JP2019065206A - ホットメルト型難燃性粘着剤、および難燃性粘着剤付き保護シート - Google Patents
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Abstract
Description
特許文献5には、合成ゴム、粘着付与樹脂、液状樹脂、難燃剤などを含有するホットメルト系シーリング材が開示されている。
さらに、特許文献6には、180℃で液状のリン系化合物を含むホットメルト型接着剤が記載され、電磁波シールド材への利用が好適である旨記載されている。
厨房と売り場・ダイニングとの間に間仕切りに用いられる保護(防汚)シートにも難燃性が求められる。
そして、これらヘッドカバー等や保護(防汚)シート等を、ヘッドレスト表面・背もたれ表面・座席表面や厨房の間仕切り部材等に貼付するための粘着剤にも難燃性が求められるようになってきた。
一方、特許文献4〜6は難燃剤の利用を開示する。
しかし、特許文献4に具体的に開示されるホットメルト樹脂接着層は、熱を利用して貼付するものである(第41段落)。また、特許文献5には粘着付与樹脂の利用が開示されるが、特許文献5記載のシーリング材は熱を利用して被着体と接着するものと解される(第31段落)。
さらに、特許文献6記載のホットメルト型接着剤が塗工された物品の表面は粘着性を有さず、前記物品を被着体に貼付する際には熱を利用する(第75、76段落)。
即ち、特許文献4〜6には、貼付時には加熱を必要とはせず被着体に貼付し得る粘着シートを形成するための粘着剤を何ら開示も示唆もしない。
即ち、本発明は以下の[1]〜[8]に関する。
[1] 下記(A)〜(D)の合計100質量%中、
アルキル基の炭素数が1〜3のメタクリル酸アルキルエステルとアルキル基の炭素数が1〜8のアクリル酸アルキルエステルとのブロック共重合体(A)35〜75質量%、23℃で液状のリン系難燃剤(B)10〜50質量%、界面活性剤(C)1〜15質量%、および粘着付与樹脂(D)0〜30質量%以下、含むホットメルト型難燃性粘着剤。
本発明で用いられるアルキル基の炭素数が1〜3のメタクリル酸アルキルエステルとアルキル基の炭素数が1〜8のアクリル酸アルキルエステルとのブロック共重合体(A)は、以下、ブロック共重合体(A)ということもある。
ブロック共重合体(A)としては、前記メタクリル酸アルキルエステルから形成されるハードセグメントASと、前記アクリル酸アルキルエステルから形成されるソフトセグメントAHとが、−AS−AH−AS−と結合したトリブロック重合体、−AS−AH−と結合したジブロック重合体などが挙げられる。トリブロック重合体とジブロック重合体を併用しても良い。
また、スチレン系エラストマーは、スチレン系エラストマー中のハードセグメントであるスチレンブロック部分が、後述する23℃で液状のリン系難燃剤(B)により可塑化され易い。その結果、保護(防汚)シートにおける難燃性粘着剤部の凝集力が低下し、保護が期待されている期間であるにも関わらず、貼付位置がずれたり剥がれたりする。さらに保護(防汚)シートを保護対象から剥がそうとすると、難燃性粘着剤が保護対象側に残り易く、保護対象の表面を汚してしまう。
ブロック共重合体(A)は、ブロック共重合体(A)中のハードセグメントであるアルキル基の炭素数が1〜3のメタクリル酸アルキルエステルの重合体部分が、後述する23℃で液状のリン系難燃剤(B)により可塑化されないので、貼付位置がずれたり剥がれたりせず、保護(防汚)シートを保護対象から剥がしても、保護対象の表面を汚さない。
ハードセグメント形成用のメタクリル酸アルキルエステルが10質量%以上であることによって、難燃性粘着剤付き保護シートを被着体から剥がす際、被着体にホットメルト型難燃性粘着剤がより残り難くなる。一方、メタクリル酸アルキルエステルが40質量%以下であることにより、常温で被着体への濡れ性が向上し、被着体への貼付安定性が向上する。
なお、ブロック共重合体(A)を複数種用いる場合には、MFRが上記範囲にあるブロック共重合体(A)のみを用いてもよいし、全体としてMFRが上記範囲に入るようにMFRの著しく大きなものをMFRの小さなものとを併用することもできる。
本発明において23℃で液状のリン系難燃剤(B)を含むことで、難燃性粘着剤に火を近づけた時に、表面にバリヤー層を形成して酸素を遮断し、難燃効果を発揮する。また、23℃で液状のものを使用することで前記ブロック共重合体(A)中のソフトセグメントを可塑化し、被着体への濡れ易さや粘着力も付与する。23℃で固体の難燃剤のみを使用すると、粘着剤が硬くなり、粘着力がかなり低下する。なお、本発明における「23℃で液状である」とは、23℃おける粘度が12Pa・s以下であることをいう。
このような23℃で液状のリン系難燃剤(B)としては、ハロゲンを含まない、リン酸エステルの難燃剤、縮合リン酸エステルの難燃剤が挙げられる。
リン酸エステルの難燃としては、トリメチルホスフェート、トリクレジルホスフェート、トリキシレニルホスフェート、クレジルジフェニルホスフェート、2−エチルヘキシルジフェニルホスフェート、t-ブチルフェニルジフェニルホスフェート、ビス-(t-ブチルフェニル)フェニルホスフェート、トリス-(t-ブチルフェニル)ホスフェート、イソプロピルフェニルジフェニルホスフェート、ビス-(イソプロピルフェニル)ジフェニルホスフェート、トリス-(イソプロピルフェニル)ホスフェートなどがあり、
縮合リン酸エステルの難燃としては、レゾルシノールビス-ジフェニルホスフェート、レゾルシノールビス-ジキシレニルホスフェート、ビスフェノールAビス-ジフェニルホスフェートなどがあり、
レゾルシノールビス-ジフェニルホスフェート、レゾルシノールビス-ジキシレニルホスフェート、ビスフェノールAビス-ジフェニルホスフェートがより好ましい。
本発明のホットメルト型難燃性粘着剤は界面活性剤(B)を含むことで、粘着力の強さを調整することができると同時に、保護フィルムを壁等に長期貼り合わせた場合の粘着力の上昇を抑えることができる。
特に、後述するロジン系やα−メチルスチレン系粘着付与剤(D)を使用した組成においては、初期の粘着力が高く、保護フィルムを長期に貼り合わせた場合に、粘着力が強くなり過ぎるのを抑える効果を発揮する。
界面活性剤としては、ノニオン系、カチオン系、アニオン系、又は両性のものが挙げられ、ノニオン系が好ましい。
カチオン系界面活性剤としては、アルキルアミン塩、第四級アンモニウム塩などが挙げられ、
アニオン系界面活性剤としては、アルキル硫酸エステル塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸エステル塩、アルキルベンゼンスルフォン酸塩、脂肪酸塩などが挙げられる。
両性のものとしては、アルキルベタイン、アルキルアミンオキサイドなどが挙げられる。
これら界面活性剤の中でノニオン系のポリオキシエチレンアルキルエーテルが特に好ましく用いられる。
本発明において粘着付与剤(D)は、含まなくても難燃性粘着剤の粘着力は維持できるが、含むことで難燃性粘着剤の粘着力をより向上させることができる。粘着付与剤(D)としては、フェノール樹脂、変性フェノール樹脂、テルペン樹脂、テルペンフェノール樹脂、キシレンフェノール樹脂、キシレン樹脂、シクロペンタジエン−フェノール樹脂、脂肪族系、芳香族系等の石油樹脂、フェノール−変性石油樹脂、ロジンエステル、水添されたロジンエステル、低分子量ポリスチレン系樹脂、テルペン樹脂などが挙げられる。粘着付与剤は、単独で用いられても、2種類以上が併用されてもよい。
ブロック共重合体(A)が、35質量%以上であることにより凝集力が大きくなり、保護フィルムを剥がす時に難燃性粘着剤が凝集破壊を起こしにくくなり、壁など保護対象に難燃性粘着剤が残りにくくなり、保護対象の表面を汚しにくくなる。また、ブロック共重合体(A)が、75質量%以下であることにより溶融時の粘度を適度に低下でき、シート状基材の表面に薄膜で均一な塗工し易くなる。
23℃で液状のリン系難燃剤(B)は、難燃性の点から10質量%以上であることが重要である。一方、50質量%以下であることにより凝集力が大きくなり、保護フィルムを剥がす時に難燃性粘着剤が凝集破壊を起こしにくくなり、壁など保護対象に難燃性粘着剤が残りにくくなり、保護対象の表面を汚しにくくなる。
粘着剤の粘着力低下を抑制・防止するという点から界面活性剤(C)は、15質量%以下であることが重要である。
粘着付与剤(D)は、必須ではないが、用いる場合には、30質量%以下の範囲で用いる。30質量%以下の範囲で用いることによって、高温にさらされる環境下に保護フィルムを長期間に貼付しても、粘着力が強くなり過ぎず、保護フィルムを剥がす時に難燃性粘着剤が保護対象の表面に残りにくい。
本発明の難燃性粘着剤付き保護シートは、シート状基材の一方の面の少なくとも一部に、前述の本発明のホットメルト型難燃性粘着剤から形成される難燃性粘着剤部を担持しているものである。
本発明の難燃性粘着剤付き保護シートは、前述の本発明のホットメルト型難燃性粘着剤を溶融し、シート状基材の一方の面の少なくとも一部に塗工し、難燃性粘着剤部を設けることにより得ることができる。設けた難燃性粘着剤部の表面側には、貼付するまでは剥離性シートで覆っておくことが好ましい。
あるいは、本発明の難燃性粘着剤付き保護シートは、前述の本発明のホットメルト型難燃性粘着剤を溶融し、剥離性シートの剥離性面の少なくとも一部に塗工し、速やかにシート状基材を重ね、加圧ロールにて圧着して作成することもできる、
あるいは、本発明の難燃性粘着剤付き保護シートは、前述の本発明のホットメルト型難燃性粘着剤を溶融し、シリコンロールなどの剥離性のロールに塗布してから、シート状基材に転写してから、剥離性シートで表面を覆ってもよい。
剥離性シートとしては、ポリエチレンテレフタレート(以下、PETともいう)シートの表面にシリコーンなどの剥離剤をコーティングしたものが挙げられる。
ホットメルト型難燃性粘着剤を加熱溶融し、塗工する装置としては、グラビアコーター、ロールコーター、ダイコーター、スリットコーターなどが挙げられる。
全面に難燃性粘着剤部を設ける場合には、価格の点から、粘着剤は、30g/m2以下が望ましく、20g/m2以下が更に好ましい。
なお、例中、「部」とあるのは「質量部」を、「%」とあるのは「質量%」をそれぞれ表すものとする。
表1〜4に示した部数で、攪拌機を備えたニーダーに、ブロック共重合体(A)等、難燃剤(B)、界面活性剤(C)、粘着付与剤(D)等を添加し、180℃で3時間撹拌することでホットメルト型難燃性接着剤を作成し、後述する方法に従い、難燃性等を評価した。
(A1):メタクリル酸メチルの割合が30質量%のメタクリル酸メチルとアクリル酸n−ブチルのトリブロック共重合体(MFR:25g/10分)
(A2):メタクリル酸メチルの割合が20質量%のメタクリル酸メチルとアクリル酸n−ブチルのトリブロック共重合体(MFR:31g/10分)
(A3):メタクリル酸メチルの割合が20質量%のメタクリル酸メチルとアクリル酸2−エチルヘキシルのトリブロック共重合体(MFR:1.1g/10分)
(A4):メタクリル酸メチルの割合が20質量%のメタクリル酸メチルとアクリル酸n−ブチルのジブロック共重合体(MFR:3100g/10分)
(A5):ポリメタクリル酸メチル
(A6):スチレンの割合が19質量%のスチレンのハードセグメントとイソプレンのソフトセグメントからなるハードセグメント−ソフトセグメント−ハードセグメントのトリブロック共重合体
なお、(A2)と(A4)とを50:50(質量比)で混合した場合のMFRは311g/10分であった。
(B1):クレジルジ2,6−キシレニルホスフェート。23℃における粘度1500mPa・s
(B2):ビスフェノールAビス(ジフェニルホスフェート)。23℃における粘度6000mPa・s
(B3):1,3−フェニレン ビス(ジキシレニル)ホスフェート、23℃で固体であり、融点は92℃。
(C1):ポリオキシエチレン(EO付加モル数:4)ラウリルエーテル
(C2):ポリオキシエチレン(EO付加モル数:30)オレイルエーテル
(C3):ポリオキシエチレンアルキレンアルキル(EO付加モル数:2.5−PO付加モル数:1.5−EO付加モル数:3)エーテル
(C4):ソルビタンジステアレート
(C5):ポリオキシエチレン(EO付加モル数:20)ソルビタンモノパルミテート
(C6):テトラオレイン酸ポリオキシエチレン(EO付加モル数:30)ソルビット
(C7):グリセロールモノステアレート
(C8):ポリオキシエチレン(EO付加モル数:12)グリコールモノラウレート
(C9):ポリオキシエチレン(EO付加モル数:25)硬化ひまし油
(C10):ポリオキシエチレン(EO付加モル数:2)アルキルアミン
(C11):ジアリルスルホコハク酸ナトリウム
(C12):ラウリル硫酸ナトリウム
(C13):ポリオキシエチレン(EO付加モル数:3)ラウリルエーテル硫酸ナトリウム
(C14):ひまし油カリ石けん
(C15):ココナットアミンアセテート
(C16):塩化アルキルベンジルジメチルアンモニウム
(D1):ロジンエステル 軟化点100℃
(D2):水添ロジン 軟化点72℃
(D3):酸変性ロジン 軟化点128℃
(D4):α−メチルスチレン樹脂 軟化点100℃
(D5):石油系粘着付与剤、脂肪族系炭化水素樹脂 軟化点100℃
(D6):石油系粘着付与剤、脂肪族/芳香族共重合体 軟化点115℃
(D7):テルペンフェノール樹脂 軟化点112℃
180℃溶融したホットメルト型難燃性粘着剤に、直径7mm、長さ250mmのガラス棒の先端50mmを30秒浸けて、コーティングした後、引き上げ、室温で冷却固化し、そのまま24時間放置し、試料とした。
室温下、その試料のコーチング部分を下向きにし、先端を45°角に傾け、その先端にガスバーナーの火を5秒間近づけて、ホットメルト型粘着剤への点火を確認した後、ガスバーナーの火を遠ざけて、ホットメルト型粘着剤の燃え方および消火状態を観察した。
◎:ガスバーナーの火を遠ざけると、消化していた。
〇:ガスバーナーの火を遠ざけても、ホットメルト型粘着剤は燃えていたが、1秒以内に消える。
△:ガスバーナーの火を遠ざけても、ホットメルト型粘着剤は燃えていたが、1秒を超え、5秒以内に消える。
×:ガスバーナーの火を遠ざけても、ホットメルト型粘着剤は5秒を超えても燃え続ける。
△以上が使用可能
ロールコーターを用いて、塗工温度160℃、速度20m/分で、ホットメルト型難燃性粘着剤を、厚みが25μmの剥離性PETに塗工した時の塗布状態。
◎:糸曳が無く、均一な塗布状態
〇:糸が若干曳くが、均一な塗布状態
×:糸曳が多く、塗布状態にムラがある
〇以上が使用可能
ロールコーターを用いて、塗工温度160℃で、速度20m/分で、ホットメルト型難燃性粘着剤を、25μm剥離性PETに塗工し、その後直ぐに厚み25μmの剥離処理してはいないPET、および不織布とそれぞれ貼り合わせ、23℃、65%RHの条件下に24時間放置した後、100mm×25mmの大きさに断裁し、試験用試料とした。
剥離性PETを剥がし、各試験用試料を、試験用試料よりも一回り大きなSUS板、ガラス板の全面にそれぞれ貼り付け、2kg荷重のロールにて2往復圧着し、1時間放置後に、23℃、65%RHの環境下で、200mm/分の速度で、180°剥離を行い、その時の強度を測定した。
◎:2N/25mm以上
〇:0.5N/25mm以上2N/25mm未満
×:0.5N/25mm未満
〇以上が使用可能
粘着力試験と同様の試験用試料からの剥離性PETを剥がし、各試験用試料を、試験用試料よりも一回り大きなSUS板、ガラス板の全面にそれぞれ貼り付け、2kg荷重のロールにて1往復圧着した。ついで、50℃のオーブン内に、各試験用試料を貼り付けた面を下向きにして、1カ月放置し、貼付及び落下の状態を観察した。
◎:脱落なし、剥がれ無し
×:脱落或いは、剥がれ有
◎が使用可能
なお、耐熱性試験にて、「×:脱落或いは、剥がれ有」だったものについては、下記の耐熱性試験後の粘着力試験、剥離後の糊残りは評価できなかったので、表4では「−」とした。
上記耐熱性試験後の試料について、23℃、65%RHの雰囲気下に2時間静置した後、初期粘着力試験の場合と同様の条件で、剥離試験を行い、剥離力を下記基準で評価した。
◎:0.5N/25mm以上であるか、または6N/25mm以下
〇:6N/25mmを超えるが、9N/25mm以下
×:0.5N/25mm未満であるか、または9N/25mm超
〇以上が使用可能
上記の耐熱性試験後の粘着力を測った際、被着体であったSUS板及びガラス板への難燃性粘着剤の転着状態を目視にて観察した。
◎:ホットメルト粘着剤の転着が全く無かった。
〇:貼付面積の10%以下の転着が認められたが、簡単に手でとれる。
×:貼付面積の10%を超える転着が認められるか、又は転着は10%以下であったが、粘着剤が手では取れない。
〇以上が使用可能
Claims (8)
- 下記(A)〜(D)の合計100質量%中、
アルキル基の炭素数が1〜3のメタクリル酸アルキルエステルとアルキル基の炭素数が1〜8のアクリル酸アルキルエステルとのブロック共重合体(A)35〜75質量%、23℃で液状のリン系難燃剤(B)10〜50質量%、界面活性剤(C)1〜15質量%、および粘着付与樹脂(D)0〜30質量%、含むホットメルト型難燃性粘着剤。 - アルキル基の炭素数が1〜3のメタクリル酸アルキルエステルとアルキル基の炭素数が1〜8のアクリル酸アルキルエステルとの質量比率が、前記メタクリル酸アルキルエステル:前記アクリル酸アルキルエステル=10〜40:90〜60である、請求項1記載のホットメルト型難燃性粘着剤。
- ブロック共重合体(A)の190℃、2.16kgf/cm2におけるメルトフローレートが1〜320g/10分である、請求項1または2記載のホットメルト型難燃性粘着剤。
- ブロック共重合体(A)が、メタクリル酸メチルとアクリル酸n−ブチルとのブロック共重合体、またはメタクリル酸メチルとアクリル酸2−エチルヘキシルとのブロック共重合体である、請求項1〜3いずれか1項に記載のホットメルト型難燃性粘着剤
- 界面活性剤(C)が、カチオン系、ノニオン系、アニオン系、又は、両性のいずれかの界面活性剤である、請求項1〜4いずれか1項に記載のホットメルト型難燃性粘着剤。
- 界面活性剤(C)が、ノニオン系の界面活性剤である、請求項5に記載のホットメルト型難燃性粘着剤。
- シート状基材の一方の面の少なくとも一部に、請求項1〜6いずれか1項に記載のホットメルト型難燃性粘着剤から形成される難燃性粘着剤部を担持している、難燃性粘着剤付き保護シート。
- 請求項1〜6いずれか1項に記載のホットメルト型難燃性粘着剤を溶融し、シート状基材の一方の面の少なくとも一部に塗工し、難燃性粘着剤部を設けることを特徴とする、難燃性粘着剤付き保護シートの製造方法。
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