JP7323347B2 - 防食用粘着テープ - Google Patents
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Description
特許文献1には、鋼構造物に、無機質ジンクリッチペイントによる塗膜を形成させて防食する技術に関する記載されている。特許文献2には、構築物の外面に亜鉛粉末とアルキルシリケートの部分加水分解物とを含むプライマー液を塗布し乾燥させてプライマー層を形成し、次いでこのプライマー層に、支持体とこの支持体上に設けられた粘着剤層とからなる防食テープまたはシートを貼り付けて積層することを特徴とする防食被覆方法に関する発明が記載されている。
本発明は、以上の事情に鑑みてなされたものであり、本発明の課題は、外部から損傷を受けた場合であっても、高い防食性能を維持できる防食用粘着テープを提供することである。
[1]基材と該基材の一方の面に設けられた粘着層とを備える防食用粘着テープであって、前記基材の10N荷重時の伸びが3.8mm以下であり、前記粘着層の23℃での貯蔵弾性率G’が5万~200万Paであり、前記粘着層の厚みが180~3000μmである、防食用粘着テープ。
[2]下記の回復率評価に基づいて測定された基材の回復率が50%以上である、上記[1]に記載の防食用粘着テープ。
(回復率評価)
(1)SUS製の金属板の表面に、基材の長手方向の一端部を固定する。このとき、基材の他端部から長手方向に3cmの部分までは金属板表面に重ならないようにする。
(2)基材の他端部に重さ100gの重りを取り付け、5秒間その重りを吊るした後、重りを取り外す。
(3)重りを吊るしていたときの位置を基準として、重りを取り外した後の基材の他端部の水平方向の移動距離dを測定し、下記式により回復率を求める。
回復率(%)=100×d/3
[3]前記粘着層が、アクリル系粘着剤により形成されている、上記[1]又は[2]に記載の防食用粘着テープ。
[4]前記粘着層が、鉄よりも電位が卑な金属を含有する、上記[1]~[3]のいずれかに記載の防食用粘着テープ。
[5]前記鉄よりも電位が卑な金属が亜鉛である、上記[4]に記載の防食用粘着テープ。
[6]前記粘着層が、前記金属以外の導電性材料を含有する、上記[1]~[5]のいずれかに記載の防食用粘着テープ。
以下、本発明について詳細に説明する。
本発明において使用される基材の10N荷重時の伸びは3.8mm以下である。基材の10N荷重時の伸びが3.8mmを超えると、防食用粘着テープが外部から損傷を受けた場合に、損傷部分が適切に回復し難く、被着体の腐食を防止し難くなる。被着体の腐食を防止する効果をより高める観点から、基材の10N荷重時の伸びは、好ましくは3.6mm以下であり、より好ましくは3.5mm以下である。
また、基材の10N荷重時の伸びは、0.1mm以上であることが好ましい。基材の10N荷重時の伸びが上記下限値以上であると、基材が硬すぎることにより割れることが防止され、その結果、被着体の腐食を防止し易くなる。
基材の10N荷重時の伸びは、24mm×100mmの試験片を準備し、23℃において、引張試験機により、チャック間距離50mm、引張速度300mm/minの条件で、試験片の引張試験を行うことにより求めることができる。引張試験を開始してから、試験片に10Nの荷重がかかるまでの間の伸びを10N荷重時の伸びとする。
基材は、下記の回復率評価に基づいて測定された回復率が好ましくは50%以上である。基材の回復率が50%以上であることにより、防食用粘着テープが、外部から損傷を受けた際に、その損傷を回復しやすく、被着体を腐食することを有効に防止することが可能となる。基材の回復率は、好ましくは52%以上であり、より好ましくは55%以上であり、そして好ましくは95%以下である。
(1)SUS製の金属板の表面に、基材の長手方向の一端部を固定する。このとき、基材の他端部から長手方向に3cmの部分までは金属板表面に重ならないようにする。
(2)基材の他端部に重さ100gの重りを取り付け、5秒間その重りを吊るした後、重りを取り外す。
(3)重りを吊るしていたときの位置を基準として、重りを取り外した後の基材の他端部の水平方向の移動距離dを測定し、下記式により回復率を求める。
回復率(%)=100×d/3
図1(a)に示すように、SUS製の金属板11の表面に、基材12の長手方向の一端部12aを、金属板11の表面に接触させるように固定する。このとき基材12の他端部12bから一端部12aの方向に向かって3cmの部分までは金属板11に重ならないようにする。
次いで、基材の他端部12bに重さ100gの重り13を取り付け、図1の(b)に示すように、金属板11の端面11bと基材12の一部が接触した状態で5秒間その重りを吊るした後、重りを取り外す。
重りを取り外すと、図1(c)に示すように、基材12は、その回復力に応じて、図1(a)の状態に戻るように移動する。重りを吊るしていたときの位置を基準として、重りを取り外した後の基材の他端部12bの水平方向の移動距離d(cm)を測定する。なお移動距離dは、金属板11の端面11bと基材12の他端部12bとの最短距離に等しい。測定したdを、100×d/3に代入し、回復率(%)を求めることができる。
本発明において使用される基材の厚みは、特に限定されないが、被着体の腐食を防止する観点から、好ましくは5μm以上であり、より好ましくは10μm以上であり、さらに好ましくは20μm以上であり、さらに好ましくは50μm以上である。また、作業性を良好にする観点から、基材の厚みは、好ましくは300μm以下、より好ましくは200μm以下であり、さらに好ましくは100μm以下である。
基材の種類は特に限定されず、種々の材質のフィルムなどを用いることができ、熱可塑性樹脂フィルムを用いることが好ましい。熱可塑性樹脂フィルムとしては、例えば、ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルムなどのポリオレフィン系樹脂フィルム、PETフィルムなどのポリエステル系樹脂フィルム、アクリル樹脂フィルムなどが挙げられる。これら以外にも、例えば、エチレン-酢酸ビニル共重合体フィルム、ポリ塩化ビニル系樹脂フィルム、ポリウレタン系樹脂フィルムなどを基材として用いてもよい。
上記した中でも、本発明において好適に用いられる基材としては、PETフィルム、アクリル樹脂フィルム、ポリエチレンフィルムなどを挙げることができる。また、ポリエチレンフィルムを用いる場合は、低密度ポリエチレンを原料として形成された低密度ポリエチレンフィルムを用いることが好ましい。
本発明における粘着層は、23℃での貯蔵弾性率G’が5万~200万Paである。粘着層の23℃での貯蔵弾性率G’が5万Pa未満であると、本発明の粘着テープの防食性能が低下する。23℃での貯蔵弾性率G’が5万Pa未満の場合、粘着層を構成する樹脂の粘性が高く、樹脂は流動しやすいが、弾性が低すぎるため、粘着層が外部衝撃などにより損傷した場合に、損傷部位を元に戻すよりもむしろ広がる方向に樹脂が流動し、損傷部位を元に戻す力(以下、自己修復力ともいう)が弱い。そのため、被着体表面が露出、あるいは粘着層が部分的に薄くなるなどして、被着体の腐食を防止する機能が低下すると考えられる。
粘着層の23℃での貯蔵弾性率G’が200万Paを超える場合でも、被着体の腐食を防止する機能が低下する。23℃での貯蔵弾性率G’が200万Paを超える場合、粘着層を構成する樹脂の弾性が高く、粘性が低い。そのため、粘着層を構成する樹脂の流動性が低く、粘着層が損傷した場合に、損傷部位を樹脂で閉塞し難く、自己修復力が弱い。その結果、上記した場合と同様に、被着体の腐食を防止する機能が低下すると考えられる。
本発明における粘着層は、23℃での貯蔵弾性率G’が5万~200万Paであり、粘着層を構成する樹脂が適度な弾性及び粘性を有し、そのため、粘着層が外部衝撃などにより損傷した場合の自己修復力が高く、高い防食性能を有すると考えられる。
粘着層の23℃での貯蔵弾性率G’は、好ましくは5万~170万Paであり、より好ましくは6万~150万Paである。23℃での貯蔵弾性率G’がこのような範囲であると、粘着層の自己修復力が高まり、防食性能が向上する。
粘着層の貯蔵弾性率G’は、後述する粘着層の組成を調整することにより、所望の範囲に調節することができる。
貯蔵弾性率G’は、例えばDVA-200(アイティー計測制御株式会社製)を用いて、せん断モード:10Hz、歪み量:0.1%、温度範囲:-100℃~100℃、昇温速度:10℃/minの条件下で、動的粘弾性スペクトルを測定して算出することができる。
本発明における粘着層の厚みは、180~3000μmである。粘着層の厚みが180μm未満であると、本発明の粘着テープが、外部から損傷を受けた場合に、被着体が露出しやすくなり、腐食しやすくなる。一方、粘着層の厚さが3000μmを超えると、厚さに応じた効果が得にくくなり、かつ作業性なども悪化する傾向にある。粘着層の厚みは、被着体の腐食を効果的に防止する観点から、好ましくは200~2000μmであり、より好ましくは400~1000μmである。
本発明における粘着層は、粘着剤により形成される。粘着剤の種類は特に限定されないが、アクリル系粘着剤、ゴム系粘着剤、ウレタン系粘着剤、及びシリコーン系粘着剤などが挙げられる。これらは単独で使用してよいし、組み合わせて使用してもよい。これらの中でも、本発明の粘着層は、アクリル系粘着剤により形成されることが好ましい。アクリル系粘着剤を使用することにより、粘着層の23℃での貯蔵弾性率などを所望の範囲に調整しやすくなる。また、後述するように粘着層は、鉄よりも電位が卑な金属などの成分も含有することができる。
以下、粘着層に使用されるアクリル系粘着剤の一実施形態についてより詳細に説明する。アクリル系粘着剤は、(メタ)アクリル酸アルキルエステル系モノマー(A)を含む重合性モノマーを重合したアクリル系重合体を含有する粘着剤である。
なお、本明細書において、用語「(メタ)アクリル酸アルキルエステル」とは、アクリル酸アルキルエステル、及びメタクリル酸アルキルエステルの両方を含む概念を指すものであり、他の類似の用語も同様である。また、用語「重合性モノマー」は、繰り返し単位を有しない化合物のみならず、(メタ)アクリル酸アルキルエステル系モノマー(A)と共重合する化合物であれば、後述するオレフィン重合体(C)などのモノマー自身が繰り返し単位を有するものも含みうる概念を指す。
(メタ)アクリル酸アルキルエステル系モノマー(A)は、(メタ)アクリル酸と脂肪族アルコールとのエステルであって、脂肪族アルコールのアルキル基の炭素数が、好ましくは2~14、より好ましくは4~10である脂肪族アルコールに由来するアルキルエステルが好ましい。アルキル基の炭素数がこの範囲内であると、粘着層の23℃の貯蔵弾性率を上記した範囲に調整しやすくなる。
これらの中でも、n-ブチル(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、n-オクチル(メタ)アクリレートが好ましく、n-ブチル(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート又はこれらの組み合わせがより好ましい。
(メタ)アクリル酸アルキルエステル系モノマーは、単独で使用してもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
(メタ)アクリル酸アルキルエステル系モノマー(A)由来の構成単位は、アクリル系粘着剤により形成される粘着層において主成分を構成するものであることが好ましく、その含有量は、粘着層全量基準で好ましくは30質量%以上、より好ましくは50質量%以上、さらに好ましくは70質量%以上である。このように、(メタ)アクリル酸アルキルエステル系モノマー(A)の含有量を多くすると、粘着層に所望の粘着力を付与することが可能になる。
なお、粘着層における(メタ)アクリル酸アルキルエステル系モノマー(A)由来の構成単位の含有量は、後述する粘着剤組成物における(メタ)アクリル酸アルキルエステル系モノマー(A)の含有量と実質的に同じであるので、置き換えて表すことができる。以下で説明する(B)、(C)成分など、(A)成分以外の成分も同様である。
重合性モノマーは、(メタ)アクリル酸アルキルエステル系モノマー(A)に加えて、極性基含有ビニルモノマー(B)を含有することが好ましい。極性基含有ビニルモノマー(B)は、極性基とビニル基を有するものである。粘着層に極性基含有モノマー(B)を用いることで、粘着層の23℃での貯蔵弾性率などを調整しやすくなる。
極性基含有ビニルモノマー(B)としては、例えば、酢酸ビニル等のカルボン酸ビニルエステル、(メタ)アクリル酸、及びイタコン酸等のビニル基を含有するカルボン酸、及びその無水物、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、4-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、カプロラクトン変性(メタ)アクリレート、ポリオキシエチレン(メタ)アクリレート、及びポリオキシプロピレン(メタ)アクリレート等の水酸基を有するビニルモノマー、(メタ)アクリロニトリル、N-ビニルピロリドン、N-ビニルカプロラクタム、N-ビニルラウリロラクタム、(メタ)アクリロイルモルホリン、(メタ)アクリルアミド、ジメチル(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-ブトキシメチル(メタ)アクリルアミド、及びジメチルアミノメチル(メタ)アクリレート等の窒素含有ビニルモノマーが挙げられる。
これらの中でも、(メタ)アクリル酸、及びイタコン酸等のビニル基を含有するカルボン酸、及びその無水物が好ましく、(メタ)アクリル酸がより好ましく、アクリル酸が更に好ましい。これらの極性基含有ビニルモノマー(B)は、単独で使用してもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
重合性モノマーは、さらに片末端に重合性結合を有するオレフィン重合体(C)を含むことが好ましい。このようなオレフィン重合体(C)を使用することで、粘着層の23℃での貯蔵弾性率を上記した所望の範囲に調整しやすくなる。なお、重合性結合は、重合性モノマーと重合することが可能な不飽和の炭素-炭素結合を意味し、例えば不飽和二重結合が挙げられ、好ましくは(メタ)アクリロイル基などが挙げられる。
オレフィン重合体(C)としては、片末端に(メタ)アクリロイル基を有するポリオレフィンが挙げられる。なお、ポリオレフィンとは、エチレン、プロピレン、ブタン、ブタジエン、イソプレンなどの二重結合を有する脂肪族炭化水素化合物の重合体、又はその水素添加物である。
また、粘着層においてオレフィン重合体(C)由来の構成単位の含有量は、(メタ)アクリル酸アルキルエステル系モノマー(A)由来の構成単位100質量部に対して、1~20質量部が好ましく、2~15質量部がより好ましく、4~12質量部がさらに好ましい。
重合性モノマーはさらに、架橋剤を含むことが好ましい。架橋剤としては、ビニル基を2つ以上有する多官能モノマーが挙げられ、好ましくは(メタ)アクリロイル基を2つ以上有する多官能(メタ)アクリレートが挙げられる。多官能モノマーを使用すると、粘着層の23℃の貯蔵弾性率を所望の値に調整しやすくなる。
多官能(メタ)アクリレートとしては、特に限定されず、ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、エトシキ化ビスフェノールAジ(メタ)アクリレート、トリス(2-ヒドロキシエチル)イソシアヌレートトリアクリレート、エトシキ化トリメチロールプロパントリアクリレート、プロキシ化トリメチロールプロパントリアクリレート、プロキシ化グリセリルトリアクリレート、ネオペンチルグリコールアジペートジアクリレートなどの他に、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、液状水素化1,2-ポリブタジエンジ(メタ)アクリレートなどの重合体が挙げられる。これら多官能(メタ)アクリレートの中でも、重合体が好ましく、液状水素化1,2-ポリブタジエンジアクリレートがより好ましい。液状水素化1,2-ポリブタジエンジアクリレートの市販品としては、日本曹達株式会社製の「TEAI-1000」等が挙げられる。
また、粘着層において架橋剤由来の構成単位の含有量は、(メタ)アクリル酸アルキルエステル系モノマー(A)由来の構成単位100質量部に対して、0.1~4質量部が好ましく、0.2~3質量部がより好ましく、0.4~2質量部がさらに好ましい。
粘着剤及びこれにより形成される粘着層は、鉄よりも電位が卑な金属を含有してもよい。鉄よりも電位が卑な金属(以下、「犠牲防食用金属」ともいう)を含有することにより、犠牲防食性を有し、本発明の防食用粘着テープが貼付された被着体の腐食を防止しやすくなる。
鉄よりも電位が卑な金属(犠牲防食用金属)としては、カドミウム、クロム、亜鉛、マンガン、アルミニウムなどが挙げられ、これらの中では亜鉛、アルミニウムが好ましく、特に亜鉛が好ましい。亜鉛を使用することで犠牲防食性が優れたものとなる。
犠牲防食用金属は、粒子形状、鱗片形状、紡錘形状等、フィラーとしていかなる形態で粘着層に分散されていてもよいが、好ましくは粒子形状であることが好ましい。犠牲防食用金属は、粒子形状とすることで、粘着層の粘着性を殆ど低下させることなく、粘着層中に分散されやすくなる。
本明細書において、粒子形状とは、短軸方向の長さに対する長軸方向の長さの比(アスペクト比)が小さいものであり、例えば、アスペクト比が3以下、好ましくは2以下である。粒子形状は、特に限定されないが、球形であってもよいし、粉体等の不定形のものであってもよい。粒子形状の上記金属は、その粒径が例えば1~500μm、好ましくは1~200μmである。なお、本明細書において粒径とは、レーザー回折法により測定した平均粒径を意味する。
犠牲防食用金属を用いる場合、粘着層における犠牲防食用金属の含有量は、(メタ)アクリル酸アルキルエステル系モノマー(A)由来の構成単位100質量部に対して、好ましくは5~30質量部、より好ましくは15~25質量部である。
粘着剤及びこれにより形成される粘着層は、犠牲防食用金属以外の導電性材料をさらに含有してもよい。粘着剤は、導電性材料を含有することで導電性が高くなる。これにより、電子を被着体に移動させやすくなり、防食性能が高まる。
導電性材料としては、カーボン系材料、金属系材料、金属酸化物系材料、イオン性ポリマー及び導電性高分子から選択される1種または2種以上が挙げられる。
カーボン系材料としては、カーボンブラック、黒鉛、グラフェン、カーボンナノチューブ、アセチレンブラックなどが挙げられる。金属系材料としては、金、銀、銅、ニッケル、又はこれらを含む合金など、鉄よりも電位が貴な金属、又は鉄などが挙げられる。金属酸化物材料としては、例えば、酸化インジウムスズ(ITO)、三酸化アンチモン(ATO)、フッ素ドープ酸化スズ(FTO)、酸化亜鉛などが挙げれらる。導電性高分子としては、ポリアセチレン、ポリピロール、PEDOT(ポリエチレンジオキシチオフェン)、PEDOT/PSS(ポリエチレンジオキシチオフェンとポリスチレンスルホン酸の複合物)、ポリチオフェン、ポリアニリン、ポリ(p-フェニレン)、ポリフルオレン、ポリカルバゾール、ポリシランまたはこれらの誘導体等が挙げられる。イオン性ポリマーとしては、ポリアクリル酸ナトリウム、ポリアクリル酸カリウムなどが挙げられる。
導電性材料は、これらを1種単独で使用してもよいが、2種以上を併用としてもよい。
導電性材料を用いる場合、その粘着層における含有量は、(メタ)アクリル酸アルキルエステル系モノマー(A)由来の構成単位100質量部に対して、好ましくは1~10質量部、より好ましくは3~7質量部である。
アクリル系粘着剤及びこれにより形成される粘着層は、粘着力を向上させる観点から、粘着付与樹脂を含有してもよい。粘着付与樹脂としては、水添テルペン樹脂、水添ロジン、不均化ロジン樹脂、石油樹脂等の重合阻害性の低い粘着付与樹脂が好ましい。これらの中でも、粘着付与樹脂が二重結合を多く有していると重合反応を阻害することから、水添系のものが好ましく、中でも水添石油樹脂が好ましい。
粘着付与樹脂の軟化点は、粘着層の凝集力及び粘着力を向上させる観点から、95℃以上程度であればよいが、120℃以上のものを含むことが好ましく、例えば、95℃以上120℃未満のものと、120℃以上150℃以下のものとを併用してもよい。なお、軟化点は、JISK2207に規定される環球法により測定すればよい。
粘着層における粘着付与樹脂の含有量は、(メタ)アクリル酸アルキルエステル系モノマー(A)由来の構成単位100質量部に対して、好ましくは5~40質量部、より好ましくは7~35質量部、さらに好ましくは10~25質量部である。
粘着層は、微粒子を含有してもよい。微粒子を含有させることで、粘着力を向上させることができる。
微粒子としては、ガラスバルーン、シラスバルーン、及びフライアッシュバルーン等の無機質中空粒子、ポリメタクリル酸メチル、アクリロニトリル-塩化ビニリデン共重合体、ポリスチレン、及びフェノール樹脂等からなる有機質中空粒子、ガラスビーズ、シリカビーズ、及び合成雲母等の無機質微粒子、ポリアクリル酸エチル、ポリウレタン、ポリエチレン、及びポリプロピレン等の有機質微粒子が挙げられる。
粘着層における微粒子の含有量は、(メタ)アクリル酸アルキルエステル系モノマー(A)由来の構成単位100質量部に対して、好ましくは0.1~15質量部、より好ましくは0.4~10質量部、さらに好ましくは0.6~5質量部である。
本発明において用いるアクリル系粘着剤及びこれにより形成される粘着層は、前述した成分以外にも、可塑剤、軟化剤、顔料、染料、光重合開始剤、難燃剤等の粘着剤に従来使用されている各種の添加剤を含有してもよい。
アクリル系粘着剤は、上記した重合性モノマーを含む粘着剤組成物に光を照射して、重合性モノマーを重合させることで得ることが可能である。また、粘着剤組成物は、必要に応じて上記した粘着付与樹脂、犠牲防食用金属、導電性材料、微粒子、及びその他の成分の少なくとも1種を含んでいてもよい。
より具体的に説明すると、まず、重合性モノマー、さらに必要に応じて配合される粘着付与樹脂、犠牲防食用金属、導電性材料、微粒子、その他の成分を、ガラス容器等の反応容器に投入して混合して、粘着剤組成物を得る。
次いで、粘着剤組成物中の溶存酸素を除去するために、一般に窒素ガス等の不活性ガスを供給して酸素をパージする。そして、粘着剤組成物に光を照射し重合性モノマーを重合することによりアクリル系粘着剤を製造することができる。
前記粘着剤組成物の塗布は、光を照射する工程までは、不活性ガス雰囲気下、又はフィルム等により酸素が遮断された状態で行うことが好ましい。
なお、本製造方法では、各成分を混合して得た粘着剤組成物は、粘度を高くするために、基材などに塗布する前に予備重合をしてもよい。
次に、粘着剤に使用するゴム系粘着剤について説明する。ゴム系粘着剤は、ゴム成分と、粘着付与樹脂を含有するものであり、ゴム成分としては、スチレン-イソプレンブロック共重合体を使用することが好ましい。スチレン-イソプレンブロック共重合体は、ジブロック率が好ましくは25~70質量%、より好ましくは30~65質量%、さらに好ましくは45~60重量%である。ここでジブロックとは、スチレンとイソプレンとからなるジブロックのことをいう。ジブロック率を上記の範囲とすることにより、粘着力を高めやすくなる。なお、スチレン-イソプレンブロック共重合体は、ジブロック以外にも、スチレン、イソプレン、スチレンブロックからなるトリブロックなどブロックを3つ以上有するものも含有する。
スチレン-イソプレンブロック共重合体の分子量は、特に限定されないが、質量平均分子量で100,000~400,000が好ましく、150,000~250,000がより好ましい。なお、ここでいう質量平均分子量とは、GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィ)法によりポリスチレン換算分子量として測定されるものをいう。
石油系樹脂としては、脂肪族系石油樹脂(C5系石油樹脂)、脂環族系石油樹脂、芳香族系石油樹脂等が挙げられ、スチレン-イソプレンブロック共重合体との相溶性の観点から脂肪族系石油樹脂が好ましい。また、石油系樹脂は、軟化点が90~120℃程度のものを使用することが好ましい。
また、テルペン樹脂としては、軟化点が80~120℃程度のものが使用可能であるが、粘着力確保の観点から100℃未満のものが好ましい。また、クマロン樹脂としては、凝集力確保のために、軟化点が好ましくは110~130℃、より好ましくは115~125℃のものを使用する。
また、石油系樹脂と、テルペン樹脂及びクマロン樹脂から選択される少なくとも1種とを併用する場合、石油系樹脂は、ゴム成分100質量部に対して、50~200質量部が好ましく、60~150質量部が好ましく、60~110質量部がより好ましい。一方で、テルペン樹脂は、ゴム成分100質量部に対して、10~70質量部が好ましく、20~60質量部がより好ましく、30~50質量部がさらに好ましい。さらに、クマロン樹脂は、ゴム成分100質量部に対して、10~60質量部が好ましく、15~50質量部がより好ましく、20~40質量部がさらに好ましい。
ゴム系粘着剤は、アクリル系粘着剤と同様に上記した微粒子を含有してもよく、また、ゴム系粘着剤は、必要に応じて、犠牲防食用金属、導電性材料、軟化剤、酸化防止剤、充填剤等を含有してもよい。
上記したウレタン系粘着剤は特に限定されず、例えば、少なくともポリオールとポリイソシアネート化合物とを反応させて得られるウレタン樹脂等が挙げられる。上記ポリオールとして、例えば、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリカーボネートポリオール、ポリカプロラクトンポリオール等が挙げられる。上記ポリイソシアネート化合物として、例えば、ジフェニルメタンジイソシアネート、トリ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が挙げられる。これらのウレタン粘着剤は、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
また、ウレタン系粘着剤としては、ポリウレタンポリオールと多官能イソシアネート系硬化剤とを反応させて得られるウレタン樹脂を使用してもよい。ポリウレタンポリオールは、上記したポリオールとポリイソシアネート化合物とを反応したもの、又はポリオールとポリイソシアネート化合物とジアミンなどの鎖延長剤とを反応させたものが挙げられる。多官能イソシアネート系硬化剤としては、2以上のイソシアネート基を有する化合物であればよく、上記したイソシアネート化合物を使用可能である。
ウレタン系粘着剤は、ウレタン樹脂に加えて、上記した微粒子を含有してもよく、また、ウレタン系粘着剤は、必要に応じて、粘着付与樹脂、犠牲防食用金属、導電性材料、軟化剤、酸化防止剤、充填剤等を含有してもよい。
また、シリコーン系粘着剤としては、例えば、付加反応型、過酸化物硬化型又は縮合反応型のシリコーン系粘着剤等が挙げられる。中でも、低温短時間で硬化可能という観点から、付加反応型シリコーン系粘着剤が好ましく用いられる。なお、付加反応型シリコーン系粘着剤は粘着剤層の形成時に硬化するものである。シリコーン系粘着剤として、付加反応型シリコーン系粘着剤を用いる場合、上記シリコーン系粘着剤は白金触媒等の触媒を含んでいてもよい。
また、シリコーン系粘着剤は、微粒子を含有してもよく、また、架橋剤、粘着力を制御するための各種添加剤を加えたりしてもよい。
本発明の防食用粘着テープは、基材と該基材の一方の面に設けられた粘着層とを備えている。防食用粘着テープの製造方法については、特に制限されないが、例えば、上記した各種粘着剤を剥離紙上に形成させ、該粘着剤を基材の一方の面に転写することにより、基材上に粘着層を形成させることができる。また上記した粘着剤組成物を基材の一方の面上に塗布し、該粘着剤組成物に光照射をすることにより、基材上に粘着層を形成させてもよい。
鋼材は、橋梁、鉄塔、高架橋、タンク、プラント、橋脚等の鋼構造物に用いられているため、本発明の防食用粘着テープは、鋼構造物の防食用途として使用することが好ましい。
本発明の防食用粘着テープは、損傷部位が修復されやすく、腐食因子である酸素や水分を再遮断することができる。そのため、特に、鋼構造物を構成する鋼材を高く防食することができる。
各実施例、比較例の防食用粘着テープにおいて使用した各基材を24mm×100mmのサイズにし、23℃において、引張試験機(株式会社エー・アンド・デイ社製、商品名「テンシロン万能材料試験機」)により、チャック間距離50mm、引張速度300mm/minの条件で、引張試験を行い10N荷重時の伸びを測定した。
[貯蔵弾性率]
各実施例、比較例の防食用粘着テープにおける粘着層を試験片として23℃の貯蔵弾性率G’を測定した。貯蔵弾性率は、動的粘弾性測定装置(アイティー計測制御株式会社社製、商品名「DVA-200」)を用いて、せん断モード:10Hz、歪み量:0.1%、温度範囲:-100℃~100℃、昇温速度:10℃/minの条件下で、動的粘弾性スペクトルを測定して算出した。
各実施例、比較例の防食用粘着テープの基材の回復率を、下記の手順により評価した。
(回復率評価)
(1)SUS製の金属板の表面に、各実施例及び比較例の基材(幅10mm×長さ60mm)の長手方向の一端部を固定した。このとき、基材の他端部から長手方向に3cmの部分までは金属板表面に重ならないようにした。
(2)基材の他端側に重さ100gの重りを取り付け、5秒間その重りを吊るした後、重りを取り外した。
(3)重りを吊るしていたときの位置を基準として、重りを取り外した後の基材の他端部の水平方向の移動距離dを測定し、下記式により回復率を求めた。
回復率(%)=100×d/3
1.マイクロスコープ観察
被着体としての鋼板SS400(TP技研株式会社製、150mm×70mm)に、各実施例、比較例で得られた防食用粘着テープから、剥離シートを剥がした後、粘着層が鋼板に接触するように貼り付けた。鋼板に貼り付けた防食用粘着テープの表面から、鋼板まで届くように、刃厚0.38mmのカッターで長さ50mmの傷を付け、マイクロスコープで傷口の変化を観察した。以下の基準で評価した。
〇:カッターで傷を付けた後、傷口が修復した。
×:カッターで傷を付けた後、傷口が修復しなかった。
2.傷下の錆の有無
被着体としての鋼板SS400(TP技研株式会社製、150mm×70mm)に、各実施例、比較例で得られた防食用粘着テープを、粘着層が鋼板に接触するように貼り付けた。鋼板に貼り付けた防食用粘着テープの表面から、鋼板まで届くように、刃厚0.38mmのカッターで、互いに交差する各線の長さが80mmであるX印状の傷を付けた。その後、防食用粘着テープを表面に備えた鋼板を水道水に浸漬し、1カ月後に両面粘着テープの傷下の鋼板表面の錆の有無を以下のように評価した。
〇:傷下に錆が確認されなかった
×:傷下に錆が確認された
表1に記載の配合にしたがって、粘着剤組成物を調製した。この粘着剤組成物に窒素をパージして溶存酸素を除去した。次いで、基材として厚み50μmのPETフィルムを準備し、該PETフィルムの一方の面上に、形成される粘着層の厚みが600μmになるように粘着剤組成物を塗布した。次いで、基材上に塗布された粘着剤組成物の上に、剥離シートを被覆した。なお、剥離シートとしては、シリコーン離型処理されたPETフィルム(厚み50μm)を使用した。
この状態で剥離シートにおける紫外線照射強度が5mW/cm2となるようにケミカルランプのランプ強度を調整し、15分間紫外線を照射し、基材と該基材の一方の面に設けられた粘着層とを備えた防食用粘着テープを得た。評価結果を表1に示した。
粘着剤組成物の組成、粘着層の厚み、基材の種類を表1のとおり変更した以外は、実施例1と同様にして、防食用粘着テープを作製した。評価結果を表1に示した。
オレフィン重合体:商品名「L-1253」、株式会社クラレ製、(メタ)アクリロイル基を片末端に有する水素化ポリブタジエン
粘着付与樹脂1:商品名「アルコンP140」、荒川化学工業株式会社製、水添石油樹脂、軟化点140℃
粘着付与樹脂2:商品名「アルコンP100」、荒川化学工業株式会社製、水添石油樹脂、軟化点100℃
微粒子:商品名「セルスターZ-27」、東海工業株式会社製、ガラスバルーン
亜鉛粒子:堺化学工業株式会社製、商品名「亜鉛末#40」、平均粒径:50μm
カーボン系材料:人造黒鉛粉、オリエンタル産業株式会社、商品名「AT-NO.15S」、平均粒径13μm
架橋剤:商品名「TEAI-1000」、日本曹達株式会社製
重合開始剤:2,2-ジメトキシ-2-フェニルアセトフェノン
PET:PETフィルム 厚み50μm
アクリル:アクリル樹脂フィルム 厚み50μm
低密度PE:低密度ポリエチレンフィルム 厚み50μm又は40μm
一方、比較例1~4の防食用粘着テープは、基材の10N荷重時の伸び、粘着層の23℃での貯蔵弾性率、及び粘着層の厚みのいずれかが所定の範囲外であり、防食性能の評価が悪かった。
11b 端面
12 基材
12a 一端部
12b 他端部
13 重り
Claims (6)
- 基材と該基材の一方の面に設けられた粘着層とを備える防食用粘着テープであって、前記基材の10N荷重時の伸びが3.8mm以下であり、前記粘着層の23℃での貯蔵弾性率G’が5万~200万Paであり、前記粘着層の厚みが180~3000μmである、防食用粘着テープ。
- 下記の回復率評価に基づいて測定された基材の回復率が50%以上である、請求項1に記載の防食用粘着テープ。
(回復率評価)
(1)SUS製の金属板の表面に、基材の長手方向の一端部を固定する。このとき、基材の他端部から長手方向に3cmの部分までは金属板表面に重ならないようにする。
(2)基材の他端部に重さ100gの重りを取り付け、5秒間その重りを吊るした後、重りを取り外す。
(3)重りを吊るしていたときの位置を基準として、重りを取り外した後の基材の他端部の水平方向の移動距離dを測定し、下記式により回復率を求める。
回復率(%)=100×d/3 - 前記粘着層が、アクリル系粘着剤により形成されている、請求項1又は2に記載の防食用粘着テープ。
- 前記粘着層が、鉄よりも電位が卑な金属を含有する、請求項1~3のいずれかに記載の防食用粘着テープ。
- 前記鉄よりも電位が卑な金属が亜鉛である、請求項4に記載の防食用粘着テープ。
- 前記粘着層が、前記金属以外の導電性材料を含有する、請求項1~5のいずれかに記載の防食用粘着テープ。
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