JP7107026B2 - 粘着テープ - Google Patents
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Description
前記したような場面で粘着テープを使用する場合、圧着した部材とテープの接合界面に空気が残存しやすい。そのため、テープの厚さ方向に適度なクッション性があり、剛体同士の接合において、適度に追従し、接合部品と粘着層とが密着しやすいという特徴を有する発泡体基材の粘着テープが使用される。このような用途では、例えば、従来ポリエチレン樹脂やウレタン樹脂などを用いた柔軟性に優れる発泡体基材の粘着テープが用いられてきた(特許文献1)。
すなわち、本発明は両表面に擬似スキン層を有する発泡体基材の少なくとも一方の面側に粘着剤層を有する粘着テープであって、前記発泡体基材の25%圧縮強度が20~170kPaであり、23℃における伸度100%の流れ方向の引張弾性率をE1とし、120℃における伸度100%の流れ方向の引張弾性率をE2としたときの比率E2/E1が0.1以上であるか、又は23℃における伸度100%の幅方向の引張弾性率をE1’とし、120℃における伸度100%の幅方向の引張弾性率をE2’としたときの比率E2’/E1’が0.1以上であることを特徴とする粘着テープに関するものである。
本発明の粘着テープを構成する基材としては、両表面に擬似スキン層を有する発泡体基材を使用する。ここで、擬似スキン層とは、押出し成型された発泡体シートの両面のスキン層をスライス加工により除去し、スライスされた発泡体の表面を加熱することで表面を溶融固化させた層である。擬似スキン層を有することで、スキン層より被着体に貼り合わせる時の貼付性と追従性を付与でき、かつ、スライス層よりも粘着剤と発泡体基材との密着性が付与できる。
前記比率E2/E1又はE2’/E1’は0.15以上であることが好ましく、0.2以上であることが、高温環境下にさらされても発泡体基材の形態を維持でき、高温環境下にさらされた後の物性を維持できるうえで好ましい。前記比率E2/E1又は2’/E1’は1.0以下であることが好ましい。
前記発泡体基材の流れ方向および幅方向の平均気泡径は1.2~700μmであり、好ましくは10~500μm、より好ましくは30~400μm、さらに好ましくは50~300μmである。流れ方向および幅方向の平均気泡径を当該範囲とすることで、当該発明の粘着テープを用いて被着体に貼り合わせる時の貼付性と追従性、及び優れた接着強度を有するうえで好ましい。
なお、平均気泡径の測定方法としては、はじめに、発泡体基材を幅方向1cm及び流れ方向1cmの正方形に切断する。次に、前記切断した発泡体基材の切断面をデジタルマイクロスコープ(商品名「KH-7700」、HiROX社製)を用いて200倍に拡大したのち、発泡体基材の幅方向及び流れ方向の切断面を撮影した。
なお、見かけ密度は、JISK6767に準じて測定した。4cm×5cmの長方形に切断した発泡体基材を用意し、その質量を測定して見かけ密度を求める。
前記ポリオレフィン系発泡体を形成する上で、必要に応じて熱可塑性エラストマー系樹脂(C)をすることが出来る。前記熱可塑性エラストマー系樹脂(C)を加えることにより、被着体に貼り合わせる時の貼付性と追従性、高温下での形態維持性、高温下から取り出しても元の物性を維持できるうえでさらに好ましい。
また、気体あるいは気化する溶剤としては、炭酸ガス、窒素、ヘリウム等の気体、プロパン、ノルマルブタンおよびイソブタン等の気化する溶剤が挙げられる。
発泡剤は、それぞれ単独あるいは2種類以上を組み合わせて使用することができる。柔軟で成形性が高く表面平滑な高倍率な発泡体を得るため、発泡剤としてアゾジカルボンアミドを用いた常圧発泡法が好適に用いられる。
になるように適宜調整されるが、5~200kGyの範囲が好ましい。また、電離性放射線の照射は、均一な架橋構造を形成し、その結果、比較的均一な発泡構造を形成するうえで、発泡性ポリオレフィン系樹脂シートの両面から照射することが好ましく、その照射量を同じにすることが好ましい。
発泡性ポリオレフィン系樹脂組成物中における熱分解型発泡剤の添加量は、ポリオレフィン系樹脂発泡体基材の発泡倍率に応じて適宜決定してよいが、ポリオレフィン系樹脂100質量部に対して1質量部~40質量部が好ましく、1質量部~30質量部がより好ましい。
粘着テープに遮光性や隠蔽性、耐光性を付与する場合、発泡体基材は黒色に着色される。黒色着色剤としては、カーボンブラック、グラファイト、酸化銅、二酸化マンガン、アニリンブラック、ペリレンブラック、チタンブラック、シアニンブラック、活性炭、フェライト、マグネタイト、酸化クロム、酸化鉄、二硫化モリブデン、クロム錯体、複合酸化物系黒色色素、アントラキノン系有機黒色色素などを用いることができる。なかでも、コスト、入手性、絶縁性、発泡性ポリオレフィン系樹脂組成物を押し出す工程や加熱発泡工程の温度に耐える耐熱性の観点から、カーボンブラックが好ましい。
本発明の粘着テープの粘着剤層を構成する粘着剤組成物は、通常の粘着テープに使用される粘着剤組成物を用いることができる。当該粘着剤組成物としては、例えば(メタ)アクリル系粘着剤、ウレタン系粘着剤、合成ゴム系粘着剤、天然ゴム系粘着剤、シリコーン系粘着剤などが挙げられるが、(メタ)アクリレート単独又は(メタ)アクリレートと他のモノマーとの共重合体からなるアクリル系共重合体をベースポリマーとし、これに必要に応じて粘着付与樹脂や架橋剤等の添加剤が配合された(メタ)アクリル系粘着剤組成物を好ましく使用できる。
前記アミノ基を有するビニルモノマーとしては、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、N,N-ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリレート等を使用することができる。
高極性ビニルモノマーの含有量は、アクリル系共重合体を構成するモノマー成分中の1.5~20質量%であることが好ましく、1.5~10質量%であることがより好ましく、2~8質量%であることが更に好ましい。当該範囲で含有することにより、粘着剤の凝集力や保持力、接着性を好適な範囲に調整しやすい。
ここで、前記引張強さは、厚さ50μmの粘着剤層を積層することによって得た厚さ約400μm、標線間隔2cm及び幅1cmの粘着剤層からなる試験片を、温度23℃及び湿度50%の測定環境下で、引張試験機を用い、引張速度300mm/分で引張試験することによって測定される応力-歪み曲線(いわゆる、S-Sカーブ)において、歪み量が100%であるときの引張強さを指す。前記引張強さが6N/cm2未満である粘着剤層を備えた粘着シートでは、実用上十分な静荷重保持力を発現できない場合がある。
サンプル注入量:100μL
溶離液:THF
流速:1.0ml/分
測定温度:40℃
本カラム:TSKgel GMHHR-H(20)2本
ガードカラム:TSKgel HXL-H
検出器:示差屈折計
スタンダードポリスチレン分子量:1万~2000万(東ソー株式会社製)
なかでも、前記粘着付与樹脂としては、重合ロジンエステル系粘着付与樹脂、不均化ロジンエステル系粘着付与樹脂、石油系粘着付与樹脂及びテルペンフェノール系粘着付与樹脂からなる群より選ばれる2種以上を組み合わせ使用することが、前記アクリル重合体との相溶性に優れ、より一層優れた静荷重保持力を備えた粘着シートを得るうえで好ましく、3種以上がより好ましい。
なお、ゲル分率の測定は下記による。剥離シート上に、乾燥後の厚さが50μmになるように粘着剤組成物を塗工し、100℃で3分間乾燥し、40℃2日エージングしたものを50mm角に切り取り、これを試料とする。次に、予め上記試料のトルエン浸漬前の重量(G1)を測定しておき、トルエン溶液中に23℃で24時間浸漬した後の試料のトルエン不溶解分を300メッシュ金網で濾過することにより分離し、110℃で1時間乾燥した後の残渣の重量(G2)を測定し、以下の式に従ってゲル分率が求められる。
ゲル分率(質量%)=(G2/G1)×100
周波数1Hzにおける損失正接(tanδ)は、温度分散による動的粘弾性測定で得られた貯蔵弾性率(G’)、損失弾性率(G”)から、tanδ=G” / G’の式より求められる。
なお、前述の粘着剤層の動的粘弾性特性は、特定周波数、及び特定温度における、動的粘弾性スペクトルの損失正接、又は損失正接及び貯蔵弾性率により規定し、さらに、特定周波数における動的粘弾性スペクトルの損失正接の極大値を示す温度、または損失正接の極大値により規定する。動的粘弾性の測定においては、粘弾性試験機(TAインスツルメントジャパン社製、商品名:ARES G2)を用いて、同試験機の測定部である平行円盤の間に試験片を挟み込み、周波数1Hzで-50℃から150℃までの貯蔵弾性率(G’)と損失弾性率(G”)を測定する。試験片は粘着剤層または粘着テープを厚さ約2mmに形成して、平行円盤の間に挟んで測定する。
なかでも、ポリエチレンをラミネートした紙、およびポリエステルフィルムの片面に、シリコーン系剥離処理を施されている剥離シートが好ましい。
本発明の粘着テープの製造方法としては、公知慣用の方法により製造できる。例えば前記基材の片面または両面に、ロールコーターやダイコーター等を用いて前記粘着剤を塗布し、乾燥することによって製造することができる。また、前記粘着テープは、予め離型ライナーの表面にロールコーター等を用いて前記粘着剤を塗布し、乾燥することによって粘着剤層を形成し、次いで、前記粘着剤層を基材の片面または両面に貼り合せる転写法によって製造することができる。
攪拌機、還流冷却管、窒素導入管、温度計を備えた反応容器に、n-ブチルアクリレート80.94質量部、2-エチルヘキシルアクリレート5質量部、シクロヘキシルアクリレート10質量部、アクリル酸4質量部、4-ヒドロキシブチルアクリレート0.06質量部、及び、酢酸エチル200質量部を仕込み、攪拌下、窒素を吹き込みながら72℃まで昇温させた。
次に、前記混合物を酢酸エチル98質量部で希釈し、200メッシュ金網でろ過することによって、重量平均分子量160万のアクリル重合体(a)溶液(不揮発分40質量%)を得た。
GPC法による分子量の測定は、東ソー株式会社製GPC装置(HLC-8329GPC)を用いて測定される、スタンダードポリスチレン換算値である。
サンプル注入量:100μL
溶離液:THF(テトラヒドロフラン)
流速:1.0ml/分
測定温度:40℃
本カラム:TSKgel GMHHR-H(20)2本
ガードカラム:TSKgel HXL-H
検出器:示差屈折計
スタンダードポリスチレン分子量:1万~2000万(東ソー株式会社製)
前記4-ヒドロキシブチルアクリレートの使用量を0.06質量部から0.1質量部に変更し、かつ、n-ブチルアクリレートの使用量を80.94質量部から80.9質量部に変更すること以外は、調製例1と同様の方法で重量平均分子量162万のアクリル重合体(A-3)溶液(不揮発分40質量%)を得た。
前記アクリル酸の使用量を4質量部から6質量部に変更し、かつ、n-ブチルアクリレートの使用量を80.94質量部から93.94質量部に変更し、かつ、2-エチルヘキシルアクリレートを使用しないこと以外は、調製例1と同様の方法で重量平均分子量164万のアクリル重合体(A-6)溶液(不揮発分40質量%)を得た。
攪拌機、還流冷却管、窒素導入管、温度計を備えた反応容器に、n-ブチルアクリレート95.9質量部、アクリル酸4質量部、2-ヒドロキシエチルアクリレート0.1質量部、及び、酢酸エチル200質量部を仕込み、攪拌下、窒素を吹き込みながら72℃まで昇温させた。
容器に、前記アクリル重合体(a)100質量部に対して、重合ロジンエステル系粘着付与樹脂D-125(荒川化学工業株式会社製)15質量部と不均化ロジンエステル系粘着付与樹脂A-125(荒川化学工業株式会社製)10質量部とを混合攪拌したのち、酢酸エチルを加えることによって固形分31質量%粘着剤溶液を得た。
前記アクリル重合体(a)溶液の代わりに、前記アクリル重合体(b)溶液を使用し、バーノックD-40の配合量を1.4質量部から1.2質量部に変更すること以外は、前記と同様の方法で粘着剤(b)を得た。
前記アクリル重合体(a)溶液の代わりに、前記アクリル重合体(c)溶液を使用すること以外は、前記と同様の方法で粘着剤溶剤(c)を得た。
アクリル重合体(a)溶液の代わりに、アクリル重合体(d)溶液を使用し、バーノックD-40の使用量を1.4質量部から1.2質量部に変更すること以外は、前記と同様の方法で粘着剤溶剤(d)を得た。
離型ライナーの表面に、粘着剤溶剤(a)を乾燥後の粘着剤層の厚さが50μmとなるように、バーコーターを用いて前記粘着剤を塗工し、80℃で3分間乾燥させることによって粘着剤層を作製した。
次に、前記粘着剤層を、ポリオレフィン系発泡体A(ポリプロピレン発泡体、両面擬似スキン層、厚さ300μm、見かけ密度0.129g/cm3に調整したもの)の両面に貼付し、40℃の環境下で48時間養生することによって粘着テープを作製した。
前記ポリオレフィン発泡体Aの代わりにポリオレフィン発泡体B(ポリプロピレン発泡体、両面擬似スキン層、厚さ300μm、見かけ密度0.158g/cm3に調整したもの)を用い、実施例1と同様の方法で粘着テープを作製した。
前記ポリオレフィン発泡体Aの代わりにポリオレフィン発泡体C(ポリプロピレン発泡体、両面擬似スキン層、厚さ300μm、見かけ密度0.066g/cm3に調整したもの)を用い、実施例1と同様の方法で粘着テープを作製した。
前記粘着剤溶剤(a)の代わりに粘着剤溶剤(b)を用い、ポリオレフィン系発泡体A(ポリプロピレン発泡体、両面擬似スキン層、厚さ300μm、見かけ密度0.129g/cm3に調整したもの)の両面に貼付し、40℃の環境下で48時間養生することによって粘着テープを作製した。
前記粘着剤溶剤(a)の代わりに粘着剤溶剤(c)を用い、ポリオレフィン系発泡体A(ポリプロピレン発泡体、両面擬似スキン層、厚さ300μm、見かけ密度0.129g/cm3に調整したもの)の両面に貼付し、40℃の環境下で48時間養生することによって粘着テープを作製した。
前記粘着剤溶剤(a)の代わりに粘着剤溶剤(d)を用い、ポリオレフィン系発泡体A(ポリプロピレン発泡体、両面擬似スキン層、厚さ300μm、見かけ密度0.129g/cm3に調整したもの)の両面に貼付し、40℃の環境下で48時間養生することによって粘着テープを作製した。
離型ライナーの表面に、粘着剤溶剤(a)を乾燥後の粘着剤層の厚さが50μmとなるように、バーコーターを用いて前記粘着剤を塗工し、80℃で3分間乾燥させることによって粘着剤層を作製した。
次に、前記粘着剤層を、ポリオレフィン系発泡体D(ポリエチレン発泡体、厚さ300μm、両面擬似スキン層、見かけ密度0.179g/cm3に調整したもの)の両面に貼付し、40℃の環境下で48時間養生することによって粘着テープを作製した。
前記ポリオレフィン発泡体Dの代わりにポリオレフィン発泡体E(ポリプロピレン発泡体、両面擬似スキン層、厚さ300μm、見かけ密度0.241g/cm3に調整したもの)を用い、比較例1と同様の方法で粘着テープを作製した。
前記ポリオレフィン発泡体Dの代わりにポリオレフィン発泡体F(ポリプロピレン発泡体、両面擬似スキン層、厚さ300μm、見かけ密度0.024g/cm3に調整したもの)を用い、比較例1と同様の方法で粘着テープを作製した。
前記ポリオレフィン発泡体Dの代わりにポリオレフィン発泡体G(ポリプロピレン発泡体、両面スキン層、厚さ300μm、見かけ密度0.263g/cm3に調整したもの)を用い、比較例1と同様の方法で粘着テープを作製した。
前記ポリオレフィン発泡体Dの代わりにポリオレフィン発泡体H(ポリプロピレン発泡体、両面スライス層、厚さ300μm、見かけ密度0.131g/cm3に調整したもの)を用い、比較例1と同様の方法で粘着テープを作製した。
発泡体基材の見かけ密度は、JISK6767に準じて測定した。4cm×5cmの長方形に切断した発泡体基材を用意し、その質量を測定して見かけ密度を求める。
発泡体基材の25%圧縮強度は、JISK6767に準じて測定した。25角に切断した試料を厚さ約10mmになるまで重ね合わせる。試料より大きな面積のステンレス板で試料をはさみ、23℃下で10mm/分の速度で試料を約2.5mm(もとの厚さの25%分)圧縮した時の強度を測定する。
発泡体基材の引張弾性率は、JISK6767に準じて測定した。標線長さ2cm、幅1cmの発泡体基材を、テンシロン引張試験機を用い、23℃50%RHもしくは120℃の環境下において、引張速度300mm/minの測定条件で測定した。得られた測定値から、伸度100%の引張弾性率を求めた。
発泡体基材の引張弾性率は、JISK6767に準じて測定した。標線長さ2cm、幅1cmの発泡体基材を、テンシロン引張試験機を用い、23℃50%RH及び120℃の環境下において、引張速度300mm/minの測定条件で測定した。得られた測定値の最大強度である。
発泡体基材の寸法変化率は、ポリオレフィン樹脂発泡体を10cm角に正確に切り取り、120℃に設定したオーブンの中に24時間放置する。24時間経過後、オーブンから取り出し約60分間室温で冷却する。サンプルの寸法を測定し、以下の式に基づいて寸法変化率を算出し、下記にて評価した。
寸法変化率(%)={(オーブンに入れる前のサンプル長―オーブンから取り出した後のサンプル長)/オーブンに入れる前のサンプル長}×100
○:寸法変化率が10%未満
△:寸法変化率が10%~15%
×:寸法変化率が15%より大きい
任意の剥離ライナーの片面に、乾燥後の厚さが50μmになるように、前記粘着剤を塗工し、80℃で3分間乾燥し、40℃で48時間エージングすることによって粘着剤層を形成した。次に、この粘着剤層を厚さ約400μmになるまで積層することによって、標線間隔2cm、幅1cmの試験片を作成した。
温度23℃及び相対湿度50%RHの環境下で、40mm×20mmの粘着シートの両面に厚さ2mmで外形65mm×45mmの長方形のアクリル板(三菱レイヨン(株)アクリライトMR200「商標」、色相:透明)に貼付し、5N/cm2で加圧後の貼付面積を下記にて評価した。
○:貼付面積が90%以上
△:貼付面積が70%~90%
×:貼付面積が70%未満
温度23℃及び相対湿度50%RHの環境下で、外形14mm×14mmで粘着シート幅が2mmからなる額縁状の粘着シートを穴あきステンレス板とアクリル板に貼付し、50N/cm2で10秒加圧し、24時間静置したものを試験片とした。
温度23℃、相対湿度50%の雰囲気下、外形14mm×14mmで粘着シート幅が2mmの額縁状の粘着シートの一方の粘着剤層を、厚さ2mm、外形15mm×15mmのアクリル板(三菱レイヨン(株)アクリライトMR200「商標」、色相:透明)に貼付した。
粘着テープの保持力は、実施例及び比較例にて作成した粘着テープを流れ方向に対して、測定用試料を20mm幅×必要長さに切断して試験片を作成する。非測定側粘着面にアルミ箔等の裏打ち材を貼付し、室温にてSUSの試験板に20mm×20mmの面積が接するように貼付する。試験板に貼付した試験片を、2Kgゴムローラーを使用して約300mm/分の速度で1往復加圧する。加圧した試験片は、23℃に約1時間静置し、静置終了後、保持力計に試験板をセットし、試験片に荷重500gを加え、120℃環境下に24時間静置する。24時間後の試験片のズレ距離を下記にて評価した。
◎:ズレ距離が1mm未満
○:ズレ距離が1mm~2mm
△:ズレ距離が2mm~10mm
×:ズレ距離が10mm以上、または基材と粘着剤の間で剥がれが生じる
Claims (8)
- 発泡体シートの両表面に、前記発泡体シートの両面のスキン層を除去して表面を溶融固化させてなる擬似スキン層を有する発泡体基材と、
前記発泡体基材の少なくとも一方の面の前記疑似スキン層に接する粘着剤層と、
を有する粘着テープであって、
前記発泡体基材の25%圧縮強度が20~170kPaであり、
23℃における伸度100%の流れ方向の引張弾性率をE1とし、120℃における伸度100%の流れ方向の引張弾性率をE2としたときの比率E2/E1が0.1以上であるか、又は23℃における伸度100%の幅方向の引張弾性率をE1’とし、120℃における伸度100%の幅方向の引張弾性率をE2’としたときの比率E2’/E1’が0.1以上であることを特徴とする粘着テープ。 - 前記発泡体基材の見かけ密度が0.05~0.35g/cm3である請求項1に記載の粘着テープ。
- 前記発泡体基材の厚みが0.05~1.5mmである請求項1又は2に記載の粘着テープ。
- 前記発泡体基材の23℃における流れ方向又は幅方向の最大引張弾性率が、50~400N/cm2 である請求項1~3のいずれか1項に記載の粘着テープ。
- 前記発泡体基材が、ポリオレフィン系発泡体基材である請求項1~4のいずれか1項に記載の粘着テープ。
- 前記ポリオレフィン系発泡体基材が、ポリプロピレン樹脂及びポリエチレン樹脂のいずれか、もしくは両方を含むことを特徴とする請求項5に記載の粘着テープ。
- 前記発泡体基材の25%圧縮強度が40~170kPaである請求項1~6のいずれか1項に記載の粘着テープ。
- 前記粘着テープが電子部品の固定に使用される請求項1~7のいずれか1項に記載の粘着テープ。
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