JP6756122B2 - ホットメルト粘着剤、およびホットメルト粘着剤付きシート - Google Patents
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また、加熱溶融した状態で基材に塗布し冷却固化した後、タックで貼りつけすることにより装着する方法で使われるものはホットメルト粘着剤と呼ばれ、主にPOPラベルを貼り付ける際に用いられている。粘着剤は、接着剤としても使用することが可能である。
例えば、PETボトルリサイクル推進協議会が出している‘指定PETボトルの自主規制ガイドライン’は以下の指標を示す。即ち、ラベル付きのボトルをカッティングして作ったペレットを、90℃の1.5%NaOH水溶液中にペレット濃度10%(重量比)で浸漬し、15分間攪拌した場合に、PETのペレットからラベルが剥離し、印刷インキ、粘接着剤等がPETのペレットに残らない、という指標である。
そのため、PETボトルをはじめとする、リサイクルされる容器に使用するホットメルト粘着剤にはアルカリ分散性が必須項目として挙げられる。
特許文献2には、熱可塑性エラストマー、酸価が100mgKOH/g以上300mgKOH/g以下であるロジン系粘着付与剤、テルペンフェノール樹脂、合成オイルおよび無水マレイン酸をグラフト重合させたポリプロピレンワックスを含むホットメルト粘着剤が開示されている。
特許文献3には、熱可塑性エラストマー、酸価が100mgKOH/g以上300mgKOH/g以下であるロジン系粘着付与剤、合成オイル、25℃の針入度が10dmm以下であるワックスおよび数平均分子量が1000以上のポリエチレングリコールを含むホットメルト粘着剤が開示されている。
特許文献4には、熱可塑性エラストマー、酸価が100mgKOH/g以上300mgKOH/g以下である固体粘着付与剤、液状粘着付与剤、ワックスおよび特定のノニオン系界面活性剤を含むホットメルト粘着剤が開示されている。
商品表示ラベルの基材はポリプロピレンかPETであり、基材の厚みは15〜30μmのフィルムが使用される。一方、POPラベルの素材は、商品表示ラベルで使用される基材に加え、紙、ユポ、アルミ蒸着フィルムなどもあり、基材の厚みは15μm〜120μmの広範囲に選択される。ホットメルト粘着剤のアルカリ分散性は基材に影響され、基材の密度が高く厚みがあるほどNaOH水溶液が浸透しにくくなるため、アルカリ分散性が悪くなる。特にプラスチックフィルムはアルカリ分散性の高い要求性能が求められる。
また、POPラベルは商品表示ラベルのようにホットメルト塗布直後に貼りつけるホットメルト接着剤とは異なり、塗布後数か月にわたってタックを発現し貼りつけることが可能なホットメルト粘着剤でなければならない。
また、引用文献2〜4に開示されるホットメルトは、タックを発現しておりホットメルト粘着剤として使用できるが、夏場(30〜40℃)に1週間程度静置すると表面が白化しタックが消失する現象が起こり、ホットメルト粘着剤として使用できなくなる問題があった。
下記(A)〜(D)の合計100質量%中、
スチレン系エラストマー(A):10〜45質量%、
酸価が100mgKOH/g以上、300mgKOH/g以下であるロジンエステル粘着付与剤(B):20〜60質量%、
流動点が−10℃以下のプロセスオイル(C):10〜40質量%、および
酸価が100mgKOH/g以上、300mgKOH/g以下であるオレフィン系共重合体(D):1〜20質量%
を含む、ホットメルト粘着剤に関する。
スチレン系エラストマー(A)、酸価が100mgKOH/g以上、300mgKOH/g以下であるロジンエステル粘着付与剤(B)、流動点が−10℃以下のプロセスオイル(C)、および 酸価が100mgKOH/g以上、300mgKOH/g以下であるオレフィン系共重合体(D)を含む。
スチレン系エラストマー(A)は、分子中に弾性を持つゴム成分(ソフトセグメント:軟質相)と塑性変形を防止するための分子拘束成分(ハードセグメント:硬質相)との両方を持っているため、ゴムとプラスチックの中間の性質を持つ。よって、スチレン系エラストマー(A)は、常温では加硫ゴムと同様な性質を持ち、弾性を有し、高温では普通のスチレン系樹脂と同じく、既存の成形機をそのまま使用できる。
スチレン系エラストマー(A)は、ポリスチレンブロック(S)と、該ポリスチレンブロック間に位置するゴムブロックとを有し、ポリスチレンブロックが物理的架橋(ドメイン)を形成して橋掛け点となり、ゴムブロックは製品にゴム弾性を与える。ソフトセグメントであるゴムブロックにはポリブタジエン(B)、ポリイソプレン(I)及びポリオレフィンエラストマー(ポリエチレン(E)、ポリプロピレン(P))があり、また二重結合のある不飽和と、二重結合を水素添加した飽和がある。さらに1成分から成るホモポリマーと2成分以上から成るコポリマーがある。
ポリスチレンブロックとゴムブロックとを交互に配列することにより粘弾性、伸縮性、凝集性などさまざまな性質を合わせ持ち、ホットメルト接着剤、ホットメルト粘着剤として好適に使用される。
酸価が100mgKOH/g以上、300mgKOH/g以下であるロジンエステル粘着付与剤(B)は、カルボキシル基を有するロジンをエステル化したものであれば特に限定されない。ロジンは、松から得られる琥珀色、無定形の天然樹脂で、製造の違いでガムロジン、ウッドロジン、トール油ロジンに分けられる。その主成分は、3つの環構造、共役2重結合、カルボキシル基を有するアビエチン酸とその異性体の混合物であり、反応性に富んだバルキーな構造を有している。反応性が高い為に熱安定性が悪く、一般的にロジンを水添あるいは酸変性し、安定性を良好にしている。ロジンエステルは、アビエチン酸のカルボキシル基とヒドロキシル基の脱水反応により得られ、ヒドロキシル基は特に限定されないが、炭素数1〜9のものが好ましい。たとえば、メタノール、エタノール、プロパノール、フェノールなどが挙げられる。
酸価=〔0.1N水酸化カリウム液の消費量(ml)×5.611〕/〔試料量(g)〕
本発明で用いられるプロセスオイル(C)は、流動点が−10℃以下である。
プロセスオイルは、ゴムや熱可塑性系エラストマー等の可塑剤として一般的に使用されるものであれば特に限定されないが、いわゆる石油精製等において生産されるものである。プロセスオイルは、芳香族系成分・ナフテン系成分・パラフィン系成分の混合物であり、一般に全炭素の芳香族炭素が30%以上のものを芳香族系プロセスオイル、ナフテン環炭素が35〜45%のものをナフテン系プロセスオイル、パラフィン鎖炭素が50%以上のものをパラフィン系プロセスオイルと分類している。
パラフィン系原油を蒸留・水素化改質・溶剤抽出・溶剤脱ロウなどを行うことによりパラフィン系オイル、芳香族系オイルなどに分離される。ナフテン系原油も蒸留・溶剤抽出などを行うことによりナフテン系オイル、芳香族系オイルなどに分離される。
本発明で用いられる酸価が100mgKOH/g以上、300mgKOH/g以下であるオレフィン系共重合体(D)は、特に限定されるものではないが、例えば、オレフィンと(メタ)アクリル酸の共重合体が挙げられる。
オレフィンとしては、エチレン、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、ヘキセン、ヘプテン、オクテン、デテン等が挙げられる。好ましくは、炭素数が2〜4のオレフィンである。
好ましくは、炭素数が2〜4のオレフィンと(メタ)アクリル酸の共重合体である。
より好ましくは酸価が110〜200mgKOH/gである。
本発明のホットメルト粘着剤は、ラベル等に用いられるシート状のプラスチックを、ガラス、プラスチック、金属などの種々の容器に接着するためのホットメルト粘着剤として好適に用いることができる。
例えば、具体的には、任意の形状に加工されたプラスチックシートの全体、または一部に、120〜160℃程度の温度で溶融された本発明のホットメルト粘着剤を塗工することにより、本発明のホットメルト粘着剤付きプラスチックシートを得ることができる。このようなホットメルト粘着剤付きプラスチックシートは、POPラベル、商品表示ラベルとして用いることができる。
なお、印刷は、プラスチックシートの全面であってもよいし、一部分であってもよい。印刷は、グラビア印刷,UV印刷など、従来知られた印刷法の何れの方法により行われたものでもよい。
本発明のホットメルト粘着剤付きプラスチックシートは、容器胴部に適用されるPOPラベルや商品表示ラベルとして好適に用いることができる。
例えば、POPラベルの場合、容器の一面に、本発明のホットメルト粘着剤付きプラスチックラベルを貼り付けて、本発明のプラスチックラベル付き容器を得ることができる。
また、商品表示ラベルの場合、容器の外周に、本発明のホットメルト粘着剤付きプラスチックラベルを巻き、一方の端部のホットメルト粘着剤を容器に貼り付け、他方の端部のホットメルト粘着剤をプラスチックフィルムの背面に貼り付けて、本発明のプラスチックラベル付き容器を得ることができる。
また、上記用途以外であっても、リサイクルを行う容器にシートを張り合わせる用途に好適に用いることができる。
・クレイトンG−1643(クレイトンポリマー社製)(以下、「G1643」と略記する。)スチレン−エチレン・ブチレン−スチレンブロックポリマー(SEBS)
溶融粘度*1;200mPa・s
・クレイトンG−1652(クレイトンポリマー社製)(以下、「G1652」と略記する。)スチレン−エチレン・ブチレン−スチレンブロックポリマー(SEBS)
溶融粘度*1;1,800mPa・s
・K−108(GUANGDONG KOMO社製)ロジンエステル、酸価:170mgKOH/g、軟化点:83℃
・ダイアナプロセスPW−90(出光興産社製)(以下、「PW−90」と略記する。)パラフィン系プロセスオイル(パラフィン系:73%、ナフテン系:27%、芳香族系:0%)、流動点:−15℃
・ダイアナプロセスPW−380(出光興産社製)(以下、「PW−380」と略記する。)パラフィン系プロセスオイル(パラフィン系:73%、ナフテン系:27%、芳香族系:0%)、流動点:−15℃
・A−C5120(Allied Chemical社製、エチレンとアクリル酸の共重合体)、酸価:120mgKOH/g、融点:65℃
・A−C5180(Allied Chemical社製、エチレンとアクリル酸の共重合体)、酸価:180mgKOH/g、融点:50℃以下
[その他の粘着付与剤(C)]
・ハリタックF(ハリマ化成社製)水添ロジン、酸価175mgKOH/g、軟化点:72℃
・RE−85(アリゾナケミカル社製)ロジンエステル、酸価8mgKOH/g、軟化点:85℃
[その他のオイル(D)]
・日石ポリブテンHV−100(JX日鉱日石エネルギー社製)(以下、「HV−100」と略記する。)ポリブテン、流動点:−7.5℃
<ホットメルト粘着剤の作製方法>
攪拌機を備えたステンレスビーカーに、流動点が−15℃のプロセスオイル(C)としてPW380:20質量部を投入し、加熱撹拌した。加熱は内容物が150℃以上にならないように注意して行った。
この溶融物にスチレン系エラストマー(A)として、G1643:10質量部、G1652:10質量部を徐々に加え、添加終了後、次に酸価が100mgKOH/g以上、300mgKOH/g以下であるロジンエステル粘着付与剤(B)としてK108:50部加え、最後に酸価が100mgKOH/g以上、300mgKOH/g以下であるオレフィン系共重合体(D)としてA−C5120:10質量部を添加して、溶融均一混合物とし、冷却してホットメルト粘着剤を作製した。
実施例1のホットメルト粘着剤のアルカリ分散性、白化、粘着力はいずれも○だった。
サンプル作製方法:150℃に加熱溶融したホットメルトを、5cm×4cmに断裁した厚さ75μmのPETフィルムに塗工量20〜30g/m2、塗工面積4cm×4cmになるようにハンドアプリケーターを用いて塗布した。常温で24時間静置後、ホットメルト粘着剤付きラベルを得た。ホットメルト粘着剤付きラベルを2L長角PETボトルに貼り付け、ホットメルト粘着剤付きラベルを貼り付けた容器を得た。
次いで、ホットメルト粘着剤付きラベルごとPETボトルを、約8mm×8mm角に粉砕して、ラベルが付いた状態のPETのペレットとした。PETのペレットは30個以上あることが望ましい。
試験方法:1000ml丸型フラスコに、85〜90℃の1.5質量%水酸化ナトリウム水溶液90gと前記ペレット10gを入れて、600rpmで攪拌(攪拌羽:プロペラ)した。15分後フィルターで濾過し、PETのペレットの状態を目視観察した。
評価基準:ホットメルト粘着剤がPETのペレットに全く残らない場合を○(良)、ホットメルト粘着剤がPETのペレットに1〜3個残った場合を△(可)、ホットメルト粘着剤がPETのペレットに4個以上残った場合を×(不良)とした。
サンプル作製方法:前記と同様にしてホットメルト粘着剤付きラベルを得た。
試験方法:40℃オーブンに1週間経時した後、ホットメルト粘着剤の表面観察において経時前と比べ経時後の変化の有無を確認した。
評価基準:ホットメルト粘着剤の表面に変化がなかった場合を○(良)、白化や結晶物など経時前に比べ変化があった場合を×(不良)とした。
サンプル作製方法:前記と同様にしてホットメルト粘着剤付きラベルを貼り付けた容器を15mm幅に断裁した。
試験方法:5℃、23℃、40℃の各恒温室中で、180度角剥離(剥離速度:300mm/分)で行った。
評価基準:3つの温度全てで1.0N/15mm以上の値を示した場合を○(良)、3つの温度いずれか1つ、またはそれ以上で0.8N/15mm以上1.0N/15mm未満の値を示した場合を△(可)、0.8N/15mm未満の値を示した場合を×(不良)とした。
表1、2に示すような組成で、実施例1と同様に溶融・混合して、ホットメルト粘着剤を作製し、同様に評価した。
本発明のホットメルト粘着剤を用いたホットメルト粘着剤付きプラスチックラベルは、PETボトル向けに好適に使用できる他、他のプラスチック製容器やガラスビンなどにも適用できる。また、各種容器には内容物として、清涼飲料水をはじめ、調味料,洗剤、シャンプー、食用油、化粧品、医薬品などを収容することが可能である。
Claims (4)
- ホットメルト粘着剤100質量%中に、下記(A)〜(D)を合計90〜100質量%含み、
下記(A)〜(D)の合計100質量%中、
スチレン系エラストマー(A):10〜35質量%、
酸価が100mgKOH/g以上、300mgKOH/g以下であるロジンエステル粘着付与剤(B):30〜60質量%、
流動点が−10℃以下のプロセスオイル(C):10〜40質量%、および
酸価が100mgKOH/g以上、300mgKOH/g以下であるオレフィン系共重合体(D):1〜20質量%
を含む、ホットメルト粘着剤。 - オレフィン系共重合体(D)が、炭素数が2〜4のオレフィンと(メタ)アクリル酸の共重合体である、請求項1に記載のホットメルト粘着剤。
- 四辺形のプラスチックシートの同一の面の対向する両端部に、請求項1または2記載のホットメルト粘着剤を設けてなる、ホットメルト粘着剤付きプラスチックシート。
- 容器の外周に、請求項3記載のホットメルト粘着剤付きプラスチックシートを有するプラスチックシート付き容器。
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