(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2023-02-20
(54)【発明の名称】ホットメルト接着剤組成物
(51)【国際特許分類】
C09J 123/00 20060101AFI20230213BHJP
C09J 123/08 20060101ALI20230213BHJP
C09J 123/10 20060101ALI20230213BHJP
C09J 11/08 20060101ALI20230213BHJP
【FI】
C09J123/00
C09J123/08
C09J123/10
C09J11/08
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2022535723
(86)(22)【出願日】2020-12-17
(85)【翻訳文提出日】2022-06-10
(86)【国際出願番号】 EP2020086896
(87)【国際公開番号】W WO2021123070
(87)【国際公開日】2021-06-24
(32)【優先日】2019-12-20
(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】520274611
【氏名又は名称】ボスティック・ソシエテ・アノニム
【氏名又は名称原語表記】BOSTIK SA
【住所又は居所原語表記】420, RUE D’ESTIENNE D’ORVES, 92700 COLOMBES, FRANCE
(74)【代理人】
【識別番号】110002675
【氏名又は名称】弁理士法人ドライト国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】中谷 裕之
(72)【発明者】
【氏名】山野上 豪
【テーマコード(参考)】
4J040
【Fターム(参考)】
4J040BA182
4J040DA041
4J040DA051
4J040DA061
4J040DA101
4J040DA111
4J040DM012
4J040JB01
4J040KA26
4J040KA29
4J040KA31
4J040LA04
4J040LA06
4J040LA08
(57)【要約】
本発明は、5~90重量%の含有量である少なくとも1つのポリオレフィンポリマーと、0.1~10重量%の含有量である少なくとも1つの分岐ポリプロピレンと、0.1~60重量%の含有量である少なくとも1つの粘着付与樹脂と、任意で0~30重量%の少なくとも1つのスチレンブロックコポリマーと、任意で0~30重量%の含有量である少なくとも1つの可塑剤と、任意で0~5重量%の含有量である少なくとも1つの安定剤と、任意で0~30重量%の含有量である少なくとも1つのワックスと、を含む、ホットメルト接着剤組成物に関する。本発明はさらに、ホットメルト接着剤組成物の糸引きを軽減するための分岐ポリプロピレンの使用にも関する。
【選択図】
図2
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ホットメルト接着剤組成物であって、
-5~90重量%の含有量である少なくとも1つのポリオレフィンポリマーと、
-0.1~10重量%の含有量である少なくとも1つの分岐ポリプロピレンと、
-0.1~60重量%の含有量である少なくとも1つの粘着付与樹脂と、
-任意で0~30重量%の少なくとも1つのスチレンブロックコポリマーと、
-任意で0~30重量%の含有量である少なくとも1つの可塑剤と、
-任意で0~5重量%の含有量である少なくとも1つの安定剤と、
-任意で0~30重量%の含有量である少なくとも1つのワックスと、を含む、組成物。
【請求項2】
前記分岐ポリプロピレンがホモポリマー又はコポリマーであり、当該コポリマーは好ましくは少なくとも50重量%のプロピレン単位を含む、請求項1に記載の組成物。
【請求項3】
前記分岐ポリプロピレンが、前記組成物重量に対して0.5~5重量%の含有量で存在する、請求項1又は2に記載の組成物。
【請求項4】
前記分岐ポリプロピレンが、線状ポリプロピレンポリマーと共役ジエンとの反応によって得られる、請求項1から3のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項5】
前記分岐ポリプロピレンが、2.0以上のひずみ硬化度(λmax)を有する、請求項1から4のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項6】
前記ポリオレフィンポリマーが、エチレン-酢酸ビニルポリマー、メタクリ酸メチルポリマー、酢酸ビニルポリマー、エチレン-メタクリ酸メチルポリマー、エチレン-アクリル酸ブチルポリマー、エチレン-オクテンポリマー、及びそれらの組み合わせから選択される、請求項1から5のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項7】
前記分岐ポリプロピレンが、230℃/2.16kgで1g/10分~200g/10分のメルトインデックスを有する、請求項1から6のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項8】
前記ポリオレフィンポリマーが、0.850~0.965g/cm
3の密度を有する、請求項1から7のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項9】
120~205℃の範囲内の少なくとも1点の温度で100~3000mPa.s、好ましくは100~1200mPa.sの粘度を有する、請求項1から8のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項10】
分岐ポリエチレン及び/又は酸変性ポリオレフィンをさらに含む、請求項1から9のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項11】
2つの基材を一緒に接着するための接着剤又は基材の表面上のコーティング、例えば、シーリングラベル用の接着剤としての、請求項1から10のいずれか一項に記載の組成物の使用。
【請求項12】
ホットメルト接着剤組成物の糸引きを軽減するための分岐ポリプロピレンの使用。
【請求項13】
前記分岐ポリプロピレンが、ポリプロピレンポリマーと共役ジエンとの反応によって得られる、請求項12に記載の使用。
【請求項14】
前記分岐ポリプロピレンが、前記ホットメルト接着剤組成物の0.1~10重量%、好ましくは0.5~5重量%の含有量で存在する、請求項12又は13に記載の使用。
【請求項15】
前記分岐ポリプロピレンが、少なくとも50重量%のプロピレン単位を含むホモポリマー又はランダムコポリマーである、請求項12から15のいずれか一項に記載の使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、分岐ポリプロピレンを含むホットメルト接着剤組成物に関する。さらに、本発明は、ホットメルト接着剤組成物の糸引き(stringing)を軽減するための前記分岐ポリプロピレンの使用に関する。
【背景技術】
【0002】
ホットメルト接着剤は、安定性が高く、溶剤を使用する必要がないため、包装、製本、木工などの様々な用途で広く使用される。
【0003】
しかし、ホットメルト接着剤は、例えば段ボール箱やカートンケースの接着などで糸引きを引き起こす傾向があり、これにより、生産ラインや仕上げ製品(包装)の汚染といった数々の問題が生じ、製品の欠陥につながったり、製造プロセスにまで影響を及ぼしたりする。ホットメルト接着剤の一般的な塗布手法にはノズルコーティングがある。「糸引き(stringing)」とは、ホットメルト接着剤の一部がノズルに残り、塗布ラインに沿って引っ張られる現象を意味する。この手法では、「OFF」信号の後でも、ノズル穴又は機械的シールド(スプリングバック)による応答遅延により、糸引きが発生する。この糸引きは、ノズルと接着剤が塗布される物品との間の距離が大きい場合、ライン速度が速い場合、又はホットメルト接着剤の溶融粘度が高い場合に、より顕著になる。糸引きが発生した場合、オペレータは塗布ラインを停止して糸引きを除去する必要がある。
【0004】
ホットメルト接着剤の糸引きを軽減するために、色々な試みがなされている。それらの中には、酸性基を有するポリプロピレンを含むホットメルト接着剤組成物が関与する方法がある。しかし、そのような組成物は高密度で沈殿する傾向があり、長期間の使用においてはノズル詰まりを引き起こす可能性がある。
【0005】
特開2008-214539号公報では、ポリオレフィンを不飽和カルボン酸、無水物、又はエステルで修飾して得られる糸引き軽減剤を含む、ポリオレフィン系ホットメルト接着剤が開示されている。
【0006】
国際公開第2006/082478号は、少なくとも1つのエチレン/C3-C20α-オレフィンコポリマーを含む第1の成分と、第1の成分100重量部あたり6~12重量部の量であり、少なくとも1つのエチレン/(メタ)アクリル酸エステルコポリマーを含む第2の成分と、第1の成分100重量部あたり50~200重量部の量であり、少なくとも1つの粘着付与樹脂を含み、第1及び第2の成分と相溶性を有する第3の成分と、を含むホットメルト接着剤組成物に関する。
【0007】
特開2003-119444号公報は、カルボキシ、酸無水物及び/若しくはヒドロキシ基を有し、水素結合の形成傾向が高いオレフィン性ポリマー、及び、エチレン-酢酸ビニルコポリマー、及び/又は、エチレン-アクリル酸エステルコポリマーを含む低粘度ホットメルト接着剤組成物に関する。
【0008】
特開平11-61067号公報は、糸引きを軽減するために、特定のヒュームドシリカを、特定のエチレン/不飽和エステルコポリマー、粘着付与樹脂及びワックスを含むホットメルト接着剤組成物に配合することを開示している。
【0009】
他のホットメルト接着剤組成物は、特開平07-331221号公報、特開平11-236543号公報、特開平11-199833号公報、特開平08-12962号公報、特開2004-99768号公報、特開2005-325222号公報、特開2007-51235号公報及び特開2005-256061号公報により公知である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0010】
よって、高品質の製品を提供でき、糸引きを制限又は回避でき、かつ、製造プロセスを損なわずに優れた熱安定性を有するホットメルト接着剤組成物が必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【0011】
本発明の第1の目的は、ホットメルト接着剤組成物を提供することであり、当該ホットメルト接着剤組成物は、
-5~90重量%の含有量である少なくとも1つのポリオレフィンポリマーと、
-0.1~10重量%の含有量である少なくとも1つの分岐ポリプロピレンと、
-0.1~60重量%の含有量である少なくとも1つの粘着付与樹脂と、
-任意で0~30重量%の少なくとも1つのスチレンブロックコポリマーと、
-任意で0~30重量%の含有量である少なくとも1つの可塑剤と、
-任意で0~5重量%の含有量である少なくとも1つの安定剤と、
-任意で0~30重量%の含有量である少なくとも1つのワックスと、を含む。
【0012】
いくつかの実施形態によれば、分岐ポリプロピレンはホモポリマー又はコポリマーであり、当該コポリマーは好ましくは少なくとも50重量%のプロピレン単位を含む。
【0013】
いくつかの実施形態によれば、分岐ポリプロピレンは、組成物の0.5~5重量%の含有量で存在する。
【0014】
いくつかの実施形態によれば、分岐ポリプロピレンは、線状ポリプロピレンポリマーと共役ジエンとの反応によって得られる。
【0015】
いくつかの実施形態によれば、分岐ポリプロピレンは、2.0以上のひずみ硬化度(λmax)を有する。
【0016】
いくつかの実施形態によれば、ポリオレフィンポリマーは、エチレン-酢酸ビニルポリマー、メタクリ酸メチルポリマー、酢酸ビニルポリマー、エチレン-メタクリ酸メチルポリマー、エチレン-アクリル酸ブチルポリマー、エチレン-オクテンポリマー、及びそれらの組み合わせから選択される。
【0017】
いくつかの実施形態によれば、分岐ポリプロピレンは、230℃/2.16kgで1g/10分~200g/10分のメルトインデックスを有する。
【0018】
いくつかの実施形態によれば、ポリオレフィンポリマーは、0.850~0.965g/cm3の密度を有する。
【0019】
いくつかの実施形態によれば、組成物は、120~205℃の範囲内の少なくとも1点の温度で100~3000mPa.s、好ましくは100~1200mPa.sの粘度を有する。
【0020】
いくつかの実施形態によれば、組成物は、分岐ポリエチレン及び/又は酸変性ポリオレフィンをさらに含む。
【0021】
本発明の第2の目的は、2つの基材を一緒に接着するための接着剤又は基材の表面上のコーティング、例えばシーリングラベル用の接着剤として、上記組成物の使用を提供することである。
【0022】
本発明のさらなる目的は、ホットメルト接着剤組成物の糸引きを軽減するための分岐ポリプロピレンの使用を提供することである。
【0023】
いくつかの実施形態によれば、分岐ポリプロピレンは、ポリプロピレンポリマーと共役ジエンとの反応によって得られる。
【0024】
いくつかの実施形態によれば、分岐ポリプロピレンは、ホットメルト接着剤組成物の0.1~10重量%、好ましくは0.5~5重量%の含有量で存在する。
【0025】
いくつかの実施形態によれば、分岐ポリプロピレンは、少なくとも50重量%のプロピレン単位を含むホモポリマー又はランダムコポリマーである。
【0026】
本発明により、高品質の製品を提供でき、糸引きを抑制又は回避でき、かつ、製造プロセスを損なわずに優れた熱安定性を有するホットメルト接着剤組成物が提供される。
【0027】
これは、ホットメルト接着剤組成物中に分岐ポリプロピレンが存在することによって達成される。より具体的には、分岐ポリプロピレンの存在により、高品質の製品が得られるため、糸引きの抑制又は回避さえもが可能になる。
【0028】
実際に、分岐ポリプロピレンが細かく分散した状態だと、高速塗布時の糸引きを軽減できる。したがって、ホットメルト接着剤組成物に配合される分岐ポリプロピレンは、糸引き発生条件下(冷却及び張力が作用する条件)において、溶解した材料の凝集力を低下させると考えられる。
【0029】
さらに、分岐ポリプロピレンが含まれていると、ホットメルト接着剤組成物は、高ひずみ下において高い耐性を示す。
【0030】
さらに、分岐ポリプロピレンは密度が低く、ホットメルト組成物中において沈殿しにくいため、ホットメルト接着剤組成物の熱安定性が悪化せず、かつ、ホース及びノズル詰まりが抑制される。
【図面の簡単な説明】
【0031】
【
図1】ポリマーのひずみ硬化度を決定するための例示的なプロットを示す。Y軸は伸長粘度(Pa.s)、X軸は時間(秒)を示す。
【
図2】本発明で実施される抗糸引き試験(anti-stringing test)を概略的に示す。
【発明を実施するための形態】
【0032】
次に、本発明の詳細を説明するが、本発明は以下の説明に限定されるものではない。
【0033】
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、少なくとも1つのポリオレフィンポリマーを含む。
【0034】
オレフィンは、少なくとも1つの炭素-炭素の二重結合を含む不飽和炭化水素である。ポリオレフィンで使用される最も一般的なモノマーは、エチレンと、最大20個の炭素原子を含むα-オレフィンである。オレフィンコモノマーは、特に、エチレン、プロピレン、ブテン、ヘキセン、オクテン、及びそれらの組み合わせを含んでよい。好ましくは、ポリオレフィンは、3~12個の炭素原子、より好ましくは4~10個の炭素原子、そして最も好ましくは4~8個の炭素原子を含んでよい。
【0035】
より具体的には、α-オレフィンコモノマーは、1-ブテン、1-ペンテン、3-メチル-1-ブテン、3-メチル-1-ペンテン、1-ヘキセン、4-メチル-1-ペンテン、1-ドデセン、3-メチル-1-ヘキセン、1-オクテン、及び1-デセンから選択されてよい。
【0036】
好ましくは、本発明のポリオレフィンポリマーは、エチレンモノマーを含む。
【0037】
好ましくはエチレンと共に使用される他のα-オレフィンコモノマーは、1つ以上のアクリル酸エステル及び/又はメタクリル酸エステルを含み得、好ましくは、アクリル酸メチル、メタクリル酸メチル、アクリル酸エチル、メタクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、及びメタクリル酸ブチルから選択される。
【0038】
他の実施形態によれば、エチレンと共に使用することができるα-オレフィンコモノマーは酢酸ビニルである。
【0039】
本発明によるポリオレフィンポリマーは、一種類のポリオレフィンポリマー又は複数のポリオレフィンポリマーの配合物であってよい。
【0040】
したがって、ポリオレフィンポリマーは、好ましくはメタロセン触媒重合によって得られる、エチレンとC3~C20α-オレフィンコモノマー、又はプロピレンとC2~C20α-オレフィンコモノマーを基にしたホモポリマー又はコポリマーであってよい。ポリオレフィンポリマーは、特にメタロセン触媒の場合、得られる配合物に凝集力を提供する。これは、ポリオレフィンポリマーが、0℃~80℃の使用温度範囲全体で実質的に直線の貯蔵弾性率(G”)を提供するからである。
【0041】
本発明によるポリオレフィンは、ポリエチレンなどのエチレンポリマー、又は高密度及び低密度ポリプロピレンなどのプロピレンポリマー、並びにそれらの組み合わせを含んでよい。いくつかの実施形態によれば、本発明のポリオレフィンは、エチレン及び/又はプロピレンモノマー(「モノマー」という用語は、本明細書では、当該技術分野において従来どおり、モノマーに由来する構造単位を指す)並びに他のC2-C20α-オレフィンコモノマーを含むコポリマーを含んでよい。エラストマーポリオレフィンは通常、C2-C10オレフィンコモノマー単位とともにエチレンとプロピレンを含む。いくつかの特に好ましいポリオレフィンポリマーは、エチレンと少なくとも1つの他のオレフィンモノマーとのコポリマーであり、重量上主要となるモノマーがエチレンであるため「エチレン系」と呼ばれ、例としては、エチレン-プロピレンコポリマー及びエチレン-オクテンコポリマーが挙げられる。
【0042】
上記のとおり、1つ以上のエチレン系コポリマーの配合物、又は1つ以上のプロピレン系コポリマーの配合物、又は1つ以上のエチレン系コポリマーと1つ以上のプロピレン系コポリマーとの配合物が、本発明の組成物において使用されてよい。
【0043】
エチレン系コポリマー中のα-オレフィンコモノマー含有量は、コポリマー重量に対して、特に、少なくとも20重量%、好ましくは20~50重量%、好ましくは25~50重量%、より好ましくは30~50重量%の範囲であってよい。
【0044】
本発明で有用なポリオレフィンポリマーの例は、Affinity(メタロセン触媒を使用したエチレン-オクテンコポリマー)という商品名でダウ・ケミカル社から市販、又は、VistamaXX(メタロセン触媒を使用したプロピレン-エチレンコポリマー)という商品名でエクソンモービル・ケミカル社から市販、又は、EpoleneC-10(高度に分岐したポリエチレンポリマー)という商品名でウェストレイク・ケミカル社から市販されている。
【0045】
官能化メタロセン触媒を使用したポリオレフィンエラストマーを、ポリオレフィンポリマーとして使用してもよい。「官能化」という用語は、ポリマー骨格上にエポキシ、シラン、スルホネート、アミド、及び特に無水物などの官能基が含まれるように化学的に修飾されたポリマーを指す。特に好ましいのは、無水マレイン酸(MAH)官能基でグラフト化されたメタロセン触媒ポリオレフィンエラストマーである。これらのMAHグラフト化メタロセンポリマーの例には、ダウ・ケミカル社から市販されているAffinity(登録商標)GA1000Rが含まれる。このポリマーは、0.878g/c.cの密度、68℃のDSC融点、-58℃のガラス転移温度(DSCによる)を有する。177℃でのブルックフィールド粘度は13,000センチポアズ(cP)であり、メルトインデックス(190℃、2.16kg重量におけるASTM1238)は約660g/10分である。
【0046】
本発明によるホットメルト接着剤組成物に使用される他のポリオレフィンポリマー成分は、オレフィンブロックコポリマー(OBC)であってもよい。「オレフィンブロックコポリマー」又は「OBC」は、ポリオレフィン分野において近年開発されている。オレフィンブロックコポリマーは、チーグラー・ナッタ又は従来のメタロセン技術によって生成されるランダムポリマーではなく、モノマーの線状ブロック構造を生成する連鎖シャトル触媒技術を使用して生成されるポリオレフィンポリマーである。現在、ダウ・ケミカル社によってInfuse(登録商標)の商品名で製造されている。OBCは、コモノマー含有量が非常に低く高融点の結晶性エチレン-オクテンブロック(ハード)と、コモノマー含有量が高くガラス転移温度が低いアモルファスエチレン-オクテンブロック(ソフト)で、交互に構成される。これにより、同程度の密度の典型的なメタロセンランダムポリマーと比較して、ポリマーの高温耐性と弾性が向上する。これらのポリマーは、国際公開第2006/101966号に記載され、他のポリマーもダウ・ケミカル社に譲渡されている。
【0047】
好ましい実施形態によれば、ポリオレフィンポリマーは、エチレン-酢酸ビニルポリマー、メタクリ酸メチルポリマー、酢酸ビニルポリマー、エチレン-メタクリ酸メチルポリマー、エチレン-アクリル酸ブチルポリマー、エチレン-オクテンポリマー、及びそれらの組み合わせから選択されてよい。
【0048】
ポリオレフィンポリマーは、0.850~0.965g/cm3の密度を有してよい。接着剤組成物の弾性率又は柔軟性及び相溶性のバランスをとるために、好ましい密度は、0.850~0.920g/cm3、より好ましくは0.855~0.910g/cm3、そして最も好ましくは0.860~0.890g/cm3であってよい。密度は、標準ASTMD-792-00に従って測定される。
【0049】
ポリオレフィンポリマーのメルトインデックスは、ASTMD-1238を用いて190℃/2.16kgにおいて10g/10分を超えることが好ましい。より好ましくは、ポリオレフィンポリマーのメルトインデックスは、30g/10分より大きく、さらにより好ましくは100g/10分より大きく、最も好ましくは500g/10分より大きく、さらには1000g/10分より大きくてもよい。いくつかの実施形態によれば、ポリオレフィンポリマーのメルトインデックスは、190℃/2.16kgにおいて10~100g/10分である。
【0050】
ポリオレフィンポリマーは、ホットメルト接着剤組成物の重量に対して、5~90重量%、好ましくは10~50重量%の含有量でホットメルト接着剤組成物中に存在してよい。
【0051】
例えば、ポリオレフィンポリマーは、ホットメルト接着剤組成物の重量に対して、5~10重量%、又は10~15重量%、又は15~20重量%、又は20~25重量%、又は25~30重量%、又は30~35重量%、又は35~40重量%、又は40~45重量%、又は45~50重量%、又は50~55重量%、又は55~60重量%、又は60~65重量%、又は65~70重量%、又は70~75重量%、又は75~80重量%、又は80~85重量%、又は85~90重量%の含有量でホットメルト接着剤組成物中に存在してよい。
【0052】
ポリオレフィンポリマーは、30~150℃、好ましくは55~95℃の融点を有してよい。
【0053】
融点は、示差走査熱量測定(DSC)を使用して測定できる。
【0054】
ポリオレフィンポリマーは、-75~-15℃、好ましくは-60~-35℃のガラス転移温度を有してよい。
【0055】
ガラス転移温度は、標準ASTM D3418-82に準拠した示差走査熱量計(DSC)又は示差熱分析(DTA)を使用して測定できる。
【0056】
本発明のホットメルト組成物は、上記のポリオレフィンポリマーに加えて、少なくとも1つの分岐ポリプロピレンをさらに含む(したがって、上記ポリオレフィンポリマーは、分岐ポリプロピレンではなく、かつ、分岐ポリプロピレンを含まない)。「分岐ポリプロピレン」とは、主鎖ポリプロピレン骨格に1つ以上のポリマー側鎖が連結されて含まれるように修飾された線状ポリプロピレンを意味する。このような分岐ポリプロピレンは、線状ポリプロピレンと共役ジエンとの反応によって得ることができる。この場合、分岐ポリプロピレンの側鎖は共役ジエンに由来する。好ましくは、この反応は、開始剤、好ましくはラジカル重合開始剤の存在下で実施されてよい。
【0057】
このような分岐ポリプロピレンを得るために、様々な方法が開発されている。このような架橋方法には、重合後に電子ビームを照射する方法、過酸化物、過酸化物及び架橋開始剤を使用する方法、及びポリプロピレンにラジカル重合性モノマーをグラフトすることを含む、長鎖分岐を導入する方法が含まれる。近年では、主にメタロセン触媒を用いたマクロマー共重合法が提案されている。メタロセン触媒は、広義では少なくとも1つの共役五員環配位子を有する遷移金属化合物であり、一般にプロピレン重合には架橋構造を有する配位子が使用される。
【0058】
メタロセン触媒を用いたマクロマー共重合法を実施する場合、例えば、重合の第1段階(以下、マクロマー合成工程ともいう)において、末端にビニル構造を有するプロピレンマクロマーを、特定の触媒及び特定の重合条件下で生成する。次に、重合の第2段階(以下、マクロマー共重合プロセスともいう)において、特定の触媒及び特定の重合条件下でのプロピレンとの共重合により、高次の架橋を排除する。リサイクル性に優れ、ゲル形成の問題なく溶融張力を向上させる方法(以下、マクロマー共重合法とも呼ぶ)が考案されている。
【0059】
上記の多段階重合法とは対照的に、マクロマー合成工程とマクロマー共重合工程を同時に行う単独重合法(in situマクロマー生成法)が考案されており、特殊なインデニル型メタロセンとアズレニル型メタロセンである少なくとも2種の周期表遷移金属化合物が関与する(ただし、インデニル型メタロセンのモル比は0.30以上0.99以下)。
【0060】
分岐ポリプロピレンは、特にプロピレン重合が触媒の存在下で行われる場合、伸長粘度の測定におけるひずみ硬化度(λmax)が2.0以上であってよい。ひずみ硬化度は、論文「“Rheological properties of low-density polyethylenes produced by tubular and vessel processes” of M. Yamaguchi et al. (Polymer, 2001, vol.42, p.8663)」に記載される方法によって測定してよい。
【0061】
ひずみ硬化度は伸長粘度の非線形性を表す指標であり、通常、分子の絡み合い(分子エンタングルメント)が増加するとひずみ硬化度の値も増加するとされる。分子の絡み合いは、分岐量と分岐鎖の長さによって変化する。
【0062】
したがって、分岐量と分岐の長さが増加するほど、ひずみ硬化の程度も増加する。
【0063】
好ましい測定方法と測定器は次のとおりである。
-測定温度:180℃、
-ひずみ速度:0.1/秒。
【0064】
方法1では、プレス成形により、18mm×10mm、厚さ0.7mmのシートの試験片を作成する。
【0065】
方法2では、東洋精機製のキャピログラフを使用して180℃で試験片を作成する。押し出されるストランドは、内径3mmのオリフィスを使用して、10~50mm/分の速度で作成される。
【0066】
便宜上、低分子量のポリマーには測定方法1を使用し、高分子量のポリマーには測定方法2を使用することが好ましい。
【0067】
図1に示すように、伸長粘度は、0.1/秒のひずみ速度でプロットされ、横軸は時間t(秒)、縦軸は伸長粘度ηE(Pa.s)を示す。対数グラフにおいて、ひずみ硬化直前の粘度を直線で近似し、ひずみ量が4.0になるまでの伸長粘度ηEの最大値(
図1のηmax又はA)を取得し、近似直線上にそれまでの粘度ηlin(
図1のB)をプロットする。ηmax/ηlinがλmaxとして定義され、ひずみ硬化度の指標として使用される。
【0068】
「ひずみ硬化」とは、大きなひずみ変形の際の材料の強化を意味する。
【0069】
線状ポリプロピレンは、ホモポリマー又はコポリマー、好ましくはランダムコポリマーであってよい。線状ポリプロピレンがコポリマーである場合、好ましくは、50重量%超のプロピレン単位、好ましくは60重量%超のプロピレン単位、好ましくは70重量%超のプロピレン単位、さらにより好ましくは80重量%超のプロピレン単位を含んでよい。コポリマーが50%超のプロピレン単位を含んでよいという事実のもと、所望の耐薬品性並びに所望の剛性及び結晶化度の達成が可能になる。
【0070】
したがって、プロピレン単位とは別に、コポリマーはまた、2~20、好ましくは3~10個の炭素原子を有する少なくとも1つのα-オレフィン単位を含んでよい。このようなα-オレフィンは、ブテン-1、イソブテン、ペンテン-1,3-メチル-ブテン-1、ヘキセン-1,3-メチル-ペンテン-1,4-メチル-ペンテン-1,3,4-ジメチルブテン-1、ヘプテン-1,3-メチルヘキセン-1、オクテン-1、デセン-1、及び4~12個の炭素原子を有するα-オレフィンから選択することができる。
【0071】
環状オレフィンの具体例としては、シクロペンテン、ノルボルネン、1,4,5,8-ジメタノ-1,2,3,4,4a,8,8a-6-オクタヒドロナフタレンなどが挙げられる。あるいは、プロピレン単位とは別に、コポリマーは、ジエンモノマー及び/又はビニルモノマーといった、α-オレフィン以外のモノマーを含んでよい。このようなモノマーは、プロピレンと容易に共重合し、安価であるため、好ましい。
【0072】
ジエンモノマーの具体例としては、例えば、5-メチレン-2-ノルボルネン、5-エチリデン-2-ノルボルネン、1,4-ヘキサジエン、メチル-1,4-ヘキサジエン、7-メチル-1,6-オクタジエンが挙げられる。
【0073】
ビニルモノマーの具体例としては、例えば、塩化ビニル、塩化ビニリデン、アクリロニトリル、酢酸ビニル、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、メタクリル酸メチル、無水マレイン酸、スチレン、メチルスチレン、ジビニルベンゼンなどが挙げられる。
【0074】
線状ポリプロピレンのメルトフローレートは、JIS K7210の測定方法に従い、230℃で2.16kgの条件下で、0.01~20g/10分の範囲であることが好ましい。
【0075】
メルトフローレートが上記範囲よりも大きい場合、変性ポリプロピレン樹脂の溶融粘度が低下し過ぎ、修飾による成形性向上効果が不十分になりがちである。一方、メルトフローレートが上記範囲よりも小さい場合、溶融粘度が増大し過ぎるため、成形が困難になりやすい。
【0076】
上記のように、線状ポリプロピレンは、分岐ポリプロピレンを提供するために、少なくとも1つの共役ジエンと反応させてよい。当該ジエンは、ブタジエン、イソプレン、1,3-ヘプタジエン、2,3-ジメチルブタジエン、2,5-ジメチル-2,4-ヘキサジエン、及びそれらの組み合わせから選択されてよい。
【0077】
共役ジエンは、線状ポリプロピレンに対して0.01~5重量%、好ましくは0.05~2重量%の量で使用してよい。共役ジエンの添加量が少なすぎると修飾が不十分な場合があり、多すぎると流動性が低くなりすぎる場合がある。
【0078】
反応は、好ましくは、開始剤、好ましくは、過酸化物又はアゾ化合物などのラジカル重合開始剤の存在下で行われる。具体的な例としては、ケトンペルオキシド、ペルオキシケタール、ヒドロキシペルオキシド、ジアルキルペルオキシド及び二酸有機過酸化物(ペルオキシカーボネート、ペルオキシエステルなど)が挙げられる。
【0079】
開始剤は、線状ポリプロピレンに対して0.05~10重量%、好ましくは0.2~5重量%の量で使用されてよい。開始剤の添加量が少なすぎると修飾が不十分な場合があり、多すぎる場合は分子鎖切断がポリマー修飾よりも優先される場合がある。
【0080】
分岐ポリプロピレンの製造方法は、特開2017-171788号公報に記載されている。より具体的には、分岐ポリプロピレンを得るために、線状ポリプロピレン、共役ジエン化合物、及びラジカル重合開始剤を混合及び混練(攪拌)する順序及び方法に特に制限はない。線状ポリプロピレン、共役ジエン化合物、及びラジカル重合開始剤を混合してから溶融混練(攪拌)してもよく、又は、線状ポリプロピレンを溶融混練(攪拌)してから共役ジエン化合物又はラジカル開始剤を同時混合してもよい。あるいは、これらは別々に、一緒に、又は分割して混合してもよい。混錬(攪拌)機の温度は130~300℃であってよい。この温度範囲であれば、線状ポリプロピレンは溶融しつつも熱分解しないため、好ましい。混錬(攪拌)時間は、一般に1分~60分であってよい。
【0081】
このようにして、分岐ポリプロピレンを製造することができる。分岐ポリプロピレンの形状と大きさ/サイズに制限はない。ペレット状が適切な場合がある。
【0082】
したがって、線状ポリプロピレンに関しては、得られる分岐ポリプロピレンはホモポリマー又はコポリマーであってよい。分岐ポリプロピレンがコポリマーである場合、好ましくは、50%超のプロピレン単位、好ましくは60%超のプロピレン単位、好ましくは70%超のプロピレン単位、さらにより好ましくは80%超のプロピレン単位を含んでよい。
【0083】
分岐ポリプロピレンのメルトインデックスは、好ましくは、JIS K7210を用いて、230℃/2.16kgにおいて1g/10分~200g/10分である。より好ましくは、分岐ポリプロピレンのメルトインデックスは、製造上最適な溶解度及び熱安定性を達成するために、1g/10分~100g/10分、さらにより好ましくは5g/10分~80g/10分であってよい。
【0084】
いくつかの実施形態によれば、本発明のホットメルト組成物は、1つの分岐ポリプロピレンを含む。
【0085】
他の実施形態によれば、本発明のホットメルト組成物は、2つ以上の分岐ポリプロピレンの混合物を含む。
【0086】
分岐ポリプロピレンは、ホットメルト接着剤組成物の重量に対して、0.1~10重量%、好ましくは0.5~5重量%の含有量でホットメルト組成物中に存在する。
【0087】
例えば、分岐ポリプロピレンは、ホットメルト接着剤組成物の重量に対して、0.1~0.5重量%、又は0.5~1重量%、又は1~1.5重量%、又は1.5~2重量%、又は2~2.5重量%、又は2.5~3重量%、又は3~3.5重量%、又は3.5~4重量%、又は4~4.5重量%、又は4.5~5重量%、又は5~5.5重量%、又は5.5~6重量%、又は6~6.5重量%、又は6.5~7重量%、又は7~7.5重量%、又は7.5~8重量%、又は8~8.5重量%、又は8.5~9重量%、又は9~9.5重量%、又は9.5~10重量%の含有量でホットメルト組成物中に存在してよい。
【0088】
ポリオレフィンポリマー及び分岐ポリプロピレンとは別に、本ホットメルト接着剤組成物は、少なくとも1つの粘着付与樹脂を含む。
【0089】
粘着付与樹脂は、ホットメルト接着剤組成物中に0.1~60重量%の含有量で存在する。好ましくは、粘着付与樹脂は、ホットメルト接着剤組成物の重量に対して、1~55重量%、より好ましくは5~52重量%、さらにより好ましくは10~52重量%の含有量でホットメルト接着剤組成物中に存在する。
【0090】
本発明のホットメルト接着剤に使用される粘着付与樹脂又は粘着付与剤は、ポリマーと相溶性があり、接着性を拡大し、特定の接着力をを改善するものである。本明細書で使用される場合、「粘着付与樹脂」又は「粘着付与剤」という用語には、以下が含まれる。
(a)ASTM法E28-58Tで測定する環球式軟化点が95℃~160℃の脂肪族及び脂環式石油炭化水素樹脂;これら樹脂は、主に脂肪族及び/又は脂環式オレフィン及びジオレフィンからなるモノマーの重合により生じ、水素化脂肪族及び脂環式石油炭化水素樹脂も含まれ、この種類のC5オレフィン画分に基づくそのような樹脂の市販例は、ハーキュリーズ社が販売するPiccotac 95粘着付与樹脂及びエクソンモービル・ケミカル社が販売するEscorez1310LCである;
(b)芳香族石油炭化水素樹脂及びその水素化誘導体;
(c)脂肪族/芳香族石油由来の炭化水素樹脂及びその水素化誘導体;
(d)芳香族変性脂環式樹脂及びその水素化誘導体;
(e)95℃~140℃までの軟化点を有するポリテルペン樹脂;ポリテルペン樹脂は、一般に、適度に低い温度下及びフリーデルクラフツ触媒の存在下における、ピネンとして知られるモノテルペンなどのテルペン炭化水素の重合から生成される;水素化ポリテルペン樹脂も含まれる;
(f)天然テルペンのコポリマー及びターポリマー、例えばスチレン/テルペン、α-メチルスチレン/テルペン及びビニルトルエン/テルペン;
(g)例えば、ガムロジン、ウッドロジン、トール油ロジン、蒸留ロジン、水素化ロジン、二量体ロジン及び重合ロジンなどの天然及び変性ロジン;
(h)天然及び変性ロジンのグリセロール及びペンタエリスリトールエステル、例えば、淡色ウッドロジンのグリセロールエステル、水素化ロジンのグリセロールエステル、重合ロシンのグリセロールエステル、淡色ウッドロジンのペンタエリスリトールエステル、水素化ロジンのペンタエリスリトールエステル、トール油ロジンのペンタエリスリトールエステル、及びロジンのフェノール変性ペンタエリスリトールエステル;
(i)フェノール変性テルペン樹脂、例えば、酸性媒体中でのテルペンとフェノールの縮合から生じる樹脂生成物など。
【0091】
上記の粘着付与樹脂を2つ以上含む混合物を使用してもよい。
【0092】
本発明に有用な粘着付与樹脂は、極性粘着付与樹脂を含んでよい。しかし、極性樹脂の多くがポリオレフィンポリマーとは部分的にしか相溶性を示さないものであることを考慮すると、利用可能な極性粘着付与樹脂の選択は制限される。
【0093】
あるいは、粘着付与樹脂は、市販されている非極性タイプのいずれかから選択してもよい。好ましい樹脂の1つのクラスは脂肪族石油炭化水素樹脂であり、例えば、C5オレフィンに基づくものである。最も好ましいのは、軟化点が95℃を超える水素化ジシクロペンタジエン(DCPD)系又はその芳香族変性誘導体である非極性生成物である。このような樹脂の例としては、エクソンモービル・ケミカル社が販売するEscorez5340、Escorez5400、及びEscorez5600がある。
【0094】
好ましくは、粘着付与樹脂は、環球式軟化点(ASTM法E28で測定)が少なくとも95℃、好ましくは95℃~140℃であるべきである。一般に、粘着付与樹脂は、樹脂とポリオレフィンポリマー間の相溶性を確実にするために、実質的に脂肪族であるべきである。
【0095】
また、好ましくは、可塑剤が本ホットメルト接着剤組成物中に存在する。より具体的には、固体又は液体可塑剤が本発明の組成物中に存在してもよい。
【0096】
可塑剤は、組成物重量に対して0.1~30重量%の含有量でホットメルト接着剤組成物中に存在してよい。好ましくは、可塑剤は、ホットメルト接着剤組成物の重量に対して、0.5~20重量%、より好ましくは1~10重量%、さらにより好ましくは1~5重量%の含有量でホットメルト接着剤組成物中に存在する。
【0097】
可塑剤の目的は、所望の粘度制御を提供し、柔軟性を付与することである。適切な可塑剤は、鉱油などの通常の可塑化油、オレフィンオリゴマー及び低分子量ポリマー、並びに、植物性油、動物性油及びそのような油の誘導体を含む群から選択されてよい。使用されてよい石油由来の油は、芳香族炭化水素をごくわずかしか含まない比較的高沸点の物質である。オリゴマーは、平均分子量が350~10,000の間であるポリプロピレン、ポリブテン、水素化ポリイソプレン、水素化ポリブタジエンなどであってよい。適切な植物性及び動物性油としては、通常の脂肪酸のグリセロールエステル及びその重合生成物が含まれる。本発明において有用である可塑剤は、任意の数の異なる可塑剤であってよいが、本発明者らは、平均分子量が5,000未満の鉱油及び液体ポリブテンが特に有利であることを発見した。
【0098】
一般的に、可塑剤は、接着剤組成物の接着強度及び/又は使用温度を実質的に低下させることなく、全体的なホットメルト接着剤組成物の粘度を低下させ、組成物のオープンタイムを延長し、組成物の柔軟性を改善するために使用される。
【0099】
本発明による組成物は、好ましくは少なくとも1つの安定剤を含む。安定剤は、組成物重量に対して、0.1~5重量%、好ましくは0.5~3重量%の含有量でホットメルト接着剤組成物中に存在してよい。本発明のホットメルト接着剤組成物に有用な安定剤は、上記ポリマーの保護を補助するために組み込まれ、したがって、通常は接着剤の製造及び塗布中や最終製品の周囲環境への日常の露出の際に起こる熱的及び酸化的劣化の影響から接着剤システム全体を保護する。
【0100】
適用可能な安定剤としては、高分子量のヒンダードフェノール及び硫黄及びリン含有フェノールなどの多官能フェノールが挙げられる。ヒンダードフェノールは当業者によく知られており、フェノール性ヒドロキシル基付近に立体的に嵩高いラジカルも含むフェノール化合物であってよい。特に、ベンゼン環上のフェノール性ヒドロキシル基に対して少なくとも1つのオルト位で、一般的には三級ブチル基により置換される。ヒドロキシル基付近に存在するこれらの立体的に嵩高い置換ラジカルは、ヒドロキシル基の伸縮振動数を遅らせ、それに応じてその反応性を遅らせる働きを持つ。したがって、この立体障害により、フェノール化合物に安定化特性が提供される。代表的なヒンダードフェノールとしては、
1,3,5-トリメチル-2,4,6-トリス(3-5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシベンジル)ベンゼン;ペンタエリスリトールテトラキス-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;ノクタデシル-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、4.4’-メチレンビス(4-メチル-6-tert-ブチルフェノール);2,6-ジ-tert-ブチルフェノール;6-(4-ヒドロキシフェノキシ)-2,4-ビス(n-オクチルチオ)-1,3,5-トリアジン;2,3,6-トリス(4-ヒドロキシ-3,5-ジ-tert-ブチル-フェノキシ)-1,3,5-トリアジン;ジ-n-オクタデシル-3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシベンジルホスホネート;2-(n-オクチル-チオ)エチル-3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシベンゾエート及びソルビトールヘキサ-3(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシ-フェニル)プロピオネートが挙げられる。
【0101】
安定剤として特に好ましいのは、ペンタエリスリトールテトラキス-3(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェノール)プロピオネートである。
【0102】
これらの安定剤の性能は、(1)例えばチオジプロピオン酸エステル(例:チオジプロピオン酸ジラウリル(DLTDP))及びホスファイト(例:トリス(ノニルフェニル)ホスファイト(TNPP))などの相乗剤、(2)例えばエチレンジアミン四酢酸、その塩及びジサリチラルプロピレンジイミンといったキレート剤及び金属不活性化剤、と併せて利用することによってさらに向上させることができる。
【0103】
本発明による組成物は、少なくとも1つのワックスをさらに含んでもよい。ワックスは、組成物重量に対して、0~30重量%、好ましくは0.5~3重量%の含有量でホットメルト接着剤組成物中に存在してよい。
【0104】
ワックスが存在すると、接着剤の接着性を大幅に低下させることなくホットメルト接着剤の溶融粘度を低下させることができる。これらのワックスは、温度性能に影響を与えることなく、組成物のオープンタイム又はセットアップ時間を短縮するためにも使用される。
【0105】
有用なワックス材料は次のとおりである。
(1)低分子量、すなわち、数平均分子量(Mn)が100~6000g/mol、ASTM法D-1321で測定する硬度値が0.1~120、及び、ASTM軟化点が65℃~140℃のポリエチレンワックス、
(2)50℃~80℃の融点を有するパラフィンワックス及び55℃~100℃の融点を有するマイクロクリスタリンワックスなどの石油ワックス、融点はASTM法D127-60によって決定する、
(3)クラリアント社が「Licocene」として市販するようなメタロセン触媒によるプロピレン系ワックス、
(4)例えば米国特許第4,914,253号、米国特許第6,319,979号、国際公開第97/33921号又は国際公開第98/03603号に記載されているようなメタロセン触媒ワックス又はシングルサイト触媒ワックス、
(5)フィッシャートロプシュワックスといった、一酸化炭素と水素の重合により生成される合成ワックス、及び、
(6)ポリオレフィンワックス。本明細書で使用される「ポリオレフィンワックス」という用語は、オレフィン性モノマー単位から構成されるポリマー又は長鎖実体を指す。これらの材料は、でウェストレイク・ケミカル社から「Epolene」の商品名で市販されている。
【0106】
好ましくは、使用されるワックス材料は、93℃~177℃の環球式軟化点を有する。これらワックスはそれぞれ、室温で固体であることが理解される。他の有用な物質としては、水素化獣脂、ラード、大豆油、綿実油、ヒマシ油、メンハディン油、タラ肝油などの水素化動物油、魚油及び植物油脂が挙げられ、これらは水素化されているために周囲温度で固体であり、同等のワックス材料としての機能に関しても有用であることが分かっている。これらの水素化材料は、接着剤業界では「動植物性ワックス」と呼ばれることがよくある。
【0107】
いくつかの好ましい実施形態によれば、本発明のホットメルト接着剤組成物は、少なくとも1つのスチレンブロックコポリマーをさらに含んでよい。現在、様々な種類のスチレンブロックコポリマーが市販されている。これらスチレンブロックコポリマーは、様々な化学的種類と構造的種類が存在する。本発明のホットメルト接着剤組成物で使用してよいスチレンブロックコポリマー(SBC)の例には、スチレン-ブタジエン(SB)、スチレン-ブタジエン-スチレン(SBS)、スチレン-イソプレン-スチレン(SIS)、スチレン-イソプレン(SI)、スチレン-イソプレン-ブタジエン-スチレン(SIBS)、スチレン-エチレンブチレン-スチレン(SEBS)、スチレン-エチレン-ブチレン(SEB)、スチレン-エチレン-プロピレン-スチレン(SEPS)、スチレン-エチレンプロピレン(SEP)及びスチレン-エチレン-エチレン-プロピレン-スチレン(SEEPS又は水素化SIBS)が含まれる。
【0108】
本発明の目的のために、コポリマーのスチレン末端ブロックは、コポリマーの約10重量%~約40重量%を含み、スチレンブロックコポリマーの中央ブロックは水素化され、コポリマーは、230℃/5kgfで約0~50g/10分未満のメルトインデックスを有することが好ましい。したがって、好ましいSBSポリマーは、スチレン-エチレンブチレン-スチレン(SEBS)、スチレン-エチレン-ブチレン(SEB)、スチレン-エチレン-プロピレン-スチレン(SEPS)、スチレン-エチレンプロピレン(SEP)及びスチレン-エチレン-エチレン-プロピレン-スチレン(SEEPS又は水素化SIBS)である。特に好ましいポリマーは、SEBS及びSEEPSグレードである。
【0109】
本組成物に有用な市販のスチレン系ブロックコポリマーには、シェルケミカルズ社(テキサス州ヒューストン)から市販されるクレイトンGシリーズブロックコポリマー及びクラレ社から市販されるSepton2000、4000、8000グレードのブロックコポリマーが含まれる。SEBSポリマーの範囲では、特に好ましいのはクレイトン・パフォーマンス・ポリマー社製のクレイトンG1652Mである。適切な他のグレードには、クレイトンG1650、クレイトンG1643、及びクレイトンG1657が含まれる。
【0110】
いくつかの実施形態によれば、スチレン系ブロックコポリマーは、ホットメルト接着剤組成物の重量に対して、0.1~30重量%、好ましくは0.1~5重量%の含有量でホットメルト接着剤組成物中に存在してもよい。
【0111】
いくつかの好ましい実施形態によれば、ホットメルト接着剤組成物はまた、分岐ポリエチレンを含んでよい。「分岐ポリエチレン」とは、主鎖ポリエチレン骨格に1つ以上のポリマー側鎖が連結されて含まれるように修飾された線状ポリエチレンを意味する。この場合、分岐ポリエチレンの側鎖は共役ジエンに由来してよい。このような分岐ポリエチレンは、上述したとおり、分岐ポリプロピレンと同じ方法で得ることができる。
【0112】
分岐ポリエチレンは、ホットメルト接着剤組成物の重量に対して、0.05~10重量%、好ましくは0.5~5重量%の含有量でホットメルト接着剤組成物中に存在してよい。例えば、分岐ポリエチレンは、ホットメルト接着剤組成物の重量に対して、0.05~0.1重量%、0.1~0.5重量%、又は0.5~1重量%、又は1~1.5重量%、又は1.5~2重量%、又は2~2.5重量%、又は2.5~3重量%、又は3~3.5重量%、又は3.5~4重量%、又は4~4.5重量%、又は4.5~5重量%、又は5~5.5重量%、又は5.5~6重量%、又は6~6.5重量%、又は6.5~7重量%、又は7~7.5重量%、又は7.5~8重量%、又は8~8.5重量%、又は8.5~9重量%、又は9~9.5重量%、又は9.5~10重量%の含有量でホットメルト接着剤組成物中に存在してよい。
【0113】
したがって、得られる分岐ポリエチレンは、ホモポリマー又はコポリマーであってよい。分岐ポリエチレンがコポリマーである場合、好ましくは、50重量%超のエチレン単位、好ましくは60重量%超のエチレン単位、好ましくは70重量%超のエチレン単位、さらにより好ましくは80重量%超のエチレン単位を含んでよい。
【0114】
分岐ポリエチレンは、高圧プロセスによって製造されるポリエチレンであってよく、不飽和エステル含有量は0~8重量%で、メルトフローレートは2160gの負荷及び190℃で0.01~400g/10分であってよい。
【0115】
さらに、ホットメルト接着剤組成物は、酸変性ポリオレフィンを含んでよい。「酸変性ポリオレフィン」とは、不飽和ポリカルボン酸、無水物又はエステルによって修飾され、したがって1つ以上の酸性基を含むポリオレフィンを意味する。
【0116】
ポリオレフィンは、組成物の「ポリオレフィンポリマー」成分に関して上述したとおりであってよい。
【0117】
ポリオレフィンの修飾に使用される不飽和ポリカルボン酸、無水物又はエステルは特に限定されないが、ジカルボン酸の例としては、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、シトラコン酸などが挙げられる。トリカルボン酸の例としては、トリメリット酸が挙げられる。
【0118】
好ましくは、不飽和ポリカルボン酸、無水物、又はエステルで修飾されたポリオレフィンは、モノマーとしてエチレン、プロピレン及びブチレンなどのオレフィン及び少なくとも上記不飽和ポリカルボン酸を使用して作製されたポリオレフィンを含む。また、無水物又はエステルで修飾されてもよく、他のモノマーでさらに修飾されてもよい。例えば、ポリオレフィンは、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステル、エチルアクリル酸エステル、酢酸ビニル、又は塩化ビニルで修飾されてよい。
【0119】
不飽和ポリカルボン酸、無水物又はエステルは、重合又は重合後にポリオレフィンに添加してよい。適切な製造方法の例には、添加及びグラフト重合が含まれる。不飽和ポリカルボン酸、無水物又はエステルは、ポリオレフィンの重量に対して、0.2重量%~3重量%、好ましくは0.2~1重量%、より好ましくは0.25~1重量%の比率で配合してよい。
【0120】
酸変性ポリオレフィンは、好ましくは、0.2~50重量%、好ましくは0.3~10重量%の不飽和ポリカルボン酸、無水物又はエステルによる修飾率を有する。修飾率が0.2重量%未満の場合、糸引き耐性が低下する場合がある。一方、修飾率が50重量%を超えると、未変性ポリオレフィンとの相溶性が悪化し、熱安定性が低下する場合がある。
【0121】
酸変性ポリオレフィンは、ホットメルト接着剤組成物の重量に対して、0.1~10重量%、好ましくは0.1~5重量%の量でホットメルト接着剤組成物中に存在してよい。
いくつかの実施形態によれば、組成物の1つ以上の物理的特性を変更するために、他の任意の補助添加剤をホットメルト接着剤組成物に包含してもよい。これらの補助添加剤は、組成物重量に対して0.01~3重量%の総量でホットメルト接着剤組成物中に存在してよい。
【0122】
このような添加剤には、例えば、二酸化チタンなどの不活性着色剤や、充填剤、界面活性剤、他種類のポリマー、架橋剤、成核剤、反応性化合物、難燃性鉱物又は有機剤、紫外線(UV)又は赤外線(IR)光吸収剤、及びUV又はIR蛍光剤が含まれてよい。典型的な充填剤には、タルク、炭酸カルシウム、粘土、シリカ、雲母、ワラストナイト、長石、ケイ酸アルミニウム、アルミナ、水和アルミナ、ガラスミクロスフェア、セラミックミクロスフェア、熱可塑性ミクロスフェア、重晶石及び木粉が含まれる。これらの任意の補助添加剤は、当該技術分野ではよく知られている。
【0123】
本発明のホットメルト接着剤組成物は、当該技術分野で公知のいずれかの混合技術を使用して作製してよい。代表的な例としては、ポリマーを除くすべての成分を、ローター装備のBaker-Perkins又はDayタイプのジャケット付きヘビーデューティーミキサーなどのジャケット付き混合ケトルに入れ、その後、内容物を溶融するために混合物の温度を120℃~205℃の範囲に上げる。この工程で使用される正確な温度は、特定の成分の融点に依存することを理解されたい。続いて、ポリマーを攪拌しながらケトルに入れ、均質かつ均一な混合物が形成されるまで混合を続ける。ケトルの内容物は、混合プロセスの間中、二酸化炭素や窒素などの不活性気体で保護してもよく、閉じ込められた気体、特に空気を除去するために真空を適用してよい。
【0124】
ホットメルト接着剤組成物の粘度は、100~3000mPa.s、好ましくは100~1200mPa.sであってよい。粘度は、JISK6862の方法に従ってブルックフィールドサーモセルシステム粘度計を使用して測定される。
【0125】
使用
本発明はまた、表面をコーティングするための上記ホットメルト接着剤組成物の使用に関する。
【0126】
コーティングされる表面は、不織布、織物、吸収性綿毛、超吸収性ポリマー(SAP)、複合材料、エラストマー又は非エラストマーであり得るプラスチック(例えば、スチレンブロックコポリマー(SBC)、ポリウレタン、及びポリオレフィン)及びそれらの任意の混合物であってよい。特定の実施形態では、表面は不織布表面である。より好ましくは、表面は、ポリプロピレン(PP)、ポリエチレン(PE)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、綿、竹、絹及び/又はポリ乳酸を含む。
【0127】
本発明はまた、2つの基材を接着するための上記ホットメルト接着剤組成物の使用に関する。
【0128】
この場合、アセンブリ製品(又は積層体)を製造するプロセスは、
-本発明によるホットメルト接着剤組成物を加熱するステップ(i)であって、例えば、130℃~180℃範囲の温度で、ホットメルト接着剤組成物を基材に塗布するのに十分な液状にするのに十分な時間(たとえば、少なくとも2時間)加熱する、前記ステップ(i)と、その次に、
-前記組成物を第1の基材上にコーティングするステップ(ii)と、次いで、
-第1の基材のコーティングされた表面を第2の基材の表面と接触させて、2つの基材を接着する接着接合部を形成するステップ(iii)、とを含んでよい。
【0129】
基材は、様々な形態(層又は薄膜、ストランド、綿毛)で、異なる又は同じ性質のものであってよい。
【0130】
好ましくは、各基材は、不織布、織物、吸収性綿毛、超吸収性ポリマー(SAP)、複合材料、エラストマー又は非エラストマーであり得、例えばスチレンブロックコポリマー(SBC)、ポリウレタン、及びポリオレフィンから選択され得るプラスチック、及びそれらの任意の混合物から独立してそれぞれ選択されてよい。
【0131】
本発明による組成物は、接触型塗布(スロットダイコーティングなど)及び非接触型塗布(噴霧又は繊維化など)を含む、当該技術分野で公知の各種塗布技術でコーティング又は塗布してよい。
【0132】
ホットメルト接着剤組成物中に存在する分岐ポリプロピレンにより、基材の表面へ組成物を塗布する際の糸引きの制限又は回避さえもが可能になる。これにより、製造プロセスで問題なく高品質の製品を得ることができる。
【0133】
ホットメルト接着剤組成物中に存在する分岐ポリプロピレンにより、ホットメルト接着剤組成物に特定のダイカット性がさらに提供され得る。優れたダイカット性を備えたホットメルト接着剤は、ブレードで押す際に延伸せずに簡単に切断されるはずである。
【実施例】
【0134】
以下の実施例は、本発明を限定することなく説明するものである。
【0135】
熱安定性
150gのホットメルト接着剤組成物を250mLのサンプルボトルに収集し、180℃で96時間加熱する。このときの状態を観察し、ホットメルトの熱安定性を以下の基準で評価する。
良い:状態に変化なし
悪い:樹脂の底部沈殿
【0136】
抗糸引き試験
ノードソン社のホットメルトアプリケーター3500Vを使用して、ホットメルト接着剤組成物を180℃で溶融し、次に一定時間水平に排出した。ノズルの直径は0.35mm/2オリフィスで、ノズルの温度は180℃である。ホットメルト接着剤組成物を含むホース及びタンクの温度も180℃である。排出間隔はONが0.1秒、OFFが1.5秒とした。
【0137】
図2に示すように、黒色紙(BP)をノズルチップ(NT)から10cmの距離のところに配置した。
【0138】
ホットメルト接着剤組成物の排出時間は10分であり、排出圧力は0.25MPaであった。
【0139】
ノズルの近くで、黒色紙に平行な方向に、風速1.8~2m/sの気流(AF)を発生させた。
【0140】
周囲温度は20~25℃であった。
【0141】
黒色紙に付着したホットメルト接着剤から紡糸された糸の状態を、以下の評価に従って観察した。
優秀:糸引きが発生しない
良好:糸引きの長さが10mm以下
可:糸引きの長さが50mm以下
悪い:糸引きの長さが100mm~200mm
非常に悪い:糸引きの長さが200mm以上
【実施例1】
【0142】
以下の化合物の一部又はすべてを含む、6つの組成物(A、B、C、D、E、F)を調製した。
-P1:190℃/2.16kgで500g/10分のメルトインデックスを有するエチレン/1-オクテンコポリマー、
-P2:190℃/2.16kgで1000g/10分のメルトインデックスを有するエチレン/1-オクテンコポリマー、
-R1:完全水素化C5芳香族石油樹脂である粘着付与樹脂、
-R2:部分水素化C5芳香族石油樹脂である粘着付与樹脂、
-W1:フィッシャートロプシュワックスであるワックス、
-W2:パラフィンワックスであるワックス、
-O1:パラフィンプロセスオイルであるオイル、
-P3:230℃/2.16kgで60g/10分のメルトインデックスを有する分岐ポリプロピレン、
-P4:230℃/2.16kgで50g/10分のメルトインデックスを有する線状ポリプロピレン、
-P5:水素化スチレンブタジエンブロックコポリマー(SEBS)、(S/EB比18/82、ショアA39、230℃/2.16kgのMFR15g/10分)、
-A1:抗酸化剤
【0143】
組成物A~Fを以下の表に記載する。
【0144】
【0145】
上記の表に記載されている比率は、重量部である。
【0146】
上記表からわかるように、分岐ポリプロピレンの存在により(組成物A、B、E)、良好な抗糸引き性能と良好な熱安定性を同時に発揮するホットメルト接着剤組成物を得ることができる。逆に、ホットメルト接着剤組成物が分岐ポリプロピレンを欠いている場合(線状ポリプロピレンが存在する場合でも)(組成物C、D、F)、ホットメルト接着剤組成物は、良好な糸引き防止性能及び良好な熱安定性の両者は満たさない。実際に、一般的に、スチレンエラストマー(SEBS)が組成物に存在する場合、糸引きが発生する可能性が高くなる(組成物F)。したがって、この場合でも、分岐ポリプロピレンの存在により、組成物の糸引きを軽減するだけでなく、熱安定性の高い組成物を得ることができる(組成物E)。
【実施例2】
【0147】
以下の化合物の一部又はすべてを含む、4つの組成物(G、H、I、J)を調製した。
-P6:190℃/2.16kgで400g/10分のメルトインデックスを有するエチレン/酢酸ビニルコポリマー、
-R1:完全水素化C5芳香族石油樹脂である粘着付与樹脂、
-W1:フィッシャートロプシュワックスであるワックス、
-P3:230℃/2.16kgで60g/10分のメルトインデックスを有する分岐ポリプロピレン、
-P7:線状ポリプロピレンホモポリマー、
-P8:低密度の線状ポリエチレン、
-A1:抗酸化剤
【0148】
組成物G~Jを以下の表に記載する。
【0149】
【0150】
上記の表に記載されている比率は、重量部である。
【0151】
上記表からわかるように、分岐ポリプロピレンの存在により(組成物G、H)、良好な抗糸引き性能と良好な熱安定性を同時に発揮するホットメルト接着剤組成物を得ることができる。逆に、ホットメルト接着剤組成物が分岐ポリプロピレンを欠いている場合(線状ポリプロピレンが存在する場合でも)(組成物I、J)、ホットメルト接着剤組成物は、良好な糸引き防止性能及び良好な熱安定性の両者は満たさない。
【国際調査報告】