JP5633760B2

JP5633760B2 - 粘着テープ

Info

Publication number: JP5633760B2
Application number: JP2013010168A
Authority: JP
Inventors: 田辺　弘介; 弘介田辺; 山田　昭洋; 昭洋山田
Original assignee: DIC Corp
Current assignee: DIC Corp
Priority date: 2013-01-23
Filing date: 2013-01-23
Publication date: 2014-12-03
Anticipated expiration: 2019-02-17
Also published as: JP2013079401A

Description

本発明は、再利用が可能な部品に対して強固な接着性を発揮し、部品より剥離する際は、加熱等の特別な処理なしに糊残りなく剥離が可能で、プラスチックから金属までの幅広い被着体に対しても有用な粘着剤及び粘着テープ類に関する。

粘着テープ類は作業性が良好なことから各種産業分野にて利用されている。また近年、地球環境保護の高まりから省資源等を目的として、製品に使用されている再利用可能な部品については使用後に分解して再利用することが多くなってきている。この際、粘着テープ類を使用している場合には、部品に貼付されたテープ類を剥離する作業が必要になることがあるが、一般的に剥離作業は困難であることが多い。例えば不織布を基材とした両面粘着テープの場合、剥離時に両面粘着テープを引っ張るとすぐに切れてしまうという問題があった。また、剥離時に粘着剤が被着体に残ることがあり、溶剤で拭き取らなければならない等作業環境面でも問題が多く剥離作業を困難なものにしていた。

上記問題を解決する手段として、特開平９−２７２８５０号公報には、不織布の種類及び強度、アクリル粘着剤の貯蔵弾性率を特定した両面粘着テープが提案されている。しかしながら、被着体が金属の場合、剥離時にテープが切れたり、粘着剤が被着体に残る問題があった。また、特開平０８−２０９０８６号公報には、窒素を含有するビニルモノマーを共重合したアクリル系粘着剤と高強度の不織布の組み合わせた両面粘着テープが提案されている。この両面粘着テープは、プラスチックから金属まで幅広い被着体に対して強接着性と再剥離性を両立できるが、ＯＡ機器のシール材等に多く使用されているエーテル系ウレタンフォームへの接着性が不十分といった問題があった。
特開平９−２７２８５０号公報特開平０８−２０９０８６号公報

本発明の課題とするところは、再利用が可能な部品に対して強固な接着性を発揮し、部品より剥離する際は、加熱等の特別な処理なしに糊残りなく剥離が可能で、接着しづらいエーテル系ウレタンフォームから各種プラスチック、金属までの幅広い被着体に対しても有用な粘着テープ類を提供するものである。

本発明者らは鋭意研究した結果、（メタ）アクリル共重合体に粘着付与樹脂を添加した粘着剤組成物を架橋した粘着剤が、特定の動的粘弾性の範囲にあるときに、再剥離性、エーテル系ウレタンフォームへの接着性をはじめとする物性を満足できることを見いだした。また本粘着剤を使用した粘着テープ類を用いることにより、再利用が可能なプラスチックや金属製部品に対して強固な接着性を発揮し、部品より剥離する際は加熱等の特別な処理なしに糊残りなく剥離が可能になることを見いだし、本発明を完成するに至った。

即ち、本発明は基材の少なくとも片面に粘着剤が設けられた粘着テープであって、
前記粘着剤が、（ａ）ｎ−ブチル（メタ）アクリレート５０重量部以上、カルボキシル基を持つビニルモノマー又は窒素含有ビニルモノマーの一種以上を１〜５重量部、水酸基含有ビニルモノマー０．０１〜５重量部を必須成分として調製されるアクリル共重合体１００重量部と、（ｂ）粘着付与樹脂１０〜４０重量部からなる粘着剤組成物を架橋した粘着剤であり、前記カルボキシル基を持つビニルモノマーが、（メタ）アクリル酸、イタコン酸、マレイン酸及び（メタ）アクリル酸２量体から選ばれる少なくとも一種であり、前記窒素含有ビニルモノマーが、Ｎ−ビニルピロリドン、Ｎ−ビニルカプロラクタム、アクリロイルモルホリン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド及びジメチルアミノアクリレートから選ばれる少なくとも一種であり、前記粘着剤の周波数１Ｈｚにて測定されるｔａｎδのピークが５℃以下にあり、５０℃での貯蔵弾性率Ｇ’が６×１０^４（Ｐａ）を越え２×１０^５（Ｐａ）以下、１３０℃でのｔａｎδが１以下である粘着テープにより、上記課題を解決するものである。

本発明の強接着再剥離型粘着剤を用いたテープ類を用いることにより、再利用が可能な部品、ステンレスやプラスチック部品、エーテル系ウレタンフォーム等に対して強固な接着性を発揮し、部品より剥離する際は、加熱等の特別な処理なしに糊残りなく剥離することが出来る。

本発明に用いるアクリル共重合体はｎ−ブチル（メタ）アクリレート、高極性ビニルモノマー、架橋剤と反応する官能基を有するビニルモノマーを必須成分としてなる。

また、上記以外にも炭素数が１〜１２のアルキル基を有する（メタ）アクリル酸アルキルエステルモノマーも使用でき、本発明に使用される（メタ）アクリル酸アルキルエステルモノマーとしては、特に限定されないが、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート、イソオクチル（メタ）アクリレート、イソノニル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、メチル（メタ）アクリレート等が挙げられる。

また粘着剤を塗工する際の塗工性をあげるために共重合する炭素数１〜３までのメタクリル酸アルキルエステルとしては、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、プロピルメタクリレート等が挙げられる。

高極性ビニルモノマーとしては、カルボキシル基含有ビニルモノマー、窒素含有ビニルモノマー等が挙げられる。カルボキシル基含有ビニルモノマーとしては、（メタ）アクリル酸、イタコン酸、マレイン酸、（メタ）アクリル酸２量体等が、窒素含有ビニルモノマーとしては、Ｎ−ビニルピロリドン、Ｎ−ビニルカプロラクタム、アクリロイルモルホリン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド、ジメチルアミノアクリレート等が挙げられる。また、必要に応じてアクリル共重合体の凝集力を上げるために、酢酸ビニル等を共重合しても良い。

架橋剤と反応する官能基を有するビニルモノマーとしては、特に限定されないが、２−ヒドロキシエチルアクリレート、２−ヒドロキシエチルメタクリレート、４−ヒドロキシブチルアクリレート等の水酸基含有ビニルモノマーや、アミンを含有ビニルモノマー等が挙げられる。

アクリル共重合体を１００重量部とした場合、炭素数１から１４の（メタ）アクリル酸アルキルエステル量が、５０重量部より少ない場合は、初期接着性が著しく低下する。高極性ビニルモノマー量が１重量部未満の場合は、凝集力が低下し粘着テープをリサイクル部品より剥離する際に糊残りが生じる。また５重量部を越えると、低温接着性、エーテル系ウレタンフォームへの接着性が損なわれる。

架橋剤と反応する官能基を有するビニルモノマー量が、０．０１重量部未満では、例えば架橋剤としてイソシアネート化合物を用いた場合、架橋反応性が著しく低下し、５重量部を越える場合は感圧接着剤溶液のポットライフが著しく低下する。

本発明で使用する粘着付与樹脂としては特に限定されるものではないが、重合ロジンエステル系の粘着付与樹脂を少なくとも１種以上添加することが好ましい。

アクリル共重合体１００重量部に対する粘着付与樹脂の添加量は１０〜４０重量部である。１０重量部未満ではポリオレフィンに対する接着性が低下し、４０重量部を超えると低温性が悪化する。

粘着剤を架橋する架橋剤は特に限定されないが、イソシアネート系化合物やエポキシ系架橋剤、アジリジン系架橋剤、金属キレート系架橋剤が挙げられる。

本発明の粘着剤は、ｔａｎδのピークが５℃以下にあり、５０℃での貯蔵弾性率Ｇ’が６×１０^４（Ｐａ）を超え２×１０^５（Ｐａ）以下、５０℃でのｔａｎδが０．３から０．７の範囲が好ましい。ｔａｎδのピークが５℃を超える場合は、低温性が悪化する。５０℃での貯蔵弾性率Ｇ’が６×１０^４（Ｐａ）以下では、再剥離性が悪化し、２×１０^５（Ｐａ）を超える場合は耐反撥性、定荷重性が悪化する。また１３０℃でのｔａｎδが１を超える場合は、再剥離性が低下する。

前記の強接着再剥離型粘着剤と不織布を用いて作成した両面粘着テープ類の流れ方向と幅方向の引っ張り強度は、粘着テープを剥離する際の切れにくさや、不織布の硬さによる定荷重剥離性の低下を考慮すると、いずれも２３℃で１．５〜４．５ｋｇｆ／２０ｍｍであることが好ましい。

不織布の材質は、特に限定されるものではないが、好ましくはパルプ、レーヨン、マニラ麻、アクリロニトリル、ナイロン、ポリエステル等からなり、不織布の引っ張り強度を満足するために、必要に応じて抄紙工程でポリアミドを添加し、乾燥後にコーティングする１工程含浸処理や、ビスコースや、熱可塑性樹脂をバインダーとした２工程含浸処理、等をしてもよい。不織布の厚みは、特に限定されるものではないが、３０〜２００μｍ、好ましくは５０〜１５０μｍである。坪量は、特に限定されるべきものではないが、１０〜１００ｇ／ｍ^２、好ましくは１５〜５０ｇ／ｍ^２である。また本発明で使用する不織布として、特に限定されないが一般に２３℃での流れ方向（ＭＤ）と幅方向（ＴＤ）の引っ張り強度がいずれも１．０〜３．５ｋｇｆ／２０ｍｍである不織布を使用することが好ましい。

以下に実施例により具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。

〔実施例〕
（１）アクリル共重合体の調製
攪拌機、寒流冷却器、温度計、滴下漏斗及び窒素ガス導入口を備えた反応容器に表１の組み合わせのモノマー配合１００重量部と重合開始剤として２，２’−アゾビスイソブチルニトリル０．２部とを酢酸エチル１００部に溶解し、８０℃で８時間重合してアクリル共重合体溶液を得た。

（２）強接着再剥離型粘着剤の調製
上記のアクリル共重合体１００重量部に対し、ロジンエステル系樹脂Ａ−１００（荒川化学社製）を１０重量部、重合ロジンエステル系樹脂Ｄ−１３５（荒川化学社製）を２０重量部添加し、トルエンで希釈混合し固形分４５％の強接着再剥離型粘着剤溶液Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅを得た。

（３）テープの調製
上記（２）の粘着剤溶液１００重量部に対し、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−４５、固形分４５％）を表２の通り添加し１５分攪拌後、剥離処理した厚さ７５μｍのポリエステルフィルム上に乾燥後の厚さが６５μｍになるように塗工して、８０℃で３分間乾燥した。得られた粘着シートを、麻１００％の麻原紙にビスコースを含浸してなる坪量１５ｇ／ｍ^２、流れ方向（ＭＤ）２．５ｋｇ／２０ｍｍ、及び幅方向（ＴＤ）２．３ｋｇ／２０ｍｍの引っ張り強度である不織布の両面に転写し、８０℃の熱ロールで４ｋｇｆ／ｃｍ^２の圧力でラミネートし、不織布に粘着剤を充分含浸させた。その後４０℃で２日間熟成し両面粘着テープを得た。

実施例１〜３、比較例１〜２で作成した粘着剤溶液及び両面粘着テープについて、以下に示す方法により試験し、評価結果を表１〜４に示した。

（１）重量平均分子量
東ソー社製のＧＰＣ、ＳＣ−８０２０、高分子量カラムＴＳＫｇｅｌＧＭＨＨＲ−Ｈで、溶媒はテトラヒドロフランを用いて、スチレン換算で重量平均分子量を測定した。

（２）塗工性
コンマコーターで塗工速度３０ｍ／ｍｉｎのときの粘着剤の塗工面を目視にて評価した。
◎：塗工面が非常に平滑で良好
○：塗工面は平滑で良好
×：塗工面にロールスジが発生

（３）動的粘弾性測定
架橋した粘着剤を５ｍｍ厚にまで重ね合わせ試験片とした。レオメトリックス社製粘弾性試験機アレス２ＫＳＴＤに直径７．９ｍｍのパラレルプレートを装着し、試験片を挟み込み、周波数１Ｈｚで−５０℃から１５０℃までの貯蔵弾性率（Ｇ’）、損失弾性率（Ｇ’’）、損失正接（ｔａｎδ）を測定した。

（４）引っ張り強度
標線長さ１０ｍｍ、幅２０ｍｍのダンベル状に打ち抜いたサンプルを、テンシロン引っ張り試験機を用い、２３℃で引っ張り速度３００ｍｍ／ｍｉｎの測定条件で行った。

（５）再剥離性２５μｍのポリエステルフィルムで裏打ちした２０ｍｍ幅の両面粘着テープ試料を表３記載の各被着体に貼付し爪で充分加圧した。貼付後６０℃・９０％ＲＨ雰囲気下で１２日間放置し、２３℃下で１日冷却した後、約１３５°の方向にテープ試料を手剥がしした。不織布層での切断の有無及び剥離後の被着体への粘着剤の残り具合を以下の基準で目視評価した。
◎：全面糊残り無し。（糊残り：０〜５％未満）
○：剥離きっかけ部に糊残り有り。（糊残り：５〜１０％未満）
△：僅かに糊残り有り。（糊残り：１０〜２０％未満）
×：広範囲に糊残り有り。（糊残り：２０％以上）

（６）定荷重剥離試験
２３℃下で２５μｍポリエステルフィルムで裏打ちした１０ｍｍ幅の両面粘着テープ試料を、１０ｍｍ幅×５０ｍｍになるように被着体に貼付し、２ｋｇローラー８往復加圧した。４０℃下で１時間熟成後、２３℃下で両面テープの一端に３００ｇ荷重（被着体がエーテル系ウレタンフォームの場合は４０ｇ荷重）を吊し、１時間後の剥がれ距離（ｍｍ）を測定した。尚、１時間以内に落下した試料に関しては落下時間を測定した。

（７）接着力
２３℃下で２５μｍポリエステルフィルムで裏打ちした２０ｍｍ幅の両面粘着テープ試料をステンレス板に貼付し、２ｋｇローラー８往復加圧した。２３℃下で１時間静置した後、１８０°方向に３００ｍｍ／ｍｉｎの速度で引っ張り、接着力（ｋｇｆ／２０ｍｍ）を測定した。

上記実施例のとおり、本発明の強接着再剥離型粘着剤を用いたテープは、ステンレスやプラスチック部品、エーテル系ウレタンフォーム等の再利用が可能な部品に対して強固な接着性を発揮し、部品より剥離する際は、加熱等の特別な処理なしに糊残りなく剥離することが可能であった。

Claims

基材の少なくとも片面に粘着剤が設けられた粘着テープであって、
前記粘着剤が、（ａ）ｎ−ブチル（メタ）アクリレート８７．５〜９６．５重量部、アクリル酸２〜４重量部、ビニルピロリドン、及び、２−ヒドロキシエチルアクリレート０．０１〜１重量部を必須成分とし、前記アクリル酸及び前記ビニルピロリドンを２重量部超え５重量部以下で必須成分として調製されるアクリル共重合体１００重量部と、（ｂ）粘着付与樹脂１０〜４０重量部からなる粘着剤組成物を架橋した粘着剤であり、
前記粘着剤の周波数１Ｈｚにて測定されるｔａｎδのピークが５℃以下にあり、５０℃での貯蔵弾性率Ｇ’が６×１０^４（Ｐａ）を越え２×１０^５（Ｐａ）以下、１３０℃でのｔａｎδが０．６０〜１以下であることを特徴とする粘着テープ。
粘着付与樹脂として、少なくとも１種以上の重合ロジンエステル系樹脂を含む請求項１に記載の粘着テープ。
架橋剤としてイソシアネート系架橋剤を含有する請求項１又は２に記載の粘着テープ。
前記架橋剤の含有量が、固形分４５％の粘着剤組成物１００重量部に対し、０．９〜１．３重量部である請求項３に記載の粘着テープ。
前記した基材が不織布基材であって、流れ方向と幅方向の引っ張り強度が２３℃で１．５〜４．５ｋｇｆ／２０ｍｍである請求項１〜４のいずれかに記載の粘着テープ。