JP7023405B1 - ホットメルト組成物 - Google Patents
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Abstract
【課題】 本発明が解決しようとする課題は、０℃以下の低温環境下においても粘着性を有しており、塗布作業性が良好で、金属に付着しても容易に除去可能であるホットメルト組成物を提供する。【解決手段】 未水添スチレン系ブロック共重合体（Ａ）と、粘着付与剤（Ｂ）と、を含有し、未水添スチレン系ブロック共重合体（Ａ）として、スチレン含有割合が２０重量％未満の未水添スチレン系ブロック共重合体（ａ１）と、スチレン含有割合が２０重量％以上のスチレン系ブロック共重合体（ａ２）と、を含むことを特徴とするホットメルト組成物。【選択図】なし
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、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。
従来から、包装分野においては、包装資材やその内容物によって、各種接着剤が使い分けられているが、非常に扱いやすい材料であり、乾燥工程を必要とせず、２５℃程度の常温における接着安定性に優れていることから、特にホットメルト組成物を用いる例が増加しつつある。
例えば、封筒のような繊維質基材において封緘用として用いる場合、０℃以下の低温環境下においても粘着性を有していなければならず、また塗布作業性の向上のため一定水準の溶融粘度が必要とされたり、その後の後片付けのため金属製塗布器から容易に当該組成物を除去可能であることが求められたりしていることから、改善の余地があった。
本発明が解決しようとする課題は、０℃以下の低温環境下においても粘着性を有しており、塗布作業性が良好で、金属に付着しても容易に除去可能であるホットメルト組成物を提供することである。
本発明は、未水添スチレン系ブロック共重合体（Ａ）と、粘着付与剤（Ｂ）と、を含有し、未水添スチレン系ブロック共重合体（Ａ）として、スチレン含有割合が２０重量％未満の未水添スチレン系ブロック共重合体（ａ１）と、スチレン含有割合が２０重量％以上の未水添スチレン系ブロック共重合体（ａ２）と、を含むことを特徴とする封筒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、０℃以下の低温環境下においても粘着性を有しており、塗布作業性が良好で、金属に付着しても容易に除去可能であるという効果がある。
＜未水添スチレン系ブロック共重合体＞
本発明では、未水添スチレン系ブロック共重合体（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。
本発明では、未水添スチレン系ブロック共重合体（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。
スチレン系ブロック共重合体は、スチレン系のハードブロックと、ジエン系のソフトブロックから構成され、ソフトブロックを水素添加していない「未水添スチレン系ブロック共重合体」と、水素添加している「水添スチレン系ブロック共重合体」に分けられる。未水添スチレン系ブロック共重合体としては、スチレン－イソプレン－スチレンブロック共重合体（ＳＩＳ）や、スチレン－ブタジエン－スチレンブロック共重合体（ＳＢＳ）などが、水添スチレン系ブロック共重合体としては、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）などが挙げられる。
これらの中でも、本発明においては、未水添スチレン系ブロック共重合体を用いる必要があり、特にスチレン－イソプレン－スチレンブロック共重合体（ＳＩＳ）を用いることが好ましい。
当該（Ａ）成分としては、スチレン含有割合が２０重量％未満の未水添スチレン系ブロック共重合体（ａ１）と、スチレン含有割合が２０重量％以上の未水添スチレン系ブロック共重合体（ａ２）と、を含む必要がある。
当該（ａ１）成分のスチレン含有割合としては、２０重量％未満である必要があり、１～１９重量％であることが好ましく、３～１８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、溶融粘度を一定水準に保つことができ、金属に付着しても容易に除去することが可能となる。また、ジブロック割合としては、２２重量％未満であることが好ましく、０．１～２１重量％であることがさらに好ましく、０．３～２０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、上記の効果がさらに向上する傾向がある。
当該（ａ１）成分の具体例としては、ＶＥＣＴＯＲ ４１１３Ｎ（商品名、ＴＳＲＣ社製、スチレン－イソプレン－スチレンブロック共重合体、スチレン含有割合：１５重量％、ジブロック割合：１８重量％、メルトフローレート：１１ｇ／ｍｉｎ（２００℃、５ｋｇ、ＡＳＴＭ Ｄ１２３８））、ＪＳＲ ＳＩＳ５２２９（商品名、ＪＳＲ社製、スチレン－イソプレン－スチレンブロック共重合体、スチレン含有割合：１５重量％、ジブロック割合：２０重量％、メルトフローレート：９．５ｇ／１０ｍｉｎ（２００℃、４９．０Ｎ、ＪＩＳ Ｋ ７２１０））などが挙げられる。
当該（ａ２）成分のスチレン含有割合としては、２０重量％以上である必要があり、２１～４５重量％であることが好ましく、２２～４０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、溶融粘度を一定水準に保つことができ、０℃以下の低温環境下においても粘着性を付与することが可能となる。また、ジブロック割合としては、７０重量％未満であることが好ましく、２２～６０重量％であることがさらに好ましく、２４～５０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、上記の効果がさらに向上する傾向がある。
当該（ａ２）成分の具体例としては、ＶＥＣＴＯＲ ４２１３Ｎ（商品名、ＴＳＲＣ社製、スチレン－イソプレン－スチレンブロック共重合体、スチレン含有割合：２５重量％、ジブロック割合：２５重量％、メルトフローレート：１２ｇ／ｍｉｎ（２００℃、５ｋｇ、ＡＳＴＭ Ｄ１２３８））、ＶＥＣＴＯＲ ４２９３Ａ（商品名、ＴＳＲＣ社製、スチレン－イソプレン－スチレンブロック共重合体、スチレン含有割合：３０重量％、ジブロック割合：２５重量％、メルトフローレート：１１ｇ／ｍｉｎ（２００℃、５ｋｇ、ＡＳＴＭ Ｄ１２３８））、ＪＳＲ ＴＲ２５００（商品名、ＪＳＲ社製、スチレン－ブタジエン－スチレンブロック共重合体、スチレン含有割合：３５重量％、ジブロック割合：４０重量％、メルトフローレート：１２ｇ／１０ｍｉｎ（２００℃、４９．０Ｎ、ＪＩＳ Ｋ ７２１０））などが挙げられる。
当該（Ａ）成分における、（ａ１）成分と（ａ２）成分との配合割合（重量部）としては、１：０．１～１０であることが好ましく、１：０．２～５であることがさらに好ましく、１：０．２５～４であ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、本発明にかかるホットメルト組成物の諸物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（Ｂ）を用いる。当該（Ｂ）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。
本発明では、粘着付与剤（Ｂ）を用いる。当該（Ｂ）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（Ｂ）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（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、１０～１０００重量部配合することが好ましく、２０～８００重量部配合することがより好ましく、３０～６００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、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（Ｂ）成分の具体例としては、ＹＳレジン ＰＸ１２５０（商品名、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（商品名、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（商品名、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（商品名、荒川化学工業社製、ロジン系樹脂、軟化点：８０～８７℃）、Ｔ－ＲＥＺ ＨＡ１２５（商品名、ＪＸＴＧエネルギー社製、脂環族系炭化水素、軟化点：１２０℃～１３０℃）、Ｅｓｃｏｒｅｚ ５６００（商品名、エクソンモービル社製、部分水添石油樹脂、軟化点：１００℃）、Ｅａｓｔｏｔａｃ Ｃ１００Ｒ（商品名、イーストマン社製、脂肪族系石油樹脂、軟化点：１００℃）、Ｅｎｄｅｘ １５５（商品名、イーストマン社製、芳香族系石油樹脂、軟化点：１５２℃）などが挙げられる。
＜その他の成分＞
本発明では、その他の成分として、軟化剤を用いることができる。当該成分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る。当該成分の種類としては、パラフィン系、ナフテン系のオイルや、ポリブテンなどが挙げられる。
本発明では、その他の成分として、軟化剤を用いることができる。当該成分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る。当該成分の種類としては、パラフィン系、ナフテン系のオイルや、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、１～５００重量部配合することが好ましく、１０～４００重量部配合することがより好ましく、２０～３００重量部配合することが特に好ましい。
当該成分としてオイルを用いる場合、動粘度（４０℃）としては、５～８００ｍｍ２／ｓであることが好ましく、１０～６００ｍｍ２／ｓであることがさらに好ましく、２０～５００ｍｍ２／ｓであることが特に好ましい。
オイルの具体例としては、ダイアナプロセスオイル ＰＷ－９０（商品名、パラフィン系オイル、出光興産社製、動粘度（４０℃）：９１ｍｍ２／ｓ）、ダイアナプロセスオイル ＮＰ－２５０（商品名、パラフィン系・ナフテン系混合オイル、出光興産社製、動粘度（４０℃）：２７５ｍｍ２／ｓ）、Ｆｏｍｉ ５５０（商品名、パラフィン系オイル、ＰＴ Ｓａｒｉ Ｓａｒａｎａ Ｋｉｍｉａｔａｍａ社製、動粘度（４０℃）：１１０ｍｍ２／ｓ）などが挙げられる。
当該成分としてポリブテンを用いる場合、数平均分子量（Ｍｎ）としては、１００～５０００であることが好ましく、２００～４０００であることがさらに好ましく、３００～３０００であることが特に好ましい。
ポリブテンの具体例としては、日石ポリブテン ＨＶ－５０（商品名、ＪＸＴＧ社製、Ｍｎ：８００）、日石ポリブテン ＨＶ－１００（商品名、ＪＸＴＧ社製、Ｍｎ：９８０）、日石ポリブテン ＨＶ－３００（商品名、ＪＸＴＧ社製、Ｍｎ：１，４００）、日油ポリブテン １０Ｎ（商品名、日油社製、Ｍｎ：１，０００）、日油ポリブテン ３０Ｎ（商品名、日油社製、Ｍｎ：１，３５０）、Ｉｎｄｏｐｏｌ Ｈ－１００（商品名、ＩＮＥＯＳ社製、Ｍｎ：９１０）、Ｉｎｄｏｐｏｌ Ｈ－３００（商品名、ＩＮＥＯＳ社製、Ｍｎ：１，３００）などが挙げられる。
さらに、本発明では、添加剤として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、Ｓｕｍｉｌｉｚｅｒ ＧＰ（商品名、住友化学社製）、Ｓｏｎｇｎｏｘ １０１０（商品名、Ｓｏｎｇｗｏｎ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、０．０１～３０重量部配合することが好ましく、０．１～２０重量部配合することがより好ましく、０．３～１５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、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、光安定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、１６０℃に設定したミキサ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。
ＶＥＣＴＯＲ ４１１３Ｎ（商品名、ＴＳＲＣ社製、スチレン－イソプレン－スチレンブロック共重合体、スチレン含有割合：１５重量％、ジブロック割合：１８重量％、メルトフローレート：１１ｇ／ｍｉｎ（２００℃、５ｋｇ、ＡＳＴＭ Ｄ１２３８））
ＶＥＣＴＯＲ ４２１３Ｎ（商品名、ＴＳＲＣ社製、スチレン－イソプレン－スチレンブロック共重合体、スチレン含有割合：２５重量％、ジブロック割合：２５重量％、メルトフローレート：１２ｇ／ｍｉｎ（２００℃、５ｋｇ、ＡＳＴＭ Ｄ１２３８））
Ｅｓｃｏｒｅｚ ５６００（商品名、エクソンモービル社製、部分水添石油樹脂、軟化点：１００℃）
Ｆｏｍｉ ５５０（商品名、パラフィン系オイル、ＰＴ Ｓａｒｉ Ｓａｒａｎａ Ｋｉｍｉａｔａｍａ社製、動粘度（４０℃）：１１０ｍｍ２／ｓ）
Ｉｎｄｏｐｏｌ Ｈ－３００（商品名、ポリブテン、ＩＮＥＯＳ社製、Ｍｎ：１，３００）
Ｓｏｎｇｎｏｘ １０１０（商品名、Ｓｏｎｇｗｏｎ社製）
表１に示す配合において、１６０℃に設定したミキサ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。
ＶＥＣＴＯＲ ４１１３Ｎ（商品名、ＴＳＲＣ社製、スチレン－イソプレン－スチレンブロック共重合体、スチレン含有割合：１５重量％、ジブロック割合：１８重量％、メルトフローレート：１１ｇ／ｍｉｎ（２００℃、５ｋｇ、ＡＳＴＭ Ｄ１２３８））
ＶＥＣＴＯＲ ４２１３Ｎ（商品名、ＴＳＲＣ社製、スチレン－イソプレン－スチレンブロック共重合体、スチレン含有割合：２５重量％、ジブロック割合：２５重量％、メルトフローレート：１２ｇ／ｍｉｎ（２００℃、５ｋｇ、ＡＳＴＭ Ｄ１２３８））
Ｅｓｃｏｒｅｚ ５６００（商品名、エクソンモービル社製、部分水添石油樹脂、軟化点：１００℃）
Ｆｏｍｉ ５５０（商品名、パラフィン系オイル、ＰＴ Ｓａｒｉ Ｓａｒａｎａ Ｋｉｍｉａｔａｍａ社製、動粘度（４０℃）：１１０ｍｍ２／ｓ）
Ｉｎｄｏｐｏｌ Ｈ－３００（商品名、ポリブテン、ＩＮＥＯＳ社製、Ｍｎ：１，３００）
Ｓｏｎｇｎｏｘ １０１０（商品名、Ｓｏｎｇｗｏｎ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。
＜溶融粘度＞
ブルックフィールド粘度計により、ホットメルト組成物１０ｇを１６０℃にて溶融させ、１０分間静置させた後、スピンドルＮｏ．２７、回転数５ｒｐｍにて回転を開始し、１０分後の溶融粘度（ｍＰａ・ｓ）を測定した。溶融粘度が、１，０００ｍＰａ・ｓ以上２０，０００ｍＰａ・ｓ以下のものを〇、この範囲から外れたものを×と評価した。
ブルックフィールド粘度計により、ホットメルト組成物１０ｇを１６０℃にて溶融させ、１０分間静置させた後、スピンドルＮｏ．２７、回転数５ｒｐｍにて回転を開始し、１０分後の溶融粘度（ｍＰａ・ｓ）を測定した。溶融粘度が、１，０００ｍＰａ・ｓ以上２０，０００ｍＰａ・ｓ以下のものを〇、この範囲から外れたものを×と評価した。
＜低温安定性＞
クラフト紙に対して、１６０℃で溶融させたホットメルト組成物を、塗布量１００ｇ／ｍ２にてスロットコート塗布し、－５℃に調温した恒温機内に５時間静置した後、塗布部の表面タックを指触にて確認した。表面タックが確認できたものを○、確認できなかったものを×と評価した。
クラフト紙に対して、１６０℃で溶融させたホットメルト組成物を、塗布量１００ｇ／ｍ２にてスロットコート塗布し、－５℃に調温した恒温機内に５時間静置した後、塗布部の表面タックを指触にて確認した。表面タックが確認できたものを○、確認できなかったものを×と評価した。
＜剥離性＞
ＳＵＳ３０４板に対して、１６０℃で溶融させたホットメルト組成物を、塗布量１００ｇ／ｍ２にてスロットコート塗布し、試験体を作製した。またステンレス棒（直径：１０ｍｍ）に対して、厚みが３ｍｍとなるようホットメルト組成物を塗布し、除去用器具を作製した。そして、試験体及び除去用器具を２３℃にて２４時間養生した後、除去用器具により試験体を一往復のみ擦り、ホットメルト組成物が除去できたかどうかを目視にて確認した。全て除去できたものを〇、除去できなかったものを×と評価した。
ＳＵＳ３０４板に対して、１６０℃で溶融させたホットメルト組成物を、塗布量１００ｇ／ｍ２にてスロットコート塗布し、試験体を作製した。またステンレス棒（直径：１０ｍｍ）に対して、厚みが３ｍｍとなるようホットメルト組成物を塗布し、除去用器具を作製した。そして、試験体及び除去用器具を２３℃にて２４時間養生した後、除去用器具により試験体を一往復のみ擦り、ホットメルト組成物が除去できたかどうかを目視にて確認した。全て除去できたものを〇、除去できなかったものを×と評価した。
Claims (2)
- 未水添スチレン系ブロック共重合体（Ａ）と、粘着付与剤（Ｂ）と、を含有し、
未水添スチレン系ブロック共重合体（Ａ）として、スチレン含有割合が２０重量％未満の未水添スチレン系ブロック共重合体（ａ１）と、スチレン含有割合が２０重量％以上の未水添スチレン系ブロック共重合体（ａ２）と、を含むことを特徴とする封筒用ホットメルト組成物。 - 未水添スチレン系ブロック共重合体（Ａ）が、スチレン－イソプレン－スチレンブロック共重合体であることを特徴とする請求項１記載の封筒用ホットメルト組成物。
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