JP4756834B2 - 気泡含有粘弾性組成物、及び感圧性接着テープ又はシート - Google Patents
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Description
本発明の気泡含有粘弾性組成物は、気泡と中空微小球状体を含有し、且つ分子中にオキシC2-3アルキレン基及びフッ素化炭化水素基を有するフッ素系界面活性剤を含んでいる。分子中に該構造を有するフッ素系界面活性剤を用いることにより中空微小球状体と粘弾性組成物中のポリマーとの密着性が低下し、応力分散性が発現し、曲面や凹凸面に対する追従性、接着性能が向上する。
本発明の気泡含有粘弾性組成物の構成成分の一つとして中空微小球状体を用いることにより、例えば、気泡含有感圧接着剤組成物におけるせん断接着力を高めることができ、また、加工性を向上させることができる。中空微小球状体は単独で、又は2種以上組み合わせて使用することができる。
フッ素系界面活性剤としては分子中にオキシC2-3アルキレン基及びフッ素化炭化水素基を有するフッ素系界面活性剤が用いられる。オキシC2-3アルキレン基は式:−R−O−(Rは炭素数2又は3の直鎖状又は分岐鎖状のアルキレン基)で表される。分子中にオキシC2-3アルキレン基を有することにより、中空微小球体と気泡含有粘弾性層中のベースポリマーとの密着度や摩擦抵抗が低減され、応力分散性が発現する。そのため、本発明の気泡含有粘弾性組成物を用いて感圧性接着剤層を形成した場合は、高い接着性が得られる。フッ素化炭化水素基を有することにより上記摩擦抵抗等の低減効果に加えて、気泡混合性及び気泡安定性を高める効果も得られる。フッ素系界面活性剤はオキシC2-3アルキレン基及びフッ素化炭化水素基を有していれば特に限定されないが、ベースポリマーに対する分散性の観点から非イオン型界面活性剤が好ましい。また、分子中にオキシエチレン基(−CH2CH2O−)、オキシプロピレン基[−CH2CH(CH3)O−]等の何れか1種を有していてもよく、2種以上を有していてもよい。なお、フッ素系界面活性剤は、単独で、又は2種以上組み合わせて使用することができる。
気泡含有粘弾性組成物におけるベースポリマーとしては、特に限定されない。気泡含有粘弾性組成物が気泡を含有する感圧性接着剤組成物(気泡含有感圧性接着剤組成物)である場合、例えば、公知の感圧性接着剤(粘着剤)(例えば、アクリル系感圧性接着剤、ゴム系感圧性接着剤、ビニルアルキルエーテル系感圧性接着剤、シリコーン系感圧性接着剤、ポリエステル系感圧性接着剤、ポリアミド系感圧性接着剤、ウレタン系感圧性接着剤、フッ素系感圧性接着剤、エポキシ系感圧性接着剤など)におけるベースポリマーから適宜選択して用いることができる。すなわち、本発明の粘弾性組成物が用いられた気泡含有感圧性接着剤組成物は、アクリル系感圧性接着剤、ゴム系感圧性接着剤、ビニルアルキルエーテル系感圧性接着剤、シリコーン系感圧性接着剤、ポリエステル系感圧性接着剤、ポリアミド系感圧性接着剤、ウレタン系感圧性接着剤、フッ素系感圧性接着剤、エポキシ系感圧性接着剤などの公知の感圧性接着剤が用いられた組成であってもよい。
本発明では、前記ベースポリマーとしてアクリル系ポリマーの調整に際して(すなわち、気泡含有感圧性接着剤層や気泡含有基材等の気泡含有粘弾性組成物による層(「気泡含有粘弾性層」と称する場合がある)の形成に際して、熱重合開始剤や光重合開始剤(光開始剤)などの重合開始剤を用いた、熱や活性エネルギー光線による硬化反応を利用することができる。すなわち、気泡含有粘弾性組成物には熱重合開始剤や光重合開始剤などの重合開始剤が含まれてもよい。従って、気泡含有粘弾性組成物は、熱やエネルギー光線により硬化が可能である。このように重合開始剤(熱重合開始剤や光重合開始剤など)が含まれていると熱や活性エネルギー光線による硬化が可能となり、そのため、気泡が混合された状態で硬化させて気泡含有粘弾性組成物(気泡含有感圧性接着剤層や気泡含有基材など)を形成させることにより、気泡が安定して含有された構造を有する気泡含有粘弾性層を容易に形成することができる。
なお、重合開始剤は、単独で又は2種以上組み合わせて使用することができる。
本発明の気泡含有粘弾性組成物には、前記成分(フッ素系界面活性剤、ベースポリマー、中空微小球状体、重合開始剤など)の他に、気泡含有粘弾性組成物の用途に応じて、適宜な添加剤が含まれていてもよい。例えば、気泡含有粘弾性組成物が、気泡含有感圧性接着剤層である場合、気泡含有感圧性接着剤層を形成するための感圧性接着剤の種類に応じて、架橋剤(例えば、ポリイソシアネート系架橋剤、シリコーン系架橋剤、エポキシ系架橋剤、アルキルエーテル化メラミン系架橋剤など)、粘着付与剤(例えば、ロジン誘導体樹脂、ポリテルペン樹脂、石油樹脂、油溶性フェノール樹脂などからなる常温で固体、半固体、あるいは液状のもの)、可塑剤、充填剤、老化防止剤、着色剤(顔料や染料など)などの適宜な添加剤を含んでもよい。例えば、光重合開始剤を用いて気泡含有粘弾性層を形成する場合、該気泡含有粘弾性層を着色するために、光重合を阻害されない程度の顔料(着色顔料)を使用することができる。気泡含有粘弾性層の着色として黒色が望まれる場合は、例えば、カーボンブラックを用いることができる。着色顔料としてのカーボンブラックの使用量としては、着色度合いや、光重合反応を阻害しない観点から、例えば、気泡含有粘弾性組成物中のベースポリマーを形成するための全モノマー[特に(メタ)アクリル酸エステルを単量体とするアクリル系ポリマーを形成するための全モノマー成分]100重量部に対して0.15重量部以下(例えば0.001〜0.15重量部)好ましくは0.02〜0.1重量部の範囲から選択することが望ましい。
本発明の感圧性接着テープ又はシートは、前記気泡含有粘弾性組成物により形成された気泡含有感圧性接着剤層および/又は気泡含有基材を有している。このような感圧性接着テープ又はシートとしては、両面が接着面(粘着面)となっている両面感圧性接着テープ又はシートの形態を有していてもよく、片面のみが接着面となっている感圧性接着テープ又はシートの形態を有していてもよい。具体的には感圧性接着テープ又はシートとしては、気泡含有粘弾性組成物により形成された気泡含有粘弾性層が気泡含有感圧性接着剤層である場合、例えば、図1(a)又は(b)で示されるように、(1)基材の少なくとも一方の面に気泡含有接着剤層が形成され且つ基材の両面側に粘着面が形成された構成の気泡含有感圧性接着剤層を有する基材付き両面感圧性接着テープ又はシート(気泡含有感圧性接着剤層を有する基材付き両面粘着テープ又はシート)、図1(c)で示されるように、(2)基材の一方の面に気泡含有感圧性接着剤層が形成された構成の気泡含有感圧性接着剤層を有する基材付き感圧性接着テープ又はシート(気泡含有感圧性接着剤層を有する基材付き片面粘着テープ又はシート)、図1(d)で示されるように、(3)気泡含有感圧性接着剤層のみから形成された構成の気泡含有感圧性接着剤層を有する基材レス両面感圧性接着テープ又はシート(気泡含有感圧性接着剤層を有する基材レス両面感圧性接着テープ又はシート)などが挙げられる。
気泡含有粘弾性組成物により形成された気泡含有粘弾性層(気泡含有感圧性接着剤層や気泡含有基材)は、前述のように、気泡含有粘弾性組成物を用いて、公知の感圧性接着剤層や気泡含有基材の形成方法を利用して形成することができる。例えば、気泡含有粘弾性組成物を、所定の面上に塗布し、必要に応じて乾燥や硬化等を行うことにより、気泡含有感圧性接着剤層や気泡含有基材等の気泡含有粘弾性層を形成することができる。なお、気泡含有粘弾性層の形成に際しては、前述のように、加熱や活性エネルギー光線の照射により、硬化させることが好ましい。すなわち、熱重合開始剤や光重合開始剤などの重合開始剤を含有する気泡含有粘弾性組成物を用い、該気泡含有粘弾性組成物を、所定の面上に塗布した後、加熱や、活性エネルギー光線の照射を行って、気泡を安定的に保持した状態で硬化させることにより、気泡含有感圧性接着剤層や気泡含有基材等の気泡含有粘弾性層を好適に形成することができる。
気泡含有感圧性接着剤層を有する感圧性接着テープ又はシートにおいて、基材が気泡非含有基材である場合、基材としては、例えば、紙などの紙系基材;布、不職布、ネットなどの繊維系基材;金属箔、金属板などの金属系基材;プラスチックのフィルムやシートなどのプラスチック系基材;ゴムシートなどのゴム系基材;発泡シートなどの発泡体やこれらの積層体(特に、プラスチック系基材と他の基材との積層体や、プラスチックフィルム(又はシート)同士の積層体など)等の適宜な薄葉体を用いることができる。このようなプラスチックのフィルムやシートにおける素材としては、例えば、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体(EVA)等のα−オレフィンをモノマー成分とするオレフィン系樹脂;ポリエチレンテレフタラート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリブチレンテレフタラート(PBT)等のポリエステル系樹脂;ポリ塩化ビニル(PVC);酢酸ビニル系樹脂;ポリフェニレンスルフィド(PPS);ポリアミド(ナイロン)、全芳香族ポリアミド(アラミド)等のアミド系樹脂;ポリイミド系樹脂;ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)などが挙げられる。これらの素材は単独で又は2種以上組み合わせて使用することができる。
なお、気泡含有感圧性接着剤層及び/又は気泡含有基材を有する感圧性接着テープ又はシートにおいて、感圧性接着剤層として気泡非含有感圧性接着剤層を有する場合(例えば、気泡含有感圧性接着剤層を有する感圧性接着テープ又はシートが基材付き両面粘着テープ又はシートであり、基材の一方の面に気泡含有感圧性接着剤層が形成され、且つ基材の他方の面に気泡非含有感圧性接着剤層が形成されている場合)、前記気泡非含有感圧性接着剤層は、公知の感圧性接着剤(例えば、アクリル系感圧性接着剤、ゴム系感圧性接着剤、ビニルアルキルエーテル系感圧性接着剤、シリコーン系感圧性接着剤、ポリエステル系感圧性接着剤、ポリアミド系感圧性接着剤、ウレタン系感圧性接着剤、フッ素系感圧性接着剤、エポキシ系感圧性接着剤など)を用いて、公知の感圧性接着剤層の形成方法を利用して形成することができる、また、気泡非含有感圧性接着剤層の厚みは、特に限定されず、目的や使用方法などに応じて適宜選択することができる。
本発明では、気泡含有感圧性接着剤層や気泡非含有感圧性接着剤層等の感圧性接着剤層の接着面(粘着面)を保護するために、セパレータ(剥離ライナー)が用いられていてもよい。すなわち、セパレーターは必ずしも設けられていなくてもよい。なお、セパレータは、該セパレータにより保護されている接着面を利用する際に(すなわち、セパレータにより保護されている感圧性接着剤層に被着体を貼着する際に)はがされる。
モノマー成分として、2−エチルヘキシルアクリレート90重量部及びアクリル酸10重量部が混合されたモノマー混合物に、光重合開始剤として、商品名「イルガキュアー651」(チバ・スペシャリティー・ケミカル社製)0.05重量部、商品名「イルガキュアー184」(チバ・スペシャリティー・ケミカル社製)0.05重量部を配合した後、粘度、(BH粘度計No.5ローター、10rpm、測定温度30℃)が約15Pa・sになるまで紫外線を照射して、一部が重合した組成物(シロップ)を作製した。このシロップに1,6−ヘキサンジオールジアクリレートを0.1重量部添加した。さらに、中空ガラスバルーンとして、商品名「セルスターZ−27」(東海工業株式会社製)をシロップの全体積に対して30容積%の割合で添加した。さらに、フッ素系界面活性剤として、商品名「サーフロンS−393」(セイケミカル株式会社製;側鎖にポリオキシエチレン基及びフッ素化炭化水素基を有するアクリル系共重合体、MW=8300)1重量部添加して、感圧性接着剤前駆体を作製した。なお、感圧性接着剤前駆体における中空ガラスバルーンの体積は、該感圧性接着剤前駆体の全体積に対して約23容積%となっている。前記感圧性接着剤前駆体を、中央部に貫通孔をもった円盤上に、細かい歯が多数ついたステータと、歯のついているステータとを対向しており、円盤上にステータと同様の細かい歯がついているロータとを備えた装置を用いて窒素を導入し気泡を混合した。気泡の混合量は吐出してきた液全体積に対して、約15容積%となるように導入し、気泡混合感圧性接着剤組成物を得た。
フッ素系界面活性剤として商品名「サーフロンS−393」(セイケミカル株式会社製;側鎖にポリオキシエチレン基及びフッ素化炭化水素基を有するアクリル系共重合体、MW=8300)0.1重量部、商品名「ユニダインTG656」(ダイキン工業株式会社製;側鎖にポリオキシエチレンポリオキシプロピレン基及びフッ素化炭化水素基を有するアクリル系共重合体、MW=46000)0.1重量部添加した以外は実施例1と同様の処方で感圧性接着シートを作製した。
フッ素系界面活性剤として商品名「サーフロンS−393」(セイケミカル株式会社製;側鎖にポリオキシエチレン基及びフッ素化炭化水素基を有するアクリル系共重合体、MW=8300)0.7重量部、商品名「ユニダインTG656」(ダイキン工業株式会社製;側鎖にポリオキシエチレンポリオキシプロピレン基及びフッ素化炭化水素基を有するアクリル系共重合体、MW=46000)0.1重量部添加した以外は実施例1と同様の処方で感圧性接着シートを作製した。
フッ素系界面活性剤として商品名「サーフロンS−393」(セイケミカル株式会社製;側鎖にポリオキシエチレン基及びフッ素化炭化水素基を有するアクリル系共重合体、MW=8300)1.5重量部、商品名「ユニダインTG656」(ダイキン工業株式会社製;側鎖にポリオキシエチレンポリオキシプロピレン基及びフッ素化炭化水素基を有するアクリル系共重合体、MW=46000)0.1重量部添加した以外は実施例1と同様の処方で感圧性接着シートを作製した。
フッ素系界面活性剤として商品名「サーフロンS−393」(セイケミカル株式会社製;側鎖にポリオキシエチレン基及びフッ素化炭化水素基を有するアクリル系共重合体、MW=8300)3.0重量部、商品名「ユニダインTG656」(ダイキン工業株式会社製;側鎖にポリオキシエチレンポリオキシプロピレン基及びフッ素化炭化水素基を有するアクリル系共重合体、MW=46000)0.1重量部添加した以外は実施例1と同様の処方で感圧性接着シートを作製した。
フッ素系界面活性剤として商品名「サーフロンS−393」(セイケミカル株式会社製;側鎖にポリオキシエチレン基及びフッ素化炭化水素基を有するアクリル系共重合体、MW=8300)0.7重量部、商品名「ユニダインTG656」(ダイキン工業株式会社製;側鎖にポリオキシエチレンポリオキシプロピレン基及びフッ素化炭化水素基を有するアクリル系共重合体、MW=46000)0.1重量部添加し、中空ガラスバルーンとして商品名「セルスターZ−27」(東海工業株式会社製)をシロップ全体積に対して10容量%の割合で添加した以外は実施例1と同様の処方で感圧性接着シートを作製した。
フッ素系界面活性剤として商品名「サーフロンS−393」(セイケミカル株式会社製;側鎖にポリオキシエチレン基及びフッ素化炭化水素基を有するアクリル系共重合体、MW=8300)0.7重量部、商品名「ユニダインTG656」(ダイキン工業株式会社製;側鎖にポリオキシエチレンポリオキシプロピレン基及びフッ素化炭化水素基を有するアクリル系共重合体、MW=46000)0.1重量部添加し、中空ガラスバルーンとして商品名「セルスターZ−27」(東海工業株式会社製)をシロップ全体積に対して20容量%の割合で添加した以外は実施例1と同様の処方で感圧性接着シートを作製した。
フッ素系界面活性剤として商品名「サーフロンS−393」(セイケミカル株式会社製;側鎖にポリオキシエチレン基及びフッ素化炭化水素基を有するアクリル系共重合体、MW=8300)0.7重量部、商品名「ユニダインTG656」(ダイキン工業株式会社製;側鎖にポリオキシエチレンポリオキシプロピレン基及びフッ素化炭化水素基を有するアクリル系共重合体、MW=46000)0.1重量部添加し、中空ガラスバルーンとして商品名「セルスターZ−27」(東海工業株式会社製)をシロップ全体積に対して40容量%の割合で添加した以外は実施例1と同様の処方で感圧性接着シートを作製した。
フッ素系界面活性剤として商品名「サーフロンS−393」(セイケミカル株式会社製;側鎖にポリオキシエチレン基及びフッ素化炭化水素基を有するアクリル系共重合体、MW=8300)0.7重量部、商品名「ユニダインTG656」(ダイキン工業株式会社製;側鎖にポリオキシエチレンポリオキシプロピレン基及びフッ素化炭化水素基を有するアクリル系共重合体、MW=46000)0.1重量部添加し、気泡の混合量は吐出してきた液全体積に対して、約8容量%とした以外は実施例1と同様の処方で感圧性接着シートを作製した。
フッ素系界面活性剤として商品名「サーフロンS−393」(セイケミカル株式会社製;側鎖にポリオキシエチレン基及びフッ素化炭化水素基を有するアクリル系共重合体、MW=8300)0.7重量部、商品名「ユニダインTG656」(ダイキン工業株式会社製;側鎖にポリオキシエチレンポリオキシプロピレン基及びフッ素化炭化水素基を有するアクリル系共重合体、MW=46000)0.1重量部添加し、気泡の混合量は吐出してきた液全体積に対して、約35容量%とした以外は実施例1と同様の処方で感圧性接着シートを作製した。
商品名「サーフロンS−393」(セイケミカル株式会社製)の代わりに、商品名「サーフロンSC−101」(セイケミカル株式会社製;分子中にオキシC2-3アルキレン基を含まないアクリル系共重合体、MW=6000)1.0重量部を添加した以外は実施例1と同様の処方で感圧性接着シートを作製した。
フッ素系界面活性剤を添加しなかった以外は実施例1と同様の処方で感圧性接着シートを作製した。界面活性剤が添加されていないため、気泡の安定性が悪く気泡合一が起こり、シートを貫通する穴が多く見られた。
フッ素系界面活性剤として商品名「サーフロンS−393」(セイケミカル株式会社製;側鎖にポリオキシエチレン基及びフッ素化炭化水素基を有するアクリル系共重合体、MW=8300)0.7重量部、商品名「ユニダインTG656」(ダイキン工業株式会社製;側鎖にポリオキシエチレンポリオキシプロピレン基及びフッ素化炭化水素基を有するアクリル系共重合体、MW=46000)0.1重量部添加し、中空ガラスバルーンを添加しなかった以外は実施例1と同様の処方で感圧性接着シートを作製した。
実施例、比較例で得た感圧性接着シートについて以下の試験を行った。試験結果を表1に示す。
得られた感圧性接着シートを幅25mm、長さ100mmに切断した。得られたサンプル片の片面のポリエチレンテレフタレート製剥離ライナーをはがし、そこに剥離処理を施していない厚さ50μmのポリエチレンテレフタレート基材を貼り合わせた。粒度280番の研磨紙で磨いだSUS板の表面をトルエンで拭き取り、そこにサンプルを重さ5kg重のローラーを片道圧着してサンプルを貼り付けた。23℃で30分間放置後、23℃65%RHの雰囲気下で剥離に要する力を測定した(180度ピール、引張速度50mm/min)。
感圧性接着シートを25mm×25mmの形に切り取った。SUS板の表面を粒度280番の研磨紙で磨いてトルエンで表面を拭き取った。切り取ったサンプルの片方の剥離ライナーをはがし、その面をSUS板に、重さ5kg重のローラーを片道圧着してサンプルを貼り付けた。ついで、もう一方の剥離ライナーをはがし、さらにSUS板を重さ5kgのローラーを片道圧着してサンプルを貼り付け、試験片を得た。試験片を23℃30分間放置後、23℃、65%RHの雰囲気下でせん断方向に剥離するに要する力を測定した(引張速度:50mm/min)。
サンプルの作製は以下のように行った。ジェラルミン板(15mm×75mm)に感圧性接着シート(10mm×50mm)を5kgローラーで片道圧着した。室温で24時間放置後、表面を粒度280番の研磨紙で磨き、トルエンで拭き取ったSUS板を5kgローラーで片道圧着し、ジェラルミン板−感圧性接着シート−SUS板の3層からなる試験片を作製した。試験片を24時間室温に放置後、該サンプルの端を図3で示されるように、強制的に1.5mm押し開き、温度40±2℃に調整された恒温水槽中に100時間放置し、はがれの有無を確認した。はがれなかったものを『○』、はがれたものを『×』とした。
11 気泡含有感圧性接着剤層を有する感圧性接着テープ又はシート
12 気泡含有感圧性接着剤層を有する感圧性接着テープ又はシート
13 気泡含有感圧性接着剤層を有する感圧性接着テープ又はシート
14 気泡含有素材を有する感圧性接着テープ又はシート
15 気泡含有素材を有する感圧性接着テープ又はシート
2 気泡含有感圧性接着剤層
3 基材(気泡非含有基材)
4 感圧性接着剤層(気泡非含有感圧性接着剤層)
5 気泡含有基材
6 感圧接着剤層
7a 感圧性接着剤層
7b 上面側の被着体(ジュラルミン板)
7c 下面側の被着体(SUS板)
7d スペーサー
7e ネジ穴
7f ネジ
Claims (9)
- 気泡と中空微小球状体を含有し且つ界面活性剤を含有する粘弾性組成物であって、前記中空微小球状体の比重が0.12〜0.5g/cm 3 であり、前記界面活性剤として、分子中にオキシC2-3アルキレン基及びフッ素化炭化水素基を有するフッ素系界面活性剤を粘弾性組成物のベースポリマーを形成する全モノマー成分100重量部に対して0.03〜1.6重量部(固形分)、気泡を粘弾性組成物全体積に対して8〜30体積%含有することを特徴とする気泡含有粘弾性組成物。
- 中空微小球状体が中空ガラスバルーンである請求項1に記載の気泡含有粘弾性組成物。
- 中空微小球状体の含有量が5〜50体積%である請求項1又は2に記載の気泡含有粘弾性組成物。
- ベースポリマーとして(メタ)アクリル酸アルキルエステルを単量体主成分とするアクリル系ポリマーを含有している請求項1〜3の何れか1項に記載の気泡含有粘弾性組成物。
- 着色顔料を粘弾性組成物のベースポリマーを形成する全モノマー成分100重量部に対して0.001〜0.15重量部含有する請求項1〜4の何れか1項に記載の気泡含有粘弾性組成物。
- フッ素系界面活性剤の重量平均分子量が500以上、20000未満である請求項1〜5の何れか1項に記載の気泡含有粘弾性組成物。
- 活性エネルギー光線により硬化が可能である請求項1〜6の何れか1項に記載の気泡含有粘弾性組成物。
- 感圧性接着剤層として利用可能である請求項1〜7の何れか1項に記載の気泡含有粘弾性組成物。
- 感圧性接着剤層を有している感圧性接着テープ又はシートであって、感圧性接着剤層が、請求項8記載の気泡含有粘弾性組成物により形成されている感圧性接着テープ又はシート。
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