(57)【要約】【課題】溶融塗工性、粉砕性等の作業性と接着性能とがバランスしたホットメルト接着剤を提供する。【解決手段】数平均分子量２０，０００以上の脂肪族ポリエステル樹脂を有機溶剤の存在下で不揮発性の多価アルコールを用いて解重合反応することにより調製された数平均分子量５，０００〜２０，０００の脂肪族ポリエステル樹脂を主成分とし、１５０℃における溶融粘度が５，０００〜５０，０００ｍＰａ．ｓである。【選択図】　なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
数平均分子量２０，０００以上の脂肪族ポリエステル樹脂を有機溶剤の存在下で不揮発性の多価アルコールを用いて解重合反応することにより調製された数平均分子量５，０００〜２０，０００の脂肪族ポリエステル樹脂を主成分とし、１５０℃における溶融粘度が５，０００〜５０，０００ｍＰａ．ｓであることを特徴とする生分解性ポリエステル樹脂系ホットメルト接着剤。
【請求項２】
数平均分子量２０，０００以上の脂肪族ポリエステル樹脂を有機溶剤の存在下で不揮発性の多価アルコールを用いて解重合反応をすることにより調製された数平均分子量５，０００〜２０，０００の脂肪族ポリエステル樹脂を粉砕して調製される粉砕物を主成分とすることを特徴とする生分解性ポリエステル樹脂系ホットメルト接着剤。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、脂肪族ポリエステル樹脂を主成分とする生分解性ホットメルト接着剤に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
通常、生分解性を有する脂肪族ポリエステル樹脂は、フィルム、不織布、繊維等の分野で広く使用され始めてはいるが、かかる脂肪族ポリエステル樹脂は、結晶性が高くかつ高分子量であるため、ホットメルト接着剤として用いるには、塗工後の可使時間が短くかつ溶融粘度が高いので、粘着剤や可塑剤を併用しても接着剤としての適性は高くない。
そこで、欠点となる高結晶性を抑制する目的でポリビニルアルコール・酢酸ビニル共重合体に脂肪族ポリエステルをグラフト重合してホットメルト接着剤としての適性を改良した生分解性ホットメルト接着剤が本出願人により提案されている（特許文献１参照）。
【０００３】
しかしながら、特許文献１に記載のホットメルト接着剤は、溶融粘度が高いため、１８０℃以上の高い温度での溶融、貯留、塗工が必要になる。脂肪族ポリエステル樹脂成分を含むホットメルト接着剤は、１８０℃以上の高い温度下に曝されると、熱分解、場合によっては加水分解によって、分子量が低下し、溶融粘度が経時により低くなり、接着剤塗工厚みムラ等の問題が発生する。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−８８３３４号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、溶融塗工性、粉砕性等の作業性と接着性能とがバランスしたホットメルト接着剤の提供を目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の目的を達成するものであって、数平均分子量２０，０００以上の脂肪族ポリエステル樹脂を有機溶剤の存在下で不揮発性の多価アルコールを用いて解重合反応により調製された数平均分子量５，０００〜２０，０００の脂肪族ポリエステル樹脂を主成分とし、１５０℃における溶融粘度が５，０００〜５０，０００ｍＰａ．ｓであることを特徴とする生分解性ポリエステル樹脂系ホットメルト接着剤である。
【０００７】
さらには、数平均分子量２０，０００以上の脂肪族ポリエステル樹脂を有機溶剤の存在下で不揮発性の多価アルコールを用いて解重合反応により調製された数平均分子量５，０００〜２０，０００の脂肪族ポリエステル樹脂を粉砕して調製される粉砕物を主成分とすることを特徴とする生分解性ポリエステル樹脂系ホットメルト接着剤である。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体的に説明する。
【０００９】
本発明に使用する生分解性を有する脂肪族ポリエステル樹脂としては、例えば数平均分子量２０，０００以上のポリカプロラクトン、ポリエチレンサクシネート、ポリブチレンサクシネート、ポリエチレンアジペート、ポリブチレンアジペート、ポリエチレンサクシネート・アジペートコポリマー、ポリ乳酸、あるいはこれらを主成分として他のジカルボン酸又は／及びジアルコールを共重合したポリエステル樹脂を例示することができる。
【００１０】
上記の脂肪族ポリエステル樹脂は、数平均分子量２０，０００以上であり、単独で使用してもよいが、２種類以上の脂肪族ポリエステル樹脂を併用して一層の性能の向上を実現することができる。
【００１１】
そして、生分解性を有する数平均分子量２０，０００以上の脂肪族ポリエステル樹脂を解重合するために使用する多価アルコールとしては、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、さらには化学式　ＨＯ（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）ｎＯＨ（ｎが５以上）で表されるポリエチレングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコール等のグリコール類、水添ロジンモノアルコール、水添ロジンジアルコール等の一分子中に１個以上の水酸基を含有する粘着剤、さらにはトリメチロールプロパン等の３価以上の多価アルコール、数平均分子量５，０００以下の分子量既知の脂肪族ポリエステルの低重合体等を例示することができる。
【００１２】
上記の解重合反応に使用する多価アルコールの量は、以下に示す数式により求めることができる。
Ｗａ１＝［（１／Ｍｎ１）−（１／Ｍｎ０）］×ＭＷ×ＷＰ
但し、上記の数式において、Ｗａ１は解重合反応に使用される多価アルコールの質量、Ｍｎ１は目標とする脂肪族ポリエステル樹脂の数平均分子量、Ｍｎ０は原料とする脂肪族ポリエステル樹脂の数平均分子量、ＭＷは解重合反応に使用される多価アルコールの分子量、ＷＰは原料とする脂肪族ポリエステル樹脂の質量をそれぞれ示している。
【００１３】
また、上記の解重合反応に使用する有機溶剤としては、上記の解重合反応を進める温度で脂肪族ポリエステル樹脂及び多価アルコールの含有する水酸基と反応しない有機溶剤であって、例えばベンゼン、トルエン、エチルベンゼン、プロピルベンゼン、キシレン等の芳香族炭化水素、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン等の脂肪族炭化水素、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、エチルシクロヘキサン等の脂環式炭化水素、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル等のエステル類、アセトン、メチルエチルケトン、ジエチルケトン、ジプロピルケトン等のケトン類を挙げることができるが、これに限らない。解重合反応を進めるにあたり有機溶剤を使用することは、反応系の水分除去、酸素除去や空気中の酸素遮断のために重要である。
【００１４】
上記の解重合反応は、上記の脂肪族ポリエステル樹脂、多価アルコール、有機溶剤のほか、テトラ（ｎ−プロピル）チタネート、テトラ（ｎ−ブチル）チタネート、酢酸カルシウム、酢酸マグネシウム、酢酸亜鉛等の解重合反応触媒の存在下で、１５０〜２５０℃、好ましくは１８０〜２２０℃まで徐々に昇温して反応系に存在する水分を有機溶剤と共に除去しながら進めることができる。反応終了後に有機溶剤の残存が予想される場合は減圧下で除去することが望ましい。
【００１５】
得られた脂肪族ポリエステル樹脂の数平均分子量は、５，０００〜２０，０００、好ましくは７，５００〜１５，０００である。すなわち、数平均分子量５，０００未満では塗工型ホットメルト接着剤としての凝集力が不足し、十分な接着強度が得られない。他方、２０，０００を超えると、１５０℃以下の相対的に低い温度での溶融、塗工が困難であり、粉末散布型のホットメルト接着剤として調製するにあたっても通常の機械粉砕で微粉末として調製が困難であるばかりでなく、液体窒素等を用いた冷凍粉砕しても十分な収率で調製するのが困難になる。
【００１６】
得られた数平均分子量５，０００〜２０，０００の脂肪族ポリエステル樹脂の１５０℃における溶融粘度は、５，０００〜５０，０００ｍＰａ．ｓとなる場合が多いが、接着性能を向上すべく５０質量％以下の量で、粘着剤を使用しても良く、また溶融粘度低下させるべく５０質量％以下の量で生分解性可塑剤を使用しても良く、さらにはカルナバワックス、ライスワックス等の生分解性ワックスを使用しても良く、これらの使用により１５０℃における溶融粘度が５，０００〜５０，０００ｍＰａ．ｓに調整することができる。
【００１７】
上記粘着剤としては、テルペン樹脂、テルペンフェノール樹脂、ロジン樹脂、水添ロジン樹脂、ロジンエステル、水添ロジンエステル等の粘着剤を挙げることができ、可塑剤としては、ポリエチレングリコール、ポリエチレングリコールモノメチルエーテル、ポリエチレングリコールジメチルエーテル、ポリプロピレングリコール、ポリエチレングリコール・ポリプロピレングリコールコポリマー、アジピン酸ジエチルエステル、アジピン酸ジプロピルエステル、アジピン酸ジブチルエステル、アクチルクエン酸トリブチル等を挙げることができる。
【００１８】
更に、数平均分子量５，０００〜２０，０００の脂肪族ポリエステル樹脂は、機械粉砕により得られた粉砕物を主成分として、粉末塗布型のホットメルト接着剤を簡易に調製することもできる。粉末散布型のホットメルト接着剤として調製する際は、可塑剤を使用しない方が粉砕性は向上するので、可塑剤を使用する必要はない。
【００１９】
【実施例】
以下、実施例により本発明を具体的に説明する。ここで得られた生分解性ホットメルト接着剤の物性は、以下の方法で評価した。
【００２０】
（１）溶融粘度
生分解性ホットメルト接着剤を１５０℃で溶融し、ブルックフィールド型回転粘度計を用いて１５０℃で溶融粘度を測定した。
【００２１】
（２）接着性能１
生分解性ホットメルト接着剤をホットメルトガンを用いて１５０℃で厚み５０μｍのユニチカ社製ポリ乳酸フィルムに、２０ｇ／ｍ２の目付けで溶融塗布した後、塗布済みのポリ乳酸フィルム２枚を塗布側が接するように重ねて、３０Ｎ／ｃｍ２の荷重下で１５０℃で３秒間のホットプレスを施して接着した後、剥離強度を引張り角度１８０度、引張り速度５０ｍｍ／分の条件下で測定した。
【００２２】
（３）接着性能２
下記の粉砕機で粉砕した粉末型ホットメルト接着剤を厚み０．２ｍｍの厚紙状に約２０ｇ／ｍ２の目付けで散布し、その上に厚み０．１ｍｍの紙を重ねて３ｋｇ／ｃｍ２の荷重下で１６０℃で５秒間ホットプレスして接着した後、剥離強度を測定した。
【００２３】
（４）粉砕性
卓上粉砕機（大阪ケミカル社製ＷａｎｄｅｒＢｌｅｎｎｄｅｒ）を用いて２０℃で機械粉砕した後、８３メッシュの試験ふるいで分級して通過分の質量％で示す。
【００２４】
（５）生分解性
生分解性ホットメルト接着剤を６０℃の好気性コンポスト中で処理し、炭酸ガスの発生量を測定し、理論炭酸ガス発生量に対する実測炭酸ガス発生量の比率（質量％）で評価した。
【００２５】
実施例１〜３及び比較例１，２
数平均分子量約５５，０００のポリブチレンサクシネート系脂肪族ポリエステル樹脂（ＢＡＳＦ社エコフレックス）１００質量部に対して表１に示す質量部の分子量６５０の水添ロジンジオール（荒川化学社製ＫＥ−６０１）を用いて、トルエン５０質量部、触媒としてテトラ（ｎ−ブチル）チタネート０．１質量部を加え、２００℃まで昇温した後、２時間加熱撹拌して解重合反応を進め、１５０℃に降温した後、３７．５質量部の粘着剤（荒川化学社製水添ロジンエステルＫＥ−１００）及び３０質量部のアセチルクエン酸トリブチルを加え、表１に示す生分解性ホットメルト接着剤を調製した。さらに、各生分解性ホットメルト接着剤の溶融粘度、接着性能１及び生分解性を評価して表１に示す結果を得た。実施例１，２，３については溶融粘度、接着性能１及び生分解性のいずれにおいても優れた結果が得られたが、比較例１，２については溶融粘度および接着性能１において劣っていた。
【００２６】
【表１】
2004131675.tif 000002
【００２７】
実施例４〜６及び比較例３，４
実施例１と同様に、但しポリブチレンサクシネート系ポリエステル樹脂１００質量部を５０質量部に減らし、数平均分子量５４，０００のポリ乳酸（カーギル・ダウ社製６２５０Ｄ）５０質量部を用いて、表２に示す量でジエチレングリコール及びテトラ（ｎ−ブチル）チタネート０．１質量部のみを加えて実施例１と同様に解重合反応を行い、粉砕性、接着性能２および生分解性を評価して表２に示す結果を得た。実施例４，５，６については溶融粘度、接着性能１及び生分解性のいずれにおいても優れた結果が得られたが、比較例３については接着性能２において特に劣っており、比較例４については粉砕性において特に劣っていた。
【００２８】
【表２】
2004131675.tif 000003
【００２９】
比較例５
実施例４で用いたポリ乳酸を−９０℃まで冷却し、冷凍粉砕したところ、粉砕性は２２．８％であって劣っており、接着性能２は８Ｎ／２５ｍｍであって、非常に劣っていた。
【００３０】
実施例７
実施例２と同様にして溶融塗工形の生分解性ポリエステル樹脂系ホットメルト接着剤を繰り返し５回、調製して、表３に示す溶融粘度の良好な結果を得た。
【００３１】
【表３】
2004131675.tif 000004
【００３２】
以上の実施例１〜３と比較例１，２とから明らかなように、溶融塗工型の生分解性ホリエステル系ホットメルト接着剤にあっては、目標数平均分子量が５，０００未満では溶融粘度が低く塗工性は良好であるが、充分な接着強度が得られない。
他方、目標数平均分子量が２０，０００を超えると、溶融粘度が著しく高く、被着体への溶融塗工が困難になる。目標数平均分子量が５，０００〜２０，０００、好ましくは７，５００〜１５，０００において溶融塗工性と接着強度とが良好なバランスを示すことが表１から明らかである。
【００３３】
他方、実施例４〜６と比較例３，４とから明らかなように、粉末散布型の生分解性ポリエステル樹脂系ホットメルト接着剤にあっては、目標数平均分子量が５，０００未満では良好な粉砕性を示すが、溶融塗工形ホットメルト接着剤と同様に充分な接着強度が得られない。他方、目標数平均分子量が２０，０００を超えると著しく粉砕性が低下する。目標数平均分子量が５，０００〜２０，０００、好ましくは７，５００〜１５，０００において粉砕性と接着強度とが良好なバランスを示す。
【００３４】
通常、繊維、不織布、フィルム用として市販の生分解性ポリエステル樹脂は、数平均分子量が５０，０００以上の高分子量の物であり、ホットメルト接着剤としての適性は極めて低い材料である。
【００３５】
他方、数平均分子量が５，０００〜２０，０００の生分解性ポリエステル樹脂は、高分子量ポリエステル樹脂と比較して重縮合反応により安定生産が困難であるが、実施例７から明らかなように本発明の方法である解重合反応により安定して調製することが可能である。
【００３６】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、溶融塗工性、粉砕性等の作業性と接着性能とがバランスしたホットメルト接着剤の提供が可能となる。