![]() ホットメルト接着剤
专利摘要:
メタロセンポリオレフィン、非晶質α−オレフィンポリマー、粘着付与剤、および耐熱性を高めるのに十分な量のマレエート化ポリオレフィンを含む、ホットメルト接着剤。 公开号:JP2011511866A 申请号:JP2010546087 申请日:2009-02-09 公开日:2011-04-14 发明作者:リチャード エリス、;ミカエラ ストルボワ、 申请人:ヘンケル・アクチェンゲゼルシャフト・ウント・コムパニー・コマンディットゲゼルシャフト・アウフ・アクチェンHenkel AG & Co. KGaA; IPC主号:C08L23-00
专利说明:
[0001] 本発明は、マレエート化ポリエチレンおよび/またはマレエート化ポリプロピレンを含むホットメルト接着剤配合物に関する。本発明の接着剤は、改善された耐熱性を示す。] 背景技術 [0002] ホットメルト接着剤(「HMA」)は、基体と第2の物品とを接着することが必要である消費者包装および産業包装などの多くの商業領域において、広く使用されている。HMAは、段ボール製のカートン(ボール箱)、箱、シリアルの箱などの製造において、ごく普通に使用されている。それらは、また、例えば、製本、紙袋の端の封止、家具の製造や、パーティクルボード、段ボール用ライナー、他の様々な紙製品の製造などの様々な領域において、および、紙ラベルをプラスチック容器に貼り付けることなど、他の物品、例えば、ガラス、金属、様々なプラスチックなどを接着するために使用されている。その他のホットメルト接着剤の用途としては、例えば、積層、製品組み立て、および不織布形成の用途などが挙げられる。] [0003] これらの様々な用途のために、ホットメルト接着剤は、広範囲の温度条件にわたって、強い結合を維持することが求められることがある。例えば、冷蔵または冷凍食品、あるいは氷詰めにした食品を輸送するために使用される段ボール製のカートンの製造において、低温条件下で強い結合を維持することができるために、ホットメルト接着剤が一般に選択される。しかしながら、他の用途では、ホットメルト接着剤は、取り扱い中の極度の応力および衝撃、高い温度、および高い湿度の下で基体に対して強い結合を維持しなければならないことがある。例えば、食品または飲料は、多くの場合、加温または加熱して容器に入れることによってパッケージされる。さらに、トラックで運ばれた場合、ケースおよびカートンは非常に高い温度になることが多く、そのため、これらの用途では、十分に良好な耐熱性を有する接着剤が求められる。「十分に良好な耐熱性」とは、硬化した接着剤が、高温によって作用された時に、すぐに軟化して、その結果、接着剤結合が緩む、および/または、接着した部品が互いに対して移動することがないことを意味すると解することができる。] 発明が解決しようとする課題 [0004] 高い耐熱性を有するホットメルト組成物に対する要求が当該技術分野において存在し続けている。本発明は、当該技術分野における上記要求に対処している。] 課題を解決するための手段 [0005] 本発明によれば、新規のホットメルト接着剤配合物、この接着剤を使用して、基体と基体を接着する方法、およびこの接着剤を含む製品が提供される。] [0006] 本発明によれば、熱可塑性ベースポリマー、粘着付与剤、および官能性ポリオレフィンを含むホットメルト接着剤が提供される。この官能性ポリオレフィンは、接着剤の耐熱性を高めるのに有効な量で使用される。1つの実施形態では、官能性ポリオレフィンは、マレエート化ポリエチレン、またはマレエート化ポリプロピレンである。1つの特に好ましい実施形態では、この接着剤は、メタロセンポリプロピレン、非晶質α−オレフィンポリマー、マレエート化ポリエチレンまたはマレエート化ポリプロピレン、および水素化炭化水素粘着付与剤を含む。] [0007] さらに、本発明によれば、ホットメルト接着剤組成物の耐熱性を高める方法が提供される。この方法は、接着剤組成物に、この組成物の耐熱性を高めるのに有効な量の官能性ポリオレフィンを添加することを含む。] [0008] さらに、本発明によれば、基体を同種または異種の基体に接着する方法であって、少なくとも第1の基体に溶融ホットメルト接着剤組成物を塗布するステップ、第2の基体を前記第1の基体に塗布された組成物と接触させるステップ、および前記組成物を固化させて、第1の基体と第2の基体を接着するステップを含み、前記ホットメルト接着剤が、熱可塑性ベースポリマー、粘着付与剤、および官能性ポリオレフィンを含むことを特徴とする方法が提供される。] [0009] また、本発明によれば、本発明の接着剤を使用して製造された製品が提供される。] 図面の簡単な説明 [0010] 図1は、接着剤結合の耐熱性を測定するために使用される接着剤ビードの配置および他の寸法パラメーターを示す図である。 図2は、接着剤結合の耐熱性を測定するために使用される接着剤ビードの配置および他の寸法パラメーターを示す図である。 図3は、接着剤結合の耐熱性を測定するために使用される接着剤ビードの配置および他の寸法パラメーターを示す図である。] [0011] 本明細書で引用された全ての文献は、その全部が参照により本明細書に組み込まれる。] [0012] 官能性ポリオレフィン、例えば、マレエート化ポリエチレンおよびマレエート化ポリプロピレンを、ホットメルト接着剤の耐熱性を高めるための添加物として使用できることが見出された。実質的により高い耐熱性を有するホットメルトを調製することができる。高い耐熱性、特に100℃を超える耐熱性を有する配合物は、湿気反応性配合物を通常使用する、ある最終用途において、湿気硬化型ホットメルト接着剤の代わりに、有利に使用することができる。] [0013] 接着剤ベースコポリマーは、主要なベース接着性ポリマー成分として、典型的には約20重量%〜約75重量%、より典型的には約30重量%〜約60重量%の量で使用される。「主要な」または「ベース」ポリマー成分とは、接着剤の最も多い量で存在する接着剤ポリマー成分を意味する。所望により、他のポリマー添加物が接着剤配合物に添加されてもよいことが理解されるであろう。] [0014] 当業者には周知である、ホットメルト接着剤の調製において使用するのに適したベースポリマーは、いずれも、本発明の実施において使用することができる。そのようなポリマーとしては、非晶質ポリオレフィン、エチレン含有ポリマー、およびゴム状ブロックコポリマー、さらには、これらの混合物(ブレンド)が挙げられる。ベースポリマーとしては、これらに限定されるものではないが、エチレンビニルアセテート(EVA)、エチレンn−ブチルアクリレート(EnBA)、エチレンエチルヘキシルアクリレート(EEHA)、メタロセンポリオレフィン、官能性メタロセンポリオレフィン、非晶質α−オレフィン、および様々な相溶性ポリマーの混合物が挙げられる。本明細書では、相溶性ポリマーは、好ましくない分離を起こすことなく、すなわち調製された接着剤の性能に悪影響を及ぼすことなく混ざることができるポリマーすべてとして定義される。] [0015] 本発明の1つの好ましい実施形態では、接着剤は2つの主要なポリマー成分を含む。] [0016] 1つの主要なポリマー成分は、メタロセンポリオレフィンである。典型的な配合物は、このタイプのポリマー成分を、接着剤配合物の全重量を基準として約5重量%〜約50重量%、より典型的には約10重量%〜約50重量%含むことができる。] [0017] メタロセンポリエチレンポリマーは、例えば、メタロセン触媒系を使用して、エチレンモノマーとα−オレフィン(例えば、ブテン、ヘキセン、オクテン)とを重合することによって得ることができる。メタロセンポリエチレンポリマーおよびメタロセンポリプロピレンポリマーの商業的供給源としては、Exxon Mobil Corporation(Exactという商品名で)、Dow Chemical(Affinity polymerという商品名で)、およびClariant(Licoceneという商品名で)が挙げられる。また、官能基または官能化成分(本明細書では交換可能(同義)に使用される)がメタロセンポリエチレンポリマーにグラフトされ、官能性メタロセンポリエチレンポリマーを形成しているメタロセンポリエチレンポリマーも有用である。本発明の実施に使用することができる官能基としては、アクリル酸、アセテート、スルホネート、無水マレイン酸、フマル酸などが挙げられる。接着剤のために有用な官能性メタロセンポリエチレンポリマーとしては、アクリル酸官能性メタロセンポリエチレンポリマー、アセテート官能性メタロセンポリエチレンポリマー、スルホネート官能性メタロセンポリエチレンポリマー、無水マレイン酸官能性メタロセンポリエチレンポリマー、およびフマル酸変性メタロセンポリエチレンポリマーが挙げられる。本発明に適したメタロセンポリエチレンポリマーは、分子量が1500ダルトンを超えることができる。] [0018] 第2の主要なポリマー成分は、ガラス転移温度(Tg)が20℃未満、好ましくは0℃未満、最も好ましくは−10℃未満である軟質またはゴム状のポリマーである。典型的な配合物は、このタイプのポリマー成分を、接着剤配合物の全重量を基準として約20重量%〜約50重量%含むことができる。] [0019] 本明細書に記載された軟質またはゴム状のポリマーは、APAOとして知られている低分子量で、実質的に非晶質のα−オレフィンポリマー類、または、合成ゴムとして従来知られている軟質で、高分子量であり、引張り強度が低い高分子物質類のいずれかを指すことが理解されるべきである。この合成ゴムとしては、これらに限定されるものではないが、エチレン−プロピレンゴム(EPR)、エチレン−プロピレン−ジエンゴム(EPDM)、ブチルゴム、ポリイソプレン、ポリブタジエン、スチレン−ブタジエンゴム(SBR)、およびスチレン−イソプレンゴム(SIR)が挙げられる。] [0020] 本発明において有用なAPAOポリマーは、いくつかの異なった種類のアタクチック、低分子量、低溶融粘度で、実質的に非晶質のプロピレン系ポリマーからなる。これらのポリマーは当業者には周知であり、プロピレンのホモポリマー、またはプロピレンと1種以上のα−オレフィンコモノマー、例えば、エチレン、ブテン−1、ヘキセン−1およびオクテン−1などとのコポリマーであることができる。このAPAOポリマーの平均重量分子量は、本発明の範囲内では、約1,000g/モル〜約300,000g/モル、好ましくは約10,000g/モル〜約100,000g/モルの範囲である。このポリマーは、有利には、約80℃〜170℃の間の軟化点、および約−5℃〜−40℃のガラス転移温度を有する。ここで上記の物理的特性の範囲に入るAPAOポリマーはいずれも使用することができるが、最も好ましいAPAOは、プロピレンホモポリマー、プロピレン−エチレンコポリマー、プロピレン−ブテン−1コポリマーおよびプロピレン−エチレン−ブテン−1ターポリマーからなる群より選択される。ここで上記のタイプのAPAOポリマーは、Eastoflexという商品名でEastman Chemical Companyから、Rexflexという商品名でHuntsman Corporationから、Vestoplastという商品名でEvonik Degussa Corporationから市販されている。] [0021] 本発明の接着剤は、官能性ポリオレフィンを含むことができる。この成分は、耐熱性を高めるのに有効な量で使用することができる。所望の耐熱性は、接着剤の配合、および最終用途に依存する。官能性ポリオレフィン成分は、接着剤配合物の全重量を基準として、典型的には約0.1重量%〜約15重量%以上の量で使用され、この成分は、より典型的には約0.5重量%〜約10重量%の量で使用される。この官能性ポリオレフィンは、典型的には、ホットメルト接着剤配合物に、このホットメルトの耐熱性を少なくとも5℃以上高めるのに有効な量で添加することができる。少なくとも10℃、最高40℃、またはそれ以上まで、耐熱性を高めることを達成することができる。] [0022] 適当なポリオレフィンの代表的な例としては、様々なオレフィン、例えば、エチレン、プロピレン、ブチレン、ペンテン、ヘキシレン、ヘプテンおよびオクテンなどのホモポリマーおよびコポリマーが挙げられる。官能性ポリオレフィンを製造するのに適したモノマーは、例えば、12個未満の炭素原子のオレフィン性不飽和モノカルボン酸、例えば、アクリル酸、またはメタクリル酸、および対応するtert−ブチルエステル、例えば、tert−ブチル(メタ)アクリレート、12個未満の炭素原子のオレフィン性不飽和ジカルボン酸、例えば、フマル酸、マレイン酸、およびイタコン酸、および対応するモノ−および/またはジ−tert−ブチルエステル、例えば、モノ−またはジ−tert−ブチルフマレート、およびモノ−またはジ−tert−ブチルマレエート、12個未満の炭素原子のオレフィン性不飽和ジカルボン酸無水物、例えば、無水マレイン酸、12個未満の炭素原子のスルホまたはスルホニル含有オレフィン性不飽和モノマー、例えば、p−スチレンスルホン酸、2−(メタ)アクリルアミド−2−メチルプロペンスルホン酸、または2−スルホニル(メタ)アクリレート、12個未満の炭素原子のオキサゾリニル含有オレフィン性不飽和モノマー、例えば、ビニルオキサゾリンおよびビニルオキサゾリン誘導体、および12個未満の炭素原子のエポキシ含有オレフィン性不飽和モノマー、例えば、グリシジル(メタ)アクリレート、またはアリルグリシジルエーテルである。] [0023] 1つの例示的な実施形態では、官能性ポリオレフィンを製造するために使用されるモノマーは無水マレイン酸であり、一方、ポリオレフィンはポリプロピレンである。従って、1つの例示的な実施形態では、本発明の実施において使用される官能性ポリオレフィンは、マレエート化ポリプロピレンである。] [0024] マレエート化ポリプロピレンは市販されており、多くの製造業者によって製造されている。例えば、適当なマレエート化ポリプロピレンは、Eastman ChemicalからEPOLENE E−43という商品名で入手できる。] [0025] 本発明で使用するのに適した様々なマレエート化ポリオレフィンは市販されており、および/または、公知の方法によって得ることができる。例えば、マレエート化ポリエチレンは、A−C575およびA−C573という商品名でHoneywellから、また、Fusabond Eシリーズの一部として列挙されている製品としてDuPontから入手できる。マレエート化ポリプロピレンは、A−C596およびA−C597という商品名でHoneywellから、Fusabond Pという商品名のシリーズで列挙されている製品としてDuPontから、E−43、G−3015およびG−3003という商品名でEastmanから入手できる。前駆体化合物からマレエート化ポリオレフィンを製造するための様々な公知の方法は、いずれも、本発明で使用するのに適した出発原料を製造するために使用できるように適合させることができる。例えば、米国特許第7,256,236号明細書(参照により本明細書に組み込まれる)は、本発明で使用するのに適したマレエート化ポリプロピレンを製造するための、ある好ましい方法を開示している。] [0026] 本発明のホットメルト接着剤は、また、相溶性粘着付与剤を含むことができる。この粘着付与剤成分は、接着剤配合物の全重量を基準として、典型的には約30重量%〜約60重量%の量で使用される。] [0027] 本発明で有用な粘着付与樹脂としては、脂肪族、脂環式および芳香族炭化水素、および変性炭化水素および水素化物;テルペン、および変性テルペンおよび水素化物;ロジン、およびロジン誘導体および水素化物;およびこれらの混合物が挙げられる。これらの粘着付与樹脂は、環球式軟化点が70℃から150℃であり、典型的にはB型粘度計を使用して測定した華氏350度(177℃)での粘度が2000センチポアズ以下であることができる。また、水素化、すなわち飽和度(これは、一般に使用される別の用語である)のレベルが異なるものも入手できる。有用な例としては、Eastman Chemical Co.のEastotac(商標)H−100、H−115およびH−130が挙げられ、これらは、それぞれ、100℃、115℃および130℃の軟化点を有する部分的に水素化された脂環式石油炭化水素樹脂である。これらは、Eグレード、Rグレード、LグレードおよびWグレードの中で入手でき、このグレードは異なったレベルの水素化を示し、Eは最も水素化されておらず、Wは最も水素化されているグレードである。Eグレードは臭素価が15、Rグレードは臭素価が5、Lグレードは臭素価が3、Wグレードは臭素価が1である。Eastman Chemical Co.のEastotac(商標)H−142Rは、軟化点が約140℃である。他の有用な粘着付与樹脂としては、Exxon Chemical Co.から入手できる、部分的に水素化された脂環式石油炭化水素樹脂であるEscorez(商標)5300、5400および5637、および部分的に水素化された芳香族変性石油炭化水素樹脂であるEscorez(商標)5600;Sartomerから入手できる、脂肪族芳香族石油炭化水素樹脂であるWINGTACK(登録商標)Extra;Sartomerから入手できる、脂肪族C5石油炭化水素樹脂であるWINGTACK(登録商標)95;およびEastman Chemical Companyから入手できる、水素化の程度が異なる水素化炭化水素樹脂であるRegalite R9001およびRegalite S5100が挙げられる。] [0028] ガムロジン、ウッドロジン、トールオイルロジン、蒸留ロジン、二量化ロジン、および重合ロジンなどの水素化のレベルが異なる多くのタイプのロジンおよび変性ロジンが入手できる。いくつかの具体的な変性ロジンとしては、ウッドロジンおよびトールオイルロジンのグリセロールエステルおよびペンタエリトリトールエステルが挙げられる。市販されているグレードとしては、これらに限定されるものではないが、Arizona Chemical Co.から入手できる、ペンタエリトリトールロジンエステルであるSylvatac(商標)RE103、Eastman Chemical Companyから入手できる、ペンタエリトリトール変性ロジンであるPermalyn(商標)5110、およびEastman Chemical Companyから入手できる、高度に水素化されたペンタエリトリトールロジンエステルであるForal 105が挙げられる。他の例としては、Arizona Chemical Co.から入手できる、融点が85℃および95℃のロジンエステルであるSylvatac(商標)RE85およびRE95、重合ロジンおよび変性ロジンであるSylvaros PR295およびSylvaros PR140、およびフェノール変性テルペン樹脂であるSylvaresTP2040、ならびにEastman Chemical Companyから入手できる、融点が80℃の水素化ロジン酸であるForal AX−Eが挙げられる。] [0029] 別の典型的な粘着付与剤であるPiccotac 1115は、華氏350度(177℃)での粘度が約1600センチポアズである。別の典型的な粘着付与剤は、華氏350度(177℃)での粘度が1600センチポアズよりかなり低く、例えば、50センチポアズから300センチポアズである。] [0030] 本発明の接着剤は、また、所望により、ワックスを含むことができる。] [0031] 本発明で使用するのに適したワックスとしては、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス、副産ポリエチレンワックス、フィッシャー・トロプシュワックス、酸化フィッシャー・トロプシュワックス、および官能性ワックス、例えば、ヒドロキシステアラミドワックスおよび脂肪アミドワックスが挙げられる。高密度低分子量ポリエチレンワックス、副産ポリエチレンワックス、およびフィッシャー・トロプシュワックスは、従来、当該技術分野で、合成高融点ワックスと呼ばれている。AC−400(Honeywell)およびMC−400(Marcus Oil and Companyから入手できる)などのビニルアセテート変性ワックス、Epolene C−18(Eastman Chemicalから入手できる)、AC−575AおよびAC−575P(Honeywellから入手できる)などの無水マレイン酸変性ワックス、ならびに酸化ワックスなどの変性ワックスも、本発明の実施において有用である。Shell Lubricants(Houston、TX)から入手できるCallista(登録商標)122、158、144、435、および152;Sasol Waxから入手できるフィッシャー・トロプシュワックスであるSasolwax C80およびSasolwax H−1、H−4およびH−8も、本発明の実施において使用するのに好ましいワックスである。] [0032] 本発明の実施において使用することができるパラフィンワックスとしては、Citgo Petroleum,Co.から入手できるPacemaker(登録商標)30、32、35、37,40、42、45および53;Honeywellから入手できるAstor Okerin(登録商標)236;Moore&Mungerから入手できるR−7152 パラフィンワックス;Moore&Mungerから入手できるR−2540;および他のパラフィンワックス、例えば、製品の名称Sasolwax 5603、6203および6805でSasol Waxから入手できるものが挙げられる。] [0033] 本発明で有用なマイクロクリスタリンワックスは、50重量%以上の、30〜100の炭素長のシクロアルカンまたは分岐アルカンを有するものである。それらは、一般に、パラフィンワックスおよびポリエチレンワックスよりも結晶性が低く、約70℃より高い融点を有する。その例としては、Baker Petrolite Corp.から入手できる融点70℃のワックスであるVictory(登録商標)Amber Wax;Barecoから入手できる融点70℃のワックスであるBareco(登録商標)ES−796 Amber Wax;Baker Petrolite Corp.から入手できる融点80℃および90℃のマイクロクリスタリンワックスであるBesquare(登録商標)175および195 Amber Wax;Industrial Raw Materialsから入手できる融点90℃のワックスであるIndramic(登録商標)91;およびPetrowaxから入手できる融点90℃のワックスであるPetrowax(登録商標)9508 Lightが挙げられる。マイクロクリスタリンワックスの別の例は、Sasol Waxから入手できるSasolwax 3971、およびAlfred Kochem GmBHから入手できるMicrowax K4001である。] [0034] このカテゴリーに入る典型的な高密度低分子量ポリエチレンワックスとしては、Backer Petrolite Corp.からPolywax(商標)500、Polywax(商標)1500およびPolywax(商標)2000として入手できるエチレンホモポリマーが挙げられる。Polywax(商標)2000は、約2000の分子量、約1.0のMw/Mn、16℃で約0.97g/cm3の密度、および約126℃の融点を有する。] [0035] ワックス成分が使用される場合、それは、典型的には最高約45重量%までの量で存在することができる。ワックス成分を含む配合物は、さらに典型的には約5重量%から約40重量%含むことができる。好ましいワックスは、華氏120度から華氏250度、より好ましくは華氏150度から華氏230度、最も好ましくは華氏180度から華氏220度の間の溶融温度を有する。] [0036] 本発明の接着剤は、また、安定剤または酸化防止剤を含むことが望ましい場合がある。これらの化合物は、熱、光、または粘着付与樹脂などの原料物質に由来する残留触媒などによって引き起こされる酸素との反応によって起こる劣化から接着剤を保護するために添加される。] [0037] 本発明に含まれ、適用できる安定剤または酸化防止剤には、高分子量ヒンダードフェノールおよび多官能フェノール、例えば、硫黄およびリン含有フェノールなどがある。ヒンダードフェノールは当業者には周知であり、この化合物のフェノール性ヒドロキシル基の近傍に立体的に嵩高い基も含むフェノール性化合物と言うことができる。特に、第3級ブチル基で、一般に、ベンゼン環上のフェノール性ヒドロキシル基に対してオルト位置の少なくとも1つが置換されている。立体的に嵩高い置換基がヒドロキシル基の近傍に存在することによって、その伸縮振動が妨げられ、それに応じて、その反応性が阻害される。従って、この阻害は、フェノール性化合物に安定化特性を与える。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;ペンタエリトリチルテトラキス−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;n−オクタデシル−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(2,6−tert−ブチル−フェノール);4,4’−チオビス(6−tert−ブチル−o−クレゾール);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;ジ−(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;およ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。] [0038] これらの酸化防止剤の性能は、これらと共に、公知の協力剤、例えば、チオジプロピオネートエステルおよびホスファイトなどを使用することによって、さらに高めることができる。ジステアリルチオジプロピオネートは特に有用である。これらの安定剤が使用される場合、一般に、約0.1重量%〜1.5重量%、好ましくは0.25重量%〜1.0重量%の量で存在する。] [0039] そのような酸化防止剤は、Ciba Specialty Chemicalsから市販されており、ヒンダードフェノールであるIrganox(登録商標)565、1010、1076および1726が挙げられる。これらはラジカル捕捉剤として作用する一次酸化防止剤であり、単独で使用しても、別の酸化防止剤、例えば、Ciba Specialty Chemicalsから入手できるIrgafos(登録商標)168などのホスファイト酸化防止剤と組み合わせて使用してもよい。ホスファイト触媒は二次触媒と考えられ、一般に単独では使用されない。これらは、主として、過酸化物分解剤として使用される。他の使用可能な触媒は、Cytec Industriesから入手できるCyanox(登録商標)LTDP、およびAlbemarle Corp.から入手できるEthanox(登録商標)330である。多くのそのような酸化防止剤は、単独で使用される、または、他のそのような酸化防止剤と組み合わせて使用されるために利用できる。これらの化合物はホットメルトに少量添加され、他の物理的特性には影響を及ぼさない。添加することができ、物理的特性に影響を及ぼすこともない他の化合物は、二つだけ挙げると、着色する顔料、または蛍光剤である。このような添加物は、当業者には公知である。] [0040] 接着剤の意図される最終用途によるが、従来、ホットメルト接着剤に添加される可塑剤、顔料、染料およびフィラーなどの添加物が含まれていてもよい。さらに、少量の追加の粘着付与剤および/またはマイクロクリスタリンワックス、水素化ひまし油、およびビニルアセテート変性合成ワックスなどのワックスも少量、すなわち最高約10重量%まで、本発明の配合物中に加えることができる。] [0041] 本発明の接着剤組成物は、均一なブレンドが得られるまで、約140℃より高く、約200℃までの温度で、溶融した成分をブレンドすることによって製造される。通常は2時間で十分である。様々なブレンド方法が当該技術分野において公知であり、均一なブレンドを製造する方法であれば、いずれも満足できる。] [0042] 本発明の配合物は特定の最終用途に適合させることができることが理解されるであろう。パッケージングおよび製本のための配合物は、典型的には、180℃で約700cP〜約10,000cPの粘度を有することができる。木工用途のための配合物は、より高い粘度、例えば180℃で最高約60,000cPの粘度を有することが好ましい。] [0043] 本発明は、当該技術分野に新規の接着剤配合物を提供することに加えて、当該技術分野に、ホットメルト接着剤の耐熱性を高める方法、1つの基体を別の基体に接着する方法、および、本発明の接着剤を含む製品を提供する。] [0044] 本発明の1つの実施形態では、ホットメルト接着剤組成物の耐熱性を高める方法が提供される。この方法は、ホットメルト接着剤組成物に、この組成物の耐熱性を高めるのに有効な量の官能性ポリオレフィンを添加することを含む。本発明の方法は、ホットメルト接着剤配合物の耐熱性を少なくとも5℃、またはそれ以上高めるために使用することができる。少なくとも10℃、少なくとも20℃、少なくとも30℃、少なくとも40℃、および少なくとも5℃またはそれ以上に耐熱性が高められた配合物を、本発明の実施に従って実現することができる。] [0045] 本発明の別の実施形態では、基体を同種または異種の基体に接着する方法が提供される。この方法は、少なくとも第1の基体に溶融ホットメルト接着剤組成物を塗布するステップ、第2の基体を前記第1の基体に塗布された組成物と接触させるステップ、および前記組成物を固化させて、第1の基体と第2の基体を接着するステップを含み、前記ホットメルト接着剤組成物は、熱可塑性ベースポリマー、粘着付与剤、および官能性ポリオレフィンを含む。] [0046] 本発明の更なる別の実施形態では、当該技術分野に、官能性ポリオレフィンを含むホットメルト接着剤を使用して製造された様々な製品が提供される。] [0047] 本発明のホットメルト接着剤は、例えば、パッケージング、加工、たばこ製造、製本、バッグの端、木工、および不織布市場に用途を見出す。] [0048] 耐熱性が高いために、本発明の接着剤は、湿気硬化型ホットメルト接着剤が現在使用されている製本用途で有利に使用することができる。] [0049] また、本発明の接着剤は、不織布製品の製造においても特に有用である。この接着剤は、建築用接着剤として、配置用接着剤として、および、例えば、おむつ、女性用衛生パッド(通常の生理用ナプキンおよびパンティーライナーを含む)などの製造における弾性付着用途で使用することができる。] [0050] 用語「木工」の使用は、本明細書では広義に使用され、木材を含む物品を指す。用語「木材」は総称的に使用されており、あらゆるタイプの木材、さらには木材を含んでいる複合材、加工木材、パーティクルボードなどを包含することが理解されるべきである。木工用途としては、例えば、床板、積層調理台、ドア、家具などの製造における使用が挙げられる。本発明の接着剤は、1つの木製基体(すなわち、木材、木材複合材など)を、木製基体であっても、木製基体でなくてもよい第2の基体に接着するために、有利に使用することができる。] [0051] 本発明の接着剤は、ケース、カートンおよびトレーを形成する接着剤、ならびにヒートシール用途などの封止接着剤としての特定の用途で、例えば、シリアル、クラッカーおよびビール製品のパッケージングにおいて使用される。容器、例えば、カートン、ケース、箱、袋、トレーなどであって、包装業者への出荷前に、その製造業者によって接着剤が塗布される容器が本発明によって包含される。パッケージングの後、容器はヒートシールされる。] [0052] パッケージング最終用途では、接着する基体としては、未使用の、およびリサイクルされたクラフト紙、高密度および低密度クラフト紙、ボール紙、ならびに様々なタイプの処理および被覆クラフト紙およびボール紙が挙げられる。また、複合材材料も、アルコール飲料のパッケージングなどのパッケージング用途で使用される。これらの複合材材料としては、フィルム材料、例えば、ポリエチレン、マイラー、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニリデン、エチレンビニルアセテート、および様々な他のタイプのフィルムに更に積層されるアルミ箔に積層されたボール紙を挙げることができる。さらに、これらのフィルム材料は、ボール紙またはクラフト紙に直接接着されてもよい。非常に様々な基体、特に複合材材料がパッケージング産業において有用であるので、前記の基体は、決して、網羅したリストを代表しない。] [0053] パッケージングのためのホットメルト接着剤は、一般に、ピストンポンプまたはギヤポンプ押出装置を用いて、ビードの形で基体上に押出される。ホットメルト塗布装置は、Nordson、ITW、およびSlautterbackなどの幾つかの供給業者から入手できる。また、ホイール塗布器も、ホットメルト接着剤を塗布するために一般に使用されるが、押出装置よりも使用頻度が低い。] [0054] 下記の実施例は、説明するためだけに示される。配合物における部はすべて重量部である。] [0055] 接着剤試料1−16を、140℃〜約180℃に加熱した単一ブレードの混合器中、表に示す成分を均一になるまで混合することによって製造した。] [0056] ホットメルト接着剤の溶融粘度を、ブルックフィールド型RVTサーモセル粘度計で、No.27スピンドルを用い、20rpmで測定した。] [0057] 熱応力は、応力が加えられた結合(接着)が破壊する温度であると定義される。下記の実施例では、耐熱性を評価するために、熱応力、またはホットメルトの劈開力下で高温に耐える能力(本明細書では、劈開熱応力とも言う。)を用いた。] [0058] 下記のプロトコルを用いて劈開熱応力を測定した。 1.段ボールから、75mm×25mmおよび75mm×50mmで、最も長い辺と平行に溝が延びる4つの段ボールの試験片を切り出した。図1に示すように、ボール紙の両側に、端から22mmに線を引いた。 2.小さな金属容器中の約100gのホットメルトを塗布温度で加熱した。 3.熱分布を確実に均一にするために、接着剤をへらで攪拌し、次いで、このへらを接着剤から取り出して、容器中に接着剤の流体を調製した。このプロセスを各試料について繰り返した。 4.50mmのボール紙を接着剤の流体の下を通過させ、図1に示すように、25mmラインに沿って3mm幅のビードを形成した(ボール紙を動かす速度によって、ビード幅が決定する。)。 5.図2に示すように、25mmのボール紙を取り出し、このボール紙の25mmマークを50mmのボール紙の25mmマークに合わせて同じ面同士を接着した。この25mmのボール紙は50mmのボール紙の中央に配置され、加圧されていないホットメルト接着剤を片方の面に残している。この加圧されていない接着剤は、冷却すると、ビード幅が±3mmであることを確認するために用いることができる。 6.この接着を3秒以内に形成し、結合圧力を確実に均一にするために、100gの重しを接着領域の上に置いた。試験前に、この接着を少なくとも24時間放置した。 7.100gの重しをぶら下げることができるように、接着した試料の25mmのボール紙の端に穴を開けた。図3に示すように、3つのダブルクリップを用い、25mmのボール紙を下に向けて、オーブンの棚に対して水平になるように、50mmのボール紙の試験片に試料をオーブン中で付着させ、100gの重しを取り付けた。 8.オーブンのスイッチを入れ、温度を40℃に設定して20分間放置した。最初の20分間の後、オーブン温度を15分ごとに3℃上げた。試料が破壊したときに認められたオーブン温度が試料の耐熱性を示す。] [0059] 下記の実施例において: A−C(登録商標)573およびA−C(登録商標)575は、Honeywellから市販されているマレエート化ポリエチレンポリマーである。これらの製品は、グラフトされた無水マレイン酸の量が異なる。A−C(登録商標)575製品は、より多くのグラフトされた無水マレイン酸を含む。] [0060] A−C(登録商標)596およびA−C(登録商標)597は、Honeywellから市販されているマレエート化ポリプロピレンポリマーである。これらの製品は、グラフトされた無水マレイン酸の量が異なる。A−C(登録商標)597製品は、より多くのグラフトされた無水マレイン酸を含む。] [0061] Arkon P100は、約100℃の軟化点を有する水素化炭化水素粘着付与剤である(Arakawa Chemical Industries,Ltd.)。] [0062] Arkon P115は、約115℃の軟化点を有する水素化炭化水素粘着付与剤である(Arakawa Chemical Industries,Ltd.)。] [0063] EVA 400−28は、Escorene Ultra UL 40028であり、400g/10分のメルトインデックス、28%のビニルアセテート含量を有するエチレン−ビニルアセテートコポリマーである(Exxon Mobil Corp.)。] [0064] EVA 25−28は、Escorene Ultra UL 02528であり、25g/10分のメルトインデックス、27.5%のビニルアセテート含量を有するエチレン−ビニルアセテートコポリマーである(Exxon Mobil Corp.)。] [0065] Escorex 5400は、100℃から106℃の軟化点を有する水素化ジシクロペンタジエン粘着付与樹脂である(Exxon Mobil Chemical Company)。] [0066] Evernox−10は、酸化防止剤である(Everspring Chemical Co.)。] [0067] Irganox 1010は、酸化防止剤である(Ciba Specialty Chemicals)。] [0068] Kristalex F85は、85℃の軟化点を有するα−メチルスチレン樹脂である(Eastman Chemical Company)。] [0069] Licocene(登録商標)PP 1302、Licocene(登録商標)PP 1502、Licocene(登録商標)PP 2602、およびLicocene(登録商標)PP 6102は、Clariantから市販されているメタロセンポリプロピレンコポリマーのグレードである。これらのグレードは、粘度および結晶化度が異なる。] [0070] Regalite R1090は、90℃の軟化点を有する水素化炭化水素粘着付与樹脂である(Eastman Chemical Company)。] [0071] Sasolwax H1は、フィッシャー・トロプシュワックスである(Sasol Wax)。] [0072] Sasolwax 6805は、パラフィンワックスである(Sasol Wax)。] [0073] Vestoplast 828は、APAOである(Eastman Chemical Company)。] [0074] (実施例1) 表1に示す成分を有するホットメルト接着剤配合物を製造して、耐熱性を比較した。] [0075] 結果は、マレエート化ポリオレフィンの存在下で(試料2)、耐熱性は顕著に増大したことを示す。] [0076] (実施例2) 表2に示す成分を有するホットメルト接着剤配合物を製造して、耐熱性を比較した。] [0077] 結果は、マレエート化ポリオレフィンの存在下で(試料4)、耐熱性は顕著に増大したことを示す。] [0078] (実施例3) 表3に示す成分を有するホットメルト接着剤配合物を製造して、耐熱性を比較した。] [0079] 結果は、試料5および6の配合物で使用したマレエート化ポリエチレンに比べて、試料7で使用したマレエート化ポリプロピレンが、耐熱性の増大に大きな影響を及ぼすことを示す。] [0080] (実施例4) 表4に示す成分を有するホットメルト接着剤配合物を製造して、耐熱性を比較した。] [0081] 結果は、マレエート化ポリオレフィンの存在下で(試料9)、耐熱性は顕著に増大したことを示す。] [0082] (実施例5) 表5に示す成分を有するホットメルト接着剤配合物を製造して、耐熱性を比較した。] [0083] 結果は、マレエート化ポリオレフィンの存在下で(試料11)、耐熱性は顕著に増大したことを示す。] [0084] (実施例6) 表6に示す成分を有するホットメルト接着剤配合物を製造して、耐熱性を比較した。] [0085] 結果は、マレエート化ポリオレフィン添加物(試料13−16)の加熱添加により、従来のEVA系接着剤の耐熱性が増大したことを示す。] 実施例 [0086] 当業者には明らかであるように、その精神と範囲を外れることなく、本発明の多くの改変および変更を行うことができる。本明細書に記載された特定の実施形態は単なる一例として記載されており、本発明は、特許請求の範囲の十分な均等の範囲も加えて、添付の特許請求の範囲の用語によってのみ限定されるものである。]
权利要求:
請求項1 熱可塑性ベースポリマー、粘着付与剤、および接着剤の耐熱性を高めるのに有効な量の官能性ポリオレフィンを含む、ホットメルト接着剤。 請求項2 前記官能性ポリオレフィンが、アクリル酸、アセテート、スルホネート、無水マレイン酸、フマル酸、およびこれらの混合物からなる群より選択される官能基を含む、請求項1に記載の接着剤。 請求項3 前記官能性ポリオレフィンが、マレエート化ポリエチレン、またはマレエート化ポリプロピレンである、請求項2に記載の接着剤。 請求項4 前記ベースポリマーが、メタロセンポリオレフィンと非晶質α−オレフィンポリマーの混合物である、請求項3に記載の接着剤。 請求項5 前記粘着付与剤が、水素化炭化水素粘着付与剤を含む、請求項4に記載の接着剤。 請求項6 前記粘着付与剤が、芳香族粘着付与剤を含む、請求項5に記載の接着剤。 請求項7 前記メタロセンポリオレフィンが、メタロセンポリエチレン、またはメタロセンポリプロピレンである、請求項5に記載の接着剤。 請求項8 官能性メタロセンポリプロピレンを含む、請求項6に記載の接着剤。 請求項9 前記官能性ポリオレフィンが、マレエート化ポリエチレンである、請求項6に記載の接着剤。 請求項10 前記官能性ポリオレフィンが、マレエート化ポリプロピレンである、請求項6に記載の接着剤。 請求項11 ワックスをさらに含む、請求項1に記載の接着剤。 請求項12 下記の成分:成分の全重量を基準として約20重量%〜約75重量%のベース接着性ポリマー成分、成分の全重量を基準として約0.5重量%〜約10重量%の官能性ポリオレフィン、および20重量%〜60重量%の粘着付与剤を含む、ホットメルト接着剤。 請求項13 成分の全重量を基準として約5重量%〜50重量%のメタロセンポリオレフィン成分、成分の全重量を基準として約20重量%〜約50重量%の非晶質α−オレフィンポリマー成分、成分の全重量を基準として約0.5重量%〜約10重量%のマレエート化ポリオレフィン、および20重量%〜60重量%の水素化炭化水素粘着付与剤を含む、請求項12に記載の接着剤。 請求項14 前記メタロセンポリオレフィン成分が、メタロセンポリプロピレンである、請求項13に記載の接着剤。 請求項15 前記メタロセンポリプロピレンが、官能性メタロセンポリプロピレンである、請求項14に記載の接着剤。 請求項16 前記マレエート化ポリオレフィンが、マレエート化ポリエチレンである、請求項13に記載の接着剤。 請求項17 前記マレエート化ポリオレフィンが、マレエート化ポリプロピレンである、請求項13に記載の接着剤。 請求項18 請求項1〜17のいずれかに記載の接着剤を含む、製品。 請求項19 ホットメルト接着剤組成物に、この組成物の耐熱性を高めるのに有効な量の官能性ポリオレフィンを添加することを含む、ホットメルト接着剤組成物の耐熱性を高める方法。 請求項20 組成物の耐熱性を少なくとも5℃高める量の官能性ポリオレフィンが添加される、請求項19に記載の方法。 請求項21 組成物の耐熱性を少なくとも35℃高める量の官能性ポリオレフィンが添加される、請求項19に記載の方法。 請求項22 前記官能性ポリオレフィンの添加後、接着剤の耐熱性が100℃を超える、請求項19に記載の方法。 請求項23 前記官能性ポリオレフィンが、マレエート化ポリエチレン、またはマレエート化ポリプロピレンである、請求項19に記載の方法。 請求項24 前記マレエート化ポリエチレン、またはマレエート化ポリエチレンが、メタロセンポリオレフィン、および非晶質α−オレフィンポリマーを含む接着剤組成物に添加される、請求項23に記載の方法。 請求項25 前記マレエート化ポリエチレン、またはマレエート化ポリエチレンが、エチレン含有コポリマーを含む接着剤組成物に添加される、請求項23に記載の方法。 請求項26 前記接着剤組成物が、エチレン酢酸ビニルコポリマーを含む、請求項25に記載の方法。
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