JP7562452B2 - アルミガラスクロステープ及びダクト - Google Patents

Description

本発明は、アルミガラスクロステープ及びダクトに関する。

アルミニウム箔とガラスクロスとを貼り合わせたアルミガラスクロス基材上に、粘着剤層を積層させて得られるアルミガラスクロステープは、断熱部材の結束、ダクト補修などに広く使われている。しかし、一般的にガラスクロスは、強度は高いが手切れ性が低い、又は手切れ性がない。そのため、アルミガラスクロステープは、その使用時に切断のためにハサミ等を用いる必要があり、作業性が低い。

特許文献１及び２には、手切れ性を向上させる観点から、アルミニウム箔と、手切れ性が良好なポリエステルフィルム又は綿布とを貼り合わせた基材上に、粘着剤層を積層させて得られるテープが開示されている。

特開２０１０－５３２０８号公報 特開２０１０－５３２０６号公報

しかし、特許文献１及び２に開示されたテープは手切れ性が良好であるものの、２００℃付近において基材の耐熱性が低い。また、ポリエステルフィルムや綿布はガラスクロスと比較して引張強度が低いため、重量物を結束した際に基材が破断する場合がある。そのため、アルミガラスクロス基材を含むアルミガラスクロステープに良好な手切れ性を付与することが望まれている。

本発明は、手切れ性が良好なアルミガラスクロステープ、及び該アルミガラスクロステープが巻き付けられたダクトを提供することを目的とする。

本発明は、以下の実施形態を含む。

［１］アルミニウム箔と、ガラスクロスと、を含むアルミガラスクロス基材と、
粘着剤層と、
を含むアルミガラスクロステープであって、
温度２３℃、相対湿度５０％における前記アルミガラスクロステープの引張強度が、前記アルミガラスクロステープの長手方向において５０～１６０Ｎ／ｃｍであり、前記アルミガラスクロステープの幅手方向において３００～４００Ｎ／ｃｍである、アルミガラスクロステープ。

［２］前記アルミニウム箔と、前記ガラスクロスとがウレタン系接着剤で接着されている、［１］に記載のアルミガラスクロステープ。

［３］前記ウレタン系接着剤の付与量が５～１５ｇ／ｍ^２である、［２］に記載のアルミガラスクロステープ。

［４］前記ガラスクロスが、前記アルミガラスクロステープの長手方向に沿って配置された第一のガラス繊維束と、前記アルミガラスクロステープの幅手方向に沿って配置された第二のガラス繊維束とが織り込まれて形成されている、［１］から［３］のいずれかに記載のアルミガラスクロステープ。

［５］前記第一のガラス繊維束を構成する第一のガラスフィラメントの直径が４～７μｍであり、前記第二のガラス繊維束を構成する第二のガラスフィラメントの直径が７～１０μｍである、［４］に記載のアルミガラスクロステープ。

［６］ダクトシール用のアルミガラスクロステープである、［１］から［５］のいずれかに記載のアルミガラスクロステープ。

［７］［６］に記載のアルミガラスクロステープが巻き付けられたダクト。

本発明によれば、手切れ性が良好なアルミガラスクロステープ、及び該アルミガラスクロステープが巻き付けられたダクトを提供することができる。

［アルミガラスクロステープ］
本実施形態に係るアルミガラスクロステープは、アルミニウム箔及びガラスクロスを含むアルミガラスクロス基材と、粘着剤層と、を含む。ここで、温度２３℃、相対湿度５０％における前記アルミガラスクロステープの引張強度は、前記アルミガラスクロステープの長手方向において５０～１６０Ｎ／ｃｍであり、かつ、前記アルミガラスクロステープの幅手方向において３００～４００Ｎ／ｃｍである。

本実施形態に係るアルミガラスクロステープは、アルミガラスクロステープの長手方向（ＭＤ方向）の引張強度が前記範囲内であり、かつ、幅手方向（ＴＤ方向）の引張強度が前記範囲内であることにより、良好な手切れ性を付与することができる。手切れ性の指標には、切断に要する力の程度を示す「切れやすさ」と、切断時にアルミガラスクロステープの幅手方向に対してどの程度略平行に近く切断できるか、また切断面からのガラス繊維の糸の露出がないかを示す「断面形状」とが挙げられる。本実施形態に係るアルミガラスクロステープでは、アルミガラスクロステープの長手方向の引張強度が前記範囲内であることにより、手で長手方向のガラス繊維に対して垂直に力をかけた際に良好に破断するため、「切れやすさ」が良好になると推測される。また、本実施形態に係るアルミガラスクロステープでは、アルミガラスクロステープの長手方向及び幅手方向の引張強度がそれぞれ前記範囲内であることにより、長手方向のガラス繊維の強度に対して、幅手方向のガラス繊維の強度が高いために、手で荷重をかけた際に幅手方向のガラス繊維の破断は起こらずに、長手方向のガラス繊維が優先的に破断する。したがって、「断面形状」が良好になると推測される。また、幅手方向のガラス繊維の強度が高すぎると、幅手方向に対して垂直な方向の応力が集中し切れやすくなり、手で荷重をかけた際に、長手方向のガラス繊維が複数の列で同時に破断し断面形状が悪化すると推測される。したがって、本実施形態に係るアルミガラスクロステープは「切れやすさ」と「断面形状」の両方が良好となり、結果として良好な手切れ性を実現できると推測される。

（アルミニウム箔）
本実施形態に係るアルミニウム箔は特に限定されないが、アルミニウム箔の厚さは、曲面追随性の観点から、５～５０μｍが好ましく、１５～２５μｍがより好ましい。

（ガラスクロス）
本実施形態に係るガラスクロスは、シート状のガラス繊維織布であることができる。例えば、ガラスクロスは、アルミガラスクロステープの長手方向に沿って配置された第一のガラス繊維束と、アルミガラスクロステープの幅手方向に沿って配置された第二のガラス繊維束とが織り込まれて形成されていることができる。すなわち、第一のガラス繊維束と第二のガラス繊維束とは、平面上において直行する方向に織り込まれていることができる。これらのガラス繊維束はガラスヤーンともいうこともできる。また、各ガラス繊維束を構成するガラス繊維をガラスフィラメントという。

ガラスフィラメントの種類は特に限定されない。例えば、アルカリ含有率２．０質量％以下のガラス、耐アルカリ性ガラス、耐酸性アルカリ石灰含有ガラス、高強度、高弾性率ガラス、ＳｉＯ_２（５３質量％）、Ａｌ_２Ｏ_３（１５質量％）、ＣａＯ（２１質量％）、ＭｇＯ（２質量％）、Ｂ_２Ｏ_３（８質量％）、Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏ（０．３質量％）からなるＥガラス、ＳｉＯ_２（６４質量％）、Ａｌ_２Ｏ_３（２５質量％）、ＭｇＯ（１０質量％）、Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏ（０．３質量％）からなるＳガラス、等で構成されるガラスフィラメントを用いることができる。これらのガラスフィラメントは一種を用いてもよく、二種以上を併用してもよい。

前記ガラスフィラメントの直径は、破断しにくく、かつ、しなやかなアルミガラスクロス基材を形成できる観点から３～１０μｍであることが好ましく、５～９μｍであることがより好ましい。また、ガラス繊維束を構成するガラスフィラメントの本数は、５０～１５００本であることが好ましく、１００～１２００本がより好ましい。ガラスクロスを構成する長手方向の第一のガラス繊維束、及び幅手方向の第二のガラス繊維束の打ち込み密度は、１０～１００本／インチが好ましく、２０～７０本／インチがより好ましい。前記打ち込み密度が１０本／インチ以上であることにより、ガラス繊維間の間隔を狭くでき、アルミガラスクロス基材のしなやかさを維持できる。また、前記打ち込み密度が１００本／インチ以下であることにより、ガラス繊維の破断時に隣接するガラス繊維の更なる破断を抑制することができる。ガラスクロスの織り方については特に限定されないが、例えば平織り、ななこ織り、朱子織、綾織りなどを用いることができる。ガラスクロスの厚さは、例えば０．１２～０．１７ｍｍであることができる。

本実施形態では、例えば、第一のガラス繊維束、第二のガラス繊維束を構成するガラスフィラメントの直径及び／又は本数を変化させることで、本実施形態に係るアルミガラスクロステープの長手方向及び幅手方向の引張強度を本実施形態の範囲内に調整することができる。前記長手方向及び幅手方向の引張強度を本実施形態の範囲内に調整しやすい観点から、第一のガラス繊維束を構成する第一のガラスフィラメントの直径（ｄ１）は４～７μｍ、第二のガラス繊維束を構成する第二のガラスフィラメントの直径（ｄ２）は７～１０μｍであることが好ましい。また、第二のガラスフィラメントの直径（ｄ２）に対する第一のガラスフィラメントの直径（ｄ１）の比（ｄ１／ｄ２）は、０．２～０．９であることが好ましく、０．５～０．８であることがより好ましい。また、第一のガラス繊維束を構成する第一のガラスフィラメントの本数（ｎ１）は１００～３００本、第二のガラス繊維束を構成する第二のガラスフィラメントの本数（ｎ２）は５００～１０００本であることが好ましい。また、第二のガラスフィラメントの本数（ｎ２）に対する第一のガラスフィラメントの本数（ｎ１）の比（ｎ１／ｎ２）は、０．０５～０．６であることが好ましく、０．１～０．３であることがより好ましい。

本実施形態に係るガラスクロスは、接着剤の濡れ性の観点から、表面処理剤により表面処理されていてもよい。表面処理剤としては特に限定されないが、シランカップリング剤を好ましく用いることができる。シランカップリング剤としては、例えばアミノプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、アクリロキシプロピルトリメトキシシラン等が挙げられる。これらは一種を用いてもよく、二種以上を併用してもよい。

（アルミガラスクロス基材）
本実施形態に係るアルミガラスクロス基材は、前記アルミニウム箔と、前記ガラスクロスとを含む。該アルミガラスクロス基材は、アルミニウム箔及びガラスクロスを少なくとも含めばよく、例えば粘着剤層とアルミガラスクロス基材との接着性を改善するためのアンカー層等の他の層をさらに含んでもよい。

アルミガラスクロス基材は、例えばアルミニウム箔と、ガラスクロスとを接着剤で接着することで形成することができる。接着剤としては、例えばアクリル接着剤、ポリエステル接着剤、エチレン－酢酸ビニル共重合体系接着剤、塩化ビニル－酢酸ビニル共重合体系接着剤、ウレタン系接着剤等が挙げられる。これらの接着剤は一種を用いてもよく、二種以上を併用してもよい。これらの中でも、アルミガラスクロステープの手切れ性がより良好となる観点から、接着剤としてはウレタン系接着剤が好ましい。

アルミガラスクロス基材は、例えばアルミニウム箔の一方の面上に前記接着剤をバーコーター等により塗布し、ガラスクロスの一方の面と貼り合わせることで形成することができる。前記接着剤がウレタン系接着剤である場合、ウレタン系接着剤の付与量は、アルミガラスクロステープの手切れ性がより良好となる観点から、５～１５ｇ／ｍ^２であることが好ましく、７～１２ｇ／ｍ^２であることがより好ましい。アルミガラスクロス基材の厚みは特に限定されないが、例えば０．１２～０．１７ｍｍであることができる。

（粘着剤層）
本実施形態に係る粘着剤層は、前記アルミガラスクロス基材のガラスクロス表面上に設けることができる。粘着剤層を構成する粘着剤としては特に限定されないが、例えば天然ゴム系粘着剤、合成ゴム系粘着剤、アクリル系粘着剤、シリコーン系粘着剤等が挙げられる。これらの粘着剤は一種を用いてもよく、二種以上を併用してもよい。これらの中でも、アルミガラスクロステープは耐熱用途に使用されることが多く、耐熱性が高い観点から、粘着剤としてはシリコーン系粘着剤が好ましい。また、粘着剤の剤形としては特に限定されないが、例えば溶剤型、エマルション型、無溶剤型、ホットメルト型等が挙げられる。

粘着剤層は、例えばアルミガラスクロス基材のガラスクロス表面上に粘着剤を塗工することで形成することができる。粘着剤の付与量は特に限定されないが、３０～１２０ｇ／ｍ^２が好ましく、４０～１００ｇ／ｍ^２がより好ましい。該付与量が３０ｇ／ｍ^２以上であることにより、十分なタックが得られる。また、該付与量が１２０ｇ／ｍ^２以下であることにより、アルミガラスクロステープ側面におけるべたつきを抑制することができる。

（アルミガラスクロステープの物性等）
温度２３℃、相対湿度５０％における、本実施形態に係るアルミガラスクロステープの引張強度は、アルミガラスクロステープの長手方向において５０～１６０Ｎ／ｃｍであり、かつ、アルミガラスクロステープの幅手方向において３００～４００Ｎ／ｃｍである。長手方向の引張強度が前記範囲内であることにより、特に「切れやすさ」が良好になる。また、長手方向及び幅手方向の引張強度がそれぞれ前記範囲内であることにより、特に「断面形状」が良好になる。長手方向の引張強度は、６０～１５５Ｎ／ｃｍであることが好ましく、７０～１５０Ｎ／ｃｍであることがより好ましく、８０～１４０Ｎ／ｃｍであることがさらに好ましい。幅手方向の引張強度は、３１０～３９０Ｎ／ｃｍであることが好ましく、３２０～３８０Ｎ／ｃｍであることがより好ましく、３３０～３７０Ｎ／ｃｍであることがさらに好ましい。幅手方向の引張強度（ｔ２）に対する長手方向の引張強度（ｔ１）の比（ｔ１／ｔ２）は、０．１５～０．６０であることが好ましく、０．１７～０．５０であることがより好ましく、０．２０～０．４５であることがさらに好ましい。

なお、アルミガラスクロステープの引張強度は以下の方法により測定する。アルミガラスクロステープをＪＩＳ Ｋ ６２５１に規定される３号ダンベルの形状に打ち抜き、温度２３℃、相対湿度５０％の条件にて長手方向及び幅手方向の引張強度を、テンシロン万能試験機ＲＴＦ－１３５０を用いて測定する。測定時の初期チャック間距離は４０ｍｍ、試験速度は５ｍｍ／分とする。

アルミガラスクロステープの厚みは特に限定されないが、例えば０．１２～０．１７ｍｍであることができる。

（用途）
本実施形態に係るアルミガラスクロステープは手切れ性が良好であり、作業性が高いため、ダクトシール用のアルミガラスクロステープとして好適である。また、例えば断熱部材の結束用、ワイヤーハーネスの結束用、ヒーター部の養生用等のアルミガラスクロステープとして用いることもできる。

［ダクト］
本実施形態に係るダクトは、本実施形態に係るアルミガラスクロステープが巻き付けられている。例えば、ダクト配管の継ぎ目において、本実施形態に係るアルミガラスクロステープが巻き付けられている。該アルミガラスクロステープは強度及び耐熱性が高く、また巻き付けの際に手切れ性が良好であるため作業性が高い。本実施形態に係るダクトは、例えば、排煙ダクト等に設けられる。

以下、実施例により本発明の実施形態をより具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。なお、アルミガラスクロステープの引張強度、粘着力、保持力、プローブタック、及び手切れ性（切れやすさ、断面形状）の評価は以下の方法により行った。

［引張強度］
作製したアルミガラスクロステープをＪＩＳ Ｋ ６２５１に規定される３号ダンベルの形状に打ち抜き、温度２３℃、相対湿度５０％の条件にて長手方向及び幅手方向の引張強度を、テンシロン万能試験機ＲＴＦ－１３５０を用いて測定した。測定時の初期チャック間距離は４０ｍｍ、試験速度は５ｍｍ／分とした。

［粘着力］
作製したアルミガラスクロステープの粘着力を、ＪＩＳ Ｚ ０２３７に従って温度２３℃、相対湿度５０％の雰囲気下、テンシロン万能試験機ＲＴＦ－１３５０を用いて測定した。

［保持力］
作製したアルミガラスクロステープを幅２５ｍｍ、長さ１００ｍｍに切断後、２５ｍｍの長さで重さ１ｋｇのステンレス板（ＳＵＳ３０４）と貼り合わせた。貼り合わせたアルミガラスクロステープを、４０℃のオーブン中に垂直方向に吊るし、ステンレス板が落下するまでの時間を測定し、保持力とした。

［プローブタック］
作製したアルミガラスクロステープのプローブタックを、ＡＳＴＭ Ｄ ２９７９に従って、温度２３℃、相対湿度５０％の条件下、テスター産業株式会社製ＴＥ－６００１プローブタックテスターを用いて測定した。

［手切れ性］
作製したアルミガラスクロステープを幅１９ｍｍ、長さ１００ｍｍに加工した。次に、加工したアルミガラスクロステープ（試験片）を水平な台上に置き、アルミガラスクロステープの中央部を片方の手の親指で押さえ、他方の手で押さえた部分のアルミガラスクロステープを幅手方向に指でひねり、切断時の切れやすさ及び断面形状を評価した。なお、評価は５つの試験片に対して行い、以下の指標にて評価した。
（切れやすさ）
Ａ：いずれの試験片も、容易に切断することができた。
Ｂ：いずれの試験片も、切断に力を要した。
Ｃ：いずれの試験片も、切断することはできなかった。
（断面形状）
Ａ：いずれの試験片も、アルミガラスクロステープの幅手方向に切断された。
Ｂ：一部の試験片は、アルミガラスクロステープの幅手方向に切断されなかった。
Ｃ：いずれの試験片も、アルミガラスクロステープの幅手方向に切断されず、かつ、切断面よりガラス繊維の糸が露出していた。

［実施例１］
（アルミガラスクロス基材の作製）
表１に示されるガラス繊維束Ａ１～Ａ３、Ｂ１～Ｂ５、Ｃ１～Ｃ２及びＤ１を準備した。表１において、例えばガラス繊維束Ａ１は、Ｅガラスで構成され、直径５μｍのガラスフィラメントを１００本収束したガラス繊維束であることを示す。本実施例では、長手方向に配置される第一のガラス繊維束としてガラス繊維束Ａ１、幅手方向に配置される第二のガラス繊維束としてガラス繊維束Ｂ３を用いた。第一のガラス繊維束としてのガラス繊維束Ａ１を打ち込み密度が６０本／インチとなるように、また第二のガラス繊維束としてのガラス繊維束Ｂ３を打ち込み密度が２５本／インチとなるように、それぞれ等間隔に配置し、これらを平織りすることでガラスクロスを作製した。次に、厚み２０μｍのアルミニウム箔上に、ウレタン系接着剤（商品名：「エバーグリップ１３３０」、東亜合成株式会社製）を９ｇ／ｍ^２との塗布量となるようバーコーターで塗工し、これを前記ガラスクロスと貼り合わせることで、アルミガラスクロス基材を作製した。

（アルミガラスクロステープの作製）
シリコーン系接着剤（商品名：「ＸＲ３７－Ｂ６７２２」、モメンティブジャパン株式会社製）１８０質量部に対して、硬化剤として有機過酸化物（商品名：「ナイパーＢＭＴ－Ｋ４０」、日本油脂株式会社製）を５質量部加え、室温にて５分間攪拌し粘着剤を調製した。得られた粘着剤を、コンマコーターを用いてフッ素系剥離紙（商品名：「ＳＳ４Ａ」、ニッパ社製）上に乾燥後塗布量が６０ｇ／ｍ^２となるように塗工し、９０℃で２分間乾燥した。乾燥した粘着剤を、前記アルミガラスクロス基材のガラスクロス側の表面上に転写した。さらに１００℃にて３時間エージング後、剥離紙を剥がしながら幅５０ｍｍにスリットして、３０ｍ巻のアルミガラスクロステープを作製した。

得られたアルミガラスクロステープについて、前述した方法にて引張強度、粘着力、保持力、プローブタック、及び手切れ性（切れやすさ、断面形状）の評価を行った。結果を表２に示す。

［実施例２～６、比較例１～６］
第一のガラス繊維束、第二のガラス繊維束、及びアルミニウム箔とガラスクロスとの接着剤として、表２及び表３に示されるものを用いた以外は、実施例１と同様にアルミガラスクロステープを作製し、評価を行った。結果を表２及び表３に示す。なお、アクリル系接着剤としては、トーヨーケム株式会社製のＥＡ－Ｇ３４／ＣＡＴ－ＥＰ８を使用した。

表２及び表３に示されるように、本実施形態に係るアルミガラスクロステープである実施例１～６のアルミガラスクロステープは、切れやすさ、断面形状が共に良好であり、手切れ性が良好であった。また、実施例２と３の比較より、アルミニウム箔とガラスクロスの接着剤としてウレタン系接着剤を用いることで、手切れ性（断面形状）がより良好となることが分かった。一方、長手方向又は幅手方向の引張強度が本実施形態の範囲外である比較例１～６のアルミガラスクロステープは、切れやすさ及び／又は断面形状が不良であり、手切れ性が不良であった。なお、粘着性能（粘着力、保持力及びプローブタック）については、アルミガラスクロス基材の種類によらず、いずれも良好であった。

Claims (7)

1. アルミニウム箔と、ガラスクロスと、を含むアルミガラスクロス基材と、
   粘着剤層と、
   を含むアルミガラスクロステープであって、
   温度２３℃、相対湿度５０％における前記アルミガラスクロステープの引張強度が、前記アルミガラスクロステープの長手方向において５０～１６０Ｎ／ｃｍであり、前記アルミガラスクロステープの幅手方向において３００～４００Ｎ／ｃｍである、アルミガラスクロステープ。
2. 前記アルミニウム箔と、前記ガラスクロスとがウレタン系接着剤で接着されている、請求項１に記載のアルミガラスクロステープ。
3. 前記ウレタン系接着剤の付与量が５～１５ｇ／ｍ^２である、請求項２に記載のアルミガラスクロステープ。
4. 前記ガラスクロスが、前記アルミガラスクロステープの長手方向に沿って配置された第一のガラス繊維束と、前記アルミガラスクロステープの幅手方向に沿って配置された第二のガラス繊維束とが織り込まれて形成されている、請求項１から３のいずれか一項に記載のアルミガラスクロステープ。
5. 前記第一のガラス繊維束を構成する第一のガラスフィラメントの直径が４～７μｍであり、前記第二のガラス繊維束を構成する第二のガラスフィラメントの直径が７～１０μｍである、請求項４に記載のアルミガラスクロステープ。
6. ダクトシール用のアルミガラスクロステープである、請求項１から５のいずれか一項に記載のアルミガラスクロステープ。
7. 請求項６に記載のアルミガラスクロステープが巻き付けられたダクト。