JP2005001261A

JP2005001261A - 粘着性硬質ポリウレタンフォーム

Info

Publication number: JP2005001261A
Application number: JP2003167454A
Authority: JP
Inventors: Kohei Nakagawa; 康平中川
Original assignee: Toyo Tire and Rubber Co Ltd
Current assignee: Toyo Tire Corp
Priority date: 2003-06-12
Filing date: 2003-06-12
Publication date: 2005-01-06

Abstract

【課題】接着強度に優れる粘着性硬質ポリウレタンフォームを提供すること。
【解決手段】硬質ポリウレタンフォーム芯材の片面又は両面にプライマー層を介して粘着剤層が設けられている粘着性硬質ポリウレタンフォームであって、前記プライマー層はクロロプレンゴム系及び／又はポリウレタン系のプライマーを含有してなり、かつ前記粘着剤層はアクリル系及び／又はゴム系の粘着剤を含有してなることを特徴とする粘着性硬質ポリウレタンフォーム。
【選択図】なし

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は粘着性硬質ポリウレタンフォームに関する。本発明の粘着性硬質ポリウレタンフォームは、鉄板、ケイカル板などの硬質面材、紙などの軟質面材、又はパイプなどの曲面成形品などに貼り付けて、車両等の断熱材、パイプカバー、タンクなどの防熱材、又は住宅用建材として使用される。
【０００２】
【従来の技術】
従来、鉄板、ケイカル板などの硬質面材、又は紙などの軟質面材に硬質スラブフォームの切出し成形品を貼り付ける場合、施工現場において硬質スラブフォームの表面にエポキシ系などの粘着剤を塗布し、プレス機を用いて面材に圧締養生することにより行われていた。特に、パイプなどの曲面面材に対しては専用の圧締設備が必要であった。
【０００３】
しかし、従来の製造方法では施工現場において貼り付けのための設備及び場所などが必要であり、また圧締養生に多くの時間がかかるためコスト高となっていた。また、硬質ポリウレタンフォームは、フライアビリティーが高いために粘着剤との接着力が弱く、単に両面粘着テープを積層すると粘着剤に接着した気泡形成ポリウレタン皮膜が破壊するため、面材に接着した際にポリウレタン材料破断までの接着強度が得られず、ポリウレタンフォームと粘着剤との界面で剥離が起こるという問題を有していた。
【０００４】
一方、常温でのプレスのみによって複合パネルを製造することにより、複合パネルの製造にかかるコストを必要最小限にし得る複合パネルの製造方法を提供することを目的として、芯材の両面に表面材を湿気硬化型ホットメルト接着剤組成物を用いて貼り合わせた構造の複合パネルの製造方法であって、芯材及び表面材の少なくとも一方に湿気硬化型ホットメルト接着剤組成物を塗布し、次いで、湿気硬化型ホットメルト接着剤組成物層を６０℃以下の温度で加熱活性化させた状態で芯材と表面材とを重ね合わせ、常温でプレスして貼り合せた複合パネルの製造方法が開示されている（特許文献１）。
【０００５】
【特許文献１】
特開２０００−３７７９４号公報
【発明が解決しようとする課題】
しかし、特許文献１記載の湿気硬化型ホットメルト接着剤組成物を硬質ポリウレタンフォームに塗布して面材に貼り付けた場合であっても接着強度が十分でなく、硬質ポリウレタンフォームと接着剤との界面で剥離が起こることは避けられない。
【０００６】
本発明は、前記問題を解決したものであって、接着強度に優れる粘着性硬質ポリウレタンフォームを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは前記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、以下に示す粘着性硬質ポリウレタンフォームにより前記目的を達成できることを見出し、本発明を完成するに到った。
【０００８】
即ち本発明は、硬質ポリウレタンフォーム芯材の片面又は両面にプライマー層を介して粘着剤層が設けられている粘着性硬質ポリウレタンフォームであって、前記プライマー層はクロロプレンゴム系及び／又はポリウレタン系のプライマーを含有してなり、かつ前記粘着剤層はアクリル系及び／又はゴム系の粘着剤を含有してなることを特徴とする粘着性硬質ポリウレタンフォーム、に関する。
【０００９】
前記プライマー層と粘着剤層とを組み合わせることにより、接着強度に優れる粘着性硬質ポリウレタンフォームを得ることができる。前記粘着性硬質ポリウレタンフォームを面材に貼り付けた場合には、ポリウレタンフォームとプライマー層との界面及びプライマー層と粘着剤層との界面で剥離が起こることがなく、ポリウレタン材料破断までの接着強度が得られる。このような顕著な効果が発現する理由は明らかではないが、特定のプライマーを用いることにより硬質ポリウレタンフォーム表面の気泡部分にプライマーが入り込んで気泡形成ポリウレタン皮膜が強化され、それによりフォーム表面とプライマー層との結合力が強くなったためと考えられる。また、クロロプレンゴム系及び／又はポリウレタン系のプライマーは、硬質ポリウレタンフォームとの接着性が優れるためと考えられる。
【００１０】
本発明の粘着性硬質ポリウレタンフォームは、すでに硬質ポリウレタンフォーム表面に粘着加工処理が施されているため、施工現場において硬質ポリウレタンフォームの表面に粘着剤を塗布・養生する必要がなく、すぐに面材に対して貼り付けが可能である。また、前記粘着性硬質ポリウレタンフォームは、可とう性に優れているためパイプなどの曲面成形品への貼り付けが可能であり、貼り付けに際しては専用の圧締設備は不要であり、簡単な工具のみで貼り付けが可能である。
【００１１】
本発明においては、前記プライマーの粘度が５０〜１０００ｍＰａ・ｓ（２５℃）であることが好ましい。さらに好ましくは１００〜５００ｍＰａ・ｓ（２５℃）である。粘度が５０ｍＰａ・ｓ（２５℃）未満の場合には、プライマーが硬質ポリウレタンフォームの奥深くまで浸透し、フォームの劣化などにより接着強度が低下する傾向にある。一方、粘度が１０００ｍＰａ・ｓ（２５℃）を超える場合には、硬質ポリウレタンフォーム表面上への塗布が困難になる傾向にある。
【００１２】
また、本発明においては、粘着性硬質ポリウレタンフォームの片面又は両面の粘着剤層をアルミ板に貼り付け、接着引張り試験した際の引張り強度が５００ＭＰａ以上であることが好ましく、さらに好ましくは５５０ＭＰａ以上である。引張り強度が５００ＭＰａ未満の場合には、ポリウレタンフォームとプライマー層との界面又はプライマー層と粘着剤層との界面で剥離が起こり、ポリウレタン材料破断までの接着強度が得られない傾向にある。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の粘着性硬質ポリウレタンフォームは、硬質ポリウレタンフォーム芯材の片面又は両面にプライマー層を介して粘着剤層が設けられている粘着性硬質ポリウレタンフォームであって、前記プライマー層はクロロプレンゴム系及び／又はポリウレタン系のプライマーを含有してなり、かつ前記粘着剤層はアクリル系及び／又はゴム系の粘着剤を含有してなることを特徴とする。
【００１４】
硬質ポリウレタンフォーム芯材としては、公知の硬質ポリウレタンフォームを特に制限なく用いることができ、具体的には、２，４−及び／又は２，６−ジイソシアネートトルエン（ＴＤＩ）、２，２´−、２，４´−及び／又は４，４´−ジイソシアネートジフェニルメタン（ＭＤＩ）、及び１，５−ナフタレンジイソシアネート（ＮＤＩ）などのイソシアネート成分とヒドロキシ末端ポリエステル、ポリカーボネート、ポリエステルカーボネート、ポリエーテル、ポリエーテルカーボネート、ポリエステルアミドなどのポリオール成分とを水などの発泡剤の存在下で反応させることにより得られるポリウレタンフォームが挙げられる。硬質ポリウレタンフォームの製造に際しては、当業者に周知の触媒、可塑剤、難燃剤、整泡剤、酸化防止剤、着色剤などが使用可能である。
【００１５】
硬質ポリウレタンフォームを製造する方法は、公知の製造方法が使用可能である。即ち、ポリオール成分、イソシアネート成分などをそれぞれの貯蔵タンクからミキシングヘッドに供給し、連続的なスラブストックフォームを所定サイズに裁断して製造する方法が挙げられる。
【００１６】
硬質ポリウレタンフォーム芯材の厚さは特に制限されるものではないが、通常１０〜２００ｃｍ程度であり、好ましくは２０〜１００ｃｍ程度である。
【００１７】
プライマー層は硬質ポリウレタンフォーム芯材の表面改質を行うために用いられるものであり、クロロプレンゴム系及び／又はポリウレタン系のプライマーを含有してなるものである。
【００１８】
クロロプレンゴム系プライマーとしては、公知のものを特に制限なく使用可能であり、例えば東洋ゴム社製のプライマー３３８Ｋ、三井武田ケミカル社製のタケネートＭ−４０３などが挙げられる。
【００１９】
ポリウレタン系プライマーも公知のものを特に制限なく使用可能であるが、ポリエーテルポリオールのＮＣＯ基末端プレポリマーを用いることが好ましい。市販品としては、例えば、東洋ゴム社製のプライマーＵ−００４（１液ウレタン系）、トップコートＴＮ（２液アクリルウレタン系）、ＸＭＰ（１液ウレタン系）、ネート５０５０（２液発泡性ウレタン系）、エムシー工業社製のＭ−４０３（１液ウレタン系）などが挙げられる。
【００２０】
プライマー層の形成方法としては、例えば、前記硬質ポリウレタンフォーム芯材の片面又は両面に前記プライマーをアプリケーター、ロールコーター、スプレー塗布機、ハンドガンなどの塗布機を用いて塗布する方法が挙げられる。プライマー中には、塗工性を良好にするために溶剤を添加しても良く、硬化促進剤などの添加剤を加えてもよい。プライマー層の厚さは特に制限されるものではないが、通常１〜２００μｍ程度であり、好ましくは５０〜２００μｍ程度である。
【００２１】
また、粘着剤層はアクリル系及び／又はゴム系の粘着剤を含有してなるものであれば特に制限されない。具体的には、アクリル系粘着剤からなる３Ｍ社製の４６７ＭＰ（基材：なし）、日東電工社製の５０００ＮＳ（基材：不織布）、３Ｍ社製のＶＨＸ−８１８（基材：アクリルフォーム）、ゴム系粘着剤からなる３Ｍ社製の♯４００（ゴム）、Ｙ−４１０（ゴム）、及び４４２ＪＳ（ゴム）、スリオンテック社製の♯５３２５（ゴム）、♯５４５０（ゴム）、及び♯５６５０（合成ゴム）などの両面粘着テープをプライマー層上に貼り付けることにより形成することができる。また、前記粘着剤を含有する組成物を前記塗布機を用いてプライマー層上に塗布、乾燥等して形成したものであってもよい。組成物中には、塗工性を良好にするために溶剤を添加しても良く、硬化促進剤などの添加剤を加えてもよい。粘着剤層の厚さは特に制限されるものではないが、通常０．０２〜１ｍｍ程度であり、好ましくは０．１〜１ｍｍ程度である。粘着剤層の表面には面材への貼り付けまでの間にその表面を保護する目的で剥型紙を適宜設けることもできる。
【００２２】
前記方法で製造された粘着性硬質ポリウレタンフォームは、鉄板、ケイカル板などの硬質面材、紙などの軟質面材、及びパイプなどの曲面面材に貼り付けて、車両等の断熱材、パイプカバー、タンクの防熱材、又は住宅用建材として使用される。なお、パイプなどの曲面面材に対しては専用の圧締設備は不要であり、ローラー等の工具を用いて簡単に貼り付けることが可能である。
【００２３】
【実施例】
以下、本発明の構成と効果を具体的に示す実施例等について説明する。なお、実施例等における評価項目は下記のようにして測定した。
【００２４】
〔プライマーの粘度測定〕
ＢＨ型粘度計（東機産業（株））を用いて２５℃におけるプライマー液の粘度を測定した。なお、回転速度とロータの選定について、測定サンプルの粘度の概略がわかっている場合にはそれに適合する回転速度とロータを選定する。測定サンプルの粘度が全く不明の場合には、回転速度の値を低い方から高い方へと変化させ、一方、ロータＮｏは大きい方から小さい方へと変化させ、そのうち最適な回転速度とロータの組み合わせを選定することを原則とする。
【００２５】
〔接着引張り試験〕
作製した粘着性硬質ポリウレタンフォームを５×５ｃｍの大きさに切断し、ラミネート試験機（（有）アサマ技研社製）を用い、粘着剤層貼り付けクリアランス−１ｍｍ及びロールクリアランス−１ｍｍの条件下にて粘着性硬質ポリウレタンフォームの両面の粘着剤層（表面温度３０℃に調整）をそれぞれアルミ板（日本軽金属社製、Ａ５０５２、５×５ｃｍ、厚さ：１ｍｍ、表面温度４０℃に調整）に貼り付け、４個のサンプルを作製した。その後、１８時間養生し、接着引張り試験を行った。接着引張り試験は、引張り試験機（島津製作所社製、ＡＧ−１０００Ｅ）を用い、クロスヘッドスピード２ｍｍ／ｍｉｎの条件下で測定した。４個のサンプルについて引張り強度を測定しその平均値を引張り強度とした。なお、表１中の破断箇所は下記の通りである。
材破：ポリウレタン層の中央部付近で破断
界面：プライマー層に近いポリウレタン層で破断
ＰＵＦ／粘着テープ：ポリウレタン層と両面粘着テープの間で破断
ＰＵＦ／プライマー：ポリウレタン層とプライマー層の間で破断
〔曲げ試験〕
図１に示すように、作製した粘着性硬質ポリウレタンフォームを最小径Ｒ２５０ｍｍとなるように３本のロール間に通して曲げ、面材の剥がれの有無を調べた。剥がれがない場合を○とし、剥がれがある場合を×とした。
【００２６】
〔加温加湿試験〕
作製した粘着性硬質ポリウレタンフォームを恒温恒熱試験機（タバイエスベック社製）の中に入れ、４０℃×８０％ＲＨ×４８ｈ、５０℃×８０％ＲＨ×４８ｈ、及び６０℃×８０％ＲＨ×４８ｈの順で２回繰り返して加温加湿試験を行い、下記の基準で評価した。
○：粘着剤層の剥がれがなく、パネルの変形もない
×：粘着剤層の剥がれがみられ、パネルが若干変形している
実施例１
硬質ポリウレタンフォーム（東洋ゴム工業社製、ソフラン−ＲボードＷ−６０、厚さ：１８．５ｍｍ）芯材の両面にプライマー（エムシー工業社製、Ｍ−４０３、１液ウレタン系、粘度（回転速度２０ｒｐｍ、ロータＮｏ．１）：２５０〜４００ｍＰａ・ｓ（２５℃））をハケを用いて塗布し、プライマー層（厚さ：１００μｍ）を形成した。その後、前記プライマー層上にそれぞれ両面粘着テープ（日東電工社製、５０００ＮＳ、アクリル系粘着剤、テープ厚：０．１６ｍｍ、基材：不織布）を貼り付けて粘着性硬質ポリウレタンフォームを作製した。
【００２７】
実施例２〜１２及び比較例１〜１５
表１に記載のプライマー及び両面粘着テープを用いた以外は実施例１と同様の方法により粘着性硬質ポリウレタンフォームを作製した。なお、表１中のプライマー及び両面粘着テープは以下の通りである。
【００２８】
（プライマー）
ＴＮ：東洋ゴム工業社製、トップコートＴＮ、２液アクリルウレタン系、粘度（回転速度２０ｒｐｍ、ロータＮｏ．１）：５０〜８０ｍＰａ・ｓ（２５℃）
３３８Ｋ：東洋ゴム工業社製、プライマー３３８Ｋ、クロロプレンゴム系、粘度（回転速度２０ｒｐｍ、ロータＮｏ．１）：５０〜１００ｍＰａ・ｓ（２５℃）
５０５０：東洋ゴム工業社製、ネート５０５０、２液発泡性ウレタン系、粘度（回転速度１０ｒｐｍ、ロータＮｏ．４）：４０００〜１００００ｍＰａ・ｓ（２５℃）
ＭＯＳ１０：コニシ社製、ＭＯＳ１０、弾性エポキシ系、粘度（回転速度１０ｒｐｍ、ロータＮｏ．５）：１５０００〜２５０００ｍＰａ・ｓ（２５℃）
Ｅ５００：コニシ社製、Ｅ５００、エポキシ系、粘度（回転速度１０ｒｐｍ、ロータＮｏ．４）：７０００〜１５０００ｍＰａ・ｓ（２５℃）
（両面粘着テープ）
４６７ＭＰ：３Ｍ社製、アクリル系粘着剤、テープ厚：０．０５ｍｍ、基材なし
ＶＨＸ−８１８：３Ｍ社製、アクリル系粘着剤、テープ厚：０．３ｍｍ、基材；アクリルフォーム
♯４００：３Ｍ社製、ゴム系粘着剤
♯５３２５：スリオンテック社製、ゴム系粘着剤
【表１】

表１から明らかなように、クロロプレンゴム系及び／又はポリウレタン系のプライマーからなるプライマー層とアクリル系又はゴム系粘着剤からなる粘着剤層とを組み合わせることにより（実施例１〜１２）、引張り強度が高く、ポリウレタン層で破断する粘着性硬質ポリウレタンフォームが得られる。また、該粘着性硬質ポリウレタンフォームは、屈曲させても面材が剥がれることがなく、高温高湿下での保存性にも優れるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】曲げ試験における態様を示す概略図
【符号の説明】
１：ロール
２：粘着性硬質ポリウレタンフォーム

Claims

硬質ポリウレタンフォーム芯材の片面又は両面にプライマー層を介して粘着剤層が設けられている粘着性硬質ポリウレタンフォームであって、前記プライマー層はクロロプレンゴム系及び／又はポリウレタン系のプライマーを含有してなり、かつ前記粘着剤層はアクリル系及び／又はゴム系の粘着剤を含有してなることを特徴とする粘着性硬質ポリウレタンフォーム。
前記プライマーの粘度が５０〜１０００ｍＰａ・ｓ（２５℃）である請求項１記載の粘着性硬質ポリウレタンフォーム。
粘着性硬質ポリウレタンフォームの片面又は両面の粘着剤層をアルミ板に貼り付け、接着引張り試験した際の引張り強度が５００ＭＰａ以上である請求項１又は２記載の粘着性硬質ポリウレタンフォーム。