JP2002294191A

JP2002294191A - 熱可塑性接着剤及び該接着剤を用いた接着方法並びに樹脂製積層体

Info

Publication number: JP2002294191A
Application number: JP2001102182A
Authority: JP
Inventors: Takahiro Tochioka; 孝宏栃岡; Mitsuharu Kaneko; 満晴金子
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 2001-03-30
Filing date: 2001-03-30
Publication date: 2002-10-09
Anticipated expiration: 2021-03-30
Also published as: JP5103696B2

Abstract

(57)【要約】【課題】発泡性や接着強度および耐熱性を充分に確保
できる無溶剤型のポリプロピレン発泡接着剤を提供す
る。【解決手段】結晶性ポリオレフィン：２０〜７０質量
％と、スチレン系ポリマー含有の非結晶ポリオレフィ
ン：２０〜７０質量％と、ロジン系樹脂から成る粘着性
付与剤：５〜４５質量％とを含有した熱可塑性接着剤を
加熱溶融させる共に、該接着剤中にガスを機械的に混入
して気泡を生じせしめながら接着させることを特徴とす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば自動車用等
の車両用内装材などの積層体に適用し得る熱可塑性接着
剤、及びかかる熱可塑性接着剤を用いた接着方法、並び
に樹脂製積層体に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車などの車両の内装材として、従来
塩化ビニル系樹脂の表皮を、ポリウレタンフォームを用
いてＡＢＳ樹脂、変性ポリフェニレンエーテル樹脂、お
よびポリプロピレン（以下、適宜、ＰＰと略して表示す
る。）などの基材に積層した材料が使用されてきた。ポ
リウレタンフォーム層は、材料にクッション感を与え、
表皮裏面の凹凸を吸収し、表皮と基材とを強固に接着す
ることができる。ところで、環境保護対策の一環として
自動車を構成する材料のリサイクル率を向上することが
要求され、２００２年には車両重量の９０％以上をリサ
イクル可能な部品にすることが義務付けられることにな
っている。

【０００３】しかし、従来の塩化ビニル樹脂表皮とポリ
ウレタンフォームとＡＢＳ樹脂基材とからなる積層材料
では、異種材料で構成され、さらに熱可塑性樹脂と熱硬
化性樹脂とが併用されている上、これらが強固に接着さ
れているので、一旦積層された材料を分離してリサイク
ルするのは非常に困難である。そこで、内装材や外装材
として使用される樹脂材料を同種の樹脂に統一すれば、
リサイクルが容易になり、リサイクル率を高めることが
できると考えられる。

【０００４】そこで、表皮、中間の発泡層および芯材を
全てポリオレフィン系樹脂とし、特に表皮を型面の微細
凹凸形状の転写性に優れるパウダースラッシュ成形法に
より成形し、該表皮と芯材との間に発泡接着剤を充填し
て上記両者を接着することが考えられているが、従来の
発泡接着剤では、特に表皮の接着面に上記パウダースラ
ッシュ成形により発生する凹凸に起因する上記両者間の
クリアランス変動を充分に吸収することができないとい
う難点がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このため、従来の工法
（パウダースラッシュ成形法）が適用でき、かつ、発泡
性や接着強度および耐熱性を含めてウレタンと同レベル
の性能を有するポリプロピレン発泡接着剤として、ま
ず、溶剤型のものが考えられる。しかし、この溶剤型の
接着剤の場合には、溶剤が揮発し切るまで接着可能であ
る（つまり、接着可能時間が長い）ので、例えば車両の
インストルメントパネルなどのような大物成形品に適用
できるという利点を有する反面、溶剤揮発工程に時間が
掛かり過ぎて成形サイクルタイムが余りに長く実用性に
欠け、しかも、溶剤が残存すると、後工程あるいは使用
時にある程度以上の熱が加わると、表皮と接着剤層との
間に剥離が生じて表面にも膨れが表れ、接着力および外
観性が著しく低下するという問題があった。

【０００６】そこで、この発明は、発泡性や接着強度お
よび耐熱性を含めてウレタンと同レベルの性能を有し、
かつ、上記のような溶剤による不具合が生じることの無
い、つまり、無溶剤型のポリプロピレン発泡接着剤及び
該接着剤を用いた接着方法並びに樹脂製積層体を提供す
ることを目的としてなされたものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本願発明者等は、かかる
目的達成のために種々研究開発を重ねる中で、従来公知
の無溶剤型接着法の一種であるホットメルト法に着目し
た。このホットメルト接着剤とは、１００％固形分で熱
を加えて溶融させながら接着面に塗布して用いられるも
ので、加熱して溶融させるので溶剤は一切不要である。
尚、特開昭６０−２０３６４６号公報には、スチレン系
共重合体およびスルホン化スチレン重合体の少なくとも
１種の塩を含有して成る熱可塑性ホットメルト接着剤が
開示されている。この従来公報に開示された接着剤は、
スチレン系重合体は含有するものの、非結晶性ポリオレ
フィン中に含有されるものではない。つまり、スチレン
系ポリマー含有の非結晶性ポリオレフィンを含むもので
はない。

【０００８】しかしながら、このホットメルト接着剤を
用いた場合には、以下のような技術的な課題が生じる。
すなわち、パウダースラッシュ表皮裏面の凹凸を埋め合わせる
体積膨張機能がない（つまり、発泡性がない）。加熱溶融後冷えると接着性を失うので接着可能時間
が短い。ある程度以上の温度下で圧痕回復性が低くクッショ
ン性に劣る(発泡性および耐熱剛性の問題)。ある程度以上の温度下での接着強度が低い（耐熱性
の問題）。

【０００９】そこで、本願発明者等は更に鋭意研究を重
ねた結果、ホットメルト接着剤内にガスを機械的に混入
させて気泡を生じせしめることにより、ホットメルト接
着剤をある程度フォーム状（泡状）にでき、これにより
必要な発泡性を付与し得ることを見出した。また、この
ように、ガスを機械的に混入させて発泡せしめることに
より接着強度も向上することを知見した。

【００１０】更に、本願発明者等は、従来のオレフィン
系ホットメルト接着剤に、芳香環物質の１種であるスチ
レン系ポリマー樹脂を添加することにより、耐熱性（特
に、熱時剛性）が向上すること、また更に、この場合に
おいて、粘着性付与剤にロジン系樹脂を用いることによ
り高耐熱性のものとなり、ある程度の高温下でも接着性
を確保できることを見出した。尚、特開平１−１９０７
８１号公報には、熱可塑性エラストマー，エステル体等
のロジン類誘導体から成る粘着性付与樹脂等を含有した
発泡接着剤が開示されているが、この従来公報に記載さ
れた接着剤は、結晶性と非結晶性の両方のポリオレフィ
ンを含有したものではない。

【００１１】本願の第１の発明に係る熱可塑性接着剤
は、以上のような研究開発活動の結果として得られたも
のであり、結晶性ポリオレフィン：２０〜７０質量％
と、スチレン系ポリマー含有の非結晶ポリオレフィン：
２０〜７０質量％と、ロジン系樹脂から成る粘着性付与
剤：５〜４５質量％と、を含有し、ガス混入により被発
泡性を有することを特徴としたものである。

【００１２】ここに、ロジン系樹脂から成る粘着性付与
剤の含有量を上記範囲としたのは、バリと付着による脱
型変形を防止する観点から４５質量％以下であることが
好ましく、一方、耐熱性と接着強度とのバランスを維持
する観点から５質量％以上であることが好ましいからで
ある。

【００１３】本願の第２の発明に係る熱可塑性接着剤
は、上記第１の発明において、上記結晶性ポリオレフィ
ンを２５〜４５質量％と、上記スチレン系ポリマー含有
の非結晶ポリオレフィンを３５〜５５質量％と、上記ロ
ジン系樹脂から成る粘着性付与剤を１０〜２５質量％
と、が含有されるようにしたものである。

【００１４】ここに、結晶性ポリオレフィンの含有量を
上記範囲としたのは、成形時のバリと付着による脱型変
形を防止する観点から２５質量％以上であることが好ま
しく、一方、接着強度を確保する観点および耐熱性と接
着強度とのバランスを維持する観点から４５質量％以下
であることが好ましいからである。また、ロジン系樹脂
から成る粘着性付与剤の含有量を上記範囲としたのは、
バリと付着による脱型変形を防止する観点から２５質量
％以下であることがより好ましく、一方、耐熱性と接着
強度とのバランスを維持する観点から１０質量％以上で
あることがより好ましいからである。

【００１５】本願の第３の発明に係る熱可塑性接着剤
は、上記第１の発明において、上記結晶性ポリオレフィ
ンは、結晶性ポリプロピレン中に結晶性ポリエチレンを
５〜５０質量％配合して成ることを特徴としたものであ
る。

【００１６】本願の第４の発明に係る熱可塑性接着剤
は、上記第３の発明において、上記スチレン系ポリマー
含有の非結晶ポリオレフィンは、非結晶ポリプロピレン
であることを特徴としたものである。

【００１７】本願の第５の発明に係る熱可塑性接着剤
は、上記第１の発明において、上記非結晶ポリオレフィ
ン中のスチレン系ポリマーの含有量は、１〜４０質量％
であることを特徴としたものである。

【００１８】ここに、スチレン系ポリマーの含有量を上
記範囲としたのは、クッション性確保の観点から４０質
量％以下であることが好ましく、一方、耐熱性と接着強
度とのバランスを維持する観点から１質量％以上である
ことが好ましいからである。

【００１９】本願の第６の発明に係る熱可塑性接着剤
は、上記第４の発明において、上記ロジン系樹脂から成
る粘着性付与剤は、ロジンエステルが配合されて成るこ
とを特徴としたものである。

【００２０】本願の第７の発明に係る熱可塑性接着剤
は、上記第１〜第６の何れか一の発明において、結晶性
ポリプロピレン及び非結晶性ポリプロピレンの重量平均
分子量（Ｍｗ）が、０．５〜２．５×１０^５であること
を特徴としたものである。

【００２１】ここに、結晶性ポリプロピレン及び非結晶
性ポリプロピレンの重量平均分子量（Ｍｗ）としたの
は、接着強度を確保する観点から０．５×１０^５以上の
重量平均分子量が必要であり、一方、充填性を確保する
観点からは重量平均分子量を２．５×１０^５以下とする
ことが好ましいからである。尚、自動車のインストルメ
ントパネルのような大型部品に適用する場合には、この
範囲中でも、０．６〜２．０×１０^５とすることが更に
好ましい。

【００２２】本願の第８の発明に係る熱可塑性接着剤を
用いた接着方法は、上記第１〜第７の何れか一の発明に
係る熱可塑性接着剤を加熱溶融させると共に、該接着剤
中にガスを機械的に混入して気泡を生じせしめながら接
着させることを特徴としたものである。

【００２３】本願の第９の発明に係る熱可塑性接着剤を
用いた接着方法は、上記第８の発明において、接着させ
るべき被接着部材を所定の型内にセットした上で該型を
閉じ、この型閉じ状態で型内の被接着部材間に上記熱可
塑性接着剤を適用して接着することを特徴としたもので
ある。

【００２４】本願の第１０の発明に係る熱可塑性接着剤
を用いた樹脂製積層体は、上記第８または第９の発明に
係る熱可塑性接着剤を用いた接着方法により、樹脂製表
皮材と樹脂製基材とが接着されて成ることを特徴とした
ものである。

【００２５】

【発明の効果】本願の第１の発明によれば、強度、剛
性、耐熱性の向上および低粘度化を有効に図りつつ、熱
間時における接着強度を高めることができ、発泡性や接
着強度および耐熱性を含めてウレタンと同レベルの性能
を有し、かつ、溶剤を含有することによる不具合が生じ
ることの無い、つまり、無溶剤型のポリプロピレン発泡
接着剤が得られる。

【００２６】上記第１の発明を前提とした本願第２の発
明によれば、第１の発明の効果をより高次元で達成する
ことが可能になる。特に、結晶性ポリオレフィンの含有
量およびロジン系樹脂から成る粘着性付与剤の含有量を
上記の範囲にそれぞれ制限したことにより、成形時のバ
リと付着による脱型変形を防止し、且つ、充分な接着強
度を確保することが可能になる。

【００２７】上記第１の発明を前提とした本願第３の発
明によれば、結晶性ＰＥを配合したことにより、ポリプ
ロピレン成分だけでは発揮できない接着層の強度・靭性
の向上を得ることが可能になる。

【００２８】上記第３の発明を前提とした本願第４の発
明によれば、ポリプロピレンに相溶する成分を分子鎖中
に持つこととにより馴染み性が向上する。

【００２９】上記第１の発明を前提とした本願第５の発
明によれば、特に、スチレン系ポリマーの含有量を上記
範囲に制限したことにより、クッション性を良好に確保
し、且つ、耐熱性と接着強度とのバランスをより高次元
で維持することが可能になる。

【００３０】上記第４の発明を前提とした本願第６の発
明によれば、粘着性付与剤にロジンエステルを配合した
ことにより、極性を下げることができ、ポリプロピレン
との馴染み性を更に向上させることが可能になる。

【００３１】上記第１〜第６の発明の何れか一を前提と
した本願第７の発明によれば、結晶性ポリプロピレン及
び非結晶性ポリプロピレンの重量平均分子量（Ｍｗ）を
上記範囲としたことにより、充分な接着強度を確保し、
且つ、より高い充填性を確保することができ、より大型
の部品への適用も可能となる。

【００３２】本願第８の発明によれば、上記第１〜第７
の何れか一の発明に係る熱可塑性接着剤を加熱溶融させ
ると共に、該接着剤中にガスを機械的に混入して気泡を
生じせしめながら接着させることにより、確実かつ容易
に発泡させることができ、また、この発泡により接着時
にフォームが断熱機能を持ち接着剤の硬化を遅らせるこ
とにより、接着可能時間を延長し、より大型の部品への
適用が可能になる。

【００３３】上記第８の発明を前提とした本願第９の発
明によれば、型閉じ状態で型内の被接着部材間に上記熱
可塑性接着剤を適用して接着することにより、容易かつ
短時間で接着が可能になる。尚、この方法は、接着剤が
溶剤を含有しないことにより実現できるものである。

【００３４】本願第１０の発明に係る樹脂製積層体によ
れば、上記第８または第９の発明に係る熱可塑性接着剤
を用いた接着方法により、樹脂製表皮材と樹脂製基材と
が接着されて成るので、該接着剤中にガスを機械的に混
入して気泡を生じせしめながら接着させることにより、
確実かつ容易に発泡させることができ、また、この発泡
により接着時にフォームが断熱機能を持ち接着剤の硬化
を遅らせることにより、接着可能時間を延長し、例えば
自動車のインストルメントパネルのようなより大型の部
品への適用が可能になる。

【００３５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を詳細
に説明する。本実施の形態では、溶剤を含有することに
よる不具合が生じることの無い、つまり、無溶剤型のポ
リプロピレン発泡接着剤を得るために、ホットメルト接
着剤の内部にガスを機械的に混入させて気泡を生じせし
めることにより、ホットメルト接着剤をフォーム状（泡
状）とし、このフォーム状のホットメルト接着剤の特性
を種々調査し、所望の特性を得るための改良を行った。

【００３６】まず、従来のホットメルト接着剤に対して
機械的にガスを混入させることにより発泡状態が得られ
ることの確認試験（発泡状態確認試験）を実施した。ホ
ットメルト接着剤に対して機械的にガスを混入させるた
めの装置としては、ノードソン株式会社のフォームメル
ト・アプリケータ：品番「フォームメルト１５０」を用
いた。この装置は、２ステージ構造のギヤポンプを有
し、このギヤポンプ内にホットメルト接着剤を投入した
上でガス（窒素ガス：Ｎ_２）を混入させ、ギヤポンプの
作用によりこのガスを微細化する。そして、これを大気
圧に解放することで発泡が開始されフォーム化するもの
である。

【００３７】以下の試験で用いた「従来のホットメルト
接着剤」の化学組成は、以下の通りであった。・結晶性ポリオレフィン：４３質量％（結晶性ＰＰ：結晶性ＰＥ＝７４：２６）・低分子量ＰＰ：４５質量％・フェノール系酸化防止剤と脂肪族系炭化水素：１２質
量％

【００３８】本試験では、以下の条件でフォーム化を行
った。・試験温度：２００℃ ・Ｎ_２ガス圧力：３．９２×１０^５Ｐａこの結果、フォーム化することにより、２．８倍の発泡
倍率が得られた。また、ホットメルト接着剤の表面にも
目視で確認できるほどの発泡痕跡が見られ、更に、内部
断面を顕微鏡観察することにより、２５０〜３００μｍ
程度の独立した気泡が無数に見られ、良好な発泡状態が
得られることが確認された。

【００３９】次に、従来のホットメルト接着剤に対して
機械的にガスを混入させてフォーム化することによる接
着可能時間および接着強度（剥離強度）への影響を調べ
る試験を実施した。以下の試験では、例えば図１に示す
ように、表皮表面層１（表皮材）とＰＰ基材４との間に
接着剤層３を介在させることにより、表皮表面層１とＰ
Ｐ基材４とを接着剤層３で接着・積層した積層体Ｓを供
試材として作成し、これを所定の形状寸法に切り出して
試験片を得た。上記のような供試材（積層体Ｓ）の特に
表皮表面層１は、種々の公知の手法で作成することがで
き、例えばパウダースラッシュ成形法によっても作成す
ることができる。

【００４０】本剥離試験は、このようにして得られた試
験片について剥離強度を調べるもので、およそ次のよう
な手順で行われる。図２に示すように、まず表皮材Ｆ１
とＰＰ基材４とを試験接着剤（接着剤層３）で貼り合わ
せて試験片としての積層体Ｓを製作し、この積層体Ｓを
所定期間にわたって室温で養生する。次に、この積層体
Ｓを、表皮材Ｆ１が下向きとなるように室温下で保持し
た上で、表皮材Ｆ１の一端に錘２５を懸垂する。そし
て、この錘を次第に重くして行き、表皮材Ｆ１が長手方
向に剥離したときの錘の重さを測定する。この剥離した
ときの重さが積層体Ｓの（つまり、接着剤の）剥離強度
の指標となる。すなわち、軽い錘で剥離するほど、剥離
強度が低いことになる。尚、ここでは、接着面は、幅２
５ｍｍ×長さ５０ｍｍの矩形とした。

【００４１】本試験では、ウレタンの剥離強度である
９．８［Ｎ／２５ｍｍ］以上の剥離強度を得ることを目
標とした。この値は、接着面の幅を２５ｍｍとした場合
に、剥離を生じさせる錘の重さを示すものである。尚、
剥離強度が上記の値をある程度下回る場合には、接着剤
を適用した積層体の成形工程における脱型の際に、積層
体表面と型面との付着力によって接着が剥がれてしまう
場合もある。

【００４２】試験結果は表１に示す通りであり、目標と
する剥離強度（９．８Ｎ／２５ｍｍ以上）を確保した上
での最長の接着可能時間（塗布後経過時間［秒］）は、
従来のホットメルト接着剤では約２０秒（剥離強度：１
１．８Ｎ／２５ｍｍ）であるのに対して、フォーム化し
たホットメルト接着剤では６０秒（剥離強度：９．８Ｎ
／２５ｍｍ）になっており、ホットメルト接着剤をフォ
ーム化することにより、所定の剥離強度を確保した上で
の接着可能時間を延長させることができることが確認さ
れた。換言すれば、同一の接着可能時間（塗布後経過時
間）に対しては、フォーム化することにより、ホットメ
ルト接着剤の接着強度を向上させることができることが
確かめられた。

【００４３】

【表１】

【００４４】上記の接着可能時間の延長は、フォーム
（泡）が断熱材の役目を果たし放熱を遅らせていること
によるものと考えられる。従って、従来のホットメルト
接着剤のように加熱溶融後すぐに冷えて接着性を失うこ
とが抑制でき、大型部品への適用が可能となる。

【００４５】また、剥離試験の試験片の断面を顕微鏡観
察した結果、フォーム化したホットメルト接着剤の場合
には、フォーム化により表皮裏面の凹凸を埋め合わせな
がらポーラス部（多孔質部）に浸透していることが確認
され、これにより、接着強度が向上したものと考えられ
る。この接着強度向上は、圧着（型締め）時に、その圧
力により気泡が破裂し、ガスが孔部内に逃げ込む際に、
気泡表面の樹脂を孔部に浸透させる結果となり、いわ
ば、一種のアンカー効果が生じるためであると推定され
る。

【００４６】次に、ホットメルト接着剤をフォーム化す
ることによる圧痕復元性への影響を調べる試験を実施し
た。この圧痕復元性試験は、およそ次のような手順で測
定される。図３に示すように、まず、テストピースとし
て、広がり面の形状が３０ｍｍ×３０ｍｍの積層体Ｓを
準備し、その厚さを測定する。次に、積層体Ｓを加熱し
て３０分間所定温度（９０℃又は１１０℃）に保つ。こ
の後、オーブン内において、積層体Ｓの上に治具２６を
介して２ｋｇのおもり２７を１分間載せる。なお、治具
２６の、積層体Ｓとの当接面２６ａは、直径２０ｍｍの
円形である。そして、上記治具２６及びおもり２７を取
り除いて、積層体Ｓを常温に３０分間保持した後の該積
層体Ｓの厚さを測定し、初期の厚さとの差（へこみ量）
を求める。このへこみ量が圧痕復元性の指標となる。

【００４７】本試験では、ウレタンと同等の圧痕復元性
を得ることを目標とした。試験結果は表２に示す通りで
あり、フォーム化することにより、９０℃試験では従来
のホットメルト接着剤と差がないが、１１０℃試験で
は、従来のホットメルト接着剤に比べて大幅に圧痕回復
性が向上することが確認できた。しかしながら、目標と
するウレタンの圧痕回復性と比較すると、９０℃試験で
若干の差があり、また、１１０℃試験では０．２４ｍｍ
の圧痕が残り、熱時剛性の向上を図る必要があることが
判った。

【００４８】

【表２】

【００４９】従来のオレフィンＰＰ系ホットメルト接着
剤は、結晶性ＰＰ（ポリプロピレン）のマトリックス中
に低分子量ＰＰを配合させた基本配合を有している。こ
のホットメルト接着剤の耐熱特性を向上させるために、
主成分樹脂の一つである低分子量ＰＰ中に、芳香環物質
であるスチレン系ポリマー樹脂（具体的には、ＳＥＢ
Ｓ，ＳＥＰＳ，ＳＢＲ，ＳＩＳなど）を添加することを
検討した。これにより、熱時に変形しにくくなって耐熱
特性の向上が期待できる。

【００５０】しかしながら、このようにして、熱時剛性
を高めると、通常の粘着性付与剤では接着性が低下して
しまうことが考えられる。従って、この粘着性付与剤を
高耐熱性のものとする必要がある。従来のオレフィンＰ
Ｐ系ホットメルト接着剤の代表的な粘着性付与剤は、図
４に示すように、Ｃ５系石油樹脂のものであるが、これ
に対して、耐熱性向上手段として、以下のような変更を
加えた。

【００５１】（i）結合を切れにくくし耐熱性を向上さ
せる観点から、脂肪鎖から芳香環に変更した。（ii）熱安定性を向上させる観点から、二重構造を取り
酸化しにくくした。つまり、水素添加（水添）を行っ
た。（iii）ＳＰ値を変えずに耐熱性を向上させる観点か
ら、ОＨを取り除き極性を低くした。以上により、最終的に、図４に示すように、天然ロジン
系樹脂であるロジンエステルを得た。

【００５２】以上のように、従来のオレフィンＰＰ系ホ
ットメルト接着剤の主成分樹脂の一つである低分子量Ｐ
Ｐ中に、芳香環物質であるスチレン系ポリマー樹脂を添
加し、且つ、粘着性付与剤を上記天然ロジン系樹脂であ
るロジンエステルとした接着剤（以下、これを「フォー
ム化高耐熱タイプ」と称する。）について、種々の試験
を行った。

【００５３】尚、これらの試験に際して用いた試験サン
プルとしての「フォーム化高耐熱タイプ」の接着剤の化
学組成は、以下の通りであった。Ａ）結晶性ポリオレフィン：３８質量％（結晶性ＰＰ：結晶性ＰＥ＝７７：２３）Ｂ）スチレン系ポリマー含有の非結晶ポリオレフィン
（低分子量ＰＰ）・低分子量ＰＰ：４０．５質量％・スチレン系ポリマー：４．５質量％Ｃ）天然ロジン系樹脂から成る粘着性付与剤：１７質量
％これらの成分を含有したものにフォームメルト・アプリ
ケーターで窒素ガスを混入させ発泡性を持たせた。

【００５４】まず、発泡特性を調べたところ、約３．２
倍の発泡倍率が得られ、良好な発泡特性を有することが
確認できた。また、前述の接着可能時間と剥離強度を調
べる試験を実施したところ、目標の剥離強度（ウレタン
同等：９．８Ｎ／２５ｍｍ）を確保できる接着可能時間
は８０秒であった。更に、塗布後経過時間を１０秒とし
たときの剥離強度（初期剥離強度）は、７８．４Ｎ／２
５ｍｍであった。尚、表皮裏面の凹凸の埋め合わせも、
フォーム化ホットメルト接着剤の場合と同じく良好であ
った。

【００５５】また更に、従来のホットメルト接着剤を基
準として、接着剤を表皮材と基材との間に充填する際の
充填性の指標となる流動性を比較する試験を行ったとこ
ろ、フォーム化ホットメルト接着剤が１．３倍であるの
に対して、「フォーム化高耐熱タイプ」の接着剤は２．
０倍であった。すなわち、発泡倍率，接着可能時間およ
び初期剥離強度，流動性のいずれにおいても、「フォー
ム化高耐熱タイプ」の接着剤は、従来のホットメルト接
着剤及びフォーム化ホットメルト接着剤よりも高い値を
示すことが判った。

【００５６】更に、この「フォーム化高耐熱タイプ」の
接着剤の耐熱特性を確認するために種々の試験を行っ
た。まず、圧痕回復性の比較試験を行った。尚、この試
験方法は、前述の圧痕回復性試験と同様である。試験結
果は表３に示す通りであり、フォーム化高耐熱タイプの
接着剤では、９０℃試験および１１０℃試験の両方にお
いて、目標としたウレタンの特性値と同等の値が得ら
れ、通常のフォーム化ホットメルト接着剤から「フォー
ム化高耐熱タイプ」とすることによる効果が確認され
た。

【００５７】

【表３】

【００５８】次に、長期耐熱性試験を行った。この試験
は、９０℃の加熱温度下で７２時間保持した後の接着強
度を測定した。試験結果は以下の通りであった。・従来のホットメルト接着剤：３９．２Ｎ／２５ｍｍ・通常のフォーム化ホットメルト接着剤：４７．０Ｎ／
２５ｍｍ・「フォーム化高耐熱タイプ」の接着剤：７８．４Ｎ／
２５ｍｍすなわち、通常のフォーム化ホットメルト接着剤から
「フォーム化高耐熱タイプ」とすることにより、接着強
度が大幅に向上することが確認された。

【００５９】更に、高温下での接着強度を検証するため
に負荷耐熱性試験を行った。この試験は、剥離試験（図
参照）における場合と同様の２５ｍｍ幅の試験片を用い
て、表皮側に１ｋｇの錘をぶら下げ、３８℃で１５分間
保持し、その後、試験片の温度を５分間に２℃の割合で
上昇させて行き、錘が落下したときの試験片の温度を測
定することにより行った。尚、要求特性（目標温度）は
１２０℃とした。

【００６０】試験結果は以下の通りであった。・従来のホットメルト接着剤：７９℃ ・通常のフォーム化ホットメルト接着剤：７９℃ ・「フォーム化高耐熱タイプ」の接着剤：１３７℃ すなわち、通常のフォーム化ホットメルト接着剤から
「フォーム化高耐熱タイプ」とすることにより、負荷耐
熱性が飛躍的に向上し、目標温度を大きく越える特性が
得られることが確認された。

【００６１】従来のホットメルト接着剤，フォーム化ホ
ットメルト接着剤，「フォーム化高耐熱タイプ」の接着
剤の３種類のホットメルト接着剤について、以上の各試
験で得られた特性値を一覧表にしてまとめると、表４の
ようになる。

【００６２】

【表４】

【００６３】次に、上記「フォーム化高耐熱タイプ」の
接着剤の好適な化学組成範囲を調べるために、接着剤に
含有させるべき各化学成分量を種々変えて各種の試験を
実施し、得られた特性値に基づいて、それぞれ好適な成
分量を求めた。まず、各成分の適用分子量の範囲につい
ては、表５に示す範囲で、主成分である結晶性ＰＰ，非
結晶性ＰＰの重量平均分子量（Ｍｗ）を変え、接着強度
と充填性（流動性）との関係を調べた。

【００６４】

【表５】

【００６５】上記表５から良く分かるように、接着強度
を確保する観点から０．５×１０^５以上の重量平均分子
量が必要であり、一方、充填性を確保する観点からは重
量平均分子量を２．５×１０^５以下とすることが好まし
い。また、自動車のインストルメントパネルのような大
型部品に適用する場合には、この範囲中でも、０．６〜
２．０×１０^５とすることが更に好ましい。

【００６６】また、耐熱性向上に効果的なスチレン添加
量範囲についての調査結果を表６に、接着強度向上に効
果的なロジン樹脂量範囲についての調査結果を表７に、
更に、耐熱性と接着強度のバランスを考慮して好適な範
囲を判定した結果を表８に、それぞれ示す。

【００６７】

【表６】

【００６８】

【表７】

【００６９】

【表８】

【００７０】スチレン添加量範囲については、表６及び
表８より、クッション性確保の観点から４０質量％以下
であることが好ましい。一方、耐熱性と接着強度とのバ
ランスを維持する観点から１質量％以上であることが好
ましい。つまり、スチレン添加量範囲については、１〜
４０質量％の範囲が好ましい。

【００７１】また、ロジン系樹脂量範囲については、表
７及び表８より、バリと付着による脱型変形を防止する
観点から４５質量％以下であることが好ましく、２５質
量％以下であることが更に好ましい。一方、耐熱性と接
着強度とのバランスを維持する観点から５質量％以上で
あることが好ましく、１２質量％以上（約１０質量％以
上）であることが更に好ましい。つまり、ロジン系樹脂
量範囲については、５〜４５質量％の範囲が好ましく、
１０〜２５質量％の範囲が更に好ましい。

【００７２】更に、結晶性ＰＰ樹脂量の範囲について
は、表７及び表８より、バリと付着による脱型変形を防
止する観点から２４質量％（約２５質量％）以上である
ことが好ましく、一方、接着強度を確保する観点および
耐熱性と接着強度とのバランスを維持する観点から４４
質量％（約４５質量％）以下であることが好ましい。つ
まり、結晶性ＰＰ樹脂量範囲については、２５〜４５質
量％の範囲が好ましい。

【００７３】次に、上記「フォーム化高耐熱タイプ」の
ホットメルト接着剤を用い、積層体としての自動車用の
インストルメントパネルを製造するに際し、従来のウレ
タンを用いたパウダースラッシュ工法が適用できるか否
かを調べる試作を行った。この試作の詳細は以下の通り
であった。図５に示すように、この積層体Ｓ（インスト
ルメントパネル）の製造工程は、表皮表面層１および表
皮裏面層２からなる表皮材Ｆ１を形成する表皮材形成工
程（工程〜）と、ＰＰ基材１５を形成する基材形成
工程（工程）と、表皮材Ｆ１と基材１５とを接着して
積層体Ｓを完成させる積層体成形工程（工程）とに大
別される。

【００７４】以下、各工程〜における処理手順を説
明する。表皮材形成工程において、工程（表皮パウダ
リング工程）では、第１容器５内に収容されている表皮
用パウダー６が、加熱された型枠７内に投入される。こ
のとき型枠７の型面近傍の表皮用パウダー６は軟化ない
しは溶融して型枠７の型面に付着し、表皮中間体８とな
る。工程（パウダー交換工程）では、型枠７内の余剰
の表皮用パウダー６が第１容器５に戻される一方、第２
容器９に収容された、発泡剤を含むフォーム用パウダー
１０（発泡剤を含む熱可塑性樹脂）が準備される。

【００７５】工程（フォーム層積層パウダリング工
程）では、第２容器９内に収容されているフォーム用パ
ウダー１０が、表皮中間体８が付着している型枠７内に
投入され、このとき表皮中間体８の表面近傍のフォーム
用パウダー１０は、表皮中間体８の上に固着し、プリフ
ォーム層１１となる。この後、型枠７内の余剰のフォー
ム用パウダー１０が第２容器９に戻される。

【００７６】工程（ＰＰ表皮裏面ＰＰフォーム形成工
程）では、表皮中間体８とプリフォーム層１１とが固着
してなる積層物が、型枠７から取り外される。この後、
この積層物が加熱され、これによりプリフォーム層１１
内の発泡剤が発泡し、プリフォーム層１１は表皮裏面層
２（フォーム層）となる。なお、表皮中間体８は表皮表
面層１となり、表皮表面層１と表皮裏面層２とで表皮材
Ｆ１を形成する。基材形成工程、つまり工程（射出成
形工程）では、射出機１２に供給された原料ペレット１
３（ＰＰ）が溶融し、射出機１２から射出成形型１４の
キャビティ内に射出され、基材１５が成形される。

【００７７】積層体成形工程（工程）においては、第
１金型１９ａ（第１の型）と第２金型１９ｂ（第２の
型）とからなる成形型１９が準備される。第１金型１９
ａと第２金型１９ｂとは、詳しくは図示していないが、
ヒンジ部材１９ｃによって開閉可能に連結されている。
そして、第１金型１９ａには、前記の表皮材形成工程で
形成された、表皮表面層１と表皮裏面層２とからなる表
皮材Ｆ１がセットされる。なお、表皮材Ｆ１は、表皮表
面層１が第１金型１９ａの成形面と当接するようにし
て、第１金型１９ａに付設された真空吸着手段（図示せ
ず）によりセットされる。第２金型１９ｂには、前記の
基部形成工程で形成された基材１５がセットされる。
尚、以上の工程は、従来の発泡ウレタンを用いた工法に
おける場合と同じである。

【００７８】次に、本試作では、アプリケータ１６を用
いて、表皮材Ｆ１の片面に向けて上述の「フォーム化高
耐熱タイプ」のホットメルト接着剤１７が注入充填され
る。この工程のみが従来工法と異なるが、両者の相違点
は、基本的には、接着剤が異なることと、これに伴なっ
てアプリケータ１６が異なることだけである。その後、
型締めを行い、所定時間後に型を開いて脱型が行われ
る。

【００７９】上記積層体成形工程（工程）について、
以下に更に詳しく説明する。本試作で用いた装置（アプ
リケータ）および各試作条件は、以下の通りとした。

【００８０】上記積層体成形工程（工程）の基本工程
およびサイクルタイム内訳は、以下の通りであった。コア及び表皮を型内にセット（２５秒）表皮側にホットメルト充填（１５８秒）型締め（１８０秒）型開き脱型（５秒）

【００８１】試作結果を従来のウレタン注入工法による
もの（従来品）と比較して表すと、以下の通りであっ
た。２４時間養生後の接着強度（Ｎ／２５ｍｍ）・試作品：７７．５・従来品：２．９４長期耐熱後（９０℃×７２時間後）の接着強度（Ｎ／
２５ｍｍ）・試作品：７９．４・従来品：９．８０圧痕回復性（へこみ量：ｍｍ）・試作品：−０．１５・従来品：−０．１４成形サイクルタイム（分）・試作品：６．１３・従来品：８．００（充填時間：１２０秒／型締め：３
００秒）

【００８２】以上のように、接着剤およびそのアプリケ
ータを変更するだけで、従来のウレタン注入工法と略同
じ工程（加熱発泡が不要であり、むしろ簡略化された工
程）で、しかも短い成形サイクルでインストルメントパ
ネルの成形を支障なく行うことができた。

【００８３】尚、以上のプロセスは、型を開いた状態で
接着剤の充填を行う所謂オープンモールド方式によるも
のであったが、この代わりに、例えば図６に示すよう
に、型５０を閉じた状態で接着剤の注入充填を行うクロ
ーズド充填工法を適用することも可能である。この場
合、ＰＰ基材５１と例えば１層のＰＰ表皮材５２とを型
５０内にセットした後、型５０を閉じる。この型５０及
び表皮材５２には、予め小孔５０ｈ，５２ｈが明けられ
ており、これに接着剤ノズル５５（上述のアプリケータ
のノズルに相当する）を位置合せした上で、該ノズル５
５から接着剤を注入する。

【００８４】これにより、基材５１と表皮材５２との間
に接着剤層５３が形成され、両者５１，５２が接着され
る。本実施の形態では、２００℃に溶融した接着剤樹脂
に窒素ガスを混入しながら３９．２×１０^５Ｐａの圧力
で注入を行ったところ、支障無く積層体の成形が行え
た。この工法によれば、脱型後のバリ除去などの後手間
を少なくすることが可能である。

【００８５】尚、以上の実施の形態は、主として、車両
のインストルメントパネルの製造についてのものであっ
たが、本発明の熱可塑性接着剤およびそれを用いた接着
方法は、かかる場合に限定されるものではなく、他の積
層体、例えば自動車について言えば、グローブリッドや
コンソールリッド等の樹脂製の積層体の製造にも有効に
適用できるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係る積層体の断面説明
図である。

【図２】剥離試験の試験方法を示す図である。

【図３】圧痕復元性の測定方法を示す図である。

【図４】本発明の実施の形態に係る粘着性付与剤の化
学構造を示す図である。

【図５】本発明の実施の形態に係る積層体の製造方法
を示す製造工程図である。

【図６】クローズド注入充填工法を示す断面説明図で
ある。

【符号の説明】

Ｓ…積層体、１，Ｆ１，５２…表皮材、３，１７，５３
…接着剤層、４，１５，５１…ＰＰ基材、１６…アプリ
ケータ。

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｃ０９Ｊ 123/06 Ｃ０９Ｊ 123/06 123/12 123/12 125/04 125/04 193/04 193/04 // Ｂ２９Ｋ 23:00 Ｂ２９Ｋ 23:00 25:00 25:00 105:04 105:04 Ｆターム(参考） 4F100 AJ02A AK01B AK01C AK03A AK12A AL05A BA03 BA07 BA10B BA10C DJ01A EC03 JJ03 JL12 4F211 AA03 AA13 AB19 AG03 AG20 TA04 TC02 TN43 TN48 TN58 TN87 4J040 BA202 DA021 DA101 DB022 HA206 JA10 JB01 KA26 LA01 LA06 LA07 MA10 MB03 NA16 PA39

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】Ａ）結晶性ポリオレフィン：２０〜７０
質量％と、Ｂ）スチレン系ポリマー含有の非結晶ポリオレフィン：
２０〜７０質量％と、Ｃ）ロジン系樹脂から成る粘着性付与剤：５〜４５質量
％と、を含有し、ガス混入により被発泡性を有すること
を特徴とする熱可塑性接着剤。
【請求項２】請求項１記載の熱可塑性接着剤におい
て、Ａ）結晶性ポリオレフィン：２５〜４５質量％と、Ｂ）スチレン系ポリマー含有の非結晶ポリオレフィン：
３５〜５５質量％と、Ｃ）ロジン系樹脂から成る粘着性付与剤：１０〜２５質
量％と、を含有することを特徴とする熱可塑性接着剤。
【請求項３】請求項１記載の熱可塑性接着剤におい
て、Ａ）結晶性ポリオレフィンは、結晶性ポリプロピレン中
に結晶性ポリエチレンを５〜５０質量％配合して成るこ
とを特徴とする熱可塑性接着剤。
【請求項４】請求項３記載の熱可塑性接着剤におい
て、Ｂ）スチレン系ポリマー含有の非結晶ポリオレフィン
は、非結晶ポリプロピレンであることを特徴とする熱可
塑性接着剤。
【請求項５】請求項１記載の熱可塑性接着剤におい
て、Ｂ）非結晶ポリオレフィン中のスチレン系ポリマーの含
有量は、１〜４０質量％であることを特徴とする熱可塑
性接着剤。
【請求項６】請求項４記載の熱可塑性接着剤におい
て、Ｃ）ロジン系樹脂から成る粘着性付与剤は、ロジンエス
テルが配合されて成ることを特徴とする熱可塑性接着
剤。
【請求項７】請求項１〜請求項６の何れか一に記載の
熱可塑性接着剤において、結晶性ポリプロピレン及び非結晶性ポリプロピレンの重
量平均分子量（Ｍｗ）が、０．５〜２．５×１０^５であ
ることを特徴とする熱可塑性接着剤。
【請求項８】上記請求項１〜請求項７の何れか一に記
載の熱可塑性接着剤を加熱溶融させると共に、該接着剤
中にガスを機械的に混入して気泡を生じせしめながら接
着させることを特徴とする熱可塑性接着剤を用いた接着
方法。
【請求項９】請求項８記載の接着方法であって、接着させるべき被接着部材を所定の型内にセットした上
で該型を閉じ、この型閉じ状態で型内の被接着部材間に
上記熱可塑性接着剤を適用して接着することを特徴とす
る熱可塑性接着剤を用いた接着方法。
【請求項１０】上記請求項８または請求項９に記載の熱
可塑性接着剤を用いた接着方法により、樹脂製表皮材と
樹脂製基材とが接着されて成ることを特徴とする熱可塑
性接着剤を用いた樹脂製積層体。