JP2007031706A - 反応性ホットメルト接着剤 - Google Patents
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Abstract
【課題】 従来の反応性ホットメルト接着剤が有する接着性と耐熱性を維持しつつ、柔軟性を向上させた低比重の反応性ホットメルト接着剤を提供することである。
【解決手段】 湿気硬化型のイソシアネート末端ウレタンプレポリマーおよび中空フィラーからなる反応性ホットメルト接着剤、特に中空フィラーが、特定の官能基を有するビニルモノマーをシェルポリマーの必須構成単位としてなる有機中空フィラーである反応性ホットメルト接着剤。
【選択図】 なし
【解決手段】 湿気硬化型のイソシアネート末端ウレタンプレポリマーおよび中空フィラーからなる反応性ホットメルト接着剤、特に中空フィラーが、特定の官能基を有するビニルモノマーをシェルポリマーの必須構成単位としてなる有機中空フィラーである反応性ホットメルト接着剤。
【選択図】 なし
Description
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、イソシアナト基を有する湿気硬化型の反応性ホットメルト接着剤に関する。
ホットメルト接着剤は、固体かつ無溶剤タイプであり、加温する操作を伴うだけで使用できる。また瞬間接着、高速接着が可能であることから生産性の向上に伴う経済性の利点を有しているため、包装、製本、建材、自動車、繊維加工、電気・電子等の分野を中心に使用されている。特に、イソシアナト基やシリル基を有する湿気硬化型の反応性ホットメルト接着剤は、耐熱性、接着性に優れたものとして近年注目されている(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、湿気硬化型の反応性ホットメルト接着剤は、硬化後の接着性、樹脂強度、耐熱性には優れるものの硬度が高いために接着体の柔軟性が要求される用途(例えば、クッション材の貼り合わせ、衣料繊維用基材の貼り合わせ等)への使用は制限されるという問題点があった。また、比重も1を超えるものが多く接着剤層の膜厚を確保するためには一定重量の接着剤を塗布する必要があるため、反応性ホットメルト接着剤を使用した製品が重くなるという問題があった。
本発明の課題は、従来の反応性ホットメルト接着剤が有する接着性と耐熱性を維持しつ
つ、柔軟性を向上させた低比重の反応性ホットメルト接着剤を提供することである。
本発明の課題は、従来の反応性ホットメルト接着剤が有する接着性と耐熱性を維持しつ
つ、柔軟性を向上させた低比重の反応性ホットメルト接着剤を提供することである。
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、本発明は湿気硬化型のイソシアネート末端ウレタンプレポリマーおよび中空フィラーからなる反応性ホットメルト接着剤;該接着剤を硬化させてなる硬化物;並びに、該接着剤で被着体を接着させてなる接着体である。
すなわち、本発明は湿気硬化型のイソシアネート末端ウレタンプレポリマーおよび中空フィラーからなる反応性ホットメルト接着剤;該接着剤を硬化させてなる硬化物;並びに、該接着剤で被着体を接着させてなる接着体である。
本発明の反応性ホットメルト接着剤は、従来の反応性ホットメルト接着剤に比べて、柔軟性に優れる。さらに、低比重のため軽量化が図れる。
本発明の反応性ホットメルト接着剤は、湿気硬化型のイソシアネート末端ウレタンプレ
ポリマーおよび中空フィラーからなる。
ポリマーおよび中空フィラーからなる。
湿気硬化型のイソシアネート末端ウレタンプレポリマー(D)は、分子内に2個以上の水酸基を有するポリオール(A)1種以上と分子内に2個以上のイソシアナト基を有する過剰量のポリイソシアネート(B)1種以上を反応させて得られる、末端にイソシアナト基を有するウレタンプレポリマーを構成成分とするもので,(D)としては、従来公知の湿気硬化型のイソシアネート末端ポリウレタン系ホットメルト接着剤が挙げられ、例えば、特開2005−146201公報および特開2005−146231公報等に詳細に記載されたものと同じものが使用できる。
ポリオール(A)としては、分子内に2個以上の水酸基を有するものであり、従来より
公知のものが使用可能である。具体例として、ポリエステルポリオール(A1)、ポリエーテルポリオール(A2)、ポリオレフィン系ポリオール(A3)、ポリカーボネートポリオール(A4)、水酸基を有する樹脂類(A5)、重合体ポリオール(A6)等が挙げられる。これらのポリオールは単独で用いてもよいし、2種類以上を併用してもよい。
公知のものが使用可能である。具体例として、ポリエステルポリオール(A1)、ポリエーテルポリオール(A2)、ポリオレフィン系ポリオール(A3)、ポリカーボネートポリオール(A4)、水酸基を有する樹脂類(A5)、重合体ポリオール(A6)等が挙げられる。これらのポリオールは単独で用いてもよいし、2種類以上を併用してもよい。
ポリエステルポリオール(A1)としては、アルコール類(a111)、アルコール類(a111)のアルキレンオキサイド(以下AOと略記)付加物(a112)および2価フェノール類のAO付加物(a113)からなる群から選ばれる少なくとも1種(a11)とジカルボン酸類(a12)から形成される1種または2種以上の縮合ポリエステルポリオール、並びにε−カプロラクトンを開環重合して得られるポリ−ε−カプロラクトンポリオールが挙げられる。
アルコール類(a111)としては、炭素数(以下Cと略記)2〜20の2価以上のアルコール類が好ましく、例えば2価アルコール[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(以下それぞれEG、DEG、1,4−BD、1,6−HDと略記)など]、環を有する低分子ジオール[1,4−ビス(ヒドロキシメチル)シクロヘキサンなど]、3価アルコール[グリセリン、トリメチロールプロパン(以下それぞれGR、TMPと略記)、ヘキサントリオールなど]、4価以上の多価アルコール(ソルビトール、シュークローズなど)が挙げられる。
アルコール類のAO付加物(a112)としては、(a111)のAO[C2〜4、例えばエチレンオキサイド(以下EOと略記)、プロピレンオキサイド(以下POと略記)、ブチレンオキサイド等]付加物が挙げられる。AOの付加モル数は活性水素原子1個当り好ましくは1〜200である。
2価フェノール類のAO付加物(a113)としては、C6〜30の2価フェノール類(例えばカテコール、ビスフェノールAおよび−F等)のAO付加物などが挙げられる。AOの付加モル数は活性水素原子1個当り好ましくは1〜200である。
これらの(a11)のうち好ましいのは、(a111)(とくにEG、1,4−BD、1,6−HD)および(a113)(とくにビスフェノールAのAO付加物)である。
ジカルボン酸類(a12)としては、C2〜20のジカルボン酸、例えば、脂肪族ジカルボン酸、芳香族ジカルボン酸および脂環式ジカルボン酸が挙げられる。
脂肪族ジカルボン酸としては、飽和脂肪族ジカルボン酸(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、デカンジカルボン酸、ウンデカンジカルボン酸、ドデカンジカルボン酸、トリデカンジカルボン酸、テトラデカンジカルボン酸およびイコサンジカルボン酸)、並びに不飽和脂肪族ジカルボン酸(例えば、マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸およびメタコン酸)が挙げられる。
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が挙げられる。
脂環式ジカルボン酸としては、例えば、1,2−および1,3−シクロペンタンジカルボン酸、1,2−、1,3−および1,4−シクロヘキサンジカルボン酸、1,2−、1,3−および1,4−シクロヘキサンジ酢酸、ジシクロヘキシル−4,4−ジカルボン酸が挙げられる。
これらのうち好ましいのは、脂肪族および芳香族ジカルボン酸、より好ましいのは、コハク酸、アジピン酸、テレフタル酸、フタル酸である。
脂肪族ジカルボン酸としては、飽和脂肪族ジカルボン酸(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、デカンジカルボン酸、ウンデカンジカルボン酸、ドデカンジカルボン酸、トリデカンジカルボン酸、テトラデカンジカルボン酸およびイコサンジカルボン酸)、並びに不飽和脂肪族ジカルボン酸(例えば、マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸およびメタコン酸)が挙げられる。
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が挙げられる。
脂環式ジカルボン酸としては、例えば、1,2−および1,3−シクロペンタンジカルボン酸、1,2−、1,3−および1,4−シクロヘキサンジカルボン酸、1,2−、1,3−および1,4−シクロヘキサンジ酢酸、ジシクロヘキシル−4,4−ジカルボン酸が挙げられる。
これらのうち好ましいのは、脂肪族および芳香族ジカルボン酸、より好ましいのは、コハク酸、アジピン酸、テレフタル酸、フタル酸である。
(a11)と(a12)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行ってもよい。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、4A金属、4B金属および5B金属の、C2〜4のカルボン酸塩、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。これらのうちで好ましいのは2B金属、4A金属、4B金属および5B金属のC2〜4のカルボン酸塩、酸化物である。
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、反応性および色調(低着色性)の観点から、(a11)と(a12)の合計量に対して、0.005〜5重量%が好ましく、より好ましくは0.1〜1.0重量%である。
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、反応性および色調(低着色性)の観点から、(a11)と(a12)の合計量に対して、0.005〜5重量%が好ましく、より好ましくは0.1〜1.0重量%である。
本エステル化反応は窒素等不活性ガス存在下または減圧下(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させることもできる。反応終了後は有機溶剤を除去する。
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;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;酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステルが挙げられる。
反応温度は反応率および工業上の観点から好ましくは120〜250℃、より好ましくは150〜230℃、反応時間は同様の観点から好ましくは1〜40時間、より好ましくは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水酸基価は好ましくは5〜450、より好ましくは10〜280である。数平均分子量(以下Mnと略記)は好ましくは500〜20,000、より好ましくは800〜10,000である。Mnは、ポリスチレンを標準としてゲルパーミエイションクロマトグラフィー(GPC)法で求められる値である(以下、同様)。
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;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;酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステルが挙げられる。
反応温度は反応率および工業上の観点から好ましくは120〜250℃、より好ましくは150〜230℃、反応時間は同様の観点から好ましくは1〜40時間、より好ましくは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水酸基価は好ましくは5〜450、より好ましくは10〜280である。数平均分子量(以下Mnと略記)は好ましくは500〜20,000、より好ましくは800〜10,000である。Mnは、ポリスチレンを標準としてゲルパーミエイションクロマトグラフィー(GPC)法で求められる値である(以下、同様)。
ポリエーテルポリオール(A2)としては、フェノール類(a21)もしくはアルコール類(a22)に、C2〜4のAO(a23)を付加したもの、およびテトラヒドロフランを開環重合したものが挙げられる。
フェノール類(a21)としては、好ましくはC6〜30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、−Fおよび−S、並びにこれらのアルキル(C1〜10)、ハロゲン置換体等が挙げられる。これらのうち好ましいのは、ビスフェノールAおよび−Fである。
フェノール類(a21)としては、好ましくはC6〜30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、−Fおよび−S、並びにこれらのアルキル(C1〜10)、ハロゲン置換体等が挙げられる。これらのうち好ましいのは、ビスフェノールAおよび−Fである。
アルコール類(a22)としては、前記(a111)のC2〜20の2価アルコール類;3価アルコール類(GR、TMP、ヘキサントリオール等);4価アルコール類[ペンタエリスリトール(以下PEと略記)等]、5官能以上の多価アルコール類(ソルビトール等)が挙げられる。これらのうち好ましいのは2〜4価のアルコール類、より好ましいのは2〜3価のアルコール類である。
AO(a23)としては、EO、PO、1,2−、1,3−、2,3−もしくは1,4−ブチレンオキサイド等のC2〜4のAOおよびこれらの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)、ランダム付加型またはこれらの混合型]が挙げられる。これらのうちで好ましいのはEOおよび/またはPOである。
(a23)の付加モル数は好ましくは活性水素原子1個当り1〜200モル、より好ま
しくは2〜50モルである。Mnは、好ましくは200〜15,000、より好ましくは400〜8,000である。
上記AOの付加は、公知の方法で行うことができ、無触媒、または触媒(アルカリ触媒、アミン触媒、酸性触媒)の存在下で加圧下に行なわれる。
(a23)の付加モル数は好ましくは活性水素原子1個当り1〜200モル、より好ま
しくは2〜50モルである。Mnは、好ましくは200〜15,000、より好ましくは400〜8,000である。
上記AOの付加は、公知の方法で行うことができ、無触媒、または触媒(アルカリ触媒、アミン触媒、酸性触媒)の存在下で加圧下に行なわれる。
ポリオレフィン系ポリオール(A3)としては、オレフィン類を重合してなり、末端に活性水素を有するポリオールが挙げられる。
(A3)の具体例としては、ポリブタジエンポリオール、ポリイソプレンポリオール、水添化ポリブタジエンポリオール、および水添化ポリイソプレンポリオールが挙げられる。
これらのうちで好ましいのは、ポリブタジエンポリオール、および水添化ポリブタジエンポリオール、より好ましいのはポリブタジエンポリオールである。
分子中の水酸基数は、好ましくは1〜4、より好ましくは2〜3である。水酸基価は、好ましくは5〜1200、より好ましくは22〜340である。Mnは、好ましくは200〜10,000、より好ましくは500〜5,000である。
(A3)の具体例としては、ポリブタジエンポリオール、ポリイソプレンポリオール、水添化ポリブタジエンポリオール、および水添化ポリイソプレンポリオールが挙げられる。
これらのうちで好ましいのは、ポリブタジエンポリオール、および水添化ポリブタジエンポリオール、より好ましいのはポリブタジエンポリオールである。
分子中の水酸基数は、好ましくは1〜4、より好ましくは2〜3である。水酸基価は、好ましくは5〜1200、より好ましくは22〜340である。Mnは、好ましくは200〜10,000、より好ましくは500〜5,000である。
ポリカーボネートポリオール(A4)としては、ポリヘキサメチレンカーボネートポリオール、ポリシクロヘキサンジメチレンカーボネートポリオール等が挙げられる。
これらのうちで好ましくは、ポリヘキサメチレンカーボネートポリオールである。
分子中の水酸基数は、好ましくは1〜4、より好ましくは2〜3である。水酸基価は、好ましくは5〜1200、より好ましくは22〜340である。Mnは、好ましくは200〜10,000、より好ましくは500〜5,000である。
これらのうちで好ましくは、ポリヘキサメチレンカーボネートポリオールである。
分子中の水酸基数は、好ましくは1〜4、より好ましくは2〜3である。水酸基価は、好ましくは5〜1200、より好ましくは22〜340である。Mnは、好ましくは200〜10,000、より好ましくは500〜5,000である。
水酸基を有する樹脂類(A5)としては、水酸基含有キシレン樹脂、ロジン構造含有ポリオール等が挙げられる。
これらのうちで好ましいのは、ロジン構造含有ポリオールである。
分子中の水酸基数は、好ましくは1〜4、より好ましくは2〜3である。水酸基価は、好ましくは1〜1200、より好ましくは5〜340である。Mnは、好ましくは200〜10,000、より好ましくは500〜5,000である。
これらのうちで好ましいのは、ロジン構造含有ポリオールである。
分子中の水酸基数は、好ましくは1〜4、より好ましくは2〜3である。水酸基価は、好ましくは1〜1200、より好ましくは5〜340である。Mnは、好ましくは200〜10,000、より好ましくは500〜5,000である。
重合体ポリオール(A6)としては、前述(A1)、(A2)、(A3)、(A4)および(A5)からなる群より選ばれる1種以上の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挙げられる。
上記エチレン性不飽和単量体としては、例えば、C3〜30のα−オレフィン(ヘキセン、オクテン等)、C8〜15の芳香族炭化水素単量体(スチレン等)、不飽和ニトリル[(メタ)アクリロニトリル等]、(メタ)アクリル酸エステル{(メタ)アクリル酸アルキルエステル(アルキル基のCが1〜30)[メチル(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(アルキル基のCが1〜30)エステル[ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート等]}、エチレン性不飽和カルボン酸およびその誘導体[(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等)、グリシジル(メタ)アクリレ−ト等が挙げられる。
上記エチレン性不飽和単量体としては、例えば、C3〜30のα−オレフィン(ヘキセン、オクテン等)、C8〜15の芳香族炭化水素単量体(スチレン等)、不飽和ニトリル[(メタ)アクリロニトリル等]、(メタ)アクリル酸エステル{(メタ)アクリル酸アルキルエステル(アルキル基のCが1〜30)[メチル(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(アルキル基のCが1〜30)エステル[ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート等]}、エチレン性不飽和カルボン酸およびその誘導体[(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等)、グリシジル(メタ)アクリレ−ト等が挙げられる。
(A6)を構成するエチレン性不飽和単量体の含量は、重合体ポリオールの重量に対し
て好ましくは0.1〜90重量%、より好ましくは、5〜80重量%である。
(A6)の平均官能基数は、好ましくは2〜8、より好ましくは2〜4である。
(A6)のMnは好ましくは300〜30,000、より好ましくは500〜20,000である。
て好ましくは0.1〜90重量%、より好ましくは、5〜80重量%である。
(A6)の平均官能基数は、好ましくは2〜8、より好ましくは2〜4である。
(A6)のMnは好ましくは300〜30,000、より好ましくは500〜20,000である。
(A6)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が挙げられる。
始剤(ラジカル発生剤等)の存在下に重合させる方法が挙げられる。
本発明において、湿気硬化型のイソシアネート末端ウレタンプレポリマーの構成成分であるポリイソシアネート(B)としては、分子内に2個以上のイソシアナト基を有するもので、従来より公知のものが使用可能であり、C(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[1,3−および/または1,4−フェニレンジイソシアネート、2,4−および/または2,6−トリレンジイソシアネート(TDI)、2,4’−および/または4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)等]、C2〜18の脂肪族ポリイソシアネート[ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)等]、C4〜15の脂環式ポリイソシアネート[イソホロンジイソシアネート(IPDI)等]、C8〜15の芳香脂肪族ポリイソシアネート[m−および/またはp−キシリレンジイソシアネート(XDI)等]、これらのポリイソシアネートの変性物[変性MDI(ウレタン変性MDI、カルボジイミド変性MDI等)、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]およびこれらの2種類以上の混合物が含まれる。これらのうちで好ましいのは、HDI、IPDI、TDI、MDI、XDIおよびTMXDIであり、特に好ましいのは、HDIおよびMDIである。
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よく、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。
例えば金属触媒、例えば錫系触媒[トリメチルチンラウレート、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等];およ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、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等]または複素環式アミノアルキルアミン類[2−(1−アジリジニル)エチルアミン等]の炭酸塩および有機酸塩(ギ酸塩等)等;N−メチルモルホリントリエチルアミン等;およびこれらの2種以上の併用系が挙げられる。
例えば金属触媒、例えば錫系触媒[トリメチルチンラウレート、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等];およ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、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等]または複素環式アミノアルキルアミン類[2−(1−アジリジニル)エチルアミン等]の炭酸塩および有機酸塩(ギ酸塩等)等;N−メチルモルホリントリエチルアミン等;およびこれらの2種以上の併用系が挙げられる。
ウレタン化触媒の使用量は、ポリオール(A)およびポリイソシアネート(B)の合計質量を基準として、好ましくは0.5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。0.5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)、(B)およ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)、(B)およ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)、(B)からなるウレタンプレポリマー中のイソシアナト基の含有量(NCO%)は、好ましくは0.2〜10重量%、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。
反応条件としては例えば(A)、(B)およ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)、(B)およ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)、(B)からなるウレタンプレポリマー中のイソシアナト基の含有量(NCO%)は、好ましくは0.2〜10重量%、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。
本発明において、中空フィラー(C)としては、例えば、熱可塑性樹脂または熱硬化樹脂からなる有機中空フィラー、ガラスからなる無機中空フィラー、およびこれらの2種以上の併用が挙げられる。
これらの中空フィラーのうち、軽量化および分散性の観点から有機中空フィラーが好ましい。
これらの中空フィラーのうち、軽量化および分散性の観点から有機中空フィラーが好ましい。
上記の熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリ塩化ビニリデン、ポリメチルメタクリレート、ポリアクリロニトリルなどの樹脂が挙げられる。上記の熱硬化性樹脂としては、例えば、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、尿素樹脂、および下記の有機中空フィラーを構成する樹脂が挙げられる。これらのうち好ましいのは下記の有機中空フィラーを構成する樹脂である。
本発明で使用される有機中空フィラーは、反応性ホットメルト接着剤の耐熱性を高める観点から、成形時に架橋されることが好ましい。
好ましい有機中空フィラーの具体例には、下記の(c1)、(c2)および(c3)からなる群より選ばれる少なくとも1種の有機中空フィラー(C1)が含まれる。これらの有機中空フィラーは分散性がさらに優れる。これらの有機中空フィラーは、単独で使用しても併用してもよい。
(c1):イソシアナト基、エポキシ基およびヒドロキシメチルアミノ基からなる群より選ばれる少なくとも1種の官能基(d1)を有するビニルモノマー(e1)とシアノ基含有ビニルモノマー(e3)をシェルポリマーの必須構成単位としてなる有機中空フィラー
(c2):官能基(d1)と反応する、水酸基、アミノ基、イソシアナト基、エポキシ基、ヒドロキシメチルアミノ基およびカルボキシル基からなる群より選ばれる少なくとも1種の官能基(d2)を有するビニルモノマー(e2)とビニルモノマー(e3)をシェルポリマーの必須構成単位としてなる有機中空フィラー
(c3):ビニルモノマー(e1)とビニルモノマー(e2)とビニルモノマー(e3)をシェルポリマーの必須構成単位としてなる有機中空フィラー
(c1):イソシアナト基、エポキシ基およびヒドロキシメチルアミノ基からなる群より選ばれる少なくとも1種の官能基(d1)を有するビニルモノマー(e1)とシアノ基含有ビニルモノマー(e3)をシェルポリマーの必須構成単位としてなる有機中空フィラー
(c2):官能基(d1)と反応する、水酸基、アミノ基、イソシアナト基、エポキシ基、ヒドロキシメチルアミノ基およびカルボキシル基からなる群より選ばれる少なくとも1種の官能基(d2)を有するビニルモノマー(e2)とビニルモノマー(e3)をシェルポリマーの必須構成単位としてなる有機中空フィラー
(c3):ビニルモノマー(e1)とビニルモノマー(e2)とビニルモノマー(e3)をシェルポリマーの必須構成単位としてなる有機中空フィラー
官能基(d1)を有するビニルモノマー(e1)としては、官能基(d1)を少なくとも1個持つものであればよい。(d1)を2個以上持つ場合、(d1)は、同じ種類でも、異なる種類でもよい。
官能基(d1)としては、イソシアナト基、エポキシ基、およびヒドロキシメチルアミノ基(−NHCH2OH)からなる群より選ばれる少なくとも1種の官能基が挙げられる。
ビニルモノマー(e1)としては、(1)イソシアナト基含有ビニルモノマー、(2)エポキシ基含有ビニルモノマー、(3)ヒドロキシメチルアミノ基(−NHCH2OH)含有ビニルモノマーおよびこれらの2種以上の混合物等が使用できる。
官能基(d1)としては、イソシアナト基、エポキシ基、およびヒドロキシメチルアミノ基(−NHCH2OH)からなる群より選ばれる少なくとも1種の官能基が挙げられる。
ビニルモノマー(e1)としては、(1)イソシアナト基含有ビニルモノマー、(2)エポキシ基含有ビニルモノマー、(3)ヒドロキシメチルアミノ基(−NHCH2OH)含有ビニルモノマーおよびこれらの2種以上の混合物等が使用できる。
(1)イソシアナト基含有ビニルモノマーとしては、C4〜20のイソシアナト基含有ビニルモノマー等が用いられ、イソシアナトエチル(メタ)アクリレート、イソシアナトプロピル(メタ)アクリレート、イソシアナトブチル(メタ)アクリレート、イソシアナトヘキシル(メタ)アクリレート、N−イソシアナトエチル(メタ)アクリルアミド、N−イソシアナトプロピル(メタ)アクリルアミド、N−イソシアナトブチル(メタ)アクリルアミドおよびN−イソシアナトヘキシル(メタ)アクリルアミド等が挙げられる。
(2)エポキシ基含有ビニルモノマーとしては、C5〜20のエポキシ基含有ビニルモノマー等が用いられ、ビニルグリシジルエーテル、プロペニルグリシジルエーテル、N−グリシジル(メタ)アクリルアミドおよびグルシジル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
(3)ヒドロキシメチルアミノ基含有ビニルモノマーとしては、C4〜20のヒドロキシメチルアミノ基含有ビニルモノマー等が用いられ、N−ヒドロキシメチルアミノエチル(メタ)アクリルアミド、N−ヒドロキシメチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド、N−ヒドロキシメチルアミノプロピル(メタ)アクリレートおよびN−ヒドロキシメチルアミノエチル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
(d1)と反応する官能基(d2)を有するビニルモノマー(e2)としては、官能基(d1)と反応する官能基(d2)を少なくとも1個もつものであればよい。(d2)を
2個以上持つ場合、(d2)は同じ種類でも、異なる種類でもよい。
官能基(d2)としては、水酸基、アミノ基、エポキシ基、イソシアナト基、ヒドロキシメチルアミノ基(−NHCH2OH)およびカルボキシル基からなる群より選ばれる少なくとも1種の官能基が挙げられる。
官能基(d1)がエポキシ基およびイソシアナト基の場合、ビニルモノマー(e2)としては、(4)水酸基含有ビニルモノマー、(5)アミノ基含有ビニルモノマー、(6)カルボキシル基含有ビニルモノマーおよびこれらの2種以上の混合物等が使用できる。
官能基(d1)がヒドロキシメチルアミノ基の場合、ビニルモノマー(e2)としては、(1)イソシアナト基含有ビニルモノマー、(2)エポキシ基含有ビニルモノマー、(6)カルボキシル基含有ビニルモノマーおよびこれらの2種以上の混合物等が使用できる。
2個以上持つ場合、(d2)は同じ種類でも、異なる種類でもよい。
官能基(d2)としては、水酸基、アミノ基、エポキシ基、イソシアナト基、ヒドロキシメチルアミノ基(−NHCH2OH)およびカルボキシル基からなる群より選ばれる少なくとも1種の官能基が挙げられる。
官能基(d1)がエポキシ基およびイソシアナト基の場合、ビニルモノマー(e2)としては、(4)水酸基含有ビニルモノマー、(5)アミノ基含有ビニルモノマー、(6)カルボキシル基含有ビニルモノマーおよびこれらの2種以上の混合物等が使用できる。
官能基(d1)がヒドロキシメチルアミノ基の場合、ビニルモノマー(e2)としては、(1)イソシアナト基含有ビニルモノマー、(2)エポキシ基含有ビニルモノマー、(6)カルボキシル基含有ビニルモノマーおよびこれらの2種以上の混合物等が使用できる。
(4)水酸基含有ビニルモノマーとしては、C2〜20の水酸基含有ビニルモノマー等が用いられ、ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート{アルキル基はC3〜20、以下同様。:例えばヒドロキシエチル−、ヒドロキシプロピル−およびヒドロキシブチル(メタ)アクリレート等}、ヒドロキシアルキル(メタ)アクリルアミド{ヒドロキシエチル−、ヒドロキシプロピル−およびヒドロキシブチル(メタ)アクリルアミド等}、ヒドロキシスチレン、(メタ)アリルアルコール、クロチルアルコール、イソクロチルアルコール、1−ブテン−3−オール、2−ブテン−1−オール、2−ブテン−1,4−ジオール、プロパルギルアルコール、2−ヒドロキシエチルプロペニルエーテル、GRジ(メタ)アクリレート、6−ブロモ−4−ヒドロキシ−オク−1−テン、6−メチルスルフェノ−4−ヒドロキシ−ヘキ−1−セン、6−フェニルスルフェノ−4−ヒドロキシ−4−メチルヘキ−1−セン、3−ヒドロキシ−ヘキ−5−セニルジメチルアミンオキシド、2−メチルスルフェノ−3−フェニル−4,4−ジメチル−5−ヘキセン−3−オール、2−メチルスルフェノ−3−エチル−5−ヘキセン−3−オール、2−メチルスルフェノ−3−エチル−4,4−ジメチル−5−ヘキセン−3−オール、2−メチルスルフェノ−3−メチル−5−ヘキセン−3−オール、2−メチルスルフェノ−3,4,4−トリメチル−5−ヘキセン−3−オール、5−メチルスルフェノ−4−ヒドロキシ−ヘキ−1−セン、5−フェニルスルフェノ−4−ヒドロキシ−4−メチルヘキ−1−センおよび2−ヒドロキシ−イソヘキ−4−セニルトリメチルアンモニウムヒドロキサイドおよび庶糖アリルエーテル等が挙げられる他に、ポリエチレングリコール[重量平均分子量(以下Mwと記載)100〜10,000]モノ(メタ)アクリレート、ポリエチレン・ポリプロピレングリコール(Mw200〜10,000、オキシエチレンの含有量10〜90重量%)モノ(メタ)アクリレートおよびポリプロピレングリコール(Mw100〜10,000)モノ(メタ)アクリレート等も使用できる。Mwはポリスチレンを標準としたゲルパーミエイションクロマトグラフィー(GPC)法によって求められる値である。
これらのうち、高温度下における機械的強度の観点等から、ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートおよびヒドロキシアルキル(メタ)アクリルアミドが好ましく、さらに好ましいのはヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート、特に好ましいのはヒドロキシエチルメタアクリレート(HEMA)である。
これらのうち、高温度下における機械的強度の観点等から、ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートおよびヒドロキシアルキル(メタ)アクリルアミドが好ましく、さらに好ましいのはヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート、特に好ましいのはヒドロキシエチルメタアクリレート(HEMA)である。
(5)アミノ基含有ビニルモノマーとしては、C4〜50のアミノ基含有ビニルモノマー等が使用でき、アミノアルキル(メタ)アクリレート{アミノエチル−、アミノイソプロピル−、アミノブチル−およびアミノヘキシル(メタ)アクリレート等}、アミノアルキルアクリルアミド{アミノエチル−、アミノイソプロピル−、アミノブチル−およびアミノヘキシル(メタ)アクリルアミド等}、アリルアミン、クロチルアミン、アミノスチレン、N−アリルフェニレンジアミンおよび16−(メタ)アクリロイルヘキサデシルアミン等が挙げられる。
これらのうち、高温度下における機械的強度の観点等から、アミノアルキル(メタ)アクリレートおよびアミノアルキル(メタ)アクリルアミドが好ましく、さらに好ましいのはアミノアルキル(メタ)アクリレート、特に好ましいのはアミノエチル−、アミノイソプロピル−およびアミノブチル(メタ)アクリレートである。
これらのうち、高温度下における機械的強度の観点等から、アミノアルキル(メタ)アクリレートおよびアミノアルキル(メタ)アクリルアミドが好ましく、さらに好ましいのはアミノアルキル(メタ)アクリレート、特に好ましいのはアミノエチル−、アミノイソプロピル−およびアミノブチル(メタ)アクリレートである。
(6)カルボキシル基(カルボン酸無水物基を含む)含有ビニルモノマーとしては、C3〜15、例えば(メタ)アクリル酸、マレイン酸、イタコン酸、シトラコン酸、無水マレイン酸、無水イタコン酸および無水シトラコン酸等が挙げられる。
これらのうち、高温度下における機械的強度の観点等から、(メタ)アクリル酸、マレイン酸、イタコン酸、無水マレイン酸および無水イタコン酸が好ましく、さらに好ましいのは(メタ)アクリル酸、マレイン酸、イタコン酸および無水マレイン酸である。
これらのうち、高温度下における機械的強度の観点等から、(メタ)アクリル酸、マレイン酸、イタコン酸、無水マレイン酸および無水イタコン酸が好ましく、さらに好ましいのは(メタ)アクリル酸、マレイン酸、イタコン酸および無水マレイン酸である。
シアノ基含有ビニルモノマー(e3)としては、シアノ基を持つビニルポリマーであれば制限なく使用でき、(メタ)アクリロニトリル、クロロ(メタ)アクリロニトリル、エトキシ(メタ)アクリロニトリル、フマロニトリル、マレオイルニトリル、シアノスチレンおよびこれらの混合物等が挙げられる。なお、本明細書において、(メタ)アクリ・・・・は、アクリ・・・およびメタアクリ・・・を意味する。例えば、ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートは、ヒドロキシエチルメタアクリレートおよびヒドロキシエチルアクリレートを意味し、(メタ)アクリロニトリルは、(メタ)アクリロニトリルおよびアクリロニトリルを意味する。
これらのうち、ガスバリア性の観点等から、(メタ)アクリロニトリル、クロロ(メタ)アクリロニトリルおよびエトキシ(メタ)アクリロニトリルが好ましく、さらに好ましいのは(メタ)アクリロニトリル、特に好ましいのはアクリロニトリルである。なお、ガスバリア性とは、後述するポリマーシェルに内包する揮発性液体および/または昇華性固体がポリマーシェル外に漏れにくい性質を意味する。
これらのうち、ガスバリア性の観点等から、(メタ)アクリロニトリル、クロロ(メタ)アクリロニトリルおよびエトキシ(メタ)アクリロニトリルが好ましく、さらに好ましいのは(メタ)アクリロニトリル、特に好ましいのはアクリロニトリルである。なお、ガスバリア性とは、後述するポリマーシェルに内包する揮発性液体および/または昇華性固体がポリマーシェル外に漏れにくい性質を意味する。
有機中空フィラー(c1)、(c2)、(c3)のシェルポリマーの構成単位としては、上記(e1)、(e2)、(e3)以外に、架橋性ビニルモノマー(f)およびその他のビニルモノマー(g)等を構成単位とすることができる。
架橋性ビニルモノマー(f)としては、ビニル基を少なくとも2個有するビニルモノマーが使用でき、C4〜10のジエン(f1)、C8〜12のビス(メタ)アクリルアミド(f2)、ポリオール(C2〜10、例えばEG、1,4−BD、1,6−HD)のポリ(メタ)アクリレート(f3)、C6〜9のポリアリルアミン(f4)、C4〜12のポリビニルエーテル(f5)、C6〜17のポリアリルエーテル(f6)およびC9〜14のジアリルエステル(f7)等が含まれる。
ジエン(f1)としては、ブタジエン、ペンタジエン、ヘキサジエン、シクロペンタジエン、エチリデンノルボルネン、ジビニルベンゼン、ジビニルトルエン、ジビニルキシレンおよびジアリルカルビノール等が挙げられる。
ビス(メタ)アクリルアミド(f2)としては、N,N’−メチレンビス(メタ)アクリルアミド、N,N’−エチレンビス(メタ)アクリルアミドおよびN,N’−プロピレンビス(メタ)アクリルアミド等が挙げられる。
ポリオールのポリ(メタ)アクリレート(f3)としては、ポリオールジ(メタ)アクリレート[EGジ(メタ)アクリレート、ポリ(重合度2〜5)エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、PGジ(メタ)アクリレート等]、およびポリオールトリまたはテトラ(メタ)アクリレート[GRトリ(メタ)アクリレート、トリヒドロキシメチルアミノプロパントリ(メタ)アクリレートおよびジグリセリンテトラ(メタ)アクリレート等]等が挙げられる。
ジエン(f1)としては、ブタジエン、ペンタジエン、ヘキサジエン、シクロペンタジエン、エチリデンノルボルネン、ジビニルベンゼン、ジビニルトルエン、ジビニルキシレンおよびジアリルカルビノール等が挙げられる。
ビス(メタ)アクリルアミド(f2)としては、N,N’−メチレンビス(メタ)アクリルアミド、N,N’−エチレンビス(メタ)アクリルアミドおよびN,N’−プロピレンビス(メタ)アクリルアミド等が挙げられる。
ポリオールのポリ(メタ)アクリレート(f3)としては、ポリオールジ(メタ)アクリレート[EGジ(メタ)アクリレート、ポリ(重合度2〜5)エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、PGジ(メタ)アクリレート等]、およびポリオールトリまたはテトラ(メタ)アクリレート[GRトリ(メタ)アクリレート、トリヒドロキシメチルアミノプロパントリ(メタ)アクリレートおよびジグリセリンテトラ(メタ)アクリレート等]等が挙げられる。
ポリアリルアミン(f4)としては、ジアリルアミンおよびトリアリルアミン等が挙げられる。
ポリビニルエーテル(f5)としては、ジビニルエーテル等が挙げられる。
ポリアリルエーテル(f6)としては、ジアリルエーテル{ジアリルエーテル、ジアリロキシメタン、ジアリロキシエタンおよびPEジアリルエーテル等}、およびトリ−またはテトラアリルエーテル[テトラアリロキシエタン、PEトリアリルエーテルおよびPEテトラアリルエーテル等]等が挙げられる。
ジアリルエステル(f7)としては、フタル酸ジアリル、マロン酸ジアリル、コハク酸ジアリルおよびアジピン酸ジアリル等が挙げられる。
ポリビニルエーテル(f5)としては、ジビニルエーテル等が挙げられる。
ポリアリルエーテル(f6)としては、ジアリルエーテル{ジアリルエーテル、ジアリロキシメタン、ジアリロキシエタンおよびPEジアリルエーテル等}、およびトリ−またはテトラアリルエーテル[テトラアリロキシエタン、PEトリアリルエーテルおよびPEテトラアリルエーテル等]等が挙げられる。
ジアリルエステル(f7)としては、フタル酸ジアリル、マロン酸ジアリル、コハク酸ジアリルおよびアジピン酸ジアリル等が挙げられる。
これらの架橋性ビニルモノマー(f)のうち、高温度下における機械的強度の観点から好ましいのは、ビニル基を2個有するビニルモノマー、さらに好ましいのはジエン、ビス(メタ)アクリルアミド、ポリオールのジ(メタ)アクリレート、ジビニルエーテルおよびジアリルエーテル、特に好ましいのはジエン、ポリオールのジ(メタ)アクリレートおよびジアリルエーテルである。
他のビニルモノマー(g)としては、C8〜12の芳香族ビニル炭化水素(g1)、C2〜18の脂肪族ビニル炭化水素(g2)、C5〜15の脂環式ビニル炭化水素(g3)、C4〜22の(メタ)アクリレート(g4)、C3〜22の(メタ)アクリルアミド化合物(g5)、C3〜10のビニルエステル(g6)、C2〜10のビニルスルホン酸(g7)、C3〜10のアリルスルホン酸(g8)、C3〜10のビニルエーテル(g9)、C4〜11のビニルケトン(g10)および高温度下(100〜200℃)でビニル基を生じるビニルモノマー(g11)等が含まれる。
芳香族ビニル炭化水素(g1)としては、スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン、2,4−ジメチルスチレン、エチルスチレン、イソプロピルスチレン、ブチルスチレン、フェニルスチレン、シクロヘキシルスチレン、ベンジルスチレン、クロチルベンゼン、ヒドロキシスチレン、ビニルナフタレン、ビニルピリジン、クロロスチレンおよびジクロロスチレン等が挙げられる。
脂肪族ビニル炭化水素(g2)としては、エチレン、プロピレン、ブテン、イソブチレン、ペンテン、ヘプテン、オクテン、ドデセンおよびオクタデセン等が挙げられる。
脂環式ビニル炭化水素(g3)としては、ビニルシクロヘキサン、シクロヘキセン、ピネン、リモネンおよびインデン等が挙げられる。
脂肪族ビニル炭化水素(g2)としては、エチレン、プロピレン、ブテン、イソブチレン、ペンテン、ヘプテン、オクテン、ドデセンおよびオクタデセン等が挙げられる。
脂環式ビニル炭化水素(g3)としては、ビニルシクロヘキサン、シクロヘキセン、ピネン、リモネンおよびインデン等が挙げられる。
(メタ)アクリレート(g4)としては、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸−2−エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸オクタデシル、(メタ)アクリル酸ジメチルアミノエチル、(メタ)アクリル酸ジエチルアミノエチル、(メタ)アクリル酸モルホリノエチル等が挙げられ、その他に、C6〜12のマレイン酸エステル[マレイン酸ジメチル、マレイン酸モノメチル、マレイン酸ジエチル、マレイン酸ジヘキシル、マレイン酸モノヘキシル、マレイン酸モノベンジルおよびマレイン酸ジメチルアミノエチル等]等が挙げられる。
(メタ)アクリルアミド化合物(g5)としては、(メタ)アクリルアミド、N−アルキル(メタ)アクリルアミド[N−メチル−、N−ブチル−およびN−ベンジル(メタ)アクリルアミド等]、N,N−ジアルキル(メタ)アクリルアミド{N,N−ジメチル−およびN,N−ジプロピル(メタ)アクリルアミド等]、およびアミノアルキル(メタ)アクリルアミド[ジメチルアミノエチル(メタ)アクリルアミドおよびジエチルアミノエチル(メタ)アクリルアミド等]等が挙げられ、その他に、N−ビニルラクタム(N−ビニルピロリドン等)等も使用できる。
ビニルエステル(g6)としては、ギ酸ビニル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、2−エチルヘキサン酸ビニル、ビニルベンゾエート、酢酸イソプレニルおよび酢酸アリル等が挙げられる。
ビニルスルホン酸(g7)としては、ビニルスルホン酸等が挙げられる。
アリルスルホン酸(g8)としては、、アリルスルホン酸、スチレンスルホン酸、α−メチルスチレンスルホン酸、(メタ)アクリロキシプロピルスルホン酸、(メタ)アクリロキシエタンスルホン酸、3−(メタ)アクリロキシ−2−ヒドロキシプロパンスルホン酸およびプロピルアリルスルホコハク酸、並びにこれらのアルカリ金属(ナトリウムおよびカリウム等)塩、アルカリ土類金属(カルシウムおよびマグネシウム等)塩、アミン塩またはアンモニウム塩等が挙げられる。
アリルスルホン酸(g8)としては、、アリルスルホン酸、スチレンスルホン酸、α−メチルスチレンスルホン酸、(メタ)アクリロキシプロピルスルホン酸、(メタ)アクリロキシエタンスルホン酸、3−(メタ)アクリロキシ−2−ヒドロキシプロパンスルホン酸およびプロピルアリルスルホコハク酸、並びにこれらのアルカリ金属(ナトリウムおよびカリウム等)塩、アルカリ土類金属(カルシウムおよびマグネシウム等)塩、アミン塩またはアンモニウム塩等が挙げられる。
ビニルエーテル(g9)としては、ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルプロピルエーテル、ビニルブチルエーテル、ビニル2−エチルヘキシルエーテル、ビニルフェニルエーテル、ビニル2−メトキシエチルエーテル、ビニル2−ブトキシエチルエーテル、2−ブトキシ−2’−ビニロキシジエチルエーテルおよびビニル2−エチルメルカプトエチルエーテル等が挙げられる。
C4〜11のビニルケトン(g10)としては、ビニルメチルケトン、ビニルエチルケトン、ビニルフェニルケトンおよびビニル2−エチルヘキシルケトン等が挙げられる。
高温度下(100〜200℃)でビニル基を生じるビニルモノマー(g11)としては、2−クロロエチルプロペニルエーテル、2−メチルスルフェノエチルプロペニルエーテル、2−プロペニルオキシエチルジメチルアミンオキシド、2−プロペニルオキシエチルトリメチルアンモニウムヒドロキサイド、メチルスルフェノ−2−フェニルエチルプロペニルエーテル、2−メチルスルフェノイソブチル−2−プロペニルエーテル、2−メチルスルフェノ−3−エチルプロピル−2−プロペニルエーテル、3−メチルスルフェノ−n−プロピルプロペニルエーテル、3−ベンジルスルホ−n−プロピルプロペニルエーテル、2−メチルスルフェノ−n−プロピル−1−プロペニルエーテル、2−メチルスルフェノ−3−エチルプロピル−1−プロペニルエーテル、2−メチルスルフェノイソブチル−1−プロペニルエーテル、2−フェニルスルフェノイソブチル−1−プロペニルエーテル、2−フェニルスルホイソヘキシル 1−プロペニルエーテル、2−ビニルオキシプロピルジメチルアミンオキシド、2−ビニルオキシプロピルトリメチルアンモニウムヒドロキサイド、3−メチルスルフェノ−n−プロピル−1−プロペニルエーテル、3−フェニルスルフェノイソブチル−1−プロペニルエーテル、3−メチルスルホイソブチルビニルエーテル、3−ビニルオキシプロピルジメチルアミンオキシド、2−クロロエチルアクリレート、2−メチルスルフェノイソブチルアクリレート、2−フェニルスルフェノイソブチルアクリレート、N−オキシドジメチルアミノエチルアクリレート(2−アクリロキシエチルジメチルアミンオキシド)、3−ブロモ−n−プロピルメタクリレート、3−メチルスルフェノ−n−プロピルアクリレート、3−フェニルスルフェノイソブチルアクリレート、N−(2−ブロモエチル)メタクリルアミド、N−(2−メチルスルフェノ−n−プロピル)アクリルアミド、N−(2−フェニルスルフェノイソブチル)アクリルアミド、2−アクリロイルアミノエチルトリメチルアンモニウムヒドロキサイド、3−メチルスルフェノプロパン酸2−プロペニルエステル、3−メチルスルフェノプロパン酸2−メチルプロペニルエステル、2−(2−プロペニルオキシカルボニル)エチルトリメチルアンモニウムヒドロキサイド、2−メチルスルフェノプロパン酸2−プロペニルエステル、2−メチルスルフェノプロパン酸2−メチルプロペニルエステル、2−フェニルスルフェノブタン酸2−メチルプロペニルエステル、1−(2−プロペニルオキシカルボニル)エチルジメチルアミンオキシド等が挙げられる。
これらのうち、高温度下における機械的強度の観点等から好ましいのは、(g4)および(g5)、さらに好ましいのは(g4)、特に好ましいのは(メタ)アクリル酸メチル、−エチルおよび−ブチルである。
本発明における有機中空フィラー(C1)は、予め熱膨張性マイクロカプセルを製造し、これを加熱することにより製造される。
該熱膨張性マイクロカプセルの製造方法としては、例えば、揮発性液体(炭化水素、アルコール、エーテル、ケトン等)および/または昇華性固体(ヘキサクロロエタン、ヨウ素、樟脳等)、並びにビニルモノマー[前記(e3)と、(e1)および/または(e2)、並びに必要によりその他のモノマー]、さらに必要により重合開始剤を混合し、この混合物を界面活性剤および/または分散安定剤を含む水性媒体中で懸濁重合させる方法(例えば特公昭42−26524号公報等)等が挙げられる。
該熱膨張性マイクロカプセルの製造方法としては、例えば、揮発性液体(炭化水素、アルコール、エーテル、ケトン等)および/または昇華性固体(ヘキサクロロエタン、ヨウ素、樟脳等)、並びにビニルモノマー[前記(e3)と、(e1)および/または(e2)、並びに必要によりその他のモノマー]、さらに必要により重合開始剤を混合し、この混合物を界面活性剤および/または分散安定剤を含む水性媒体中で懸濁重合させる方法(例えば特公昭42−26524号公報等)等が挙げられる。
重合開始剤としては特に限定されないが、シアノ基含有ビニルモノマー(e3)に可溶であるとの観点から好ましいのは油溶性開始剤であり、種々のパーオキサイドおよびアゾ化合物等が使用できる。これらのうち溶解性の観点から好ましいのはアゾ化合物、さらに好ましいのは2,2’−アゾビスイソブチロニトリル、1,1’−アゾビスシクロヘキサン1−カーボニトリル、2,2’−アゾビス−4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリルおよび2,2’−アゾビス−2,4−ジメチルバレロニトリル、特に好ましいのは2,2’−アゾビスイソブチロニトリルである。
重合開始剤の使用量は、ビニルモノマーの全重量に基づいて、重合度の観点から好ましくは0.01〜5%、さらに好ましくは0.05〜2%、特に好ましくは0.1〜1%である。
重合開始剤の使用量は、ビニルモノマーの全重量に基づいて、重合度の観点から好ましくは0.01〜5%、さらに好ましくは0.05〜2%、特に好ましくは0.1〜1%である。
界面活性剤には、アニオン性界面活性剤[ラウリル硫酸ナトリウム、(ポリ)オキシエチレン(重合度1〜100)ラウリル硫酸ナトリウムおよび(ポリ)オキシエチレン(重合度1〜100)ラウリル硫酸トリエタノールアミン等]、カチオン性界面活性剤(塩化ステアリルトリメチルアンモニウム、ステアリン酸ジエチルアミノエチルアミド乳酸塩、ジラウリルアミン塩酸塩およびオレイルアミン乳酸塩等)、ノニオン性界面活性剤(アジピン酸−ジエタノールアミン縮合物、ラウリルジメチルアミンオキシド、モノステアリン酸グリセリン、モノラウリン酸ソルビタンおよびステアリン酸ジエチルアミノエチルアミド乳酸塩等)および両性界面活性剤(ヤシ油脂肪酸アミドプロピルジメチルアミノ酢酸ベタイン、ラウリルヒドロキシスルホベタインおよびβ−ラウリルアミノプロピオン酸ナトリウム等)が含まれ、さらにこれらの界面活性剤の他に、高分子型分散剤(ポリビニルアルコール、デンプン、ゼラチンおよびカルボキシメチルセルロース、等)を使用することができる。
これらのうち分散性の観点から好ましいのはカチオン性、ノニオン性および両性の界面活性剤、並びにこれらと高分子型分散剤との併用、さらに好ましいのはノニオン性界面活性剤およびノニオン性界面活性剤と高分子型分散剤との併用、特に好ましいのはノニオン性界面活性剤と高分子型分散剤との併用である。
界面活性剤の使用量は、ビニルモノマーと揮発性液体および/または昇華性固体との合計重量に基づいて、相溶性の観点から好ましくは0.01〜10%、さらに好ましくは0.05〜5%、特に好ましくは0.1〜2%である。
高分子型分散剤の使用量は、ビニルモノマーと揮発性液体および/または昇華性固体との合計重量に基づいて、相溶性の観点から好ましくは0.01〜5%、さらに好ましくは0.02〜3%、特に好ましくは0.03〜1%である。
界面活性剤と高分子型分散剤を併用する場合の重量比は、重合安定性の観点から好ましくは6/4〜1/9、さらに好ましくは5/5〜2/8である。
これらのうち分散性の観点から好ましいのはカチオン性、ノニオン性および両性の界面活性剤、並びにこれらと高分子型分散剤との併用、さらに好ましいのはノニオン性界面活性剤およびノニオン性界面活性剤と高分子型分散剤との併用、特に好ましいのはノニオン性界面活性剤と高分子型分散剤との併用である。
界面活性剤の使用量は、ビニルモノマーと揮発性液体および/または昇華性固体との合計重量に基づいて、相溶性の観点から好ましくは0.01〜10%、さらに好ましくは0.05〜5%、特に好ましくは0.1〜2%である。
高分子型分散剤の使用量は、ビニルモノマーと揮発性液体および/または昇華性固体との合計重量に基づいて、相溶性の観点から好ましくは0.01〜5%、さらに好ましくは0.02〜3%、特に好ましくは0.03〜1%である。
界面活性剤と高分子型分散剤を併用する場合の重量比は、重合安定性の観点から好ましくは6/4〜1/9、さらに好ましくは5/5〜2/8である。
分散安定剤としては、シリカ(コロイダルシリカ等)、炭酸カルシウム、リン酸カルシウム、水酸化アルミニウム、炭酸バリウムおよび水酸化マグネシウム等が使用され、これら2種類以上を併用することもできる。これらのうち、分散安定性の観点から好ましいのはシリカ、さらに好ましいのはコロイダルシリカである。
分散安定剤の使用量は、ビニルモノマーと揮発性液体および/または昇華性固体との合計重量に基づいて、重合安定性の観点から好ましくは0.01〜20%、さらに好ましくは0.1〜10%、特に好ましくは0.5〜5%である。
さらに、水溶性のビニルモノマーの水中への溶解性をコントロールする目的で塩(塩化ナトリウム等)を含有させることができる。該塩の使用量は、水性媒体の重量に基づいて、粒子のブロッキング防止の観点から好ましくは5〜70%、さらに好ましくは10〜60%、特に好ましくは15〜50%である。
分散安定剤の使用量は、ビニルモノマーと揮発性液体および/または昇華性固体との合計重量に基づいて、重合安定性の観点から好ましくは0.01〜20%、さらに好ましくは0.1〜10%、特に好ましくは0.5〜5%である。
さらに、水溶性のビニルモノマーの水中への溶解性をコントロールする目的で塩(塩化ナトリウム等)を含有させることができる。該塩の使用量は、水性媒体の重量に基づいて、粒子のブロッキング防止の観点から好ましくは5〜70%、さらに好ましくは10〜60%、特に好ましくは15〜50%である。
上記重合における重合温度は、反応性および耐熱性の観点から好ましくは50〜120℃、さらに好ましくは55〜90℃、特に好ましくは60〜80℃である。重合は、大気圧下で行ってもよいが、揮発性液体等を気体状にさせないようにするため加圧下(大気圧+0.1〜1MPa)で行うことが好ましい。
懸濁重合は、耐圧容器を用い、密閉下で行うことが好ましい。また、分散機等で予めモノマー等混合物を懸濁させてから、耐圧容器に移して重合させても、また耐圧容器内で懸濁させてそのまま重合させてもよい。
重合終了後は、公知の方法(遠心分離や濾過等)によって、固液分離および/またはさらに必要により洗浄した後、乾燥、粉砕して粉体状とされる。
乾燥および粉砕は、気流乾燥機、循風乾燥機およびナウターミキサー等を使用し、シェルポリマーの軟化温度以下で行われる。また、乾燥および粉砕は粉砕乾燥機等によって同時に行うこともできる。
懸濁重合は、耐圧容器を用い、密閉下で行うことが好ましい。また、分散機等で予めモノマー等混合物を懸濁させてから、耐圧容器に移して重合させても、また耐圧容器内で懸濁させてそのまま重合させてもよい。
重合終了後は、公知の方法(遠心分離や濾過等)によって、固液分離および/またはさらに必要により洗浄した後、乾燥、粉砕して粉体状とされる。
乾燥および粉砕は、気流乾燥機、循風乾燥機およびナウターミキサー等を使用し、シェルポリマーの軟化温度以下で行われる。また、乾燥および粉砕は粉砕乾燥機等によって同時に行うこともできる。
有機中空フィラー(C1)は、マイクロカプセルに揮発性液体および/または昇華性固体を内包してなる上記熱膨張性マイクロカプセルを加熱することにより製造される。加熱手段としては、気流乾燥機、循風乾燥機等を使用することができる。
加熱温度としては、シェルポリマーの軟化温度を(NT)とした場合、シェルポリマーの凝集力の観点から好ましくは[(NT)−20]〜[(NT)+70]℃で示される温度(具体的には90〜350℃)、さらに好ましくは100〜330℃、特に好ましくは140〜300℃、最も好ましくは150〜270℃である。
加熱時間としては、カプセルの膨張倍率およびシェルポリマーの耐熱性の観点から好ましくは1分〜6時間、さらに好ましくは5分〜3時間、特に好ましくは10分〜1時間である。
上記加熱は、通常空気、不活性ガス(窒素、アルゴン等)または真空の雰囲気下で行われるが、本発明におけるウレタンプレポリマー(D)の原料中に予め熱膨張性マイクロカプセルを配合しておき、(D)の製造における加熱により(D)中に有機中空フィラー(C1)として含有させることもできる。
また、均一な粒径のものを得る観点から液体(プロセスオイルおよびシリコーンオイル等)中で加熱することも可能であり、加熱後に(C1)を取り出してもよい。
加熱温度としては、シェルポリマーの軟化温度を(NT)とした場合、シェルポリマーの凝集力の観点から好ましくは[(NT)−20]〜[(NT)+70]℃で示される温度(具体的には90〜350℃)、さらに好ましくは100〜330℃、特に好ましくは140〜300℃、最も好ましくは150〜270℃である。
加熱時間としては、カプセルの膨張倍率およびシェルポリマーの耐熱性の観点から好ましくは1分〜6時間、さらに好ましくは5分〜3時間、特に好ましくは10分〜1時間である。
上記加熱は、通常空気、不活性ガス(窒素、アルゴン等)または真空の雰囲気下で行われるが、本発明におけるウレタンプレポリマー(D)の原料中に予め熱膨張性マイクロカプセルを配合しておき、(D)の製造における加熱により(D)中に有機中空フィラー(C1)として含有させることもできる。
また、均一な粒径のものを得る観点から液体(プロセスオイルおよびシリコーンオイル等)中で加熱することも可能であり、加熱後に(C1)を取り出してもよい。
中空フィラー(C)の好ましい体積平均粒径は、好ましくは30μm以上であり、さらに好ましくは50μm以上であり、また、好ましくは150μm以下であり、さらに好ましくは100μm以下である。30μm以上であると取り扱いが容易で、150μm以下であると、得られる材料の軽量化が容易である。
(C)は、分級処理することにより、体積平均粒径を調整したり、粒径分布をシャープにすることができる。
(C)は、分級処理することにより、体積平均粒径を調整したり、粒径分布をシャープにすることができる。
中空フィラー(C)の真比重は、好ましくは0.01〜0.3、さらに好ましくは0.015〜0.15、最も好ましくは0.017〜0.03である。真比重が、0.01以上であるとハンドリング性がさらに良好であり、0.3以下であるとさらに軽量となる。
真比重の測定方法は例えばJIS Z8807−1976「固体比重測定方法」の2.比重びんによる測定方法(液体;メタノール)に準拠して測定することができる(測定温度は23℃)。
真比重の測定方法は例えばJIS Z8807−1976「固体比重測定方法」の2.比重びんによる測定方法(液体;メタノール)に準拠して測定することができる(測定温度は23℃)。
中空フィラー(C)の配合量は軽量性と樹脂硬度の両立の観点から前記ポリオール(A)と前記ポリイソシアネート(B)の合計重量(すなわち、イソシアネート末端ウレタンプレポリマーの重量)に対して0.1〜100%であることが好ましく、さらに好ましくは0.3〜50%、特に好ましくは0.5〜30%である。
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、粘着付与樹脂(F1)、軟化剤(F2)およびその他の樹脂用添加剤(F3)からなる群から選ばれる添加剤(F)をさらに含有させることができる。
本発明の反応性ホットメルト接着剤は、初期接着力を向上させる目的で水酸基等の活性水素を含有しない粘着付与樹脂(F1)を含有させることができる。
(F1)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、テルペン系樹脂およびクマロン系樹脂等が挙げられる。これらの樹脂のMn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、イソプレン等のC4〜C5のオレフィンまたはジエン化合物を主成分とする重合体等)、脂環式石油樹脂(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)、脂肪族炭化水素−芳香族炭化水素共重合体等の石油樹脂およびこれらの水添物等が挙げられる。
本発明の反応性ホットメルト接着剤は、初期接着力を向上させる目的で水酸基等の活性水素を含有しない粘着付与樹脂(F1)を含有させることができる。
(F1)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、テルペン系樹脂およびクマロン系樹脂等が挙げられる。これらの樹脂のMn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、イソプレン等のC4〜C5のオレフィンまたはジエン化合物を主成分とする重合体等)、脂環式石油樹脂(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)、脂肪族炭化水素−芳香族炭化水素共重合体等の石油樹脂およびこれらの水添物等が挙げられる。
(F1)は接着剤の使用温度によって選定されるが、(F1)の環球法軟化点(測定法:JAI−7−1991に準拠)は、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。
(F1)の添加量は、接着剤の全重量に対して、好ましくは0〜70%、より好ましくは5〜60%である。添加量が70%以下であると接着強度が良好となる。
(F1)の添加量は、接着剤の全重量に対して、好ましくは0〜70%、より好ましくは5〜60%である。添加量が70%以下であると接着強度が良好となる。
本発明の反応性ホットメルト接着剤は、低粘度化、粘着力および固化速度等を調整する目的で軟化剤(F2)を添加することができる。
軟化剤(F2)としては、公知のプロセスオイル、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よい。
(F2)の添加量は、接着剤の全重量に対して、通常40%以下、低粘度化および粘着力、固化速度の調整の観点から好ましくは0.1〜30%、より好ましくは0.5〜20%である。
軟化剤(F2)としては、公知のプロセスオイル、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よい。
(F2)の添加量は、接着剤の全重量に対して、通常40%以下、低粘度化および粘着力、固化速度の調整の観点から好ましくは0.1〜30%、より好ましくは0.5〜20%である。
さらに、本発明の反応性ホットメルト接着剤は、種々の目的および用途に応じ、該組成物の特性を阻害しない範囲で他の樹脂用添加剤(F3)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)、染料(例えばアゾ、インジゴイド、アニリン染料)、充填剤(例えば、タルク、マイカ、炭酸カルシウム)、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)、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)、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)、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)、光安定剤/紫外線吸収剤(例えば、ベンゾトリアゾール、ヒンダードアミン、トリアジン、ベンゾエート、ベンゾフェノン)、抗菌剤(例えば安息香酸、ソルビン酸、有機ヨウ素)、防黴剤および難燃剤(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)等が挙げられる。
(F3)の合計の添加量は、接着剤の全重量に対して、通常40%以下、好ましくは0.1〜35%、より好ましくは0.5〜30%である。(F3)のうち、充填剤、難燃剤はそれぞれ通常25%以下、好ましくは5〜20%;顔料、染料、核剤、滑剤、離型剤はそれぞれ通常10%以下、好ましくは1〜5%;抗菌剤、防黴剤、酸化防止剤、光安定剤、紫外線吸収剤はそれぞれ通常5%以下、好ましくは0.1〜3%である。
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)、染料(例えばアゾ、インジゴイド、アニリン染料)、充填剤(例えば、タルク、マイカ、炭酸カルシウム)、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)、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)、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)、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)、光安定剤/紫外線吸収剤(例えば、ベンゾトリアゾール、ヒンダードアミン、トリアジン、ベンゾエート、ベンゾフェノン)、抗菌剤(例えば安息香酸、ソルビン酸、有機ヨウ素)、防黴剤および難燃剤(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)等が挙げられる。
(F3)の合計の添加量は、接着剤の全重量に対して、通常40%以下、好ましくは0.1〜35%、より好ましくは0.5〜30%である。(F3)のうち、充填剤、難燃剤はそれぞれ通常25%以下、好ましくは5〜20%;顔料、染料、核剤、滑剤、離型剤はそれぞれ通常10%以下、好ましくは1〜5%;抗菌剤、防黴剤、酸化防止剤、光安定剤、紫外線吸収剤はそれぞれ通常5%以下、好ましくは0.1〜3%である。
本発明の反応性ホットメルト接着剤の23℃における比重は、好ましくは0.2〜0.9、さらに好ましくは0.3〜0.8である。比重が0.2以上では、ハンドリング性がさらに良好となり、0.9以下では、さらに軽量化が図れる。
なお、比重はJIS Z8807−1976「固体比重測定方法」の5.固体比重天びんによる測定方法に準拠して23℃にて測定した。
なお、比重はJIS Z8807−1976「固体比重測定方法」の5.固体比重天びんによる測定方法に準拠して23℃にて測定した。
本発明の反応性ホットメルト接着剤の軟化点は、耐熱性の観点から好ましくは20〜120℃、より好ましくは30〜110℃である。120℃における溶融粘度は、塗工性の観点から好ましくは500〜200,000mPa・s、より好ましくは1,000〜100,000mPa・sである。
本発明の反応性ホットメルト接着剤の製造方法としては、特に限定されないが、例えば、(i)ポリオール(A)、ポリイソシアネート(B)および中空フィラー(C)共存下で反応させる方法;(ii)一旦ポリオール(A)とポリイソシアネート(B)を反応させてイソシアナト基含有ウレタンプレポリマーにした後に中空フィラー(C)を添加する方法;などを用いることができる。中空フィラーの分散性の観点から好ましいのは(i)の方法である。
また、反応性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あればよく、通常のホットメルト製造設備が使用できる。
例えば、圧縮性の高い形状のスクリューまたはリボン状撹拌機を有する混合機、一軸または二軸押出機、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℃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。
また、反応性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あればよく、通常のホットメルト製造設備が使用できる。
例えば、圧縮性の高い形状のスクリューまたはリボン状撹拌機を有する混合機、一軸または二軸押出機、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℃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。
本発明の反応性ホットメルト接着剤は、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る。成形にはペレタイザー、粉砕器、押し出し機等が用いられる。
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また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。
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また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。
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]および押出機[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。
前者のアプリケーターの場合、被着体の一方また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ことができる。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。
後者の押出機の場合、被着体の一方または両方に押出し、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。
被着体に適用するときの溶融温度は通常80〜200℃、塗工性および熱安定性の観点から好ましくは100〜180℃であり、塗工温度における溶融粘度は通常1〜100Pa・s、塗工性の観点から好ましくは2〜50Pa・sである。
前者のアプリケーターの場合、被着体の一方また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ことができる。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。
後者の押出機の場合、被着体の一方または両方に押出し、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。
被着体に適用するときの溶融温度は通常80〜200℃、塗工性および熱安定性の観点から好ましくは100〜180℃であり、塗工温度における溶融粘度は通常1〜100Pa・s、塗工性の観点から好ましくは2〜50Pa・sである。
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(または軟化点)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。
該接着剤がシートまた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、一方または両方に載せ、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(または軟化点)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。
シートまた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。シートまた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。
該接着剤がシートまた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、一方または両方に載せ、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(または軟化点)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。
シートまた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。シートまた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。
本発明の反応性ホットメルト接着剤の硬化反応は、含有するイソシアネートと空気中の水分との反応が引き金となって始まる。硬化温度は通常5℃以上であり、好ましくは10〜100℃である。湿度条件は好ましくは20〜100%R.H.であり、特に好ましくは30〜80%R.H.である。硬化時間は数分〜200時間である。
このようにして得られる硬化物は硬化物性が良好であり耐熱性、耐溶剤性等各種耐久性に優れる。
このようにして得られる硬化物は硬化物性が良好であり耐熱性、耐溶剤性等各種耐久性に優れる。
本発明の接着体は、上記のホットメルト接着剤を用いて、難接着基材同士またはこれと他の被着体とを接着させることにより得られる。
難接着基材としては、ポリプロピレン、ポリエチレン等のポリオレフィンの他、PET、ナイロン等が挙げられる。
本発明のホットメルト接着剤は、前記難接着基材の他、紙、金属、木、その他樹脂類(例えばABS樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネート、ポリ塩化ビニル、ポリウレタン、ポリエステル、ポリスチレン等)にも使用することができる。
難接着基材としては、ポリプロピレン、ポリエチレン等のポリオレフィンの他、PET、ナイロン等が挙げられる。
本発明のホットメルト接着剤は、前記難接着基材の他、紙、金属、木、その他樹脂類(例えばABS樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネート、ポリ塩化ビニル、ポリウレタン、ポリエステル、ポリスチレン等)にも使用することができる。
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」は特記しない場合は重量部、「%」は重量%を示す。
<有機中空フィラーの製造>
(C−1):下記製造方法で得られた有機中空フィラー。(体積平均粒径:82.2μm、真比重:0.023)
脱イオン水340部、20%コロイダルシリカ水溶液17部、10%アジピン酸−ジエタノールアミン縮合物水溶液10部および塩化ナトリウム110部を均一に混合した後、この混合液(K)に、グリシジルメタクリレート(GMA)5.0ミリモル部(0.7部)、アクリロニトリル1,526ミリモル部(80.9部)、ヒドロキシエチルメタクリレート5.0ミリモル部(0.7部)、エチレングリコールジメタクリレート2.0ミリモル部(0.4部)、メタクリル酸メチル200ミリモル部(20部)、ペンタン20部およびアゾビスイソブチロニトリル0.5部からなる溶液を加え、ホモミキサー[特殊機械(株)製 ROBOMICS、以下同じ。]を用いて1分間撹拌(4,000rpm、以下同じ。)して、懸濁液を得た。この懸濁液を耐圧反応容器に移し、ゲージ圧0.3MPa、60℃にて20時間重合させた。
次いで、重合液を濾過した後、30℃にて3時間乾燥させて熱膨張性マイクロカプセルを得た。この熱膨張性マイクロカプセル1gを循風乾燥機を用いて、180℃で3分間加熱することにより有機中空フィラー(C−1)を得た。
(C−1):下記製造方法で得られた有機中空フィラー。(体積平均粒径:82.2μm、真比重:0.023)
脱イオン水340部、20%コロイダルシリカ水溶液17部、10%アジピン酸−ジエタノールアミン縮合物水溶液10部および塩化ナトリウム110部を均一に混合した後、この混合液(K)に、グリシジルメタクリレート(GMA)5.0ミリモル部(0.7部)、アクリロニトリル1,526ミリモル部(80.9部)、ヒドロキシエチルメタクリレート5.0ミリモル部(0.7部)、エチレングリコールジメタクリレート2.0ミリモル部(0.4部)、メタクリル酸メチル200ミリモル部(20部)、ペンタン20部およびアゾビスイソブチロニトリル0.5部からなる溶液を加え、ホモミキサー[特殊機械(株)製 ROBOMICS、以下同じ。]を用いて1分間撹拌(4,000rpm、以下同じ。)して、懸濁液を得た。この懸濁液を耐圧反応容器に移し、ゲージ圧0.3MPa、60℃にて20時間重合させた。
次いで、重合液を濾過した後、30℃にて3時間乾燥させて熱膨張性マイクロカプセルを得た。この熱膨張性マイクロカプセル1gを循風乾燥機を用いて、180℃で3分間加熱することにより有機中空フィラー(C−1)を得た。
(C−2):下記製造方法で得られた有機中空フィラー。(体積平均粒径:86.2μm、真比重:0.021)
(C−1)におけるのと同様の混合液(K)に、N−ヒドロキシメチルアミノアクリルアミド(IHMA)5.0ミリモル部(0.7部)、アクリロニトリル1,526ミリモル部(80.9部)、ヒドロキシエチルメタクリレート5.0ミリモル部(0.7部)、エチレングリコールジメタクリレート2.0ミリモル部(0.4部)、メタクリル酸メチル200ミリモル部(20部)、ペンタン20部およびアゾビスイソブチロニトリル0.5部からなる溶液を加え、ホモミキサーを用いて1分間撹拌して、懸濁液を得た。以下、(C−1)と同様にして有機中空フィラー(C−2)を得た。
(C−1)におけるのと同様の混合液(K)に、N−ヒドロキシメチルアミノアクリルアミド(IHMA)5.0ミリモル部(0.7部)、アクリロニトリル1,526ミリモル部(80.9部)、ヒドロキシエチルメタクリレート5.0ミリモル部(0.7部)、エチレングリコールジメタクリレート2.0ミリモル部(0.4部)、メタクリル酸メチル200ミリモル部(20部)、ペンタン20部およびアゾビスイソブチロニトリル0.5部からなる溶液を加え、ホモミキサーを用いて1分間撹拌して、懸濁液を得た。以下、(C−1)と同様にして有機中空フィラー(C−2)を得た。
(C−3):下記製造方法で得られた有機中空フィラー。(体積平均粒径:83.5μm、真比重:0.024)
(C−1)におけるのと同様の混合液(K)に、N−ヒドロキシメチルアミノアクリルアミド(IHMA)10.0ミリモル部(1.4部)、アクリロニトリル1,526ミリモル部(80.9部)、ヒドロキシエチルメタクリレート5.0ミリモル部(0.7部)、エチレングリコールジメタクリレート2.0ミリモル部(0.4部)、メタクリル酸メチル200ミリモル部(20部)、ペンタン20部およびアゾビスイソブチロニトリル0.5部からなる溶液を加え、ホモミキサーを用いて1分間撹拌して、懸濁液を得た。以下、(C−1)と同様にして有機中空フィラー(C−3)を得た。
(C−1)におけるのと同様の混合液(K)に、N−ヒドロキシメチルアミノアクリルアミド(IHMA)10.0ミリモル部(1.4部)、アクリロニトリル1,526ミリモル部(80.9部)、ヒドロキシエチルメタクリレート5.0ミリモル部(0.7部)、エチレングリコールジメタクリレート2.0ミリモル部(0.4部)、メタクリル酸メチル200ミリモル部(20部)、ペンタン20部およびアゾビスイソブチロニトリル0.5部からなる溶液を加え、ホモミキサーを用いて1分間撹拌して、懸濁液を得た。以下、(C−1)と同様にして有機中空フィラー(C−3)を得た。
(C−4):下記製造方法で得られた有機中空フィラー。(体積平均粒径:84.2μm、真比重:0.022)
(C−1)におけるのと同様の混合液(K)に、N−ヒドロキシメチルアミノアクリルアミド(IHMA)5.0ミリモル部(0.7部)、アクリロニトリル1,526ミリモル部(80.9部)、ペンタン20部およびアゾビスイソブチロニトリル0.5部からなる溶液を加え、ホモミキサーを用いて1分間撹拌して、懸濁液を得た。以下、(C−1)と同様にして有機中空フィラー(C−4)を得た。
(C−1)におけるのと同様の混合液(K)に、N−ヒドロキシメチルアミノアクリルアミド(IHMA)5.0ミリモル部(0.7部)、アクリロニトリル1,526ミリモル部(80.9部)、ペンタン20部およびアゾビスイソブチロニトリル0.5部からなる溶液を加え、ホモミキサーを用いて1分間撹拌して、懸濁液を得た。以下、(C−1)と同様にして有機中空フィラー(C−4)を得た。
なお、体積平均粒径および真比重は下記の方法で測定した。
<体積平均粒径>
JIS Z8825−1:2001に準拠して、測定試料0.1gをメチルアルコール100mlに分散させて、レーザー散乱式粒度分布測定装置LA−920[堀場製作所(株)製]を用いて25℃にて測定した。
<体積平均粒径>
JIS Z8825−1:2001に準拠して、測定試料0.1gをメチルアルコール100mlに分散させて、レーザー散乱式粒度分布測定装置LA−920[堀場製作所(株)製]を用いて25℃にて測定した。
<真比重>
JIS Z8807−1976「固体比重測定方法」の2.比重びんによる測定方法(
液体;メタノール)に準拠して23℃にて測定した。
JIS Z8807−1976「固体比重測定方法」の2.比重びんによる測定方法(
液体;メタノール)に準拠して23℃にて測定した。
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「プラクセル 305」(ダイセル化学工業社製;ポリカプロラクトントリオール、水酸基価=305.0、Mn=500)15.0部、「ニッポラン 4018」(日本ポリウレタン工業社製;1,6−ヘキサンジオールとアジピン酸からなるポリエステルジオール、水酸基価=23.3、Mn=4,800)85.0部および有機中空フィラー(C−1)7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 29.2部を投入し、80℃で4時間、反応、熟成し、反応性ホットメルト接着剤[H−1](NCO%:3.5%、120℃溶融粘度:50,000mPa・s、23℃における比重:0.32)を得た。
温度制御装置、撹拌装置付きのセパラブルフラスコに「プラクセル 305」(ダイセル化学工業社製;ポリカプロラクトントリオール、水酸基価=305.0、Mn=500)15.0部、「ニッポラン 4018」(日本ポリウレタン工業社製;1,6−ヘキサンジオールとアジピン酸からなるポリエステルジオール、水酸基価=23.3、Mn=4,800)85.0部および有機中空フィラー(C−1)7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 29.2部を投入し、80℃で4時間、反応、熟成し、反応性ホットメルト接着剤[H−1](NCO%:3.5%、120℃溶融粘度:50,000mPa・s、23℃における比重:0.32)を得た。
実施例2
有機中空フィラー(C−1)の仕込量を1部にした以外は実施例1と同様にして、反応性ホットメルト接着剤[H−2](NCO%:3.8%、120℃溶融粘度:25,000mPa・s、23℃における比重:0.80)を得た。
有機中空フィラー(C−1)の仕込量を1部にした以外は実施例1と同様にして、反応性ホットメルト接着剤[H−2](NCO%:3.8%、120℃溶融粘度:25,000mPa・s、23℃における比重:0.80)を得た。
実施例3
有機中空フィラー(C−1)7部を(C−4)5部に代えたこと以外は実施例1と同様にして、反応性ホットメルト接着剤[H−3](NCO%:3.7%、120℃溶融粘度:32,000mPa・s、23℃における比重:0.45)を得た。
有機中空フィラー(C−1)7部を(C−4)5部に代えたこと以外は実施例1と同様にして、反応性ホットメルト接着剤[H−3](NCO%:3.7%、120℃溶融粘度:32,000mPa・s、23℃における比重:0.45)を得た。
実施例4
温度制御装置、撹拌装置付きのセパラブルフラスコに「ニューポール BPE−100」(三洋化成工業社製;ビスフェノールAのEO付加物、水酸基価=168.0、Mn=670)25.0部、「サンニックス PP−2000」(三洋化成工業社製;ポリオキシプロピレングリコール、水酸基価=56.9、Mn=2,000)50.0部、「パインクリスタル D−6011」(荒川化学工業社製;ロジン構造含有ポリオール、水酸基価=118.4、Mn=950)25.0部および有機中空フィラー(C−2)3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 44.6部を投入し、80℃で4時間熟成後、反応性ホットメルト接着剤[H−4](NCO%:4.8%、120℃溶融粘度:20,000mPa・s、23℃における比重:0.56)を得た。
温度制御装置、撹拌装置付きのセパラブルフラスコに「ニューポール BPE−100」(三洋化成工業社製;ビスフェノールAのEO付加物、水酸基価=168.0、Mn=670)25.0部、「サンニックス PP−2000」(三洋化成工業社製;ポリオキシプロピレングリコール、水酸基価=56.9、Mn=2,000)50.0部、「パインクリスタル D−6011」(荒川化学工業社製;ロジン構造含有ポリオール、水酸基価=118.4、Mn=950)25.0部および有機中空フィラー(C−2)3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 44.6部を投入し、80℃で4時間熟成後、反応性ホットメルト接着剤[H−4](NCO%:4.8%、120℃溶融粘度:20,000mPa・s、23℃における比重:0.56)を得た。
実施例5
有機中空フィラーを(C−2)の代わりに(C−3)を用いて仕込量を1.2部にした以外は実施例4と同様にして、反応性ホットメルト接着剤[H−5](NCO%:4.9%、120℃溶融粘度:15,000mPa・s、23℃における比重:0.78)を得た。
有機中空フィラーを(C−2)の代わりに(C−3)を用いて仕込量を1.2部にした以外は実施例4と同様にして、反応性ホットメルト接着剤[H−5](NCO%:4.9%、120℃溶融粘度:15,000mPa・s、23℃における比重:0.78)を得た。
実施例6
有機中空フィラー(C−2)の代わりにセルスター Z−36[ガラス微小中空球体、東海工業(株)製]を用いて仕込量を5部にした以外は実施例4と同様にして、反応性ホットメルト接着剤[H−6](NCO%:4.7%、120℃溶融粘度:30,000mPa・s、23℃における比重:0.90)を得た。
有機中空フィラー(C−2)の代わりにセルスター Z−36[ガラス微小中空球体、東海工業(株)製]を用いて仕込量を5部にした以外は実施例4と同様にして、反応性ホットメルト接着剤[H−6](NCO%:4.7%、120℃溶融粘度:30,000mPa・s、23℃における比重:0.90)を得た。
比較例1
有機中空フィラー(C−1)を除いた以外は実施例1と同様にして、比較の反応性ホットメルト接着剤[R−1](NCO%:3.8%、120℃溶融粘度:20,000mPa・s、23℃における比重:1.09)を得た。
有機中空フィラー(C−1)を除いた以外は実施例1と同様にして、比較の反応性ホットメルト接着剤[R−1](NCO%:3.8%、120℃溶融粘度:20,000mPa・s、23℃における比重:1.09)を得た。
比較例2
有機中空フィラー(C−2)を除いた以外は実施例4と同様にして、比較の反応性ホットメルト接着剤[R−2](NCO%:4.9%、120℃溶融粘度:6,000mPa・s、23℃における比重:1.06)を得た。
有機中空フィラー(C−2)を除いた以外は実施例4と同様にして、比較の反応性ホットメルト接着剤[R−2](NCO%:4.9%、120℃溶融粘度:6,000mPa・s、23℃における比重:1.06)を得た。
比較例3
温度制御装置、撹拌装置付きのセパラブルフラスコにアジピン酸と1,6−ヘキサンジオールからなるポリエステルジオール(水酸基価=23.3、Mn=5,000)22部と、イソフタル酸、1,4−ブタンジオールおよびネオペンチルグリコールからなるポリエステルジオール(水酸基価=56.2、Mn=2,000)60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 18部を投入し、80℃で4時間、反応、熟成し、さらに軟化点105℃の合成ワックス0.1部を添加して比較の反応性ホットメルト接着剤[R−3](NCO%:2.9%、120℃溶融粘度:17,000mPa・s、23℃における比重:1.08)を得た。
温度制御装置、撹拌装置付きのセパラブルフラスコにアジピン酸と1,6−ヘキサンジオールからなるポリエステルジオール(水酸基価=23.3、Mn=5,000)22部と、イソフタル酸、1,4−ブタンジオールおよびネオペンチルグリコールからなるポリエステルジオール(水酸基価=56.2、Mn=2,000)60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 18部を投入し、80℃で4時間、反応、熟成し、さらに軟化点105℃の合成ワックス0.1部を添加して比較の反応性ホットメルト接着剤[R−3](NCO%:2.9%、120℃溶融粘度:17,000mPa・s、23℃における比重:1.08)を得た。
<試料の評価方法>
1)溶融粘度
120℃下で試料を15分温度調整した後、同温度でB型粘度計を用いて測定した。
2)初期接着力
上記の本発明のホットメルト接着剤および比較のホットメルト接着剤を各々、温度120℃で溶融し、ドット転写型のグラビアロール塗工機を用いて(グラビアロール温度120℃、グラビア圧0.35MPa、ラインスピード10m/min)、塗布量30g/m2で撥水加工ナイロン生地(長さ50cm、幅30cm)上に塗布し、10秒後ポリエステル生地(長さ50cm、幅30cm)を合わせ、23℃雰囲気下、プレスロール(プレス圧0.45MPa、ラインスピード10m/min)にて貼り合わせた。
その後、23℃、50%RH雰囲気下で3時間放置した後、塗布ラインの流れに平行な方向に試験片(長さ150mm、幅25mm)を切り出し、180°剥離強度を測定した。上記の初期接着力は、JIS K6854−1999に準じオートグラフを用いて、引張速度50mm/minの条件で測定した。
3)硬化後耐熱クリープ温度
上記2)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、テスター産業社製クリープテスターを用いて測定した。試験片を剥離方向に取り付け、垂直に500gの荷重をかけ、試験片の温度を40℃から0.4℃/minで昇温し、試験片が落下したときの温度を耐熱クリープ温度とした。
4)硬化後硬度
本発明のホットメルト接着剤および比較のホットメルト接着剤を各々、縦40mm、横40mm、高さ15mmの試験片に成形し、23℃、50%RHの恒温恒湿槽中で1週間放置した後、JIS−A型スプリング式硬度計を用いて5秒後の硬度を測定し、5点の平均値を測定値とした。
実施例1〜6および比較例1〜3で得られた各ホットメルト接着剤について上記方法で評価した結果を表1に示した。
1)溶融粘度
120℃下で試料を15分温度調整した後、同温度でB型粘度計を用いて測定した。
2)初期接着力
上記の本発明のホットメルト接着剤および比較のホットメルト接着剤を各々、温度120℃で溶融し、ドット転写型のグラビアロール塗工機を用いて(グラビアロール温度120℃、グラビア圧0.35MPa、ラインスピード10m/min)、塗布量30g/m2で撥水加工ナイロン生地(長さ50cm、幅30cm)上に塗布し、10秒後ポリエステル生地(長さ50cm、幅30cm)を合わせ、23℃雰囲気下、プレスロール(プレス圧0.45MPa、ラインスピード10m/min)にて貼り合わせた。
その後、23℃、50%RH雰囲気下で3時間放置した後、塗布ラインの流れに平行な方向に試験片(長さ150mm、幅25mm)を切り出し、180°剥離強度を測定した。上記の初期接着力は、JIS K6854−1999に準じオートグラフを用いて、引張速度50mm/minの条件で測定した。
3)硬化後耐熱クリープ温度
上記2)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、テスター産業社製クリープテスターを用いて測定した。試験片を剥離方向に取り付け、垂直に500gの荷重をかけ、試験片の温度を40℃から0.4℃/minで昇温し、試験片が落下したときの温度を耐熱クリープ温度とした。
4)硬化後硬度
本発明のホットメルト接着剤および比較のホットメルト接着剤を各々、縦40mm、横40mm、高さ15mmの試験片に成形し、23℃、50%RHの恒温恒湿槽中で1週間放置した後、JIS−A型スプリング式硬度計を用いて5秒後の硬度を測定し、5点の平均値を測定値とした。
実施例1〜6および比較例1〜3で得られた各ホットメルト接着剤について上記方法で評価した結果を表1に示した。
本発明の反応性ホットメルト接着剤は、特に柔軟性が要求される繊維素材からなる基材(繊維、織布、不織布等)、クッション材の貼り合わせ等に好適に用いられるが、その他包装、製本、建材、土木、木工、自動車、電気・電子等の分野においても好適に用いられる。
Claims (6)
- 湿気硬化型のイソシアネート末端ウレタンプレポリマーおよび中空フィラーからなる反応性ホットメルト接着剤。
- 中空フィラーが下記の(c1)、(c2)および(c3)からなる群より選ばれる少なくとも1種の有機中空フィラーである請求項1記載の接着剤。
(c1):イソシアナト基、エポキシ基およびヒドロキシメチルアミノ基からなる群より選ばれる少なくとも1種の官能基(d1)を有するビニルモノマー(e1)とシアノ基含有ビニルモノマー(e3)をシェルポリマーの必須構成単位としてなる有機中空フィラー
(c2):官能基(d1)と反応する、水酸基、アミノ基、イソシアナト基、エポキシ基、ヒドロキシメチルアミノ基およびカルボキシル基からなる群より選ばれる少なくとも1種の官能基(d2)を有するビニルモノマー(e2)とビニルモノマー(e3)をシェルポリマーの必須構成単位としてなる有機中空フィラー
(c3):ビニルモノマー(e1)とビニルモノマー(e2)とビニルモノマー(e3)をシェルポリマーの必須構成単位としてなる有機中空フィラー - 中空フィラーの割合が、イソシアネート末端ウレタンプレポリマーの重量に基づいて0.1〜100%である請求項1または2記載の接着剤。
- さらに、粘着付与樹脂、軟化剤およびその他の樹脂用添加剤からなる群から選ばれる添加剤を含有させてなる請求項1〜3のいずれか記載の接着剤。
- 請求項1〜4のいずれか記載の接着剤を硬化させてなる硬化物。
- 請求項1〜4のいずれか記載の接着剤で被着体を接着させてなる接着体。
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JP2006171842A JP2007031706A (ja) | 2005-06-21 | 2006-06-21 | 反応性ホットメルト接着剤 |
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Publications (1)
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- 2006-06-21 JP JP2006171842A patent/JP2007031706A/ja active Pending
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