JPS6115111B2 - - Google Patents

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JPS6115111B2
JPS6115111B2 JP52159131A JP15913177A JPS6115111B2 JP S6115111 B2 JPS6115111 B2 JP S6115111B2 JP 52159131 A JP52159131 A JP 52159131A JP 15913177 A JP15913177 A JP 15913177A JP S6115111 B2 JPS6115111 B2 JP S6115111B2
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JP
Japan
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polyester
mol
adhesive
adhesive strength
butanediol
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JP52159131A
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JPS5488939A (en
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Keishiro Iki
Masao Ishii
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Kuraray Co Ltd
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Kuraray Co Ltd
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Publication date
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  • Polyesters Or Polycarbonates (AREA)
  • Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
本発明は線状ポリエステルを主剤とするホツト
メルト接着剤に関するものである。更に詳しくは
85モル%以上100モル%以下がテレフタル酸であ
る二塩基酸成分1モルに対し、ジオール成分とし
て20モル%以下0モル%以上の1,6ヘキサンジ
オールを含む1,4ブタンジオールを0.65モル以
上0.97モル、および分子量150以上550以下のポリ
エチレングリコールを0.03モル以上0.35モル以下
の割合で含有するポリエステルを主剤とするホツ
トメルト接着剤に関する。本発明のポリエステル
組成物を用いることにより強力な接着強度を発現
する、耐熱、耐水性のすぐれた接着剤がえられ
る。 線状ポリエステルは繊維、フイルム、エラスト
マー等として広く利用されてきているが、接着剤
用途としては芳香族系ポリエステルの場合分子が
剛直なことおよびその結晶性と相俟つて不適当な
点があり、脂肪族ポリエステルの場合は逆に柔軟
すぎること、低融点という難点があり未だ重要な
地位を占めるに到つていない。ホツトメルト接着
剤は無公害、省エネルギーの特長が認められて、
近年その使用量は増大しつゝある。ホツトメルト
接着剤は水、有機溶剤等を使用することなく接着
剤の熱溶融と冷却固化のプロセスを利用すること
から不浸透性材料、とくに金属やプラスチツクの
接着においてとくにその効用を発揮するべきもの
である。ポリエステルは基本的には二塩基酸とジ
オールとから成るが、その構成成分の選択により
種々の物性を有することが可能である。とくに工
業的にも早くから発展した合成繊維の分野では構
成成分の選択により繊維として重要な物性がどの
ように変化するについて学術文献、特許等に多く
の報告や提案がなされている。しかしながらホツ
トメルト接着剤とくに金属接着用にどのような構
成成分から成るポリエステルが適当であるのかに
ついてに報文や提案はきわめて少ない。ポリエス
テルの特定の一物性を改良するためにその構成成
分の選択を行なうことは可能であるが、その際同
時に他の物性をも改変してしまい、多くの場合改
悪するという結果に到るのである。種々の物性を
適当なレベルに保ちながらある物性を優れたもの
に改良することには多大の困難が伴なうのであ
る。本発明者はかかる観点から種々の物性に配置
し、本発明の組成に到達したもである。 従来ポリエチレンテレフタレートにポリエチレ
ングリコールを共重合することは公知である。
D.Coleman(J.Polym.Sci.,14,15(1954)によ
ると子量600〜2800のポリエチレングリコールを
ポリエチレンテレフタレートに共重合すると、融
点や二次転移点が低下するが染色性が向上する。
また日特公昭48−16146号によれば分子量800〜
2500のポリオキシテトラメチレングリコールをポ
リエチレンテレフタレートに共重合したのち布に
付与し、熱融着性接着布として使用されることが
示されている。この種ポリエステルで不銹鋼同志
をホツトメルト接着したときの引張剪断接着強度
は数十Kg/cm2であり、ポリエチレンテレフタレー
トのフイルムで同様に接したときの引張剪断接着
強度は数十乃至高々100Kg/cm2である。すなわち
ポリオキシアルキレングリコールを共重合しても
ポリエチレンテレフタレートの接着強度を高める
ことはできないように思われた。また金属同志の
接着にはその構造接着強度として想定される引張
剪断接着強度150〜500Kg/cm2以上が実用上望まれ
るが上記の値はこれを満たしていない。ポリ(ト
リメチレンテレフタレート),ポリ(テトラメチ
レンテレフタレート),ポリ(ペンタメチレンテ
レフタレート),ポリ(ヘキサメチレンテレフタ
レート)と順次ジオール成分のメチレン鎖長を延
長しても引張剪断接着強度は60〜〜110Kg/cm2
あつて一層の向上が望まれるのである。しかるに
本発明による接着剤組成物を使用すると引張剪断
接着強度は200Kg/cm2前後の値が実現するばかり
か、接着においてすでに良く知られているように
引張剪断接着強度の高いもの剥離接着強度が低い
という通則に従うことなく良好な剥離接着強度を
も実現するのである。 本発明の接着剤組成物において主剤となる線状
ポリエステルの二塩基酸成分としてはテレフタル
酸またはその15モル%以下が他の共重合可能な二
塩基酸で置き換えられたテレフタル酸である。共
重合可能な二塩基酸としてはイソフタル酸,1,
2−ビス(p−カルボキシフエノキシ)エタン,
2,2−ビス(p−カルボキシフエニル)プロパ
ンのごとき芳香族系ジカルボン酸,コハク酸、ア
ジピン酸、セバシン酸のごとき脂肪族ジカルボン
酸である。これら共重合可能な二塩基酸成分はポ
リエステルの融点、結晶性を大きく阻害しない範
囲で採用され引張剪断接着強度の僅かな低下を犠
性にしても剥離強度の向上が望ましい時に使用可
能である。かかる観点から共重合量は二塩基酸成
分のうち零もしくは15モル%以下であるがとくに
零もしくは10モル%以下が好適である。過大な共
重量によつて引張剪断接着強度は著しく低下し、
剥離強度はもはや向上しない上、溶融ポリマーの
冷却時の凝固速度が低下して、ホツトメルト接着
剤のメリツトのひとつである短時間高速接着が困
難になるし、接着剤の耐熱、耐水性が著しく低下
して不適当である。以上ポリエステルの二塩基酸
成分としてジガルポン酸を挙げたが現実のポリエ
ステル製造においてはその低級アルキルエステル
が同等に用いられる。 本発明におけるポリエステルのジオール成分の
ひとつは零および20モル%以下の1,6−ヘキサ
ンジオールを含む1,4−ブタンジオールであ
り、他のひとつは分子量150以上400以下のポリエ
チレングリコールである。ジオールの第一成分と
して1,4−ブタンジオールは必須である。1,
4−ブタンジオールを使用しなければ良好な接着
力はえられない。他種ポリエチレングリコールの
場合にはポリエステルの融点が高いため溶融接着
時にポリマーの熱に起因する分解であるとか種々
の原因によると思われる接着力の不足があるし、
またポリエステルの融点が低いため耐熱性が不足
で接着剤として不適当である等のため1,4−ブ
タンジオールが最適である。 また、1,4−ブタンジオールからのテレフタ
レートポリエステルの高結晶化速度に因るものと
考えられるが、1,4−ブタンジオールをジオー
ルの必須成分とすることにより高速の接着が可能
である。先述の二塩基酸成分の場合と同様に1,
4−ブタンジオールの一部を1,6−ヘキサンジ
オールで置換することが可能で、その量は零以上
20モル%以下である。とくに零以上15モル%以下
が好適である。 本発明におけるポリエステルのジオール成分の
もうひとつの必須成分は分子量150以上400以下の
ポリエチレングリコールである。種々の分子量の
ポリエチレングリコールが共重合可能であるが、
その分子量をこの範囲に選び、しかも後述の量で
共重合されている場合にのみ高度の接着強度がえ
られるのである。テレフタール酸と1,4−ブタ
ンジオールとからの先述のごときポリエステル組
成にさらにこの分子量範囲のポリエチレングリコ
ールを一構成成分として選ぶとき初めて高度の接
着強度のえられる可能性が実現するのである。し
かもこの場合接着強度として実用上重要な引張剪
断接着強度と剥離接着強度の両者ともに高い値が
えられることは驚くべきことである。分子量が上
記範囲を逸脱すると接着強度が低く不適当であ
り、上記範囲が好適である。とくに150以上300以
下が好適である。分子量150はトリエチレングリ
コールに相当する。分子量が高くなると分子量的
に単一成分から成るポリエチレングリコールは得
にくくなるがその場合実質的にすべてが上記範囲
の分子量を有するポリエチレングリコールの混合
物が使用される。ポリエチレングリコールの類縁
物であるポリプロピレングリコールやポリテトラ
メチルグリコールも共重合可能ではあるがえられ
るポリエステルの接着力がり不適当である。 本発明におけるポリエステル中のジオール成分
は二塩基酸成分1モルに対し、分子量150以上400
以下のポリエチレングリコールが0.03モル以上
0.28モル以下であり、1,6−ヘキサンジオール
を零以上20モル%以下含む1,4−ブタンジオー
ル成分が0.72モル以上0.97モル以下である。上記
ポリエチレングリコール成分量が少いと接着力と
くに剥離接着強度が低く、適大でも接着力が低い
上に溶離ポリエステルの冷却時の凝固速度が遅く
て高速の接着に不適当であるし、耐熱、耐水性も
劣るようになる。ポリエチレングリコール成分は
とくに0.05以上0.2モル以下がとくに望ましい。 以上に述べた組成から成るポリエステルは溶離
後の冷却に際し、ごく短時間内に凝固し、耐熱、
耐水性に富む強固な接着を実現するものである。
ポリエステルはモノマー組成によりその融点が異
なるが上述のポリエステルにおいては概して160
℃以上210℃以下の範囲に存する。本発明におけ
るポリエステルは、その重合時使用された微量の
触媒や安定化剤を含有していてもよい。これらの
例としてはTi,Zr,Zn,Ca,Mg,Sb,Sn,
P、などの元素の化合物げが挙げられる。ポリエ
ステルの重合度は重要であり、フエノールとテト
ラクロロエタンの混合溶剤(重量比1:1)中、
30℃で極限粘度が約0.5以上の、とくに0.6以上の
高粘度物が望ましい。 本発明におけるポリエステルはホツトメルト接
着剤としてその使用を便ならしめるために、酸化
防止剤とくに2,6−ジ−tert−ブチル−パラク
レゾールや2,2−メチレン−ビス(4−メチル
−6−tert−ブチルフエノール)のごときフエノ
ール系酸化防止剤、電導性を賊与するための物質
たとえば金属や炭素の粉末、誘電加熱溶融を可能
ならしめるための金属酸化物たとえば酸化鉄、ま
た着色剤として酸化チタン等の各種顔料、あるい
は溶融粘度調節や増量等の目的で種々のポリマ
ー、たとえばポリオレフイン,ポリアミド,ポリ
カーボネートなどをそれぞれの接着目的に応じて
適宣選択して混和することが可能である。かくし
てえられる接着剤組成物は溶融成型法によりフイ
ルム、板、繊維、紐、チツプ、粉末等に賊形され
る。あるいは一度溶剤に溶かしたのち溶剤を蒸発
させるか、非溶剤を加えて析出、賊形することも
可能であるが溶融法に比して煩雑である。 本発明の接着剤で接着される物質としては金
属、プラスチツク、繊維、フイルム、木、紙、等
であるがとくに金属同志の接着に秀れた効果を発
揮する。金属面は従来公知の下塗り剤でコートし
たものでもよい。たとえば金属面同志の接着に際
し、金属表面にフエノール樹脂をコートしたのち
フエノール樹脂面同志を本発明の接着剤で接着し
てもよい。 本発明の接着剤は固形のまゝ被着体間にはさ
み、全体を熱圧し、接着剤が溶融したら、所定の
接着位置を保つたまゝ被着体を冷却し、接着剤を
凝固させるか、あらかじめ被着体の一方の接着部
位に接着剤融液を付着させ、他方の被着体と接
合、冷却して接着させるか、融液を一度冷却固化
してのち他方の被着体と合わせて、全体を熱圧し
て接着剤を再度溶融し冷却することにより接着す
るか、あるいはさらに被着体の相方にあらかじめ
接着剤を付与しておいて同様の方法にて接着する
などの方法により使用される。接着剤を溶融する
ための温度はポリエステルの融点より数度ないし
50℃高い温度とくに10〜40℃高い温度範囲が適当
である。圧力は0.5〜30Kg/cm2とくに2〜20Kg/
cm2の範囲が適当である。熱圧の時間はポリエステ
ルが溶融し、流動性を示すようになる迄の時間が
確保されればよい。流動性を示すに到るまでの時
間は被着体の形状、大きさにより種々異なるので
一意的に定められないが流動性を示すようになつ
てから後はごく短時間でよい。過度に長時間溶融
状態に保つことはポリエステルの熱酸化分解を招
き不適当である。本発明における接着剤の加熱溶
融および冷却の手段は従来公知のものが応用さ
れ、とくに新規なものは要しない。 実施例 実施例1〜8および参考例1〜15,25 テレフタル酸ジメチル、1,4−ブタンジオー
ル、ポリエチレングリコールをテレフタル酸ジメ
チル対して0.03wt%に相当する解媒テトラ−n−
ブチルチタネートとともにガラス製反応装置内に
仕込み、撹拌下に200℃に加熱した。発生するメ
タノールを連続的に系外に除去しながら90分間反
応を続けたのち260℃に昇温し、0.2〜0.6mm
Hgabs.の減圧下に〜2時間重合し、ポリエステ
ルをえた。ポリエステルを反応器から取り出し粉
末としたのち、二枚のテフロンシートの間に入れ
て、ポリエステルの融点より20〜30℃高い温度の
熱プレスで溶融してから、冷却プレスにてフイル
ム状に成型した。フイルムの厚みは約120μであ
つた。一方日本工業規格JIS−K−6848−1976、
JIS−K−6850−1976、JIS−K−6854−1973に定
めるところに順つて接着強度試験を行なうべく、
同規格に定める被着体金属片を準備し、2枚の金
属片間に前記フイルムを挾み、これを二枚のより
大きな押え板の間に置き、全体をポリエステルの
融点より40℃高い温度に設定された熱プレスにて
熱圧した。接着剤が溶融したら約30秒後に試験片
を取りだし、水冷することにより接着を完了し
た。接着剤層の厚みは100μとなるようにスペー
サーを用いて調節した。被着体は水分を拭き、試
験室内で2日間風乾、調湿したのち接着強度測定
に供した。接着強度測定は20±5℃、65±20%
RHにて実施した。結果は比較参考例とともに第
1表にまとめた。なおポリエステルの組成分析は
H1−NMRおよびエタノール分解物のガスクロマ
トグラフによつて行なつた。
【表】
【表】 第1表から、テレフタル酸と1,4−ブタンジ
オールと特定の分子量および共重合量のポリエチ
レングリコールが高い接着強度を与えることが明
らかである。 実施例9,11および参考例16〜22,24 前記実施例と同様の方法により、ただしアルキ
レングリコールの種類を変えてポリエステルを合
成し、接着試験を行なつた。結果を第2表にまと
めて示すが、第2表からは本発明におけるポリエ
ステルの構成成分が本文記載の場合にのみ高い接
着力が与えられることが明らかである。
【表】 実施例 12 実施例2においてテレフタル酸ジメチルの10モ
ル%をイソフタル酸ジメチルに置き換えて、実施
例2の方法を繰返した。鋼板同志の接着において
引張剪断接着強度およびT−剥離接着強度はそれ
ぞれ164Kg/cm2と5.3Kg/25mmであつた。一方イソ
フタル酸ジメチルを20モル%とした場合には、上
記接着強度がそれぞれ78Kg/cm2と5.8Kg/25mmで
あつた。なおイソフタル酸ジメチルの代わりにア
ジピン酸ジメチル、またはセバシン酸ジメチルを
用いても上記と同様の結果がえられた。 参考例 23 参考例1においてテレフタル酸ジメチルの10ま
たは20モル%を1,10−デカンジカルボン酸ジメ
チルに置き換えて参考例1の方法を繰返したが、
鋼板同志の接着において引張剪断接着強度は63ま
たは55Kg/cm2、T−剥離接着強度は0.1および0.8
Kg/25mmであつた。 実施例 13 前記実施例及び参考例中のいくつかの接着試験
片を100℃煮沸水中に1時間浸漬し、この熱水浸
漬により引張剪断接着強度がどのように変るかを
みた。実施例2,3,4,6の場合には実質的な
強度低下はなかつたが、参考例5,6,8,9の
場合には大巾な強度低下、場合によつては試験片
の自動によつて浸漬処理中に接着破壊が起つてし
まつた。なお実施例に記載の本発明におけるポリ
エステルとその比較参考例についても熱水浸漬の
結果は同様であつた。 以上本発明の接着剤の効果を、その効果が最も
明瞭に現れる形で具体的に示したが、すでに述べ
たごとく、本発明の特定のポリエステルを主剤と
し、これに他の物質を混合した場合にも同様の効
果えられる。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 酸成分として、テレフタル酸または85モル%
    以上がテレフタル酸である二塩基酸成分1モルと
    ジオール成分として、1,4−ブタンジオールま
    たは20モル%以下の1,6−ヘキサンジオールを
    含む1,4ブタンジオールを0.72モル以上0.97モ
    ル以下、および分子量150以上400以下のポリエチ
    レングリコールを0.03モル以上0.28モル以下を重
    縮合して得られるポリエステルを主剤とする金属
    用ホツトメルト接着剤。
JP15913177A 1977-12-26 1977-12-26 Polyester hot melt adhesive Granted JPS5488939A (en)

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JP27156584A Division JPS60248784A (ja) 1984-12-21 1984-12-21 ポリエステル系ホツトメルト接着剤

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JPS5488939A JPS5488939A (en) 1979-07-14
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