JPH0848961A - ポリエステル系ホットメルト接着剤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高い初期接着力を有し、短時間の加熱圧着や
低温での加圧圧着で高い接着性を示すポリエステル系ホ
ットメルト接着剤を提供する。 【構成】 （Ａ）多価カルボン酸の２０〜８０モル％が
脂環族ジカルボン酸、残りが芳香族ジカルボン酸であ
り、多価アルコール成分の２〜２０モル％が分子量２５
０〜３０００のポリアルキレングリコールであり、８０
〜９８モル％が分子量２５０未満のグリコールであり、
数平均分子量が１万〜１０万の共重合ポリエステル７０
〜９５重量％及び（Ｂ）数平均分子量４千〜３万、ヒド
ロキシル基当量が１５００〜４０００当量／１０⁶ ｇの
ポリヒドロキシエーテル樹脂５〜３０重量％を配合して
なるポリエステル系ホットメルト接着剤。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はポリエステル系ホットメ
ルト接着剤に関する。さらに詳しくはポリエチレンテレ
フタレート（ＰＥＴ）や塩ビ等のプラスチックと金属や
ガラスとの接着の際に被着体への良好な濡れ性を示し
て、優れた初期接着力を有し、短時間の加圧や低温での
加圧圧着力で高い接着性を有するポリエステル系ホット
メルト接着剤に関する。

【０００２】

【従来の技術】ホットメルト接着剤は、無公害、省力
化、短時間での接着、優れた生産性等の特長を有し広い
分野で利用されている。このホットメルト接着剤に使用
される熱可塑性樹脂については（１）加熱により容易に
溶融し、被着体に対して優れた濡れ特性を示すこと。
（２）加熱溶融中に酸化、分解、変質などの劣化を起こ
さないこと。（３）接着力が優れること。（４）耐熱
性、耐加水分解性、耐寒性、耐候性、耐溶剤性等に優れ
ること。等の性能が要求されている。

【０００３】ポリエステル系ホットメルト接着剤は、こ
れらの要求性能のうち、ＰＥＴや塩ビ等のプラスチック
への良好な接着性を示し、また耐熱性、耐候性、耐溶剤
性を有するため、従来よりこれらの特長を活かす分野で
広く利用されている。しかしながら、従来のポリエステ
ル系ホットメルト接着剤は上記の優れた性能を有するも
のの、金属およびガラスに対する接着力が不十分で、用
途を限定して使用されているのが現状である。そこで、
この様な欠点を改良するためにポリエステル系ホットメ
ルト接着剤にエポキシ樹脂を配合してこれらの欠点を補
ういくつかの技術が提案されている。

【０００４】たとえば特開昭５０−６３０２５号公報の
第１欄第５〜１０行に記載されているように、ポリエチ
レンテレフタレートをエチレングリコール以外のグリコ
ールとグリコール交換させて得た共重合ポリエステルに
エポキシ樹脂を配合する方法が提案されている。しか
し、この技術は上記のような特定の共重合に限定され、
常態でのＴ型剥離強度は十分高い値が得られるが、６５
℃でエージングした場合、接着力が経時低下し、また実
施例にあるように加熱圧着に２００℃、１０分間を必要
とし、生産性が悪く、接着が短時間で済むというホット
メルト接着剤の特徴が活かされていない。

【０００５】一方特開昭６０−１８５６２号公報の第４
欄第１２〜１８行に記載されているように、秒単位での
接着を可能にするように、ポリエステル樹脂とエポキシ
樹脂を特定化することが提案されている。この技術で
は、実施例にあるように加熱圧着時間が５秒から２０秒
という短時間で金属に対し十分高いＴ型剥離強度が得ら
れるものの、加熱圧着時に被着体表面温度が１８０〜２
５０℃と高くする必要があり、金属に対する被着体が耐
熱性の低いプラスチックの場合には不適である。この様
にエポキシ樹脂を配合して金属接着性を改良する方法で
は、加熱圧着に長時間あるいは高温を必要とし、エポキ
シ樹脂中のグリシジル基がなんらかの形で反応をしてか
ら、接着強度が発現しているものと思われる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、ＰＥＴや塩
ビ等のプラスチックと金属やガラスとの接着の際に被着
体への良好な濡れ性を示して、優れた初期接着力を示す
とともに短時間での加熱圧着、低温での加圧圧着で高い
接着性を有するポリエステル系ホットメルト接着剤を提
供するものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者らは上記問題点
に鑑み、優れた接着力を示すとともに短時間での加熱圧
着や低温での加圧圧着で高い接着性を有するポリエステ
ル系ホットメルト接着剤について、鋭意検討した結果本
発明に到達した。すなわち、本発明は、（Ａ）多価カル
ボン酸成分の２０〜８０モル％が脂環族ジカルボン酸、
残りが芳香族ジカルボン酸であり、多価アルコール成分
の２〜２０モル％が分子量２５０以上３，０００以下の
ポリアルキレングリコールであり、８０〜９８モル％が
分子量２５０未満のグリコールである数平均分子量が１
万〜１０万の範囲にある共重合ポリエステル７０〜９５
重量％および（Ｂ）数平均分子量が４千〜３万の範囲に
あり、ヒドロキシル基当量が１，５００〜４，０００当
量／１０⁶ ｇであるポリヒドロキシポリエーテル樹脂５
〜３０重量％を配合してなるポリエステル系ホットメル
ト接着剤である。

【０００８】本発明における共重合ポリエステルの芳香
族ジカルボン酸としては、テレフタル酸、イソフタル
酸、オルソフタル酸、２，６−ナフタレンジカルボン
酸、１，５−ナフタレンジカルボン酸、５−ナトリウム
スルホイソフタル酸、５−リチウムスルホイソフタル
酸、ナトリウムスルホテレフタル酸、４，４’−ジフェ
ニルメタンジカルボン酸、４，４’−ジフェニルエーテ
ルジカルボン酸、４，４’−ビフェニルジカルボン酸、
４，４’−スチルベンジカルボン酸などの芳香族ジカル
ボン酸が挙げられる。さらに必要により、トリメリット
酸、トリメシン酸、ピロメリット酸等の３官能以上の芳
香族多価カルボン酸も使用できる。脂環族ジカルボン酸
としては、ヘキサヒドロ無水フタル酸、ヘキサヒドロイ
ソフタル酸、ヘキサヒドロテレフタル酸、トリシクロデ
カンジカルボン酸、などが挙げられる。

【０００９】グリコールとしては例えば、エチレングリ
コール、１，２−プロピレングリコール、１，３−プロ
ピレングリコール、１，４−ブタンジオール、１，５−
ペンタンジオール、３−メチルペンタンジオール、１，
６−ヘキサンジオール、１，９−ノナンジオール、２，
２，４−トリメチル−１，３−ペンタンジオール、２−
ブチル−２−エチル−１，３−プロパンジオール、ジエ
チレングリコール、トリエチレングリコール、ネオペン
チルグリコール、シクロヘキサンジメタノール、トリシ
クロデカンジメタノール、ビスフェノールＡのエチレン
オキシドまたは／およびプロピレンオキシド付加物など
が挙げられる。さらに必要により、グリセリン、トリメ
チロールエタン、トリメチロールプロパン、ペンタエリ
スリトールなどの３官能以上の多価アルコールも使用で
き、その場合３官能基以上の多価カルボン酸または多価
アルコールは全カルボン酸成分または全アルコール成分
に対して１０モル％以下であるのが適当である。また、
ポリアルキレングリコールとしては、ポリエチレングリ
コール、ポリテトラメチレングリコール、ポリプロピレ
ングリコールなどが挙げられる。

【００１０】本発明で使用するポリエステルにおいて
は、多価カルボン酸成分のうちの２０〜８０モル％、好
ましくは３０〜７０モル％が脂環族ジカルボン酸であ
り、残りが芳香族ジカルボン酸である。脂環族ジカルボ
ン酸の量が２０モル％未満であるとポリヒドロキシポリ
エーテル樹脂との相溶性が悪くなり短時間の加熱圧着や
低温での加圧圧着による金属に対する接着性に優れた接
着剤を得ることはできない。また、脂環族ジカルボン酸
の量が８０モル％より多いとポリエステルの凝集力が低
下し高い加圧接着力が得られない。

【００１１】多価アルコールのうちの２〜２０モル％、
好ましくは３〜１５モル％が分子量２５０以上、３，０
００以下のポリアルキレングリコールである。ポリアル
キレングリコールの分子量が２５０未満あるいは２モル
％未満であるとポリヒドロキシポリエーテル樹脂との相
容性が悪くなり短時間の加熱圧着や低温での加圧圧着に
よる金属に対する接着性に優れた接着剤を得ることがで
きず、分子量が３，０００より多い、あるいは２０モル
％より多いと凝集力が低下し初期接着力に優れた接着剤
を得ることができない。

【００１２】本発明で使用するポリエステルの数平均分
子量は１万〜１０万である。数平均分子量が１万未満で
は接着剤としての物性が低下し、初期接着力に優れた接
着剤は得られない。また１０万より高いと、ポリヒドロ
キシポリエーテルとの相溶性が低下し金属に対する高い
接着力を得ることはできない。

【００１３】本発明で使用するポリヒドロキシポリエー
テル樹脂は分子内にヒドロキシル基を１，５００〜４，
０００当量／１０⁶ ｇを有するもので、ビスフェノール
Ａ、ビスフェノールＦ、テトラブロモビスフェノールＡ
または水添ビスフェノールＡとエピクロルヒドリンまた
はメチルエピクロルヒドリンから誘導されるエポキシ樹
脂、フェノキシ樹脂が挙げられる。ポリヒドロキシポリ
エーテル樹脂のヒドロキシル基が１，５００当量／１０
⁶ ｇ未満では金属に対する初期接着力に劣り、４，００
０当量／１０⁶ｇより多いとプラスチックへの接着力が
低下する。

【００１４】本発明で使用するポリヒドロキシポリエー
テル樹脂はその原料と製造法から分子内にグリシジル基
を有していてもよい。本発明で使用するポリヒドロキシ
ポリエーテルの数平均分子量は４，０００以上、３０，
０００以下である。数平均分子量が４，０００未満であ
ると金属に対する初期接着力に劣り、３０，０００より
多いとプラスチックへの接着力が低下する。

【００１５】本発明におけるポリエステル樹脂の製造法
としては特に制限はなく、多価カルボン酸と多価アルコ
ールとの直接エステル化法もしくは、多価カルボン酸の
アルキルエステルと多価アルコールとのエステル交換法
によって多価カルボン酸の多価アルコールエステルを
得、しかる後、常圧あるいは減圧下で重合し組成物を得
ることができる。このとき必要に応じてエステル化触媒
もしくは重縮合触媒などを用いることができる。また使
用目的および要求される各種の特性により種々の添加
剤、安定剤、他の熱可塑性樹脂を本来の性質を損なわな
い程度に添加しても差し支えない。

【００１６】本発明におけるポリエステルとポリヒドロ
キシポリエーテル樹脂の配合量としてはポリエステル成
分が全重量に対して７０〜９５重量％であり、残りの３
０〜５重量％がポリヒドロキシポリエーテル成分であ
る。ポリエステル成分が７０重量％未満であると、ＰＥ
Ｔや塩ビ等のプラスチックへの接着性が損なわれ、また
９５重量％より多いと金属への接着性が損なわれる。ポ
リエステルとポリヒドロキシポリエーテルの配合法とし
ては特に制限はなく、例えば溶融釜、ニーダー、ミキシ
ングロール、押し出し機、インターナルミキサー等を用
いることができる。

【００１７】本発明のポリエステル系ホットメルト接着
剤の使用に際しては、粉状、チップ状、テープ状、ひも
状、フィルム状あるいは不織布状等の形態に成型し、被
着体にはさんでポリエステルの軟化点以上で加熱溶融す
る方法や、接着アプリケーターを用い被着体上に溶融状
態のポリエステル組成物を塗布し、冷却固化させて接着
する方法などを採用することができる。接着時の条件と
しては、被着体表面温度がポリエステル接着剤の軟化点
以上１８０℃以下の温度で、特に好ましくはポリエステ
ル接着剤の軟化点＋１０℃以上１６０℃以下の温度範囲
で３〜１０秒間圧着した後、そのまま放冷または急冷す
ればよい。

【００１８】本発明におけるポリエステル系ホットメル
ト接着剤の用途は、特に制約されるものではないが、
鉄、アルミ、銅、錫などの金属材料やガラス材料とＰＥ
Ｔや塩ビ等のプラスチックとの接着用途に使用できる。

【００１９】

【実施例】本発明を詳細に説明するために以下に実施例
を挙げるが、本発明は実施例になんら限定されるもので
はない。実施例中に単に部とあるのは重量部を表す。実
施例に用いた飽和共重合ポリエステルの組成を表１に示
した。なお、飽和共重合ポリエステルの合成は、常法に
従って行った。また各種の特性値の測定方法は以下の方
法で行なった。 １．数平均分子量 数平均分子量はＧＰＣにより以下のようにして求めた。
テトラヒドロフラン溶媒１０ｍｌにポリエステル０．０
３ｇを溶解しポリマー溶液を調整する。キャリア−溶媒
にテトラヒドロフラン、流量１．０ｍｌ／ｍｉｎ、カラ
ムは昭和電工（株）社製ＳｈｏｄｅｘＫＦ−８０６，８
０４，８０２を用い、カラム温度３０℃で測定を行っ
た。数平均分子量は標準ポリスチレン換算により求め
た。

【００２０】２．融点（℃） セイコー（株）社製ＤＳＣ２００型示差走査型熱量計に
より、サンプル５ｍｇを用いて昇温速度２０℃／分にて
測定した。

【００２１】３．１８０度剥離接着力 厚さ５０μ幅１０ｍｍの接着剤フィルムを、厚さ５０μ
の片面コロナ処理二軸延伸ＰＥＴフィルムと厚さ１００
μの圧延銅箔または厚さ１００μの電解錫メッキ銅箔ま
たは厚さ１００μの二軸延伸ＰＥＴフィルムに挟み、片
面加熱ヒートシーラーを用い、二軸延伸ＰＥＴフィルム
のコロナ処理面が接着面になるように厚さ５０μのＰＥ
Ｔフィルム側より加熱し、１４０℃×８秒×３ｋｇ／ｃ
ｍ² で接着を行なった。剥離接着力はテンシロン引張り
試験機を用いて、ＪＩＳ Ｋ ６８５４接着剤の剥離接
着強さ試験方法の１８０度剥離により、２０℃×６７％
ＲＨ下で測定した。

【００２２】実施例１ テレフタル酸２６．６部（０．１６モル）、１，４−ヘ
キサヒドロテレフタル酸２７．５部（０．１６モル）、
１，４−ブタンジオール２８．８部（０．３２モル）お
よびテトラブチルチタネート０．０３４部（０．０００
１０モル）を反応釜に投入し、窒素下１５０℃〜２２０
℃でエステル化反応を行なった後、ポリテトラメチレン
グリコール（分子量１，０００）３２部（０．０３２モ
ル）および安定剤を０．１部を加え１５分間撹はんし
た。次いで２５０℃まで加温しながら徐々に減圧にし、
３０分間で０．１ｍｍＨｇ減圧とし、この温度ならびに
減圧条件下で１時間縮合を行ないポリエステルＡを得
た。得られたポリエステルの特性値を表１に示す。得ら
れたポリエステルＡ９０部に対し、ビスフェノールＡと
エピクロルヒドリンとからなるエポキシ樹脂（エポトー
トＹＤ−０２０、東都化成（株）社製、ヒドロキシル基
当量：３，５００当量／１０⁶ ｇ、数平均分子量：７，
７００）１０部の割合で池貝ＰＣＭ−３０二軸混練機を
用い２００℃で溶融混練し、ペレット状の組成物を得、
これをヒートプレスを用いて２００℃×１分間で圧延
し、厚さ５０μのホットメルト接着剤フィルムを得た。

【００２３】実施例２〜８ 実施例１で用いたモノマーの代わりに、表１に示した種
々のモノマーを用いる以外は実施例１と同様にしてポリ
エステルＢ〜Ｅを得た。得られたポリエステルの特性値
を表１に示す。また表３に示した種々のポリヒドロキシ
ポリエーテルを用い実施例１と同様にして組成物および
フィルムを得た。

【００２４】

【表１】

【００２５】比較例１〜８ 実施例１で用いたモノマーの代わりに、表２に示した種
々のモノマーを用いる以外は実施例１と同様にしてポリ
エステルＦ〜Ｈを得た。得られたポリエステルの特性値
を表２に示す。また表４に示した種々のポリヒドロキシ
ポリエーテルを用い実施例１と同様にして組成物および
フィルムを得た。各樹脂の接着特性値を表３および表４
に示した。

【００２６】

【表２】

【００２７】

【表３】

【００２８】

【表４】

【００２９】

【発明の効果】以上より明らかなように本発明のポリエ
ステル系ホットメルト接着剤は、従来のポリエステル系
ホットメルト接着剤に比べて、ＰＥＴや塩ビ等のプラス
チックと金属やガラスとの接着の際に被着体への良好な
濡れ性を示して、優れた初期接着力を示すとともに短時
間での加熱圧着や低温での加圧圧着により高い接着性を
示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 （Ａ）多価カルボン酸成分の２０〜８０
   モル％が脂環族ジカルボン酸、残りが芳香族ジカルボン
   酸であり、多価アルコール成分の２〜２０モル％が分子
   量２５０以上３，０００以下のポリアルキレングリコー
   ルであり、８０〜９８モル％が分子量２５０未満のグリ
   コールであり、数平均分子量が１万〜１０万の範囲にあ
   る共重合ポリエステル７０〜９５重量％および（Ｂ）数
   平均分子量が４千〜３万の範囲にあり、ヒドロキシル基
   当量が１，５００〜４，０００当量／１０⁶ ｇであるポ
   リヒドロキシポリエーテル樹脂５〜３０重量％を配合し
   てなるポリエステル系ホットメルト接着剤。