JP2510145B2 - ホットメルト接着剤 - Google Patents

ホットメルト接着剤

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、新規なポリエステル樹
脂を用いたホットメルト接着剤に関し、更に詳しくは、
接着性に優れ、かつオープンタイム(可使時間)の長い
ホットメルト接着剤に関する。
【0002】
【従来の技術】ホットメルト接着剤は、無溶剤性、瞬時
接着性、比較的広範囲の被着体に接着するなど、その経
済性、便利性から、家庭用電気製品、キャビネット、自
動車の内装品、建築用の内装材、その他各種の包装用途
等に広く利用され、多量に用いられるに至っている。し
かし、被着体の種類による接着力の低下や接着力の温度
依存性やオープンタイム等の問題がある。それらを解決
すべく、特開昭57−165475号公報や特開昭57
−133173号公報で、本出願人は、合成樹脂成型物
との接着性を向上させるために、多価アルコール成分と
して1,4−シクロヘキサンジメタノールと分子量30
0以上のグリコールを用いて接着力の向上を図った。ま
た、特開昭60−110723号公報では、ダイマー酸
あるいは、その誘導体をポリエステルの縮重合成分に使
用し、接着力の温度依存性を向上させている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、オープ
ンタイムについては、特開昭60−110723号公報
で従来技術の問題点としての指摘はあるものの、同公報
開示の技術では解決されておらず、接着性に優れ、かつ
オープンタイムの長いホットメルト接着剤の開発が、早
急に望まれているのである。
【0004】
【問題を解決するための手段】本発明者等は、かかる事
情に鑑み、鋭意研究をした結果、2〜20モル%のダイ
マー酸を含む多塩基酸成分と2〜20モル%の1,4−
シクロヘキサンジメタノールを含む多価アルコール成分
とを縮重合せしめてなる飽和ポリエステル樹脂からなる
ホットメルト接着剤が、接着力に優れ、かつ長いオープ
ンタイムを有することを見いだし、本発明を完成するに
至った。以下に、本発明を詳細に述べる。本発明に用い
るダイマー酸とは、炭素数10以上の不飽和脂肪酸の二
量体であり、具体的には、化1で示されるようなトール
油脂肪酸の重合によって得られるダイマー酸が挙げられ
る。
【0005】
【化1】
【0006】また、リノール酸の二量体としては、バー
サダイム288(ヘンケル日本社製)、Empol10
4(米国エメリー社製)等が挙げられる。その他の多塩
基酸成分としては、芳香族ジカルボン酸や脂肪族ジカル
ボン酸が用いられ、具体的には、テレフタル酸、イソフ
タル酸、マロン酸、コハク酸、アジピン酸、ピメリン
酸、スペリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ならびに
これらの低級アルキルエステル、酸無水物などが挙げら
れ、芳香族ジカルボン酸と1種類又はそれ以上の脂肪族
ジカルボン酸との組み合わせで用いられる。
【0007】多価アルコール成分としては、1,4−シ
クロヘキサンジメタノールを含むことが必須で、それ以
外の多価アルコール成分としては、プロピレングリコー
ル、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリ
エチレングリコール、ジプロピレングリコール、1,3
−ブチレングリコール、2,3−ブチレングリコール、
1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、
2−エチル−1,3−ヘキサンジオール、2,2,4−
トリメチル−1,3−ペンタンジオール、ネオペンチル
グリコール、トリメチロールエタン、トリメチロールプ
ロパン、グリセリン、ペンタエリスリトール、ポリテト
ラメチレングリコールなど一般の多価アルコールを併用
することができる。
【0008】本発明のホットメルト接着剤は、多塩基酸
成分中にダイマー酸を2〜20モル%含むことが必須で
好ましくは、3〜12モル%である。ダイマー酸の量が
上記の範囲より少ないとオープンタイム延長及び接着力
向上に寄与せず、逆に多いと熱安定性が悪く、長時間加
熱すると樹脂の着色が著しく好ましくない。また、多価
アルコール成分中に1,4−シクロヘキサンジメタノー
ルを2〜20モル%を含むことも必須で好ましくは、2
〜10モル%である。1,4−シクロヘキサンジメタノ
ールの量が上記の範囲より少ないとオープンタイム延長
及び接着力向上に寄与しない、逆に多いと軟化点が低下
するとともに樹脂のガラス転移点が高くなり接着力が低
下し、好ましくない。
【0009】本発明のポリエステル樹脂は、上記の多塩
基酸成分と多価アルコール成分とを縮重合させて製造さ
れるのであるが、製造されたポリエステル樹脂の結晶融
解熱は、2〜20J/g(示差走査型熱量計による測
定)が好ましく、更には3〜15J/gが好ましい。結
晶融解熱が、低いと非晶性に近くなり、樹脂の強度がな
く接着力が低下する。逆に高いと結晶化速度が速くな
り、オープンタイムが短くなり、結晶収縮も大きくなる
ため接着力が低下する。また、分子量は、7000〜3
0000程度が好ましく、更には10000〜2000
0が好ましい。分子量が低いと接着剤の凝集力が低下
し、接着力の低下する。逆に高いと熱溶融時の粘度が高
く、作業性不良となる。軟化点については、80〜14
0℃が好ましく、更には90〜130℃が好ましい。軟
化点が低いと高温時の凝集力が低下し、高温接着性に劣
り、逆に高いと接着時の加熱温度を高くする必要があ
り、不経済である。
【0010】上記の如き本発明のホットメルト接着剤を
製造する方法は、特に限定されるものではなく、公知の
通常の方法に従って行うことができる。例えば、前記の
ダイマー酸を含む多塩基酸成分と1,4−シクロヘキサ
ンジメタノールを含む多価アルコール成分を、同時又は
段階的に直接エステル化するか、あるいはエステル交換
反応させた後重合する方法等が採用できる。これらの重
合あるいはエステル交換反応の際に公知の任意の各種触
媒、安定剤、改質剤あるいは添加剤などを使用してもよ
い。なお、上記の製造方法において製造されたポリエス
テル樹脂の結晶融解熱および軟化点をコントロールする
方法としては、以下の方法が挙げられる。
【0011】・結晶融解熱 フタル酸、ダイマー酸、シクロヘキサンジメタノール等
の結晶性を崩す原料でバランス化させてコントロールす
る。つまり前記原料を増量すると結晶融解熱が低下す
る。 ・軟化点 芳香族酸と脂肪族酸の比率でコントロールする。つまり
脂肪族酸の比率を上げると軟化点が低下する。 かかる方法で得られた本発明のホットメルト接着剤は、
合成樹脂、特に、塩化ビニール樹脂のシート、フィル
ム、レザー、発泡体同士あるいはこれらと木材、金属
板、紙、皮革等の接着用途に有用される。使用に際して
は、本発明のホットメルト接着剤(粉末、フィルム、、
繊維状のもの)の適量を被着体間にセットし、該ホット
メルト接着剤が溶融するに十分な温度に加熱加圧する
か、あるいは該ホットメルト接着剤を溶融して基材にコ
ーティングした後その上に基材を重ねる等の方法があ
り、更にまた種々の市販のアプリケーター類を用いて行
うことも可能であって、目的によって種々の方法が採用
される。
【0012】
【実施例】以下、実施例を挙げて本発明の具体的に説明
する。なお、実施例中「%」とあるのは、断りのない限
り重量基準を意味する。 実施例1 撹拌機、精留塔、窒素導入管および真空装置の付いた4
つ口の2リットルのフラスコに多塩基酸成分(ダイマー
酸[ハリマ化成社製、ハリダイマー300]10モル
%、テレフタル酸40モル%、イソフタル酸25モル
%、セバシン酸25モル%)1モル、多価アルコール成
分(1,4−シクロヘキサンジメタノール2モル%、
1,4−ブタンジオール98モル%、)1.5モルおよ
び触媒としてジブチルスズオキサイド0.001モルを
仕込み、180〜240℃でエステル化反応を行い、次
いでテトラn−ブチルチタネート0.001モルを添加
し、250℃,1Torr以下の減圧下で縮重合反応を
行い、分子量18000、溶融粘度230ポイズ、軟化
点90℃、結晶融解熱6.2J/gの樹脂を得た。この
樹脂を200℃で溶融加熱し、塩化ビニル樹脂フィルム
(110μ、可塑剤含量35%)上に厚さ300μにな
るように塗布し、所定のオープンタイム(30,60,
120,180秒)後、この上に前記の塩化ビニル樹脂
フィルを重ね、100g/cm2の圧力で30秒間プレ
スし、180°剥離強度を測定した。
【0013】実施例2,3および比較例1〜6 表1および2に示す樹脂組成により実施例1と同様にし
てポリエステル樹脂を得た。実施例および比較例で得ら
れたホットメルト接着剤用ポリエステル樹脂の樹脂特性
及び接着力を表3に示す。
【0014】
【表1】 多塩基酸成分(モル%) 多価アルコール成分(モル%) DA-300 TPA IPA DDA SebA AdA CHDM 1,4BG PTMG 実施例1 10 40 25 0 25 0 2.2 97.8 0 実施例2 5 50 30 0 0 15 3.5 91.5 5実施例3 3 40 37 20 0 0 7.2 92.8 0
【0015】
【表2】 多塩基酸成分(モル%) 多価アルコール成分(モル%) DA-300 TPA IPA SebA AdA CHDM EG 1,4BG 1,6HG PTMG 比較例1 5 55 30 0 10 0 0 93.1 6.9 0 比較例2 0 45 0 0 55 11.2 15.2 73.1 0 0 比較例3 5 55 30 0 10 0 0 88.5 6.5 5 比較例4 15 85 0 0 0 24.8 0 75.2 0 0 比較例5 0 70 20 10 0 7.2 0 92.8 0 0比較例6 25 75 0 0 0 3.2 0 96.8 0 0 注)実施例および比較例のポリエステル樹脂の分子量
は、すべて15000〜18000であった。(末端基
法にて測定)
【0016】表1及び表2の略号は以下の通り DA−300;ハリマ化成社製ダイマー酸、 TPA;テレフタル酸、 IPA;イソフタル酸、 DDA;ドデカンジカルボン酸、 SebA;セバシン酸、 AdA;アジピン酸、 CHDM;1,4−シクロヘキサンジメタノール、 EG;エチレングリコール、 1,4BG;1,4−ブタンジオール、 1,6HG;1,6−ヘキサンジオール、 PTMG;ポリテトラメチレングリコール(分子量1000)
【0017】
【表3】 樹 脂 特 性 接 着 力 (g/inch) 溶融粘度 軟化点 結晶融解熱 オ ー プ ン タ イ ム (ポイズ) (℃) (J/g) 30秒 60秒 120秒 180秒 実施例1 230 90 6.2 5270 5670 4120 3530 (材) (材) (界) (界) 実施例2 260 103 7.2 6820 6430 4760 4050 (材) (材) (界) (材)(界) 実施例3 380 91 11.7 7580 7230 6950 3500 (材) (材) (材) (界) 比較例1 230 104 8.7 2710 1750 1620 1380 (界) (界) (界) (界) 比較例2 310 98 13.9 2950 2310 1970 1110 (材) (界) (界) (界) 比較例3 220 105 8.8 2700 1620 1370 1010 (界) (界) (界) (界) 比較例4 400 154 17.2 3600 1310 870 0 (材) (界) (界) (界) 比較例5 200 155 20.7 1180 550 0 0 (界) (界) (界) (界) 比較例6 230 158 15.0 2350 450 0 0 (界) (界) (界) (界)
【0018】注)測定方法 ・溶融粘度 高化式フローテスター(島津製作所社製CFT−500
C)を用い、ノズル;φ1mm×1cm、荷重;30k
g、温度;190℃の条件で測定した。 ・軟化点 高化式フローテスター(島津製作所社製CFT−500
C)を用い、ノズル;φ0.5mm×1mm、荷重;2
0kgの条件で40℃から3℃/minの速度で昇温さ
せ、樹脂が流動し始めた温度を測定した。 ・結晶融解熱 示差走査型熱量計(パーキンエルマー社製DSC−7)
を用い、−50〜180℃まで20℃/minの速度で
昇温させ融解熱を測定した。 ・接着力(180°剥離強度) 引張試験機(島津製作所社製オートグラフAG−10
0)を用い、テストスピード100mm/min,20
℃,65%RHの条件で測定した。(材)は、材料破壊、
(界)は、界面剥離をそれぞれ表す。
【0019】
【発明の効果】本発明で得られたホットメルト接着剤
は、従来のポリエステル系ホットメルト接着剤に比べ
て、オープンタイムを長くすることができ、しかも接着
性に優れた接着剤で、更には比較的低温度、短時間の加
熱により、良好な接着力を得られるため、経済的でかつ
作業性にも優れる。

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 2〜20モル%のダイマー酸を含む多塩
    基酸成分と2〜20モル%の1,4−シクロヘキサンジ
    メタノールを含む多価アルコール成分とを縮重合せしめ
    てなる飽和ポリエステル樹脂からなることを特徴とする
    ホットメルト接着剤
  2. 【請求項2】 示差走査型熱量計の熱分析による結晶融
    解熱が2〜20J/gであることを特徴とする請求項1
    記載のホットメルト接着剤
  3. 【請求項3】 分子量が7000〜30000であるこ
    とを特徴とする請求項1または2記載のホットメルト接
    着剤
  4. 【請求項4】 軟化点が80〜140℃であることを特
    徴とする請求項1ないし3記載のホットメルト接着剤
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