JPWO2011043214A1 - 剥離剤、離型材、及び粘着テープ - Google Patents
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Abstract
Description
特許文献1及び2には、ポリオレフィンのみを有機溶剤に溶解し、それを基材に塗布した離型材が記載されている。また、特許文献3には、官能基を有する変性ポリオレフィンとイソシアネート系架橋剤とを使用して架橋したポリオレフィンを含有する剥離剤や、更に官能基を持たない未変性ポリオレフィンを併用した剥離剤が記載され、これらの剥離剤を用いることにより、耐溶剤性、耐熱性及び基材への密着性が改善された離型材が得られるとしている。
また、本発明が解決しようとする課題は、粘着剤と貼り合わされた状態で加湿条件下に保存した場合においても、剥離力の剥離速度依存性が低減した、ポリオレフィン系剥離剤を得ることである。
また、本発明が解決しようとする課題は、該剥離剤により形成された剥離剤層を有する離型材、粘着テープを得ることである。
すなわち、本発明は以下の通りである。
[2] 38℃において固体である非反応性ポリオレフィンを含む、上記[1]に記載の剥離剤。
[3] 前記非反応性ポリオレフィンが、エチレン系α−オレフィン共重合体である、上記[2]に記載の剥離剤。
[4] 前記非反応性ポリオレフィン中、23℃における引張弾性率が10MPa以下で、且つ、23℃における引張破壊応力が8MPa以下である非反応性ポリオレフィンの含有量が、90重量%以上である、上記[2]または[3]に記載の剥離剤。
[5] 前記液状炭化水素および前記非反応性ポリオレフィンの合計100重量部に対し、液状炭化水素の含有量が3〜30重量部である、上記[2]〜[4]のいずれか一つに記載の剥離剤。
[6] 前記液状炭化水素および前記非反応性ポリオレフィンを、剥離剤中、合計80重量%以上の量で含有する、上記[1]〜[5]のいずれか一つに記載の剥離剤。
[7] イソシアネート系架橋剤を含む、上記[1]〜[6]のいずれか一つに記載の剥離剤。
[8] 前記イソシアネート系架橋剤が、1分子中にイソシアネート基を3個以上有する芳香族イソシアネートである、上記[7]に記載の剥離剤。
[9] 前記1分子中にイソシアネート基を3個以上有する芳香族イソシアネートが、芳香族ジイソシアネートの多価アルコール付加体である、上記[8]に記載の剥離剤。
[10] 前記イソシアネート系架橋剤が、1分子中にイソシアネート基を3個以上有する脂環式イソシアネートである、上記[7]に記載の剥離剤。
[11] 前記1分子中にイソシアネート基を3個以上有する脂環式イソシアネートが、脂環式ジイソシアネートの多価アルコール付加体である、上記[10]に記載の剥離剤。
[12] ポリオレフィンポリオールをさらに含む、上記[1]〜[11]のいずれか一つに記載の剥離剤。
[13] 前記ポリオレフィンポリオールの数平均分子量が、1500〜50000である、上記[12]に記載の剥離剤。
[14] 前記液状炭化水素および前記非反応性ポリオレフィンの合計100重量部に対し、イソシアネート系架橋剤の含有量が0.5〜20重量部である、上記[1]〜[13]のいずれか一つに記載の剥離剤。
[15] 基材の少なくとも片面に、上記[1]〜[14]のいずれか一つに記載の剥離剤からなる剥離剤層を有する、離型材。
[16] 粘着剤層の少なくとも片面に、上記[15]に記載の離型材を有し、前記粘着剤層と前記離型材の剥離剤層とが接触している、粘着テープ。
[17] 基材の片面に粘着剤層を有し、基材の他方の面に、上記[1]〜[14]のいずれか一つに記載の剥離剤からなる剥離剤層を有する、粘着テープ。
本発明は、(1)JIS K7117−1に準拠して測定した38℃における粘度が5〜1500Pa・sである液状炭化水素を含む、ポリオレフィン系剥離剤を提供する。また、かかる剥離剤は、更に(2)38℃において固体である非反応性ポリオレフィン、(3)イソシアネート系架橋剤、(4)ポリオレフィンポリオールを、含有してもよい。
本発明において、液状炭化水素とは、JIS K7117−1に準拠して測定した38℃における粘度(以下、38℃における粘度という。)が5〜1500Pa・sである炭化水素である。このような液状炭化水素としては、例えば、オレフィンの重合体等が挙げられるが、相溶性の点から、好ましくは、エチレン及び/又は炭素数3〜5の不飽和炭化水素を重合させて得られる液状炭化水素重合物(例、液状エチレン・オレフィン共重合体、液状ポリブタジエン、液状ポリイソプレン、液状水素化ポリブタジエン、液状水素化ポリイソプレン、液状ポリイソブテン等)である。炭素数3〜5の不飽和炭化水素としては、例えば、プロピレン、1−ブテン、イソブテン、2−ブテン、ブタジエン、1−ペンテン、2−ペンテン、イソペンテン、イソプレン等が挙げられる。重合は公知の方法によればよく、ラジカル重合、カチオン重合等が採用できる。
本発明における非反応性ポリオレフィンとは、後述するイソシアネート系架橋剤やポリオレフィンポリオールと反応しないポリオレフィンである。例えば、イソシアネート系架橋剤やポリオレフィンポリオールと反応する官能基(水酸基、アミノ基、カルボキシ基、イソシアネート基(「イソシアナト基」ともいう)等)を含まないポリオレフィンである。本発明においては、少量の官能基でも粘着剤の種類や粘着剤と接した状態での保存条件により、重剥離になる可能性があるため、前記官能基を全く持たない未変性ポリオレフィンが好ましい。
本発明において、23℃における引張弾性率および23℃における引張破壊応力とは、以下の方法で測定した値である。
非反応性ポリオレフィンをトルエンに溶解して5〜10重量%の溶液とし、ベーカー式アプリケーター又はドクターブレード型アプリケーターを使用して、これをPET(ポリエチレンテレフタレート)基材の離型フィルム上に塗布後、熱風乾燥機で加熱乾燥(100℃、3分間)の後、直ちに23℃雰囲気で冷却することにより、乾燥後の厚さが20μmの非反応性ポリオレフィンフィルムを作製する。トルエンへの溶解性が悪い場合は必要に応じて加温して溶解しても良い。得られた非反応性ポリオレフィンフィルムを縦30mm×横100mmの短冊状に切り出し、切り出したフィルムの一方の短辺を軸にして長手方向に非反応性ポリオレフィンフィルムを、離型フィルムより剥がしながら密に巻回して、長さ30mmの棒状サンプルとする。
この棒状サンプルについて、23℃雰囲気下で、チャック間距離10mm、引っ張り速度50mm/minの条件で引張試験機(島津製作所(株)製、オートグラフ AG−IS型)にて引張試験を行い、その時の応力−ひずみ曲線を得る。その応力−ひずみ曲線における引っ張り開始直後の曲線の傾きより引張弾性率を算出する。また、棒状サンプルが破断したときの応力を引張破壊応力として求める。
本発明の剥離剤が含有するイソシアネート系架橋剤は、芳香族系及び脂肪族系のいずれであってもよいが、基材との密着性が得られる点で、芳香族イソシアネート及び脂環式イソシアネートが好ましい。芳香族イソシアネート及び脂環式イソシアネートの中でも、剥離剤層の強度、耐熱性などの観点より、1分子中にイソシアネート基を3個以上有するものが特に好ましい。1分子中にイソシアネート基を3個以上有するものとしては、芳香族ジイソシアネート又は脂環式ジイソシアネートの多価アルコール付加体が最も好ましい。そのような多価アルコール付加体としては、例えば、トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、1,5−ナフチレンジイソシアネート、トリジンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、テトラメチルキシリレンジイソシアネート等の芳香族ジイソシアネートの過剰量に、またはイソホロンジイソシアネート、水素化キシリレンジイソシアネート、水素化ジフェニルメタンジイソシアネート、ダイマー酸ジイソシアネート、ノルボルネンジイソシアネート、トランス−シクロヘキサンジイソシアネート、水素化トリレンジイソシアネート等の脂環式ジイソシアネートの過剰量に、多価アルコールを反応させて得られる末端イソシアネート含有化合物が挙げられる。これらの中でもトリレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、水素化キシリレンジイソシアネートまたはイソホロンジイソシアネートの多価アルコール付加体が好ましく、特に反応性、基材への密着性の点でトリレンジイソシアネートの多価アルコール付加体がより好ましい。なお、ここでの多価アルコールとしては、例えば、エチレングリコール、グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ジトリメチロールプロパン、ジペンタエリスリトールなどの脂肪族多価アルコール等が挙げられ、トリメチロールプロパンが好ましい。さらに、芳香族ジイソシアネート又は脂環式ジイソシアネートの多量体(例えば、イソシアヌレート体)も好適に使用できる。
本発明におけるポリオレフィンポリオールは、イソシアネート系架橋剤と反応させるものであるが、非反応性ポリオレフィンとの相溶性が良いことが好ましい。
例えば、数平均分子量(Mn)が1500〜50000、好ましくは1500〜5000、さらに好ましくは1500〜4000、最も好ましくは1500〜3000のポリオレフィンポリオールが好適である。
数平均分子量(Mn)がかかる範囲内にあると、ポリオレフィンポリオールが、剥離剤層における液状炭化水素及び非反応性ポリオレフィンを主体とする層、並びに、イソシアネート系架橋剤を主体とする層(すなわち、非反応性ポリオレフィンが少ない層)の両方に適度に溶解できる。前記分子量を有するポリオレフィンポリオールが液状炭化水素及び非反応性ポリオレフィンを主体とする層に適度に溶解できるため、剥離剤層の強度や耐熱性を向上させることができ、また、白っぽく曇った状態とならず優れた外観の剥離剤層が得られる。また、液状炭化水素及び非反応性ポリオレフィンを主体とする層におけるポリオレフィンポリオールに起因する水酸基が過剰になることもないので軽剥離性の剥離剤層が得られる。さらに、剥離剤層におけるイソシアネート系架橋剤を主体とする層(すなわち、非反応性ポリオレフィンが少ない層)において、イソシアネート系架橋剤とポリオレフィンポリオールが適度に反応することができ、より優れた基材密着性が得られる。
A=ポリオレフィンポリオールの水酸基価(mgKOH/g)×ポリオレフィン100重量部に対するポリオレフィンポリオールの重量部数 (I)
本発明では、イソシアネート系架橋剤とポリオレフィンポリオールの反応にウレタン化触媒を用いてもよく、ウレタン化触媒としては、通常のウレタン化反応に用いられる触媒を使用できる。ウレタン化触媒として、ジブチル錫ジラウレート、ジオクチル錫ジラウレートなどの錫化合物、亜鉛、コバルト、銅、ビスマス等の金属のカルボン酸塩、1,4−ジアザビシクロ[2.2.2]オクタンなどのアミン化合物、チタン、ジルコニウム等の金属のキレート化合物が例示される。また、有機酸ビスマス塩(アビエチン酸、ネオアビエチン酸、d−ピマル酸、イソ−d−ピマル酸、ポドカルプ酸およびこれらの2種以上を主成分とする樹脂酸ビスマスなどの脂環族系有機酸のビスマス塩、安息香酸、ケイ皮酸、p−オキシケイ皮酸などの芳香族系有機酸のビスマス塩等)も使用できる。中でも、剥離剤組成物への相溶性およびウレタン化反応の反応性の点で、ジブチル錫ジラウレート、ジオクチル錫ジラウレート、ビスマスのカルボン酸塩、樹脂酸ビスマス塩が好ましい。
本発明の剥離剤には、その他必要に応じて、前記非反応性ポリオレフィン以外のオレフィン系樹脂、酸化防止剤、紫外線吸収剤、ヒンダードアミン光安定剤等の光安定剤や帯電防止剤、カーボンブラック、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、シリカ、酸化亜鉛、酸化チタン等の充填剤、顔料等を適宜配合してもよい。
また、本発明は、基材の少なくとも片面に、前記剥離剤からなる剥離剤層を有する離型材を提供するものである。
本発明における基材としては、特に制限されないが、表面が平滑である点で、プラスチックフィルムが好ましく、例えば、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリブチレンテレフタレートフィルム等のポリエステルフィルム、ポリエチレンフィルムやポリプロピレンフィルム等のポリオレフィンフィルムが挙げられる。また、クラフト紙、グラシン紙、上質紙等の紙を基材として用いてもよく、その場合、剥離剤の基材への過度の含浸を防ぐためにポリエチレン等のプラスチックがラミネートされたものや、目止め処理されたものを用いることが好ましい。
本発明における剥離剤層は、例えば、剥離剤を構成する組成物を希釈溶剤に溶解させ、その溶液を基材に塗布後、乾燥させることにより得られる。溶液濃度は、特に限定されないが、通常、0.1〜5重量%の範囲内で調整される。
本発明は、粘着剤層の少なくとも片面に前記離型材を有し、該粘着剤層と該離型材の剥離剤層とが接触している粘着テープを提供するものである。
また、本発明は、基材の片面に粘着剤層を有し、他方の面に本発明の剥離剤からなる剥離剤層(以下「背面処理層」と呼ぶ)を有する粘着テープを提供するものである。
本明細書中の物性、特性等は以下の方法での測定値である。
(1)密度
ASTM D1505に準拠して測定した値である。
(2)メルトフローレート(230℃)
ASTM D1238に準拠して測定した値である。
(3)数平均分子量
ASTM D2503に準拠して測定した値である。
(4)水酸基価 JIS K1557に準拠して測定した値である。
下記表1〜5の各成分を、下記表6の重量比に従い、それぞれトルエンに溶解し、濃度1.5%の剥離剤溶液を調製した。この剥離剤溶液を、マイヤーバー#6で、厚さ38μmのポリエステルフィルムに塗布した後、熱風乾燥機を用いて130℃で1分間加熱した。得られた離型材の剥離剤層の厚さは、いずれも約150nmであった。
<離型材付き粘着テープの作製>
50mm幅のアクリル系粘着テープNo.31B(日東電工(株)製)の粘着剤層面を実施例1〜13および比較例1〜10の離型材の剥離剤層表面にハンドローラーを用いて貼り合わせることで離型材付の粘着テープを作製した。このようにして作製した粘着テープを用いて、低速剥離力、高速剥離力、加湿保存後高速剥離力および残留接着力の測定を行った。
作製した離型材付き粘着テープを23℃で24時間保存した後、引張試験機にて、離型材を180°方向に0.3m/minの速さで引っ張り、23℃雰囲気で測定した剥離力を、低速剥離力とした。本発明では、低速剥離力は、0.10〜0.30N/50mmが好ましく、より好ましくは、0.10〜0.25N/50mmである。
離型材を引き剥がす速度を3.0m/minに変更した以外は、低速剥離力と同様の条件で測定した剥離力を、高速剥離力とした。本発明では、高速剥離力は、0.4〜1.0N/50mmが好ましく、より好ましくは、0.4〜0.8N/50mmである。
作製した離型材付き粘着テープを40℃×92%RHの恒温恒湿機内で7日間保存し、その後、23℃雰囲気に2時間放置後、引張試験機にて、離型材を180°方向に3.0m/minの速さで引っ張り、23℃雰囲気で測定した剥離力を、加湿保存後高速剥離力とした。本発明では、加湿保存後高速剥離力は、0.5〜1.5N/50mmが好ましく、より好ましくは、0.5〜1.2N/50mmである。
作製した離型材付き粘着テープを70℃で24時間保存した後、試験片を20mm幅に切断した。JIS Z0237の「180度引きはがし粘着力の測定」に準拠し、360番の耐水研磨紙で研磨したSUS304鋼板を試験板として測定した粘着力を、残留接着力とした。本発明では、残留接着力は、4.8〜7.0N/20mmが好ましく、より好ましくは、5.2〜7.0N/20mmである。
剥離速度依存性は、高速剥離力の値を、低速剥離力の値で割った値である。本発明では、5以下が好ましく、より好ましくは4以下である。
また、加湿保存後剥離速度依存性は、加湿保存後高速剥離力の値を、低速剥離力の値で割った値である。本発明では、7以下が好ましく、より好ましくは6以下、最も好ましくは5以下である。
一方、比較例1〜10の離型材では、実施例1〜13よりも剥離速度依存性が大きいことが確認された。また、比較例1〜10の離型材では、加湿保存後剥離速度依存性が大きいことが確認された。
このように、比較例より、剥離速度依存性及び加湿保存後剥離速度依存性が低減した離型材は得られなかった。
更に、比較例6、8の離型材では、残留接着力が低いことが確認された。
(粘着剤溶液の調製)
2−エチルヘキシルアクリレート190部、2−ヒドロキシエチルアクリレート10部、アゾビスイソブチロニトリル0.4部、及び重合溶媒として酢酸エチル372.2部を、セパラブルフラスコに投入し、窒素ガスを導入しながら1時間攪拌した。このようにして重合系内の酸素を除去した後、63℃に昇温して10時間反応させ、固形分濃度が35%のアクリル系ポリマーを含む溶液を得た。この溶液中のアクリル系ポリマーの重量平均分子量は100万であった。
次に、前記アクリルポリマー100部に対してイソシアネート系架橋剤(コロネートL、日本ポリウレタン工業(株)製)3部、架橋促進剤(エンビライザーOL−1、東京ファインケミカル(株)製)0.02部を添加し、トルエンで希釈することにより濃度25%の粘着剤溶液を調製した。
(剥離剤溶液の調製)
タフマーP−0280/ルーカントHC−2000/エポール/コロネートL/ジブチル錫ジウラレート=90/10/2/0.5/1(固形分の重量比)をトルエンに溶解し、濃度1.0%の剥離剤溶液を調製した。
(粘着テープの作製)
前記剥離剤溶液を、厚さ38μmのポリエステルフィルムの片面にキスコーターで塗工後、130℃×15秒の条件で乾燥させ、乾燥後の厚みが100nmである剥離剤層(背面処理層)を得た。
次に、得られた背面処理層とは反対の面に、前記粘着剤をリバースロールコーターで塗工後、80℃×15秒、続く130℃×15秒の2段階で乾燥させ、乾燥後の厚みが25μmである粘着剤層を得、粘着剤層が内側となるようにロール状に巻き取り、背面処理層付き粘着テープを作製した。
なお、剥離剤層(背面処理層)の形成から粘着剤層の形成後、ロール状に巻き取るまでの一連の工程は、4m/minのライン速度で行った。
作製した粘着テープはスムーズに巻き戻すことができた。
Claims (17)
- JIS K7117−1に準拠して測定した38℃における粘度が5〜1500Pa・sである液状炭化水素を含む、ポリオレフィン系剥離剤。
- 38℃において固体である非反応性ポリオレフィンを含む、請求項1に記載の剥離剤。
- 前記非反応性ポリオレフィンが、エチレン系α−オレフィン共重合体である、請求項2に記載の剥離剤。
- 前記非反応性ポリオレフィン中、23℃における引張弾性率が10MPa以下で、且つ、23℃における引張破壊応力が8MPa以下である非反応性ポリオレフィンの含有量が、90重量%以上である、請求項2または3に記載の剥離剤。
- 前記液状炭化水素および前記非反応性ポリオレフィンの合計100重量部に対し、液状炭化水素の含有量が3〜30重量部である、請求項2〜4のいずれか一項に記載の剥離剤。
- 前記液状炭化水素および前記非反応性ポリオレフィンを、剥離剤中、合計80重量%以上の量で含有する、請求項1〜5のいずれか一項に記載の剥離剤。
- イソシアネート系架橋剤を含む、請求項1〜6のいずれか一項に記載の剥離剤。
- 前記イソシアネート系架橋剤が、1分子中にイソシアネート基を3個以上有する芳香族イソシアネートである、請求項7に記載の剥離剤。
- 前記1分子中にイソシアネート基を3個以上有する芳香族イソシアネートが、芳香族ジイソシアネートの多価アルコール付加体である、請求項8に記載の剥離剤。
- 前記イソシアネート系架橋剤が、1分子中にイソシアネート基を3個以上有する脂環式イソシアネートである、請求項7に記載の剥離剤。
- 前記1分子中にイソシアネート基を3個以上有する脂環式イソシアネートが、脂環式ジイソシアネートの多価アルコール付加体である、請求項10に記載の剥離剤。
- ポリオレフィンポリオールをさらに含む、請求項1〜11のいずれか一項に記載の剥離剤。
- 前記ポリオレフィンポリオールの数平均分子量が、1500〜50000である、請求項12に記載の剥離剤。
- 前記液状炭化水素および前記非反応性ポリオレフィンの合計100重量部に対し、イソシアネート系架橋剤の含有量が0.5〜20重量部である、請求項1〜13のいずれか一項に記載の剥離剤。
- 基材の少なくとも片面に、請求項1〜14のいずれか一項に記載の剥離剤からなる剥離剤層を有する、離型材。
- 粘着剤層の少なくとも片面に、請求項15に記載の離型材を有し、前記粘着剤層と前記離型材の剥離剤層とが接触している、粘着テープ。
- 基材の片面に粘着剤層を有し、基材の他方の面に、請求項1〜14のいずれか一項に記載の剥離剤からなる剥離剤層を有する、粘着テープ。
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