JPH09500157A - 接着法 - Google Patents

接着法

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JPH09500157A JP7504396A JP50439695A JPH09500157A JP H09500157 A JPH09500157 A JP H09500157A JP 7504396 A JP7504396 A JP 7504396A JP 50439695 A JP50439695 A JP 50439695A JP H09500157 A JPH09500157 A JP H09500157A
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Abstract

(57)【要約】 少なくとも1種のポリヒドロキシアルカノエート(PHA)を含んだ接着剤組成物を使用して2つ以上の物品を接合する方法であって、このとき接合しようとする物品間に前記PHAを配置し、そして前記物品に対して圧力を加えて、必要に応じて高温で前記接着剤を硬化させる、という前記方法。

Description

【発明の詳細な説明】 接着法 本発明は接着法に関する。さらに詳細には本発明は、生分解性ポリマーを含ん だ接着剤を使用して複数の物品を接合する方法に関する。 ポリヒドロキシアルカン酸(PHA)〔たとえば、ヒドロキシ酪酸のポリマー (PHB)やヒドロキシ吉草酸とのコポリマー(PHBV)〕をラテックスとし て、および乾燥固体として(好ましくは乾燥粉末として)紙に塗被することが知 られている。この被膜は生分解性であるが、接着性はもたない。 PHAを低温の塗布条件下で接着剤として使用し、加圧下にて(好ましくは加 熱して)両方の物品を互いに接触した状態で固定することにより物品を接合でき ることを本発明者らは見いだした。本接着剤は生分解性である。本接着剤は結晶 化によって硬化すると考えられる。 したがって本発明によれば、少なくとも1種のポリヒドロキシアルカノエート (PHA)を含んだ接着剤組成物を使用して2つ以上の物品を接合する方法が提 供される。前記方法においては、接合しようとする物品間にPHAを配置し、物 品に圧力を加えて(必要に応じて高温にて)前記接着剤を硬化させる。 PHAは、可塑剤の非存在下では比較的高レベルの結晶化度(例えば30%以 上、特に50〜90%)を有することができるという特殊な物質である。PHA は、式I −O−Cmn−CO− I 〔式中、mは1〜13の範囲であり、nは2mまたは(mが少なくとも2である ときは)2m−2である〕で示される構造単位を有する、微生物学的に製造され る少なくとも1種のポリエステルであるか、あるいは前記ポリエステルを含むの が適切である。Cmnは通常、ポリマー鎖中に2〜5個の炭素原子を含み、残り (存在する場合)を側鎖中に含む。極めて適切なポリエステルにおいては、nは 2mであり、m=3の構造単位とm=4の構造単位が共重合の形で存在していて 、鎖中の酸素に隣接した炭素上にそれぞれC1およびC2側鎖が存在しているのが 好ましい。本ポリマーは、ホモポリマー〔特に、ポリヒドロキシブチレート(P H B)〕であっても、コポリマー〔特に、ヒドロキシ酪酸とヒドロキシ吉草酸(H V)とのコポリマー(好ましくは4〜30モル%のm=4単位を含む)〕であっ てもよい。したがって、特に好ましいポリエステルはm=3の構造単位を主とし て含み、特に70〜98モル%がm=3の構造単位であり、残り(存在する場合 )がm=4の構造単位である。PHAの分子量は50000以上であるのが好ましく 、100000以上で最大2×106までが特に好ましい。 PHAは、mの値が異なる2種以上のコポリマーのブレンドであってもよい。 特定の例としては次のようなものがある: (a) 構造単位の2〜5モル%がm=4の構造単位を有していて、残りがm= 3の構造単位を有している、という式Iの構造単位から本質的になる PHA;および (b) 構造単位の5〜30モル%がm=4の構造単位を有していて、残りがm =3の構造単位を有している、という式Iの構造単位から本質的になる PHA; このような各PHAにおいては、前述のように側鎖が存在するのが好ましい。 こうしたブレンド中における割合は、m=4構造単位の平均含量が4〜30モル %の範囲であるのが好ましく、10〜28モル%の範囲であるのがさらに好まし い。 m=3の構造単位とm=4の構造単位を有するこのような各PHA中には、よ り大きなm値を有する構造単位が少量(一般にはごくわずかな割合で)存在する ことがある。 本発明の組成物は一般に、微生物学的に製造されるPHAを50重量%以上、 特に80重量%以上含有している。 PHAは発酵生成物であるのが好ましく、特に、微生物が通常の成長時におい てPHAを蓄積するか、あるいは細胞の増殖に必要な1種以上の栄養素の非存在 下での培養によって微生物がそうするよう作用を受ける微生物学的プロセスの発 酵生成物であるのが好ましい。微生物は野生型でも突然変異型でもよいし、ある いは必要な遺伝物質をその中に導入してもよい。これとは別に、必要な遺伝物質 を真核生物によって収容して、微生物学的プロセスを起こさせることもできる。 適切な微生物学的プロセスの例には次のようなものがある: m=3、あるいはm=一部が3で一部が4であるような式Iの物質に関しては、 EP-A-69497(アルカリゲネス・ユートロフス;Alkaligenes eutrophus) ;m=3であるような式Iの物質に関しては、US4101533(アルカリゲ ネス・ユートロフスH-16)、EP-A-144017(アルカリゲネス・ラツ ス;A.latus); m=7〜13であるような式Iの物質に関しては、EP-A-0392687〔種 々のプソイドモナス(Pseudomonas)属〕。 発酵生成物の細胞から有機溶媒によってPHAを抽出することもできるし、あ るいはポリマーの微細な粒体をそのままにして(たとえば10%未満が1μm以 上の直径を有する)、細胞のタンパク質物質を分解することもできる。特殊な最 終用途に対しては、細胞タンパク質の一部または全部をPHAと共に保持しても よいが、細胞分解に付すのが好ましい。 これとは別に、PHBまたはPHBVは合成化学によって得られる生成物であ ってもよい(BloembergenとHoldenによる“Macromolecules.1989,22,p1656-1 663”;Bloembergen,Holden,Bluhm,Hamer,およびMarchessaultによる“Macr omolecules.1989,22,p1663-1669”)。 PHAは1種以上の成核剤(たとえば窒化ホウ素)を含有してもよい。 PHAは、広範囲の用途に適するようになるよう種々の添加剤を必要に応じて 含有してもよい。このような添加剤としては、粘着性付与剤、ワックス、可塑剤 、安定剤すなわち酸化防止剤、および相溶性の熱可塑性ポリマーなどがある。粘 着性付与剤の非存在下でも良好な結果が得られるというのが本発明の利点である 。 本発明の接着剤組成物は、20〜99重量%のPHBまたはコポリマーPHB Vを含有するのが好ましく、50〜95重量%のPHBまたはコポリマーPHB Vを含有するのがさらに好ましく、そして50〜95重量%のPHBまたはコポ リマーPHBVを含有するのがさらに好ましい。 粘着性付与剤が配合されている場合、組成物はこれを5〜80重量%含有する のが好ましい。適切な粘着性付与剤の例としては、ロジンやロジン誘導体、テル ペンフェノール樹脂、および高純度フェノール樹脂などがあり、さらに具体的に 言えば、ガムロジン、ウッドロジン、タル油ロジン、蒸留ロジン、水素化ロジン 、二量化ロジン、重合ロジン、天然ロジンや変性ロジンのグリセロールエステル やペンタエリスリトールエステル(たとえば、ウッドロジン、水素化ロジンのグ リセロールエステルやペンタエリスリトールエステル、ロジンのフェノール樹脂 変性ペンタエリスリトールエステル)、フェノール樹脂変性のテルペン樹脂とそ の水素化誘導体、および熱可塑性のアルキルフェノール樹脂(たとえば、米国特 許第4,073,776号と第4,023,826号に記載のもの)などがある 。 上記粘着性付与剤の2種以上の組み合わせ物も、適切であれば使用することが できる。 ワックス希釈剤(wax diluent)が配合されている場合、組成物はこれを1〜 30重量%含むのが好ましい。適切な例としては、12−ヒドロキシステアルア ミドワックス、水素化ヒマシ油、酸化合成ワックス、およびポリエチレンオキシ ドなどがある。 安定剤が配合されている場合、組成物はこれを0.1〜4重量%含有するのが 好ましい。適切な例は、イオウ含有フェノール類やリン含有フェノール類などの 高分子量フェノール類および多官能フェノール類であり、具体的には1,3,5− トリメチル−2,4,6−トリス−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシ− ベンジル)ベンゼン;ペンタエリスリトールテトラキス−3−(3,5−ジ−tert −4−ヒドロキシフェニル)−プロピオネート;n−オクタデシル−3,5−ジ− tert−ブチル−4−ヒドロキシフェノール)−プロピオネート;4,4'−メチレ ンビス(2,6−tert−ブチルフェノール);4,4'−チオビス(6−tert−ブ チル−o−クレゾール);2,6−ジ−tert−ブチルフェノール;6−(4−ヒ ドロキシフェノキシ)−2,4−ビス(n−オクチル−チオ)−1,3,5−トリ アジン;ジ−n−オクタデシル−3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシベ ンジルホスホネート;2−(n−オクチル−チオ)−エチル−3,5−ジ−tert− ブチル−4−ヒドロキシ−ベンゾエート;およびソルビトールヘキサ[3−(3, 5−ジ− tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)−プロピオネート;などがある。 可塑剤が配合されている場合、PHAに対する可塑剤の比は最大40phr w/w であってもよく、一般には5〜20phr w/wの範囲が、そして特に6〜12phr w /wの範囲が適切である。 適切な可塑剤の例としては多塩基酸の高沸点エステルがあり、たとえばフタル 酸エステル、イソフタル酸エステル、クエン酸エステル、フマル酸エステル、グ ルタル酸エステル、リン酸エステル、または亜リン酸エステルなどが挙げられる 。エステル化部分の基(esterified radical)は、たとえばC1〜C12のアルキ ル、アリール、アラルキル、またはアラルキルでよい。具体的な例としては、フ タル酸ジアルキル(たとえばフタル酸ジオクチル)、グルタル酸ジアルキルアル キレンオキシド、ならびに多価アルコール(特にグリコール、ポリグリコール、 およびグリセロール)の高沸点エステルおよび部分エステルがある。エステルの 酸誘導基(acid-derived radical)は通常、2〜10個の炭素原子を有する。例 としては、トリアセチン、ジアセチン、グリセロールジベンゾエート、および芳 香族スルホンアミド(たとえばp−トルエンスルホンアミド)などがある。 このような可塑剤の特定の例としては、多価アルコールのエステル、たとえば C1〜C4カルボン酸のグリセリルエステル〔特にエスタフレックス(Eataflex; 商品名)〕がある。一般に、可塑剤は生分解性であるのが好ましい。 さらに他の任意の添加剤としては、着色剤(たとえば二酸化チタン)および充 填剤(たとえばタルクやクレー)がある。これらは、少量にて(通常は0〜20 %、好ましくは5〜20%)配合される。 特に好ましいPHA接着剤組成物は、50〜95%のPHA、0〜20%の可 塑剤、0〜1%の成核剤、0〜20%の粘着性付与剤、0〜4%の安定剤すなわ ち酸化防止剤、0〜10%のワックス希釈剤、ならびに0〜20%の着色剤およ び/または充填剤を含む。 PHA接着剤配合物は、たとえばグラニュールであっても、乾燥粉末であって も、あるいはラテックス懸濁液であってもよい。好ましいのはラテックス懸濁液 である。このような配合物においては、PHAは、硬化処理の前では粒状形態を とっている。硬化処理後、接着剤層は少なくとも部分的に不連続であってもよい 。グラニュールは、たとえば一軸スクリュー押出機または二軸スクリュー押出機 を使用して、通常の押出法によって形成することができる。この方法では、PH A粉末を溶融し、ダイに通してからグラニュールにカットする。 非晶質のPHAは時間の経過とともに結晶化しやすく、水性懸濁液すなわちラ テックスとして供給することができる。ラテックスにおいては、平均粒径は0. 1〜2.0μmであり、好ましくは1.0〜2.0μmである。 PHA(特にヒドロキシ酪酸のポリマーおよびヒドロキシ酪酸とヒドロキシ吉 草酸とのコポリマー)を製造するための公知の方法にしたがって適切なラテック スを製造することができる。前記方法においては、微生物がPHAを蓄積し、次 いで微生物を処理してそれらの細胞構造を破壊し、PHAの粒子を水性懸濁液中 に放出させる、というような条件下にて微生物を成長させる。こうしたことは、 例えば熱処理および/または酵素による消化によって行うことができる。PHA 以外の有機物質は、例えば好ましくは界面活性剤の存在下にてPHAを液体から 分離することによって、大部分を除去するのが好ましい。 このPHAを水中に再び懸濁して、接着剤として使用するための適切なラテッ クスを供給することができる。適切なラテックスとそれらの製造法については、 ヨーロッパ特許第145,233号に記載されている。ペプチドグリカンを主要 な非PHA細胞物質として含有しているものも使用することができる。ペプチド グリカンは、実質的に非晶質のPHA粒子を取り巻く層として存在すると考えら れている。ペプチドグリカンは、結晶化を引き起こすことのある取り巻き物質か らPHA粒子を隔離する傾向があるので、完全に除去する必要はない。ラテック スは、界面活性剤を使用して安定化させることができる。 本発明の方法は、ラテックスを使用する場合は、加熱せずに実施することがで きる。粉末またはグラニュールを使用する場合は、通常は加熱が必要である。低 温状態(好ましくは15〜50℃、特に15〜35℃)の2つの物品間に接着剤 組成物を配置する。次いで、物品に圧力を加え、そして必要に応じて熱処理を施 して接着剤を硬化させる。上記の“低い”温度で硬化させるために、一般には、 500〜2000psigの範囲および最大10000psigまで(34.5〜690 バール)の圧力、特に500〜8000psig(34.5〜550バール)の圧力 が加えられる。熱処理が施される場合、その温度は120〜190℃(特に13 0〜190℃)であり、通常は最大2000psig(138バール)までの圧力で 充分である。 本発明の接着剤は、広範囲の用途に対して有用である。特に重要な用途はシー ル用のものであって、たとえば包装やカートンのシール、生理用ナプキン、使い 捨てのベビー用おむつ、および病院用備品などである。本発明の接着剤は、少な くとも1種の軟質フィルム材料が、少なくとも1種のティシュー、不織布、ポリ オレフィン、または他の軟質ポリマーフィルム支持体に接合されているという使 い捨て物品に対して有用である。これとは別に、本発明の接着剤により、弾性材 料をポリエチレン、ポリプロピレン、または不織支持体に接合することもできる 。 本発明の接着剤組成物は、接合された個々の物品の要件を満たすために、硬化 したときに必ずしも永久的もしくは強力な接合を与える必要はない。場合によっ ては、物品を剥がせるくらいに接合が弱いほうが有利であることもある。接着剤 層はPHAを、通常は0.1〜10.0g/dm2にて含有する。 ラテックス懸濁液は、必要に応じて、成核剤、粘着性付与剤、安定剤、酸化防 止剤、可塑剤、着色剤、および充填剤の非存在下で使用することができる。以下 に実施例を挙げて本発明を説明するが、本発明の範囲がこれらの実施例によって 限定されることはない。ラテックス懸濁液の作製 EP-A-145233に記載の手順にしたがって、PHBV(11%モルHV )を生成する培養物からの発酵ブロスのサンプルに対して熱ショックを施して細 胞を開裂し、タンパク質分解酵素で処理し、次いで水洗を行った。この段階にお いて、本発明に使用するためのラテックス懸濁液のサンプルを採取した。ラテッ クス懸濁液中のPHBVの分子量は527,000であった。グラニュールの作製 当業界に公知の方法によって作製したPHBV乾燥粉末(24%モルHV) 〔“ゼネカ・バイオプロダクツ(ZECA Bioproducts),PO Box 2,Belasis Aven ue,Billingham,Cleveland,TS23 1YN,UK”から市販〕を使用して、10phrの トリアセチンと1phrの窒化ホウ素を含有するPHBVグラニュール(24%モ ルHV)を作製した。グラニュールは、155℃(最高)のダイ温度にて押出に よって作製した。グラニュール中のPHBVの分子量は294,500であった 。材料の仕様 紙=76.02g/m2 アルミニウム箔=33.81g/m2 PHB-フィルム=72.94g/m2 カード=340〜550g/m2 サンプルの作製 ラテックス懸濁液接着剤(熱処理なし) ある範囲の材料のストリップ(10cm×2cm)をカットした。第1のテス ト材料にラテックス溶液(PHAが40% w/w;1ml)をピペットで移した。 第2のテスト材料を第1のテスト材料の上に5cm重ね合わせた状態で置き、次 いでこの合わせたテストサンプルをメリネックス(MELINEX;商品名)フィルム の2つの小片間にはさみ、そしてこれを室温(20℃)にてプレス中の2つのプ レート間に配置した。テストサンプルに接触するまでプレートを調節し、次いで 5トン(490バール)の圧力を加えて1分保持した。圧力を除き、プレートか らサンプルを取り出した。このサンプルを、幅2cmのストリップにカットした 。ラテックス懸濁液接着剤−(熱処理) テストしようとするある範囲の材料のストリップを20cm×9cmのストリ ップにカットした。テスト材料の第1のストリップの中央区域に、5cmの重な り合いができるようにラテックス懸濁液(1ml)をピペットで移した。テスト 材料の第1のストリップ上にテスト材料の第2のストリップを置いた。次いでこ の合わせたテストサンプルを“メリネックス”フィルムの2つの小片間にはさみ 、そしてこれをプレス中の2つのプレート間に配置した。プレス温度は、190 ℃ または134℃に設定した。5トン(109バール)の圧力を加えて1分保持し た。サンプルをすばやく取り出し、放置冷却した。サンプルが完全に冷却してか ら、サンプルを幅2cmのストリップにカットした。グラニュール接着剤−(熱処理) テストしようとする材料のストリップ(20cm×9cm)をカットした。“ メリネックス”フィルムがテスト材料の一片とプレートとの間に位置するような 状態で、テスト材料の一片をプレスに配置した。5cmの重なり合いがあると見 込まれる区域に1.5〜1.8gのグラニュールを配置し、第1のテスト材料の 上に第2のテスト材料を置いた。第2のテスト材料と第2のプレートとの間に“ メリネックス”フィルムを配置した。テストサンプルが間にはさまっているプレ ートを、190℃または134℃のプレスに移した。圧力を5トン(109バー ル)に上げ、190℃にて1分または134℃にて45秒保持した。プレスから サンプルを取り出し、冷却した。サンプルが完全に冷却してから、サンプルを幅 2cmのストリップにカットした。接着剤の強度を調べるための剥離試験 インストロン1122C機械的試験機を使用し、剥離角度90°、速度10m m/分、および温度23℃にて全サンプルの接着結合の強さを試験した。接着強 さを、以下のような尺度にしたがって表す。 Gic(Nm-2) 極めて悪い 1未満 悪い 1〜10 低い 10〜100 良好 100〜500 極めて良好 500より大きい このとき、Gic(Nm-2)は(力÷幅)×(1−cos Q)であり、式中Qは剥離角度で ある。結果を表1に示す。
【手続補正書】特許法第184条の8 【提出日】1995年1月23日 【補正内容】 請求の範囲を以下のとおり補正する。 請求の範囲 1. 少なくとも1種のポリヒドロキシアルカノエート(PHA)を含んだ接 着剤組成物を使用して2つ以上の物品を接合する方法であって、このとき物品の 1つ以上に前記PHAをPHA粒子の水中ラテックスとして施し、接合しようと する物品間に前記PHAを配置し、そして前記物品に対して圧力を加えて、必要 に応じて高温で前記接着剤を硬化させる、という前記方法。 2. 前記PHAがヒドロキシ酪酸のポリマーもしくはコポリマーである、請 求の範囲第1項に記載の方法。 3. 前記PHAがヒドロキシ酪酸とヒドロキシ吉草酸とのコポリマーである 、請求の範囲第1項または第2項に記載の方法。 4. 前記コポリマー中におけるヒドロキシ吉草酸の構造単位の含量が10〜 28モル%の範囲である、請求の範囲第3項に記載の方法。 5. 前記PHAが微生物から誘導される、請求の範囲第1〜4項のいずれか 一項に記載の方法。 6. 加熱することなく行い、圧力の範囲が34.5%〜690バールである 、請求の範囲第1〜5項のいずれか一項に記載の方法。 7. 成核剤、粘着性付与剤、可塑剤、酸化防止剤、安定剤、着色剤、または 充填剤が配合されている、請求の範囲第1〜6項のいずれか一項に記載の方法。 8. 高レベルの結晶化度を達成することのできるPHAを低い結晶化度の状 態にて物品の1つ以上に施し、そして結晶化度を増大させることによってPHA を硬化させる、請求の範囲第1〜7項のいずれか一項に記載の方法。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 EP(AT,BE,CH,DE, DK,ES,FR,GB,GR,IE,IT,LU,M C,NL,PT,SE),OA(BF,BJ,CF,CG ,CI,CM,GA,GN,ML,MR,NE,SN, TD,TG),AP(KE,MW,SD),AT,AU, BB,BG,BR,BY,CA,CH,CN,CZ,D E,DK,ES,FI,GB,GE,HU,JP,KE ,KG,KP,KR,KZ,LK,LT,LU,LV, MD,MG,MN,MW,NL,NO,NZ,PL,P T,RO,RU,SD,SE,SI,SK,TJ,TT ,UA,US,UZ,VN

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1. 接着層がポリヒドロキシアルカノエートを含む接着部品。 2. 少なくとも1種のポリヒドロキシアルカノエート(PHA)を含んだ接 着剤組成物を使用して2つ以上の物品を接合する方法であって、このとき接合し ようとする物品間に前記PHAを配置し、そして前記物品に対して圧力を加えて 、必要に応じて高温で前記接着剤を硬化させる、という前記方法。 3. 前記PHAがヒドロキシ酪酸のポリマーもしくはコポリマーである、請 求の範囲第2項に記載の方法。 4. 前記PHAがヒドロキシ酪酸とヒドロキシ吉草酸とのコポリマーである 、請求の範囲第2項または第3項に記載の方法。 5. 前記コポリマー中におけるヒドロキシ吉草酸の構造単位の含量が10〜 28モル%の範囲である、請求の範囲第4項に記載の方法。 6. 前記PHAが微生物から誘導される、請求の範囲第2〜5項のいずれか 一項に記載の方法。 7. 前記PHAをPHA粒子の水中ラテックスとして物品の1つ以上に施す 請求の範囲第2〜6項のいずれか一項に記載の方法。 8. 加熱することなく行い、圧力の範囲が34.5%〜690バールである 、請求の範囲第7項に記載の方法。 9. 前記PHAを固体として物品の1つ以上に施し、引き続き前記接着剤を 高温で硬化させる、請求の範囲第2〜6項のいずれか一項に記載の方法。 10. 成核剤、粘着性付与剤、可塑剤、酸化防止剤、安定剤、着色剤、また は充填剤が配合されている、請求の範囲2〜9項のいずれか一項に記載の方法。 11. 高レベルの結晶化度を達成することのできるPHAを低い結晶化度の 状態にて物品の1つ以上に施し、そしてその結晶化度を増大させることによって PHAを硬化させる、請求の範囲第2〜10項のいずれか一項に記載の方法。
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