JP2022118447A - 防食用粘着テープ - Google Patents
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Abstract
【課題】優れた防食性及び良好な粘着性を兼ね備えた防食用粘着テープを提供する。【解決手段】本発明の防食用粘着テープ10は、金属層15と、金属層15の少なくとも一方の面に設けられた粘着剤層11とを備え、金属層15が鉄よりも電位が卑な金属の層であり、粘着剤層11が異方性導電性材料13を含む。【選択図】図1
Description
本発明は、防食用粘着テープに関し、より具体的には、鋼材などの鉄又は鉄を含む合金を防食するための防食用粘着テープに関する。
鋼材などの鉄又は鉄を含む合金を防食するために、亜鉛を多量に含有した防食塗料が広く用いられている。亜鉛は、鉄よりも電位が卑な金属であり、犠牲防食作用があるため、高い防食性を有することが知られている。しかし、塗料による防食は、塗布後に乾燥工程などが必要であり、作業に時間がかかり、例えば、橋梁などの土木、建築用途で局所的な補修を行う際には、作業効率が低下する。また、塗料による防食は、作業ムラも生じやすい。
上記状況を鑑みて、従来、粘着テープなどに犠牲防食性を付与させ、作業性を向上させる取り組みがなされている。例えば、特許文献1では、鉄よりも電位が卑な金属及びその金属以外の導電性材料を含有した導電性粘着剤層を備えた防食部材が開示されている。この防食部材の導電性粘着剤層は、鉄よりも電位が卑な金属に加えて、鉄よりも電位が卑な金属以外の導電性材料を含有しているので、良好な犠牲防食性を示すために、鉄よりも電位が卑な金属を多量に含有する必要がない。このため、この防食部材は、良好な粘着性を有することができる。
特許文献1における防食部材の粘着性は優れているものの、防食の対象物によっては特許文献1に記載の防食部材では粘着性が不十分である場合があった。このため、粘着性がさらに優れた防食部材が望まれている。
そこで、本発明は、優れた防食性を確保しながら、さらに良好な粘着性を有する防食用粘着テープを提供することを課題とする。
そこで、本発明は、優れた防食性を確保しながら、さらに良好な粘着性を有する防食用粘着テープを提供することを課題とする。
本発明者らは、鋭意検討の結果、鉄よりも電位が卑な金属を基材に用いるとともに、異方性導電性材料を粘着剤層に配合して粘着剤層に導電性を付与することにより、上記課題が解決できることを見出し、以下の本発明を完成させた。
すなわち、本発明は、以下の[1]~[9]を提供する。
[1]金属層と、前記金属層の少なくとも一方の面に設けられた粘着剤層とを備え、前記金属層が鉄よりも電位が卑な金属の層であり、前記粘着剤層が異方性導電性材料を含む防食用粘着テープ。
[2]前記粘着剤層の厚さ1μmあたりの全光線透過率Xが99.85%以下である、上記[1]に記載の粘着テープ。
[3]前記異方性導電性材料のアスペクト比が2以上である上記[1]又は[2]に記載の防食用粘着テープ。
[4]前記異方性導電性材料がカーボン系材料である上記[1]~[3]のいずれか1つに記載の防食用粘着テープ。
[5]前記カーボン系材料がカーボンナノチューブである上記[4]に記載の防食用粘着テープ。
[6]前記粘着剤層の抵抗値が1×108~1×1014Ωである上記[1]~[5]のいずれか1つに記載の防食用粘着テープ。
[7]前記粘着剤層の厚みが20μm以上である上記[1]~[6]のいずれか1つに記載の防食用粘着テープ。
[8]前記金属層が亜鉛箔である上記[1]~[7]のいずれか1つに記載の防食用粘着テープ。
[9]前記金属層の厚みが2.5μm以上である上記[1]~[8]のいずれか1つに記載の防食用粘着テープ。
すなわち、本発明は、以下の[1]~[9]を提供する。
[1]金属層と、前記金属層の少なくとも一方の面に設けられた粘着剤層とを備え、前記金属層が鉄よりも電位が卑な金属の層であり、前記粘着剤層が異方性導電性材料を含む防食用粘着テープ。
[2]前記粘着剤層の厚さ1μmあたりの全光線透過率Xが99.85%以下である、上記[1]に記載の粘着テープ。
[3]前記異方性導電性材料のアスペクト比が2以上である上記[1]又は[2]に記載の防食用粘着テープ。
[4]前記異方性導電性材料がカーボン系材料である上記[1]~[3]のいずれか1つに記載の防食用粘着テープ。
[5]前記カーボン系材料がカーボンナノチューブである上記[4]に記載の防食用粘着テープ。
[6]前記粘着剤層の抵抗値が1×108~1×1014Ωである上記[1]~[5]のいずれか1つに記載の防食用粘着テープ。
[7]前記粘着剤層の厚みが20μm以上である上記[1]~[6]のいずれか1つに記載の防食用粘着テープ。
[8]前記金属層が亜鉛箔である上記[1]~[7]のいずれか1つに記載の防食用粘着テープ。
[9]前記金属層の厚みが2.5μm以上である上記[1]~[8]のいずれか1つに記載の防食用粘着テープ。
本発明によれば、優れた防食性及び良好な粘着性を兼ね備えた防食用粘着テープを提供することができる。
本発明の防食用粘着テープは、金属層と、金属層の少なくとも一方の面に設けられた粘着剤層とを備え、金属層が鉄よりも電位が卑な金属の層であり、粘着剤層が異方性導電性材料を含む。これにより、本発明の防食用粘着テープは、少ない導電性材料の配合で優れた防食性を示すことができ、その結果、粘着性を良好にすることができる。以下、本発明の防食用粘着テープを詳細に説明する。
(金属層)
本発明の防食用粘着テープにおける金属層は鉄よりも電位が卑な金属の層である。これにより、本発明の防食用粘着テープを被着体に貼り付けることによって、金属層が代わりに腐食し、いわゆる犠牲防食により被着体を防食することができる。
金属層は、特に限定されないが好ましくは金属箔が使用される。鉄よりも電位が卑な金属には、例えば、カドミウム、クロム、亜鉛、マンガン、アルミニウムなどが挙げられる。これらの金属の中で、防食性の観点から、亜鉛及びアルミニウムが好ましく、亜鉛がより好ましい。したがって、金属層は亜鉛箔であることがさらに好ましい。
本発明の防食用粘着テープにおける金属層は鉄よりも電位が卑な金属の層である。これにより、本発明の防食用粘着テープを被着体に貼り付けることによって、金属層が代わりに腐食し、いわゆる犠牲防食により被着体を防食することができる。
金属層は、特に限定されないが好ましくは金属箔が使用される。鉄よりも電位が卑な金属には、例えば、カドミウム、クロム、亜鉛、マンガン、アルミニウムなどが挙げられる。これらの金属の中で、防食性の観点から、亜鉛及びアルミニウムが好ましく、亜鉛がより好ましい。したがって、金属層は亜鉛箔であることがさらに好ましい。
なお、被着体としては、鉄又は鉄を含む合金を含むものが使用される。鉄を含む合金としては、具体的には、ニッケルクロム鋼、ニッケルクロムモリブデン鋼、クロム鋼、クロムモリブデン鋼、マンガン鋼などの合金鋼、炭素鋼などの各種の鋼材が挙げられる。被着体は、特に限定されないが、各種土木、建築用途、自動車、鉄道、航空機、船舶などの乗り物用途、各種電気製品などに使用される鋼材、その他の金属部材が挙げられるが、土木、建築用途で使用される鋼材が好適である。
<金属層の厚み>
金属層の厚みは、好ましくは2.5μm以上である。金属層の厚みが2.5μm以上であると、金属層は、金属層中の金属のイオン化による電子を十分に被着体に供給することができ、防食用粘着テープの十分な防食性を維持できる。防食用粘着テープの防食性を高める観点から、金属層の厚みは、より好ましくは5μm以上である。また、防食用粘着テープの柔軟性を確保して、防食用粘着テープの取り扱い性などを良好にする観点から、金属層の厚みは、好ましくは200μm以下、より好ましくは100μm以下である。
金属層の厚みは、好ましくは2.5μm以上である。金属層の厚みが2.5μm以上であると、金属層は、金属層中の金属のイオン化による電子を十分に被着体に供給することができ、防食用粘着テープの十分な防食性を維持できる。防食用粘着テープの防食性を高める観点から、金属層の厚みは、より好ましくは5μm以上である。また、防食用粘着テープの柔軟性を確保して、防食用粘着テープの取り扱い性などを良好にする観点から、金属層の厚みは、好ましくは200μm以下、より好ましくは100μm以下である。
(粘着剤層)
粘着剤層は、異方性導電性材料を含む。これにより、粘着剤層の導電性材料の含有量が少なくても、金属層中の金属がイオン化して発生した電子を被着体に効率的に供給することができる。その結果、本発明の防食用粘着テープは、優れた防食性を有しながらも良好な粘着性を有する。
粘着剤層は、異方性導電性材料を含む。これにより、粘着剤層の導電性材料の含有量が少なくても、金属層中の金属がイオン化して発生した電子を被着体に効率的に供給することができる。その結果、本発明の防食用粘着テープは、優れた防食性を有しながらも良好な粘着性を有する。
<異方性導電性材料>
異方性導電性材料は、形状に異方性を有する導電性材料である。異方性導電性材料としては、繊維状導電性材料、鱗片状導電性材料などが挙げられる。異方性導電性材料は、アスペクト比が高いものであり、例えばアスペクト比が2以上のものであり、アスペクト比は5以上であることが好ましく、アスペクト比が10以上であることがより好ましく、アスペクト比が500以上であることがさらに好ましい。アスペクト比を2以上にすることで、粘着剤層中の導電性材料が少なくても、金属層中の金属がイオン化して発生した電子を被着体に効率的に供給することが可能となり、優れた防食性及び良好な粘着性を両立しやすくなる。なお、アスペクト比の上限は、特に限定されない。
具体的には、アスペクト比とは、異方性導電性材料の短軸方向の長さに対する長軸方向の長さの比であり、繊維状導電性材料においては、繊維長/繊維の直径を意味し、鱗片状導電性材料においては鱗片状導電性材料の長軸方向の長さ/厚みを意味する。異方性導電性材料の短軸方向及び長軸方向の長さは、例えば電子顕微鏡や光学顕微鏡による観察によって得られた画像において測定すればよい。
異方性導電性材料は、少ない含有量で金属層中の金属がイオン化して発生した電子を効果的に移動させることができるという観点から、繊維状導電性材料であることが好ましい。
異方性導電性材料は、形状に異方性を有する導電性材料である。異方性導電性材料としては、繊維状導電性材料、鱗片状導電性材料などが挙げられる。異方性導電性材料は、アスペクト比が高いものであり、例えばアスペクト比が2以上のものであり、アスペクト比は5以上であることが好ましく、アスペクト比が10以上であることがより好ましく、アスペクト比が500以上であることがさらに好ましい。アスペクト比を2以上にすることで、粘着剤層中の導電性材料が少なくても、金属層中の金属がイオン化して発生した電子を被着体に効率的に供給することが可能となり、優れた防食性及び良好な粘着性を両立しやすくなる。なお、アスペクト比の上限は、特に限定されない。
具体的には、アスペクト比とは、異方性導電性材料の短軸方向の長さに対する長軸方向の長さの比であり、繊維状導電性材料においては、繊維長/繊維の直径を意味し、鱗片状導電性材料においては鱗片状導電性材料の長軸方向の長さ/厚みを意味する。異方性導電性材料の短軸方向及び長軸方向の長さは、例えば電子顕微鏡や光学顕微鏡による観察によって得られた画像において測定すればよい。
異方性導電性材料は、少ない含有量で金属層中の金属がイオン化して発生した電子を効果的に移動させることができるという観点から、繊維状導電性材料であることが好ましい。
粘着剤層における異方性導電性材料の含有量は、防食用粘着テープの防食性及び粘着性の観点から、粘着剤100質量部に対して、好ましくは0.001~4質量部であり、より好ましくは0.005~1質量部、さらに好ましくは0.008~0.5質量部である。上記範囲内とすることで、高い防食性を確保しつつ、異方性導電性材料によって粘着剤層の粘着力が低下することを防止できる。
また粘着剤層が後述するアクリル系粘着剤から形成される場合、異方性導電性材料の含有量は、後述する(メタ)アクリル酸アルキルエステル系モノマー(A)由来の構成単位100質量部に対して、好ましくは0.001~1質量部であり、より好ましくは0.005~0.5質量部であり、さらに好ましくは0.008~0.2質量部であり、よりさらに好ましくは0.01~0.1質量部である。異方性導電性材料の含有量がこれら下限値以上であると、犠牲防食性が高まりやすく、異方性導電性材料の含有量がこれら上限値以下であると、粘着力が向上しやすくなる。
また粘着剤層が後述するアクリル系粘着剤から形成される場合、異方性導電性材料の含有量は、後述する(メタ)アクリル酸アルキルエステル系モノマー(A)由来の構成単位100質量部に対して、好ましくは0.001~1質量部であり、より好ましくは0.005~0.5質量部であり、さらに好ましくは0.008~0.2質量部であり、よりさらに好ましくは0.01~0.1質量部である。異方性導電性材料の含有量がこれら下限値以上であると、犠牲防食性が高まりやすく、異方性導電性材料の含有量がこれら上限値以下であると、粘着力が向上しやすくなる。
異方性導電性材料が繊維状導電性材料である場合、その平均繊維長は、好ましくは0.1~1000μm、より好ましくは10~500μmである。平均繊維長を0.1μm以上とすると、粘着剤層内部において、異方性導電性材料同士が適切に接触して、金属層中の金属がイオン化して発生した電子の伝導経路が確保されやすくなる。
一方、平均繊維長を1000μm以下とすると、異方性導電性材料の取り扱いが、さらに容易になる。
また、異方性導電性材料が繊維状導電性材料である場合、その平均直径は、好ましくは1~100nmであり、より好ましくは2~15nmである。また、繊維状導電性材料のアスペクト比(平均繊維長さ/平均直径)は、好ましくは10~100000であり、より好ましくは500~30000である。
なお、上記の平均繊維長及び平均直径は、異方性導電材料を顕微鏡で観察して算出することができる。より具体的には、例えば電子顕微鏡や光学顕微鏡による観察によって得られた画像において任意の異方性導電性材料50個の繊維長及び直径を測定して、その平均値(相加平均値)を平均繊維長及び平均直径とすることができる。
一方、平均繊維長を1000μm以下とすると、異方性導電性材料の取り扱いが、さらに容易になる。
また、異方性導電性材料が繊維状導電性材料である場合、その平均直径は、好ましくは1~100nmであり、より好ましくは2~15nmである。また、繊維状導電性材料のアスペクト比(平均繊維長さ/平均直径)は、好ましくは10~100000であり、より好ましくは500~30000である。
なお、上記の平均繊維長及び平均直径は、異方性導電材料を顕微鏡で観察して算出することができる。より具体的には、例えば電子顕微鏡や光学顕微鏡による観察によって得られた画像において任意の異方性導電性材料50個の繊維長及び直径を測定して、その平均値(相加平均値)を平均繊維長及び平均直径とすることができる。
異方性導電性材料には、例えば、カーボン系材料、金属系材料、金属酸化物系材料等が挙げられる。
カーボン系材料には、例えば、PAN(ポリアクリルニトリル)系炭素繊維、レーヨン系炭素繊維、フェノール系炭素繊維、ピッチ系炭素繊維などの炭素繊維、グラフェン、カーボンナノチューブ、カーボンナノファイバー、カーボンナノコイル、鱗片状黒鉛、などが挙げられる。
金属系材料は、金属単体である場合、鉄よりも電位が卑な金属であることが好ましい。鉄よりも電位が貴な金属を使用すると、鉄から金属系材料に電子が流れてしまい、金属層から鉄へ電子が移動するのを妨げる可能性がある。
金属系材料としては、具体的には、鱗片状アルミニウム、アルミニウム繊維などが挙げられる。
金属酸化物材料には、例えば、酸化亜鉛などが挙げれらる。
これらの導電性材料は、1種を単独で使用してもよいが、2種以上を併用としてもよい。
カーボン系材料には、例えば、PAN(ポリアクリルニトリル)系炭素繊維、レーヨン系炭素繊維、フェノール系炭素繊維、ピッチ系炭素繊維などの炭素繊維、グラフェン、カーボンナノチューブ、カーボンナノファイバー、カーボンナノコイル、鱗片状黒鉛、などが挙げられる。
金属系材料は、金属単体である場合、鉄よりも電位が卑な金属であることが好ましい。鉄よりも電位が貴な金属を使用すると、鉄から金属系材料に電子が流れてしまい、金属層から鉄へ電子が移動するのを妨げる可能性がある。
金属系材料としては、具体的には、鱗片状アルミニウム、アルミニウム繊維などが挙げられる。
金属酸化物材料には、例えば、酸化亜鉛などが挙げれらる。
これらの導電性材料は、1種を単独で使用してもよいが、2種以上を併用としてもよい。
これらの異方性導電性材料の中では、粘着性を損なうことなく粘着剤層の導電性を向上させる観点から、カーボン系材料が好ましく、中でもカーボンナノチューブ、カーボンナノファイバー、炭素繊維などの繊維状カーボン系材料がより好ましく、カーボンナノチューブがさらに好ましい。
カーボンナノチューブは、六角網目状の炭素原子配列のグラファイトシートが円筒状に巻かれた構造を有する物質であり、一層に巻いたものをシングルウオールカーボンナノチューブ、多層に巻いたものをマルチウオールカーボンナノチューブという。本発明では、カーボンナノチューブの種類は特に限定されず、シングルウオールカーボンナノチューブ、マルチウオールカーボンナノチューブ、及びこれらを任意の割合で含む混合物のいずれでもよい。また、アーク放電法、レーザー蒸発法、化学気相成長法(CVD法)等の各種方法により製造されたカーボンナノチューブを用いることができる。また、カーボンナノチューブの平均長さ、平均直径及びアスペクト比の好適な範囲は、上記した繊維状導電性材料で記載した平均繊維長、平均直径、及びアスペクト比と同じである。なお、カーボンナノチューブの直径とは、シングルウオールカーボンナノチューブの場合には外径を示し、マルチウオールカーボンナノチューブの場合には最も外側に位置するチューブの外径を意味する。
カーボンナノチューブは、六角網目状の炭素原子配列のグラファイトシートが円筒状に巻かれた構造を有する物質であり、一層に巻いたものをシングルウオールカーボンナノチューブ、多層に巻いたものをマルチウオールカーボンナノチューブという。本発明では、カーボンナノチューブの種類は特に限定されず、シングルウオールカーボンナノチューブ、マルチウオールカーボンナノチューブ、及びこれらを任意の割合で含む混合物のいずれでもよい。また、アーク放電法、レーザー蒸発法、化学気相成長法(CVD法)等の各種方法により製造されたカーボンナノチューブを用いることができる。また、カーボンナノチューブの平均長さ、平均直径及びアスペクト比の好適な範囲は、上記した繊維状導電性材料で記載した平均繊維長、平均直径、及びアスペクト比と同じである。なお、カーボンナノチューブの直径とは、シングルウオールカーボンナノチューブの場合には外径を示し、マルチウオールカーボンナノチューブの場合には最も外側に位置するチューブの外径を意味する。
粘着剤層は、本発明の効果が損なわない範囲で、異方性導電性材料に加えて、異方性の形状を有さない導電性材料(以下、非異方性導電性材料という)を含んでもよい。非異方性導電性材料は、アスペクト比が低い導電性材料であり、例えばアスペクト比が2未満の導電性材料である。しかし、防食用粘着テープの優れた防食性を維持しながら粘着性を高くするという観点から、粘着剤層は非異方性導電性材料を含まないことが好ましい。
非異方性導電性材料の粒径は、1~200μmであることが好ましい。非異方性導電性材料の粒径を200μm以下とすることで、粘着剤層の粘着性が低下するのを抑えつつ、非異方性導電性材料を粘着剤層に分散させやすくなる。非異方性導電性材料の粒径を1μm以上とすることで、非異方性導電性材料によって粘着剤層の導電性を向上させやすくなる。上記粒径は、より好ましくは5~100μmである。なお、本明細書において粒径とは、レーザー回折法により測定した平均粒径を意味する。
非異方性導電性材料には、例えば、カーボン系材料、金属系材料、金属酸化物系材料、イオン性ポリマー及び導電性高分子から選択される1種または2種以上が挙げられる。
カーボン系材料としては、カーボンブラック、黒鉛、アセチレンブラックなどが挙げられる。金属系材料としては、金、銀、銅、ニッケル、又はこれらを含む合金など、鉄よりも電位が貴な金属、鉄、カドミウム、クロム、亜鉛、マンガン、アルミニウムなどの鉄よりも電位が卑な金属などが挙げられる。金属系材料として電位が卑な金属を使用すると、非異方性導電性材料によっても犠牲防食が可能となる。金属酸化物材料としては、例えば、酸化インジウムスズ(ITO)、三酸化アンチモン(ATO)、フッ素ドープ酸化スズ(FTO)、酸化亜鉛などが挙げれらる。導電性高分子としては、ポリアセチレン、ポリピロール、PEDOT(ポリエチレンジオキシチオフェン)、PEDOT/PSS(ポリエチレンジオキシチオフェンとポリスチレンスルホン酸の複合物)、ポリチオフェン、ポリアニリン、ポリ(p-フェニレン)、ポリフルオレン、ポリカルバゾール、ポリシランまたはこれらの誘導体等が挙げられる。イオン性ポリマーとしては、ポリアクリル酸ナトリウム、ポリアクリル酸カリウムなどが挙げられる。
異方性導電性材料は、これらを1種単独で使用してもよいが、2種以上を併用としてもよい。
カーボン系材料としては、カーボンブラック、黒鉛、アセチレンブラックなどが挙げられる。金属系材料としては、金、銀、銅、ニッケル、又はこれらを含む合金など、鉄よりも電位が貴な金属、鉄、カドミウム、クロム、亜鉛、マンガン、アルミニウムなどの鉄よりも電位が卑な金属などが挙げられる。金属系材料として電位が卑な金属を使用すると、非異方性導電性材料によっても犠牲防食が可能となる。金属酸化物材料としては、例えば、酸化インジウムスズ(ITO)、三酸化アンチモン(ATO)、フッ素ドープ酸化スズ(FTO)、酸化亜鉛などが挙げれらる。導電性高分子としては、ポリアセチレン、ポリピロール、PEDOT(ポリエチレンジオキシチオフェン)、PEDOT/PSS(ポリエチレンジオキシチオフェンとポリスチレンスルホン酸の複合物)、ポリチオフェン、ポリアニリン、ポリ(p-フェニレン)、ポリフルオレン、ポリカルバゾール、ポリシランまたはこれらの誘導体等が挙げられる。イオン性ポリマーとしては、ポリアクリル酸ナトリウム、ポリアクリル酸カリウムなどが挙げられる。
異方性導電性材料は、これらを1種単独で使用してもよいが、2種以上を併用としてもよい。
<粘着剤>
粘着剤層は、好ましくは、異方性導電性材料が粘着剤に配合されてなるものである。なお、本明細書においては、粘着剤層において、異方性導電性材料及び非異方性導電性材料以外の成分を粘着剤として定義する。
粘着剤層に使用する粘着剤には、例えば、アクリル系粘着剤、ゴム系粘着剤、ウレタン系粘着剤及びシリコーン系粘着剤などが挙げられる。これらの粘着剤は単独で使用してよいし、組み合わせて使用してもよい。これらの中では、アクリル系粘着剤を使用することが好ましい。アクリル系粘着剤を使用すると、防食用粘着テープの粘着性能を良好にしやすくなる。
粘着剤層は、好ましくは、異方性導電性材料が粘着剤に配合されてなるものである。なお、本明細書においては、粘着剤層において、異方性導電性材料及び非異方性導電性材料以外の成分を粘着剤として定義する。
粘着剤層に使用する粘着剤には、例えば、アクリル系粘着剤、ゴム系粘着剤、ウレタン系粘着剤及びシリコーン系粘着剤などが挙げられる。これらの粘着剤は単独で使用してよいし、組み合わせて使用してもよい。これらの中では、アクリル系粘着剤を使用することが好ましい。アクリル系粘着剤を使用すると、防食用粘着テープの粘着性能を良好にしやすくなる。
次に、粘着剤層に使用される粘着剤についてより詳細に説明する。
<<アクリル系粘着剤>>
アクリル系粘着剤は、(メタ)アクリル酸アルキルエステル系モノマー(A)を含む重合性モノマーを重合したアクリル系重合体を含有する粘着剤である。
なお、本明細書において、用語「(メタ)アクリル酸アルキルエステル」とは、アクリル酸アルキルエステル、及びメタクリル酸アルキルエステルの両方を含む概念を指すものであり、他の類似の用語も同様である。また、用語「重合性モノマー」は、繰り返し単位を有しない化合物のみならず、(メタ)アクリル酸アルキルエステル系モノマー(A)と共重合する化合物であれば、後述するオレフィン重合体(C)などのモノマー自身が繰り返し単位を有するものも含みうる概念を指す。
<<アクリル系粘着剤>>
アクリル系粘着剤は、(メタ)アクリル酸アルキルエステル系モノマー(A)を含む重合性モノマーを重合したアクリル系重合体を含有する粘着剤である。
なお、本明細書において、用語「(メタ)アクリル酸アルキルエステル」とは、アクリル酸アルキルエステル、及びメタクリル酸アルキルエステルの両方を含む概念を指すものであり、他の類似の用語も同様である。また、用語「重合性モノマー」は、繰り返し単位を有しない化合物のみならず、(メタ)アクリル酸アルキルエステル系モノマー(A)と共重合する化合物であれば、後述するオレフィン重合体(C)などのモノマー自身が繰り返し単位を有するものも含みうる概念を指す。
[(メタ)アクリル酸アルキルエステル系モノマー(A)]
(メタ)アクリル酸アルキルエステル系モノマー(A)は、(メタ)アクリル酸と脂肪族アルコールとのエステルであって、脂肪族アルコールのアルキル基の炭素数が、好ましくは2~14、より好ましくは4~10である脂肪族アルコールに由来するアルキルエステルが好ましい。アルキル基の炭素数がこの範囲内であると、粘着剤層のガラス転移温度(Tg)を適切な温度範囲にして、粘着剤層の粘着特性を調整しやすくなる。
(メタ)アクリル酸アルキルエステル系モノマー(A)は、(メタ)アクリル酸と脂肪族アルコールとのエステルであって、脂肪族アルコールのアルキル基の炭素数が、好ましくは2~14、より好ましくは4~10である脂肪族アルコールに由来するアルキルエステルが好ましい。アルキル基の炭素数がこの範囲内であると、粘着剤層のガラス転移温度(Tg)を適切な温度範囲にして、粘着剤層の粘着特性を調整しやすくなる。
具体的な(メタ)アクリル酸アルキルエステル系モノマー(A)としては、例えば、エチル(メタ)アクリレート、n-プロピル(メタ)アクリレート、イソプロピル(メタ)アクリレート、n-ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、t-ブチル(メタ)アクリレート、ペンチル(メタ)アクリレート、ヘキシル(メタ)アクリレート、ヘプチル(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート、n-オクチル(メタ)アクリレート、イソオクチル(メタ)アクリレート、ノニル(メタ)アクリレート、デシル(メタ)アクリレート、ウンデシル(メタ)アクリレート、ドデシル(メタ)アクリレート、トリデシル(メタ)アクリレート、及びテトラデシル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
これらの中でも、n-ブチル(メタ)アクリレート、ヘキシル(メタ)アクリレート、ヘプチル(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート、n-オクチル(メタ)アクリレートが好ましく、n-ブチル(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート又はこれらの組み合わせがより好ましい。
(メタ)アクリル酸アルキルエステル系モノマーは、単独で使用してもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
これらの中でも、n-ブチル(メタ)アクリレート、ヘキシル(メタ)アクリレート、ヘプチル(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート、n-オクチル(メタ)アクリレートが好ましく、n-ブチル(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート又はこれらの組み合わせがより好ましい。
(メタ)アクリル酸アルキルエステル系モノマーは、単独で使用してもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
(メタ)アクリル酸アルキルエステル系モノマー(A)由来の構成単位は、粘着剤において主成分を構成するものであって、その含有量は、粘着剤全量基準で一般的に30質量%以上、好ましくは40質量%以上、より好ましくは45重量%以上である。このように、(メタ)アクリル酸アルキルエステル系モノマー(A)の含有量を多くすると、粘着剤に所望の粘着力を付与することが可能になる。
なお、粘着剤における(メタ)アクリル酸アルキルエステル系モノマー(A)由来の構成単位の含有量は、後述する粘着剤組成物における(メタ)アクリル酸アルキルエステル系モノマー(A)の含有量と実質的に同じであるので、置き換えて表すことができる。以下で説明する(B),(C)成分など、(A)成分以外の成分も同様である。
なお、粘着剤における(メタ)アクリル酸アルキルエステル系モノマー(A)由来の構成単位の含有量は、後述する粘着剤組成物における(メタ)アクリル酸アルキルエステル系モノマー(A)の含有量と実質的に同じであるので、置き換えて表すことができる。以下で説明する(B),(C)成分など、(A)成分以外の成分も同様である。
[極性基含有ビニルモノマー(B)]
重合性モノマーは、(メタ)アクリル酸アルキルエステル系モノマー(A)に加えて、極性基含有ビニルモノマー(B)を含有することが好ましい。極性基含有ビニルモノマー(B)は、極性基とビニル基を有するものである。粘着剤層に極性基含有モノマー(B)を用いることで、粘着剤層の粘着特性を調整しやすくなる。
極性基含有ビニルモノマー(B)としては、例えば、酢酸ビニル等のカルボン酸ビニルエステル、(メタ)アクリル酸、及びイタコン酸等のビニル基を含有するカルボン酸、及びその無水物、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、4-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、カプロラクトン変性(メタ)アクリレート、ポリオキシエチレン(メタ)アクリレート、及びポリオキシプロピレン(メタ)アクリレート等の水酸基を有するビニルモノマー、(メタ)アクリロニトリル、N-ビニルピロリドン、N-ビニルカプロラクタム、N-ビニルラウリロラクタム、(メタ)アクリロイルモルホリン、(メタ)アクリルアミド、ジメチル(メタ)アクリルアミド、N-メチロール(メタ)アクリルアミド、N-ブトキシメチル(メタ)アクリルアミド、及びジメチルアミノメチル(メタ)アクリレート等の窒素含有ビニルモノマーが挙げられる。
これらの中でも、(メタ)アクリル酸、及びイタコン酸等のビニル基を含有するカルボン酸、及びその無水物が好ましく、(メタ)アクリル酸がより好ましく、アクリル酸が更に好ましい。これらの極性基含有ビニルモノマー(B)は、単独で使用してもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
重合性モノマーは、(メタ)アクリル酸アルキルエステル系モノマー(A)に加えて、極性基含有ビニルモノマー(B)を含有することが好ましい。極性基含有ビニルモノマー(B)は、極性基とビニル基を有するものである。粘着剤層に極性基含有モノマー(B)を用いることで、粘着剤層の粘着特性を調整しやすくなる。
極性基含有ビニルモノマー(B)としては、例えば、酢酸ビニル等のカルボン酸ビニルエステル、(メタ)アクリル酸、及びイタコン酸等のビニル基を含有するカルボン酸、及びその無水物、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、4-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、カプロラクトン変性(メタ)アクリレート、ポリオキシエチレン(メタ)アクリレート、及びポリオキシプロピレン(メタ)アクリレート等の水酸基を有するビニルモノマー、(メタ)アクリロニトリル、N-ビニルピロリドン、N-ビニルカプロラクタム、N-ビニルラウリロラクタム、(メタ)アクリロイルモルホリン、(メタ)アクリルアミド、ジメチル(メタ)アクリルアミド、N-メチロール(メタ)アクリルアミド、N-ブトキシメチル(メタ)アクリルアミド、及びジメチルアミノメチル(メタ)アクリレート等の窒素含有ビニルモノマーが挙げられる。
これらの中でも、(メタ)アクリル酸、及びイタコン酸等のビニル基を含有するカルボン酸、及びその無水物が好ましく、(メタ)アクリル酸がより好ましく、アクリル酸が更に好ましい。これらの極性基含有ビニルモノマー(B)は、単独で使用してもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
極性基含有ビニルモノマー(B)を使用する場合、粘着剤において極性基含有ビニルモノマー(B)由来の構成単位の含有量は、(メタ)アクリル酸アルキルエステル系モノマー(A)由来の構成単位100質量部に対して、好ましくは1~15質量部、より好ましくは2~12質量部、さらに好ましくは3~10質量部である。極性基含有ビニルモノマー(B)の含有量をこのような範囲内とすることで粘着剤層の粘着特性を適切な範囲に調整しやすくなる。
[オレフィン重合体(C)]
重合性モノマーは、さらに末端に重合性結合を有するオレフィン重合体(C)を含むことが好ましい。このようなオレフィン重合体(C)を使用することで、粘着剤の剪断強度を高くすることができる。なお、重合性結合は、重合性モノマーと重合することが可能な不飽和の炭素-炭素結合を意味し、例えば不飽和二重結合が挙げられ、好ましくは(メタ)アクリロイル基などが挙げられる。
オレフィン重合体(C)としては、(メタ)アクリロイル基を有するポリオレフィンが挙げられ、例えば、片末端のみに(メタ)アクリロイル基を有するポリオレフィン、両末端に(メタ)アクリロイル基を有するポリオレフィンが挙げられる。なお、ポリオレフィンとは、エチレン、プロピレン、ブタン、ブタジエン、イソプレンなどの二重結合を有する脂肪族炭化水素化合物の重合体、又はその水素添加物である。
重合性モノマーは、さらに末端に重合性結合を有するオレフィン重合体(C)を含むことが好ましい。このようなオレフィン重合体(C)を使用することで、粘着剤の剪断強度を高くすることができる。なお、重合性結合は、重合性モノマーと重合することが可能な不飽和の炭素-炭素結合を意味し、例えば不飽和二重結合が挙げられ、好ましくは(メタ)アクリロイル基などが挙げられる。
オレフィン重合体(C)としては、(メタ)アクリロイル基を有するポリオレフィンが挙げられ、例えば、片末端のみに(メタ)アクリロイル基を有するポリオレフィン、両末端に(メタ)アクリロイル基を有するポリオレフィンが挙げられる。なお、ポリオレフィンとは、エチレン、プロピレン、ブタン、ブタジエン、イソプレンなどの二重結合を有する脂肪族炭化水素化合物の重合体、又はその水素添加物である。
片末端のみに(メタ)アクリロイル基を有するポリオレフィンとしては、例えば、片末端にエポキシ基を有するポリエチレンと(メタ)アクリル酸とを反応させることにより調製された、片末端に(メタ)アクリロイル基を有するポリエチレン等が挙げられる。また、片末端に(メタ)アクリロイル基を有するポリブタジエン又はその水素添加物が挙げられ、その市販品として株式会社クラレ製の「L-1253」等が挙げられる。
また、両末端に(メタ)アクリロイル基を有するオレフィン重合体としては、例えば、両末端にエポキシ基を有するポリプロピレンと(メタ)アクリル酸とを反応させることにより調製された、両末端に(メタ)アクリロイル基を有するポリプロピレン等が挙げられる。また、両末端に(メタ)アクリロイル基を有するポリブタジエン又はその水素添加物が挙げられ、その市販品としては、日本曹達株式会社製の「TEAI-1000」、「EA-3000」、「TE-2000」、大阪有機化学工業株式会社製の「BAC-45」等が挙げられる。
オレフィン重合体(C)は単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
オレフィン重合体(C)は単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
オレフィン重合体(C)としては、上記した中では、両末端又は片末端に(メタ)アクリロイル基を有するポリオレフィンが好ましく、中でも両末端又は片末端に(メタ)アクリロイル基を有するポリブタジエン又はその水素添加物が好ましい。
なお、オレフィン重合体(C)として、両末端に(メタ)アクリロイル基を有するポリオレフィンなどを使用すると、アクリル系重合体を網目状に重合することが可能となる。そのため、粘着剤の凝集力を高めやすくなり、粘着剤層の粘着特性を調整しやすくなる。
さらに、オレフィン重合体(C)としては、片末端に(メタ)アクリロイル基を有するオレフィン重合体と、両末端に(メタ)アクリロイル基を有するオレフィン重合体とを併用することが好ましい。
なお、オレフィン重合体(C)として、両末端に(メタ)アクリロイル基を有するポリオレフィンなどを使用すると、アクリル系重合体を網目状に重合することが可能となる。そのため、粘着剤の凝集力を高めやすくなり、粘着剤層の粘着特性を調整しやすくなる。
さらに、オレフィン重合体(C)としては、片末端に(メタ)アクリロイル基を有するオレフィン重合体と、両末端に(メタ)アクリロイル基を有するオレフィン重合体とを併用することが好ましい。
オレフィン重合体(C)は、その数平均分子量が好ましくは500~20000、より好ましくは1000~10000である。なお、数平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)により測定し、標準ポリスチレンの検量線を用いて算出すればよい。
また、粘着剤においてオレフィン重合体(C)由来の構成単位の含有量は、(メタ)アクリル酸アルキルエステル系モノマー(A)由来の構成単位100質量部に対して、1~20質量部が好ましく、2~15質量部がより好ましく、4~12質量部がさらに好ましい。
また、粘着剤においてオレフィン重合体(C)由来の構成単位の含有量は、(メタ)アクリル酸アルキルエステル系モノマー(A)由来の構成単位100質量部に対して、1~20質量部が好ましく、2~15質量部がより好ましく、4~12質量部がさらに好ましい。
[その他のモノマー]
重合性モノマーは、上記した(A)~(C)以外のその他のモノマーを含んでいてもよい。その他のモノマーとしては、スチレン系モノマー、多官能モノマーなどが挙げられる。スチレン系モノマーとしては、例えば、スチレン、α-メチルスチレン、o-メチルスチレン、及びp-メチルスチレン等が挙げられる。
また、多官能モノマーとしては、ビニル基を2つ以上有するモノマーが挙げられ、好ましくは(メタ)アクリロイル基を2つ以上有する多官能(メタ)アクリレートが挙げられる。多官能モノマーを使用すると、アクリル系重合体に網目構造を形成することが可能になる。
具体的な多官能モノマーとしては、ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、エトシキ化ビスフェノールAジ(メタ)アクリレート、トリス(2-ヒドロキシエチル)イソシアヌレートトリアクリレート、エトシキ化トリメチロールプロパントリアクリレート、プロキシ化トリメチロールプロパントリアクリレート、プロキシ化グリセリルトリアクリレート、ネオペンチルグリコールアジペートジアクリレート等が挙げられる。
その他のモノマーを使用する場合、粘着剤において、その他のモノマー由来の構成単位の含有量は、(メタ)アクリル酸アルキルエステル系モノマー(A)由来の構成単位100質量部に対して、0.5~15質量部、より好ましくは1~7質量部、更に好ましくは1~5質量部である。
重合性モノマーは、上記した(A)~(C)以外のその他のモノマーを含んでいてもよい。その他のモノマーとしては、スチレン系モノマー、多官能モノマーなどが挙げられる。スチレン系モノマーとしては、例えば、スチレン、α-メチルスチレン、o-メチルスチレン、及びp-メチルスチレン等が挙げられる。
また、多官能モノマーとしては、ビニル基を2つ以上有するモノマーが挙げられ、好ましくは(メタ)アクリロイル基を2つ以上有する多官能(メタ)アクリレートが挙げられる。多官能モノマーを使用すると、アクリル系重合体に網目構造を形成することが可能になる。
具体的な多官能モノマーとしては、ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、エトシキ化ビスフェノールAジ(メタ)アクリレート、トリス(2-ヒドロキシエチル)イソシアヌレートトリアクリレート、エトシキ化トリメチロールプロパントリアクリレート、プロキシ化トリメチロールプロパントリアクリレート、プロキシ化グリセリルトリアクリレート、ネオペンチルグリコールアジペートジアクリレート等が挙げられる。
その他のモノマーを使用する場合、粘着剤において、その他のモノマー由来の構成単位の含有量は、(メタ)アクリル酸アルキルエステル系モノマー(A)由来の構成単位100質量部に対して、0.5~15質量部、より好ましくは1~7質量部、更に好ましくは1~5質量部である。
[粘着付与樹脂]
アクリル系粘着剤は、粘着力を向上させる観点から、粘着付与樹脂を含有してもよい。粘着付与樹脂としては、水添テルペン樹脂、水添ロジン、不均化ロジン樹脂、石油樹脂等の重合阻害性の低い粘着付与樹脂が好ましい。これらの中でも、粘着付与樹脂が二重結合を多く有していると重合反応を阻害することから、水添系のものが好ましく、中でも水添石油樹脂が好ましい。
粘着付与樹脂の軟化点は、粘着剤の凝集力及び粘着力を向上させる観点から、95℃以上程度であればよいが、120℃以上のものを含むことが好ましく、例えば、95℃以上120℃未満のものと、120℃以上150℃以下のものとを併用してもよい。なお、軟化点は、JISK2207に規定される環球法により測定すればよい。
アクリル系粘着剤における粘着付与樹脂の含有量は、(メタ)アクリル酸アルキルエステル系モノマー(A)由来の構成単位100質量部に対して、好ましくは5~40質量部、より好ましくは7~35質量部、さらに好ましくは10~25質量部である。
アクリル系粘着剤は、粘着力を向上させる観点から、粘着付与樹脂を含有してもよい。粘着付与樹脂としては、水添テルペン樹脂、水添ロジン、不均化ロジン樹脂、石油樹脂等の重合阻害性の低い粘着付与樹脂が好ましい。これらの中でも、粘着付与樹脂が二重結合を多く有していると重合反応を阻害することから、水添系のものが好ましく、中でも水添石油樹脂が好ましい。
粘着付与樹脂の軟化点は、粘着剤の凝集力及び粘着力を向上させる観点から、95℃以上程度であればよいが、120℃以上のものを含むことが好ましく、例えば、95℃以上120℃未満のものと、120℃以上150℃以下のものとを併用してもよい。なお、軟化点は、JISK2207に規定される環球法により測定すればよい。
アクリル系粘着剤における粘着付与樹脂の含有量は、(メタ)アクリル酸アルキルエステル系モノマー(A)由来の構成単位100質量部に対して、好ましくは5~40質量部、より好ましくは7~35質量部、さらに好ましくは10~25質量部である。
[その他の成分]
本発明において用いるアクリル系粘着剤は、前述した成分以外にも、鉄よりも電位が卑な金属以外及び上記導電性材料以外の微粒子、可塑剤、軟化剤、顔料、染料、光重合開始剤、難燃剤等の粘着剤に従来使用されている各種の添加剤を含有してもよい。
本発明において用いるアクリル系粘着剤は、前述した成分以外にも、鉄よりも電位が卑な金属以外及び上記導電性材料以外の微粒子、可塑剤、軟化剤、顔料、染料、光重合開始剤、難燃剤等の粘着剤に従来使用されている各種の添加剤を含有してもよい。
[ゲル分率]
上記アクリル系粘着剤のゲル分率は、30~80質量%が好ましい。ゲル分率を上記範囲内とすることで、粘着剤の凝集力を適切な範囲に調整され、粘着力などの粘着特性を良好にしやすくなる。これら観点からゲル分率は、40~70質量%が好ましく、45~65質量%がより好ましい。
ゲル分率は、例えば、(メタ)アクリロイル基を2つ以上有するオレフィン重合体(C),多官能モノマーの配合の有無、及び配合量を適宜調整することで上記した範囲内に調整することが可能である。なお、ゲル分率は下記式(1)より算出することができる。なお、重合性モノマーは、ゲル分率を上記範囲内とするために、多官能モノマー及び(メタ)アクリロイル基を2つ以上有するオレフィン重合体(C)の少なくともいずれか一方を含有することが好ましい。また、多官能モノマー及び(メタ)アクリロイル基を2つ以上有するオレフィン重合体(C)などの官能基を2以上有する化合物は、総称して架橋剤ということもある。
ゲル分率(質量%)=(B/A)×100 式(1)
A:粘着剤の重量
B:40℃のテトラヒドロフランに粘着剤を48時間浸漬し、その後の粘着剤の不溶解分の乾燥重量
上記アクリル系粘着剤のゲル分率は、30~80質量%が好ましい。ゲル分率を上記範囲内とすることで、粘着剤の凝集力を適切な範囲に調整され、粘着力などの粘着特性を良好にしやすくなる。これら観点からゲル分率は、40~70質量%が好ましく、45~65質量%がより好ましい。
ゲル分率は、例えば、(メタ)アクリロイル基を2つ以上有するオレフィン重合体(C),多官能モノマーの配合の有無、及び配合量を適宜調整することで上記した範囲内に調整することが可能である。なお、ゲル分率は下記式(1)より算出することができる。なお、重合性モノマーは、ゲル分率を上記範囲内とするために、多官能モノマー及び(メタ)アクリロイル基を2つ以上有するオレフィン重合体(C)の少なくともいずれか一方を含有することが好ましい。また、多官能モノマー及び(メタ)アクリロイル基を2つ以上有するオレフィン重合体(C)などの官能基を2以上有する化合物は、総称して架橋剤ということもある。
ゲル分率(質量%)=(B/A)×100 式(1)
A:粘着剤の重量
B:40℃のテトラヒドロフランに粘着剤を48時間浸漬し、その後の粘着剤の不溶解分の乾燥重量
<<ゴム系粘着剤>>
次に、粘着剤に使用するゴム系粘着剤について説明する。ゴム系粘着剤は、ゴム成分と、粘着付与樹脂を含有するものであり、ゴム成分としては、スチレン-イソプレンブロック共重合体を使用することが好ましい。スチレン-イソプレンブロック共重合体は、ジブロック率が好ましくは25~70質量%、より好ましくは30~65質量%、さらに好ましくは45~60重量%である。ここでジブロックとは、スチレンとイソプレンとからなるジブロックのことをいう。スチレン-イソプレンブロック共重合体は、ジブロック率が25%以上となることで十分な粘着力が発現し、また、70質量%以下とすることで剪断強度を高めやすくなる。なお、スチレン-イソプレンブロック共重合体は、ジブロック以外にも、スチレン、イソプレン、スチレンブロックからなるトリブロックなどブロックを3つ以上有するものも含有する。
次に、粘着剤に使用するゴム系粘着剤について説明する。ゴム系粘着剤は、ゴム成分と、粘着付与樹脂を含有するものであり、ゴム成分としては、スチレン-イソプレンブロック共重合体を使用することが好ましい。スチレン-イソプレンブロック共重合体は、ジブロック率が好ましくは25~70質量%、より好ましくは30~65質量%、さらに好ましくは45~60重量%である。ここでジブロックとは、スチレンとイソプレンとからなるジブロックのことをいう。スチレン-イソプレンブロック共重合体は、ジブロック率が25%以上となることで十分な粘着力が発現し、また、70質量%以下とすることで剪断強度を高めやすくなる。なお、スチレン-イソプレンブロック共重合体は、ジブロック以外にも、スチレン、イソプレン、スチレンブロックからなるトリブロックなどブロックを3つ以上有するものも含有する。
スチレン-イソプレンブロック共重合体におけるスチレン量は、特に限定されないが、14~24質量%であることが好ましく、より好ましくは15~18質量%である。スチレン量が14質量%以上であると、凝集性の高い粘着剤となる。また、24質量%以下とすると、凝集力が適度な大きさとなり、適切な粘着性能を発現しやすくなる。
スチレン-イソプレンブロック共重合体の分子量は、特に限定されないが、質量平均分子量で100,000~400,000が好ましく、150,000~250,000がより好ましい。なお、ここでいう質量平均分子量とは、GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィ)法によりポリスチレン換算分子量として測定されるものをいう。
スチレン-イソプレンブロック共重合体の分子量は、特に限定されないが、質量平均分子量で100,000~400,000が好ましく、150,000~250,000がより好ましい。なお、ここでいう質量平均分子量とは、GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィ)法によりポリスチレン換算分子量として測定されるものをいう。
ゴム系粘着剤に使用される粘着付与樹脂は、各種の粘着付与樹脂が使用可能であるが、好ましくは石油系樹脂、テルペン樹脂、クマロン樹脂を使用する。粘着付与樹脂は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよいが、石油系樹脂と、テルペン樹脂及びクマロン樹脂から選択される少なくとも1種とを併用することが好ましい。このような粘着付与樹脂の組み合わせにより粘着力を良好にしやすくなる。
石油系樹脂としては、脂肪族系石油樹脂(C5系石油樹脂)、脂環族系石油樹脂、芳香族系石油樹脂等が挙げられ、スチレン-イソプレンブロック共重合体との相溶性の観点から脂肪族系石油樹脂が好ましい。また、石油系樹脂は、軟化点が90~120℃程度のものを使用することが好ましい。
また、テルペン樹脂としては、軟化点が80~120℃程度のものが使用可能であるが、粘着力確保の観点から100℃未満のものが好ましい。また、クマロン樹脂としては、凝集力確保のために、軟化点が好ましくは110~130℃、より好ましくは115~125℃のものを使用する。
石油系樹脂としては、脂肪族系石油樹脂(C5系石油樹脂)、脂環族系石油樹脂、芳香族系石油樹脂等が挙げられ、スチレン-イソプレンブロック共重合体との相溶性の観点から脂肪族系石油樹脂が好ましい。また、石油系樹脂は、軟化点が90~120℃程度のものを使用することが好ましい。
また、テルペン樹脂としては、軟化点が80~120℃程度のものが使用可能であるが、粘着力確保の観点から100℃未満のものが好ましい。また、クマロン樹脂としては、凝集力確保のために、軟化点が好ましくは110~130℃、より好ましくは115~125℃のものを使用する。
粘着付与樹脂はゴム成分100質量部に対して60~250質量部が好ましく、100~200質量部がより好ましく、110~180質量部がさらに好ましい。粘着付与樹脂の配合量を上記範囲内とすることで、凝集力を良好にして適度な粘着力を付与できるようになる。
また、石油系樹脂と、テルペン樹脂及びクマロン樹脂から選択される少なくとも1種とを併用する場合、石油系樹脂は、ゴム成分100質量部に対して、50~200質量部が好ましく、60~150質量部が好ましく、60~110質量部がより好ましい。一方で、テルペン樹脂は、ゴム成分100質量部に対して、10~70質量部が好ましく、20~60質量部がより好ましく、30~50質量部がさらに好ましい。さらに、クマロン樹脂は、ゴム成分100質量部に対して、10~60質量部が好ましく、15~50質量部がより好ましく、20~40質量部がさらに好ましい。
ゴム系粘着剤は、アクリル系粘着剤と同様に上記した微粒子を含有してもよく、また、ゴム系粘着剤は、必要に応じて、軟化剤、酸化防止剤、充填剤等を含有してもよい。
また、石油系樹脂と、テルペン樹脂及びクマロン樹脂から選択される少なくとも1種とを併用する場合、石油系樹脂は、ゴム成分100質量部に対して、50~200質量部が好ましく、60~150質量部が好ましく、60~110質量部がより好ましい。一方で、テルペン樹脂は、ゴム成分100質量部に対して、10~70質量部が好ましく、20~60質量部がより好ましく、30~50質量部がさらに好ましい。さらに、クマロン樹脂は、ゴム成分100質量部に対して、10~60質量部が好ましく、15~50質量部がより好ましく、20~40質量部がさらに好ましい。
ゴム系粘着剤は、アクリル系粘着剤と同様に上記した微粒子を含有してもよく、また、ゴム系粘着剤は、必要に応じて、軟化剤、酸化防止剤、充填剤等を含有してもよい。
<<ウレタン系粘着剤>>
上記したウレタン粘着剤は特に限定されず、例えば、少なくともポリオールとポリイソシアネート化合物とを反応させて得られるウレタン樹脂等が挙げられる。上記ポリオールとして、例えば、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリカーボネートポリオール、ポリカプロラクトンポリオール等が挙げられる。上記ポリイソシアネート化合物として、例えば、ジフェニルメタンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート等が挙げられる。これらのウレタン粘着剤は、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
また、ウレタン粘着剤としては、ポリウレタンポリオールと多官能イソシアネート系硬化剤とを反応させて得られるウレタン樹脂を使用してもよい。ポリウレタンポリオールは、上記したポリオールとポリイソシアネート化合物とを反応したもの、又はポリオールとポリイソシアネート化合物とジアミンなどの鎖延長剤とを反応させたものが挙げられる。多官能イソシアネート系硬化剤としては、2以上のイソシアネート基を有する化合物であればよく、上記したイソシアネート化合物を使用可能である。
ウレタン系粘着剤は、ウレタン樹脂に加えて、アクリル系粘着剤と同様に上記した微粒子を含有してもよく、また、ウレタン系粘着剤は、必要に応じて、粘着付与樹脂、軟化剤、酸化防止剤、充填剤等を含有してもよい。
上記したウレタン粘着剤は特に限定されず、例えば、少なくともポリオールとポリイソシアネート化合物とを反応させて得られるウレタン樹脂等が挙げられる。上記ポリオールとして、例えば、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリカーボネートポリオール、ポリカプロラクトンポリオール等が挙げられる。上記ポリイソシアネート化合物として、例えば、ジフェニルメタンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート等が挙げられる。これらのウレタン粘着剤は、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
また、ウレタン粘着剤としては、ポリウレタンポリオールと多官能イソシアネート系硬化剤とを反応させて得られるウレタン樹脂を使用してもよい。ポリウレタンポリオールは、上記したポリオールとポリイソシアネート化合物とを反応したもの、又はポリオールとポリイソシアネート化合物とジアミンなどの鎖延長剤とを反応させたものが挙げられる。多官能イソシアネート系硬化剤としては、2以上のイソシアネート基を有する化合物であればよく、上記したイソシアネート化合物を使用可能である。
ウレタン系粘着剤は、ウレタン樹脂に加えて、アクリル系粘着剤と同様に上記した微粒子を含有してもよく、また、ウレタン系粘着剤は、必要に応じて、粘着付与樹脂、軟化剤、酸化防止剤、充填剤等を含有してもよい。
<<シリコーン系粘着剤>>
また、シリコーン系粘着剤としては、例えば、付加反応型、過酸化物硬化型又は縮合反応型のシリコーン系粘着剤等が挙げられる。なかでも、低温短時間で硬化可能という観点から、付加反応型シリコーン系粘着剤が好ましく用いられる。なお、付加反応型シリコーン系粘着剤は粘着剤層の形成時に硬化するものである。シリコーン系粘着剤として、付加反応型シリコーン系粘着剤を用いる場合、上記シリコーン系粘着剤は白金触媒等の触媒を含んでいてもよい。
また、シリコーン系粘着剤は、アクリル系粘着剤と同様に上記した微粒子を含有してもよく、また、架橋剤、粘着力を制御するための各種添加剤を加えたりしてもよい。
また、シリコーン系粘着剤としては、例えば、付加反応型、過酸化物硬化型又は縮合反応型のシリコーン系粘着剤等が挙げられる。なかでも、低温短時間で硬化可能という観点から、付加反応型シリコーン系粘着剤が好ましく用いられる。なお、付加反応型シリコーン系粘着剤は粘着剤層の形成時に硬化するものである。シリコーン系粘着剤として、付加反応型シリコーン系粘着剤を用いる場合、上記シリコーン系粘着剤は白金触媒等の触媒を含んでいてもよい。
また、シリコーン系粘着剤は、アクリル系粘着剤と同様に上記した微粒子を含有してもよく、また、架橋剤、粘着力を制御するための各種添加剤を加えたりしてもよい。
<粘着剤層の全光線透過率>
粘着剤層の厚さ1μmあたりの全光線透過率Xは、好ましくは99.85%以下である。全光線透過率Xが99.85%以下であると、防食用粘着テープの防食性が良好となり、防食用粘着テープを使用する被着体の腐食を防止しやすくなる。防食性を向上させる観点から、全光線透過率Xは、好ましくは99.83%以下であり、より好ましくは99.8%以下であり、さらに好ましくは99.7%以下である。また全光線透過率Xは、アクリル系粘着剤を用いる場合に、粘着剤層全体の硬化性を良好にする観点から、好ましくは97%以上であり、より好ましくは98%以上である。全光線透過率Xは、異方性導電性材料の種類及び含有量などにより調整することができる。
粘着剤層の厚さ1μmあたりの全光線透過率Xは、好ましくは99.85%以下である。全光線透過率Xが99.85%以下であると、防食用粘着テープの防食性が良好となり、防食用粘着テープを使用する被着体の腐食を防止しやすくなる。防食性を向上させる観点から、全光線透過率Xは、好ましくは99.83%以下であり、より好ましくは99.8%以下であり、さらに好ましくは99.7%以下である。また全光線透過率Xは、アクリル系粘着剤を用いる場合に、粘着剤層全体の硬化性を良好にする観点から、好ましくは97%以上であり、より好ましくは98%以上である。全光線透過率Xは、異方性導電性材料の種類及び含有量などにより調整することができる。
全光線透過率Yは、JIS K7361-1に準拠して測定された値である。全光線透過率は、ヘーズメーター(例えば、日本電色工業社製のHaze Meter NDH4000)を用いて、23℃、湿度50%雰囲気下で測定できる。
<粘着剤層の抵抗値>
粘着剤層は、上記した異方性導電性材料を含有することで、抵抗値をそれほど低くしなくても、金属層中の金属がイオン化した際に放出する電子を被着体に効率的に移動させることができる。具体的には、粘着剤層の抵抗値は、例えば1×108Ω以上であるが、好ましくは1×108Ωより高い。粘着剤層の抵抗値が1×108Ωより高くなると、粘着剤層中の異方性導電性材料の含有量を少なくすることができ、粘着剤層の粘着性をさらに良好にすることができる。また、本発明では異方性導電性材料を使用することで、抵抗値が高くても、電子を被着体に効率的に移動させることができ、十分な防食性を確保できる。
また、粘着剤層の抵抗値は、1×1014Ω以下であることが好ましい。粘着剤層の抵抗値が1×1014Ω以下であると、金属層中の金属がイオン化した際に放出する電子を十分に被着体に移動させることができ、防食用粘着テープの防食性を改善することができる。このような観点から、上記抵抗値は、1×109~5×1013Ωがより好ましく、1×1010~2×1013Ω以下がさらに好ましい。なお、粘着剤層の抵抗値は、後述する実施例記載の方法により測定できる。
粘着剤層は、上記した異方性導電性材料を含有することで、抵抗値をそれほど低くしなくても、金属層中の金属がイオン化した際に放出する電子を被着体に効率的に移動させることができる。具体的には、粘着剤層の抵抗値は、例えば1×108Ω以上であるが、好ましくは1×108Ωより高い。粘着剤層の抵抗値が1×108Ωより高くなると、粘着剤層中の異方性導電性材料の含有量を少なくすることができ、粘着剤層の粘着性をさらに良好にすることができる。また、本発明では異方性導電性材料を使用することで、抵抗値が高くても、電子を被着体に効率的に移動させることができ、十分な防食性を確保できる。
また、粘着剤層の抵抗値は、1×1014Ω以下であることが好ましい。粘着剤層の抵抗値が1×1014Ω以下であると、金属層中の金属がイオン化した際に放出する電子を十分に被着体に移動させることができ、防食用粘着テープの防食性を改善することができる。このような観点から、上記抵抗値は、1×109~5×1013Ωがより好ましく、1×1010~2×1013Ω以下がさらに好ましい。なお、粘着剤層の抵抗値は、後述する実施例記載の方法により測定できる。
<粘着剤層の厚み>
粘着剤層の厚みは、好ましくは20μm以上である。粘着剤層の厚みが20μm以上であると、粘着剤層は適度な粘着性及び防食性を発揮することが可能になる。このような観点から、粘着剤層の厚みは、より好ましくは50μm以上であり、さらに好ましくは100μm以上であり、よりさらに好ましくは150μm以上であり、よりさらに好ましくは250μm以上であり、よりさらに好ましくは400μm以上である。粘着剤層の厚みの上限は、特に限定されないが、例えば1cmである。
粘着剤層の厚みは、好ましくは20μm以上である。粘着剤層の厚みが20μm以上であると、粘着剤層は適度な粘着性及び防食性を発揮することが可能になる。このような観点から、粘着剤層の厚みは、より好ましくは50μm以上であり、さらに好ましくは100μm以上であり、よりさらに好ましくは150μm以上であり、よりさらに好ましくは250μm以上であり、よりさらに好ましくは400μm以上である。粘着剤層の厚みの上限は、特に限定されないが、例えば1cmである。
<粘着剤層の粘着力>
粘着剤層の粘着力は、好ましくは10N/25mm以上であり、より好ましくは20N/25mm以上であり、さらに好ましくは30N/25mm以上である。なお、粘着剤層の粘着力の上限は特に限定されないが、例えば、110N/25mmである。なお、粘着剤層の粘着力は、後述の実施例に記載の測定方法により測定することができる。
粘着剤層の粘着力は、好ましくは10N/25mm以上であり、より好ましくは20N/25mm以上であり、さらに好ましくは30N/25mm以上である。なお、粘着剤層の粘着力の上限は特に限定されないが、例えば、110N/25mmである。なお、粘着剤層の粘着力は、後述の実施例に記載の測定方法により測定することができる。
また、接着面となる粘着剤層の表面は、剥離シートが貼付され保護されていてもよい。剥離シートとしては、樹脂フィルムなどの基材の少なくとも一方の面をシリコーン系剥離剤などで剥離処理したものなどが使用される。
<基材>
防食用粘着テープは、金属層以外にも基材を有してもよい。基材は、金属層の粘着剤層が設けられた一方の面とは反対側に設けられるとよい。また、基材は、接着剤、粘着剤などからなる接着剤層を介して金属層に貼り合わされるとよい。なお、接着剤層は、導電性材料を含まない接着剤層であるとよい。以上の構成により、異方性導電性材料を含んだ粘着剤層は基材により保護され、防食用粘着テープの防食性がより優れたものとなる。
基材としては、例えば、不織布、和紙等の紙、天然繊維、合成繊維等からなる織布、ポリエステル、ポリオレフィン、軟質ポリ塩化ビニル、硬質ポリ塩化ビニル、アセテート等からなる樹脂フィルム、フラットヤーンクロスなどが挙げられる。また、接着剤層に使用される接着剤、粘着剤としては、公知のものを適宜使用するとよい。
防食用粘着テープは、金属層以外にも基材を有してもよい。基材は、金属層の粘着剤層が設けられた一方の面とは反対側に設けられるとよい。また、基材は、接着剤、粘着剤などからなる接着剤層を介して金属層に貼り合わされるとよい。なお、接着剤層は、導電性材料を含まない接着剤層であるとよい。以上の構成により、異方性導電性材料を含んだ粘着剤層は基材により保護され、防食用粘着テープの防食性がより優れたものとなる。
基材としては、例えば、不織布、和紙等の紙、天然繊維、合成繊維等からなる織布、ポリエステル、ポリオレフィン、軟質ポリ塩化ビニル、硬質ポリ塩化ビニル、アセテート等からなる樹脂フィルム、フラットヤーンクロスなどが挙げられる。また、接着剤層に使用される接着剤、粘着剤としては、公知のものを適宜使用するとよい。
(防食用粘着テープの製造方法)
粘着剤層は、粘着剤を構成する成分と導電性材料とからなる粘着剤組成物を、金属層を構成する金属箔に塗布し、必要に応じて粘着剤組成物を架橋、硬化などすることで形成できる。
また、粘着剤層は、上記粘着剤組成物を、剥離シートに塗布し、必要に応じて粘着剤組成物を架橋、硬化などすることで形成してもよい。この場合、剥離シートの表面に粘着剤層を形成した後、粘着剤層の表面にさらに金属層を形成するとよい。金属層の形成は、例えば金属を薄く成形してなる金属箔を粘着剤層に貼り合わせることで行うとよい。また、金属層は、スパッタリングや真空蒸着などの薄膜形成方法によって、粘着剤層の表面に金属を被膜することにより形成してもよい。金属箔の貼り合わせや粘着剤層への金属の被膜は、粘着剤組成物を架橋、硬化した後に行ってもよいし、架橋、硬化する前に行ってもよいし、架橋、硬化しながら行ってもよい。
なお、粘着剤組成物は、適宜溶剤などで希釈して使用してもよい。以下、粘着剤に上記アクリル系粘着剤を使用する場合を例に詳細に説明する。
粘着剤層は、粘着剤を構成する成分と導電性材料とからなる粘着剤組成物を、金属層を構成する金属箔に塗布し、必要に応じて粘着剤組成物を架橋、硬化などすることで形成できる。
また、粘着剤層は、上記粘着剤組成物を、剥離シートに塗布し、必要に応じて粘着剤組成物を架橋、硬化などすることで形成してもよい。この場合、剥離シートの表面に粘着剤層を形成した後、粘着剤層の表面にさらに金属層を形成するとよい。金属層の形成は、例えば金属を薄く成形してなる金属箔を粘着剤層に貼り合わせることで行うとよい。また、金属層は、スパッタリングや真空蒸着などの薄膜形成方法によって、粘着剤層の表面に金属を被膜することにより形成してもよい。金属箔の貼り合わせや粘着剤層への金属の被膜は、粘着剤組成物を架橋、硬化した後に行ってもよいし、架橋、硬化する前に行ってもよいし、架橋、硬化しながら行ってもよい。
なお、粘着剤組成物は、適宜溶剤などで希釈して使用してもよい。以下、粘着剤に上記アクリル系粘着剤を使用する場合を例に詳細に説明する。
粘着剤層は、アクリル系粘着剤を使用する場合には、上記した重合性モノマーを含む粘着剤を構成する成分と、導電性材料とからなる粘着剤組成物に光を照射して、重合性モノマーを重合させることで得ることが可能である。
より具体的に説明すると、まず、重合性モノマーと、異方性導電性材料と、さらに必要に応じて配合される、非方性導電性材料、粘着付与樹脂、その他の成分を、ガラス容器等の反応容器に投入して混合して、粘着剤組成物を得る。
次いで、粘着剤組成物中の溶存酸素を除去するために、一般に窒素ガス等の不活性ガスを供給して酸素をパージする。そして、粘着剤組成物を剥離シート又は金属層上に塗布する。塗布した粘着剤組成物の上にはさらに保護用剥離シートを貼り合わせてもよい。その後、粘着剤組成物に対して、紫外線などの光を照射し重合性モノマーを重合することにより粘着剤層を得る。
また、剥離シート上に形成された粘着剤層は、保護用剥離シートを適宜剥がした後、剥離シートが設けられた表面とは反対側の表面に金属層をさらに形成することで、粘着剤層の表面に金属層を設けるとよい。
また、得られた防食用粘着テープにおいて、接着剤や粘着剤を用いて、さらに金属層上に基材を貼り付けてもよい。
より具体的に説明すると、まず、重合性モノマーと、異方性導電性材料と、さらに必要に応じて配合される、非方性導電性材料、粘着付与樹脂、その他の成分を、ガラス容器等の反応容器に投入して混合して、粘着剤組成物を得る。
次いで、粘着剤組成物中の溶存酸素を除去するために、一般に窒素ガス等の不活性ガスを供給して酸素をパージする。そして、粘着剤組成物を剥離シート又は金属層上に塗布する。塗布した粘着剤組成物の上にはさらに保護用剥離シートを貼り合わせてもよい。その後、粘着剤組成物に対して、紫外線などの光を照射し重合性モノマーを重合することにより粘着剤層を得る。
また、剥離シート上に形成された粘着剤層は、保護用剥離シートを適宜剥がした後、剥離シートが設けられた表面とは反対側の表面に金属層をさらに形成することで、粘着剤層の表面に金属層を設けるとよい。
また、得られた防食用粘着テープにおいて、接着剤や粘着剤を用いて、さらに金属層上に基材を貼り付けてもよい。
粘着剤組成物の塗布もしくは含浸から光を照射する工程までは、不活性ガス雰囲気下、又はフィルム等により酸素が遮断された状態で行うことが好ましい。
なお、本製造方法では、各成分を混合して得た粘着剤組成物は、粘度を高くするために、剥離シート又は金属層などに塗布する前に予備重合をしてもよい。
なお、本製造方法では、各成分を混合して得た粘着剤組成物は、粘度を高くするために、剥離シート又は金属層などに塗布する前に予備重合をしてもよい。
粘着剤組成物に光を照射する際に用いることができるランプとしては、例えば、低圧水銀灯、中圧水銀灯、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、ケミカルランプ、ブラックライトランプ、マイクロウエーブ励起水銀灯、及びメタルハライドランプ等が挙げられる。これらの中でも、ケミカルランプが好ましい。粘着剤組成物に対して光を照射する際の光照射強度は、光重合開始剤の有無等によっても異なるが、0.1~100mW/cm2程度が好ましい。
(防食用粘着テープの構成例)
図1~4に、本発明の防食用粘着テープの構成例を示す。
図1に示す防食用粘着テープ10では、鉄よりも電位が卑な金属の金属層15の一方の表面15Aに異方性導電性材料13を含む粘着剤層11が設けられている。粘着剤層11は、金属層15が設けられる側とは反対側の面11Aが被着体に貼り合わされる。
図1~4に、本発明の防食用粘着テープの構成例を示す。
図1に示す防食用粘着テープ10では、鉄よりも電位が卑な金属の金属層15の一方の表面15Aに異方性導電性材料13を含む粘着剤層11が設けられている。粘着剤層11は、金属層15が設けられる側とは反対側の面11Aが被着体に貼り合わされる。
図2に示す防食用粘着テープ10では、鉄よりも電位が卑な金属の金属箔の金属層15の一方の表面15Aに異方性導電性材料13を含む粘着剤層11が設けられている。さらに、金属層15における粘着剤層11が設けられていない表面15Bには、導電性材料を含まない接着剤層16が設けられている。また、接着剤層16における金属層15が設けられていない表面16Aには、基材14が設けられている。基材14の詳細は、上記の通りである。このような構成により、粘着剤層11は基材14により保護され、防食用粘着テープの防食性がより優れたものとなる。
図3に示す防食用粘着テープ10では、鉄よりも電位が卑な金属の金属層15の一方の表面15Aに異方性導電性材料13及び非異方性導電性材料12を含む粘着剤層11が設けられている。これにより、粘着剤層11中の導電性材料12,13の含有量を増やすことができ、防食用粘着テープ10の防食性をさらに改善することができる。
図4に示す防食用粘着テープ10では、鉄よりも電位が卑な金属の金属層15の一方の表面15Aに異方性導電性材料13及び非異方性導電性材料12を含む粘着剤層11が設けられている。さらに、金属層15における粘着剤層11が設けられていない表面15Bには、導電性材料を含まない接着剤層16が設けられている。また、粘着剤層16における金属層15が設けられていない表面16Aには、鉄よりも電位が卑な金属の金属箔以外の基材14が設けられている。
以下、実施例を用いて本発明を更に詳しく説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
<評価方法>
実施例、比較例では、防食用粘着テープを以下の評価方法により評価した。
(全光線透過率)
粘着剤層の全光線透過率Yは、JIS K7361-1に準拠して測定した。具体的には、全光線透過率Yは、ヘーズメーター(例えば、日本電色工業社製のHaze Meter NDH4000)を用いて、23℃、湿度50%雰囲気下で測定した。
厚さ1μmあたりの全光線透過率Xは、全光線透過率Yと粘着剤層の厚みT(μm)から、以下の式に基づいて算出した。
実施例、比較例では、防食用粘着テープを以下の評価方法により評価した。
(全光線透過率)
粘着剤層の全光線透過率Yは、JIS K7361-1に準拠して測定した。具体的には、全光線透過率Yは、ヘーズメーター(例えば、日本電色工業社製のHaze Meter NDH4000)を用いて、23℃、湿度50%雰囲気下で測定した。
厚さ1μmあたりの全光線透過率Xは、全光線透過率Yと粘着剤層の厚みT(μm)から、以下の式に基づいて算出した。
(抵抗値)
各実施例、比較例で得られた50mm×50mmの防食用粘着テープを、剥離シートを剥がした後、抵抗値に応じて以下のように測定した。高抵抗(抵抗値104Ω以上)の防食用粘着テープは、抵抗率計Hiresta-UP MCP-HT450(三菱ケミカルアナリテック製)に電極URSプローブ(三菱ケミカルアナリテック製)を取り付け、電極を防食用粘着テープ表面に接触させることで測定した。低抵抗(抵抗値104Ω未満)の防食用粘着テープは、低抵抗率計Loresta-AX MCP-T370(三菱ケミカルアナリテック製)に直列四探針プローブ(三菱ケミカルアナリテック製)を取り付け、電極を防食用粘着テープ表面に接触させることで測定した。
各実施例、比較例で得られた50mm×50mmの防食用粘着テープを、剥離シートを剥がした後、抵抗値に応じて以下のように測定した。高抵抗(抵抗値104Ω以上)の防食用粘着テープは、抵抗率計Hiresta-UP MCP-HT450(三菱ケミカルアナリテック製)に電極URSプローブ(三菱ケミカルアナリテック製)を取り付け、電極を防食用粘着テープ表面に接触させることで測定した。低抵抗(抵抗値104Ω未満)の防食用粘着テープは、低抵抗率計Loresta-AX MCP-T370(三菱ケミカルアナリテック製)に直列四探針プローブ(三菱ケミカルアナリテック製)を取り付け、電極を防食用粘着テープ表面に接触させることで測定した。
(犠牲防食性評価)
被着体としての鋼板SS400(TP技研株式会社製、150mm×70mm)に、各実施例、比較例で得られた150mm×70mmの防食用粘着テープを、剥離シートを剥がして貼り付けた。その後、防食用粘着テープの一部(3mm×3mm)を切り取り、そこに濃度3質量%のNaCl水溶液を垂らして、銀/塩化銀電極を使って、電極の先端がNaCl水溶液に触れるように配置し、電位を測定した。電位の測定においては、テスターとして、デジタルマルチメーター「CDM-11D」(株式会社カスタム製)を用い、そのマイナス極と電極「HS-205C」(東亜ディーケーケー株式会社製)を電極クリップで接続し、使用した。測定された電位により、以下の評価基準により犠牲防食性を評価した。
A:電位が-700 mV以下であり、犠牲防食性が良好であった。
B:電位が-700 mVより大きく、犠牲防食性が不十分であった。
被着体としての鋼板SS400(TP技研株式会社製、150mm×70mm)に、各実施例、比較例で得られた150mm×70mmの防食用粘着テープを、剥離シートを剥がして貼り付けた。その後、防食用粘着テープの一部(3mm×3mm)を切り取り、そこに濃度3質量%のNaCl水溶液を垂らして、銀/塩化銀電極を使って、電極の先端がNaCl水溶液に触れるように配置し、電位を測定した。電位の測定においては、テスターとして、デジタルマルチメーター「CDM-11D」(株式会社カスタム製)を用い、そのマイナス極と電極「HS-205C」(東亜ディーケーケー株式会社製)を電極クリップで接続し、使用した。測定された電位により、以下の評価基準により犠牲防食性を評価した。
A:電位が-700 mV以下であり、犠牲防食性が良好であった。
B:電位が-700 mVより大きく、犠牲防食性が不十分であった。
(粘着力評価)
各実施例及び比較例で作製した粘着剤層の粘着力を下記のとおり行った。
各例で得られた防食用粘着テープを100mm×25mmの長さにカットした後、粘着剤層を介してSUS板と貼り合わせて、測定サンプルとした。SUS板への貼り合わせは、2kgのローラを10±0.5 mm/sの速度で合計2往復させることにより行った。
測定サンプルを引張試験機(株式会社エー・アンド・デイ製「テンシロン万能材料試験機」)のチャックに固定した。その後、防食用粘着テープを23℃、50%RHの環境下、剥離角度180°、速度300mm/分で60mm以上引張り、ロードセルにより検出された荷重(N)の区間平均値を記録して、これを粘着力(N/25mm)とした。
A:粘着力が30N/25mm以上であり、粘着性がかなり良好であった。
B:粘着力が10N・25mm以上30N/25mm未満であり、粘着性が良好であった。
C:粘着力が10N/25mm未満であり、粘着性が不十分であった。
各実施例及び比較例で作製した粘着剤層の粘着力を下記のとおり行った。
各例で得られた防食用粘着テープを100mm×25mmの長さにカットした後、粘着剤層を介してSUS板と貼り合わせて、測定サンプルとした。SUS板への貼り合わせは、2kgのローラを10±0.5 mm/sの速度で合計2往復させることにより行った。
測定サンプルを引張試験機(株式会社エー・アンド・デイ製「テンシロン万能材料試験機」)のチャックに固定した。その後、防食用粘着テープを23℃、50%RHの環境下、剥離角度180°、速度300mm/分で60mm以上引張り、ロードセルにより検出された荷重(N)の区間平均値を記録して、これを粘着力(N/25mm)とした。
A:粘着力が30N/25mm以上であり、粘着性がかなり良好であった。
B:粘着力が10N・25mm以上30N/25mm未満であり、粘着性が良好であった。
C:粘着力が10N/25mm未満であり、粘着性が不十分であった。
[実施例1~4及び比較例1~3]
表1に記載の配合を有する粘着剤を用意し、その粘着剤に、表2に記載の含有割合となるように、異方性導電性材料又は非異方性導電性材料を配合して粘着剤組成物を得た。この粘着剤組成物に窒素をパージして溶存酸素を除去した。次いで、剥離シートの剥離処理面上に、狙いの厚みと同じ厚みのスペーサーを設置し、粘着剤組成物を剥離シートの剥離処理面上に塗布した。次いで、塗布した粘着剤組成物の上に、剥離処理面が粘着剤組成物に接するように、別の剥離シートを被覆した。なお、剥離シートとしては、シリコーン離型処理されたPETフィルム(厚み50μm)を使用した。
この状態で被覆側の剥離シートにおける紫外線照射強度が5mW/cm2となるようにケミカルランプのランプ強度を調整し、15分間紫外線を照射し、両面に剥離シートが貼付された粘着剤層を得た。ゲル分率が55%であった。この粘着剤層の一方の面に金属層(亜鉛箔、厚み50μm)を貼り付けて防食用粘着テープを作製した。得られた防食用粘着テープの抵抗値、犠牲防食性及び粘着力を評価した。評価結果を表2に示す。
表1に記載の配合を有する粘着剤を用意し、その粘着剤に、表2に記載の含有割合となるように、異方性導電性材料又は非異方性導電性材料を配合して粘着剤組成物を得た。この粘着剤組成物に窒素をパージして溶存酸素を除去した。次いで、剥離シートの剥離処理面上に、狙いの厚みと同じ厚みのスペーサーを設置し、粘着剤組成物を剥離シートの剥離処理面上に塗布した。次いで、塗布した粘着剤組成物の上に、剥離処理面が粘着剤組成物に接するように、別の剥離シートを被覆した。なお、剥離シートとしては、シリコーン離型処理されたPETフィルム(厚み50μm)を使用した。
この状態で被覆側の剥離シートにおける紫外線照射強度が5mW/cm2となるようにケミカルランプのランプ強度を調整し、15分間紫外線を照射し、両面に剥離シートが貼付された粘着剤層を得た。ゲル分率が55%であった。この粘着剤層の一方の面に金属層(亜鉛箔、厚み50μm)を貼り付けて防食用粘着テープを作製した。得られた防食用粘着テープの抵抗値、犠牲防食性及び粘着力を評価した。評価結果を表2に示す。
※表1における各成分は、以下のとおりである。
オレフィン重合体:商品名「L-1253」、株式会社クラレ製、(メタ)アクリロイル基を片末端に有する水素化ポリブタジエン
粘着付与樹脂1:商品名「アルコンP140」、荒川化学工業株式会社製、水添石油樹脂、軟化点140℃
粘着付与樹脂2:商品名「アルコンP100」、荒川化学工業株式会社製、水添石油樹脂、軟化点100℃
微粒子:商品名「セルスターZ-27」、東海工業株式会社製、ガラスバルーン
架橋剤:商品名「TEAI-1000」、日本曹達株式会社製
重合開始剤:2,2-ジメトキシ-2-フェニルアセトフェノン
オレフィン重合体:商品名「L-1253」、株式会社クラレ製、(メタ)アクリロイル基を片末端に有する水素化ポリブタジエン
粘着付与樹脂1:商品名「アルコンP140」、荒川化学工業株式会社製、水添石油樹脂、軟化点140℃
粘着付与樹脂2:商品名「アルコンP100」、荒川化学工業株式会社製、水添石油樹脂、軟化点100℃
微粒子:商品名「セルスターZ-27」、東海工業株式会社製、ガラスバルーン
架橋剤:商品名「TEAI-1000」、日本曹達株式会社製
重合開始剤:2,2-ジメトキシ-2-フェニルアセトフェノン
表2における各成分は、以下の通りである。
異方性導電性材料:カーボンナノチューブ(CNT)、JEIO社製、商品名「JENOTUBE8A」、平均直径6~9nm、平均長さ100~200μm
非異方性導電性材料:カーボンブラック、オリエンタル産業株式会社製、商品名「AT-NO.15S」
異方性導電性材料:カーボンナノチューブ(CNT)、JEIO社製、商品名「JENOTUBE8A」、平均直径6~9nm、平均長さ100~200μm
非異方性導電性材料:カーボンブラック、オリエンタル産業株式会社製、商品名「AT-NO.15S」
以上の実施例1~4の結果から明らかなように、金属層が鉄よりも電位が卑な金属の金属箔であり、粘着剤層が異方性導電性材料を含むことによって、防食用粘着テープの優れた防食性及び良好な粘着性を両立できることがわかった。一方、比較例1~3の結果から明らかなように、金属層が鉄よりも電位が卑な金属の金属箔であっても、粘着剤層が異方性導電性材料を含まないと、防食用粘着テープの優れた防食性及び良好な粘着性を両立することができないことがわかった。
10 防食用粘着テープ
11 粘着剤層
12 非異方性導電性材料
13 異方性導電性材料
14 基材
15 金属層
16 接着剤層
11 粘着剤層
12 非異方性導電性材料
13 異方性導電性材料
14 基材
15 金属層
16 接着剤層
Claims (9)
- 金属層と、前記金属層の少なくとも一方の面に設けられた粘着剤層とを備え、
前記金属層が鉄よりも電位が卑な金属の層であり、
前記粘着剤層が異方性導電性材料を含む防食用粘着テープ。 - 前記粘着剤層の厚さ1μmあたりの全光線透過率Xが99.85%以下である、請求項1に記載の粘着テープ。
- 前記異方性導電性材料のアスペクト比が2以上である請求項1又は2に記載の防食用粘着テープ。
- 前記異方性導電性材料がカーボン系材料である請求項1~3のいずれか1項に記載の防食用粘着テープ。
- 前記カーボン系材料がカーボンナノチューブである請求項4に記載の防食用粘着テープ。
- 前記粘着剤層の抵抗値が1×108~1×1014Ωである請求項1~5のいずれか1項に記載の防食用粘着テープ。
- 前記粘着剤層の厚みが20μm以上である請求項1~6のいずれか1項に記載の防食用粘着テープ。
- 前記金属層が亜鉛箔である請求項1~7のいずれか1項に記載の防食用粘着テープ。
- 前記金属層の厚みが2.5μm以上である請求項1~8のいずれか1項に記載の防食用粘着テープ。
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Cited By (1)
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---|---|---|---|---|
WO2024058185A1 (ja) * | 2022-09-13 | 2024-03-21 | 積水化学工業株式会社 | 防食用粘着テープ、構造体及び防食方法 |
-
2021
- 2021-02-02 JP JP2021014990A patent/JP2022118447A/ja active Pending
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WO2024058185A1 (ja) * | 2022-09-13 | 2024-03-21 | 積水化学工業株式会社 | 防食用粘着テープ、構造体及び防食方法 |
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