JP6510891B2 - 粘着テープ - Google Patents
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Description
しかしながら、従来においては、粘着剤のアルカリ剥離性を高めようとすると、粘着力が低下しやすい傾向にあり、アルカリ剥離性と粘着力とを両立させることが困難であった。
ポリエチレンテレフタレートに対する粘着テープの粘着力を著しく向上させるための一つの手段として、酸価が高い粘着付与剤の添加が好ましいと考えられる。しかしながら、例えば、酸変性ロジンのように酸価が高い粘着付与剤も、アルカリ剥離性の粘着剤に対する相溶性はそれほど高くはない。このため、酸変性ロジンをアルカリ剥離性の粘着剤に添加した場合、ポリエチレンテレフタレートに対する粘着力は多少向上する傾向はあるものの、酸変性ロジンの添加量を増大させてさらに粘着力を著しく向上させようとした場合、徐々に相溶性が低下しアルカリ剥離性の粘着剤が白化したり、酸変性ロジンが経時的に粘着剤表面に析出したりすることで、ポリエチレンテレフタレートに対する粘着力がかえって低下する場合がある。
また、前記基材は、フィラメントを含むことを特徴とすることができる。
[粘着テープの構成]
図1は、本実施の形態が適用される粘着テープ1の構成の一例を示した例である。図1に示すように、本実施の形態の粘着テープ1は、シート状の基材2と、基材2上に積層される粘着剤層3とを有している。
なお、図示は省略するが、粘着テープ1は、基材2と粘着剤層3との間に必要に応じてアンカーコート層を備えていてもよい。また、基材2の表面(粘着剤層3が積層される面とは反対側の面)に、表面処理が施されていてもよい。さらに、粘着剤層3の表面に、剥離ライナーを備えていてもよい。
図2に示すように、本実施の形態の粘着テープ1は、飲料水用の大型ペットボトル10の側面にアーチ状に貼り付けられる。そして、粘着テープ1は、給水機に対して大型ペットボトル10を設置する際や、給水機から大型ペットボトル10を取り外す際の持ち手として用いられる。
したがって、大型ペットボトル10の持ち手として使用される粘着テープ1には、荷重や衝撃が加わった場合でも剥がれにくいように、強固な粘着力が求められる。
したがって、大型ペットボトル10の持ち手として使用される粘着テープ1には、上述したように、PETに対する高い粘着力に加えて、アルカリ溶液により容易に剥離できるよう高いアルカリ溶液可溶性あるいは膨潤性が求められる。
<基材>
本実施の形態の粘着テープ1における基材2の材料は、特に限定されるものではなく、例えば金属やプラスチック等を用いることができる。具体的には、基材2として、例えば、ステンレススチール、軟質アルミニウム等の金属箔や、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリフェニレンサルファイド、二軸延伸ポリプロピレン、ポリイミド、アラミド、ポリシクロオレフィン、フッ素系樹脂等の樹脂フィルムを用いることができる。
この中でも、基材2としては、ポリエチレンテレフタレートを主成分とする材料を用いることが好ましい。
プラスチック材料に金属繊維、ガラス繊維、強化樹脂繊維、金属箔等を複合化する方法としては、特に限定されるものではないが、例えばプラスチック材料に対して、金属繊維、ガラス繊維、強化樹脂繊維等のフィラメントや、金属箔等を接着剤や粘着剤を用いて貼り合わせる方法が挙げられる。
本実施の形態の粘着剤層3は、アルカリ剥離性のアクリル系共重合体をベースポリマーとする粘着剤と、架橋剤と、ロジンジオールを含有する粘着付与剤とを含む。
本実施の形態の粘着剤層3に用いられるアルカリ剥離性のアクリル系共重合体をベースポリマーとする粘着剤としては、従来公知のものであれば特に限定されるものではないが、例えば、(a)炭素数1〜14である(メタ)アクリル酸エステル0〜65重量%、(b)エーテル結合を有する(メタ)アクリル酸エステル20〜97重量%、(c)カルボキシル基および/またはヒドロキシ基を含有する不飽和モノマー3〜20重量%を含有するアクリル系共重合体を好ましく使用できる。炭素数1〜14の(メタ)アクリル酸エステル(a)としては、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、イソブチル(メタ)アクリレート、t−ブチル(メタ)アクリレート、n−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、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、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート等のモノマーがあげられ、これらの1種または2種以上が用いられる。これらの中でも、アルキル基の炭素数が4〜12の(メタ)アクリレートが好ましく、炭素数が4〜9の直鎖または分岐構造を有する(メタ)アクリレートがより好ましい。特に、n−ブチルアクリレート、2−エチルヘキシルアクリレートを好ましく使用できる。なお、上述した(メタ)アクリレートは、各々単独で用いてもよく、併用してもよい。
粘着剤層3に用いる架橋剤としては、上述したアルカリ剥離性のアクリル系共重合体をベースポリマーとする粘着剤を架橋することができれば、特に限定されるものではないが、例えば、エポキシ系架橋剤、イソシアネート系架橋剤、イミン系架橋剤、金属キレート系架橋剤、メラミン系架橋剤等が挙げられる。これらの中でも、エポキシ系架橋剤、金属キレート系架橋剤、イソシアネート系架橋剤を用いることが好ましい。架橋剤としてエポキシ系架橋剤、金属キレート系架橋剤、イソシアネート系架橋剤を用いることで、室温等の比較的低温な条件であっても、粘着剤層3において粘着剤の架橋が進行するからである。
これらの架橋剤の添加量としては、アルカリ剥離性のアクリル系共重合体をベースポリマーとする粘着剤100重量部に対して、0.01重量部〜5.0重量部の範囲とすることが好ましい。
金属キレート系架橋剤としては、公知のチタン、アルミニウム、ジルコニウム等の多価金属のキレート化合物が好ましい。具体的には、ジプロポキシ−ビス(アセチルアセトナート)チタン、ジブトキシチタン−ビス(オクチレングリコレート)、ジプロポキシチタン−ビス(エチルアセトアセテート)、ジプロポキシチタン−ビス(ラクテート)、ジプロポキシチタン−ビス(トリエタノールアミナート)、ジ−n−ブトキシチタン−ビス(トリエタノールアミナート)、トリ−n−ブトキシチタンモノステアレート、ブチルチタネートダイマー、ポリ(チタンアセチルアセトナート)等のチタンキレート化合物;アルミニウムジイソプロポキシドモノエチルアセテート、アルミニウム−n−ブトキシドモノメチルセトアセテート、アルミニウムジ−i−ブトキシドモノメチルセトアセテート、アルミニウムジ−n−ブトキシドモノエチルアセトアセテート、アルミニウムジ−sec−ブトキシドモノエチルアセトアセテート、アルミニウムトリス(アセチルアセトナート)、アルミニウムトリス(エチルアセトアセトナート)、アルミニウムモノ−アセチルアセトナートビス(エチルアセトアセトナート)等のアルミニウムキレート化合物;およびジルコニウムテトラアセチルアセトネート等のジルコニウムキレート化合物が挙げられる。
イソシアネート系架橋剤としては、公知の芳香族ポリイソシアネート、脂肪族ポリイソシアネート、芳香脂肪族ポリイソシアネート、脂環族ポリイソシアネート等を用いることができる。
本実施の形態の粘着剤層3は、粘着付与剤としてロジンジオール(ロジン含有ジオール)を含む。ロジンジオールとは、分子内に2個のロジン骨格と2個の水酸基とを有する化合物である。
本実施の形態の粘着剤層3に用いるロジンジオールとしては、例えば、ロジンとエポキシ化合物との反応物であるロジンジオールが挙げられる。エポキシ化合物は、各種公知のジエポキシ化合物を使用できる。具体的には、エチレングリコールジグリシジルエーテル、ジエチレングリコールジグリシジルエーテル、トリエチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、プロピレングリコールジグリシジルエーテル、ジプロピレングリコールジグリシジルエーテル、トリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、1,6−ヘキサンジオールジグリシジルエーテルなどの非環状脂肪族ジグリシジルエーテル類;2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパンジグリシジルエーテル、ビス(4−ヒドロキシフェニル)メタンジグリシジルエーテル、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)エタンジグリシジルエーテル、2,2−ビス(4−ヒドロキシシクロヘキシル)プロパンジグリシジルエーテル、3,3’,5,5’−テトラメチル−4,4’−ジヒドロキシビフェニルジグリシジルエーテル、2,2’−ビス(4−(β−ヒドロキシプロポキシ)フェニル)プロパンジグリシジルエーテルなどの芳香族ジグリシジルエーテル類または環状脂肪族ジグリシジルエーテル類;3,4−エポキシシクロヘキシルメチル、3,4−エポキシシクロヘキサンカルボキシレート、ビニルシクロヘキセンジオキシド等の環状脂肪族環状オキシラン類が挙げられる。
また、ロジンとエポキシ化合物との反応に用いる触媒としては、例えば、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリブチルアミン、ベンジルジメチルアミン、ピリジン、2−メチルイミダゾール等のアミン系触媒、ベンジルトリメチルアンモニウムクロライド等の第4アンモニウム塩、ルイス酸、ホウ酸エステル、有機金属化合物、有機金属塩等を使用できる。
また、本実施の形態の粘着剤層3は、粘着付与剤として、ロジンジオールに加えて、粘着剤層3の粘着特性やアルカリ剥離性に影響を及ぼさない範囲で、酸変性ロジン、水素添加ロジン、不均化ロジン、ロジンエステル等の他のロジン類やテルペン系樹脂等を含んでいてもよい。
これに対し、例えば粘着付与剤として酸価の高い酸変性ロジンを単独で用いた場合には、粘着付与剤とアルカリ剥離性のアクリル系共重合体をベースポリマーとする粘着剤との相溶性が低い。このため、ポリエチレンテレフタレートに対する粘着力を向上させるために、酸変性ロジンの添加量を増大させると、経時により粘着剤層3の表面に酸変性ロジンが析出するおそれがある。この場合、粘着テープ1の粘着力が経時的に低下する場合があり、例えば大型ペットボトル10に衝撃や荷重が加わった場合に、粘着テープ1が大型ペットボトル10から剥がれてしまうおそれがある。
粘着付与剤の含有量が15重量部未満である場合、粘着剤層3の粘着力が低くなりやすい。この場合、粘着テープ1を大型ペットボトル10の持ち手として使用する場合に、粘着テープ1が大型ペットボトル10から剥がれやすくなる。
一方、粘着付与剤の含有量が85重量部よりも多い場合、高い粘着力は維持できるものの、大型ペットボトル10をリサイクルする際に、粘着剤層3がアルカリ溶液に溶解または膨潤しにくくなる。
なお、粘着テープ1のPETに対する粘着力は高いほど好ましいが、アルカリ溶液に対する溶解性を考慮すると、粘着テープ1の粘着力は、12N/10mm以下であることが好ましい。
本実施の形態の粘着テープ1にアンカーコート層を形成する場合、アンカーコート層としては、例えば、エステルウレタン系接着剤、エーテルウレタン系接着剤を、酢酸エチル等の酢酸エステル類、メチルエチルケトンやアセトン等のケトン類等の有機溶剤等に溶解させて得られるアンカーコート剤を好適に用いることができる。アンカーコート層の厚さとしては、0.05μm〜1.5μm程度であることが好ましい。
本実施の形態の粘着テープ1は、例えば、上述したアルカリ剥離性のアクリル系共重合体をベースポリマーとする粘着剤、ロジンジオールを含有する粘着付与剤およびエポキシ系架橋剤を、溶剤に溶解させ粘着剤組成物を、必要に応じて表面処理やアンカーコート層の形成を行った基材2の表面に塗布し、乾燥させる。なお、粘着剤組成物の塗布方法としては、特に限定されず、公知の方法を採用することができる。具体的には、コンマコーター、グラビアコーター、ロールコーター、ナイフコーター、カーテンコーター、ダイコーター等により、粘着剤組成物を塗布することができる。また、乾燥後の粘着剤組成物(粘着剤層3)の厚さは、10μm〜300μmの範囲が好ましく、50μm〜200μmの範囲がより好ましい。粘着剤層3の厚さが10μm未満の場合には、粘着剤層3が薄くなるため粘着力が低くなりやすい。また、粘着剤層3の厚さが300μmよりも厚い場合には、粘着剤組成物を乾燥させる際に気泡が発生しやすくなるため、粘着力が低くなりやすい。
以上より、基材2と粘着剤層3とが積層された粘着テープ1が得られる。なお、粘着テープ1の製造方法は、上述したものに限られず、周知の方法を適宜採用することができる。
1.粘着テープの作製
(実施例1)
アクリル系共重合体をベースポリマーとする粘着剤(日本合成化学社製コーポニールN−2584(商品名、固形分濃度:40%))を250重量部(固形分換算100重量部)、ロジンジオールからなる粘着付与剤(荒川化学工業社製パインクリスタルD−6011(商品名、酸価:0.2、水酸基価:118.6))50重量部、およびエポキシ系架橋剤(三菱ガス化学社製テトラッド−C(商品名、固形分濃度:5%))1.0重量部(固形分換算0.05重量部)を、トルエンに溶解させ、粘着剤組成物を得た。
続いて、得られた粘着剤組成物を、厚さ19μmのPETフィルムにゴム系粘着剤によりガラスフィラメントが複合化された総厚が80μmの基材2に対して、乾燥後の厚さが180μmとなるように塗布した後、110℃で3分間加熱することで粘着剤層3を形成し、粘着テープ1を得た。
ロジンジオールからなる粘着付与剤(荒川化学工業社製パインクリスタルD−6011(商品名、酸価:0.2、水酸基価:118.6))の添加量を25重量部とした以外は実施例1と同様にして、粘着テープ1を得た。
ロジンジオールからなる粘着付与剤(荒川化学工業社製パインクリスタルD−6011(商品名、酸価:0.2、水酸基価:118.6))の添加量を75重量部とした以外は実施例1と同様にして、粘着テープ1を得た。
ロジンジオールからなる粘着付与剤(荒川化学工業社製パインクリスタルD−6011(商品名、酸価:0.2、水酸基価:118.6))の添加量を80重量部とした以外は実施例1と同様にして、粘着テープ1を得た。
ロジンジオールからなる粘着付与剤(荒川化学工業社製パインクリスタルD−6011(商品名、酸価:0.2、水酸基価:118.6))の添加量を35重量部とするとともに、ロジンエステルからなる粘着付与剤(荒川化学工業社製パインクリスタルKE−359(商品名、酸価:11.3、水酸基価:42.5))15重量部を粘着剤組成物にさらに添加した以外は実施例1と同様にして、粘着テープ1を得た。
基材2としてガラスフィラメントが複合化されていない厚さ75μmのPETフィルムを用いた以外は実施例1と同様にして、粘着テープ1を得た。
ロジンジオールからなる粘着付与剤(荒川化学工業社製パインクリスタルD−6011(商品名、酸価:0.2、水酸基価:118.6))の添加量を15重量部とした以外は実施例1と同様にして、粘着テープ1を得た。
ロジンジオールからなる粘着付与剤(荒川化学工業社製パインクリスタルD−6011(商品名、酸価:0.2、水酸基価:118.6))の添加量を85重量部とした以外は実施例1と同様にして、粘着テープ1を得た。
粘着付与剤としてロジンジオールに替えて酸変性ロジン(荒川化学工業社製パインクリスタルKE−604(商品名、酸価:240.5、水酸基価:無し))50重量部を用いた以外は実施例1と同様にして、粘着テープ1を得た。
粘着剤組成物に粘着付与剤を添加しない以外は実施例1と同様にして、粘着テープ1を得た。
粘着剤組成物に架橋剤を添加しない以外は実施例1と同様にして、粘着テープ1を得た。
粘着付与剤としてロジンジオールに替えて水素添加ロジン(荒川化学工業社製パインクリスタルKR−85(商品名、酸価:174、水酸基価:無し)15重量部を用いた以外は実施例1と同様にして、粘着テープ1を得た。
粘着付与剤としてロジンジオールに替えてロジンエステル(荒川化学工業社製パインクリスタルKE−311(商品名)、酸価:5.9、水酸基価:無し)15重量部を用いた以外は実施例1と同様にして、粘着テープ1を得た。
続いて、粘着テープ1の評価方法について説明する。
〔1〕対PET粘着力
実施例1〜実施例8および比較例1〜比較例5にて作製した粘着テープ1について、JIS Z0237に記載された方法に準拠して、PET板に対する粘着力測定試験を行った。粘着力測定試験は、初期(粘着テープ1の製造後)および、40℃環境下で3カ月保存後のそれぞれの粘着テープ1について行った。
実施例1〜実施例8および比較例1〜比較例5にて作製した粘着テープ1について、以下の方法によりアルカリ溶液に対する可溶性を評価した。
PETフィルムに粘着テープ1を貼り付けた試料を、85℃に設定した1.5%の水酸化ナトリウム溶液の中に入れ、(1)15分間攪拌後、5分間静置、(2)20分間攪拌後、5分間静置、の2条件においた。そして、粘着テープ1の状態を、以下の基準で目視評価した。
A:(1)の条件で、粘着テープ1全体がPETフィルムから完全に剥がれている。
B:(1)の条件では粘着テープ1全体がPETフィルムから剥がれていないが、(2)の条件で、粘着テープ1全体がPETフィルムから完全に剥がれている。
C:(2)の条件で、粘着テープ1全体はPETフィルムから剥がれていないが、粘着テープ1における粘着剤層3の周囲のみ剥がれている。
D:(2)の条件で、粘着テープ1に変化がない。
実施例1〜実施例8および比較例1〜比較例5にて作製した粘着テープ1について、粘着剤層3の白化の有無を目視にて観察した。
実施例1〜実施例8および比較例1〜比較例5の粘着テープ1の対PET粘着力およびアルカリ溶液に対する剥離性の評価結果を、表1に示す。
また、粘着付与剤を含んでいない比較例2の粘着テープ1は、実施例1〜実施例8の粘着テープ1と比較して、PETに対する粘着力が低下することが確認された。
さらに、架橋剤を含んでいない比較例3の粘着テープ1は、対PET粘着力試験において、粘着剤層3が凝集破壊を起こすことが確認された。
さらにまた、粘着付与剤として酸価が高く、水酸基価を有さない水素添加ロジンのみを用いた比較例4の粘着テープ1は、実施例1〜実施例8の粘着テープ1と比較して、PETに対する粘着力が低下することが確認された。
また、粘着付与剤として酸価が低く、水酸基価を有さないロジンエステルのみを用いた比較例5の粘着テープ1は、粘着剤層3が白化しており、PETに対する初期粘着力が低く、さらに粘着力が経時とともに低下することが確認された。
以上のように、いずれの比較例の粘着テープ1も、大型ペットボトル10等の重量物に貼り付ける用途として好ましくないことが確認された。
また、他の実施例と比べてロジンジオールからなる粘着付与剤の添加量が85重量部と多い実施例8の粘着テープ1では、PETに対する粘着力は、初期および40℃3カ月保存後ともに良好であるものの、アルカリ溶液剥離性試験において、粘着テープ1が剥離するまでに時間がややかかることが確認された。
Claims (3)
- シート状の基材と、
前記基材上に積層された粘着剤層とを有し、
前記粘着剤層は、
アルカリ剥離性のアクリル系共重合体をベースポリマーとする粘着剤と、
架橋剤と、
ロジンジオールを含有する粘着付与剤とを含み、
前記粘着付与剤は、前記粘着剤100重量部に対して、25重量部以上85重量部以下の範囲で含まれることを特徴とする粘着テープ。 - ポリエチレンテレフタレートに対する粘着力が、4N/10mm以上であることを特徴とする請求項1に記載の粘着テープ。
- 前記基材は、フィラメントを含むことを特徴とする請求項1または2に記載の粘着テープ。
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