JP2007246827A

JP2007246827A - ホットメルト組成物

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Publication number: JP2007246827A
Application number: JP2006074968A
Authority: JP
Inventors: Rei Nakatsugawa; 礼中津川; Yuji Iwatsuka; 祐二岩塚; Tomoya Nakamura; 知也中村; Daijiro Asai; 大二郎浅井
Original assignee: Aica Kogyo Co Ltd
Current assignee: Aica Kogyo Co Ltd
Priority date: 2006-03-17
Filing date: 2006-03-17
Publication date: 2007-09-27
Anticipated expiration: 2026-03-17
Also published as: JP5057679B2

Abstract

【課題】従来のホットメルト接着剤の欠点である切削加工時の刃物への付着及びそれに起因する刃の異常摩耗を改善することにより、刃に付着した接着剤除去のための製造中断、または頻繁に刃を交換、研磨する必要がなく、優れた作業性が得られるホットメルト組成物を提供する。
【解決手段】（Ａ）高分子量スチレン系ブロックコポリマーを少なくとも含有する樹脂組成物及び（Ｂ）無機系充填剤を含有することを特徴とするホットメルト組成物である。
【選択図】図３

Description

本発明は、切断、切削加工時に刃物への付着が少なく、優れた作業性が得られるホットメルト組成物に関するものである。

ホットメルト組成物は、加熱溶融して被着材に塗布した後短時間で冷却固化するため、すぐに次の加工を行うことができるという特徴を有する。そのため、特許文献１記載のような自動化ライン用接着剤、シーリング剤等として好適に使用されている。中でも、粘着タイプで硬化後も柔らかい熱可塑性のゴム系ホットメルト接着剤がよく使用されている。
特開昭６１−２２８０７７しかしながら、ホットメルト接着剤を用いた被着体をパネルソー等で切断すると、刃の切削性の低下が著しく、頻繁に刃の交換を行わなければならないという問題が発生していた。この問題を検証したところ、切断時の摩擦熱によりホットメルト接着剤が軟化して刃に付着し、この状態で切断作業を継続することにより刃の摩耗が大幅に早くなっていることが判明した。刃に付着した接着剤を定期的に除去すれば良いが、そのためには頻繁に作業を中断する必要があり、生産性を大幅に低下させるため現実的な解決方法ではなかった。なお、特許文献２にはホットメルト樹脂フィルムのブロッキング防止、特許文献３にはホットメルト樹脂ペレットのブロッキング防止に関する記載がなされている。これらは常温での固形物のブロッキング防止に関する技術であり、前記のような摩擦熱による高温下において、ホットメルト樹脂が高速で回転する金属製刃への付着することを抑制する問題には適用できなかった。

本発明の課題は、従来のホットメルト接着剤の欠点である切削加工時の刃物への付着及びそれに起因する刃の摩耗を改善し、優れた作業性が得られるホットメルト組成物を提供することである。

（Ａ）高分子量スチレン系ブロックコポリマーを少なくとも含有する樹脂組成物及び（Ｂ）無機系充填剤を含有することを特徴とするホットメルト組成物により前記課題を解決できた。前記ホットメルト組成物によって切削加工時の刃への付着を抑制できた機構は明らかではないが、摩擦熱による高温下でのホットメルト組成物の性状特性、刃への濡れ性、または一旦刃に付着した場合の離型性などを改良できたためだと推察される。

本発明からなるホットメルト組成物は切断、切削作業時に刃に付着せず、刃の異常摩耗を防ぐことができる。従って、刃物を頻繁に交換する必要がないため、生産性が向上するとともに刃物の交換、研磨回数がより少なくなるため経済的にも優れる。

本発明の（Ａ）成分を構成する高分子量スチレン系ブロックコポリマーは、ホットメルト組成物の凝集力を確保する役割がある。具体的には、スチレン-イソプレン-スチレン（ＳＩＳ）ブロック共重合体、スチレン-ブタジエン-スチレン（ＳＢＳ）ブロック共重合体、スチレン-エチレン-1-ブテン-スチレン（ＳＥＢＳ）ブロック共重合体、スチレン-エチレン-プロピレン-スチレン（ＳＥＰＳ）ブロック共重合体、ポリ（α-メチル-スチレン）-ポリイソプレン-ポリ（α-メチル-スチレン）、ポリ（α-メチル-スチレン）-ポリブタジエン-ポリ（α-メチル-スチレン）、及びこれらの水素添加変性物、例えばポリ（α-メチル-スチレン）-ポリ（エチレン-１-ブテン）-ポリ（α-メチル-スチレン）、ポリ（α-メチル-スチレン）-ポリ（エチレン-プロピレン）-ポリ（α-メチル-スチレン）等が挙げられる。市販品としては、セプトン２００２（株式会社クラレ製、商品名）、タフテックＨ１２７２（旭化成ケミカルズ株式会社製、商品名）、カリフレックスＴＲ１１０１（クレイトンポリマー社製、商品名）などがある。

（Ａ）成分として、その他に粘着付与樹脂、老化防止剤、アモルファスポリオレフィン等を用いることができる。

ポリオレフィン系素材に対する密着性、凝集力の確保、接着性の確保、溶融粘度の低下、オープンタイム延長等を目的として、粘着付与樹脂を配合することができる。粘着付与樹脂の具体例としては、ロジン、水添ロジン、重合ロジン、ロジンエステルなどロジン誘導体、α−ピネン、β−ピネン、リモネンなどのテルペン系樹脂、テルペンフェノール樹脂、クマロン・インデン樹脂、スチレン系樹脂、キシレン系樹脂、フェノール系樹脂、石油樹脂および水添石油樹脂などが挙げられる。特に水添されたテルペン樹脂、ロジン樹脂、石油樹脂はスチレン系ブロックコポリマーのエラストマー相に相溶し、ポリオレフィン等の非極性基材への密着力向上に高い効果が見られ、キシレン系樹脂、フェノール系樹脂、スチレン系樹脂などはスチレン相に相溶し、凝集力を高める効果が認められる。このため、水添されたテルペン樹脂、ロジン樹脂、石油樹脂と、キシレン系樹脂、フェノール系樹脂、スチレン系樹脂などを組み合わせた粘着付与樹脂を配合することが効果的である。市販品としては、ＫＥ−３１１（荒川化学工業株式会社製、商品名）、ＹＳポリスターＵ１１５（ヤスハラケミカル株式会社製、商品名）、エスコレッツ１１００（トーネックス社製、商品名）、ＥＮＤＥＸ１５５（イーストマンケミカル社製、商品名）などが挙げられる。粘着付与樹脂を配合する場合、スチレン系ブロックコポリマー１００重量部に対して５０〜４００重量部配合することが好ましい。５０重量部未満では顕著な効果が得られず、４００重量部を超えると十分な耐熱性が得られない。

老化防止剤の添加により、ホットメルト組成物の調製時ならびに塗布あるいはシールなどの作業時の熱劣化ならびに使用条件下での熱劣化を防止することができる。その具体例として、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る。これら老化防止剤は、単独もしくは併用することができる。これらのなかでも一次酸化防止剤のヒンダードフェノール系、二次酸化防止剤の亜リン酸塩系を併用したものが好ましい。市販品としては、ノクラックＴＤ（大内新興化学工業株式会社製、商品名）、ノンフレックスＲＤ（精工化学株式会社製、商品名）、ＡＬ−１２２（共同薬品株式会社製、商品名）が挙げられる。老化防止剤を添加する場合、高分子量スチレン系ブロックコポリマー１００重量部に対して０．１〜２０重量部を配合することが好ましい。０．１重量部未満では熱劣化防止効果が十分ではなく、２０重量部を超えて配合を行ってもそれ以上効果が得られない。

アモルファスポリオレフィンの配合により、ポリオレフィン系素材への密着性、接着性の確保、溶融粘度の低下及びオープンタイム延長などの効用が得られる。その具体例として、アモルファスポリプロピレン、あるいはアモルファスプロピレンと他のα−オレフィンとの共重合体などがあり、具体例としてプロピレン・エチレン共重合体、プロピレン・ブテン−１共重合体、プロピレン・ブテン−１・エチレン・３元共重合体、プロピレン・ヘキセン−１・オクテン−１・３元重合体、プロピレン・ヘキセン−１・４−メチルペンテン−１・３元共重合体、プロピレン・ヘキセン−１・４−メチルペンテン−１・３元共重合体、ポリブテン−１などが挙げられる。対象となるアモルファスアルファポリオレフィンのうち低分子量成分含有量の多い数平均分子量２００００以下、ガラス転移点−２０℃以下のものが好ましい。市販品としては、宇部レキセン社製のウベタックＵＴ２７８０、レクスタックＲＴ２２８０（ハンツマン社製商品名）、ベストプラスト７０３（デグサ社製、商品名）などが挙げられる。アモルファスポリオレフィンを配合量する場合、スチレン系ブロックコポリマー１００重量部に対して１０〜３００重量部配合することが好ましい。１０重量部未満では十分な効果が得られず、配合量が３００重量部を超えると耐熱性が低下する。

本発明の（Ｂ）成分である無機系充填剤は、平均粒子径０．１μｍ以上１５０μm以下のものより適宜選択することができる。平均粒子径が１５０μｍを超える場合、組成物が均一にならない上、ホットメルトアプリケーターが詰まるため適さない。また、平均粒子径が０．１μｍ未満では、被着体の切削加工時にホットメルト組成物が刃に付着してしまうため適さない。前記の条件を満たす充填剤としては、タルク、石膏、炭酸カルシウム、蛍石、アパタイト、正長石、タルクなどが挙げられる。市販品としてはＭ−３００（丸尾カルシウム株式会社製、商品名）、ＭＳＢ−３０１１（パシフィックケミカル社製、商品名）、アパセラム（ペンタックス社製、商品名）、サイロホービック（富士シリシア化学株式会社製、商品名）などが挙げられる。また、ガラスマイクロバルーン、パーライト、シリカバルーン、アルミナバルーン、カーボンバルーン、アルミノシリケートバルーン等の中空フィラーを用いても良い。

本発明になるホットメルト組成物は各配合材料をバンバリーミキサー、加熱ニーダー、２軸エクストルーダー等で加熱混練りすることにより調製される。調製方法として、（Ａ）成分を調製後に（Ｂ）成分を添加しても良いし、（Ａ）成分の調製中に（Ｂ）成分を添加しても良い。なお、（Ａ）成分１００重量部に対して（Ｂ）成分を１０〜２００重量部含有することが好ましい。１０重量部未満であると、被着体の切削加工時にホットメルト組成物が刃に付着するため好ましくない。２００重量部を超える場合、ホットメルト組成物の溶融粘度が高くなりすぎて使用に適さない。

ホットメルト組成物の塗布装置はハンドガンタイプ、ブロック溶融タイプ、バルクタイプおよびフォームタイプが使用でき、市販品としてはバルクメルターＢＭ−５０５（ノードソン株式会社製、商品名）やフォームメルトアプリケーターＦＭ−１５１（ノードソン株式会社製、商品名）などがある。

以下に、実施例、比較例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に制限されるものではない。なお、表中の配合数値は重量部を表す。

実施例１
高分子量スチレン系ブロックコポリマーとして、ＳＥＢＳブロックコポリマーであるセプトン２００２（株式会社クラレ製、数平均分子量５〜７万程度、商品名）２０部、粘着付与樹脂としてＥＮＤＥＸ１５５（イーストマンケミカルジャパン株式会社製、商品名）１０部、ＹｓレジンＴｏ１２５（ヤスハラケミカル株式会社製、商品名）３０部、熱老化防止剤としてＡＬ−１２２（共同薬品株式会社製、商品名）１部、ガラス転移温度が−２０℃以下のアモルファスポリオレフィンとしてＲＥＸＴＡＣＲＴ２２８０（ハンツマン社製、商品名）２５部からなる（Ａ）成分と、（Ｂ）成分としてＭ−３００（丸尾カルシウム株式会社製、新モース硬度３、粒子径０．９〜１．１μｍ、密度０．５５ｇ／ｃｍ³、商品名）１０部を各々配合し、シグマレイド型ニーダーで加熱混合して実施例１のホットメルト組成物とした。このホットメルト組成物の２００℃における溶融粘度（以下、単に溶融粘度と略す）は１５Ｐａ・ｓであった。
実施例２
Ｍ−３００を３０部配合した他は、実施例１に準じて各々配合し、シグマレイド型ニーダーで加熱混合して実施例２のホットメルト組成物（溶融粘度：３１Ｐａ・ｓ）とした。
実施例３
Ｍ−３００を１００部配合した他は、実施例１に準じて各々配合し、シグマレイド型ニーダーで加熱混合して実施例３のホットメルト組成物（溶融粘度：６４Ｐａ・ｓ）とした。
実施例４
（Ｂ）成分としてＭ−３００の代わりに中空シラスバルーンであるウィンライトＭＳＢ−３０１１（株式会社アクシーズケミカル製、、平均粒子径８０μｍ、密度０．１８〜０．４ｇ／ｃｍ³、商品名）を１０部配合した他は、実施例１に準じて各々配合し、シグマレイド型ニーダーで加熱混合して実施例４のホットメルト組成物（溶融粘度：２３Ｐａ・ｓ）とした。
実施例５
（Ｂ）成分としてＭ−３００の代わりにアパタイトである天然アパタイト１ミクロン（株式会社エクセラ製、新モース硬度５、粒子径１〜３μｍ、密度３．２ｇ／ｃｍ³、商品名）を１５０部配合した他は、実施例１に準じて各々配合し、シグマレイド型ニーダーで
加熱混合して実施例５のホットメルト組成物（溶融粘度：３４Ｐａ・ｓ）とした。
実施例６
（Ｂ）成分としてＭ−３００の代わりにタルクであるＭＳ−Ｐ（日本タルク株式会社製、新モース硬度１、平均粒子径１２μｍ、密度０．９１ｇ／ｃｍ³、商品名）を１１０部配合した他は、実施例１に準じて各々配合し、シグマレイド型ニーダーで加熱混合して実施例６のホットメルト組成物（溶融粘度：３６Ｐａ・ｓ）とした。
実施例７
（Ｂ）成分としてＭ−３００の代わりにシリカであるＳＰ−２５Ｂ（扶桑化学工業株式会社製、新モース硬度７、平均粒子径２５μｍ、比重２．２、商品名）を４０部配合した他は、実施例１に準じて各々配合し、シグマレイド型ニーダーで加熱混合して実施例７のホットメルト組成物（溶融粘度：２９Ｐａ・ｓ）とした。
比較例１
Ｍ−３００を配合しない他は、実施例１に準じて各々配合し、シグマレイド型ニーダーで加熱混合して比較例１のホットメルト組成物（１０Ｐａ・ｓ）とした。
比較例２
Ｍ−３００を６部配合した他は、実施例１に準じて各々配合し、シグマレイド型ニーダーで加熱混合して比較例２のホットメルト組成物（溶融粘度：１３Ｐａ・ｓ）とした。
比較例３
Ｍ−３００を２１０部配合した他は、実施例１に準じて各々配合し、シグマレイド型ニーダーで加熱混合して比較例３のホットメルト組成物としたが、溶融粘度が測定できない程高く、被着材に塗布できなかったため、以後の評価は行えなかった。

実施例、比較例のホットメルト組成物を用いて性能評価を行い、表１の結果を得た。

試験評価方法
・切削性、作業後の刃の評価
長さ２６５ｍｍ、幅７５０ｍｍ、厚み２０ｍｍのパーチクルボードの角に、５×４ｍｍのＣ面切削加工として台板とした(図１)。ホットメルトアプリケーターであるデュラブルー３Ｌ（ノードソン株式会社製、タンク容量４Ｌ、直径１６８ｍｍ、高さ１８０ｍｍの円筒状、ノズル径１．２ｍｍ、商品名）を用い、２００℃に加熱にした実施例、比較例記載のホットメルト組成物を台板の上面、切削部、側面に塗布し、メラミン樹脂化粧板（アイカ工業株式会社製、厚み０．６ｍｍ）を貼り合せた（図２）。パネルソーとしてＳＺ−３（新鋼工業株式会社製、商品名）を用い、刃としてアイソー（株式会社アイソ超硬技研製、直径３５０ｍｍ、刃数１００、超硬合金製、商品名）を用いて、周速５０００回転／分
、切断速度４ｍ／分でポストフォーム試験体の切削作業を繰り返し行い、切削性が低下して切削部位にバリが出るまで切削回数（最大１０００回）を計測した。また、切断作業後の刃の状態を評価した。なお、切削は図３のようにメラミン樹脂化粧板側から１０ｍｍの深さとし、方向はメラミン樹脂化粧板の曲げ部位に直交するようにした。
・平面引張り接着強さ
１００ｍｍ×１００ｍｍのＭＤＦ上に塗布量６０ｇ／ｍ^２になるようにホットメルト組成物を塗布し、すぐにパーティクルボードを貼り合せた。２３℃、５０％ＲＨ雰囲気下で１時間養生後、インストロン万能試験機で接着強さを測定した。
・耐環境試験
４０℃、３０％ＲＨ雰囲気下で７日間、４０℃、９０％ＲＨ雰囲気下で７日間養生というサイクルを２回繰り返し、メラミン化粧板の剥がれ及び浮きを確認した。

実施例１〜６のホットメルト組成物においては、切削作業を１０００回した後でもバリが発生しなかったため、良好な結果であった。刃の状態についても特に異常はなかった。

実施例７のホットメルト組成物においては、切削作業を９００回した後にバリが発生した。刃にはホットメルト組成物の付着は認められなかったが、摩耗していた。実施例１〜６の無機系充填材と比較してより硬いシリカを含有しており、ホットメルト組成物が硬いため摩耗したものと考えられる。

比較例１、２のホットメルト組成物においては、切削作業を２００回しか行うことができなかった。刃にはホットメルト組成物が付着し、異常摩耗していた。

試験評価方法の台板の加工方法を示す図。試験評価方法のポストフォーム試験体の構成を示す図。試験評価方法の切削方法を示す図。

符号の説明

１パーチクルボード
２メラミン樹脂化粧板
３ホットメルト組成物層
４刃

本発明からなるホットメルト組成物を用いて接着した被着体は、パネルソー等で切削加工を行っても刃への付着及びこれに起因する刃の異常摩耗が発生しないため、頻繁に刃を交換する必要が無く通常の材料と同じように切削加工を行うことができる。また、本発明からなるホットメルト組成物は実用上十分な性能を有しているため、従来のホットメルト組成物と同様に接着剤として好適に使用することができる。

Claims

（Ａ）高分子量スチレン系ブロックコポリマーを少なくとも含有する樹脂組成物及び（Ｂ）無機系充填剤を含有することを特徴とするホットメルト組成物。
前記（Ａ）高分子量スチレン系ブロックコポリマーを少なくとも含有する樹脂組成物１００重量部に対して、前記（Ｂ）無機系充填剤を１０〜２００重量部含有することを特徴とする請求項１記載のホットメルト組成物。