JP2004307658A - Reactive hot-melt adhesive - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a reactive hot-melt adhesive enabling preventing a strained adherend from debonding on its adhesion and significantly shortening aging time until the bonded product undergoes cutting work through maintaining the length of adherable time after coating. <P>SOLUTION: The reactive hot-melt adhesive is obtained by reaction between (A) a polyisocyanate, (B) a polyol, (C) a xylene resin and (D) rosins. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は、反応性ホットメルト接着剤に関する。さらに詳しくは、建設用部材(パネル、ボード、クロス等)、衣料用部材(繊維、フィルム等)の製造に好適に用いられるホットメルト接着剤に関する。
【0002】
【従来の技術】
ホットメルト接着剤は、固体且つ無溶剤タイプであり、加温する操作を伴うだけで使える等使いやすく有用なものである。また、反応性ホットメルト接着剤は、更に耐熱性、接着性を向上させたものとして近年注目されている。
従来、反応性ホットメルト接着剤としては、ポリエステル系又はポリエーテル系ウレタンプレポリマーと低分子量キシレン樹脂からなるものが知られている(例えば、特許文献1)。
【0003】
【特許文献1】
特許第2651640号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この反応性ホットメルト接着剤は、塗布後の接着可能時間の長さ及び硬化後の弾性には優れるものの、初期接着力については、主として粘着性により初期接着力を発現させていること、及び硬化前後共に樹脂強度が弱いことから、歪みのある被着体(建設用部材等)の貼り合わせに対しては、完全硬化前に被着体の浮き、剥がれが起こることがあった。また、養生後接着体を切削加工する用途(建設用部材、衣料用部材の接着)に対しては、切削加工の際、刃に樹脂の融着が起こったり、切削加工までの養生時間を1週間以上要するため生産効率が悪い等の問題があった。
本発明の目的は、塗布後の接着可能時間の長さを維持し、固化後の樹脂強度を向上させることで、歪みのある被着体の浮き、剥がれの防止及び接着体の切削加工までの養生時間の大幅な短縮が可能となる反応性ホットメルト接着剤を提供することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記問題を解決すべく鋭意検討した結果、本発明に到達した。
すなわち、ポリイソシアネート(A)、ポリオール(B)、キシレン樹脂(C)、及びロジン類(D)を反応させて得られてなる反応性ホットメルト接着剤である。この場合において、該(C)、(D)が活性水素を含む場合、含まない場合をも含む。好ましくは(C)、(D)が活性水素を含む場合である。
【0006】
【発明の実施の形態】
本発明において、ポリイソシアネート(A)としては炭素数(NCO基中の炭素を除く、以下同様)6〜20の芳香族ポリイソシアネート、炭素数2〜18の脂肪族ポリイソシアネート、炭素数4〜15の脂環式ポリイソシアネート、炭素数8〜15の芳香脂肪族ポリイソシアネート、これらのポリイソシアネートの変性物及びこれらの2種類以上の混合物が含まれる。
芳香族ポリイソシアネートの具体例としては、1,3−及び/又は1,4−フェニレンジイソシアネート、2,4−及び/又は2,6−トリレンジイソシアネート(TDI)、粗製TDI、2,4’−及び/又は4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、4,4’−ジイソシアナトビフェニル、3,3’−ジメチル−4,4’−ジイソシアナトビフェニル、3,3’−ジメチル−4,4’−ジイソシアナトジフェニルメタン、粗製MDI、1,5−ナフチレンジイソシアネート、4,4’,4”−トリフェニルメタントリイソシアネート、m−及びp−イソシアナトフェニルスルホニルイソシアネート等が挙げられる。
【0007】
脂肪族ポリイソシアネートの具体例としては、エチレンジイソシアネート、テトラメ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(HDI)、ドデカメチレンジイソシアネート、1,6,11−ウンデカントリイソシアネート、2,2,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、リジンジイソシアネート、2,6−ジイソシアナトメチルカプロエート、ビス(2−イソシアナトエチル)フマレート、ビス(2−イソシアナトエチル)カーボネート、2−イソシアナトエチル−2,6−ジイソシアナトヘキサノエート等が挙げられる。
脂環式ポリイソシアネートの具体例としては、イソホロンジイソシアネート(IPDI)、ジシクロヘキシルメタン−4,4’−ジイソシアネート(水添MDI)、シクロヘキシレンジイソシアネート、メチルシクロヘキシレンジイソシアネート(水添TDI)、ビス(2−イソシアナトエチル)−4−シクロヘキセン−1,2−ジカルボキシレート、2,5−及び/又は2,6−ノルボルナンジイソシアネート等が挙げられる。
【0008】
芳香脂肪族ポリイソシアネートの具体例としては、m−及び/又はp−キシリレンジイソシアネート(XDI)、α,α,α’,α’−テトラメチルキシリレンジイソシアネート(TMXDI)等が挙げられる。
また、ポリイソシアネートの変性物には、変性MDI(ウレタン変性MDI、カルボジイミド変性MDI、トリヒドロカルビルホスフェート変性MDI)、ウレタン変性TDI、ビウレット変性HDI、イソシアヌレート変性HDI、イソシアヌレート変性IPDI等のポリイソシアネートの変性物;及びこれらの2種以上の混合物[例えば変性MDIとウレタン変性TDI(イソシアネート含有プレポリマー)との併用]が含まれる。
これらの内で好ましくは、HDI、IPDI、TDI、MDI、XDI及びTMXDIであり、特に好ましくは、HDI及びMDIである。
【0009】
ポリオール(B)は、下記(B1)〜(B3)から選ばれる1種又は2種以上のものが好ましい。
(B1):フェノール類若しくはアルコール類に、炭素数2〜4のアルキレンオキサイドを付加したもの
(B2):ジカルボン酸類と(B1)との縮合ポリエステルポリオール
(B3):(B1)及び/又は(B2)中でエチレン性不飽和単量体を重合させて得られてなる重合体ポリオール
これらの内で好ましくは(B1)及び(B2)であり、より好ましくは(B2)である。
【0010】
フェノール類(b11)の具体例としては、炭素数6〜30の2価フェノール類が使用でき、例えばカテコール、レゾルシノール、ハイドロキノン、ジヒドロキシメチルベンゼン、ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールS、ジヒドロキシジフェニルエーテル、ジヒドロキシジフェニルチオエーテル、ビナフトール、及びこれらのアルキル(炭素数1〜10)又はハロゲン置換体等が挙げられる。好ましくは、ビスフェノールA、ビスフェノールFである。
【0011】
アルコール類(b12)の具体例としては、炭素数2〜20の2価以上のアルコールが好ましく、例えば2価アルコール類(エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、1,6−ヘキサンジオール、1,8−オクタメチレンジオール、アルキルジアルカノールアミン等)、環状基を有する低分子ジオール類[1,4−ビス(ヒドロキシメチル)シクロヘキサン、m−及びp−キシリレングリコール、1,4−ビス(2−ヒドロキシエトキシ)ベンゼン、1,4−ビス(α−ヒドロキシイソプロピル)ベンゼン、2,2−ビス(4−ヒドロキシエトキシフェニル)プロパン等]、3価アルコール類(グリセリン、トリメチロールプロパン、ヘキサントリオール等)、四官能以上の多価アルコール類(ソルビトール、シュ−クローズ等)が挙げられる。より好ましくは、2価アルコール類及び3価アルコール類である。
【0012】
アルキレンオキサイド(b13)としては、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、1,2−、1,3−、2,3−、若しくは1,4−ブチレンオキサイド等の炭素数2〜4のアルキレンオキサイド及びこれらの2種以上の併用系[ブロック付加(チップ型、バランス型、活性セカンダリ―型等)、ランダム付加又はこれらの混合系]が挙げられる。これらの内で好ましくはエチレンオキサイド及びプロピレンオキサイドである。
(b13)の付加モル数は好ましくは1〜100モル、より好ましくは2〜50モルである。
上記アルキレンオキサイドの付加は、公知の方法で行うことができ、無触媒で、又は触媒(アルカリ触媒、アミン触媒、酸性触媒)の存在下で(特に付加の後半の段階で)、常圧又は加圧下に1段階又は多段階で行なわれる。
【0013】
縮合ポリエステルポリオールを構成するジカルボン酸類(b14)としては、炭素数2〜20のジカルボン酸が好ましく、例えば、脂肪族ジカルボン酸、芳香族ジカルボン酸及び脂環式ジカルボン酸等が用いられる。
脂肪族ジカルボン酸としては、例えば、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、メチルコハク酸、ジメチルマロン酸、β−メチルグルタル酸、エチルコハク酸、イソプロピルマロン酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ウンデカンジ酸、ドデカンジ酸、トリデカンジ酸、テトラデカンジ酸及びイコサンジ酸等が挙げられる。
【0014】
芳香族ジカルボン酸としては、例えば、テレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、フェニルマロン酸、ホモフタル酸、フェニルコハク酸、β−フェニルグルタル酸、α−フェニルアジピン酸、β−フェニルアジピン酸、ビフェニル−2,2’−ジカルボン酸、ビフェニル−4,4’−ジカルボン酸、ナフタレンジカルボン酸等が挙げられる。
脂環式ジカルボン酸としては、例えば、1,3−シクロペンタンジカルボン酸、1,2−シクロペンタンジカルボン酸、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸、1,2−シクロヘキサンジカルボン酸、1,4−シクロヘキサンジ酢酸、1,3−シクロヘキサンジ酢酸、1,2−シクロヘキサンジ酢酸等が挙げられる。
これらの内、好ましくは、脂肪族ジカルボン酸及び芳香族ジカルボン酸であり、さらに好ましくは、コハク酸、アジピン酸、テレフタル酸、フタル酸である。
【0015】
(B1)とジカルボン酸類(b14)とのモル比は好ましくは、101/100〜2/1であり、より好ましくは、51/50〜3/2である。エステル化反応は、無触媒でも、エステル化触媒を使用しても良い。エステル化触媒としては、リン酸等のプロトン酸、アルカリ金属、アルカリ土類金属、遷移金属、2B金属、4B金属及び5B金属の炭素数2〜4の有機カルボン酸塩、炭酸塩、硫酸塩、リン酸塩、酸化物、塩化物、水酸化物、アルコキシド等が挙げられる。これらの内で三酸化アンチモン、モノブチルスズオキシド、テトラブチルチタネート、テトラブチルジルコネート、酢酸ジルコニル、酢酸亜鉛等が生成物の色調の観点から好ましい。エステル化触媒の使用量は、所望の分子量が得られる量であれば特に制限はないが、反応性及び色調の観点から、(B1)とジカルボン酸類(b14)の合計量に対して、0.005〜5質量%が好ましく、より好ましくは0.1〜1.0質量%である。
本エステル化反応は窒素等不活性ガス存在下又は減圧下(例えば133Pa以下)に行われる。また、反応を促進するため、有機溶剤を加えて還流することもできる。反応終了後は有機溶剤を除去する。なお、有機溶剤としては、水酸基のような活性水素を有していなければ特に制限はなく、例えば、トルエン、キシレン等の炭化水素系溶剤;メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン系溶剤;酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル系溶剤が挙げられる。
反応温度は通常120〜250℃、好ましくは150〜230℃である。反応時間は通常1〜40時間、好ましくは3〜24時間である。
反応の終点は酸価(AV)で測定できる。終点の酸価は好ましくは3以下、より好ましくは2以下である。得られる縮合ポリエステルポリオールの数平均分子量は好ましくは500〜20,000であり、より好ましくは800〜10,000である。数平均分子量はゲルパーミエーションクロマトグラフィー法(GPC法)で測定した値である。
【0016】
ゲルパーミエーションクロマトグラフィー法(GPC法)による数平均分子量の測定は以下の条件で行うことができる。
溶 媒 :テトラヒドロフラン
基準物質 :ポリエチレングリコール(PEG)
サンプル濃度:0.25wt/vol%
カラム温度 :23℃
【0017】
重合体ポリオール(B3)としては、前述の各ポリオール中でエチレン性不飽和単量体を重合して得られる重合体ポリオール等があげられる。
上記エチレン性不飽和単量体としては、例えば、炭素数3〜30のα−オレフィン(ヘキセン、オクテン、デセン、ドデセン、テトラデセン、ヘキサデセン、オクタデセン、アイコセン、ヘンアイコセン、ドコセン、トリコセン、テトラコセン、ペンタコセン、ヘキサコセン等)、炭素数8〜15の芳香族炭化水素単量体類(スチレン、α−メチルスチレン等)、不飽和ニトリル類[(メタ)アクリロニトリル等]、(メタ)アクリル酸エステル類{(メタ)アクリル酸アルキルエステル(アルキル基の炭素数が1〜30)[メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、ノニル(メタ)アクリレート、デシル(メタ)アクリレート,ウンデシル(メタ)アクリレート、ドデシル(メタ)アクリレート、トリデシル(メタ)アクリレート、テトラデシル(メタ)アクリレート、ペンタデシル(メタ)アクリレート、ヘキサデシル(メタ)アクリレート、オクタデシル(メタ)アクリレート、エイコシル(メタ)アクリレート、ドコシル(メタ)アクリレート等]、(メタ)アクリル酸ヒドロキシアルキルエステル[ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート等]}、エチレン性不飽和カルボン酸及びその誘導体[(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリルアミド等]、脂肪族炭化水素単量体(エチレン、プロピレン等)、フッ素含有ビニル単量体[パーフルオロオクチルエチル(メタ)アクリレート等]、窒素含有ビニル単量体(ジアミノエチルメタクリレート、モルホリノエチルメタクリレート等)、グリシジル(メタ)アクリレ−ト等があげられる。
【0018】
重合体ポリオールを構成するエチレン性不飽和単量体の含量は、重合体ポリオール中に対して好ましくは0.1〜90重量%で、より好ましくは、5〜80重量%である。
重合体ポリオールの平均官能基数は、好ましくは2〜8であり、より好ましくは2〜4である。
重合体ポリオールの数平均分子量は好ましくは300〜30,000であり、より好ましくは500〜20,000である。数平均分子量はゲルパーミエーションクロマトグラフィー法(GPC法)で測定した値である。
【0019】
重合体ポリオールの製造法としては、例えば、ポリオール中でエチレン性不飽和単量体を重合開始剤(ラジカル発生剤等)の存在下に重合させる方法(特公昭39−24737号、特公昭47−47999号、特開昭50−15894号公報等)が挙げられる。
【0020】
キシレン樹脂(C)としては、例えば、キシレンとホルムアルデヒドの反応物や、メシチレンとホルムアルデヒドの反応物、キシレンとフェノールとホルムアルデヒドの反応物が挙げられる。活性水素を含むキシレン樹脂は(A)と反応し、ウレタンプレポリマーを形成することができるので好ましい。活性水素の量は好ましくは、1分子中に1〜10個である。
キシレン樹脂は、例えばフドー(株)より、「ニカノール KL−05」、「ニカノール K−100」等の商品名で入手できる。数平均分子量は、好ましくは200〜20,000であり、より好ましくは300〜10,000である。数平均分子量はGPC法による値である。
【0021】
ロジン類(D)としては、例えば、ウッドロジン、ガムロジン、水素添加ロジン、不均化ロジン、トール油ロジン、及びウッド系重合ロジン、ガム系重合ロジン、トール油系重合ロジン等の重合ロジン、及びこれらの混合物等が挙げられる。また、該ロジン類として、水酸基を有するロジン類を用いることもできる。例えば、ロジン骨格を有するポリエステルポリオール、またはポリエーテルポリオールがあり、これらは、ポリエステルの酸成分としてロジン類を使用し、ポリオールと反応させて得るか、分子中にグリシジル基を有する化合物とロジン類を反応させて得ることができる。水酸基の量は好ましくは、1分子中に1〜5個である。
上記のロジン類は、(A)と反応し、ウレタンプレポリマーを形成できるので好ましい。数平均分子量は、好ましくは300〜15,000であり、より好ましくは、500〜5,000である。数平均分子量はGPC法による値である。
【0022】
該(B)、(C)、(D)の合計のOH/(A)のNCO(イソシアネート)の当量比は、好ましくは1/1.01〜1/5、より好ましくは1/1.2〜1/4、特に好ましくは1/1.5〜1/3である。(A)を過剰にすることによりNCO末端のウレタンプレポリマーとなりホットメルト接着剤として使用したときに反応性を有する。
【0023】
上記の(B)、(C)、(D)の各々の配合割合は、(B)、(C)、(D)の合計に対して、好ましくは(B)が20〜90重量%、(C)が5〜40重量%、(D)が5〜40重量%である。(B)が90重量%以下の場合、得られる接着剤の熱安定性が良好であり、20重量%以上であると、得られる接着剤の硬化後の接着力が低下するという問題がない。(C)が40重量%以下の場合、得られる接着剤の固化速度が速く、5重量%以上であると、得られる接着剤の耐水性が低下するという問題がない。(D)が40重量%以下の場合、得られる接着剤が高粘度にならず、5重量%以上であると、得られる接着剤の初期接着力が低下するという問題がない。
ウレタンプレポリマーの製法は、特に限定されず通常の方法で製造することができ、(C)及び/又は(D)が活性水素を含まない場合は、(A)と(B)の反応の前後途中で混合してもよいが、活性水素を含む場合は、具体的には、下記の2種類の方法が例示できる。
(i);(A)と(B)、(A)と(C)、及び(A)と(D)をそれぞれ個別に反応させた後、混練し製造する方法。
(ii);(B)、(C)、(D)の混合物と(A)を反応させ製造する方法。
上記方法のうち、製造プロセスの簡便性及び得られる接着剤の熱安定性の観点から(ii)で行うことが好ましい。
【0024】
ウレタンプレポリマーを製造する際には、ウレタン化触媒を使用しても良く、ウレタン化触媒としては、従来からポリウレタン製造に使用されているものが使用できる。
金属触媒、例えば錫系触媒[トリメチルチンラウレート、トリメチルチンヒドロキサイド、ジメチルチンジラウレート、ジブチルチンジアセテート、ジブチルチンジラウレート、スタナスオクトエート、ジブチルチンマレエート等]、鉛系触媒[オレイン酸鉛、2−エチルヘキサン酸鉛、ナフテン酸鉛、オクテン酸鉛等]、その他の金属触媒[ナフテン酸コバルト等のナフテン酸金属塩、フェニル水銀プロピオン酸塩等];及びアミン系触媒例えばトリエチレンジアミン、テトラメチルエチレンジアミン、テトラメチルヘキシレンジアミン、ジアザビシクロアルケン類[1,8−ジアザビシクロ[5,4,0]ウンデセン−7〔DBU(サンアプロ社製,登録商標)〕等];ジアルキルアミノアルキルアミン類[ジメチルアミノエチルアミン、ジメチルアミノプロピルアミン、ジエチルアミノプロピルアミン、ジブチルアミノエチルアミン、ジメチルアミノオクチルアミン、ジプロピルアミノプロピルアミン等]又は複素環式アミノアルキルアミン類[2−(1−アジリジニル)エチルアミン,4−(1−ピペリジニル)−2−ヘキシルアミン等]の炭酸塩及び有機酸塩(ギ酸塩等)等;N−メチルモルホリン、N−エチルモルホリン、トリエチルアミン、ジエチルエタノールアミン、ジメチルエタノールアミン等;及びこれらの2種以上の併用系が挙げられる。
【0025】
ウレタン化触媒の使用量は、(A)〜(D)の合計質量を基準として、好ましくは1重量%以下、より好ましくは0.05重量%以下、特に好ましくは0.01重量%以下である。1重量%以下であると最終的に得られる接着剤の熱安定性を損なうことがない。
反応条件としては例えば(A)〜(D)及びウレタン化触媒を温度制御機能を備えた反応槽に仕込み、30〜1,000分間にわたって好ましくは50〜200℃の温度で連続的に反応させる方法や、(A)〜(D)及びウレタン化触媒を2軸エクスクルーダーに流し込み、好ましくは100〜220℃の温度で連続的に反応させる方法等がある。
得られる(A)〜(D)からなるウレタンプレポリマー中のイソシアネート基の含有量は、好ましくは0.2〜10重量%であり、より好ましくは0.5〜5.0重量%である。0.2重量%以上であると耐熱性が良好となり、10重量%以下であると加熱溶融時の熱安定性が良好となる。
【0026】
本発明のホットメルト接着剤は、製造工程あるいは製造後の任意の段階において、初期接着力を向上させる目的で水酸基を含有しない粘着付与樹脂(E)を含有させることができる。
(E)としては、一般的にホットメルト接着剤に使用されているものが使用でき、例えば、石油樹脂、スチレン系樹脂、テルペン系樹脂及びクマロン系樹脂等が挙げられる。これらの樹脂の数平均分子量は特に制約はないが、好ましくは200以上、15,000以下であり、より好ましくは300以上、5,000以下である。
石油樹脂としては、脂肪族石油樹脂(イソブチレン、ブタジエン、1,3−ペンタジエン、イソプレン、ピペリジン等のC4〜C5モノ又はジオレフィンを主成分とする重合体等)、脂環式石油樹脂(スペントC4〜C5留分中のジエン成分を環化2量体化重合させた樹脂、芳香族炭化水素樹脂を水添した樹脂等)、芳香族石油樹脂(ビニルトルエン、インデン、α−メチルスチレン等のC9〜C10のビニル芳香族炭化水素を主成分とした重合体等)、脂肪族−芳香族共重合体等の石油樹脂及びこれらの水添物等が挙げられる。
【0027】
(E)の環球法軟化点(測定法:JAI−7−1991に準拠)は、接着剤の使用温度によって選定されるが、好ましくは30〜160℃、より好ましくは60〜140℃である。
常温で液状のものを単独で使用すると凝集力が低下しすぎる場合があるが、常温固体のものと併用することで使用できる。
(E)の添加量は、本発明のホットメルト接着剤全体に対し、好ましくは0〜70質量%であり、より好ましくは5〜60質量%であり、特に好ましくは10〜50質量%である。添加量が70質量%を超えると接着強度が不足する。
【0028】
本発明のホットメルト接着剤は、製造工程あるいは製造後の任意の段階において、低粘度化、粘着力及び固化速度等を調整する目的で軟化剤を添加することができる。
軟化剤としては、プロセスオイル、可塑剤、液状樹脂、ワックス等が挙げられる。これらは、単独でも2種以上を併用しても良い。軟化剤は常温で液体であるか、固体であり、
使用時に溶融し、ホットメルト接着剤の溶融粘度を低下させたり、可塑化し粘着力を付与させたり、固化速度を遅延又は促進するもののことである。
プロセスオイルとしては、動粘度(100℃)が1〜100mm2/sのものが挙げられ、例えばパラフィン系オイル、ナフテン系オイル、アロマ系オイル等が挙げられる。
可塑剤としては、重量平均分子量が100〜5,000のものが挙げられ、例えばフタル酸エステル、安息香酸エステル、リン酸エステル、脂肪族グリコールポリエステル、トルエンスルホンアミド等が挙げられる。
液状樹脂としては、重量平均分子量が200〜10,000のものが挙げられ、例えば液状ポリブテン、液状ポリブタジエン、液状ポリイソプレン及びこれらの水添物が挙げられる。
ワックスとしては、重量平均分子量が100〜10,000のものが挙げられ、例えばパラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、フィッシャートロプッシュワックス、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス及びこれらを酸化分解して得られる酸化ワックス、並びに(無水)マレイン酸、フマル酸、(メタ)アクリル酸等の不飽和カルボン酸(無水物)をグラフト変性した酸変性ワックス等が挙げられる。
【0029】
さらに本発明の反応性ホットメルト接着剤は、製造工程あるいは製造後の任意の段階において、種々の目的及び用途に応じ、該組成物の特性を阻害しない範囲で他の樹脂用添加剤を任意に添加することができる。
該添加剤としては、顔料(例えば、酸化チタン、カーボンブラック等)、染料、充填剤(例えば、タルク、マイカ、炭酸カルシウム等)、核剤(例えば、ソルビトール、ホスフェート金属塩、安息香酸金属塩、リン酸金属塩等)、滑剤(例えば、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸ブチル、オレイン酸アミド等)、離型剤(例えば、カルボキシル変性シリコーンオイル、ヒドロキシル変性シリコーンオイル等)、酸化防止剤(例えば、フェノール系酸化防止剤、ホスファイト系酸化防止剤、チオエーテル系酸化防止剤、アミン系酸化防止剤等)、光安定剤(例えば、ベンゾトリアゾール、ヒンダードアミン、ベンゾエート等)、ベンゾトリアゾール等)及び難燃剤(例えば、ハロゲン系難燃剤、リン系難燃剤、アンチモン系難燃剤、金属水酸化物系難燃剤等)等が挙げられる。
【0030】
上記(B)〜(D)と(A)との反応に際しては、ウレタン化触媒、溶剤の他に、軟化剤、顔料、染料、充填剤、核剤、滑剤、離型剤、酸化防止剤、光安定剤及び難燃剤等を含有させても良い。
本発明のホットメルト接着剤の製造に当たっては、該接着剤の構成成分を加熱、溶融、混練が可能なもので有ればよく、通常のホットメルト製造設備が使用できる。
例えば、一軸又は二軸押出機、シグマブレードミキサー、リボンブレンダー、バタフライミキサー、ニーダー等が挙げられる。
混合温度は好ましくは60〜250℃、より好ましくは80〜200℃であり、樹脂劣化を防ぐための窒素ガス等の不活性ガス雰囲気中で行うことが好ましい。
【0031】
このようにして得られた本発明の接着剤は、適宜、ブロック、ペレット、粉体、シートまたはフィルム等所望の形状に成形され、ホットメルト接着剤として使用することができる。
本発明のホットメルト接着剤の使用方法としては特に限定されないが、例えば、該接着剤がブロック又はペレットの形状の場合には、該接着剤を溶融させた後、貼り合わせようとする基材に塗布して使用される。
【0032】
塗布に用いる装置としては、通常のホットメルト接着剤用のアプリケーター、[例えば、加熱可能な溶融槽を有するロールコーター(グラビアロール、リバースロール等)、カーテンコーター、ビード、スパイラル、スプレー、スロット]及び押出機[例えば、単軸押出機、二軸押出機、ニーダールーダー等]等である。
前者のような装置の場合、被着体の一方又は両方に接着剤を塗布し、冷却固化する前に貼り合わせるか、冷却固化後、被着体を合わせ、再度加熱し貼り合わせる。貼り合わせる際には加圧する方がよく、冷却固化後、圧力を解除することができる。
後者のような装置の場合、被着体の一方又は両方に押出し、冷却固化後、被着体を合わせ、再度加熱し貼り合わせる。貼り合わせる際には加圧する方がよく、冷却固化後、圧力を解除することができる。
また、被着体の間に共押出しし、貼り合わせを同時に行うことができる。
【0033】
該接着剤が粉体の場合、被着体に散布後、加熱し貼り合わせて使用される。加熱温度は特に制約はないが、融点(又は軟化点)より10〜20℃以上高い温度である方がよい。貼り合わせる際には加圧する方がよく、冷却固化後、圧力を解除することができる。加圧する圧力は充分な密着力が得られる限り特に制約はなく、好ましくは10kPa〜5MPaである。粉体の目付量は所望の接着力が得られる限り特に制約はないが、好ましくは10〜500g/m2である。
該接着剤がシート又はフィルムの場合には、該接着剤を貼り合わせようとする基材同士の間に挟み込み、加熱溶融させて貼り合わせるか、一方又は両方に載せ、加熱溶融させ、冷却固化前に貼り合わせるか、冷却固化後、被着体を合わせ、再度加熱し貼り合わせる。加熱溶融時の加熱温度は特に制約はないが、融点(又は軟化点)より10〜20℃以上高い温度である方がよく、再度加熱する際の加熱温度は特に制約はないが、融点(又は軟化点)より10〜20℃以上高い温度である方がよい。また、貼り合わせる際には加圧する方がよく、冷却固化後、圧力を解除することができる。加圧する圧力は所望の接着力が得られる限り特に制約はなく、好ましくは10kPa〜5MPaである。
シート又はフィルムの大きさは特に制限はなく所望の面積を有するものであればよい。 シート又はフィルムの厚みは特に制限はないが、好ましくは10〜500μmであり、より好ましくは30〜300μmである。
【0034】
本発明のホットメルト接着剤の用途は特に限定されないが、例えば、木材、合成木材、木製化粧板、各種プラスチック成形品(成形体、フィルム、シート)、各種プラスチックフォーム(ポリウレタンフォーム、ポリオレフィンフォーム)、繊維製品(天然繊維、合成繊維、不織布等)、紙、天然若しくは合成皮革等の同種又は異種材料の接着に用いることができる。
具体的には、建設用部材(パネル、ボード、クロス等)の接着、衣料用部材(繊維、フィルム等)の接着等に好適に使用できるが、これらに限定されるものではない。
【0035】
【実施例】
以下、実施例により本発明を更に説明するが、本発明はこれに限定するものではない。実施例中の「部」は重量部、「%」は重量%を示す。
【0036】
(ポリエステルポリオール組成物の製造)
製造例1
温度計制御装置、還流脱水装置及び撹拌装置を備えたセパラブルフラスコにアジピン酸 310.1部、「ニューポール BPE−20」(三洋化成工業社製;ビスフェノールAエチレンオキサイド付加物、水酸基価=343.0) 766.3部を仕込み、原料が溶融して撹拌できるようになってから撹拌を開始して、150℃から230℃まで8時間かけて徐々に昇温させた、230℃で4時間反応させた後、133Pa以下の減圧下で更に4時間反応させ、その結果、酸価=0.9、水酸基価=31.9、Mn=3,400のポリエステルポリオール[B2−1]を得た。
【0037】
製造例2
実施例1と同様な装置を備えたセパラブルフラスコに「サンニックス GP−4000」(三洋化成工業社製;グリセリンプロピレンオキサイド付加物、水酸基価=42.0)500.0部を仕込み、昇温して100℃とし、エチルメタアクリレート 223.0部、ヒドロキシエチルメタアクリレート 6.0部、スチレン 271.0部及び2,2’−アゾビスイソブチロニトリル(AIBN)10.0部の混合物を1時間かけて滴下した。その後、AIBN 5.0部を仕込み、100℃で2時間かけて熟成し重合体ポリオール[B3−1](ポリマー含量:50%、23℃粘度:5,000mPa・s)を得た。
【0038】
(以下の実施例で使用する略記号の説明)
[B1−1]:「ニューポール BPE−100」(三洋化成工業社製;ビスフェノールAエチレンオキサイド付加物、水酸基価=168.0)
[C−1]:「ニカノール KL−05」(フドー社製;キシレン樹脂、水酸基価=6.3、Mn=4,500)
[C−2]:「ニカノール K−100」(フドー社製;キシレン樹脂、水酸基価=89.0、Mn=1,300)
[D−1]:「パインクリスタル D−6011」(荒川化学工業社製;ロジン含有ポリオール、水酸基価=118.4、Mn=950)
[D−2]:「パインクリスタル KE−359」(荒川化学工業社製;ロジンエステル、水酸基価=42.8、Mn=2,600)
[E−1]:「クリアロン P−85」(ヤスハラケミカル社製;水素化テルペン樹脂、水酸基価=0、Mn=630)
【0039】
実施例1
温度制御装置、撹拌装置付きのセパラブルフラスコに[B1−1] 50.0部、[C−1] 25.0部及び[D−1] 25.0部を仕込み、120℃で溶解後、減圧脱水(120℃、133Pa、1時間)した。窒素雰囲気下、MDI 51.3部を投入し、80℃で4時間熟成後取り出し、本発明のホットメルト接着剤(NCO%:5.16%、120℃溶融粘度:8,000mPa・s)を得た。
【0040】
実施例2〜8
表1に示されるような(A)〜(E)の組み合わせ及び重量部で、それぞれ実施例1と同様の操作を行い、本発明のホットメルト接着剤をそれぞれ得た。
【0041】
比較例1〜4
表1に示されるような(A)〜(D)の組み合わせ及び重量部で、それぞれ実施例1と同様の操作を行い、比較のホットメルト接着剤をそれぞれ得た。
【0042】
【表1】

Figure 2004307658
【0043】
<試料の評価>
1)溶融粘度;120℃下で試料を15分温調した後、同温度でB型粘度計を用いて測定した。
2)塗布後の接着可能時間;本発明のホットメルト接着剤及び比較のホットメルト接着剤を各々、温度120℃で溶融し、23℃雰囲気下で、カーテンスプレー塗工機を用いて(ホットエアー圧力1.5kg/cm2、ホットエアー温度140℃、ガンヘッド温度130℃、ガンヘッドと被着体との距離10cm)、塗布量100g/m2でMDF(ミディアムデンシティファイバーボード)上に塗布し、表面の粘着が消失する(手触りにて評価)までの時間を測定した。
3)初期接着力;2)と同様にしてMDF(ミディアムデンシティファイバーボード)(長さ10cm、幅10cm、厚さ1cm)上に塗布し、2分後、木製薄板(長さ10cm、幅10cm、厚さ0.5mm、形状に多少の波打ちが有るもの)を合わせ、23℃雰囲気下、プレス圧5kgf/cm2、プレス時間2分の条件で貼り合わせた。その後、プレスを解き、23℃、50%RH雰囲気下で5時間放置し、接着体の状態を観察して、下記基準で評価した。
Figure 2004307658
4)硬化後接着力;3)と同様にして貼り合わせ、23℃、50%RHの恒温恒湿槽中で1週間放置した後、180°剥離強度を測定した。この時、破壊状態も同時に観察した。
上記の硬化後接着力は、JIS K6854−1999に準じオートグラフを用いて、引張速度100mm/minの条件で測定した。
5)接着体の加工性;3)と同様にして貼り合わせ、23℃、50%RHの恒温恒湿槽中で1日放置した。接着体を鋸を用いて切り出し、切り出し時の様子を観察し下記基準で評価した。
Figure 2004307658
6)熱安定性;本発明のホットメルト接着剤及び比較のホットメルト接着剤を空気雰囲気下、温度120℃の恒温器に8時間放置し、粘度変化(試験後/初期の粘度比で表示)を測定し、熱安定性とした。数値が1に近いほど熱安定性が良好であることを示す。
以上の結果を表2に示した。
【0044】
【表2】
Figure 2004307658
※1 (I):木製薄板の材料破壊、(II):接着剤層の凝集破壊
※2 塗布後の接着可能時間が短いため、評価条件
(MDFに塗布し、2分後木製薄板を合わせる)では接着不可
【0045】
【発明の効果】
以上から明らかなように、本発明の反応性ホットメルト接着剤は、下記の効果を奏する。従来のポリエステル系又はポリエーテル系ウレタンプレポリマーと低分子量キシレン樹脂からなる反応性ホットメルト接着剤に比べ、歪みのある被着体の接着後の浮き、剥がれの防止、及び接着体の切削加工までの養生時間の短縮が可能となる[0001]
[Industrial applications]
The present invention relates to a reactive hot melt adhesive. More specifically, the present invention relates to a hot melt adhesive suitably used for manufacturing construction members (panels, boards, cloths, etc.) and clothing members (fibers, films, etc.).
[0002]
[Prior art]
The hot melt adhesive is a solid and solventless type, and is easy to use and useful because it can be used only with an operation of heating. In addition, reactive hot melt adhesives have attracted attention in recent years as those having further improved heat resistance and adhesiveness.
BACKGROUND ART Conventionally, as a reactive hot melt adhesive, one comprising a polyester-based or polyether-based urethane prepolymer and a low-molecular-weight xylene resin has been known (for example, Patent Document 1).
[0003]
[Patent Document 1]
Japanese Patent No. 2651640
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, although this reactive hot melt adhesive is excellent in the length of bondable time after application and the elasticity after curing, the initial adhesive strength is that the initial adhesive strength is mainly expressed by tackiness. Also, since the resin strength is low before and after curing, when the adherend having a distortion (such as a construction member) is bonded, the adherend may float or peel off before complete curing. In addition, for applications in which the bonded body is cut after curing (adhesion of construction members and clothing members), during cutting, resin fusion occurs on the blades, and the curing time until cutting is reduced by 1 hour. There were problems such as poor production efficiency because it took more than a week.
An object of the present invention is to maintain the length of time that can be adhered after coating and to improve the resin strength after solidification, thereby lifting the adherend having distortion, preventing peeling, and cutting the adhesive. An object of the present invention is to provide a reactive hot melt adhesive capable of significantly shortening the curing time.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
The present inventors have made intensive studies to solve the above-mentioned problems, and as a result, have reached the present invention.
That is, it is a reactive hot melt adhesive obtained by reacting a polyisocyanate (A), a polyol (B), a xylene resin (C), and a rosin (D). In this case, (C) and (D) include cases where active hydrogen is contained and cases where they are not contained. Preferably, (C) and (D) contain active hydrogen.
[0006]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
In the present invention, as the polyisocyanate (A), an aromatic polyisocyanate having 6 to 20 carbon atoms (excluding the carbon in the NCO group, the same applies hereinafter), an aliphatic polyisocyanate having 2 to 18 carbon atoms, and a 4 to 15 carbon atoms Alicyclic polyisocyanates, araliphatic polyisocyanates having 8 to 15 carbon atoms, modified products of these polyisocyanates, and mixtures of two or more thereof.
Specific examples of the aromatic polyisocyanate include 1,3- and / or 1,4-phenylene diisocyanate, 2,4- and / or 2,6-tolylene diisocyanate (TDI), crude TDI, and 2,4′- And / or 4,4′-diphenylmethane diisocyanate (MDI), 4,4′-diisocyanatobiphenyl, 3,3′-dimethyl-4,4′-diisocyanatobiphenyl, 3,3′-dimethyl-4, 4'-diisocyanatodiphenylmethane, crude MDI, 1,5-naphthylene diisocyanate, 4,4 ', 4 "-triphenylmethane triisocyanate, m- and p-isocyanatophenylsulfonyl isocyanate, and the like.
[0007]
Specific examples of the aliphatic polyisocyanate include ethylene diisocyanate, tetramethylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate (HDI), dodecamethylene diisocyanate, 1,6,11-undecane triisocyanate, 2,2,4-trimethylhexamethylene diisocyanate, lysine Diisocyanate, 2,6-diisocyanatomethylcaproate, bis (2-isocyanatoethyl) fumarate, bis (2-isocyanatoethyl) carbonate, 2-isocyanatoethyl-2,6-diisocyanatohexanoate, etc. Is mentioned.
Specific examples of the alicyclic polyisocyanate include isophorone diisocyanate (IPDI), dicyclohexylmethane-4,4′-diisocyanate (hydrogenated MDI), cyclohexylene diisocyanate, methylcyclohexylene diisocyanate (hydrogenated TDI), bis (2- (Isocyanatoethyl) -4-cyclohexene-1,2-dicarboxylate, 2,5- and / or 2,6-norbornane diisocyanate.
[0008]
Specific examples of the araliphatic polyisocyanate include m- and / or p-xylylene diisocyanate (XDI), α, α, α ′, α′-tetramethylxylylene diisocyanate (TMXDI).
Examples of the modified polyisocyanate include polyisocyanates such as modified MDI (urethane-modified MDI, carbodiimide-modified MDI, trihydrocarbyl phosphate-modified MDI), urethane-modified TDI, biuret-modified HDI, isocyanurate-modified HDI, and isocyanurate-modified IPDI. A modified product; and a mixture of two or more of these (for example, a combination of modified MDI and urethane-modified TDI (isocyanate-containing prepolymer)).
Of these, HDI, IPDI, TDI, MDI, XDI and TMXDI are preferred, and HDI and MDI are particularly preferred.
[0009]
The polyol (B) is preferably one or more selected from the following (B1) to (B3).
(B1): a product obtained by adding an alkylene oxide having 2 to 4 carbon atoms to phenols or alcohols.
(B2): Condensed polyester polyol of dicarboxylic acid and (B1)
(B3): a polymer polyol obtained by polymerizing an ethylenically unsaturated monomer in (B1) and / or (B2)
Of these, (B1) and (B2) are preferred, and (B2) is more preferred.
[0010]
Specific examples of the phenols (b11) include dihydric phenols having 6 to 30 carbon atoms, such as catechol, resorcinol, hydroquinone, dihydroxymethylbenzene, bisphenol A, bisphenol F, bisphenol S, dihydroxydiphenyl ether, and dihydroxydiphenyl. Examples thereof include thioether, binaphthol, and alkyl (1 to 10 carbon atoms) or halogen-substituted products thereof. Preferably, bisphenol A and bisphenol F are used.
[0011]
As specific examples of the alcohols (b12), dihydric or higher alcohols having 2 to 20 carbon atoms are preferable. For example, dihydric alcohols (ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, dipropylene glycol, 1,4-butanediol, Neopentyl glycol, 1,6-hexanediol, 1,8-octamethylenediol, alkyl dialkanolamine, etc.), low molecular weight diols having a cyclic group [1,4-bis (hydroxymethyl) cyclohexane, m- and p -Xylylene glycol, 1,4-bis (2-hydroxyethoxy) benzene, 1,4-bis (α-hydroxyisopropyl) benzene, 2,2-bis (4-hydroxyethoxyphenyl) propane, etc.], trihydric alcohol (Glycerin, trimethylolpropane) Hexanetriol, etc.), tetrafunctional or higher polyhydric alcohols (sorbitol, shoe - closed, etc.). More preferred are dihydric alcohols and trihydric alcohols.
[0012]
Examples of the alkylene oxide (b13) include alkylene oxides having 2 to 4 carbon atoms such as ethylene oxide, propylene oxide, 1,2-, 1,3-, 2,3- or 1,4-butylene oxide; More than one kind of combination system [block addition (chip type, balance type, active secondary type, etc.), random addition or a mixture thereof]. Of these, ethylene oxide and propylene oxide are preferred.
The number of moles of (b13) added is preferably 1 to 100 mol, more preferably 2 to 50 mol.
The addition of the alkylene oxide can be carried out by a known method, and can be carried out at normal pressure or under pressure without a catalyst or in the presence of a catalyst (alkali catalyst, amine catalyst, acidic catalyst) (particularly in the latter half of the addition). It is carried out in one or more stages under pressure.
[0013]
As the dicarboxylic acids (b14) constituting the condensed polyester polyol, dicarboxylic acids having 2 to 20 carbon atoms are preferable. For example, aliphatic dicarboxylic acids, aromatic dicarboxylic acids, and alicyclic dicarboxylic acids are used.
Examples of the aliphatic dicarboxylic acid include oxalic acid, malonic acid, succinic acid, glutaric acid, methyl succinic acid, dimethyl malonic acid, β-methylglutaric acid, ethyl succinic acid, isopropyl malonic acid, adipic acid, pimelic acid, suberic acid, Azelaic acid, sebacic acid, undecandioic acid, dodecandioic acid, tridecandioic acid, tetradecandioic acid, and icosandioic acid.
[0014]
Examples of the aromatic dicarboxylic acid include terephthalic acid, isophthalic acid, phthalic acid, phenylmalonic acid, homophthalic acid, phenylsuccinic acid, β-phenylglutaric acid, α-phenyladipic acid, β-phenyladipic acid, and biphenyl-2. , 2'-dicarboxylic acid, biphenyl-4,4'-dicarboxylic acid, naphthalenedicarboxylic acid and the like.
Examples of the alicyclic dicarboxylic acid include 1,3-cyclopentanedicarboxylic acid, 1,2-cyclopentanedicarboxylic acid, 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid, 1,2-cyclohexanedicarboxylic acid, and 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid. Acetic acid, 1,3-cyclohexanediacetic acid, 1,2-cyclohexanediacetic acid and the like can be mentioned.
Of these, preferred are aliphatic dicarboxylic acids and aromatic dicarboxylic acids, and more preferred are succinic acid, adipic acid, terephthalic acid and phthalic acid.
[0015]
The molar ratio of (B1) to the dicarboxylic acids (b14) is preferably from 101/100 to 2/1, more preferably from 51/50 to 3/2. The esterification reaction may be performed without a catalyst or using an esterification catalyst. Examples of the esterification catalyst include protonic acids such as phosphoric acid, alkali metals, alkaline earth metals, transition metals, 2B metals, 4B metals, and 5B metals having 2 to 4 carbon atoms, such as organic carboxylate, carbonate, and sulfate. Examples include phosphates, oxides, chlorides, hydroxides, alkoxides and the like. Among these, antimony trioxide, monobutyltin oxide, tetrabutyl titanate, tetrabutyl zirconate, zirconyl acetate, zinc acetate and the like are preferable from the viewpoint of the color tone of the product. The amount of the esterification catalyst to be used is not particularly limited as long as the desired molecular weight can be obtained. However, from the viewpoint of reactivity and color tone, the amount of the esterification catalyst is 0.1 to the total amount of (B1) and the dicarboxylic acids (b14). It is preferably from 005 to 5% by mass, more preferably from 0.1 to 1.0% by mass.
This esterification reaction is performed in the presence of an inert gas such as nitrogen or under reduced pressure (for example, 133 Pa or less). Further, in order to promote the reaction, an organic solvent can be added and refluxed. After completion of the reaction, the organic solvent is removed. The organic solvent is not particularly limited as long as it does not have active hydrogen such as a hydroxyl group. For example, hydrocarbon solvents such as toluene and xylene; ketone solvents such as methyl ethyl ketone and methyl isobutyl ketone; ethyl acetate; Ester solvents such as butyl acetate are exemplified.
The reaction temperature is usually from 120 to 250C, preferably from 150 to 230C. The reaction time is generally 1 to 40 hours, preferably 3 to 24 hours.
The end point of the reaction can be measured by an acid value (AV). The acid value at the end point is preferably 3 or less, more preferably 2 or less. The number average molecular weight of the obtained condensed polyester polyol is preferably from 500 to 20,000, more preferably from 800 to 10,000. The number average molecular weight is a value measured by a gel permeation chromatography method (GPC method).
[0016]
The measurement of the number average molecular weight by gel permeation chromatography (GPC) can be performed under the following conditions.
Solvent: tetrahydrofuran
Reference substance: polyethylene glycol (PEG)
Sample concentration: 0.25 wt / vol%
Column temperature: 23 ° C
[0017]
Examples of the polymer polyol (B3) include a polymer polyol obtained by polymerizing an ethylenically unsaturated monomer in each of the aforementioned polyols.
Examples of the ethylenically unsaturated monomer include α-olefins having 3 to 30 carbon atoms (hexene, octene, decene, dodecene, tetradecene, hexadecene, octadecene, eicosene, heniacocene, dococene, tricocene, tetracocene, pentacocene, hexacocene. Etc.), aromatic hydrocarbon monomers having 8 to 15 carbon atoms (styrene, α-methylstyrene, etc.), unsaturated nitriles [(meth) acrylonitrile, etc.], (meth) acrylic esters {(meth) Acrylic acid alkyl ester (alkyl group having 1 to 30 carbon atoms) [methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, nonyl (meth) acrylate, decyl (meth) acrylate, undecyl (meth) Acrylate, dodecyl (meth) acryle , Tridecyl (meth) acrylate, tetradecyl (meth) acrylate, pentadecyl (meth) acrylate, hexadecyl (meth) acrylate, octadecyl (meth) acrylate, eicosyl (meth) acrylate, docosyl (meth) acrylate, etc.], (meth) Hydroxyalkyl acrylate [hydroxyethyl (meth) acrylate, hydroxypropyl (meth) acrylate, etc.]}, ethylenically unsaturated carboxylic acid and its derivatives [(meth) acrylic acid, (meth) acrylamide, etc.], aliphatic hydrocarbon Monomer (ethylene, propylene, etc.), fluorine-containing vinyl monomer [perfluorooctylethyl (meth) acrylate, etc.], nitrogen-containing vinyl monomer (diaminoethyl methacrylate, morpholinoethyl methacrylate) ), Glycidyl (meth) acrylate - door, and the like.
[0018]
The content of the ethylenically unsaturated monomer constituting the polymer polyol is preferably from 0.1 to 90% by weight, more preferably from 5 to 80% by weight, based on the polymer polyol.
The average number of functional groups of the polymer polyol is preferably 2 to 8, and more preferably 2 to 4.
The number average molecular weight of the polymer polyol is preferably from 300 to 30,000, and more preferably from 500 to 20,000. The number average molecular weight is a value measured by a gel permeation chromatography method (GPC method).
[0019]
As a method for producing a polymer polyol, for example, a method of polymerizing an ethylenically unsaturated monomer in a polyol in the presence of a polymerization initiator (radical generator or the like) (JP-B-39-24737, JP-B-47-1979) 47999, JP-A-50-15894, etc.).
[0020]
Examples of the xylene resin (C) include a reaction product of xylene and formaldehyde, a reaction product of mesitylene and formaldehyde, and a reaction product of xylene, phenol, and formaldehyde. A xylene resin containing active hydrogen is preferred because it can react with (A) to form a urethane prepolymer. The amount of active hydrogen is preferably 1 to 10 per molecule.
The xylene resin can be obtained from, for example, Fudo Co., Ltd. under trade names such as "Nicanol KL-05" and "Nicanol K-100". The number average molecular weight is preferably from 200 to 20,000, more preferably from 300 to 10,000. The number average molecular weight is a value measured by the GPC method.
[0021]
The rosins (D) include, for example, wood rosin, gum rosin, hydrogenated rosin, disproportionated rosin, tall oil rosin, wood-based polymerized rosin, gum-based polymerized rosin, polymerized rosin such as tall oil-based polymerized rosin, and the like. And the like. In addition, rosins having a hydroxyl group can also be used as the rosins. For example, there is a polyester polyol having a rosin skeleton, or a polyether polyol.These are obtained by using a rosin as an acid component of the polyester and reacting with the polyol, or a compound having a glycidyl group in a molecule and a rosin. It can be obtained by reacting. The amount of the hydroxyl group is preferably 1 to 5 per molecule.
The above rosins are preferred because they can react with (A) to form a urethane prepolymer. The number average molecular weight is preferably from 300 to 15,000, and more preferably from 500 to 5,000. The number average molecular weight is a value measured by the GPC method.
[0022]
The equivalent ratio of the total OH / (A) NCO (isocyanate) of (B), (C) and (D) is preferably 1 / 1.01 to 1/5, more preferably 1 / 1.2. To 1/4, particularly preferably 1 / 1.5 to 1/3. Excess of (A) results in an NCO-terminated urethane prepolymer, which has reactivity when used as a hot melt adhesive.
[0023]
The proportion of each of the above (B), (C) and (D) is preferably 20 to 90% by weight based on the total of (B), (C) and (D), C) is 5 to 40% by weight, and (D) is 5 to 40% by weight. When (B) is 90% by weight or less, the obtained adhesive has good thermal stability, and when it is 20% by weight or more, there is no problem that the adhesive strength after curing of the obtained adhesive decreases. When (C) is 40% by weight or less, the solidification rate of the obtained adhesive is high, and when it is 5% by weight or more, there is no problem that the water resistance of the obtained adhesive is reduced. When (D) is 40% by weight or less, the obtained adhesive does not have high viscosity, and when it is 5% by weight or more, there is no problem that the initial adhesive strength of the obtained adhesive decreases.
The method for producing the urethane prepolymer is not particularly limited and can be produced by a usual method. When (C) and / or (D) does not contain active hydrogen, before and after the reaction between (A) and (B). Mixing may be performed on the way, but when active hydrogen is contained, the following two methods can be specifically exemplified.
(I): A method in which (A) and (B), (A) and (C), and (A) and (D) are individually reacted, then kneaded and produced.
(Ii): A method of producing a mixture of (A) by reacting a mixture of (B), (C) and (D) with (A).
Of the above methods, it is preferable to perform the method (ii) from the viewpoint of simplicity of the manufacturing process and thermal stability of the obtained adhesive.
[0024]
When producing the urethane prepolymer, a urethanization catalyst may be used. As the urethanization catalyst, those conventionally used for polyurethane production can be used.
Metal catalysts such as tin-based catalysts [trimethyltin laurate, trimethyltin hydroxide, dimethyltin dilaurate, dibutyltin diacetate, dibutyltin dilaurate, stannas octoate, dibutyltin maleate, etc.], lead-based catalysts [lead oleate, Lead 2-ethylhexanoate, lead naphthenate, lead octenoate, etc.], other metal catalysts [metal salts of naphthenate such as cobalt naphthenate, phenylmercuric propionate, etc.]; and amine-based catalysts such as triethylenediamine, tetramethyl Ethylenediamine, tetramethylhexylenediamine, diazabicycloalkenes [1,8-diazabicyclo [5,4,0] undecene-7 [DBU (manufactured by San-Apro Co., registered trademark)], etc.); dialkylaminoalkylamines [dimethyl Aminoethylamine Dimethylaminopropylamine, diethylaminopropylamine, dibutylaminoethylamine, dimethylaminooctylamine, dipropylaminopropylamine, etc.] or heterocyclic aminoalkylamines [2- (1-aziridinyl) ethylamine, 4- (1-piperidinyl) -2-hexylamine, etc.] and N-methylmorpholine, N-ethylmorpholine, triethylamine, diethylethanolamine, dimethylethanolamine, etc .; and a combination of two or more thereof. System.
[0025]
The amount of the urethane-forming catalyst used is preferably 1% by weight or less, more preferably 0.05% by weight or less, and particularly preferably 0.01% by weight or less, based on the total mass of (A) to (D). . When the content is 1% by weight or less, the heat stability of the finally obtained adhesive is not impaired.
As a reaction condition, for example, a method in which (A) to (D) and a urethanation catalyst are charged into a reaction tank having a temperature control function and are continuously reacted at a temperature of preferably 50 to 200 ° C. for 30 to 1,000 minutes. Alternatively, there is a method in which (A) to (D) and the urethanization catalyst are poured into a twin-screw excluder, and are preferably reacted continuously at a temperature of preferably 100 to 220 ° C.
The content of the isocyanate group in the obtained urethane prepolymer composed of (A) to (D) is preferably 0.2 to 10% by weight, more preferably 0.5 to 5.0% by weight. When it is 0.2% by weight or more, heat resistance is good, and when it is 10% by weight or less, thermal stability during heating and melting becomes good.
[0026]
The hot melt adhesive of the present invention can contain a hydroxyl group-free tackifying resin (E) for the purpose of improving the initial adhesive strength in the production process or at any stage after the production.
As (E), those generally used for hot melt adhesives can be used, and examples thereof include petroleum resins, styrene resins, terpene resins, and cumarone resins. The number average molecular weight of these resins is not particularly limited, but is preferably 200 or more and 15,000 or less, and more preferably 300 or more and 5,000 or less.
Examples of the petroleum resin include aliphatic petroleum resins (polymers mainly containing C4 to C5 mono- or diolefins such as isobutylene, butadiene, 1,3-pentadiene, isoprene, and piperidine), and alicyclic petroleum resins (Spent C4 , A resin obtained by cyclizing and dimerizing a diene component in a C5 fraction, a resin obtained by hydrogenating an aromatic hydrocarbon resin, and an aromatic petroleum resin (C9 such as vinyltoluene, indene, α-methylstyrene, etc.) And a petroleum resin such as an aliphatic-aromatic copolymer, and hydrogenated products thereof.
[0027]
The softening point of the ring and ball method (E) (measurement method: based on JAI-7-1991) is selected depending on the use temperature of the adhesive, but is preferably 30 to 160 ° C, more preferably 60 to 140 ° C.
When used alone at room temperature, the cohesive strength may be too low, but can be used in combination with a solid at room temperature.
The addition amount of (E) is preferably 0 to 70% by mass, more preferably 5 to 60% by mass, and particularly preferably 10 to 50% by mass, based on the entire hot melt adhesive of the present invention. . If the amount exceeds 70% by mass, the adhesive strength becomes insufficient.
[0028]
In the hot melt adhesive of the present invention, a softening agent can be added in the production process or at any stage after the production for the purpose of lowering the viscosity, adjusting the adhesive strength, setting the solidification rate and the like.
Examples of the softener include a process oil, a plasticizer, a liquid resin, and a wax. These may be used alone or in combination of two or more. The softener is liquid or solid at room temperature,
It melts at the time of use, lowers the melt viscosity of the hot melt adhesive, plasticizes it and gives it adhesion, and slows or accelerates the solidification rate.
Examples of the process oil include those having a kinematic viscosity (100 ° C.) of 1 to 100 mm 2 / s, such as paraffin oil, naphthene oil, and aroma oil.
Examples of the plasticizer include those having a weight average molecular weight of 100 to 5,000, and examples thereof include phthalate esters, benzoate esters, phosphate esters, aliphatic glycol polyesters, and toluenesulfonamide.
Examples of the liquid resin include those having a weight average molecular weight of 200 to 10,000, such as liquid polybutene, liquid polybutadiene, liquid polyisoprene, and hydrogenated products thereof.
Examples of the wax include those having a weight average molecular weight of 100 to 10,000, such as paraffin wax, microcrystalline wax, Fischer-Tropsch wax, polyethylene wax, polypropylene wax, and oxidized wax obtained by oxidative decomposition thereof, and An acid-modified wax obtained by graft-modifying an unsaturated carboxylic acid (anhydride) such as (anhydride) maleic acid, fumaric acid, (meth) acrylic acid and the like can be mentioned.
[0029]
Further, the reactive hot melt adhesive of the present invention may optionally contain other resin additives within a range that does not impair the properties of the composition at various stages and in various stages after the production process or at any stage after the production. Can be added.
Examples of the additives include pigments (eg, titanium oxide, carbon black, etc.), dyes, fillers (eg, talc, mica, calcium carbonate, etc.), nucleating agents (eg, sorbitol, metal phosphate salts, metal salt benzoates, Metal phosphates, etc.), lubricants (eg, calcium stearate, butyl stearate, oleic acid amide, etc.), mold release agents (eg, carboxyl-modified silicone oil, hydroxyl-modified silicone oil, etc.), antioxidants (eg, phenol-based) Antioxidants, phosphite-based antioxidants, thioether-based antioxidants, amine-based antioxidants, etc.), light stabilizers (eg, benzotriazole, hindered amine, benzoate, etc.), benzotriazoles, etc.) and flame retardants (eg, Halogen flame retardant, phosphorus flame retardant, antimony flame retardant, metal Oxide-based flame retardants), and the like.
[0030]
In the reaction between (B) to (D) and (A), in addition to the urethanization catalyst and the solvent, a softener, a pigment, a dye, a filler, a nucleating agent, a lubricant, a release agent, an antioxidant, A light stabilizer and a flame retardant may be contained.
In producing the hot melt adhesive of the present invention, it is sufficient that the components of the adhesive can be heated, melted and kneaded, and ordinary hot melt production equipment can be used.
For example, a single-screw or twin-screw extruder, a sigma blade mixer, a ribbon blender, a butterfly mixer, a kneader and the like can be mentioned.
The mixing temperature is preferably from 60 to 250 ° C, more preferably from 80 to 200 ° C, and is preferably performed in an inert gas atmosphere such as a nitrogen gas for preventing resin deterioration.
[0031]
The thus obtained adhesive of the present invention can be appropriately formed into a desired shape such as a block, a pellet, a powder, a sheet or a film, and can be used as a hot melt adhesive.
The method for using the hot melt adhesive of the present invention is not particularly limited, but, for example, when the adhesive is in the form of a block or a pellet, after melting the adhesive, the substrate to be bonded Used by applying.
[0032]
Examples of the apparatus used for application include applicators for ordinary hot-melt adhesives [for example, roll coaters having a heatable melting tank (gravure rolls, reverse rolls, etc.), curtain coaters, beads, spirals, sprays, slots] and An extruder [for example, a single-screw extruder, a twin-screw extruder, a kneader ruder and the like] and the like.
In the case of the former device, an adhesive is applied to one or both of the adherends and bonded before cooling and solidifying, or after cooling and solidifying, the adherends are combined and heated and bonded again. It is better to apply pressure when bonding, and after cooling and solidifying, the pressure can be released.
In the case of the latter device, the extruded material is extruded onto one or both of the adherends, and after cooling and solidifying, the adherends are combined, heated again, and bonded together. It is better to apply pressure when bonding, and after cooling and solidifying, the pressure can be released.
In addition, co-extrusion between the adherends and bonding can be performed simultaneously.
[0033]
When the adhesive is in the form of powder, it is applied to an adherend and then heated and bonded. The heating temperature is not particularly limited, but is preferably a temperature higher than the melting point (or softening point) by 10 to 20 ° C or more. It is better to apply pressure when bonding, and after cooling and solidifying, the pressure can be released. The pressure to be applied is not particularly limited as long as a sufficient adhesion can be obtained, and is preferably 10 kPa to 5 MPa. The basis weight of the powder is not particularly limited as long as a desired adhesive strength is obtained, but is preferably from 10 to 500 g / m2.
When the adhesive is a sheet or a film, the adhesive is sandwiched between substrates to be bonded and bonded by heating and melting, or placed on one or both, heated and melted, and cooled and solidified. Or after cooling and solidifying, the adherends are combined and heated again for bonding. The heating temperature at the time of heating and melting is not particularly limited, but it is preferable that the heating temperature is higher by 10 to 20 ° C. or more than the melting point (or softening point). (Softening point) is preferably 10 to 20 ° C. or higher. Further, it is better to apply pressure when bonding, and after cooling and solidifying, the pressure can be released. The pressure to be applied is not particularly limited as long as a desired adhesive strength is obtained, and is preferably 10 kPa to 5 MPa.
The size of the sheet or film is not particularly limited as long as it has a desired area. The thickness of the sheet or film is not particularly limited, but is preferably from 10 to 500 µm, more preferably from 30 to 300 µm.
[0034]
The use of the hot melt adhesive of the present invention is not particularly limited. For example, wood, synthetic wood, wooden decorative board, various plastic molded products (molded product, film, sheet), various plastic foams (polyurethane foam, polyolefin foam), It can be used for bonding the same or different materials such as textiles (natural fibers, synthetic fibers, non-woven fabrics, etc.), paper, natural or synthetic leather.
Specifically, it can be suitably used for adhesion of construction members (panels, boards, cloths, etc.) and clothing members (fibers, films, etc.), but is not limited thereto.
[0035]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be further described with reference to examples, but the present invention is not limited thereto. In the examples, "parts" indicates parts by weight, and "%" indicates% by weight.
[0036]
(Production of polyester polyol composition)
Production Example 1
In a separable flask equipped with a thermometer controller, a reflux dehydrator and a stirrer, 310.1 parts of adipic acid, "Newpole BPE-20" (manufactured by Sanyo Chemical Industries; bisphenol A ethylene oxide adduct, hydroxyl value = 343) .0) 766.3 parts were charged, and the stirring was started after the raw materials were melted and stirred, and the temperature was gradually increased from 150 ° C. to 230 ° C. over 8 hours, 230 ° C. for 4 hours After the reaction, the mixture was further reacted under a reduced pressure of 133 Pa or less for 4 hours. As a result, a polyester polyol [B2-1] having an acid value of 0.9, a hydroxyl value of 31.9, and Mn of 3,400 was obtained. .
[0037]
Production Example 2
A separable flask equipped with the same apparatus as in Example 1 was charged with 500.0 parts of "Sanix GP-4000" (manufactured by Sanyo Chemical Industries; glycerin propylene oxide adduct, hydroxyl value = 42.0), and the temperature was raised. 100 ° C., and a mixture of 223.0 parts of ethyl methacrylate, 6.0 parts of hydroxyethyl methacrylate, 271.0 parts of styrene and 10.0 parts of 2,2′-azobisisobutyronitrile (AIBN) was added. It was added dropwise over 1 hour. Thereafter, 5.0 parts of AIBN were charged and aged at 100 ° C. for 2 hours to obtain a polymer polyol [B3-1] (polymer content: 50%, viscosity at 23 ° C .: 5,000 mPa · s).
[0038]
(Explanation of abbreviations used in the following examples)
[B1-1]: "Newpole BPE-100" (manufactured by Sanyo Chemical Industries; bisphenol A ethylene oxide adduct, hydroxyl value = 168.0)
[C-1]: “Nicanol KL-05” (manufactured by Fudoh; xylene resin, hydroxyl value = 6.3, Mn = 4,500)
[C-2]: “Nicanol K-100” (manufactured by Fudoh; xylene resin, hydroxyl value = 89.0, Mn = 1,300)
[D-1]: "Pine crystal D-6011" (manufactured by Arakawa Chemical Industries; rosin-containing polyol, hydroxyl value = 118.4, Mn = 950)
[D-2]: "Pine crystal KE-359" (Arakawa Chemical Industries, Ltd .; rosin ester, hydroxyl value = 42.8, Mn = 2,600)
[E-1]: "Clearon P-85" (manufactured by Yasuhara Chemical Co .; hydrogenated terpene resin, hydroxyl value = 0, Mn = 630)
[0039]
Example 1
In a separable flask equipped with a temperature controller and a stirrer, 50.0 parts of [B1-1], 25.0 parts of [C-1] and 25.0 parts of [D-1] were charged, and dissolved at 120 ° C. Dehydration under reduced pressure (120 ° C., 133 Pa, 1 hour). In a nitrogen atmosphere, 51.3 parts of MDI was charged, and the mixture was aged at 80 ° C. for 4 hours and then taken out. The hot melt adhesive of the present invention (NCO%: 5.16%, melt viscosity at 120 ° C .: 8,000 mPa · s) was obtained. Obtained.
[0040]
Examples 2 to 8
The operations similar to those in Example 1 were respectively performed using combinations (A) to (E) and parts by weight as shown in Table 1 to obtain hot melt adhesives of the present invention.
[0041]
Comparative Examples 1-4
The same operation as in Example 1 was performed for each of the combinations (A) to (D) and parts by weight as shown in Table 1 to obtain comparative hot melt adhesives.
[0042]
[Table 1]
Figure 2004307658
[0043]
<Evaluation of sample>
1) Melt viscosity: The temperature of a sample was controlled at 120 ° C. for 15 minutes, and then measured at the same temperature using a B-type viscometer.
2) Adhesible time after application; hot-melt adhesive of the present invention and comparative hot-melt adhesive are each melted at a temperature of 120 ° C., and are heated under a 23 ° C. atmosphere using a curtain spray coater (hot air). Pressure 1.5kg / cm2, hot air temperature 140 ° C, gun head temperature 130 ° C, distance between gun head and adherend 10cm), application amount 100g / m2, applied on MDF (medium density fiber board), surface adhesion The time until disappearance (evaluation by touch) was measured.
3) Initial adhesive strength: applied on MDF (medium density fiber board) (length 10 cm, width 10 cm, thickness 1 cm) in the same manner as in 2), and after 2 minutes, a wooden thin plate (length 10 cm, width 10 cm, (Thickness 0.5 mm, a shape with some undulations) were combined, and they were bonded in a 23 ° C. atmosphere under the conditions of a press pressure of 5 kgf / cm 2 and a press time of 2 minutes. After that, the press was released, left for 5 hours in an atmosphere of 23 ° C. and 50% RH, and the state of the bonded body was observed and evaluated according to the following criteria.
Figure 2004307658
4) Adhesive strength after curing; bonded in the same manner as in 3), and left in a constant temperature / humidity bath at 23 ° C. and 50% RH for 1 week, and then measured 180 ° peel strength. At this time, the destruction state was also observed at the same time.
The above-mentioned adhesive strength after curing was measured using an autograph in accordance with JIS K 6854-1999 at a tensile speed of 100 mm / min.
5) Workability of adhesive body: Bonded in the same manner as in 3), and allowed to stand for 1 day in a thermo-hygrostat at 23 ° C. and 50% RH. The bonded body was cut out with a saw, and the state at the time of cutting was observed and evaluated according to the following criteria.
Figure 2004307658
6) Thermal stability: The hot-melt adhesive of the present invention and the comparative hot-melt adhesive are allowed to stand in a thermostat at a temperature of 120 ° C. for 8 hours in an air atmosphere, and a change in viscosity (expressed by a viscosity ratio after the test / initial). Was measured and regarded as thermal stability. The closer the value is to 1, the better the thermal stability.
Table 2 shows the above results.
[0044]
[Table 2]
Figure 2004307658
* 1 (I): Material destruction of thin wooden board, (II): Cohesive destruction of adhesive layer
* 2 Evaluation conditions due to short bonding time after application
(Apply to MDF, and after 2 minutes, combine wooden sheet) Adhesion is not possible
[0045]
【The invention's effect】
As apparent from the above, the reactive hot melt adhesive of the present invention has the following effects. Compared to conventional hot-melt adhesives consisting of polyester or polyether-based urethane prepolymer and low molecular weight xylene resin, up to prevention of floating and peeling after adhesion of distorted adherends and cutting of adhesives Can shorten the curing time

Claims (8)

ポリイソシアネート(A)、ポリオール(B)、キシレン樹脂(C)、及びロジン類(D)を反応させて得られてなる反応性ホットメルト接着剤。A reactive hot melt adhesive obtained by reacting a polyisocyanate (A), a polyol (B), a xylene resin (C), and a rosin (D). 前記(B)が、下記(B1)〜(B3)から選ばれる1種又は2種類以上である請求項1記載の接着剤。
(B1):フェノール類若しくはアルコール類に、炭素数2〜4のアルキレンオキサイドを付加したもの
(B2):ジカルボン酸類と(B1)との縮合ポリエステルポリオール
(B3):(B1)及び/又は(B2)中でエチレン性不飽和単量体を重合させて得られてなる重合体ポリオール
The adhesive according to claim 1, wherein the (B) is one or more kinds selected from the following (B1) to (B3).
(B1): A product obtained by adding an alkylene oxide having 2 to 4 carbon atoms to phenols or alcohols (B2): Condensed polyester polyol of dicarboxylic acids and (B1) (B3): (B1) and / or (B2) ) A polymer polyol obtained by polymerizing an ethylenically unsaturated monomer in
前記(C)が活性水素を有するキシレン樹脂である請求項1又は2記載の接着剤。3. The adhesive according to claim 1, wherein (C) is a xylene resin having active hydrogen. 前記(D)が水酸基を有するロジン類である請求項1〜3の何れか記載の接着剤。The adhesive according to any one of claims 1 to 3, wherein (D) is a rosin having a hydroxyl group. さらに、粘着付与樹脂(E)を加えてなる請求項1〜4の何れか記載の接着剤。The adhesive according to any one of claims 1 to 4, further comprising a tackifier resin (E). さらに、顔料、染料、充填剤、核剤、離型剤、酸化防止剤、光安定剤及び難燃剤からなる群から選ばれる少なくとも1種を含有する請求項1〜5の何れか記載の接着剤。The adhesive according to any one of claims 1 to 5, further comprising at least one selected from the group consisting of pigments, dyes, fillers, nucleating agents, release agents, antioxidants, light stabilizers, and flame retardants. . 請求項1〜6の何れか記載の接着剤を硬化させてなる硬化物。A cured product obtained by curing the adhesive according to claim 1. 請求項1〜6の何れか記載の接着剤で接着されてなる被着体。An adherend adhered with the adhesive according to claim 1.
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