JP2004217692A

JP2004217692A - ホットメルト接着剤組成物

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Publication number: JP2004217692A
Application number: JP2003003553A
Authority: JP
Inventors: Kazuya Hayashi; 和也林; Hiroshi Mikado; 浩三廉
Original assignee: Nitta Gelatin Inc
Current assignee: Nitta Gelatin Inc
Priority date: 2003-01-09
Filing date: 2003-01-09
Publication date: 2004-08-05
Anticipated expiration: 2023-01-09
Also published as: JP4546702B2

Abstract

【課題】加熱時の色調変化が極めて少ないホットメルト接着剤組成物を提供する。
【解決手段】本発明のホットメルト接着剤組成物は、ベース樹脂に対し粘着付与剤を配合してなるホットメルト接着剤組成物であって、前記ベース樹脂がエチレン−メチルメタクリレート共重合樹脂を必須とし、１８０℃で７２時間加熱する加熱安定性試験に供したときのガードナー色数が６以下である、ことを特徴とする。
【選択図】なし

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば製本や包装（カートン）などの用途に有用な加熱色調安定性に極めて優れたホットメルト接着剤組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、例えば、製本や包装などの分野においては、極めて高速の作業性で生産性向上を図ることができる点から、ホットメルト接着剤が汎用されてきた。
特に、エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂をベースポリマーとしたホットメルト接着剤（以下、「ＥＶＡ系ホットメルト接着剤」と称することもある）が、高速作業性、広範囲の被着体に対する接着性、経済性などに優れることから、多く用いられている。
前記ＥＶＡ系ホットメルト接着剤は、塗布作業工程での溶融温度を１６０〜１８０℃として使用されるのが一般的であるが、ＥＶＡ系ホットメルト接着剤は該溶融温度での加熱安定性が必ずしも充分であるとは言えず、溶融状態で保持している間に、茶褐色や暗褐色への変色、炭化物の発生、架橋による粘度上昇やゲル化物の発生などの状態変化をきたし、接着製品の品質低下、塗工作業の不具合、アプリケーターのメンテナンスが頻繁に必要となるなどの問題を招くことがあった。これらの問題のうち、特に、製本用途、医薬品や菓子類などのカートンボックスの封緘用途においては、ホットメルト接着剤の変色（色調変化）が起きると、接着製品の外観を損ない、接着製品の価値を低下させることになってしまうことから、炭化物の発生、粘度上昇、およびゲル化物の発生を生じないことは勿論のこと、変色（色調変化）が特に重要な問題になっており、加熱時の色調変化が極めて少ないホットメルト接着剤が求められていた。
【０００３】
ＥＶＡ系ホットメルト接着剤の加熱安定性を改良する方法としては、例えば、ヒンダードフェノール系などの酸化防止剤を添加して、加熱時にエチレン−酢酸ビニル共重合樹脂の酢酸ビニル部分の分解による脱酢酸に伴って発生するラジカルを捕捉することにより、該ラジカルに伴う架橋を防ぐようにする方法が古くから知られている。しかしながら、該方法では、ある程度のラジカルに伴う架橋は抑制できるが充分とは言えず、しかも、酸化防止剤の種類によっては、ラジカルを捕捉することで、黄褐色や茶褐色に着色することがあった。すなわち、前記方法は、炭化物の発生、粘度上昇、およびゲル化物の発生については、充分ではないもののある程度の抑制効果を発揮するが、変色の問題については、防止し得ないか、逆に悪影響を及ぼすものであった。
【０００４】
そこで、加熱安定性に問題のあるＥＶＡ系ホットメルト接着剤に代え、ベース樹脂としてエチレン・一酸化炭素・不飽和カルボン酸エステル共重合体を用いたホットメルト接着剤が提案されている（特許文献１参照）。しかしながら、このようなホットメルト接着剤においても、加熱色調安定性については未だ充分ではなく、製本用途、医薬品や菓子類などのカートンボックスの封緘用途のような特定の用途に用いる接着剤としては改善が求められるものであった。
このように、従来のホットメルト接着剤では、特に、製本用途、医薬品や菓子類などのカートンボックスの封緘用途において要望されている加熱時の色調安定性を満足させることはできなかった。
【０００５】
【特許文献１】
特開平９−３１４３６号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明は、加熱時の色調変化が極めて少ない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。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者は上記課題を解決するべく、鋭意検討を行った。その結果、エチレン−メチルメタクリレート共重合樹脂をベース樹脂としたホットメルト接着剤組成物が、従来のＥＶＡ系接着剤が有する高速作業性や広範囲な被着体に対する接着性を備えるとともに、加熱時の色調安定性にも優れることを見出し、本発明を完成した。
すなわち、本発明にかかるホットメルト接着剤組成物は、ベース樹脂に対し粘着付与剤を配合してなるホットメルト接着剤組成物であって、前記ベース樹脂がエチレン−メチルメタクリレート共重合樹脂を必須とし、１８０℃で７２時間加熱する加熱安定性試験に供したときのガードナー色数が６以下である、ことを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明のホットメルト接着剤組成物は、ベース樹脂に対し粘着付与剤を配合してなるものである。
本発明のホットメルト接着剤組成物においては、前記ベース樹脂が、エチレン−メチルメタクリレート共重合樹脂を必須とすることが重要である。
前記エチレン−メチルメタクリレート共重合樹脂は、エチレンとメタクリル酸メチルとの共重合により得られる共重合体であれば、特に制限されるものではないが、共重合する際のメタクリル酸メチルの共重合量が、エチレン−メチルメタクリレート共重合樹脂１００重量部に対して１５〜４５重量部、好ましくは２０〜４０重量部であるような樹脂であるのがよい。メタクリル酸メチルの共重合量が前記範囲よりも少ないと、低温接着性が低下する傾向があり、一方、前記範囲よりも多いと、他の成分との相溶性が悪化する恐れがある。
【０００９】
前記エチレン−メチルメタクリレート共重合樹脂のメルトインデックスは、特に制限されないが、１〜５０００ｇ／１０分であるのが好ましく、１０〜２５００ｇ／１０分であるのがより好ましい。エチレン−メチルメタクリレート共重合樹脂のメルトインデックスが前記範囲よりも小さいと、エチレン−メチルメタクリレート共重合樹脂の粘度が高くなり過ぎて、ホットメルト接着剤組成物の製造やその使用時の作業性が悪くなる恐れがあり、一方、前記範囲よりも大きいと、ホットメルト接着剤組成物の耐熱接着性が低下する傾向がある。なお、エチレン−メチルメタクリレート共重合樹脂のメルトインデックスは、ＪＩＳ−Ｋ−６９２４−２に準じて測定されるものとする。
【００１０】
本発明のホットメルト接着剤組成物においては、前記ベース樹脂中に占める前記エチレン−メチルメタクリレート共重合樹脂の含有割合は、８０重量％以上であることが好ましく、９０重量％以上であることがより好ましく、１００重量％であることが最も好ましい。ベース樹脂中に占めるエチレン−メチルメタクリレート共重合樹脂の割合が８０重量％未満であると、良好な加熱時の色調安定性が得られにくい。
前記ベース樹脂は、前記エチレン−メチルメタクリレート共重合樹脂のほかに、例えば、エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂、エチレン−メタクリレート共重合樹脂、エチレン−エチルアクリレート共重合樹脂、エチレン−ｎ−ブチルアクリレート共重合樹脂、低密度ポリエチレン樹脂等の他の熱可塑性樹脂を含むものであってもよい。これら他の熱可塑性樹脂は、１種のみであってもよいし、２種以上であってもよい。なお、これら他の熱可塑性樹脂をも含む場合、ベース樹脂中に占める他の熱可塑性樹脂の合計含有割合が、２０重量％未満となるようにすることが好ましい。
【００１１】
本発明のホットメルト接着剤組成物における前記ベース樹脂の含有量は、組成物中、２０〜９０重量％、好ましくは２５〜８０重量％、さらに好ましくは３０〜７０重量％であるのがよい。ベース樹脂が２０重量％未満であると、充分な接着性が得られにくく、一方、９０重量％を超えると、粘度が高くなりすぎて、塗工性に問題を生じやすくなる。
本発明における前記粘着付与剤としては、その色相がガードナー色数で２以下のものが好ましいが、特に制限はなく、例えば、脂肪族系炭化水素樹脂、芳香族系炭化水素樹脂、脂環族系炭化水素樹脂などの石油樹脂；スチレン系炭化水素樹脂；ポリテルペン系樹脂；ロジン類；等の従来からホットメルト接着剤組成物に用いられているものが挙げられる。これら粘着付与剤は、１種のみであってもよいし、２種以上であってもよい。なお、粘着付与剤のガードナー色数は、ＪＩＳ−Ｋ−５４００に準じて測定されるものとする。
【００１２】
前記石油樹脂の具体例としては、脂肪族炭化水素樹脂として、例えば、ペンテン類、イソプレン、ピペリン、１，３−ペンタジエンなどを含むＣ５留分を共重合して得られる樹脂等が挙げられ、芳香族系炭化水素樹脂として、例えば、インデン、ビニルトルエン、α−メチルスチレンなどのＣ９〜Ｃ１０留分を共重合して得られる樹脂等が挙げられ、脂環族系炭化水素として、例えば、前記芳香族系炭化水素樹脂を核内水添した樹脂、ジシクロペンタジエンなどの環状モノマーを重合させた樹脂等が挙げられる。
前記スチレン系炭化水素樹脂としては、例えば、スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン、イソプロピルトルエン等の共重合物等が挙げられる。
【００１３】
前記ポリテルペン系樹脂としては、例えば、α−ピネン重合体、β−ピネン重合体、テルペン−フェノール共重合体等が挙げられる。
前記ロジン類としては、例えば、ガムロジン、ウッドロジン、トール油ロジンなどのロジンおよびその誘導体等が挙げられる。ここで、ロジン誘導体としては、前記ロジンに、水素添加、不均化、二量化、エステル化等が施されたものが挙げられる。
本発明のホットメルト接着剤組成物においては、前述した粘着付与剤の中でも特に、スチレン系炭化水素樹脂が加熱時の色調安定性の点で好ましい。
【００１４】
本発明のホットメルト接着剤組成物における前記粘着付与剤の含有量は、組成物中、５〜６０重量％、好ましくは１０〜５５重量％、さらに好ましくは２０〜５０重量％、最も好ましくは３０〜５０重量％であるのがよい。粘着付与剤が５重量％未満であると、充分な接着性が得られにくく、一方、６０重量％を超えると、低温接着性に劣る傾向がある。
本発明のホットメルト接着剤組成物は、さらに硫黄系酸化防止剤をも含むことが好ましい。これにより、加熱時の色調変化をより効果的に防ぐことができる。
前記硫黄系酸化防止剤としては、特に制限はなく、例えば、ジラウリルチオプロピオネート、ジステアリルチオジプロピオネート、ラウリルステアリルチオジプロピオネート、ジミリスチルチオジプロピオネート、ジステアリル−β，β’−チオジブチレート、ジラウリルサルファイド等の従来からホットメルト接着剤組成物に用いられているものが挙げられる。これら硫黄系酸化防止剤は、１種のみであってもよいし、２種以上であってもよい。
【００１５】
本発明のホットメルト接着剤組成物が前記硫黄系酸化防止剤をも含有する場合、その含有量は、組成物中０．０１〜３重量％であることが好ましい。硫黄系酸化防止剤が０．０１重量％未満であると、加熱時の色調安定性の向上効果が殆ど期待できないこととなり、一方、３重量％を超えると、他の成分との相溶性が悪化する恐れがある。
本発明のホットメルト接着剤組成物は、必要に応じて、従来からホットメルト接着剤組成物に用いられているワックスをも含有するものであってもよい。前記ワックスとしては、特に制限はないが、例えば、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックスなどの石油系ワックス；結晶性ポリエチレンワックス、結晶性ポリプロピレンワックス、アタクチックポリプロピレンワックス、エチレン・一酸化炭素共重合体ワックスなどの合成ワックス；等が挙げられる。これらの中でも特に、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、結晶性ポリエチレンワックス、エチレン・一酸化炭素共重合体ワックス等が好適である。これらワックスは、１種のみであってもよいし、２種以上であってもよい。
【００１６】
本発明のホットメルト接着剤組成物が前記ワックスをも含有する場合、その含有量は、組成物中、０〜８０重量％、好ましくは５〜６０重量％であるのがよい。ワックスが８０重量％を超えると、接着性が低下する傾向がある。
本発明のホットメルト接着剤組成物には、さらに必要に応じて、ホットメルト接着剤としての性能を逸脱しない範囲において、例えば、前述した以外の酸化防止剤、顔料、充填剤、可塑剤等を適宜配合することができる。
本発明のホットメルト接着剤組成物は、１８０℃で７２時間加熱する加熱安定性試験に供したときのガードナー色数が６以下となるものである。該ガードナー色数が６以下であれば、加熱時の色調変化が極めて少なく、後述する色調変化が問題となる用途においても好適に用いることができる。なお、本発明における加熱安定性試験の詳細は、実施例で後述する通りである。
【００１７】
本発明のホットメルト接着剤組成物は、例えば製本用途（背糊・のど糊）、医薬品や菓子類などのカートンボックスの封緘用途のように、接着剤の色調変化が問題となる用途において、極めて有用なものである。
【００１８】
【実施例】
以下に、実施例により、本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらにより何ら限定されるものではない。
（実施例１〜９および比較例１〜５）
表１および表２に示す各成分をそれぞれの表に示す割合で用い、１８０℃で６０分間攪拌混合して、ホットメルト接着剤組成物を得た。得られたホットメルト接着剤組成物の加熱色調安定性について、下記に示す加熱安定性試験で評価した。結果を表１および表２に示す。
【００１９】
なお、表１および表２においては、下記の略号を用いた
・ベース樹脂

・粘着付与剤

・酸化防止剤

・ワックス

＜加熱安定性試験＞
５０ｍＬのホットメルト接着剤組成物を試料とし、該試料を呼び容量５００ｍＬのビーカーに入れ、該ビーカーを恒温槽にて１８０℃で７２時間加熱した後、加熱した試料を厚さ３ｍｍのシートとし、該シートのガードナー色数をＪＩＳ−Ｋ−５４００に準じて測定する。
【００２０】
【表１】

【００２１】
【表２】

【００２２】
【発明の効果】
本発明によれば、加熱時の色調変化が極めて少ないホットメルト接着剤組成物を提供することができる。

Claims

ベース樹脂に対し粘着付与剤を配合してなるホットメルト接着剤組成物であって、前記ベース樹脂がエチレン−メチルメタクリレート共重合樹脂を必須とし、１８０℃で７２時間加熱する加熱安定性試験に供したときのガードナー色数が６以下である、ことを特徴とするホットメルト接着剤組成物。
前記粘着付与剤がスチレン系炭化水素樹脂である、請求項１に記載のホットメルト接着剤組成物。
硫黄系酸化防止剤をも含む、請求項１または２に記載のホットメルト接着剤組成物。