JP6972901B2 - 電磁誘導加熱用ホットメルト接着シート及びその製造方法 - Google Patents
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Description
近年、電磁誘導加熱方式を用いた接着剤の溶融装置(特許文献1)や電磁誘導加熱用ホットメルト接着シート(特許文献2、3)などが開発された。この電磁誘導方式は、厚さ6〜200μmの金属層の両面に熱可塑性ホットメルト接着剤を塗布することにより製造したテープ(シート)を接着すべき被着体に介在させた後電磁誘導加熱装置により短時間で金属層を加熱し熱可塑性ホットメルト接着剤を溶融させて、電磁誘導加熱装置を止めることによりホットメルト接着剤が固化して、熱可塑性ホットメルト接着剤シートを介して被着体同士が接着する。解体する(剥がす)時は、再度電磁誘導装置を用いて接着剤層を加熱させ熱可塑性ホットメルト接着剤シートを再加熱させて、ホットメルト接着剤層が固化する前に被着体同士を引き剥がすことが出来る(特許文献4)。
工程(1):剥離層(C1)、熱可塑性ホットメルト接着剤層(B1)、および金属層(A)を有するシート(S)を製造する工程。
工程(2):工程(1)で得たシート(S)の金属層(A)側に、熱可塑性ホットメルト接着剤層(B2)を配置する工程。
工程(1):剥離層(C1)、熱可塑性ホットメルト接着剤層(B1)、および金属層(A)を有するシート(S)を製造する工程。
工程(3):工程(1)で得たシート(S)の金属層(A)側に、熱可塑性ホットメルト接着剤層(B2)、および剥離層(C2)を配置する工程。
本発明の電磁誘導加熱用ホットメルト接着シートを図1及び図2を参照して説明する。図1及び図2は、それぞれ電磁誘導加熱用ホットメルト接着シートの一例を示す模式的な断面図である。図1の例に示される電磁誘導加熱用ホットメルト接着シート10は、剥離層(C1)、熱可塑性ホットメルト接着剤層(B1)、および金属層(A)の順に積層されるシート(S)の金属層(A)の外側に、熱可塑性ホットメルト接着剤層(B2)が積層された積層体である。また、図2の例に示される電磁誘導加熱用ホットメルト接着シート10は、剥離層(C1)、熱可塑性ホットメルト接着剤層(B1)、および金属層(A)の順に積層されるシート(S)の金属層(A)の外側に、熱可塑性ホットメルト接着剤層(B2)、および剥離層(C2)が積層された積層体である。
本発明の剥離層(C1)及び(C2)は、ABS、ポリアミド、ポリエステル、ポリウレタン、アクリル、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ−1−ブテン、ポリイソブチレン、ポリメチルペンテン、プロピレン−エチレン共重合体、エチレン−プロピレン−ジエン共重合体、エチレン/ブテン−1共重合体、エチレン/オクテン共重合体などのポリオレフィン、シクロペンタジエンとエチレンおよび/またはプロピレンとの共重合体などの環状ポリオレフィン、エチレン/酢酸ビニル共重合体(EVA)、エチレン/アクリル酸エチル共重合体(EEA)、イソブチレン/無水マレイン酸共重合体などの極性基が導入されたポリオレフィン、無水マレイン酸変性ポリプロピレン、マレイン酸変性ポリプロピレン、アクリル酸変性ポリプロピレン、スチレン系エラストマー、ゴムなどの酸変性ポリプロピレンなど、上記プラスチックフィルム又は、紙にシリコーンなどを塗工した剥離フィルム又は剥離紙などがあげられる。さらに好ましくは、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのオレフィンである。
剥離層の好ましい厚さは、10μm以上200μm以下であり、更に好ましくは40μm以上100μm以下である。剥離層の厚さが、10μm以下であると剥離し辛くなり、200μmより厚いと巻皺が発生し易くなる。
本発明の熱可塑性ホットメルト接着剤層(B1)及び(B2)は、ABS、ポリアミド、ポリエステル、ポリウレタン、アクリル、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ−1−ブテン、ポリイソブチレン、ポリメチルペンテン、プロピレン−エチレン共重合体、エチレン−プロピレン−ジエン共重合体、エチレン/ブテン−1共重合体、エチレン/オクテン共重合体などのポリオレフィン、シクロペンタジエンとエチレンおよび/またはプロピレンとの共重合体などの環状ポリオレフィン、エチレン/酢酸ビニル共重合体(EVA)、エチレン/アクリル酸エチル共重合体(EEA)、イソブチレン/無水マレイン酸共重合体などの極性基が導入されたポリオレフィン、無水マレイン酸変性ポリプロピレン、マレイン酸変性ポリプロピレン、アクリル酸変性ポリプロピレン、スチレン系エラストマー、ゴムなどの酸変性ポリプロピレンなどをが挙げられる。
本発明の金属層(A)とは、電誘導加熱装置により高周波磁束によって渦電流が誘導され、上記金属層のジュール加熱により、熱可塑性ホットメルト接着層が溶融し接着する。この金属層は、鉄,アルミニウム,ニッケル,ステンレス,亜鉛,銅,錫,亜鉛,マグネシウム及びそれらの合金などから選ばれる導電性金属をフィルム状にしたものであればよい。
本発明の熱可塑性ホットメルト接着剤層及び剥離層の製膜方法としては、インフレーション法、Tダイ熱ラミネート法(以下、Tダイ法と略す)、溶液流延法、カレンダー法などがある。好ましくは、インフレーション法、Tダイ法である。
通常の製法では下からフィルムを上向きに押し出すが、ポリプロピレン樹脂を押し出す場合は、設備の上部にリングダイスを設置し下向きに押し出してフィルム化する。設備そのものが簡易なため操作が容易であり、小さな金型から幅の広いフィルムを製造できる。通常は巻き取る前に一端を切り開いて平らなフィルムとするが、この工程を省略するとチューブ状のフィルムを得られるため包装用フィルムの製造に多く採用される。しかし、一般に厚みの制御が難しく、精度が劣る。
インフレーション法は、2種類以上の熱可塑性ホットメルトを同時に塗工することが出来る(共押出し法)。インフレーションの共押出し法とは、中央に同心円状に複数のダイスがあり、複数のダイスから異種の樹脂を共に押出し、製膜すると同時にラミネートまでされているというものである。単体ではフィルム状にできないような数μmという薄いものでも最大5〜7層まで積層可能なので、いろいろな性能・用途のフィルムがつくられている。
フィルムの厚みをリップの開口幅やチョークと呼ばれる弁の調整でコントロールすることが容易であり、生産性が高い。ただし、延伸などの別工程を経なければ、フィルムの最大幅はダイのリップ長までに限定される。また、押し出し方向と垂直方向との物性差が生じやすい。
Tダイ法も、共押出しすることが出来る。Tダイの共押出し法は、並行して複数のダイスがあり、各ダイスから樹脂を吐出することにより、多層フィルムを得ることが出来る。
フィルムに物理的な圧力を加えないため高分子の配向が起こらず、強度や光学特性などに方向性が生じない。厚み精度が極めて高い。溶融押出成型法に比べ樹脂にかける熱量が低く、熱安定剤などの添加量を低減できる。また、溶液をろ過する工程を設置できるため樹脂の塊(フィッシュアイ)が発生せず、キズもつきにくいため、透明性の高いフィルムを成型できる。しかしながら脱溶媒が必要なため特に厚いフィルムの生産性には劣り、また溶剤回収工程などが必要なため設備が大きくなってしまう傾向にある。
生産設備は大型化するが製造能力は極めて高い。ただし加工技術は複雑かつ熟練を要求され、条件設定が難しく精度の調整は難しい。
電磁誘導加熱用ホットメルト接着シートの積層方法としては、押出しラミネート法、熱ラミ法などがある。
ポリサンドラミネート法とは、Tダイ法溶融押出成型法の設備を使用し、材料を他のフィルム上に直接押し出してから冷却する。Tダイ共押出法と併用し多層フィルムを成型することも出来る。ポリサンドラミネート法とは、基材と基材の間に溶融した熱可塑性ホットメルト接着剤を流し込み接着する。
熱ラミ法とは、熱可塑性ホットメルトフィルムと基材を加熱されたロールなどを圧着するだけで接着する方法である。
工程(1)としては、たとえば、
工程(1a):剥離層(C1)、および熱可塑性ホットメルト接着剤層(B1)が積層されたシートに、金属層(A)を積層し、シート(Sa)を製造する工程、
工程(1b):熱可塑性ホットメルト接着剤層(B1)に剥離層(C1)を積層すると同時に、熱可塑性ホットメルト接着剤層(B1)の剥離層(C1)と対向する側に、金属層(A)を積層し、シート(Sb)を製造する工程、
工程(1c):金属層(A)、および熱可塑性ホットメルト接着剤層(B1)が積層されたシートに、剥離層(C1)を積層し、シート(Sc)を製造する工程、
など挙られる。
特に、剥離層(C1)と熱可塑性ホットメルト接着剤層(B1)の接着力の観点から、工程(1a)、および工程(1b)が好ましい。
剥離層(C1)、および熱可塑性ホットメルト接着剤層(B1)が積層されたシートを製造する方法としては、剥離層に用いられる熱可塑性樹脂と熱可塑性ホットメルト接着剤を共押出し法により製膜を行う方法や、剥離層上に熱可塑性ホットメルト接着剤層をTダイにより積層する方法などがある。
次に、金属層(A)を積層し、シート(Sa)を製造する方法としては、上記の剥離層(C1)、および熱可塑性ホットメルト接着剤層(B1)が積層されたシートの熱可塑性ホットメルト接着剤層(B1)側に金属層(A)を熱ラミ法により接着する方法などがある。
インフレーション法、またはTダイ法により製膜した熱可塑性ホットメルト接着剤層(B1)の両面に、Tダイ法により製膜した剥離層(C1)と金属層(A)で挟み、熱ラミ法により加熱・接着する方法などがある。
金属層(A)、および熱可塑性ホットメルト接着剤層(B1)が積層されたシートを製造する方法としては、インフレーション法、またはTダイ法により製膜した熱可塑性ホットメルト接着剤層(B1)を熱ラミにより作成する方法や、金属層(A)にTダイ法により熱可塑性ホットメルト接着剤層(B1)を作製する方法などがある。
次に、金属層(A)/熱可塑性ホットメルト接着剤層(B1)の熱可塑性ホットメルト接着剤層(B1)に剥離層(C1)を作製する方法としては、インフレーション法、またはTダイ法により製膜した剥離層(C1)を熱ラミ法により接着する方法、剥離層(C1)をTダイ法により熱可塑性ホットメルト接着剤層(B1)上に製膜する方法などがある。
工程(1)で得たシートの金属側に直接Tダイ法により熱可塑性ホットメルト接着剤層(B2)を製膜する方法やインフレーション法、またはTダイ法により製膜した熱可塑性ホットメルト接着剤層(B2)に工程(1)で得たシートの金属側と熱ラミ法により加熱・接着する方法などがある。
工程(1)で作製した金属層(A)/熱可塑性ホットメルト接着剤層(B1)の金属層(C1)側に、共押出し法により製膜した熱可塑性ホットメルト接着剤層(B2)/剥離層(C2)の熱可塑性ホットメルト接着剤層(B2)を熱ラミ法により加熱・接着する方法、金属層(A)/熱可塑性ホットメルト接着剤層(B1)の金属層(C1)側とインフレーション法、またはTダイ法により製膜した剥離層(C2)を、熱可塑性ホットメルト接着剤層(B2)をポリサウンドラミネートすることにより接着する方法などがある。
・A−1:アルミニウム箔 (株)UACJ社製(厚さ20μm)
・A−2:アルミニウム箔 (株)UACJ社製(厚さ50μm)
・A−3:銅箔 (株)UACJ社製(厚さ20μm)
・B−1:ポリアミド(ナイロンベース)アルケマ社(株)製プラタミドM1276
・B−2:酸変性ポリエチレン 三井化学(株)社製 アドマーSE810
・B−3:結晶性ポリエステル 東洋紡績社(株)製バイロンGA6300
・C−1:低密度ポリエチレン 日本ポリエチレン(株)社製ノバテックLD 600A
・C−2:ポリプロピレン 日本ポリエチレン(株)社製ノバテックPP FL02A
(シート(Sa1)の製造方法)
Tダイ法熱溶融押出し機(以下、Tダイと略す)を用いて、熱可塑性樹脂(C)(ノバテックLD 600A(C−1))と熱可塑性樹脂(B)(プラタミドM1276(B−1))を共押出し法で、剥離層(C1)/熱可塑性ホットメルト接着剤(B1)の2層膜を作製した。次に、熱可塑性ホットメルト接着剤層(B1)側を、コロナ処理を施し、熱可塑性ホットメルト層(B1)側と金属層(A)(アルミニウム箔(A−1))とを熱ラミネート加工により、剥離層(C1)/熱可塑性ホットメルト接着剤層(B1)/金属層(A)からなる、シート(Sa1)を製造した。
Tダイを用いて、熱可塑性樹脂(C)(ノバテックLD 600A(C−1))と熱可塑性樹脂(B)(プラタミドM1276(B−1))を共押出し法で金属層(A)(アルミニウム箔(A−1))の上に塗工して、一度に剥離層(C1)/熱可塑性ホットメルト接着剤層(B1)/金属層(A)からなる、シート(Sb1)を製造した。
なお、表1中のかっこ内の数値は、各層の膜厚を表している。
Tダイを用いて、金属層(A)(アルミ箔(A−1))に熱可塑性樹脂(B)(プラタミドM1276(B−1))を塗工し、その上にTダイを用いて熱可塑性樹脂(C)(ノバテックLD 600A(C−1))を形成し、剥離層(C1)/熱可塑性ホットメルト接着剤層(B1)/金属層(A)からなる、シート(Sc1)を製造した。
シート(Sa1)の金属層(A)側に熱可塑性樹脂(B)(プラタミドM1276(B−1))をTダイで塗工して、剥離層(C1)/熱可塑性ホットメルト接着剤層(B1)/金属層(A)/熱可塑性ホットメルト層(B2)からなる電磁誘導加熱用ホットメルト接着シート1を得た。
[実施例2]
実施例1のシート(Sa1)をシート(Sb1)に変更した以外は、実施例1と同様にして、電磁誘導加熱用ホットメルト接着シート2を得た。
[実施例3]
実施例1のシート(Sa1)をシート(Sc1)に変更した以外は、実施例1と同様にして、電磁誘導加熱用ホットメルト接着シート3を得た。
[実施例4]
実施例1のシート(Sa1)をシート(Sb2)に変更した以外は、実施例1と同様にして、電磁誘導加熱用ホットメルト接着シート4を得た。
[実施例5]
実施例1のシート(Sa1)をシート(Sb3)に変更した以外は、実施例1と同様にして、電磁誘導加熱用ホットメルト接着シート5を得た。
[実施例6]
実施例1のシート(Sa1)をシート(Sb4)に変更した以外は、実施例1と同様にして、電磁誘導加熱用ホットメルト接着シート6を得た。
[実施例7]
実施例1のシート(Sa1)をシート(Sb5)に変更した以外は、実施例1と同様にして、電磁誘導加熱用ホットメルト接着シート7を得た。
[実施例8]
実施例1のシート(Sa1)をシート(Sb6)に変更した以外は、実施例1と同様にして、電磁誘導加熱用ホットメルト接着シート8を得た。
熱可塑性樹脂層(C2)(ノバテックLD600A(C−1))をTダイで単層膜を作製し、シート(Sb7)の金属層(A)との間に熱可塑性樹脂(B)(バイロンGA6300(B−3))を流し込み、ポリサンドして、剥離層(C1)/熱可塑性ホットメルト接着剤層(B1)/金属層(A)/熱可塑性ホットメルト層(B2)/剥離層(C2)からなる電磁誘導加熱用ホットメルト接着シート9を製造した。
Tダイを用いた共押出し法で、熱可塑性樹脂(C)(ノバテックLD600A(C−1))と熱可塑性樹脂(B)(プラタミドM1276(B−1))からなる剥離層(C2)/熱可塑性ホットメルト接着剤(B2)の2層膜を作製した。シート(Sb6)の金属層(A)側を、共押し法で作製した2層膜の熱可塑性ホットメルト層(B2)側と熱ラミネート加工し、剥離層(C1)/熱可塑性ホットメルト接着剤層(B1)/金属層(A)/熱可塑性ホットメルト層(B2)/剥離層(C2)からなる電磁誘導加熱用ホットメルト接着シート10を製造した。
Tダイを用いて熱可塑性樹脂(C)(ノバテックLD600A(C−1))と熱可塑性樹脂(B)プラタミドM1276(B−1))の順に作製し、剥離層(C2)/熱可塑性ホットメルト層(B2)からなる積層膜を作製した。剥離層(C2)/熱可塑性ホットメルト接着剤層(B2)の熱可塑性ホットメルト接着剤層(B2)側とシート(Sb8)の金属層(A)側を熱ラミネート加工により、剥離層(C1)/熱可塑性ホットメルト接着剤層(B1)/金属層(A)/熱可塑性ホットメルト層(B2)/剥離層(C2)からなる電磁誘導加熱用ホットメルト接着シート11を製造した。
Tダイを用いてシート(Sb8)の金属層(A)側の上に熱可塑性樹脂(B)(プラタミドM1276(B−1))、熱可塑性樹脂(C)(ノバテックLD600A(C−1))の順に積層することにより、剥離層(C1)/熱可塑性ホットメルト接着剤層(B1)/金属層(A)/熱可塑性ホットメルト層(B2)/剥離層(C2)からなる電磁誘導加熱用ホットメルト接着シート12を製造した。
Tダイを用いて、熱可塑性樹脂(B)(プラタミドM1276(B−1))と熱可塑性樹脂(C)(ノバテックLD600A(C−1))の単層膜を作製し、熱ラミネート加工により、熱可塑性ホットメルト層(B2)/剥離層(C2)を作製した。シート(Sb8)の金属層(A)側の上に熱ラミネート加工した熱可塑性ホットメルト層(B2)/剥離層(C2)の熱可塑性ホットメルト層(B2)側を熱ラミネート加工により、剥離層(C1)/熱可塑性ホットメルト接着剤層(B1)/金属層(A)/熱可塑性ホットメルト層(B2)/剥離層(C2)からなる電磁誘導加熱用ホットメルト接着シート13を製造した。
Tダイを用いた共押出し法で、熱可塑性樹脂(C)(ノバテックPP FL02A(C−2))と熱可塑性樹脂(B)(プラタミドM1276(B−1))からなる剥離層(C2)/熱可塑性ホットメルト接着剤(B2)の2層膜を作製した。シート(Sb6)の金属層(A)側を、共押し法で作製した2層膜の熱可塑性ホットメルト層(B2)側と熱ラミネート加工により、剥離層(C1)/熱可塑性ホットメルト接着剤層(B1)/金属層(A)/熱可塑性ホットメルト層(B2)/剥離層(C2)からなる電磁誘導加熱用ホットメルト接着シート10を製造した。
Tダイを用いて、金属層(A)アルミ箔(アルミ箔(A−1))の上に熱可塑性樹脂(B)プラタミドM1276(B−1)を作製し、熱可塑性ホットメルト層(B1)/金属層(A)を作製した。Tダイを用いて、熱可塑性ホットメルト層(B1)/金属層(A)の金属層側に熱可塑性樹脂(B)プラタミドM1276(B−1)を製膜した結果、熱可塑性ホットメルト層(B1)はTダイのバックアップロールと付着して、熱可塑性ホットメルト層(B1)/金属層(A)/熱可塑性ホットメルト層(B2)からなる電磁誘導加熱用ホットメルト接着シート15を得られなかった。
幅25mm×長さ100mmの大きさの電磁誘導加熱用ホットメルト接着シートを巾30mm×長さ100mm×厚さ5mmの木材と巾30mm×長さ200mm×0.2mmアルミ箔板に挟み、電磁誘導加熱装置(アキレス社製、オールオーバー接着装置)を用いて、木材に押し当てて3秒間加熱した。加熱が終了しても熱可塑性ホットメルト接着剤層が冷えるまで約5秒程度電磁誘導加熱装置のアプリケーター部(コイル)を押し当てたままにして、熱可塑性ホットメルト層(B1及びB2)を冷やし、接着した。
接着強度は、引張試験機(株式会社エー・アンド・エー社製 商品名RTA−100)を用いて、接着強度300mm/分で180度剥離接着力を測定した(測定温度:23℃、湿度:50%)。接着力は、60N/25mm以上を「◎」、30N/50mm以上60N/25mm未満を「〇」、30N/25mm未満を「×」とした。30N/25mm以上を合格とした。評価結果を表2に示す。表2中のかっこ内の数値は、各層の膜厚を表している。
(S) シート
(A) 金属層
(B1) 熱可塑性ホットメルト接着剤層
(B2) 熱可塑性ホットメルト接着剤層
(C1) 剥離層
(C2) 剥離層
Claims (6)
- 剥離層(C1)、熱可塑性ホットメルト接着剤層(B1)、および金属層(A)を順に有するシート(S)の金属層(A)の熱可塑性ホットメルト接着剤層(B1)と対向する側に、熱可塑性ホットメルト接着剤層(B2)を有し、さらに、熱可塑性ホットメルト接着剤層(B2)の金属層(A)と対向する側に、剥離層(C2)を有することを特徴とすることを特徴とする電磁誘導加熱用ホットメルト接着シート。
- 下記の工程を有する電磁誘導加熱用ホットメルト接着シートの製造方法。
工程(1):剥離層(C1)、熱可塑性ホットメルト接着剤層(B1)、および金属層(A)を有するシート(S)を製造する工程。
工程(2):工程(1)で得たシート(S)の金属層(A)の熱可塑性ホットメルト接着剤層(B1)と対向する側に、熱可塑性ホットメルト接着剤層(B2)を配置する工程。 - 下記の工程を有する電磁誘導加熱用ホットメルト接着シートの製造方法。
工程(1):剥離層(C1)、熱可塑性ホットメルト接着剤層(B1)、および金属層(A)を有するシート(S)を製造する工程。
工程(3):工程(1)で得たシート(S)の金属層(A)の熱可塑性ホットメルト接着剤層(B1)と対向する側に、熱可塑性ホットメルト接着剤層(B2)、および剥離層(C2)を配置する工程。 - さらに、剥離層(C2)を剥離する工程を有することを特徴とする請求項3に記載の電磁誘導加熱用ホットメルト接着シートの製造方法。
- 工程(1)が、剥離層(C1)、および熱可塑性ホットメルト接着剤層(B1)を有するシートに、金属層(A)を配置する工程(1a)であることを特徴とする請求項2〜4いずれかに記載の電磁誘導加熱用ホットメルト接着シートの製造方法。
- 工程(1)が、熱可塑性ホットメルト接着剤層(B1)に剥離層(C1)を配置する工程と同時に、熱可塑性ホットメルト接着剤層(B1)の剥離層(C1)と対向する側に、金属層(A)を配置する工程(1b)であることを特徴とする請求項2〜4いずれかに記載の電磁誘導加熱用ホットメルト接着シートの製造方法。
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