JP7388931B2 - ホットメルト接着剤組成物 - Google Patents
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- Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)
Description
特許文献2の接着剤は、ブロックポリマー中の親水性ポリマー量が少なく、十分な親水性が得られず、逆に、接着剤が吸水性を有するため、水分により膨潤し、経時による基材の剥がれが発生するおそれがあった。
特許文献3の接着剤は、ヒドロキシプロピルセルロースを添加することによる、親水性付与の効果が不十分であり、衛生材料及び生理用品等の吸液性が促進されるとは言えず、更に湿潤状態の基材に対しては、接着強度が不十分で、界面剥離を起こすおそれがあった。
熱可塑性炭化水素樹脂(A)と粘着付与樹脂(B)と、可塑剤(C)と、を含む、ホットメルト接着剤組成物であって、
前記(A)は、非晶性α-ポリオレフィンであり、
前記(B)は、軟化温度が80~150℃の、芳香族系樹脂、脂環族系樹脂又はそれらの水素添加物であり、
前記(C)は、グリセリン又はポリグリセリンと、脂肪酸と、の縮合エステルであり、
前記(C)の含有量は、ホットメルト接着剤組成物の全質量を100質量%とした場合に、2~10質量%であり、
前記ホットメルト接着剤組成物を、JIS K6768:1999に準じて測定した水による滴下10秒後の接触角が、50°以下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、
前記可塑剤(C)は、グリセリン又は重合数が2~10であるポリグリセリンと、炭素数が8~22である脂肪酸との縮合物ことを特徴とする、前記発明(1)のホットメルト接着剤組成物である。
本発明(3)は、
前記ホットメルト接着剤組成物の180℃における溶融温度は、30,000mPa・s以下であることを特徴とする、前記発明(1)又は(2)のホットメルト接着剤組成物である。
本発明のホットメルト接着剤組成物は、熱可塑性炭化水素樹脂(A)と、粘着付与樹脂(B)と、可塑剤(C)と、を含む。
1-1-1.熱可塑性炭化水素樹脂(A)
本発明のホットメルト接着剤組成物は、熱可塑性炭化水素樹脂(A)を含む。本発明にかかる熱可塑性炭化水素樹脂(A)は、非晶性α-ポリオレフィンである。
本発明のホットメルト接着剤組成物は、軟化点が80~150℃の、芳香族系樹脂、脂環族系樹脂又はそれらの水素添加物である粘着付与樹脂(B)を含む。
ロジン系樹脂としては、例えば、ガムロジン、トール油ロジン、ウッドロジン等のロジン;不均化ロジン、重合ロジン等の変性ロジン;これらロジン、変性ロジンのグリセリンエステル、ペンタエリスリトールエステル等のロジンエステル等、及び、それらの水素添加物が挙げられる。
テルペン系樹脂としては、α-ピネン、β-ピネン、ジペンテン等を主成分とするテルペン樹脂、芳香族変性テルペン樹脂、テルペンフェノール樹脂等、及び、それらの水素添加物が挙げられる。
石油樹脂としては、芳香族系炭化水素系石油樹脂、脂環族系炭化水素系石油樹脂、芳香族脂肪族の共重合系石油樹脂、芳香族脂環族の共重合系石油樹脂等、及び、それらの水素添加物が挙げられる。
スチレン系樹脂としては、ポリαメチルスチレン、αメチルスチレン/スチレン共重合体、スチレン系モノマー/脂肪族系モノマー共重合体、スチレン系モノマー/αメチルスチレン/脂肪族系モノマー共重合体、スチレン系モノマー共重合体、スチレン系モノマー/スチレン系モノマー以外の芳香族系モノマー共重合体等を挙げることができる。
本発明のホットメルト接着剤組成物は、グリセリン又はポリグリセリンと、脂肪酸と、の縮合エステルである可塑剤(C)を含む。可塑剤(C)は、グリセリン又はポリグリセリンと、脂肪酸とを、混合、加熱などして得られる化合物である。可塑剤(C)は、市販のものを用いることができる。
ギ酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、吉草酸、カプロン酸、エナント酸、カプリル酸、ペラルゴン酸、カプリン酸、ウンデシル酸、ラウリン酸、トリデシル酸、ミリスチン酸、ペンタデシル酸、パルミチン酸、マルガリン酸、ステアリン酸、アラキジン酸、ベヘン酸等の直鎖状飽和脂肪酸;
2-メチルプロピオン酸、2-メチル酪酸、2-メチル吉草酸、2-メチルカプロン酸、2-メチルエナント酸、2-メチルカプリル酸、2-メチルペラルゴン酸、2-メチルカプリン酸、2-メチルウンデシル酸、2-メチルラウリン酸、2-メチルトリデシル酸、2-メチルミリスチン酸、2-メチルペンタデシル酸、2-メチルパルミチン酸、2-メチルマルガリン酸、2-メチルステアリン酸、2-メチルアラキジン酸、3-メチルプロピオン酸、4-メチルプロピオン酸、5-メチルプロピオン酸、6-メチルプロピオン酸、3-エチルプロピオン酸、2-メチルヘキサデカン酸、2-メチルエイコサデカン酸、2,2-ジメチルプロピオン酸、2,2-ジメチル酪酸、2,3-ジメチル酪酸、2,2-ジメチルステアリン酸、2,3-ジメチルステアリン酸、2,4-ジメチルステアリン酸、2,2,3-トリメチル吉草酸、2,2,4-トリメチル吉草酸、2,3,3-トリメチル吉草酸、2,3,4-トリメチル吉草酸、3,3,4-トリメチル吉草酸、3,4,4-トリメチル吉草酸、2,2,3-トリメチルマルガリン酸等の分岐飽和脂肪酸;
4-ブチルシクロヘキサンカルボン酸、3-シクロペンチルプロピオン酸、4-イソブチルシクロヘキサンカルボン酸、4-プロピルシクロヘキサンカルボン酸、4-ペンチルシクロヘキサンカルボン酸、3-シクロペンチルプロピオン酸、シクロヘキシル酢酸、3-ヒドロキシ-1-アダマンタン酢酸等の環状飽和脂肪酸(trans型及びcis型の区別は省略した);
2-ヒドロキシプロピオン酸、2-ヒドロキシ酪酸、2-ヒドロキシ吉草酸、2-ヒドロキシカプロン酸、2-ヒドロキシカプロン酸、2-ヒドロキシエナント酸、2-ヒドロキシカプリル酸、2-ヒドロキシペラルゴン酸、2-ヒドロキシカプリン酸、2-ヒドロキシウンデシル酸、2-ヒドロキシラウリン酸、2-ヒドロキシトリデシル酸、2-ヒドロキシミリスチン酸、2-ヒドロキシペンタデシル酸、2-ヒドロキシパルミチン酸、2-ヒドロキシマルガリン酸、2-ヒドロキシステアリン酸、2-ヒドロキシアラキジン酸、2-ヒドロキシベヘン酸、3-ヒドロキシカプリル酸、4-ヒドロキシカプリル酸、5-ヒドロキシカプリル酸、6-ヒドロキシカプリル酸、2,2-ジヒドロキシカプリル酸、2,3-ジヒドロキシカプリル酸、2,4-ジヒドロキシカプリル酸、2,5-ジヒドロキシカプリル酸、3,3-ジヒドロキシカプリル酸、3,4-ジヒドロキシカプリル酸、3,5-ジヒドロキシカプリル酸、4,4-ジヒドロキシカプリル酸、4,5-ジヒドロキシカプリル酸、5,5-ジヒドロキシカプリル酸、2,2,3-トリヒドロキシペンタン酸、2,2,4-トリヒドロキシペンタン酸、2,3,3-トリヒドロキシペンタン酸、2,3,4-トリヒドロキシペンタン酸、3,3,4-トリヒドロキシペンタン酸、3,4,4-トリヒドロキシペンタン酸、2-メチル-2-ヒドロキシヘプタン酸、2-メチル-3-ヒドロキシヘプタン酸、2-メチル-4-ヒドロキシヘプタン酸、2-メチル-5-ヒドロキシヘプタン酸、3-メチル-3-ヒドロキシヘプタン酸、3-メチル-4-ヒドロキシヘプタン酸、3-メチル-5-ヒドロキシヘプタン酸、4-メチル-4-ヒドロキシヘプタン酸、4-メチル-5-ヒドロキシヘプタン酸、5-メチル-5-ヒドロキシヘプタン酸、2-エチル-2-ヒドロキシヘキサン酸、2-プロピル-2-ヒドロキシヘキサン酸、等のヒドロキシ飽和脂肪酸;等を挙げることができる。
ミリストレイン酸(炭素数14)、パルミトレイン酸(炭素数16)、サピエン酸(炭素数16)、オレイン酸(炭素数18)、エライジン酸(炭素数18)、バクセン酸(炭素数18)等のモノ不飽和脂肪酸(二重結合を1つ含む不飽和脂肪酸);
リノール酸(炭素数18)等のジ不飽和脂肪酸(二重結合を2つ含む不飽和脂肪酸);
α-リノレン酸(炭素数18)、γ-リノレン酸(炭素数18)、ピノレン酸(炭素数18)、
エレオステアリン酸(炭素数18)、β-エレオステアリン酸(炭素数18)等のトリ不飽和脂肪酸(二重結合を3つ含む不飽和脂肪酸);
ステアリドン酸(炭素数18)等のテトラ不飽和脂肪酸(二重結合を4つ含む不飽和脂肪酸);
ボセオペンタエン酸(炭素数18)等のペンタ不飽和脂肪酸(二重結合を5つ含む不飽和脂肪酸);等を挙げることができる。これらの脂肪酸は、単独で、又は、複数を組み合せて用いることができる。
本発明のホットメルト接着剤組成物は、本発明の効果を阻害しない限りにおいて、上述した各成分以外に、必要に応じて、各種の添加剤を含有することができる。添加剤としては、例えば、充填剤、可塑剤(C)とは異なる可塑剤、顔料、染料、老化防止剤、酸化防止剤、帯電防止剤、難燃剤、粘着付与樹脂(B)とは異なる粘着付与剤、抗菌剤、光安定剤、安定剤、分散剤、溶剤、親水性付与剤等が挙げられる。
1-2-1.ホットメルト接着剤組成物の親水性
本発明のホットメルト接着剤組成物は親水性である。ホットメルト接着剤組成物の親水性は、ホットメルト接着剤組成物を成膜し、水を用いた場合の接触角を測定することで評価することができる。
本発明のホットメルト接着剤組成物の、平行平板レオメータを用い、周波数1Hz、ずり速度1rad/sの条件で測定した180℃における溶融動粘度は、特に限定されないが、例えば、50,000mPa・s以下とすることができ、より好ましくは、30,000mPa・s以下である。また、ホットメルト接着剤組成物の180℃における溶融動粘度の下限値は、特に限定されないが、例えば、100mPa・s以上とすることができ、1000mPa・s以上がより好ましい。ホットメルト接着剤組成物の180℃における溶融動粘度が、かかる範囲にある場合には、本発明のホットメルト接着剤組成物を基材の接着に用いた場合に、基材の吸水性を優れたものとすることができるとともに、ホットメルト接着剤組成物を塗布したり、スプレーしたりした場合に、基材上を流れにくく、取り扱いが容易となる。
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。
次に、本発明の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、本発明の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。
本発明のホットメルト接着剤組成物は、接着剤、シーリング材、プライマー、塗料、コーティング剤などの用途に好適であるが、親水性を必要とされる被着体に用いる接着剤として、より好適である。特に、衛生部材、使い捨てオムツ、生理用ナプキン等の、急速に吸液する必要がある基材の接合に適している。
そして、基材は、しかるべき粘度の液体等を分離吸収する吸収体である。例えば使い捨てオムツにおいて、前記吸収体は、中間層として、その一方の表面に液体透過層であるトップシートを、その反対側の表面に、液体漏洩防止シート、又は、防水バックシート等を、積層して構成される。ホットメルト接着剤組成物は、前記トップシートと中間層との界面、及び/又は、液体漏洩防止シート等と中間層との界面に塗布される。なお、中間層は、透水するよう、例えばドット状、螺旋旋回状、ストライプ状等のパターンで設けられる。
下記原料を、表1及び表2に記載する配合量にて、プラネタリーミキサーにて、150℃15分混練して、各実施例及び各比較例にかかるホットメルト接着剤組成物を得た。
・熱可塑性炭化水素樹脂(A)
A-1:VESTOPLAST 2094V(EVONIK社)、軟化点94℃、重量平均分子量55,000
A-2:VESTOPLAST 704(EVONIK社)、軟化点103℃、重量平均分子量35,000
A-3:VESTOPLAST 751(EVONIK社)、軟化点107℃、重量平均分子量92,000
A-4:VESTOPLAST 2103(EVONIK社)、軟化点100℃、重量平均分子量50,000
A-5:VESTOPLAST 792(EVONIK社)、軟化点108℃、重量平均分子量118,000
A-6:VESTOPLAST 408(EVONIK社)、軟化点118℃、重量平均分子量48,000
・粘着付与剤(B)
B-1:NOVARES AS85(Rutgers社)、芳香族炭化水素系、軟化点85℃
B-2:ネオレジン EP-140(JXTG社)、脂環族-芳香族炭化水素系、軟化点140℃
B-3:Escorez5320(ExxonMobil社)、水添脂環族系炭化水素、軟化点124℃
B-4:アルコン P125(荒川化学社)、水素添加脂環族炭化水素系樹脂、軟化点125℃
B-5:NOVARES pure2100(Rutgers社)、芳香族炭化水素系樹脂、軟化点100℃
B-6:NOVARES AS20(Rutgers社)、芳香族炭化水素系樹脂、軟化点30℃
B-7:FTR4160(三井化学社)、水添芳香族炭化水素系樹脂、軟化点160℃
B-8:T-rez RC115(JXTG社)、脂肪族系(非環式)炭化水素樹脂、軟化点115℃
・可塑剤(C)
C-1:SYグリスターML500(阪本薬品社)、ヘキサグリセロールモノラウリレート
C-2:ポエムMO-100(理研ビタミン社)、モノグリセリンモノオレート
C-3:リョートーポリグリエステル(三菱ケミカル社)、デカグリセロールモノラウリレート
C-4:SYグリスターMCA150(阪本薬品社)、ジグリセリンモノベヘニル酸エステル
C-5:SYグリスターTS-7S(阪本薬品社)、デカグリセリントリステアリン酸エステル
C-6:ノニオンDO-6(日油社)、ポリオキシエチレンジオレート
各実施例及び各比較例のかかるホットメルト接着剤組成物を、以下に従い評価した。
<接触角>
各実施例及び各比較例のホットメルト接着剤組成物を、厚さ25μmのPETフィルム上に、縦1cm×横5cm×厚み100μmとなるよう成膜したのち、測定試料とした。測定試料の水に対する接触角を、接触角測定装置(協和界面科学社製:CA-D)を用いて測定した。測定は、23℃の環境下で、JIS K6768:1999『プラスチック-フィルム及びシート-ぬれ張力試験方法』に準じて行い、測定用の水としてイオン交換水10mlを用いた。水を試料表面上に滴下したのち、10秒後の接触角を測定した。結果を表1及び表2に示した。
各実施例及び各比較例のホットメルト接着剤組成物を使用した際の吸水速度を次の手順で行った。縦100cm×横100cm×厚み5mmの大きさのウレタンフォームの表面全体に、調製した各ホットメルト接着剤組成物をスプレー状に塗布し(塗布温度:180℃、塗布量:10g/m2、ノズル径:1mm、吐出圧力:0.01Pa)、100mm×100mm×100μmのポリプロピレン不織布を重ね合わせ、25℃雰囲気下で24時間放置したものを測定試料とした。測定試料の不織布を上面して、内径50mmの円柱管を試料の不織布表面対し垂直に固定した。青色インクで着色した水を20mL秤量し、前記円柱管の内側に注ぎ込み、円柱管上方から着色した水が試験試料に完全に吸収される(不織布表面から着色した水が見えなくなるまでの)時間を測定した。結果を表1及び表2に示した。なお、吸水速度が50sec.未満を合格とし、50sec.以上を不合格とした。
各実施例及び各比較例のかかるホットメルト接着剤組成物の180℃における溶融動粘度を、レオメータ(アントンパール社製、MCR302)にパラレルプレートを装着して、周波数1Hz、ずり速度1rad/sの条件の下で測定を行った。結果を表1及び表2に示した。
各実施例及び各比較例のホットメルト接着剤組成物の接着強度(乾燥基材)を、次の手順で測定した。ポリプロピレン製の不織布と、パルプ紙とを、180℃に加熱して溶融状態としたホットメルト接着剤組成物で貼り合わせた。ホットメルト接着剤組成物は、ポリプロピレン不織布一方の表面全体に塗布量が10g/m2となるように塗布した。貼り合わせた後、25℃雰囲気下において、24時間静置したものを測定試料とした。測定試料を材料試験機(エー・アンド・デイ社製:テンシロンRTC-1150A)に設置して、測定を行った。測定は、JIS K6854-3:1999『接着剤-はく離接着強さ試験方法-第3部:T形はく離』に準じて行った。結果を表1及び表2に示した。
各実施例及び各比較例のホットメルト接着剤組成物の接着強度(湿潤基材)を、次の手順で測定した。ポリプロピレン製の不織布と、別のポリプロピレン製の不織布とを、180℃に加熱して溶融状態としたホットメルト接着剤組成物で貼り合わせた。ホットメルト接着剤組成物は、ポリプロピレン不織布一方の表面全体に塗布量が30g/m2となるように塗布した。貼り合わせた後、25℃雰囲気下において、24時間静置したものを測定試料とし、基材に2gのイオン交換水を吸水させたのち、測定試料を材料試験機(エー・アンド・デイ社製:テンシロンRTC-1150A)に設置して、測定を行った。測定は、JIS K6854-3:1999『接着剤-はく離接着強さ試験方法-第3部:T形はく離』に準じて行った。測定は、23℃、相対湿度50%の環境下、引張速度を300mm/min.として行った。結果を表1及び表2に示した。
各実施例及び各比較例のホットメルト接着剤組成物の接着強度保持率を下式にて算出した。結果を表1及び2に示した。なお接着強度保持率が80%超を合格とし、80%以下を不合格とした。
接着強度保持率=接着強度(湿潤基材)÷接着強度(乾燥基材)×100
吸水速度、接着強度保持率の両方が合格のものを○、一方でも不合格のものを×とした。結果を表1及び表2に示した。
Claims (3)
- 熱可塑性炭化水素樹脂(A)と、粘着付与樹脂(B)と、可塑剤(C)と、を含む、ホットメルト接着剤組成物であって、
前記(A)は、非晶性α-ポリオレフィンであり、
前記(B)は、軟化点が80~150℃の、芳香族系樹脂、脂環族系樹脂又はそれらの水素添加物であり、
前記(C)は、グリセリン又はポリグリセリンと、脂肪酸と、の縮合エステルであり、
前記ホットメルト接着剤組成物の全質量を100質量%とした場合に、前記(A)の含有量は、50~90質量%であり、前記(B)の含有量は、0.5~40質量%であり、前記(C)の含有量は、2~10質量%であり、
前記ホットメルト接着剤組成物を、JIS K6768:1999に準じて測定した水による滴下10秒後の接触角が、50°以下であることを特徴とする、ホットメルト接着剤組成物。 - 前記可塑剤(C)は、グリセリン又はグリセリンの重合数が2~10であるポリグリセリンと、炭素数が8~22が脂肪酸と、の縮合エステルであることを特徴とする、請求項1に記載のホットメルト接着剤組成物。
- 前記ホットメルト接着剤組成物の180℃における溶融動粘度は、30,000mPa・s以下であることを特徴とする、請求項1又は2に記載のホットメルト接着剤組成物。
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