JP3773213B2 - ホットメルト組成物 - Google Patents
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Description
【産業上の利用分野】
本発明は、低温可撓性及び接着性(凝集性)が改良されたホットメルト組成物に関する。
【0002】
【従来の技術】
エチレン・酢酸ビニル共重合体(以下EVAと呼ぶことがある)、粘着付与樹脂及びワックスからなるホットメルト接着剤は、包装、製本、合板、木工などの分野で広く使用されている。この基本配合において、エチレン・酢酸ビニル共重合体の配合は、特に低温可撓性、接着性(凝集性)の付与に効果的であるが、溶融粘度の上昇を来すなどの弊害を及ぼすため、実際の上記分野にて使用されるホットメルト接着剤のエチレン・酢酸ビニル共重合体成分としては、VA含有量の異なるあるいはメルトフローレートの異なる2種類以上EVAを配合して、低温可撓性、接着性(耐寒接着性、耐熱接着性)、溶融粘度等の各種性能上バランスのとれたホットメルト接着剤としているのが実情である。
【0003】
例えば低温可撓性を付与させるためには比較的VA含有量の高いEVAを採用する傾向にあり、また接着性(凝集性)を付与させるためには比較的メルトフローレートの低いEVAを採用する傾向にあり、一方耐熱接着性を付与させるためには比較的VA含有量の低いEVAを採用する傾向にあり、また溶融粘度の低いホットメルト接着剤を調製する場合にはメルトフローレートの高いEVAを採用する等の種々の配合処方が考えられる。
しかし、実際には従来のEVA同志の組合わせでは低温可撓性、接着性(凝集性)等に関して、実用上必ずしも満足すべき性能のホットメルト組成物が得られていないのが実情である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
そのため、本発明者らは低温可撓性が良好で、かつ接着性(凝集性)の大幅な向上が図れるホットメルト組成物を得るべく鋭意検討を行った。
【0005】
その結果、通常のホットメルト接着剤用エチレン・酢酸ビニル共重合体と、それとVA含有量及びメルトフローレートが同一レベルで、かつ高融点である特定のエチレン・酢酸ビニル共重合体とのブレンドを用いることによりその目的が達成できることを知った。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明は、少なくとも2種のエチレン・酢酸ビニル共重合体からなり、125℃、325g荷重におけるメルトフローレート(g/10分)を[MFR]、酢酸ビニル含有量(重量%)を[VA]、示差走査熱量計に基づく最大吸熱ピークを示す温度(℃)を[mp]で表示するときに、
[VA]が10〜45、[MFR]が0.05〜200のエチレン・酢酸ビニル共重合体(A)5〜95重量%と、
[VA]が23〜50、[MFR]が0.1〜15であり、かつ[mp]が式
[mp]>112−5 log[MFR]−1.4[VA]
を満足するエチレン・酢酸ビニル共重合体(B)95〜5重量%
とからなるホットメルト組成物に関する。
【0007】
本発明はまたこのようなエチレン・酢酸ビニル共重合体100重量部に対し、粘着付与樹脂0〜150重量部及び/又はワックス0〜100重量部を配合したホットメルト組成物に関する。
【0008】
酢酸ビニル含有量が50重量%以下のエチレン・酢酸ビニル共重合体は、一般には、ラジカル開始剤の存在下、エチレンと酢酸ビニルを高温高圧下にランダム共重合することによって得られる。共重合体の融点は、酢酸ビニル含有量(重合割合)に大きく依存するが、重合条件によっても影響を受ける。例えば上記高圧共重合は、撹拌機付のオートクレーブ中で、あるいは管型反応器中で行われるが、一般には後者で得られる共重合体の方がランダム性が悪く、同一酢酸ビニル含有量の共重合体であってもその融点は、前者で得られるものより若干高い。また酢酸ビニル含有量によっても影響度は異なるが、メルトフローレートの高い共重合体を製造するときに、重合時に用いる連鎖移動剤の種類によって大きく依存し、また重合温度や重合圧力等によっても若干の影響を受ける。
【0009】
本発明におけるエチレン・酢酸ビニル共重合体(A)は、市販の典型的なホットメルト接着剤用グレードのものを含み、使用目的によっても異なるが、[VA]が10〜45, 好ましくは14〜41, [MFR]が0.05〜200, 好ましくは0.1〜100の範囲にある。
【0010】
ここに[MFR](JIS K−7210)は、125℃, 325g荷重で測定した値である。一般にエチレン・酢酸ビニル共重合体のメルトフローレートの測定に利用されている190℃, 2160g荷重における条件では、100g/10分を越えるようなものの場合、その測定誤差が大きく、正確な値を知ることが難かしくなるので適切な条件とは言えない。上記、[MFR]0.05〜200の範囲は、190℃, 2160g荷重でのメルトフローレート(以下[MFR]190 という)の5〜5500g/10分に概ね相当し、またMFR0.1〜100の範囲は[MFR]190 の10〜3000g/10分程度に相当する。上記の如き性状の共重合体は、市場から入手することもできる。
【0011】
本発明におけるエチレン・酢酸ビニル共重合体(B)は、[VA]が23〜50, 好ましくは24〜45, [MFR]が0.1〜15, 好ましくは0.5〜13, [mp]>112−5 log[MFR]−1.4[VA]を満足するものである。ここに上記[MFR]の0.1〜15は[MFR]190 の10〜630g/10分程度に相当し、0.5〜13は[MFR]190 の35〜560g/10分程度に相当する。
【0012】
共重合体(B)においては[VA]及び[MFR]が上記範囲内にあることのほかに、融点が[VA]および[MFR]との関係で規定される上記式で示される範囲にあることが特徴的である。すなわち、汎用のエチレン・酢酸ビニル共重合体が通常、酢酸ビニル含有量及びMFR値に対応して有する融点よりも高い融点を示す。このような共重合体(B)を前記共重合体(A)と併用して使用することにより、得られたホットメルト組成物は特に接着性(凝集性)において優れた性能を発揮する。
【0013】
このような酢酸ビニル含有量及びMFR値との関係において相対的に高い融点を有するエチレン・酢酸ビニル共重合体は、重合条件を選択することにより製造することができるが、特に連鎖移動剤の選択が有効である。すなわち、エチレン・酢酸ビニル共重合体製造の際に、連鎖移動剤として従来のプロピレン、イソブテンのようなオレフィン類に代えて、メタノール、エタノールのようなアルコール類、或いはアセトアルデヒド、アセトンのようなカルボニル化合物などを使用することによって、生成する共重合体の高融点化を達成することが可能である。
【0014】
共重合体(A)と共重合体(B)の使用比率は、目的とする性状によって異なるが、(A)/(B)(重量比)が5〜95/95〜5, 好ましくは10〜90/90〜10、更に一層好ましくは20〜70/80〜30の範囲である。
【0015】
本発明のホットメルト組成物には、溶融粘度、粘着性、接着性等を調整する目的で粘着付与樹脂及び/又はワックスを配合することができる。とくに粘着付与樹脂の併用は好ましく、共重合体(A)、(B)両成分の合計量100重量部に対し、0〜150重量部、好ましくは30〜130重量部の割合で配合するのがよい。本発明の組成物は溶融粘度の調整のため、あるいは更なる耐熱接着性付与を目的として共重合体(A)、(B)両成分の合計量100重量部に対し、ワックスを0〜100重量部、特に0〜70重量部の割合で配合してもよい。
【0016】
本発明のホットメルト組成物には必要に応じ、顔料, 染料, 酸化防止剤, 各種安定剤, 可塑剤, 無機充填剤などを配合することができる。
【0017】
【発明の効果】
本発明によれば、低温可撓性及び接着性(凝集性)に優れたホットメルト組成物を得ることが可能である。このような特徴を生かし、本発明のホットメルト組成物は、ホットメルト接着剤, ホットメルトコーティング剤などとして包装、製本、合板、木工などの各分野で使用することができる。
【0018】
【実施例】
以下本発明を実施例によって説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。なお実施例、比較例において用いられた原料樹脂および配合物、組成物の調製法、試験法等は次のとおりである。
【0019】
1.原料樹脂および配合物
(1)エチレン・酢酸ビニル共重合体(A)
EVA−1:
VA含有量28重量%
MFR(125℃、325g荷重)0.17g/10分(190℃、2160
g荷重におけるMFRの15g/10分に概ね相当)
融点70℃(<112−5Log[MFR]−1.4[VA]=76.7)
(三井・デュポンポリケミカル社製:エバフレックス250)
【0020】
EVA−2:
VA含有量28重量%
MFR(125℃、325g荷重)8.5g/10分(190℃、2160g
荷重におけるMFRの400g/10分に概ね相当)
融点62℃(<112−5Log[MFR]−1.4[VA]=68.2)
(三井・デュポンポリケミカル社製:エバフレックス210)
【0021】
EVA−3:
VA含有量25重量%
MFR(125℃、325g荷重)8.5g/10分(190℃、2160g
荷重におけるMFRの400g/10分に概ね相当)
融点67℃(<112−5Log[MFR]−1.4[VA]=72.4)
(三井・デュポンポリケミカル社製:エバフレックス310)
【0022】
EVA−5:
VA含有量33重量%
MFR(125℃、325g荷重)8.5g/10分(190℃、2160g
荷重におけるMFRの400g/10分に概ね相当)
融点52℃(<112−5Log[MFR]−1.4[VA]=61.2)
(三井・デュポンポリケミカル社製:エバフレックスV5772)
【0023】
EVA−6:
VA含有量28重量%
MFR(125℃、325g荷重)2.7g/10分(190℃、2160g
荷重におけるMFRの150g/10分に概ね相当)
融点65℃(<112−5Log[MFR]−1.4[VA]=70.6)
(三井・デュポンポリケミカル社製:エバフレックス220)
【0024】
(2)エチレン・酢酸ビニル共重合体(B)
EVA−4:
VA含有量28重量%
MFR(125℃、325g荷重)8.5g/10分(190℃、2160g
荷重におけるMFRの400g/10分に概ね相当)
融点73℃(>112−5Log[MFR]−1.4[VA]=68.2)
【0025】
EVA−7:
VA含有量25重量%
MFR(125℃、325g荷重)8.5g/10分(190℃、2160g
荷重におけるMFRの400g/10分に概ね相当)
融点77℃(>112−5Log[MFR]−1.4[VA]=72.4)
【0026】
EVA−8:
VA含有量33重量%
MFR(125℃、325g荷重)8.5g/10分(190℃、2160g
荷重におけるMFRの400g/10分に概ね相当)
融点62℃(>112−5Log[MFR]−1.4[VA]=61.2)
【0027】
但しEVA樹脂のVA含有量の測定はJIS K−6730に準拠して、またMFRの測定はJIS K−7210に準拠して実施した。また融点は示差走査熱量計による分析法(DSC法:JIS K−7121に準拠)に基づく最大吸熱ピークを示す温度を測定して融点とした。
【0028】
(3)粘着付与樹脂
ロジンエステル:
不均化ロジン−グリセリンエステル、軟化点100℃(荒川化学社製:スーパーエステル A100)
【0029】
(4)ワックス
マイクロクリスタリンワックス、融点83℃(日本精蝋社製:Hi−Mic
1080)
【0030】
(5)顔料
酸化チタン:石原産業社製、タイペーク CR−60
【0031】
(6)酸化防止剤
ヒンダードフェノール系酸化防止剤:
チバガイギ社製、イルガノックス1010
【0032】
2.ホットメルト組成物の調製方法
EVA樹脂/粘着付与樹脂/ワックス/顔料/酸化防止剤を所定比率で配合した混合物500gを1リットルのビーカーに仕込み、これを180℃×1時間溶融撹拌混合を行った。
【0033】
3.試験方法
(1)溶融粘度の測定方法
得られたホットメルト組成物をブルックフィールド型粘度計にて、温度180℃, 回転数6min-1の条件にて溶融粘度を測定した。
【0034】
(2)環球法軟化点の測定方法
ホットメルト組成物をJAI 7−1991に準拠して測定した。
【0035】
(3)低温可撓性の測定方法
ホットメルト組成物をJAI 7−1991に準拠して測定した。
【0036】
(4)引張強度(降伏点応力、破断点応力)の測定方法
ホットメルト組成物を引張試験機を用いてJIS K−6301に準拠して測定した。(測定雰囲気温度23℃)
【0037】
(5)製本用ホットメルト接着剤としての紙葉との接着強度の測定方法
上質紙(25mm×75mm×0.1mm )を100枚束ねた製本モデルを作成(背部のホットメルト接着剤層部の塗工厚み1mm、塗工温度 180℃)した。そのモデルサンプルを引張試験機を用いて1枚の紙葉を接着面と直角方向に200mm/min の速度で引張り、形成された接着部からページが切れる、あるいはページが抜けるまでの最大引張強度を測定した。(測定雰囲気温度23℃)
【0038】
実施例1
表1に示すようにEVA−1/EVA−4/ロジンエステル/ワックス/酸化チタン/酸化防止剤=17/26/40/15/2/0.1の比率で配合した混合物500gを、上記2.の方法で溶融撹拌混合してホットメルト組成物を調製した。
【0039】
得られたホットメルト組成物を、上記3.の方法で溶融粘度、環球法軟化点,低温可撓性、引張強度及び紙葉との接着強度を測定し、物性を評価した。結果を表1に示す。
【0040】
比較例1
実施例1において、EVA成分のうち、EVA−4をEVA−2に替えた以外は実施例1と同様にして配合した、表1に示す組成の配合物を実施例1と同様の方法でホットメルト組成物を調製し、各種物性測定、性能の評価を実施した。結果を表1に示す。
【0041】
比較例2
実施例1において、EVA成分のうち、EVA−4をEVA−3に替えた以外は実施例1と同様にして配合した、表1に示す組成の配合物を実施例1と同様の方法でホットメルト組成物を調製し、各種物性測定、性能の評価を実施した。結果を表1に示す。
【0042】
実施例2
実施例1において、EVA成分の内でEVA−4をEVA−7に替え、表2に示す組成の配合物を実施例1と同様にしてホットメルト組成物を調製し、各種物性、性能の評価を実施した。結果を表2に示す。
【0043】
実施例3
実施例1において、EVA成分の内でEVA−4をEVA−8に替え、表2に示す組成の配合物を実施例1と同様にしてホットメルト組成物を調製し、各種物性、性能の評価を実施した。結果を表2に示す。
【0044】
比較例3
実施例1において、EVA成分の内でEVA−4をEVA−5に替え、表2に示す組成の配合物を実施例1と同様にしてホットメルト組成物を調製し、各種物性、性能の評価を実施した。結果を表2に示す。
【0045】
実施例4
実施例1において、EVA成分の内でEVA−1/EVA−4の配合比率を17/26から10/33に替え、表3に示す組成の配合物を実施例1と同様にしてホットメルト組成物を調製し、各種物性、性能の評価を実施した。結果を表3に示す。
【0046】
比較例4
実施例4において、EVA成分の内でEVA−4をEVA−2に替え、表3に示す組成の配合物を実施例1と同様にしてホットメルト組成物を調製し、各種物性、性能の評価を実施した。結果を表3に示す。
【0047】
実施例5
表3に示すように、EVA−6/EVA−4/酸化チタン/酸化防止剤/ロジンエステル/ワックス=28/20/40/10/2の比率で配合した混合物を実施例1と同様の方法で溶融撹拌混合してホットメルト組成物を調製し、各種物性測定、性能評価を実施した。結果を表3に示す。
【0048】
【表1】
各種ホットメルト組成物の配合組成、物性、接着性能の測定結果
【0049】
【表2】
各種ホットメルト組成物の配合組成、物性、接着性能の測定結果
【0050】
【表3】
各種ホットメルト組成物の配合組成、物性、接着性能の測定結果
【0051】
実施例及び比較例の結果から明らかなように、通常のEVAと、高MFR、高融点のEVAを併用したホットメルト組成物は、低温可撓性に優れ、かつ引張強度も良好で、実際に紙葉との接着強度も優れた、凝集製に富んだ性能が発揮されることが認められる。
Claims (2)
- 少なくとも2種のエチレン・酢酸ビニル共重合体からなり、125℃、325g荷重におけるメルトフローレート(g/10分)を[MFR]、酢酸ビニル含有量(重量%)を[VA]、示差走査熱量計に基づく最大吸熱ピークを示す温度(℃)を[mp]で表示するときに、
[VA]が10〜45、[MFR]が0.05〜200のエチレン・酢酸ビニル共重合体(A)5〜95重量%と、
[VA]が23〜50、[MFR]が0.1〜15であり、かつ[mp]が式
[mp]>112−5 log[MFR]−1.4[VA]
を満足するエチレン・酢酸ビニル共重合体(B)95〜5重量%
とからなるホットメルト組成物。 - エチレン・酢酸ビニル共重合体成分100重量部当り、粘着付与樹脂0〜150重量部及び/又はワックス0〜100重量部がさらに配合されてなる請求項1記載のホットメルト組成物。
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