JP2012233119A - ホットメルト接着剤 - Google Patents

Abstract

【課題】低温接着性に優れるとともに、形成される接着層および接着フィルムに室温下でベトツキがなく、しかも打ち抜き加工時にバリの発生が十分に防止されるホットメルト接着剤を提供すること。
【解決手段】酸変性ポリオレフィン樹脂および共重合ポリエステル樹脂を含有してなり、共重合ポリエステル樹脂の含有量が酸変性ポリオレフィン樹脂１００重量部に対して１〜２０重量部であるホットメルト接着剤。
【選択図】なし

Description

本発明はホットメルト接着剤、特にＩＣカード用ホットメルト接着剤に関する。

ＩＣカードとして、ＩＣチップおよびプリント回路を備えたポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）製回路基板の両面をＰＥＴ製表皮層で挟み込んだ構造のものが知られている。そのようなＩＣカードは、例えば図１に示すように、回路基板１の両面に、ホットメルト接着剤からなる接着層２を介して表皮層３を重ね合わせ、加圧・加熱して積層した後、打ち抜き加工工程において不要な周辺部分を除去するために打ち抜いて製造される。ホットメルト接着剤は、図１に示すように表皮層３上に予め適用されて接着層２を形成するか、または、フィルム形状に一旦、成形されて、表皮層とは独立した接着フィルムとして使用される。またホットメルト接着剤には、例えば１１０℃以下の低温でも溶融して接着性能を発揮する低温接着性が求められている。ホットメルト接着剤としては、ポリエステル樹脂を主成分として含むポリエステル系接着剤が知られている（例えば、特許文献１）。

しかしながらポリエステル系接着剤からなる接着層または接着フィルムは室温下で表面のベトツキが大きいため取り扱いが煩雑であった。詳しくは、ホットメルト接着剤の表皮層への適用後、得られた接着層付き表皮層を重ねた状態またはロール状態で保存するとき、接着層表面のベトツキが大きいため、接着層表面をセパレーター部材でカバーする必要があった。ホットメルト接着剤のフィルム化時においてセパレーター部材が必要であった。ホットメルト接着剤のフィルム化後、得られたフィルムをロール状態で保存するとき、フィルム間にセパレーター部材を介在させる必要があった。接着層付き表皮層または接着フィルムの使用時は、ベトツキを抑制するための養生に時間（２〜３日）かかるため、当該養生を促進するアニール設備が必要であった。

そこでポリエステル系ホットメルト接着剤の代替品として低温接着性に優れ、かつベトツキがないホットメルト接着剤が求められていた。

特開２００１−２１６４９２号公報

本発明の発明者等が種々の材料を用いて検討したところ、打ち抜き加工工程において接着層が良好に切れないために、打ち抜かれたカード端部に接着剤に由来するバリと呼ばれる異物が付着するという新たな問題が生じた。特に、酸変性ポリオレフィン樹脂を用いた場合、接着性に優れるのであるが、ＩＣカードとして問題となる１００〜５００μｍ程度のバリが生じる、という問題が見出されたのであった。

本発明は、低温接着性に優れるとともに、形成される接着層および接着フィルムに室温下でベトツキがなく、しかも打ち抜き加工時にバリの発生が十分に防止されるホットメルト接着剤を提供することを目的とする。

本発明は、酸変性ポリオレフィン樹脂および共重合ポリエステル樹脂を含有してなり、共重合ポリエステル樹脂の含有量が酸変性ポリオレフィン樹脂１００重量部に対して１〜２０重量部であるホットメルト接着剤に関する。

本発明に係るホットメルト接着剤は、低温接着性に優れるとともに、該接着剤から形成される接着層および接着フィルムに室温下でベトツキがなく、しかも打ち抜き加工時にバリの発生が十分に防止される。

ＩＣカードの概略断面構成図である。

本発明に係るホットメルト接着剤は、酸変性ポリオレフィン樹脂および共重合ポリエステル樹脂を含有するものである。

酸変性ポリオレフィン樹脂はポリオレフィンに不飽和カルボン酸またはその誘導体をグラフト反応または／および付加反応させたものであり）、例えば、不飽和カルボン酸又はその誘導体とポリオレフィンとをラジカル発生剤の存在下で加熱混合することによって得ることができる。

ポリオレフィンは、エチレン、プロピレン、ブチレン等のオレフィンの単独重合体および共重合体ならびにそれらの混合物である。ポリオレフィンは構成モノマーの一部として他の共重合可能なモノマーを含有してよい。他の共重合可能なモノマーとして、例えば、酢酸ビニル等のビニルエステル系モノマー、およびメチルアクリレート、エチルアクリレート、プロピルアクリレート、メチルメタクリレート、エチルメタクリレートおよびプロピルメタクリレート等のアルキルアクリレート系モノマー等が挙げられる。

ポリオレフィンの具体例として、例えば、ポリエチレン（例えば低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）など）、ポリプロピレン、ポリブチレン、これらの相互共重合体、アイオノマー樹脂、エチレン−エチルアクリレート共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体等を例示できる。

不飽和カルボン酸又はその誘導体として不飽和モノカルボン酸、不飽和ジカルボン酸ならびにそれらの誘導体およびそれらの混合物）が挙げられる。具体例として、例えば、アクリル酸、メタクリル酸等の不飽和モノカルボン酸、マレイン酸、フマル酸等の不飽和ジカルボン酸、ならびにそれらの酸無水物、それらのエステルおよびそれらの金属塩（例えばナトリウム塩、カリウム塩、カルシウム塩）等が例示できる。好ましい不飽和カルボン酸は、不飽和ジカルボン酸、特にマレイン酸ならびにその酸無水物、そのエステルおよびその金属塩である。

好ましい酸変性ポリオレフィン樹脂はマレイン酸変性ポリオレフィンである。

酸変性ポリオレフィン樹脂の軟化点は通常３０〜６０℃であり、好ましくは３５〜５５℃である。３０℃より低いと耐熱性が低下し、６０℃を超えると接着時の加工性が低下する。
軟化点はビカット軟化点であり、ＡＳＴＭ Ｄ１５２５に基づいて測定された値を用いている。

酸変性ポリオレフィン樹脂のＭＦＲ（メチルフローレート）は通常、１．０〜１０ｇ／１０分（１９０℃）である。１．０未満では、ちぎれを起こしやすくなるため薄いフィルムの製造が困難となる。また、１０以上になるとフィルム成形が難しくなる。
ＭＦＲはＡＳＴＭ Ｄ１２２８に基づいて測定された値を用いている。

酸変性ポリオレフィン樹脂は市販品として入手可能である。具体的には、マレイン酸変性ポリオレフィン樹脂（例えば、三井化学社製「アドマー」や三菱化学社製「モディック」）が例示される。

酸変性ポリオレフィン樹脂の代わりに、不飽和カルボン酸で変性されていないポリオレフィンを用いると、ＰＥＴ製回路基板やＰＥＴ製表皮層との接着性が大きく低下する。

共重合ポリエステル樹脂は少なくともポリカルボン酸成分およびアルキレングリコール成分を用いて得られるポリエステルであって、ポリカルボン酸成分残基またはアルキレングリコール成分残基の少なくとも一方が２種類以上含まれたものである。共重合ポリエステル樹脂は、主としてポリカルボン酸成分およびアルキレングリコール成分からなる原料成分を用いて得られるポリエステルが、入手の容易性、製造の容易性などの点からより好ましく用いられる。

ポリカルボン酸成分としては、例えば、テレフタル酸、イソフタル酸およびオルソフタル酸などの芳香族ジカルボン酸、およびコハク酸、アジピン酸、セバシン酸、ドデカンジカルボン酸、ダイマー酸およびそれらの無水物などの脂肪族ジカルボン酸、ならびにそれらの混合物等を挙げることができる。好ましいポリカルボン酸成分は芳香族ジカルボン酸、特にテレフタル酸を含む。

アルキレングリコール成分としては、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、１，４−ブタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、およびポリエチレングリコール等の飽和脂肪族グリコール、シクロヘキサンジメタノール等の脂環族グリコール、ならびにそれらの混合物などを挙げることができる。好ましいアルキレングリコール成分は飽和脂肪族グリコール、特に１，４−ブタンジオールを含む。

共重合ポリエステル樹脂の融点は９０〜１３０℃が好ましく、特に１００〜１２５℃が好ましい。
融点は、ＤＳＣに基づいて測定された値を用いている。

共重合ポリエステル樹脂のＭＦＲ（メチルフローレート）は２０〜６０ｇ／１０分（１９０℃）が好ましく、特に３０〜５０ｇ／１０分（１９０℃）が好ましい。

共重合ポリエステル樹脂の製造方法は何ら制限されず、従来から既知のこの種のポリエステルの製造技術にしたがって製造したものであればよく、例えば、ポリカルボン酸成分およびアルキレングリコール成分から主としてなる原料成分を、従来既知の方法に従って、エステル交換法または直接エステル化法などを採用して製造することができる。

共重合ポリエステル樹脂は市販品として入手可能である。具体的には、飽和共重合ポリエステル樹脂（例えば、東亞合成社製「アロンメルト」や東洋紡績社製「バイロン」）が例示される。

共重合ポリエステル樹脂の含有量は酸変性ポリオレフィン樹脂１００重量部に対して１〜２０重量部であり、好ましくは３〜１５重量部である。共重合ポリエステル樹脂の含有量が少なすぎると、当該接着剤を用いて得られた積層体を打ち抜き加工する時に実使用上問題となるバリが発生する。共重合ポリエステル樹脂の含有量が多すぎると、当該接着剤からなる接着層または接着フィルムが室温下でベトツキが大きいため、取り扱いが煩雑となる。

本発明のホットメルト接着剤には、酸化防止剤、アンチブロッキング剤、粘着付与剤等の添加剤が含有されてもよい。

本発明のホットメルト接着剤は、被着体上に予め適用されて接着層を形成してもよいし、または、フィルム形状に一旦、成形されて、被接着体とは独立した接着フィルムとして使用されてもよい。なお、被接着体への適用前またはフィルムへの成形前において、本発明のホットメルト接着剤は予め溶融混練し、ペレット化しておくことが好ましい。

本発明のホットメルト接着剤が被接着体上に予め適用されて接着層を形成する場合、酸変性ポリオレフィン樹脂および共重合ポリエステル樹脂ならびに所望の添加剤を溶融混練及びペレット化し、被接着体上にフィルム状に押出して積層後、冷却して、接着層付き被接着体を製造できる。本発明のホットメルト接着剤の有機溶剤溶液を被接着体上に塗布した後、有機溶剤を蒸発させることによって、接着層付き被接着体を製造することもできる。接着層の厚みは特に制限されるものではなく、例えば、２５〜４００μｍ、特に３０〜３００μｍの範囲内で調整される。

接着層付き被接着体は、接着されるべき別の被接着体と接着層を介して重ね合わせた後、加圧・加熱されることによって、接着が達成される。本発明においては、比較的低い加熱温度、例えば１１０℃〜１４０℃程度であっても、良好な接着が達成される。

本発明のホットメルト接着剤がフィルム形状に成形されて使用される場合、当該接着剤からなる接着フィルムは、酸変性ポリオレフィン樹脂および共重合ポリエステル樹脂ならびに所望の添加剤を混合して、例えばＴダイにより押出成形することにより製造できる。接着フィルムの厚みは特に制限されるものではなく、例えば、上記した接着層の厚みと同様の範囲内で調整される。

接着フィルムは、接着されるべき２つの被接着体間に介在させて重ね合わせた後、加圧・加熱されることによって、接着が達成される。接着層を形成する場合と同様に、比較的低い加熱温度、例えば１１０℃〜１４０℃程度であっても、良好な接着が達成される。

本発明のホットメルト接着剤によって接着される被接着体はポリエステル、特にポリエチレンテレフタレートまたはポリブチレンテレフタレートを含有するものであることが好ましい。

本発明のホットメルト接着剤は、打ち抜き加工が必要な積層体の製造時に使用される接着剤として使用されることが好ましい。低温接着性およびベトツキの課題が解決されるだけでなく、積層体の打ち抜き加工時のバリの発生が十分に防止されるためである。本発明のホットメルト接着剤は、積層体を構成する層間の接着剤として使用される。

打ち抜き加工が必要な積層体として、例えば、ＩＣカード等が挙げられる。本発明のホットメルト接着剤はＩＣカードの製造に最も有用である。

図１にＩＣカードの一例の概略断面構成図を示す。当該ＩＣカードは、回路基板１の両面に、接着層２を介して表皮層３を重ね合わせ、加圧・加熱して積層した後、打ち抜き加工工程において不要な周辺部分を除去するために打ち抜いて製造される。接着層２の少なくとも一方、好ましくは両方が本発明のホットメルト接着剤からなっている。

（実施例／比較例）
表１に記載の成分を所定の比率により混合し、約２１０℃でペレタイザーにより混合ペレットを作成した。

（低温接着性）
混合ペレットを、Ｔダイ押出機（温度約２２０℃）によりＰＥＴ製表皮層（厚み２００μｍ）上にフィルム状に押出し、ラミネート後、冷却して、接着層付き表皮層を得た。接着層の厚みは５０μｍであった。
接着層付き表皮層をＰＥＴ基板上に、接着層とＰＥＴ基板とが接触するように重ね合わせ、１３０℃および１ｋｇｆの条件下で５秒間、加圧および加熱した。得られた積層体において、表皮層をＰＥＴ基板から剥離させるときの接着強度をＪＩＳＫ６８５４：１９７７に基づいて測定した。測定条件；１８０°剥離、試験速度＝１００ｍｍ／分［オートグラフ使用］。
○；接着強度は１０Ｎ／ｃｍ以上であった；
△；接着強度は８Ｎ／ｃｍ以上１０Ｎ／ｃｍ未満であり、実用上問題はなかった；
×；接着強度は８未満であり、実用上問題があった。

（ベトツキ）
混合ペレットを、Ｔダイ押出機（温度約２２０℃）によりフィルム状に押出し、冷却してロール状に巻き取り、接着層単体フィルムを得た。フィルムの厚みは５０μｍであった。
フィルムを室温（２０℃）下で、１日保管した後、巻き戻しを行い、下記の基準によりベトツキの評価を実施した。
○；ロールを巻き戻す際、層間でフィルムがはく離し、巻き戻しがスムーズである；
×；ロールを巻き戻す際、層間でフィルムがくっつき、巻き戻しがスムーズでない。

（バリ）
図１に示すＩＣカードを製造した。
混合ペレットを、Ｔダイ押出機（温度約２２０℃）によりＰＥＴ製表皮層３（厚み２００μｍ）上にフィルム状に押出し、ラミネート後、冷却して、接着層付き表皮層Ａを得た。接着層２の厚みは３００μｍであった。
接着層２の厚みが５０μｍとすること以外、接着層付き表皮層Ａと同様の製造方法により接着層付き表皮層Ｂを得た。
一方の面のみにＩＣチップおよびプリント回路を備えたＰＥＴ製回路基板１（厚み５０μｍ）を用意した。
基板１におけるＩＣチップ等の形成面には接着層付き表皮層Ａの接着層が接触するように、かつ基板１における他方の面には接着層付き表皮層Ｂの接着層が接触するように、接着層付き表皮層Ａ、基板１および接着層付き表皮層Ｂを重ね合わせ、１１０℃および１ｋｇｆの条件下で５秒間、加圧および加熱し、積層体を製造した。
得られた積層体を打ち抜き加工に供し、ＩＣカードを得た。ＩＣカードの端部を観察し、接着剤に由来するバリ（異物）について評価した。
○；実用上問題となるバリの発生は認められなかった；
×；実用上問題となるバリの発生が認められた。

（破断点伸び）
ベトツキの評価方法で製造されたフィルムを用いて破断点伸びを測定した。フィルムの伸びは打ち抜き加工時に発生するバリと相関するものである。すなわち、伸びが大きいほど、バリは発生し易い。
フィルム単体のＭＤ方向（押出方向）における引張破断伸びを測定した。
測定条件；試験片 ２号ダンベル、測定速度＝５００ｍｍ／分、標点距離＝２５ｍｍ［オートグラフ使用］。
破断点伸びが、約８５０％以上であると、バリが発生することがわかった。

アドマーＳＦ７３１：マレイン酸変性ポリオレフィン樹脂、三井化学社製、軟化点４３℃、ＭＦＲ２．６ｇ／１０分（１９０℃）。
アドマーＳＥ８１０：マレイン酸変性ポリオレフィン樹脂、三井化学社製、軟化点３８℃、ＭＦＲ７．２ｇ／１０分（１９０℃）。
ペトロセン３４９：未変性ポリオレフィン樹脂（ＬＤＰＥ）、東ソー社製、軟化点８５℃、ＭＦＲ１３ｇ／１０分（１９０℃）。
アロンメルト：飽和共重合ポリエステル樹脂、東亜合成社製、密度１．２、融点約１１０℃、ＭＦＲ４０ｇ／１０分（１９０℃）。

１：回路基板
２：接着層
３：表皮層
Ａ：Ｂ：接着層付き表皮層

Claims (8)

1. 酸変性ポリオレフィン樹脂および共重合ポリエステル樹脂を含有してなり、共重合ポリエステル樹脂の含有量が酸変性ポリオレフィン樹脂１００重量部に対して１〜２０重量部であるホットメルト接着剤。
2. 酸変性ポリオレフィン樹脂がマレイン酸変性ポリオレフィンである請求項１に記載のホットメルト接着剤。
3. 共重合ポリエステル樹脂が少なくともポリカルボン酸成分およびアルキレングリコール成分を用いて得られるポリエステルである請求項１または２に記載のホットメルト接着剤。
4. ポリカルボン酸成分が芳香族ジカルボン酸であり、アルキレングリコール成分が飽和脂肪族グリコールである請求項３に記載のホットメルト接着剤。
5. フィルム形状を有する請求項１〜４のいずれかに記載のホットメルト接着剤。
6. 製造時に打ち抜き加工を行う積層体の接着剤として使用される請求項１〜５のいずれかに記載のホットメルト接着剤。
7. ＩＣカードの接着剤として使用される請求項１〜５のいずれかに記載のホットメルト接着剤。
8. 請求項１〜５のいずれかに記載のホットメルト接着剤からなる接着層を有するＩＣカード。

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