JP7428366B2 - ホットメルト組成物およびホットメルト接着剤 - Google Patents
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Landscapes
- Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)
Description
本発明において、ポリビニルアセタールとは、ポリビニルアルコールの水酸基をアルデヒド化合物でアセタール化した化学構造を有するものである。原料となるポリビニルアルコールは、従来公知の手法で調製することができ、たとえば、ギ酸ビニル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル、ピバリン酸ビニル、ラウリル酸ビニル、ステアリン酸ビニル、安息香酸ビニルなどのビニルエステルモノマーを溶液重合法、塊状重合法、懸濁重合法、乳化重合法にて重合したポリビニルエステルをアルカリによりけん化することにより得ることができる。ビニルエステルポリマーのけん化度はとくに限定されないが、一般に70~99.9モル%の範囲内にあり、80~99.8モル%がより好ましい。また、前記ポリビニルアルコールは本発明の効果を本質的に阻害しない限り、前記ビニルエステル化合物と他の従来公知の単量体とを共重合させた、変性ポリビニルアルコールを使用することもできる。この従来公知の単量体は、通常、ビニルエステルモノマーに対して10モル%未満の割合で用いられる。
アセタール化度(モル%)=ポリビニルアルコールの水酸基量(100)- 残存水酸基量(モル%)- アセチル基量(モル%)・・・・・I
本発明においては、ポリビニルアセタールのアセタール化度が好ましくは60モル%以上、より好ましくは65~95モル%、さらに好ましくは70~90モル%である。
本発明においては、(B)成分である粘着付与樹脂は、軟化点が70~150℃、好ましくは、75~130℃、更に好ましくは80~110℃を有する粘着付与樹脂である。粘着付与樹脂は、化学構造によってとくに限定されるものではないが、軟化点が70~150℃であることが重要であり、軟化点が低い粘着付与樹脂を使用する場合には耐熱性能、耐ブリード性の点で十分な性能を得ることができない。逆に、軟化点が高すぎる場合には、可撓性が十分な性能を得ることができない。
特に、粘着付与樹脂の酸価あるいはケン化価あるいは水酸基価のいずれかが20~300mgKOH/gであることが好ましく、50~250mgKOH/gであることがより好ましい。市販品としては、YSポリスターT100(テルペン変性フェノール、軟化点95~105℃、ケン化価60mgKOH/g、ヤスハラケミカル社製)、パインクリスタルD-6011(ロジンジオール、軟化点84~99℃、水酸基価110~125mgKOH/g、荒川化学工業社製)、クイントン1500(エステル基含有ジシクロペンタジエン樹脂、軟化点100℃、ケン化価175mgKOH/g、日本ゼオン社製)、などが例示される。
本発明においては、(C)成分として、室温(25℃)で液体もしくは半固体状の可塑剤が用いられる。(C)成分は25℃において液状を呈するか、または半固体状であり、好ましくは流動点が25℃以下であって、ポリビニルアセタールに相溶するものであればよく、その具体例として、たとえば、トリクレジルホスフェート、オクチル-ジフェニルホスフェートなどのリン酸系エステル;ジオクチルアジペート、ジデシルアジペートなどのアジピン酸エステル;ジブチルセバケート、ジオクチルセバケートなどのセバチン酸エステル;ジオクチルアゼレートなどのアゼライン酸エステル;トリエチルシトレート、アセチルトリブチルシトレートなどのクエン酸エステル;メチルフタリルエチルグリコレート、ブチルフタリルブチルグリコレートなどのグリコール酸エステル;メチルアセチルリシノレート、ブチルステアレートなどの脂肪族カルボン酸エステル;ポリプロピレンアジペート、ポリプロピレンセバケートなどのポリエステル;エポキシ化大豆油、エポキシブチルステアレートなどのエポキシ系可塑剤;塩素化パラフィン、塩素化脂肪酸エステルなどの塩素化系可塑剤;ブチルセロソルブ、エチルカルビトールなどのアルキレングリコール系可塑剤;ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコールなどの多価アルコール系可塑剤;トルエンスルホンアミド、N-メチルベンゼンスルホンアミドなどのスルホンアミド系可塑剤;ジオクチルフタレート、ジブチルフタレートなどのフタル酸エステル系可塑剤等が挙げられる
本発明においては、上記の(A)~(C)成分に加えて、ホットメルト組成物の技術分野において通常使用されている酸化防止剤、紫外線吸収剤、充填剤、シランカップリング剤、顔料、染料、帯電防止剤、難燃剤、安定剤、溶剤、発泡防止剤などの配合剤を必要に応じて配合することができる。
本発明のホットメルト接着剤は、上記のホットメルト組成物を用いることによって得られるものであって、加熱溶融することで塗布可能となり、冷却固化により接着力を発現するものである。
(1) 質量平均分子量:ポリビニルブチラールの質量平均分子量は、テトラヒドロフラン(THF)を溶媒とするゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)による測定値をもとにした標準ポリスチレン換算値である。
クロマトグラフ:Alliance HPLCシステム(Waters社製)
カラム:サイズ排除クロマトグラフィ用カラム、HSPシリーズ(Waters社
検出器:示差屈折率検出器(Waters社製)
溶媒:テトラヒドロフラン
流量:0.3ml/min.
測定温度:40℃
標準物質:ポリスチレン(昭和電工製)
(2) 軟化点:粘着付与樹脂の軟化点は、JAI-7-1999に準拠して測定された値を記載した。
(3) 酸価、ケン化価、水酸基価:粘着付与樹脂の酸価、ケン化価、水酸基価はJIS K0070に準拠して測定された値を記載した。
(4) 流動点:可塑剤の流動点はISO 3016に準拠して測定された値を記載した。
(1) 軟化点:ホットメルト組成物の軟化点はJAI-7-1999に準拠して測定した。
(2) 溶融粘度:ホットメルト組成物の溶融粘度はブルックフィールド社製自動粘度計(型式:BROOKFIELD DV-II+Pro)を用いて180℃にて測定した。測定に使用した自動粘度計のスピンドルNo.はNo.27であり、回転数は2.5rpmに設定し、溶融粘度が100,000mPa・sを超える場合は1rpm、250,000mPa・sを超える場合は0.5rpmに設定した。
(3) 接着性:ホットメルト組成物を200μm厚×25mm×25mmに成型してアルミニウム基材(10μm厚×25mm×75mm)同士で挟み、180℃、1kgf/cm2で2秒間ヒートシールしたものを試験片とした。この試験片を用いて23℃、60℃雰囲気下におけるT型剥離試験を行い、1N/25mm以上を接着性良好と判断した。
(4) 耐ブリード性:ホットメルト組成物を200μm厚×25mm×25mmに成型してクラフト紙とPET(ポリエチレンテレフタレート)フィルムに挟み、180℃、1kgf/cm2で10秒間ヒートシールしたときのクラフト紙への染み出しを観察し、染み出しのないものをブリード性良好と判断した。
(5) 可撓性:ホットメルト組成物の可撓性温度は、JAI-7-1999に準拠して測定した。測定に使用するホットメルト接着剤組成物試料は熱プレス等を用いて、気泡、異物等が入らないように、厚さ1mmの均一なシートを15×140mmに加工したものを用いた。25℃雰囲気下、心棒を中心として約1秒かけて180度折り曲げた時に、屈曲部の割れが認められないものを可撓性良好と判断した。
(6) 熱安定性:ホットメルト組成物25gをガラス瓶に入れ、180℃雰囲気下に放置し、12時間後の分離の有無を観察し、分離がなければ熱安定性良好と判断した。
(7) 耐熱性:ホットメルト組成物を200μm厚×25mm×25mmに成型してアルミニウム基材(10μm厚×25mm×75mm)同士で挟み、180℃、1kgf/cm2で2秒間ヒートシールしたものを試験片とした。60℃雰囲気下、この試験片に剪断方向に荷重がかかるよう1kgの重りをぶら下げ、60分以上落下しなかったものを耐熱性良好と判断した。
(A)成分としてポリビニルブチラール(A)-1(商品名:B-04HX、質量平均分子量35,000、アセタール価度76~82モル%、長春石油化学社製)100部、(B)成分としてエステル基含有ジシクロペンタジエン(B)-1(商品名:クイントン1500、軟化点100℃、ケン化価175mgKOH/g、日本ゼオン社製)30部、(C)成分として(C)-1(トリエチレングリコールビス(2-エチルヘキサノエート)、(商品名Proviplast 1783、流動点-17℃以下、Proviron社製)20部を含むホットメルト組成物を、各成分を加熱混合することにより調製した。得られた組成物について、180℃での溶融粘度、接着性、ブリード性、可撓性、相溶性、熱安定性、および耐熱性を評価した。結果を表1に示す。各物性について良好なものをA、不良なものをBとし、表中に記載した。
(A)成分~(C)成分の組成および処方量を表1に示すように変更すること以外は、実施例1と同様にしてホットメルト組成物を調製し、得られた組成物について実施例1と同様にして評価した。結果を表1および表2に示す。
(A)-2 ポリビニルブチラール、商品名:mowital B30H、質量平均分子量62,000、アセタール価度75~81モル%、クラレ社製
(A)-3 ポリビニルブチラール、商品名:mowital B60H、質量平均分子量99,000、アセタール価度75~81モル%、クラレ社製
(B)-2 ロジン含有ジオール、商品名:パインクリスタルD-6011、軟化点84~99℃、水酸基価110~125mgKOH/g、荒川化学工業社製
(B)-3 ロジンエステル、商品名:ペンセルAZ、軟化点95~105℃、酸価35~50mgKOH/g、荒川化学工業社製
(B)-4 テルペンフェノール、商品名:YSポリスターT160℃、軟化点155~165℃、ケン化価60mgKOH/g、ヤスハラケミカル社製
(C)-2 シクロヘキサンジカルボン酸ジイソノニルエステル、商品名HEXAMOLL DINCH、流動点-54℃、BASF社製
(C)-3 合成ワックス、商品名:FT115、融点113℃、日本精蝋社製
また、150℃を超える軟化点を有する粘着付与樹脂を配合する場合(比較例3)には、接着性、可撓性において十分な性能を示すホットメルト組成物を得ることができなかった。さらに、(C)成分の室温で液体もしくは半固体状の可塑剤を含まない場合(比較例4)は流動性、可撓性が十分でなく、逆に、その配合量が多すぎる場合(比較例5)には、ブリード性、耐熱性が不十分であった。また、可塑剤として流動点が25℃より高い合成ワックスを配合する場合(比較例6)にはポリビニルブチラールとの相溶性に劣り、均一なホットメルト組成物を得ることができなかった。
Claims (10)
- (A)ポリビニルアセタール100質量部当たり、(B)軟化点が70~150℃の粘着付与樹脂5~60質量部、および(C)流動点が25℃以下である可塑剤10~40質量部を含有してなり、180℃での溶融粘度が1,000~100,000mPa・sであることを特徴とするホットメルト組成物。
- 前記ポリビニルアセタールが、100,000以下の質量平均分子量および60モル%以上のアセタール化度を有するものである請求項1記載のホットメルト組成物。
- 前記ポリビニルアセタールが、ポリビニルブチラールである請求項1または2に記載のホットメルト組成物。
- 前記軟化点が70~150℃の粘着付与樹脂が、酸価あるいはケン化価あるいは水酸基価のいずれかが20~300mgKOH/gの粘着付与樹脂である請求項1~3のいずれかに記載のホットメルト組成物。
- 前記流動点が25℃以下である可塑剤が、脂肪族カルボン酸エステル、グリコール酸エステル類、若しくはエポキシ系可塑剤の少なくとも1種を含有する請求項1~4のいずれかに記載のホットメルト組成物。
- 前記ホットメルト組成物が酸化防止剤を含有し、前記酸化防止剤が、ナフチルアミン系、p-フェニレンジアミン系、キノリン系、フェノール系、ヒンダードフェノール系、ヒンダードアミン系、フォスファイト系、チオエーテル系、若しくはヒドロキシルアミン系の少なくとも1種を含有する請求項1~5のいずれかに記載のホットメルト組成物。
- 請求項1~6のいずれかに記載のホットメルト組成物からなるホットメルト接着剤。
- 車両の内装用に用いられる請求項7記載のホットメルト接着剤。
- 電気製品用に用いられる請求項7に記載のホットメルト接着剤。
- 建材および木工用に用いられる請求項7に記載のホットメルト接着剤。
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