JP2009235276A - 水性ポリウレタン樹脂組成物、それを用いた一液型接着剤及び積層体、並びに水性ポリウレタン樹脂組成物の製造方法 - Google Patents

水性ポリウレタン樹脂組成物、それを用いた一液型接着剤及び積層体、並びに水性ポリウレタン樹脂組成物の製造方法 Download PDF

Info

Publication number
JP2009235276A
JP2009235276A JP2008084603A JP2008084603A JP2009235276A JP 2009235276 A JP2009235276 A JP 2009235276A JP 2008084603 A JP2008084603 A JP 2008084603A JP 2008084603 A JP2008084603 A JP 2008084603A JP 2009235276 A JP2009235276 A JP 2009235276A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
polyurethane resin
groups
group
resin composition
polyamine
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2008084603A
Other languages
English (en)
Other versions
JP5202068B2 (ja
Inventor
Masakazu Nishino
正和 西野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nicca Chemical Co Ltd
Original Assignee
Nicca Chemical Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nicca Chemical Co Ltd filed Critical Nicca Chemical Co Ltd
Priority to JP2008084603A priority Critical patent/JP5202068B2/ja
Publication of JP2009235276A publication Critical patent/JP2009235276A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5202068B2 publication Critical patent/JP5202068B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Abstract

【課題】 有機溶剤を極力或いは全く含まない水性ポリウレタン樹脂組成物であって、しかもオープンタイムが長く、接着性、特に30〜60℃程度の低温でも優れた接着性を有し、且つ、接着強度、耐加水分解性及び耐熱クリープ性に優れる積層体を得ることを可能とする水性ポリウレタン樹脂組成物を提供すること。
【解決手段】 ポリイソシアネート(A)に、スルホン基及び/又はスルホネート基を有するポリオール(B)と他のポリオール(B)及び/又は鎖延長剤(B)とを含む多官能性化合物(B)を下記数式(1)で表される条件を満たすようにして反応させて得られるイソシアネート基末端プレポリマー中和物を、アミノ基及び/又はイミノ基を2個以上有するポリアミン(C)の0.05〜3.0質量%水溶液を用い、下記数式(2)で表される条件を満たすようにして鎖伸長反応させると同時に水に分散せしめて得られるものであることを特徴とする水性ポリウレタン樹脂組成物。
100/80 ≦ a/b ≦ 100/50 (1)
100/100 ≦ a/(b+c) ≦ 100/97 (2)
(式(1)及び(2)中、aは前記ポリイソシアネート(A)に含まれるイソシアネート基(NCO)の数を表し、bは前記多官能性化合物(B)に含まれるヒドロキシル基(OH)の数を表し、cはポリアミン(C)に含まれるアミノ基(NH)及びイミノ基(NH)の総数を表す。)
【選択図】 なし

Description

本発明は、水性ポリウレタン樹脂組成物、それを用いた一液型接着剤及び積層体、並びに水性ポリウレタン樹脂組成物の製造方法に関する。
一般に、ゴム、金属、紙、繊維、木材、ガラス、ポリ塩化ビニルやポリオレフィン等の各種フィルムシート、発泡体等の各種基材を貼り合わせて積層体を製造する際には、従来、有機溶剤に溶解された樹脂を含む接着剤が多く用いられてきた。
そして、積層体を製造する際には、例えば、基材上に有機溶剤に溶解された樹脂を含む接着剤を塗布し、これを乾燥させて有機溶剤を揮発させた後、基材と貼り合わせるドライラミネート法が多く採用されている。
また、有機溶剤系樹脂を含む接着剤としては、主に、ヒドロキシル基やアミド基のような、イソシアネート基に対して反応性を有する活性水素を有するポリウレタン樹脂の主剤とポリイソシアネート系硬化剤とからなる二液型接着剤、或いは、ポリウレタン樹脂を含む一液型接着剤がある。
このような二液型接着剤は、基材へ塗布した後、乾燥させてから接着性が消失するまでの時間(すなわちオープンタイム)が長く、30〜60℃程度の低温での接着性にも優れるという利点があり、各種基材との貼り合わせを容易に行うことができる。また、主剤のポリウレタン樹脂とポリイソシアネート系硬化剤とが反応し高分子量化するため、耐加水分解性、耐熱クリープ性といった耐久性に優れた積層体を得ることができる。しかしながら、主剤と硬化剤とを混合するため接着剤浴のポットライフが短く、製造環境、接着剤浴等の管理といった多大な労力を必要とするという問題があった。
一方、一液型接着剤は、二液型接着剤のような接着剤浴のポットライフは実質存在せず、製造環境、接着剤浴等の管理が容易であるが、オープンタイムが短く、また、耐加水分解性、耐熱クリープ性等の耐久性が劣るという欠点がある。オープンタイムは、乾燥後の接着剤塗布面の温度に大きく左右され、高温では比較的長い傾向があるものの、30〜60℃程度の低温では短い傾向があり、安定な貼り合わせを行うためには、乾燥温度、接着剤塗布面の温度の管理といった多大な労力が必要であるという問題があった。また、ポリウレタン樹脂に接着性を付与するためには、ポリウレタン樹脂の主原料としてポリエステルポリオールを用いることが多く、さらにオープンタイムを長くするためにポリウレタン樹脂の構造をなるべく直鎖状のものとするが、それによってポリウレタン樹脂が水や湿気の影響を受け易いものとなり容易に加水分解されることから、積層体の品質が低下する等の問題があった。
さらに、これらの接着剤は、有機溶剤としてジメチルホルムアミド、トルエン、メチルエチルケトン等が用いられているため、引火性が強く毒性も高いものが多いことから、火災の危険性、作業環境の悪化や大気、水質等の環境汚染等に問題点があった。なお、これら有機溶剤を回収するといった工程も行われているが、多額の廃棄コストや労力がかかるという問題点があった。また、有機溶剤に溶解された樹脂を含む接着剤を用いて得られた積層体は、積層体内部に有機溶剤が残留するおそれがあり、近年のシックハウス症候群、化学物質過敏症、皮膚障害等の人体への影響も問題点とされている。
これらの問題を解決するために、有機溶剤に溶解させたポリウレタン樹脂を含む接着剤から、水性ポリウレタン樹脂を含む接着剤に移行すべく検討がなされている。
水性ポリウレタン樹脂としては、界面活性剤を用いてポリウレタン樹脂を強制分散させた分散物や、ポリエチレングリコール等のポリエーテルポリオールを用いて樹脂骨格にポリオキシエチレン繰り返し単位を導入することにより親水性を付与したポリウレタン樹脂が挙げられるが、前者には経時にて界面活性剤がブリードするため積層体の品質が低下するという問題があり、後者には耐熱クリープ性や耐水性が不十分であるという問題があった。
また、例えば、特開平6−313024号公報(特許文献1)には、水溶性又は水分散性に優れたポリウレタン樹脂として、ジヒドロキシカルボン酸を開始剤としてラクトン類を開環付加重合させて得たラクトン系ポリエステルポリオールと、有機ジイソシアネートと、鎖延長剤とからなるカルボキシル基濃度が10以上のポリウレタン樹脂が開示されている。しかしながら、特許文献1に記載されているようなポリウレタン樹脂は、ソフトセグメントにカルボキシル基が導入されることから凝集力が弱い樹脂となり、接着剤として使用した場合にオープンタイムがやや長くなるものの、30〜60℃程度の低温での接着性、耐熱クリープ性、耐水性等の耐久性の点で不十分なものであった。
さらに、特開2005−272775号公報(特許文献2)には、架橋剤と組み合わせた二液型とすることなく、耐熱性や耐水性に優れた水性一液ウレタン樹脂接着剤を製造する方法として、カルボキシル基含有ポリウレタン樹脂を溶剤に溶解し、塩基性化合物で中和し、水を添加する直前か、水を添加することによりポリウレタン樹脂溶液中に水が分散した状態としたときに、脂肪族系エポキシ樹脂やポリイソシアネートアダクト体等の架橋剤を分散させ、エマルジョン粒子内で架橋を行う方法が開示されている。しかしながら、特許文献2に記載されたような水性一液ウレタン樹脂接着剤は、耐加水分解性等の耐久性は向上するものの、オープンタイムが短く、30〜60℃程度の低温での接着性が不十分であって安定的に製品を製造することが困難であるという点で問題があった。
以上説明したように、従来の水性ポリウレタン樹脂を含む接着剤は、オープンタイムの長さと、耐熱クリープ性や耐加水分解性等の耐久性との両立を高水準に達成するには至っておらず、さらに、30〜60℃程度の低温での接着性も不十分であった。そして、このような従来の接着剤を用いて製造された積層体は、有機溶剤系のポリウレタン樹脂を含む接着剤を用いて得られたものより、接着強度のみならず耐熱クリープ性、耐加水分解性等の耐久性の点でも劣っているという問題があった。
特開平6−313024号公報 特開2005−272775号公報
本発明は、上記従来技術の有する課題に鑑みてなされたものであり、有機溶剤を極力或いは全く含まない水性ポリウレタン樹脂組成物であって、しかもオープンタイムが長く、接着性、特に30〜60℃程度の低温でも優れた接着性を有し、且つ、接着強度、耐加水分解性及び耐熱クリープ性に優れる積層体を得ることを可能とする水性ポリウレタン樹脂組成物、それを用いた一液型接着剤及び積層体、並びにその水性ポリウレタン樹脂組成物の製造方法を提供することを目的とする。
本発明者は、上記目的を達成すべく鋭意研究を重ねた結果、ポリイソシアネートと、スルホン基及び/又はスルホネート基を有するポリオールを含む多官能性化合物を反応させて得られるイソシアネート基末端プレポリマー中和物を、
(i)鎖伸長反応させることなく、特定濃度のポリアミン水溶液を用いて鎖伸長反応させると同時に水分散せしめて得られる水性ポリウレタン樹脂組成物が、或いは、
(ii)鎖延長剤を用いて鎖伸長反応させた後、特定濃度のポリアミン水溶液を用いて鎖伸長反応させると同時に水分散せしめて得られる水性ポリウレタン樹脂組成物が、
オープンタイムが長く、優れた接着性、耐加水分解性及び耐熱クリープ性を発揮することを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明の第一の水性ポリウレタン樹脂組成物は、ポリイソシアネート(A)に、スルホン基及び/又はスルホネート基を有するポリオール(B)と他のポリオール(B)及び/又は鎖延長剤(B)とを含む多官能性化合物(B)を下記数式(1)で表される条件を満たすようにして反応させて得られるイソシアネート基末端プレポリマー中和物を、アミノ基及び/又はイミノ基を2個以上有するポリアミン(C)の0.05〜3.0質量%水溶液を用い、下記数式(2)で表される条件を満たすようにして鎖伸長反応させると同時に水に分散せしめて得られるものである。
100/80 ≦ a/b ≦ 100/50 (1)
100/100 ≦ a/(b+c) ≦ 100/97 (2)
(式(1)及び(2)中、aは前記ポリイソシアネート(A)に含まれるイソシアネート基(NCO)の数を表し、bは前記多官能性化合物(B)に含まれるヒドロキシル基(OH)の数を表し、cはポリアミン(C)に含まれるアミノ基(NH)及びイミノ基(NH)の総数を表す。)。
また、本発明の第二の水性ポリウレタン樹脂組成物は、ポリイソシアネート(A)に、スルホン基及び/又はスルホネート基を有するポリオール(B)と他のポリオール(B)及び/又は鎖延長剤(B)とを含む多官能性化合物(B)を下記数式(1)で表される条件を満たすようにして反応させて得られるイソシアネート基末端プレポリマー中和物を、第二の鎖延長剤(D)を用いて下記数式(3)で表される条件を満たすようにして鎖伸長反応させた後、アミノ基及び/又はイミノ基を2個以上有するポリアミン(C)の0.05〜3.0質量%水溶液を用い、下記数式(4)で表される条件を満たすようにして鎖伸長反応させると同時に水に分散せしめて得られるものである。
100/80 ≦ a/b ≦ 100/50 (1)
100/95 ≦ a/(b+d) ≦ 100/80 (3)
100/100 ≦ a/(b+c+d)≦ 100/97 (4)
(式(1)、(3)及び(4)中、aは前記ポリイソシアネート(A)に含まれるイソシアネート基(NCO)の数を表し、bは前記多官能性化合物(B)に含まれるヒドロキシル基(OH)の数を表し、cはポリアミン(C)に含まれるアミノ基(NH)及びイミノ基(NH)の総数を表し、dは第二の鎖延長剤(D)に含まれるアミノ基(NH)及びイミノ基(NH)の総数を表す。)。
本発明の第一の水性ポリウレタン樹脂組成物の製造方法は、
ポリイソシアネート(A)に、スルホン基及び/又はスルホネート基を有するポリオール(B)と他のポリオール(B)及び/又は鎖延長剤(B)とを含む多官能性化合物(B)を下記数式(1)で表される条件を満たすようにして反応させてイソシアネート基末端プレポリマー中和物を得る工程、及び
前記イソシアネート基末端プレポリマー中和物を、アミノ基及び/又はイミノ基を2個以上有するポリアミン(C)の0.05〜3.0質量%水溶液を用い、下記数式(2)で表される条件を満たすようにして鎖伸長反応させると同時に水に分散せしめて水性ポリウレタン樹脂組成物を得る工程、
を含む方法である。
100/80 ≦ a/b ≦ 100/50 (1)
100/100 ≦ a/(b+c) ≦ 100/97 (2)
(式(1)及び(2)中、aは前記ポリイソシアネート(A)に含まれるイソシアネート基(NCO)の数を表し、bは前記多官能性化合物(B)に含まれるヒドロキシル基(OH)の数を表し、cはポリアミン(C)に含まれるアミノ基(NH)及びイミノ基(NH)の総数を表す。)。
また、本発明の第二の水性ポリウレタン樹脂組成物の製造方法は、
ポリイソシアネート(A)に、スルホン基及び/又はスルホネート基を有するポリオール(B)と他のポリオール(B)及び/又は鎖延長剤(B)とを含む多官能性化合物(B)を下記数式(1)で表される条件を満たすようにして反応させてイソシアネート基末端プレポリマー中和物を得る工程、及び
前記イソシアネート基末端プレポリマー中和物を、第二の鎖延長剤(D)を用いて下記数式(3)で表される条件を満たすようにして鎖伸長反応させた後、アミノ基及び/又はイミノ基を2個以上有するポリアミン(C)の0.05〜3.0質量%水溶液を用い、下記数式(4)で表される条件を満たすようにして鎖伸長反応させると同時に水に分散せしめて水性ポリウレタン樹脂組成物を得る工程、
を含む方法である。
100/80 ≦ a/b ≦ 100/50 (1)
100/95 ≦ a/(b+d) ≦ 100/80 (3)
100/100 ≦ a/(b+c+d)≦ 100/97 (4)
(式(1)、(3)及び(4)中、aは前記ポリイソシアネート(A)に含まれるイソシアネート基(NCO)の数を表し、bは前記多官能性化合物(B)に含まれるヒドロキシル基(OH)の数を表し、cはポリアミン(C)に含まれるアミノ基(NH)及びイミノ基(NH)の総数を表し、dは第二の鎖延長剤(D)に含まれるアミノ基(NH)及びイミノ基(NH)の総数を表す。)。
本発明の第一及び第二の水性ポリウレタン樹脂組成物(以下、「本発明の水性ポリウレタン樹脂組成物」と総称する)、並びにそれらの製造方法においては、前記水性ポリウレタン樹脂組成物におけるポリウレタン樹脂中のスルホン基及びスルホネート基の含有量が、該ポリウレタン樹脂の質量に対し0.3〜3.0質量%であることが好ましい。
本発明の一液型接着剤は、前記本発明の水性ポリウレタン樹脂組成物を含有するものである。また、本発明の積層体は、前記本発明の一液型接着剤を用いて得られるものである。
本発明によれば、有機溶剤を極力或いは全く含まない水性ポリウレタン樹脂組成物であって、しかも、オープンタイムが長く、接着性、特に30〜60℃程度の低温でも優れた接着性を有し、且つ、接着強度、耐加水分解性及び耐熱クリープ性に優れる積層体を得ることを可能とする水性ポリウレタン樹脂組成物、及び一液型接着剤、並びにそれを用いた積層体を提供することが可能となる。
また、本発明の水性ポリウレタン樹脂組成物によれば、有機溶剤を極力或いは全く含まないため、有機溶剤による大気汚染や水質汚濁、有機溶剤の回収労力等の問題や作業環境の改善、更には揮発性有機化合物(VOC)の対策を図ることが可能となる。さらに、本発明の水性ポリウレタン樹脂組成物においては、イソシアネート系硬化剤を必須としない一液型接着剤として用いることができることから、二液型接着剤のようなポットライフの問題を解消することができる。
また、本発明の水性ポリウレタン樹脂組成物は、オープンタイムが長いという特性があり、高温(70〜100℃程度)はもちろんのこと、低温(30〜60℃程度)においても優れた接着性を有するので、安定的に製品を製造のための乾燥温度、接着剤塗布面の温度管理等の労力を軽減することができる。さらに、本発明の水性ポリウレタン樹脂組成物によれば、耐水性や耐熱クリープ性といった耐久性にも優れているので積層体製造時の熱等による損傷も抑制することができ、接着剤として特に有用であり、品質面、特に接着強度や、耐加水分解性及び耐熱クリープ性といった耐久性の面でも安定している積層体を得ることが可能となる。
以下、本発明をその好適な実施形態に即して詳細に説明する。
先ず、本発明の第一及び第二の水性ポリウレタン樹脂組成物、並びにそれらの製造方法について説明する。
すなわち、本発明の第一の水性ポリウレタン樹脂組成物は、ポリイソシアネート(A)に、スルホン基及び/又はスルホネート基を有するポリオール(B)と他のポリオール(B)及び/又は鎖延長剤(B)とを含む多官能性化合物(B)を下記数式(1):
100/80 ≦ a/b ≦ 100/50 (1)
で表される条件を満たすようにして反応させて得られるイソシアネート基末端プレポリマー中和物を、アミノ基及び/又はイミノ基を2個以上有するポリアミン(C)の0.05〜3.0質量%水溶液を用い、下記数式(2):
100/100 ≦ a/(b+c) ≦ 100/97 (2)
(式(1)及び(2)中、aは前記ポリイソシアネート(A)に含まれるイソシアネート基(NCO)の数を表し、bは前記多官能性化合物(B)に含まれるヒドロキシル基(OH)の数を表し、cはポリアミン(C)に含まれるアミノ基(NH)及びイミノ基(NH)の総数を表す。)
で表される条件を満たすようにして鎖伸長反応させると同時に水に分散せしめて得られるものである。
また、本発明の第一の水性ポリウレタン樹脂組成物の製造方法は、
ポリイソシアネート(A)に、スルホン基及び/又はスルホネート基を有するポリオール(B)と他のポリオール(B)及び/又は鎖延長剤(B)とを含む多官能性化合物(B)を前記数式(1)で表される条件を満たすようにして反応させてイソシアネート基末端プレポリマー中和物を得る工程、及び
前記イソシアネート基末端プレポリマー中和物を、アミノ基及び/又はイミノ基を2個以上有するポリアミン(C)の0.05〜3.0質量%水溶液を用い、前記数式(2)で表される条件を満たすようにして鎖伸長反応させると同時に水に分散せしめて水性ポリウレタン樹脂組成物を得る工程、
を含む方法である。
本発明の第二の水性ポリウレタン樹脂組成物は、ポリイソシアネート(A)に、スルホン基及び/又はスルホネート基を有するポリオール(B)と他のポリオール(B)及び/又は鎖延長剤(B)とを含む多官能性化合物(B)を下記数式(1):
100/80 ≦ a/b ≦ 100/50 (1)
で表される条件を満たすようにして反応させて得られるイソシアネート基末端プレポリマー中和物を、第二の鎖延長剤(D)を用いて下記数式(3):
100/95 ≦ a/(b+d) ≦ 100/80 (3)
で表される条件を満たすようにして鎖伸長反応させた後、アミノ基及び/又はイミノ基を2個以上有するポリアミン(C)の0.05〜3.0質量%水溶液を用い、下記数式(4):
100/100 ≦ a/(b+c+d)≦ 100/97 (4)
(式(1)、(3)及び(4)中、aは前記ポリイソシアネート(A)に含まれるイソシアネート基(NCO)の数を表し、bは前記多官能性化合物(B)に含まれるヒドロキシル基(OH)の数を表し、cはポリアミン(C)に含まれるアミノ基(NH)及びイミノ基(NH)の総数を表し、dは第二の鎖延長剤(D)に含まれるアミノ基(NH)及びイミノ基(NH)の総数を表す。)
で表される条件を満たすようにして鎖伸長反応させると同時に水に分散せしめて得られるものである。
また、本発明の第二の水性ポリウレタン樹脂組成物の製造方法は、
ポリイソシアネート(A)に、スルホン基及び/又はスルホネート基を有するポリオール(B)と他のポリオール(B)及び/又は鎖延長剤(B)とを含む多官能性化合物(B)を前記数式(1)で表される条件を満たすようにして反応させてイソシアネート基末端プレポリマー中和物を得る工程、及び
前記イソシアネート基末端プレポリマー中和物を、第二の鎖延長剤(D)を用いて前記数式(3)で表される条件を満たすようにして鎖伸長反応させた後、アミノ基及び/又はイミノ基を2個以上有するポリアミン(C)の0.05〜3.0質量%水溶液を用い、前記数式(4)で表される条件を満たすようにして鎖伸長反応させると同時に水に分散せしめて水性ポリウレタン樹脂組成物を得る工程、
を含む方法である。
本発明にかかるポリイソシアネート(A)としては、特に限定されないが、1分子内に2個以上のイソシアネート基を有する芳香族ポリイソシアネート、脂肪族ポリイソシアネート及び脂環式ポリイソシアネートを使用することができる。このようなポリイソシアネート(A)としては、例えば、トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、ナフタレンジイソシアネート、トリジンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、テトラメチルキシリレンジイソシアネート等の芳香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、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート等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、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、ノルボルナンジイソシアネート、1,3−ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン等の脂環式ポリイソシアネートが挙げられる。これらの中でも、得られるポリウレタン樹脂が無黄変性のものとなるという観点から、脂肪族ポリイソシアネート及び脂環式ポリイソシアネートが好ましく、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、ノルボルナンジイソシアネート及び1,3−ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサンが特に好ましい。なお、これらのポリイソシアネートは1種を単独で用いることができ、或いは、2種以上を組み合わせて用いることもできる。
本発明にかかる多官能性化合物(B)は、スルホン基及び/又はスルホネート基を有するポリオール(B)と他のポリオール(B)及び/又は鎖延長剤(B)とを含むものである。
本発明にかかるスルホン基(−SOH)及び/又はスルホネート基(−SO )を有するポリオール(B)は、従来公知の方法から得ることができ、例えば、(i)ジヒドロキシルスルホン酸にエチレンオキサイド及び/又はプロピレンオキサイドを付加重合する方法、(ii)ジヒドロキシスルホン酸にラクトン類を開環付加重合する方法、(iii)ジヒドロキシスルホン酸とポリカルボン酸類とを、必要に応じて多価アルコール類を加えて縮合反応する方法、(iv)スルホン基を有するジカルボン酸を多価アルコール類によりエステル交換反応する方法、(v)そのエステル交換反応物とラクトン類と開環付加重合する方法、が挙げられる。
このようなポリオール(B)の原料として用いられるジヒドロキシスルホン酸としては、適宜公知の化合物を使用することができ、例えば、N,N−ビス(2−ヒドロキシエチル)−2−アミノエチルスルホン酸、1,3−ジメチロール−プロパンスルホン酸、1,3−ジメチロール−ブタンスルホン酸、1,3−ジメチロール−ペンタンスルホン酸、1−メチロール−1−ヒドロキシプロパンスルホン酸、2,3−ジヒドロキシブタンスルホン酸、及びこれらの塩(アルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩等)が挙げられる。
また、スルホン基を有するジカルボン酸としては、特に限定されないが、例えば、5−スルホイソフタル酸、スルホテレフタル酸、4−スルホフタル酸、5−[4−スルホフェノキシ]イソフタル酸等及びこれらの塩(アルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩)が挙げられる。
さらに、開環付加重合に用いるラクトン類としては、適宜公知の化合物を使用することができ、例えば、ε−カプロラクトン、γ−ブチロラクトン、δ−バレロラクトンが挙げられる。
また、縮合反応に用いるポリカルボン酸類としては、適宜公知の化合物を使用することができ、例えば、コハク酸、アジピン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ダイマー酸、マレイン酸、フマル酸等の脂肪族ジカルボン酸、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸等の脂環族ジカルボン酸、及びこれらの無水物やエステル形成性誘導体が挙げられる。
さらに、縮合反応及びエステル交換反応に用いることができる多価アルコール類としては、適宜公知の化合物を使用することができ、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール等の脂肪族ジオール;1,4−シクロヘキサンジオール、1,4−シクロヘキサンジメタノール等の脂環族ジオール;グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール等の多価(3価以上)のアルコールが挙げられる。
本発明においては、このようなスルホン基及び/又はスルホネート基を有するポリオール(B)は、得られる水性ポリウレタン樹脂の加水分解性を抑えるという観点から、ジヒドロキシルスルホン酸にエチレンオキサイド及び/又はプロピレンオキサイドを付加重合したポリエーテルポリオール、ジヒドロキシスルホン酸にラクトン類を開環付加重合したラクトン系のポリエステルポリオールを用いることが好ましく、特に、ポリウレタン樹脂の耐加水分解性に加えて接着性をより良好なものとするために、前記ラクトン系のポリエステルポリオールを用いることが好ましい。なお、このようなポリオール(B)の数平均分子量は300〜3,000であることが好ましく、500〜2,000であることがより好ましい。
本発明にかかる他のポリオール(B)としては、前記スルホン基及び/又はスルホネート基を有するポリオール(B)以外のポリオールであればよく、特に限定されない。このような他のポリオール(B)としては、例えば、ポリエステルポリオール、ポリカーボネートポリオール、ポリエーテルポリオールが挙げられる。
このようなポリエステルポリオールとしては、例えば、ポリエチレンアジペートジオール、ポリブチレンアジペートジオール、ポリエチレンブチレンアジペートジオール、ポリヘキサメチレンイソフタレートアジペートジオール、ポリエチレンサクシネートジオール、ポリブチレンサクシネートジオール、ポリエチレンセバケートジオール、ポリブチレンセバケートジオール、ポリ−ε−カプロラクトンジオール、ポリ(3−メチル−1,5−ペンチレン)アジペートジオール、1,6−ヘキサンジオールとダイマー酸の重縮合物、1,6−ヘキサンジオールとアジピン酸とダイマー酸の共重縮合物、ノナンジオールとダイマー酸の重縮合物、エチレングリコールとアジピン酸とダイマー酸の共重縮合物が挙げられる。
また、このようなポリカーボネートポリオールとしては、例えば、ポリテトラメチレンカーボネートジオール、ポリヘキサメチレンカーボネートジオール、ポリ−1,4−シクロヘキサンジメチレンカーボネートジオールが挙げられる。
さらに、このようなポリエーテルポリオールとしては、例えば、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコールの単独重合体、ブロック共重合体、ランダム共重合体、エチレンオキシドとプロピレンオキシド、エチレンオキシドとブチレンオキシドのランダム共重合体やブロック共重合体が挙げられる。さらに、このようなポリエーテルポリオールとしては、エーテル結合とエステル結合を有するポリエーテルエステルポリオール等も用いることができる。
なお、これらの他のポリオール(B)は、1種を単独で用いることができ、或いは、2種以上を組み合わせて用いることもできる。また、これらの他のポリオール(B)の数平均分子量は500〜5,000であることが好ましい。
本発明にかかる鎖延長剤(B)としては、イソシアネート基と反応し得る水素原子を2個以上有する化合物が挙げられる。また、このような鎖延長剤(B)としては、分子量が300以下であるものを用いることが好ましい。このような鎖延長剤(B)としては、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ソルビトール等の低分子量多価アルコール;エチレンジアミン、プロピレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、ジアミノシクロヘキシルメタン、ピペラジン、2−メチルピペラジン、イソホロンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン等の低分子量ポリアミンが挙げられる。これらの鎖延長剤(B)は、1種を単独で用いることができ、或いは、2種以上を組み合わせて用いることもできる。
また、このような鎖延長剤(B)としては、前記スルホン基及び/又はスルホネート基を有するポリオール(B)の原料として例示したジヒドロキシスルホン酸、3,4−ジアミノブタンスルホン酸、3,6−ジアミノ−2−トルエンスルホン酸、2,4−ジアミノベンゼンスルホン酸、N−(2−アミノエチル)−2−アミノエチルスルホン酸及びこれらの塩等の、スルホン基及び/又はスルホネート基を有する化合物;2,2−ジメチロールプロピオン酸、2,2−ジメチロールブタン酸、2,2−ジメチロール酪酸、2,2−ジメチロール吉草酸、ジオキシマレイン酸、2,6−ジオキシ安息香酸及びこれらの塩等の、カルボキシル基及び/又はカルボキシレート基を有する化合物も、得られる水性ポリウレタン樹脂組成物の接着性、オープンタイムや耐加水分解性に影響の無い範囲で使用することもできる。
本発明にかかるポリアミン(C)は、アミノ基及び/又はイミノ基を2個以上有するものである。このようなポリアミン(C)としては、特に制限されないが、例えば、エチレンジアミン、プロピレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、ジアミノシクロヘキシルメタン、ピペラジン、ヒドラジン、2−メチルピペラジン、イソホロンジアミン、ノルボルナンジアミン、ジアミノジフェニルメタン、トリレンジアミン、キシリレンジアミン等のジアミン;ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、イミノビスプロピルアミン、トリス(2−アミノエチル)アミン等のポリアミン;ジ第一級アミン及びモノカルボン酸から誘導されるアミドアミン;ジ第一級アミンのモノケチミン等の水溶性アミン誘導体;シュウ酸ジヒドラジド、マロン酸ジヒドラジド、コハク酸ジヒドラジド、グルタル酸ジヒドラジド、アジピン酸ジヒドラジド、セバシン酸ジヒドラジド、マレイン酸ジヒドラジド、フマル酸ジヒドラジド、イタコン酸ジヒドラジド、1,1’−エチレンヒドラジン
、1,1’−トリメチレンヒドラジン、1,1’−(1,4−ブチレン)ジヒドラジン等のヒドラジン誘導体が挙げられる。これらのポリアミン(C)は1種を単独で用いることができ、或いは、2種以上を組み合わせて用いることもできる。
本発明(第二の水性ポリウレタン樹脂組成物)にかかる第二の鎖延長剤(D)としては、前記ポリアミン(C)として例示したものと同様のポリアミンを使用することができる。
本発明の第一の水性ポリウレタン樹脂組成物は、前述したポリイソシアネート(A)に、前述した多官能性化合物(B)を特定の条件を満たすようにして反応させて得られるイソシアネート基末端プレポリマー中和物を、前述したポリアミン(C)の0.05〜3.0質量%水溶液を用い、特定の条件を満たすようにして鎖伸長反応させると同時に水に分散せしめて得られるものである。
また、本発明の第二の水性ポリウレタン樹脂組成物は、前述したポリイソシアネート(A)に、前述した多官能性化合物(B)を特定の条件を満たすようにして反応させて得られるイソシアネート基末端プレポリマー中和物を、前述した第二の鎖延長剤(D)を用いて特定の条件を満たすようにして鎖伸長反応させた後、前述したポリアミン(C)の0.05〜3.0質量%水溶液を用い、特定の条件を満たすようにして鎖伸長反応させると同時に水に分散せしめて得られるものである。
本発明の第一及び第二の水性ポリウレタン樹脂組成物を製造するためには、先ず、前記ポリイソシアネート(A)に、前記多官能性化合物(B)を下記数式(1):
100/80 ≦ a/b ≦ 100/50 (1)
で表される条件を満たすようにして反応させてイソシアネート基末端プレポリマー中和物を得る。ここで、aは前記ポリイソシアネート(A)に含まれるイソシアネート基(NCO)の数を表し、bは前記多官能性化合物(B)に含まれるヒドロキシル基(OH)の数を表す。このa/bの値が100/80未満では、得られるポリウレタン樹脂の凝集性が低くなるため、接着剤として用いたときにオープンタイムは長くなるものの、接着性や、耐加水分解性及び耐熱クリープ性といった耐久性が低下する。一方、100/50を超えると、得られるポリウレタン樹脂の凝集性が高くなるため、接着剤として用いた場合にオープンタイムが短くなり、更には低温での接着性が低下する。
さらに、本発明においては、得られるポリウレタン樹脂の凝集性のバランスという観点から、前記a/bの値が100/75以上であり且つ100/60以下であることがより好ましい。
また、本発明にかかる「イソシアネート基末端プレポリマー中和物」とは、前記ポリイソシアネート(A)と反応させる多官能性化合物(B)のスルホン基、具体的には前記スルホン基及び/又はスルホネート基を有するポリオール(B)や鎖延長剤(B)に由来するスルホン基を中和してスルホネート基としたものである。また、このような中和反応はプレポリマーの製造前、製造中或いは製造後のいずれに行ってもよい。
さらに、中和反応に用いる中和剤としては、特に限定されないが、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等の不揮発性塩基や、トリメチルアミン、トリエチルアミン、ジメチルエタノールアミン、ジイソプロピルアミノエタノール、トリエタノールアミン等の3級アミン類;アンモニア等の揮発性塩基が挙げられ、これらは、1種を単独で用いることができ、或いは、2種以上を組み合わせて用いることもできる。なお、このような中和剤としては、ポリウレタン樹脂の耐加水分解性をより良好なものとするために、特に水酸化ナトリウム、水酸化カリウムといった不揮発性塩基が好ましい。
また、前記ポリイソシアネート(A)に前記多官能性化合物(B)を反応させる方法は特に制限されず、例えば、従来公知の一段式のいわゆるワンショット法、多段式のイソシアネート重付加反応法等を採用することができる。また、このような反応温度は40〜150℃であることが好ましい。さらに、反応を行う際に、必要に応じ、ジブチル錫ジラウレート、スタナスオクトエート、ジブチル錫−2−エチルヘキサノエート、トリエチルアミン、トリエチレンジアミン、N−メチルモルホリン等の反応触媒を添加することができる。また、このような反応は無溶媒で行うこともでき、反応中又は反応終了後に、イソシアネート基と反応しない有機溶剤を添加することもできる。このような有機溶剤としては、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、トルエン、テトラヒドロフラン、ジオキサン、ジメチルホルムアミド、N−メチルピロリドン等を使用することができる。
また、本発明の第二の水性ポリウレタン樹脂組成物を製造するためには、前述のようにして得られたイソシアネート基末端プレポリマー中和物を、前記第二の鎖延長剤(D)を用いて下記数式(3):
100/95 ≦ a/(b+d) ≦ 100/80 (3)
で表される条件を満たすようにして鎖伸長反応させる(以下、この鎖伸長反応を「予備鎖伸長反応」という)。なお、前記数式(3)において、aは前記ポリイソシアネート(A)に含まれるイソシアネート基(NCO)の数を表し、bは前記多官能性化合物(B)に含まれるヒドロキシル基(OH)の数を表し、dは第二の鎖延長剤(D)に含まれるアミノ基(NH)及びイミノ基(NH)の総数を表す。
前記a/(b+d)の値が前記範囲内であると、得られる水性ポリウレタン樹脂組成物の耐久性、特に耐熱クリープ性がより向上する。前記a/(b+d)の値が100/95未満であると、第二の鎖延長剤(D)のアミノ基及び/又はイミノ基との結合(尿素結合)が増加するため水性ポリウレタン樹脂組成物の粘度が高くなり、その後のポリアミン(C)の水溶液による鎖伸長反応と水分散とが不十分となる。他方、前記a/(b+d)の値が100/80を超える場合は、予備鎖伸長反応による耐熱クリープ性の更なる向上がみられなくなる。
このような予備鎖伸長反応を行う温度は30〜60℃の範囲であることが好ましく、40〜50℃の範囲であることがより好ましい。反応温度が前記下限未満の場合には、反応は進むものの速度が遅く、反応効率が悪くなる傾向にあり、他方、前記上限を超えた場合には、反応時の発熱が著しく高くなり、制御が困難となるため工業的な製造が困難になる傾向にある。また、予備鎖伸長反応を行う時間は10〜60分程度であることが好ましく、15〜30分程度であることがより好ましい。
また、このような予備鎖伸長反応は無溶媒で行うことができるが、イソシアネート基と反応しない有機溶剤を添加することができる。このような有機溶剤としては、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、トルエン、テトラヒドロフラン、ジオキサン、ジメチルホルムアミド、N−メチルピロリドンを使用することができる。
本発明の第二の水性ポリウレタン樹脂組成物を製造するためには、次に、以上説明したようにしてイソシアネート基末端プレポリマー中和物を予備鎖延長反応させた後、前記ポリアミン(C)の0.05〜3.0質量%水溶液を用い、下記数式(4):
100/100 ≦ a/(b+c+d) ≦ 100/97 (4)
で表される条件を満たすようにして鎖伸長反応させると同時に水に分散せしめる。
また、本発明の第一の水性ポリウレタン樹脂組成物を製造するためには、前記イソシアネート基末端プレポリマー中和物を、予備鎖延長反応させることなく、前記ポリアミン(C)の0.05〜3.0質量%水溶液を用い、下記数式(2):
100/100 ≦ a/(b+c) ≦ 100/97 (2)
で表される条件を満たすようにして鎖伸長反応させると同時に水に分散せしめる。
なお、前記数式(2)及び(4)において、aは前記ポリイソシアネート(A)に含まれるイソシアネート基(NCO)の数を表し、bは前記多官能性化合物(B)に含まれるヒドロキシル基(OH)の数を表し、cは前記ポリアミン(C)に含まれるアミノ基(NH)及びイミノ基(NH)の総数を表し、dは第二の鎖延長剤(D)に含まれるアミノ基(NH)及びイミノ基(NH)の総数を表す。
本発明の水性ポリウレタン樹脂組成物においては、前記イソシアネート基末端プレポリマー中和物を、必要に応じて予備鎖伸長反応させた後、前記数式で表される条件を満たすような特定量のポリアミン(C)を含み、且つ、特定濃度すなわち0.05〜3.0質量%に調製されたポリアミン水溶液を用いて、鎖伸長反応させると同時に水分散させることが必要である。これによって、接着剤として使用したときにオープンタイムが長く、幅広い温度領域での接着性が良好となり、接着強度や、耐加水分解性及び耐熱クリープ性等の耐久性に優れる積層体を得ることが可能となる。
前記イソシアネート基末端プレポリマー中和物を、必要に応じて予備鎖伸長反応させた後、前記ポリアミン(C)のみを用いて前記a/(b+c)或いはa/(b+c+d)の値が100/100〜100/97となるように鎖伸長反応させた後に水に分散させようとすると、ポリアミン(C)の添加後に瞬時に反応物の粘度が高くなり最終的には固化するため、水性の接着剤として用いることは難しい。
さらに、前記イソシアネート基末端プレポリマー中和物を、必要に応じて予備鎖伸長反応させた後、先ず水に分散(乳化分散)し、その後に前記ポリアミン(C)により鎖伸長反応させようとした場合には、水分散の際に、イソシアネート基末端プレポリマー中和物の遊離イソシアネート基が溶媒である水と反応することによって消出し、効率よく鎖伸長反応が行われない。したがって、得られる水性ポリウレタン樹脂組成物のオープンタイムは長くなるものの、接着性、耐加水分解性や耐熱クリープ性といった耐久性が著しく劣ることとなる。また、水分散の際の、遊離イソシアネート基の消失が著しい場合は、ポリアミン(C)に含まれるアミノ基及び/又はイミノ基が十分に反応せず系内に残存することがあり、得られる水性ポリウレタン樹脂組成物の熱変色や光変色の問題や、耐加水分解、耐熱クリープ性等の耐久性の低下の問題も懸念される。
本発明において、前記a/(b+c)或いはa/(b+c+d)の値が100/100未満では、オープンタイム、接着性、耐熱クリープ性に影響はないものの、未反応のポリアミン(C)が系内に残存する可能性があり、得られる水性ポリウレタン樹脂組成物の熱変色や光変色の問題、耐加水分解の低下といった問題が発生し易くなる。他方、前記a/(b+c)或いはa/(b+c+d)の値が100/97を超えると、残存する遊離イソシアネート基が溶媒である水と過剰に反応するため、効率よく高分子量化が達成されず、オープンタイムは長くなるものの得られる積層体の接着性や耐加水分解性、耐熱クリープ性といった耐久性が不十分となる。さらに、本発明においては、接着剤として用いる場合のオープンタイム、接着性及び耐久性のバランスという観点から、前記a/(b+c)或いはa/(b+c+d)の値が100/100以上であり且つ100/99以下であることがより好ましい。
本発明においては、前記イソシアネート基末端プレポリマー中和物を鎖伸長反応させると同時に水に分散せしめるためのポリアミン水溶液のポリアミン濃度は、前述の通り、0.05〜3.0質量%である。ポリアミン濃度が0.05質量%未満では、溶媒である水の量が多くなり、ポリアミンと反応する前に遊離イソシアネート基が水との反応によって消失してしまう。したがって、得られる水性ポリウレタン樹脂組成物のオープンタイムは長くなるものの、得られる積層体の接着性や、耐加水分解性及び耐熱クリープ性といった耐久性が低下する。一方、ポリアミン濃度が3.0質量%を超えると、ポリアミン(C)による鎖伸長反応が瞬時に進み、系内の粘度が高くなるため水分散が安定して行えなくなる。なお、本発明においては、ポリアミン濃度を0.1〜1.5質量%に調製したポリアミン水溶液を、前記数式(2)又は(4)を満たすような量で用いることがより好ましい。
前記イソシアネート基末端プレポリマー中和物を鎖伸長反応させると同時に水に分散せしめる方法は、特に制限されず、(i)前記イソシアネート基末端プレポリマー中和物に前記ポリアミン水溶液を一括投入していく方法;(ii)前記イソシアネート基末端プレポリマー中和物に前記ポリアミン水溶液を分割投入していく方法;(iii)前記イソシアネート基末端プレポリマー中和物に前記ポリアミン水溶液を滴下していく方法;(iv)前記ポリアミン水溶液に前記イソシアネート基末端プレポリマー中和物を滴下していく方法、のいずれをも採用することができる。
このような鎖伸長反応及び水分散の工程を行う反応温度は20〜80℃の範囲であることが好ましく、40〜60℃の範囲であることがより好ましい。反応温度が20℃未満の場合、イソシアネート基末端プレポリマー中和物の粘度が高くなるため、ポリアミン水溶液を添加してから均一化するまでに時間を要し、安定な水分散及び鎖伸長反応が困難となる傾向にある。一方、反応温度が80℃を超えた場合、ポリアミンと反応する前に、遊離イソシアネート基が水で消失してしまうおそれがあり、その結果、オープンタイムは長くなるものの、得られる積層体の接着性や、耐加水分解性及び耐熱クリープ性といった耐久性が低下する傾向にある。
また、このような鎖伸長反応及び水分散の工程は無溶媒で行うことができるが、本発明の効果を損なわない範囲で、イソシアネート基末端プレポリマー中和物とポリアミン水溶液とを効率よく均一化させるために、予めポリアミン水溶液に水溶性の有機溶剤を混合することができる。このような有機溶剤としては、例えば、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、アセトン、メチルエチルケトン、ジメチルホルムアミド、N−メチルピロリドンを使用することができる。また、鎖伸長反応と同時に水分散させた後、さらに水を添加して再分散させることもできる。
前記イソシアネート基末端プレポリマー中和物を、前記ポリアミン水溶液を用いて鎖伸長反応及び水分散させる方法としては、特に限定されないが、例えば、ホモミキサー、ホモジナイザー、ディスパー等を用いて分散させることができる。
さらに、このような鎖伸長反応及び水分散の工程は、イソシアネート基末端プレポリマー中和物の遊離イソシアネート基が、ポリウレタン樹脂に対し0.3質量%以下となるまで行うことが好ましく、0.1質量%以下となるまで行うことがより好ましい。0.3質量%を超えて遊離イソシアネート基を残した場合、鎖伸長反応による高分子量化が不十分となることから、接着性が不十分となり、また、耐熱クリープ性、耐加水分解性といった耐久性が不十分となる傾向にある。
また、本発明の水性ポリウレタン樹脂組成物においては、鎖伸長反応により得られるスルホン基及び/又はスルホネート基含有ポリウレタン樹脂中のスルホン基及びスルホネート基の含有量が、該ポリウレタン樹脂の質量に対し0.3〜3.0質量%であることが好ましく、0.5〜2.0質量%であることがより好ましい。前記含有量が0.3質量%未満では、水への分散安定性が不十分となる傾向にあり、品質の安定性に影響が出る可能性がある。一方、前記含有量が3.0質量%を超えると、得られる水性ポリウレタン樹脂組成物を接着剤として用いたときのオープンタイムが短くなる傾向にあり、また、低温での接着性や、耐加水分解性及び耐熱クリープ性といった耐久性が低下する傾向にある。
本発明の水性ポリウレタン樹脂組成物を製造するにあたって有機溶剤を用いた場合には、水に分散させた後、例えば、減圧蒸留等の方法により有機溶剤を除去することが好ましい。有機溶剤を除去する際には、乳化形態維持のため、必要に応じ界面活性剤、例えば、高級脂肪酸塩、樹脂酸塩、長鎖脂肪アルコール硫酸エステル塩、高級アルキルスルホン酸塩、アルキルアリールスルホン酸塩、スルホン化ヒマシ油、スルホコハク酸エステル等のアニオン界面活性剤;長鎖脂肪アルコール又はフェノール類のエチレンオキサイド付加物等のノニオン界面活性剤を使用することができる。
本発明の水性ポリウレタン樹脂組成物は、有機溶剤を極力或いは全く含まないものである。したがって、本発明の水性ポリウレタン樹脂組成物は、有機溶剤を含む場合であっても、有機溶剤の含有率は、水性ポリウレタン樹脂組成物の質量に対し0.5質量%以下であることが好ましく、0.1質量%以下であることがより好ましい。
以上説明したようにして得られる水性ポリウレタン樹脂組成物は、接着剤、粘着剤、コーティングプライマー剤、コーティングアンカー剤等の各用途に用いることができ、特に、積層体を製造するための一液型接着剤として好適に用いることができる。
また、本発明の水性ポリウレタン樹脂組成物は、そのまま一液型接着剤等の各用途に用いることができるが、必要に応じて、従来使用されている以下のような公知の添加成分を、本発明の効果に影響がない範囲で併用してもよい。
例えば、得られる接着剤層の耐久性を向上させるため、必要に応じて、従来公知の架橋剤を併用してもよい。このような架橋剤としては、例えば、ポリエポキシ系架橋剤、水分散型カルボジイミド系架橋剤、水溶性オキサゾリン系架橋剤、水分散型ポリイソシアネート系架橋剤が挙げられ、これらの中でも、耐熱クリープ性や耐加水分解性を向上させるという観点からポリエポキシ系架橋剤、水分散型ポリイソシアネート系架橋剤が好ましく、可使時間の観点からポリエポキシ系架橋剤が好ましい。
このようなポリエポキシ系架橋剤としては、レゾルシンジグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、1,6−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、ポリテトラメチレングリコールジグリシジルエーテル、アジピン酸ジグリシジルエステル、o−フタル酸ジグリシジルエステル等のジエポキシ化合物;ソルビトールポリグリシジルエーテル、ポリグリセロールポリグリシジルエーテル、ペンタエリスリトールポリグリシジルエーテル、グリセロールポリグリシジルエーテル、ジグリセロールポリグリシジルエーテル、トリメチロールプロパンポリグリシジルエーテル等の3価以上のエポキシ化合物;エポキシクレゾールノボラック樹脂、変性ビスフェノールA型エポキシ樹脂が挙げられる。これらの中でも、得られる水性ポリウレタン樹脂組成物のオープンタイムや接着性を損なわず、耐加水分解性等の耐久性を格段に向上させることができるという観点から、3価以上のエポキシ化合物を好ましく用いることができ、特にソルビトールポリグリシジルエーテル、ポリグリセロールポリグリシジルエーテルが好ましい。また、これらのポリエポキシ系架橋剤の反応活性を高めるために、トリエチレンジアミン、テトラメチルエチレンジアミン、ピリジン、ヘキサメチレンテトラミン等の公知の各種アミン系触媒を併せて用いることもできる。
このような架橋剤の混合方法は、(i)架橋剤を前記イソシアネート基末端プレポリマー中和物に添加した後に、前記ポリアミン水溶液により鎖伸長反応と同時に水分散させる方法;(ii)前記イソシアネート基末端プレポリマー中和物を、前記ポリアミン水溶液により鎖伸長反応と同時に水分散させた後に架橋剤を添加する方法、の何れでも良い。
また、一液型接着剤の加工適正や接着性を向上させるため、必要に応じて、会合型増粘剤、ポリカルボン酸系増粘剤等の増粘剤;フッ素系やアセチレングリコール系等の各種の界面活性剤;n−メチルピロリドン、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等の溶剤のハジキ防止剤;ロジン樹脂、ロジンエステル樹脂、テルペン樹脂、テルペンフェノール樹脂、クマロン樹脂等の粘着付与剤;酸化防止剤、耐光安定剤、紫外線吸収剤等の各種安定剤;鉱物油系、シリコーン系等の消泡剤、可塑剤;顔料等の着色剤を添加してもよい。
さらに、本発明の効果を損なわない範囲で、その他の水分散液、例えば、酢酸ビニル系、エチレン酢酸ビニル系、アクリル系、アクリルスチレン系等のエマルジョン;スチレン・ブタジエン系、アクリロニトリル・ブタジエン系、アクリル・ブタジエン系等のラテックス;ポリエチレン系、ポリオレフィン系等のアイオノマー;ポリウレタン、ポリエステル、ポリアミド、エポキシ系樹脂等を混合してもよい。
次に、本発明の一液型接着剤及び積層体について説明する。すなわち、本発明の一液型接着剤は前述した本発明の水性ポリウレタン樹脂組成物を含有するものである。また、本発明の一液型接着剤を用いて各種基材を貼り合わせることにより、接着強度や、耐熱クリープ性、耐加水分解性等の耐久性に優れる本発明の積層体を製造することができる。
本発明の一液型接着剤は、前述した本発明の水性ポリウレタン樹脂組成物のみからなるものであってもよいが、必要に応じて従来使用されている前記公知の添加成分を含有していてもよい。このような添加成分を含有する場合、前記水性ポリウレタン樹脂組成物の含有量は、一液型接着剤の質量に対し90質量%以上程度であることが好ましく、90〜99質量%程度であることがより好ましい。
本発明の積層体の種類としては特に制限されないが、例えば、板状の積層体、シート状の積層体や皮革状の積層体を提供することができる。積層体の基材としては特に制限されないが、金属、合成ゴム、木材やガラス等の厚みのあるもの;ポリ塩化ビニルやポリオレフィンのプラスチックフィルム、金属箔、紙、プラスチックフィルムでコーティングされた金属箔や紙、アルミやシリカにより蒸着処理されたプラスチックフィルム等のフィルム状のもの;ポリウレタン樹脂等の公知の合成皮革原料からなる樹脂層、各種織物、編物、不織布等の皮革状積層体の基材が挙げられる。
本発明の一液型接着剤は、貼り合わせようとする基材の少なくとも一方に塗布して用いることができ、その塗布量は、ポリウレタン樹脂の単位面積当たりの質量で10〜300g/mとなる量が好ましく、50〜150g/mがより好ましい。塗布量が10g/m未満では得られる積層体の接着強度が低下する傾向にあり、他方、300g/mを超えると接着剤の乾燥時間(水の蒸発時間)が長くなり経済的に好ましくない。
また、このような一液型接着剤を塗布する方法としては、従来公知の方法を適宜採用することができ、例えば、ロールコーティング、グラビアコーティング、ナイフコーティング、リバースコーティング、キスコーティング等のコーティング;スプレー、刷毛等を用いる方法が挙げられる。
さらに、本発明の一液型接着剤を用いて基材を貼り合わせる方法も特に制限されず、ウェットラミネート法、ドライラミネート法のいずれでもよいが、得られる積層体の品位、接着強度、耐久性の観点からドライラミネート法がより好ましい。
このようなウェットラミネート法においては、基材に接着剤を塗布した後にもう一方の基材を貼り合わせる。また、ドライラミネート法においては、基材に接着剤を塗布した後に乾燥させ、もう一方の基材を貼り合わせる。乾燥の条件は、特に限定されないが、例えば、熱風乾燥機、赤外線照射乾燥機、マイクロ波照射乾燥機、湿熱乾燥機等の従来公知の乾燥機により、温度30〜150℃で20分以下の時間で乾燥させることが好ましい。
また、基材を貼り合わせる際には、必要に応じて熱圧着を施すことができる。熱圧着の条件は、圧着温度を常温〜150℃、圧着時間を20分以下、圧着圧力を0.1〜400kg/cmとすることが好ましい。また、熱圧着させながら基材を貼り合わせてもよく、基材を貼り合わせた後に熱圧着してもよい。
このようにして得られた本発明の積層体は、自動車等の車両の内装材をはじめ、靴や財布等の日用品、椅子等の家具や衣類等の繊維製品に用いられる合成皮革、建材、真空成形品、包装材料等の各種の用途に適用される。
以下、実施例及び比較例に基づいて本発明をより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。なお、接着剤のオープンタイム、接着性、常態接着性、耐加水分解性及び耐熱クリープ性はそれぞれ下記の方法により評価又は測定した。
(i)接着剤のオープンタイム
接着剤を、刷毛を用いて軟質ポリ塩化ビニルフィルム(株式会社高藤化成、「タフニールSG482−2」、幅50mm×長さ100mm×厚さ2mm)に、ポリウレタン樹脂の単位面積当たりの質量が100g/mとなるように塗布し、60℃で5分間、熱風乾燥機に入れて乾燥させ、これを試験片とした。乾燥後、直ちに20℃で静置し、1分間おきに試験片の接着剤層同士を貼り合わせ、熱プレス機にて30℃で40N/cmの条件で10秒間圧着し、接着しなくなるまでの時間を測定した。乾燥後から接着しなくなるまでの時間が長いほど、オープンタイムが長いことを意味する。
(ii)接着性
接着剤を、刷毛を用いて軟質ポリ塩化ビニルフィルム(株式会社高藤化成、「タフニールSG482−2」、幅50mm×長さ100mm×厚さ2mm)に、ポリウレタン樹脂の単位面積当たりの質量が100g/mとなるように塗布し、60℃で5分間、熱風乾燥機に入れて乾燥させた。乾燥後20℃で静置し1分間養生した後、接着剤層面同士を貼り合わせ、熱プレス機にてそれぞれ温度40、60、80℃で、40N/cmの圧力条件で10秒間圧着し、積層体を得た。
得られた積層体を、幅20mm×長さ100mmの大きさに調整し、オートグラフ(AUTO GRAPH AG−IS、島津製作所製)にて、引張速度100mm/分で180度剥離の強度を測定した。
剥離強度が高いほど、接着性に優れていることを意味する。特に、熱プレス時の温度が低い場合に得られる積層体の剥離強度が高いほど、低温接着性に優れている。
(iii)常態接着性
接着剤を、刷毛を用いて軟質ポリ塩化ビニルフィルム(株式会社高藤化成、「タフニールSG482−2」、幅50mm×長さ100mm×厚さ2mm)に、ポリウレタン樹脂の単位面積当たりの質量が100g/mとなるように塗布し、60℃で5分間、熱風乾燥機に入れて乾燥させた。乾燥後直ちに接着剤層面同士を貼り合わせ、熱プレス機にて温度60℃で、40N/cmの圧力条件で10秒間圧着した後、温度20℃及び湿度65%RHで1日間養生し、積層体を得た。
得られた積層体を、幅20mm×長さ100mmの大きさに調整し、オートグラフ(AUTO GRAPH AG−IS、島津製作所製)にて、引張速度100mm/分で180度剥離の強度を測定した。
(iv)耐加水分解性
前記(iii)常態接着性の評価方法と同様にして、軟質ポリ塩化ビニルフィルムの積層体を得た。この積層体を幅20mm×長さ100mmの大きさに切り取り試験片とした。
得られた試験片をオートグラフ(AUTO GRAPH AG−IS、島津製作所製)にて、引張速度100mm/分で180度剥離の強度を測定し、その強度を初期接着強度とした。また、前記試験片を、温度70℃及び湿度95%RHに調整した恒温恒湿機(プラチナスPR−1SP、タバイエスペック株式会社製)に入れて、それぞれ1週間及び2週間放置した後、温度20℃及び湿度65%RHで1日間養生し、オートグラフ(AUTO GRAPH AG−IS、島津製作所製)にて、引張速度100mm/分で180度剥離の強度を測定し、その強度を加水分解性試験後の接着強度とした。
そして、このようにして得られた初期接着強度と加水分解性試験後の接着強度とから、下記式(5)に基づいて接着強度保持率を算出した。接着強度保持率が高い程、耐加水分解性に優れていることを意味する。
接着強度保持率(%)
={(加水分解性試験後の接着強度)/(初期接着強度)}×100 (5)。

接着強度保持率(%)=(加水分解性試験後の接着強度)×100/(初期接着強度)
(v)耐熱クリープ性
JIS K 6833(1994)8.2.2の剥離試験片に記載されている方法に準じて評価した。すなわち、接着剤を、刷毛を用いて軟質ポリ塩化ビニルフィルム(株式会社高藤化成、「タフニールSG482−2」)に、ポリウレタン樹脂の単位面積当たりの質量が100g/mとなるように塗布し、60℃で5分間、熱風乾燥機に入れて乾燥させた。乾燥後直ちに接着剤層面同士を貼り合わせ、熱プレス機にて温度60℃で、40N/cmの圧力条件で10秒間圧着した後、温度20℃及び湿度65%RHで1日間養生し、積層体を得た。
得られた積層体を、幅20mm×長さ150mmの大きさに切り取り、1kg荷重の錘を吊して、70℃雰囲気下の熱風乾燥機内に設置し、30分後、積層体が剥離した距離を測定した。剥離した距離が小さいほど耐熱クリープ性に優れている。
(調整例1:スルホネート基を有するラクトン系ポリエステルポリオールの製造)
撹拌機、還流冷却管、温度計及び窒素吹き込み管を備えた4ツ口フラスコに、窒素気流下で、5−スルホソジウムイソフタル酸ジメチル302g、1,4−ブタンジオール180g及び触媒としてジブチル錫オキサイドを0.02g仕込み、反応温度190〜200℃で酸価が1mgKOH/g以下となるまで約4時間エステル交換反応を行った。次いで、100℃まで冷却した後、ε−カプロラクトン518gを仕込み、反応温度160℃で約8時間反応させ、スルホネート基を有するラクトン系ポリエステルポリオールを得た。得られたポリエステルポリオールの水酸基価は104.5mgKOH/gであり、酸価は0.5mgKOH/gであった。
(調整例2:カルボキシル基を有するラクトン系ポリエステルポリオールの製造)
撹拌機、還流冷却管、温度計及び窒素吹き込み管を備えた4ツ口フラスコに、窒素気流下で、2,2−ジメチロールブタン酸148g、ε−カプロラクトン852g及び触媒としてジブチル錫オキサイドを0.02g仕込み、反応温度160℃で約7時間反応させ、カルボキシル基を有するラクトン系ポリエステルポリオールを得た。得られたポリエステルポリオールの水酸基価は112.2mgKOH/gであり、酸価は55.7mgKOH/gであった。
<水性ポリウレタン樹脂組成物の製造>
(実施例1)
撹拌機、還流冷却管、温度計及び窒素吹き込み管を備えた4ツ口フラスコに、窒素気流下、ポリブチレンアジペートジオール(数平均分子量2000)306.6g、調整例1で得られたスルホネート基を有するポリエステルポリオール43.0g、アセトン44.0gを加え、均一に混合させた後、ヘキサメチレンジイソシアネート46.4gを加え、次いでジブチル錫ジラウレート0.1gを加え、80℃に昇温した後、約7時間反応させ、固形分に対して遊離イソシアネート基の含有量が1.6質量%である、イソシアネート基末端プレポリマー中和物のアセトン溶液を得た。なお、プレポリマー製造時のa/bの値は100/70であった。
このイソシアネート基末端プレポリマー中和物のアセトン溶液を50℃まで冷却し、アセトン220.0gを加えて均一に混合させた後、エチレンジアミン5.0gとイオン交換水601.5gとを混合したポリアミン水溶液(ポリアミン濃度0.82質量%)を、40〜50℃にて徐々に滴下し、鎖伸長反応と同時に水分散を行った。ここで、a/(b+c)の値は100/100であった。
次いで、この反応液を約2時間熟成した後、減圧下、30℃にて約2時間脱溶剤を行い、固形分40質量%の水性ポリウレタン樹脂組成物を得た。この組成物において、ポリウレタン樹脂中のスルホン基及びスルホネート基の含有量は1.0質量%であった。また、得られた組成物は、経時による分離、沈降もなく非常に安定なエマルジョンであった。
(実施例2)
撹拌機、還流冷却管、温度計及び窒素吹き込み管を備えた4ツ口フラスコに、窒素気流下、ポリブチレンアジペートジオール(数平均分子量2000)296.8g、調整例1で得られたスルホネート基を有するポリエステルポリオール41.8g、1,4−ブタンジオール1.3g、アセトン44.0gを加え、均一に混合させた後、イソホロンジイソシアネート32.0g、ヘキサメチレンジイソシアネート24.2gを加え、次いでジブチル錫ジラウレート0.1gを加え、80℃に昇温した後、約7時間反応させ、固形分に対して遊離イソシアネート基の含有量が1.7質量%である、イソシアネート基末端プレポリマー中和物のアセトン溶液を得た。なお、プレポリマー製造時のa/bの値は100/70であった。
このイソシアネート基末端プレポリマー中和物のアセトン溶液を50℃まで冷却し、アセトン220.0gを加えて均一に混合させた後、エチレンジアミン5.2gとイオン交換水601.8gを混合したポリアミン水溶液(ポリアミン濃度0.85質量%)を、40〜50℃にて徐々に滴下し、鎖伸長反応と同時に水分散を行った。ここで、a/(b+c)の値100/100であった。
次いで、この反応液を約2時間熟成した後、減圧下、30℃にて約2時間脱溶剤を行い、固形分40質量%の水性ポリウレタン樹脂組成物を得た。この組成物において、ポリウレタン樹脂中のスルホン基及びスルホネート基の含有量は1.0質量%であった。また、得られた組成物は、経時による分離、沈降もなく非常に安定なエマルジョンであった。
(実施例3)
撹拌機、還流冷却管、温度計及び窒素吹き込み管を備えた4ツ口フラスコに、窒素気流下、ポリブチレンアジペートジオール(数平均分子量2000)296.6g、調整例1で得られたスルホネート基を有するポリエステルポリオール42.1g、アセトン44.0gを加え、均一に混合させた後、ヘキサメチレンジイソシアネート57.3gを加え、次いでジブチル錫ジラウレート0.1gを加え、80℃に昇温した後、約4時間反応させ、固形分に対して遊離イソシアネート基の含有量が2.9質量%である、イソシアネート基末端プレポリマー中和物のアセトン溶液を得た。なお、プレポリマー製造時のa/bの値は100/55であった。
このイソシアネート基末端プレポリマー中和物のアセトン溶液を50℃まで冷却し、アセトン220.0gを加えて均一に混合させた後、エチレンジアミン9.2gとイオン交換水1074.0gを混合したポリアミン水溶液(ポリアミン濃度0.85質量%)を、40〜50℃にて徐々に滴下し、鎖伸長反応と同時に水分散を行った。ここで、a/(b+c)の値は100/100であった。
次いで、この反応液を約2時間熟成した後、減圧下、30℃にて約5時間脱溶剤、脱水を行い、固形分40質量%の水性ポリウレタン樹脂組成物を得た。この組成物において、ポリウレタン樹脂中のスルホン基及びスルホネート基の含有量は1.0質量%であった。また、得られた組成物は、経時による分離、沈降もなく非常に安定なエマルジョンであった。
(実施例4)
撹拌機、還流冷却管、温度計及び窒素吹き込み管を備えた4ツ口フラスコに、窒素気流下、ポリブチレンアジペートジオール(数平均分子量2000)309.1g、調整例1で得られたスルホネート基を有するポリエステルポリオール43.2g、アセトン44.0gを加え、均一に混合させた後、ヘキサメチレンジイソシアネート43.6gを加え、次いでジブチル錫ジラウレート0.1gを加え、80℃に昇温した後、約7時間反応させ、固形分に対して遊離イソシアネート基の含有量が1.2質量%である、イソシアネート基末端プレポリマー中和物のアセトン溶液を得た。なお、プレポリマー製造時のa/bの値は100/75であった。
このイソシアネート基末端プレポリマー中和物のアセトン溶液を50℃まで冷却し、アセトン220.0gを加えて均一に混合させた後、エチレンジアミン3.9gとイオン交換水599.9gを混合したポリアミン水溶液(ポリアミン濃度0.65質量%)を、40〜50℃にて徐々に滴下し、鎖伸長反応と同時に水分散を行った。ここで、a/(b+c)の値は100/100であった。
次いで、この反応液を約2時間熟成した後、減圧下、30℃にて約2時間脱溶剤を行い、固形分40質量%の水性ポリウレタン樹脂組成物を得た。この組成物において、ポリウレタン樹脂中のスルホン基及びスルホネート基の含有量は、1.0質量%であった。また、得られた組成物は、経時による分離、沈降もなく非常に安定なエマルジョンであった。
(実施例5)
撹拌機、還流冷却管、温度計及び窒素吹き込み管を備えた4ツ口フラスコに、窒素気流下、ポリブチレンアジペートジオール(数平均分子量2000)306.6g、調整例1で得られたスルホネート基を有するポリエステルポリオール43.0g、アセトン44.0gを加え、均一に混合させた後、ヘキサメチレンジイソシアネート46.4gを加え、次いでジブチル錫ジラウレート0.1gを加え、80℃に昇温した後、約7時間反応させ、固形分に対して遊離イソシアネート基の含有量が1.6質量%である、イソシアネート基末端プレポリマー中和物のアセトン溶液を得た。なお、プレポリマー製造時のa/bの値は100/70であった。
このイソシアネート基末端プレポリマー中和物のアセトン溶液を50℃まで冷却し、アセトン220.0gを加えて均一に混合させた後、エチレンジアミン4.5gとイオン交換水600.7gを混合したポリアミン水溶液(ポリアミン濃度0.74質量%)を、40〜50℃にて徐々に滴下し、鎖伸長反応と同時に水分散を行った。ここで、a/(b+c)の値は100/97であった。
次いで、この反応液を約2時間熟成した後、減圧下、30℃にて約2時間脱溶剤を行い、固形分40質量%の水性ポリウレタン樹脂組成物を得た。この組成物において、ポリウレタン樹脂中のスルホン基及びスルホネート基の含有量は1.0質量%であった。また、得られた組成物は、経時による分離、沈降もなく非常に安定なエマルジョンであった。
(実施例6)
撹拌機、還流冷却管、温度計及び窒素吹き込み管を備えた4ツ口フラスコに、窒素気流下、ポリブチレンアジペートジオール(数平均分子量2000)238.9g、調整例1で得られたスルホネート基を有するポリエステルポリオール105.0g、アセトン44.0gを加え、均一に混合させた後、ヘキサメチレンジイソシアネート52.1gを加え、次いでジブチル錫ジラウレート0.1gを加え、80℃に昇温した後、約7時間反応させ、固形分に対して遊離イソシアネート基の含有量が1.8質量%である、イソシアネート基末端プレポリマー中和物のアセトン溶液を得た。なお、プレポリマー製造時のa/bの値は100/70であった。
このイソシアネート基末端プレポリマー中和物のアセトン溶液を50℃まで冷却し、アセトン220.0gを加えて均一に混合させた後、エチレンジアミン5.6gとイオン交換水602.4gを混合したポリアミン水溶液(ポリアミン濃度0.92質量%)を、40〜50℃にて徐々に滴下し、鎖伸長反応と同時に水分散を行った。ここでa/(b+c)の値は100/100であった。
次いで、この反応液を約2時間熟成した後、減圧下、30℃にて約2時間脱溶剤を行い、固形分40質量%の水性ポリウレタン樹脂組成物を得た。この組成物において、ポリウレタン樹脂中のスルホン基及びスルホネート基の含有量は2.5質量%であった。また、得られた組成物は、経時による分離、沈降もなく非常に安定なエマルジョンであった。
(実施例7)
撹拌機、還流冷却管、温度計及び窒素吹き込み管を備えた4ツ口フラスコに、窒素気流下、ポリブチレンアジペートジオール(数平均分子量2000)330.3g、調整例1で得られたスルホネート基を有するポリエステルポリオール21.3g、アセトン44.0gを加え、均一に混合させた後、ヘキサメチレンジイソシアネート44.4gを加え、次いでジブチル錫ジラウレート0.1gを加え、80℃に昇温した後、約7時間反応させ、固形分に対して遊離イソシアネート基の含有量が1.5質量%である、イソシアネート基末端プレポリマー中和物のアセトン溶液を得た。なお、プレポリマー製造時のa/bの値は100/70であった。
このイソシアネート基末端プレポリマー中和物のアセトン溶液を50℃まで冷却し、アセトン220.0gを加えて均一に混合させた後、エチレンジアミン4.8gとイオン交換水601.1gを混合したポリアミン水溶液(ポリアミン濃度0.79質量%)を、40〜50℃にて徐々に滴下し、鎖伸長反応と同時に水分散を行った。ここで、a/(b+c)の値は100/100であった。
次いで、この反応液を約2時間熟成した後、減圧下、30℃にて約2時間脱溶剤を行い、固形分40質量%の水性ポリウレタン樹脂組成物を得た。この組成物において、ポリウレタン樹脂中のスルホン基及びスルホネート基の含有量は0.5質量%であった。また、得られた組成物は、経時による分離、沈降もなく非常に安定なエマルジョンであった。
(実施例8)
撹拌機、還流冷却管、温度計及び窒素吹き込み管を備えた4ツ口フラスコに、窒素気流下、ポリブチレンアジペートジオール(数平均分子量2000)306.6g、調整例1で得られたスルホネート基を有するポリエステルポリオール43.0g、アセトン44.0gを加え、均一に混合させた後、ヘキサメチレンジイソシアネート46.4gを加え、次いでジブチル錫ジラウレート0.1gを加え、80℃に昇温した後、約7時間反応させ、固形分に対して遊離イソシアネート基の含有量が1.6量%である、イソシアネート基末端プレポリマー中和物のアセトン溶液を得た。なお、プレポリマー製造時のa/bの値は100/70であった。
このイソシアネート基末端プレポリマー中和物のアセトン溶液を50℃まで冷却し、アセトン220.0gを加えて均一に混合させた後、エチレンジアミン5.0gとイオン交換水160.7gを混合したポリアミン水溶液(ポリアミン濃度3.00質量%)を、40〜50℃にて徐々に滴下し均一化した後、イオン交換水440.8gを徐々に滴下し、鎖伸長反応と同時に水分散を行った。ここで、a/(b+c)の値は100/100であった。
次いで、この反応液を約2時間熟成をした後、減圧下、30℃にて約2時間脱溶剤を行い、固形分40質量%の水性ポリウレタン樹脂組成物を得た。この組成物において、ポリウレタン樹脂中のスルホン基及びスルホネート基の含有量は1.0質量%であった。また、得られた組成物は、経時による分離、沈降もなく非常に安定なエマルジョンであった。
(実施例9)
撹拌機、還流冷却管、温度計及び窒素吹き込み管を備えた4ツ口フラスコに、窒素気流下、ポリブチレンアジペートジオール(数平均分子量2000)306.6g、調整例1で得られたスルホネート基を有するポリエステルポリオール43.0g、アセトン44.0gを加え、均一に混合させた後、ヘキサメチレンジイソシアネート46.4gを加え、次いでジブチル錫ジラウレート0.1gを加え、80℃に昇温した後、約7時間反応させ、固形分に対して遊離イソシアネート基の含有量が1.6質量%である、イソシアネート基末端プレポリマー中和物のアセトン溶液を得た。なお、プレポリマー製造時のa/bの値は100/70であった。
このイソシアネート基末端プレポリマー中和物のアセトン溶液を50℃まで冷却し、アセトン220.0g、ソルビトールポリグリシジルエーテル(「デナコールEX−614B」、ナガセケムテックス株式会社製)20.0gを加えて均一に混合させた後、エチレンジアミン5.0gとイオン交換水601.5gを混合したポリアミン水溶液(ポリアミン濃度0.82質量%)を、40〜50℃にて徐々に滴下し、鎖伸長反応と同時に水分散を行った。ここで、a/(b+c)の値100/100であった。
次いで、反応液を約2時間熟成した後、減圧下、30℃にて約2時間脱溶剤を行い、固形分40質量%の水性ポリウレタン樹脂組成物を得た。この組成物において、ポリウレタン樹脂中のスルホン基及びスルホネート基の含有量は1.0質量%であった。また、前記ソルビトールポリグリシジルエーテルの配合量は、前記ポリウレタン樹脂100質量部に対し5.0質量部であった。得られた組成物は、経時による分離、沈降もなく非常に安定なエマルジョンであった。
(実施例10)
撹拌機、還流冷却管、温度計及び窒素吹き込み管を備えた4ツ口フラスコに、窒素気流下、ポリブチレンアジペートジオール(数平均分子量2000)306.6g、調整例1で得られたスルホネート基を有するポリエステルポリオール43.0g、アセトン44.0gを加え、均一に混合させた後、ヘキサメチレンジイソシアネート46.4gを加え、次いでジブチル錫ジラウレート0.1gを加え、80℃に昇温した後、約7時間反応させ、固形分に対して遊離イソシアネート基の含有量が1.6質量%である、イソシアネート基末端プレポリマー中和物のアセトン溶液を得た。なお、プレポリマー製造時のa/bの値は100/70であった。
このイソシアネート基末端プレポリマー中和物のアセトン溶液を50℃まで冷却し、アセトン220.0gを均一に混合させた後、エチレンジアミン3.3gを加え、40〜50℃にて、約1時間伸長反応させた(予備鎖伸長反応)。ここで、a/(b+d)の値は100/90であった。
次に、この反応液にソルビトールポリグリシジルエーテル(「デナコールEX−614B」、ナガセケムテックス株式会社製)20.0gを加えて均一に混合させた後、エチレンジアミン1.7gとイオン交換水601.5gを混合したポリアミン水溶液(ポリアミン濃度0.28質量%)を、40〜50℃にて徐々に滴下し、鎖伸長反応と同時に水分散を行った。ここで、a/(b+c+d)の値は100/100であった。
次いで、この反応液を約2時間熟成した後、減圧下、30℃にて約2時間脱溶剤を行い、固形分40質量%の水性ポリウレタン樹脂組成物を得た。この組成物において、ポリウレタン樹脂中のスルホン基及びスルホネート基の含有量は1.0質量%であった。また、前記ソルビトールポリグリシジルエーテルの配合量は、前記ポリウレタン樹脂100質量部に対し5.0質量部であった。得られた組成物は、経時による分離、沈降もなく非常に安定なエマルジョンであった。
(比較例1)
撹拌機、還流冷却管、温度計及び窒素吹き込み管を備えた4ツ口フラスコに、窒素気流下、ポリブチレンアジペートジオール(数平均分子量2000)306.6g、調整例1で得られたスルホネート基を有するポリエステルポリオール43.0g、アセトン44.0gを加え、均一に混合させた後、ヘキサメチレンジイソシアネート46.4gを加え、次いでジブチル錫ジラウレート0.1gを加え、80℃に昇温した後、約7時間反応させ、固形分に対して遊離イソシアネート基の含有量が1.6質量%である、イソシアネート基末端プレポリマー中和物のアセトン溶液を得た。なお、プレポリマー製造時のa/bの値は100/70であった。
このイソシアネート基末端プレポリマー中和物のアセトン溶液を50℃まで冷却し、アセトン220.0gを加えて均一に混合させた後、さらに30℃以下となるまで冷却し、イオン交換水601.5gを徐々に滴下して水分散せしめた。水分散後、エチレンジアミン5.0gを加え、約2時間鎖伸長反応を行った。ここで、a/(b+c)の値は100/100であった。
次いで、この反応液を、減圧下、30℃にて約2時間脱溶剤を行い、固形分40質量%の水性ポリウレタン樹脂組成物を得た。この組成物において、ポリウレタン樹脂中のスルホン基及びスルホネート基の含有量は1.0質量%であった。また、得られた組成物は、経時による分離、沈降もなく非常に安定なエマルジョンであった。
(比較例2)
撹拌機、還流冷却管、温度計及び窒素吹き込み管を備えた4ツ口フラスコに、窒素気流下、ポリブチレンアジペートジオール(数平均分子量2000)306.6g、調整例1で得られたスルホネート基を有するポリエステルポリオール43.0g、アセトン44.0gを加え、均一に混合させた後、ヘキサメチレンジイソシアネート46.4gを加え、次いでジブチル錫ジラウレート0.1gを加え、80℃に昇温した後、約7時間反応させ、固形分に対して遊離イソシアネート基の含有量が1.6質量%である、イソシアネート基末端プレポリマー中和物のアセトン溶液を得た。なお、プレポリマー製造時のa/bの値は100/70であった。
このイソシアネート基末端プレポリマー中和物のアセトン溶液を50℃まで冷却し、アセトン220.0gを加えて均一に混合させた後、エチレンジアミン5.0gを加えたところ、瞬時に増粘し、反応開始3分で固化した。固化したものは水分散できず製造を断念した。ここで、a/(b+c)の値は100/100であった。
(比較例3)
撹拌機、還流冷却管、温度計及び窒素吹き込み管を備えた4ツ口フラスコに、窒素気流下、ポリブチレンアジペートジオール(数平均分子量2000)306.6g、調整例1で得られたスルホネート基を有するポリエステルポリオール43.0g、アセトン44.0gを加え、均一に混合させた後、ヘキサメチレンジイソシアネート46.4gを加え、次いでジブチル錫ジラウレート0.1gを加え、80℃に昇温した後、約7時間反応させ、固形分に対して遊離イソシアネート基の含有量が1.6質量%である、イソシアネート基末端プレポリマー中和物のアセトン溶液を得た。なお、プレポリマー製造時のa/bの値は100/70であった。
このイソシアネート基末端プレポリマー中和物のアセトン溶液を50℃まで冷却し、アセトン220.0gを加えて均一に混合させた後、イオン交換水594.0gを徐々に滴下し、水分散させながら約2時間水伸長反応を行った。
次いで、この反応液を減圧下、30℃にて約2時間脱溶剤を行い、固形分40質量%の水性ポリウレタン樹脂組成物を得た。この組成物において、ポリウレタン樹脂中のスルホン基及びスルホネート基の含有量は1.0質量%であった。また、得られた組成物は、経時による分離、沈降もなく非常に安定なエマルジョンであった。
(比較例4)
撹拌機、還流冷却管、温度計及び窒素吹き込み管を備えた4ツ口フラスコに、窒素気流下、ポリブチレンアジペートジオール(数平均分子量2000)256.2g、調整例2で得られたカルボキシル基を有するポリエステルポリオール88.0g、アセトン44.0gを加え、均一に混合させた後、ヘキサメチレンジイソシアネート51.9gを加え、次いでジブチル錫ジラウレート0.1gを加え、80℃に昇温した後、約7時間反応させ、固形分に対して遊離イソシアネート基の含有量が1.8質量%である、イソシアネート基末端プレポリマーのアセトン溶液を得た。なお、プレポリマー製造時のa/bの値は100/70であった。
このイソシアネート基末端プレポリマー中和物のアセトン溶液を50℃まで冷却し、アセトン220.0g、トリエチルアミン8.9gを加えて均一に混合させた後、さらに30℃以下となるまで冷却し、イオン交換水602.3gを徐々に滴下し、水分散せしめた。水分散後、反応液にエチレンジアミン5.6gを加え、約2時間鎖伸長反応させた。ここで、a/(b+c)の値は100/100であった。
次いで、この反応液を、減圧下、30℃にて約2時間脱溶剤し、固形分40質量%の水性ポリウレタン樹脂組成物を得た。この組成物において、ポリウレタン樹脂中のカルボキシル基及びカルボキシレート基の含有量は1.0質量%であった。また、得られた組成物は、経時による分離、沈降もなく非常に安定なエマルジョンであった。
(比較例5)
撹拌機、還流冷却管、温度計及び窒素吹き込み管を備えた4ツ口フラスコに、窒素気流下、ポリブチレンアジペートジオール(数平均分子量2000)256.2g、調整例2で得られたカルボキシル基を有するポリエステルポリオール88.0g、アセトン44.0gを加え、均一に混合させた後、ヘキサメチレンジイソシアネート51.9gを加え、次いでジブチル錫ジラウレート0.1gを加え、80℃に昇温した後、約7時間反応させ、固形分に対して遊離イソシアネート基の含有量が1.8質量%である、イソシアネート基末端プレポリマーのアセトン溶液を得た。なお、プレポリマー製造時のa/bの値は100/70であった。
このイソシアネート基末端プレポリマー中和物のアセトン溶液を50℃まで冷却し、アセトン220.0g、トリエチルアミン8.9gを均一に混合させた後、エチレンジアミン5.6gとイオン交換水602.3gを混合したポリアミン水溶液(ポリアミン濃度0.91質量%)を、40〜50℃にて徐々に滴下し、鎖伸長反応と同時に水分散を行った。ここで、a/(b+c)の値は100/100であった。
次いで、この反応液を約2時間熟成した後、減圧下、30℃にて約2時間脱溶剤を行い、固形分40質量%の水性ポリウレタン樹脂組成物を得た。この組成物において、ポリウレタン樹脂中のカルボキシル基及びカルボキシレート基の含有量は1.0質量%であった。また、得られた組成物は、経時による分離、沈降もなく非常に安定なエマルジョンであった。
(比較例6)
撹拌機、還流冷却管、温度計及び窒素吹き込み管を備えた4ツ口フラスコに、窒素気流下、ポリブチレンアジペートジオール(数平均分子量2000)256.2g、調整例2で得られたカルボキシル基を有するポリエステルポリオール88.0g、アセトン44.0gを加え、均一に混合させた後、ヘキサメチレンジイソシアネート51.9gを加え、次いでジブチル錫ジラウレート0.1gを加え、80℃に昇温した後、約7時間反応させ、固形分に対して遊離イソシアネート基の含有量が1.8質量%である、イソシアネート基末端プレポリマーのアセトン溶液を得た。なお、プレポリマー製造時のa/bの値は100/70であった。
このイソシアネート基末端プレポリマー中和物のアセトン溶液を50℃まで冷却し、アセトン220.0g、トリエチルアミン8.9gを均一に混合させた後、さらに、ソルビトールポリグリシジルエーテル(「デナコールEX−614B」、ナガセケムテックス株式会社製)20.0gを加えて均一に混合した。次いで、反応液に、エチレンジアミン5.6gとイオン交換水602.3gを混合したポリアミン水溶液(ポリアミン濃度0.91質量%)を、40〜50℃にて徐々に滴下し、鎖伸長反応と同時に水分散せしめた。ここで、a/(b+c)の値は100/100であった。
次いで、この反応液を約2時間熟成した後、減圧下、30℃にて約2時間脱溶剤を行い、固形分40質量%の水性ポリウレタン樹脂組成物を得た。この組成物において、ポリウレタン樹脂中のカルボキシル基及びカルボキシレート基の含有量は1.0質量%であった。また、前記ソルビトールポリグリシジルエーテルの配合量は、前記ポリウレタン樹脂100質量部に対し5.0質量部であった。得られた組成物は、経時的に増粘する傾向が認められた。
(比較例7)
撹拌機、還流冷却管、温度計及び窒素吹き込み管を備えた4ツ口フラスコに、窒素気流下、ポリブチレンアジペートジオール(数平均分子量2000)256.2g、調整例2で得られたカルボキシル基を有するポリエステルポリオール88.0g、アセトン44.0gを加え、均一に混合させた後、ヘキサメチレンジイソシアネート51.9gを加え、次いでジブチル錫ジラウレート0.1gを加え、80℃に昇温した後、約7時間反応させ、固形分に対して遊離イソシアネート基の含有量が1.8質量%である、イソシアネート基末端プレポリマーのアセトン溶液を得た。なお、プレポリマー製造時のa/bの値は100/70であった。
このイソシアネート基末端プレポリマー中和物のアセトン溶液を50℃まで冷却し、アセトン220.0g、トリエチルアミン8.9gを均一に混合させた後、次いで、エチレンジアミン5.6gとイオン交換水602.3gを混合したポリアミン水溶液(ポリアミン濃度0.91質量%)を、40〜50℃にて徐々に滴下し、鎖伸長反応と同時に水分散せしめた。ここで、a/(b+c)の値は100/100であった。
次いで、この反応液を約2時間熟成した後、ソルビトールポリグリシジルエーテル(「デナコールEX−614B」、ナガセケムテックス株式会社製)20.0gを加えて均一に混合させ、減圧下、30℃にて約2時間脱溶剤を行い、固形分40質量%の水性ポリウレタン樹脂組成物を得た。この組成物において、ポリウレタン樹脂中のカルボキシル基及びカルボキシレート基の含有量は1.0質量%であった。また、前記ソルビトールポリグリシジルエーテルの配合量は、前記ポリウレタン樹脂100質量部に対し5.0質量部であった。得られた組成物は、経時的に増粘する傾向が認められた。
(比較例8)
撹拌機、還流冷却管、温度計及び窒素吹き込み管を備えた4ツ口フラスコに、窒素気流下、ポリブチレンアジペートジオール(数平均分子量2000)301.8g、調整例1で得られたスルホネート基を有するポリエステルポリオール42.7g及びアセトン44.2gを加え、均一に混合させた後、ヘキサメチレンジイソシアネート53.4gを加え、80℃に昇温した後、約4時間反応させて、固形分に対する遊離イソシアネート基含有量が2.4質量%のイソシアネート基末端プレポリマー中和物のアセトン溶液を得た。なお、プレポリマー製造時のa/bの値は100/60であった。
このイソシアネート基末端プレポリマー中和物のアセトン溶液を30℃まで冷却し、アセトン221.0g、ジエタノールアミン13.3gを加え、40〜50℃にて、遊離イソシアネート基含有量が0.2質量%以下となるまで約2時間鎖伸長反応させた後、イオン交換水616.7gを徐々に加えてスルホネート基含有ポリウレタン樹脂を乳化分散させ、約2時間熟成を行った後、減圧下、30℃にて約2時間脱溶剤を行い、固形分40質量%のヒドロキシル基含有水性ポリウレタン樹脂組成物を得た。この組成物において、ポリウレタン樹脂中のスルホン基及びスルホネート基の含有量は1.0質量%であり、ヒドロキシル基の含有量は1.0質量%であった。得られた組成物は、経時による分離、ゲル化もなく非常に安定であった。
この水性ポリウレタン樹脂組成物を二液型接着剤の主剤として使用し、イソシアネート系硬化剤(住友バイエルウレタン株式会社製、「バイヒジュール3100」、NCO含有量18質量%)と、NCO/OH=80/100となるように混合して二液型接着剤として用いた。なお、この接着剤のポットライフは、室温25℃で4時間であった。
<接着剤の評価>
実施例1〜10及び比較例1〜7で得られた水性ポリウレタン樹脂組成物に、会合型増粘剤(「ビスライザーAP−2」、三洋化成株式会社製)を表1及び表2に示す配合量で添加して粘度3000〜5000mPa・sになるように調整し、得られた調液物を接着剤として用いて積層体(試験片)を作製した。また、比較例8で得られた二液型接着剤を用いて積層体(試験片)を作製した。そして、前述の通りの方法で、オープンタイム、低温接着性、常態接着性、耐加水分解性及び耐熱クリープ性を評価した。得られた評価結果を表3及び表4に示す。また、実施例1〜10及び比較例1〜8におけるポリウレタン樹脂組成物の製造条件を表1及び表2に示す。
Figure 2009235276
Figure 2009235276
Figure 2009235276
Figure 2009235276
表1〜表4に記載した結果からも明らかなように、本発明の水性ポリウレタン樹脂組成物(実施例1〜10)からなる本発明の一液型接着剤を用いた場合は、オープンタイムと接着性が共に優れていることが確認された。また、この場合は、得られる積層体の剥離強度が大きく接着性に優れており、さらに耐加水分解や耐熱クリープ性といった耐久性も良好であることが確認された。なお、広範囲(40℃〜80℃)の温度条件で作製した積層体がいずれも剥離強度が高いことから、本発明の水性ポリウレタン樹脂組成物は広い温度範囲で接着性に優れていることが確認された。
また、本発明の水性ポリウレタン樹脂組成物は、実質的に有機溶剤を含まないので、比較例8で用いた有機溶剤系のポリウレタン樹脂を用いた接着剤とは異なり、積層体製造時はもとより得られる積層体からも有機溶剤臭はなかった。また当然のことながら、一液型接着剤であるので接着剤浴のポットライフは存在しなかった。
これに対して、イソシアネート基末端プレポリマー中和物を、水に乳化分散した後に鎖伸長反応させた場合(比較例1)は、オープンタイムは長いものの、高温(80℃)の熱プレス条件で作製された積層体であっても、低温(40〜60℃)の条件で作製された積層体であっても剥離強度が著しく劣っており、接着性が不良であることが確認された。また、この場合、常態接着性、耐加水分解性、耐熱クリープ性も著しく不良であった。
また、イソシアネート基末端プレポリマー中和物を、ポリアミン(C)そのものを用いてa/(b+c)が100/100となるようにして鎖伸長反応させた場合(比較例2)は、反応系内が固化する結果となり、水性ポリウレタン樹脂組成物の調製すら不可能であった。
さらに、イソシアネート基末端プレポリマー中和物を水分散させたのみで、ポリアミン(C)の水溶液による鎖伸長反応を行わなかった場合(比較例3)は、オープンタイムは長いものであったが、接着性、耐加水分解性、耐熱クリープ性が不良であった。
また、本発明にかかるスルホン基及び/又はスルホネート基を有するポリオール(B)の代わりにカルボキシル基を有するポリオールを用いた場合であって、イソシアネート基末端プレポリマー中和物を水に乳化分散した後にポリアミン(C)そのもので鎖伸長反応させた場合(比較例4)は、オープンタイムは長いものの、高温(80℃)の熱プレス条件で作製された積層体であっても剥離強度が低く、低温(40〜60℃)の条件で作製された積層体は剥離強度が著しく低下していた。また、この場合、常態接着性や耐加水分解性、耐熱クリープ性も著しく不良であった。そして、このイソシアネート基末端プレポリマー中和物を、ポリアミン(C)の水溶液で鎖伸長反応させると同時に水分散せしめた場合(比較例5)は、オープンタイムは長く、広範囲のプレス温度条件で作製された積層体の剥離強度も高いものであり、常態接着性も良好であったが、耐加水分解性が著しく不良であった。また、この場合、耐熱クリープ性も不良であった。
さらに、カルボキシル基を有するポリオールを用いて得られるイソシアネート基末端プレポリマー中和物に、ポリエポキシ系架橋剤を加えた後に、ポリアミン(C)の水溶液で鎖伸長反応させると同時に水分散せしめた場合(比較例6)や、ポリアミン(C)の水溶液により鎖伸長反応させると同時に水分散せしめ、その後にポリエポキシ化合物を加えた場合(比較例7)では、オープンタイムが短くなった。また、これらの場合、高温(80℃)の熱プレス条件で作製された積層体は剥離強度がやや低いものの実用には耐え得る程度であったが、低温(40〜60℃)の条件で作製された積層体は剥離強度が劣っていた。また、これらの場合、得られた水性ポリウレタン樹脂も、経時的に粘度が上がり、安定品質という面でも問題があることが確認された。
また、二液型接着剤を用いた比較例8では、ポットライフが4時間と短く、安定品質という面でも問題があることが確認された。
以上説明したように、本発明によれば、有機溶剤を極力或いは全く含まない水性ポリウレタン樹脂であって、しかもオープンタイムが長く、接着性、特に30〜60℃程度の低温でも優れた接着性を有し、且つ、接着強度や耐加水分解性、耐熱クリープ等の耐久性に優れる積層体を得ることを可能とする水性ポリウレタン樹脂組成物を提供することが可能となる。
したがって、本発明の水性ポリウレタン樹脂組成物を一液型接着剤として用いることにより、積層体の製品の安定的な製造が可能となり、品位、品質に優れた積層体の提供が可能である。

Claims (8)

  1. ポリイソシアネート(A)に、スルホン基及び/又はスルホネート基を有するポリオール(B)と他のポリオール(B)及び/又は鎖延長剤(B)とを含む多官能性化合物(B)を下記数式(1)で表される条件を満たすようにして反応させて得られるイソシアネート基末端プレポリマー中和物を、アミノ基及び/又はイミノ基を2個以上有するポリアミン(C)の0.05〜3.0質量%水溶液を用い、下記数式(2)で表される条件を満たすようにして鎖伸長反応させると同時に水に分散せしめて得られるものであることを特徴とする水性ポリウレタン樹脂組成物。
    100/80 ≦ a/b ≦ 100/50 (1)
    100/100 ≦ a/(b+c) ≦ 100/97 (2)
    (式(1)及び(2)中、aは前記ポリイソシアネート(A)に含まれるイソシアネート基(NCO)の数を表し、bは前記多官能性化合物(B)に含まれるヒドロキシル基(OH)の数を表し、cはポリアミン(C)に含まれるアミノ基(NH)及びイミノ基(NH)の総数を表す。)
  2. ポリイソシアネート(A)に、スルホン基及び/又はスルホネート基を有するポリオール(B)と他のポリオール(B)及び/又は鎖延長剤(B)とを含む多官能性化合物(B)を下記数式(1)で表される条件を満たすようにして反応させて得られるイソシアネート基末端プレポリマー中和物を、第二の鎖延長剤(D)を用いて下記数式(3)で表される条件を満たすようにして鎖伸長反応させた後、アミノ基及び/又はイミノ基を2個以上有するポリアミン(C)の0.05〜3.0質量%水溶液を用い、下記数式(4)で表される条件を満たすようにして鎖伸長反応させると同時に水に分散せしめて得られるものであることを特徴とする水性ポリウレタン樹脂組成物。
    100/80 ≦ a/b ≦ 100/50 (1)
    100/95 ≦ a/(b+d) ≦ 100/80 (3)
    100/100 ≦ a/(b+c+d)≦ 100/97 (4)
    (式(1)、(3)及び(4)中、aは前記ポリイソシアネート(A)に含まれるイソシアネート基(NCO)の数を表し、bは前記多官能性化合物(B)に含まれるヒドロキシル基(OH)の数を表し、cはポリアミン(C)に含まれるアミノ基(NH)及びイミノ基(NH)の総数を表し、dは第二の鎖延長剤(D)に含まれるアミノ基(NH)及びイミノ基(NH)の総数を表す。)
  3. 前記水性ポリウレタン樹脂組成物におけるポリウレタン樹脂中のスルホン基及びスルホネート基の含有量が、該ポリウレタン樹脂の質量に対し0.3〜3.0質量%であることを特徴とする請求項1又は2に記載の水性ポリウレタン樹脂組成物。
  4. 請求項1〜3のうちのいずれか一項に記載の水性ポリウレタン樹脂組成物を含有するものであることを特徴とする一液型接着剤。
  5. 請求項4に記載の一液型接着剤を用いて得られるものであることを特徴とする積層体。
  6. ポリイソシアネート(A)に、スルホン基及び/又はスルホネート基を有するポリオール(B)と他のポリオール(B)及び/又は鎖延長剤(B)とを含む多官能性化合物(B)を下記数式(1)で表される条件を満たすようにして反応させてイソシアネート基末端プレポリマー中和物を得る工程、及び
    前記イソシアネート基末端プレポリマー中和物を、アミノ基及び/又はイミノ基を2個以上有するポリアミン(C)の0.05〜3.0質量%水溶液を用い、下記数式(2)で表される条件を満たすようにして鎖伸長反応させると同時に水に分散せしめて水性ポリウレタン樹脂組成物を得る工程、
    を含むことを特徴とする水性ポリウレタン樹脂組成物の製造方法。
    100/80 ≦ a/b ≦ 100/50 (1)
    100/100 ≦ a/(b+c) ≦ 100/97 (2)
    (式(1)及び(2)中、aは前記ポリイソシアネート(A)に含まれるイソシアネート基(NCO)の数を表し、bは前記多官能性化合物(B)に含まれるヒドロキシル基(OH)の数を表し、cはポリアミン(C)に含まれるアミノ基(NH)及びイミノ基(NH)の総数を表す。)
  7. ポリイソシアネート(A)に、スルホン基及び/又はスルホネート基を有するポリオール(B)と他のポリオール(B)及び/又は鎖延長剤(B)とを含む多官能性化合物(B)を下記数式(1)で表される条件を満たすようにして反応させてイソシアネート基末端プレポリマー中和物を得る工程、及び
    前記イソシアネート基末端プレポリマー中和物を、第二の鎖延長剤(D)を用いて下記数式(3)で表される条件を満たすようにして鎖伸長反応させた後、アミノ基及び/又はイミノ基を2個以上有するポリアミン(C)の0.05〜3.0質量%水溶液を用い、下記数式(4)で表される条件を満たすようにして鎖伸長反応させると同時に水に分散せしめて水性ポリウレタン樹脂組成物を得る工程、
    を含むことを特徴とする水性ポリウレタン樹脂組成物の製造方法。
    100/80 ≦ a/b ≦ 100/50 (1)
    100/95 ≦ a/(b+d) ≦ 100/80 (3)
    100/100 ≦ a/(b+c+d)≦ 100/97 (4)
    (式(1)、(3)及び(4)中、aは前記ポリイソシアネート(A)に含まれるイソシアネート基(NCO)の数を表し、bは前記多官能性化合物(B)に含まれるヒドロキシル基(OH)の数を表し、cはポリアミン(C)に含まれるアミノ基(NH)及びイミノ基(NH)の総数を表し、dは第二の鎖延長剤(D)に含まれるアミノ基(NH)及びイミノ基(NH)の総数を表す。)
  8. 前記水性ポリウレタン樹脂組成物におけるポリウレタン樹脂中のスルホン基及びスルホネート基の含有量が、該ポリウレタン樹脂の質量に対し0.3〜3.0質量%であることを特徴とする請求項6又は7に記載の水性ポリウレタン樹脂組成物の製造方法。
JP2008084603A 2008-03-27 2008-03-27 水性ポリウレタン樹脂組成物、それを用いた一液型接着剤及び積層体、並びに水性ポリウレタン樹脂組成物の製造方法 Active JP5202068B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008084603A JP5202068B2 (ja) 2008-03-27 2008-03-27 水性ポリウレタン樹脂組成物、それを用いた一液型接着剤及び積層体、並びに水性ポリウレタン樹脂組成物の製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008084603A JP5202068B2 (ja) 2008-03-27 2008-03-27 水性ポリウレタン樹脂組成物、それを用いた一液型接着剤及び積層体、並びに水性ポリウレタン樹脂組成物の製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2009235276A true JP2009235276A (ja) 2009-10-15
JP5202068B2 JP5202068B2 (ja) 2013-06-05

Family

ID=41249635

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008084603A Active JP5202068B2 (ja) 2008-03-27 2008-03-27 水性ポリウレタン樹脂組成物、それを用いた一液型接着剤及び積層体、並びに水性ポリウレタン樹脂組成物の製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5202068B2 (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009235275A (ja) * 2008-03-27 2009-10-15 Nicca Chemical Co Ltd 水性ポリウレタン樹脂組成物、それを用いた一液型接着剤及び積層体、並びに水性ポリウレタン樹脂組成物の製造方法
WO2014088023A1 (ja) * 2012-12-05 2014-06-12 東洋紡株式会社 共重合ポリウレタン樹脂及び水系エマルジョン
JPWO2016171171A1 (ja) * 2015-04-22 2018-02-15 凸版印刷株式会社 コーティング剤およびガスバリア性フィルム
CN109535360A (zh) * 2018-11-28 2019-03-29 韶关市合众化工有限公司 一种聚芳砜改性聚氨酯树脂乳液

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102184968B1 (ko) * 2020-07-21 2020-12-02 (주)명신기연 반응성 열용융 접착제의 제조방법 및 이에 의해 제조된 접착제

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05306317A (ja) * 1992-04-30 1993-11-19 Dainippon Ink & Chem Inc 高固形分ポリウレタン樹脂水性分散液の製造方法
JPH08120042A (ja) * 1994-10-26 1996-05-14 Sekisui Chem Co Ltd 自己分散型ポリウレタンエマルジョン
JPH09500413A (ja) * 1993-09-24 1997-01-14 エイチ.ビー.フラー ライセンシング アンド ファイナンシング インコーポレイテッド アニオン系水性ポリウレタン分散系
JP2000135858A (ja) * 1998-11-04 2000-05-16 Kuraray Co Ltd インクジェット用記録剤
JP2001226444A (ja) * 2000-02-10 2001-08-21 Nippon Polyurethane Ind Co Ltd 水性ポリウレタン樹脂の製造方法
JP2004515466A (ja) * 2000-07-27 2004-05-27 ロレアル ポリウレタン分散物を含む再整髪可能なヘアスタイリング組成物
JP2005089650A (ja) * 2003-09-18 2005-04-07 Mitsui Chemicals Inc 自己乳化性水性ポリウレタン樹脂を含有する水性塗工材、及びそれから得られる皮膜形成物
JP2006225646A (ja) * 2005-01-20 2006-08-31 Arakawa Chem Ind Co Ltd ビニル−ポリウレタンウレア樹脂水分散液の製造方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05306317A (ja) * 1992-04-30 1993-11-19 Dainippon Ink & Chem Inc 高固形分ポリウレタン樹脂水性分散液の製造方法
JPH09500413A (ja) * 1993-09-24 1997-01-14 エイチ.ビー.フラー ライセンシング アンド ファイナンシング インコーポレイテッド アニオン系水性ポリウレタン分散系
JPH08120042A (ja) * 1994-10-26 1996-05-14 Sekisui Chem Co Ltd 自己分散型ポリウレタンエマルジョン
JP2000135858A (ja) * 1998-11-04 2000-05-16 Kuraray Co Ltd インクジェット用記録剤
JP2001226444A (ja) * 2000-02-10 2001-08-21 Nippon Polyurethane Ind Co Ltd 水性ポリウレタン樹脂の製造方法
JP2004515466A (ja) * 2000-07-27 2004-05-27 ロレアル ポリウレタン分散物を含む再整髪可能なヘアスタイリング組成物
JP2005089650A (ja) * 2003-09-18 2005-04-07 Mitsui Chemicals Inc 自己乳化性水性ポリウレタン樹脂を含有する水性塗工材、及びそれから得られる皮膜形成物
JP2006225646A (ja) * 2005-01-20 2006-08-31 Arakawa Chem Ind Co Ltd ビニル−ポリウレタンウレア樹脂水分散液の製造方法

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009235275A (ja) * 2008-03-27 2009-10-15 Nicca Chemical Co Ltd 水性ポリウレタン樹脂組成物、それを用いた一液型接着剤及び積層体、並びに水性ポリウレタン樹脂組成物の製造方法
WO2014088023A1 (ja) * 2012-12-05 2014-06-12 東洋紡株式会社 共重合ポリウレタン樹脂及び水系エマルジョン
EP2930196A4 (en) * 2012-12-05 2016-08-17 Toyo Boseki COPOLYMERIZED POLYURETHANE RESIN AND AQUEOUS EMULSION
JPWO2016171171A1 (ja) * 2015-04-22 2018-02-15 凸版印刷株式会社 コーティング剤およびガスバリア性フィルム
CN109535360A (zh) * 2018-11-28 2019-03-29 韶关市合众化工有限公司 一种聚芳砜改性聚氨酯树脂乳液

Also Published As

Publication number Publication date
JP5202068B2 (ja) 2013-06-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5388843B2 (ja) 水性ポリウレタン樹脂組成物、それを用いた一液型接着剤及び積層体、並びに水性ポリウレタン樹脂組成物の製造方法
KR101816640B1 (ko) 우레탄 수지 조성물, 코팅제, 피혁 유사 시트의 표피층 형성용 우레탄 수지 조성물, 그리고 적층체 및 피혁 유사 시트
JP4361556B2 (ja) 繊維積層体表皮層用ポリウレタン樹脂水分散体組成物、繊維積層体の製造方法及び合成皮革
TWI591124B (zh) 熱封劑、使用其之積層體及太陽能電池模組
JP5202068B2 (ja) 水性ポリウレタン樹脂組成物、それを用いた一液型接着剤及び積層体、並びに水性ポリウレタン樹脂組成物の製造方法
JP4283577B2 (ja) 無孔質膜型透湿性防水布帛、該無孔質膜型透湿性防水布帛用の水性ポリウレタン樹脂組成物並びに該組成物を含有するコーティング剤
JP5726704B2 (ja) 繊維積層体用水性接着剤
JP7261143B2 (ja) 発泡体形成用組成物、発泡体、発泡体の製造方法及び皮革用材
JP5303171B2 (ja) 水性ポリウレタン樹脂組成物、それを用いた一液型接着剤及び積層体、並びに水性ポリウレタン樹脂組成物の製造方法
KR20180078057A (ko) 크래쉬 패드용 인조피혁 및 이를 포함하는 크래쉬 패드
JP3995634B2 (ja) 水性ポリウレタン樹脂組成物及び該組成物を含有する接着剤
JP4927621B2 (ja) 表皮層形成用水性ポリウレタン樹脂組成物及びそれを用いた皮革状積層体
JP2009040865A (ja) 水性ポリウレタン組成物及びその製造方法
JP4672862B2 (ja) 二液水分散型ウレタン系接着剤および積層体
JP5358863B2 (ja) ポリウレタン水性分散体
JP3944782B2 (ja) ポリウレタン樹脂水性分散体、それを含有してなる水性接着剤、及び水性プライマーコート剤
JP4173317B2 (ja) ドライラミネート用二液型水系ウレタン樹脂接着剤
JP2016069391A (ja) 水性樹脂組成物、コーティング剤及び物品
JP2009091478A (ja) 水性ポリウレタン樹脂組成物
JP2002201254A (ja) ポリウレタン樹脂水性分散体
TWI261611B (en) High performance adhesives having aromatic water-borne polyurethane and flocking method employing the same
JP2003335836A (ja) ポリウレタン樹脂の水性分散体及び水性接着剤
JP2003082321A (ja) ドライラミネート用水系接着剤組成物
JP2002212257A (ja) ポリウレタン水性分散体
JP2005104054A (ja) 繊維積層体の製造方法及び繊維積層体

Legal Events

Date Code Title Description
RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20101111

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20110127

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20120808

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20120810

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20121004

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20121004

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20121113

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20130108

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20130131

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20130212

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Ref document number: 5202068

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20160222

Year of fee payment: 3

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250