JP6841955B1 - ホットメルト組成物 - Google Patents

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Abstract

【課題】 繊維質素材に対して接着力を発揮し、オープンタイムが長く、また溶融粘度が適度であることから作業性が高く、硬化した後の強度や伸び性が良好で、硬度や耐衝撃性にも優れているホットメルト組成物を提供する。【解決手段】 オレフィン系エラストマー(A)と、ワックス(B)と、を含有し、オレフィン系エラストマー(A)として、メルトフローレート(ASTM D−1238、230℃/2.16kg)が1〜500g/10minであるオレフィン系エラストマー(a1)と、溶融粘度(190℃)が100〜10,000mPa・sであるオレフィン系エラストマー(a2)と、を含有することを特徴とするホットメルト組成物。【選択図】なし

Description

本発明は、ホットメルト組成物に関する。
一般に、ホットメルト組成物は、無溶剤で環境に優しく、短時間で硬化可能で、非常に扱いやすい材料であることから、製造現場における作業環境を改善することが可能である。そのため、ホットメルト組成物は、自動車・電機などの精密分野のほか、建築分野など幅広く用いられている。
過去に、出願人は、スチレン系ブロックコポリマー、熱変形温度若しくはガラス転移点が120℃以上のポリフェニレンエーテル樹脂または変性ポリフェニレンエーテル樹脂、非晶性ポリオレフィン、粘着付与樹脂並びに老化防止剤を少なくとも含有し、200℃での溶融粘度が30Pa・s以下であることを特徴とするホットメルト組成物を発明した(特許文献1)。この組成物は、ポリオレフィン系素材に対する密着性、接着性に優れるとともに、耐熱性、耐熱老化性が良好であり、しかも200℃付近での溶融粘度が低いことから、塗工性、吐出性が良好で作業性に優れるものであった。
特開2007−99795号公報
従来から、自動車・電機・建築分野においては、排熱やろ過、異物混入防止のために、製品内部に繊維質素材からなるフィルターが設けられており、製品ごとの内部構造に合わせて、フィルターの形状を加工し固定するために、ホットメルト組成物が好ましく用いられている。
例えば、自動車のエンジン周りに設置されるエアフィルターの場合、作業性の向上のため一定時間以上のオープンタイムや一定水準の溶融粘度が必要とされたり、安全性の向上のため、高水準の強度、硬度、伸び性及び耐衝撃性が求められたりしている。ここで、特許文献1にかかるホットメルト組成物においては、繊維質素材に対する接着力に改善の余地があった。また、上記分野における安全基準が年々厳格化していることから、更なる諸物性の向上が求められていた。
本発明が解決しようとする課題は、繊維質素材に対して接着力を発揮し、オープンタイムが長く、また溶融粘度が適度であることから作業性が高く、硬化した後の強度や伸び性が良好で、硬度や耐衝撃性にも優れているホットメルト組成物を提供することである。
本発明は、プロピレン系エラストマー(A)と、ワックス(B)(ただし、プロピレン系エラストマー(a2)を除く。)と、を含有し、プロピレン系エラストマー(A)として、メルトフローレート(ASTM D−1238、230℃/2.16kg)が1〜20g/10minであるプロピレン系エラストマー(a1)と、溶融粘度(190℃)が2003,980mPa・sであるプロピレン系エラストマー(a2)と、を含有し、当該(a1)成分と当該(a2)成分との配合割合(重量比)が、1:0.2〜5であることを特徴とするフィルター用ホットメルト組成物である。
本発明にかかるホットメルト組成物は、繊維質素材に対して接着力を発揮し、オープンタイムが長く、また溶融粘度が適度であることから作業性が高く、硬化した後の強度や伸び性が良好で、硬度や耐衝撃性にも優れているという効果がある。
<オレフィン系エラストマー>
本発明では、オレフィン系エラストマー(A)を用いる。当該(A)成分は、本発明にかかるホットメルト組成物のベースポリマーとして用いられる。
オレフィン系エラストマー(A)としては、メルトフローレート(ASTM D−1238、230℃/2.16kg)が1〜500g/10minであるオレフィン系エラストマー(a1)と、溶融粘度(190℃)が100〜10,000mPa・sであるオレフィン系エラストマー(a2)と、を含有することを必要とする。
当該(a1)成分のメルトフローレート(ASTM D−1238、230℃/2.16kg)としては、1〜500g/10minである必要があり、2〜450g/10minであることが好ましく、3〜400g/10minであることがさらに好ましく、5〜350g/10minであることが特に好ましい。なお、当該(a1)成分の溶融粘度(190℃)については、測定機器にて測定できる範囲を超えることから、測定することができない。
当該(a1)成分の具体例は、例えば、プロピレン系エラストマーとして、Vistamaxx 3000(メルトフローレート:8g/10min)、Vistamaxx 3980FL(メルトフローレート:8g/10min)、Vistamaxx 6202(メルトフローレート:20g/10min),Vistamaxx 2120(メルトフローレート:80g/10min)、Vistamaxx 2320(メルトフローレート:200g/10min)、Vistamaxx 2330(メルトフローレート:300g/10min)などが挙げられる(いずれもExxonMobil社製、ASTM D−1238、230℃/2.16kgによる測定値)。
また、当該(a2)成分の溶融粘度(190℃)としては、100〜10,000mPa・sである必要があり、200〜9,500mPa・sであることが好ましく、300〜9,000mPa・sであることがさらに好ましく、500〜8,500mPa・sであることが特に好ましい。なお、当該(a2)成分のメルトフローレート(ASTM D−1238、230℃/2.16kg)については、測定機器にて測定できる範囲を超えることから、測定することができない。
当該(a2)成分の具体例は、例えば、プロピレン系エラストマーとして、Vistamaxx 8880(溶融粘度:1,200mPa・s)、Vistamaxx 8780(溶融粘度:3,980mPa・s)、Vistamaxx 8380(溶融粘度:7,570mPa・s)などが挙げられる(いずれもExxonMobil社製、190℃における溶融粘度の測定値)。
ここで、当該(a1)成分のみ用いた場合は、塗布する際の作業性が悪化し、オープンタイムが短くなり、また耐衝撃性に劣る傾向がある。また、当該(a2)成分のみ用いた場合は、伸び性に欠け、また耐衝撃性に劣る傾向がある。
当該(a1)と当該(a2)成分との配合割合としては、重量比において、1:0.2〜5であることが好ましく、1:0.3〜4であることがさらに好ましく、1:0.5〜3であることが特に好ましい。
<ワックス>
本発明では、ワックス(B)を用いる。当該(B)成分を用いることにより、強度・硬度や耐衝撃性を向上させることができる。
当該(B)成分の軟化点としては、100〜250℃であることが好ましく、110〜220℃であることがさらに好ましく、120〜200℃であることが特に好ましい。
当該(B)成分の配合割合としては、上記(A)成分100重量部に対して、1〜800重量部配合することが好ましく、10〜500重量部配合することがさらに好ましく、30〜300重量部配合することが特に好ましい。
さらに、当該(B)成分として、オレフィン系ホモポリマーからなるワックス(b1)と、オレフィン系コポリマーからなるワックス(b2)と、を含有することにより、強度・硬度や耐衝撃性が飛躍的に向上する傾向がある。
当該(b1)成分の種類としては、例えば、エチレン、プロピレン、1−ブテン、1−ヘキセンから選択されるモノマーの単独重合体が挙げられる。また、当該(b2)成分の種類としては、例えば、プロピレン、エチレン、1−ブテン、1−ヘキセンから選択されるモノマーの二元共重合体又は三元共重合体などが挙げられる。
当該(B)成分において、上記(b1)成分と(b2)成分との配合割合としては、重量比において、1:0.1〜5であることが好ましく、1:0.2〜4であることがさらに好ましく、1:0.3〜3であることが特に好ましい。
当該(b1)成分の具体例としては、ハイワックス 800P(製品名、三井化学社製、エチレンホモポリマー、軟化点:140℃)、ハイワックス NP500(製品名、三井化学社製、プロピレンホモポリマー、軟化点:165℃)、ビスコール 440−P(製品名、三洋化成工業社製、プロピレンホモポリマー、軟化点:153℃)、H−501(製品名、QINGDAO SINOPLAS社製、プロピレンホモポリマー、融点:155〜160℃)などが、当該(b2)成分の具体例としては、H−503(製品名、QINGDAO SINOPLAS社製、エチレン−プロピレン共重合体、融点:143〜150℃)などが挙げられる。
また、本発明では、粘着付与剤を用いることができる。当該成分を用いることにより、被着体表面の濡れ性を高めることができ、その層間の密着性を向上させることができる傾向がある。
当該成分の種類としては、テルペン樹脂、テルペンフェノール樹脂、脂肪族系石油樹脂、芳香族系石油樹脂、脂環族系石油樹脂、ロジン系樹脂、及びその水添物又は変性物などが挙げられる。
当該成分の軟化点としては、70〜200℃であることが好ましく、75〜190℃であることがさらに好ましく、80〜180℃であることが特に好ましい。
当該成分の配合割合としては、上記(A)成分100重量部に対して、0.1〜500重量部配合することが好ましく、1〜400重量部配合することがさらに好ましく、3〜300重量部配合することが特に好ましい。
当該成分の具体例としては、YSレジン PX1250(製品名、ヤスハラケミカル社製、軟化点:120℃〜130℃、テルペン樹脂)、タマノル 803L(製品名、荒川化学工業社製、軟化点:145〜160℃、テルペンフェノール樹脂)、タマノル 901(製品名、荒川化学工業社製、軟化点:125〜135℃、テルペンフェノール樹脂)、パインクリスタル KR−85(製品名、荒川化学工業社製、軟化点:80〜87℃、ロジン系樹脂)、T−REZ HA125(製品名、JXTGエネルギー社製、軟化点:120℃〜130℃、水添脂環族系炭化水素)などが挙げられる。
さらに、本発明では、老化防止剤を用いることができる。当該成分の種類としては、例えば、亜リン酸塩系、ナフチルアミン系、p−フェニレンジアミン系、キノリン系、ヒドロキノン系、ビス・トリス・ポリフェノール系、チオビスフェノール系、ヒンダードフェノール系などが挙げられ、1種又は2種以上を組み合わせて用いることができる。当該成分の具体例としては、Sumilizer GP(製品名、住友化学社製)、Irganox 1010(製品名、BASF社製)などが挙げられる。
なお、本発明においては、炭酸カルシウム、タルク、クレーなどの充填材や、防腐剤、着色剤、水分吸収剤などの各種添加剤が含まれていても良い。
<実施例及び比較例>
表1及び表2に示す配合において、190℃に設定したニーダーにより十分に混練し、実施例及び比較例のホットメルト組成物を得た。ここで、表1及び表2における数値は、重量部を表すものとする。以下に、使用した原材料を示す。
オレフィン系エラストマー1:Vistamaxx 3980FL(製品名、ExxonMobil社製、メルトフローレート:8g/10min、ASTM D−1238、230℃/2.16kg)
オレフィン系エラストマー2:Vistamaxx 8880(製品名、ExxonMobil社製、190℃における溶融粘度:1,200mPa・s)
ワックス1:H−501(製品名、QINGDAO SINOPLAS社製、プロピレンホモポリマー、融点:155〜160℃)
ワックス2:H−503(製品名、QINGDAO SINOPLAS社製、エチレン−プロピレン共重合体、融点:143〜150℃)
粘着付与剤:T−REZ HA125(製品名、JXTGエネルギー社、軟化点:120℃〜130℃、水添脂環族系炭化水素)
老化防止剤:Irganox 1010(製品名、BASF社製)
Figure 0006841955
Figure 0006841955
上記の実施例等にて得られたホットメルト組成物について、以下の物性評価を行なった。この結果を表3及び表4に示す。
<溶融粘度>
ブルックフィールド粘度計により、ホットメルト組成物10gを200℃にて溶融させ、測定温度:200℃、スピンドルNo.27、回転数:20rpmにて、10分間静置させた後、回転を開始し、10分後の溶融粘度(mPa・s)を測定した。溶融粘度が10,000〜50,000mPa・sであるものを◎と評価し、この範囲から外れたものを×と評価した。
<接着性>
180℃に設定したホットメルトガンにホットメルト組成物を投入し、30分保持することにより、完全に溶融させた。次に、紙からなる繊維質素材(10cm×10cm×1mmt)に対して、その中心に5〜6φとなるよう塗布し、10秒後に同じく紙からなる繊維質素材(10cm×10cm×1mmt)と貼り合わせ、2kgローラーを用いて圧締させることにより、試験片を作製した。そして、23℃にて試験片を24時間養生させた後、強制破壊を行い、その破壊状態を目視で観察した。破壊状態が材料破壊であるものを◎と評価し、界面破壊であるものを×と評価した。
<引張強度・引張伸び>
ホットメルト組成物を180℃にて溶融させ、厚みが2mmのシートを作成した後、JIS K 6251に準拠したダンベル3号形状の試験片を作製した。23℃にて試験片を24時間養生させた後、23℃において20mm/minの引張速度により、試験片の強度(N)と伸び(mm)を測定した。強度が70Nを超えるものを◎と評価し、55Nを超え70N以下のものを○と評価し、55N以下のものを×と評価した。また、伸びが200mmを超えるものを◎と評価し、150mmを超え200mm以下のものを○と評価し、150mm以下のものを×と評価した。
<オープンタイム>
180℃に設定したホットメルトガンにホットメルト組成物を投入し、30分保持することにより、完全に溶融させた。次に、紙からなる繊維質素材(10cm×10cm×1mmt)10個を一列に静置して、その中心に5〜6φとなるよう塗布していき、10秒ごとに同じく紙からなる繊維質素材(10cm×10cm×1mmt)と貼り合わせ、2kgローラーを用いて圧締させることにより、試験片を作製した。そして、23℃にて試験片を24時間養生させた後、強制破壊させ、界面破壊となる直前の試験片の経過時間をオープンタイムとした。オープンタイムが30秒を超えるものを◎と評価し、30秒以下であるものを×と評価した。
<硬度>
ホットメルト組成物を180℃にて完全に溶融させた後、シート状になるよう加工し24時間養生させ、カットして試験片(50mm×50mm×2mmt)を作製した。そして、作製した試験片を3枚重ねて、JIS K 6253−1997に準拠し、その硬度を測定した。測定機器として、タイプDデュロメータ(JIS K 7215に準拠)を用いた。硬度が45を超えるものを◎と評価し、35を超え45以下のものを○と評価し、35以下のものを×と評価した。
<耐衝撃性>
ホットメルト組成物を180℃にて溶融させ、厚みが4mmのシートを作成した後、試験片(80mm×10mm×4mmt)を作製した。23℃にて試験片を24時間養生させた後、厚み方向に2mmのノッチを入れ、JIS K 7111に準拠し、シャルピー衝撃試験を行い、衝撃強度(kJ/m)を測定した。衝撃強度が0.6kJ/mを超えるものを◎と評価し、0.6kJ/m以下であるものを×と評価した。
Figure 0006841955
Figure 0006841955


Claims (3)

  1. プロピレン系エラストマー(A)と、
    ワックス(B)(ただし、プロピレン系エラストマー(a2)を除く。)と、を含有し、
    プロピレン系エラストマー(A)として、メルトフローレート(ASTM D−1238、230℃/2.16kg)が1〜20g/10minであるプロピレン系エラストマー(a1)と、溶融粘度(190℃)が2003,980mPa・sであるプロピレン系エラストマー(a2)と、を含有し、
    当該(a1)成分と当該(a2)成分との配合割合(重量比)が、1:0.2〜5であることを特徴とするフィルター用ホットメルト組成物。
  2. ワックス(B)として、オレフィン系ホモポリマーからなるワックス(b1)と、オレフィン系コポリマーからなるワックス(b2)と、を含むことを特徴とする請求項1記載のホットメルト組成物。
  3. さらに、粘着付与剤を含むことを特徴とする請求項1又は2記載のホットメルト組成物。
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