JPH04227982A - Hot melt adhesive based on ethylene terpolymer and method of bonding by using the same - Google Patents

Hot melt adhesive based on ethylene terpolymer and method of bonding by using the same

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JPH04227982A
JPH04227982A JP11314791A JP11314791A JPH04227982A JP H04227982 A JPH04227982 A JP H04227982A JP 11314791 A JP11314791 A JP 11314791A JP 11314791 A JP11314791 A JP 11314791A JP H04227982 A JPH04227982 A JP H04227982A
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JP
Japan
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weight
terpolymer
composition
adhesive
ethylene
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Withdrawn
Application number
JP11314791A
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Japanese (ja)
Inventor
Furanshisu Iisutoman Aanesuto
アーネスト フランシス イーストマン
Matsuku Buraido Edowaado
エドワード マック ブライド
Jiyosefu Sutatsutsu Robaato
ジョセフ スタッツ ロバート
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dow Mitsui Polychemicals Co Ltd
Original Assignee
Du Pont Mitsui Polychemicals Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To obtain a heat-stable hot melt adhesive which can be used for bonding various adherends by mixing a specified ethylene terpolymer with a tackifier. CONSTITUTION:A hot melt adhesive composition which is a molten liquid at a service temperature and comprises an ethylene terpolymer comprising about 40-87wt.% ethylene, about 5-50wt.% second monomer selected between an alkyl acrylate and an alkyl vinyl ether (wherein the alkyl has 1-8C atoms) and about 3-30wt.% third monomer selected between carbon monoxide and sulfur dioxide (based on the weight of the terpolymer), about 5-80wt.% compatible tackifier (based on the total weight of the terpolymer and the tackifier) and 0-30wt. % compatible plasticizer (about 4wt.% or below when the second monomer is present in an amount of 10wt.% or below).

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の技術分野】本発明はホットメルト接着剤に関し
、さらに詳しくは、エチレン、アルキルアクリレートも
しくはアルキルビニルエーテルおよび一酸化炭素もしく
は二酸化硫黄の三元共重合体から調製されるホットメル
ト接着剤に関する。 【0002】 【発明の技術的背景】エチレンの種々の共重合体は、ホ
ットメルト接着剤に用いられることが知られている。こ
れらのうち最も広く知られ用いられているエチレン共重
合体は、様々な粘度および酢酸ビニル含量を有する酢酸
ビニルとの共重合体である。エチレン酢酸ビニルメタク
リル酸共重合体もまた接着剤の用途について開示されて
いる。他のエチレン共重合体例えばエチレンとアクリル
酸およびエチレンと無水マレイン酸との共重合体もこの
用途に関して知られている。エチレン酢酸ビニル共重合
体は、酢酸ビニル部分があるために、350°F(17
7℃)を越える適用温度においてあまり熱安定性がない
。より安定なエチレン共重合体接着剤が開示されている
。エチレンブチルアクリレート共重合体は、Bardy
 等に与えられた米国特許第4,816,306 号明
細書に記載されており、「エチレン酢酸ビニル共重合体
の同様に調製された配合物と比較してより優れた美的特
性および熱安定特性」を示している。これらの重合体の
より良好な溶融安定性および低温特性は、’Adhes
ive Age’,1989 年11月の論文にも記載
されており、この論文によれば、エチレン/n−ブチル
アクリレート接着剤調製物は350°F(177℃)で
より良好にその流動性を保持し、また100°F以上高
い温度で加工することができた。 【0003】一酸化炭素はエチレンおよび酢酸ビニルも
しくはアルキルアクリレートと重合させてエチレン酢酸
ビニル一酸化炭素三元共重合体およびエチレンアルキル
アクリレート一酸化炭素三元共重合体を生成する。この
ような重合体はHammerらに与えられた米国特許第
3,780,140 号明細書にPVCとの重合体配合
物を構成する可塑剤として記載されている。 【0004】Brugelらに与えられた米国特許第4
,434,261号明細書には、200〜350°F(
94〜177℃)の適用温度で自己支持性であるホット
メルト接着シートが記載されており、このシートはそれ
自体で切断し、被着体の形に合わせて成形することがで
きる。これらのシートは「予備溶融された熱い流動体と
して溶融形態で適用しなければならない従来のホットメ
ルト接着剤」と区別される。このシートにおける自己支
持の性質は、充填剤20〜80%(最も好ましくは50
〜60%)を可塑剤2〜30%(最も好ましくは12〜
18%)と組み合わせて種々のエチレン共重合体のいず
れかに添加することによって得られる。エチレン/酢酸
ビニルが重合体成分として例示されている。この特許に
開示されてはいるものの例示されていない多くの他のエ
チレン共重合体のうちには、酢酸ビニルもしくはアルキ
ルアクリレートおよび一酸化炭素もしくは二酸化硫黄と
の三元共重合体がある。これらのシートは布様構造物、
特にポリエステル不織布およびポリプロピレン不織布に
積層できることが記載されている。 【0005】Lancaster らに与えられた米国
特許第4,600,614 号明細書には、多層マイク
ロ波包装が記載されており、この場合、同じ「電磁線シ
ール可能な材料」の2つの層を互いにシール可能に接触
させる。電磁線シール可能な材料は、多数の共重合体お
よび三元共重合体のいずれであってもよく、これらのも
のは0.01〜50重量%の一酸化炭素を含有する必要
がある。一酸化炭素は重合体を高周波数電磁線(マイク
ロ波エネルギー)によって加熱できるようにする。三元
モノマーが存在する場合は、これは酢酸ビニル、アクリ
ル酸、メタクリル酸、そのエステルまたは塩であってよ
い。 【0006】Lancaster らに与えられた米国
特許第4,601,948 号明細書には、ホットメル
ト接着剤として使用できる新規な三元共重合体が開示さ
れている。これら三元共重合体はエチレン、一酸化炭素
およびアクリル酸もしくはメタクリル酸の三元共重合体
であって、最後の2成分はそれぞれ1〜40重量%の範
囲にある。酸は遊離酸の形であり、酸のエステルではな
い。エチレン/メタクリル酸共重合体がホットメルト接
着剤に用いられることはよく知られている。 【0007】三井デュポンに譲渡された特開平2−73
828 号公報(1990年3 月13日公開)には、
ナイロンがグラフトしたエチレンブチルアクリレート一
酸化炭素三元共重合体の高性能接着剤が開示されている
。この公報では、不十分な高温接着性能を有する比較例
に三元共重合体単独の使用が記載されている。 【0008】被着体のタイプ、即ち最終用途に関して広
い適用性を有し、そして普通市販の低剪断力ホットメル
ト適用装置に適用できる熱安定性の良好なホットメルト
接着剤に対する要求がなお残っている。 【0009】 【発明の概要】本発明は、多種多様な被着体、例えば金
属、極性および非極性プラスチックスならびに木および
紙製品に接着するのに用いることができ、そして普通の
低剪断力ホットメルト接着剤適用装置を用いた経済的な
手段に適用することのできる熱安定な接着剤組成物を提
供することによって上記の要求を満足させる。すなわち
この接着剤組成物は、ホットメルト接着剤として適用す
るために加熱すると、溶融液体の形をとり、これは押出
し可能または自己支持性であると言うには流動性が高す
ぎるが、従来のホットメルト用としては理想的に適用す
ることができる。 【0010】従って、本発明の一つの態様は、エチレン
約40〜87重量%、第2のモノマーであるアルキルア
クリレートもしくはアルキルビニルエーテル約5〜50
重量%および一酸化炭素もしくは二酸化硫黄約3〜30
重量%を含有するエチレン三元共重合体(上記の重量%
は三元共重合体の重量に基づく)、および相溶性の粘着
性付与剤約5〜80重量%(三元共重合体と粘着付与剤
とを加えた重量に基づく)から本質的に構成され、適用
温度で液体である熱安定なホットメルト接着剤組成物を
提供する。ただし第2のモノマーが約5〜10重量%の
間で存在する場合には、可塑剤が必ず少なくとも約4重
量%存在する。この組成物中には、相溶性のワックスが
所望により存在していても良い。 【0011】本発明の他の態様は、本発明の接着剤組成
物を、この組成物が溶融液体に変換するように上昇させ
た温度において、金属、極性および非極性プラスチック
ス、木および紙製品からなる群から選ばれた任意の被着
体に塗布し、該被着体に適用された該組成物が溶融液体
の形態にある間に、塗布された組成物を第2の被着体と
接触させ、次いで得られた複合構造物を冷却させる方法
である。 【0012】 【発明の具体的説明】本発明の接着剤組成物の三元共重
合体成分は、この組成物に凝集強度、接着強度および熱
安定性を与える。 【0013】アルキルアクリレートまたはアルキルビニ
ルエーテルは三元共重合体の第2のモノマーと考えるこ
とができる。アルキルアクリレートの例は、アルキル基
が1〜8個の炭素原子を有するものである。このような
例には、アルキルアクリレートおよびメタクリレート例
えばメチルアクリレート、エチルアクリレート、イソブ
チルアクリレート、n−ブチルアクリレート、2−エチ
ルヘキシルアクリレートおよび対応するメタクリレート
が包含される。 【0014】三元共重合体のガラス転移温度を低下させ
る第2のモノマーは、所定の分子量に関する三元共重合
体の粘度を低下させる傾向を有し、そして室温および適
度の低温においてより強靱で強度の大きな重合体を保証
する。n−ブチルアクリレートはこの点で特に有用であ
り、従って好ましい第2のモノマーである。低級アルキ
ルアクリレート例えばメチルアクリレートを用いる場合
には、適当な可塑剤を添加することが有利である。 【0015】接着剤組成物が強力な接着を引き出せるよ
うに、三元共重合体の少なくとも約5重量%はアルキル
アクリレートからなるべきである。アクリレートモノマ
ーの最大量は一般に、エチレンおよび第3のモノマーと
共重合できる最大量によって支配される。一般にこの最
大量は約50重量%である。 【0016】第2のモノマーとしてのアルキルビニルエ
ーテルは、好ましくはアルキル基中に1〜8個の炭素原
子を有し、アルキルアクリレートコモノマーの代わりに
用いることができ、アルキルアクリレートと同じ特性を
接着剤組成物に付与する。アルキルビニルエーテルの例
には、メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、
イソブチルビニルエーテル、n−ブチルビニルエーテル
、2−エチルヘキシルビニルエーテルが包含される。 【0017】酢酸ビニルと比較して、アルキルアクリレ
ートおよびアルキルビニルエーテルモノマーは、より大
きな熱安定性を組成物に与える。本発明の接着剤組成物
、従ってそれに用いられる重合体はまず第一に、重合体
がホットメルト装置を用いて塗布等の適用を行うのに十
分に液体である温度において、十分な熱安定性を有する
ことが必要である。安定性の要件は、適用温度において
しばしば延長された保持時間を伴うので、押出し可能な
または予備成形された接着剤に要求されるそれよりも一
般に厳しい。 【0018】一酸化炭素または二酸化硫黄は、三元共重
合体の第3のモノマーと考えることができる。このコモ
ノマーは三元共重合体、従って組成物の接着剤融通性を
向上させるので、これは多種多様な被着体に接着するこ
とができる。三元共重合体の少なくとも約3重量%は、
この融通性効果を与えるために一酸化炭素または二酸化
硫黄であるべきである。これらの三元モノマーは極性で
あり、三元共重合体にこの極性が付与されるので、本発
明の接着剤組成物を極性ならびに非極性プラスチック被
着体に接着できる。三元共重合体中のこれらの三元モノ
マーが約30重量%より多いと、三元共重合体の熱安定
性に不利な影響を及ぼすことがある。 【0019】ここで用いられる第3のモノマーは、抗酸
化剤が存在する場合でさえも、COまたはSO2 を含
有するエチレン酢酸ビニル三元共重合体の熱安定性を破
壊する。驚くべきことに、本発明の三元共重合体は、は
るかに優れた熱安定性を有するため、これらの三元共重
合体が溶融液体状態で接着剤として適用されるホットメ
ルト接着剤組成物において有利な有用性を達成できる。 熱安定性の一つの特色は、適用温度で液体状態に保たれ
ている間での組成物の耐酸化性である。 【0020】本発明の好ましい接着剤組成物は、エチレ
ン約45〜80重量%、アルキルアクリレート約10〜
40重量%および一酸化炭素約3〜20重量%を含有す
る三元共重合体(上記の量は三元共重合体の重量に基づ
く)、および粘着付与剤約30〜80重量%(三元共重
合体と粘着付与剤との合計重量に基づく)から本質的に
構成される。 【0021】本発明の重合成分は、米国特許第3,78
0,140 号明細書に記載された方法により調製でき
、この方法は本明細書に組み入れられている。本発明の
粘着付与剤成分は、多種多様の材料、例えば下記のもの
から選択することができる。 【0022】a)ウッドロジン酸、ガムロジン酸および
トール油ロジン酸。これらのものは水素化され、不均化
され、または軽度に重合されていてよい。b)さまざま
な級の上記ロジン酸のエステル。これらのエステルを製
造するのに適するアルコールには、モノ−およびポリエ
チレングリコール、グリセロール、ペンタエリスリトー
ルおよび関連生成物が包含される。 【0023】c)テルペン樹脂。d)ジシクロペンタジ
エン−芳香族炭化水素樹脂、例えばHercules 
Inc. により製造された’Piccovar’樹脂
を含む米国特許第3,023,200 号明細書に記載
のもの。 【0024】e)スチレンおよび/または置換スチレン
を基礎とする低分子量樹脂。粘着付与剤は、三元共重合
体成分と相溶性であるように選ばれる。この相溶性は、
溶融状態で互いに混和可能な三元共重合体と粘着付与剤
とによって得られる。組成物内での組成物相溶性は、組
成物が室温に冷却した際に、外観上曇らずに透明である
ことおよび脆くなく柔軟であることの両方によって観察
される。 【0025】粘着付与剤の割合および種類は、三元共重
合体と混合して、一般に約250〜400°F(121
〜204℃)以内にあるホットメルト適用温度において
所望の流動性を生じさせるように選ばれる。本発明の接
着剤組成物の流動性は、本明細書では、350°F(1
77℃)におけるブルックフィールド粘度で記載される
。 【0026】本発明の接着剤組成物に要求される低い粘
度は、比較的高い粘度の三元共重合体から出発し、そし
てかなりの量の粘着付与剤および相溶性可塑剤(使用す
る場合)および/またはワックスを用いて粘度を要求さ
れるレベルに低下させるか、あるいはよりいっそう低い
粘度の三元共重合体から出発し、そしてより少量の粘着
付与剤、可塑剤および/またはワックスを用いるかのい
ずれかによって達成することができる。三元共重合体の
粘度は、メルトインデックスとして記載することができ
る。三元共重合体成分のメルトインデックスは、190
℃で測定して1〜3000g/10分であってよい。本
発明のホットメルト接着剤の粘度は177℃で少なくと
も約1000cpsであるべきで、一般に177℃で5
0000cpsより大きい必要はない。これらの粘度は
約10000〜200g/10分のメルトインデックス
にほぼ相当する。 【0027】三元共重合体成分の分子量を低下させると
その粘度が低下するが、これは三元共重合体自体の強度
の低下を伴う。しかしながら、これはフォーミュレーシ
ョンにおいて、低分子量の粘度希釈剤(粘着付与剤、可
塑剤および/またはワックス)の必要量がより少量でよ
いことを意味する。最終調製物の強度は、通常は三元共
重合体成分の粘度と、粘着付与剤および可塑剤(使用し
た場合には)の量との折衷である。著しく高い分子量の
三元共重合体を用い、そして過剰量の相溶性粘着付与剤
、および可塑剤またはワックスで粘度が低下するように
調製すると、不十分な凝集力を有する組成物となること
がある。組成物が十分な強度特性を有するためには、少
なくとも約20重量%の三元共重合体が必要である。 【0028】本発明の組成物はまた、適用温度における
組成物の流動性を調整するとともに、接着剤および用い
られる適用装置における他の特性を調整する目的で、相
溶性の可塑剤および/またはワックスを含有することが
できる。 【0029】一般に粘着付与剤はいっそうガラス様であ
る傾向を有し、調製物の粘着性を高めることができるが
、可塑剤は低いガラス転移温度を有する低分子量液体で
ある傾向がある。本発明の接着剤組成物に用いることの
できる可塑剤の例には、フタレート、アゼレート、アジ
ペート、トリクレジルホスフェートおよびポリエステル
、例えばポリ塩化ビニルの軟質化に用いられるもの、ア
ルキル化フェノール、フェノール変性クマロンインデン
、テルペンおよび合成テルペンおよび石油由来のプロセ
ス油から作られた低分子量樹脂が包含される。 【0030】ワックスとの相溶性は通常、多くのホット
メルト接着剤を調製する際に重要であると考えられる。 なぜならばワックスは粘度を低下させる安価な手段を提
供することができ、耐熱性の改善にある程度寄与し、風
乾時間または適用後に重合体が粘着性である時間を減少
させることができるからである。これは次いで迅速な適
用時間に導く。加えて、ワックスはぬれを促進し、ブロ
ッキングを防止することができる。 【0031】ホットメルト接着剤に普通に用いられるパ
ラフィンワックスは、COまたはSO2 コモノマーに
より三元共重合体に与えられた極性のために、所望の融
通性を有する本発明の接着剤組成物とは一般に相溶性で
ない。カルナウバワックスのような他のワックスは本発
明の接着剤組成物に用いることができる。 【0032】適用を変化させるために、接着剤の調製を
行う者は、広範囲の可能な調製物成分、例えば粘着付与
剤および所望によりワックスおよび/または可塑剤の中
から選択し、組成物中のそれらの濃度も選択するであろ
う。調製を行う者が所定の用途に好適な組成物を見出す
助けに利用できる多くのガイドラインがある。これらの
変数がどのように相互作用するかについての優れた記載
は、1989年9月オハイオ州クリーブランドで開催さ
れた接着剤およびシール剤会議大会における接着剤短期
講座で呈示され、そして付随する接着剤短期講座ノート
ブックにおいて出版されたPaul P Pulett
i著“Hot Melts−Yesterday,To
day and Tomorrow”にある。従って、
接着剤調製における当業者はこれらの変数が釣り合った
好適な調製物を得ることができると共に、種々の成分の
コストが課する経済上の拘束を調整することができる。 【0033】本発明の接着剤組成物に用いられる三元共
重合体に加えて、少量の共重合体、例えばエチレン/酢
酸ビニルまたはエチレン/アルキルアクリレートまたは
エチレン/メタクリル酸を組成物の三元共重合体成分と
混合することができる。 【0034】抗酸化剤は、一般にエチレン共重合体ホッ
トメルト接着剤の調製物において用いられるが、これら
のものは本発明の調製物の最良の性能にとって望ましい
ことが見出された。好適な抗酸化剤には、典形的なヒン
ダートフェノール類、例えばブチル化ヒドロキシトルエ
ン(BHT)、’Etyl’330 、チバガイギー’
Irganox’1010 または1098、ならびに
ホスファイト類、桂皮酸ブチルが包含される。ヒンダー
トフェノールである’Irganox’1010 は特
に有利であることが認められた。抗酸化剤を用いる場合
には、三元共重合体の酸化安定性以上でそれを越える所
望の酸化安定性を与えるのに有効な量で用いられる。 【0035】本発明の接着剤組成物は、成分を従来法で
溶融配合して混和性溶融物を生成させることによって製
造することができる。次いでこの溶融物はホットメルト
接着剤として適用することができる。それ自体で用いる
場合、この接着剤は溶剤が存在せず、そして溶剤の接着
補助効果がないために溶剤型接着剤と異なる。これは、
従来のホットメルト接着剤が接着しようとする基質に関
して極めて選択的であるためである。 【0036】液体状態で適用される従来のホットメルト
接着剤がそうであるように、本発明のホットメルト接着
剤も酸化安定性を包む熱安定性に対する厳しい要求に直
面する。ホットメルト接着剤成分は容器中で溶融配合し
、接着剤として適用されるまで加熱された溶融状態に保
持することができる。調製される組成物の溶融物が非常
に粘稠である場合には、例えばバンバリーミキサーまた
はPerkins Sigma ブレードミキサー等の
公知の装置が溶融配合工程に有利に用いることができる
。得られた組成物を溶融状態に保持する時間は、容器の
大きさおよび組成物を接着剤として適用する速度に依存
しうる。この時間の間、組成物は大気およびそれによる
酸化に露されることになる。本発明の接着剤組成物は酸
化安定であると共に熱分解に対する安定性をも有し、あ
るいは組成物における抗酸化剤の使用が所望の付加的な
酸化安定性を与え得るのに十分な熱安定性を有する。 【0037】本発明の接着剤組成物はまた、米国特許第
4,434,261 号明細書に開示された押出し可能
な自己支持性シートとも異なり、これらのシートは接着
剤として適用するときだけ加熱され、それ故に長期間加
熱の分解作用に露されず、そして液体または溶融状態に
する加熱にも全く露されない。 【0038】驚くべきことに、本発明の組成物は、極性
および非極性の両方の多種多様な被着体への適用という
点でホットメルト接着剤としての卓越した融通性を有し
、そしてこの目的に有用であるほど十分な熱安定性を有
するホットメルト接着剤を提供する。 【0039】本発明の接着剤組成物は、液体状態で用い
られるホットメルト接着剤のための従来の手段で適用さ
れる。この接着剤組成物を溶融液体の形で被着体に塗布
し、続いてこの第1の被着体上のまだ溶融液体状態にあ
る接着剤組成物を第2の被着体と接触させ、そして得ら
れた複合構造物を冷却して接着層を生成させる。被着体
は通常室温にあり、接触工程は通常被着体間で接着剤組
成物の一様な分布を得るのに十分な圧力をかけて行われ
る。 【0040】本発明の接着剤組成物により互いに接着さ
せることのできる被着体または基体は、同じまたは異な
る材料、例えば金属、木、紙、極性及び非極性のプラス
チックスであってよい。プラスチックスの例には、ポリ
エチレン、ポリカーボネートを含むポリエステル、ポリ
メチルメタクリレートを含むポリアクリレート、ポリス
チレン、ポリ塩化ビニルおよびABS重合体が包含され
る。金属の例には、アルミニウムおよびステンレス鋼が
包含される。 【0041】 【発明の効果】本発明のホットメルト接着剤組成物は、
適用温度で溶融液体状態にあり、優れた熱安定性および
酸化安定性を有し、金属、木、紙、極性および非極性プ
ラスチックス等の広範囲の被着体を良好に接着させるこ
とができる。本発明のホットメルト接着剤組成物は従来
のホットメルト接着剤アプリケーターにより適用できる
。 【0042】 【実施例】これらの実施例において、試験された接着剤
組成物を作る操作は次のとおりでった。350°F(1
77℃)に加熱されたブロックに入れた1パイント塗料
カン中で、少量の接着剤調製物を製造した。まず粘着付
与剤、可塑剤(用いる場合)および抗酸化剤を加え、溶
融したのち三元共重合体を徐々に加えた。これらの混合
物を、市販の3枚羽根プロペラ攪拌器を用い、空気駆動
モーターで三元共重合体が溶融し、完全に溶解するまで
攪拌した。 【0043】これらの実施例における接着試験は次のよ
うに行った。用いた基板は寸法が3×1×1/4インチ
のパネルであった。接着力はいわゆる「ボタンテスト」
を用いて試験した。これは次のように行った。約177
℃の接着剤を室温下1方の基板に塗布し、次いで同様に
室温下第2の基板を接着剤の上に置き、2個の基板を指
の圧力を用いて互いに加圧した。2個の基板を、全接着
面積が約1平方インチになるように互いに横方向に加圧
した。接着剤が冷却固化したのち、基板をInstro
n テスターで0.5インチ/分で引き離すことにより
接着力を試験した。接着を破壊するのに必要な力を記録
した。 【0044】熱安定性は、7スピンドルを用いたブルッ
クフィールド粘度計、モデルRVTを用いて測定した。 粘度は粘度計中で種々の時間後に測定した。酸化安定性
は、約177℃のエアオーブンに入れた直径2インチの
開放容器中に接着剤組成物を指示された時間放置するこ
とによって測定した。この容器に、溶融材料が約1/4
インチの深さになるのに十分な材料を充填した。次いで
冷却した熱風バクロ材料を177℃のブルックフィール
ド粘度計に移送することによって粘度を測定した。 【0045】本発明の実施例についての以下の記載にお
いて、部および%は特に指示しない限り重量による。 【0046】 【実施例1〜10および比較例C1〜C3】これらの例
では、本発明の組成物および比較調製物の良好な熱安定
性および酸化安定性を説明する。抗酸化剤はエチレン共
重合体ホットメルト接着剤に一般に用いられる。ここで
は’Irganox’1010 を用いた。熱安定性の
結果を表1に、酸化安定性の結果を表2に示す。三元共
重合体の安定性がより良好であることは、調製した接着
剤の熱安定性がより良好であることを意味し、これはよ
り良好な加工融通性を与える。実施例1〜4は、エチレ
ンとアクリレートおよび一酸化炭素または二酸化硫黄と
の種々の三元共重合体を用いた調製物が、3時間後には
不安定であるエチレン酢酸ビニル一酸化炭素三元共重合
体よりもいっそう熱安定であることを示す。換言すれば
、EVA(C1)と共重合したターモノマーはこの三元
共重合体の熱安定性をほぼ破壊したが、三元共重合体が
COを含有する本発明の組成物は極めて熱安定であった
。実施例1の組成物は比較的高い粘度を有した。これは
より大きい割合の粘着付与剤、あるいは適用温度でより
大きな流動性を与える異なる粘着剤を使用すること、お
よび/または相溶性可塑剤および/またはワックスを組
成物に添加することにより減少させることができる。実
施例5〜7および比較例C2は、エチレンn−ブチルア
クリレート一酸化炭素三元共重合体が驚くべきことに、
一酸化炭素を含有しないエチレンn−ブチルアクリレー
ト重合体と全く同様に安定であることを示す。一酸化炭
素はこの濃度では熱安定性を害することがなく、そして
後の例から知られるように、一酸化炭素は接着剤の質を
改善する。実施例8〜10および比較例C3は、本発明
の組成物の酸化安定性を示す。指示された濃度のCOの
存在は酸化安定性に有意な影響を及ぼさない。安定性は
比較例C3の場合と同様に良好である。 【0047】 【表1】 【0048】表  1熱  安  定  性(調製物:
実施例1〜4および比較例C1では40部の重合体、6
0部のForal 105 、1部の’Irganox
’1010 。実施例5〜7および比較例C2では35
部の重合体、65部のForal 105 、0.2部
の’Irganox’1010 )  例番号    
  樹    脂          176℃の粘度
、センチポイズ×10−2             
 (重量%)    初期  3時間  24時間  
48時間  72時間  96時間─────────
─────────────────────────
──    1       E/iBA/CO   
        (54/37.4/8.6)    
 2000    2000   2920     
2       E/MA/CO          
(63.7/26.3/10)     105   
102.5    190     3       
E/EA/CO          (51.6/31
.9/16.5)   160     160   
 230     4       E/nBA/SO
2          (61.4/29.3/9.3
)     95      93     90  
   C1       E/VAc/CO     
        (66/24/10)       
157    1000    5       E/
nBA/CO             (63/19
/12)      32.8           
39.7    41.2    43.9    4
8     6       E/nBA/CO   
          (66/25/9)      
 38.6           42.6    5
0      68     7       E/n
BA/CO             (71/25/
4)       44.6           5
6      59      58      65
     C2        E/nBA     
         (80/20)        3
7.2           45.5    49.
1    53      55.5 【0049】 【表2】 【0050】表  2酸  化  安  定  性(調
製物:35部の重合体、65部のForal 105 
、0.2部の’Irganox’1010 )   例番号      樹    脂        
  350°Fでの粘度              
(重量%)    初期  24時間  48時間  
72時間  96時間───────────────
─────────────────────    
8       E/nBA/CO         
    (69/19/12)      32.8 
   28.2   28.4    27.2   
 27.4     9       E/nBA/C
O             (66/25/9)  
     38.6    29.8   26   
   26      27.7     10   
    E/nBA/CO             
(71/25/4)       44.6    3
7.2   29.8    29.4    29 
    C3       E/nBA       
     (80/20)         37.2
    43.2   49.5    62    
  67.5 ’Irganox’1010,CAS 
登録6683−19−8【0051】 【実施例11〜13および比較例C4】実施例11〜1
3および比較例C4は、E/nBAとE/nBA/CO
とを比較した種々の範囲の粘着付与剤との相溶性を説明
する。粘着付与剤の有用性を評価するに際しては、最終
組成物は相溶性であると共に脆くなくて柔軟であること
が必要である。表3に示す試験結果は、25重量%のn
BAを含む2種の三元共重合体および26重量%のnB
Aを含む共重合体に関しては、CO濃度が低かろうが(
4%)高かろうが(9%)、三元共重合体の相溶性が実
質的により大きいことを示す。三元共重合体成分を実施
例13におけるようにさらに変えると、比較例C4と比
較して相溶性を示す組成物がより多く得られる。広範囲
の粘着付与剤との有用な相溶性は、組成物を融通性のあ
るものにする。不透明は非相溶性の徴候である。 【0052】 【表3】 【0053】C=相溶性、I=非相溶性、F=柔軟、B
=脆い、  O=不透明(1)Hercules In
c. 製ロジン酸(2)Hercules Inc. 
製ロジンエステル(3)Hercules Inc. 
製ロジンエステル(4)Reinchhold Che
m.製テルペンフェノール樹脂(5)Hercules
 Inc. 製純粋モノマー芳香族樹脂(6)Herc
ules Inc. 製炭化水素樹脂(7)Nevil
le Chem. 製芳香族炭化水素(8)Reich
hold Chem. 製テルペンフェノール樹脂(9
)Goodyear Tire and Rubber
 Co.製合成ポリテルペン(10)Arizona 
Chem. 製ロジンエステル(11)Hercule
s Inc. 製重合α− ピネン(12)Hercu
les Inc. 製変性ロジンエステル【0054】 【実施例14〜27および比較例C5〜C10】実施例
14〜27および比較例C5〜C10は、異なる型の粘
着付与剤を用いて調製された種々の三元共重合体が、様
々な基板の全てに接着力を示し、この接着力がエチレン
酢酸ビニルまたはエチレンブチルアクリレート樹脂調製
物よりも一般に優れていることを示す。三元共重合体が
極性の性質を有するにもかかわらず、ポリエチレンのよ
うな非極性樹脂に対する接着力さえもさらに顕著に良好
である。エチレン酢酸ビニル一酸化炭素三元共重合体は
良好な接着力を与えるが、先にみられたように、熱に不
安定である。実施例26および27は、可塑剤も存在す
るならば極めて低濃度の第2のモノマーが種々の基板に
十分な接着力を与えることを示す。実施例27は、第2
のモノマーのこの低濃度において、可塑剤の濃度を高め
ると、接着挙動が改善されることを示す。結果を表4に
示す。大部分の場合に粘度を測定しなかったが、すべて
の調製物は適用温度において液体であった。 【0055】 【表4】 【0056】 【表5】 【0057】NM  測定せずNT  試験せずT1=
Foral 105 、T2=Kristolex 3
070P1=Plastal 550 、C.P.Ha
ll,Company製可塑剤1.アルミニウム2.高
密度ポリエチレン3.’Lexan’ ポリカーボネー
ト樹脂4.’Lucite’アクリル樹脂5.ポリスチ
レン樹脂6.硬質ポリ塩化樹脂7.アクリロニトリルブ
タジエンスチレン樹脂8.134の値は得られる最高の
読みであった。 【0058】本発明の多くの著しく異なる態様をその精
神および範囲からそれることなく行うことができるので
、本発明は特許請求の範囲で特定された以外はその特別
の態様に限定されるものではないと理解すべきである。
Description: FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to hot melt adhesives, and more particularly to hot melt adhesives made from terpolymers of ethylene, alkyl acrylates or alkyl vinyl ethers, and carbon monoxide or sulfur dioxide. The present invention relates to hot melt adhesives that are prepared. TECHNICAL BACKGROUND OF THE INVENTION Various copolymers of ethylene are known for use in hot melt adhesives. The most widely known and used of these are ethylene copolymers with vinyl acetate having various viscosities and vinyl acetate contents. Ethylene vinyl acetate methacrylic acid copolymers have also been disclosed for adhesive applications. Other ethylene copolymers are also known for this use, such as ethylene and acrylic acid and ethylene and maleic anhydride copolymers. Ethylene-vinyl acetate copolymer has a temperature of 350°F (17
It is not very thermally stable at application temperatures above 7°C. More stable ethylene copolymer adhesives are disclosed. Ethylene butyl acrylate copolymer is Bardy
No. 4,816,306, issued to et. ” is shown. The better melt stability and low temperature properties of these polymers
ive Age', November 1989, which states that ethylene/n-butyl acrylate adhesive formulations retain their fluidity better at 350°F (177°C). It was also possible to process at temperatures over 100°F. Carbon monoxide is polymerized with ethylene and vinyl acetate or alkyl acrylate to form ethylene vinyl acetate carbon monoxide terpolymers and ethylene alkyl acrylate carbon monoxide terpolymers. Such polymers are described in US Pat. No. 3,780,140 to Hammer et al. as plasticizers in polymer blends with PVC. US Pat. No. 4, issued to Brugel et al.
, 434,261, 200-350°F (
Hot-melt adhesive sheets are described that are self-supporting at application temperatures of 94-177° C.), which sheets can be cut on their own and shaped to the shape of the adherend. These sheets are distinguished from "conventional hot melt adhesives which must be applied in molten form as pre-melted hot fluids". The self-supporting nature of this sheet is characterized by a filler content of 20-80% (most preferably 50%).
~60%) and plasticizer 2-30% (most preferably 12-30%)
18%) to any of various ethylene copolymers. Ethylene/vinyl acetate is exemplified as a polymer component. Among the many other ethylene copolymers disclosed but not exemplified in this patent are terpolymers with vinyl acetate or alkyl acrylates and carbon monoxide or sulfur dioxide. These sheets are cloth-like structures,
In particular, it is described that it can be laminated to polyester nonwoven fabrics and polypropylene nonwoven fabrics. US Pat. No. 4,600,614 to Lancaster et al. describes multilayer microwave packaging in which two layers of the same "radiation-sealable material" are in sealable contact with each other. The electromagnetic radiation sealable material can be any of a number of copolymers and terpolymers, which should contain from 0.01 to 50% by weight carbon monoxide. Carbon monoxide allows the polymer to be heated by high frequency electromagnetic radiation (microwave energy). If a ternary monomer is present, this may be vinyl acetate, acrylic acid, methacrylic acid, esters or salts thereof. US Pat. No. 4,601,948 to Lancaster et al. discloses new terpolymers that can be used as hot melt adhesives. These terpolymers are terpolymers of ethylene, carbon monoxide and acrylic or methacrylic acid, with each of the last two components ranging from 1 to 40% by weight. Acids are in the free acid form, not esters of acids. It is well known that ethylene/methacrylic acid copolymers are used in hot melt adhesives. [0007] Japanese Patent Publication No. 2-73 transferred to Mitsui DuPont
Publication No. 828 (published on March 13, 1990) states that
A high performance adhesive of nylon grafted ethylene butyl acrylate carbon monoxide terpolymer is disclosed. This publication describes the use of a terpolymer alone in a comparative example with insufficient high temperature adhesion performance. There remains a need for hot melt adhesives with good thermal stability that have wide applicability with respect to adherend type, ie, end use, and that can be applied in commonly available commercially available low shear hot melt application equipment. There is. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention can be used to bond a wide variety of adherends, such as metals, polar and non-polar plastics, and wood and paper products, and can be used to bond conventional low shear hot The above needs are met by providing a heat stable adhesive composition that can be applied in an economical manner using melt adhesive application equipment. That is, the adhesive composition takes the form of a molten liquid when heated for application as a hot melt adhesive, which is too fluid to be extrudable or self-supporting, but It can be ideally applied to hot melt applications. Accordingly, one embodiment of the present invention provides about 40-87% by weight of ethylene and about 5-50% by weight of the second monomer alkyl acrylate or alkyl vinyl ether.
Weight % and carbon monoxide or sulfur dioxide about 3-30
Ethylene terpolymer containing wt% (wt% above)
(based on the weight of the terpolymer) and about 5 to 80% by weight of a compatible tackifier (based on the weight of the terpolymer plus the tackifier). , provides a thermally stable hot melt adhesive composition that is liquid at the application temperature. However, if the second monomer is present at between about 5 and 10 weight percent, then at least about 4 weight percent plasticizer is always present. A compatible wax may optionally be present in the composition. Another aspect of the invention is to apply the adhesive composition of the invention to metals, polar and non-polar plastics, wood and paper products at elevated temperatures such that the composition converts to a molten liquid. and applying the applied composition to a second adherend while the composition applied to the adherend is in the form of a molten liquid. In this method, the composite structure is brought into contact with each other, and then the resulting composite structure is cooled. DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The terpolymer component of the adhesive composition of the present invention provides cohesive strength, adhesive strength and thermal stability to the composition. The alkyl acrylate or alkyl vinyl ether can be considered the second monomer of the terpolymer. Examples of alkyl acrylates are those in which the alkyl group has 1 to 8 carbon atoms. Such examples include alkyl acrylates and methacrylates such as methyl acrylate, ethyl acrylate, isobutyl acrylate, n-butyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate and the corresponding methacrylates. The second monomer that lowers the glass transition temperature of the terpolymer tends to lower the viscosity of the terpolymer for a given molecular weight and makes it tougher at room temperature and moderately low temperatures. Guarantees high strength polymers. n-Butyl acrylate is particularly useful in this regard and is therefore a preferred second monomer. When using lower alkyl acrylates, such as methyl acrylate, it is advantageous to add suitable plasticizers. [0015] In order for the adhesive composition to provide strong adhesion, at least about 5% by weight of the terpolymer should consist of alkyl acrylate. The maximum amount of acrylate monomer is generally governed by the maximum amount that can be copolymerized with ethylene and the third monomer. Generally this maximum amount is about 50% by weight. Alkyl vinyl ethers as second monomers, preferably having 1 to 8 carbon atoms in the alkyl group, can be used in place of alkyl acrylate comonomers and provide the same properties as alkyl acrylates in adhesive compositions. give something to something. Examples of alkyl vinyl ethers include methyl vinyl ether, ethyl vinyl ether,
Included are isobutyl vinyl ether, n-butyl vinyl ether, and 2-ethylhexyl vinyl ether. [0017] Compared to vinyl acetate, alkyl acrylate and alkyl vinyl ether monomers provide greater thermal stability to the composition. The adhesive composition of the invention, and therefore the polymer used therein, must first of all have sufficient thermal stability at temperatures at which the polymer is sufficiently liquid to carry out applications such as coating using hot-melt equipment. It is necessary to have Stability requirements are generally more stringent than those required for extrudable or preformed adhesives, as they are often accompanied by extended holding times at application temperatures. Carbon monoxide or sulfur dioxide can be considered the third monomer of the terpolymer. This comonomer increases the adhesive flexibility of the terpolymer and thus the composition so that it can adhere to a wide variety of adherends. At least about 3% by weight of the terpolymer is
It should be carbon monoxide or sulfur dioxide to provide this versatile effect. These termonomers are polar and impart this polarity to the terpolymer, allowing the adhesive compositions of the present invention to adhere to polar as well as non-polar plastic adherends. More than about 30 weight percent of these termonomers in the terpolymer can adversely affect the thermal stability of the terpolymer. The third monomer used here destroys the thermal stability of ethylene vinyl acetate terpolymers containing CO or SO2, even in the presence of antioxidants. Surprisingly, the terpolymers of the present invention have much better thermal stability, so that hot-melt adhesive compositions in which these terpolymers are applied as adhesives in the molten liquid state Advantageous utility can be achieved in One feature of thermal stability is the composition's resistance to oxidation while remaining in the liquid state at the application temperature. Preferred adhesive compositions of the present invention contain about 45-80% by weight ethylene, about 10-80% by weight alkyl acrylate.
40% by weight of a terpolymer containing about 3-20% by weight of carbon monoxide (amounts above are based on the weight of the terpolymer), and about 30-80% by weight of a tackifier (amounts above are based on the weight of the terpolymer). (based on the combined weight of copolymer and tackifier). The polymeric components of the present invention are disclosed in US Pat. No. 3,78
No. 0,140, which is incorporated herein. The tackifier component of the present invention can be selected from a wide variety of materials, including: a) Wood rosin acid, gum rosin acid and tall oil rosin acid. These may be hydrogenated, disproportionated or lightly polymerized. b) Esters of various grades of the above rosin acids. Alcohols suitable for preparing these esters include mono- and polyethylene glycols, glycerol, pentaerythritol and related products. c) Terpene resin. d) dicyclopentadiene-aromatic hydrocarbon resins, such as Hercules
Inc. No. 3,023,200, which includes 'Piccovar' resin manufactured by US Pat. No. 3,023,200. e) Low molecular weight resins based on styrene and/or substituted styrenes. The tackifier is selected to be compatible with the terpolymer component. This compatibility is
It is obtained by a terpolymer and a tackifier that are miscible with each other in the melt. Composition compatibility within the composition is observed by the composition being both clear in appearance and soft in appearance when cooled to room temperature. The proportion and type of tackifier, mixed with the terpolymer, generally ranges from about 250 to 400°F (121°F).
-204°C) to produce the desired flow properties at hot melt application temperatures. The flow properties of the adhesive compositions of the present invention are defined herein as 350°F (1
Brookfield viscosity at 77°C). The low viscosity required for the adhesive compositions of the present invention is achieved by starting from a relatively high viscosity terpolymer and by incorporating significant amounts of tackifier and compatible plasticizer (if used). and/or use waxes to reduce the viscosity to the required level, or start with even lower viscosity terpolymers and use lower amounts of tackifiers, plasticizers and/or waxes. This can be achieved either by: The viscosity of a terpolymer can be described as the melt index. The melt index of the terpolymer component is 190
It may be 1 to 3000 g/10 min, measured at °C. The viscosity of the hot melt adhesives of the present invention should be at least about 1000 cps at 177°C, and generally 5 cps at 177°C.
It does not need to be greater than 0000 cps. These viscosities approximately correspond to melt indices of about 10,000 to 200 g/10 min. [0027] Reducing the molecular weight of the terpolymer component lowers its viscosity, but this is accompanied by a decrease in the strength of the terpolymer itself. However, this means that smaller amounts of low molecular weight viscosity diluents (tackifiers, plasticizers and/or waxes) may be required in the formulation. The strength of the final preparation is usually a compromise between the viscosity of the terpolymer components and the amount of tackifier and plasticizer (if used). Using significantly higher molecular weight terpolymers and formulating the viscosity with excessive amounts of compatible tackifiers and plasticizers or waxes can result in compositions with insufficient cohesive strength. be. At least about 20% by weight terpolymer is required for the composition to have sufficient strength properties. The compositions of the invention may also contain compatible plasticizers and/or waxes for the purpose of adjusting the flow properties of the composition at the application temperature as well as other properties in the adhesive and the application equipment used. can contain. Generally, tackifiers tend to be more glassy and can increase the tackiness of the formulation, whereas plasticizers tend to be low molecular weight liquids with low glass transition temperatures. Examples of plasticizers that can be used in the adhesive compositions of the invention include phthalates, azelates, adipates, tricresyl phosphates and polyesters such as those used to soften polyvinyl chloride, alkylated phenols, phenolic modified Included are low molecular weight resins made from coumaron indene, terpenes and synthetic terpenes and petroleum-derived process oils. Wax compatibility is generally considered important in preparing many hot melt adhesives. Waxes can provide an inexpensive means of reducing viscosity, contribute to some extent to improved heat resistance, and can reduce air drying time or the time the polymer is tacky after application. This then leads to quick application times. In addition, wax can promote wetting and prevent blocking. Paraffin waxes commonly used in hot melt adhesives have the desired flexibility in adhesive compositions of the present invention due to the polarity imparted to the terpolymer by the CO or SO2 comonomer. Generally not compatible. Other waxes such as carnauba wax can be used in the adhesive compositions of the present invention. To vary the application, the adhesive preparer chooses from a wide range of possible formulation ingredients, such as tackifiers and optionally waxes and/or plasticizers, and Their concentrations will also be selected. There are many guidelines available to assist the preparer in finding suitable compositions for a given application. An excellent description of how these variables interact was presented at the Adhesives Short Course at the Adhesives and Sealants Conference held in Cleveland, Ohio, September 1989, and in the accompanying Adhesives Paul P Pulett published in Short Course Notebook
Written by i “Hot Melts-Yesterday, To
day and tomorrow”.Therefore,
Those skilled in the art of adhesive preparation can arrive at suitable formulations that balance these variables and adjust the economic constraints imposed by the costs of the various components. In addition to the terpolymers used in the adhesive compositions of the invention, small amounts of copolymers such as ethylene/vinyl acetate or ethylene/alkyl acrylate or ethylene/methacrylic acid may be added to the ternary copolymers of the composition. Can be mixed with polymeric components. Antioxidants are commonly used in the formulation of ethylene copolymer hot melt adhesives, and it has been found that these are desirable for optimal performance of the formulations of this invention. Suitable antioxidants include typical hindered phenols such as butylated hydroxytoluene (BHT), 'Etyl'330, Ciba Geigy'
Included are Irganox'1010 or 1098, as well as phosphites, butyl cinnamate. The hindered phenol 'Irganox' 1010 has been found to be particularly advantageous. When antioxidants are used, they are used in amounts effective to provide the desired oxidative stability at or above the oxidative stability of the terpolymer. The adhesive compositions of this invention can be made by conventional melt compounding of the components to form a miscible melt. This melt can then be applied as a hot melt adhesive. When used by themselves, this adhesive differs from solvent-based adhesives by the absence of a solvent and the adhesion-aiding effect of a solvent. this is,
This is because conventional hot melt adhesives are highly selective with respect to the substrates to which they are attached. [0036] Like conventional hot melt adhesives applied in the liquid state, the hot melt adhesives of the present invention face stringent requirements for thermal stability, including oxidative stability. The hot melt adhesive components can be melt compounded in a container and held in a heated molten state until applied as an adhesive. If the melt of the composition to be prepared is very viscous, known equipment such as, for example, a Banbury mixer or a Perkins Sigma blade mixer can be advantageously used for the melt compounding process. The time the resulting composition is held in the molten state may depend on the size of the container and the speed at which the composition is applied as an adhesive. During this time the composition will be exposed to the atmosphere and its oxidation. The adhesive compositions of the present invention are both oxidatively stable and thermally stable, or are sufficiently thermally stable that the use of an antioxidant in the composition can provide the desired additional oxidative stability. have sex. The adhesive compositions of the present invention also differ from the extrudable self-supporting sheets disclosed in US Pat. No. 4,434,261, which require heating only when applied as adhesives. and is therefore not exposed to the decomposition effects of heating for long periods of time, and is not exposed at all to heating to bring it to a liquid or molten state. Surprisingly, the compositions of the present invention have outstanding versatility as hot melt adhesives in terms of application to a wide variety of adherends, both polar and non-polar; A hot melt adhesive having sufficient thermal stability to be useful for the purpose is provided. The adhesive composition of the present invention is applied by conventional means for hot melt adhesives used in the liquid state. applying the adhesive composition in molten liquid form to an adherend; subsequently contacting the adhesive composition still in molten liquid state on the first adherend with a second adherend; The resulting composite structure is then cooled to form an adhesive layer. The adherends are typically at room temperature and the contacting step is typically conducted under sufficient pressure to obtain uniform distribution of the adhesive composition between the adherends. [0040] The adherends or substrates that can be adhered to each other by the adhesive compositions of the invention can be the same or different materials, such as metals, wood, paper, polar and non-polar plastics. Examples of plastics include polyethylene, polyesters including polycarbonates, polyacrylates including polymethyl methacrylate, polystyrene, polyvinyl chloride and ABS polymers. Examples of metals include aluminum and stainless steel. Effects of the Invention The hot melt adhesive composition of the present invention has the following properties:
It is in a molten liquid state at the application temperature and has excellent thermal and oxidative stability, allowing good adhesion to a wide range of adherends such as metals, wood, paper, polar and non-polar plastics. The hot melt adhesive compositions of the present invention can be applied with conventional hot melt adhesive applicators. EXAMPLES In these examples, the procedure for making the adhesive compositions tested was as follows. 350°F (1
A small amount of the adhesive formulation was made in a pint paint can placed in a block heated to 77°C. The tackifier, plasticizer (if used), and antioxidant were added first and, after melting, the terpolymer was added gradually. These mixtures were stirred using a commercially available three-blade propeller stirrer with an air-driven motor until the terpolymer was melted and completely dissolved. Adhesion tests in these Examples were conducted as follows. The substrate used was a panel with dimensions of 3 x 1 x 1/4 inches. Adhesion strength is measured using the so-called "button test"
It was tested using This was done as follows. Approximately 177
C. adhesive was applied to one substrate at room temperature, then a second substrate, also at room temperature, was placed on top of the adhesive and the two substrates were pressed together using finger pressure. The two substrates were laterally pressed together such that the total bonded area was about 1 square inch. After the adhesive has cooled and solidified, place the board in the Instro
Adhesion was tested by pulling apart at 0.5 inches/min with an n tester. The force required to break the bond was recorded. Thermal stability was measured using a Brookfield viscometer, model RVT, using 7 spindles. The viscosity was measured after various times in a viscometer. Oxidative stability was determined by leaving the adhesive composition in an open 2 inch diameter container in an air oven at about 177°C for the indicated time. Approximately 1/4 of the molten material is in this container.
Filled with enough material to be an inch deep. The viscosity was then measured by transferring the cooled hot air Bacro material to a Brookfield viscometer at 177°C. In the following description of the examples of the invention, parts and percentages are by weight unless otherwise indicated. Examples 1-10 and Comparative Examples C1-C3 These examples illustrate the good thermal and oxidative stability of the compositions of the invention and comparative preparations. Antioxidants are commonly used in ethylene copolymer hot melt adhesives. 'Irganox' 1010 was used here. The thermal stability results are shown in Table 1, and the oxidative stability results are shown in Table 2. Better stability of the terpolymer means better thermal stability of the prepared adhesive, which gives better processing flexibility. Examples 1 to 4 show that preparations with various terpolymers of ethylene and acrylate and carbon monoxide or sulfur dioxide are unstable after 3 hours. It is shown to be more thermally stable than polymers. In other words, the termonomer copolymerized with EVA(C1) almost destroyed the thermal stability of this terpolymer, whereas the composition of the invention in which the terpolymer contains CO is extremely thermally stable. Met. The composition of Example 1 had a relatively high viscosity. This can be reduced by using a larger proportion of tackifier or a different tackifier that gives greater fluidity at the application temperature and/or by adding compatible plasticizers and/or waxes to the composition. I can do it. Examples 5 to 7 and Comparative Example C2 show that the ethylene n-butyl acrylate carbon monoxide terpolymer surprisingly
It is shown to be just as stable as an ethylene n-butyl acrylate polymer that does not contain carbon monoxide. Carbon monoxide does not impair thermal stability at this concentration and, as is known from later examples, carbon monoxide improves the quality of the adhesive. Examples 8-10 and Comparative Example C3 demonstrate the oxidative stability of the compositions of the invention. The presence of CO at the indicated concentrations does not significantly affect oxidative stability. The stability is good as in Comparative Example C3. [Table 1] Table 1 Thermal stability (preparation:
In Examples 1-4 and Comparative Example C1, 40 parts of polymer, 6
0 parts of Foral 105, 1 parts of 'Irganox
'1010. 35 in Examples 5 to 7 and Comparative Example C2
part polymer, 65 parts Foral 105, 0.2 parts 'Irganox' 1010) Example no.
Resin Viscosity at 176℃, centipoise x 10-2
(Weight%) Initial 3 hours 24 hours
48 hours 72 hours 96 hours──────────
──────────────────────────
── 1 E/iBA/CO
(54/37.4/8.6)
2000 2000 2920
2 E/MA/CO
(63.7/26.3/10) 105
102.5 190 3
E/EA/CO (51.6/31
.. 9/16.5) 160 160
230 4 E/nBA/SO
2 (61.4/29.3/9.3
) 95 93 90
C1 E/VAc/CO
(66/24/10)
157 1000 5 E/
nBA/CO (63/19
/12) 32.8
39.7 41.2 43.9 4
8 6 E/nBA/CO
(66/25/9)
38.6 42.6 5
0 68 7 E/n
BA/CO (71/25/
4) 44.6 5
6 59 58 65
C2 E/nBA
(80/20) 3
7.2 45.5 49.
1 53 55.5 [Table 2] Table 2 Oxidative stability (Preparation: 35 parts of polymer, 65 parts of Foral 105
, 0.2 parts of 'Irganox' 1010) Example No. Resin
Viscosity at 350°F
(Weight%) Initial 24 hours 48 hours
72 hours 96 hours────────────────
──────────────────────
8 E/nBA/CO
(69/19/12) 32.8
28.2 28.4 27.2
27.4 9 E/nBA/C
O (66/25/9)
38.6 29.8 26
26 27.7 10
E/nBA/CO
(71/25/4) 44.6 3
7.2 29.8 29.4 29
C3 E/nBA
(80/20) 37.2
43.2 49.5 62
67.5 'Irganox'1010, CAS
Registration 6683-19-8 [Examples 11-13 and Comparative Example C4] Examples 11-1
3 and Comparative Example C4 are E/nBA and E/nBA/CO
Compatibility with various ranges of tackifiers compared with In evaluating the usefulness of tackifiers, it is necessary that the final composition be compatible as well as non-brittle and flexible. The test results shown in Table 3 show that 25% by weight n
Two terpolymers containing BA and 26% by weight nB
Regarding copolymers containing A, although the CO concentration may be low (
4%), indicating substantially greater compatibility of the terpolymer (9%). Further variations in the terpolymer components as in Example 13 result in more compatible compositions compared to Comparative Example C4. Useful compatibility with a wide range of tackifiers makes the compositions versatile. Opacity is a sign of incompatibility. [Table 3] C=compatible, I=incompatible, F=flexible, B
= Brittle, O = Opaque (1) Hercules In
c. Rosin acid (2) manufactured by Hercules Inc.
Rosin ester (3) manufactured by Hercules Inc.
Rosin Ester (4) Reinchhold Che
m. Terpene phenolic resin made by Hercules (5)
Inc. Pure monomer aromatic resin (6) Herc
ules Inc. Hydrocarbon resin (7) Nevil
le Chem. Aromatic hydrocarbons (8) Reich
hold Chem. Made of terpene phenolic resin (9
) Goodyear Tire and Rubber
Co. Synthetic polyterpene (10) Arizona
Chem. Rosin ester (11) manufactured by Hercule
s Inc. Polymerized α-pinene (12) manufactured by Hercu
les Inc. Examples 14-27 and Comparative Examples C5-C10 Examples 14-27 and Comparative Examples C5-C10 show various ternary compounds prepared using different types of tackifiers. The polymers exhibit adhesion to all of the various substrates, which is generally superior to ethylene vinyl acetate or ethylene butyl acrylate resin preparations. Despite the polar nature of the terpolymers, the adhesion even to non-polar resins such as polyethylene is even more markedly good. Ethylene vinyl acetate carbon monoxide terpolymer provides good adhesion but, as seen earlier, is thermally unstable. Examples 26 and 27 show that very low concentrations of the second monomer provide sufficient adhesion to a variety of substrates if a plasticizer is also present. Example 27 is the second
At this low concentration of monomer, we show that increasing the concentration of plasticizer improves the adhesive behavior. The results are shown in Table 4. Although viscosity was not measured in most cases, all preparations were liquid at the application temperature. [Table 4] [Table 5] NM Not measured NT Not tested T1=
Foral 105, T2=Kristolex 3
070P1=Plastal 550, C. P. Ha
ll, Company plasticizer 1. Aluminum 2. High density polyethylene 3. 'Lexan' polycarbonate resin4. 'Lucite' acrylic resin5. Polystyrene resin6. Hard polychlorinated resin7. Acrylonitrile butadiene styrene resin A value of 8.134 was the highest reading obtained. Because the invention can be made in many markedly different embodiments without departing from its spirit and scope, the invention is not intended to be limited to the particular embodiments thereof except as specified in the claims. It should be understood that there is no such thing.

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  エチレン約40〜87重量%、アルキ
ルアクリレートおよびアルキルビニルエーテル(ここに
アルキルは1〜8個の炭素原子を有する)からなる群か
ら選ばれた第2のモノマー約5〜50重量%、一酸化炭
素および二酸化硫黄からなる群から選ばれた第3のモノ
マー約3〜30重量%を含有するエチレン三元共重合体
(上記の量は三元共重合体の重量に基づく)、相溶性の
粘着付与剤約5〜80重量%(三元共重合体と粘着付与
剤の合計重量に基づく)、および相溶性の可塑剤0〜3
0重量%(ただし、第2のモノマーが10重量%以下で
存在する場合には、可塑剤のレベルは約4重量%以上で
ある)から本質的に構成される適用温度において、溶融
液体であるホットメルト接着剤組成物。
1. About 40-87% by weight of ethylene, about 5-50% by weight of a second monomer selected from the group consisting of alkyl acrylates and alkyl vinyl ethers, where alkyl has 1 to 8 carbon atoms. , an ethylene terpolymer containing from about 3 to 30% by weight of a third monomer selected from the group consisting of carbon monoxide and sulfur dioxide (the above amounts are based on the weight of the terpolymer); about 5-80% by weight of a soluble tackifier (based on the combined weight of terpolymer and tackifier), and 0-3% of a compatible plasticizer.
is a molten liquid at the application temperature consisting essentially of 0% by weight (but if the second monomer is present at 10% or less, the level of plasticizer is about 4% or more) Hot melt adhesive composition.
【請求項2】  177℃における溶融液体の粘度が約
50,000cps以下である請求項1記載の組成物。
2. The composition of claim 1, wherein the molten liquid has a viscosity of about 50,000 cps or less at 177°C.
【請求項3】  第2のモノマーが15〜40重量%の
量で存在し、第3のモノマーが一酸化炭素である請求項
1記載の組成物。
3. A composition according to claim 1, wherein the second monomer is present in an amount of 15 to 40% by weight and the third monomer is carbon monoxide.
【請求項4】  粘着付与剤が30〜70重量%の量で
存在する請求項3記載の組成物。
4. A composition according to claim 3, wherein the tackifier is present in an amount of 30 to 70% by weight.
【請求項5】  相溶性のワックスを含有する請求項1
記載の組成物。
[Claim 5] Claim 1 containing a compatible wax.
Compositions as described.
【請求項6】  有効量の抗酸化剤を含有する請求項1
記載の組成物。
[Claim 6] Claim 1 containing an effective amount of an antioxidant.
Compositions as described.
【請求項7】  請求項1記載の接着剤組成物を、この
組成物が溶融液体に変換するように高められた温度にお
いて、金属、木、紙、厚紙、極性および非極性のプラス
チック材料からなる群から選ばれた任意の被着体に適用
し、該組成物が溶融液体状態にある間に、適用された組
成物を第2の被着体と接触させ、そして得られた複合構
造物を冷却する接着方法。
7. The adhesive composition according to claim 1, consisting of metal, wood, paper, cardboard, polar and non-polar plastic materials, at an elevated temperature such that the composition converts into a molten liquid. applying the composition to any adherend selected from the group, while the composition is in a molten liquid state, contacting the applied composition with a second adherend, and the resulting composite structure. Cooling bonding method.
【請求項8】  該プラスチック材料がポリエチレン、
ポリエステル、ポリアクリレート、ポリスチレン、ポリ
塩化ビニルおよびアクリロニトリルブタジエンスチレン
共重合体からなる群から選ばれる請求項7記載の接着方
法。
8. The plastic material is polyethylene,
8. The adhesive method according to claim 7, wherein the adhesive is selected from the group consisting of polyester, polyacrylate, polystyrene, polyvinyl chloride, and acrylonitrile butadiene styrene copolymer.
JP11314791A 1990-05-17 1991-05-17 Hot melt adhesive based on ethylene terpolymer and method of bonding by using the same Withdrawn JPH04227982A (en)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001524385A (en) * 1997-12-01 2001-12-04 エイチ・ビー・フラー・ライセンシング・アンド・ファイナンシング・インコーポレイテッド Method for producing thermoplastic coatings and products formed therefrom
US7358289B2 (en) 2002-10-22 2008-04-15 3M Innovative Properties Company Heat-curable adhesive composition
JP2021115788A (en) * 2020-01-28 2021-08-10 三井・ダウポリケミカル株式会社 Laminate

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