JP4378575B2

JP4378575B2 - 粘着テープの製造方法

Info

Publication number: JP4378575B2
Application number: JP09245799A
Authority: JP
Inventors: 久人小林; 尚伸小田; 勝文熊野; 正奥平; 啓治森
Original assignee: Toyobo Co Ltd
Current assignee: Toyobo Co Ltd
Priority date: 1999-03-31
Filing date: 1999-03-31
Publication date: 2009-12-09
Anticipated expiration: 2019-03-31
Also published as: JP2000281984A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、脂肪族ポリエステルフィルムを用いた粘着テープの製造方法に関し、詳しくは脂肪族ポリエステル二軸延伸フィルムの少なくとも片面に粘着層を設けた粘着テープの製造方法であり、加工工程での熱寸法安定性に優れ、かつ低湿度から高湿度にわたってカット性に優れるとともに、強伸度特性に優れ、かつ従来通りの粘着テープとして使用が可能であり、さらに粘着テープとして使用した後には自然界で分解し、焼却処理などの必要が無い粘着テープの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、粘着テープとして、セロテープが広く利用されている。セロテープはセロファンフィルムに粘着層を積層することにより得られ、透明性、カット性に優れるとともに実用的な強伸度特性を有する。その他の粘着テープに使用されるベースフィルムとしてはポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリプロピレンフィルム等が検討されている。
【０００３】
ここで粘着テープに要求されるカット性としては、セロテープ等に用いられるディスペンサーでのカット性が良好であり、カットされた切れ目の形状が良好であることが重要である。しかしながら、前述のポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリプロピレンフィルムなどをベースとする粘着テープでは、実用的な強伸度特性を有するものの、カット性に問題があった。すなわち、ディスペンサーを用いた場合、粘着テープの切れ味が悪く、さらにはディスペンサーの歯の消耗につながるという問題があった。
【０００４】
一方、セロテープはこれらのカット性は満足するものの、前述のセロテープのベースフィルムであるセロファンは製造時に有害な溶剤を使用するなど環境面での問題があり、さらにセロファンは吸湿性が大きいために物性の変化が大きく、耐水性が著しく劣るという問題を有している。
【０００５】
ところで、近年、環境意識の高揚や、廃棄物処理問題から焼却処分の必要のない生分解性素材へのの要求が高まりつつある。この要求に対して従来の材料であるセロテープは、セロファンの原料が天然物由来のセルロースであるため適合するが、ポリエチレンテレフタレートやポリプロピレンをベースフィルムとする素材では生分解性が無く、焼却処分せざるを得ない状況にある。
【０００６】
このような状況のなか、生分解性を有する脂肪族ポリエステルであるポリ乳酸フィルムに粘着層を設けた分解性粘着テープや生分解粘着フィルムが、例えば特開平１０−２３７４０１号公報や特開平６−３３０００１号公報に開示されている。しかしながら、前記記載の発明において、ベースとなるポリ乳酸フィルムに必要とされる物性は詳細に開示されておらず、また粘着テープのベースとなるポリ乳酸フィルムでは、粘着層積層工程等での加工工程での熱寸法安定性が不十分なためフィルムに皺が発生し、その結果、粘着層の斑が発生しやすいという問題があった。さらに、粘着テープとしたときのカット性が低いという問題もあった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、かかる従来技術の欠点を解消し、粘着層積層工程などの加工工程での熱寸法安定性に優れ、実用的な強伸度特性、耐湿度性、カット性に優れ、かつ、従来通りの粘着テープとして使用が可能であり、さらに粘着テープとして使用した後には自然界で分解し、焼却処理などの必要が無い脂肪族ポリエステルフィルムを用いた粘着テープの製造方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明の課題は、以下の手段で達成できる。
Ａ．主たる繰り返し単位が一般式−Ｏ−ＣＨＲ−ＣＯ−（ＲはＨまたは、炭素数１〜３のアルキル基）である脂肪族ポリエステルを主成分としたポリマーから成り、１２０℃でのフィルム長手方向の熱収縮率が５％以下である脂肪族ポリエステル二軸延伸フィルムを基材とし、その少なくとも片面に粘着層を設けてなる粘着テープの製造方法であって、基材を二軸延伸後１４５℃〜Ｔｍの範囲で熱固定し、１２５℃〜（Ｔｍ−２０℃）で０．１〜８％の横弛緩熱処理を行うことを特徴とする粘着テープの製造方法。
（但し、Ｔｍは脂肪族ポリエステルの融解温度を示す。）
Ｂ．Ａ記載の脂肪族ポリエステルがポリ乳酸であることを特徴とする粘着テープの製造方法。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下に本発明を詳しく説明する。
【００１０】
本発明で用いる、主たる繰り返し単位が、一般式−Ｏ−ＣＨＲ−ＣＯ−（ＲはＨまたは炭素数１〜３のアルキル基）で示される単位からなる脂肪族ポリエステルとしては、例えば、ポリ乳酸、ポリグリコール酸、ポリ（２−オキシ酪酸）などを挙げることができるが、これらの一種または二種以上が選択して用いられる。二種以上を用いる場合は、混合物、共重合体でもよい。また、ポリマー中に不斉炭素を有するものでは、Ｌ−体、ＤＬ−体、Ｄ−体といった光学異性体が存在するが、これらのいずれでもよく、また、二種以上の異性体が混在したものであってもよい。なお、かかる脂肪族ポリエステルに含まれる上記一般式で示される繰り返し単位以外の繰り返し単位としては、オキシカルボン酸由来の脂肪族ポリエステル単位、および／またはジオールとジカルボン酸より得られる脂肪族カルボン酸単位などが挙げられる。
【００１１】
これらフィルムの素材となる前記ポリマーは、対応するα−オキシ酸の脱水環状エステル化合物を用い、開環重合などの公知の方法で製造することができる。
【００１２】
本発明のフィルムの好適な製造方法は、脂肪族ポリエステルを特定の押出温度で押出成形して未延伸フィルムとし、該未延伸フィルムを特定の条件で二軸延伸する方法である。
【００１３】
脂肪族ポリエステル樹脂を押出成形する方法は、公知のＴ−ダイ法、インフレーション法などが適用できる。押出し温度は、脂肪族ポリエステル樹脂の融解温度をＴｍ（℃）とすると、Ｔｍ〜（Ｔｍ＋７０℃）の範囲が好ましく、特に好ましくは、（Ｔｍ＋２０℃）〜（Ｔｍ＋５０℃）の範囲である。押出し温度がＴｍより低い場合は、押出安定性が悪化する傾向があり、また過負荷に陥りやすい。一方、押出温度が（Ｔｍ＋７０℃）よりも高い場合は、ポリマーの分解が激しくなるので好ましくない。押出機のダイは、環状または線状のスリットを有するものが用いられる。また、ダイの温度は通常前記の押出温度と同程度とする。
【００１４】
得られた未延伸フィルムを二軸延伸するには、一軸目の延伸と二軸目の延伸を逐次に行っても、同時に行っても良い。ここで一軸目とは、フィルムの縦方向及び横方向のいずれか一方であり、二軸目とはフィルムの横方向及び縦方向のいずれか他方であり、一軸目と直交方向を意味する。なお、「縦方向」は「フィルムの長手方向」と同義であり、「横方向」は「フィルムの幅方向」と同義である。
【００１５】
延伸温度は、脂肪族ポリエステル樹脂のガラス転移温度をＴｇ（℃）とすると、Ｔｇ〜（Ｔｇ＋５０℃）の範囲が好ましく、特に好ましくは（Ｔｇ＋１０℃）〜（Ｔｇ＋４０℃）の範囲である。延伸温度がＴｇより低い場合は、延伸が困難となり、（Ｔｇ＋５０℃）を越えると、フィルムの厚み均一性や機械的強度が低下する。
【００１６】
縦、横の延伸は１段階でも多段階に分けて行っても良いが、それぞれの延伸方向での最終的な延伸倍率が互いに少なくとも３倍以上で、好ましくは、３．５倍以上で、かつ、縦・横の面積倍率で９倍以上、好ましくは１２倍以上であることが、厚みの均一性や機械的性質の点から必要である。縦、横の延伸倍率の少なくとも一方が３倍未満であったり、縦・横の面積倍率が９倍未満では、フィルムの厚み均一性や機械的強度が不十分となる。
【００１７】
また、二軸延伸後の熱固定は、加工時の寸法安定性の点から、１４５℃〜Ｔｍの範囲で、好ましくは１５０℃〜Ｔｍの範囲で、１秒〜３分間程度行うことが好ましい。また、同様の理由より、熱固定に引き続き、横弛緩処理を行うのが好ましく、詳しくは１２５℃〜（Ｔｍ−２０℃）で０．１〜８％程度の横弛緩処理を行うことが好ましい。
【００１８】
本発明における脂肪族ポリエステル二軸延伸フィルムの１２０℃での長手方向の熱収縮率は５％以下が好ましい。前記熱収縮率が５％より大きい場合、粘着層積層工程での熱によりフィルムが寸法変化をおこし、粘着層の厚み斑等が発生し好ましくなく、さらには粘着テープとしたときのカット性が低下するため好ましくない。
【００１９】
１２０℃での熱収縮率を５％以下にするためには、未延伸フィルムを縦、横に延伸後、熱固定および弛緩処理を行うことにより達成できる。特に、前記のような条件で熱固定条件や横弛緩処理を行うことは、１２０℃での長手方向の熱収縮率を５％以下とするのに好適であり、その結果、加工時にしわの発生が少ない製品を得ることができる。
【００２０】
本発明における脂肪族ポリエステル二軸延伸フィルムは、押出し時に共押出し法を用いたり、押出し成形後から熱固定までの一連の連続した工程において種々のコーティング法を適用することによって、多層化してもよい。また、本発明におけるフィルムは、粘着層との接着性を向上する目的で、コロナ処理、プラズマ処理や火炎処理等を施しても良い。
【００２１】
本発明における脂肪族ポリエステルは、公知の添加剤を必要に応じて含有させることができる。例えば、潤滑剤、不活性粒子、熱安定剤、酸化防止剤、帯電防止剤、耐光剤、耐衝撃性改良剤などを含有させてもよい。
【００２２】
脂肪族ポリエステル二軸延伸フィルムの滑り性、耐摩耗性、耐ブロッキング性などを改良するために、フィルム中に不活性粒子を含有させておくことが好ましい。不活性粒子としては、シリカ、二酸化チタン、タルク、カオリナイト等の金属酸化物、炭酸カルシウム、リン酸カルシウム、硫酸バリウム等の金属の塩または架橋ポリスチレン樹脂、架橋アクリル樹脂、シリコン樹脂、架橋ポリエステル樹脂等の有機粒子などが例示される。
【００２３】
これらの不活性粒子は、いずれか一種を単独で用いても、また２種以上を併用してもよい。不活性粒子の平均粒子径は０．０１〜３．０μｍが好ましく、特に好ましくは０．０５〜２．５μｍである。不活性粒子の含有量は、脂肪族ポリエステルに対し、０．００５〜２．０重量％が好ましく、特に０．０１〜１．０重量％がフィルムの透明性および滑り性を両立するために好ましい。
【００２４】
さらに、フィルムの透明性と滑り性を両立するために、２種以上の不活性粒子を併用するのが好ましく、例えば、フィルムの製膜中に変形する不活性粒子（架橋ポリスチレン、架橋アクリル等の架橋度の低い架橋高分子微粒子や一次粒子の凝集体であるシリカ等）と、フィルム中で変形しない通常の不活性粒子（シリカ、酸化チタン、炭酸カルシウム、高架橋度のポリスチレン微粒子等）を組み合わせて用いることが好ましい。
【００２５】
本発明において粘着層を構成する素材としては、天然ゴムもしくは合成ゴムなどを主成分とするゴム系粘着剤、シリコーン系樹脂、ウレタン系樹脂、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、メラミン系樹脂、フェノール系樹脂、酢酸ビニル系樹脂を主成分とする合成樹脂系粘着剤が例示される。
【００２６】
また粘着剤は、必要に応じて、架橋剤、有機溶剤などを添加しても良い。界面活性剤は被着体の汚れおよび腐食を防止するために、ノニオン系界面活性剤を用いるのが好ましい。ノニオン系界面活性剤の添加量は、粘着剤１００重量部に対して、０．００５〜６０重量部、好ましくは０．０５〜１５重量部である。界面活性剤の添加により、粘着剤の積層・塗布性が向上し、さらに被着体へ貼り付けた後の粘着剤の経時変化を防止する効果がある。
【００２７】
上記の粘着剤の積層・塗布方法を説明する。粘着剤層を積層・塗布する方法は、特に限定されないが、例えば、溶液法、熱カレンダー法が例示される。なかでも溶液法が好ましく、溶液法ではベースとなる脂肪族ポリエステルフイルムに、主成分である前記粘着剤成分を石油系溶剤、酢酸エチル、トルエン等の有機溶剤に溶解、必要に応じて、前記界面活性剤などの添加剤を加え、ナイフコーター、ロールコーター、グラビアコーター等により積層・塗布し、次いで赤外線、熱風、蒸気などにより乾燥する。
【００２８】
粘着剤層の厚みは、５〜１００μｍの範囲が好ましい。粘着剤層の厚みが５μｍより薄い場合は、粘着剤層の積層・塗布時の厚み制御が困難であり、また１００μｍより厚い場合は、粘着テープとしてのカット性が低下する。
【００２９】
【実施例】
以下、実施例、比較例を挙げて本発明の内容及び効果を具体的に説明するが、本発明は、その要旨を逸脱しない限り以下の実施例に限定されるものではない。なお、以下の実施例、比較例における物性の評価方法は以下の通りである。
【００３０】
（１）フィルムの１２０℃における長手方向の熱収縮率
長手方向に２５０ｍｍ、幅方向に１０ｍｍに切り取ったフィルム片に対して、長手方向に２００ｍｍの間隔を開けて２つの印をつけ、該フィルムを２３℃で長手方向に５ｇｆの一定張力で引っ張った状態で上記２つの印の間隔（Ａ）を測定する。続いて、フィルム片に張力をかけず、該フィルム片を１２０℃の雰囲気のオーブンに１２０℃で５分間入れた後、上記２つの印の間隔（Ｂ）を測定し、下記式より、フィルムの１２０℃における長手方向の熱収縮率（ＨＳ１２０_MD）を求めた。
ＨＳ１２０_MD（％）＝［（Ａ−Ｂ）／Ａ］×１００
【００３１】
（２）粘着層積層・塗布工程での安定性
粘着層積層・塗布工程後の粘着テープの外観により判定した。
○：粘着剤層の積層・塗布斑が無く、粘着テープに皺が無い。
×：粘着剤層の積層・塗布斑が認められ、粘着テープに皺がある。
【００３２】
（３）カット性
セロテープ用ディスペンサーによる粘着テープのカット性により判定した。
○：カット性良好
△：カット後の形状が不良
×：カットしにくい
【００３３】
（４）生分解性
粘着テープを６０℃のコンポスト中に１ヶ月間保存し、１ヶ月後にこの粘着テープを取りだし、その外観変化と長手方向の引張強度の保持率（％）［（保存後の引張強度／保存前の引張強度）×１００］から生分解性の有無を判定した。
○：生分解性有り（顕著な外観変化が認められ、引張強度の保持率が５０％以下）
×：生分解性無し（顕著な外観変化がほとんど無く、引張強度の保持率が５０％超）
【００３４】
（５）湿度寸法安定性
粘着層を積層したフィルムを巻き長１０００ｍのロール状とし、温度４０℃、湿度９０％の部屋で１００時間放置した後に、温度４０℃、湿度３０％の部屋に直ちに移し、２４時間後の巻き姿を目視にて判定した。
○：湿度安定性良好（巻き姿の外観に変化無し）
×：湿度安定性不良（しわなどが発生）
【００３５】
実施例１
重量平均分子量２０万のポリ−Ｌ−乳酸１００重量部に対し、不活性粒子として平均粒子径が１．８μｍの凝集体シリカ粒子０．０６重量部を含有するポリ−Ｌ−乳酸ポリマーを、Ｔダイ付き口径３０ｍｍ押出し機により樹脂温度２１０℃で押出した後、２０℃のチルロールで冷却し、厚さ２７５μmの未延伸フィルムを得た。複数本のセラミックロールによりフィルム温度を９５℃に予熱し、ロール間で３００００％/分の延伸速度で縦方向に１．４倍延伸し、更に９７℃で２．５倍縦方向に延伸した。次いで、テンター式延伸機で横方向に１００℃で４倍延伸した後、１５５℃で熱固定した後、１３５℃で３％横弛緩処理を行った。更に得られたフィルムを４０℃に加熱しコロナ処理を行って、厚さ３８μｍの２軸延伸フィルムを得た。
【００３６】
このフィルムをベースフィルムとして、天然ゴム１００重量部とトール油ロジン７５重量部よりなる粘着剤の塗布液を、リバースロールコーターを用いてコロナ処理面に塗布し、８０℃で２０分乾燥して、厚さ２５μｍの粘着剤層を形成させた。さらに、幅２０ｍｍにスリットし粘着テープを得た。表１にその物性を示す。
【００３７】
比較例１
実施例１において、ポリ−Ｌ−乳酸の二軸延伸フィルムを製膜する際の熱固定温度を１４０℃とした以外は、実施例１と同様の方法で粘着テープを得た。表１にその物性を示す。
【００３８】
比較例２
実施例１と同様の不活性粒子を含有する、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）ポリマーを用い、公知の製法によって、厚み３８μｍのコロナ処理をした二軸延伸ＰＥＴフィルムを得た。このフィルムを基材として実施例1記載の方法でコロナ処理面側に粘着剤層を設け、同様の粘着テープを得た。表１にその物性を示す。
【００３９】
比較例３
実施例１と同様の不活性粒子を含有する、ポリプロピレン（ＰＰ）ポリマーを用い、公知の製法によって、厚み３８μｍのコロナ処理をした二軸延伸ＰＰフィルムを得た。このフィルムを基材として実施例1記載の方法でコロナ処理面側に粘着剤層を設け、同様の粘着テープを得た。表１にその物性を示す。
【００４０】
比較例４
実施例１と同様の不活性粒子を含有する、ナイロン６（Ｎｙ６）ポリマーを用い、公知の製法によって、厚み３８μｍのコロナ処理をした二軸延伸Ｎｙ６フィルムを得た。このフィルムを基材として実施例1記載の方法でコロナ処理面側に粘着剤層を設け、同様の粘着テープを得た。表１にその物性を示す。
【００４１】
【表１】

【００４２】
【発明の効果】
本発明により得られる脂肪族ポリエステルフィルムを用いた粘着テープは、粘着層を積層・塗布する工程でのフィルム熱寸法安定性、実用的な強伸度特性、耐湿度性、カット性に優れ、従来通りの粘着テープとして使用が可能であり、かつ粘着テープとして使用した後には自然界で分解し、焼却処理などの必要が無い粘着テープである。

Claims

主たる繰り返し単位が一般式−Ｏ−ＣＨＲ−ＣＯ−（ＲはＨまたは、炭素数１〜３のアルキル基）である脂肪族ポリエステルを主成分としたポリマーから成り、１２０℃でのフィルム長手方向の熱収縮率が５％以下である脂肪族ポリエステル二軸延伸フィルムを基材とし、その少なくとも片面に粘着層を設けてなる粘着テープの製造方法であって、基材を二軸延伸後１４５℃〜Ｔｍの範囲で熱固定し、１２５℃〜（Ｔｍ−２０℃）で０．１〜８％の横弛緩熱処理を行うことを特徴とする粘着テープの製造方法。
（但し、Ｔｍは脂肪族ポリエステルの融解温度を示す。）
請求項１記載の脂肪族ポリエステルがポリ乳酸であることを特徴とする粘着テープの製造方法。