JPH0726073B2 - ホットメルト接着剤組成物 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、非晶性プロピレン・ブテン−１ランダム共重
合体を配合してなるホットメルト接着剤組成物に関す
る。

〔従来の技術〕

従来ポリエチレンやポリプロピレンのフィルム用接着剤
としてのホットメルト接着剤にポリプロピレンを主成分
としたものが用いられている。特に低粘度ホットメルト
接着剤としては、非晶性のアタクチックポリプロピレン
を主成分として用いられている。

〔発明が解決しようとする課題〕

非晶性のアタクチックポリプロピレンは、主にアイソタ
クチックポリプロピレンの製造の副生物として得られ安
価を利点として用いられてきた。しかし、ホモポリプロ
ピレン、ランダムコポリマーから副生されるアタクチッ
クポリプロピレンはプロピレンが主成分であり、低温特
性は良好でなく、またブロックコポリマーから副生され
るものは、成分が均一でなく品質が一定でなかった。

また、副生物であるため粘度、軟化点、硬度等も製品で
あるアイソタクチックポリプロピレンの物性により変化
し、特に所望の溶融粘度のものを適宜得ることは困難で
あった。

さらに、ポリプロピレン触媒が高活性型になるに従い、
アタクチックポリプロピレンの副生量は減少し、アイソ
タクチックポリプロピレンの製造の副生物の利用として
のアタクチックポリプロピレンのホットメルト接着剤の
製造は早晩、終結せざるを得ないとされている。

本発明者等は、先に非晶性プロピレン・エチレンランダ
ム共重合体を主成分としたホットメルト接着剤を提案し
た（特願昭63−94475）。これは、アイソタクチックポ
リプロピレンの製造の副生物の非晶性アタクチックポリ
プロピレンを用いることなく、積極的に非晶性プロピレ
ン・エチレンランダム共重合体を生産して接着剤に使用
するものである。

先に提案した非晶性プロピレン・エチレンランダム共重
合体からなる接着剤は、低温特性等の点では優れている
が、引張破断時伸びが200％以下で小さく、環球式軟化
点が120℃以上で、オープンタイプが60秒以下であるた
め、塗布は120℃以上の高温で行わねばならず、塗布か
ら被着体貼り合せまでの時間も制限される。

また、特に使い捨て紙おむつ用のホットメルト接着剤と
しては、凝集力が小さく好適なものでない。

そこで本発明者等は、上記非晶性プロピレン・エチレン
ランダム共重合体を主成分とするホットメルト接着剤の
欠点を検討し、耐熱性を維持しつつ低温下でのはがれや
強度低下がなく、凝集力が大きく、かつ、塗布温度も比
較的低く、オープンタイムも比較的長いホットメルト接
着剤を得ることを目的に鋭意研究した結果、本発明に到
達したものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明によれば、（ａ）数平均分子量が1,000−20,000
であり、ブテン−１含有量が10−60重量％である非晶性
プロピレン・ブテン−１ランダム共重合体30−100重量
％と、（ｂ）粘着性付与剤０−70重量％と、（ｃ）樹脂
（粘着性付与剤として用いる樹脂を除く）０−70重量％
とからなり、かつ、前記非晶性プロピレン・ブテン−１
ランダム共重合体の引張破断時伸びが200％以上、環球
式軟化点が120℃以下、ｎ−ヘプタン不溶分が20％以
下、及びオープタイムが60秒以上であるホットメルト接
着剤組成物、が提供される。

本発明の非晶性プロピレン・ブテン−１ランダム共重合
体（以下、単にランダム共重合体という。）は、例えば
塩化マグネシウムにチタンを担持したチタン担持型触媒
とトリエチルアルミニウムを用いて、水素の存在下液化
プロピレンと液化ブテン−１の混合物を共重合して製造
される。この様に製造されたランダム共重合体は非晶性
で、且つ液化ブテン−１含有量が10−60重量％、数平均
分子量1,000−20,000の範囲にあり、アイソタクチック
ポリプロピレン製造において副生されるアタクチックポ
リプロピレンに比し、軟化点、溶融粘度等の特性が一定
の範囲内で安定した品質で得られ、接着剤として使用し
たときに品質が均一となる。また、プロピレン・ブテン
−１の共重合比、分子量を適宜選択することにより、軟
化点、溶融粘度を所望の範囲に設定することもできる。
さらに溶媒を用いないため引火の危険性や臭気の問題も
ない。

本発明のランダム共重合体は、数平均分子量1,000−20,
000で、ブテン−１含有量10−60重量％に調整される
が、数平均分子量が1,000未満の場合、凝集力が小さく
十分な接着強度が得られないし、20,000を超えると溶融
粘度が高く、作業性に問題が生じ、他の配合剤との粘度
差が大きく配合が困難となったり、また流動性が不足
し、塗布が不均一となるため好ましくない。また、ブテ
ン−１含有量が10重量％未満では軟化点が120℃を超え
て高くなり、60重量％を超えると軟化点が極端に低下し
ホットメルト接着剤の原料としては適さない。

プロピレン・ブテン−１のランダム共重合体は、上記の
数平均分子量及びブテン−１含有量の範囲内のものであ
っても、プロピレンとブテン−１の共重合のランダム性
により各種特性が異なる。本発明で用いるランダム共重
合体は、引張破断時の伸びが200％以上で、環球式軟化
点が120℃以下で、ｎ−ヘプタン不溶分が20％以下、か
つオープンタイムが60秒以上のものである。

引張破断時の伸びが200％未満の場合は、凝集力が小さ
く、凝集剥離時の強度が小さくなり、好ましくない。特
に、剥離時の凝集力が要求される使い捨ておむつ等の用
途に適さない。軟化点が120℃を超えると、塗布温度も1
20℃を超えることとなり、被着体が融点120℃以下の場
合、例えば低密度ポリエチレン（LDPE）フィルムや、線
状低密度ポリエチレン（LLDPE）フィルム等を溶融させ
好ましくない。ｎ−ヘプタン不溶分が20％を超えるとラ
ンダム共重合体の結晶性がかなり高いことを意味し、塗
布後の固化が速いためオープンタイムが短くなって好ま
しくないということだけでなく、接着剤塗布後の冷却速
度によって凝集力や、剥離形態が変化したり、塗布後の
体積収縮につながったりして好ましくない。また、オー
プンタイムが60秒未満の場合には、接着剤の固化までの
時間が短かく、接着剤塗布後、被着体を短時間で圧着し
なければならず、作業上好ましくない。特に、数種の部
品を接着させる連続生産ライン、生産速度を変化させる
連続生産ライン等での使用が制限され好ましくない。

本発明のランダム共重合体は、上記の特性を有するもの
であるが、前記の通りに製造してもよいし、また、市販
されている共重合体で本発明のランダム共重合体の特性
を有するものを適宜選択使用することもできる。

本発明では、ランダム共重合体を単独で用いることもで
きるが、被着体が、ランダム共重合体に対し接着しにく
い場合には、粘着性付与剤、樹脂類を配合して接着性を
上げたり、被着体との相溶性を変えたり、塗布溶融時の
粘度を変化させたり、凝集力を調整して使用することが
できる。また、ランダム共重合体は、酸、例えば無水マ
レイン酸等で変性されたものを用いることもできる。

粘着性付与剤等を配合する場合、ランダム共重合体の配
合比率は30％以上であることが好ましい。30％未満で
は、ランダム共重合体の有する特性がホットメルト接着
剤に反映されず好ましくない。

本発明に用いられる粘着性付与剤としては、天然ロジン
（ガムロジン、ウッドロジン、トール油ロジンなど）、
変性ロジン（重合ロジン、水添ロジン、マレイン化ロジ
ンなど）、クマロン・インテン樹脂、テルペン系樹脂、
石油樹脂、およびフェノール系樹脂から選択して使用す
る。また、樹脂は、粘着性付与剤として用いる樹脂以外
のものであって、エチレン・酢酸ビニル共重合体、エチ
レン・アクリル酸共重合体、エチレン・アクリル酸エチ
ル共重合体、エチレン・アクリル酸メチル共重合体、ス
チレン・エチレン・ブチレン・スチレンブロック共重合
体、分子量30,000以上のエチレン・プロピレン共重合体
またはエチレン・ブテン共重合体、ポリブテン、ワック
スおよびこれらの酸、酸の金属塩、ハロゲンなどで変性
された重合体、共重合体から選択して使用する。これら
の粘着性付与剤、樹脂は単独でも二種以上を併用するこ
ともできる。

本発明のランダム共重合体に、前記の粘着性付与剤及び
／または樹脂類を配合して得られる接着剤は、ランダム
共重合体の有する引張破断時伸び、環球式軟化点、オー
プンタイム等の特性を配合物の配合にも拘らず、そのま
ま保持して有するものであり、特に軟化点は比較的低
く、かつ、塗布後の固化が、ランダム共重合体のオープ
ンタイムとほぼ等しく保持されるため接着作業上、優れ
たものとなる。また接着効果はさらに高くなる。

また、上記以外の配合物として、また溶融粘度、流動性
の調整のため、パラフィン系、ナフテン系、アロマ系等
のオイル類を添加しても良い。さらに従来公知の添加
剤、すなわち各種の充填剤、抗酸化剤などを添加しても
良い。充填剤としては、クレー、タルク、炭酸カルシウ
ル、炭酸バリウムなど、また、有機、無機の繊維状補強
材なども使用できる。抗酸化剤としては、ジラウリルチ
オジプロピオネート、2,6−ジタ−シャリー−ブチル−
４−メチルフェノール、テトラキス〔メチレン−３（3,
5−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェノール）プロ
ピオネート〕メタン、ジステアリルチオジプロピオネー
ト、ジステアリルペンタエリスリトールジホスファイト
などを使用することができる。

これらの配合物を添加した場合も、得られる接着剤はラ
ンダム共重合体の特性を損うおそれはなく、優れた接着
効果を有し、作業性も高く保持される。

本発明において、ランダム共重合体の他のポリマーや充
填剤を配合するにはこれらの成分を容器内で混合加熱攪
拌するだけでもよいし、通常ポリマーの混合に用いられ
る、ロール、バンバリーミキサー、ニーダー、押出機な
どを用いることもできる。

本発明の接着剤は加熱により溶融するので、ブロック
状、ペレット状、紐状、フィルム状などの各種形状に成
形して用いることができる。

本発明の接着剤は、通常のホットメルト接着剤用アプリ
ケーターを用いて被着体に溶融して被着体同志を接着す
る方法、あるいは被着体の一方に予め接着剤を施した
後、他方の被着体を重ね合わせて加熱する方法、フィル
ム状の接着剤をラミネーターで貼合わせる方法などがい
ずれも採用し得る。

本発明の接着剤を使用し得る被着体としては、紙、布、
木材をはじめ、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩
化ビニルなどの合成樹脂、また、石コウ、セメント、石
材、金属などが挙げられる。

特に好適な例として、使い捨て紙おむつの最外層の防水
用ポリエチレンフィルムと内層のポリプロピレン製又は
ポリエチレンテレフタレート製不織布との接着用として
の使用が挙げられる。

また、紙および／または板紙をホットメルト接着剤で貼
り合せたサンドイッチ状の構造をした防湿・防水紙、お
よび、紙および／または板紙の片面にホットメルト接着
剤を塗布した防湿・防水紙にも適用がされる。

さらに、被着体として上記の材質の同種または異種の物
体の隙間を埋めるための用途、すなわちシーリング剤と
しての適用もされる。

尚、本発明で用いる特性は、次の方法によって測定され
た。

1.数平均分子量： ゲルパーミエーションクロマトグラフ（GPC）を用い
て、溶媒としてオルソジクロルベンゼン（ODCB）を用
い、温度135℃で測定した。

2.ブテン−１含有量： 核磁気共鳴スペクトル（日本電子製FX−200型）を用い
て測定した。

3.引張破断時伸び： JIS K 7113に基づき２号形試験片を用い、引張強度50mm
/分、温度24℃で測定した。

4.環球式軟化点： JIS K 2207に基づき測定した。

5.n−ヘプタン不溶分 ソックスレー抽出装置にｎ−ヘプタンを入れ、沸騰状態
で６時間放置する。取り出したサンプルを60℃真空乾燥
機中で乾燥後秤量する。

ｎ−ヘプタン不溶分 ＝（抽出後の重量／抽出前の重量）×100（％） 6.オープンタイム： 190℃に加熱したポリマー又は接着剤をガラス板上に固
定したクラフト紙に適下し、190℃に予熱したバーコー
ターで60μｍの厚さに塗布する。

その上に、0,10,20,30…秒等の所定時間毎に同種のクラ
フト紙を貼り合せ、直ちにゴムローラーで圧着する。貼
り合せて５分後に紙同志を剥離させ、紙とポリマー又は
接着剤が界面剥離せず、凝集剥離又は紙の破れが生ずる
最終の時間をオープンタイムとした。

〔実施例〕

第１表に示した米国エル・パソ・プロダクツ・カンパニ
ー（El Paso Products Company）製の非晶性プロピレン
ブテン−１ランダム共重合体（商品名:REXTAC E−４ま
たはＥ−５）70重量％と、粘着性付与剤として荒川化学
（株）製の脂環族石油樹脂（商品名：アルコンＰ−12
5）30重量％とを160℃で加熱溶融混合し、接着剤を1,2
とした。

さらに前記の非晶性プロピレン・ブテン−１ランダム共
重合体（REXTAC,E−５）55重量％とスチレン・エチレン
・ブチレン・スチレンのブロック共重合体である熱可塑
性エラストマー（シェル化学製：クレイトンG1657X）15
重量％、粘着性付与剤として荒川化学（株）の脂肪酸石
油樹脂（商品名：アルコンＰ−125）30重量％とを180℃
で加熱溶融混合し、接着剤３とした。

次いで、この接着剤１、２及び３をそれぞれ105℃で、
ポリプロピレン繊維不織布上に塗布し、直ちにLLDPEの
厚さ20μｍのフィルムを圧着し、貼り合せ試験片Ａを得
た。さらに、塗布温度150℃で、30秒放置後に同様にLLD
PEフィルムを圧着貼り合せて試験片Ｂを得た。

各試験片を25mm巾の短冊状に切り、剥離速度300mm/分で
Ｔ−ピール強度を測定し、接着強度をテストし、併せて
LLDPEフィルムの損傷状態も調べた。その結果を第３表
に示した。

〔比較例〕

第２表に示した米国エル・パソ・プロダクツ・カンパニ
ー製非晶性プロピレンエチレン共重合体を非晶性プロピ
レンブテン−１ランダム共重合体の代りに用い、加熱溶
融を180℃とした以外は、実施例と同様にして接着剤4,5
を作成した。

また、第２表に示す西ドイツ、ヒュルス社製のプロピレ
ン・エチレン・ブテン−１共重合体（VESTOPLAST）を、
プロピレン・ブテン−１ランダム共重合体の代わりに用
い、加熱溶融を160℃で行い、実施例と同様に接着剤６
を作成した。

この接着剤４、５及び６をそれぞれ塗布温度140℃、125
℃又は105℃で実施例と同様にして試験片Ｃを、塗布温
度150℃で30秒放置後にLLDPEフィルムを圧着貼り合わせ
て試験片Ｄを得て、同様に接着強度テストを行い、その
結果を第３表に示した。

〔発明の効果〕 本発明のホットメルト接着剤組成物は、品質が安定して
得られる特定の非晶性プロピレン・ブテン−１ランダム
共重合体を使用することにより、低温から高温にかけて
の接着強度が高いものが得られる。また接着温度も比較
的低く行うことができるため、ポリエチレンフィルムの
接着も可能となる。従って、本発明ホットメルト接着剤
は紙、木、プラスチック、石材、石膏、セメント、金属
などを容易に接着せしめるほかに、特に使い捨て紙おむ
つのポリエチレンフィルムと不織布との接着にも適する
ものであり、工業上有用なものである。さらにまた、塗
布後の固化が緩慢であり、作業性も優れている。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】数平均分子量が1,000−20,000であり、ブ
   テン−１含有量が10−60重量％である非晶性プロピレン
   ・ブテン−１ランダム共重合体30−100重量％、粘着性
   付与剤０−70重量％、及び樹脂（粘着性付与剤として用
   いる樹脂を除く）０−70重量％とからなり、かつ、前記
   非晶性プロピレン・ブテン−１ランダム共重合体の引張
   破断時伸びが200％以上、環球式軟化点が120℃以下、ｎ
   −ヘプタン不溶分が20％以下、及びオープンタイムが60
   秒以上であることを特徴とするホットメルト接着剤組成
   物。