JP6945568B2 - 速い硬化時間を示すプロピレンポリマー系ホットメルト接着剤組成物及びそれを含む物品 - Google Patents

速い硬化時間を示すプロピレンポリマー系ホットメルト接着剤組成物及びそれを含む物品 Download PDF

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Description

本発明は、プロピレンポリマー系ホットメルト接着剤組成物に関する。
ホットメルト接着剤組成物は、2つの基材を一緒に接合するために使用されることが多く、溶融状態で基材のうちの少なくとも1つに塗布される。商業的に実現可能であるために、大半のホットメルト接着剤組成物は室温で基材との接着を維持しなければならない。
接着剤組成物が高速包装作業で使用するのに好適であるためには、接着剤は、速い硬化時間及び繊維断裂接合を示さなければならない。ホットメルト接着剤組成物がプロピレンポリマーをベースにする場合、これらの特性を実現するのは非常に困難である。硬化時間を改善する試みにおいてワックスが使用されることが多いが、ワックスは、接着に悪影響を与えることが多い。ポリエチレン系及びフィッシャー・トロプシュワックスは、例えば、プロピレン系ホットメルト接着剤組成物と非相溶性である傾向があり、組成物が冷却するとプロピレンポリマーから相分離し、接着不良となる傾向がある。
過去に、ホットメルト接着剤組成物は、ExxonMobil Chemical Company(Houston,Texas)によって製造されていたLINXAR127プロピレンヘキセンコポリマーと配合されていた。しかしながら、LINXAR127はもはや市販されていない。
したがって、LINXAR127以外のプロピレンポリマーをベースとし、速い硬化時間及び良好な繊維断裂接着性の両方を示す、ホットメルト接着剤組成物を製剤化する必要がある。また、ポリマーがLINXAR127又は別のプロピレンポリマーであるかどうかに関わらず、プロピレンポリマーをベースとするホットメルト接着剤組成物の硬化時間を改善する必要もある。
国際公開第2014/105244号 国際公開第2014/046834号
一態様では、本発明は、少なくとも35重量%のポリマーと、少なくとも50重量%のプロピレン、及び、0モル%〜約37.5モル%のプロピレン以外のアルファ−オレフィンコモノマーに由来する、約15重量%〜75重量%以下のプロピレンポリマーであって、1グラム当たり約5ジュール(J/g)〜60J/gの融解熱を示す、プロピレンポリマーと、少なくとも50重量%のエチレン、及び少なくとも3個の炭素原子を有する少なくとも1種のアルファ−オレフィンコモノマーに由来する、5重量%〜約50重量%のエチレンアルファ−オレフィンコポリマーであって、0.90g/cm以下の密度を有する、エチレンアルファ−オレフィンコポリマーと、80℃よりも高い融点及び少なくとも200J/gの融解熱を示す18重量%〜約37重量%のワックス成分と、を含む、ホットメルト接着剤組成物を特徴とする。一部の実施形態では、プロピレンポリマーは、少なくとも50重量%のプロピレン及び約1モル%〜約37.5モル%のアルファ−オレフィンコモノマーに由来するプロピレン−アルファオレフィンポリマーである。一実施形態では、ホットメルト接着剤組成物は、少なくとも149℃の塗布温度において、1.5秒以下の硬化時間を示す。一実施形態では、プロピレンポリマーは、126℃以下の溶融温度を示す。別の実施形態では、プロピレンポリマーは、120℃以下の溶融温度を示す。他の実施形態では、プロピレンポリマーは、115℃以下の溶融温度を示す。また他の実施形態では、プロピレンポリマーは、110℃以下の溶融温度を示す。他の実施形態では、ホットメルト接着剤組成物は、少なくとも20重量%のプロピレンポリマーを含む。
一部の実施形態では、ワックスは、フィッシャー・トロプシュワックス、ポリエチレンワックス、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される。一実施形態では、ワックス成分は、80℃よりも高い融点及び少なくとも200J/gの融解熱を示し、かつフィッシャー・トロプシュワックス、ポリエチレンワックス、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される、接着剤組成物の重量に基づいて少なくとも15重量%のワックスを含む。別の実施形態では、ホットメルト接着剤組成物は、約25重量%〜約35重量%のワックス成分を含む。
別の実施形態では、ホットメルト接着剤組成物は、約10重量%〜約35重量%の粘着付与剤を更に含む。
他の実施形態では、ホットメルト接着剤組成物は、約10重量%〜約35重量%のエチレンアルファ−オレフィンコポリマーを含む。
一実施形態では、ホットメルト接着剤組成物は、約15重量%〜約55重量%のプロピレンポリマーと、約10重量%〜約32重量%のエチレンアルファ−オレフィンコポリマーと、約19重量%〜約35重量%のワックス成分とを含み、約10重量%〜約35重量%の粘着付与剤を更に含む。
別の実施形態では、ホットメルト接着剤組成物は、約15重量%〜約50重量%のプロピレンポリマーと、約10重量%〜約30重量%のエチレンアルファ−オレフィンコポリマーと、25重量%〜約35重量%のワックス成分とを含み、約15重量%〜約35重量%の粘着付与剤を更に含む。
一部の実施形態では、粘着付与剤は、少なくとも120℃の環球式軟化点を有する。
一部の実施形態では、ホットメルト接着剤組成物は、0.93以下の比重を示す。
他の実施形態では、ホットメルト接着剤組成物は、約15重量%〜約70重量%のプロピレンポリマーと、約10重量%〜約35重量%のエチレンアルファ−オレフィンコポリマーと、約19重量%〜約35重量%のワックス成分とを含む。
別の実施形態では、ホットメルト接着剤組成物は、少なくとも135℃の塗布温度において、1.0秒以下の硬化時間を示す。他の実施形態では、ホットメルト接着剤は、少なくとも135℃の塗布温度において、0.8秒以下の硬化時間を示す。一部の実施形態では、ホットメルト接着剤は、少なくとも135℃の塗布温度において、0.7秒以下の硬化時間を示す。
一部の実施形態では、ホットメルト接着剤組成物は、少なくとも149℃の塗布温度において、1.5秒以下の硬化時間を示す。他の実施形態では、ホットメルト接着剤組成物は、少なくとも177℃の塗布温度において、1.5秒以下の硬化時間を示す。別の実施形態では、ホットメルト接着剤組成物は、少なくとも177℃の塗布温度において、1秒以下の硬化時間を示す。他の実施形態では、ホットメルト接着剤は、少なくとも177℃の塗布温度において、0.8秒以下の硬化時間を示す。一部の実施形態では、ホットメルト接着剤は、少なくとも177℃の塗布温度において、0.7秒以下の硬化時間を示す。
一実施形態では、ホットメルト接着剤は、少なくとも50℃の引きはがし接着不良温度(peel adhesion failure temperature)を示す。別の実施形態では、ホットメルト接着剤組成物は、少なくとも55℃の引きはがし接着不良温度を示す。
一部の実施形態では、プロピレンポリマーは、0℃以下のTgを示す。他の実施形態では、プロピレンポリマーは、−25℃以下のTgを示す。他の実施形態では、プロピレンポリマーは、5J/g〜55J/gの融解熱を示す。
他の実施形態では、ホットメルト接着剤組成物は、−43℃で少なくとも50%の繊維断裂率及び55℃で少なくとも50%の繊維断裂率を示す。一実施形態では、ホットメルト接着剤組成物は、−18℃で少なくとも50%の繊維断裂率を示す。
別の実施形態では、ホットメルト接着剤組成物は、10重量%〜20重量%のエチレンアルファ−オレフィンコポリマーを含む。
他の態様では、本発明は、少なくとも35重量%のポリマーと、少なくとも50重量%のプロピレン及び0モル%〜約37.5モル%のプロピレン以外のアルファ−オレフィンコモノマーに由来する約15重量%〜75重量%以下のプロピレンポリマーであって、約5J/g〜60J/gの融解熱及び120℃以下の溶融温度を示す、プロピレンポリマーと、少なくとも50重量%のエチレン及び少なくとも3個の炭素原子を有する少なくとも1種のアルファ−オレフィンコモノマーに由来する5重量%〜約50重量%のエチレンアルファ−オレフィンコポリマーであって、0.90g/cm以下の密度を有する、エチレンアルファ−オレフィンコポリマーと、80℃よりも高い融点及び少なくとも200J/gの融解熱を示す少なくとも15重量%〜約37重量%の少なくとも1種のワックスと、を含み、少なくとも1種のワックスは、フィッシャー・トロプシュワックス、ポリエチレンワックス、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される、ホットメルト接着剤組成物を特徴とする。
別の態様では、本発明は、第1の基材と、上述のホットメルト接着剤組成物と、接着剤組成物によって第1の基材に接合されている、第2の基材と、を含む物品を特徴とする。
本発明は、エチレンアルファ−オレフィンコポリマーを含み、速い硬化時間及び良好な繊維断裂接着性を示すプロピレンポリマー系ホットメルト接着剤組成物を特徴とする。
他の特徴及び利点は、以下の好ましい実施形態の説明から、また、特許請求の範囲から明らかとなろう。
用語集
本発明に関し、下記の用語は以下に記載する意味を有するものである。
本明細書で使用する場合、「ワックス」なる用語は、融解熱が1グラム当たり60ジュールよりも高く、190℃での粘度が750センチポアズ(cP)以下であるポリマー又はオリゴマーを意味する。
「メタロセン触媒によるポリエチレンワックス」なる用語は、50重量%を超えるエチレン、及び任意で少なくとも1種のコモノマーに由来するメタロセン触媒によるワックスを指す。
ホットメルト接着剤組成物は、少なくとも35重量%のポリマーと、プロピレンポリマーと、エチレンアルファ−オレフィンコポリマーと、粘着付与剤と、80℃よりも高い融点及び少なくとも200J/gの融解熱を示すワックス成分とを含む。ホットメルト接着剤組成物は、少なくとも120℃、少なくとも135℃、少なくとも149℃、又は更には少なくとも177℃の塗布温度で試験されるとき、1.5秒以下、1秒以下、0.8秒以下、0.7秒以下、又は0.6秒以下の硬化時間を示す。塗布温度は、試験基材に塗布されるときのホットメルト接着剤組成物の温度を指す。
ホットメルト接着剤組成物は、25℃、40℃、50℃、又は更には60℃で、少なくとも50%、少なくとも70%、少なくとも80%、又は更には少なくとも100%の繊維断裂率も示す。ホットメルト接着剤組成物は、好ましくは、4℃、−18℃、−29℃、又は更には−43℃で、少なくとも50%、少なくとも70%、少なくとも80%、又は更には少なくとも100%の繊維断裂率も示す。
ホットメルト接着剤組成物は、好ましくは、少なくとも45℃、少なくとも50℃、又は更には少なくとも55℃の引きはがし接着不良温度(PAFT)、及び少なくとも80℃、少なくとも90℃、又は更には少なくとも95℃の剪断接着不良温度(shear adhesion failure temperature)(SAFT)も有する。
ホットメルト接着剤組成物は、好ましくは、0.97以下、0.96以下、0.95以下、0.94以下、0.93以下、0.925以下、又は更には0.920以下の比重も有する。
ホットメルト接着剤組成物は、好ましくは、例えば、焦げない、ゲル化しない、沈降しない、及び溶融状態での200時間の経時後の粘度変化が15%未満である、並びにこれらの組み合わせを含む、良好な熱安定性を示す。ホットメルト接着剤組成物は、好ましくは、190℃、177℃、又は更には149℃で、3000cps未満、2500cps未満、2000cps未満、又は更には1500cps未満の粘度を示す。
ホットメルト接着剤組成物は、少なくとも35重量%、少なくとも37重量%、少なくとも40重量%、少なくとも50重量%、少なくとも60重量%、又は更には少なくとも70重量%のポリマーを含む。ポリマーは、プロピレンポリマー、エチレンコポリマー、及び任意で、追加のポリマーを含む。プロピレン及びエチレンコポリマーは、例えば、独立して、多段階プロセスの一部として、同一の反応器において、複数の反応器において、及びこれらの組み合わせを含む、様々な方法で製造することができる。ホットメルト接着剤組成物のポリマー及び他の成分は、例えば、溶融ブレンド、少なくとも2種の成分(例えば、プロピレンコポリマー、エチレンコポリマー、及びワックス)の溶媒ブレンドに続いて溶媒から固体を単離する、及びブレンドを最終的ホットメルト組成物に溶融ブレンドする、並びにこれらの組み合わせを含む、様々な技法を用いて混合することができる。
プロピレンポリマー
プロピレンポリマーは、少なくとも50重量%のプロピレン、及び任意でプロピレン以外の少なくとも1種のアルファ−オレフィンコモノマー(例えば、C2、C4−C20アルファ−オレフィンコモノマー、及びこれらの組み合わせ)に由来する。有用なアルファ−オレフィンコモノマーには、例えば、少なくとも2個の炭素原子、少なくとも4個の炭素原子、4個の炭素原子〜8個の炭素原子を有するアルファ−オレフィンモノマー、及びこれらの組み合わせが含まれる。好適なアルファ−オレフィンコモノマーのクラスの例としては、モノ−アルファ−オレフィン(すなわち不飽和二重結合が1個)、及びより高次のアルファ−オレフィン(例えばジエン(例えば1,9−デカジエン))が挙げられる。好適なアルファ−オレフィンモノマーとしては、例えば、エチレン、ブテン、ペンテン、ヘキセン、ヘプテン、オクテン、ノネン、デセン、ドデセン、4−メチル−ペンテン−1,3−メチルペンテン−1,3,5,5−トリメチル−ヘキセン−1,5−エチル−1−ノネン及びこれらの混合物が挙げられる。好適なプロピレン−アルファ−オレフィンポリマーの具体的な例としては、プロピレン−エチレン、プロピレン−ブテン、プロピレン−ヘキセン、プロピレン−オクテン、及びこれらの組み合わせが挙げられる。
プロピレンポリマーは、0モル%、少なくとも1モル%、少なくとも2モル%、少なくとも5モル%、少なくとも8モル%、少なくとも約10モル%、37.5モル%以下、約30モル%以下、約25モル%以下、約20モル%以下、約17モル%以下、約15モル%以下、又は更には約10モル%以下のアルファ−オレフィンコモノマーと、少なくとも50重量%、少なくとも約60重量%、92重量%以下、90重量%以下、約50重量%〜約92重量%、約60重量%〜約90重量%、又は更には約70重量%〜約90重量%のプロピレンとを含む。
プロピレンポリマーは、約5J/g〜60J/g、約5J/g〜約55J/g、約5J/g〜約50J/g、約5J/g〜約45J/g、又は更には約5J/g〜約40J/gの融解熱を示す。プロピレンポリマーは、好ましくは、0.90g/cm以下の密度を有し、約0℃以下、約−5℃以下、約−10℃以下、約−15℃以下、又は更には約−25℃以下のガラス転移温度(Tg)を示し、126℃以下、120℃以下、115℃以下、110℃以下、又は更には105℃以下の溶融温度を示す。プロピレンポリマーはまた、好ましくは、190℃で、100,000cps未満、50,000cps未満、又は更には20,000cps未満の粘度を示す。
有用なプロピレンポリマーは、例えば、ホモポリマー、コポリマー、ターポリマー、及び高次ポリマー、少なくとも2種の異なるプロピレンポリマーの混合物、並びにこれらの組み合わせを含む。有用なプロピレンポリマーとしては、例えば、変性、未変性、グラフト化、及び非グラフト化プロピレンポリマー、単峰性プロピレンポリマー、多峰性プロピレンポリマー(例えば、二峰性プロピレンポリマー)、並びにこれらの組み合わせも挙げられる。「多峰性」なる用語は、サイズ排除クロマトグラフィー(Size Exclusion Chromatography、SEC)により測定した場合にポリマーが多峰性の分子量分布(重量平均分子量(Mw)/数平均分子量(Mn))を有することを意味する。多峰性の分子量分布は、SECのトレースが複数のピーク又は変曲点(すなわち2つ以上の変曲点)を有する場合に存在する。変曲点とは、二次導関数の符号が変わる点である(例えば負から正へ、又はその逆)。「単峰性」なる用語は、SECにより測定した場合にポリマーが単峰性分子量分布(Mw/Mn)を有することを意味する。単峰性の分子量分布は、SECトレースが1つのピークのみを有する場合に存在する。有用な多峰性プロピレンポリマー及びそれの作製方法は、WO2016/089851に記載されている。
有用なプロピレンポリマーは、例えば、シングルサイト触媒(例えばメタロセン触媒(例えばメタロセン触媒によるプロピレンポリマー))、複数のシングルサイト触媒、非メタロセンヘテロアリール触媒、US6,365,539、US6,677,410、及びWO2000/050475に記載されている触媒、並びにこれらの組み合わせを含む様々な触媒を使用して調製され得る。他の好適なポリマーとしては、非晶質プロピレンポリマーを半結晶性ポリマー上にグラフトすることによって調製されるポリマーが挙げられ、その例及びその製造方法は、米国特許第7,541,402号(Abhariら)に開示されており、かつこれは本明細書に組み込まれる。プロピレンポリマーは、アイソタクチックなポリプロピレンのブロックと、アタクチックなポリプロピレンのブロックとを含むことができる。
好適な商業的なプロピレンポリマーは、例えば、ExxonMobil Chemical Company(Houston,Texas)からの商品名VISTAMAXXシリーズ(VISTAMAXX 8880プロピレン−エチレンコポリマー、VISTAMAXX 8780プロピレン−エチレンコポリマー、及びVISTAMAXX 8380プロピレン−エチレンコポリマーを含む)、ExxonMobil Chemical Company(Houston,Texas)からの商品名LINXARシリーズ(LINXAR 127プロピレン−ヘキセンコポリマー(もはや市販されていない)を含む)、Clariant Int’l Ltd.(Muttenz,Switzerland)からの商品名LICOCENEシリーズ(例えば、LICOCENE PP 1502 TP、PP 1602 TP、及びPP 2602 TPプロピレン−エチレンコポリマーを含む)、Eastman Chemical Company(Kingsport,Tennessee)からの商品名AERAFINシリーズ(AERAFIN 17及びAERAFIN 180プロピレン−エチレンコポリマーを含む)、及びIdemitsu Kosan Co.,Ltd(Japan)からの商品名L−MODUシリーズ(L−MODU S−400ポリプロピレンホモポリマー及びL−MODU S−600ポリプロピレンホモポリマーを含む)を含む、様々な商品名で入手可能である。
ホットメルト接着剤組成物は、少なくとも約15重量%、少なくとも約20重量%、少なくとも約25重量%、少なくとも27重量%、少なくとも30重量%、75重量%以下、70重量%以下、約65重量%以下、約55重量%以下、約50重量%以下、約45重量%以下、約40重量%以下、約37.5重量%以下、約35重量%以下、約15重量%〜約70重量%、15重量%〜約60重量%、約15重量%〜約55重量%、約15重量%〜約50重量%、約20重量%〜約40重量%、約20重量%〜約37.5重量%、又は更には約25重量%〜約35重量%のプロピレンポリマーを含む。
エチレンアルファ−オレフィンコポリマー
エチレンアルファ−オレフィンコポリマーは、少なくとも50重量%のエチレンと、少なくとも3個の炭素原子又は更には3〜20個の炭素原子を有する少なくとも1種のアルファ−オレフィンモノマーに由来する。有用なアルファ−オレフィンモノマーとしては、例えば、プロピレン、イソブチレン、ブテン、ペンテン、ヘキセン、ヘプテン、オクテン、ノネン、デセン、ドデセン、4−メチル−1−ペンテン、3−メチルペンテン−1,3,5,5−トリメチル−ヘキセン−1,5−エチル−1−ノネン、及びこれらの混合物が挙げられる。好適なエチレンアルファ−オレフィンコポリマーの具体的な例としては、エチレン−プロピレン、エチレン−ヘキセン、エチレン−オクテン、及びこれらの組み合わせが挙げられる。
エチレンアルファ−オレフィンコポリマーは、少なくとも0.850g/cm、少なくとも0.855g/cm、0.90g/cm以下、又は更には0.88g/cm以下の密度を有し、ASTM D1238にしたがって測定した場合、2.16キログラム(kg)の重りを使用して、190℃で、0.5g/10分を超える、少なくとも400g/10分、又は更には少なくとも1000g/10分のメルトインデックスを有する。
有用な商業的なエチレンアルファ−オレフィンコポリマーは、例えば、DowDuPont Chemical Company(Midland,Michigan)からの商品名AFFINITYシリーズ(例えば、AFFINITY GA 1875、AFFINITY GA 1900、AFFINITY GA 1950エチレン−オクテンエラストマー及びAFFINITY GA 1000R無水マレイン酸変性エチレン−オクテンエラストマーを含む)、DowDuPont Chemical Company(Midland,Michigan)からの商品名ENGAGEシリーズ(ENGAGE 8400、ENGAGE 8401、及びENGAGE 8402を含む)、DowDuPont Chemical Company(Midland,Michigan)からのINFUSEシリーズ(INFUSE 9500を含む)、Saudi Basic Industries Corp.(Pittsfield,Massachusetts)からの商品名SABIC POEシリーズ(SABIC POE C30070Dを含む)、及びExxonMobil Chemical Company(Houston,Texas)からの商品名EXACTシリーズ(例えばEXACT 9061を含む)を含む、様々な商品名で入手可能である。
ホットメルト接着剤組成物は、少なくとも5重量%、少なくとも10重量%、少なくとも20重量%、約5重量%〜約50重量%、約5重量%〜約45重量%、約5重量%〜約40重量%、約5重量%〜約35重量%、約5重量%〜約25重量%、約10重量%〜約35重量%、約10重量%〜約32重量%、約10重量%〜約30重量%、約10重量%〜約25重量%、約10重量%〜約20重量%、約12重量%〜約20重量%、又は更には約12重量%〜約18重量%のエチレンアルファ−オレフィンコポリマーを含む。
ワックス成分
ワックス成分は、80℃よりも高い、少なくとも100℃、又は更には少なくとも115℃の融点、及び少なくとも200J/gの融解熱を示す。「ワックス成分」なる用語は、接着剤組成物中に存在するワックスすべてを指す。ワックス成分は、80℃よりも高い、少なくとも100℃、又は更には少なくとも115℃の融点、及び少なくとも200J/gの融解熱を示す、ポリエチレンワックス(例えば、メタロセン触媒によるポリエチレンワックス)、フィッシャー・トロプシュ、又はこれらの組み合わせを含む。2種以上のワックスが接着剤組成物中に存在する場合、ワックスの均一な溶融ブレンド(すなわち、ワックス成分)は80℃よりも高い融点、及び少なくとも200J/gの融解熱を示す。ホットメルト接着剤組成物は、少なくとも18重量%、少なくとも19重量%、少なくとも20重量%、37重量%以下、約35重量%以下、18重量%〜約37重量%、約19重量%〜約35重量%、約20重量%〜約37重量%、約25重量%〜約37重量%、又は更には約25重量%〜約35重量%のワックス成分を含む。
接着剤組成物の少なくとも15重量%、少なくとも18重量%、少なくとも19重量%、少なくとも20重量%、37重量%以下、約35重量%以下、約20重量%〜約37重量%、約25重量%〜約37重量%、又は更には約25重量%〜約35重量%が、80℃よりも高い融点、及び少なくとも200J/gの融解熱を示すワックスであり、ポリエチレンワックス(例えば、メタロセン触媒によるポリエチレンワックス)、フィッシャー・トロプシュワックス、又はこれらの組み合わせである。
80℃よりも高い融点、及び少なくとも200J/gの融解熱を示す有用なポリエチレンワックスは、例えば、Westlake Chemical Corporation(Houston,Texas)からの商品名EPOLENEシリーズ(例えば、EPOLENE N−21及びN−14ポリエチレンワックスを含む)、Baker Hughes Inc.(Sugar Land,Texas)からの商品名BARECOシリーズ(例えばBARECO C4040ポリエチレンワックスを含む)、Honeywell Int’l Inc.(Morristown,New Jersey)からの商品名ACシリーズ(例えばA−C8及びA−C9ポリエチレンワックスを含む)、Baker Hughes Inc.(Houston,Texas)からの商品名POLYWAXシリーズ(POLYWAX3000、500、1500、及び2000ポリエチレンワックスを含む)、Marcus Oil and Chemical (Houston,Texas)からのMARCUS 200、及びSSI CHUSEI,Inc.(Pasedena,Texas)からのCWP 400ポリエチレンワックスを含む、様々な商品名で市販されている。
80℃よりも高い融点、及び少なくとも200J/gの融解熱を示す有用なフィッシャー・トロプシュワックスは、例えば、Baker Hughes Inc.(Sugar Land,Texas)からの商品名BARECOシリーズ(例えば、BARECO PX−100及びPX−105フィッシャー・トロプシュワックスを含む)、Shell Malaysia Ltd.(Kuala Lumpur,Malaysia)からの商品名SHELL WA X及びSARAWAX−SX−105シリーズ(例えば、SHELLWAX SX100及びSX105、並びにSARAWAX SX100及びSX105フィッシャー・トロプシュワックスを含む)、Evonik Industries AG(Germany)からの商品名VESTOWAXシリーズ(例えば、VESTOWAX 2050フィッシャー・トロプシュワックスを含む)、及びSasol Wax North America Corporation(Hayward,California)からの商品名SASOLWAXシリーズ(例えば、SASOLWAX H105、C80、H1、及びH4フィッシャー・トロプシュワックスを含む)を含む、様々な商品名で市販されている。
ワックス成分は、任意で、80℃未満の融点を示すワックス、200J/g未満の融解熱を示すワックス、官能化ワックス、プロピレンワックス(例えば、ポリプロピレンホモポリマーワックス、及びプロピレンコポリマーワックス)、及びこれらの組み合わせを含む。80℃以下の融点、200J/g未満の融解熱、又はかかる特性の組み合わせを示すワックスを含むワックスのクラスとしては、例えば、パラフィンワックス、微結晶ワックス、ポリエチレンワックス、及び合成ワックスが挙げられる。好適な市販されているこれらの任意のワックスの例は、例えば、ClariantからのLICOCENE PE520ポリエチレンワックス、Ruger Chemical Co.,Ltd.,(Irvington,Pennsylvania)からのMICROSERE 195微結晶ワックス、Calumet Specialty Products Partners LP(Indianapolis,Indiana)からのFR−6513パラフィンワックス、及びShell Malyasia Ltd.(Kuala Lampure,Malaysia)からのShell SARAWAX−SX−70フィッシャー・トロプシュワックスを含む、様々な商品名で入手可能である。
ワックス成分は、任意で、80℃以下の融点、200J/g未満の融解熱、又はかかる特性の組み合わせを示す、0重量%〜30重量%以下(ワックス成分の重量に基づく)のワックスを含む。
好適な官能化ワックスは、例えば、官能化ポリプロピレンワックス(例えば、マレイン酸化(maleated)ポリプロピレンワックス及び酸化ポリプロピレンワックス)、官能化ポリエチレンワックス(例えば、マレイン酸化ポリエチレンワックス及び酸化ポリエチレンワックス)、並びにこれらの組み合わせを含む。好適な市販されている官能化ワックスの例は、例えば、Honeywell(Morris Plains,New Jersey)からのAC−596無水マレイン酸グラフト化プロピレンコポリマー、Westlake Chemical Corporation (Houston,Texas)からのE43無水マレイン酸グラフト化ポリプロピレン、及びClariant Int’l Ltd.(Muttenz,Switzerland)からのLICOCENE PP MA 1332 TPを含む、様々な商品名で入手可能である。
市販されているプロピレンワックスの例としては、例えば、Clariant Int’l Ltd.(Muttenz,Switzerland)からの商品名LICOCENEシリーズ(例えば、LICOCENE PP 6102、LICOCENE PP 6502、及びLICOCENE PP 7502を含む)で入手可能なメタロセン触媒によるポリプロピレンワックスが挙げられる。
ホットメルト接着剤組成物は、任意で、約0重量%〜10重量%以下、約1重量%〜10重量%以下、約0.2重量%〜約5重量%、約1重量%〜約4重量%、約2重量%〜約3.5重量%、2重量%以下、若しくは更には1重量%以下の官能化ワックス、プロピレンワックス、又はこれらの組み合わせを含む。
粘着付与剤
粘着付与剤は、ASTM法E28−58Tによって測定した場合、90℃以下、80℃以下、70℃以下、60℃以下、又は更には50℃以下のTg、及び約160℃未満の環球式軟化点を示す。粘着付与剤は、好ましくは、少なくとも120℃又は更には少なくとも125℃の環球式軟化点を示す。好適な粘着付与剤のクラスとしては、例えば、芳香族、脂肪族、及び脂環式炭化水素樹脂、芳香族及び脂肪族の混合変性炭化水素樹脂、芳香族変性脂肪族炭化水素樹脂、並びにこれらの水素化物;テルペン、変性テルペン、及びこれらの水素化物;天然ロジン、変性ロジン、ロジンエステル、及びこれらの水素化物;低分子量ポリ乳酸、及びこれらの混合物等と、が挙げられる。有用な天然ロジン及び変性ロジンの例としては、ガムロジン、ウッドロジン、トール油ロジン、蒸留ロジン、水添ロジン、二量化ロジン、及び重合ロジンが挙げられる。有用なロジンエステルの例としては、例えば、ペールウッドロジンのグリセロールエステル、水素化ロジンのグリセロールエステル、重合ロジンのグリセロールエステル、天然及び変性ロジンのペンタエリスリトールエステル(ペールウッドロジンのペンタエリスリトールエステル、水素化ロジンのペンタエリスリトールエステル、トール油ロジンのペンタエリスリトールエステル、ロジンのフェノール変性ペンタエリスリトールエステルを含む)、及びこれらの組み合わせが挙げられる。有用なポリテルペン樹脂の例としては、ASTM法E28−58Tにより測定した場合、約10℃〜約160℃の軟化点を有するポリテルペン樹脂、水素化ポリテルペン樹脂、並びに天然テルペンのコポリマー及びターポリマー(例えば、スチレン−テルペン、アルファ−メチルスチレン−テルペン、及びビニルトルエン−テルペン)、並びにこれらの組み合わせが挙げられる。有用な脂肪族及び脂環式石油炭化水素樹脂の例としては、約10℃〜160℃の環球式軟化点を有する脂肪族及び脂環式石油炭化水素樹脂、その水素化誘導体、並びにこれらの組み合わせが挙げられる。好適な脂肪族及び脂環式石油系炭化水素樹脂としては、例えば、分枝鎖、非分枝鎖、及び環状のC5樹脂、C9樹脂、及びCIO樹脂が挙げられる。
有用な粘着付与剤は、例えば、ExxonMobil Chemical Company(Houston,Texas)からの商品名ESCOREZシリーズ(例えば、ESCOREZ 1310LC、ESCOREZ 5400、ESCOREZ 5637、ESCOREZ 5415、ESCOREZ 5600、ESCOREZ 5615、及びESCOREZ 5690を含む)、Eastman Chemical Company(Kingsport,Tennessee)からの商品名EASTOTACシリーズ(例えば、EASTOTAC H−100R、EASTOTAC H−100L、及びEASTOTAC H130Wを含む)、Cray Valley HSC(Exton,Pennsylvania)からの商品名WINGTACKシリーズ(例えば、WINGTACK 86、WINGTACK EXTRA、及びWINGTACK 95を含む)、Eastman Chemical Company(Kingsport,Tennessee)からの商品名PICCOTACシリーズ(例えば、PICCOTAC 8095及び1115を含む)、Arkawa Europe GmbH(Germany)からの商品名ARKONシリーズ(例えば、ARKON P−125を含む)、Eastman Chemical Companyからの商品名REGALITE及びREGALREZシリーズ(例えば、REGALITE R1125及びREGALREZ 1126を含む)、並びにResinall Corp(Severn,North Carolina)からの商品名RESINALEシリーズ(RESINALE R1030を含む)を含む、様々な商品名で市販されている。
室温(すなわち、約20℃〜約25℃)で液体である有用な粘着付与剤としては、例えば、Eastman Chemical CompanyからのREGALREZ 1018炭化水素樹脂、Eastman Chemical CompanyからのPICCOLASTIC A5炭化水素樹脂、及びCray Valley(Exton,Pennsylvania)からのWINGTACK 10が挙げられる。
ホットメルト接着剤組成物は、0重量%〜約40重量%以下、少なくとも約10重量%、少なくとも約15重量%、少なくとも約20重量%、少なくとも約22重量%、約40重量%以下、約35重量%以下、約30重量%以下、約20重量%〜約35重量%、約20重量%〜約30重量%、又は更には約20重量%〜約25重量%の粘着付与剤を含む。
添加剤
ホットメルト接着剤組成物は、任意で、例えば、酸化防止剤、安定化剤、更なるポリマー、接着促進剤、紫外線安定化剤、レオロジー変性剤、腐食防止剤、着色剤(例えば顔料及び色素)、充填剤、難燃剤、核化剤、及びこれらの組み合わせを含む、様々な追加の成分を含む。
有用な酸化防止剤としては、ペンタエリスリトールテトラキス[3,(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、2,2’−メチレンビス(4−メチル−6−tert−ブチルフェノール)、トリ−(p−ノニルフェニル)−ホスファイト(TNPP)及びビス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)4,4’−ジフェニレン−ジホスホナイト等の亜リン酸塩類、ジ−ステアリル−3,3’−チオジプロピオネート(DSTDP)並びにこれらの組み合わせが挙げられる。有用な酸化防止剤は、例えば、いずれもBASF Corporation(Florham Park,New Jersey)より入手可能な商品名IRGANOXシリーズ(例えば、ヒンダードフェノール系酸化防止剤であるIRGANOX 1010、IRGANOX 565、及びIRGANOX 1076を含む)、及び亜リン酸系酸化防止剤であるIRGAFOS 168、並びにAlbemarle Corporation(Baton Rouge,Louisiana)より入手可能なETHYL 702 4,4’−メチレンビス(2,6−ジ−tert−ブチルフェノール)を含む、様々な商品名で市販されている。酸化防止剤が含まれる場合、接着剤組成物は、約0.1重量%〜約2重量%の酸化防止剤を含むことが好ましい。
有用な更なるポリマーとしては、例えば、ホモポリマー、コポリマー、及びターポリマー、熱可塑性ポリマー(例えば、他のポリオレフィン(例えば、高粘度ポリオレフィン(例えば、高粘度プロピレン及びエチレンポリマー)、(例えば、非晶質プロピレン及びエチレンポリマー)、及びこれらの組み合わせ)を含む)、エラストマー(例えば、エラストマー性ブロックコポリマー(例えば、スチレン(例えば、スチレン−ブタジエン−スチレン、スチレン−イソプレン−スチレン、スチレン−エチレン/ブテン−スチレン、スチレン−エチレン/プロピレン−スチレン、及びこれらの組み合わせ)、メタロセン系エラストマー性ブロックコポリマー、及びこれらの組み合わせ)を含むエラストマー性ブロックコポリマー)を含む)、及びこれらの官能化物、並びにこれらの組み合わせが挙げられる。
用途
ホットメルト接着剤組成物は、例えば、繊維、繊維で形成された基材(例えば、バージン繊維、再生繊維、合成ポリマー繊維(例えばナイロン、レーヨン、ポリエステル、アクリル繊維、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリウレタン)、セルロース繊維(例えば木材パルプなどの天然セルロース繊維)、天然繊維(例えば綿、絹及びウール)、及びガラス繊維並びにこれらの組み合わせ)、剥離ライナー、多孔質基材、セルロース基材、シート材(例えば紙及び繊維シート)、紙製品、織布及び不織布ウェブ(例えば繊維(例えばヤーン、スレッド、単繊維、マイクロファイバー、ブローン繊維、及びスパン繊維)で形成されたウェブ、穿孔フィルム、及びこれらの組み合わせ)、テープバッキング、及びこれらの組み合わせを含む様々な物品に塗布又は組み込むことができる。
ホットメルト接着剤組成物は、例えばボール紙、コーティングされたボール紙、板紙、ファイバーボード、バージン及び再生クラフト紙、高密度及び低密度クラフト紙、チップボード、処理及びコーティングしたクラフト紙及びチップボード、並びにこれらの段ボール錠に加工されたもの、粘土でコーティングされたチップボードカートンストック、複合材、皮革、繊維及び繊維で形成された基材(例えばバージン繊維、再生繊維、合成ポリマー繊維、セルロース繊維及びこれらの組み合わせ)、剥離ライナー、多孔質基材(例えば織布ウェブ、不織布ウェブ、及び穿孔フィルム)、セルロース基材、シート材(例えば紙、及び繊維シート)、紙製品、テープバッキング及びこれらの組み合わせを含む様々な基材を接合するうえで有用である。
ホットメルト接着剤組成物は、例えば、パッケージ、バッグ、箱、カートン、ケース、トレー、多層袋、付着物を有する物品(例えば飲料パックに付着されたストロー)、リームラップ、タバコ(例えば、プラグラップ)、フィルタ(例えばプリーツ型フィルタ及びフィルタフィルタ枠)、製本、紙製品(例えば、ペーパータオル(例えば、多用途タオル)、トイレットペーパー、フェイシャルティシュー、化学雑巾、ティッシュ、タオル(例えばペーパータオル)、及びこれらの組み合わせを含む様々な用途及び構築において、第1の基材と第2の基材とを接合するうえで有用である。
ホットメルト接着剤組成物は、例えば、コーティング(例えば連続的コーティング及び不連続的コーティング(例えばランダム、パターン及びアレイ))として、ビードとして、フィルム(例えば連続的フィルム及び不連続的フィルム)として及びこれらの組み合わせを含む任意の有用な形態で、例えばスロットコーティング、スプレーコーティング(例えば螺旋状スプレー、ランダムスプレー、及びランダム繊維化(例えばメルトブロー)、発泡、押出し成形(例えばビードの適用、微細線押出し成形、シングルスクリュー押出し成形、及びツインスクリュー押出し成形)、ホイール塗布、非接触式コーティング、接触式コーティング、グラビア、彫刻ローラ、ロールコーティング、トランスファーコーティング、スクリーン印刷、フレキソグラフィー、「オンデマンド」塗布法及びこれらの組み合わせを含む任意の好適な塗布方法を使用して、基材に塗布することができる。
オンデマンドホットメルト塗布システム(「無タンク型」又は「タンクレス型」システムとも呼ばれる)では、ホットメルト組成物は、固体の状態(例えばペレット)で比較的小さい加熱容器(ポットを有する従来のホットメルト塗布システムと比較して)に供給され、そこでホットメルト組成物は溶融され、通常はその直後に溶融液は基材に塗布される。オンデマンドシステムでは、通常は、比較的大量のホットメルト組成物が長時間にわたって溶融状態に置かれることはない。既存の多くのオンデマンドシステムでは、溶融されるホットメルト組成物の体積は、約1リットル以下、又は更には約500ミリリットル以下であり、ホットメルト組成物は、例えば2時間未満、1時間未満、又は更には30分未満を含む比較的短時間にわたって溶融状態に維持される。好適なオンデマンドホットメルト接着剤塗布システムとしては、例えば、Graco Minnesota Inc.(Minneapolis,Minnesota)より販売されるInvisiPac無タンク型ホットメルト供給システム及びNordson Corporation(Westlake,Ohio)より販売されるFreedomホットメルト分注システムが挙げられる。オンデマンドホットメルト接着剤塗布システムについては、米国特許出願公開第2013−0105039号、同第2013−0112709号、同第2013−0112279号、及び同第2014−0042182号、並びに米国特許第8,201,717号に記述されており、これらは本明細書に組み込まれる。
次に本発明を以下の実施例により説明する。特に断らないかぎり、実施例のセクションに記載されるすべての部、比、百分率、及び量は、重量を基準としたものである。
試験手順
実施例で使用する試験手順には以下のものが含まれる。特に断らないかぎり、すべての比及び百分率は、重量を基準としたものである。手順は、特に断らないかぎり、室温(すなわち、約20℃〜約25℃の周囲温度)及び周囲湿度(すなわち、30%〜70%)で行われる。
比重
比重は、ASTM D792−91にしたがって測定される。
粘度試験法
「Standard Test Method for Apparent viscosity of Hot Melt Adhesives and Coating Materials」(ホットメルト接着剤及びコーティング材料の見かけ粘度の標準的試験方法)(1988年10月31日)なる標題のASTM D−3236にしたがい、ブルックフィールド粘度計、ブルックフィールドThermosel加熱試料チャンバ、及び27番スピンドルを用いて粘度を測定する。結果はセンチポアズ(cP)で報告される。
硬化時間の試験方法
5.08cm×0.24cmの接着剤組成物のビーズを、MEC ASM−15Nホットメルト接合シミュレーターを使用して、WESTROCK20キログラム(44ポンド)ECT100%リサイクル含有率ライナーボードの第1の基材に塗布する。基材に塗布する際の接着剤組成物の温度は、塗布温度と称される。塗布温度は、特に断らないかぎり、177℃である。接着剤のビーズを第1の基材に塗布した2秒後に、接着剤のビーズをWESTROCK20キログラム(44ポンド)ECT100%リサイクル含有率ライナーボードの第2の基材と接触させ、次いでこの第2の基材を第1の基材に対して0.21MPaの圧力で所定の時間(本明細書では圧迫時間と呼ぶ)にわたって押しつける。基材同士を圧迫した時点で接合シミュレーターのタイマーをスタートさせる。予めプログラムされた圧迫時間の後、器具は、第2の基材をZ方向に引っ張り、第1の基材を固定位置に保持することにより、2枚の基材を分離し、基材を分離するのに要した力及び接着剤組成物上に存在する繊維の断裂の量が測定される。試料は各圧迫時間について3回ずつ実験を行う。最初、圧迫時間は0.5秒間とする。3つの試料が各試料で50%よりも高い繊維断裂率を示さない場合には、圧迫時間を0.1秒延ばし、50%よりも高い繊維断裂率が3つの試料すべてにおいて認められるまでこの試験方法を繰り返す。硬化時間は、分離直後に3つの試料が50%よりも高い繊維断裂率を達成する圧迫時間として記録される。硬化時間は秒(sec)単位で記録される。
引きはがし接着不良試験方法
引きはがし接着不良温度(「PAFT」)は、試験片サンドイッチの厚さが0.3mm+/−0.05mm(10ミル+/−2ミル)であり、オーブンの温度が、手動ではなく、25℃/時間の温度上昇で自動的に増加され、100グラムの重りが使用されることを除き、ASTM D−4498の標準的なPAFT試験にしたがって試験される。
剪断接着不良温度(SAFT)
剪断接着不良温度(「SAFT」)は、試験片サンドイッチの厚さが0.3mm+/−0.05mm(10ミル+/−2ミル)であり、オーブンの温度が、手動ではなく、25℃/時間の温度上昇で自動的に増加され、500グラムの重りが使用されることを除き、ASTM D−4498の標準的なSAFT試験にしたがって試験される。
繊維断裂率の試験方法
繊維断裂率(%)は、以前は接着剤によって互いに接合されていた2枚の基材が力によって分離された後で接着剤の面積を覆っている繊維の百分率である。接着剤組成物によって示される繊維断裂の百分率は以下のようにして測定される。15.24cm(6インチ)×0.24cm(3/32インチ)の接着剤組成物のビーズを、ROCKTENN接合シミュレーターを使用し、指定の塗布温度で、INTERNATIONAL PAPER15キログラム(32ポンド)ECT100%リサイクル含有率ライナーボードの第1の基材に塗布する。接着剤のビーズを第1の基材に塗布した2秒後に、接着剤のビーズをINTERNATIONAL PAPER15キログラム(32ポンド)ECT100%リサイクル含有率ライナーボードの第2の基材と接触させ、この第2の基材を接着剤及び第1の基材に対して0.21MPa(30ポンド/平方インチ(psi))の圧力で2秒間押しつける。次いで得られた構造体を、室温で少なくとも4時間コンディショニングし、次いで指定の試験温度で少なくとも12時間コンディショニングする。次いで、コンディショニング温度で(例えば試料をコンディショニングチャンバから取り出した直後)、2枚の基材を互いから手で引き離すことによって構造体の基材同士を互いから分離する。接着剤組成物の表面を観察し、繊維によって覆われた接着剤組成物の表面積の百分率を測定して記録する。各ホットメルト接着剤組成物について少なくとも5つの試料を調製して試験する。結果は繊維断裂率(%)の単位で報告される。
熱安定性試験方法
ホットメルト接着剤組成物の200gの試料を、ガラスビーカー(フタをしていない)に入れ、温度調節された強制空気流オーブン中で、177℃で200時間コンディショニングする。溶融した試料をオーブンから取り出す。溶融した試料をゲル、表面スキン形成及び炭化の存在について観察する。観察結果を記録する。
次いで、試料を粘度の試験方法にしたがって試験し、測定された粘度をセンチポアズで報告する。
熱安定性を、粘度の変化及び炭化又はスキン形成の有無によって判定する。
融点の試験方法
融点を、「Standard Test Method for Softening Point of Asphalt and Pitch (Mettler Cup and Ball Method)」なる標題のASTM D−3461にしたがって、毎分2℃の加熱速度で測定する。
Tg、溶融温度(Tm)、及び融解熱の示差走査熱量測定(DSC)試験方法
使用する機械所定の皿(例えば、標準的なアルミニウム皿及び蓋付きのTA Q2000 DSC V24.11)に、7.25mg±0.25mgの試料を入れる。次いで、試料を所定の蓋で覆い、密閉する。材料を含まない皿及び蓋も密閉し、参照試料として使用する。次いで、試料を、示差熱量計ポストに装填し、窒素ブランケットで覆う。次いで、試料が190℃に達するまで、試料を60℃の速度で加熱する。次いで、試料を190℃で5分間、等温状態に置く。次いで、試料が−80℃での温度に達するまで、試料を毎分10℃の速度で冷却する。次いで、試料を再び−80℃で5分間、等温状態に置く。次いで、試料が190℃に達するまで、試料を毎分10℃で加熱する。得られたデータは、熱流対温度を含むグラフィカル発熱ダウン形式(graphical exothermal down format)で表される。ガラス転移温度(Tg)は、第2の溶融中に測定され、報告される。Tm(溶融温度)は、第2の溶融中の最大規模のピークとして測定され、0℃で報告される。融解熱(Hfus)は、第2の溶融中に測定され、1グラム当たりのジュール(J/g)で報告される。
対照例C1〜C4
表1及び2に示される量(重量%)の成分を混合し、混合しながらそれを175℃〜190℃に加熱することによって、対照例C1〜C4を調製した。
次いで、繊維断裂率(%)試験方法の基材が、International Paper15キログラム(32ポンド)ECT100%リサイクル含有率ライナーボードの代わりに、WESTROCK20キログラム(44ポンド)ECT100%リサイクル含有率ライナーボードであったことを除き、対照例C1〜C4は、粘度、硬化時間、及び繊維断裂率(%)試験方法にしたがって試験された。硬化時間試験方法の塗布温度は177℃であった。結果を表1及び2に報告する。
Figure 0006945568
1=VISTAMAXX 8380メタロセン触媒によるポリプロピレンエラストマー(ExxonMobil)
2=AFFINITY GA−1900エチレン−オクテンコポリマー(DowDuPont Chemicals Company,Midland,Michigan)
3=EASTOTAC H−130R水素化炭化水素粘着付与樹脂(Eastman Chemical Company(Kingsport,Tennessee)
4=SASOLWAX H−1フィッシャー・トロプシュワックス(Sasolwax North America,Hayward,California)
Figure 0006945568
5=VISTAMAXX 8880メタロセン触媒によるプロピレン−エチレンコポリマー(ExxonMobil Chemical Company,Houston,Texas)
6=0.906g/cmの密度を有するEPOLENE C−15低密度ポリエチレン(Westlake Chemical Corporation,Houston,Texas)
7=SX−105フィッシャー・トロプシュワックス(Shell Malaysia Ltd.,Kuala Lumpur,Malaysia)
8=EPOLENE N−21ポリエチレンワックス(Westlake Chemical Corporation,Houston,Texas)
9=ESCOREZ 5637芳香族変性脂環式炭化水素樹脂(ExxonMobil)
10=IRGANOX1010ヒンダードフェノール系酸化防止剤(BASF Corporation,Florham Park,New Jersey)
実施例E1〜E3及び対照例C5〜C10
表3に示される量(重量%)の成分を組み合わせ、これを混合しながら175℃〜190℃に加熱することにより実施例E1〜E3及び対照例C5〜C10を調製した。
次いで、粘度が177℃及び149℃で測定され(示される場合)、硬化時間が177℃及び149℃の塗布温度で測定された(示される場合)ことを除き、実施例E1〜E3及び対照例C5〜C10は、PAFT、SAFT、粘度、硬化時間、及び繊維断裂率(%)試験方法にしたがって試験された。結果を表3に報告する。
Figure 0006945568
11=AERAFIN 180プロピレン−アルファオレフィンコポリマー(Eastman Chemical Company)
12=AFFINITY GA−1875エチレン−オクテンコポリマー(DowDuPont)
13=AFFINITY GA−1950エチレン−オクテンコポリマー(DowDuPont)
14=FR−6513パラフィンワックス(Calumet Specialty Products Partners,LP,Indianapolis,Indiana)
NT=試験せず
=これらの試料の繊維断裂率(パーセント)は、WESTROCK20キログラム(44ポンド)ECT100%リサイクル含有率ライナーボードを使用して得られた。
実施例E4〜E9
表4に示される量(重量%)の成分を組み合わせ、これを混合しながら175℃〜190℃に加熱することにより実施例E4〜E9を調製した。次いで、粘度が177℃及び135℃で測定され(示される場合)、硬化時間が177℃及び135℃の塗布温度で測定された(示される場合)ことを除き、実施例E4〜E9は、粘度、硬化時間、及び繊維断裂率(%)試験方法にしたがって試験された。結果を表4に報告する。
Figure 0006945568
**=試験基材に塗布したとき、接着剤組成物の温度は135℃であった。
15=PICCOTAC 1115 C5炭化水素粘着付与樹脂(Eastman Chemical Company)
16=C80フィッシャー・トロプシュワックスSasol Wax North America Corporation(Hayward,California)
17=IRGANOX 1076ヒンダードフェノール系酸化防止剤(BASF Corporation,Florham Park,New Jersey)
18=これらの試料の繊維断裂率(パーセント)は、44#ECT Westrockを使用して得られた。
19=これらの試料の繊維断裂率(パーセント)は、32#ECT International Paperを使用して得られた。
対照例C11及び実施例E10
表5に示される量(重量%)の成分を組み合わせ、これを混合しながら175℃〜190℃に加熱することにより対照例C11及び実施例E10を調製した。
次いで、対照C11及び実施例E10は、粘度、硬化時間、及び繊維断裂率(%)試験方法にしたがって試験された。結果を表5に報告する。
Figure 0006945568
対照例C12及び例E11〜E14
表6に示される量(重量%)の成分を組み合わせ、これを混合しながら175℃〜190℃に加熱することにより、対照例C12及び実施例E11〜E14を調製した。
次いで、対照例C12及び実施例E11〜E14は、硬化時間試験方法にしたがって試験された。結果を表6に報告する。
C12及び実施例E11〜E14中に存在したワックスの溶融ブレンドを調製し、溶融温度(Tm)及び融解熱(HFus)をDSC試験方法にしたがって測定した。結果を表6に報告する。
Figure 0006945568
21=LICOCENE PP 2602メタセロンプロピレン−エチレンコポリマー(Clariant Int’l Ltd.,Muttenz,Switzerland)
22=254J/gの融解熱及び123℃の融点を有するLICOCENE PE 4201メタセロンポリエチレンワックス(Clariant)
23=LICOWAX PE520ポリエチレンワックス(Clariant)
24=SUKOREZ SU 90炭化水素樹脂(PalmerHolland,North Olmsted,Ohio)
25=CWP 400ポリエチレンワックス
26=MARCUS 200結晶質ポリエチレンワックス(Marcus Oil and Chemical,a division of HRD Corporation,Houston,Texas)
27=MICROSERE 195微結晶ワックス(Ruger Chemical Co.,Ltd.,Irvington,Pennsylvania)
28=FR−6513パラフィンワックス(Calumet Specialty Products Partners,LP,Indianapolis,Indiana)
実施例E15〜E21及び対照例C13
それぞれ、表7及び8に示される量(重量%)の成分を組み合わせ、これを混合しながら175℃〜190℃に加熱することにより、実施例E15〜E21及び対照C13を調製した。対照C13の組成物は若干濁っているように見えることが記された。
次いで、実施例E15〜E21及び対照13は、表7及び8に示される条件下で、比重、硬化時間、粘度、及び繊維断裂率(%)試験方法にしたがって試験された。結果を表7及び8に報告する。
Figure 0006945568
Figure 0006945568
29=LICOCENE PP 6102=170℃で60mPasの粘度及び0.90g/cmの密度を有するポリプロピレンワックス
30=LICOCENE PE 4201=140℃で60mPasの粘度及び0.97g/cmの密度を有するポリエチレンワックス
実施例E22〜E25
表9に示される量(重量%)の成分を組み合わせ、これを混合しながら175℃〜190℃に加熱することにより、実施例E22〜E25を調製した。
次いで、実施例E22〜E25は、表9に示される条件下で、比重、硬化時間、粘度、及び繊維断裂率(%)試験方法にしたがって試験された。結果を表9に報告する。
Figure 0006945568
31=VISTAMAXX 8780メタロセン触媒によるポリプロピレンエラストマー(ExxonMobil)
実施例E26〜E31
表10に示される量(重量%)の成分を組み合わせ、これを混合しながら175℃〜190℃に加熱することにより、実施例E26〜E31を調製した。
次いで、実施例E26〜E31は、表10に示される条件下で、比重、硬化時間、粘度、及び繊維断裂率(%)試験方法にしたがって試験された。結果を表10に報告する。
Figure 0006945568
32=L−MODU S−400ポリプロピレンホモポリマー(Idemitsu Kosan Co.,Ltd,Japan)
他の実施形態は、請求項内にある。本明細書で参照されるすべての文書は、本出願と矛盾しない範囲で組み込まれる。
1.ホットメルト接着剤組成物であって、少なくとも35重量%のポリマーと、少なくとも50重量%のプロピレン、及び、約8モル%〜約37.5モル%のプロピレン以外のアルファ−オレフィンコモノマーに由来する、約15重量%〜75重量%以下のプロピレンポリマーであって、5J/g〜60J/gの融解熱を示す、プロピレンポリマーと、少なくとも50重量%のエチレン及び少なくとも3個の炭素原子を有する少なくとも1種のアルファ−オレフィンコモノマーに由来する、5重量%〜約50重量%のエチレンアルファ−オレフィンコポリマーであって、0.90g/cm以下の密度を有する、エチレンアルファ−オレフィンコポリマーと、80℃よりも高い融点及び少なくとも200J/gの融解熱を示す、18重量%〜約37重量%のワックス成分と、を含む、ホットメルト接着剤組成物。
2.プロピレンポリマーが、少なくとも50重量%のプロピレン及び約1モル%〜約37.5モル%のアルファ−オレフィンコモノマーに由来するプロピレン−アルファオレフィンポリマーを含む、第1項に記載のホットメルト接着剤組成物。
3.プロピレンポリマーが、126℃以下の溶融温度を示す、第1項及び第2項に記載のホットメルト接着剤組成物。
4.プロピレンポリマーが、120℃以下の溶融温度を示す、第1項及び第2項に記載のホットメルト接着剤組成物。
5.プロピレンポリマーが、110℃以下の溶融温度を示す、第1項及び第2項に記載のホットメルト接着剤組成物。
6.ワックスが、フィッシャー・トロプシュワックス、ポリエチレンワックス、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される、第1〜5項のいずれか一項に記載のホットメルト接着剤組成物。
7.ワックス成分が、80℃よりも高い融点及び少なくとも200J/gの融解熱を示し、かつフィッシャー・トロプシュワックス、ポリエチレンワックス、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される、少なくとも15重量%のワックスを含む、第1〜6項のいずれか一項に記載のホットメルト接着剤組成物。
8.約10重量%〜約20重量%のエチレンアルファ−オレフィンコポリマーを含む、第1〜7項のいずれか一項に記載のホットメルト接着剤組成物。
9.ホットメルト接着剤組成物が、約15重量%〜約55重量%のプロピレンポリマーと、約10重量%〜約32重量%のエチレンアルファ−オレフィンコポリマーと、約19重量%〜約35重量%のワックス成分とを含み、約10重量%〜約35重量%の粘着付与剤を更に含む、第1〜8項のいずれか一項に記載のホットメルト接着剤組成物。
10.ホットメルト接着剤組成物が、約15重量%〜約50重量%のプロピレンポリマーと、約10重量%〜約30重量%のエチレンアルファ−オレフィンコポリマーと、約25重量%〜約35重量%のワックス成分とを含み、約15重量%〜約35重量%の粘着付与剤を更に含む、第1〜8項のいずれか一項に記載のホットメルト接着剤組成物。
11.粘着付与剤が、少なくとも120℃の環球式軟化点を有する、第1〜10項のいずれか一項に記載のホットメルト接着剤組成物。
12.ホットメルト接着剤組成物が、0.93以下の比重を示す、第1〜11項のいずれか一項に記載のホットメルト接着剤組成物。
13.ホットメルト接着剤組成物が、約15重量%〜約70重量%のプロピレンポリマーと、約10重量%〜約35重量%のエチレンアルファ−オレフィンコポリマーと、約19重量%〜約35重量%のワックス成分と、を含む、第1〜8、11、及び12項のいずれか一項に記載のホットメルト接着剤組成物。
14.ホットメルト接着剤が、少なくとも135℃の塗布温度において、1.0秒以下の硬化時間を示す、第1〜13項のいずれか一項に記載のホットメルト接着剤組成物。
15.ホットメルト接着剤が、少なくとも135℃の塗布温度において、0.8秒以下の硬化時間を示す、第1〜13項のいずれか一項に記載のホットメルト接着剤組成物。
16.ホットメルト接着剤が、少なくとも135℃の塗布温度において、0.7秒以下の硬化時間を示す、第1〜13項のいずれか一項に記載のホットメルト接着剤組成物。
17.ホットメルト接着剤が、少なくとも50℃の引きはがし接着不良温度を示す、第1〜16項のいずれか一項に記載のホットメルト接着剤組成物。
18.プロピレンポリマーが、0℃以下のTgを示す、第1〜17項のいずれか一項に記載のホットメルト接着剤組成物。
19.プロピレンポリマーが、−15℃以下のTgを示す、第1〜17項のいずれか一項に記載のホットメルト接着剤組成物。
20.ホットメルト接着剤組成物が、−43℃で少なくとも50%の繊維断裂率、及び55℃で少なくとも50%の繊維断裂率を示す、第1〜19項のいずれか一項に記載のホットメルト接着剤組成物。
21.少なくとも35重量%のポリマーと、少なくとも50重量%のプロピレン及び0モル%〜約37.5モル%のプロピレン以外のアルファ−オレフィンコモノマーに由来する約15重量%〜75重量%以下のプロピレンポリマーであって、約5J/g〜60J/gの融解熱及び120℃以下の溶融温度を示す、プロピレンポリマーと、少なくとも50重量%のエチレン及び少なくとも3個の炭素原子を有する少なくとも1種のアルファ−オレフィンコモノマーに由来する5重量%〜約50重量%のエチレンアルファ−オレフィンコポリマーであって、0.90g/cm以下の密度を有する、エチレンアルファ−オレフィンコポリマーと、80℃よりも高い融点及び少なくとも200J/gの融解熱を示す少なくとも15重量%〜約37重量%の少なくとも1種のワックスと、を含み、少なくとも1種のワックスは、フィッシャー・トロプシュワックス、ポリエチレンワックス、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される、ホットメルト接着剤組成物。
22.ホットメルト接着剤組成物が、少なくとも20重量%のプロピレンポリマーを含む、第1〜21項のいずれか一項に記載のホットメルト接着剤組成物。
23.プロピレンポリマーが、−15℃以下のTgを示す、第1〜22項のいずれか一項に記載のホットメルト接着剤組成物。
24.プロピレンポリマーが、5J/g〜55J/gを示す、第1〜23項のいずれか一項に記載のホットメルト接着剤組成物。
25.組成物が、−18℃で少なくとも50%繊維断裂率を示す、第1〜24項のいずれか一項に記載のホットメルト接着剤組成物。
26.組成物が、少なくとも177℃の塗布温度で1.5秒以下の硬化時間、少なくとも177℃の塗布温度で1秒以下の硬化時間、少なくとも177℃の塗布温度で0.8秒以下の硬化時間、又は少なくとも177℃の塗布温度で0.7秒以下の硬化時間を示す、第1〜25項のいずれか一項に記載のホットメルト接着剤組成物。
27.10重量%〜20重量%のエチレンアルファ−オレフィンコポリマーを含む、第1〜26項のいずれか一項に記載のホットメルト接着剤組成物。
28.第1の基材と、第1〜27項のいずれか一項に記載のホットメルト接着剤組成物と、接着剤組成物によって第1の基材に接合されている、第2の基材と、を含む物品。

Claims (11)

  1. ホットメルト接着剤組成物であって、
    組成物の全重量を基準として少なくとも35重量%のポリマー,及び、
    組成物の全重量を基準として18重量%〜37重量%のワックス成分
    を含み、
    前記ポリマーが、少なくとも、組成物の全重量を基準として15重量%〜75重量%のプロピレンポリマー及び組成物の全重量を基準として5重量%〜50重量%のエチレンアルファ−オレフィンコポリマーを含み、
    前記プロピレンポリマーが、プロピレンポリマーの全重量を基準として少なくとも50重量%のプロピレン、及び、プロピレンポリマーのモノマーの全モル量を基準として0モル%〜37.5モル%のプロピレン以外のアルファ−オレフィンコモノマーに由来し、1グラム当たり5ジュール(J/g)〜60J/gの融解熱を示す、プロピレンポリマーであり
    前記エチレンアルファ−オレフィンコポリマーが、エチレンアルファ−オレフィンコポリマーの全重量を基準として少なくとも50重量%のエチレン、及び少なくとも3個の炭素原子を有する少なくとも1種のアルファ−オレフィンコモノマーに由来し、0.90g/cm以下の密度を有する、エチレンアルファ−オレフィンコポリマーであり
    前記ワックスが、80℃よりも高い融点及び少なくとも200J/gの融解熱を示し、
    前記組成物は、少なくとも149℃の塗布温度において、1.5秒以下の硬化時間を示す、ホットメルト接着剤組成物。
  2. ホットメルト接着剤組成物であって、
    組成物の全重量を基準として少なくとも35重量%のポリマー,及び、
    組成物の全重量を基準として15重量%〜37重量%の少なくとも1種のワックス
    を含み、
    前記ポリマーが、少なくとも、組成物の全重量を基準として15重量%〜75重量%のプロピレンポリマー及び組成物の全重量を基準として5重量%〜50重量%のエチレンアルファ−オレフィンコポリマーを含み、
    前記プロピレンポリマーが、プロピレンポリマーの全重量を基準として少なくとも50重量%のプロピレン、及び、プロピレンポリマーのモノマーの全モル量を基準として0モル%〜37.5モル%のプロピレン以外のアルファ−オレフィンコモノマーに由来し、5J/g〜60J/gの融解熱、及び120℃以下の溶融温度を示す、プロピレンポリマーであり
    前記エチレンアルファ−オレフィンコポリマーが、エチレンアルファ−オレフィンコポリマーの全重量を基準として少なくとも50重量%のエチレン、及び少なくとも3個の炭素原子を有する少なくとも1種のアルファ−オレフィンコモノマーに由来し、0.90g/cm以下の密度を有する、エチレンアルファ−オレフィンコポリマーであり
    前記ワックスが、80℃よりも高い融点及び少なくとも200J/gの融解熱を示し、フィッシャー・トロプシュワックス、ポリエチレンワックス、及びこれらの組み合わせからなる群から選択され
    前記組成物が、少なくとも149℃の塗布温度において、1.5秒以下の硬化時間を示す、ホットメルト接着剤組成物。
  3. 前記プロピレンポリマーが、110℃以下の溶融温度を示す、請求項1又は2に記載のホットメルト接着剤組成物。
  4. 前記プロピレンポリマーが、0℃以下のTgを示す、請求項1〜3のいずれか一項に記載のホットメルト接着剤組成物。
  5. 前記ホットメルト接着剤組成物が、
    組成物の全重量を基準として15重量%〜55重量%の前記プロピレンポリマーと、
    組成物の全重量を基準として10重量%〜32重量%の前記エチレンアルファ−オレフィンコポリマーと、
    組成物の全重量を基準として19重量%〜35重量%の前記ワックス成分と、を含み、
    組成物の全重量を基準として10重量%〜35重量%の粘着付与剤を更に含む、請求項1〜4のいずれか一項に記載のホットメルト接着剤組成物。
  6. 前記粘着付与剤が、少なくとも120℃の環球式軟化点を有する、請求項5に記載のホットメルト接着剤組成物。
  7. 前記ホットメルト接着剤組成物が、0.95以下の比重を示す、請求項1〜6のいずれか一項に記載のホットメルト接着剤組成物。
  8. 前記ホットメルト接着剤が、少なくとも135℃の塗布温度において、0.8秒以下の硬化時間を示す、請求項1〜7のいずれか一項に記載のホットメルト接着剤組成物。
  9. 前記ホットメルト接着剤組成物が、−43℃で少なくとも50%の繊維断裂率、及び55℃で少なくとも50%の繊維断裂率を示す、請求項1〜8のいずれか一項に記載のホットメルト接着剤組成物。
  10. 前記ホットメルト接着剤が、少なくとも50℃の引きはがし接着不良温度を示す、請求項1〜9のいずれか一項に記載のホットメルト接着剤組成物。
  11. 物品であって、
    第1の基材と、
    請求項1〜10のいずれか一項に記載のホットメルト接着剤組成物と、
    前記接着剤組成物によって前記第1の基材と接合されている、第2の基材と、を含む、物品。
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