JP6651583B1

JP6651583B1 - 自動車内装材用ホットメルト組成物

Info

Publication number: JP6651583B1
Application number: JP2018157898A
Authority: JP
Inventors: 良太沢田; 智晴加藤
Original assignee: Aica Kogyo Co Ltd
Current assignee: Aica Kogyo Co Ltd
Priority date: 2018-08-27
Filing date: 2018-08-27
Publication date: 2020-02-19
Anticipated expiration: 2038-08-27
Also published as: JP2020033389A

Abstract

【課題】多種多様な基材に対して表面材を接着することができ、硬度や耐熱性にも優れている自動車内装材用ホットメルト組成物を提供する。【解決手段】１９０℃における溶融粘度が１００，０００ｍＰａ・ｓを超え３００，０００ｍＰａ・ｓ未満である非結晶性ポリアルファオレフィン（Ａ）と、不飽和カルボン酸及び／又はその無水物で変性されたワックス（Ｂ）と、粘着付与剤（Ｃ）と、を含むことを特徴とする自動車内装材用ホットメルト組成物。【選択図】なし

Description

本発明は、自動車内装材用ホットメルト組成物に関する。

一般に、ホットメルト組成物は、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、製造現場における作業環境を改善することが可能である。そのため、ホットメルト組成物は、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。

過去に、出願人は、スチレン系ブロックコポリマー、熱変形温度若しくはガラス転移点が１２０℃以上の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、非晶性ポリオレフィン、粘着付与樹脂並びに老化防止剤を少なくとも含有し、２００℃での溶融粘度が３０Ｐａ・ｓ以下であることを特徴とするホットメルト組成物を発明した（特許文献１）。この組成物は、ポリオレフィン系素材に対する密着性、接着性に優れるとともに、耐熱性、耐熱老化性が良好であり、しかも２００℃付近での溶融粘度が低いことから、塗工性、吐出性が良好で作業性に優れるものであった。

特開２００７−９９７９５号公報

従来から、自動車内装材の製造工程において、ホットメルト組成物が好ましく用いられており、その主な箇所としては、ドア部分、灯具部分、天井部分、座席部分などが挙げられる。そして、基材に対して表面材を接着するために、ホットメルト組成物が用いられているが、近年では、当該基材が複数の素材から構成されることも少なくない。

例えば、天井部分が平面部と曲面部からなる複雑な三次元構造を有する場合、通常、用いられている鋼板などの金属材料のみでは対応できないことから、他にＰＰ（ポリプロピレン）などのポリオレフィン系プラスチックや、ＡＢＳ（アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン）などのスチレン系コポリマーのような多種多様な素材から当該基材が構成されている。

ここで、当該基材に対して、繊維質シートやプラスチックシートなどの表面材を接着するためには、基材を構成するそれぞれの素材に対して、一様に接着力を発揮するホットメルト組成物を用いる必要があるが、特許文献１に開示されたホットメルト組成物は、ポリオレフィン系素材に対する接着力には優れているものの、その他の素材に対する接着力には改善の余地があった。また、自動車の安全基準が年々厳格化していることから、更なる硬度や耐熱性の向上が求められていた。

本発明が解決しようとする課題は、多種多様な基材に対して表面材を接着することができ、硬度や耐熱性にも優れている自動車内装材用ホットメルト組成物を提供することである。

本発明は、１９０℃における溶融粘度が１００，０００ｍＰａ・ｓを超え３００，０００ｍＰａ・ｓ未満である非結晶性ポリアルファオレフィン（Ａ）１００重量部に対して、不飽和カルボン酸及び／又はその無水物で変性されたワックス（Ｂ）１〜２００重量部と、粘着付与剤（Ｃ）１〜３００重量部と、を含み、不飽和カルボン酸及び／又はその無水物で変性されたワックス（Ｂ）の酸価が１〜３００であることを特徴とする自動車内装材用ホットメルト組成物である。

本発明にかかる自動車内装材用ホットメルト組成物は、多種多様な基材に対して表面材を接着することができ、硬度や耐熱性にも優れているという効果がある。

＜非結晶性ポリアルファオレフィン＞
本発明では、非結晶性ポリアルファオレフィン（Ａ）を用いる。以下、当該（Ａ）成分を「ＡＰＡＯ」と表記する場合がある。当該（Ａ）成分は、本発明にかかるホットメルト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１９０℃における溶融粘度としては、１００，０００ｍＰａ・ｓを超え３００，０００ｍＰａ・ｓ未満である必要がある。その下限としては、１０２，０００ｍＰａ・ｓ以上であることが好ましく、１０５，０００ｍＰａ・ｓ以上であることがより好ましく、１１０，０００ｍＰａ・ｓ以上であることが特に好ましい。また、その上限としては、２５０，０００ｍＰａ・ｓ以下であることが好ましく、２２０，０００ｍＰａ・ｓ以下であることがより好ましく、２００，０００ｍＰａ・ｓであることが特に好ましい。

ここで、当該（Ａ）成分の１９０℃における溶融粘度が１００，０００ｍＰａ・ｓ以下である場合は、溶融粘度が比較的低いことから、流動性を制御することが困難であり、またオープンタイムが比較的長くなる傾向がある。その一方で、１９０℃における溶融粘度が３００，０００ｍＰａ・ｓ以上である場合は、溶融粘度が比較的高いことから、塗布する際の作業性が悪化する傾向がある。

また、当該（Ａ）成分の重量平均分子量としては、１００，０００〜３００，０００の範囲を挙げることができる。その下限としては、１００，０００を超えることが好ましく、１０１，０００以上であることがより好ましく、１０２，０００以上であることが特に好ましい。また、その上限としては、３００，０００未満であることが好ましく、２５０，０００以下であることがより好ましく、２００，０００以下であることが特に好ましい。

ここで、当該（Ａ）成分の重量平均分子量が、上記の範囲内であることにより、耐熱性と流動性とを両立することができる傾向がある。

なお、当該（Ａ）成分の配合割合としては、組成物全体に対して、１５〜８５重量％配合することが好ましく、２０〜７５重量％配合することがより好ましく、２５〜６５重量％配合することが特に好ましい。

当該（Ａ）成分の種類としては、非結晶性のオレフィン系ポリマーとして、ポリプロピレンやポリブテン−１などのホモポリマーの他、プロピレンと、エチレン、１−ブテン、１−ヘキセンから選択されるモノマーとのコポリマー又はターポリマーなどが挙げられる。

当該（Ａ）成分の具体例としては、ＶＥＳＴＯＰＬＡＳＴ７９２（製品名、エボニック社製、溶融粘度（１９０℃）：１２０，０００ｍＰａ・ｓ、重量平均分子量（Ｍｗ）：１１８，０００）、ＶＥＳＴＯＰＬＡＳＴ８８８（製品名、エボニック社製、溶融粘度（１９０℃）：１２０，０００ｍＰａ・ｓ、重量平均分子量（Ｍｗ）：１０４，０００）などが挙げられる。

＜ワックス＞
本発明では、不飽和カルボン酸及び／又はその無水物で変性されたワックス（Ｂ）を用いる。通常、ワックスは、ホットメルト組成物を製造する際に可塑剤として用いられているが、本発明においては、不飽和カルボン酸及び／又はその無水物で変性することにより極性を付与させたワックスを用いることを特徴とする。

ワックスの種類としては、天然ワックスや合成ワックスがあり、天然ワックスとしてはパラフィンワックスやマイクロワックスなどが、合成ワックスとしてはポリエチレンワックスやポリプロピレンワックスなどが挙げられる。これらの中でも、合成ワックスを用いることが好ましく、ポリプロピレンワックスを用いることが特に好ましい。

これらのワックスを変性する際に用いる不飽和カルボン酸及び／又はその無水物としては、例えば、一価又は二価の鎖状であるカルボン酸として、アクリル酸、メタクリル酸、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸、フマル酸、マレイン酸などが挙げられ、その無水物として無水マレイン酸などが挙げられる。これらの中でも、マレイン酸及び／又は無水マレイン酸を用いることが好ましい。

ここで、上記（Ａ）成分については、ＰＰなどのポリオレフィン系プラスチックのように比較的極性の低い基材に対しては、接着力を発揮していたが、ＡＢＳなどのスチレン系コポリマーや鋼板などの金属材料のように比較的極性の高い基材に対しては、接着力を発揮しにくい傾向があった。

そこで、本発明の発明者らは、鋭意研究を進めることにより、不飽和カルボン酸及び／又はその無水物で変性されたワックス（Ｂ）を配合し、ホットメルト組成物全体に適度な極性を付与することにより、様々な基材に対しても接着力を発揮することを見出し、本発明を完成させた。

当該（Ｂ）成分の酸価としては、１〜３００の範囲を挙げることができる。その下限としては、１を超えることが好ましく、１０以上であることがより好ましく、３０以上であることが特に好ましい。また、その上限としては、３００未満であることが好ましく、２５０以下であることがより好ましく、２００以下であることが特に好ましい。

ここで、当該（Ｂ）成分の酸価が１未満である場合は、組成物に充分な極性を付与することができない傾向がある。その一方で、酸価が３００を超える場合は、ベースポリマーである上記（Ａ）成分との相容性がやや低下する傾向がある。

なお、当該（Ｂ）成分の配合割合としては、上記（Ａ）成分１００重量部に対して、１〜２００重量部配合することが好ましく、３〜１００重量部配合することがより好ましく、５〜８０重量部配合することがさらに好ましく、１０〜５０重量部配合することが特に好ましい。

当該（Ｂ）成分の具体例としては、ユーメックス１０１０（製品名、三洋化成工業社製、無水マレイン酸変性ポリプロピレンワックス、酸価：５２）、リケエイドＭＧ−４００Ｐ（製品名、理研ビタミン社製、無水マレイン酸変性ポリプロピレンワックス、酸価：４１）などが挙げられる。

＜粘着付与剤＞
本発明では、粘着付与剤（Ｃ）を用いる。当該（Ｃ）成分を用いることにより、被着体表面の濡れ性が高くなることから、層間の密着性を向上させることができる。

当該（Ｃ）成分の種類としては、テルペン樹脂、テルペンフェノール樹脂、脂肪族系石油樹脂、芳香族系石油樹脂、脂環族系石油樹脂、ロジン系樹脂、及びその水添物又は変性物などが挙げられる。

当該（Ｃ）成分の軟化点としては、６０〜２５０℃の範囲を挙げることができる。その下限としては、６０℃を超えることが好ましく、７０℃以上であることがより好ましく、８０℃以上であることが特に好ましい。また、その上限としては、２５０℃未満であることが好ましく、２００℃以下であることがより好ましく、１８０℃以下であることが特に好ましい。

なお、当該（Ｃ）成分の配合割合としては、上記（Ａ）成分１００重量部に対して、１〜３００重量部配合することが好ましく、１０〜２５０重量部配合することがより好ましく、２０〜２００重量部配合することがさらに好ましく、３０〜１８０重量部配合することが特に好ましい。

当該（Ｃ）成分の具体例としては、タマノル８０３Ｌ（製品名、荒川化学工業社製、軟化点：１４５〜１６０℃、テルペンフェノール樹脂）、タマノル９０１（製品名、荒川化学工業社製、軟化点：１２５〜１３５℃、テルペンフェノール樹脂）、パインクリスタルＫＲ−８５（製品名、荒川化学工業社製、軟化点：８０〜８７℃、ロジン系樹脂）、Ｔ−ＲＥＺＨＡ１２５（製品名、ＪＸＴＧエネルギー社、軟化点：１２０℃〜１３０℃、水添脂環族系炭化水素）などが挙げられる。

また、本発明では、軟化剤を用いることができる。当該成分としては、例えば、２５℃において液状である高分子化合物があり、その種類としては、スチレン系液状ゴム、ポリブテン、ポリブタジエン、ポリイソプレンなどが挙げられる。当該成分の具体例としては、ＰＢ１３００（製品名、大林産業社製、ポリブテン）などが挙げられる。

当該成分の配合割合としては、上記（Ａ）成分１００重量部に対して、１〜３００重量部配合することが好ましく、１０〜２００重量部配合することがより好ましく、２０〜１００重量部配合することがさらに好ましく、３０〜８０重量部配合することが特に好ましい。

さらに、本発明では、老化防止剤を用いることができる。当該成分の種類としては、例えば、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。当該成分の具体例としては、ＳｕｍｉｌｉｚｅｒＧＰ（製品名、住友化学社製）、Ｉｒｇａｎｏｘ１０１０（製品名、ＢＡＳＦ社製）などが挙げられる。

当該成分の配合割合としては、上記（Ａ）成分１００重量部に対して、０．０１〜２０重量部配合することが好ましく、０．１〜１５重量部配合することがより好ましく、０．３〜１０重量部配合することがさらに好ましく、０．５〜５重量部配合することが特に好ましい。当該成分の種類及びその配合割合が、上記の範囲内であることにより、熱による劣化を抑制することができる傾向がある。

なお、本発明においては、その他の成分として、炭酸カルシウム、タルク、クレーなどの充填材や、酸化防止剤、防腐剤、水分吸収剤などの各種添加剤が含まれていても良い。

＜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ホットメルト組成物を得た。ここで、表１における数値は、重量部を表すものとする。以下に、使用した原材料を示す。
ＡＰＡＯ１：ＶＥＳＴＯＰＬＡＳＴ８８８（製品名、エボニック社製、溶融粘度（１９０℃）：１２０，０００ｍＰａ・ｓ）
ＡＰＡＯ２：ＶＥＳＴＯＰＬＡＳＴ７５１（製品名、エボニック社製、溶融粘度（１９０℃）：５０，０００ｍＰａ・ｓ）
ＡＰＡＯ３：ＶＥＳＴＯＰＬＡＳＴ８２８（製品名、エボニック社製、溶融粘度（１９０℃）：２５，０００ｍＰａ・ｓ）
ワックス１：ユーメックス１０１０（製品名、三洋化成工業社製、無水マレイン酸変性ポリプロピレンワックス、酸価：５２）
ワックス２：ビスコール６６０Ｐ（製品名、三洋化成工業社製、無変性ポリプロピレンワックス、酸価：０）
粘着付与剤１：タマノル９０１（製品名、荒川化学工業社製、テルペンフェノール樹脂、酸価：５０〜９０）
粘着付与剤２：Ｔ−ＲＥＺＨＡ１２５（製品名、ＪＸＴＧエネルギー社、水添脂環族系炭化水素、酸価：０）
軟化剤：ＰＢ１３００（製品名、大林産業社製、ポリブテン）
老化防止剤１：ＳｕｍｉｌｉｚｅｒＧＰ（製品名、住友化学社製）
老化防止剤２：Ｉｒｇａｎｏｘ１０１０（製品名、ＢＡＳＦ社製）

上記の実施例等にて得られた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。

＜耐熱クリープ試験＞
１８０℃に設定したホットメルトガンに、ホットメルト組成物を投入し、１時間保持することにより完全に溶融させた。そして、表面材（ガラス繊維不織布：１００ｍｍ×１００ｍｍ×７ｍｍｔ）の中心部分において、１点ごとに塗布量１００ｍｇ／ｃｍ^２となるように、円状に２点塗布し、その塗布部の隙間に針金を置き、１０秒間養生した。その後、３種類の基材（ＰＰ：２５ｍｍ×７０ｍｍ×２ｍｍｔ、ＡＢＳ：２５ｍｍ×７０ｍｍ×３ｍｍｔ、鋼板（ＳＥＣＣ）：２５ｍｍ×６０ｍｍ×１ｍｍｔ）のいずれかを貼り合わせ、５ｋｇの重りを載せて圧締し、室温にて２４時間養生することにより試験片を作製した。作製した試験片は、９０℃に調温した恒温機内に３０分間静置した後、表面材が上部となるよう支え、針金の両端を結び、その結び目に２ｋｇの重りを吊るして、重りが落下するまでの時間（ｍｉｎ）を測定した。

＜硬度試験＞
ホットメルト組成物を１８０℃にて完全に溶融させた後、シート状になるよう加工し２４時間養生させ、カットして試験片（５０ｍｍ×５０ｍｍ×２ｍｍｔ）を作製した。そして、作製した試験片を３枚重ねて、ＪＩＳＫ６２５３−１９９７に準拠し、その硬度を測定した。測定機器として、タイプＡデュロメータ（ＪＩＳＫ６２５３−３に準拠）を用いた。

＜濡れ性試験＞
試験片（５０ｍｍ×５０ｍｍ×２ｍｍｔ）を用いて、ＪＩＳＫ６７６８に準拠し、その濡れ性を測定した。

実施例にかかるホットメルト組成物は、多種多様な基材に対して表面材を接着することができ、強度や耐熱性にも著しく優れたものであった。その一方で、比較例にかかるホットメルト組成物は、一部の基材において接着力が劣るものであった。

Claims

１９０℃における溶融粘度が１００，０００ｍＰａ・ｓを超え３００，０００ｍＰａ・ｓ未満である非結晶性ポリアルファオレフィン（Ａ）１００重量部に対して、不飽和カルボン酸及び／又はその無水物で変性されたワックス（Ｂ）１〜２００重量部と、粘着付与剤（Ｃ）１〜３００重量部と、を含み、不飽和カルボン酸及び／又はその無水物で変性されたワックス（Ｂ）の酸価が１〜３００であることを特徴とする自動車内装材用ホットメルト組成物。
ポリオレフィン系プラスチック、スチレン系コポリマー、及び金属板からなる基材に対して、表面材を接着することを特徴とする請求項１記載の自動車内装材用ホットメルト組成物。