JP4852794B2 - 樹脂組成物およびホットメルト接着剤組成物およびそれを用いた構造体 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、微生物分解性の性質を有する樹脂組成物、特にホットメルト接着剤組成物およびそれを用いた構造体に関し、なかでも紙および生分解性プラスチックの接着性に優れ、且つ瞬間接着性および初期接着性に優れたセットタイムの短いホットメルト接着剤組成物およびそれを用いた構造体に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、ホットメルト接着剤は常温で100%固体であって、加熱によりホットメルト接着剤を溶融し、接着面に塗布後冷却固定するだけで瞬時に接着が完了する性質があり、省力型の瞬間接着可能な接着剤として広く知られ、製本、袋装、木工、包装パッケージなどの幅広い分野で省力型接着剤として普及してきた。とくにエチレン−酢酸ビニルコポリマー、スチレンブロックコポリマー、ブチルゴム、エチレン−エチルアクリレートコポリマーやアイオノマー樹脂などのポリオレフィン樹脂やポリエステル、ポリアミド樹脂等を熱可塑性ベースポリマーとし、その他に石油系粘着性付与剤、ワックス等を主成分とする低〜高粘度ホットメルト接着剤が最も普及しており、上記の分野において主として使用されている。
【0003】
しかし、近年では省資源化、無公害化の視点から接着製品の自然環境下で短時間での分解性が求められている現状にあり、上記の様な従来型ホットメルト接着剤では、その一般的な性質として微生物分解性の性質が極めて遅いため、環境への適応性が欠けることが問題となっている。
【0004】
それらを解決すべく、特開平10−251612号公報で、熱可塑性樹脂成分として脂肪族ジカルボン酸、あるいはその酸無水物、またはそのジエステルと側鎖にアルキル基、またはアルケニル基を有する脂肪族ジカルボン酸、あるいはその酸無水物、またはそのジエステルと脂肪族グリコールとを触媒の存在下で重縮合反応させて生成してなる脂肪族ポリエステル樹脂が開示されており、セットタイムを短縮させるために石油系粘着付与剤とワックス等を添加させている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、セットタイムを短縮させるために有効である石油系粘着付与剤やワックス自体の生分解性は非常に乏しく、その種類が限定されることや添加量によっては生分解性が低下してしまう等の問題があり、セットタイムの短縮と生分解性を両立させた完全な脂肪族ポリエステルポリマー接着剤組成物は、今だ開発されていないのが現状である。そこで、本発明は脂肪族ポリエステル系ポリマーを用いた塗布作業適性に富み、かつ瞬間接着適性および初期接着特性に優れる、紙および生分解性プラスチックの接着に適したホットメルト接着剤組成物を提供することを目的とする。
【0006】
より詳しくは、本発明の接着剤が通常の取り扱い条件下の数年間は十分な接着性能を保有し、生分解性プラスチックなどからなる包装材料を、そのまま廃棄した場合にホットメルト接着剤を含めて、すべてが易微生物分解性を発揮し、その分解成分は人体や自然界の生物に対し、毒性が全く無いか、もしくは環境に与える影響が極めて軽微であること等の要請に十分対応できる接着剤を提供する。
【0007】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載の発明は、少なくとも脂肪族ジカルボン酸或いはその酸無水物またはそのジエステルからなる化合物(a)と、該化合物(a)100に対し、側鎖にアルキル基、またはアルケニル基を有する脂肪族ジカルボン酸あるいはその酸無水物またはそのジエステルからなる化合物(b)をモル比率で20〜70%と脂肪族グリコール(c)とを重縮合反応させて生成してなる脂肪族ポリエステル(A)成分、及び前記化合物(a)と、前記化合物(c)とを重縮合反応させて生成してなる脂肪族ポリエステル(B)成分、よりなり、かつ、前記(A)成分100重量部に対して、前記(B)成分10〜200重量部であることを特徴とする樹脂組成物である。
【0009】
請求項2の発明は、前記化合物(a)が、コハク酸、或いはその酸無水物、又はそのジエステルであり、前記化合物(b)が側鎖にアルキル基、またはアルケニル基を有するコハク酸、或いはその酸無水物、又はそのジエステルであり、前記化合物(c)が1,2−エチレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオールの少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項1に記載の樹脂組成物である。
【0010】
請求項3の発明は、請求項1または2のいずれかに記載の樹脂組成物を用いることを特徴とするホットメルト接着剤組成物である。
【0011】
請求項4の発明は、請求項3に記載のホットメルト接着剤組成物を、紙および/または生分解性プラスチックからなる基材間の接着に使用してなることを特徴とする生分解性を有する構造体である。
【0012】
請求項5の発明は、前記構造体が本、容器、包装袋のいずれかであることを特徴とする請求項4に記載の構造体である。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。ここでは、本発明の樹脂組成物をホットメルト用接着剤に応用した例似ついて説明するが、これに限るものではない。本発明は、少なくとも脂肪族ジカルボン酸或いはその酸無水物またはそのジエステルからなる化合物(a)と、該化合物(a)に対し、側鎖にアルキル基、またはアルケニル基を有する脂肪族ジカルボン酸あるいはその酸無水物またはそのジエステルからなる化合物(b)をモル比率で20〜70%と脂肪族グリコール(c)とを重縮合反応させて生成してなる脂肪族ポリエステル(A)成分、及び少なくとも脂肪族ジカルボン酸或いはその酸無水物またはそのジエステル(a)と、脂肪族グリコール(c)とを重縮合反応させて生成してなる脂肪族ポリエステル(B)、を含むことを特徴とする樹脂組成物であり、また該樹脂組成物を用いたホットメルト用接着剤である。この樹脂自体に生分解性を有し、かつ接着性に優れるという特性を有するものである。成分(A)の脂肪族ポリエステルは、側鎖を有する成分を共重合させることにより熱可塑性樹脂成分に高い接着性が得られるが、結晶化速度が遅いため、瞬間接着性および初期接着性に劣っていた。そこで成分(B)の脂肪族ポリエステルは、一般的な生分解性樹脂として知られる側鎖を持たない脂肪族ポリエステルであり樹脂自体にホットメルト接着剤のベースポリマーとしての接着性はないが、結晶化速度が早いため、(A)の脂肪族ポリエステルに含有させることにより、接着性に優れ、且つ瞬間接着性および初期接着性に優れたセットタイムの短いホットメルト接着剤が得られることをを見いだし本発明を完成させるに至った。
【0014】
脂肪族ポリエステルに用いられる脂肪族ジカルボン酸或いはその酸無水物、又はそのジエステル(a)のうち、まず脂肪族ジカルボン酸としては、下記の一般式(1)で表されるものを挙げることができる。
【0015】
【化1】
【0016】
R1で示される二価脂肪族基としては、炭素数1〜12、好ましくは2〜8の鎖状又は環状のアルキレン基が挙げられ、好ましいアルキレン基は−(CH2)2−,−(CH2)4−等の炭素数2〜6の直鎖状低級アルキレン基である。また、R1で示される二価脂肪族基を反応には不活性な置換基、例えばアルコキシ基やケト基等を挙げることもできる。また、その分子中に酸素やイオウなどのヘテロ原子を含有してもよい。R2及びR3が水素原子であるときは、脂肪族ジカルボン酸を表し、脂肪族ジカルボン酸の具体例としては、コハク酸、アジピン酸、ピメリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ジグリコール酸などが挙げられ、なかでも物性の優れたポリエステルを得ることができるコハク酸が好ましい。
【0017】
また、上述の脂肪族ジカルボン酸を分子内縮合により一分子の水を脱離した構造である一般式(2)に示す酸無水物も用いることができ、これらのものは脂肪族ジカルボン酸原料としてもとくに好ましい。
【0018】
【化2】
【0019】
R4で示される二価脂肪族基としては、炭素数2〜12、好ましくは、アルキレン基で−(CH2)2−,−(CH2)4−等の炭素数2〜6の直鎖状低級アルキレン基である。とくに−(CH2)2−のコハク酸無水物は工業用原料として安価であり、物性の優れた脂肪族ポリエステルを得ることができる。また、一般式(1)のR2及びR3で示される水素原子以外の脂肪族基としては、炭素数1〜6、好ましくは1〜4の直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基、他にシクロヘキシル基などの炭素数5〜12のシクロアルキル基が挙げられ、芳香族基としては、フェニル基、ベンジル基などが挙げられる。好ましくは、R2及びR3が炭素数1〜6、より好ましくは1〜3の低級アルキル基である。
【0020】
さらに、脂肪族ジカルボン酸エステルの具体例としては、コハク酸ジメチル、コハク酸ジエチル、アジピン酸ジメチル、アジピン酸ジエチル、ピメリン酸ジメチル、アゼライン酸ジメチル、セバシン酸ジメチル、セバシン酸ジエチル、デカンジカルボン酸ジメチル、ジグリコール酸ジメチル、ケトヒメリン酸ジメチル、マロン酸ジメチル、メチルマロン酸ジメチル等が挙げられ、これらは単独又は2種以上を組み合わせて用いることもできる。
【0021】
側鎖にアルキル基又はアルケニル基を有する脂肪族ジカルボン酸或いはその酸無水物、又はそのジエステル(b)としては、下記の一般式(3)で表される脂肪族ジカルボン酸を挙げることができる。
【0022】
【化3】
【0023】
R5で示される二価脂肪族基としては、炭素数1〜11、好ましくは1〜7の鎖状又は環状のアルキレン基が挙げられ、好ましいアルキレン基は−CH2−,−(CH2)3−等の炭素数1〜5の直鎖状低級アルキレン基である。またR8は側鎖の置換基を有する脂肪族基でもよく、また複数の側鎖の置換基を有する脂肪族ジカルボン酸であっても用いることができる。R5が側鎖の置換基を有する二価脂肪族基の場合にはR8が水素原子であってもよい。なかでもR5が−CH2−であるコハク酸誘導体は工業用原料として安価であり、コスト面で有利である。さらにR5で示される二価脂肪族基を反応には不活性な置換基、例えばアルコキシ基やケト基等を挙げることもできる。また、その分子中に酸素やイオウなどのヘテロ原子を含有してもよい。
【0024】
R6及びR7が水素原子であるときは、脂肪族ジカルボン酸を表し、また、より高分子量化合物が得られることから、側鎖を有しない脂肪族ジカルボン酸の場合と同様に、下記の一般式(4)で表される側鎖を有する酸無水物も用いることができる。とくに側鎖を有するコハク酸無水物はエポキシ化合物類の硬化剤として、工業用原料として安価に入手可能であり、物性の優れたポリエステルを得ることができることから、その使用はより好ましいものである。
【0025】
【化4】
【0026】
R9で示される脂肪族基としては、炭素数1〜18、好ましくは炭素数8〜18の直鎖状のアルキル基又はアルケニル基、他に分岐鎖状のアルキル基又はアルケニル基を挙げることができる。また、一般式(3)のR7及びR8で示される水素原子以外の脂肪族基としては、炭素数1〜6、好ましくは1〜4の直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基、他にシクロヘキシル基などの炭素数5〜12のシクロアルキル基が挙げられ、芳香族基としては、フェニル基、ベンジル基などが挙げられる。とくに好ましくはR6及びR7が炭素数1〜6、より好ましくは1〜3の低級アルキル基である。
【0027】
さらにR9で示される脂肪族基の具体例しては、メチル基、ブチル基、n−ヘキシル基、n−ヘキセニル基、2−ヘキシル基、2−ヘキシセニル基、n−オクテニル基、n−オクチル基、イソオクチル基、イソオクテニル基、n−ノニネル基、n−ノニル基、イソノネニル基、イソノニル基、n−デシル基、n−デセニル基、イソデシル基、イソデセニル基、n−ドデシル基、n−ドデセニル基、イソドデシル基、n−ヘキサデシル基、n−ヘキサデセニル基、イソヘキサデシル基、イソヘキサデセニル基、n−オクタデシル基、n−オクタデセニル基、イソオクタデシル基、イソオクタデセニル基などが挙げられ、これらは単独、又は2種以上を組み合わせて用いることもできる。
【0028】
脂肪族グリコール(c)としては、下記の一般式(5)で表されるものを挙げることができる。
【0029】
【化5】
【0030】
R10で示される二価脂肪族基としては、炭素数2〜12、好ましくは2〜8の鎖状又は環状のアルキレン基が挙げられ、好ましいアルキレン基は−(CH2)2−,−(CH2)4−等の炭素数2〜6の直鎖状低級アルキレン基である。またR5で示される二価脂肪族基を反応には不活性な置換基、例えばアルコキシ基やケト基等を挙げることもできる。また、その分子中に酸素やイオウなどのヘテロ原子を含有してもよい。
【0031】
脂肪族グリコール(脂肪族ジオール)の具体例としては、エチレングリコール、1,3−プロパンジオール、1,3−ブタンジオール、2−メチル−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、ペンタメチレングリコール、ヘキサメチレングリコール、オクタメチレングリコール、デカメチレングリコール、ドデカメチレングリコール、1,4−シクロヘキサンジメタノール等が挙げられ、これらは単独、又は2種以上を組み合わせて用いることもできる。なかでもエチレングリコール、1,4−ブタンジオールは安価であり、物性の優れたポリエステルを得ることができるため、その使用は好ましいものである。さらに1,1,1−トリス(ヒドロキシ)メチルプロパンなどの三官能グリコールをゲル化しない程度に少量併用することもできる。
【0032】
また、本発明の熱可塑性樹脂成分である脂肪族ポリエステルの製造工程に用いられる触媒は、とくに限定されるものではないが、鉛、亜鉛、カドミウム、マンガン、コバルト、ニッケル、ジルコニウム、チタン、鉄などの遷移金属化合物などを用いることができる。
【0033】
遷移金属化合物の具体例として、酢酸鉛、酢酸亜鉛、アセチルアセトネート亜鉛、酢酸カドミウム、酢酸マンガン、マンガンアセチルアセトネート、酢酸コバルト、コバルトアセチルアセトネート、酢酸ニッケル、ニッケルアセチルアセトネート、酢酸ジルコニウム、ジルコニウムアセチルアセトネート、酢酸チタン、テトラブトキシチタネート、テトライソプロポキシチタネート、テトライソプロピルオルトチタネート、チタンオキシアセチルアセトネート、酢酸鉄、アセチルアセトネート鉄、酢酸ニオブなどが挙げられる。これらは単独で用いてもよく、また必要に応じて2種以上を組み合わせて用いることも可能である。なお、脂肪族ジカルボン酸またはその酸無水物もしくは脂肪族ジカルボン酸ジエステル1モルに対して、10−7〜10−3モル、好ましくは10−6〜5×10−4モルが添加される。この範囲より触媒添加量が少ない場合は反応がうまく進行せず、反応が長時間となり、また触媒添加量が多い場合には重合時のポリマーの熱分解、架橋、着色等の原因となり、またポリマーの成形加工において熱分解、架橋、着色、ミクロゲルの生成等の原因となるため、好ましくない。
【0034】
上記の脂肪族ジカルボン酸またはその酸無水物もしくは脂肪族ジカルボン酸ジエステルと、側鎖にアルキル基又はアルケニル基を有する脂肪族ジカルボン酸、或いはその酸無水物、又はそのジエステルと脂肪族ジオールとを触媒の存在下にて重縮合反応による脂肪族ポリエステルの合成は、上記各成分のエステル化反応及び脱グリコール反応により行なわれる。
【0035】
本発明に用いられる熱可塑性樹脂の成分である脂肪族ポリエステル(A)は、脂肪族ジカルボン酸(a)と脂肪族ジカルボン酸(b)の成分比は、脂肪族ジカルボン酸(b)が、脂肪族ジカルボン酸(a)100に対して、仕込み時のモル比で約20〜70%であることが好ましい。この理由は、脂肪族ジカルボン酸(b)のモル比が20%以下であると十分な接着性が得られず、また70%以上であると接着性は向上するものの塗布後の固化速度が著しく遅いことから実用性に問題を生じる恐れがある。
【0036】
本発明に用いられる熱可塑性樹脂の成分である脂肪族ポリエステル(B)成分は、脂肪族ポリエステル(A)成分100重量部に対して10〜200重量部であることが好ましい。この理由は、脂肪族ポリエステル(B)の重量比が10重量部以下であると接着剤のセットタイムが遅くなり、また200重量部以上であるとセットタイムは早いが接着性が著しく低下することから実用性に問題を生じる恐れがある。
【0037】
本発明に用いられる熱可塑性樹脂の成分としての脂肪族ポリエステルは、その分子量は特性に問題がなければ特に限定されるものではないが、通常、数平均分子量が数千〜数万のものを用いることができる。
【0038】
さらに、本発明のホットメルト接着剤組成物には必要に応じて、以下の添加剤を予め含有または使用(接着使用時)直前に含有させることができる。その添加剤としては、公知の以下、耐候性調節剤、無機物などの充填剤、顔料、染料、熱安定性助剤、界面活性剤、有機物を食べる微生物や菌類などがあげられ、またそれらの添加剤の本来の作用効果を経時で発現させる目的であらかじめ何らかの化合物で一部固定またはカプセル化(マスキングを含む)したもので有って良い。
【0039】
本発明のホットメルト接着剤組成物の調整加工方法や最終的な形態には特に制約は無く、一般的な製造方法としては公知の方法を採用することで良く、例えば溶融撹拌釜やニーダー釜などの混練または撹拌溶解槽を介して各成分樹脂を加熱溶融させることで良い。また、その取り出し加工形態としては、例えばペレットやブロック、粉体、フィルム、スティックなどの形態が、更にその前記加工製品を使用時まで安定的に保存する加工包装方法は何等制約はなく、公知の包装態様使用して良い。包装容器や搬送方法等には限定は無い。要は本発明のホットメルト接着剤組成物の性質である微生物分解性の性質に応じて適宜製品態様を決定する事で良い。
【0040】
本発明のホットメルト接着剤組成物は、加熱により溶融し、接着面に塗布した後、冷却固定するだけで瞬時に接着が完了する性質を有し、主たる被接着対象物は、特に限定はされないが、生分解性プラスチック、紙類をはじめ、金属、石材、陶磁器、ガラス、コンクリート、石膏、セラミックス等の無機物、木材、布、不織布、プラスチック類等が挙げられ、それらの各種生活必需品や工業用必需品を対象とする構造体に用いることができるが、本発明の主たる目的からは、紙や生分解性プラスチックは、最も好ましい接着対象例である。例えば、本発明のホットメルト接着剤組成物は製本、袋装、木工、包装パッケージなどの構造体の組み立てに利用される。主に紙類(或いは一部に生分解性プラスチックを用いる場合もある)で構成される雑誌・本・小冊子などを無線綴じによる製本時の接着剤として使用することができ、また食品包装容器や食品用包装袋などパッケージを紙類や生分解性プラスチックで作製する際の接着剤として使用することができる。
【0041】
なお、生分解性プラスチックとは、自然界に存在する微生物によって分解することが認めれらるプラスチックのことであり、特に限定はないが、以下に記載の物質が既に工業化されており、好ましい例である。例として、ポリ乳酸、3−ヒドロキシブチリックアシッドと3−ヒドロキシバレリックアシッドとのコポリマー樹脂、ポリカプロラクトン油脂、澱粉をブレンド変性した工業用プラスチック等が挙げられる。本発明のホットメルト接着剤組成物は前記した接着剤としての用途の他に塗料、トナーやインク等の色材(感熱色材用バインダー用途)などに使用することもできる。
【0042】
【実施例】
以下、本発明の具体的な実施例を挙げて、詳細に説明する。なお、実施例8は参考例である。
【0043】
<実施例1>
(a)としてコハク酸、(b)としてオクテニルコハク酸(モル比(a)/(b)=60/40)と(c)として1,4−ブタンジオールを重縮合して得られたポリマーを、脂肪族ポリエステル(A)として用いた。得られた脂肪族ポリエステル(A)の分子量は数平均分子量約5万であった。(a)としてコハク酸、(c)として1,4−ブタンジオールとを重縮合して得られたポリマーを脂肪族ポリエステル(B)として用いた。得られた脂肪族ポリエステル(B)の分子量は数平均分子量約5万であった。上記脂肪族ポリエステル(A)100重量部に対して、脂肪族ポリエステル(B)を100重量部を溶融混合することによりホットメルト接着剤を得た。このホットメルト接着剤の粘度は、120〜130℃での1000〜2500センチポイズの範囲の透明無色の組成物であった。
【0044】
<実施例2>
(a)としてコハク酸、(b)としてオクテニルコハク酸(モル比(a)/(b)=60/40)と(c)として1,4−ブタンジオールを重縮合して得られたポリマーを、脂肪族ポリエステル(A)として用いた。得られた脂肪族ポリエステル(A)の分子量は数平均分子量約5万であった。(a)としてコハク酸、(c)として1,4−ブタンジオールとを重縮合して得られたポリマーを脂肪族ポリエステル(B)として用いた。得られた脂肪族ポリエステル(B)の分子量は数平均分子量約5万であった。上記脂肪族ポリエステル(A)100重量部に対して、脂肪族ポリエステル(B)を50重量部を溶融混合することによりホットメルト接着剤を得た。このホットメルト接着剤の粘度は、120〜130℃での800〜2000センチポイズの範囲の透明無色の組成物であった。
【0045】
<実施例3>
(a)としてコハク酸、(b)としてオクテニルコハク酸(モル比(a)/(b)=60/40)と(c)として1,4−ブタンジオールを重縮合して得られたポリマーを、脂肪族ポリエステル(A)として用いた。得られた脂肪族ポリエステル(A)の分子量は数平均分子量約5万であった。(a)としてコハク酸、(c)として1,4−ブタンジオールとを重縮合して得られたポリマーを脂肪族ポリエステル(B)として用いた。得られた脂肪族ポリエステル(B)の分子量は数平均分子量約5万であった。上記脂肪族ポリエステル(A)100重量部に対して、脂肪族ポリエステル(B)を150重量部を溶融混合することによりホットメルト接着剤を得た。このホットメルト接着剤の粘度は、120〜130℃での600〜1500センチポイズの範囲の透明無色の組成物であった。
【0046】
<実施例4>
(a)としてコハク酸、(b)としてn−ドデシルコハク酸(モル比(a)/(b)=60/40)と(c)としてエチレングリコールを重縮合して得られたポリマーを、脂肪族ポリエステル(A)として用いた。得られた脂肪族ポリエステル(A)の分子量は数平均分子量約4万5千であった。(a)としてコハク酸、(c)として1,4−ブタンジオールとを重縮合して得られたポリマーを脂肪族ポリエステル(B)として用いた。得られた脂肪族ポリエステル(B)の分子量は数平均分子量約5万であった。上記脂肪族ポリエステル(A)100重量部に対して、脂肪族ポリエステル(B)を100重量部を溶融混合することによりホットメルト接着剤を得た。このホットメルト接着剤の粘度は、120〜130℃での1000〜4000センチポイズの範囲の透明無色の組成物であった。
【0047】
<実施例5>
(a)としてコハク酸、(b)としてn−デシルコハク酸(モル比(a)/(b)=60/40)と(c)として1,4−ブタンジオールを重縮合して得られたポリマーを、脂肪族ポリエステル(A)として用いた。得られた脂肪族ポリエステル(A)の分子量は数平均分子量約4万8千であった。(a)としてコハク酸、(c)として1,4−ブタンジオールとを重縮合して得られたポリマーを脂肪族ポリエステル(B)として用いた。得られた脂肪族ポリエステル(B)の分子量は数平均分子量約5万であった。上記脂肪族ポリエステル(A)100重量部に対して、脂肪族ポリエステル(B)を100重量部を溶融混合することによりホットメルト接着剤を得た。このホットメルト接着剤の粘度は、120〜130℃での2000〜7000センチポイズの範囲の透明無色の組成物であった。
【0048】
<実施例6>
(a)としてコハク酸、(b)としてn−デシルコハク酸(モル比(a)/(b)=60/40)と(c)として1,4−ブタンジオールを重縮合して得られたポリマーを、脂肪族ポリエステル(A)として用いた。得られた脂肪族ポリエステル(A)の分子量は数平均分子量約4万8千であった。(a)としてコハク酸、(c)として1,6−ヘキサンジオールとを重縮合して得られたポリマーを脂肪族ポリエステル(B)として用いた。得られた脂肪族ポリエステル(B)の分子量は数平均分子量約5万5千であった。上記脂肪族ポリエステル(A)100重量部に対して、脂肪族ポリエステル(B)を100重量部を溶融混合することによりホットメルト接着剤を得た。このホットメルト接着剤の粘度は、120〜130℃での2000〜7000センチポイズの範囲の透明無色の組成物であった。
【0049】
<実施例7>
(a)としてコハク酸、(b)としてn−ヘキサデシルコハク酸(モル比(a)/(b)=60/40)と(c)として1,4−ブタンジオールを重縮合して得られたポリマーを、脂肪族ポリエステル(A)として用いた。得られた脂肪族ポリエステル(A)の分子量は数平均分子量約6万であった。(a)としてコハク酸、(c)として1,4−ブタンジオールとを重縮合して得られたポリマーを脂肪族ポリエステル(B)として用いた。得られた脂肪族ポリエステル(B)の分子量は数平均分子量約5万であった。上記脂肪族ポリエステル(A)100重量部に対して、脂肪族ポリエステル(B)を100重量部を溶融混合することによりホットメルト接着剤を得た。このホットメルト接着剤の粘度は、120〜130℃での1000〜5000センチポイズの範囲の透明無色の組成物であった。
【0050】
<実施例8>
(a)としてコハク酸、(b)としてn−ヘキサデシルコハク酸(モル比(a)/(b)=40/60)と(c)として1,4−ブタンジオールを重縮合して得られたポリマーを、脂肪族ポリエステル(A)として用いた。得られた脂肪族ポリエステル(A)の分子量は数平均分子量約5万であった。(a)としてコハク酸、(c)として1,4−ブタンジオールとを重縮合して得られたポリマーを脂肪族ポリエステル(B)として用いた。得られた脂肪族ポリエステル(B)の分子量は数平均分子量約5万であった。上記脂肪族ポリエステル(A)100重量部に対して、脂肪族ポリエステル(B)を100重量部を溶融混合することによりホットメルト接着剤を得た。このホットメルト接着剤の粘度は、120〜130℃での1000〜5000センチポイズの範囲の透明無色の組成物であった。
【0051】
さらに、比較例を挙げ、本発明の実施例と比較検証を行なう。
<比較例1>
ホットメルト接着剤としてディックメルトDX−65A(大日本インキ化学工業社製)を70重量部、ディックメルトDX−11Cを30重量部を溶融混合することによりホットメルト接着剤を得た。このホットメルト接着剤の120〜130℃での2000〜5000センチポイズの範囲の淡黄色の組成物であった。
【0052】
<比較例2>
コハク酸/オクテニルコハク酸(モル比60/40)と1,4−ブタンジオールを重縮合して得られた長鎖アルキルを含む脂肪族ポリエステルのポリマー単体を用いた。得られたポリエステルの分子量は数平均分子量約5万であった。これを用いたホットメルト接着剤の粘度は、120〜130℃での800〜2000センチポイズの範囲の透明無色の組成物であった。
【0053】
<比較例3>
コハク酸と1,4−ブタンジオールを重縮合して得られた側鎖を持たない脂肪族ポリエステルのポリマー単体を用いた。得られたポリエステルの分子量は数平均分子量約5万であった。このホットメルト接着剤の120〜130℃での500〜1000センチポイズの範囲の透明無色の組成物であった。
【0054】
[性能試験例]
実施例1〜8および比較例1〜3で得られたホットメルト接着剤についてそれぞれ下記の測定方法に従い、板紙接着強度、ポリ乳酸接着強度、セットタイム、生分解性を評価した。これらの結果を表1に示した。
【0055】
【表1】
【0056】
[接着試験]
板紙接着強度:巻き取りの板紙(コートアイボリー、210g/m2)の片面にホットメルト接着剤をロールコーターにより約30g/m2量を塗布し、ホットエアー温度140℃、圧力2kg/cm2、2秒間の条件で同じ材質の板紙へヒートシール接着法により接着をおこなった。24時間放置後、接着したヒートシール部分のT剥離強度を測定した。
ポリ乳酸接着強度:厚さ約100μmのポリ乳酸シート上にホットメルト接着剤をロールコーターにて約25g/m2量を塗布した。これと同じ材質のポリ乳酸シートへ、ヒートシーラーにて温度140℃、圧力1kg/cm2、2秒間の条件でヒートシールし、24時間放置後、接着したヒートシール部分のT剥離強度(g/20mm)を測定した。
【0057】
[セットタイム]
厚さ約100μmのポリ乳酸シート上にホットメルト接着剤をロールコーターにて約25g/m2量を塗布した。これと同じ材質のポリ乳酸シートへ、ヒートシーラーにて温度140℃、圧力1kg/cm2、2秒間の条件でヒートシールし、接着強度の最大値の80%以上を発現するまでの最小の時間を測定した。
【0058】
[生分解性試験]
ホットメルト接着剤をTダイ溶融押し出し法にてガラス基板上に約100μm塗布し、埼玉県北葛飾郡杉戸町の土に深さ約10cmで埋設し、土中埋め込みによる生分解性試験を行い、約3ヶ月間でガラス基板上の樹脂が完全に消失するかを確認。
【0059】
【発明の効果】
本発明によれば、脂肪族ジカルボン酸、或いはその酸無水物、またはそのジエステル(a)と側鎖にアルキル基、またはアルケニル基を有する脂肪族ジカルボン酸、あるいはその酸無水物、またはそのジエステル(b)と脂肪族グリコール(c)とを触媒の存在下で重縮合反応させて生成してなる脂肪族ポリエステル(A)と、脂肪族ジカルボン酸或いはその酸無水物またはそのジエステル(a)と、脂肪族グリコール(c)とを触媒の存在下で重縮合反応させて生成してなる脂肪族ポリエステル(B)の混合物とすることで、この樹脂自体が微生物などによる生分解性を有し、かつ接着性に優れるという特性を有するものである。
【0060】
また、ホットメルト接着剤として応用したとき、加熱により溶融し、接着面に塗布した後、冷却固定するだけで瞬時に接着が完了する性能を維持し、さらに環境を考慮した包装材料等に対応して、例えば紙及び生分解性プラスチックの接着に適する。とくに塗布作業適性、瞬間接着適性、初期接着特性に優れたセットタイムの短いホットメルト接着剤組成物であり、これを用いて接着により組み立てを行なう用途において、素材に紙や生分解性プラスチックを用いた構造体、例えば本、容器、包装袋などの用途に適し、使用後はホットメルト接着剤を含めて、構造体全体すべてが易微生物分解性を発揮し、その分解成分は人体や自然界の生物に対し、毒性が全く無いか、もしくは環境に与える影響が極めて軽微であること等の要請に十分対応できるものである。
Claims (5)
- 少なくとも脂肪族ジカルボン酸或いはその酸無水物またはそのジエステルからなる化合物(a)と、該化合物(a)100に対し、側鎖にアルキル基、またはアルケニル基を有する脂肪族ジカルボン酸あるいはその酸無水物またはそのジエステルからなる化合物(b)をモル比率で20〜70%と脂肪族グリコール(c)とを重縮合反応させて生成してなる脂肪族ポリエステル(A)成分、及び前記化合物(a)と、前記化合物(c)とを重縮合反応させて生成してなる脂肪族ポリエステル(B)成分、よりなり、かつ、前記(A)成分100重量部に対して、前記(B)成分10〜200重量部であることを特徴とする樹脂組成物。
- 前記化合物(a)が、コハク酸、或いはその酸無水物、又はそのジエステルであり、前記化合物(b)が側鎖にアルキル基、またはアルケニル基を有するコハク酸、或いはその酸無水物、又はそのジエステルであり、前記化合物(c)が1,2−エチレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオールの少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項1に記載の樹脂組成物。
- 請求項1または2のいずれかに記載の樹脂組成物を用いることを特徴とするホットメルト接着剤組成物。
- 請求項3に記載のホットメルト接着剤組成物を、紙および/または生分解性プラスチックからなる基材間の接着に使用してなることを特徴とする生分解性を有する構造体。
- 前記構造体が本、容器、包装袋のいずれかであることを特徴とする請求項4に記載の構造体。
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