顧客との技術的な議論で時々話題になるのが、水素化かどうかということです。炭化水素樹脂C9 触媒炭化水素樹脂と比較して、その高い価格を正当化するのに十分な付加価値を実際に提供します。水素添加以来
炭化水素樹脂色は明るく、通常は匂いが少ないため、多くの人は当然、より多くのお金を支払えばより良い樹脂が手に入ると考えるでしょう。
接着剤とコーティングの配合に関する私たちの経験によれば、物事はそれほど単純ではありません。一部のアプリケーションでは、明るい外観や臭いの軽減が重要であることは確かですが、すべてのシステムで必ずしも全体的なパフォーマンスが向上するとは限りません。追加の投資が合理的かどうかは、多くの場合、特定のポリマーマトリックス、使用条件、経年劣化の要件、およびエンドユーザーが最終製品に実際に何を期待しているかによって決まります。
私たちがよく遭遇するもう 1 つの誤解は、水素化炭化水素樹脂が単に C9 触媒炭化水素樹脂の直接の代替品であるという考えです。実際には、これらの材料は、さまざまな製品の立場やさまざまな性能目標に役立つと考えたほうがよいでしょう。水素化は特定の特性を改善する改質ステップですが、あらゆる配合において一方の樹脂を自動的に他方の樹脂よりも優れたものにする普遍的なアップグレードとして解釈されるべきではありません。
何度も出てくる一つの誤解
多くのプロジェクトの初期段階では、水素化 C9 は色がきれいで明るいため、あらゆる面で触媒重合 C9 より優れているに違いないとお客様が考えているのをよく見かけます。
反対方向からアプローチする人もいます。触媒重合された C9 はコストが低いため、彼らはそれを「基本バージョン」と考えており、より多くの費用をかける理由がないと考えています。
実際には、どちらの見方も単純化しすぎています。私たちが長年にわたって取り組んできた配合の問題の多くにおいて、樹脂自体が「十分に優れている」かどうかが課題となることはほとんどありません。多くの場合、実際の問題は、色の安定性、臭気制御、および熱、酸素、または保管条件に長時間さらされた後の製品の挙動を中心に展開します。
一部のアプリケーションは、これらの要因に非常に敏感です。そうでない人もいます。これらの違いが重要かどうかは、最終使用システムの要件に完全に依存します。-
これら 2 つの製品は製造プロセスの同じレベルには存在しません
C9 触媒炭化水素樹脂は、スチレン、メチルスチレン、インデン、および関連芳香族化合物などの成分を含む分解 C9 芳香族留分のルイス酸触媒下でのカチオン重合によって製造されます。
その特徴は主にその分子構造に由来します。この樹脂は比較的高い芳香族性を保持し、多くの非極性システムと優れた相溶性を示し、信頼性の高い粘着性能を提供します。これは、何十年にもわたって数え切れないほどの製剤で成功裏に使用されてきた理由を説明しています。
C9水素化石油樹脂ただし、別個の重合経路ではありません。まず、既存のベース樹脂を-触媒重合または熱重合によって製造し-、それを水素化します。このプロセスでは、ニッケル、パラジウム、または同様の金属系をベースとした触媒を使用して、不飽和結合と発色団構造が飽和されます。
本来、一方は樹脂を作る技術、もう一方は樹脂が形成された後に改質する技術であり、その観点から見ると全く競合する技術ではありません。
違いのほとんどは、劇的なプロパティの変化ではなく、日々のパフォーマンスに現れます。--
実際の用途では、触媒重合した C9 と水素化した C9 の違いが完全に異なる性能プロファイルに変わることはほとんどありません。むしろ、長期的な行動に現れる傾向があります。-
色の安定性を例に挙げます。触媒重合された樹脂は自然にある程度の初期色を持っていますが、酸化や熱老化により時間の経過とともに徐々に暗くなることがあります。外観に敏感な製品では、この変化は非常に顕著になる可能性があります。{2}
水素化により不飽和構造と発色団が大幅に減少し、保存中や老化中の色の変化がはるかに遅い、より明るい色の材料が生成されます。{0}お客様は、透明または明るい色の配合物でこれを最もはっきりと認識する傾向があります。-
臭気も同様のパターンに従います。従来の芳香族樹脂は特定の用途ではわずかに芳香臭を示す場合がありますが、水素化炭化水素樹脂は著しく穏やかです。衛生接着剤、ラベル接着剤、輸出向け製品の場合、これらの市場では VOC や官能要件がより厳しくなる傾向があるため、臭気が現実的な考慮事項となることがよくあります。-
とはいえ、水素化によって樹脂の主な役割が根本的に変わるわけではありません。その粘着付与機能、相溶性特性、および初期接着挙動は主にベース樹脂自体によって規定されたままです。水素添加により主に改善されるのは安定性と外観です。
異なる業界が異なることに焦点を当てています
ホットメルト接着剤市場では、包装用接着剤と製本用途はコストに非常に敏感です。通常、色の要件は中程度であるため、処理の安定性と経済性がより重要であるため、触媒重合 C9 が依然として主流の選択肢の 1 つです。
おむつ接着剤、女性用ケア製品、医療用ホットメルトなどの衛生製品に移行すると、優先順位が変わります。顧客は、臭い、色の安定性、長期的な老化性能をより重視するようになります。-このような状況下では、水素化石油樹脂コストが高くても正当化するのが簡単です。
同じパターンが感圧接着剤にも現れます。-
工業用テープの用途の多くは、驚くほど色の変化に寛容です。しかし、製品が透明テープ、高級ラベル、または外観に敏感な用途に使用されるとすぐに、-水素化石油樹脂大幅に増加します。
インク業界とゴム業界は興味深い対照を示しています。多くのインクメーカーは、明るい色のためだけに割増料金を支払うことに消極的です。それらの優先事項は依然として顔料の湿潤、分散、および配合の適合性であり、これが触媒重合 C9 が依然として非常に強力な地位を維持している理由を説明しています。
ゴムコンパウンドにも同じことが当てはまります。通常、加工特性とコスト効率は外観よりも優先されるため、水素化炭化水素樹脂は主流の製品ではなく、特殊な用途でのみ使用される傾向があります。
水素添加石油樹脂はなぜ安定性が高く、色が薄いのでしょうか？
分子の観点から見ると、答えは非常に簡単です。
水素化により、酸化を受けやすい二重結合や反応性構造の多くが飽和します。また、色の形成に関与する発色団の存在も減少します。
その結果、樹脂の色は明るくなり、時間の経過とともに酸化が遅くなり、一般に UV 安定性が向上します。
それは、触媒重合された C9 が本質的に不安定であることを意味するものではありません。これは単に 2 つの材料が異なる安定性ウィンドウを提供することを意味し、その違いが重要かどうかは完全に意図された用途に依存します。
軟化点は人々が思っているほど重要ではないことがよくあります
もう 1 つの誤解は、水素化により軟化点を含むすべての物理的特性が劇的に変化するということです。
実際には、業界の経験と公表されたデータによれば、軟化点は主に分子量分布と重合条件によって影響されることが示唆されています。水素化自体はこの特性に比較的ほとんど影響を与えません。
より顕著に変化するのは、基本的な物理パラメータではなく、安定性に関連する特性全体です。{0}}
実際には、選考はテクノロジーよりも経済性が重視されます
私たちがプロジェクトを評価するときに、どのテクノロジーが優れているかという質問から始めることはほとんどありません。
代わりに、より実践的な質問をします。システムには色に対する厳しい要件がありますか?
製品が黒色の工業用化合物である場合、多くの場合、触媒重合された C9 が完全に適切であり、明らかな経済的利点が得られます。
用途に透明な包装、明るい色の接着剤層、臭いに敏感な製品が含まれる場合、顧客は外観と安定性の向上に対して喜んでお金を払うため、通常、水素化石油樹脂を使用することで追加コストが正当化されます。{0}
製品のポジショニングも同様に重要です。低価値-で大量生産の製品は通常、コストによって左右されます。-高価値の輸出製品は、一貫性と長期的なパフォーマンスをより重視しています。-
多くの場合、最終的な決定は実際にはテクノロジーに関する決定ではありません。コスト構造とエンドユーザーの期待との間の妥協点です。-
実際のプロジェクトでよく見られるもの
興味深い観察の 1 つは、多くの顧客が一方を選択するのではなく、両方のタイプの樹脂を同時に使用していることです。
標準的な工業製品ラインは触媒重合 C9 に依存している場合がありますが、高級ラベルや輸出製品には水素化炭化水素樹脂が使用されています。
サプライチェーンの観点から見ると、この配置は完全に理にかなっており、単一の樹脂ではすべての性能要件とすべての価格帯を経済的にカバーすることはできません。
最終的な考え
これら 2 つのマテリアルの関係を一文で要約するとしたら、次のようになります。
触媒重合 C9 は成熟した実用性の高い粘着付与剤プラットフォームですが、水素化 C9 はそのプラットフォームの安定性が強化されたバージョンです。-
しかし、そのアップグレードは、すべてのアプリケーションが費用を支払う必要があるものではありません。多くの場合、本当の問題は、どの樹脂が技術的に優れているかということではありません。
さらに重要な問題は、アップグレードによってどこに価値が生まれるのか、それとも単に不必要なコストが追加されるだけなのかということです。{0}}
これは、何よりも、私たちが製剤やアプリケーションの開発をサポートする際にお客様と最も頻繁に交わす議論です。
参考文献
1. Jiang, M.、Wei, XJ、Chen, XP、Wang, LL、Liang, JZ (2020)。リサイクル可能な流動接触分解触媒残渣上に担持されたPEG1000修飾ニッケル触媒上でのC9石油樹脂の水素化。 ACS オメガ、5(32)、20291–20298。 https://doi.org/10.1021/acsomega.0c02193
2.Chen, D.、Wang, LL、Chen, XP、Wei, XJ、Liang, JZ、Jiang, J.、Liang, BF (2018)。 C9 石油樹脂 (C9 PR) 水素化用の前処理済み流動接触分解触媒残渣に分散剤としてポリビニル ピロリドンを担持した Ni- ベースの触媒。王立協会オープンサイエンス、5(5)、172052。https://doi.org/10.1098/rsos.172052
3. Yu、C.、Huang、H.、Li、QW、Xu、RY、Tao、SY、Xiao、XW、Luo、YJ、およびFang、JH（2020）。 C9 石油樹脂水素化触媒の新たな進歩。 IOP カンファレンス シリーズ: 地球と環境科学 (Vol. 513、p. 012003)。 IOP出版。 https://doi.org/10.1088/1755-1315/513/1/012003
4.Rahmatpour、A.、Ghasemi Meymandi、M. (2021)。 -分解された-石油-由来の C9 留分からの C9 芳香族炭化水素樹脂の大規模生産: 化学、拡張性、およびテクノ-経済分析。有機プロセスの研究開発、25(1)、120–135。 https://doi.org/10.1021/acs.oprd.0c00474