JPS5845989B2 - 粘着剤組成物 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は粘着材組成物、更に詳しくは、金属鋼管に合成
樹脂を被覆する際に使用する有用な粘着剤組成物に関す
る。

従来、金属鋼管は、その保護および防蝕の目的から合成
樹脂、一般的にはポリオレフィン系樹脂（特にポリエチ
レン、ポリプロピレン）が押出法、溶射法等によって被
覆され、合成樹脂被覆鋼管（以下、被覆鋼管と略す）と
して用に供されている。

しかしながら、ポリオレフィン系樹脂は周知の通り化学
的に安定な無極性ポリマーであるため、鋼管表面に対す
る密着力が乏しく、このままでは鋼管の防蝕機能を充分
果すことができない。

そこで、これを補なうため当該被覆に先立ち各種の粘着
材を鋼管表面に塗布する方法が採られている。

かかる塗布方法で、上記粘着材に性能面で要求される点
は、以下の通りである。

（１）被覆鋼管が、高温雰囲気温度（例えば夏場の屋外
放置等）に晒された場合、ポリオレフィン系樹脂の応力
緩和に伴う収縮で被覆ポリオレフィン系樹脂が管端から
移動する現象を防止する拘束力を有すること、および （２）被覆鋼管が地下や水中に埋設された場合、鋼管表
面と被覆ポリオレフィン系樹脂の間に剥離現象が発生し
ない耐水密着力を有すること等。

上記粘着剤として、例えば■歴青質をベースに天然ゴム
もしくは合成ゴム、粘着付与樹脂等から成る粘着剤、お
よび■エチレン共重合体樹脂をベースに粘着付与樹脂、
ワックス等から成る粘着剤が市販使用されている。

しかしながら、いずれも何らかの欠点があり、被覆鋼管
の保護および防蝕機能を充分満足させるには至っていな
い。

具体的に、上記■の粘着剤では、地下および水中埋設使
用条件下でも鋼管表面と被覆ポリオレフィン系樹脂の間
に剥離現象が発生しにくく耐水密着力を有する反面、高
温雰囲気温度に晒された場合、当該粘着剤の軟化が著し
く、被覆ポリオレフィン系樹脂に対する拘束力を失ない
、該樹脂が管端から移動する現象が生じる欠点がある。

また、上記■の粘着剤では、高温雰囲気温度に晒された
場合でも当該粘着剤の軟化は小さく、被覆ポリオレフィ
ン系樹脂に対する拘束力を有する反面、地下および水中
埋設使用条件下では鋼管表面と被覆ポリオレフィン系樹
脂の間に剥離現象が発生しやすく、耐水密着力が劣る欠
点がある。

従って、高温雰囲気温度の使用条件下でも管端からの被
覆ポリオレフィン系樹脂の移動を防止できる拘束力を有
し、地下および水中埋設使用条件下でも鋼管表面と被覆
ポリオレフィン系樹脂の間に剥離現象が発生しにくい耐
水密着力に優れた粘着剤の出現が強く望まれてきた。

本発明者らは、かかる要望を満足する粘着剤を提供する
ため鋭意研究を進めた結果、石油留分を重合して得た液
状ポリマー、エチレン共重合体樹脂および油溶性フェノ
ール樹脂を含む組成物の粘着性に着目し、かかる成分の
種類（もしくは特数値）および成分割合を特定化するこ
とにより、所期目的が達威しうろことを見出し、本発明
を完成するに至った。

本発明の要旨は、（ａ）石油成分のＣ４、Ｃ５、Ｃ６留
分を重合して得た分子量３００〜５０００の液状ポリマ
ー１０〜６０重量部、（ｂ）酢酸ビニル含有率５〜４５
重量％またはエチルアクリレート含有率８〜２０重量％
でメルトインデックス値０．５〜４００のエチレン共重
合体樹脂５〜５０重量部、および（Ｃ）Ｃ５〜１２ の
アルキルを有する油溶性フェノール樹脂５〜５０重量部
を含むことを特徴とする金属−ポリオレフィン系樹脂用
無溶剤型粘着剤組成物に存する。

本発明における上記液状ポリマー（ａ）は、石油成分の
Ｃ４、Ｃ５、Ｃ６留分を重合して得たものを指称し、本
発明組成物の軟化に寄与する。

具体例としては、Ｃ４留分を重合して得た１・４−シス
ポリブタジェン、１・２−ポリブタジェン、ポリイソブ
チレン、Ｃ５留分を重合して得た１・３−ポリペンタジ
ェン、ポリシクロペンタジェン、およびＣ６留分を重合
して得たポリジメチルブタジェンが挙げられ、これらの
１種または２種以上の混合物を使用に供する。

特に、価格的に安価で入手しゃすい１・３−ポリペンタ
ジェンが好適である。

これらの液状ポリマーにあって、その分子量が３００〜
５０００、好ましくは７００〜１１００に設定されてい
ることが望ましい。

上記分子量が３００未満であると、本発明組成物の調製
や塗布作業等の加熱時に当該ポリマーが分解したり空中
に飛散しやすくなり、また５０００を越えると、その軟
化機能が低下する傾向にある。

本発明における上記エチレン共重合体樹脂（ｂ）は、エ
チレンと各種重合性単量体（酢酸ビニル、アクリル酸エ
ステル類、メタクリル酸エステル類など）との共重合体
樹脂を指称し、これら１種または２種以上の混合物を使
用に供する。

特に、エチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂やエチレン−
エチルアクリレート共重合体樹脂が好適である。

これらのエチレン共重合体樹脂にあって、そのメルトイ
ンデックス（以下、ＭＩと略す）値（ＡＳＴ■Ｄ１２３
８により測定、以下同様）が０．５〜４００、好ましく
は１５〜３００に設定されていることが望ましい。

上記ＭＩ値が０．５未満であると、当該樹脂の熱溶融粘
度が高すぎるため、本発明組成物の調製や塗布作業が困
難となり、また４００を越えると、本発明組成物の軟化
点が低下し、□高温雰囲気温度での被覆ポリオレフィン
系樹脂に対する拘束力を失うことになる。

なお、上記好適な共重合体樹脂にあって、その共重合比
率は、通常酢酸ビニル系の場合で酢酸ビニル含有率が５
〜４５重量％、好ましくは１０〜２０重量％に選定され
ていることが望ましい。

この含有率が５重量％未満であると、本発明組成物の鋼
管表面に対する密着力が劣り、また４５重量％を越える
と、本発明組成物の軟化点が低下して高温雰囲気温度で
の被覆ポリオレフィン系樹脂に対する拘束力を失なう傾
向にある。

エチルアクリレート系の場合ではエチルアクリレートの
含有率が８〜２０重量％、好ましくは１５〜２０重量％
に選定されていることが望ましい。

この含有率が８重量％未満であると、本発明組成物の低
温特性の低下を招き、また２０重量％を越えると、本発
明組成物の軟化点が低下して高温雰囲気温度での被覆ポ
リオレフィン系樹脂に対する拘束力を失なう傾向にある
。

本発明における上記油溶性フェノール樹脂（ｃ）として
は、例えばｐ−ｔ−ブチルフェノール、ｐ−ｔ−アミル
フェノール、ｐ−ｔ−オクチルフェノールなどのアルキ
ルフェノールとホルムアルデヒドとの縮合体である１０
０％フェノール樹脂、およびその変性体（乾性油変性体
、天然樹脂変性体など）が挙げられ、これらの１種また
は２種以上の混合物を使用に供する。

特に、０５〜１２ のアルキルを有する油溶性フェノー
ル樹脂が好適である。

本発明組成物は、先で述べた如く上述の必須成分（ａ−
ｃ）を含む無溶剤型であることを特徴とするものであり
、各成分の配合割合は、本発明の初期目的効果を遠戚さ
せる上で特に重要である。

即ち、液状ポリマー（ａ）１０〜６０重量部、好ましく
は２０〜５０重量部、エチレン共重合体樹、Ｑｔｌｂ）
５〜５０重量部、好ましくは１０〜４０重量部、および
油溶性フェノール樹Ｊｌｌｃ） ５〜５０重量部、好ま
しくは１０〜４０重量部の割合で選定することが重要で
ある。

上記液状ポリマーの割合が、１０重量部未満であると、
本発明組成物の軟化剤としての効果が小さく、また６０
重量部を越えると、本発明組成物の軟化点が低下して高
温雰囲気温度での被覆ポリオレフィン系樹脂に対する拘
束力が低下する。

上記エチレン共重合体樹脂の割合が、５重量部未満であ
ると、本発明組成物の凝集力が小さく高温雰囲気温度で
の被覆ポリオレフィン系樹脂に対する拘束力を失ない、
また５０重量部を越えると、本発明組成物の熱溶融時の
粘度が高くなり組成物調製や塗布作業が困難となる。

上記油溶性フェノール樹脂の割合が、５重量部未満であ
ると、本発明組成物の鋼管表面に対する密着力が低下し
且つ耐水密着力に効果がなくなり、また５０重量部を越
えると、本発明組成物が胞くなりヌレ性が低下し被覆ポ
リオレフィン系樹脂に対する密着性が低下する。

本発明組成物にあって、上述の必須成分以外に、耐水密
着力向上や低価格化の目的でアタクテイツクポリプロピ
レン、充填剤、更にその他の各種添加剤（老化防止剤、
酸化防止剤など）を適当量で配合されてもよい。

上記アタクテイツクポリプロピレンとしては、その分子
量が１ｏｏｏ〜１０００００、好ましくは３０００〜１
２０００のものを使用すればよい。

分子量が１０００未満であると、本発明組成物の軟化点
が低下して高温雰囲気温度での被覆ポリオレフィン系樹
脂に対する拘束力を失ない、また１０００００を越える
と、熱溶融粘度が高すぎるため組成物調製および塗布作
業が困難となる。

添加量は、耐水密着力向上効果と相溶性の点で、通常上
記必須成分総量に対して５〜２０重量％の範囲で選定す
ればよい。

上記充填剤としては、例えば酸化アルミニウム、酸化ア
ンチモン、石綿、炭酸バリウム、硫酸バリウム、ベント
ナイト、カオリン、酸化マグネシウム、炭酸マグネシウ
ム、炭酸カルシウム、セリサイト、シリカ、タルク、酸
化チタンおよび硫酸カルシウムが挙げられる。

これらの中で、特に安価で熱溶媒粘度の増大が比較的小
さく組成物調製および塗布作業に優れ且つ耐水密着力向
上に効果的であるタルクが最適である。

添加量は、耐水密着力向上効果および組成物調製や塗布
時の作業性の点で、通常上記必須成分総量に対して２０
〜５０重量％の範囲で選定すればよい。

本発明組成物の調製にあっては、上述の必須成分を所定
割合で配合せしめ、これに必要に応じて上記各種の添加
剤を混入し、これらを一括してホットミキサー、ホット
ニーダ−等で加熱溶融温度線すればよい。

上記加熱溶融の温度としては、通常１４０〜２２０°Ｃ
１好ましくは１５０〜２００℃の範囲を採用する。

このようにして調製された当該組成物を、再度加熱溶融
下ホットメルトコーティング法等によって金属鋼管の表
面に均一塗布した後、これに押出法、溶射法等により所
定のポリオレフィン系樹脂を被覆し、次いで常温まで冷
却することにより、所望程度に密着した高性能の被覆鋼
管が得られる。

以上の構成から戒る本発明組成物を、被覆鋼管の作成に
使用すれば、初期密着力は勿論のこと優れた耐水密着力
および高温雰囲気温度での被覆ポリオレフィン系樹脂に
対する拘束力を充分保持することが可能となる。

次に、実施例および比較例を挙げて本発明を具体的に説
明する。

実施例 １〜４ （１）粘着剤組成物の調製： 第１表に示す配合成分（重量部）を一括して、ホットミ
キサーで加熱溶融温度１６０〜１７０℃にて１時間攪拌
混合せしめ、粘着剤組成物（、＆１〜４）を調製する。

かかる組成物の各種性状を第２表に示す。

（２）被覆鋼管の作成： 上記調製した粘着剤組成物を再度加熱溶融せしめ、外径
５０朋の金属鋼管外面にホットメルトコーティング法に
て０．３ ｍｍの厚みで塗布した後、これに高密度ポリ
エチレンを押出法にて被覆し、次いで常温に冷却して合
成樹脂被覆鋼管を作成する。

（３）被覆鋼管の性能試験： 初期密着力を測定する剪断強度試験、高温雰囲気温度に
おける被覆ポリエチレンに対する拘束力を測定する温度
傾斜試験、および耐水密着力を測定する界面活性剤水溶
液浸漬試験を下記の手順に従って実施し、その試験結果
を第３表に示す。

剪断強度試験 被覆鋼管に鋼管表面に達するカットを入れ、１０１０Ｘ
１０の試験面積をもった試験剤を作成し、テンシロン引
張試験機ＵＴＭ−３にて密着力（ｋｇ／ｃｒＡ ）を測
定（引張速度２００ ｍｍ１ｍ１ｎ、測定温度２０℃ま
たは６０℃）する。

温度傾斜試験 被覆鋼管を７０℃の温水中に１時間浸漬せしめ取出した
後、室温（２０℃）で１時間放置する。

かかる浸漬→放置を１サイクルとし、これを５サイクル
繰返した時の被覆ポリエチレンの管端からの移動距離（
ｍｍ ）を測定する。

界面活性剤水溶液浸漬試験 被覆鋼管に鋼管表面に達する１０１１ｔｒ／Ｌ巾のカッ
トを入れ、これを１％非イオン型界面活性剤水溶液の６
０℃に保持した試験槽に９６時間浸漬せしめた後、取出
した被覆鋼管のカット部における剥離現象の有無を肉眼
にて判定する。

比較例 １および２ 下記配合成分を使用し、実施例と同じ手法で市販粘着剤
を調製する。

かかる剤の各種性状を第２表に示す。

※ 次に、上記調製した二種の市販粘着剤を使用し、実施例
と同じ条件および手法で合成樹脂被覆鋼管を作成した後
、該被覆鋼管の性能試験を行なう。

試験結果を第３表に示す。

実施例１の粘着剤組成物は、エチレン共重合体樹脂にお
いてエチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂を使用したもの
で、金属に対する密着力に優れた配合物であり、実施例
２のそれは、エチレン−エチルアクリレート共重合体樹
脂を使用したもので、熱安定性に優れた配合物であり、
実施例３のそれは、エチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂
およびエチレン−エチルアクリレート共重合体樹脂を併
用使用したもので、それぞれの性質を調和した標準的配
合物であり、そして実施例４のそれは、アタクテイツク
ポリプロピレンおよび充填剤を適量混入して価格的に安
価にした配合物であって、上記第３表から明らかな如く
、いずれも高温雰囲気温度における被覆ポリエチレンに
対する良好な拘束力を有し、且つ耐水密着力に優れてい
ることが認められる。

比較例 ３および４ 第４表に示す配合成分（重量部）を使用し、実施例と同
じ手法で同表に示す性状の粘着剤組成物を調製する。

かかる組成物を使用し、実施例と同じ条件および手法で
合成樹脂被覆鋼管を作成した後、該被覆鋼管の性能試験
を行なう。

試験結果を同表に示す。

本発明組成物の必須成分の一部を欠くと、粘着剤として
使用に供することができないか、または使用に供するこ
とができても、高温雰囲気温度における被覆ポリエチレ
ンに対する拘束力が劣っていたり、耐水密着力が劣って
いる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １（ａ）石油成分のＣ４、Ｃ５、Ｃ６留分を重合して得
   た分子量３００〜５０００の液状ポリマー１０〜６０重
   量部、 （ｂ） 酢酸ビニル含有率５〜４５重量％またはエチ
   ルアクリレート含有率８〜２０重量％でメルトインデッ
   クス値０．５〜４００のエチレン共重合体樹脂５〜５０
   重量部、および （ｃ）Ｃ５〜１２のアルキルを有する油溶性フエ、ノー
   ル樹脂５〜５０重量部 を含むことを特徴とする金属−ポリオレフィン系樹脂用
   無溶剤型粘着剤組成物。