JP2006299023A

JP2006299023A - ポリオレフィン系リターナブルカートンケース用ｅｖａ系ホットメルト接着剤

Info

Publication number: JP2006299023A
Application number: JP2005120417A
Authority: JP
Inventors: Takamasa Hasunuma; 孝昌蓮沼; Susumu Hiramatsu; 進平松
Original assignee: DAIKYO KK; Tenma Corp; Daiko Inc
Current assignee: DAIKYO KK; Tenma Corp; Daiko Inc
Priority date: 2005-04-18
Filing date: 2005-04-18
Publication date: 2006-11-02

Abstract

【目的】リターナブルカートンケース用として好適なポリオレフィン樹脂シートやポリオレフィン樹脂の発泡シートに対して実用的な接着強度と適度な剥がれ易さを有するＥＶＡ系ホットメルト接着剤を提供するものであり、資源を有効に利用できるとともに廃棄物の処理等における公害等を抑制することができる。
【構成】紙用ダンボール用ＥＶＡ系ホットメルト接着剤に配合されている酢酸ビニル含有量が２５〜３５重量％のエチレン−酢酸ビニル共重合体１００部に対して、酢酸ビニル含有量が４０〜５０重量％のエチレン−酢酸ビニル共重合体を１５〜４５重量部および非晶質のポリα-オレフィン重合体を９〜４５重量部を配合する。
【選択図】図１

Description

この出願の発明はポリプロピレン樹脂やポリエチレン樹脂を始めとするポリオレフィン系の樹脂シートに対して優れた接着性を有するエチレン−酢酸ビニル共重合体系のホットメルト接着剤（以下、ＥＶＡ系のホットメルト接着剤と称す）に関するものである。
さらに詳しくは、この出願の発明はポリオレフィン樹脂とポリオレフィン樹脂の発泡体の積層シートからなるポリオレフィン系リターナブルカートンケースに対して実用的な接着強度と適度な剥がれ易さを有するＥＶＡ系ホットメルト接着剤に関するものである。

最近では、資源の有効利用や廃棄物処理に対する関心が高くなり様々な分野において使用済み製品の処理を考慮して製品を製造することが求められている。しかも資源の有効利用や廃棄物の処理等に対する関心は大型の機械製品だけでなく製品を梱包する包装部材についても同様な対策が求められるようになってきている。例えば、飲料用の缶やＰＥＴボトル等の容器詰め飲料、野菜や果物等の生鮮食料品、雑貨類、あるいは資材の保管用や搬送用の収納容器として紙ダンボールが使用されているが、紙ダンボールは機械的強度や耐水性が悪いため、一度使用された後は再利用することなく破棄されていた。

しかしながら、最近では紙ダンボールの耐水性を改善するために表面にポリオレフィン系の樹脂を被覆する方法等が試みられている。ところが、紙ダンボールの接着剤として一般に使用されているＥＶＡ系のホットメルト接着剤は被接着材と化学的に結合しているわけではなく、合成樹脂、特にポリオレフィン系樹脂のような非極性の樹脂に対しては実用的な接着強度を有していないとされており、これまでポリオレフィン系樹脂シートで表面加工されたダンボールに対する接着剤としては、接着性や耐クリープ性が大きいイソプレン、ブタジエン等のゴム系の樹脂を主成分とするゴム系ホットメルト接着剤が主に使用されている（特許文献１および２）。

しかしながら、ゴム系ホットメルト接着剤は、単価が高く、しかも粘度が高いため塗布量が多くなってしまい結果的にコスト高になってしまうだけでなくゴム系ホットメルト接着剤はポリオレフィン樹脂シートに対しても強い接着強度を有しているため、ダンボール材として使用しているポリオレフィン樹脂シートから接着剤を剥がす時にポリオレフィン樹脂シートが損傷してしまいダンボールを再利用することができなかった。したがって、ゴム系接着剤は価格や物性の面から再利用ダンボール（リターナブルカートンケース）用接着剤としては好ましくないとされていた。

これまでにもＥＶＡ系を成分とするホットメルト接着剤を合成樹脂用の接着剤として使用されていたが（特許文献３および４）、これらのほとんどは多数の羅列されている被接着材として１つとして記載されているにすぎず、特定の用途に好適なポリオレフィン樹脂用接着剤として開発されたものではない。
：特開２００３−３１３５２９号公報：特開２００２−３５６６６５号公報：特開２００４−１９７０２２号公報：特開平０７−３３１２２１号公報

この出願の発明は上記の課題を解決するものでありリターナブルカートンケース用として好適なポリオレフィン樹脂シートやポリオレフィン樹脂の発泡シートに対して、実用的な接着強度と適度な剥がれ易さを有するとともに塗布量の調整が容易なＥＶＡ系ホットメルト接着剤を提供するものである。

この出願の発明は上記の課題を解決するものとして、第１には、ポリオレフィン樹脂に対する接着性を向上するために通常のホットメルト組成物に酢酸ビニル含有量が多いエチレン−酢酸ビニル共重合体と非晶質のポリα-オレフィン重合体が加えて接着力を向上したホットメルト接着剤を提供する。
また、第２には、通常の紙ダンボール用ＥＶＡ系ホットメルト接着剤に配合されている酢酸ビニル含有量が２５〜３５重量％のエチレン−酢酸ビニル共重合体１００重量部に対して、酢酸ビニル含有量が４０〜５０重量％のエチレン−酢酸ビニル共重合体を１５〜４５重量部を配合したホットメルト接着剤を提供する。

また、第３には、通常の紙ダンボール用ＥＶＡ系ホットメルト接着剤に配合されている酢酸ビニル含有量が２５〜３５重量％のエチレン−酢酸ビニル共重合体１００重量部に対して、非晶質ポリα-オレフィン重合体を１５〜２０重量部を配合したホットメルト接着剤を提供する。
また、第４には、ダンボール成形に好適なポリオレフィン樹脂として、ポリプロピレン樹脂シートまたはポリエチレン樹脂シートを提供することができる。
また、第５には、ダンボール成形に好適なポリオレフィン樹脂として、ポリプロピレン樹脂の発泡シートまたはポリエチレン樹脂の発泡シートを提供することができる。

上記第１のホットメルト接着剤の発明は軽量で安価しかも湿気に強いポリオレフィン樹脂製のリターナブルカートンケース用に対して、従来のダンボールやカートン接着ラインの使用が可能であり、しかも実用的な接着強度と耐熱性を満たす一方、リフレッシュ時にポリオレフィン樹脂の材質を傷めることがなく剥離することができるＥＶＡ系ホットメルト接着剤を提供することができる。
上記第２のホットメルト接着剤の発明は、酢酸ビニル含有量が高いエチレン−酢酸ビニル共重合体の含有量の範囲を特定することにより、さらに好適な接着強度と低粘度のＥＶＡ系ホットメルト接着剤を得ることができる。
上記第３のリサイクル用ホットメルト接着剤は、非晶質のポリα-オレフィン重合体の含有量の範囲を特定することにより、接着性の改良とエチレン−酢酸ビニル共重合体に対する相溶性が好適なＥＶＡ係ホットメルト接着剤を得ることができる。

上記第４のホットメルト接着剤を使用するにおいて、好適なポリオレフィン樹脂としてポリプロピレン樹脂シートやポリエチレン樹脂シートを用いることにより、軽量で耐水性の良好なポリオレフィン系リターナブルカートンケース用を製造することができる。
上記第５のホットメルト接着剤を使用するにおいて、ポリオレフィン樹脂の発泡シートとしてポリプロピレン樹脂の発泡シートおよびポリエチレン樹脂の発泡シートを用いることにより軽量で耐水性の良好なポリオレフィン系リターナブルカートンケース用に使用することができる。

ホットメルト接着剤とは、熱可塑性樹脂にロジン、ワックス類、充填剤、軟化剤、可塑剤、界面活性剤、カップリング剤、酸化防止剤、熱安定剤、光安定剤、紫外線吸収剤、着色剤、帯電防止剤、難燃剤等の種々の化合物を混合した無溶剤型の接着剤であるが、このホットメルト接着剤は主成分として用いられる熱可塑性樹脂の種類によりポリオレフィン系、ポリエステス系、ポリアミド系、或いはＳＢＳ（スチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体）やＳＩＳ（スチレン−イソプレン−スチレンブロック共重合体）等のゴム系に区分されている。このホットメルト接着剤の中で、特にエチレン−酢酸ビニル共重合体を主成分とするポリエステル型のホットメルト接着剤はホットメルト接着剤全体におけるエチレン−酢酸ビニル共重合体の配合量やエチレン−酢酸ビニル共重合体における酢酸ビニルの重合比率を調整することで耐熱性、耐クリープ性、耐寒性、低温可撓性、溶融粘度、固化速度等の物性を調整することができるため、紙ダンボールの包装用として幅広く使用されている。ただ、ポリエステル型のホットメルト接着剤は成形材料としてポリオレフィン樹脂が使用されている成形体に対しては実用的な接着強度が不足するためこれまで殆ど実用化されていない。

この発明のＥＶＡ系ホットメルト接着剤は、リターナブルカートンケースとして使用されるポリオレフィン樹脂に対して、運送時に剥離しない充分な接着強度を有するとともに、リサイクルして再使用するためにＥＶＡ系ホットメルト接着剤をポリオレフィン樹脂シートから剥がす時にポリオレフィン樹脂シートに対して材料破壊を起こさない程度の接着強度を有するものである。すなわち、この発明のＥＶＡ系ホットメルト接着剤はポリオレフィン系リターナブルカートンケース用として使用するポリオレフィン樹脂シートに対して、実用的な接着強度を有しているだけでなく接着強度が大きすぎないことをも特徴としている。そこで、リターナブルカートンケースに好適なポリオレフィン樹脂に対して好適な接着強度とその好適な接着強度を有するホットメルトを製造するために、ポリエチレン樹脂シート、ポリプロピレン樹脂シート、ポリエチレン樹脂の発泡シート、ポリプロピレン樹脂の発泡シートを選定するとともに好適な接着強度を有するホットメルト接着剤の組成を調べた。なお、接着剤の具体的な塗布方法については、通常の紙ダンボールの接着強度の測定に使用されているアプリケーターを用いて、ダンボールの重ね部に１８０℃で塗布し、２秒間開放した後、２秒間押圧して図1のように塗布した。そして、ポリオレフィン樹脂に好適な成分と成分の組成比を変化させたホットメルト接着剤を塗布して接着強度を測定した。測定の結果、接着強度が０．３ｋｇ／ｃｍ^２以下ではダンボールとして実用的な接着強度を満たすことができず、また接着強度が１．２ｋｇ／ｃｍ^２以上ではホットメルト接着剤をポリオレフィン樹脂シートから剥離する時にポリエチレン樹脂シート、ポリプロピレン樹脂シート、ポリエチレン樹脂の発泡シート、ポリプロピレン樹脂の発泡シートに破損が見られた。

この結果リターナブルカートンケース用に好適なポリオレフィン樹脂に対する接着強度は０．４ｋｇ／ｃｍ^２〜１．１ｋｇ／ｃｍ^２の範囲であることが知見できた。また、接着強度を０．４ｋｇ／ｃｍ^２〜１．１ｋｇ／ｃｍ^２の接着強度を有するためには酢酸ビニル含有量が４０〜５０％のエチレン−酢酸ビニル共重合体とプロピレンホモポリマー、プロピレン／エチレン共重合体、プロビレン／ブテン−１共重合体、プロピレン／エチレン共重合体、プロピレン／プロピレン−エチレン共重合体、等の非晶質ポリα-オレフィン重合体をそれぞれ特定の範囲で配合することが不可欠である。
以下、この出願の発明を実施例を用いてさらに詳細に説明する。

ポリオレフィン系リターナブルカートンケース用に好適なポリオレフィン樹脂として、ポリエチレン樹脂とポリエチレン樹脂の発泡体からなる積層シートおよびポリプロピレン樹脂とポリプロピレン樹脂の発泡体からなる積層シートを用いて、図1に示されているようにダンボールの重ね部にホットメルト接着剤を塗布しダンボールとして必要な接着強度と接着剤を剥離する時に損傷を与えない接着強度の範囲を測定した。なお、図1のダンボールにおける側面の楕円形部分と上部の円形部分がホットメルト接着剤が塗布されている部分である。この出願の発明では、ポリオレフィン系リターナブルカートンケース用としての接着強度を特定の範囲にすることが必要となるが、そのために不可欠である酢酸ビニル含有量の多いエチレン−酢酸ビニル共重合体と非晶質ポリα-オレフィン重合体の含有量の配合を調べたものが表１および表２である。なお、表１および表２におけるパラフィンワックスは軟化点が７５〜６５℃程度の接着性の良いものを使用した。

表１はこの出願の発明の重要な成分である非晶質ポリα-オレフィン重合体を２０部に固定して、酢酸ビニル含有量が４０〜５０部のエチレン−酢酸ビニル共重合体の含有量を１０部から５０部に変化させて接着強度を測定したものである。
表1からも明らかなように酢酸ビニル含有量が４０〜５０部のエチレン−酢酸ビニル共重合体の含有量が１０部ではポリエチレン樹脂シートやポリプロピレン樹脂シートの接着強度は０．４ｋｇ／ｃｍ^２を満たしておらず、また酢酸ビニル含有量が４０〜５０部のエチレン−酢酸ビニル共重合体の含有量が５０部ではポリエチレン樹脂の発泡シートやポリプロピレン樹脂の発泡シートの接着強度が１．２ｋｇ／ｃｍ^２であり、リサイクルに必要な接着強度が１．１ｋｇ／ｃｍ^２以下である要件を超えている。また酢酸ビニル含有量が４０〜５０部のエチレン−酢酸ビニル共重合体の含有量が５０部を超える場合には、溶融粘度が高くなり過ぎるという問題も発生する。
なお、比較例１として記載したものは、従来の紙ダンボールに使用されているＥＶＡ系ホットメルトであり、この出願の発明のＥＶＡ系ホットメルトに比較して接着強度が著しく劣っていることが示されている。

表２はこの出願の発明の重要な成分である酢酸ビニル含有量が４０〜５０部のエチレン−酢酸ビニル共重合体の含有量を３０部に固定して非晶質ポリα-オレフィン重合体の含有量を５部から５０部に変化させて接着強度を測定したものである。
表２からも明らかなように非晶質ポリα-オレフィン重合体の含有量が５部および５０部ではポリエチレン樹脂シート、ポリプロピレン樹脂シート及びポリエチレン樹脂の発泡シート、ポリプロピレン樹脂の発泡シートのいずれもが０．３ｋｇ／ｃｍ^２以下でありダンボールとして必要な接着強度を満たしていない。また、非晶質ポリα-オレフィン重合体の含有量が５０部を超えた場合はエチレン−酢酸ビニル共重合体との相溶性も悪くなるため好ましくない。以上のことから、この出願の発明はポリオレフィン系リターナブルカートンケース用のポリオレフィン樹脂シートに対して実用的な接着強度と適度な剥がれ易さを有するＥＶＡ系ホットメルト接着剤を製造するためには、酢酸ビニル含有量が４０〜５０重量％のエチレン−酢酸ビニル共重合体と非晶質のポリα-オレフィン重合体を特定の範囲配合することが不可欠であることがわかる。

以上詳しく説明した通り、この出願の発明によって、これまで使用後に破棄されていた紙ダンボールに代えて軽量で安価なポリオレフィン系リターナブルカートンケースを大量に生産することが可能になる。

ポリオレフィン系リターナブルカートンケース接着部分を示したものである。

Claims

酢酸ビニル含有量が２５〜３５重量％のエチレン−酢酸ビニル共重合体１００重量部、粘着付与樹脂５０〜２００重量部、パラフィンワックス５０〜２００重量部、酢酸ビニル含有量が４０〜５０重量％のエチレン−酢酸ビニル共重合体１５〜４５重量部および非晶質のポリα-オレフィン重合体９〜４５重量部からなるポリオレフィン系リターナブルカートンケース用ＥＶＡ系ホットメルト接着剤。
酢酸ビニル含有量が４０〜５０重量％のエチレン−酢酸ビニル共重合体の含有量が２５〜４５重量部であることを特徴とする請求項１のＥＶＡ系のホットメルト接着剤。
非晶質のポリα-オレフィン重合体の含有量が１５〜２０重量部であることを特徴とする請求項１または２のＥＶＡ系ホットメルト接着剤。
ポリオレフィン樹脂がポリプロピレン樹脂シートまたはポリエチレン樹脂シートのいずれかであることを特徴とする請求項1ないし３に記載のいずれかであるＥＶＡ系ホットメルト接着剤。
ポリオレフィン樹脂がポリプロピレン樹脂の発泡シートまたはポリエチレン樹脂の発泡シートであることを特徴とする請求項1ないし３に記載のいずれかであるＥＶＡ系ホットメルト接着剤。