JP2017186517A - 表面保護シート - Google Patents
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Abstract
Description
ここに開示される表面保護シートは、シート状の基材(支持基材)上に粘着剤層を有する。一形態例に係る表面保護シートの断面構造を図1に示す。この表面保護シート10は、基材1の一方の面1Aに粘着剤層2が設けられた構成を有し、粘着剤層2の表面2Aを保護対象物に貼り付けて使用される。使用前(すなわち、保護対象物への貼付前)の表面保護シート10は、粘着剤層2の表面(粘着面、すなわち被着体への貼付け面)2Aが、少なくとも該粘着剤層側が剥離面となっている剥離ライナー(図示せず)によって保護された形態であり得る。あるいは、基材1の他方の面(背面)1Bが剥離面となっており、表面保護シート10がロール状に巻回されることにより該他面に粘着剤層2が当接してその表面(粘着面)2Aが保護された形態の表面保護シート10であってもよい。
なお、本明細書において表面保護シートの厚さとは、粘着剤層の表面(粘着面)から表面保護シートの背面(粘着面とは反対側の表面)までの厚さをいい、剥離ライナーの厚さは含まない。
ここに開示される表面保護シートは、MD引張破断伸びEbMDおよびTD引張破断伸びEbTDがいずれも200%以上であることが好ましい。このようにMDおよびTDのいずれに対してもよく伸びる表面保護シートによると、被着体の加工により表面保護シートに加わり得る応力を、該表面保護シートの伸び変形によって吸収または分散し得る。これにより表面保護シートの損傷(破れ、裂け、千切れ等)を抑制することができる。
測定対象の表面保護シートを、JIS K 7127に記載された試験片タイプ2の形状(長方形状、幅20mm)にカットして試験片を調製する。この試験片について、標線間隔50mm、チャック間距離100mm、引張速度300mm/分の条件で該試験片が破断するまで延伸する引張試験を行い、試験片が破断したときの標線間隔L1と最初の標線間隔L0(ここでは50mm)とから、次式:引張破断伸び[%]=100×(L1−L0)/L0;により引張破断伸びを求める。引張試験機としては、島津製作所社製の製品名「Autograph AG−10G型引張試験機」を使用することができる。後述の実施例についても同様の方法が採用される。
なお、表面保護シートのMDは、典型的には、該表面保護シートを構成する基材の長手方向(ロール状の表面保護シートでは巻回方向)に該当する。表面保護シートのTDは、該表面保護シートのMDと直交する方向である。
ここに開示される表面保護シートは、MD引張破断強度TSMDおよびTD引張破断強度TSTDの少なくとも一方が15N/20mmより高いことが好ましく、TSMDおよびTSTDの両方が15N/20mmより高いことがより好ましい。このような引張破断強度を示す表面保護シートによると、表面保護シートの損傷が好適に抑制され得る。ここに開示される表面保護シートは、TSMDおよびTSTDの少なくとも一方(好ましくは両方)が17N/20mm以上(より好ましくは19N/20mm以上、例えば20N/20mm以上)である態様で好適に実施され得る。TSMDおよびTSTDの上限は特に限定されないが、通常は50N/20mm以下(例えば40N/20mm以下)が適当であり、良好な引張り破断伸びとの両立を容易とする観点から35N/20mm以下(例えば30N/20mm以下)であってもよい。表面保護シートの引張破断強度は、例えば基材材料種の選択や製造方法(成形方法、成形条件)等によって調整することができる。
ここに開示される表面保護シートの基材としては、樹脂フィルム、ゴムシート、発泡体シート、これらの複合体等を用いることができる。ゴムシートの例としては、天然ゴムシート、ブチルゴムシート等が挙げられる。発泡体シートの例としては、発泡ポリウレタンシート、発泡クロロプレンゴムシート等が挙げられる。
プロピレンのホモポリマー(ホモポリプロピレン)。例えばアイソタクチックポリプロピレン。
プロピレンと他のα−オレフィン(典型的には、エチレンおよび炭素原子数4〜10のα−オレフィンから選択される1種または2種以上)とのランダムコポリマー(ランダムポリプロピレン)。好ましくは、プロピレンを主モノマー(主構成単量体、すなわち単量体全体の50重量%以上を占める成分)とするランダムポリプロピレン。
プロピレンに他のα−オレフィン(典型的には、エチレンおよび炭素原子数4〜10のα−オレフィンから選択される1種または2種以上)をブロック共重合したコポリマー(ブロックポリプロピレン)。好ましくは、プロピレンを主モノマー(主構成単量体、すなわち単量体全体の50重量%以上を占める成分)とするブロックポリプロピレン。
ここに開示される表面保護シートの粘着剤層を構成する粘着剤の種類は特に限定されない。上記粘着剤は、例えば、アクリル系、ポリエステル系、ウレタン系、ポリエーテル系、ゴム系、シリコーン系、ポリアミド系、フッ素系等の各種ポリマー(粘着性ポリマー)から選択される1種または2種以上をベースポリマー(ポリマー成分のなかの主成分、すなわち50重量%以上を占める成分)として含む粘着剤組成物から形成された粘着剤であり得る。ここに開示される技術は、例えば、アクリル系粘着剤を備えた表面保護シートの形態で好ましく実施され得る。
上記アクリル系ポリマーとしては、例えば、アルキル(メタ)アクリレート(以下「モノマーA」ともいう。)を含み、該アルキル(メタ)アクリレートと共重合性を有する他のモノマー(以下「モノマーB」ともいう。)をさらに含み得るモノマー原料の重合物が好ましい。上記アクリル系ポリマーは、典型的には、上記モノマー原料に含まれるモノマー成分の組成に対応する共重合組成を有する。
CH2=C(R1)COOR2 (1)
ここで、上記式(1)中のR1は、水素原子またはメチル基である。また、R2は、炭素原子数1〜20のアルキル基である。以下、このような炭素原子数の範囲を「C1−20」と表すことがある。重合反応性や重合安定性等の観点から、R2がC1−16のアルキル基であるアルキル(メタ)アクリレートが好ましく、R2がC1−12(典型的にはC1−10、例えばC1−8)のアルキル基であるアルキル(メタ)アクリレートがより好ましい。
カルボキシル基含有モノマー:例えば、アクリル酸(AA)、メタクリル酸(MAA)、クロトン酸、カルボキシエチル(メタ)アクリレート、カルボキシペンチル(メタ)アクリレート等のエチレン性不飽和モノカルボン酸;イタコン酸、マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸等のエチレン性不飽和ジカルボン酸。
酸無水物基含有モノマー:例えば、無水マレイン酸、無水イタコン酸等の、上記エチレン性不飽和ジカルボン酸等の酸無水物。
水酸基含有モノマー:例えば、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、3−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート等のヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート類;ビニルアルコール、アリルアルコール、2−ヒドロキシエチルビニルエーテル、4−ヒドロキシブチルビニルエーテル、ジエチレングリコールモノビニルエーテル等の不飽和アルコール類。
アミド基含有モノマー:例えば、例えば(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチル(メタ)アクリルアミド、N−ブチル(メタ)アクリルアミド、N−メチロール(メタ)アクリルアミド、N−メチロールプロパン(メタ)アクリルアミド、N−メトキシメチル(メタ)アクリルアミド、N−ブトキシメチル(メタ)アクリルアミド。
イミド基含有モノマー:例えば、N−イソプロピルマレイミド、N−シクロヘキシルマレイミド、イタコンイミド。
アミノ基含有モノマー:例えば、アミノエチル(メタ)アクリレート、N,N−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N−ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリレート、t−ブチルアミノエチル(メタ)アクリレート。
エポキシ基を有するモノマー:例えばグリシジル(メタ)アクリレート、メチルグリシジル(メタ)アクリレート、アリルグリシジルエーテル。
シアノ基含有モノマー:例えばアクリロニトリル、メタクリロニトリル。
ケト基含有モノマー:例えばジアセトン(メタ)アクリルアミド、ジアセトン(メタ)アクリレート、ビニルメチルケトン、ビニルエチルケトン、アリルアセトアセテート、ビニルアセトアセテート。
窒素原子含有環を有するモノマー:例えばN−ビニル−2−ピロリドン、N−メチルビニルピロリドン、N−ビニルピリジン、N−ビニルピペリドン、N−ビニルピリミジン、N−ビニルピペラジン、N−ビニルピラジン、N−ビニルピロール、N−ビニルイミダゾール、N−ビニルオキサゾール、N−ビニルモルホリン、N−ビニルカプロラクタム、N−(メタ)アクリロイルモルホリン、N−(メタ)アクリロイルピロリドン。
アルコキシシリル基を含有するモノマー:例えば3−(メタ)アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3−(メタ)アクリロキシプロピルトリエトキシシラン、3−(メタ)アクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、3−(メタ)アクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン。
アクリル系ポリマーに上述のような官能基含有モノマーが共重合されている場合、アクリル系ポリマーを構成する全モノマー成分に占める官能基含有モノマーの割合は、通常、0.1重量%以上(典型的には0.5重量%以上、例えば1重量%以上)とすることが好ましく、また、40重量%以下(典型的には30重量%以下、例えば20重量%以下)とすることが好ましい。例えば、アクリル系ポリマーにカルボキシル基含有モノマーが共重合されている場合、上記全モノマー成分に占めるカルボキシル基含有モノマーの割合は、貼付け作業性や凝集性等の観点から、通常、0.1重量%以上(典型的には0.3重量%以上、例えば0.5重量%以上)とすることが好ましく、また、20重量%以下(好ましくは10重量%以下、典型的には5重量%以下、例えば3重量%以下)とすることが好ましい。アクリル系モノマーに水酸基含有モノマーが共重合されている場合、上記前モノマー成分に占める水酸基含有モノマーの割合は、貼付け作業性や凝集性等の観点から、通常、0.001重量%以上(典型的には0.02重量%以上、例えば0.05重量%以上)とすることが好ましく、また、10重量%以下(典型的には5重量%以下、例えば3重量%以下)とすることが適当である。
ここに開示される表面保護シートにおいて、粘着剤層のベースポリマー(アクリル系粘着剤層の場合はアクリル系ポリマー)のTgは、特に限定されない。上記ベースポリマーのTgは、典型的には−70℃以上であり、例えば−60℃以上であり得る。好ましい一態様に係る表面保護シートでは、粘着剤層のベースポリマーのTgが−50℃以上である。かかるTgを有するベースポリマーによると、剥離強度の経時上昇の抑制に適した粘着剤層が好適に形成され得る。ベースポリマーのTgが−40℃以上(より好ましくは−35℃以上、さらに好ましくは−30℃以上、例えば−27℃以上)である態様によると、より良好な効果が実現され得る。また、被着体への貼付け作業性や加工時のズレ防止の観点から、ベースポリマーのTgは、通常、0℃以下とすることが適当であり、−10℃以下が好ましく、−15℃以下がより好ましい。ベースポリマーのTgが−17℃以下であってもよい。ベースポリマーのTgは、モノマー組成(すなわち、該ポリマーの合成に使用するモノマーの種類や使用量比)を適宜変えることにより調整することができる。
1/Tg=Σ(Wi/Tgi)
上記Foxの式において、Tgは共重合体のガラス転移温度(単位:K)、Wiは該共重合体におけるモノマーiの重量分率(重量基準の共重合割合)、Tgiはモノマーiのホモポリマーのガラス転移温度(単位:K)を表す。
ベースポリマー(例えばアクリル系ポリマー)を得る方法は特に限定されない。例えば、溶液重合法、エマルション重合法、塊状重合法、懸濁重合法等の、公知の重合方法を適宜採用することができる。あるいは、UV等の光を照射して行う光重合(典型的には、光重合開始剤の存在下で行われる。)や、β線、γ線等の放射線を照射して行う放射線重合等の活性エネルギー線照射重合を採用してもよい。溶液重合法やエマルション重合法におけるモノマー供給方式としては、全モノマー原料を一度に供給する一括仕込み方式、連続供給(滴下)方式、分割供給(滴下)方式等を適宜採用することができる。重合温度は、使用するモノマーおよび溶媒の種類、重合開始剤の種類等に応じて適宜選択することができる。重合温度は、通常、20℃以上とすることが適当であり、好ましくは40℃以上、より好ましくは50℃以上であり、60℃以上としてもよく、65℃以上、さらには70℃以上としてもよい。また、重合温度は、通常、170℃以下(典型的には140℃以下)とすることが適当であり、好ましくは95℃以下(例えば85℃以下)である。エマルション重合では、重合温度を95℃以下(例えば85℃以下)とすることが好ましい。
ノニオン性の反応性界面活性剤の例としては、ポリオキシエチレンノニルプロペニルフェニルエーテル等が挙げられる。
ノニオン性の反応性界面活性剤を使用する場合は、他の界面活性剤、例えばアニオン性の反応性界面活性剤、アニオン性の非反応性界面活性剤、ノニオン性の非反応性界面活性剤等と併用することにより、より好適な結果が実現され得る。
ここに開示される表面保護シートの粘着剤層は、種々の形態の粘着剤組成物から形成された粘着剤層であり得る。上記粘着剤組成物の形態としては、例えば、有機溶媒中に粘着剤(粘着成分)を含む形態の組成物(溶剤型粘着剤組成物)、粘着剤が水性溶媒に溶解または分散した形態の組成物(水性粘着剤組成物)、紫外線や放射線等の活性エネルギー線により硬化して粘着剤を形成するように調製された組成物(活性エネルギー線硬化型粘着剤組成物)、加熱溶融状態で塗工され、室温付近まで冷えると粘着剤を形成するホットメルト型粘着剤組成物等が挙げられる。
環境負荷軽減の観点から、水性粘着剤組成物を好ましく採用し得る。かかる水性粘着剤組成物の一好適例として、アクリル系ポリマーをベースポリマーとして含む水分散型粘着剤組成物(アクリル系水分散型粘着剤組成物、典型的にはアクリル系エマルション型粘着剤組成物)が挙げられる。
ここに開示される表面保護シートにおいて、粘着剤層を形成するために用いられる粘着剤組成物は、必要に応じて架橋剤を含んでいてもよい。架橋剤の使用により、ゲル分率GCやゾル分子量SMwを適切に調節することができる。使用する架橋剤の種類は特に制限されず、従来公知の架橋剤から適宜選択することができる。
オキサゾリン基は、2−オキサゾリン基、3−オキサゾリン基、4−オキサゾリン基のいずれでもよい。通常は、2−オキサゾリン基を有するオキサゾリン系架橋剤を好ましく使用し得る。例えば、2−ビニル−2−オキサゾリン、2−ビニル−4−メチル−2−オキサゾリン、2−ビニル−5−メチル−2−オキサゾリン、2−イソプロペニル−2−オキサゾリン、2−イソプロペニル−4−メチル−2−オキサゾリン、2−イソプロペニル−5−エチル−2−オキサゾリン等の付加重合性オキサゾリンと他のモノマーとを共重合させて得られた水溶性共重合体または水分散型共重合体を、オキサゾリン系架橋剤として使用することができる。
オキサゾリン系架橋剤の市販品としては、例えば日本触媒社製の商品名「エポクロスWS−500」、「エポクロスWS−700」、「エポクロスK−2010E」、「エポクロスK−2020E」、「エポクロスK−2030E」等が挙げられる。
エポキシ系架橋剤の具体例としては、N,N,N’,N’−テトラグリシジル−m−キシレンジアミン、1,3−ビス(N,N−ジグリシジルアミノメチル)シクロヘキサン、1,6−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリグリセロールポリグリシジルエーテル等が挙げられる。
エポキシ系架橋剤の市販品としては、三菱ガス化学社製の商品名「TETRAD−X」、「TETRAD−C」、DIC社製の商品名「エピクロンCR−5L」、ナガセケムテックス社製の商品名「デナコールEX−512」、日産化学工業社製の商品名「TEPIC−G」等が挙げられる。
ここに開示される粘着剤層には、剥離調整剤を含有させることができる。粘着剤層に含まれる剥離調整剤は、粘着剤層表面に経時的に移行して剥離強度の上昇を抑制し、剥離作業性の向上に寄与し得る。剥離調整剤を使用することで、保護時における被着体との密着性と保護シート除去時における軽剥離性とが好適に両立されやすくなる。ここに開示される剥離調整剤は、典型的には、疎水基と親水基とを有する化合物であり、その好適例としては、アニオン性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤等の各種の界面活性剤が挙げられる。剥離調整剤として脂肪酸アミドを使用してもよい。剥離調整剤は、1種を単独でまたは2種以上を組み合わせて用いることができる。剥離調整剤は、重合時に用いられてもよく、重合後に添加されてもよい。好ましい一態様において、剥離調整剤を重合時(例えば、エマルション重合時)に用いることができる。他の一態様において、剥離調整剤は、重合後に添加する態様、すなわち、あらかじめ合成されたベースポリマーに剥離調整剤を配合する態様で好ましく用いられ得る。
基材上に粘着剤層を設ける方法としては、上述のような粘着剤組成物を基材に直接付与(典型的には塗布)して硬化処理する方法(直接法)や、適当な剥離面(例えば、剥離性を有する転写シートの表面)上に上記粘着剤組成物を塗布して硬化処理することで該剥離面上に粘着剤層を形成し、その粘着剤層を基材に貼り合わせて転写する方法(転写法)等を用いることができる。上記硬化処理は、乾燥(加熱)、冷却、架橋、追加の共重合反応、エージング等から選択される1または2以上の処理であり得る。例えば溶媒を含む粘着剤組成物を単に乾燥させるだけの処理(加熱処理等)や、加熱溶融状態にある粘着剤組成物を単に冷却する(固化させる)だけの処理も、ここでいう硬化処理に含まれ得る。上記硬化処理が2以上の処理(例えば乾燥および架橋)を含む場合、これらの処理は同時に行ってもよく、多段階に亘って行ってもよい。
ここに開示される表面保護シートにおいて、粘着剤層を構成する粘着剤のゲル分率GCは特に限定されず、例えば40%以上(典型的には50%以上)であり得る。一態様において、粘着剤のゲル分率GCは、60%以上が適当であり、65%以上が好ましく、70%以上がより好ましく、75%以上がさらに好ましい。粘着剤のゲル分率GCは、例えば80%以上であってもよい。ゲル分率GCの上昇により、粘着剤の凝集性が向上し、被着体への糊残り(すなわち、剥離除去時における粘着剤層の凝集破壊)が抑制される傾向にある。ここに開示される表面保護シートは、ゲル分率GCが85%以上(例えば90%以上)である態様でも好適に実施され得る。ゲル分率GCの上限は、原理上、100%である。いくつかの態様において、ここに開示される好ましいゾル分子量SMwとの両立を容易とする観点から、ゲル分率GCは、例えば98%以下とすることができ、95%以下(例えば90%以下)としてもよい。ここに開示される表面保護シートは、ゲル分率GCが80%以下(例えば70%以下)である態様でも好適に実施され得る。ゲル分率GCは、例えば、ベースポリマーの組成、ベースポリマーの重合方法や重合条件、ベースポリマーの分子量、架橋剤の使用の有無およびその種類ならびに使用量の選択、等により調節することができる。ゲル分率GCは、以下の方法で測定される。後述の実施例についても同様の方法が採用される。
約0.1gの粘着剤サンプル(重量Wg1)を平均孔径0.2μmの多孔質ポリテトラフルオロエチレン膜(重量Wg2)で巾着状に包み、口をタコ糸(重量Wg3)で縛る。上記多孔質ポリテトラフルオロエチレン膜としては、商品名「ニトフロン(登録商標)NTF1122」(日東電工株式会社、平均孔径0.2μm、気孔率75%、厚さ85μm)またはその相当品を使用する。この包みをトルエン50mLに浸し、室温(典型的には23℃)で7日間保持して粘着剤層中のゾル成分のみを上記膜外に溶出させる。次いで、上記包みを取り出し、外表面に付着しているトルエンを拭き取った後、該包みを130℃で2時間乾燥させ、該包みの重量(Wg4)を測定する。各値を以下の式に代入することにより、粘着剤のゲル分率GCを算出することができる。
ゲル分率GC(%)=[(Wg4−Wg2−Wg3)/Wg1]×100
粘着剤のゾル分子量SMwは特に限定されない。被着体の汚染防止等の観点から、ゾル分子量SMwは、通常、1×104以上であることが適当であり、5×104以上(例えば7×104以上)であることが好ましい。ここに開示される表面保護シートは、粘着剤のゾル分子量SMwが10×104以上である態様で好適に実施され得る。ゲルに比べて運動性の高いゾル分(トルエン可溶分)のMwが高くなることにより、粘着面の被着体表面に対する濡れが進みにくくなり、剥離強度の経時上昇が効果的に抑制される傾向にある。かかる観点から、粘着剤のゾル分子量SMwは、好ましくは20×104以上、より好ましくは30×104以上であり、例えば40×104以上とすることができる。また、所定以上のゲル分率GCとの両立を容易とする観点から、粘着剤のゾル分子量SMwは、通常、100×104以下が適当であり、80×104以下が好ましく、70×104以下がより好ましく、例えば65×104以下とすることができる。いくつかの態様において、粘着剤のゾル分子量SMwは、例えば40×104未満であってよく、35×104未満、または30×104未満であってもよい。ここに開示される表面保護シートは、このようなゾル分子量SMwにおいても好適に実施され得る。
[GPC測定条件]
カラム:TSKgel GMH−H(S)、2本連結
カラムサイズ:7.8mmI.D.×300mm
検出器:示差屈折計
溶離液:THF
流速:0.6mL/分
測定温度:40℃
サンプル注入量:100μL
ここに開示される表面保護シートは、その粘着剤層のナノインデンター測定において、除荷曲線の最低荷重Lminが−2.0μN未満であることが好ましい。除荷時に圧子にかかる荷重が負の方向であることは、粘着剤層に押し込まれた圧子が引き抜かれ難いことを意味し、ひいては粘着剤が高い凝集力を有することを示唆する。このような粘着剤層は、粘着面の被着体表面に対する濡れが進みにくい。したがって、かかる粘着剤層を有する表面保護シートによると、剥離強度の経時上昇が好適に抑制される傾向にある。
[ナノインデンター測定条件]
使用圧子:Berkovich(三角錐)型ダイヤモンド圧子
測定方法:単一押し込み測定
測定温度:室温(25℃)
押込み深さ設定:300nm
押込み速度:100nm/秒
引抜き速度:100nm/秒
(中速剥離強度)
ここに開示される表面保護シートは、ステンレス鋼板(SUS板)に貼り付けて60℃で7日間保存した後に3m/分(すなわち50mm/秒)の剥離速度、180度の剥離角度で測定される経時剥離強度(以下、経時中速剥離強度ともいう。)PAが、凡そ0.70N/20mm以下であることが好ましい。このことによって、表面保護シートは、金属板等の被着体への貼付け期間が比較的長くても、該被着体からの軽剥離性を維持し得る。したがって、被着体からの除去作業時に表面保護シートにかかる負荷が小さくなり、該表面保護シートの裂けや千切れが生じにくくなる。これにより被着体からの除去作業性が向上する。経時中速剥離強度PAが0.60N/20mm以下(より好ましくは0.50N/20mm以下)である表面保護シートによると、より良好な剥離作業性が実現され得る。一態様において、経時中速剥離強度PAは、0.40N/20mm以下であってよく、さらには0.30N/20mm以下であってもよい。また、被着体の保護期間中(例えば、表面保護シートが貼り付けられた被着体の加工時)における浮き剥がれを抑制する観点から、経時中速剥離強度PAは、通常、0.05N/20mm以上であることが適当であり、好ましくは0.10N/20mm以上、より好ましくは0.15N/20mm以上である。経時中速剥離強度PAは、後述する実施例に記載の方法により測定される。
ここに開示される表面保護シートは、SUS板に貼り付けて60℃で7日間保存した後に0.3m/分の剥離速度、180度の剥離角度で測定される経時剥離強度(以下、経時低速剥離強度ともいう。)PBが凡そ1.5N/20mm以下(より好ましくは1.0N/20mm以下、例えば0.80N/20mm以下)であることが好ましい。このような表面保護シートは、金属板等の被着体への貼付け期間が比較的長くても、該被着体への糊残りを生じにくいものとなり得る。経時低速剥離強度PBが低いことは、被着体からの除去作業性向上の観点からも好ましい。また、被着体の保護期間中(例えば、表面保護シートが貼り付けられた被着体の加工時)における浮き剥がれを抑制する観点から、経時低速剥離強度PBは、通常、0.05N/20mm以上であることが適当であり、好ましくは0.10N/20mm以上、より好ましくは0.15N/20mm以上である。経時低速剥離強度PBは、後述する実施例に記載の方法により測定される。
ここに開示される表面保護シートは、被着体からの除去作業性がよいことから、金属板や塗装鋼板、合成樹脂板等の表面に貼り付けられて、これらを加工したり運搬したりする際に、これらの表面の損傷(傷や汚れ等)を防止する表面保護シートとして好ましく使用される。例えば、ステンレス鋼、アルミニウム、鉄等の金属から構成された金属板を保護する用途に好ましく用いられ得る。また、ここに開示される表面保護シートは、絞り加工が施される金属板のように顕著な変形を伴う被着体に適用されても該加工による損傷が生じにくいため、例えば、金属板の絞り加工等の加工時に当該金属板の表面を保護する金属板保護シートとして好適である。そのような絞り加工が施される金属板は、成形後に、食器洗浄機その他の各種家電品の部品、キッチンシンクや浴槽、銘板、ホイルカバー、ランプ、厨房具(ガスレンジ天板等)として利用され得る。また、ここに開示される表面保護シートは、剥離強度の経時上昇が抑制されているので、例えば、被着体の保護期間が比較的長く(典型的には2週間以上、例えば4週間以上に)なっても良好な除去作業性を発揮し得る。したがって、例えば、被着体(例えば金属板)への貼付けから該被着体の加工までの期間が2週間以上(例えば4週間以上)となり得る使用態様でも好適に利用され得る。
(1) 基材と、該基材の一方の面に配置されている粘着剤層と、を含む表面保護シートであって、
MD引張破断伸びEbMDおよびTD引張破断伸びEbTDがいずれも200%以上(好ましくは500%以上)であり、
上記粘着剤層は、ベースポリマーのTgが−50℃以上である、表面保護シート。
(2) MD引張破断強度TSMDおよびTD引張破断強度TSTDがいずれも15N/20mmより高い、上記(1)に記載の表面保護シート。
(3) 上記粘着剤層は、トルエン可溶分の重量平均分子量SMwが10×104以上である、上記(1)または(2)のいずれかに記載の表面保護シート。
(4) 上記粘着剤層は、トルエン不溶分の重量分率GCが60%以上である、上記(1)から(3)のいずれかに記載の表面保護シート。
(5) 上記粘着剤層は、ナノインデンター測定における除荷曲線の最低荷重Lminが−2.0μN未満である、上記(1)から(4)のいずれかに記載の表面保護シート。
(6) 上記ベースポリマーのTgが−40℃以上−10℃以下(好ましくは−30℃以上−15℃以下)である、上記(1)〜(5)のいずれかに記載の表面保護シート。
(8) 上記ベースポリマーは、ホモポリマーのTgが60℃以上のモノマーを全モノマー成分の10重量%以上(好ましくは20重量%以上、さらに好ましくは30重量%以上、例えば35重量%以上)の割合で含有するモノマー原料の重合物である、上記(1)〜(7)のいずれかに記載の表面保護シート。
(10) 上記ベースポリマーは、ホモポリマーのTgが10℃以上であるアルキル(メタ)アクリレートを全モノマー成分の10重量%以上(好ましくは20重量%以上、さらに好ましくは30重量%以上、例えば35重量%以上)の割合で含有するモノマー原料の重合物である、上記(1)〜(9)のいずれかに記載の表面保護シート。
(11) 上記ベースポリマーは、全モノマー成分の10重量%以上(好ましくは20重量%以上、さらに好ましくは30重量%以上、例えば35重量%以上)の割合でメチルメタクリレートを含有するモノマー原料の重合物である、上記(1)〜(10)のいずれかに記載の表面保護シート。
(12) 上記粘着剤組成物は、エマルション型粘着剤組成物から形成された粘着剤層である、上記(1)〜(11)のいずれかに記載の表面保護シート。
(13) 上記エマルション型粘着剤組成物は、反応性乳化剤を用いて合成されたアクリル系ポリマーを含む、上記(12)に記載の表面保護シート。
(14) 上記粘着剤層は剥離調整剤を含む、上記(1)〜(13)のいずれかに記載の表面保護シート。
(15) 上記剥離調整剤はリン酸エステル系界面活性剤である、上記(14)に記載の表面保護シート。
(17)上記基材はポリオレフィン系樹脂フィルムを含む、上記(1)〜(16)のいずれかに記載の表面保護シート。
(18)上記基材は、LLDPEフィルムおよびLDPEフィルムの少なくとも一方を含む、上記(1)〜(17)のいずれかに記載の表面保護シート。
(20) 上記経時剥離強度PA[N/20mm]は、上記表面保護シートをステンレス鋼板に貼り付けて15分後に3m/分の剥離速度で測定される初期剥離強度P0[N/20mm]の2.0倍以下である、上記(19)に記載の表面保護シート。
上記粘着剤層は、トルエン不溶分の重量分率GCが60%以上であり、かつトルエン可溶分の重量平均分子量SMwが10×104以上であり、
上記粘着剤層は、アクリル系ポリマーをベースポリマーとして含むアクリル系粘着剤層であり、
上記アクリル系ポリマーは、全モノマー成分の20重量%以上の割合でメチルメタクリレートを含有するモノマー原料の重合物であり、該アクリル系ポリマーのTgは−40℃以上−10℃以下であり、
上記基材は、LLDPEフィルムまたはLDPEフィルムであり、該基材の厚さは40μm以上100μm以下であり、
上記表面保護シートは、MD引張破断伸びEbMDおよびTD引張破断伸びEbTDがいずれも500%以上である、表面保護シート。
(アクリル系ポリマーA1Pの合成)
2−エチルヘキシルアクリレート(2EHA)57部、メチルメタクリレート(MMA)41部、アクリル酸(AA)2部、乳化剤(固形分基準)3部およびイオン交換水42部を配合し、ホモミキサーにより攪拌混合して水性エマルション(モノマーエマルション)を調製した。乳化剤としては、反応性アニオン系乳化剤(第一工業製薬株式会社、商品名「アクアロンKH−1025」)を使用した。
冷却管、窒素導入管、温度計および攪拌機を備えた反応容器にイオン交換水51.5部を入れ、窒素ガスを導入しながら室温で1時間以上攪拌した。次いで、系を70℃に昇温し、重合開始剤としての過硫酸アンモニウム(APS)0.05重量部を添加した後、攪拌しながら、上記モノマーエマルションを3時間かけて連続的に添加した。モノマーエマルションの添加終了後、75℃で2時間攪拌を継続し、次いで30℃に冷却した。得られた重合反応液に10%アンモニア水を加えてpHを8に調整した。このようにして、アクリル系ポリマーA1Pの水分散液(アクリル系ポリマーA1Pの濃度:50%)を得た。
アクリル系ポリマーA1Pの水分散液に、該水分散液に含まれるアクリル系ポリマーA1Pの100部に対して2部の架橋剤を添加し、23℃において300rpmで10分間の攪拌混合を行って粘着剤組成物A1Cを調製した。上記架橋剤としては、オキサゾリン基を含有する水溶性架橋剤(日本触媒株式会社、商品名「エポクロスWS−500」、オキサゾリン基当量:220g・solid/eq.)を使用した。
LLDPEからなる厚さ50μmの樹脂フィルムF1の片面にコロナ処理を施したものを2枚用意した。1枚目の樹脂フィルムF1のコロナ処理面にアクリル系粘着剤組成物A1Cを塗布し、90℃で1分間乾燥させて厚さ5μmの粘着剤層を形成し、総厚55μmの表面保護シートを得た。2枚目の樹脂フィルムF1は、その非コロナ処理面(第二面)を上記粘着剤層に貼り合わせることにより、剥離ライナーとして利用した。
モノマーエマルションの調製に使用する乳化剤量を2部とし、このモノマーエマルションを添加時間を2時間とした点、および、重合時に剥離調整剤としてのリン酸エステル系界面活性剤(SOLVAY社、ポリオキシエチレントリデシルエーテルリン酸エステル、商品名「RHODAFAC RS710−E」)をモノマー原料100重量部に対して1部使用した点を除いては、アクリル系ポリマーA1Pの合成と同様にしてアクリル系ポリマーA2Pの水分散液を得た。この水分散液を用いた他は粘着剤組成物A1Cの調製と同様にして、粘着剤組成物A2Cを調製した。
LLDPEからなる厚さ50μmの樹脂フィルムF2の片面にコロナ処理を施したものを2枚用意した。粘着剤組成物A1Cおよび樹脂フィルムF1に代えて、粘着剤組成物A2Cおよび樹脂フィルムF2をそれぞれ使用した他は、実施例1と同様にして本例に係る表面保護シートを得た。
2EHAおよびMMAの使用量をそれぞれ61部および37部に変更した他はアクリル系ポリマーA2Pの合成と同様にして、アクリル系ポリマーA3Pの水分散液を得た。この水分散液を用いた他は粘着剤組成物A1Cの調製と同様にして、粘着剤組成物A3Cを調製した。
LLDPEからなる厚さ50μmの樹脂フィルムF3の片面にコロナ処理を施したものを2枚用意した。粘着剤組成物A1Cおよび樹脂フィルムF1に代えて、粘着剤組成物A3Cおよび樹脂フィルムF3をそれぞれ使用した他は、実施例1と同様にして本例に係る表面保護シートを得た。
エチルアクリレート(EA)65部、2EHA20部、MMA10部、アクリロニトリル(AN)5部、乳化剤(固形分基準)3部およびイオン交換水42部を配合し、ホモミキサーにより攪拌混合して水性エマルション(モノマーエマルション)を調製した。乳化剤としては、反応性アニオン系乳化剤(第一工業製薬株式会社、商品名「アクアロンKH−1025」)を使用した。このモノマーエマルションの添加時間は5時間とした。その他の点はアクリル系ポリマーA1Pの合成と同様にして、アクリル系ポリマーA4Pの水分散液を得た。この水分散液を用いた他は粘着剤組成物A1Cの調製と同様にして、粘着剤組成物A4Cを調製した。
LDPEからなる厚さ50μmの樹脂フィルムF4の片面にコロナ処理を施したものを2枚用意した。粘着剤組成物A1Cおよび樹脂フィルムF1に代えて、粘着剤組成物A4Cおよび樹脂フィルムF4をそれぞれ使用した他は、実施例1と同様にして本例に係る表面保護シートを得た。
上記実施例1〜3および比較例1に関し、上述した方法により、ゲル分率GC、ゾル分子量SMw、引張破断伸び、引張破断強度および除荷曲線の最低荷重Lminを測定した。さらに、以下の剥離強度測定および絞り加工試験を行った。得られた結果を、各例に係る表面保護シートの概略構成とともに表2に示す。
測定対象の表面保護シートを幅20mm、長さ100mmの短冊状にカットして試験片を作製した。23℃、50%RHの標準環境下にて、この試験片を、被着体としてのステンレス鋼板(SUS430BA板)に、2kgのゴムローラを2往復させて圧着した。このサンプルを上記標準環境下に15分間保持した後、該標準環境下にて、万能引張試験機を用いて、引張速度3m/分、剥離角度180度の条件で、初期中速剥離強度PO[N/20mm]を測定した。
測定対象の表面保護シートを幅20mm、長さ100mmの短冊状にカットして試験片を作製した。23℃、50%RHの標準環境下にて、この試験片を、被着体としてのステンレス鋼板(SUS430BA板)に、2kgのゴムローラを2往復させて圧着した。このサンプルを60℃の環境下に7日間保存し、次いで23℃、50%RHの標準環境下に1時間保持した後、該標準環境にて、万能引張試験機を用いて、引張速度3m/分、剥離角度180度の条件で、経時中速剥離強度PA[N/20mm]を測定した。
引張速度を0.3m/分とした他は上記経時中速剥離強度PAの測定と同様にして、経時低速剥離強度PBを測定した。
厚さ0.6mm、直径93mmの円板状のBA仕上げステンレス鋼板(SUS304BA板)を用意した。このステンレス鋼板に、該ステンレス鋼板より大きめのサイズを有する各例に係る表面保護シートを、2kgのゴムローラを2往復させて圧着した。これを60℃の環境下に24時間保存した後、上記表面保護シートのうち上記ステンレス鋼板の端面からはみ出している部分を該端面に沿ってカットすることにより、測定サンプルを調製した。この測定サンプルに対して、該サンプルの中央部に直径45mm、深さ20mmのカップを形成する絞り加工を実施した(カップテスト)。絞り加工後の測定サンプルについて、外周部における表面保護シートの破断部分の合計長さを測定した。測定は3回行い(n=3)、それらの平均値に基づいて、以下の基準で破断防止性を評価した。
G:測定サンプルの外周に沿って表面保護シートが帯状に破断した部分が認められたが、その破断部分の長さが上記外周全体の合計で5mm以上10mm以下であった(実用上十分に良好な破断防止性を有する)。
P:測定サンプルの外周に沿って表面保護シートが帯状に破断した部分が認められ、その破断部分の長さが上記外周全体の合計で10mm超であった(破断防止性に乏しい)。
アクリル系ポリマー100部に対する架橋剤の使用量を4部に変更した他は粘着剤組成物A1C,A2C,A3Cの調製とそれぞれ同様にして、粘着剤組成物A5C,A6C,A7Cを調製した。これら粘着剤組成物A5C,A6C,A7Cを用いた他は実施例1〜3とそれぞれ同様にして、実施例4〜6に係る表面保護シートを得た、
2EHAおよびMMAの使用量をそれぞれ54部および44部に変更した点、およびモノマーエマルションの添加時間を4時間とした点を除いては、アクリル系ポリマーA1Pの合成と同様にしてアクリル系ポリマーA5Pの水分散液を得た。この水分散液を用いた点およびアクリル系ポリマー100部に対する架橋剤の使用量を1部とした点を除いては粘着剤組成物A1Cの調製と同様にして、粘着剤組成物A8Cを調製した。
LDPEからなる厚さ50μmの樹脂フィルムF5の片面にコロナ処理を施したものを2枚用意した。粘着剤組成物A1Cおよび樹脂フィルムF1に代えて、粘着剤組成物A8Cおよび樹脂フィルムF5をそれぞれ使用した他は、実施例1と同様にして本例に係る表面保護シートを得た。
アクリル系ポリマー100部に対する架橋剤の使用量を2部に変更した他は粘着剤組成物A8Cの調製と同様にして、粘着剤組成物A9Cを調製した。この粘着剤組成物A9Cを用いた他は実施例7と同様にして、本例に係る表面保護シートを得た。
モノマー原料の組成をn−ブチルアクリレート(BA)66部、イソボルニルアクリレート(IBXA)32部およびAA2部に変更した他はアクリル系ポリマーA2Pの合成と同様にして、アクリル系ポリマーA6Pの水分散液を得た。この水分散液を用いた他は粘着剤組成物A2Cの調製と同様にして、粘着剤組成物A10Cを調製した。
LLDPEからなる厚さ50μmの樹脂フィルムF6の片面にコロナ処理を施したものを2枚用意した。粘着剤組成物A1Cおよび樹脂フィルムF1に代えて、粘着剤組成物A10Cおよび樹脂フィルムF6をそれぞれ使用した他は、実施例1と同様にして本例に係る表面保護シートを得た。
アクリル系ポリマー100部に対する架橋剤の使用量を4部に変更した他は粘着剤組成物A10Cの調製と同様にして、粘着剤組成物A11Cを調製した。この粘着剤組成物A11Cを用いた他は実施例9と同様にして、本例に係る表面保護シートを得た。
上記実施例4〜10に関し、上述した実施例1〜3、比較例1と同様の測定および評価を行った。得られた結果を、各例に係る表面保護シートの概略構成とともに表3に示す。
1A:一方の面
1B:他方の面
2 :粘着剤層
2A:粘着面
10 :表面保護シート
Claims (10)
- 基材と、該基材の一方の面に配置されている粘着剤層と、を含む表面保護シートであって、
流れ方向の引張破断伸びEbMDおよび幅方向の引張破断伸びEbTDがいずれも200%以上であり、
前記粘着剤層は、ベースポリマーのガラス転移温度が−50℃以上である、表面保護シート。 - 前記粘着剤層は、トルエン不溶分の重量分率GCが60%以上であり、かつトルエン可溶分の重量平均分子量SMwが10×104以上である、請求項1に記載の表面保護シート。
- 前記粘着剤層は、ナノインデンター測定における除荷曲線の最低荷重Lminが−2.0μN未満である、請求項1または2に記載の表面保護シート。
- 前記ベースポリマーは、ホモポリマーのガラス転移温度が10℃以上のモノマーを全モノマー成分の20重量%以上の割合で含有するモノマー原料の重合物である、請求項1から3のいずれか一項に記載の表面保護シート。
- 前記粘着剤層はアクリル系粘着剤層である、請求項1から4のいずれか一項に記載の表面保護シート。
- 前記基材の厚さが100μm以下である、請求項1から5のいずれか一項に記載の表面保護シート。
- 前記基材はポリオレフィン系樹脂フィルムを含む、請求項1から6のいずれか一項に記載の表面保護シート。
- 前記表面保護シートをステンレス鋼板に貼り付けて60℃で7日間保存した後に3m/分の剥離速度で測定される経時剥離強度PAが0.70N/20mm以下である、請求項1から7のいずれか一項に記載の表面保護シート。
- 前記経時剥離強度PA[N/20mm]が、前記表面保護シートをステンレス鋼板に貼り付けて15分後に3m/分の剥離速度で測定される初期剥離強度P0[N/20mm]の2.0倍以下である、請求項8に記載の表面保護シート。
- 絞り加工が施される金属板に用いられる、請求項1から9のいずれか一項に記載の表面保護シート。
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