JP5103696B2

JP5103696B2 - 熱可塑性接着剤及び該接着剤を用いた接着方法並びに樹脂製積層体

Info

Publication number: JP5103696B2
Application number: JP2001102182A
Authority: JP
Inventors: 孝宏栃岡; 満晴金子
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 2001-03-30
Filing date: 2001-03-30
Publication date: 2012-12-19
Anticipated expiration: 2021-03-30
Also published as: JP2002294191A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば自動車用等の車両用内装材などの積層体に適用し得る熱可塑性接着剤、及びかかる熱可塑性接着剤を用いた接着方法、並びに樹脂製積層体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車などの車両の内装材として、従来塩化ビニル系樹脂の表皮を、ポリウレタンフォームを用いてＡＢＳ樹脂、変性ポリフェニレンエーテル樹脂、およびポリプロピレン（以下、適宜、ＰＰと略して表示する。）などの基材に積層した材料が使用されてきた。ポリウレタンフォーム層は、材料にクッション感を与え、表皮裏面の凹凸を吸収し、表皮と基材とを強固に接着することができる。
ところで、環境保護対策の一環として自動車を構成する材料のリサイクル率を向上することが要求され、２００２年には車両重量の９０％以上をリサイクル可能な部品にすることが義務付けられることになっている。
【０００３】
しかし、従来の塩化ビニル樹脂表皮とポリウレタンフォームとＡＢＳ樹脂基材とからなる積層材料では、異種材料で構成され、さらに熱可塑性樹脂と熱硬化性樹脂とが併用されている上、これらが強固に接着されているので、一旦積層された材料を分離してリサイクルするのは非常に困難である。そこで、内装材や外装材として使用される樹脂材料を同種の樹脂に統一すれば、リサイクルが容易になり、リサイクル率を高めることができると考えられる。
【０００４】
そこで、表皮、中間の発泡層および芯材を全てポリオレフィン系樹脂とし、特に表皮を型面の微細凹凸形状の転写性に優れるパウダースラッシュ成形法により成形し、該表皮と芯材との間に発泡接着剤を充填して上記両者を接着することが考えられているが、従来の発泡接着剤では、特に表皮の接着面に上記パウダースラッシュ成形により発生する凹凸に起因する上記両者間のクリアランス変動を充分に吸収することができないという難点がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このため、従来の工法（パウダースラッシュ成形法）が適用でき、かつ、発泡性や接着強度および耐熱性を含めてウレタンと同レベルの性能を有するポリプロピレン発泡接着剤として、まず、溶剤型のものが考えられる。しかし、この溶剤型の接着剤の場合には、溶剤が揮発し切るまで接着可能である（つまり、接着可能時間が長い）ので、例えば車両のインストルメントパネルなどのような大物成形品に適用できるという利点を有する反面、溶剤揮発工程に時間が掛かり過ぎて成形サイクルタイムが余りに長く実用性に欠け、しかも、溶剤が残存すると、後工程あるいは使用時にある程度以上の熱が加わると、表皮と接着剤層との間に剥離が生じて表面にも膨れが表れ、接着力および外観性が著しく低下するという問題があった。
【０００６】
そこで、この発明は、発泡性や接着強度および耐熱性を含めてウレタンと同レベルの性能を有し、かつ、上記のような溶剤による不具合が生じることの無い、つまり、無溶剤型のポリプロピレン発泡接着剤及び該接着剤を用いた接着方法並びに樹脂製積層体を提供することを目的としてなされたものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本願発明者等は、かかる目的達成のために種々研究開発を重ねる中で、従来公知の無溶剤型接着法の一種であるホットメルト法に着目した。このホットメルト接着剤とは、１００％固形分で熱を加えて溶融させながら接着面に塗布して用いられるもので、加熱して溶融させるので溶剤は一切不要である。
尚、特開昭６０−２０３６４６号公報には、スチレン系共重合体およびスルホン化スチレン重合体の少なくとも１種の塩を含有して成る熱可塑性ホットメルト接着剤が開示されている。この従来公報に開示された接着剤は、スチレン系重合体は含有するものの、非結晶性ポリオレフィン中に含有されるものではない。つまり、スチレン系ポリマー含有の非結晶性ポリオレフィンを含むものではない。
【０００８】
しかしながら、このホットメルト接着剤を用いた場合には、以下のような技術的な課題が生じる。すなわち、
▲１▼ パウダースラッシュ表皮裏面の凹凸を埋め合わせる体積膨張機能がない（つまり、発泡性がない）。
▲２▼ 加熱溶融後冷えると接着性を失うので接着可能時間が短い。
▲３▼ ある程度以上の温度下で圧痕回復性が低くクッション性に劣る(発泡性および耐熱剛性の問題)。
▲４▼ ある程度以上の温度下での接着強度が低い（耐熱性の問題）。
【０００９】
そこで、本願発明者等は更に鋭意研究を重ねた結果、ホットメルト接着剤内にガスを機械的に混入させて気泡を生じせしめることにより、ホットメルト接着剤をある程度フォーム状（泡状）にでき、これにより必要な発泡性を付与し得ることを見出した。また、このように、ガスを機械的に混入させて発泡せしめることにより接着強度も向上することを知見した。
【００１０】
更に、本願発明者等は、従来のオレフィン系ホットメルト接着剤に、芳香環物質の１種であるスチレン系ポリマー樹脂を添加することにより、耐熱性（特に、熱時剛性）が向上すること、また更に、この場合において、粘着性付与剤にロジン系樹脂を用いることにより高耐熱性のものとなり、ある程度の高温下でも接着性を確保できることを見出した。
尚、特開平１−１９０７８１号公報には、熱可塑性エラストマー，エステル体等のロジン類誘導体から成る粘着性付与樹脂等を含有した発泡接着剤が開示されているが、この従来公報に記載された接着剤は、結晶性と非結晶性の両方のポリオレフィンを含有したものではない。
【００１１】
本願の第１の発明に係る熱可塑性接着剤は、以上のような研究開発活動の結果として得られたものであり、結晶性ポリプロピレンを含有する結晶性ポリオレフィン：２０〜７０質量％と、スチレン系ポリマー含有の非結晶性ポリプロピレン：２０〜７０質量％と、ロジン系樹脂から成る粘着性付与剤：５〜４５質量％と、を含有すると共に発泡用のガスを含有し、結晶性ポリプロピレン及び非結晶性ポリプロピレンの重量平均分子量（Ｍｗ）が、０．５〜２．５×１０^５であることを特徴としたものである。
【００１２】
ここに、ロジン系樹脂から成る粘着性付与剤の含有量を上記範囲としたのは、バリと付着による脱型変形を防止する観点から４５質量％以下であることが好ましく、一方、耐熱性と接着強度とのバランスを維持する観点から５質量％以上であることが好ましいからである。
また、ここに、結晶性ポリプロピレン及び非結晶性ポリプロピレンの重量平均分子量（Ｍｗ）としたのは、接着強度を確保する観点から０．５×１０ ^５以上の重量平均分子量が必要であり、一方、充填性を確保する観点からは重量平均分子量を２．５×１０ ^５以下とすることが好ましいからである。尚、自動車のインストルメントパネルのような大型部品に適用する場合には、この範囲中でも、０．６〜２．０×１０ ^５とすることが更に好ましい。
【００１３】
本願の第２の発明に係る熱可塑性接着剤は、上記第１の発明において、上記結晶性ポリオレフィンを２５〜４５質量％と、上記スチレン系ポリマー含有の非結晶性ポリプロピレンを３５〜５５質量％と、上記ロジン系樹脂から成る粘着性付与剤を１０〜２５質量％と、が含有されるようにしたものである。
【００１４】
ここに、結晶性ポリオレフィンの含有量を上記範囲としたのは、成形時のバリと付着による脱型変形を防止する観点から２５質量％以上であることが好ましく、一方、接着強度を確保する観点および耐熱性と接着強度とのバランスを維持する観点から４５質量％以下であることが好ましいからである。
また、ロジン系樹脂から成る粘着性付与剤の含有量を上記範囲としたのは、バリと付着による脱型変形を防止する観点から２５質量％以下であることがより好ましく、一方、耐熱性と接着強度とのバランスを維持する観点から１０質量％以上であることがより好ましいからである。
【００１５】
本願の第３の発明に係る熱可塑性接着剤は、上記第１の発明において、上記結晶性ポリオレフィンは、結晶性ポリプロピレン中に結晶性ポリエチレンを５〜５０質量％配合して成ることを特徴としたものである。
【００１７】
本願の第４の発明に係る熱可塑性接着剤は、上記第１の発明において、上記非結晶性ポリプロピレン中のスチレン系ポリマーの含有量は、１〜４０質量％であることを特徴としたものである。
【００１８】
ここに、スチレン系ポリマーの含有量を上記範囲としたのは、クッション性確保の観点から４０質量％以下であることが好ましく、一方、耐熱性と接着強度とのバランスを維持する観点から１質量％以上であることが好ましいからである。
【００１９】
本願の第５の発明に係る熱可塑性接着剤は、上記第１の発明において、上記ロジン系樹脂から成る粘着性付与剤は、ロジンエステルが配合されて成ることを特徴としたものである。
【００２５】
【発明の効果】
本願の第１の発明によれば、強度、剛性、耐熱性の向上および低粘度化を有効に図りつつ、熱間時における接着強度を高めることができ、発泡性や接着強度および耐熱性を含めてウレタンと同レベルの性能を有し、かつ、溶剤を含有することによる不具合が生じることの無い、つまり、無溶剤型のポリプロピレン発泡接着剤が得られる。
また、ポリプロピレンに相溶する成分を分子鎖中に持つことにより馴染み性が向上する。更に、結晶性ポリプロピレン及び非結晶性ポリプロピレンの重量平均分子量（Ｍｗ）を上記範囲としたことにより、充分な接着強度を確保し、且つ、より高い充填性を確保することができ、より大型の部品への適用も可能となる。
【００２６】
上記第１の発明を前提とした本願第２の発明によれば、第１の発明の効果をより高次元で達成することが可能になる。特に、結晶性ポリオレフィンの含有量およびロジン系樹脂から成る粘着性付与剤の含有量を上記の範囲にそれぞれ制限したことにより、成形時のバリと付着による脱型変形を防止し、且つ、充分な接着強度を確保することが可能になる。
【００２７】
上記第１の発明を前提とした本願第３の発明によれば、結晶性ＰＥを配合したことにより、ポリプロピレン成分だけでは発揮できない接着層の強度・靭性の向上を得ることが可能になる。
【００２９】
上記第１の発明を前提とした本願第４の発明によれば、特に、スチレン系ポリマーの含有量を上記範囲に制限したことにより、クッション性を良好に確保し、且つ、耐熱性と接着強度とのバランスをより高次元で維持することが可能になる。
【００３０】
上記第１の発明を前提とした本願第５の発明によれば、粘着性付与剤にロジンエステルを配合したことにより、極性を下げることができ、ポリプロピレンとの馴染み性を更に向上させることが可能になる。
【００３５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を詳細に説明する。
本実施の形態では、溶剤を含有することによる不具合が生じることの無い、つまり、無溶剤型のポリプロピレン発泡接着剤を得るために、ホットメルト接着剤の内部にガスを機械的に混入させて気泡を生じせしめることにより、ホットメルト接着剤をフォーム状（泡状）とし、このフォーム状のホットメルト接着剤の特性を種々調査し、所望の特性を得るための改良を行った。
【００３６】
まず、従来のホットメルト接着剤に対して機械的にガスを混入させることにより発泡状態が得られることの確認試験（発泡状態確認試験）を実施した。
ホットメルト接着剤に対して機械的にガスを混入させるための装置としては、ノードソン株式会社のフォームメルト・アプリケータ：品番「フォームメルト１５０」を用いた。
この装置は、２ステージ構造のギヤポンプを有し、このギヤポンプ内にホットメルト接着剤を投入した上でガス（窒素ガス：Ｎ_２）を混入させ、ギヤポンプの作用によりこのガスを微細化する。そして、これを大気圧に解放することで発泡が開始されフォーム化するものである。
【００３７】
以下の試験で用いた「従来のホットメルト接着剤」の化学組成は、以下の通りであった。
・結晶性ポリオレフィン：４３質量％
（結晶性ＰＰ：結晶性ＰＥ＝７４：２６）
・低分子量ＰＰ：４５質量％
・フェノール系酸化防止剤と脂肪族系炭化水素：１２質量％
【００３８】
本試験では、以下の条件でフォーム化を行った。
・試験温度：２００℃
・Ｎ_２ガス圧力：３．９２×１０^５Ｐａ
この結果、フォーム化することにより、２．８倍の発泡倍率が得られた。
また、ホットメルト接着剤の表面にも目視で確認できるほどの発泡痕跡が見られ、更に、内部断面を顕微鏡観察することにより、２５０〜３００μｍ程度の独立した気泡が無数に見られ、良好な発泡状態が得られることが確認された。
【００３９】
次に、従来のホットメルト接着剤に対して機械的にガスを混入させてフォーム化することによる接着可能時間および接着強度（剥離強度）への影響を調べる試験を実施した。
以下の試験では、例えば図１に示すように、表皮表面層１（表皮材）とＰＰ基材４との間に接着剤層３を介在させることにより、表皮表面層１とＰＰ基材４とを接着剤層３で接着・積層した積層体Ｓを供試材として作成し、これを所定の形状寸法に切り出して試験片を得た。上記のような供試材（積層体Ｓ）の特に表皮表面層１は、種々の公知の手法で作成することができ、例えばパウダースラッシュ成形法によっても作成することができる。
【００４０】
本剥離試験は、このようにして得られた試験片について剥離強度を調べるもので、およそ次のような手順で行われる。
図２に示すように、まず表皮材Ｆ１とＰＰ基材４とを試験接着剤（接着剤層３）で貼り合わせて試験片としての積層体Ｓを製作し、この積層体Ｓを所定期間にわたって室温で養生する。次に、この積層体Ｓを、表皮材Ｆ１が下向きとなるように室温下で保持した上で、表皮材Ｆ１の一端に錘２５を懸垂する。そして、この錘を次第に重くして行き、表皮材Ｆ１が長手方向に剥離したときの錘の重さを測定する。この剥離したときの重さが積層体Ｓの（つまり、接着剤の）剥離強度の指標となる。すなわち、軽い錘で剥離するほど、剥離強度が低いことになる。尚、ここでは、接着面は、幅２５ｍｍ×長さ５０ｍｍの矩形とした。
【００４１】
本試験では、ウレタンの剥離強度である９．８［Ｎ／２５ｍｍ］以上の剥離強度を得ることを目標とした。この値は、接着面の幅を２５ｍｍとした場合に、剥離を生じさせる錘の重さを示すものである。尚、剥離強度が上記の値をある程度下回る場合には、接着剤を適用した積層体の成形工程における脱型の際に、積層体表面と型面との付着力によって接着が剥がれてしまう場合もある。
【００４２】
試験結果は表１に示す通りであり、目標とする剥離強度（９．８Ｎ／２５ｍｍ以上）を確保した上での最長の接着可能時間（塗布後経過時間［秒］）は、従来のホットメルト接着剤では約２０秒（剥離強度：１１．８Ｎ／２５ｍｍ）であるのに対して、フォーム化したホットメルト接着剤では６０秒（剥離強度：９．８Ｎ／２５ｍｍ）になっており、ホットメルト接着剤をフォーム化することにより、所定の剥離強度を確保した上での接着可能時間を延長させることができることが確認された。換言すれば、同一の接着可能時間（塗布後経過時間）に対しては、フォーム化することにより、ホットメルト接着剤の接着強度を向上させることができることが確かめられた。
【００４３】
【表１】

【００４４】
上記の接着可能時間の延長は、フォーム（泡）が断熱材の役目を果たし放熱を遅らせていることによるものと考えられる。従って、従来のホットメルト接着剤のように加熱溶融後すぐに冷えて接着性を失うことが抑制でき、大型部品への適用が可能となる。
【００４５】
また、剥離試験の試験片の断面を顕微鏡観察した結果、フォーム化したホットメルト接着剤の場合には、フォーム化により表皮裏面の凹凸を埋め合わせながらポーラス部（多孔質部）に浸透していることが確認され、これにより、接着強度が向上したものと考えられる。
この接着強度向上は、圧着（型締め）時に、その圧力により気泡が破裂し、ガスが孔部内に逃げ込む際に、気泡表面の樹脂を孔部に浸透させる結果となり、いわば、一種のアンカー効果が生じるためであると推定される。
【００４６】
次に、ホットメルト接着剤をフォーム化することによる圧痕復元性への影響を調べる試験を実施した。この圧痕復元性試験は、およそ次のような手順で測定される。
図３に示すように、まず、テストピースとして、広がり面の形状が３０ｍｍ×３０ｍｍの積層体Ｓを準備し、その厚さを測定する。次に、積層体Ｓを加熱して３０分間所定温度（９０℃又は１１０℃）に保つ。この後、オーブン内において、積層体Ｓの上に治具２６を介して２ｋｇのおもり２７を１分間載せる。なお、治具２６の、積層体Ｓとの当接面２６ａは、直径２０ｍｍの円形である。そして、上記治具２６及びおもり２７を取り除いて、積層体Ｓを常温に３０分間保持した後の該積層体Ｓの厚さを測定し、初期の厚さとの差（へこみ量）を求める。このへこみ量が圧痕復元性の指標となる。
【００４７】
本試験では、ウレタンと同等の圧痕復元性を得ることを目標とした。
試験結果は表２に示す通りであり、フォーム化することにより、９０℃試験では従来のホットメルト接着剤と差がないが、１１０℃試験では、従来のホットメルト接着剤に比べて大幅に圧痕回復性が向上することが確認できた。
しかしながら、目標とするウレタンの圧痕回復性と比較すると、９０℃試験で若干の差があり、また、１１０℃試験では０．２４ｍｍの圧痕が残り、熱時剛性の向上を図る必要があることが判った。
【００４８】
【表２】

【００４９】
従来のオレフィンＰＰ系ホットメルト接着剤は、結晶性ＰＰ（ポリプロピレン）のマトリックス中に低分子量ＰＰを配合させた基本配合を有している。
このホットメルト接着剤の耐熱特性を向上させるために、主成分樹脂の一つである低分子量ＰＰ中に、芳香環物質であるスチレン系ポリマー樹脂（具体的には、ＳＥＢＳ，ＳＥＰＳ，ＳＢＲ，ＳＩＳなど）を添加することを検討した。これにより、熱時に変形しにくくなって耐熱特性の向上が期待できる。
【００５０】
しかしながら、このようにして、熱時剛性を高めると、通常の粘着性付与剤では接着性が低下してしまうことが考えられる。従って、この粘着性付与剤を高耐熱性のものとする必要がある。
従来のオレフィンＰＰ系ホットメルト接着剤の代表的な粘着性付与剤は、図４に示すように、Ｃ５系石油樹脂のものであるが、これに対して、耐熱性向上手段として、以下のような変更を加えた。
【００５１】
（i）結合を切れにくくし耐熱性を向上させる観点から、脂肪鎖から芳香環に変更した。
（ii）熱安定性を向上させる観点から、二重構造を取り酸化しにくくした。つまり、水素添加（水添）を行った。
（iii）ＳＰ値を変えずに耐熱性を向上させる観点から、ОＨを取り除き極性を低くした。
以上により、最終的に、図４に示すように、天然ロジン系樹脂であるロジンエステルを得た。
【００５２】
以上のように、従来のオレフィンＰＰ系ホットメルト接着剤の主成分樹脂の一つである低分子量ＰＰ中に、芳香環物質であるスチレン系ポリマー樹脂を添加し、且つ、粘着性付与剤を上記天然ロジン系樹脂であるロジンエステルとした接着剤（以下、これを「フォーム化高耐熱タイプ」と称する。）について、種々の試験を行った。
【００５３】
尚、これらの試験に際して用いた試験サンプルとしての「フォーム化高耐熱タイプ」の接着剤の化学組成は、以下の通りであった。
Ａ）結晶性ポリオレフィン：３８質量％
（結晶性ＰＰ：結晶性ＰＥ＝７７：２３）
Ｂ）スチレン系ポリマー含有の非結晶ポリオレフィン（低分子量ＰＰ）
・低分子量ＰＰ：４０．５質量％
・スチレン系ポリマー：４．５質量％
Ｃ）天然ロジン系樹脂から成る粘着性付与剤：１７質量％
これらの成分を含有したものにフォームメルト・アプリケーターで窒素ガスを混入させ発泡性を持たせた。
【００５４】
まず、発泡特性を調べたところ、約３．２倍の発泡倍率が得られ、良好な発泡特性を有することが確認できた。
また、前述の接着可能時間と剥離強度を調べる試験を実施したところ、目標の剥離強度（ウレタン同等：９．８Ｎ／２５ｍｍ）を確保できる接着可能時間は８０秒であった。更に、塗布後経過時間を１０秒としたときの剥離強度（初期剥離強度）は、７８．４Ｎ／２５ｍｍであった。尚、表皮裏面の凹凸の埋め合わせも、フォーム化ホットメルト接着剤の場合と同じく良好であった。
【００５５】
また更に、従来のホットメルト接着剤を基準として、接着剤を表皮材と基材との間に充填する際の充填性の指標となる流動性を比較する試験を行ったところ、フォーム化ホットメルト接着剤が１．３倍であるのに対して、「フォーム化高耐熱タイプ」の接着剤は２．０倍であった。
すなわち、発泡倍率，接着可能時間および初期剥離強度，流動性のいずれにおいても、「フォーム化高耐熱タイプ」の接着剤は、従来のホットメルト接着剤及びフォーム化ホットメルト接着剤よりも高い値を示すことが判った。
【００５６】
更に、この「フォーム化高耐熱タイプ」の接着剤の耐熱特性を確認するために種々の試験を行った。
まず、圧痕回復性の比較試験を行った。尚、この試験方法は、前述の圧痕回復性試験と同様である。
試験結果は表３に示す通りであり、フォーム化高耐熱タイプの接着剤では、９０℃試験および１１０℃試験の両方において、目標としたウレタンの特性値と同等の値が得られ、通常のフォーム化ホットメルト接着剤から「フォーム化高耐熱タイプ」とすることによる効果が確認された。
【００５７】
【表３】

【００５８】
次に、長期耐熱性試験を行った。この試験は、９０℃の加熱温度下で７２時間保持した後の接着強度を測定した。試験結果は以下の通りであった。
・従来のホットメルト接着剤：３９．２Ｎ／２５ｍｍ
・通常のフォーム化ホットメルト接着剤：４７．０Ｎ／２５ｍｍ
・「フォーム化高耐熱タイプ」の接着剤：７８．４Ｎ／２５ｍｍ
すなわち、通常のフォーム化ホットメルト接着剤から「フォーム化高耐熱タイプ」とすることにより、接着強度が大幅に向上することが確認された。
【００５９】
更に、高温下での接着強度を検証するために負荷耐熱性試験を行った。この試験は、剥離試験（図参照）における場合と同様の２５ｍｍ幅の試験片を用いて、表皮側に１ｋｇの錘をぶら下げ、３８℃で１５分間保持し、その後、試験片の温度を５分間に２℃の割合で上昇させて行き、錘が落下したときの試験片の温度を測定することにより行った。尚、要求特性（目標温度）は１２０℃とした。
【００６０】
試験結果は以下の通りであった。
・従来のホットメルト接着剤：７９℃
・通常のフォーム化ホットメルト接着剤：７９℃
・「フォーム化高耐熱タイプ」の接着剤：１３７℃
すなわち、通常のフォーム化ホットメルト接着剤から「フォーム化高耐熱タイプ」とすることにより、負荷耐熱性が飛躍的に向上し、目標温度を大きく越える特性が得られることが確認された。
【００６１】
従来のホットメルト接着剤，フォーム化ホットメルト接着剤，「フォーム化高耐熱タイプ」の接着剤の３種類のホットメルト接着剤について、以上の各試験で得られた特性値を一覧表にしてまとめると、表４のようになる。
【００６２】
【表４】

【００６３】
次に、上記「フォーム化高耐熱タイプ」の接着剤の好適な化学組成範囲を調べるために、接着剤に含有させるべき各化学成分量を種々変えて各種の試験を実施し、得られた特性値に基づいて、それぞれ好適な成分量を求めた。
まず、各成分の適用分子量の範囲については、表５に示す範囲で、主成分である結晶性ＰＰ，非結晶性ＰＰの重量平均分子量（Ｍｗ）を変え、接着強度と充填性（流動性）との関係を調べた。
【００６４】
【表５】

【００６５】
上記表５から良く分かるように、接着強度を確保する観点から０．５×１０^５以上の重量平均分子量が必要であり、一方、充填性を確保する観点からは重量平均分子量を２．５×１０^５以下とすることが好ましい。また、自動車のインストルメントパネルのような大型部品に適用する場合には、この範囲中でも、０．６〜２．０×１０^５とすることが更に好ましい。
【００６６】
また、耐熱性向上に効果的なスチレン添加量範囲についての調査結果を表６に、接着強度向上に効果的なロジン樹脂量範囲についての調査結果を表７に、更に、耐熱性と接着強度のバランスを考慮して好適な範囲を判定した結果を表８に、それぞれ示す。
【００６７】
【表６】

【００６８】
【表７】

【００６９】
【表８】

【００７０】
スチレン添加量範囲については、表６及び表８より、クッション性確保の観点から４０質量％以下であることが好ましい。一方、耐熱性と接着強度とのバランスを維持する観点から１質量％以上であることが好ましい。
つまり、スチレン添加量範囲については、１〜４０質量％の範囲が好ましい。
【００７１】
また、ロジン系樹脂量範囲については、表７及び表８より、バリと付着による脱型変形を防止する観点から４５質量％以下であることが好ましく、２５質量％以下であることが更に好ましい。一方、耐熱性と接着強度とのバランスを維持する観点から５質量％以上であることが好ましく、１２質量％以上（約１０質量％以上）であることが更に好ましい。
つまり、ロジン系樹脂量範囲については、５〜４５質量％の範囲が好ましく、１０〜２５質量％の範囲が更に好ましい。
【００７２】
更に、結晶性ＰＰ樹脂量の範囲については、表７及び表８より、バリと付着による脱型変形を防止する観点から２４質量％（約２５質量％）以上であることが好ましく、一方、接着強度を確保する観点および耐熱性と接着強度とのバランスを維持する観点から４４質量％（約４５質量％）以下であることが好ましい。
つまり、結晶性ＰＰ樹脂量範囲については、２５〜４５質量％の範囲が好ましい。
【００７３】
次に、上記「フォーム化高耐熱タイプ」のホットメルト接着剤を用い、積層体としての自動車用のインストルメントパネルを製造するに際し、従来のウレタンを用いたパウダースラッシュ工法が適用できるか否かを調べる試作を行った。
この試作の詳細は以下の通りであった。図５に示すように、この積層体Ｓ（インストルメントパネル）の製造工程は、表皮表面層１および表皮裏面層２からなる表皮材Ｆ１を形成する表皮材形成工程（工程▲１▼〜▲４▼）と、ＰＰ基材１５を形成する基材形成工程（工程▲５▼）と、表皮材Ｆ１と基材１５とを接着して積層体Ｓを完成させる積層体成形工程（工程▲６▼）とに大別される。
【００７４】
以下、各工程▲１▼〜▲６▼における処理手順を説明する。
表皮材形成工程において、工程▲１▼（表皮パウダリング工程）では、第１容器５内に収容されている表皮用パウダー６が、加熱された型枠７内に投入される。このとき型枠７の型面近傍の表皮用パウダー６は軟化ないしは溶融して型枠７の型面に付着し、表皮中間体８となる。
工程▲２▼（パウダー交換工程）では、型枠７内の余剰の表皮用パウダー６が第１容器５に戻される一方、第２容器９に収容された、発泡剤を含むフォーム用パウダー１０（発泡剤を含む熱可塑性樹脂）が準備される。
【００７５】
工程▲３▼（フォーム層積層パウダリング工程）では、第２容器９内に収容されているフォーム用パウダー１０が、表皮中間体８が付着している型枠７内に投入され、このとき表皮中間体８の表面近傍のフォーム用パウダー１０は、表皮中間体８の上に固着し、プリフォーム層１１となる。この後、型枠７内の余剰のフォーム用パウダー１０が第２容器９に戻される。
【００７６】
工程▲４▼（ＰＰ表皮裏面ＰＰフォーム形成工程）では、表皮中間体８とプリフォーム層１１とが固着してなる積層物が、型枠７から取り外される。この後、この積層物が加熱され、これによりプリフォーム層１１内の発泡剤が発泡し、プリフォーム層１１は表皮裏面層２（フォーム層）となる。なお、表皮中間体８は表皮表面層１となり、表皮表面層１と表皮裏面層２とで表皮材Ｆ１を形成する。
基材形成工程、つまり工程▲５▼（射出成形工程）では、射出機１２に供給された原料ペレット１３（ＰＰ）が溶融し、射出機１２から射出成形型１４のキャビティ内に射出され、基材１５が成形される。
【００７７】
積層体成形工程（工程▲６▼）においては、第１金型１９ａ（第１の型）と第２金型１９ｂ（第２の型）とからなる成形型１９が準備される。第１金型１９ａと第２金型１９ｂとは、詳しくは図示していないが、ヒンジ部材１９ｃによって開閉可能に連結されている。そして、第１金型１９ａには、前記の表皮材形成工程で形成された、表皮表面層１と表皮裏面層２とからなる表皮材Ｆ１がセットされる。なお、表皮材Ｆ１は、表皮表面層１が第１金型１９ａの成形面と当接するようにして、第１金型１９ａに付設された真空吸着手段（図示せず）によりセットされる。第２金型１９ｂには、前記の基部形成工程で形成された基材１５がセットされる。尚、以上の工程は、従来の発泡ウレタンを用いた工法における場合と同じである。
【００７８】
次に、本試作では、アプリケータ１６を用いて、表皮材Ｆ１の片面に向けて上述の「フォーム化高耐熱タイプ」のホットメルト接着剤１７が注入充填される。
この工程のみが従来工法と異なるが、両者の相違点は、基本的には、接着剤が異なることと、これに伴なってアプリケータ１６が異なることだけである。その後、型締めを行い、所定時間後に型を開いて脱型が行われる。
【００７９】
上記積層体成形工程（工程▲６▼）について、以下に更に詳しく説明する。
本試作で用いた装置（アプリケータ）および各試作条件は、以下の通りとした。

【００８０】
上記積層体成形工程（工程▲６▼）の基本工程およびサイクルタイム内訳は、以下の通りであった。
▲１▼ コア及び表皮を型内にセット（２５秒）
▲２▼ 表皮側にホットメルト充填（１５８秒）
▲３▼ 型締め（１８０秒）
▲４▼ 型開き
▲５▼ 脱型（５秒）
【００８１】
試作結果を従来のウレタン注入工法によるもの（従来品）と比較して表すと、以下の通りであった。
▲１▼ ２４時間養生後の接着強度（Ｎ／２５ｍｍ）
・試作品：７７．５
・従来品：２．９４
▲２▼長期耐熱後（９０℃×７２時間後）の接着強度（Ｎ／２５ｍｍ）
・試作品：７９．４
・従来品：９．８０
▲３▼圧痕回復性（へこみ量：ｍｍ）
・試作品：−０．１５
・従来品：−０．１４
▲４▼成形サイクルタイム（分）
・試作品：６．１３
・従来品：８．００（充填時間：１２０秒／型締め：３００秒）
【００８２】
以上のように、接着剤およびそのアプリケータを変更するだけで、従来のウレタン注入工法と略同じ工程（加熱発泡が不要であり、むしろ簡略化された工程）で、しかも短い成形サイクルでインストルメントパネルの成形を支障なく行うことができた。
【００８３】
尚、以上のプロセスは、型を開いた状態で接着剤の充填を行う所謂オープンモールド方式によるものであったが、この代わりに、例えば図６に示すように、型５０を閉じた状態で接着剤の注入充填を行うクローズド充填工法を適用することも可能である。
この場合、ＰＰ基材５１と例えば１層のＰＰ表皮材５２とを型５０内にセットした後、型５０を閉じる。この型５０及び表皮材５２には、予め小孔５０ｈ，５２ｈが明けられており、これに接着剤ノズル５５（上述のアプリケータのノズルに相当する）を位置合せした上で、該ノズル５５から接着剤を注入する。
【００８４】
これにより、基材５１と表皮材５２との間に接着剤層５３が形成され、両者５１，５２が接着される。
本実施の形態では、２００℃に溶融した接着剤樹脂に窒素ガスを混入しながら３９．２×１０^５Ｐａの圧力で注入を行ったところ、支障無く積層体の成形が行えた。この工法によれば、脱型後のバリ除去などの後手間を少なくすることが可能である。
【００８５】
尚、以上の実施の形態は、主として、車両のインストルメントパネルの製造についてのものであったが、本発明の熱可塑性接着剤およびそれを用いた接着方法は、かかる場合に限定されるものではなく、他の積層体、例えば自動車について言えば、グローブリッドやコンソールリッド等の樹脂製の積層体の製造にも有効に適用できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る積層体の断面説明図である。
【図２】剥離試験の試験方法を示す図である。
【図３】圧痕復元性の測定方法を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る粘着性付与剤の化学構造を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る積層体の製造方法を示す製造工程図である。
【図６】クローズド注入充填工法を示す断面説明図である。
【符号の説明】
Ｓ…積層体、１，Ｆ１，５２…表皮材、３，１７，５３…接着剤層、４，１５，５１…ＰＰ基材、１６…アプリケータ。

Claims

Ａ）結晶性ポリプロピレンを含有する結晶性ポリオレフィン：２０〜７０質量％と、
Ｂ）スチレン系ポリマー含有の非結晶性ポリプロピレン：２０〜７０質量％と、
Ｃ）ロジン系樹脂から成る粘着性付与剤：５〜４５質量％と、
を含有すると共に発泡用のガスを含有し、結晶性ポリプロピレン及び非結晶性ポリプロピレンの重量平均分子量（Ｍｗ）が、０．５〜２．５×１０^５であることを特徴とする熱可塑性接着剤。
請求項１記載の熱可塑性接着剤において、
Ａ）結晶性ポリプロピレンを含有する上記結晶性ポリオレフィン：２５〜４５質量％と、
Ｂ）スチレン系ポリマー含有の非結晶性ポリプロピレン：３５〜５５質量％と、
Ｃ）ロジン系樹脂から成る粘着性付与剤：１０〜２５質量％と、
を含有することを特徴とする熱可塑性接着剤。
請求項１記載の熱可塑性接着剤において、
Ａ）結晶性ポリプロピレンを含有する上記結晶性ポリオレフィンは、結晶性ポリプロピレン中に結晶性ポリエチレンを５〜５０質量％配合して成ることを特徴とする熱可塑性接着剤。
請求項１記載の熱可塑性接着剤において、
Ｂ）上記非結晶性ポリプロピレン中のスチレン系ポリマーの含有量は、１〜４０質量％であることを特徴とする熱可塑性接着剤。
請求項１記載の熱可塑性接着剤において、
Ｃ）ロジン系樹脂から成る粘着性付与剤は、ロジンエステルが配合されて成ることを特徴とする熱可塑性接着剤。