JP2003089782A - 粘着性湿気硬化形ホットメルト接着剤 - Google Patents

粘着性湿気硬化形ホットメルト接着剤

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JP2003089782A
JP2003089782A JP2001325643A JP2001325643A JP2003089782A JP 2003089782 A JP2003089782 A JP 2003089782A JP 2001325643 A JP2001325643 A JP 2001325643A JP 2001325643 A JP2001325643 A JP 2001325643A JP 2003089782 A JP2003089782 A JP 2003089782A
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polyol
moisture
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pressure
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Shingo Sasaki
新吾 佐佐木
Tomohisa Kamimura
知久 上村
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DIABOND INDUSTRY CO Ltd
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DIABOND INDUSTRY CO Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 塗工冷却後に室温で十分な粘着性を有するた
め、ベニヤ板、ガラスウール、10mm未満の薄いプラ
スチック板等の軽量な被着体に対して十分な仮止機能を
示すとともに、湿気硬化後には十分な構造強度を発現す
る粘着性湿気硬化形ホットメルト接着剤を提供する。 【解決手段】 分子中に平均して1.5個以上の水酸基
を有する水酸基価10〜100の液状のポリオレフィン
系ポリオールと、分子中に平均して1.5個以上の水酸
基を有する粘着付与性ポリオールとの配合物に、その含
有水酸基に対して1.5当量倍以上のイソシアネート基
を有する多価イソシアネート化合物を付加してなる末端
イソシアネート形ポリウレタンを主成分とする。

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は、初期接着性と湿気
硬化性とを兼ね備えたホットメルト接着剤に関するもの
である。 【0002】 【従来の技術】湿気硬化形ホットメルト接着剤は、自動
車関連、建材、木工家具等の分野に有機溶剤を使用しな
い耐熱性に優れた接着剤として広く使用されている。湿
気硬化形ホットメルト接着剤は、通常、塗工貼り合わせ
直後には接着力を発現しないか、または相対的に低い接
着力に留まり、硬化反応が進行するとともに、接着強度
が発現する。そこで、塗工貼り合わせ直後の初期接着性
を改善するために、粘着付与剤を配合する方法が知られ
ており、例えば特開平3−111475号公報が挙げら
れる。この公報には、ポリオレフィン型ジオールとジイ
ソシアネートとの反応により得られる両末端にイソシア
ネート基を有するウレタンプレポリマーとこのウレタン
プレポリマーと反応せずかつ相溶性のある粘着付与剤と
を配合してなる反応ホットメルト型接着剤組成物が開示
されている。 【0003】しかしながら、粘着付与剤は、通常、分子
量1,000未満の低分子量のものがほとんどであり、
多量に配合した場合には、ホットメルト接着剤の溶融粘
度が低くなり、初期接着力(粘着性)が低くなるばかり
でなく、硬化後の耐熱強度が著しく低くなる。 【0004】 【発明が解決しようとする課題】本発明は、塗工貼り合
わせ直後に仮止機能を有するに充分な初期接着力を示
し、経時においては硬化反応が充分に進行することによ
り構造用接着剤としての充分な接着強度を発現するとと
もに、塗工貼り合わせ直後ばかりでなく硬化後において
もポリプロピレン等のポリオレフィン系材料にも良好な
接着性を発現する湿気硬化形ホットメルト接着剤の提供
を目的とするものである。 【0005】 【課題を解決するための手段】本発明は、かかる目的を
達成するものであって、分子中に平均して1.5個以上
の水酸基を有する水酸基価10〜100の液状のポリオ
レフィン系ポリオールと、分子中に平均して1.5個以
上の水酸基を有する粘着付与性ポリオールとの配合物
に、その含有水酸基に対して1.5当量倍以上のイソシ
アネート基を有する多価イソシアネート化合物を付加し
てなる末端イソシアネート形ポリウレタンを主成分とす
ることを特徴とする粘着性湿気硬化形ホットメルト接着
剤である。 【0006】 【発明の実施の形態】以下、本発明について具体的に説
明する。本発明で使用する液状ポリオレフィン系ポリオ
ールとしては、ポリイソプレンポリオール、水添ポリイ
ソプレンポリオール、ポリブタジエンポリオール、水添
ポリブタジエンポリオール等があげられ、単独でまたは
2種以上の併用で用いられる。 【0007】前記液状ポリオレフィン系ポリオールは、
分子中に平均して1.5個以上の水酸基を有し、水酸基
価10〜100のポリオールであることが必要である。
液状ポリオレフィン系ポリオールの1分子中の水酸基が
平均して1.5個未満の場合には、湿気硬化反応が低分
子量の領域で停止し充分な接着強度の発現が困難にな
る。液状ポリオレフィン系ポリオール1分子中の水酸基
は平均して2個前後が望ましい。 【0008】また、液状ポリオレフィン系ポリオールの
水酸基価が100を越えると(2官能のポリオールで数
平均分子量1,100未満)、接着初期の接着力が不充
分であり、また接着強度が上昇して平衡に到達するに必
要な時間が長くなる。他方、水酸基価が10未満では、
溶融粘度が高くなり、塗工作業性が低下するばかりでな
く被着体との濡れ性が悪くなり、接着強度が低くなるこ
とがある。なお、水酸基価は試料1gをアセチル化する
とき、水酸基と結合した酢酸を中和するのに要する水酸
化カリウムをmg数である。 【0009】さらに、本発明で使用する粘着付与性ポリ
オールとしては、石油樹脂またはロジンに水素添加及び
水酸基を付加して調製された分子中に平均して1.5個
以上の水酸基を有するポリオールが必要である。粘着付
与性ポリオールの1分子中の水酸基が平均して1.5個
未満では湿気硬化反応が低分子量の領域で停止し充分な
接着強度の発現が困難になる。粘着付与性ポリオール1
分子中の水酸基は2個前後が望ましい。かかる粘着付与
性ポリオールとしては、水添石油樹脂系ジオール(荒川
化学社製試作品KR−1840D)、水添ロジンジオー
ル(荒川化学社製KE−601)等が有効である。 【0010】粘着付与性ポリオールの水酸基価は、通
常、100〜200程度であり、1分子あたり1.5官
能以上、好ましくは2官能前後のものを使用する。その
分子量は500〜1000程度であるが、液状ポリオレ
フィンとともに、多価イソシアネート化合物と併せてウ
レタン化されるため、ポリオレフィン系材料との密着を
実現するに充分な量を配合しても凝集力の低下をきたさ
ない。 【0011】本発明で使用する多価イソシアネート化合
物としては、ジフェニルメタンジイソシアネート、トリ
レンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネー
ト、キシリレンジイソシアネート、イソホロンジイソシ
アネート等のジイソシアネート、3価以上の多価アルコ
ールに3倍モル以上のジイソシアネート化合物を付加し
てなるアダクト体等の分子内に2以上のイソシアネート
基を有する化合物があげられる。通常、ホットメルト接
着剤として使用する場合は、イソシアネート化合物の蒸
気圧を下げるべくイソシアネートモノマー含有量の少な
いアダクト体が作業環境の維持の面で好ましい。 【0012】上記の液状ポリオレフィン系ポリオールと
上記の粘着付与性ポリオールとの配合物に、上記の多価
イソシアネート化合物を加えて加熱反応させ、ポリオー
ル成分の含有する水酸基に多価イソシアネート化合物を
付加して末端イソシアネート形ポリウレタンを調製す
る。液状ポリオレフィン系ポリオールと粘着付与性ポリ
オールとの配合比は、前者10〜90質量%に対して後
者90〜10質量%の広範囲の比率で配合することが可
能であり、この範囲内においてポリプロピレン等のポリ
オレフィン系材料に対しても良好な接着性を示すことが
できる。上記の反応において、加熱反応条件は、100
〜150℃での加熱撹拌が望ましく、多価イソシアネー
ト化合物の使用量は両ポリオールの含有する水酸基に対
して過剰であることが必要である。 【0013】多価イソシアネート化合物は、通常、ポリ
オールの有する水酸基に対し1.5当量倍以上、好まし
くは2当量倍以上の量で用いる。なお、1.5当量倍未
満では末端イソシアネート形ポリウレタンの分子量が高
くなり溶融粘度が上昇して、塗工の作業性が低下するば
かりではなく、湿気硬化後の接着強度の上昇が少なくな
る。 【0014】このようにして得られた末端イソシアネー
ト形ポリウレタンを主体とするホットメルト樹脂接着剤
は、比較的低分子量の粘着付与性ポリオール成分が比較
的高分子量のポリウレタンに結合されているため、粘着
付与性ポリオール成分が分離することなく、一体的に作
用して塗工貼り合わせ直後に仮止機能を有するに充分な
初期接着力を示す一方、経時においては硬化反応が充分
に進行することにより構造用接着剤としての充分な接着
強度を発現するとともに、塗工貼り合わせ直後ばかりで
なく硬化後においてもポリプロピレンのごときポリオレ
フィン系材料にも良好な接着性を発現する。 【0015】本発明のホットメルト樹脂接着剤には、ア
ルコール性水酸基を有しないか、あるいは1分子中に平
均して1.5未満しかアルコール性水酸基を有しない粘
着付与剤を添加することにより、さらに悪影響を受ける
ことなく、初期接着力を増加させることができるが、こ
れは前記のポリウレタンに結合されている粘着付与性ポ
リオール成分との併用により生ずるものであって、粘着
付与剤の所望の使用量が可能となる。 【0016】前記の粘着付与剤としては、テルペン樹
脂、テルペンフェノール樹脂、キシレン樹脂、ロジン、
ロジンエステル、水添ロジン、水添ロジンエステル、ク
マロンインデン樹脂、石油樹脂、水添石油樹脂等の粘着
付与剤であって、単独または併用して用いることができ
る。 【0017】本発明の粘着性湿気硬化形ホットメルト接
着剤には、硬化促進のために、ジブチルチンジラウレー
トなどの硬化触媒を末端イソシアネート形ポリウレタン
に配合することができる。 【0018】また、本発明の粘着性湿気硬化形ホットメ
ルト接着剤には、接着性能や溶融時の流動特性の改善の
ために、相溶可能又はミクロに分散可能なポリプロピレ
ン等のポリオレフィン樹脂あるいはシリカ、カオリン、
タルク、炭酸カルシウム等のフィラーを配合することが
できる。 【0019】さらに、本発明の粘着性湿気硬化形ホット
メルト接着剤には、接着剤系の溶融粘度を下げ、かつ濡
れ特性の改善のために、プロセスオイル、エクステンダ
ーオイル等の石油系軟化剤、二塩基酸エステル系合成可
塑剤等を用いることができる。 【0020】 【実施例】以下、実施例により本発明をさらに具体的に
説明する。なお、実施例における性能は以下の方法で測
定した。 【0021】1.溶融粘度 得られた粘着性湿気硬化形ホットメルト接着剤の溶融粘
度をブルックフィールド粘度計を用いて120℃で測定
した。 【0022】2.接着強度 (1).2枚のベニヤ板間の接着強度 得られた粘着性湿気硬化形ホットメルト接着剤を300
ccのアルミ製カートリッジに充填し、サンツール社製
カートリッジガンETR−100/D)を用いて120
℃に加熱して1枚のベニヤ板(厚さ5mm)の上に約5
00μmの厚みに塗布し、他の1枚のベニヤ板(厚さ5
mm)を載せて59kPaの圧力で10秒間圧締し、直
後及び7日間室温で養生した後、室温で引張り速度5m
m/分での剪断強度(単位:kPa)で測定した。な
お、7日養生後の被着体については、80℃の雰囲気中
でも測定した値を表1,表3では耐熱接着強度として、
接着強度の下に表示した。 (2).ベニヤ板とポリプロピレン(PP)板間の接着
強度 上に載せる被着体をベニヤ板(厚さ5mm)に代えてP
P板(厚さ5mm)とした以外は、上記と同様にして測
定した。 【0023】実施例1 ポリオレフィン系ポリオールとして水酸基価49.4の
ポリイソプレン系ポリオール(POO)(出光化学社製
Poly−IP)100質量部に対し、水酸基価150
の水添石油樹脂系ポリオール(HPO)(荒川化学社製
KR−1840)33.3質量部、テルペン樹脂(T
R)(安原ケミカル社製TO−85)33.3質量部及
びジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)44.
4質量部(ポリオール水酸基とジフェニルメタンジイソ
シアネートのイソシアネート基の比率を1対2に設定し
た)とを混合して、窒素ガス雰囲気中120℃で120
分間加熱撹拌して湿気硬化形ホットメルト接着剤を調製
した。得られた接着剤は溶融粘度が4.8Pa.sで、
表1に示すようにベニヤ板間およびベニヤ・PP板間に
おける初期接着強度、7日養生後の接着強度、耐熱接着
強度においても優れた結果が得られた。 【0024】実施例2 実施例1におけるポリオレフィン系ポリオールとしての
ポリイソプレン系ポリオールに代えて水酸基価46.6
のポリブタジエン系ポリオール(出光石油化学社製Po
ly−bd R−45HT)を用い、ジフェニルメタン
ジイソシアネートの使用量をポリオールの水酸基価に合
わせて43.1質量部に減らした以外は、実施例1と同
様にして湿気硬化形ホットメルト接着剤を調製した。得
られた接着剤は溶融粘度が6.4Pa.sで、表1に示
すようにベニヤ板間およびベニヤ・PP板間における初
期接着強度、7日養生後の接着強度、耐熱接着強度にお
いても優れた結果が得られた。 【0025】実施例3 実施例1における水添石油樹脂系ジオールに代えて、水
酸基価117.0の水添ロジン系ジオール(荒川化学工
業社製KE−601)を用い、ジフェニルメタンジイソ
シアネートの使用量をポリオールの水酸基価に合わせて
39.5質量部に減らした以外は、実施例1と同様にし
て湿気硬化形ホットメルト接着剤を調製した。得られた
接着剤は溶融粘度が5.7Pa.sで、表1に示すよう
にベニヤ板間およびベニヤ・PP板間における初期接着
強度、7日養生後の接着強度、耐熱接着強度においても
優れた結果が得られた。 【0026】 【表1】 【0027】実施例4〜6 ポリオレフィン系ポリオール(POO)、水添石油樹脂
系ジオール(HPO)、 テルペン樹脂(TR)、ジフ
ェニルメタンジイソシアネート(MDI)を表2に示す
比率で用いた以外は、実施例1と同様にして湿気硬化形
ホットメルト接着剤を調製した。得られた接着剤は溶融
粘度は表2に示すような値であり、さらに、表3に示す
ようにベニヤ板間およびベニヤ・PP板間における初期
接着強度、7日養生後の接着強度、耐熱接着強度におい
ても優れた結果が得られた。 【0028】比較例1,2 ポリオレフィン系ポリオール(POO)、水添石油樹脂
系ジオール(HPO)、 テルペン樹脂(TR)、ジフ
ェニルメタンジイソシアネート(MDI)を表2に示す
比率で用いた以外は、実施例1と同様にして湿気硬化形
ホットメルト接着剤を調製した。得られた接着剤は溶融
粘度は表2に示すような値であり、さらに、表3に示す
ようにベニヤ板間およびベニヤ・PP板間における初期
接着強度、7日養生後の接着強度、耐熱接着強度におい
てはいずれも劣る結果が得られた。 【0029】 【表2】【0030】比較例3 水酸基価46.6のポリブタジエン系ポリオールに代え
て、水酸基価105.4のポリブタジエン系ポリオール
(出光石油化学社製Poly−bd R−15HT)を
用いた以外は、実施例2と同様にして粘着性湿気硬化形
ホットメルト接着剤を調製した。得られた接着剤は溶融
粘度は1.5Pa.sであり、さらに、表3に示すよう
にベニヤ板間およびベニヤ・PP板間における初期接着
強度、7日養生後の接着強度、耐熱接着強度においては
いずれも劣る結果が得られた。 【0031】 【表3】 【0032】 【発明の効果】本発明の接着性湿気硬化形ホットメルト
接着剤は、接着初期にも高い接着性を有していて軽量な
被着体に対して十分な仮止機能を示す実用性を有すると
ともに、経時においては被着体及び空気中の水分を吸収
して硬化が進行して優れた構造強度を発現することがで
き、さらにポリプロピレンのごとき接着の困難なポリオ
レフィン材料に対しても親和性を有し、良好な接着性を
示すことが可能である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4J040 BA202 DK012 DN032 DN072 EB082 EF101 EF291 EF301 GA05 GA20 HD41 JB01 JB04 KA14 LA06 MA11 NA12 NA16 PA30 PA34

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 【請求項1】 分子中に平均して1.5個以上の水酸基
    を有する水酸基価10〜100の液状のポリオレフィン
    系ポリオールと、分子中に平均して1.5個以上の水酸
    基を有する粘着付与性ポリオールとの配合物に、その含
    有水酸基に対して1.5当量倍以上のイソシアネート基
    を有する多価イソシアネート化合物を付加してなる末端
    イソシアネート形ポリウレタンを主成分とすることを特
    徴とする粘着性湿気硬化形ホットメルト接着剤。
JP2001325643A 2001-09-18 2001-09-18 粘着性湿気硬化形ホットメルト接着剤 Pending JP2003089782A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005171163A (ja) * 2003-12-12 2005-06-30 Toagosei Co Ltd オレフィン系樹脂の接着方法
JP2005171162A (ja) * 2003-12-12 2005-06-30 Toagosei Co Ltd オレフィン系樹脂の接着方法
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