炭化水素樹脂が主成分として機能粘着付与剤感圧接着剤 (PSA) テープのバランスを調整します。タック(軽い圧力ですぐにスティック)剥離粘着力(残留物のないきれいな除去)、同時に溶融粘度、基材の濡れ性、および耐熱性も調整します。樹脂の選択は、ベースポリマー (天然ゴム、SIS、SBS、またはアクリル) と最終使用環境によって決まります。
C5炭化水素樹脂天然ゴムベースの包装テープとマスキングテープが主流です。C9炭化水素樹脂工業用テープのTgと耐熱性の向上に貢献します。C9水添石油樹脂 透明なラベルや食品包装テープに、水のような白色と低臭気を実現します。水素化DCPD樹脂安定性と、プレミアム両面取り付けテープの幅広い互換性を兼ね備えています。樹脂の選択は普遍的ではありません。各グレードファミリーは、粘着付与剤、色、耐熱性の分野で明確な役割を果たします。[1][2][3]。
1. PSA テープとは何ですか? タックはどこから来たのですか?
感圧テープは、室温で軽い圧力を加えると接着を形成します。溶剤、熱、水による活性化は必要ありません[1]。パフォーマンスは、次の 2 つの重要な特性のバランスによって測定されます。タック、テープが表面に触れるとすぐに貼り付きます。剥離粘着力、残留物を残さず、基材を裂かずにテープをきれいに剥がすのに必要な力[1][2]。標準的なテスト方法には次のものがあります。ASTM D1876 (T ピール)剥離抵抗用[4]、ASTM D6195 (ループタック)、 そしてASTM D2979 (プローブタック)初期タック用。
ほとんどの PSA テープ接着剤のベースはゴムまたはアクリルポリマーです。これらのベースポリマーは、単独では通常、有用な PSA 性能を発揮するには柔らかすぎたり、硬すぎたりします。あ粘着付与剤ブレンドの粘弾性ウィンドウを感圧範囲にシフトするために追加されます。 3 つの主要な粘着付与剤ファミリーは次のとおりです。ロジンエステル、テルペンフェノール、炭化水素樹脂;炭化水素樹脂は、その費用対効果の高さ、幅広いグレードの入手可能性、調整可能な特性により、PSA テープに広く選択されています。[1][2][3]。
2. 粘着テープ用炭化水素樹脂系
炭化水素樹脂は、石油ナフサ分解からの副生成物ストリームを重合することによって製造される熱可塑性の低分子量樹脂です。 4 つの樹脂ファミリーが PSA テープの配合を支配しています。配向に対する代表的な Tg 値を示します。実際の値はグレードと軟化点によって異なります。
- 脂肪族C5樹脂。PSA の実務では、「C5 炭化水素樹脂」と「脂肪族 C5 樹脂」は通常、同じ材料ファミリーを指します。ナフサ分解の C5 留分 (イソプレン、ピペリレン、ペンテン) に由来する樹脂で、非芳香族構造、淡黄色、低臭気、天然ゴムおよび SIS ブロック共重合体との幅広い適合性を特徴とします。[2][5]。典型的なTg: 約40～60℃(グレードによって異なります)。
- C9芳香族樹脂。C9 芳香族留分 (スチレン、メチルスチレン、インデン) に由来し、C5 よりも硬く、Tg が高く、色が暗く、耐熱性に優れています。主な用途は、高温性能が必要な NR/SBR/SIS ベースの工業用テープです。[2][3][6]。典型的なTg: 約60～80℃以上(グレードによって異なります)。
- 水素化C9樹脂。C9 樹脂を水素添加して残留二重結合を飽和させることによって生成されます。 C9 の耐熱性をほとんど維持しながら、水のような白色、低臭、改善された熱安定性と UV 安定性を実現します。[3][7]。
- 水素化DCPD樹脂。ジシクロペンタジエンから誘導され、安定性のために水素添加されています。水のような白色、優れた熱安定性および光安定性、SIS、SBS、SEBS、EVA、APAO、およびポリオレフィンとの幅広い適合性で知られています。高級ホットメルトおよびホットメルト感圧接着剤としてよく選ばれています[8]。
3. 用途別樹脂の選択
包装テープ、マスキングテープ（天然ゴムベース）。C5 脂肪族樹脂は主力の粘着付与剤です。接着剤を柔らかくしすぎずにタックを高め、段ボールなどの多孔質基材に良好な剥離接着力を提供します。[1][2][5]。
産業用および自動車用粘着テープ (SIS/SBS ベース)。より高い Tg、より高い耐熱性、またはより優れた UV 安定性が必要な場合は、C9 芳香族樹脂、水素化 C9 樹脂、または水素化 DCPD 樹脂が選択されます。これらのグレードについては、SIS および SBS ブロックコポリマーとの配合互換性が十分に文書化されています。[3][7][8]。透明または明るい色の自動車用トリムテープの場合、変色を避けるために、非水素化 C9 よりも水素化グレードが推奨されます。
透明ラベルと食品包装テープ。C9 水素化樹脂または水素化 DCPD 樹脂が適切な選択です。どちらも臭いが少なく、ラベルが変色したり食品の内容物に影響を与えたりしない無色透明の色を実現します。米国では、このような間接的な食品接触用途の接着剤は以下に該当します。FDA 21 CFR 175.105 (接着剤);配合者は、標準の TDS および COA 文書に加えて、樹脂サプライヤーから 21 CFR 175.105 準拠声明を要求する必要があります。[9]。
屋外用の高性能取り付けテープ。水素化 DCPD 樹脂は優れた UV 安定性と熱安定性を備えているため、屋外での耐久性や長期間の使用期間にわたる重い荷重に耐える必要がある両面取り付けテープに適しています。[7][8]。
4. PSA の性能に影響を与える純度および配合要素
樹脂の純度は重要です。残留モノマー、触媒残留物、オリゴマー副生成物が表面に移動したり、残留物が残ったり、使用中に接着剤の劣化を促進したりする可能性があります。グレードの選択では、充填レベル、軟化点、Tg、および色を考慮する必要があります。対象用途で粘着性、耐熱性、透明性のバランスが必要な場合、複数の種類の樹脂をブレンドするのが一般的です。[1][2][3]。実際の配合での性能を確認するには、アプリケーション固有のテストが必要です。
5. 樹脂ファミリーのクイックリファレンス
| 樹脂ファミリー | プライマリ PSA テープの貼り付け | 確認すべき主要なパラメータ |
|---|---|---|
| C5脂肪族 | パッケージング、マスキング（NRベース） | 軟化点、Tg、ガードナーカラー、酸価 |
| C9芳香族 | 産業用、車載用（SIS/SBSベース） | 軟化点、Tg、スチレン系ブロックとの適合性 |
| 水素化C9 | 透明ラベル、食品包装テープ | 水素化度、ガードナーカラー ≤ 1、臭気、FDA 準拠 |
| 水素化DCPD | プレミアムマウント、屋外用テープ | 水素化度、UV/熱安定性、EVA/SBC/APAOとの適合性 |
6. この記事が主張しないこと
- PSA テープに汎用の「最適な」粘着付与剤はありません。樹脂の選択は、ベースポリマー、基材、透明度の要件、および使用温度によって決まります。[1][3]。
- 「脂肪族 C5」と「C5 炭化水素樹脂」が別個の製品カテゴリーであるとは主張しません。PSA の実務では、通常、同じ材料ファミリーを指します。[5]。
- 非水素化 C9 樹脂が透明または低臭気テープに適しているという主張はありません。これらの用途には水素化グレードが必要です[3][7]。
- 特定の顧客事例データや定量的なパフォーマンス数値 (接着保持率など) はありません。アプリケーション固有のテストが必要です。
- 特定のグレードについては、FDA の食品との接触に関する承認を主張していません。21 CFR 175.105 に基づく準拠は配合に固有であり、サプライヤーごとに文書化する必要があります[9]。
- アクリル PSA が常に C9 粘着付与剤を必要とするという主張はありません。アクリル PSA 配合物は、さまざまな粘着付与剤の化学薬品を使用しており、多くの場合、炭化水素樹脂を使用しない自己粘着性アクリルとして設計されています。[1]。
7. 評価前に要求する品質パラメータ
粘着テープ用炭化水素樹脂を評価する前に、サプライヤーに次のことを依頼してください。の軟化点(ASTM E28) は、加工温度と予想される硬度の寄与を示します。のガラス転移温度 (Tg)DSC による は、樹脂が PSA に寄与する低温および耐熱範囲を示します。のガードナーカラー(ASTM D1544 / ASTM D6166) は色の寄与を示し、基本グレードと水素添加グレードを区別します。の酸価(ASTM D974) は、残留酸性度とベースポリマーとの相溶性を示します。の灰分(ASTM D482) は触媒残留レベルを示します。の雲点(DACP および MMAP) は、特定のベースポリマーファミリーとの適合性を示します。の水素添加度(水素化グレードの場合、サプライヤー TDS) は色と UV 安定性を示します。食品包装テープについては、規制遵守に関する声明FDA 21 CFR 175.105 を参照[9]。最後に、バッチ固有の COA納品されたバッチの実際の値を確認します。
8. 結論
前のセクションで示したように、炭化水素樹脂は、感圧テープの機能を実現する主な粘着付与剤です。炭化水素樹脂は、ベースポリマーの粘弾性ウィンドウを感圧範囲にシフトさせ、粘着性と剥離接着力のバランスを調整しながら、耐温度性、色、臭気を調整します。[1][2][3]。 4 つの樹脂ファミリーが異なる位置を占めています。C5 脂肪族樹脂が天然ゴムベースのパッケージングおよびマスキングテープの大半を占めています。 C9芳香族樹脂は工業用テープの耐熱性に貢献します。 C9 水素化樹脂は、透明ラベルや食品包装テープに低臭気と無色透明の色をもたらします。水素化 DCPD 樹脂は、プレミアムマウントおよび屋外テープ向けの安定性と幅広い互換性を兼ね備えています。[5][6][7][8]。樹脂の純度、配合レベル、およびベースポリマーとの適合性が最終的な PSA の性能を決定するため、選択は実際の配合で検証する必要があります[1][4]。この記事のすべての記述は、文書化された樹脂ファミリーの特性を反映しています。グレード固有のデータは、サプライヤーの TDS、バッチ COA、およびアプリケーション固有のテストで確認する必要があります。
9. 次のステップ
感圧テープ配合用の炭化水素樹脂を評価している場合は、以下をお送りください。
- ベースポリマー種類（天然ゴム、SIS、SBS、SEBS、アクリル、EVAなど）
- 用途（包装テープ、マスキングテープ、工業用テープ、自動車用トリム、ラベル、取付テープ）
- 色と匂いの要件 (塩基性または水素化)
- 使用温度範囲と紫外線暴露量
- 間接的な食品接触要件 (21 CFR 175.105 または同等のもの) (該当する場合)
- 必要な文書 (TDS、COA、規制声明)
当社は適切なグレードを推奨し、評価のためにバッチ固有の特性データを提供します。
参考文献
- サタス、D. (編著)。粘着技術ハンドブック、第3版。 Satas & Associates、ロードアイランド州ワーウィック。[PSA テープの基礎、タック/剥離バランス、ゴムおよびアクリル PSA システムの粘着付与剤の選択原則。]
- レスコケミカル。石油樹脂の紹介。［C5（脂肪族）、C9（芳香族）、DCPD、または混合物から作られた石油樹脂。 HMA および PSA システムの粘着付与剤として使用されます。]
- イーストマンケミカルカンパニー。感圧接着剤用粘着付与樹脂: 技術選択ガイド(Piccotac、Regalrez、および関連樹脂ファミリー)。テネシー州キングスポート：イーストマン。[PSA用途におけるベースポリマー、適合性、色、耐熱性の位置による粘着付与剤の選択。]
- ASTMインターナショナル。ASTM D1876: 接着剤の耐剥離性の標準試験方法 (T 剥離試験)。ペンシルベニア州ウェストコンショホッケン: ASTM.
- シントマー。PICCOTAC 1095-N: 炭化水素樹脂 TDS。[脂肪族C5粘着付与剤; ASTM E28 によるリングアンドボール軟化点 96 °C。 ASTM D6166 に準拠したガードナーカラー 3。明るい色、低臭、優れた熱安定性。 SIS ブロック共重合体に対する優れた接着性。ラベル、包装、衛生接着剤、特殊テープに推奨。]
- ケミカルブック。C9石油樹脂：製品概要。[C5に比べてTgと耐熱性が高い。より暗い色。塗料や接着剤に使用されます。]
- エコパワーケミカル。水素化炭化水素樹脂：ホットメルト粘着剤用の多用途材料。[SIS、SBS、SEBS とブレンドされた水素化炭化水素樹脂により、粘着力、剥離強度、せん断強度が強化された接着剤が作成されます。
- 接着剤の雑誌。SBC ベースのホットメルト PSA 用の水素化 DCPD ベースの樹脂。[水素化 DCPD ベースの炭化水素樹脂は、その水白色と光と熱に対する優れた安定性により、高級ホットメルトおよびホットメルト感圧接着剤によく使用されます。
- 米国政府出版局。21 CFR 175.105: 接着剤。[食品の包装に使用されるラベルやテープの接着剤など、食品と間接的に接触する接着剤を対象とする規制]
- ASTMインターナショナル。ASTM D6166: 海軍倉庫および関連製品の色の標準試験方法 (ガードナー カラー スケールの機器評価)。ペンシルベニア州ウェストコンショホッケン: ASTM.
- ASTMインターナショナル。ASTM D6195: ループタックの標準試験方法。ペンシルベニア州ウェストコンショホッケン: ASTM.
- ASTMインターナショナル。ASTM D2979: 逆プローブ装置を使用した接着剤の感圧粘着性の標準試験方法。ペンシルベニア州ウェストコンショホッケン: ASTM.
