JPH0242859B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明はプラスチツク、金属、繊維などに対
し、接着性の優れたポリエステル系接着剤組成物
に関するもので、特にホツトメルト型接着剤とし
て有用な組成物に関するものである。 従来、ポリブチレンテレフタレート或いはブチ
レンテレフタレート骨格を主体とする共重合ポリ
エステルは機械的強度、熱安定性、耐候性、耐薬
品性に優れ、各種成型材料として、自動車、電
機、電子等の分野で広く用いられている。 そして上記に代表されるポリエステルが有する
優れた特性を他の用途に応用する試みが、種種な
されており、ホツトメルト型接着剤としての利用
もその一つである。このポリエステル系ホツトメ
ルト型接着剤は、他のエチレン―酢酸ビニルコポ
リマー系、ポリオレフイン系の接着剤に比べ、プ
ラスチツク、金属、繊維等に対する接着性が優れ
ていることから、広範囲な用途に使用されてい
る。 しかしながら下記に示されるようなホツトメル
ト型接着剤の一般的使用形態に起因して、ポリエ
ステル系ホツトメルト型接着剤も種々の問題を有
している。 ホツトメルトアプリケーター、ホツトメルト
コーターと総称される熔融塗布装置により被接
着基材（以下基材と称す）上に塗布し、その可
使時間内に圧接着する方法。 上記装置により基材上に仮塗布後、再加熱接
着する方法。 接着剤をフイルム、粉末、ウエブの形状に加
工した後、基材上に仮融着するか、又はそのま
まの形状で基材に対し再加熱接着する方法。 すなわちこのような使用形態において、ポリエ
ステル系ホツトメルト型接着剤は、適応基材によ
つては用途上必要な接着力を発現するに十分な熱
的条件を与えることが出来なかつたり、接着剤自
体の結晶に起因する内部応力が主原因で、耐久性
も含め充分な接着強度を発現しない場合があり、
又ホツトメルトの特性上融点近くまで温度が上が
ると接着力の急激な低下を生ずる。 このような問題点を解決するために、ポリエス
テル系接着剤において種々の改質材の添加が検討
されているが、かかる多様な使用形態、特に，
における長時間の加熱熔融及び繰り返し熔融に
対する安定性を必要とする場合においては改質材
の選定に著しい制限を生じ、においても加熱熔
融ブレンド及び加工時の熱履歴に対する対応が必
要となる。 このため、特に反応性を有する改質材の場合、
これを添加することは上記の理由から困難であつ
た。 一方、シラン化合物は、ガラス、繊維等の無機
物質と各種プラスチツク類との親和性を増す重要
な役割をはたすカツプリング剤として、あるいは
反応性を有する改質材として広く用いられてお
り、シラン化合物をプラスチツクに添加し、接着
性の改善をはかる例も幾つか知られている〔例え
ば、日本接着協会誌Vol.10.No.6P.273（’74）、お
よびInd.Eng.Chem.Prod.Res.Develop.，Vol.11
No.P.170（’72）など〕。 しかしながら、これらの例でのあるものはシラ
ン化合物の添加量が多かつたり、またポリエステ
ル系接着剤への応用の例もなかつた。 本発明者らは、かかる現状を認識し、ポリエス
テル系接着剤としての特長を生かし、かつ前記ホ
ツトメルトとしての欠点を改善すべく鋭意検討を
加えた結果、本発明を完成するに到つた。 すなわち本発明は、還元粘度が0.3〜0.9dl／ｇ
で190℃におけるメルトインデツクスが20〜300
ｇ／10分であるポリエステル100重量部に対し、
アルコキシ基を有するアミノ置換オルガノシラン
0.1〜５重量部含有している特徴とするポリエス
テル系接着剤組成物に関するものである。 本発明において用いられるポリエステルは、二
塩基性酸と炭素数が２〜15のグリコール、オキシ
酸を適当に選択、組み合せて常法により重縮合す
ることにより得られる。 二塩基性酸としては、例えばテレフタル酸、イ
ソフタル酸、オルソフタル酸、ナフタレンジカル
ボン酸、ジフエニルジカルボン酸等の芳香族二塩
基性酸、例えばアジピン酸、アゼライン酸、セバ
シン酸、ドデカン２酸、コハク酸、ピメリン酸、
スベリン酸、ダイマー酸等の脂肪族二塩基性酸、
例えばヘキサヒドロテレフタル酸、ヘキサヒドロ
イソフタル酸、ヘキサヒドロフタル酸等の脂環族
二塩基性酸がある。 またグリコールとしては、例えばエチレングリ
コール、１，４―ブタンジオール、ヘキサメチレ
ングリコール、ネオペンチルグリコール、１，４
―シクロヘキサンジオール、１，４―シクロヘキ
サンジメタノール、１，４―ビスオキシエトキシ
ベンゼン、ビスフエノールＡ、ジエチレングリコ
ール、トリエチレングリコール、ポリエチレング
リコールなどがあり、またオキシ酸としては、ｐ
―オキシ安息香酸、１，２―ヒドロキシステアリ
ン酸、ｐ―β―オキシエトキシ安息香酸などがあ
る。 更にこれらの二塩基性酸、グリコール、オキシ
酸のほかに３価以上のエステル形成性基を有する
化合物を必要に応じて加えてもよい。 かかる化合物としては、例えばトリメチロール
プロパン、ペンタリスリトール、グリセリン、ト
リメリツト酸、ピロメリツト酸などがある。 かかる原料を用いたポリエステルのうち特に有
用なものは、二塩基性酸として、テレフタル酸と
イソフタル酸と脂肪族二塩基性酸の混合物を用い
（それらの比は、それぞれのモル％で約80：60：
40〜30：10：５が好ましい）、１，４―ブタンジ
オールの如きグリコールを用いた生成物である。 上記の様な組み合せで縮合して得られるポリエ
ステルのうち本発明に用いられるものは、η_sp／
Ｃで表わされる還元粘度が0.3〜0.9dl／ｇ、好ま
しくは0.4〜0.8dl／ｇ及び190℃におけるメルト
インデツクス（以下MIと略す。）が20〜300ｇ／
10分、好ましくは40〜250ｇ／10分を有するもの
である。 かかるポリエステルの具体例としては、PES―
110、―120、―140、―170（いずれも東亞合成化
学工業株式会社製）などの市販品があげられる。 ここで還元粘度（η_sp／Ｃ）は、ｍ―クレゾー
ル溶媒中、ポリマー濃度(C)0.25ｇ／0.25dl、40℃
で測定した粘度より求められる値であり、又190
℃におけるメルトインデツクスはJIS K6760―
1977に準じて測定した値である。 本発明組成物に於いてポリエステルの還元粘度
（η_sp／Ｃ）が0.3未満だと、ポリマーの縮合度が
低い為、凝集力が弱く、基材を接着した後の接着
強度が不充分である。 一方、還元粘度（η_sp／Ｃ）が0.9を越えると、
加熱熔融時の接着剤の流れ、基材面上への“ぬ
れ”が不充分で良好な接着強度は得られない。 又、通常のポリエステルの粘度―温度相関図は
縦軸に粘度の対数値、横軸に温度をとると、その
勾配は、種類によらず、ほぼ一定である、という
事実を前提に、熔融時の粘度特性を190℃に於け
るMIで表現するが、このMIが20未満だと、接着
剤の基材への“ぬれ”を良くするために必要な粘
度にするには樹脂温度を250℃以上に上げねばな
らず、接着剤の耐熱性の制約により長期作業は無
理で、工業的に価値がない。またMIが300を越え
るものは、熔融流体が流れすぎ、接着剤の塗りム
ラ等を生じるうえ、一般に耐熱性に欠け、実用価
値が低い。 一方、本発明組成物においてポリエステルに添
加されるものは、アルコキシ基を有するアミノ置
換オルガノシラン（以下アミノシランと略す。）
であり、アルコキシ基の具体例としては、例えば
メトキシ基、エトキシ基、ブトキシ基、などであ
り、アミノ置換の部分としては、例えばγ―アミ
ノプロピル基、Ｎ―β―アミノエチル―γ―アミ
ノプロピル基などがある。これらに該当するアミ
ノシランの具体例としては、γ―アミノプロピル
トリエトキシシラン、Ｎ―β―アミノエチル―γ
―アミノプロピルトリメトキシシラン、γ―アミ
ノプロピルメチルジエトキシシラン、γ―アミノ
プロピルトリメトキシシラン、ｐ―アミノフエニ
ルトリメトキシシラン、アミノエチルアミノメチ
ルフエネルトリメトキシシラン、Ｎ―メチルアミ
ノプロピルトリエトキシシランなどである。本発
明においては、例えばＡ―1100，Ａ―1120（UCC
製）、KBM603（信越化学工業株式会社製）、
SH6020、SH6026（トーレ・シリコーン株式会社
製）などの商品名で市販されているものも支障な
く使用できる。 これらのアミノシランのうち特に好ましいもの
としては、けい素に直接結合されるアルコキシ基
を３個有し、かつ残余の有機量が少なくとも１個
のアミノ基を有するもので下記の一般式で示され
るものである。 Ｘ―Si―（OR）₃ ただし、ORはメトキシ基、エトキシ基、ブト
キシ基などの炭素数の少ないアルコキシ基を示
し、Ｘはアミノ基を有する有機基を示す。 この好ましいアミノシランの具体例としては、
γ―アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ―β
―アミノエチル―γ―アミノプロピルトリメトキ
シシラン、γ―アミノプロピルトリメトキシシラ
ン、ｐ―アミノフエニルトリメトキシシラン、ア
ミノエチルアミノメチルフエネチルトリメトキシ
シランである。 かかるアミノシランの本発明組成物における含
有量はポリエステル100重量部に対し、0.1〜５重
量部であり、特に0.5〜４重量部が好ましい。含
有量が0.1重量部未満であると耐熱性の向上は認
められず、また５重量部を越えると加熱ブレンド
時にポリエステルのゲル化を生じたり、熔融塗布
装置による使用に際し、熱安定性をそこなうのみ
ならず、前述の他の使用形態においてむしろ接着
性能は低下する。 本発明組成物の製造方法としては特に限定され
るものではなく、ポリエステルとアミノシランを
一緒に押し出し機によりポリエステルの熔融温度
以上において混練し、ペレツト状、フイルム状、
ウエブ状に成形して得る方法、粉末状ポリエステ
ルにアミノシランを直接添加して得る方法、メチ
ルアルコール、エチルアルコール等にアミノシラ
ンを希釈し、フイルム状、ウエブ状等に成形され
たポリエステルに対し含浸塗布して得る方法等が
可能である。また本発明の組成物を製造する際に
同時に可塑剤、充填剤、各種プラスチツク、老化
防止剤、滑剤などの添加剤が配合されても良い。 本発明の組成物による基材の接着方法として
は、前述のホツトメルト型接着剤としての使用形
態のいずれもが適しており、ホツトメルトアプリ
ケーター、ホツトメルトコーターにより一方の基
材に塗布し直ちに圧接着するか、もしくは塗布後
もう一方の基材を重ね再加熱接着する方法、組成
物の粉、フイルム、ウエブ等を基材の間にはさみ
加熱圧着するか、一方の基材上にのせて加熱熔融
した後もう一方の基材を重ねて圧着する方法等が
適応できる。この加熱加圧工程により接着剤と基
材間の強固な結合及び接着剤としての接着性能が
著しく向上するのである。 以上述べた様に本発明組成物は、製造方法に制
限されることなく、特にホツトメルト型接着剤に
おいてはその使用形態にも制限されることはな
く、その特長もそこなうことなく、特定のアミノ
シランが少量含有されているということで飛躍的
な接着性の向上が図れるものである。 特に本発明組成物は、基材が一般的に耐熱性の
低いプラスチツクである場合に、その耐熱性に起
因してホツトメルト型接着剤の使用が大きく制限
されていた点を解消し、基材の変形のない、耐熱
性に影響しない低温の接着条件で優れた接着強度
を与えるものである。 以下実施例と比較例により本発明をさらに具体
的に説明する。 実施例１〜４及び比較例１〜２ 還元粘度0.7dl／ｇ、190℃におけるMI100ｇ／
10分のポリエステルPES―110（融点110℃、東亞
合成化学工業株式会社製）の100重量部に対し、
γ―アミノプロピルトリメトキシシラン（商品名
Ａ―1100、UCC製）を下記の表１の様に添加し、
エクストル―ダー（単軸、径40ｍ／ｍφ、Ｌ／
D25、圧縮比３、スクリユー回転数45rpm、シリ
ンダー温度110〜170℃）を用いて熔融混合し、ペ
レツト状の組成物を得た。比較例２のペレツトは
ゲル化傾向にあるため形状不良であつた。

【表】 実施例 ５ Ｎ―β―アミノエチル―γ―アミノプロピルト
リメトキシシラン（商品名Ａ―1120、UCC製）
を２重量部用いた他は実施例１と同様にしてペレ
ツト状組成物を得た。 上記実施例１〜５及び比較例１〜２で得られた
組成物の特性を測定するために次の試験を行な
い、その結果を表―２に示す。 加熱ゲル化試験 上記のペレツト状組成物をホツトメルトアプ
リケーター（ノードソンXI型、ノードソン株式
会社製）の槽内に投入し、槽温190℃で５時間
加熱後のゲル化の有無を目視で測定した。 加圧加熱ゲル化試験 上記ペレツト状組成物を冷凍粉砕し得られた
粉末を更に篩により分級し、200μパス品から
なる粉末状組成物とした。この粉末でJSR型キ
ユラストメーター（今中機械工業株式会社製）
を用い、200℃で２Kg／cm²の加圧加熱を行ない
２時間後のトルク変化を求め、ゲル化傾向を測
定した。 接着性試験 上記ペレツト状組成物を用い、熱プレスにて
150℃加熱加圧下に100μのフイルム状接着剤を
得た。このフイルム状接着剤を脱脂した0.6mm
のアルミニウム板の間にはさみ、熱プレスにて
１分間、200℃、10Kg／cm²の加熱加圧条件で接
着した。 接着したもののＴ―剥離強度を引張速度200
mm／minで、室温、80℃、湿熱テスト（50
℃で湿度98％の条件下に１週間放置）後80℃の条
件下で測定した。

【表】 実施例 ６〜７ 実施例１で使用したポリエステルの粉末品PES
―110P（粒度０〜200μ、東亞合成化学工業株式会
社製）100重量部に対し、γ―アミノプロピルト
リメトキシシラン（実施例１に同じ）１重量部を
添加して、ヘンシエルミキサー（三井三池株式会
社製）でドライブレンドして粉末状組成物を得た
（実施例６）。 また同様にして、Ｎ―β―アミノエチル―γ―
アミノプロピルトリメトキシシラン（実施例５に
同じ）を含有した粉末状組成物を得た（実施例
７）。 比較例 ３〜５ 実施例１と同様にエクストルーダーを用いて
PES―110100重量部に対し、ビニル―トリ（β―
メトキシエチル）シラン（比較例3UCC製Ａ―
172）、γ―グリシドキシトリメトキシシラン（比
較例４ UCC製Ａ―187）、γ―メルカプトプロ
ピルトリメトキシシラン（比較例５ UCC製Ａ
―189）をそれぞれ２重量部含有したペレツト状
組成物を得、さらに冷凍粉砕と分級により200μ
パス品からなる粉末状組成物を得た。 実施例１〜７および比較例１〜５から得られた
粉末状組成物で次の様に接着を行ない、それらの
接着強度を比較した。 各粉末状組成物を基材として、３ｍ／ｍ厚の
ABS樹脂シート（日本テストパネル社製）を選
びその一面に100ｇ／m²篩散布した。つづいて散
布面を遠赤外加熱装置で輻射加熱を行ない、基材
表面が110℃又は130℃になつた時に、0.3ｍ／ｍ
厚の塩ビシートがラミネートされた３ｍ／ｍ厚の
発泡ウレタンシートの発泡ウレタンシート側を散
布面に重ね、室温下に圧力0.5Kg／cm²で10秒間冷
圧着して接着させた。 基材の温度は、ヒートラベル（ミクロン株式会
社製）を用いて測定した。 接着強度は、180℃剥離強度および180℃剥離ク
リープで比較した。その結果を表―３に示す。 180℃剥離強度は、引張速度50mm／minで室温
及び湿熱テスト（50℃で湿度98％の条件下で１週
間放置）後90℃での測定値（Kg／25mm）である。 180℃剥離クリープは、80℃および90℃におい
て荷重100ｇｒで５時間後の落下距離（mm）であ
る。

【表】 ※※ 直ちに落下
実施例 ８ ジメチルテレフタール酸45モルと１，４―ブタ
ンジオール200モルとで、窒素気流下、反応容器
内で、140℃〜190℃の温度でエステル交換反応を
行い、引続きイソフタル酸30モルとアジピン酸25
モルを加え、190℃〜210℃の温度でエステル化反
応を行つた後、昇温と減圧を同時に行い、重合物
のメルトインデツクス（MI）が、50ｇ／10mmに
達した時、反応を終了し、融点130℃、還元粘度
0.72の物性を有し、樹脂組成がテレフタール酸残
基45モル、イソフタル酸残基30モル、１，４―ブ
タンジオール残基100モル比よりなるポリエステ
ル樹脂を得た。この樹脂100重量部に対し、γ―
アミノプロピルトリメトキシシラン（商品名Ａ―
1100、UCC製）２重量部を添加し、実施例１と
同様に、エクストルーダーを用いて溶融混合し、
ペレツト状組成物を得、アルミ板に対する接着性
能を測定した。その結果を表４に示す。 実施例９〜11、比較例６〜11 実施例８と同様にして、表―４に示した組成と
物性を有するペレツト状組成物を作成し、その性
能評価を行つた。それらの結果も表４に示す。

【表】

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 還元粘度が0.3〜0.9dl／ｇで190℃における
   メルトインデツクスが20〜300ｇ／10分であるポ
   リエステル100重量部に対しアルコキシ基を有す
   るアミノ置換オルガノシラン0.1〜５重量部含有
   していることを特徴とするポリエステル系接着剤
   組成物。