JPH01152062A - ポリ−１−ブテン配合物接着剤を用いて製造した積層構造体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は良好な高温性能及び接着性を示す熱溶融接着剤
を用いて製造される積層構造体に関するものである。殊
に、本発明は熱溶融ブテン−１及びエチレン共重合体接
着剤に関するものである。

本発明は米国特許第４，５６８．７１３号の改善特許で
ある。

熱溶融接着剤は感圧性に調整することができ、そして無
限の開口時間（ｏｐｅｎ　ｔｉｍｅ）を有するが、これ
らの接着剤は通常軟質で、粘着性があり、そして限定さ
れた強さ及び接着性を有する。通常の熱溶融物例えばポ
リ（エチレン／酢酸ビニル）、ポリエチレン、ポリアミ
ドまたはポリエステルの調製物は剛性であり、ある基体
に対して良好な強い結合を形成するが、通常１分間より
短かい開口時間を有する。更に、これらの接着剤は通常
冷金属基体に体する接着に問題を有する。

溶媒塗布される接触接着剤は良好な結合力及び合理的な
開口時間を与えるために調製し得るが、これらのものは
毒性、汚染及び火災の危険性を生じさせ得る溶媒の使用
を必要とするため、溶媒塗布される接着剤は重大な欠点
を有し得る。積層構造体を生成させるために本発明に使
用し得る本ポリブチレン熱溶融接着剤はこれらのものが
溶媒を必要とせず、良好なＴ−ビール（ｐｅｅｌ）　、
良好な５ＡＦＴを有し、そして冷金属基体例えばアルミ
ニウム基体に対する改善された接着性を示すことから独
特のものである。

ポリ−１−ブテン重合体はこれらのものが極めて徐々に
結晶化するために独特なオレフィン性重合体の群である
。他のポリオレフィン結晶性重合体例えばＥＶＡＳ％ポ
リエチレン及びポリプロピレンの結晶化速度と比較して
極めて遅い結晶化速度は長い開口時間並びに冷却、加熱
焼結タイプの基体金属例えばステンレス・スチール及び
陰極析出したアルミニウムに対する良好な接着及び結合
を与えることが見い出された。

米国特許第４．５６８．７１３号にポリ−１−ブテン共
重合体またはポリ−１−ブテン均質重合体のいずれか及
び粘着性樹脂を含むポリブテンベースの熱溶融接着剤が
教示されている。この広範な特許は積層構造体を生成さ
せるに用いられる接着剤配合物中でポリ−１−ブテン均
質重合体とポリ−１−ブテン共重合体とのある注意して
選んだ比率を配合することにより得られる５ＡＦＴ及び
Ｔ−ビール値に対するある予期されない結果を定義して
いない。

本発明に使用し得るポリブチレン重合体は１つのブテン
を１．２炭素二重結合を通して（エチレン鎖骨格にそっ
て）重合させる場合に生じるエチレン側鎖基であるペン
ダント基の規則的及び立体配列の配置を有する直鎖状分
子からなる（米国特許第３．３６２．９４０号参照）。

溶融物から冷却する場合、エチレン側鎖基は最初に四面
体立体配置をとり、半分より少し多い最終の結晶性（状
態■）が生じる。時間と共に、続いて追加の結晶性（状
態■）を生じさせながら四面体結晶相は安定な六面体立
体配置に移行する。これは極めて遅い工程であり、移行
は単味の重合体において数日間にわたって完了する。

ブテン−１は種々のアル７アーオレフインと共重合して
有用な共重合体例えば米国特許第３．３６２．９４０号
に教示されるものを与え得る。エチレン単量体が５．５
〜２０モル％の範囲であるブテン−１／工チレン共重合
体は米国特許第４゜５６８．７１３号及び同第３．３６
２．９４０号に教示され、そして金紙エチレンコモノマ
ー含有量（１〜６重量％）を有するこのタイプの共重合
体が熱溶融接着剤に特に興味あることが発見された。

少量のエチレンコモノマーは低いガラス転移温度（Ｔｇ
）を生じさせ、そして重合体中の非晶性相の量を増加さ
せ得る。少量のエチレンは更に結晶化速度を減少させ得
る。これらの重合体は熱溶融接着剤の開発において多く
の利点例えば低いＴｇ及び高い非晶性相を与え得る。こ
れらの重合体は相溶性の樹脂、ワックス、油、フィラー
及び添加剤と組合わせて広範囲の調製物を与える。

驚くべきことに、（１）共重合体のエチレン含有量が約
１〜約２０重量％の範囲であるポリ−１−ブテン／エチ
レン共重合体、並びに（２）ポリ−１−ブテン均質重合
体と粘着性樹脂、酸化防止剤、並びに随時ある量の微結
晶性ワックス及び／またはある量のアタクチック性ポリ
プロピレンのある配合物が積層構造体に使用でき、そし
てポリ−１−ブテン均質重合体及び粘着性樹脂のみ、並
びにポリ−１−ブテン共重合体及び粘着性樹脂のみから
なる接着剤と比較した場合に予期せぬ５ＡＦＴ及びＴ−
ビールの結果を示す接着性調製物を与えることが見い出
された。

更に詳細には驚くべきことに、これらの構造体に対し、
構造体に用いる接着剤に対する高いＴ−ピール値が得ら
れる一方、剪断接着破壊温度（ＳＡＦＴ）を十分高い状
態に保持して制御し得ることが見い出された。

第１図はポリブチレン基体上に配置されたポリ−１−ブ
テン均質重合体及びポリ−１−ブテン共重合体の５０１
５０熱溶融接着剤並びに粘着性樹脂中に配合されたポリ
−１−ブテン均質重合体の重量％に関する剪断接着機械
温度及びラップ剪断（ｐｓｉ）の図であり、その際に有
利な均質重合体対共重合体の比はそれぞれ１２．５７３
７．５〜２５：２５の範囲である。

本発明の好適な共重合体は約１〜約２０モル％のエチレ
ンコモノマーとのポリ−１−ブテン共重合体である。以
後検討する重合体の例はＨ−１−Ｂ（均質重合体性−１
−ブテン）及びＩＢ−Ｃ。

Ｅ６（エチレン６モル％を有する共重合体性−１−ブテ
ン）として定義する。

この全調製物をベースとして５０重量％のＨ−１−Ｂ及
びＩＢ−ＣａＢ６の配合物並びに５０重量％の粘着性樹
脂は重合体配合物の１０〜９０％のＨ−１−Ｂ及び９０
〜１０％のＩＢ−ＣａＢ６を粘着性樹脂と配合し、そし
てポリプロピレン基体上に配置してポリプロピレンベー
スの積層構造体を生成させる場合に予期されない結果を
示すことが見い出された。Ｈ−１−８２０〜８０％及び
ＩＢ−ＣａＢ６　８０〜２０％を接着調製物中に配合す
る場合、これらの調製物をアルミニウム基体上に配置さ
せる際に高い５ＡＦＴが高いＴ−ビールと同時に得られ
た。

ポリブテン基体上でブテン−１の均質重合体（Ｈ−１−
Ｂ）のみ、またはブテン−１共重合体（ｌＢ−ＣａＢ６
）のみを用いて製造された比較対照接着剤のＬＡＰ剪断
及び５ＡＦＴ特性を第１表に示す。

第２表は種々の比率の配合されたＨ−１−ＢとＩＢ−Ｃ
ａＢ６及びＥｓｃｏｒｅｚ粘着性樹脂からなる本発明の
接着剤調製物に対するアルミニウム及びポリプロピレン
基体上の５ＡＦＴ及びＴ−ビールを示す。また対照例も
示す。

第１図は本発明の有利な特徴を図示するものである。

本発明の積層構造体を生成させるに使用し得る新規な接
着剤は異なったメルト・フロー及び粘度を有するポリブ
チレンの配合物約１０〜約９０重量％を用いて製造し得
る。これらのポリブチレンはペンワルト（Ｐｅｎｗａｌ
ｔ）から入手されるＬｕｐｅｒｓｏｌｌｏｔ過酸化物０
０−１Ｏ００ｐｐをポリブチレンペレットと混合し、そ
して混合物をブラベンダー（Ｂｒａｂｅｎｄｅｒ）押出
機を通して２００°Ｃで２分間の平均滞留時間で押し出
すことにより製造し得る。

接着剤はより好ましくは４５〜５５重量％のポリブチレ
ン配合物を用いて製造し得る。

新規な接着剤を調製するために、ブテン−ｌエチレン共
重合体及びブテン−１均質重合体配合物を実質的に非極
性の脂肪族粘着剤樹脂に加える。

用いるポリブチレン配合物の量に依存して、新規な接着
剤を製造するｔ；めに１０〜９０重量％の粘着性樹脂を
使用し得る。４５〜５５重量％の粘着性樹脂を用いるこ
とが好ましい。実質的に非極性の脂肪族粘着剤樹脂の定
義にはポリテルペン樹脂が含まれる。殆んどの場合、部
分的に水素化されたＣ、ベースの炭化水素樹脂、並びに
０５ストリーム樹脂、及びポリテルペンを約２０〜約６
０重量％、好ましくは約３０〜約５０重量％の量で使用
し得る。軟化点８５°Ｏ（Ａｒｋｏｎ　Ｐ−８５及びＥ
ｓｃｏｒｅｚ５３８０）及び軟化点１２０℃（Ａｒｋｏ
ｎ　　Ｐ−１２０）を有する樹脂を用いた。２つの融点
の樹脂は結晶性融点及び室温以上のＴ２を示し；　Ａｒ
ｋｏｎ　　Ｐ−８５に対してはＴｍ＝８５℃、ＴｊＪ−
３５°Ｃ１そしてＥｓｃｏｒｅｚ　　５３８０樹脂に対
してはＴｍ＝８０’Ｏ，Ｔｊ？＝２９℃である。両方の
８０〜８５℃の融点の樹脂はポリブチレン重合体中で冷
却した際に透明な溶融物及び透明な固体を生成させた。

ＡｒｋｏｎＰ−１２０は１２５°Ｃの結晶性融点及び６
７℃のＴ２を示した。樹脂はポリブチレン重合体中で冷
却した際に透明な溶融物及び透明な固体を生成させた。

本発明のワックスは微結晶性ワックスである。

ワックスは任意のものであり、そして全体の調製物の３
０ｐｈｒまで、好ましくは全接着剤組成物の重量をベー
スとして５〜１５ｐｈｒの量で加え得る。Ｓｈｅ　ｌ　
１ｗａｘ■５００を使用し得る。接着剤の使用温度を実
質的に低下させずに低粘度に調整するために十分な量の
ワックスを使用し得る。

新規な組成物の３０ｐｈｒまでのアタクチック性ポリプ
ロピレンを新規な接着剤に有利に加え得る。５〜２０ｐ
ｈｒのアククチツク性ポリプロピレンを本発明の範囲内
で使用し得る。

全調製物をベースとして５０ｐｈｒまで、好ましくは約
５〜約２５ｐｈｒの量の少量の増核剤を新規な接着剤に
有利に加え得る。増核剤としてステアルアミド、Ｎ、Ｎ
−エチレン−ジ−ステアルアミドの如き置換されたステ
アルアミド、重合体例えば高密度ポリエチレン、ポリプ
ロピレン及びパラ−アミノ安息香酸を新規な接着剤に加
え得る。

全調製物をベースとして約０゜１〜約０　、５　ｐｈｒ
の量の酸化防止剤を接着剤調製物に加え得る。

立体障害のあるフェノール性酸化防止剤が良好な結果で
接着剤配合物に用いられた。テトラキスメチレン（３，
５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシヒドロシンナメー
ト）メタン［チバーガイギー（Ｃｉｂａ−Ｇｅｉｇｙ）
製のＩｒｇａｎｏｘ＠ｌ　Ｏｌ　Ｏ］を約０．３ｐｈｒ
の量で配合物に加え得る。同様の量で使用し得る他の酸
化防止剤にはＧｏｏｄｒｉｔｅ３１１４、Ｅｔｈａｎｏ
ｘ３３０及びＩｒｇｎｏｘ　ｌ　Ｏ７６がある。

−度接着剤を生成させた場合、新規な積層構造体を製造
し得る。

次のものは本発明を説明するものであり、そして本発明
の概念の範囲を限定するものではない。

接着剤調製物 上に記載され、そして第１及び２表に定義された接着剤
は小型ブラベンダー配合ヘッド（容量約５０ｃｃ）また
は１クオートのシグマ・グレード（ｓｉｇｍａ　ｂｌａ
ｄｅ）混合機のいずれかを用いて製造し得る。試験調製
物は予熱した装置（１７０〜１８０℃）を用いて、２つ
のポリブチレン重合体を導入し、軟質で均一な塊が生じ
るまで重合体を混合し、次に残りの成分を好ましくは最
初に粘着性樹脂と、続いて残りの成分と一緒に徐々に導
入することにより容易に配合される。混合時間は２０分
間であるべきである。

接着剤フィルム 接着剤フィルム（１２５〜２００ミクロン）を接着剤調
製物から、配合された接着剤を生じる接着剤の厚さに関
して所望の間隙を生じさせるように調整した一対の加熱
されたニップ・ローラー（ｎｉｐ　ｒｏｌｌ）を用いて
離型（ｒｅｌｅａｓｅ）被覆されたポリエステルフィル
ム上（即ち離型被覆された側上）でキャスティングする
ことにより製造し得る。

予熱された接着剤（約１３０℃で予熱）をポリエステル
フィルム上に注ぎ、そして加熱したニップ・ローラーを
通して手で延伸する。この技術を用いて、長さ１ｍ、巾
１５ｃｍの大きさの接着剤フィルムを少量（＜６０．９
）の接着剤を用いて生成させることができ、従って極め
て少量の接着剤を評価し得る。

積層構造体 一度冷却し、そして硬化させた場合、上の方法により製
造した接着剤を積層構造体を製造するために用いた。構
造体に対する基体としてポリプロピレン、アルミニウム
及びポリブチレンを使用し得る。積層構造体は接着剤の
四角いフィルムを基体間に置き、次にフィルム及び基体
を熱シーラー例えば５ｅｎｔｉｎｅｌ熱シーラーを用い
て中程度の接触圧力下で結合させて積層構造体を生成さ
せることにより製造される。次の試験は積層構造体の用
途を示すために行った。

試験方法 １．５ＡＦＴ：ｇＪＩ断接着破壊温度−積層構造体にお
ける接触剤の使用上限温度を５ＡＦＴ試験により評価し
た。対象基体及び基体表面間の中間層としての接着剤を
用いて２５Ｘ２５ｍｍの積層構造体を製造した。２５Ｘ
２５ｍｍの構造体を温度プログラミングした乾燥基中に
つるし、そして構造体の自由な末端に５００または１０
００Ｉの荷重をかけた。温度が２２℃／時間の速度で昇
温するようにプログラミングした。５ＡＦＴは結合が切
れ、そして重りが落下した温度で計った。

２、ラップ剪断強さ一対象基体及び基体表面間の中間層
としての接着剤を用いて２５Ｘ２５ｍｍの積層構造体を
製造した。結合を破断するに必要とされる最大の力が得
られるまで２５Ｘ２５ｍｍの構造体を１ｎｓｔｒｏｎ試
験機中で１．２７　ｍｍ／分の速度で引き離した。これ
らの試験において基体として３ｍｍ（１２５ミル）の陰
極析出したアルミニウムを用いた。

３、Ｔ−ビール一対象基体及び基体表面の中間層として
の接着剤を用いて２５Ｘ１５０ｍｍの積層構造体を製造
した。積層表面をＩｎ５ｔｒｏｎ試験機中にて１つの表
面を低部ジョー（ｊａｗ）中に置いた。ジョーを２５ｃ
ｍ／分の速度で分離した。表面を剥離するに要する時間
を連続的に記録した。

最大及び最小値、並びに破壊モード即ち接着性、粘着性
またはその組合せを記した。試験は約１８０°Ｃのビー
ル角度であった。Ｔ−ビール試験はアルミニウム及びポ
リプロピレン基体の両方に関して行った。

同時に生じる高い５ＡＦＴ及び低いＴ−ビールは配合物
中のポリ−１−ブテン共重合体に対するポリ−１−ブテ
ン均質重合体の関数であった。

上記の物質及び／または方法における逸脱は本分野に通
常精通せる者には明らかであり得る。

本発明の主なる特徴および態様は以下のとおりである。

■、基体及び熱溶融接着剤からなり、該熱溶融接着剤が
エチレン含有量が共重合体の約１〜約２０モル％である
ブテン−１及びエチレンの少なくとも部分的に結晶性の
共重合体１０〜９０重量％、並びにブテン−１均質重合
体１０〜９０重量％の配合物約１０〜約９０重量％；粘
着性樹脂約１０〜約９０重量％：及び酸化防止剤約０．
１〜約０．５ｐｈｒの配合物からなる、積層構造体。

２、該熱溶融接着剤が該エチレンの含有量が該共重合体
の約１〜約２０モル％であるブテン−１及びエチレンの
該共重合体１０〜９０重量％、並びに該ブテン−１均質
共重合体１０〜９０重量％の該配合物約４５〜約５５重
量％；該粘着性樹脂約４５〜約５５重量％：及び該酸化
防止剤約０゜１〜約０．５ｐｈｒの配合物からなる、上
記第１項記載の積層構造体。

３、該熱溶融接着剤の該粘着性樹脂がＣ６〜Ｃ９ストリ
ーム樹脂、ポリテルペン、及び７０〜１３０°Ｃの範囲
の軟化点を有する水素化樹脂よりなる群から選ばれる脂
肪族の、実質的に非極性の樹脂である、上記第１項記載
の積層構造体。

４、該熱溶融接着剤が更に３０ｐｈｒまでの微結晶性ワ
ックスからなる、上記第１項記載の積層構造体。

５、該熱溶融接着剤が更に３０ｐｈｒまでのアククチツ
ク性ポリプロピレンからなる、上記第１項記載の積層構
造体。

６、該熱溶融接着剤が更に増核剤からなる、上記第１項
記載の積層構造体。

７、該熱溶融接着剤の該増核剤が置換されたステアルア
ミド、ステアルアミド、高密度ポリエチレン、ポリプロ
ピレン及びバラ−アミノ安息香酸の群の員である、上記
第６項記載の積層構造体。

８、該熱溶融接着剤の該酸化防止剤がテトラキスメチレ
ン（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシヒドロシ
ンナメート）メタンである、上記第１項記載の積層構造
体。

９、該基体がアイソタクチック性ポリプロピレン、アイ
ソタクチック性ポリブチレン、鋼鉄、紙、アルミニウム
、陰極析出したアルミニウム及び結晶性重合体の群の員
である、上記第１項記載の積層構造体。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の有利な特徴を図示するものである。 外１名

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、基体及び熱溶融接着剤からなり、該熱溶融接着剤が
   エチレン含有量が共重合体の約１〜約２０モル％である
   ブテン−１及びエチレンの少なくとも部分的に結晶性の
   共重合体１０〜９０重量％、並びにブテン−１均質重合
   体１０〜９０重量％の配合物約１０〜約９０重量％；粘
   着性樹脂約１０〜約９０重量％；及び酸化防止剤約０．
   １〜約０．５ｐｈｒの配合物からなる、積層構造体。