JP2016524002A - 低融点ポリプロピレンホモポリマーを基剤とするホットメルト接着剤 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ホットメルト接着剤、より詳細には低分子量で低モジュラスのポリプロピレンポリマーを用いたホットメルト接着剤に関する。この接着剤は、ポリプロピレンポリマーの長期結晶化時間を有しながら高い初期結合強度を付与する。接着剤は、接着剤の結晶化時間および硬化速度を上昇させるためにポリプロピレンポリマーと併せて用いられる。これは、高いグリーン強度または少ない裏抜けが求められる適用例に必要となる。
新規なタイプのポリオレフィンポリマーが、出光石油化学社(Idemitsu Petrochemical, Ltd)により開発された。それらは、低分子量および低モジュラスのポリオレフィン(Low Molecular Weight and Low Modulus Polyolefin)の略でL−MODUグレードとして記載される。それらは、全体としてポリプロピレンを基剤とするが、通常なポリプロピレンポリマーに関連しない特性を有する。従来のポリプロピレンホモポリマーは、非常に高い結晶度および融点の傾向がある。このことは、チーグラー・ナッタ触媒またはメタロセン触媒の技術を用いて調製されたか否かにかかわらず、あてはまる。新規なL−MODUグレードは、ポリマーの立体規則性を制御する特有のメタロセン触媒を用いて作製される。これにより、過去に実現し得なかった特性を付与する新規タイプのポリマーが得られる。
新規なタイプのポリオレフィンポリマーが、出光石油化学社(Idemitsu Petrochemical, Ltd)により開発された。それらは、低分子量および低モジュラスのポリオレフィン(Low Molecular Weight and Low Modulus Polyolefin)の略でL−MODUグレードとして記載される。それらは、全体としてポリプロピレンを基剤とするが、通常なポリプロピレンポリマーに関連しない特性を有する。従来のポリプロピレンホモポリマーは、非常に高い結晶度および融点の傾向がある。このことは、チーグラー・ナッタ触媒またはメタロセン触媒の技術を用いて調製されたか否かにかかわらず、あてはまる。新規なL−MODUグレードは、ポリマーの立体規則性を制御する特有のメタロセン触媒を用いて作製される。これにより、過去に実現し得なかった特性を付与する新規タイプのポリマーが得られる。例えば、これらの新規なポリマーの融点は、任意の他のメタロセン触媒によるポリプロピレンホモポリマーよりもかなり低い。典型的なポリプロピレンホモポリマーは、ASTM E794−01のような示差走査熱量測定により測定された場合に約130℃〜170℃の融解ピークを有する。この新規なL−MODUポリマーは、ASTM E−28−99により測定された場合に、130℃未満の環球式軟化点を有する。ASTM E794−01による示差走査熱量測定を用いて測定された場合に、それらは、100℃未満の、より好ましくは60℃〜90℃の融点を有する。
− 100℃未満のDSC融点を有するポリプロピレンホモポリマー約10重量%〜約70重量%、好ましくは約15重量%〜約60重量%、最も好ましくは約20重量%〜約50重量%と;
− 少なくとも約95℃の軟化点、好ましくは約95℃〜約140℃の軟化点を有する第一の粘着付与樹脂約10重量%〜約60重量%、好ましくは約15重量%〜約55重量%、最も好ましくは約20重量%〜約50重量%と;
− 第一の粘着付与樹脂と異なる第二の粘着付与樹脂約0%〜約65%と;
− 可塑化剤約5重量%〜約50重量%、好ましくは約10重量%〜約45重量%、より好ましくは約15重量%〜約40重量%と;
− 安定化剤または抗酸化剤約0.1%〜約5%と;
− ポリプロピレンホモポリマー、第一および第二の粘着付与樹脂、ならびに可塑化剤と異なり、30ジュール/グラムを超える融解エンタルピーを有する半結晶性材料である二次添加剤約1重量%〜約40重量%、好ましくは約2重量%〜約35重量%、より好ましくは約2重量%〜約30重量%と、
のブレンドを含む、ホットメルト接着剤組成物であって、
該成分が合計で該組成物の100重量%となり、該組成物の粘度(ASTM D3236−88により測定)が、163℃(325°F)で約20,000センチポアズ(cP)以下、好ましくは163℃で約15,000cP以下、より好ましくは163℃で約12,000cP以下である、組成物を提供する。
− 1,3,5−トリメチル−2,4,6−トリス(3−5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)ベンゼン;
− ペンタエリトリトールテトラキシ−3(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)プロピオナート;
− n−オクタデジス−3(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)プロピオナート;
− 4,4’−メチレンビス(4−メチル−6−tertブチルフェノール)
− 4,4’−チオビス(6−tert−ブチル−o−クレゾール)
− 2,6−ジ−tert−ブチルフェノール;
− 6−(4−ヒドロキシフェノキシ)−2,4−ビス(n−オクチルチオ(ocytlthio)−1,3,5−トリアジン;
− 2,4,6−トリス(4−ヒドロキシ−3,5−ジ−tert−ブチル−フェノキシ)−1,3,5−トリアジン;
− ジ−n−オクタデシル−3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシベンジルホスホナート;
− 2−(n−オクチルチオ)エチル−3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシベンゾアート;および
− ソルビトールヘキサ−(3,3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシ−フェニル)プロピオナート、
が挙げられる。
ホットメルト接着剤を、成分を用いて、本明細書の以下に記載される混合手順で調製した。それぞれ合計2000グラムを作製して、混合物をモーター、加熱マントル、温度制御装置および約1ガロンサイズのコンテナからなる実験室用ミキサー中、二酸化炭素雰囲気下で約150℃〜190℃で混合を実施した。以下の表に示された比率に従って計算された各成分の適切な量を、適切な順序でコンテナに添加して、成分の加熱またはせん断劣化を制限しながら混合した。コンテナ内の成分が完全に融解し、徹底して混合されて良好な均質性が確保された後、試料を適切に貯蔵してテストした。
I−MARV粘着付与樹脂は、出光興産株式会社により製造された完全水素化炭化水素樹脂である。「P」は、生成物が完全に水素化されていることを表し、その名称の中の数値が、樹脂の軟化点(℃)である。
表2に示された先行技術のミックスの幾つか、ならびに表3の本発明のミックス全てを、不織布にコーティングして、様々な温度で裏抜けのレベルを決定した。ミックス1A、2Aおよび3A(先行技術)ならびにミックスA、B、C、D、EおよびF(本発明)を使用して、これらの変数が標準の不織材料での裏抜けに耐える能力を実行する方法を調べた。
Claims (26)
- a)100℃未満のDSC融点を有するポリプロピレンホモポリマー約10重量%〜約70重量%と;
b)約95℃〜約140℃の環球式軟化点を有する第一の粘着付与樹脂約10重量%〜約60重量%と;
c)前記第一の粘着付与樹脂と異なる第二の粘着付与樹脂約0%〜約65%と;
d)可塑化剤約5重量%〜約50重量%と;
e)30ジュール/グラムを超える融解エンタルピーを有する二次添加剤約1重量%〜約40重量%と;
f)安定化剤または抗酸化剤約0.1%〜約5%と
を含む、多孔質基板上で使用するためのホットメルト接着剤であって、
前記成分が合計で前記組成物の100重量%となり、前記組成物の粘度が、163℃(325°F)で約20,000センチポアズ(cP)以下である、ホットメルト接着剤。 - 前記組成物の粘度が、163℃で15,000cp以下である、請求項1に記載のホットメルト接着剤。
- 前記組成物の粘度が、163℃で12,000cp以下である、請求項1に記載のホットメルト接着剤。
- 前記ポリプロピレンホモポリマーが、60℃〜90℃のDSC融点を有する、請求項1に記載のホットメルト接着剤。
- 前記組成物が、前記ポリプロピレンホモポリマーを約15重量%〜約60重量%含む、請求項1に記載のホットメルト接着剤。
- 前記組成物が、前記ポリプロピレンホモポリマーを約20重量%〜約50重量%含む、請求項1に記載のホットメルト接着剤。
- 前記組成物が、前記第一の粘着付与樹脂を約15重量%〜約55重量%含む、請求項1に記載のホットメルト接着剤。
- 前記組成物が、前記第一の粘着付与樹脂を約20重量%〜約50重量%含む、請求項1に記載のホットメルト接着剤。
- 前記第一の粘着付与樹脂が、約95℃〜約130℃の環球式軟化点を有する、請求項1に記載のホットメルト接着剤。
- 前記第一の粘着付与樹脂が、(1)ガムロジン、ウッドロジン、トール油ロジン、蒸留ロジン、水素化ロジン、二量体ロジンおよび重合ロジンをはじめとする天然および変性ロジン;(2)ペールウッドロジンのグリセロールエステル、水素化ロジンのグリセロールエステル、重合ロジンのグリセロールエステル、水素化ロジンのペンタエリトリトールエステルおよびロジンのフェノール変性ペンタエリトリトールエステルをはじめとする天然および変性ロジンのグリセロールおよびペンタエリトリトールエステル;(3)スチレン/テルペンおよびαメチルスチレン/テルペンなどの天然テルペンのコポリマーおよびターポリマー;(4)適度に低温でフリーデル・クラフツ触媒の存在下、ピエネンとして公知の二環式モノテルペンなどのテルペン炭化水素の重合により得られるポリテルペン樹脂および水素化ポリテルペン樹脂;(5)フェノール変性テルペン樹脂およびその水素化誘導体;(6)主としてオレフィンおよびジオレフィンからなるモノマーの重合により得られる脂肪族石油系炭化水素樹脂および水素化脂肪族石油系炭化水素樹脂;(7)環式石油系炭化水素およびその水素化誘導体;ならびに(8)先に記載された樹脂の2種以上の混合物からなる群から選択される、請求項1に記載のホットメルト接着剤。
- 前記第二の粘着付与樹脂が、(1)ガムロジン、ウッドロジン、トール油ロジン、蒸留ロジン、水素化ロジン、二量体ロジンおよび重合ロジンをはじめとする天然および変性ロジン;(2)ペールウッドロジンのグリセロールエステル、水素化ロジンのグリセロールエステル、重合ロジンのグリセロールエステル、水素化ロジンのペンタエリトリトールエステルおよびロジンのフェノール変性ペンタエリトリトールエステルをはじめとする天然および変性ロジンのグリセロールおよびペンタエリトリトールエステル;(3)スチレン/テルペンおよびαメチルスチレン/テルペンなどの天然テルペンのコポリマーおよびターポリマー;(4)適度に低温でフリーデル・クラフツ触媒の存在下、ピエネンとして公知の二環式モノテルペンなどのテルペン炭化水素の重合により得られるポリテルペン樹脂および水素化ポリテルペン樹脂;(5)フェノール変性テルペン樹脂およびその水素化誘導体;(6)主としてオレフィンおよびジオレフィンからなるモノマーの重合により得られる脂肪族石油系炭化水素樹脂および水素化脂肪族石油系炭化水素樹脂;(7)環式石油系炭化水素およびその水素化誘導体;ならびに(8)先に記載された樹脂の2種以上の混合物からなる群から選択される、請求項1に記載のホットメルト接着剤。
- 前記組成物が、前記可塑化剤を約10重量%〜約45重量%含む、請求項1に記載のホットメルト接着剤。
- 前記組成物が、前記可塑化剤を約15重量%〜約40重量%含む、請求項1に記載のホットメルト接着剤。
- 前記可塑化剤が、鉱物油およびポリブテンからなる群から選択される、請求項1に記載のホットメルト接着剤。
- 前記組成物が、前記二次添加剤を約2重量%〜約35重量%含む、請求項1に記載のホットメルト接着剤。
- 前記組成物が、前記二次添加剤を約2重量%〜約30重量%含む、請求項1に記載のホットメルト接着剤。
- 前記二次添加剤が、約30ジュール/グラム〜約80ジュール/グラムの融解熱を有する半結晶性ポリマーである、請求項1に記載のホットメルト接着剤。
- 前記二次添加剤が、約40ジュール/グラム〜約70ジュール/グラムの融解熱を有する半結晶性ポリマーである、請求項1に記載のホットメルト接着剤。
- 前記二次添加剤が、約50ジュール/グラム〜約65ジュール/グラムの融解熱を有する半結晶性ポリマーである、請求項1に記載のホットメルト接着剤。
- 前記二次添加剤が、エチレン/酢酸ビニルコポリマー、ポリαオレフィン、およびオレフィンブロックコポリマーからなる群から選択される半結晶性ポリマーである、請求項1に記載のホットメルト接着剤。
- 前記二次添加剤が、約30ジュール/グラム〜約80ジュール/グラムの融解熱を有するワックスである、請求項1に記載のホットメルト接着剤。
- 前記二次添加剤が、約40ジュール/グラム〜約70ジュール/グラムの融解熱を有するワックスである、請求項1に記載のホットメルト接着剤。
- 前記二次添加剤が、約50ジュール/グラム〜約65ジュール/グラムの融解熱を有するワックスである、請求項1に記載のホットメルト接着剤。
- 前記ワックスが、パラフィンワックス、微結晶性ワックス、およびポリプロピレンワックスからなる群から選択される、請求項21に記載のホットメルト接着剤。
- 前記組成物が、さらに造核剤を約0.05重量%〜約5.0重量%含む、請求項1に記載のホットメルト接着剤。
- 前記造核剤が、ジベンジリデンソルビトール誘導体および芳香族アミドからなる群から選択される、請求項25に記載のホットメルト接着剤。
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