JP2014525967A - 低接着バックサイズを備える、手で引き裂くことができるマスキングテープ - Google Patents
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Abstract
【選択図】図2
Description
マスキングテープは、表面を塗装する際に以前から使用されている。マスキングテープは、多くの場合、片面に感圧接着剤を有するクレープ紙からなる。
本明細書に開示されるのは、支持体の第1の主要面上の低接着バックサイズ及び支持体の第2の主要面上の感圧接着剤を備え、手で引き裂くことができるマスキングープであって、支持体の第2の主要面は、微細構造化を有する手で引き裂くことができるパターンを含む、マスキングテープである。
図1に示されているのは、支持体2を含む代表的な微細構造を有するテープ1の一部の、第1の主要面から見た斜視図である。図2に示されているのは、ロール20の形態の微細構造を有するテープ1の斜視図である。図3及び図4は、それぞれ、支持体2の第1及び第2の主要面の平面図を包含する。(それらが描かれているこれら及び全ての他の図において、用語「T」は、テープ1及びその支持体2の横方向軸を示し、用語「L」はその長手方向軸を示す。)テープ1及びその支持体2は、長手方向軸及び長さ、横方向軸及び幅、並びに横方向小縁部11及び12(即ち、例えば図2に見られる)及び厚さを含む。図1及び図3に示されるように、支持体2は、低接着バックサイズ103を含む、第1の主要面100を含む。図1及び図4に示されるように、支持体2は、微細構造を有する手で引き裂くことができるパターン203を含む第2の主要面200を含む。図1及び図2に示されるように、感圧接着剤300が支持体2の第2の主要面200に配置され、例えば感圧接着剤300の第2の主要接着表面302は、支持体2の第2の主要表面215と接触し、かつこれと接着付着した状態となる。図2に示されるように、微細構造を有するテープ1は、剥離ライナーを有さない、例えば巻き取られたロールの形態で、一方向に長い形状で都合よく提供されてもよく、このロールから一定の長さのテープ1を手で引き裂くことよって取り外すことができる(所望の場合には、ハサミ又は他の切断器具を用いる他の方法を用いてもよい)。次に、感圧接着剤の第1の主要接着表面301を用いて、一定長さのテープ1を、マスキングするのが望ましい表面部分に付着させる。その後、マスキングされた表面部分に塗料が侵入することなく、隣接した表面部分を塗装することができる。
微細構造を有するテープとは、テープ1が、支持体2の第2の主要面200に存在し、支持体2と少なくともほぼ横方向に向けられ、支持体2の幅をほぼ横断して延び、かつ支持体2の長手方向軸に沿って離間配置された長軸を含む、複数の脆弱線210(図1及び4に例示的な方法で示されている)を含む、微細構造を有する手で引き裂くことができるパターン203を含むことを意味する。脆弱線210は、一定の長さの支持体2及びテープ1をより大きな長さから(例えば、ロールから)取り外すために、その幅を少なくともほぼ横方向に横断して手で引き裂くことができるテープ1の支持体2の能力を増強することができる。(ここで及び本明細書の他の箇所で用いられる)少なくともほぼ横方向にとは、脆弱線210が必ず支持体2の横方向軸と厳密に位置合わせされて(例えば、図1〜図3に示される特定の様式で)向けられなければならないことを意味しておらず、むしろ、脆弱線210が支持体2の横方向軸からプラスマイナス約45度以内の任意の向きである、あらゆる設計を包含する。更なる実施形態において、脆弱線210(即ち、その長軸)は、支持体2の横方向軸からプラスマイナス約30度、プラスマイナス約20度、又はプラスマイナス約10度以内に配向され得る。特定の実施形態において、脆弱線210は、支持体2の横方向軸と厳密に位置合わせされており、これは、これらが支持体2の横方向軸から±5度以内に向けられていることを意味する。
支持体2及びその第2の主要面200の手で引き裂くパターン203は、体構造のプラスチック材料で形成された一体構造のプラスチックユニットを構成するものとして本明細書において定義される。これは、第2の主要面200の手で引き裂くパターン203の脆弱線210をもたらす凹状形態(例えば、溝、谷部、孔など)を画定する材料の一部(例えば、表面)が、一体的に支持体2に接続され、支持体2と一緒に成形されることによって形成されたことを意味する。いくつかの実施形態において、支持体2及びその第1の主要面101を構成するモノリシックプラスチック材料の部分と、その表面が第2の主要面200の手で引き裂くパターン203の脆弱線210の凹部を画定するモノリシックプラスチック材料の部分とは、同じ構成である。様々な実施形態において、第2の主要面200の第2の主要表面215から、第1の主要面100の第1の主要表面101までの、支持体2の全体的厚さは、少なくとも約25マイクロメートル、少なくとも約50マイクロメートル、少なくとも約60マイクロメートル、又は少なくとも約70マイクロメートルであり得る。更なる実施形態では、支持体2の全厚は、最高約250マイクロメートル、最高約140マイクロメートル、最高約120マイクロメートル、又は最高約100マイクロメートルであり得る。
感圧接着剤300は、支持体2の第2の主要面200上に提供される。感圧接着剤は通常、室温で粘着性であり、ただ軽い指圧のみを加えることによって表面に接着されることができ、したがって感圧性でない他のタイプの接着剤と区別することができる。有用な感圧接着剤の一般的な説明は、「Encyclopedia of Polymer Science and Engineering」(Vol.13,Wiley−Interscience Publishers(New York,1988))に見出すことができる。有用な感圧接着剤の更なる説明は、「Encyclopedia of Polymer Science and Technology」(Vol.1,Interscience Publishers(New York,1964))に見出すことができる。任意の好適な組成物、物質、又は成分は、感圧接着剤300において使用され得る。感圧接着剤は多くの場合、例えば、1つ以上の粘着付与樹脂と組み合わせて、1つ以上の熱可塑性エラストマーを使用する。
低接着バックサイズ103は、支持体2の第1の主要面100上に提供され、よってテープ1が巻き取られた状態にあるとき(例えば、ロール20として)、感圧接着剤300の最外表面301が、低接着バックサイズ103の最外表面104と接触する。低接着バックサイズ103は、任意の好適な組成物であり得る。低接着バックサイズ103の組成物(例えば、感圧接着剤300の組成物と組み合わされる)は、ロール20が必要に応じて巻き出され得るように、適切なレベルの剥離をもたらすように選択され得る。本明細書において開示されるように、バックサイズ103はまた、上部に堆積されている塗料を固定する、より高い能力をもたらし得る。
支持体2及びテープ1を作製するための代表的な装置及びプロセス400が図14に示される。溶融熱可塑性ポリマー押出物431を押し出すために押出成形機430を使用することができ、次に、この押出物431の一方の主要表面は成形ロール410と接触し、このロールはその表面に、支持体2の第2の主要面200上に形成される、所望の、手による引き裂きを付与する微細構造を有する形態のネガ型を有する。押出品431の反対側の主要表面は、支持体ロール420と接触し、このロールは、支持体2の第1の主要面100にほぼ平坦な主要表面101を形成するように、ほぼ平坦な表面を含み得る。好都合には、この接触は、例えばロール410と420との間の狭い間隙(ニップ)の中に溶融押出品431を衝突させることによって、本質的に同時に行うことができる。当業者は、成形ロール410ではなく、成形ベルト、プラテン、及び同様のものによって提供され得る成形面を、必要に応じて使用することができることを理解するであろう。成形面は、金属であってもよく(例えば、金属ロールの形態)であってもよく、又は柔軟な材料(例えば、ポリマーベルト、若しくはポリマースリーブ、又は金属支持ロール上に堆積されるコーティング)を含んでもよい。所望の、手による引き裂き性を付与する形態のネガ型をその上に有する、かかる成形面は、例えば、当業者によく知られている彫刻、ローレット切り、ダイヤモンド切削、レーザーアブレーション、電気メッキ又は電気溶着などによって得ることができる。
図14によって示される一般型のプロセスによって製造されるか、又は任意の他の好適なプロセスによって製造されるかにかかわらず、テープ1は、図2の代表的な方法に示されるロール20の形態で都合よく提供され得る。テープ1、及びそのロール20は、いずれの種類の剥離ライナーも含まない(例えば、フィルムライナー自体、又はその上のコーティングによってもたらされる、支持体2から分離され、剥離表面を備える紙若しくはプラスチックフィルムライナー)。即ち、ロール20は、その上に直接巻かれた、巻き取られたロールであり、感圧接着剤300の最外表面301は、低接着バックサイズ103の最外表面104と接触している。剥離可能な接触とは、ロールの形態を許容できる程度に維持するための機械的完全性を備えたロール20を提供するのに十分な程度に、感圧接着剤300は低接着バックサイズ103の最外面104に接着するが(即ち、それにより、ロールは、その巻き取られた状態からあまりにも簡単に容認し難いほど広がらない)、感圧接着剤300と低接着バックサイズ103の最外表面104との間の接着力が、許容不可能な力を必要とせず、かつ接着剤を許容不可能なほどに損傷することなく、又は接着剤を支持体2の第2の主要面200から剥がすことなく、ないしは別の方法によりテープ1を許容不可能なほどに損傷することなく、接着剤300を低接着バックサイズ103から剥離し得るほど、充分に低いことを意味する。低接着バックサイズ、及びその反対面に感圧接着剤を備える、所与のテープ1の剥離特性は、その巻き取られた状態からテープ1を巻き出すために必要な力によって測定されてもよい(例えば、本明細書の実施例に記載される手順によって測定される)。この方法で測定すると、種々の実施形態において、テープ1は、テープ幅1インチ当たり少なくとも2、4、又は9オンス(0.22、0.44、又は0.99N/cmテープ幅)の巻き出し力を含み得る。更なる実施形態では、テープ1は、テープ幅1インチ当たり最大25、21、又は16オンス(2.75、2.31、又は1.76N/cmテープ幅)の巻き出し力を含み得る。
実施形態1.手で引き裂くことができるマスキングテープであって、長手方向軸、並びに横方向幅及び軸を含み、第1の主要面、及び相対して面する第2の主要面を含む、ポリオレフィン支持体を備え、低接着バックサイズは、上記支持体の第1の主要面上に配置され、感圧接着剤は、上記支持体の第2の主要面上に配置され、上記支持体の第2の主要面は、複数の脆弱線を含む微細構造を有する手で引き裂くことができるパターンを含み、上記脆弱線の少なくともいくつかが、支持体と少なくともほぼ横方向に向けられた長軸を含む、マスキングテープ。
あるいは、式IIa、IIb、又はIIcの一般式を有するメルカプト官能性シリコーンマクロマー、
あるいは、上記のシリコーンマクロマーの組み合わせ又は混合物、又はいずれかから選択されるシリコーンマクロマーの1つ以上の(メタ)アクリルモノマー、及び/又はオリゴマー、並びにビニルモノマー及び/又はオリゴマーを備える反応生成物を含む、実施形態1〜14のいずれか一つに記載のテープ。
装置
テープ支持体の押出し及び成形を、図14に示される一般型のプロセスラインを使用して行った。直径約12インチ(30.5cm)及び総面幅約16インチ(40.6cm)の金属製成形ロールを入手した。ロール面のパターン付き部分には、それぞれロールの面にわたって横方向に延び、かつロールの周囲を囲むように離間し、平行して突出する複数の***部が(ダイヤモンド切削によって)設けられた。***部は、それぞれ、第2の成形ロールの平らな表面から33マイクロメートル上方にある頂点を含んだ。***部は、それぞれ、互いに対して約130度の角度をなす平坦な側壁を備えた。***部のそれぞれの基底部(成形ロールの平らな表面に隣接する)は、幅約140マイクロメートルであった。***部は、約940マイクロメートルの中心間距離で第2の成形ロールの周りに周囲方向に離間配置された。***部は、それぞれ、***部の幅の一部にわたって横方向に延びる(即ち、第2の成形ロール面の周りに円周方向に配向される)、交差して線状の谷部を形成する2つの平面をそれぞれが備える一連の二次切欠きを含んだ。線状の谷部のそれぞれは、***部頂点より約24マイクロメートル下方(したがって、成形ロールの平らな表面から約9マイクロメートル上方)に位置した。二次切欠きそれぞれの2つの平面は、互いに対して約124度の角度をなした。二次切欠きは、***部それぞれに沿って約340マイクロメートルの間隔で離間配置された。
密度0.918g/cm3及びメルトフローインデックスが12の低密度ポリエチレン(LDPE)(Dow Plasticsより商品名「4012」で入手)を約30重量%と、密度0.965g/cm3、メルトフローインデックスが8.3の高密度ポリエチレン(HDPE)(Dow Plasticsより商品名「8007」で入手)を約70重量%含む、押出可能な組成物が得られた。LDPE及びHDPEの総重量に基づき、約3重量%の青色染料濃縮物(濃縮物のポリマー担体樹脂は記録されていなかったが、ポリエチレン材料と思われる)が添加された。材料は乾燥ペレットの形態で入手し、乾式混合し、直径2.5インチ(6.4cm)の一軸スクリュー押出機に送り、公称ギャップ20ミル(508μm)(形成されるウェブのクロスウェブキャリパーを最適化するために必要に応じて調整することができる)を含む幅12インチ(30.5cm)のキャストフィルムダイを通して押出した。ダイの温度を約218℃に設定し、溶融押出品を約1000psi(6900kPa)の融解圧力で押出した。押出品を押出し、分速約15.2メートルのライン速度で処理した。
上記の代表的なテープ支持体の多くの変形を、様々なプロセスライン条件、樹脂組成物などに関して実施した。様々な実験において、LDPE:HDPEの比率は、約10:90〜90:10の範囲で変化した。
以下の材料が得られた。
代表的なシリコーン接着バックサイズ組成物LAB−Si−Rが、2010年12月29日に出願された、米国仮特許出願第61/427932号の実施例に記載されるものとほぼ同様の手順を使用して、表2に示される組成物から作製された。表2において、反応物は、全反応物に対する重量%で記載され、反応は、メチルエチルケトンで行われ、VAZO 64開始剤で開始された(量は記載されない)。(これらのバッチは、従来的な混合及び処理装置を使用して、より大容量で配合された。)
他の、シリコーンマクロマー系低接着バックサイズ配合は、様々な組成物の上記の代表的シリコーンLABと同様の方法で作製された。これらの組成物は、表3に(LAB−Si−Rと共に)表3に掲載され、反応生成物のアクリル側鎖の推定ガラス転移温度もまた掲載される。
代表的なアクリル系低接着バックサイズ組成物LAB−Ac−Rは、エチルアセテート溶媒中の、表4に示される組成物から、上記のものとほぼ同様の手順を使用して作製される。表4において、反応物が重量%で示され、反応はエチルアセテートにおいて行われ、VAZO 67開始剤で開始され、量は示されていない。別のサンプル(LAB−Ac−2)は同様の組成物からなるが、上記の一般的方法により、12重量%の水性分散液に変換された。
低接着バックサイズ組成物は、上記の代表的なテープ支持体サンプルの第1の主要面(つや消し側面)上にコーティングされた。フィルムの第1の主要面は、低接着バックサイズ組成物をコーティングする前に、約45ダイン/cmのダインレベルまで、従来的な方法及び装置を使用して、空気コロナ処理(air corona)された。組成物のコーティングは、典型的に、約7.6メートル/分のライン速度で、グラビアコーティングによって行われた。低接着バックサイズコーティングをもたらすために、溶媒(又は、いくつかの場合においては水)を除去するため、約54℃の温度で乾燥させられた。その後、第1の主要面上に低接着バックサイズを有するテープ支持体が、更なる処理又は試験に備えるまで巻かれてもよい。
天然ゴム系感圧接着剤組成物は、天然ゴムエラストマー及び放射状ブロックコポリマーエラストマーのほぼ等しい重量比を含み、100部の合計エラストマー中に約80部の粘着付与樹脂を含む、米国特許出願公開第2003/0215628号に記載される一般的な方法により配合された。組成物はまた、100部の合計エラストマー当たり約85部の炭酸カルシウムを含み、加えて、このような配合において一般的である、適切な量の抗酸化剤、安定化剤などを含む。
テープのロールの巻き出し力試験
所与の低接着バックサイズ(感圧接着剤と組み合わせた)の剥離特性は、テープロールをスリップ/ピール試験機(IMASS Inc.(Hingham,Mass.)のModel 3M90)のスプール固定具に取り付け、テープロールに対して約90度の角度で、90インチ/分(229cm/分)の剥離速度で、テープロールからテープを巻き出すために必要な力を測定することによって評価された。約5秒の実行時間にわたる平均力を測定し、テープの1インチ(幅)当たりの重量オンス(テープの1cm幅当たり0.11N)で報告した。このような巻き出し測定は通常、約21℃、及び約50%の相対湿度において、約11時間経時変化させた後に行われるが、試験は他の暴露の後にも行われる。
乾燥させた塗料固定の試験は、テープ支持体上の低接着バックサイズ上で行われた(典型的には、テープ支持体の反対側に存在する感圧接着剤を有さずに)。主にラテックス(水性)を含むが、いくつかの油性塗料も含む、市販の11塗料のセット(battery)が使用された。例えば、予備スクリーニングに適した試験の概略版は、ラテックスアクリル塗料(例えば、Sherwin Williamsから「DURATION Exterior Acrylic Latex」の商標名で入手可能)で行われ得る。
巻き出し力
その第1の主要面上に代表的な低接着バックサイズコーティング(LAB−Si−R)を備え、その第2の主要面上に代表的な(天然ゴム系)感圧接着剤を備える、本明細書において記載される代表的なテープ支持体(30:70重量比のLDPE:HDPEを含む)を含む、代表的なテープサンプルが、上記の巻き出し力試験に従って、その剥離特性を試験された。巻き出し力は、典型的には、約5oz/インチ(0.55N/cm)〜13oz/インチ(1.43N/cm)の範囲であることが見出された。(差異は、試験前の巻き取られたロールの、より長い時間(例えば、数日)での、及びより高い温度(多くの感圧接着剤の典型的挙動である)での保存による巻き出し力の増加と主に関連するものと思われた)低接着バックサイズサンプルLAB−Si−2、LAB−Si−3、LAB−Si−4及びLAB−Si−5を有するテープロールは、ほぼ同様の結果を呈することが見出され、メタクリル酸を最も多く有するサンプル(LAB−Si−4及びLAB−Si−5)が、典型的には若干高いが、以前として大いに許容可能な巻き出し力を呈する。
第1の主要表面上に代表的な低接着バックサイズコーティング(LAB−Si−R)(しかし、典型的には第2の主要表面上にいずれかの感圧接着剤も存在しない)を有する、代表的なテープ支持体サンプル(30:70重量比のLDPE:HDPE)が、上記のように塗料固定性について試験された。塗料固定性能は、優れている、と評価された(テープサンプルが試験された、本質的に全ての塗料において、優れた固定性が観察された)。上記のように、テープ支持体が丸められて、その後平坦にされる、より厳密な塗料固定試験が実行されて、やはり優れているという結果を生じた。他の代表的なテープサンプルは、約50%の伸び量まで線形に伸ばされ、その後、上記のように塗料固定性を試験された。優れているという塗料固定性評価が再び得られ、これは、テープが伸張された度合いにおいて特に驚異的であった。
第1側面上に低接着バックサイズを有し、第2側面上に手で引き裂くことができるパターン、及び感圧接着剤を備える、代表的なテープサンプルが、その全体的な取り扱い性に関して評価された。広範な研究により、テープの横方向に手で引き裂ける能力、テープの横方向に湾曲する能力(テープの最外部の整合した伸張)、比較的長いテープが処理される際に、テープが反り(クロスウェブ方向に反る)に抵抗する能力(全て本明細書において先に記載された)を含むために、最も望ましい処理特性を呈した。これらの目的は、互いに両立しないことが見出された。
Claims (22)
- 手で引き裂くことができるマスキングテープであって、
長手方向軸、並びに横方向幅及び軸を含み、第1の主要面、及び相対して面する第2の主要面を含む、ポリオレフィン支持体を備え、
低接着バックサイズは、前記支持体の前記第1の主要面上に配置され、感圧接着剤は、前記支持体の前記第2の主要面上に配置され、
前記支持体の前記第2の主要面は、複数の脆弱線を含む微細構造を有する手で引き裂くことができるパターンを含み、前記脆弱線の少なくともいくつかが、前記支持体と少なくともほぼ横方向に向けられた長軸を含む、マスキングテープ。 - 前記脆弱線の少なくともいくつかが、それぞれが前記支持体の前記第2の主要面の横方向幅全体にわたって延在する連続的な溝を含む、連続的な脆弱線である、請求項1に記載のテープ。
- 前記連続的な脆弱線の少なくともいくつかが、前記支持体の横方向軸からプラスマイナス5度以内に向けられた長軸を含む、請求項2に記載のテープ。
- 前記脆弱線の少なくともいくつかは、それぞれが前記支持体の前記第2の主要面の第2の主要表面内の複数の凹部によって集合的に画定される不連続な脆弱線である、請求項1に記載のテープ。
- 前記ポリオレフィン材料は、ポリエチレン材料である、請求項1に記載のテープ。
- 前記ポリエチレン材料は、低密度ポリエチレンと高密度ポリエチレンとの混合物である、請求項5に記載のテープ。
- 前記混合物は、低密度ポリエチレンの高密度ポリエチレンに対する重量比が約20:80〜約40:60である、請求項6に記載のテープ。
- 前記感圧接着剤は、天然ゴム系感圧接着剤である、請求項1に記載のテープ。
- 前記テープは、巻き取られたロールの状態で、一方向に長い形状を有しており、前記感圧接着剤の主要表面が、前記低接着バックサイズの主要表面と剥離可能に接触している、請求項1に記載のテープ。
- 前記テープが横方向に湾曲可能である、請求項1に記載のテープ。
- 前記横方向に湾曲可能なテープは、約50%の伸び量まで伸張させた後に、優れた塗料固定性評価を呈する、請求項10に記載のテープ。
- 前記テープは約4oz/インチ(0.44N/cm)〜約21oz/インチ(2.30N/cm)の間の巻き出し力を含む、請求項1に記載のテープ。
- 前記テープは約9oz/インチ(0.99N/cm)〜約16oz/インチ(1.76N/cm)の巻き出し力を含む、請求項1に記載のテープ。
- 前記低接着バックサイズは、水性コーティングを含む、請求項1に記載のテープ。
- 前記低接着バックサイズは、(メタ)アクリルモノマー及び/又はオリゴマーの反応生成物を含む、請求項1に記載のテープ。
- 12〜22個の炭素原子を含み、(メタ)アクリルポリマー主鎖に付加されるアルキル側鎖ポリマーを含む、請求項15に記載のテープ。
- 前記低接着バックサイズは、オクタデシルアクリレート、アクリル酸、アクリロニトリル、及びメチルアクリレートの反応生成物を含む、請求項16に記載のテープ。
- 前記低接着バックサイズは、シリコーン材料である、請求項1に記載のテープ。
- 前記反応生成物は、低Tg(メタ)アクリルモノマーユニット、高Tg(メタ)アクリルモノマーユニット、及び(メタ)アクリル酸モノマーユニットを含む、請求項19に記載のテープ。
- 前記反応生成物は、メチルメタクリレートモノマーユニット、メチルアクリレートモノマーユニット、及びメタクリル酸モノマーユニットを含む、請求項20に記載のテープ。
- 第2の表面部分を塗装しないようにマスキングした状態で第1の表面部分を塗装する方法であって、
一定の長さの請求項1の前記手で引き裂くことができるマスキングテープを、前記第2の表面部分に接着剤により取り付ける工程と、次いで液体塗料を少なくとも前記第1の表面部分に適用する工程とを含む、方法。
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