JPH0735501B2

JPH0735501B2 - ホットメルト粘・接着剤組成物

Info

Publication number: JPH0735501B2
Application number: JP2019204A
Authority: JP
Inventors: 直樹横山; 宗仁永井; 清和米倉; 正行野沢
Original assignee: Nippon Steel Chemical Co Ltd
Current assignee: Nippon Steel Chemical and Materials Co Ltd
Priority date: 1990-01-31
Filing date: 1990-01-31
Publication date: 1995-04-19
Anticipated expiration: 2010-04-19
Also published as: JPH03227388A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、低温から高温までの広範な温度領域における
接着力に優れるホットメルト接着剤組成物および保持力
に優れるホットメルト粘着剤組成物に関する。

［従来の技術］スチレンと共役ジエン類とのブロックポリマーをベース
ポリマーとし、炭化水素樹脂を粘着付与剤樹脂としたホ
ットメルト粘・接着剤組成物としては、炭化水素樹脂と
して市販の脂肪族系石油樹脂、芳香族系石油樹脂、テル
ペン系樹脂、ロジン系樹脂等を用いたものが既に知られ
ており、例えば特開昭58−52379号公報、特開昭58−896
72号公報等で開示されている。

［発明が解決しようとする課題］しかしながら、これら従来のホットメルト粘・接着剤組
成物は接着剤の場合は、低温から高温までの広範な温度
領域における接着力が満足すべき水準には達しておら
ず、又、粘着剤の場合は、保持力が満足すべき水準には
達していないという問題点を残していた。

本発明の目的は上記の問題点の解決された新規なホット
メルト粘・接着剤組成物を提供することにある。

［課題を解決するための手段］本発明者は、上記のような問題点を解決するために研究
を行い、スチレン類と共役ジエン類とのブロックポリマ
ーとフェノール変性芳香族炭化水素樹脂とを主成分とし
て、かつフェノール変性芳香族炭化水素樹脂は必須構成
モノマー成分としてインデンまたはアルキルインデンか
らなるインデン類とフェノールまたはアルキルフェノー
ルからなるフェノール類とを含有し、各々の全構成モノ
マー分に対する含有率がインデン類が50〜98重量％およ
びフェノール類が２〜15重量％としたホットメルト粘・
接着剤組成物を調製すれば、低温から高温までの広範な
温度領域における接着力に優れたホットメルト接着剤と
なり、また満足すべき水準の保持力を有するホットメル
ト粘着剤となることを見いだして、本発明を完成させ
た。

以下、本発明を詳細に説明する。本発明で使用するスチ
レン類と共役ジエン類とのブロックポリマーの種類は、
使用目的に応じて適宜選択し得るものであるが一般的に
はスチレン、メチルスチレン等のスチレン類／ブタジエ
ン、イソプレン等の共役ジエン類の比が、10/90〜50/50
のブロックポリマーが使用される。このようなブロック
ポリマーの好ましい具体例としては例えばスチレン／ブ
タジエンの比が10/90〜50/50の範囲にあるスチレンとブ
タジエンとのＳ−Ｂ−Ｓ型ブロックポリマー（以下、SB
Sと略称する）や、スチレン／イソプレンの比が、10/90
〜30/70の範囲にあるスチレンとイソプレンとのＳ−Ｉ
−Ｓ型ブロックポリマー（以下、SISと略称する）等の
熱可塑性ゴムを挙げることができる。

本発明に用いるフェノール変性芳香族系炭化水素樹脂
は、必須構成モノマー成分としてインデンまたはアルキ
ルインデンからなるインデン類およびフェノールまたは
アルキルフェノールからなるフェノール類を含有するも
のであり、含有率は全構成モノマーに対してインデン類
は50〜98重量％およびフェノール類は２〜15重量％であ
る。また、その他の構成モノマー成分としてクマロンお
よびスチレンまたはアルキルスチレン誘導体を場合によ
って含んでいても差し支えない。また、数平均分子量は
400〜2000の範囲に、軟化点は30〜150℃の範囲にあるこ
とが好ましい。またスチレン類と共役ジエン類とのブロ
ックポリマーに対するフェノール変性芳香族系炭化水素
樹脂の配合割合は、ブロックポリマー100重量部に対し1
0〜200重量部の範囲、好ましくは50〜150重量部の範囲
がよい。

本発明では、タックを付与する目的があるときは脂肪族
系もしくは脂環族系炭化水素樹脂を必要に応じて配合で
きる。例えば、テルペン系樹脂、C₅系石油樹脂、ジシク
ロペンタジエン系石油樹脂、水添石油樹脂、水添クマロ
ン・インデン樹脂等が挙げられ、配合割合は目的に応じ
て適宜選択できるが一般的にはブロックポリマー100重
量部に対して、０〜200重量部の範囲、好ましくは０〜1
50重量部で配合するのがよい。

本発明では、可塑化オイルも必要に応じて適宜配合でき
る。その種類は目的に応じて適宜選択し得るものである
が、凝集力の低下が少ない点からナフテン系オイルもし
くはパラフィン系オイルを使用するのが良く、反対に芳
香族系オイルは好ましくない。このようなオイルとして
は例えば、ナフテン系プロセス油、パラフィン系プロセ
ス油、液状ポリブテン等が挙げられる。また、可塑化オ
イルの配合量はブロックポリマー100重量部に対し、０
〜200重量部の範囲で配合するのがよい。

本発明に用いるフェノール変性芳香族系炭化水素樹脂
は、インデン類およびフェノール類を必須の構成モノマ
ー成分として含有する炭化水素樹脂であるが、これは次
のような原料を用いて製造することができる。インデン
源としてはインデン又はメチルインデン等のアルキルイ
ンデンを含むものであればよく、例えば、石炭乾留の際
に生産されるガス軽油またはコールタールの蒸留で得ら
れる石炭系インデンや、石油ナフサのクラッキングによ
って生産される芳香族油を蒸留して得られる石油系イン
デンが挙げられる。また、フェノール源としてはフェノ
ールまたはクレゾール、キシレノール等のアルキルフェ
ノールを含むものであればよく、例えば、コールタール
を蒸留後、アルカリ抽出して得られる石炭系分留フェノ
ールや、クメン法等で合成された合成フェノール等が挙
げることができる。

本発明で用いるフェノール変性芳香族系炭化水素樹脂
は、上記の原料モノマーに必要に応じてスチレンまたは
アルキルスチレン誘導体および溶媒としてトルエン、キ
シレン等の非オレフィン系炭化水素を添加したものを重
合原料油とし、通常のクマロン・インデン樹脂や石油樹
脂の製造条件をそのまま適用して製造することができ
る。即ち、重合触媒としては硫酸、燐酸、塩酸、硝酸等
のブレンステッド酸や三弗化硼素およびその錯体、塩化
アルミニウム等のルイス酸や、酸性白土、活性白土、酸
性イオン交換樹脂等の固体酸等を挙げることができる。
また、重合条件としては使用する酸触媒の種類やその濃
度、目標とする平均分子量や軟化点等によっても異なる
が成分調整した重合原料油に対する触媒使用量はルイス
酸の場合0.5〜２重量％で、ブレンステッド酸の場合１
〜10重量％で、固体酸の場合５〜50重量％が好ましく、
反応温度は50〜150℃が好ましく、反応時間は0.5〜７時
間が好ましい。

得られた重合油は、通常の方法により水洗またはアルカ
リ洗浄により脱触媒し、蒸留処理により溶媒を蒸発して
フェノール変性芳香族系炭化水素樹脂を得る。

このようにして得られたフェノール変性芳香族系炭化水
素樹脂にスチレン類と共役ジエン類とのブロックポリマ
ーおよび必要に応じて脂肪族系または脂環族系炭化水素
樹脂や可塑化オイルを配合して調製した組成物は、低温
から高温までの幅広い温度領域で優れた接着力を示すホ
ットメルト接着剤組成物でありまた優れた保持力を示す
ホットメルト粘着剤組成物となる。

［作用］本発明のホットメルト粘・接着剤組成物に用いるフェノ
ール変性芳香族系炭化水素樹脂は、スチレン類と共役ジ
エン類とのブロックポリマーのポリスチレンブロックに
相溶し、該ブロックの高温領域における損失正接（以下
tanδと称す）および損失弾性率（以下Ｅ″と称する）
を大きく向上させる働きとポリスチレンブロック、ポリ
共役ジエンブロックの両ブロックに非相溶で室温付近に
ガラス転位温度を有する第３のミクロ相分離構造を形成
し、室温付近のtanδおよびＥ″を向上させる働きがあ
る。更に、低温領域でtanδおよびＥ″が高いというポ
リ共役ジエンブロックの有する特性に対してはこれを損
なうことがない。

従って、本発明のホットメルト粘・接着剤組成物は低温
から高温までの広い温度領域に亘って高いtanδ値およ
びＥ″値を有する。

一般に、接着剤の接着力はtanδ値と正相関があるとい
われ、また、粘着剤の保持力は粘性項であるＥ″値と正
相関があると考えられる。

従って、本発明のホットメルト粘・接着剤組成物を接着
剤として用いる場合に、低温から高温までの広い温度領
域において優れた接着力を示すのは上記の理由によると
推定られ、また、粘着剤として用いる場合には上記の理
由で優れた保持力を示すものと推定される。

［実施例］以下に実施例および比較例に基づいて本発明を具体的に
説明する。尚、各実施例および比較例において、調製さ
れた接着剤または粘着剤は、以下の方法によってその特
性を評価した。

（１）接着力接着力の推定は、JIS K 6854（Ｔ型剥離法）に従った。
即ち、接着剤を溶融塗布した試験片であるアルミナ箔
（以下、試験片と略す）２枚を接着剤を塗布した面同志
で重ね合わせた後、ホットプレート上で加熱して接着剤
層を溶融後、2kgのゴムローラーを用いて接着面積25×1
25mmで圧着し、測定用試験片を調製した。その後20〜40
分の間に試験片の一端をＴ型になるように折り曲げて引
張試験機のつかみに取付け、200mm/minの引張速さで剥
離するときの引張荷重の曲線をグラフに描き、その波状
部の各項点の平均値を求め、接着力とした。尚、測定雰
囲気温度は、−20〜＋90℃の間７水準とした。

（２）粘着力粘着力の測定は、JIS Z 0237法に従った。即ち、粘着剤
を溶融塗布した試験片であるポリエステルフィルム（以
下、試験片と略す）を2kgのゴムローラーを用いて被着
体であるステンレス鋼板（以下、被着体と略す）に接着
面積25×125mmで圧着した後、20〜40分の間に試験片の
遊びの部分を180度折り返し、約25mmはがした後、試験
片を引っ張り試験機の上部チャックに被着体を下部チャ
ックに各々はさみ、300mm/minの速さで引きはがした。
記録されたチャートの記録開始後15％の部分と85％の部
分に垂直に線を引き、両区間をさらに４等分して垂直線
を引き記録線との交点を５点読み取り、この平均値を粘
着力とした。試験は３枚の試験片について行い測定した
12個の平均値を求め、これを10mm幅当りに比例換算して
粘着力とした。

尚、測定雰囲気温度は−10〜＋55℃の間５水準とした。

（３）保持力同様に、保持力の測定もJISZ−0237法に従った。即ち、
被着体の一端に試験片の25×25mmの面積が接するように
貼り付け、2kgのゴムローラーで圧着した。20分以上経
過した後、被着体の一端を針金で吊し、試験片が鉛直に
垂れ下がるようにしてその一端に1kgのおもりをクリッ
プで取り付けた。試験片が被着体から落下するまでの時
間を測定し、保持力とした。尚、測定雰囲気温度は全て
25℃とした。

（４）タック同様に、タックの測定もJIS Z−0237法に従った。即
ち、30度の角度を有する斜面上に長さ10cmの粘着面を置
き、10cmの非粘着助走路の端から転がした鋼球が粘着面
上で停止した場合、その最大の鋼球のナンバーをもって
タックとした。測定は４回行い、その平均値をとった。
尚、測定雰囲気温度は総て25℃とした。

［実施例１〜３］ベースポリマーとしてSBS（シェル化学（株）製、商品
名：カリフレックスTR−KX65S、S/B比＝28/72）を100重
量部、粘着付与剤樹脂としてフェノール変性芳香族系炭
化水素樹脂Ａ、同B,もしくは同Ｃを100重量部使用し、
各々180℃で溶融混合して組成物を調製した。尚、用い
たフェノール変性芳香族系炭化水素樹脂A,同Ｂおよび同
Ｃの性状は第１表に示す通りである。

このようにして調製した接着剤組成物の接着力を前記の
方法に従って測定した。結果を第２表に示す。これらの
実施例の組成物はいずれも低温から高温までの広範な温
度領域で優れた接着力を有していた。

［実施例４〜６］ベースポリマーとしてSIS（シェル化学（株）製、商品
名カリフレックスTR1107、S/I比＝14/86）を100重量
部、粘着付与剤樹脂として脂肪族系石油樹脂（日本ゼオ
ン（株）製、商品名クイントンＭ−100）を75重量部、
フェノール変性芳香族系炭化水素樹脂F,同G,同Ｈの中か
ら１種類を50重量部および可塑化オイルとしてナフテン
系プロセス油（シェル化学（株）製、商品名シェルフレ
ックス371N）を50 重量部使用し、各々を180℃で溶融混合して組成物を調
製した。尚、用いた樹脂の性状は第１表に示した。

このようにして調製した粘着剤組成物の粘着力、保持
力、タックを各々前記の方法に従って測定した。結果を
第３表に示す。これらの実施例の組成物は、いずれも極
めて優れた保持力を示した。又、タック、粘着力も低下
することがなかった。

又、第１図、第２図、第３図には、各々SIS単独系、SIS
/フェノール変性芳香族系炭化水素樹脂Ｈ＝50/50配合
系、SIS/市販芳香族系石油樹脂Ｃ＝50/50配合系の温度
分散下でのtanδおよび損失弾性率Ｅ″特性を示した。
第１図ではポリイソプレン相（PI相）、ポリスチレン相
（PS相）の各ガラス転位温度（Tg）に起因するtanδ、
Ｅ″ピークが各々独立にみられ相分離構造が確認され
た。一方、第２図には室温付近に第３ピークがみられ、
室温付近にTgを有する第３のミクロ相分離構造が形成さ
れていることを確認した。その他、PS相のTgは高温側
に、PI相のTgは低温側にシフトした。これに対し、第３
図のピークは、PS相が低温側に、PI相が高温側に各々シ
フトし第２図とは異なった挙動を示した。

実施例４〜６の組成物は優れた保持力を示したが、これ
らは第２図のような相分離系を形成するフェノール変性
炭化水素樹脂を用いた組成物であった。低温から高温ま
での広い温度範囲で粘性項である損失弾性率Ｅ″やtan
δの値が大きいことが保持力の増大に寄与したと考え
た。

［比較例１〜６］粘着付与剤樹脂をフェノール変性芳香族系炭化水素樹脂
Ｄ、同Ｅ、芳香族系炭化水素樹脂Ａ、同Ｂおよび市販芳
香族系石油樹脂Ａ（日本石油化学（株）製、商品名ネオ
ポリマーＬ−90）、同Ｂ（同、商品名ネオポリマー12
0）に代えた以外は実施例１〜３と同様の方法で組成物
を調製し、その接着力を評価した。

結果を第２表に示す。いずれも実施例１〜３に比べ広い
温度範囲で接着力が劣っていた。

［比較例７〜９］粘着付与剤樹脂を芳香族系炭化水素樹脂Ａ、市販芳香族
系石油樹脂Ｂ（日本石油化学（株）製、商品名ネオポリ
マー120）、同Ｃ（同、ネオポリマー100）のいずれか１
つに代えた以外は、実施例４〜６と同様の方法で組成物
を調製し、その粘着力、保持力、タックを評価した。

結果を第３表に示す。いずれも実施例に比べて保持力が
劣っていた。

［発明の効果］本発明のホットメルト粘・接着剤組成物は、従来からの
ものに比べ接着剤の場合、低温から高温までの広い温度
範囲で接着力が大きい。又、粘着剤の場合は保持力が極
めて大きい。このため包装、アッセンブリー、テープ、
ラベル等の分野における高性能ホットメルト粘・接着剤
として極めて有用な材料となる。

【図面の簡単な説明】第１図、第２図および第３図は、温度とtanδおよび損
失弾性率Ｅ″との関係を示すグラフである。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】スチレン類と共役ジエン類とのブロックポ
リマーとフェノール変性芳香族系炭化水素樹脂とを主成
分とするホットメルト粘・接着剤組成物であり、ここに
おけるフェノール変性芳香族系炭化水素樹脂は、必須構
成モノマー成分としてインデンまたはアルキルインデン
からなるインデン類およびフェノールまたはアルキルフ
ェノールからなるフェノール類を含有し、各々の全構成
モノマー分に対する含有率がインデン類が50〜92重量％
およびフェノール類が２〜15重量％であることを特徴と
するホットメルト粘・接着剤組成物。