JP7374959B2

JP7374959B2 - ホットメルト接着剤組成物

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Publication number: JP7374959B2
Application number: JP2021109486A
Authority: JP
Inventors: 敦史宮田; 英生大田; 健伊藤
Original assignee: Inoac Corp; Inoac Technical Center Co Ltd
Current assignee: Inoac Corp; Inoac Technical Center Co Ltd
Priority date: 2017-10-12
Filing date: 2021-06-30
Publication date: 2023-11-07
Anticipated expiration: 2037-10-12
Also published as: JP2021152184A; JP2019073581A; JP6907090B2

Description

本発明は、新規な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は、圧着後、冷却固化するのみで被着物を固定化可能であり、作業性が高いことから、建築分野、電気分野、自動車分野をはじめとした種々の分野で使用されている。そのため、高機能なホットメルト接着剤が求められている。

例えば、特許文献１では、ブチルゴム（ａ）、スチレン系ブロック共重合体（ｂ）、芳香族変性テルペン樹脂（ｃ）を含有し、高い耐熱性を有するとともに、粘度が低く、弾性に優れたホットメルト接着剤が開示されている。

特開２０１２－７７２５１号公報

しかしながら、上述のようなホットメルト接着剤は、耐熱性に優れるものであったが、車両用内装部材の樹脂基材のような非極性材料及び表皮材のような極性材料の双方への接着性や塗り斑のない均一な塗布性等を同時に満たすことが困難であった。

本発明者らは、鋭意研究を行ったところ、特定の成分を特定量配合したホットメルト接着剤とすることにより、上記課題を解決可能なことを見出し、本発明を完成させた。即ち、本発明は以下の通りである。

本発明（１）は、
（Ａ）軟化点が１００℃超である非晶質ポリαオレフィン、
（Ｂ）ＭＦＲ（２００℃、４．９ｋｇｆ）が１５ｇ／１０ｍｉｎ以上であり、スチレン含量が２０ｗｔ％以下であるスチレン・イソプレン・スチレンブロックコポリマー（ＳＩＳ）、及び
（Ｃ）ＭＦＲ（２３０℃、２．１６ｋｇｆ）が１００ｇ／１０ｍｉｎ以上であるスチレン・エチレン・ブチレン・スチレンブロックコポリマー（ＳＥＢＳ）を含み、
組成物全体に対して、前記非晶質ポリαオレフィンの含有量（Ｍ_Ａ）が５０～７０質量％であり、前記ＳＩＳの含有量（Ｍ_Ｂ）が１～１０質量％であり、前記ＳＥＢＳの含有量（Ｍ_Ｃ）が０．５～１０質量％であり、
（Ｍ_Ｂ＋Ｍ_Ｃ）／Ｍ_Ａが、５／１００～２５／１００の範囲内である
ことを特徴とするホットメルト接着剤組成物である。
本発明（２）は、オイル成分として、粘度３００ｃＳｔ以上のパラフィン系オイルを更に含む、前記発明（２）のホットメルト接着剤組成物である。
本発明（３）は、前記発明（１）～（２）のいずれか一項に記載のホットメルト接着剤組成物により積層接着された車両用内装部材である。

本発明によれば、非極性材料及び極性材料の双方への接着性、均一な塗布性、及び耐熱性を全て満たすホットメルト接着剤を提供可能である。

次に、本発明について以下の順番で具体的に説明するが、本発明はこれらには限定されない。
１ホットメルト接着剤組成物
１－１成分
１－２配合量
１－３物性
１－４性質・用途
２ホットメルト接着剤組成物の製造方法
３ホットメルト接着剤組成物の適用方法

≪ホットメルト接着剤組成物≫
本発明に係るホットメルト接着剤組成物の、成分、配合量、物性、性質及び用途について説明する。

＜成分＞
本発明に係るホットメルト接着剤組成物は、（Ａ）非晶質ポリαオレフィン、（Ｂ）ＳＩＳ、及び（Ｃ）ＳＥＢＳをベースポリマーとして含み、その他の成分を含んでいてもよい。

（非晶質ポリαオレフィン）
非晶質ポリαオレフィンとしては、公知のもの、例えば、特許第６００１６８５号公報、特許第３１５３６４８号公報等に記載されたものを使用可能である。より詳細には、非晶質ポリαオレフィンは、例えば、プロピレン、プロピレン、エチレン、及び１－ブテンを単独重合またはこれらの任意の組み合わせを共重合させた、非晶性のオレフィン系ポリマー等である。

ここで、非晶質ポリαオレフィンの軟化点が１００℃超であることが好ましい。非晶質ポリαオレフィンの軟化点をこの範囲とすることで、非極性樹脂との接着性を維持しつつも耐熱強度を高めることが可能となる。なお、このような観点からは、非晶質ポリαオレフィンの軟化点は、１６５℃以下であることがより好ましい。なお、軟化点は、ＪＩＳＫ６８６３（ホットメルト接着剤の軟化点試験方法、環球法）に従って測定されたものである。

（ＳＩＳポリマー）
本発明に係るＳＩＳポリマーとは、スチレン－イソプレン（Ｓ－Ｉ）・ブロック・コポリマーである（このようなポリマーを、単にＳＩＳと表記する場合がある）。本発明に係るＳＩＳは、ＭＦＲ（２００℃、４．９ｋｇｆ、ＪＩＳＫ７２１０に準拠）が、１５ｇ／１０ｍｉｎ以上（好ましくは、１７ｇ／１０ｍｉｎ以上、さらに好ましくは１９ｇ／１０ｍｉｎ以上）である。なお、ＳＩＳのＭＦＲの上限値としては、特に限定されないが、５０ｇ／１０ｍｉｎ以下等とすればよい。なお、ＳＩＳのＭＦＲを調整するためには、分子量を調整すればよい。

また、本発明に係るＳＩＳは、スチレン含量が１８ｗｔ％以下である。また、スチレン含量の下限値は、特に限定されないが、例えば８ｗｔ％以上である。上記ＭＦＲの範囲にあれば、本発明における高い流動性が得られ、スプレー塗布、刷毛塗り等の塗布性が高くなる。一方、上記スチレン含量の数値範囲にあれば、他の樹脂すなわちＳＥＢＳと非晶質ポリαオレフィンとの相溶性が高くなり、成形性に優れる。

ＳＩＳとしては、公知のものを利用可能であり、例えば、ＳＩＳ５４０３Ｐ（ＪＳＲ株式会社製、スチレン含量：１５％）やＶＥＣＴＯＲ４１１４Ｎ（ＴＳＲＣ社製、スチレン含量：１５％）等を利用可能である。

（ＳＥＢＳポリマー）
本発明に係るＳＥＢＳポリマーとは、スチレン・エチレン・ブチレン（Ｓ－Ｅ－Ｂ）・ブロック・コポリマーである（このようなポリマーを、単にＳＥＢＳと表記する場合がある）。本発明に係るＳＥＢＳは、ＭＦＲ（２３０℃、２．１６ｋｇｆ、ＪＩＳＫ７２１０に準拠）が、１００ｇ／１０ｍｉｎ以上（好ましくは、１５０ｇ／１０ｍｉｎ以上）である。ＳＥＢＳのＭＦＲの上限値としては、特に限定されないが、４００ｇ／１０ｍｉｎ以下等とすればよい。なお、ＳＥＢＳのＭＦＲを調整するためには、分子量を調整とすればよい。

このようなＳＥＢＳとしては、公知のものを利用可能であり、例えば、特許第６００１６８５号公報等を参照して準備すればよい。この高流動性を示すＳＥＢＳは、水素化されており、その一端には３本の分岐鎖のある放射状ポリマーが結合されている。

また、本発明に係るＳＥＢＳのスチレン含量は特に限定されず、例えば５ｗｔ％～４５ｗｔ％（好ましくは、５ｗｔ％～３０ｗｔ％）等とすればよい。

（その他の成分）
その他の成分として、ホットメルト接着剤に使用される公知の添加剤、例えば、オイル成分（可塑剤）、粘着付与樹脂、酸化防止剤、熱安定剤、充填剤、ワックス等を配合可能である。

・オイル成分
本発明に係るホットメルト接着剤組成物は、可塑剤としてオイル成分を配合することが好ましい。このようなオイル成分を配合することで、スプレー等の塗布性の向上及びベース樹脂との相溶性を向上させることが可能となる。オイル成分としては、パラフィン系オイル、ナフテン系オイル及び芳香族系オイル等が例示され、これらの混合物でも良い。なお、オイル成分として植物性油等を用いてもよい。これらオイル成分は、０．５重量％から１０重量％添加できる。好ましくは、１．０重量％から５重量％であり、より好ましくは、１．３重量％から２.０重量％である。なお、ベース樹脂との相溶性をより向上させるという点で、オイル成分としては、パラフィンオイルが更に好ましく、中でも粘度３００ｃＳｔ以上のパラフィンオイルが特に好ましい。この時、本発明の組成物は、レオメーターによる１８０℃での粘度が５０Ｐａ・ｓ以下であることが好ましい。粘度は、ＪＩＳＫ２２８３原油及び石油製品－動粘度試験方法及び粘度指数算出方法に従う。

・粘着付与樹脂
粘着付与樹脂としては、脂肪族系石油樹脂、芳香族系石油樹脂、水添脂肪族系石油樹脂、水添芳香族系石油樹脂、テルペン系樹脂、スチレン系樹脂、ロジン系樹脂およびこれらの変性樹脂からなる群より選択される１種以上の粘着付与樹脂を例示できる。

・酸化防止剤
酸化防止剤としては、フェノール系酸化防止剤（例えば、Ｉｒｇａｎｏｘ１０１０（ＢＡＳＦ社製））、イオウ系酸化防止剤（例えば、ＳＵＭＩＬＩＺＥＲＴＰ－Ｄ（住友化学社製））及びリン系酸化防止剤等（例えば、Ｉｒｇａｆｏｓ１６８（ＢＡＳＦ社製）、ＪＰ－６５０（城北化学社製））を例示できる。

・ワックス
ワックスとしては、天然ろう｛例えば、動物系ろう（みつろう、鯨ろう等）、植物系ろう（木ろう等）、石油系ろう（パラフィンワックス等）等｝、及び、合成ろう｛例えば、合成炭化水素（低分子ポリエチレン等）、脂肪酸エステル（ポリエチレングリコール等）等｝を例示できる。

＜配合量＞
非晶質ポリαオレフィンの含有量（Ｍ_Ａ）は、組成物全体に対して、５０～７０質量％であり、好ましくは５５～７０質量％である。

ＳＩＳの含有量（Ｍ_Ｂ）は、組成物全体に対して、１～１０質量％であり、好ましくは２～９質量％である。

ＳＥＢＳの含有量（Ｍ_Ｃ）は、組成物全体に対して、０．５～１０質量％であり、好ましくは１～１０質量％、より好ましくは１～５質量％である。

また、（Ｍ_Ｂ＋Ｍ_Ｃ）／Ｍ_Ａは、５／１００～２５／１００の範囲内であり、６／１００～２３／１００であることが好ましい。

各配合量を上述の範囲とすることにより、特に、ＳＥＢＳが非晶質ポリαオレフィンとＳＩＳとの相溶性を高め、ＰＰ等の非極性材料に対する接着性、濡れ性、耐熱性、均一な塗布性及び剥離強度等に優れるホットメルト接着剤組成物とすることが可能となる。

ここで、その他の成分を含有する場合、その含有量は特に限定されないが、例えば、組成物全体に対して、その他の成分の合計として１０質量％以上等とすればよい。オイル成分を含有する場合、例えば、組成物全体に対して、０．５～５質量％等とすればよい。粘着付与樹脂を含有する場合、例えば、組成物全体に対して、１０～４０質量％等とすればよい。

＜物性＞
本発明に係るホットメルト接着剤組成物は、レオメーターによる１８０℃での粘度が５０Ｐａ・ｓ以下である。また、粘度の下限値としては特に限定されないが、例えば、２．０Ｐａ・ｓ以上である。粘度をこのような範囲とすることで、スプレー塗布として特に好ましいホットメルト接着剤組成物となる。なお、本発明に係るホットメルト接着剤組成物は、上述の通り、特定成分を特定量配合しているため高い流動性を有するが、更に粘度を調製したい場合には、上記その他の成分や、低粘度のオレフィン樹脂等を添加すればよい。

＜性質・用途＞
本発明に係るホットメルト接着剤組成物は、耐熱性に優れるのみならず、無極性材料（例えば、ＰＰ等）と極性材料（例えば、ナイロン生地やウレタンフォーム等）との接着が可能である。更に、均一かつ安定して塗布することが可能であるため、接着物に適用した際にも、凹凸の発生を抑え、外観品質を向上させることができる。また、所定の流動性を有するため、スプレー塗布に好適に利用可能である。また、本発明に係るホットメルト接着剤組成物は、非反応型であるため、ハンドリング性（梱包性、洗浄性、貯蔵性）に優れる。このように、本発明に係るホットメルト接着剤組成物は優れた特性を有するため、マットレスや建材の接着をはじめとする種々の接着用途に適用可能である。特に、スプレー塗布が可能であるため接着対象の形状を問わずに適用可能であり、極性材料と非極性材料との接着に適用可能であり、耐熱性に優れることから、乗物｛飛行機、船、車両（自動車、鉄道車両）等｝の内装部材固定用として好適に使用可能であり、車両用内装部材固定用としてより好適に使用可能であり、自動車内装部材（インパネ、ピラー、ドアトリム等）の表皮固定用として特に好適に使用可能である。例えば、車両用内装部材では、表皮材となる織生地と、ウレタンスラブなどの発泡体シートを火炎熔着により積層して表皮パッド材とし、さらに前記表皮パッドと、非極性のオレフィン材料からなる自動車のインストルメントパネルやドアトリムの基材とを、接着剤により接合し内装材としている。すなわち、前記極性材料の表皮パッド材と前記無極性材料の基材を積層接着する接着剤に、本発明は用いられる。換言すれば、本発明の接着剤の硬化物を介して、前記極性材料の表皮パッド材及び前記無極性材料の基材が積層された積層材を、自動車内装部材とすることができる。また、織生地となる表皮材と上記ドアトリムなどの基材を直接接着する内装材もある。

≪ホットメルト接着剤組成物の製造方法≫
ホットメルト接着剤組成物の製造方法は特に限定されず、公知の方法により製造可能である。例えば、一軸又は二軸押出機等の連続混練機、もしくは、ロール、バンバリーミキサー、ニーダー、プラネタリーミキサー、高剪断Ｚ翼ミキサー等のバッチ式混練機に、上述した原料を投入し、所定時間混練すればよい。

≪ホットメルト接着剤組成物の適用方法≫
次に、本発明に係るホットメルト接着剤組成物の具体的な適用方法の一例を説明する。なお本例では、ホットメルト接着剤組成物をスプレー塗布する場合について説明するが、本発明に係るホットメルト接着剤組成物の適用方法はこれには限定されず、公知の方法により接着対象面に塗布されてもよい。

先ず、本発明に係るホットメルト接着剤組成物を溶融した状態で保持する（溶融工程）。次に、溶融状態であるホットメルト接着剤組成物を、接着対象面の少なくとも一方に、所望の塗布量となるようにスプレー塗布する（塗布工程）。スプレー方法としては、公知の方法、例えば、カーテンスプレー、オメガスプレー、スパイラルスプレー、サミットスプレー等を適用可能である。塗布工程後、一方の接着対象面に他方の接着対象面を押し付けた状態で維持し、ホットメルト接着剤組成物を冷却固化させる（固化工程）。なお、塗布工程の前に、接着対象面に公知の表面処理を行ってもよい。

以下、実施例により、本発明のホットメルト接着剤組成物の効果について、具体的に説明する。

≪ホットメルト接着剤組成物の製造≫
原料として以下のものを用意した。

（Ａ）ポリαオレフィン
ａ－１：Ｖｅｓｔｏｐｌａｓｔ４０８（ＥＶＯＮＩＫ社）軟化点１１８℃
ａ－２：Ｖｅｓｔｏｐｌａｓｔ５０８（ＥＶＯＮＩＫ社）軟化点８４℃

（Ｂ）ＳＩＳ
ｂ－１：スチレン含量１５ｗｔ％２０ｇ／１０ｍｉｎ（２００℃、４．９ｋｇｆ）
ｂ－２：スチレン含量２４ｗｔ％２０ｇ／１０ｍｉｎ（２００℃、４．９ｋｇｆ）
ｂ－３：スチレン含量１６ｗｔ％１３ｇ／１０ｍｉｎ（２００℃、４．９ｋｇｆ）

（Ｃ）ＳＥＢＳ
ｃ－１：スチレン含量２０ｗｔ％２２０ｇ／１０ｍｉｎ（２３０℃、２．１６ｋｇｆ）

（Ｄ）粘着付与樹脂
ｄ－１：Ｔ－ＲｅｚＨＡ－１０５（東燃ゼネラル社）水添脂肪族系石油樹脂、軟化点１０５℃
ｄ－２：Ｔ－ＲｅｚＲＣ１１５（東燃ゼネラル社）脂肪族系石油樹脂、軟化点１０５℃

（Ｅ）プロセスオイル
ｅ－１：ＰＷ－９０（出光興産社）パラフィン系プロセスオイル、粘度９５．５ｃＳｔ
ｅ－２：ＰＷ３８０（出光興産社）パラフィン系プロセスオイル、粘度３８０ｃＳｔ

（Ｆ）酸化防止剤
ｆ－１：Ｉｒｇａｎｏｘ１０１０（ＢＡＳＦ社）フェノール系酸化防止剤
ｆ－２：Ｉｒｇａｆｏｓ１６８（ＢＡＳＦ社）リン系熱老化防止剤

上述した原料を、表１に記載する配合量にて、プラネタリーミキサーにて、１８０℃１５分混練して、各実施例及び各比較例に係るホットメルト接着剤組成物を得た。なお、各組成物のレオメーターによる１８０℃での粘度をあわせて表１に示す。

≪評価≫
各実施例及び各比較例に係るホットメルト接着剤を、以下に従い評価した。

＜生地接着試験＞
・サンプル準備
本発明の接着剤を、塗布装置（メーカ名：ノードソン社）の原料タンクに投入し、１８５℃、２０分間加熱温調した。スプレーノズルで、ポリプロピレン樹脂板に、接着面の長さが１００ｍｍ、幅１インチとなるようにスプレー塗布した。目付量は、５０ｇ／ｍ^２とした。ファブリック生地（レーヨン１００％の布を起毛したスエード調生地）を上記接着面を覆うように積層し、１５秒間、１０ｋｇの錘を載せて接着面全面を圧着した。その後、錘を除き、１日常態（２３℃、５０％ＲＨ）にて養生し、サンプルを得た。
・表面の凹凸観察
上記サンプル準備で、接着面を全面圧着後、除重した後の試験片の外観を目視した。試験片の表面に凹凸が発生しなかったものを○、凹凸が発生したものを×とした。
・生地常態剥離強度
ＪＩＳＫ６８５４に基づき、常態剥離強度を測定した。
・生地８０℃剥離強度
ＪＩＳＫ６８５４に基づき、上記サンプルを８０℃炉内で１時間以上放置した後、そのまま剥離試験を行う。

＜ウレタン接着試験＞
被着対象をＰＰ板とウレタンフォームとした以外は生地接着試験と同様に試験を行った。上記ウレタンフォームには、ポリエーテル系のフレームラミネート用軟質ポリウレタン発泡体、見掛け密度２０ｋｇ／ｍ３、硬さ１００Ｎ、厚さ２．０ｍｍ（株）イノアックコーポレーション製、ＥＬ－６７Ｆを使用した。

表－１から、下記の事柄が分かる。
まず、本発明に係る接着剤組成物は、樹脂板と織生地またはウレタン発泡体との接着で、十分な剥離強度があることが分かる。（実施例１～実施例３参照）。そして、本発明に係る接着組成物は、所定の粘度を有していることから、塗布性に優れている。
一方、比較例１および２ではＳＩＳを含まないことで、８０℃におけるウレタン発泡体との接着において剥離が生じた。比較例３では、ＳＩＳとＳＥＢＳの総添加部数が非晶性ポリαオレフィンに対して過剰であることから８０℃における剥離強度が得られなかった。比較例４では、ＳＩＳのスチレン含量が２４重量％と過剰であることから試験片は界面剥離を生じた。比較例５では、ＳＩＳにＭＦＲの低い成分を使用したことで、剥離が生じた。比較例６と7では、非晶性ポリαオレフィンの添加量が過少もしくは過剰であることから、十分な接着強度が得られなかった。比較例８では、非晶性ポリαオレフィンの軟化点が低く十分な接着強度が得られなかった。

Claims

（Ａ）非晶質ポリαオレフィン、
（Ｂ）スチレン・イソプレン・ブロック・コポリマー（ＳＩＳ）、及び
（Ｃ）スチレン・エチレン・ブチレン・ブロック・コポリマー（ＳＥＢＳ）を含む接着剤組成物であって、
レオメーターによる１８０℃での粘度が５０Ｐａ・ｓ以下であり、
前記接着剤組成物により積層接着された、生地とポリプロピレン樹脂との積層体の８０℃剥離強度が１１２ｃＮ／ｉｎｃｈ以上であるか、
又は、
前記接着剤組成物により積層接着された、ウレタンフォームとポリプロピレン樹脂との積層体の８０℃剥離強度が９０ｃＮ／ｉｎｃｈ以上であることを特徴とする接着剤組成物。
（Ａ）軟化点が１００℃超である非晶質ポリαオレフィン、
（Ｂ）ＭＦＲ（２００℃、４．９ｋｇｆ）が１５ｇ／１０ｍｉｎ以上であり、スチレン含量が２０ｗｔ％以下であるスチレン・イソプレン・ブロック・コポリマー（ＳＩＳ）、及び
（Ｃ）ＭＦＲ（２３０℃、２．１６ｋｇｆ）が１００ｇ／１０ｍｉｎ以上であるスチレン・エチレン・ブチレン・ブロック・コポリマー（ＳＥＢＳ）を含む接着剤組成物であって、
前記接着剤組成物により積層接着された、生地とポリプロピレン樹脂との積層体の８０℃剥離強度が１１２ｃＮ／ｉｎｃｈ以上であるか、
又は、
前記接着剤組成物により積層接着された、ウレタンフォームとポリプロピレン樹脂との積層体の８０℃剥離強度が９０ｃＮ／ｉｎｃｈ以上であることを特徴とする接着剤組成物。
（Ａ）軟化点が１００℃超である非晶質ポリαオレフィン、
（Ｂ）スチレン・イソプレン・ブロック・コポリマー（ＳＩＳ）、及び
（Ｃ）スチレン・エチレン・ブチレン・ブロック・コポリマー（ＳＥＢＳ）を含む接着剤組成物であって、
レオメーターによる１８０℃での粘度が５０Ｐａ・ｓ以下であり、
前記接着剤組成物全体に対して、前記非晶質ポリαオレフィンの含有量（Ｍ_Ａ）が７０質量％以下である
ことを特徴とする接着剤組成物。
（Ａ）軟化点が１００℃超である非晶質ポリαオレフィン、
（Ｂ）スチレン・イソプレン・ブロック・コポリマー（ＳＩＳ）、及び
（Ｃ）スチレン・エチレン・ブチレン・ブロック・コポリマー（ＳＥＢＳ）を含む接着剤組成物であって、
レオメーターによる１８０℃での粘度が５０Ｐａ・ｓ以下であり、
前記接着剤組成物全体に対して、前記ＳＩＳの含有量（Ｍ_Ｂ）が２質量％以上である
ことを特徴とする接着剤組成物。
（Ａ）軟化点が１００℃超である非晶質ポリαオレフィン、
（Ｂ）スチレン・イソプレン・ブロック・コポリマー（ＳＩＳ）、及び
（Ｃ）スチレン・エチレン・ブチレン・ブロック・コポリマー（ＳＥＢＳ）を含む接着剤組成物であって、
レオメーターによる１８０℃での粘度が５０Ｐａ・ｓ以下であり、
前記接着剤組成物における、前記非晶質ポリαオレフィンの含有量（Ｍ_Ａ）と、前記ＳＩＳの含有量（Ｍ_Ｂ）と、前記ＳＥＢＳの含有量（Ｍ_Ｃ）とについて、（Ｍ_Ｂ＋Ｍ_Ｃ）／Ｍ_Ａが、５／１００以上の範囲内である
ことを特徴とする接着剤組成物。