WO2022239805A1 - 粘着テープ、及びその製造方法 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to an adhesive tape and its manufacturing method.
- Patent Document 1 discloses an invention relating to a pressure-sensitive adhesive composition containing a specific styrene-isoprene-styrene block copolymer (SIS), natural rubber, a tackifier, and a petroleum-based plasticizer.
- SIS styrene-isoprene-styrene block copolymer
- this adhesive composition it is described that an adhesive tape or the like having excellent practical properties can be obtained even when the coating thickness is thin.
- a pressure-sensitive adhesive layer composed of a natural rubber-based pressure-sensitive adhesive is provided, and the pressure-sensitive adhesive layer contains 50% or more of carbon derived from biomass and has 20% or more by weight of repeating units derived from acrylic monomers. , and a shear adhesive strength of 1.8 MPa or more.
- the electronic device pressure-sensitive adhesive sheet it is described that dependence on fossil resource-based materials can be suppressed and a pressure-sensitive adhesive sheet suitable for use in electronic devices can be provided.
- JP 2016-186015 A Japanese Patent No. 2020-050711
- an object of the present invention is to provide an adhesive tape that has a low environmental load and is excellent in packing performance.
- the present inventors have found that a paper substrate and an adhesive layer provided on the surface of the paper substrate are provided, the adhesive layer contains a rubber component containing natural rubber, and the adhesive
- the present inventors have found that the above-mentioned problems can be solved by a pressure-sensitive adhesive tape whose layer has a certain level of bio-basedness and SP adhesive strength and a ball tack value of a certain level or higher, and have completed the present invention below.
- the gist of the present invention is as follows [1] to [8]. [1] A paper substrate and an adhesive layer provided on the surface of the paper substrate, wherein the adhesive layer contains a rubber component including natural rubber, and the adhesive layer has a bio-based degree of 15.
- the pressure-sensitive adhesive tape of the present invention comprises a paper base and a pressure-sensitive adhesive layer provided on the surface of the paper base, the pressure-sensitive adhesive layer containing a rubber component including natural rubber, and bio It has a base degree of 15% or more, an SP adhesive strength of 4 N/24 mm or more, and a ball tack value of 8 or more.
- An adhesive tape 10 according to one embodiment of the present invention comprises a paper substrate 12 and an adhesive layer 15 provided on one surface of the paper substrate 12 .
- the paper substrate 12 and the adhesive layer 15 are directly laminated in FIG. 1 , another layer may be provided between the paper substrate 12 and the adhesive layer 15 .
- a resin layer 13 is provided on the surface of the paper substrate 12 opposite to the surface on which the adhesive layer 15 is provided.
- the laminated body of the paper base material 12 and the resin layer 13 is represented as the base material 11. As shown in FIG.
- a release agent layer 14 is provided on the surface of the resin layer 13 opposite to the surface on which the paper substrate 12 is provided.
- the adhesive tape 10 has a multilayer structure in which an adhesive layer 15, a paper substrate 12, a resin layer 13, and a release agent layer 14 are laminated in this order. Details of the adhesive layer 15, the paper substrate 12, the resin layer 13, and the release agent layer 14 will be described later.
- the SP adhesive strength of the adhesive tape of the present invention is 4 N/24 mm or more. If the SP adhesive strength is less than 4 N/24 mm, the packing performance of the adhesive tape will deteriorate.
- the SP adhesive strength of the adhesive tape is preferably 6 N/24 mm or more, more preferably 8 N/24 mm or more. Although the upper limit of the SP adhesive strength of the adhesive tape is not particularly limited, the SP adhesive strength is practically 30 N/24 mm or less.
- the SP adhesive strength of the adhesive tape can be adjusted by the composition of the adhesive layer, the method for producing the adhesive layer, and the like.
- the SP adhesive strength is the 180° peeling adhesive strength measured according to JIS Z0237:2009.
- the adhesive tape of the present invention has a ball tack value of 8 or more. If the ball tack value is less than 8, the packing performance of the adhesive tape is deteriorated. From the viewpoint of improving packing performance, the ball tack value of the adhesive tape is more preferably 10 or more, more preferably 15 or more, and practically 30 or less. By setting both the SP adhesive strength and the ball tack value of the adhesive tape to the above-described constant values or more, the packing performance can be easily improved.
- the ball tack value can be adjusted to a desired value by adjusting the compounding amounts of the tackifying resin, calcium carbonate, and oil, and the kneading amount (described later) during the production of the adhesive tape.
- the ball tack value is a value measured with respect to the pressure-sensitive adhesive layer of the pressure-sensitive adhesive tape at an inclination angle of 30° in accordance with JIS Z0237:2009.
- the pressure-sensitive adhesive layer contains a rubber component including natural rubber.
- natural rubber is a rubber-like polymer mainly obtained from natural plants, and examples thereof include smoked sheet, pale crepe, air dried sheet, skim rubber, SP rubber, TC rubber, and MG rubber.
- the Mooney viscosity (ML 1+4 ) of natural rubber is preferably 20 or higher, more preferably 30 or higher, still more preferably 40 or higher, particularly preferably 55 or higher, preferably 120 or lower, and more preferably 100 or lower.
- Mooney viscosity means Mooney viscosity at 100° C., and is measured according to JIS K6300-2013.
- the rubber component may contain rubbers other than natural rubber.
- rubbers other than natural rubber include ethylene-propylene rubber (EPDM), chloroprene rubber (CR), isoprene rubber, butyl rubber (IIR), butadiene rubber (BR), chlorosulfonated polyethylene, and thermoplastic elastomers.
- thermoplastic elastomers are preferred.
- a styrene thermoplastic elastomer obtained by block copolymerization of styrene and isoprene is preferably used.
- SIS styrene-isoprene-styrene block copolymer
- SI styrene-isoprene block copolymer
- the content of natural rubber in the rubber component is not particularly limited as long as the pressure-sensitive adhesive layer has a bio-based content within the range described below.
- the natural rubber content is, for example, 10 parts by mass or more, preferably 20 parts by mass or more, and more preferably 40 parts by mass or more, when the total amount of the rubber component is 100 parts by mass from the viewpoint of increasing the biobased degree. and preferably 90 parts by mass or less, more preferably 80 parts by mass or less from the viewpoint of workability.
- the natural rubber content may be 100 parts by mass depending on the manufacturing conditions.
- the content of the rubber component based on the total amount of the pressure-sensitive adhesive layer is not particularly limited, but is preferably 10 to 90% by mass, more preferably 20 to 70% by mass.
- the pressure-sensitive adhesive layer preferably contains a tackifying resin in addition to the rubber component described above.
- a tackifying resin By containing a tackifying resin, the adhesive performance of the adhesive layer is improved.
- tackifying resins include rosin-based resins, terpene-based resins, coumarone-indene resins, petroleum resins, and terpene-phenol resins.
- petroleum resins are preferred from the viewpoint of cost.
- the petroleum resins include C5 petroleum resins, C9 petroleum resins, C5-C9 petroleum resins, etc. C9 petroleum resins and C5-C9 petroleum resins are preferred.
- the content of the tackifier resin in the pressure-sensitive adhesive layer is, for example, 20 parts by mass or more and 200 parts by mass or less, preferably 50 parts by mass or more and 150 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the rubber component.
- the adhesive layer may contain a softening agent.
- a softening agent By containing a softening agent, the pressure-sensitive adhesive layer is softened, and it becomes easy to improve the coatability, the pressure-sensitive adhesive performance, and the like.
- Softening agents include mineral oils (also called process oils) such as paraffin oil and naphthenic oil, liquid polybutene, liquid lanolin, liquid polyisoprene, liquid polyacrylate, and the like.
- the content of the softening agent in the adhesive layer is, for example, 5 parts by mass or more and 80 parts by mass or less, preferably 10 parts by mass or more and 50 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the rubber component.
- the adhesive layer may appropriately contain known additives used in the adhesive layer, such as fillers, antioxidants, anti-aging agents, UV inhibitors, and pigments.
- the pressure-sensitive adhesive layer in the present invention has a bio-based degree of 15% or more. If the biobased content is less than 15%, the amount of fossil resource-based materials used is relatively large, resulting in a large environmental load.
- the bio-based degree of the pressure-sensitive adhesive layer is preferably 20% or more, more preferably 30% or more, still more preferably 40% or more, and particularly preferably 50% or more.
- the upper limit of the biobased content of the pressure-sensitive adhesive layer is 100%, the biobased content is preferably 80% or less in consideration of the processability and the like, and the case of using rubbers other than natural rubber in combination. .
- the biobased content is a value measured according to ASTM D6866, and can be estimated from the carbon isotope content with a mass number of 14.
- the amount of residual solvent in the adhesive layer is preferably less than 10 ppm, more preferably 3 ppm or less, and more preferably 0 ppm. In this specification, "ppm" is the amount based on mass.
- the residual solvent is due to the solvent contained in the pressure-sensitive adhesive composition used in the production of the pressure-sensitive adhesive layer.
- the amount of solvent exceeds 10 ppm. Therefore, it is preferable that the adhesive composition for forming the adhesive layer does not contain a solvent.
- the pressure-sensitive adhesive layer has an unmelted amount, which is a value obtained by dividing the number of unmelted rubber components having a major diameter of 100 ⁇ m or more observed per 50 mm square by the thickness ( ⁇ m) of the pressure-sensitive adhesive layer, to be 0.1 or less. is preferred. When the unmelted amount is 0.1 or less, the appearance of the adhesive tape is good, and the packing performance is easily improved.
- the unmelted amount is preferably 0.08 or less, more preferably 0.05 or less, and even more preferably 0. In general, when a rubber component containing natural rubber is used as a raw material and a pressure-sensitive adhesive layer is formed without using a solvent, unmelted substances due to natural rubber are often observed.
- the pressure-sensitive adhesive layer can reduce the number of undissolved substances.
- the generation of unmelted matter can be suppressed by applying the manufacturing method described below.
- the number of unmelted rubber components having a major diameter of 100 ⁇ m or more is obtained by observing a 50 mm square (50 mm long, 50 mm wide) area on the surface of the pressure-sensitive adhesive layer with a microscope. More specifically, 10 50 mm square regions on the surface of the pressure-sensitive adhesive layer are measured, the number of unmelted rubber components having a major axis of 100 ⁇ m or more in each region is determined, and the average value is calculated as the 50 mm square in the present invention. It is defined as the number of unmelted rubber components having a major diameter of 100 ⁇ m or more observed in the area.
- Unmelted rubber components in the pressure-sensitive adhesive layer are observed as island-like transparent foreign matters in the melt (matrix).
- the interface between the unmelted material and the melted material can be recognized from the light transmission state and the difference in refractive index, and the unmelted material is observed as a transparent and unspecified shape.
- the major axis of the unmelted material is the maximum linear distance between any two points on the outer circumference of the unmelted material observed.
- the thickness of the adhesive layer is not particularly limited, it is preferably 10 ⁇ m or more, more preferably 15 ⁇ m or more, still more preferably 20 ⁇ m or more, and preferably 150 ⁇ m or less, more preferably 100 ⁇ m or less.
- the thickness of the pressure-sensitive adhesive layer is at least these lower limit values, it becomes easier to secure the pressure-sensitive adhesive performance.
- the thickness of the pressure-sensitive adhesive layer is equal to or less than these upper limits, the amount of pressure-sensitive adhesive used can be reduced.
- the paper base material included in the pressure-sensitive adhesive tape of the present invention is not particularly limited, but examples thereof include kraft paper, glassine paper, woodfree paper, etc. Among them, kraft paper is preferred. By using kraft paper, the adhesive tape can be suitably used for packaging. That is, as the adhesive tape of the present invention, a kraft adhesive tape using kraft paper as a paper substrate is preferable.
- Kraft papers include, for example, unbleached kraft paper, semi-bleached kraft paper, bleached kraft paper, those subjected to Clupak processing to impart elongation, and wet paper to impart wet strength. Examples include those that have undergone strength processing.
- the thickness of the paper substrate is not particularly limited, but the basis weight is preferably 10 g/m 2 or more and 150 g/m 2 or less, more preferably 40 g/m 2 or more and 100 g/m 2 or less. .
- the type of the resin layer is not particularly limited, it is preferably a polyolefin resin layer from the viewpoint of adhesiveness to the paper substrate.
- the polyolefin resin used for the polyolefin resin layer polyethylene-based resins and polypropylene-based resins are preferred, and polyethylene-based resins are more preferred. That is, the resin layer is preferably a polyethylene-based resin layer.
- the use of polyethylene resin tends to improve heat resistance and adhesion to paper substrates.
- the thickness of the resin layer is not particularly limited.
- the total thickness of the paper base material and the resin layer is not particularly limited, but is, for example, 10 ⁇ m or more and 1000 ⁇ m or less.
- a release agent layer is provided on the surface of the resin layer opposite to the surface on which the paper substrate is provided.
- the release agent layer may be formed from a known release agent such as a silicone-based release agent or a long-chain alkyl-based release agent.
- the thickness of the release agent layer is not particularly limited. should be prepared to
- the adhesive tape is preferably wound into a roll to form a roll.
- the adhesive tape may be wound into a roll, for example, around a winding core.
- the wound body may be wound so that the pressure-sensitive adhesive layer is on the inside and the release agent layer is on the outside.
- the adhesive tape is suitable as an adhesive tape for packing or the like by forming it into a wound body.
- the adhesive tape does not need to be wound, and may be in the form of a sheet.
- a release sheet or the like may be attached to the surface of the pressure-sensitive adhesive layer to protect the pressure-sensitive adhesive layer, and the release agent layer may be omitted as appropriate.
- the pressure-sensitive adhesive layer in the pressure-sensitive adhesive tape of the present invention is preferably produced from a pressure-sensitive adhesive composition containing a rubber component containing natural rubber.
- the pressure-sensitive adhesive composition may contain the above-described tackifier resin, softener, additive, etc., if necessary.
- the content of natural rubber in the rubber component of the pressure-sensitive adhesive composition, the amount of the tackifying resin and the amount of the softening agent per 100 parts by mass of the rubber component, and the like are the same as those in the above-described pressure-sensitive adhesive layer.
- the adhesive composition for forming the adhesive layer preferably does not contain a solvent. That is, it is preferable to form the pressure-sensitive adhesive layer without using a solvent. As a result, the amount of residual solvent in the pressure-sensitive adhesive layer can be reduced, and the environmental load can be reduced.
- the method for producing the pressure-sensitive adhesive tape of the present invention includes a step of feeding a raw material containing a rubber component including natural rubber into an extruder and extruding a melted and kneaded pressure-sensitive adhesive composition to form an adhesive layer. is preferred. By melting and kneading in an extruder in this manner, a pressure-sensitive adhesive layer can be properly formed even when a solvent-free pressure-sensitive adhesive composition is used.
- the raw material containing a rubber component containing natural rubber is each component that constitutes the adhesive layer. agents and the like.
- Natural rubber (natural rubber before kneading) used as a raw material is preferably pellets.
- the use of pelletized natural rubber facilitates kneading and reduces unmelted matter in the pressure-sensitive adhesive layer.
- the shape of the pellet is not particularly limited, and examples thereof include rectangular parallelepiped, columnar, cubic, and spherical shapes.
- the average particle size of the natural rubber pellets is preferably 3 to 100 mm, more preferably 3 to 60 mm, even more preferably 3 to 30 mm.
- the average particle size of the natural rubber is relatively small, even if the kneading amount, which is determined by the kneading temperature, shear force, kneading time, etc., is relatively low, the amount of unmelted material can be reduced, and the deterioration of the natural rubber can be prevented. It is possible to prevent the deterioration of the adhesive strength caused by this.
- the average particle size is calculated by averaging the maximum lengths of arbitrary 100 particles.
- the extruder has a plurality of inlets, and the rubber component containing natural rubber is introduced into the first raw material inlet, which is the first inlet. Furthermore, when at least one component of a tackifying resin and a softening agent is used as a raw material, at least one component of the tackifying resin and the softening agent is preferably charged from an inlet other than the first raw material inlet. . As a result, shearing force is easily applied to the rubber component, unmelted matter is less likely to occur, and packing performance is likely to be improved.
- the extruder may be a single-screw extruder or a twin-screw extruder, but the twin-screw extruder is preferable from the viewpoint of reducing unmelted matter.
- the extruder 20 shown in FIG. 2 includes a barrel 21 having a screw 25 inside, a die 26 for extruding an adhesive composition provided at the tip of the barrel 21, and a A first material input port 22 , a second material input port 23 and a third material input port 24 are provided.
- the raw material charged from each raw material inlet is melted and kneaded by the screw 25 while moving toward the die 26 . Therefore, the raw materials that are fed from the first raw material feeding port are kneaded for the longest time.
- the rubber component including natural rubber from the first raw material inlet 22, which is the first inlet. Furthermore, it is preferable to charge raw materials other than the rubber component from a charging port other than the first raw material charging port.
- a charging port other than the first raw material charging port.
- the tackifying resin or the softening agent it is preferable to charge the tackifying resin or the softening agent through an inlet other than the first raw material inlet.
- the charging position is not particularly limited, but it is preferably charged from an inlet other than the first raw material inlet 22. In particular, it is preferable to charge from the second raw material inlet 23 .
- the kneading amount determined by kneading temperature, shear rate, kneading time, and the like By suppressing the kneading amount to a certain level or less without excessively increasing it, the molecular chains of the natural rubber are suppressed from being cut, and the SP adhesive strength of the adhesive tape can be easily adjusted to the above desired range.
- the ball tack value can be easily adjusted within the above-described desired range by setting the kneading amount to a certain level or more without making it too small.
- the kneading temperature, shear rate, and kneading time can be increased (lengthened) for any one of them and decreased (shortened) for the others to adjust the overall kneading amount, so the individual values are not particularly limited. No, but for example: That is, the kneading temperature is, for example, 80 to 220°C, preferably 100 to 200°C, more preferably 130 to 180°C.
- the shear rate is, for example, 10 to 300 (1/sec), preferably 15 to 150 (1/sec), more preferably 20 to 50 (1/sec).
- the kneading time is, for example, 10 to 1000 seconds, preferably 100 to 700 seconds, more preferably 200 to 500 seconds.
- an adhesive layer and produce an adhesive tape by extruding the adhesive composition onto the surface of a paper substrate with an extruder.
- the pressure-sensitive adhesive composition is extruded onto the surface of a release film or the like to form a pressure-sensitive adhesive layer, then the pressure-sensitive adhesive layer is peeled off from the release film, and the pressure-sensitive adhesive layer is applied to the paper substrate. It may be laminated on top to produce an adhesive tape.
- the measurement method and evaluation method are as follows.
- the biobased content of the adhesive layer was measured according to ASTM D6866.
- ⁇ Residual solvent> The amount of residual solvent in the adhesive layer was measured by gas chromatography (GC-2014 manufactured by Shimadzu Corporation) under the following conditions. Vial insulation temperature: 100°C Vial heat retention time: 8 minutes Injection volume: 1.0 mL Column: RTX-1 (inner diameter 0.32 mm ⁇ length 30 m film thickness 0.5 ⁇ m) Column temperature: 50°C Inlet temperature: 150°C Column inlet pressure: 100 kPa Column flow rate: 3.4 mL/min Detector: FID Sample amount: 10 cm x 10 cm
- the ball tack value of the pressure-sensitive adhesive layer was measured at an inclination angle of 30° in accordance with JISZ 0237:2009.
- ⁇ Unmelted amount> A 50 mm square area on the surface of the adhesive layer of the adhesive tape was observed with a microscope (VHX-6000, manufactured by Keyence Corporation) at a magnification of 100 to determine the number of unmelted rubber components having a major axis of 100 ⁇ m or more. The number of unmelted rubber components having a major axis of 100 ⁇ m or more was obtained by observing 10 points in a 50 mm square area and calculating the average value. The amount of unmelted matter was calculated by dividing the number of unmelted matter observed per 50 mm square obtained in this manner by the thickness of the pressure-sensitive adhesive layer.
- a commercially available cardboard box (having dimensions of 400 mm ⁇ 320 mm ⁇ 300 mm and a length of the flap joint part of 400 mm) is attached with a 50 mm wide adhesive tape to the flap joint part at 25 ° C., 100 g /50 mm, and after standing for 24 hours, the peel rate was measured and evaluated according to the following evaluation criteria.
- the peel rate is the area ratio of the peeled portion to the pressure-sensitive adhesive tape used.
- AA The peel rate was 25% or less, and excellent adhesive performance could be maintained over a long period of time.
- B The peeling rate was more than 40% and 50% or less, and the adhesive performance was able to be maintained for practical use over a long period of time.
- C Peeling rate was greater than 50%, and adhesive performance could not be maintained for a long period of time.
- Example 1 On one side of unbleached kraft paper with a basis weight of 73 g/ m2 that has been subjected to Clupak processing and wet strength processing, polyethylene (PE) is extrusion laminated to a thickness of 20 ⁇ m, and polyethylene-based A resin layer was formed. A silicone-based release agent was applied onto the obtained polyethylene-based resin layer so that the coating amount after drying was 1 g/m 2 and dried to form a release agent layer.
- PE polyethylene
- an adhesive composition containing a rubber component, a tackifying resin, a softening agent, and additives shown in Table 1 is extruded onto the surface of kraft paper by an extruder to form an adhesive layer (thickness 100 ⁇ m) having the composition shown in Table 1. formed to produce an adhesive tape.
- a method for producing the pressure-sensitive adhesive layer will be described below with reference to the drawings. As shown in FIG. 2, a barrel 21 having a screw 25 inside, a die 26 for extruding an adhesive composition provided at the tip of the barrel 21, and a first An extruder 20 having a raw material inlet 22, a second raw material inlet 23, and a third raw material inlet 24 was used.
- the first raw material inlet 22 is a hopper, and the second raw material inlet is a side feeder.
- a raw material is introduced from the third raw material input port by a liquid addition pump.
- the rubber component is introduced into the barrel from the first raw material inlet 22, the petroleum resin, calcium carbonate, and anti-aging agent from the second raw material inlet 23, and the process oil from the third raw material inlet 24, and kneaded by a screw.
- the resulting pressure-sensitive adhesive composition was extruded through a die to form a pressure-sensitive adhesive layer on kraft paper to produce a pressure-sensitive adhesive tape.
- the kneading was performed under conditions of a kneading temperature of 150 (°C), a shear rate of 28 (1/sec), and a kneading time of 360 (sec).
- the kneading time was defined as the time from the introduction of raw materials through the first raw material inlet to the extrusion of the pressure-sensitive adhesive composition.
- Examples 2 to 14, Comparative Examples 1 to 9 A pressure-sensitive adhesive tape was manufactured in the same manner as in Example 1, except that the types and amounts of raw materials for manufacturing the pressure-sensitive adhesive layer and the conditions for manufacturing the pressure-sensitive adhesive layer were changed as shown in Tables 1 and 2.
- Nos. 22 to 24 in the table represent the raw material inlets in FIG.
- a pressure-sensitive adhesive layer is formed on kraft paper using a pressure-sensitive adhesive composition obtained by mixing rubber components, tackifying resins, softeners, and additives in the types and amounts shown in Table 2 and kneading under the conditions shown in Table 2. , produced an adhesive tape.
- the pressure-sensitive adhesive tapes of each example which satisfied the requirements of the present invention, had a low environmental load due to their high bio-based content, and were excellent in packing performance.
- the pressure-sensitive adhesive tapes of each comparative example had low environmental load, but were inferior in packing performance.
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Abstract
Description
また特許文献2では、天然ゴムベースの粘着剤から構成された粘着剤層を備え、該粘着剤層はバイオマス由来の炭素を50%以上含み、アクリルモノマー由来の繰り返し単位を20重量%以上有し、かつせん断接着力が1.8MPa以上である、電子機器用粘着シートに関する発明が開示されている。該電子機器用粘着シートによれば、化石資源系材料への依存が抑制され、かつ電子機器用途に適した粘着シートが提供できることが記載されている。
そこで、本発明は、環境負荷が低く、かつ梱包性能に優れる粘着テープを提供することを課題とする。
本発明の要旨は、以下の[1]~[8]の通りである。
[1]紙基材と、前記紙基材の表面上に設けられる粘着剤層とを備え、前記粘着剤層が天然ゴムを含むゴム成分を含有し、前記粘着剤層のバイオベース度が15%以上であり、SP粘着力が4N/24mm以上であり、ボールタック値が8以上である粘着テープ。
[2]前記粘着剤層における残留溶剤の量が10ppm未満である、上記[1]に記載の粘着テープ。
[3]前記粘着剤層における50mm四方あたりに観察される長径100μm以上のゴム成分の未溶融物の個数を粘着剤層の厚み(μm)で割った値が0.1以下である、上記[1]又は[2]に記載の粘着テープ。
[4]前記天然ゴムのムーニー粘度(ML1+4)が20~120である、上記[1]~[3]のいずれかに記載の粘着テープ。
[5]前記紙基材がクラフト紙である、請求項1~4のいずれかに記載の粘着テープ。
[6]天然ゴムを含むゴム成分を含有する原料を押出機に投入し、溶融し混錬した粘着剤組成物を押出すことにより粘着剤層を形成させる工程を備える、上記[1]~[5]のいずれかに記載の粘着テープの製造方法。
[7]前記天然ゴムがペレットである、上記[6]に記載の粘着テープの製造方法。
[8]前記押出機が複数の原料投入口を備え、最初の投入口である第1原料投入口に天然ゴムを含むゴム成分を投入する、上記[6]又は[7]に記載の粘着テープの製造方法。
本発明の粘着テープは、紙基材と、前記紙基材の表面上に設けられる粘着剤層とを備え、前記粘着剤層が天然ゴムを含むゴム成分を含有し、前記粘着剤層のバイオベース度が15%以上であり、SP粘着力が4N/24mm以上であり、ボールタック値が8以上である。
本発明の一実施形態に係る粘着テープ10は、紙基材12と、該紙基材12の一方の表面上に設けられる粘着剤層15とを備える。図1では紙基材12と粘着剤層15とが直接積層されているが、紙基材12と粘着剤層15との間に他の層を設けてもよい。
紙基材12の粘着剤層15が設けられた面と反対側の面には、樹脂層13が設けられている。なお、図1では、紙基材12と樹脂層13との積層体を基材11と表している。
また、樹脂層13の紙基材12が設けられた面と反対側の面には、離型剤層14が設けられている。
粘着テープ10は、粘着剤層15、紙基材12、樹脂層13、離型剤層14がこの順に積層された多層構造体である。
粘着剤層15、紙基材12、樹脂層13、離型剤層14の詳細は後述する。
本発明の粘着テープのSP粘着力は、4N/24mm以上である。SP粘着力が4N/24mm未満であると、粘着テープの梱包性能が低下する。粘着テープのSP粘着力は、好ましくは6N/24mm以上、より好ましくは8N/24mm以上である。粘着テープのSP粘着力の上限値は特に限定されるものではないが、実用的にはSP粘着力は30N/24mm以下である。粘着テープのSP粘着力は、粘着剤層の組成及び粘着剤層の製造方法などにより調整することができる。
SP粘着力は、JIS Z0237:2009に準じて測定される180°引きはがし粘着力である。
本発明の粘着テープのボールタック値は、8以上である。ボールタック値が8未満であると、粘着テープの梱包性能が低下する。梱包性能を向上させる観点から、粘着テープのボールタック値は、より好ましくは10以上であり、さらに好ましくは15以上であり、そして実用的には30以下である。
粘着テープのSP粘着力及びボールタック値の両方を上記した一定以上の値とすることにより、梱包性能が向上しやすくなる。
ボールタック値は、粘着付与樹脂、炭酸カルシウム、及びオイルの配合量や、粘着テープ製造時における後述する混練量などによって所望の値に調整することができる。
なお、ボールタック値はJIS Z0237:2009に準拠して、傾斜角度30°で粘着テープの粘着剤層に対して測定される値である。
以下、粘着テープを構成する粘着剤層について説明する。
粘着剤層は、天然ゴムを含むゴム成分を含有する。天然ゴムを含有することにより、後述するバイオベース度が高くなり、化石資源系材料の使用量が低減され、環境負荷が抑制された粘着テープを提供することができる。
天然ゴムは、主として天然植物から得られるゴム状の高分子物質であり、例えば、スモークドシート、ペールクレープ、エアドライドシート、スキムラバー、SPラバー、TCラバー、MGラバーなどが挙げられる。
天然ゴムのムーニー粘度がこれら下限値以上であると、粘着テープの粘着力が高まり、梱包性能が向上する。一方、天然ゴムのムーニー粘度がこれら上限値以下であると、粘着テープを製造する際の加工性が向上する。
なお、本明細書においてムーニー粘度とは、100℃におけるムーニー粘度であり、JIS K6300-2013に準拠して測定される。
熱可塑性エラストマーとしては、スチレンとイソプレンをブロック共重合化したスチレン系熱可塑性エラストマーが好ましく使用され、具体的にはスチレン-イソプレン-スチレンブロック共重合体(SIS)、スチレン-イソプレンブロック共重合体(SI)等が挙げられ、中でもSISがより好ましい。
また、粘着剤層全量基準におけるゴム成分の含有量は、特に限定されないが、好ましくは10~90質量%であり、より好ましくは20~70質量%である。
粘着剤層は、上記したゴム成分に加えて、粘着付与樹脂を含有することが好ましい。粘着付与樹脂を含有することにより、粘着剤層の粘着性能が向上する。粘着付与樹脂としては、ロジン系樹脂、テルペン系樹脂、クマロン-インデン樹脂、石油樹脂、テルペン-フェノール樹脂などが挙げられ、これらの中ではコストの観点からは石油樹脂が好ましい。石油樹脂としては、C5系石油樹脂、C9系石油樹脂、C5-C9系石油樹脂などが挙げられ、C9系石油樹脂又はC5-C9系石油樹脂が好ましい。また、バイオベース度を高める観点からは天然物由来のロジン系樹脂、テルペン系樹脂が好ましい。粘着剤層における粘着付与樹脂の含有量は、ゴム成分100質量部に対して、例えば、20質量部以上200質量部以下、好ましくは50質量部以上150質量部以下である。
粘着剤層は、軟化剤を含有してもよい。粘着剤層は、軟化剤を含有することで、軟化して、塗布性、粘着性能などを良好にしやすくなる。軟化剤としては、パラフィンオイル、ナフテンオイルなどの鉱油(プロセスオイルとも呼ばれる)、液状ポリブテン、液状ラノリン、液状ポリイソプレン、液状ポリアクリレートなどが挙げられる。粘着剤層における軟化剤の含有量は、ゴム成分100質量部に対して、例えば5質量部以上80質量部以下、好ましくは10質量部以上50質量部以下である。
本発明における粘着剤層のバイオベース度は15%以上である。バイオベース度が15%未満であると、化石資源系材料の使用量が相対的に多くなり、環境負荷が大きくなる。粘着剤層のバイオベース度は、好ましくは20%以上であり、より好ましくは30%以上、さらに好ましくは40%以上、特に好ましくは50%以上である。粘着剤層のバイオベース度の上限は100%であるが、加工性などを考慮し、天然ゴム以外のゴムとの併用する場合などを考慮すると、バイオベース度は、好ましくは80%以下である。
なお、バイオベース度は、ASTM D6866に準拠して測定される値であり、質量数14の炭素同位体含有量から見積もることができる。
粘着剤層における残留溶剤の量は10ppm未満であることが好ましく、3ppm以下であることがより好ましく、0ppmであることがより好ましい。なお、本明細書において「ppm」は質量基準の量とする。
残留溶剤は、粘着剤層の製造時に使用する粘着剤組成物に含まれる溶剤に起因するものであり、例えば、溶剤を含む粘着剤組成物により粘着剤層を形成させた場合は、通常は残留溶剤の量は10ppmを超えてしまう。したがって、粘着剤層を形成するための粘着剤組成物は、溶剤を含まないことが好ましい。
溶剤を使用せずに粘着剤層を形成させる方法を行うことにより、二酸化炭素の排出量の削減が可能となり、環境負荷が低減される。また、その結果、粘着剤層の残留溶剤の量を上記のとおり調整しやすくなる。
粘着剤層における残留溶剤の量は、ガスクロマトグラフィーにより測定することができる。
粘着剤層は、50mm四方あたりに観察される長径100μm以上のゴム成分の未溶融物の個数を粘着剤層の厚み(μm)で割った値である未溶融物量が0.1以下であることが好ましい。未溶融物量が0.1以下であると、粘着テープの外観が良好になり、梱包性能も向上しやすくなる。未溶融物量は、0.08以下であることが好ましく、0.05以下であることがより好ましく、0であることがさらに好ましい。
一般に、天然ゴムを含むゴム成分を原料として用い、かつ溶剤を使用せずに粘着剤層を形成させた場合は、天然ゴムに起因する未溶融物が確認されることが多いが、本発明の粘着剤層は、未溶解物の個数を低減することができる。例えば、後述する製造方法を適用することにより未溶融物の発生が抑制される。
長径100μm以上のゴム成分の未溶融物の個数は、粘着剤層表面の50mm四方(縦50mm、横50mm)の領域をマイクロスコープにより観察して求められる。より具体的には、粘着剤層表面の50mm四方の領域を10箇所測定して、個々の領域で長径100μm以上のゴム成分の未溶融物の個数を求め、その平均値を本発明における50mm四方あたりに観察される長径100μm以上のゴム成分の未溶融物の個数とする。
なお、未溶融物の長径とは、観察された未溶融物の外周上の任意の2点間の直線距離が最大になったときの、その距離である。
粘着剤層の厚さは特に制限されないが、好ましくは10μm以上、より好ましくは15μm以上、さらに好ましくは20μm以上であり、そして好ましくは150μm以下であり、より好ましくは100μm以下である。粘着剤層の厚みがこれら下限値以上であると、粘着性能を確保しやすくなる。一方、粘着剤層の厚みがこれら上限値以下であると、粘着剤の使用量を少なくすることができる。
本発明の粘着テープが備える紙基材は、特に限定されないが、クラフト紙、グラシン紙、上質紙などが挙げられ、中でもクラフト紙が好ましい。クラフト紙を用いることにより、梱包用などとして好適に使用できる粘着テープとなる。すなわち、本発明の粘着テープとしては、紙基材としてクラフト紙を用いたクラフト粘着テープが好ましい。
クラフト紙としては、例えば、未晒クラフト紙、半晒クラフト紙、晒クラフト紙、これらに伸長性を付与するためにクルパック加工が施されたもの、また、これらに湿潤強度を付与するためにウェットストレングス加工が施されたもの等が挙げられる。
紙基材の厚みは特に限定されるものではないが、坪量で10g/m2以上150g/m2以下であることが好ましく、40g/m2以上100g/m2以下であることがより好ましい。
樹脂層の種類は特に限定されないが、紙基材との接着性などの観点から、ポリオレフィン樹脂層であることが好ましい。ポリオレフィン樹脂層に使用されるポリオレフィン樹脂としては、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂が好ましいが、ポリエチレン系樹脂がより好ましい。すなわち、樹脂層はポリエチレン系樹脂層であることが好ましい。ポリエチレン系樹脂を使用することで、耐熱性や、紙基材との接着性などが良好となりやすい。
樹脂層の厚さは、特に限定されないが、例えば、5μm以上100μm以下が好ましく、10μm以上50μm以下がより好ましい。
本発明の粘着テープは、樹脂層の紙基材が設けられた面とは反対側の面に、離型剤層が設けられることが好ましい。離型剤層が設けられることで、粘着テープをロール状に巻回して巻回体とする際、粘着剤層が離型剤層に接触することになる。そのため、粘着テープを巻回体から容易に繰り出すことが可能になる。
離型剤層は、シリコーン系離型剤、長鎖アルキル系離型剤などの公知の離型剤より形成すればよい。離型剤層の厚さは、特に限定されないが、その付着量が例えば0.1g/m2以上10g/m2以下、好ましくは0.3g/m2以上5g/m2以下程度となるように調製すればよい。
勿論、粘着テープは巻回体とする必要はなく、シート状のままとしてもよい。そのような場合、粘着剤層の表面には、粘着剤層を保護するための離型シートなどを貼付してもよく、また、離型剤層は適宜省略するとよい。
本発明の粘着テープにおける粘着剤層は、天然ゴムを含むゴム成分を含有する粘着剤組成物により製造することが好ましい。また、該粘着剤組成物は、必要に応じて、上記した粘着付与樹脂、軟化剤、添加剤等を含んでもよい。粘着剤組成物におけるゴム成分中の天然ゴムの含有量や、ゴム成分100質量部に対する粘着付与樹脂の量及び軟化剤の量などは、上記した粘着剤層中の量と同様である。
該ペレットである天然ゴムの平均粒径は3~100mmであることが好ましく、3~60mmであることがより好ましく、3~30mmであることがさらに好ましい。天然ゴムの平均粒径がこのように比較的小さいと、混練温度、せん断力、混練時間などにより定まる混練量を比較的低くした場合でも未溶融物を少なくすることができ、天然ゴムの劣化に起因する粘着力の低下を防止できる。なお、上記平均粒径は任意の100個の粒子の最大長を平均化することで算出される。
図2に示す押出機20は、内部にスクリュー25を備えたバレル21と、バレル21の先端部に設けられた粘着剤組成物を押出すためのダイ26と、バレル21の上部に設けられた第1原料投入口22、第2原料投入口23、及び第3原料投入口24とを備える。
各原料投入口から投入された原料は、溶融し、スクリュー25により混錬されながら、ダイ26の方法に移動していく。そのため、第1原料投入口から投入された原料は、最も長い時間混錬されることとなる。このような複数の原料投入口を備える押出機を用いることにより、粘着剤層の未溶解物を低減した粘着剤層を製造し易くなる。
また、炭酸カルシウムなどの充填材、老化防止剤等の添加剤を原料として用いる場合は、その投入位置は特に限定されないが、好ましくは第1原料投入口22以外の投入口から投入することが好ましく、中でも第2原料投入口23から投入することが好ましい。
混練温度、せん断速度、混練時間は、いずれかを高く(長く)すれば、その他を低く(短く)して総合としての混練量を調整すればよいので、個々の値は特に限定されるものではないが、例えば以下のとおりとすればよい。
すなわち、混練温度は、例えば80~220℃であり、好ましくは100~200℃であり、より好ましくは130~180℃である。
せん断速度は例えば10~300(1/秒)であり、好ましくは15~150(1/秒)であり、より好ましくは20~50(1/秒)である。
混練時間は、例えば10~1000秒であり、好ましくは100~700秒であり、さらに好ましくは200~500秒である。
粘着剤層のバイオベース度は、ASTM D6866に準拠して測定した。
粘着剤層中の残留溶剤の量は、ガスクロマトグラフィー(株式会社 島津製作所社製 GC-2014)により以下の条件で測定した。
バイアル保温温度:100℃
バイアル保温時間:8分
注入量:1.0mL
カラム:RTX-1(内径0.32mm×長さ30m 膜厚0.5μm)
カラム温度:50℃
注入口温度:150℃
カラム入り口圧力:100kPa
カラム流量:3.4mL/min
検出器:FID
試料量:10cm×10cm
室温(23℃)、相対湿度50%の環境下で、粘着テープの粘着剤層側をSUS 304鋼板に2kgのローラで2往復させて圧着させた。この環境下で30分放置した後、JIS Z0237の方法に準じて、24mm幅における180°剥離強度を、引張試験機にて引張速度300mm/分の条件で測定し、これをSP粘着力とした。
JISZ 0237:2009に準拠して、傾斜角度30°で粘着剤層のボールタック値を測定した。
粘着テープにおける粘着剤層の表面の50mm四方の領域をマイクロスコープ(キーエンス社製、VHX-6000)により100倍で観察し、長径100μm以上のゴム成分の未溶融物の個数を求めた。長径100μm以上のゴム成分の未溶融物の個数は、50mm四方の領域を10箇所観察して、平均値として求めた。このようにして求めた50mm四方あたりに観察される未溶融物の個数を、粘着剤層の厚みで除することで、未溶融物量を算出した。
市販のダンボール箱(400mm×320mm×300mmの寸法を有し、フラップ突き合わせ部分の長さが400mmのもの)に50mmの幅の粘着テープをフラップ突き合わせ部分に25℃でI貼りにて貼り合わせ、100g/50mmで圧着し、24時間放置した後の剥離率を測定し、以下の評価基準で評価した。剥離率は、使用した粘着テープに対する、剥離した部分の面積割合である。
AA:剥離率が25%以下であり、長期間にわたって優れた粘着性能を維持できた。
A:剥離率が25%より大きく40%以下であり、長期間にわたって一定の粘着性能を維持できた。
B:剥離率が40%より大きく50%以下であり、長期間にわたって実用的に使用できる粘着性能を維持できた。
C:剥離率が50%より大きく、粘着性能を長期間は維持できなかった。
・スチレン―イソプレンースチレン・ブロック共重合体(JSR株式会社製、商品名「SIS5506」)
・天然ゴム1 ペレット 平均粒径20mm、ムーニー粘度100
・天然ゴム2 ペレット 平均粒径20mm、ムーニー粘度40
・天然ゴム3 ペレット 平均粒径20mm、ムーニー粘度30
・天然ゴム4 ペレット 平均粒径70mm、ムーニー粘度100
上記天然ゴム1~4はRSS1級を素練りしてペレタイズしたものである。素練り時間によりムーニー粘度を調整した。
・C9系石油樹脂(ENEOS社製、商品名「日石ネオポリマー120」)
・C5/C9系樹脂(日本ゼオン社製、商品名「クイントンD-200」)
・テルペンフェノール系樹脂(ヤスハラケミカル社製、商品名「YSポリスターT100」)
・プロセスオイル(JXTGエネルギー株式会社製、商品名「クリセフオイルF220」)
・炭酸カルシウム(日東粉化工業社製 NS#100)
・老化防止剤(吉富製薬株式会社製、商品名「ヨシノックス425」)
クルパック加工およびウェットストレングス加工が施された坪量73g/m2の未晒クラフト紙の片面に、20μmの厚さとなるようにポリエチレン(PE)を押出ラミネートし、クラフト紙の一方の面にポリエチレン系樹脂層を形成した。得られたポリエチレン系樹脂層の上に、シリコーン系離型剤を乾燥後の付着量が1g/m2となるように塗布し乾燥して、離型剤層を形成した。
次いで、押出機により表1に示すゴム成分、粘着付与樹脂、軟化剤、及び添加剤を含む粘着剤組成物をクラフト紙の表面に押出し、表1の組成の粘着剤層(厚さ100μm)を形成させ、粘着テープを製造した。
粘着剤層の製造方法を、図面を用いて以下のとおり説明する。
図2に示すように、内部にスクリュー25を備えたバレル21と、バレル21の先端部に設けられた粘着剤組成物を押出すためのダイ26と、バレル21の上部に設けられた第1原料投入口22、第2原料投入口23、及び第3原料投入口24とを備えた押出機20を用いた。第1原料投入口22はホッパー、第2原料投入口はサイドフィーダーである。また第3原料投入口からは液添ポンプにより原料が導入される。
第1原料投入口22からゴム成分を、第2原料投入口23から石油樹脂、炭酸カルシム、及び老化防止剤を、第3原料投入口24からプロセスオイルをバレル内に導入して、スクリューにより混練した粘着剤組成物をダイにより押出して、クラフト紙上に粘着剤層を形成させて、粘着テープを製造した。混練は、混練温度150(℃)、せん断速度28(1/秒)、混練時間360(秒)の条件で行った。なお、混練時間とは第1原料投入口から原料を投入してから、粘着剤組成物を押出すまでの時間とした。
粘着剤層を製造するための原料の種類及び量、並びに粘着剤層の製造条件を表1及び2のとおり変更した以外は、実施例1と同様にして粘着テープを製造した。なお、表中の22番~24番とは、図2における原料の投入口を表し、例えば22番と記載している場合は、その原料を第1原料投入口から投入したことを意味する。
表2に示す種類及び量のゴム成分、粘着付与樹脂、軟化剤、及び添加剤を混合し、表2の条件で混練した粘着剤組成物を用いて、クラフト紙上に粘着剤層を形成させて、粘着テープを製造した。
一方で、各比較例の粘着テープは、環境負荷は低いものの、梱包性能に劣っていた。
11 基材
12 紙基材
13 樹脂層
14 離型剤層
15 粘着剤層
20 押出機
21 バレル
22 第1原料投入口
23 第2原料投入口
24 第3原料投入口
25 スクリュー
26 ダイ
Claims (8)
- 紙基材と、前記紙基材の表面上に設けられる粘着剤層とを備え、前記粘着剤層が天然ゴムを含むゴム成分を含有し、前記粘着剤層のバイオベース度が15%以上であり、SP粘着力が4N/24mm以上であり、ボールタック値が8以上である粘着テープ。
- 前記粘着剤層における残留溶剤の量が10ppm未満である、請求項1に記載の粘着テープ。
- 前記粘着剤層における50mm四方あたりに観察される長径100μm以上のゴム成分の未溶融物の個数を、粘着剤層の厚み(μm)で割った値である未溶融物量が0.1以下である、請求項1又は2に記載の粘着テープ。
- 前記天然ゴムのムーニー粘度(ML1+4)が20~120である、請求項1~3のいずれかに記載の粘着テープ。
- 前記紙基材がクラフト紙である、請求項1~4のいずれかに記載の粘着テープ。
- 天然ゴムを含むゴム成分を含有する原料を押出機に投入し、溶融し混錬した粘着剤組成物を押出すことにより粘着剤層を形成させる工程を備える、請求項1~5のいずれかに記載の粘着テープの製造方法。
- 前記天然ゴムがペレットである、請求項6に記載の粘着テープの製造方法。
- 前記押出機が複数の原料投入口を備え、最初の投入口である第1原料投入口に天然ゴムを含むゴム成分を投入する、請求項6又は7に記載の粘着テープの製造方法。
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