WO2026014204A1 - ホットメルト接着剤組成物 - Google Patents
ホットメルト接着剤組成物Info
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Abstract
本発明は、ポリオレフィン系基材とポリエチレンテレフタレート(PET)との接着性に優れ、かつ耐熱クリープ特性にも優れるホットメルト接着剤組成物を提供する。 本発明は、酸変性ポリオレフィン樹脂(A)、ダイマー酸ポリアミド樹脂(B)、スチレン系エラストマー(C)、及び粘着付与樹脂(D)を含み、 前記酸変性ポリオレフィン樹脂(A)の含有量が、組成物中の全固形分100質量部に対し、20~50質量部であり、 190℃におけるメルトフローレートが100g/10min~1000g/10minである、ホットメルト接着剤組成物を提供する。
Description
本発明は、ホットメルト接着剤組成物に関する。
ポリプロピレン(PP)やプロピレン・α-オレフィン共重合体などのポリオレフィン系基材は低価格で軽く、強度や耐薬品性、耐加水分解性に優れることから、自動車や家電製品をはじめさまざまな分野で幅広く用いられている。特に自動車用途では、省エネ化に向けた車体軽量化において、ポリオレフィン系基材が普及している。また、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ホットメルト接着剤の使用が広がっている。
ポリオレフィン系基材に対してホットメルト接着剤を適用する場合には、ポリオレフィン樹脂系のホットメルト接着剤を使用することが、接着性能を考慮すると有効である。しかし近年、ポリオレフィン系基材同士だけでなく、例えばナイロン、ポリエステルといった極性プラスチック基材や、金属、紙といった異種材料とポリオレフィン系基材との接着性への要求が今まで以上に大きくなってきている。
ポリオレフィン系基材と異種材料とのホットメルト接着剤として、例えば、特許文献1には、ポリオレフィン樹脂同士あるいはポリオレフィン樹脂と異種材料との接着に好適なホットメルト接着剤組成物が開示されており、エチレン/酢酸ビニル共重合体のケン化物、ポリアミド樹脂、無水ポリカルボン酸、エチレンとアクリル酸エステル類との共重合体、及び粘着付与剤からなることが開示されている。
しかしながら、特許文献1においては、高極性樹脂基材とポリオレフィン系基材との接着力に劣り、高極性樹脂基材の中でも特にSP値が大きいポリエチレンテレフタレート(PET)基材と、非極性でSP値が小さいポリオレフィン系基材との良好な接着性、耐熱クリープ特性を得ることは困難であった。
例えば、特許文献2には、ポリオレフィン系基材またはその他基材(アルミやスチール)に対して良好な接着性を示すホットメルト接着剤として、変性ポリオレフィンコポリマーとポリアミドとの反応生成物を含有するホットメルト接着剤が開示されている。
しかしながら、特許文献2に記載のホットメルト接着剤では、基材に対する濡れ性が低く、流動性も低いため、ポリオレフィン系基材と、ポリエチレンテレフタレート(PET)との接着性に劣る問題があった。
本発明は、かかる従来技術の問題を解決するために創案されたものであり、ポリオレフィン系基材とポリエチレンテレフタレート(PET)との接着性に優れ、かつ耐熱クリープ特性にも優れ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ものである。
すなわち、本発明は、以下の構成を有する。
項1.酸変性ポリオレフィン樹脂(A)、ダイマー酸ポリアミド樹脂(B)、スチレン系エラストマー(C)、及び粘着付与樹脂(D)を含み、
前記酸変性ポリオレフィン樹脂(A)の含有量が、組成物中の全固形分100質量部に対し、20~50質量部であり、
190℃におけるメルトフローレートが100g/10min~1000g/10minである、ホットメルト接着剤組成物。
項2.前記ダイマー酸ポリアミド樹脂(B)の含有量が、前記酸変性ポリオレフィン樹脂(A)100質量部に対して、30質量部以上150質量部以下である、項1に記載のホットメルト接着剤組成物。
項3.前記酸変性ポリオレフィン(A)の融点が50℃~130℃である、項1又は2に記載のホットメルト接着剤組成物。
項4.前記酸変性ポリオレフィン樹脂(A)の酸価が5~50mgKOH/gである、項1~3のいずれか一項に記載のホットメルト接着剤組成物。
項5.前記ダイマー酸ポリアミド樹脂(B)のアミン価が0.1~10mgKOH/gである、項1~4のいずれか一項に記載のホットメルト接着剤組成物。
項6.前記ダイマー酸ポリアミド樹脂(B)の軟化点が100℃~200℃である、項1~5のいずれか一項に記載のホットメルト接着剤組成物。
項7.前記スチレン系エラストマー(C)のショアA硬度が60以下である、項1~6のいずれか一項に記載のホットメルト接着剤組成物。
項8.前記スチレン系エラストマー(C)の含有量が、前記酸変性ポリオレフィン樹脂(A)と前記ダイマー酸ポリアミド樹脂(B)との合計量100質量部に対して、10~80質量部である、項1~7のいずれか一項に記載のホットメルト接着剤組成物。
項9.前記粘着付与樹脂(D)がテルペン系樹脂である、項1~8のいずれか一項に記載のホットメルト接着剤組成物。
項10.ポリオレフィン系基材とポリエチレンテレフタレート(PET)基材とが項1~9のいずれか一項に記載のホットメルト接着剤組成物からなる接着剤で接着されてなる接着体。
項1.酸変性ポリオレフィン樹脂(A)、ダイマー酸ポリアミド樹脂(B)、スチレン系エラストマー(C)、及び粘着付与樹脂(D)を含み、
前記酸変性ポリオレフィン樹脂(A)の含有量が、組成物中の全固形分100質量部に対し、20~50質量部であり、
190℃におけるメルトフローレートが100g/10min~1000g/10minである、ホットメルト接着剤組成物。
項2.前記ダイマー酸ポリアミド樹脂(B)の含有量が、前記酸変性ポリオレフィン樹脂(A)100質量部に対して、30質量部以上150質量部以下である、項1に記載のホットメルト接着剤組成物。
項3.前記酸変性ポリオレフィン(A)の融点が50℃~130℃である、項1又は2に記載のホットメルト接着剤組成物。
項4.前記酸変性ポリオレフィン樹脂(A)の酸価が5~50mgKOH/gである、項1~3のいずれか一項に記載のホットメルト接着剤組成物。
項5.前記ダイマー酸ポリアミド樹脂(B)のアミン価が0.1~10mgKOH/gである、項1~4のいずれか一項に記載のホットメルト接着剤組成物。
項6.前記ダイマー酸ポリアミド樹脂(B)の軟化点が100℃~200℃である、項1~5のいずれか一項に記載のホットメルト接着剤組成物。
項7.前記スチレン系エラストマー(C)のショアA硬度が60以下である、項1~6のいずれか一項に記載のホットメルト接着剤組成物。
項8.前記スチレン系エラストマー(C)の含有量が、前記酸変性ポリオレフィン樹脂(A)と前記ダイマー酸ポリアミド樹脂(B)との合計量100質量部に対して、10~80質量部である、項1~7のいずれか一項に記載のホットメルト接着剤組成物。
項9.前記粘着付与樹脂(D)がテルペン系樹脂である、項1~8のいずれか一項に記載のホットメルト接着剤組成物。
項10.ポリオレフィン系基材とポリエチレンテレフタレート(PET)基材とが項1~9のいずれか一項に記載のホットメルト接着剤組成物からなる接着剤で接着されてなる接着体。
本発明によれば、ポリオレフィン系基材とポリエチレンテレフタレート(PET)との接着性に優れ、耐熱クリープ特性にも優れるホットメルト接着剤組成物を提供することができる。
(ホットメルト接着剤組成物)
本発明のホットメルト接着剤組成物は、必須成分として、酸変性ポリオレフィン樹脂(A)、ダイマー酸ポリアミド樹脂(B)、スチレン系エラストマー(C)、及び粘着付与樹脂(D)を含む。酸変性ポリオレフィン樹脂(A)の含有量は、組成物中の全固形分100質量部に対し、20~50質量部であり、190℃におけるメルトフローレートが100g/10min~1000g/10minであることを特徴とする。
本発明のホットメルト接着剤組成物は、必須成分として、酸変性ポリオレフィン樹脂(A)、ダイマー酸ポリアミド樹脂(B)、スチレン系エラストマー(C)、及び粘着付与樹脂(D)を含む。酸変性ポリオレフィン樹脂(A)の含有量は、組成物中の全固形分100質量部に対し、20~50質量部であり、190℃におけるメルトフローレートが100g/10min~1000g/10minであることを特徴とする。
本発明者らが、研究開発を通じて独自に得た知見によると、上述の必須成分を含むことにより、海島構造が形成され得るので、接着剤の基材に対する良好な濡れ性、及び接着剤成分の良好な相溶性を示すことを見出した。また、接着剤成分中に酸変性ポリオレフィン樹脂(A)を特定の含有量で含み、190℃におけるメルトフローレートが特定の範囲である構成とすることで、流動性を良好なものとし、SP値の差が大きい基材同士の接着に良好な相構造を形成することができ、ポリオレフィン系基材とポリエチレンテレフタレート(PET)との良好な接着性と、耐熱クリープ特性が得られることを見出した。
以下、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。以下に記載する構成要件の説明は、代表的な実施形態および具体例に基づいてなされることがあるが、本発明はそのような実施形態に限定されるものではない。
本明細書において、「含有」及び「含む」なる表現については、「含有」、「含む」、「実質的にからなる」及び「のみからなる」という概念を含む。
本明細書に段階的に記載されている数値範囲において、ある段階の数値範囲の上限値又は下限値は、他の段階の数値範囲の上限値又は下限値と任意に組み合わせることができる。また、本明細書に記載されている数値範囲において、その数値範囲の上限値又は下限値は、実施例に示されている値又は実施例から一義的に導き出せる値に置き換えてもよい。更に、本明細書において、「~」で結ばれた数値は、「~」の前後の数値を下限値及び上限値として含む数値範囲を意味する。
本明細書において、「固形分」とは、ホットメルト接着剤組成物含まれる、常温(23℃)で固形の成分であり、常温で液体である、溶剤、希釈剤等は固形分には含まない。本明細書において、固形分の具体例としては、酸変性ポリオレフィン樹脂(A)、ダイマー酸ポリアミド樹脂(B)、スチレン系エラストマー(C)、粘着付与樹脂(D)等が挙げられる。
<酸変性ポリオレフィン樹脂(A)>
本発明は、酸変性ポリオレフィン樹脂(A)を含有する。酸変性ポリオレフィン樹脂(A)としては特に限定されず、ポリオレフィン樹脂にα,β-不飽和カルボン酸及び/又はその酸無水物をグラフト重合させることによって得られる重合体が好ましい。換言すると、酸変性ポリオレフィン樹脂(A)は、ポリオレフィン樹脂に、α,β-不飽和カルボン酸及び/又はその酸無水物がグラフトした構造を有するグラフト重合体であることが好ましい。
本発明は、酸変性ポリオレフィン樹脂(A)を含有する。酸変性ポリオレフィン樹脂(A)としては特に限定されず、ポリオレフィン樹脂にα,β-不飽和カルボン酸及び/又はその酸無水物をグラフト重合させることによって得られる重合体が好ましい。換言すると、酸変性ポリオレフィン樹脂(A)は、ポリオレフィン樹脂に、α,β-不飽和カルボン酸及び/又はその酸無水物がグラフトした構造を有するグラフト重合体であることが好ましい。
ポリオレフィン樹脂は、通常、α-オレフィンに由来する構造単位を有する。α-オレフィンとしては、例えば、エチレン、プロピレン、1-ブテン、イソブテン、1-ペンテン、4-メチル-1-ペンテン、1-ヘキセン、1-ヘプテン、1-オクテン、1-デセン、1-ドデセン、1-テトラデセン、1-ヘキサデセン、1-オクタデセン、1-エイコセン等の炭素数2~20(2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19又は20)のα-オレフィン等が挙げられる。
ポリオレフィン樹脂は、α-オレフィンに由来する構造単位を1種単独で含むオレフィン重合体であってもよく、α-オレフィンに由来する構造単位を2種以上含むオレフィン重合体の共重合体であってもよい。
一実施形態として、ポリオレフィン樹脂は、通常、石油由来のポリオレフィン樹脂である。石油由来のポリオレフィン樹脂とは、石油由来のオレフィンから合成されたポリオレフィン系樹脂である。
石油由来のオレフィンは、例えば、ナフサ、エタン、LPG(Liquefied Petroleum Gas)、NGL(Natural Gas Liquid)、ガスオイル等の石油化学原料を熱分解することにより生産されたオレフィンである。
一実施形態として、酸変性ポリオレフィン樹脂(A)を構成するポリオレフィン樹脂としては、例えば、ホモポリプロピレン(プロピレンの単独重合体)、プロピレン-α-オレフィン共重合体、ホモポリエチレン(エチレンの単独重合体)、エチレン-α-オレフィン共重合体、ホモポリ1-ブテン、1-ブテン-α-オレフィン共重合体等が挙げられる。これらのポリオレフィン樹脂は、それぞれ単独で、又は2種以上を組み合わせて用いることができる。これらのポリオレフィン樹脂の中でも、ホモポリプロピレン及び/又はプロピレン-α-オレフィン共重合体が好ましく、プロピレン-α-オレフィン共重合体がより好ましい。
一実施形態として、酸変性ポリオレフィン樹脂(A)は、好ましくは、ホモポリプロピレン又はプロピレン-α-オレフィン共重合体に、α,β-不飽和カルボン及び/又はその酸無水物がグラフトした構造を有するグラフト重合体であり、より好ましくは、プロピレン-α-オレフィン共重合体に、α,β-不飽和カルボン及び/又はその酸無水物がグラフトした構造を有するグラフト重合体である。
プロピレン-α-オレフィン共重合体は、プロピレンとα-オレフィンとの共重合体である。α-オレフィンとしては、例えば、エチレン;1-ブテン、イソブテン、1-ペンテン、4-メチル-1-ペンテン、1-ヘキセン、1-ヘプテン、1-オクテン、1-デセン、1-ドデセン、1-テトラデセン、1-ヘキサデセン、1-オクタデセン、1-エイコセン等の炭素数4~20(4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19又は20)のα-オレフィン等が挙げられる。これらのα-オレフィンは、それぞれ単独で、又は2種以上を組み合わせて用いることができる。なかでもα-オレフィンが1-ブテンであることが好ましい。
プロピレン-α-オレフィン共重合体中のプロピレン成分の含有量は、50モル%以上が好ましく、55モル%以上がより好ましく、60モル%以上がより一層好ましく、65モル%以上が更に好ましく、70モル%以上が特に好ましい。プロピレン-α-オレフィン共重合体中のプロピレン成分の含有量が50モル%以上である場合、本実施形態の変性ポリオレフィン樹脂組成物の耐水性及びポリオレフィン基材(特に、ポリプロピレン基材)に対する密着性がより一層良好となる。
一実施形態として、ポリオレフィン樹脂は、石油由来のポリオレフィン樹脂に代えて、生物由来のポリオレフィン樹脂を用いることもできる。生物由来のポリオレフィン樹脂とは、生物資源(バイオマス)から製造されるポリオレフィン樹脂を意味する。バイオマスとは、化石資源を除いた再生可能な生物由来の有機性資源から形成されるものを意味する。
生物由来ポリオレフィン樹脂を用いる場合、該ポリオレフィン樹脂がプロピレン構造単位を含むことが好ましい。生物由来ポリオレフィン樹脂を用いる場合、ポリオレフィン樹脂のバイオマス度は、通常25%以上、好ましくは27%以上、より好ましくは30%以上である。バイオマス度の上限は、100%以下であればよく、特に限定されない。ポリオレフィン樹脂のバイオマス度は、例えば、ASTM D6866に準拠して測定される質量数14の炭素同位体含有量から算定することができる。
酸変性ポリオレフィン樹脂(A)を構成するポリオレフィン樹脂にグラフト重合するα,β-不飽和カルボン酸及び/又はその酸無水物としては、例えば、マレイン酸、無水マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸、無水シトラコン酸、メサコン酸、イタコン酸、無水イタコン酸、アコニット酸、無水アコニット酸、無水ハイミック酸等が挙げられる。これらα,β-不飽和カルボン酸又はその酸無水物の中でも、マレイン酸、無水マレイン酸及び無水イタコン酸が好ましく、マレイン酸及び無水マレイン酸がより好ましい。
ポリオレフィン樹脂に、α,β-不飽和カルボン酸及び/又はその酸無水物をグラフト重合させる方法としては、特に限定されず、例えばラジカルグラフト反応(ラジカル発生剤の存在下で、主鎖となるポリオレフィンに対してラジカル種を生成し、そのラジカル種を重合開始点として不飽和カルボン酸及び酸無水物をグラフト重合させる反応)、などが挙げられる。
ラジカル発生剤としては、有機過酸化物を使用することが好ましい。有機過酸化物としては、例えば、ジ-tert-ブチルパーオキシフタレート、tert-ブチルヒドロパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、tert-ブチルパーオキシベンゾエート、tert-ブチルパーオキシ-2-エチルヘキサノエート、tert-ブチルパーオキシピバレート、メチルエチルケトンパーオキサイド、ジ-tert-ブチルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド等の過酸化物等が挙げられる。
酸変性ポリオレフィン樹脂(A)の融点(Tm)は、50℃~130℃であることが好ましい。より好ましくは55℃以上であり、より一層好ましくは60℃以上であり、特に好ましくは65℃以上である。また、より好ましくは110℃以下であり、より一層好ましくは100℃以下であり、最も好ましくは95℃以下である。融点が50℃~130℃以上であることにより、結晶由来の凝集力が強く、流動性が高くなるため、接着性がより良好になる。また、加熱から貼り合わせまでのオープンタイムを長くすることができるため作業性が向上する。
酸変性ポリオレフィン樹脂(A)の融点(Tm)は、JIS K7121-2012に準拠し、示差走査型熱量計(DSC)により測定することができる。具体的な測定方法については、後述する実施例において説明する。
酸変性ポリオレフィン樹脂(A)の酸価は、5~50mgKOH/gの範囲であることが好ましい。より好ましくは5~40mgKOH/g、さらに好ましくは5~30mgKOH/g、最も好ましくは5~16mgKOH/gの範囲である。酸価が5mgKOH/g以上では、酸変性ポリオレフィン樹脂(A)のポリオレフィン系基材に対する接着力がより一層発揮される。また、ホットメルト接着剤組成中のダイマー酸ポリアミド樹脂(B)を効率的に分散させることができ、良好な海島構造が形成され得る。酸価が50mgKOH/g以下では、酸変性ポリオレフィン樹脂(A)の凝集力が高くなり、接着強度がより一層向上する。
酸変性ポリオレフィン樹脂(A)の酸価は、例えば、JIS K0070-1992の試験方法に準じて、測定することができる。具体的な測定方法については、後述する実施例において説明する。
一実施形態として、酸変性ポリオレフィン樹脂(A)の重量平均分子量(Mw)は、10,000~200,000の範囲であることが好ましい。より好ましくは30,000~160,000の範囲であり、さらに好ましくは40,000~140,000の範囲であり、最も好ましくは、50,000~100,000の範囲である。重量平均分子量が10,000以上では、酸変性ポリオレフィン樹脂(A)の凝集力が発揮され接着性がより良好となる。また、200,000以下では、酸変性ポリオレフィン樹脂(A)の流動性が高く、接着剤組成物の良好な相構造が形成されるため、接着性がより良好となり。作業性も良好となる。さらに、酸変性ポリオレフィン樹脂(A)の基材に対する濡れ性が良好で接着強度が向上する。
酸変性ポリオレフィン樹脂(A)の重量平均分子量(Mw)は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により測定することができ、ポリスチレンの検量線から換算できる。なおGPC測定は、THFなどを溶媒として、市販の装置を用いて従来公知の方法で行われる。具体的な測定方法については、後述する実施例において説明する。
一実施形態として、酸変性ポリオレフィン樹脂(A)の190℃における溶融粘度は、1000 mPa・s~10000 mPa・sの範囲であることが好ましい。より好ましくは1500 mPa・s以上9000 mPa・s以下であり、さらに好ましくは1800 mPa・s以上8000 mPa・s以下、最も好ましくは2200 mPa以上7000 mPa・s以下の範囲である。酸変性ポリオレフィン樹脂(A)の190℃における溶融粘度が10000 mPa・s以下では、ホットメルト接着剤組成物の基材に対する濡れ性がより良好となり、接着性がより向上する。また、190℃における1000 mPa・s以上では、ホットメルト接着剤組成中のダイマー酸ポリアミド樹脂(B)を効率的に分散させることができ、良好な海島構造が形成され、基材への接着性がより向上する。溶融粘度の具体的な測定方法については、後述する実施例において説明する。
<ダイマー酸ポリアミド樹脂(B)>
本発明は、ダイマー酸ポリアミド樹脂(B)を含有する。ダイマー酸ポリアミド樹脂(B)は、主鎖にアミド結合を有するものであり、主にジカルボン酸成分とジアミン成分を用いた脱水縮合反応によって得られるものである。ダイマー酸ポリアミド樹脂(B)は、ジカルボン酸成分としてダイマー酸を使用する。ここで、ダイマー酸とは、オレイン酸やリノール酸などの炭素数18の不飽和脂肪酸を二量化することによって得られるものである。例えば、ダイマー酸の不飽和二重結合に、水素添加して不飽和度を低下させたものを使用してもよい。
本発明は、ダイマー酸ポリアミド樹脂(B)を含有する。ダイマー酸ポリアミド樹脂(B)は、主鎖にアミド結合を有するものであり、主にジカルボン酸成分とジアミン成分を用いた脱水縮合反応によって得られるものである。ダイマー酸ポリアミド樹脂(B)は、ジカルボン酸成分としてダイマー酸を使用する。ここで、ダイマー酸とは、オレイン酸やリノール酸などの炭素数18の不飽和脂肪酸を二量化することによって得られるものである。例えば、ダイマー酸の不飽和二重結合に、水素添加して不飽和度を低下させたものを使用してもよい。
上記ダイマー酸としては、例えば市販されているハリダイマーシリーズ(ハリマ化成社製)、プリポールシリーズ(クローダジャパン社製)、ツノダイムシリーズ(築野食品工業社製)などを用いることができる。
ダイマー酸ポリアミド樹脂(B)は、ポリアミド樹脂として広く使用されているナイロン6、ナイロン66、ナイロン12などの樹脂に比べて、大きな炭化水素グループを有するため柔軟性に優れているため、基材への濡れ性が良好で、高い接着性を有する。本発明の接着剤組成物が、ダイマー酸ポリアミド樹脂(B)を含むことにより、接着剤組成物の流動性が良好になり、良好な相構造が得られる。また、耐熱性に優れ、良好な耐熱クリープ特性を有することができる。
ダイマー酸ポリアミド樹脂(B)を構成するダイマー酸含有量としては、ジカルボン酸成分100モル%に対して50モル%以上であることが好ましく、60モル%以上が好ましく、70モル%以上がより好ましい。ダイマー酸の含有量が50モル%以上であると、ダイマー酸ポリアミド樹脂(B)の特性や効果をより奏することができる。
ダイマー酸以外の他のジカルボン酸成分としては、C4~C60ジカルボン酸を用いることができる。例えば、アジピン酸、アゼライン酸、コハク酸、ドデカン二酸、グルタル酸、マレイン酸、セバシン酸、ピメリン酸、スベリン酸、ノナンジカルボン酸、フマル酸、ウンデカン二酸またはそれらの混合物が挙げられる。
ダイマー酸以外の他のジカルボン酸成分の含有量としては、ジカルボン酸成分100モル%に対して50モル%未満とすることが好ましく、25モル%以下とすることがより好ましい。これにより、ダイマー酸ポリアミド樹脂(B)の軟化点や接着性などの制御が容易となる。なお、単量体であるモノマー酸(炭素数18)、三量体であるトリマー酸(炭素数54)、炭素数20~54の他の重合脂肪酸などは、本発明にいうダイマー酸には含まれず、上記他のジカルボン酸成分に含むものとする。
ダイマー酸ポリアミド樹脂(B)を構成するジアミン成分としては、例えば、エチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ペンタメチレンジアミン、m-キシレンジアミン、フェニレンジアミン、ジエチレントリアミン、ピペラジンなどを用いることができ、中でもエチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、ジエチレントリアミン、m-キシレンジアミン、ピペラジンまたはそれらの混合物が挙げられる。
上記ジアミン成分とダイマー酸或いはジカルボン酸成分とは、加熱縮合され、脱水を伴ったアミド化工程によりダイマー酸ポリアミドを製造することができる。加熱縮合させる際の重合方法は、従来公知の方法を採用することができ、特に限定されるものではないが、一般に、反応温度は100~300℃程度、反応時間は1~8時間程度である。ダイマー酸ポリアミド樹脂(B)を重合する際、ジカルボン酸成分とジアミン成分との仕込み比を調整することにより、樹脂の重合度や酸価、アミン価などを制御することができる。
一実施形態におけるダイマー酸ポリアミド樹脂(B)は、アミン価が0.1~10mgKOH/gであることが好ましい。より好ましくは0.1~5mgKOH/g、さらに好ましくは0.2~3mgKOH/g、最も好ましくは0.3~2mgKOH/gである。アミン価が10mgKOH/gを超えると、ダイマー酸ポリアミド樹脂(B)と酸変性ポリオレフィン樹脂(A)とが反応して三次元架橋を形成し、ホットメルト接着剤組成物の濡れ性が低下し、接着性が低下する場合がある。ダイマー酸ポリアミド樹脂(B)のアミン価が0.1~10mgKOH/gであることにより、ポリエチレンテレフタレート(PET)との接着性と、耐熱クリープ特性とが、より良好となる。なお、アミン価とは、試料1gを中和するのに要する塩酸の当量を水酸化カリウムのミリグラム数で表したものであり、ASTM-D-2074の方法に従って求めた値である。
一実施形態におけるダイマー酸ポリアミド樹脂(B)の軟化点は、100℃~200℃であることが好ましい。より好ましくは、110℃~190℃であり、より一層好ましくは、115℃~180℃である。ダイマー酸ポリアミド樹脂(B)の軟化点が100℃~200℃であることにより、ホットメルト接着剤組成物の濡れ性と相構造がより良好になり、特にポリエチレンテレフタレート(PET)との接着性が良好になる。また、耐熱クリープ特性もより良好となる。軟化点はASTM E28に従い、標準の環球法により測定することができる。
<スチレン系エラストマー(C)>
本発明は、スチレン系エラストマー(C)を含有する。スチレン系エラストマー(C)を含有することにより、接着剤中の内部応力を軽減させ、また、酸変性ポリオレフィン樹脂(A)とダイマー酸ポリアミド樹脂(B)や粘着付与樹脂(D)との相溶性が向上するため、基材との接着性を向上させることができる。さらに、SP値の差が大きい基材の接着に良好な相構造を形成することが可能であり、ポリオレフィン系基材とポリエチレンテレフタレート(PET)との良好な接着性を有する。スチレン系エラストマー(C)としては、例えば、スチレンエラストマー、スチレン-ブタジエン樹脂、スチレン-エチレン-プロピレン樹脂、スチレン-イソプレン-ブタジエン-スチレン樹脂、スチレン-イソプレン-スチレン樹脂などが挙げられる。スチレン系エラストマーは水添されていてもよい。スチレン系エラストマーの水添物としては、例えば、スチレン-エチレン-ブチレン-スチレン樹脂、スチレン-エチレン-プロピレン-スチレン樹脂が好ましい。また、スチレン系エラストマーは酸変性物であってもよい。
本発明は、スチレン系エラストマー(C)を含有する。スチレン系エラストマー(C)を含有することにより、接着剤中の内部応力を軽減させ、また、酸変性ポリオレフィン樹脂(A)とダイマー酸ポリアミド樹脂(B)や粘着付与樹脂(D)との相溶性が向上するため、基材との接着性を向上させることができる。さらに、SP値の差が大きい基材の接着に良好な相構造を形成することが可能であり、ポリオレフィン系基材とポリエチレンテレフタレート(PET)との良好な接着性を有する。スチレン系エラストマー(C)としては、例えば、スチレンエラストマー、スチレン-ブタジエン樹脂、スチレン-エチレン-プロピレン樹脂、スチレン-イソプレン-ブタジエン-スチレン樹脂、スチレン-イソプレン-スチレン樹脂などが挙げられる。スチレン系エラストマーは水添されていてもよい。スチレン系エラストマーの水添物としては、例えば、スチレン-エチレン-ブチレン-スチレン樹脂、スチレン-エチレン-プロピレン-スチレン樹脂が好ましい。また、スチレン系エラストマーは酸変性物であってもよい。
本発明のスチレン系エラストマー(C)の他に、本願の効果を損ねない限りにおいて、例えば、オレフィン系エラストマー、アルケン系エラストマー、塩化ビニル系エラストマー、ウレタン系エラストマー、及びアミド系エラストマーなどをさらに含んでいてもよく、それぞれ単独で、又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
本発明に用いるスチレン系エラストマー(C)のショアA硬度は60以下が好ましい。より好ましくは50以下、より一層好ましくは45以下、特に好ましくは40以下である。ショアA硬度が60以下であることにより、接着剤中の内部応力をより軽減させ、また、酸変性ポリオレフィン樹脂(A)、ダイマー酸ポリアミド樹脂(B)、及び粘着付与樹脂(D)との相溶性がより向上するため、基材との接着性をより向上させることができる。さらに、SP値の差が大きい基材の接着により良好な相構造を形成することが可能であり、ポリオレフィン系基材とポリエチレンテレフタレート(PET)とのより良好な接着性を有する。ショアA硬度は、JIS K7215に従って測定することができる。
スチレン系エラストマー(C)の密度は、0.88~0.99g/cm3の範囲であることが好ましい。より好ましくは、0.89~0.91g/cm3の範囲である。この範囲であると、酸変性ポリオレフィン樹脂(A)との比重差が大きくなりすぎず、保存安定性が良好な傾向にある。
<粘着付与樹脂(D)>
本発明の接着剤組成物は粘着付与樹脂(D)を含有する。粘着付与樹脂を含有させることにより、接着剤を塗布した後の表面の粘着性が維持でき、基材との接着性を向上させることができる。
本発明の接着剤組成物は粘着付与樹脂(D)を含有する。粘着付与樹脂を含有させることにより、接着剤を塗布した後の表面の粘着性が維持でき、基材との接着性を向上させることができる。
本発明に用いる粘着付与樹脂(D)の軟化点は、60℃以上であることが好ましい。より好ましくは65℃以上であり、さらに好ましくは70℃以上、最も好ましくは75℃以上である。また、好ましくは200℃以下であり、さらに好ましくは180℃以下、最も好ましくは150℃以下である。軟化点が60℃以上であると常温での粘着付与樹脂(D)が表面にブリードアウトしにくく滑らかな表面となり、より良好な接着性を有することができる。また、軟化点が200℃以下であると、基材への濡れ性がより良好になり、より良好な接着性を有する。
本発明に用いる粘着付与樹脂(D)としては、例えば、石油樹脂(脂肪族系、脂環族系、芳香族系等)、テルペン樹脂(α-ピネン、β-ピネン、リモネンなどの重合体)、芳香族炭化水素変性テルペン樹脂、ロジン系樹脂(ガムロジン、トール油ロジン、ウッドロジン、水添ロジン、不均化ロジン、重合ロジン、マレイン化ロジン、ロジンエステル等)、テルペンフェノール樹脂などが挙げられ、それぞれ単独で、又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
本発明において、粘着付与樹脂(D)は、酸変性ポリオレフィン樹脂(A)との相溶性が優れ、ポリオレフィン系基材とポリエチレンテレフタレート(PET)に対してより一層良好な接着性を有し、高温での接着強度がより良好である観点から、テルペン系樹脂が好ましい。
<ホットメルト接着剤組成物>
本発明のホットメルト接着剤組成物の190℃メルトフローレート(MFR)は100g/10min以上1000g/10min以下の範囲である。好ましくは200g/10min以上800g/10min以下であり、より好ましくは250g/10min以上600g/10min以下である。より一層好ましくは300g/10min以上550g/10min以下である。190℃メルトフローレート(MFR)が100g/10min以上であると、基材への濡れ性が向上するため、基材への接着性が良好になる。また、SP値の差が大きい基材の接着に良好な相構造を形成することが可能であり、ポリオレフィン系基材とポリエチレンテレフタレート(PET)との良好な接着性、耐熱クリープ特性を有する。良好な流動性と良好な相構造が得られ、接着力が向上する。190℃メルトフローレート(MFR)が、この範囲であることにより、接着性がより良好であり、塗工の際のハンドリング性も向上する。190℃メルトフローレート(MFR)はJIS K7210-2014に規定された方法により測定することができる。測定温度は190℃であり荷重は断りのない限り2.16kgで測定する。
本発明のホットメルト接着剤組成物の190℃メルトフローレート(MFR)は100g/10min以上1000g/10min以下の範囲である。好ましくは200g/10min以上800g/10min以下であり、より好ましくは250g/10min以上600g/10min以下である。より一層好ましくは300g/10min以上550g/10min以下である。190℃メルトフローレート(MFR)が100g/10min以上であると、基材への濡れ性が向上するため、基材への接着性が良好になる。また、SP値の差が大きい基材の接着に良好な相構造を形成することが可能であり、ポリオレフィン系基材とポリエチレンテレフタレート(PET)との良好な接着性、耐熱クリープ特性を有する。良好な流動性と良好な相構造が得られ、接着力が向上する。190℃メルトフローレート(MFR)が、この範囲であることにより、接着性がより良好であり、塗工の際のハンドリング性も向上する。190℃メルトフローレート(MFR)はJIS K7210-2014に規定された方法により測定することができる。測定温度は190℃であり荷重は断りのない限り2.16kgで測定する。
本発明は、酸変性ポリオレフィン樹脂(A)をホットメルト接着剤組成物の全固形分100質量部に対して、20~50質量部含有する。酸変性ポリオレフィン樹脂(A)をこの範囲で含有することにより、良好な海島構造を形成し、ポリオレフィン系基材への接着性、耐熱クリープ特性に優れる。また、SP値の差が大きい基材の接着に良好な相構造を形成することが可能であり、ポリオレフィン系基材とポリエチレンテレフタレート(PET)との良好な接着性を有する。好ましくは、酸変性ポリオレフィン樹脂(A)の含有量は、ホットメルト接着剤組成物の全固形分100質量部に対して、25~45質量部であり、より好ましくは、28~42質量部である。
一実施形態として、前記酸変性ポリオレフィン樹脂(A)の含有量は、ホットメルト接着剤組成物を100質量%として、20~50質量%が好ましく、25~45質量%がより好ましく、28~42質量%がさらに好ましい。酸変性ポリオレフィン樹脂(A)をこの範囲で含有することにより、良好な海島構造をより形成し易くなり、ポリオレフィン系基材への接着性、耐熱クリープ特性がより優れる。また、SP値の差が大きい基材の接着に良好な相構造を形成することがより可能となり、ポリオレフィン系基材とポリエチレンテレフタレート(PET)との接着性がより良好となる。
一実施形態として、前記酸変性ポリオレフィン樹脂(A)の含有量は、酸変性ポリオレフィン樹脂(A)、ダイマー酸ポリアミド樹脂(B)、スチレン系エラストマー(C)、及び粘着付与樹脂(D)の含有量の合計を100質量%として、20~50質量%が好ましく、25~45質量%がより好ましく、28~42質量%がさらに好ましい。酸変性ポリオレフィン樹脂(A)をこの範囲で含有することにより、良好な海島構造をより形成し易くなり、ポリオレフィン系基材への接着性、耐熱クリープ特性がより優れる。また、SP値の差が大きい基材の接着に良好な相構造を形成することがより可能となり、ポリオレフィン系基材とポリエチレンテレフタレート(PET)との接着性がより良好となる。
本発明におけるダイマー酸ポリアミド樹脂(B)の含有量は、酸変性ポリオレフィン樹脂(A)との相溶性、ポリオレフィン系基材、ポリエチレンテレフタレート(PET)との接着性、耐熱クリープ特性をより一層良好にする観点、SP値の差が大きい基材の接着に良好な相構造を形成する観点から、酸変性ポリオレフィン樹脂(A)100質量部に対して、30質量部以上含有することが好ましい。より好ましくは、ダイマー酸ポリアミド樹脂(B)の含有量は、酸変性ポリオレフィン樹脂(A)100質量部に対して、40質量部以上であり、より一層好ましくは、50質量部以上であり、さらに好ましくは、60質量部以上である。また、ダイマー酸ポリアミド樹脂(B)の含有量は、酸変性ポリオレフィン樹脂(A)100質量部に対して、150質量部以下が好ましく、120質量部以下がより好ましく、100質量部以下がより一層好ましい。さらに好ましくは、90質量部以下である。
一実施形態として、スチレン系エラストマー(C)の含有量は、酸変性ポリオレフィン樹脂(A)とダイマー酸ポリアミド樹脂(B)との相溶性がより向上し、接着界面の応力を緩和し、基材との接着性をより向上させる観点、SP値の差が大きい基材の接着に良好な相構造を形成する観点から、酸変性ポリオレフィン樹脂(A)とダイマー酸ポリアミド樹脂(B)の合計含有量100質量部に対し、10~80質量部であることが好ましい。より好ましくは、酸変性ポリオレフィン樹脂(A)とダイマー酸ポリアミド樹脂(B)の合計含有量100質量部に対し、スチレン系エラストマー(C)の含有量が15~70質量部であり、より一層好ましくは、20~65質量部であり、さらに好ましくは、25質量部~60質量部であり、特に好ましくは、30~55質量部である。
一実施形態として、酸変性ポリオレフィン樹脂(A)、ダイマー酸ポリアミド樹脂(B)、スチレン系エラストマー(C)、及び粘着付与樹脂(D)の合計含有量100質量%における、粘着付与樹脂(D)の含有割合は、基材への濡れ性を良好にし、接着強度を向上させる観点から5~40質量%が好ましく、より好ましくは、10~35質量%であり、より一層好ましくは、15~30質量%である。
一実施形態として、酸変性ポリオレフィン樹脂(A)及びダイマー酸ポリアミド樹脂(B)の合計含有量は、酸変性ポリオレフィン樹脂(A)、ダイマー酸ポリアミド樹脂(B)、スチレン系エラストマー(C)、及び粘着付与樹脂(D)の合計含有量100質量%に対し、40~80質量%が好ましく、より好ましくは、45~70質量%である。より一層好ましくは、50~65質量%である。
一実施形態として、ホットメルト接着剤組成物の総質量に対する酸変性ポリオレフィン樹脂(A)、ダイマー酸ポリアミド樹脂(B)、スチレン系エラストマー(C)、及び粘着付与樹脂(D)の合計含有割合は、50質量%以上、60質量%以上、70質量%以上、80質量%以上、90質量%以上、95質量%以上の順で好ましい。また、100質量%であってもよい。
一実施形態として、ホットメルト接着剤組成物に酸化防止剤を加えることが好ましい。好ましい酸化防止剤としては、ヒンダードフェノール系酸化防止剤、リン系酸化防止剤、硫黄系酸化防止剤、アミン系酸化防止剤等を挙げることができ、それぞれ単独で、又は2種以上を組み合わせて用いることができる。特にヒンダードフェノール系酸化防止剤と他の酸化防止剤の組み合わせが有効である。また、熱老化防止剤、銅害防止剤、帯電防止剤、耐光安定剤、紫外線吸収剤などの安定剤を添加することが望ましい。特に燐原子を分子内に含むフェノール系酸化防止剤を用いると、効率的なラジカル捕獲ができる点で望ましい。更には、結晶核剤や難燃剤等を添加することもできる。
ヒンダードフェノール系酸化防止剤や安定剤としては、1,3,5-トリス(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシベンジル)イソシアヌレート、1,1,3-トリ(4-ヒドロキシ-2-メチル-5-t-ブチルフェニル)ブタン、1,1-ビス(3-t-ブチル-6-メチル-4-ヒドロキシフェニル)ブタン、3,5-ビス(1,1-ジメチルエチル)-4-ヒドロキシ-ベンゼンプロパノイック酸、ペンタエリスリトールテトラキス[3-(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、3-(1,1-ジメチルエチル)-4-ヒドロキシ-5-メチル-ベンゼンプロパノイック酸、3,9-ビス[1,1-ジメチル-2-[(3-t-ブチル-4-ヒドロキシ-5-メチルフェニル)プロピオニロキシ]エチル]-2,4,8,10-テトラオキサスピロ[5.5]ウンデカン、1,3,5-トリメチル-2,4,6-トリス(3’,5’-ジ-t-ブチル-4’-ヒドロキシベンジル)ベンゼン、チオジエチレンビス[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]、オクタデシル-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、N,N’-ヘキサン-1,6ジイルビス[3-(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニルプロピオンアミド)、3,3’,3”,5,5’5”-ヘキサ-tert-ブチル-a,a’,a”-(メシチレン-2,4,6トリイル)トリ-p-クレゾール、ジエチル[[3,5-ビス[1,1-ジメチルエチル]-4-ヒドロキシフェニル]メチル]ホスフェート、4,4’-ブチリデンビス(3-メチル-6-t-ブチルフェノール)、2’3-ビス[[3-[3、5-ジ-ter-ブチル-4-ヒドロキシフェニル]プロピオニル]]プロピオノヒドラジド、3,9-ビス[2-{3-(3-tert-ブチル-4-ヒドロキシ-5-メチルフェニル)プロピオニルオキシ}-1,1-ジメチルエチル]-2,4-8,10-テトラオキサスピロ[5・5]ウンデカンなどが挙げられる。
リン系酸化防止剤や安定剤としては、3,9-ビス(p-ノニルフェノキシ)-2,4,8,10-テトラオキサ-3,9-ジフォスファスピロ[5.5]ウンデカン、3,9-ビス(オクタデシロキシ)-2,4,8,10-テトラオキサ-3,9-ジフォスファスピロ[5.5]ウンデカン、トリ(モノノニルフェニル)フォスファイト、トリフェノキシフォスフィン、イソデシルフォスファイト、イソデシルフェニルフォスファイト、ジフェニル2-エチルヘキシルフォスファイト、ジノニルフェニルビス(ノニルフェニル)エステルフォスフォラス酸、1,1,3-トリス(2-メチル-4-ジトリデシルフォスファイト-5-t-ブチルフェニル)ブタン、トリス(2,4-ジ-tert-ブチルフェニル)フォスファイト、ペンタエリスリトールビス(2,4-ジ-tert-ブチルフェニルフォスファイト)、2,2’-メチレンビス(4,6-ジ-tert-ブチルフェニル)2-エチルヘキシルフォスファイト、ビス(2,6-ジ-tert-ブチル-4-メチルフェニル)ペンタエリスリトールジフォスファイト、ビス[2,4-ビス[1,1-ジメチルエチル]-6-メチルフェニル]エチルエステル亜燐酸、6-[3-(3-tert-ブチル-4-ヒドロキシ-5-メチル)プロポキシ]-2,4,8,10-テトラ-tert-ブチルジベンズ[d,f][1,3,2]-ジオキサホスフェピン、テトラキス(2,4-ジ-tert-ブチルフェニル)[1,1-ビフェニル]-4,4’-ジイルビスホスフォナイト、ビス(2,4-ジ-tert-ブチルフェニル)ペンタエリスリトールジフォスファイトなどが挙げられる。
硫黄系酸化防止剤や安定剤としては、4,4’-チオビス[2-tert-ブチル-5-メチルフェノール]ビス[3-(ドデシルチオ)プロピオネート]、チオビス[2-(1,1-ジメチルエチル)-5-メチル-4,1-フェニレン]ビス[3-(テトラデシルチオ)-プロピオネート]、ペンタエリスリトールテトラキス(3-n-ドデシルチオプロピオネート)、ビス(トリデシル)チオジプロピオネート、ジドデシル-3,3’-チオジプロピオネート、ジオクタデシル-3,3’ -チオジプロピオネート 、4,6-ビス(オクチルチオメチル)-o-クレゾール、4,4-チオビス(3-メチル-6-tert-ブチルフェノール)などが挙げられる。
アミン系酸化防止剤や安定剤として4,4’-ビス(α,α-ジメチルベンジル)ジフェニルアミンや2’,3-ビス[[3-[3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル]プロピオニル]]プロピオノヒドラジド、N,N’-ジ-2ナフチル-p-フェニレンジアミン、N-フェニル-N’-4,4’-チオビス(2-t-ブチル-5-メチルフェノール)、2,2-ビス[3-(ドデシルチオ)プロパノイルオキシメチル]-1,3-プロパンジオールビス[3-(ドデシルチオ)プロピオナート]などが挙げられる。
酸化防止剤の添加量は、熱劣化防止効果を良好にする観点から、ホットメルト接着剤組成物全体に対して0.1質量%以上5質量%以下が好ましい。酸化防止剤を5質量%超えた量を添加すると、接着性等に悪影響を与える場合がある。
一実施形態として、ホットメルト接着剤組成物に、本発明の性能を損ねない範囲で、エポキシ樹脂、ポリアミド樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、エチレンビニルアセテート樹脂、フェノール樹脂等の他の樹脂を配合することもできる。この場合、接着性、柔軟性、耐久性等が改良される場合がある。他の樹脂の配合量としては、ホットメルト接着剤組成物全体の5質量%未満が望ましい。また、イソシアネート化合物、メラミン等の硬化剤、タルクや雲母等の充填材、カーボンブラック、酸化チタン等の顔料、三酸化アンチモン、臭素化ポリスチレン等の難燃剤を配合しても差し支えない。
本発明の接着剤組成物は、ポリオレフィン系基材とポリエチレンテレフタレート(PET)との接着において良好な接着性を示す。本発明の接着剤組成物を厚み20μmに成形した際の接着強度が、10N/25mm以上であることが好ましく、より好ましくは、15N/25mmであり、さらに好ましくは、20N/25mmである。接着強度はJIS K6854-2の剥離試験法に準拠し、測定することができる。具体的な測定方法については、後述する実施例において説明する。
本発明のホットメルト接着剤組成物は、ポリオレフィン系基材とポリエチレンテレフタレート(PET)との接着において良好な接着性と耐熱クリープ特性を有する。また、本発明のホットメルト接着剤組成物は、SP値の差が大きい基材同士の接着に良好な接着性を有するため、ポリエチレンテレフタレート(PET)以外の高極性樹脂基材、例えば、ポリ塩化ビニル(PVC)、及びポリウレタン(PU)等とポリオレフィン系基材、ポリオレフィン系基材同士の接着においても、好的に使用できる。
本発明の接着体は、上記のホットメルト接着剤組成物からなる接着剤を用いて、ポリオレフィン系基材とポリエチレンテレフタレート(PET)とを接着させることにより得られる。接着体の用途としては、例えば、自動車・家電・電子材料・食品・医療分野などのシート・フィルム・成形体等が挙げられる。
(ポリオレフィン系基材)
ポリオレフィン系基材としては、従来から公知のポリオレフィン系基材の中から適宜選択することができる。例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレンープロピレン共重合体などが挙げられる。
ポリオレフィン系基材としては、従来から公知のポリオレフィン系基材の中から適宜選択することができる。例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレンープロピレン共重合体などが挙げられる。
(ホットメルト接着剤組成物の製造方法)
本発明のホットメルト接着剤組成物を製造する方法としては特に限定されず、例えば、単軸押出し機、二軸押出し機等の押出し機で溶融混練する方法、バッチ式ニーダーで溶融混錬する方法があり、高いせん断応力をかけることの出来る二軸押出機を用いた方法が特に好ましい。二軸押出機を用いる場合、使用する各原料の融点もしくは軟化点よりも高温で溶融混練することが好ましく、具体的には150~300℃で溶融混練することが好ましい。
本発明のホットメルト接着剤組成物を製造する方法としては特に限定されず、例えば、単軸押出し機、二軸押出し機等の押出し機で溶融混練する方法、バッチ式ニーダーで溶融混錬する方法があり、高いせん断応力をかけることの出来る二軸押出機を用いた方法が特に好ましい。二軸押出機を用いる場合、使用する各原料の融点もしくは軟化点よりも高温で溶融混練することが好ましく、具体的には150~300℃で溶融混練することが好ましい。
以下、実施例を挙げて本発明を更に詳細に説明する。但し、本発明は実施例に限定されるものではない。
<酸変性ポリオレフィン樹脂(A)>
(1)酸変性ポリオレフィン樹脂(A)の酸価の測定
本発明における酸変性ポリオレフィン樹脂(A)の酸価(mgKOH/g)は1gの酸変性ポリオレフィン樹脂(A)を中和するのに必要とするKOH量であり、JIS K0070(1992)の試験方法に準じて測定した。具体的には100℃に温度調整したキシレン100gに酸変性ポリオレフィン樹脂1gを溶解させた後、同温度でフェノールフタレインを指示薬として0.1mol/L水酸化カリウムエタノール溶液[商品名「0.1mol/Lエタノール性水酸化カリウム溶液」和光純薬(株)製]で滴定を行った。この際、滴定に要した水酸化カリウム量をmgに換算して酸価(mgKOH/g)を算出した。
(1)酸変性ポリオレフィン樹脂(A)の酸価の測定
本発明における酸変性ポリオレフィン樹脂(A)の酸価(mgKOH/g)は1gの酸変性ポリオレフィン樹脂(A)を中和するのに必要とするKOH量であり、JIS K0070(1992)の試験方法に準じて測定した。具体的には100℃に温度調整したキシレン100gに酸変性ポリオレフィン樹脂1gを溶解させた後、同温度でフェノールフタレインを指示薬として0.1mol/L水酸化カリウムエタノール溶液[商品名「0.1mol/Lエタノール性水酸化カリウム溶液」和光純薬(株)製]で滴定を行った。この際、滴定に要した水酸化カリウム量をmgに換算して酸価(mgKOH/g)を算出した。
(2)酸変性ポリオレフィン樹脂(A)の重量平均分子量(Mw)の測定
酸変性ポリオレフィン樹脂(A)の重量平均分子量(Mw)は、日本ウォーターズ社製ゲルパーミエーションクロマトグラフAlliance e2695(以下、GPC、標準物質:ポリスチレン樹脂、移動相:テトラヒドロフラン。カラム:Shodex KF-806 + KF-803、カラム温度:40℃、流速:1.0mL/min、検出器:フォトダイオードアレイ検出器(波長254nm=紫外線)によって測定した値である。
酸変性ポリオレフィン樹脂(A)の重量平均分子量(Mw)は、日本ウォーターズ社製ゲルパーミエーションクロマトグラフAlliance e2695(以下、GPC、標準物質:ポリスチレン樹脂、移動相:テトラヒドロフラン。カラム:Shodex KF-806 + KF-803、カラム温度:40℃、流速:1.0mL/min、検出器:フォトダイオードアレイ検出器(波長254nm=紫外線)によって測定した値である。
(3)酸変性ポリオレフィン樹脂(A)の融点の測定
酸変性ポリオレフィン樹脂(A)の融点(Tm)は、JIS K7121-2012に準拠し、示差走査熱量計(ティー・エー・インスツルメント・ジャパン製、Q-2000、以下DSCと言うことがある)を用いて、約5mgの試料を-50℃で5分間保持後、10℃/minの速度で昇温し、試料を融解後、230℃で2分間加熱溶融状態を保持した後、10℃/minの速度で降温して-50℃で安定保持し、再度10℃/minの速度で昇温し、融解した際の融解ピークのトップ温度を測定し、該融解ピーク温度として評価した。
酸変性ポリオレフィン樹脂(A)の融点(Tm)は、JIS K7121-2012に準拠し、示差走査熱量計(ティー・エー・インスツルメント・ジャパン製、Q-2000、以下DSCと言うことがある)を用いて、約5mgの試料を-50℃で5分間保持後、10℃/minの速度で昇温し、試料を融解後、230℃で2分間加熱溶融状態を保持した後、10℃/minの速度で降温して-50℃で安定保持し、再度10℃/minの速度で昇温し、融解した際の融解ピークのトップ温度を測定し、該融解ピーク温度として評価した。
(4)酸変性ポリオレフィン樹脂(A)の溶融粘度の測定
酸変性ポリオレフィン樹脂(A)の溶融粘度は、島津製作所製、フローテスター(CFT-500C型)にて、190℃に設定した加熱体中央のシリンダー中に水分率0.1%以下に乾燥した酸変性ポリオレフィン樹脂試料を充填した。充填3分経過後、プランジャーを介して試料に圧力(4.9MPa)をかけ、シリンダー底部のダイ(孔径:0.5mm、厚み:20mm)より、溶融した試料を押出し、プランジャーの降下距離と降下時間を記録し、溶融粘度(mPa・s)を算出した。
酸変性ポリオレフィン樹脂(A)の溶融粘度は、島津製作所製、フローテスター(CFT-500C型)にて、190℃に設定した加熱体中央のシリンダー中に水分率0.1%以下に乾燥した酸変性ポリオレフィン樹脂試料を充填した。充填3分経過後、プランジャーを介して試料に圧力(4.9MPa)をかけ、シリンダー底部のダイ(孔径:0.5mm、厚み:20mm)より、溶融した試料を押出し、プランジャーの降下距離と降下時間を記録し、溶融粘度(mPa・s)を算出した。
(製造例1)
ポリオレフィン樹脂1を100質量部、無水マレイン酸8質量部、ジクミルパーオキサイド2質量部およびトルエン150質量部を、撹拌機を取り付けたオートクレーブ中に投入し、密閉後に窒素置換を5分間行った。その後、加熱撹拌しながら140℃で5時間反応を行った。反応終了後に、反応液を大量のメチルエチルケトンに投入し、樹脂を析出させた。析出した樹脂を取り出し、さらにメチルエチルケトンで数回洗浄した後に乾燥し、酸変性ポリオレフィン樹脂(A-1)を得た。組成および特性を表1に示す。
ポリオレフィン樹脂1を100質量部、無水マレイン酸8質量部、ジクミルパーオキサイド2質量部およびトルエン150質量部を、撹拌機を取り付けたオートクレーブ中に投入し、密閉後に窒素置換を5分間行った。その後、加熱撹拌しながら140℃で5時間反応を行った。反応終了後に、反応液を大量のメチルエチルケトンに投入し、樹脂を析出させた。析出した樹脂を取り出し、さらにメチルエチルケトンで数回洗浄した後に乾燥し、酸変性ポリオレフィン樹脂(A-1)を得た。組成および特性を表1に示す。
(製造例2,3)
上記酸変性ポリオレフィン樹脂(A-1)の製造例と同様にして、ポリオレフィン樹脂の種類を表1に示す通りに変更し、酸変性ポリオレフィン樹脂(A-2)、(A-3)を得た。各酸変性ポリオレフィン樹脂(A)の組成および樹脂特性を表1に示す。
上記酸変性ポリオレフィン樹脂(A-1)の製造例と同様にして、ポリオレフィン樹脂の種類を表1に示す通りに変更し、酸変性ポリオレフィン樹脂(A-2)、(A-3)を得た。各酸変性ポリオレフィン樹脂(A)の組成および樹脂特性を表1に示す。
<ポリオレフィン樹脂>
ポリオレフィン樹脂1:プロピレン-ブテン(=70/30(モル比))共重合体(重量平均分子量(Mw)230,000)
ポリオレフィン樹脂2:プロピレン-ブテン(=90/10(モル比))共重合体(重量平均分子量(Mw)180,000)
ポリオレフィン樹脂3:プロピレン-エチレン-ブテン(=94/3/3(モル比))共重合体(重量平均分子量(Mw)170,000)
ポリオレフィン樹脂1:プロピレン-ブテン(=70/30(モル比))共重合体(重量平均分子量(Mw)230,000)
ポリオレフィン樹脂2:プロピレン-ブテン(=90/10(モル比))共重合体(重量平均分子量(Mw)180,000)
ポリオレフィン樹脂3:プロピレン-エチレン-ブテン(=94/3/3(モル比))共重合体(重量平均分子量(Mw)170,000)
<ダイマー酸ポリアミド(B)>
(B-1)ダイマー酸ポリアミド:築野オレオケミカルズ社製 ベジケムグリーン(登録商標)TPA-2125(軟化点125℃ アミン価 1.0mgKOH/g)
(B-2)ダイマー酸ポリアミド:築野オレオケミカルズ社製 ベジケムグリーン(登録商標)TPA-2176(軟化点175℃ アミン価 0.5mgKOH/g)
(B-3)ナイロン6:UBE社製 UBEナイロン(登録商標)1013B(軟化点175℃ アミン価 1.9mgKOH/g)
<スチレン系エラストマー(C)>
(C-1)スチレン系エラストマー:クラレ社製 セプトン(登録商標)2063(スチレン-エチレン-プロピレン-スチレン系エラストマー ショアA硬度 36)
(C-2)スチレン系エラストマー:クラレ社製 セプトン(登録商標)2004(スチレン-エチレン-プロピレン-スチレン系エラストマー ショアA硬度 67)
(C-3)熱可塑性エラストマー:エクソンモービル社製 Vistamaxx(登録商標)3000(エチレン/プロピレン系エラストマー ショアD硬度 27)
<粘着付与樹脂(D)>
(D-1)粘着付与樹脂:ヤスハラケミカル社製 YSレジン(登録商標)TO-125(芳香族変性テルペン樹脂 軟化点125℃)
(D-2)粘着付与樹脂(D):荒川化学社製 パインクリスタル(登録商標)KE-100(ロジンエステル 軟化点100℃)
(D-3)粘着付与樹脂(D):ヤスハラケミカル社製 YSレジン(登録商標)TO-85(芳香族変性テルペン樹脂 軟化点85℃)
(B-1)ダイマー酸ポリアミド:築野オレオケミカルズ社製 ベジケムグリーン(登録商標)TPA-2125(軟化点125℃ アミン価 1.0mgKOH/g)
(B-2)ダイマー酸ポリアミド:築野オレオケミカルズ社製 ベジケムグリーン(登録商標)TPA-2176(軟化点175℃ アミン価 0.5mgKOH/g)
(B-3)ナイロン6:UBE社製 UBEナイロン(登録商標)1013B(軟化点175℃ アミン価 1.9mgKOH/g)
<スチレン系エラストマー(C)>
(C-1)スチレン系エラストマー:クラレ社製 セプトン(登録商標)2063(スチレン-エチレン-プロピレン-スチレン系エラストマー ショアA硬度 36)
(C-2)スチレン系エラストマー:クラレ社製 セプトン(登録商標)2004(スチレン-エチレン-プロピレン-スチレン系エラストマー ショアA硬度 67)
(C-3)熱可塑性エラストマー:エクソンモービル社製 Vistamaxx(登録商標)3000(エチレン/プロピレン系エラストマー ショアD硬度 27)
<粘着付与樹脂(D)>
(D-1)粘着付与樹脂:ヤスハラケミカル社製 YSレジン(登録商標)TO-125(芳香族変性テルペン樹脂 軟化点125℃)
(D-2)粘着付与樹脂(D):荒川化学社製 パインクリスタル(登録商標)KE-100(ロジンエステル 軟化点100℃)
(D-3)粘着付与樹脂(D):ヤスハラケミカル社製 YSレジン(登録商標)TO-85(芳香族変性テルペン樹脂 軟化点85℃)
(実施例1)
酸変性ポリオレフィン樹脂(A-1)を30質量部、ダイマー酸ポリアミド(B-1)を20質量部、スチレン系エラストマー(C-1)を25質量部、粘着付与樹脂(D-1)を25質量部を加え、二軸押出機を用いて190℃で溶融混練することにより、ホットメルト接着剤組成物1を得た。
酸変性ポリオレフィン樹脂(A-1)を30質量部、ダイマー酸ポリアミド(B-1)を20質量部、スチレン系エラストマー(C-1)を25質量部、粘着付与樹脂(D-1)を25質量部を加え、二軸押出機を用いて190℃で溶融混練することにより、ホットメルト接着剤組成物1を得た。
(実施例2~15、比較例1~12)
酸変性ポリオレフィン樹脂(A)、ダイマー酸ポリアミド(B)、スチレン系エラストマー(C)、粘着付与樹脂(D)を表2,3に示す通りに変更し、実施例1と同様の方法でホットメルト接着剤組成物2~27を得た。
酸変性ポリオレフィン樹脂(A)、ダイマー酸ポリアミド(B)、スチレン系エラストマー(C)、粘着付与樹脂(D)を表2,3に示す通りに変更し、実施例1と同様の方法でホットメルト接着剤組成物2~27を得た。
なお、表2及び表3では、配合を質量部で示しているが、各実施例及び比較例において、酸変性ポリオレフィン樹脂(A)、ダイマー酸ポリアミド(B)、スチレン系エラストマー(C)、および粘着付与樹脂(D)の含有量の合計が100質量部である。このため、配合は、酸変性ポリオレフィン樹脂(A)、ダイマー酸ポリアミド(B)、スチレン系エラストマー(C)、および粘着付与樹脂(D)の含有量の合計(ホットメルト接着剤組成物)を100質量%とした、質量%で示す場合と同値である。
(ホットメルト接着剤組成物のシート状サンプルの作製)
上記で得たホットメルト接着剤組成物1を、テスター産業株式会社製卓上型テストプレスSA-302を用い、160℃、保圧20MPa、保圧時間10秒でプレスすることにより、厚さ20μmのホットメルト接着剤組成物のシート状サンプルを作製した。
上記で得たホットメルト接着剤組成物1を、テスター産業株式会社製卓上型テストプレスSA-302を用い、160℃、保圧20MPa、保圧時間10秒でプレスすることにより、厚さ20μmのホットメルト接着剤組成物のシート状サンプルを作製した。
(1)剥離強度評価
上記で作製したシート状サンプルを東洋紡社製二軸延伸ポリエステルフィルム(E5101、50μm厚)と日本テストパネル株式会社製ポリプロピレン板(2.5mm厚)で挟み、株式会社井元製作所製ヒートシールテスターIMC-0800を用い、150℃、保圧0.1MPaで120秒間保圧することで剥離強度測定用サンプルを作製した。剥離強度測定用サンプルを10mm幅にカットし、株式会社島津製作所製引っ張り試験機の上部チャックに接着強度測定用サンプルのポリエステルフィルムを、下部チャックにポリプロピレン板を挟み、23℃、60%Rhの環境下でオートグラフAGX-Vを用いて引っ張り速度50mm/分で上下に引っ張ることにより、180°剥離強度(N/10mm)を測定した。その結果を表2、3に示す。
上記で作製したシート状サンプルを東洋紡社製二軸延伸ポリエステルフィルム(E5101、50μm厚)と日本テストパネル株式会社製ポリプロピレン板(2.5mm厚)で挟み、株式会社井元製作所製ヒートシールテスターIMC-0800を用い、150℃、保圧0.1MPaで120秒間保圧することで剥離強度測定用サンプルを作製した。剥離強度測定用サンプルを10mm幅にカットし、株式会社島津製作所製引っ張り試験機の上部チャックに接着強度測定用サンプルのポリエステルフィルムを、下部チャックにポリプロピレン板を挟み、23℃、60%Rhの環境下でオートグラフAGX-Vを用いて引っ張り速度50mm/分で上下に引っ張ることにより、180°剥離強度(N/10mm)を測定した。その結果を表2、3に示す。
(2)耐熱クリープ特性評価
上記で作製したシート状サンプルを、東洋紡社製二軸延伸ポリエステルフィルム(E5101、50μm厚)と日本テストパネル株式会社製ポリプロピレン板(2.5mm厚)で挟み、上記接着強度評価サンプルと同様のシール条件で、図1に示すような試験片を作製した。ポリエステルフィルムに100gの重りを取り付け、重りによる荷重が垂直方向にかかるように恒温槽内に設置し、80℃×240h静置後のポリエステルフィルムの垂直方向への移動量(mm)を測定した。その結果を表2、3に示す。
上記で作製したシート状サンプルを、東洋紡社製二軸延伸ポリエステルフィルム(E5101、50μm厚)と日本テストパネル株式会社製ポリプロピレン板(2.5mm厚)で挟み、上記接着強度評価サンプルと同様のシール条件で、図1に示すような試験片を作製した。ポリエステルフィルムに100gの重りを取り付け、重りによる荷重が垂直方向にかかるように恒温槽内に設置し、80℃×240h静置後のポリエステルフィルムの垂直方向への移動量(mm)を測定した。その結果を表2、3に示す。
[表2,3の結果の考察]
表2に示すように、実施例1~15で得られたホットメルト接着剤組成物1~15によると、ポリプロピレン試験板とポリエステルフィルムとの接着において、良好な180°剥離強度を示し、良好な耐熱クリープ特性が得られることが確認できた。一方、比較例1、12で得られたホットメルト接着剤組成物は酸変性ポリオレフィン樹脂の含有量が少ないため、ポリプロピレン板への密着性が低下し、剥離強度が大きく低下する結果となった。比較例2、11で得られたホットメルト接着剤組成物は酸変性ポリオレフィン樹脂の含有量が多いため、ポリエステルフィルムへの密着性と耐熱性が低下し、剥離強度と耐熱クリープ特性が大きく低下する結果となった。比較例3で得られたホットメルト接着剤組成物は、ダイマー酸ポリアミドの代わりにポリアミドを使用しているため、相溶性と濡れ性が低く、流動性も比較的低いため、耐熱性が低下し、耐熱クリープ特性が大きく低下する結果となった。比較例4で得られたホットメルト接着剤組成物はスチレン系エラストマーの代わりに熱可塑性エラストマーを使用しているため、接着界面の応力を緩和する力が弱く、相溶性も低下するため、接着強度が大きく低下する結果となった。比較例5で得られたホットメルト接着剤組成物では、ダイマー酸ポリアミドを使用していないため、耐熱性が低下し、耐熱クリープ特性が大きく低下する結果となった。比較例6で得られたホットメルト接着剤組成物では、酸変性ポリオレフィン樹脂が含有しないため、ポリプロピレン板への密着性が低下し、剥離強度が大きく低下する結果となった。比較例7で得られたホットメルト接着剤組成物では、スチレン系エラストマーを使用していないため、接着界面の応力を緩和することができず、相溶性も低下するため、接着強度が大きく低下する結果となった。比較例8で得られたホットメルト接着剤組成物は粘着付与剤を含有しないため、基材への濡れ性が低下し、接着強度が大きく低下する結果となった。比較例9,比較例10で得られたホットメルト接着剤組成物では、190℃メルトフローレートが100g/10min以下であるため、耐熱クリープ特性が大きく低下する結果となった。
表2に示すように、実施例1~15で得られたホットメルト接着剤組成物1~15によると、ポリプロピレン試験板とポリエステルフィルムとの接着において、良好な180°剥離強度を示し、良好な耐熱クリープ特性が得られることが確認できた。一方、比較例1、12で得られたホットメルト接着剤組成物は酸変性ポリオレフィン樹脂の含有量が少ないため、ポリプロピレン板への密着性が低下し、剥離強度が大きく低下する結果となった。比較例2、11で得られたホットメルト接着剤組成物は酸変性ポリオレフィン樹脂の含有量が多いため、ポリエステルフィルムへの密着性と耐熱性が低下し、剥離強度と耐熱クリープ特性が大きく低下する結果となった。比較例3で得られたホットメルト接着剤組成物は、ダイマー酸ポリアミドの代わりにポリアミドを使用しているため、相溶性と濡れ性が低く、流動性も比較的低いため、耐熱性が低下し、耐熱クリープ特性が大きく低下する結果となった。比較例4で得られたホットメルト接着剤組成物はスチレン系エラストマーの代わりに熱可塑性エラストマーを使用しているため、接着界面の応力を緩和する力が弱く、相溶性も低下するため、接着強度が大きく低下する結果となった。比較例5で得られたホットメルト接着剤組成物では、ダイマー酸ポリアミドを使用していないため、耐熱性が低下し、耐熱クリープ特性が大きく低下する結果となった。比較例6で得られたホットメルト接着剤組成物では、酸変性ポリオレフィン樹脂が含有しないため、ポリプロピレン板への密着性が低下し、剥離強度が大きく低下する結果となった。比較例7で得られたホットメルト接着剤組成物では、スチレン系エラストマーを使用していないため、接着界面の応力を緩和することができず、相溶性も低下するため、接着強度が大きく低下する結果となった。比較例8で得られたホットメルト接着剤組成物は粘着付与剤を含有しないため、基材への濡れ性が低下し、接着強度が大きく低下する結果となった。比較例9,比較例10で得られたホットメルト接着剤組成物では、190℃メルトフローレートが100g/10min以下であるため、耐熱クリープ特性が大きく低下する結果となった。
本発明のホットメルト接着剤組成物は、ポリオレフィン系基材と、ポリエチレンテレフタレート(PET)との接着性に優れ、さらに、高極性樹脂基材や金属などその他異種基材への接着性に優れる。貼り合わせの際に溶剤を使用することがないため環境にやさしく、マルチマテリアル化が進む各産業において、種々の基材同士を貼り合わせる様々な用途の接着剤として幅広く利用し得るものである。また、本発明の接着剤組成物は硬化剤を使用しないため、接着後でも熱処理を行うことで基材から簡単に剥離することができる。
(a) ポリプロピレン板
(b) ポリエステルフィルム
(c) ホットメルト接着剤組成物
(d) 重り100g
(b) ポリエステルフィルム
(c) ホットメルト接着剤組成物
(d) 重り100g
Claims (10)
- 酸変性ポリオレフィン樹脂(A)、ダイマー酸ポリアミド樹脂(B)、スチレン系エラストマー(C)、及び粘着付与樹脂(D)を含み、
前記酸変性ポリオレフィン樹脂(A)の含有量が、組成物中の全固形分100質量部に対し、20~50質量部であり、
190℃におけるメルトフローレートが100g/10min~1000g/10minである、ホットメルト接着剤組成物。 - 前記ダイマー酸ポリアミド樹脂(B)の含有量が、前記酸変性ポリオレフィン樹脂(A)100質量部に対し、30質量部以上150質量部以下である、請求項1に記載のホットメルト接着剤組成物。
- 前記酸変性ポリオレフィン樹脂(A)の融点が50℃~130℃である、請求項1に記載のホットメルト接着剤組成物。
- 前記酸変性ポリオレフィン樹脂(A)の酸価が5~50mgKOH/gである、請求項1に記載のホットメルト接着剤組成物。
- 前記ダイマー酸ポリアミド樹脂(B)のアミン価が0.1~10mgKOH/gである、請求項1に記載のホットメルト接着剤組成物。
- 前記ダイマー酸ポリアミド樹脂(B)の軟化点が100℃~200℃である、請求項1に記載のホットメルト接着剤組成物。
- 前記スチレン系エラストマー(C)のショアA硬度が60以下である、請求項1に記載のホットメルト接着剤組成物。
- 前記スチレン系エラストマー(C)の含有量が、前記酸変性ポリオレフィン樹脂(A)と前記ダイマー酸ポリアミド樹脂(B)との合計含有量100質量部に対し、10~80質量部である、請求項1に記載のホットメルト接着剤組成物。
- 前記粘着付与樹脂(D)がテルペン系樹脂である、請求項1に記載のホットメルト接着剤組成物。
- ポリオレフィン系基材とポリエチレンテレフタレート(PET)とが請求項1~9のいずれか一項に記載のホットメルト接着剤組成物からなる接着剤で接着されてなる接着体。
Applications Claiming Priority (2)
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|---|---|---|---|
| JP2024-109365 | 2024-07-08 | ||
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2026014204A1 true WO2026014204A1 (ja) | 2026-01-15 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/JP2025/022400 Pending WO2026014204A1 (ja) | 2024-07-08 | 2025-06-20 | ホットメルト接着剤組成物 |
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|---|---|
| WO (1) | WO2026014204A1 (ja) |
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2025
- 2025-06-20 WO PCT/JP2025/022400 patent/WO2026014204A1/ja active Pending
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