JP4456662B2 - 樹脂含浸平面紙及びそれからなる粘着テープ - Google Patents
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Description
さらに近年、自動車分野においては、自動車の流行が曲線を多用した形状に移行しており、そこに使用される塗装マスキング用粘着テープは曲面への追従性のみでなく、塗装した後の剥離後の塗装ラインが鮮明であることも要求されている。
一方、樹脂との相性の面からポリビニルアルコール繊維が好適に用いられてきた(例えば、特許文献2〜3参照。)。ポリビニルアルコール繊維を用いることで、樹脂との相性は向上し、テープとしての伸度及び強度物性は向上するが、従来用いられるポリビニルアルコール繊維ではテープの伸びとしては不十分で、緩やかな曲線なら追従可能であったが、自動車等の施工時に必要な曲線に対して追従するには不十分であった。
また、フィルムを基材とした粘着テープも種々検討されているが、引裂強力が高くなり手切れ性が悪く、使用時のテープを刃物等の器具を使用しないと切断出来ず、取扱い性の面で劣ったものしかできなかった。
また、本発明は、前記ポリビニルアルコール系繊維についても包含する。
本発明の平面紙は、粘着テープ用の基材として樹脂状物を含浸加工して得られる。
本発明でいう粘着テープとは、テープ状基材またはシート状基材に粘着剤層を施してなる粘着製品の総称である。
この湿潤熱処理条件下において、PVA系繊維の繊維構造が保持できるか否かは繊維の水中溶断温度で判断できる。湿潤熱処理条件下において、PVA系繊維の繊維構造が保持されるためには、具体的には図1に示すように、水中溶断温度が92〜125℃であることが必要であり、好ましくは93〜122℃、より好ましくは95〜120℃である。水中溶断温度が92℃未満であると、湿潤熱処理時に繊維形状を保持することができず、PVA系繊維が完全に溶解してしまい、目標とする伸度を得ることができない。逆に水中溶断温度が125℃を超えると、PVA系繊維の親水性低下が大きく、またPVA系繊維表面のみの溶解による微接着が起こらないため、得られる粘着テープは樹脂との接着性が悪くなり、高伸度化、高強力化とならないばかりか、応力集中が起きずに引裂強力が大幅に高くなり、手による切リ易さ(以下、手切れ性と称す)が悪くなり、取扱い性の面でも劣ったものとなってしまう。
また、従来使用されているPVA系繊維の中には、湿熱で溶解し、繊維形状が残らない、すなわち前記水中溶断温度が92℃未満のバインダー用途として用いるものがあるが、該繊維は溶解性を維持するために乾熱処理は行わない。
しかし、本発明におけるPVA系繊維は、従来の製造方法とは異なり、後述するが紡糸ノズルからの吐出量を減らし、さらに紡糸後の乾熱延伸工程において、延伸倍率を限りなく低く設定することにより、「高伸度で低モジュラス」となるPVA繊維が製造できる。
湿式紡糸の方法には大きく分けて二つの方法が挙げられる。一つはPVA系樹脂を水に溶解させて紡糸原液とした後、ノズル孔より凝固能を有する塩類の水溶液中に吐出させて繊維化する水系湿式紡糸法、もう一つはPVA系樹脂を有機溶媒中に溶解させて紡糸原液とした後、ノズル孔より固化能を有する有機溶剤中に吐出させて繊維化する有機溶剤系湿式紡糸法であり、これらの何れの方法を用いることができる。
また、単繊維繊度は0.5〜3.0dtexであることが好ましい。単繊維繊度が0.5dtex未満であるとアスペクト比の低下により繊維が絡まりやすく、シート化時に地合の乱れたシートになってしまう場合がある。一方、3dtexを超えると構成繊維本数が低減し、網目構造を形成しにくくなってしまい、目的とする粘着テープの伸度効果を得ることができない場合がある。好ましくは0.7〜2.7dtexであり、より好ましくは1.0〜2.5dtexである。
さらに本発明の天然パルプはバージンパルプであっても、使用済みの古紙パルプであっても、またはバージンパルプと古紙パルプの併用であってもよい。古紙パルプを用いる場合は、例えば牛乳パック、おむつ廃材、包装紙などから得られる繊維長の長いパルプが好ましく用いられる。また他の繊維としてレーヨン、ポリノジック、溶剤紡糸セルロース繊維、アセテート、ポリエステル、ナイロン、アクリル、ポリエチレン、ポリプロピレン、綿などを混綿してもかまわない。
また、本発明の平面紙は紙製造工程の通過性、粘着テープ製造時の工程通過性、粘着テープとしての取扱い性などの点から、目付けが10〜300g/m2であることが好ましく、20〜280g/m2であることがより好ましく、30〜250g/m2であることがさらに好ましい。
粘着テープの背面に前記した樹脂からなる処理層を設ける場合は、その塗布量は乾燥質量で1〜30g/m2であることが好ましく、2〜20g/m2であることがより好ましい。
(a)ステアリルアクリレートとアクリル酸、アクリロニトリルおよび/または酢酸ビニルの共重合物。
(b)ステアリルアクリルアミドとアクリル酸および/またはアクリロニトリルの共重合物。
(c)ステアリルビニルエーテルとアクリル酸、無水マレイン酸および/またはアクリロニトリルの共重合物。
(d)セルロースおよび/またはポリビニルアルコールと塩化ステアロイルとの反応生成物。
(e)ポリビニルアルコール、部分アセタール化ポリビニルアルコール、セルロース誘導体、ポリエステルなどの活性水素をもつポリマーをステアリルイソシアネートなどの脂肪族イソシアネートで変性したもの。
(2)縮合ワックス系剥離剤:
(a)ベへニルアミノプロピルアミンおよび/またはα―モノステアレートとジカルボン酸またはポリイソシアネート化合物との反応生成物であるポリアミド、ポリエステル、ポリウレタン。
(b)長鎖アルキルワーナー錯塩。
(c)シェラックワックス。
(3)ポリエチレンイミン誘導体:
(a)ポリ(N−ステアロイルエチレンイミン)
(b)ポリエチレンイミンと脂肪族イソシアネート、例えばC18H37NCOとの反応生成物であるアルキル尿素誘導体。
このような特性を有する本発明の粘着テープは、例えばリシン吹付外壁、アスファルト、コンクリートブロックなどの粗面、自動車、電気機器などの複雑な曲面を有する対象物に、浮きや剥がれを生ずることなく良好に貼付することができ、例えば、塗装マスキング用、粗面養生用、床養生用、電子部品の装着などの用途に有効に使用することができ、中でも本発明の粘着テープは平面紙のため密着性に優れており、滲み等もなく鮮明なラインとなるため、塗装マスキングテープとして特に有効に用いることができる。
JIS K6726試験法に準拠して測定し求めた。
[PVA繊維の水中溶断温度 ℃]
試験長5cmのPVA繊維のトウに荷重0.9gf/500dtexの錘を取り付けたものを試料とし、該試料を500ccの水(20℃)中で吊るし、昇温速度1℃/分の条件で昇温して、繊維が溶断したときの温度を水中溶断温度として測定した。
JIS L1015試験法に準拠して測定し求めた。
[PVA繊維の10%伸張時の引張強度 cN/dtex]
JIS L1015試験法に準拠して破断強伸度物性を測定し、測定後の強伸度曲線より10%伸張時の引張強力を求めた。
[PVA繊維の繊度 dtex、繊維長 mm]
JIS L1015試験法に準拠して測定し求めた。
JIS P8124「紙のメートル坪量測定方法」に準拠して測定し求めた。
[紙の厚さ mm]
得られた紙の5ヶ所を標準環境下(20℃×65%RH)に4時間以上放置した後、PEACOCK Dial−Thickness Gauge H Type(φ10mm×180g/cm2)にて測定した。
JIS P8113「紙及び板紙の引張強さ試験方法」に準拠して測定し、引張強力測定時の破断伸度を求め、樹脂含浸紙伸度とした。
[樹脂含浸紙の5%伸張時の強度 N・m/g]
前記JIS P8113「紙及び板紙の引張強さ試験方法」に準拠して測定し、引張強力測定時において、5%伸張時の強度を求めた。
幅12mmの粘着テープを試験片として用い、図6に示すように、テープにシワが発生しない最少となる半径を形成する様に円弧のラインを形成する。円弧を形成後に、算出に必要な部位(下記L、M)の数値を測定し、次式によりテープで形成した円の半径(R;cm)を算出した。
シワを発生させずに半径(R)が50cm以下の円を形成できる場合、追従性が優れていると判断した。
M=R〔1−cos(L/2R)〕
L:円弧の長さ(cm)
M:測定した円弧の弦の中点から垂直に円弧までの距離(cm)
幅12mm、長さ200mmの粘着テープを試験片として用い、鉄板上に真っ直ぐに貼り付け、ラッカースプレー(アサヒペン社製「アサヒペンラッカースプレー(黒)」)を片道5秒で2往復吹付ける。乾燥後に試験片を剥離し、ラインの滲みをマイクロスコープ(キーエンス社製)で40倍に拡大し滲みの長さを測定した。滲みが0.5mm以下を○、滲みが0.5mmを超えるものを×とした。
JIS L1906試験法のシングルタング法に準拠して測定し、横方向に対する引裂強力について求めた。刃物で切り込みを入れず簡単に引裂けるもの(引裂強力が150g以下)を○、切れ込み無しでは切れにくい(引裂強力が150gを超える)ものを×とした。
(1)平均重合度1700、ケン化度99.0モル%のPVA樹脂15質量%の水溶液からなる紡糸原液を孔数4000の紡糸口金から吐出量0.020cc/minにて飽和硫酸ナトリウムからなる凝固浴中に吐出させ、第1ローラーで巻き取り、さらに4倍の湿延伸を行った後、130℃で乾燥処理を行った。引き続き230℃で、定長(延伸倍率1倍)で乾熱処理を行ない、単繊維繊度1.2dtex、破断引張強度3.7cN/dtex、10%伸張時の繊維強度2.1cN/dtex、破断伸度28%、水中溶断温度96℃のPVA繊維を得た。
(2)上記(1)で得られたPVA繊維を繊維長6mmにカットしたものを20質量部、針葉樹パルプ(平均繊維長2.5mm)80質量部を、水を加えてパルパーにて混合し、PVA繊維および針葉樹パルプの合計濃度が0.5質量%である抄紙原液を調製し、この抄紙原液を用いてサクションフォーマーにて湿式抄造を行って湿紙を作成し、この湿紙を表面温度110℃のヤンキードライヤーから剥離し、目付30g/m2の平面紙を製造した。
(4)上記(3)で得られた粘着テープのPVA繊維部分をヨウ素で染めて目視観察したところ、繊維の表面のみが溶解し網目構造を構築していることが確認できた。このテープの破断伸度は15%であり、網目構造および網目構造構成繊維の高伸度化により伸長性に優れていた。また、粘着テープの追従性評価を行ったところ、曲線への追従性も精度も良好であり、また塗装ラインの鮮明性も優れていた。さらに粘着テープを貼付する際の作業性の指標となる切創性を評価したところ、切れ残りを生ずることなく、横方向に手で容易に切ることができた。結果を表1に示す。
PVA繊維作成時の紡糸口金からの吐出量を0.032cc/minとし、さらに乾熱処理時の熱処理温度を230℃、延伸倍率を1.5倍すること以外は実施例1と同様に平面紙および粘着テープを作成し評価を行った。結果を表1に示す。
PVA繊維作成時の湿紡糸口金からの吐出量を0.038cc/minとすること以外は実施例1と同様に平面紙および粘着テープを作成し評価を行った。結果を表1に示す。
実施例1で得られたPVA繊維をホルムアルデヒド2.5質量%、硫酸25.0質量%の水溶液中でアセタール化処理すること以外は実施例1と同様に平面紙および粘着テープを作成し評価を行った。結果を表1に示す。
実施例1で得られたPVA繊維をテトラメトキシノナン0.5質量%、ドデシルベンゼンスルホン酸0.1質量%、硫酸0.05質量%水溶液中で架橋化処理すること以外は実施例1と同様に平面紙および粘着テープを作成し評価を行った。結果を表1に示す。
(1)平均重合度1700、ケン化度99.9モル%のPVA樹脂15質量%の水溶液からなる紡糸原液を孔数4000の紡糸口金から吐出量0.043cc/minにて飽和硫酸ナトリウムからなる凝固浴中に吐出させ、第1ローラで巻き取り、4倍の湿延伸を行った後、130℃で乾燥処理を行った。引き続き230℃で延伸倍率2倍の乾熱延伸処理を行ない、単繊維繊度1.3dtex、破断伸度15%、破断引張強度5.8cN/dtex、水中溶断温度97℃のPVA繊維を得た。
(2)上記(1)で得られたPVA繊維を6mmにカットしたものを20質量部、針葉樹パルプ(平均繊維長2.5mm)80質量部を、水に加えてパルパーにて混合し、PVA繊維および針葉樹パルプの合計濃度が0.5質量%である抄紙原液を調製し、この抄紙原液を用いてサクションフォーマーにて湿式抄造を行って湿紙を作成し、該湿紙を表面温度110℃のヤンキードライヤーで乾燥した後、ヤンキードライヤーから剥離し、目付30g/m2の平面紙を製造した。
(3)上記(2)で得られた平面紙にアクリル酸エステル重合物のエマルジョン(新中村化学工業社製「ニューコートSFK−1000A」)を平面紙に対して100質量部付着させるように含浸させた後、150℃のエアースルー乾燥機により乾燥し、次いで、一方の面にゴム系溶剤型粘着剤〔n−ブチルアクリレート70.0質量%、2−エチルヘキシルアクリレート20.0質量%、アクリル酸9.7質量%及び2−ヒドロキシエチルアクリレート0.3質量%が共重合されてなる共重合体の30質量%酢酸エチル溶液100質量部に、イソシアネート系架橋剤(日本ポリウレタン社製「コロネートL−55E」)1.0質量部の混合物〕を塗布して、粘着剤層の塗布量(乾燥塗布量)が20g/m2である図2に示す構造の粘着テープを製造した。
(4)上記(3)で得られた粘着テープの破断伸度は11%であり、曲線への追従性評価では目標半径となる円弧が描けず、追従性に劣ったものとなった。その結果を表2に示す。
平均重合度1700、ケン化度99.9モル%のPVA樹脂15質量%の水溶液からなる紡糸原液を孔数4000の紡糸口金より飽和硫酸ナトリウムからなる凝固浴中に吐出させ、第1ローラで巻き取り、4倍の湿延伸を行った後、130℃で乾燥処理を行い、単繊維繊度2.9dtex、破断伸度58%、破断引張強度3.7cN/dtex、10%伸張時繊維強度0.8cN/dtex、水中溶断温度84℃のPVA繊維を得た。
このPVA繊維を用いて、実施例1と同じ条件にて平面紙および粘着テープを製造した。
得られた粘着テープは構成するPVA繊維の水中溶断温度が84℃と低いため、湿熱処理時の熱でPVA繊維が繊維形状を保持できず、しかも粘着テープの破断伸度は5%と低く、曲線への追従性は悪かった。結果を表2に示す。
平均重合度1700、ケン化度99.9モル%のPVA樹脂15質量%の水溶液からなる紡糸原液を孔数4000の紡糸口金から吐出量0.043cc/minにて飽和硫酸ナトリウムからなる凝固浴中に吐出させ、第1ローラで巻き取り、4倍の湿延伸を行った後、130℃で乾燥処理を行い、引き続き230℃で2倍の乾熱延伸を行った。その後ホルムアルデヒド5質量%、硫酸10質量%からなる水溶液中で60分間アセタール化処理を行ったところ、単繊維繊度1.3dtex、破断伸度15%、破断引張強度5.6cN/dtex、水中溶断温度が140℃のPVA繊維を得た。
このPVA繊維を用いて、実施例1と同じ条件にて平面紙および粘着テープを製造した。得られた粘着テープは構成するPVA繊維の伸度が15%と低く、さらに水中溶断温度が高いためPVA繊維の微接着が起こらず、そのため粘着テープの破断伸度は9%と低く、曲線への追従性が悪かった。また、引裂時の応力が分散してしまい、手切れ性も不十分であった。結果を表2に示す。
実施例1で得られたPVA繊維をテトラメトキシノナン1.0質量%、ドデシルベンゼンスルホン酸0.1質量%、硫酸0.1質量%水溶液中で架橋化処理すること以外は実施例1と同様に平面紙および粘着テープを作成し評価を行った。得られた粘着テープは構成するPVA繊維の水中溶断温度が145℃と高すぎて、PVA繊維同士の微接着による網目構造が形成されていないため、粘着テープの破断伸度は10%と低く、曲線への追従性が悪かった。また、引裂時の応力が分散してしまい、手切れ性も不十分であった。結果を表2に示す。
抄紙時の配合率をPVA繊維が0質量部、針葉樹パルプ(平均繊維長2.5mm)を100質量部とすること以外は実施例1と同様の条件にて平面紙および粘着テープを製造した。得られた粘着テープは天然パルプのみで構成されているため、破断伸度は8%と低く、曲線への追従性が悪かった。結果を表2に示す。
(1)比較例5の抄紙原液を用いてサクションフォーマーにて湿式抄造を行って湿紙を作成し、該湿紙をプレスロールに取り付けたドクターナイフで剥離してウェットクレープを付けた後、表面温度110℃のヤンキードライヤーで乾燥した後、ヤンキードライヤーから剥離する際に再びドクターナイフでドライクレープを付け、目付30g/m2のクレープ紙を製造した。
(2)上記(1)で得られたクレープ紙を用い、実施例1と同様の条件にて粘着テープを製造した。得られた粘着テープは追従性に優れているが、クレープのシワ部分に塗料の滲みが見られ、塗料ラインの鮮明性が不十分であった。結果を表2に示す。
Claims (7)
- 水中溶断温度が92〜125℃、10%伸張時の繊維強度が0.5〜3.5cN/dtex、破断伸度17〜60%のポリビニルアルコール系繊維が7〜50質量%配合され、かつ樹脂状物が含浸されてなる平面紙。
- ポリビニルアルコール系繊維の単繊維繊度が0.5〜3.0dtexである請求項1記載の平面紙。
- 単繊維繊度が0.5〜3.0dtex、繊維長が2.5〜12.0mm、破断引張強度2〜7cN/dtexであるポリビニルアルコール系繊維が配合されてなる請求項1または2記載の平面紙。
- 吐出量0.015〜0.040cc/minで吐出して繊維化後、延伸倍率1.0〜1.5倍の条件で乾熱延伸を行うことにより製造されるポリビニルアルコール系繊維が配合されてなる請求項1〜3のいずれかに記載の平面紙。
- 天然パルプが主体繊維として混抄されている請求項1〜4のいずれかに記載の平面紙。
- 請求項1〜5のいずれかに記載の平面紙を基材とした粘着テープ。
- 水中溶断温度が92〜125℃、10%伸張時の繊維強度が0.5〜3.5cN/dtex、破断伸度17〜60%のポリビニルアルコール系繊維。
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