JP6556055B2 - 粘着シート - Google Patents

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Description

本発明は粘着シートに関する。本出願は、2013年10月15日に出願された日本国特許出願2013−214585号に基づく優先権を主張しており、その出願の全内容は本明細書中に参照として組み入れられている。
粘着シートは、その粘着面を被着体に圧着することで該被着体に貼り付け得るという作業性の良さから、種々の分野において幅広く利用されている。上記粘着シートの構成例としては、例えば樹脂フィルム基材に粘着剤層が設けられた構成を有するものが挙げられる。この構成において、さらに樹脂フィルム基材の表面に溝状の凹部を形成したものは、樹脂フィルム基材の特性を享受しつつ、素手で容易に切断することが可能である。このような構成の粘着シートは、例えば、建築現場の内装工事において床材や壁面等の傷つきを防止するために床材等の保護面を一時的にカバーする養生シートを固定する用途で好ましく用いられている。この用途では、粘着シートは所期の目的を達成した後、剥がされて焼却処分される。この種の従来技術を開示する先行技術文献として、特許文献1〜3が挙げられる。
日本国特許出願公開2013−10879号公報 日本国特許出願公開2013−40272号公報 日本国特許出願公開2013−129811号公報
ところで、現在市販されている基材付き粘着シートの多くは、合成ポリマーを主成分とする粘着剤層やプラスチックフィルム基材等、その大部分が化石資源(典型的には石油資源)に由来する材料から構成されている。例えば、特許文献1〜3に開示されている粘着シートは、粘着剤層および基材の両方がほぼ化石資源に由来する材料から構成されている。しかしながら近年、地球温暖化等の環境問題が重視されるようになり、温室効果ガス(典型的にはCO)排出抑制の規制が強化されている。このような状況下、粘着シートについても、例えば焼却処分時等に温室効果ガスを排出する化石資源系材料の使用量を低減することが望ましい。上記温室効果ガス排出抑制を実現し得る非化石資源系材料の代表例としてポリ乳酸が挙げられるが、基材材料としてポリ乳酸を採用した場合、ポリオレフィン等からなる一般的な樹脂フィルムと比べて諸特性が低下する傾向がある。
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、要求特性を保ちつつ温室効果ガス排出量を低減し得る粘着シートを提供することを目的とする。
本発明によると、基材と、該基材の少なくとも一方の表面に設けられた粘着剤層と、を備える粘着シートが提供される。前記粘着シートのバイオマス度は20%以上である。前記基材におけるポリ乳酸の含有割合は20重量%未満である。上記のようにバイオマス度を所定以上とすることにより、粘着シートの温室効果ガス排出量を低減することができる。また、上記粘着シートによると、基材におけるポリ乳酸の使用量が制限されているので、ポリ乳酸使用による粘着シート特性の低下が抑制され、上記特性を良好に維持することができる。
ここに開示される技術の好ましい一態様では、前記基材のバイオマス度は25%以上である。基材のバイオマス度を高めることにより、温室効果ガス排出低減を好適に実現することができる。
ここに開示される技術の好ましい一態様では、前記基材はポリオレフィンフィルムである。このように構成することで、ポリオレフィンフィルムを基材とする粘着シートにおいて、温室効果ガス排出低減を実現することができる。
ここに開示される技術の好ましい一態様では、前記基材は、高密度ポリエチレンと低密度ポリエチレンとを含むポリオレフィンフィルムである。上記構成の基材を用いることで、粘着シートの特性を良好に保ちつつ、温室効果ガス排出低減を好適に実現することができる。
ここに開示される技術の好ましい一態様では、前記粘着シートは長尺シートである。また、前記基材の少なくとも一方の表面には、連続的にまたは断続的に直線状に伸びる凹部が形成されている。そして、前記凹部は、前記粘着シートの長手方向と交差する方向に沿って配置されている。上記の構成を有する粘着シートは、基材の凹部に沿って切断しやすく、素手による切断が容易である。すなわち、上記粘着シートは手切れ性に優れる。
ここに開示される技術の好ましい一態様では、前記粘着シートは、20mm/hour以下の定荷重剥離速度を示し、かつ15N/25mm以下の180度剥離強度を示す。上記の特性を示す粘着シートは、被着体との接着保持性に優れ、かつ再剥離性にも優れる。
ここに開示される技術の好ましい一態様では、前記粘着剤層は、アクリル系ポリマーをベースポリマーとして含むアクリル系粘着剤層である。ここに開示される技術によると、合成ポリマーであるアクリル系ポリマーを含むアクリル系粘着剤層を備える構成において、温室効果ガス排出低減を実現することができる。
ここに開示される技術の好ましい一態様では、前記粘着剤層は、前記アクリル系ポリマーと架橋剤とを含む粘着剤組成物から形成されてなる。このように構成することで、粘着シートの凝集力が向上し、被着体との接着保持性が好適に改善される。前記アクリル系ポリマーは、主モノマーとしてのブチルアクリレートと、前記架橋剤と反応し得る官能基含有モノマーと、を含むモノマー原料を重合することにより得られたものであることが好ましい。
ここに開示される技術の好ましい一態様では、前記粘着剤層は、植物由来の粘着付与剤を含有する。植物由来の粘着付与剤を用いることで、温室効果ガス排出量の低減を好適に実現することができる。
粘着シートの一構成例を模式的に示す断面図である。 粘着シートの他の一構成例を模式的に示す断面図である。 粘着シートの他の一構成例を模式的に示す断面図である。 粘着シートの他の一構成例を模式的に示す断面図である。 一実施形態に係る基材を模式的に示す断面図である。 定荷重剥離速度の評価方法を示す説明図である。
以下、本発明の好適な実施形態を説明する。なお、本明細書において特に言及している事項以外の事柄であって本発明の実施に必要な事柄は、当該分野における従来技術に基づく当業者の設計事項として把握され得る。本発明は、本明細書に開示されている内容と当該分野における技術常識とに基づいて実施することができる。
なお、以下の図面において、同じ作用を奏する部材・部位には同じ符号を付して説明することがあり、重複する説明は省略または簡略化することがある。また、図面に記載の実施形態は、本発明を明瞭に説明するために模式化されており、製品として実際に提供される本発明の粘着シートのサイズや縮尺を必ずしも正確に表したものではない。
この明細書において「粘着剤」とは、前述のように、室温付近の温度域において柔らかい固体(粘弾性体)の状態を呈し、圧力により簡単に被着体に接着する性質を有する材料をいう。ここでいう粘着剤は、「C. A. Dahlquist, “Adhesion : Fundamental and Practice”, McLaren & Sons, (1966) P. 143」に定義されているとおり、一般的に、複素引張弾性率E(1Hz)<10dyne/cmを満たす性質を有する材料(典型的には、25℃において上記性質を有する材料)である。
<粘着シートのバイオマス度>
ここに開示される粘着シートは、バイオマス度が20%以上であることによって特徴づけられる。これによって、粘着シートの温室効果ガス排出量を低減することができる。また、バイオマス度が高いことは、石油等に代表される化石資源系材料の使用量を低減することでもあり得るので、資源の持続的利用の点でも有意義である。上記バイオマス度は、好ましくは25%以上(例えば30%以上、典型的には35%以上)である。温室効果ガス低減性をより重視する場合には、上記バイオマス度は40%以上(例えば45%以上)であってもよい。上記バイオマス度の上限は100%であるが、粘着シート特性等を考慮して、80%以下(例えば70%以下、典型的には50%以下)程度としてもよい。
なお、この明細書において「粘着シートのバイオマス度」とは、粘着シート(ただし、剥離ライナーは含まない。)の重量に占めるバイオマス材料の重量割合のことをいう。粘着シートのバイオマス度は、粘着シートを構成する部材(典型的には基材および粘着剤層)のバイオマス度を求め、これに当該部材の重量比率(粘着シートの総重量に占める部材の重量比率)を乗じた値から全部材のバイオマス総量(上記値の合計値)を求め、これを粘着シートの総重量で除することにより算出すればよい。
また、「バイオマス材料」とは、再生可能な有機資源由来の材料をいう。典型的には、太陽光と水と二酸化炭素とが存在すれば持続的な再生産が可能な生物資源(典型的には光合成を行う植物)に由来する材料のことをいう。したがって、採掘後の使用によって枯渇する化石資源に由来する材料(化石資源系材料)は除かれる。バイオマス材料は、例えば、上記再生可能な有機資源そのものであってもよく、上記有機資源(典型的には生物構成物質)を化学的にまたは生物学的に合成することにより得られる材料であってもよい。例えば、上記バイオマス材料(例えば後述のバイオマス高密度ポリエチレン)は、サトウキビやトウモロコシ等の植物から得られる材料であり得る。具体的には、上記バイオマス材料は、サトウキビから生成するエタノールや、トウモロコシから生成する糖類から得られる材料であり得る。
上記のバイオマス材料は、燃焼等によってCOを放出するが、当該COは、元をたどれば、典型的には植物の成長過程で光合成により大気中から吸収したものであるため、大気中のCO増加を実質的にもたらさない。ここに開示される技術では、上記のような思想の下、上記バイオマス材料を、地球環境において比較的短期間のうちに循環することによって炭素の増減を実質的にもたらさないカーボンニュートラルとみなす。そして、上記思想に基づき、上記バイオマス材料を所定以上の割合で用いることによって、温室効果ガスの代表的成分であるCOの排出量の低減が実現され得る。
ここに開示される粘着シートはまた、単位面積当たりのCO排出削減量が60g/m以上であることが好ましい。上記CO排出削減量を実現する粘着シートは、温室効果ガス低減性に優れる。上記CO排出削減量は、より好ましくは80g/m以上(例えば100g/m以上、典型的には120g/m以上)である。温室効果ガス低減性をより重視する場合には、上記CO排出削減量は150g/m以上(例えば180g/m以上、典型的には200g/m以上)であってもよい。上記CO排出削減量の上限は特に限定されないが、通常は300g/m以下(例えば200g/m以下、典型的には150g/m以下)である。
なお、この明細書において「CO排出量」とは、比較的短期間のうちには再生が困難な材料に由来する物質からのCO排出量を指すものとする。典型的には、化石資源系材料から燃焼等によって放出されるCO量を指すものとする。
上記粘着シートの単位面積当たりのCO排出削減量は、地球温暖化対策の推進に関する法律にて規定される温室効果ガス排出量の算定方法に基づき、求めることができる。具体的には、下式より求められる。
CO排出削減量(g/m)=W×a×b
上記式中、Wは単位面積当たりの粘着シート重量(g/m)であり、aは燃焼時のCO発生係数であり、bは粘着シートのバイオマス比率(バイオマス度×10−2)である。aは、上記法律の関する省令(算定省令)に基づき、この明細書においてはバイオマス材料が樹脂材料の場合は2.55を採用するものとする。それ以外の材料については上記算定省令に記載の値を採用するものとする。後述の実施例においても同様である。
<粘着シートの構成>
ここに開示される粘着シートは、粘着剤層を基材(支持体)の片面または両面に有する形態の基材付き粘着シートである。ここでいう粘着シートの概念には、粘着テープ、粘着ラベル、粘着フィルム等と称されるものが包含され得る。なお、ここに開示される粘着シートは、ロール状であってもよく、枚葉状であってもよい。あるいは、さらに種々の形状に加工された形態の粘着シートであってもよい。
ここに開示される粘着シートは、例えば、図1〜図4に模式的に示される断面構造を有するものであり得る。このうち図1,図2は、両面粘着タイプの基材付き粘着シートの構成例である。図1に示す粘着シート1は、基材10の各面(いずれも非剥離性)に粘着剤層21,22がそれぞれ設けられ、それらの粘着剤層が、少なくとも該粘着剤層側が剥離面となっている剥離ライナー31,32によってそれぞれ保護された構成を有している。図2に示す粘着シート2は、基材10の各面(いずれも非剥離性)にそれぞれ粘着剤層21,22が設けられ、それらのうち一方の粘着剤層21が、両面が剥離面となっている剥離ライナー31により保護された構成を有している。この種の粘着シート2は、該粘着シートを巻回して他方の粘着剤層22を剥離ライナー31の裏面に当接させることにより、粘着剤層22もまた剥離ライナー31によって保護された構成とすることができる。
図3,図4は、片面粘着タイプの基材付き粘着シートの構成例である。図3に示す粘着シート3は、基材10の一面10A(非剥離性)に粘着剤層21が設けられ、その粘着剤層21の表面(粘着面)21Aが、少なくとも該粘着剤層側が剥離面となっている剥離ライナー31で保護された構成を有する。図4に示す粘着シート4は、基材10の一面10A(非剥離性)に粘着剤層21が設けられた構成を有する。基材10の他面10Bは剥離面となっており、粘着シート4を巻回すると該他面10Bに粘着剤層21が当接して、該粘着剤層の表面(粘着面)21Bが基材の他面10Bで保護されるようになっている。
<基材>
ここに開示される粘着シートにおいて、粘着剤層を支持(裏打ち)する基材(支持基材)としては、各種のシート状基材を用いることができる。上記基材としては、樹脂フィルム、紙、布、ゴムシート、発泡体シート、金属箔、これらの複合体等を用いることができる。樹脂フィルムの例としては、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−ブテン共重合体等のポリオレフィンフィルム;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等のポリエステルフィルム;塩化ビニル樹脂フィルム;塩化ビニリデン樹脂フィルム;酢酸ビニル樹脂フィルム;ポリスチレンフィルム;ポリアセタールフィルム;ポリイミドフィルム;ポリアミドフィルム;フッ素樹脂フィルム;セロハン;等が挙げられる。紙の例としては、和紙、クラフト紙、グラシン紙、上質紙、合成紙、トップコート紙等が挙げられる。布の例としては、各種繊維状物質の単独または混紡等による織布や不織布等が挙げられる。上記繊維状物質としては、綿、スフ、マニラ麻、パルプ、レーヨン、アセテート繊維、ポリエステル繊維、ポリビニルアルコール繊維、ポリアミド繊維、ポリオレフィン繊維等が例示される。ゴムシートの例としては、天然ゴムシート、ブチルゴムシート等が挙げられる。発泡体シートの例としては、発泡ポリウレタンシート、発泡ポリクロロプレンゴムシート等が挙げられる。金属箔の例としては、アルミニウム箔、銅箔等が挙げられる。なかでも、寸法安定性、厚み精度、経済性(コスト)、加工性、引張強度等の観点から、樹脂フィルムが好ましい。樹脂フィルムのなかでは、ポリオレフィンフィルムが特に好ましい。なお、この明細書において「樹脂フィルム」とは、典型的には非多孔質のフィルムであって、いわゆる不織布や織布とは区別される概念である。また、ここに開示される基材は、上記各種材料からなる単層構造の基材であってもよく、上記各種材料からなる層を2層以上備える多層構造の基材であってもよい。
ここに開示される基材は、温暖化効果ガス低減の観点から、バイオマス材料を含むことが好ましい。上記基材を構成し得るバイオマス材料は特に限定されないが、例えば、ポリ乳酸;バイオマス高密度ポリエチレン(バイオマスHDPE)、バイオマス低密度ポリエチレン(バイオマスLDPE)、バイオマス直鎖状低密度ポリエチレン(バイオマスLLDPE)等のバイオマスポリエチレン、バイオマスポリプロピレン(バイオマスPP)等のバイオマスポリオレフィン;バイオマスPET、バイオマスポリトリメチレンテレフタレート(バイオマスPTT)等のバイオマスポリエステル;バイオマスポリ(3−ヒドロキシブチレート−co−3−ヒドロキシヘキサノエート);ポリヘキサメチレンセバカミド、ポリ(キシリレンセバカミド)等のバイオマスポリアミド;バイオマスポリエステルエーテルウレタン、バイオマスポリエーテルウレタン等のバイオマスポリウレタン;セルロース系樹脂;等が挙げられる。これらは1種を単独でまたは2種以上を組み合わせて用いることができる。なかでも、バイオマスHDPE、バイオマスLDPE、バイオマスLLDPE、バイオマスPP、バイオマスPET、バイオマスPTTが好ましく、バイオマスHDPE、バイオマスLDPE、バイオマスLLDPEがより好ましく、バイオマスHDPEが特に好ましい。上記のバイオマス材料は樹脂材料であることから、基材が樹脂フィルムである構成に好ましく適用され得る。上記のバイオマス材料を用いることによって、樹脂フィルム(好ましくはポリオレフィンフィルム)を基材とする粘着シートにおいて、温室効果ガス排出低減を実現することができる。
上記バイオマス材料は、一材料としてのバイオマス度が実質的に100%(例えば99〜100%、典型的には99.9〜100%)のものや、上記バイオマス度が80〜100%(例えば85〜100%、典型的には90〜100%)のものを用いることが好ましい。あるいはまた、上記バイオマス度が80%未満(例えば20%以上80%未満、典型的には35%以上80%未満)の材料を用いてもよい。バイオマス度が100%未満のバイオマス材料については、各バイオマス材料のバイオマス比率(バイオマス度×10−2)を当該バイオマス材料の配合割合に乗じることにより、基材のバイオマス度や粘着剤層のバイオマス度、粘着シートのバイオマス度を算出すればよい。なお、この明細書において、粘着シート(基材や粘着剤層を包含する。)を構成する各材料のバイオマス度、基材や粘着剤層のバイオマス度は、AMS(Accelerator Mass Spectrometry:加速器質量分析)法やLSC(Liquid Scintillation Counter)法を利用して求めることができる。典型的には、ASTM D6866:2008に準拠して測定することができる。
ここに開示される基材は、上述のように、バイオマス材料として知られるポリ乳酸を含み得る。基材に含まれ得るポリ乳酸としては、L−乳酸の単独重合体(ポリ−L−乳酸)、D−乳酸の単独重合体(ポリ−D−乳酸)、L体とD体とが任意の割合で共重合されたランダム共重合体、L体とD体とのブロック共重合体、等のいずれも使用可能である。これらのうち1種を単独で含んでもよく、2種以上(例えば、ポリ−L−乳酸とポリ−D−乳酸)を適宜の組み合わせて含んでもよい。
また、ここに開示される基材におけるポリ乳酸の含有割合は20重量%未満である。ポリ乳酸を所定以上の割合で含む基材は、成膜性が低下する傾向がある。その場合、成膜後の基材表面の平滑性も低下し、例えば、表面が荒れるなど外観不良となる場合がある。そのような基材は、基材強度も脆弱化する傾向があるため、粘着シートの諸特性に悪影響を及ぼす虞がある。例えば、ポリ乳酸を多く含む基材は脆くなる傾向があることから、素手による切断性そのものは改善されるものの、意図しない方向に切断されてしまうなど所望の方向への切断が難しくなり、手切れ性が逆に低下する虞がある。ここに開示される基材がポリ乳酸を含む場合には、基材におけるポリ乳酸の含有割合は、15重量%以下(例えば10重量%以下、典型的には5重量%以下)であることが好ましい。上記ポリ乳酸の含有割合は、3重量%以下(例えば1重量%以下、典型的には0.1重量%以下)であってもよい。ここに開示される技術は、ポリ乳酸を実質的に含まない基材を用いて好ましく実施され得る。したがって、この明細書において「ポリ乳酸の含有割合は20重量%未満である」とは、ポリ乳酸を含まないことを包含する意味として理解される。
ここに開示される基材のバイオマス度は特に限定されないが、20%以上であることが好ましい。ここで「基材のバイオマス度」とは、基材の重量に占めるバイオマス材料の重量割合のことをいう。このように基材のバイオマス度を高めることにより、粘着シートのバイオマス度も向上し、温室効果ガス排出量の低減を好適に実現することができる。基材のバイオマス度は、25%以上(例えば30%以上、典型的には35%以上)であることがより好ましい。温室効果ガス低減性をより重視する場合には、基材のバイオマス度は45%以上(例えば50%以上、典型的には60%以上)であってもよく、80%以上(例えば85%以上、典型的には90%以上)であってもよい。上記バイオマス度の上限は100%以下であるが、80%以下(例えば70%以下、典型的には60%以下)程度であってもよく、35%未満であってもよい。
ここに開示される基材は、強度と柔軟性の観点から、ポリオレフィンフィルムであることが好ましい。ポリオレフィンフィルムは、α−オレフィンを主モノマー(モノマー成分のなかの主成分)とする重合体を主成分とするフィルムである。上記重合体の割合は、通常は50重量%以上(例えば80重量%以上、典型的には90〜100重量%)である。ポリオレフィンの具体例としては、エチレンを主モノマーとするもの(ポリエチレン)、プロピレンを主モノマーとするもの(ポリプロピレン)等が挙げられる。上記ポリエチレンは、エチレンの単独重合体であってもよく、エチレンと他のオレフィン(例えば、炭素原子数が3〜10のα−オレフィンから選択される1種または2種以上)との共重合体であってもよく、エチレンとオレフィン以外のモノマー(例えば、酢酸ビニル、アクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル等のエチレン性不飽和モノマーから選択される1種または2種以上)との共重合体であってもよい。また、上記ポリプロピレンは、プロピレンの単独重合体であってもよく、プロピレンと他のオレフィン(例えば、炭素原子数が2,4〜10のα−オレフィンから選択される1種または2種以上)との共重合体であってもよく、プロピレンとオレフィン以外のモノマーとの共重合体であってもよい。ここに開示される基材は、上記のうち1種のポリオレフィンのみを含んでもよく、2種以上のポリオレフィンを含んでもよい。
ここに開示される基材を構成するポリオレフィンとしては、MFR(melt mass−flow rate)が0.5〜80g/10分(例えば0.5〜10g/10分)程度のものを好ましく使用することができる。手切れ性を向上させる観点から、上記MFRは2g/10分以上(例えば3g/10分以上、典型的には4g/10分以上)であることが特に好ましい。この明細書においてMFRとは、JIS K7210:1999またはASTM D1238に準拠して、温度190℃(ポリエチレン)または温度230℃(ポリプロピレン)、荷重2.16kgの条件でA法により測定して得られる値をいう。上記MFRは基材を構成する樹脂種の選択や分子量等によって調整することができる。
ここに開示される技術で用いられる基材は、強度向上の観点から、高密度ポリエチレン(HDPE)を含み得る。この明細書においてHDPEとは、密度が0.940g/cm以上のポリエチレンのことをいう。上記密度は好ましくは0.945g/cm以上(例えば0.950g/cm以上、典型的には0.952g/cm以上)であり得る。また、上記密度の上限は通常は0.970g/cm未満(例えば0.965g/cm以下、典型的には0.960g/cm以下)であり得る。HDPEは、密度やMFRの異なる各種HDPEを1種を単独でまたは2種以上を組み合わせて用いることができる。ここに開示される技術は上記HDPEを含むポリオレフィンフィルム(典型的にはポリエチレンフィルム)を基材として備える態様で好ましく実施され得る。なお、この明細書において樹脂(例えばHDPEやLDPE等のポリオレフィン)の密度は、JIS K7112:1999またはASTM D792に準拠して測定すればよい。
また、HDPEとしてバイオマスHDPEを用いることが好ましい。バイオマスHDPEは、基材に含まれるHDPEの一部であってもよく、基材に含まれるHDPEの全部であってもよい。基材がバイオマスHDPEを含む場合、基材に含まれるHDPEの総量に占めるバイオマスHDPEの割合は特に限定されず、凡そ10重量%以上(例えば30重量%以上、典型的には50重量%以上)であり得る。バイオマス度を向上する観点から、上記バイオマスHDPEの割合は80重量%以上(例えば90重量%以上、典型的には95〜100重量%)であってもよい。
ここに開示される基材がHDPE(好ましくはバイオマスHDPE)を含む場合、HDPEのMFRは、手切れ性を向上させる観点から、2g/10分以上(例えば3g/10分以上、典型的には4g/10分以上)であることが好ましい。
ここに開示される基材がHDPEを含む場合、基材におけるHDPEの含有割合は、強度(例えば引張強度)向上の観点から、10重量%以上であることが好ましく、20重量%以上(例えば30重量%以上、典型的には35重量%以上)であることがより好ましい。基材におけるHDPEの含有割合の上限は、段差への追従性等を考慮して、通常は80重量%以下(例えば70重量%以下、典型的には60重量%以下)であり得る。
ここに開示される技術で用いられる基材は、柔軟性向上の観点から、低密度ポリエチレン(LDPE)を含み得る。この明細書においてLDPEとは、密度が0.940g/cm未満のポリエチレンをいう。上記密度は好ましくは0.935g/cm以下(例えば0.930g/cm以下、典型的には0.925g/cm以下)であり得る。また、上記密度の下限は通常は0.880g/cm以上(例えば0.900g/cm以上、典型的には0.910g/cm以上)であり得る。ここに開示されるLDPEは、例えば、エチレンモノマーを高圧法により重合して得られるLDPE、エチレンと炭素原子数が3〜8のα−オレフィンモノマーとを低圧法により重合して得られるLDPE、あるいは上記の密度を有する、エチレンとα−オレフィンとの共重合体のいずれであってもよい。ここに開示されるLDPEには、超低密度ポリエチレンと称されるもの、直鎖状低密度ポリエチレン(LLDPE)と称されるものが包含される。LDPEは、密度やMFRの異なる各種LDPEを1種を単独でまたは2種以上を組み合わせて用いることができる。ここに開示される技術は上記LDPEを含むポリオレフィンフィルム(典型的にはポリエチレンフィルム)を基材として備える態様で好ましく実施され得る。
また、LDPEとしては、バイオマスLDPE(バイオマスLLDPEを包含する。)を用いることが好ましい。バイオマスLDPE(例えばバイオマスLLDPE)は、基材に含まれるLDPEの一部であってもよく、基材に含まれるLDPEの全部であってもよい。基材がバイオマスLDPE(例えばバイオマスLLDPE)を含む場合、基材に含まれるLDPEの総量に占めるバイオマスLDPE(例えばバイオマスLLDPE)の割合は特に限定されず、凡そ10重量%以上(例えば30重量%以上、典型的には50重量%以上)であり得る。バイオマス度を向上する観点から、上記バイオマスLDPE(例えばバイオマスLLDPE)の割合は80重量%以上(例えば90重量%以上、典型的には95〜100重量%)であってもよい。
ここに開示される基材がLDPEを含む場合、基材におけるLDPEの含有割合は、強度(例えば引張強度)向上の観点から、10重量%以上であることが好ましく、20重量%以上(例えば30重量%以上、典型的には35重量%以上)であることがより好ましい。基材におけるLDPEの含有割合の上限は、手切れ性を考慮して、通常は80重量%以下(例えば70重量%以下、典型的には60重量%以下)であり得る。
ここに開示される技術は、HDPEとLDPEとを含むポリオレフィンフィルム(典型的にはポリエチレンフィルム)を基材として備える構成で好ましく実施され得る。HDPEとLDPEとを含むポリオレフィンフィルムを基材として採用することにより、強度と柔軟性とを高度に両立することができる。上記ポリオレフィンフィルム基材におけるHDPEとLDPEとの合計量は特に限定されないが、50重量%以上(例えば80重量%以上、典型的には90〜100重量%)であることが好ましい。ここに開示される技術はまた、ポリオレフィンフィルム基材がHDPEおよびLDPE以外の材料を実質的に含まない態様でも好ましく実施され得る。HDPEとLDPEとを併用する場合、基材におけるHDPEとLDPEとの重量比は特に限定されないが、通常は10:90〜90:10程度であり、好ましくは20:80〜80:20(例えば30:70〜70:30、典型的には35:65〜65:35)である。
上記ポリオレフィンフィルム(典型的にはポリエチレンフィルム)がHDPEとLDPEとを含む場合、HDPEとしてバイオマスHDPEを使用し、LDPEとしてバイオマスLDPE(バイオマスLLDPEを包含する。)を使用してもよい。換言すると、上記ポリオレフィンフィルム(典型的にはポリエチレンフィルム)は、バイオマスHDPEとバイオマスLDPE(例えばバイオマスLLDPE)とを含み得る。この構成によると、基材の強度と柔軟性とを高度に両立しつつバイオマス度を向上させることができる。上記ポリオレフィンフィルム基材におけるバイオマスHDPEとバイオマスLDPEとの合計量や、HDPEとLDPEとの重量比としては、上述のHDPEとLDPE併用において例示した値を好ましく採用することができる。
ここに開示される基材がポリオレフィンフィルム基材である場合、該ポリオレフィンフィルム基材は、ポリオレフィンに加えて上記ポリオレフィン以外のポリマーを含んでもよい。上記ポリオレフィン以外のポリマーとしては、上述の基材を構成し得る樹脂フィルムとして例示した各種ポリマー材料のうち、ポリオレフィン以外のものが好適例として挙げられる。ここに開示されるポリオレフィンフィルム基材がポリオレフィンに加えて上記ポリオレフィン以外のポリマーを含む場合、該ポリオレフィン以外のポリマーの含有量は、ポリオレフィン100重量部に対して100重量部未満とすることが適当であり、50重量部以下が好ましく、30重量部以下がより好ましく、10重量部以下がさらに好ましい。ポリオレフィン以外のポリマーの含有量は、ポリオレフィン100重量部に対して5重量部以下であってもよく、1重量部以下であってもよい。ここに開示される技術は、例えば、ポリオレフィンフィルム基材の99.5〜100重量%がポリオレフィンである態様で好ましく実施され得る。
ここに開示される技術はまた、ポリ乳酸の含有割合が20重量%未満である樹脂フィルム(好ましくはポリオレフィンフィルム)を基材として備える構成で好ましく実施され得る。上記樹脂フィルム(好ましくはポリオレフィンフィルム)におけるポリ乳酸の含有割合は、15重量%以下(例えば10重量%以下、典型的には5重量%以下)であることが好ましい。上記ポリ乳酸の含有割合は、3重量%以下(例えば1重量%以下、典型的には0.1重量%以下)であってもよい。ここに開示される技術は、ポリ乳酸を実質的に含まない樹脂フィルム(好ましくはポリオレフィンフィルム)基材を用いて好ましく実施され得る。
ここに開示される基材が樹脂フィルム基材の場合、樹脂フィルム基材の密度は、強度や手切れ性の観点から、凡そ0.85g/cm以上(例えば0.90g/cm以上、典型的には0.92g/cm以上)であり得る。また、上記密度の上限は凡そ1.50g/cm以下(例えば1.20g/cm以下、典型的には1.05g/cm以下)であり得る。樹脂フィルムがポリオレフィンフィルムの場合には、該ポリオレフィンフィルムの密度は、凡そ0.90〜1.0g/cm(例えば0.92〜0.96g/cm、典型的には0.93〜0.95g/cm)の範囲とすることが適当である。
上記基材(例えば樹脂フィルムやゴムシート、発泡体シート等)の粘着剤層が配置される面(粘着剤層側表面)には、コロナ放電処理、プラズマ処理、紫外線照射処理、酸処理、アルカリ処理、下塗り剤の塗付等の、公知または慣用の表面処理が施されていてもよい。このような表面処理は、基材と粘着剤層との密着性、言い換えると粘着剤層の基材への投錨性を向上させるための処理であり得る。あるいは、上記基材は、上記粘着剤層側表面に投錨性を向上させるような表面処理が施されていないものであってもよい。
また、ここに開示される粘着シートが基材の片面に粘着剤層が設けられた片面粘着シートの場合、基材の粘着剤層非形成面(背面)には、剥離処理剤(背面処理剤)によって剥離処理が施されていてもよい。その場合、基材の背面には上記剥離処理による剥離処理層(背面処理層)が設けられ得る。上記剥離処理層は、例えば後述の凹部が形成された面に設けられ得る。その場合、巻回体とした状態では、剥離処理層と凹部が存在する基材背面が粘着剤層を保護するので、上記基材を備える粘着シートは、その使用に際して、巻回体とした状態から該シートを巻き戻すときの力(巻戻し力)をより軽くすることができる。要するに、粘着シートを容易に繰り出すことができるので、巻き戻し時の作業性に優れる。
背面処理層の形成に用いられ得る背面処理剤としては、特に限定されず、シリコーン系背面処理剤やフッ素系背面処理剤、長鎖アルキル系背面処理剤その他の公知または慣用の処理剤を目的や用途に応じて用いることができる。背面処理剤は1種を単独でまたは2種以上を組み合わせて用いることができる。
なお、背面処理層がシリコーン系背面処理剤による背面処理層(シリコーン系背面処理層)である場合、粘着シート巻回体の巻戻し力が軽くなりすぎて、逆に作業性が低下する場合がある。そのようなことから、背面処理剤として、非シリコーン系背面処理剤(特に長鎖アルキル系背面処理剤)を用いることが好ましい。換言すると、ここに開示される基材の背面に設けられ得る背面処理層は、非シリコーン系背面処理剤により形成された背面処理層(非シリコーン系背面処理層)であることが好ましい。なかでも、長鎖アルキル系背面処理剤により形成された背面処理層(長鎖アルキル系背面処理層)が特に好ましい。
長鎖アルキル系背面処理剤としては、例えば、炭素原子数12以上(例えば炭素原子数12〜20)の長鎖アルキル(メタ)アクリレートの重合物;長鎖アルキル(メタ)アクリレートと他のビニルモノマーとの共重合物;ポリビニルアルコール(PVA)に長鎖アルキルイソシアネート等の長鎖アルキル成分を反応させて得られる長鎖アルキル変性高分子;等が挙げられる。上記長鎖アルキル(メタ)アクリレートと他のビニルモノマーとの共重合物としては、例えば、ステアリルアクリレートとビニルモノマー(例えばアクリル酸や酢酸ビニル、アクリロニトリル)との共重合物;ステアリルアクリルアミド、アクリロニトリルおよびアクリル酸等の共重合物;ステアリルビニルエーテル、アクリル酸、無水マレイン酸およびアクリロニトリル等の共重合物等;が挙げられる。また、上記長鎖アルキル変性高分子としては、例えば、セルロース、PVA等のポリマーと塩化ステアロイルとの反応物;PVAや部分アセタール化PVA、セルロース誘導体、ポリエステル等の活性水素を持つポリマーをステアリルイソシアネート等の脂環族イソシアネートでアルキル変性したもの;等が挙げられる。上記長鎖アルキル系背面処理剤の具体例としては、商品名「アシオレジンRA−30」(アシオ産業株式会社製)、商品名「ピーロイル1010」、商品名「ピーロイル1050」(いずれも一方社油脂工業株式会社製)等が挙げられる。
また、背面処理剤には、帯電性を付与するために高沸点の溶媒が添加されてもよい。上記溶媒としては、例えば、ジメチルスルホキシド(DMSO)、N,N−ジメチルホルムアミド(DMF)、N−メチルピロリドン(NMP)等が挙げられる。なお、上記溶媒は、1種を単独でまたは2種以上を組み合わせて用いることができる。背面処理剤に溶媒を添加する場合、上記溶媒の添加量は特に限定されない。例えば、背面処理剤100重量部に対して0.05重量部以上(典型的には0.05〜0.5重量部)の溶媒を添加することが好ましい。これによって、静電気発生量の増大を抑制することができる。その作用については、特に限定的に解釈されるものではないが、粘着シート製造工程における乾燥条件では上記溶媒は蒸発せずに背面処理層内に残存し、空気中の水分を取り込むことで静電気による帯電電荷を漏洩させているものと推察される。
ここに開示される背面処理層は、基材の一方の表面に背面処理剤を塗付することによって形成され得る。例えば、基材背面に凹部が形成されている場合、背面処理層は、該凹部形成面に形成され得る。背面処理層の形成にあたっては、必要に応じて、さらに加熱乾燥等の工程が実施されてもよい。背面処理層の形成方法は特に限定されず、公知または慣用の方法が適宜採用され得る。例えば、トルエン等の有機溶媒に背面処理剤を溶解させて塗工液を調製し、該塗工液をグラビアロールコーター、キスロールコーター等の塗工機を用いて基材背面に塗付し、乾燥することにより背面処理層を形成することができる。ここに開示される背面処理層の厚さは、例えば、0.1〜4μm(典型的には0.2〜1μm)程度とすることが適当である。
基材(例えば樹脂フィルム基材)には、必要に応じて、充填剤(無機充填剤、有機充填剤等)、老化防止剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤、滑剤、可塑剤、着色剤(顔料、染料等)等の各種添加剤が配合されていてもよい。各種添加剤の配合割合は、通常は30重量%以下(例えば20重量%以下、典型的には10重量%以下)程度である。例えば、基材に顔料(例えば白色顔料)を含ませる場合、その含有割合は0.1〜10重量%(例えば1〜8重量%、典型的には1〜5重量%)程度とすることが適当である。また、ここに開示される技術における基材が2種以上の樹脂材料を含む樹脂フィルム基材である場合、上記2種以上の樹脂の相溶性を向上させる相溶化剤を含んでもよく、あるいは含まなくてもよい。2種以上のポリオレフィン(例えばHDPEとLDPE)を含むポリオレフィンフィルムを基材として採用する場合には、上記相溶化剤を含まない態様で好ましく実施することができる。
次に、図5を参照して好ましい実施形態に係る基材について説明する。図5は一実施形態に係る基材を模式的に示す断面図である。図5に示すように、基材10の一方の表面10Bには、複数の凹部11が形成されている。これら複数の凹部11は、上記表面において各々が直線状に伸びるように配置されている。図5の水平方向(X軸方向)は長尺状の粘着シートの長手方向に対応しており、凹部11は、粘着シートの長手方向と交差する方向に沿って配置されている。また、複数の凹部11は互いに平行するように配置されている。より具体的には、凹部11は、長尺シートである基材10の幅方向(粘着シートの幅方向でもあり得る。)に沿って配置されている。この方向(幅方向)は換言すれば、基材の長手方向に直交する方向(粘着シートの長手方向に直交する方向)でもあり得る。凹部11はまた、上記幅方向の一方の端部から他方の端部まで伸びている。このような構成を有する基材を備える粘着シートは、基材の凹部に沿って切断されやすいので、手切れ性に優れる。
上記基材の凹部における凹部底面の形状は、図5に示すような断面U字状であってもよく、断面V字状や断面矩形状(コ字状)であってもよい。手切れ性および長手方向における強度確保の観点から、凹部底面の形状は、断面において曲面状であることが好ましい。
上記凹部の深さ(最大深さ)D(図5において符号Dで示す長さ)は、手切れ性と強度とのバランスを考慮して、基材の厚さTに対するDの比(D/T)が0.2〜0.8(例えば0.2〜0.5)の範囲となるように設定することが好ましい。具体的には、上記凹部の深さDは、通常は10〜160μm(例えば20〜100μm)程度とすることが好ましい。また、凹部の幅(図5において符号Wで示す長さ)は、手切れ性と強度とのバランスを考慮して、50〜500μm(例えば70〜400μm、典型的には100〜300μm)であることが好ましい。さらに、上記複数の凹部の間隔(図5において符号Lで示す長さ。隣りあう凹部の間隔でもあり得る。)は、手切れ性と凹部形成性とのバランスを考慮して、100〜4000μm(例えばは300〜3000μm、典型的には500〜2000μm)であることが好ましい。凹部の深さや幅、間隔は、電子顕微鏡観察により測定するとよい。
また、上記基材の凹部の各々は、上記のように線状(典型的には直線状)に連続的に形成されていてもよく、あるいは断続的に形成されていてもよい。凹部を断続的に構成することで、基材の変形を適度に抑制することが可能となり、例えば凹部の変形による手切れ性低下が防止され得る。また、凹部を断続的に形成することは、基材の強度向上の観点からも望ましい。断続的に形成された直線状凹部の典型例としては、線状の凹部にリブを有する構成が挙げられる。当該リブは、凹部の一部分を埋める形態で設けられた支柱状の構造部であり得る。
上記リブの幅は、手切れ性と基材の強度とのバランスを考慮して、50〜500μm(例えば50〜200μm)程度とすることが好ましい。また、一の線状(典型的には直線状)凹部におけるリブの個数は、上記と同様の観点から、20〜100個/cm(例えば20〜50個/cm)程度とすることが好ましい。また、リブ間の距離(一の線状(典型的には直線状)凹部において、リブとリブとの間の凹部分の長さ)は、上記と同様の観点から、100〜500μm(例えば200〜500μm)程度とすることが好ましい。なお、上記リブは、上記凹部が線状(典型的には直線状)に断続的に形成されている場合は、該線状領域における凹部非形成部であり得る。
なお、上記実施形態においては、凹部は基材の一方の表面のみに形成されていたが、これに限定されず、凹部は基材の少なくとも一方の表面に形成されていればよい。例えば、基材の両面に凹部が形成されていてもよい。ここに開示される技術では、手切れ性と基材強度とのバランスの観点から、一方の表面のみに凹部が形成された基材を好ましく採用し得る。この場合、基材の他方の面(図5の基材10の場合、符号10Aで示す面)は平滑面として構成され得る。このように構成することで、上記平滑面に粘着剤層を設けることによって基材と粘着剤層との間で十分な接触面積が得られ、粘着剤層の投錨性が向上する。なお、基材の表面に凹部を形成しない態様もここに開示される技術に包含され得る。その場合、基材の両面が平滑面として構成され得る。
また、上記実施形態においては、凹部は直線状に伸びるように形成されていたが、これに限定されない。凹部は例えば、波状、曲線状等の線状に形成されていてもよい。手切れ性の観点からは直線状が好ましい。
また、上記基材の表面に凹部が形成されている場合、当該形成面における単位長さ(1m)当たりの凹部の本数(連続的または断続的に線状に形成された凹部を1本とカウントする。)は、200〜2000本/m(例えば200〜1500本/m、典型的には500〜1500本/m)であることが好ましい。
上記凹部が表面に形成された基材の作製方法は特に限定されない。例えば、樹脂フィルム(例えばポリオレフィンフィルム)を溶融製膜法(Tダイ法、インフレーション法)、溶液製膜法等の公知または慣用の方法で作製し、連続して溶融状態の樹脂フィルムに、表面に凹凸形状を有する成形ロール等を押し当てて凹部の形状を転写する方法や、樹脂フィルム表面に凹凸形状を有するロール等を押し当てて凹部を形成する方法等が挙げられる。好ましい一態様では、Tダイ(T型ダイ)より押し出した樹脂フィルム(好適にはポリオレフィンフィルム)を、表面に凹凸形状を施した冷却成形ロール(エンボスロール)の表面に接触させることにより基材は作製され得る。なお、基材の表面に凹部を形成する場合には、凹部の変形を防ぐ観点から、延伸処理を施さない樹脂フィルム基材を用いることが好ましい。
基材の厚さは特に限定されず、目的に応じて適宜選択できるが、一般的には1〜500μmであり、好ましくは3〜300μmである。基材強度の観点から、上記基材の厚さは、30μm以上(例えば50μm以上、典型的には70μm以上)であることがより好ましい。基材の表面に凹部を形成する場合には、上記所定以上の厚さを有する基材が好ましい。手切れ性や耐反撥性の観点からは、基材の厚さは200μm以下(例えば180μm以下、典型的には150μm以下)とすることがより好ましい。
<粘着剤層>
ここに開示される技術における粘着剤層(粘着剤からなる層)は、水系粘着剤組成物、溶剤型粘着剤組成物、ホットメルト型粘着剤組成物、活性エネルギー線硬化型粘着剤組成物から形成された粘着剤層であり得る。水系粘着剤組成物とは、水を主成分とする溶媒(水系溶媒)中に粘着剤(粘着剤層形成成分)を含む形態の粘着剤組成物のことをいい、ここでいう水系粘着剤組成物の概念には、水分散型粘着剤組成物(粘着剤が水に分散した形態の組成物)、水溶性粘着剤組成物(粘着剤が水に溶解した形態の組成物)、等と称されるものが含まれ得る。また、溶剤型粘着剤組成物とは、有機溶媒中に粘着剤を含む形態の粘着剤組成物のことをいう。ここに開示される技術は、溶剤型粘着剤組成物から形成された粘着剤層を備える態様で好ましく実施され得る。
ここに開示される粘着剤層は、粘着剤の分野において公知のアクリル系ポリマー、ゴム系ポリマー、ポリエステル系ポリマー、ウレタン系ポリマー、ポリエーテル系ポリマー、シリコーン系ポリマー、ポリアミド系ポリマー、フッ素系ポリマー等の各種ポリマーの1種または2種以上をベースポリマーとして含むものであり得る。粘着特性やコスト等の観点から、アクリル系ポリマーを好ましく採用し得る。
なお、粘着剤の「ベースポリマー」とは、該粘着剤に含まれるゴム状ポリマーの主成分をいう。上記ゴム状ポリマーとは、室温付近の温度域においてゴム弾性を示すポリマーをいう。また、この明細書において「主成分」とは、特記しない場合、50重量%を超えて含まれる成分を指す。
また、「アクリル系ポリマー」とは、該ポリマーを構成するモノマー単位として、1分子中に少なくとも一つの(メタ)アクリロイル基を有するモノマーに由来するモノマー単位を含む重合物をいう。以下、1分子中に少なくとも一つの(メタ)アクリロイル基を有するモノマーを「アクリル系モノマー」ともいう。この明細書におけるアクリル系ポリマーは、アクリル系モノマーに由来するモノマー単位を含むポリマーとして定義される。かかるアクリル系ポリマーの典型例として、該アクリル系ポリマーのモノマー組成のうちアクリル系モノマーの割合が50重量%より多いアクリル系ポリマーが挙げられる。
また、「(メタ)アクリロイル」とは、アクリロイルおよびメタクリロイルを包括的に指す意味である。同様に、「(メタ)アクリレート」とはアクリレートおよびメタクリレートを、「(メタ)アクリル」とはアクリルおよびメタクリルを、それぞれ包括的に指す意味である。また、「(シクロ)アルキル」とは、鎖状アルキルおよびシクロアルキルを包括的に指す意味である。
上記アクリル系ポリマーとしては、例えば、アルキル(メタ)アクリレートを主モノマーとして含み、該主モノマーと共重合性を有する副モノマーをさらに含み得るモノマー原料の重合物が好ましい。ここで主モノマーとは、上記モノマー原料におけるモノマー組成の50重量%超を占める成分をいう。
アルキル(メタ)アクリレートとしては、例えば下記式(1)で表される化合物を好適に用いることができる。
CH=C(R)COOR (1)
ここで、上記式(1)中のRは水素原子またはメチル基である。また、Rは炭素原子数1〜20の鎖状アルキル基(以下、このような炭素原子数の範囲を「C1−20」と表すことがある。)である。粘着剤の貯蔵弾性率等の観点から、RがC1−14(例えばC1−10、典型的にはC2−8)の鎖状アルキル基であるアルキル(メタ)アクリレートが好ましく、定荷重剥離性と再剥離性との両立の観点から、Rが水素原子でRがC2−7(例えばC2−4、典型的にはC)の鎖状アルキル基であるアルキルアクリレート(以下、単にC2−7アルキルアクリレートともいう。)がより好ましい。
がC1−20の鎖状アルキル基であるアルキル(メタ)アクリレートとしては、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、プロピル(メタ)アクリレート、イソプロピル(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、s−ブチル(メタ)アクリレート、ペンチル(メタ)アクリレート、イソペンチル(メタ)アクリレート、ヘキシル(メタ)アクリレート、ヘプチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、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、ノニル(メタ)アクリレート、イソノニル(メタ)アクリレート、デシル(メタ)アクリレート、イソデシル(メタ)アクリレート、ウンデシル(メタ)アクリレート、ドデシル(メタ)アクリレート、トリデシル(メタ)アクリレート、テトラデシル(メタ)アクリレート、ペンタデシル(メタ)アクリレート、ヘキサデシル(メタ)アクリレート、ヘプタデシル(メタ)アクリレート、オクタデシル(メタ)アクリレート、ノナデシル(メタ)アクリレート、エイコシル(メタ)アクリレート等が挙げられる。これらアルキル(メタ)アクリレートは、1種を単独でまたは2種以上を組み合わせて用いることができる。好ましいアルキル(メタ)アクリレートとして、n−ブチルアクリレート(BA)および2−エチルヘキシルアクリレート(2EHA)が挙げられる。なかでも、定荷重剥離性と再剥離性との両立の観点から、BAが特に好ましい。
全モノマー成分中における主モノマーの配合割合は70重量%以上であることが好ましく、90重量%以上であることがより好ましく、95重量%以上であることがさらに好ましい。主モノマーの配合割合の上限は特に限定されないが、99.5重量%以下(例えば99重量%以下)とすることが好ましい。あるいは、アクリル系ポリマーは実質的に主モノマーのみを重合したものであってもよい。また、主モノマーとして、C2−7アルキルアクリレートを含む場合、該C2−7アルキルアクリレートの主モノマー中における配合割合は、70重量%以上であることが好ましく、90重量%以上であることがより好ましく、95重量%以上(典型的には99〜100重量%)であることがさらに好ましい。ここに開示される技術は、上記モノマー原料におけるモノマー組成の50重量%以上(例えば70重量%以上、典型的には90重量%以上)がBAである態様で好ましく実施され得る。
主モノマーであるアルキル(メタ)アクリレートと共重合性を有する副モノマーは、アクリル系ポリマーに架橋点を導入したり、アクリル系ポリマーの凝集力を高めたりするために役立ち得る。副モノマーとしては、例えば以下のような官能基含有モノマー成分を、1種のみを単独でまたは2種以上を組み合わせて用いることができる。
カルボキシ基含有モノマー:例えばアクリル酸(AA)、メタクリル酸(MAA)、クロトン酸等のエチレン性不飽和モノカルボン酸;マレイン酸、イタコン酸、シトラコン酸等のエチレン性不飽和ジカルボン酸およびその無水物(無水マレイン酸、無水イタコン酸等)。
水酸基含有モノマー:例えば2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、3−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)アクリレート等のヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート類;ビニルアルコール、アリルアルコール等の不飽和アルコール類。
アミド基含有モノマー:例えば(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチル(メタ)アクリルアミド、N−ブチル(メタ)アクリルアミド、N−メチロール(メタ)アクリルアミド、N−メチロールプロパン(メタ)アクリルアミド、N−メトキシメチル(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。
アミノ基含有モノマー:例えばアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、t−ブチルアミノエチル(メタ)アクリレート。
エポキシ基を有するモノマー:例えばグリシジル(メタ)アクリレート、メチルグリシジル(メタ)アクリレート、アリルグリシジルエーテル。
シアノ基含有モノマー:例えばアクリロニトリル、メタクリロニトリル。
ケト基含有モノマー:例えばジアセトン(メタ)アクリルアミド、ジアセトン(メタ)アクリレート、ビニルメチルケトン、ビニルエチルケトン、アリルアセトアセテート、ビニルアセトアセテート。
窒素原子含有環を有するモノマー:例えばN−ビニル−2−ピロリドン、N−メチルビニルピロリドン、N−ビニルピリジン、N−ビニルピペリドン、N−ビニルピリミジン、N−ビニルピペラジン、N−ビニルピラジン、N−ビニルピロール、N−ビニルイミダゾール、N−ビニルオキサゾール、N−ビニルモルホリン、N−ビニルカプロラクタム、N−(メタ)アクリロイルモルホリン。
アルコキシシリル基含有モノマー:例えば3−(メタ)アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3−(メタ)アクリロキシプロピルトリエトキシシラン、3−(メタ)アクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、3−(メタ)アクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン。
上記副モノマーとしては、後述の粘着剤組成物に含まれ得る架橋剤(例えばイソシアネート系架橋剤)と反応する官能基含有モノマーとなり得る水酸基含有モノマー、カルボキシ基含有モノマーが好ましく用いられ得る。なかでも、カルボキシ基含有モノマーがより好ましく、上記カルボキシ基含有モノマーは、AAまたはMAAであることがさらに好ましい。また、ここに開示される技術は、アクリル系ポリマーの重合に用いられるモノマー原料が、カルボキシ基含有モノマー以外の官能基含有モノマー(例えば、水酸基含有モノマーおよび/または窒素原子を含有するモノマー)を含まない態様でも本発明所望の効果を実現し得るかたちで実施され得る。
上記副モノマーの量は、所望の凝集力が実現されるように適宜選択すればよく、特に限定されない。通常は、凝集力と他の粘着特性(例えば粘着力)とをバランス良く両立させる観点から、副モノマーの量は、アクリル系ポリマーの全モノマー成分中の0.5重量%以上とすることが適当であり、好ましくは1重量%以上である。また、副モノマーの量は、全モノマー成分中の30重量%以下が適当であり、好ましくは10重量%以下(例えば5重量%以下)である。
また、アクリル系ポリマーの凝集力を高める等の目的で、上述した副モノマー以外の他の共重合成分を用いることができる。かかる共重合成分としては、例えば酢酸ビニル(VAc)、プロピオン酸ビニル等のビニルエステル系モノマー;スチレン、置換スチレン(α−メチルスチレン等)、ビニルトルエン等の芳香族ビニル化合物;シクロヘキシル(メタ)アクリレート、シクロペンチルジ(メタ)アクリレート等、イソボルニル(メタ)アクリレート等のシクロアルキル(メタ)アクリレート;アリール(メタ)アクリレート(例えばフェニル(メタ)アクリレート)、アリールオキシアルキル(メタ)アクリレート(例えばフェノキシエチル(メタ)アクリレート)、アリールアルキル(メタ)アクリレート(例えばベンジル(メタ)アクリレート)等の芳香族性環含有(メタ)アクリレート;エチレン、プロピレン、イソプレン、ブタジエン、イソブチレン等のオレフィン系モノマー;塩化ビニル、塩化ビニリデン等の塩素含有モノマー;2−(メタ)アクリロイルオキシエチルイソシアネート等のイソシアネート基含有モノマー;メトキシエチル(メタ)アクリレート、エトキシエチル(メタ)アクリレート等のアルコキシ基含有モノマー;メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル等のビニルエーテル系モノマー;等が挙げられる。これら副モノマー以外の他の共重合成分は1種を単独でまたは2種以上を組み合わせて用いることができる。かかる他の共重合成分の量は、目的および用途に応じて適宜選択すればよく特に限定されないが、例えば、アクリル系ポリマーのモノマー組成の20重量%以下(例えば2〜20重量%、典型的には3〜10重量%)とすることが好ましい。
さらに、アクリル系ポリマーの架橋処理等を目的として、多官能性モノマーを共重合性成分として用いることができる。上記多官能性モノマーの具体例として、ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、エポキシアクリレート、ポリエステルアクリレート、ウレタンアクリレート等の1種または2種以上を用いることができる。上記多官能性モノマーの量は、目的および用途に応じて適宜選択すればよく特に限定されないが、例えば、アクリル系ポリマーのモノマー組成の30重量%以下(例えば20重量%以下、典型的には10重量%以下)程度とすることが好ましい。
上記モノマー組成を有するアクリル系ポリマーを得る方法は特に限定されず、溶液重合法、乳化重合法、塊状重合法、懸濁重合法等の、アクリル系ポリマーの合成手法として知られている各種の重合方法を適宜採用することができる。例えば、溶液重合法を好ましく用いることができる。溶液重合を行う際のモノマー供給方法としては、全モノマー原料を一度に供給する一括仕込み方式、連続供給(滴下)方式、分割供給(滴下)方式等を適宜採用することができる。重合温度は、使用するモノマーおよび溶媒の種類、重合開始剤の種類等に応じて適宜選択することができ、例えば20℃〜170℃(典型的には40℃〜140℃)程度とすることができる。
溶液重合に用いる溶媒は、公知または慣用の有機溶媒から適宜選択することができる。例えば、トルエン、キシレン等の芳香族化合物類(典型的には芳香族炭化水素類);酢酸エチル、ヘキサン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン等の脂肪族または脂環式炭化水素類;1,2−ジクロロエタン等のハロゲン化アルカン類;イソプロピルアルコール、1−ブタノール、sec−ブタノール、tert−ブタノール等の低級アルコール類(例えば、炭素原子数1〜4の一価アルコール類);tert−ブチルメチルエーテル等のエーテル類;メチルエチルケトン、アセチルアセトン等のケトン類;等から選択されるいずれか1種の溶媒、または2種以上の混合溶媒を用いることができる。全圧1気圧における沸点が20〜200℃(より好ましくは、25〜150℃)の範囲にある有機溶媒(混合溶媒であり得る。)の使用が好ましい。
重合に用いる開始剤は、重合方法の種類に応じて、公知または慣用の重合開始剤から適宜選択することができる。例えば、アゾ系重合開始剤を好ましく使用し得る。アゾ系重合開始剤の具体例としては、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル(AIBN)、2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオンアミジン)二硫酸塩、2,2’−アゾビス(2−アミジノプロパン)ジヒドロクロライド、2,2’−アゾビス[2−(5−メチル−2−イミダゾリン−2−イル)プロパン]ジヒドロクロライド、2,2’−アゾビス(N,N’−ジメチレンイソブチルアミジン)、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、2,2’−アゾビス(4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2’−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)、1,1’−アゾビス(シクロヘキサン−1−カルボニトリル)、2,2’−アゾビス(2,4,4−トリメチルペンタン)、ジメチル−2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオネート)等が挙げられる。これらは1種を単独でまたは2種以上を組み合わせて用いることができる。
重合開始剤の他の例としては、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム等の過硫酸塩;ベンゾイルパーオキサイド、t−ブチルハイドロパーオキサイド、ジ−t−ブチルパーオキサイド、t−ブチルパーオキシベンゾエート、ジクミルパーオキサイド、1,1−ビス(t−ブチルパーオキシ)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、1,1−ビス(t−ブチルパーオキシ)シクロドデカン、過酸化水素等の、過酸化物系開始剤;フェニル置換エタン等の、置換エタン系開始剤;芳香族カルボニル化合物;等が挙げられる。重合開始剤のさらに他の例として、過酸化物と還元剤との組み合わせによるレドックス系開始剤が挙げられる。かかるレドックス系開始剤の例としては、過酸化物とアスコルビン酸との組み合わせ(過酸化水素水とアスコルビン酸との組み合わせ等)、過酸化物と鉄(II)塩との組み合わせ(過酸化水素水と鉄(II)塩との組み合わせ等)、過硫酸塩と亜硫酸水素ナトリウムとの組み合わせ、等が挙げられる。
このような重合開始剤は、1種を単独でまたは2種以上を組み合わせて使用することができる。重合開始剤の使用量は、通常の使用量であればよく、例えば、全モノマー成分100重量部に対して0.005〜1重量部(典型的には0.01〜1重量部)程度の範囲から選択することができる。
上記溶液重合によると、アクリル系ポリマーが有機溶媒に溶解した態様の重合反応液が得られる。ここに開示される技術におけるアクリル系ポリマーとしては、上記重合反応液または該反応液に適当な後処理を施したものを用いてもよい。典型的には、後処理を施した後のアクリル系ポリマー含有溶液を適当な粘度(濃度)に調整して使用する。あるいは、溶液重合方法以外の重合方法(例えば、エマルション重合、懸濁重合、光重合、バルク重合等)を利用してアクリル系ポリマーを合成し、該重合体を有機溶媒に溶解させて溶液状に調製したものを用いてもよい。上記重合方法によって得られる重合体は、単独重合体や共重合体のいずれであってもよく、共重合体の場合にはランダム共重合体や交互共重合体、ブロック共重合体、グラフト共重合体の形態をとり得る。
ここに開示される技術におけるベースポリマー(好適にはアクリル系ポリマー)は、その重量平均分子量(Mw)が小さすぎると、粘着剤の凝集力が不足して被着体表面への糊残りを生じやすくなり、あるいは定荷重剥離性が低下しやすくなる場合があり得る。一方、Mwが大きすぎると、被着体に対する粘着力が低下しやすくなることがあり得る。粘着性能と再剥離性とを高レベルでバランスさせるためには、Mwが10×10以上500×10以下の範囲にあるベースポリマー(好適にはアクリル系ポリマー)が好ましい。Mwが20×10以上100×10以下(例えば30×10以上70×10以下)のベースポリマー(好適にはアクリル系ポリマー)によると、より良好な結果が実現され得る。なお、この明細書においてMwとは、GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)により得られた標準ポリスチレン換算の値をいう。
ここに開示される粘着剤層がベースポリマーとしてアクリル系ポリマーを含む場合、アクリル系ポリマーに加えて上記アクリル系ポリマー以外のポリマーを含んでもよい。上記アクリル系ポリマー以外のポリマーとしては、上記ベースポリマーとして例示した各種ポリマーのうちアクリル系ポリマー以外のものが好適例として挙げられる。ここに開示される粘着剤層(あるいは、粘着剤組成物)がアクリル系ポリマーに加えて上記アクリル系ポリマー以外のポリマーを含む場合、該アクリル系ポリマー以外のポリマーの含有量は、アクリル系ポリマー100重量部に対して100重量部未満とすることが適当であり、50重量部以下が好ましく、30重量部以下がより好ましく、10重量部以下がさらに好ましい。アクリル系ポリマー以外のポリマーの含有量は、アクリル系ポリマー100重量部に対して5重量部以下であってもよく、1重量部以下であってもよい。ここに開示される技術は、例えば、粘着性ポリマーの99.5〜100重量%がアクリル系ポリマーである態様で好ましく実施され得る。
ここに開示される技術における粘着剤は、粘着付与剤(典型的には粘着付与樹脂)を含む組成であり得る。粘着付与剤としては、特に制限されないが、例えば、ロジン系粘着付与樹脂、テルペン系粘着付与樹脂、炭化水素系粘着付与樹脂、フェノール系粘着付与樹脂等の各種粘着付与樹脂を用いることができる。このような粘着付与剤は、1種を単独でまたは2種以上を組み合わせて使用することができる。
ロジン系粘着付与樹脂の具体的としては、ガムロジン、ウッドロジン、トール油ロジン等の未変性ロジン(生ロジン);これらの未変性ロジンを水添化、不均化、重合等により変性した変性ロジン(水添ロジン、不均化ロジン、重合ロジン、その他の化学的に修飾されたロジン等);その他の各種ロジン誘導体;等が挙げられる。上記ロジン誘導体の例としては、未変性ロジンをアルコール類によりエステル化したもの(すなわち、ロジンのエステル化物)、変性ロジン(水添ロジン、不均化ロジン、重合ロジン等)をアルコール類によりエステル化したもの(すなわち、変性ロジンのエステル化物)等のロジンエステル類;未変性ロジンや変性ロジン(水添ロジン、不均化ロジン、重合ロジン等)を不飽和脂肪酸で変性した不飽和脂肪酸変性ロジン類;ロジンエステル類を不飽和脂肪酸で変性した不飽和脂肪酸変性ロジンエステル類;未変性ロジン、変性ロジン(水添ロジン、不均化ロジン、重合ロジン等)、不飽和脂肪酸変性ロジン類または不飽和脂肪酸変性ロジンエステル類におけるカルボキシ基を還元処理したロジンアルコール類;未変性ロジン、変性ロジン、各種ロジン誘導体等のロジン類(特に、ロジンエステル類)の金属塩;ロジン類(未変性ロジン、変性ロジン、各種ロジン誘導体等)にフェノールを酸触媒で付加させ熱重合することにより得られるロジンフェノール樹脂;等が挙げられる。
テルペン系粘着付与樹脂の例としては、α−ピネン重合体、β−ピネン重合体、ジペンテン重合体などのテルペン系樹脂;これらのテルペン系樹脂を変性(フェノール変性、芳香族変性、水素添加変性、炭化水素変性等)した変性テルペン系樹脂;等が挙げられる。上記変性テルペン樹脂の例としては、テルペン−フェノール系樹脂、スチレン変性テルペン系樹脂、芳香族変性テルペン系樹脂、水素添加テルペン系樹脂等が挙げられる。
炭化水素系粘着付与樹脂の例としては、脂肪族系炭化水素樹脂、芳香族系炭化水素樹脂、脂肪族系環状炭化水素樹脂、脂肪族・芳香族系石油樹脂(スチレン−オレフィン系共重合体等)、脂肪族・脂環族系石油樹脂、水素添加炭化水素樹脂、クマロン系樹脂、クマロンインデン系樹脂等の各種の炭化水素系の樹脂が挙げられる。
脂肪族系炭化水素樹脂としては、炭素原子数4〜5程度のオレフィンおよびジエンから選択される1種または2種以上の脂肪族炭化水素の重合体等が例示される。上記オレフィンの例としては、1−ブテン、イソブチレン、1−ペンテン等が挙げられる。上記ジエンの例としては、ブタジエン、1,3−ペンタジエン、イソプレン等が挙げられる。
芳香族系炭化水素樹脂の例としては、炭素原子数8〜10程度のビニル基含有芳香族系炭化水素(スチレン、ビニルトルエン、α−メチルスチレン、インデン、メチルインデン等)の重合体等が挙げられる。脂肪族系環状炭化水素樹脂の例としては、いわゆる「C4石油留分」や「C5石油留分」を環化二量体化した後に重合させた脂環式炭化水素系樹脂;環状ジエン化合物(シクロペンタジエン、ジシクロペンタジエン、エチリデンノルボルネン、ジペンテン等)の重合体またはその水素添加物;芳香族系炭化水素樹脂または脂肪族・芳香族系石油樹脂の芳香環を水素添加した脂環式炭化水素系樹脂;等が挙げられる。
ここに開示される粘着剤層が粘着付与剤を含む場合、粘着付与剤として、植物に由来する粘着付与剤(植物性粘着付与剤)を用いることが好ましい。植物性粘着付与剤はバイオマス材料であるので、当該植物性粘着付与剤を用いることで、温室効果ガス排出量の低減を好適に実現することができる。植物に由来する粘着付与剤としては、上述のロジン系粘着付与樹脂、テルペン系粘着付与樹脂が挙げられる。ここに開示される粘着剤層が粘着付与剤を含む場合、粘着付与剤の総量に占める植物性粘着付与剤の割合は、30重量%以上(例えば50重量%以上、典型的には80重量%以上)とすることが好ましい。特に好ましい一態様では、粘着付与剤の総量に占める植物性粘着付与剤の割合は、90重量%以上(例えば95重量%以上、典型的には99〜100重量%)である。ここに開示される技術は、植物性粘着付与剤以外の粘着付与剤を実質的に含まない態様で好ましく実施され得る。
ここに開示される技術では、軟化点(軟化温度)が凡そ60℃以上(好ましくは凡そ80℃以上)である粘着付与剤を好ましく使用し得る。かかる粘着付与樹脂によると、より高性能な(例えば、接着性の高い)粘着シートが実現され得る。粘着付与樹脂の軟化点の上限は特に制限されず、凡そ180℃以下(例えば凡そ140℃以下、典型的には凡そ120℃以下)とすることができる。なお、ここでいう粘着付与樹脂の軟化点は、JIS K5902:2006およびJIS K2207:2006のいずれかに規定する軟化点試験方法(環球法)によって測定された値として定義される。
粘着付与樹脂の使用量は特に制限されず、目的とする粘着性能(接着力等)に応じて適宜設定することができる。例えば、固形分基準で、ベースポリマー(好ましくはアクリル系ポリマー)100重量部に対して、粘着付与樹脂を凡そ1〜20重量部(より好ましくは2〜15重量部、さらに好ましくは3〜10重量部)の割合で使用することが好ましい。
上記粘着剤組成物は、架橋剤を含むことが好ましい。架橋剤の種類は特に制限されず、公知または慣用の架橋剤から適宜選択して用いることができる。上記架橋剤としては、例えば、イソシアネート系架橋剤、エポキシ系架橋剤、オキサゾリン系架橋剤、アジリジン系架橋剤、メラミン系架橋剤、過酸化物系架橋剤、尿素系架橋剤、金属アルコキシド系架橋剤、金属キレート系架橋剤、金属塩系架橋剤、カルボジイミド系架橋剤、アミン系架橋剤等が挙げられる。これら架橋剤は、1種を単独でまたは2種以上を組み合わせて用いることができる。なかでも、ここに開示される粘着剤組成物はイソシアネート系架橋剤を含むことが好ましい。ここに開示される技術は、イソシアネート系架橋剤以外のその他の架橋剤を実質的に含まない態様でも好ましく実施され得る。
上記イソシアネート系架橋剤としては、1分子当たり2個以上のイソシアネート基を有するポリイソシアネート系架橋剤を使用することが望ましい。ポリイソシアネート系架橋剤1分子当たりのイソシアネート基の数は、好ましくは2〜10個(例えば2〜4個、典型的には2または3個)である。
上記ポリイソシアネート系架橋剤としては、トリレンジイソシアネート、キシレンジイソシアネート等の芳香族ポリイソシアネート;イソホロンジイソシアネート等の脂環族イソシアネート;ヘキサメチレンジイソシアネート等の脂肪族ポリイソシアネート;が例示される。より具体的には、例えば、ブチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート等の低級脂肪族ポリイソシアネート類;シクロペンチレンジイソシアネート、シクロへキシレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート等の脂環族ポリイソシアネート類;2,4−トリレンジイソシアネート、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、ポリメチレンポリフェニルジイソシアネート等の芳香族ジイソシアネート類;トリメチロールプロパン/トリレンジイソシアネート3量体付加物(日本ポリウレタン工業社製、商品名「コロネートL」)、トリメチロールプロパン/ヘキサメチレンジイソシアネート3量体付加物(日本ポリウレタン工業社製、商品名「コロネートHL」)、ヘキサメチレンジイソシアネートのイソシアヌレート体(日本ポリウレタン工業社製、商品名「コロネートHX」)等のイソシアネート付加物;ポリエーテルポリイソシアネート、ポリエステルポリイソシアネート等のポリイソシアネート;これらポリイソシアネートとポリオールとの付加物;および、これらポリイソシアネートを、イソシアヌレート結合、ビューレット結合、アロファネート結合等により多官能化したポリイソシアネート;等が挙げられる。
ここに開示される粘着剤組成物が架橋剤を含む場合、架橋剤の配合量は特に限定されず、再剥離性、定荷重剥離性等の粘着特性をバランスよく改善する観点から、ベースポリマー(好適にはアクリル系ポリマー)100重量部に対して0.001〜10重量部とすることが適当であり、好ましくは0.01〜8重量部(例えば0.1〜5重量部、典型的には0.5〜3重量部)である。
上記粘着剤組成物は、必要に応じて、レベリング剤、架橋助剤、可塑剤、軟化剤、充填剤、着色剤(顔料、染料等)、帯電防止剤、老化防止剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、光安定剤等の、粘着剤組成物の分野において一般的な各種の添加剤を含有するものであり得る。このような各種添加剤については、従来公知のものを常法により使用することができ、特に本発明を特徴づけるものではないので、詳細な説明は省略する。
ここに開示される粘着剤層は、従来公知の方法によって形成することができる。例えば、基材に粘着剤組成物を直接付与(典型的には塗付)して乾燥させることにより粘着剤層を形成する方法(直接法)を好ましく採用することができる。また、剥離性を有する表面(剥離面)に粘着剤組成物を付与して乾燥させることにより該表面上に粘着剤層を形成し、その粘着剤層を基材に転写する方法(転写法)を採用してもよい。上記剥離面としては、剥離ライナーの表面や、剥離処理された基材背面等を利用し得る。ここに開示される粘着剤層は、投錨性向上の観点から、直接法を適用して基材に直接塗付することにより形成された粘着剤層であることが好ましい。なお、ここに開示される粘着剤層は典型的には連続的に形成されるが、かかる形態に限定されるものではなく、例えば点状、ストライプ状等の規則的あるいはランダムなパターンに形成された粘着剤層であってもよい。
粘着剤組成物の塗付は、例えば、グラビアロールコーター、リバースロールコーター、キスロールコーター、ディップロールコーター、ダイコーター、バーコーター、ナイフコーター、スプレーコーター等の、公知ないし慣用のコーターを用いて行うことができる。あるいは、含浸やカーテンコート法等により粘着剤組成物を塗付してもよい。
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。乾燥温度は、例えば40〜150℃程度とすることができ、通常は60〜130℃程度とすることが好ましい。粘着剤組成物を乾燥させた後、さらに、粘着剤層内における成分移行の調整、架橋反応の進行、基材や粘着剤層内に存在し得る歪の緩和等を目的としてエージングを行ってもよい。
ここに開示される粘着剤層のバイオマス度は特に限定されない。温室効果ガス低減の観点から、粘着剤層のバイオマス度は1%以上(例えば2%以上、典型的には3%以上)であることが好ましい。ここで「粘着剤層のバイオマス度」とは、粘着剤層の重量に占めるバイオマス材料の重量割合のことをいう。上記バイオマス度は、粘着性能等との兼ね合いから、30%以下(例えば10%以下、典型的には5%以下)程度としてもよい。
ここに開示される粘着剤層の酢酸エチル不溶分の重量割合(ゲル分率)は、糊残り防止性等の粘着特性を考慮して適切に設定すればよく特に限定されないが、例えば20〜70%であることが好ましい。上記ゲル分率は、より好ましくは30〜60%である。上記ゲル分率は、次の方法により測定される。
[粘着剤のゲル分率の測定方法]
約0.1gの粘着剤層(重量W1)を平均孔径0.2μmの多孔質ポリテトラフルオロエチレン膜(重量W2)で巾着状に包み、口をタコ糸(重量W3)で縛る。この包みを酢酸エチル50mLに浸し、室温(典型的には23℃)で7日間保持して粘着剤層中のゾル成分のみを上記膜外に溶出させた後、上記包みを取り出して外表面に付着している酢酸エチルを拭き取り、該包みを130℃で2時間乾燥させ、該包みの重量(W4)を測定する。そして、各値を以下の式に代入することによりゲル分率を求める。
ゲル分率(%)=[(W4−W2−W3)/W1]×100
なお、上記多孔質ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)膜としては、日東電工株式会社から入手可能な商品名「ニトフロン(登録商標)NTF1122」(平均孔径0.2μm、気孔率75%、厚さ85μm)またはその相当品を使用することが望ましい。
ここに開示される粘着剤層の厚さは特に限定されず、目的に応じて適宜選択することができる。通常は、粘着剤層の厚さは5〜200μm程度が適当であり、好ましくは10〜150μm程度であり、より好ましくは15〜100μmであり、さらに好ましくは25〜80μmである。ここに開示される粘着シートが基材の両面に粘着剤層を備える両面粘着シートの場合、各粘着剤層の厚さは同じであってもよく、異なっていてもよい。
<剥離ライナー>
剥離ライナーとしては、慣用の剥離紙等を使用することができ、特に限定されない。例えば、樹脂フィルムや紙等のライナー基材の表面に剥離処理層を有する剥離ライナーや、フッ素系ポリマー(ポリテトラフルオロエチレン等)やポリオレフィン系樹脂(ポリエチレン、ポリプロピレン等)の低接着性材料からなる剥離ライナー等を用いることができる。上記剥離処理層は、例えば、シリコーン系、長鎖アルキル系、フッ素系、硫化モリブデン等の剥離処理剤により上記ライナー基材を表面処理して形成されたものであり得る。
ここに開示される粘着シート(粘着剤層と基材とを含むが、剥離ライナーは含まない。)の総厚は特に限定されず、凡そ5〜1000μmの範囲とすることが適当である。粘着シートの総厚は、粘着特性等を考慮して10〜500μm(例えば15〜300μm、典型的には20〜200μm)程度とすることが好ましい。また、ここに開示される技術によると、総厚が50μm以上(例えば70μm以上、典型的には100μm以上)の粘着シートであっても、基材表面に凹部を形成することにより、所望の特性(典型的には手切れ性)を好適に実現することができる。
また、ここに開示される粘着シート(粘着剤層と基材とを含むが、剥離ライナーは含まない。)の単位面積当たり重量は特に限定されない。取扱い性等を考慮して、凡そ10〜500g/m(例えば50〜300g/m、典型的には50〜200g/m)とすることが適当である。また、基材にバイオマス材料を採用する場合には、粘着シート全体のバイオマス度向上の観点から、粘着シート総重量に占める基材重量の割合を50重量%以上(例えば70重量%以上、典型的には80重量%以上)としてもよい。上記基材重量の割合の上限は例えば95重量%以下(典型的には90重量%以下)であり得る。
<粘着シートの特性>
ここに開示される粘着シートは、15N/25mm以下の180度剥離強度を示すことが好ましい。上記特性を示す粘着シートは再剥離性に優れる。上記180度剥離強度は、14N/25mm以下(例えば12N/25mm以下、典型的には10N/25mm以下)であることがより好ましい。上記180度剥離強度の下限は、良好な接着性を発現される観点から、3N/25mm以上(例えば5N/25mm以上、典型的には7N/25mm以上)とすることが適当である。180度剥離強度は、後述の実施例に記載の方法で測定される。
ここに開示される粘着シートは、20mm/hour以下の定荷重剥離速度を示すことが好ましい。これによって、粘着シートは被着体との接着保持性が向上する。上記定荷重剥離速度は、15mm/hour以下(例えば12mm/hour以下、典型的には10mm/hour以下)であることがより好ましい。定荷重剥離速度は、後述の実施例に記載の方法で測定される。好ましい一態様では、粘着シートは、20mm/hour以下(例えば15mm/hour以下、典型的には12mm/hour以下、さらには10mm/hour以下)の定荷重剥離速度を示し、かつ15N/25mm以下(例えば12N/25mm以下、典型的には10N/25mm以下)の180度剥離強度を示す。このように構成することで、粘着シートは、被着体に接着した状態を良好に保持し、かつ再剥離性にも優れるものとなり得る。上記粘着シートは、例えば養生シートを床や壁面等の保護面に固定し、使用後には剥がすような仮固定用途に好ましく適用することができる。
また、ここに開示される粘着シートは、引裂抵抗が2.0N以下であることが好ましい。上記引裂抵抗値を示す粘着シートは、良好な手切れ性を発揮し得る。上記引裂抵抗は1.8N以下(例えば1.7N以下、典型的には1.6N以下)であることがより好ましい。また、上記引裂抵抗の下限は、貼り付け作業時等において意図せぬタイミングで千切れることを防止する観点から、0.1N以上(例えば0.5N以上、典型的には0.9N以上)程度とすることが好ましい。上記引裂抵抗は、長尺状の粘着シートの長手方向に直交する方向(幅方向)に対する引裂抵抗であり、具体的には、後述の実施例に記載の方法で測定される。
<用途>
ここに開示される粘着シートは種々の分野に適用することが可能であり、その用途は特に限定されない。例えば、ここに開示される粘着シートは、バイオマス度が所定以上であることから、使用後に焼却処分した場合であっても、CO等の温室効果ガスの排出量が少ない。したがって、使用後に焼却処分される用途に好ましく適用される。また、ここに開示される粘着シートは、例えば、所望のサイズに切断して被着体に貼り付ける態様や、粘着シートロールから巻き戻して被着体に貼り付けた後、切断する態様で用いられる粘着シートとして好ましいものであり得る。ここに開示される粘着シートは手切れ性に優れたものであり得るため、上記使用態様における粘着シート切断の際に切断工具等を用いることなく素手による切断を精度よく行い得る。
さらに、ここに開示される粘着シートは、接着保持性と再剥離性に優れたものであり得るので、例えば、粘着シートによって被固定物を固定対象面に固定し、使用後には剥がすような仮固定用途に好ましく適用することができる。好ましくは、建築現場の内装工事において床材や壁面等の傷つきを防止するために床材等の保護面を一時的にカバーする養生シート(典型的には床養生シート)を固定する用途で好ましく用いられる。あるいはまた、保護面または保護物を、粘着シートを貼り付け固定することによって該保護面または保護物を一時的に保護するマスキング(表面保護)用途にも好ましく用いられる。これらの用途では、粘着シートは所期の目的を達成した後、通常は剥がされて焼却処分されるため、ここに開示される粘着シート使用による温室効果ガス(典型的にはCO)排出削減効果を好適に実現することが可能である。
以下、本発明に関するいくつかの実施例を説明するが、本発明をかかる実施例に示すものに限定することを意図したものではない。なお、以下の説明において「部」および「%」は、特に断りがない限り重量基準である。
<例1>
(基材の作製)
低密度ポリエチレン(LDPE:住友化学株式会社製の商品名「スミカセンG−201」、密度0.919g/cm、MFR2g/10分、バイオマス度0%)30部、バイオマス高密度ポリエチレン(バイオマスHDPE:Braskem S.A.社製の商品名「SHD7255LS−L」、密度0.954g/cm、MFR4.5g/10分、バイオマス度94.5%)70部および白色顔料(大日精化工業株式会社製の商品名「HCM1030ホワイト」)5部を混合(ドライブレンド)して基材組成物を得た。この基材組成物を押出し温度190℃でT型ダイスによる押出し成形により成膜し、押出し直後にフィルムの片面に、表面に凹凸を有するエンボスロールを接触させて冷却した後、該フィルムを巻き取って総厚100μmの樹脂フィルム基材を作製した。これを本例に係る基材として用いた。この基材の片面には、図5に示すように複数の凹部11が断面U字状に形成されている。これら凹部11の各々は、基材10の幅方向(長手方向に直交する方向)に連続的に直線状に伸びるように、かつ互いに平行して配置されている。凹部11の深さDは40μm、幅Wは約200μm、凹部11の間隔Lは800μmであった。また、基材の平滑面(凹部非形成面)には、粘着剤層の投錨性を向上させることを目的としてコロナ放電処理を行った。さらに、基材の凹部形成面(コロナ処理を施した面とは反対側の面)には、長鎖アルキル系背面処理剤(一方社油脂工業株式会社製の商品名「ピーロイル1010」)を塗付することにより、厚さ0.5μmの背面処理層を形成した。本例に係る基材の密度は0.944g/cmであった。
(粘着剤組成物の調製)
温度計、撹拌機、窒素導入管等を備えた反応容器にBA100部、AA3部、VAc5部、重合開始剤としてのAIBN0.2部および重合溶媒としてのトルエン100部を投入して、窒素ガス気流下60℃で重合反応を行い、重量平均分子量(Mw)が約50万のアクリル系ポリマーaのトルエン溶液を得た。このアクリル系ポリマーaのトルエン溶液に、ロジン系粘着付与樹脂(荒川化学工業株式会社製の商品名「スーパーエステルA−100」)をアクリルポリマーaの固形分100部に対して5部となるように添加し、さらにイソシアネート系架橋剤(日本ポリウレタン工業株式会社製の商品名「コロネートL」)をアクリルポリマーaの固形分100部に対して2部添加して本例に係るアクリル系粘着剤組成物(粘着剤)Aを得た。
(粘着シートの作製)
上記で得た基材のコロナ放電処理を施した平滑面にアクリル系粘着剤組成物Aをリバースロールコーターにより塗付し、100℃で2分間乾燥することにより、厚さ30μmの粘着剤層が基材の片面に設けられた粘着シートを得た。
<例2〜4>
上記LDPEとバイオマスHDPEの配合割合を表1に示す割合に変更した他は例1と同様にして各例に係る基材を作製し、当該基材を用いた他は例1と同様にして各例に係る粘着シートを作製した。例2に係る基材の密度は0.942g/cmであり、例3に係る基材の密度は0.933g/cmであり、例4に係る基材の密度は0.930g/cmであった。
<例5>
LDPE(住友化学株式会社製の商品名「スミカセンG−201」)に代えてバイオマス直鎖状低密度ポリエチレン(バイオマスLLDPE:Braskem S.A.社製の商品名「SLL−318」、密度0.918g/cm、MFR2.7g/10分、バイオマス度87%)を用いた他は例3と同様にして基材を作製し、当該基材を用いた他は例1と同様にして本例に係る粘着シートを作製した。この基材の密度は0.933g/cmであった。
<例6>
バイオマスHDPEに代えてHDPE(株式会社プライムポリマー製の商品名「ハイゼックス2200J」、密度0.964g/cm、MFR5.2g/10分、バイオマス度0%)を用いた他は例2と同様にして基材を作製し、当該基材を用いた他は例1と同様にして本例に係る粘着シートを作製した。本例に係る基材の密度は0.942g/cmであった。
<例7>
温度計、撹拌機、窒素導入管等を備えた反応容器に2EHA100部、AA3部、VAc5部、重合開始剤としてのAIBN0.2部および重合溶媒としてのトルエン100部を投入して、窒素ガス気流下60℃で重合反応を行い、重量平均分子量(Mw)が約50万のアクリル系ポリマーbのトルエン溶液を得た。このアクリル系ポリマーbのトルエン溶液に、ロジン系粘着付与樹脂(荒川化学工業株式会社製の商品名「スーパーエステルA−100」)をアクリルポリマーbの固形分100部に対して5部となるように添加し、さらにイソシアネート系架橋剤(日本ポリウレタン工業株式会社製の商品名「コロネートL」)をアクリルポリマーbの固形分100部に対して2部添加して本例に係るアクリル系粘着剤組成物(粘着剤)Bを得た。そして、アクリル系粘着剤組成物Aに代えてアクリル系粘着剤組成物Bを用いた他は例6と同様にして本例に係る粘着シートを作製した。
<例8>
樹脂材料としてLDPE(住友化学株式会社製の商品名「スミカセンG−201」)の1種を用いた他は例1と同様にして基材を作製し、当該基材を用いた他は例1と同様にして本例に係る粘着シートを作製した。本例に係る基材の密度は0.926g/cmであった。
<例9>
LDPE(住友化学株式会社製の商品名「スミカセンG−201」)50部、バイオマスHDPE(Braskem S.A.社製の商品名「SHD7255LS−L」)25部、ポリ乳酸(ユニチカ株式会社製の商品名「TERRAMAC TP4000−CN」、バイオマス度98.0%)および白色顔料(大日精化工業株式会社製の商品名「HCM1030ホワイト」)5部を混合(ドライブレンド)して基材組成物を得た。この基材組成物を用いた他は例1と同様にして樹脂フィルム基材を作製した。この基材を用いて例7と同様にして本例に係る粘着シートを作製した。本例に係る基材の密度は1.013g/cmであった。
<例10>
バイオマス低密度ポリエチレン(バイオマスLDPE:Braskem S.A.社製の商品名「SEB853」、密度0.923g/cm、MFR2.7g/10分、バイオマス度95.0%)40部、HDPE(株式会社プライムポリマー製の商品名「ハイゼックス2200J」、密度0.964g/cm、MFR5.2g/10分、バイオマス度0%)60部および白色顔料(大日精化工業株式会社製の商品名「HCM1030ホワイト」)5部を混合(ドライブレンド)して基材組成物を得た。この基材組成物を用いた他は例1と同様にして本例に係る樹脂フィルム基材を作製し、当該基材を用いた他は例1と同様にして本例に係る粘着シートを作製した。本例に係る基材の密度は0.948g/cmであった。
<例11〜13>
上記バイオマスLDPEとHDPEの配合割合を表2に示す割合に変更した他は例10と同様にして各例に係る基材を作製し、当該基材を用いた他は例1と同様にして各例に係る粘着シートを作製した。例11に係る基材の密度は0.946g/cmであり、例12に係る基材の密度は0.944g/cmであり、例13に係る基材の密度は0.939g/cmであった。
各例に係る粘着シートの概略(基材組成、粘着剤種、基材・粘着剤層・粘着シートの厚さ、重量、バイオマス度)を表1および2に示す。なお、粘着剤層のバイオマス度については、ロジン系粘着付与樹脂として用いた「スーパーエスエルA−100」のバイオマス度を便宜的に100%として算出した。
[180度剥離強度(粘着力)]
各例に係る粘着シートを幅25mm、長さ150mmのサイズにカットして測定サンプルを作製した。23℃、50%RHの環境下にて、上記測定サンプルの粘着面を露出させ、該粘着面をステンレス鋼(SUS304BA)板の表面に2kgのゴムローラを1往復させて圧着した。これを同環境下に30分間放置した後、引張試験機を使用してJIS Z0237:2000に準じて、剥離角度180度、引張速度300mm/分の条件で剥離強度(N/25mm幅)を測定した。引張試験機としては、万能引張圧縮試験機(装置名「引張圧縮試験機、TCM−1kNB」ミネベア(株)製)を使用した。結果を表1および2に示す。
[定荷重剥離速度]
各例に係る粘着シートを幅18mm、長さ150mmのサイズにカットして測定サンプルを作製した。23℃、50%RHの環境下にて、上記測定サンプルの粘着面を露出させ、該粘着面をステンレス鋼(SUS304BA)板の表面に500gのローラを1往復させて圧着した。これを同環境下に30分間放置した後、クランプを用いて、図6に示すように測定サンプル50が貼り付けられた面が下側となるようにステンレス鋼板56を水平に設置した。次いで、剥離角度が90度となるように、測定サンプル50の長手方向の一端52に30gの錘58にて荷重をかけて、40℃の雰囲気下にて1時間後の剥離距離Lを測定し、これを定荷重剥離速度(mm/hour)とした。結果を表1および2に示す。なお、図6中、破線部分は試験開始時の状態を示し、実線部分は試験開始から1時間後の状態を示している。
[引裂抵抗]
エレメンドルフ引裂抵抗試験機(テスター産業株式会社製)を使用し、室温(23℃)、65%RHの環境下にて、幅63mmの粘着シートの幅方向につき、ノッチなしで引裂抵抗を測定した。結果を表1および2に示す。上記試験において粘着シートの測定サンプルが破断に至らなかった場合は表1中に「切れず」と記載した。
[CO排出削減量]
各例に係る粘着シートの単位面積当たりのCO排出削減量を下式より求めた。
CO排出削減量(g/m)=W×2.55×b
上記式中、Wは単位面積当たりの粘着シート重量(g/m)であり、bは粘着シートのバイオマス度×10−2である。結果を表1および2に示す。
[基材外観]
各例に係る基材につき、その平滑面の外観を目視で観察し、下記の基準で評価した。
〇:基材表面に外観不良(厚み、色ムラ等)は認められなかった。
×:基材表面に外観不良(厚み、色ムラ等)が認められた。
結果を表1および2に示す。
[手切れ性]
各例に係る粘着シートを幅50mm、長さ50mmのサイズにカットして評価用サンプルを得た。23℃雰囲気下にて、上記評価用サンプルの幅方向の一方の端部を両手の指先でつまんで、上記評価用サンプルを幅方向に引き裂いた。評価用サンプル引裂き時の両手指先の間隔は5〜10mmの範囲とした。上記引裂き時における評価用サンプルの切断しやすさを、粘着シートの手切れ性として下記の基準で評価した。
〇:容易に切断することができた。
×:容易に切断することができなかった。
結果を表1および2に示す。
Figure 0006556055
Figure 0006556055
表1および2に示されるように、バイオマス度が20%以上であった例1〜5,10〜13に係る粘着シートは、CO排出削減を実現するものであった。一方、基材材料としてポリ乳酸を表1に示す割合で用いた例9に係る粘着シートは、CO排出量を削減し得るものであったが、基材の外観が劣化した。これらの結果から、基材におけるポリ乳酸の含有割合を所定以下とすることにより、粘着シートに要求される諸特性を維持しつつ温室効果ガス排出量を低減し得る粘着シートが実現されることがわかる。
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、請求の範囲を限定するものではない。請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
1,2,3,4 粘着シート
10 基材
21,22 粘着剤層
31,32 剥離ライナー

Claims (10)

  1. 基材と、該基材の少なくとも一方の表面に設けられた粘着剤層と、を備える粘着シートであって、
    前記粘着シートのバイオマス度は20%以上であり、
    前記基材におけるポリ乳酸の含有割合は20重量%未満である、
    前記基材におけるバイオマス高密度ポリエチレンの含有割合は60重量%以下であり、 前記粘着シートは、6mm/hour以下の定荷重剥離速度を示す、粘着シート。
  2. 前記基材のバイオマス度は25%以上である、請求項1に記載の粘着シート。
  3. 前記基材はポリオレフィンフィルムである、請求項1または2に記載の粘着シート。
  4. 前記基材は、高密度ポリエチレンと低密度ポリエチレンとを含むポリオレフィンフィルムである、請求項1〜3のいずれか一項に記載の粘着シート。
  5. 前記粘着シートは長尺シートであり、
    前記基材の少なくとも一方の表面には、連続的にまたは断続的に直線状に伸びる凹部が形成されており、
    前記凹部は、前記粘着シートの長手方向と交差する方向に沿って配置されている、請求項1〜4のいずれか一項に記載の粘着シート。
  6. 前記粘着シートは15N/25mm以下の180度剥離強度を示す、請求項1〜5のいずれか一項に記載の粘着シート。
  7. 前記粘着剤層は、アクリル系ポリマーをベースポリマーとして含むアクリル系粘着剤層である、請求項1〜6のいずれか一項に記載の粘着シート。
  8. 前記粘着剤層は、前記アクリル系ポリマーと架橋剤とを含む粘着剤組成物から形成されてなる、請求項7に記載の粘着シート。
  9. 前記アクリル系ポリマーは、主モノマーとしてのブチルアクリレートと、前記架橋剤と反応し得る官能基含有モノマーと、を含むモノマー原料を重合することにより得られたものである、請求項8に記載の粘着シート。
  10. 前記粘着剤層は植物由来の粘着付与剤を含有する、請求項1〜9のいずれか一項に記載の粘着シート。
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