JP2008045101A - ポリウレタン樹脂およびその応用 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】酸成分の80モル%以上がフタル酸またはイソフタル酸成分であり、アルコール成分の50モル%以上がジエチレングリコール成分であり、分子末端に平均して水酸基を0.55〜5モル/kg有するポリエステルポリオールと炭素骨格に環構造を有しない分子量250以下のジイソシアネートとからなるポリウレタン樹脂。
【選択図】なし
Description
上記ポリオールが、全ポリオールを100モル%としたとき、その少なくとも80モル%がポリエステルポリオール(a)(以下単に「ポリオール(a)」と云う場合がある)であり、該ポリオール(a)の全酸成分を100モル%としたとき、その少なくとも80モル%がベンゼン−o−ジカルボン酸(フタル酸)成分および/またはベンゼン−m−ジカルボン酸(イソフタル酸)成分であり、
上記ポリオール(a)の全アルコール成分を100モル%としたとき、その少なくとも50モル%が、炭素数8以下のアルキレン基がエーテル結合を介して2乃至3個結合したジアルコール成分であり、
上記ポリオール(a)が、分子末端に水酸基を平均して0.55〜5モル/kg有し、
上記ポリイソシアネートが、全ポリイソシアネートを100質量%としたとき、その構造中に環構造を有していない分子量250以下のジイソシアネート(b)を少なくとも70質量%含むポリイソシアネートである
ことを特徴とするポリウレタン樹脂(c)を提供する。
さらに上記の接着剤組成物は、フィルムの広い面積に膜厚0.5〜5μm程度に薄膜塗工し、フィルム積層体を製造するスクイズロールコート方式に適した接着剤組成物であることを見いだした。
さらに上記ポリウレタン樹脂は、可使時間の短縮を伴わずに硬化時間が短縮される接着剤組成物の主剤として有用であり、該接着剤組成物を用いることで、環境負荷が低いフィルムの積層方法およびフィルム積層体を提供することができる。
本発明のポリウレタン樹脂(c)の製造に用いるポリオール(a)は、その酸成分全量を100モル%としたときに、その酸成分の少なくとも80モル%がフタル酸成分および/またはイソフタル酸成分である必要がある。上記フタル酸成分および/またはイソフタル酸成分が、全酸成分の80モル%未満では、得られるポリウレタン樹脂(c)のフィルムに対する密着性が低下する。ポリウレタン樹脂(c)のフィルムに対する密着性に関しては、全酸成分中のフタル酸成分の割合が高いほど好ましく、好ましくは上記フタル酸成分の割合が全酸成分の少なくとも90モル%、特に好ましくは100モル%である。
[合成例a−1〜a−10]
<ポリオール(a1:合成例a−1)の製造方法>
フラスコに、無水フタル酸538g、ジエチレングリコール462gおよびトリフェニルフォスファイト1gを仕込み、窒素気流下、攪拌しながら5時間で230℃まで加熱し、水を留出させながらエステル化反応を行う。水の留出が止まった時点でテトラ−n−ブトキシチタン重合体0.1gを仕込み、250℃に昇温し10トールの減圧下で縮合させ、水酸基濃度1.9モル/kgのポリオール(a1)を得た。当該ポリオール(a1)の80℃における熔融粘度は、0.9Pa・sであった。
ポリオール(a1)と同様に、無水フタル酸554gおよびジエチレングリコール446gから、水酸基濃度1モル/kgのポリオール(a2)を得た。当該ポリオール(a2)の80℃における熔融粘度は、5Pa・sであった。
ポリオール(a1)と同様に、イソフタル酸603gおよびジエチレングリコール462gから、水酸基濃度1.8モル/kgのポリオール(a3)を得た。当該ポリオール(a3)の80℃における熔融粘度は、12Pa・sであった。
ポリオール(a1)と同様に、無水フタル酸429gおよびジエチレングリコール571gから、水酸基濃度5.3モル/kgのポリオール(a4)を得た。当該ポリオール(a4)の80℃における熔融粘度は、0.2Pa・sであった。
ポリオール(a1)と同様に、無水フタル酸568gおよびジエチレングリコール432gから、水酸基濃度0.50モル/kgのポリオール(a5)を得た。当該ポリオール(a5)の80℃における熔融粘度は、12Pa・sであった。
ポリオール(a1)と同様に、テレフタル酸603gおよびジエチレングリコール462gから、水酸基濃度2.1モル/kgのポリオール(a6)を得た。当該ポリオール(a6)の80℃における熔融粘度は、60Pa・sであった。なお、当該樹脂の80℃における熔融状態は、一部結晶成分が分散した不均一系であった。
ポリオール(a1)と同様に、無水フタル酸538gおよびネオペンチルグリコール463gから、水酸基濃度2.1モル/kgのポリオール(a7)を得た。当該ポリオール(a7)の80℃における熔融粘度は、430Pa・sであった。
ポリオール(a1)と同様に、アジピン酸559gおよび1,4−ブタンジオール441gから、水酸基濃度2モル/kgのポリオール(a8)を得た。当該ポリオール(a8)の80℃における熔融粘度は、0.2Pa・sであった。
ポリオール(a1)と同様に、アジピン酸583gおよび1,4−ブタンジオール417gから、水酸基濃度1モル/kgのポリオール(a9)を得た。当該ポリオール(a9)の80℃における熔融粘度は、0.5Pa・sであった。
以上のポリオールa1〜a9を以下の表1に示す。
実施例c1(ポリウレタン樹脂c1)
フラスコに、ポリオール(a1)1,053gおよびヘキサメチレンジイソシアネート73.4gを仕込み、窒素気流下、攪拌しながら75℃で8時間重付加反応させ、水酸基濃度1モル/kgのポリウレタン樹脂(c1)を得た。当該樹脂の80℃における熔融粘度は、4Pa・sであった。
ポリウレタン樹脂(c1)と同様に、ポリオール(a1)1,053gおよびリジンジイソシアネート90.8gから水酸基濃度1モル/kgのポリウレタン樹脂(c2)を得た。当該樹脂の80℃における熔融粘度は、5.7Pa・sであった。
ポリウレタン樹脂(c1)と同様に、ポリオール(a1)1,053gおよびイソホロンジイソシアネート94.6gから水酸基濃度1モル/kgのポリウレタン樹脂(c3)を得た。当該樹脂の80℃における熔融粘度は、15Pa・sであった。
ポリウレタン樹脂(c1)と同様に、ポリオール(a1)1,053gおよび4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート105.2gから水酸基濃度1モル/kgのポリウレタン樹脂(c4)を得た。当該樹脂の80℃における熔融粘度は、18Pa・sであった。
ポリウレタン樹脂(c1)と同様に、ポリオール(a2)1,053gおよびヘキサメチレンジイソシアネート42.4gから水酸基濃度0.50モル/kgのポリウレタン樹脂(c5)を得た。当該樹脂の80℃における熔融粘度は、9Pa・sであった。
ポリウレタン樹脂(c1)と同様に、ポリオール(a3)1,053gおよびヘキサメチレンジイソシアネート65.3gから水酸基濃度1モル/kgのポリウレタン樹脂(c6)を得た。当該樹脂の80℃における熔融粘度は、9.5Pa・sであった。
ポリウレタン樹脂(c1)と同様に、ポリオール(a4)1,053gおよびヘキサメチレンジイソシアネート347.8gから水酸基濃度1モル/kgのポリウレタン樹脂(c7)を得た。当該樹脂の80℃における熔融粘度は、6.5Pa・sであった。
ポリウレタン樹脂(c1)と同様に、ポリオール(a6)1,053gおよびヘキサメチレンジイソシアネート89.2gから水酸基濃度1モル/kgのポリウレタン樹脂(c8)を得た。当該樹脂の80℃における熔融粘度は、51Pa・sであった。なお、当該樹脂の80℃における熔融状態は、一部結晶性成分が分散した不均一系であった。
ポリウレタン樹脂(c1)と同様に、ただし75℃では攪拌不能のため温度を120℃として、ポリオール(a7)1,053gおよびヘキサメチレンジイソシアネート89.2gから水酸基濃度1モル/kgのポリウレタン樹脂(c9)を得た。当該樹脂の80℃における熔融粘度は、測定不能(500Pa・s超)であった。
ポリウレタン樹脂(c1)と同様に、ポリオール(a8)1,053gおよびヘキサメチレンジイソシアネート81.6gから水酸基濃度1モル/kgのポリウレタン樹脂(c10)を得た。当該樹脂の80℃における熔融粘度は、1Pa・sであった。
参考として、これらのポリウレタン樹脂と水酸基濃度の近いポリエステルポリオール(a2、a5、a9)の80℃における熔融粘度を表2−2に記載した。
ポリオール(a2)750gとポリオール(a9)250gとを混合し、配合主剤(a2−9)を得た。該配合主剤の水酸基濃度は、1モル/kgであった。
武田薬品工業タケネートD−165N 500gと日本ポリウレタンコロネートHX 500gを混合し、硬化剤(IIa)を得た。該硬化剤のイソシアネート基濃度は、5.3モル/kg(イソシアネート基含有量22質量%)であった。
フラスコに、旭化成デュラネートTPA−100 865gとポリオール(a1)135gを仕込み、窒素気流下、攪拌しながら75℃で8時間重付加反応させ、硬化剤(IIb)を得た。該硬化剤のイソシアネート基濃度は、4.5モル/kg(イソシアネート基含有量19質量%)であった。
主剤として、前記合成例で得られたポリオール(a2、a5、a9)、配合ポリオール(a2−9)、ポリウレタン樹脂(c1〜c10)、および硬化剤(IIa、IIb)を、表3に示す配合で混合し、本発明および比較例の接着剤組成物を得た。
(水酸基濃度)
評価対象をJIS K 0070に準拠して測定した。
(イソシアネート基濃度)
評価対象をJIS K 1603に準拠して測定した。
(熔融粘度)
評価対象をBM型回転粘度計にて80℃における熔融粘度を測定した。
(塗工性)
スクイズロールコーターにて2μmの厚みで薄膜塗工する際の塗工適性を評価した。
○:外観良好、△:外観異常(塗工平滑性不良)、×:塗工不能
厚さ25μmのアルミニウム箔に対して、接着剤組成物を2μmの厚みで薄膜塗工し、厚さ60μmのコロナ表面処理済み直鎖低密度ポリエチレン樹脂と貼合せ、40℃で7日経過後、25℃において塗膜を直鎖低密度ポリエチレン樹脂ごとアルミニウム箔から引き剥がしたときの剥離状態を評価した。
○:基材破断、×:容易に剥離、ND:塗工不能のためデータなし
厚さ25μmのPETに対して、接着剤組成物を2μmの厚みで薄膜塗工し、塗膜の補強のための厚さ60μmのコロナ表面処理済み直鎖低密度ポリエチレン樹脂と貼合せ、40℃で7日経過後、25℃において塗膜を直鎖低密度ポリエチレン樹脂ごとPETから引き剥がしたときの剥離強度を評価した。
○:基材破断、×:容易に剥離、ND:塗工不能のためデータなし
(硬化性)
PET接着性の評価に際して、40℃で3日経過の時点で剥離し、接着剤組成物の硬化の状態を評価した。
○:硬化良好(粘着なし)、×:未硬化(粘着あり)、ND:塗工不能のためデータなし
Claims (6)
- ポリオールとポリイソシアネートとを反応させて得られるポリウレタン樹脂において、
上記ポリオールが、全ポリオールを100モル%としたとき、その少なくとも80モル%がポリエステルポリオール(a)であり、該ポリエステルポリオール(a)の全酸成分を100モル%としたとき、その少なくとも80モル%がベンゼン−o−ジカルボン酸成分および/またはベンゼン−m−ジカルボン酸成分であり、
上記ポリエステルポリオール(a)の全アルコール成分を100モル%としたとき、その少なくとも50モル%が、炭素数8以下のアルキレン基がエーテル結合を介して2乃至3個結合したジアルコール成分であり、
上記ポリエステルポリオール(a)が、分子末端に水酸基を平均して0.55〜5モル/kg有し、
上記ポリイソシアネートが、全ポリイソシアネートを100質量%としたとき、その構造中に環構造を有していない分子量250以下のジイソシアネート(b)を少なくとも70質量%含むポリイソシアネートである
ことを特徴とするポリウレタン樹脂(c)。 - 80℃における熔融粘度が、10Pa・s以下である請求項1に記載のポリウレタン樹脂(c)。
- ポリウレタン樹脂(c)の80℃における熔融粘度が、ポリウレタン樹脂(c)の製造に用いたポリエステルポリオール(a)と同一組成であり、かつポリウレタン樹脂(c)と同一分子量であるポリエステルポリオールの溶融粘度よりも低い請求項1に記載のポリウレタン樹脂(c)。
- ポリオールを主成分とする主剤(I)とポリイソシアネートを主成分とする硬化剤(II)とからなる接着剤組成物において、
上記主剤(I)の全量を100質量%としたとき、その50〜100質量%が請求項1〜3の何れか1項に記載のポリウレタン樹脂(c)であり、上記硬化剤(II)のイソシアネート基含有量が少なくとも10質量%であり、
上記主剤(I)と上記硬化剤(II)との末端基の化学量論比(イソシアネート基/水酸基)が1.0〜5.0であり、不揮発分が少なくとも98質量%であり、実質的に有機溶剤を含有していないことを特徴とする接着剤組成物。 - 請求項4に記載の接着剤組成物を用いて複数のフィルムまたはシートを積層させることを特徴とする積層方法。
- 請求項4の接着剤組成物を用いて複数のフィルムまたはシートが積層されていることを特徴とする積層体。
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