JP6045013B2 - 両面感圧接着シートおよびその製造方法 - Google Patents
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Description
ここで、粘着剤層2Aのみならず粘着剤層2Bも転写法により形成する場合には、該粘着剤層2Bを不織布1に転写するための転写用支持体(剥離ライナー等)を使用することとなるが、この支持体は製品(粘着シート12)の構成要素としては利用されず、該製品の製造のためにのみ使用される部材である。これに対して、一方の粘着剤層2Bを直接法により形成する方法では、粘着剤層2Bを不織布1に転写するための余分な支持体を必要としない。したがって、本発明に係る両面粘着シート製造方法は、図2に示す両面粘着シート12のように一方の粘着剤層2Aを保護する剥離ライナー3Aの裏面(背面)に他方の粘着剤層2Bが当接した構成の両面粘着シートの製造に特に好ましく適用されて、所望の効果(例えば、生産コストの低減、廃棄物量の低減、生産効率の向上、のうち少なくとも一つの効果)をよりよく発揮するものであり得る。
すなわち、上記不織布の厚さは凡そ15μm〜70μm(好ましくは凡そ15μm〜35μm、例えば凡そ20μm〜30μm)の範囲にある。上記不織布の嵩密度は凡そ0.3〜0.6g/cm3(例えば凡そ0.35〜0.55g/cm3)の範囲にある。また上記不織布は、該不織布を8枚重ねて透気抵抗度(ガーレー)を測定した場合において、該透気抵抗度が凡そ0.7秒〜2秒(好ましくは0.8秒〜2秒)となる透気性を有する。上記透気抵抗度が凡そ1秒〜2秒であってもよい。
上記木材パルプとしては、針葉樹パルプおよび広葉樹パルプのいずれも使用可能である。不織布構成繊維に占める木材パルプの質量割合は、典型的には凡そ50質量%以上であり、好ましくは凡そ70質量%以上、より好ましくは凡そ85質量%以上である。ここに開示される発明の好ましい一態様では、上記不織布として、構成繊維が実質的に木材パルプからなる不織布を使用する。
架橋反応の促進、製造効率向上等の観点から、粘着剤組成物の乾燥は加熱下で行うことが好ましい。被塗布物(ここでは不織布)の材質にもよるが、通常は例えば凡そ40℃〜120℃程度の乾燥温度を好ましく採用することができる。ここに開示される技術によると、例えば凡そ80℃以上(典型的には凡そ80℃〜120℃)の乾燥温度を採用しても、表面平滑性のよい(気泡跡の少ない)粘着剤層を形成することができる。かかる乾燥温度を採用し得ることは生産性向上の観点から好ましい。
図3に示す両面粘着シート製造装置20は、第一塗工部22および第二塗工部24と、これらの塗工部22,24を経由して剥離ライナー3Aを走行させる巻出ロール32および巻取ロール34と、第一塗工部22から第二塗工部24に向かう剥離ライナー3Aに基材としての不織布1を供給する基材ロール36とを備える。
巻出ロール32から送り出される剥離ライナー3Aは第一塗工部22に導入される。この第一塗工部22は、上流側から順に、剥離ライナー3Aに粘着剤組成物を塗布するコーター(例えばリバースロールコーター)222と、その塗布された組成物を乾燥させる乾燥機(例えば熱風乾燥機)224とを備える。かかる構成の第一塗工部22により、該塗工部22を通過する剥離ライナー3Aの表面(図3では上面)に粘着剤層2Aを形成する(図4に示す図3のIV−IV線断面図参照)。
粘着剤層2Aおよび不織布1が積層された剥離ライナー3A(図5に示す図3のV−V線断面図参照)は、次いで第二塗工部24に導入される。この第二塗工部24は、上流側から順に、不織布1の他面(粘着剤層2Aに貼り合わされた面の背面、すなわち図3では上面)に粘着剤組成物を塗布するコーター(例えばリバースロールコーター)242と、その塗布された組成物を乾燥させる乾燥機(例えば熱風乾燥機)244とを備える。かかる構成の第二塗工部24により、不織布1の他面に粘着剤層2Bを形成する(直接法)。
このようにして、転写法による粘着剤層2A(該粘着剤層の転写に用いられた剥離ライナー(転写用支持体)3Aによってそのまま保護されている。)および直接法による粘着剤層2Bが不織布1の一面および他面にそれぞれ設けられた両面粘着シート12(図2に示す図3のII−II線断面図を参照)が形成される。この両面粘着シート12は巻取ロール34に巻き取られる。
かかる態様によると、巻出ロール32から送り出された剥離ライナー3Aが巻取ロール34に巻き取られるまでの間に両面粘着シート12を製造することができる。このように、途中でいったん巻き取って再度巻き出す操作を必要とすることなく(すなわちワンパスで)両面粘着シート12を連続的に製造することができるので生産効率がよい。また、製造過程において粘着剤層2Aの転写用支持体として使用された剥離ライナー3Aは、そのまま製品(両面粘着シート12)の構成要素として利用され、且つ粘着剤層2Bは直接法により形成されるので、余分な(製造のためにのみ使用される)転写用支持体を必要としない。したがって生産コストおよび廃棄物量を低減することができる。
上記アクリル系ポリマーは、アルキル(メタ)アクリレート、すなわちアルキルアルコールの(メタ)アクリル酸エステルを主モノマー(主構成単量体)とするモノマー原料を重合(典型的にはエマルジョン重合)してなる重合体であり得る。該モノマー原料を構成するアルキル(メタ)アクリレートとしては、炭素原子数2〜20(より好ましくは4〜10)のアルキルアルコールの(メタ)アクリル酸エステルが好ましい。該アルキルアルコールにおけるアルキル基の具体例としては、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、2−エチルヘキシル基、イソオクチル基、イソノニル基、イソデシル基等が挙げられる。特に好ましいアルキル(メタ)アクリレートとしてブチル(メタ)アクリレートおよび2−エチルヘキシル(メタ)アクリレートが例示される。
乳化剤(界面活性剤)としては、ラウリル硫酸ナトリウム、ラウリル硫酸アンモニウム、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ポリオキシエチレンラウリル硫酸ナトリウム等のアニオン系乳化剤;ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル等のノニオン系乳化剤;等を使用できる。かかる乳化剤は、一種のみを単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。乳化剤の使用量は、モノマー原料100質量部に対して例えば凡そ0.2〜10質量部程度(好ましくは0.5〜5質量部程度)とすることができる。
特に限定するものではないが、かかるエマルジョン重合は、例えば、得られたアクリル系ポリマーを酢酸エチルで抽出して残った不溶分の質量割合(ゲル分率)が0質量%以上凡そ15質量%未満となるように実施され得る。また、該アクリル系ポリマーをテトラヒドロフラン(THF)で抽出した可溶分の質量平均分子量(Mw)が、標準ポリスチレン基準で例えば凡そ50万〜100万程度となるように実施され得る。
ここで「空隙面積」とは、両面粘着シートを構成する不織布基材の流れ方向(MD方向、典型的にはシートの長手方向)と直交する切断線に沿って該両面粘着シートを厚み方向に切断した断面(縦断面)において、該断面の長さ(典型的には、不織布基材の幅方向の長さに相当する。)400μm当たりに観察される空隙の面積(該断面への開口面積)をいう。この空隙面積は、例えば、上記断面を倍率100〜1000倍程度(例えば300倍)の走査型電子顕微鏡(SEM)で観察して得られた像(SEM像)を解析することにより把握することができる。SEM観察用の試料の調整(作製)は常法により行えばよく、例えば後述する実施例に記載の試料調整方法を好ましく採用することができる。SEM観察条件(測定条件)および得られたSEM像の解析方法についても同様である。不織布基材の流れ方向に切断位置を異ならせて少なくとも3箇所(より好ましくは5箇所以上、例えば5〜10箇所)の断面について空隙面積を求め、それらの平均値を採用することが好ましい。
冷却管、窒素導入管、温度計および攪拌機を備えた反応容器に、2,2’−アゾビス[N−(2−カルボキシエチル)−2−メチルプロピオンアミジン]ハイドレート(重合開始剤)(和光純薬工業株式会社から入手可能な商品名「VA−057」を使用した。)0.1部およびイオン交換水35部を投入し、窒素ガスを導入しながら1時間攪拌した。これを60℃に保ち、ここにブチルアクリレート30部、2−エチルヘキシルアクリレート70部、アクリル酸4部、3−メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン(信越化学工業株式会社から入手可能な商品名「KBM−503」を使用した。)0.02部、ドデカンチオール(連鎖移動剤)0.033部およびポリオキシエチレンラウリル硫酸ナトリウム(乳化剤)2部をイオン交換水40部に添加して乳化したもの(すなわち、モノマー原料のエマルジョン)を3時間かけて徐々に滴下して乳化重合反応を進行させた。モノマー原料エマルジョンの滴下終了後、さらに3時間同温度に保持して熟成させた。これに10%アンモニウム水を添加して液性をpH7.5に調整した。このようにして、アクリル系ポリマーの水分散液(エマルジョン)を得た。
該アクリル系ポリマーをTHFで抽出した可溶分の質量平均分子量(Mw)は86.8×104(標準ポリスチレン基準)であった。また、該アクリル系ポリマーの酢酸エチル不溶分の質量割合は40.8%であった。
上記粘着剤組成物を用いて、上記不織布(基材)の一面には転写法により、他面には直接法により粘着剤層を設けた。
すなわち、上質紙をシリコーン系剥離剤で処理してなる剥離ライナーに上記粘着剤組成物を塗布した。これを100℃で2分間乾燥して該ライナー上に厚さ約60μmの粘着剤層を形成した。この粘着剤層付き剥離ライナーを上記不織布の一面に貼り合わせることにより、該一面に転写法による粘着剤層を設けた。上記剥離ライナー(転写用支持体)は、上記貼り合わせの後、引き続き粘着剤層の保護に使用した。
次いで、乾燥膜厚が60μmとなる量の上記粘着剤組成物を上記不織布の他面に塗布し、100℃で3分間乾燥して、該他面に直接法による粘着剤層を形成した。この粘着剤層に、上記転写用支持体とは別の剥離ライナーを積層した。このようにして例1に係る両面粘着シートを得た。
本例では、両面粘着シートの基材として、厚さ30μm、嵩密度0.37g/cm3、坪量11g/m2であって構成繊維が実質的に木材パルプからなる不織布(大福製紙株式会社から入手可能)を使用した。該不織布の透気抵抗度は0.80秒であった。その他の点については例1と同様にして両面粘着シートを得た。
基材として、厚さ20μm、嵩密度0.49g/cm3、坪量9.8g/m2のポリエステル系不織布(大昭和日本板紙株式会社から入手可能)を使用した点以外は例1と同様にして両面粘着シートを得た。該不織布の透気抵抗度は0.82秒であった。
基材として、厚さ28μm、嵩密度0.50g/cm3、坪量14g/m2であって構成繊維が実質的に木材パルプからなる不織布(大昭和日本板紙株式会社から入手可能)を使用した点以外は例1と同様にして両面粘着シートを得た。該不織布の透気抵抗度は3.56秒であった。
基材として、厚さ39μm、嵩密度0.32g/cm3、坪量12.4g/m2の麻系不織布(大昭和日本板紙株式会社から入手可能)を使用した点以外は例1と同様にして両面粘着シートを得た。該不織布の透気抵抗度は0.15秒であった。
基材として、厚さ33μm、嵩密度0.43g/cm3、坪量14.2g/m2であって構成繊維が実質的に木材パルプからなる不織布(大昭和日本板紙株式会社から入手可能)を使用した点以外は例1と同様にして両面粘着シートを得た。該不織布の透気抵抗度は0.60秒であった。
基材として、厚さ42μm、嵩密度0.33g/cm3、坪量14g/m2であって構成繊維が実質的に木材パルプからなる不織布(大福製紙株式会社から入手可能)を使用した点以外は例1と同様にして両面粘着シートを得た。該不織布の透気抵抗度は0.30秒であった。
基材として、厚さ60μm、嵩密度0.25g/cm3、坪量14.9g/m2のポリエステル系不織布(大昭和日本板紙株式会社から入手可能)を使用した点以外は例1と同様にして両面粘着シートを得た。該不織布の透気抵抗度は0.11秒であった。
基材として、厚さ36μm、嵩密度0.39g/cm3、坪量14.1g/m2の、木材パルプ、レーヨンおよびビニロンを構成繊維とする不織布(大昭和日本板紙株式会社から入手可能)を使用した点以外は例1と同様にして両面粘着シートを得た。該不織布の透気抵抗度は0.42秒であった。
基材として、厚さ32μm、嵩密度0.33g/cm3、坪量10.6g/m2の、木材パルプ、レーヨンおよびビニロンを構成繊維とする不織布(大昭和日本板紙株式会社から入手可能)を使用した点以外は例1と同様にして両面粘着シートを得た。該不織布の透気抵抗度は0.15秒であった。
の基材として、厚さ30μm、嵩密度0.31g/cm3、坪量9.4g/m2の、木材パルプ、麻、ポリエステルおよびビニロンを構成繊維とする不織布(大昭和日本板紙株式会社から入手可能)を使用した点以外は例1と同様にして両面粘着シートを得た。該不織布の透気抵抗度は0.21秒であった。
○:気泡に起因する窪みの数が4個/mm2未満である。
△:上記窪みの数が4〜9個/mm2である。
×:上記窪みの数が10個/mm2以上である。
装置:株式会社日立ハイテクノロジーズ製品、電界放出型走査電子顕微鏡、型番「S−4800」;
測定条件:加速電圧3kV(倍率300倍)にて二次電子像を観察。
このようにして得られたSEM像を市販の画像解析ソフト(旭化成エンジニアリング株式会社製品、商品名「A像くん」を使用した。)で解析することにより、上記試料断面の長さ400μm当たりに観察される空隙の面積[μm2/400μm]を求めた。なお、上記画像解析ソフトにおける解析モードは「粒子解析」とした。解析条件の設定にあたっては、個々のSEM像を見ながら、実際に空隙となっている部分が適切にピックアップされるように留意して、空隙か空隙でないかの閾値を手動で設定した。また、測定の目的たる空隙(すなわち、不織布への含浸の程度を示す空隙)とは明らかに異なる部分(例えば観察用試料の調整時に生じた粘着剤層のひび割れ等)は空隙面積に算入されないようにした。不織布基材の流れ方向に切断位置を異ならせた3箇所の断面について上記空隙面積を求め(すなわちn=3)、それらの平均値を当該両面粘着シートの空隙面積とした。
なお、3日間50℃保存後の上記粘着シートから採取した粘着剤サンプルの酢酸エチル不溶分の質量割合は41.3%であった。
なお、各不織布の引張強さは以下のようにして測定した。すなわち、不織布基材の流れ方向が長手方向と一致するようにして該不織布を幅15mmの帯状にカットしたものを試験片とし、該試験片を引張試験機によりチャック間距離100mm、引張速度300mm/分の条件で引っ張ったときに観測された最大応力を、該不織布の縦方向(流れ方向)の引張強度[N/15mm]とした。また、不織布の幅方向が長手方向と一致するようにして該不織布基材を幅15mmの帯状にカットした試験片について同様の条件で観測された最大応力を、該不織布の横方向の引張強度[N/15mm]とした。
これに対して、構成繊維、厚さおよび嵩密度は例1と同様だが透気抵抗が大きすぎる不織布(すなわち、透気性が低すぎる不織布)を用いた例4に係る両面粘着シートでは、例1に比べて粘着面の平滑性に劣り、粘着剤層の含浸性も低かった。これは、例4で用いた不織布では塗布された粘着剤組成物が浸透しにくいため該不織布の内部に閉じ込められる空気量が多く、その空気が乾燥時に気泡を生じて粘着剤層の表面状態を荒らしたためと考えられる。一方、透気抵抗が小さすぎる不織布(すなわち、透気性が高すぎる不織布)を用いた例5〜11に係る両面粘着シートも、また、直接法により形成された粘着面の平滑性に劣るものであった。これらの結果は、使用する不織布の透気性が高すぎても低すぎても粘着面の平滑性が低下すること、したがって本発明の課題を解決するためには透気抵抗度の値が所定範囲にある不織布を使用する必要があることを支持している。
2A,2B 粘着剤層
3A,3B 剥離ライナー
11,12 両面粘着シート
20 両面粘着シート製造装置
22 第一塗工部
24 第二塗工部
32 巻出ロール
34 巻取ロール
36 基材ロール
Claims (4)
- 不織布を基材とする両面感圧接着シートを製造する方法であって:
水分散型の感圧接着剤組成物を用意すること;
前記基材としての不織布を用意すること、ここで該不織布は、以下の条件:厚さが15μm〜70μmである;嵩密度が0.3〜0.6g/cm3である;および、該不織布を8枚重ねて測定される透気抵抗度(ガーレー)が0.7秒〜2秒である;をいずれも満たすように選択される;および、
前記不織布の一面および他面のうち少なくとも一方の面に前記感圧接着剤組成物を付与し、その付与された組成物を乾燥させて感圧接着剤層を形成すること;
を包含する、両面感圧接着シートの製造方法。 - 予め形成された感圧接着剤層を前記不織布の一面に積層し、次いで該不織布の他面に前記感圧接着剤組成物を付与する、請求項1に記載の方法。
- 前記不織布は木材パルプを主構成繊維とする不織布である、請求項1または2に記載の方法。
- 前記感圧接着剤組成物は、アクリル系ポリマーを主体とし、該アクリル系ポリマーが水に分散している水性エマルジョン型の感圧接着剤組成物である、請求項1から3のいずれか一項に記載の方法。
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