JP2016138222A - ホットメルト接着剤組成物 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 ホットメルト接着剤の主成分と、この主成分の表面を被覆する被覆材とを備え、前記主成分はオレフィン系樹脂と、環球法による軟化点が120℃以下の粘着付与樹脂、示差走査熱量測定(DSC)による融点100℃以下のワックスを含み、前記被覆材が、主親水基が陰イオン型のアニオン性界面活性剤に、ポリエチレンワックスを混合させたホットメルト接着剤組成物。
【選択図】 なし
Description
例えば、特許文献1に記載のホットメルト接着剤組成物に無機物質であるタルク、シリカ等を混合付着させて添加した場合は、ペレットの流動性を得るために多量の添加が必要となるが、ホットメルト接着剤組成物との相溶性が乏しいために末端製品の機能を著しく損なう可能性がある。
このようなホットメルト組成物を融解させた場合、乳濁状を呈するため、用途面から制約を受ける。
また、ホットメルト接着剤の主成分が、オレフィン系樹脂30〜60質量%、軟化点120℃以下の粘着付与樹脂25〜70質量%、融点100℃以下のワックス5〜20質量%である。
さらに、ポリエチレンワックスは、示差走査熱量測定(DSC)による融点が80〜135℃で、かつ、エマルジョンワックスである。
以下、本発明の実施の形態を具体的に説明する。
本発明に使用されるオレフィン系樹脂は、エチレン−酢酸ビニル共重合体(EVA)およびポリオレフィン樹脂から選ばれるいずれか1つ以上である。すなわち、エチレン−酢酸ビニル共重合体(EVA)の単独、またはポリオレフィン樹脂の単独、またはEVAとポリオレフィン樹脂を混合した形態のいずれかが適用できる。
なお、EVAとポリオレフィン樹脂を混合して使用する場合、両者は相溶性が低いため、配合できる比率は質量比でEVA:ポリオレフィン樹脂が99:1〜90:10または1:99〜10:90の範囲となる。特に好ましい混合量はEVA:ポリオレフィン樹脂が95:5(EVAが主構成)またはEVA:ポリオレフィン樹脂が5:95(ポリオレフィン樹脂が主構成)である。EVAとポリオレフィン樹脂を混合使用すると糸引き性を改善できる。
なお、通常、メルトフローレート(MFR)は、JIS K7210に準拠して190℃、荷重21.18Nの条件下にて測定されたものを、環球法軟化温度は、JIS K6863に準拠して測定されたものをいう。
さらに、エチレン系樹脂とブテン系樹脂との共重体樹脂、または、エチレン系樹脂とプロピレン系樹脂との共重体樹脂がより好ましい。これらのα−オレフィン共重体樹脂は、単独で用いられてもよいし、2種類以上が併用されてもよい。
好ましいオレフィン樹脂としては、例えば、RT2115(REXTAC,LLC社製、α−オレフィン共重体樹脂)、RT2304(REXTAC,LLC社製の商品名、α−オレフィン共重体樹脂)等、市販のものが挙げられる。
前記脂肪族系炭化水素樹脂としては、特に限定されず、例えば、1−ブテン、イソブチレン、ブタジエン、ペンテン、イソプレン、ピペリジン、1,3−ペンタジエンなどのC4〜C5のモノまたはジオレフィンを主成分とする重合体等が挙げられる。
前記脂環族系炭化水素樹脂としては、特に限定されず、例えば、C4〜C5留分中の非環式ジエン成分を環化2量体化させ、この2量体モノマーを重合させた樹脂や、シクロペンタジエンなどの環化モノマーを重合させた樹脂、芳香族炭化水素樹脂を核内水添させた樹脂等が挙げられる。
前記芳香族系炭化水素樹脂としては、特に限定されず、例えば、ビニルトルエン、インデン、α−メチルスチレン、シクロペンタジエン等のC9〜C10のビニル芳香族炭化水素を主成分とした樹脂などが挙げられる。
前記スチレン系樹脂としては、特に限定されず、例えば、スチレン、ビニルトルエン、α−メチルスチレン、イソプロペニルトルエン等の重合体が挙げられる。
前記ポリテルペン系樹脂としては、特に限定されず、例えば、α−ピネン重合体、β−ピネン重合体、ジペンテン重合体、テルペン−フェノール重合体、α−ピネン−フェノール重合体等が挙げられる。
前記ロジン系樹脂としては、特に限定されず、例えば、ガムロジン、ウッドロジン、トール油等のロジンが挙げられる。
例えば、イーストタックC115W(水添C5石油樹脂、イーストマンケミカル社製の商品名)、アルコンM100またはアルコンP80(水添C9石油樹脂、荒川化学工業株式会社製の商品名、「アルコン」は登録商標)、アイマーブP100またはアイマーブS100、(ジシクロペンタジエン(DCPD)・芳香族共重合系の水添石油樹脂、出光興産株式会社製の商品名、「アイマーブ」は登録商標)等、市販のものが使用できる。
また、本発明のホットメルト接着剤組成物中の粘着付与剤含有量は、25〜70質量%であり、30〜60質量%が好ましく、40〜50質量%がより好ましい。含有量が25質量%未満の場合は、耐熱性や接着性の低下が発生するおそれがあり、また、70質量%を超えると粘度低下による作業性悪化、低温接着性の低下などが発生するおそれがある。
本発明のホットメルト接着剤組成物中のワックス成分含有量は、5〜30質量%であり、10〜20質量%が好ましい。含有量が5質量%未満の場合は、粘度上昇や固化性能の低下などが発生するおそれがあり、また、30質量%を超えると接着性の低下などが発生するおそれがある。
好ましいワックスとしては、例えば、サゾールH1(サゾール社製、フィッシャートロフィックワックス、「SaSOL(サゾール)」は登録商標)、CPW90F(千葉ファインケミカル株式会社製、ポリエチレンワックス)等、市販のものが挙げられる。
また、本発明のワックスがエマルジョンワックスである理由は、ワックスがブロッキング防止に効果があることは知られており、エマルジョンの状態の方がホットメルト接着剤に被覆しやすいためである。
例えば、ホットメルト接着剤を冷却する際に使用する水槽を、ポリエチレンワックス5〜30質量%、アニオン性界面活性剤0.3〜3質量%水溶液にし、その水溶液中にホットメルト接着剤を浸漬して表面に付着させるか、または、ホットメルト接着剤を裁断後、これらの水溶液を小片化したホットメルト接着剤に噴霧して表面に被覆させる方法などが挙げられる。あるいは、ビーズ状に成形したホットメルト接着剤に、前記の水溶液を噴霧して、ホットメルト接着剤の主成分の表面を被覆してもよい。
また、ホットメルト接着剤組成物中の酸化防止剤の含有量は、0.1〜2質量%が好ましく、0.2〜1質量%がより好ましい。含有量が0.1〜2質量%の範囲内にあることにより、熱安定性等がより一層向上する。
表1に示した配合に従って、ホットメルト接着剤組成物を調整した。なお、表1中の配合単位は、質量%である。
粘着樹脂は石油樹脂のアルコンP100(「アルコン」は荒川化学工業株式会社製の商品名、水添C9石油樹脂、軟化点100℃)とアルコンP90(荒川化学工業株式会社製、水添C9石油樹脂、軟化点90℃)とアルコンP115(荒川化学工業株式会社製、水添C9石油樹脂、軟化点115℃)とアルコンM135(荒川化学工業株式会社製、水添C9石油樹脂、軟化点135℃)の4種を用いた。
JIS K6863に準拠し、 環球法にて、各ホットメルト接着剤組成物の軟化点を測定した。
JIS K6862に準拠し、各ホットメルト接着剤組成物の160℃での粘度をBH型回転粘度計にて2号ロータを用い、回転速度10rpmにて測定した
離型剤にホットメルトを浸漬させ、メッシュ(80目キヌ)でろ過後、40℃で30分間乾燥させた。底面積のカップに離型剤を塗布したホットメルトを入れ、58.8N(6kgf)の荷重をかけ、40℃90%RH(相対湿度)に12時間以上放置した。
その後、カップを取り出し、逆さまにして、落下したホットメルト質量を測定した。次式より、耐ブロッキング性を評価した。数字が大きいほど、耐ブロッキング性が高いことを示す。
耐ブロッキング性[%] = 落下したホットメルト質量 / 全質量 × 100
160℃に溶融したホットメルト接着剤組成物を、ダンボールの表面に約0.07g/25mmのビード状に塗布し、オープンタイム約2秒で裏面を貼り合せ、圧着約2秒で試験片を作製した。この試験片をオートグラフで180°はく離を測定した(引張速度:100mm/分、試料温度:23℃)。測定後の試料を目視観察し、破壊状況を確認した。記号Aは被着体と接着剤界面での破壊(界面破壊)、記号Bはカートン紙の破壊(材質破壊)を示す。
表2に示したように、軟化点135℃の石油樹脂を使用した比較例11,12(被覆材のポリエチレンワックス違い)は、いずれも、はく離接着強さ2.0Nと劣っており、破壊状態も界面破壊となる。
また、被覆材中にポリエチレンワックスを含まない比較例13は、耐ブロッキング性に劣ることがわかる。
また、融点が160℃のポリプロピレンワックスを用いた比較例14は、陰イオン(アニオン)界面活性剤と混合できず、主材であるエチレン−酢酸ビニル共重合体に被覆することができず、接着剤としての評価はできなかった。
それに対し、本発明の実施例11〜16は、耐ブロッキング性が90%以上で、160℃塗布においても材質破壊を起こし、及び、接着性の指標であるはく離接着強さは4.0N以上と良好であった。
本発明によって、高温多湿環境でもブロッキングのない、低温塗布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た。
次にワックスの違いによるホットメルト接着剤への影響について、確認した。
前述の実施例に使用した材料、同様の工程で試料を作製した。各試料の配合量を表3に示す。配合単位は、質量%である。
それに対し、本発明の実施例21〜25(および13)は、耐ブロッキング性が90%以上で、160℃塗布においても材質破壊を起こし、また、接着性の指標であるはく離接着強さは4.0N以上と良好であった。
本発明によって、高温多湿環境でもブロッキングのない、低温塗布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た。
Claims (4)
- ホットメルト接着剤の主成分と、この主成分の表面を被覆する被覆材とを備え、前記主成分は、エチレン−酢酸ビニル共重合体およびポリオレフィン樹脂から選ばれるいずれか1つ以上のオレフィン系樹脂と、環球法による軟化点が120℃以下の粘着付与樹脂、示差走査熱量測定(DSC)による融点100℃以下のワックスを含み、
前記被覆材が、主親水基が陰イオン型のアニオン性界面活性剤に、ポリエチレンワックスを混合させたホットメルト接着剤組成物。 - ホットメルト接着剤の前記主成分が、オレフィン系樹脂30〜60質量%、軟化点120℃以下の粘着付与樹脂25〜70質量%、融点100℃以下のワックス5〜20質量%である請求項1記載のホットメルト接着剤組成物。
- 前記ポリエチレンワックスは、示差走査熱量測定(DSC)による融点が80〜135℃で、かつ、エマルジョンワックスである請求項1または2記載のホットメルト接着剤組成物。
- 請求項1〜3のいずれかに記載のホットメルト接着剤組成物の耐ブロッキング性が90%以上であり、かつ、環球法による軟化点が80〜120℃、160℃での粘度が500〜3000mPa・sであるホットメルト接着剤組成物。
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