JP2001011417A - ホットメルトの配合物におけるスルホン化ポリエステルおよびアニオン性またはカチオン性可塑剤の使用 - Google Patents
ホットメルトの配合物におけるスルホン化ポリエステルおよびアニオン性またはカチオン性可塑剤の使用Info
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Abstract
キング性を有する再湿性ホットメルト接着剤を提供す
る。 【解決手段】(i)25〜80質量%のスルホン化ポリ
エステル、(ii)3〜40質量%のアニオン性あるい
はカチオン性可塑剤、(iii)0〜40質量%の極性
の粘着性付与剤、(iv)0〜3質量%の酸化防止剤、
および、(v)10〜35質量%の極性のワックス、お
よび、(vi)任意に、0〜30質量%の非イオン性可
塑剤(ただし(i)〜(vi)の合計は100質量%に
等しい)を含む再湿性のホットメルト接着剤組成物。
Description
おいてすぐれた耐ブロッキング性を有する再湿性ホット
メルト接着剤組成物に関する。再湿性の接着剤は一般に
封筒、切手、壁紙、テープ、ラベル、および類似製品の
製造に用いられ、ここでは水で湿らせると粘着性にな
り、それにより選択された下地に素早く接着することを
可能にする乾燥接着剤フィルムの提供が望まれる。再湿
性の接着剤製品の製造においては、一般に乾燥接着剤の
水溶液または水分散液、あるいは有機溶剤溶液が湿性の
フィルムとして下地に塗布される。水あるいは有機溶剤
が乾燥および蒸発により除去されたのち、得られる乾燥
接着剤フィルムは濡らしたとき望ましい粘着性の接着剤
表面を生成することになる。
性に加えて、これらの用途に対するもう一つの望ましい
特性は耐ブロッキング性である。ブロッキングは、封筒
などのコーティングされた下地が積み重ねて蓄えられ、
程度の差はあるにせよ湿度に曝されたときに発生し、積
み重ねられた下地の隣り合う面が他方に付着する傾向を
もたらす好ましくない現象である。ホットメルト接着剤
は、商品化という視点から見て広範囲の用途に用いられ
る。ホットメルト接着剤システムの主な利点はキャリヤ
ー流体がないことであり、いったん下地に塗布すれば接
着剤フィルムを乾燥する必要性がなくなる。この乾燥ス
テップの排除は、溶剤の使用に関連する危険を克服し、
また生産ラインの速度を上げ、輸送コストを下げること
を可能にする。
チレン、エチレン‐酢酸ビニル、スチレン系ブロックコ
ポリマー、ポリプロピレン、および酢酸ビニル/ビニル
ピロリドンコポリマーを含むビニルピロリドンポリマー
のような石油から誘導されたポリマーを基材としてき
た。全てのこれら接着剤組成物は、さらに石油と、木
材、ガムおよびトール油ロジン、およびテルペン類など
の天然に産出する原料との両方から誘導される様々な樹
脂、油、および/またはワックスにより粘着性を付与さ
れ、可塑化され、および/または補強される。エチレン
酢酸ビニル系ポリマーを基材とするホットメルトの配合
物は湿度に対する耐ブロッキング性を有するが、湿気に
鈍感、すなわち湿気に曝されたとき粘着にならない。
接着剤のベースポリマーとして用いられた場合、湿気に
曝されると粘着性になる。米国特許第5,750,60
5号には、ある種のスルホン化ポリエステルを含有する
ホットメルト接着剤組成物に特定の結晶性のワックス材
料を混和すると耐熱性ならびにその接着強さが共に改良
されるという予期せざる利点が得られることが開示され
ている。このような接着剤は特に紙の接着用途に使用さ
れ、そこではその水分散性が接着剤で接着された紙製品
の再パルプ化を容易にする。
化ポリエステルと一緒にアニオン性あるいはカチオン性
可塑剤を使用すると、水分散性を維持しながらすぐれた
再湿性とすぐれた湿度に対する耐ブロッキング性の両方
がもたらされることが分かった。
ロッキング性を備えたホットメルト接着剤が、スルホン
化ポリエステルおよび極性のワックスと共にカチオン性
あるいはアニオン性可塑剤を使用することにより製造で
きることを見出した。すなわち本発明は、(a)スルホ
ン化ポリエステル25〜80%、(b)極性のワックス
10〜35%、(c)アニオン性あるいはカチオン性可
塑剤3〜40%、(d)極性の粘着付与剤0〜40%、
(e)酸化防止剤0〜3%、および任意に(f)非イオ
ン性可塑剤0〜30%を含む再湿性ホットメルトの配合
物を対象とする。全ての%は質量%である。
25〜80%、(b)極性のワックス10〜35%、
(c)アニオン性あるいはカチオン性可塑剤3〜40
%、(d)極性の粘着付与剤0〜40%、(e)酸化防
止剤0〜3%、および任意に(f)非イオン性可塑剤0
〜30%を含む再湿性ホットメルトの配合物を対象とす
る。
0〜75質量%の量で存在する本発明の接着剤の主成分
は、 a)スルホモノマーではない、少なくとも1種の二官能
性ジカルボン酸、あるいは対応するメチルエステル、 b)2〜25モルパーセントの、芳香核あるいは環式脂
肪核と結合した少なくとも1個のスルホン酸金属塩の基
あるいは窒素含有スルホン酸非金属塩の基と、水酸基、
カルボキシル基、およびアミノ基からなる群から選択さ
れた少なくとも1個の官能基とを含有する少なくとも1
種のスルホモノマー、 c)グリコール、あるいはグリコールと2個の−NRH
基を有するジアミンとの混合物から選択された少なくと
も1種の二官能性反応体であって、このグリコールが2
個の−C(R1 )2 −OH基(ただし、この反応体中の
Rは水素原子あるいは1〜6個の炭素原子をもつアルキ
ル基、及び反応体中のR1 は水素原子、1〜5個の炭素
原子を有するアルキル基あるいは6〜10個の炭素原子
をもつアリール基)を含有する二官能性反応体、 d)0〜40モルパーセントの、1個の−C(R)2 −
OH基を有するヒドロキシカルボン酸、1個の−NRH
基を有するアミノカルボン酸、1個の−C(R)2 −O
H基と1個の−NRH基とを有するアミノ‐アルコー
ル、あるいは前記二官能性反応体の混合物(ただし、こ
の反応体中のRは水素原子、あるいは1〜6個の炭素原
子をもつアルキル基)から選択された二官能性反応体、
および e)0〜40モルパーセントの、水酸基、カルボキシル
基、およびその混合物から選択された少なくとも3個の
官能基を含有する多官能性反応体(ただし、多官能性反
応体の少なくとも一部は少なくとも3個の水酸基を含有
する)、の反応生成物を含むスルホン化ポリエステル縮
合ポリマーを含む。ただし、上記の全てのモル百分率
は、200モルパーセントに等しい全ての酸、水酸基、
およびアミノ基含有反応体の合計を基準としており、ま
たポリマーは、塩基のEQ(当量)を酸のEQ(当量)
で割った値が0.5と2の間にあるような割合の酸基含
有反応体(100モルパーセントの酸)と、水酸基およ
びアミノ基含有反応体(100モルパーセントの塩基)
とを含有する。
るいはエステル反応体は、好ましくは本質上実質的には
脂肪族であり、シュウ酸、マロン酸、ジメチルマロン
酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、トリメチルア
ジピン酸、ピメリン酸、ピバリン酸、フマル酸、マレイ
ン酸、ドデカン酸、2,2−ジメチルグルタル酸、アゼ
ライン酸、セバシン酸、1,3−シクロペンタンジカル
ボン酸、1,2−シクロヘキサンジカルボン酸、1,3
−シクロヘキサンジカルボン酸、1,4−シクロヘキサ
ンジカルボン酸、フタル酸、テレフタル酸、イソフタル
酸、2,5−ノルボルナン−ジカルボン酸、1,3−ナ
フタル酸、ジフェン酸、4,4′−オキシ二安息香酸、
ジグリコール酸、チオジプロピオン酸、4,4′−スル
ホニル二安息香酸、および2,5−ナフタレンジカルボ
ン酸、およびそのエステル、並びにその混合物からなる
群から選択された酸であってもよい。(a)の二官能性
ジカルボン酸あるいはエステル反応体は、好ましくはイ
ソフタル酸、テレフタル酸、無水フタル酸、アジピン
酸、ピバル酸、ドデカン二酸、セバシン酸、アゼライン
酸、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸、1,3−シ
クロヘキサンジカルボン酸、無水マレイン酸、フマル
酸、無水コハク酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸、
およびグルタル酸、およびそのエステル、並びにその混
合物からなる酸の群から選択される。
ステル反応体は、より好ましくはイソフタル酸、アジピ
ン酸、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸、1,3−
シクロヘキサンジカルボン酸、およびその混合物からな
る群から選択され、最も好ましくは1,4−シクロヘキ
サンジカルボン酸である。好ましくは(b)のスルホモ
ノマー反応体は、ベンゼン、ナフタレン、アントラセ
ン、ジフェニル、オキシジフェニル、スルホニルジフェ
ニル、およびメチレンジフェニルからなる群から選択さ
れた核と結合した−SO3 M基(ただし、Mは、N
a+ 、Li+ 、Mg++、Ca++、Fe++、およびFe
+++ )を含有する二官能性モノマー類からなる群から選
択される。より好ましくは(b)のスルホモノマー反応
体は、ジオール、少なくとも3個の水酸基を含有する多
官能性反応体と芳香核あるいは環式脂肪核と結合した少
なくとも1個のスルホン酸金属塩の基あるいは窒素含有
スルホン酸非金属塩の基を含有するモノカルボン酸スル
ホモノマーのジオール付加物からなる群から選択され
る。あるいは、より好ましいスルホモノマーの群には、
5−ナトリウムスルホイソフタル酸、5−ナトリウムス
ルホイソフタル酸ジメチル、5−リチウムスルホイソフ
タル酸、および5−ナトリウムスルホイソフタル酸ビス
(2−ヒドロキシエチル)があり、最も好ましくは5−
ナトリウムスルホイソフタル酸あるいは5−ナトリウム
スルホイソフタル酸ジメチルである。
チレングリコール、プロピレングリコール、1,3−プ
ロパンジオール、2−メチル−1,3−プロパンジオー
ル、2,4−ジメチル−2−エチル−ヘキサン−1,3
−ジオール、2,2−ジメチル−1,3−プロパンジオ
ール(ネオペンチルグリコール)、2−エチル−2−ブ
チル−1,3−プロパンジオール(ネオペンチルグリコ
ール)、2−エチル−2−ブチル−1,3−プロパンジ
オール、2−エチル−2−イソブチル−1,3−プロパ
ンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタン
ジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサ
ンジオール、2,2,4−トリメチル−1,6−ヘキサ
ンジオール、チオジエタノール、1,2−シクロヘキサ
ンジメタノール、1,3−シクロヘキサンジメタノー
ル、1,4−シクロヘキサンジメタノール、2,2,
4,4−テトラメチル−1,3−シクロブタンジオー
ル、p−キシリレンジオール、ジエチレングリコール、
トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、
ペンタエチレングリコール、ヘキサエチレングリコー
ル、ヘプタエチレングリコール、オクタエチレングリコ
ール、ノナエチレングリコール、デカエチレングリコー
ル、2,2,4−トリメチル−1,1,3−ペンタンジ
オール、ヒドロキシピバリルヒドロキシピバレート、ジ
プロピレングリコール、1,10−デカンジオール、水
素化ビスフェノールA,およびそれらの混合物からなる
群から選択されるジオールである。
はジエチレングリコール、ネオペンチルグリコール、シ
クロヘキサンジメタノール、2−エチル−2−ブチル−
1,3−プロパンジオール、2,2,4−トリメチル−
1,3−ペンタンジオール、ヒドロキシピバリルヒドロ
キシピバレート、および2−メチル−1,3−プロパン
ジオールであり、最も好ましくはジエチレングリコー
ル、ネオペンチルグリコール、およびシクロヘキサンジ
メタノールである。
利な二官能性成分には、芳香族、脂肪族、ヘテロ環式、
およびその他の型のものがある。具体例には、5−アミ
ノメチル−シクロヘキサンメタノール、5−アミノ−2
−エチル−ペンタノール−1、2−(4−b−ヒドロキ
シエトキシ−フェニル)−1−アミノエタン、3−アミ
ノ−2,2−ジメチル−プロパノール、ヒドロキシエチ
ルアミン等がある。一般にこれらのアミノアルコール
は、2〜20個の炭素原子、1個の−NRH基、および
1個の−C(R)2 −OH基を含有する。
利な二官能性モノマーには、芳香族、脂肪族、ヘテロ環
式、およびその他の型のものがあり、ラクタムが含まれ
る。具体例には、6−アミノカプロン酸、カプロラクタ
ムとして知られるそのラクタム、ω−アミノウンデカン
酸、3−アミノ−2−ジメチルプロピオン酸、4−(b
−アミノエチル)安息香酸、2−(b−アミノプロポキ
シ)安息香酸、4−アミノメチルシクロヘキサンカルボ
ン酸、2−(b−アミノプロポキシ)シクロヘキサンカ
ルボン酸等がある。一般にこれらの化合物は2〜20個
の炭素原子を含有する。
有利な例には、エチレンジアミン、ヘキサメチレンジア
ミン、2,2,4−トリメチル−ヘキサメチレンジアミ
ン、4−オキサヘプタン−1,7−ジアミン、4,7−
ジオキサデカン−1,10−ジアミン、1,4−シクロ
ヘキサンビスメチルアミン、1,3−シクロヘプタメチ
レンジアミン、ドデカメチレンジアミン等がある。
は3〜6個の水酸基および/またはカルボキシル基を含
有し、より好ましくはトリメチロールプロパン(TM
P)、トリメチロールエタン(TME)、グリセリン、
ペンタエリトリット、アリトリトール、トレイトール、
ジペンタエリトリット、ソルビトール、無水トリメリッ
ト酸、ピロメリット酸二無水物、あるいはジメチロール
プロピオン酸であり、最も好ましくはTMPである。反
応体(e)は40モルパーセントまでの少量、より好ま
しくは0〜20モルパーセント存在することが好まし
い。
いられるポリエステル組成物は、好ましくは(a)を6
0〜100モルパーセント、(b)を4〜20モルパー
セント、(c)を80〜100モルパーセント、(d)
を0〜10モルパーセント、および(e)を0〜20モ
ルパーセント含む。本発明の、別のより好ましい実施形
態においては、ポリエステルは1,4−シクロヘキサン
ジカルボン酸を60〜100モルパーセント、5−ナト
リウムスルホイソフタル酸あるいは5−ナトリウムスル
ホイソフタル酸ジメチルを4〜20モルパーセント、お
よびジエチレングリコール、ネオペンチルグリコール、
あるいはシクロヘキサンジメタノールを80〜100モ
ルパーセント含む。
について、一般的には例えば米国特許第4,910,2
92号、第4,973,656号、および第4,99
0,593号に記載されている。ポリエステルの製造の
ための好ましい重縮合反応体の条件は、触媒の存在下に
おいて温度150〜230℃である。重縮合反応の触媒
は、好ましくは酸触媒、より好ましくはスズあるいはチ
タン含有化合物などの有機金属化合物である。酸触媒の
好適な例にはジブチル酸化スズ、シュウ酸スズ(I
I)、チタンテトライソプロポキシド、ブチルスズ酸、
およびp−トルエンスルホン酸があり、最も好ましくは
ブチルスズ酸である。好ましいブチルスズ酸触媒の量
は、反応体の全重量を基準として0〜0.5質量パーセ
ント、好ましくは0.01〜0.2質量パーセント、最
も好ましくは0.1質量パーセントである。
7℃(350°F)において1Pa・S(1000cP)
と1000Pa・S(1,000,000cP)の間にあ
る。粘度はブルックフィールド粘度計で#27スピンド
ルを用いて測定される。粘度は通常分子量と関係があ
り、より高粘度がより高分子量と対応する。
粘性を下げる一方で耐熱性を改良するために極性のワッ
クス材料を10〜約35質量%のレベルで含む。用いら
れるワックスは高い極性でなければならず、≧3×10
-3当量/gの極性基と、分子当たりその基を少なくとも
1個含み、500g/モル未満の分子量をもつ。より高
い分子量のワックスほど、より高濃度の極性基が必要で
ある。これらの極性基には、水酸基、アミド(第一級、
第二級、および第三級)、スルホン、リン酸エステル、
スルホンアミド、炭酸エステル、尿素、アミン、ウレタ
ン、カルボン酸、ならびにカルボン酸塩、尿素類、およ
びスルホン酸塩がある。
ヒドロキシステアルアミド、N−(2−ヒドロキシエチ
ル)12−ヒドロキシステアルアミド(CasChem
社のPARICIN 220)、ステアルアミド(Wi
tco社のKEMAMIDES)、グリセリンモノステ
アレート、ソルビタンモノステアレート、および12−
ヒドロキシステアリン酸がある。また、N,N′−エチ
レン−ビス−ステアルアミド(Witco社のKEMA
MIDE W−40)、水素化ヒマシ油(ヒマシ油ワッ
クス)、酸化した合成ワックス、および酸化ポリエチレ
ンワックス(PETROLITE E−1040)のよ
うな官能化した合成ワックスなどのそれほど極性のない
ワックスは上記との組み合わせにおいて有用である。こ
れらのそれほど極性のないワックスは、任意に10質量
%の量まで存在する。
安定剤あるいは酸化防止剤には、高分子量のヒンダード
・フェノールと、イオウおよびリン含有フェノールなど
の多官能性フェノールがある。代表的なヒンダード・フ
ェノールには、1,3,5−トリメチル−2,4,6−
トリス(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキ
シフェニル)プロピオネート、(3,5−ジ−tert
−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオン酸n−
オクタデシル、4,4′−メチレンビス(2,6−ジ−
tert−ブチルフェノール)、4,4′−チオビス
(6−tert−ブチル−o−クレゾール)、2,6−
ジ−tert−ブチルフェノール、6−(4−ヒドロキ
シフェノキシ)−2,4−ビス(n−オクチルチオ)−
1,3,5−トリアジン、ジ−n−オクタデシル−3,
5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシ−ベンジル
ホスホネート、3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒ
ドロキシ安息香酸2−(n−オクチルチオ)−エチル、
およびヘキサ〔3−(3,5−ジ−tert−ブチル−
ヒドロキシフェニル)−プロピオン酸〕ソルビトールが
ある。用いる場合、安定剤は約0.1〜3質量%のレベ
ルで加えられる。
または液状のいずれかの形で入手できるアニオン性ある
いはカチオン性可塑剤を3〜40%含む。アニオン性可
塑剤の例には、固体の可塑剤でCytec Indus
triesから入手できる商品名CYTEC OT−1
00のジオクチルスルホコハク酸ナトリウムなどのスル
ホコハク酸塩、ICI社から入手できるAHCOWET
RSなどの硫酸化脂肪酸、およびBayer In
c.から入手できる固体のアルカンスルホン酸塩である
EMULSIFIER K−30がある。カチオン性可
塑剤の例には、ICI社から入手できるHLBが33の
ATLAS G−265などの脂肪族アミンの第四アン
モニウム塩、およびやはりICI社から入手できるイミ
ダゾリンの第四アンモニウム塩であるATLAS G−
3634Aがある。
ホットメルト接着剤が高レベルの分散性を有し、かつ予
期しないことに相反する特性である再湿性と耐ブロッキ
ング性の両方を有するための重要な成分である。0〜4
0質量%の量で存在する粘着付与用の樹脂は、本質的に
通常極性であって、環球法の軟化点が60℃を超え、ロ
ジンおよびロジン誘導体、テルペンフェノール樹脂、純
粋なフェノール樹脂などがある。より具体的には、有用
な粘着付与用の樹脂には任意の相溶性の樹脂あるいはそ
の混合物が含まれ、(1)例えばガムロジン、ウッドロ
ジン、トール油ロジン、蒸留ロジン、水素化ロジン、二
量化ロジン、および重合ロジンなどの天然および変性ロ
ジン、(2)例えばペール、ウッドロジンのグリセロー
ルエステル、水素化ロジンのグリセロールエステル、重
合ロジンのグリセロールエステル、水素化ロジンのペン
タエリトリットエステル、およびロジンのフェノール変
性ペンタエリトリットエステルなどの天然および変性ロ
ジンのグリセロールエステルおよびペンタエリトリット
エステルのようなロジンエステル、および(3)フェノ
ール変性した(a)テルペンあるいは(b)例えば二環
式テルペンとフェノールを酸性媒体中で縮合させて得ら
れる樹脂生成物などのα−メチルスチレン樹脂およびそ
の水素化誘導体などがある。上記粘着付与用の樹脂の2
種類以上の混合物および上記樹脂と少量(例えば接着剤
の約20%未満)のそれほど相溶性のない樹脂とのブレ
ンドはある種の配合物に利用することができる。
ules社から入手できるFORAL NCなどのイオ
ン性材料、やはりHercules社から入手できるF
ORAL AXなどの非イオン性材料、DSM Res
ins社から入手できるURATAK 68520など
のα−メチルスチレンフェノール樹脂、UnionCa
mp社から入手できるUNITAC R100Lなどの
ロジンエステル、およびArizona Chemic
al社から入手できるNIREZ 300などのテルペ
ンフェノール樹脂がある。
にできる特性により特に有用な安息香酸スクロースがあ
る。安息香酸スクロースは好ましくはアルコールに可溶
な形で利用され、その中でスクロースは部分的にエステ
ル化される。このグレードのものは薄い色をした透明な
非晶質の固体で約95℃の軟化点をもつ。もう一つの非
アルコール有機物に可溶のグレード品は、98℃の軟化
点を有する無色透明の非晶質フレーク状固体であり、こ
れもまた用いることができる。両グレード品はVels
icol Chemical Corporation
が市販している。
する粘着付与剤である。これらにはARCO Chem
ical社から入手できる商品名SAA−100のスチ
レンアリルアルコールコポリマー、およびStepan
社から入手できる商品名Stepanol PN−11
0のオルトフタレートネオペンチルグリコールポリエス
テルポリオールがある。
散性を妨げないスチレンアリルアルコールコポリマーお
よびオルトフタレートネオペンチルグリコールポリエス
テルポリオールである。
々な相溶性の非イオン性の液状可塑剤あるいは希釈用油
を加えてもよい。好ましい相溶性可塑剤は本質的に非晶
質であって、極性の液状可塑剤が含まれ、フタル酸ジオ
クチルおよびフタル酸ブチルベンジル(例えばMons
anto社のSANTICIZER 160)などのフ
タル酸エステル可塑剤;Huls社のDYNACOL
720などの液状ポリエステル(非晶質)およびC.
P.Hall社から入手できる液状高分子可塑剤;1,
4−シクロヘキサンジメタノールジベンゾエート(例え
ばVelsicol社が市販しているBENZOFLE
X 352)、ジエチレングリコール/ジプロピレング
リコールジベンゾエート(例えばVelsicol社の
BENZOFLEX 50)、およびエステル化されて
いる水酸基のモル分率が0.5から0.95の範囲にあ
るジエチレングリコールジベンゾエート(例えば、やは
りVelsicol社のBENZOFLEX 2−45
HIGH HYDROXYL)などの安息香酸エステ
ル可塑剤;リン酸t−ブチルフェニルジフェニル(例え
ばMonsanto社が市販しているSANTICIZ
ER 154)などのリン酸エステル可塑剤;約100
0未満の分子量をもつポリ(エチレングリコール)およ
びポリ(エチレングリコール)誘導体(例えばPEGの
フェニルエーテルで,ICI社が市販しているPYCA
L 94);エトキシ化ビスフェノールA(例えばPP
G IndustriesのMACOL 206 E
M);ジノニルフェノールのエトキシ化物(例えばHu
ntsman ChemicalCorp.のSURF
ONIC DNP 100);水素化ロジンのメチルエ
ステルなどの環球法による融点が約60℃未満の液状の
ロジン誘導体(例えばHercules社のHERCO
LYN D);ならびに脂肪酸のグリセロールエステル
およびその重合生成物等の植物性および動物性の油など
がある。特に好ましい可塑剤には、ポリエチレングリコ
ールのフェニルエーテル;フタル酸ブチルベンジル;
1,4−シクロヘキサンジメタノールジベンゾエート、
ジエチレングリコール/ジプロピレングリコールジベン
ゾエート、およびエステル化されている水酸基のモル分
率が0.5から0.95の範囲にあるジエチレングリコ
ールジベンゾエートがある。また、これらの可塑剤は化
学組成物中で極性であり、鉱物油などの極性でない可塑
剤と比べて改良された相溶性を示す。
エステル、液状ポリエステル、ならびに植物性および動
物性油などの可塑剤を用いる、生分解性を必要とする接
着剤の可塑化希釈剤の選択に大いに影響することが分か
るであろう。水分散性がより不可欠な用途では、可塑化
成分としてポリエチレングリコールあるいは水溶性のエ
トキシ化アルコール(例えばPYCAL 94)を使用
することにより利益を受けるであろう。
物油およびポリブテンなどの非極性の可塑化希釈剤が存
在してもよい。最も好ましい非イオン性の極性可塑剤
は、ポリエステルアジペートであるHall Inc.
のPLASTHALL BH−1である。ホットメルト
組成物には、或る特定の特性を改変するために任意の添
加剤を混和することができる。これらの添加剤には二酸
化チタンなどの着色剤や、タルクおよびクレーなどの充
填剤を含めることができる。
業界で既知の技術を用いて配合することができる。典型
的な手順には、粘着付与用の樹脂の合計濃度の約40%
を、全てのポリマー、ワックス、可塑剤、および安定剤
と共にジャケット付きのミキシング用ケトル、好ましく
はジャケット付きのローターを備えた強力ミキサー中に
置くこと、その上で最高約190℃から、好ましくは1
65℃未満の範囲まで温度を上昇させることが含まれ
る。樹脂が融解したのち温度を150℃〜165℃まで
下げる。混合および加熱は、滑らかで均一な塊が得られ
るまで続けられ、その上で残りの粘着付与用の樹脂がそ
れと完全に、かつ均一に混ぜ合わされる。
ステルを含有する親水性ホットメルト接着剤は、特定の
最終用途に依存して別々に配合されることになる。具体
的に様々な最終用途のためのホットメルト接着剤を下記
に記載する。本発明の再湿性接着剤は、封筒、切手、壁
紙、テープ、ラベル、および水で湿らすと粘着になり、
それにより選択された下地に素早く接着することを可能
にする乾燥接着フィルムを提供することが望まれる同様
の製品の生産に特定の用途が見出される。この接着剤
は、また薄用紙の積層に用途が見出される。下記の実施
例は例示に過ぎず、いずれの形にせよ本発明の権利範囲
を限定する主旨のものではない。
ち、下記試料の製造では、粘着付与樹脂および/または
希釈剤の40%を、165℃まで加熱され、撹拌パドル
を備えた強力ミキサーに装入した。樹脂が融解したら、
次にすぐ撹拌を開始し、その上で165℃で半時間かけ
てポリエステルをゆっくり加え、その後温度を150℃
まで下げた。均一な塊が得られた上で粘着付与樹脂およ
び/または希釈剤の残りがそれと混ぜ合わされるまで加
熱と撹拌を続けた。
なわち、 再湿性 この手順は、再湿性のホットメルト接着剤が最初に塗布
された後、再湿させ、特定の下地と合わせたとき十分な
結合を生じたかどうかを判定するために用いられる。試
料はその適用温度〔この場合は約121〜149℃(2
50°F〜300°F)〕まで加熱され、約0.013
〜0.025mm(0.5〜1.0mil)の金属製の
ドローダウン・バーを用いて下地紙に塗布された。接着
剤を冷却させ、紙を約1.27cm(1/2インチ)の
細片に切断した。ついで接着剤は外界温度および湿度5
0%で2時間コンディショニングされた。細片を室温の
水道水で湿らせた。次に各細片を、封筒を密封する場合
と同じ大きさの圧力を用いて、もう1枚の下地紙の上に
圧着した。コーティング物を紙から引き離すときに繊維
のちぎれパーセントが記録された。繊維のちぎれおよそ
50%以上であれば優秀、10%と40%の間であれば
良、繊維のちぎれが全結合の<10%であれば不良と格
付けする。
る再湿性ホットメルトの耐ブロッキング性を判定するた
めに用いられた。厚さおよそ約0.013mm(0.5
mil)のフィルムを約21.6cm×27.9cm
(8‐1/2インチ×11インチ)の原料紙上にドロー
ダウンした。接着剤試片を約2.54cm×2.54c
m(1インチ×1インチ)の正方形に切断し、正方形の
接着剤試片を1枚のコーティングしていない原料紙の上
に接着剤面を下側にして置いた。この組み合わせたもの
を重量が少なくとも500gのガラス板と、スポンジの
間に置いた。アッセンブリー全体を様々な測定湿度、こ
の場合は75%、81%、および85%RH(相対湿
度)の湿度の塩分を含むチャンバの中に置いた。24時
間後、試料をコーティングされた原料紙から取り除い
た。ついで繊維のちぎれ度または接着剤が繊維をむしり
取る度合いを記録し、各試料を1から3の等級に格付け
した。数値1は優秀、もしくは軽度のむしり取りで繊維
のちぎれがなく「きれい」であり、2は中位/むしり取
られてはいるが繊維のちぎれがなく合格、3は繊維のち
ぎれもしくは繊維のむしり取りがあり不合格である。
に対する耐ブロッキング性 この手順は、湿度のない圧力下で再湿性ホットメルトの
耐ブロッキング性を判定するために用いられた。厚さお
よそ約0.013mm(0.5mil)のフィルムを約
21.6cm×27.9cm(8‐1/2インチ×11
インチ)の原料紙上にドローダウンした。接着剤を約
2.54cm×2.54cm(1インチ×1インチ)の
正方形に切断し、3枚の正方形を1枚のコーティングし
ていない原料紙上に互いに重ねて置いた。強制エアオー
ブン中において約49℃(120°F)で24時間、約
0.69MPa(1psi)の力を3枚の正方形の上に
置いた。24時間後、コーティング物をオーブンから取
り出して個別に剥がし、1〜3の等級で評価した。格付
け1はブロッキングがないことを意味し合格である。格
付け2は、繊維のちぎれもしくは引っ張りのない軽度の
くっつきを意味し、かろうじて合格とみなされる。格付
け3はブロッキングの結果として観察される繊維のちぎ
れを意味し、したがって不合格と考えられる。
試験手順を用いて判定した。試験の結果は、可能性のあ
る再湿性ホットメルトとしてアニオン性あるいはカチオ
ン性界面活性剤を用いて極性の非イオン性可塑剤より性
能が改良されることを示した。
AQ 1350は、Eastman Chemical
社から入手できる枝分かれスルホン化ポリエステルであ
る。PARICIN 220は、12−ヒドロキシステ
アルアミドでCasChem Inc.のワックスであ
る。SANTOVARは、2,5−ジ(tert−アミ
ル)ヒドロキノンでMonsanto社の酸化防止剤で
ある。TNPPは、亜リン酸トリスノニルフェニルでG
E Inc.の酸化防止剤である。
トメルトの配合物。再湿性ホットメルト接着剤の配合物
を、スルホン化ポリエステルEASTMAN AQ 1
350、すなわちEastman Chemical社
から入手できる枝分かれスルホン化ポリエステルを用い
て製造した。下記の表Iに示す配合物について、粘度、
再湿性、様々な湿度レベルにおける湿度によるブロッキ
ング、圧力によるブロッキング、および分散性を評価し
た。結果を表IIに記録した。試料1は、カチオン性あ
るいはアニオン性可塑剤のいずれも含有しないが、任意
選択の極性の可塑剤PLASTHALL BH−1、す
なわちCP HALLInc.のポリエステルアジペー
トを含む対照標準である。本発明による試料2および3
は、アニオン性可塑剤EMULSIFIER K−30
(試料2)およびカチオン性可塑剤Atlas G−2
65(試料3)を含む。
場合、試料2および3が水分散性を犠牲にすることなく
圧力に対する耐ブロッキング性および湿度に対する耐ブ
ロッキング性の改良を示すことを示している。表におい
て「RH」は相対湿度を意味する。
Claims (12)
- 【請求項1】 ホットメルト接着剤組成物であって、 (i)25〜80質量%の、 a)スルホモノマーではない、少なくとも1種の二官能
性ジカルボン酸、あるいは対応するメチルエステルと、 b)2〜25モルパーセントの、芳香核あるいは環式脂
肪核と結合した少なくとも1個のスルホン酸金属塩の基
あるいは窒素含有スルホン酸非金属塩の基と、水酸基、
カルボキシル基、およびアミノ基からなる群から選択さ
れた少なくとも1個の官能基とを含有する少なくとも1
種のスルホモノマーと、 c)グリコール、あるいはグリコールと2個の−NRH
基を有するジアミンとの混合物から選択された少なくと
も1種の二官能性反応体であって、このグリコールが2
個の−C(R1 )2 −OH基、ただし、反応体中のRは
水素原子あるいは1〜6個の炭素原子をもつアルキル
基、及び反応体中のR1 は水素原子、1〜5個の炭素原
子を有するアルキル基あるいは6〜10個の炭素原子を
もつアリール基、を含有する二官能性反応体と、 d)0〜40モルパーセントの、1個の−C(R)2 −
OH基を有するヒドロキシカルボン酸、1個の−NRH
基を有するアミノカルボン酸、1個の−C(R)2 −O
H基と1個の−NRH基とを有するアミノ‐アルコー
ル、あるいは前記二官能性反応体の混合物、ただし、反
応体中のRは水素原子、あるいは1〜6個の炭素原子を
もつアルキル基、から選択された二官能性反応体と、 e)0〜40モルパーセントの、水酸基、カルボキシル
基、およびその混合物から選択された少なくとも3個の
官能基を含有する多官能性反応体、ただし、多官能性反
応体の少なくとも一部は少なくとも3個の水酸基を含有
する、との反応生成物を含むスルホン化ポリエステル縮
合ポリマー、ただし、上記の全てのモル百分率は、20
0モルパーセントに等しい全ての酸、水酸基、およびア
ミノ基含有反応体の合計を基準としており、またポリマ
ーは、塩基当量を酸当量で割った値が0.5と2の間に
あるような割合で酸基含有反応体(酸100モルパーセ
ント)と、水酸基およびアミノ基含有反応体(塩基10
0モルパーセント)とを含有する、と、 (ii)3〜40質量%のアニオン性あるいはカチオン
性可塑剤と、 (iii)0〜40質量%の極性の粘着付与剤と、 (iv)0〜3質量%の酸化防止剤と、 (v)10〜35質量%の、少なくとも1個の極性の官
能基を含有する500g/モル未満の分子量をもつ相溶
性のワックス希釈剤であって、前記の基がグラム当たり
3×10-3を超える濃度で存在するワックス希釈剤と、 (vi)任意に、0〜30質量%の非イオン性可塑剤、
ただし(i)〜(Vi)の合計は100質量%に等し
い、とを含むホットメルト接着剤組成物。 - 【請求項2】 カチオン性可塑剤が脂肪族アミンの第四
アンモニウム塩およびイミダゾリンの第四アンモニウム
塩からなる群から選択される、請求項1に記載のホット
メルト接着剤。 - 【請求項3】 アニオン性可塑剤が、ジオクチルスルホ
コハク酸ナトリウム、アルカンスルホン酸塩、および硫
酸化脂肪酸からなる群から選択される、請求項1に記載
のホットメルト接着剤。 - 【請求項4】 スルホン化ポリエステルの(a)の二官
能性の酸あるいはエステル反応体が、シュウ酸、マロン
酸、マレイン酸、フマル酸、ピバリン酸、ドデカン酸、
ジメチルマロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン
酸、トリメチルアジピン酸、ピメリン酸、2,2−ジメ
チルグルタル酸、アゼライン酸、セバシン酸、1,3−
シクロペンタンジカルボン酸、1,2−シクロヘキサン
ジカルボン酸、1,3−シクロヘキサンジカルボン酸、
1,4−シクロヘキサンジカルボン酸、フタル酸、テレ
フタル酸、イソフタル酸、2,5−ノルボルナン−ジカ
ルボン酸、1,3−ナフタル酸、ジフェン酸、4,4′
−オキシ二安息香酸、ジグリコール酸、チオジプロピオ
ン酸、4,4′−スルホニル二安息香酸、および2,5
−ナフタレンジカルボン酸、およびそれらのエステル、
およびそれらの混合物からなる群から選択された酸であ
る、請求項1に記載のホットメルト接着剤。 - 【請求項5】 スルホン化ポリエステルの(b)のスル
ホモノマー反応体が、ベンゼン、ナフタレン、アントラ
セン、ジフェニル、オキシジフェニル、スルホニルジフ
ェニル、およびメチレンジフェニルからなる群から選択
された核と結合した−SO3 M基、ただし、Mは、Na
+ 、Li+ 、Mg++、Ca++、Fe++、およびF
e+++ 、を含有する二官能性モノマーからなる群から選
択される、請求項1に記載のホットメルト接着剤。 - 【請求項6】 (c)の二官能性反応体が、エチレング
リコール、プロピレングリコール、1,3−プロパンジ
オール、2−メチル−1,3−プロパンジオール、2,
4−ジメチル−2−エチル−ヘキサン−1,3−ジオー
ル、2,2−ジメチル−1,3−プロパンジオール、2
−エチル−2−ブチル−1,3−プロパンジオール、2
−エチル−2−ブチル−1,3−プロパンジオール、2
−エチル−2−イソブチル−1,3−プロパンジオー
ル、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオー
ル、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオ
ール、2,2,4−トリメチル−1,6−ヘキサンジオ
ール、チオジエタノール、1,2−シクロヘキサンジメ
タノール、1,3−シクロヘキサンジメタノール、1,
4−シクロヘキサンジメタノール、2,2,4,4−テ
トラメチル−1,3−シクロブタンジオール、p−キシ
リレンジオール、ジエチレングリコール、トリエチレン
グリコール、テトラエチレングリコール、ペンタエチレ
ングリコール、ヘキサエチレングリコール、ヘプタエチ
レングリコール、オクタエチレングリコール、ノナエチ
レングリコール、デカエチレングリコール、2,2,4
−トリメチル−1−1,3−ペンタンジオール、ヒドロ
キシピバリルヒドロキシピバレート、ジプロピレングリ
コール、1,10−デカンジオール、水素化ビスフェノ
ールA,およびそれらの混合物からなる群から選択され
るジオールである、請求項1に記載のホットメルト接着
剤。 - 【請求項7】 スルホン化ポリエステルの(d)の二官
能性成分2が、5−アミノメチル−シクロヘキサンメタ
ノール、5−アミノ−2−エチル−ペンタノール−1、
2−(4−b−ヒドロキシエトキシ−フェニル)−1−
アミノエタン、3−アミノ−2,2−ジメチル−プロパ
ノール、およびヒドロキシエチルアミンからなる群から
選択されたアミノアルコールである、請求項1に記載の
ホットメルト接着剤。 - 【請求項8】 スルホン化ポリエステルの(d)の二官
能性モノマー成分が、6−アミノカプロン酸、カプロラ
クタムとして知られるそのラクタム、ω−アミノウンデ
カン酸、3−アミノ−2−ジメチルプロピオン酸、4−
(b−アミノエチル)安息香酸、2−(b−アミノプロ
ポキシ)安息香酸、4−アミノメチルシクロヘキサンカ
ルボン酸、および2−(b−アミノプロポキシ)シクロ
ヘキサン−カルボン酸からなる群から選択されたアミノ
カルボン酸である、請求項1に記載のホットメルト接着
剤。 - 【請求項9】 スルホン化ポリエステルの(c)の二官
能性モノマーが、エチレン−ジアミン、ヘキサメチレン
ジアミン、2,2,4−トリメチル−ヘキサメチレンジ
アミン、4−オキサヘプタン−1,7−ジアミン、4,
7−ジオキサデカン−1,10−ジアミン、1,4−シ
クロヘキサン−ビスメチルアミン、1,3−シクロヘプ
タメチレン−ジアミン、およびドデカメチレン−ジアミ
ンからなる群から選択されたジアミンである、請求項1
に記載のホットメルト接着剤。 - 【請求項10】 スルホン化ポリエステルの多官能性反
応体が、トリメチロールプロパン、トリメチロールエタ
ン、グリセリン、ペンタエリトリット、アリトリトー
ル、トレイトール、ジペンタエリトリット、ソルビトー
ル、無水トリメリト酸、ピロメリト酸二無水物、および
ジメチロールプロピオン酸からなる群から選択される、
請求項1に記載のホットメルト接着剤。 - 【請求項11】 スルホン化ポリエステルが(a)を6
0〜100モルパーセント、(b)を4〜20モルパー
セント、(c)を0〜10モルパーセント、(d)を0
〜10モルパーセント、および(e)を0〜20モルパ
ーセント含む、請求項1に記載のホットメルト接着剤。 - 【請求項12】 請求項1〜11に記載のホットメルト
接着剤を含む再湿性の封筒。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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US09/289451 | 1999-04-09 | ||
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