JPH10102019A - ホットメルト接着剤組成物及びポリオレフィン材料の接着方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ポリオレフィン材料に対して優れた低温接着
性能と高温接着性能とを発揮するホットメルト接着剤組
成物及びこのホットメルト接着剤組成物を用いたポリオ
レフィン材料の接着方法を提供する。 【解決手段】 エチレン−（メタ）アクリル酸エステル
共重合体及び／またはポリオレフィン系樹脂よりなるベ
ースポリマー（ａ）、常温で液状の粘着付与樹脂及び／
又は常温で固形状であって該ベースポリマーと相溶性を
有する粘着付与樹脂（ｂ）、及び常温で固形状であって
該ベースポリマーと非相溶性である粘着付与樹脂（ｃ）
とからなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ポリオレフィン材
料を接着するためのホットメルト接着剤組成物及びこれ
を用いたポリオレフィン材料の接着方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリ
オレフィン材料は安価で入手が容易であり、フィルム、
シート、発泡体、各種成形品等への加工が容易であるこ
となどから各種の産業分野で広く用いられている。しか
し、ポリオレフィン材料は表面エネルギーが低いため、
接着剤による接着が困難であることも知られており、被
着体との濡れ性のよい有機溶剤系接着剤を用いた接着が
広く行われている。

【０００３】しかしながら、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接着剤による接着方法が求められて
いる。その一つとしてホットメルト接着剤による接着が
種々試みられている。一般に広く使用されているホット
メルト接着剤は、エチレン−酢酸ビニル共重合体やスチ
レン系ブロック共重合体などのベースポリマーと、該ベ
ースポリマーに相溶性を有する粘着付与樹脂とからな
り、必要に応じてワックスやオイル類等が添加されたも
のである。

【０００４】上記ホットメルト接着剤によると、特にポ
リオレフィン材料を接着した場合に、ベースポリマーと
の相溶性を有する粘着付与樹脂を使用しているため、低
温接着性と高温接着性を両立させることが困難であると
いう問題があった。即ち、低温での接着性を向上させる
ためにしばしば低軟化点の粘着付与樹脂が使用される
が、この場合は高温での凝集力が低下して耐熱接着性が
低下し、逆に高温での接着性を向上させるために高軟化
点の粘着付与樹脂を使用すると低温接着性が悪くなると
いう問題がある。

【０００５】このような問題点の解決策として、低温接
着性と高温接着性とが両立できるようなベースポリマー
の改良が試みられている。例えば、特開平７−４８５５
２号公報には、エチレンｎ−ブチルアクリレート共重合
体をベースポリマーとし、さらに粘着付与樹脂及びワッ
クスを含有するホットメルト接着剤が開示されている。

【０００６】上記公報に記載のホットメルト接着剤にお
いても、段ボール等の紙材料に対しては良好な低温及び
高温接着性を示すものの、ポリオレフィン材料を接着す
るためには低温接着性と高温接着性の両立が不充分であ
るという問題点があった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記従来の問
題点を解消し、ポリオレフィン材料に対して優れた低温
接着性能と高温接着性能とを発揮するホットメルト接着
剤組成物及びこのホットメルト接着剤組成物を用いたポ
リオレフィン材料の接着方法を提供することを目的とす
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の本発明ホ
ットメルト接着剤組成物は、エチレン−（メタ）アクリ
ル酸エステル共重合体及び／またはポリオレフィン系樹
脂よりなるベースポリマー（ａ）、常温で液状の粘着付
与樹脂及び／又は常温で固形状であって該ベースポリマ
ーと相溶性を有する粘着付与樹脂（ｂ）、及び常温で固
形状であって該ベースポリマーと非相溶性である粘着付
与樹脂（ｃ）とからなることを特徴とするものである。

【０００９】上記ベースポリマー（ａ）のエチレン−
（メタ）アクリル酸エステル共重合体を構成する（メ
タ）アクリル酸エステルとしては、例えば、アクリル酸
メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ｎ−プロピル、
アクリル酸ｎ−ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリ
ル酸２−エチルヘキシル、アクリル酸２−ヒドロキシエ
チル、メタクリル酸グリシジル、メタクリル酸メチル、
メタクリル酸えエチル等が挙げられる。これらは単独で
使用してもよく、２種以上を併用してもよい。更に、一
酸化炭素や無水マレイン酸等の第３成分が共重合された
ものであってもよい。

【００１０】上記エチレン−（メタ）アクリル酸エステ
ル共重合体中のエチレン含有量は３０〜９８重量％が好
ましく、より好ましくは４０〜９０重量％である。又、
上記エチレン系共重合体のメルトインデックスはＪＩＳ
Ｋ６７３０による測定値で１０〜５０００ｄｇ／ｍｉ
ｎの範囲が好ましく、より好ましくは１００〜２０００
ｄｇ／ｍｉｎである。エチレン系共重合体は２種以上が
併用されてもよく、この場合は混合物のメルトインデッ
クスが上記範囲となるように選択すればよい。

【００１１】ポリオレフィン系樹脂としては、ポリエチ
レン、ポリプロピレン、ポリヘキセン、ポリオクテン、
エチレン−プロピレン共重合体、プロピレン−ブテン共
重合体、プロピレン−ヘキセン共重合体、プロピレン−
オクテン共重合体、エチレン−プロピレン−ブテン共重
合体等の結晶性もしくは非晶性のポリオレフィンを挙げ
ることができる。

【００１２】上記ポリオレフィン系樹脂の溶融粘度は１
９０℃において１００〜１０００００ｍＰａ・ｓの範囲
であることが好ましく、より好ましくは１０００〜５０
０００ｍＰａ・ｓである。２種類以上のポリオレフィン
系樹脂を併用する場合でも、混合物の溶融粘度が上記範
囲となるように選択することが好ましい。

【００１３】常温で液状の粘着付与樹脂（ｂ）として
は、液状ロジン系樹脂、液状テルペン樹脂、液状脂環族
系石油樹脂等が挙げられる。常温で固形状であってベー
スポリマーに相溶性を有する粘着付与樹脂（ｂ）として
は、ベースポリマーとの重量比が１：１である混合物の
ＪＩＳ Ｋ２２６９の測定法による曇り点が該粘着付与
樹脂の環球法軟化点温度よりも低いものを指し、ロジン
系樹脂、テルペン系樹脂、石油系樹脂、クマロン系樹脂
等の中からベースポリマーに応じて選択されるのが好ま
しい。

【００１４】上記ロジン系の粘着付与樹脂としては、ガ
ムロジン、ウッドロジン、重合ロジン、不均化ロジン、
水添ロジン、二量化ロジン；これらの各種ロジンとペン
タエリスリトール、グリセリン、ジエチレングリコール
等とのエステル；ロジンフェノール樹脂などが挙げられ
る。

【００１５】上記テルペン系の粘着付与樹脂としては、
テルペン樹脂、テルペンとスチレンとの共重合体、テル
ペンとα−メチルスチレンとの共重合体、テルペンとフ
ェノールとの共重合体及びこれらの水添物などが例示さ
れる。

【００１６】又、上記石油樹脂の粘着付与樹脂として
は、脂肪族石油樹脂、脂環族石油樹脂、芳香族石油樹
脂、脂肪族−芳香族共重合体の石油樹脂、及びこれらの
水添物などが、クマロン系樹脂の粘着付与樹脂として
は、クマロン樹脂、クマロン・インデン樹脂等が挙げら
れる。粘着付与樹脂は単独で用いられてもよく、種類や
軟化点の異なるものが２種以上併用されてもよい。

【００１７】上記粘着付与樹脂は、環球法軟化点が３０
〜１４０℃のものが好ましく、より好ましくは３０〜１
２０℃のものである。

【００１８】常温で固形状であってベースポリマーと非
相溶性である粘着付与樹脂（ｃ）は、ベースポリマーと
の重量比が１：１である混合物のＪＩＳ Ｋ２２６９の
測定法による曇り点が該粘着付与樹脂の環球法軟化点温
度よりも高いか、もしくは２００℃まで昇温しても混合
物が透明にならないものを指し、前述のロジン系樹脂、
テルペン系樹脂、石油系樹脂、クマロン系樹脂、アルキ
ルフェノール樹脂、キシレン樹脂、マレイン酸樹脂、ロ
ジン変性マレイン酸樹脂等の中からベースポリマーに応
じて選択される。上記粘着付与樹脂（ｃ）は単独で用い
られてもよく、種類や軟化点の異なるものが２種以上併
用されてもよい。

【００１９】上記粘着付与樹脂（ｃ）は、環球法軟化点
が１００〜１８０℃のものが好ましく、より好ましくは
１００〜１６０℃のものである。

【００２０】ベースポリマー（ａ）、粘着付与樹脂
（ｂ）、粘着付与樹脂（ｃ）の配合割合は以下のように
するのが好ましい。以下、％はすべて（ａ）、（ｂ）、
（ｃ）よりなる組成物中の重量％として記載する。 ベースポリマー（ａ）：エチレン−（メタ）アクリル酸
エステル共重合体の場合は２０〜８０％が好ましく、よ
り好ましくは３０〜６０％である。２０％未満では低温
接着性が低下し、８０％を超えると溶融粘度が高くなり
すぎて作業性が悪くなる。

【００２１】ポリオレフィン系樹脂の場合は２０〜８０
％が好ましく、より好ましくは４０〜７０％である。２
０％未満では低温接着性が低下し、８０％を超えると高
温接着性が低下する。

【００２２】粘着付与樹脂（ｂ）：配合割合は１０〜５
０％が好ましく、より好ましくは１０〜４０％である。
１０％未満では低温接着性が発現せず、５０％を超える
と高温接着性が得られななくなる。

【００２３】粘着付与樹脂（ｃ）：配合割合は５〜５０
％が好ましく、より好ましくは１０〜３０％である。５
％未満では高温接着性が発現せず、５０％を超えると低
温接着性が得られない。

【００２４】本発明のホットメルト接着剤組成物には、
必要に応じてワックス、軟化剤、充填剤、酸化防止剤、
着色剤（顔料、染料）、紫外線吸収剤などが添加されて
もよい。ワックスは低粘度化、固化速度の向上が必要な
場合に用いられる。このようなワックスとしては、例え
ば、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワック
ス、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、及びこれらを酸化分
解した酸化ワックス；上記各種ワックスにマレイン酸、
無水マレイン酸、フマル酸、アクリル酸、メタクリル酸
等の不飽和（無水）カルボン酸をグラフトした酸変性ワ
ックスなどが挙げられる。

【００２５】ワックスの配合割合は４０％以下が好まし
く、より好ましくは３０％以下である。４０％を超える
と低温接着性が得られなくなる。

【００２６】軟化剤としては、ゴム展開油として知られ
るパラフィン系オイル、ナフテン酸系オイル、アロマ系
オイル等のプロセスオイル類；フタル酸エステル、リン
酸エステル等の可塑剤；液状ポリブテン、液状ポリブタ
ジエン及びこれらの水添物、液状ポリイソプレンなどが
挙げられる。これらは単独で用いられてもよく、２種以
上が併用されてもよい。

【００２７】軟化剤の配合割合は４０％以下が好まし
く、より好ましくは３０％以下である。４０％を超える
と高温接着性が得られなくなる。

【００２８】充填剤としては炭酸カルシウム、クレー、
タルク、カーボンブラック、シリカ等が挙げられる。

【００２９】酸化防止剤としてはヒンダードフェノール
系、ヒンダードアミン系、リン系、イオウ系等の公知の
ものが挙げられ、これらは単独でも２種以上併用されて
もよい。

【００３０】本発明のホットメルト接着剤組成物の製造
設備は、加熱と攪拌又は混練の機能を備えたものであれ
ばよく、従来よりホットメルト接着剤の製造に用いられ
ている設備がそのまま使用できる。このような設備の例
としては、一軸もしくは二軸スクリュー押出機、シグマ
プレートミキサー、リボンミキサー、バタフライミキサ
ー、ニーダー等が挙げられる。

【００３１】上記ホットメルト接着剤組成物の製造方法
は従来行われていた方法がそのまま採用できる。例え
ば、１００〜２５０℃、好ましくは１４０〜２００℃に
加熱された上記設備に配合材料を投入して加熱しながら
混合することにより接着剤組成物が得られる。

【００３２】又、製造装置からそのまま加熱配管や加熱
容器を経て塗布装置に供給されてもよいが、一旦冷却し
て固形状として供給されてもよい。固形状として供給す
るには、ペレット、ビーズ、短冊、スティック、シー
ト、フィルム、塊などの接着剤単体からなる成形物とす
る。この場合には固形状態で粘着性のないことが望まし
い。

【００３３】固形状態で粘着性を有する場合には、この
表面に非粘着性のコーティングを施して供給する。接着
時には該コーティングが施されたまま使用する。上記非
粘着性のコーティングとしては、例えば、シリコンオイ
ル、ワックス、滑剤等の薄層コーティング；ポリエチレ
ン、アモルファスポリプロピレン、エチレン−酢酸ビニ
ル共重合体、エチレン−アクリル酸エチル共重合体等の
フィルムによるコーティングなどが挙げられる。

【００３４】又、固形状の接着剤組成物が粘着性を有す
る場合には、除去可能な非粘着化処理を施してもよい。
例えば、離型処理した紙やプラスチックフィルムで包ん
だ状態や、金属製や紙製の缶などに充填された状態で供
給する。

【００３５】次に、請求項３記載のポリオレフィン材料
の接着方法について説明する。請求項３記載の発明は、
ポリオレフィン材料同士またはポリオレフィン材料と他
の材料とを接着するにあたり、一方の材料に請求項１ま
たは請求項２のいずれかに記載のホットメルト接着剤組
成物を使用するポリオレフィン材料の接着方法である。

【００３６】ポリオレフィン材料としては、ポリエチレ
ン、ポリプロピレン等のフィルム、シート、発泡シー
ト、不織布、成形品などが挙げられる。これらポリオレ
フィン材料は他の材料と接着剤、熱融着、共押出成形に
よって積層もしくはコーティングされたものであっても
よい。

【００３７】ポリオレフィン材料以外の他の材料として
は、紙；鉄、アルミニウム、ニッケル、錫、鉛、及びこ
れらの合金である金属材料；エチレン−酢酸ビニル共重
合体、ポリビニルアルコール、ポリエステル、ポリ塩化
ビニル、ポリスチレン、ポリカーボネート、アクリロニ
トリル−ブタジエンスチレン共重合体、ポリウレタン、
アクリル樹脂等の合成樹脂；ガラスその他セラミックス
材料等が挙げられ、これらのシート、フィルム、成形品
などである。

【００３８】この接着方法には以下の方法が採用でき
る。 （１）一方の材料に加熱溶融状態の接着剤を塗布し、接
着剤が冷却固化するまでに他の材料を貼り合わせる。具
体的には、（イ）接着剤をホットメルトアプリケーター
で加熱溶融し、ノズルやスリットを通して、点状、ピー
ド状、面状、らせん状等に塗布する、（ロ）接着剤を加
熱ロール上で溶融し、このロールで塗布する、（ハ）押
出機を用いて押出しコーティングするなどの方法が採用
される。

【００３９】（２）一方の材料に加熱溶融状態の接着剤
を塗布し、一旦冷却してから他方の材料を貼り合わせ
る。具体的には、（イ）貼り合わせる際に接着剤を再加
熱し溶融状態として接着する、（ロ）接着剤が粘着性を
有する場合にはそのまま貼り合わせて接着する、（ハ）
接着剤が塗布されていない材料の接着面を接着剤の軟化
点以上に加熱して貼り合わせるなどの方法が採用され
る。再加熱の方法としては熱板、熱風、赤外線等で接着
剤又は材料を加熱する方法や、電磁波誘導加熱等で接着
剤又は材料を発熱させる方法がある。

【００４０】上記（１）（２）の場合、接着剤を塗布す
る際に炭酸ガス、窒素ガス等を混入して発泡状態として
塗布してもよい。

【００４１】請求項３記載のポリオレフィン材料の接着
方法は、シート状又はフィルム状に成形された請求項１
記載のホットメルト接着剤組成物を接着する材料間に配
置し、加熱プレス等の手段で接着する。

【００４２】本発明のホットメルト接着剤組成物及びポ
リオレフィン材料の接着方法は、段ボール、カートン等
の紙器の組み立てや封緘；自動車部品、電気・電子部
品、衛生用品、書籍、雑誌等の製造等に利用される。

【００４３】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施例を説明す
る。 （実施例１〜３）（比較例１〜３） 表１に示すエチレン系共重合体、粘着付与樹脂、ワック
ス及び酸化防止剤を１８０℃で溶融混合することにより
ホットメルト接着剤組成物を得た。

【００４４】

【表１】

【００４５】尚、表中使用した成分は以下の通りであ
る。 ベースポリマー（ａ）： （ａ）１；エチレン−アクリル酸エチル共重合体（アク
リル酸エチル含有量２５重量％，メルトインデックス８
００ｄｇ／ｍｉｎ，三井デュポンポリケミカル社製，商
品名「エバフレックスＡ−７１５」） （ａ）２；エチレン−アクリル酸ブチル共重合体（アク
リル酸ブチル含有量３５重量％，メルトインデックス４
００ｄｇ／ｍｉｎ，三井デュポンポリケミカル社製，商
品名「エルバックスＥＰ−４１１３Ｗ」） 粘着付与樹脂（ｂ）： （ｂ）１；安定化ロジンエステル樹脂（軟化点１１５
℃，荒川化学社製，商品名「スーパーエステルＡ１１
５」） （ｂ）２；水添ロジンエステル樹脂（軟化点７５℃，荒
川化学社製，商品名「エステルガムＨ」） 粘着付与樹脂（ｃ）：ロジン変性マレイン酸樹脂（軟化
点１４５℃，荒川化学社製，商品名「マルキードＮｏ．
５」） ワックス：フィッシャートロプシュワックス（融点１０
５℃，サゾール公社製，商品名「サゾールワックスＨ
１」） 酸化防止剤：ヒンダードフェノール系（チバガイギー社
製，商品名「イルガノックス１０１０」）

【００４６】上記実施例及び比較例のホットメルト接着
剤組成物につき下記の性能評価を行い、その結果を表１
に示した。 （１）低温接着性・剥離強度の測定 １８０℃に加熱溶融したホットメルト接着剤組成物を厚
さ２ｍｍのポリプロピレン板に約３ｇ／ｍ² の塗布量で
１本のビード状に塗布し、約２秒後に厚さ４０μｍのポ
リプロピレンフィルムを貼り合わせて試験片を作製し
た。島津製作所製「オートグラフＡＧ−１０ＴＢ」を用
いて、ビードの方向と直角方向に引張速度３００ｍｍ／
ｍｉｎで１８０度剥離試験を行い、最大強度を剥離強度
とした。

【００４７】（２）高温接着性・剪断クリープ落下時間
の測定 １８０℃に加熱したホットプレート上で溶融したホット
メルト接着剤組成物を、長さ１００ｍｍ、幅２０ｍｍ、
厚さ２ｍｍのポリプロピレン板の一端部に付着させ、直
ちにもう１枚の同サイズのポリプロピレン板の端部に２
０ｍｍ×２０ｍｍの面積で重ね合わせ、この部分に約１
ｋｇ／ｃｍ² の荷重をかけて接着し、固化後にはみ出し
たホットメルト接着剤をナイフで除去して試験片を作製
した。次に５０℃のオーブン中で接着部の剪断方向に１
２００ｇのおもりを吊り下げ、接着部が破壊して落下す
るまでの時間を測定した。

【００４８】表１で明らかなように、実施例１〜４のも
のは比較例１〜４と比べて低温接着性が同等で高温接着
性が著しく優れているか、あるいは高温接着性が同等で
低温接着性が著しく優れている。

【００４９】

【発明の効果】本発明のホットメルト接着剤組成物は、
ポリオレフィン材料に対して優れた低温接着性能と高温
接着性能とを発揮する。又、このホットメルト接着剤組
成物を用いたポリオレフィン材料の接着方法によると、
特別な設備を必要とせず、従来から使用されている塗布
装置などがそのまま使用できる。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エチレン−（メタ）アクリル酸エステル
   共重合体及び／またはポリオレフィン系樹脂よりなるベ
   ースポリマー（ａ）、常温で液状の粘着付与樹脂及び／
   又は常温で固形状であって該ベースポリマーと相溶性を
   有する粘着付与樹脂（ｂ）、及び常温で固形状であって
   該ベースポリマーと非相溶性である粘着付与樹脂（ｃ）
   とからなることを特徴とするホットメルト接着剤組成
   物。
2. 【請求項２】 常温で固形状であって該ベースポリマー
   と非相溶性である粘着付与樹脂（ｃ）が、１００〜１６
   ０℃の環球式軟化温度を有するものであることを特徴と
   する請求項１記載のホットメルト接着剤組成物。
3. 【請求項３】 ポリオレフィン材料同士またはポリオレ
   フィン材料と他の材料とを接着するにあたり、請求項１
   または請求項２のいずれかに記載のホットメルト接着剤
   組成物を使用することを特徴とするポリオレフィン材料
   の接着方法。