JP2011111594A - 粘着テープ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】粘着テープ10は、中空無機微粒子18および気泡20を含有する感圧接着剤層12を有する。粘着テープ10は、100%モジュラスが13.0N/cm2以上であり、せん断接着力が80N/cm2以上である。中空無機微粒子18は、中空ガラスバルーンである。これにより、高いせん断接着力が求められる、例えば、自動車や建造物などに適用できるとともに、高い初期弾性率を有することで加工性や作業性の向上が図られる。
【選択図】図1
Description
本実施の形態に係る感圧性接着部材は、粘着剤や支持材の主たる組成物に、柔軟で耐久性に優れた材料が用いられることで、温度変化に伴う被着体の歪みや変形に追従し、強い接着力と高耐久性、高耐熱性を発揮することができる。なお、本実施の形態に係る感圧性接着部材は、その形状が特に限定されるものではなく、テープのように細長い形状以外にも、シート形状であってもよい。以下では、片面のみが感圧接着面となっているテープ状の粘着テープについて説明する。
(ベースポリマー)
感圧接着剤層12に含まれる粘着性組成物16は、ベースポリマーが含まれている。ベースポリマーは、単独で又は2種以上組み合わせて使用することができる。ベースポリマーとしては、公知のアクリル系感圧性接着剤におけるベースポリマーを好適に用いることができる。アクリル系感圧性接着剤では、通常、ベースポリマーとして、アクリル系ポリマー[特に、(メタ)アクリル酸エステルを単量体主成分とするアクリル系ポリマー]を含有している。該アクリル系ポリマーにおいて、(メタ)アクリル酸エステルは、1種のみが用いられていてもよく、2種以上が組み合わせられて用いられていてもよい。このような(メタ)アクリル酸エステルとしては、(メタ)アクリル酸アルキルエステルを好適に用いることができる。前記アクリル系ポリマーにおける(メタ)アクリル酸アルキルエステルとしては、例えば、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸プロピル、(メタ)アクリル酸イソプロピル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸イソブチル、(メタ)アクリル酸s−ブチル、(メタ)アクリル酸t−ブチル、(メタ)アクリル酸ペンチル、(メタ)アクリル酸イソペンチル、(メタ)アクリル酸ヘキシル、(メタ)アクリル酸ヘプチル、(メタ)アクリル酸オクチル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸イソオクチル、(メタ)アクリル酸ノニル、(メタ)アクリル酸イソノニル、(メタ)アクリル酸デシル、(メタ)アクリル酸イソデシル、(メタ)アクリル酸ウンデシル、(メタ)アクリル酸ドデシル、(メタ)アクリル酸トリデシル、(メタ)アクリル酸テトラデシル、(メタ)アクリル酸ペンタデシル、(メタ)アクリル酸ヘキサデシル、(メタ)アクリル酸ヘプタデシル、(メタ)アクリル酸オクタデシル、(メタ)アクリル酸ノナデシル、(メタ)アクリル酸エイコシルなどの(メタ)アクリル酸C1-20アルキルエステル[好ましくは(メタ)アクリル酸C2-14アルキルエステル、さらに好ましくは(メタ)アクリル酸C2-10アルキルエステル]などが挙げられる。
上述のアクリル系ポリマーは、公知あるいは慣用の重合方法により調整することができる。重合方法としては、例えば、溶液重合法、乳化重合法、塊状重合法、光重合法などが挙げられる。本実施の形態に係る感圧接着剤層12の製造では、作業性や安定した気泡構造を得る観点から、ベースポリマーとしてのアクリル系ポリマーの調製に際して、熱重合開始剤や光重合開始剤(光開始剤)などの重合開始剤を用いた熱や活性エネルギー線による硬化反応を利用することが好ましい。すなわち、本実施の形態に係る粘着性組成物16には、熱重合開始剤や光重合開始剤などの重合開始剤が含まれている。
本発明者が鋭意検討した結果、本実施の形態に係る感圧接着剤層12に含まれている中空無機微粒子18の表面積の総和は、感圧接着剤層(粘着剤)1gあたり3.5×102〜6.0×102[cm2]であるとよいことが明らかになった。このような感圧接着剤層12を備えた粘着テープ10や基材のない感圧接着剤層12は、通常の粘着力を損なうことなく高いせん断強度を有する。
比重δ=b[g]/a[cm3]・・・式(1)
中空無機微粒子18の平均粒径を2r[cm]、比重をδ[g/cm3]、添加配合部数をα、混合されるモノマーや各種剤の配合部数の総和をβとすると、
中空無機微粒子の粒子1球当たりの重さm=4/3×π×r3×δ[g]
中空無機微粒子1gに含まれる粒子の数N=1/m
中空無機微粒子の粒子1球当たりの表面積s=4×π×r2[cm2]
中空無機微粒子1gに含まれる粒子の総表面積S0=N×s[cm2]
感圧接着剤層(粘着剤)1gに含まれる中空無機微粒子の重さM=α/β[g]
感圧接着剤層(粘着剤)1gあたりの総表面積S1[cm2]=S0×M=(3×α)/(β×r×δ)
本実施の形態に係る感圧接着剤層12は、適宜気泡20を含有している。感圧接着剤層12に混合可能な気泡20の量としては、特に限定されるものではないが、使用用途などに応じて適宜選択される。本実施の形態に係る気泡20は、感圧接着剤層12の全体積に対して5〜40体積%、好ましくは8〜30体積%含まれているとよい。感圧接着剤層12は、気泡20の混合量が5体積%以上の場合、前述の特性をより確実に発揮させることができる。また、含有される気泡20の量を感圧接着剤層12の全体積に対して40体積%以下とすることで、感圧接着剤層12を表裏に貫通する気泡の存在が低減され、接着性能や外観の見栄えの悪化が抑制される。
感圧接着剤層12や感圧接着剤層12を構成する粘着性組成物16は、それらを含む粘着テープ10の用途に応じて適宜種々の添加剤が含まれていてもよい。例えば、中空無機微粒子18とベースポリマーとの間の密着性や摩擦抵抗の低減、気泡の混合性や安定性の観点から、本実施の形態に係る感圧接着剤層12や粘着性組成物16には、界面活性剤が適宜添加される。
本実施の形態に係る感圧接着剤層12には、ベースポリマー、重合開始剤、中空無機微粒子、界面活性剤等の他に、感圧接着剤層12の用途に応じて、適宜な添加剤が含まれていてもよい。例えば、感圧接着剤層12が粘着テープ10に用いられる場合、粘着テープ10の種類に応じて、架橋剤(例えば、ポリイソシアネート系架橋剤、シリコーン系架橋剤、エポキシ系架橋剤、アルキルエーテル化メラミン系架橋剤など)、粘着付与剤(例えば、ロジン誘導体樹脂、ポリテルペン樹脂、石油樹脂、油溶性フェノール樹脂、などからなる常温で固体、半固体あるいは液状のもの)、可塑剤、前述の中空無機微粒子以外の充填剤、老化防止剤、酸化防止剤、着色剤(顔料や染料など)などの適宜な添加剤が感圧接着剤層12に含まれていてもよい。
本実施の形態に係る粘着テープ10に用いられる基材14は、特に限定されるものではないが、例えば、紙などの紙系基材;布、不織布、ネットなどの繊維系基材(その原料としては、特に限定されるものではないが、例えば、マニラ麻、レーヨン、ポリエステル、パルプ繊維などを適宜選択することができる);金属箔、金属板などの金属系基材;プラスチックのフィルムやシートなどのプラスチック系基材;ゴムシートなどのゴム系基材;発泡シートなどの発泡体や、これらの積層体(特に、プラスチック系基材と他の基材との積層体や、プラスチックフィルム(又はシート)同士の積層体など)等の適宜な薄葉体を用いることができる。
本実施の形態では、感圧接着剤層12や粘着テープ10の接着面(粘着面)を保護するために、セパレータ(はく離ライナー)が用いられていてもよい。なお、セパレータは必ずしも設けられていなくてもよい。セパレータは、セパレータにより保護されている接着面を利用する際に(すなわち、セパレータにより保護されている感圧接着剤層12に被着体を貼着する際に)剥がされる。
本実施の形態に係る感圧性接着部材のうち、粘着性組成物や基材にアクリル系ポリマーが含有されている場合、低温(例えば、−20〜5℃程度の温度)での初期接着性に優れる。また、感圧接着剤層や基材に気泡が含有されている場合、応力緩和性が向上することにより、高い耐反発性が発揮される。また、曲面や凹凸面および被着体の屈曲に対して追従しやすくなるため、接着に十分な面積を確保することができる。また、応力分散性に優れるため、高いせん断力が得られる。特に、本実施の形態に係る感圧性接着部材は、中空無機微粒子を適度に含んだ感圧接着剤層12を有しているので、優れた常温接着力やせん断接着力を有する。
本実施の形態に係る粘着性組成物16は、所定の面状に塗布され、紫外線を照射して光重合させることにより硬化され、感圧接着剤層12を形成する。感圧接着剤層12は、それ自体が感圧接着性を有し、粘着化された感圧接着剤層となる。粘着性組成物16は被着体上に直接塗布されてもよく、又はいったんはく離紙上に塗布され硬化されてもよい。はく離紙上に形成された感圧接着剤層12を被着体に転写することもできる。なお、光重合の際の紫外線照射量は200〜3000mJ/cm2程度である。このとき、粘着性組成物16の厚さは中空無機微粒子18の粒径以上であれば任意であるが、100〜3000μm程度が好ましい。
モノマー成分として、2−エチルヘキシルアクリレート:90重量部、およびアクリル酸:10重量部が混合されたモノマー混合物に、光重合開始剤として、商品名「イルガキュアー651」(チバ・スペシャリティー・ケミカルズ社製):0.05重量部、商品名「イルガキュアー184」(チバ・スペシャリティー・ケミカルズ社製):0.05重量部を配合した後、粘度(BH粘度計、No.5ローター、10rpm、測定温度:30℃)が約15Pa・sになるまで紫外線(UV)を照射して、一部が重合した組成物(シロップ、以下、「部分重合モノマーシロップ」と称する場合がある)を作製した。
実施例1で添加されている商品名「フジバルーン H−40」の中空ガラスバルーンの代わりに、商品名「フジバルーン H−35」(富士シリシア化学株式会社製)の中空ガラスバルーンを部分重合モノマーシロップ100重量部に対して12.5重量部となるような割合で添加した。その他の配合や製造方法については、実施例1と同様である。
実施例1で添加されている商品名「フジバルーン H−40」の中空ガラスバルーンの代わりに、商品名「セルスターZ−27」(東海工業株式会社製)の中空ガラスバルーンを部分重合モノマーシロップ100重量部に対して9.5重量部となるような割合で添加した。その他の配合や製造方法については、実施例1と同様である。
(100%モジュラスおよび引っ張り強さ)
実施例1、実施比較例2、比較例において作成された感圧接着剤層を用いて、JIS K 6251に基づいた評価を行った。具体的には、感圧接着剤層のフィルムをダンベル状試験片3号の形状に打ち抜き、評価サンプルとした。万能引張試験機(ミネベア(株)製、「TG−1kNB」)を用いて、原長(測定長)20mm、試料幅5mm、引張速度500mm/分で引張試験を行い、引っ張り強さ[N/cm2]、伸び率[%]を測定した。
実施例1、実施例2および比較例の感圧接着剤層をそれぞれ厚みが0.8mmとなるように調整して、両面がはく離ライナーで保護された感圧性接着部材とした。そして、各感圧性接着部材を、長さ25mm×幅25mmの試験片の形に切断してサンプルとした。その後、粒度280番の研磨紙で磨いたSUS板をトルエンにて表面をふき取り、切り取ったサンプルの片方のはく離ライナーを剥がし、その面をSUS板に重さ5kg重のローラーを片道圧着してサンプルを貼り付けた。ついでもう片方のはく離ライナーを剥がしさらにSUS板を5kg重のローラーを片道圧着してサンプルを貼り付け、試験片を得た。試験片を23℃で30分間放置後、23℃、65%R.H.の雰囲気下でせん断方向にはく離するために要する力(せん断接着力)を測定した(引張速度:50mm/min)。各実施例および比較例の測定値の結果は表1に記載の通りである。
実施例および比較例の感圧接着剤層を幅25mm、長さ100mmに切断してサンプルとした。得られたサンプルの接着面にはく離処理を施していない厚さ50μmのポリエチレンテレフタレート基材を貼り合わせた。粒度280番の研磨紙で磨いたSUS板をトルエンにて表面をふき取り、そこにサンプルを重さ5kg重のローラーを片道圧着してサンプルを貼り付けた。そのサンプルを23℃で30分間放置後、23℃、65%R.H.の雰囲気下ではく離に要する力を測定した(はく離角度180°、引張速度:50mm/min)。各実施例の感圧接着剤層で作成したサンプルにおけるはく離力については、実用上問題のない所望の性能を満たすものであった。
実施例および比較例の感圧接着剤層を幅25mm、長さ100mmに切断してサンプルとした。得られたサンプルの接着面にはく離処理を施していない厚さ50μmのポリエチレンテレフタレート基材を貼り合わせた。粒度280番の研磨紙で磨いたSUS板をトルエンにて表面をふき取り、そこにサンプルを重さ5kg重のローラーを片道圧着してサンプルを貼り付けた。そのサンプルを23℃で1日放置後、80℃の高温室に30分放置し、恒温槽付き引張試験機にて80℃にて接着力を測定した(はく離角度180°、引張速度:50mm/min)。各実施例の感圧接着剤層で作成したサンプルにおけるはく離力については、実用上問題のない所望の性能を満たすものであった。
Claims (7)
- 中空無機微粒子および気泡を含有する感圧接着剤層を有する粘着テープであって、
100%モジュラスが13.0N/cm2以上であり、
せん断接着力が80N/cm2以上であることを特徴とする粘着テープ。 - 前記中空無機微粒子は、中空ガラスバルーンであることを特徴とする請求項1に記載の粘着テープ。
- 前記中空無機微粒子は、前記感圧接着剤層1gあたりの総表面積が3.5×102〜6.0×102[cm2]であることを特徴とする請求項1または2に記載の粘着テープ。
- 前記中空無機微粒子は、その平均粒径が20〜80μmであることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の粘着テープ。
- 前記感圧接着剤層は、(メタ)アクリル酸アルキルエステルを単量体主成分とするアクリル系ポリマーを含有していることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の粘着テープ。
- 前記アクリル系ポリマーは、活性エネルギー線の作用により重合されたものであることを特徴とする請求項5に記載の粘着テープ。
- 前記気泡は、その総和が感圧接着剤層の全体積に対して5〜40体積%となるように含有されていることを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載の粘着テープ。
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