JP5572716B2 - 粘接着剤用ブロック共重合体、その製造方法及び粘接着剤組成物 - Google Patents

粘接着剤用ブロック共重合体、その製造方法及び粘接着剤組成物 Download PDF

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Description

本発明は、粘接着剤用ブロック共重合体、その製造方法及び粘接着剤組成物に関する。
近年、溶液型、ホットメルト型の接着剤や粘着剤のベースポリマーとして、ビニル芳香族単量体−共役ジエン単量体系ブロック共重合体(SBS:スチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体、SIS:スチレン−イソプレン−スチレンブロック共重合体)が広く使用されている。例えば、特許文献1及び特許文献2には、SBSを用いた接着剤用組成物又は粘着剤用組成物が開示されている。しかしながら、SBSやSISを用いた接着剤用組成物又は粘着剤用組成物は、粘着力、タック及び保持力の粘接着剤特性バランスが不十分であるため、これらの性能面での改良が望まれており、これらの改良方法として、特許文献3や非特許文献1には、トリブロック共重合体とジブロック共重合体とを含有する接着剤用組成物が開示されている。
しかしながら、上述したいずれの粘着剤用組成物及び接着剤用組成物においても、上記各種性能面の改良効果は不十分である。
このような改善要求に対して、特許文献4、5には、特定の2官能性カップリング剤(脂肪族系モノエステル、特定のジハロゲン化合物)でカップリングさせて得られるブロック共重合体を含む粘着剤用組成物が開示されている。
特公昭44−17037号公報 特公昭56−49958号公報 特開昭61−278578号公報 特開昭61−261310号公報 特開平3−285978号公報
石井逸朗、「SISベース粘着剤の品質設計」、接着、高分子刊行会、1988年(昭和63年)1月25日、第32巻、第1号、27頁〜28頁
しかしながら、特許文献4、5に開示されている粘着剤用組成物は、保持力と粘着性とのバランスに加えて、溶解性、塗工性の観点からは、なお一層の改善が必要である。
そこで本発明においては、上述した従来技術の問題点に鑑み、仕上げ性に優れた、すなわち取扱性が容易で作業性に優れたブロック共重合体と、粘着力及び保持力等の特性バランスが良好で、さらには溶解性、塗工性にも優れている粘接着剤組成物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、特定の構造を有するブロック共重合体を組み合わせた粘接着剤用ブロック共重合体、及び当該ブロック共重合体を用いた粘接着剤組成物が、上記課題を効果的に解決することを見出し、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〕
少なくとも2個のビニル芳香族単量体単位重合体ブロック(A)と、少なくとも1個の共役ジエン単量体単位を主体とする重合体ブロック(B)と、を具備するブロック共重合体を含む粘接着剤用ブロック共重合体であって、
前記ビニル芳香族単量体単位重合体ブロック(A)中のビニル芳香族単量体重合体ブロック量(質量%)が、当該ビニル芳香族単量体単位重合体ブロック(A)を重合するために用いた全ビニル芳香族単量体単位量(質量%)に対して95.0〜99.0%であり、
かつ、
下記成分(a)50〜80質量%と、下記成分(b)、(c)、及び(d)よりなる群から選ばれる少なくともいずれか一成分20〜50質量%からなる粘接着剤用ブロック共重合体。
(a):一般式(A−B)によって表される、20,000〜80,000の数平均分子量を有するジブロック共重合体。
(b):nが2以上の整数であり、(A−B)によって表される、40,000〜160,000の数平均分子量を有するブロック共重合体。
(c):pが1以上の整数であり、(A−B)Aによって表される、40,000〜160,000の数平均分子量を有するブロック共重合体。
(d):mが2、3、4のいずれかであり、一般式(A−B)Xによって表される、40,000〜160,000の数平均分子量を有する分岐ブロック共重合体。なお、Xは、カップリング剤の残基又は重合開始剤の残基を示す。
〔2〕
(i)前記〔1〕に記載の粘接着剤用ブロック共重合体:100質量部と、
(ii)粘着付与剤:100〜400質量部と、
(iii)軟化剤:50〜150質量部と、
を、含有する粘接着剤組成物。
〔3〕
下記(1)〜(3)の要件を満たす前記〔2〕に記載の粘接着剤組成物。
(1):ループタックT(N/15mm)/50が0.8以上
(2):JIS Z0237の引きはがし粘着力の測定方法に従い測定した、試験板に対する180°引きはがし粘着力P(N/10mm)/30が0.8以上
(3):保持力C(分)/10が0.8以上
〔4〕
前記〔1〕に記載の粘接着剤用ブロック共重合体の製造方法であって、
ビニル芳香族単量体単位を重合し前記ビニル芳香族単量体単位重合体ブロック(A)を作製する工程と、
共役ジエン単量体単位を、前記ビニル芳香族単量体単位を重合し前記ビニル芳香族単量体単位重合体ブロック(A)を作製する工程での最高温度に到達した時から4分以上20分以下経過し、かつ、前記最高温度より1.5℃以上低下した時点で添加する工程と、
を有する粘接着剤用ブロック共重合体の製造方法。
〔5〕
前記成分(c)を含有する前記〔1〕に記載の粘接着剤用ブロック共重合体の製造方法であって、
ブロック共重合体の重合を終了するための失活剤を、前記ビニル芳香族単量体単位を重合し前記ビニル芳香族単量体単位重合体ブロック(A)を作製する工程の後、当該工程における最高温度に到達した時から4分以上20分以下経過し、かつ最高温度より1.5℃以上低下した時点で添加する前記〔4〕に記載の粘接着剤用ブロック共重合体の製造方法。
本発明によれば、仕上げ性に優れた粘接着剤用ブロック共重合体、及び粘着力及び保持力等の粘接着特性に優れ、かつこれらの特性バランスも良好で、さらには優れた溶解性、塗工性を有する粘接着剤組成物を提供できる。
以下、本発明を実施するための形態(以下、「本実施形態」という)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。
〔粘接着剤用ブロック共重合体〕
(構造)
本実施形態の粘接着剤用ブロック共重合体は、少なくとも2個のビニル芳香族単量体単位重合体ブロック(A):(以下、重合体ブロックA、又はAと表すこともある。)と、少なくとも1個の共役ジエン単量体単位を主体とする重合体ブロック(B):(以下、重合体ブロックB、又はBと表すこともある。)と、を具備するブロック共重合体を含む。
「主体とする」とは、共役ジエン単量体単位を50質量%以上、好ましくは70質量%以上、より好ましくは85質量%以上含有することを意味し、粘接着剤用ブロック共重合体中の重合体ブロック(B)は、共役ジエン化合物とビニル芳香族炭化水素との共重合体ブロック及び/又は共役ジエン単独重合体ブロックである。
本実施形態の粘接着剤用ブロック共重合体は、ビニル芳香族単量体単位重合体ブロック(A)中のビニル芳香族単量体重合体ブロック量(質量%)、すなわちビニル芳香族単量体ブロック率が、ビニル芳香族単量体単位重合体ブロック(A)を重合するために用いた全ビニル芳香族単量体単位量(質量%)に対して95.0〜99.0%である。
また、本実施形態の粘接着剤用ブロック共重合体は、下記成分(a)50〜80質量%と、下記成分(b)、(c)、及び(d)よりなる群から選ばれる少なくともいずれか一成分20〜50質量%からなる。
(a):一般式(A−B)によって表される、20,000〜80,000の数平均分子量を有するジブロック共重合体。
(b):nが2以上の整数であり、(A−B)によって表される、40,000〜160,000の数平均分子量を有するブロック共重合体。
(c):pが1以上の整数であり、(A−B)Aによって表される、40,000〜160,000の数平均分子量を有するブロック共重合体。
(d):mが2、3、4のいずれかであり、一般式(A−B)Xによって表される、40,000〜160,000の数平均分子量を有する分岐ブロック共重合体。なお、Xは、カップリング剤の残基又は重合開始剤の残基を示す。
前記成分(a)〜(d)の数平均分子量は、後述する実施例において記載する方法により測定することができる。
前記成分(a)〜(d)の数平均分子量が上記範囲であると、後述する本実施形態の粘接着剤組成物において、優れた接着性、粘着力、保持力、溶解性、塗工性が得られる。
好ましい数平均分子量の範囲については、上記成分(a)のブロック共重合体は40,000〜70,000であり、より好ましくは45,000〜65,000であり、上記成分(b)、(c)及び(d)のブロック共重合体は80,000〜140,000であり、より好ましくは90,000〜130,000である。
前記成分(a)〜(d)の組み合わせは、成分(a)+成分(b)、成分(a)+成分(c)、成分(a)+成分(d)、成分(a)+成分(b)+成分(c)、成分(a)+成分(b)+成分(d)、成分(a)+成分(c)+成分(d)、成分(a)+成分(b)+成分(c)+成分(d)のいずれかである。
上述したように、ビニル芳香族単量体単位重合体ブロック(A)を重合するために用いた全ビニル芳香族単量体単位の全質量に対するビニル芳香族単量体重合体ブロックの質量の割合、すなわち、ブロック率は95.0〜99.0%である。本実施形態の粘接着剤用ブロック共重合体において前記ブロック率は、好ましくは97.0〜99.0%であり、より好ましくは97.5〜98.5%である。
前記ブロック率が前記数値範囲であると、本実施形態の粘接着剤用ブロック共重合体の単離、すなわち仕上げ工程において融着を起こさず、乾燥処理を円滑に行うことができ、結果として高い収率が得られるようになる。また、粘接着剤用ブロック共重合体の着色を考慮すると99.0%以下であることが好ましい。
なお、ビニル芳香族単量体単位重合体ブロック(A)のブロック率は、ビニル芳香族単量体がスチレンである場合、ビニル芳香族単量体単位重合体ブロック(A)中のビニル芳香族単量体重合体ブロックのブロック率=スチレンブロック含有量(質量%)/スチレン含有量(質量%)×100により算出できる。
本実施形態の粘接着剤用ブロック共重合体中のビニル芳香族単量体単位、例えば上記の例においては、スチレンの含有量は、特に限定されないが、後述する本実施形態の粘接着剤組成物における粘着性(ループタック)、粘着力、及び保持力の、各粘接着剤特性のバランスの観点から10〜60質量%であることが好ましく、より好ましくは20〜50質量%である。
ビニル芳香族単量体単位の含有量が10質量%以上であると、後述する本実施形態の粘接着剤組成物において優れた粘着性、保持力が得られ、60質量%以下であると優れた粘着力が得られる。
次に、本実施形態の粘接着剤用ブロック共重合体の構成成分であるブロック共重合体(成分(a)〜(d))について説明する。
成分(a)〜(d)は、ビニル芳香族単量体単位重合体ブロック(A)と、共役ジエン単量体単位を主体とする重合体ブロック(B)を具備するブロック共重合体であり、上述したような構成及び数平均分子量を有している。
前記成分(a)〜(d)を構成するビニル芳香族炭化水素としては、例えば、スチレン、α−メチルスチレン、p−メチルスチレン及びp−tert−ブチルスチレン等のアルキルスチレン、パラメトキシスチレン、ビニルナフタレン等が挙げられる。ビニル芳香族炭化水素としては、スチレンが好ましい。
前記成分(a)〜(d)を構成する共役ジエン化合物は、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、1,3−ヘキサジエン等が挙げられる。共役ジエン化合物として、1,3−ブタジエン、イソプレンが好ましい。共役ジエン化合物は、1種であってもよく、2種以上であってもよい。
また、本実施形態の粘接着剤用ブロック共重合体中の共役ジエン部分のビニル結合量は20%未満が好ましい。
共役ジエン部分のビニル結合量が20%未満であると、熱安定性、耐候性に優れた特性が得られる。一方において耐熱性(熱変形温度)の観点から、前記ビニル結合量は8%以上とすることが好ましい。
ビニル結合量は、例えば、核磁気共鳴装置(BRUKER社製、DPX−400)による測定や、赤外分光光度計(装置名:FT/IR−230;日本分光社製)を用い、ハンプトン法により算出することができる。
ブロック共重合体中の共役ジエン部分のビニル結合量を調整するために、例えば、エーテル類や第三級アミン類等、具体的には、エチレングリコールジメチルエーテル、テトラヒドロフラン、α−メトキシテトラヒドロフラン、N,N,N’,N’−テトラメチルエチレンジアミン等から選ばれる1種又は2種以上の混合物よりなる調整剤を使用することが好ましい。
具体的には、ブロック共重合体中の共役ジエン部分のビニル結合量は、例えば、エーテル類や第三級アミン類等、具体的には、エチレングリコールジメチルエーテル、テトラヒドロフラン、α−メトキシテトラヒドロフラン、N,N,N’,N’−テトラメチルエチレンジアミン等から選ばれる1種又は2種以上の混合物よりなる調整剤を、共役ジエンモノマーを投入する前段階で、重合溶媒中に投入しておくことにより調整することができる。
〔粘接着剤用ブロック共重合体の製造方法〕
本実施形態の粘接着剤用ブロック共重合体は、例えば、不活性炭化水素溶媒中で、有機リチウム化合物を重合開始剤として、ビニル芳香族炭化水素、例えばスチレンを重合させ、次いで、共役ジエン化合物、例えばブタジエンを重合させ、さらに場合によりこれらの操作を繰り返す方法や、例えばスチレンブタジエンブロック共重合体:成分(a)〜(d)を別々に重合しておき混合する方法により得られる。また、成分(a)と成分(d)の任意の割合の混合物を作製する場合には、カップリング剤の添加量を制御することにより製造できる。
成分(a)〜(d)の分子量は、重合開始剤である有機リチウム化合物量を制御することにより上記所定の範囲に調整できる。
重合反応終了後、水、アルコール、酸等を添加して活性種を失活させ、溶液を例えばスチームストリッピング等を行って重合溶媒を分離した後、乾燥することにより粘接着剤用ブロック共重合体が得られる。
前記成分(a)〜(d)のブロック共重合体の重合方法としては、特に限定されないが、配位重合、アニオン重合又は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点で、アニオン重合が好ましい。
アニオン重合によるブロック共重合体成分の製造方法としては、公知の方法を用いることができ、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49−36975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。
成分(a)〜(d)の重合工程において使用する不活性炭化水素溶媒としては、例えば、ブタン、ペンタン、ヘキサン、イソペンタン、ヘプタン、オクタン、イソオクタン等の脂肪族炭化水素;シクロペンタン、メチルシクロペンタン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、エチルシクロヘキサン等の脂環式炭化水素;ベンゼン、トルエン、エチルベンゼン、キシレン等の芳香族炭化水素等の炭化水素溶媒が挙げられる。これらは1種のみを用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。
また、成分(a)〜(d)の重合工程において使用する有機リチウム化合物としては、公知の化合物、例えば、エチルリチウム、プロピルリチウム、n−ブチルリチウム、sec−ブチルリチウム、tert−ブチルリチウム、フェニルリチウム、プロペニルリチウム、ヘキシルリチウム等が挙げられる。特に、n−ブチルリチウム、sec−ブチルリチウムが好ましい。有機リチウム化合物は、1種のみを用いてもよく、2種以上の混合物を用いてもよい。
なお、ブロック共重合体成分(a)〜(d)は、共役ジエンに由来する不飽和二重結合の一部又は全てを水素添加されていてもよい。その水素化方法は特に限定されるものではなく、公知の技術を用いて行われる。
上述した方法により、ブロック共重合体(a):一般式:(A−B)を重合できる。
上記のように、Aはビニル芳香族単量体単位重合体ブロックであり、Bは共役ジエン単量体単位を主体とする重合体ブロックである。
また、上述した方法により、ブロック共重合体(b):一般式:(A−B)を重合できる。
上記のように、Aはビニル芳香族単量体単位重合体ブロックであり、Bは共役ジエン単量体単位を主体とする重合体ブロックである。nは2以上の整数である。
さらに上述した方法により、ブロック共重合体(c):一般式:(A−B)Aを重合できる。
上記のように、Aはビニル芳香族単量体単位重合体ブロックであり、Bは共役ジエン単量体単位を主体とする重合体ブロックである。pは1以上の整数である。
さらにまた上述した方法により、ブロック共重合体(d):一般式:(A−B)Xを重合できる。
上記のように、Aはビニル芳香族単量体単位重合体ブロックであり、Bは共役ジエン単量体単位を主体とする重合体ブロックである。
Xは、各カップリング剤の残基又は各官能有機リチウム化合物等の開始剤の残基を示す。
mは2、3、4のいずれかであり、各数値は官能数を示す。
前記カップリング剤は、目的とするブロック共重合体(d)の一般式中、mの値により選択する。
すなわち前記カップリング剤のうち、2官能カップリング剤としては、公知のものがいずれも使用でき、特に限定されない。例えば、エポキシ化合物;ジクロルジメチルシラン、フェニルメチルジクロロシランのようなハロゲン化ケイ素化合物;ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシランのようなアルコキシケイ素化合物;ジクロルジメチルスズのようなスズ化合物;安息香酸メチル、安息香酸エチル、安息香酸フェニル、フタル酸エステル類のようなエステル化合物;ジビニルベンゼン等のようなビニルアレン類等が挙げられる。
3官能カップリング剤としては、公知のものがいずれも使用でき、特に限定されない。例えば、メチル三塩化スズ、トリブチルクロロスズのようなスズ化合物;トリメトキシシラン、トリエトキシシランのようなシラン化合物;メチル三塩化ケイ素、トリメチルクロロケイ素のようなハロゲン化ケイ素化合物等が挙げられる。
4官能カップリング剤としては、公知のものがいずれも使用でき、特に限定されない。例えば、四塩化スズのようなハロゲン化スズ化合物;テトラアリルスズ、テトラ(2−オクテニル)スズのようなアリルスズ化合物;テトラフェニルスズ、テトラベンジルスズのようなスズ化合物;四塩化ケイ素、四臭化ケイ素のようなハロゲン化ケイ素化合物;テトラフェノキシケイ素、テトラエトキシケイ素のようなアルコキシケイ素化合物等が挙げられる。
各ブロック共重合体(a)〜(d)を混合する方法は、重合終了後の溶液を混合する方法、あるいは、乾燥して得られた各ブロック共重合体成分をロール等でブレンドする方法が挙げられる。
また、ブロック共重合体(a)と(d)との混合物を得る場合には、上述したようにブロック共重合体(d)を作製する際のカップリング率を制御することにより、ブロック共重合体(a)との任意の割合の混合物が得られる。
前記ブロック共重合体における各成分の混合割合は、成分(a)が50〜80質量%、成分(b)、(c)、及び(d)からなる群より選ばれる少なくともいずれか一成分が20〜50質量%の割合である。
好ましい各成分の混合割合は成分(a)が55〜75質量%、成分(b)、(c)、及び(d)からなる群より選ばれる少なくともいずれか一成分が25〜45質量%であり、より好ましい各成分の混合割合は成分(a)が60〜70質量%、成分(b)、(c)、及び(d)からなる群より選ばれる少なくともいずれか一成分が30〜40質量%である。
これにより、後述する本実施形態の粘接着剤組成物において、優れた粘着性、粘着力、保持力、溶解性、塗工性が得られる。特に、溶解性が良好であることにより、加熱混合時間を短縮化でき、熱劣化による変色を防止することができる。
上述したように、本実施形態の粘接着剤用ブロック共重合体は、少なくとも2個のビニル芳香族単量体単位重合体ブロック(A)を含有しており、当該ビニル芳香族単量体単位重合体ブロック(A)は、当該ビニル芳香族単量体単位重合体ブロック(A)を重合するために用いた全ビニル芳香族単量体単位量(質量%)に対するビニル芳香族単量体重合体ブロック量(質量%)、すなわちブロック率が95〜99%である。
前記ブロック率が95〜99%のビニル芳香族単量体単位重合体ブロック(A)を得るには、ビニル芳香族単量体単位が重合され、共役ジエン単量体単位を添加するタイミング及びブロック共重合体の重合を終了するタイミングを選択すればよい。一般的には、モノマーがほぼ完全に重合するタイミングとしては重合終了時に表れるピーク温度に到達した時からの経過時間が10分程度とみなされており、次のモノマーを添加する。あるいは、重合を終了するための失活剤を添加する。
本実施形態のブロック共重合体においては、共役ジエン単量体単位を添加するタイミング又はブロック共重合体の重合を終了するタイミングは、ビニル芳香族単量体単位重合体ブロック(A)の重合工程での、ビニル芳香族単量体単位の重合終了時頃に表れるピーク温度に到達した時から4〜20分経過した後、好ましくは5〜15分経過した後であって、かつ、ピーク温度より1.5℃以上、好ましくは3℃以上低下した後とする。
ピーク温度に到達した時からの経過時間が4分未満、ピーク温度からの低下温度が1.5℃未満では、ブロック率が95.0〜99.0%のビニル芳香族単量体単位重合体ブロック(A)が得られないという問題を生じる。
また、ブロック共重合体の重合を終了するために失活剤を添加する場合は、失活剤の添加するタイミングは、ビニル芳香族単量体単位の重合終了時すなわちビニル芳香族単量体単位重合体ブロック(A)の重合工程の終了時頃に表れるピーク温度に到達した時から4〜20分、好ましくは5〜15分、より好ましくは5〜12分、経過してから、かつ、ピーク温度より1.5℃以上、好ましくは3℃以上、より好ましくは3.5℃以上、低下してからとする。
ピーク温度に到達した時からの経過時間が4分未満で失活剤を添加すると、十分なブロック率が得られず好ましくない。なお、ピーク温度に到達した時からの経過時間が20分以上するとブロック率は高くなるがリビング末端が失活し、得られたブロック共重合体を含有する粘接着剤組成物のテープ性能であるループタック、粘着力、保持力の各特性バランスが劣る。また、得られたブロック共重合体が着色する等、好ましくない。
なお、重合を終了するための失活剤の添加タイミングは、ブロック共重合体の構造によって適宜選択する。すなわち、成分(c)の場合、ビニル芳香族単量体単位の添加後となり、成分(a)、(b)、(d)の場合、共役ジエン単量体単位の添加後となる。
本実施形態の粘接着剤用ブロック共重合体の製造方法においては、必要に応じ、重合開始剤等に由来する金属類を脱灰する工程を採用することができる。また、必要に応じ、反応停止剤、酸化防止剤、中和剤、界面活性剤等を添加する工程を採用してもよい。
上述のようにして作製できる本実施形態の粘接着剤用ブロック共重合体は、窒素、酸素、ケイ素、リン、硫黄、スズから選ばれる極性基含有官能基が重合体に結合した、いわゆる変性重合体やブロック共重合体成分を無水マレイン酸等の変性剤で変性した変性ブロック共重合体であってもよく、公知の変性反応を行うことにより得られる。
上述のようにして本実施形態の粘接着剤用ブロック共重合体を構成する成分(a)〜(d)のブロック共重合体を製造した後、後述する方法により、ブロック重合体の単離、すなわち仕上げを行う。
ブロック共重合体(a)〜(d)の重合工程は、上述したように不活性炭化水素溶媒中で行う。従って、ブロック共重合体を単離するためには、溶媒を除去する必要がある。
具体的な溶媒を除去する方法としては、スチームストリッピングにより、含水クラムを得、得られた含水クラムを乾燥することによりブロック共重合体を得る方法が挙げられる。
スチームストリッピングによる溶媒を除去する好ましい実施態様は、スチームストリッピングの際、クラム化剤として界面活性剤を用いることが一般的であり、そのような界面活性剤の例としては、アニオン界面活性剤、カチオン界面活性剤、非イオン界面活性剤が挙げられる。これら界面活性剤は、ストリッピング帯の水に対して一般に0.1〜3000ppm添加される。
前記界面活性剤に加えて、Li,Na,Mg,Ca,Al,Zn等の金属の水溶性塩をクラムの分散助剤として用いることもできる。
ブロック共重合体の重合工程及び前記スチームストリッピングを経て得られる水中に分散したクラム状のブロック共重合体の濃度は、一般に0.1〜20質量%(ストリッピング帯の水に対する割合)であり、この範囲であれば運転上の支障をきたすことなく、良好な粒径を有するクラムを得ることができる。上記で得られた水分を含むブロック共重合体のクラムを脱水により含水率を1〜30質量%に調整し、その後、含水率が1質量%以下になるまで乾燥を行う。
前記クラムの脱水工程においては、ロール、バンバリー式脱水機、スクリュー押出機式絞り脱水機等の圧縮水絞機での脱水、あるいはコンベヤー、箱型の熱風乾燥機で脱水と乾燥を同時に行ってもよい。
本実施形態の粘接着剤用ブロック共重合体を構成するブロックAのブロック率が95.0〜99.0%の範囲であれば、ブロック共重合体が融着せず乾燥がスムーズにできる。ブロック率が95.0%未満であるとブロック共重合体同士が融着し、コンベヤー面に接着或いは箱型乾燥機の壁面に付着する傾向がある。
〔粘接着剤組成物〕
(構成)
本実施形態の粘接着剤組成物は、上述した(i)粘接着剤用ブロック共重合体と、後述する(ii)粘着付与剤、及び後述する(iii)軟化剤とを含有するものであり、必要に応じて後述するその他の成分を含有するものである。
なお、用途に応じて、ブロック共重合体中の成分(a)〜(d)の数平均分子量を選択し、粘着付与剤、軟化剤の、各々の配合量を調製することが好ましい。
本実施形態の粘接着剤組成物は、上述した本実施形態の(i)粘接着剤用ブロック共重合体:100質量部と、(ii)粘着付与剤:100〜400質量部と、(iii)軟化剤:50〜150質量部と、を、含有するものであることが好ましい。
これにより、本実施形態の粘接着剤組成物において、優れた粘着性、粘着力、保持力、溶解性、塗工性が得られる。
上述した粘接着剤組成物において、より好ましい(ii)粘着付与剤の量は150〜400質量部、さらに好ましくは200〜400質量部である。また、より好ましい(iii)軟化剤の量は70〜130質量部である。
(粘着付与剤)
本実施形態の粘接着剤組成物を構成する粘着付与剤は、得られる粘接着剤組成物の用途、要求性能によって、多種多様に選択することができる。
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剤樹脂が挙げられる。
これらの粘着付与剤樹脂は単独で使用しても、2種以上を混合使用してもよい。
(軟化剤)
本実施形態の粘接着剤組成物を構成する軟化剤は、特に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。
(その他の成分)
本実施形態の粘接着剤組成物には、必要により、酸化防止剤、光安定剤等の安定剤、及びその他の添加剤を添加することができる。
酸化防止剤としては、例えば、2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェノール、n−オクタデシル−3−(4’−ヒドロキシ−3’,5’−ジ−t−ブチルフェニル)プロピオネート、2,2’−メチレンビス(4−メチル−6−t−ブチルフェノール)、2,2’−メチレンビス(4−エチル−6−t−ブチルフェノール)、2,4−ビス〔(オクチルチオ)メチル〕−0−クレゾール、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、2,4−ジ−t−アミル−6−〔1−(3,5−ジ−t−アミル−2−ヒドロキシフェニル)エチル〕フェニルアクリレート、2−[1−(2−ヒドロキシ−3,5−ジ−tert−ペンチルフェニル)]アクリレート等のヒンダードフェノール系酸化防止剤;ジラウリルチオジプロビオネート、ラウリルステアリルチオジプロピオネートペンタエリスリトールーテトラキス(β−ラウリルチオプロピオネート)等のイオウ系酸化防止剤;トリス(ノニルフェニル)ホスファイト、トリス(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)ホスファイト等のリン系酸化防止剤等が挙げられる。
酸化防止剤の添加量は任意であるが、好ましくは粘接着剤組成物100質量部に対して5質量部以下である。
光安定剤としては、例えば、2−(2’−ヒドロキシ−5’−メチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(2’−ヒドロキシ−3’,5’−t−ブチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(2’−ヒドロキシ−3’,5’−ジ−t−ブチルフェニル)−5−クロロベンゾトリアゾール等のベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤や、2−ヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノン等のベンゾフェノン系紫外線吸収剤、あるいはヒンダードアミン系光安定剤等を挙げることができる。
前記安定剤以外に、本実施形態の粘接着剤組成物には、必要により、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、及び、本実施形態の粘接着剤組成物を構成するブロック共重合体以外の、所定のスチレン−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。
(特性)
本実施形態の粘接着剤組成物から得られる粘着テープの性能は、ループタックT:(N/15mm)/50が0.8以上、粘着力P:(N/10mm)/10が0.8以上、保持力C:(分)/10が0.8以上であることが好ましい。各項目の数値が0.9以上であることがより好ましく、0.95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組成物から得られる粘着テープの性能は、後述する実施例において示される条件により作製される粘着テープを用い、実施例中に示された測定条件に従って測定することができる。
〔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、上述したブロック共重合体と粘着付与剤、さらに軟化剤とを混合することにより製造できる。
混合方法としては、例えば、ブロック共重合体と粘着付与剤、軟化剤とを、混合機、ニーダー等で、加熱条件下で均一混合する方法が挙げられる。
前記混合工程での温度は130℃〜210℃が好ましい。130℃未満では十分にブロック共重合体が溶融せず、分散不良の原因となるおそれがある。また、210℃を超えるとブロック共重合体の架橋や粘着付与剤の低分子量成分の蒸発等により、粘接着特性が劣化を招来するおそれがある。好ましい混合温度は140℃〜200℃、より好ましくは150℃〜190℃である。
混合時間は、5〜90分が好ましい。5分未満では各成分が均一に分散しないおそれがある。また、90分を超えるとブロック共重合体の架橋や粘着付与剤の低分子量成分の蒸発等により、粘接着特性の劣化を招来するおそれがある。好ましい混合時間は10分〜80分であり、より好ましくは20分〜70分である。
前記粘着付与剤としては、脂肪族系環状炭化水素樹脂(例えば、荒川化学工業(株)製:アルコンM100)、ポリテルペン樹脂(例えば、ヤスハラケミカル(株)製:クリアロンM115)等を好ましく使用できる。
軟化剤としては、色調の観点から、パラフィン系プロセスオイル(例えば、出光興産(株)製:PW−90)を好ましく使用できる。
本実施形態の粘接着剤組成物は、ループタックT:(N/15mm)/50が0.8以上であり、粘着力P:(N/10mm)/10が0.8以上であり、保持力:C(分)/10が0.8以上である。ループタック、粘着力及び保持力は、後述する実施例に記載した方法により測定することができる。
ループタックは、前記軟化剤成分の使用量を増加させることにより向上を図ることができる。なお、軟化剤成分の使用量を増加させると、保持力の低下を招来するため、所望の特性に応じて配合割合を調整する。
粘着力は、前記粘着付与剤の使用量を増加させることにより向上を図ることができる。なお、粘着付与剤の使用量を増加させると、ループタック、保持力の低下を招来するため、所望の特性に応じて配合割合を調整する。
保持力は、前記ブロック共重合体の使用量を増加させることにより向上を図ることができる。なお、ブロック共重合体の使用量を増加させると、ループタックの低下を招来したり、本実施形態の粘接着剤組成物の溶融粘度が高くなり、加工性(溶解性、塗工性)が劣るおそれがあるため、所望の特性に応じて配合割合を調整する。
〔用途〕
本実施形態の粘接着剤組成物は、良好な溶解性、塗工性を有し、粘着性、粘着力、及び保持力に優れ、かつこれらの粘接着特性バランスも良好である。このような特徴を生かして、各種粘着テープ・ラベル類、感圧性薄板、感圧性シート、表面保護シート・フィルム、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、接着剤等に利用でき、特に粘着性テープ用、粘着性シート・フィルム用、粘着性ラベル用、表面保護シート・フィルム用、衛材用の粘接着剤用として有用である。
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。
なお、以下の実施例及び比較例において、重合体の特性や物性の測定は、下記のようにして行った。
〔(I)ブロック共重合体の特性〕
<(I−1)ブロック共重合体の仕上げ性>
重合溶液にスチームストリッピングを行って溶媒を除去し、その後、含水クラムを1軸スクリュー押出機型水絞り機に送り、脱水したクラム(ブロック共重合体)を85℃での箱型の熱風乾燥機で1時間乾燥した後のブロック共重合体と、熱風乾燥機の箱の内壁との接着状態を観察した。
仕上げ性の基準としては、評価が良い方から順に、ブロック共重合体が箱の内壁と全く接着していないものを○、僅かに接着が見られるが、自然に剥がれるものを△〜○、若干の接着が見られるものの、手で簡単に剥がれるものを△、ブロック共重合体が箱の内壁と強固に接着し、かなり強い力をかけないと剥がれない状態を×として評価した。
<(I−2)スチレン含有量>
一定量のブロック共重合体をクロロホルムに溶解し、紫外分光光度計(島津製作所製、UV−2450)にて測定し、スチレン成分に起因する吸収波長(262nm)のピーク強度から検量線を用いてスチレン含有量を算出した。
<(I−3)スチレンブロック含有量>
約0.07gのブロック共重合体を精秤し、10mLのクロロホルムに溶解し、クロロホルム溶液中に20mLのオスミニウム酸/ターシャルブチルハイドロパーオキサイド(濃度:0.1g/33mL)の溶液を添加して90〜95℃の湯浴中で15分間還流させ、ブタジエン成分の二重結合を切断した。
メタノールを加え、未分解成分を沈殿させた後、ガラスフィルターを用いてろ過し、ろ物をクロロホルムに溶解した。
得られた溶液を紫外分光光度計(島津製作所製、UV−2450)にて測定し、スチレン成分に起因する吸収波長(262nm)のピーク強度から検量線を用いてスチレンブロック含有量を算出した。
<(I−4)分子量>
ゲルパーミエーション・クロマトグラフィー(GPC:装置は、ウォーターズ製)で測定し、溶媒にはテトラヒドロフランを用い、測定条件は、温度35℃で行った。
分子量は、クロマトグラムのピークの分子量を、市販の標準ポリスチレンの測定から求めた検量線(標準ポリスチレンのピーク分子量を使用して作成)を使用して求めた数量平均分子量である。
なお、クロマトグラム中にピークが複数有る場合の分子量は、各ピークの分子量と各ピークの組成比(クロマトグラムのそれぞれのピークの面積比より求める)から求めた平均分子量をいう。
<(I−5)ブタジエン部のビニル結合含有量>
赤外線分光光度計(パーキンエルマー製モデル1710)を用いて測定し、ハンプトン法(「Analytical Chem.、21、943(’43)」に記載)により測定した。
〔(II)粘接着剤組成物の物性の測定〕
<(II−1)粘接着剤組成物の溶解性>
混合装置として用いた加圧式ニーダー(株式会社森山製作所製 D0.3−3型ニーダー)のトルク変化を読み取り、変化率が1%以内になったところを溶解した時間とした。
溶解性の判断基準は、評価が良い方から順に、溶解時間が40分以内を○、40〜60分を△、60分以上を×として評価した。
<(II−2)粘接着剤組成物の溶融粘度>
粘接着剤組成物の溶融粘度は、温度180℃でブルックフィールド型粘度計(ブルックフィールド社製 DV−III)により測定した。
<(II−3)粘接着剤組成物の軟化点>
粘接着剤組成物の軟化点は、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。
<(II−4)塗工性>
溶融させた粘接着剤組成物を160℃に加熱したホットプレート上に垂らし、160℃に加熱したアプリケーターで塗工した後の粘接着剤塗工面を目視観察した。
塗工性の判断基準は、評価が良い方から順に、全くムラのない状態を○、ムラが20%未満の状態を△〜○、ムラが20%以上50%未満を△、ムラが50%以上を×として評価した。
溶融させた粘接着剤組成物を室温まで冷却し、これをトルエンに溶かし、アプリケーターでポリエステルフィルムにコーティングし、その後、室温で30分間、70℃のオーブンで7分間、トルエンを完全に蒸発させ、厚さ50μmの粘着テープを作製した。
粘接着剤組成物の粘着性(ループタック)、粘着力、保持力を、以下の方法で測定した。
<(II−5)粘着性(ループタック)>
250mm長×15mm幅のループ状の試料を用い、PE(ポリエチレン)板への接触面積: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。
測定値T(N/15mm)/50を点数とし、1.0以上であれば実用上優れた性能、0.8以上であれば実用上十分な性能であると判断した。
<(II−6)粘着力>
JIS Z0237の引きはがし粘着力の測定の方法1:試験板に対する180°引きはがし粘着力の測定方法に準じて、25mm幅の試料をポリエチレン板に貼り付け、引き剥がし速度300mm/minで180°粘着力を測定した。
測定値P(N/10mm)/30を点数とし、1.0以上であれば実用上優れた性能、0.8以上であれば実用上十分な性能であると判断した。
<(II−7)保持力>
保持力は、ステンレス板及びPE板に25mm×25mmの面積が接するように前記粘着テープサンプルを貼り付け、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。
測定値C(分)/10を点数とし、1.0以上であれば実用上優れた性能、0.8以上であれば実用上十分な性能であると判断した。
なお、上記粘着性、粘着力、保持力の合計点が高い方が、粘接着剤組成物としての性能バランスに優れていると判断した。
〔(III)ブロック共重合体成分の調製〕
<ポリマー1:2官能カップリングスチレン−ブタジエンブロック共重合体>
攪拌機及びジャケット付きの内容量10Lのステンレス製オートクレーブを、洗浄、乾燥、窒素置換し、シクロヘキサン5720g、予め精製したスチレン280gを仕込み、ジャケットに温水を通水して内容物を約40℃に設定した。
次に、n−ブチルリチウムシクロヘキサン溶液(純分で1.5g)を添加し、スチレンの重合を開始した。
スチレンの重合により、最高温度(53℃)に達してから6分後、最高温度から2℃低下した後に、ブタジエン(1,3−ブタジエン)520gを添加し、重合を継続し、ブタジエンがほぼ完全に重合して最高温度(89℃)に達してから30秒後に、カップリング剤として安息香酸エチルを添加し、カップリングさせた。
カップリング剤添加より10分後に、水1.6gを加えて失活させた。
得られたブロック共重合体溶液に、オクタデシル−3−(3,5−ジブチル−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネートを、上記ブロック共重合体100質量部に対して0.3質量部添加して充分混合した。上記の重合溶液をスチームストリッピングするにあたり、クラム化剤として、α−(p−ノニルフェニル)−ω−ヒドロキシポリ(オキシエチレン)のジハイドロジエンリン酸エステルとモノハイドロジエンリン酸エステルとの混合物をストリッピング帯の水に対して30ppm用い、90〜98℃の温度で溶媒を除去した。
溶媒除去槽内のスラリー中の重合体クラムの濃度は約5質量%であった。
次いで、上記で得られたクラム状ブロック共重合体の水分散スラリーを、回転式スクリーンに送り、含水率45質量%の含水クラムを得た。この含水クラムを1軸スクリュー押出機型水絞り機に送り、脱水した重合体を得た。このクラムを85℃での箱型の熱風乾燥機で1時間乾燥した(得られたブロック共重合体をポリマー1とする)。得られたポリマー1は無色透明であった。
ポリマー1は、ビニル芳香族単量体単位重合体ブロック(A)を重合するために用いたスチレン含有量がポリマー1全体に対して35質量%であり、ビニル芳香族単量体単位重合体ブロック(A)中のスチレンブロック含有量(質量%)が、当該ビニル芳香族単量体単位重合体ブロック(A)を重合するために用いた全スチレン単量体単位量(質量%)に対して97.5%(スチレンブロック率と言う。以下同じ。)であり、成分(a)の数平均分子量が6.3万、成分(d)の数平均分子量が12.8万であった。
また、成分(a)相当品であるスチレン−ブタジエンのジブロック構造のブロック共重合体が70質量%含有していた。なお、ブタジエン部のビニル結合量は12.5%であった。
ポリマー1は、成分(d):((A−B)X)のm=2と、成分(a):(A−B)の混合物であった。
<ポリマー2:3官能カップリングスチレン−ブタジエンブロック共重合体>
攪拌機及びジャケット付きの内容量10Lのステンレス製オートクレーブを、洗浄、乾燥、窒素置換し、シクロヘキサン5720g、予め精製したスチレン240gを仕込み、ジャケットに温水を通水して内容物を約40℃に設定した。
次に、n−ブチルリチウムシクロヘキサン溶液(純分で1.4g)を添加し、スチレンの重合を開始した。
スチレンの重合により、最高温度(51℃)に達してから5分後、最高温度から2℃低下した後に、ブタジエン(1,3−ブタジエン)560gを添加し、重合を継続し、ブタジエンがほぼ完全に重合して最高温度(91℃)に達してから35秒後に、カップリング剤としてトリエトキシシランを添加し、カップリングさせた。
カップリング剤添加より10分後に、水1.6gを加えて失活させた。
得られたブロック共重合体溶液に、オクタデシル−3−(3,5−ジブチル−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネートを、上記ブロック共重合体100質量部に対して0.3質量部添加し、その後、上述したポリマー1の製造工程と同様に、溶液にスチームストリッピングを行い、重合溶媒を分離した後、乾燥した(得られたブロック共重合体をポリマー2とする)。得られたポリマー2は無色透明であった。
ポリマー2は、ビニル芳香族単量体単位重合体ブロック(A)を重合するために用いたスチレンの含有量がポリマー2全体に対して30質量%であり、前記スチレンブロック率が95.8%であり、成分(a)の数平均分子量が3.8万、成分(d)の数平均分子量が11.2万であった。
また、スチレン−ブタジエンのジブロック構造のブロック共重合体が75質量%含有していた。なお、ブタジエン部のビニル結合量は13.5%であった。
ポリマー2は、成分(d):((A−B)X)のm=3と、成分(a):(A−B)の混合物であった。
<ポリマー3:スチレン−ブタジエンブロック共重合体とスチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体の混合物>
攪拌機及びジャケット付きの内容量10Lのステンレス製オートクレーブを、洗浄、乾燥、窒素置換し、シクロヘキサン5720g、予め精製したスチレン120gを仕込み、ジャケットに温水を通水して内容物を40℃に設定した。
次に、n−ブチルリチウムシクロヘキサン溶液(純分で1.4g)を添加し、スチレンの重合を開始した。
スチレンの重合により、最高温度(50℃)に達してから7分後、最高温度から2.5℃低下した後に、ブタジエン(1,3ブタジエン)560gを添加し、重合を継続し、ブタジエンがほぼ完全に重合し、最高温度(88℃)に達してから40秒後に、再度、スチレンを120g添加して重合を継続し、スチレンの重合により、最高温度(95℃)に達してから8分後、最高温度から3℃低下した後に、水0.5g加えて失活させた。
得られたブロック共重合体溶液に、オクタデシル−3−(3,5−ジブチル−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネートを上記ブロック共重合体100質量部に対して0.3質量部添加したポリマー溶液とポリマー1のカップリング前のポリマー(スチレン−ブタジエンブロック共重合体)溶液を混合した後、上述したポリマー1の製造工程と同様に、溶液にスチームストリッピングを行い、重合溶媒を分離した後、乾燥した(得られた共重合体をポリマー3とする)。得られたポリマー3は無色透明であった。
ポリマー3は、ビニル芳香族単量体単位重合体ブロック(A)を重合するために用いたスチレンの含有量がポリマー3全体に対して33.5質量%であり、前記スチレンブロック率が97.3%であり、成分(a)の数平均分子量が6.3万、成分(c)数平均分子量が12万であった。また、ブタジエン部のビニル結合量は12.8%であった。
ポリマー3は、成分(a):(A−B)と成分(c):((A−B)A)のp=1の混合物であった。
<ポリマー4:スチレン−ブタジエンブロック共重合体とスチレン−ブタジエン−スチレン−ブタジエンブロック共重合体の混合物>
攪拌機及びジャケット付きの内容量10Lのステンレス製オートクレーブを、洗浄、乾燥、窒素置換し、シクロヘキサン5720g、予め精製したスチレン120gを仕込み、ジャケットに温水を通水して内容物を40℃に設定した。
次に、n−ブチルリチウムシクロヘキサン溶液(純分で1.35g)を添加し、スチレンの重合を開始した。
スチレンの重合により、最高温度(51℃)に達してから6分後、最高温度から2℃低下した後に、ブタジエン(1,3ブタジエン)520gを添加し、重合を継続し、ブタジエンがほぼ完全に重合し、最高温度(86℃)に達してから40秒後に、再度、スチレンを120g添加して重合を継続し、スチレンの重合により、最高温度(93℃)に達してから7分後、さらに、ブタジエン(1,3ブタジエン)40gを添加し、重合を継続し、ブタジエンがほぼ完全に重合し、最高温度(97℃)に達してから50秒後最高温度から3℃低下した後に、水0.5g加えて失活させた。
得られたブロック共重合体溶液に、オクタデシル−3−(3,5−ジブチル−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネートを上記ブロック共重合体100質量部に対して0.3質量部添加したポリマー溶液(ポリマー換算:35質量%)と、上述したポリマー1のカップリング前のポリマー(スチレン−ブタジエンブロック共重合体)溶液(ポリマー換算:65質量%)とを混合した後、上述したポリマー1の製造工程と同様に、溶液にスチームストリッピングを行い、重合溶媒を分離した後、乾燥した(得られた共重合体をポリマー4とする)。得られたポリマー4は無色透明であった。
ポリマー4は、ビニル芳香族単量体単位重合体ブロック(A)を重合するために用いたスチレンの含有量がポリマー4全体に対して33.25質量%であり、前記スチレンブロック率が97.1%であり、成分(a)の数平均分子量が6.3万、成分(c)数平均分子量が14万であった。また、ブタジエン部のビニル結合量は12.5%であった。
ポリマー4は、成分(a):(A−B)と成分(b):((A−B))のn=2の混合物であった。
<ポリマー5:2官能カップリングスチレン−ブタジエンブロック共重合体>
スチレンの重合により、最高温度(53℃)に達してから3.5分後、最高温度から1℃低下した後に、ブタジエン(1,3−ブタジエン)520gを添加した。その他の条件は、上述したポリマー1の製造工程と同様の方法を用いてポリマー5を得た。得られたポリマー5は無色透明であった。
ポリマー5は、ビニル芳香族単量体単位重合体ブロック(A)を重合するために用いたスチレンの含有量がポリマー5全体に対して35質量%であり、前記スチレンブロック率が92.1%であり、成分(a)の数平均分子量が6.1万、成分(d)の数平均分子量が12.5万であった。
また、成分(a)相当品であるスチレン−ブタジエンのジブロック構造のブロック共重合体が70質量%含有していた。なお、ブタジエン部のビニル結合量は12.5%であった。
ポリマー5は、成分(d):((A−B)X)のm=2と、成分(a):(A−B)の混合物であった。
<ポリマー6:2官能カップリングスチレン−ブタジエンブロック共重合体>
スチレン240gを仕込み、スチレンの重合により、最高温度(53℃)に達してから21分を経過した後、かつ最高温度から6℃低下した後に、ブタジエン(1,3−ブタジエン)560gを添加した。その他の条件は、上述したポリマー1の製造工程と同様の方法を用いてポリマー6を得た。得られたポリマー6は、黄色を呈していた。
ポリマー6は、ビニル芳香族単量体単位重合体ブロック(A)を重合するために用いたスチレンの含有量がポリマー6全体に対して30質量%であり、前記スチレンブロック率が99.5%であり、成分(a)の数平均分子量が6.2万、成分(d)の数平均分子量が12.6万であった。
また、成分(a)相当品であるスチレン−ブタジエンのジブロック構造のブロック共重合体が70質量%含有していた。なお、ブタジエン部のビニル結合量は12.2%であった。
ポリマー6は、成分(d):((A−B)X)のm=2と、成分(a):(A−B)の混合物であった。
<ポリマー7:2官能カップリングスチレン−ブタジエンブロック共重合体>
カップリング剤の安息香酸エチルの量を変量して、カップリング率を変えた。その他の条件は、上述したポリマー1の製造工程と同様の方法を用いてポリマー7を得た。得られたポリマー7は無色透明であった。
ポリマー7は、ビニル芳香族単量体単位重合体ブロック(A)を重合するために用いたスチレンの含有量がポリマー7全体に対して35質量%であり、前記スチレンブロック率が97.4%、成分(a)の数平均分子量が6.3万、成分(d)の数平均分子量が12.8万であった。
また、成分(a)相当品であるスチレン−ブタジエンのジブロック構造のブロック共重合体が40質量%含有していた。なお、ブタジエン部のビニル結合量は12.5%であった。
ポリマー7は、成分(d):((A−B)X)のm=2と、成分(a):(A−B)の混合物であった。
<ポリマー8:2官能カップリングスチレン−ブタジエンブロック共重合体>
カップリング剤の安息香酸エチルの量を変量して、カップリング率を変えた。その他の条件は、上述したポリマー1の製造工程と同様の方法を用いてポリマー8を得た。得られたポリマー8は無色透明であった。
ポリマー8は、ビニル芳香族単量体単位重合体ブロック(A)を重合するために用いたスチレンの含有量がポリマー8全体に対して35質量%であり、前記スチレンブロック率が97.3%であり、成分(a)の数平均分子量が6.3万、成分(d)の数平均分子量が12.8万であった。
また、成分(a)相当品であるスチレン−ブタジエンのジブロック構造のブロック共重合体が85質量%含有していた。なお、ブタジエン部のビニル結合量は12.5%であった。
ポリマー8は、成分(d):((A−B)X)のm=2と、成分(a):(A−B)の混合物であった。
<ポリマー9:2官能カップリングスチレン−ブタジエンブロック共重合体>
攪拌機及びジャケット付きの内容量10Lのステンレス製オートクレーブを、洗浄、乾燥、窒素置換し、シクロヘキサン5720g、予め精製したスチレン280gを仕込み、ジャケットに温水を通水して内容物を約40℃に設定した。
次に、n−ブチルリチウムシクロヘキサン溶液(純分で1.79g)を添加し、スチレンの重合を開始した。
スチレンの重合により、最高温度(55℃)に達してから5分後、最高温度から2.5℃低下した後に、ブタジエン(1,3−ブタジエン)520gを添加し、重合を継続し、ブタジエンがほぼ完全に重合して最高温度(91℃)に達してから25秒後に、カップリング剤として安息香酸エチルを添加し、カップリングさせた。
カップリング剤添加より10分後に、水1.6gを加えて失活させた。
得られたブロック共重合体溶液に、オクタデシル−3−(3,5−ジブチル−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネートを、上記ブロック共重合体100質量部に対して0.3質量部添加し、上述したポリマー1の製造工程と同様に、溶液にスチームストリッピングを行い、重合溶媒を分離した後、乾燥した(得られたブロック共重合体をポリマー9とする)。得られたポリマー9は無色透明であった。
ポリマー9は、ビニル芳香族単量体単位重合体ブロック(A)を重合するために用いたスチレンの含有量がポリマー9全体に対して35質量%であり、前記スチレンブロック率が96.0%であり、成分(a)の数平均分子量が1.5万、成分(d)の数平均分子量が3.0万であった。
また、成分(a)相当品であるスチレン−ブタジエンのジブロック構造のブロック共重合体が70質量%含有していた。なお、ブタジエン部のビニル結合量は12.4%であった。
ポリマー9は、成分(d):((A−B)X)のm=2と、成分(a):(A−B)の混合物であった。
<ポリマー10:2官能カップリングスチレン−ブタジエンブロック共重合体>
攪拌機及びジャケット付きの内容量10Lのステンレス製オートクレーブを、洗浄、乾燥、窒素置換し、シクロヘキサン5720g、予め精製したスチレン280gを仕込み、ジャケットに温水を通水して内容物を約40℃に設定した。
次に、n−ブチルリチウムシクロヘキサン溶液(純分で1.39g)を添加し、スチレンの重合を開始した。
スチレンの重合により、最高温度(52℃)に達してから7分後、最高温度から2℃低下した後に、ブタジエン(1,3−ブタジエン)520gを添加し、重合を継続し、ブタジエンがほぼ完全に重合して最高温度(88℃)に達してから25秒後に、カップリング剤として安息香酸エチルを添加し、カップリングさせた。
カップリング剤添加より10分後に、水1.6gを加えて失活させた。
得られたブロック共重合体溶液に、オクタデシル−3−(3,5−ジブチル−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネートを、上記ブロック共重合体100質量部に対して0.3質量部添加し、上述したポリマー1の製造工程と同様に、溶液にスチームストリッピングを行い、重合溶媒を分離した後、乾燥した(得られたブロック共重合体をポリマー10とする。)。得られたポリマー10は無色透明であった。
ポリマー10は、ビニル芳香族単量体単位重合体ブロック(A)を重合するために用いたスチレンの含有量がポリマー10全体に対して35質量%であり、前記スチレンブロック率が96.7%であり、成分(a)の数平均分子量が9.8万、成分(d)の数平均分子量が19.6万であった。
また、成分(a)相当品であるスチレン−ブタジエンのジブロック構造のブロック共重合体が70質量%含有していた。なお、ブタジエン部のビニル結合量は12.7%であった。
ポリマー10は、成分(d):((A−B)X)のm=2と、成分(a):(A−B)の混合物であった。
次に、上述した各種粘接着剤用ブロック共重合体を用いて、粘接着剤組成物を作製した。
〔実施例1〕
ブロック共重合体(ポリマー1)100質量部に対して、粘着付与剤としてアルコンM100(荒川化学工業(株)製)を300質量部、軟化剤としてダイアナプロセスオイルPW−90(出光興産(株)製)を100質量部の配合比で配合し、180℃×30分間、加圧双腕型ニーダー(型式:D0.3−3、(株)森山製作所製)で溶融混練し、淡黄色の均一な、ホットメルト型粘接着剤組成物を得た。
なお、粘接着剤組成物には、前記ブロック共重合体(ポリマー1)100質量部に対して、安定剤として2−t−ブチル−6−(3−t−ブチル−2−ヒドロキシ−5−メチルベンジル)−4−メチルフェニルアクリレートを1質量部配合した。
上述した粘接着剤組成物の物性の測定方法に従い、測定した結果、溶融粘度(at.180℃)は920(mPa・s)であり、軟化点は89.8℃であった。
また、塗工性は良好であり、ループタックは53.4N/15mm、粘着力は30.7N/10mm、保持力は10.3分であり、実用上十分に良好であった。
〔実施例2〜4〕、〔比較例1〜10〕
下記表1、表2に示す配合に従い、実施例1と同様の方法で、粘着付与剤にはアルコンM100、軟化剤にはダイアナプロセスオイルPW−90を使用して、それぞれ粘接着剤組成物を作製し、特性を評価した。
なお、40分混練してもトルクが安定しない場合は、トルクが安定するまで混練した。
Figure 0005572716
Figure 0005572716
実施例1〜4の粘接着剤用ブロック共重合体(ポリマー1〜4)は、いずれも、実用上良好な仕上げ性を有していることが分かった。
また、実施例1〜4の粘接着剤用組成物は、いずれもループタック(粘着性)、粘着力、保持力の各粘接着剤特性が良好で、かつこれらの性能バランスに優れ、溶解性、塗工性にも優れていることが分かった。
本出願は、2010年10月15日に日本国特許庁へ出願された、日本特許出願(特願2010−232925)に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
本発明の粘接着剤組成物は、各種粘着テープ・ラベル類、感圧性薄板、感圧性シート、表面保護シート・フィルム、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、接着剤等に利用でき、特に、粘着性テープ用、粘着性シート・フィルム用、粘着性ラベル用、表面保護シート・フィルム用、衛生材料用の粘接着剤として産業上の利用可能性がある。

Claims (5)

  1. 少なくとも2個のビニル芳香族単量体単位重合体ブロック(A)と、少なくとも1個の共役ジエン単量体単位を主体とする重合体ブロック(B)と、を具備するブロック共重合体を含む粘接着剤用ブロック共重合体であって、
    前記ビニル芳香族単量体単位重合体ブロック(A)中のビニル芳香族単量体重合体ブロック量(質量%)が、当該ビニル芳香族単量体単位重合体ブロック(A)を重合するために用いた全ビニル芳香族単量体単位量(質量%)に対して95.0〜99.0%であり、
    かつ、
    下記成分(a)50〜80質量%と、下記成分(b)、(c)、及び(d)よりなる群から選ばれる少なくともいずれか一成分20〜50質量%からなる粘接着剤用ブロック共重合体。
    (a):一般式(A−B)によって表される、20,000〜80,000の数平均分子量を有するジブロック共重合体。
    (b):nが2以上の整数であり、(A−B)によって表される、40,000〜160,000の数平均分子量を有するブロック共重合体。
    (c):pが1以上の整数であり、(A−B)Aによって表される、40,000〜160,000の数平均分子量を有するブロック共重合体。
    (d):mが2、3、4のいずれかであり、一般式(A−B)Xによって表される、40,000〜160,000の数平均分子量を有する分岐ブロック共重合体。なお、Xは、カップリング剤の残基又は重合開始剤の残基を示す。
  2. (i)請求項1に記載の粘接着剤用ブロック共重合体:100質量部と、
    (ii)粘着付与剤:100〜400質量部と、
    (iii)軟化剤:50〜150質量部と、
    を、含有する粘接着剤組成物。
  3. 下記(1)〜(3)の要件を満たす請求項2に記載の粘接着剤組成物。
    (1):ループタックT(N/15mm)/50が0.8以上
    (2):JIS Z0237の引きはがし粘着力の測定方法に従い測定した、試験板に対する180°引きはがし粘着力P(N/10mm)/30が0.8以上
    (3):保持力C(分)/10が0.8以上
  4. 請求項1に記載の粘接着剤用ブロック共重合体の製造方法であって、
    ビニル芳香族単量体単位を重合し前記ビニル芳香族単量体単位重合体ブロック(A)を作製する工程と、
    共役ジエン単量体単位を、前記ビニル芳香族単量体単位を重合する工程での最高温度に到達した時から4分以上20分以下経過し、かつ、前記最高温度より1.5℃以上低下した時点で添加する工程と、
    を有する粘接着剤用ブロック共重合体の製造方法。
  5. 前記成分(c)を含有する請求項1に記載の粘接着剤用ブロック共重合体の製造方法であって、
    前記ブロック共重合体の重合を終了するための失活剤を、前記ビニル芳香族単量体単位を重合し前記ビニル芳香族単量体単位重合体ブロック(A)を作製する工程の後、当該工程における最高温度に到達した時から4分以上20分以下経過し、かつ最高温度より1.5℃以上低下した時点で添加する請求項4に記載の粘接着剤用ブロック共重合体の製造方法。
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