JP2015028119A - ホットメルト接着剤組成物及びこれを用いてなる吸水性物品 - Google Patents

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Abstract

【課題】耐クリープ性及び熱安定性に優れていると共に、湿潤状態の親水性多孔質基材に対しても優れた接着強度を発現することが可能なホットメルト接着剤組成物を提供する。【解決手段】それぞれスチレン成分の含有量が30〜50重量%である、スチレン−イソプレン−スチレンブロック共重合体、スチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体、及びスチレン−ブタジエン/ブチレン−スチレンブロック共重合体よりなる群から選択される少なくとも一種を含む熱可塑性ブロック共重合体(A)100重量部と、カルボキシル基及び/又はカルボン酸無水物基を分子内に有する液状ゴム(B)0.05〜10重量部と、ナフテン系プロセスオイル(C1)30〜150重量部又はパラフィン系プロセスオイル(C2)20〜120重量部と、粘着付与樹脂(D)とを含有することを特徴とするホットメルト接着剤組成物。【選択図】なし

Description

本発明は、ホットメルト接着剤組成物に関し、特に、紙おむつなどの吸水性物品を製造するために好適に用いられるホットメルト接着剤組成物に関する。
紙おむつや生理用ナプキンなどの吸水性物品は、ポリオレフィン系樹脂フィルムなどからなる液不透過性バックシートと、不織布などからなる液透過性トップシートと、これらの間に配置された吸収体とから基本的に構成されている。吸収体が尿などを吸収した後にベタツキが発生することを抑制するために、吸収体はその表面をティッシュなどの吸水紙で覆われた状態で使用される。また、吸水性物品では、ゴムなどの弾性部材が伸縮自在に取り付けられることによって、着用者の脚周りや腰周りにフィットさせて排泄物が漏れ出すことを防止する構造が採用されている。
吸水性物品の製造において、ゴムなどの弾性部材を接着する部位には、スチレン系ブロック共重合体を主成分とするゴム系ホットメルト接着剤が用いられている。ゴム系ホットメルト接着剤は凝集力が高くて耐クリープ性に優れていることから、弾性部材の伸縮に追従してゴム系ホットメルト接着剤の硬化物も追従することができ、弾性部材を伸縮自在に接着することが可能となる。
しかしながら、ゴム系ホットメルト接着剤は、後述する通り、湿潤接着性が低く、ティッシュなどの親水性多孔質基材が湿潤状態となった場合に接着強度が低下するという問題があった。
ゴム系ホットメルト接着剤によって不織布やティッシュなどの多孔質基材を接着する場合、加熱溶融させたゴム系ホットメルト接着剤と多孔質基材とを圧着させて、加熱溶融させたゴム系ホットメルト接着剤をその凝集力(粘着力)によって多孔質基材と密着させると共に、加熱溶融させたゴム系ホットメルト接着剤を多孔質基材の細孔内へ流動させた後、ゴム系ホットメルト接着剤を冷却固化させることによって、多孔質基材の接着が行われる。
一方、セルロース系材料やコットン系素材等の天然素材からなる多孔質基材(ティッシュなど)や親水化処理が施された不織布などは、親水性多孔質基材である。このような親水性多孔質基材は、その表面が高極性であるのに対して、ゴム系ホットメルト接着剤は極性が低いために、親水性多孔質基材とゴム系ホットメルト接着剤との親和性が低い。そのため、加熱溶融させたゴム系ホットメルト接着剤と親水性多孔質基材とを圧着させても、ゴム系ホットメルト接着剤が親水性多孔質基材の細孔内に流動し難く、ゴム系ホットメルト接着剤と親水性多孔質基材との接触面積が減少するために、分子間力やアンカー効果による接着作用が低下する。このような場合、ゴム系ホットメルト接着剤によって接着された親水性多孔質基材が乾燥している状態では実用に耐え得る接着強度が得られるが、ゴム系ホットメルト接着剤によって接着された親水性多孔質基材が尿などの体液で濡れて湿潤状態となった場合には、接着強度が著しく低下する問題が生じる。
そのため、ゴム系ホットメルト接着剤は、尿などの体液によって湿潤し易い部位に用いられる部材の接着には使用することができず、吸水性物品の製造において使用可能な部位が限られていた。したがって、従来のゴム系ホットメルト接着剤を用いて吸水性物品を製造する場合、接着部位ごとに適したホットメルト接着剤を選択する必要があり、これにより、製造工程数が増えるだけでなく、ホットメルト接着剤の種類ごとにタンクやホースなどが必要となるために塗工設備が複雑になり、生産効率が低下する。したがって、ゴム系ホットメルト接着剤には、湿潤接着性を向上させることにより、吸水性物品において様々な部位に使用できるようにすることが望まれている。
そこで、特許文献1では、スチレン系ブロック共重合体の他に、カルボン酸及び/又はカルボン酸無水物で変成されたワックスをさらに含むホットメルト接着剤組成物が開示されている。カルボン酸及び/又はカルボン酸無水物で変成されたワックスによれば、ホットメルト接着剤組成物に極性を付与することができ、これによりホットメルト接着剤組成物の親水性多孔質基材に対する親和性を高め、ホットメルト接着剤組成物の湿潤接着性を向上させることが可能となる。
特開2007−169531号公報
しかしながら、特許文献1のホットメルト接着剤組成物では、上述したワックスが添加されていることによって、塗工後に温度の低下に伴って急激に固化が進行して流動性が低下する。そのため、このようなホットメルト接着剤組成物では、依然として、親水性多孔質基材の細孔内に流動し難く、ゴム系ホットメルト接着剤と親水性多孔質基材との接触面積を充分に向上させることができず、湿潤状態の親水性多孔質基材に対して充分な接着強度が得られない場合があった。したがって、ホットメルト接着剤組成物の湿潤接着性の更なる向上が望まれている。
また、耐クリープ性能に優れるゴム系ホットメルト接着剤ほど凝集力が高いために塗工時に流動性が特に低下するため、これまでに開示されてきた方法では耐クリープ性と湿潤接着性を両立させることは困難であった。
さらに、カルボン酸及び/又はカルボン酸無水物で変成されたワックスは、ホットメルト接着剤組成物に含まれている他の成分との相溶性が低い。そのため、このようなワックスを用いることにより、ホットメルト接着剤組成物の熱安定性が低下する。熱安定性が低いホットメルト接着剤組成物を加熱溶融状態で長時間放置しておくと、ホットメルト接着剤組成物が、変色したり、ゲル化や炭化の発生により塗工不良となったりする。
したがって、本発明は、耐クリープ性及び熱安定性に優れていると共に、湿潤状態の親水性多孔質基材に対しても優れた接着強度を発現することが可能な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。
本発明のホットメルト接着剤組成物は、
スチレン成分の含有量が30〜50重量%であるスチレン−イソプレン−スチレンブロック共重合体、スチレン成分の含有量が30〜50重量%であるスチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体、及びスチレン成分の含有量が30〜50重量%であるスチレン−ブタジエン/ブチレン−スチレンブロック共重合体よりなる群から選択される少なくとも一種を含む熱可塑性ブロック共重合体(A)100重量部と、
カルボキシル基及び/又はカルボン酸無水物基を分子内に有する液状ゴム(B)0.05〜10重量部と、
ナフテン系プロセスオイル(C1)30〜150重量部又はパラフィン系プロセスオイル(C2)20〜120重量部と、
粘着付与樹脂(D)と、を含有することを特徴とする。
[熱可塑性ブロック共重合体(A)]
熱可塑性ブロック共重合体(A)としては、スチレン−イソプレン−スチレンブロック共重合体、スチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体、及びスチレン−ブタジエン/ブチレン−スチレンブロック共重合体が挙げられる。これらの共重合体を用いることによって、耐クリープ性に優れていると共に、湿潤状態の親水性多孔質基材に対して優れた接着強度を発現することが可能なホットメルト接着剤組成物を提供することができる。なお、熱可塑性ブロック共重合体は、一種単独で用いられてもよく、二種以上を併用してもよい。
スチレン−イソプレン−スチレンブロック共重合体中におけるスチレン成分の含有量は、30〜50重量%に限定されるが、30〜45重量%が好ましい。スチレン成分の含有量が高過ぎるスチレン−イソプレン−スチレンブロック共重合体を用いると、得られるホットメルト接着剤組成物が硬化後に脆くて硬い硬化物となり、ホットメルト接着剤組成物の低温剥離強度が低下するため、このようなホットメルト接着剤組成物を用いてなる吸水性物品を冬期など5℃以下の低温環境下で保管した際に、吸水性物品を構成する部材が剥離する虞れがある。また、スチレン成分の含有量が低過ぎるスチレン−イソプレン−スチレンブロック共重合体を用いると、ホットメルト接着剤組成物の凝集力(粘着力)が低下するため、得られるホットメルト接着剤組成物の湿潤接着性及び耐クリープ性が低下する虞れがある。
スチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体中におけるスチレン成分の含有量は、30〜50重量%に限定されるが、30〜45重量%が好ましい。スチレン成分の含有量が高過ぎるスチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体を用いると、得られるホットメルト接着剤組成物が硬化後に脆くて硬い硬化物となり、ホットメルト接着剤組成物の低温剥離強度が低下するため、このようなホットメルト接着剤組成物を用いてなる吸水性物品を冬期など5℃以下の低温環境下で保管した際に、吸水性物品を構成する部材が剥離する虞れがある。また、スチレン成分の含有量が低過ぎるスチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体を用いると、ホットメルト接着剤組成物の凝集力(粘着力)が低下するため、得られるホットメルト接着剤組成物の湿潤接着性及び耐クリープ性が低下する虞れがある。
スチレン−ブタジエン/ブチレン−スチレンブロック共重合体中におけるスチレン成分の含有量は、30〜50重量%に限定されるが、30〜45重量%が好ましい。スチレン成分の含有量が高過ぎるスチレン−ブタジエン/ブチレン−スチレンブロック共重合体を用いると、得られるホットメルト接着剤組成物が硬化後に脆くて硬い硬化物となり、ホットメルト接着剤組成物の低温剥離強度が低下するため、このようなホットメルト接着剤組成物を用いてなる吸水性物品を冬期など5℃以下の低温環境下で保管した際に、吸水性物品を構成する部材が剥離する虞れがある。また、スチレン成分の含有量が低過ぎるスチレン−ブタジエン/ブチレン−スチレンブロック共重合体を用いると、ホットメルト接着剤組成物の凝集力(粘着力)が低下するため、得られるホットメルト接着剤組成物の湿潤接着性及び耐クリープ性が低下する虞れがある。
熱可塑性ブロック共重合体(A)中におけるスチレン成分の含有量は、熱可塑性ブロック共重合体(A)の全量に対して、30〜50重量%に限定されるが、30〜45重量%が好ましい。スチレン成分の含有量が高過ぎる熱可塑性ブロック共重合体(A)を用いると、得られるホットメルト接着剤組成物が硬化後に脆くて硬い硬化物となり、ホットメルト接着剤組成物の低温剥離強度が低下するため、このようなホットメルト接着剤組成物を用いてなる吸水性物品を冬期など5℃以下の低温環境下で保管した際に、吸水性物品を構成する部材が剥離する虞れがある。また、スチレン成分の含有量が低過ぎる熱可塑性ブロック共重合体(A)を用いると、ホットメルト接着剤組成物の凝集力(粘着力)が低下するため、得られるホットメルト接着剤組成物の湿潤接着性及び耐クリープ性が低下する虞れがある。
スチレン−イソプレン−スチレンブロック共重合体の重量平均分子量(Mw)は、50,000〜300,000が好ましく、70,000〜250,000がより好ましく、100,000〜200,000が特に好ましい。重量平均分子量(Mw)が小さ過ぎるスチレン−イソプレン−スチレンブロック共重合体では、ホットメルト接着剤組成物自体の凝集力を低下させて接着力が不十分となる虞れがある。また、重量平均分子量(Mw)が大き過ぎるスチレン−イソプレン−スチレンブロック共重合体では、ホットメルト接着剤組成物の溶融粘度が高くし過ぎて流動性を損なう虞れがある。
スチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体の重量平均分子量(Mw)は、50,000〜300,000が好ましく、70,000〜250,000がより好ましく、100,000〜200,000が特に好ましい。重量平均分子量(Mw)が小さ過ぎるスチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体では、ホットメルト接着剤組成物自体の凝集力を低下させて接着力が不十分となる虞れがある。また、重量平均分子量(Mw)が大き過ぎるスチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体では、ホットメルト接着剤組成物の溶融粘度が高くし過ぎて流動性を損なう虞れがある。
スチレン−ブタジエン/ブチレン−スチレンブロック共重合体の重量平均分子量(Mw)は、50,000〜300,000が好ましく、70,000〜250,000がより好ましく、100,000〜200,000が特に好ましい。重量平均分子量(Mw)が小さ過ぎるスチレン−ブタジエン/ブチレン−スチレンブロック共重合体では、ホットメルト接着剤組成物自体の凝集力を低下させて接着力が不十分となる虞れがある。また、重量平均分子量(Mw)が大き過ぎるスチレン−ブタジエン/ブチレン−スチレンブロック共重合体では、ホットメルト接着剤組成物の溶融粘度が高くし過ぎて流動性を損なう虞れがある。
熱可塑性ブロック共重合体(A)の重量平均分子量(Mw)は、50,000〜300,000が好ましく、70,000〜250,000がより好ましく、100,000〜200,000が特に好ましい。重量平均分子量(Mw)が小さ過ぎる熱可塑性ブロック共重合体(A)では、ホットメルト接着剤組成物自体の凝集力を低下させて接着力が不十分となる虞れがある。また、重量平均分子量(Mw)が大き過ぎる熱可塑性ブロック共重合体(A)では、ホットメルト接着剤組成物の溶融粘度が高くし過ぎて流動性を損なう虞れがある。
なお、本発明において、スチレン−イソプレン−スチレンブロック共重合体、スチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体、スチレン−ブタジエン/ブチレン−スチレンブロック共重合体、及び熱可塑性ブロック共重合体(A)の重量平均分子量とは、それぞれ、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー測定装置を用いて、標準ポリスチレンで換算することにより得られる測定値のことを意味する。
[液状ゴム(B)]
本発明のホットメルト接着剤組成物は、極性基を分子内に有する液状ゴム(B)を含有する。極性基としては、カルボキシル基(−COOH)、及びカルボン酸無水物基(−CO−O−CO−)が挙げられる。液状ゴム(B)は、カルボキシル基及びカルボン酸無水物基のうち、いずれか一方を有していてもよく、双方を有していてもよい。
なお、本発明において、「液状ゴム」とは、23℃、1.01×105Pa(1atm)にて液体状を呈するゴムを意味する。
液状ゴム(B)はその極性基によって、セルロース系材料やコットン系素材等の天然素材からなる多孔質基材(ティッシュなど)や親水化処理が施された不織布などの親水性多孔質基材に対する親和性が向上されており、加熱溶融させたゴム系ホットメルト接着剤を親水性多孔質基材の細孔内へ流動し易くすることができる。さらに、ホットメルト接着剤組成物は、液状ゴム(B)を含んでいても、加熱溶融後に溶融粘度が低く優れた流動性を発現すると共に、温度の低下に伴って緩やかに固化するために急激に溶融粘度が上昇して流動性が低下することが高く抑制されている。したがって、このようなホットメルト接着剤組成物に親水性多孔質基材を圧着することによって、ホットメルト接着剤組成物が、親水性多孔質基材の細孔内部に流動して、ホットメルト接着剤組成物と親水性多孔質基材との接触面積を向上させることができる。ゆえに、本発明のホットメルト接着剤組成物は、親水性多孔質基材に対して優れた接着強度を発現することができると共に、このような優れた接着強度を親水性多孔質基材が湿潤状態となった場合であっても維持することができる。
また、液状ゴム(B)によれば、ホットメルト接着剤組成物の熱安定性を向上させることも可能となる。したがって、本発明のホットメルト接着剤組成物を加熱溶融させた後、加熱溶融させた状態でタンク内に長時間に亘って貯蔵しても、ホットメルト接着剤組成物の着色、ゲル化や炭化の発生を高く抑制することも可能となる。
液状ゴム(B)としては、主鎖が、α−オレフィンの単独重合体、エチレン−α−オレフィン共重合体、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−プロピレン−ジエン共重合体、エチレン−プロピレン−ジエン共重合体の水素添加物、エチレン−ブチレン共重合体、ポリイソプレン、ポリイソブテン、ポリブタジエン、スチレン−ブタジエンブロック共重合体、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体、又はアクリロニトリル−ブタジエン共重合体の水素添加物からなり、且つ上記主鎖の末端又は側鎖に極性基を有する液状ゴムが挙げられる。液状ゴム(B)は、一種単独で用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。
なかでも、液状ゴム(B)の主鎖は、ポリイソプレン、ポリブタジエン、又はスチレン−ブタジエンブロック共重合体からなることが好ましく、ポリイソプレンからなることがより好ましい。このような液状ゴム(B)は、上述した熱可塑性ブロック共重合体(A)に対して優れた相溶性を有することから、加熱溶融させたホットメルト接着剤組成物の流動性や熱安定性を高く向上させることができるだけでなく、湿潤接着性も高めることができる。
液状ゴム(B)の数平均分子量(Mn)は、1000〜150,000が好ましく、2000以上50,000未満がより好ましく、2,000〜4,5000が特に好ましい。液状ゴム(B)の数平均分子量(Mn)が小さ過ぎると、ホットメルト接着剤組成物自体の凝集力が低下して湿潤接着性が不十分となる虞れがある。また、液状ゴム(B)の数平均分子量(Mn)が大き過ぎると、ホットメルト接着剤組成物の溶融粘度が高くなりすぎて流動性が低下する虞れがある。
なお、本発明において、液状ゴム(B)の数平均分子量(Mn)とは、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー測定装置を用いて、標準ポリスチレンで換算することにより得られる測定値のことを意味する。
また、極性基を分子内に有する液状ゴム(B)としては、市販品を用いることができる。例えば、カルボキシル基を有する液状ポリイソプレンとしては、クラレ社製 製品名「クラプレン LIR−410」などが挙げられる。カルボン酸無水物基を有する液状ポリイソプレンとしては、クラレ社製 製品名「クラプレンLIR−403」などが挙げられる。カルボキシル基を有する液状アクリロニトリルブタジエン共重合体としては、BF Goodrich社製 製品名「CTBN 1300X8」などが挙げられる。
ホットメルト接着剤組成物中における液状ゴム(B)の含有量としては、熱可塑性ブロック共重合体(A)100重量部に対して、0.05〜10重量部に限定されるが、1〜10重量部が好ましく、3〜10重量部がより好ましい。ホットメルト接着剤組成物中における液状ゴム(B)の含有量が高過ぎると、得られるホットメルト接着剤組成物の湿潤接着性を充分に向上させることができない虞れがある。また、ホットメルト接着剤組成物中における液状ゴム(B)の含有量が低過ぎると、得られるホットメルト接着剤組成物の加熱安定性が低下して、加熱溶融させたホットメルト接着剤組成物を長時間放置するとゲル化して溶融粘度が上昇する虞れがある。
[可塑剤(C)]
本発明のホットメルト接着剤組成物は、可塑剤(C)として、ナフテン系プロセスオイル(C1)又はパラフィン系プロセスオイル(C2)を含有する。これらの可塑剤を用いることにより、熱安定性及び耐候性に優れたホットメルト接着剤組成物が得られる。なかでも、ナフテン系プロセスオイル(C1)が好ましい。ナフテン系プロセスオイル(C1)によれば、ホットメルト系接着剤組成物の耐クリープ性をより向上することができる。
(ナフテン系プロセスオイル(C1))
ナフテン系プロセスオイル(C1)は、脂肪族系環状炭化水素を含む。ナフテン系プロセスオイル(C1)に含まれる脂肪族系環状炭化水素の炭素数は、特に制限されないが、3以上が好ましく、3〜8がより好ましい。
ナフテン系プロセスオイル(C1)の数平均分子量(Mn)は、100〜1500が好ましく、250〜1000がより好ましい。ナフテン系プロセスオイル(C1)の数平均分子量(Mn)が小さ過ぎると、ホットメルト接着剤組成物の凝集力が低下して湿潤接着性が不十分となる虞れがある。また、ナフテン系プロセスオイル(C1)の数平均分子量(Mn)が大き過ぎると、ホットメルト接着剤組成物の溶融粘度が高くなり過ぎて塗工性が低下する虞れがある。
ホットメルト接着剤組成物が、可塑剤(C)としてナフテン系プロセスオイル(C1)を含む場合、ホットメルト接着剤組成物中におけるナフテン系プロセスオイル(C1)の含有量は、熱可塑性ブロック共重合体(A)100重量部に対して、30〜150重量部に限定され、50〜125重量部が好ましく、55〜125重量部がより好ましい。ホットメルト接着剤組成物中におけるナフテン系プロセスオイル(C1)の含有量が低過ぎると、ホットメルト接着剤組成物の湿潤接着性及び低温剥離強度が低下する虞れがある。また、ホットメルト接着剤組成物中におけるナフテン系プロセスオイル(C1)の含有量が高過ぎると、ホットメルト接着剤組成物の耐クリープ性が低下する虞れがある。
ナフテン系プロセスオイル(C1)としては、市販品を用いることができる。市販品としては、例えば、出光興産社製 商品名「ダイアナフレシアN28」、「ダイアナフレシアU46」、及び「ダイアナプロセスオイルNR」などが挙げられる。
(パラフィン系プロセスオイル(C2))
パラフィン系プロセスオイル(C2)は、脂肪族鎖状炭化水素を含む。パラフィン系プロセスオイル(C2)に含まれる脂肪族鎖状炭化水素の炭素数は、特に制限されないが、16〜40が好ましく、20〜30がより好ましい。
パラフィン系プロセスオイル(C2)の数平均分子量(Mn)は、100〜2000が好ましく、100〜1500がより好ましく、250〜1000が特に好ましい。パラフィン系プロセスオイル(C2)の数平均分子量(Mn)が小さ過ぎると、ホットメルト接着剤組成物の凝集力が低下して湿潤接着性が不十分となる虞れがある。また、パラフィン系プロセスオイル(C2)の数平均分子量(Mn)が大き過ぎると、ホットメルト接着剤組成物の溶融粘度が高くなり過ぎて塗工性が低下する虞れがある。
なお、本発明において、ナフテン系プロセスオイル(C1)及びパラフィン系プロセスオイル(C2)の数平均分子量(Mn)とは、それぞれ、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー測定装置を用いて、標準ポリスチレンで換算することにより得られる測定値のことを意味する。
ホットメルト接着剤組成物が、可塑剤(C)としてパラフィン系プロセスオイル(C2)を含む場合、ホットメルト接着剤組成物中におけるパラフィン系プロセスオイル(C2)の含有量は、熱可塑性ブロック共重合体(A)100重量部に対して、20〜120重量部に限定されるが、30〜90重量部が好ましく、40〜75重量部がより好ましい。ホットメルト接着剤組成物中におけるパラフィン系プロセスオイル(C2)の含有量が低過ぎると、ホットメルト接着剤組成物の湿潤接着性及び低温剥離強度が低下する虞れがある。また、ホットメルト接着剤組成物中におけるパラフィン系プロセスオイル(C2)の含有量が高過ぎると、ホットメルト接着剤組成物の耐クリープ性が低下する虞れがある。
パラフィン系プロセスオイル(C2)としては、市販品を用いることができる。市販品としては、例えば、日本油脂製 商品名「NAソルベント」、出光興産製 商品名「PW−380」、出光興産社製 商品名「ダイアナフレシアS32」、出光興産社製 商品名「PS−32」、出光石油化学(株)製 商品名「IP−ソルベント2835」、三光化学工業製 商品名「ネオチオゾール」などが挙げられる。
[粘着付与樹脂(D)]
粘着付与樹脂(D)としては、天然ロジン、変性ロジン、水添ロジン、天然ロジンのグリセロールエステル、変性ロジンのグリセロールエステル、天然ロジンのペンタエリスリトールエステル、変性ロジンのペンタエリスリトールエステル、水添ロジンのペンタエリスリトールエステル、天然テルペンの共重合体、天然テルペンの3次元ポリマー、水添テルペンの共重合体の水素化誘導体、ポリテルペン樹脂、フェノール系変性テルペン樹脂の水素化誘導体、脂肪族石油炭化水素樹脂、脂肪族石油炭化水素樹脂の水素化誘導体、芳香族石油炭化水素樹脂、芳香族石油炭化水素樹脂の水素化誘導体、環状脂肪族石油炭化水素樹脂、環状脂肪族石油炭化水素樹脂の水素化誘導体が挙げられる。なかでも、脂肪族石油炭化水素樹脂の水素化誘導体が好ましい。
粘着付与樹脂(D)の軟化点は、90〜140℃が好ましく、100〜140℃がより好ましい。軟化点が上記範囲内である粘着付与樹脂(D)によれば、凝集力が高くて耐クリープ性に優れているホットメルト接着剤を提供することができる。
なお、本発明において、粘着付与樹脂(D)の軟化点は、JIS K6863に準拠した方法で測定された値とする。
ホットメルト接着剤組成物中における粘着付与樹脂(D)の含有量は、熱可塑性ブロック共重合体(A)100重量部に対して、100〜400重量部が好ましく、100〜350重量部がより好ましく、150〜300重量部が特に好ましい。ホットメルト接着剤組成物中における粘着付与樹脂(D)の含有量が低過ぎると、ホットメルト接着剤組成物の粘着力及び接着力が低下する虞れがある。また、ホットメルト接着剤組成物中における粘着付与樹脂(D)の含有量が高過ぎると、ホットメルト接着剤組成物が硬化した後に硬くて脆い硬化物となるため、ホットメルト接着剤組成物の低温接着性が低下する虞れがある。
本発明のホットメルト接着剤組成物は、上述した熱可塑性ブロック共重合体(A)、液状ゴム(B)、可塑剤(C)、及び粘着付与樹脂(D)の他にも、他の添加剤を含んでいてもよい。他の添加剤としては、酸化防止剤、紫外線吸収剤、及び充填剤などが挙げられる。
[酸化防止剤]
酸化防止剤としては、2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェノール、n−オクタデシル−3−(4'−ヒドロキシ−3',5'−ジ−t−ブチルフェニル)プロピオネート、2,2'−メチレンビス(4−メチル−6−t−ブチルフェノール)、2,2'−メチレンビス(4−エチル−6−t−ブチルフェノール)、2,4−ビス(オクチルチオメチル)−o−クレゾール、2−t−ブチル−6−(3−t−ブチル−2−ヒドロキシ−5−メチルべンジル)−4−メチルフェニルアクリレート、2,4−ジ−t−アミル−6−〔1−(3,5−ジ−t−アミル−2−ヒドロキシフェニル)エチル〕フェニルアクリレート、2−[1−(2−ヒドロキシ−3,5−ジ−tert−ぺンチルフェニル)]アクリレート、テトラキス〔メチレン−3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート〕メタンなどのヒンダードフェノール系酸化防止剤;ジラウ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、ペンタエリスリトールテトラキス(3−ラウリルチオプロピオネート)などのイオウ系酸化防止剤;トリス(ノニルフェニル)ホスファイト、トリス(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)ホスファイトなどのリン系酸化防止剤などが挙げられる。酸化防止剤は、一種単独で用いられてもよく、2種以上を併用してもよい。
[紫外線吸収剤]
紫外線吸収剤としては、2−(2'−ヒドロキシ−5'−メチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(2'−ヒドロキシ−3',5'−t−ブチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(2'−ヒドロキシ−3',5'−ジ−t−ブチルフェニル)−5−クロロベンゾトリアゾールなどのベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤;2−ヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノンなどのベンゾフェノン系紫外線吸収剤;サリチル酸エステル系紫外線吸収剤、シアノアクリレート系紫外線吸収剤;ヒンダードアミン系光安定剤が挙げられる。紫外線吸収剤は、一種単独で用いられてもよく、2種以上を併用してもよい。
[充填剤]
充填剤としては、例えば、雲母、炭酸カルシウム、カオリン、タルク、酸化チタン、ケイソウ土、尿素系樹脂、スチレンビーズ、焼成クレー、澱粉等が挙げられる。
[吸水性物品]
本発明のホットメルト接着剤組成物は、織布、不織布、弾性部材、ポリオレフィン系樹脂フィルムなどの各種部材を接着するために用いられる。本発明のホットメルト接着剤組成物は、上述した通り、セルロース系材料やコットン系素材等の天然素材からなる多孔質基材(ティッシュなど)や親水化処理が施された不織布などの親水性多孔質基材に対しても優れた湿潤接着性を発揮することができることから、吸水性物品の製造において吸水性物品を構成する部材を接着させるために好適に用いられる。
吸水性物品は、血液や尿、汗、膿、胃液、唾液、鼻分泌粘液などの体液を吸収することを目的としたものである。吸水性物品としては、例えば、紙おむつ、生理用ナプキン、パンティーライナー、失禁用パッド、携帯用トイレ、携帯用汚物処理袋、動物用屎尿処理シート、病院用ガウン、手術用白衣、創傷被覆材、救急絆創膏、及び肉や魚等の鮮度保持材などが挙げられる。なかでも、紙おむつが好ましく挙げられる。
本発明のホットメルト接着剤は、耐クリープ性及び湿潤接着性に優れていることから、吸水性物品において、湿潤状態となり得る部位、ギャザー部などの弾性部材が伸縮自在に取り付けられる部位など様々な部位において、様々な部材を接着するために用いることができる。
本発明のホットメルト接着剤を紙おむつの製造に用いる場合には、例えば、ティッシュなどの親水性多孔質基材同士を接着一体化するために、ティッシュなどの親水性多孔質基材と不織布などの他の多孔質基材との接着一体化するために、又はティッシュなどの親水性多孔質基材とポリオレフィン系樹脂フィルムや弾性部材などの他の構成部材とを接着一体化するために好適に用いられる。
本発明のホットメルト接着剤組成物によって構成部材同士を接着一体化する方法としては、特に制限されず公知の方法を用いることができる。例えば、加熱溶融させたホットメルト接着剤組成物を、一方の構成部材に塗工した後に、塗工したホットメルト接着剤組成物に他方の構成部材を重ね合わせた後、これらを圧着する方法などが用いられる。
ホットメルト接着剤組成物の加熱溶融温度は、135〜180℃が好ましい。従来のホットメルト接着剤組成物では、溶融粘度を低くして充分な流動性を得るために、加熱溶融温度を150℃以上とすることが一般的である。しかしながら、ホットメルト接着剤組成物の温度が150℃未満に低下すると、ホットメルト接着剤組成物の溶融粘度が急激に上昇して流動性が低下するため、ホットメルト接着剤組成物の塗工が困難となる場合や、塗工時のホットメルト接着剤組成物の加熱溶融温度が低くなったり、オープンタイムが長くなったりすると、塗工したホットメルト接着剤組成物がティッシュなどの親水性多孔質基材の細孔内部へ流動し難くなり、親水性多孔質基材に対して充分な湿潤接着性が得られなくなったりする場合があった。
しかしながら、本発明のホットメルト接着剤組成物は、加熱溶融温度が150℃未満、特に135〜145℃と比較的低温であっても溶融粘度が低く容易に塗工することが可能になる。さらに、本発明のホットメルト接着剤組成物は、温度の低下に伴って急激に固化することが抑制されており、比較的低温であっても優れた流動性を維持することができる。したがって、塗工時のホットメルト接着剤組成物の加熱溶融温度が低くかったり、塗工後のオープンタイムが長くなったりしても、ホットメルト接着剤組成物は親水性多孔質基材の細孔内部へ流動して、ホットメルト接着剤組成物と親水性多孔質基材との充分な接触面積が得られ、湿潤状態の親水性多孔質基材に対しても優れた接着強度を維持することができる。
加熱溶融させたホットメルト接着剤組成物の塗工方法としては、特に制限されず、公知の方法が用いられる。例えば、スロットコーター塗工、ロールコーター塗工、螺旋状に塗工するスパイラル塗工、波状に塗工するオメガ塗工及びコントロールシーム塗工、面状に塗工するスロットスプレー塗工及びカーテンスプレー塗工、並びに点状に塗工できるドット塗工などが挙げられる。
本発明のホットメルト接着剤組成物は、耐クリープ性及び湿潤接着性に優れており、吸水性物品の様々な部位において、様々な部材を接着するために用いることができる。したがって、吸水性物品の製造に使用されるホットメルト接着剤組成物の種類を大幅に低減させることができ、吸水性物品の製造効率を向上させることができる。
また、本発明のホットメルト接着剤組成物は湿潤接着性が向上されていることから、吸水性物品を構成している部材が尿や血液などの体液によって湿潤したとしても、ホットメルト接着剤組成物による構成部材同士の優れた接着強度を維持することができる。したがって、本発明のホットメルト接着剤組成物を紙おむつなどの吸水性物品に用いた場合には、尿などが外部へ漏れ出すことを高く抑制することができる。
以下に、本発明を実施例を用いてより具体的に説明するが、本発明はこれに限定されない。
後記する実施例及び比較例において、ホットメルト接着剤組成物の製造に用いた熱可塑性ブロック共重合体(A1)〜(A10)、液状ゴム(B1)〜(B4)、可塑剤(C1)〜(C2)、粘着付与樹脂(D1)〜(D3)、酸化防止剤、及びワックスのそれぞれについて、以下に詳細な説明を記載する。
熱可塑性ブロック共重合体(A):
・スチレン−イソプレン−スチレンブロック共重合体(A1)[極性基なし、スチレン成分含有量30重量%、重量平均分子量(Mw)200,000、クレイトン社製、製品名「D1124」]
・スチレン−イソプレン−スチレンブロック共重合体(A2)[極性基なし、スチレン成分含有量48重量%、重量平均分子量(Mw)100,000、日本ゼオン社製、製品名「Quintac3390」]
・スチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体(A3)[極性基なし、スチレン含有量30重量%、重量平均分子量(Mw)122,300、旭化成ケミカルズ社製、製品名「AsapreneT−436」]
・スチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体(A4)[極性基なし、スチレン含有量35重量%、重量平均分子量(Mw)100,000、旭化成ケミカルズ社製、製品名「AsapreneT−438」]
・スチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体(A5)[極性基なし、スチレン含有量45重量%、重量平均分子量(Mw)70,000、旭化成ケミカルズ社製、製品名「AsapreneT−439」]
・スチレン−ブタジエン/ブチレン−スチレンブロック共重合体(A6)[極性基なし、スチレン含有量30重量%、重量平均分子量(Mw)100,000、旭化成ケミカルズ社製、製品名「タフテック P1500」]
・スチレン−イソプレン−スチレンブロック共重合体(A7)[極性基なし、スチレン成分含有量25重量%、重量平均分子量(Mw)125,000、日本ゼオン社製、製品名「Quintac3280」]
・スチレン−ブタジエン/ブチレン−スチレンブロック共重合体(A8)[極性基なし、スチレン含有量67重量%、重量平均分子量(Mw)100,000、旭化成ケミカルズ社製、製品名「タフテック P2000」]
・スチレン−エチレン/プロピレン−スチレンブロック共重合体(A9)[極性基なし、スチレン含有量30重量%、重量平均分子量(Mw)55,000、クラレ社製、製品名「セプトン 2002」]
・スチレン−エチレン/ブチレン−スチレンブロック共重合体(A10 )[極性基なし、スチレン含有量30重量%、重量平均分子量(Mw)200,000、旭化成ケミカルズ社製、製品名「タフテック H1041」]
なお、表1及び2において、スチレン−イソプレン−スチレンブロック共重合体を単に「SIS共重合体」として記載し、スチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体を単に「SBS共重合体」として記載し、スチレン−ブタジエン/ブチレン−スチレンブロック共重合体を単に「SBBS共重合体」として記載し、スチレン−エチレン/プロピレン−スチレンブロック共重合体を単に「SEPS共重合体」として記載し、スチレン−エチレン/ブチレン−スチレンブロック共重合体を単に「SEBS共重合体」として記載した。
液状ゴム(B):
・カルボキシル基を有する液状ポリイソプレン(B1)[主鎖がポリイソプレンからなり且つ主鎖の末端又は側鎖にカルボキシル基を有する液状ゴム:数平均分子量(Mn)30,000、23℃、1.01×105Pa(1atm)にて液体状、融点0℃以下、クラレ社製、製品名「クラプレン LIR−410」]
・カルボン酸無水物基を有する液状ポリイソプレン(B2)[主鎖がポリイソプレンからなり且つ主鎖の末端又は側鎖にカルボン酸無水物基を有する液状ゴム:数平均分子量(Mn)34,000、23℃、1.01×105Pa(1atm)にて液体状、融点0℃以下、クラレ社製、製品名「クラプレン LIR−403」]
・カルボン酸無水物基を有する液状ポリブタジエン(B3)[主鎖がポリブタジエンからなり且つ主鎖の末端又は側鎖にカルボン酸無水物基を有する液状ゴム:数平均分子量(Mn)31,000、23℃、1.01×105Pa(1atm)にて液体状、融点0℃以下、クレイバレー社製、製品名「Ricon 130MA20」]
・液状ポリイソプレン(B4)[極性基なし:数平均分子量(Mn)54,000、23℃、1.01×105Pa(1atm)にて液体状、融点0℃以下、クラレ製 製品名「クラプレン LIR−50」]
可塑剤(C):
・ナフテン系プロセスオイル(C1)[数平均分子量(Mn)320、出光興産社製、製品名「ダイアナプロセスオイルNR 26」]
・パラフィン系プロセスオイル(C2)[数平均分子量(Mn)980、出光興産社製、製品名「ダイアナプロセスオイルPW−90」]
粘着付与樹脂(D):
・脂肪族石油炭化水素樹脂の水素化誘導体(D1)[軟化点100℃、荒川化学製、製品名「Arkon M−100」]
・脂肪族石油炭化水素樹脂の水素化誘導体(D2)[軟化点90℃、荒川化学製、製品名「Arkon M−90」]
・脂肪族石油炭化水素樹脂の水素化誘導体(D3)[軟化点120℃、出光興産製、製品名「アイマーブP120」]
酸化防止剤:
フェノール系酸化防止剤(BASF社製 製品名「IRGANOX1010」)
ワックス:
・カルボン酸無水物基を有するポリプロピレン(PP)ワックス[重量平均分子量(Mw)3,000、23℃、1.01×105Pa(1atm)にて固形状、クラリアントジャパン社製、製品名「Licocene PP MA6252」]
(実施例1〜17及び比較例1〜9)
上述した熱可塑性ブロック共重合体(A1)〜(A10)、液状ゴム(B1)〜(B4)、可塑剤(C1)〜(C2)、粘着付与樹脂(D1)〜(D3)、酸化防止剤、及びワックスを、それぞれ表1及び2に示した配合量で、加熱装置を備えた攪拌混練機中に投入した後、150℃で1時間に亘って加熱しながら混練することにより、ホットメルト接着剤組成物を製造した。
(評価)
実施例及び比較例で作製したホットメルト接着剤組成物について、下記に示す要領に従って、耐クリープ性、湿潤接着強度、低温剥離強度、及び熱安定性について評価した。これらの結果を表1及び2に示す。
(耐クリープ性)
ホットメルト接着剤組成物を140℃に加熱することにより溶融させた後、ダイ塗工によって、不織布(旭化成せんい社製 「ELTASGUARD」)の一面に15g/m2の塗布量で塗布し、塗布してから1秒後、不織布のホットメルト接着剤組成物を塗布した面に、長さ方向に2.8倍に伸長させた弾性糸ゴムを介在させた状態で、ポリエチレンフィルムを積層し、これらを23℃、圧力50gf/cm2で0.01秒間プレスして圧着させることによって、不織布と、伸長させた弾性糸ゴムと、ポリエチレンフィルムとがこの順で積層一体化されてなる積層体を得た。この積層体を切断することによって、幅35mm×長さ300mmの短冊状の試験片を得た。なお、試験片の長さ方向と弾性糸ゴムの長さ方向とが平行になるようにし、試験片の幅方向の中央部に弾性糸ゴムが配置されるようにした。
次に、試験片をその長さ方向の両端部をつかみ具で把持して引張試験機に取り付けた。この時、つかみ具の内側間の距離は250mmとし、試験片に含まれている弾性糸ゴムがその長さ方向に2.8倍に伸長させた状態のままとなるようにした。試験片の両端部に、つかみ具の内側に沿ってそれぞれ切断刃によって切り込みを入れて、試験片の弾性糸ゴムの両端部を切断した。切断した直後の弾性糸ゴムの長さは250mmであった。なお、切断刃による切り込み幅は、弾性糸ゴムが完全に切断し得る、最小限の幅とした。しかる後、試験片を40℃の温度雰囲気下で2時間に亘って放置した。そして、放置後の弾性糸ゴムの長さL1(mm)を測定し、下記式に基づいて耐クリープ保持率(%)を算出した。そして、上記要領と同様にして、試験片を6枚作製し、各試験片について耐クリープ保持率を算出して、これらの相加平均値を表1及び2に記載した。
耐クリープ保持率(%)=[L1(mm)/250(mm)]×100
なお、切断された弾性糸ゴムは伸長させた状態にあるため長さ方向に収縮しようとするが、耐クリープ性に優れているホットメルト接着剤組成物ほど、切断された弾性糸ゴムが長さ方向に収縮することを抑制し、弾性糸ゴムの伸長状態を維持することができる。なお、試験片の不織布及びポリエチレンフィルムは上記測定前後において何れの箇所においても寸法変化は一切生じていなかった。
(湿潤接着強度:ティッシュ−ティッシュ)
ホットメルト接着剤組成物を140℃に加熱することにより溶融させた後、スパイラルスプレーによってティッシュペーパーの一面に5g/m2の塗布量で塗布し、塗布してから1秒後に、このティッシュペーパーのホットメルト接着剤組成物を塗布した面に、他のティッシュペーパーを積層した。その後、これらを23℃、圧力50gf/cm2で0.01秒間、プレスして圧着させることによって、積層体を得た。この積層体を切断することによって、幅20mm×長さ150mmの短冊状の試験片を得た。
次に、試験片を、温度23℃、相対湿度50%の雰囲気下に24時間に亘って保管し、23℃の水中に1分間に亘って浸漬した。その後、試験片を水中から取り出し、水を拭き取ることにより湿潤状態の試験片を得た。そして、湿潤状態の試験片について、JIS K6854に準拠し、引張速度100mm/分でT型剥離試験を行い接着強度(10-2×N/20mm)を測定した。得られた接着強度を表1及び2の「湿潤接着強度」の欄に示した。
(低温剥離強度:ポリエチレンフィルム−不織布)
ホットメルト接着剤組成物を140℃に加熱することにより溶融させた後、スパイラルスプレーによって、低密度ポリエチレンフィルムの一面に5g/m2の塗布量で塗布し、塗布してから1秒間後に、ポリエチレンフィルム(トクヤマ社製 製品名「ポーラム」)のホットメルト接着剤組成物を塗布した面に不織布を積層した。その後、これらを23℃、圧力50gf/cm2で0.01秒間プレスして圧着させることによって、積層体を得た。この積層体を切断することによって、幅20mm×長さ150mmの短冊状の試験片を得た。
次に、試験片を0℃、相対湿度50%雰囲気下に24時間に亘って保管した後、5℃、相対湿度50%の雰囲気下で試験片の接着強度(10-2×N/20mm)を、JIS K6854に準拠して、引張試験機を用いて、引張速度100mm/分でT型剥離試験を行うことにより測定した。得られた接着強度を表1及び2の「低温剥離強度」の欄に示した。
(熱安定性1)
ホットメルト接着剤組成物を140℃に加熱することにより溶融させた後、加熱試験前のホットメルト接着剤組成物の着色度合いについて、JIS K0071で規定される化学製品の色試験方法に準拠してガードナー色数を測定した。次に、ホットメルト接着剤組成物20gをガラス瓶に入れて、ガラス瓶に蓋をしないまま、190℃の熱風乾燥機に入れ、72時間に亘って放置した後、ホットメルト接着剤組成物の着色度合いについて、JIS K0071で規定される化学製品の色試験方法に準拠してガードナー色数を測定した。190℃での加熱前後のガードナー色数の差を表1及び2に示した。
(熱安定性2)
ホットメルト接着剤組成物を140℃に加熱することにより溶解させたホットメルト接着剤組成物50gをガラス瓶に入れて、ガラス瓶に蓋をしないまま、190℃の熱風乾燥機に入れ、1週間に亘って放置した後、加熱試験後のホットメルト接着剤組成物を目視で確認し、ゲル化や炭化の発生の有無を確認した。表1及び2において、「良」「不良」はそれぞれ下記の通りである。
「良」 :ゲル化及び炭化の発生がなかった。
「不良」:ゲル化又は炭化の発生があった。
Figure 2015028119
Figure 2015028119
本発明のホットメルト接着剤組成物は、血液や尿、汗、膿、胃液、唾液、鼻分泌粘液などの体液を吸収するための吸水性物品に好適に用いられる。

Claims (3)

  1. スチレン成分の含有量が30〜50重量%であるスチレン−イソプレン−スチレンブロック共重合体、スチレン成分の含有量が30〜50重量%であるスチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体、及びスチレン成分の含有量が30〜50重量%であるスチレン−ブタジエン/ブチレン−スチレンブロック共重合体よりなる群から選択される少なくとも一種を含む熱可塑性ブロック共重合体(A)100重量部と、
    カルボキシル基及び/又はカルボン酸無水物基を分子内に有する液状ゴム(B)0.05〜10重量部と、
    ナフテン系プロセスオイル(C1)30〜150重量部又はパラフィン系プロセスオイル(C2)20〜120重量部と、
    粘着付与樹脂(D)と、を含有することを特徴とするホットメルト接着剤組成物。
  2. 粘着付与樹脂(D)の軟化点が90〜140℃であることを特徴とする請求項1に記載のホットメルト接着剤組成物。
  3. 請求項1に記載の接着剤組成物を用いてなることを特徴とする吸水性物品。
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