JP2012126822A - 粘接着剤用共重合体、その製造方法及び粘接着剤用組成物 - Google Patents

粘接着剤用共重合体、その製造方法及び粘接着剤用組成物 Download PDF

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Abstract

【課題】保持力、タック、粘着力の性能バランスに優れ、かつ組成物を低溶融粘度化が可能な、粘接着剤用共重合体及び粘接着用組成物を提供する。
【解決手段】ビニル芳香族単量体単位(a)と共役ジエン単量体単位(b)を主体とし、下記(1)〜(4)の条件を満たす粘接着剤用共重合体。
(1)ビニル芳香族単量体単位の含有量が20〜60質量%である。
(2)共役ジエン単量体単位中の水素添加率が10〜50%である。
(3)ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)で測定した、ポリスチレン(PS)換算分子量測定において2つ以上のピークを有する。
(4)分子量分布(=重量平均分子量(Mw)/数平均分子量(Mn))が1.2以上である。
【選択図】なし

Description

本発明は、粘接着剤用共重合体、その製造方法及び粘接着剤組成物に関する。
近年、省エネルギー、省資源、環境負荷低減等の観点から、ホットメルト型の粘接着剤が広く利用されるようになっており、ホットメルト型の粘接着剤のベースポリマーとして、モノビニル芳香族化合物と共役ジエン化合物とからなるブロック共重合体(SBS、SIS等)が広く用いられている。
しかしながら、上記のようなブロック共重合体を用いた粘接着剤、すなわち粘接着剤組成物については、保持力、タック、粘着力、組成物の低溶融粘度化の性能のバランスが未だ不十分であり、これらの改良が望まれている。
例えば、特許文献1には、ブロック共重合体、粘着付与樹脂、軟化剤からなる組成物として、ブロック共重合体のジブロック量が50重量%以上90重量%以下で、かつブロック共重合体中のモノビニル芳香族化合物の含有量が40重量%より多く50重量%以下の粘接着剤組成物が開示されている。
特開2004−238548号公報
しかしながら、上述した従来提案されている粘接着剤組成物は、保持力、タック、粘着力、及び低溶融粘度化の全ての特性を実用上十分に満足するという観点からは、未だ改良の余地がある。
そこで本発明においては、従来技術の問題点に鑑み、保持力、タック、粘着力の性能バランスに優れ、かつ低溶融粘度の粘接着用組成物及びこれを構成する粘接着剤用共重合体を提供することを目的とする。
本発明者らは、上記従来技術の課題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、ビニル芳香族単量体単位と共役ジエン単量体単位を有し、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)で測定した、ポリスチレン(PS)換算分子量測定において、所定以上のピーク数を有し、かつ所定の値以上の分子量分布を有する共重合体を用いることにより、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、以下の通りである。
〔1〕
ビニル芳香族単量体単位(a)と共役ジエン単量体単位(b)を主体とし、下記(1)〜(4)の条件を満たす粘接着剤用共重合体。
(1)ビニル芳香族単量体単位の含有量が20〜60質量%である。
(2)共役ジエン単量体単位中の水素添加率が10〜50%である。
(3)ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)で測定した、ポリスチレン(PS)換算分子量測定において2つ以上のピークを有する。
(4)分子量分布(=重量平均分子量(Mw)/数平均分子量(Mn))が1.2以上である。
〔2〕
前記分子量分布が1.4以上である〔1〕に記載の粘接着剤用共重合体。
〔3〕
ポリスチレン換算分子量が10万以上の成分の割合が5%〜40%である〔1〕又は〔2〕に記載の粘接着剤用共重合体。
〔4〕
ポリスチレン換算分子量が5万以下の成分の割合が20%〜80%である〔1〕乃至〔3〕のいずれか一に記載の粘接着剤用共重合体。
〔5〕
ビニル芳香族単量体単位を主体とする重合体ブロックを1つ以上含有する〔1〕乃至〔4〕のいずれか一に記載の粘接着剤用共重合体。
〔6〕
ビニル芳香族単量体単位を主体とする重合体ブロックを1つ以上、共役ジエン単位を主体とする重合体ブロックを1つ以上、含有する〔1〕乃至〔5〕のいずれか一に記載の粘接着剤用共重合体。
〔7〕
ポリビニル芳香族化合物に有機リチウムをポリビニル芳香族化合物量(mol)/リチウム量(mol)が0.01〜1.0の範囲で添加する工程と、
粘接着剤用共重合体を構成する単量体を添加し、重合する工程と、
を、順次行う粘接着剤用共重合体の製造方法。
〔8〕
ポリビニル芳香族化合物と、
前記ポリビニル芳香族化合物量(mol)/リチウム量(mol)が0.01〜1.0の範囲となる量の有機リチウムと、
極性化合物と、
を、順不同で混合する工程と、
粘接着剤用共重合体を構成する単量体を添加し、重合する工程と、
を、順次行う粘接着剤用共重合体の製造方法。
〔9〕
有機リチウムを添加する工程と、
ポリビニル芳香族化合物を、ポリビニル芳香族化合物量(mol)/リチウム量(mol)が0.01〜1.0の範囲に相当する量となるように添加する工程と、
共役ジエン化合物を、共役ジエン化合物量(mol)/リチウム量(mol)が1〜100の範囲に相当する量となるように添加する工程と、
極性化合物を添加する工程と、
を、順不同で行い、
その後、粘接着剤用共重合体を構成する単量体を添加し、重合する粘接着剤用共重合体の製造方法。
〔10〕
前記粘接着剤用共重合体を構成する単量体を添加し、重合する工程において、前記粘接着剤用共重合体を構成する単量体の添加後に、多官能カップリング剤をさらに添加する〔7〕乃至〔9〕のいずれか一に記載の粘接着剤用共重合体の製造方法。
〔11〕
〔1〕乃至〔6〕のいずれか一に記載の粘接着剤用共重合体10〜80質量%、
粘着付与樹脂10〜80質量%、
軟化剤0〜70質量%、
を、含有し、
かつ、前記粘接着剤用共重合体、前記粘着付与樹脂、及び前記軟化剤の総量が、75質量%以上である粘接着剤組成物。
〔12〕
〔1〕乃至〔6〕のいずれか一に記載の粘接着剤用共重合体10〜100質量%、
粘着付与樹脂0〜60質量%、
軟化剤0〜50質量%、
を、含有し、
かつ、前記粘接着剤用共重合体、前記粘着付与樹脂、及び前記軟化剤の総量が、75質量%以上である伸縮部材用の粘接着剤組成物。
本発明によれば、保持力、タック、粘着力の性能バランスに優れ、かつ溶融粘度が実用上十分に低い、粘接着剤組成物及び当該粘度接着剤組成物を構成する粘接着剤用共重合体を提供することができる。
以下、本発明を実施するための形態(以下、「本実施形態」と言う。)について詳細に説明する。
なお、本発明は、以下の実施形態に制限されるものではなく、その要旨の範囲内で種々変形して実施することができる。
〔粘接着剤用共重合体〕
本実施形態の粘接着剤用共重合体は、
ビニル芳香族単量体単位(a)と共役ジエン単量体単位(b)を主体とし、下記(1)〜(4)の条件を満たす粘接着剤用共重合体である。
(1)ビニル芳香族単量体単位の含有量が20〜60質量%である。
(2)共役ジエン単量体単位中の水素添加率が10〜50%である。
(3)ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)で測定した、ポリスチレン(PS)換算分子量測定において2つ以上のピークを有する。
(4)分子量分布(=重量平均分子量(Mw)/数平均分子量(Mn))が1.2以上である。
なお、本明細書において、粘接着剤用共重合体を構成する各単量体単位の命名は、当該単量体単位が由来する単量体の命名に従う。
例えば、「ビニル芳香族単量体単位」とは、単量体であるビニル芳香族化合物を重合した結果生ずる、重合体の構成単位を意味し、その構造は、置換ビニル基に由来する置換エチレン基の二つの炭素が結合部位となっている分子構造である。
また、「共役ジエン単量体単位」とは、単量体である共役ジエンを重合した結果生ずる、重合体の構成単位を意味し、その構造は、共役ジエン単量体に由来するオレフィンの二つの炭素が結合部位となっている分子構造である。
また、本明細書中、「主体とする」とは、含有量が60質量%以上であることを意味し、80質量%以上が好ましく、90質量%以上であることがより好ましく、95質量%以上であることがさらに好ましい。
本実施形態の粘接着剤用共重合体を構成するビニル芳香族単量体単位(a)としては、例えば、スチレン、α−メチルスチレン、p−メチルスチレン、ジビニルベンゼン、1,1−ジフェニルエチレン、N,N−ジメチル−p−アミノエチルスチレン、N,N−ジエチル−p−アミノエチルスチレン等のビニル芳香族化合物が挙げられる。
これらは一種のみを用いてもよく、二種以上を併用してもよい。経済性の観点からスチレンが好ましい。
本実施形態の粘接着剤用共重合体を構成する共役ジエン単量体単位(b)としては、下記の共役ジエンを用いることができる。
共役ジエンは、1対の共役二重結合を有するジオレフィンであり、例えば、1,3−ブタジエン、2−メチル−1,3−ブタジエン(イソプレン)、2,3−ジメチル−1,3−ブタジエン、1,3−ペンタジエン、2−メチル−1,3−ペンタジエン、1,3−ヘキサジエン等が挙げられ、1,3−ブタジエン、イソプレンが好ましい。
これらの共役ジエンは、一種のみを用いてもよく、二種以上を併用してもよい。
また、機械強度の観点から、1,3−ブタジエンを主体とするものであることがより好ましい。
さらに、共役ジエン中の1,3−ブタジエン含有量は80質量%以上であることが好ましく、90質量%以上であることがより好ましく、95質量%以上であることがさらに好ましい。
本実施形態の粘接着剤用共重合体中のビニル芳香族単量体単位の含有量は、粘接着剤性能の保持力の観点から20質量%以上であるものとし、30質量%以上が好ましく、35質量%以上がより好ましい。
また、粘接着剤性能のタック及び粘接着剤組成物の低い溶融粘度の観点からビニル芳香族単量体単位の含有量は60質量%以下であるものとし、55質量%以下が好ましい。
本実施形態の粘接着剤用共重合体においては、粘接着剤性能の保持力の観点から、共役ジエン単量体に由来する総不飽和基のうち、10%以上が水素添加しているものとする。水素添加率は15%以上であることが好ましい。
また、粘接着剤組成物において低い溶融粘度を得る観点から、前記水添率は、50%以下であるものとし、45%以下が好ましい。
粘接着剤組成物において低い溶融粘度を得る観点から、水素添加前の総共役ジエン単位の中のビニル結合単位の含有量は、60%以下であることが好ましく、50%以下がさらに好ましい。
また、タックの観点から、本実施形態の粘接着剤用共重合体のビニル結合単位の含有量は10%以上が好ましく、15%以上がより好ましい。
なお、「ビニル結合単位の含有量」とは、水添前の共役ジエンの1,2−結合、3,4−結合及び1,4−結合の結合様式で組み込まれているもののうち、1,2−結合及び3,4−結合で組み込まれているものの割合とする。
ビニル結合単位の含有量については、後述する実施例に示す方法により測定することができる。
本実施形態の粘接着剤用共重合体は、高い保持力や高い粘着力を実現し、組成物の低粘度化を確保する観点から、ビニル芳香族単量体を主体とする重合体ブロックを1つ以上含有することが好ましい。
「ビニル芳香族単量体を主体とする重合体ブロック」とは、ビニル芳香族単量体単位が60質量%以上含有されている重合体ブロックを言う。
本実施形態の粘接着剤用共重合体中におけるビニル芳香族単量体単位を主体とする重合体ブロックの含有量は、高い保持力や高い粘着力を実現し、粘接着剤組成物の溶融粘度を実用上十分に低くする観点から20質量%以上とすることが好ましく、高いタックを得る観点から60質量%以下とすることが好ましい。また、30質量%以上55質量%以下の範囲がより好ましく、35質量%以上55質量%以下の範囲がさらに好ましい。
本実施形態の粘接着剤用共重合体中におけるビニルの芳香族単量体単位を主体とする重合体ブロックの含有量は、後述する実施例に記載の方法により求められる。
本実施形態の粘接着剤用共重合体中、あるいは粘接着剤用共重合体中のブロックにおけるビニル芳香族単量体の分布は、均一状、テーパー状、階段状のいずれであってもよい。
また、ビニル芳香族が均一に分布している部分及び/又はテーパー状に分布している部分がそれぞれ複数個共存していてもよい。また、ビニル芳香族含有量が異なるセグメントが複数個共存していてもよい。
本実施形態の粘接着剤用共重合体は、より高い保持力や低い組成物の溶融粘度を確保する観点から、ビニル芳香族単量体単位を主体とする重合体ブロックを1つ以上、共役ジエン単量体単位を主体とする重合体ブロックを1つ以上、含有するものであることが好ましい。
前記「共役ジエン単量体単位を主体とする重合体ブロック」とは、共役ジエン単量体単位を60質量%以上含有する重合体ブロックを意味する。共役ジエン単位の含有量は80質量%以上が好ましく、90質量%以上であることがより好ましく、95質量%以上であることがさらに好ましい。
また、本実施形態の粘接着剤用共重合体において、重合体ブロックが複数存在している場合には、各々の分子量や組成等の構造は同一であってもよく、また異なっていてもよい。
重合体ブロックの共役ジエン単位のビニル単位の分布は特に限定されない。
本実施形態の粘接着剤用共重合体は、高い保持力、高いタック、高い粘着力、粘接着剤組成物において低い溶融粘度を実現する観点から、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)で測定したポリスチレン(PS)換算分子量測定において、2つ以上のピークを有しており、かつ分子量分布(=重量平均分子量(Mw)/数平均分子量(Mn))が1.2以上であるものとする。
なお、分子量分布(Mw/Mn)は、1.4以上であることがより好ましく、1.6以上がさらに好ましい。
また、上記測定において、3つ以上のピークを有することがより好ましい。
本実施形態の粘接着剤用共重合体において、高い保持力、高い粘着力を得る観点から、ポリスチレン(PS)換算分子量が10万以上の成分割合が5%以上であることが好ましく、後述する本実施形態の粘接着剤組成物において低い溶融粘度を得る観点から40%以下であることが好ましい。
また、PS換算分子量を上記範囲とすることで、粘接着剤用共重合体の重合工程後の(クラミング)仕上げ性が良好となる。
PS換算分子量が10万以上の成分の割合は、10%以上25%以下がより好ましく、12%以上20%以下がさらに好ましい。
また、後述する本実施形態の粘接着剤組成物において、高いタック、低い溶融粘度を確保する観点から、本実施形態の粘接着剤用共重合体は、PS換算分子量が5万以下の成分割合が20%以上であることが好ましく、粘接着組成物の高い保持力の観点から80%以下であることが好ましい。
本実施形態の粘接着剤用共重合体におけるPS換算分子量が5万以下の成分の割合は、30%以上70%以下がより好ましく、40%以上65%以下がさらに好ましい。
上述した数平均分子量(Mn)、重量平均分子量(Mw)、分子量分布(Mw/Mn)、Mnが5万以下の割合(%)とMnが10万以上の割合(%)、及び分子量分布のピーク数は、後述する実施例に示したゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)の測定条件に従って得られる。
本実施形態の粘接着剤用共重合体においては、重量平均分子量が、実用上高い保持力、高い粘着力を得る観点で、6万以上であることが好ましく、低い溶融粘度、高いタックを得る観点で100万以下であることが好ましく、7万以上50万以下であることがより好ましく、8万以上30万以下であることがさらに好ましい。
本実施形態の粘接着剤用共重合体は、MFR(200℃、5kg)については特に限定されるものではないが、低い溶融粘度、高いタックを得る観点から、0.1g/10分以上であることが好ましく、また、高い保持力、高い粘着力を得る観点から、150g/10分以下が好ましく、0.5g/10分以上80g/10分以下であることがより好ましく、1g/10分以上50g/10分以下であることがさらに好ましい。
〔粘接着剤用共重合体の製造方法〕
(第1の製造方法)
本実施形態の粘接着剤用共重合体の第1の製造方法としては、ポリビニル芳香族化合物に、有機リチウムを、ポリビニル芳香族化合物量(mol)/リチウム量(mol)が0.01〜1.0の範囲となるように添加する工程と、粘接着剤用共重合体を構成する単量体を添加し重合する工程とを、順次行う方法が挙げられる。
(第2の製造方法)
本実施形態の粘接着剤用共重合体の第2の製造方法としては、ポリビニル芳香族化合物に、有機リチウムを、ポリビニル芳香族化合物量(mol)/リチウム量(mol)が0.01〜1.0の範囲となるように添加する工程と、極性化合物を添加する工程とを、順不同で行った後、粘接着剤用共重合体を構成する単量体を添加し、重合する工程を行う方法が挙げられる。
(第3の製造方法)
本実施形態の粘接着剤用共重合体の第3の製造方法としては、有機リチウムを添加する工程と、ポリビニル芳香族化合物を、ポリビニル芳香族化合物量(mol)/リチウム量(mol)が0.01〜1.0の範囲に相当する量となるように添加する工程と、共役ジエン化合物を、共役ジエン化合物量(mol)/リチウム量(mol)が1〜100の範囲に相当する量となるように添加する工程と、極性化合物を添加する工程とを、順不同で行い、その後、粘接着剤用共重合体を構成する単量体を添加し重合する工程を、行う方法が挙げられる。
粘接着剤用共重合体の製造性、当該粘接着剤用共重合体を用いる粘接着組成物の高い保持力、高いタック、高い粘着力、低い溶融粘度を実現する観点から、前記第1の製造方法である、ポリビニル芳香族化合物に、有機リチウムを、ポリビニル芳香族化合物量(mol)/リチウム量(mol)が0.01〜1.0の範囲となるように添加する工程と、粘接着剤用共重合体を構成する単量体を添加し重合する工程とを、順次行う方法が好ましい。
より好ましくは、ポリビニル芳香族化合物に極性化合物を添加した後に、有機リチウムを、ポリビニル芳香族化合物量(mol)/リチウム量(mol)が0.01〜1.0の範囲となるように添加し、その後に、粘接着剤用共重合体を構成する単量体を添加して重合する方法が挙げられる。
さらに好ましくは、ポリビニル芳香族化合物、共役ジエン化合物、極性化合物を、順不同で添加し、その後に、有機リチウムを、ポリビニル芳香族化合物量(mol)/リチウム量(mol)が0.01〜1.0の範囲であり、かつ共役ジエン化合物量(mol)/リチウム量(mol)が1〜100の範囲である量となるように、すなわちポリビニル芳香族化合物量に対する比率と、共役ジエン化合物量に対する比率とに関し、上記範囲をいずれも満足する量に添加し、その後に、粘接着剤用共重合体を構成する単量体を添加して重合する方法が挙げられる。
本実施形態の粘接着剤用共重合体の製造方法において、前記共役ジエン化合物の量は、共役ジエン化合物の量(mol)/リチウム量(mol)が5〜30の範囲とすることが好ましく、機械強度の観点から、共役ジエンはブタジエンが好ましい。
また、本実施形態の粘接着剤用共重合体の製造方法において、前記ポリビニル芳香族化合物量(mol)/リチウム量(mol)の範囲は、0.05〜0.4の範囲とすることが好ましく、0.1〜0.3の範囲とすることがより好ましい。
有機リチウムは、アニオン重合に用いられるものであれば、従来公知の材料を用いることができる。例えば、n−ブチルリチウム、sec−ブチルリチウム、tert−ブチルリチウム、n−プロピルリチウム、iso−プロピルリチウム、ベンジルリチウム等のモノ有機リチウム化合物、1,4−ジリチオブタン、1,5ージリチオペンタン、1,6ージリチオヘキサン、1,10−ジリチオデカン、1,1−ジリチオジフェニレン、ジリチオポリブタジエン、ジリチオポリイソプレン、1,4−ジリチオベンゼン、1,2−ジリチオ−1,2−ジフェニルエタン、1,4−ジリチオ−2−エチルシクロヘキサン、1,3,5−トリリチオベンゼン、1,3,5−トリリチオ−2,4,6−トリエチルベンゼン等の多官能性有機リチウム化合物が挙げられ、好ましくは、n−ブチルリチウム、sec−ブチルリチウムのモノ有機リチウム化合物が用いられる。
ポリビニル芳香族化合物は、例えば、o,m及びp−ジビニルベンゼン、o,m及びp−ジイソプロペニルベンゼン、1,2,4−トリビニルベンゼン、1,2−ビニル−3,4−ジメチルベンゼン、1,3−ジビニルナフタレン、1,3,5−トリビニルナフタレン、2,4−ジビニルビフェニル、3,5,4’−トリビニルビフェニル、1,2−ジビニル−3,4−ジメチルベンゼン、1,5,6−トリビニル−3,7−ジエチルナフタレン等が挙げられる。これらは単独で用いてもよいし、二種以上を併用してもよい。
上記の中でも特に、ジビニルベンセン、ジイソプロペニルベンゼンが好ましく、これらのo−,m−,p−の異性体の混合物であってもよい。
工業的利用を行う場合には、これら異性体混合物を用いる方が経済的に有利である。
本実施形態の粘接着剤用共重合体の第2及び第3の製造方法において、極性化合物は、ビニル芳香族単量体単位と共役ジエン単量体単位との共重合性を改善する目的で、また共役ジエン部のミクロ構造を制御するためのビニル化剤として、更には重合速度の改善等の目的で、添加する。
極性化合物としては、例えば、テトラヒドロフラン、ジエチルエーテル、ジオキサン、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジブチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテル、ジメトキシベンゼン、2,2−ビス(2−オキソラニル)プロパン等のエーテル類;テトラメチルエチレンジアミン、ジピペリジノエタン、トリメチルアミン、トリエチルアミン、ピリジン、キヌクリジン等の第三級アミン化合物;カリウム−t−アミラート、カリウム−t−ブチラート、ナトリウム−t−ブチラート、ナトリウムアミラート等のアルカリ金属アルコキシド化合物;トリフェニルホスフィン等のホスフィン化合物等が挙げられる。
これらの極性化合物は、単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
本実施形態の粘接着剤用共重合体の第3の製造方法において用いる共役ジエン化合物は、1対の共役二重結合を有するジオレフィンであり、例えば、1,3−ブタジエン、2−メチル−1,3−ブタジエン(イソプレン)、2,3−ジメチル−1,3−ブタジエン、1,3−ペンタジエン、2−メチル−1,3−ペンタジエン、1,3−ヘキサジエン等が挙げられ、1,3−ブタジエン、イソプレンが好ましい。
これらの共役ジエン化合物は、一種のみを用いてもよく、二種以上を併用してもよい。
また、機械強度の観点から、1,3−ブタジエンを主体とするものであることがより好ましい。
さらに、共役ジエン化合物中の1,3−ブタジエン含有量が、80質量%以上であることが好ましく、90質量%以上であることがより好ましく、95質量%以上であることがさらに好ましい。
後述する本実施形態の粘接着剤組成物において、高い保持力、高いタック、高い粘着力、低い溶融粘度の性能のバランスを良好なものとする観点から、本実施形態の粘接着剤用共重合体の製造方法においては、単量体の添加後に、多官能カップリング剤を添加することがより好ましい。
このとき、多官能カップリング剤の添加のタイミングは、単量体の総量の90質量%以上添加終了した後とすることが好ましく、99質量%以上添加終了した後とすることがより好ましい。
多官能カップリング剤としては、四塩化ケイ素、四塩化スズ、エポキシ化大豆油、ポリハロゲン化炭化水素化合物、カルボン酸エステル化合物、ポリビニル化合物、ビスフェノール型エポキシ化合物、アルコキシシラン化合物、ハロゲン化シラン化合物、エステル系化合物等が挙げられる。これらは単独で用いてもよいし、2種以上と併用してもよい。
上記性能と経済性の観点から、多官能カップリング剤は、4官能の化合物が好ましい。
上述した本実施形態の粘接着剤用共重合体の製造方法においては、ポリビニル芳香族化合物の添加、有機リチウムの添加、極性化合物の添加、重合体用単量体の添加、多官能カップリング剤の添加を、それぞれ必要とされる添加順を示したが、当該添加順に従えば、他の工程が同時に、あるいは間に入ってもよい。
また、上述した本実施形態の粘接着剤用共重合体の製造方法においては、重合体用単量体、ポリビニル芳香族化合物あるいは有機リチウム等は、重合溶媒に希釈して添加してもよい。
この場合、必要に応じて重合釜に、まず先に重合溶媒を添加しなくてもよい。
例えば、ポリビニル芳香族化合物、有機リチウム、及び極性化合物(順不同)の添加時に、必要に応じて、粘接着剤用共重合体を構成する単量体(単量体の全量ではない量)を添加してもよい。
重合反応に用いる溶媒としては、炭化水素溶媒が用いられる。
炭化水素溶媒としては、例えば、ブタン、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン等の脂肪族炭化水素、シクロペンタン、シクロヘキサン等の脂環族炭化水素、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素等が挙げられる。
粘接着剤用共重合体の重合方法については、特に限定されるものではなく、配位重合、アニオン重合、カチオン重合等の重合方法が挙げられる。
構造の制御の容易さの観点から、アニオン重合が好ましい。
アニオン重合のブロック共重合体の製造方法としては、公知の方法が適用できる。例えば、特公昭36−19286号公報、特公昭43−17979号公報、特公昭46−32415号公報、特公昭49−36957号公報、特公昭48−2423号公報、特公昭48−4106号公報、特公昭56−28925号公報、特開昭59−166518号公報、特開昭60−186577号公報等に記載された方法が挙げられる。
本実施形態の粘接着剤共重合体は、水添物であってもよく、かかる場合、ビニル芳香族単量体と共役ジエン単量体を重合後に水添することが好ましい。
水添方法としては、水添触媒の存在下に、水素を供給し、不飽和部を水素添加する方法が挙げられる。
水添触媒としては、特に限定はされるものではなく、従来公知の(1)Ni、Pt、Pd、Ru等の金属をカーボン、シリカ、アルミナ、ケイソウ土等に担持させた担持型不均一系水添触媒、(2)Ni、Co、Fe、Cr等の有機酸塩、又はアセチルアセトン塩等の遷移金属塩と有機アルミニウム等の還元剤とを用いる、いわゆるチーグラー型水添触媒、(3)Ti、Ru、Rh、Zr等の有機金属化合物等のいわゆる有機金属錯体等の均一系水添触媒が用いられる。
具体的には、特公昭42−8704号公報、特公昭43−6636号公報、特公昭63−4841号公報、特公平1−37970号公報、特公平1−53851号公報、特公平2−9041号公報等に記載された水添触媒が挙げられる。
さらに、上述した本実施形態の粘接着剤用共重合体の製造方法は、例えば、単一の重合釜を用いて実施することができるが、この例に限定されるものではなく、上記の工程の一部を、別の重合釜を用いて行ってもよい。
具体的には、溶媒として、シクロヘキサン、共役ジエン(ブタジエンが好ましい)、ポリビニル芳香族化合物を加え、次いでn−ブチルリチウムを加えて70℃で1時間反応し調製する(調整A)。
触媒の調製に用いたジビニルベンゼンは、異性体混合物56質量%(m−ジビニルベンゼン=40質量%、p−ジビニルベンゼン=16質量%)を含有し、残部がエチルビニルベンゼン及びジエチルベンゼンからなるものを用いる。
別の重合釜で、反応溶媒、単量体及び極性溶媒を添加し、その後に、上記調整Aを必要量添加し、単量体を重合し、重合終了後に、多官能カップリング剤を添加し、その後、水素添加する方法が挙げられる。
経済性の観点からは、本実施形態の粘接着剤用共重合体の製造方法は、単一の重合釜を用いて実施することが好ましい。
なお、上記において重合釜とは、重合に必要な単量体等を収容する容積を有している容体を有していればよく、特に限定されるものではなく、従来公知の重合装置、容器等をいずれも使用できる。
本実施形態の粘接着剤用共重合体のアニオン重合の重合温度は10℃〜130℃の範囲が好ましく、35℃〜100℃がより好ましい。
上述した製造方法により得られる本実施形態の粘接着剤用共重合体は、極性基含有原子団を有してもよい。
極性基としては、例えば、水酸基、カルボキシル基、カルボニル基、チオカルボニル基、酸ハロゲン化物基、酸無水物基、チオカルボン酸基、アルデヒド基、チオアルデヒド基、カルボン酸エステル基、アミド基、スルホン酸基、スルホン酸エステル基、リン酸基、リン酸エステル基、アミノ基、イミノ基、ニトリル基、ピリジル基、キノリン基、エポキシ基、チオエポキシ基、スルフィド基、イソシアネート基、イソチオシアネート基、ハロゲン化ケイ素基、アルコキシケイ素基、ハロゲン化スズ基、ボロン酸基、ホウ素含有基、ボロン酸塩基、アルコキシスズ基、フェニルスズ基等が挙げられる。
本実施形態の粘接着剤用共重合体中の極性基含有原子団を有する化合物の場所は、特に限定されず、分子鎖中、分子末端(重合開始末端や重合停止末端)あるいはグラフトされていてもよい。
また、本実施形態の粘接着剤用共重合体中の官能基の濃度分布も特に限定されない。
ここで、グラフト変性する方法の詳細については、例えば、特開昭62−79211号公報を参照できる。
重合停止末端部の極性基含有基や多官能カップリング剤残基に、さらに極性基含有原子団を有する化合物と反応させてもよい。
〔粘接着剤組成物〕
本実施形態の粘接着剤用共重合体は、単独で粘接着剤の材料にもなるが、経済性、高いタック、低い溶融粘度の観点から、粘着付与樹脂や軟化剤を併用した粘接着剤組成物とすることが好ましい。
<粘着付与樹脂>
粘着付与樹脂は、用途、要求性能によって、多種多様に選択される。
例えば、クマロン系樹脂、芳香族系炭化水素樹脂、ロジン系樹脂、テルペン系樹脂、石油樹脂、フェノール系樹脂、テルペン−フェノール系樹脂、脂環族系炭化水素樹脂、水添テルペン系樹脂、水添ロジン系樹脂等の公知の粘着付与樹脂が挙げられ、これらの粘着付与樹脂は、単独で使用してもよく、2種以上の混合使用も可能である。
<軟化剤>
軟化剤の種類は制限されるものではなく、公知のパラフィン系やナフテン系のプロセスオイル及びこれらの混合オイルを使用することができる。
本実施形態の粘接着剤組成物は、前記粘着付与樹脂と軟化剤とを併用してもよく、これらのいずれか一方のみを含有させたものとしてもよい。
粘接着剤用共重合体、粘着付与樹脂、軟化剤の比率としては、高い保持力、高いタック、高い粘着力、低い溶融粘度の、全ての性能のバランスを良好なものとするため、粘接着剤用共重合体10〜80質量%、粘着付与性樹脂10〜80質量%、軟化剤0〜70質量%とし、かつ当該粘接着剤組成物中の、粘接着剤用共重合体、粘着付与性樹脂、及び軟化剤の全含有量が、75質量%以上であることが好ましい。
なお、粘接着用共重合体30〜60質量%、粘着付与樹脂30〜60質量%及び軟化剤20〜50質量%であることがより好ましい。
さらに、紙おむつのギャザー部等に使用される伸縮性部材を兼ね備えた粘接着剤組成物とする場合には、高い保持力、高いタック、高い粘着力、低い溶融粘度、低い引張永久歪の、全ての性能のバランスを良好なものとするため、粘接着剤量重合体、粘着付与樹脂、軟化の比率としては、粘接着剤用共重合体10〜100質量%、粘着付与樹脂0〜60質量%及び軟化剤0〜50質量%とし、かつ当該粘接着剤組成物中の、粘接着剤用共重合体、粘着付与樹脂、及び軟化剤の全含有量が、75質量%以上であることが好ましい。
なお、粘接着用共重合体20〜90質量%、粘着付与樹脂10〜50質量%及び軟化剤5〜40質量%であることがより好ましく、粘接着用共重合体30〜80質量%、粘着付与樹脂20〜40質量%及び軟化剤10〜30質量%であることがさらに好ましい。
また、伸縮性部材用の粘接着剤組成物においては、引張永久ひずみが、伸縮性能の観点から30%以下であることが好ましく、より好ましくは20%以下である。
<酸化防止剤>
本実施形態の粘接着剤組成物においては、必要により酸化防止剤を添加することができ、さらなる熱安定性の向上、耐熱変色性の向上を図ることができる。
酸化防止剤としては、ヒンダードフェノール系化合物フォスファイト等のリン系化合物が好ましい。
酸化防止剤は、1種のみを単独で用いてもよく、2種以上を混合して使用してもよい。
これらの添加量は用途により任意であるが、粘接着剤組成物の5質量%以下が好ましい。
<光安定剤>
本実施形態の粘接着剤組成物においては、光安定剤を使用することもできる。
光安定剤としては、例えば、ベンゾトリアゾール系化合物や、ヒンダードアミン系化合物、ベンゾフェノン系化合物等が好ましい。
前記ベンゾトリアゾール系化合物やヒンダードアミン系化合物、ベンゾフェノン系化合物等を粘接着剤組成物に含有させることにより、耐光性を一層改善することができる。
<その他の添加剤>
前記安定剤以外に、本実施形態の粘接着剤組成物には、その他の添加剤として、ベンガラ、二酸化チタン等の顔料;パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、低分子量ポリエチレンワックス等のワックス類;無定形ポリオレフィン、エチレン−エチルアクリレート共重合体等のポリオレフィン系又は低分子量のビニル芳香族系熱可塑性樹脂;天然ゴム;ポリイソプレンゴム、ポリブタジエンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、エチレン−プロピレンゴム、クロロプレンゴム、アクリルゴム、イソプレン−イソブチレンゴム、ポリペンテナマーゴム、本実施形態の粘接着剤用共重合体以外のスチレン−ブタジエン系ブロック共重合体、スチレン−イソプレン系ブロック共重合体、水素化スチレン−ブタジエン系ブロック共重合体、水素化スチレン−イソプレン系ブロック共重合体等の合成ゴムを添加してもよい。
〔粘接着剤組成物の製造方法〕
本実施形態の粘接着剤組成物は、公知の方法により、上述した粘接着剤用共重合体と、粘着付与樹脂、軟化剤とを、適宜選択し、混合することにより製造することができる。
例えば、粘接着剤用共重合体、粘着付与剤、軟化剤を、混合機、ニーダー等で、加熱条件下で均一混合することにより製造することができる。
〔用途〕
本実施形態の粘接着剤用共重合体、粘接着組成物は、紙おむつ、生理用品等の各種の衛生用品の伸縮性能を兼ね備えた粘接着剤、非伸縮性シートと粘接着組成物を積層した伸縮シート、各種粘着テープ・ラベル類、感圧性薄板、感圧性シート、各種軽量プラスチック成型品固定用裏糊、カーペット固定用裏糊、タイル固定用裏糊等に利用できる。
以下、具体的な実施例と比較例を挙げて本発明について詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
実施例及び比較例に用いた評価法、及び測定方法を下記に示す。
I.粘接着剤用共重合体(A)の組成及び構造評価方法
(I−1)スチレン含有量、共役ジエンのビニル結合量、共役ジエンに基づく二重結合の水素添加率
具体的に、粘接着剤用共重合体中のスチレン単位、ブタジエンの1,4−結合単位、及び1,2−結合単位、エチレン単位、あるいはブチレン単位の各量を、核磁気共鳴スペクトル解析(NMR)により、下記の条件で測定した。
測定機器:JNM−LA400(JEOL製)
溶媒:重水素化クロロホルム
測定サンプル:ポリマーを水素添加する前後の抜き取り品
サンプル濃度:50mg/mL
観測周波数:400MHz
化学シフト基準:TMS(テトラメチルシラン)
パルスディレイ:2.904秒
スキャン回数:64回
パルス幅:45°
測定温度:26℃
(I−2)ビニル芳香族単量体単位を主体とする重合体ブロックの含有量
I. M. Kolthoff, et al., J. Polym. Sci., 1946, Vol.1, p.429に記載の四酸化オスミウム酸法で測定した。
測定サンプル:単量体を重合したポリマーを水素添加する前段階で抜き取ったもの
ポリマー分解用溶液:オスミウム酸0.1gを第3級ブタノール125mLに溶解した溶液
(I−3)数平均分子量(Mn)、重量平均分子量(Mw)、分子量分布(Mw/Mn)、Mnが5万以下の割合(%)、Mnが30万以上の割合(%)、分子量分布のピーク数
下記の条件で、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により測定し、得られた分布曲線のポリスチレン(PS)換算分子量が1万以上から、PS換算分子量が1万以上の分布曲線の総面積値(mV)に対して99%に相当する分子量までの範囲を、計算しポリスチレン(PS)換算分子量で求めた。
測定装置:GPC:HLC−8220(TOSOH社製、商品名)
カラム:TSKgelGMHXL SuperH5000:1本、SuperH4000:2本(TOSOH社製、商品名)
溶媒:テトラヒドロフラン
温度:40℃
検量線用サンプル:市販(TOSOH社製)の標準ポリスチレン、10点測定
なお、重合体の結晶化度が高い等で溶解しない場合には、溶媒の変更や温度上昇して測定を行った。
Mnが5万以下の割合(%)とMnが10万以上の割合(%)については、分布曲線の面積値(mV)の積分値の面積より求めた。
分子量分布のピーク数は、上記測定の自動測定より値を得た。
II.水添触媒の調製
下記III.に記載の粘接着剤用共重合体の調製における水添反応に用いた水添触媒を、下記の方法で調製した。
窒素置換した反応容器に、乾燥、精製したシクロヘキサン1リットルを仕込み、ビスシクロペンタジエニル)チタニウムジクロリド100ミリモルを添加し、十分に攪拌しながらトリメチルアルミニウム200ミリモルを含むn−ヘキサン溶液を添加して、室温にて約3日間反応させた。
III.(A)粘接着剤用共重合体の調製
(重合体(ポリマー1))
内容積が10Lの攪拌装置及びジャケット付き槽型反応器を用いて、以下の方法で水添ブロック共重合体を調製した。
所定量のシクロヘキサンを反応器に仕込んで、温度60℃に調整した後、n−ブチルリチウム1molモルに対して0.35molのジビニルベンゼンを添加した。
次に、n−ブチルリチウムの量を全モノマー(反応器に投入したブタジエンモノマー及びスチレンモノマーの総量)の100質量部に対して、0.166質量部となるように反応器の底部からそれぞれ添加した。
5分後、モノマーとして、1ステップ目のスチレン45質量部を含有するシクロヘキサン溶液(モノマー濃度22質量%)を約15分間で供給し、反応器内温度を70℃に調整した。
供給停止後、10分間反応器内温度を70℃に調整しながら反応させた。
次に、2ステップ目のブタジエン55質量部を含有するシクロヘキサン溶液(モノマー濃度22質量%)を60分間かけて一定速度で連続的に反応器に供給し、その間の反応器内温度を70℃になるように調整し、供給停止後、10分間反応器内温度を70℃に調整しながら反応させた。
次に、安息香酸エチルを、n−ブチルリチウム1molモルに対して0.5molを添加し、5分間70℃に調整しながら反応させた。
重合終了後、メタノールの量が、n−ブチルリチウム1モルに対して1当量になるようにメタノールのシクロヘキサン溶液を添加し重合反応を終了し、ブロック共重合体を得た。
重合で得られたブロック共重合体を分析したところ、スチレン含有量は45質量%、ブタジエン部の平均ビニル結合量(全共役ジエン単位中の平均ビニル結合量に相当)は13mol%であった。
次に、得られたブロック共重合体に、上記水添触媒をポリマー100質量部当たりチタンとして100ppm添加し、水素圧0.7MPa、温度65℃で水添反応を行い、水素消費量40%で水素供給を停止した。
その後、メタノールを添加し、次に安定剤としてオクタデシル−3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネートを重合体100質量部に対して0.25質量部添加した。
得られた重合体(水添ブロック共重合体)(ポリマー1)の水添率は40%、分子量分布(Mw/Mn)が1.70、数平均分子量(Mn)5万以下の面積率が50%、10万以上の面積率が15%、分子量分布のピーク数は3であった。
(重合体(ポリマー2、ポリマー3))
所定量のシクロヘキサンを反応器に仕込んで、温度70℃に調整した後、n−ブチルリチウム1molモルに対して0.50molモルとなるように、N,N,N’,N’−テトラメチルエチレンジアミンのシクロヘキサン溶液を添加し、n−ブチルリチウム1molに対して0.33molのジビニルベンゼンを添加した。
次に、n−ブチルリチウムの量を全モノマー(反応器に投入したブタジエンモノマー及びスチレンモノマーの総量)の100質量部に対して、0.125質量部となるように反応器の底部からそれぞれ添加した。
1ステップ目のスチレン25質量部、2ステップ目のブタジエン75質量部及び安息香酸エチルを、n−ブチルリチウム1molに対して、0.65molを添加した。
その他の条件は、上述した重合体(ポリマー1)の製造法と同様の方法により製造した。
重合により作製された共重合体を分析したところ、スチレン含有量は25質量%、ブタジエン部の平均ビニル結合量(全共役ジエン単位中の平均ビニル結合量に相当)は50mol%であった。得られたブロック共重合体に、上記の条件で水添反応を行い、水素消費量15%で水素供給を停止したもの(ポリマー3)と水素消費量40%で水素供給を停止した(ポリマー2)2種の水添ブロック共重合体を得た。
得られた水添ブロック共重合体の分子量分布(Mw/Mn)が1.59、数平均分子量(Mn)5万以下の面積率が38%、10万以上の面積率が18%、分子量分布のピーク数は3であった。
ポリマー2の水添率は40%、ポリマー3の水添率は15%であった。
(重合体(ポリマー4、ポリマー5))
所定量のシクロヘキサンを反応器に仕込んで、温度70℃に調整した後、n−ブチルリチウム1molに対して0.3molのジビニルベンゼンを添加した。
次に、n−ブチルリチウムの量を全モノマー(反応器に投入したブタジエンモノマー及びスチレンモノマーの総量)の100質量部に対して、0.159質量部となるように反応器の底部からそれぞれ添加した。
1ステップ目のスチレン55質量部、2ステップ目のブタジエン45質量部及び安息香酸エチルを、n−ブチルリチウム1molに対して、0.47molを添加した。その他の条件は、上述した重合体(ポリマー1)の製造法と同様の方法により製造した。
重合により作製された共重合体を分析したところ、スチレン含有量は55質量%、ブタジエン部の平均ビニル結合量(全共役ジエン単位中の平均ビニル結合量に相当)は13mol%であった。
得られたブロック共重合体に、上記の条件で水添反応を行い、水素消費量20%で水素供給を停止したもの(ポリマー5)と、水素消費量39%で水素供給を停止した(ポリマー4)2種の水添ブロック共重合体を得た。
得られた水添ブロック共重合体の分子量分布(Mw/Mn)が1.44、数平均分子量(Mn)5万以下の面積率が55%、10万以上の面積率が13%、分子量分布のピーク数は3であった。
ポリマー4の水添率は39%、ポリマー5の水添率は20%であった。
(重合体(ポリマー6、ポリマー7))
所定量のシクロヘキサンを反応器に仕込んで、温度70℃に調整した後、n−ブチルリチウム1molモルに対して0.50molモルとなるように、N,N,N’,N’−テトラメチルエチレンジアミンのシクロヘキサン溶液を添加し、n−ブチルリチウム1molに対して0.33molのジビニルベンゼンを添加した。
次に、n−ブチルリチウムの量を全モノマー(反応器に投入したブタジエンモノマー及びスチレンモノマーの総量)の100質量部に対して、0.132質量部となるように反応器の底部からそれぞれ添加した。
1ステップ目のスチレン18質量部、2ステップ目のブタジエン82質量部及び安息香酸エチルを、n−ブチルリチウム1molに対して、0.65molを添加した。その他の条件は、上述した重合体(ポリマー1)の製造法と同様の方法により製造した。
重合により作製された共重合体を分析したところ、スチレン含有量は18質量%、ブタジエン部の平均ビニル結合量(全共役ジエン単位中の平均ビニル結合量に相当)は50mol%であった。得られたブロック共重合体に、上記の条件で水添反応を行い、水素消費量5%で水素供給を停止したもの(ポリマー7)と水素消費量55%で水素供給を停止した(ポリマー6)2種の水添ブロック共重合体を得た。
得られた水添ブロック共重合体の分子量分布(Mw/Mn)が1.57、数平均分子量(Mn)5万以下の面積率が35%、10万以上の面積率が16%、分子量分布のピーク数は3であった。
ポリマー6の水添率は55%、ポリマー7の水添率は5%であった。
(重合体(ポリマー8、ポリマー9))
所定量のシクロヘキサンを反応器に仕込んで、温度70℃に調整した後、n−ブチルリチウム1molに対して0.28molのジビニルベンゼンを添加した。
次に、n−ブチルリチウムの量を全モノマー(反応器に投入したブタジエンモノマー及びスチレンモノマーの総量)の100質量部に対して、0.13質量部となるように反応器の底部からそれぞれ添加した。
1ステップ目のスチレン65質量部、2ステップ目のブタジエン35質量部及び安息香酸エチルを、n−ブチルリチウム1molに対して、0.40molを添加した。その他の条件は、上述した重合体(ポリマー1)の製造法と同様の方法により製造した。
重合により作製された共重合体を分析したところ、スチレン含有量は65質量%、ブタジエン部の平均ビニル結合量(全共役ジエン単位中の平均ビニル結合量に相当)は13mol%であった。得られたブロック共重合体に、上記の条件で水添反応を行い、水素消費量5%で水素供給を停止したもの(ポリマー9)と水素消費量55%で水素供給を停止した(ポリマー8)2種の水添ブロック共重合体を得た。
得られた水添ブロック共重合体の分子量分布(Mw/Mn)が1.42、数平均分子量(Mn)5万以下の面積率が60%、10万以上の面積率が10%、分子量分布のピーク数は3であった。ポリマー8の水添率は55%、ポリマー9の水添率は5%であった。
(重合体(ポリマー10))
所定量のシクロヘキサンを反応器に仕込んで、温度70℃に調整した後、n−ブチルリチウムの量を全モノマー(反応器に投入したブタジエンモノマー及びスチレンモノマーの総量)の100質量部に対して、0.15質量部となるように反応器の底部からそれぞれ添加した。
1ステップ目のスチレン45質量部、2ステップ目のブタジエン55質量部及び安息香酸エチルを、n−ブチルリチウム1molに対して、0.30molを添加した。その他の条件は、上述した重合体(ポリマー1)の製造法と同様の方法により製造した。
重合により作製された共重合体を分析したところ、スチレン含有量は45質量%、ブタジエン部の平均ビニル結合量(全共役ジエン単位中の平均ビニル結合量に相当)は13mol%であった。得られたブロック共重合体に、上記の条件で水添反応を行い、水素消費量40%で水素供給を停止した。得られた水添ブロック共重合体(ポリマー10)の水添率は40%、分子量分布(Mw/Mn)が1.16、数平均分子量(Mn)5万以下の面積率が56%、10万以上の面積率が2%、分子量分布のピーク数は2であった。
(重合体(ポリマー11))
所定量のシクロヘキサンを反応器に仕込んで、温度70℃に調整した後、n−ブチルリチウムの量を全モノマー(反応器に投入したブタジエンモノマー及びスチレンモノマーの総量)の100質量部に対して、0.13質量部となるように反応器の底部からそれぞれ添加した。
1ステップ目のスチレン15質量部、2ステップ目のブタジエン70質量部及び3ステップ目にスチレン15質量部を添加した。その他の条件は、上述した重合体(ポリマー1)の製造法と同様の方法により製造した。なお、水添反応は行わず、安息香酸エチルも添加しなかった。
重合により作製された共重合体を分析したところ、スチレン含有量は30質量%、ブタジエン部の平均ビニル結合量(全共役ジエン単位中の平均ビニル結合量に相当)は13mol%であった。得られたブロック共重合体(ポリマー11)の水添率は0%、分子量分布(Mw/Mn)が1.09、数平均分子量(Mn)5万以下の面積率が16%、10万以上の面積率が5%、分子量分布のピーク数は1であった。
(重合体(ポリマー12))
所定量のシクロヘキサンを反応器に仕込んで、温度70℃に調整した後、n−ブチルリチウム1molモルに対して0.30molモルとなるように、N,N,N’,N’−テトラメチルエチレンジアミンのシクロヘキサン溶液を添加した。
次に、n−ブチルリチウムの量を全モノマー(反応器に投入したブタジエンモノマー及びスチレンモノマーの総量)の100質量部に対して、0.16質量部となるように反応器の底部からそれぞれ添加した。
1ステップ目のスチレン30質量部、2ステップ目のブタジエン70質量部及び安息香酸エチルを、n−ブチルリチウム1molに対して、0.40molを添加した。その他の条件は、上述した重合体(ポリマー1)の製造法と同様の方法により製造した。
重合により作製された共重合体を分析したところ、スチレン含有量は30質量%、ブタジエン部の平均ビニル結合量(全共役ジエン単位中の平均ビニル結合量に相当)は35mol%であった。得られたブロック共重合体に、上記の条件で水添反応を行い、水素消費量45%で水素供給を停止した。得られた水添ブロック共重合体(ポリマー12)の水添率45%、重合体の分子量分布(Mw/Mn)が1.18、数平均分子量(Mn)5万以下の面積率が74%、10万以上の面積率が2%、分子量分布のピーク数は2であった。
(重合体(ポリマー13))
所定量のシクロヘキサンを反応器に仕込んで、温度70℃に調整した後、n−ブチルリチウムの量を全モノマー(反応器に投入したブタジエンモノマー及びスチレンモノマーの総量)の100質量部に対して、0.20質量部となるように反応器の底部からそれぞれ添加した。
1ステップ目のスチレン45質量部、2ステップ目のブタジエン55質量部及び安息香酸エチルを、n−ブチルリチウム1molに対して、0.50molを添加した。その他の条件は、上述した重合体(ポリマー1)の製造法と同様の方法により製造した。
重合により作製された共重合体を分析したところ、スチレン含有量は45質量%、ブタジエン部の平均ビニル結合量(全共役ジエン単位中の平均ビニル結合量に相当)は13mol%であった。
得られたブロック共重合体に、上記の条件で水添反応を行い、水素消費量30%で水素供給を停止した。
得られた水添ブロック共重合体(ポリマー13)の水添率は30%、分子量分布(Mw/Mn)が1.21、数平均分子量(Mn)5万以下の面積率が72%、10万以上の面積率が11%、分子量分布のピーク数は2であった。
(重合体(ポリマー14))
所定量のシクロヘキサンを反応器に仕込んで、温度70℃に調整した後、n−ブチルリチウム1molに対して1.0molのジビニルベンゼンを添加した。
次に、n−ブチルリチウムの量を全モノマー(反応器に投入したブタジエンモノマー及びスチレンモノマーの総量)の100質量部に対して、0.13質量部となるように反応器の底部からそれぞれ添加した。
1ステップ目のスチレン45質量部、2ステップ目のブタジエン55質量部及び安息香酸エチルを、n−ブチルリチウム1molに対して、0.50molを添加した。その他の条件は、上述した重合体(ポリマー1)の製造法と同様の方法により製造した。
重合により作製された共重合体を分析したところ、スチレン含有量は45質量%、ブタジエン部の平均ビニル結合量(全共役ジエン単位中の平均ビニル結合量に相当)は13mol%であった。
得られたブロック共重合体に、上記の条件で水添反応を行い、水素消費量30%で水素供給を停止した。得られた水添ブロック共重合体(ポリマー14)の水添率は30%、分子量分布(Mw/Mn)が1.45、数平均分子量(Mn)5万以下の面積率が28%、10万以上の面積率が35%、分子量分布のピーク数は3であった。
Figure 2012126822
IV. 粘接着剤組成物の製造
〔実施例1〜7〕、〔比較例1〜7〕
前記III.で得られた重合体(ポリマー)と、粘着付与樹脂、軟化剤、酸化防止剤を、それぞれ30質量部、50質量部、20質量部、0.3質量部の割合で混合し、実施例1〜7、比較例1〜7の粘接着剤組成物を作製した。
粘着付与樹脂:アルコンM100(荒川化学製)
軟化剤:ダイアナプロセスオイルPW−90(出光興産製)
酸化防止剤:2−t−ブチル−6−(3−t−ブチル−2−ヒドロキシ−5−メチルべンジル)−4−メチルフェニルアクリレート(チバジャパン社製)
V.粘接着剤組成物の評価方法
粘接着性組成物の特性を以下の方法で測定した。
なお、下記のタック、粘着力、保持力の測定は、粘接着剤組成物をトルエンに溶かし、30質量%溶液を50μmの厚みのポリエステルフィルム上に、アプリケーターで粘接着剤層の厚みが50μmになるように塗布した粘着テープを使用した。
(1)溶融粘度
粘接着性組成物を、ブルックフィールド型粘度計を使用して、140℃における溶融粘度を測定した。
溶融粘度は、160℃における溶融粘度が1500MPa・s以下であれば実用上十分に低いものと判断した。
(2)軟化点
JIS−K2207に準じ、規定の環に試料を充填し、水中で水平に支え、試料の中央に3.5gの球を置き、液温を5℃/minの速さで上昇させたとき、球の重さで試料が環台の底板に触れたときの温度を測定した。
軟化点の高さにより、粘接着性組成物の耐熱性及び保持力を評価した。
(3)タック
250mm長×15mm幅のループ状の試料を用い、被着体としてステンレス板を使用して接触面積15mm×50mm、接着時間:3sec、接着及び引き剥がし速度:500mm/minで測定した。
(4)粘着力
25mm幅の試料をステンレス板に貼り付け、試料をステンレス板面と平行に180度折り返して速度300mm/minで引き剥がすときの力を測定した。
(5)保持力
保持力は、JIS Z−1524に準じて、ステンレス板に25mm×25mmの面積が接するように粘着テープを貼り付け、60℃において1kgの荷重を与えて粘着テープがずれ落ちるまでの時間を測定した。
下記表2、表3に示すように、実施例1〜7はいずれも、タックは8N/15mm以上、粘着力は8N/10mm以上、保持力は3分以上であり、実用上十分に高く、これらの特性バランスが良好であり、かつ実用上十分に溶融粘度が低いことが分かった。
Figure 2012126822
表2中、実施例1〜5の粘接着剤組成物の配合は、粘接着剤用共重合体(ポリマー)/粘着付与樹脂/軟化剤+安定剤=30/50/20(質量%)+0.3(質量部)であるものとする。
Figure 2012126822
表3中、比較例1〜7、実施例6、7の粘接着剤組成物の配合は、粘接着剤用共重合体(ポリマー)/粘着付与樹脂/軟化剤+安定剤=30/50/20(質量%)+0.3(質量部)であるものとする。
本発明の粘接着剤用共重合体、粘接着組成物は、紙おむつ、生理用品等の各種の衛生用品の伸縮性能を兼ね備えた粘接着剤、非伸縮性シートと粘接着組成物を積層した伸縮シート、各種粘着テープ・ラベル類、感圧性薄板、感圧性シート、各種軽量プラスチック成型品固定用裏糊、カーペット固定用裏糊、タイル固定用裏糊等として、産業上の利用可能性がある。

Claims (12)

  1. ビニル芳香族単量体単位(a)と共役ジエン単量体単位(b)を主体とし、
    下記(1)〜(4)の条件を満たす粘接着剤用共重合体。
    (1)ビニル芳香族単量体単位の含有量が20〜60質量%である。
    (2)共役ジエン単量体単位中の水素添加率が10〜50%である。
    (3)ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)で測定した、ポリスチレン(PS)換算分子量測定において2つ以上のピークを有する。
    (4)分子量分布(=重量平均分子量(Mw)/数平均分子量(Mn))が1.2以上である。
  2. 前記分子量分布が1.4以上である請求項1に記載の粘接着剤用共重合体。
  3. ポリスチレン換算分子量が10万以上の成分の割合が5%〜40%である請求項1又は2に記載の粘接着剤用共重合体。
  4. ポリスチレン換算分子量が5万以下の成分の割合が20%〜80%である請求項1乃至3のいずれか一項に記載の粘接着剤用共重合体。
  5. ビニル芳香族単量体単位を主体とする重合体ブロックを1つ以上含有する請求項1乃至4のいずれか一項に記載の粘接着剤用共重合体。
  6. ビニル芳香族単量体単位を主体とする重合体ブロックを1つ以上、共役ジエン単位を主体とする重合体ブロックを1つ以上、含有する請求項1乃至5のいずれか一項に記載の粘接着剤用共重合体。
  7. ポリビニル芳香族化合物に、有機リチウムを、ポリビニル芳香族化合物量(mol)/リチウム量(mol)が0.01〜1.0の範囲で添加する工程と、
    粘接着剤用共重合体を構成する単量体を添加し、重合する工程と、
    を、順次行う粘接着剤用共重合体の製造方法。
  8. ポリビニル芳香族化合物と、
    前記ポリビニル芳香族化合物量(mol)/リチウム量(mol)が0.01〜1.0の範囲に相当する量の有機リチウムと、
    極性化合物と、
    を、順不同で混合する工程と、
    粘接着剤用共重合体を構成する単量体を添加し、重合する工程と、
    を、順次行う粘接着剤用共重合体の製造方法。
  9. 有機リチウムを添加する工程と、
    ポリビニル芳香族化合物を、ポリビニル芳香族化合物量(mol)/リチウム量(mol)が0.01〜1.0の範囲に相当する量となるように添加する工程と、
    共役ジエン化合物を、共役ジエン化合物量(mol)/リチウム量(mol)が1〜100の範囲に相当する量となるように添加する工程と、
    極性化合物を添加する工程と、
    を、順不同で行い、
    その後、粘接着剤用共重合体を構成する単量体を添加し、重合する粘接着剤用共重合体の製造方法。
  10. 前記粘接着剤用共重合体を構成する単量体を添加し、重合する工程において、前記粘接着剤用共重合体を構成する単量体の添加後に、多官能カップリング剤をさらに添加する請求項7乃至9のいずれか一項に記載の粘接着剤用共重合体の製造方法。
  11. 請求項1乃至6のいずれか一項に記載の粘接着剤用共重合体10〜80質量%、
    粘着付与樹脂10〜80質量%、
    軟化剤0〜70質量%、
    を、含有し、
    かつ、前記粘接着剤用共重合体、前記粘着付与樹脂、及び前記軟化剤の総量が、75質量%以上である粘接着剤組成物。
  12. 請求項1乃至6のいずれか一項に記載の粘接着剤用共重合体10〜100質量%、
    粘着付与樹脂0〜60質量%、
    軟化剤0〜50質量%、
    を、含有し、
    かつ、前記粘接着剤用共重合体、前記粘着付与樹脂、及び前記軟化剤の総量が、75質量%以上である伸縮部材用の粘接着剤組成物。
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