JP4989871B2

JP4989871B2 - 粘着テープ

Info

Publication number: JP4989871B2
Application number: JP2005292057A
Authority: JP
Inventors: 誠二齋田; 和雄鈴木; 重郎川崎
Original assignee: Denki Kagaku Kogyo KK
Current assignee: Denka Co Ltd
Priority date: 2005-10-05
Filing date: 2005-10-05
Publication date: 2012-08-01
Anticipated expiration: 2025-10-05
Also published as: JP2007099908A

Description

本発明は、オレフィン系樹脂組成物を用いた粘着テープに関する。

ハロゲン化物を用いない絶縁体としてポリエチレン等のオレフィン系樹脂組成物を自動車のワイヤハーネス等、高温を発する箇所の電線・ケーブルの絶縁体に用いる試みがなされている。しかし、自動車のワイヤハーネス等の自動車用電線の絶縁体にハロゲン化物でないオレフィン系樹脂組成物を用いても、自動車用電線等の集束や保護に用いる粘着テープにハロゲン化物を用いては燃焼時に、ハロゲン系ガスを発生することになる。そこで、このような自動車用電線等の集束や保護に用いる粘着テープにも燃焼時有害なハロゲン系ガスを発生しないノンハロゲン粘着テープが使われ始めている。

このような非ハロゲン樹脂組成物を原料とするフィルムを用いた粘着テープとして、エチレン−アクリル酸エステル共重合体と非晶性のプロピレン−エチレン共重合体を配合した粘着テープがある（例えば、特許文献1）。
特開２０００−３３６３２８号公報

しかしながら、これらの非ハロゲン樹脂組成物を原料とするフィルムを用いた粘着テープは、例えば、自動車のエンジンルームなどの複雑な電線・ケーブルを結束するテープとして使用するには、テープを伸ばした場合に基材が白くなる白化現象が発生する場合があった。

本発明は、柔軟性、巻き付け作業性、手切れ性、及び白化特性をバランスよく兼ね備えた粘着テープを提供することにある。

本発明は、基材と、該基材の片面に積層された粘着層とを有する粘着テープであって、前記基材が、エチレン−カルボン酸ビニル共重合体：１００質量部と、ポリプロピレン系樹脂：１〜２００質量部と、スチレン−ブタジエンランダム共重合体及び／又はスチレン−ブタジエンランダム共重合体の水素添加物：１０〜１００質量部と、を含む粘着テープである。

本発明においては、以下の（１）〜（２）の実施態様から選ばれた少なくとも一つを備えていることが好ましい。
（１）エチレン−カルボン酸ビニル共重合体のカルボン酸ビニル含量が５〜３５質量％である粘着テープ。
（２）ポリプロピレン系樹脂が、ポリプロピレンランダムコポリマー及び／又はリアクターポリプロピレンである粘着テープ。
粘着テープは、結束用テープに用いることができる。

本発明によれば、柔軟性、巻き付け作業性、手切れ性及び白化特性をバランスよく兼ね備えた粘着テープを得ることができる。

本発明の粘着テープに用いる基材は、エチレン-カルボン酸ビニル共重合体及び／又はエチレンーアクリル酸エステル共重合体、ポリプロピレン系樹脂及び芳香族ビニル系エラストマーを含む樹脂組成物からなる。エチレン−カルボン酸ビニル共重合体及び／又はエチレンーアクリル酸エステル共重合体を配合することにより、基材に柔軟性と作業性を付与することができる。エチレン−カルボン酸ビニル共重合体は、エチレンとカルボン酸ビニルを高温、高圧でラジカル共重合した熱可塑性樹脂である。例えば、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−プロピオン酸ビニル共重合体、エチレン−ピバリン酸ビニル共重合体、エチレン−酪酸ビニル共重合体、エチレン−カプロン酸ビニル共重合体、エチレン−カプリル酸ビニル共重合体、エチレン−カプリン酸ビニル共重合体、エチレン−ラウリン酸ビニル共重合体などがあり、エチレン−カルボン酸ビニル共重合体は、各々単独で使用しても良いが、複数種併用して使用しても良い。

エチレン−カルボン酸ビニル共重合体のカルボン酸ビニルの含量は、５〜３５質量％の範囲が好ましく、より好ましくは１０〜２０質量％の範囲が好ましい。カルボン酸ビニルの含量が５質量％未満では、樹脂同士の相溶性が悪く、基材にピンホールが発生する場合がある。一方、３５質量％を超えると、基材が柔らかく伸びやすくなり、粘着テープの巻き付け作業性及び手切れ性が低下する場合がある。カルボン酸ビニルの含量は、ＪＩＳ−Ｋ６９２４−２法を準拠した。

エチレン−アクリル酸エステル共重合体は、外観は低密度ポリエチレンに似ており、ゴム及び軟質ビニルに似たエラストマーの性質を持った樹脂である。エチレン−アクリル酸エステル共重合体としては、例えば、エチレン−エチルアクリレートポリマー、エチレン-メチルアクリレートポリマー、エチレン−プロピルアクリレートポリマーなどがあり、エチレン−アクリル酸エステル共重合体は、各々単独で使用しても良いが、複数種併用して使用しても良い。又、エチレン−アクリル酸エステル共重合体のアクリル酸エステル含量は５〜３５質量％の範囲が好ましく、より好ましくは１０〜２０質量％の範囲が好ましい。アクリル酸エステルの含量が５質量％未満では、樹脂同士の相溶性が悪く、基材にピンホールが発生する場合がある。一方、３５質量％を超えると、基材が柔らかく伸びやすくなり、粘着テープの巻き付け作業性及び手切れ性が低下する場合がある。アクリル酸エステルの含量は、ＪＩＳ−Ｋ６９２４−２法を準拠した。

ポリプロピレン系樹脂は、基材にある程度の強度を持たせ作業性を付与するためである。ポリプロピレン系樹脂としては、例えば、ポリプロピレンホモポリマー、更に結晶性の高い高結晶性ホモポリマー、プロピレンーエチレン共重合体であるポリプロピレンランダムコポリマー、ポリプロピレンブロックポリマー、ポリプロピレンとＣＨ２＝ＣＨＲ（Ｒ：炭素数２〜８の脂肪族及び芳香族）を重合したポリプロピレンブロックポリマー、ポリプロピレンをハードセグメントとしエチレン−プロピレンラバー（ＥＰＲ）、エチレン−プロピレンジエンラバー（ＥＰＤＭ）及びアクリロニトリルブタジエンラバー（ＮＢＲ）、天然ゴム（ＮＲ）等をソフトセグメントとし溶融混練及びリアクターで重合したポリプロピレンポリマー（ＴＰＯ）等がある。ポリプロピレン系樹脂は、各々単独で使用しても良いが、複数種併用して使用しても良い。好ましくは、ポリプロピレンランダムコポリマー、リアクターで重合したポリプロピレンポリマー（ＴＰＯ）がよい。

芳香族ビニル系エラストマーは、基材に加工性を付与し、白化の発生を低減するためである。芳香族ビニル系エラストマーは、芳香族ビニル炭化水素の重合体ブロックとエラストマー性の重合体ブロックとからなり、その芳香族ビニル炭化水素の重合体ブロックがハードセグメントを、エラストマー性の重合体ブロックがソフトセグメントをそれぞれ構成している。代表的には、芳香族ビニル炭化水素重合体ブロック−エラストマー性重合体ブロック、又は、芳香族ビニル炭化水素重合体ブロック−エラストマー性重合体ブロック−芳香族ビニル炭化水素重合体ブロックで表される共重合構造を有し、エラストマー性重合体ブロックの二重結合が部分的に或いは完全に水素添加されていてもよいブロック共重合体であって、一般にスチレン系エラストマーとして知られているものである。

芳香族ビニル炭化水素としては、例えばスチレン、α−メチルスチレン、ｏ−、ｍ−、及びｐ−メチルスチレン、１，３−ジメチルスチレン、ビニルナフタレン、ビニルアントラセン等が挙げられ、中でも、スチレンが好ましく、又、エラストマー性重合体ブロックとしては、エラストマー性が発現されれば共役ジエン系でも共役ジエン系以外でもよいが、一般に共役ジエン系が好ましい。この場合の共役ジエンとしては、例えばブタジエン、イソプレン、１，３−ペンタジエン、２，３−ジメチル−１，３−ブタジエン等が挙げられる。

芳香族ビニル系エラストマーとしては、スチレン−エチレン・ブチレン共重合体−スチレン(ＳＥＢＳ)、スチレン−エチレン・プロピレン共重合体−スチレン（ＳＥＰＳ）あるいはスチレン−ブタジエン−スチレン（ＳＢＳ）、スチレン−イソプレン−スチレン（ＳＩＳ）のようなＡ−Ｂ−Ａ型ブロック共重合体、ランダム共重合体及びこれらのＡ−Ｂ−Ａ型ブロック共重合体やランダム共重合体の水素添加物、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−イソプレン共重合体のようなＡ−Ｂ型ブロック共重合体、ランダム共重合体及びこれらのＡ−Ｂ型ブロック共重合体やランダム共重合体の水素添加物などを挙げることができる。好ましくは、スチレン−ブタジエンランダム共重合体、スチレン−ブタジエンブロック共重合体、スチレン−ブタジエンランダム共重合体の水素添加物、スチレン−ブタジエンブロック共重合体の水素添加物がよい。より好ましくは、破断伸度が低いスチレン−ブタジエンランダム共重合体の完全水素添加物がよい。

ポリプロピレン系樹脂の配合量は、エチレン-カルボン酸ビニル共重合体１００質量部に対して１〜２００質量部の範囲であり、より望ましくは１０〜４０重量部の範囲である。ポリプロピレン系樹脂が１質量部未満では、基材が柔らかく伸びやすくなり、粘着テープの巻き付け作業性及び手切れ性が低下する場合がある。一方、ポリプロピレン系樹脂が２００質量部を超えると、基材が剛直になり耐ピンホール性が低下する場合がある。

芳香族ビニル系エラストマーの配合量は、エチレン-カルボン酸ビニル共重合体１００質量部に対して１０〜１００質量部の範囲であり、より望ましくは１０〜４０重量部の範囲である。芳香族ビニル系エラストマーが１０質量部未満では、基材に白化現象が発生する場合がある。一方、芳香族ビニル系エラストマーが１００質量部を超えると、基材が柔らかくなり、粘着テープの巻き付け作業性及び手切れ性が低下する場合がある。

本発明においては、基材の手切れ性を向上させる一方、基材の成形加工時の熱伝導を大きくすることで、基材で生じる歪みを小さく抑えるために、無機質充填剤を基材に配合してもよい。無機質充填剤の平均粒子径は、好ましくは０．５μｍ〜１０μｍの範囲である。平均粒子径が０．５μｍ未満であると、粘着テープの巻き付け作業性及び手切れ性が低下することがある。一方、平均粒子径が１０μｍを超えると基材の引張強度、破断伸度の低下が生じるとともに柔軟性の低下やピンホールの発生を引き起こしてしまうことがある。平均粒子径は、レーザ回析法による粒子分布測定にもとづく値である。粒子分布測定機としては、例えば、ベックマンコールター社製商品名「モデルＬＳ―２３０」がある。

無機質充填剤としては、例えば、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、水酸化ジルコニウム、水酸化カルシウム、水酸化カリウム、水酸化バリウム、トリフェニルホスフィート、ポリリン酸アンモニウム、ポリリン酸アミド、酸化ジリコニウム、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化モリブデン、リン酸グアニジン、ハイドロタルサイト、スネークタイト、硼酸亜鉛、無水硼酸亜鉛、メタ硼酸亜鉛、メタ硼酸バリウム、酸化アンチモン、三酸化アンチモン、五酸化アンチモン、赤燐、タルク、アルミナ、シリカ、ベーマイト、ベントナイト、珪酸ソーダ、珪酸カルシウム、硫酸カルシウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウムであり、これらから選ばれる１種又は２種以上の化合物が使用される。特に、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、ハイドロタルサイト、炭酸マグネシウムからなる群から選ばれる少なくとも１種を用いるのが難燃性の付与効果に優れ、経済的に有利である。

無機質充填剤の配合量は、エチレン-カルボン酸ビニル共重合体１００質量部に対し1〜２００質量部の範囲が好ましい。無機質充填剤が１質量部未満では、基材の難燃性が劣る場合がある。一方、無機質充填剤が２００質量部を超えると基材の成形性及び強度等が低下する場合がある。

無機質充填剤を非ハロゲン系難燃剤として配合した場合は、チャー（炭化層）の形成を図り、基材の難燃性を向上させることもできる。

基材には、必要に応じて本発明の効果を阻害しない範囲で、着色剤、抗酸化剤、紫外線吸収剤、滑剤、安定剤、その他の添加剤を配合することができる。

基材を成形する手段は、特に限定されるものでないが、前記の各種材料を慣用の溶融混練等や各種混合装置（１軸又は２軸押出機、ロール、バンバリーミキサー、各種ニーダー等）を使用して各成分が均一に分散するように混合し、当該混合物をカレンダー成形機によりフィルムに成形し、所望のテープ幅に裁断することにより、得られる。カレンダー成形におけるロール配列方式は、例えば、Ｌ型、逆Ｌ型、Ｚ型などの公知の方式を採用でき、又、ロール温度は通常１５０〜２２０℃、好ましくは１６０〜２００℃の範囲に設定する。

基材の厚みは特に制限されず、例えば、４０〜５００μｍ、好ましくは７０〜２００μｍ、さらに好ましくは８０〜１６０μｍである。なお、基材は単層の形態を有していてもよく、又、複層の形態を有していてもよい。粘着テープは、例えば、様々な形態をなす電線に巻き付ける作業に対応するために、基材の厚みが厚くなると巻き付け作業性が低下することがある。

基材に電子線を照射して架橋することにより、高温下に置いたときに基材が変形又は収縮するのを防止し、温度依存性を少なくすることができる。この際の電子線の照射量は、１０〜３０Ｍｒａｄ（メガ・ラド）の範囲がよい。好ましくは、１５〜２５Ｍｒａｄの範囲がよい。照射量が１０Ｍｒａｄ未満では、温度依存性が改善されない場合がある。一方で、照射量が３０Ｍｒａｄを超えると、電子線により基材が劣化してしまい、後加工での加工性に問題が生じる場合がある。

電子線架橋を促進するための架橋剤を添加しても良い。具体的な架橋剤としては、分子内に炭素−炭素二重結合を少なくとも２個以上有する低分子量化合物やオリゴマーが良く、例えばアクリレート系化合物、ウレタンアクリレート系オリゴマー、エポキシアクリレート系オリゴマーが有る。

粘着剤層を構成するための粘着剤としては、一般的に用いられている粘着剤を適宜使用することができ、例えばゴム系粘着剤、アクリル系粘着剤等を用いることができる。又、これら粘着剤を望ましい性能にするために、粘着付与剤、老化防止剤及び硬化剤等を配合することができる。

ゴム系粘着剤は、不飽和二重結合を持った天然ゴム系粘着剤とＳＢＲ系粘着剤のどちらか一方もしくは混合物を用いてよい。又、必要に応じて、架橋剤、軟化剤、充填剤、難燃剤等を添加することができる。例えば、架橋剤としてイソシアネート系架橋剤、軟化剤として液状ゴム、充填剤として炭酸カルシウム等が挙げられる。

アクリル系粘着剤は、例えば、アクリル酸エステル系を主たる単量体単位とする単独重合体（主モノマ−）及びコモノマ−との共重合体から選ばれたアクリル系共重合体、その他の官能性単量体（官能基含有モノマ−）との共重合体及びこれら重合体の混合物を採用できるものがより好ましい。

粘着テープの粘着剤層を構成する粘着剤、粘着剤付与剤及び老化防止剤等の基材への塗工手段は、特に限定されるものではなく、例えば、粘着剤、粘着剤付与剤及び老化防止剤等から成る粘着剤溶液を該基材の片面にロールコーター、ダイコーター、ホットメルトコーター等の従来既知の方法によって塗布し、乾燥する方法がある。粘着剤層の厚みは、粘着性や取扱性を損なわない範囲で適宜選択できるが、粘着剤層の厚みは、例えば、５〜１００μｍ、好ましくは１０〜５０μｍである。これより薄いと粘着力及び巻戻力が低下することがある。一方これより厚くなると、塗工性能が悪くなることがある。

（実施例１）
エチレン−カルボン酸ビニル共重合体としてカルボン酸ビニル含量２０質量％のエチレン−カルボン酸ビニル共重合体(東ソ株式会社製、ウルトラセン６２８)１００質量部とポリプロピレン系樹脂としてポリプロピレンランダムコポリマー（出光石油化学株式会社製、Ｆ−７２４ＮＰ）６０質量部、芳香族ビニル系エラストマーとしてスチレン−ブタジエンランダム共重合体（旭化成株式会社製、タフテックＨ１２２１）２０質量部、平均粒子径５μｍの無機質充填剤として水酸化マグネシウム（神島化学株式会社製、マグシーズＮ−１）５０質量部、その他少量の安定剤、滑剤、着色剤を含有させたものである。粘着剤として、天然ゴムとＳＢＲの混合物からなるゴム系粘着剤を含有し、この配合剤をバンバリーミキサーで混練し、カレンダー加工で約０．１ｍｍの厚さに形成した後、幅２５ｍｍのテープ状に切断して粘着テープを得た。

（実施例２）
アクリル酸エステル含量１５質量％のエチレンーアクリル酸エステル共重合体（三井デュポンポリケミカル株式会社製、ＥＶＡＦＬＥＸ-ＥＥＡＡ−７１０）１００質量部とポリプロピレンランダムコポリマー３０質量部とリアクターポリプロピレン３０質量部（出光石油化学会社製、ＴＰＯＥ−２７１０）とした以外は、実施例１と同様な配合として粘着テープを得た。

（実施例３）
リアクターポリプロピレン（出光石油化学会社製、ＴＰＯＥ−２７１０）６０質量部とした以外は、実施例１と同様な配合として粘着テープを得た。

（実施例４）
水添スチレン−ブタジエンランダム共重合体（旭化成株式会社製、タフテックＰ２０００）２０質量部とした以外は、実施例１と同様な配合として粘着テープを得た。

（実施例５）
カルボン酸ビニル含量６質量％のエチレン−カルボン酸ビニル共重合体(東ソ株式会社製、ウルトラセン５１１Ｆ)１００質量部とした以外は、実施例１と同様な配合として粘着テープを得た。

（実施例６）
カルボン酸ビニル含量４０質量％のエチレン−カルボン酸ビニル共重合体(東ソ株式会社製、ウルトラセン７６０)１００質量部とした以外は、実施例１と同様な配合として粘着テープを得た。

（比較例１）
実施例１のエチレン−カルボン酸ビニル共重合体を除いた以外は、実施例１と同様な配合として粘着テープを得た。

（比較例２）
実施例１のポリプロピレンランダムコポリマーを除いた以外は、実施例１と同様な配合として粘着テープを得た。

（比較例３）
実施例１のスチレン−ブタジエンランダム共重合体を除いた以外は、実施例１と同様な配合として粘着テープを得た。

（比較例４）
実施例１のエチレン−カルボン酸ビニル共重合の代わりにＬＤＰＥ（東ソー株式会社製、ペトロセン２２６）１００質量部とした以外は、実施例１と同様な配合として粘着テープを得た。

（比較例５）
ポリプロピレンランダムコポリマー（出光石油化学株式会社製、Ｆ−７２４ＮＰ）３００質量部とした以外は、実施例１と同様な配合として粘着テープを得た。

（比較例６）
スチレン−ブタジエンランダム共重合体（旭化成株式会社製、タフテックＨ１２２１）２００質量部とした以外は、実施例１と同様な配合として粘着テープを得た。

以上、実施例１〜６及び比較例１〜６で得られた粘着テープの加工性、柔軟性、作業性、手切れ性、白化及び難燃性について評価した。これらの項目の内容及び評価基準は、次のとおりとした。

表１、２における「加工性」は、長さ１００ｍｍに形成した粘着テープを引張速度３００ｍｍ／分で長さ２００ｍｍになるまで延伸し、粘着テープ表面のピンホールの数を目視で判定し、次の評価基準
優良：ピンホールが1個未満のもの
良：ピンホールが1個〜５個のもの
不良：ピンホールが５個以上発生したもの
で評価した。

表１、２における「柔軟性」は、ＪＩＳＫ−７１２７に準じて行った引張り試験においてフィルムの伸び率２５％における強度で判定し、次の評価基準
優良：伸び率２５％における強度が５．０Ｎ／ｍｍ^２〜１５．０Ｎ／ｍｍ^２のもの
良：伸び率２５％における強度が１５．０Ｎ／ｍｍ^２〜２５．０Ｎ／ｍｍ^２未満のもの
不良：伸び率２５％における強度が５．０Ｎ／ｍｍ^２未満、２５．０Ｎ／ｍｍ^２以上のもの
で評価した。

表１、２における「作業性」は、直径1ｍｍ、長さ１００ｍｍの電線ケーブルに粘着テープを巻き付けた場合の使い勝手を目視で判定し、次の評価基準
優良：巻き付け中に伸び又は切れがないもの
良：巻き付け中に伸び又は切れが少ないもの
不良：巻き付け中に伸び又は切れが多いもの
で評価した。
さらに、ＪＩＳＫ−７１２７に準じて行った引張り試験において加重１０Ｎ／ｍｍ^２における基材の「伸び率」を、次の評価基準
優良：伸び率が３０％〜５０％のもの
良：伸び率が１０％〜３０％、５０％〜８０％のもの
不良：伸び率が１０％未満、８０％以上のもの
で評価した。

表１、２における「手切れ性」は、ＪＩＳＫ−７１２８−２に準じて行った引裂き試験で基材の「引裂き強度」を、次の評価基準
優良：引裂き強度が０．８Ｎ未満のもの
良：引裂き強度が０．８Ｎ〜１．５Ｎのもの
不良：引裂き強度が１．５Ｎ以上のもの
で評価した。

表１、２における「白化」は、直径1ｍｍ、長さ１００ｍｍの電線ケーブルに粘着テープ１．０ｋｇの加重を掛けてハーフラップ状に巻き付け、そのときの全体の白化の状態を、次の評価基準
優良：白化の無いもの
良：白化の少ないもの
不良：白化の多いもの
で評価した。

評価の結果は、次の表１、２に示される。

表１には示さなかったが、実施例１の加熱変形率は−５２％であった。この加熱変形率は、１４０℃で５分間熱処理した後、２３℃で３０分以上放置した粘着テープと処理前の粘着テープの、長手方向における長さの変形率であり、粘着テープの温度依存性を示したものである。他の実施例として、実施例１の基材に２０Ｍｒａｄの電子線を照射して架橋させると、その加熱変形率が−５％となり温度依存性が少なくなった。

また、表１には示さなかったが、実施例１〜６は、従来のポリ塩化ビニル系粘着テープと同等の引張強度、破断伸度、電気絶縁性（体積固有抵抗値で１×１０^１２Ω・ｃｍ以上）、耐電性及び破壊電圧を備えていた。

表１、２から明かなように、本発明によれば、柔軟性、巻き付け作業性、及び手切れをバランスよく兼ね備え、伸ばした時に白化現象が発生しにくい粘着テープが、容易に得られることが分かる。

本発明の粘着テープは、例えば、自動車のワイヤーハーネスなどの電線・ケーブルを結束する結束用テープに用いることができる。

Claims

基材と、該基材の片面に積層された粘着層とを有する粘着テープであって、
前記基材が、エチレン−カルボン酸ビニル共重合体：１００質量部と、
ポリプロピレン系樹脂：１〜２００質量部と、
スチレン−ブタジエンランダム共重合体及び／又はスチレン−ブタジエンランダム共重合体の水素添加物：１０〜１００質量部と、を含む粘着テープ。
前記エチレン−カルボン酸ビニル共重合体のカルボン酸ビニル含量が、５〜３５質量％である請求項１に記載の粘着テープ。
前記ポリプロピレン系樹脂が、ポリプロピレンランダムコポリマー及び／又はリアクターポリプロピレンである請求項１又は２に記載の粘着テープ。
請求項１〜３のいずれか一項に記載の粘着テープを用いた結束用テープ。