JP5254510B2

JP5254510B2 - 粘着剤組成物ペレットおよびその製造方法、粘着テープおよびその製造方法

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Publication number: JP5254510B2
Application number: JP2001143238A
Authority: JP
Inventors: 高輝大山; 圭治林; 雅好夏目
Original assignee: Nitto Denko Corp
Current assignee: Nitto Denko Corp
Priority date: 2001-05-14
Filing date: 2001-05-14
Publication date: 2013-08-07
Anticipated expiration: 2021-05-14
Also published as: JP2002338933A

Description

本発明は、粘着剤組成物ペレットおよびその製造方法に関する。また、当該記粘着剤組成物ペレットにより粘着剤層を形成した粘着テープおよびその製造方法に関する。

粘着テープの製造方法の一例として、例えば、図１に示すように、粘着剤供給装置（ホッパ）１から供給される常温で固形状の粘着剤を押出機２、次いで塗工ダイ３を経由させて加熱溶融させ、基材ａの表面に塗布して粘着テープＡを製造する方法がある。上記製造方法において使用される粘着剤組成物は、所謂ホットメルト型粘着剤（またはホットメルト型接着剤）と言われるものであり、常温で固形状であり、粒状、角状、ひも状、棒状、粉末状等の所謂ペレット状に加工されたものが使用される。これらホットメルト型粘着剤は、熱可塑性樹脂を主成分とし、必要に応じて粘着付与樹脂、軟化剤、酸化防止剤、フィラー等が配合されたものである。ホットメルト型粘着剤の製造方法としては、例えば特開平１０−１３０６０４号公報等に記載されている。

しかし、上記ペレット状のホットメルト型粘着剤は、表面にタックを有する場合がある。この場合に、押出機へ粘着剤を連続的に供給するために粘着剤を貯留しておく供給装置内部において、当初はペレット状で分散していた粘着剤同士が自身の持つ粘着性や自重によりブロッキングしてしまい、供給装置から押出機へ粘着剤が安定供給されないという問題が発生することがあった。このように供給装置から押出機へ粘着剤が安定供給されないと、最終的に得られる粘着テープ製品の粘着剤層の厚さがばらつき、安定した品質の粘着テープ製品を得ることができないという問題がある。さらには、粘着テープ製品の生産性を低下させてしまうといった問題がある。

発明が解決しようとする課題

本発明は、押出機への材料供給装置内部におけるブロッキングを防止でき、供給装置から押出機への供給を安定的に実施することが可能な粘着剤ペレットおよびその製造方法を提供することを目的とする。さらには、当該粘着剤ペレットにより粘着剤層を形成した粘着テープおよびその製造方法を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

本発明者は上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、以下に示す粘着剤組成物ペレットにより、上記目的を達成できることを見出し本発明を完成するに至った。

すなわち本発明は、熱可塑性エラストマーを含有する粘着剤からなる芯部と、非ブロッキング性熱可塑性樹脂を含有する鞘部よりなる芯鞘構造を有することを特徴とする粘着剤組成物ペレット、に関する。

上記本発明の粘着剤組成物ペレットは、粘着剤を芯部とし、その芯部成分に対して非ブロッキング性の熱可塑性樹脂を鞘部に有するような芯鞘構造であるため、鞘部の作用により押出機への材料供給装置内部においてブロッキングが防止され、粘着剤組成物ペレットは供給装置から押出機へ安定的に供給される。

前記粘着剤組成物ペレットにおいて、芯部の粘着剤に用いる熱可塑性エラストマーは、スチレン系ブロック共重合体、オレフィン結晶系ブロック共重合体、スチレン系ランダム共重合体、エチレン・酢酸ビニル共重合体およびエチレンプロピレン系共重合体ゴムから選ばれるいずれか少なくとも１種であることが好ましい。

前記粘着剤組成物ペレットにおいて、芯部の粘着剤が、粘着付与剤および／または軟化剤を含有していることが好ましい。

前記粘着剤組成物ペレットにおいて、鞘部に用いる非ブロッキング性熱可塑性樹脂が、プロピレン系ポリマー、エチレン系ポリマー、ポリスチレン、ポリエステル、オレフイン系ポリマー、ならびにＪＩＳＫ−６３０１における硬度（ＪＩＳ−Ａ）が４０以上のスチレン系ブロック共重合体、オレフィン結晶系ブロック共重合体、スチレン系ランダム共重合体、エチレン・酢酸ビニル共重合体およびエチレンプロピレン系共重合体ポリマーから選ばれるいずれか少なくとも１種であることが好ましい。

また本発明は、熱可塑性エラストマーを含有する粘着剤からなる芯部材料と、非ブロッキング性熱可塑性樹脂を含有する鞘部材料を、溶融状態で芯鞘型ダイにより押し出した後に、ペレット化することを特徴とする前記粘着剤組成物ペレットの製造方法、に関する。

上記本発明の粘着剤組成物ペレットは、芯部材料と鞘部材料を芯鞘型ダイにより同時に押し出して製造できるので、芯部となる粘着剤がペレット化し難いような物性の粘着剤であっても、鞘部となる熱可塑性樹脂によるサポートによってペレット形状とすることができ、粘着剤組成物ペレットにおいて使用できる粘着剤の適用範囲が広がった。

また本発明は、基材上に、前記粘着剤組成物ペレットを用いた粘着剤層が形成されている粘着テープ、に関する。さらに本発明は、前記粘着剤組成物ペレットを単独または混合系にて押出機へ供給し、粘着剤組成物を押出機・ダイにより押出成形することで基材表面に粘着剤層を形成することを特徴とする粘着テープの製造方法、に関する。

従来、粘着剤ペレットを押出機への材料供給装置内部へ安定供給するためには、粘着剤ペレットの表面にタルク等の粉末をまぶしたり、供給装置内部に粘着剤ペレットのブロッキングを粉砕する機構を取り付ける等の工夫が必要であったが、上記本発明の粘着剤組成物ペレットを用いることにより、前記工夫等は特に設ける必要がなく、粘着テープの製造コストダウンを図ることができ、粘着テープ製品の生産性を向上させることが可能となる。また、押出機への材料供給内部への粘着剤組成物ペレットの安定供給が可能となり、粘着剤層の厚さがばらつかなくなり安定した品質の粘着テープ製品を得ることができる。

以下に、熱可塑性エラストマーを含有する粘着剤からなる芯部と、非ブロッキング性熱可塑性樹脂を含有する鞘部よりなる芯鞘構造を有する、本発明の粘着剤組成物ペレットを説明する。

前記芯部となる粘着剤が含有する熱可塑性エラストマーは、特に制限されず、ホットメルト接着剤として使用できる各種の熱可塑性エラストマーを使用することができる。かかる熱可塑性エラストマーとしては、たとえば、スチレン系ブロック共重合体、オレフィン結晶系ブロック共重合体、スチレン系ランダム共重合体、エチレン・酢酸ビニル共重合体、エチレンプロピレン系共重合体ゴム等があげられる。

スチレン系ブロック共重合体としては、スチレン・イソプレン・スチレンブロック共重合体（ＳＩＳ）、スチレン・ブタジエン・スチレンブロック共重合体（ＳＢＳ）、スチレン・イソプレンブロック共重合体（ＳＩ）、スチレン・ブタジエンブロック共重合体（ＳＢ）、スチレン・エチレンプロピレン・スチレンブロック共重合体（ＳＥＰＳ）、スチレン・エチレンブチレン・スチレンブロック共重合体（ＳＥＢＳ）、スチレン・エチレンプロピレンブロック共重合体（ＳＥＰ）、スチレン・エチレンブチレンブロック共重合体（ＳＥＢ）、スチレン・イソブチレン・スチレンブロック共重合体（ＳＩＢＳ）等があげられ、オレフィン結晶系ブロック共重合体としては、スチレン・エチレンブチレン・オレフィン結晶ブロック共重合体（ＳＥＢＣ）、オレフィン結晶・エチレンブチレン・オレフィン結晶ブロック共重合体（ＣＥＢＣ）等があげられ、スチレン系ランダム共重合体としては、スチレン・ブタジエンランダム共重合体（ＳＢＲ）、水添スチレン・ブタジエンランダム共重合体（ＨＳＢＲ）等があげられる。また、エチレン・酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）があげられ、エチレンプロピレン系共重合体ゴムとしては、エチレン・プロピレンゴム（ＥＰＲ）、エチレン・プロピレンターポリマー（ＥＰＤＭ）、エチレン・プロピレン・αオレフィンゴム等があげられる。これら熱可塑性エラストマーは水素化したものを使用してもよい。前記熱可塑性エラストマーの具体例としては、クレイトンＧ（シェル化学社製）、セプトン（クラレ社製）、ダイナロン（ＪＳＲ社製）、ウルトラセン（東ソー社製）、タフマーＰ（三井化学社製）、エスプレン（住友化学社製）等が入手可能である。

芯部となる粘着剤は、前記熱可塑性エラストマーに加えて、必要に応じて粘着付与剤や軟化剤を加えて粘着性を付与することができる。これら粘着付与剤、軟化剤の配合量は粘着剤のマスターバッジ化等を考慮して適宜に決定されるが、熱可塑性エラストマー１００重量部に対して、粘着付与剤および／または軟化剤を０〜３００重量部程度、さらには１０〜２５０重量部、特に５０〜２００重量部とするのが好ましい。

粘着付与剤としては、例えば、脂肪族系石油系樹脂、芳香族系石油系樹脂、脂肪族・芳香族共重合体系石油系樹脂、脂環式系石油系樹脂、クマロンインデン系樹脂、テルペン系樹脂、テルペンフェノール系樹脂、アルキルフェノール系樹脂、ロジン系樹脂、重合ロジン系樹脂、キシレン系樹脂、およびこれらの水素化物等の粘着剤で用いられているものの１種または２種以上を適宜に選択して用いることができる。

軟化剤としては、例えば低分子量のポリイソブチレン、ポリブテン、ポリイソプレン、ポリブタジエン、水添ポリイソプレン、水添ポリブタジエン及びこれらの片末端または両末端にＯＨ基、ＣＯＯＨ基、エポキシ基等の反応基を持った誘導体、プロセス油、ナフテン油、ひまし油、アマニ油、大豆油、フタル酸エステル系可塑剤、リン酸エステル系可塑剤、液状脂肪族系石油樹脂等の粘着剤で用いられているものの１種または２種以上を適宜に選択して用いることができる。

さらに、芯部となる粘着剤には、酸化チタン、カーボンブラック、酸化カルシウム、シリカ等の顔料、紫外線吸収剤、光安定剤、酸化防止剤、帯電防止剤、脂肪酸アミドや脂肪酸エステル等の滑剤、リン酸エステル等の界面活性剤等の各種添加剤を適宜に配合することができる。

鞘部に使用する非ブロッキング性熱可塑性樹脂は、当該熱可塑性樹脂を粘着剤組成物ペレットの鞘部に用いたものを、押出機への材料供給装置内部の環境下においた場合にブロッキングが発生しないような熱可塑性樹脂であり、このような熱可塑性樹脂を特に制限なく使用できる。具体的には、４０℃に設定された恒温室に、粘着剤組成物ペレット１０ｋｇをステンレス容器内（直径φ４００ｍｍ×高さ６００ｍｍ）に保管し、そこに１時間置いた後に取り出し、粘着剤組成物ペレット同士が互着した状態にならないものである。一般的には、鞘部に用いる熱可塑性樹脂ペレットが、上記条件下で互着した状態にならないものを用いる。

かかる非ブロッキング性熱可塑性樹脂としては、たとえば、ポリプロピレン、プロピレン成分とエチレン成分からなるブロック系、ランダム系等のプロピレン系ポリマー、低密度、高密度、リニア低密度ポリエチレン等のエチレン系ポリマー、ポリスチレン、ポリエステル、エチレン・メタクリル酸メチル共重合体などのエチレン成分と他のモノマー成分からなるオレフイン系ポリマー等があげられる。また、非ブロッキング性熱可塑性樹脂としては、前記例示の熱可塑性エラストマーのなかで非ブロッキング性を示すものを用いることができる。一般的には、ＪＩＳＫ−６３０１における硬度（ＪＩＳ−Ａ）が４０以上のものが好ましい。ＪＩＳＫ−６３０１における硬度（ＪＩＳ−Ａ）は４２以上、さらには４５以上のものが好ましい。

なお、前記非ブロッキング性熱可塑性樹脂を含有してなる鞘部には、鞘部におけるブロッキング性を損なわない範囲内で、芯部と同様の添加剤を使用することができる。

前記芯部と鞘部の比率は特に限定されないが、芯部となる粘着剤の含有量が多い方が好ましい。芯部と鞘部の重量比率は、芯部／鞘部＝５０／５０〜９９／１の範囲であることが好ましく、９３／７〜９９／１の範囲であることがより好ましい。前記芯部と鞘部の重量比率における芯部の下限値は粘着剤組成物ペレットの使用時において芯部の粘着特性を十分に発揮できること、また鞘部の下限値は鞘部のサポートによる粘着剤組成物ペレットのブロッキング効果を十分に発揮できることを考慮したものである。なお、粘着剤組成物ペレットの芯部と鞘部の材料は、いずれも粘着剤層を形成するためその選択は粘着剤層の最終的な性能を考慮して適宜に決定される。芯部と鞘部の材料として同質材料のものを用いれば、相溶性がよい粘着剤層が得られる。

本発明の芯鞘構造の粘着剤組成物ペレットの形状は、特に限定されず粒状、角状、ひも状、棒状、粉末状等の各種形状のものを使用できるが、鞘部に覆われていないペレット断面は小さいほど押出機材料供給装置内でのペレットの互着が少なくなる傾向があるので、ペレット直径はφ０．３〜φ２ｍｍ程度が好ましく、φ１〜φ１．５ｍｍがより好ましい。またペレットの長さも特に限定されるものではないが、鞘に覆われている部分の面積が大きいほど押出機材料供給装置内でのペレットの互着が少なくなる傾向があるので、ペレット長さは１〜３ｍｍ程度が好ましい。

本発明の芯鞘構造の粘着剤組成物ペレットの製造方法は特に制限されないが、たとえば、２台の押出機を用いて、熱可塑性エラストマーを含有する粘着剤からなる芯部材料と、非ブロッキング性熱可塑性樹脂を含有する鞘部材料を、それぞれ芯側と鞘側に溶融状態で供給し、芯鞘型ダイによりストランド状に押し出し、、さらに水槽で冷却したのちにペレタイザーでペレット状にカッティングすることにより行うことができる。上記製造方法によれば、鞘部となる熱可塑性樹脂と芯部となる粘着剤が、同時に芯鞘型ダイから押し出して芯鞘構造となるので、ペレット化が容易である。

粘着テープの製造方法は、例えば、粘着剤層となる粘着剤組成物ペレットを支持となるテープ基材上に押出成形塗布する方法、前記支持基材層と粘着剤層となる粘着剤組成物ペレットを二層または多層にて共押出しする方法などの公知の粘着テープの製造方法に準じて行うことができる。また、粘着剤層には、粘着剤組成物ペレットをマスターバッチとして用い、これと熱可塑性エラストマーとの混合系を用いることもできる。粘着テープの製造方法としては、基材層と粘着剤層の多層押出等が生産性やコストの点から好ましい。

テープ基材の材質は、特に限定されず粘着テープの用いられる用途に応じて適宜に決定できる。基材としては、たとえば、ポリエステル、ポリアミド、プロピレン系ポリマー、エチレン系ポリマー、エチレン・プロピレン共重合体などのオレフイン系ポリマー等の各種プラスチックフィルム、紙、金属フィルム、不織布等があがられるる。基材にプラスチックフィルムを使用する場合には、劣化防止等を目的に、例えば酸化防止剤や紫外線吸収剤、ヒンダードアミン光安定剤等の光安定剤や帯電防止剤、その他、例えばカーボンブラック、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、シリカ、酸化亜鉛、酸化チタンの如き充填剤や顔料等の適宜な添加剤も配合することができる。

粘着剤層の厚さは、通常、０．１〜１００μｍ程度、好ましくは０．５〜５０μｍ、より好ましくは１〜２０μｍであり、テープ基材の厚さは１５〜２５０μｍ程度、好ましくは２０〜２００μｍ、より好ましくは２５〜１５０μｍである。

以下に本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。

実施例１
（粘着剤組成物ペレットの製造）
ＳＥＢＳ（旭化成製，タフテックＨ１０５３）１００重量部に粘着付与剤（荒川化学社製，アルコンＰ１００）５０重量部をドライブレンドしたものを、芯部用二軸押出機（φ３７ｍｍ，Ｌ／Ｄ＝５１．５）に供給した。一方、ＳＥＢＳ（旭化成製，タフテックＨ１０５３）１００重量部を鞘部用単軸押出機（φ４０ｍｍ，Ｌ／Ｄ＝２８）に供給した。それぞれの押出機から温度２４０℃で芯鞘型ダイ（口金４個）に芯部と鞘部の重量比率が、芯部／鞘部＝８０／２０で供給した。押し出された４本のストランドを水槽に通し冷却後、ペレタイザーにてカッティングし、ペレット径φ１．５ｍｍ、長さ２ｍｍ、鞘厚み０．１２ｍｍの芯鞘構造の粘着剤組成物ペレットを得た。なお、ＳＥＢＳ（旭化成製，タフテックＨ１０５３）のＪＩＳＫ−６３０１における硬度（ＪＩＳ−Ａ）は７９である。

実施例２
実施例１において、芯部と鞘部の重量比率を、芯部／鞘部＝９０／１０としたこと以外は実施例１と同様にして、ペレット径φ１．５ｍｍ、長さ２ｍｍ、鞘厚み０．０８ｍｍの芯鞘構造の粘着剤組成物ペレットを得た。

実施例１、２で得られた粘着剤組成物ペレットの評価を行った。評価方法は以下の通りである。

（耐ブロッキング性の評価）
４０℃に設定された恒温室に、上記粘着剤組成物ペレット１０ｋｇをステンレス容器内（直径φ４００ｍｍ×高さ６００ｍｍ）に保管し、１時間置いた後に取り出し、粘着剤組成物ペレット同士が互着しているか否かを目視にて観察した。実施例１、２のいずれの場合も粘着剤組成物ペレット同士の互着はなく、耐ブロッキングを有していた。

（粘着テープの製造）
上記粘着剤組成物ペレット２５ｋｇを紙袋内に保管し、４０℃に設定された恒温室に１時間放置した後に取り出し、押出機上部に取り付けられた材料供給装置に投入し、単軸押出機（スクリュー径φ３０ｍｍ、Ｌ／Ｄ＝２８）を経由し、２００℃に加熱溶融させ、基材（厚さ１００μｍの低密度ポリエチレンフィルム）表面に塗布して粘着テープの製造を行った。実施例１、２のいずれの場合も、粘着テープ製造中に材料供給装置内の粘着剤組成物ペレットの観察を行ったが、粘着剤組成物ペレットのブロッキングはなく、押出機内部への安定供給ができていることを確認した。また、得られた粘着テープの基材表面に塗布された粘着剤層は厚みが安定していることを確認した。粘着剤層の厚みが安定していることはダイヤルゲージによる測定により確認した。

比較例１
実施例１において、芯部用の粘着剤組成物を未加工のまま、芯用二軸押出機に供給し、鞘部を付けないでそのまま押し出し、カッティングして粘着剤組成物ペレットを得た。

比較例で得られた粘着剤組成物ペレットについて、実施例１、２と同様の評価を行った。その結果、耐ブロッキング性評価では、粘着剤組成物ペレットの互着がありブロッキングが認められた。また粘着テープの製造では、押出機内部で粘着剤組成物ペレットのブロッキングがあり、安定供給できなかった。また、得られた粘着テープの基材表面に塗布された粘着剤層の厚さにばらつきがあることが確認された。

実施例３
（粘着剤組成物ペレットの製造）
ＳＥＢＳ（旭化成製，タフテックＨ１０５３）１００重量部に粘着付与剤（荒川化学社製，アルコンＰ１００）１２５重量部をドライブレンドしたものを、芯部用二軸押出機（φ３７ｍｍ，Ｌ／Ｄ＝５１．５）に供給した。一方、低密度ポリエチレン（日本ポリケム製，ノバテックＬＣ５００）２５重量部を鞘部用単軸押出機（φ４０ｍｍ，Ｌ／Ｄ＝２８）に供給した。芯部用二軸押出機からは温度２００℃で、鞘部用単軸押出機からは１８０℃で芯鞘型ダイ（口金４個）に芯部と鞘部の重量比率が、芯部／鞘部＝９０／１０で供給し、粘着剤組成物中の粘着付与剤の濃度を５０重量％とした。押し出された４本のストランドを水槽に通し冷却後、ペレタイザーにてカッティングし、ペレット径φ１．５ｍｍ、長さ２ｍｍ、鞘厚み０．１２ｍｍの芯鞘構造の粘着剤組成物ペレットを得た。

（粘着テープの製造）
上記で得られた粘着剤組成物ペレットを用いて押出機内部への安定供給の評価を行った。評価方法は以下の通りである。上記粘着剤組成物ペレット２５ｋｇを紙袋内に保管し、４０℃に設定された恒温室に１時間放置した。ＳＥＢＳ（旭化成製，タフテックＨ１０５３）１００重量部に、前記粘着剤組成物ペレット１５０重量部をドライブレンドし、粘着付与剤の濃度を３０重量％となるように調整したものを、押出機上部に取り付けられた材料供給装置に投入し、単軸押出機（スクリュー径φ３０ｍｍ、Ｌ／Ｄ＝２８）を経由し、加熱溶融し、ダイス温度２２０℃として、低密度ポリエチレン（日本ポリケム製，ノバテックＬＦ５８０）とともに共押出成形し、粘着テープの製造を行った。得られた粘着テープは厚みが安定していることを確認した。粘着テープの厚みが安定していることはダイヤルゲージによる測定により確認した。また、粘着テープ製造中に材料供給装置内の粘着剤組成物ペレットの観察を行ったが、粘着剤組成物ペレットのブロッキングはなく、押出機内部への安定供給ができていることを確認した。

粘着テープの製造方法の一例である。

Claims

熱可塑性エラストマーを含有する粘着剤からなる芯部と、非ブロッキング性熱可塑性樹脂を含有する鞘部よりなる芯鞘構造を有し、
前記非ブロッキング性熱可塑性樹脂が、４０℃で１時間置いた際に、非ブロッキング性を示すものであり、
前記芯部の粘着剤に用いる熱可塑性エラストマーが、スチレン系ブロック共重合体、スチレン系ランダム共重合体、およびエチレンプロピレン系共重合体ゴムから選ばれるいずれか１種であり、
前記鞘部に用いる非ブロッキング性熱可塑性樹脂が、ポリプロピレン、ランダム系のプロピレン系ポリマー、及び、低密度ポリエチレンから選ばれるいずれか１種であり、
前記芯部の粘着剤が、粘着付与剤および／または軟化剤を含有しており、
前記芯部と鞘部の重量比率（芯部／鞘部）が、５０/５０〜９０/１０であることを特徴とする粘着剤組成物ペレット。
熱可塑性エラストマーを含有する粘着剤からなる芯部材料と、非ブロッキング性熱可塑性樹脂を含有する鞘部材料を、溶融状態で芯鞘型ダイにより押し出した後に、ペレット化することを特徴とする請求項１に記載の粘着剤組成物ペレットの製造方法。
基材上に、請求項１に記載の粘着剤組成物ペレットを用いた粘着剤層が形成されている粘着テープ。
請求項１に記載の粘着剤組成物ペレットを単独または混合系にて押出機へ供給し、粘着剤組成物を押出機・ダイにより押出成形することで基材表面に粘着剤層を形成することを特徴とする粘着テープの製造方法。