JP7342851B2 - ポリオレフィン系接着剤組成物 - Google Patents

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Description

本発明はポリエチレンやポリプロピレン等のオレフィン系樹脂基材に対して良好な接着性能を発揮する接着剤組成物に関する。
古くからポリエチレンやポリプロピレンの様な表面エネルギーの低い基材を接着させる手法について研究されており、これら材料に対して高い接着性能を有する接着剤の設計は容易でない事が知られている。これら低表面エネルギー基材に対して良好な接着性を発現させる手法として、被着体表面を予めコロナ放電やプラズマ処理等により前処理し、表面エネルギーを高めておいてから接着させるという技術が提案されている。これらの手法は有効な技術である反面、高価な装置を必要とし、電力消費量もアップする。
一方でポリエチレンやポリプロピレンの様なオレフィン系素材を使った製品は近年身の回りにある家庭用品から種々工業用途まで多義に渡り益々増える傾向にある。特に車載用途に至っては自動車軽量化の動向からポリプロピレンを素材とする成形材料の搭載が積極的に進められている。この様な経緯から近年、従来にはなかったより効果的な接着剤も開発されて来ている。具体的なものとしては特許文献1~6にはその例を見る事が出来る。
特開2012-197388号公報 特開2013-95873号公報 特開2005-220153号公報 特開2001-152119号公報 特開2002-146315号公報 特開2009-235289号公報
特許文献1および2は湿気硬化型接着剤の例示であり、フィルムの接着やコーティング剤としては不向きのものであった。特許文献3~6はいずれも水系接着剤であるが、接着剤中に含まれる乳化剤や、塗工の際に使用する濡れ剤がブリードアウトを起こして接着性が低下したり、耐水性に問題がある場合があり、また水系であるがゆえ、接着剤の乾燥に高温の加熱を要するため、ポリエチレンのような軟化点の低い基材には適用できないことがあった。
本発明は、上記の問題点を解決するため、低温(80℃)乾燥での塗工が可能であり、ポリエチレンやポリプロピレン等のオレフィン系樹基材に対して良好な接着性能および耐水性を発揮し、かつ保存安定性良好な接着剤組成物を提供することを目的とするものである。
上記課題を達成するため、本発明者らは鋭意検討し、酸変性ポリオレフィン、粘着付与剤および有機溶剤を含む接着剤組成物が前記課題解決に有効であることを見出し、以下の発明を提案するに至った。すなわち本発明は、以下の構成からなる。
酸変性ポリオレフィン(A)、粘着付与剤(B)、および有機溶剤(C)を含有する接着剤組成物であって、前記粘着付与剤(B)が、スチレン変性テルペン樹脂である、接着剤組成物。
前記酸変性ポリオレフィン(A)の酸価は2~50mgKOH/gであることが好ましく、融点は50~95℃であることが好ましい。また、酸変性ポリオレフィン(A)は、オレフィン成分としてプロピレンおよび1-ブテンを含有し、プロピレンと1-ブテンのモル比がプロピレン/1-ブテン=98~60/2~40であることが好ましい。
前記粘着付与剤(B)は、前記酸変性ポリプロピレン(A)100質量部に対して5質量部以上80質量部以下の範囲であることが好ましい。
前記有機溶剤(C)は、炭化水素系溶剤(C1)、並びにエステル系溶剤および/またはケトン系溶剤からなる極性溶剤(C2)を含有することが好ましく、さらにアルコール系溶剤(C3)を含有することがより好ましい。
ポリエチレン基材の接着に用いられる前記いずれかの接着剤組成物、および前記接着剤組成物を用いて接着されたポリエチレン基材の積層体。
本発明の接着剤組成物は、保存安定性が良好であり、ポリオレフィン系樹脂等の低表面エネルギー基材への接着性および耐水性に優れており、ポリエチレン等の基材の接着に有用である。また、フィルムやラベル等の接着やコーティング剤としても好適である。
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
<酸変性ポリオレフィン(A)>
本発明で用いる酸変性ポリオレフィン(A)は限定的ではないが、ポリエチレン、ポリプロピレン及びプロピレン・α-オレフィン共重合体の少なくとも1種に、α,β-不飽和カルボン酸及びその酸無水物の少なくとも1種をグラフトすることにより得られるものが好ましい。
プロピレン・α-オレフィン共重合体は、プロピレンを主体としてこれにα-オレフィンを共重合したものである。α-オレフィンとしては、例えば、エチレン、1-ブテン、1-ヘプテン、1-オクテン、4-メチル-1-ペンテン、酢酸ビニルなどを1種又は数種用いることができる。これらのα-オレフィンの中では、エチレン、1-ブテンが好ましく、1-ブテンが最も好ましい。
α,β-不飽和カルボン酸及びその酸無水物の少なくとも1種としては、例えば、マレイン酸、イタコン酸、シトラコン酸及びこれらの酸無水物が挙げられる。これらの中でも酸無水物が好ましく、無水マレイン酸がより好ましい。具体的には、無水マレイン酸変性ポリプロピレン、無水マレイン酸変性プロピレン・エチレン共重合体、無水マレイン酸変性プロピレン・1-ブテン共重合体、無水マレイン酸変性プロピレン・エチレン・1-ブテン共重合体等が挙げられ、これら酸変性ポリオレフィンを1種類又は2種類以上を組み合わせて使用することができる。なかでも無水マレイン酸変性プロピレン・1-ブテン共重合体が好ましい。
酸変性ポリオレフィン(A)の酸価は、ポリオレフィン樹脂基材との接着性および粘着付与剤(B)との相溶性の観点から、2~50mgKOH/gの範囲であることが好ましい。より好ましくは3~40mgKOH/g、さらに好ましくは5~30mgKOH/g、特に好ましくは7~25mgKOH/gの範囲である。
酸変性ポリオレフィン(A)の融点(Tm)は、50℃~95℃の範囲であることが好ましい。より好ましくは55℃~80℃の範囲であり、最も好ましくは60℃~75℃の範囲である。前記の値未満であると、結晶由来の凝集力が弱くなり、接着性や耐薬品性が劣る場合がある。一方、前記の値を超えると、溶液安定性、流動性が低く接着する際の操作性に問題が生じる場合がある。
酸変性ポリオレフィン(A)は、オレフィン成分としてプロピレンおよび1-ブテンを有することが好ましい。また、プロピレンと1-ブテンのモル比の好ましい範囲としてはプロピレン/1-ブテン=98~60/2~40であり、より好ましくは90~70/10~30である。プロピレンのモル比が60%以上であることで、ポリオレフィン基材との優れた密着性を発現できる。また、1-ブテンのモル比が2%以上であれば有機溶剤への溶解性が増し、接着剤としての塗工性が向上する。
オレフィン成分として、プロピレンと1-ブテン成分の合計量は62モル%以上であることが好ましい。より好ましくは80モル%以上であり、さらに好ましくは90モル%以上であり、特に好ましくは95モル%以上であり、100モル%であっても差し支えない。前記値未満であると、接着性および耐薬品性が低下することがある。
酸変性ポリオレフィン(A)の重量平均分子量(Mw)は、10,000~200,000の範囲であることが好ましい。より好ましくは20,000~180,000の範囲であり、さらに好ましくは30,000~160,000の範囲であり、特に好ましくは40,000~140,000の範囲であり、最も好ましくは、50,000~110,000の範囲である。前記の値未満であると、凝集力が弱くなり接着性が劣る場合がある。一方、前記の値を超えると、流動性が低く接着する際の操作性に問題が生じる場合があり、また粘着付与剤(B)との相溶性にも劣る場合がある。
酸変性ポリオレフィン(A)の製造方法としては、特に限定されず、例えばラジカルグラフト反応(すなわち主鎖となるポリマーに対してラジカル種を生成し、そのラジカル種を重合開始点として不飽和カルボン酸および酸無水物をグラフト重合させる反応)、などが挙げられる。
ラジカル発生剤としては、特に限定されないが、有機過酸化物を使用することが好ましい。有機過酸化物としては、特に限定されないが、ジ-tert-ブチルパーオキシフタレート、tert-ブチルヒドロパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、tert-ブチルパーオキシベンゾエート、tert-ブチルパーオキシ-2-エチルヘキサノエート、tert-ブチルパーオキシピバレート、メチルエチルケトンパーオキサイド、ジ-tert-ブチルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド等の過酸化物;アゾビスイソブチロニトリル、アゾビスイソプロピオニトリル等のアゾニトリル類等が挙げられる。
<粘着付与剤(B)>
本発明で使用される粘着付与剤(B)は、スチレン変性テルペン樹脂であることが必要である。スチレン変性テルペン樹脂は、スチレン系モノマーとテルペンモノマーの共重合樹脂であることが好ましい。粘着付与剤(B)がスチレン変性テルペン樹脂であることで、接着剤組成物の接着性、耐水性および耐薬品性が良好となる。
スチレン系モノマーとしては、スチレン、アルキルスチレン、アリールスチレン、ハロゲン化スチレン、アルコキシスチレン、ビニル安息香酸エステル等を挙げることができる。アルキルスチレンとしては、o-メチルスチレン、m-メチルスチレン、p-メチルスチレン、o-エチルスチレン、m-エチルスチレン、p-エチルスチレン、o-n-プロピルスチレン、m-n-プロピルスチレン、p-n-プロピルスチレン、o-イソプロピルスチレン、m-イソプロピルスチレン、p-イソプロピルスチレン、m-n-ブチルスチレン、p-n-ブチルスチレン、p-tert-ブチルスチレン、4-ブテニルスチレン、2,4-ジメチルスチレン、2,5-ジメチルスチレン、3,5-ジメチルスチレン、メシチルスチレン等が挙げられる。アリールスチレンとしては、p-フェニルスチレン等が挙げられる。ハロゲン化スチレンとしては、o-フルオロスチレン、m-フルオロスチレン、p-フルオロスチレン、o-クロロスチレン、m-クロロスチレン、p-クロロスチレン、o-ブロモスチレン、m-ブロモスチレン、p-ブロモスチレン、o-メチル-p-フルオロスチレン等が挙げられる。アルコキシスチレンとしては、o-メトキシスチレン、m-メトキシスチレン、p-メトキシスチレン等が挙げられる。これらの中で、スチレンが特に好ましい。上記スチレン系モノマーは1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
スチレン変性テルペン樹脂は、一般式(1)の構造で表される樹脂であることが好ましい。
Figure 0007342851000001
一般式(1)中、Rは水素、炭素数1~10のアルキル基、炭素数6~12のアリール基、ハロゲン(フッ素、塩素、臭素、ヨウ素)、または炭素数1~10のアルコキシ基であることが好ましくは、より好ましくは水素である。mは1~10の整数であることが好ましく、より好ましくは2~8であり、さらに好ましくは3~5である。nは1~10の整数であることが好ましく、より好ましくは2~8であり、さらに好ましくは3~5である。
粘着付与剤(B)に用いられるスチレン変性テルペン樹脂は、酸変性ポリオレフィン(A)との相溶性が高いことが望まれる。酸変性ポリオレフィンとの相溶性が高いことで、優れた接着性が発揮される。相溶性を確認する方法としては酸変性ポリオレフィン(A)と粘着付与剤(B)を混ぜ合わせて作製した乾燥塗膜の透明性を確認する方法が挙げられ、透明性が高いほど相溶性が高いと判断される。透明性は目視で確認することができるが、より正確にはHAZEメーター(1.0以下が好ましく、更に好ましくは0.5以下)等を使用する事で判断できる。または上記作製した乾燥フィルムの動的粘弾性特性を測定し、損失弾性率(E”)の主分散ピークが粘着付与剤(B)配合前と比較しブロードになっていなければ相溶性が良好と判断される。
本発明の接着剤組成物の粘着付与剤(B)の含有量は、酸変性ポリオレフィン(A)100質量部に対して、5~80質量部の範囲が好ましく、より好ましくは8~60質量部であり、さらに好ましくは10~50質量部であり、最も好ましくは20~40質量部の範囲である。前記の値未満であると、ポリオレフィン基材との接着性に劣る場合がある。また、前記の値を超えると、酸変性ポリオレフィン(A)の凝集力を阻害し、接着強度や耐薬品性を低下させる場合がある。
粘着付与剤(B)の軟化点は60℃以上が好ましく、70℃以上がより好ましく、80℃以上がさらに好ましく、110℃以上が特に好ましい。また、160℃以下が好ましく、150℃以下がさらに好ましく、130℃以下が特に好ましい。60℃未満であると、乾燥後の塗膜にタック性が残り、作業性に影響を及ぼす場合がある。160℃を超えると、ポリオレフィン基材との接着性が劣る場合がある。軟化点はISO4625-1:2004より測定できる。また、数平均分子量は500以上が好ましく、700以上がより好ましく、800以上がさらに好ましく、1800以下が好ましく、1600以下がより好ましく、1500以下がさらに好ましい。500未満であると接着剤組成物からなる塗膜の物性を低下させたり、塗膜表面にブリードアウトしてしまう場合があり、1800を超えると酸変性ポリオレフィン(A)との相溶性が悪くなることがある。
<有機溶剤(C)>
本発明に用いられる有機溶剤(C)は酸変性ポリオレフィン(A)および粘着付与剤(B)を溶解させるものであれば限定されないが、炭化水素系溶剤(C1)、並びにエステル系溶剤および/またはケトン系溶剤からなる極性溶剤(C2)を含むことが好ましい。炭化水素系溶剤(C1)および極性溶剤(C2)を含有することで、接着剤組成物の優れた保存安定性を発現することができる。
炭化水素系溶剤(C1)は、酸変性ポリオレフィン(A)を溶解するものであれば限定的ではなく、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素系溶剤、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン等の脂環式炭化水素系溶剤、n-ヘキサン、n-ヘプタン等の鎖状炭化水素系溶剤等が挙げられる。中でも、溶解性および環境への配慮から、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン等の脂環式炭化水素系溶剤が好ましい。
極性溶剤(C2)は、エステル系溶剤および/またはケトン系溶剤からなる有機溶剤であり、接着剤組成物の粘度調整および増粘抑制の役割を果たす。有機溶剤(C)が炭化水素系溶剤(C1)のみの場合、概して接着剤組成物の粘度が高くなり、あるいは経時で増粘し、塗工作業性に支障をきたす場合がある。エステル系溶剤としては、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸n-プロピル、酢酸イソプロピル、酢酸n-ブチル、酢酸イソブチル、酢酸tert-ブチル、酢酸アミル、酢酸イソアミル等が例示される。中でも酢酸n-ブチルが好ましい。ケトン系溶剤としては、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等が挙げられる。中でもメチルエチルケトンが好ましい。これらは1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
炭化水素系溶剤(C1)と極性溶剤(C2)の含有量(質量比)は、(C1)/(C2)=99~50/1~50であることが好ましく、より好ましくは97~60/3~40であり、さらに好ましくは95~70/5~30である。(C2)が1質量部未満であると、接着剤組成物の粘度が高くなるか、あるいは経時で増粘し、塗工作業性に支障をきたす場合がある。50質量部を超えると、酸変性ポリオレフィン(A)の溶解性が低下し、接着剤組成物の外観に濁りが生じたり、ゲル化や酸変性ポリオレフィン(A)の析出が起こる場合がある。また、低極性基材との濡れ性が低下し、塗工作業性の問題や、低極性基剤と接着剤層との接着性の低下を招く場合がある。
本発明の接着剤組成物には、有機溶剤(C)として、炭化水素系溶剤(C1)、および極性溶剤(C2)の他に、さらにアルコール系溶剤(C3)を含んでもよい。アルコール系溶剤(C3)はエステル系溶剤、およびケトン系溶剤より高極性であるため、粘度調整および増粘抑制の効果がより大きい。アルコール系溶剤(C3)としてはメタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール(IPA)、n-ブタノール、イソブタノール、2-ブタノール等が挙げられる。アルコール系溶剤(C3)の含有量は、有機溶剤(C)100質量%中、0.1質量%以上であることが好ましく、より好ましくは0.5質量%以上であり、5質量%以下が好ましく、より好ましくは3質量%以下である。少なすぎると接着剤組成物の粘度が高くなり、作業性が低下することがある。また、多すぎると保存安定性が低下することがある。
有機溶剤(C)として、炭化水素系溶剤(C1)、極性溶剤(C2)およびアルコール系溶剤(C3)を含有する場合、アルコール系溶剤(C3)は、炭化水素系溶剤(C1)および極性溶剤(C2)の合計100質量部に対して、0.1~10質量部であることが好ましく、より好ましくは0.5~5質量部であり、さらに好ましくは0.8~2質量部である。
有機溶剤(C)は、酸変性ポリオレフィン(A)と粘着付与剤(B)の合計100質量部に対して、100質量部以上であることが好ましく、より好ましくは150質量部以上であり、さらに好ましくは200質量部以上であり、特に好ましくは300質量部以上である。少なすぎると接着剤組成物の保存安定性が低下することがある。また、3000質量部以下であることが好ましく、より好ましくは2000質量部以下であり、さらに好ましくは1500質量部であり、特に好ましくは1000質量部である。多すぎると工業的に不利となり得る。
有機溶剤(C)は、前記炭化水素系溶剤(C1)、極性溶剤(C2)およびアルコール系溶剤(C3)の合計が80質量%以上含有することが好ましく、より好ましくは90質量%であり、さらに好ましくは95質量%以上であり、100質量%であっても差し支えない。少なすぎると、溶液安定性が低下することがある。
本発明の接着剤組成物には、塗工後の接着剤層の乾燥性の観点から、水が含まれないことが好ましい。通常、接着剤組成物中の水の含有量は5質量%以下であればよく、より好ましくは1質量%以下であり、0.1質量%であることが最も好ましい。
その他、本発明の接着剤組成物には接着性能を低下させない範囲で充填剤、顔料、着色剤、酸化防止剤等の種々添加剤や、硬化剤を配合しても良い。
<接着剤層>
本発明の接着剤組成物を用いて接着剤層を作製することができる。本発明の接着剤層は、前記接着剤組成物を基材に塗布し、乾燥し、エージング等を行って硬化させた後の接着剤組成物の層をいう。積層する方法としては、一般的なラミネート製造技術を利用することができる。例えば、特に限定されないが、基材の表面に接着剤組成物をロールコータやバーコータ等の適当な塗布手段を用いて塗布し、乾燥させる。乾燥後、基材表面に形成された接着剤組成物の層(接着剤層)が溶融状態にある間に、その塗布面に他の基材を積層接着(ラミ接着)することもできる。接着剤層の厚みは、特に限定されないが、0.5~10μmにすることが好ましく、0.8~9.5μmにすることがより好ましく、1~9μmにすることがさらに好ましい。
<積層体>
本発明の積層体は、前記接着剤層と基材1との2層の積層体(基材1/接着剤層)、または接着剤層の面に基材2を貼り合わせた3層の積層体(基材1/接着剤層/基材2)、さらに3層の積層体に2層の積層体を貼り合わせた積層体(基材1/接着剤層/基材2/接着剤層/基材3)をいう。
基材としては、特に限定されないが、ポリオレフィン系樹脂基材が好ましい。ポリオレフィン系樹脂基材としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン-プロピレン共重合体などを用いることができ、なかでもポリエチレンが好ましい。ポリオレフィン系樹脂基材には必要に応じて顔料や種々の添加物を配合してもよいし、表面処理が施されていてもよい。
本発明で得られる接着剤組成物は、ポリオレフィン系樹脂基材に対する密着性に優れているので、塗装、印刷、接着、コーティングの際のプライマーや、塗料、インキ、コーティング剤、接着剤の用途に有用である。
以下、実施例を挙げて本発明を更に詳細に説明する。但し、本発明は実施例に限定されない。
<酸価の測定>
本発明における酸価(mgKOH/g-resin)は、1gの酸変性ポリオレフィン(A)を中和するのに必要とするKOH量のことであり、JIS K0070(1992)の試験方法に準じて、測定した。具体的には、100℃に温度調整したキシレン100gに、酸変性ポリオレフィン1gを溶解させた後、同温度でフェノールフタレインを指示薬として、0.1mol/L水酸化カリウムエタノール溶液[商品名「0.1mol/Lエタノール性水酸化カリウム溶液」、和光純薬(株)製]で滴定を行った。この際、滴定に要した水酸化カリウム量をmgに換算して酸価(mgKOH/g)を算出した。
<平均分子量の測定>
本発明における酸変性ポリオレフィン(A)の重量平均分子量(Mw)は日本ウォーターズ社製ゲルパーミエーションクロマトグラフAlliance e2695(以下、GPC、標準物質:ポリスチレン樹脂、移動相:テトラヒドロフラン、カラム:SHODEX KF-806 + KF-803、カラム温度:40℃、流速:1.0ml/分、検出器:フォトダイオードアレイ検出器(波長254nm=紫外線))によって測定した。
また、粘着付与剤(B)の数平均分子量(Mn)は、日本ウォーターズ社製ゲルパーミエーションクロマトグラフAlliance e2695(以下、GPC、標準物質:ポリスチレン樹脂、移動相:テトラヒドロフラン、カラム:TSKgel SuperHM-L 3本連結、カラム温度:40℃、流速:1.0ml/分、検出器:フォトダイオードアレイ検出器(波長254nm=紫外線))によって測定した。
<融点の測定>
本発明における融点は示差走査熱量計(以下、DSC、ティー・エー・インスツルメント・ジャパン製、Q-2000)を用いて、10℃/分の速度で昇温融解、冷却樹脂化して、再度昇温融解した際の融解ピークのトップ温度から測定した値である。
<接着性の評価>
接着性の評価は、せん断試験により実施した。
実施例・比較例で得られた接着剤組成物を、(株)パルテック社製2mm厚、25mm×100mmサイズの高密度ポリエチレンテストピースに#16Eのワイヤーバーを用いて、引っ張り試験機のチャックつかみしろとしてテストピース片端約1cmを残して、乾燥後の膜厚が5μmとなるように塗工し、80℃の熱風乾燥機で10分乾燥させた。乾燥機から取り出した直後の塗工面に25mm×200mmサイズの60μm厚OPPフィルムの未処理面をチャックつかみしろが同じ方向になる様に貼り合せ、120kg/m2の荷重を掛けて80℃のオーブンで10分間エージングし、接着性試験サンプルを得た。接着性試験サンプルを室温で一晩放置後、引っ張り試験機(Orientec社製“RTM-100”)を用い剥離試験を実施した。引っ張り条件は試験機のチャックの片方でポリエチレンテストピースの端を、他方でOPPフィルムの端をつかみ、5kgfロードセルを用い、50mm/分の引っ張り速度で上下方向に引いて180°剥離試験を実施した。同試験を4回実施し、測定強度の平均値を剥離強度とした。
(判定)
剥離強度
◎:3.0N/cm以上
○:2.5N/cm以上、3.0N/cm未満
△:2.0N/cm以上、2.5N/cm未満
×:2.0N/cm未満
<耐水性の評価>
実施例・比較例で得られた接着剤組成物を、#40Eワイヤーバーを用いて25μm厚のOPPフィルムに乾燥後の膜厚が10μmとなるように塗布し、熱風乾燥機で80℃、30分間乾燥させた。得られた塗工膜を2.5cm×30cmの短冊状にカットし、シリカゲルを入れたデシケーター内で24時間保存し、乾燥させ、短冊状塗工膜(耐水性試験サンプル)を得た。次いで個々の短冊状塗工膜を取り出し、密閉性の金属缶に入れて塗工膜重量(X)を精秤した。金属缶から短冊状塗工膜を取り出し、40℃の温水に5分間浸漬した後、取り出して表面付着水をガーゼで丁寧にふき取り、再度密閉性の金属缶に入れて塗工膜重量(Y)を精秤した。温水浸漬前後の吸水による塗布膜の重量増加率を下記式により計算し、耐水性の指標とした。塗布膜の重量増加率により、評価基準を以下の様にした。
式:温水浸漬後の重量増加率(%)=(塗工膜重量(Y)-塗工膜重量(X))/塗工膜重量(X)×100
(判定)
◎:温水浸漬後の重量増加率 2.5%未満
○:温水浸漬後の重量増加率 2.5%以上、3.0%未満
△:温水浸漬後の重量増加率 3.0%以上、3.5%未満
×:温水浸漬後の重量増加率 3.5%以上
<粘度の測定>
接着剤組成物の粘度を、東機産業社製のブルックフィールド型粘度計TVB-10M(以下、B型粘度計ともいう)を用いて25℃の溶液粘度を測定した。
<保存安定性評価>
実施例・比較例で調製された接着剤組成物を25℃のインキュベーター内で静置状態で保存した。2週間放置後の溶液の外観変化を観察し、結果を以下の様な基準で評価した。
(判定)
◎:接着剤組成物が外観変化なく、調製時と同等の流動性を保持している。
○:接着剤組成物が外観に曇りはあるが、調製時と同等の流動性は保持している。
△:接着剤組成物がわずかに分離・沈降物があるか、あるいは増粘している。
×:接着剤組成物が分離・沈降物が発生しているか、固化しており流動性が無い。
<酸変性ポリオレフィン(A)の製造例>
製造例1
1Lオートクレーブに、プロピレン・1-ブテン共重合体(融点70℃、プロピレン/1-ブテン=75/25(モル比))100質量部、トルエン233質量部及び無水マレイン酸15質量部、ジ-tert-ブチルパーオキサイド4質量部を加えた。攪拌しながら加熱し、140℃で1時間反応した。得られた反応液を100℃に冷却後、メチルエチルケトン950質量部が入った容器に攪拌しながら注ぎ、25℃に冷却して樹脂を析出させた。当該樹脂を含有するスラリー液を遠心分離することで無水マレイン酸がグラフト重合した酸変性プロピレン・1-ブテン共重合体と(ポリ)無水マレイン酸および低分子量物とを分離した。
更に、遠心分離して取り出した酸変性プロピレン・1-ブテン共重合体を、予め25℃に保温した新たな2000質量部のメチルエチルケトンが入った容器に攪拌しながら投入し、1時間攪拌を続けた。その後、スラリー液を遠心分離することで、更に酸変性プロピレン・1-ブテン共重合体と(ポリ)無水マレイン酸および低分子量物とを分離した。当該操作を2回繰り返して精製した。
精製後、減圧下60℃で5時間乾燥させることにより、酸変性ポリオレフィンである無水マレイン酸変性プロピレン・1-ブテン共重合体(A-1、酸価18mgKOH/g、重量平均分子量70,000、融点70℃、プロピレン/1-ブテン=75/25(モル比))を得た。
製造例2
無水マレイン酸の仕込み量を20質量部、ジ-tert-ブチルパーオキサイドの仕込み量を5質量部に変更した以外は製造例1と同様に操作し、酸変性ポリオレフィンである無水マレイン酸変性プロピレン・1-ブテン共重合体(A-2、酸価25mgKOH/g、重量平均分子量60,000、融点70℃、プロピレン/1-ブテン=75/25(モル比))を得た。
製造例3
プロピレン・1-ブテン共重合体を融点80℃、プロピレン/1-ブテン=80/20(モル比)のものに変更し、無水マレイン酸の仕込み量を10質量部、ジ-tert-ブチルパーオキサイドの仕込み量を3質量部に変更した以外は製造例1と同様に操作し、酸変性ポリオレフィンである無水マレイン酸変性プロピレン・1-ブテン共重合体(A-3、酸価11mgKOH/g、重量平均分子量90,000、融点80℃、プロピレン/1-ブテン=80/20(モル比))を得た。
製造例4
プロピレン・1-ブテン共重合体を融点95℃、プロピレン/1-ブテン=85/15(モル比)のものに変更した以外は製造例1と同様に操作し、酸変性ポリオレフィンである無水マレイン酸変性プロピレン・1-ブテン共重合体(A-4、酸価18mgKOH/g、重量平均分子量70,000、融点93℃、プロピレン/1-ブテン=85/15(モル比))を得た。
<未変性ポリオレフィン>
未変性のポリオレフィン(A-5)として、製造例1で用いたプロピレン・1-ブテン共重合体(酸価0mgKOH/g、融点70℃、プロピレン/1-ブテン=75/25(モル比))を変性せずにそのまま用いた。
実施例1
水冷還流凝縮器と撹拌機を備えた500mlの四つ口フラスコに、樹脂として、製造例1で得られた無水マレイン酸変性プロピレン・1-ブテン共重合体(A-1)を100質量部および粘着付与剤B-1を30質量部仕込んだ。また、溶剤として、メチルシクロヘキサン463質量部、酢酸n-ブチル52質量部および2-ブタノール5質量部を仕込んだ。撹拌しながら80℃まで昇温し、撹拌を1時間続けた後、冷却することで接着剤組成物を得た。この接着剤組成物について、各評価を実施した。 結果を表1および表2に示す。
実施例2~10、比較例1~5
酸変性ポリオレフィン(A)、粘着付与剤(B)および有機溶剤(C)の仕込み量を表1および表2に示すとおりに変更して実施例1と同様な方法で接着剤組成物を作製し、各評価を実施した。
比較例6
水冷還流凝縮器と撹拌機を備えた500mlの四つ口フラスコに、無水マレイン酸変性プロピレン・1-ブテン共重合体(A-1)を100質量部、粘着付与剤B-1を30質量部、およびテトラヒドロフラン300質量部を仕込んだ。60℃で加熱溶解後、トリエチルアミン4質量部を添加し、次いで乳化剤として花王(株)製“ネオペレックス(登録商標)G-65”(アルキルベンゼンスルホン酸系;固形分65%)25質量部を25質量部のテトラヒドロフランに溶解して添加し、均一に攪拌した。次いで脱イオン水600質量部を滴下し、60℃で30分攪拌後、40℃まで冷却した。減圧下で有機溶剤/水を留去後、水を添加して濃度調整し、エマルション状の接着剤組成物(樹脂分30%)を得た。この接着剤組成物について、各評価を実施した。
Figure 0007342851000002
Figure 0007342851000003
表1および表2に示した粘着付与剤は以下のものである。
B-1:ヤスハラケミカル製スチレン変性テルペン樹脂(YSレジンTO125、軟化点:125℃)
B-2:ヤスハラケミカル製スチレン変性テルペン樹脂(YSレジンTO115、軟化点:115℃)
B-3:ヤスハラケミカル製テルペンフェノール樹脂(YSポリスターT130、軟化点:130℃)
B-4:ヤスハラケミカル製テルペン樹脂(YSレジンPX1250、軟化点:125℃)
B-5:ヤスハラケミカル製スチレン樹脂(YSレジンSX100、軟化点:100℃)
本発明にかかる接着剤組成物はポリエチレンやポリプロピレン等のオレフィン系樹基材に対して良好な接着性能、耐水性および耐薬品性を有し、低温乾燥での塗工が可能であるため、ポリエチレン基材の接着、例えばポリエチレン製の配管やボトル、ラベル等の接着剤として利用し得るものである。

Claims (9)

  1. 酸変性ポリオレフィン(A)、粘着付与剤(B)、および有機溶剤(C)を含有する接着剤組成物であって、前記粘着付与剤(B)が、下記一般式(1)
    Figure 0007342851000004
    〔一般式(1)中、Rは水素、炭素数1~10のアルキル基、炭素数6~12のアリール基、ハロゲン(フッ素、塩素、臭素、ヨウ素)、または炭素数1~10のアルコキシ基である。mは1~10の整数である。nは1~10の整数である。〕
    の構造で表されるスチレン変性テルペン樹脂である、接着剤組成物(但し、カップリング剤を含有する接着剤組成物を除く。)。
  2. 前記酸変性ポリオレフィン(A)の酸価が2~50mgKOH/gである、請求項1に記載の接着剤組成物。
  3. 前記酸変性ポリオレフィン(A)の融点が、50~95℃である、請求項1~2のいずれかに記載の接着剤組成物。
  4. 前記酸変性ポリオレフィン(A)が、オレフィン成分としてプロピレンおよび1-ブテンを含有し、プロピレンと1-ブテンのモル比がプロピレン/1-ブテン=98~60/2~40である、請求項1~3のいずれかに記載の接着剤組成物。
  5. 前記粘着付与剤(B)が、前記酸変性ポリオレフィン(A)100質量部に対して5質量部以上80質量部以下の範囲である、請求項1~4のいずれかに記載の接着剤組成物。
  6. 前記有機溶剤(C)が、炭化水素系溶剤(C1)、並びにエステル系溶剤および/またはケトン系溶剤からなる極性溶剤(C2)を含有する、請求項1~5のいずれかに記載の接着剤組成物。
  7. 前記有機溶剤(C)が、さらにアルコール系溶剤(C3)を含有する、請求項6に記載の接着剤組成物。
  8. ポリエチレン基材の接着に用いられる、請求項1~7のいずれかに記載の接着剤組成物。
  9. 請求項1~8のいずれかに記載の接着剤組成物を用いて接着された、ポリエチレン基材の積層体。
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