JP6887719B2

JP6887719B2 - ホットメルト組成物

Info

Publication number: JP6887719B2
Application number: JP2019138491A
Authority: JP
Inventors: 良太沢田
Original assignee: Aica Kogyo Co Ltd
Current assignee: Aica Kogyo Co Ltd
Priority date: 2019-07-29
Filing date: 2019-07-29
Publication date: 2021-06-16
Anticipated expiration: 2039-07-29
Also published as: JP2021021014A

Description

本発明は、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、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発明した（特許文献１）。このホットメルト組成物は、ポリオレフィン系樹脂素材に対する接着性、密着性が良好で、熱による劣化を抑制するとともに、解体性にも優れるものであった。

特開２００５−０９７３６０号公報

従来から、自動車部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。特に内装部分においては、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、強度などの物性は従来以上となることが求められていた。

本発明が解決しようとする課題は、従来の強度を維持したままで、オレフィン系素材以外に対しても接着力を発揮するホットメルト組成物を提供することである。

本発明は、非結晶性ポリアルファオレフィン（Ａ）と、スチレン系熱可塑性エラストマー（Ｂ）と、粘着付与剤（Ｃ）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と、を含み、非結晶性ポリアルファオレフィン（Ａ）は、溶融粘度（１９０℃）が２２，０００〜３００，０００ｍＰａ・ｓであり、引張強度が２．３〜６．０ＭＰａ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。

本発明にかかるホットメルト組成物は、従来の強度を維持したままで、オレフィン系素材以外に対しても接着力を発揮す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。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）成分の溶融粘度（１９０℃）としては、５，０００〜３００，０００ｍＰａ・ｓであることが好ましく、６，０００〜２５０，０００ｍＰａ・ｓであることがさらに好ましく、７，０００〜２００，０００ｍＰａ・ｓであることが特に好ましい。なお、溶融粘度（１９０℃）は、改良版ＤＩＮ５３０１９に従い測定した値である。

また、当該（Ａ）成分の引張強度としては、２．３〜６．０ＭＰａであることが好ましく、２．４〜５．５ＭＰａであることがさらに好ましく、２．５〜５．０ＭＰａであることが特に好ましい。なお、引張強度は、ＤＩＮＥＮＩＳＯ５２７−３（修正タイプ５）に従い、厚さ２ｍｍの試料タイプ３にて測定した値である。

ここで、当該（Ａ）成分の溶融粘度（１９０℃）、及び引張強度が、上記の範囲内であることにより、従来の強度を維持したままで、オレフィン系素材以外に対しても接着力を発揮する傾向がある。

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、ＶＥＳＴＯＰＬＡＳＴ８８８（製品名、エボニック社製、溶融粘度（１９０℃）：１２０，０００ｍＰａ・ｓ、引張強度：２．５ＭＰａ）、ＶＥＳＴＯＰＬＡＳＴ７５０（製品名、エボニック社製、溶融粘度（１９０℃）：５０，０００ｍＰａ・ｓ、引張強度：５．０ＭＰａ）、ＶＥＳＴＯＰＬＡＳＴ５２０（製品名、エボニック社製、溶融粘度（１９０℃）：２２，０００ｍＰａ・ｓ、引張強度：２．４ＭＰａ）、ＶＥＳＴＯＰＬＡＳＴＥＰ８０７（製品名、エボニック社製、溶融粘度（１９０℃）：７，０００ｍＰａ・ｓ、引張強度：４．０ＭＰａ）などが挙げられる。

＜スチレン系熱可塑性エラストマー＞
本発明では、スチレン系熱可塑性エラストマー（Ｂ）を用いる。当該（Ｂ）成分の２５℃における２５％トルエン溶液粘度としては、５０〜５，０００ｍＰａ・ｓであることが好ましく、８０〜４，０００ｍＰａ・ｓであることがより好ましく、１００〜３，０００ｍＰａ・ｓであることが特に好ましい。

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、１０〜５００重量部配合することが好ましく、３０〜３００重量部配合することがさらに好ましく、５０〜２００重量部配合することが特に好ましい。

当該（Ｂ）成分の種類としては、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−ブタジエン−スチレンブロック共重合体（ＳＢＳ）などの未水添のブロック共重合体や、スチレン−ブタジエン／ブチレン−スチレンブロック共重合体（ＳＢＢＳ）、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）、スチレン−エチレン−エチレン／プロピレン−スチレンブロック共重合体（ＳＥＥＰＳ）などの水添のブロック共重合体などが挙げられる。

当該（Ｂ）成分の具体例としては、クレイトンＧ１６５２（製品名、クレイトン社製、ＳＥＢＳ、２５％トルエン溶液粘度（２５℃）：１，８００ｍＰａ・ｓ）、クレイトンＧ１７２６（製品名、クレイトン社製、ＳＥＢＳ、２５％トルエン溶液粘度（２５℃）：２００ｍＰａ・ｓ）、クレイトンＧ１７３０（製品名、クレイトン社製、ＳＥＰＳ、２５％トルエン溶液粘度（２５℃）：１，９８０ｍＰａ・ｓ）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）成分の軟化点としては、６０〜２５０℃であることが好ましく、７０℃〜２００℃であることがさらに好ましく、８０℃〜１８０℃であることが特に好ましい。

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、１０〜５００重量部配合することが好ましく、３０〜４００重量部配合することがより好ましく、５０〜３００重量部配合することが特に好ましい。

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）成分の具体例としては、ＹＳレジンＰＸ１２５０（製品名、ヤスハラケミカル社製、テルペン樹脂、軟化点：１２０℃〜１３０℃）、タマノル８０３Ｌ（製品名、荒川化学工業社製、テルペンフェノール樹脂、軟化点：１４５〜１６０℃）、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、軟化点：１２５〜１３５℃）、パインクリスタルＫＲ−８５（製品名、荒川化学工業社製、ロジン系樹脂、軟化点：８０〜８７℃）、Ｔ−ＲＥＺＨＡ１２５（製品名、ＪＸＴＧエネルギー社製、水添脂環族系炭化水素、軟化点：１２０℃〜１３０℃）、Ｅｎｄｅｘ１５５（製品名、イーストマン社製、α−メチルスチレン系樹脂、軟化点：１５２℃）などが挙げられる。
などが挙げられる。

本発明では、その他の成分として、ワックスを用いることができる。ワックスを用いることにより、ホットメルト組成物に可塑性を付与することができ、また密着性が高まることから、耐熱クリープ性をさらに向上させることができる。

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。

ワックスは、変性ワックスと無変性ワックスに分けられる。これらの中でも、変性ワックスを用いることが好ましく、特に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を用いることがより好ましい。その一方で、本発明の効果を損なわない範囲内において、無変性ワックスを配合しても構わない。

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。

変性ワックスの酸価としては、１〜３００であることが好ましく、５〜２５０であることがより好ましく、１０〜２００であることが特に好ましい。

ワックス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、１０〜１５０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特に好ましい。

変性ワックスの具体例としては、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、無変性ワックスの具体例としては、ハイワックスＮＰ５００（製品名、三井化学社製、無変性ポリプロピレンワックス、融点：１６１℃）、Ｈ−５０１（製品名、ＱＩＮＧＤＡＯＳＩＮＯＰＬＡＳ社製、無変性ポリプロピレンワックス、融点：１６０℃）、Ｈ−５０３（製品名、ＱＩＮＧＤＡＯＳＩＮＯＰＬＡＳ社製、無変性ポリプロピレンワックス、融点：１５０℃）、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）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、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、熱による劣化を効率的に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、１９０℃に設定したニーダーにより十分に混練し、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。
非結晶性ポリアルファオレフィン１：ＶＥＳＴＯＰＬＡＳＴ８８８（製品名、エボニック社製、溶融粘度（１９０℃）：１２０，０００ｍＰａ・ｓ、引張強度：２．５ＭＰａ）
非結晶性ポリアルファオレフィン２：ＶＥＳＴＯＰＬＡＳＴＥＰ８０７（製品名、エボニック社製、溶融粘度（１９０℃）：７，０００ｍＰａ・ｓ、引張強度：４．０ＭＰａ）
非結晶性ポリアルファオレフィン３：ＶＥＳＴＯＰＬＡＳＴ７０３（製品名、エボニック社製、溶融粘度（１９０℃）：２，７００ｍＰａ・ｓ、引張強度：２．１ＭＰａ）
非結晶性ポリアルファオレフィン４：ＶＥＳＴＯＰＬＡＳＴ５０８（製品名、エボニック社製、溶融粘度（１９０℃）：８，０００ｍＰａ・ｓ、引張強度：１．５ＭＰａ）
非結晶性ポリアルファオレフィン５：ＶＥＳＴＯＰＬＡＳＴ８２８（製品名、エボニック社製、溶融粘度（１９０℃）：２５，０００ｍＰａ・ｓ、引張強度：１．０ＭＰａ）
非結晶性ポリアルファオレフィン６：ＶＥＳＴＯＰＬＡＳＴ８９１（製品名、エボニック社製、溶融粘度（１９０℃）：１１５，０００ｍＰａ・ｓ、引張強度：２．０ＭＰａ）
スチレン系熱可塑性エラストマー：クレイトンＧ１７２６（製品名、クレイトン社製、ＳＥＢＳ、２５％トルエン溶液粘度（２５℃）：２００ｍＰａ・ｓ）
粘着付与剤１：Ｔ−ＲＥＺＨＡ１２５（製品名、ＪＸＴＧエネルギー社製、水添脂環族系炭化水素、軟化点：１２０℃〜１３０℃）
粘着付与剤２：Ｅｎｄｅｘ１５５（製品名、イーストマン社製、α−メチルスチレン系樹脂、軟化点：１５２℃）
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：Ｈ−５０１（製品名、ＱＩＮＧＤＡＯＳＩＮＯＰＬＡＳ社製、無変性ポリプロピレンワックス、融点：１６０℃）
軟化剤：ＰＢ１３００（製品名、大林産業社製、ポリブテン）
老化防止剤：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。

＜引張強度＞
当該ホットメルトを厚み２ｍｍのシート状に加工し、ＪＩＳＫ６２５１に規定する３号形ダンベル状に打ち抜いたものを試験片とし、万能引張試験機にてＣ．Ｈ．Ｓ．＝５００ｍｍ／ｍｉｎで引張試験を行って、破断した際の強度（ＭＰａ）を測定した。

＜耐熱クリープ＞
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、２種類の基材（ＰＰ：２５ｍｍ×７０ｍｍ×２ｍｍｔ、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１．８ｋｇの重りを吊るして、重りが落下するまでの時間を測定した。

Claims

非結晶性ポリアルファオレフィン（Ａ）と、スチレン系熱可塑性エラストマー（Ｂ）と、粘着付与剤（Ｃ）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と、を含み、
非結晶性ポリアルファオレフィン（Ａ）は、溶融粘度（１９０℃）が２２，０００〜３００，０００ｍＰａ・ｓであり、引張強度が２．３〜６．０ＭＰａ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。