JP3775756B2

JP3775756B2 - ホットメルト接着剤組成物

Info

Publication number: JP3775756B2
Application number: JP13638595A
Authority: JP
Inventors: 巌鶴谷; 健文多賀; 政行木内; 秀生小沢
Original assignee: ハンツマン・ポリマーズ・コーポレーション
Priority date: 1995-06-02
Filing date: 1995-06-02
Publication date: 2006-05-17
Anticipated expiration: 2021-05-17
Also published as: JPH08325539A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明はホットメルト接着剤組成物に関する。さらに詳しくは、接着能力が大きく難接着物と呼ばれるポリプロピレンやポリエチレンなどのプラスチックを容易に接着することができるホットメルト接着剤組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術および問題点】
従来、ホットメルト接着剤は、ベースポリマー、粘着付与剤、さらには必要に応じてワックス、酸化防止剤、可塑剤、充填剤などを混合して用いられている。ベースポリマーとしては、非晶性ポリオレフィン、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、エチレン−アクリル酸エステル共重合体（ＥＥＡ）、スチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体（ＳＢＳ）、スチレン−イソプレン−スチレンブロック共重合体（ＳＩＳ）、スチレン−エチレン／ブチレン−スチレンブロック共重合体（ＳＥＢＳ）、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（ＳＥＰＳ）などの熱可塑性ポリマーが用いられている。
非晶性ポリオレフィンをベースとしたホットメルト接着剤は、着色、臭いがなく燃焼時の発煙も少なく、紙、木、プラスチック、石材、石コウ、セメントなどを容易に接着することができるが、高温での接着力は十分でなかった。一方、ＥＶＡやＥＥＡのようなエチレン共重合体は紙や木材などとの接着性に優れているため、包装、製本、木工などの用途に広く使用されている。
【０００３】
しかし、従来のＥＶＡやＥＥＡベースのホットメルト接着剤は、難接着材料といわれるポリエチレンやポリプロピレンなどの無極性材料への接着力は満足すべきものでなかった。また、酢酸ビニル含量が多いＥＶＡをベースとしたホットメルト接着剤は常温での接着力は良好であっても、高温側、低温側で十分な接着力がなかった。発明者らは、上記従来のホットメルト接着剤の欠点を解決し、高品質のホットメルト接着剤を得るべく鋭意研究した結果、本発明を完成するに至った。すなわち、本発明は、従来のホットメルト接着剤の持つ欠点である難接着材料への接着能力、耐熱性、耐寒性、作業性などを改良することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、（ａ）酢酸ビニル含量が２５ｗｔ％以下、メルトフローレートが２以上のエチレン−酢酸ビニル共重合体１００重量部、
（ｂ）数平均分子量１，０００〜２０，０００かつ１９０℃溶融粘度が５０〜１００，０００ｃｐｓでプロピレン成分が３０重量％以上、エチレン成分が０〜３０重量％（ただし、０重量％は除く）の非晶性のプロピレン・エチレン共重合体１〜１５０重量部、
（ｃ）粘着付与剤５０〜３００重量部、
（ｄ）ワックス０〜１００重量部
からなることを特徴とするホットメルト接着剤組成物が提供される。
【０００５】
以下、本発明について、さらに詳しく説明する。
本発明の（ａ）成分のエチレン−酢酸ビニル共重合体は酢酸ビニル含量が２５ｗｔ％以下、好ましくは２０以下であり、メルトフローレートが２以上、好ましくは１０以上である。酢酸ビニル含量が２５重量％以上では接着剤組成物が１６０℃の溶融時に分離してくる。
本発明の（ｂ）成分のプロピレン成分を３０重量％以上含む非晶性ポリオレフィンは、結晶性ポリプロピレン製造の際に副生するアタクチックポリプロピレンを用いてもよいし、また、原料から所定のプロピレン成分を含有するポリプロピレンやプロピレンと他のα−オレフィンとの共重合体を目的生産して用いることができる。目的生産する場合、例えば、塩化マグネシウムに担持したチタン担持型触媒とトリエチルアルミニウムを用いて水素の存在下で重合したものを用いることができる。供給安定性および品質安定性の観点からは、目的生産された所定の非晶性ポリオレフィンを使用するのが好ましい。さらに、上記非晶性ポリオレフィンは、数平均分子量が１，０００〜２０，０００、好ましくは１，５００〜１５，０００である。
【０００６】
具体的には、（ｂ）成分の非晶性ポリオレフィンは上記範囲のプロピレン含有量および分子量を有するプロピレン・エチレン共重合体である。これらのうち、プロピレン・エチレン共重合体については、エチレン含有量が０〜３０重量％で、好ましくは、１〜２０重量％である。エチレン含有量が３０重量％より大きい場合は、柔らかくなりすぎ、また、表面粘着性が大きすぎて接着剤として使用するのが難しい。
【０００７】
さらに、本発明の非晶性ポリオレフィンは、沸騰ｎ−ヘプタン不溶分、すなわち沸騰ｎ−ヘプタンによるソックスレー抽出不溶分が６０重量％以下、好ましくは３０重量％以下、さらに好ましくは１５重量％以下である。さらに、本発明の非晶性ポリオレフィンとしては、示差熱走査熱量計の昇温測定において結晶融解熱△Ｈが２５Ｊ／ｇ以下が好ましく、更に好ましいのは１０Ｊ／ｇ以下である。本発明の非晶性ポリオレフィンにおいて、沸騰ｎ−ヘプタン不溶分が上記範囲より多かったり、結晶融解熱が大きいと接着剤として使用したときに、オープンタイムが短すぎたり、塗布後の肉やせや、接着強度の経時変化が生じるなどの不都合があり好ましくない。本発明における非晶性ポリオレフィンとしては、例えば、市販されている宇部レキセン社のウベタック（商品名、ＵＢＥＴＡＣ）などを用いることができる。
【０００８】
本発明における（ｃ）成分の粘着付与剤としては、テルペン系樹脂、脂肪族系石油樹脂、脂環族系石油樹脂およびこれらを基本骨格とした共重合体などを使用することができる。これには、ＤＣＰＤ系、脂肪族と脂環族の共重合体、脂肪族と芳香族の共重合体、ＤＣＰＤ系と芳香族の共重合体、ＤＣＰＤ系と脂肪族の共重合体などがある。また水添、未水添のいずれでもよい。好ましくは（ａ）成分のＥＶＡと（ｂ）成分の非晶性ポリオレフィンの両方と相溶性の良好な水添テルペン系樹脂がよい。
本発明における（ｄ）成分のワックスとしては、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス、サゾールワックスなどが挙げられる。
【０００９】
本発明の接着剤組成物は上記ＥＶＡと非晶性ポリオレフィンと粘着付与剤を配合して得ることができる。配合比はＥＶＡが１００重量部に対して、非晶性ポリオレフィンが１〜１５０重量部、粘着付与剤が５０〜３００重量部、およびワックスが０〜１００重量部である。好ましくは非晶性ポリオレフィンが５〜１００重量部であり、５重量部より少ないと難接着物と呼ばれるポリプロピレンやポリエチレンなどのプラスチックへの接着力が向上せず、１００重量部を越えて入れると耐熱性が劣る。また、粘着付与剤は、５０〜３００重量部好ましくは１００〜３００重量部であり、５０重量部より少ないとＥＶＡと非晶性ポリオレフィンとの相溶性が悪く、溶解分離する。また３００重量部より多くなると接着力が低下する。
本発明のホットメルト接着剤組成物にワックスを配合する場合、１００重量部以下とするのが好ましい。ワックスの配合量が多すぎると接着力の低下が大きい。
【００１０】
本発明のホットメルト組成物には前記のＥＶＡ、非晶性ポリオレフィン、粘着付与剤、ワックスの他に必要に応じて、種々の改質材、添加剤を配合してもよい。例えば、液状ポリブテン、パラフィンオイルなどの可塑剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、炭酸カルシウム、炭酸バリウム、タルクなどの充填剤である。これらの配合量は用途に合せ適宜使用される。
【００１１】
本発明において、ＥＶＡ、非晶性ポリオレフィン、粘着付与剤などの配合にはこれらの成分を容器内で混合加熱してもよいし、通常ポリマーの混合に用いられる、ロール、バンバリーミキサー、ニーダー、押出機などを用いることもできる。
本発明の接着剤は加熱により溶融するので、ブロック状、ペレット状、紐状、フィルム状などの各種形状に成形して用いることができる。
本発明の接着剤の塗布は、通常のホットメルト接着剤用アプリケーターを用いて被着体に溶融して被着体同士を接着する方法、あるいは被着体の一方にあらかじめ接着剤を施した後、他方の被着体を重ね合わせて加熱する方法、フィルム状の接着剤をラミネーターで貼り合わせる方法などが用いられる。
【００１２】
本発明の接着剤を使用し得る被着体としては、紙、布、木材をはじめ、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニルなどの合成樹脂類、また、石コウ、セメント、石材、金属、ガラスなどが挙げられる。また、紙および／または板紙をホットメルト接着剤で貼り合わせたサンドイッチ状の構造をした防湿・防水紙、および紙および／または板紙の片面にホットメルト接着剤を塗布した防湿・防水紙にも用いることができる。さらに、被着体として上記の材質の同種または異種の物体の隙間を埋めるための用途、すなわちシーリング剤としても用いることができる。
【００１３】
【実施例】
以下、本発明を実施例により詳細に説明する。
但し、本発明は下記の実施例により制限されるものではない。なお、下記の実施例および比較例において各物性は下記の方法により測定した。
【００１４】
（１）粘度（ｃｐｓ）
ＪＩＳＫ７１１７に準拠し、１９０℃で測定
【００１５】
（２）環球式軟化点（℃）
ＪＩＳＫ２２０７に準拠。
【００１６】
（３）接着強度（ｋｇ／２５ｍｍ）
得られた接着剤組成物を、１４０℃に加熱溶融し、厚さ６０μｍの未処理のポリプロピレンフィルム（ＯＰＰ）上にバーコーターで１００μｍで塗布した後、別のポリプロピレンフィルム（ＯＰＰ）を重ね１２０℃、３ｋｇｆ／ｃｍ²の圧力で１０秒間のプレスを行ないヒートシールした。この貼り合わせフィルムを２５ｍｍ巾の短冊に切り、剥離速度２００ｍｍ／ｍｉｎで０℃、２３℃、４０℃、６０℃の各温度でＴピール強度を測定した。
【００１７】
（４）耐熱接着性
日本接着剤工業会規格（ＪＡＩ７−１９９１）に定められた方法のＢ法の剥離クリープ荷重３００ｇｆで５０℃耐熱接着性を測定した。
【００１８】
（５）溶融分離
２００ｍｌのビーカーに得られた接着剤組成物を１００ｇ入れ、１６０℃のオーブン中で２４時間放置し、目視観察した。
【００１９】
（６）オープンタイム、セットタイム
日本接着剤工業会規格（ＪＡＩ７−１９９１）に準拠。
【００２０】
実施例１
ＥＶＡとして酢酸ビニル含量が１９重量％、メルトフローレート（ＪＩＳＫ６７３０に準拠し、試験温度１９０℃、試験荷重２．１６ｋｇｆで測定）が４００のＥＶ４１０（三井・デュポンポリケミカル社製）１００重量部、非晶性ポリオレフィンとして宇部レキセン社製のプロピレン／エチレンの重量比が８５／１５で数平均分子量が６，５００、１９０℃粘度が３，５００ｃｐｓである商品名ウベタックＵＴ２５３５（結晶融解熱△Ｈ＝７Ｊ／ｇ）を１０重量部、粘着付与剤として水添テルペン樹脂クリアロンＰ−１０５（ヤスハラケミカル製）１１０重量部を１８０℃で加熱溶融混合し、ホットメルト接着剤組成物を作成した。次いで得られた接着剤の各物性を測定した。測定結果を表１に示した。
【００２１】
実施例２
非晶性ポリオレフィンとして宇部レキセン社製のプロピレン／エチレンの重量比が８５／１５で数平均分子量が６，５００、１９０℃粘度が３，５００ｃｐｓである商品名ウベタックＵＴ２５３５（結晶融解熱△Ｈ＝１０Ｊ／ｇ）を２５重量部用いた以外は実施例１と同様にしてホットメルト接着剤組成物の作成および測定を行なった。
【００２２】
実施例３
非晶性ポリオレフィンとして宇部レキセン社製のプロピレン／エチレンの重量比が９５／５で数平均分子量が６，５００、１９０℃粘度が３，０００ｃｐｓである商品名ウベタックＵＴ２３３０を２５重量部用いた以外は実施例１と同様にしてホットメルト接着剤の作成および測定を行なった。
【００２３】
実施例４
ＥＶＡとして酢酸ビニル含量が１９重量％、メルトフローレートが４００のＥＶ４１０（三井・デュポンポリケミカル社製）１００重量部、非晶性ポリオレフィンとして宇部レキセン社製のプロピレン／エチレンの重量比が８５／１５で数平均分子量が６，５００、１９０℃粘度が３，５００ｃｐｓである商品名ウベタックＵＴ２５３５を５０重量部、粘着付与剤として水添テルペン樹脂クリアロンＰ−１０５（ヤスハラケミカル製）１５０重量部、パラフィンワックスＨＮ０９（日本精蝋製）１５重量部を用いて、ホットメルト接着剤組成物を作成し、得られた接着剤の各物性を測定した。
【００２４】
実施例５
ＥＶＡとして酢酸ビニル含量が１９重量％、メルトフローレートが１５０のＥＶ４２０（三井・デュポンポリケミカル社製）１００重量部を用いた以外は実施例４と同様にしてホットメルト接着剤組成物の作成および測定を行なった。
【００２５】
実施例６
ワックスとしてサゾールワックスＨ１（サゾール社製）を２０重量部用いた以外は実施例４と同様にしてホットメルト接着剤組成物の作成および測定を行なった。
【００２６】
比較例１
ＥＶＡとして酢酸ビニル含量が１９重量％、メルトフローレートが４００のＥＶ４１０（三井・デュポンポリケミカル社製）１００重量部、粘着付与剤として水添テルペン樹脂クリアロンＰ−１０５（ヤスハラケミカル製）１００重量部を用いて、ホットメルト接着剤組成物を作成し、得られた接着剤の各物性を測定した。
【００２７】
比較例２
ＥＶＡとして酢酸ビニル含量が２８重量％、メルトフローレートが４００のＥＶ２１０（三井・デュポンポリケミカル社製）１００重量部を用いた以外は実施例４と同様にしてホットメルト接着剤組成物の作成および測定を行なった。
【００２８】
比較例３
ＥＶＡとして酢酸ビニル含量が２８重量％、メルトフローレートが４００のＥＶ２１０（三井・デュポンポリケミカル社製）１００重量部、粘着付与剤として水添ロジンエステルエステルガムＨ（荒川化学社製）１００重量部、サゾールワックス５０重量部を用いて、ホットメルト接着剤組成物を作成し、得られた接着剤の各物性を測定した。
【００２９】
【表１】

【００３０】
上記実施例および比較例より、本発明の接着剤組成物は溶融分離がなく、ポリプロピレンフィルムへの接着力が高いことがわかる。
【００３１】
【発明の効果】
本発明のエチレン−酢酸ビニル共重合体、非晶性ポリオレフィンおよび粘着付与剤からなる接着剤組成物は、非晶性ポリオレフィンを含まない従来のＥＶＡ系接着剤に比べポリプロピレンやポリエチレンなどのプラスチックを容易に接着し、その強度はポリプロピレンフィルムを被着体とした時、常温で３ｋｇｆ／２５ｍｍ以上あり、かつ４０℃でも１．５ｋｇ／２５ｍｍある。

Claims

（ａ）酢酸ビニル含量が２５重量％以下、メルトフローレートが２以上のエチレン−酢酸ビニル共重合体１００重量部、
（ｂ）数平均分子量が１，０００〜２０，０００かつ１９０℃溶融粘度が５０〜１００，０００ｃｐｓでプロピレン成分が３０重量％以上、エチレン成分が０〜３０重量％ (ただし、０重量％は除く)の非晶性のエチレン・プロピレン共重合体１〜１５０重量部、
（ｃ）粘着付与剤５０〜３００重量部、
（ｄ）ワックス０〜１００重量部
からなり、かつ、粘着付与剤が水添のテルペン系樹脂，水添の脂肪族系石油樹脂、水添の脂環族系石油樹脂及びこれらを基本骨格とした共重合体より選ばれた少なくとも１種類の粘着付与剤であることを特徴とするホットメルト接着剤組成物。
ワックスが存在する請求項１に記載のホットメルト接着剤組成物。