JP2010084110A - 反応性ホットメルト接着剤 - Google Patents

Abstract

【課題】反応性ホットメルト接着剤の特長である初期接着力を保持しつつ、貼り合わせ後に被着材をずらすことが可能な、作業性に優れた反応性ホットメルト接着剤を提供する。
【解決手段】少なくとも分子量が３０００以下の結晶性ポリエステルポリオール１００重量部に対して液状ポリオール５０〜２００重量部を含有するポリオール混合物と、ポリイソシアネートとを反応させて得られるイソシアネート末端ウレタンプレポリマーを含有することを特徴とす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の特長である初期接着力を保持しつつ、貼り合わせ後に被着材をずらすことが可能な、作業性に優れた反応性ホットメルト接着剤に関する。

反応性ホットメルト接着剤は、ホットメルト接着剤の有する初期接着力と反応硬化型接着剤の有する最終接着力を併せ持っており、生産性の大幅な向上が可能となるため様々な分野で用いられている。一方、その初期接着力の高さのため、被着材の貼り合わせ時にずれが生じた場合、ずれを修正することが困難であり、歩留まりが低下したり作業性が低下するという課題があった。

特許文献１には歪みのある被着体の浮き、剥がれの防止、特に夏場の作業環境（３５℃雰囲気下）における被着体の浮き、剥がれの防止及び接着体の切削加工までの養生時間の大幅な短縮が可能となる反応性ホットメルト接着剤が開示されている。この文献において初期接着力をさらに向上させる試みがなされているものの、貼り合わせ後に被着材をずらすことはできなかった。

また、特許文献２には接着直後のはく離強度の発現は抑え、不良品が発生した際には化粧シートと基材を分離して基材を再利用できるようにした湿気硬化型ホットメルト接着剤が開示されている。この接着剤によって化粧シートと基材をはく離して再利用することはできるが接着をやり直す必要があり、被着体を貼り合わせたままずらして正しい位置に修正することはできなかった。このように、従来の反応性ホットメルト接着剤においては、貼り合わせ後に被着材をずらすという着想がなく、ずれを修正することが可能な接着剤が求められていた。
特開2005-314445号公報 特開2008-94960号公報

本発明の課題は、反応性ホットメルト接着剤の特長である初期接着力を保持しつつ、貼り合わせ後に被着材をずらすことが可能な、作業性に優れた反応性ホットメルト接着剤を提供することである。

本発明は、分子量が３０００以下の結晶性ポリエステルポリオール１００重量部に対して液状ポリオール５０〜２００重量部を含有するポリオール混合物と、ポリイソシアネートとを反応させて得られるイソシアネート末端ウレタンプレポリマーを含有することを特徴とする反応性ホットメルト接着剤である。

本発明の反応性ホットメルト接着剤は、反応性ホットメルト接着剤の特長である初期接着力を保持しつつ、貼り合わせ後に被着材をずらすことが可能である。したがって、被着材の貼り合わせ時にずれが生じた場合であっても、小さな力で被着材をずらして正しい位置に修正できるため、歩留まりや作業性を向上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に含有されるウレタンプレポリマーを構成するポリオールは、分子量が３０００以下の結晶性ポリエステルポリオールと液状ポリオールを含有し、分子量が３０００以下の結晶性ポリエステルポリオール１００重量部に対して液状ポリオール５０〜２００重量部を含有する。その他、ウレタンプレポリマーを構成するポリオールとして、分子量が３０００以下の結晶性ポリエステルポリオールと液状ポリオール以外のポリオールを含有していてもよい。

結晶性ポリエステルポリオールを構成するジカルボン酸としてはアジピン酸、セバシン酸、テレフタル酸、ドデカン二酸等が好ましく、ジオールとしてはエチレングリコール、ブタンジオール、ヘキサンジオール等が好ましい。分子量が３０００を超える結晶性ポリエステルポリオールのみを用いた場合、初期接着力が高くなりすぎて被着材をずらすことができないため好ましくない。分子量が３０００以下の結晶性ポリエステルポリオールを用い、さらに分子量が３０００を超える結晶性ポリエステルポリオールを併用することは可能である。

液状ポリオールとして、液状ポリエステルポリオールやポリエーテルポリオールが挙げられる。液状ポリエステルポリオールを構成するジカルボン酸としてはアジピン酸、セバシン酸、イソフタル酸、テレフタル酸、無水フタル酸などが好ましく、ジオールとしてはエチレングリコール、ペンタンジオール、ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、２−メチル−１，３−プロパンジオール、シクロヘキサンジメタノール、２，４−ジメチル−１，５−ペンタンジオールポリプロピレングリコールなどが好ましい。

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、これらのランダム共重合体やブロック共重合体等が挙げられる。液状ポリオールとして、液状ポリエステルポリオールとポリエーテルポリオールを併用することにより、作業性を向上させることができる。

ウレタンプレポリマーを合成するために前記ポリオールとの反応に用いる多価イソシアネート化合物としては、２，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート（２，４’−ＭＤＩ）、４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート（４，４’−ＭＤＩ）、トリレンジイソシアネート、ナフタレンジイソシアネート等の芳香族ポリイソシアネート類のほか、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等の脂肪族ポリイソシアネート類等も使用できるが、湿気硬化性や安全面から４，４’−ＭＤＩやそのカルボジイミド変性体であるカルボジイミド変性ＭＤＩが好ましく用いられる。

また、ポリイソシアネートに含まれるイソシアネート基とポリオールに含まれる水酸基の当量比率ＮＣＯ／ＯＨは１．５〜２．８であることが望ましい。ＮＣＯ／ＯＨが１．５未満では、作製されるウレタンプレポリマーの溶融時の粘度が高くなり、また粘度の安定性も悪くなるため、湿気硬化型反応性ホットメルト接着剤としてホットロールコーター等で使用する際、作業性の低下を招く。ＮＣＯ／ＯＨが２．８を超えると、湿気硬化型反応性ホットメルト接着剤中に未反応のポリイソシアネートモノマーが多量に残存してしまい、ホットロールコーター等で使用する場合、ポリイソシアネートモノマーが蒸気として空気中に多量に拡散してしまい、作業環境衛生上の問題が発生する。

本発明における湿気硬化型反応性ホットメルト接着剤は、上記の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ウレタンプレポリマーのほかに、必要に応じて粘着付与樹脂、触媒などを添加することができる。粘着付与樹脂としては、スチレン系樹脂、テルペン系樹脂、脂肪族石油樹脂、芳香族石油樹脂、ロジンエステルなどが挙げられる。触媒しては、３級アミン、錫系の触媒が挙げられる。また、その他の添加剤として、パラフィンワックスやマイクロクリスタリンワックスなど造核剤、着色剤、老化防止剤などを添加することができる。

以下、実施例、比較例に基づき本発明をより詳細に説明する。ただし、本発明は実施例に何ら限定されるものでない。

実施例１
分子量２０００の結晶性ポリエステルポリオールであるＨＳ ２Ｈ−２０１ＡＰ（豊国製油社製、商品名）１００重量部、液状ポリオールとして液状ポリエステルポリオールであるＨＳ ２Ｅ−５８１Ａ（豊国製油社製、商品名）５０重量部、液状ポリオールとしてポリエーテルポリオールであるＰＲ３００７（ＡＤＥＫＡ社製、商品名）５０重量部、粘着付与樹脂であるエステルガムＨＤ（荒川化学社製、商品名）２０重量部、アミン系触媒としてＪＥＦＦＣＡＴ ＤＭＤＥＥ（三井化学ファイン社製、商品名）０．１重量部を攪拌装置、温度制御装置、真空ポンプを取り付けたセパラブルフラスコに入れ、１００℃、減圧下で２時間攪拌し、脱水した。次に、その系にミリオネートＭＴ（４、４’-ＭＤＩ、日本ポリウレタン工業社製）を４８重量部（ＮＣＯ／ＯＨ＝２．５）加え、１００℃、窒素雰囲気下で２時間攪拌し、反応させ、常温で固体の実施例１の反応性ホットメルト接着剤を得た。

実施例２、３、比較例１〜３
実施例１で用いたポリオールの他、分子量４５００の結晶性ポリエステルポリオールであるＨＳ ２Ｈ−４５１Ａ（豊国製油社製、商品名）、分子量５００００の結晶性ポリエステルポリオールであるＣＡＰＡ６５００（日本ソルベイ社製、商品名）、非晶性ポリエステルポリオールであるＨＳポリオール１０００（豊国製油社製、商品名）を用いてポリオールの組成とアミン系触媒の添加量を表１のように変更し、さらにＮＣＯ／ＯＨが表１記載の値となるようにミリオネートＭＴの配合量を変更した他は実施例１と同様に行い、各反応性ホットメルト接着剤を得た。各反応性ホットメルト接着剤について以下の方法で評価を行った。

初期接着力
ロール温度を１２０℃に設定したホットロールコーターを用いて、各反応性ホットメルト接着剤をパーチクルボード（１００ｍｍ×９０ｍｍ、１５ｍｍ厚）に８０ｇ／ｍ²塗布し、ステンレス板（１００ｍｍ×１００ｍｍ、０．６ｍｍ厚）を貼り合わせた。さらに、パーチクルボードの裏面にも同様に８０ｇ／ｍ²接着剤を塗布し、ステンレス板（１００ｍｍ×１００ｍｍ、０．６ｍｍ厚）を貼り合わせた。両面にステンレス板を貼り合わせ後、すぐに０．０９８Ｎ／ｍｍ²の圧力で１５分間圧締し、解圧後すぐにステンレス板を強制はく離した。パーチクルボードの材料破壊となったものを○、接着剤の凝集破壊または界面はく離となったものを×とした。

ずらし性
大きなステンレス板を用意しておき、ロール温度を１２０℃に設定したホットロールコーターを用いて、各反応性ホットメルト接着剤をパーチクルボード（１００ｍｍ×１００ｍｍ、１５ｍｍ厚）に８０ｇ／ｍ²塗布し、ステンレス板に積み重ねるように貼り合わせ、パーチクルボードに５ｋｇの重りを５秒間のせて接着した。１分後にパーチクルボードにフックをかけ、デジタルフォースゲージを用いて水平方向に引っ張り、せん断接着強さを測定した。

実施例の各反応性ホットメルト接着剤は初期接着力に優れ、貼り合わせ後に被着体を小さな力でずらすことができた。一方、比較例の各反応性ホットメルト接着剤は初期接着力に劣るか、貼り合わせ後に被着体を小さな力でずらすことができなかった。

Claims (1)

1. 少なくとも分子量が３０００以下の結晶性ポリエステルポリオール１００重量部に対して液状ポリオール５０〜２００重量部を含有するポリオール混合物と、ポリイソシアネートとを反応させて得られるイソシアネート末端ウレタンプレポリマーを含有することを特徴とする反応性ホットメルト接着剤。