JP7488340B2 - 低エネルギー表面を持つ材料のフライングスプライスに適した接着剤 - Google Patents

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Description

本発明は、主請求項の一般用語の特徴に従った、接着剤、特にロールに巻かれた平坦ウェブ材料(平らなウェブ材料)のフライングロール交換用接着テープに使用するためのもの、およびロールに巻かれた非極性の平坦ウェブ材料のフライングロール交換方法に関するものである。
平坦ウェブ素材(紙、フィルム、不織布など)の処理では、ほとんど巻かれていない古いロールを新しいロールに交換するために、この目的のために高速走行する機械を停止させることなく、フライングロール交換が一般的な方法である。接着テープは、このようなフライングロール交換にしばしば使用され、例えば、古いウェブの端と新しいウェブの端を接合し、機械速度全開の巻き取り時に新しいコアにウェブを接着するために使用される。
フライングスプライス(ダイナミック・スプライスとも呼ばれる)は、フィルムや不織布の加工業界では、表面が非極性の素材に対して2つの異なる手順で実施されている。
第一の方法においては、新しいロール(新ロール)のウェブの始点に両面接着テープ(自己接着テープ)を有利な配置(通常は直線状、あるいはW字状、V字状)で手貼りし、テープからはみ出したウェブ材を切り取る。また、新ロールのウェブの巻き始めは、新ロールが旧ロールの周速度まで加速したときにウェブが巻き戻されるのを防止するために、いわゆる保持ラベルを使用して新ロールの下側に固定される。この方法の欠点は、ロールの準備に非常に時間がかかることと、接着に熟練した技術が必要なことである。また、この方法では、ウェブ素材、保持ラベル、接着ストリップを重ねるため、結合が比較的厚くなり、必ずしも所望の結果につながらないことがある。さらに、特に薄くて柔軟なウェブ材料では、回転中に発生する逆方向の空気の流れにより、新しいウェブの始めにウェブ材料に膨らみが発生することがあり、一般にウェブの接着不良につながる可能性がある。
第二の方法においては、片面接着テープを新しいロールの最上部のウェブの自由端の下に直線状に重ね合わせて接着し、接着面を外側に向け、新しいウェブで部分的にしか覆わないようにする。外向きの接着面の露出部分を古いロール(旧ロール)のウェブに接着する。新ロールを旧ロールの表面速度まで加速する際のウェブの巻き戻しを防止するため、新ロールの最上部のターンと下側のターンの間に液体を導入し、毛細管力により上側のターンを下側のターンに固定される。この場合の欠点は、この方法も熟練したスタッフの配置を必要とし、それにもかかわらず、技術的に有利な結果を必ずしももたらさないことである。なぜなら、液体によるウェブ材料の固定効率は、多くのパラメータ、例えばフィルム材料の表面エネルギー、柔軟性、単位面積当たりの重量、使用する液体の量、その極性、粘度、密度、さらに液体フィルムの層厚、面積、剪断挙動に左右されるからである。このプロセスの決定的な欠点は、ロール交換時にウェブの速度を上げすぎてはいけないことと、使用する液体のために装置やウェブの材料が汚染されることである。
上記の方法は、紙加工業においても採用されている。そこで、第1の方法をさらに発展させたものとして、紙ウェブを接合する接着テープに固定のための固定用のタブ(ここでは、キャリア材料を内部に含む両面接着テープ)を一体化したスプライシング方法がある。この場合、ウェブが接合された後、分割可能なキャリアが分割され、分割可能なキャリアの一部はウェブを接合する自己接着テープ上(すなわち上側のターン上)に残り、他の部分は下側のターン上に残る。「分割可能」という用語は、表面の延長線上に平行に分割可能なキャリア、特に、スプライシング工程において要件に関連して実際に分割するキャリアを表すために使用される。
紙加工業界では、この工程を行うための製品が数多く知られている。例えば、DE19632689A2には、主キャリアの他に、切断可能な紙キャリアを備えた接着テープが開示されている。両ロールのウェブが動的な負荷で接合されると、紙キャリアが裂け、他の接着テープでは露出したままの領域に、その残滓で固定に使われる接着剤を非接着的に覆う。DE19902179A1も、この種の接着テープを開示しており、この場合、負荷時の破れの発生を防止するために、分割可能な紙キャリアが主キャリアに対してオフセットして配置されている。
フィルムや不織布の加工業界では、フライングスプライスを改善するために、紙加工業界ですでに知られているものと同様の設計の接着テープも使用されるようになっている。特に、表面が非極性であるフィルムや不織布を対象とする。このような非極性表面は、表面エネルギーの低い材料、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリマーコート紙などに存在する。表面エネルギーが50mN/m以下であれば低エネルギーとする。このような非極性表面には、高粘着性と同時に高接着性を有する自己接着性化合物が必要である。このために接着力および必要な高粘着性(タック)は、通常、接着剤の流動性を高めることで得ることができる。しかし、従来の高接着性接着剤や高粘着性接着剤は、非極性フィルムや不織布のフライングスプライスロール交換には不向きであり、あるいは全く適さない。その解決策は、EP06819521Aによって、接着パラメータが非極性表面の接着に使用するのに好ましい合成ゴムベースの接着剤を提供することが示されている。
フィルム材料には、加工特性を向上させるために、例えば、製造時に高温のポリマー溶融物が表面に付着するのを抑えるために、潤滑剤が添加されることが多く、特に、潤滑剤は、それぞれの用途に望ましい表面特性をフィルムに付与するものである。例えば、脂肪酸アミドのようなアルコール、酸、石鹸、アミド、エステルなどを官能基とする化合物が潤滑剤として使用される。典型的な潤滑材の添加剤の量は、フィルム組成物中0.2~2%、特に0.2~0.8%である。
しかしながら、特に潤滑剤を含有する材料からなる表面に接着が行われる場合、特にフィルムやホイル(箔)の材料に一般的に使用されている潤滑剤剤(滑り添加剤、高滑り添加剤とも呼ばれる)、例えばエルカミド、オレアミドなどは非常に移行しやすく、使用する接着剤層(接着層)の接着特性(例えば、粘着力、初期接着強度など)に悪影響を与えるという問題がある。したがって、例えば接着剤の接着強度および剪断強度を著しく損なうことなく、前記表面に使用される接着剤の流動挙動を最適化することが望ましい。
DE19632689A2 DE19902179A1 EP06819521A
従って、本発明の課題は、ホイル材料および/またはフィルム材料、特に潤滑剤などの移行性成分-例えばエルカミド、オレアミドなど-を含むものを接着するために特に適した接着テープ用接着剤を提供することであった。
接着テープは、ロールに巻かれた前述のタイプの平坦ウェブ材料を高速でフライングロール交換する工程に適していると特に有利である。さらに、必ずしも必要ではないが、対応する接着剤が、他のさまざまな材料への接着にも使用できるようになれば、さらなる利点となる。
驚くべきことに、当該課題は、以下を含む接着剤によって解決できる、
(a)35~55質量%のエラストマー成分、
(b)20~45質量%の粘着付与樹脂成分を含有し
(c)15~40質量%の可塑化成分であり、そのうち
(c1)8~35質量%の1種または複数の可塑化油
(c2)0~32質量%の1種または複数の非鉱油の可塑剤。
上記に示された質量%は、ベースとなる接着剤に対するものである。ベースとなる接着剤は、それぞれの場合に示される質量%から、総和が100%になるように構成することができる。その前提として、記載された成分が記載された比率の範囲にあることが必要となる。
前記におけるベース接着剤とは、前記100%のベース接着剤に対して、後述するような任意の添加剤や添加剤が、成分(a)、(b)(c1)、(c2)からなるベース接着剤の前述の100%に対して付加的に計算されなければならず、したがって、結果として配合される接着剤全体の分数は、アジュバントおよび/または添加剤の添加量に応じて適宜変換される必要があることを意味する。
本発明によれば、ベース接着剤の少なくとも8質量%が、1種以上の可塑化油(c1)により形成されている。非鉱油の可塑剤(成分(c2))は、成分(c1)の可塑化油に含まれない可塑性物質である。可塑化油の条件を満たせば、非鉱油の可塑剤を任意に存在させることができる。本明細書において「可塑化油」という用語が使用される場合、詳細な記載がない限り、1つ以上の可塑化油が存在する実施形態について、その全体が可塑化油を指すことが意図される。可塑化成分(c)がベース接着剤の35質量%を超える場合、少なくとも5質量%(最大32質量%)の非鉱油の可塑剤(複数可)(成分(c2))が存在する/存在する。
可塑化油としては鉱油が用いられ、特にナフテン系鉱油およびパラフィン系鉱油から選択される。
非常に有利な実施形態において、本発明による接着剤は、自己接着性を示す。本書では、従来技術や関連文献で慣用されているように、「自己接着性」および「感圧性接着剤」という用語を同義的に使用する。同様に、「接着剤」と「接着剤化合物」という用語も同義で使用される。
「接着剤」または「接着剤化合物」が本書の文脈で使用される限り、特に接着剤の特定の実施形態を説明するとき、またはこの接着剤と共に本発明による接着テープの実施形態を説明する場合、対応する記載において明示的に言及されているか否かにかかわらず、接着剤の自己接着性組成物(感圧接着剤)としてのそれぞれの実施形態が、それぞれの実施形態の特定の実施形態として明示的に含まれることを意図することになるので、そこに記載されている接着剤が自己接着性組成物(感圧接着剤)であれば特に有利であるということが、すべての実施形態に原則的に適用されることになる。
感圧接着性とは、物質が比較的弱い圧力下でも、適用温度、通常はすでに室温(ここでは23℃と定義)で基材と永久的に接着を形成する性質のことである。この性質を持つ物質を感圧接着剤という。感圧接着剤は古くから知られている。使用後は、基本的に残滓を残すことなく、基材から剥離することができる場合が多い。感圧接着剤は通常、室温で永久的に固有の粘着性を有し、すなわち、低圧でもそれぞれの接着剤基材の表面を湿潤させるように、一定の粘度と粘着性を有している。感圧接着剤が材料に接着し、力を伝達する能力は、感圧接着剤の接着容量と凝集力に基づく。感圧接着剤は、弾性成分を含む極めて高粘度の液体と考えることができる。その結果、感圧接着剤は特殊で特徴的な粘弾性特性を有し、永続的な固有の粘着性と接着性を持つことになる。機械的に変形させると、弾性復元力の蓄積と同時に粘性流動の工程が発生するのが特徴である。それぞれの感圧接着剤の正確な組成、構造、架橋度、また変形の速度と時間、温度に依存して、これらの割合に関し、二つの工程の間に一定の関係にある。
自己接着剤や感圧接着剤の接着の程度は、それぞれの接着剤ベースの種類にも依存する。例えば、極性、すなわち高エネルギーの表面(例えば鉄などの多くの金属の表面など)に特に接着する感圧接着剤と、非極性、すなわち低エネルギーの基材に優先的に接着する感圧接着剤がある。高分子材料やプラスチックの多くは、低エネルギーの表面を有し、低エネルギーの表面を有するものとしては、ポリエチレン(PE、低密度:LDPE、高密度:HDPE)、天然ゴム(NR)、ニトロールゴム(NBR)、シリコーンゴム(MVQ)、エチレンビニルアセテート(EVA)、エチレンプロピレンジエンゴム(EPDM)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリオキシメチレン(POM、ポリアセタール)、ポリプロピレン(PP)、ポリスチレン(PS)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)などがある。逆に、通常の感圧接着剤の接着性が悪い、あるいは全く接着しない、いわゆる「反接着性」の基材も存在する。本発明に従って記載された自己接着剤または感圧接着剤は、特に、多数の非極性(低エネルギー)材料に対して良好な接着特性を有する。これは本発明の接着テープの唯一の用途ではないが、本発明による接着テープは、プラスチックホイルのスプライシングに特によく適しており、ここでは特にその表面に潤滑剤(スリップ添加剤;この点では、例えば、Handbook Kunststoff-Additive, 4th edition, 2016, C. Hanser, Munich, section 5.6)を含むか担持するものに適している。潤滑剤含有ポリオレフィンホイルは、非限定的な例である。
優れた流動挙動により、本発明による接着剤は、例えば、不織布基材用などの粗い表面にも特に良好に使用することができる。
本発明のさらなる目的は、
(a)35~55質量%のエラストマー成分、
(b)20~45質量%の粘着付与樹脂成分、
(c1)8~35質量%の1種または複数の可塑化油
(c2)0~32質量%の1種または複数の非鉱油の可塑剤
が含まれている、
(c)15~40質量%の可塑化成分
を含む接着剤の少なくとも一つの層を含む接着テープを提供することである。
ここに示すように、接着剤は、再び非常に有利には自己接着剤である。
このような接着テープは、単層で、すなわち、いわゆる転写接着テープとして設計することができ、この場合、接着剤の層は、特に仮の、特に粘着防止剤(いわゆるライナー)上の層として塗布される。保護のため、第2接着面をライナーで一時的に覆うことも(裏打ちすることも)可能である。このような転写接着テープは、通常、接着剤の層を、その露出した接着面によって-転写接着テープが両面に裏打ちされている場合には、任意にライナーの一方を取り除いた後に-接着されるべき表面の一方に適用し、残りのライナーを取り除き、第2の接着面を接着されるべき他の表面に接触させて使用される。このような1層接着システム、すなわち転写接着テープのようなものを安定させるために、接着剤に添加剤、例えば繊維を添加することができる。
本発明による接着剤を有する接着テープは、有利には、キャリア層および任意にさらなる層を含む片面または両面接着テープとして設計することも可能である。片面に接着加工を施した接着テープは、本発明による接着剤の外層-ライナーで一時的に裏打ちされる-を有し、反対側の面は非接着加工とされている。両面接着テープは、2つの外側接着剤層-ライナーで一時的に裏打ちされていてもよい-を有し、そのうち少なくとも一方の外側接着剤層が本発明による接着剤に相当するが、両方の外側接着剤層が本発明によるものでもよい。外部接着剤層が両方とも本発明による接着剤に基づく場合、それらは化学的に同一であっても、異なっていてもよく、すなわち異なる組成を有していてもよい。
両面接着テープの外側の接着剤層が化学的に異なる場合、本発明によるものではない第2の接着剤は、全く異なる接着剤、例えば異なる化学的基盤の自己接着剤-例えばアクリレート接着剤-とすることも可能である。ポリウレタン系接着剤、シリコーン系接着剤、ゴム系接着剤、自己接着性または非自己接着性の活性化型接着剤、例えば、熱活性化型接着剤、放射線活性化型接着剤、湿気活性化型接着剤など、その他基本的にあらゆる種類の接着剤が使用可能である。
両面接着テープは、対称または非対称の構造を持つことができ、例えば、両方の外側の接着剤層は同じ厚さを有することができ、または異なる厚さを有することができる。
本発明に係る接着テープは、優れた接着特性を有する。また、良好な接着のために、片面または両面の基材に対して優れた流動性が要求される場合に特に有利に使用することができる。
非常に有利な実施形態において、本発明による接着テープは、ロール上に巻かれた平坦ウェブ材料、特に不織布のような低い表面エネルギーおよび/または非常に粗い表面を有する平坦ウェブ材料のフライングスプライスに適しているように設計されている。表面エネルギーが50mN/m以下であれば低いと判断する。本発明による接着テープは、特に、ホイル材料(箔材料)および/またはフィルム材料、特に、ホイル/フィルム材料の表面にも特に存在し得る潤滑剤-例えばエルカミド、オレアミドなどの移行成分を含むそのようなホイル材料および/またはフィルム材料のフライングロールの交換に有利に適している。この用途には、原則として、前述のような転写接着テープ、片面接着テープ、両面接着テープも使用可能である。
しかしながら、そのようなフライングロール交換用接着テープは、有利には、少なくとも2つの対向する接着剤層、すなわち上側接着剤層および下側接着剤層から構成される。自己接着剤の層が有利である。有利には、本発明による接着テープは、その構築の過程で分割可能なキャリアを有する。
接着剤層の「上」「下」という呼称は、フライングロール交換の工程(本書では「スプライシング工程」ともいう)における接着テープの位置関係に応じて、通常通り選択されるものである。スプライシング工程では、上側の接着剤は、本発明による接着テープの対応する側(「上側」)を新しいロールのウェブ開始部と古いロールのほぼ巻き取られたウェブとに接合する役割を果たし、したがって、両方のロールのウェブが接着テープを介して互いに接合される。下側の接着剤は、本発明による接着テープの対応する側(「下側」)を第2の上端のターンに接合する役割を果たし、これにより、新しいロールの上端と第2の上端のターンは、接着テープを介して互いに初期的に接合される。スプライシング工程のさらなる過程において、分割可能なキャリアが分割されると、ロールの上側2つのターンの接合部が再び分離され、それぞれのターンの上側から離れる方向に向く上側接着剤および下側接着剤の接着領域が、今や分割キャリアによって非接着的に覆われて残るような方法で行われる。
このようなスプライシング(接続)を有利に行うには、上側接着剤と下側接着剤の接着強度、タック(粘着性)、粘度などを具体的に設計することで実現できる。この複雑な粘度を考慮して下層接着剤量を選択することで、下層接着剤のコールドフローを防止することができる。これにより、分割可能なキャリアの下側の接着剤が接着剤の接合部から抜け出して分割可能なキャリアの上側に接着することを防ぎ、キャリアのブロッキングを回避して分割性を維持することができるようになる。
上側接着剤については、フィルムスプライシング工程の要件を満たし、特に自己接着するように設計されている化合物を選択することが特に有利である。有利には、それは、スプライシング工程中に非極性材料、特にポリオレフィン系基材を付着するのに十分な接着性を有し、工程中にかかる基材から剪断されるべきではなく、したがって好ましくはその上で良好な剪断強度を有し、ポリオレフィン系材料に十分に良好な接着力を発現する。
本発明による接着剤は、非極性材料-例えばポリオレフィン系材料-、より詳細には潤滑剤を含むこのような材料、および表面が粗い平坦ウェブ材料のフライングスプライス用接着テープの上側接着剤として、優れた適性を有するものである。従って、本発明による接着テープの有利な実施形態は、以下の成分を含む接着剤の層を含み:
(a)35~55質量%のエラストマー成分、
(b)20~45質量%の粘着付与樹脂成分、
(c1)8~35質量%の1種または複数の可塑化油
(c2)0~32質量%の1種または複数の非鉱油の可塑剤
が含まれている、
(c)15~40質量%の可塑化成分
当該接着剤の層は、本発明に係る接着テープの上側接着剤層である。
下側接着剤層は、極性または非極性材料について先行技術からそれ自体知られているようなものであってよい。
しかしながら、本発明による接着剤は、このような接着テープの下側接着剤層としても、非常に有利に使用できることが判明した。したがって、本発明による接着テープのさらに有利な実施形態は、上側接着剤層および下側接着剤層の両方が、少なくとも以下の成分からなる接着剤によって形成されているように形成されている
(a)35~55質量%のエラストマー成分、
(b)20~45質量%の粘着付与樹脂成分、
(c1)8~35質量%の1種または複数の可塑化油
(c2)0~32質量%の1種または複数の非鉱油の可塑剤
が含まれている、
(c)15~40質量%の可塑化成分
本実施形態における下側接着剤層および上側接着剤層を形成する2つの接着剤は、その組成を完全に同一にすることができる。ただし、両接着剤質量が、成分(a)、(b)および(c)を上記に示した割合の範囲とする一般的な組成に相当する限り、両者は異なっていてもよい。
本発明による接着テープは、上側接着剤および/または下側接着剤として、ポリエチレン基材に対する接着力が2.0N/cm、好ましくは3.0N/cm以上(測定法KK PE 180°、後述)である接着剤を使用すると有利である。これにより、接合する非極性の平坦ウェブ材に接着テープが特に効率よく接着し、接合部の耐久性がさらに向上するため、スプライシング工程全体の効率化を図ることができる。
さらに、上側接着剤として、40mm以下のロールパス長に対応する粘着力(タック)を有する接着剤が使用されると有利であり(測定方法 RBT試験、実験部参照)、接着力の尺度として用いられるこのロールパス長が20mm以下であると特に有利である。特に、2つの回転ロールを合わせてウェブを接合する際に高い効率を実現するという効果が得られる。
本発明に係る接着剤の組成物
エラストマー成分(a)
エラストマー成分(a)は、有利には、1種以上のポリビニル芳香族ポリジエンブロックコポリマーかを含むか、またはこれらこれらのコポリマーのみから構成される。エラストマー成分中のポリビニル芳香族-ポリジエンブロックコポリマーの割合は、90質量%以上であることが好ましい。典型的には、そして有利には、本発明によれば、ポリジエンは、特に1,3-ジエンのような共役ジエンから作られる。
この場合、全ポリビニル芳香族ポリジエンブロックコポリマーを基準とした平均ジブロック含有量は、好ましくは少なくとも30質量%、非常に好ましくは少なくとも50質量%である。ジブロックの含有量は、さらに有利には、少なくとも70質量%であってもよい。
ポリビニル芳香族ポリジエンブロックコポリマーのポリジエンブロックは、好ましくは、全ポリジエンブロックを基準として、20質量%未満の平均ビニル含有量を有する。同様に、好ましくは、ポリビニル芳香族ポリジエンブロックコポリマーのポリジエンブロックは、全ポリジエンブロックを基準にして、17質量%未満、好ましくは13質量%未満の平均ビニル含有量を有する。
エラストマー成分の少なくとも1つのブロックコポリマーのピークモル質量は、典型的には80000g/mol~500000g/molの間、好ましくは100000g/mol~200000g/molの間である。
エラストマー成分は、典型的には、構造A-Bを有するジブロックコポリマーの形態の少なくとも1つの合成ゴムかを含み、それは、構造A-B-A、(A-B)n、(A-B)nXまたは(A-B-A)nXを有するブロックコポリマーの形態の合成ゴムをさらに含むことができ、
ここで、
-ブロックAは、互いに独立して、少なくとも1つのビニル芳香族を重合することによって形成されたポリマーを表し;
-ブロックBは、互いに独立に、4~18個の炭素原子を有する共役ジエンの重合によって形成されるポリマーを表し;
-Xは、カップリング試薬または多官能性開始剤の残基を表し;そして
-nは2以上の整数(整数≧2)である。
本発明による感圧接着剤層の全ての合成ゴムが、上記のような構造を有するブロックコポリマーであることができる。したがって、本発明による感圧接着剤層は、上記のような構造を有する異なるブロックコポリマーの混合物を含むこともできる。
したがって、少なくとも1つの適切なブロックコポリマーは、典型的には、1つ以上のゴム状ブロックB(エラストマーブロック、ソフトブロック)および少なくとも1つのガラス状ブロックA(ハードブロック)を含む。特に好ましくは、本発明による感圧接着剤層の少なくとも1つの合成ゴムは、A-B-A、(A-B)2X、(A-B)3Xおよび/または(A-B)4Xと組み合わせて存在する構造A-Bを有するブロックコポリマーであり、上記の定義がA、BおよびXに適用される。
典型的に使用される感圧接着剤層としては、ビニル芳香族を主成分とするポリマーブロック(Aブロック)、好ましくはスチレン、および、1,3-ジエンの重合により主成分となるポリマーブロック(Bブロック)であり、例えば、ブタジエン、イソプレンなど、またはこれらのコポリマーを含むブロックコポリマーをベースとする。
好ましくは、感圧接着剤層のブロックコポリマーは、少なくとも1つのポリスチレン末端ブロックを有する。
好ましいポリスチレンブロックの代わりに、75℃以上のガラス転移温度を有する他の芳香族含有ホモポリマーおよびコポリマー(好ましくはC8~C12芳香族)に基づくポリマーブロック、例えばメチルスチレン含有芳香族ブロックも、ビニル芳香族として使用することができる。さらに、同一または異なるAブロックを含めることもできる。
ブロックAを構成するビニル芳香族は、好ましくはスチレン、α-メチルスチレンおよび/または他のスチレン誘導体を含む。したがって、ブロックAは、ホモまたはコポリマーとして存在することができる。特に好ましくは、ブロックAはポリスチレンである。
ソフトブロックBのモノマーとして好ましい共役ジエンは、特に、ブタジエン、イソプレン、エチルブタジエン、フェニルブタジエン、ピペリレン、ペンタジエン、ヘキサジエン、エチルヘキサジエンおよびジメチルブタジエン、ならびにこれらのモノマーの任意の混合物からなる群から選択される。ブロックBはまた、ホモポリマーまたはコポリマーとして存在することができる。
特に好ましくは、ソフトブロックBのモノマーとしての共役ジエンは、ブタジエンおよびイソプレンから選択される。例えば、ソフトブロックBは、ポリイソプレンまたはポリブタジエン、あるいはブタジエンとイソプレンの混合物のポリマーである。非常に好ましくは、ブロックBは、ポリブタジエンである。
Aブロックは、本発明においては「ハードブロック」とも呼ばれる。Bブロックは、「ソフトブロック」「エラストマーブロック」とも呼ばれる。これは、ガラス転移温度(Aブロックは25℃以上、特に50℃以上、Bブロックは最大25℃(25℃以下)、特に最大-25℃(-25℃以下))に応じて本発明によるブロックを選択することを反映している。これらのデータは、純粋なブレンドされていないブロックコポリマーに基づくものである。
ブロックコポリマー中のハードブロックの割合は、少なくとも12質量%、40質量%以下であり、好ましくは少なくとも15質量%、35質量%以下である。ブロックコポリマーがポリビニル芳香族-ポリブタジエンブロックコポリマーである場合、ハードブロックの割合は、有利には少なくとも20質量%である。
AブロックとBブロックから得られるブロックコポリマーは、ミクロ構造に関しても、同じBブロックを含んでもよいし、異なるBブロックを含んでもよい。「ミクロ構造」とは、ポリブタジエン、ポリイソプレンまたは特に1,3-ジエンのような別の共役ジエンに可能なモノマー結合タイプ、特に、すなわち、1,4-シス(ポリブタジエンおよびポリイソプレンにおいて)、1,4-トランス(ポリブタジエンおよびポリイソプレンにおいて)、1,2(ポリブタジエンおよびポリイソプレン)および3,4(ポリイソプレン)についての相対比を意味し;好ましくは、ポリジエンブロックに基づき、1,4含有量(シス+トランス)が80質量%以上、非常に好ましくは85質量%以上であり、ポリジエンブロックに基づき、40質量%以上の1,4-シス含有量であり;これに対応して、合計で存在する1,2-および/または任意の3,4-結合モノマーの含有量、すなわち試験IXに従って決定されるいわゆるビニル含有量は、最大で20質量%、好ましくは最大17質量%、非常に好ましいのは最大で13質量%である。ポリジエンブロックのモノマー単位の1,4-結合、特に1,4-シス結合の割合が高いか、ビニル基の割合が低いと、ガラス転移温度が低くなるため、低温でも良好な粘着性(タック)が得られ、低温環境でのスプライス工程に有利である。したがって、BブロックまたはBブロックの種類としては、ポリブタジエンも好ましい。別の実施形態では、モノマー結合の種類に関する定量的データ、特にビニル含有量に関するデータは、質量%の代わりにmol%を参照する。
市販のブロックコポリマーグレードは、異なる構造のポリマーを組み合わせていることが多い。例えば、名目上で線状ポリスチレン-ポリブタジエンジブロックコポリマーであるKraton D1118は、製造者の情報によると78%のジブロックコポリマーを含む(Kraton Polymers Product Guide, Kraton Performance Polymers Inc.、2016)。ブロックコポリマーのモル質量に関する上記の情報は、それぞれの場合において、関連する文脈で言及されたブロックコポリマー構造に当業者が割り当てることができるポリマーモードに関するものである。ここでいうモル質量に関する情報は、ピークモル質量として理解されるものである。GPCにより、異なるブロックコポリマーの混合物中の個々のポリマーモードのモル質量を測定することができる。
粘着付与樹脂成分(b)
本発明による感圧接着剤層は、少なくとも1種のポリビニル芳香族ポリジエンブロックコポリマーに加えて、所望の方法で接着性を高めるために少なくとも1種の粘着付与樹脂を含むものである。
当技術分野の一般的な理解によれば、「粘着付与樹脂」は、粘着付与樹脂を含まない他の同一の感圧接着剤層と比較して感圧接着剤層の接着性(タック、固有の粘着性)を高めるオリゴマーまたはポリマー樹脂であると理解される。粘着付与樹脂は、エラストマーに比べてモル質量が小さい特定の化合物であり、通常、重量平均分子量MW<5,000g/molである。典型的には、重量平均分子量は400~5,000g/mol、好ましくは500~2,000g/molである。
粘着付与樹脂は、ブロックコポリマーのエラストマーブロックと相溶性があることが望ましい。
特に好ましくは、粘着付与樹脂の少なくとも75質量%(粘着付与樹脂の総量を基準)が、炭化水素樹脂またはテルペン樹脂、あるいはこれらの混合物であることである。
感圧接着剤層の粘着付与樹脂成分(b)は、非常に好ましくは、少なくとも20℃、好ましくは少なくとも0℃のDACP(ジアセトンアルコール曇点)、および少なくとも85℃、好ましくは少なくとも100℃、最大で+140℃の軟化温度(リング&ボール)を有する少なくとも1つの粘着付与樹脂を、粘着付与樹脂成分を基準にして、少なくとも75質量%含む。
好適な粘着付与樹脂としては、ここでは如何なる制限も意図しないが、非極性炭化水素樹脂であり、例えばジシクロペンタジエンの水素化および非水素化ポリマー、C5、C5/C9またはC9モノマー流に基づく非水素化、一部、選択的にまたは完全に水素化した炭化水素樹脂、並びにα-ピネンおよび/またはβ-ピネンおよび/またはδ-リモネンに基づくポリテルペン樹脂である。したがって、本発明によれば、粘着付与樹脂の少なくとも75質量%(粘着付与樹脂の総量を基準)が、炭化水素樹脂もしくはテルペン樹脂またはこれらの混合物である。前述の粘着付与樹脂は、単独でまたは混合して使用することができ、それによって当業者は、相溶性に関する共通のガイドラインに従って、ポリイソプレンブロックコポリマーまたはポリブタジエンブロックコポリマーについて上記のリストにある粘着付与樹脂から選択する。例えば、C. Donkerの出版物を参照することができる(C. Donker, Proceedings of Pressure Sensitive Tape Council, 2001, pp.149-164)。
また、ロジン樹脂は単独で、あるいは異なるロジン樹脂および/または炭化水素系樹脂を混合して使用することができる。
本発明の目的のために、ロジン樹脂は、典型的には、構造要素としてロジンから誘導される少なくとも1つの構造単位を含む上述のモル質量範囲(MW<5,000g/モル)の化合物を意味し、この構造単位は、特にアビエチン酸、ネオアビエチン酸、パラストリック酸、ジヒドロアビエチン酸、デヒドロアビエチン酸、ピマール酸、それらのイソピマール酸誘導体およびそれらの混合物から選択することができる。例えば、2、3、4またはそれ以上のロジンユニットを含むエステルが非常に好適である。粘着付与樹脂は、水素添加、安定化、不均化されたものであってもよい。
感圧接着剤中における粘着付与樹脂成分(b)の割合は、接着強度に好影響を与える。したがって、粘着付与樹脂の比率はあまり低くならないようにする必要がある。
可塑化成分(c)
可塑化油(c1)
少なくとも1つの可塑化油は、特にナフテン系鉱油およびパラフィン系鉱油から選択される鉱油(鉱油)、または異なる可塑化油の混合物である。鉱油は、石油、石炭、および/または任意にその他の化石原料を蒸留して得られる油であり、パラフィン系(飽和鎖状炭化水素)、ナフテン系(飽和環状炭化水素)、芳香族(芳香族二重結合系環状炭化水素)成分を主成分とする。鉱油には、産地によってアルケン(オレフィン)や産地によっては少量の含硫黄・含窒素有機化合物も含まれることがある。 鉱油については、D. Satas(F. C. Jagisch, J. M. Tancrede in Handbook of Pressure Sensitive Adhesive Technology, D. Satas (ed.), 3rd ed., 1999, Satas & Associates, Warwick, Rhode Island, Chapter 16, pp377-379)に言及されている。
本発明に従って使用される鉱油中の芳香族含有量は、有利には、エラストマーのソフトブロックと相溶し、エラストマーのビニル芳香族ハードブロックと本質的に非相溶であるように、高すぎない(好ましくは<5%、さらに好ましくは<2%、非常に好ましくは芳香族含有量は0%)ことが望ましい。ホワイトオイルのような高精製ミネラルオイルが非常に適している。原則として、技術用と薬用の両方のホワイトオイルを使用することができ、特に後者は欧州薬局方第9版の仕様に準じている。この薬用ホワイトオイルは無色、無臭、無味であり、芳香族や硫黄化合物を含まない。
鉱油の可塑剤は、ガラス転移温度が-25℃以下、好ましくは-50℃以下である。25℃、1Hzにおけるそれらの溶融粘度は、2Pas以下、特に最大1Pas、非常に好ましくは最大0.5Pasである。このような可塑剤のピークモル質量は、通常、500g/mol超、2000g/mol未満である。
非鉱油の可塑剤(可塑化樹脂)(c2)
また、任意に使用される可塑化樹脂(軟質樹脂)や可塑化樹脂混合物により、所望の凝集力・接着力のバランスを調整することができる。それは典型的には<30℃(Ring & Ball)の軟化温度を有し、非常に好ましくは、25℃、1Hzでの溶融粘度が少なくとも2Pas、少なくとも20Pas、あるいは少なくとも50Pasの可塑化樹脂または可塑化樹脂混合物である。このような可塑化樹脂のピークモル質量は、通常、200g/mol超、1500g/mol未満、あるいは1000g/mol未満である。特に、ピークモル質量が800g/mol未満であることが有利である。可塑化樹脂は、好ましくは、炭化水素系またはポリテルペン系の可塑化樹脂であってもよい。可塑化樹脂または可塑化樹脂混合物は、接着剤全体に対して0質量%~32質量%、好ましくは少なくとも5質量%~最大28質量%、非常に好ましくは少なくとも10質量%~最大22質量%の割合で使用される。
任意の追加成分/添加剤
成分(a)、(b)および(c)に加えて、接着剤(100%)は、さらに0~18質量%、好ましくは最大10質量%の添加剤を含有する。
また、接着剤には、さらに添加剤として、特に防腐剤(Schutzmittel)を加えることができる。ここでは、一次老化防止剤、二次老化防止剤、光・紫外線防止剤、難燃剤のほか、充填剤、染料、顔料を挙げることができる。したがって、接着剤層は所望の色に着色することができ、白、灰色または黒とすることができる。
以下のような、このタイプのまたはその他のさらなる添加剤を通常使用することができる。
-一次酸化防止剤、例えば、立体障害フェノールなど
好ましくは、感圧接着剤の総重量に基づいて、0.2~1質量%の割合で使用する、
-二次酸化防止剤、例えば、亜リン酸塩やチオエーテルなど
好ましくは、感圧接着剤の総重量に基づいて、0.2~1質量%の割合で使用する、」
-プロセス安定化剤、例えば、C-ラジカル補足材(スカベンジャー)など
好ましくは、感圧接着剤の総重量に基づいて、0.2~1質量%の割合で使用する、
-光安定剤、例えば、紫外線吸収剤または立体障害アミンのような、
好ましくは、感圧接着剤の総重量に基づいて、0.2~1質量%の割合で使用する、
-加工助剤、
好ましくは、感圧接着剤の総重量に基づいて、0.2~1質量%の割合で使用する、
- エンドブロック(末端ブロック)補強用樹脂、
所望により、感圧接着剤の総重量に基づいて、好ましくは0.2~10質量%の割合で使用する、
ならびに、
-所望により、好ましくはエラストマーの性質を持つポリマーをさらに加え;対応する有用なエラストマーには、特に、純粋な炭化水素に基づくもの、例えば、不飽和ポリジエン、例えば、天然または合成的に製造されたポリイソプレンまたはポリブタジエンなど、化学的に本質的に飽和したエラストマー、例えば、飽和エチレン-プロピレンコポリマー、α-オレフィンコポリマー、ポリイソブチレン、ブチルゴム、エチレン-プロピレンゴム、ならびに、化学的に官能化した炭化水素、例えばハロゲン含有、アクリレート含有、アリルまたはビニルエーテル含有ポリオレフィンなど、が、好ましくは感圧接着剤の総重量に基づいて、0.2~10質量%の割合で使用される。
混合成分の種類や量は適宜選択でき、後者は好ましい上限値よりも高くすることもできる。また、本発明においては、接着剤層が、それぞれの場合において、言及された添加剤の一部または全部を含んでいない場合も含む。
また、接着剤は、特にそれにマイクロバルーンを添加することで、または、膨張したマイクロバルーンなどによって発泡させることによって、発泡性を有するように設計することもできる。
本発明に係る接着テープ
先に示すように、本発明による接着剤は、転写接着テープ、すなわち特に単層の接着剤層(キャリアを含まないシステム)、ならびにキャリアを有する接着テープ、すなわち片面接着テープおよび両面接着テープの両方に、よく適している。
本発明に従って有利な典型的な転写接着テープの場合、接着剤層は、例えば、30~100g/m2の範囲の接着剤の表面重量(坪量)を有し、すなわち、例えば、仮ライナー上の層として存在する。接着剤の添加が必要な場合(上記参照)、単位面積当たりの重量は適宜調整する必要がある。
片面接着テープにおいても、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレートなどのプラスチック製の紙やホイルなどのキャリアを有する場合、接着剤層の表面重量(坪量)は30~100g/mが有利となるが、用途に応じてより低い表面重量や高い表面重量を選択することも可能である。このように、接着剤層はキャリア上に直接存在することができる。片面接着テープは、さらなる層を有することができ、これらの層は、接着剤層から離れる方向に面するキャリアの側に配置することができ、および/または接着剤層とキャリアの間にも配置することができる。
両面接着テープは、2つの外側接着剤層を有し、そのうちの1つまたは両方の接着剤層は、有利には、互いに独立して30~100g/mの表面重量を有することができる。この場合も、両接着剤層で独立して、単位面積あたりの重量がより低い、またはより高いことが有利に働く場合がある。両面接着テープは、2つの接着剤層だけで構成されることもあるが、間に他の層を挟むことも可能である。好ましくは、例えば片面接着テープで説明した材料で作られたキャリアが、外層の接着剤の間に配置される。このようなキャリア層は、接着剤層に比べて薄くてもよく、例えば、一般的な紙のキャリアは19g程度の坪量を有する。また、接着テープにさらに層を設けることもできる。
それぞれの層の形状および/または組成について、対称的な接着テープまたは非対称的な接着テープが有利に実現可能である。
特に有利な態様では、本発明による接着剤から形成された少なくとも1つの上側外側の接着剤層、最初は任意の接着剤であり得る下側接着剤層、および上側および下側接着剤層間に配置された少なくとも1つの分割可能層または分割可能層の配置(以下まとめて「層システム」と称する)を含む接着テープが、本発明にしたがって提供される。
冒頭で紹介したように、「分割可能」(開裂可能)とは、その表面的な範囲に平行に切断できるキャリアを指し、特にスプライシング工程における要件に応じて、実際に切断するキャリアを示す。しかし、この定義を拡張すると、その領域で接着テープの分離を可能にすることができる本発明の意味での分割が可能なすべての層システムは、すなわち、その領域で分割するキャリア層のみならず、相応に低い凝集力を有する層ラミネート、または接着テープのさらなる層、例えば接着剤層のうちの1つからもそれ自身を剥離し、したがって接着テープを2つの層に分離するような層が理解される。分割可能な層システムに共通するのは、その凝集力(その分離力)が十分に大きく、用途で意図する分割(接着テープの***)まで接着テープを一緒に保持できることである。
通常、上側接着剤の塗布質量は、30~100g/mの範囲、特に35~70g/mの範囲にある。その高い接着力のために、本発明による接着剤は、例えば約5g/m~約30g/mまでの比較的低い低いコート重量にも非常に適している。
分割可能な層は、例えば、-すでに述べたように-表面で分割できる「単層」キャリア層、例えば紙層、または、互いに分離できる2つの層からなる積層体、または、ラミネート、コーティング、接着剤化合物(例えば、EP2116581に記載されているものなど)によって一緒に保持された層状複合体、または、ホイルや紙のようなキャリア層から剥離する合成ポリマー層またはコーティング層によって一緒に保持されたものとすることができる(前述の例の原理については、例えばEP1076026AおよびEP2116581Aを参照)。
本書で使用されているように、接着剤層を外部接着剤層とすることは、それらが保護ライナーで一時的に覆われていることを排除するものではない。その後、ライナーは塗布の前に除去される。
適切な分割可能な層システムとしては、特に、すべての分割可能なシート状の層状材料および層状複合材料、特に容易に分割できる紙、紙複合システム(例えば二重紙およびサイズ付き紙システム)、ホイル複合システム(例えばサイズ付きホイルシステム)、ポリマー複合システム(例えば共押出ポリマー複合システム)およびポリマー不織布を含む。
典型的には、全分割力が5~70cN/cm、特に6~60cN/cmである層システムが使用される。これらの値は、EP3173452Aの段落[0081](測定方法)、セクション[0079](サンプル調製)およびその中の図2に関連して、そこでさらなる分割力として言及されているような試験方法による測定を指すものである。
特に、分割可能な層システムを有する製品アセンブリの場合、本発明によれば、上側接着剤と下側接着剤が十分に高い接着強度を有することが好ましい。特に、これらの接着剤のそれぞれの表面(接着されるキャリアとウェブ材料)への接着力は、分割可能な層システムを分割するために必要な力より大きいことが望ましい。
原則的に、上側接着剤と下側接着剤の質量は、すでに上記で詳しく説明したように、同一に選択することも可能である。
本発明による接着テープの構造は、異なる実施形態で実現することができる。特に、以下の出版物を参照した。
その開示は、本書の開示内容に全面的に組み込まれる
-DE19632689A2(Beiersdorf)、特に図1による構造および第3欄31行~44行における説明において、そこの上側に配置された接着剤(3;キャリア2とカバー4の間)、任意にそこの下側接着剤(3とも指定)も、本発明による接着剤により置換される、
-DE19902179A1(Beiersdorf)、特に図1による構造および第3欄31行~44行における説明において、ここで、そこにある接着剤N1、任意にそこの接着剤N3も、本発明による接着剤で置換され、そこの接着剤N2も本発明による接着剤で置換されることができる、
-WO91/08159A1(Norrman)、特に図1による構造および2ページ35行目~4ページ14行目における説明において、そこでの接着剤3、および任意にそこでの接着剤4も、本発明による接着剤で置換される、
-DE19841609A1(Prinz)、特に図1による構造および第3欄第7行目~第37行目における説明において、そこの接着剤34、任意にそこの接着剤32も、本発明による接着剤で置換されているものである。
-US2004/0075014A1(Jacobsら)、特に図1による構造、および段落[0049]~[0054]における説明において、そこでの接着剤3、および任意にそこでの接着剤2も、ここでは本発明による接着剤(3、13)によって置換される、
-US2005/0126688A1(Beanら)、特に図2a、2b、2cおよび2dによる構造、ならびに段落[0024]~[0037]における説明において、そこの接着剤20および20a、任意にまたそこの接着剤30aおよび30bまたは30cが、本発明によるここの接着剤で代用されることを意味する、
-US6,432,241B1(Congardら)、特に図1および図2による構造、および第3欄52行~64行および第4欄34行~第6欄53行における説明において、そこでの接着剤12、および任意にそこでの接着剤15も本発明によるここの接着剤で置換される、
-US2002/0056784A1(Daviesら)、特に図2による構造、および段落[0038]~[0052]における説明において、そこの接着剤16、および任意にそこの接着剤24も、本発明による接着剤で置換されることを示す。
-EP2130886A(tesa SE)、特に図1、2、3および4、ならびに段落[0022]における説明において(そこでは誤って図1a~1dを参照しており、この場合、図1a=図1、図1b=図2、図1c=図3および図1d=図4)、そこの上側接着剤3、ならびに任意にそこの下側接着剤3’は、本発明に係る接着剤で置換される。
-EP2130887A、EP2130888AおよびEP2130889A、特に各場合において、その中の数値およびその開示において説明されている事実は、その中の接着剤M、任意にまた接着剤Mおよび/またはMが、本発明による接着剤で置換されていることを意味する。
ただし、本発明における前述の実施形態への言及によって不必要に限定されることを意図するものではない。
接着テープが、接着テープが分割不可能なキャリアを含み、その上面が本発明の接着剤で被覆され、その下面が分割可能な層システムの上側に全体的または少なくとも部分的に接合されている場合も、特に有利である。分割可能な層システムの分割前および分割後に、旧ロールのウェブを新ロールのウェブの開始端に接合する分割不可能のキャリアを使用することにより、両ウェブの特に強固な(弾力性のある)接続が実現し、スプライシング工程の効率がさらに改善される。非分割型キャリアの下側が、接続用接着剤(分割型層システムが単層であるか、そのように解釈される場合は5層構造)を介して分割可能な層システムの上側に(完全にまたは部分的に)接合されていると、特に有利である。原則的に、この接続は、例えば、接着剤、硬化性ホットメルト接着剤など、どのような方法でももたらされることができる。ここでも、本発明による接着剤を有利に使用することができる。
機械的に安定した分割不可能なキャリアを使用することで、スプライシング工程においては、旧ロールのウェブと新ロールのウェブの開始部を接着する効率が大幅に向上する。接着テープの主なキャリアとしては、接着テープの代表的なシート状キャリア材料を使用することができ、例えば、平滑な原紙の片面または両面にコーティングした紙キャリアや、ホイルキャリア、例えば、BOPPホイル、PETホイル、アルミ蒸着PETホイル、アルミホイルなどである。主なキャリアは、破れにくいことが望ましい。接続用の接着剤としては、一般的な接着剤を使用することができる。接着剤が樹脂変性アクリレート化合物として選択されると有利であり、この場合、分割可能な層システムのブロッキングの危険性が特に低くなるからである。しかし、原則として、本発明による接着剤を接続用接着剤に使用することもできるし、他の接着剤を使用することも可能である。
したがって、接着テープは、結合の全長にわたって分割可能なキャリアを有し、したがって接着テープの全長にわたっても分割可能なキャリアを有する。分割可能なキャリアは、分割不可能なキャリアの全幅に渡って伸びることができる。しかし、分割可能なキャリアの幅は、接着テープの全幅よりも小さく、その幅のごく一部においてのみ下層ウェブとの固定が達成されるようにすると有利である。分割可能なキャリアが分割不可能なキャリアと同一平面上になく、後者の下側にくぼみを有しつつ(インデント)取り付けられていると特に有利である。これにより、接続時に裂け目の発生のリスクをさらに低減することができる。有利な実施形態では、くぼみ(インデント)は、例えば、2±1mmであるが、より大きいか小さいかを選択することも可能である。
本発明による更なる実施形態では、接着テープは、少なくとも3つの層からなる両面接着テープであり、そのうちの上層および下層は接着剤層であり、その間にキャリア層が配置されている。この変形例においては、キャリア層が分割可能ではない。材料としては、両面接着テープのキャリア材料として先行技術から知られているようなホイルであってもよい。非常に有利には、ポリエチレンテレフタレート(PET)などのポリエステルキャリア、または特に二軸延伸ポリプロピレン(BOPP)などのポリオレフィンキャリアが選択される。2つの接着剤層の少なくとも1つ、特に上側および非常に好ましくは両方が、本発明による接着剤からなる。接着剤層のキャリア材料への固定を最適化するために、キャリア材料は化学的および/または物理的に前処理および/またはコーティングされてもよい。また、このような場合、接着剤層の一方または両方を覆うように剥離ライナーを設けると有利である。
さらに、キャリア層を含まない接着テープ、すなわち、いわゆる転写接着テープも本発明によるものである。この場合、本発明による接着剤の層は、剥離ライナー上に配置される。
本発明はさらに、フライングロール交換の過程において、ロールに巻かれた非極性表面を有する平坦ウェブ材料、特にホイルおよび/または不織布だけでなく、紙、特に非極性コーティングを有する紙(コーティング紙は、表面がバインダー塗布で仕上げられた-すなわち「コーティング」)または高サイズ紙を接着するための本発明に係る接着テープの使用を含むものである。接着テープを使用することで、接続作業全体の効率を大幅に向上させることができる。
最後に、本発明は、ロールに巻かれた非極性の平坦ウェブ材料、特にホイルおよび/または不織布のフライングロール交換のためのスプライシング方法を提供し、本発明による接着テープは、非極性の平坦ウェブ材料の新しいロールの最上側のウェブの端部の背後に(少なくとも部分的に)接着され、一方、接着テープの下側は、下に横たわる新しいロールのウェブに接着され、それによって後者を固定される。このようにして備えられた新しいロールが、交換されるほぼ完全に巻かれていないロールに隣接し配置されて同じ表面速度に加速し、新しいロールを古いロールの最上側のウェブに押し付け、ウェブが実質的に等しい速度である間に接着テープの露出した接着剤が古いウェブに接着し、同時に分割可能システムが分割し、分割可能システムの接着剤が分割可能なキャリアの二つの分割された残り部分で非接着的に覆われる。
以下、図を参照しながら、本発明をより詳細に説明するが、
図1は、本発明による接着テープの一つの実施形態(3層構造、接着テープの長手方向に対して横方向に示す)を模式的に横方向に示した図である。
図2は、本発明による接着テープのさらなる実施形態を示す概略横方向表示である(5層構造、接着テープの長手方向に対して横方向に示す)。
図1は、本発明による接着テープであり、表面が非極性であるロールに巻かれた平坦ウェブ材料のフライングロール交換に好適なものである。接着テープは、分割可能であってもなくてもよいキャリア2を、その上側に上側接着剤1を、下側に下側自己接着剤層3をコーティングした3層構造として形成されている。キャリア2が分割可能なキャリアである場合、分割可能なキャリア2が、ほぼ巻き戻されたロールのウェブが新しいロールのウェブ開始部に接合されるときに生じる負荷に耐えることができるようにその表面の延長方向に沿って十分な機械的な耐荷重能力を有する場合には特にかかる構造を使用することが可能である。
接着テープは、さらに、貯蔵中に接着テープの接着性上側が保護されるように、上側接着剤1を非接着的に覆うための剥離システム6を含んでいる。剥離システムは、任意の従来の剥離紙または他の接着防止材または接着防止コーティング材、例えば、シリコン化剥離紙またはシリコン化剥離ホイルとすることができる。剥離システムは、1つまたは複数の部品(図1には示されていない)で構成することができる。
図2は、5層構造としての本発明による接着テープのさらに特に好ましい実施形態を示す。この構成の接着テープ装置は、分割可能なキャリア12と分割不可能なキャリア14とが接合されて構成されている。ここでの接合は、別個の接続用接着剤15の形態であり、分割可能なキャリア12の上側を非分割式キャリア14の下側の一部と結合する。このように、分割不可能なキャリア14は、その上面が上側接着剤11で被覆され、下面の一部が接続用接着剤15で被覆されており、分割可能なキャリア12と分割不可能なキャリア14とを固定する。この場合、分割可能なキャリア12は、分割不可能なキャリア14に対してオフセットされるか、インデント(くぼみ形成)されている。
図2に示す実施形態は、上側接着剤11の非接着性被覆のための剥離システム16も有しており、このために、シリコン化剥離紙またはシリコン化剥離ホイルなど、従来のすべての剥離紙を使用することが可能である。特に有利なのは、ここに示す2分割された剥離システム16a/16bで、これは、例えばミシン目やスリットによって、長手方向に後部カバー部分16aと前部カバー部分16bに分割されているものである。これは、接着テープを最初に新しいロールのウェブの始まりに接着することができ、そのために後部カバー部分16aの下の接着テープの接着領域だけが露出し、古いロールのウェブに接着するための接着領域は前部カバー部分16bによって覆われ、したがって保護されたままになるという利点を持っている。
参考文献
なお、それぞれの測定方法を示しただけで、後述するすべてのパラメータが本書および開示された発明に関連することを意味するものではない。
この資料の範囲内のガラス転移温度に関するデータは、個々のケースで特に断りのない限り、DIN 53765:1994-03に従ったDSC測定(示差走査熱量計)によるガラス転移温度値Tgを参照している。
ピークモル質量、数平均モル質量Mnおよび重量平均モル質量Mwのデータは、本書で言及されている場合、他に詳細が明記されていない場合は、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)による測定値を指すものとする。溶離液にはTHFを使用し、測定は23℃で行っている。プレカラムには、PSS-SDV,5μ,10Å,ID8.0mmx50mmを使用した。分離には、PSS-SDV、5μ、10Å、10Å、10Å、それぞれID8.0mmx300mmのカラムを使用した。サンプル濃度は4g/l、流速は1.0ml/分であった。測定はPS標準(μ=μm、1Å=10-10m)に対して行った。
GPCは、異なるポリマーの混合物中の個々のポリマーモードのモル質量を測定するための計量法として提供されている。本発明の意味で使用することができ、リビングアニオン重合によって製造されるブロックコポリマーについては、モル質量分布は、典型的には、トリブロックコポリマー、ジブロックコポリマーまたはマルチブロックコポリマーに割り当てられるポリマーモードが、互いに十分に分解されてエラグラム(溶出図(elugram))に生じるように十分に狭いものである。そして、個々のポリマーモードのピークモル質量は、エラグラムから読み取ることができる。
5.0gの被験物質(調査する粘着付与樹脂サンプル)を乾燥したサンプルガラスに秤量し、5.0gのキシレン(異性体の混合物、CAS[1330-20-7],≧98.5%,Sigma-Aldrich#320579または同等品)を加える。被験物質を130℃で溶解し、80℃まで冷却し、免れたキシレンを除去する。免れたキシレンは、さらにキシレンによって補充され、5.0gのキシレンが再び存在するようになる。次に、5.0gのジアセトンアルコール(4-ヒドロキシ-4-メチル-2-ペンタノン、CAS[123-42-2],99%,Aldrich #H41544または同等)を添加する。被験物質が完全に溶解するまでサンプルガラスを振盪する。このために、溶液を100℃に加熱する。次に、樹脂溶液を入れたサンプルガラスをノボマティクスのケモトロニッククール曇点計に入れ、そこで110℃に調整される。10K/minの速度で冷却を行う。雲点は光学的に検出される。溶液の濁度が70%になる温度を記録する。結果は℃で表示される。DACPの値が低いほど、被験物質の極性が高いことを意味する。
樹脂、特に粘着付与樹脂の軟化温度は、ASTM E28に準拠した「Ring & Ball」法で測定され、相対的に示される。
鉱油の可塑剤と非鉱油の可塑剤(可塑化樹脂)の溶融粘度に関するデータは、以下の測定を参照している。Rheometrics Scientific社製の剪断応力制御DSR 200 Nレオメーターで、剪断応力スイープが回転しながら実行される。直径25mm(コーン角0.1002rad)のコーン/プレート測定システムを使用し、測定ヘッドはエアベアリング式で、法線力測定に適している。ギャップは0.053mm、測定温度は25℃である。周波数は0.002Hz~200Hzまで変化させ、溶融粘度は1Hzで報告される。
ビニル芳香族ブロックコポリマーのブロック中の共役ジエン量(ビニル含有量ともいう)は、H NMRにより測定することができる。分光分析には以下の装置を使用した:1H-NMR:Bruker AMX 500(500.14MHz)。溶媒シグナルδ(CHCl3)=7.24ppmを標準とした。化学シフトは常にppmで表示される。カップリング定数数Jはヘルツ[Hz]で与えられる。信号パターンは、s(シングレット)、bs(ブロードシングレット)、d(ダブレット)、dd(ダブレットからのダブレット)、t(トリプレット)、q(クインテット)、m(マルチプレット)のように報告される。
本発明は以下の項目を含む。
[項目1]
(a)35~55質量%のエラストマー成分、
(b)20~45質量%の粘着付与樹脂成分、
(c1)8~35質量%の1種または複数の可塑化油
(c2)0~32質量%の1種または複数の非鉱油の可塑剤
が含まれている、
(c)15~40質量%の可塑化成分
を含む接着剤。
[項目2]
可塑化油として鉱油が使用されることを特徴とする、項目1に記載の接着剤。
[項目3]
可塑化油が、ナフテン系および/またはパラフィン系鉱油、特に薬用白油から全体的または部分的に選択されることを特徴とする、項目1または2に記載の接着剤。
[項目4]
感圧接着特性を有することを特徴とする、項目1~3のいずれか一つに記載の接着剤。
[項目5]
エラストマー成分が、エラストマー成分を基準にして、特に90質量%の、1つ以上のポリビニル芳香族-ポリジエンブロックコポリマーを含むことを特徴とする、項目1~4のいずれか一つに記載の接着剤。
[項目6]
粘着付与樹脂成分が、粘着付与樹脂成分を基準として、特に75質量%の、少なくとも20℃のDACP(ジアセトンアルコール曇点)値および少なくとも85℃の軟化温度(リング&ボール)を有する少なくとも1つの粘着付与樹脂を含むことを特徴とする、項目1~5のいずれか一つに記載の接着剤。
[項目7]
粘着付与樹脂成分が、粘着付与樹脂成分を基準として、特に75質量%の、1種以上の炭化水素樹脂および/またはテルペン樹脂を含むことを特徴とする、項目1~6のいずれか一つに記載の接着剤。
[項目8]
可塑化油とは別の可塑剤として、軟化温度30℃未満(リング&ボール)の、および/または、25℃、1Hzでの溶融粘度が少なくとも2Pa sの樹脂または樹脂混合物が使用される、項目1~7のいずれか一つに記載の接着剤。
[項目9]
項目1~8のいずれかに記載の接着剤の少なくとも1つの層を含む、特に、低エネルギー表面を有するロールに巻かれた平坦ウェブ材料のフライングロール交換に適している接着テープ。
[項目10]
少なくとも2つの外側接着剤層を含み、前記外側接着剤層の少なくとも1つが、項目1~8のいずれか一つに記載の接着剤によって形成されていることを特徴とする、項目9に記載の接着テープ。
[項目11]
両方の外側接着剤層が項目1~8のいずれか一つに記載の接着剤によって形成されていることを特徴とする、項目10に記載の接着テープ。
[項目12]
移行性成分を含むホイル材料またはフィルム材料のフライングロール交換のための、項目9~11のいずれか一つに記載の接着テープの使用。
[項目13]
ホイル材料またはフィルム材料が、潤滑剤、特にエルカミドおよび/またはオレアミドを含む、項目12に記載の使用。
実験
以下では、調査した実験および実施形態の選択によって不必要に制限されることを意図することなく、いくつかの実験によって本発明をより詳細に説明する。
Figure 0007488340000001
試験用サンプルの調製
以下の表に示す組成に従って、原料をガラス容器に入れた。この際、トルエン、ベンジン、アセトンの混合溶媒(混合比30:56:14)を固形分40質量%となるように添加した。その後、原料をロール台で2日以上溶解する操作を行った。
このようにして溶解した接着剤溶液を、ゼントナー社製のコーティングベンチを用いてシリコン化した剥離紙上にコーティングし、乾燥させて、乾燥状態で接着剤層の厚さが55g/mにした。乾燥は、温度120℃の乾燥炉で20分間行われた。
その後、この接着剤に厚さ36μmのPETホイル(箔)をゴムロールでラミネートし、いわゆるサンプル片(フラップサンプル)を作製した。
試験方法 試験KK PE 180°のために、RBT試験およびSAFT試験については、各場合に示されるようにサンプル片を作成し,剥離紙を除去して露出面(「試験面」)を測定した。
LSM 試験法では,サンプル片を以下に示すように処理した。
試験方法
試験KK PE 180°:ポリエチレンに対する接着力、剥離角度180°
ポリエチレンに対する接着強度の測定は,温度23℃+/-1℃,相対湿度50%+/-5%の試験環境下で行った。サンプルを20mm幅に切断し,ポリエチレン板(PE板)に試験面を向けて接着した。PEシートは、測定前にイソプロパノールとセルロースで洗浄し、大気中に2時間放置して溶媒を蒸発させ、コンディションを整えた。その後、試験基材に試験サンプルを巻き付けた。このため、4kgのロールを用いて、圧延速度10m/分で5往復させた。Zwick社製引張試験機にて、角度180°、速度300mm/分で接着力を測定した。
測定結果の単位はN/cmで、3回測定した結果の平均値である。
ポリエチレンFKへの接着力が2N/cm以上であれば、本発明で規定される課題の範囲の試験に合格したとみなされる。
RBT試験:ローリングボールタック
粘着力(タック)の測定は以下のように行った:
非常に短い接触時間でのタックの指標として、いわゆるローリングボールタックを測定した。長さ約10cmの帯状のサンプルを、露出した試験面が上向きになるように試験面に水平に固定した。鋼球サンプル(直径11mm,質量5.6g)をアセトンで洗浄し、室温(温度23℃+/-1℃,相対湿度50%+/-1%)で2時間調製した。測定には、地球の重力場で高さ65mmのスロープ(傾斜角:21°)を転がし、鋼球を加速させた。斜面から鋼球を直接サンプルの接着面(試験面)に誘導した。ボールが停止するまでの接着面上での移動距離を測定した。このようにして求めたロールパスの長さは、自己接着剤の粘着力(タック)の逆数として機能する(すなわち、転がり経路が短いほどタックが高く、逆もまた真である)。
各測定値(長さ指定:mm)は、5回の個別測定値の平均値である。
ロールパスがl≦25mm、好ましくはl≦15mmであれば、本発明で規定される課題の範囲の試験に合格したとみなされる。
SAFT試験:熱剪断強度、SAFT試験
この試験は、温度負荷下での接着テープの剪断強度を短時間で測定する試験である。このため、温度制御された鋼板上に試験するサンプルを試験面上にて接着し、重量(50g)を載せて,剪断距離を記録する。
測定のためのサンプルの調製:
10mm50mmにカットした接着テープサンプルを、アセトンで洗浄した研磨スチール試験板(材質1.4301、DIN EN 10088-2、表面2R、表面粗さRa=30~60nm、寸法50mm13mm1.5mm)に、サンプルの接着面が、縦横=13mm10mm、上端でスチール試験板から2mm突き出すように反対側の接着面で接着した。その後、2kgのスチール製ロールを10m/minの速度で6回転がし、固定する。サンプルの上側は頑丈な接着ストリップで面一に補強されており、変位センサーのサポートとして機能している。そして、接着テープの長い方の端が垂直下向きになるように、スチール板でサンプルを吊り下げる。
測定:
測定するサンプルには、下端に50gの重りをつける。サンプルを接着した鋼製試験板を30℃で5分間保持した後、9K/minの速度で加熱する(事前にサンプルの剪断がなければ、最高最終温度200℃)。
結果:
1000μmの剪断移動量に到達したときの温度が報告される。剪断経路がすでに1000μmに達していない状態で200℃に到達した場合、200℃における剪断経路の長さを表示し,測定を終了する。
表示される結果は、並行して行われた2回の測定の平均値である。
試験は、1000μmの剪断経路に到達したときの温度TがT≧90℃、好ましくはT≧100℃であれば、本発明で規定される課題の範囲の試験に合格したとみなされる。
LSM試験:実験室用スプライシング機での性能試験
試験は、図3に示すような構造の接着テープのサンプルで行い、基本的には図2の構造に対応する。図3は接着テープの断面図であり、接着テープの長さは紙の平面に垂直な方向(図3ではX方向として透視して模式的に示す)に延びている。
上記のようにして製造したサンプル片から、キャリア層TとしてのPETフィルム、接着剤層KoおよびライナーLからなる幅Bが50mmの帯状体を切り出し、この接着テープは長手方向の2つの端部K1およびK2を有していた。ライナーLは、縦方向の切れ目Cによって個別に剥離可能な2つの部分に接着されており、第1接着テープ長手方向端部K1と縦方向の切れ目Cとの間の幅a=18mm、縦方向の切れ目Cと第2接着テープ長手方向端部K2との間の幅b=32mmである。
露出したPETホイル側には、2つに分割可能な紙キャリアPと、下側接着剤層Kuと、PETキャリアに向けられた接着剤層Kmとからなる両面接着テープを、その一方の長手方向端部K3が接着テープ長手方向端部K1から距離Vに配置するように長手方向の下側で接着させた。
この接着ストリップから40cmの長さの切片を切り出した。
分割可能な紙キャリアは、20cN/cmの分割力(EP3173452A、段落[0081]の意味での更分割力、上記も参照)を有している。Km層およびKu層の接着剤としては、従来のゴム接着剤であり、接着力が高く、その後の試験において、接着剤が被着体(供給ロールのロール表面上のサンプル基材、紙キャリア、PETフィルム)から剥離せず、層内の凝集破壊が起きないものが使用されている。
適用試験(スプライス試験)は,図4に模式的に示すような、軸が平行で、同期した速度で反対方向に回転する2つのロール41,42からなり、これらを互いに反対方向に移動(ロール表面が接触するまで軸間の距離を縮める)できるようにした、実験室用スプライシング機で行った。
両ロール41,42は、直径600mm、幅600mmであり、両ロール41,42は、ゴム被覆表面を有し、ロールの第1のもの-キャリアロール41-は、ショア硬度(Shore A)が80であり、ロールの第2のもの-加圧ロール42-は、ショア硬度(Shore A)50である(それぞれの場合、DIN ISO 7619-1(2012-02)に準拠、プレス時間は3秒である)。サンプル基材43a,43bの1層は、2つのロール表面にそれぞれ面一で強固に密着している。サンプル基材43a,43bはLDPEフィルム(低密度ポリエチレン)、高スリップ添加剤(潤滑添加剤:エルカ酸アミド)は分析的に検出され、サンプル基材の表面エネルギー32mN/mであった。
長手方向に走るその端部44、ひいては分割可能ストリップが、供給ロール1の軸方向に対して最大5°の角度で走るように、すなわち、端部K2(図3参照)が供給ロール41(図4I参照)の回転方向に対して逆向きになるように配置されるように、上記のようにして作製した図3に示す接着ストリップ部44を、供給ロール41上に位置するサンプル基材43aの表面に、接着剤Ku(図3参照)により接着した。ライナーL(図3参照)の幅の狭い部分(図3の幅a)を接着テープ部44から剥がし、端部K2の領域の接着テープ端部を弱い感圧接着テープ(模式的な図4では別途図示せず)にサンプル基材表面43a上で固定し、その際、弱い接着テープの接着力は、一方では、供給ロール41を回転させてもバタツキがなく(すなわち、粘着テープの端部が表面43aにしっかりと保持され)、一方では、肯定的な実験工程であれば、弱い接着の接着テープの表面43aからの即時の剥離が確実になるように調整されたものであった。次に、ライナーL(図3参照)の幅の長い方の部分(図3の幅b)を、接着剤層Koの下地が露出するように除去した。
両ロール41,42は、1000m/分の速度で反対方向に回転させた(図4の曲線矢印参照)。次に、加圧ロール42を、ちょうどロール1周分の長さで200N/mの圧力が生じるように供給ロール41の方向に移動させ(図4のII)、これにより接着テープ44は加圧点を1回通過した。その後、ロールを再び互いに離間させた(図4 IIIa、図4 IIIb)。
図4IIIaは、層Koの試験済み接着剤が試験に合格した場合の試験の肯定的な経過を示す。接着剤面は、加圧ロール42のサンプル基材面43bに強く付着しているので、紙キャリアP(図3参照)がその表面上、二次元的に分割し、接着剤層Ko、キャリアT、接着剤層Kmおよび紙層Pの破断層を含む接着テープ部44aが加圧ロール42上に残り、接着剤Kuおよび紙層Pの第2の破断層を含む接着テープ部4bが供給ロール上に残る。
図4IIIbは、層Koの試験された接着剤質量が試験に合格しなかった場合の否定的な試験結果を示している。接着テープ44は加圧ロール42のサンプル基材面43bに付着せず、接着テープ44は供給ロール41上に残留する。
すべての試験における試験環境は,特に指定がない限り、温度23±1℃、相対湿度50±5%,気圧1013±5mbarである。
組成と試験結果
a)本発明による例
Figure 0007488340000002
Figure 0007488340000003

Claims (13)

  1. 低エネルギー表面を有するロールに巻かれた平坦ウェブ材料のフライングロール交換のための接着テープであって、
    少なくとも2つの外側接着剤層を含み、前記外側接着剤層の少なくとも1つが、
    (a)35~55質量%の1つ以上のポリビニル芳香族-ポリジエンブロックコポリマーを含むエラストマー成分、
    (b)20~45質量%の少なくとも-20℃のDACP(ジアセトンアルコール曇点)値および少なくとも85℃の軟化温度(リング&ボール)を有する少なくとも1つの粘着付与樹脂を含む粘着付与樹脂成分、
    (c1)8~35質量%の1種または複数の可塑化油
    (c2)0~32質量%の1種または複数の非鉱油の可塑剤(可塑化樹脂)、(ここで、可塑化油とは別の可塑剤(c2)として、軟化温度30℃未満(リング&ボール)の可塑化樹脂または可塑化樹脂混合物が使用される)
    が含まれている、
    (c)15~40質量%の可塑化成分
    を含む接着剤によって形成されている、前記接着テープ。
  2. 移行性成分を含むホイル材料またはフィルム材料のフライングロール交換のための接着テープであって、
    接着剤の少なくとも1つの層を含み、
    当該接着剤が、
    少なくとも2つの外側接着剤層を含み、前記外側接着剤層の少なくとも1つが、
    (a)35~55質量%の1つ以上のポリビニル芳香族-ポリジエンブロックコポリマーを含むエラストマー成分、
    (b)20~45質量%の少なくとも-20℃のDACP(ジアセトンアルコール曇点)値および少なくとも85℃の軟化温度(リング&ボール)を有する少なくとも1つの粘着付与樹脂を含む粘着付与樹脂成分、
    (c1)8~35質量%の1種または複数の可塑化油
    (c2)0~32質量%の1種または複数の非鉱油の可塑剤(可塑化樹脂)、(ここで、可塑化油とは別の可塑剤(c2)として、軟化温度30℃未満(リング&ボール)の可塑化樹脂または可塑化樹脂混合物が使用される)
    が含まれている、
    (c)15~40質量%の可塑化成分
    を含む、前記接着テープ。
  3. 可塑化油として鉱油が使用されることを特徴とする、請求項1または2に記載の接着テープ。
  4. 可塑化油が、ナフテン系および/またはパラフィン系鉱油から全体的または部分的に選択されることを特徴とする、請求項1~3のいずれか一つに記載の接着テープ。
  5. 感圧接着特性を有することを特徴とする、請求項1~4のいずれか一つに記載の接着テープ。
  6. エラストマー成分が、エラストマー成分を基準にして、90質量%の、1つ以上のポリビニル芳香族-ポリジエンブロックコポリマーを含むことを特徴とする、請求項1~5のいずれか一つに記載の接着テープ。
  7. 粘着付与樹脂成分が、粘着付与樹脂成分を基準として、75質量%の、1種以上の炭化水素樹脂および/またはテルペン樹脂を含むことを特徴とする、請求項1~のいずれか一つに記載の接着テープ。
  8. 可塑化油とは別の可塑剤(c2)として、軟化温度30℃未満(リング&ボール)の、および、25℃、1Hzでの溶融粘度が少なくとも2Pasの樹脂または樹脂混合物が使用される、請求項1~のいずれか一つに記載の接着テープ。
  9. 少なくとも2つの外側接着剤層を含み、前記外側接着剤層の少なくとも1つが、前記接着剤によって形成されていることを特徴とする、請求項2に記載の接着テープ。
  10. 両方の外側接着剤層が前記接着剤によって形成されていることを特徴とする、請求項1
    および3~のいずれか一つに記載の接着テープ。
  11. 移行性成分を含むホイル材料またはフィルム材料のフライングロール交換のための、請求項1~10のいずれか一つに記載の接着テープの使用。
  12. ホイル材料またはフィルム材料が、エルカミドおよび/またはオレアミドから選択される潤滑剤を含む、請求項11に記載の使用。
  13. 分離可能なキャリアをさらに有する、項求項1~10のいずれか一つに記載の接着テープ。
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