JPH10500150A - 分枝コポリマー感圧性ホットメルト接着剤 - Google Patents
分枝コポリマー感圧性ホットメルト接着剤Info
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- JPH10500150A JPH10500150A JP7528921A JP52892195A JPH10500150A JP H10500150 A JPH10500150 A JP H10500150A JP 7528921 A JP7528921 A JP 7528921A JP 52892195 A JP52892195 A JP 52892195A JP H10500150 A JPH10500150 A JP H10500150A
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- C09J—ADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
- C09J153/00—Adhesives based on block copolymers containing at least one sequence of a polymer obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds; Adhesives based on derivatives of such polymers
- C09J153/02—Vinyl aromatic monomers and conjugated dienes
- C09J153/025—Vinyl aromatic monomers and conjugated dienes modified
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L2666/00—Composition of polymers characterized by a further compound in the blend, being organic macromolecular compounds, natural resins, waxes or and bituminous materials, non-macromolecular organic substances, inorganic substances or characterized by their function in the composition
- C08L2666/02—Organic macromolecular compounds, natural resins, waxes or and bituminous materials
Abstract
(57)【要約】
改良されたホットメルト感圧性接着剤。当該接着剤は、優れた熱安定性と、高い粘着力との独特な組合せを有する。当該接着剤は、おむつや衛生ナプキンのような使い捨て物品に利用される。当該接着剤は、S−EB−SやS−EP−Sのような飽和A−B−Aブロックコポリマーと、イソプレンやエチレン−プロピレンのようなBもしくはC側鎖とを使用する。
Description
【発明の詳細な説明】
分枝コポリマー感圧性ホットメルト接着剤
発明の利用分野
本発明は、実質的に飽和したA−B−Aブロックの主鎖(backbone)とその中
央ブロックに結合したBまたはCブロック側鎖とを組み合わせたブロックコポリ
マーを含むホットメルト接着剤に係る。特に本発明は、使い捨てのおむつ、衛生
ナプキン、ベッドパッド、失禁パッド、外科用ドレープ、手術衣および医療器具
のような使い捨て物品を製造するのに有用な改良型感圧性接着剤配合物に係る。
本発明の接着剤は、前記のような物品の組立てに使用できるし、または位置決め
用接着剤として使用でき、その場合、接着剤層は、たとえば衛生ナプキンのよう
な使い捨て物品を布に、または医療器具を皮膚に付けるのに使われる。
発明の背景
ブロックコポリマーを含むホットメルト接着剤は、使い捨て物品の組立て(co
nstruction)や、ずれ止め(positioning)用接着剤として一般に使用されてい
る。シュミット(Schmidt)らの米国特許第4,526,577号の特許請求の
範囲には、少なくとも28%のスチレンを含有するA−B−Aブロックコポリマ
ーまたはA−B−A−B−A−Bマルチブロックコポリマーを含む感圧性接着剤
配合物が記載されている(ここで、Bブロックはブタジエンまたは水素化ブタジ
エンである)。レイコビッツ(Raykovitz)らの米国特許第4,704,110
号には、スチレン−ブタジエン−スチレンのマルチブロックA−B−A−B−A
−Bコポリマーを有する接着剤を利用した吸収用品が教示されている。コリンズ
(Collins)らの米国特許第4,136,699号には、飽和した中央ブロック
を有するA−B−Aブロックコポリマーが教示されている。マルカム(Malcolm
)らの米国特許第5,057,571号には、分子量が少なくとも145,00
0であるラジアルブロックコポリマーを使用することが教示されている。ネルソ
ン(Nelson)らの欧州特許第0,525,251号およびアルパー(Alper)ら
の米国特許第5,149,741号には、少なくとも25%のスチ
レンを有するスチレン−イソプレン−スチレンのブロックコポリマーを使用する
ことが教示されている。マサハル(Masaharu)らの欧州特許出願公開第0,42
8,017A2号には、飽和したS−EB−SブロックコポリマーとS−EP−
Sブロックコポリマーとのブレンドを使用することが教示されている。マサハル
(Masaharu)の発明は、高ジブロックS−EP−Sブロックコポリマーの使用に
関する。しかしながら、飽和したA−B−A主鎖とBまたはCブロックの側鎖と
を有するブロックコポリマーを、高い粘着力と優れた熱安定性という特性を合わ
せ持つ接着剤に使用することは、いずれの特許にも教示されていない。
本発明は、公知で入手可能なブロックコポリマー構造体と比べて驚くべき利点
を発揮する新規なブロックコポリマー構造体を教示する。現在までのところ、熱
安定性の接着剤が欲しい場合は、SEBSブロックコポリマーが好ましいとされ
ていた。しかし、高い粘着力を必要とする接着剤は、典型的には、SISまたは
SBSブロックコポリマー組成物となろであろう。これらのブロックコポリマー
の混合物は、高い粘着力と優れた熱安定性の両方をもつ接着剤にならないであろ
う。本発明のBまたはC側鎖を有するA−B−Aブロックコポリマーの接着特性
は、飽和したA−B−Aブロックコポリマーと側鎖構造のBまたはCブロックコ
ポリマーとの中間になるであろうと期待されよう。驚くべきことに、この新しい
構造体は、一方の構造の利点を他方が減殺することなく、両方のブロックコポリ
マー構造の利点を示すのである。また、ブロックコポリマーの組合せ体は、従来
のブレンド技術によって組み合わせると相分離するであろう。
コリンズ(Collins)らは飽和A−B−Aブロックコポリマーの使用を教示し
ているが、レイコビッツ(Raykovitz)およびマサハル(Masaharu)は、このポ
リマー構造体を使用することの不利な点を論じている。レイコビッツ(Raykovit
z)は次のように述べている。「必要な特性を得るために、米国特許第4,13
6,699号に開示されている組成物では、中央ブロックが水素化されている特
定のブロックコポリマーを使用する必要があり、ブロックコポリマーの量に対応
して比較的大量のオイルが必要である。これらの水素化されたコポリマーは比較
的高価であり、粘着付与することが困難である。」マサハル(Masaharu)は、S
−EB−S技術の欠点を論じており、次のように述べている。
「体温環境で長時間使用すると、ホットメルトが次第に軟化し、[ナプキンなど
]が接着している下層(衣類)の中に浸透するという欠点があり、みかけの接着
力が大幅に増大すると同時に凝集力が低下して、その結果ナプキンなどを取り除
くときに接着層が凝集破壊を起こし、多少の接着剤が下層に残るのが認められる
。」したがって、容易に粘着性が付与され、かつ比較的大量のオイルを使用する
必要のない飽和ブロックコポリマーに対するニーズがある。
発明の概要
本発明は、高い粘着力と優秀な熱安定性をもつ改良されたホットメルト型感圧
性接着剤組成物を開示する。この接着剤は、BまたはC側鎖を有し、実質的に飽
和した全重量で3〜45%のA−B−Aブロックコポリマー、全重量で0〜35
%の相溶性ブロックコポリマー、全重量で10〜50%の可塑剤、および0〜6
5重量%の固体粘着付与剤からなっている。
発明の詳細な説明
本発明は、BまたはC側鎖を有するA−B−Aブロックコポリマーを含むホッ
トメルト型感圧性接着剤に係り、このA−B−Aブロックの主鎖は飽和しており
、側鎖は主鎖の中央ブロックと同じ組成または異なる組成である。主鎖は、ポリ
スチレンのAブロックとエチレン−プロピレンもしくはエチレン−ブチレンまた
はこれらの混合物のBブロックから構成され、側鎖は、エチレン−プロピレン、
エチレン−ブチレン、イソプレン、ブタジエンまたはこれらの混合物から成るの
が好ましい。このようなポリマーは、シェル・ケミカル(Shell Chemical)から
実験番号TKG−101およびRP−6912として入手可能である。TKG−
101はS−EB−S主鎖とイソプレン側鎖をもっており、RP−6912はS
−EP−S主鎖とエチレン−プロピレン側鎖をもっている。飽和した主鎖を側鎖
と組み合わせることによって、このポリマーは現在の技術に比して独特の利点を
示すのである。この側鎖は、スチレンドメインの形成には関わらないので、この
ポリマーベースを含む感圧性接着剤は熱安定性を損なうことなく、改良された粘
着性を示すと考えられる。
この独特な構造をもつポリマーは、本発明の接着剤の主要成分である。このポ
リマーは、それぞれ単独で使用した場合は15〜45重量%の量で、または他の
相溶性あるブロックコポリマーと組み合わせて使用する場合は3〜30重量%の
量で存在するのが好ましい。また、独立して使用する場合は18〜30重量%、
組み合わせて使用する場合は5〜20重量%の量で存在するとさらに好ましい。
粘着付与剤
60重量%以下の範囲内で存在する適切な固体粘着付与剤は、相溶性のC5樹
脂、水素化されたC5樹脂、スチレン化されたC5樹脂、スチレン化されたテル
ペン樹脂、水素化されたC9樹脂、ロジン誘導体およびこれらの混合物より成る
群の中から選択できる。
本発明に有用な、市販されている粘着付与性の樹脂としては、イーストマン・
ケミカル(Eastman Chemical)社から入手できるイーストタック(Eastotac)H
シリーズの樹脂、ユニオン・キャンプ(Union Camp)社から入手できるユニタッ
ク(Unitac)シリーズ、アリゾナ・ケミカル社(ArizonaChemical Company)か
ら入手できるシルバタック(Sylvatac)1100シリーズ、グッドイヤー(Good
year)社からのウィングタック(Wingtack)樹脂、およびアリゾナ・ケミカル社
(Arizona Chemical Company)からのゾナタック(Zonatac)樹脂がある。粘着
付与性樹脂の量は、接着剤の0〜65重量%であり、接着剤の全重量の45〜6
5%であると好ましい。
可塑剤
10〜50重量%の範囲内で存在する適切な可塑剤としては、パラフィン性ま
たはナフテン性の特性を有して芳香族含量の少ない炭化水素油、低分子量ポリブ
テン、および前記粘着付与剤と同じ組成の相溶性液体樹脂がある。オレフィンオ
リゴマー、低分子量ポリマー、植物油およびこれらの誘導体ならびに同様の可塑
化性の液体を使用することも考えられる。
本発明で好ましい可塑化用のオイルとしては、シェル・ケミカル社(Shell Ch
emical Company)、ウィトコ(witco)社などを始めとするいくつかの供給業者
から市販されているナフテン油およびパラフィン油がある。可塑化用のオイルの
量は0〜50重量%であり、10〜35重量%が好ましい。
業界で知られているように、他の各種成分を添加してホットメルト接着剤の粘
着性、色、匂い、などを変えることができる。また、熱や光によって誘発される
さまざまな劣化から接着剤を保護するために酸化防止剤その他の安定化用の成分
を添加することもできる。
本発明の有効な配合、好ましい配合、および最も好ましい配合を次の表に示す
。
試験法
クリープ
この手順は、マルチストランド(multi-strand)弾性体固定(attachment)用
に使用される接着剤を塗布・試験する方法を包含する。材料と装置
1.メルテックス(Meltex)CT−225に似た高速コーター・ラミネーター。
2.ノードソン(Nordson)3400ユニットのようならせん噴霧式ホットメル
ト(Hot Melt)アプリケーター。
3.約38ダイン(dyne)まで処理されたポリエチレン製バックシートフィルム
。
4.スコット(scott)社から入手できるサーモボンド(Thermobond)不織トッ
プシート。
5.4ストランド天然ゴムまたは3ストランドのライクロ(Lycro)のマルチス
トランド弾性体。
6.100°Fのオーブン。
7.幅1インチで長さ12インチ以上の厚紙または板で、300mmと285m
mのところに横断線が引かれているもの。塗布手順
ホットメルトアプリケーターを適切な設定値に調節する。
好ましい設定値は以下の通り:
温度 300°F
ニップ(Nip)圧 30psi
塗布速度 15mg/平方インチ
巻戻し張力 0.5ポンド
巻直し張力 1.5ポンド
ウェブ(Web)スピード 400〜500フィート/分
伸び 250%−天然ゴム
300%−ライクラ(Lycra)
ストランド弾性体を通してポリの処理面に向けて接着剤を噴霧する。ノズルの
高さを調節して、過剰噴霧とならずに、該弾性体の回りを接着剤で最も良好に被
覆するように空気容積をできるだけ大きくする。試験法
1.マルチストランド弾性体固定積層体の一端を、ポリエチレンフィルム側を上
にして厚紙の端にステープルで留める。
2.ポリを伸ばし過ぎないように注意して最大延長の100%まで該サンプル(
積層体)を伸ばす。
3.該厚紙上の300mmのマークに達したところにおいて、サンプルにマーク
を付ける。
4.該サンプルの前記マークが厚紙上の285mmのマークに至るまで該サンプ
ルをゆるめ、該固定体の他の端をステープルで留める。これで該サンプルは最大
延長の95%に固定される。
5.同じようにして少なくとも5個のサンプルを固定させた後、個々のストラン
ド弾性体を該固定体の各端で切断し、ストランド弾性体が該積層体内で移動でき
るようにする。ポリエチレンシート全体を切断しないように注意すること。
6.該試験片が固定された厚紙を1時間にわたり100°Fで状態調節する。
7.厚紙と試験片をオーブンから取り出し、弾性体がまだ結合しており、固定体
の集合部分で示されるところでポリエチレンにマークを付ける。
8.厚紙と試験片をオーブンに戻してさらに3時間(全体で4時間)処理する。
9.厚紙と試験片を取り出し、弾性体が付着したままでいるところでポリエチレ
ンに再度マークを付ける。
10.初期結合285(mm)、1時間での結合長さ、および4時間での結合長
さを測定する。
11.クリープ(%)の95%信頼区間を記録する。計算
クリープ(%)={(初期長さ−X時間での長さ)/初期長さ}×100
微細線(FINELINE)および噴霧 サンプルの調製
微細線の場合の塗布速度は1.4mg/直線インチとし、噴霧らせんの場合の
塗布速度は4mg/平方インチとし、クリープ試験と同じ設定値を使用して、微
細線を用意して噴霧結合する。試験の間、2″×8″の離型紙片8〜10枚を、
該ウェブを横切って断面方向に落下させる。これらの紙片はT−剥離評価の出発
点となる。10個のサンプルを1ビーズまたは1噴霧らせんの幅で長さ3″に切
断する。インストロン(Instron)社のスリップ−ピールテスターまたはその他
適切な力測定装置にT−剥離を12″/分で通す。10個のサンプルを平均して
剥離値とする。
T−剥離試験
この試験法は、布に結合した接着剤表面の除去力を測定する方法を述べている
。
適当な塗布温度でアキュメーター(Acumeter)やメルテックス(Meltex)コー
ターを用いてマイラー(Mylar)フィルムまたはポリエチレンフィルム上にホッ
トメルトコートした接着剤のフィルムを調製する。塗布重量をチェックする。目
的の塗布重量は50±3g/m2である。
試験布片を切断して1.5″×5″の布片にする。接着剤を塗布したマイラー
(Mylar)を縦方向に1インチ×4インチの片に切断する。離型紙を取り去り、
幅1インチのマイラー片の接着剤表面を布片の上に載せる。この複合体を機械的
ロールダウン装置に入れ、ローラーが二回(一度は前方向にもう一度は逆方向に
)サンプル(複合体)上を通過するようにする。タイマーを働かせ、インストル
メンターズ社(Instrumentors Inc.)から入手できるスリップ−ピールテスター
の顎部に該サンプルを入れる。幅1″のマイラー片を移動する顎部に入れ、布片
を静止している顎部に入れる。ロールダウン装置から該サンプルを取り出したら
1分以内に、該サンプルを12ipmで、平均10秒かけて剥ぐ。この手順を五
回
繰り返し、平均のT−剥離値を記録し、糸ひき(legging)や接着剤の移行があ
ったら注記する。T−剥離値はグラム/直線インチの単位で表わす。
使い捨て物品の業界では、好ましくは、接着剤の移行の徴候を示すことなく、
綿に対する初期T−剥離が約100〜500、最も好ましくは約200〜500
グラム/直線インチの範囲である。
325°Fでの粘度安定性
接着剤のサンプル10.5gを325°Fのブルックフィールドサーモセル(
Brookfield thermosel)で溶融させる。スピンドル27を用いて96時間にわた
りチャートレコーダーに粘度を連続的に記録する。
実施例
実施例1と2は、組立て(construction)用途を目標としたものであり、一方
、実施例4は、ずれ止め用接着剤として使用することを意図したものである。
比較例Aと比べて実施例1と2は、微細線組立て(construction)接合と耐ク
リープ性とで同等であるが、熱安定性が劇的に改善されている。例3は、ポリマ
ーをブレンドすることによって実施例1の組成物を模倣しようとしたものである
。例3は、熱安定性が良好であるが、全体として比肩しうる特性を示さない。例
3の初期粘度は実施例1のほぼ4倍である。例3は、空気圧を40psiに増や
さない限り、噴霧できないであろう。クリープ性能も良くないので、この例では
組立て接合も試験しなかった。
ブレンドの例
例3は、これらのポリマーを現存する飽和ブロックコポリマーとブレンドする
ことの有用性を立証している。クレイトン(Kraton)G−1650の一部をクレ
イトン(Kraton)TKG−101に換えると、綿に対する接着力は23%増大す
る。また、粘度は50%低下した。
本発明は、前述の実施例や実施態様に限定されない。当業者には理解されるよ
うに、各種の代替実施例、変更、修正が本発明の範囲内で可能である。
【手続補正書】特許法第184条の8
【提出日】1996年7月13日
【補正内容】
明細書
分枝コポリマー感圧性ホットメルト接着剤
発明の利用分野
本発明は、実質的に飽和したA−B−Aブロックの主鎖(backbone)とその中
央ブロックに結合したBまたはCブロック側鎖とを組み合わせたブロックコポリ
マーを含むホットメルト接着剤に係る。特に本発明は、使い捨てのおむつ、衛生
ナプキン、ベッドパッド、失禁パッド、外科用ドレープ、手術衣および医療器具
のような使い捨て物品を製造するのに有用な改良型感圧性接着剤配合物に係る。
本発明の接着剤は、前記のような物品の組立てに使用できるし、または位置決め
用接着剤として使用でき、その場合、接着剤層は、たとえば衛生ナプキンのよう
な使い捨て物品を布に、または医療器具を皮膚に付けるのに使われる。
発明の背景
ブロックコポリマーを含むホットメルト接着剤は、使い捨て物品の組立て(co
nstruction)や、ずれ止め(positioning)用接着剤として一般に使用されてい
る。シュミット(Schmidt)らの米国特許第4,526,577号の特許請求の
範囲には、少なくとも28%のスチレンを含有するA−B−Aブロックコポリマ
ーまたはA−B−A−B−A−Bマルチブロックコポリマーを含む感圧性接着剤
配合物が記載されている(ここで、Bブロックはブタジエンまたは水素化ブタジ
エンである)。レイコビッツ(Raykovitz)らの米国特許第4,704,110
号には、スチレン−ブタジエン−スチレンのマルチブロックA−B−A−B−A
−Bコポリマーを有する接着剤を利用した吸収用品が教示されている。コリンズ
(Collins)らの米国特許第4,136,699号には、飽和した中央ブロック
を有するA−B−Aブロックコポリマーが教示されている。マルカム(Malcolm
)らの米国特許第5,057,571号には、分子量が少なくとも145,00
0であるラジアルブロックコポリマーを使用することが教示されている。ネルソ
ン(Nelson)らの欧州特許第0,525,251号およびアルパー(Alper)ら
の米国特許第5,149,741号には、少なくとも25%のスチ
レンを有するスチレン−イソプレン−スチレンのブロックコポリマーを使用する
ことが教示されている。マサハル(Masaharu)らの欧州特許出願公開第0,42
8,017A2号には、飽和したS−EB−SブロックコポリマーとS−EP−
Sブロックコポリマーとのブレンドを使用することが教示されている。マサハル
(Masaharu)の発明は、高ジブロックS−EP−Sブロックコポリマーの使用に
関する。しかしながら、飽和したA−B−A主鎖とBまたはCブロックの側鎖と
を有するブロックコポリマーを、高い粘着力と優れた熱安定性という特性を合わ
せ持つ接着剤に使用することは、いずれの特許にも教示されていない。
本発明は、接着剤組成物中に含まれている公知で入手可能なブロックコポリマ
ー構造体と比べて驚くべき利点を発揮するブロックコポリマー構造体を主体とす
る新規な接着剤組成物を教示する。現在までのところ、熱安定性の接着剤が欲し
い場合は、SEBSブロックコポリマーが好ましいとされていた。しかし、高い
粘着力を必要とする接着剤は、典型的には、SISまたはSBSブロックコポリ
マー組成物となるであろう。これらのブロックコポリマーの混合物は、高い粘着
力と優れた熱安定性の両方をもつ接着剤にならないであろう。本発明のBまたは
C側鎖を有するA−B−Aブロックコポリマーの接着特性は、飽和したA−B−
Aブロックコポリマーと側鎖構造のBまたはCブロックコポリマーとの中間にな
るであろうと期待されよう。驚くべきことに、この新しい構造体は、一方の構造
の利点を他方が減殺することなく、両方のブロックコポリマー構造の利点を示す
のである。また、ブロックコポリマーの組合せ体は、従来のブレンド技術によっ
て組み合わせると相分離するであろう。
コリンズ(Collins)らは飽和A−B−Aブロックコポリマーの使用を教示し
ているが、レイコビッツ(Raykovitz)およびマサハル(Masaharu)は、このポ
リマー構造体を使用することの不利な点を論じている。レイコビッツ(Raykovit
z)は次のように述べている。 「必要な特性を得るために、米国特許第4,1
36,699号に開示されている組成物では、中央ブロックが水素化されている
特定のブロックコポリマーを使用する必要があり、ブロックコポリマーの量に対
応して比較的大量のオイルが必要である。これらの水素化されたコポリマーは比
較的高価であり、粘着付与することが困難である。」マサハル
(Masaharu)は、S−EB−S技術の欠点を論じており、次のように述べている。
「体温環境で長時間使用すると、ホットメルトが次第に軟化し、[ナプキンなど
]が接着している下層(衣類)の中に浸透するという欠点があり、みかけの接着
力が大幅に増大すると同時に凝集力が低下して、その結果ナプキンなどを取り除
くときに接着層が凝集破壊を起こし、多少の接着剤が下層に残るのが認められる
。」したがって、容易に粘着性が付与され、かつ比較的大量のオイルを使用する
必要のない飽和ブロックコポリマーに対するニーズがある。
発明の概要
本発明は、高い粘着力と優秀な熱安定性をもつ改良されたホットメルト型感圧
性接着剤組成物を開示する。この接着剤は、BまたはC側鎖を有し、実質的に飽
和した全重量で3〜45%のA−B−Aブロックコポリマー、全重量で0〜35
%の相溶性ブロックコポリマー、全重量で10〜50%の可塑剤、および0〜6
5重量%の固体粘着付与剤からなつている。
発明の詳細な説明
本発明は、BまたはC側鎖を有するA−B−Aブロックコポリマーを含むホッ
トメルト型感圧性接着剤に係り、このA−B−Aブロックの主鎖は飽和しており
、側鎖は主鎖の中央ブロックと同じ組成または異なる組成である。主鎖は、ポリ
スチレンのAブロックとエチレン−プロピレンもしくはエチレン−ブチレンまた
はこれらの混合物のBブロックから構成され、側鎖は、エチレン−プロピレン、
エチレン−ブチレン、イソプレン、ブタジエンまたはこれらの混合物から成るの
が好ましい。このようなポリマーは、シェル・ケミカル(Shell Chemical)から
研究製品(Research Products)クレイトン(Kraton)(商標)TKG−101
、およびクレイトン(Kraton)(商標)RP−6912として入手可能である。
TKG−101はS−EB−S主鎖とイソプレン側鎖をもっており、RP−69
12はS−EP−S主鎖と末端ポリスチレンブロックに結合したエチレン−プロ
ピレン鎖をもっている。本明細書の目的からみて、この構造は、主鎖ポリマーの
低分子量、したがって短鎖長を考えると、中央ブロックに結合しているのと等価
と考えられる。飽和した主鎖を側鎖と組み合わせることによって、このポリマー
は現在の技術に比して独特の利点を示すのである。この側鎖は、スチレンドメイ
ン
の形成には関わらないので、このポリマーベースを含む感圧性接着剤は熱安定性
を損なうことなく、改良された粘着性を示すと考えられる。
この独特な構造をもつポリマーは、本発明の接着剤の主要な一成分である。こ
のポリマーは、それぞれ単独で使用した場合は15〜45重量%の量で、または
他の相溶性あるブロックコポリマー(たとえば、SEBS、SEPSまたはこれ
らの混合物)と組み合わせて使用する場合は3〜30重量%の量で存在するのが
好ましい。また、組成物の全重量を基準にして3〜30重量%の量で存在する。
また、独立して使用する場合は18〜30重量%、組み合わせて使用する場合は
5〜20重量%の量で存在するとさらに好ましい。
粘着付与剤
65重量%以下の範囲内で存在する適切な固体粘着付与剤は、相溶性のC5樹
脂、水素化されたC5樹脂、スチレン化されたC5樹脂、スチレン化されたテル
ペン樹脂、水素化されたC9樹脂、ロジン誘導体およびこれらの混合物より成る
群の中から選択できる。
本発明に有用な、市販されている粘着付与性の樹脂としては、イーストマン・
ケミカル(Eastman Chemical)社から入手できるイーストタック(Eastotac)H
(商標)シリーズの樹脂、ユニオン・キャンプ(Union Camp)社から入手できる
ユニタック(Unitac)(商標)シリーズ、アリゾナ・ケミカル社(Arizona Chem
ical Company)から入手できるシルバタック(Sylvatac)(商標)1100シリ
ーズ、グッドイヤー(Goodyear)社からのウィングタック(Wingtack)(商標)
樹脂、およびアリゾナ・ケミカル社(Arizona Chemical Company)からのゾナタ
ック(Zonatac)(商標)樹脂がある。粘着付与性樹脂の量は、接着剤の0〜6
5重量%であり、接着剤の全重量の45〜65%であると好ましい。
可塑剤
10〜50重量%の範囲内で存在する適切な可塑剤としては、パラフィン性ま
たはナフテン性の特性を有して芳香族含量の少ない炭化水素油、低分子量ポリブ
テン、および前記粘着付与剤と同じ組成の相溶性液体樹脂がある。オレフィンオ
リゴマー、低分子量ポリマー、植物油およびこれらの誘導体ならびに同様の可塑
化性の液体を使用することも考えられる。
本発明で好ましい可塑化用のオイルとしては、シェル・ケミカル社(Shell Ch
emical Company)、ウィトコ(witco)社などを始めとするいくつかの供給業者
から市販されているナフテン油およびパラフィン油がある。可塑化用のオイルの
量は0〜50重量%であり、10〜35重量%が好ましい。
業界で知られているように、他の各種成分を添加してホットメルト接着剤の粘
着性、色、匂い、などを変えることができる。また、熱や光によって誘発される
さまざまな劣化から接着剤を保護するために酸化防止剤その他の安定化用の成分
を添加することもできる。
本発明の有効な配合、好ましい配合、および最も好ましい配合を次の表に示す
。
試験法
クリープ
この手順は、マルチストランド(multi-strand)弾性体固定(attachment)用
に使用される接着剤を塗布・試験する方法を包含する。材料と装置
1.メルテックス(Meltex)CT−225に似た高速コーター・ラミネーター。
2.ノードソン(Nordson)3400ユニットのようならせん噴霧式ホットメル
ト(Hot Melt)アプリケーター。
3.約38×10-5Nまで処理されたポリエチレン製バックシートフィルム。
4.スコット(scott)社から入手できるサーモボンド(Thermobond)(商標)
不織トップシート。
5.4ストランド天然ゴムまたは3ストランドのライクラ(Lycra)(商標)の
マルチストランド弾性体。
6.37.8℃(100°F)のオーブン。
7.幅2.5cm(1インチ)で長さ30cm(12インチ)以上の厚紙または
板で、300mmと285mmのところに横断線が引かれているもの。塗布手順
ホットメルトアプリケーターを適切な設定値に調節する。
好ましい設定値は以下の通り:
温度 149℃(300°F)
ニップ(Nip)圧 0.21N/mm2(30psi)
塗布速度 2.4mg/cm2(15mg/平方インチ)
巻戻し張力 0.23kg(0.5ポンド)
巻直し張力 0.68kg(1.5ポンド)
ウェブ(Web)スピード 122〜153m/分(400〜500フィート/分)
伸び 250%−天然ゴム
300%−ライクラ(Lycra)(商標)
ストランド弾性体を通してポリエチレンフィルムの処理面に向けて接着剤を噴
霧する。ノズルの高さを調節して、過剰噴霧とならずに、該弾性体の回りを接着
剤で最も良好に被覆するように空気容積をできるだけ大きくする。試験法
1.マルチストランド弾性体固定積層体の一端を、ポリエチレンフィルム側を上
にして厚紙の端にステープルで留める。
2.ポリエチレンフィルムを伸ばし過ぎないように注意して最大延長の100%
まで該サンプル(積層体)を仲ばす。
3.該厚紙上の300mmのマークに達したところにおいて、サンプルにマーク
を付ける。
4.該サンプルの前記マークが厚紙上の285mmのマークに至るまで該サンプ
ルをゆるめ、該固定体の他の端をステープルで留める。これで該サンプルは最大
延長の95%に固定される。
5.同じようにして少なくとも5個のサンプルを固定させた後、個々のストラン
ド弾性体を該固定体の各端で切断し、ストランド弾性体が該積層体内で移動でき
るようにする。ポリエチレンシート全体を切断しないように注意すること。
6.該試験片が固定された厚紙を1時間にわたり37.7℃(100°F)で状
態
調節する。
7.厚紙と試験片をオーブンから取り出し、弾性体がまだ結合しており、固定体
の集合部分で示されろところでポリエチレンにマークを付ける。
8.厚紙と試験片をオーブンに戻してさらに3時間(全体で4時間)処理する。
9.厚紙と試験片を取り出し、弾性体が付着したままでいるところでポリエチレ
ンに再度マークを付ける。
10.初期結合285(mm)、1時間での結合長さ、および4時間での結合長
さを測定する。
11.クリープ(%)の95%信頼区間を記録する。計算
クリープ(%)={(初期長さ−X時間での長さ)/初期長さ}×100
微細線(FINELINE)および噴霧 サンプルの調製
微細線の場合の塗布速度は0.56mg/cm(1.4mg/直線インチ)と
し、噴霧らせんの場合の塗布速度は0.64mg/cm2(4mg/平方インチ
)とし、クリープ試験と同じ設定値を使用して、微細線を用意して噴霧結合する
。試験の間、5cm×20cm(2″×8″)の離型紙片8〜10枚を、該ウェ
ブを横切って断面方向に落下させる。これらの紙片はT−剥離評価の出発点とな
る。10個のサンプルを1ビーズまたは1噴霧らせんの幅で長さ7.5cm(3
″)に切断する。インストロン(Instron)社のスリップ−ピールテスターまた
はその他適切な力測定装置にT−剥離を30cm(12″)/分で通す。10個
のサンプルを平均して剥離値とする。
T−剥離試験
この試験法は、布に結合した接着剤表面の除去を測定する方法を述べている。
適当な塗布温度でアキュメーター(Acumeter)やメルテックス(Meltex)コー
ターを用いてマイラー(Mylar)フィルムまたはポリエチレンフィルム上にホッ
トメルトコートした接着剤のフィルムを調製する。塗布重量をチェックする。目
的の塗布重量は50±3g/m2である。
試験布片を切断して3.75×12.5cm(1.5″×5″)の布片にする
。
接着剤を塗布したマイラー(Mylar)を縦方向に2.5×10cm(1インチ×
4インチ)の片に切断する。離型紙を取り去り、幅2.5cm(1インチ)のマ
イラー片の接着剤表面を布片の上に載せる。この複合体を機械的ロールダウン装
置に入れ、ローラーが二回(一度は前方向にもう一度は逆方向に)サンプル(複
合体)上を通過するようにする。タイマーを働かせ、インストルメンターズ社(
Instrumentors Inc.)から入手できるスリップ−ピールテスターの顎部に該サン
プルを入れる。幅2.5cm(1″)のマイラー片を移動する顎部に入れ、布片
を静止している顎部に入れる。ロールダウン装置から該サンプルを取り出したら
1分以内に、該サンプルを30cm/分(12ipm)で、平均10秒かけて剥
ぐ。この手順を五回繰り返し、平均のT−剥離値を記録し、糸ひき(legging)
や接着剤の移行があったら注記する。T−剥離値はg/2.5cm(グラム/直
線インチ)の単位で表わす。
使い捨て物品の業界では、好ましくは、接着剤の移行の徴候を示すことなく、
綿に対する初期T−剥離が約100〜500、最も好ましくは約200〜500
グラム/2.5cm(1インチ)の範囲である。
163℃(325°F)での粘度安定性
接着剤のサンプル10.5gを163℃(325°F)のブルックフィールド
サーモセル(Brookfield thermosel)で溶融させる。スピンドル27を用いて9
6時間にわたりチャートレコーダーに粘度を連続的に記録する。
実施例
実施例1と2は、組立て(construction)用途を目標としたものであり、一方
、実施例4は、ずれ止め用接着剤として使用することを意図したものである。
比較例Aと比べて実施例1と2は、微細線組立て(construction)接合と耐ク
リープ性とで同等であるが、熱安定性が劇的に改善されている。比較例3は、ポ
リマーをブレンドすることによって実施例1の組成物を模倣しようとしたもので
ある。比較例3は、熱安定性が良好であるが、全体として比肩しうる特性を示さ
ない。比較例3の初期粘度は実施例1のほぼ4倍である。比較例3は、空気圧を
0.25N/mm2(40psi)に増やさない限り、噴霧できないであろう。
クリープ性能も良くないので、この例では組立て接合も試験しなかった。
ブレンドの例
実施例4は、これらのポリマーを現存する飽和ブロックコポリマーとブレンド
することの有用性を立証している。クレイトン(Kraton)(商標)G−1650
の一部をクレイトン(Kraton)(商標)TKG−101に換えると、綿に対する
接着力は23%増大する。また、粘度は50%低下した。
本発明の接着剤は改良された熱安定性を示し、接着剤組成物の粘度の変化は1
63℃(325°F)で96時間にわたって10%未満である。
本発明の好ましい態様は、全紹成物重量の3〜45重量%が、飽和SEBS主
鎖とイソプレン側鎖からなるブロックコポリマー、特に好ましくはクレイトン(
Kraton)(商標)TKG−101、全組成物重量の10〜50重量%が可塑剤、
および全組成物重量の0〜65重量%の固体粘着付与剤で構成される。
本発明の別の好ましい態様は、全組成物重量が3〜45重量%が、クレイトン
(Kraton)(商標)RP−6912タイプの線状飽和SEPSEPポリマーを含
むブロックコポリマー、全組成物重量の10〜50重量%が可塑剤、および全組
成物重量の0〜65重量%が固体粘着付与剤からなる。
請求の範囲
1. (a)BまたはC側鎖を有し、実質的に飽和した全重量で3〜45%の
A−B−Aブロックコポリマー、
(b)全重量で0〜35%の相溶性ブロックコポリマー、
(c)全重量で10〜50%の可塑剤、および
(d)0〜65重量%の固体粘着付与剤
から実質的になるホットメルト型感圧性接着剤組成物。
2. 前記Aブロックがポリスチレンであり、前記Bブロックがエチレン−プ
ロピレン、エチレン−ブチレンおよびこれらの混合物より成る群の中から選択さ
れる、請求項1記載の接着剤組成物。
3. 前記C側鎖がイソプレン、ブタジエン、エチレン−プロピレン、エチレ
ン−ブチレンおよびこれらの混合物より成る群の中から選択される、請求項1記
載の接着剤組成物。
4. 前記ブロックコポリマーがスチレン−エチレン/ブチレン−スチレン主
鎖とイソプレン側鎖とを有する、請求項1記載の接着剤組成物。
5. 前記ブロックコポリマーがスチレン−エチレン/プロピレン−スチレン
主鎖とエチレン−プロピレン側鎖とを有する、請求項1記載の接着剤組成物。
6. 前記組成物の粘度の変化が163℃(325°F)で96時間にわたっ
て10%未満であるという熱安定性を有する、請求項1記載の接着剤組成物。
7. 使い捨てのおむつ、衛生ナプキン、ベッドパッド、失禁パッド、外科用
ドレープおよび手術衣より成る群の中から選択される物品における、請求項1記
載の接着剤組成物の使用。
8. 前記相溶性ブロックコポリマーがSEBS、SEPSまたはこれらの混
合物である、請求項1記載の接着剤組成物。
9. 前記相溶性ブロックコポリマーが組成物全体の重量の3〜30重量%の
量で存在する、請求項8記載の接着剤組成物。
10.(a)全組成物重量の3〜45重量%が、飽和スチレン−エチレン/ブ
チレン−スチレン主鎖とイソプレン側鎖からなるブロックコポリマーであり、
(b)全組成物重量の10〜50重量%が可塑剤であり、および
(c)全組成物重量の0〜65重量%が固体粘着付与剤
である請求項1記載のホットメルト型感圧性接着剤組成物。
11.(a)全組成物重量の3〜45重量%が、クレイトン(Kraton)(商標
)RP−6912タイプの線状飽和スチレン−エチレン/プロピレン−スチレン
−エチレン−プロピレンポリマーからなるブロックコポリマーであり、
(b)全組成物重量の10〜50重量%が可塑剤であり、および
(c)全組成物重量の0〜65重量%が固体粘着付与剤
である請求項1記載のホットメルト型感圧性接着剤組成物。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 メハウェ,ファード,ディー.
アメリカ合衆国、55115、ミネソタ州、マ
ートメディ、シャムロック ドライブ
217番地
(72)発明者 アンダーソン,キャロリン,エム.
アメリカ合衆国、55082、ミネソタ州、ス
ティルウォーター、オーク グレン ドラ
イブ 1830番地
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1. (a)BまたはC側鎖を有し、実質的に飽和した全重量で3〜45%の A−B−Aブロックコポリマー、 (b)全重量で0〜35%の相溶性ブロックコポリマー、 (c)全重量で10〜50%の可塑剤、および (d)0〜65重量%の固体粘着付与剤 から実質的になるホットメルト型感圧性接着剤組成物。 2. 前記Aブロックがポリスチレンであり、前記Bブロックがエチレン−プ ロピレン、エチレン−ブチレンおよびこれらの混合物より成る群の中から選択さ れる、請求項1記載の接着剤組成物。 3. 前記C側鎖がイソプレン、ブタジエン、エチレン−プロピレン、エチレ ン−ブチレンおよびこれらの混合物より成る群の中から選択される、請求項1記 載の接着剤組成物。 4. 前記ブロックコポリマーがスチレン−エチレン/ブチレン−スチレン主 鎖とイソプレン側鎖とを有する、請求項1記載の接着剤組成物。 5. 前記ブロックコポリマーがスチレン−エチレン/プロピレン−スチレン 主鎖とエチレン−プロピレン側鎖とを有する、請求項1記載の接着剤組成物。 6. 前記組成物の粘度の変化が325°Fで96時間にわたって10%未満 であるという熱安定性を有する、請求項1記載の接着剤組成物。 7. 使い捨てのおむつ、衛生ナプキン、ベッドパッド、失禁パッド、外科用 ドレープおよび手術衣より成る群の中から選択される物品に使用される請求項1 記載の接着剤組成物。 8. 前記相溶性ブロックコポリマーがSEBS、SEPSまたはこれらの混 合物である、請求項1記載の接着剤組成物。 9. 前記相溶性ブロックコポリマーが組成物全体の重量の3〜30重量%の 量で存在する、請求項8記載の接着剤組成物。 10.(a)全組成物重量の3〜45重量%が、飽和スチレン−エチレン/ブ チレン−スチレン主鎖とイソプレン側鎖からなるブロックコポリマーであり、 (b)全組成物重量の10〜50重量%が可塑剤であり、および (c)全組成物重量の0〜65重量%が固体粘着付与剤 であるホットメルト型感圧性接着剤組成物。 11.(a)全組成物重量の3〜45重量%が、飽和スチレン−エチレン/プ ロピレン−スチレン−エチレンの主鎖とプロピレンポリマーの側鎖からなるブロ ックコポリマーであり、 (b)全組成物重量の10〜50重量%が可塑剤であり、および (c)全組成物重量の0〜65重量%が固体粘着付与剤 であるホットメルト型感圧性接着剤組成物。
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