JP2003501529A - 主反応器内前重合による高生強度反応性熱溶融体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明によれば高分子ポリエステルは、ポリ又はジイソシアネートとＮＣＯ：ＯＨ比０．７：１〜１：０．７で反応すると、反応性熱溶融接着剤を生ずる追加のジ又はポリイソシアナートあるいは任意の追加ポリオールとの反応の前に、１２０℃以上で攪拌可能且つ十分に安定な高分子のヒドロキシル末端型プレポリマーを生ずる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 発明の分野 本発明は、反応の第１段階に於いて通常温度にて結晶化し、未硬化接着剤中に
強固な迅速硬化特性を生じる高分子量のヒドロキシ末端ポリエステルプレポリマ
ーから製造される高生強度反応性熱溶融型接着剤を目的とする。

【０００２】 発明の背景 反応性熱溶融体は１成分、100％固体、無溶媒型のウレタンプレポリマーであ
る。固体状態から繰り返し加熱し、そして液体状に変わることができる通常の熱
溶融体と異なり、反応性熱溶融体は熱硬化性樹脂として振る舞い、一度周囲湿気
存在に施行されると不可逆的な化学反応を起こす。 反応性熱溶融体は表面又は周囲の湿気と反応し鎖を延長し、通常の熱溶融体に
得られるより優れた性能を提供する新規ポリウレタンポリマーを形成する、イソ
シアネート末端プレポリマーである。

【０００３】 これら反応性熱溶融体はプラスチック、木、布帛及びいくらかの金属を含む多
様な基体と結合し、それらを結合異種基体の理想的な候補にする。更に、それら
は柔軟かつ耐久性に優れていることから、優れた耐湿性及び化学耐性を提供しな
がら-30〜+150℃という広い温度域で利用できる。

【０００４】 高分子量ポリマー、典型的にはポリカプロラクトン、ＨＯ［（ＣＨ₂）₅ＣＯＯ
］_nＨ又はポリカプロラクトンを含むコポリマーは、顆粒状態に予備形成された
ポリマーとして、ジイソシアネートと反応させる前に低分子量ポリエステル、ポ
リエーテル又はポリエステルとポリエーテルの混合物に加え、ポリウレタン熱溶
融接着剤を形成することができる。結晶化特性を持つ高分子量ポリマーを加える
ことの利点は、高い硬化生強度を生むことである。結晶性ポリマーが加えられた
場合、通常結晶化は、マトリックス中のポリマーの運動性が低下することから抑
制される。その為、その結晶特性を保持しているポリマーであるポリカプロラク
トンが最も良い選択である。しかし、有効な特性を得るのに必要とされる高分子 量 は、高粘性ポリマーを生じることから、実際には顆粒形状にてのみ使用可能で
ある。

【０００５】 発明の要約 本発明によれば、高分子量ポリエステルとポリ又はジイソシアネートとをNCO:
OH比0.7:1〜1:0.7で反応させると、追加のジ−もしくはポリ−イソシアネート又 は任意の追加のポリオールと反応させ反応性熱溶融接着剤を生じせしめる前に、
120℃以上で攪拌可能であり且つ十分安定である高分子量プレポリマーを生ずる
ことが見いだされた。本発明によれば、反応器内で所望の高分子量体に重合可能
な低分子量ポリマーより開始することで、顆粒体を利用する必要性及び顆粒化に
伴うコストを省くことができることが判明した。

【０００６】 発明の詳細な説明 本発明は、高分子量ポリエステルをベースとするプレポリマーより製造された
、高生強度を持つ熱溶融性接着剤を目的とする。 プレポリマーは高分子量ポリエステル及びポリ又はジイソシアネートより製造 されたヒドロキシ末端プレポリマーである。

【０００７】 高分子量ポリエステルは好ましくはヘキサンジオールとアジピン酸の反応によ
り製造されたヒドロキシ末端ポリエステルであるヘキサンジオールアジペートで
ある。好ましくはヘキサンジオールアジペートポリエステルは3600より大きい分
子量を有し、最も好ましくは7000又は10000より大きい。市販ヘキサンジオール
アジペートの例には共にHuls社より入手可能な分子量3600のDYNACOLL7360、又は
分子量7000のDYNACOLL7361がある。より高い融点のポリエステルもまた、ヘキサ
ンジオールアゼライン酸をベースとするDNYACOLL7380又は7381の様なヘキサンジ
オールドデカンジオン酸をベースに利用できる。DYNACOLL類の分子量はヒドロキ
シルの数から計算された。分子量3600のヘキサンジオールアジペートも利用でき
るが、得られる生成物は高分子量化合物に伴う好ましい特性を有していないだろ
う。重合させると40〜50℃で迅速に結晶化し靱性エラストマーを生ずるDYNACOLL
7361が好適である。

【０００８】 大部分の応用には、室温〜40℃の範囲で迅速に強度を発生するためにはある要 件 が必要である。ヘキサンジオール／アジピン酸ポリエステルは40℃の範囲で結
晶化を開始し、それは最良の選択である。2000〜15,000の範囲の分子量が良好に
機能するが、最も一般的な市販品は分子量7200のポリマーである。生強度を得る
ための代替品としては好適分子量（30,000〜60,000）を持つヘキサンジオール／
アジピン酸をベースにした純粋なポリエステルがあるが、このポリステルは別々
の反応器の中で作製され、顆粒状に製造される。

【０００９】 ポリエステルはポリ又はジイソシアネートと反応し、ヒドロキシ末端プレポリ
マーを形成する。この工程は第一段階と呼ばれる。ポリエステルの分子量が大き
すぎる場合には、混合が困難であり、ジイソシアネート添加時の混合の効率が重
要になる。このエステルとジイソシアネートをNCO:OH比0.7:1〜1:0.7の範囲で反
応させると、反応器内にて第２段階ポリオールを添加する前に、120℃以上で攪
拌が可能であり且つ安定した高分子量プレポリマーを形成することができる。こ
れに対し、低分子量のヒドロキシル末端ポリエステル、即ち、分子量3600のもの 、 例えばDYNACOLL7360を同様のNCO:OH比で用いた場合、ウレタン基の濃度が高い
ことから得られたプレポリマーは効率的に混合するには粘稠すぎる。

【００１０】 過剰のポリ又はジイソシアネートを用いヒドロキシル末端プレポリマーを作製
することが好ましい。続いて後添加ポリオールを加えることができ、イソシアネ ート末端プレポリマーと反応するポリオールを後添加することなしに、あるいは
イソシアネートと反応するポリオールの後添加中に真空蒸留を行うことで水を除
くことができる。

【００１１】 プレポリマーの製造に好適なジ又はポリイソシアネートは、エチレンジイソシ
アネート；エチリデンジイソシアネート；プロピレンジイソシアネート；1-（1-
イソシアナト-1-メチルエチル）-3-（1-エテニル）ベンゼン（「m-TMI」）；メ
チレン-ビス-（4-シクロヘキシルイソシアネート）（「HMDI」）；4,4'ジフェニ
ルメタンジイソシアネート（「4,4'MDI」)及びそのイソマー；イソホロンジイソ
シアネート（「IPDI」）、3-イソシアナトメチル-3,5,5-トリメチルシクロヘキ
シルイソシアネート；3-イソシアナトメチル-3,5,5-トリメチルシクロヘキシル
イソシアナトシアヌレート；ブチ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；トルエンジイソシアネート（「TDI」）；シクロヘキシレン-1,3-ジ イソシアネート； シクロヘキシレン-1,4-ジイソシアネート；シクロヘキシレン-
1,2-ジイソシアネート；4,4'-ジフェニルメタンジイソシアネート；2,2-ジフェ
ニルプロパン-4,4'-ジイソシアネート；p-フェニレンジイソシアネート；m-フェ
ニレンジイソシアネート；キシレンジイソシアネート；1,4-ナフチレンジイソシ
アネート；1,5-ナフチレンジイソシアネート；ジフェニル-4,4'-ジイソシアネー
ト；アゾベンゼン-4,4'-ジイソシアネート；ジフェニルスルフォン-4,4'-ジイソ
シアネート；ジクロロヘキサメチレンジイソシアネート；フルフリリデンジイソ
シアネート；1-クロロベンゼン-2,4-ジイソシアネート；4,4',4''-トリイソシア ナト トリフェニルメタン；1,3,5-トリイソシアナト-ベンゼン；2,4,6-トリ-イソ
シアナト-トルエン；ダウ社製修飾MDIであるISONATE M143及び4,4'-ジメチルジ
フェニル-メタン-2,2',5,5-テトライソシアネートより成るグループから選択さ
れる。 ここでの利用に好ましいものはHMDI、4,4'MDI及びIPDIである。

【００１２】 プレポリマーはポリヘキサンジオールアジペートをドラム中で前溶融し、溶融
体を反応器に移すことで製造される。水は、攪拌、真空下に100℃より高く加熱
することで取り除かれる。ジイソシアネートを攪拌しながら溶融体に加え、30分
間140℃で反応し、プレポリマーを形成した。

【００１３】 必要及び特性に応じて更に随意の低分子量ポリオールをプレポリマーと混合す
ることができる。これらポリオールの分子量は50〜15,000の範囲である。更にこ
こでも、必要に応じ攪拌、真空下に100℃より高く加熱して水を取り除くことが
できるだろう。続いて、この高分子量プレポリマーと比較的低分子量であるポリ
オールとの混合体を過剰のジイソシアネートと反応せしめ、イソシアネート末端 熱 溶融接着剤を形成する。この第２段階では、NCO:OH比は1.2:1〜3:1であり、好
ましくは2:1である。優れた生強度を持ち、高い粘着性と極めて良好な熱安定性
を有する反応性熱溶融接着剤が形成される。プレポリマーの含有量は、30〜60％
の範囲が最も有用であり、好ましくは50〜60％である。

【００１４】 更に、第２段階では追加のジ又はポリイソシアネート、例えばHMDI、4,4'MDI
、TDI、IPDI、粗MDI又はIPDIトリマーを任意に後添加し、多官能性イソシアネー
トのイソシアネートレベルを上げることができる。 第２段階に好適な随意のポリオールの例は、ポリエステル、ポリエーテルポリ
オール、ポリアルキレンポリエーテルポリオール、ポリアセタールポリオール、
ポリアミドポリオール、ポリエステルアミドポリオール及びポリチオエーテルポ
リオールより成るグループから選択される。好ましいものは、ダウケミカル社製
、分子量1000のVORNANOL P1010の様なポリプロピレングリコールジオールである
。ヒマシ油又はVORANCL CP255の様なトリオールも少量存在してもよい。好まし
いポリエステルはDYNACOLL 7360, 7361, 7250の様な非結晶体又は結晶体である
。随意の第２段階ヒドロキシ化合物は５〜70％の量で存在するだろう。

【００１５】 第１段階のプレポリマーの含有量が高いほど、より熱安定型且つ生強度の高い
反応性熱溶融接着剤が得られるだろう。しかし、第一段階プレポリマーの含有量
を上げると粘度の上昇を招く。この上昇は、低分子量型の第２段階ポリオール；
分子量50〜15,000の範囲のポリオールを利用することで補正できる。更に、少量
のトリオールを利用して弾性率を上げ、硬化高温耐性を改善することができる。
これは良好な熱安定性を付与する高分子量プレポリマーの希釈効果によるものだ
ろう。

【００１６】 得られた反応性熱溶融接着剤は接着剤の硬化速度を変える触媒の様な随意の後
添加成分を含む事もできる。この様な触媒の例には2,2'-ジモルホリノエチルエ
ーテル及びジ（2,6-ジメチルモルホリノエチル）エーテル触媒が含まれる。 接着剤は、更に接着促進剤、希釈剤、可塑剤及び充填剤の様なその他の添加成
分も含むことができる。その他の随意成分には、鎖延長剤、熱可塑性樹脂、酸化
防止剤、顔料及び紫外線吸収剤がある。

【００１７】 実施例 引っ張り特性、弾性係数、降伏時の応力及び破断時の伸びは、コーティングブ
ロックを用いて溶融された未硬化の反応性熱溶融接着剤で剥離紙をコーティング
することで測定した。剥離片の寸法を測定し、フィルムをインストロン張力計モ
デル4302上に広げた。DSCはメッツラー（Mettler）社製Toledo DSC 820にて測定
した。粘度はブルックフィールド（Brookfield）サーモセル（Thermosel）を用
い140℃、1rpmにて測定した。

【００１８】 実施例１ 分子量7200のヒドロキシル末端ヘキサンジオールアジペート（DYNACOLL 7361
）を4,4'MDIとNCO:OH比0.9:1で反応させ作製したプレポリマーの特性を、分子量
37,000のポリカプロラクトン（ソルベイ（Solvay）社製CAPC640）の特性と比較
した。 プレポリマーを、40℃に冷却した後の発熱を測定することでCAPA640と比較し
た。プレポリマーはおよそ1.5分で完全に結晶化したのに対しCAPAでは4.5分かか
った。図１を参照せよ。この速度の増加は迅速な硬化が必要な場合には有益であ
る。 プレポリマーの片は、溶融したプレポリマーを剥離紙片上にコーティングする
ことで作製された。剥離紙上に前溶融した顆粒をコーティングし、３枚のポリカ
プロラクトンの小片を作製した。得られた接着剤の特性を測定し、CAPA640と比
較した。結果を下表に示す。

【００１９】

【表１】

【００２０】

【表２】

【００２１】 粘度 CAPA640 164,000mPas サンプル１ 98,000mPas ポリマーの引っ張り特性の桁はCAPA640と同じであった。結晶化速度は早かっ
た。

【００２２】 実施例２ プレポリマーはDynacoll7361を55部と4,4'MDIを2.0部用い、実施例１に従い製 造 された。プレポリマーはブルックフィールドサーモセルにて、140℃、1rpmに
て測定したところ、120℃にて50,000mPasの粘性を示した。 プレポリマーには次のポリオールを加え、真空下に水含有量が＜0.05%になる
まで加熱した。 23.8分量のDNYACOLL7360 10.0分量のVORANOL P1010 続いて混合したポリオールを過剰量のジイソシアネート−9.2部の4,4'MDIと反
応させ、140℃にて30分間反応した。 得られた接着剤は120℃にて50,000mPasの粘度を有した；そして120℃での熱安
定性は４時間で14％増加した。

【００２３】 未硬化サンプルを80℃から20℃に冷却した場合のCARIMEDレオロジー分析を、
ポリカプロラクトンを含む競合接着剤と比較した。Ｇ’及びＧ''の発生は冷却時
については殆ど同じであった。図２参照。右縦軸のtan-deltaは貯蔵弾性係数に
対する損失弾性係数の比である。値が大きいほど、サンプルは液性である。値が
１未満の場合には、サンプルは液体というよりより固体に近い。左縦軸は、貯蔵
弾性係数であるＧ’と損失弾性係数であるＧ''の値を示している。

【００２４】 図２に見られるように、Ｇ’及びＧ''の値は36℃未満では極めてよく似ている
が、ポリカプロラクトン接着剤の方がより高い温度で結晶化が始まった。その違
いの原因は、DNYACOLL7360に比べ融点が高く、従って結晶化温度も高いポリエス
テルであるDYNACOLL7380の存在である。主な観察結果は弾性係数及び弾性係数比
が似ていること、そしてプレポリマーを含むサンプルはポリカプロラクトンを含
むサンプルと同等に強靱であることを示している。 この接着剤は、ラップしたホイルに応力が加わる場合の、プロフィール包装に
好適である。強靱なポリマーの効果は、ラミネーション後に迅速な強度発生を提
供することである。

【００２５】 実施例３ 第一段階プレポリマーは、40部のDYNACOLL7361と1.0部の4,4'MDIを反応容器内
にて合わせ、130℃〜150℃にて１時間反応させて製造した。NCO/OH比は0.7/1で
あった。プレポリマーは粘稠であり、ブルックフィールドサーモセルで140℃、1
rpmにて測定したところ、120℃で18,000mPasであった。 以下のポリオールがプレポリマーに加えられ、水含有量が＜0.05%になるまで
真空下に加熱された。 DYNACOLL7360 5.0 DYNACOLL7380 10.0 PPG1000 22.0 ISONATE M143 16.7 得られた接着剤は120℃に於いて18,000mPasの粘性を有していた。 上記特性は、本サンプルが残存応力の少ないプロフィール包装用の薄層フォイ
ルに好適であることを示している。

【図面の簡単な説明】

【図１】 図１は、40℃に冷却した場合の、本発明によるポリウレタンプレポリマーとSo
lvay社製カプロラクトンであるCAPA640とを比較した発熱冷却曲線である。

【図２】 図２は湿気硬化型反応性ポリウレタン熱溶融接着剤の80℃から20℃にかけての
"CARIMED"レオメーターの冷却曲線である。

【手続補正書】

【提出日】平成１３年３月６日（２００１．３．６）

【手続補正２】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】全図

【補正方法】変更

【補正の内容】

【図１】

【図２】

【手続補正書】

【提出日】平成１３年６月１１日（２００１．６．１１）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【発明の名称】 主反応器内前重合による高生強度反応性熱溶融体

【特許請求の範囲】

【発明の詳細な説明】

【０００１】 発明の分野 本発明は、反応の第１段階に於いて通常温度にて結晶化し、未硬化接着剤中に
強固な迅速硬化特性を生じる高分子型のヒドロキシ末端を持つポリエステルプレ
ポリマーから調整される高生強度反応性熱溶融型接着剤を目的とする。

【０００２】 発明の背景 反応性熱溶融体は１成分、１００％固体、無溶媒型のウレタンポリマーである
。固体状態から繰り返し加熱し、そして液体状に変わることができる通常の熱溶
融体と異なり、反応性熱溶融体は熱硬化性樹脂として振る舞い、一度周囲湿気存
在に調剤されると不可逆的な化学反応を起こす。 反応性熱溶融体は表面又は周囲の湿気と反応し鎖を延長し、通常の熱溶融体に
得られるより優れた性能を提供する新ポリウレタンポリマーを形成する、イソシ
アナートを末端に持つプレポリマーである。

【０００３】 これら反応性熱溶融体はプラスチック、木、繊維及び金属を含む多様な基体と
結合し、それらを結合異種基体の理想的な候補にする。更に、それらは柔軟かつ
耐久性に優れていることから、優れた耐湿性及び化学耐性を提供しながら−３０
〜＋１５０℃という広い温度域で利用できる。

【０００４】 高分子ポリマー、典型的にはポリカプロラクトン、ＨＯ〔（ＣＨ₂)₅ＣＯＯ〕_n Ｈ又はポリカプロラクトンを含むコポリマーは、顆粒状態に予備形成されたポリ
マーとして、ジイソシアナートと反応させる前に低分子ポリエステル、ポリエー
テル又はポリエステルとポリエーテルの混合物に加え、ポリウレタン熱溶融接着
剤を形成することができる。結晶化特性を持つ高分子ポリマーを加えることの利
点は、高い硬化生強度を生むことである。結晶性ポリマーが加えられた場合、通
常結晶化は、マトリックス中のポリマーの運動性が低下することから抑制される
。その為、その結晶特性を保持しているポリマーであるポリカプロラクトンが最
も良い選択である。しかし、有効な特性を得るのに必要とされる高分子体は、高
粘性ポリマーを生じることから、実際には顆粒形状にてのみ使用可能である。

【０００５】 発明の要約 本発明によれば、高分子ポリエステルをポリ又はジイソシアナートとをＮＣＯ
：ＯＨ比０．７：１〜１：０．７で反応させると、ジ−、又はポリ−イソシアナ
ート高分子プレポリマーを添加し、又はポリオールを任意添加し反応させ反応性
熱溶融接着剤を生じせしめる前に、１２０℃以上で攪拌可能であり且つ十分安定
である高分子プレポリマーを生ずることを見いだされた。本発明によれば、反応
器内で所望の高分子体に重合可能な低分子ポリマーより開始することで、顆粒体
を利用する必要性及び顆粒化に伴うコストを省くことができることが判明した。

【０００６】 発明の詳細な説明 本発明は、高分子ポリエステルをベースとするプレポリマーより調整された、
高生強度を持つ熱溶融性接着剤を目的とする。 プレポリマーは高分子ポリエステル及びポリ又はジイソシアナートより調整さ
れたヒドロキシ末端プレポリマーである。

【０００７】 高分子ポリエステルは好ましくはヘキサンジオールとアジピン酸の反応により
調整されたヒドロキシ末端を持つポリエステルであるヘキサンジオールアジペー
トである。好ましくはヘキサンジオールアジペートポリエステルは３６００以上
の分子量を有し、最も好ましくは７０００又は１００００以上である。市販ヘキ
サンジオールアジペートの例には共にＨｕｌｓ社より入手可能な分子量の３６０
０のＤＹＮＡＣＯＬＬ７３６０、又は分子量７０００のＤＹＮＡＣＯＬＬ７３６
１がある。より高い融点のポリエステルもまた、エキサンジオールアゼライン酸
をベースとするＤＮＹＡＣＯＬＬ７３８０又は７３８１の様なヘキサンジオール
ドデカンジオン酸をベースに利用できる。ＤＹＮＡＣＯＬＬ類の分子量はヒドロ
キシルの数から計算された。分子量３６００のヘキサンジオールアジペートも利
用できるが、得られる産物は高分子量化合物に伴う好ましい特性を有していない
だろう。重合させると４０〜５０℃で迅速に結晶化し靭性エラストマーを生ずる
ＤＹＮＡＣＯＬＬ７３６１が好適である。

【０００８】 大部分の応用には、室温〜４０℃の範囲で迅速に強度を発生するためにはある
要求条件が必要である。ヘキサンジオール／アジピン酸ポリエステルは４０℃の
範囲で結晶化を開始し、それは最良の選択である。２０００〜１５，０００の範
囲の分子量が良好に機能するが、最も一般的な市販品は分子量７２００のポリマ
ーである。生強度を得るための代替品としては好適分子量（３０，０００〜６０
，０００）を持つヘキサンジオール／アジピン酸をベースにした純粋なポリエス
テルがあるが、このポリステルは別々の反応器の中で作製され、顆粒状に製造さ
れる。

【０００９】 ポリエステルはポリ又はジイソシアナートと反応し、ヒドロキシ末端を持つプ
レポリマーを形成する。この工程は第一段階と呼ばれる。ポリエステルの分子量
が大きすぎる場合には、混合が困難であり、ジイソシアナート添加時の混合の効
率が重要になる。こりエステルとジイソシアナートをＮＣＯ：ＯＨ比０．７：１
〜１：０．７の範囲に反応させると、反応器内にて第２段階ポリオールを添加す
る前に、１２０℃以上で攪拌が可能であり且つ安定した高分子ポレポリマーを形
成することができる。これに対し、低分子のヒドロキシル末端型ポリエステル、
即ち例えばＤＹＮＡＣＯＬＬ７３６０を同様のＮＣＯ：ＯＨ比で用いた場合、ウ
レタン基の濃度が高いことから得られたプレポリマーは効率的に混合するには粘
稠すぎる。

【００１０】 過剰のポリ又はジイソシアナートを用いヒドロキシル末端型プレポリマーを作
製することが好ましい。続いて後添加ポリオールを加えることができ、イソシア
ナート末端型プレポリマーと反応するポリオールを後添加することなしに、ある
いはイソシアナートと反応するポリオールの後添加中にバキュームトリッピング
を行うことで水を除くことができる。

【００１１】 プレポリマーの調整に好適なジ又はポリイソシアナートは、エチレンジイソシ
アナート；エチリデンジイソシアナート；プロピレンジイソシアナート；１−（
１−イソシアナト−１−メチルエチル）−３−（１−エテニル）ベンゼン（“ｍ
＝ＴＭＩ”）；エチレン−ビス−（４−シクロヘキシルイソシアナート）（“Ｈ
ＭＤＩ”）；４，４′ジフェニルメタンジイソシアナート（“４，４′ＭＤＩ”
）及びそのイソマー；イソフォロンジイソシアナート（“ＩＰＤＩ”）、３−イ
ソシアナートメチル−３，５，５−トリメチルシクロヘキシルイソシアナート；
３−イソシアナトメチル−３，５，５−トリメチルシクロヘキシルイソシアナト
シアヌレート；ブチレンジイソシアナート；ヘキサメチレンジイソシアナート；
シクロヘキシレン−１，４−ジイソシアナート；シクロヘキシレン−１，２−ジ
イソシアナート；４，４′−ジフェニルメタンジイソシアナート；２，２−ジフ
ェニルプロパン−４，４′−ジイソシアナート；ｐ−フェニレンジイソシアナー
ト；ｍ−フェニレンジイソシアナート；キシレンジイソシアナート；１，４−ナ
フチレンジイソシアナート；１，５−ナフチレンジイソシアナート；ジフェニル
−４，４′−ジイソシアナート；アゾベンゼン−４，４′−ジイソシアナート；
ジフェニルスルフォン−４，４′−ジイソシアナート；ジクロロヘキサメチレン
ジイソシアナート；フルフリリデンジイソシアナート；１−クロロベンゼン−２
，４−ジイソシアナート；４，４′，４″−トリイソシアナートトリフェニルメ
タン；１，３，５−トリイソシアナート−ベンゼン；２，４，６−トリ−イソシ
アナート−トルエン；ダウ社製修飾ＭＤＩであるＩＳＯＮＡＴＥ Ｍ１４３及び
４，４′−ジメチルジフェニル−メタン−２，２′，５，５−テトライソシアナ
ートより成るグループから選択される。 ここでの利用に好ましいものはＨＭＤＩ、４，４′ＭＤＩ及びＩＰＤＩである
。

【００１２】 プレポリマーはポリヘキサンジオールアジパートをドラム中で前溶解し、溶融
体を反応器に移すことで調整される。水は、攪拌、真空下に１００℃以上に過熱
することで取り除かれる。ジイソシアナートを攪拌しながら溶融体に加え、３０
分間１４０℃で反応し、プレポリマーを形成した。

【００１３】 必要及び特性に応じて更に随意低分子ポリオールをプレポリマーと混合するこ
とができる。これらポリオールの分子量は５０〜１５，０００の範囲である。更
にここでも、必要に応じ攪拌、真空下に１００℃以上に過熱して水を取り除くこ
とができるだろう。続いて、この高分子プレポリマーと比較的低分子であるポリ
オールとの混合体を過剰のジイソシアナートと反応せしめ、イソシアナートを末
端に持つ熱溶融接着剤を形成する。この第２段階では、ＮＣＯ：ＯＨ比は１．２
：１〜３：１であり、好ましくは２：１である。優れた生強度を持ち、高い粘着
性と極めて良好な熱安定性を有する反応性熱溶融接着剤が形成される。プレポリ
マーの含有量は、３０〜６０％の範囲が最も有用であり、好ましくは５０〜６０
％である。

【００１４】 更に、第２段階ではジ又はポリイソシアナート、例えばＨＭＤＩ、４，４′Ｍ
ＤＩ、ＴＤＩ、ＩＰＤＩ、粗ＭＤＩ又はＩＰＤＩトリマーを任意後添加し追加し
、多官能価イソシアナートのイソシアナートレベルを上げることができる。 第２段階に好適な随意ポリオールの例は、ポリエステル、ポリエーテルポリオ
ール、ポリアルキレンポリエーテルポリオール、ポリアセタールポリオール、ポ
リアミドポリオール、ポリエステルアミドポリオール及びポリチオエーテルポリ
オールより成るグループから選択される。好ましいものは、ダウケミカル社製、
分子量１０００のＶＯＲＮＡＮＯＬ Ｐ１０１０の様なポリプロピレングリコー
ルジオールである。ヒマシ油又はＶＯＲＡＮＣＬ ＣＰ２５５の様なトリオール
も少量存在するだろう。好ましいポリエステルはＤＹＮＡＣＯＬＬ ７３６０，
７３６１，７２５０の様な非結晶体又は結晶体である。随意の第２段階ヒドロキ
シ化合物は５ないし７０％の量で存在するだろう。

【００１５】 第１段階のプレポリマーの含有量が高いほど、より熱安定型且つ生強度の高い
反応性熱溶融接着剤が得られるだろう。しかし、第一段階プレポリマーの含有量
を上げると粘度の上昇を招く。この上昇は、低分子量型の第２段階ポリオール；
分子量５０〜１５，０００の範囲のポリオールを利用することで補正できる。更
に、少量のトリオールを利用して弾性率を上げ、硬化高温耐性を改善することが
できる。これは良好な熱安定性を付与する高分子プレポリマーの希釈効果による
ものだろう。

【００１６】 得られた反応性熱溶融接着剤は接着剤の硬化速度を変える触媒の様な随意の後
添加成分を含む事もできる。この様な触媒の例には２，２′−ジモルホリンエチ
ルエーテル及びジ（２，６−ジメチルモルホリンエチル）エーテル触媒が含まれ
る。 接着剤は、更に接着促進剤、希釈剤、可塑剤及び充填剤の様なその他の添加成
分も含むだろう。その他の随意成分には、鎖延長剤、熱可塑性樹脂、酸化防止剤
、顔料及び紫外線吸収剤がある。

【００１７】 実施例 引っ張り特性、弾性係数、伏状時の応力及び破断時の伸びは、コーティングブ
ロックを用いて溶融された未硬化の反応性熱溶融接着剤で剥離紙をコーティング
することで測定した。剥離片の寸法を測定し、フィルムをインストロン張力計モ
デル４３０２上に広げた。ＤＳＣはメッツラー（Ｍｅｔｔｌｅｒ）社製Ｔｏｌｅ
ｄｏ ＤＳＣ ８２０にて測定した。粘度はブロルフィールド（Ｂｒｏｏｋｆｉ
ｅｌｄ）サーモセル（Ｔｈｅｒｍｏｓｅｌ）を用い１４０℃、１rpmにて測定し
た。

【００１８】 実施例１ ヒドロキシル基を持つ分子量７２００のヘキサンジオールアジペート（ＤＹＮ
ＡＣＯＬＬ ７３６１）を４，４′ＭＤＩとＮＣＯ：ＯＨ比０．９：１で反応さ
せ作製したプレポリマーの特性を、分子量３７，０００のポリカプロラクトン（
ソルベイ（Ｓｏｌｖａｙ）社製ＣＡＰＣ６４０）の特性と比較した。 プレポリマーは、４０℃に冷却した後の発熱を測定することでＣＡＰＡ６４０
と比較された。プレポリマーはおよそ１．５分で完全に結晶化したのに対しＣＡ
ＰＡでは４．５分かかった。図１を参照せよ。この速度の増加は迅速な固定が必
要な場合には有益である。 プレポリマーの剥離片は、溶融したプレポリマーを剥離紙片上にコーティング
することで作製された。剥離紙上に前溶融した顆粒をコーティングし、３枚のポ
リカプロラクトンの小片を作製した。得られた接着剤の特性を測定し、ＣＡＰＡ
６４０と比較した。結果を下表に示す。

【００１９】

【表１】

【００２０】

【表２】

【００２１】粘度 ＣＡＰＡ６４０ １６３，０００mPas サンプル１ ９８，０００mPas ポリマーの引っ張り特性の桁はＣＡＰＡ６４０と同じであった。結晶化速度は
早かった。

【００２２】 実施例２ プレポリマーはＤｙｎａｃｏ１１７３６を５５部と４，４′ＭＤＩを１部用い
、実施例１に従い調整された。プレポリマーはブルックフィールドサーモセルに
て、１４０℃、１rpmにて測定したところ、１２０℃にて５０，０００mPasの粘
性を示した。 プレポリマーには次のポリオールを加え、真空下に水含有量が＜０．０５％に
なるまで過熱した。 ２３．８分量のＤＮＹＡＣＯＬＬ７３６０ １０．０分量のＶＯＲＡＮＯＬ Ｐ１０１０ 続いて混合したポリオールを過剰量のジイソシアナート−９．２部の４，４′
ＭＤＩを反応させ、１４０℃にて３０分間反応した。 得られた接着剤は１２０℃にて５０，０００mPasの粘度を有した；そして１２
０℃での熱安定性は４時間で１４％増加した。

【００２３】 未硬化サンプルを８０℃から２０℃に冷却した場合のＣＡＲＩＭＥＤレオロジ
ー分析を、ポリカプロラクトンを含む競合接着剤と比較した。Ｇ′及びＧ″の発
生は冷却時については殆ど同じであった。図２参照。右縦軸のｔａｎ−ｄｅｌｔ
ａは貯蔵弾性係数に対する損失弾性係数の比である。値が大きいほど、サンプル
は液性である。値が１未満の場合には、サンプルは液体というよりより固体に近
い。左縦軸は、貯蔵弾性係数であるＧ′と損失弾性係数であるＧ″の値を示して
いる。

【００２４】 図２に見られるように、Ｇ′及びＧ″の値は３５℃未満では極めてよく似てい
るが、ポリカプロラクトン接着剤の方がより高い温度で結晶化が始まった。その
違いの原因は、ＤＮＹＡＣＯＬＬ７３６０に比べ融点が高く、従って結晶化温度
も高いポリエステルであるＤＹＮＡＣＯＬＬ７３８０の存在である。主な観察結
果は弾性係数及び弾性係数比が似ていること、そしてプレポリマーを含むサンプ
ルはポリカルプロラクトンを含むサンプルと同等に強靭であることを示している
。 この接着剤は、ラップしたホイルに応力が加わる場合の、プロフィール包装に
好適である。強靭なポリマーの効果は、ラミネーション後に迅速な強度発生を提
供することである。

【００２５】 実施例３ 第一段階プレポリマーは、４０部のＤＹＮＡＣＯＬＬ７３６１と１部の４，４
′ＭＤＩを反応容器内にて合わせ、１３０℃〜１５０℃にて１時間反応させて調
整した。ＮＣＯ／ＯＨ比は０．７／１であった。プレポリマーは粘稠であり、ブ
ロックフィールドサーモセルで１４０℃、１rpmにて測定したところ、１２０℃
で１８，０００mPasであった。 以下のポリオールがプレポリマーに加えられ、水含有量が＜０．０５％になる
まで真空下に加熱された。 ＤＹＮＡＣＯＬＬ７３６０ ５．０ ＤＹＮＡＣＯＬＬ７３８０ １０．０ ＰＰＧ１０００ ２２．０ ＩＳＯＮＡＴＥ Ｍ１４３ １６．７ 得られた接着剤は１２０℃に於いて１８，０００mPasの粘性を有していた。 上記特性は、本サンプルが残存応力の少ないプロフィール包装用の薄層フォイ
ルに好適であることを示している。

【図面の簡単な説明】

【図１】 図１は、４０℃に冷却した場合の、本発明によるポリウレタンプレポリマーと
Ｓｏｌｖａｙ社製カプロラクトンであるＣＡＰＡ６４０とを比較した発熱冷却曲
線である。

【図２】 図２は湿度硬化型反応性ポリウレタン熱溶融接着剤の８０℃から２０℃にかけ
ての“ＣＡＲＩＭＥＤ”レオメーターの冷却曲線である。

【手続補正２】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】全図

【補正方法】変更

【補正の内容】

【図１】

【図２】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ， ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ， ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，Ｃ Ｎ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ，ＥＥ，ＥＳ ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ， ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，Ｋ Ｒ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ， ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，Ｓ Ｉ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ Ｆターム(参考） 4J034 BA08 DA01 DA03 DB04 DB07 DF01 DF16 DF20 DG00 DG02 DG04 DL01 DN01 DR01 HA01 HA07 HA08 HA09 HA15 HB03 HB15 HB17 HC03 HC12 HC13 HC17 HC22 HC24 HC35 HC45 HC46 HC52 HC61 HC64 HC67 HC71 HC73 JA42 KA01 KB04 KD12 KE02 QA03 QA05 RA08 4J040 EF111 EF131 EF161 EF291 EF301 HC21 KA14 KA16 KA24 KA26 KA28 KA31 KA35 KA42

Claims (19)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ＮＣＯ：ＯＨ比０．７：１〜１：０．７にて結晶性ポリエス
   テルジオールとポリ又はジイソシアネートとを反応せしめることで製造されるポ
   リウレタンプレポリマー。
2. 【請求項２】 結晶性ポリエステルジオールが分子量が３６００より大きい ヘキサンジオールアジペートポリエステルである、請求項１により製造されたポ
   リウレタンプレポリマー。
3. 【請求項３】 結晶性ポリエステルジオールが数平均分子量が7200であるヒ
   ドロキシル末端ポリへキサンジオールアジペートである請求項１記載のポリウレ
   タンプレポリマー。
4. 【請求項４】 ジ又はポリイソシアネートが、メチレン-ビス-（4-シクロヘ
   キシルイソシアネート）（「ＨＭＤＩ」）；4,4'ジフェニルメタンジイソシアネ ート（「４，４’ＭＤＩ」）及びそのイソマー；イソホロンジイソシアネート（ 「 ＩＰＤＩ」）；トルエンジイソシアネート（「ＴＤＩ」）；及びその混合物よ
   り成るグループから選択される請求項１により製造されたポリウレタンプレポリ
   マー。
5. 【請求項５】 請求項１によるプレポリマーと、分子量５０〜１５，０００
   の低分子量ポリオールとを反応せしめることで製造されるポリウレタンプレポリ
   マー。
6. 【請求項６】 低分子量ポリオールが、ポリエステル、ポリエーテルポリオ
   ール、ポリアルキレンポリエーテルポリオール、ポリアセタールポリオール、ポ
   リアミドポリオール、ポリエステルアミドポリオール、ポリチオエーテルポリオ
   ール、ポリプロピレングリコール及びその組み合わせより成るグループから選択
   される、請求項５により製造されるポリウレタンプレポリマー。
7. 【請求項７】 請求項５のプレポリマーと追加のジ又はポリイソシアネート
   とを反応せしめることで製造されるイソシアネート末端反応性熱溶融接着剤。
8. 【請求項８】 追加のジ又はポリイソシアネートが、メチレン-ビス-（4-シ
   クロヘキシルイソシアネート）（「ＨＭＤＩ」）；4,4'ジフェニルメタンジイソ
   シアネート（「４，４’ＭＤＩ」）及びそのイソマー；イソホロンジイソシアネ ート（「ＩＰＤＩ」）；トルエンジイソシアネート（「ＴＤＩ」）；及びその混
   合物より成るグループから選択される請求項７により製造されたイソシアネート
   末端反応性熱溶融接着剤。
9. 【請求項９】 追加のジ又はポリイソシアネートがプレポリマーと１．２：
   １〜３：１の割合で反応せしめられる、請求項７により製造されたイソシアネー
   ト末端反応性熱溶融接着剤。
10. 【請求項１０】 低分子量ポリオールが更に３官能基ポリオールを含む、請
    求項５による反応性熱溶融接着剤。
11. 【請求項１１】 更に２，２’−ジモルホリノエチルエーテル触媒、ジ（２
    ，６−ジメチルモルホリノエチル）エーテル触媒、接着促進剤、希釈剤、可塑剤
    、充填剤、鎖延長剤、熱可塑性樹脂、酸化防止剤、顔料、紫外線吸収剤及びその
    組み合わせより成るグループから選択される任意の添加剤を含む、請求項７によ
    る反応性熱溶融接着剤。
12. 【請求項１２】 結晶性ポリエステルジオール及びポリ又はジをＮＣＯ：Ｏ
    Ｈ比０．７：１〜１：０．７で含むポリウレタンプレポリマー。
13. 【請求項１３】 結晶性ポリエステルジオールが３６００より大きい分子量
    を持つヘキサンジオールアジペートポリエステルである請求項１２によるポリウ
    レタンプレポリマー。
14. 【請求項１４】 結晶性ポリエステルジオールが、７２００の数平均分子量
    を有するヒドロキシル末端ポリへキサンジオールアジペートポリエステルである
    請求項１２によるポリウレタンプレポリマー。
15. 【請求項１５】 ジ又はポリイソシアネートが、メチレン-ビス-（4-シクロ
    ヘキシルイソシアネート）（「ＨＭＤＩ」）；4,4'ジフェニルメタンジイソシア ネ ート（「４，４’ＭＤＩ」）及びそのイソマー；イソホロンジイソシアネート
    （「ＩＰＤＩ」）；トルエンジイソシアネート（「ＴＤＩ」）；及びその混合物
    より成るグループから選択される請求項１２により製造されたポリウレタンプレ
    ポリマー。
16. 【請求項１６】 更に分子量５０〜１５，０００を有する低分子量ポリオー
    ルを含む請求項１２によるポリウレタンプレポリマー。
17. 【請求項１７】 低分子量ポリオールが、ポリエステル、ポリエーテルポリ
    オール、ポリアルキレンポリエーテルポリオール、ポリアセタールポリオール、
    ポリアミドポリオール、ポリエステルアミドポリオール、ポリチオエーテルポリ
    オール、ポリプロピレングリコール及びその組み合わせより成るグループから選
    択される、請求項１６により製造されるポリウレタンプレポリマー。
18. 【請求項１８】 請求項１６により製造されたプレポリマー及び追加のジ又
    はポリイソシアネートを含み、前記プレポリマーと追加のジ又はポリイソシアネ ートの割合が１．２：１〜３：１であるイソシアネート末端反応性熱溶融接着剤
    。
19. 【請求項１９】 ２，２’−ジモルホリノエチルエーテル触媒、ジ（２，６
    −ジメチルモルホリノエチル）エーテル触媒、接着促進剤、希釈剤、可塑剤、充
    填剤、鎖延長剤、熱可塑性樹脂、酸化防止剤、顔料、紫外線吸収剤及びその組み
    合わせより成るグループから選択される任意の添加剤を更に含む、請求項１８に
    よる反応性熱溶融接着剤。