【課題を解決するための手段】
【0010】
本発明のアルカリ分散型ホットメルト粘着剤は、熱可塑性エラストマー100重量部、酸価が100〜300mgKOH/gである粘着付与剤50〜500重量部、脂肪酸グリセリド10〜150重量部、及び融点と再結晶化温度との差が10℃以上であるワックス40〜150重量部を含むことを特徴とする。
【0011】
なお、本発明のホットメルト粘着剤において「アルカリ分散型」とは、PETボトルリサイクル推進協議会の定める「指定PETボトル自主規制ガイドライン」における熱アルカリ水によるラベルの剥離要件にてPETボトルに付着したホットメルト粘着剤が剥離することを意味する。
【0012】
(熱可塑性エラストマー)
熱可塑性エラストマーとしては、スチレン系熱可塑性エラストマーが挙げられる。スチレン系熱可塑性エラストマーとしては、スチレン−ブタジエンブロック共重合体(S−B、ジブロック)、スチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体(S−B−S、トリブロック)、スチレン−イソプレンブロック共重合体(S−I、ジブロック)、スチレン−イソプレン−スチレンブロック共重合体(S−I−S、トリブロック)、スチレン−ブタジエン/イソプレンブロック共重合体(S−B/I、ジブロック)、スチレン−ブタジエン/イソプレン−スチレンブロック共重合体(S−B/I−B、トリブロック)、及びこれらブロック共重合体の水添物やなどが挙げられる。水添物としては、スチレン−ブタジエン/ブチレン−スチレンブロック共重合体(SBBS)、スチレン−エチレン/ブチレン−スチレンブロック共重合体(SEBS)、及びスチレン−エチレン/プロピレン−スチレンブロック共重合体(SEPS)が挙げられる。また、スチレン系熱可塑性エラストマーとしては、スチレンとα―メチルスチレンなどの芳香族系ビニル化合物との共重合体も挙げられる。これらの共重合体は、カルボン酸変性されていてもよい。スチレン系熱可塑性エラストマーは、一種単独で用いられてもよく、二種以上が併用されてもよい。
【0013】
なかでも、スチレン系熱可塑性エラストマーは、高温環境下でのラベルの浮きを低減させることができることから、スチレン−エチレン/ブチレン−スチレンブロック共重合体、スチレン−エチレン/プロピレン−スチレンブロック共重合体が好ましく、スチレン−エチレン/ブチレン−スチレンブロック共重合体がより好ましい。
【0014】
スチレン系熱可塑性エラストマーの25℃のトルエン溶液中における粘度は、1〜5000mPa・sが好ましく、5〜1000mPa・sがより好ましい。なお、スチレン系熱可塑性エラストマーの25℃のトルエン溶液中における粘度は、トルエン中にスチレン系熱可塑性エラストマーを10重量%含む溶液を調製し、この溶液の温度を25℃に調整した後に、JIS Z8803−1991に記載されている単一円筒回転粘度計による粘度測定方法に準拠して、上記溶液のB型粘度を60rpmの条件下にて測定することにより得られた値とする。B型粘度は、例えば、B型粘度計(東機産業社製 RB80L)、ローターNo.3を用いることができる。
【0015】
(粘着付与剤)
本発明のアルカリ分散型ホットメルト粘着剤は、酸価が100〜300mgKOH/gである粘着付与剤を含有している。粘着付与剤は、酸価が100〜300mgKOH/gである粘着付与剤を含んでおれば、酸価が100mgKOH/g未満又は酸価が300mgKOH/gを超える粘着付与剤を含んでいてもよい。
【0016】
粘着付与剤に、必須成分として含有される粘着付与剤の酸価は、100〜300mgKOH/gに限定されるが、120〜280mgKOH/gが好ましく、150〜250mgKOH/gがより好ましい。粘着付与剤の酸価が低過ぎると、ホットメルト粘着剤組成物のアルカリ分散性が低下する虞れがある。また、粘着付与剤の酸価が高過ぎると、ホットメルト粘着剤組成物の粘度が高くなり過ぎて塗工性が低下する虞れがある。
【0017】
なお、本発明において、粘着付与剤の酸価とは、粘着付与剤1gを中和するために要する水酸化カリウム(KOH)のmg数である。粘着付与剤の酸価の測定は、粘着付与剤の重量を量り、250mLのフラスコに入れ、エタノール50mLを加えて加温して溶解させ、0.1N水酸化カリウム水溶液で滴定する(指示薬:フェノールフタレイン)。滴定の終点は、液の淡紅色が30秒残存する点とする。次いで、同様の方法で空試験を行って滴定量を補正し、次式から酸価を求める。
酸価=[0.1N水酸化カリウム水溶液の消費量(mL)×5.611)]/[粘着付与剤重量(g)]
【0018】
粘着付与剤としては、ロジン、ロジン誘導体が好ましく挙げられる。ロジン誘導体としては、(メタ)アクリル酸変性ロジン、マレイン酸変性ロジン、フマール酸変性ロジン、ロジンエステル及びこれらの水素添加物が挙げられる。なかでも、(メタ)アクリル酸変性ロジン、マレイン酸変性ロジン、フマール酸変性ロジン及びこれらの水素添加物がより好ましい。ロジン誘導体によれば、他の成分との相溶性がよく、経時的に結晶が析出して接着力が低下することを低減できる。
【0019】
粘着付与剤の軟化点は、60℃以上が好ましく、70〜140℃がより好ましく、70〜100℃が特に好ましい。粘着付与剤の軟化点が低過ぎると、アルカリ分散型ホットメルト粘着剤の耐熱性が低下して、高温環境下でラベルの浮きが発生する虞れがある。
【0020】
なかでも、軟化点が60〜80℃の粘着付与剤と、軟化点が85〜140℃の粘着付与剤とを併用することが好ましい。これらの粘着付与剤を併用することによって、高温環境下でのラベルの浮きの発生が低減されたアルカリ分散型ホットメルト粘着剤を提供することができる。
【0021】
なお、本発明において、粘着付与剤の軟化点は、JIS K2207(石油アスファルト)、6.4軟化点試験法に準拠して測定された値とする。
【0022】
アルカリ分散型ホットメルト粘着剤中における粘着付与剤の含有量は、熱可塑性エラストマー100重量部に対して、50〜500重量部に限定されるが、70〜470重量部が好ましく、90〜440重量部がより好ましい。粘着付与剤の含有量が低過ぎると、アルカリ分散型ホットメルト粘着剤のアルカリ分散性が低下し、PETボトルのリサイクル工程でPETの再生ペレットにアルカリ分散型ホットメルト粘着剤が不純物として残る虞れがある。また、粘着付与剤の含有量が高過ぎると、加熱状態が長く続くとアルカリ分散型ホットメルト粘着剤に着色が発生して不良品が発生しやすくなる虞れがある。
【0023】
(脂肪酸グリセリド)
本発明のアルカリ分散型ホットメルト粘着剤は、脂肪酸グリセリドを含んでいる。脂肪酸グリセリドとは脂肪酸とポリグリセリンとのエステルである。脂肪酸の炭素数は、6〜18が好ましく、10〜18がより好ましく、14〜18がより好ましい。脂肪酸の炭素数が低過ぎると、アルカリ分散型ホットメルト粘着剤の粘度や接着力が低下する虞れがある。脂肪酸の炭素数が高過ぎると、アルカリ分散型ホットメルト粘着剤の表面にグリセリドが経時的にブリードアウトする虞れがある。
【0024】
脂肪酸としては、カプロン酸(炭素数6)、カプリル酸(炭素数8)、カプリン酸(炭素数10)、ラウリル酸(炭素数12)、ミリスチン酸(炭素数14)、パルミチン酸(炭素数16)、ステアリン酸(炭素数18)、リノール酸(炭素数18)、リノレン酸(炭素数18)、リシノレイン酸(炭素数18)、及びオレイン酸(炭素数18)、アラキジン酸(炭素数20)、エイコセン酸(炭素数20)、ベヘン酸(炭素数22)、及びエルシン酸(炭素数22)などが挙げられる。なかでも、不飽和脂肪酸であるリノレン酸、リシノレイン酸、オレイン酸、リノール酸、エイコセン酸、及びエルシン酸、並びに飽和脂肪酸であるカプロン酸、カプリル酸、カプリン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、アラキジン酸、及びベヘン酸が好ましい。
【0025】
脂肪酸グリセリドとして、具体的には、大豆油、亜麻仁油、菜種油、ヤシ油及びひまし油などが挙げられる。
【0026】
脂肪酸グリセリドの凝固点は、0℃以下が好ましく、−10℃以下がより好ましい。脂肪酸グリセリドの凝固点は、AOCS(American Oil Chemists Society 米国油脂化学協会)の2.2.5.1に記載の凝固点測定法(ダリカン法)に準拠して測定された値とする。
【0027】
アルカリ分散型ホットメルト粘着剤中における脂肪酸グリセリドの含有量は、熱可塑性エラストマー100重量部に対して、10〜150重量部に限定されるが、15〜140重量部が好ましく、20〜120重量部がより好ましい。グリセリドの含有量が低過ぎると、アルカリ分散型ホットメルト粘着剤のアルカリ分散性が低下して、PETボトルのリサイクル工程でPETの再生ペレットにアルカリ分散型ホットメルト粘着剤が不純物として残る虞れがある。また、グリセリドの含有量が高過ぎると、高温時のアルカリ分散型ホットメルト粘着剤の接着強度が低下する虞れがある。
【0028】
(ワックス)
本発明のアルカリ分散型ホットメルト粘着剤は、融点と再結晶化温度との差が10℃以上であるワックスを含んでいる。このようなワックスを用いることによって、加熱溶融された後に塗工されたアルカリ分散型ホットメルト粘着剤が、塗工後の温度の低下に伴って急激に硬化せずに緩やかに硬化することができ、オープンタイムが長くなる。そのため、塗工後のアルカリ分散型ホットメルト粘着剤にラベルが貼り合わされる際に、アルカリ分散型ホットメルト粘着剤がラベル表面の細孔内や凹凸部内に浸入し易くなり、これによりアンカー効果によるアルカリ分散型ホットメルト粘着剤とラベルとの密着性が向上する。また、硬化後はワックスによってアルカリ分散型ホットメルト粘着剤が硬くなり、高温保管時のラベル浮きを低減することができる。したがって、本発明のアルカリ分散型ホットメルト粘着剤によって接着されたラベルが高温環境下に長期間に亘って放置されたとしても、接着状態を保持して、ラベル接着部分において浮きが発生することを高く低減することが可能となる。また、浮きが発生したとしても、アルカリ分散型ホットメルト粘着剤のベタツキが少なくなるため、輸送時などにおいて隣接する他のボトルにラベルが再付着して、ラベルの剥がれを促進させることを防止することができる。
【0029】
ワックスの融点と再結晶化温度との差は、10℃以上に限定されるが、10〜50℃が好ましく、20〜50℃がより好ましく、30〜50℃が特に好ましい。ワックスの融点と再結晶化温度との差が10℃未満であると、アルカリ分散型ホットメルト粘着剤のアンカー効果が不十分なまま直ちに硬化するため、高温時のアルカリ分散型ホットメルト粘着剤の接着強度が低下する虞れがある。また、ワックスの融点と再結晶化温度との差が大き過ぎると、アルカリ分散型ホットメルト粘着剤の流動性が低下して、塗工が困難となる虞れがある。
【0030】
なお、本発明において、ワックスの融点とは、示差走査熱量測定(DSC)において測定されるワックスの吸熱ピークの最高温度のピークトップの温度を意味する。また、ワックスの再結晶化温度とは、ワックスが溶融した後に再結晶化する時のワックスの発熱ピークの最大ピークのピークトップの温度を意味する。
【0031】
具体的には、ワックス3mgを示差走査熱量測定装置(例えば、島津製作所社製 製品名「DSC−60」など)にセットして、180℃まで30℃/分で1分間加熱した後、20℃で1分間保持し、再度、180℃まで5℃/分のスピードで昇温し、この時のDSC曲線の吸熱ピークの最高温度のピークトップの温度を融点とする。
【0032】
また、ワックス3mgを示差走査熱量測定装置(例えば、島津製作所社製 製品名「DSC−60」など)にセットして、始めに20℃で5分保持し、180℃まで30℃/分のスピードで昇温後、180℃で1分間保持し、その後30℃まで5℃/分のスピードで降温し、この時のDSC曲線の発熱ピークの最大ピークのピークトップの温度を再結晶化温度とする。
【0033】
ワックスとしては、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、及びペトロラタムなどの石油ワックス;ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス、フィッシャートロプッシュワックス、エチレン−(メタ)アクリル酸共重合体ワックス、エチレン−α−オレフィン共重合体ワックス(例えば、エチレン−プロピレン共重合体ワックス、エチレン−ブテン共重合体ワックス、及びエチレン−オクテン共重合体ワックスなど)などの合成ワックスが挙げられる。(メタ)アクリル酸とは、アクリル酸又はメタクリル酸を意味する。ワックスは一種単独で用いられてもよく、二種以上が併用されてもよい。
【0034】
なかでも、ワックスとしては、ポリエチレンワックス、及びポリプロピレンワックスが好ましい。これらのワックスによれば、長期間、高温環境下に保管してもラベルの浮きが発生しにくいアルカリ分散型ホットメルト粘着剤を提供することができる。
【0035】
ポリエチレンワックスの合成方法としては、例えば、(I)高圧法:最も代表的なものはICI法で、その他BASF、Du Pont法、Union Carbide法など、(II)中圧法:フィリップス法、スタンダード(インジアナ)法など、(III)低圧法:チーグラー法などが挙げられる。他にメタロセン系触媒を使用して重合されるものもよい。
【0036】
アルカリ分散型ホットメルト粘着剤中におけるワックスの含有量は、熱可塑性エラストマー100重量部に対して、40〜150重量部に限定されるが、50〜140重量部が好ましく、60〜120重量部がより好ましい。ワックスの含有量が低過ぎると、高温時のアルカリ分散型ホットメルト粘着剤の接着強度が低下する虞れがある。また、ワックスの含有量が高過ぎると、アルカリ分散型ホットメルト粘着剤の粘着性が低下する虞れがある。
【0037】
(軟化剤)
本発明のアルカリ分散型ホットメルト粘着剤は、軟化剤をさらに含んでいることが好ましい。
【0038】
軟化剤としては、パラフィン系プロセスオイル、ナフテン系プロセスオイル、及び芳香族系プロセスオイルなどのプロセスオイル、液状ポリブテン、液状ポリブタジエン、及び液状ポリイソプレンなどが挙げられる。これらは一種単独で用いられてもよく、二種以上が併用されてもよい。
【0039】
なかでも、軟化剤としては、プロセスオイルが好ましく、パラフィン系プロセスオイル、ナフテン系プロセスオイルがより好ましく、ナフテン系プロセスオイルが特に好ましい。プロセスオイルによれば、熱安定性及び耐候性に優れるアルカリ分散型ホットメルト粘着剤を得ることができる。
【0040】
軟化剤は、市販品を用いることもできる。例えば、Kukdon Oil&Chem社製 商品名「LP350」、出光興産社製 商品名「ダイアナフレシアN90」、出光興産社製 商品名「PS−32」、出光興産社製 商品名「ダイアナプロセスオイルPW−90」、BPケミカルズ社製 商品名「EnerperM1930」、Crompton社製 商品名「Kaydol」、東燃ゼネラル石油社製 商品名「ホワイトレックス335」、及びエッソ社製 商品名「Primol352」などが挙げられる。
【0041】
アルカリ分散型ホットメルト接着剤中における軟化剤の含有量は、熱可塑性エラストマー100重量部に対して、60〜180重量部が好ましく、80〜150重量部がより好ましい。軟化剤の含有量が低過ぎると、アルカリ分散型ホットメルト接着剤が硬くなり、低温時のアルカリ分散型ホットメルト接着剤の接着強度が低下する虞れがある。また、軟化剤の含有量が高過ぎると、アルカリ分散型ホットメルト接着剤が柔らかくなりすぎて、高温時のアルカリ分散型ホットメルト接着剤の接着強度が低下する虞れがある。
【0042】
本発明のアルカリ分散型ホットメルト粘着剤は、リサイクルが必要とされる製品の表面にラベルを接着するために好適に用いられる。本発明のアルカリ分散型ホットメルト粘着剤によってラベルが接着された製品が、夏期などの高温環境下に長期間に亘って保管しても、ラベルが製品から剥離することを高く低減することができる。さらに、本発明のアルカリ分散型ホットメルト粘着剤は、流通時には製品からラベルが剥がれないように十分な接着強度でラベルを製品に接着することができる一方で、ラベルが接着されている製品の使用後に製品を熱アルカリ水溶液中に浸漬させることによって、製品からラベルを容易に剥離することができる。したがって、使用後の製品は、ラベルを剥離した後、リサイクル原料として有効に使用することが可能となる。
【0043】
製品としては、内容物を収容するための容器などが挙げられる。容器の構成材料としては、ポリエチレンテレフタラート(PET)及びポリ乳酸などのポリエステル系樹脂、ガラス、及び金属などが挙げられる。容器に収容される内容物としては、飲料水、油脂、調味料、医薬品、化粧品、及び洗剤などが挙げられる。
【0044】
ラベルとしては、紙、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタラート、及びポリ乳酸系樹脂などの合成樹脂からなるフィルムが挙げられる。また、OPP(Oriented Polypropylene)フィルムなどの延伸された合成樹脂フィルムも挙げられる。
【0045】
アルカリ分散型ホットメルト粘着剤を用いた容器へのラベルの接着は、次の通りにして行うことができる。まず、アルカリ分散型ホットメルト粘着剤を加熱溶融させた後、
図1に示すように、溶融状態のアルカリ分散型ホットメルト粘着剤をラベル10の裏面の長さ方向における始端部11A及び終端部11Bに塗工する。次に、ラベル10の始端部11Aを塗工されたアルカリ分散型ホットメルト粘着剤を介して容器20の表面に貼り付けた後、ラベル10を容器20に巻き付ける。そして、ラベル10の終端部11Bをラベル10の始端部11A上にアルカリ分散型ホットメルト粘着剤を介して貼り付ける。その後、アルカリ分散型ホットメルト粘着剤を冷却固化させることによって、
図2に示すように、ラベル10が接着された容器20を得ることができる。
【0046】
アルカリ分散型ホットメルト粘着剤を塗工する部位は、ラベル裏面の両端部11A、11Bに限定されず、ラベル裏面全面、ラベル表面の長さ方向における少なくとも一方の端部などであってもよい。また、ラベル10を容器20に貼り合わせる際に、ラベル10の始端部11A表面と終端部11Bの裏面が重なり合っていることが好ましいが、このような形態に限定されない。