(57)【要約】【課題】難接着性のポリオレフィン系素材への接着性を確保し、しかも２００℃付近もしくはそれ以下の温度での塗布性ならびに吐出性と、耐熱性、耐熱老化性などを兼ね備えた接着剤、シール材などに有用なホットメルト組成物が開発されてなかった。【解決手段】スチレン系ブロックコポリマー、熱変形温度若しくはガラス転移点が１２０℃以上のポリフェニレンエーテル樹脂または変性ポリフェニレンエーテル樹脂、非晶性ポリオレフィン、粘着付与樹脂並びに老化防止剤を少なくとも含有し、２００℃での溶融粘度が３０Ｐａ・ｓ以下であるホットメルト組成物により、前記のような課題が解決できた。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
スチレン系ブロックコポリマー、熱変形温度若しくはガラス転移点が１２０℃以上のポリフェニレンエーテル樹脂または変性ポリフェニレンエーテル樹脂、非晶性ポリオレフィン、粘着付与樹脂並びに老化防止剤を少なくとも含有し、２００℃での溶融粘度が３０Ｐａ・ｓ以下であることを特徴とするホットメルト組成物。
【請求項２】
スチレン系ブロックコポリマー１００重量部に対し、熱変形温度若しくはガラス転移点が１２０℃以上のポリフェニレンエーテル樹脂または変性ポリフェニレンエーテル樹脂３〜２０重量部、非晶性ポリオレフィン０〜３００重量部、粘着付与樹脂が１００〜４００重量部が配合されていることを特徴とする請求項１記載のホットメルト組成物。
【請求項３】
スチレン系ブロックコポリマーの数平均分子量が１０万以下であることを特徴とする請求項１〜２のいずれか記載のホットメルト組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポリエチレン、ポリプロピレンなど難接着性のポリオレフィン系素材からなる被着体の接着性に優れ、低温塗工性があり、耐熱性に優れ、接着剤、シール材として有用なホットメルト組成物に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ホットメルト系の接着剤、シール材には、ベースポリマー、粘着付与樹脂、ワックス、充填材などを配合したものが採用されていた。
ベースポリマーとしてエチレン・酢酸ビニル共重合樹脂、エチレン・アクリル酸エステル共重合樹脂、スチレン系ブロックポリマー、スチレン・エチレン・プロピレン・スチレンブロック共重合樹脂などの熱可塑性樹脂が使用されている。
これらホットメルト系の接着剤、シール材などは木材、紙、石材、セメント、ポリオレフィン系を除くプラスチックなどの被着体には良好な接着性があるものの、難接着性のポリプロピレン、ポリエチレンなどポリオレフィン系素材からなる被着体への接着性に欠けることから、実質使用できなかった。
【０００３】
一方、此れまで汎用されてきたポリ塩化ビニル樹脂は、廃棄・焼却処分された際に塩素ガス、塩酸ガスあるいはダイオキシンなど有害物が発生するために使用が控えられ、此れに代わる樹脂素材として、ポリオレフィン系素材が各種用途に盛んに使用されるようになっている。
例えば、建材、車両、などの分野において、化粧仕上げ材、内装材、複合材などの資材として広く使用されるようになっている。
ところが、従来のホットメルト組成物を使用した接着剤、シール材では、これらポリオレフィン系素材への接着性、シール性の信頼性に欠けるため、ポリオレフィン系素材にも安心して適用できるようなホットメルト組成物からなる接着剤、シール材が要望されている。
【０００４】
また、耐熱性のあるホットメルト組成物からなる接着剤、シール材が求められるが、耐熱性を確保するために、ベースポリマーに高分子量のスチレン系ブロツクポリマーなどを採用すると溶融粘度が高くなってしまい塗工性、吐出性が著しく低下して実用的なものにならないという問題がある。
【０００５】
ホットメルト組成物からなる接着剤、シール材を塗工したりシールするには、通常、加熱装置のあるアプリケーターにより熱溶融させながら塗布あるいは吐出する必要がある。  ところが、２００℃以上に加熱されるとホットメルト組成物の熱劣化が始まるため、２００℃付近もしくはそれ以下の温度での加熱が求められる。従って、２００℃付近もしくはそれ以下の温度での溶融粘度が塗布や吐出に適切であり、かつ耐熱性のある配合が求められるものの、両条件を満たす配合材、処方が開発されていなかった。
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−３５６６６５号公報
【特許文献２】特開２００４−５９８４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明が解決しようとする課題は、ポリプロピレン、ポリエチレンなど難接着性のポリオレフィン系素材への接着性を確保し、しかも２００℃付近もしくはそれ以下の温度での塗布性ならびに吐出性と、耐熱性、耐熱老化性を兼ね備えた接着剤、シール材などに有用なホットメルト組成物を提供せんとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
高分子量スチレン系ブロックコポリマー、熱変形温度若しくはガラス転移点が１２０℃以上のポリフェニレンエーテル樹脂または変性ポリフェニレンエーテル樹脂、非晶性アルファポリオレフィン、粘度調整剤並びに老化防止剤を少なくとも含有し、２００℃での溶融粘度が３０Ｐａ・ｓ以下であることを特徴とするホットメルト組成物により、前記に記載の課題を解決した。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によるホットメルト組成物は、ポリオレフィン系素材に対する密着性、接着性に優れるとともに、耐熱性、耐熱老化性が良好であり、しかも２００℃付近での溶融粘度が低いことから、塗工性、吐出性が良好で作業性に優れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明は、難接着性のポリオレフィン系素材への密着性、接着性に優れるとともに、しかも２００℃付近での塗布性ならびに吐出性と、耐熱性、耐熱老化性を兼ね備えた接着剤、シール材などに有用なホットメルト組成物を提供せんとするものである。
【００１１】
本発明で配合されるスチレン系ブロックコポリマーはホットメルト組成物の凝集力を確保するために配合される。
その具体例として、スチレン・イソプレン・スチレン（ＳＩＳ）ブロック共重合体、スチレン・ブタジエン・スチレン（ＳＢＳ）ブロック共重合体、スチレン・エチレン・１ブテン・スチレン（ＳＥＢＳ）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（ＳＥＰＳ）ブロック共重合体、ポリ（α−メチルスチレン）・ポリブタジエン・ポリ（α−メチルスチレン）、ポリ（α−メチルスチレン）・ポリイソプレン・ポリ（α−メチルスチレン）、並びにこれらの水素添加変性物、例えばポリ（α−メチルスチレン）・ポリ（エチレン−１ブテン）・ポリ（α−メチルスチレン）、ポリ（α−メチルスチレン）・ポリ（エチレン−プロピレン）・ポリ（α−メチルスチレン）がある。市販品としてはシェル化学社製のクレイトンＧ１６５０、クラレ社製のセプトン２０４３等がある。
なお、耐熱性と２００℃付近もしくはそれ以下の温度で好ましい溶融粘度を確保するには数平均分子量Ｍｎとして１０万以下のものが好ましい。
【００１２】
ポリフェニレンエーテル樹脂はホットメルト組成物に耐熱性を付与するために配合されるもので、その具体例としてポリ（２，６−ジメチル−１，４フェニレンエーテル）、ポリ（２−メチル−６−エチル−１，４フェニレンエーテル）、ポリ（２，６ジフェニル−１，４−フェニレンエーテル）、ポリ（２−メチル−６−フェニレン−１，４−フェニレンエーテル）、ポリ（２，６−ジクロロ−１，４フェニレンエーテル）などや、２，６−ジメチルフェノールと１価のフェノール類との共重合体の如きポリフェニレンエーテル共重合体も用いることが出来る。また、変性ポリフェニレンエーテル樹脂とは該ポリフェニレンエーテル樹脂に加工性、その他の理由で、スチレン樹脂、ナイロン樹脂等をブレンドしたものがあり、市販品では旭化成製のザイロン５００Ｈ等がある。その配合目的は、ポリフェニレンエーテル樹脂と同様である。
【００１３】
ポリフェニレンエーテル樹脂または変性ポリフェニレンエーテル樹脂を配合することにより、接着性の無いポリフェニレンエーテル樹脂または変性ポリフェニレンエーテル樹脂がスチレン系ブロックコポリマーのスチレン相に相溶し、スチレン系ブロックコポリマーの耐熱性を決定しているスチレン相の軟化する温度を上昇させ、耐熱性を付与させることができる。
従って、添加するポリフェニレンエーテル樹脂または変性ポリフェニレンエーテル樹脂の熱変形温度若しくはガラス転移点が、スチレン相のガラス転移温度である９０〜１００℃を上回っていれば耐熱性付与の目的を達せられる。
しかし、本発明の目的である耐熱性を少ない添加量で得るためには、熱変形温度若しくはガラス転移点が１２０℃以上であることが望ましく、特に高い耐熱性を要望される場合は、１５０℃以上のものを使用することが好ましい。
なお、市販品のポリフェニレンエーテル樹脂または変性ポリフェニレンエーテル樹脂は熱変形温度１２０℃以上のタイプが比較的容易に入手できる。
また、配合量は、スチレン系ブロックコポリマーに対し３〜２０重量部の範囲で好適に選択することができる。３重量部未満では熱変形温度若しくはガラス転移点が１８０℃以上でも所望する耐熱性は得られない。２０重量部を越えるとホットメルト組成物が硬くなって柔軟性が失われるとともに、基材への接着性が低下するため好ましくない。
【００１４】
非晶性アルファポリオレフィンの配合により、ポリオレフィン系素材への密着性、接着性の確保、溶融粘度の低下ならびにオープンタイム延長などの効用が得られ、その具体例として、非晶性のポリプロピレン、あるいは非晶性のプロピレンと他のα−オレフィンとの共重合体などがあり、具体例としてプロピレン・エチレン共重合体、プロピレン・ブテン−１共重合体、プロピレン・ブテン−１・エチレン−３元共重合体、プロピレン・キセン−１・オクテン−１・３元重合体、プロピレン・ヘキセン−１・４−メチルペンテン−１・３元共重合体、プロピレン・ヘキセン−１・４−メチルペンテン−１・３元共重合体、ポリブテン−１などが挙げられる。
対象となる非晶性アルファポリオレフィンのうち低分子量成分含有量の多い数平均分子量２００００以下、ガラス転移点−２０℃以下のものが好ましい。
非晶性ポリオレフィンのスチレン系ブロックコポリマーに対する配合量は、０〜３００重量部が好ましく、配合量が３００重量部を超えると耐熱性が低下するため適さない。
【００１５】
粘着付与樹脂は、ポリオレフィン系素材に対する密着性、凝集力の確保、接着性の確保、溶融粘度の低下ならびにオープンタイム延長などの目的に配合される。具体例としては、ロジンならびに水添ロジン、重合ロジン、ロジンエステルなどロジン誘導体、α−ピネン、β−ピネン、リモネンなどテルペン系樹脂、テルペンフェノール樹脂、クマロン・インデン樹脂、スチレン系樹脂、キシレン系樹脂、フェノール系樹脂、石油樹脂および水添石油樹脂などが挙げられる。特に水添されたテルペン樹脂、ロジン樹脂ならびに石油樹脂はスチレン系ブロックコポリマーのエラストマー相に相溶し、ポリオレフィン等の非極性基材への密着力向上に高い効果が見られ、キシレン系樹脂、フェノール系樹脂およびスチレン系樹脂などの粘着付与樹脂はスチレン相に相溶し、凝集力を高める効果が認められる。このため、水添されたテルペン樹脂、ロジン樹脂ならびに石油樹脂と、キシレン系樹脂、フェノール系樹脂およびスチレン系樹脂などを、組み合わせた粘着付与樹脂を配合することが効果的である。
粘着付与樹脂のスチレン系ブロックコポリマーに対する配合量は５０〜４００重量部が好ましい。５０重量部未満ではポリオレフィン系素材に対する密着性、接着性が得られない。一方、４００重量部を超えると十分な耐熱性が得られないため適さない。
【００１６】
老化防止剤は、ホットメルト組成物の調製時ならびに塗布あるいはシールなどの作業時の熱劣化ならびに使用条件下での熱劣化を防止するために配合される。その具体例として、亜リン酸塩系、ナフチルアミン系、Ｐ−フェニレンジアミン系、キノリン系、ヒドロキノン系、ビス・トリス・ポリフェノール系、チオビスフェノール系、ヒンダードフェノール系などが挙げられる。これら老化防止剤は、単独もしくは併用することができる。これらのなかでも一次酸化防止剤のヒンダードフェノール系、二次酸化防止剤の亜リン酸塩系を併用したものが本発明のホットメルト組成物の老化防止には好適である。
老化防止剤の全体に対する配合率は０．１〜５重量％が好ましい。０．１重量％未満ではホットメルト組成物の熱劣化性が激しくなり好ましくない。５重量％を超えて配合されても、それ以上の効果が得られない。
【００１７】
本発明によるホツトメルト組成物の溶融粘度は、２００℃において３０Ｐａ・ｓ以下が好ましく、溶融粘度が３５〜４０Ｐａ・ｓを超えると一般的なアプリケーターでの塗工が難しくなる。また溶融粘度低下を目的に溶融温度をこれ以上高くすると、装置への負荷が大きくなるほか、熱劣化によるホットメルトの劣化が激しくなり好ましくない。
粘度調整のため適宜、粘度調整剤が配合される。その具体例として、アタクチックポリオレフィン、ポリブテン、イソブチレン、パラフィン系またはナフテン系オイルなど溶融粘度を低下させる低分子量の物質が挙げられる。    
市販品としてはアタクチックポリオレフィンの宇部レキセン製のＵＴ２３０４、パラフィン系オイルとしてエッソ石油製クリストール７０等がある。
【００１８】
また、その他に、溶融粘度、流動性などの調整目的で充填材を配合することもできる。その具体例としてはタルク、クレー、シリカ、炭酸カルシウム、酸化チタンなどが挙げられる。
【００１９】
本発明になるホットメルト組成物は各配合材料をバンバリーミキサー、加熱ニーダー、２軸エクストルーダーなどで加熱混練りすることにより調製され、型に鋳込んで各種の形状に成形したり、押し出し成形により紐状などに成形することができる。
【００２０】
本発明のホツトメルト組成物を適用する具体例として、例えば、ポリオレフィン系素材とポリオレフィン系素材、あるいはポリオレフィン系素材とその他の素材との積層面の接着あるいは両素材間の隙間に充填シールなどが挙げられる。
このような適用の際に溶融粘度が高すぎると、塗工性や吐出性が低下して作業性が悪くなる。また、溶融粘度を低くするため２００℃以上に加熱すると熱劣化が激しくなり好ましくない。このため、２００℃における溶融粘度が３０Ｐａ・ｓ以下になるように配合設定している。
【００２１】
ポリオレフィン系素材の形態には、シート状、フイルム状、板状、円筒状、パイプ状、不定形状など様々なものが使用される。また、非空洞体、発泡体、中空体、など様々なものが使用される。
その他の素材は特に限定されるものではなく、木材、金属、プラスチック、複合体などどのようなものにも本発明のホットメルト組成物を適用できる。
【００２２】
ホットメルト組成物の塗布装置はハンドガンタイプ、ブロック溶融タイプ、バルクタイプおよびフォームタイプが使用でき、市販品としてはノードソン製のバルクメルターＢＭ−５０５や同社製のフォームメルトアプリケーターＦＭ−１５１などがある。
【００２３】
また、工場で加工部材を大量に生産する場合、ホットメルト塗布装置のヘッド部分を産業用ロボットなどに取付れば、複雑な形状のものに対してもスピーディーに塗布可能で、大幅な生産効率の向上が期待できる。
【００２４】
以下に、実施例、比較例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に制限されるものではない。なお、表中の配合数値は重量部を表す。
【実施例】
【００２５】
実施例、比較例
数平均分子量Ｍｎが１０万以下のＳＥＢＳブロック共重合体としてセプトン２００２（（株）クラレ製）、変性ポリフェニレンエーテル樹脂として熱変形温度１２０℃の旭化成製ザイロン５００Ｈ、粘着付与樹脂として水添石油樹脂  エスコレッツＥＣＲ２２７Ｅ（トーネックス社製）及びクリスタレックス５１４０（イーストマン社製）、非晶性アルファオレフインとしてＲＥＸＴＡＣ  ＲＴ２７１５（ハンツマン社製、ブテン−１コポリマー、Ｂｒｏｏｋｆｉｅｌｄ  Ｖｉｓｃｏｓｉｔｙ  １５００  ｃｐｓ／１９０℃、ガラス転移点  −２３℃）、老化防止剤としてリン系のＳｏｎｇｎｏｘ１２００（住友化学（株）製  Ｔｒｉｓ（２、４−ｄｉ−ｔｅｒ−ｂｕｔｙｌｐｈｅｎｙｌ）ｐｈｏｓｐｈｉｔｅ）とヒンダードフェノール系のＳｏｎｇｎｏｘ１０１０（住友化学（株）製  Ｐｅｎｔａｅｒｙｔｈｒｉｙｌ  ｔｅｔｒａｋｉｓ  ＜３−（３、５−ｄｉ−ｔｅｒｔ−ｂｕｔｙｌ−４−ｈｙｄｒｏｘｙｐｈｅｎｙｌ  ）ｐｒｏｐｉｏｎａｔｅ＞）などを配合し、シグマレイド型ニーダーで２２０℃において加熱混合して表に示す実施例、比較例のホットメルト組成物を調製した。また、実施例、比較例のホットメルト組成物の性能は表１の通りであった。
【００２６】
【表１】
2007099795.tif 000002
【００２７】
測定方法
溶融粘度  ＪＩＳＫ６８６２（１９８４年度版）により、ＢＲＯＯＫＦＩＥＬＤ社製ＤＶ−Ｉ型回転粘度計およびサーモセルシステムを使用して２００℃における溶融粘度（Ｐａ・ｓ）を測定する。なお、使用ローターはＮｏ．２９で、回転数は５ｒｐｍとした。測定手順はホットメルト専用のプラグ内にメーカーが推奨する標準量のホットメルトを挿入後、予め２００℃に温調されたサーモセル内にプラグを挿入、２０分経過後、更にローターを挿入、２０分経過後、ローターを回し始めて２０分後の値とした。
試験・評価方法
１．耐熱クリープ試験  幅２５ｍｍ、高さ１５０ｍｍ、厚み２０ｍｍにハンドガンによりホットメルト組成物を塗布し、直後に幅２５ｍｍ、高さ１２５ミリの綿キャンパスを接着面積が２５×１００ｍｍになるように貼り合わせ、ゴムローラーで圧締する。クロスの未接着部位の中心に穴をあけて試験体とする。試験体に１００ｇの重りを垂らし、８０℃の環境下で１時間養生した際の落下の有無を観察する。○  落下せず、×  落下
２．耐熱剥離
幅４０ｍｍ、高さ２００ｍｍ、厚み４０ｍｍの発泡ポリエチレン片、エペラン（カネパールサービス製）にハンドガンにてホットメルト組成物を塗布し、直後に幅２５ｍｍ、厚み１ｍｍのポリプロピレンシートを接着面積が２５×１００ｍｍになるように貼り合わせ、コ゛ムローラーで圧締したものを試験体とする。８０℃雰囲気下でＪＩＳＫ６８５４（１９９９年度版）に準拠して耐熱剥離強度（Ｎ/２５ｍｍ）を測定する。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
本発明になるホットメルト組成物は、ポリオレフィン系素材に対する密着性、接着性に優れるとともに耐熱性、耐熱老化性が良好であり、しかも２００℃付近において塗布、吐出に好都合な溶融粘度であるため、ポリオレフィン系素材を被着体もしくは接続体とする接着作業もしくはシール作業に好適であり、ポリオレフィン系素材を使用する建築、車両などの用途分野に幅広く使用できる。