JPH0745651B2 - ポリエステル系接着剤 - Google Patents

ポリエステル系接着剤

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JPH0745651B2
JPH0745651B2 JP7090087A JP7090087A JPH0745651B2 JP H0745651 B2 JPH0745651 B2 JP H0745651B2 JP 7090087 A JP7090087 A JP 7090087A JP 7090087 A JP7090087 A JP 7090087A JP H0745651 B2 JPH0745651 B2 JP H0745651B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はポリエステル重合体を有効成分としてなるポリ
エステル系接着剤に関するものである。
さらに詳しくは接着剤、バインダー、コーテイング剤等
の接着性能の要求される分野に有用なポリエステル系接
着剤を提供するものである。
〔従来の技術〕
従来PET、PBTに代表される芳香族ポリエステルはフイル
ム、成形品、繊維等の用途に広く使用されている。
しかしながら、その優れた性質にも拘らず、結晶性が高
く、大きな球晶に生長しやすく、工業用有機溶剤に不溶
であるため接着剤等の用途に要求される性質を具備して
いない。
そこで、その改質方法として、結晶化度および融点を低
下させるために各種第3成分を単独または組み合わせて
共重合させた、いわゆる共重合ポリエステルをホツトメ
ルト接着剤、バインダー、コーテイング剤等に利用する
ことが提案されてきた。しかしその多くはいまだ満足す
べき結果を与えていない。
〔発明が解決しようとする問題点〕
共重合ポリエステルをホツトメルト接着剤、バインダー
あるいはコーテイング剤等に使用する際、特に結晶化
度、結晶化速度、および工業用有機溶剤への溶解性が問
題となる。
ホツトメルト接着剤においては、一般にある程度の結晶
化度を有し、かつ接着操作後にすばやく結晶化し、後結
晶化を起こさないもので、さらには樹脂としての可撓性
を有するものが望まれている。
バインダーあるいはコーテイング剤においては、工業用
有機溶剤に可溶で、低粘度であり、かつ強靭なものが望
まれている。
トナー用ビヒクルにおいては定着性とオフセツト現象の
防止を両立さすためにある程度の柔軟性と耐ブロツキン
グ性を合わせもつものが望まれている。
しかしながら、これらの条件を全て満足するバランスの
とれたものはいまだ得られておらず、いずれかの特徴を
犠性にしながら、用途に合わせた分子設計をしているの
が現状である。
以上のような観点からバランスのとれた高性能の共重合
ポリエステルが切望されている。
本発明の目的は、ホツトメルト接着剤、バインダー、コ
ーテイング剤あるいはトナー用ビヒクル等の用途におい
て上記の物性をバランス良くかつ高度に有したポリエス
テル系接着剤を提供するものである。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明者らはかかる観点から種々のポリエステル組成を
検討した結果グリコール成分の20モル%以上が3−メチ
ル−1,5−ペンタンジオールおよび/または2−メチル
−1,8−オクタンジオールであり、ジカルボン酸成分の7
0モル%以上がテレフタル酸であることを特徴とするポ
リエステルが上述の目的を達成することを見出し本発明
に到達した。即ち本発明は(A)60〜100モル%のテレ
フタル酸残基および0〜40モル%のイソフタル酸残基か
らなるジカルボン酸単位と(B)20〜100モル%の3−
メチル−1,5−ペンタンジオール残基および/または2
−メチル−1,8−オクタンジオール残基からなるグリコ
ール単位と(C)80〜0モル%の側鎖を有さない炭素数
2〜9のポリメチレングリコール残基からなるグリコー
ル単位とにより構成されたポリエステル重合体を有効成
分としてなるポリエステル系接着剤である。
本発明におけるポリエステル系接着剤とは、ホツトメル
ト接着剤は勿論、バインダー、コーテイング剤、トナー
用ビヒクル等をも意味するものである。
本発明の接着剤に用いるポリエステルを得るためのジカ
ルボン酸成分としてはテレフタル酸またはそれとイソフ
タル酸の混合物であり、ジカルボン酸成分の60〜100モ
ル%がテレフタル酸であり0〜40モル%がイソフタル酸
である。テレフタル酸とイソフタル酸がこの範囲に限定
される理由は得られる重合体の融点と弾性的性質を満足
させるためである。この範囲をはずれると軟化温度がき
わめて低下し好ましくない。
本発明においてジオール成分中に占める3−メチル−1,
5−ペンタンジオールおよび/または2−メチル−1,8−
オクタンジオールの使用割合は20〜100モル%である。
接着剤の用途によりこの使用割合は最適範囲がありホツ
トメルト接着剤およびトナー用ビヒクルに対しては20〜
50モル%、またバインダー、コーテイング剤としては50
〜100モル%が好ましい。3−メチル−1,5−ペンタンジ
オールおよび/または2−メチル−1,8−オクタンジオ
ールの全ジオールに占める混合割合が本発明の範囲より
少ない場合は接着性が不良であり接着剤としての目的が
達せられない。
本発明で3−メチル−1,5−ペンタンジオールおよび/
または2−メチル−1,8−オクタンジオールの残余成分
を構成する側鎖を有さないグリコールとしてはエチレン
グリコール、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオ
ール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール
がある。
本発明のポリエステルのホツトメルト接着剤としての特
徴点は、共重合ジオール成分中の3−メチル−1,5−ペ
ンタンジオールおよび/または2−メチル−1,8−オク
タンジオールの使用量が20〜50モル%という非常に狭い
範囲において、その結晶化速度を所望のものに調節でき
ることである。また、接着力に大きく影響する結晶化度
については、同じ結晶化速度で比較した場合、本発明の
ものは従来のものよりも高い結晶化度を有する。すなわ
ち、より高い凝集力を有する剪断接着力の大きいホツト
メルト接着剤が得られる。また、樹脂の可とう性に影響
を及ぼすガラス転移点(Tg)についても、3−メチル−
1,5−ペンタンジオールおよび/または2−メチル−1,8
−オクタンジオールを使用することにより、ネオペンチ
ルグリコールやその他の側鎖を有するジオールに比べTg
を低下させることができ、可撓性のある樹脂が得られ
る。
本発明のポリエステルのバインダー、コーテイング剤と
しての特徴は、例えば他のジオール成分としてエチレン
グリコールを選択した場合、3−メチル−1,5−ペンタ
ンジオールおよび/または2−メチル−1,8−オクタン
ジオールの使用量が50〜100モル%と広い範囲に渡つ
て、非晶性で工業用有機溶剤に可溶な共重合ポリエステ
ルが得られるということである。特に、3−メチル−1,
5−ペンタンジオールおよび/または2−メチル−1,8−
オクタンジオールの使用量が70〜100モル%の範囲にお
いて汎用な溶剤であるトルエンへの溶解性が非常に良好
であり、かつその溶液粘度は他のものに比して非常に低
く、作業性および皮膜化効率の良い高濃度なバインダ
ー、コーテイング剤として有用である。
また、溶液型として使用可能な本発明の共重合ポリエス
テルのTgは5〜30℃と比較的低く、室温における皮膜の
柔軟性は非常に良好である。このようなTgの領域の溶液
型バインダーあるいはコーテイング剤を得るためにこれ
までは一般に非晶化のためのネオペンチルグリコールと
Tgを低下させるための直鎖脂肪族カルボン酸を芳香族カ
ルボン酸と組み合わせたものであつたが、本発明では3
−メチル−1,5−ペンタンジオールおよび/または2−
メチル−1,8−オクタンジオール単独で非晶化とTgの低
下を達成することができるため、従来のものよりも芳香
環濃度の高い、かつ比較的低いTgのバインダーおよびコ
ーテイング剤が得られることが判明した。バインダー、
コーテイング剤用としての本発明のポリエステルは、非
常に柔軟ではあるが、逆に樹脂としての凝集力および耐
熱性は低下する。そこで、三官能以上の有機ポリイソシ
アナート架橋剤を用いることにより、凝集力と耐熱性を
向上させることが可能である。
この場合に使用される有機ポリイソシアナートとしては
分子中にイソシアナート基を3個以上有する化合物、例
えばトリメチロールプロパン、グリセリン、ペンタエリ
スリト等の水酸基のすべてをトリレンジイソシアナー
ト、キシリレンジイソシアナート、ヘキサメチレンジイ
ソシアナート、イソホロンジイソシアナート等でウレタ
ン化させた化合物が挙げられる。該有機ポリイソシアナ
ートは本発明のポリエステル共重合体100部に対し1〜3
0部、好ましくは3〜10部の割合で含有させることがよ
い。1部未満では凝集力および耐熱性は十分改善され
ず、30部を越えると樹脂の柔軟性が低下するので好まし
くない。
トナー用ビヒクルとしての本発明のポリエステルを使用
した場合、イソフタル酸を20〜30モル%および3−メチ
ル−1,5−ペンタンジオールおよび/または2−メチル
−1,8−オクタンジオールを20〜40モル%混合する範囲
においてそのTgは40〜60℃と比較的高く、耐ブロツキン
グ性を有しており、かつ3−メチル−1,5−ペンタンジ
オール成分の柔軟性賦与効果により、定着性の優れたト
ナービヒクルが得られる。
一般には樹脂に柔軟性を与える場合、アジピン酸等の直
鎖脂肪族カルボン酸を使用するが、これらはモル%当り
のTgの低下率は本発明の3−メチル−1,5−ペンタンジ
オールおよび/または2−メチル−1,8−オクタンジオ
ールを使用したものよりも大きく、Tgを所望の温度に合
わすことは困難である。
本発明のポリエステルの製造方法には公知のポリエステ
ル縮合手段が適用できる。例えばエステル化および/ま
たはエステル交換触媒の存在下に150〜250℃でエステル
化またはエステル交換し、かつ、このようにして得られ
た反応生成物を、重縮合触媒の存在下において高真空雰
囲気下200〜300℃で重縮合せしめることにより製造する
ことができる。この際、第一反応段階のエステル化また
はエステル交換のための触媒としてはリチウム、ナトリ
ウム、カリウム、カルシウム、ストロンチウムなどの酢
酸塩、ギ酸塩、アルコラートなどが、また第二段階の重
縮合のための触媒としては鉛、スズ、ゲルマニウムおよ
びアンチモンの酸化物、水酸化物、アルコラートあるい
はチタンのアルコラートなどが好ましく使用できる。
また本発明のポリエステルの分子量についてはテトラク
ロロエタン/フエノールの1:1(vol/vol)の混合溶媒に
0.5g/dlの濃度で溶解し30℃で測定した相対粘度(ηsp/
c)が0.4〜1.5の範囲にあることが好ましい。
相対粘度が0.4以下の場合には良好な機械的性質が得ら
れずまた1.5以上の場合には接着力が低下する傾向にあ
り好ましくない。
〔実 施 例〕
以下に実施例をあげて本発明のより具体的な説明を行
う。
なお実施例中における融点、結晶化度、結晶化速度およ
びTgは全てDSC測定によつて融解ピーク、結晶融解熱、
過冷却度及び二次転移点から評価した。
実施例1 ジメチルテレフタレート(DMT)1モル、1,4−ブタンジ
オール(BD)1モル、3−メチル−1,5−ペンタンジオ
ール(MPD)0.6モルを、エステル交換および重合触媒で
あるチタニウムテトライソプロポオキサイド400ppm/DMT
の割合で出発原料を攪拌機付反応器に仕込み、加熱下副
生するメタノールを反応系外に留出させながらエステル
交換反応を行つた。その後260℃に昇温し、1 Torrにて
重合した。得られたコポリマーはNMR分析からBD成分57
モル%、MPD成分43モル%のテレフタレート共重合ポリ
エステル(PB/M(43)T)であり、(ηsp/c)1.20、結
晶融解温度(Tm)137℃、ガラス転移点(Tg)17℃であ
つた。この共重合ポリエステルを100μ厚のフイルムと
し、JIS−K6850、同6854に準じてステンレススチール板
間にはさみ、Tmより40℃高温の熱プレスでホツトメルト
接着方式にて熱圧着し、15℃の水中に投入冷却して剪断
接着力測定用接着試験片を得た。なお、比較のため、同
様の重合条件によりBD成分58モル%および1,6−ヘキサ
ンジオール成分(HD)42モル%のテレフタレート共重合
ポリエステル(PB/H(42)T)を得た。
この共重合体はηsp/c1.43、Tm155℃、Tg19℃であつ
た。これらの接着試験片の剪断接着力を室温にて測定
し、その結果を下表にまとめた。本発明の共重合ポリエ
ステルは直鎖の異性体である1,6−ヘキサンジオールよ
りのポリエステルに比べ、その接着力は優れており、ホ
ツトメルト接着剤として良好なものであつた。
実施例2 ジメチルテレフタレート(DMT)0.8モル、ジメチルイソ
フタレート(DMI)0.2モル、1,4−ブタンジオール(B
D)1.2モル、2−メチル−1,8−オクタンジオール(2
−MOD)0.45モルを用い実施例1と同様の方法で重合を
行ない得られたポリエステルはNMR分析よりBD成分64モ
ル%、2−MOD成分36モル%のテレフタレート共重合ポ
リエステルであつた。ηsp/cは1.30であつた。
このポリエステルを実施例1と同様の方法で接着テスト
を行ない引張剪断接着強度を測定した結果162.3kg/cm2
と非常に優れていた。
実施例3 ジメチルテレフタレートおよび3−メチル−1,5−ペン
タンジオールのみよりなるポリエステル(PMT)を実施
例1と同様の方法で製造した。
このポリエステルはηsp/c0.98、Tgは6℃の非晶性ポリ
エステルであつた。このポリエステルのトルエン溶液に
おける濃度と溶液粘度の関係を図1に示した。なお比較
例として溶剤可溶型の、テレフタル酸70モル%、セバチ
ン酸30モル%、エチレングリコール50モル%、ネオペン
チルグリコール50モル%の組成からなる共重合ポリエス
テル(PEMST)を製造した。この共重合ポリエステルは
ηsp/c0.69、Tg11℃の非晶性ポリエステルであつた。
本発明のポリエステルはほぼ同様のTgを有する非晶性の
ポリエステル(比較例)に比し同一溶液濃度のトルエン
溶液にした場合のE型粘度計によつて求めた溶液粘度は
図1に見られるごとく非常に低く作業性、皮膜化効率の
すぐれるものである。
またこのポリエステルの耐熱性と凝集力を向上させるた
め3官能イソシアナートとしてトリメチロールプロパン
1モルにトリレンジイソシアナート3モルを付加させた
化合物(日本ポリウレタン製コロネートL)を該ポリエ
ステルに対し3重量%添加しポリエステルフイルムとア
ルミフイルムとポリプロピレンフイルムのはりあわせを
行ない、アルミフイルムとポリプロピレンフイルム間の
剥離強度を評価した。コロネートLを入れた場合の剥離
強度(20℃)は950g/15mmであり、80℃の高温でも660g/
15mmと良好であるのに対しコロネートLを使用しなかつ
た場合の剥離強度は800g/15mm(20℃)で80℃において
は310g/15mmと耐熱性において劣つていた。
〔発明の効果〕
本発明によれば、ホツトメルト接着剤、バインダー、コ
ーテイング剤あるいはトナー用ビヒクル等の用途におい
て、適度な結晶化度、可撓性、工業用有機溶剤に対する
可溶性、低粘度、耐ブロツキング性等の物性をバランス
よくかつ高度に有したポリエステル系接着剤を得ること
が可能となつた。
【図面の簡単な説明】
図1は、本発明のポリエステル(実施例)と比較例につ
いて溶液粘度と溶液濃度の関係を示したものである。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】(A)60〜100モル%のテレフタル酸残基
    および0〜40モル%のイソフタル酸残基からなるジカル
    ボン酸単位と (B)20〜100モル%の3−メチル−1,5−ペンタンジオ
    ール残基および/または2−メチル−1,8−オクタンジ
    オール残基からなるグリコール単位と (C)80〜0モル%の側鎖を有さない炭素数2〜9のポ
    リメチレングリコール残基からなるグリコール単位とに
    より構成されたポリエステル重合体を有効成分としてな
    るポリエステル系接着剤。
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