JP7365112B2 - 粘着テープロール及び光学フィルム積層体 - Google Patents
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Description
図1において粘着テープ2は、基材層21と粘着剤層22とからなる。粘着テープロール1は、粘着テープ2を捲回してなる。粘着テープ2は、粘着テープロール1から繰り出されて、使用に供される。
しかしながら、同じ粘着テープであるにも係わらず、粘着テープロールから繰り出した粘着テープの粘着力に大きな差異が生じることがある。即ち、粘着テープロールの巻外付近から繰り出した粘着テープでは高い粘着力を示すのに対して、巻芯付近から繰り出した粘着テープでは粘着力が低くなってしまい、品質の安定性の観点から改善の余地がある。
以下に本発明を詳述する。
粘着テープロールでは、軽展開性を確保するために、基材層に離型剤を配合することが行われる。基材層に離型剤を配合すると、基材層から離型剤がブリードアウトして基材層の表面にごく薄い離型層が形成される。粘着テープロールにおいては、基材層の表面に形成された離型層は、巻きつけた粘着剤層の粘着面に接触する。これにより、粘着テープロールの軽展開性を確保することができる。
このような軽展開性の粘着テープロールにおいては、基材層の表面に形成された離型層が巻きつけた粘着剤層の粘着面に接触することから、離型層の一部が粘着剤層の表面に転写されることがある。離型層の転写により粘着テープの粘着力は低下するが、一定以上の粘着力を有する粘着剤層を選択すれば、実用上の問題はないと考えられてきた。しかしながら、本発明者らは、このような離型層の転写の程度が、繰り出し位置によって大きく異なることを突き止めた。粘着テープロールに捲回された粘着テープには、「巻き締め」と呼ばれる応力がかかる。この応力は、粘着テープロール中において一定ではなく、巻芯付近では強く、巻外付近では弱くなる。従って、巻芯付近においては離型層が粘着剤層の粘着面により強く押しつけられ、転写の程度がより大きくなるのに対して、巻外付近では押しつけられる応力がより弱く、転写の程度がより小さくなる。これにより、巻外付近から繰り出した粘着テープでは、粘着剤層の表面にあまり離型層が転写されておらず高い粘着力を示すのに対して、巻芯付近から繰り出した粘着テープでは、粘着剤層の表面に多量の離型層が転写されていて粘着力が低くなってしまうものと考えられる。
本発明者らは、基材層に離型剤を配合するだけではなく、粘着剤層にも離型剤を配合することにより、軽展開性であり、かつ、繰り出し位置に係わらず粘着力の変化が少ない粘着テープロールを提供できることを見出した。なかでも本発明者らは、基材層を構成するベース樹脂と基材層に含まれる離型剤とのSP値の差、及び/又は、粘着剤層を構成するベース樹脂と粘着剤層に含まれる離型剤とのSP値の差を特定値以上に調整することにより、適度な粘着力と、繰り出し位置による粘着力の変化の低減とをより確実に両立できることを見出し、本発明を完成させるに至った。
上記基材層は、離型剤(a)を含有する。このような基材層では、離型剤がブリードアウトして基材層の表面にごく薄い離型層が形成されることから、軽展開性の粘着テープロールを得ることができる。
上記ΔSP1を上記値以上に調整することにより、適度な粘着力と、繰り出し位置による粘着力の変化の低減とをより確実に両立することができる。同様の観点より、上記ΔSP1は0.4以上がより好ましく、0.6以上が更に好ましく、0.8以上が更により好ましく、1以上が特に好ましく、例えば1.2以上である。
上記ΔSP1の上限は特に限定されないが、上記ΔSP1が高すぎると上記基材層を構成するベース樹脂と上記離型剤(a)との相溶性が低下することから、3.0以下が好ましい。
ΔSP1=|離型剤(a)のSP値-基材層を構成するベース樹脂のSP値|
SP=(ΔE/V)1/2
ここで、ΔEは蒸発エネルギー、Vはモル体積を表す。従って、ΔE/Vは凝集エネルギー密度であるから、SP値は物質の凝集エネルギーに関係した量であるといえる。
なお、これらの離型剤のSP値は特に限定されないが、アミン系離型剤のSP値は通常9.0~10.0程度であり、シリコン系離型剤のSP値は通常7.0~8.0程度であり、フッ素系離型剤のSP値は通常7.0~8.0程度であり、金属石鹸系離型剤のSP値は通常8.0~9.0程度である。
上記フッ素系離型剤としては、例えば、炭素数1~18のパーフルオロアルキル基を有する(メタ)アクリル酸エステル等が挙げられる。上記炭素数1~18のパーフルオロアルキル基は、炭素数1~6であることがより好ましい。上記炭素数1~18のパーフルオロアルキル基は、直鎖状及び分岐状のどちらでも構わない。これらは単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
上記炭化水素系離型剤としては、例えば、合成品ワックス、天然品ワックス等が挙げられる。なかでも、PEワックス、PPワックスが好ましい。
上記金属石鹸系離型剤としては、例えば、長鎖脂肪酸又は有機酸の金属塩(アルカリ金属以外の金属の塩)等が挙げられる。
なお、これらのベース樹脂のSP値は特に限定されないが、ポリオレフィン系樹脂のSP値は通常7.5~8.5程度であり、ポリエステル系樹脂のSP値は通常10~12程度であり、アクリル系樹脂のSP値は通常9~10程度である。
上記ポリプロピレン樹脂として、例えば、ホモポリプロピレン、ランダムポリプロピレン、ブロックポリプロピレン等が挙げられる。上記ポリエチレン樹脂として、例えば、高圧法低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン等が挙げられる。なかでも、透明性、剛性、耐熱性の観点からポリプロピレン樹脂が好ましく、ホモポリプロピレン、又は、プロピレンと少なくとも1種のα-オレフィンとの共重合体がより好ましい。
この理由については必ずしも明らかではないが、粘着剤層にも離型剤を配合することにより、基材層側からの不規則な離型層の転写を防止できるためではないかと考えられる。
なお、上記基材層に含有される離型剤(a)と上記粘着剤層に含有される離型剤(b)とは、同種であってもよいし、異種であってもよい。
上記ΔSP2を上記値以上に調整することにより、適度な粘着力と、繰り出し位置による粘着力の変化の低減とをより確実に両立することができる。同様の観点より、上記ΔSP2は0.4以上がより好ましく、0.6以上が更に好ましく、0.8以上が更により好ましく、1以上が特に好ましく、例えば1.2以上である。
上記ΔSP2の上限は特に限定されないが、上記ΔSP2が高すぎると上記粘着剤層を構成するベース樹脂と上記離型剤(b)との相溶性が低下することから、3.0以下が好ましい。
ΔSP2=|離型剤(b)のSP値-粘着剤層を構成するベース樹脂のSP値|
なお、これらのベース樹脂のSP値は特に限定されないが、スチレン系エラストマーのSP値は通常5.5~9.0程度である。
上記粘着剤層中の上記粘着付与剤の含有量は特に限定されないが、上記粘着剤層を構成するベース樹脂100重量部に対して40重量部以下であることが好ましい。
本発明の粘着テープロールは、芯材を用いずに粘着テープのみを捲回したものであってもよく、芯材の周りに粘着テープを捲回したものであってもよい。
なお、巻芯側サンプルとは、巻芯側の端部から10mまでの位置で切り出したサンプルを意味し、巻外側サンプルとは、巻外側の端部から10mまでの位置で切り出したサンプルを意味する。上記濃度変化率は、下記式により算出される。
濃度変化率(%)=|巻芯側サンプルの粘着剤層最表面における離型剤の濃度-巻外側サンプルの粘着剤層最表面における離型剤の濃度|/巻外側サンプルの粘着剤層最表面における離型剤の濃度×100
上記粘着力変化率は、例えば、次のようにして求められる。まず、厚さが130μmのアクリル樹脂板に、25mm幅に細切した巻外側サンプル又は巻芯側サンプルの粘着テープを貼り付けて試験片を作製する。なお、室温23℃、相対湿度50%で、2kgの圧着ゴムローラーを用いて、300mm/分の速度で粘着テープをアクリル樹脂板に貼り付ける。次いで、JIS Z 0237に準拠し、粘着テープを300mm/分の速度で引き剥がして、巻外側サンプル及び巻芯側サンプルの粘着力(180°剥離強度)を測定する。得られたデータより、下記式により粘着力変化率を算出する。
粘着力変化率(%)=|巻芯側サンプルの粘着力-巻外側サンプルの粘着力|/巻外側サンプルの粘着力×100
上記粘着テープを製造する方法としては、例えば、予めTダイ成形又はインフレーション成形にて得られた層上に、押出ラミネーション、押出コーティング等の公知の積層法により他の層を積層する方法、各々の層を独立してフィルムとした後、得られた各々のフィルムをドライラミネーションにより積層する方法等が挙げられる。生産性の点から、上記基材層及び粘着剤層の各材料を多層の押出機に供給して成形する共押出成形が好ましく、厚み精度の点から、Tダイ成形がより好ましい。
このようにして製造された粘着テープをロール状に捲回することにより本発明の粘着テープロールを得ることができる。
粘着テープと光学フィルムとが貼り合されてなる光学フィルム積層体であって、前記粘着テープは基材層と粘着剤層とを有し、前記基材層は離型剤(a)を含有し、前記粘着剤層が離型剤(b)を含有する光学フィルム積層体もまた、本発明の1つである。
粘着剤層のベース樹脂としては、以下の合成例1、2で合成したもの、及び、市販品1を用いた。合成例及び市販品のベース樹脂について、表1に示した。
窒素置換された反応容器に、脱気、脱水されたシクロヘキサン500重量部、スチレン15重量部及びテトラヒドロフラン5重量部を仕込み、重合開始温度の40℃にてn-ブチルリチウム0.13重量部を添加して、昇温重合を行い、芳香族アルケニル重合体ブロック(ブロックA)を得た。
芳香族アルケニル重合体ブロックの重合転化率が略100%に達した後、反応液を15℃に冷却し、次いで、芳香族アルケニル化合物としてスチレン20重量部及び共役ジエン化合物として1,3-ブタジエン65重量部を加え、更に昇温重合を行い、共役ジエン重合体ブロック(ブロックB)を得た。
重合転化率がほぼ100%に達した後、カップリング剤としてメチルジクロロシラン0.06重量部を加え、カップリング反応を行った。カップリング反応が完結した後、水素ガスを0.4MPa-Gaugeの圧力で供給しながら10分間放置した。
反応容器内に、カップリング剤としてメチルジクロロシラン0.07重量部を加えて、カップリング反応を行った。カップリング反応が完結した後、水素ガスを0.4MPa-Gaugeの圧力で供給しながら10分間放置した。一部取り出したポリマーをGPC分析したところ、重量平均分子量は約15万であり、カップリング率(共重合体全体のうちのカップリングした共重合体の含有量)は60%であった。また、一部取り出したポリマーの赤外吸収スペクトルを測定し、モレロ法により算出したところ、ビニル結合含有率は64モル%であった。
窒素置換された反応容器に、脱気、脱水されたシクロヘキサン500重量部、スチレン9重量部及びテトラヒドロフラン5重量部を仕込み、重合開始温度の40℃にてn-ブチルリチウム0.13重量部を添加して、昇温重合を行い、芳香族アルケニル重合体ブロック(ブロックA)を得た。
芳香族アルケニル重合体ブロックの重合転化率が略100%に達した後、反応液を15℃に冷却し、次いで、1,3-ブタジエン91重量部を加え、更に昇温重合を行い、共役ジエン重合体ブロック(ブロックB)を得た。
重合転化率がほぼ100%に達した後、カップリング剤としてメチルジクロロシラン0.06重量部を加え、カップリング反応を行った。カップリング反応が完結した後、水素ガスを0.4MPa-Gaugeの圧力で供給しながら10分間放置した。
反応容器内に、カップリング剤としてメチルジクロロシラン0.07重量部を加えて、カップリング反応を行った。カップリング反応が完結した後、水素ガスを0.4MPa-Gaugeの圧力で供給しながら10分間放置した。一部取り出したポリマーをGPC分析したところ、重量平均分子量は約15万であり、カップリング率(共重合体全体のうちのカップリングした共重合体の含有量)は60%であった。また、一部取り出したポリマーの赤外吸収スペクトルを測定し、モレロ法により算出したところ、ビニル結合含有率は64モル%であった。
ベース樹脂として市販のスチレン-エチレンブチレン共重合体(JSR社製、商品名「DR1321P」)を用いた。
離型剤としては、以下のものを用いた。
離型剤A:飽和脂肪酸アミド系離型剤、エチレンビスステアリン酸アミド(EBSA)(日油社製、商品名「アルフローH50F」)
離型剤B:不飽和脂肪酸アミド系離型剤、エチレンビスエルカ酸アミド(日本化成社製、商品名「スリパックスR」)
離型剤C:炭化水素系離型剤、PEワックス(Honeywell社製、商品名「ACumist C5」)
離型剤D:金属石鹸系離型剤、ステアリン酸カルシウム(堺化学工業社製、商品名「SC-100」)
離型剤E:フッ素系離型剤、トリフロロエチルメタクリレート(共栄社化学社製、商品名「ライトエステルM-3F」)
離型剤F:シリコン系離型剤、シリコーングラフトLDPE(東レダウコーニング社製、商品名「BY27-202H」)
合成例1のベース樹脂100重量部に対して、粘着付与剤(荒川化学工業社製、商品名「アルコンP100」)5重量部、酸化防止剤(チバスペシャルティケミカルズ社製、商品名「イルガノックス1010」)1重量部、及び、離型剤として離型剤A1.5重量部を配合し、粘着剤層用樹脂組成物(表中、粘着剤組成物)を得た。
一方、ポリプロピレン樹脂(プライムポリマー社製、商品名「J715M」)100重量部に対して、離型剤として離型剤A1.5重量部を配合し、基材層用樹脂組成物(表中、基材組成物)を得た。
得られた粘着剤層用樹脂組成物及び基材層用樹脂組成物を、押し出し温度200℃、キャストロール温度25℃の条件でTダイ法により、基材層の厚さが36μm、粘着剤層の厚さが4μmの粘着テープを共押出し、得られた粘着テープを巻長さ2000mで巻き取って、粘着テープロールを得た。
粘着剤層用樹脂組成物、基材層用樹脂組成物の配合や、巻長さを表2、3に示したようにした以外は実施例1と同様にして、粘着テープロールを得た。
なお、表3に示すように、実施例17ではポリブチレンテレフタレート樹脂(ポリプラスチックス社製、商品名「700FP」)を、実施例18ではアクリル樹脂(旭化成社製、商品名「デルペット、SR8350」)を用いた。
実施例、比較例で得られた粘着テープロールについて、以下のように評価を行った。
結果を表2、3に示した。
ΔSP1(|離型剤(a)のSP値-基材層を構成するベース樹脂のSP値|)及びΔSP2(|離型剤(b)のSP値-粘着剤層を構成するベース樹脂のSP値|)を算出した。SP値は、接着8月号[第40巻、第8号、通巻436号、P6~14]:高分子刊行会に記載の沖津氏の方法により求めた。
JIS Z 0237に準拠し、20m/分の繰り出し速度で粘着テープロールから粘着テープを繰り出し、高速巻き戻し力を測定した。得られた測定値をもとに、以下の基準で展開力を判定した。
◎:高速巻き戻し力が2N/50mm以下
○:高速巻き戻し力が2N/50mmを超え、3.0N/50mm以下
×:高速巻き戻し力が3.0N/50mmを超える
粘着テープロールから粘着テープを繰り出し、巻外側の端部から10mまでの位置で切り出したものを巻外側サンプルと、巻芯側の端部から10mまでの位置で切り出したものを巻芯側サンプルとした。巻外側サンプル及び巻芯側サンプルの採取は、それぞれ無作為に3点以上行った。
飛行時間型二次イオン質量分析法(TOF-SIMS)により、巻外側サンプル及び巻芯側サンプルの粘着剤層最表面における離型剤の濃度を測定した。
得られたデータを平均化処理後、粘着剤層最表面における離型剤の濃度変化率(|巻芯側サンプルの粘着剤層最表面における離型剤の濃度-巻外側サンプルの粘着剤層最表面における離型剤の濃度|/巻外側サンプルの粘着剤層最表面における離型剤の濃度×100)を算出した。
粘着テープロールから粘着テープを繰り出し、巻外側の端部から10mまでの位置で切り出したものを巻外側サンプルと、巻芯側の端部から10mまでの位置で切り出したものを巻芯側サンプルとした。
得られたデータより、粘着力変化率(|巻芯側サンプルの粘着力-巻外側サンプルの粘着力|/巻外側サンプルの粘着力×100)を算出した。
厚さが130μmのアクリル樹脂板に、25mm幅に細切した巻外側サンプル又は巻芯側サンプルの粘着テープを貼り付けて、試験片をそれぞれ5サンプル作製した。各サンプルを50℃の温度環境下で1週間放置した。放置後、各サンプルを室温に取り出し、更に60分間放置した後、JIS Z0237に準拠して、アクリル樹脂板から引張速度300mm/分で180°方向に粘着テープを剥離した。粘着テープ剥離後のアクリル樹脂板について、表面の汚染の有無を目視にて観察し、以下の基準で汚染性を判定した。
◎:各サンプルにおいて、アクリル樹脂板表面の汚染がない
○:アクリル樹脂板表面に糊残りの発生による汚染が一部あるサンプル(全体の面積の1%以下)が存在する
×:アクリル樹脂板表面に糊残りの発生による汚染があるサンプル(全体の面積の1%超)が存在する
2 粘着テープ
21 基材層
22 粘着剤層
Claims (8)
- 基材層と粘着剤層とを有する粘着テープをロール状に捲回した粘着テープロールであって、
前記基材層を構成するベース樹脂は、ポリオレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂及びアクリル系樹脂からなる群より選択される少なくとも1種であり、
前記粘着剤層を構成するベース樹脂は、スチレン系エラストマーであり、
前記基材層が離型剤(a)を、前記粘着剤層が離型剤(b)を含有し、
前記離型剤(a)及び前記離型剤(b)は、それぞれアミン系離型剤、シリコン系離型剤、フッ素系離型剤、炭化水素系離型剤及び金属石鹸系離型剤からなる群より選択される少なくとも1種であり、
前記基材層を構成するベース樹脂と前記離型剤(a)とのSP値の差ΔSP1が、0.6以上であり、
前記粘着剤層を構成するベース樹脂と前記離型剤(b)とのSP値の差ΔSP2が、0.8以上であり、
前記粘着剤層中の上記離型剤(b)の含有量と前記基材層中の上記離型剤(a)の含有量は、重量比で2/3~3/2の範囲内である
ことを特徴とする粘着テープロール。 - 巻芯側サンプルの粘着力と、巻外側サンプルの粘着力との粘着力変化率が10%以下であることを特徴とする請求項1記載の粘着テープロール。
- 粘着剤層は、粘着付与剤を含有し、前記粘着剤層中の前記粘着付与剤の含有量が、前記粘着剤層を構成するベース樹脂100重量部に対して40重量部以下であることを特徴とする請求項1又は2記載の粘着テープロール。
- 離型剤(a)及び(b)は、アミン系離型剤であり、前記アミン系離型剤は、脂肪酸ビスアミドであることを特徴とする請求項1、2又は3記載の粘着テープロール。
- 粘着テープロールの巻長さが300m以上であることを特徴とする請求項1、2、3又は4記載の粘着テープロール。
- 基材層を構成するベース樹脂は、ポリプロピレン樹脂を含有することを特徴とする請求項1、2、3、4又は5記載の粘着テープロール。
- 粘着剤層を構成するベース樹脂は、スチレンエチレンブチレンスチレンブロック共重合体を含有することを特徴とする請求項1、2、3、4、5又は6記載の粘着テープロール。
- 粘着テープと光学フィルムとが貼り合されてなる光学フィルム積層体であって、
前記粘着テープは基材層と粘着剤層とを有し、
前記基材層を構成するベース樹脂は、ポリオレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂及びアクリル系樹脂からなる群より選択される少なくとも1種であり、
前記粘着剤層を構成するベース樹脂は、スチレン系エラストマーであり、
前記基材層は離型剤(a)を含有し、前記粘着剤層が離型剤(b)を含有し、
前記離型剤(a)及び前記離型剤(b)は、それぞれアミン系離型剤、シリコン系離型剤、フッ素系離型剤、炭化水素系離型剤及び金属石鹸系離型剤からなる群より選択される少なくとも1種であり、
前記基材層を構成するベース樹脂と前記離型剤(a)とのSP値の差ΔSP1が、0.6以上であり、
前記粘着剤層を構成するベース樹脂と前記離型剤(b)とのSP値の差ΔSP2が、0.8以上であり、
前記粘着剤層中の上記離型剤(b)の含有量と前記基材層中の上記離型剤(a)の含有量は、重量比で2/3~3/2の範囲内である
ことを特徴とする光学フィルム積層体。
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