JP4458546B2 - 両面接着性感圧接着シートの製造方法 - Google Patents
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Description
本発明によると、粘着剤の基材への含浸の程度を上記空隙面積測定(基材含浸性評価)により把握し、上記空隙面積が実現される程度に不織布基材によく含浸させて粘着剤層を形成することにより、水分散型(水性)の粘着剤組成物を用いても、粘着剤本来の性能(例えば被着体表面への追随性)をよりよく反映した両面粘着シートを効率よく製造することができる。
水分散型の感圧接着剤組成物を用意すること、ここで、前記感圧接着剤組成物は、アクリル系ポリマーを主体とし、該アクリル系ポリマーが水に分散している水性エマルジョン型の感圧接着剤組成物である;
不織布基材の両面に、前記水分散型感圧接着剤組成物を乾燥させてなる感圧接着剤膜をそれぞれ積層して感圧接着剤層を形成した後、該不織布基材の流れ方向と直交する切断線に沿って厚み方向に切断し、その切断面において該断面の長さ400μm当たりに観察される空隙の面積を測定することにより、該空隙面積測定において500μm 2 /400μm以下の空隙面積を示す不織布基材を選択すること;および、
その選択した不織布基材を用いて、前記感圧接着剤組成物を乾燥させてなる感圧接着剤層を空隙面積が500μm 2 /400μm以下となるように前記不織布基材に含浸して設けることにより、両面接着性感圧接着シートを製造すること;
を包含する両面接着性感圧接着シートの製造方法が提供される。
例えば不織布基材としては、水分散型粘着剤組成物から形成された粘着剤層を所定の空隙面積となるように形成し得る限り、両面粘着シートの分野において周知ないし慣用の不織布基材またはその他の不織布基材を適宜選択して使用することができる。木材繊維、綿、マニラ麻等の天然繊維から構成される不織布基材;レーヨン、アセテート繊維、ポリエステル繊維、ポリビニルアルコール(PVA)繊維、ポリアミド繊維、ポリオレフィン繊維、ポリウレタン繊維等の化学繊維から構成される不織布基材;材質の異なる二種以上の繊維を併用して構成された不織布基材;等のいずれも使用可能である。ビスコース、PVA、ポリアクリルアミド等の樹脂(バインダ)が含浸された不織布基材を用いてもよい。本発明にとり好ましい不織布として、ビスコース加工が施された繊維を用いて形成された不織布基材または不織布形成後にビスコース加工(ビスコースレーヨン含浸処理)を施した不織布基材が例示される。
なお、ここでいう「不織布」は、主として粘着テープその他の粘着シート(感圧接着シート)の分野において使用される粘着シート用不織布を指す概念であって、典型的には一般的な抄紙機を用いて作製されるような不織布(いわゆる「紙」と称されることもある。)をいう。
乳化剤(界面活性剤)としては、ラウリル硫酸ナトリウム、ラウリル硫酸アンモニウム、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ポリオキシエチレンラウリル硫酸ナトリウム等のアニオン系乳化剤;ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル等のノニオン系乳化剤;等を使用できる。かかる乳化剤は、単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。乳化剤の使用量は、モノマー原料100質量部に対して、例えば凡そ0.2〜10質量部程度(好ましくは0.5〜5質量部程度)とすることができる。
特に限定するものではないが、かかるエマルジョン重合は、例えば、得られたアクリル系ポリマーを酢酸エチルで抽出して残った不溶分の質量割合(ゲル分率)が0質量%以上凡そ15質量%未満となるように実施され得る。また、該アクリル系ポリマーをテトラヒドロフラン(THF)で抽出した可溶分の質量平均分子量(Mw)が、標準ポリスチレン換算で、例えば凡そ50万〜100万程度となるように実施され得る。
このような優れた効果が奏される理由は必ずしも明らかではないが、例えば以下のように推察される。すなわち、水分散型の粘着剤組成物および/または該組成物から形成された粘着剤(粘着剤膜)は、溶剤型の粘着剤組成物とは異なり不均一系であること、溶剤型に比べて分散媒の表面張力が大きいこと等により、不織布基材への含浸挙動が溶剤型とは大きく異なり得る。従来は、かかる含浸挙動の相違および含浸の程度が十分に把握されていなかったことにより、粘着剤単独での性能が両面粘着シートとしての性能に反映され難いという事象が生じていたものと考えられる。本発明によると、粘着剤の含浸の程度を空隙面積により把握し、この空隙面積を指標として含浸の程度を管理することにより、水分散型の粘着剤組成物を用いて、当該粘着剤が本来の有する性能(例えば耐反撥性)をより適切に反映させた両面粘着シートを効率よく製造することができる。
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、2,2’−アゾビス[N−(2−カルボキシエチル)−2−メチルプロピオンアミジン]ハイドレート(重合開始剤)(和光純薬工業株式会社製品、商品名「VA−057」を使用した。)0.279gおよびイオン交換水100gを投入し、窒素ガスを導入しながら1時間攪拌した。これを60℃に保ち、ここにブチルアクリレート29部、2−エチルヘキシルアクリレート67部、アクリル酸4部、ジアセトンアクリルアミド0.5部、ドデカンチオール(連鎖移動剤)0.04部およびポリオキシエチレンラウリル硫酸ナトリウム(乳化剤)2部をイオン交換水41部に添加して乳化したもの(すなわち、モノマー原料のエマルジョン)400gを4時間かけて徐々に滴下して乳化重合反応を進行させた。モノマー原料エマルジョンの滴下終了後、さらに3時間同温度に保持して熟成させた。これに10%アンモニウム水を添加して液性をpH7.5に調整した。このようにして、アクリル系ポリマーの水分散液(エマルジョン)を得た。以下、このアクリル系ポリマーエマルジョンを「エマルジョン(a)」ということがある。
該エマルジョン(a)を構成するアクリル系ポリマーをTHFで抽出した可溶分の質量平均分子量(Mw)は66.8×104(標準ポリスチレン換算)であった。また、該アクリル系ポリマーの酢酸エチル不溶分の質量割合は0%であった。
すなわち、上質紙をシリコーン系剥離剤で処理してなる剥離ライナーに上記粘着剤組成物(A)を塗布した。これを100℃で3分間乾燥させて、該ライナー上に厚さ約70μmの粘着剤膜を形成した。このような粘着剤膜付き剥離ライナーを2枚用意した。そのうち1枚目の粘着剤膜付き剥離ライナーを不織布基材の一方の面に貼り合わせた。次いで、該不織布基材の他方の面に2枚目の粘着剤膜付き剥離ライナーを貼り合わせた。このように不織布基材の両面に粘着剤膜を積層して(すなわち、不織布基材の両面に粘着剤膜を転写する両面転写法により)例1に係る両面粘着シートを得た。この両面粘着シートの両粘着面は、該粘着シートの作製に使用した剥離ライナーによってそのまま保護されている。
上記両面粘着シートを、該シートを構成する不織布基材の流れ方向と直交する切断線に沿って厚み方向に切断し、4%オスミウム(Os)水溶液を用いて50℃で5時間蒸気染色した。その後、ミクロトームにより観察用試料を切り出して導電性粘着テープで試料台に固定し、Pt−Pdスパッタリングを20秒間施した。このようにして調整した試料の断面を以下の条件で観察した。
装置:株式会社日立ハイテクノロジーズ製品、電界放出型走査電子顕微鏡、型番「S−4800」;
測定条件:加速電圧3kV(倍率300倍)にて二次電子像を観察。
このようにして得られたSEM像を市販の画像解析ソフト(旭化成エンジニアリング株式会社製品、商品名「A像くん」を使用した。)で解析することにより、上記試料断面の長さ400μm当たりに観察される空隙の面積[μm2/400μm]を求めた。なお、上記画像解析ソフトにおける解析モードは「粒子解析」とした。解析条件の設定にあたっては、個々のSEM像を見ながら、実際に空隙となっている部分が適切にピックアップされるように留意して、空隙か空隙でないかの閾値を手動で設定した。また、測定の目的たる空隙(すなわち、不織布への含浸の程度を示す空隙)とは明らかに異なる部分(例えば観察用試料の調整時に生じた粘着剤層のひび割れ等)は空隙面積に算入されないようにした。不織布基材の流れ方向に切断位置を異ならせた3箇所の断面について上記空隙面積を求め(すなわちn=3)、それらの平均値を当該両面粘着シートの空隙面積とした。その結果、本例に係る両面粘着シートの空隙面積は99μm2/400μmであった。
上記両面粘着シートの一面を保護する剥離ライナーを剥がし、露出した粘着剤層を厚さ0.5mm、幅10mm、長さ90mmのアルミニウム板に貼り合わせて試験片を作製した。その試験片の長手方向をφ50mmの丸棒に沿わせて弧状に曲げた後、該試験片の他面から剥離ライナーを剥がして粘着剤層を露出させ、ラミネータを用いてポリプロピレン板に圧着した。これを23℃の環境下に24時間放置し、次いで70℃で2時間加温した後に、ポリプロピレン板表面から浮きあがった試験片端部の高さ(mm)を測定した。かかる測定は3つの試験片を用いて行い(すなわちn=3)、それらの平均値を当該両面粘着シートの剥がれ高さとした。その結果、本例に係る両面粘着シートの剥がれ高さ(耐反撥性)は0.6mmであった。
上記粘着剤組成物(A)を上記例1とは異なる不織布基材に付与して両面粘着シートを作製した。すなわち、本例では不織布基材として、坪量7g/m2、厚さ18μm、嵩密度0.39g/cm3の、麻80%およびパルプ20%からなる不織布(大昭和日本板紙株式会社から入手可能な薄葉紙;以下、「不織布b」ということもある。)を使用した。その他の点については例1と同様にして、例2に係る両面粘着シートを得た。この両面粘着シートについて例1と同様の評価試験を行ったところ、空隙面積は182μm2/400μm、耐反撥性(剥がれ高さ)は2.6mmであった。
本例では、不織布基材として、坪量14g/m2、厚さ45μm、嵩密度0.31g/cm3のレーヨン系不織布(中尾製紙株式会社製品のレーヨン紙、商品名「ボンライト−P14G」;以下、「不織布c」ということもある。)を使用した。その他の点については例1と同様にして、例3に係る両面粘着シートを得た。この両面粘着シートについて例1と同様の評価試験を行った。その結果、空隙面積は204μm2/400μm、耐反撥性(剥がれ高さ)は2.6mmであった。
本例では、不織布基材として坪量11g/m2、厚さ30μm、嵩密度0.37g/cm3の木材パルプ系不織布(大福製紙株式会社製品、商品名「NP−11−P」;以下、「不織布d」ということもある。)を使用した。その他の点については例1と同様にして、例4に係る両面粘着シートを得た。この両面粘着シートについて例1と同様の評価試験を行った。その結果、空隙面積は359μm2/400μm、耐反撥性(剥がれ高さ)は4.0mmであった。
本例では、不織布基材として坪量14g/m2、厚さ28μm、嵩密度0.50g/cm3のパルプ系不織布(大昭和日本板紙株式会社製品、商品名「AP−14N原紙」;以下、「不織布e」ということもある。)を使用した。その他の点については例1と同様にして、例5に係る両面粘着シートを得た。この両面粘着シートについて例1と同様の評価試験を行った。その結果、空隙面積は746μm2/400μm、耐反撥性(剥がれ高さ)は9.6mmであった。
本例では、不織布基材として坪量11g/m2、厚さ55μm、嵩密度0.20g/cm3の、麻80%およびパルプ20%からなる不織布(大昭和日本板紙株式会社から入手可能な薄葉紙;以下、「不織布f」ということもある。)を使用した。その他の点については例1と同様にして、例6に係る両面粘着シートを得た。この両面粘着シートについて例1と同様の評価試験を行った。その結果、空隙面積は1175μm2/400μm、耐反撥性(剥がれ高さ)は6.0mmであった。
本例では、不織布基材として坪量14g/m2、厚さ42μm、嵩密度0.33g/cm3のパルプ系不織布(大福製紙株式会社製品、商品名「SP−14K原紙」;以下、「不織布g」ということもある。)を使用した。その他の点については例1と同様にして、例7に係る両面粘着シートを得た。この両面粘着シートについて例1と同様の評価試験を行った。その結果、空隙面積は1461μm2/400μm、耐反撥性(剥がれ高さ)は11.1mmであった。
例1〜例7において両面粘着シートの作製に使用した粘着剤膜につき、該粘着剤膜自体の(基材レスの粘着シートとしての)耐反撥性を評価した。すなわち、例1と同様にして粘着剤組成物(A)から形成された厚さ70μmの粘着剤膜を有する粘着剤膜付き剥離ライナーを作製し、例1〜例7に係る両面粘着シートに代えて該粘着剤膜付き剥離ライナーを上記アルミニウム板に貼り合わせることで試験片を作製した。その他の点については例1と同様にして耐反撥性を評価した。その結果、粘着剤組成物(A)から得られた基材レスの粘着シートの耐反撥性は0.4mmであった。
例1と同様にして、粘着剤組成物(A)から形成された厚さ70μmの粘着剤膜を有する粘着剤膜付き剥離ライナーを2枚作製した。これらのうち1枚目の粘着剤膜付き剥離ライナーを、例7と同じ不織布基材(不織布g)の一方の面に貼りあわせた。次いで、粘着剤組成物(A)の希釈液を、上記不織布基材の他方の面(不織布基材が露出している。)に、該他方の面に露出した基材が十分に浸るように供給し、100℃で1分間乾燥させた。上記希釈液としては、粘着剤組成物(A)に水を加えて固形分濃度32%に調整したものを使用した。かかる前処理(予備含浸処理)を施した不織布基材の他方の面に、2枚目の粘着剤膜付き剥離ライナーを貼り合わせた。
このようにして作製された例9に係る両面粘着シートにつき例1と同様の評価を行った。その結果、本例に係る両面粘着シートの空隙面積は110μm2/400μmであり、耐反撥性(剥がれ高さ)は2.6mmであった。
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、2,2’−アゾビス[N−(2−カルボキシエチル)−2−メチルプロピオンアミジン]ハイドレート(重合開始剤)(和光純薬工業株式会社製品、商品名「VA−057」を使用した。)0.279gおよびイオン交換水100gを投入し、窒素ガスを導入しながら1時間攪拌した。これを60℃に保ち、ここにブチルアクリレート29部、2−エチルヘキシルアクリレート67部、アクリル酸4部、ドデカンチオール(連鎖移動剤)0.03部およびポリオキシエチレンラウリル硫酸ナトリウム(乳化剤)2部をイオン交換水41部に添加して乳化したもの(第一段目の重合に使用されるモノマー原料のエマルジョン)200gを2時間かけて徐々に滴下して乳化重合反応を進行させた。
引き続いて、同反応容器に、ブチルアクリレート29部、2−エチルヘキシルアクリレート67部、アクリル酸4部、ドデカンチオール0.045部およびポリオキシエチレンラウリル硫酸ナトリウム2部をイオン交換水41部に添加して乳化したもの(第二段目の重合に使用されるモノマー原料のエマルジョン)200gを2時間かけて徐々に滴下し、同温度にて乳化重合反応を進行させた。
モノマー原料エマルジョンの滴下終了後、さらに3時間同温度に保持して熟成させた。これに10%アンモニウム水を添加して液性をpH7.5に調整した。このようにして、アクリル系ポリマーの水分散液(エマルジョン)を得た。以下、このアクリル系ポリマーエマルジョンを「エマルジョン(b)」ということがある。
該エマルジョン(b)を構成するアクリル系ポリマーをTHFで抽出した可溶分の質量平均分子量(Mw)は82.4×104(標準ポリスチレン換算)であった。また、該アクリル系ポリマーの酢酸エチル不溶分の質量割合は5%であった。
この両面粘着シートについて例1と同様の評価試験を行ったところ、空隙面積は62μm2/400μm、耐反撥性(剥がれ高さ)は0.4mmであった。また、作製から3日間50℃の環境下に保存した後の粘着シートから採取した粘着剤サンプルの酢酸エチル不溶分の質量割合は49%であった。
例10において両面粘着シートの作製に使用した粘着剤膜につき、該粘着剤膜自体の(基材レスの粘着シートとしての)耐反撥性を評価した。すなわち、粘着剤組成物(A)に代えて粘着剤組成物(B)を用いた点以外は例1と同様にして、粘着剤組成物(B)から形成された厚さ70μmの粘着剤膜を有する粘着剤膜付き剥離ライナーを作製し該粘着剤膜付き剥離ライナーを上記アルミニウム板に貼り合わせることで試験片を作製した。その他の点については例1と同様にして耐反撥性を評価した。その結果、粘着剤組成物(B)から得られた基材レスの粘着シートの耐反撥性は1.9mmであった。
2:粘着剤層
3:剥離ライナー
11,12:粘着シート
Claims (10)
- 水分散型の感圧接着剤組成物を用いて形成された感圧接着剤層と、該感圧接着剤層を支持する不織布基材と、を備える両面接着性の感圧接着シートを製造する方法であって:
水分散型の感圧接着剤組成物を用意すること、ここで、前記感圧接着剤組成物は、アクリル系ポリマーを主体とし、該アクリル系ポリマーが水に分散している水性エマルジョン型の感圧接着剤組成物である;
支持体として、坪量5〜25g/m 2 、厚さ15〜70μm、嵩密度0.2〜0.5g/cm 3 の不織布基材を用意すること;
該不織布基材に含浸して設けられた感圧接着剤層であって前記感圧接着剤組成物を乾燥させてなる感圧接着剤層を形成すること、ここで、前記感圧接着剤層の厚さは、前記不織布基材の片面当たり、該不織布基材の厚さの1倍〜5倍である;および、
前記感圧接着剤層の形成された両面接着性感圧接着シートを、該不織布基材の流れ方向と直交する切断線に沿って厚み方向に切断し、その切断面において該断面の長さ400μm当たりに観察される空隙の面積を測定すること;
を包含し、
ここで前記感圧接着剤層は、前記空隙の面積が500μm2/400μm以下となるように該不織布基材に含浸して設けられる、両面接着性感圧接着シートの製造方法。 - 前記不織布基材として、麻パルプからなる不織布基材を使用する、請求項1に記載の方法。
- 前記感圧接着剤層は、前記水分散型感圧接着剤組成物を乾燥させてなる感圧接着剤膜を前記不織布基材の両面にそれぞれ積層して形成される、請求項1または2に記載の方法。
- 前記感圧接着剤層を形成することは、前記水分散型感圧接着剤組成物の希釈液を前記不織布基材に含浸させて乾燥させる予備含浸処理を行うことを含む、請求項1から3のいずれか一項に記載の方法。
- 前記アクリル系ポリマーは、炭素原子数4〜10のアルキルアルコールの(メタ)アクリル酸エステルを主モノマーとするモノマー原料を重合してなる重合体である、請求項1から4のいずれか一項に記載の方法。
- 前記炭素原子数4〜10のアルキルアルコールの(メタ)アクリル酸エステルは、ブチル(メタ)アクリレートおよび2−エチルヘキシル(メタ)アクリレートから選択される、請求項5に記載の方法。
- 前記モノマー原料は、アクリル酸および/またはメタクリル酸を含有する、請求項5または6に記載の方法。
- 水分散型の感圧接着剤組成物を用いて形成された感圧接着剤層および該感圧接着剤層を支持する不織布基材を備える両面接着性の感圧接着シートを製造する方法であって:
水分散型の感圧接着剤組成物を用意すること、ここで、前記感圧接着剤組成物は、アクリル系ポリマーを主体とし、該アクリル系ポリマーが水に分散している水性エマルジョン型の感圧接着剤組成物である;
不織布基材の両面に、前記水分散型感圧接着剤組成物を乾燥させてなる感圧接着剤膜をそれぞれ積層して感圧接着剤層を形成した後、該不織布基材の流れ方向と直交する切断線に沿って厚み方向に切断し、その切断面において該断面の長さ400μm当たりに観察される空隙の面積を測定することにより、該空隙面積測定において500μm 2 /400μm以下の空隙面積を示す不織布基材を選択すること;および、
その選択した不織布基材を用いて、前記感圧接着剤組成物を乾燥させてなる感圧接着剤層を空隙面積が500μm 2 /400μm以下となるように前記不織布基材に含浸して設けることにより、両面接着性感圧接着シートを製造すること;
を包含する、両面接着性感圧接着シートの製造方法。 - 請求項1から8のいずれか一項に記載の方法により製造された、両面接着性感圧接着シート。
- 前記両面接着性感圧接着シートの一面を厚さ0.5mm、幅10mm、長さ90mmのアルミニウム板に貼り合わせて試験片を作製し、該試験片の長手方向を直径50mmの丸棒に沿わせて弧状に曲げた後、該試験片の他面をポリプロピレン板に圧着し、これを23℃の環境下に24時間、次いで70℃で2時間加温した後に前記ポリプロピレン板表面から浮きあがった前記試験片端部の高さ(剥がれ高さ)を測定する耐反撥性試験において、前記剥がれ高さが5mm以下である、請求項9に記載の両面接着性感圧接着シート。
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