説明

ホットメルト接着剤

【課題】低温接着性に優れるとともに、形成される接着層および接着フィルムに室温下でベトツキがなく、しかも打ち抜き加工時にバリの発生が十分に防止されるホットメルト接着剤を提供すること。
【解決手段】酸変性ポリオレフィン樹脂および共重合ポリエステル樹脂を含有してなり、共重合ポリエステル樹脂の含有量が酸変性ポリオレフィン樹脂100重量部に対して1〜20重量部であるホットメルト接着剤。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明はホットメルト接着剤、特にICカード用ホットメルト接着剤に関する。
【背景技術】
【0002】
ICカードとして、ICチップおよびプリント回路を備えたポリエチレンテレフタレート(PET)製回路基板の両面をPET製表皮層で挟み込んだ構造のものが知られている。そのようなICカードは、例えば図1に示すように、回路基板1の両面に、ホットメルト接着剤からなる接着層2を介して表皮層3を重ね合わせ、加圧・加熱して積層した後、打ち抜き加工工程において不要な周辺部分を除去するために打ち抜いて製造される。ホットメルト接着剤は、図1に示すように表皮層3上に予め適用されて接着層2を形成するか、または、フィルム形状に一旦、成形されて、表皮層とは独立した接着フィルムとして使用される。またホットメルト接着剤には、例えば110℃以下の低温でも溶融して接着性能を発揮する低温接着性が求められている。ホットメルト接着剤としては、ポリエステル樹脂を主成分として含むポリエステル系接着剤が知られている(例えば、特許文献1)。
【0003】
しかしながらポリエステル系接着剤からなる接着層または接着フィルムは室温下で表面のベトツキが大きいため取り扱いが煩雑であった。詳しくは、ホットメルト接着剤の表皮層への適用後、得られた接着層付き表皮層を重ねた状態またはロール状態で保存するとき、接着層表面のベトツキが大きいため、接着層表面をセパレーター部材でカバーする必要があった。ホットメルト接着剤のフィルム化時においてセパレーター部材が必要であった。ホットメルト接着剤のフィルム化後、得られたフィルムをロール状態で保存するとき、フィルム間にセパレーター部材を介在させる必要があった。接着層付き表皮層または接着フィルムの使用時は、ベトツキを抑制するための養生に時間(2〜3日)かかるため、当該養生を促進するアニール設備が必要であった。
【0004】
そこでポリエステル系ホットメルト接着剤の代替品として低温接着性に優れ、かつベトツキがないホットメルト接着剤が求められていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開2001−216492号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
本発明の発明者等が種々の材料を用いて検討したところ、打ち抜き加工工程において接着層が良好に切れないために、打ち抜かれたカード端部に接着剤に由来するバリと呼ばれる異物が付着するという新たな問題が生じた。特に、酸変性ポリオレフィン樹脂を用いた場合、接着性に優れるのであるが、ICカードとして問題となる100〜500μm程度のバリが生じる、という問題が見出されたのであった。
【0007】
本発明は、低温接着性に優れるとともに、形成される接着層および接着フィルムに室温下でベトツキがなく、しかも打ち抜き加工時にバリの発生が十分に防止されるホットメルト接着剤を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明は、酸変性ポリオレフィン樹脂および共重合ポリエステル樹脂を含有してなり、共重合ポリエステル樹脂の含有量が酸変性ポリオレフィン樹脂100重量部に対して1〜20重量部であるホットメルト接着剤に関する。
【発明の効果】
【0009】
本発明に係るホットメルト接着剤は、低温接着性に優れるとともに、該接着剤から形成される接着層および接着フィルムに室温下でベトツキがなく、しかも打ち抜き加工時にバリの発生が十分に防止される。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】ICカードの概略断面構成図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
本発明に係るホットメルト接着剤は、酸変性ポリオレフィン樹脂および共重合ポリエステル樹脂を含有するものである。
【0012】
酸変性ポリオレフィン樹脂はポリオレフィンに不飽和カルボン酸またはその誘導体をグラフト反応または/および付加反応させたものであり)、例えば、不飽和カルボン酸又はその誘導体とポリオレフィンとをラジカル発生剤の存在下で加熱混合することによって得ることができる。
【0013】
ポリオレフィンは、エチレン、プロピレン、ブチレン等のオレフィンの単独重合体および共重合体ならびにそれらの混合物である。ポリオレフィンは構成モノマーの一部として他の共重合可能なモノマーを含有してよい。他の共重合可能なモノマーとして、例えば、酢酸ビニル等のビニルエステル系モノマー、およびメチルアクリレート、エチルアクリレート、プロピルアクリレート、メチルメタクリレート、エチルメタクリレートおよびプロピルメタクリレート等のアルキルアクリレート系モノマー等が挙げられる。
【0014】
ポリオレフィンの具体例として、例えば、ポリエチレン(例えば低密度ポリエチレン(LDPE)、直鎖状低密度ポリエチレン(LLDPE)など)、ポリプロピレン、ポリブチレン、これらの相互共重合体、アイオノマー樹脂、エチレン−エチルアクリレート共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体等を例示できる。
【0015】
不飽和カルボン酸又はその誘導体として不飽和モノカルボン酸、不飽和ジカルボン酸ならびにそれらの誘導体およびそれらの混合物)が挙げられる。具体例として、例えば、アクリル酸、メタクリル酸等の不飽和モノカルボン酸、マレイン酸、フマル酸等の不飽和ジカルボン酸、ならびにそれらの酸無水物、それらのエステルおよびそれらの金属塩(例えばナトリウム塩、カリウム塩、カルシウム塩)等が例示できる。好ましい不飽和カルボン酸は、不飽和ジカルボン酸、特にマレイン酸ならびにその酸無水物、そのエステルおよびその金属塩である。
【0016】
好ましい酸変性ポリオレフィン樹脂はマレイン酸変性ポリオレフィンである。
【0017】
酸変性ポリオレフィン樹脂の軟化点は通常30〜60℃であり、好ましくは35〜55℃である。30℃より低いと耐熱性が低下し、60℃を超えると接着時の加工性が低下する。
軟化点はビカット軟化点であり、ASTM D1525に基づいて測定された値を用いている。
【0018】
酸変性ポリオレフィン樹脂のMFR(メチルフローレート)は通常、1.0〜10g/10分(190℃)である。1.0未満では、ちぎれを起こしやすくなるため薄いフィルムの製造が困難となる。また、10以上になるとフィルム成形が難しくなる。
MFRはASTM D1228に基づいて測定された値を用いている。
【0019】
酸変性ポリオレフィン樹脂は市販品として入手可能である。具体的には、マレイン酸変性ポリオレフィン樹脂(例えば、三井化学社製「アドマー」や三菱化学社製「モディック」)が例示される。
【0020】
酸変性ポリオレフィン樹脂の代わりに、不飽和カルボン酸で変性されていないポリオレフィンを用いると、PET製回路基板やPET製表皮層との接着性が大きく低下する。
【0021】
共重合ポリエステル樹脂は少なくともポリカルボン酸成分およびアルキレングリコール成分を用いて得られるポリエステルであって、ポリカルボン酸成分残基またはアルキレングリコール成分残基の少なくとも一方が2種類以上含まれたものである。共重合ポリエステル樹脂は、主としてポリカルボン酸成分およびアルキレングリコール成分からなる原料成分を用いて得られるポリエステルが、入手の容易性、製造の容易性などの点からより好ましく用いられる。
【0022】
ポリカルボン酸成分としては、例えば、テレフタル酸、イソフタル酸およびオルソフタル酸などの芳香族ジカルボン酸、およびコハク酸、アジピン酸、セバシン酸、ドデカンジカルボン酸、ダイマー酸およびそれらの無水物などの脂肪族ジカルボン酸、ならびにそれらの混合物等を挙げることができる。好ましいポリカルボン酸成分は芳香族ジカルボン酸、特にテレフタル酸を含む。
【0023】
アルキレングリコール成分としては、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、およびポリエチレングリコール等の飽和脂肪族グリコール、シクロヘキサンジメタノール等の脂環族グリコール、ならびにそれらの混合物などを挙げることができる。好ましいアルキレングリコール成分は飽和脂肪族グリコール、特に1,4−ブタンジオールを含む。
【0024】
共重合ポリエステル樹脂の融点は90〜130℃が好ましく、特に100〜125℃が好ましい。
融点は、DSCに基づいて測定された値を用いている。
【0025】
共重合ポリエステル樹脂のMFR(メチルフローレート)は20〜60g/10分(190℃)が好ましく、特に30〜50g/10分(190℃)が好ましい。
【0026】
共重合ポリエステル樹脂の製造方法は何ら制限されず、従来から既知のこの種のポリエステルの製造技術にしたがって製造したものであればよく、例えば、ポリカルボン酸成分およびアルキレングリコール成分から主としてなる原料成分を、従来既知の方法に従って、エステル交換法または直接エステル化法などを採用して製造することができる。
【0027】
共重合ポリエステル樹脂は市販品として入手可能である。具体的には、飽和共重合ポリエステル樹脂(例えば、東亞合成社製「アロンメルト」や東洋紡績社製「バイロン」)が例示される。
【0028】
共重合ポリエステル樹脂の含有量は酸変性ポリオレフィン樹脂100重量部に対して1〜20重量部であり、好ましくは3〜15重量部である。共重合ポリエステル樹脂の含有量が少なすぎると、当該接着剤を用いて得られた積層体を打ち抜き加工する時に実使用上問題となるバリが発生する。共重合ポリエステル樹脂の含有量が多すぎると、当該接着剤からなる接着層または接着フィルムが室温下でベトツキが大きいため、取り扱いが煩雑となる。
【0029】
本発明のホットメルト接着剤には、酸化防止剤、アンチブロッキング剤、粘着付与剤等の添加剤が含有されてもよい。
【0030】
本発明のホットメルト接着剤は、被着体上に予め適用されて接着層を形成してもよいし、または、フィルム形状に一旦、成形されて、被接着体とは独立した接着フィルムとして使用されてもよい。なお、被接着体への適用前またはフィルムへの成形前において、本発明のホットメルト接着剤は予め溶融混練し、ペレット化しておくことが好ましい。
【0031】
本発明のホットメルト接着剤が被接着体上に予め適用されて接着層を形成する場合、酸変性ポリオレフィン樹脂および共重合ポリエステル樹脂ならびに所望の添加剤を溶融混練及びペレット化し、被接着体上にフィルム状に押出して積層後、冷却して、接着層付き被接着体を製造できる。本発明のホットメルト接着剤の有機溶剤溶液を被接着体上に塗布した後、有機溶剤を蒸発させることによって、接着層付き被接着体を製造することもできる。接着層の厚みは特に制限されるものではなく、例えば、25〜400μm、特に30〜300μmの範囲内で調整される。
【0032】
接着層付き被接着体は、接着されるべき別の被接着体と接着層を介して重ね合わせた後、加圧・加熱されることによって、接着が達成される。本発明においては、比較的低い加熱温度、例えば110℃〜140℃程度であっても、良好な接着が達成される。
【0033】
本発明のホットメルト接着剤がフィルム形状に成形されて使用される場合、当該接着剤からなる接着フィルムは、酸変性ポリオレフィン樹脂および共重合ポリエステル樹脂ならびに所望の添加剤を混合して、例えばTダイにより押出成形することにより製造できる。接着フィルムの厚みは特に制限されるものではなく、例えば、上記した接着層の厚みと同様の範囲内で調整される。
【0034】
接着フィルムは、接着されるべき2つの被接着体間に介在させて重ね合わせた後、加圧・加熱されることによって、接着が達成される。接着層を形成する場合と同様に、比較的低い加熱温度、例えば110℃〜140℃程度であっても、良好な接着が達成される。
【0035】
本発明のホットメルト接着剤によって接着される被接着体はポリエステル、特にポリエチレンテレフタレートまたはポリブチレンテレフタレートを含有するものであることが好ましい。
【0036】
本発明のホットメルト接着剤は、打ち抜き加工が必要な積層体の製造時に使用される接着剤として使用されることが好ましい。低温接着性およびベトツキの課題が解決されるだけでなく、積層体の打ち抜き加工時のバリの発生が十分に防止されるためである。本発明のホットメルト接着剤は、積層体を構成する層間の接着剤として使用される。
【0037】
打ち抜き加工が必要な積層体として、例えば、ICカード等が挙げられる。本発明のホットメルト接着剤はICカードの製造に最も有用である。
【0038】
図1にICカードの一例の概略断面構成図を示す。当該ICカードは、回路基板1の両面に、接着層2を介して表皮層3を重ね合わせ、加圧・加熱して積層した後、打ち抜き加工工程において不要な周辺部分を除去するために打ち抜いて製造される。接着層2の少なくとも一方、好ましくは両方が本発明のホットメルト接着剤からなっている。
【実施例】
【0039】
(実施例/比較例)
表1に記載の成分を所定の比率により混合し、約210℃でペレタイザーにより混合ペレットを作成した。
【0040】
(低温接着性)
混合ペレットを、Tダイ押出機(温度約220℃)によりPET製表皮層(厚み200μm)上にフィルム状に押出し、ラミネート後、冷却して、接着層付き表皮層を得た。接着層の厚みは50μmであった。
接着層付き表皮層をPET基板上に、接着層とPET基板とが接触するように重ね合わせ、130℃および1kgfの条件下で5秒間、加圧および加熱した。得られた積層体において、表皮層をPET基板から剥離させるときの接着強度をJISK6854:1977に基づいて測定した。測定条件;180°剥離、試験速度=100mm/分[オートグラフ使用]。
○;接着強度は10N/cm以上であった;
△;接着強度は8N/cm以上10N/cm未満であり、実用上問題はなかった;
×;接着強度は8未満であり、実用上問題があった。
【0041】
(ベトツキ)
混合ペレットを、Tダイ押出機(温度約220℃)によりフィルム状に押出し、冷却してロール状に巻き取り、接着層単体フィルムを得た。フィルムの厚みは50μmであった。
フィルムを室温(20℃)下で、1日保管した後、巻き戻しを行い、下記の基準によりベトツキの評価を実施した。
○;ロールを巻き戻す際、層間でフィルムがはく離し、巻き戻しがスムーズである;
×;ロールを巻き戻す際、層間でフィルムがくっつき、巻き戻しがスムーズでない。
【0042】
(バリ)
図1に示すICカードを製造した。
混合ペレットを、Tダイ押出機(温度約220℃)によりPET製表皮層3(厚み200μm)上にフィルム状に押出し、ラミネート後、冷却して、接着層付き表皮層Aを得た。接着層2の厚みは300μmであった。
接着層2の厚みが50μmとすること以外、接着層付き表皮層Aと同様の製造方法により接着層付き表皮層Bを得た。
一方の面のみにICチップおよびプリント回路を備えたPET製回路基板1(厚み50μm)を用意した。
基板1におけるICチップ等の形成面には接着層付き表皮層Aの接着層が接触するように、かつ基板1における他方の面には接着層付き表皮層Bの接着層が接触するように、接着層付き表皮層A、基板1および接着層付き表皮層Bを重ね合わせ、110℃および1kgfの条件下で5秒間、加圧および加熱し、積層体を製造した。
得られた積層体を打ち抜き加工に供し、ICカードを得た。ICカードの端部を観察し、接着剤に由来するバリ(異物)について評価した。
○;実用上問題となるバリの発生は認められなかった;
×;実用上問題となるバリの発生が認められた。
【0043】
(破断点伸び)
ベトツキの評価方法で製造されたフィルムを用いて破断点伸びを測定した。フィルムの伸びは打ち抜き加工時に発生するバリと相関するものである。すなわち、伸びが大きいほど、バリは発生し易い。
フィルム単体のMD方向(押出方向)における引張破断伸びを測定した。
測定条件;試験片 2号ダンベル、測定速度=500mm/分、標点距離=25mm[オートグラフ使用]。
破断点伸びが、約850%以上であると、バリが発生することがわかった。
【0044】
【表1】

【0045】
アドマーSF731:マレイン酸変性ポリオレフィン樹脂、三井化学社製、軟化点43℃、MFR2.6g/10分(190℃)。
アドマーSE810:マレイン酸変性ポリオレフィン樹脂、三井化学社製、軟化点38℃、MFR7.2g/10分(190℃)。
ペトロセン349:未変性ポリオレフィン樹脂(LDPE)、東ソー社製、軟化点85℃、MFR13g/10分(190℃)。
アロンメルト:飽和共重合ポリエステル樹脂、東亜合成社製、密度1.2、融点約110℃、MFR40g/10分(190℃)。
【符号の説明】
【0046】
1:回路基板
2:接着層
3:表皮層
A:B:接着層付き表皮層

【特許請求の範囲】
【請求項1】
酸変性ポリオレフィン樹脂および共重合ポリエステル樹脂を含有してなり、共重合ポリエステル樹脂の含有量が酸変性ポリオレフィン樹脂100重量部に対して1〜20重量部であるホットメルト接着剤。
【請求項2】
酸変性ポリオレフィン樹脂がマレイン酸変性ポリオレフィンである請求項1に記載のホットメルト接着剤。
【請求項3】
共重合ポリエステル樹脂が少なくともポリカルボン酸成分およびアルキレングリコール成分を用いて得られるポリエステルである請求項1または2に記載のホットメルト接着剤。
【請求項4】
ポリカルボン酸成分が芳香族ジカルボン酸であり、アルキレングリコール成分が飽和脂肪族グリコールである請求項3に記載のホットメルト接着剤。
【請求項5】
フィルム形状を有する請求項1〜4のいずれかに記載のホットメルト接着剤。
【請求項6】
製造時に打ち抜き加工を行う積層体の接着剤として使用される請求項1〜5のいずれかに記載のホットメルト接着剤。
【請求項7】
ICカードの接着剤として使用される請求項1〜5のいずれかに記載のホットメルト接着剤。
【請求項8】
請求項1〜5のいずれかに記載のホットメルト接着剤からなる接着層を有するICカード。

【図1】
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【公開番号】特開2012−233119(P2012−233119A)
【公開日】平成24年11月29日(2012.11.29)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−103796(P2011−103796)
【出願日】平成23年5月6日(2011.5.6)
【出願人】(000001096)倉敷紡績株式会社 (296)
【Fターム(参考)】