JP5540634B2 - 熱接着シート及びシートロール - Google Patents

Description

本発明は、被接着物を接着する熱接着シート及び熱接着シートを複数備えるシートロールに関する。

工業製品の部品は、金属、樹脂、セラミック等の材料から形成されており、同種材料または異種材料の工業製品の部品接着には、従来、反応型接着剤や両面粘着シートが用いられていた。反応型接着剤には２液混合型樹脂、熱硬化型樹脂、紫外線硬化型樹脂等があり、特許文献１では、２つの被接着物間に反応型接着剤を塗布した後、硬化剤との反応、加熱、又は紫外線照射により反応型接着剤を硬化させ、２つの被接着物を接着固定している。

また、アクリル樹脂やエポキシ樹脂等を粘着層に有する両面粘着シートは、特許文献２において、粘着シートの一方の面を被接着物上に貼着し、剥離紙を剥離した後に他方の面に被接着物を圧着し、２つの被接着物を接着固定している。

しかしながら、反応型接着剤を用いた場合、塗布工程が必要となるため接着工程が煩雑になっていた。また、耐薬品性が低く、薬品を用いる環境で強度が劣化する問題があった。また、両面粘着シートを用いた場合、粘着層に溶剤成分が残留し、被接着物を浸食したり、耐水性や耐油性が低く、長期間の使用で強度が劣化する問題があった。

そこで、近年工業製品の部分接着には、酸変性ポリオレフィン樹脂で構成される熱接着性樹脂層を接着層に有する熱接着シートが好適に使用される傾向にある。熱接着シートを用いて工業製品の部品を接着する場合、部品の所定位置に熱接着性シートを位置合わせし、接着層にもう一方の被接着物を重ね合わせした後、接着層の上下面又は片面から熱シールバーや超音波装置により接着層を加熱し、接着層が硬化して被接着物同士が接着固定される。

特開２００１−１１５１２５号公報（第３頁−第６頁、第１図） 特開平６―１７０１１号公報（第３頁−第４頁、第７図）

しかし、所定位置に熱接着シートを位置合わせしたとき、接着層に位置ズレが発生したままヒートシールした場合、接着層は熱溶融した後、硬化して固着されるものであるため、位置ズレが発生したまま一度固着した接着部を再生して使うことはできない。また、位置ズレが発生して接着層が固着された工業製品の部品も同様に再生不能になるため、接着層の位置ズレは生産コストの上昇を招くおそれがある。したがって、接着層を熱溶融して被接着物に固着する前の位置決めを正確に行なう必要がある。

そこで、本発明は、簡単な工程で被接着物を接着でき、位置決めを正確に行なうことができる熱接着シートを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明による熱接着シートは、少なくとも、酸変性ポリオレフィン層、耐熱性樹脂層、酸変性ポリオレフィン層、粘着性付与樹脂を含有する酸変性ポリオレフィン層がこの順に積層し、粘着性付与樹脂の含有量が母材となる酸変性ポリオレフィン樹脂に対して１０重量％以上２０重量％以下であることを特徴とする。

この構成によると、熱接着シートの使用時、粘着性付与樹脂を含有する酸変性ポリオレフィン層の粘着性を利用して熱接着シートを被接着物上に仮接着することができる。これにより、所定位置に熱接着シートを位置合わせしたときに位置ズレが発生した場合、熱接着シートを被接着物から剥がし再度、所定位置に熱接着シートを仮接着して位置合わせをすることができる。また、酸変性ポリオレフィン層は熱接着性を有すため、熱接着シートにもう一方の被接着物を重ね合わせた後、酸変性ポリオレフィン層を加熱溶融することにより、その後、酸変性ポリオレフィン層が硬化して被接着物同士を接着固定することができる。これにより、熱溶融する前に、熱接着シートの位置合わせを正確に行うことができ、位置ズレの発生を防ぐことができる。また、熱溶融後、熱接着シートが固着された工業製品の部品が再生不能になることを防ぐことができる。また、酸変性ポリオレフィン層は残留溶剤がなく耐薬品性、耐水性及び耐油性に優れるため、接着強度を長期間維持することができる。

また、粘着性付与樹脂の含有量は母材となる酸変性ポリオレフィン樹脂に対して１０重量％以上２０重量％以下とすることが好ましく、含有量が１０重量％未満の場合、時間経過とともに粘着力が低下し、被接着物上に仮接着して位置合わせすることが困難になる。また、含有量が２０重量％より大きい場合、熱接着シートの作製上、粘着性付与樹脂を含有する酸変性ポリオレフィン層を溶融押出しにより製膜する際、製膜が安定しない。また、耐熱性樹脂層と粘着性付与樹脂を含有する酸変性ポリオレフィン層との間に酸変性ポリオレフィン層を介すことにより、耐熱性樹脂層と粘着性付与樹脂を含有する酸変性ポリオレフィン層との接着強度を安定させることができる。

また本発明は、上記構成の熱接着シートにおいて、耐熱性樹脂層がポリエチレンナフタレートにより構成されることを特徴とする。

この構成によると、熱シール時の加熱と押圧により、酸変性ポリオレフィン層が押出され、肉薄した場合でも、酸変性ポリオレフィン層より高い融点及びガラス転移点を有するポリエチレンナフタレートが肉薄することなく残るので、熱接着シート全体の耐熱性が増す。また、ポリエチレンナフタレートは電気絶縁性、水蒸気バリア性及び酸素ガスバリア性に優れるため、被接着物に仮接着し熱シールされるまでの間に被接着物の酸化や空気による汚染によって被接着物が劣化することを防止することができる。

また本発明は、上記構成の熱接着シートがポリエチレンテレフタレートにより構成される基材フィルム上に複数配列し、粘着性付与樹脂を含有する酸変性ポリオレフィン層が前記基材フィルムと接着していることを特徴とするシートロールである。

この構成によると、基材フィルムがポリエチレンテレフタレートにより構成され、強度が高く、熱接着シートの取扱いが容易になる。また、粘着性を有する酸変性ポリオレフィン層に基材フィルムを接着することにより、粘着性付与樹脂を含有する酸変性ポリオレフィン層表面に埃等の不純物が付着するのを防ぐことができる。

以上のように、本発明によれば、簡単な工程で被接着物を接着でき、位置決めを正確に行なうことができる熱接着シートを容易に得ることができる。

は、本発明のシートロールの一部を示す平面図である。 は、図１のＡ−Ａ’線における断面図である。

以下に本発明の実施形態を図面を参照して説明する。図１は本実施形態のシートロールの一部を示す平面図であり、図２は図１におけるＡ−Ａ’の断面図である。本実施形態に係るシートロール１００は、図１に示すように、基材フィルム１２０上に熱接着シート１１０が所定間隔Ｔで複数配列して構成されている。また、熱接着シート１１０は、図２に示すように、順次、酸変性ポリプロピレン層１１１、ポリエチレンナフタレート層１１２、酸変性ポリプロピレン層１１１、粘着性付与樹脂を含有する酸変性ポリエチレン層１１３がこの順で積層されており、粘着性付与樹脂を含有する酸変性ポリエチレン層１１３が基材フィルム１２０と接着している。

そして、シートロール１００はポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）から成る基材フィルム１２０上に粘着性付与樹脂を含有する酸変性ポリエチレン樹脂１１３を溶融押出して塗布した後、通常の酸変性ポリプロピレン樹脂１１１をＴダイ押出機で溶融押出して塗布し、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）フィルム１１２を貼り合わせ、さらにポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）フィルム１１２上に通常の酸変性ポリオレフィン樹脂１１１を溶融押出して塗布後、乾燥して作製する。その後、基材フィルム１２０を貫通しないように熱接着シート１１０を所定形状にハーフカットし、熱接着シート１１０となる部分を除く基材フィルム１２０上の不要部分をロール等により巻き取って除去して完成する。このとき、ポリエチレンナフタレート層１１２と粘着性付与樹脂を含有する酸変性ポリエチレン層１１３との間に酸変性ポリプロピレン層１１１を設けることにより、ポリエチレンナフタレート層１１２と粘着性付与樹脂を含有する酸変性ポリエチレン層１１３との接着強度を安定させることができる。

この構成による熱接着シート１１０の使用方法は、まず、熱接着シート１１０を基材フィルム１２０から剥離し、粘着性付与樹脂を含有する酸変性ポリエチレン層１１３を被接着物上に貼り付け、もう一方の熱接着面である酸変性ポリプロピレン層１１１をもう一方の被接着物に接着させ、熱接着シート１１０を被接着物で挟持した状態で熱接着シート１１０を熱シールする。これにより、耐熱性樹脂フィルム１１２の両面に形成された酸変性ポリプロピレン層１１１及び粘着性付与樹脂を含有する酸変性ポリエチレン層１１３が溶融した後、常温に降温され硬化し、被接着物同士が接着固定される。

このとき、粘着性付与樹脂を含有する酸変性ポリエチレン層１１３は粘着性を有し、熱接着シート１１０を熱シールする前、この粘着性を利用して熱接着シート１１０を被接着物上の所望の位置に仮接着することができる。これにより、熱接着シート１１０が所望の位置から僅かにずれた場合でも、熱接着シート１１０を被接着物から剥がし、再度、熱接着シート１１０を被接着物上の所望の位置に仮接着することができる。そして、この作業を行なうことにより、熱接着シート１１０の位置あわせを正確に行なうことができる。また、酸変性ポリエチレンは残留溶剤がなく耐薬品性、耐水性及び耐油性に優れるため、接着強度を長期間維持することができる。

また、熱接着シート１１０を被接着物間に挟持し熱シールする際に、被接着物間において所定圧力で熱接着シート１１０が押圧されるが、このとき、酸変性ポリプロピレン層１１１及び粘着性付与樹脂を含有する酸変性ポリエチレン層１１３が溶融して押出され、薄肉することがある。しかし、本実施形態による熱接着シート１１０はポリエチレンナフタレート層１１２が介在され、ポリエチレンナフタレート層１１２は酸変性ポリオレフィン層１１１より高い融点及びガラス転移点を有し、熱接着シート１１０全体の耐熱性が増す。また、ポリエチレンナフタレートは電気絶縁性、水蒸気バリア性及び酸素ガスバリア性に優れるため、被接着物に仮接着し熱シールされるまでの間に被接着物の酸化や空気による汚染によって被接着物が劣化することを防止することができる。

また、熱接着シート１１０は粘着性付与樹脂を含有する酸変性ポリエチレン層１１４が基材フィルム１２０に接着しており、熱接着シート１１０の使用前に粘着性付与樹脂を含有する酸変性ポリオレフィン層１１３表面に埃等の不純物が付着するのを防ぎ、表面の粘着性が低下するのを抑えることができる。

なお、基材フィルム１２０は耐熱性を有する耐熱性樹脂であればよく、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、ポリメチルペンテン（ＴＰＸ（登録商標））、ポリアセタール（ＰＯＭ）、環状ポリオレフィン、ポリエチレン（ＰＰ）等の無延伸または延伸フィルムを用いることができる。尚、ポリエチレンテレフタレートは安価で強度が強いため接着工程での取扱いが容易になるため、より好ましい。

次に、熱接着シート１１０を構成する各層について詳細に説明する。酸変性ポリプロピレン層１１１は本発明の「酸変性ポリオレフィン層」の一例であり、粘着性付与樹脂を含有する酸変性ポリエチレン層１１３は本発明の「粘着性付与樹脂を含有する酸変性ポリオレフィン層」の一例であり、ポリエチレンナフタレート層１１２は本発明の「耐熱性樹脂層」の一例である。

酸変性ポリプロピレン層１１１及び粘着性付与樹脂を含有する酸変性ポリエチレン層１１３の母材となる酸変性オレフィン樹脂は被接着物の材質により適宜選択することが可能である。例えば、酸変性ポリオレフィン層を構成する樹脂としては、不飽和カルボン酸でグラフト変性したポリオレフィン樹脂、エチレンないしプロピレンとアクリル酸、または、メタクリル酸との共重合体、あるいは、金属架橋ポリオレフィン樹脂等であり、必要に応じてブテン成分、エチレン−プロピレン−ブテン共重合体、非晶質のエチレン−プロピレン共重合体、プロピレン−α−オレフィン共重合体等を５％以上添加してもよい。また、酸変性ポリオレフィン層を構成する樹脂にエラストマー樹脂を混合した樹脂を用いることにより、酸変性ポリオレフィン層の柔軟性、耐熱性、耐衝撃性を向上させることができ、熱接着シート１１０の位置決めをする際、酸変性ポリオレフィン層が破れる等、破損するのを防ぐことができる。また、被接着物との接着性も安定する。

また、酸変性ポリオレフィン樹脂に含有する粘着性付与樹脂も被接着物の材質により適宜選択することが可能である。例えば、ロジン、水添ロジン、重合ロジン、ロジンエステルなどロジン誘導体、α−ピネン、β−ピネン、リモネンなどのテルペン系樹脂、テルペンフェノール樹脂、クマロン・インデン樹脂、スチレン系樹脂、キシレン系樹脂、フェノール系樹脂、石油樹脂および水添石油樹脂などが好ましい。特に水添されたテルペン樹脂、ロジン樹脂、石油樹脂はスチレン系ブロックコポリマーのエラストマー相に相溶し、ポリオレフィン等の非極性基材への密着力向上に高い効果が見られ、キシレン系樹脂、フェノール系樹脂、スチレン系樹脂などはスチレン相に相溶し、凝集力を高める効果が認められる。このため、水添されたテルペン樹脂、ロジン樹脂、石油樹脂と、キシレン系樹脂、フェノール系樹脂、スチレン系樹脂などを組み合わせた粘着付与樹脂を配合することが効果的である。

また、酸変性ポリオレフィン樹脂にアモルファスポリオレフィンを粘着性付与樹脂として含有させても粘着性を付与することができる。例えば、アモルファスポリプロピレン、あるいはアモルファスプロピレンと他のα−オレフィンとの共重合体などがあり、具体例としてプロピレン・エチレン共重合体、プロピレン・ブテン−１共重合体、プロピレン・ブテン−１・エチレン・３元共重合体、プロピレン・ヘキセン−１・オクテン−１・３元重合体、プロピレン・ヘキセン−１・４−メチルペンテン−１・３元共重合体、プロピレン・ヘキセン−１・４−メチルペンテン−１・３元共重合体、ポリブテン−１などが挙げられる。対象となるアモルファスアルファポリオレフィンのうち低分子量成分含有量の多い数平均分子量２００００以下、ガラス転移点−２０℃以下のものが好ましい。

また、酸変性ポリオレフィン樹脂に含有する粘着性付与樹脂の含有量は１０重量％以上２０重量％以下であることが好ましく、含有量が３重量％未満の場合、時間経過とともに粘着性付与樹脂を含有する酸変性ポリオレフィン層の粘着力が低下し、被接着物上に仮接着して位置合わせすることが困難になる。また、含有量が２０重量％より大きい場合、熱接着シートの作製上、粘着性付与樹脂を含有する酸変性ポリオレフィン層を溶融押出しにより製膜する際、製膜が安定しない。

また、ポリエチレンナフタレート層１１２は耐熱性を有する無延伸または延伸フィルムを用いることができる。また、ポリエチレンナフタレートフィルムの両面に接着促進剤を塗布することにより、酸変性ポリオレフィン層１１１との積層構造が安定させることができる。また、ポリエチレンナフタレートフィルムの表面には必要に応じて、コロナ放電処理、オゾン処理、プラズマ処理等の周知の易接着手段を講じることができる。

接着促進剤には、イソシアネート系、ポリエチレンイミン系、ポリエステル系、ポリウレタン系、ポリブタジエン系等の周知の接着促進剤を用いることができるが、実験の結果では、トリイソシアネートモノマー、ポリメリックＭＤＩから選ばれたイソシアネート成分からなるものがラミネート強度に優れ、かつ、ラミネート強度の低下が少なかった。

以下、本発明の作用及び効果について、実施例を用いて具体的に説明する。実施例１は、熱接着シートの粘着力について評価したものである。この実験では、熱接着シートの粘着力を確認するために、粘着性付与樹脂の含有量を変化させて作製した熱接着シートを用いて比較した。
［熱接着シートのサンプル作製］

ポリエチレンナフタレートフィルムの、一方の面に酸変性ポリプロピレン樹脂を溶融押出した後、粘着性付与樹脂が添加された酸変性ポリエチレン樹脂を溶融押出して、ポリエチレンナフタレートフィルム（厚さ１２μｍ）／酸変性ポリプロピレン樹脂層（厚さ３０μｍ）／粘着性付与樹脂が添加された酸変性ポリエチレン樹脂層（厚さ３０μｍ）から構成される熱接着シートを得た。

ここで、粘着性付与樹脂としてアモルファスポリアルファオレフィンからなるレクスタックＲＴ２２８０（ハンツマン社製商品名）を母材となる酸変性ポリエチレン樹脂に対して固形分で３重量％、５重量％、８重量％、１０重量％、２０重量％含有させて得られた熱接着シートをそれぞれ試料１〜試料５とした。なお、試料４、試料５が本発明にかかる熱接着シートである。

［粘着性の評価］
上記の方法により作製した試料１〜試料５にかかる熱接着シートを裁断して１２０×３０ｍｍの短冊片を作製し、Ｃｕ板（厚さ０．１ｍｍ）の表面をイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）で拭取り洗浄した後、試料１〜試料３の短冊片を粘着性付与樹脂が添加された酸変性ポリエチレン樹脂層が形成された面をＣｕ板に載置し、短冊片の端部から３０ｍｍ×３０ｍｍの接着領域を０．１ＭＰａの押え圧（面圧）で押えて、試料１〜試料５にかかる熱接着シートをＣｕ板に接着した。

次に、試料１〜試料５にかかる熱接着シートの接着されていない端部とＣｕ板間を引張り機（島津製作所製、ＡＧＳ−５０Ｄ（商品名））で５０ｍｍ／分の速度で引張り、粘着力を測定した。なお、単位はＮ／３０ｍｍ巾である。試料１〜試料５にかかる熱接着シートについて上記方法により、シート作製直後（初期）、７２時間後、３３６時間後における粘着力をそれぞれ測定し表１に示す。なお、熱接着シートの保存環境は２４℃、５０％Ｒｈとする。

［表１］

上記表１に示すように、試料５において粘着力の時間経過に伴う低下が最も少なかったのに対し、試料１では時間経過に伴う粘着力の低下が最も大きく、試料２及び試料３も粘着力の低下を示した。

以上より、粘着性付与樹脂としてアモルファスポリアルファオレフィンを酸変性ポリエチレン樹脂に１０重量％以上２０重量％以下添加して構成される熱接着シートは時間経過に伴う粘着力の低下がみられないことが判明した。

本発明によると、工業製品の部品の被接着物を接着する接着シートに利用することができる。

１００ シートロール
１１０ 熱接着シート
１１１ 酸変性ポリプロピレン層
１１２ ポリエチレンナフタレート層
１１３ 粘着性付与樹脂を含有する酸変性ポリエチレン層
１２０ 基材フィルム

Claims (3)

1. 少なくとも、酸変性ポリオレフィン層、耐熱性樹脂層、酸変性ポリオレフィン層、粘着性付与樹脂を含有する酸変性ポリオレフィン層がこの順に積層し、
   前記粘着性付与樹脂を含有する酸変性ポリオレフィン層が溶融押出しされた樹脂から成り、
   前記粘着性付与樹脂の含有量が母材となる酸変性ポリオレフィン樹脂に対して１０重量％以上２０重量％以下であることを特徴とする熱接着シート。
2. 前記耐熱性樹脂層がポリエチレンナフタレートにより構成されることを特徴とする請求項１に記載の熱接着シート。
3. 請求項１又は請求項２に記載の熱接着シートがポリエチレンテレフタレートにより構成される基材フィルム上に複数配列し、
   前記粘着性付与樹脂を含有する酸変性ポリオレフィン層が前記基材フィルムと接着していることを特徴とするシートロール。

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