JP2000212536A - 多目的ホットメルト接着剤 - Google Patents

多目的ホットメルト接着剤

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JP2000212536A JP11363997A JP36399799A JP2000212536A JP 2000212536 A JP2000212536 A JP 2000212536A JP 11363997 A JP11363997 A JP 11363997A JP 36399799 A JP36399799 A JP 36399799A JP 2000212536 A JP2000212536 A JP 2000212536A
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】使い捨て製品における組み立て用及び弾性接着
用接着剤の両方として用いるのに適切なホットメルト接
着剤を提供する。 【解決手段】トルエン中で25%での溶液粘度が1Pa・
s(1000cP)より大きい、放射状または線状SBS
コポリマーと組み合せてエンドブロック樹脂を含む多目
的ホットメルト接着剤。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は多目的ホットメルト
接着剤に向けられており、前記接着剤は組み立て用及び
弾性接着用接着剤の両方として使い捨て物品に用いるの
に適切であり、前記接着剤はトルエン中で25%で、1
Pa・sよりも大きい溶液粘度を有する、放射状もしくは
線状スチレン−ブタジエン−スチレンまたは「SBS」
コポリマーと組み合せて、エンドブロック樹脂を含む。
【0002】
【従来の技術】使い捨て製品の製造において、ホットメ
ルト接着剤は典型的には高温〔約121〜177℃(2
50〜350°F)で加工中の品、典型的には、ポリエ
チレンまたはポリプロピレンフィルム、不織布、吸収性
材料、組織またはフィルムに直接に押し出され、次い
で、それは、ホットメルト接着剤を用いて他の不織布、
吸収性材料、組織またはフィルムに接着することができ
る。接着剤の塗布は細線法、多点法、多線法または噴霧
技術により押し出すことができる。ホットメルト接着剤
は積層するのにまたはゴムひもを、特に使い捨ておむつ
のウエストまたは脚帯の閉鎖のために接着するのに用い
る。弾性接着は積層ももたらす。
【0003】使い捨て物品の組み立てにおいては、種々
の材料が広範囲な条件で接着されるから、性能を最適化
するために、使い捨て物品の製造において用いるために
別個の接着が発展してきた。これは特に弾性接着及び積
層組み立てにおいて真実である。組み立ては、調節し得
る、比較的に低粘度、長いオープンタイム及び積層物の
機械的結合性を維持するのに十分な接着強度を必要とす
る。しかしながら、弾性材料を支持体に接着するため
に、応力をかけた時、弾性体が、支持体の表面に呼応し
て動かないかまたは部分的または完全に離れないことを
保証する、高耐クリープ性を示す異なった接着剤が用い
られる。
【0004】各々異なった配合及び性質を有する、積層
組み立てのため及び弾性接着目的のための別個の接着剤
を用いることは使い捨て物質を製造する複雑さを増加さ
せ、生産性を低下させることがある。さらに、多数の接
着剤が必要なら、棚卸しの問題及び貯蔵の問題は増加す
る。弾性接着のために不適当な接着剤が用いられたな
ら、接着剤層破損をもたらすことがある。また、アプリ
ケーターがつまることがある。上記問題は劣った製品、
損失生産またはその両方をもたらすことがある。
【0005】したがって、積層用途及び弾性接着用途の
両方に適応し得る接着剤を与える性質を有する単一の接
着剤に対する実質的な要求が存在する。組み立て用接着
剤は、軟かく(粘着性)、高剥離強さ、長いオープンタ
イム及び低い凝集強さを有する。弾性接着用接着剤は、
組み立て用接着剤よりも剛く(それほど粘着性でな
い)、凝集強さが高く、オープンタイムが短い。多目的
用途、特に弾性接着のために、剛性、凝集強さ及びオー
プンタイムのバランスが良好な性能のために必要であ
る。
【0006】スチレン−イソプレン−スチレンまたは
「SIS」ブロックポリマーが使い捨て製品における弾
性接着のために一般的に用いられる。同じメルトインデ
ックス及びゴム含量について、他のブロックコポリマー
と比較した時に、SISポリマーは高い分子量及び軟か
い接着剤製品を与えるから、SISが選択される。弾性
接着に用いられる接着剤は適当な凝集を得るために高含
量のゴム及びエンドブロック樹脂を含有する必要があ
る。たとえば、アルパーへの米国特許第5,149,7
41号は35部のSISコポリマーに組み合わせて10
部のエンドブロック樹脂を含む弾性接着用接着剤を開示
している。
【0007】本明細書で用いる時、ポリマーの「ミッド
ブロック」は実質的に脂肪族であるポリマーブロックを
いう。下記で論ずるように、「ミッドブロック樹脂」は
ポリマーのミッドブロックと相容する粘着付与剤をい
う。ポリマーの「エンドブロック」は実質的に芳香族で
あるポリマーブロックをいう。下記に詳細に論ずるよう
に、「エンドブロック樹脂」は実質的に芳香族で、ポリ
マーのエンドブロックと相容性である。
【0008】同様なポリマー含量、メルトインデックス
及びエンドブロック樹脂レベルで、相当するSBSベー
ス接着剤は、高剛性のためSISほど感圧性でない。よ
り高い剛性はブタジエン対イソプレンのより低いからみ
合い分子量(より高いからみ合い密度)に起因する。米
国特許第5,071,571号(Malcolm )は低含量の
非常に高分子量のSBSコポリマーを含む弾性接着のた
めの接着剤を開示している。
【0009】エンドブロック樹脂は、感圧接着剤におけ
る凝集強さを改良するために、一般的にSISとともに
用いる。エンドブロック樹脂が一般的にはSBSととも
に用いられないのは、イソプレンミッドブロックに比較
してブタジエンミッドブロックは極性が高いため、エン
ドブロック樹脂がエンドブロックに実際に到達すること
を確実にすることが困難であり、したがって、エンドブ
ロック樹脂をミッドブロックに大量に溶解化させる傾向
があるからである。さらに、エンドブロック樹脂は一般
的にはSBSベースの弾性接着用接着剤に用いられな
い。米国特許第4,944,993(Raykovitz )号は
エンドブロックを有するスチレン含量が35%より大き
い低分子量の放射状SBSポリマー及びそれらを組み立
て用及び弾性接着用接着剤として用いることを開示して
いる。
【0010】エンドブロック樹脂は前記ブロックコポリ
マー鎖のスチレン部分と会合する時のみ効果がある。ブ
タジエン及びスチレンの溶解度パラメーターが接近して
いるため、エンドブロック樹脂は低分子量SBSコポリ
マーのミッドブロックまたはブタジエン部分と会合す
る。しかしながら、高分子量SBSコポリマーにおいて
は、より長いブタジエン鎖は同じ程度までこの会合を奨
例しない。この影響はレオロジー曲線により示すことが
でき、ブタジエンブロックのTgはこのレオロジー曲線
に従うことがある。たとえば、10部のミッドブロック
樹脂をエンドブロック樹脂で置換すると、理論ではミッ
ドブロックのTgは低下するはずである。上記置換後、
ミッドブロックのTgが高ければ高いほど、エンドブロ
ック樹脂はゴムの(エンドブロックの代りに)ミッドブ
ロック中にある。
【0011】本発明に従って、エンドブロック樹脂と組
み合わせて、低レベルで高分子量ゴムを用いることによ
り、エンドブロック樹脂とゴムのスチレンブロックとの
会合のため、高い凝集強さの接着剤を得ることができ
る。さらに、用いられたゴムの量が少ないから、剛性が
低く、したがって、粘着性が高い。同じ理由から、オー
プンタイムはいまだ、多目的用途のために十分に高い。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明に
より、弾性接着及び組み立て用の両方に用いるための多
目的接着剤が、高分子量で、高いスチレン含量でない放
射状または線状SBSコポリマー及びエンドブロック樹
脂から製造できることが、予想外に発見された。本発明
の接着剤は、良好な凝集強さ(弾性接着)並びに良好な
積層接着のための長いオープンタイム及び低剛性の両方
を有している。高分子量SBSコポリマーは、低分子量
SBSコポリマーを用いることに比較した時、軟かく、
長いオープンタイムを有するより感圧性の接着剤を与え
る、より少ない量の高分子量SBSコポリマーを用いる
ことを可能にする。さらに、エンドブロック樹脂の存在
は、同じ増加したレベルの凝集を得るために系により多
くのコポリマーを加えることに比較した時、より低粘度
で、より高い凝集を与える。
【0013】
【課題を解決するための手段】本発明はエンドブロック
樹脂と、トルエン中で25%で粘度が1Pa・s(100
0cP)よりも高いような分子量を有する、高分子量スチ
レン−ブタジエンブロックコポリマーを含む、使い捨て
組み立て物に適切なホットメルト接着剤に向けられてい
る。本発明に従って、高分子量のゴムポリマーを有する
エンドブロック樹脂を使用することは、組み立て用及び
弾性接着用接着剤の両方として用いるのに適切な多目的
ホットメルト接着剤を与えることが分かった。特に、ト
ルエン中で25%で1Pa・sより大きい溶液粘度を有す
る放射状または線状SBSコポリマーと組み合せてエン
ドブロック樹脂を含む、高レベルの耐クリープ性、結合
強さ及び低粘度プロフィルを有する多目的接着剤を製造
することができることが分かった。本発明の接着剤は、
長いオープンタイム、低い剛性及び良好な凝集強さを持
ち、これらのすべての性質はこの接着剤を有効な多目的
接着剤と評価するだろう。
【0014】本発明は、トルエン中で25%で、粘度が
1Pa・sよりも大きいような分子量のSPSポリマー及
びエンドブロック樹脂を含む多目的ホットメルト接着剤
に向けられている。
【0015】本発明のホットメルト接着剤において有用
なポリマーは、次の一般的配置の内1つを有するブロッ
クまたは多ブロックコポリマーであって、 (A−B)n −Aまたは(AB)n −Xまたは(A−
B)n 式中、Xは2以上の官能性を有する多価カップリング剤
で、ポリマーブロックAは非エラストマーポリマーブロ
ックで、ポリマーブロックBはブタジエンのエラストマ
ーポリマーブロックである。変数「n」は1以上の整数
である。ブロックBは部分的にまたは実質的に水素化さ
れてもよい。本発明で有用なコポリマーは線状または放
射状である。放射状コポリマーにあっては、Xの官能性
は3以上である。好ましくはコポリマーは線状である。
あるレベルのジブロックコポリマー、AB、は設計によ
るかまたはAB腕の不完全なカップリングのために存在
し得る。ジブロックは、粘着性、剥離性及びオープンタ
イムの増化のためには有益であるが、これはその凝集強
さの低下の影響と釣り合わさなければならない。ジブロ
ックレベルは一般に50%未満、好ましくは30%未満
である。
【0016】カップリング剤、「x」の例は2官能性の
ジブロムエタン、両方共3官能性の、トリスノニルフェ
ニルホスファイト及びトリクロルメチルシラン及び4官
能性のテトラクロルシランを含む。非−エラストマーブ
ロックAは、ビニルモノマー、たとえば、ビニルアレー
ン、ビニルピリジン、ハロゲン化ビニル及びビニルカル
ボキシレート並びにアクリルモノマー、たとえば、アク
リロニトリル、メタクリロニトリル、アクリル酸のエス
テル等を含むことができる。モノビニル芳香族炭化水素
は、スチレン、ビニルトルエン、ビニルキシレン、エチ
ルビニルベンゼン、並びに2環式モノビニル化合物、た
とえば、ビニルナフタレン等を含む。他の非エラストマ
ーポリマーブロックは、α−オレフィン、アルキレンオ
キシド、アセタール、ウレタン等に由来し得る。全コポ
リマー組成物の35質量%未満の量のスチレンが好まし
く、25〜32質量%のスチレンがより好ましいが、で
きるだけ少量でスチレンが用いられることが最も好まし
い。
【0017】コポリマーの残部を構成する、エラストマ
ーブロック成分であるBは、部分的にまたは実質的に水
素添加されていても、いなくてもよいブタジエンであ
る。ブタジエン単位の水素添加は当業者が熟知している
条件下で起こる。本明細書で用いるのに最も好ましいの
は、エラストマーブロックがブタジエンで、非−エラス
トマーブロックがスチレンで、かつ、コポリマーが、ト
ルエン中で25%での溶液粘度が1Pa・s(1000c
P)より大きく、好ましくは2Pa・s(2000cP)よ
り大きく、最も好ましくは約4Pa・s(4000cP)で
あるような分子量を有する、線状A−B−A 3ブロッ
クコポリマーである。
【0018】本明細書で有用な、典型的なゴム状ブロッ
クコポリマーはポリスチレン−ポリブタジエン−ポリス
チレン及び、たとえば、ポリスチレン−ポリ(エチレン
−ブチレン)−ポリスチレンである。重合条件に依存し
て、ポリブタジエンミッドブロックは種々の割合のシス
−1,4付加、トランス−1,4付加及び1,2付加を
含有するだろう。1,2付加のレベルが高い程、与えら
れた分子量の粘度を低くするのに望ましいかもしれな
い。これらのコポリマーは当業者に熟知されている方法
を用いて製造し得る。代りに、これらのポリマーは、シ
ェルケミカルカンパニーから、Kraton D110
1の商品名{31%のスチレン含量及びトルエン中で2
5%での粘度4Pa・s(4000cP)}及びKrato
n D1184の商品名{30%のスチレン含量及びト
ルエン中で25%の粘度20Pa・s(20,000c
P)}で得ることができる。他の市販のコポリマーの例
は、EniChem Americas (Agip USA Inc. )から入手でき
る、SOLT 6302{スチレン30%、トルエン中
25%での粘度、4Pa・s(4000cP)及びDexco か
ら入手できる、DPX563{31%のスチレン含量及
びトルエン中25%の粘度7.970Pa・s(7970
cP)}を含む。これらのスチレン含有コポリマーと他の
相容性ブロックコポリマーとのブレンドも用い得る。
【0019】接着剤中で用いられるコポリマーの最適量
は最終用途に依存して変わるだろうが、コポリマーは一
般に接着剤配合物中で、35%未満、好ましくは約15
〜20質量%、最も好ましくは約18質量%のレベルで
存在するだろう。本発明のホットメルト接着剤において
用いられるコポリマーは、高分子量のコポリマーである
から、長いオープンタイム及び軟かい生成物をもたらす
のにほんの少量を用いる必要がある。本発明のホットメ
ルト接着剤組成物は、SBSコポリマーのミッドブロッ
クと相容性の粘着付与剤も含み得る。代表的な樹脂は、
5 /C9 炭化水素樹脂、合成ポリテルペン、ロジン、
ロジンエステル、天然テルペンなどを含む。
【0020】より詳細には有用な粘着付与樹脂は、あら
ゆる相容性樹脂またはそれらの混合物、たとえば、
(1)ガムロジン、ウッドロジン、トール油ロジン、蒸
留ロジン、水素添加ロジン、2量化ロジン及び重合ロジ
ンを含む天然並びに変性ロジン、(2)淡色ウッドロジ
ンのグリセロールエステル、水素添加ロジンのグリセロ
ールエステル、重合ロジンのグリセロールエステル、水
素添加ロジンのペンタエリスリトールエステル及びロジ
ンのフェノール変性ペンタエリスリトールエステルを含
む、天然ロジン及び変性ロジンのグリセロールエステル
並びにペンタエリスリトールエステル、(3)天然テル
ペンのコポリマー及びターポリマー、たとえば、スチレ
ン/テルペン及びα−メチルスチレン/テルペン、
(4)テルペン炭化水素、たとえば、ピネンとして知ら
れる2環式モノテルペンのフリーデル−クラフト触媒の
存在下における適度に低い温度での重合に一般的に起因
するポリテルペン樹脂、水素添加ポリテルペン樹脂も含
まれる、(5)フェノール変性テルペン樹脂及びそれら
の水素添加誘導体、たとえば、2環式テルペン及びフェ
ノールの酸性媒体中での縮合から生じる樹脂生成物、
(6)主としてオレフィン及びジオレフィンからなるモ
ノマーの重合から生じる脂肪族石油炭化水素樹脂、水素
添加脂肪族石油炭化水素樹脂も含まれる、及び(7)環
式石油炭化水素樹脂及びそれらの水素添加誘導体を含
む。
【0021】上掲樹脂も選択された樹脂の分子量に依存
して固体または液体でよい。2以上の上記粘着付与樹脂
の混合物がある配合物に必要とされる。環式または非環
式C 5 樹脂及び芳香族変性非環式または環式樹脂も含
む。芳香族変性環式または非環式C5 樹脂が好ましい。
好ましい粘着付与剤は、100〜105℃の環球軟化点
を有する石油由来のC 5 /C9 炭化水素樹脂である。粘
着付与剤(「ミッドブロック樹脂」ともいう)は、本発
明の接着剤組成物中に、組成物の30〜70質量%、好
ましくは、50〜65質量%の量で存在する。
【0022】本発明は、2〜30質量%の実質的に芳香
族である、エンドブロック樹脂も包含する。上記エンド
ブロック樹脂の例は、重合性の不飽和基を有するあらゆ
る実質的に芳香族モノマーから製造し得る。上記芳香族
モノマーの典型的な例は、スチレン性モノマーである、
スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン、メト
キシスチレン、第3級ブチルスチレン、クロルスチレン
など、インデン及びメチルインデンを含むインデンモノ
マーを含む。芳香族エンドブロック樹脂は好ましくは5
〜20質量%の量で存在する。好ましいのは、両方共、
ハーキュレス・インコーポレイティドから入手できるα
−メチルスチレン樹脂である、HERCOLITE24
0またはKRISTALEX5140である。
【0023】本発明のホットメルト接着剤は0〜30質
量%の油希釈剤も含む。適切な可塑化油または増量油は
オレフィンオリゴマー及び低分子量ポリマー並びに植物
油及び動物油及びそれらの誘導体を含む。用い得る石油
由来の油は、ほんの少割合の芳香族炭化水素(好ましく
は、油の30質量%未満、より好ましくは15質量%未
満)を含有する比較的に高沸点の物質である。代りに油
は全体的に非−芳香族であってもよい。適切なオリゴマ
ーは、約350〜約10,000の平均分子量のポリプ
ロピレン、ポリブテン、水素添加ポリイソプレン、水素
添加ポリブタジエン等を含む。好ましいのは、ペトロカ
ナダから入手できる鉱油であるLUMINOL T35
0及びウィトコ・コーポレイションから入手できるKA
YDOLOILである。
【0024】本発明のホットメルト接着剤は0〜3質量
%、好ましくは、0.3〜3.0質量%の酸化防止剤も
含む。本明細書に包含される利用し得る安定剤または酸
化防止剤の中では、ヒンダードフェノールまたはヒンダ
ードフェノールと第2級酸化防止剤、たとえば、チオジ
プロピオン酸ジステアリル(「DSTDP」)またはチ
オジプロピオン酸ジラウリル(「DLTDP」)との組
み合わせである。本明細書で用いられるヒンダードフェ
ノールは、フェノール化合物のフェノール性水酸基に近
接して立体的にかさばった基を含有するフェノール化合
物である。水酸基の近くにこれらの立体的にかさばった
置換基が存在することは、その延伸頻度を遅らせ、結果
として反応性を遅らせることに役だつ。この立体障害は
フェノール化合物に安定化特性を与える。
【0025】代表的ヒンダードフェノールは次のものを
包含する。1,3,5−トリメチル2,4,6−トリス
(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)
ベンゼン、テトラキス−3(3,5−ジ−t−ブチル−
4−ヒドロキシフェニル)プロピオン酸ペンタエリスリ
チル、テトラキス(3−ラウリルチオジプロピオン酸)
ペンタエリスリトール、(3,5−ジ−t−ブチル−4
−ヒドロキシフェノール)プロピオン酸n−オクタデシ
ル、4,4′−メチレンビス(2,6−t−ブチルフェ
ノール)、4,4′−チオビス(6−t−ブチル−0−
クレゾール)、2,6−ジ−t−ブチルフェノール、6
−(4−ヒドロキシフェノキシ)−2,4−ビス(n−
オクチル−チオ)−1,3,5−トリアジン、3,5−
ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシ−ベンジル−ホスホン
酸ジ−n−オクタデシル、3,5−ジ−t−ブチル−4
−ヒドロキシ安息香酸2−(n−オクチルチオ)エチル
及びヘキサ〔3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒド
ロキシフェニル)−プロピオン酸〕ソルビトール。好ま
しい酸化防止剤は、住友化学株式会社から入手できる第
2級酸化防止剤である、SUMILIZER TDP及
びチバ−ガイギーから入手できるヒンダードフェノール
第1級酸化防止剤である、IRGANOX1010であ
る。安定剤は0.3〜3質量%、好ましくは0.8質量
%の量で存在する。
【0026】任意の添加剤を、組成物の最終用途に依存
して、ホットメルト組成物に組み入れることができる。
これらの添加剤のなかでも、着色剤、たとえば、2酸化
チタン及び充てん剤、たとえば、タルク及び粘土等並び
に少量(たとえば、約5%未満)の石油由来ワックスが
包含される。
【0027】
【発明の実施の形態】本発明1態様は、多目的ホットメ
ルト接着剤であって、(a)35質量%未満の、トルエ
ン中で25%での粘度が1Pa・s(1000cP)よりも
大であるような分子量を有するスチレン−ブタジエン−
スチレンブロックコポリマー、(b)2〜30質量%の
エンドブロック樹脂、(c)30〜70質量%の粘着付
与剤、(d)0〜30質量%の油及び(e)0〜3質量
%の酸化防止剤を含む前記接着剤である。
【0028】他の態様では、接着剤は、(a)35質量
%未満の、トルエン中で25%での粘度が2Pa・s(2
000cP)よりも大である分子量を有し、スチレンが3
2%未満であるスチレン−ブタジエン−スチレンブロッ
クコポリマー、(b)2〜30質量%のエンドブロック
樹脂、(c)30〜70質量%の粘着付与剤、(d)0
〜30質量%の油及び(e)0〜3質量%の酸化防止剤
を含む。
【0029】さらなる態様では、接着剤は、(a)25
質量%未満の、トルエン中で25%での粘度が2Pa・s
(2000cP)より大であるような分子量を有し、スチ
レンが32質量%未満であるスチレン−ブタジエン−ス
チレンブロックコポリマー、(b)5〜20質量%のエ
ンドブロック樹脂、(c)45〜65質量%の粘着付与
剤、(d)0〜30質量%の油及び(e)0〜3質量%
の酸化防止剤を含む。
【0030】好ましい態様では、本発明は多目的ホット
メルト接着剤であって、(a)15〜20質量%の、ト
ルエン中で25%での粘度が2Pa・s(2000cP)よ
り大であるような分子量を有し、スチレンが32%未満
であるスチレン−ブタジエン−スチレンブロックコポリ
マー、(b)5〜20質量%のエンドブロック樹脂、
(c)45〜65質量%の粘着付与剤、(d)5〜20
質量%の油及び(e)0.3〜1.5質量%の酸化防止
剤を含む接着剤に向けられている。
【0031】得られた接着剤は、限定されるわけではな
いが、使い捨ておむつ、使い捨て女性用製品、成人用失
禁製品、病院用ガウン、ベッドパッド等を含む使い捨て
物品の組み立てまたは構築に用い得る。特に、接着剤
は、少なくとも1種のポリエチレンまたはポリプロピレ
ン基材が少なくとも1種のティッシュ、不織ポリエチレ
ンまたはポリプロピレン基材に接着される使い捨て物品
の組み立てに有用である。さらに、接着剤は、たとえ
ば、耐伸長性ギャザーを与えるために、ポリエチレン、
ポリプロピレンまたは不織基材にゴムひもを接着するの
に有用である。接着剤は、あまり多くを要求しない使い
捨て組み立て用用途、たとえば、末端または周囲のシー
ルのために用いることもできる。
【0032】高分子量コポリマーの使用は、より少量の
ポリマーの使用を可能とし、感圧接着のために望ましい
剛性の少ない接着剤配合物を生じる。本発明の接着剤
は、40℃で15N/cm2 (15×105dyne /cm2
未満、好ましくは40℃で10N/cm2 (10×105d
yne /cm2 )未満の剛性を有するだろう。低剛性と高損
失弾性率が組み合わさって、高ループ粘着性をもたら
す。ループ粘着性は接着剤の定着性の測定である。高ル
ープ粘着性は接着剤が低適用圧力でもって良好な感圧接
着を形成するだろうことを示す。本発明の感圧性ホット
メルト接着剤は、好ましくは、約2.15N/cm2 (5
0oz/in2 )より大、最も好ましくは、約3.88〜
8.62N/cm2 (20〜200oz/in2 )のループ粘
着性値を示すだろう。
【0033】得られる接着剤配合物の粘度は、約16
2.8℃(325°F)で、35Pa・s(35,000
cP)未満であって、最も慣用の接着剤塗布装置で用いる
ことを可能とする。より好ましい態様では、本発明の接
着剤配合物の粘度は、15Pa・s(15,000cP)未
満であって、接着剤に噴霧適性及び加工性を与える。本
発明のホットメルト接着剤のために好ましい組成物(噴
霧可能で、弾性接着に適切である)は、約162.8℃
で35Pa・s未満の粘度と、ハング−ビーズ(Hang-Bea
d )時間で測定して45秒より大の凝集強さを有し、S
BSブロックポリマーは好ましくは35%未満のスチレ
ンを有するだろう。
【0034】本発明の多目的接着剤のために好ましい組
成物は、約162.8℃で35Pa・s未満の粘度、ハン
グ−ビーズ時間で測定して45秒より大きい凝集強さ、
約2.15N/cm2 (50oz/in2 )より大きいループ
粘着性、40℃で15N/cm 2 (15×105dyn/c
m2 )未満の剛性を有し、好ましくはSBSブロックコ
ポリマーは35%未満のスチレンを含む。
【0035】弾性接着に適切であることに加えて、本発
明の接着剤配合物は、長いオープンタイムと高感圧性を
有し、組み立て用接着剤として非常に良好なものとす
る。さらに、本発明の接着剤は、ハング−ビーズ時間で
測定して良好な凝集強さを有するだろう。ハング−ビー
ズ時間は、凝集強さの相対的測定であって、本発明の接
着剤は少なくとも45秒、好ましくは150秒より大き
いまたは最も好ましくは500秒より大きいハング−ビ
ーズ時間を有するだろう。
【0036】次の例は単に説明のためであって、いかな
るようにも本発明の特許請求の範囲を限定するつもりは
ない。 例 本発明の接着剤を次の手順を用いて製造した。約163
℃に加熱したシグマブレードミキサーに、ゴム並びに酸
化防止剤、粘着付与樹脂及び鉱油を装填した。ゴム対可
塑剤(油+樹脂)比は約1:1.5であった。均質な混
合物が得られるまで、内容物の混合を継続した。この時
点で、樹脂の残りをゆっくりと加え、続いて鉱油の残り
を加えた。次いで、約10分間混合を継続した。次い
で、溶融した接着剤をシリコーン剥離被覆コンテナーに
注ぎ、室温まで冷却させた。
【0037】次のコポリマーを用いた。 ゴム * 溶液粘度 % % 構造 Pa・s(cP) スチレン ジブロック ──────────────────────────────── Sol T6414 0.350 (350) 40 25 分枝 Sol T6302 4 (4,000) 31 10 線状 D1184 20 (20,000) 31 16 分枝 DPX563 7.970(7970) 31 0 線状 D1122X 0.730 (730) 38 10 分枝 * 混ざりもののないポリマー濃度、トルエン中で25質量%、約22.8℃( 73°F)で Sol T6414はエニケム・アメリカズ(EniChem Americas, Agip USA I nc. )から入手でき、D1122Xはシェル・ケミカル・カンパニーから入手で きる。
【0038】次の試験は、粘度、凝集強さ、剥離強さ及
び剛性を測定するために接着剤について実施した。 粘度 粘度測定は約162.8℃(325°F)でブルックフ
ィールド粘度計で行い、Pa・s(cP)単位で示す。
【0039】凝集強さ測定 使い捨て物品において、決まった場所にゴムひもを保持
するためには、ゴムひもの応力下での高い耐クリープ性
または高「凝集強さ」を備えた接着剤が必要である。凝
集強さの種々の測定が過去に用いられてきた。この点
で、凝集強さは、1つのビーズの接着剤についてのクリ
ープ試験を用いて測定した。ビーズを0.53g/mで
板に塗る。板はビーズを塗る方向を横切って、スリット
切り口を含有する。各スリットの幅は約0.32cm(1
/8インチ)で、板の1側に延びる。接着剤のビーズを
板に塗布し、ビーズがスリット自体の中に垂れないよう
に、スリット上を埋める。次いで板を約40.6℃(1
05°F)の炉中に入れ、20分間平衡化させる。次い
で、紙クリップに結合した40g重をスリットの上方の
部分において、紙クリップ(BT Office Products Inter
nationalから入手できるサイズ#1のGEM CLI
P)の他端を用いて接着剤のビーズを吊るす。接着剤ビ
ーズが壊れるのに必要な時間を「ハング−ビーズ時間」
という。
【0040】剥離強度測定 剥離強さは、インストロンを用いて高密度ポリエチレン
(「HDPE」)基材について180°剥離試験を実施
することにより測定する。接着剤の約0.0508〜
0.0762mm(2〜3ミル)の厚さの塗膜を加熱ロー
ラーを用いてマイラーフィルム上に塗布し、シリコーン
被覆した剥離紙に接着させる。各々寸法約7.62cm×
2.54cm(3インチ×1インチ)の3枚の試験片を被
覆マイラーから機械方向に対して垂直に切断した。約2
2.2℃(72°F)、相対湿度50%で1晩状態調節
後、剥離紙を除去し、試験片をHDPE板に接着する。
次いで、約2.04kg(4.5lb)のローラーを用い
て、接着をローラーでならす。接着を約1時間半状態調
節後、インストロン中で約5.08cm(2インチ)/分
で剥離させる。HDPE板は固定ジョーの中にあり、マ
イラーは可動ジョーの中にある。結果をgでの平均負荷
として報告する。
【0041】ループタック測定 ループタックは、機械方向に沿って、マイラー被覆積層
体の約12.7cm×2.5cm(5インチ×1インチ)寸
法の試験片を切断することにより作製したTMIループ
タックテスターを用いて測定した。約22.2℃及び相
対湿度50%での1晩の状態調節後、積層物を末端をい
っしょに接着することによりループに折りたたむ。次い
で、ループをループタックテスター上に固定し、ステン
レススチール板をテスターの基部にクランプする。試験
を始める時、ループをステンレススチール板と接触させ
るようにして、次いで、引く。板からそれを引くのにか
かる負荷をループタックとしてN/cm2 (oz/in2 )で
記録する。
【0042】レオロジー研究 流動動的機械的分析機(型RDA700)を弾性率
(「G′」)及び損失弾性率(「G″」)対温度を得る
のに用いた。計器をリオス(Rhios)ソフトウェア
・バージョン4.3.2により制御した。直径8mmで約
2mmのギャップにより分離された平行な板を用いた。試
料を積せ、次いで約−100℃に冷却し、タイムプログ
ラムをスタートさせた。プログラム試験は5℃間隔で温
度を増加させ、続いて各温度で10秒のソーク(soa
k)時間をとった。試料を含有する熱対流炉を連続的に
窒素でフラッシュした。周期数を10rad /sに維持し
た。
【0043】試験開始時の初期歪は(板の外側端で)
0.05%であった。試験の間中正確に測定し得るトル
クを維持するためにソフトウェア中の自動歪オプション
を用いた。オプションは、ソフトウェアにより可能とさ
れた最大適用歪が80%であるように、オプションのコ
ンフィグレーションを行った。自動歪プログラムは、次
の手順を用いて、保証するなら、各温度増加量で歪を調
整した。トルクが200g−cmより低いなら、歪を現在
値の25%増加させた。トルクが1200より高いなら
歪を現在値の25%減少させた。200〜1200g−
cmの間のトルクでは、その温度増加で、歪の変化をさせ
なかった。剪断貯蔵または弾性率(G′)及び剪断損失
弾性率(G″)をトルク及び歪データからソフトウェア
により計算した。それらの比であるG″/G′(タン
デルタとしても知られる)も計算した。ミッドブロック
と関連したtanδに相当する温度をミッドブロックT
gとして報告する。次の表で、剛性値G′は40℃で1
N/cm2 (105dyne /cm2 )の単位で報告する。
【0044】オープンタイムの測定 接着剤のオープンタイムをカネボー(Kanebo)接着剤テ
スター中でポリエチレンとポリエチレンとを接着するこ
とにより測定した。約176.7℃(350°F)の既
知量の接着剤を板に固定したポリエチレン上に1滴とし
て塗布する。オープンタイムはあらゆる所望の値に接着
剤テスター中において調節する。オープンタイム経過
後、テスターは、板に固定した他のポリエチレンシート
を一定荷重下の前記接着剤ビーズ上に接着する。ビーズ
の幅をオープンタイムの関数として測定する接着剤のオ
ープンタイムは、ビーズの幅が2mm以上から2mm未満に
変化した時の時間とみなす。
【0045】例1 表Iは接着剤の凝集強さに関するエンドブロック樹脂の
影響を示す。試料I−1、I−2、I−3、I−4は1
8質量%のSOLT 6302と試料I−1においては
16質量%の油とを、試料I−2、I−3及びI−4に
おいては18質量%の油を用いて、先に記載した一般的
混合手順を用いて製造した。各試料において、用いられ
た粘着付与剤は100〜105℃の環球を有する石油由
来のC5/C9 炭化水素樹脂である。エンドブロックを
含有しない試料1の凝集強さ(ハング−ビーズ時間)
は、エンドブロック樹脂が存在しないために、試料I−
2、I−3、I−4よりも著しく低いことが分かる。凝
集強さは、加えたエンドブロック樹脂の量にも依存す
る。これはエンドブロック樹脂の増加量につれての凝集
強さにおける増加を示す、試料I−2、I−3、I−4
において明らかである。
【0046】弾性接着及び組み立て用の両方を包含す
る、多目的用途においては、高剥離強度及び高凝集強さ
と共に、かなりの粘着性と感圧性を有することが望まし
い。凝集強さと剥離強さとを、1方または他方を変更す
ることなく最適化することは困難であることはよく知ら
れている。表Iの試料I−4は高凝集強さを有している
が、非常に低い剥離強さを有している。さらに、試料I
−4のこの高凝集強さの犠牲は高剛性と非常に低い粘着
性である。試料I−4はいくつかの弾性用途には適切で
あるかもしれないが、感圧性の欠如のために劣等な組み
立て用接着剤を作るだろう。
【0047】 表 I 樹脂 剛性、40℃で 量 粘度、 ハング 剥離 粘着性 N/cm2 約 162.8℃ −ビー N/cm2 (=105dyne /cm2) 質量% (325°F) ズ時間 g (oz/in2) でPa・s 秒 (cP) ─────────────────────────────────── I−1 粘着付与剤 66 8.45 117 2582 8.23 (8,450) (191) 3.0 Hercolite 240 0 I−2 粘着付与剤 54 10.05 910 1876 4.35 (10,050) (101) 3.8 Hercolite 240 10 I−3 粘着付与剤 49 10.70 1074 1129 3.32 (10,700) (78) 5.5 Hercolite 240 15 I−4 粘着付与剤 44 14.70 2310 625 0.13 (14,700) (3) 40 Hercolite 240 20
【0048】例2 表IIは、種々の高分子量ゴムを凝集強さと剥離強さの間
のバランスを達成するのに用いることができることを示
す。各試料は、18質量%のゴム、54質量%の例1で
用いられた粘着付与剤、10質量%のHercolit
e 240及び18質量%の油を用いて製造された。
【0049】 表 II ───────────────────────────────── ポリマー 粘度、 ハング− 剥離 粘着 剛性、40℃で 約 162.8℃で ビーズ N/cm2 N/cm2 Pa・s 秒 g (oz/in2) (=105dyne /cm2) (cP) ───────────────────────────────── II−1 Sol T6302 10.05 910 1876 4.35 3.8 (10,050) (101) II−2 DPX563 13.92 784 1780 4.78 3.4 (13,920) (111) II−3 D1184 26.05 3,050 1476 4.65 2.9 (26,050) (108)
【0050】例3 表III は従来の技術により作成された試料と本発明の試
料とを比較する。試料III −1は米国特許第4,94
4,993号(Raykovitz )の例を用いて作成してい
る。試料III −2は、欧州特許出願公開0368141
号(A2)(Malcolm )の好ましい例を用いて作成して
いる。試料III −1及びIII −2は本発明に相当する試
料III −4に比較して非常に貧弱な凝集強さを有してい
る。試料III−3は、マルコルムの特許の好ましい例に
エンドブロック樹脂を加えることにより、凝集強さを改
善することができることを示す。レイコビッツの特許の
例はエンドブロック樹脂を含有するけれども、凝集強さ
と剥離強さに関するエンドブロック樹脂の効果を証明し
ていない。本発明は剥離強さ及び凝集強さを最適化する
ために高分子量ゴムと組み合せてエンドブロック樹脂を
用いることの有効性を明らかに証明する。
【0051】試料III −1及びIII −4において用いた
5 /C9 樹脂は環球軟化点が100〜105℃の石油
由来のC5 /C9 炭化水素樹脂である。Unitac
R100Lは、ユニオン・カンパニーから入手できるロ
ジンのペンタエリスリトールエステルである。Zona
tac105はアリゾナ・ケミカル・カンパニーから入
手できるスチレン化テルペンである。
【0052】 表 III ────────────────────────────────── ポリマー 量 樹脂 量 油 質量% 質量% 質量% ────────────────────────────────── III −1 D1122 15 C5/C9 樹脂 52 25 Kristalex 5140 8 III −2 D1184 10.64 Unitac R100L 53.3 19.6* Zonatac 105 15.96 III −3 D1184 10.64 Unitac R100L 43.3 19.6* Zonatac 105 15.96 Hercolite 240 10.0 III −4 Sol T6302 18 C5/C9 樹脂 54 18 Hercolite 240 10 ──────────────────────────────────
【0053】 表 III (続き) ─────────────────────────────────── 粘度・約 162.8℃で ハング− 剥離 粘着性 剛性・40℃で Pa・s ビーズ N/cm2 N/cm2 (cP) 時間・秒 g (oz/in2)(=105dyne /cm2) ─────────────────────────────────── III −1 0.835 11 868 4.136 2.7 (835) (96) III −2 1.400 0 2026 2.111 0.9 (1400) (49) III −3 1.950 27 2260 0.348 1.7 (1,950) (8) III −4 10.050 910 1876 4.352 3.8 (10,050) (101)
【0054】例4 ミッドブロック(この出願におけるブタジエン)のガラ
ス転移点Tgは重要なパラメーターであって、室温での
接着剤の剛性と剥離強さを決定する。さらに、それはホ
ットメルト接着剤におけるエンドブロック樹脂の影響を
研究するのに用いることができる。ミッドブロック樹脂
の一部をエンドブロック樹脂で置換すると、エンドブロ
ックがミッドブロックと何ら会合しないのなら、ミッド
ブロックのTgは低下することが予想される。また、エ
ンドブロックを加えることの利点は、それがブロックコ
ポリマーゴムのエンドブロックと会合する時のみに達成
される。SBSゴムにおいては、スチレンとブタジエン
の溶解パラメーター(それぞれ、約8.9及び8.4)
が近接しているため、また、エンドブロック樹脂はミッ
ドブロックと会合する傾向がある。この会合は、エンド
ブロック樹脂を加えるとミッドブロックTgの増加とし
て容易に分かる。会合の程度はゴムの分子量とエンドブ
ロック樹脂の軟化点に依存する。
【0055】表IVは、低分子量SBSゴム配合物及び高
分子量SBSゴム配合物におけるミッドブロックTgを
比較する。試料IV−1及びIV−2は米国特許第4,94
4,993号(Raykovitz )に従って製造した。表IVに
おける各例において、粘着付与剤は、環球軟化点が10
0〜105℃の石油由来のC5 /C9 炭化水素樹脂であ
る。
【0056】試料IV−4は本発明の例である。エンドブ
ロック樹脂を加えるとミッドブロックTgの増加は、高
分子量SBSであるSolT 6302(試料IV−4)
におけるよりも、低分子量SBSであるSolT 64
14(試料IV−2)における方がずっと高い。このSo
lT 6414におけるミッドブロックとのより大きな
会合の結果は凝集強さにおいて容易に分かる。エンドブ
ロック樹脂を加えることによる凝集強さの増加は、So
lT 6302(試料IV−4)においてよりもSolT
6414(試料IV−2)における方がずっと低い。し
たがって、エンドブロック樹脂と組み合わせて高分子量
ゴムを用いることにより、低レベルのゴムで高凝集強さ
を達成することが可能である。
【0057】 表 IV ─────────────────────────────────── 試料 ポリマー 量 樹脂 量 油 ミッドブロックTg ΔTg ハング− ℃ 質量% ビーズ 質量% 質量% ℃ 秒 時間 ─────────────────────────────────── IV−1 Sol T6414 30 粘着付与剤 59 11 20 -- 310 Hercolite 240 0 IV−2 Sol T6414 30 粘着付与剤 49 11 27 7 537 Hercolite 240 10 IV−3 Sol T6302 18 粘着付与剤 66 16 19 -- 117 Hercolite 240 0 IV−4 Sol T6302 18 粘着付与剤 56 16 21 2.0 943 Hercolite 240 10 ───────────────────────────────────
【0058】例5 ホットメルト接着剤用途においては、長いオープンタイ
ムが望ましい。接着剤のオープンタイムは、接着剤の塗
布後接着前に待つことができて、いまだ許容し得る接着
を得られる最も長い時間と広く定義できる。表Vは、本
発明の接着剤(試料V−2)と米国特許第4,944,
993号(Raykovitz )に従って製造された、ゴム含量
の多い接着剤(試料V−1)を比較する。試料V−1に
おける高含量のゴムは十分な凝集性を達成するためであ
る。試料V−1におけるオープンタイムは試料V−2の
ものよりずっと低い。長いオープンタイムは、良好な凝
集強さを維持しながら、より少量の高分子量ゴムを加え
ることの他の利点である。表Vにおける各試料におい
て、粘着付与剤は環球軟化点が100〜105℃の石油
由来のC5 /C9 炭化水素樹脂である。
【0059】 表 V ─────────────────────────────────── 試料 ポリマー 量 樹脂 量 油 粘度・ オープンタイム ハング−ビーズ 162.8℃で 質量% 時間 質量% 秒 質量% Pa・s 秒 (cP) ─────────────────────────────────── V-1 D1122X 30 粘着付与剤 59 11 10.65 1.0 517 (10,650) V-2 Sol T6302 18 粘着付与剤 54 18 10.05 2.0 917 (10,050) Hercolite 240 10 ───────────────────────────────────
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成12年2月23日(2000.2.2
3)
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0037
【補正方法】変更
【補正内容】
【0037】次のコポリマーを用いた。 ゴム * 溶液粘度 % % 構造 Pa・s(cP) スチレン ジブロック ─────────────────────────────── Sol T6414 0.350 (350) 40 25 分枝 Sol T6302 4 (4,000) 31 10 線状 D1184 20 (20,000) 31 16 分枝 DPX563 7.970(7970) 31 0 線状 D1122X 0.730 (730) 38 10 分枝 * 混ざりもののないポリマー濃度、トルエン中で25質量%、約22.8℃( 73°F)で Sol T6414はエニケム・アメリカズ(EniChem Americas, Agip USA I nc. )から入手でき、D1122Xはシェル・ケミカル・カンパニーから入手で きる。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0057
【補正方法】変更
【補正内容】
【0057】 表 IV ─────────────────────────────────── 試料 ポリマー 量 樹脂 量 油 ΔTg ミッドブロックTg 質量% ℃ ハング−ビーズ 質量% 質量% ℃ 時間・秒 ─────────────────────────────────── IV−1 Sol T6414 30 粘着付与剤 59 11 20 -- 310 Hercolite 240 0 IV−2 Sol T6414 30 粘着付与剤 49 11 27 7 537 Hercolite 240 10 IV−3 Sol T6302 18 粘着付与剤 66 16 19 -- 117 Hercolite 240 0 IV−4 Sol T6302 18 粘着付与剤 56 16 21 2.0 943 Hercolite 240 10 ───────────────────────────────────
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0059
【補正方法】変更
【補正内容】
【0059】 表 V ─────────────────────────────────── 試料 ポリマー 量 樹脂 量 油 粘度・ オープンタイム 質量% 162.8℃で 秒 ハング−ビーズ 質量% 質量% Pa・s 時間・秒 (cP) ─────────────────────────────────── V-1 D1122X 30 粘着付与剤 59 11 10.65 1.0 517 (10,650) V-2 Sol T6302 18 粘着付与剤 54 18 10.05 2.0 917 (10,050) Hercolite 240 10 ───────────────────────────────────
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 マヘシュ サンバシバン アメリカ合衆国,ニュージャージー 08540,プリンストン,ルトガーズ レー ン 47

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ホットメルト接着剤であって、 (a)35質量%未満の、トルエン中で25%での粘度
    が1Pa・s(1000cP)よりも大であるような分子量
    を有するスチレン−ブタジエン−スチレンブロックコポ
    リマー、 (b)2〜30質量%のエンドブロック樹脂、 (c)30〜70質量%の粘着付与剤、 (d)0〜30質量%の油及び (e)0〜3質量%の酸化防止剤を含む前記接着剤。
  2. 【請求項2】 ホットメルト接着剤であって、 (a)35質量%未満の、トルエン中で25%での粘度
    が2Pa・s(2000cP)よりも大であるような分子量
    及び、32%未満のスチレンを有するスチレン−ブタジ
    エン−スチレンブロックコポリマー、 (b)2〜30質量%のエンドブロック樹脂、 (c)30〜70質量%の粘着付与剤、 (d)0〜30質量%の油及び (e)0〜3質量%の酸化防止剤を含む前記接着剤。
  3. 【請求項3】 ホットメルト接着剤であって、 (a)25質量%未満の、トルエン中で25%での粘度
    が2Pa・s(2000cP)より大であるような分子量及
    び、32質量%未満のスチレンを有するスチレン−ブタ
    ジエン−スチレンブロックコポリマー、 (b)5〜20質量%のエンドブロック樹脂、 (c)45〜65質量%の粘着付与剤、 (d)0〜30質量%の油及び (e)0〜3質量%の酸化防止剤 を含む前記接着剤。
  4. 【請求項4】 ホットメルト接着剤であって、 (a)15〜20質量%の、トルエン中で25%での粘
    度が2Pa・s(2000cP)より大であるような分子量
    及び、32%未満のスチレンを有するスチレン−ブタジ
    エン−スチレンブロックコポリマー、 (b)5〜20質量%のエンドブロック樹脂、 (c)45〜65質量%の粘着付与剤、 (d)5〜20質量%の油及び (e)0.3〜1.5質量%の酸化防止剤を含む前記接
    着剤。
  5. 【請求項5】 請求項1、2、3または4に記載のホッ
    トメルト接着剤であって、そこで、前記接着剤は16
    2.8℃(325°F)で35Pa・s(35,000c
    P)未満の粘度及びハング−ビーズ時間で測定して45
    秒より大きい凝集強さを有し、かつ、前記スチレン−ブ
    タジエン−スチレンブロックコポリマーは35%未満の
    スチレンを含み、前記接着剤は40℃で2.15N/cm
    2 (50oz/in2 )より大きいループ粘着性及び15N
    /cm2 (15×105dyn/cm2 )未満の剛性を有する前
    記接着剤。
  6. 【請求項6】 請求項1、2または3または4のホット
    メルト接着剤を用いて製造された使い捨て製品。
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