JP2014234399A - ホットメルト接着剤 - Google Patents
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Abstract
【課題】環境に優しく、糸曳きが低減され、接着性および熱安定性に優れるホットメルト接着剤を提供することを目的とする。【解決手段】本発明は、(A)極性官能基で変性された重合体、(B)脂肪族ポリエステル系樹脂、(C)オレフィン系重合体、(D)粘着付与樹脂、および(E)ワックスを含むホットメルト接着剤に関する。【選択図】なし
Description
本発明はホットメルト接着剤に関し、さらに詳しくは、種々の基材に対して接着性が良好であり、特にダンボール等の紙基材を組み立てるのに好適なホットメルト接着剤に関するものである。
ホットメルト接着剤は、無溶剤の接着剤であり、加熱溶融することで被着体に塗工後、冷却することで固化して接着性を発現するので、瞬間接着及び高速接着が可能であるという特徴を有し、例えば、紙加工、木工、衛生材料及び電子分野等の幅広い分野で使用されている。
上記ホットメルト接着剤のベースポリマーとして、その用途に応じて、例えば、エチレン−酢酸ビニル共重合体(以下、「EVA」ともいう)、エチレン−エチルアクリレート共重合体(以下、「EEA」ともいう)等のエチレン系共重合体や、ポリエチレン、ポリプロピレン、無定形ポリアルファオレフィン(以下、「APAO」ともいう)等のオレフィン系樹脂、スチレン系ブロック共重合体(例えば、スチレン−イソプレン−スチレン系ブロックコポリマー(以下、「SIS」ともいう)、スチレン−ブタジエン−スチレン系ブロックコポリマー(以下、「SBS」ともいう)及びそれらの水素添加物等の合成ゴム、及びポリウレタン等が汎用されている。
これらのホットメルト接着剤のなかで、エチレン系共重合体をベースポリマーとしたホットメルト接着剤は、製本及び包装等の紙加工分野や木工分野に利用されることが多い。
ホットメルト接着剤を塗布する場合、ホットメルトアプリケーターという専用の塗布装置が用いられることが多い。ホットメルトアプリケーターは吐出口であるノズルを有しており、ホットメルト接着剤は約120〜190℃に加熱され、ノズルの先端から吐出されて被着体に塗布される。
ホットメルト接着剤を塗布する際、ノズルの先端から被着体までの間に、ホットメルト接着剤の糸状物が発生することがある。この糸状物は、ホットメルト接着剤の糸曳き性に起因するものであり、ノズルや被着体を汚してしまう。従って、糸曳きの少ないホットメルト接着剤の開発は、接着剤メーカーにとって重要な責務となっている。
特許文献1および特許文献2には、糸曳きの低減を目的とするエチレン(ポリオレフィン)系ホットメルト接着剤の記載がある。特許文献1は、包装、製本及び木工等に用いられるエチレン/C3〜C20のα−オレフィン共重合体をベースポリマーとするホットメルト接着剤を開示している(請求項1及び[0013]参照)。特許文献2には、オレフィンが不飽和ポリカルボン酸、酸無水物、エステルで変性された「糸曳き低減剤」を含むオレフィンホットメルト接着剤が開示されており(請求項1及び[0024]表1参照)、包装用、製本用に利用される([0001][0028]参照)。
しかし、ホットメルト接着剤の糸曳きの低減への要求は、年々高くなっている。特に、ダンボールやカートン等の厚紙を扱うユーザーは、糸曳き低減への要求が強い。特許文献1及び2のホットメルト接着剤は、糸曳き性が小さくなってはいるが、ユーザーの高い要求性能を十分に満足しているとは言えない。
さらに、近年では、ホットメルト接着剤のユーザーである紙製品メーカーやフィルムメーカー等は、環境対応を考慮した基材を用いる傾向にあり、ホットメルト接着剤にも、生分解性に優れることや、カーボンニュートラルな素材であることが求められている。
環境面を考慮した紙用ホットメルト接着剤として、ポリ乳酸を含むホットメルト接着剤が知られている。特許文献3および特許文献4には、ポリ乳酸系ホットメルト接着剤が紙用接着剤として用いられる旨が開示されている。しかしながら、ポリ乳酸系樹脂を含むホットメルト接着剤は、粘着付与樹脂等の他の成分との相溶性が不十分であるため、エチレン系ホットメルト接着剤と比べて、接着性および熱安定性等が著しく劣る傾向にあり、“糸曳き性”も低減されていない。さらに、ポリ乳酸は、糸曳き低減剤である“エチレン系共重合体”とも相溶性が悪く、熱安定性に乏しかった。
本発明は、環境調和性に優れ、糸曳きが小さく、段ボールやカートン紙への接着性に優れるホットメルト接着剤を提供することを目的とする。
本発明および本発明の好ましい態様は下記のとおりである。
1.(A)極性官能基で変性された重合体、
(B)脂肪族ポリエステル系樹脂、
(C)オレフィン系重合体、
(D)粘着付与樹脂、および
(E)ワックスを含むホットメルト接着剤。
(B)脂肪族ポリエステル系樹脂、
(C)オレフィン系重合体、
(D)粘着付与樹脂、および
(E)ワックスを含むホットメルト接着剤。
2.(E)ワックスがフィッシャートロプシュワックスを含んでいる、上記1に記載のホットメルト接着剤。
3.(A)極性官能基で変性された重合体は、極性官能基で変性された共役ジエン系重合体および極性官能基で変性されたオレフィン系重合体から選ばれる少なくとも1種を含む、上記1または2に記載のホットメルト接着剤。
4.前記極性官能基が、酸無水物基、マレイン酸基、カルボキシル基、アミノ基、イミノ基、アルコキシシリル基、シラノール基、シリルエーテル基、ヒドロキシル基およびエポキシ基から選ばれる少なくとも1種の官能基である、上記項1〜3のいずれかに記載のホットメルト接着剤。
5.(B)脂肪族ポリエステル系樹脂が、ポリ乳酸系樹脂、ポリブチレンサクシネート、およびポリヒドロキシブチレートから選ばれる少なくとも1種である、上記1〜4のいずれかに記載のホットメルト接着剤。
6.(C)オレフィン系重合体が、エチレン系共重合体を含む上記1〜5のいずれかに記載のホットメルト接着剤。
7.エチレン系共重合体が、エチレンと炭素数3〜20のαオレフィンとの共重合体を含む上記6に記載のホットメルト接着剤。
8.エチレンと炭素数3〜20のα−オレフィンとの共重合体が、エチレン、プロピレンおよびブテンの共重合体を含む、上記7に記載のホットメルト接着剤。
9.上記1〜8のいずれかに記載のホットメルト接着剤が塗布されて製造された紙製品。
本発明においては、ホットメルト接着剤に、極性官能基で変性された重合体を配合することにより、ポリ乳酸系樹脂等の脂肪族ポリエステル系樹脂と、他の成分との相溶性が改善される。これにより、環境に優しく、かつ、糸曳きが低減され、接着性および熱安定性等が向上したホットメルト接着剤を提供することができる。本発明により、紙基材への接着、特に段ボールやカートン紙への接着に塗布しやすいホットメルト接着剤を提供することができる。
本発明のホットメルト接着剤は、少なくとも、(A)極性官能基で変性された重合体、(B)脂肪族ポリエステル系樹脂、(C)オレフィン系重合体、(D)粘着付与樹脂、および(E)ワックスを含む。以下、それぞれ、「(A)成分」、「(B)成分」、「(C)成分」、「(D)成分」および「(E)成分」と記載することもある。なお、本明細書において、「変性された重合体」とは、(i)重合体を得てから官能基が付与されたもの、(ii)重合の過程で官能基が導入されたもの、の双方を含むことを意味する。
<(A)極性官能基で変性された重合体>
本発明のホットメルト接着剤は、(A)極性官能基で変性された重合体((A)成分)を含有することにより、(B)脂肪族ポリエステル系樹脂と、(C)オレフィン系重合体や(D)粘着付与樹脂等の他の成分との相溶性が高まり、粘着性、接着性および熱安定性等が向上する。
本発明のホットメルト接着剤は、(A)極性官能基で変性された重合体((A)成分)を含有することにより、(B)脂肪族ポリエステル系樹脂と、(C)オレフィン系重合体や(D)粘着付与樹脂等の他の成分との相溶性が高まり、粘着性、接着性および熱安定性等が向上する。
本発明に用いる(A)極性官能基で変性された重合体とは、少なくとも1つの極性官能基を有する重合体のことをいう。極性官能基が導入されている位置は特に限定されず、重合体の末端であってもよいし、重合体の末端以外の内部であってもよい。極性官能基は、得られた重合体に付与されても良いし、モノマーを重合する過程で導入されても良い。
「極性官能基」としては、無水マレイン酸基等の酸無水物基、カルボキシル基、マレイン酸基、アミノ基、イミノ基、アルコキシシリル基、シラノール基、シリルエーテル基、ヒドロキシル基およびエポキシ基等が挙げられ、これらのうち無水マレイン酸基、マレイン酸基、アミノ基、エポキシ基が好ましい。
(A)極性官能基で変性された重合体としては、特に限定はされないが、(A1)極性官能基で変性された共役ジエン系重合体および(A2)極性官能基で変性されたオレフィン系重合体から選ばれる少なくとも1種を含むことが好ましく、これらのうち、2種以上を組み合わせて用いてもよい。以下、これらについて詳説する。
(A1)極性官能基で変性された共役ジエン系重合体
「共役ジエン系重合体」とは、共役ジエン化合物に基づく構成単位(共役ジエン単位)を有する重合体のことをいう。
「共役ジエン系重合体」とは、共役ジエン化合物に基づく構成単位(共役ジエン単位)を有する重合体のことをいう。
ここで、「共役ジエン化合物」とは、少なくとも一対の共役二重結合を有するジオレフィン化合物を意味する。「共役ジエン化合物」として、具体的には、例えば、1,3−ブタジエン、2−メチル−1,3−ブタジエン(又はイソプレン)、2,3−ジメチル−1,3−ブタジエン、1,3−ペンタジエン、1,3−ヘキサジエンを例示することができる。1,3−ブタジエン、2−メチル−1,3−ブタジエンが特に好ましい。これらの共役ジエン化合物は、単独で又は組み合わせて使用することができる。
本発明において、共役ジエン系重合体は、共役ジエン単位に加え、他の単量体に基づく構成単位を有していてもよい。他の単量体としては、ビニル系芳香族炭化水素、ビニルニトリル、不飽和カルボン酸エステルがあげられる。
本発明において、「共役ジエン系重合体」は、本発明の目的とするホットメルト接着剤を得ることができるものであれば、特に制限されないが、例えば、ビニル系芳香族炭化水素と共役ジエン化合物とがブロック共重合した共重合体、すなわち、ビニル系芳香族炭化水素ブロックと共役ジエン化合物ブロックを有して成るものが好ましい。
「ビニル系芳香族炭化水素」とは、ビニル基を有する芳香族炭化水素化合物を意味し、具体的には、例えば、スチレン、o−メチルスチレン、p−メチルスチレン、p−tert−ブチルスチレン、1,3−ジメチルスチレン、α−メチルスチレン、ビニルナフタレン、及びビニルアントラセン等を例示できる。特にスチレンが好ましい。これらのビニル系芳香族炭化水素は、単独で又は組み合わせて使用することができる。
本発明において、(A)成分として含まれる極性官能基で変性された共役ジエン系重合体を構成する共役ジエン系重合体は、非水素添加型の共役ジエン系重合体であっても、水素添加型の共役ジエン系重合体であってもよいが、水素添加型の共役ジエン系重合体がより好ましい。
「非水素添加型の共役ジエン系重合体」として、例えばスチレン−イソプレン−スチレンブロック共重合体(「SIS」ともいう)、スチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体(「SBS」ともいう)を例示できる。
「水素添加型の共役ジエン系重合体」として、例えば水素添加されたスチレン−イソプレン−スチレンブロック共重合体(即ち、スチレン−エチレン/プロピレン−スチレンブロック共重合体「SEPS」ともいう)、水素添加されたスチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体(即ち、スチレン−エチレン/ブチレン−スチレンブロック共重合体「SEBS」ともいう)及び水素添加されたスチレン−ブタジエン−結晶性エチレンブロック共重合体(即ち、スチレン−エチレン/ブチレン−結晶性エチレンブロック共重合体(「SEBC」ともいう)を例示できる。
これらのうち、(A)成分として含まれる極性官能基で変性された共役ジエン系重合体を構成する共役ジエン系重合体は、SEBSまたはSEBCが好ましく、スチレン含有量が3〜40重量%のSEBSおよび/またはSEBCを含むことがより好ましい。
「極性官能基で変性された共役ジエン系重合体」の「極性官能基」としては、無水マレイン酸基等の酸無水物基、カルボキシル基、マレイン酸基、アミノ基、イミノ基、アルコキシシリル基、シラノール基、シリルエーテル基、ヒドロキシル基およびエポキシ基等が挙げられ、これらのうちマレイン酸基、アミノ基がより好ましい。
極性官能基で変性された共役ジエン系重合体の製造方法としては、共役ジエン系重合体をまず合成し、後から極性官能基を導入することにより製造してもよいし、極性官能基を含有する単量体を用いて共重合反応を行うことにより製造してもよい。
「極性官能基で変性された共役ジエン系重合体」としては、例えば、アミノ基で変性されたSEBS、マレイン酸基で変性されたSEBS、アミノ基で変性されたSEBC等を挙げることができる。極性官能基で変性された共役ジエン系共重合体において、アミノ基やマレイン酸基等の極性基の導入位置は、特に限定されないが、例えば、共役ジエン系共重合体の少なくとも片末端に導入されていることが好ましい。
極性官能基で変性された共役ジエン系共重合体として、市販品を用いることができ、例えば、旭化成ケミカルズ製のタフテックMP10、JSR製のダイナロン8630P、ダイナロン4630P、旭化成ケミカルズ製のタフテックM1913が挙げられる。
(A2)極性官能基で変性されたオレフィン系重合体
本発明において、「オレフィン系重合体」とは、オレフィンに基づく構成単位を有する重合体を意味し、オレフィン単独重合体でもよく、オレフィンと共重合可能な化合物を共重合した共重合体でもよい。本発明において、オレフィン系共重合体は、オレフィンを50重量%以上、好ましくは80重量%以上有し、オレフィンと共重合可能な化合物を50重量%未満、好ましくは20重量%未満有するオレフィン系共重合体が好ましい。なお、本明細書において、「極性官能基で変性されたオレフィン系重合体」には、上記「極性官能基で変性された共役ジエン系重合体」に該当する化合物は含まれないものとする。
本発明において、「オレフィン系重合体」とは、オレフィンに基づく構成単位を有する重合体を意味し、オレフィン単独重合体でもよく、オレフィンと共重合可能な化合物を共重合した共重合体でもよい。本発明において、オレフィン系共重合体は、オレフィンを50重量%以上、好ましくは80重量%以上有し、オレフィンと共重合可能な化合物を50重量%未満、好ましくは20重量%未満有するオレフィン系共重合体が好ましい。なお、本明細書において、「極性官能基で変性されたオレフィン系重合体」には、上記「極性官能基で変性された共役ジエン系重合体」に該当する化合物は含まれないものとする。
オレフィンとしては、エチレンまたは炭素数3〜20のα−オレフィンが好ましい。炭素数3〜20のα−オレフィンとしては、はプロピレン、1−ブテン、1−ペンテン、1−ヘキセン、1−ヘプテン、1−オクテン、1−ノネン、1−デセン、1−ウンデセン、1−ドデセン、1−トリデセン、1−テトラデセン、1−ペンタデセン、1−ヘキサデセン、1−ヘプタデセン、1−オクタデセン、1−ノナデセン、1−エイコセン、3−メチル−1−ブテン、3−メチル−1−ペンテン、3−エチル−1−ペンテン、4−メチル−1−ペンテン、4−メチル−1−ヘキセン、4,4−ジメチル−1−ヘキセン、4,4−ジメチル−1−ペンテン、4−エチル−1−ヘキセン、3−エチル−1−ヘキセン、9−メチル−1−デセン、11−メチル−1−ドデセン、12−エチル−1−テトラデセンおよびこれらの組み合わせが挙げられる。これらは1種でもよく、2種以上併用してもよいが、オレフィンとしてエチレンを含むことが好ましい。
本発明において、オレフィン系重合体は、オレフィンと共重合可能な化合物に基づく構成単位を本発明の目的を損なわない程度に含有してもよい。オレフィンと共重合可能な化合物としては、不飽和カルボン酸またはその誘導体およびカルボン酸ビニルエステルなどを挙げることができ、具体的には、アクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸メチル、メタクリル酸メチル、アクリル酸エチル、メタクリル酸エチル、アクリル酸プロピル、メタクリル酸プロピル、アクリル酸n−ブチル、メタクリル酸n−ブチル、アクリル酸イソブチル、メタクリル酸イソブチル、アクリル酸t−ブチル、メタクリル酸t−ブチル、アクリル酸2−エチルヘキシル、メタクリル酸2−エチルヘキシル、アクリル酸シクロヘキシル、メタクリル酸シクロヘキシル、アクリル酸イソボルニル、メタクリル酸イソボルニル、アクリル酸ラウリル、メタクリル酸ラウリル、アクリル酸ステアリル、メタクリル酸ステアリル、アクリル酸ヒドロキシエチル、メタクリル酸ヒドロキシエチル、アクリル酸ヒドロキシプロピル、メタクリル酸ヒドロキシプロピル、ポリエチレングリコールやポリプロピレングリコールのアクリル酸エステルあるいはメタクリル酸エステル、アクリル酸トリメトキシシリルプロピル、メタクリル酸トリメトキシシリルプロピル、アクリル酸メチルジメトキシシリルプロピル、メタクリル酸メチルジメトキシシリルプロピル、α−ヒドロキシメチルアクリル酸メチル、アクリル酸ジメチルアミノエチル、メタクリル酸ジメチルアミノエチルなどの(メタ)アクリル酸エステルを含む不飽和カルボン酸またはその誘導体、ギ酸ビニル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル、カプロン酸ビニル、カプリル酸ビニル、カプリン酸ビニル、ラウリン酸ビニル、ミリスチン酸ビニル、パルミチン酸ビニル、ステアリン酸ビニル、酢酸イソプロペニル、酢酸1−ブテニル、ピバル酸ビニル、2−エチルヘキサン酸ビニルおよびシクロヘキサンカルボン酸ビニルなどの単官能脂肪族カルボン酸ビニル、安息香酸ビニルおよび桂皮酸ビニルなどの芳香族カルボン酸ビニル、モノクロル酢酸ビニル、アジピン酸ジビニル、メタクリル酸ビニル、クロトン酸ビニルおよびソルビン酸ビニルなどの多官能カルボン酸ビニルなどのカルボン酸ビニルエステルなどを挙げることができ、これらのうちアクリル酸メチル、アクリル酸エチル、メタクリル酸が好ましい。これらは1種でもよく、2種以上を併用してもよい。
「極性官能基で変性されたオレフィン系重合体」の「極性官能基」としては、無水マレイン酸基等の酸無水物基、カルボキシル基、マレイン酸基、アミノ基、イミノ基、アルコキシシリル基、シラノール基、シリルエーテル基、ヒドロキシル基およびエポキシ基等が挙げられ、これらのうち無水マレイン酸基、エポキシ基、マレイン酸基、カルボキシル基がより好ましい。
極性官能基で変性されたオレフィン系重合体の製造方法としては、オレフィン系重合体を合成し、後から極性官能基を導入することにより製造してもよいし、極性官能基を含有する単量体を用いて共重合反応を行うことにより製造してもよい。極性官能基を含有する単量体としては、例えば、メタクリル酸グリシジルが好ましい。
「極性官能基で変性されたオレフィン系重合体」としては、エチレン/アクリル酸メチル/メタクリル酸グリシジル共重合樹脂、エチレン−メタクリル酸グリシジル−スチレン共重合体および無水マレイン酸変性ポリエチレン共重合体、エチレン/1-オクテンマレイン酸共重合体、エチレン/エチルアクリレートマレイン酸共重合体等を挙げることができる。極性官能基で変性されたオレフィン系重合体において、エポキシ基や無水マレイン酸基等の極性官能基の導入位置は特に限定はされず、重合体の末端に導入されていてもよいし、重合体の末端以外の内部の構成単位に導入されていてもよい。
極性官能基で変性されたオレフィン系重合体として、市販品を用いることができる。例えば、住友化学社製のボンドファースト7M、日本油脂社製のモディパーA4100、ダウ・ケミカル社製のアフィニティGA1000R、アルケマ社製のボンダインHX8210、デュポン社製のフサボンド N525等が挙げられる。
なお、本発明において、部分構造として脂肪族ポリエステル構造を有する重合体(特に脂肪族ポリエステル部分構造を主体とする重合体)は、(B)成分に分類されるものとし、(A)成分とは異なるものとする。
本発明において、(A)成分は、重量平均分子量(Mw)1.0×104〜3.0×105の極性官能基で変性された重合体を含んでいることが好ましく、特に2.0×104〜2.0×105の極性官能基で変性された重合体を含んでいることが好ましい。
本明細書において、重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)を使用して、標準物質としての単分散分子量のポリスチレンを使用した検量線を用いて分子量を換算して求められる。
本発明のホットメルト接着剤において、(A)成分は、(A)成分〜(E)成分の総重量100重量部に対し、1〜20重量部配合されることが好ましく、1〜15重量部配合されることがより好ましい。
<(B)脂肪族ポリエステル系樹脂>
本発明のホットメルト接着剤は、(B)脂肪族ポリエステル系樹脂((B)成分)を含むことにより、石油を原料とする材料等の含有量を減らすことができ、環境面への問題を小さくできる。
本発明のホットメルト接着剤は、(B)脂肪族ポリエステル系樹脂((B)成分)を含むことにより、石油を原料とする材料等の含有量を減らすことができ、環境面への問題を小さくできる。
(B)脂肪族ポリエステル系樹脂としては、公知の樹脂を用いることができ、例えば、ポリ乳酸系樹脂、ポリブチレンサクシネート、ポリブチレンサクシネート・アジペート、ポリブチレンサクシネート・テレフタレート、ポリエチレンサクシネート、ポリブチレンサクシネート・カーボネート、ポリグリコール酸、ポリカプロラクトン、ポリヒドロキシ酪酸、ポリヒドロキシ吉草酸、ヒドロキシ酪酸・ヒドロキシ吉草酸共重合体等が挙げられる。これらのうち、ポリ乳酸系樹脂、ポリブチレンサクシネート、ポリヒドロキシ酪酸が好ましく、ポリ乳酸および/またはポリブチレンサクシネートであることがより好ましい。これらは、単独で用いても2種以上を併用してもよい。
上記ポリ乳酸系樹脂は、L−乳酸および/またはD−乳酸を主たる構成成分とするポリマーであるが、乳酸以外の他の共重合成分を含んでいてもよい。かかる他の共重合成分単位としては、例えば、多価カルボン酸、多価アルコール、ヒドロキシカルボン酸、ラクトンなどが挙げられ、具体的には、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカンジオン酸、フマル酸、シクロヘキサンジカルボン酸、テレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸、アントラセンジカルボン酸、5−ナトリウムスルホイソフタル酸、5−テトラブチルホスホニウムスルホイソフタル酸などの多価カルボン酸類、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオール、ヘプタンジオール、ヘキサンジオール、オクタンジオール、ノナンジオール、デカンジオール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、ネオペンチルグリコール、グリセリン、ペンタエリスリトール、ビスフェノールA、ビスフェノールにエチレンオキシドを付加反応させた芳香族多価アルコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコールなどの多価アルコール類、グリコール酸、3−ヒドロキシ酪酸、4−ヒドロキシ酪酸、4−ヒドロキシ吉草酸、6−ヒドロキシカプロン酸、ヒドロキシ安息香酸などのヒドロキシカルボン酸類、およびグリコリド、ε−カプロラクトングリコリド、ε−カプロラクトン、β−プロピオラクトン、δ−ブチロラクトン、β−またはγ−ブチロラクトン、ピバロラクトン、δ−バレロラクトンなどのラクトン類などから生成する単位が挙げられる。このような乳酸以外の他の共重合単位は、全単量体単位を100モル%としたときに、通常0〜30モル%の含有量とするのが好ましく、0〜10モル%であることが好ましい。
本発明のホットメルト接着剤において、(B)成分は、(A)成分〜(E)成分の総重量100重量部に対し、20〜50重量部配合されることが好ましく、20〜40重量部配合されることがより好ましい。
<(C)オレフィン系重合体>
本発明のホットメルト接着剤は、(C)オレフィン系重合体を含むことによって、紙基材への接着性を維持しつつ、ポリオレフィン基材への接着性も向上する。ポリオレフィン基材への接着性が向上することで、本発明のホットメルト接着剤は、紙加工用のみならず、ポリオレフィンから構成される自動車内装材や衛生材料を製造するのにも使用可能となる。
本発明のホットメルト接着剤は、(C)オレフィン系重合体を含むことによって、紙基材への接着性を維持しつつ、ポリオレフィン基材への接着性も向上する。ポリオレフィン基材への接着性が向上することで、本発明のホットメルト接着剤は、紙加工用のみならず、ポリオレフィンから構成される自動車内装材や衛生材料を製造するのにも使用可能となる。
本明細書では、(C)オレフィン系重合体は、極性官能基で変性されていないことを意味する。(すなわち、単に、「オレフィン系重合体」と記載したときは、極性官能基で変性されていないオレフィン系重合体を意味するものとする。)よって、(C)オレフィン系重合体は、(A2)極性官能基で変性されたオレフィン系重合体とは明確に区別される。
尚、(C)オレフィン系重合体における「オレフィン」は、「(A2)極性官能基で変性されたオレフィン系重合体」で述べた「オレフィン」の説明および具体例を適用するものとする。
本発明において、(C)オレフィン系重合体は、単独重合体であっても共重合体であってもよいが、エチレン系共重合体を含んでいるのが好ましい。本明細書において、「エチレン系共重合体」とは、エチレンと、その他の重合性単量体との共重合体である。
「その他の重合性単量体」とは、エチレンと付加重合することができる炭素原子間二重結合を有する単量体をいう。
「その他の重合性単量体」としては、具体的には、例えば、「エチレンを除くオレフィン系炭化水素」及び「エチレン性二重結合を有するカルボン酸エステル」が挙げられる。
「エチレンを除くオレフィン系炭化水素」として、炭素数3〜20のα−オレフィンが挙げられ、具体的には、例えば、プロピレン、1−ブテン、1−ペンテン、1−ヘキセン、1−ヘプテン、1−オクテン、1−ノネン、1−デセン、cis−2−ブテン、trans−2−ブテン、イソブチレン、cis−2−ペンテン、trans−2−ペンテン、3−メチル−1−ブテン、2−メチル−2−ブテン及び2,3−ジメチル−2−ブテン等を例示できる。
「エチレン性二重結合を有するカルボン酸エステル」として、例えば、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸ブチル及び(メタ)アクリル酸2−エチルへキシル等の(メタ)アクリル酸エステル、酢酸ビニル及び酢酸アリル等のカルボン酸ビニル及びアリルエステル等を例示することができる。
これらの「その他の重合性単量体」は、単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。
本発明では、エチレン系共重合体は、紙基材への接着性を考慮すると、「エチレンとエチレンを除くオレフィンとの共重合体」を含むことが好ましい。従って、「その他の重合性単量体」は「エチレンを除くオレフィン系炭化水素」、特に炭素数3〜20のα−オレフィンであることが好ましく、プロピレン、ブテン、オクテンであることがより好ましい。
「エチレンとエチレンを除くオレフィンとの共重合体」として、エチレンと炭素数3〜20のαオレフィンとの共重合体、具体的には、エチレンとオクテンとの共重合体、エチレンとプロピレンと1−ブテンとの共重合体、エチレンとプロピレンとの共重合体、エチレンとブテンとの共重合体等が好ましく、エチレンとオクテンとの共重合体、エチレンとプロピレンと1−ブテンとの共重合体がより好ましく、エチレンとプロピレンと1−ブテンとの共重合体が特に好ましい。このようなエチレンとオレフィンとの共重合体は、単独又は組み合わせて使用することができる。エチレンとオレフィンとの共重合体として、市販品を使用することができる。
「エチレンと、プロピレンと、1−ブテンとの共重合体」として、例えば、エボニックデグサ社製のベストプラスト703(商品名)、ベストプラスト708(商品名)等を例示できる。
「エチレンとオクテンとの共重合体」として、例えば、ダウ・ケミカル社製のアフィニティGA1900(商品名)、アフィニティGA1950(商品名)、アフィニティEG8185(商品名)、アフィニティEG8200(商品名)、エンゲージ8137(商品名)、エンゲージ8180(商品名)、エンゲージ8400(商品名)等を例示できる。
「エチレンとプロピレンとの共重合体」として、例えば、イーストマンケミカル社製のEastoflex E1016PL-1等を例示できる。
本発明では、エチレン系共重合体は、エチレンと、「エチレン性二重結合を有するカルボン酸エステル」から選ばれた少なくとも1種との共重合体を含んでも良く、市販品を使用することができ、単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。
「エチレンとエチレン性二重結合を有するカルボン酸エステルとの共重合体」として、例えば、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−メチルメタクリレート共重合体、エチレン−2エチルヘキシルアクリレート共重合体、エチレン−ブチルアクリレート共重合体、エチレン−ブチルメタクリレート共重合体等を例示できる。これらの中でも、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−メチルメタクリレート共重合体がより好ましく、エチレン−酢酸ビニル共重合体が特に好ましい。
また、本発明のホットメルト接着剤においては、(C)成分として、ポリエチレン、ポリプロピレン等の単独重合体を用いることもできる。
本発明のホットメルト接着剤において、(C)成分は、(A)成分〜(E)成分の総重量100重量部に対し、3〜30重量部配合されることが好ましく、5〜25重量部配合されることがより好ましい。
<(D)粘着付与樹脂>
本発明のホットメルト接着剤は、(D)粘着付与樹脂(D成分)を含むことにより、粘着性を向上することができる。「粘着付与樹脂」は、ホットメルト接着剤に通常使用されるものであって、本発明が目的とするホットメルト接着剤を得ることができるものであれば、特に限定されることはない。
本発明のホットメルト接着剤は、(D)粘着付与樹脂(D成分)を含むことにより、粘着性を向上することができる。「粘着付与樹脂」は、ホットメルト接着剤に通常使用されるものであって、本発明が目的とするホットメルト接着剤を得ることができるものであれば、特に限定されることはない。
粘着付与樹脂として、例えば、天然ロジン、変性ロジン、水添ロジン、天然ロジンのグリセロールエステル、変性ロジンのグリセロールエステル、天然ロジンのペンタエリスリトールエステル、変性ロジンのペンタエリスリトールエステル、水添ロジンのペンタエリスリトールエステル、天然テルペンのコポリマー、天然テルペンの3次元ポリマー、水添テルペンのコポリマーの水素化誘導体、ポリテルペン樹脂、フェノール系変性テルペン樹脂の水素化誘導体、脂肪族石油炭化水素樹脂、脂肪族石油炭化水素樹脂の水素化誘導体、芳香族石油炭化水素樹脂、芳香族石油炭化水素樹脂の水素化誘導体、環状脂肪族石油炭化水素樹脂、環状脂肪族石油炭化水素樹脂の水素化誘導体を例示することができる。これらの粘着付与樹脂は、単独で、又は組み合わせて使用することができる。粘着付与樹脂は、色調が無色〜淡黄色であって、臭気が実質的に無く熱安定性が良好なものであれば、液状タイプの粘着付与樹脂も使用できる。これらの特性を総合的に考慮すると、粘着付与樹脂として、樹脂等の水素化誘導体が好ましい。
粘着付与樹脂として、市販品を用いることができる。そのような市販品として、例えば、丸善石油化学社製のマルカクリヤーH(商品名)、安原化学社製のクリアロンK100(商品名)、荒川化学社製のアルコンM100(商品名)、出光石油化学社製のアイマーブS100(商品名)、アイマーブP100(商品名)、安原化学社製のクリアロンK4090(商品名)及びクリアロンK4100、エクソンモービル社製のECR5380(商品名)、ECR179EX(商品名)、ECR5400(商品名)、ECR5600(商品名)、イーストマンケミカル社製のリガライトR7100(商品名)、イーストタック H―100W(商品名)、エクソン社製のECR179X(商品名)、荒川化学社製のアルコンP100(商品名)、出光興産社製のI−marv S110(商品名)、I−marv Y135(商品名)、イーストタック社製のEasttack C100−R(商品名)、荒川化学社製のKR−85(商品名)を例示することができる。これらの市販の粘着付与樹脂は、単独で又は組み合わせて使用することができる。
本発明のホットメルト接着剤において、(D)成分の配合比率は、(A)〜(E)成分の合計量を100重量部として、5〜70重量部であることが好ましく、10〜60重量部であることがより好ましい。
<(E)ワックス>
本発明のホットメルト接着剤は、(E)ワックスを含むことによって、粘度が低下して作業性が向上し、オープンタイムが調整され、耐熱性も向上し、糸曳き性が低減される。
本発明のホットメルト接着剤は、(E)ワックスを含むことによって、粘度が低下して作業性が向上し、オープンタイムが調整され、耐熱性も向上し、糸曳き性が低減される。
尚、本明細書で「ワックス」とは、常温で固体、加熱すると液体となる有機物であって、一般的に「ワックス」とされているものをいい、ワックス状の性質を有するものであれば、本発明に係るホットメルト接着剤を得ることができる限り、特に制限されるものではない。ワックスの重量平均分子量は、一般に10000未満である。
(E)ワックスは、ホットメルト接着剤に一般的に用いられるワックスであって、本発明が目的とするホットメルト接着剤を得ることができるものであれば極性官能基等で変性されたものでも差支えない。具体的には、フィッシャートロプシュワックス、ポリオレフィンワックス(ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス)等の合成ワックス系;パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックスなどの石油ワックス;カスターワックスなどの天然ワックス;等を例示できる。
本発明において、(E)ワックスとしては、フィッシャートロプシュワックスを含むことが好ましい。フィッシャートロプシュワックスとは、フィッシャートロプシュ法によって合成され、一般的にフィッシャートロプシュワックスとされているもの(酸変性体を含む)をいう。フィッシャートロプシュワックスは、成分分子が比較的幅広い炭素数分布を持つワックスから成分分子が狭い炭素数分布を持つようにワックスを分取したものである。代表的なフィッシャートロプシュワックスとして、サゾールH1(商品名)、サゾールH8(商品名)、サゾールH105(商品名)及びサゾールC80(商品名)を例示することができ、いずれもサゾールワックス社から市販されている。
また、パラフィンワックスの市販品として、日本精蝋社製のParaffin Wax−150が挙げられる。
本発明のホットメルト接着剤は、ワックスを含むことによって、糸曳き性および熱安定性、さらには高温領域の接着強度に優れる。ワックスの融点は50〜120℃であることが好ましい。ワックスの融点は、示差走査熱量測定(DSC)を用いて測定された値をいう。具体的には、SIIナノテクノロジー社製のDSC6220(商品名)を用い、アルミ容器に試料を10mg秤量し、昇温速度10℃/minで測定して、融解ピークの頂点の温度を融点という。
本発明のホットメルト接着剤において、(E)成分は、(A)成分〜(E)成分の総重量100重量部に対し、10〜70重量部配合されることが好ましく、15〜60重量部配合されることがより好ましい。
本発明のホットメルト接着剤は、(A)〜(E)成分に加え、(F)安定化剤(以下、「(F)成分」と記載することもある。)を含むことが好ましい。
「安定化剤」とは、ホットメルト接着剤の熱による分子量低下、ゲル化、着色、臭気の発生等を防止して、ホットメルト接着剤の安定性を向上するために配合されるものであり、本発明が目的とするホットメルト接着剤を得ることができるものであれば、特に制限されるものではない。「安定化剤」として、例えば酸化防止剤及び紫外線吸収剤を例示することができる。
「紫外線吸収剤」は、ホットメルト接着剤の耐光性を改善するために使用される。「酸化防止剤」は、ホットメルト接着剤の酸化劣化を防止するために使用される。酸化防止剤及び紫外線吸収剤は、一般的に使い捨て製品に使用されるものであって、後述する目的とする使い捨て製品を得ることができるものであれば使用することができ、特に制限されるものではない。
酸化防止剤として、例えばフェノール系酸化防止剤、イオウ系酸化防止剤、リン系酸化防止剤を例示できる。紫外線吸収剤として、例えばベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤、ベンゾフェノン系紫外線吸収剤を例示できる。更に、ラクトン系安定剤を添加することもできる。これらは単独又は組み合わせて使用することができる。酸化防止剤の市販品として、以下の製品を使用することができる。
具体的には、住友化学工業(株)製のスミライザーGM(商品名)、スミライザーTPD(商品名)及びスミライザーTPS(商品名)、チバスペシャルティーケミカルズ社製のイルガノックス1010(商品名)、イルガノックスHP2225FF(商品名)、イルガフォス168(商品名)及びイルガノックス1520(商品名)、チヌビンP、城北化学社製のJF77(商品名)、エーピーアイコーポレーション製のトミノックスTT(商品名)、アデカ社製のAO−412S(商品名)を例示することができる。これら安定化剤は、単独で又は組み合わせて使用することができる。
本発明のホットメルト接着剤は、更に、微粒子充填剤を含むことができる。微粒子充填剤は、一般に使用されているものであれば良く、本発明が目的とするホットメルト接着剤を得ることができる限り特に限定されることはない。「微粒子充填剤」として、例えば雲母、炭酸カルシウム、カオリン、タルク、酸化チタン、ケイソウ土、尿素系樹脂、スチレンビーズ、焼成クレー、澱粉等を例示できる。これらの形状は、好ましくは球状であり、その寸法(球状の場合は直径)については特に限定されるものではない。
本発明に係るホットメルト接着剤は、一般的に知られているホットメルト接着剤の製造方法を用いて、(A)成分、(B)成分、(C)成分および(D)成分と、好ましくは(E)成分と、更に必要に応じて各種添加剤とを配合して製造することができる。例えば、上述の成分を所定量配合し、加熱溶融して製造することができる。目的とするホットメルト接着剤を得ることができる限り、各成分を加える順序、加熱方法等は、特に制限されるものではない。
本発明のさらなる好ましい態様として、ホットメルト接着剤は、180℃での粘度(又は溶融粘度)が5000mPa・s以下であることが好ましく、特に3000mPa・s以下であることが好ましく、2000mPa・s以下であることが最も好ましい。
ホットメルト接着剤を均一に塗工できる粘度は、5000mPa・s以下であり、均一な塗工を容易に行える粘度は、2000mPa・s未満である。ホットメルト接着剤は、180℃での粘度が上記範囲にあることによって、よりいっそう塗工に適したものとなる。本明細書の180℃での粘度(又は溶融粘度)とは、27番ローターを用い、ブルックフィールド粘度計で測定された値を意味する。
本発明に係るホットメルト接着剤は、一般的に知られているホットメルト接着剤の製造方法を用いて、(A)〜(E)成分、更に必要に応じて(F)安定化剤や各種添加剤を配合して製造することができる。例えば、上述の成分を所定量配合し、加熱溶融して製造することができる。目的とするホットメルト接着剤を得ることができる限り、各成分を加える順序、加熱方法等は、特に制限されるものではない。
本発明のホットメルト接着剤は、種々の形状をとりえるが、常温で、一般的にブロック状またはフィルム(シート)状である。ブロック状の場合、上記の製造法によって得られた生成物をそのまま冷却固化することで得られ、フィルム(シート)状の場合は上記の製造法によって得られた生成物をさらにフィルム状に成形することにより得られる。
本発明のホットメルト接着剤は、被着体に塗工して使用できる。塗工する際、有機溶剤をホットメルト接着剤に配合する必要がないので、環境的にも好ましい。
塗工方法は、特に制限されるものではなく、一般的によく知られたホットメルト接着剤の塗布(又は塗工)方法を用いることができる。そのような塗工方法は、例えば、接触塗工、非接触塗工に大別される。「接触塗工」とは、ホットメルト接着剤を塗工する際、噴出機を部材やフィルムに接触させる塗工方法をいい、「非接触塗工」とは、ホットメルト接着剤を塗工する際、噴出機を部材やフィルムに接触させない塗工方法をいう。接触塗工方法として、例えば、スロットコーター塗工及びロールコーター塗工等を例示でき、非接触塗工方法として、例えば、螺旋状に塗工できるスパイラル塗工、波状に塗工できるオメガ塗工やコントロールシーム塗工、面状に塗工できるスロットスプレー塗工やカーテンスプレー塗工、点状に塗工できるドット塗工、線状に塗工できるビード塗工等を例示できる。
上述の塗工方法によって、本発明のホットメルト接着剤は種々の基材へ180℃程度で塗工される。
本発明に係るホットメルト接着剤は、例えば、電子部品、木工、建築材料、衛生材料、紙製品等に幅広く利用されるが、紙製品を製造するために好適に使用することができ、紙製品用ホットメルト接着剤として特に有用である。
本発明に係る紙製品とは、上述のホットメルト接着剤を用いて製造された紙製品をいう。紙製品の種類については、上述のホットメルト接着剤を用いて製造される限り、特に限定されることはないが、具体的には、例えば、製本、カレンダー、ダンボール及びカートン等を例示できる。
本発明の紙製品の好ましい一実施形態として、商品包装に高級感を持たせるため、表面に薬剤がコーティングされたカートンが挙げられる。
以下、本発明を更に詳細に、かつ、より具体的に説明することを目的として、実施例を用いて本発明を説明する。これらの実施例は、本発明を説明するためのものであり、本発明を何ら制限するものではない。
ホットメルト接着剤に配合する成分を以下に示す。
<(A)極性官能基で変性された共重合体>
(A1)極性官能基で変性された共役ジエン系共重合体
(A1−1)アミノ基変性SEBS(JSR製の「ダイナロン8630P」)
(A1−2)アミノ基変性SEBC(JSR製の「ダイナロン4630P」)
(A1)極性官能基で変性された共役ジエン系共重合体
(A1−1)アミノ基変性SEBS(JSR製の「ダイナロン8630P」)
(A1−2)アミノ基変性SEBC(JSR製の「ダイナロン4630P」)
(A2)極性官能基で変性されたオレフィン系重合体
(A2−1)エチレン/アクリル酸メチル/メタクリル酸グリシジル共重合樹脂(住友化学社製の「ボンドファースト7M」
(A2−2)エチレン/1-オクテンマレイン酸共重合体(ダウ・ケミカル社製の「AFFINITY GA1000R」)
(A2−3)エチレン/エチルアクリレートマレイン酸共重合体(アルケマ社製の「BONDAINE HX8210」)
(A2−1)エチレン/アクリル酸メチル/メタクリル酸グリシジル共重合樹脂(住友化学社製の「ボンドファースト7M」
(A2−2)エチレン/1-オクテンマレイン酸共重合体(ダウ・ケミカル社製の「AFFINITY GA1000R」)
(A2−3)エチレン/エチルアクリレートマレイン酸共重合体(アルケマ社製の「BONDAINE HX8210」)
<(B)脂肪族ポリエステル系樹脂>
(B1)ポリLD乳酸樹脂(Nature works社製“4060D”)
(B2)ポリブチレンサクシネート樹脂(三菱化学社製“AD92W”)
(B1)ポリLD乳酸樹脂(Nature works社製“4060D”)
(B2)ポリブチレンサクシネート樹脂(三菱化学社製“AD92W”)
(C)オレフィン系重合体
(C1)プロピレン/エチレン/1−ブテン共重合体(エボニックデグサ社製“ベストプラスト703”)
(C2)プロピレン/エチレン/1−ブテン共重合体(エボニックデグサ社製“ベストプラスト708”)
(C3)エチレン/オクテン共重合体(ダウケミカル社製“AFFINITY GA1950”)
(C4)エチレン/酢酸ビニル共重合体(東ソー社製“ウルトラセン722”)
(C5)エチレン/メタクリル酸メチル重合体(住友化学社製“アクリフトCM5022”)
(C6)ポリプロピレン(出光化学社製“L−MODU S400”)
(C7)ポリエチレン(東ソー社製“ペトロセン249”)
(C1)プロピレン/エチレン/1−ブテン共重合体(エボニックデグサ社製“ベストプラスト703”)
(C2)プロピレン/エチレン/1−ブテン共重合体(エボニックデグサ社製“ベストプラスト708”)
(C3)エチレン/オクテン共重合体(ダウケミカル社製“AFFINITY GA1950”)
(C4)エチレン/酢酸ビニル共重合体(東ソー社製“ウルトラセン722”)
(C5)エチレン/メタクリル酸メチル重合体(住友化学社製“アクリフトCM5022”)
(C6)ポリプロピレン(出光化学社製“L−MODU S400”)
(C7)ポリエチレン(東ソー社製“ペトロセン249”)
<(D)粘着付与樹脂>
(D1)芳香族石油炭化水素樹脂の水素化誘導体(出光興産社製 アイマーブP100)
(D2)C5系石油樹脂(イーストマンケミカル社製“イーストタック H―100W”)
(D1)芳香族石油炭化水素樹脂の水素化誘導体(出光興産社製 アイマーブP100)
(D2)C5系石油樹脂(イーストマンケミカル社製“イーストタック H―100W”)
<(E)ワックス>
(E1)フィッシャートロプシュワックス(Sasol社製 サゾールH8)
(E2)マレイン酸変性フィッシャートロプシュワックス(Sasol社製 サゾールH105)
(E3)パラフィンワックス(日本精蝋社製Paraffin Wax−150)
(E1)フィッシャートロプシュワックス(Sasol社製 サゾールH8)
(E2)マレイン酸変性フィッシャートロプシュワックス(Sasol社製 サゾールH105)
(E3)パラフィンワックス(日本精蝋社製Paraffin Wax−150)
<(F)安定化剤>
(F1)酸化防止剤(アデカ社製“AO−60”)
(F1)酸化防止剤(アデカ社製“AO−60”)
これらの成分を表1および表2に示す配合割合で配合し、約160℃で約3時間かけて万能攪拌機を用いて溶融混合し、実施例1〜12、比較例1〜6のホットメルト接着剤を調製した。表1および表2に示されるホットメルト接着剤の組成(配合)に関する数値は、全て重量部である。
実施例および比較例の各々のホットメルト接着剤について、熱安定性、各種基材に対する接着性を評価した。以下、各評価の概要について説明する。
<接着性:コートカートン>
(サンプル作製)
180℃に溶融させたホットメルト接着剤を、表面に薬剤がコーティングされたカートンに塗工した。塗工量は2g/mであった。
(サンプル作製)
180℃に溶融させたホットメルト接着剤を、表面に薬剤がコーティングされたカートンに塗工した。塗工量は2g/mであった。
セットタイム1秒、オープンタイム1秒、プレス圧1kg/25cm2の条件でカートンを貼り合わせ、縦5cm、横2.5cmにカットし、評価用サンプルとした。
(評価方法)
作製したサンプルを23℃、湿度50%に設定した恒温槽中に24時間養生し、その後、その雰囲気下にて、手剥離にて強制的に貼り合わされたカートンを剥離した。全接着面積に占めるカートンの破壊の割合を材破率とし、その状態を評価した。
(評価方法)
作製したサンプルを23℃、湿度50%に設定した恒温槽中に24時間養生し、その後、その雰囲気下にて、手剥離にて強制的に貼り合わされたカートンを剥離した。全接着面積に占めるカートンの破壊の割合を材破率とし、その状態を評価した。
◎ : 材破率が80%より大きいもの
○ : 材破率が65〜80%のもの
× : 材破率が65%未満のもの
○ : 材破率が65〜80%のもの
× : 材破率が65%未満のもの
<接着性:ダンボール>
(サンプル作製)
180℃に溶融させたホットメルト接着剤を、Kライナーダンボールに、塗工量2g/m、セットタイム10秒、オープンタイム3秒、プレス圧1kg/25cm2の条件でKライナーダンボールを貼り合わせ、縦5cm、横2.5cmにカットし、評価用サンプルとした。
(評価方法)
作製したサンプルを23℃、湿度50%に設定した恒温槽中に24時間養生し、その後、その雰囲気下にて、手剥離にて強制剥離した。全接着面積に占めるKライナーダンボールの破壊の割合を材破率(材料が破壊された割合)とし、その状態を評価した。
(サンプル作製)
180℃に溶融させたホットメルト接着剤を、Kライナーダンボールに、塗工量2g/m、セットタイム10秒、オープンタイム3秒、プレス圧1kg/25cm2の条件でKライナーダンボールを貼り合わせ、縦5cm、横2.5cmにカットし、評価用サンプルとした。
(評価方法)
作製したサンプルを23℃、湿度50%に設定した恒温槽中に24時間養生し、その後、その雰囲気下にて、手剥離にて強制剥離した。全接着面積に占めるKライナーダンボールの破壊の割合を材破率(材料が破壊された割合)とし、その状態を評価した。
◎ : 材破率が80%より高い
○ : 材破率が60%〜80%
△ : 材破率が40%以上で、60%未満
× : 材破率が40%未満
○ : 材破率が60%〜80%
△ : 材破率が40%以上で、60%未満
× : 材破率が40%未満
<接着性:PET>
(サンプル作製)
180℃に溶融させたホットメルト接着剤をポリエチレンテレフタレート(PET)フィルムに塗工した。塗工量は2g/mであった。
セットタイム1秒、オープンタイム1秒、プレス圧1kg/25cm2の条件でPETフィルムを貼り合わせ、縦5cm、横2.5cmにカットし、評価用サンプルとした。
(評価方法)
作製したサンプルを23℃、湿度50%に設定した恒温槽中に24時間養生し、その後、その雰囲気下にて、引張試験機にて90°剥離試験を実施した。
(サンプル作製)
180℃に溶融させたホットメルト接着剤をポリエチレンテレフタレート(PET)フィルムに塗工した。塗工量は2g/mであった。
セットタイム1秒、オープンタイム1秒、プレス圧1kg/25cm2の条件でPETフィルムを貼り合わせ、縦5cm、横2.5cmにカットし、評価用サンプルとした。
(評価方法)
作製したサンプルを23℃、湿度50%に設定した恒温槽中に24時間養生し、その後、その雰囲気下にて、引張試験機にて90°剥離試験を実施した。
◎ : 1kg/inch 以上
○ : 0.5kg/inch以上、1kg/inch未満
× : 0.5kg/inch未満
○ : 0.5kg/inch以上、1kg/inch未満
× : 0.5kg/inch未満
<糸曳き性>
ホットメルトガンの先端から20cm離れた被着体へホットメルト接着剤を垂直に間欠塗布した。ホットメルトガンと被着体との間の落下物の状態を目視にて観察し、糸曳き性を評価した。
(測定条件)
温度設定:タンク、ホース、及びノズル全て180℃
ノズル径:14/1000インチ
ノズル:1orifice(吐出口の数:1)、4orifice(吐出口の数:4)
塗出圧力:0.4MPa
塗出ショット数:1orificeは350ショット/5分間
4orificeは70ショット/1分間
◎ : 落下物の形状は粒状
○ : 落下物の形状は殆ど粒状であるが、わずかに糸状のものが混在
△ : 落下物の形状は、粒状と糸状が混在
× : 落下物の形状は糸状
ホットメルトガンの先端から20cm離れた被着体へホットメルト接着剤を垂直に間欠塗布した。ホットメルトガンと被着体との間の落下物の状態を目視にて観察し、糸曳き性を評価した。
(測定条件)
温度設定:タンク、ホース、及びノズル全て180℃
ノズル径:14/1000インチ
ノズル:1orifice(吐出口の数:1)、4orifice(吐出口の数:4)
塗出圧力:0.4MPa
塗出ショット数:1orificeは350ショット/5分間
4orificeは70ショット/1分間
◎ : 落下物の形状は粒状
○ : 落下物の形状は殆ど粒状であるが、わずかに糸状のものが混在
△ : 落下物の形状は、粒状と糸状が混在
× : 落下物の形状は糸状
<熱安定性>
70mlのガラス瓶にホットメルト接着剤を20g入れ、180℃の乾燥機に24時間静置した後、外観変化を目視で判定した。
70mlのガラス瓶にホットメルト接着剤を20g入れ、180℃の乾燥機に24時間静置した後、外観変化を目視で判定した。
◎: 相分離、炭化物、およびリング(ホットメルト接着剤の劣化物がリング状に析出したもの)が観察されなかった。
○: 極わずかに相分離、炭化物、およびリングが観察された。
△: わずかに相分離、炭化物、およびリングが観察された。
×: 相分離、炭化物、およびリングが観察された。
○: 極わずかに相分離、炭化物、およびリングが観察された。
△: わずかに相分離、炭化物、およびリングが観察された。
×: 相分離、炭化物、およびリングが観察された。
表1に示されるように、実施例1〜12のホットメルト接着剤は、(A)成分、(B)成分、(C)成分、(D)成分および(E)成分の5成分全てを含んでいるので、糸曳きが低減され、カートンやダンボール等の紙基材への接着性およびPETフィルムへの接着性にも優れている。さらに、実施例1〜12のホットメルト接着剤は、各成分の相溶性が良いので熱安定性にも優れており、(B)成分を含むので環境面でも好ましい。
表2に示されるように、比較例1〜6のホットメルト接着剤は、(A)成分、(B)成分、(C)成分、(D)成分および(E)成分のうち、いずれかの成分を有していない。比較例1〜6のホットメルト接着剤全てに“糸曳き”が見られた。この結果より、(A)〜(E)の5成分全てを有することで、糸曳きが低減されることが立証された。さらには、比較例のホットメルト接着剤は、実施例と比較すると、接着性および熱安定性についても劣っている。
本発明は、ホットメルト接着剤、及びそのホットメルト接着剤が塗工された紙製品を提供できる。本発明に係る紙製品は、ダンボールやカートン等の厚紙から製造するものが特に有効である。
Claims (6)
- (A)極性官能基で変性された重合体、
(B)脂肪族ポリエステル系樹脂、
(C)オレフィン系重合体、
(D)粘着付与樹脂、および
(E)ワックスを含むホットメルト接着剤。 - (E)ワックスがフィッシャートロプシュワックスを含んでいる、請求項1に記載のホットメルト接着剤。
- (A)極性官能基で変性された重合体が、共役ジエン系重合体の変性体を含む、請求項1または2に記載のホットメルト接着剤。
- 前記極性官能基が、酸無水物基、マレイン酸基、カルボキシル基、アミノ基、イミノ基、アルコキシシリル基、シラノール基、シリルエーテル基、ヒドロキシル基およびエポキシ基から選ばれる少なくとも1種の官能基である、請求項1〜3のいずれかに記載のホットメルト接着剤。
- (B)脂肪族ポリエステル系樹脂が、ポリ乳酸系樹脂およびポリブチレンサクシネートから選ばれる少なくとも1種である、請求項1〜4のいずれかに記載のホットメルト接着剤。
- (C)オレフィン系重合体が、エチレン系共重合体を含む請求項1〜5のいずれかに記載のホットメルト接着剤。
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