(57)【要約】【課題】高い親水性を有し、取り扱い性に優れた接着シートを提供する。【解決手段】本発明の接着シートは、基材と、上記基材の少なくとも一方の主面上に形成された接着層とを含む接着シートであって、上記接着層は、ホットメルト接着剤と、ＨＬＢが１０以上である非イオン性界面活性剤とを含み、加熱により上記ホットメルト接着剤が軟化して接着性を発揮するものであり、上記ホットメルト接着剤１００重量部に対して上記非イオン性界面活性剤の添加量は、２重量部以上２０重量部以下であり、上記接着層の表面は、水に対する接触角が２０度以下であり、ＪＩＳ Ｚ ０２３７に準拠した傾斜角２０度のボールタック試験でボールナンバー２未満であることを特徴とする。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材と、前記基材の少なくとも一方の主面上に形成された接着層とを含む接着シートであって、
前記接着層は、ホットメルト接着剤と、ＨＬＢが１０以上である非イオン性界面活性剤とを含み、加熱により前記ホットメルト接着剤が軟化して接着性を発揮するものであり、
前記ホットメルト接着剤１００重量部に対して前記非イオン性界面活性剤の添加量は、２重量部以上２０重量部以下であり、
前記接着層の表面は、水に対する接触角が２０度以下であり、ＪＩＳ Ｚ ０２３７に準拠した傾斜角２０度のボールタック試験でボールナンバー２未満であることを特徴とする接着シート。
【請求項２】
前記接着層の加熱後の接着力は、ＪＩＳ Ｚ ０２３７に準拠した剥離試験で２．０Ｎ／１０ｍｍ以上である請求項１に記載の接着シート。
【請求項３】
前記ホットメルト接着剤は、ポリエステル系ホットメルト樹脂である請求項１又は２に記載の接着シート。
【請求項４】
前記非イオン性界面活性剤は、ポリオキシエチレンソルビタンモノラウレートである請求項１〜３のいずれか１項に記載の接着シート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、接着シートに関する。
【背景技術】
【０００２】
部材同士を固定する際、作業の手軽さから、基材の少なくとも一主面上に接着層が形成されてなる接着シートが広く利用されている。中でも、接着層をホットメルト接着剤により形成した接着シートは、通常は固体シートでありながら加熱することで接着に用いることができるため、取り扱い性及び接着作業性に優れたものとして近年その用途が拡大しつつある。特に、特許文献１で提案されているように、接着層に親水性が付与された接着シートは、流体の吸収心材中への移動を助けることができるものとして、医療分野において注目されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表２０００−５１４１０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１の接着シートでは、接着層の親水性が未だ十分ではなく、改良の余地があった。
【０００５】
本発明は、上記問題点を解消するためになされたものであり、高い親水性を有し、取り扱い性に優れた接着シートを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明の接着シートは、基材と、上記基材の少なくとも一方の主面上に形成された接着層とを含む接着シートであって、上記接着層は、ホットメルト接着剤と、ＨＬＢが１０以上である非イオン性界面活性剤とを含み、加熱により上記ホットメルト接着剤が軟化して接着性を発揮するものであり、上記ホットメルト接着剤１００重量部に対して上記非イオン性界面活性剤の添加量は、２重量部以上２０重量部以下であり、上記接着層の表面は、水に対する接触角が２０度以下であり、ＪＩＳ Ｚ ０２３７に準拠した傾斜角２０度のボールタック試験でボールナンバー２未満であることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、高い親水性を有し、取り扱い性に優れた接着シートを提供できる。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本発明の接着シートは、基材と、上記基材の少なくとも一方の主面上に形成された接着層とを含む接着シートであって、上記接着層は、ホットメルト接着剤と、親水性−親油性バランス（ＨＬＢ）が１０以上である非イオン性界面活性剤とを含み、加熱により上記ホットメルト接着剤が軟化して接着性を発揮するものであり、上記ホットメルト接着剤１００重量部に対して上記非イオン性界面活性剤の添加量は、２重量部以上２０重量部以下であり、上記接着層の表面は、水に対する接触角が２０度以下であり、ＪＩＳ Ｚ ０２３７に準拠した傾斜角２０度のボールタック試験でボールナンバー２未満であることを特徴とする。
【０００９】
本発明の接着シートによれば、高い親水性を有する接着シートを提供できる。また、接着層は、加熱前は接着性が弱く、加熱後に強い接着性を発揮するため、接着シートの取り扱い性を向上できる。例えば、本発明の接着シートをバイオセンサのキャビティ周辺に設けた場合、キャビティへ血液を素早く導入することができるとともに、バイオセンサの組み立て作業性を向上できる。
【００１０】
（基材）
基材としては、プラスチック製、金属製、紙製等の基材が挙げられ、これらの中でも、プラスチック製基材が好ましい。プラスチック製基材としては、具体的には、ポリオレフィン系樹脂（低密度ポリエチレン、直鎖状ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、超低密度ポリエチレン、ランダム共重合ポリプロピレン、ブロック共重合ポリプロピレン、ホモポリプロピレン、ポリブテン、ポリメチルペンテン等）、エチレン−酢酸ビニル共重合体、アイオノマー系樹脂、エチレン−（メタ）アクリル酸共重合体、エチレン−（メタ）アクリル酸エステル共重合体（ランダム共重合体、交互共重合体等）、エチレン−ブテン共重合体、エチレン−ヘキセン共重合体、ポリウレタン系樹脂、ポリエステル系樹脂（ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリブチレンナフタレート等）、ポリイミド系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリエーテルケトン系樹脂、ポリエーテル系樹脂、ポリエーテルスルホン系樹脂、ポリスチレン系樹脂（ポリスチレン等）、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリ塩化ビニリデン系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、ポリ酢酸ビニル系樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリカーボネート系樹脂、フッ素系樹脂、シリコーン系樹脂、セルロース系樹脂や、これらの樹脂の架橋体等の構成材料からなる基材が挙げられる。これらの中でも、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）が機械的特性および価格面からより好ましい。これらの構成材料は、１種または２種以上を使用できる。また、上記構成材料は、必要に応じて、官能基を有していてもよい。また、機能性モノマーや改質性モノマーが構成材料にグラフトされていてもよい。
【００１１】
基材の表面は、隣接する層との密着性を向上させるために、公知の表面処理方法が施されていてもよい。表面処理としては、具体的には、例えば、コロナ放電処理、オゾン暴露処理、高圧電撃暴露処理、イオン化放射線処理等が挙げられる。また、下塗り剤によるコーティング処理、プライマー処理、マット処理、架橋処理等が基材に施されていてもよい。
【００１２】
基材の形態は、単層でもよいし、２層以上積層された積層体でもよい。
【００１３】
基材中には、必要に応じて、充填剤、難燃剤、老化防止剤、帯電防止剤、軟化剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、可塑剤、界面活性剤等の公知の助剤が添加されていてもよい。
【００１４】
基材の厚さは、特に制限されるものではないが、好ましくは３０〜３００μｍであり、より好ましくは５０〜１５０μｍである。基材の厚さが３０μｍ未満の場合、接着シート自体の強度が不足し、３００μｍを超えると、コストが高くなる。
【００１５】
（接着剤）
接着剤としては、加熱により溶融し接着性を発揮するホットメルト接着剤を用いる。一般的にホットメルト接着剤は、水や溶剤を使用せずに加熱により溶融させて基材等に塗工することにより接着層を形成するが、粘度が高いため、膜厚を高精度に制御することが難しい。これに対し、本発明では、ホットメルト接着剤を溶解可能な溶剤を用いて任意の粘度に調整し、接着層の膜厚を高精度に制御できる。
【００１６】
ホットメルト接着剤の構成材料としては、特に限定されるものではないが、例えば、ポリアミド系ホットメルト樹脂、ポリエステル系ホットメルト樹脂、ポリウレタン系ホットメルト樹脂、ポリオレフィン系ホットメルト樹脂、エチレン共重合体ホットメルト樹脂、スチレン−ブタジエン−スチレン（ＳＢＳ）系ホットメルト樹脂、エチレン酢酸ビニル（ＥＶＡ）系ホットメルト樹脂、ブチルゴム系ホットメルト樹脂が挙げられる。これらのホットメルト系樹脂の中で、溶剤に溶解できる点から、ポリアミド系ホットメルト樹脂、ポリエステル系ホットメルト樹脂、ポリウレタン系ホットメルト樹脂、エチレン共重合体ホットメルト樹脂、ＥＶＡ系ホットメルト樹脂が好ましい。さらに、ポリエステル系ホットメルト樹脂は種々の特性を制御できる観点から、より好ましい。
【００１７】
ポリエステル系ホットメルト樹脂は、ジオールとジカルボン酸を共重合して合成される。ポリエステル系ホットメルト樹脂は、原料として種々のジオールとジカルボン酸を組み合わせることにより、接着温度や界面活性剤との相溶性を制御できる。さらに、基材として使用されるＰＥＴとの接着性も高いのでより好ましい。ポリエステル系ホットメルト樹脂の合成に使用されるジオール成分としては、エチレングリコール、１，２−プロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、１，３−プロパンジオール、１，４−ブタンジオール、１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、１，８−オクタンジオール、１，９−ノナンジオール、２−メチル−１，３−プロパンジオール、２−ブチル−２−エチル−１，３−プロパンジオール、３−メチル−１，５−ペンタンジオール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール等の脂肪族グリコール、１，４−シクロヘキサンジメタノール、１，３−シクロヘキサンジメタノール、１，１−シクロヘキサンジメタノール、１，４−シクロヘキサンジエタノール、トリシクロデカンジメタノール、スピログリコール等の脂環族ジオール、ビスフェノールＡのアルキレンオキサイド付加物、ビスフェノールＳのアルキレンオキサイド付加物等の芳香族グリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等のポリアルキレングリコール等が挙げられる。これらから、１種以上選択して使用することができる。また、ジカルボン酸成分としてはシュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカン二酸、エイコサン二酸、ダイマー酸等の脂肪族ジカルボン酸、１，４−シクロヘキサンジカルボン酸、１，３−シクロヘキサンジカルボン酸等の脂環族ジカルボン酸、フマル酸、マレイン酸、イタコン酸等の不飽和ジカルボン酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸等の芳香族ジカルボン酸等が挙げられる。これら酸成分はアルキルエステル、酸塩化物等の誘導体を用いてもよく、単独、あるいは複合して使用することができる。
【００１８】
（非イオン性界面活性剤）
非イオン性界面活性剤は、接着層に親水性を付与するために使用されるものである。
【００１９】
一般的に、界面活性剤とは、分子内に水になじみやすい部分（親水基）と、油になじみやすい部分（親油基・疎水基）を持つ物質であり、界面活性剤には、非イオン性界面活性剤、陰イオン性界面活性剤、及び陽イオン性界面活性剤がある。接着層に親水性を付与するためには、本発明で接着剤として用いるホットメルト接着剤と適当に相溶性を有するものでなくてはならず、ホットメルト接着剤の性能および熱安定性に悪影響を与えないものが好ましい。また、接着層の水に対する接触角を下げるためには、接着層の表面へブルーム（ｂｌｏｏｍ）する界面活性剤でなければならない。これらを踏まえ、本発明者らが鋭意検討した結果、界面活性剤としてはＨＬＢが１０以上の非イオン性界面活性剤が好ましいことを見出した。本発明では、ＨＬＢが１０以上の非イオン性界面活性剤を接着層の表面に存在させることにより、界面のエネルギーを低下させて、水に対する濡れ性を著しく改善することができる。
【００２０】
ＨＬＢが１０以上の非イオン性界面活性剤としては、ポリオキシエチレンソルビタンモノラウレート（商品名“Ｔｗｅｅｎ２０”、東京化成工業社製、ＨＬＢ：２０）、ポリオキシエチレンソルビタンオレエート（商品名“ニッコール８２”、日本乳化剤社製、ＨＬＢ：１２．０）、ポリオキシエチレンオレイルエーテル（商品名“ニッコール１２１０”、日本乳化剤社製、ＨＬＢ：１２．４）等が挙げられる。
【００２１】
接着層中の非イオン性界面活性剤の含有量は、接着層表面の水に対する接触角が２０度以下、より好ましくは１０度以下になるように添加すればよく、例えば、ホットメルト接着剤１００重量部に対して非イオン性界面活性剤の添加量は、２重量部以上２０重量部以下であることが好ましい。ホットメルト接着剤１００重量部に対する非イオン性界面活性剤の添加量が２重量部未満の場合、接着層の親水性の特性が十分でなく、２０重量部を超えると、接着層の接着性の特性が劣る。
【００２２】
（接着シートの作製）
本発明の接着シートは、ホットメルト接着剤としてホットメルト樹脂あるいはホットメルト樹脂溶液と、上記非イオン性界面活性剤とを従来公知の方法と設備で溶剤に溶解した混合物を、基材上に塗布して乾燥し、基材上に接着層を形成することにより、接着シートが作製される。また、接着層の表面には、例えばＰＥＴフィルムなどの離型シートを貼り合わせてもよい。
【００２３】
基材上に接着層を形成する方法は、特に限定されず、バー塗工、コンマ塗工、グラビア塗工、ロール塗工、スクリーン塗工、ダイ塗工等の公知の塗工方式を用いることができる。接着層は直接基材上に形成しても良く、表面に剥離処理を行った離型シート等に接着層を形成した後、基材フィルムに転写しても良い。
【００２４】
溶剤としては、上記ホットメルト接着剤と上記非イオン性界面活性剤とを溶解できるものであれば特に限定されないが、エステル系溶剤やケトン系溶剤等が挙げられる。
【００２５】
本発明では、接着層の表面は、加熱前において、ＪＩＳ Ｚ ０２３７に準拠した傾斜角２０度のボールタック試験でボールナンバー２未満であり、接着層の加熱後の剥離強度は、ＪＩＳ Ｚ ０２３７に準拠した剥離試験で２．０Ｎ／１０ｍｍ以上である。つまり、本発明における接着層は、加熱前は接着性が弱く、加熱後に強い接着性を発揮するものである。そのため、被着体上での位置調整等が容易となり、取り扱い性を向上できる。
【００２６】
本発明では、接着層表面の水に対する接触角を２０度以下とする。接触角が２０度以下であれば、親水性を効果的に付与でき、接触角の下限値は特に限定されない。
【００２７】
接着層の厚さは、使用目的や接着力などに応じて決定でき、特に制限されるものではないが、好ましくは１０〜７０μｍであり、より好ましくは２０〜４０μｍである。接着層の厚さは、１０μｍ未満になると、接着力が不足し、十分な強度が得られず、１０μｍ以上であれば、接着シートと被着体を十分な強度で接着させることができる。しかし、接着層の厚さが７０μｍを越えると、取り扱い性が劣る。
【実施例】
【００２８】
以下、実施例に基づいて本発明を詳細に述べる。実施例中の「部」は「重量部」を示す。なお、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。
【００２９】
（実施例１）
まず、以下に示す材料を混合して、接着層用塗工溶液を得た。
（１）ホットメルト接着剤：ポリエステル樹脂Ａ（テレフタル酸、セバシン酸、ネオペンチルグルコール共重合体）  １００部
（２）非イオン性界面活性剤：ポリオキシエチレンソルビタンモノラウレート（商品名“Ｔｗｅｅｎ２０”、東京化成工業社製、ＨＬＢ：１６．７）  ５部
（３）希釈溶剤：トルエン  ２００部
（４）溶剤：メチルエチルケトン  ５０部
【００３０】
次に、この接着層用塗工溶液を、基材であるＰＥＴフィルム（厚さ１００μｍ）上に乾燥後の膜厚が３０μｍとなるようにバーコータで塗布し、１００℃で３分間乾燥させることにより、接着層を形成した。このようにして、実施例１の接着シートを得た。
【００３１】
（実施例２）
ホットメルト接着剤としてポリエステル樹脂Ｂ（テレフタル酸、イソフタル酸、セバシン酸、エチレングリコール、ネオペンチルグルコール共重合体）を用いたこと以外は、上記実施例１と同様にして、実施例２の接着シートを作製した。
【００３２】
（実施例３）
非イオン性界面活性剤の添加量を２部に変更したこと以外は、上記実施例２と同様にして、実施例３の接着シートを作製した。
【００３３】
（実施例４）
非イオン性界面活性剤の添加量を１５部に変更したこと以外は、上記実施例２と同様にして、実施例４の接着シートを作製した。
【００３４】
（実施例５）
非イオン性界面活性剤としてポリオキシエチレンソルビタンオレエート（ＨＬＢ：１２．０）を用いたこと以外は、上記実施例２と同様にして、実施例５の接着シートを作製した。
【００３５】
（実施例６）
非イオン性界面活性剤としてポリオキシエチレンオレイルエーテル（ＨＬＢ：１２．４）を用いたこと以外は、上記実施例２と同様にして、実施例６の接着シートを作製した。
【００３６】
（比較例１）
ポリエステル樹脂Ａに替えて、接着剤としてエチレン酢酸ビニル樹脂を用いたこと以外は、上記実施例１と同様にして、比較例１の接着シートを作製した。
【００３７】
（比較例２）
まず、以下に示す材料を混合して、接着層用塗工溶液を得た。
（１）接着剤：エチレンアクリル酸共重合体のアンモニア中和物のエマルジョン溶液（固形分濃度３０％）  １００部
（２）非イオン性界面活性剤：ポリオキシエチレンソルビタンモノラウレート（商品名“Ｔｗｅｅｎ２０”、東京化成工業社製、ＨＬＢ：１６．７）  ５部
【００３８】
次に、この接着層用塗工溶液を用いて上記実施例１と同様にして、比較例２の接着シートを作製した。
【００３９】
（比較例３）
まず、以下に示す材料を混合して、接着層用塗工溶液を得た。
（１）接着剤：ポリウレタン樹脂Ａのエマルジョン溶液（固形分濃度３０％）  １００部
（２）非イオン性界面活性剤：ポリオキシエチレンソルビタンモノラウレート（商品名“Ｔｗｅｅｎ２０”、東京化成工業社製、ＨＬＢ：１６．７）  １０部
【００４０】
次に、この接着層用塗工溶液を用いて上記実施例１と同様にして、比較例３の接着シートを作製した。
【００４１】
（比較例４）
非イオン性界面活性剤の添加量を１部に変更したこと以外は、上記実施例２と同様にして、比較例４の接着シートを作製した。
【００４２】
（比較例５）
非イオン性界面活性剤の添加量を２５部に変更したこと以外は、上記実施例２と同様にして、比較例５の接着シートを作製した。
【００４３】
（比較例６）
ポリオキシエチレンソルビタンモノラウレートに替えて、非イオン性界面活性剤としてソルビタンモノラウレート（商品名“Ｓｐａｎ２０”、東京化成工業社製、ＨＬＢ：８．６）を用いたこと以外は、上記実施例２と同様にして、比較例６の接着シートを作製した。
【００４４】
（比較例７）
ポリオキシエチレンソルビタンモノラウレートに替えて、イオン性界面活性剤であるオレイン酸ナトリウム（東京化成工業社製、ＨＬＢ：１８）を用いたこと以外は、上記実施例２と同様にして接着層用塗工溶液を作製した。そして、この接着層用塗工溶液を用いて上記実施例１と同様にして接着シートを作製しようとしたが、接着シートを作製することができなかった。
【００４５】
上記実施例１〜６及び上記比較例１〜７で用いた接着剤、界面活性剤に関して表１にまとめた。
【００４６】
【表１】
2012184313.tif 000002
【００４７】
そして、上記実施例１〜６及び上記比較例１〜７で作製した接着シートの親水性、加熱前の接着層の接着性、加熱後の接着層の接着力について評価をした。評価方法は下記のようにして行い、その結果を表２に示した。
【００４８】
＜親水性＞
接着シートの親水性は、ＪＩＳ Ｒ ３２５７に準拠した基板ガラス表面の濡れ性試験方法により接触角を測定し、測定した接触角により評価した。具体的には、接着シートを、接着層が上面になるようにスライドガラスに固定し、接着層表面上に蒸留水約２μｌを滴下し、協和界面科学社製の接触角計“ＣＡ−Ｚ型”を使用してマニュアル記載の手順に従い、接触角を測定した。
【００４９】
＜加熱前の接着性＞
加熱前の接着層の接着性は、ＪＩＳ Ｚ ０２３７に準拠したボールタック試験により評価した。具体的には、傾斜角が２０度である傾斜台に、接着シートを、接着層が上面になるように固定し、高炭素クロム軸受鋼鋼材のボールをＪＩＳ Ｚ ０２３７に記載された方法で転がした。このとき、ボールの直径が２／３２インチから１インチまでの大きさのものを用いた。そして、ボールを転がしたときに接着層表面上で停止するボールのうち、最大径のボールナンバーの値を特定した。ボールナンバーは、ボールの直径を３２倍することで求められる。すなわち、直径１インチのものを３２といい、２／３２インチのものをボールナンバー２という。ボールナンバーが大きいほど、接着性が強いことを示す。
【００５０】
＜加熱後の接着力＞
加熱後の接着層の接着力（剥離強度）は、ＪＩＳ Ｚ ０２３７に準拠した剥離試験（１８０度ピール試験）により評価した。具体的には、幅２５ｍｍの接着シートの接着層上に、接着シートと同じ幅２５ｍｍのＰＥＴテープを温度１００℃、荷重1６ｇ／ｃｍ2で接着させたものを試験片とした。そして、この試験片をミネベア社製の引張試験機“ＴＧＥ−1ｋＮ”にセットし、ＰＥＴテープから接着シートを、引張速度３００ｍｍ／分で１８０度方向に剥離し、この剥離に要する力を剥離強度（Ｎ／１０ｍｍ）として測定した。剥離強度が２Ｎ／１０ｍｍ以上である場合、実用上十分な接着力を有すると判断した。
【００５１】
【表２】
2012184313.tif 000003
【００５２】
表２に示すように、実施例１〜６の接着シートはいずれも、接着層表面の水に対する接触角が２０度以下であり、十分な親水性を有していた。加熱後の接着層の剥離強度はいずれも２Ｎ／１０ｍｍ以上であり、加熱後の接着層は十分な接着力を有していた。また、ボールタック試験でボールナンバーが２未満であったことから、加熱前の接着層は常温では接着性が弱いことが確認された。
【００５３】
一方、接着剤としてエチレン酢酸ビニル樹脂、エチレンアクリル酸共重合体のアンモニア中和物を用いた比較例１、２の接着シートは、親水性が十分でなかった。接着剤としてポリウレタン樹脂を用いた比較例３の接着シートは、十分な親水性を有し、加熱後の接着層は十分な接着力を有していたが、加熱前の接着層が常温で強い接着性を有していた。ホットメルト接着剤１００部に対して非イオン性界面活性剤の添加量が２部未満である比較例４の接着シートは、親水性が十分でなかった。ホットメルト接着剤１００部に対して非イオン性界面活性剤の添加量が２０部より多い比較例５の接着シートは、加熱後の接着層の接着力が十分ではなかった。非イオン性界面活性剤のＨＬＢが１０未満である比較例６の接着シートは、親水性が十分でなかった。
【００５４】
界面活性剤としてイオン性界面活性剤を使用した比較例７では、接着シートの表面が凹凸に形成されて接着シートを作製することができなかった。これは、接着剤と界面活性剤の相溶性が極端に悪いために、乾燥時に接着剤と界面活性剤が分離したためであると考えられた。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本発明の接着シートは、高い親水性を有し、取り扱い性に優れた接着シートとして幅広く利用可能であり、特に医療分野において有用である。