JP6487693B2 - 航空機部材固定用両面粘着テープ - Google Patents

航空機部材固定用両面粘着テープ Download PDF

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Description

本発明は、航空機部材固定用両面粘着テープに関し、更に詳しくは、手切れ性、難燃性、剥離性に優れ、航空機部材を固定する用途に好適な両面粘着テープに関するものである。
電気、電子、OA機器、家電、航空機、船舶、車両などの各分野で部材の固定用として両面粘着テープが用いられている。
近年、電子工学、半導体及び磁気体技術の研究と応用の飛躍的な進歩により、電気、電子、OA機器などの高集積化、小型化、高性能化が進み、機器内部の高温化や畜熱による発火の危険性が高くなってきており、そのような危険を防止する必要性から、機器内の各種部品及びそれらの接着用部材にも高度の難燃性が要求されるようになってきている。また、家電、航空機などの各分野でも、プラスチック材料の難燃化について様々な研究が盛んに行われており、それらの固定に用いられる接着材料にも、当然ながら高い難燃性が要求されるようになってきている。
これらの中でも、特に航空機分野においては、部材等の固定に用いられる粘着剤や接着剤にまで特に厳しい水準の難燃性が求められている。更に、航空機のカーペット等の固定に用いる両面粘着テープには、刃物を使用しなくとも簡単で綺麗に手で切断することができることも作業の効率性の点で求められている。また、カーペット等の部材は定期的に交換作業が行われており、使用には十分な粘着性を有しているが、交換時には容易に剥離でき、また、剥離の際、粘着剤が床や壁に残ってしまう、いわゆる糊残りが発生しない両面粘着テープが求められている。
難燃性能を有する両面粘着テープとして、例えば、特許文献1では、坪量15〜80g/mのポリエステル不織布の基材シートに、粘着剤と、窒素含有有機系難燃剤を含み、ハロゲン、アンチモン及びリンのいずれをも含まない難燃剤とを含有する含浸用組成物を含浸させた基材シートの両面に、さらにアクリル系粘着剤100質量部に対して、窒素含有有機系難燃剤を含み、ハロゲン、アンチモン及びリンのいずれをも含まない難燃剤20〜200質量部を添加した難燃性粘着剤組成物からなる粘着剤層を設けてなる難燃性両面粘着テープが提案されている。
特開2004−217833号公報
しかしながら、特許文献1のような不織布を基材として用いた両面粘着テープは、手切れ性は良好であると思われるものの、粘着テープの剥離性については全く考慮されておらず、定期的に交換が行われる航空機に使用される部材を固定するための両面粘着テープとしては用いることはできないものであった。
そこで、本発明ではこのような背景下において、手切れ性、難燃性、剥離性にバランスよく優れ、例えば航空機カーペット等の航空機部材を固定する用途に好適な両面粘着テープの提供を目的とするものである。
しかるに本発明者等は、かかる事情に鑑み鋭意研究を重ねた結果、両面粘着テープの基材について、手切れ性を有する基材、例えば、従来、養生テープ、気密テープとして使用されている手切れ性に優れたクロス素材を使用したもの、中でもフラットヤーンクロスを含有したものや、従来、菓子、チョコレート、キャンディー等の食品等のパック包装や軟包装の材料として使用されていた易カット性フィルムを、両面粘着テープの基材として用いることにより、手切れ性に優れるだけではなく、更に、難燃性、剥離性にも優れ、航空機部材を固定する用途に好適な両面粘着テープが得られることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち本発明は、以下の[1]〜[12]の構成を有する。
[1]手切れ性を有する基材の両面に粘着剤層を有する両面粘着テープであって、一方の粘着剤層(I)の粘着力をS、他方の粘着剤層(II)の粘着力をWとしたとき、Wが2〜20N/25mmで、S/Wが1.5以上であって、米国連邦航空局耐火性基準である14CFR Part 25 Appendix F Part I Section (a)(1)(ii)に記載された燃焼性試験において合格する航空機部材固定用両面粘着テープ。
[2]基材が易カット性フィルムである上記[1]記載の航空機部材固定用両面粘着テープ。
[3]易カット性フィルムの材質が、ポリエステルフィルムまたはポリオレフィンフィルムである上記[2]記載の航空機部材固定用両面粘着テープ。
[4]易カット性フィルムが、幅方向の延伸倍率が長手方向の延伸倍率よりも大きい二軸延伸フィルムである上記[2]または[3]記載の航空機部材固定用両面粘着テープ。
[5]易カット性フィルムが二軸延伸フィルムと一軸延伸フィルムの積層体である上記[2]または[3]記載の航空機部材固定用両面粘着テープ。
[6]基材がフラットヤーンクロスを含む基材である上記[1]記載の航空機部材固定用両面粘着テープ。
[7]フラットヤーンクロスを含む基材がフラットヤーンクロスとプラスチックフィルムがラミネートされた積層フィルムである上記[6]記載の航空機部材固定用両面粘着テープ。
[8]粘着剤層が、アクリル系樹脂(A)を含む粘着剤層である上記[1]〜[7]のいずれか1つに記載の航空機部材固定用両面粘着テープ。
[9]粘着剤層(I)及び(II)の少なくとも一方が難燃剤を含有する上記[1]〜[8]のいずれか1つに記載の航空機部材固定用両面粘着テープ。
[10]難燃剤の含有量が、粘着剤層(I)及び(II)全体の重さに対して70重量%以下である上記[9]記載の航空機部材固定用両面粘着テープ。
[11]難燃剤の全体量の90%以上が粘着剤層(I)に含有されている上記[9]または[10]記載の航空機部材固定用両面粘着テープ。
[12]少なくとも一方の粘着剤層の基材とは反対側の面に、原紙の坪量が40〜120g/m2である紙製リリースライナーが設けられた上記[1]〜[11]のいずれか1つに記載の航空機部材固定用両面粘着テープ。
本発明の航空機部材固定用両面粘着テープは、手切れ性、難燃性、剥離性にバランスよく優れるものである。
そして、手切れ性に優れるためテープの幅方向に対してテープカッター等を使用することなく任意の位置において手で容易に切断することができ、その切断面もきれいな状態で得られるものであり、更には従来の製造設備の改造又は工程の変更等をおこなう必要もないため高い生産性で航空機部材固定用両面粘着テープを製造できるものである。
また、米国連邦航空局耐火性基準であるFAR25.853(a)app.F.Part1(a)(1)iiに記載された燃焼性試験(以下「FAR25.853(a)app.F.Part1(a)(1)ii」と記載することがある。)に合格する難燃性を有し、航空機部材固定用両面粘着テープとして好適に用いられる。
図1は、フィルムの引き裂きズレ距離の測定方法を示す。
以下、本発明を詳細に説明するが、これらは望ましい実施態様の一例を示すものである。
なお、本発明において、(メタ)アクリルとはアクリルあるいはメタクリルを、(メタ)アクリロイルとはアクリロイルあるいはメタクリロイルを、(メタ)アクリレートとはアクリレートあるいはメタクリレートを、アクリル系樹脂とは(メタ)アクリル系モノマーを少なくとも1種含有するモノマー成分を重合して得られる樹脂を、それぞれ意味するものでありうる。
まず、手切れ性を有する基材について説明する。
本発明の航空機部材固定用両面粘着テープ(以下、「両面粘着テープ」と略記することがある。)の構成は、手切れ性を有する基材の両面に粘着剤層を設けたものである。
手切れ性を有する基材とは、50mmの幅に切断した基材を幅方向に引き裂いた時の基材に伸びが生じず、かつ任意の位置で引き裂ける基材のことであり、具体的にはクロス素材、特にはフラットヤーンクロス及びフラットヤーンクロスにプラスチックフィルムがラミネートされた積層フィルムや、易カット性フィルムがあげられる。
手切れ性を有するクロス素材とは、レーヨン布、綿布、ポリエステル布、レーヨンとポリエステルの混紡糸からなる布、不織布、フラットヤーンクロス等があげられ、なかでもフラットヤーンクロスが長手方向の引張強度が高い点で優れている。
フラットヤーンクロスとはフラットヤーンと呼ばれるポリエチレンやポリプロピレンのフィルムを短冊状にカットし、延伸することにより強度を持たせた平らな糸を織って織布としたもので、この織布の縦と横に交差するフラットヤーンの交差部を熱融着により固定して目ずれしないようにしたものが用いられる。更に手切れ性が付与されたフラットヤーンクロスは、例えば、幅方向より長手方向に細いフラットヤーンを用いたり、また、長さ当たりのフラットヤーンの本数を長手方向より幅方向を少なくしたりすることで、幅方向に引き裂きやすくしたもので、長手方向には引き裂きにくくなっている。また、長手方向の引張強度が高いことも手切れ性を付与したフラットヤーンクロスの特徴である。フラットヤーンクロスの様に織り込まれたものでない繊維で強化された基材では、織り込まれたクロスと比べて引張強度が非常に低く、それを補う為に二軸延伸ポリエステルフィルムや二軸延伸ポリプロピレンフィルムを、接着剤を用いてラミネートすることにより引張強度は向上するが、幅方向へ引き裂き難くなる。また、縦糸と横糸を接着するために接着剤が必要で基材の重量が大きくなる傾向がある。
また、航空機部材固定用両面粘着テープの基材として用いる場合には、両面粘着テープの単位面積当たりの重量が、300g/m以下であることが好ましく、基材も軽量であることが好ましい。具体的には、基材の単位面積当たりの重量が、200g/m以下であることが好ましく、特には100g/m以下であることが好ましい。
更にはフラットヤーンクロスとプラスチックフィルムがラミネートされた基材を使用することが、安定した粘着力、剥離性が得られる点で好ましい。これはプラスチックフィルムの一方の面の粘着剤が基材を抜けて他方の面の粘着剤と混合することを防いだり、一方の面の粘着剤層の添加剤、例えば架橋剤や難燃剤、可塑剤などが他方の面の粘着剤層に移行することを抑制できる為と考えられる。また、フラットヤーンクロスとプラスチックフィルムをラミネートすることで、破断点がスムーズに伝播される為か、手切れ性も向上し、破断面の直線性が向上する。
また、フラットヤーンクロスとプラスチックフィルムがラミネートされた基材も軽量であることが好ましく、プラスチックフィルムは薄膜であることが好ましく、プラスチックフィルムの厚みが10〜80μmであることが好ましい。プラスチックフィルムはフラットヤーンクロスの片面のみラミネートされても構わないし、両面にラミネートされても構わない。フラットヤーンクロスへのフィルムのラミネート方法については、接着剤を使わず、軽量化できる点で押出ラミネートが好ましい。
フラットヤーンクロスを含む基材の厚みとしては好ましくは10〜200μm、特に好ましくは50〜100μm、更に好ましくは60〜90μmである。かかる厚みが薄すぎると手切れ性は向上するものの両面粘着テープ製造時にシワが混入する等の不良が増加する傾向があり、厚すぎると両面粘着テープ製造時の不良は低減するものの、切断により大きな力が必要となり手切れ性が低下する傾向がある。
また、手切れ性を有する基材として易カット性フィルムを使用することが、両面粘着テープ全体を軽量化できたり、安定した粘着力、剥離性が得られる点で好ましい。また、易カット性フィルムを使用した両面粘着テープは、手切れ性、直線カット性に優れ、低負荷での切断が可能である点で好ましい。
本発明における「易カット性」とは、フィルム単体について、端裂抵抗および引き裂きズレ距離を測定した際に、端裂抵抗が45N以下であり、かつ引き裂きズレ距離が6mm/100mm以下である場合を「易カット性」と定義する。なお、フィルム単体の端裂抵抗値および引き裂きズレ距離は、後記実施例に記載の方法と同様に測定することができる。また、合成紙もフィルムの一種であり、上記の「易カット性」を有していれば易カット性フィルムである。
また、本発明において「フィルム」とは、例えばJIS Z1707に定義があるような「膜状の高分子材料であり、且つ厚みが250μm以下のもの」を意味し、織布又は不織布のような繊維の交点又は絡み合い等を有せず、その層はどの部位を採取しても均一の性質を示すものを意味するものである。従って、本発明のフィルムはJIS Z1533で高密度ポリエチレン、ポリプロピレン、並びにエチレン系重合物を主原料としたフィルムをスリットして、延伸して作製したへん平なものであり、筋入りフィルムと説明される「フラットヤーンクロス」は含まないものである。
本発明で用いる易カット性フィルムとしては、前述の「易カット性」の定義を満足するものであればよく、具体的には端裂抵抗値が45N以下であり、かつ引き裂きズレ距離が6mm/100mm以下のフィルムである。更に、端裂抵抗値の好ましい範囲は44N以下であり、引き裂きズレ距離の好ましい範囲は5mm/100mm以下である。従来公知の易カット性フィルムとしては、例えば、日本国特開2013−18230号公報、日本国特開2006−176128号公報、日本国特開2008−189324号公報、日本国特開2000−345122号公報等の中で開示されている易カット性フィルムのうち上記の「易カット性」の定義を満足するものや、上市されているものとして具体的には商品名「ティアファイン」(東洋紡社製)、「トレファンBO YT42」(東レ社製)、「トレファンBO YT62」(東レ社製)、「ユポ MKS 40XX」(ユポコーポレーション社製)、「カラリヤンY」(電気化学工業社製)、「カラリヤンYA2」(電気化学工業社製)等を使用することができる。
ここで、上記易カット性フィルムは、食品等のパック包装や軟包装の材料として広く用いられているフィルムであり、低密度ポリエチレンフィルム、無延伸ポリプロピレンフィルム、アルミ箔、アルミ蒸着フィルム等と熱溶着またはドライラミネート加工された積層体の形で包装材として使用されるものであった。よって、当業者は上記易カット性フィルムを単層で使用しようとは通常思わないものであった。
ましてや、上記包装材は他のフィルムと積層されているため、易開封性(手切れ性)を付与するためにフィルムにノッチ又はエンボス等の易カット加工を施して使用することが多い。そのため、易カット性フィルムを使用する目的としては、直線カット性のみが期待されており、単体の手切れ性についてはこれまであまり着目されてこなかった。特に両面粘着テープにリリースライナー(離型紙)を貼り合わせた際の手切れ性についてまで検討されることはなかった。
また、引張強度が求められる用途に対しては、易カット性の合成紙を使用することができる。合成紙とは合成樹脂を主原料として製造された紙質状のフィルムのことで、外観や風合いは木材パルプ紙に良く似ているが、耐水性など合成樹脂フィルムの特性を兼ね備えている。現状、合成紙は片面粘着製品にも使用されているが、手切れ性が求められる両面粘着テープの基材としては適用されていなかった。これは、通常の合成紙は手切れ性を有しておらず、ラベル等の所定の形に打ち抜かれた製品として使用されることが多かったため、両面粘着テープの基材として使用することには着目されていなかった。よって、これまで合成紙についてはリリースライナーを貼り合わせた際の手切れ性についてまで検討されることはなかった。
上記の易カット性フィルムの材質としては、例えば、ポリエステルフィルム、ポリオレフィンフィルム、ポリアミドフィルム、ポリアミドとポリオレフィンの共押出しフィルム等が挙げられるが、これらの中でも、切断面の直線性、引張伸度の低さの点でポリエステルフィルム、ポリオレフィンフィルムが好ましい。なかでも基材の柔軟性が向上し、テープの粘着性が向上する点でポリオレフィンフィルムが好ましい。
上記の易カット性フィルムは、延伸されたものであることが好ましく、一軸延伸フィルム、二軸延伸フィルムのいずれであってもよいが、手切れ性に優れる点で一軸延伸フィルムの場合は幅方向一軸延伸フィルムであることが好ましく、二軸延伸の場合は幅方向の延伸倍率が長手方向の延伸倍率よりも大きい二軸延伸フィルムであることが好ましい。かかる二軸延伸フィルムの場合には、特に幅方向の延伸倍率が長手方向の延伸倍率より1.1〜5倍、更に1.5〜3倍であることが好ましい。
かかる延伸倍率としては、長手方向で2〜10倍、幅方向で2〜10倍であることが好ましい。
また、易カット性フィルムは、手切れ性に優れるという点で、二軸延伸フィルムと一軸延伸フィルムの積層体であることが好ましい。かかる二軸延伸フィルムとしては、上記と同様、幅方向の延伸倍率が長手方向の延伸倍率よりも大きい二軸延伸フィルムであることが好ましく、一軸延伸フィルムとしては幅方向一軸延伸フィルムであることが好ましい。
これらの易カット性フィルムの中でも、具体的には、幅方向の延伸倍率が長手方向の延伸倍率よりも大きい二軸延伸ポリエステルフィルムである商品名「ティアファイン TF110」(東洋紡社製、厚み14μm)や、二軸延伸ポリプロピレンフィルムと一軸延伸ポリプロピレンフィルムの積層フィルムである「トレファンBO YT42」(東レ社製)、厚み25μm)、「トレファンBO YT62」(東レ社製、厚み40μm)、「ユポ MKS 40XX」(ユポコーポレーション社製 48μm)であることが、両面粘着テープ製造時の加工性と手切れ性にバランスよく優れる点で特に好ましい。
上記易カット性フィルムの厚みとしては、好ましくは5〜80μm、特に好ましくは8〜70μm、更に好ましくは10〜60μmである。かかる厚みが薄すぎると手切れ性は向上するものの両面粘着テープ製造時にシワが混入する等の不良が増加する傾向があり、厚すぎると両面粘着テープ製造時の不良は低減するものの、切断により大きな力が必要となり手切れ性が低下する傾向がある。
次に粘着剤層について説明する。
本発明の粘着剤層は種々の樹脂からなる粘着剤を硬化させることにより得られる層である。
かかる粘着剤層のベースとなる樹脂としては、例えば、アクリル系樹脂、天然ゴム、イソプレンゴム、スチレン−ブタジエン共重合体ゴム(SBR)、ブタジエンゴム、イソブチレン−イソプレンゴム、アクリルゴム、アクリルニトリル−ブタジエン共重合体ゴム、スチレン−イソプレン・ブロック共重合体ゴム(SIS)、スチレン−ブタジエン・ブロック共重合体ゴム(SBS)、クロロプレンゴム、ブチルゴム等の合成ゴム、再生ゴム等が挙げられる。
これらの中でも、耐候性、再剥離性、耐熱性に優れ、更に粘着特性を比較的容易に調整しやすい点でアクリル系樹脂(A)が好ましい。
以下、アクリル系樹脂(A)を用いた場合の両面粘着テープについて詳細に説明する。
上記アクリル系樹脂(A)は、共重合成分として、(メタ)アクリル酸アルキルエステル系モノマー(a1)を主成分とし、必要に応じて官能基含有モノマー(a2)、その他の共重合性モノマー(a3)を共重合成分として共重合してなるものである。
かかる(メタ)アクリル酸アルキルエステル系モノマー(a1)としては、アルキル基の炭素数が、通常1〜20、特には1〜12、更には1〜8、殊には4〜8であることが好ましく、具体的には、例えば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、iso−ブチル(メタ)アクリレート、tert−ブチル(メタ)アクリレート、n−プロピル(メタ)アクリレート、n−ヘキシル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、n−オクチル(メタ)アクリレート、iso−オクチルアクリレート、イソデシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、セチル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、iso−ステアリルアクリレート等が挙げられる。これらは単独で用いてもよいし2種以上を併用してもよい。
かかる(メタ)アクリル酸アルキルエステル系モノマー(a1)の中でも、共重合性、粘着物性、取り扱いやすさ及び原料入手のしやすさの点で、n−ブチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレートが好ましく用いられる。
(メタ)アクリル酸アルキルエステル系モノマー(a1)の共重合成分中における含有量としては、好ましくは10〜100重量%、特に好ましくは50〜95重量%、更に好ましくは70〜95重量%であり、(メタ)アクリル酸アルキルエステル系モノマー(a1)の含有量が少なすぎると、粘着剤として使用した場合の粘着力が低下する傾向にある。
官能基含有モノマー(a2)としては、例えば、水酸基含有モノマー、カルボキシル基含有モノマー、アミノ基含有モノマー、アセトアセチル基含有モノマー、イソシアネート基含有モノマー、グリシジル基含有モノマー等が挙げられ、これらの中でも、効率的に架橋反応ができる点で水酸基含有モノマー、カルボキシル基含有モノマーが好ましく用いられる。
水酸基含有モノマーとしては、例えば、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、5−ヒドロキシペンチル(メタ)アクリレート、6−ヒドロキシヘキシル(メタ)アクリレート、8−ヒドロキシオクチル(メタ)アクリレート等のアクリル酸ヒドロキシアルキルエステル、カプロラクトン変性2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート等のカプロラクトン変性モノマー、ジエチレングリコール(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコール(メタ)アクリレート等のオキシアルキレン変性モノマー、その他、2−アクリロイロキシエチル−2−ヒドロキシエチルフタル酸等の1級水酸基含有モノマー;2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、3−クロロ2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート等の2級水酸基含有モノマー;2,2−ジメチル2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート等の3級水酸基含有モノマーを挙げることができる。
これらの中でも、架橋剤との反応性に優れる点で2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチルアクリレートを使用することが特に好ましい。
カルボキシル基含有モノマーとしては、例えば、(メタ)アクリル酸、アクリル酸ダイマー、クロトン酸、マレイン酸、無水マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸、グルタコン酸、イタコン酸、アクリルアミドN−グリコール酸、ケイ皮酸等が挙げられ、中でも(メタ)アクリル酸が好ましく用いられる。
アミノ基含有モノマーとしては、例えば、tert−ブチルアミノエチル(メタ)アクリレート、エチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
アセトアセチル基含有モノマーとしては、例えば、2−(アセトアセトキシ)エチル(メタ)アクリレート、アリルアセトアセテート等が挙げられる。
イソシアネート基含有モノマーとしては、例えば、2−アクリロイルオキシエチルイソシアネート、2−メタクリロイルオキシエチルイソシアネートやそれらのアルキレンオキサイド付加物等が挙げられる。
グリシジル基含有モノマーとしては、例えば、(メタ)アクリル酸グリシジル、(メタ)アクリル酸アリルグリシジル等が挙げられる。
これら官能基含有モノマー(a2)は、単独で用いてもよいし2種以上を併用してもよい。
官能基含有モノマー(a2)の共重合成分中における含有量としては、好ましくは0.01〜30重量%、特に好ましくは0.05〜10重量%、更に好ましくは0.1〜10重量%、殊に好ましくは2〜5重量%であり、官能基含有モノマー(a2)の含有量が少なすぎると、凝集力が低下することにより、耐久性能が低下する傾向があり、多すぎると粘度が高くなったり、樹脂の安定性が低下したりする傾向がある。
その他の共重合性モノマー(a3)としては、例えば、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート等の脂環構造含有(メタ)アクリレート系化合物;フェニル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、フェニルジエチレングリコール(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピル(メタ)アクリレート、スチレン、α―メチルスチレン等の1つの芳香環を含有するモノマー;ビフェニルオキシエチル(メタ)アクリレート等のビフェニルオキシ構造含有(メタ)アクリル酸エステル系モノマー;エトキシメチル(メタ)アクリルアミド、n−ブトキシメチル(メタ)アクリルアミド、(メタ)アクリロイルモルホリン、ジメチル(メタ)アクリルアミド、ジエチル(メタ)アクリルアミド、(メタ)アクリルアミドN−メチロール(メタ)アクリルアミド等の(メタ)アクリルアミド系モノマー;2−メトキシエチル(メタ)アクリレート、2−エトキシエチル(メタ)アクリレート、メトキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、エトキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコール-モノ(メタ)アクリレート等のアルコキシ基またはオキシアルキレン基を含有するモノマー;アクリロニトリル、メタクリロニトリル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、ステアリン酸ビニル、塩化ビニル、塩化ビニリデン、アルキルビニルエーテル、ビニルトルエン、ビニルピリジン、ビニルピロリドン、イタコン酸ジアルキルエステル、フマル酸ジアルキルエステル、アリルアルコール、アクリルクロライド、メチルビニルケトン、アリルトリメチルアンモニウムクロライド、ジメチルアリルビニルケトン等が挙げられる。
これらの中でも、低極性被着体に対する粘着力が優れる点で脂環構造含有(メタ)アクリレート系化合物が好ましい。
その他の共重合性モノマー(a3)の共重合成分中における含有量としては、好ましくは0〜40重量%、特に好ましくは0〜30重量%、更に好ましくは0〜25重量%であり、その他共重合性モノマー(a3)が多すぎると所望の粘着特性が得られにくい傾向がある。
かくして、上記(メタ)アクリル酸アルキルエステル系モノマー(a1)、好ましくは官能基含有モノマー(a2)、必要に応じてその他の共重合性モノマー(a3)を共重合成分として重合することによりアクリル系樹脂(A)を製造するのであるが、かかる重合にあたっては、溶液重合で製造することが、安全に、安定的に、任意のモノマー組成でアクリル系樹脂(A)を製造できる点で好ましい。
かかる溶液重合では、例えば、有機溶媒中に、(メタ)アクリル酸アルキルエステル系モノマー(a1)、官能基含有モノマー(a2)、その他の共重合性モノマー(a3)等のモノマー成分、重合開始剤を混合あるいは滴下し、還流状態あるいは50〜98℃で0.1〜20時間重合すればよい。
かかる重合開始剤としては、通常のラジカル重合開始剤であるアゾビスイソブチロニトリル、アゾビスジメチルバレロニトリル等のアゾ系重合開始剤、ベンゾイルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、ジ−tert−ブチルパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド等の過酸化物系重合開始剤等が具体例として挙げられる。
アクリル系樹脂(A)の重量平均分子量については、通常10万〜500万、好ましくは30万〜150万、特に好ましくは50万〜90万である。重量平均分子量が小さすぎると、耐久性能が低下する傾向があり、大きすぎると製造が難しくなる傾向となる。
また、アクリル系樹脂(A)の分散度(重量平均分子量/数平均分子量)は、20以下であることが好ましく、特には15以下が好ましく、更には10以下が好ましく、殊には7以下が好ましい。かかる分散度が高すぎると粘着剤層の耐久性能が低下し、発泡等が発生しやすくなる傾向にある。なお、分散度の下限は、製造の限界の点から、通常1.1である。
更に、アクリル系樹脂(A)のガラス転移温度は、−80〜10℃、特には−70〜−10℃、更には−65〜−20℃であることが好ましく、ガラス転移温度が高すぎるとタックが不足する傾向があり、低すぎると耐熱性が低下する傾向がある。
尚、上記の重量平均分子量は、標準ポリスチレン分子量換算による重量平均分子量であり、高速液体クロマトグラフィー(日本Waters社製、「Waters 2695(本体)」と「Waters 2414(検出器)」)に、カラム:Shodex GPC KF−806L(排除限界分子量:2×107、分離範囲:100〜2×107、理論段数:10,000段/本、充填剤材質:スチレン−ジビニルベンゼン共重合体、充填剤粒径:10μm)の3本直列を用いることにより測定されるものであり、数平均分子量も同様の方法を用いることができる。また分散度は重量平均分子量と数平均分子量より求められる。またガラス転移温度は下記のFoxの式より算出されるものである。
Figure 0006487693
Tg:共重合体のガラス転移温度(K)
Tga:モノマーAのホモポリマーのガラス転移温度(K) Wa:モノマーAの重量分率
Tgb:モノマーBのホモポリマーのガラス転移温度(K) Wb:モノマーBの重量分率
Tgn:モノマーNのホモポリマーのガラス転移温度(K) Wn:モノマーNの重量分率
(Wa+Wb+・・・+Wn=1)
上記アクリル系樹脂(A)は架橋剤により架橋され硬化することで粘着剤層となることが好ましい。
かかる架橋剤としては、例えば、イソシアネート系架橋剤、金属キレート系架橋剤、エポキシ系架橋剤、金属塩系架橋剤、金属アルコキシド系架橋剤、アルデヒド系架橋剤、非アミノ樹脂系アミノ系架橋剤、尿素系架橋剤、メラミン系架橋剤、アジリジン系架橋剤があげられ、これらの中でも好ましくは、イソシアネート系架橋剤、エポキシ系架橋剤が挙げられる。
かかる架橋剤の使用量は、アクリル系樹脂(A)100重量部に対して、0.01〜10重量部であることが好ましく、特に好ましくは0.01〜5重量部である。かかる含有量が少なすぎると、凝集力が低下して剪断に対して弱くなる傾向があり、多すぎると架橋反応が過剰となり、粘着力が低下する傾向がある。
また架橋剤がイソシアネート系架橋剤である場合には、その使用量はアクリル系樹脂(A)100重量部に対して、0.1〜10重量部であることが好ましく、特に好ましくは0.2〜5重量部であり、架橋剤がエポキシ系架橋剤である場合には、その使用量はアクリル系樹脂(A)100重量部に対して、0.01〜1重量部であることが好ましく、特に好ましくは0.01〜0.5重量部である。
かかる粘着剤層には、上記アクリル系樹脂(A)等のベース樹脂、架橋剤に加えて、タッキファイヤー、紫外線吸収剤、酸化防止剤、可塑剤、顔料、安定化剤、充填剤等を含有するものであってもよい。
かかるタッキファイヤーとしては、例えば、ロジン系樹脂、テルペン系樹脂、キシレン系樹脂、フェノール系樹脂、クマロン系樹脂、石油樹脂系等が挙げられる。ベース樹脂がアクリル系樹脂である場合には、ロジン系樹脂、テルペン系樹脂、キシレン系樹脂が好ましく、ベース樹脂がゴム系樹脂の場合には、ロジン系樹脂、テルペン系樹脂、石油系樹脂が好ましい。
本発明の両面粘着テープにおいては、少なくとも2層の粘着剤層を有するものであるが、両者は同一の粘着剤層であってもよいし、異なる種類、組成の粘着剤層であってもよいが、本発明の両面粘着テープは、両面の粘着力に差があり、異なる組成の粘着剤層とすることが好ましい。
上記粘着剤層の厚みとしては、5〜200μmであることが好ましく、特に好ましくは10〜150μm、更に好ましくは15〜130μmである。
かかる厚みが厚すぎるとテープ重量が増加する傾向があり、薄すぎると十分な粘着力が得られない傾向がある。
上記粘着剤層のゲル分率は、20〜90%であることが好ましい。
かかるゲル分率が好ましい範囲より高すぎると粘着力が低下する傾向があり、好ましい範囲より低すぎると凝集力が低下し、所望の粘着力が得られにくい傾向がある。
上記ゲル分率は、架橋度(硬化度合い)の目安となるもので、例えば、以下の方法にて算出される。すなわち、基材となる高分子フィルム(例えば、ポリエチレンテレフタレートフィルム等)に粘着剤層が形成された粘着テープ(セパレーターを設けていないもの)を200メッシュのSUS製金網で包み、トルエン中に23℃×24時間浸漬し、金網中に残存した不溶解の粘着剤成分の重量百分率をゲル分率とする。ただし、基材の重量は差し引いておく。
上記粘着剤層の粘着力としては、両面ともにそれぞれ、0.5〜100N/25mmであることが好ましく、特に好ましくは1〜80N/25mm、更に好ましくは2〜70N/25mmである。
かかる粘着力を上記範囲より高くすると粘着剤層の厚みを厚くすることとなりテープ重量が重くなる傾向があり、低すぎると十分な接着力が得られず固定している部材が脱落しやすくなる傾向がある。
かかる粘着力の測定は、JIS Z0237に準じて測定する値である。具体的には、後記実施例に記載の方法で測定することができる。
なお、本試験片は両面テープであることから、後記実施例と同様に、試験しない粘着面はJIS C 2318に規定される呼び厚さ25番のポリエチレンテレフタレートフィルム「ルミラー S10(東レ社製)」で覆って測定することができる。
本発明の両面粘着テープは、上記粘着剤層を、手切れ性を有する基材の両面に設けることにより得られるものであるが、粘着剤層の少なくとも一方が難燃剤を含有することが必要である。また、基材に難燃剤を添加することは基材の強度が低下し、基材の重量が増加し、引き裂き性も低下する傾向があり、また経済的にも基材が高価となる傾向がある。
次に、難燃剤について説明する。
本発明の難燃剤は、公知一般に粘着剤の難燃剤として用いられる難燃剤を用いればよく、例えば、ハロゲン系難燃剤、ハロゲン系難燃剤と三酸化アンチモンの併用、リン系難燃剤、金属水酸基系難燃剤、ホスフィン酸金属塩系難燃剤、メラミンシアヌレートやトリアジン化合物等の含窒素化合物、ポリリン酸ナトリウム等が挙げられる。
上記ハロゲン系難燃剤としては、例えば、テトラブロモビスフェノールA、ヘキサブロモシクロデカン、ジブロモジフェニルオキサイド、テトラブロモビスフェノールAポリカーボネートオリゴマー、臭素化ポリスチレン、エチレンビステトラブロモフタルイミド等の臭素系難燃剤;塩素化パラフィン、パークロロシクロペンタデカン等の塩素系難燃剤;トリス(トリブロモネオペンチル)ホスフェート、トリス(クロロプロピル)ホスフェート等の含ハロゲンリン酸エステル;大八化学工業社製の商品名「CR−504L」、「CR−570」、DAIGUARD−540」等の含ハロゲン縮合リン酸エステル;等が挙げられる。
上記リン系難燃剤としては、例えば、トリメチルホスフェート、トリエチルホスフェート、トリフェニルホスフェート、トリクレジルホスフェート、トリキシレニルホスフェート、クレジルジフェニルホスフェート、2−ナフチルジフェニルホスフェート、クレジルジ2,6−キシレニルホスフェート等の非ハロゲン系リン酸エステル;大八化学工業社製商品名「CR−733S」、「CR−741」、「PX−200」等の芳香族縮合リン酸エステル;大八化学工業社製商品名「DAIGUARD−580」、「DAIGUARD−610」「DAIGUARD−880」等の非ハロゲン縮合リン酸エステル等が挙げられる。
上記金属水酸基系難燃剤としては、例えば、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム等が挙げられる。
上記ホスフィン酸金属塩系難燃剤としては、例えば、クラリアント社製、商品名「ExolitOP1230」、「ExolitOP930」等が挙げられる。
これらの難燃剤の中から最終的に両面粘着テープとした際にFAR25.853(a)app.F.Part1(a)(1)ii記載の燃焼性試験に合格するようなものを用いればよい。近年の欧州の環境規制問題や、粘着物性の低下を招かずに難燃性を確保できることから、ハロゲン系難燃剤が好ましく、特に好ましくは含ハロゲンリン酸エステル、含ハロゲンリン酸縮合エステルであり、更に好ましくは常温で粉体であり取り扱いが容易で粘着物性に対する影響が少ないことから含ハロゲンリン酸縮合エステル、特に好ましくはトリス(トリブロモネオペンチル)ホスフェートである。
また、ハロゲン系難燃剤は、焼却時に有毒なハロゲンガスを発生させたり、金属を腐食させることがあり、ハロゲン系難燃剤を使用しない難燃両面テープも求められている。
ハロゲン系難燃剤以外の難燃剤を使用する場合は単独で使用するよりも、作用機構が異なる難燃剤を併用することにより相乗効果が得られる。上記に例示した、非ハロゲン系リン酸エステルや非ハロゲン縮合リン酸エステルと金属水酸基塩の組み合わせが好ましく、粘着物性の低下が少なく優れた難燃性が得られることから、非ハロゲン縮合リン酸エステルと水酸化アルミニウムの組み合わせが特に好ましい。
難燃剤の含有量は、両面粘着テープの両方の粘着剤層を構成するアクリル系樹脂(A)の合計に対して、好ましくは10〜70重量%、特に好ましくは15〜60重量%、更に好ましくは20〜50重量%である。
多すぎると粘着物性が低下したり、テープ重量が増加しすぎる傾向があり、少なすぎると難燃性が低下する傾向がある。
また、難燃剤が含ハロゲンリン酸エステル、含ハロゲンリン酸縮合エステル系である場合含有量は、好ましくは10〜50重量%、特に好ましくは10〜40重量%、更に好ましくは10〜25重量%であり、難燃剤が非ハロゲン含有難燃剤である場合の含有量は、好ましくは10〜70重量%、特に好ましくは15〜50重量%、更に好ましくは15〜40重量%である。
また、難燃剤は粘着剤層(I)に多く含まれることが、難燃性能を発現しやすい点、安定した粘着力が発現される点で好ましく、難燃剤の全体量の90%以上が粘着剤層(I)に含有されていることが好ましく、さらには95%以上が含有されていることが好ましく、特には、難燃剤の全量が粘着剤層(I)に含まれていることが好ましい。
最後に、航空機部材固定用両面粘着テープについて説明する。
本発明の航空機部材固定用両面粘着テープは、基材と粘着剤層との合計の単位面積当たりの重量が、300g/m以下であることが好ましく、より好ましくは200g/m以下、特に好ましくは180g/m以下、更に好ましくは160g/m以下である。
なお、上記重量の下限としては通常50g/mである。
本発明の両面粘着テープの厚みとしては、15〜320μmであることが好ましく、特に好ましくは30〜200μm、更に好ましくは40〜180μmである。
かかる厚みが厚すぎると航空機での使用に適した重量粋を超過してしまう傾向があり、薄すぎると十分な難燃性や粘着性や接着力が得られなくなる傾向がある。
また両面粘着テープの2つの粘着剤層厚みの合計と、基材の厚みとの比率(粘着剤層/基材)は、0.1〜50が好ましく、特に好ましくは0.2〜25、更に好ましくは0.5〜15である。
かかる比率が小さすぎると基材に対して粘着剤層が薄すぎるため、十分な粘着力を得ることができない傾向があり、大きすぎると基材に対して粘着剤層が厚すぎるため、粘着剤層に発泡が生じる等製造が困難になったり、コストが高くなる傾向がある。また、両面の粘着層を異なる厚みとすることで、粘着力に差を付けることができる。
かかる両面粘着テープの製造方法については、公知一般の両面粘着テープの製造方法を用いればよく、例えば、手切れ性を有する基材の一方の面に粘着剤を塗布・乾燥し、形成された粘着剤層の表面にリリースライナーを重ねる方法、あるいはリリースライナーの一方の面に粘着剤を塗布・乾燥し、形成された粘着剤層の表面に手切れ性を有する基材を重ねる方法によって製造することができる。
手切れ性を有する基材の上に粘着剤層を設けるにあたり、手切れ性を有する基材の表面には、例えば、コロナ放電処理、プラズマ処理等の物理的処理、下塗り処理等の化学的処理などの公知慣用の表面処理を適宜施してもよい。
上記リリースライナーとしては、例えば、ポリエチレン等のポリオレフィン系樹脂、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル系樹脂、酢酸ビニル系樹脂、ポリイミド系樹脂、フッ素系樹脂、セロハンなどのプラスチックからなるプラスチックフィルム;クラフト紙、和紙等の紙;天然ゴム、ブチルゴム等からなるゴムシート;ポリウレタン、ポリクロロプレンゴム等を発泡させてなる発泡体シート;アルミニウム箔、銅箔等の金属箔;これらの複合体などが挙げられる。また、これらはその片面または両面にコロナ処理などの表面処理が施されていてもよい。
また、上記リリースライナーとして、例えば、グラシン紙、クラフト紙、クレーコート紙にポリエチレン等のフィルムをラミネートした紙、ポリビニルアルコールやアクリル酸エステル共重合体等の樹脂を塗布した紙、ポリエステルやポリプロピレン等の合成樹脂フィルム等に、剥離剤であるフッソ樹脂やシリコーン樹脂等を塗布してなるものも挙げられる。
これらの中でも、容易に手で引き裂けやすいという点で紙製のリリースライナーが好ましく、原紙の坪量が40〜120g/m(好ましくは50〜80g/m)である紙製リリースライナーが特に好ましい。更に、かかるリリースライナーの厚みとしては、40〜180μmであることが好ましく、特には60〜140μm、更には80〜120μmであることが好ましい。かかる厚みが薄すぎると巻き取り時にシワが入る等、製造が困難になる傾向があり、厚すぎると手切れ性が低下する傾向がある。
なお、両面粘着テープの粘着剤層上にリリースライナーを積層する場合においては、作業性の向上のために、両面に積層されるリリースライナーの剥離力が異なるようにそれぞれのリリースライナーを選択することが好ましい。例えば、両面粘着テープの初めに貼着する面側のリリースライナーの剥離力は、次に貼着する面側のリリースライナーの剥離力より軽剥離であるリリースライナーを選択すると作業性が向上する。
粘着剤を形成する組成物を種々のシート状基材に塗布する際に用いる塗布装置は、通常使用されている塗布装置を用いればよく、例えば、ロールナイフコーター、ダイコーター、ロールコーター、バーコーター、グラビアロールコーター、リバースロールコーター、ディッピング、ブレードコーターなどが挙げられる。
また、乾燥条件は、乾燥時に粘着剤中の溶剤や残留モノマーが乾燥し除去され、かつ、架橋剤を使用する場合にはベース樹脂が有する官能基と架橋剤とが反応し、架橋構造が形成され得る条件であればよい。乾燥条件として、例えば、60〜120℃、1〜5分程度が好ましい。乾燥後、シート状基材で粘着剤層を挟んだ状態で熟成し、さらに架橋反応を進行させることができる。
本発明の両面粘着テープは、ロール状であってもよいし、枚葉状態であってもよいし、あるいはさらに種々の形状に加工されたものであってもよい。
そして、該両面粘着テープが枚葉状態の場合には、2つの粘着剤層の両方の表面にリリースライナーが設けられることが好ましく、ロール状態の場合には、2つの粘着剤層の一方の表面のみにリリースライナーが設けられることが好ましい。
また、本発明の両面粘着テープは引張強度の大きいものが好ましく、床や壁に貼り付ける際、歪まない様に引っ張ったり、貼り直すために剥がしたり、使用後に、両面粘着テープを剥がそうと、引っ張った時に両面粘着テープが千切れない程度の強度が求められる。両面粘着テープの引張強度としては、20N/25mm以上、更には30N/25mm以上、更には50N/25mm以上が好ましい。なお、引張強度の上限としては、通常150N/25mmである。引張強度の大きい両面粘着テープとするには、基材フィルムの易カット性フィルム単体の引張強度が、目的とする両面粘着テープの引張強度と同等、もしくはそれ以上の引張強度をもつフィルムを用いることで達成することができる。
本発明の航空機部材固定用両面粘着テープを用いる被着体は航空機部材であるが、航空機部材としては、例えば、カーペット、床材、壁材等が挙げられる。
特に好適には、カーペット、または床材である。
上記カーペットとしては、航空機内で使用される公知一般のカーペットが挙げられ、具体的には、ナイロン繊維やオレフィン繊維を用いたカーペットが挙げられる。
上記床材としては、アルミニウム合金やチタン合金等の金属合金や、ガラス強化繊維とエポキシ樹脂の複合材やガラス強化繊維とフェノール樹脂の複合材等が挙げられる。
また、テープを用いて貼り合わされる航空機部材の組み合わせとしては、床材とカーペット等の貼り合せに好適に用いられる。
上記床材とカーペットを貼り合せ固定する用途に使用する際には、カーペット交換時にカーペット側へ貼り付けた粘着剤面がカーペットから剥がれることなく、床側に貼り付けた粘着剤面が床から糊残りせずに剥がれることが好ましく、仮にカーペット交換時にカーペット側へ貼り付けた粘着剤面がカーペットから剥がれ両面粘着テープが床面に残った場合でも、床側に貼り付けた粘着剤面が床から糊残りせずに剥がれ、また床面から両面粘着テープを剥がす際に、両面粘着テープが千切れることのない強度を有することが重要である。
したがって、かかる用途に用いる場合の両面粘着テープは、カーペット側に貼る面の粘着剤の粘着力は非常に高く、かつ床側に貼り付ける面の粘着剤の粘着力は10N/25mm程度で適度に床面に貼り付き、カーペット交換の際糊残りせずに剥離できるものであることが好ましい。
具体的には、本発明の両面粘着テープは一方の粘着剤層(I)の粘着力をS、他方の粘着剤層(II)の粘着力をWとしたとき、粘着剤層(II)の粘着力Wが2〜20N/25mmの弱い範囲でコントロールされ、粘着剤層(I)の粘着力SとWの比S/Wが1.5以上、好ましくは2.5以上、より好ましくは5.0以上である。
本発明の両面粘着テープは、両面の粘着剤層に、異なる組成の粘着剤層とすることが好ましい。両面の粘着力に差をつける方法としては、両面の粘着剤層の厚みに差を付けたり、両面の粘着層のゲル分率に差を付けたりする方法が挙げられる。ゲル分率に差を付けるには、具体的にはアクリル系樹脂(A)に構造や分子量の異なるものを用いたり、架橋剤の種類や量が異なるものを用いたりすることができる。また、添加剤としてタッキファイヤーを添加したり、その種類や量を調整する方法も挙げられる。
粘着力を強くするには(粘着剤層(I)に相当)、粘着剤層の厚みを厚くすることが有効で、具体的には50〜200μmが好ましく、特に好ましくは60〜150μm、更に好ましくは70〜130μmである。また、架橋剤量を少なくしてゲル分率を低くすることも有効で、架橋剤がイソシアネート系架橋剤である場合には、その使用量はアクリル系樹脂(A)100重量部に対して、0.1〜1重量部であることが好ましく、特に好ましくは0.2〜0.5重量部であり、架橋剤がエポキシ系架橋剤である場合には、その使用量はアクリル系樹脂(A)100重量部に対して、0.01〜0.1重量部であることが好ましく、特に好ましくは0.01〜0.05重量部である。粘着力の強い粘着剤層(I)に使用する架橋剤としてはエポキシ系架橋剤が、粘着剤層が柔軟でありながら、保持力を維持できる点で好ましく、柔軟な粘着剤層がカーペットの裏面の繊維に入り込みアンカー効果によって粘着力が向上する。粘着剤層のゲル分率に関しては、20〜60%であることが好ましく、特に好ましくは25〜50%、更に好ましくは25〜40%である。
アクリル系樹脂(A)の分子量、構造、また添加するタッキファイヤーにより粘着力に影響を与えるが、ゲル分率や架橋剤量の影響より小さい。粘着力が強い粘着剤層のアクリル系樹脂(A)の重量平均分子量については、好ましくは30万〜100万、特に好ましくは50万〜80万である。また、これらの方法を組み合わせることが、他の物性とのバランスを崩すことなく粘着力を向上できる点で好ましい。
逆に、粘着力を弱くするには(粘着剤層(II)に相当)、粘着剤層の厚みを薄くすることが有効で、具体的には5〜50μmが好ましく、特に好ましくは10〜40μm、更に好ましくは15〜35μmである。また、架橋剤量を多くしてゲル分率を高くすることも有効で、架橋剤がイソシアネート系架橋剤である場合には、その使用量はアクリル系樹脂(A)100重量部に対して、1〜10重量部であることが好ましく、特に好ましくは1.5〜5.0重量部であり、架橋剤がエポキシ系架橋剤である場合には、その使用量はアクリル系樹脂(A)100重量部に対して、0.1〜1重量部であることが好ましく、特に好ましくは0.2〜0.5重量部である。粘着力の弱い粘着剤層(II)に使用する架橋剤としてはイソシアネート系架橋剤が安定した剥離性が得られる点で好ましい。粘着剤層のゲル分率に関しては、50〜90%であることが好ましく、特に好ましくは60〜90%、更に好ましくは70〜85%である。
粘着力の弱い粘着剤層(II)のアクリル系樹脂(A)の重量平均分子量については、好ましくは50万〜150万、特に好ましくは60万〜100万であり、粘着力の強い粘着剤層のアクリル系樹脂に比べ、同等もしくは大きい重量平均分子量であることが好ましい。
かくして本発明の航空機部材固定用両面粘着テープが得られるものであるが、本発明の両面粘着テープは、基材フィルムとして、手切れ性を有する基材を用いるものであることから、テープの幅方向に対してテープカッター等を使用することなく任意の位置において手で容易に切断することができ、更に、剥離性、難燃性にも優れるため、例えば航空機のカーペットを床材に固定するための両面粘着テープとして特に有用なものである。
以下、実施例をあげて本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り以下の実施例に限定されるものではない。なお、例中、「部」、「%」とあるのは、重量基準を意味する。
まず、下記のようにしてアクリル系樹脂を調製した。なお、アクリル系樹脂の重量平均分子量、ガラス転移温度の測定に関しては、前述の方法に従って測定した。
なお、粘度の測定に関しては、JIS K5400(1990)の4.5.3回転粘度計法に準じて測定した。
<アクリル系樹脂(A)の製造方法>
[製造例1]
温度計、攪拌機及び還流冷却機を備えた反応器内に、2−エチルヘキシルアクリレート51部、ブチルアクリレート42部、酢酸ビニル5部、アクリル酸2部、酢酸エチル40部及び重合開始剤としてアゾビスイソブチロニトリル0.18部を仕込み、攪拌しながら昇温し、酢酸エチル還流温度にて7時間重合させた後、酢酸エチル、トルエンで希釈してアクリル系樹脂(A−1)の50%溶液を得た。
得られたアクリル系樹脂(A−1)の重量平均分子量は60万、分散度5.0、粘度は10,000mPa・s/25℃、ガラス転移温度は−59℃であった。
[製造例2]
温度計、攪拌機及び還流冷却機を備えた反応器内に、2−エチルヘキシルアクリレート88.4部、イソボルニルアクリレート10部、2−ヒドロキシエチルメタクリレート0.1部、アクリル酸1.5部、酢酸エチル40部、アセトン14.5部及び重合開始剤としてアゾビスイソブチロニトリル0.16部を仕込み、攪拌しながら昇温し、酢酸エチル還流温度にて7時間重合させた後、酢酸エチルで希釈してアクリル系樹脂(A−2)の50%溶液を得た。
得られたアクリル系樹脂(A−2)の重量平均分子量は55万、分散度4.0、粘度は5,000mPa・s/25℃、ガラス転移温度は−59℃であった。
[製造例3]
温度計、攪拌機及び還流冷却機を備えた反応器内に、2−エチルヘキシルアクリレート69部、ブチルアクリレート23部、酢酸ビニル5部、2−ヒドロキシエチルメタクリレート0.1部、アクリル酸2.9部、酢酸エチル40部及び重合開始剤としてアゾビスイソブチロニトリル0.22部を仕込み、攪拌しながら昇温し、酢酸エチル還流温度にて7時間重合させた後、トルエンで希釈してアクリル系樹脂(A−3)の46%溶液を得た。
得られたアクリル系樹脂(A−3)の重量平均分子量は65万、分散度5.8、粘度は7,000mPa・s/25℃、ガラス転移温度は−60℃であった。
[製造例4]
温度計、攪拌機及び還流冷却機を備えた反応器内に、2−エチルヘキシルアクリレート93.8部、酢酸ビニル3部、2−ヒドロキシエチルメタクリレート0.2部、アクリル酸3部、酢酸エチル37部、アセトン14.6部及び重合開始剤としてアゾビスイソブチロニトリル0.15部を仕込み、攪拌しながら昇温し、酢酸エチル還流温度にて7時間重合させた後、トルエンで希釈してアクリル系樹脂(A−4)の40%溶液を得た。
得られたアクリル系樹脂(A−4)の重量平均分子量は60万、分散度4.7、粘度は6,000mPa・s/25℃、ガラス転移温度は−65℃であった。
<実施例1>
製造例1で調製したアクリル系樹脂(A−1)の固形分100部に対して、含ハロゲンリン酸エステル系難燃剤としてトリス(トリブロモネオペンチル)ホスフェート(大八化学工業社製、商品名「CR−900」)を21部、ロジンエステル系タッキファイヤー(荒川化学工業社製、商品名「スーパーエステルA−100」)を15部、エポキシ系架橋剤(三菱ガス化学社製、商品名「テトラッドC」)を0.014部及び適量の酢酸エチルを添加して均一になるまで混合し、紙製リリースライナー(住化加工紙社製、商品名「SLB−50KWD」;原紙坪量53g/m2)の重剥離面に塗工後の厚みが85μmになるようにアプリケーターを用いて塗工し、90℃で3分間乾燥し、粘着剤層(I)付き紙製リリースライナー(1−1)を製造した。
次に、製造例3で調製したアクリル系樹脂(A−3)の固形分100部に対して、イソシアネート系架橋剤(日本ポリウレタン工業社製、商品名「コロネートL−55E」)を1.5部及び適量の酢酸エチルを添加して均一になるまで混合し、紙製リリースライナー(住化加工紙社製、商品名「SLB−50KWD」;原紙坪量53g/m2)の軽剥離面に塗工後の厚みが35μmになるようにアプリケーターを用いて塗工し、90℃で2分間乾燥し、粘着剤層(II)付き紙製リリースライナー(1−2)を製造した。
そして、上記粘着剤層(I)付き紙製リリースライナー(1−1)の粘着剤面を、手切れ性を有する基材として両面コロナ処理された易カット性フィルムである二軸延伸ポリプロピレンフィルム及び一軸延伸ポリプロピレンフィルムの積層体(東レ社製、商品名「トレファンBO YT42」;厚み25μm 端裂抵抗値40.3N、引き裂きズレ距離4.8mm)に貼り合わせた後、易カット性フィルムの反対の面に粘着剤層(II)付き紙製リリースライナー(1−2)の粘着剤面を貼り合せた。その後、40℃乾燥機中で7日間加熱エージング処理を行い、両面粘着テープを得た。
<実施例2>
上記製造例2で調製したアクリル系樹脂(A−2)の固形分100部に対して、含ハロゲンリン酸エステル系難燃剤としてトリス(トリブロモネオペンチル)ホスフェート(大八化学工業社製、商品名「CR−900」)を20部、ロジンエステル系タッキファイヤー(荒川化学工業社製、商品名「スーパーエステルA−100」)を15部、エポキシ系架橋剤(三菱ガス化学社製、商品名「テトラッドC」)を0.014部及び適量の酢酸エチルを添加して均一になるまで混合し、紙製リリースライナー(住化加工紙社製、商品名「SLB−50KWD」;原紙坪量53g/m2)の重剥離面に塗工後の厚みが85μmになるようにアプリケーターを用いて塗工し、90℃で3分間乾燥し、粘着剤層(I)付き紙製リリースライナー(2−1)を製造した。
次に、製造例4で調製したアクリル系樹脂(A−4)の固形分100部に対して、含ハロゲンリン酸エステル系難燃剤としてトリス(トリブロモネオペンチル)ホスフェート(大八化学工業社製、商品名「CR−900」)を20部、イソシアネート系架橋剤(日本ポリウレタン工業社製、商品名「コロネートL−55E」)を0.6部及び適量の酢酸エチルを添加して均一になるまで混合し、紙製リリースライナー(住化加工紙社製、商品名「SLB−50KWD」;原紙坪量53g/m2)の軽剥離面に塗工後の厚みが35μmになるようにアプリケーターを用いて塗工し、90℃で2分間乾燥し、粘着剤層(II)付き紙製リリースライナー(2−2)を製造した。
そして、上記粘着剤層付き紙製リリースライナー(2−1)の粘着剤面を、手切れ性を有する基材として易カット性フィルムである二軸延伸ポリエステルフィルム(東洋紡社製、商品名「ティアファイン TF110」;厚み14μm 端裂抵抗値43.4N、引き裂きズレ距離3.0mm)に貼り合わせた後、易カット性フィルムの反対の面に粘着剤付き紙製リリースライナー(2−2)の粘着剤面を貼り合せた。その後、40℃乾燥機中で7日間加熱エージング処理を行い、両面粘着テープを得た。
<実施例3>
実施例1において、含ハロゲンリン酸エステル系難燃剤のトリブロモネオペンチル21部に代えて、芳香族縮合リン酸エステル(大八化学工業社製、商品名「PX−200」)10部および水酸化アルミニウム(昭和電工社製、商品名「ハイジライトH32」)25部を配合した以外は同様にして両面粘着テープを得た。
<実施例4>
製造例1で調製したアクリル系樹脂(A−1)の固形分100部に対して、ロジンエステル系タッキファイヤー(荒川化学工業社製、商品名「スーパーエステルA−100」)を0部に変更した以外は実施例1と同様にして粘着剤層(I)付き紙製リリースライナー(4−1)を製造した。
次に、製造例4で調製したアクリル系樹脂(A−4)の固形分100部に対して、イソシアネート系架橋剤(日本ポリウレタン工業社製、商品名「コロネートL−55E」)を1.5部及び適量の酢酸エチルを添加して均一になるまで混合し、紙製リリースライナー(住化加工紙社製、商品名「SLB−50KWD」;原紙坪量53g/m2)の軽剥離面に塗工後の厚みが35μmになるようにアプリケーターを用いて塗工し、90℃で2分間乾燥し、粘着剤層(II)付き紙製リリースライナー(4−2)を製造した。
そして、上記粘着剤層付き紙製リリースライナー(4−1)の粘着剤面を易カット性フィルムである二軸延伸ポリプロピレンフィルム及び一軸延伸ポリプロピレンフィルムの積層体の合成紙(商品名「ユポ MKS 40XX」;ユポコーポレーション社製;厚み;48μm 端裂抵抗値41.2N、引き裂きズレ距離2.9mm)に貼り合わせた後、易カット性フィルムの反対の面に粘着剤付き紙製リリースライナー(4−2)の粘着剤面を貼り合せた。その後、40℃乾燥機中で7日間加熱エージング処理を行い、両面粘着テープを得た。
<実施例5>
実施例4において、粘着剤層(II)に配合するイソシアネート系架橋剤(日本ポリウレタン工業社製、商品名「コロネートL−55E」)の配合量を2.0部とし、粘着剤層(II)の厚み25μmとし、基材の合成紙(商品名「ユポ MKS 40XX」;ユポコーポレーション社製)を、フラットヤーンクロスを含む基材として、ポリエチレンフラットヤーンクロスの両面にポリエチレンフィルムをラミネートした超軽量タイプの基材(サンエー化研製:重量47g/m 厚み62μm)に変えた以外は同様にして両面粘着テープを得た。
<実施例6>
実施例5において、フラットヤーンクロスを含む基材として、ポリエチレンフラットヤーンクロスの片面にポリエチレンフィルムラミネートした軽量タイプの基材(サンエー化研製:重量75g/m 厚み86μm)に変えた以外は同様にして両面粘着テープを得た。
<実施例7>
実施例5において、粘着剤層(I)に添加する難燃剤トリス(トリブロモネオペンチル)ホスフェート(大八化学工業社製、商品名「CR−900」)の添加量を50部とし、粘着剤層(I)の厚みを110μmに変え、粘着剤層(II)の厚みを35μmとし、フラットヤーンクロスを含む基材として、ポリエチレンフラットヤーンクロスの両面にポリエチレンフィルムをラミネートした通常タイプの基材(ダイヤテックス社製:重量112g/m 厚み130μm)に変えた以外は同様にして両面粘着テープを得た。
<比較例1>
実施例1において、難燃剤であるトリス(トリブロモネオペンチル)ホスフェートを配合しなかった以外は同様にして両面粘着テープを得た。
<比較例2>
実施例1において、基材に手切れ性を有しない二軸延伸ポリプロピレンフィルム(東レ社製;商品名「トレファンBO 2548」;厚み25μm 端裂抵抗値32.2N、引き裂きズレ距離6.5mm)を用いた以外は実施例1と同様にして両面粘着テープを得た。
<比較例3>
実施例1において、粘着剤層(I)に添加する難燃剤トリス(トリブロモネオペンチル)ホスフェート(大八化学工業社製、商品名「CR−900」)の添加量を25部とし、粘着剤層(II)の配合を、アクリル系樹脂(A−1)の固形分100部に対して、含ハロゲンリン酸エステル系難燃剤としてトリス(トリブロモネオペンチル)ホスフェート(大八化学工業社製、商品名「CR−900」)を25部、エポキシ系架橋剤(三菱ガス化学社製、商品名「テトラッドC」)を0.014部添加したものを使用し、粘着剤層(II)の厚みを85μmとし、基材として実施例5で使用したフラットヤーンクロスを含む超軽量の基材を使用した以外は同様にして両面粘着テープを得た。
<比較例4>
実施例4において、粘着剤層(I)に添加する難燃剤トリス(トリブロモネオペンチル)ホスフェート(大八化学工業社製、商品名「CR−900」)の添加量を30部とし、基材として不織布(大福製紙株式会社製 重量18g/m 厚み62μm)を使用した以外は同様にして両面粘着テープを得た。
このようにして得られた両面粘着テープについて、以下に記載する方法で手切れ性、端裂抵抗、引き裂きズレ距離、引張強度、粘着力、難燃性、テープ重量、剥離性を測定し、評価した。また、これらの測定結果及び評価結果を後記の表1、表2に示す。
[手切れ性]
上記両面粘着テープを50mmの幅に切断し、リリースライナーの軽剥離面が粘着剤層に接した側のリリースライナーを剥がし、接した端面を指でつまんで、幅方向に手で引き裂く際の、切断しやすさを下記のとおり評価した。
(評価基準)
○・・・基材に伸びが生じず、かつ任意の位置で直線的に引き裂ける。
×・・・基材に伸びが生じたり、いびつに引き裂けたり、または引き裂けない。
[端裂抵抗値]
上記両面粘着テープを幅方向100mm、長手方向150mmに裁断し、リリースライナーの軽剥離面が粘着剤層に接した側のリリースライナーを剥がし、長手方向に対して中央部である75mmの位置にカッターで幅方向へ沿って10mmの切れ目を入れ試験用フィルムを得た。
得られた試験用フィルムをチャック間距離100mmに調整した固定冶具にて固定し、引張試験機(島津製作所社製、AG−IS)にて100mm/minの速度でクロスヘッド距離50mmの位置まで引っ張り、切断時に掛かる力(N)を測定した。
試験は3つの検体について同様の方法で実施し、その最大値を端裂抵抗値として、下記のとおり評価した。
(評価基準)
○・・・200N未満
×・・・200N以上
[引き裂きズレ距離]
上記両面粘着テープを幅方向100mm、長手方向150mmに裁断し、リリースライナーの軽剥離面が粘着剤層に接した側のリリースライナーを剥がし、長手方向に対して中央部である75mmの位置に、テープの端からカッターで幅方向へ10mmの切れ目を入れ試験用フィルムを得た。なお、長手方向の切れ目を入れた位置をゼロ位置(X)とする。
得られた試験用フィルムを上記端裂抵抗値試験と同様の方法で切断した後、切断後試験フィルム(テープ基材のみ)について、図1のように、切断面がゼロ位置(X)から長手方向に最も離れた距離(Y)を測定した。
試験は3つの検体について同様の方法で実施し、距離(Y)の最大値を引き裂きズレ距離とし、下記のとおり評価した。
(評価基準)
○・・・6mm/100mm未満
×・・・6mm/100mm以上
[引張強度]
上記両面粘着テープを幅25mm、長さ150mmにカットした試験用フィルムを作製した。ここで試験片の長辺方向はフィルムの長手方向に対して平行に切り取った。得られた試験用フィルムの粘着剤層(I)及び粘着剤層(II)に接したリリースライナーを剥がし、チャック間距離100mmに調整した固定冶具に固定し、引張試験機(島津製作所製、AG−IS)にて50mm/minの速度で引っ張り、フィルムの切断時に掛かる力(N)を測定した。
試験用フィルム3枚に対して同様の測定を行い、その平均値を引張強度とした。
[粘着力]
上記両面粘着テープの粘着力を測定する粘着剤層の裏面を厚み25μmのポリエステルフィルム(東レ社製、「ルミラー S10」)で裏打ちをして幅25mm、長さ150mmにカットして試験片を作成した。
次いで、被着体としてSUS304鋼板の試験板を使用し、この試験板に上記試験片を重さ2kgのローラーを圧着速さ10mm/sで二往復させて圧着させた。圧着後、20分間放置し、試験片の遊び部分を180°折り返し、30mm剥がした後、上記の引張試験機の下部のチャックに試験板を、上部のチャックに試験片の端をそれぞれ固定し、300mm/minの速度で被着体から両面粘着テープを引き剥がし、粘着力を測定した。
[難燃性]
14CFR Part 25 Appendix F Part I Section (a)(1)(ii)に記載された燃焼性試験に準じた試験を実施して合格/不合格の判定を行った。
[テープ重量]
上記両面粘着テープを幅100mm、長さ100mmに裁断してリリースライナーを剥がしてテープ重量を秤で秤量し100倍した値をテープ重量(g/m)とした。
[剥離性]
上記両面粘着テープの粘着力を測定する粘着剤層の裏面を厚み25μmのポリエステルフィルム(東レ社製、「ルミラー S10」)で裏打ちをして幅25mm、長さ150mmにカットして試験片を作成した。
次いで、被着体としてSUS304鋼板の試験板を使用し、この試験板に上記試験片を重さ2kgのローラーを圧着速さ10mm/sで二往復させて圧着させた。圧着後、20分間放置した。次にSUS304鋼板に圧着した試験片を70℃に設定したオーブンに500時間置き、23℃湿度50%の環境下で30分間放置後、試験片の遊び部分を180°折り返し、30mm剥がした後、下部のチャックに試験板を、上部のチャックに試験片の端をそれぞれ固定し、300mm/minの速度で被着体から両面粘着テープを引き剥がし、試験片の粘着剤層が被着体のSUS304鋼板に残るかどうか目視で確認した。
○:粘着剤が被着体に残らず綺麗に剥離した。
×:粘着剤が被着体に残った。
実施例1〜7及び比較例1、2、4の粘着剤層(I)のゲル分率は30〜32%で粘着剤層(II)のゲル分率は78〜82%であった。また、比較例3の粘着剤層(I)、(II)のゲル分率はいずれも30〜32%であった。いずれも粘着剤層(I)または(II)を片面のみ塗工し、基材に貼り合わせたものを40℃乾燥機中で7日間加熱エージング処理後に測定した。
Figure 0006487693
Figure 0006487693
上記評価結果より、基材フィルムとして易カット性フィルムを使用し、粘着剤層に難燃剤を配合した実施例1〜4の両面粘着テープは、難燃性試験に合格し、かつ手で容易に切断することができ、切断時の力も軽く、切断面もきれいに切断できることがわかる。また、テープ重量が200g/m以下となり、軽量化も図られている。また、両面の粘着剤層の粘着力に差を付けることにより、十分な粘着力を確保しつつ、剥離性評価において糊残りがなく、剥離性が良好であった。特に実施例4については、易カット性フィルムの中で適度な引張強度を有するものであり、被着体に貼り付ける際、あるいは、被着体より剥がす際に、両面粘着テープが千切れず、作業性よく取り扱うことができる。基材としてフラットヤーンクロスを含む基材を使用した実施例5〜6についても、難燃性試験に合格し、手切れ性も良好で、テープ重量が300g/m以下であり、特に軽量のフラットヤーンクロスを含む基材を使用した実施例5,6についてはテープ重量が200g/m以下で軽量化が図られており、また、両面の粘着剤層に粘着力の差があり、剥離性評価において、糊残りがなく、剥離性に優れることがわかる。また、引張強度も高く、被着体に貼り付ける際、あるいは、被着体より剥がす際に、両面粘着テープが千切れず、作業性よく取り扱うことができる。
一方、基材として易カット性フィルムを使用し、粘着剤層に難燃剤を配合しなかった比較例1の両面粘着テープは、手で容易に切断することができ、切断時の力も軽く、切断面もきれいに切断できたが、燃焼性試験に合格しないものであり、 厳しい難燃性能が求められる航空機部材を固定する両面粘着テープとしては適さないものであることがわかる。
また、基材として易カット性フィルムではない通常のフィルムを使用した比較例2の両面粘着テープは、テープ重量は200g/m以下であるが、手では切断することができず、切断時の負荷も大きく、切断面もきれいに切断することができず、航空機部材を固定する両面粘着テープとしては適さないものであることがわかる。
基材としてフラットヤーンクロスを含む基材を使用し、両面の粘着剤層に同様の配合の粘着剤を用い、粘着剤層の厚みを同じにすることで、両面の粘着剤層の粘着力に差を付けなかった比較例3については、剥離性評価において糊残りが生じ、航空機部材を固定する両面粘着テープとしては適さないものであることがわかる。
基材として不織布を使用した比較例4の両面粘着テープは、実施例と同等以上の難燃剤を粘着層に配合しても難燃性試験に不合格となった。難燃性を向上させる為に、難燃剤を増量した場合はテープ重量が大きくなることが予想される。また、両面の粘着剤層の粘着剤として実施例と同等の配合のものを用いたが、粘着剤層(I)の粘着剤と粘着剤層(II)の粘着剤が基材を通り抜けて混合したためか、或いは粘着剤層中の架橋剤等の移行があるためか、両面の粘着剤層の粘着力の差が小さくなり、剥離性評価において糊残りが生じ、航空機部材を固定する両面粘着テープとしては適さないものであることがわかる。
本発明の両面粘着テープは、手切れ性、難燃性、剥離性に優れるため、航空機部材を固定する用途、例えば、カーペットの貼り合せ等において好適に使用できるものである。

Claims (10)

  1. 手切れ性を有する基材の両面に粘着剤層を有する両面粘着テープであって、一方の粘着剤層(I)の粘着力をS、他方の粘着剤層(II)の粘着力をWとしたとき、Wが2〜20N/25mmで、S/Wが1.5以上であって、米国連邦航空局耐火性基準である14CFRPart 25 Appendix F Part I Section (a)(1)(ii)に記載された燃焼性試験において合格し、少なくとも粘着剤層(I)が難燃剤を含有し、難燃剤の全体量の90%以上が粘着剤層(I)に含有されている航空機部材固定用両面粘着テープ。
  2. 基材が易カット性フィルムである請求項1記載の航空機部材固定用両面粘着テープ。
  3. 易カット性フィルムの材質が、ポリエステルフィルムまたはポリオレフィンフィルムである請求項2記載の航空機部材固定用両面粘着テープ。
  4. 易カット性フィルムが、幅方向の延伸倍率が長手方向の延伸倍率よりも大きい二軸延伸フィルムである請求項2または3記載の航空機部材固定用両面粘着テープ。
  5. 易カット性フィルムが二軸延伸フィルムと一軸延伸フィルムの積層体である請求項2または3記載の航空機部材固定用両面粘着テープ。
  6. 基材がフラットヤーンクロスを含む基材である請求項1記載の航空機部材固定用両面粘着テープ。
  7. フラットヤーンクロスを含む基材がフラットヤーンクロスとプラスチックフィルムがラミネートされた積層フィルムである請求項6記載の航空機部材固定用両面粘着テープ。
  8. 粘着剤層が、アクリル系樹脂(A)を含む粘着剤層である請求項1〜7のいずれか1項に記載の航空機部材固定用両面粘着テープ。
  9. 難燃剤の含有量が、粘着剤層(I)及び(II)全体の重さに対して70重量%以下である請求項1〜8のいずれか1項に記載の航空機部材固定用両面粘着テープ。
  10. 少なくとも一方の粘着剤層の基材とは反対側の面に、原紙の坪量が40〜120g/m2である紙製リリースライナーが設けられた請求項1〜のいずれか1項に記載の航空機部材固定用両面粘着テープ。
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