JPH1161067A - ホットメルト接着剤組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高速塗工性、接着性に優れ、しかも塗工時の
糸曳き傾向が低減された特に包装分野に好適なホットメ
ルト接着剤組成物を提供する。 【解決手段】 不飽和エステル含量が１０〜４５重量％
で、１９０℃、２１６０ｇ荷重におけるメルトフローレ
ートが５０〜３０００ｇ／１０分のエチレン・不飽和エ
ステル共重合体、粘着付与樹脂及びワックスからなり、
ワックス成分が５〜４０重量％を占めるホットメルト成
分１００重量部当たり、粒径が１００ｎｍ以下で、かつ
嵩比重が１０ｇ／Ｌ〜１００ｇ／Ｌのヒュームドシリカ
を０．０１重量部以上で１．０重量部未満の割合で配合
してなり、且つ１８０℃における溶融粘度が１００〜
５，０００ｍＰａ・ｓの範囲にあることを特徴とするホ
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、高速塗工性、接着
性に優れ、しかも塗工時の糸曳き傾向が低減されたホッ
トメルト接着剤組成物に関する。

【０００２】

【従来の技術】エチレン・酢酸ビニル共重合体（ＥＶ
Ａ）で代表されるエチレン・不飽和エステル共重合体
（以下エステル共重合体と略称することがある）、粘着
付与樹脂およびワックスから成るホットメルト接着剤
は、包装、製本、合板、木工などの分野で広く使用され
ている。ホットメルト接着剤は、塗布後冷却固化するこ
とで初期接着が短時間で得られ、作業性が非常に良いこ
と、無溶剤であることから年々使用量が増加している。

【０００３】包装分野では特に大型アプリケーターによ
って自動化が進んでいる。段ボールやカートンがベルト
コンベアを通して送られ、塗布ガンからホットメルト接
着剤がビードやスポット状等に塗布された後に封緘が進
んでいく。このラインは作業性の向上から年々速くなっ
ている。そのため使用されるホットメルト接着剤も高速
塗工性が要求されるようになっている。高速塗工性とし
ては低粘度と合わせて糸曳きの少ない性能が求められ
る。

【０００４】糸曳きとは、塗布がＯＮからＯＦＦへ切り
替わっているにもかかわらず、ガンのノズル先から、先
に塗布されたホットメルト接着剤層にかけてできる細い
糸のことを言う。ライン速度が速いほど、粘度が高いほ
ど、そして低温塗工（冬場の塗工）で起こりやすい。

【０００５】この現象が起こる原因は、高分子量である
エステル共重合体が配合されているからであり、糸曳き
を防ぐためには、ホットメルト接着剤の粘度を下げるこ
と、具体的には、ワックスの配合量を増やしたり、エス
テル共重合体の配合量を減らしたり、或いは高メルトフ
ローレイトのエステル共重合体を使用することが一般に
なされている。

【０００６】しかしながら、ワックスを多く配合すると
糸曳きは改良されるが、得られる接着剤の接着力は低下
してしまう。また、ホットメルト接着剤自体が硬くな
り、低温接着性が大きく低下してしまう傾向がある。更
に、高メルトフローレイトのエステル共重合体を使用す
ると、同様に糸曳きは改良されるが、接着物耐熱クリー
プ性が低下してしまう傾向がある。このように、糸曳き
性を改良しようとすると、ホットメルト接着剤の性能が
非常に制約されてしまうという問題がある。

【０００７】塗工作業時における糸曳きの問題は深刻で
あり、包装工程において、ノズルから接着剤を吐出する
際に糸曳きが生じると、塗工量のむらやバラツキが生じ
て商品価値が低下したり、塗工部以外への付着が生じる
等、製品に悪影響を与える。加えて、高速化に対応しき
れなくなると、工程がストップする等作業面においても
極めて問題である。また、アプリケーターに蜘蛛の巣状
のホットメルト接着剤が付着して汚染されるため、定期
的な清掃が必要となる。かくして、作業時における糸曳
き現象を解消することは、工業的に極めて重要であり、
当業界においては、かかる欠点を解決したホットメルト
接着剤の出現が強く望まれているのである。

【０００８】一般に、無機充填剤の配合によって、ホッ
トメルト接着剤の糸曳き傾向を低減することが可能であ
ることは、例えば特開昭５１−９０３４２号公報に示す
とおり、古くから知られている。しかしながら、多くの
場合、糸曳き防止の点で十分な効果を発揮させるために
は、無機充填剤を少なからず配合することが必要であ
り、その結果、ホットメルト接着剤の溶融粘度の増加や
接着性の低下を来たし、高速塗工性が犠牲になることが
問題であった。

【０００９】特開平２−２１９８７２号公報には、１〜
１６重量％、好ましくは５〜８重量％のヒュームドシリ
カを配合した糸曳き特性の改良されたホットメルトグル
ースティックについて提案されている。グルースティッ
クは簡易的なハンドガンタイプのアプリケーターに用い
られるものであって、日曜大工の木工の貼り合わせや建
築現場などで主に使用されている。ハンドガンにはヒー
ターがついており、空気圧あるいは指圧によってホット
メルト接着剤をノズルから基材に押し出し塗布するもの
で、塗布の安定性から高粘度が要求されているため、溶
融粘度の上昇はほとんど問題になることはない。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】一方、包装分野におい
ては、用いるホットメルト接着剤は、使用する装置の特
性から、適正な溶融粘度および溶融流れ特性を有するも
のでないと、塗布を円滑に行うことができず、また、接
着強度にも影響を及ぼすため、溶融粘度の変動に対して
極めて敏感である。例えば、包装材料用のワックス配合
のホットメルト接着剤にヒュームドシリカを少量配合し
て、その糸曳き特性を改良しようとしても、その種類に
よっては溶融粘度の上昇を伴い、ホットメルト接着剤の
高速塗工に悪影響を及ぼすことが分かった。

【００１１】そこで、本発明者らは、上記事情に鑑み、
溶融粘度や接着性能を犠牲にすることなく、糸曳き特性
の改良された、とくに包装分野に好適なホットメルト接
着剤を得るべく、鋭意検討を行った。その結果、特定性
状のヒュームドシリカを限定された量で配合することに
よって、その目的が達成できることを知った。

【００１２】

【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、不飽
和エステル含量が１０〜４５重量％で、１９０℃、２１
６０ｇ荷重におけるメルトフローレートが５０〜３００
０ｇ／１０分のエチレン・不飽和エステル共重合体、粘
着付与樹脂及びワックスからなり、ワックス成分が５〜
４０重量％を占めるホットメルト成分１００重量部当た
り、粒径が１００ｎｍ以下で、かつ嵩比重が１０ｇ／Ｌ
〜１００ｇ／Ｌのヒュームドシリカを０．０１重量部以
上で１．０重量部未満の割合で配合してなり、且つ１８
０℃における溶融粘度が１００〜５，０００ｍＰａ・ｓ
の範囲にあることを特徴とするホットメルト接着剤組成
物に関する。

【００１３】

【発明の実施の形態】

［作用］本発明のホットメルト接着剤は、エチレン・不
飽和エステル共重合体、粘着付与樹脂及びワックスから
なるが、粒径が１００ｎｍ以下と微細で、しかも嵩比重
が１０ｇ／Ｌ〜１００ｇ／Ｌと嵩高なヒュームドシリカ
を０．０１重量部以上で１．０重量部未満という少ない
配合量で配合したことが特徴であり、これにより、粘度
の増大を抑えながら、糸曳きを抑制することができる。

【００１４】ヒュームドシリカの嵩比重は、一次粒子の
凝集の程度を示すパラメーターである。粒径が微細でし
かも嵩高なヒュームドシリカを配合することにより糸引
きを抑制できる理由は、後に詳述するが、上記ヒューム
ドシリカはホットメルト接着剤中に極めて微細にしかも
一様に分散し、この分散構造が、少量の配合量でも、溶
融状態での凝集力を低下させるように作用するためと考
えられ、更にこの分散構造では粘度の増大も少なく、配
合量の少ないことも粘度増大の抑制に寄与していると考
えられる。

【００１５】［エステル共重合体］本発明のホットメル
ト接着剤に使用されるエステル共重合体は、不飽和エス
テル含量が１０〜４５重量％、好ましくは１４〜４０重
量％のものである。不飽和エステル含量が上記範囲より
小さいものは柔軟性がなく、得られるホットメルト接着
剤の低温接着性は悪くなる。上記範囲より大きいものは
ワックスとの相溶性が悪くなり、バランスの取れたホッ
トメルト接着剤をつくることが難しくなる。

【００１６】エステル重合体としては、１９０℃、２１
６０ｇ荷重におけるメルトフローレートが、５０〜３０
００ｇ／１０分、好ましくは８０〜２５００ｇ／１０分
のものを使用する。メルトフローレートが上記範囲より
小さいものでは、ホットメルト接着剤の粘度が高くなる
ため、包装用ホットメルトとしては不向きなものにな
る。上記範囲より大きいものでは、得られるホットメル
ト接着剤の凝集力が低下し、特に耐熱接着性が大幅に不
足する。

【００１７】用いられるエステル共重合体は、単独でも
不飽和エステル含量やメルトフローレートの異なる２種
以上のブレンドも任意に使用することができる。

【００１８】不飽和エステルとしては、アクリル酸メチ
ル、アクリル酸エチル、アクリル酸イソブチル、アクリ
ル酸ｎブチル、アクリル酸イソオクチル、メタクリル酸
メチル、メタクリル酸イソブチル、マレイン酸ジメチ
ル、マレイン酸ジエチルなどの不飽和カルボン酸エステ
ル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニルのようなビニルエ
ステルを例示することができ、特に酢酸ビニルが望まし
い。

【００１９】このようなエチレン系共重合体は、高圧法
ポリエチレンと同様に、高温、高圧下、エチレンと不飽
和エステルとをラジカル重合することで得ることができ
る。

【００２０】［粘着付与樹脂］本発明において、粘着付
与樹脂としては、一般にホットメルト接着剤の関連分野
で使用されるものであれば、特に限定されることなく使
用され、例えば脂肪族系炭化水素樹脂、脂環族系炭化水
素樹脂、芳香族炭化水素樹脂、ポリテルペン系樹脂、ロ
ジン系樹脂、スチレン系樹脂、クマロンインデン系樹脂
などが挙げられる。

【００２１】脂肪族系炭化水素樹脂の例としては、１−
ブテン、イソブチレン、ブタジエン、１，３−ペンタジ
エン、イソプレン、ピペリジン等の炭素数４−５のモ
ノ、又はジオレフィンを主成分とする重合体が挙げられ
る。

【００２２】脂環族系炭化水素樹脂の例としては、炭素
数４〜５の石油留分中のジエン成分を環化二量化後重合
させてた樹脂、シクロペンタジエン等の環化モノマーを
重合させた樹脂、芳香族系炭化水素樹脂を核内水添した
樹脂などが挙げられる。

【００２３】芳香族系炭化水素樹脂の例としては、ビニ
ルトルエン、インデン、α−メチルスチレン等の炭素数
９−１０のビニル芳香族炭化水素を主成分とした樹脂等
が挙げられる。

【００２４】ポリテルペン系樹脂の例としては、α−ピ
ネン重合体、ジテルペン重合体、テルペンフェノール共
重合体、α−ピネン−フェノール共重合体等が挙げられ
る。

【００２５】ロジン系樹脂の例としては、ガムロジン、
ウッドロジン、トール油等のロジン又はその変性物であ
って、変性物としては水添、不均化、二量化、エステル
化等の変性手段を施したものが例示できる。ロジンエス
テルの例としてはエチレングリコール、ジエチレングリ
コール、グリセリン、ペンタエリスリトール等のエステ
ルが含まれる。

【００２６】スチレン系樹脂の例としては、スチレン、
メチルスチレン、α−メチルスチレン、イソプロペニル
トルエン等の重合体が挙げられる。

【００２７】［ワックス］本発明のホットメルト接着剤
には、ワックスがホットメルト成分中、５〜４０重量
％、好ましくは１０〜３０重量％の量で配合される。ワ
ックスの配合量が上記の範囲より少ない場合、結晶性が
低下し、セットタイムの長いホットメルト接着剤とな
り、ホットメルト接着剤の特徴である作業性の良さを損
なわれる傾向がある。上記範囲より多い場合、ホットメ
ルト接着剤の接着力が発現しない傾向がある。

【００２８】本発明に使用されるワックスとしては、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、アタクチックポリプロピ
レン等の合成ワックス、パラフィンワックス、マイクロ
クリスタリンワックス等の石油ワックス、木ロウ、カル
ナバロウ、ミツロウ等の天然ワックス等が挙げられる
が、勿論これらの例に限定されない。

【００２９】［ヒュームドシリカ］本発明において、ヒ
ュームドシリカとしては、粒径が１００ｎｍ以下のもの
が用いられる。ヒュームドシリカの粒径が上記の範囲よ
り大きい場合、糸曳きの軽減の効果が発揮されず、目的
を達成できない。嵩比重は１０ｇ／Ｌ〜１００ｇ／Ｌの
ものが使用される。ヒュームドシリカの嵩比重が上記範
囲より小さい場合、微風でも舞ってしまい粉塵となり、
ハンドリングが極めて不良で容易にホットメルト接着剤
に配合することができない。上記範囲より大きい場合、
ヒュームドシリカの一次粒子同士が強く凝集しているた
め、ホットメルト接着剤への配合段階で解砕することが
困難であり、分散が不良となる傾向がある。

【００３０】ヒュームドシリカは、ホットメルト接着剤
１００重量部当たり０．０１重量部以上で１．０重量部
未満の量、好ましくは０．０５〜０．５重量部の量で配
合される。ヒュームドシリカの配合量が上記範囲より少
ない場合、糸曳きの軽減には目立った効果が観察できな
い。上記範囲より多い場合、ホットメルト接着剤の粘度
が増大し、他の物性が犠牲になる傾向がある。

【００３１】本発明の原理は、ヒュームドシリカの添加
によってホットメルト接着剤の溶融時の凝集力を低下さ
せ、糸の形成時にそれを切れ易くすることによると理解
される。検討の結果、ヒュームドシリカの粒子が微細に
且つ一様に分散することが望ましいこともわかってき
た。

【００３２】微粉末のシリカには、粒径の比較的小さな
ヒュームドシリカ（実施例１，２）と比較的大きな乾式
シリカ（比較例３）とがある。本発明は、粒径の比較的
小さなヒュームドシリカを用いる場合に限定される。粒
径の比較的大きな乾式シリカの場合、少量の配合では糸
曳きの軽減に全く効果がみられない。

【００３３】この結果から、非常に小さな微粒子が一様
に系内に分散している場合に、溶融時のホットメルト接
着剤の凝集力を低下させ、糸曳きの軽減に効果を発現す
ると思われる。より粒径が小さく、その分より多くの粒
子が分散している程効果が大きかったことがこの考え方
を支持している（実施例２）。

【００３４】また、ヒュームドシリカの嵩比重が大きい
と、糸曳き軽減の効果は発揮されない（比較例２）。嵩
比重の高いものでも、配合時に高いシェアをかけると、
凝集したシリカがほぐれて、分散する。しかしながら、
ホットメルト接着剤の配合では、溶融粘度が一般のプラ
スチックに比べ極端に低いため、大きなシェアはかから
ない。従って、用いるヒュームドシリカは嵩比重の低い
ものでなくては効果が発現しない。

【００３５】比較的粒径の大きな乾式シリカも、増量す
ると糸曳き軽減の効果が発現することは十分考えられる
が、その場合、増粘や硬度アップ、接着性の低下など他
のホットメルト接着剤の物性を犠牲にすることになる。

【００３６】［ホットメルト接着剤］本発明のホットメ
ルト接着剤は、１８０℃における溶融粘度が１００〜
５，０００ｍＰａ・ｓの範囲のものである。１８０℃に
おける溶融粘度が上記範囲より小さい場合、得られるホ
ットメルト接着剤は凝集力のないもろい接着剤になる傾
向があり、また、上記範囲より大きい場合、溶融粘度が
高すぎるため、高速塗工性を有するホットメルト接着剤
としては不向きとなる。

【００３７】本発明のホットメルト接着剤には、必要に
応じて、顔料、染料、酸化防止剤、各種安定剤、可塑
剤、無機充填剤などを配合することができる。

【００３８】

【実施例】以下、本発明を次の例により具体的に説明す
るが、本発明はこれらの例に限定されない。以下の実施
例および比較例に用いられた原料樹脂、配合物、組成物
の調製法、試験方法等は次の通りである。

【００３９】１．原料樹脂および配合物 （１）エチレン酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ樹脂） ＶＡ含量：２８重量％ ＭＦＲ：４００ｇ／１０分（ＪＩＳ−Ｋ６７６０に準ず
る） 融点：７３℃（三井・デュポンポリケミカル社製：エバ
フレックス２１０ＥＴ） （２）粘着付与樹脂 ロジンエステル：不均化ロジン−ペンタエリスリトール
エステル、軟化点１１５℃（荒川化学社製：スーパーエ
ステルＡ１１５） （３）ワックス パラフィンワックス：融点６９℃（１５５°Ｆ）（日本
精蝋社製：パラフィンワックス１５５） （４）酸化防止剤 ヒンダードフェノール系酸化防止剤（チバ・スペシャリ
ティーケミカルズ社製：イルガノックス１０１０） （５）シリカ

【００４０】

【表１】

【００４１】２．ホットメルト接着剤の調製方法 ＥＶＡ樹脂／粘着付与樹脂／ワックス／酸化防止剤／シ
リカを所定比率で配合した混合物１０００ｇを２リット
ルのビーカーに仕込み、これを１８０℃×１時間溶融攪
拌混合を行った。

【００４２】３．試験方法 （１）溶融粘度の測定方法 得られたホットメルト接着剤をブルックフィールド型粘
度計にて、ＪＩＳ Ｋ−２２０７に準拠して１８０℃、
回転数３０ｍｉｎ^-1の条件にて溶融粘度を測定した。 （２）糸の長さの測定 ホットメルト接着剤をホットメルト塗布装置（旭化学合
成社製：オープンタイムテスターＭ２０２）を用いて、
塗工温度１８０℃、塗布量０．１３ｇ／５０ｍｍ、塗工
速度２０ｍ／ｍｉｎの条件にてビード状に塗工し、その
際ビードの終わりから曳いている糸の長さを２４回測定
し、その平均をとった。

【００４３】実施例１ 表２に示すように、ＥＶＡ／粘着付与樹脂／ワックス／
酸化防止剤／シリカ−１＝４０／４０／２０／０．１／
０．２の比率で配合した混合物１０００ｇを上記２．の
方法で溶融攪拌混合してホットメルト接着剤を調製し
た。得られたホットメルト接着剤を上記３．の方法で溶
融粘度、および糸の長さを評価した。結果を表２に示
す。

【００４４】実施例２ シリカとしてシリカ−２を用い、実施例１と同様にして
ホットメルト接着剤を調製し、物性を測定した。結果を
表２に示す。

【００４５】比較例１ シリカを用いず、実施例１と同様にしてホットメルト接
着剤を調製し、物性を測定した。結果を表２に示す。

【００４６】比較例２ シリカとしてシリカ−３を用いて、実施例１と同様にし
てホットメルト接着剤を調製し、物性を測定した。結果
を表２に示す。

【００４７】比較例３ シリカとしてシリカ−４を用いて、実施例１と同様にし
てホットメルト接着剤を調製し、物性を測定した。結果
を表２に示す。

【００４８】

【表２】

【００４９】

【発明の効果】本発明によれば、粒径が１００ｎｍ以下
と微細で、しかも嵩比重が１０ｇ／Ｌ〜１００ｇ／Ｌと
嵩高なヒュームドシリカを選択し、これを、エチレン・
不飽和エステル共重合体、粘着付与樹脂及びワックスか
らホットメルト接着剤に、０．０１重量部以上で１．０
重量部未満という少ない配合量で配合することにより、
粘度の増大を抑えながら、糸曳きを抑制することができ
る。本発明のホットメルト接着剤は、高速塗工性、作業
性に優れていると共に、低温接着性等の接着性に優れ、
しかも塗工時の糸曳き傾向が低減されいるため、包装用
のホットメルト接着剤組成物として特に有用である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 不飽和エステル含量が１０〜４５重量％
   で、１９０℃、２１６０ｇ荷重におけるメルトフローレ
   ートが５０〜３０００ｇ／１０分のエチレン・不飽和エ
   ステル共重合体、粘着付与樹脂及びワックスからなり、
   ワックス成分が５〜４０重量％を占めるホットメルト成
   分１００重量部当たり、粒径が１００ｎｍ以下で、かつ
   嵩比重が１０ｇ／Ｌ〜１００ｇ／Ｌのヒュームドシリカ
   を０．０１重量部以上で１．０重量部未満の割合で配合
   してなり、且つ１８０℃における溶融粘度が１００〜
   ５，０００ｍＰａ・ｓの範囲にあることを特徴とするホ
   ットメルト接着剤組成物。