JP6168985B2 - 接着剤 - Google Patents

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本発明は熱融着性及び耐久性に優れた接着剤に関する。さらに本発明はペット用排泄物処理剤に関する。さらに本発明は接着方法に関する。
近年、環境に配慮した材料として、バイオマス由来の原料を用いた樹脂や生分解性を有する樹脂が開発され、実用化されている。特許文献1には、バイオマスを原料に用いて耐熱性、機械物性、耐候性に優れた、十分な分子量を有する熱可塑性樹脂を提供することを課題として、フラン構造を有し、還元粘度(ηsp/C)が0.48dL/g以上、末端酸価が200μeq/g未満であることを特徴とする熱可塑性樹脂が開示されている。
特許文献2には、少なくとも1つのジオール、少なくとも1つの脂肪族ジカルボン酸及び少なくとも2つの多官能芳香族酸類から由来する単位を含む、前記多官能芳香族酸類から由来することを特徴とする生分解性脂肪族−芳香族ポリエステルが開示されている。
特許文献3には、植物由来の素材の粉砕物を主構成基材としたペット用排泄物処理材であって、1)植物由来の素材の粉砕物を70〜98.99質量%、2)合成樹脂を1〜20質量%、及び3)テクトケイ酸塩を0.01〜5質量%含むペット用排泄物処理材が記載されている。
特開2008−291243号公報 特表2013−510213号公報 特開2006−345830号公報
しかしながら、バイオマス由来のポリエステル系樹脂として、例えばポリ乳酸(PLA)を用いて製造された接着剤は、耐久性、例えば耐加水分解性が劣っていた。そのため、耐加水分解性が要求されるケース、例えば特許文献3等の猫砂等のペット用排泄物処理剤を製造するための接着剤としては、このような接着剤は利用しにくいものであった。
また、特許文献2では、樹脂を粘着剤に用いても良いとの記載はあるものの、ペット用排泄物処理剤用の接着剤として該樹脂を用いた場合、耐久性に劣るものであった。
従って、本発明の課題は、バイオマス由来の樹脂を原料とする接着剤であって、熱融着性だけでなく、耐久性に優れた接着剤を提供することにある。さらに本発明の課題は、かかる接着剤を用いて得られるペット用排泄物処理剤提供することにある。
即ち、本発明の要旨は、
〔1〕樹脂を含む接着剤であって、
該樹脂が、フラン環を有するジカルボン酸化合物を含むジカルボン酸成分とジオール及び/又はジアミンとを縮合して得られる樹脂であり、該ジカルボン酸成分中のフラン環を有するジカルボン酸化合物の量が90モル%を超える樹脂であり、該樹脂の融点が50℃以上、200℃以下である、接着剤;
〔2〕前記〔1〕に記載の接着剤と木質材料の粉砕物とを、前記接着剤中の樹脂の融点以上の温度で押出し成型して得られる、ペット用排泄物処理剤;並びに
〔3〕フラン環を有するジカルボン酸化合物を含むジカルボン酸成分とジオール及び/又はジアミンとを縮合して得られる、該ジカルボン酸成分中のフラン環を有するジカルボン酸化合物の量が90モル%を超える樹脂であって、該樹脂の融点が50℃以上、200℃以下である樹脂を用いて、接着する接着方法;に関する。
本発明の接着剤は、熱融着性だけでなく、耐久性に優れた効果を発揮する。
本発明では、ジカルボン酸成分中、90モル%超えるフランジカルボン酸化合物を用いることにより、熱融着性だけでなく、意外にも耐久性に優れた樹脂が得られることが分かった。かかる作用は、ベンゼン環の樹脂と異なって、フラン環の樹脂は極性が高いため、対象とする剤に接着しやすく、また、フラン環が保存後の耐加水分解性にも優れることによるものと考えられる。
特許文献2に開示の樹脂においても、樹脂を構成する酸成分としてフランジカルボン酸が使用されているが、フランジカルボン酸の量が少ないために、十分な耐久性が発揮されなかったものと考えられる。
本発明は、樹脂を含む接着剤であって、
該樹脂が、フラン環を有するジカルボン酸化合物を含むジカルボン酸成分とジオール及び/又はジアミンとを縮合して得られる樹脂であり、該ジカルボン酸成分中のフラン環を有するジカルボン酸化合物の量が90モル%を超える樹脂であり、該樹脂の融点が50℃以上、200℃以下である、接着剤である。
本発明における樹脂としては、フラン環を有するジカルボン酸化合物を含むジカルボン酸成分とジオール及び/又はジアミンとを縮合して得られる樹脂であれば特に限定されないが、本発明において使用される具体的な樹脂としては、ポリエステル、ポリアミド、ポリエステルカーボネート等の縮合系ポリマー等が挙げられ、中でもポリエステル、ポリアミドが好適な樹脂である。
以下、本発明の樹脂の製造に用いられる各成分について説明する。
〔ジカルボン酸成分(以下、単に酸成分ともいう)〕
樹脂の原料となるジカルボン酸成分中、フラン環を有するジカルボン酸化合物の量は、接着剤の耐久性の観点から、90モル%を超え、好ましくは93モル%以上、より好ましくは95モル%以上、更に好ましくは98モル%以上、よりさらに好ましくは99モル%以上、実質的に100%がよりさらに好ましい。
フラン環を有するジカルボン酸化合物は、石油由来原料であってもバイオマス由来の原料であっても良いが、バイオマス由来の原料を用いる方が好ましい。なお、本発明でいう成分とは、原料と同義である。
フラン環を有するジカルボン酸化合物としては、例えば、フラン-2,5-ジカルボン酸(2,5−フランジカルボン酸ともいう)、フラン-2,4-ジカルボン酸、フラン-2,3-ジカルボン酸、フラン-3,4-ジカルボン酸等のフランジカルボン酸化合物が挙げられ、得られる接着剤の熱融着性と耐久性との観点からフラン-2,5-ジカルボン酸が好ましい。
フラン環を有するジカルボン酸化合物としては1成分のみを使用しても良く、複数の成分を併用しても良い。なお、本明細書中、「カルボン酸化合物」とは、カルボン酸だけでなく、該カルボン酸と炭素数1〜3のアルコールとのエステルや、該カルボン酸の酸無水物を包含する。
酸成分には、本発明の効果を損なわない限り、フラン環を有するジカルボン酸化合物以外のカルボン酸化合物を含んでも良い。このようなカルボン酸化合物としては、脂肪族ジカルボン酸化合物等が挙げられる。脂肪族ジカルボン酸化合物は、得られる樹脂の熱融着性の観点から直鎖の脂肪族ジカルボン酸がより好ましい。脂肪族ジカルボン酸化合物としては、1成分のみを使用しても良く、複数の成分を併用しても良い。
脂肪族ジカルボン酸化合物としては、熱融着性の観点から、好ましくは炭素数2以上、より好ましくは6以上であり、耐久性の観点から、好ましくは12以下、より好ましくは10以下である脂肪族ジカルボン酸化合物が挙げられる。具体的には、シュウ酸、マロン酸、マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸、イタコン酸、グルタコン酸、コハク酸、アジピン酸、セバシン酸、アゼライン酸や、これらの酸無水物、(炭素数1〜3の)アルキルエステル等が挙げられる。
脂肪族ジカルボン酸化合物は、製造される接着剤の耐久性の観点から、ジカルボン酸成分中、好ましくは10モル%未満、より好ましくは7モル%以下、更に好ましくは5モル%以下、より更に好ましくは2モル%以下、より更に好ましくは1モル%以下、より更に好ましくは0モル%である。
他の酸成分としては、テレフタル酸等の芳香族ジカルボン酸化合物が挙げられる。これらの芳香族カルボン酸化合物は、熱融着性の観点から、酸成分中、好ましくは5モル%以下、より好ましくは1モル%以下、よりさらに好ましくは0モル%である。
また、ジカルボン酸に包含されない酸、例えばトリメリット酸等の芳香族トリカルボン酸化合物を、ジカルボン酸と一緒に用いてもよい。芳香族トリカルボン酸化合物は、熱融着性の観点から、ジカルボン酸成分100モル%に対して、20モル%以下が好ましく、15モル%以下がより好ましく、10モル%以下がさらに好ましく、5モル%以下がより更に好ましく、0モル%がより好ましい。
〔ジオール/ジアミン〕
ジオールとしては、製造される接着剤の熱融着性に優れる観点から、脂肪族ジオールが好ましく、直鎖脂肪族ジオールがより好ましい。
得られる接着剤の熱融着性及び耐久性の観点から、ジオールの炭素数としては、好ましくは2以上、より好ましくは4以上、更に好ましくは8以上、より更に好ましくは10以上であり、製造される接着剤の熱融着性及び耐久性の観点から、好ましくは18以下、より好ましくは14以下、さらに好ましくは12以下である。
好ましい脂肪族ジオールの具体例としては、例えば、エチレングリコール、1,2-プロパンジオール、1,3-プロパンジオール、1,2-ブタンジオール、1,3-ブタンジオール、1,4-ブタンジオール、1,2-ペンタンジオール、1,3-ペンタンジオール、1,4-ペンタンジオール、1,5-ペンタンジオール、1,2-ヘキサンジオール、1,3-ヘキサンジオール、1,4-ヘキサンジオール、1,5-ヘキサンジオール、1,6-ヘキサンジオール、1,8-オクタンジオール、1,9-ノナンジオール、1,10-デカンジオール、1,12-ドデカンジオール、1,13-トリデカンジオール、1,14-テトラデカンジオール、1,16-ヘキサデカンジオール、1,18-オクタデカンジオール、1,4-ブテンジオール、ネオペンチルグリコール、2,3-ブタンジオール、2,3-ペンタンジオール、2,4-ペンタンジオール、2,3-ヘキサンジオール、3,4-ヘキサンジオール、2,4-ヘキサンジオール、2,5-ヘキサンジオール等が挙げられ、熱融着性、耐久性の観点から、好ましくは、1,6-ヘキサンジオール、1,8-オクタンジオール、1,9-ノナンジオール、1,10-デカンジオール、1,12-ドデカンジオール、1,13-トリデカンジオール、1,14-テトラデカンジオール、1,16-ヘキサデカンジオール及び1,18-オクタデカンジオールからなる群より選択される1種以上がより好ましく、1,8-オクタンジオール、1,9-ノナンジオール、1,10-デカンジオール及び1,12-ドデカンジオールからなる群より選択される1種以上が更に好ましく、1,10-デカンジオール及び/又は1,12-ドデカンジオールがより更に好ましい。ジオールとしては1成分のみを使用しても良く、複数の成分を併用しても良い。
ジオール成分中の脂肪族ジオールの含有量は、製造される接着剤の熱融着性及び耐久性の観点から、好ましくは40モル%以上、より好ましくは60モル%以上、さらに好ましくは80モル%以上、より更に好ましくは90モル%以上、より更に好ましくは95モル%以上であり、より更に好ましくは99モル%以上であり、より更に好ましくは実質的に100モル%である。
ジオールとして使用することができる、脂肪族ジオール以外のジオールとしては、ヒドロキシメチルフルフリルアルコール;ジヒドロキシフラン等のフランジアルコール等の芳香族アルコールが挙げられる。芳香族アルコールの量は、得られる接着剤の熱融着性の観点から、ジオール中、5モル%以下が好ましく、3モル%以下がより好ましく、1モル%以下がさらに好ましく、0モル%がより更に好ましい。
また、ジオールと共に、ジオール以外の3価以上の多価アルコールを併用しても良い。かかるアルコールとしては、グリセリン、ペンタエリスリトール、トリメチロールプロパン等が挙げられる。このような併用可能な3価以上の多価アルコールの量は、製造される接着剤の熱融着性及び耐久性の観点から、全ジオール100モル%に対して、20モル%以下が好ましく、15モル%以下がより好ましく、10モル%以下がさらに好ましく、5モル%以下がより更に好ましく、0モル%がより好ましい。
ジアミンとしては、製造される接着剤の熱融着性及び耐久性の観点から、脂肪族ジアミンが好ましく、直鎖脂肪族ジアミンがより好ましい。
得られる接着剤の熱融着性及び耐久性の観点から、ジアミンの炭素数は、好ましくは2以上、より好ましくは4以上、更に好ましくは8以上、より更に好ましくは10以上であり、製造される接着剤の熱融着性及び耐久性の観点から、好ましくは18以下、より好ましくは14以下、さらに好ましくは12以下である。
好ましい脂肪族ジアミンとしては、エチレンジアミン、1,2-プロパンジアミン1,3-プロパンジアミン、1,2-ブタンジアミン、1,3-ブタンジアミン、1,4-ブタンジアミン、1,2-ペンタンジアミン、1,3-ペンタンジアミン、1,4-ペンタンジアミン、1,5-ペンタンジアミン、1,6-ヘキサンジアミン、1,8-オクタンジアミン、1,10-デカンジアミン、1,12-ドデカンジアミン、1,13-トリデカンジアミン、1,14-テトラデカンジアミン、1,16-ヘキサデカンジアミン、1,18-オクタデカンジアミンが挙げられ、熱融着性及び耐久性の観点から、1,6-ヘキサンジアミン、1,8-オクタンジアミン、1,10-デカンジアミン、1,12-ドデカンジアミン、1,13-トリデカンジアミン、1,14-テトラデカンジアミン、1,16-ヘキサデカンジアミン及び1,18-オクタデカンジアミンからなる群より選択される1種以上が好ましく、1,8-オクタンジアミン、1,10-デカンジアミン及び1,12-ドデカンジアミンからなる群より選択される1種以上がより好ましく、1,10-デカンジアミン及び/又は1,12-ドデカンジアミンが更に好ましい。ジアミンとしては1成分のみを使用しても良く、複数の成分を併用しても良い。
脂肪族ジアミンの含有量は、製造される接着剤の熱融着性及び耐久性の観点から、ジアミン成分中、好ましくは40モル%以上、より好ましくは60モル%以上、さらに好ましくは80モル%以上、より更に好ましくは90モル%以上、より更に好ましくは95モル%以上であり、より更に好ましくは99モル%以上、より更に好ましくは実質的に100モル%である。
ジアミンとして使用することができる、脂肪族ジアミン以外のジアミンとしては、パラフェニレンジアミン、パラキシリレンジアミン、2,4−トルエンジアミン、4,4−ジアミノジフェニルエーテル、2,2−ビス[4−[4−アミノフェノキシ]フェニル]プロパン、ビス[4−[4−アミノフェノキシ]フェニル]スルホン、1,3−ビス[4−アミノフェノキシ]ベンゼン、4,4−ジアミノジフェニルスルホン等の芳香族ジアミン等が挙げられる。
本発明においては、酸成分、ジオール、ジアミン以外に、本発明を損なわない限り、ヒドロキシカルボン酸化合物を樹脂の原料として用いても良い。ヒドロキシカルボン酸化合物としては、分子中に少なくともヒドロキシ基とカルボキシル基を、各々1以上含むものが挙げられる。前記ヒドロキシカルボン酸化合物の炭素数としては、3以上が好ましく、6以下がより好ましい。具体的には、乳酸(炭素数:3、カルボキシル基:1、ヒドロキシ基:1)、リンゴ酸(炭素数:4、カルボキシル基:2、ヒドロキシ基:1)、酒石酸(炭素数:4、カルボキシル基:2、ヒドロキシ基:2)、クエン酸(炭素数:6、カルボキシル基:3、ヒドロキシ基:1)、イソクエン酸(炭素数:6、カルボキシル基:3、ヒドロキシ基:1)、グルコン酸(炭素数:6、カルボキシル基:1、ヒドロキシ基:5)等が挙げられる。
ヒドロキシカルボン酸化合物は、耐久性の観点から、ジカルボン酸成分100モル%に対して、好ましくは100モル%以下、より好ましくは50モル%以下、更に好ましくは20モル%以下、より好ましくは10モル%以下、更に好ましくは0モル%である。
ジオール及びジアミンは、いずれか一方のみを使用しても良く、両者を共に用いてもよい。ジオール及びジアミンを共に使用する場合、ジオール1モルに対してジアミンは好ましくは0.01モル以上、より好ましくは0.05モル以上使用し、好ましくは100モル以下、より好ましくは20モル以下使用する。
上記のフラン環を有するジカルボン酸化合物を含む酸成分とジオール及び/又はジアミンとを縮合して得られる樹脂の中でも、下記の構成単位を含む樹脂が、耐久性と柔軟性の観点から好ましい。
Figure 0006168985
(式中、Aは置換されていてもよい2価の脂肪族炭化水素基を示す。)
フラン環を有するジカルボン酸化合物としてフラン-2,5-ジカルボン酸を採用することにより、上記の一般式(1)又は(2)で示される構成単位を含む樹脂を得ることができる。従って、熱融着性と耐久性の観点から、フラン環を有するジカルボン酸化合物としてはフラン-2,5-ジカルボン酸がより好ましい化合物である。
Aは、製造される接着剤の熱融着性及び耐久性の観点から、好ましくは炭素数2以上、より好ましくは4以上、更に好ましくは8以上、より更に好ましくは10以上であり、製造される接着剤の熱融着性及び耐久性の観点から、好ましくは18以下、より好ましくは14以下、さらに好ましくは12以下の、置換基を有していても良い2価の脂肪族炭化水素基であり、より好ましくはアルキレン基であり、更に好ましくは直鎖のアルキレン基である。置換基としては、例えば、カルボキシル基等が挙げられる。
前記の一般式(1)で表される式を満足するためには、前述のジオールを用いればよく、熱融着性、耐久性の観点から、好ましくは、1,6-ヘキサンジオール、1,8-オクタンジオール、1,9-ノナンジオール、1,10-デカンジオール、1,12-ドデカンジオール、1,13-トリデカンジオール、1,14-テトラデカンジオール、1,16-ヘキサデカンジオール及び1,18-オクタデカンジオールからなる群より選択される1種以上がより好ましく、1,8-オクタンジオール、1,10-デカンジオール及び1,12-ドデカンジオールからなる群より選択される1種以上がより好ましく、1,10-デカンジオール及び/又は1,12-ドデカンジオールが更に好ましい。
前記の一般式(2)で表される式を満足するためには、前述のジアミンを用いればよく、熱融着性及び耐久性の観点から、1,6-ヘキサンジアミン、1,8-オクタンジアミン、1,10-デカンジアミン、1,12-ドデカンジアミン、1,13-トリデシルジアミン、1,14-テトラデカンジアミン、1,16-ヘキサデカンジアミン及び1,18-オクタデカンジアミンからなる群より選択される1種以上が好ましく、1,8-オクタンジアミン、1,10-デカンジアミン及び1,12-ドデカンジアミンからなる群より選択される1種以上がより好ましく、1,10-デカンジアミン及び/又は1,12-ドデカンジアミンが更に好ましい。
上記一般式(1)又は(2)で示される構成単位は、上述のような樹脂の製造工程において、共重合成分として、あるいは主たる重合成分としてこれを導入することにより、樹脂中に存在させることができる。
〔樹脂の製造方法〕
本発明における樹脂の製造方法は、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリアミド等の熱可塑性樹脂の製造に関する公知の方法が採用できる。また、この際の重合反応は、従来から採用されている適切な条件を設定することができ、特に制限されない。
好ましくは、上記のジカルボン酸成分並びにジオール及び/又はジアミンを必須成分とし、必要に応じてその他の成分、例えば触媒及び可塑剤等を含有する混合物を加熱することによって、ジカルボン酸成分とジオール及び/又はジアミンとの縮合反応を生じさせて調製される。得られる樹脂の数平均分子量が後述する好ましい範囲になるまで、反応を行う。
縮合反応の際には、反応性を高めて、耐久性を向上させる観点から、ジカルボン酸成分1モルに対して、ジオール及びジアミンの合計量が好ましくは1モル以上、より好ましくは1.2モル以上、さらに好ましくは1.5モル以上であり、好ましくは10モル以下、より好ましくは8モル以下、さらに好ましくは5モル以下である。
縮合反応時の加熱温度は、好ましくは150℃以上、より好ましくは180℃以上、さらに好ましくは200℃以上、さらに好ましくは220℃以上であり、好ましくは270℃以下、より好ましくは250℃以下である。加熱温度の設定は特に制限されず、例えば、縮合反応の開始から終了まで、ほぼ一定の温度を維持するように設定してもよく、あるいは、縮合反応がある程度進んだ段階で昇温するというような設定でもよい。
縮合反応に要する時間としては、例えば好ましくは1時間以上、より好ましくは4時間以上、より好ましくは6時間以上であり、好ましくは15時間以下、より好ましくは10時間以下である。
縮合反応時の反応容器内の圧力としては、常圧でも構わないが、減圧下で縮合反応を行わせることが好ましい。反応容器内の最終的な減圧度としては、例えば好ましくは1.33×103Pa以下であり、より好ましくは0.27×103Pa以下である。
縮合反応時に発生する気体成分を適宜除去しながら反応を進めることが好ましい。そのためには、例えば冷却管を備えた反応容器を用いて、縮合反応に伴って生成する留分を回収する態様が好ましい。
縮合反応の際に触媒を用いる場合の触媒の添加時期は、減圧反応開始以前であれば特に限定されず、原料仕込み時に添加しておいても良く、減圧開始時に添加しても良い。
樹脂の製造に際し、ジイソシアネート、ジフェニルカーボネート、ジオキサゾリン、ケイ酸エステルなどの鎖延長剤を使用しても良く、特に、ジフェニルカーボネート等のカーボネート化合物を使用する場合は、これらのカーボネート化合物を樹脂の全構成成分100モル%に対して20モル%以下、好ましくは10モル%以下添加して、ポリエステルカーボネートを得ることも好ましい。
また、本発明においては、樹脂のポリエステル末端基をカルボジイミド、エポキシ化合物、単官能性のアルコール又はカルボン酸で封止しても良い。
この場合、末端封止剤のカルボジイミド化合物としては、分子中に1個以上のカルボジイミド基を有する化合物(ポリカルボジイミド化合物を含む)が挙げられ、具体的には、モノカルボジイミド化合物として、ジシクロヘキシルカルボジイミド、ジイソプロピルカルボジイミド、ジメチルカルボジイミド、ジイソブチルカルボジイミド、ジオクチルカルボジイミド、t−ブチルイソプロピルカルボジイミド、ジフェニルカルボジイミド、ジ−t−ブチルカルボジイミド、ジ−β−ナフチルカルボジイミド、N,N’−ジ−2,6−ジイソプロピルフェニルカルボジイミドなどが例示される。これらは1種を単独で用いても良く、2種以上を混合して使用しても良い。
本発明における樹脂を縮合反応により調製する際には、用いる原料の種類と組み合わせにより、触媒を用いても良く、用いなくても良い。触媒としては、例えば錫化合物、チタン化合物等のエステル化触媒が挙げられる。触媒としては1成分のみを使用しても良く、複数の成分を併用しても良い。
錫化合物としては、縮重合性の観点から、Sn−O結合を有する錫(II)化合物がより好ましい。
Sn−O結合を有する錫(II)化合物としては、シュウ酸錫(II)、酢酸錫(II)、オクタン酸錫(II)、オクチル酸(2-エチルヘキサン酸)錫(II)、ラウリル酸錫(II)、ステアリン酸錫(II)、オレイン酸錫(II)等の炭素数2〜28のカルボン酸基を有するカルボン酸錫(II);オクチロキシ錫(II)、ラウロキシ錫(II)、ステアロキシ錫(II)、オレイロキシ錫(II)等の炭素数2〜28のアルコキシ基を有するアルコキシ錫(II);酸化錫(II);硫酸錫(II)等が、Sn−X(Xはハロゲン原子を示す)結合を有する錫(II)化合物としては、塩化錫(II)、臭化錫(II)等のハロゲン化錫(II)等が挙げられ、これらの中では、耐久性の観点から、(R2COO)2Sn(ここでR2は炭素数5〜19のアルキル基又はアルケニル基を示す)で表される脂肪酸錫(II)、(R3O)2Sn(ここでR3は炭素数6〜20のアルキル基又はアルケニル基を示す)で表されるアルコキシ錫(II)及びSnOで表される酸化錫(II)が好ましく、(R2COO)2Snで表される脂肪酸錫(II)及び酸化錫(II)がより好ましく、オクタン酸錫(II)、2-エチルヘキサン酸錫(II)、ステアリン酸錫(II)及び酸化錫(II)がさらに好ましい。
チタン化合物の具体例としては、チタンジイソプロピレートビストリエタノールアミネート〔Ti(C6143N)2(C37O)2〕、チタンジイソプロピレートビスジエタノールアミネート〔Ti(C4102N)2(C37O)2〕、チタンジペンチレートビストリエタノールアミネート〔Ti(C6143N)2(C511O)2〕、チタンジエチレートビストリエタノールアミネート〔Ti(C6143N)2(C25O)2〕、チタンジヒドロキシオクチレートビストリエタノールアミネート〔Ti(C6143N)2(OHC816O)2〕、チタンジステアレートビストリエタノールアミネート〔Ti(C6143N)2(C1837O)2〕、チタントリイソプロピレートトリエタノールアミネート〔Ti(C6143N)(C37O)3〕、チタンモノプロピレートトリス(トリエタノールアミネート)〔Ti(C6143N)3(C37O)〕等が挙げられ、これらの中ではチタンジイソプロピレートビストリエタノールアミネート、チタンジイソプロピレートビスジエタノールアミネート及びチタンジペンチレートビストリエタノールアミネートが好ましく、これらは、例えばマツモト交商(株)の市販品としても入手できる。
触媒の存在量は、ジオール及びジアミンとジカルボン酸成分との総量100質量部に対して、好ましくは0.0001質量部以上、より好ましくは0.001質量部以上、更に好ましくは0.01質量部以上であり、好ましくは2.0質量部以下、より好ましくは1.5質量部以下、さらに好ましくは1.0質量部以下、より好ましくは0.1質量部以下である。ここで、触媒の存在量とは、縮重合反応に供した触媒の全配合量を意味する。
〔樹脂の物性〕
本発明に用いられる樹脂の数平均分子量としては、製造される接着剤の熱融着性及び耐久性の観点から、好ましくは5000以上、より好ましくは8000以上、さらに好ましくは1万以上、さらに好ましくは1.5万以上であり、樹脂の生産性の観点から、好ましくは15万以下、より好ましくは10万以下、さらに好ましくは8万以下、さらに好ましくは6万以下、さらに好ましくは5万以下である。
本発明に用いられる樹脂のガラス転移点(Tg)は、製造される樹脂の製造上の観点から、好ましくは−50℃以上、より好ましくは−30℃以上であり、製造される接着剤の熱融着性及び耐久性を向上させる観点から、好ましくは40℃以下、より好ましくは20℃以下、さらに好ましくは10℃以下、さらに好ましくは0℃以下、さらに好ましくは−5℃以下である。
本発明に用いられる樹脂の融点(Tm)は、製造される接着剤の熱融着性及び耐久性を向上させる観点から、好ましくは50℃以上、より好ましくは60℃以上、さらに好ましくは70℃以上であり、製造される接着剤の熱融着性及び耐久性を向上させる観点から、好ましくは200℃以下、より好ましくは180℃以下、さらに好ましくは150℃以下、さらに好ましくは120℃以下である。
本発明に用いられる樹脂のメルトフローレートは、製造される接着剤の熱融着性の観点から、好ましくは0.1g/min以上、より好ましくは1g/min以上、さらに好ましくは5g/min以上、さらに好ましくは10g/min以上、さらに好ましくは15g/min以上、さらに好ましくは18g/min以上であり、好ましくは80g/min以下、より好ましくは60g/min以下、さらに好ましくは50g/min以下である。
本発明に用いられる樹脂の数平均分子量、融点、ガラス転移点及びメルトフローレートは、後述する実施例に記載の方法により求めることができる。
〔接着剤用樹脂〕
上記の樹脂は、接着剤を構成する成分の一つである。従って、上記の樹脂を接着剤用樹脂とすることができ、接着剤用樹脂は本発明の態様の一つである。本発明の接着剤用樹脂は、下記に示される木質材料用に好適に適用できる。
〔接着剤〕
本発明の接着剤は、上記の樹脂を必須成分として含有するものであり、必要に応じて可塑剤、あるいは他の成分を含有するものである。本発明の接着剤は熱融着性及び耐久性に優れているため、好ましくは木質材料用に適用できる。木質材料としては、後述するものが好ましく挙げられる。
好ましい可塑剤としては、熱融着性及び耐久性の観点から、ポリエステル系可塑剤、多価アルコールエステル系可塑剤、多価カルボン酸エステル系可塑剤及びリン酸エステル系可塑剤からなる群より選ばれる1種以上が好ましい。
ポリエステル系可塑剤の具体例としては、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、セバシン酸、テレフタル酸、イソフタル酸等の好ましくは炭素数2〜12、より好ましくは炭素数2〜6のジカルボン酸と、プロピレングリコール(1,2−プロパンジオール)、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール等の好ましくは炭素数2〜12、より好ましくは炭素数2〜6のジアルコールとによるポリエステル等を挙げることができる。また、ポリエステル末端の水酸基やカルボキシ基をモノカルボン酸やモノアルコールでエステル化して封鎖された化合物であってもよい。
多価アルコールエステル系可塑剤の具体例としては、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、グリセリン、上記ジアルコール等の多価アルコール又はその(ポリ)オキシアルキレン付加物と、好ましくは炭素数1〜12、より好ましくは炭素数1〜6、更に好ましくは炭素数1〜4のモノカルボン酸とのモノ、ジ又はトリエステル等を挙げることができる。
多価カルボン酸エステル系可塑剤としては、トリメリット酸、上記ジカルボン酸等の多価カルボン酸と、好ましくは炭素数1〜12、より好ましくは炭素数1〜6、更に好ましくは炭素数1〜4のモノアルコール又はその(ポリ)オキシアルキレン付加物とのモノ、ジ又はトリエステル等を挙げることができる。具体的には、フタル酸ジメチル、フタル酸ジエチル、フタル酸ジブチル、フタル酸ジオクチル、フタル酸ジヘプチル、フタル酸ジベンジル、フタル酸ブチルベンジル等のフタル酸エステル;トリメリット酸トリブチル、トリメリット酸トリオクチル、トリメリット酸トリヘキシル等のトリメリット酸エステル;アジピン酸ジイソデシル、アジピン酸オクチルデシル等のアジピン酸エステル;アセチルクエン酸トリエチル、アセチルクエン酸トリブチル等のクエン酸エステル;アゼライン酸ジ−2−エチルヘキシル等のアゼライン酸エステル;セバシン酸ジブチル、セバシン酸ジ−2−エチルヘキシル等のセバシン酸エステル;コハク酸とエチレンオキサイドの平均付加モル数が2〜3のポリエチレングリコールモノメチルエーテル(水酸基1個あたりエチレンオキサイドを2〜3モル付加)とのエステル等を挙げることができる。
リン酸エステル系可塑剤としては、リン酸と上記モノアルコール又はその(ポリ)オキシアルキレン付加物とのモノ、ジ又はトリエステル等を挙げることができる。具体例としては、リン酸トリブチル、リン酸トリ−2−エチルヘキシル、リン酸トリオクチル、リン酸トリフェニル、リン酸ジフェニル−2−エチルヘキシル、リン酸トリクレジル、トリス(エトキシエトキシエチル)ホスフェート等を挙げることができる。
可塑剤としては、製造される接着剤の熱融着性及び耐久性を向上させる観点から、(ポリ)オキシアルキレン基又は炭素数2〜6(好ましくは2〜4)のアルキレン基を有するエステル化合物が好ましく、(ポリ)オキシアルキレン基又は炭素数2〜6(好ましくは2〜4)のアルキレン基を有するポリエステル系可塑剤、(ポリ)オキシアルキレン基又は炭素数2〜6(好ましくは2〜4)のアルキレン基を有する多価アルコールエステル系可塑剤、(ポリ)オキシアルキレン基又は炭素数2〜6(好ましくは2〜4)のアルキレン基を有する多価カルボン酸エステル系可塑剤、及び(ポリ)オキシアルキレン基又は炭素数2〜6(好ましくは2〜4)のアルキレン基を有するリン酸エステル系可塑剤からなる群より選ばれる1種以上がより好ましい。尚、(ポリ)オキシアルキレン基とは、オキシアルキレン基又はポリオキシアルキレン基を意味する。オキシアルキレン基としては、オキシエチレン基、オキシプロピレン基又はオキシブチレン基が好ましく、オキシエチレン基又はオキシプロピレン基がより好ましい。
エステル化合物としては、接着剤の熱融着性及び耐久性に優れることから、以下のエステル化合物(A)、エステル化合物(B)及びエステル化合物(C)からなる群より選ばれる1種以上が好ましく、2種以上を組み合わせて用いる場合は、同じ化合物群同士でも異なる化合物群同士であってもよい。
化合物(A)
化合物(A)とは、分子中に2個以上のエステル基を有するエステル化合物であって、該エステル化合物を構成するアルコール成分の少なくとも1種が水酸基1個当たり炭素数2〜3のアルキレンオキサイドを平均0.5〜5モル付加したアルコールであるエステル化合物である。
化合物(B)
化合物(B)とは、式(I):
1O−CO−R2−CO−〔(OR3mO−CO−R2−CO−〕nOR1 (I)
(式中、R1は炭素数が1〜4のアルキル基、R2は炭素数が2〜4のアルキレン基、R3は炭素数が2〜6のアルキレン基であり、mは1〜6の数、nは1〜12の数を示す。全てのR1は同一でも異なっていてもよく、全てのR2は同一でも異なっていてもよく、全てのR3は同一でも異なっていてもよい。)で示されるエステル化合物である。
化合物(C)
化合物(C)とは、:式(II):
Figure 0006168985
(式中、R4、R5及びR6はそれぞれ独立して炭素数1〜4のアルキル基を示し、A1、A2及びA3はそれぞれ独立して炭素数2又は3のアルキレン基を示し、x、y及びzはそれぞれ独立してオキシアルキレン基の平均付加モル数を示す正の数であって、x+y+zが3を超え12以下を満足する数である。)で示されるエステル化合物である。
化合物(A)
化合物(A)に含まれるエステル化合物としては、分子中に2個以上のエステル基を有する多価アルコールエステル又は多価カルボン酸エーテルエステルであって、該エステル化合物を構成するアルコール成分の少なくとも1種が水酸基1個当たり炭素数2〜3のアルキレンオキサイドを平均0.5〜5モル付加したアルコールであるエステル化合物が好ましい。
具体的な化合物としては、酢酸とグリセリンのエチレンオキサイド平均3〜6モル付加物(水酸基1個あたりエチレンオキサイドを1〜2モル付加)とのエステル、酢酸とエチレンオキサイドの平均付加モル数が4〜6のポリエチレングリコールとのエステル、コハク酸とエチレンオキサイドの平均付加モル数が2〜3のポリエチレングリコールモノメチルエーテル(水酸基1個あたりエチレンオキサイドを2〜3モル付加)とのエステル、アジピン酸とジエチレングリコールモノメチルエーテルとのエステル、1,3,6−ヘキサントリカルボン酸とジエチレングリコールモノメチルエーテルとのエステルが好ましい。
化合物(B)
式(I)におけるR1は、炭素数が1〜4のアルキル基を示し、1分子中に2個存在して、分子の両末端に存在する。全てのR1は同一でも異なっていてもよい。R1は炭素数が1〜4であれば、直鎖であっても分岐鎖であってもよい。アルキル基の炭素数としては、熱融着性と耐久性を向上させる観点から、1〜4が好ましく、1〜2がより好ましい。具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、iso−ブチル基が挙げられ、なかでも、熱融着性と耐久性を向上させる観点から、メチル基及びエチル基が好ましく、メチル基がより好ましい。
式(I)におけるR2は、炭素数が2〜4のアルキレン基を示し、直鎖のアルキレン基が好適例として挙げられる。具体的には、エチレン基、1,3−プロピレン基、1,4−ブチレン基が挙げられ、熱融着性と耐久性を向上させる観点から、エチレン基、1,3−プロピレン基、1,4−ブチレン基が好ましく、エチレン基がより好ましい。但し、全てのR2は同一でも異なっていてもよい。
式(I)におけるR3は、炭素数が2〜6のアルキレン基を示し、OR3はオキシアルキレン基として、繰り返し単位中に存在する。R3は炭素数が2〜6であれば、直鎖であっても分岐鎖であってもよい。アルキレン基の炭素数としては、熱融着性と耐久性を向上させる観点から、2〜6が好ましく、2〜3がより好ましい。具体的には、エチレン基、1,2−プロピレン基、1,3−プロピレン基、1,2−ブチレン基、1,3−ブチレン基、1,4−ブチレン基、2−メチル−1,3−プロピレン基、1,2−ペンチレン基、1,4−ペンチレン基、1,5−ペンチレン基、2,2−ジメチル−1,3−プロピレン基、1,2−ヘキシレン基、1,5−ヘキシレン基、1,6−ヘキシレン基、2,5−ヘキシレン基、3−メチル−1,5−ペンチレン基が挙げられ、なかでも、エチレン基、1,2−プロピレン基、1,3−プロピレン基が好ましい。但し、全てのR3は同一でも異なっていてもよい。
mはオキシアルキレン基の平均の繰り返し数を示し、熱融着性と耐久性を向上させる観点から、1〜6の数が好ましく、1〜4の数がより好ましく、1〜3の数がさらに好ましい。
nは繰り返し単位の平均の繰り返し数(平均重合度)を示し、1〜12の数である。熱融着性と耐久性を向上させる観点から、1〜12の数が好ましく、1〜6の数がより好ましく、1〜5の数がさらに好ましい。平均重合度は、NMR等の分析によって求めてもよいが、後述の実施例に記載の方法に従って算出することができる。
式(I)で表される化合物の具体例としては、R1が全てメチル基、R2がエチレン基又は1,4−ブチレン基、R3がエチレン基又は1,3−プロピレン基であって、mが1〜4の数、nが1〜6の数である化合物が好ましく、R1が全てメチル基、R2がエチレン基又は1,4−ブチレン基、R3がエチレン基又は1,3−プロピレン基であって、mが1〜3の数、nが1〜5の数である化合物がより好ましい。
かかる構造のうちでも、耐久性を向上させる観点から、コハク酸、グルタル酸、及びアジピン酸から選ばれる少なくとも1つの二塩基酸と、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、1,2−プロパンジオール、及び1,3−プロパンンジオールから選ばれる少なくとも1つの2価アルコールのオリゴエステル〔式(I)中、n=1.2〜3〕が好ましい。
式(I)で表される化合物は、酸価が、熱融着性と耐久性を向上させる観点から、好ましくは1.50mgKOH/g以下、より好ましくは1.00mgKOH/g以下であり、水酸基価が、熱融着性と耐久性を向上させる観点から、好ましくは10.0mgKOH/g以下、より好ましくは5.0mgKOH/g以下、さらに好ましくは3.0mgKOH/g以下である。なお、本明細書において、可塑剤の酸価及び水酸基価は、後述の実施例に記載の方法に従って測定することができる。
また、式(I)で表される化合物の数平均分子量は、熱融着性と耐久性を向上させる観点から、好ましくは300〜1500、より好ましくは300〜1000である。なお、本明細書において、可塑剤の数平均分子量は、後述の実施例に記載の方法に従って算出することができる。
式(I)で表される化合物は、熱融着性と耐久性を向上させる観点から、2個の分子末端に対するアルキルエステル化率(末端アルキルエステル化率)が、好ましくは95%以上、より好ましくは98%以上である。なお、本明細書において、可塑剤の末端アルキルエステル化率は、後述の実施例に記載の方法に従って算出することができる。
化合物(C)
式(II)で表される化合物は、ポリエーテル型リン酸トリエステルであり、対称構造でも非対称構造でも構わないが、製造上の簡便さからは、対称構造のリン酸トリエステルが好ましい。
4、R5、R6は、それぞれ独立して炭素数1〜4のアルキル基を示し、直鎖であっても分岐鎖であってもよい。具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基が挙げられるが、エチル基、プロピル基、ブチル基が好ましい。また、熱融着性と耐久性を向上させる観点から、炭素数2〜3のアルキル基、即ち、エチル基、プロピル基がより好ましい。
1、A2、A3は、それぞれ独立して炭素数2又は3のアルキレン基を示し、直鎖であっても分岐鎖であってもよい。具体的には、エチレン基、n−プロピレン基、イソプロピレン基が挙げられ、なかでも、熱融着性と耐久性を向上させる観点から、エチレン基が好ましい。また、A1、A2、A3は、隣接する酸素原子とオキシアルキレン基(アルキレンオキサイド)を形成し、式(II)で表される化合物における繰り返し構造を形成する。
x、y、zは、それぞれ独立してオキシアルキレン基の平均付加モル数を示す正の数であって、かつ、x+y+zが3を超え12以下を満足する数である。なかでも、熱融着性と耐久性を向上させる観点から、x、y、zは、正の数であって、かつ、x+y+zが3を超え12未満を満足する数が好ましく、4を超え12未満を満足する数がより好ましく、6以上で9以下を満足する数が更に好ましい。
式(II)で表される化合物の具体例としては、トリス(エトキシエトキシエチル)ホスフェート〔式(II)中、R4、R5、R6はいずれもエチル基、A1、A2、A3はいずれもエチレン基、x、y、zはいずれも2で、x+y+z=6〕の他に、トリス(メトキシエトキシエチル)ホスフェート(x+y+z=6)、トリス(プロポキシエトキシエチル)ホスフェート(x+y+z=6)、トリス(ブトキシエトキシエチル)ホスフェート(x+y+z=6)、トリス(メトキシエトキシエトキシエチル)ホスフェート(x+y+z=9)、トリス(エトキシエトキシエトキシエチル)ホスフェート(x+y+z=9)、トリス(プロポキシエトキシエトキシエチル)ホスフェート(x+y+z=9)等の対称ポリエーテル型リン酸トリエステルや、ビス(エトキシエトキシエチル)メトキシエトキシエトキシエチルホスフェート(x+y+z=7)、ビス(メトキシエトキシエトキシエチル)エトキシエトキシエチルホスフェート(x+y+z=8)、ビス(エトキシエトキシエチル){ブトキシエトキシエチル}ホスフェート(x+y+z=6)等の非対称ポリエーテル型リン酸トリエステル、あるいは炭素数1〜4のアルコールのポリオキシエチレン付加物又はポリオキシプロピレン付加物の混合物を式(II)を満たすようにリン酸トリエステル化した非対称ポリエーテル型リン酸エステルが挙げられるが、熱融着性と耐久性を向上させる観点から、トリス(エトキシエトキシエチル)ホスフェート、トリス(プロポキシエトキシエチル)ホスフェート、トリス(エトキシエトキシエトキシエチル)ホスフェート、トリス(プロポキシエトキシエトキシエチル)ホスフェートが好ましく、トリス(エトキシエトキシエチル)ホスフェートがより好ましい。
可塑剤における、好ましくはポリエステル系可塑剤、多価アルコールエステル系可塑剤、多価カルボン酸エステル系可塑剤及びリン酸エステル系可塑剤からなる群より選ばれる1種又は2種以上の含有量、あるいは、(ポリ)オキシアルキレン基又は炭素数2〜6のアルキレン基を有するエステル化合物の含有量、より好ましくは(ポリ)オキシアルキレン基又は炭素数2〜6のアルキレン基を有する、ポリエステル系可塑剤、多価アルコールエステル系可塑剤、多価カルボン酸エステル系可塑剤及びリン酸エステル系可塑剤からなる群より選ばれる1種又は2種以上の含有量、更に好ましくは前記化合物群(A)〜(C)からなる群より選ばれる1種又は2種以上の化合物の含有量としては、接着剤の熱融着性と耐久性を向上させる観点から、好ましくは50質量%以上、より好ましくは80質量%以上、更に好ましくは90質量%以上、更に好ましくは実質的に100質量%である。なお、本明細書において、前記可塑剤の含有量とは、複数の化合物が含有される場合には、総含有量のことを意味する。
本発明の接着剤における可塑剤の量としては、前記樹脂100質量部に対して、製造される接着剤の熱融着性及び耐久性を向上させる観点から、好ましくは20質量部以上、好ましくは30質量部以上、より好ましくは50質量部以上であり、製造される接着剤の耐久性の低下を抑制する観点から、好ましくは200質量部以下、より好ましくは180質量部以下、さらに好ましくは150質量部以下、さらに好ましくは120質量部以下、さらに好ましくは100質量部以下、さらに好ましくは80質量部以下である。
本発明の接着剤中の前記樹脂の含有量は、接着性の観点から、好ましくは30質量%以上、より好ましくは40質量%以上、更に好ましくは50質量%以上であり、可塑剤を含有させ、熱融着性及び耐久性を向上させる観点から、好ましくは90質量%以下、より好ましくは80質量%以下、更に好ましくは70質量%以下であり、可塑剤の含有量は、熱融着性及び耐久性を向上させる観点から、好ましくは10質量%以上、より好ましくは20質量%以上、更に好ましくは30質量%以上であり、接着性の観点から、好ましくは70質量%以下、より好ましくは60質量%以下、更に好ましくは50質量%以下である。
本発明の接着剤には、本発明の効果を妨げない範囲で上記以外の他の成分を含有させることができ、例えば、帯電防止剤、防曇剤、光安定剤、紫外線吸収剤、顔料、無機充填剤、防カビ剤、抗菌剤、発泡剤、難燃剤等を含有させることができる。
これらの他の成分は、重合反応前に反応装置に添加しても良いし、重合反応開始から重合反応終了の前に搬送装置等に添加しても良いし、重合反応終了後、生成物の抜出前に添加しても良い。また、抜出後の生成物に添加しても良い。
〔接着方法〕
本発明の接着方法は、前記フラン環を有するジカルボン酸化合物を含むジカルボン酸成分とジオール及び/又はジアミンとを縮合して得られる、該ジカルボン酸成分中のフラン環を有するジカルボン酸化合物の量が90モル%を超える樹脂であって、該樹脂の融点が50℃以上、200℃以下である樹脂を用いて、接着する接着方法である。
接着する際には、樹脂の融点以上に該樹脂を昇温するのが好ましい。接着性の観点から、好ましくは50℃以上、より好ましくは70℃以上、更に好ましくは100℃以上であり、より更に好ましくは130℃以上であり、樹脂の分解を抑制する観点から、好ましくは240℃以下、より好ましくは220℃以下、更に好ましくは200℃以下、より更に好ましくは190℃以下で接着することが好ましい。
また、接着する対象としては、後述する木質材料の粉砕物、不織布、織布、樹脂フィルム、編み物等が挙げられ、木質材料の粉砕物が好ましい。
〔ペット用排泄物処理剤〕
本発明の接着剤を用いて木質材料の粉砕物を接着することによって、本発明のペット用排泄物処理材を製造することができる。具体的には、本発明の接着剤と木質材料の粉砕物とを、前記接着剤中の樹脂の融点以上の温度で押出し成型することで、本発明のペット用排泄物処理材を製造することができる。
木質材料の素材としては、木本及び草本の何れを用いることもできる。木質材料としては、例えば木本の粉砕物(木質又は樹皮の粉砕物)、種子油残査、穀物外皮粉砕物、草本粉砕物などが挙げられる。成型性、熱融着性、耐久性の点から、木本の粉砕物、特にスギ科、マツ科又はヒノキ科などの針葉樹の粉砕物を用いることが好ましい。粉砕物の大きさは、排泄物処理に用いる観点から、好ましくは0.01mm以上、より好ましくは0.02mm以上、さらに好ましくは0.05mm以上であり、成型性の観点から、好ましくは1cm以下、より好ましくは5mm以下、さらに好ましくは2mm以下である。粒径は、粒子の最大直径を測定し、50個の数平均で求める。
ペット用排泄物処理材は、上記木質材料である植物由来の素材の粉砕物を、好ましくは70質量%以上、より好ましくは75質量%以上、さらに好ましくは80質量%以上、さらに好ましくは85質量%以上含み、好ましくは99質量%以下、より好ましくは95質量%以下含むものであり、本発明の接着剤を好ましくは1質量%以上、より好ましくは5質量%以上含み、好ましくは30質量%以下、より好ましくは25質量%以下、さらに好ましくは20質量%以下、さらに好ましくは15質量%以下を含むものである。
ペット用排泄物処理材は、所定形状に成型された成型物、好ましくは円柱状とすることが好ましい。成型物の直径としては、好ましくは1mm以上、より好ましくは2mm以上、さらに好ましくは3mm以上、さらに好ましくは4mm以上であり、好ましくは7mm以下、より好ましくは6mm以下、さらに好ましくは5mm以下である。成型物の長さとしては、好ましくは3mm以上、より好ましくは5mm以上、さらに好ましくは6mm以上、さらに好ましくは7mm以上であり、好ましくは30mm以下、より好ましくは25mm以下、さらに好ましくは20mm以下、さらに好ましくは15mm以下である。直径は、長径と短径がある場合は長径を測定する。長さは、柱部分の最大の長さを測定する。これらは、それぞれ50個の数平均で求める。
ペット用排泄処理剤は、上記接着剤と木質材料の粉砕物を、例えば圧縮押出成型機を用いて加圧成型され、ペレット状となされる。圧縮押出成型機としては、押出穴が形成された型と、接着剤と粉砕物との混合物を該押出穴へ押し込むための押し込みロールとを備え、該押し込みロールが該型に隣接するように設置されている高圧押出成型機を用いることが好ましい。そのような高圧押出成型機としては、例えばスプラウト成型機が挙げられる。スプラウト成型機を始めとする高圧押出成型機を用いると、高圧力で前記の混合物を成型穴に押し込むことが可能である。また、押出穴が深いので、押出穴内壁に発生する抵抗力を高めることができる。また更に、押出穴の径が小さい程圧密化が達成されるため、直径が小さいペレット程圧縮性に優れた圧縮成型物を得ることができる。したがって高い押出抵抗力によって前記の混合物を圧密化することができ、使用前の保形性に優れた圧縮成型物(ペレット)を得ることができる。
上記成型機による成型においては、樹脂の融点以上に該混合物を昇温するのが好ましい。成型性の観点から、好ましくは50℃以上、より好ましくは70℃以上、更に好ましくは100℃以上であり、より更に好ましくは130℃以上であり、樹脂の分解を抑制する観点から、好ましくは240℃以下、より好ましくは220℃以下、更に好ましくは200℃以下、より更に好ましくは190℃以下で成型することが好ましい。押出成型機内部の該混合物の圧縮、摩擦による自然発熱を利用しても良く、電熱ヒータ等の発熱体を利用しても良い。樹脂の溶融、固化によって、植物由来の素材の粉砕物が該接着材により接着されて所定の成型物が得られる。
本発明の排泄物処理材は、そのまま浅底のトレー等に敷き詰めて、いわゆる猫砂として用いることができる。
本発明の排泄物処理材には、前述の各成分に加えて、必要に応じて抗菌剤、着色剤等を含有させることもできる。これらの成分の量は、排泄物処理材の100質量部に対して、それぞれ0.01〜0.5質量部とすることが好ましい。抗菌剤としては、安息香酸ナトリウム、ソルビン酸、ソルビン酸カリウム、ジデシルメチルアンモニウム、塩化ベンザルコニウム、ポリフェノール類、銀、銅等が挙げられる。
上述した実施形態に関し、本発明はさらに以下の物、製造方法又は用途を開示する。
[1]樹脂を含む接着剤であって、
該樹脂が、フラン環を有するジカルボン酸化合物を含むジカルボン酸成分とジオール及び/又はジアミンとを縮合して得られる樹脂であり、該ジカルボン酸成分中のフラン環を有するジカルボン酸化合物の量が90モル%を超える樹脂であり、該樹脂の融点が50℃以上、200℃以下である、接着剤。
[2]ジカルボン酸成分中のフラン環を有するジカルボン酸化合物の量が、好ましくは93モル%以上、より好ましくは95モル%以上、更に好ましくは98モル%以上、よりさらに好ましくは99モル%以上、よりさらに好ましくは実質的に100%である、前記[1]の接着剤。
[3]フラン環を有するジカルボン酸化合物が、フラン-2,5-ジカルボン酸、フラン-2,4-ジカルボン酸、フラン-2,3-ジカルボン酸及びフラン-3,4-ジカルボン酸からなる群より選択されるフランジカルボン酸化合物の1種以上である、前記[1]又は[2]の接着剤。
[4]ジカルボン酸成分として、好ましくは炭素数2以上、より好ましくは6以上であり、好ましくは炭素数12以下、より好ましくは10以下である脂肪族ジカルボン酸化合物をさらに含有する、前記[1]〜[3]いずれか一つの接着剤。
[5]脂肪族ジカルボン酸化合物が、好ましくはシュウ酸、マロン酸、マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸、イタコン酸、グルタコン酸、コハク酸、アジピン酸、セバシン酸、アゼライン酸、これらの酸の酸無水物及びこれらの酸の炭素数1〜3のアルキルエステルからなる群より選択される脂肪族ジカルボン酸化合物の1種以上である、前記[4]の接着剤。
[6]該脂肪族ジカルボン酸化合物のジカルボン酸成分中の量が、好ましくは10モル%未満、より好ましくは7モル%以下、更に好ましくは5モル%以下、より更に好ましくは2モル%以下、より更に好ましくは1モル%以下、より更に好ましくは0モル%である、前記[4]又は[5]の接着剤。
[7]ジオールの炭素数が、好ましくは2以上、より好ましくは4以上、更に好ましくは8以上、より更に好ましくは10以上であり、好ましくは18以下、より好ましくは14以下、さらに好ましくは12以下である、前記[1]〜[6]いずれか一つの接着剤。
[8]ジオールが、好ましくは脂肪族ジオール、より好ましくは直鎖脂肪族ジオールである、前記[1]〜[7]いずれか一つの接着剤。
[9]ジオールが、エチレングリコール、1,2-プロパンジオール、1,3-プロパンジオール、1,2-ブタンジオール、1,3-ブタンジオール、1,4-ブタンジオール、1,2-ペンタンジオール、1,3-ペンタンジオール、1,4-ペンタンジオール、1,5-ペンタンジオール、1,2-ヘキサンジオール、1,3-ヘキサンジオール、1,4-ヘキサンジオール、1,5-ヘキサンジオール、1,6-ヘキサンジオール、1,8-オクタンジオール、1,9-ノナンジオール、1,10-デカンジオール、1,12-ドデカンジオール、1,13-トリデカンジオール、1,14-テトラデカンジオール、1,16-ヘキサデカンジオール、1,18-オクタデカンジオール、1,4-ブテンジオール、ネオペンチルグリコール、2,3-ブタンジオール、2,3-ペンタンジオール、2,4-ペンタンジオール、2,3-ヘキサンジオール、3,4-ヘキサンジオール、2,4-ヘキサンジオール及び2,5-ヘキサンジオールからなる群より選択される脂肪族ジオールの1種以上が好ましく、1,6-ヘキサンジオール、1,8-オクタンジオール、1,9-ノナンジオール、1,10-デカンジオール、1,12-ドデカンジオール、1,13-トリデカンジオール、1,14-テトラデカンジオール、1,16-ヘキサデカンジオール及び1,18-オクタデカンジオールからなる群より選択される1種以上がより好ましく、1,8-オクタンジオール、1,9-ノナンジオール、1,10-デカンジオール及び1,12-ドデカンジオールからなる群より選択される1種以上が更に好ましく、1,10-デカンジオール及び/又は1,12-ドデカンジオールがより更に好ましい、前記[1]〜[8]いずれか一つの接着剤。
[10]ジオール成分中の脂肪族ジオールの含有量が、好ましくは40モル%以上、より好ましくは60モル%以上、さらに好ましくは80モル%以上、より更に好ましくは90モル%以上、より更に好ましくは95モル%以上であり、より更に好ましくは99モル%以上であり、より更に好ましくは実質的に100モル%である、前記[1]〜[9]いずれか一つの接着剤。
[11]ジアミンの炭素数が、好ましくは2以上、より好ましくは4以上、更に好ましくは8以上、より更に好ましくは10以上であり、好ましくは18以下、より好ましくは14以下、さらに好ましくは12以下である、前記[1]〜[10]いずれか一つの接着剤。
[12]ジアミンが、好ましくは脂肪族ジアミンであり、より好ましくは直鎖脂肪族ジアミンである、前記[1]〜[11]いずれか一つの接着剤。
[13]ジアミンが、エチレンジアミン、1,2-プロパンジアミン1,3-プロパンジアミン、1,2-ブタンジアミン、1,3-ブタンジアミン、1,4-ブタンジアミン、1,2-ペンタンジアミン、1,3-ペンタンジアミン、1,4-ペンタンジアミン、1,5-ペンタンジアミン、1,6-ヘキサンジアミン、1,8-オクタンジアミン、1,10-デカンジアミン、1,12-ドデカンジアミン、1,13-トリデカンジアミン、1,14-テトラデカンジアミン、1,16-ヘキサデカンジアミン、及び1,18-オクタデカンジアミンからなる群より選択される1種以上が好ましく、1,6-ヘキサンジアミン、1,8-オクタンジアミン、1,10-デカンジアミン、1,12-ドデカンジアミン、1,13-トリデカンジアミン、1,14-テトラデカンジアミン、1,16-ヘキサデカンジアミン及び1,18-オクタデカンジアミンからなる群より選択される1種以上がより好ましく、1,8-オクタンジアミン、1,10-デカンジアミン及び1,12-ドデカンジアミンからなる群より選択される1種以上が更に好ましく、1,10-デカンジアミン及び/又は1,12-ドデカンジアミンがより更に好ましい、前記[1]〜[12]いずれか一つの接着剤。
[14]ジアミン成分中の脂肪族ジアミンの含有量が、好ましくは40モル%以上、より好ましくは60モル%以上、さらに好ましくは80モル%以上、より更に好ましくは90モル%以上、より更に好ましくは95モル%以上であり、より更に好ましくは99モル%以上、より更に好ましくは実質的に100モル%である、前記[1]〜[13]いずれか一つの接着剤。
[15]樹脂の原料として、ヒドロキシカルボン酸化合物の1種以上を、ジカルボン酸成分100モル%に対して、好ましくは100モル%以下、より好ましくは50モル%以下、更に好ましくは20モル%以下、より好ましくは10モル%以下、更に好ましくは0モル%である、前記[1]〜[14]いずれか一つの接着剤。
[16]樹脂が、下記一般式(1)又は(2):
Figure 0006168985
(式中、Aは置換されていてもよい2価の脂肪族炭化水素基を示す。)で表される構成単位を含む樹脂である、前記[1]〜[15]いずれか一つの接着剤。
[17]Aが、好ましくは炭素数2以上、より好ましくは4以上、更に好ましくは8以上、より更に好ましくは10以上であり、好ましくは18以下、より好ましくは14以下、さらに好ましくは12以下の、置換基を有していても良い2価の脂肪族炭化水素基が好ましく、アルキレン基がより好ましく、直鎖のアルキレン基が更に好ましい、前記[16]の接着剤。
[18]樹脂が、ジカルボン酸成分並びにジオール及び/又はジアミンを含有する混合物を加熱することによって、ジカルボン酸成分とジオール及び/又はジアミンとの縮合反応を生じさせて製造されるものである、前記[1]〜[17]いずれか一つの接着剤。
[19]ジカルボン酸成分1モルに対して、ジオール及びジアミンの合計量が、好ましくは1モル以上、より好ましくは1.2モル以上、さらに好ましくは1.5モル以上であり、好ましくは10モル以下、より好ましくは8モル以下、さらに好ましくは5モル以下である、前記[1]〜[18]いずれか一つの接着剤。
[20]縮合反応時の加熱温度が、好ましくは150℃以上、より好ましくは180℃以上、さらに好ましくは200℃以上、さらに好ましくは220℃以上であり、好ましくは270℃以下、より好ましくは250℃以下である、前記[1]〜[19]いずれか一つの接着剤。
[21]錫化合物及びチタン化合物からなる群より選択されるエステル化触媒の1種以上を用いて縮合反応を行い、該触媒の存在量が、ジオール及びジアミンとジカルボン酸成分との総量100質量部に対して、好ましくは0.0001質量部以上、より好ましくは0.001質量部以上、更に好ましくは0.01質量部以上であり、好ましくは2.0質量部以下、より好ましくは1.5質量部以下、さらに好ましくは1.0質量部以下、より好ましくは0.1質量部以下である、前記[1]〜[20]いずれか一つの接着剤。
[22]樹脂の数平均分子量が、好ましくは5000以上、より好ましくは8000以上、さらに好ましくは1万以上、さらに好ましくは1.5万以上であり、好ましくは15万以下、より好ましくは10万以下、さらに好ましくは8万以下、さらに好ましくは6万以下、さらに好ましくは5万以下である、前記[1]〜[21]いずれか一つの接着剤。
[23]樹脂のガラス転移点が、好ましくは−50℃以上、より好ましくは−30℃以上であり、好ましくは40℃以下、より好ましくは20℃以下、さらに好ましくは10℃以下、さらに好ましくは0℃以下、さらに好ましくは−5℃以下である、前記[1]〜[22]いずれか一つの接着剤。
[24]樹脂の融点が、好ましくは50℃以上、より好ましくは60℃以上、さらに好ましくは70℃以上であり、好ましくは200℃以下、より好ましくは180℃以下、さらに好ましくは150℃以下、さらに好ましくは120℃以下である、前記[1]〜[23]いずれか一つの接着剤。
[25]樹脂のメルトフローレートが、好ましくは0.1g/min以上、より好ましくは1g/min以上、さらに好ましくは5g/min以上、さらに好ましくは10g/min以上、さらに好ましくは15g/min以上、さらに好ましくは18g/min以上であって、好ましくは80g/min以下、より好ましくは60g/min以下、さらに好ましくは50g/min以下である、前記[1]〜[24]いずれか一つの接着剤。
[26]接着剤が、さらに可塑剤を含む、前記[1]〜[25]いずれか一つの接着剤。
[27]接着剤中の可塑剤の含有量が、好ましくは10質量%以上、より好ましくは20質量%以上、更に好ましくは30質量%以上であり、好ましくは70質量%以下、より好ましくは60質量%以下、更に好ましくは50質量%以下である、前記[26]の接着剤。
[28]接着剤中の可塑剤の量が、樹脂100質量部に対して、好ましくは20質量部以上、好ましくは30質量部以上、より好ましくは50質量部以上であり、好ましくは200質量部以下、より好ましくは180質量部以下、さらに好ましくは150質量部以下、さらに好ましくは120質量部以下、さらに好ましくは100質量部以下、さらに好ましくは80質量部以下である、前記[26]又は[27]の接着剤。
[29]可塑剤が、ポリエステル系可塑剤、多価アルコールエステル系可塑剤、多価カルボン酸エステル系可塑剤及びリン酸エステル系可塑剤からなる群より選ばれる1種以上が好ましい、前記[26]〜[28]いずれか一つの接着剤。
[30]可塑剤が、(ポリ)オキシアルキレン基又は炭素数2〜6(好ましくは2〜4)のアルキレン基を有するエステル化合物が好ましく、(ポリ)オキシアルキレン基又は炭素数2〜6(好ましくは2〜4)のアルキレン基を有するポリエステル系可塑剤、(ポリ)オキシアルキレン基又は炭素数2〜6(好ましくは2〜4)のアルキレン基を有する多価アルコールエステル系可塑剤、(ポリ)オキシアルキレン基又は炭素数2〜6(好ましくは2〜4)のアルキレン基を有する多価カルボン酸エステル系可塑剤、及び(ポリ)オキシアルキレン基又は炭素数2〜6(好ましくは2〜4)のアルキレン基を有するリン酸エステル系可塑剤からなる群より選ばれる1種以上が更に好ましい、前記[26]〜[29]いずれか一つの接着剤。
[31]可塑剤としてのエステル化合物が、好ましくは、下記エステル化合物(A)、下記エステル化合物(B)及び下記エステル化合物(C)からなる群より選ばれる1種又は2種以上である、前記[26]〜[30]いずれか一つの接着剤。
化合物(A):分子中に2個以上のエステル基を有するエステル化合物であって、該エステル化合物を構成するアルコール成分の少なくとも1種が水酸基1個当たり炭素数2〜3のアルキレンオキサイドを平均0.5〜5モル付加したアルコールであるエステル化合物
化合物(B):式(I)
1O−CO−R2−CO−〔(OR3mO−CO−R2−CO−〕nOR1 (I)
(式中、R1は炭素数が1〜4のアルキル基、R2は炭素数が2〜4のアルキレン基、R3は炭素数が2〜6のアルキレン基であり、mは1〜6の数、nは1〜12の数を示す。全てのR1は同一でも異なっていてもよく、全てのR2は同一でも異なっていてもよく、全てのR3は同一でも異なっていてもよい。)で示されるエステル化合物
化合物(C):式(II)
Figure 0006168985
(式中、R4、R5及びR6はそれぞれ独立して炭素数1〜4のアルキル基を示し、A1、A2及びA3はそれぞれ独立して炭素数2又は3のアルキレン基を示し、x、y及びzはそれぞれ独立してオキシアルキレン基の平均付加モル数を示す正の数であって、x+y+zが3を超え12以下を満足する数である。)で示されるエステル化合物
[32]エステル化合物(A)が、好ましくは分子中に2個以上のエステル基を有する多価アルコールエステル又は多価カルボン酸エーテルエステルであって、該エステル化合物を構成するアルコール成分の少なくとも1種が水酸基1個当たり炭素数2〜3のアルキレンオキサイドを平均0.5〜5モル付加したアルコールであるエステル化合物であり、より好ましくは、酢酸とグリセリンのエチレンオキサイド平均3〜6モル付加物(水酸基1個あたりエチレンオキサイドを1〜2モル付加)とのエステル、酢酸とエチレンオキサイドの平均付加モル数が4〜6のポリエチレングリコールとのエステル、コハク酸とエチレンオキサイドの平均付加モル数が2〜3のポリエチレングリコールモノメチルエーテル(水酸基1個あたりエチレンオキサイドを2〜3モル付加)とのエステル、アジピン酸とジエチレングリコールモノメチルエーテルとのエステル、及び1,3,6−ヘキサントリカルボン酸とジエチレングリコールモノメチルエーテルとのエステルからなる群より選択されるエステルの1種以上である、前記[26]〜[31]いずれか一つの接着剤。
[33]エステル化合物(B)が、好ましくは式(I)中のR1が全てメチル基、R2がエチレン基又は1,4−ブチレン基、R3がエチレン基又は1,3−プロピレン基であって、mが1〜4の数、nが1〜6の数である化合物、より好ましくは式(I)中のR1が全てメチル基、R2がエチレン基又は1,4−ブチレン基、R3がエチレン基又は1,3−プロピレン基であって、mが1〜3の数、nが1〜5の数である化合物である、前記[26]〜[32]いずれか一つの接着剤。
[34]エステル化合物(C)が、好ましくは式(II)中のR4、R5、R6がそれぞれ独立して、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基及びイソブチル基からなる群より選択される1種以上であり、A1、A2、A3がそれぞれ独立して、エチレン基、n−プロピレン基及びイソプロピレン基からなる群より選択される1種以上であって、隣接する酸素原子とオキシアルキレン基を形成し、x、y、zがそれぞれ独立して正の数であって、かつ、x+y+zが3を超え、好ましくは4を超え、より好ましくは6以上であって、12以下、好ましくは12未満、より好ましくは9以下を満足する数である、前記[26]〜[33]いずれか一つの接着剤。
[35]エステル化合物(C)が、トリス(エトキシエトキシエチル)ホスフェート、トリス(メトキシエトキシエチル)ホスフェート、トリス(プロポキシエトキシエチル)ホスフェート、トリス(ブトキシエトキシエチル)ホスフェート、トリス(メトキシエトキシエトキシエチル)ホスフェート、トリス(エトキシエトキシエトキシエチル)ホスフェート、トリス(プロポキシエトキシエトキシエチル)ホスフェート、ビス(エトキシエトキシエチル)メトキシエトキシエトキシエチルホスフェート、ビス(メトキシエトキシエトキシエチル)エトキシエトキシエチルホスフェート、ビス(エトキシエトキシエチル){ブトキシエトキシエチル}ホスフェート、及び炭素数1〜4のアルコールのポリオキシエチレン付加物又はポリオキシプロピレン付加物の混合物を式(II)を満たすようにリン酸トリエステル化した非対称ポリエーテル型リン酸エステルからなる群より選択される1種以上である、前記[26]〜[34]いずれか一つの接着剤。
[36]可塑剤における、好ましくはポリエステル系可塑剤、多価アルコールエステル系可塑剤、多価カルボン酸エステル系可塑剤及びリン酸エステル系可塑剤からなる群より選ばれる1種又は2種以上の含有量、あるいは、(ポリ)オキシアルキレン基又は炭素数2〜6のアルキレン基を有するエステル化合物の含有量、より好ましくは(ポリ)オキシアルキレン基又は炭素数2〜6のアルキレン基を有する、ポリエステル系可塑剤、多価アルコールエステル系可塑剤、多価カルボン酸エステル系可塑剤及びリン酸エステル系可塑剤からなる群より選ばれる1種又は2種以上の含有量、更に好ましくは前記化合物群(A)〜(C)からなる群より選ばれる1種又は2種以上の化合物の含有量が、好ましくは50質量%以上、より好ましくは80質量%以上、更に好ましくは90質量%以上、更に好ましくは実質的に100質量%である、前記[26]〜[35]いずれか一つの接着剤。
[37]接着剤中の樹脂の含有量が、好ましくは30質量%以上、より好ましくは40質量%以上、更に好ましくは50質量%以上であり、好ましくは90質量%以下、より好ましくは80質量%以下、更に好ましくは70質量%以下である、前記[1]〜[36]いずれか一つの接着剤。
[38]フラン環を有するジカルボン酸化合物を含むジカルボン酸成分とジオール及び/又はジアミンとを縮合して得られる、該ジカルボン酸成分中のフラン環を有するジカルボン酸化合物の量が90モル%を超え、好ましくは93モル%以上、より好ましくは95モル%以上、更に好ましくは98モル%以上、よりさらに好ましくは99モル%以上、よりさらに好ましくは実質的に100%である樹脂であって、該樹脂の融点が好ましくは50℃以上、より好ましくは60℃以上、さらに好ましくは70℃以上であり、好ましくは200℃以下、より好ましくは180℃以下、さらに好ましくは150℃以下、さらに好ましくは120℃以下である、接着剤用樹脂。
[39]木質材料用に好適に適用できる、前記[38]の接着剤用樹脂。
[40]前記[1]〜[37]いずれか一つの接着剤と木質材料の粉砕物とを、好ましくは前記接着剤中の樹脂の融点以上の温度であり、また、好ましくは50℃以上、より好ましくは70℃以上、更に好ましくは100℃以上であり、より更に好ましくは130℃以上であり、好ましくは240℃以下、より好ましくは220℃以下、更に好ましくは200℃以下、より更に好ましくは190℃以下で、押出し成型して得られる、ペット用排泄物処理材。
[41]木質材料が、好ましくは、木本の粉砕物(木質又は樹皮の粉砕物)、種子油残査、穀物外皮粉砕物及び草本粉砕物からなる群より選択される1種以上であり、より好ましくは、スギ科、マツ科及びヒノキ科からなる群より選択される1種以上の木質又は樹皮の粉砕物である、前記[40]のペット用排泄物処理材。
[42]粉砕物の大きさが好ましくは0.01mm以上、より好ましくは0.02mm以上、さらに好ましくは0.05mm以上であり、好ましくは1cm以下、より好ましくは5mm以下、さらに好ましくは2mm以下である、前記[40]又は[41]のペット用排泄物処理材。
[43]木質材料の粉砕物の含有量が、好ましくは70質量%以上、より好ましくは75質量%以上、さらに好ましくは80質量%以上、さらに好ましくは85質量%以上であり、好ましくは99質量%以下、より好ましくは95質量%以下である、前記[40]〜[42]いずれか一つのペット用排泄物処理材。
[44]接着剤の含有量が、好ましくは1質量%以上、より好ましくは5質量%以上であり、好ましくは30質量%以下、より好ましくは25質量%以下、さらに好ましくは20質量%以下、さらに好ましくは15質量%以下である、前記[40]〜[43]いずれか一つのペット用排泄物処理材。
[45]好ましくは円柱状に成型された成型物であって、成型物の直径が、好ましくは1mm以上、より好ましくは2mm以上、さらに好ましくは3mm以上、さらに好ましくは4mm以上であり、好ましくは7mm以下、より好ましくは6mm以下、さらに好ましくは5mm以下であって、成型物の長さが、好ましくは3mm以上、より好ましくは5mm以上、さらに好ましくは6mm以上、さらに好ましくは7mm以上であり、好ましくは30mm以下、より好ましくは25mm以下、さらに好ましくは20mm以下、さらに好ましくは15mm以下である、前記[40]〜[44]いずれか一つのペット用排泄物処理材。
[46]前記[1]〜[37]いずれか一つの接着剤と木質材料の粉砕物を、圧縮押出成型機を用いて加圧成型して製造される、前記[40]〜[45]いずれか一つのペット用排泄物処理材。
[47]フラン環を有するジカルボン酸化合物を含むジカルボン酸成分とジオール及び/又はジアミンとを縮合して得られる、該ジカルボン酸成分中のフラン環を有するジカルボン酸化合物の量が90モル%を超え、好ましくは93モル%以上、より好ましくは95モル%以上、更に好ましくは98モル%以上、よりさらに好ましくは99モル%以上、よりさらに好ましくは実質的に100%である樹脂であって、該樹脂の融点が好ましくは50℃以上、より好ましくは60℃以上、さらに好ましくは70℃以上であり、好ましくは200℃以下、より好ましくは180℃以下、さらに好ましくは150℃以下、さらに好ましくは120℃以下である樹脂を用いて、接着する接着方法。
[48]木質材料の粉砕物、不織布、織布、樹脂フィルム、編み物等を接着する、前記[47]の接着方法。
以下、本発明を実施例に基づいて説明するが、本発明は実施例により何ら限定されるものではない。なお、「部」とは質量部を意味する。
製造例1
撹拌羽、窒素導入口及び冷却管を備えた2Lの反応容器に、2,5−フランジカルボン酸300g(1.92mol)、1,4−ブタンジオール520g(5.77mol)及びオクチル酸スズ0.3g(0.00074mol)を測りとって投入した。撹拌を開始し500mL/分で窒素を導入しながら、180℃に加熱した。この温度を維持しつつ、縮合反応に伴って生成する留分を3時間かけて回収した。次いで、さらに加熱して反応容器内を230℃まで昇温すると共に、徐々に1Paまで減圧し、留分を回収した。230℃に到達後にこの温度を維持し、6時間減圧留去(圧力50Pa)を続けて重合させることで、反応容器内に樹脂を得た。
製造例2
製造例1の1,4−ブタンジオール520gを1,8−オクタンジオール844g(5.77mol)に変更したこと以外は製造例1と同じ操作を行い、樹脂を得た。
製造例3
製造例1の1,4−ブタンジオール520gを1,10−デカンジオール1006g(5.77mol)に変更したこと以外は製造例1と同じ操作を行い、樹脂を得た。
製造例4
製造例1の1,4−ブタンジオール520gを1,12−ドデカンジオール1167g(5.77mol)に変更したこと以外は製造例1と同じ操作を行い、樹脂を得た。
製造例5
製造例1の1,4−ブタンジオール520gを1,12−ジアミノドデカン1156g(5.77mol)に変更したこと以外は製造例1と同じ操作を行い、樹脂を得た。
製造例6
製造例1の1,4−ブタンジオール520gを546g(6.06mol)に変更したこと、及びセバシン酸20.4g(0.101mol)を2,5−フランジカルボン酸等と一緒に反応容器に加えたこと以外は製造例1と同じ操作を行い、樹脂を得た。なお、2,5−フランジカルボン酸とセバシン酸とのモル比(2,5−フランジカルボン酸/セバシン酸)は95/5であった。
製造例7
製造例1の1,4−ブタンジオール520gを611g(6.78mol)に変更したこと、及びセバシン酸68.5g(0.339mol)を2,5−フランジカルボン酸等と一緒に反応容器に加えたこと以外は製造例1と同じ操作を行い、樹脂を得た。なお、2,5−フランジカルボン酸とセバシン酸とのモル比(2,5−フランジカルボン酸/セバシン酸)は85/15であった。
分子量の測定
以下の条件で樹脂の分子量を測定した。
分析機器:東ソー(株)製、HLC−8320GPC
検出器:示差屈折検出器
溶離液:トリフルオロ酢酸ナトリウムの濃度が5mMであるヘキサフルオロイソプロパノール溶液
流量:1.0ml/min
カラム温度:40℃
分子量標準:ポリメタクリル酸メチル(PMMA)の標準を使用し、数平均分子量を求めて樹脂の分子量とした。
融点及びガラス転移温度の測定
以下の条件で樹脂の融点(Tm)とガラス転移温度(Tg)を測定した。
装置名:ティー・エイ・インスツルメント製示差走査熱量分析装置
パン:プラチナパン
試料質量:10mg
昇温速度:10℃/min
メルトフローレートの測定
JIS K7210に記載の方法に従って、以下の条件で樹脂のメルトフローレート(MFR)を測定した。
温度:190℃
荷重:21.18N荷重
製造例1〜7で得られた樹脂の物性値を表1に示す。
Figure 0006168985
可塑剤の製造例1(コハク酸とトリエチレングリコールモノメチルエーテルとのジエステル)
攪拌機、温度計、脱水管を備えた3Lフラスコに、無水コハク酸500g、トリエチレングリコールモノメチルエーテル2463g、パラトルエンスルホン酸一水和物9.5gを仕込み、空間部に窒素(500mL/分)を吹き込みながら、減圧下(4〜10.7kPa)、110℃で15時間反応させた。得られた反応液の酸価は1.6(KOHmg/g)であった。
反応液に吸着剤キョーワード500SH(協和化学工業社製)27gを添加して80℃、2.7kPaで45分間攪拌してろ過した後、液温115〜200℃、圧力0.03kPaで5時間かけてトリエチレングリコールモノメチルエーテルを留去した。次いで、80℃に冷却後、残液を減圧ろ過して、ろ液として、コハク酸とトリエチレングリコールモノメチルエーテルとのジエステルを得た。得られたジエステルを可塑剤1とする。
可塑剤の製造例2(コハク酸ジメチル及びジエチレングリコールとのオリゴエステル)
4ツ口フラスコ(攪拌機、温度計、滴下漏斗、蒸留管、窒素吹き込み管付き)にジエチレングリコール999g(9.41モル)及び触媒として28質量%ナトリウムメトキシド含有メタノール溶液23.6g(ナトリウムメトキシド0.122モル)を入れ、常圧(101.3kPa)、120℃で0.5時間攪拌しながらメタノールを留去した。その後、コハク酸ジメチル(和光純薬工業社製)4125g(28.2モル)を3時間かけて滴下し、常圧、120℃で、反応により生じるメタノールを留去した。次に、75℃に冷却し、圧力を2時間かけて常圧から6.7kPaまで徐々に下げてメタノールを留去した後、常圧にもどし、さらに、触媒として28質量%ナトリウムメトキシド含有メタノール溶液4.4g(ナトリウムメトキシド0.023モル)を添加して、100℃で、圧力を2時間かけて常圧から2.9kPaまで徐々に下げてメタノールを留出させた。
その後、80℃に冷却してキョーワード600S(協和化学工業社製)41gを添加し、圧力4.0kPa、80℃で1時間攪拌した後、減圧ろ過を行った。ろ液を圧力0.3kPaで、温度を4時間かけて70℃から190℃に上げ、残存コハク酸ジメチルを留去し、常温黄色の液体を得た。なお、触媒の使用量は、ジカルボン酸エステル100モルに対して0.51モルであった。得られた液体の酸価は0.48mgKOH/g、水酸基価は1.1mgKOH/g、分子量は450、末端アルキルエステル化率は99.4%であった。得られたオリゴエステルを可塑剤2とする。
可塑剤の製造例3(トリス(エトキシエトキシエチル)ホスフェート)
1リットル四つ口フラスコに、ジエチレングリコールモノエチルエーテル600g(4.47モル)を加え、乾燥窒素ガスを毎分50mLの流量で吹き込みながら、減圧下(20kPa)で攪拌した。次いで反応系内を室温(15℃)に保ちながらオキシ塩化リン114g(0.745モル)をゆっくりと滴下し、その後、40〜60℃で5時間熟成した。その後、16質量%の水酸化ナトリウム水溶液149gを添加して中和し、過剰の未反応ジエチレングリコールモノエチルエーテルを70〜120℃の温度条件で減圧留去し、さらに水蒸気と接触させて粗リン酸トリエステル367gを得た。
さらに、この粗リン酸トリエステルに16質量%の塩化ナトリウム水溶液300gを加えて洗浄した。その後、分層した下層を除去し、残りの上層を75℃の減圧下で脱水した後、さらにろ過で固形分を除去し、目的とするトリス(エトキシエトキシエチル)ホスフェート266gを得た(収率80%)。得られたリン酸トリエステルを可塑剤3とする。
〔可塑剤の酸価、水酸基価及びケン化価〕
酸価:滴定溶媒としてトルエン/エタノール=2/1(体積比)を用いる他は、JIS K 0070の試験法に従って分析を行う。
水酸基価:アセチル化試薬として無水酢酸/ピリジン=1/4(体積比)を用い、添加量を3mLとする他は、JIS K 0070の試験法に従って分析を行う。
ケン化価:水浴の温度を95℃に、加熱時間を1時間にする他は、JIS K 0070の試験法に従って分析を行う。
〔可塑剤の分子量及び末端アルキルエステル化率〕
分子量:本明細書において可塑剤の分子量とは数平均分子量を意味し、可塑剤の酸価、水酸基価及びケン化価から次式により算出する。
平均分子量 M=(M1+M2−M3×2)×n+M1−(M3−17.01)×2+(M3−17.01)×p+(M2−17.01)×q+1.01×(2−p−q)
q=水酸基価×M÷56110
2−p−q=酸価×M÷56110
平均重合度 n=ケン化価×M÷(2×56110)−1
末端アルキルエステル化率:分子末端のアルキルエステル化率(末端アルキルエステル化率)は以下の式より算出することができ、分子末端のアルキルエステル化率は数値が大きいほうが、遊離のカルボキシル基や水酸基が少なく、分子末端が十分にアルキルエステル化されていることを示す。
末端アルキルエステル化率(%)=(p÷2)×100
ただし、M1:二塩基酸エステルの分子量
M2:二価アルコールの分子量
M3:一価アルコールの分子量
p:一分子中の末端アルキルエステル基の数
q:一分子中の末端水酸基の数
尚、ジカルボン酸、一価アルコール、二価アルコールを複数種用いる場合、分子量は、数平均値の分子量を用いる。
実施例1〜12、比較例1〜5
製造例1〜7で得られた樹脂、可塑剤の製造例1〜3で得られた可塑剤、市販の樹脂及び市販の可塑剤を、表2に示す配合比で、2軸混練機を用いて200℃にて混練を行い、接着剤としての樹脂・可塑剤混練物を得た。
市販の樹脂は、表2中ではPLA、PBS及びPHBHで示されるものであり、市販の可塑剤は、表2中では可塑剤4で示されるものである。これらの市販品の詳細は次の通りである。
PLA(ポリ乳酸):ネイチャーワークスLLC社製、Nature Works 4032D(融点:160℃)
PBS(ポリブチレンサクシネート):昭和電工(株)製、ビオノーレ1001(融点:110℃)
PHBH(3-ヒドロキシ酪酸とR-3-ヒドロキシヘキサン酸の共重合ポリエステル):(株)カネカ、アオニレックス(融点:145℃)
可塑剤1:コハク酸とトリエチレングリコールモノメチルエーテルとのジエステル
可塑剤2:コハク酸ジメチル及びジエチレングリコールとのオリゴエステル
可塑剤3:トリス(エトキシエトキシエチル)ホスフェート
可塑剤4:アジピン酸とジエチレングリコールモノメチルエーテル/ベンジルアルコール=1/1混合物(モル比)とのジエステル、大八化学工業社製、DAIFATTY-101(平均分子量338)
排泄物処理材に使用する植物由来の素材として0.05〜2mmに粉砕した針葉樹の粉砕物を用いた。
上記の接着剤と粉砕物から、実施例1〜12及び比較例1〜5のペット用排泄物処理材を成型した。成型方法としては、押し込みロールが隣接するように設置されている高圧押出が可能な押出成型機を用い、当該押出成型機に針葉樹の粉砕物及び接着剤(質量比:針葉樹の粉砕物:接着剤=90:10)を投入した後、180℃の温度(接着剤中の樹脂の融点以上の温度)にて圧縮押出成型造粒し、整粒を行った。得られたペット用排泄物処理材の形状は円柱状であり、その粒径は、直径が4mm、長さが10mmであった。
得られたペット用排泄物処理材について、下記のような評価を行った。評価結果を表2に示す。
(1)熱融着性
上記の各実施例及び比較例のペット用排泄物処理材を25℃の水中に10秒間浸漬した後、取り出した。浸せき後のペット用排泄物処理材の外観の目視観察から、接着剤の熱融着性を評価した。
浸漬前と同じ形状である。・・・A(優れている。)
形状が若干崩れている。・・・B(良好である。)
処理材の半分が崩れている。・・・C(普通である。)
処理材が崩壊し元の形状を留めていない。・・・D(劣っている。)
(2)耐久性
上記の各実施例及び比較例のペット用排泄物処理材を40℃、湿度70%RHで、3ヶ月保存した。次いで、上記の熱融着性と同じ方法、同じ評価基準で各処理材を評価した。
Figure 0006168985
〔考察〕
実施例1〜4の比較から、炭素数が10〜12の脂肪族ジオールを用いることで、得られた接着剤の熱融着性と耐久性がより優れたものになることが分かった。実施例4と5との比較から、脂肪族ジオールを用いた場合の方が、脂肪族ジアミンを用いた場合より、得られた接着剤の熱融着性と耐久性に、より優れることが分かった。実施例1及び6と比較例5との比較から、ジカルボン酸成分中の脂肪族ジカルボン酸が15モル%以上では耐久性に劣ることが分かった。
実施例4、7〜9の比較から、接着剤中に可塑剤が特定量含まれる方が、接着剤の熱融着性及び耐久性が向上することが分かった。実施例7と実施例4、10〜12との比較から、所定の構造を有する可塑剤が、接着剤の熱融着性及び耐久性を向上させることが分かった。実施例8、比較例2〜4から、樹脂中のジカルボン酸成分がフラン環を有するジカルボン酸を含まない場合、接着剤の熱融着性及び耐久性に劣ることが示唆された。
本発明の接着剤は、例えばペット用排泄物処理剤等の耐加水分解性が要求される物品用の接着剤として好適に用いられる。

Claims (11)

  1. 樹脂を含む接着剤であって、
    該樹脂が、フラン環を有するジカルボン酸化合物を含むジカルボン酸成分とジオール及び/又はジアミンとを縮合して得られる樹脂であり、該ジカルボン酸成分中のフラン環を有するジカルボン酸化合物の量が90モル%を超える樹脂であり、該樹脂の融点が50℃以上、200℃以下である、接着剤。
  2. 樹脂が、下記一般式(1)又は(2):
    Figure 0006168985

    (式中、Aは置換されていてもよい2価の脂肪族炭化水素基を示す。)で示される構成単位を含む、請求項1に記載の接着剤。
  3. 前記Aが炭素数2以上、18以下のアルキレン基である、請求項2に記載の接着剤。
  4. 樹脂100質量部に対して20質量部以上、200質量部以下の可塑剤をさらに含む、請求項1〜3いずれか1項に記載の接着剤。
  5. 可塑剤が(ポリ)オキシアルキレン基又は炭素数2〜6のアルキレン基を有するエステル化合物である、請求項4に記載の接着剤。
  6. 可塑剤が、下記のエステル化合物(A)、エステル化合物(B)及びエステル化合物(C)からなる群より選択される1種以上である、請求項4又は5に記載の接着剤:
    化合物(A):分子中に2個以上のエステル基を有するエステル化合物であって、該エステル化合物を構成するアルコール成分の少なくとも1種が水酸基1個当たり炭素数2〜3のアルキレンオキサイドを平均0.5〜5モル付加したアルコールであるエステル化合物、
    化合物(B):式(I):
    1O−CO−R2−CO−〔(OR3mO−CO−R2−CO−〕nOR1 (I)
    (式中、R1は炭素数が1〜4のアルキル基、R2は炭素数が2〜4のアルキレン基、R3は炭素数が2〜6のアルキレン基であり、mは1〜6の数、nは1〜12の数を示す。全てのR1は同一でも異なっていてもよく、全てのR2は同一でも異なっていてもよく、全てのR3は同一でも異なっていてもよい。)で示されるエステル化合物、
    化合物(C):式(II):
    Figure 0006168985

    (式中、R4、R5及びR6はそれぞれ独立して炭素数1〜4のアルキル基を示し、A1、A2及びA3はそれぞれ独立して炭素数2又は3のアルキレン基を示し、x、y及びzはそれぞれ独立してオキシアルキレン基の平均付加モル数を示す正の数であって、x+y+zが3を超え12以下を満足する数である。)で示されるエステル化合物。
  7. 樹脂のメルトフローレートが0.1g/min以上、80g/min以下である、請求項1〜6いずれか1項に記載の接着剤。
  8. 木質材料用である、請求項1〜7いずれか1項に記載の接着剤。
  9. 請求項1〜8いずれか1項に記載の接着剤と木質材料の粉砕物とを、前記接着剤中の樹脂の融点以上の温度で押出し成型して得られる、ペット用排泄物処理剤。
  10. フラン環を有するジカルボン酸化合物を含むジカルボン酸成分とジオール及び/又はジアミンとを縮合して得られる、該ジカルボン酸成分中のフラン環を有するジカルボン酸化合物の量が90モル%を超える樹脂であって、該樹脂の融点が50℃以上、200℃以下である樹脂を用いて、接着する接着方法。
  11. 木質材料の粉砕物を接着する、請求項10に記載の接着方法。
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