39●共重合石油樹脂ペトロタックの特徴と用途
高分子材料研究所

高性能材料グループ

内田遠藤
服部良樹
徹晃幸を有するため、樹脂の軟化点やガラス転移点（Tg）を1．はじめに低くする（一般的に、Tg［℃］＝軟化点－ 50 ± 5）２）。

東ソーの石油樹脂は芳香族（C9）系の「ペトコール ®」と脂肪族／芳香族（C5 ／ C9）共重合系の「ペトロタッ

一方、C9 モノマー（芳香族）は剛直な環状構造を有するため、樹脂の軟化点や Tg を高くする。

®

ク 」（以下、® を省略）から構成される。石油樹脂

表１にペトロタックの物性を示す。C5 ／ C9 共重の用途は、粘接着剤、ゴム配合剤、印刷インキ、塗料、合技術と分子量制御技術により、広範囲な軟化点（70

紙用撥水剤、アスファルト改質剤等が挙げられる。

～ 130℃）、溶解度パラメータ（8 ～ 9）を有するグレー

当社は国内唯一の C5 ／ C9 共重合系石油樹脂メードを取り揃えている。

カーとして、ペトロタック独自グレードの開発を進め日本国内では 2014 年より 3 基のナフサクラッカーてきた１）。本稿では、ペトロタックの新規グレードの設備の停止が予定され、原料油の発生量低下が避け特徴と近年開発中の用途について紹介する。

られない。当社は石油樹脂の安定供給を確保するため、原料油の精製条件や重合触媒の改良を検討し、樹脂生産量が従来比で最大 1.5 倍となる新技術を開発し2．ペトロタックの特徴

た 3）～ 5）。この技術を基に、新たにペトロタック 90V、ペトロタックはナフサの熱分解により得られる C5120V、130V を開発した。ペトロタック 90V はペトロ留分と C9 留分を精製、共重合して得られる分子量

タック 90HM と共に当社石油樹脂の中では C5 比率がMw：1,000 ～ 4,000 のオリゴマーである。分子構造を70％と最も高く、ペトロタック 90HM より分子量分

図１に示す。

布を制御して各種材料との相溶性、及び臭気を改良しC5 モノマー（脂肪族）はフレキシブルな鎖状構造

CH2たグレードである。一方、ペトロタック 120V、130V

C
H2C
H2CH3CH2CHCH2l
インデン

CH3m
スチレン

図１

表１CHCHCH3no

ビニルトルエン

イソプレン

p
ピペリレン

ペトロタックの構造

ペトロタックの物性と用途

グレード

607090HM

90V

90

100V

120V

130V

軟化点［℃］
ガードナー色相
臭素価［Br2 g ／ 100g］a）
分子量 Mna）
分子量 Mwb）
C5 比率［％］c）
溶解度パラメータ

72
750
1,000
3,200
708.2

70745
800
1,300
508.4

87
745
1,000
3,500
708.187
745
1,100
3,400
708.195
6359001,600
308.8967451,1003,800608.3120740
1,300
3,200408.6130835
1,300
3,200308.8

粘着テープ
ゴム配合剤

粘着テープ
ゴム配合剤
接着剤

粘着テープ
ゴム配合剤

ゴム配合剤
インキ
接着剤

ゴム配合剤
インキ
接着剤

粘着テープ エマルジョン 粘着テープ
接着剤
接着剤
ゴム配合剤
撥水剤
撥水剤

主用途

1a）GPC 法、b） H−NMR 法、c）Small の式

TOSOH Research & Technology Review Vol.58（2014）

40はペトコール並みの高軟化点を有する C5 ／ C9 共重いる 6）。タイヤは走行・減速時に変形し、内部発熱に合系石油樹脂で、粘接着剤等の耐熱性および凝集力や、よるエネルギーロスが起きる（ヒステリシスロス）。

弾性率や損失正接 tan δの温度依存性を改良する。

ウェットグリップ性能および転がり抵抗に相当するヒステリシスロスは、一般的に 0℃および 60℃の tan δで評価される（図２）。

3．ペトロタックの用途

C5 比率：30 ～ 70％、軟化点：87 ～ 130℃のペトロタッ
クを用い、シリカ配合で評価を行った（表２）。ペト［1］シリカ配合タイヤ用途
自動車用タイヤは、溶液重合型スチレン－ブタジエロタックの 10phr 添加により、未加硫ゴムのムーニーンゴム（S − SBR）を用いる低燃費タイヤの需要が世粘度 ML（1 ＋ 4）が低下し、加工性が向上した。また、界的に急拡大している。また、タイヤに使用するフィいずれのペトロタックにおいても耐摩耗性が改善さ

ラーは、低燃費タイヤの普及に伴いカーボンブラックれ、タイヤ寿命の向上が示唆された。図３に損失正接からシリカへの切換が進んでいる。
日本や欧州などでは、低燃費タイヤの指標として、

1.E＋00ウェットグリップ性能と燃費性能（転がり抵抗）の等ウェットグリップ

路面の凹凸による微少振動（104〜106Hz）

損失正接tanδ

級を区分したラベリング制度が 2010 年より開始して転がり抵抗02060℃tanδが指標

表２

図３60

損失正接tanδの温度依存性（引張モード，周波数50Hz）

シリカ配合タイヤ用途のペトロタック評価結果

グレード

40
温度［℃］

タイヤ性能の周波数帯と温度の関係

図２

石油樹脂未添加ペトロタック90
ペトロタック100V
1.E−02接地面での圧縮変形（10〜102Hz）

0℃のtanδが指標

1.E−01a）

無添加

ペトロタック90V

ペトロタック90

ペトロタック100V

ペトロタック
130V

7257
32
1060
49391161
48
3911695544116355
4411192.412.4
400
66
50
40
200.12

191.98.7
460
61
47
33
210.09201.88.9
460
61
45
31
210.08201.78.1
460
61
46
39
180.09191.88.448061
4729220.0714.2
7.00.610.07

14.5
4.70.84
0.08

15.1
4.5
0.88
0.08

13.8
4.40.87
0.08

16.84.60.900.09b）

未加硫物性
ムーニー粘度ML（1＋4）100℃Vm
スコーチタイム t5
キュラストタイム T190c）
加硫物性
引張強度 TB
引張応力 M100
M300
伸び EB
硬度
引裂強さ TR
反発弾性 R
圧縮永久歪み（70℃、22h）
摩耗容積 Abd）
粘弾性0℃ E
60℃ E
0℃ tanδ
60℃ tanδ

［分］
［分］
［MPa］
［MPa］
［MPa］
［％］
［kN ／ m］
［％］
［％］
［cc］
［MPa］
［MPa］a）配合［重量部］：SBR ／イソプレンゴム／石油樹脂／シリカ／シランカップリング剤／ステアリン酸／老化防止剤／酸化亜鉛／加硫促進剤／硫黄＝80 ／ 20 ／ 10 ／ 45 ／ 3.6 ／ 2 ／ 1 ／ 3 ／ 2.7 ／ 1.5b）混練；150℃×5 分、バンバリー・ロール、 c）加硫；150℃×30 分、プレス、 d）周波数 50Hz、初期伸長 2％、動的歪み 1％

東ソー研究・技術報告第 58 巻（2014）41

tan δの温度依存性を示す。ペトロタックを添加する

90HM より高分子量成分および低分子量成分が少ない

ことで 0℃の tan δが向上し、ウェットグリップ性能ことから SIS への相溶性の向上及び臭気の低減が期待の改善が認められた。一方、60℃の tan δが増加し、される（図５）。

転がり抵抗の効果は認められなかった。現在、シリカの分散性を高めることで転がり抵抗の改良を進めてい［3］免震・制振ゴム用途

る。また、ウェットグリップ性能や転がり抵抗へのペペトロタックは、相溶性の高いスチレン系エラスト

トロタックの C5 比率や軟化点の影響は小さかった。

マーやエチレン－酢酸ビニル共重合体（EVA）等と混以上のようにシリカ配合へのペトロタックの添加に練し、各種用途で使用される。SIS にペトロタックをより、ウェットグリップ性能、耐摩耗性、未加硫ゴム混合した際の粘弾性データを図６に示す。SIS はポリのムーニー粘度を改良することが出来た。

イソプレン（PI）相の Tg が− 65℃付近、ポリスチレン（PS）相の Tg が 93℃付近に存在する。C5 比率の［2］粘着テープ配合用途
ペトロタック 90V は、粘着テープ用途の主力グレー表３ドであるペトロタック 90HM と同等の樹脂物性（C5比率、軟化点）を有し、更に生産性および分子量分布

粘着テープ配合 a）でのペトロタック 90V、90HM
評価結果

ペトロタックグレードを改良した新グレードである。

G5 比率
タック
粘着力
保持力／ 50℃b）
臭気（揮発分量）

スチレン－イソプレン－スチレンブロック共重合体（SIS）系粘着テープ配合により、新グレードのペトロ
タック 90V をペトロタック 90HM と比較した。タック、粘着力、保持力（表３）、粘弾性挙動（図４）ともに能を示した。また、ペトロタック 90V はペトロタック

SIS単独
SIS／ペトロタック90V＝1／1
SIS／ペトロタック90HM＝1／1

70
61190
600

1.E＋01

1.E＋07損失正接 tanδ

［Pa］

90HM

70
61190
500

SIS単独
SIS／ペトロタック90V＝1／1
SIS／ペトロタック90HM＝1／1

1.E＋08

貯蔵弾性率G90Va）配合［重量比］；SIS ／石油樹脂／ナフテンオイル＝40 ／ 40 ／ 20b）ヘッドスペースガスクロマトグラフにより測定

ペトロタック 90V はペトロタック 90HM と同等の性

1.E＋06
1.E＋05
1.E＋04−60 −40 −20 0

図４［％］
ボール No.
［N ／ 25mm］［分］［ppm］

201.E＋00

1.E−01

1.E−02−60 −40 −20 0

40 60 80 100 120 140

2040 60 80 100 120 140

温度［℃］

温度［℃］a）貯蔵弾性率Gb）損失正接 tanδ

SIS／ペトロタックの貯蔵弾性率G，損失正接tanδの温度依存性（せん断モード，周波数10Hz）

ペトロタック90V
ペトロタック90HM

234log Mw

図５

ペトロタックの分子量分布（GPC）

5

TOSOH Research & Technology Review Vol.58（2014）

42

SIS単独

SIS単独

SIS／ペトロタック90V＝1／1

SIS／ペトロタック90V＝1／1

SIS／ペトロタック100V＝1／1

SIS／ペトロタック100V＝1／1

SIS／ペトロタック120V＝1／1

SIS／ペトロタック120V＝1／1

SIS／ペトロタック130V＝1／1

SIS／ペトロタック130V＝1／1
1.E＋01

1.E＋07損失正接 tanδ

貯蔵弾性率G［Pa］

1.E＋081.E＋06
1.E＋05
1.E＋04−60 −40 −20 020

1.E＋001.E−01
1.E−0240 60 80 100 120 140−60 −40 −20 020

温度［℃］a）貯蔵弾性率G

図６b）損失正接 tanδ

SIS／ペトロタックの貯蔵弾性率G，損失正接tanδの温度依存性（せん断モード，周波数10Hz）

SIS単独
SIS／ペトロタック90V＝1／1
SIS／ペトロタック90V／ペトロタック120V＝1／0.8／0.2
SIS／ペトロタック90V／ペトロタック130V＝1／0.8／0.2
1.E＋01

1.E＋081.E＋07損失正接 tanδ

［Pa］

SIS単独
SIS／ペトロタック90V＝1／1
SIS／ペトロタック90V／ペトロタック120V＝1／0.8／0.2
SIS／ペトロタック90V／ペトロタック130V＝1／0.8／0.2

貯蔵弾性率G

40 60 80 100 120 140

温度［℃］1.E＋06
1.E＋05

1.E＋001.E−01
1.E−02

1.E＋04−60 −40 −20 02040 60 80 100 120 140−60 −40 −20 020

温度［℃］a）貯蔵弾性率G

図７40 60 80 100 120 140

温度［℃］b）損失正接 tanδ

SIS／ペトロタックの貯蔵弾性率G，損失正接tanδの温度依存性（せん断モード，周波数10Hz）

高いペトロタック 90V、100V は PI 相に、C9 比率の高い PT120V、130V は PS 相に相溶する。

4．おわりに更に、SIS にペトロタック 90V と、少量のペトロ

本稿で紹介したペトロタックはタイヤ、粘着テープ

タック 120V、130V を混合し粘弾性を評価した（図７）。

用途を中心に販売量が拡大している。今後も C5 比率、ペトロタック 90V にペトロタック 120V を少量添加す

軟化点等の樹脂物性の制御技術を基にユーザーニーズることで tan δを高く維持しながら、貯蔵弾性率やに対応し、ペトロタックの用途展開を進めていく所存

tan δを高温側にブロードにすることが出来る。これである。

は SIS の PI 相と石油樹脂が部分相溶しているためと推測される。一方、ペトロタック 90V にペトロタック

本研究を進めるに当たり御協力して頂いた東ソー・シリカ㈱技術開発部の皆様に厚く感謝致します。

130V を添加すると、貯蔵弾性率、tan δともに全体的にピークが高温側にシフトすることが分かった。
免震・制振ゴム用途では、貯蔵弾性率や tan δ（地5．参考文献

震のエネルギーを熱エネルギーに変換して減衰する

１）服部、東ソー研究・技術報告、52、67（2008）

指標）の温度（− 10 ～ 40℃）に対する変化が小さい

２）岡﨑巧、接着の技術、20（2）、13（2000）

ことが求められ、ペトロタック 90V ／ペトロタック

３）特開 2014 − 94982

120V 混合系による改良が期待出来る。

４）特開 2014 − 113581
５）特開 2014 − 114422
６）日本ゴム協会誌、84、30（2011）