JP2008105416A - ガラスとホットメルト組成物との複合体およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ガラスと、前記ガラスの上に配置された、イソシアネートシラン、およびアミノシランとエポキシシランとの反応生成物からなる群から選ばれる少なくとも1種のアルコキシシリル基含有化合物と造膜樹脂とを含有するプライマーを用いて形成されるプライマー層と、前記プライマー層の上に配置された、芳香族ポリエステル(a)を含有するホットメルト組成物を用いて形成されるホットメルト層とを具備するガラスとホットメルト組成物との複合体、並びにその製造方法。
【選択図】なし
Description
例えば、自動車では、湿気硬化型のウレタン系接着剤を使用して、ガラス位置決めピンやガラスホルダーのような部品をガラスと接着させている。
しかしながら、湿気硬化型のウレタン系接着剤を使用してガラスと樹脂成型体とを接着させる場合、ウレタン系接着剤を硬化させるまでに時間がかかるため、養生させるためにスペースを確保することやオーブンに入れる必要があり、生産性が悪かった。
ガラスに使用されるプライマーとして例えば特許文献5および特許文献6が提案されている。
ホットメルト用ポリエステル組成物として例えば特許文献7〜9が提案されている。
一方、本願出願人は、プライマー組成物として特許文献10、11を提案し、成形用樹脂組成物として特許文献12を提案している。
本願発明者は、ガラスとホットメルトとの接着性試験において種々のホットメルト組成物とガラスとの接着性を検討し、そのなかで、ポリエステル系ホットメルト組成物がガラスと接着することを見出した。
しかしながら、ポリエステル系ホットメルト組成物は、ガラスとの耐水接着性に劣ることを見出した。
また、本発明は、耐水接着性に優れるガラスとホットメルト組成物との複合体を提供することを目的とする。
なお、下記(1)のガラスとホットメルト組成物との複合体の製造方法を、以下「本発明の第1の態様の製造方法」ということがある。
(1) ガラスにプライマーを塗布するプライマー塗布工程と、
ポリエステル系のホットメルト組成物を溶融する溶融工程と、
前記プライマーが塗布されたガラスに、溶融したホットメルト組成物を塗布または成型し、前記ガラスと前記ホットメルト組成物とを接着させて前記ガラスと前記ホットメルト組成物との複合体とする塗布成型工程とを具備するガラスとホットメルト組成物との複合体の製造方法。
(2) 前記ホットメルト組成物が、芳香族ポリエステル(a)と、タッキファイヤー(b)と、1分子中にヒドロキシ基を2個以上有するポリオール化合物(c)とを含有する上記(1)に記載のガラスとホットメルト組成物との複合体の製造方法。
(3) 前記ホットメルト組成物が、さらに、ポリオレフィン(d)を含有する上記(2)に記載のガラスとホットメルト組成物との複合体の製造方法。
(4) 前記プライマーが、イソシアネートシランを含有する上記(1)〜(3)のいずれかに記載のガラスとホットメルト組成物との複合体の製造方法。
(5) 前記プライマーが、さらに、造膜樹脂を含有する上記(4)に記載のガラスとホットメルト組成物との複合体の製造方法。
(6)前記造膜樹脂が、極性樹脂である上記(5)に記載のガラスとホットメルト組成物との複合体の製造方法。
(8) 前記芳香族ポリエステル(a)として、テレフタル酸とイソフタル酸とを含有する酸成分と、エチレングリコールとネオペンチルグリコールとを含有するヒドロキシ基成分とを反応させて得られるポリエステルAと、
テレフタル酸とイソフタル酸とを含有する酸成分と、1,4−ブタンジオールとポリテトラメチレンエーテルグリコールとを含有するヒドロキシ基成分とを反応させて得られるポリエステルBと
を含有する上記(2)に記載のガラスとホットメルト組成物との複合体の製造方法。
(9) 前記芳香族ポリエステル(a)として、更に、テレフタル酸とイソフタル酸とセバシン酸とを含有する酸成分と、1,4−ブタンジオールを含有するヒドロキシ基成分とを反応させて得られるポリエステルCを含有する上記(7)または(8)に記載のガラスとホットメルト組成物との複合体の製造方法。
(10) 前記芳香族ポリエステル(a)として、更に、テレフタル酸とイソフタル酸とε−カプロラクトンとを含有する酸成分と、1,4−ブタンジオールを含有するヒドロキシ基成分とを反応させて得られるポリエステルDを含有する上記(7)〜(9)のいずれかに記載のガラスとホットメルト組成物との複合体の製造方法。
(11) 前記タッキファイヤー(b)が、ロジン系タッキファイヤーである上記(2)に記載のガラスとホットメルト組成物との複合体の製造方法。
(12) 前記ロジン系タッキファイヤーが、ロジンジオールである上記(11)に記載のガラスとホットメルト組成物との複合体の製造方法。
(13) 前記ポリオレフィン(d)が、エポキシ基、カルボキシ基および酸無水物基からなる群から選択される少なくとも1種を有する上記(3)に記載のガラスとホットメルト組成物との複合体の製造方法。
(14) 前記ポリオレフィン(d)が、エポキシ基と、カルボキシ基および酸無水物基のうちの一方または両方とを有する上記(3)に記載のガラスとホットメルト組成物との複合体の製造方法。
(15) 前記カルボキシ基がマレイン酸に由来するカルボキシ基であり、前記酸無水物基が無水マレイン酸基である上記(13)または(14)に記載のガラスとホットメルト組成物との複合体の製造方法。
(16) 前記タッキファイヤー(b)の量が、前記芳香族ポリエステル(a)100質量部に対して、1〜50質量部である上記(2)に記載のガラスとホットメルト組成物との複合体の製造方法。
(17) 前記タッキファイヤー(b)の量が、前記芳香族ポリエステル(a)および前記ポリオレフィン(d)の合計100質量部に対して、1〜50質量部である上記(3)に記載のガラスとホットメルト組成物との複合体の製造方法。
(18) 前記ポリオール化合物(c)の含有量が、前記芳香族ポリエステル(a)100質量部に対して0.5〜50質量部である上記(2)に記載のガラスとホットメルト組成物との複合体の製造方法。
(19) 前記ポリオール化合物(c)の含有量が、前記芳香族ポリエステル(a)と前記ポリオレフィン(d)との合計100質量部に対して0.5〜50質量部である上記(3)に記載のガラスとホットメルト組成物との複合体の製造方法。
(20) 前記ポリオレフィン(d)の量が、前記芳香族ポリエステル(a)と前記ポリオレフィン(d)との合計100質量部中の5〜40質量部である上記(3)に記載のガラスとホットメルト組成物との複合体の製造方法。
(21) 前記ホットメルト組成物の190℃における粘度が、10〜5000Pa・sである上記(1)に記載のガラスとホットメルト組成物との複合体の製造方法。
また、本発明者は、ガラスにイソシアネートシラン、およびアミノシランとエポキシシランとの反応生成物からなる群から選ばれる少なくとも1種のアルコキシシリル基含有化合物と造膜樹脂とを含有するプライマーを塗布するプライマー塗布工程と、芳香族ポリエステル(a)を含有するホットメルト組成物を溶融する溶融工程と、前記プライマーが塗布されたガラスに、溶融したホットメルト組成物を塗布または成型し、前記ガラスと前記ホットメルト組成物とを接着させて前記ガラスと前記ホットメルト組成物との複合体とする塗布成型工程とを具備する、上述のガラスとホットメルト組成物との複合体の製造方法が生産性に優れ、この製造方法によれば耐水接着性に優れる、ガラスとホットメルト組成物との複合体を得ることができることを見出し、本発明を完成させた。
また、本発明のガラスとホットメルト組成物との複合体は耐水接着性に優れる。
本発明は、
ガラスにプライマーを塗布するプライマー塗布工程と、
ポリエステル系のホットメルト組成物を溶融する溶融工程と、
前記プライマーが塗布されたガラスに、溶融したホットメルト組成物を塗布または成型し、前記ガラスと前記ホットメルト組成物とを接着させて前記ガラスと前記ホットメルト組成物との複合体とする塗布成型工程とを具備するガラスとホットメルト組成物との複合体の製造方法である。
塗布工程は、ガラスにプライマーを塗布する工程である。
塗布工程において、ガラスをプライマー処理されたガラスとする。
塗布工程において、プライマーはプライマー層となる。
ガラスは、用途に応じて、例えば、大きさ、材質を選択することができる。例えば、自動車に使用されるガラスが挙げられる。
プライマー塗布工程において使用されるプライマーは、ガラスに対して使用できるものであれば特に制限されない。
プライマーが、例えば、イソシアネートシランを含有することができる。
プライマーは、ガラスとの耐水接着性により優れるという観点から、イソシアネートシランを含有するのが好ましい。
イソシアネートシランは、それぞれ単独でまたは2種以上を組み合わせて使用することができる。
アルコキシシリル基含有化合物は、アルコキシシリル基を有するイソシアネート化合物、またはアルコキシシリル基を有する、アミノシランとエポキシシランとの反応生成物である。
アルコキシ基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基が挙げられる。
ケイ素原子に結合しているアルコキシ基が1または2個である場合、ケイ素原子に結合するアルコキシ基以外の基としては例えば、メチル基、エチル基のようなアルキル基が挙げられる。
アルコキシシリル基としては、例えば、トリメトキシシリル基、トリエトキシシリル基、ジメトキシメチルシリル基、ジメトキシエチルシリル基、ジエトキシメチルシリル基、ジエトキシエチルシリル基が挙げられる。
アルコキシシリル基は、ガラスまたは金属に対する接着性に優れ、耐水接着性により優れるという観点から、トリメトキシシリル基、メチルジメトキシシリル基であるのが好ましい態様として挙げられる。
炭化水素基としては、例えば、脂肪族炭化水素基、脂環式炭化水素基、不飽和脂肪族炭化水素基および芳香族炭化水素基からなる群から選ばれる少なくとも1種が挙げられる。また、炭化水素基は、例えば、ウレタン結合、尿素結合、チオウレタン結合を有することができる。
式中、R1は、ウレタン結合、尿素結合およびチオウレタン結合からなる群から選ばれる少なくとも1種の結合を有することができる炭化水素基であり、R2はアルコキシ基であり、R3はアルキル基であり、mは1〜3の整数であり、nは1〜3の整数であり、oは1〜3の整数であり、m+nが2〜4の整数である。
炭化水素基は、フェニル基のような芳香族炭化水素基を側鎖として有することができる。
ウレタン結合を有する炭化水素基を構成しうるウレタンプレポリマーとしては、例えば、1,1,1−トリメチロールプロパン(TMP)と、トリレンジイソシアネート(TDI)、キシリレンジイソシアネート(XDI)およびヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)からなる群から選ばれる少なくとも1種とから得られるものが挙げられる。
脂肪族系イソシアネートシランは、脂肪族炭化水素基にイソシアネート基およびアルコキシシリル基が結合している化合物である。
また、ガラスとの耐水接着性により優れるという観点から、脂肪族系の、ウレタンプレポリマー、ビウレット体、HDIイソシアヌレート体またはHDI−TDIイソシアヌレート体と、イソシアネート基と反応可能な活性水素基およびアルコキシシリル基を有する化合物との反応生成物が好ましく、TMPとヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)との付加物(ウレタンプレポリマー)あるいはHDIビウレット体、HDIイソシアヌレート体、HDI−TDIイソシアヌレート体と、3−(N−フェニルプロピル)トリメトキシシランあるいは3−メルカプトプロピルトリメトキシシランとの反応生成物がより好ましい。
イソシアネートシランが少なくとも1つのイソシアネート基と少なくとも1つのアルコキシシリル基とを、例えば、ウレタン結合、尿素結合、チオウレタン結合を有する炭化水素基に結合させたものである場合、その製造としては、例えば、イソシアネート基を2個以上有するポリイソシアネートに、イソシアネート基と反応可能な活性水素基およびアルコキシシリル基とを有する化合物を、イソシアネート基/活性水素基=2.0以上となる量で反応させることによって得られる反応生成物が挙げられる。
なかでも、ガラスとの耐水接着性により優れるという観点から、脂肪族ポリイソシアネート、脂肪族ポリイソシアネートから得られるウレタンプレポリマーであるのが好ましい。
脂肪族ポリイソシアネートとしては、例えば、ヘキサメチレンジイソシアネートのような鎖状の脂肪族ポリイソシアネート;イソホロンジイソシアネート、水添キシリレンジイソシアネート、水添ジシクロヘキシルメタンジイソシアネートのような脂環族ポリイソシアネート;キシリレンジイソシアネートのようなアラルキルポリイソシアネートが挙げられる。
また、脂肪族ポリイソシアネートから得られるウレタンプレポリマーについて、製造の際に使用されるポリオールは特に制限されず、例えば、トリメチロールプロパン、ポリオキシプロピレングリコール、ポリオキシプロピレントリオールが挙げられる。
脂肪族ポリイソシアネートから得られるウレタンプレポリマーは、その製造について特に制限されない。例えば、従来公知のものが挙げられる。
ポリイソシアネートは、それぞれ単独でまたは2種以上を組み合わせて使用することができる。
なかでも、被着体との接着性に優れるという観点から、アミノ基、メルカプト基が好ましい。
なかでも、耐水接着性により優れるという観点から、第二級アミンを有するものが好ましく、N−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−ブチル−γ−アミノプロピルトリメトキシシランがより好ましい。
アミノ・エポキシシラン反応生成物はアミノシランとエポキシシランとを反応させるものであればその製造について特に制限されない。例えば、従来公知のものが挙げられる。
具体的には例えば、1分子内にアミノ基を2つ以上有するアミノシランと、エポキシ基を有するエポキシシランとを反応させることによって得られる反応生成物が挙げられる。
アミノシランが有するアミノ基の数は、ホットメルト組成物との接着性に優れ、耐水接着性により優れるという観点から2個以上であるのが好ましく、2個であるのがより好ましい。
なかでも、第一級アミノ基と第二級アミノ基とを有するのが好ましい。
アルコキシシリル基は特に制限されない。例えば、上記と同様のものが挙げられる。
炭化水素基は−NH−を骨格内に含むことができる。
アミノシランはそれぞれ単独でまたは2種以上を組み合わせて使用することができる。
なかでも、ガラスまたは金属に対する接着性に優れるという観点から、トリメトキシシリル基、メチルジメトキシシリル基であるのが好ましい。
炭化水素基は、例えば、エーテル結合を骨格内に含むことができる。
エポキシシランが有するエポキシ基は、耐水接着性により優れるという観点から、1個であるのが好ましい。
なかでも、ガラスまたは金属に対する接着性に優れ、耐水接着性により優れるという観点から、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシランが好ましい。
エポキシシランはそれぞれ単独でまたは2種以上を組み合わせて使用することができる。
式中、R1、R6はそれぞれ独立にアルコキシ基であり、R2、R7はそれぞれ独立に炭素原子数1〜3の脂肪族炭化水素基であり、R3は炭素原子数2〜6の酸素原子を有してもよい鎖状脂肪族炭化水素基または脂環式炭化水素基であり、R4は炭素原子数2〜4の脂肪族炭化水素基または芳香族炭化水素基であり、R5は炭素原子数2〜6の鎖状脂肪族炭化水素基であり、m、nはそれぞれ独立に1〜3の整数である。
Si(OMe)3−(CH2)3−O−CH2−CH(−OH)−CH2−NH−CH2CH2−NH−(CH2)3−Si(OMe)3、
SiMe(OMe)2−(CH2)3−O−CH2−CH(−OH)−CH2−NH−CH2CH2−NH−(CH2)3−Si(OMe)3、
Si(OEt)3−(CH2)3−O−CH2−CH(−OH)−CH2−NH−CH2CH2−NH−(CH2)3−Si(OEt)3、
SiMe(OEt)2−(CH2)3−O−CH2−CH(−OH)−CH2−NH−CH2CH2−NH−(CH2)3−Si(OEt)3が挙げられる。
アルコキシシリル基含有化合物は、それぞれ単独でまたは2種以上を組み合わせて使用することができる。
プライマーが含有することができる造膜成分は、造膜性を有する樹脂であれば特に限定されない。
例えば、極性樹脂が挙げられる。
造膜樹脂は、ガラスまたは金属に対する接着性に優れるという観点から、極性樹脂が好ましい。
極性樹脂は、極性基を有する樹脂であれば特に制限されない。
極性基としては、例えば、カーボネート基、エステル結合、ニトリル基、ウレタン結合、アミド結合、カルボキシ基、アクリレート基、メタクリレート基、アセタール結合、ヒドロキシ基、アミノ基、イミノ基、エポキシ基が挙げられる。
また、極性樹脂は、耐水接着性により優れ、耐温水接着性に優れるという観点から、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂が好ましい。
造膜樹脂は、それぞれ単独でまたは2種以上を組み合わせて使用することができる。
造膜樹脂の量は、ガラスまたは金属に対する接着性に優れるという観点から、アルコキシシリル基含有化合物100質量部に対して、1〜500質量部であるのが好ましく、
50〜300質量部であるのがより好ましい。
溶剤としては、例えば、ベンゼン、キシレン、トルエンのような芳香族炭化水素化合物;アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンのようなケトン類;酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチルのようなエステル類;ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサンのエーテル類が挙げられる。
プライマー塗布後、プライマー処理されたガラスは、塗布直後に塗布成型工程に使用することができる。また、塗布後72時間以上経過後に塗布成型工程において使用することができる。
溶融工程は、ポリエステル系のホットメルト組成物を溶融する工程である。
本発明において使用されるホットメルト組成物は、ポリエステル系のホットメルト組成物である。
ホットメルト組成物が含有するポリエステルは特に制限されない。例えば、芳香族ポリエステル、脂肪酸ポリエステルが挙げられる。
芳香族ポリエステルが好ましい態様の1つとして挙げられる。
ポリエステルは、耐水接着性により優れ、耐温水接着性に優れるという観点から、芳香族ポリエステルが好ましい。
以下、ホットメルト組成物が含有する芳香族ポリエステルを芳香族ポリエステル(a)という。
なかでも、芳香族ポリカルボン酸とグリコールとの縮合反応から得られる芳香族ポリエステルであることが好ましい。
より具体的には、下記に示すポリエステルA〜Dが挙げられる。
ポリエステルAの190℃での粘度は、0.5〜2Pa・sであることが好ましく、0.7〜1.5Pa・sであることがより好ましい。
ここで、PTMGは1,4−BDを重合させて得られる重合体であれば特に限定されず、数平均分子量が2000以上であることが好ましく、市販品として三菱化学社製のH−283を用いることができる。
ポリエステルCの190℃での粘度は200〜700Pa・sであることが好ましく、400〜600Pa・sであることがより好ましい。
ポリエステルDの190℃での粘度は100〜300Pa・sであることが好ましく、150〜200Pa・sであることがより好ましい。
これは、柔軟性、耐熱性、耐薬品性、耐油性および延伸性に優れたポリエステルBと、低粘度で成型性に優れているポリエステルAとを含有させることにより、ホットメルト組成物の成型時における粘度を低く保ち、更に成型後の固化物に柔軟性を与え、生産性のより優れるという理由からである。
また、芳香族ポリエステル(a)は、耐水接着性により優れ、耐温水接着性に優れるという観点から、ポリエステルA、B、CおよびDからなる群より選択させる少なくとも2種を含有していることが好ましく、ポリエステルAとポリエステルBとを含有していることがより好ましい。
ポリエステルA、B、CおよびDの含有割合がこの範囲である場合、生産性により優れ、ホットメルト組成物の成型時の粘度を低く保ちながら成型後の固化物に柔軟性を与えることが可能であり、成型後の固化物が耐油性、耐ガソリン性に優れるため好ましい。更に、成型後の硬化時間がより短く、養生の必要性がないことからも好ましい。
ポリエステルA、B、CおよびDの含有割合がこの範囲である場合、生産性により優れ、ホットメルト組成物の成型時の粘度を低く保ちながら成型後の固化物に柔軟性を与えることが可能であり、成型後の固化物が耐油性、耐ガソリン性に優れるため好ましい。更に、成型後の硬化時間がより短く、養生の必要性がないことからも好ましい。
ホットメルト組成物は、高温で使用してもプライマーをガラスから剥離させにくく、耐水接着性により優れ、耐温水接着性に優れるという観点から、タッキファイヤー(b)を含有するのが好ましい。
ロジンジオールとしては、例えば、下記式(3)〜式(5)で表される基を有するものが挙げられる。式(4)中nは1以上の整数である。
ロジンジオールは市販品を使用することができる。ロジンジオールの市販品としては、例えば、パインクリスタル D−6011、KE−615−3、D−6240(いずれも荒川化学工業社製)が挙げられる。
なお、式(6)中、2つの式(3)で表される基を結合する、波線で表示されている部分は、2価の有機基である。式(7)についても同様である。
また、式(7)中nはそれぞれ独立に1以上の整数である。
タッキファイヤー(b)は、それぞれ単独でまたは2種以上を組み合わせて使用することができる。
ホットメルト組成物は、高温で使用してもプライマーをガラスから剥離させにくく、ガラスに対する耐水接着性により優れ、耐温水接着性に優れるという観点から、さらに、ポリオール化合物(c)を含有するのが好ましい。
具体的には、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオール、ポリカーボネートポリオール、ポリカプロラクトン、ジエチレングリコール、グリセリン、ヘキサントリオール、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール;ポリテトラメチレンエーテルグリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリオキシプロピレンジオール、ポリオキシプロピレントリオール、ポリオキシプチレングリコール等のポリエーテル系ポリオール;ポリブタンジエンポリオール、ポリイソプレングリコール等のポリオレフィン系ポリオール;アジペート系ポリオール;ラクトン系ポリオール;ひまし油等のポリエステル系ポリオール等の多価アルコール類;レゾルシン、ピスフェノール等の多価フェノール類が挙げられる。
また、得られる硬化物が耐高温高湿性に優れるという観点から、ポリカーボネートジオールが好ましい。
また、ポリオール化合物(c)の平均分子量は、500〜10000が好ましく、1000〜10000がより好ましく、2000〜10000が更に好ましい。
ポリオール化合物(c)は、それぞれ単独でまたは2種以上を組み合わせて使用することができる。
このような場合、タッキファイヤー(b)とポリオール化合物(c)とを含有するため、延伸性に優れ、ガラスに対する耐水接着性により優れ、耐熱性と柔軟性のバランス、更に、溶融時に起こる芳香族ポリエステル(a)とタッキファイヤー(b)との分離が防止される。
これは、ポリオール化合物(c)を添加することで、タッキファイヤー(b)が芳香族ポリエステル(a)の非結晶部分に優先的にとり込まれるためであると考えられる。
また、タッキファイヤー(b)を単独でホットメルト組成物に添加する場合では低下する耐油性、特に耐ガソリン性が良好となる。
ポリオレフィン(d)は、それぞれ単独でまたは2種以上を組み合わせて使用することができる。
なかでも、ポリエチレンが耐ガソリン性に優れる点から好ましい。
また、ガラスに対する耐水接着性により優れるという観点から、ポリプロピレンが好ましい。
一般的にポリオレフィンは低極性であるのに対し、芳香族ポリエステル(a)は極性が高いため、ホットメルト組成物の製造時または製造後においてホットメルト組成物を長時間溶融させた状態にすると、芳香族ポリエステル(a)とポリオレフィン(d)とが分離し、再度撹拌しても十分に混合できず、接着性が低下する場合がある。
一方、ポリオレフィン(d)が極性基を有している場合は、長時間溶融後にも分離せず、接着性を維持できる。
極性基は、それぞれ単独でまたは2種以上を組み合わせて使用することができる。
極性基としては、ガラスとの接着性に優れる点から、エポキシ基、カルボキシ基および酸無水物基からなる群から選択される少なくとも1種が好ましく、エポキシ基がより好ましい。
エポキシ基は、メチレン基に結合している(つまり、グリシジル基)のが好ましい態様の1つとして挙げられる。
また、ポリオレフィン(d)は、エポキシ基と、カルボキシ基および酸無水物基のうちの一方または両方とを有するのが好ましい。
また、カルボキシ基がマレイン酸に由来するカルボキシ基であり、酸無水物基が無水マレイン酸基であるのが好ましい。
このような範囲の場合、生産性により優れ、ガラスに対する耐水接着性により優れ、耐ガソリン性に優れる。
溶融工程においてホットメルト組成物を溶融させるために使用される装置は特に制限されない。例えば、ホットメルトアプリケーター、一軸押し出し機、二軸押し出し機等が挙げられる。
塗布成型工程は、前記プライマーが塗布されたガラスに、溶融したホットメルト組成物を塗布または成型し、前記ガラスと前記ホットメルト組成物とを接着させて前記ガラスと前記ホットメルト組成物との複合体とする工程である。
塗布成型工程において、ホットメルト組成物はホットメルト層となる。
また、塗布または成型は、120〜230℃の範囲で行われることが好ましく、180〜210℃の範囲で行われることがより好ましい。このような温度範囲である場合、成型に用いるホットメルト組成物の安定性が向上し、更に溶融時の粘度が上述した範囲内となる理由から好ましい。
ホットメルト組成物をガラスに塗布する場合、ホットメルト組成物(ホットメルト層)は例えば接着剤として使用され、ホットメルト組成物によって接着剤層を形成し、ここに他の部材(例えば、ガラスホルダー、位置決めピン、電子機器などの端子の接合部の封止部)を組み込んでガラスと接着させることによって複合体を得ることができる。
また、ホットメルト組成物をガラスに成型する場合、ホットメルト組成物(ホットメルト層)が他の部材(例えば、ガラスホルダー、位置決めピン、電子機器などの端子の接合部の封止部)となることによって、複合体を得ることができる。
また、ホットメルト組成物を接着剤としてガラスに塗布して接着剤層を形成し、その後接着剤層の上にホットメルト組成物を成型して他の部材を形成し、ガラスとホットメルト組成物を用いて成型された他の部材とを一体化させることによって複合体を得ることができる。
複合体は、モールド内で室温まで冷やしてもよく、モールドから取り出した後放冷することができる。
これに対して、本発明の製造方法によれば、ホットメルト組成物の塗布・成型後の硬化時間が自然冷却で数秒〜数十秒で終了し、数分以内にモールドより脱型することが可能であるため好ましい。
具体的には、本発明の製造方法を用いれば、溶融したホットメルト組成物の注入時間が10秒で終了し、自然冷却で1分以内にモールドより脱型することが可能であるため好ましい。
さらに、脱型後の変形がなく、養生の必要がなく、養生のためのスペースが不要であり、生産性に優れる。
図1は、ガラスホルダーの一例を模式的に示す正面図である。
図2は、自動車窓ガラス104と接着しているガラスホルダー100を模式的に示す側面図である。
50〜80cm程度である。)は、接着部102および接着部103と接する部分にプライマー107を有し、接着部102および接着部103の間においてガラスホルダー100とホットメルト組成物109によって接着され、自動車窓ガラス104とガラスホルダー100との複合体200となる。
自動車窓ガラス104には、ガラスの1辺に2個以上のガラスホルダー100を配置することができる。
複合体200の製造としては、例えば、まず、プライマー塗装工程において、ガラス104の少なくともガラスホルダー100が配置される部分にプライマー107を塗布する。
次に、塗布成型工程において、図1に示すガラスホルダー100を成型できるモールドを用意し、ガラス104をこのモールドにセットして、ガラス104の上の少なくともプライマーを塗布した部分の上に、溶融したホットメルト組成物を塗布し、成型することによって、ガラス104とガラスホルダー100との複合体200を得ることができる。
成型後、モールドから複合体200を取り出して、室温まで冷却することができる。
得られた複合体200は、成型後すぐに、自動車に組み込むことができる。
本発明の製造方法によって得られるガラスとホットメルト組成物との複合体は、水、温水、油、ガソリン等の浸入を防ぐことができる。
本発明のガラスとホットメルト組成物との複合体は、
ガラスと、
前記ガラスの上に配置された、イソシアネートシラン、およびアミノシランとエポキシシランとの反応生成物からなる群から選ばれる少なくとも1種のアルコキシシリル基含有化合物と造膜樹脂とを含有するプライマーを用いて形成されるプライマー層と、
前記プライマー層の上に配置された、芳香族ポリエステル(a)を含有するホットメルト組成物を用いて形成されるホットメルト層とを具備する複合体である。
なお、本発明のガラスとホットメルト組成物との複合体を以下「本発明の複合体」ということがある。
芳香族ポリエステル(a)を含有するホットメルト組成物は、耐水性、耐油性に優れる。
タッキファイヤー(b)、1分子中にヒドロキシ基を2個以上有するポリオール化合物(c)は、それぞれ、本発明の第1の態様の製造方法におけるものと同義である。
ポリオレフィン(d)は、本発明の第1の態様の製造方法におけるものと同義である。
極性樹脂は、本発明の第1の態様の製造方法におけるものと同義である。
また、造膜樹脂は、ガラスまたは金属に対する接着性に優れ、耐水接着性により優れるという観点から、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂およびアクリル樹脂からなる群から選ばれる少なくとも1種であるのが好ましい。
具体的には、例えば、上述の図1〜図2に示すものが挙げられる。なお、本発明の複合体は添付の図面に制限されない。
例えば、ガラスにイソシアネートシランおよびアミノシランとエポキシシランとの反応生成物からなる群から選ばれる少なくとも1種のアルコキシシリル基含有化合物と造膜樹脂とを含有するプライマーを塗布するプライマー塗布工程と、
芳香族ポリエステル(a)を含有するホットメルト組成物を溶融する溶融工程と、
前記プライマーが塗布されたガラスに、溶融したホットメルト組成物を塗布または成型し、前記ガラスと前記ホットメルト組成物とを接着させて前記ガラスと前記ホットメルト組成物との複合体とする塗布成型工程とを具備する、ガラスとホットメルト組成物との複合体の製造方法が挙げられる。
なお、本発明の複合体の製造方法として、上記に挙げられているものを以下「本発明の第2の態様の製造方法」ということがある。
プライマー塗布工程において使用される、イソシアネートシランおよびアミノシランとエポキシシランとの反応生成物からなる群から選ばれる少なくとも1種のアルコキシシリル基含有化合物と造膜樹脂とを含有するプライマーは、本発明の第1の態様の製造方法と同義である。
また、本発明の第2の態様の製造方法において使用される、芳香族ポリエステル(a)を含有するホットメルト組成物は、本発明の第1の態様の製造方法と同義である。
しかしながら、このような場合、ウレタン系接着剤を硬化させるまでに時間がかかるため、養生させるためにスペースを確保することやオーブンに入れる必要があり、生産性が悪かった。
このような問題に対して、本願発明者は、ホットメルト組成物をガラスと接着させることに想到した。
ホットメルト組成物は、通常、樹脂、金属に対して溶融成型し、接着するために使用され、プライマーを使用せずに樹脂を接着させる目的で使用されていたので、ホットメルト組成物をガラスに適用してホットメルト組成物がガラスと接着するか否かについては検討の必要性があった。
そして、本発明者は、このような研究のなかで、まず、ポリオレフィン系ホットメルト組成物は、ガラスと全く接着しないことを見出した。
また、ポリオレフィン系ホットメルト組成物とガラスとを接着させるためにガラスにプライマーを塗布して、ポリオレフィン系ホットメルトを200℃近い温度でガラス表面に溶融成型する場合、プライマーがガラスから剥がれてしまうことを見出した。
次に、本願発明者は、ポリエステル系のホットメルト組成物がガラスと接着することを見出した。
しかしながら、ポリエステル系のホットメルト組成物をガラスに接着させた場合、ガラスとの耐水接着性に劣ることを見出した。
そこで、本願発明者は、ガラスにプライマーを塗布して、これに溶融したポリエステル系ホットメルト組成物を成型したところ、驚いたことに、高温(200℃程度)のポリエステル系ホットメルト組成物をプライマーの上に配置したにもかかわらず、プライマーは、ポリオレフィン系ホットメルト組成物を使用した場合のようにガラスから剥離することがなく、さらにプライマーを使用しない場合よりも耐水接着性が高くなることを見出したのである。
さらに、本願発明者は、ポリエステル系のホットメルト組成物が、さらに、タッキファイヤー(b)、ポリオール化合物(c)、ポリオレフィン(d)を含有する場合、耐温水接着性に優れることを見出した。
また、本願発明において、ポリエステル系のホットメルト組成物は、プライマーの上に高温のホットメルト組成物を配置する際に、プライマーの接着が失活することを防ぎ、プライマーのガラスとの接着性を確保することができる。
さらに、ホットメルト組成物がタッキファイヤー(b)、ポリオール化合物(c)、ポリオレフィン(d)を含有する場合、さらに、プライマーの接着が失活することを防ぎ、プライマーのガラスとの接着性を確保することができ、耐温水接着性に優れるものとなると推察される。
すなわち、プライマーがイソシアネートシランおよびアミノシランとエポキシシランとの反応生成物からなる群から選ばれる少なくとも1種のアルコキシシリル基含有化合物を含有する場合、プライマーはガラスおよびホットメルト組成物の双方に対し優れた濡れ性、つまり親和性を有し、その結果、本発明の複合体はトータルな接着性のバランスに優れるものとなると考えられる。
また、プライマーがイソシアネートシランおよびアミノシランとエポキシシランとの反応生成物からなる群から選ばれる少なくとも1種のアルコキシシリル基含有化合物を含有する場合、プライマーがホットメルト組成物と接着する接着速度と、プライマーがガラスと接着する接着速度とが均等となり、プライマーがガラスかホットメルト組成物かのどちらかに偏って接着してしまうことがなく、接着のバランスが保たれている。このことによって、本発明の複合体はトータルな接着性のバランスに優れるものとなると考えられる。
しかしながら、本願発明者は、アミノシランとエポキシシランとの反応生成物が、芳香族ポリエステルを含有するホットメルト組成物に対して接着性を有するだけでなく、耐水接着性、耐温水接着性に優れることを見出した。
プライマーがアミノシランとエポキシシランとの反応生成物を含有する場合、アミノシランとエポキシシランとの反応生成物とホットメルト組成物中の芳香族ポリエステル(a)とは反応性が低く、このため、プライマーがホットメルト組成物と接着する接着速度と、プライマーがガラスと接着する接着速度とが均等となり、プライマーがガラスかホットメルト組成物かのどちらかに偏って接着してしまうことがなく、接着のバランスが保たれている。このことによって、本発明の複合体はトータルな接着性のバランスに優れるものとなると考えられる。
なお、上記のメカニズムは本願発明者の推察であり、異なるメカニズムによるものであっても本願発明の範囲内である。
1.ポリエステル1〜4
本発明の製造方法に使用されるホットメルト組成物に含有される芳香族ポリエステル(a)について、ポリエステル1としてユニチカ社製のエリーテルUE3320、ポリエステル2として東レ・デュポン社製のハイトレル4057、ポリエステル3としてユニチカ社製のエリーテルUE3410、ポリエステル4としてユニチカ社製のエリーテルUE3800を使用した。ポリエステル1〜4を製造する際に使用される酸成分およびグリコール成分、ならびにこれらのモル比を下記第1表に示す。
下記第2表の各成分を、第2表に示す組成(質量部)で、ニーダを用いて混合し、ホットメルト組成物を得た。
得られたホットメルト組成物を使用して、ガラスに対する接着性試験を行った。結果を下記第2表に示す。
ガラス接着性試験用のサンプルの作製について添付の図面を用いて以下に説明する。
図3は、ガラスとホットメルト組成物との複合体の一例を模式的に示す斜視図である。
まず、塗布工程において、縦120mm×横25mm×厚さ3mmのガラス304(商品名:フロートガラス、パルテック社製)に、刷毛を用いて第2表に示すプライマー(図示せず。)を塗布した。プライマー塗布後、ガラス304の端部(図示せず。)に離型テープ308をはり、つかみ代(図示せず。)とした。
次に、溶融工程において、ホットメルト組成物を200℃で溶融した(図示せず。)。190℃におけるB型粘度計を用いて測定したホットメルト組成物の粘度は60Pa・sであった。
次に、塗布成型工程において、プライマー塗装から第2表に示す時間が経過した、プライマー塗布されたガラス304に簡易モールド(図示せず。)を使用して、溶融したホットメルト組成物を注入(注入に要した時間は5秒)し(図示せず。)、ガラス304とホットメルト組成物302(ホットメルト組成物302の大きさは幅20mm、長さ100mm、厚さ3mm。)とを接着させ、成型完了後から2分後に簡易モールドを取り外して複合体300を得た。複合体300をガラス接着性試験用のサンプルとした。
以下のとおり、ガラス接着性試験を行った。結果を第2表に示す。
(1)初期接着性
得られたサンプルについて引張試験機を用いて90度剥離試験を行った。
図3において、ホットメルト組成物302を矢印306の方向に、ガラス304に対して90度となるように剥離させた。
ガラスとホットメルト組成物とが剥がれだしたときの最大引張応力を測定した。引張り速度は、50mm/minとした。
接着性の評価基準は、最大引張応力が100N/20mm以上で、ホットメルト組成物の成型体が破断した場合を「◎」、最大引張応力が100N/20mm以上で、ホットメルト組成物の成型体が破断しなかった場合を「○」、引張試験機に取り付ける際にガラスからホットメルト組成物が脱落して測定できなかったものを「×」とした(以下同様)。
得られたサンプルを20℃の水に1週間置いたのち引き上げ、初期接着性と同様にして最大引張応力を測定した。
得られたサンプルを40℃の温水に1週間置いたのち引き上げ、初期接着性と同様にして最大引張応力を測定した。
・ポリオレフィン系HM:777、加越社製
・ポリエステル1〜4:上記のポリエステル1〜4
・ポリオレフィン:エポキシ基を有するポリエチレン、ボンドファースト7L、住友化学社製
・タッキファイヤー:ロジン系タッキファイヤー、商品名パインクリスタルKE−6011、荒川化学工業社製
・ポリオール化合物:ポリカーボネートジオール、商品名プラクセルCD220、ダイセル化学工業社製
・プライマー:MS−90(横浜ゴム社製)
・老化防止剤:イルガノックス1010、チバスペシャルティケミカルズ社製
また、比較例2(ポリオレフィン系ホットメルト組成物を使用)のようにガラスにプライマーを施してもガラスと接着しなかった。これについて本願発明者は、ポリオレフィン系ホットメルト組成物を使用する場合、高熱によってプライマーとガラスとの接着性が失活してしまうことが原因であると考えた。
また、比較例3〜5(ポリエステル系ホットメルト組成物を使用し、プライマーなし)は、耐水接着性に劣った。
これに対して、実施例1〜3は優れた耐水接着性を示した。
また、実施例1、2(ホットメルト組成物がポリオール化合物(c)、タッキファイヤー(b)を含有する場合)は、特に優れた耐水接着性および耐温水接着性を示した。
下記第3表に示す各成分を同表に示す量(単位:質量部)で用いてこれらを均一に混合してプライマーを製造した。得られたプライマーをプライマー1〜12とする。
・シラン化合物1:D160N(HDIとトリメチロールプロパンとから得られるウレタンプレポリマー、三井化学ポリウレタン社製)とY−9669(3−(N−フェニル)アミノプロピルトリメトキシシラン、モメンティブ・パフォーマンス・ジャパン社製)のNCO/NH=2/3の反応生成物であり、1分子中に2個のシラン基を有する化合物
・シラン化合物2:A187(γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、モメンティブ・パフォーマンス・ジャパン社製)とZ−6094N(3−アミノエチルアミノプロピルトリメトキシシラン、東レダウコーニングシリコーン社製)の反応生成物であり、分子中に3個のシラン基を有する化合物
・シラン化合物3:Y−5187(γ−イソシアネートプロピルトリメトキシシラン、モメンティブ・パフォーマンス・ジャパン社製)
・シラン化合物4:Y−9669(3−(N−フェニル)アミノプロピルトリメトキシシラン)
・シラン化合物5:A187(γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン)
・シラン化合物6:キシリレンジイソシアネート(三井化学ポリウレタン社製)と、Y−9669との反応生成物であり、分子中に1個のシラン基を有する化合物
・シラン化合物7:キシリレンジイソシアネートとA−189(γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、モメンティブ・パフォーマンス・ジャパン社製)との反応生成物であり、分子中に1個のシラン基を有する化合物
・シラン化合物8:デスモジュールHL(脂肪族芳香族イソシアヌレート、住化バイエルウレタン社製)とY−9669との反応生成物であり、分子中に2個のシラン基を有する化合物
・造膜樹脂1:ポリエステルポリウレタン樹脂(商品名:パンデックスT−5202、大日本インキ社製)
・造膜樹脂2:エポキシ樹脂(商品名:YD−017、東都化成社製)
・造膜樹脂3:アクリル樹脂(商品名:ゼムラックYC−3623、カネカ社製)
・造膜樹脂4:塩素化PP(商品名:スーパークロンHP−205 日本製紙ケミカル社製)
・造膜樹脂5:塩素化PE(商品名:スーパークロンHE−305 日本製紙ケミカル社製)
・MEK:メチルエチルケトン
・オレフィン系HM:ポリオレフィン系ホットメルト組成物、商品名777、加越社製
・ポリエステル1〜4:第1表に示すポリエステル1〜4
・ポリオレフィン1:ポリプロピレン(商品名:M142E、出光興産社製)
・ポリオレフィン2:低密度ポリエチレン(商品名:G807、住友化学社製)
・ポリオレフィン3:エポキシ基を有するポリエチレン、ボンドファースト7L、住友化学社製
・ポリオレフィン4:エポキシ基およびマレイン酸基を有するポリエチレン、商品名:アドマーSF−715、三井化学社製
・タッキファイヤー:ロジン系タッキファイヤー、商品名パインクリスタルD−6011、荒川化学工業社製
・ポリオール化合物:ポリカーボネートジオール、商品名プラクセルCD220、ダイセル化学工業社製
・老化防止剤:イルガノックス1010、チバスペシャルティケミカルズ社製
プライマー1〜12とホットメルト組成物A〜Gとを第5表に示す組合せで用いて、上記の3.ガラス接着性試験用のサンプルの作製と同様にして、ガラスとホットメルト組成物との複合体を製造した。
(1)初期接着
得られたサンプルについて上記の4.ガラス接着性試験の(1)初期接着性と同様の条件で引張試験機を用いて90度剥離試験を行った。
初期接着の評価基準は、最大引張応力が100N/20mm以上で、ホットメルト組成物の成型体が破断した場合を「◎」、最大引張応力が100N/20mm以上で、ホットメルト組成物の成型体が破断しなかった場合を「○」、引張試験機に取り付ける際にガラスからホットメルト組成物が脱落して測定できなかったものを「×」とした(以下同様)。
結果を第5表に示す。
得られたサンプルについて、上記の4.ガラス接着性試験の(2)耐水接着性と同様の条件で評価を行い、水から引き上げた後のサンプルの状態接着を目視で確認した。
耐水接着の評価基準としては、接着強度が100N/20mm以上であり評価中にホットメルト層が破断してしまいそれ以上接着強度を測定できなかった場合を◎、接着強度が100N/20mm以上であり評価中に破断が発生しなかった場合を○、接着強度が50N/20mm以上であり評価中に剥離が見られたものを△、評価中にプライマー層とホットメルト層との間で剥離したものを×、プライマー層とガラスとの間で剥離したものを×*1とした。
結果を第5表に示す。
(3)耐温水接着
また、得られたサンプルについて、上記の4.ガラス接着性試験の(3)耐温水接着性と同様の条件(40℃の温水中に1週間置く。)で評価を行い、温水から引き上げた後のサンプルについてその最大引張応力を上記と同様の条件で測定した。
耐温水接着の評価基準としては、接着強度が100N/20mm以上であり評価中にホットメルト層が破断してしまいそれ以上接着強度を測定できなかった場合を◎、接着強度が100N/20mm以上であり評価中に破断が発生しなかった場合を○、評価中にプライマー層とホットメルト層との間で剥離したものを×、プライマー層とガラスとの間で剥離したものを×*1とした。
結果を第5表に示す。
ポリオレフィン系ホットメルト組成物を使用する比較例6〜13、18は耐水接着性、耐温水接着性に劣った。
イソシアネートシランおよびアミノシランとエポキシシランとの反応生成物を含まずイソシアネートシランおよびアミノシランとエポキシシランとの反応生成物以外のシラン化合物を使用する比較例14〜17は耐水接着性、耐温水接着性に劣った。
プライマーを使用しない比較例18〜24は、耐水接着性、耐温水接着性に劣った。
102、103 接着部
104 自動車窓ガラス
105 接続部
106 ネジ孔部
107 プライマー
109 ホットメルト組成物
200、300 複合体
302 ホットメルト組成物
304 ガラス
306 矢印
308 離型テープ
Claims (7)
- ガラスと、
前記ガラスの上に配置された、イソシアネートシラン、およびアミノシランとエポキシシランとの反応生成物からなる群から選ばれる少なくとも1種のアルコキシシリル基含有化合物と造膜樹脂とを含有するプライマーを用いて形成されるプライマー層と、
前記プライマー層の上に配置された、芳香族ポリエステル(a)を含有するホットメルト組成物を用いて形成されるホットメルト層とを具備するガラスとホットメルト組成物との複合体。 - 前記ホットメルト組成物が、さらに、タッキファイヤー(b)と、1分子中にヒドロキシ基を2個以上有するポリオール化合物(c)とを含有する請求項1に記載のガラスとホットメルト組成物との複合体。
- 前記ホットメルト組成物が、さらに、ポリオレフィン(d)を含有する請求項1または2に記載のガラスとホットメルト組成物との複合体。
- 前記造膜樹脂が、極性樹脂である請求項1〜3のいずれかに記載のガラスとホットメルト組成物との複合体。
- 前記極性樹脂が、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂およびアクリル樹脂からなる群から選ばれる少なくとも1種である請求項4に記載のガラスとホットメルト組成物との複合体。
- 前記ホットメルト層が、接着剤層、ガラスホルダー、位置決めピンおよび電子機器の端子の接合部の封止部からなる群から選ばれる少なくとも1種となる請求項1〜5のいずれかに記載のガラスとホットメルト組成物との複合体。
- ガラスにイソシアネートシラン、およびアミノシランとエポキシシランとの反応生成物からなる群から選ばれる少なくとも1種のアルコキシシリル基含有化合物と造膜樹脂とを含有するプライマーを塗布するプライマー塗布工程と、
芳香族ポリエステル(a)を含有するホットメルト組成物を溶融する溶融工程と、
前記プライマーが塗布されたガラスに、溶融したホットメルト組成物を塗布または成型し、前記ガラスと前記ホットメルト組成物とを接着させて前記ガラスと前記ホットメルト組成物との複合体とする塗布成型工程とを具備する、請求項1〜6のガラスとホットメルト組成物との複合体の製造方法。
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