JP2014527565A - ホットメルト接着剤組成物 - Google Patents

Abstract

本発明は、脂肪族ポリカーボネートを含むホットメルト接着剤組成物に関する。本発明によるホットメルト接着剤組成物は、熱分解温度が低いため、廃棄物の処理時に環境に非常にやさしく、溶融温度が低いため、低温での使用が可能であるとともに、十分な接着力を発揮することができる。【選択図】なし

Description

本発明は、脂肪族カーボネートを含むホットメルト接着剤組成物に関し、より詳細には、軟化点及び溶融粘度が低いため、相対的に低い温度での適用が可能であるとともに、接着力に優れ、廃棄時に有害物質が放出されないため環境にやさしいホットメルト接着剤組成物に関する。

通常、ホットメルト接着剤は、室温で固体物質であるが、熱を加えると液体などの流体状態に溶融されて、被着材に対して接着力を有することになる。溶融された流体状態のホットメルト接着剤を冷却させると固体形態に戻り、凝集力を回復する。また、ホットメルト接着剤は熱可塑性物質からなっているため、高温で溶融させて形態を作った後、冷却させて迅速に接着させる。ホットメルト接着剤は、主に表面のファンデルワールス力と極性結合を用いて接着剤と被着材とを接合させる。接着力は、表面の孔や凹凸に液状の接着剤が流れ込んで接着力を高める投錨効果に影響を受けるが、この効果を完全に利用するためには、ホットメルト接着剤が溶融された際に十分な流動性を有する必要がある。このためには、できるだけ高い温度でホットメルト接着剤を溶融させる必要がある。

従来の通常のホットメルト接着剤は、主にエチレンビニルアセテート（ＥＶＡ）を採用しており、板紙箱、建築内装材の接着などに広く用いられている。エチレンビニルアセテート（ＥＶＡ）に含まれたマイクロワックス（Microwax）の量は溶融粘度を調節する役割をする。

低い溶融温度で十分な流動性及び高い接着力を有するホットメルト接着剤は、適用時にエネルギー効率が高いだけでなく、接着力による溶剤を用いる必要がないというホットメルトの長所を生かすことができるため、環境にやさしい。また、従来のホットメルト接着剤より熱分解温度が低い樹脂を用いる場合、使用後の廃棄物の処理コストを低減することができるため、経済的及び環境的な利点を有する。

本発明の目的は、極性が高くて、紙、木材、金属などに対する接着力を向上させることができ、熱分解温度が低く、燃焼時に有害ガスが発生しないため、廃棄物の処理時にエネルギー消費が少なく、大気汚染がないため環境にやさしいホットメルト接着剤を提供することにある。

本発明は、脂肪族ポリカーボネートを含むホットメルト接着剤組成物に関する。

本発明によるホットメルト接着剤組成物は、熱分解温度が低くて、廃棄物の処理時に有毒ガスが発生しないため、環境に非常に優れるだけでなく、溶融温度が低いため、低温での使用が可能であるとともに、十分な接着力を発揮することができる長所がある。

以下、本発明をより詳細に説明する。

本発明は、脂肪族ポリカーボネートを含むホットメルト接着剤組成物に関し、前記脂肪族ポリカーボネートは、二酸化炭素と互いに異なる１種以上のエポキシド化合物とを反応させることで得られることを特徴とする。

前記エポキシド化合物は、ハロゲンもしくはアルコキシで置換されているか又は置換されていない（Ｃ２‐Ｃ１０）アルキレンオキシド；ハロゲンもしくはアルコキシで置換されているか又は置換されていない（Ｃ４‐Ｃ２０）シクロアルキレンオキシド；及びハロゲン、アルコキシ、アルキルもしくはアリールで置換されているか又は置換されていない（Ｃ８‐Ｃ２０）スチレンオキシドからなる群から選択される１種以上である。

前記アルコキシの具体的な例としては、アルキルオキシ、アリールオキシ、アラルキルオキシなどが挙げられ、前記アリールオキシの例としては、フェノキシ、ビフェニルオキシ、ナフチルオキシなどが挙げられる。前記アルコキシ、アルキル、及びアリールは、ハロゲン元素又はアルコキシ基から選択される置換基を有することができる。

より具体的に、前記脂肪族ポリカーボネートは下記化学式１で表されることができる。

[化学式１]

（前記化学式１中、ｍは２〜１０の整数であり、ｎは１〜３の整数であり、Ｒは、水素、（Ｃ１‐Ｃ４）アルキル、又は‐ＣＨ₂‐Ｏ‐Ｒ´（Ｒ´は（Ｃ１‐Ｃ８）アルキル）であり、ｘ：ｙは５：９５〜９９．９９：０．０１である。）

本発明による前記エポキシド化合物の具体的な例としては、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、ブテンオキシド、ペンテンオキシド、ヘキセンオキシド、オクテンオキシド、デセンオキシド、ドデセンオキシド、テトラデセンオキシド、ヘキサデセンオキシド、オクタデセンオキシド、ブタジエンモノオキシド、１，２‐エポキシド‐７‐オクテン、エピフルオロヒドリン、エピクロロヒドリン、エピブロモヒドリン、イソプロピルグリシジルエーテル、ブチルグリシジルエーテル、ｔ‐ブチルグリシジルエーテル、２‐エチルヘキシルグリシジルエーテル、アリルグリシジルエーテル、シクロペンテンオキシド、シクロヘキセンオキシド、シクロオクテンオキシド、シクロドデセンオキシド、α-ピネンオキシド、２，３‐エポキシドノルボルネン、リモネンオキシド、ディルドリン、２，３‐エポキシドプロピルベンゼン、スチレンオキシド、フェニルプロピレンオキシド、スチルベンオキシド、クロロスチルベンオキシド、ジクロロスチルベンオキシド、１，２‐エポキシ‐３‐フェノキシプロパン、ベンジルオキシメチルオキシラン、グリシジル‐メチルフェニルエーテル、クロロフェニル‐２，３‐エポキシドプロピルエーテル、エポキシプロピルメトキシフェニルエーテル、ビフェニルグリシジルエーテル、グリシジルナフチルエーテルなどが挙げられる。

前記脂肪族ポリカーボネートを重合する方法としては、溶液重合又は塊状重合が可能であり、より具体的には、有機溶媒を反応媒質として使用し、エポキシド化合物及び触媒の存在下で二酸化炭素を投入して重合することができる。

前記溶媒としては、ペンタン、オクタン、デカン、及びシクロヘキサンなどの脂肪族炭化水素、ベンゼン、トルエン、及びキシレンなどの芳香族炭化水素、クロロメタン、メチレンクロライド、クロロホルム、カーボンテトラクロライド、１，１‐ジクロロエタン、１，２‐ジクロロエタン、エチルクロライド、トリクロロエタン、１‐クロロプロパン、２‐クロロプロパン、１‐クロロブタン、２‐クロロブタン、１‐クロロ‐２‐メチルプロパン、クロロベンゼン、及びブロモベンゼンなどのハロゲン化炭化水素のうち単独又は２つ以上を組み合わせて使用することができる。二酸化炭素の圧力は、常圧〜１００ａｔｍが可能であり、５ａｔｍ〜３０ａｔｍが好ましい。前記共重合時の重合温度は２０〜１２０℃が可能であり、５０〜９０℃が好ましい。より好ましくは、単量体そのものを溶媒として使用する塊状重合を行うことができる。

前記脂肪族ポリカーボネートは、本出願人により出願された韓国公開特許第２００８‐００１５４５４号公報、同第２００９‐００９０１５４号公報、同第２０１０‐０６７５９３号公報、及び同第２０１０‐００１３２５５号公報に記載のものに基づいて製造されたポリアルキレンカーボネートであって、アルキレンとしては、エチレン、プロピレン、１‐ブチレン、シクロヘキセン、アルキルグリシジルエテル、ｎ‐ブチル、ｎ‐オクチルなどを含むが、これに限定されない。

本発明は、前記化学式１の脂肪族ポリカーボネートのガラス転移温度（Ｔｇ）が４０〜１１０℃であるホットメルト接着剤組成物を提供する。

本発明によるホットメルト接着剤組成物の軟化点は７０〜１３０℃であることを特徴とする。したがって、本発明のホットメルト接着剤組成物は、低い軟化点にもかかわらず、接着力や粘度に優れて、低温での適用に有利である。

本発明によれば、ホットメルト接着剤に用いられる脂肪族ポリカーボネートの触媒残量が３ｐｐｍ以下であることを特徴とし、触媒残量を最小化することで、接着力及び熱安定性が向上される。

本発明によるホットメルト接着剤組成物は、熱分解温度が低くて、廃棄物の処理時に有毒ガスが発生しないため、環境に非常にやさしいだけでなく、溶融温度が低いため、低温での使用が可能であるとともに、接着力に優れる。また、触媒の残量が３ｐｐｍ以下と低いため、熱に露出された際に熱分解され難いという長所がある。

以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明が下記実施例に限定されるものではない。

［実施例１］
ベース樹脂として、分子量２９０，０００ｇ／ｍｏｌのポリプロピレンカーボネートを、長さ５ｍの２軸押出機（Twin extruder）を用いて２３０℃で１．６ｋｇ／ｈの速度で押出することで、分子量５０，０００ｇ／ｍｏｌのポリプロピレンカーボネートを得た。この低分子量のポリプロピレンカーボネートに、可塑剤としてプロピレンカーボネート（propylene carbonate）１０重量部を混合し、２軸押出機を用いて１９０℃で押出することで、ペレットに製造した。このように製造されたホットメルト接着剤の粘度は１０Ｐａ．ｓｅｃであった。このホットメルト接着剤を１９０℃で溶かし、ＰＶＣシートと木材との間に塗布して接合させた。その接着力の測定結果を下記表１に示した。

［実施例２］
前記実施例１の方法により製造した分子量５０，０００ｇ／ｍｏｌのポリプロピレンカーボネートに、可塑剤としてプロピレンカーボネート（propylene carbonate）１０重量部、カルナウバろう（wax）５重量部を混合し、２軸押出機を用いて１９０℃で押出することで、ペレットに製造した。このように製造されたホットメルト接着剤の粘度は１８０℃で５Ｐａ．ｓｅｃであった。このホットメルト接着剤を１９０℃で溶かし、ＰＶＣシートと木材との間に塗布して接合させた。その接着力の測定結果を下記表１に示した。

［比較例１］
酢酸ビニル（Vinyl acetate）の含量が２０％であるエチレンビニルアセテート４０ｇに、軟化点が９０℃のロジンエステル４０ｇ、融点が６０℃のパラフィンろう（wax）２０ｇを混合して、ホットメルト接着剤を製造した。このホットメルト接着剤の粘度は１０Ｐａ．ｓｅｃであった。このホットメルト接着剤を１９０℃で溶かし、ＰＶＣシートと木材との間に塗布して接合させた。その接着力の測定結果を下記表１に示した。

前記表１に示すように、本発明による実施例１及び実施例２は、軟化点がそれぞれ１００℃及び１１０℃であって、溶融温度が低いため、低温での使用が可能であるとともに、十分な接着力を発揮することを確認することができた。本発明によるホットメルト接着剤は、比較例１に比べ低い軟化点を有しながらも、接着力が低下しないため、環境にやわしいホットメルト接着剤を提供することができる。

Claims (8)

1. 脂肪族ポリカーボネートを含むホットメルト接着剤組成物。
2. 前記脂肪族ポリカーボネートは、二酸化炭素と互いに異なる１種以上のエポキシド化合物とを反応させることで得られる、請求項１に記載のホットメルト接着剤組成物。
3. 前記エポキシド化合物は、ハロゲンもしくはアルコキシで置換されているか又は置換されていない（Ｃ２‐Ｃ１０）アルキレンオキシド；ハロゲンもしくはアルコキシで置換されているか又は置換されていない（Ｃ４‐Ｃ２０）シクロアルキレンオキシド；及びハロゲン、アルコキシ、アルキルもしくはアリールで置換されているか又は置換されていない（Ｃ８‐Ｃ２０）スチレンオキシドからなる群から選択される１種以上である、請求項２に記載のホットメルト接着剤組成物。
4. 前記脂肪族ポリカーボネートは下記化学式１で表される、請求項１又は２に記載のホットメルト接着剤組成物。
   [化学式１]
   

   

   
   （前記化学式１中、ｍは２〜１０の整数であり、ｎは１〜３の整数であり、Ｒは、水素、（Ｃ１‐Ｃ４）アルキル、又は‐ＣＨ₂‐Ｏ‐Ｒ´（Ｒ´は（Ｃ１‐Ｃ８）アルキル）であり、ｘ：ｙは５：９５〜９９．９９：０．０１である。）
5. 前記脂肪族ポリカーボネートは、押出経路の長さが４〜６Ｍである２軸押出機を用いて、２２５〜２４０℃で１．０〜２．０ｋｇ／ｈの速度で分子量が５０，０００ｇ／ｍｏｌeに調節される、請求項２に記載のホットメルト接着剤組成物。
6. 前記脂肪族ポリカーボネートはガラス転移温度（Ｔｇ）が４０〜１１０℃である、請求項４に記載のホットメルト接着剤組成物。
7. 軟化点が７０〜１３０℃である、請求項１乃至６の何れか一項に記載のホットメルト接着剤組成物。
8. 脂肪族ポリカーボネートの触媒残量が３ｐｐｍ以下である、請求項７に記載のホットメルト接着剤組成物。