JPWO2012099107A1 - 接着性樹脂組成物およびそれから得られるホットメルト接着剤 - Google Patents
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Abstract
Description
〔1〕エチレン・酢酸ビニル共重合体(a)30〜98重量%と
下記要件(b−1)および(b−2)を共に満たすプロピレン系重合体(b)60〜0重量%、並びに下記要件(c−1)および(c−2)を満たすプロピレン系重合体(c)40〜100重量%(ここで、成分(b)と成分(c)とは合計して100重量%)からなるプロピレン系樹脂組成物(P)70〜2重量%(ここで、成分(a)と成分(P)は合計して100重量%)と
からなる接着性樹脂組成物(A)。
(b−1)示差走査熱量計(DSC)で測定される融点Tm(b)が120〜170℃である。
(b−2)メルトフローレート(MFR)(230℃、2.16kg荷重下)が0.1〜500g/10分である。
(c−1)示差走査熱量計(DSC)で測定される融点Tmが120℃未満または融点が観測されない。
(c−2)メルトフローレート(MFR)(230℃、2.16kg荷重下)が0.1〜500g/10分である。
〔2〕前記プロピレン系重合体(b)がさらに下記要件(b−3)を満たすことを特徴とする前記〔1〕に記載の接着性樹脂組成物(A)。
(b−3)アイソタクティックペンタッド分率(mmmm)が90〜99.8%である。
〔3〕前記プロピレン系重合体(c)がさらに下記要件(c−3)を満たすことを特徴とする前記〔1〕または〔2〕に記載の接着性樹脂組成物(A)。
(c−3)プロピレン由来の構成単位を51〜90モル%、エチレン由来の構成単位を7〜24モル%、炭素数4〜20のα−オレフィン由来の構成単位を0〜25モル%含む、プロピレンとエチレンと炭素数4〜20のα−オレフィンとの共重合体である(ここでプロピレン由来の構成単位とエチレン由来の構成単位と炭素数4〜20のα−オレフィン由来の構成単位の合計を100モル%とする)。
〔4〕前記プロピレン系重合体(c)がさらに下記要件(c−4)〜(c−9)の少なくともいずれか一つを満たすことを特徴とする前記〔1〕〜〔3〕のいずれかに記載の接着性樹脂組成物(A)。
(c−4)ショアーA硬度が20〜90の範囲にある。
(c−5)ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により測定した重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)との比(Mw/Mn)が1.2〜3.5である。
(c−6)13C−NMRにより算出したアイソタクティックトライアッド分率(mm)が85〜99.9%である。
(c−7)下記式(1)で定義されるB値が0.8〜1.3である。
(c−8)13C−NMR測定において解析される、全プロピレン挿入中のプロピレンモノマーの2,1−結合量が1%未満である。
(c−9)ガラス転移温度(Tg)が−10℃〜−50℃の範囲にある。
〔5〕前記〔1〕〜〔4〕のいずれかに記載の接着性樹脂組成物(A)5〜95重量%と190℃での溶融粘度が1〜15,000 mPa・sであるアモルファス・ポリ・α-オレフィン(APO)(d)95〜5重量%(ここで、成分(A)と成分(d)は合計して100重量%)とからなる接着性樹脂組成物(D)。
〔6〕前記〔1〕〜〔4〕のいずれかに記載の接着性樹脂組成物(A)または前記〔5〕に記載の樹脂組成物(D)80〜99.5重量%と官能基が導入されたプロピレン系重合体(e)20〜0.5重量%(ここで、成分(A)または成分(D)と、成分(e)は合計して100重量%)とからなる接着性樹脂組成物(E)。
〔7〕官能基が導入されたプロピレン系重合体(e)がマレイン酸変性されたプロピレン系重合体(e')であることを特徴とする前記〔6〕記載の接着性樹脂組成物(E)。
〔8〕前記〔1〕〜〔7〕のいずれかに記載の接着性樹脂組成物(A)、(D)または(E)100重量部に対して粘着性樹脂(f)20〜300重量部を配合してなる接着性樹脂組成物(F)。
〔9〕前記〔1〕〜〔7〕のいずれかに記載の接着性樹脂組成物(A)、(D)または(E)100重量部に対して、粘着性樹脂(f)20〜300重量部および流動改質材(g)5〜100重量部を配合してなる接着性樹脂組成物(G)。
〔10〕前記〔8〕に記載の接着性樹脂組成物(F)あるいは前記〔9〕に記載の接着性樹脂組成物(G)からなるホットメルト接着剤。
〔11〕前記〔8〕に記載の接着性樹脂組成物(F)あるいは前記〔9〕に記載の接着性樹脂組成物(G)からなる感圧型接着剤。
本発明の第一の接着性樹脂組成物(A)は、エチレン・酢酸ビニル共重合体(a)並びに、特定の物性パラメータを有するプロピレン系重合体(b)及び特定の物性パラメータを有するプロピレン系重合体(c)から形成されたプロピレン系樹脂組成物(P)が、特定の比率で組成された樹脂組成物である。
(b−1)示差走査熱量計(DSC)測定装置内で10分間200℃保持した後、降温速度10℃/minで−20℃まで冷却し、−20℃で1分間保持した後、再度昇温速度10℃/minで測定したときに得られるDSC測定によって観測される融点(以下の説明では、このような条件下で測定された融点をTm(2nd)と呼ぶ場合がある)Tm(b)が120〜170℃、好ましくは130〜160℃である。
(b−2)MFR(ASTMD1238、230℃、2.16kg荷重下)が0.1〜500g/10min、好ましくは0.1〜100g/10minである。
(b−3)アイソタクティックペンタッド分率(mmmm)が90〜99.8%、好ましくは93%〜99.7%、より好ましくは95%〜99.6%である。アイソタクティックペンタッド分率(mmmm)は、13C−NMRを使用して測定される分子鎖中のペンタッド単位でのアイソタクチック連鎖の存在割合を示しており、プロピレンモノマー単位が5個連続してメソ結合した連鎖の中心にあるプロピレンモノマー単位の分率である。具体的には、13C−NMRスペクトルで観測されるメチル炭素領域の全吸収ピーク中に占めるmmmmピークの分率として算出される値である。なお、このアイソタクティックペンタッド分率(mmmm分率)は、例えば特開2007−186664公報に記載の方法で求めることができる。
なお、B値はG.J.Ray (Macromolecules, 10, 773 (1977)), J.C.Randall (Macromolecules, 15, 353 (1982); J. Polymer Science, Polymer Physics Ed., 11, 275 (1973)), and K. Kimura (Polymer, 25, 441 (1984))等の報告に基づいて13C−NMRを測定することによって求められる。
本発明の接着性樹脂組成物(A)、(D)、(E)、(F)または(G)は柔軟性と耐熱性を併せ持つ。また適度な固化時間を有するため、オープンタイムを長く調節することができる。そのため、本発明の接着性樹脂組成物はホットメルト接着剤、感圧型接着剤として好適に利用できるが、中でもホットメルト接着剤として好適に利用できる。
(1−1)エチレン・酢酸ビニル共重合体(EVA)(a):
三井・デュポンポリケミカル社製 エバフレックス(登録商標)(銘柄名:EV450)、
MFR(190℃、2.16kgf)=15 g/10min、
酢酸ビニル含量=19重量%
このEVA(a)の物性を表1の比較例1−1に示す。
(1−2−1)プロピレン系重合体(b)に対応するランダムポリプロピレン(ランダムPP)(b1):
プロピレン含有量94mol%のランダムPP
Tm(2nd)=140.6℃
MFR(230℃、2.16kgf)=7.0g/10min
立体規則性:mmmm=98.5%
(1−2−2)プロピレン系重合体(b)に対応するランダムポリプロピレン(ランダムPP)(b2):
プロピレン含有量95mol%のランダムPP
Tm(2nd)=142.0℃
MFR(230℃、2.16kgf)=59g/10min
(1−3−1)プロピレン系重合体(c)に対応するプロピレン・エチレン・1−ブテン共重合体(PBER)(c1)
重合用触媒/助触媒として、WO 2006−098452号公報に記載の方法で調製したジフェニルメチレン(3-tert-ブチル-5-エチルシクロペンタジエニル)(2,7-ジ-tert-ブチルフルオレニル)ジルコニウムジクロリドとメチルアルミノキサン(東ソー・ファインケム社製、アルミニウム換算で0.3mmol)の存在下で、原料となるエチレン、プロピレン、1−ブテンを連続重合設備によりヘキサン溶液中で重合することでプロピレン・エチレン・1−ブテン共重合体(PBER)(c1)を得た。物性は以下の通りであった。
Tm(1st)=51.7℃
MFR(230℃、2.16kgf)=6.5g/10min
コモノマー含量 エチレン:14.0mol%
プロピレン:66.5mol%
1−ブテン:19.5mol%
ショアーA硬度=38
分子量分布:Mw/Mn=2.09
立体規則性:mm=90.5%
B値=1.0
位置規則性:全プロピレン中のプロピレンの2,1−結合量 < 0.1%
Tg=−29.5℃
(1−3−2)プロピレン系重合体(c)に対応するプロピレン・エチレン共重合体(PER)(c2)
プロピレン・エチレン共重合体(PER)(c2)としてエクソン・モービル社製VISTAMAXX(登録商標)6202を使用した。物性は以下の通りであった。
Tm(1st)=47.8℃、110.6℃
Tm(2nd)=108.8℃
MFR(230℃、2.16kgf)=18g/10min
コモノマー含量 エチレン:22.0mol%
プロピレン:78.0mol%
ショアーA硬度=61
分子量分布:Mw/Mn=2.05
Tg=−31.8℃
(1−4)アモルファス・ポリ−α−オレフィン(APO)(d):
REXTAC社製 APAO(登録商標)(銘柄名 RT2180、プロピレンホモタイプ)
溶融粘度(190℃)=8000 mPa・s
(1−5)官能基が導入されたプロピレン系重合体(e):
三洋化成社製 変性PP(銘柄名 ユーメックス(登録商標)1010)
(1−6)粘着性樹脂(f):
荒川化学社製 脂環族飽和炭化水素樹脂(銘柄名 アルコン(登録商標)P−125)
(1−7)流動改質材(g):
日本精鑞社製 パラフィンワックス(銘柄名 140)
次に、上記の構成成分の物性値の測定方法について述べる。
[MFR(メルトフローレート)]
MFRは、ASTM D1238に準拠し、190℃または230℃、2.16kgfで測定した。
[Tm(融点)]
Tm(1st):23℃±2℃で72時間以上の状態調節を実施した後の試験体にて、−40℃まで冷却してから昇温速度10 ℃/minで測定したときに得られるDSC曲線を作成した。このときに得られた融点をTm(1st)とした。
Tm(2nd):DSC測定装置内で10分間200℃保持した後、降温速度10 ℃/minで−20℃まで冷却し、−20℃で1分間保持した後、再度昇温速度10 ℃/minで測定したときに得られるDSC曲線を作成した。このときに得られた融点をTm(2nd)とした。
[立体規則性]
13C−NMRスペクトルの解析によりアイソタクティックトライアッド分率(mm)およびアイソタクティックペンタッド分率(mmmm)を求めた。
[コモノマー含量(組成)]
コモノマー含量は13C−NMRスペクトルの解析により求めた。
[ショアーA硬度(表面硬度)]
各ポリマーを190℃に設定した油圧式熱プレス成形機を用いて5分余熱した後2分間加圧、すぐに20℃に設定した冷却槽で4分間冷却して3mm厚みのプレスシートを作製した。プレス成形の際に離型フィルムとして、100μmPETフィルム(東レ社製、ルミラー(登録商標))を使用した。これを23℃±2℃の環境下で72時間保管して後、A型測定器を用い、押針接触後直ちに目盛りを読み取り、ショアーA硬度を求めた(ASTM D−2240に準拠)。
[Mw/Mn(分子量分布)]
Mw/Mnは、GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)を用い、オルトジクロロベンゼン溶媒(移動相)とし、カラム温度140℃で測定した(ポリスチレン換算、Mw:重量平均分子量、Mn:数平均分子量)。具体的には分子量分布(Mw/Mn)は、Waters社製ゲル浸透クロマトグラフAlliance GPC−2000型を用い、以下のようにして測定した。分離カラムは、TSKgel GNH6−HTを2本、およびTSKgel GNH6−HTLを2本であり、カラムサイズはいずれも直径7.5 mm、長さ300 mmであり、カラム温度は140 ℃とし、移動相にはo-ジクロロベンゼン(和光純薬工業)および酸化防止剤としてBHT(武田薬品)0.025wt%を用いて、1.0ml/分で移動させ、試料濃度は15 mg/10mlとし、試料注入量は500μlとし、検出器として示差屈折計を用いた。標準ポリスチレンは、分子量がMw <1000、およびMw >4×106については東ソー社製を用いて、1000 ≦ Mw ≦ 4×106についてはプレッシャーケミカル社製を用いた。
[B値]
B値は、13C−NMRスペクトルの解析により下記式1を用いて計算した。
[Tg(ガラス転移温度)]
23℃±2℃で72時間以上の状態調節を実施した後の試験体にて、−40℃まで冷却してから昇温速度10 ℃/minで測定したときに得られるDSC曲線を作成した。得られたスペクトルを解析してTgを求めた。
(3−1)実施例1−1〜1−7(接着性樹脂組成物(A)、(D)および(E)(ベースポリマー))および比較例1−1〜1−3
エチレン・酢酸ビニル共重合体(a)としてのEV450、プロピレン系重合体(b)としてのランダムPP、プロピレン系重合体(c)としてのPBERまたはPER、APO(d)としてのREXTAC社製RT2180、およびマレイン酸変性プロピレン系重合体(e')としてのユーメックス1010を、表1に示す配合比にてラボプラストミル(東洋精機社製)で溶融混練(350g、190℃、5min、40rpm)することによって接着性樹脂組成物を得た。
(3−2)実施例2−1〜2−3(接着性樹脂組成物(F)および(G))および比較例2−1
窒素気流下において、エチレン・酢酸ビニル共重合体(a)としてのEV450、プロピレン系重合体(b)としてのランダムPP、プロピレン系重合体(c)としてのPBER、APO(d)としてのREXTAC社製RT2180、マレイン酸変性プロピレン系重合体(e')としてのユーメックス1010、粘着性樹脂(f)としての荒川化学社製アルコンP−125、および流動改質剤(g)としての日本精鑞社製パラフィンワックス 140を、表2に示す配合比にて攪拌機スリーワンモーター(新東科学社製)で溶融混練(250g、230℃、1h)することによって接着性樹脂組成物を得た。
(4−1)比較例1−1〜1−3の接着性樹脂組成物および実施例1−1〜1−7の接着性樹脂組成物(接着性樹脂組成物(A)、(D)および(E)(ベースポリマー))の基礎物性
接着性樹脂組成物を190℃に設定した油圧式熱プレス成形機を用いて5分余熱した後2分間加圧、すぐに20℃に設定した冷却槽で4分間冷却して2mm厚みのプレスシートを作製した。プレス成形の際に離型フィルムとして、100μmPETフィルム(東レ社製、ルミラー(登録商標))を使用した。これを23℃±2℃の環境下で72時間保管して後、以下の物性を評価した。得られた結果を表1と、図1〜4に示す。
[ショアーA硬度(表面硬度)]
ASTM D−2240に準拠し、A型測定器により押針接触後直ちに目盛りを読み取ってショアーA硬度を求めた。
[機械物性]
JIS K7113−2に準拠して破断点強度(TS)、破断点伸び(チャック間、EL)、ヤング率(YM)を測定した(測定温度23℃、引張り速度:200mm/min、最大歪:800%)。また、歪が800%のときに破断しなかったものは、このときの応力をTSとした。
[耐熱クリープ特性(耐熱性)]
粘弾性測定装置(ティー・エイ・インスツルメント社製、RSA-III)を用いて耐熱クリープ特性を測定した。具体的には、室温下で試験片の上下端をチャック治具で軽く固定し、−40℃に冷却後しっかりと固定した。80℃まで昇温させ温度が安定した後、0.1MPaの張力を加え、歪(%)を測定した。測定終了までの30分間に伸びきったものについては表1に「A」と表記した。「伸びきり」の現象が認められた系については、測定開始から伸びきり発生までの時間を測定した。
接着剤組成物をホットメルトガン(白光社製ハッコーメルター、品番:806−1、吐出方式:スプリング圧によるピストン加圧方式)により、被着体(PPプレスシート、厚み:2mm、幅:25mm、長さ:66mm)に塗布し(塗布温度:180℃、塗布量:0.4g)、直ちに接着剤組成物を挟むように上記と同一の被着体にて上から押し付けた(押し付け条件:10kgf、1分)。これを23℃±2℃の環境下で72時間保管した後、せん断剥離強度を測定するため、図5に示したように引張試験(200mm/分、23℃、40℃、60℃)を行い、最大応力を剥離強度(接着力)とした。得られた結果を表2に示す。破壊状態を観察し、表2に、界面破壊の場合は(B)と表記し、凝集破壊の場合は(C)と表記した。ただし、界面破壊の場合であっても凝集破壊が認められる場合には(B/C)と表記した。
Claims (11)
- エチレン・酢酸ビニル共重合体(a)30〜98重量%と
下記要件(b−1)および(b−2)を共に満たすプロピレン系重合体(b)60〜0重量%、並びに下記要件(c−1)および(c−2)を満たすプロピレン系重合体(c)40〜100重量%(ここで、成分(b)と成分(c)とは合計して100重量%)からなるプロピレン系樹脂組成物(P)70〜2重量%(ここで、成分(a)と成分(P)は合計して100重量%)と
からなる接着性樹脂組成物(A)。
(b−1)示差走査熱量計(DSC)で測定される融点Tm(b)が120〜170℃である。
(b−2)メルトフローレート(MFR)(230℃、2.16kg荷重下)が0.1〜500g/10分である。
(c−1)示差走査熱量計(DSC)で測定される融点Tm(c)が120℃未満または融点が観測されない。
(c−2)メルトフローレート(MFR)(230℃、2.16kg荷重下)が0.1〜500g/10分である。 - 前記プロピレン系重合体(b)がさらに下記要件(b−3)を満たすことを特徴とする請求項1に記載の接着性樹脂組成物(A)。
(b−3)アイソタクティックペンタッド分率(mmmm)が90〜99.8%である。 - 前記プロピレン系重合体(c)がさらに下記要件(c−3)を満たすことを特徴とする請求項1または2に記載の接着性樹脂組成物(A)。
(c−3)プロピレン由来の構成単位を51〜90モル%、エチレン由来の構成単位を7〜24モル%、炭素数4〜20のα−オレフィン由来の構成単位を0〜25モル%含む、プロピレンとエチレンと炭素数4〜20のα−オレフィンとの共重合体である(ここでプロピレン由来の構成単位とエチレン由来の構成単位と炭素数4〜20のα−オレフィン由来の構成単位の合計を100モル%とする)。 - 前記プロピレン系重合体(c)がさらに下記要件(c−4)〜(c−9)の少なくともいずれか一つを満たすことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の接着性樹脂組成物(A)。
(c−4)ショアーA硬度が20〜90の範囲にある。
(c−5)ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により測定した重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)との比(Mw/Mn)が1.2〜3.5である。
(c−6)13C−NMRにより算出したアイソタクチックトライアッド分率(mm)が85〜99.9%である。
(c−7)下記式(1)で定義されるB値が0.8〜1.3である。
(c−8)13C−NMR測定において解析される、全プロピレン挿入中のプロピレンモノマーの2,1−結合量が1%未満である。
(c−9)ガラス転移温度(Tg)が−10℃〜−50℃の範囲にある。 - 請求項1〜4のいずれかに記載の接着性樹脂組成物(A)5〜95重量%と190℃での溶融粘度が1〜15,000 mPa・sであるアモルファス・ポリ・α-オレフィン(APO)(d)95〜5重量%(ここで、成分(A)と成分(d)は合計して100重量%)とからなる接着性樹脂組成物(D)。
- 請求項1〜4のいずれかに記載の接着性樹脂組成物(A)または請求項5に記載の接着性樹脂組成物(D)80〜99.5重量%と官能基が導入されたプロピレン系重合体(e)20〜0.5重量%(ここで、成分(A)または成分(D)と、成分(e)は合計して100重量%)とからなる接着性樹脂組成物(E)。
- 官能基が導入されたプロピレン系重合体(e)がマレイン酸変性されたプロピレン系重合体(e')であることを特徴とする請求項6記載の接着性樹脂組成物(E)。
- 請求項1〜7のいずれかに記載の接着性樹脂組成物(A)、(D)または(E)100重量部に対して粘着性樹脂(f)20〜300重量部を配合してなる接着性樹脂組成物(F)。
- 請求項1〜7のいずれかに記載の接着性樹脂組成物(A)、(D)または(E)100重量部に対して、粘着性樹脂(f)20〜300重量部および流動改質材(g)5〜100重量部を配合してなる接着性樹脂組成物(G)。
- 請求項8に記載の接着性樹脂組成物(F)あるいは請求項9に記載の接着性樹脂組成物(G)からなるホットメルト接着剤。
- 請求項8に記載の接着性樹脂組成物(F)あるいは請求項9に記載の接着性樹脂組成物(G)からなる感圧型接着剤。
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