JP2019210353A - 粘着剤組成物、その使用方法及び積層体 - Google Patents
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Abstract
Description
一方、冬季でも積雪又は路面の凍結があまりない地域においては、ノーマルタイヤ(サマータイヤ)が使用されることが多い。
しかし、積雪又は路面の凍結があまりない地域においても、気象状況によって急に積雪又は路面が凍結することがある。
このような際に、ノーマルタイヤのままで自動車を走行させるとスリップ等を起こす可能性がある。
特許文献1には、0℃近傍の凍結路面における滑り止め効果等を目的として、有機高分子材料100重量部に対し、平均粒子径0.5〜150μmのゼオライトおよび/又は珪藻土の粉末100〜1000重量部を配合してなる滑り止め材料が記載されている。
そこで、本発明は雪及び/又は氷に対するグリップ性に優れる組成物を提供することを目的とする。
また、本発明は、組成物の使用方法、及び、積層体を提供することも目的とする。
本発明は上記知見等に基づくものであり、具体的には以下の構成により上記課題を解決するものである。
[2] 上記有機溶剤の含有量が、上記ロジン類及び/又は上記テルペン系樹脂100質量部に対して、10〜200質量部である、[1]に記載の粘着剤組成物。
[3] 更に、(メタ)アクリル樹脂又はアルキド樹脂を含有する、[1]又は[2]に記載の粘着剤組成物。
[4] 更に、(メタ)アクリル樹脂を含有し、
上記(メタ)アクリル樹脂の含有量が、上記ロジン類及び/又は上記テルペン系樹脂100質量部に対して、5〜100質量部である、[1]〜[3]のいずれかに記載の粘着剤組成物。
[5] 更に、アルキド樹脂を含有し、
上記アルキド樹脂の含有量が、上記ロジン類及び/又は上記テルペン系樹脂100質量部に対して、5〜100質量部である、[1]〜[4]のいずれかに記載の粘着剤組成物。
[6] 更に、粉末を含有する、[1]〜[5]のいずれかに記載の粘着剤組成物。
[7] 上記粉末が、二酸化ケイ素である、[6]に記載の粘着剤組成物。
[8] 上記粉末の平均粒子径が、1nm〜50μmである、[6]又は[7]に記載の粘着剤組成物。
[9] 上記粉末の含有量が、上記ロジン類及び/又は上記テルペン系樹脂100質量部に対して、0.1〜20質量部である、[6]〜[8]のいずれかに記載の粘着剤組成物。
[10] 上記有機溶剤の凝固点が、−120〜−40℃である、[1]〜[9]のいずれかに記載の粘着剤組成物。
[11] 上記有機溶剤の沸点が、30〜120℃である、[1]〜[10]のいずれかに記載の粘着剤組成物。
[12] 更に、噴射剤を含有する、[1]〜[11]のいずれかに記載の粘着剤組成物。
[13] 雪及び/又は氷に対する滑り止めのために使用される、[1]〜[12]のいずれかに記載の粘着剤組成物。
[14] 基材と、上記基材の上にあり、[1]〜[13]のいずれかに記載の粘着剤組成物を用いて形成される滑り止め層とを有する積層体。
[15] [1]〜[13]のいずれかに記載の粘着剤組成物を、雪及び/又は氷に接触する製品の表面に付与する、粘着剤組成物の使用方法。
[16] 上記製品が、タイヤ又は靴である、[15]に記載の使用方法。
本発明の使用方法によれば、製品に、雪及び/又は氷に対する優れたグリップ性を付与できる。
本発明の積層体は、雪上及び/又は氷上に対するグリップ性に優れる。
なお、本明細書において、(メタ)アクリレートはアクリレートまたはメタクリレートを表し、(メタ)アクリロイルはアクリロイルまたはメタクリロイルを表し、(メタ)アクリルはアクリルまたはメタクリルを表す。
また、本明細書において「〜」を用いて表される数値範囲は、「〜」の前後に記載される数値を下限値および上限値として含む範囲を意味する。
本明細書において、特に断りのない限り、各成分はその成分に該当する物質をそれぞれ単独でまたは2種以上を組み合わせて使用することができる。成分が2種以上の物質を含む場合、成分の含有量は、2種以上の物質の合計の含有量を意味する。
本明細書において、雪及び/又は氷に対するグリップ性により優れることを、「本発明の効果により優れる」ということがある。
本発明の粘着剤組成物(本発明の組成物)は、ロジン類及び/又はテルペン系樹脂と、有機溶剤とを含有する、滑り止め用の粘着剤組成物である。
以下、本発明の組成物に含有される各成分について詳述する。
本発明の組成物は、ロジン類及び/又はテルペン系樹脂を含有する。
上記ロジン類及び/又はテルペン系樹脂を含有することによって、本発明の組成物から得られる膜(滑り止め層)は粘着性を有する。上記粘着性によって基材に密着できる。
また、ロジン類及び/又はテルペン系樹脂は、本発明の組成物が付与された製品にグリップ性(滑り止め性)を与えることができる。
上記ロジン類としては、ロジンおよびロジン誘導体が挙げられる。
一般にロジンとは、マツ科植物から得られる樹脂油を原料とし、精油などの揮発性物質を留去した後の残留樹脂のことをいう。上記残留樹脂は、通常、アビエチン酸とその類縁体を主成分とする樹脂酸と少量の中性成分とを含有する混合物である。
上記ロジン類は、精製及び/又は変性されていてもよい。
上記ロジン誘導体としては、例えば、重合ロジン、アクリル化ロジン、水素添加ロジン、不均化ロジン、ロジンエステルなどが挙げられる。
なかでも、本発明の効果により優れ、保存安定性に優れるという観点から、ロジン類は、ロジンエステルであることが好ましい。
上記ロジンエステルは、例えば、ロジンとモノオール又はポリオールをエステル化反応させることにより得ることができる。上記エステル化反応は、公知の方法、例えば、不活性ガスの雰囲気下にロジンとモノオール又はポリオールとを200〜300℃に加熱し、生成した水を系外に除去することによって行うことができる。
ロジンをエステル化し得る上記ポリオールはヒドロキシ基を複数有する化合物であれば特に制限されない。上記ポリオールとしては、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、ネオペンチルグリコールなどの2価のアルコール;
グリセリン、トリメチロールプロパンなどの3価のアルコール;
ペンタエリスリトール、ジグリセリンなどの4価のアルコール;
ジペンタエリスリトール、ソルビトールなどの6価のアルコールが挙げられる。
本発明の組成物が含有しうるテルペン系樹脂は、イソプレン単位が複数結合した化合物であれば、特に制限されない。
テルペン系樹脂としては、例えば、テルペン樹脂、テルペンフェノール樹脂、変性テルペン樹脂、水添テルペン樹脂、水添テルペンフェノール樹脂等が挙げられる。
本発明の組成物は、本発明の効果により優れるという観点から、ロジン類を含有することが好ましい。
本発明の組成物に含有される有機溶剤は特に制限されない。
上記有機溶剤の凝固点は、本発明の組成物が低温環境下において乾燥しやすく、低温環境下で凝固しにくいという観点から、−120〜−40℃であることが好ましく、−100〜−50℃であることがより好ましい。
本発明において、有機溶剤の凝固点は、ASTM D7346に準じて測定できる。
上記有機溶剤の沸点は、本発明の組成物が低温環境下において乾燥しやすく、高温環境下(例えば、夏場及び/又は自動車の車内など)での安定性に優れるという観点から、30〜120℃であることが好ましく、50〜110℃であることがより好ましい。
上記有機溶剤(の種類)としては、例えば、トルエン(凝固点−95.0℃、沸点110.6℃)のような芳香族系炭化水素類;
n−ヘキサン(凝固点−95.3℃、沸点68.7℃)のような脂肪族系炭化水素類(直鎖状、分岐状、環状を含む);
イソプロパノール(凝固点−89.5℃、沸点82.4℃)のようなアルコール類;
メチルエチルケトン(凝固点−86℃、沸点79.6℃)、アセトン(凝固点−97.4℃、沸点56.1℃)のようなケトン類;
酢酸エチル(凝固点−83.6℃、沸点77.1℃)のようなエステル類が挙げられる。
上記有機溶剤は、本発明の組成物が低温環境下において乾燥しやすく、低温環境下で凝固せず、上記ロジン類等の樹脂に対する溶解性に優れるという観点から、エステル類、アルコール類、ケトン類であることが好ましく、エステル類、ケトン類であることがより好ましい。
沸点が120℃を超える有機溶剤の沸点の上限は、300℃以下とできる。
沸点が120℃を超える有機溶剤としては、例えば、ミネラルスピリットが挙げられる。
沸点が120℃を超える有機溶剤は、例えば、本発明の組成物に使用されうる成分に予め使用されている溶剤であってもよい。
上記質量比の下限は特に制限されないが、2以上とできる。
上記質量比は、本発明の効果により優れ、本発明の組成物が低温環境下において乾燥しやすく、樹脂溶解性に優れるという観点から、3以上であることが好ましい。
上記有機溶剤の含有量は、本発明の効果により優れ、本発明の組成物が低温環境下において乾燥しやすく、上記ロジン類等の樹脂に対する溶解性に優れるという観点から、上記ロジン類及び/又は上記テルペン系樹脂100質量部に対して、10〜300質量部であることが好ましく、50〜200質量部であることがより好ましい。
また、本発明の組成物がテルペン系樹脂を含有する場合、上記含有量の基準は「上記テルペン系樹脂100質量部」となる。
本発明の組成物が上記ロジン類及び上記テルペン系樹脂を含有する場合、上記含有量の基準は「上記ロジン類及び上記テルペン系樹脂の合計100質量部」となる。
本発明の組成物が更に(メタ)アクリル樹脂及び/又はアルキド樹脂を含有する場合、上記(メタ)アクリル樹脂及び/又はアルキド樹脂が、上記ロジン類及び/又は上記テルペン系樹脂の基材(例えばタイヤ等)への粘着力(タック性)を向上させることができるため、雪及び/又は氷等に対するグリップ性がより向上すると考えられる。
上記(メタ)アクリル樹脂又は上記アルキド樹脂は、いずれもエステル結合を有するポリマーである。
本発明の組成物がロジン類を含有し、更に上記(メタ)アクリル樹脂又はアルキド樹脂を含有する場合、上記ロジン類は、カルボン酸又はその類似構造を有するため、エステル結合を有する上記(メタ)アクリル樹脂等と親和しやすいと考えられる。
また、本発明の組成物がテルペン樹脂を含有し、更に上記(メタ)アクリル樹脂等を含有する場合、テルペン樹脂は、一般的に分子鎖を有するポリマーなので、上記(メタ)アクリル樹脂等と分子鎖が絡まり合うと考えられる。
このように、本発明の組成物が更に(メタ)アクリル樹脂及び/又はアルキド樹脂を含有する場合、上記ロジン類等と上記(メタ)アクリル樹脂等との間の親和性又は分子鎖の絡まりによって、ロジン類等は本発明の組成物によって形成される膜(滑り止め層)に固定化されやすく、このことによって、本発明の効果がより優れると推測される。
本発明の組成物が更に含有し得る(メタ)アクリル樹脂は特に制限されない。
上記(メタ)アクリル樹脂としては、例えば、(メタ)アクリロイル基を有する化合物による繰り返し単位を有するポリマーが挙げられる。具体的には例えば、ポリ(メタ)アクリレートが挙げられる。
上記(メタ)アクリル樹脂の含有量は、本発明の効果により優れるという観点から、上記ロジン類及び/又は上記テルペン系樹脂100質量部に対して、5〜100質量部であることが好ましく、10〜80質量部であることがより好ましく、20〜70質量部が更に好ましい。
本発明の組成物が更に含有し得るアルキド樹脂は特に制限されない。
アルキド樹脂は、一般的に、アルコールと酸又は酸無水物とによって形成されるポリエステルを意味する。
・多塩基酸
上記多塩基酸としては、例えば、無水マレイン酸、無水フタル酸、イソフタル酸、フマル酸等が挙げられる。
・多価アルコール
上記多価アルコールとしては、例えば、グリセリン、ペンタエリスリトール、トリメチロールプロパン等が挙げられる。
上記植物油成分としては、例えば、大豆油、綿実油、アマニ油、サフラワー油、桐油、トール油、ヒマシ油、カノーラ油等の乾性油又は半乾性油が挙げられる。中でも、アマニ油、大豆油が好ましい。
・植物油脂肪酸
上記植物油脂肪酸としては、例えば、ラウリン酸、トリデカン酸、ミリスチン酸、ペンタデカン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、マルガリン酸、ノナデカン酸、アラギン酸、ベヘン酸、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸等が挙げられる。
上記アルキド樹脂の含有量は、本発明の効果により優れるという観点から、上記ロジン類及び/又は上記テルペン系樹脂100質量部に対して、5〜100質量部であることが好ましく、10〜80質量部であることがより好ましく、20〜60質量部が更に好ましい。
本発明の組成物は、本発明の効果により優れるという観点から、更に、粉末を含有することが好ましい。
上記粉末は、粉状の物質であれば特に制限されない。
上記粉末は、有機物、無機物のいずれであってもよい。
上記粉末は、例えば、顔料として使用されるものであってもよい。
硫化カドミウム、硫化亜鉛のような金属硫化物;
タルク、クレー、シリカバルーン、ガラスバルーンが挙げられる。
上記粉末の平均粒子径は、本発明の効果により優れ、基材への塗布性、分散性に優れるという観点から、1nm〜50μmであることが好ましく、5nm〜30μmであることがより好ましい。
なお、上記粉末がシリカである場合、上記粉末の平均粒子径は、シリカの平均一次粒子径であってもよい。
シリカの平均一次粒子径は、本発明の効果により優れ、基材への塗布性、分散性に優れるという観点から、5nm〜10μmが好ましい。
本発明において、上記粉末の平均粒子径は、レーザー回析・散乱法によって求めた粒度分布における積算値50%での粒径を意味する。上記粉末の平均粒子径は、例えば、レーザー回析/散乱式粒度分布測定装置を用いて計測することができる。
上記粉末の含有量は、本発明の効果により優れ、分散性に優れるという観点から、上記ロジン類及び/又は上記テルペン系樹脂100質量部に対して、0.1〜20質量部であることが好ましく、1〜15質量部であることがより好ましい。
本発明の組成物は、更に、噴射剤を含有することができる。
本発明の組成物が更に噴射剤を含有する場合、本発明の組成物をスプレーとして使用できる。
上記噴射剤としては、例えば、液化石油ガス(LPG)、ジメチルエーテル(DME)、HFO−1234zEのようなフルオロカーボン、イソペンタン、窒素ガス、炭酸ガスが挙げられる。
上記噴射剤の含有量は、噴霧性、塗布性に優れるという観点から、本発明の組成物全体から上記噴射剤を除いた残りの合計100質量部に対して、10〜300質量部であることが好ましく、50〜150質量部がより好ましい。
本発明の組成物は、必要に応じて、本発明の効果を損なわない範囲で、更に添加剤を含有することができる。
上記添加剤としては、例えば、ロジン類、テルペン系樹脂、アルキド樹脂又は(メタ)アクリル樹脂以外の樹脂;ゴム、老化防止剤、可塑剤などが挙げられる。
本発明の組成物はその製造方法について特に制限されない。例えば、上記必須成分と、必要に応じて使用することができる任意成分とを混合することによって製造することができる。
上記噴射剤を使用する場合は、上記必須成分と、噴射剤と、必要に応じて使用することができる任意成分とを容器に充填することによって本発明の組成物をスプレーとして製造することができる。
本発明の組成物は、滑り止め用である。具体的には例えば、本発明の組成物を、雪及び/又は氷に対する滑り止めのために使用できる。
本発明の組成物を適用できる製品は特に制限されない。例えば、タイヤ、靴(特に靴底)が挙げられる。
本発明の積層体は、基材と、上記基材の上にあり、本発明の粘着剤組成物を用いて形成される滑り止め層とを有する積層体である。
本発明の積層体に使用される粘着剤組成物は、本発明の粘着剤組成物であれば特に制限されない。
本発明の積層体は、例えば、本発明の組成物を上記基材に付与し、本発明の組成物を乾燥させることによって製造することができる。基材への付与、組成物の乾燥は、それぞれ上記と同様である。
本発明の粘着剤組成物の使用方法(本発明の使用方法)は、本発明の粘着剤組成物を、雪及び/又は氷に接触する製品の表面に付与する、粘着剤組成物の使用方法である。
本発明の使用方法に使用される粘着剤組成物は、本発明の粘着剤組成物であれば特に制限されない。
本発明の使用方法における付与は、上記と同様である。
上記付与後、本発明の組成物を乾燥させることができる。組成物の乾燥は上記と同様である。
下記第1表の各成分(ロジン類から有機溶剤までの欄)を同表に示す組成(質量部)で用いて、これらを撹拌機で混合し、組成物を製造した。なお、第1表に示したアルキド樹脂として後述する市販品を使用した。(メタ)アクリル樹脂も同様である。
上記のとおり製造された組成物を用いて以下の評価を行った。結果を第1表に示す。
・加硫ゴム試験片の調製
・・スタッドレス配合加硫ゴム試験片
スタッドレスタイヤ(横浜ゴム株式会社製のiceGUARD5plus)のトレッド部からゴム(長径20cm、短径2cmの楕円形。厚さ2mm)を切り取って(切り取ったゴムの大きさ及び形は以下同様)、これをスタッドレス配合加硫ゴム試験片とした。
・・サマー配合加硫ゴム試験片
ノーマルタイヤ(横浜ゴム株式会社製のADVAN dB)のトレッド部からゴムを切り取って、これをサマー配合加硫ゴム試験片とした。
上記のとおり得られた各加硫ゴム試験片を、氷上性能を評価する際に使用される偏平円柱状の台ゴムに貼り付けた。
上記台ゴム上の各加硫ゴム試験片に、上記のとおり製造された組成物を刷毛で塗布し、23℃の条件下で15分間乾燥させて、上記各加硫ゴム試験片の上に滑り止め層を形成し、積層体を得た。乾燥後の滑り止め層の厚さは5μmであった。
インサイドドラム型氷上摩擦試験機を用いて、測定温度−1.5℃、荷重5.5kg/cm2、ドラム回転速度25km/hの条件で、上記各積層体の氷上摩擦係数を測定した。
得られた各氷上摩擦係数を、標準例(スタッドレス配合加硫ゴム試験片そのもの)の氷上摩擦係数の値を100とする指数にして、「氷上性能」の欄に示した。
上記指数値が大きいほど氷上摩擦力が大きく氷上性能が優れることを意味する。
本発明において、上記指数値が大きいほど、雪及び/又は氷に対するグリップ性に優れるものとする。
・ロジン類:ロジンエステル。ロジン変性グリセリンエステル。商品名ハリエスターTF、ハリマ化成社製。不揮発分100質量%。軟化点75〜85℃
・粉末2:シリカ(二酸化ケイ素)。商品名レオロシールQS−102S、トクヤマ社製。平均一次粒子径12nm。親水性シリカ。
・有機溶剤:トルエン(凝固点−95.0℃、沸点110.6℃)
Claims (16)
- ロジン類及び/又はテルペン系樹脂と、有機溶剤とを含有する、滑り止め用の粘着剤組成物。
- 前記有機溶剤の含有量が、前記ロジン類及び/又は前記テルペン系樹脂100質量部に対して、10〜200質量部である、請求項1に記載の粘着剤組成物。
- 更に、(メタ)アクリル樹脂又はアルキド樹脂を含有する、請求項1又は2に記載の粘着剤組成物。
- 更に、(メタ)アクリル樹脂を含有し、
前記(メタ)アクリル樹脂の含有量が、前記ロジン類及び/又は前記テルペン系樹脂100質量部に対して、5〜100質量部である、請求項1〜3のいずれか1項に記載の粘着剤組成物。 - 更に、アルキド樹脂を含有し、
前記アルキド樹脂の含有量が、前記ロジン類及び/又は前記テルペン系樹脂100質量部に対して、5〜100質量部である、請求項1〜4のいずれか1項に記載の粘着剤組成物。 - 更に、粉末を含有する、請求項1〜5のいずれか1項に記載の粘着剤組成物。
- 前記粉末が、二酸化ケイ素である、請求項6に記載の粘着剤組成物。
- 前記粉末の平均粒子径が、1nm〜50μmである、請求項6又は7に記載の粘着剤組成物。
- 前記粉末の含有量が、前記ロジン類及び/又は前記テルペン系樹脂100質量部に対して、0.1〜20質量部である、請求項6〜8のいずれか1項に記載の粘着剤組成物。
- 前記有機溶剤の凝固点が、−120〜−40℃である、請求項1〜9のいずれか1項に記載の粘着剤組成物。
- 前記有機溶剤の沸点が、30〜120℃である、請求項1〜10のいずれか1項に記載の粘着剤組成物。
- 更に、噴射剤を含有する、請求項1〜11のいずれか1項に記載の粘着剤組成物。
- 雪及び/又は氷に対する滑り止めのために使用される、請求項1〜12のいずれか1項に記載の粘着剤組成物。
- 基材と、前記基材の上にあり、請求項1〜13のいずれか1項に記載の粘着剤組成物を用いて形成される滑り止め層とを有する積層体。
- 請求項1〜13のいずれか1項に記載の粘着剤組成物を、雪及び/又は氷に接触する製品の表面に付与する、粘着剤組成物の使用方法。
- 前記製品が、タイヤ又は靴である、請求項15に記載の使用方法。
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