストマー)
本発明に係るエラストマーは、スチレン含量が16質量%以上40質量%以下のスチレン−イソプレン−スチレンブロック共重合体(SIS)である。スチレン含量は、好適には20質量%以上25質量%以下である。ここで、スチレン含量の測定は、1,1,2,2−テトラクロロエタン−D2を溶媒に、400MHz、H−NMRスペクトル(日本電子(株)製 JNM GX400)測定により算出した。また、SISは、2種以上の混合物であってもよく、全体としてのスチレン含有量が16質量%以上40質量%以下であればよい。例えば、スチレン含量が16質量%未満である低スチレン含量SISとスチレン含量が40質量%超の高スチレン含量SISとを混合したSISの場合、当該混合SISのスチレン含量が16質量%以上40質量%以下であればよい。スチレン含量が16質量%未満になると自着力が低下し好ましくない。また、スチレン含量が40質量%を超えると野菜類に対する結束性が悪くなり好ましくない。
(粘着付与樹脂)
本発明に係る粘着付与樹脂は、軟化点が80℃以上120℃未満(好適には90℃以上105℃以下)の低軟化点のものと軟化点が120℃以上160℃未満(好適には125℃以上140℃以下)の高軟化点のものの混合物である。高軟化点樹脂の軟化点が120℃未満又は160℃を超えると、自着力が低下するとともに、野菜に対する結束性が悪くなるため好ましくない。具体的には、粘着付与樹脂としては、低軟化点のもの、高軟化点のものに関わらず、ロジン系樹脂、テルペン系樹脂等の天然物及びその誘導体、脂肪族系石油樹脂、脂肪族/芳香族系樹脂、脂環族系石油樹脂、芳香族系石油樹脂、芳香族/脂肪族系樹脂、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。これらの内、高軟化点の粘着付与樹脂は、芳香族系石油樹脂又は芳香族/脂肪族系樹脂であることが好適である。ここで、芳香族/脂肪族系樹脂とは、芳香族系モノマーと脂肪族系モノマーとの共重合体であって、その共重合体中の芳香族系モノマーの重合度が脂肪族系モノマーの重合度と同じか、それより大きいものをいう。また、脂肪族/芳香族系樹脂とは、その共重合体中の脂肪族系モノマーの重合度が芳香族系モノマーの重合度より大きいものをいい、その点で芳香族/脂肪族系樹脂とは異なる。芳香族系石油樹脂又は芳香族/脂肪族系樹脂で且つ高軟化点の樹脂を添加することで、粘着剤の凝集力を向上させ、優れた自着保持性を発現させることが可能になる。ここで、芳香族系石油樹脂とは、ナフサ分解油のC9留分をカチオン重合したものである。例えば、インデン系樹脂、スチレン系樹脂及びこれらの共重合体を挙げることができる。また、芳香族/脂肪族系樹脂とは、例えば、インデン系樹脂、スチレン系樹脂、ビニルトルエン/イソプレン/ピペリレンの共重合体及びこれらの共重合体を挙げることができる。尚、インデン系とは、インデンの他、メチルインデン等のインデン誘導体を指す。また、スチレン系とは、スチレンの他、メチルスチレン等のスチレン誘導体を指す。ここで、軟化点は、「日本工業規格」K 6863−1944による、環球法による軟化点試験方法で行った値である。
(炭酸カルシウム)
本発明に係る炭酸カルシウムは、比表面積が0.8m/g以上2.7m/g以下、より好ましくは比表面積が1.5m/g以上2.0m/g以下のものである。比表面積が0.8m/g未満の場合、粘着剤を塗工する際にスジが発生しやすくなるため、好ましくない。また、比表面積が2.7m/gより大きい場合、野菜に対して葉をむしるなどの損傷を与えやすくなり好ましくない。ここで、本発明における、比表面積は、BET法で求められる比表面積を意味する。ここでBET法とは、試料表面に大きさの分かった分子やイオンを吸着させて、その吸着量から、試料の比表面積を測定する方法である。本発明においては、試料に吸着させる気体として、窒素ガスを用いる。
(石油系可塑剤)
本発明に係る石油系可塑剤は、例えば、パラフィン系プロセスオイル、ナフテン系プロセスオイル、芳香族系プロセスオイル等である。特に、他の成分との相溶性に優れるため設計がより容易になること、また、バランスのよい粘着特性が得られる他、高温時に粘度を低下させることができる点で、ナフテン系プロセスオイルが好適である。
(他の添加剤)
本発明に係る粘着剤は、必要に応じて各種添加剤を含有していてもよい。但し、溶剤が存在する場合、粘着剤中の残留溶剤は10ppm未満であることが好適である。尚、当該量はガスクロマトグラフィーで分析可能である。なお、ホットメルトとは、粘着剤を加熱溶融させて塗工可能なものをいう。従って、溶剤を10ppm未満と、ほとんど含むことなく塗工が可能である。
{配合}
(エラストマーの配合量)
エラストマーの配合量は、粘着剤組成物の全質量を基準として、30質量%以上45質量%以下であることが好適である。ここで、高スチレン含量SISと低スチレン含量SISは単独でも使用できるが、混合物が好適である。この場合、好ましくは、全SISの質量を基準として、低スチレン含量SISを10質量%以上90重量%以下とし、高スチレン含量SISを90質量%以下10質量%以上とし、より好ましくは低スチレン含量SISを40質量%以上80質量%以下とし、高スチレン含量SISを60質量%以下20質量%以上とする。また、低スチレン含量SISのスチレン含量は、好適には14質量%以上20質量%以下である。他方、高スチレン含量SISのスチレン含量は、より好適には20質量%超50質量%以下、より好ましくは25質量%以上50質量%以下である。
(粘着付与樹脂の配合量)
高軟化点の粘着付与樹脂の配合量は、粘着剤組成物の全質量を基準として、10質量%以上25質量%以下であることが好適である。低軟化点樹脂の配合量は、粘着剤組成物の全質量を基準として、20質量%以上26質量%以下が好ましい。低軟化点樹脂と高軟化点樹脂の配合比(低軟化点樹脂:高軟化点樹脂)は、上記配合量の範囲内において2:1〜1:1の範囲が好ましい(質量比)。高軟化点の粘着付与樹脂の配合量が10質量%未満又は25質量%を超えた場合、自着力が低下するとともに、野菜に対する結束性が悪くなるため好ましくない。前記質量比が2:1〜1:1の範囲から外れても、同様に自着力が低下するとともに、野菜に対する結束性が悪くなるため好ましくない。
(炭酸カルシウムの配合量)
炭酸カルシウムの配合量は、粘着剤組成物の全質量を基準として、3.5質量%以上20質量%以下であることが好適である。炭酸カルシウムの配合量が3.5質量%未満であると、野菜に対して葉をむしるなどの損傷を与えやすくなり好ましくない。また、炭酸カルシウムの配合量が20質量%を超えると自着保持力が低下するため好ましくない。
(石油系可塑剤の配合量)
石油系可塑剤の配合量は、粘着剤組成物の全質量を基準として、5質量%以上15質量%以下であることが好適である。
<基材>
本発明に係る粘着テープの基材は、特に限定されず、例えば、クラフト紙、クレープ紙、和紙などの繊維状物質で形成された多孔性材料や、ポリオレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂、塩化ビニル系樹脂、ポリイミド系樹脂等で形成したプラスチックフイルムを挙げることができる。
ここで、上記多孔性材料を使用する場合、強度、耐候性、剛性等の特性を調整するために、含浸剤、背面処理剤等によって適宜処理を施したものを用いてもよい。この多孔性材料の坪量や厚みは、用途によって適宜に選択されるものであり特に限定されない。
また、プラスチックフイルムは、上記したものの他、生分解性や光分解性のプラスチックフイルムを使用すると環境面から好ましいものとすることができる。また、上記したものを複数組み合わせて使用することもでき、上記プラスチックフイルム同士を、又はプラスチックフイルムと多孔性材料等を積層して使用することもできる。また、必要に応じて、多孔性のプラスチックフイルムを用いることもできる。加えて、プラスチックフイルムに対して、粘着剤層を形成する粘着剤との密着性を向上させるために、片面又は両面にコロナ処理やプラズマ処理、プライマー処理等の表面処理を施してもよい。このプラスチックフイルムを使用した基材の坪量は、特に限定されることなく使用することができる。
≪粘着テープの製造方法≫
上述の(A)エラストマー成分、(B)低軟化点の粘着付与樹脂成分、(C)高軟化点の粘着付与樹脂成分、(D)炭酸カルシウム成分、及び(E)石油系可塑剤成分を含有するホットメルト型粘着剤は、各成分を含む原料を通常の方法で混練して得ることができる。例えば一般の槽式混合機、密閉式ニーダー、押し出し機などで、必要な場合には窒素ガス雰囲気中で、通常、100℃〜200℃の温度範囲で原料を溶融混練してホットメルト型粘着剤を得ることができる。
この際、上記原料が(A)エラストマー成分と(C)高軟化点の粘着付与樹脂成分に加えて(E)石油系可塑剤成分を含むことにより、(D)炭酸カルシウム成分を多く含む場合であっても、原料の混練性を向上させることができる。
このようにして得られた粘着剤を、上述した基材上に塗工することにより、粘着テープを得ることができる。塗工方法としては、例えば、アプリケーターや、コーター等により加熱溶融したホットメルト型粘着剤を基材上に塗布する方法、溶剤にホットメルト型粘着剤を溶かしたものを基材上に塗布するキャスト成形法、溶融したホットメルト型粘着剤中に被着体を浸漬する方法、溶融したホットメルト型粘着剤を基材に吹付ける方法、ホットメルト型粘着剤をテープ状に成形しつつ基材にラミネートするラミネート成形法、ホットメルト型粘着剤と基材組成物とを同時にフィルム状に成形し積層体を形成する多層成形法、等が挙げられる。
この際、粘着剤層の厚みは、10μm以上40μm以下である。
≪粘着テープの物性≫
(自着力)
本発明に係る粘着テープの自着力は、13N/20mm以上である。自着力試験法は下記の通りである。
〔自着力試験〕
23℃、50%RHの条件下、テープ(幅20mm)を試験片とし、試験片の粘着面を内側として、貼り合わせ長さが100mm以上になるように重ね、幅50mmの2kgのローラーにより、300mm/minの速度で1往復圧着し、30分間放置した。その後、上記試験片をインストロン型引張り試験機に固定し、剥離速度300mm/minでT型剥離し、そのとき得られた剥離力(N/20mm)を測定した。
(自着保持力)
本発明に係る粘着テープの500g、1時間後の自着保持力は、50mm/20mm未満である。自着力試験法は下記の通りである(図1参照)。
〔自着保持特性の試験〕
23℃、50%RH条件下、テープ(幅20mm)を試験片とし、試験片の粘着面を内側として、貼り合わせ長さが100mm以上になるように重ね、幅50mmの2kgのローラーを用い、300mm/minの速度で1往復圧着し、30分間放置する。その後、図1のように、試験片の一端を固定し、他方の一端に500gの分銅を掛ける。分銅を掛ける前には、貼り合わせ部分を約5mm引き剥がし、境界部分を油性インクで印を付ける。1時間後に分銅を掛けた状態で、ズレ距離(油性インクの印間)をノギスにより読み取る。
(結束性の試験)
5℃の条件下、幅20mmのテープで、所定重量のホウレンソウ、アスパラガス、レタスをニチバン製たばねら(登録商標)3000−Vを用いて結束し、7日間後の結束性及び各種野菜への葉むしり等損傷の有無を評価した。
≪粘着テープの用途≫
本発明に係る粘着テープの用途は特に限定されないが、自着結束用粘着テープとして有用である。
以下、本発明を、実施例を参照しながら具体的に説明するが、本発明は当該実施例に限定されるものではない。
≪原料≫
<エラストマー>
{低スチレン含量SIS}
(A−1)クインタック3421 日本ゼオン(株) スチレン含量14質量%
(A−2)クインタック3433N 日本ゼオン(株) スチレン含量16質量%
{高スチレン含量SIS}
(A−3)クインタックSL165 日本ゼオン(株) スチレン含量30質量%
(A−4)クインタック3390 日本ゼオン(株) スチレン含量48質量%
<粘着付与樹脂>
{脂肪族系樹脂}
(B−1)クイントンM100 軟化点95℃ 日本ゼオン(株)
{脂肪族/芳香族系樹脂}
(B−2)クイントンS195 軟化点94℃ 日本ゼオン(株)
{テルペン系樹脂}
(B−3)YSレジンPX1000 軟化点100℃ ヤスハラケミカル(株)
{ロジンエステル樹脂}
(B−4)スーパーエステルA100 軟化点100℃ 荒川化学工業(株)
{芳香族系樹脂}
(B−5)日石ネオポリマー 未変性タイプ グレードL−90 軟化点95℃ JX日鉱日石エネルギー(株)
(B−6)日石ネオポリマー 未変性タイプ グレード120 軟化点120℃ JX日鉱日石エネルギー(株)
(B−7)日石ネオポリマー 未変性タイプ グレード130 軟化点130℃ JX日鉱日石エネルギー(株)
(B−8)日石ネオポリマー 未変性タイプ グレード150 軟化点155℃ JX日鉱日石エネルギー(株)
(B−9)日石ネオポリマー 未変性タイプ グレード170S 軟化点160℃ JX日鉱日石エネルギー(株)
{芳香族系/脂肪族系樹脂}
(B−10)FTR6125 スチレン系/脂肪族系 軟化点125℃ 三井化学(株)
<炭酸カルシウム>
(C−1)BF−001 比表面積0.5m/g 白石カルシウム(株)
(C−2)ソフトン1000 比表面積1.0m/g 白石カルシウム(株)
(C−3)ソフトン1500 比表面積1.5m/g 白石カルシウム(株)
(C−4)スーパー#2300 比表面積2.3m/g 丸尾カルシウム(株)
(C−5)ソフトン3200 比表面積3.2m/g 白石カルシウム(株)
<石油系可塑剤>
(D−1)サンセン450 ナフテン系プロセスオイル 日本サン石油(株)
(D−2)サンパー150 パラフィン系プロセスオイル 日本サン石油(株)
≪製造方法≫
(実施例1)
エラストマーとして(A−2)50質量部及び(A−3)50質量部に、充填剤として(C−3)20質量部、粘着付与樹脂として(B−1)60質量部、(B−7)50質量部、可塑剤(D−1)25質量部、酸化防止剤として「BASF社製・イルガノックス1010」1質量部を180℃で溶融混合し、ホットメルト型粘着剤を得た。その後、厚さ43μmのポリプロピレンフィルムにコロナ処理後、プライマー効果を有する印刷処理を行い、その上に粘着剤層の厚みが24μmになるよう塗布して、幅20mmの粘着テープを調製した。
(実施例2〜21、比較例1〜12)
表1〜表3に示した成分及び配合に基づき、実施例1と同様の手法にて、実施例2〜21に係る粘着テープ及び比較例1〜12に係る粘着テープを製造した。
≪評価結果≫
表1〜表3に、実施例及び比較例に係る粘着テープの自着力、自着保持力、各種野菜(ホウレンソウ、アスパラガス、レタス)の結束性及び損傷有無の評価結果を示した。
(実施例1をベースとした組成変更試験)
更に、実施例1に係る粘着テープにおいて、下記点を変更した以外は同一の組成・配合量等のものについて試験をした結果、以下のような結果となった。尚、下記にて良好な結果とは、上記実施例での評価と同じく、粘着テープの自着力、自着保持力、各種野菜の損傷有無の評価結果の総合評価が良好なものであることを意味する。
まず、エラストマーに関しては、スチレン含量が16質量%以上40質量%以下で良好な結果が確認できた。加えて、高スチレン含量SISと低スチレン含量SISとを組み合わせたものの結果が良好であり、特に、高スチレン含量SISを90質量%以下10質量%以上としたものの結果が良好であり、高スチレン含量SISを60質量%以下20質量%以上としたものが最も良好であった。
次に、粘着付与樹脂に関しては、軟化点が80℃以上120℃未満の低軟化点のものと軟化点が120℃以上160℃未満の高軟化点のものとの混合物について良好な結果が確認できた。特に、軟化点が90℃以上105℃以下の低軟化点のものと軟化点が125℃以上140℃以下の高軟化点のものとの混合物について更に良好な結果が確認できた。加えて、高軟化点の粘着付与樹脂の配合量に関しては、粘着剤組成物の全質量を基準として、10質量%以上25質量%以下とした場合に良好な結果が確認できた。また、低軟化点樹脂と高軟化点樹脂の配合比(低軟化点樹脂:高軟化点樹脂)については、2:1〜1:1の範囲(質量比)である場合に良好な結果であることが確認できた。
次に、炭酸カルシウムに関しては、比表面積が0.8m/g以上2.7m/g以下のものについて良好な結果が確認でき、比表面積が1.5m/g以上2.0m/g以下のものについて更に良好な結果が確認できた。加えて、その配合量は、粘着剤組成物の全質量を基準として、3.5質量%以上20質量%以下とした場合、良好な結果であることが確認できた。
次に、石油系可塑剤に関しては、ナフテン系プロセスオイルを用いた場合が特に良好であり、その配合量については、5質量%以上15質量%以下とした場合に良好であることが確認できた。
Figure 2016130283
Figure 2016130283
Figure 2016130283

Claims (5)

  1. 粘着テープであって、
    粘着剤の厚みは、10μm以上40μm以下であり、
    粘着剤が、少なくともエラストマー、粘着付与樹脂、炭酸カルシウム、石油系可塑剤を含み、
    前記エラストマーが、スチレン含量が16質量%以上40質量%以下のスチレン−イソプレン−スチレンブロック共重合体(SIS)であり、
    前記粘着付与樹脂が、高軟化点の粘着付与樹脂と低軟化点の粘着付与樹脂との混合物であり、低軟化点の粘着付与樹脂の軟化点が80℃以上120℃未満であり、高軟化点の粘着付与樹脂の軟化点が120℃以上160℃未満であり、
    前記高軟化点の粘着付与樹脂の配合量が、10質量%以上25質量%以下であり、
    前記炭酸カルシウムの比表面積が、0.8m/g以上2.7m/g以下であり、
    前記炭酸カルシウムの配合量が、3.5質量%以上20質量%以下であり、
    前記石油系可塑剤の配合量が、5質量%以上15質量%以下であり、
    当該粘着テープの粘着特性として、自着力が13N/20mm以上であり、
    500g、1時間後の自着保持力が50mm/20mm未満である
    ことを特徴とする粘着テープ。
  2. 前記SISが、スチレン含量が20質量%以下である低スチレン含量SISとスチレン含量が20質量%超の高スチレン含量SISとの混合SISである、請求項1記載の粘着テープ。
  3. 前記高軟化点の粘着付与樹脂が、芳香族系石油樹脂又は芳香族/脂肪族系樹脂であることを特徴とする、請求項1又は2に記載の粘着テープ。
  4. 前記石油系可塑剤がナフテン系プロセスオイルであることを特徴とする、請求項1〜3のいずれか一項記載の粘着テープ。
  5. 自着用である、請求項1〜4のいずれか一項記載の粘着テープ。
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