JP6634044B2

JP6634044B2 - 易解体性ホットメルト組成物

Info

Publication number: JP6634044B2
Application number: JP2017039296A
Authority: JP
Inventors: 知典西村
Original assignee: Aica Kogyo Co Ltd
Current assignee: Aica Kogyo Co Ltd
Priority date: 2016-03-31
Filing date: 2017-03-02
Publication date: 2020-01-22
Anticipated expiration: 2037-03-02
Also published as: JP2017186527A

Description

本発明は、易解体性ホットメルト組成物に関する。

一般に、ホットメルト樹脂は、無溶剤で環境に優しく、短時間で硬化可能で、非常に扱いやすい材料であることから、製造工程における作業環境を改善することができる上、製品の生産性を著しく向上させることも可能である。そのため、ホットメルト樹脂は、自動車・電機などの精密分野のほか、建築分野など幅広く用いられている。

また、上述した分野においては、容易に生産でき、取り扱いが簡便で、焼却時に有害なダイオキシンが発生しないなどの理由から、ポリオレフィン系樹脂が広く採用されている。そこで、ポリオレフィン系樹脂を用いて、成型部品を大量に製造した後、ホットメルト樹脂により接着し、製品を仕上げるといった工程が広く普及している現状がある。

近年では、資源の有効利用や、環境配慮などの意識が高まるにつれ、使用済み製品のリサイクルに対する需要が飛躍的に増している。ここで、過去に、出願人は、ポリオレフィン系樹脂を接着した後でも、容易に解体することができるホットメルト組成物を発明した。具体的には、水添パラフィン系プロセスオイル、高分子量スチレン系ブロックコポリマー、ポリフェニレンエーテル樹脂または変性ポリフェニレンエーテル樹脂、酸化防止剤並びに非晶性ポリアルファオレフィンが配合されていることを特徴とするホットメルト組成物を得た（特許文献１）。当該組成物は、ポリオレフィン系樹脂素材にも充分な接着性を有し、かつ密着性、シール性などに優れ、解体性についても良好なものであった。

特開２００５−０９７３６０号公報

ところで、自動車分野においては、自動車灯具の製造工程にて、ホットメルト樹脂が用いられることもある。具体的には、自動車の灯具部分を構成する、ポリプロピレン樹脂製等のハウジング部と、その前面を覆うポリカーボネート樹脂製等のレンズ部との接着に使用されている。ここで、特許文献１に開示されたホットメルト組成物においては、ポリオレフィン系樹脂に対する解体性には優れていたが、一般的なポリプロピレン樹脂に対しては、解体する際に多大な労力を要する傾向があり、更なる自動車灯具のリサイクル性の向上が求められていた。また、高温領域において、粘度が低下してしまうことから、耐熱性について改善の余地があった。

本発明が解決しようとする課題は、ポリプロピレン樹脂に対する剥離性が良好であり、解体する際の作業性にも優れ、高温領域下においても粘度低下の変化率が小さいことから、十分な耐熱性を有している易解体性ホットメルト組成物を提供することである。

本発明は、重量平均分子量が１５万以上のＳＥＥＰＳブロックコポリマー（Ａ）１００重量部に対して、動粘度（４０℃）が２００〜１０００ｍｍ^２／ｓのパラフィンオイル（Ｂ）３００〜１０００重量部と、軟化点が１００℃以上の芳香族系石油樹脂（Ｃ）５０〜４００重量部と、テルペン樹脂（Ｄ）５０〜６００重量部と、を含み、ポリプロピレンワックスを含まないことを特徴とする易解体性ホットメルト組成物である。

本発明にかかる易解体性ホットメルト組成物は、ポリプロピレン樹脂に対する剥離性が良好であり、解体する際の作業性にも優れ、高温領域下においても粘度低下の変化率が小さいことから、十分な耐熱性を有している効果がある。

＜ＳＥＥＰＳブロックコポリマー＞
本発明では、重量平均分子量が１５万以上のＳＥＥＰＳブロックコポリマー（Ａ）を用いる。当該（Ａ）成分は、本発明にかかる組成物のベースポリマーとして用いられる。当該（Ａ）成分の重量平均分子量は、ＧＰＣ法により測定した数値において、１５万以上である必要があり、１５万以上４０万未満であることが好ましく、１５万以上３０万未満であることがより好ましく、２０万以上２５万未満であることが特に好ましい。また、当該（Ａ）成分の配合量としては、組成物全体に対して、１〜５０重量％配合することが好ましく、３〜３０重量％配合することがさらに好ましく、５〜１５重量％配合することが特に好ましい。この範囲内であることにより、組成物自体の弾力性を維持したままで、被着体との密着性を向上させることができる。

当該（Ａ）成分のスチレン含有量としては、１０〜７０重量％であることが好ましく、２０〜４０重量％であることが特に好ましい。この範囲内であることにより、組成物を塗布する際の作業性が良好となり、また塗布した後の解体性が向上する傾向がある。

＜パラフィンオイル＞
本発明では、動粘度（４０℃）が１００〜１０００ｍｍ^２／ｓのパラフィンオイル（Ｂ）を用いる。本発明にかかる組成物においては、当該（Ｂ）成分を配合することにより、高温領域下に放置した際の、粘度低下の変化率を抑えることができる。当該（Ｂ）成分は、比較的に高分子量の脂肪族系飽和炭化水素化合物であり、その動粘度としては、ＪＩＳＫ２２８３による４０℃における測定値にて、１００〜１０００ｍｍ^２／ｓである必要があり、２００〜８００ｍｍ^２／ｓであることが好ましく、３００〜６００ｍｍ^２／ｓであることがさらに好ましく、３５０〜５００ｍｍ^２／ｓであることが特に好ましい。また、同様に、１００℃における測定値にて、１５〜４５ｍｍ^２／ｓであることが好ましく、２０〜４０ｍｍ^２／ｓであることがさらに好ましく、２５〜３５ｍｍ^２／ｓであることが特に好ましい。この範囲内であることにより、組成物を塗布する際の作業性が良好となり、また粘度低下の変化率を抑えられることから、耐熱性が向上する傾向がある。当該（Ｂ）成分として適する市販品としては、ダイアナプロセスオイルＰＷ−３８０（出光興産株式会社、商品名、動粘度（４０℃）：４０９ｍｍ^２／ｓ、動粘度（１００℃）：３１ｍｍ^２／ｓ）がある。

当該（Ｂ）成分の配合量としては、上記（Ａ）成分１００重量部に対して、３００〜２０００重量部配合することが好ましく、４００〜１５００重量部配合することがさらに好ましく、５００〜１０００重量部配合することが特に好ましい。この範囲内において、配合することにより、組成物を塗布する際の作業性が良好となり、また粘度低下の変化率を抑えられることから、耐熱性が向上する傾向がある。

また、当該（Ｂ）成分に加えて、塗布する際の作業性を損なわない範囲において、動粘度が上記規格による４０℃における測定値にて、１００ｍｍ^２／ｓ未満のパラフィンオイルを配合することもできる。この成分として適する市販品としては、ダイアナプロセスオイルＰＷ−９０（出光興産株式会社、商品名、動粘度（４０℃）：９１ｍｍ^２／ｓ、動粘度（１００℃）：１１ｍｍ^２／ｓ）がある。

＜芳香族系石油樹脂＞
本発明では、軟化点が１００℃以上の芳香族系石油樹脂（Ｃ）を用いる。本発明にかかる組成物においては、当該（Ｃ）成分を配合することにより、耐熱性を向上させることができる。その軟化点としては、熱機械分析方法（ＴＭＡ）により測定した数値において、１００℃以上である必要があり、１００℃〜２５０℃であることが好ましく、１２０℃〜２００℃であることがより好ましく、１４０℃〜１８０℃であることが特に好ましい。この範囲内であることにより、十分な耐熱性を付与できる上、組成物自体の弾力性が向上する傾向がある。当該（Ｃ）成分として適する市販品としては、エンデックス１５５（イーストマンケミカルジャパン社、商品名、α−メチルスチレン系共重合体、軟化点：１５５℃）がある。

当該（Ｃ）成分の配合量としては、上記（Ａ）成分１００重量部に対して、３０〜５００重量部配合することが好ましく、５０〜４００重量部配合することがさらに好ましく、７０〜３００重量部配合することが特に好ましい。この範囲内において、配合することにより、組成物自体の弾力性が良好なものとなる上、高温下における粘度低下の変化率を抑えられることから、耐熱性が向上する傾向がある。

＜粘着付与剤＞
本発明では、粘着付与剤として、テルペン樹脂（Ｄ）を用いる。本発明にかかる組成物においては、当該（Ｄ）成分を配合することにより、剥離性や解体性を向上させることができる上、高温領域下においても、粘度低下の変化率を抑えることができる。粘着付与剤としては、テルペン樹脂、テルペンフェノール樹脂、Ｃ_５〜Ｃ_９水添脂環族系炭化水素樹脂、シクロペンタジエン樹脂などが挙げられる。これらの中でも、テルペン樹脂を用いることにより、ポリプロピレン樹脂に対する、解体性を向上させることができる。当該（Ｄ）成分としては、テルペン樹脂であれば、水添したものであっても構わない。その一方で、テルペンフェノール樹脂を用いた場合、解体性に劣る傾向がある。

当該（Ｄ）成分の配合量としては、上記（Ａ）成分１００重量部に対して、１０〜６００重量部配合することが好ましい。この範囲内において、配合することにより、剥離性や解体性を向上させることができる上、高温領域下においても、粘度低下の変化率を抑えることができる傾向がある。

本発明にかかる組成物においては、上記（Ａ）〜（Ｄ）成分を必須とするが、表面タック性を低下させるために、さらに、ポリエチレンワックスを配合してもよい。当該成分は、常温で固体の化学物質であり、その配合量としては、上記（Ａ）成分１００重量部に対して、１〜１００重量部配合することが好ましく、３〜５０重量部配合することがさらに好ましく、５〜３０重量部配合することが特に好ましい。この範囲内において、配合することにより、表面タック性が低下する傾向がある。

その一方で、本発明にかかる組成物においては、ポリプロピレンワックスを含まない必要がある。当該成分を配合すると、仮に、被着体がポリプロピレンである場合は、親和性が良好となる反面、剥離性が悪化する傾向がある。

その他の成分として、熱による劣化を防止するために、老化防止剤を配合することができる。当該成分としては、亜リン酸塩系、ナフチルアミン系、ｐ−フェニレンジアミン系、キノリン系、ヒドロキノン系、ビス・トリス・ポリフェノール系、チオビスフェノール系、ヒンダードフェノール系などの化合物が挙げられ、１種又は２種以上を組み合わせて用いることができる。これらの中でも、一次酸化防止剤のヒンダードフェノール系、二次酸化防止剤の亜リン酸塩系を併用したものが好ましい。当該成分として適する市販品としては、ノクラックＴＤ（大内新興化学工業株式会社、商品名）、ノンフレックスＲＤ（精工化学株式会社、商品名）、ＡＬ−１２２（共同薬品株式会社、商品名）が挙げられる。当該成分の配合量としては、上記（Ａ）成分１００重量部に対して、０．１〜２０重量部配合することが好ましい。０．１重量部未満では、熱劣化防止効果が十分ではなく、２０重量部を超えて配合を行っても、それ以上効果が得られない。

また、充填性、軽量化、流動性の調整などに加え、沈降防止のために、中空フィラーを配合することもできる。当該成分は、平均粒子径（重量による累積５０％Ｄ_５０）が１００μｍ以下、見かけ比重が１．０以下のガラスマイクロバルーン、パーライト、シリカバルーン、アルミナバルーン、カーボンバルーン、アルミノシリケートバルーンを使用することが好ましい。この範囲内において、配合することにより、外観不良が発生したり、本発明にかかる組成物が溶融する際にフィラーが沈降したりするのを抑えることができる。

＜実施例及び比較例＞
表１に示す配合において、２軸エクストルーダーにて２２０℃で十分に混練し、実施例及び比較例の易解体性ホットメルト組成物を得た。以下に、使用した原材料を示す。
ＳＥＥＰＳブロックコポリマー：セプトン４０５５（株式会社クラレ、商品名、重量平均分子量：２３万、Ｍｗ／Ｍｎ：１．３）
パラフィンオイル１：ダイアナプロセスオイルＰＷ−３８０（出光興産株式会社、商品名、動粘度（４０℃）：４０９ｍｍ^２／ｓ、動粘度（１００℃）：３１ｍｍ^２／ｓ）
パラフィンオイル２：ダイアナプロセスオイルＰＷ−９０（出光興産株式会社、商品名、動粘度（４０℃）：９１ｍｍ^２／ｓ、動粘度（１００℃）：１１ｍｍ^２／ｓ）
芳香族系石油樹脂：エンデックス１５５（イーストマンケミカルジャパン社、商品名、α−メチルスチレン系共重合体、軟化点：１５５℃）
粘着付与剤１：ＹＳレジンＰＸ１２５０（ヤスハラケミカル株式会社、商品名、テルペン樹脂）
粘着付与剤２：エスコレッツ５３２０（エクソンモービル社、商品名、水添脂環族系炭化水素樹脂）
粘着付与剤３：ＹＳポリスターＵ１３０（ヤスハラケミカル株式会社、商品名、テルペンフェノール樹脂）
ポリエチレンワックス：サンワックスＬＥＬ２５０（三洋化成工業株式会社、商品名）
ポリプロピレンワックス：ＡＣ−１０８９（ハネウェル社、商品名）
老化防止剤：ＡＬ−１２２（共同薬品株式会社、商品名）
着色料：旭サーマルカーボン（旭カーボン株式会社、商品名、カーボンブラック）

また、実施例及び比較例にて得られた易解体性ホットメルト組成物について、以下の物性評価を行なった。この結果を表２に示す。

＜粘度変化率＞
実施例又は比較例の易解体性ホットメルト組成物１３ｍｌを、ブルックフィールドＢＨ型粘時計にて、２２０℃に加熱したセルに入れ、２０分後にＮｏ．２９のスピンドルを挿入し、当該スピンドルを５ｒｐｍで回転させ、さらに２０分後の値を測定値（粘度Ａ）とした。
次に、易解体性ホットメルト組成物１００ｇを、蓋が開放状態にある丸缶に入れ、２２０℃２４時間静置し、同様に粘度を測定し、測定値（粘度Ｂ）とした。
そして、粘度Ａに対する、粘度Ｂの変化率を算出した。±２５％以内を○、これを超えるものを×と評価した。

＜剥離性＞
実施例又は比較例の易解体性ホットメルト組成物を２２０℃に加熱し、ポリプロピレン板状にφ１０ｍｍでビード状に塗付し、２０℃まで冷却した。その後、直ちに手で当該ビード状の組成物を引っ張るようにして剥離させ、界面剥離するものを○、組成物が凝集破壊し糊残りが発生するものを×と評価した。

＜解体性＞
上方が開放された溝を有し、該開放されている溝幅が５ｍｍ、奥行きが２０ｍｍ、深さが７ｍｍであって正面視のコの字形状の表面処理されたポリプロピレン製冶具の該溝に、実施例又は比較例の易解体性ホットメルト組成物を２２０℃に加熱して充填し、ただちに該講の正方面視中央に厚さ２ｍｍ、奥行き２０ｍｍ、高さ５０ｍｍポリカーボネート製の平板を上方より溝の底に接するまで溝と平行に挿入する。その後、ポリプロピレン製冶具とポリカーボネート製の平板を２４時間固定し養生し、挿入したポリカーボネート製の平板を２３℃で上方に５００ｍｍ/秒で引き抜き、その際の引張強度（Ｎ）を測定した。２０Ｎ以上１００Ｎ未満を○、それ以外を×と評価した。

実施例においては、粘度低下の変化率が小さいことから、十分な耐熱性を有しており、またポリプロピレン樹脂に対する剥離性を備えた上で、解体する際にも大きな力を必要としないものであった。しかし、比較例１においては粘度変化率が著しく劣っており、比較例２及び３においては解体する際の強度が極めて高く、比較例４においては大きな糊残りが発生したことから、易解体性ホットメルト組成物として適さないという結果が得られた。

Claims

重量平均分子量が１５万以上のＳＥＥＰＳブロックコポリマー（Ａ）１００重量部に対して、
動粘度（４０℃）が２００〜１０００ｍｍ^２／ｓのパラフィンオイル（Ｂ）３００〜１０００重量部と、
軟化点が１００℃以上の芳香族系石油樹脂（Ｃ）５０〜４００重量部と、
テルペン樹脂（Ｄ）５０〜６００重量部と、を含み、
ポリプロピレンワックスを含まないことを特徴とする易解体性ホットメルト組成物。
芳香族系石油樹脂（Ｃ）が、α−メチルスチレン系共重合体であることを特徴とする請求項１記載の易解体性ホットメルト組成物。
自動車灯具に用いられることを特徴とする請求項１又は２記載の易解体性ホットメルト組成物。