JPH10219215A - ホットメルト接着剤組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ポリオレフィン材料に対して優れた低温接着
性能と高温接着性能とを発揮するホットメルト接着剤組
成物を提供する。 【解決手段】 エチレン−酢酸ビニル共重合体よりなる
ベースポリマー（ａ）、常温で液状である粘着付与樹脂
（ｂ−１）及び常温で固形状であって前記ベースポリマ
ーと相溶性を有する粘着付与樹脂（ｂ−２）のうち少な
くとも１種よりなる粘着付与樹脂（ｂ）、並びに、常温
で固形状であって前記ベースポリマーと非相溶性を有す
る粘着付与樹脂（ｃ）からなるホットメルト接着剤組成
物。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ホットメルト接着
剤組成物に関し、特に、ポリオレフィン材料を接着する
ためのホットメルト接着剤組成物に関する。

【０００２】

【従来の技術】ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリ
オレフィン材料は安価で入手が容易であり、フィルム、
シート、発泡体、各種成形品等への加工が容易であるこ
となどから各種の産業分野で広く用いられている。しか
し、ポリオレフィン材料は表面エネルギーが低いため、
接着剤による接着が困難であることも知られており、被
着体との濡れ性のよい有機溶剤系接着剤を用いた接着が
広く行われている。

【０００３】しかしながら、近年、環境や健康への影響
の観点から有機溶剤に対する規制が厳しくなってきてお
り、有機溶剤を使用しない接着剤による接着方法が求め
られている。その一つとしてホットメルト接着剤による
接着が種々試みられている。一般に広く使用されている
ホットメルト接着剤は、エチレン−酢酸ビニル共重合体
やスチレン系ブロック共重合体等のベースポリマーと、
このベースポリマーに対して相溶性を有する粘着付与樹
脂とからなり、必要に応じてワックスやオイル類等が添
加されたものである。

【０００４】しかしながら、このようなホットメルト接
着剤は、ベースポリマーとの相溶性を有する粘着付与樹
脂を使用しているため、特にポリオレフィン材料を接着
した場合に、低温接着性と高温接着性とを両立させるこ
とが困難であるという問題があった。即ち、低温での接
着性を向上させるためにしばしば低軟化点の粘着付与樹
脂が使用されるが、この場合は高温での凝集力が低下し
て耐熱接着性が低下し、逆に高温での接着性を向上させ
るために高軟化点の粘着付与樹脂を使用すると低温接着
性が悪くなるという問題があった。

【０００５】このような問題点の解決策として、低温接
着性と高温接着性とが両立できるようなベースポリマー
の改良が試みられている。例えば、特開平７−４８５５
２号公報には、エチレンｎ−ブチルアクリレート共重合
体をベースポリマーとし、更に粘着付与樹脂及びワック
スを含有するホットメルト接着剤が開示されている。

【０００６】しかしながら、上記公報に記載のホットメ
ルト接着剤は、段ボール等の紙材料に対しては良好な低
温及び高温接着性を示すものの、ポリオレフィン材料を
接着するためには低温接着性と高温接着性との両立が不
充分であるという問題点があった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記に鑑
み、ポリオレフィン材料に対して優れた低温接着性能と
高温接着性能とを発揮するホットメルト接着剤組成物を
提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、エチレン−酢
酸ビニル共重合体よりなるベースポリマー（ａ）、常温
で液状である粘着付与樹脂（ｂ−１）及び常温で固形状
であって上記ベースポリマーと相溶性を有する粘着付与
樹脂（ｂ−２）のうち少なくとも１種よりなる粘着付与
樹脂（ｂ）、並びに、常温で固形状であって上記ベース
ポリマーと非相溶性を有する粘着付与樹脂（ｃ）からな
るホットメルト接着剤組成物である。以下に本発明を詳
述する。

【０００９】本発明において用いられるベースポリマー
（ａ）は、エチレン−酢酸ビニル共重合体よりなるもの
である。上記エチレン−酢酸ビニル共重合体は、酢酸ビ
ニル含有量が、１０〜４０重量％であることが好まし
い。より好ましくは、１５〜３５重量％である。

【００１０】上記エチレン−酢酸ビニル共重合体のメル
トインデックスは、ＪＩＳ Ｋ ６７３０による測定値
で、１０〜５０００ｄｇ／ｍｉｎが好ましい。より好ま
しくは、１００〜３０００ｄｇ／ｍｉｎである。上記エ
チレン−酢酸ビニル共重合体は、２種以上が併用されて
もよい。この場合においては、混合物のメルトインデッ
クスが上記範囲となるように選択すればよい。

【００１１】本発明のホットメルト接着剤組成物中にお
いて、上記ベースポリマー（ａ）の配合割合は、２０〜
８０重量％が好ましい。２０重量％未満であると、定温
接着性が低下し、８０重量％を超えると、溶融粘度が高
くなりすぎて作業性が悪化する。より好ましくは、３０
〜６０重量％である。

【００１２】本発明において用いられる粘着付与樹脂
（ｂ）は、常温で液状である粘着付与樹脂（ｂ−１）及
び常温で固形状であって上記ベースポリマー（ａ）と相
溶性を有する粘着付与樹脂（ｂ−２）のうち少なくとも
１種よりなるものである。

【００１３】上記常温で液状である粘着付与樹脂（ｂ−
１）としては特に限定されず、例えば、液状のロジン系
樹脂、液状のテルペン系樹脂、液状の脂環族系石油樹脂
等が挙げられる。これらは単独で用いてもよく、２種以
上を併用してもよい。

【００１４】上記常温で固形状であって上記ベースポリ
マー（ａ）と相溶性を有する粘着付与樹脂（ｂ−２）
は、上記ベースポリマー（ａ）との重量比が１：１であ
る混合物のＪＩＳ Ｋ ２２６９の測定法による曇点
が、上記粘着付与樹脂（ｂ−２）の環球法軟化点温度よ
りも低いものである。このようなものとしては特に限定
されず、例えば、ロジン系樹脂、テルペン系樹脂、石油
系樹脂、クマロン系樹脂等が挙げられる。これらの中か
ら上記ベースポリマー（ａ）に応じて適宜選択される。
これらは単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよ
い。

【００１５】上記ロジン系樹脂としては特に限定され
ず、例えば、ガムロジン、ウッドロジン、重合ロジン、
不均化ロジン、水添ロジン、二量化ロジン；これら各種
ロジンとペンタエリスリトール、グリセリン、ジエチレ
ングリコール等とのエステル；ロジンフェノール樹脂等
が挙げられる。

【００１６】上記テルペン系樹脂としては特に限定され
ず、例えば、テルペン樹脂、テルペンとスチレンとの共
重合体、テルペンとα−メチルスチレンとの共重合体、
テルペンとフェノールとの共重合体、これらの水添物等
が挙げられる。

【００１７】上記石油系樹脂としては特に限定されず、
例えば、脂肪族石油樹脂、脂環族石油樹脂、芳香族石油
樹脂、脂肪族−芳香族共重合体の石油樹脂、これらの水
添物等が挙げられる。上記クマロン系樹脂としては特に
限定されず、例えば、クマロン樹脂、クマロン・インデ
ン樹脂等が挙げられる。

【００１８】上記粘着付与樹脂（ｂ）は、環球法軟化点
が３０〜１４０℃のものが好ましい。より好ましくは、
３０〜１２０℃のものである。

【００１９】本発明のホットメルト接着剤組成物中にお
いて、上記粘着付与樹脂（ｂ）の配合割合は、１０〜５
０重量％が好ましい。１０重量％未満であると、低温接
着性が発現せず、５０重量％を超えると、高温接着性が
得らない。より好ましくは、１０〜４０重量％である。

【００２０】本発明において用いられる粘着付与樹脂
（ｃ）は、常温で固形状であって上記ベースポリマー
（ａ）と非相溶性を有するものである。上記粘着付与樹
脂（ｃ）は、上記ベースポリマー（ａ）との重量比が
１：１である混合物のＪＩＳ Ｋ ２２６９の測定法に
よる曇点が上記粘着付与樹脂（ｃ）の環球法軟化点温度
よりも高いか、又は、２００℃まで昇温しても混合物が
透明にならないものである。このようなものとしては特
に限定されず、例えば、ロジン系樹脂、テルペン系樹
脂、石油系樹脂、クマロン系樹脂、アルキルフェノール
樹脂、キシレン樹脂、マレイン酸樹脂、ロジン変性マレ
イン酸樹脂等が挙げられる。これらの中から上記ベース
ポリマー（ａ）に応じて適宜選択される。これらは単独
で用いてもよく、種類や軟化点の異なる２種以上を併用
してもよい。

【００２１】本発明においては、上記粘着付与樹脂
（ｃ）は、得られるホットメルト接着剤組成物の耐熱性
を向上させるため、環球法軟化点が１００〜１８０℃の
ものが好ましい。より好ましくは、１００〜１６０℃の
ものである。

【００２２】本発明のホットメルト接着剤組成物中にお
いて、上記粘着付与樹脂（ｃ）の配合割合は、５〜５０
重量％好ましい。５重量％未満であると、高温接着性が
発現せず、５０重量％を超えると、低温接着性が得られ
ない。より好ましくは、１０〜３０重量％である。

【００２３】本発明のホットメルト接着剤組成物には、
必要に応じて、ワックス；軟化剤；充填剤；酸化防止
剤；顔料、染料等の着色剤；紫外線吸収剤等が添加され
てもよい。

【００２４】上記ワックスは、本発明のホットメルト接
着剤組成物の低粘度化、固化速度の向上が必要な場合に
用いられる。上記ワックスとしては特に限定されず、例
えば、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワッ
クス、フィッシャートロプシュワックス、ポリエチレン
ワックス、ポリプロピレンワックス、これらを酸化分解
した酸化ワックス；これら各種ワックスに、マレイン
酸、無水マレイン酸、フマル酸、アクリル酸、メタクリ
ル酸等の不飽和（無水）カルボン酸をグラフトした酸変
性ワックス等が挙げられる。これらは単独で用いてもよ
く、２種以上を併用してもよい。

【００２５】上記ワックスの配合割合は、４０重量％以
下が好ましい。４０重量％を超えると、低温接着性が得
られなくなる。より好ましくは、３０重量％以下であ
る。

【００２６】上記軟化剤としては特に限定されず、例え
ば、ゴム展開油として知られるパラフィン系オイル、ナ
フテン酸系オイル、アロマ系オイル等のプロセスオイル
類；フタル酸エステル、リン酸エステル等の可塑剤；液
状ポリブテン、液状ポリブタジエン、これらの水添物；
液状ポリイソプレン等が挙げられる。これらは単独で用
いてもよく、２種以上を併用してもよい。

【００２７】上記軟化剤の配合割合は、４０重量％以下
が好ましい。４０重量％を超えると、高温接着性が得ら
れなくなる。より好ましくは、３０重量％以下である。

【００２８】上記充填剤としては特に限定されず、例え
ば、炭酸カルシウム、クレー、タルク、カーボンブラッ
ク、シリカ等が挙げられる。これらは単独で用いてもよ
く、２種以上を併用してもよい。

【００２９】上記酸化防止剤としては特に限定されず、
例えば、ヒンダードフェノール系のもの、ヒンダードア
ミン系のもの、リン系のもの、イオウ系のもの等の公知
のもの等が挙げられる。これらは単独で用いてもよく、
２種以上を併用してもよい。

【００３０】本発明のホットメルト接着剤組成物は、加
熱と攪拌又は混練の機能を備えた製造設備により製造す
ることができる。従って、従来よりホットメルト接着剤
等の製造に用いられている製造設備をそのまま利用して
製造することができる。上記製造設備としては特に限定
されず、例えば、一軸又は二軸スクリュー押出機、シグ
マプレートミキサー、リボンミキサー、バタフライミキ
サー、ニーダー等が挙げられる。

【００３１】本発明のホットメルト接着剤組成物は、従
来から一般的に行われている方法により製造することが
できる。例えば、１００〜２５０℃、好ましくは、１４
０〜２００℃に加熱された上記製造設備に配合材料を投
入し、加熱しながら混合することにより製造することが
できる。

【００３２】本発明のホットメルト接着剤組成物は、製
造後、上記製造装置からそのまま加熱配管や加熱容器を
経て塗布装置に供給してもよいが、一旦冷却することに
より、ペレット状、ビーズ状、短冊状、スティック状、
シート状、フィルム状、塊状等の固形物に成形してから
供給してもよい。この場合においては、上記固形物は、
粘着性を有さないものであることが好ましい。

【００３３】上記固形物が粘着性を有するものである場
合には、この表面に非粘着性のコーティングを施して供
給することが好ましい。接着時には上記非粘着性のコー
ティングが施されたまま使用することができる。

【００３４】上記非粘着性のコーティングとしては特に
限定されず、例えば、シリコンオイル、ワックス、滑剤
等の薄層コーティング；ポリエチレン、アモルファスポ
リプロピレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレ
ン−アクリル酸エチル共重合体等のフィルムによるコー
ティング等が挙げられる。

【００３５】また、上記固形物が粘着性を有するもので
ある場合には、除去可能な非粘着化処理を施してもよ
い。例えば、離型処理した紙やプラスチックフィルム等
で包んだ状態や、金属製や紙製の缶等に充填された状態
等で供給することができる。

【００３６】本発明のホットメルト接着剤組成物は、ポ
リオレフィン材料とポリオレフィン材料との接着、又
は、ポリオレフィン材料と他の材料との接着に好適に使
用される。

【００３７】上記ポリオレフィン材料としては、例え
ば、ポリエチレン、ポリプロピレン等からなるフィル
ム、シート、発泡シート、不織布、成形品等が挙げられ
る。上記ポリオレフィン材料は他の材料と接着剤、熱融
着、共押出成形等によって積層又はコーティングされた
ものであってもよい。

【００３８】上記ポリオレフィン材料以外の他の材料と
しては、例えば、紙；鉄、アルミニウム、ニッケル、
錫、鉛、これらの合金等の金属材料；エチレン−酢酸ビ
ニル共重合体、ポリビニルアルコール、ポリエステル、
ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリカーボネート、ア
クリロニトリル−ブタジエンスチレン共重合体、ポリウ
レタン、アクリル樹脂等の合成樹脂；ガラス、その他セ
ラミックス材料等からなるシート、フィルム、成形品等
が挙げられる。

【００３９】ポリオレフィン材料の接着方法としては、
例えば、以下のようにすることにより実施することがで
きる。 （１）一方の材料に加熱溶融状態の本発明のホットメル
ト接着剤組成物を塗布し、本発明のホットメルト接着剤
組成物が冷却固化するまでに他の材料を貼り合わせる。
具体的には、例えば、（イ）本発明のホットメルト接着
剤組成物をホットメルトアプリケーターで加熱溶融し、
ノズルやスリットを通して、点状、ピード状、面状、ら
せん状等に塗布する；（ロ）本発明のホットメルト接着
剤組成物を加熱ロール上で溶融し、このロールで塗布す
る；（ハ）押出機を用いて押出しコーティングする等の
方法を採用することができる。

【００４０】（２）一方の材料に加熱溶融状態の本発明
のホットメルト接着剤組成物を塗布し、一旦冷却してか
ら他方の材料を貼り合わせる。具体的には、例えば、
（イ）貼り合わせる際に本発明のホットメルト接着剤組
成物を再加熱し溶融状態として接着する；（ロ）本発明
のホットメルト接着剤組成物が粘着性を有する場合には
そのまま貼り合わせて接着する；（ハ）本発明のホット
メルト接着剤組成物が塗布されていない材料の接着面を
本発明のホットメルト接着剤組成物の軟化点以上に加熱
して貼り合わせる等の方法を採用することができる。再
加熱の方法としては、例えば、熱板、熱風、赤外線等で
本発明のホットメルト接着剤組成物又は材料を加熱する
方法；電磁波誘導加熱等で本発明のホットメルト接着剤
組成物又は材料を発熱させる方法等が挙げられる。

【００４１】上記（１）及び（２）のいずれの場合にお
いても、本発明のホットメルト接着剤組成物を材料に塗
布する際に、炭酸ガス、窒素ガス等を混入して発泡状態
としてから塗布してもよい。

【００４２】また、本発明のホットメルト接着剤組成物
が、シート状、フィルム状等の固形物に成形されたもの
である場合は、この本発明のホットメルト接着剤組成物
からなる固形物を接着する材料間に配置し、加熱プレス
等を行うことにより、ポリオレフィン材料との接着を実
施することができる。

【００４３】本発明のホットメルト接着剤組成物は、段
ボール、カートン等の紙器の組み立てや封緘；自動車部
品、電気・電子部品、衛生用品、書籍、雑誌等の製造等
に利用することができる。

【００４４】

【実施例】以下に実施例を掲げて本発明を更に詳しく説
明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されるもの
ではない。

【００４５】実施例１〜５、比較例１〜４ 表１に示したベースポリマー、粘着付与樹脂、ワックス
及び酸化防止剤を１８０℃で溶融混合することによりホ
ットメルト接着剤組成物を得た。なお、実施例及び比較
例において使用した各成分は以下の通りである。

【００４６】ベースポリマー（ａ）： （ａ）１；エチレン−酢酸ビニル共重合体（エバフレッ
クス２１０、酢酸ビニル含有量２８重量％、メルトイン
デックス４００ｄｇ／ｍｉｎ、三井デュポンポリケミカ
ル社製） （ａ）２；エチレン−酢酸ビニル共重合体（エバフレッ
クスＶ５７７２、酢酸ビニル含有量３３重量％、メルト
インデックス４００ｄｇ／ｍｉｎ，三井デュポンポリケ
ミカル社製）

【００４７】粘着付与樹脂（ｂ）： （ｂ）１；安定化ロジンエステル樹脂（スーパーエステ
ルＡ１１５、常温で固形、曇点７５℃でベースポリマー
と相溶、軟化点１１５℃、荒川化学工業社製） （ｂ）２；水添ロジンエステル樹脂（エステルガムＨ、
常温で固形、曇点４０℃でベースポリマーと相溶、軟化
点７５℃、荒川化学工業社製） （ｂ）３；水添ロジンエステル樹脂（エステルガムＨ
Ｄ、常温で液状、曇点５℃、荒川化学工業社製）

【００４８】粘着付与樹脂（ｃ）：ロジン変性マレイン
酸樹脂（マルキードＮｏ．５、常温で固形、曇点２００
℃でベースポリマーに非相溶、軟化点１４５℃、荒川化
学工業社製）

【００４９】ワックス：フィッシャートロプシュワック
ス（サゾールワックスＨ１、融点１０５℃、サゾール公
社製）酸化防止剤 ：ヒンダードフェノール系（イルガノックス
１０１０、チバガイギー社製）

【００５０】得られたホットメルト接着剤組成物につい
て下記の性能評価を行い、その結果を表１に示した。 （１）低温接着性・剥離強度の測定 １８０℃に加熱溶融したホットメルト接着剤組成物を厚
さ２ｍｍのポリプロピレン板に約３ｇ／ｍ² の塗布量で
１本のビード状に塗布し、約２秒後に厚さ４０μｍのポ
リプロピレンフィルムを貼り合わせて試験片を作製し
た。島津製作所製「オートグラフＡＧ−１０ＴＢ」を用
いて、ビードの方向と直角方向に引張速度３００ｍｍ／
ｍｉｎで１８０度剥離試験を行い、最大強度を剥離強度
とした。

【００５１】（２）高温接着性・剪断クリープ落下時間
の測定 １８０℃に加熱したホットプレート上で溶融したホット
メルト接着剤組成物を、長さ１００ｍｍ、幅２０ｍｍ、
厚さ２ｍｍのポリプロピレン板の一端部に付着させ、直
ちにもう１枚の同サイズのポリプロピレン板の端部に２
０ｍｍ×２０ｍｍの面積で重ね合わせ、この部分に約１
ｋｇ／ｃｍ² の荷重をかけて接着し、固化後にはみ出し
たホットメルト接着剤をナイフで除去して試験片を作製
した。次に５０℃のオーブン中で接着部の剪断方向に１
２００ｇのおもりを吊り下げ、接着部が破壊して落下す
るまでの時間を測定した。

【００５２】

【表１】

【００５３】表１から明らかなように、実施例１〜５の
ものは比較例１〜４のものと比べて低温接着性が同等で
高温接着性が著しく優れているか、又は、高温接着性が
同等で低温接着性が著しく優れていた。

【００５４】

【発明の効果】本発明のホットメルト接着剤組成物は、
上述の構成からなるので、ポリオレフィン材料に対して
優れた低温接着性能と高温接着性能とを発揮する。ま
た、このホットメルト接着剤組成物を用いたポリオレフ
ィン材料の接着方法によると、特別な設備を必要とせ
ず、従来から使用されている塗布装置等をそのまま使用
することができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宮本 拓郎 大阪市鶴見区鶴見１丁目１番９号 荒川化 学工業株式会社研究所内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エチレン−酢酸ビニル共重合体よりなる
   ベースポリマー（ａ）、常温で液状である粘着付与樹脂
   （ｂ−１）及び常温で固形状であって前記ベースポリマ
   ーと相溶性を有する粘着付与樹脂（ｂ−２）のうち少な
   くとも１種よりなる粘着付与樹脂（ｂ）、並びに、常温
   で固形状であって前記ベースポリマーと非相溶性を有す
   る粘着付与樹脂（ｃ）からなることを特徴とするホット
   メルト接着剤組成物。
2. 【請求項２】 常温で固形状であって前記ベースポリマ
   ーと非相溶性を有する粘着付与樹脂（ｃ）が、１００〜
   １６０℃の環球式軟化温度を有するものである請求項１
   記載のホットメルト接着剤組成物。