JP2012201687A - 湿気硬化性ポリウレタンホットメルト接着剤およびそれを用いた造作部材 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 脂環構造含有ポリオール(A−1)と融点が60〜80℃の結晶性ポリエステルポリオール(A−2)とを含有するポリオール(A)と、ポリイソシアネート(B)と、を反応させて得られるウレタンプレポリマーを含有してなる湿気硬化性ポリウレタンホットメルト接着剤であって、
前記脂環構造含有ポリオール(A−1)が、脂環構造含有多塩基酸(a−1−1)と、グリコール(a−1−2)と、を反応させて得られるポリエステルポリオールであることを特徴とする湿気硬化性ポリウレタンホットメルト接着剤。
【選択図】 なし
Description
その結果、特定の脂環構造含有ポリエステルポリオールを含有するポリオールを使用することにより、低温における適度なオープンタイムと防湿性能とを両立する湿気硬化性ポリウレタンホットメルト接着剤が得られることを見出し、本発明を完成するに至った。
前記脂環構造含有ポリオール(A−1)が、脂環構造含有多塩基酸(a−1−1)と、グリコール(a−1−2)と、を反応させて得られるポリエステルポリオールであることを特徴とする湿気硬化性ポリウレタンホットメルト接着剤およびそれを用いた造作部材を提供するものである。
また、本発明は、ポリオールとして、特定のポリカプロラクトンポリオールを更に含有することにより、低温における適度なオープンタイム及び防湿性能に加え、更に初期クリープ性(初期接着性)にも優れる湿気硬化性ポリウレタンホットメルト接着剤を提供することができる。
これらのなかでも、低温における適度なオープンタイムと防湿性能とのバランス及び原料入手の容易性の観点から、側鎖含有グリコールを使用することが好ましく、ネオペンチルグリコール、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールエステル、2−メチルプロパンジオールを使用することがより好ましい。
(一般式(1)中、R1およびR2は、それぞれ独立して、炭素原子数が偶数の直鎖のアルキレン基を示し、かつR1およびR2の有する炭素原子数の合計が12以上である。nは3〜40の整数を示す。)
で表されるものを使用することがより好ましい。
しく、9〜15の範囲内であることがさらに好ましい。nが3以上である場合、湿気硬化
型ホットメルト接着剤の硬化後の機械強度および防湿性能が特に良好である。また、nが40以下である場合、湿気硬化型ホットメルト接着剤の溶融粘度が高くなり過ぎず、作業性、加工性が特に良好である。
ある直鎖脂肪族ジオールと炭素原子数が偶数である直鎖脂肪族ジカルボン酸とを縮合反応
させることによって製造することができる。直鎖脂肪族ジオールとしては、たとえばエチ
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、1,8−オクタ
ンジオール、10−デカンジオール等を使用することができ、好ましくは1,6−ヘキサ
ンジオール、1,8−オクタンジオール、1,10−デカンジオールを使用することがで
きる。
と直鎖脂肪族ジカルボン酸との組み合わせは、前述の一般式(1)で示されるR1および
R2に含まれる炭素原子数の合計が12以上、好ましくは12〜20の範囲内で適宜選択
することができる。なかでも、直鎖脂肪族ジオールとして1,6−ヘキサンジオールを、
直鎖脂肪族ジカルボン酸として1,12−ドデカンジカルボン酸またはセバシン酸を反応
させて得られる長鎖脂肪族ポリエステルポリオールを使用することが好ましい。
ーの分子構造に起因する性質であり、常温では固体であるが加熱によって溶融して塗布可
能となるため、溶融状態で塗布し、冷えると固化し接着性を発現することができる性質で
ある。
動状態あるいは液状となる性質もしくは物質の総称であり、例えばエチレン酢酸ビニル系
に代表されるホットメルトなどが一般に知られている。ホットメルトは、無溶剤型である
とともに、常温では固体あるいは粘稠な性状であるが、熱を加えると溶融して塗布が可能
な状態となり、冷却により再度凝集力が出る性状を有すため、無溶剤型の接着剤として有用である。
が低いほど作業性は良好となり、逆に、軟化点が高いほど最終接着強さは良好になる傾向
がある。
、40〜120℃の範囲内であることが好ましい。ウレタンプレポリマーの軟化点が40
℃以上である場合、最終接着強さが良好であり、120℃以下である場合、作業性が良好
である。ウレタンプレポリマーの軟化点は、60℃以上であることがさらに好ましく、ま
た100℃以下であることがさらに好ましい。なお、本発明でいう軟化点とは、ウレタン
プレポリマーの温度を段階的に上昇させた場合に、熱流動し始め凝集力を失う温度をいう
。なお、本発明における軟化点は、JIS K 5902に準拠した環球法により求めら
れた値である。
の裏面、即ち基材側となる面に、樹脂等によるプライマー処理が施されていてもよい。
また、本発明は、ポリオールとして、特定のポリカプロラクトンポリオールを更に含有することにより、低温における適度なオープンタイム及び防湿性能に加え、更に初期クリープ性にも優れる湿気硬化性ポリウレタンホットメルト接着剤を提供することができる。
また、本発明では、特に断りのない限り、「部」は「質量部」、「%」は「質量%」である。
<脂環構造含有ポリオール(A−1−1)の合成>
2リットルのフラスコに1,4−シクロヘキサンジカルボン酸を560質量部、ネオペンチルグリコールを440質量部、及びエステル化触媒としてテトライソプロポキシチタンを0.05質量部添加し、120℃でそれらを溶融した。次いで、撹拌しながら3〜4時間かけて220℃へ昇温し4時間保持した後、100℃に冷却することによって、脂環構造含有ポリオール(A−1−1)(数平均分子量1000、酸価0.7、水酸基価111.8)を得た。なお、前記(A−1−1)は、表1〜2においては、「NPG/CHDA#1000」と略す。
<脂環構造含有ポリオール(A−1−2)の合成>
2リットルのフラスコに1,4−シクロヘキサンジカルボン酸を520質量部、ネオペンチルグリコールを480質量部、及びエステル化触媒としてテトライソプロポキシチタンを0.05質量部を添加し、120℃でそれらを溶融した。次いで、撹拌しながら3〜4時間かけて220℃へ昇温し4時間保持した後、100℃に冷却することによって、脂環構造含有ポリオール(A−1−2)(数平均分子量600、酸価0.5、水酸基価188.2)を得た。なお、前記(A−1−2)は、表1〜2においては、「NPG/CHDA#600」と略す。
<結晶性ポリエステルポリオール(A−2−1)の合成>
2リットルのフラスコに1,12−ドデカン二酸を600質量部、1,6−ヘキサンジオールを400質量部、及びエステル化触媒としてテトライソプロポキシチタンを0.05質量部を添加し、120℃でそれらを溶融した。次いで、撹拌しながら3〜4時間かけて220℃へ昇温し4時間保持した後、100℃に冷却することによって、結晶性ポリエステルポリオール(A−2−1)(数平均分子量3500、酸価0.4、水酸基価31.6、融点72℃)を得た。なお、前記(A−2−1)は、表1〜2においては、「HG/DDA」と略す。
2リットル4ツ口フラスコ内で、合成例1で得られた脂環構造含有ポリオール(A−1−1)47.51質量部、合成例3で得られた結晶性ポリエステルポリオール(A−2−1)14質量部とを混合し、100℃で減圧加熱することにより、2リットル4ツ口フラスコ内の全量に対する水分が0.05質量%となるまで脱水した。
2リットル4ツ口フラスコ内で、エタナコールUC−100(宇部興産(株)製、シクロヘキサンジメタノールからなるポリカーボネートジオール、数平均分子量;1000、表1〜2においては、「CHDM−PC」と略す。)7.1質量部と、エタナコールUM−90 1/1(宇部興産(株)製、シクロヘキサンジメタノール及び1,6−ヘキサンジオールからなるポリカーボネートジオール(シクロヘキサンジメタノール/1,6−ヘキサンジオール=1/1の質量比)、数平均分子量;900、表1〜2においては、「CHDM/HG(1/1)−PC」と略す。)49.6質量部と、合成例3で得られた結晶性ポリエステルポリオール(A−2−1)14.2質量部とを混合し、100℃で減圧加熱することにより、2リットル4ツ口フラスコ内の全量に対する水分が0.05質量%となるまで脱水した。
得られた湿気硬化性ポリウレタンホットメルト接着剤を120℃で加熱溶融させたときの溶融粘度をICI型コーンプレート粘度計(ICI社製、コーン直径;19.5mm、コーン角度;2.0°)を用いて測定した。
得られた湿気硬化性ポリウレタンホットメルト接着剤を120℃に溶融してから、ポリプロピレンシート上に50μmの厚みとなるように塗布した。次いで、該接着剤塗布層の上にクラフト紙を載置し、10℃の恒温層へ放置した。10℃の恒温層へ放置した時点を基点とし、前記クラフト紙が前記接着剤塗布層に接着しなくなるまでの時間を測定し、オープンタイム(10℃)とした。
なお、オープンタイム(10℃)としては、100〜300秒であるものが、低温における適度なオープンタイムを有するものであると評価した。
前記オープンタイムが100秒を下回る場合は、貼り合わせ可能時間が短く、300秒を上回る場合は、硬化時間が遅いため、低温における適度なオープンタイムではないと評価した。
防湿性能は、透湿度で評価した。
表面温度100℃に調整したガラス板上に、ポリエチレンテレフタレートからなる離型フィルムを載置した。該離型フィルム上に、120℃で加熱溶融した湿気硬化性ポリウレタンホットメルト接着剤を、膜厚が100μmになるようにアプリケーターを用いて塗布し、塗布物とした。該塗布物を、温度23℃および相対湿度65%の雰囲気下で1週間養生した後、該湿気硬化性ポリウレタンホットメルト接着剤から形成されたフィルムを該離型フィルムから剥離し、測定用試料とした。該測定用試料の透湿度を、透湿度カップ法(JIS Z 0208 B法)に基づいて測定した(単位;g/m2・24hr)。
2リットル4ツ口フラスコ内で、合成例1で得られた脂環構造含有ポリオール(A−1−1)47.51質量部、合成例3で得られた結晶性ポリエステルポリオール(A−2−1)14質量部、ポリカプロラクトンポリオール(パーストープ社製、分子量80000、表1〜2においては「PCL#80000」と略す。)14質量部とを混合し、100℃で減圧加熱することにより、2リットル4ツ口フラスコ内の全量に対する水分が0.05質量%となるまで脱水した。
2リットル4ツ口フラスコ内で、合成例2で得られた脂環構造含有ポリオール(A−1−2)36質量部、合成例3で得られた結晶性ポリエステルポリオール(A−2−1)14質量部、ポリカプロラクトンポリオール(パーストープ社製、分子量80000)14質量部とを混合し、100℃で減圧加熱することにより、2リットル4ツ口フラスコ内の全量に対する水分が0.05質量%となるまで脱水した。
2リットル4ツ口フラスコ内で、エタナコールUC−100 7.1質量部と、エタナコールUM−90 1/1 36.5質量部と、合成例3で得られた結晶性ポリエステルポリオール(A−2−1)14質量部と、ポリカプロラクトンポリオール(パーストープ社製、分子量80000)14質量部とを混合し、100℃で減圧加熱することにより、2リットル4ツ口フラスコ内の全量に対する水分が0.05質量%となるまで脱水した。
実施例2−3及び比較例1−2で得られた湿気硬化性ポリウレタンホットメルト接着剤を120℃に溶融した後、該溶融した湿気硬化性ポリウレタンホットメルト接着剤をポリプロピレンシート上に50μmの厚みとなるように塗布し、次いで、該接着剤塗布層の上にMDF(ミディアム デンシティ ファイバーボード)を載置し、貼り合わせた。前記貼り合わせから3分後に、35℃の雰囲気下で、該MDFに対し、75gの荷重を90°方向に与え、15分後の該MDFの剥離長さを測定した。
なお、該剥離長さが5mm以下であるものは、初期クリープ性に優れると評価した。
また、表2には、比較例1で得られた湿気硬化性ポリウレタンホットメルト接着剤の初期クリープの評価結果も示す。
Claims (11)
- 脂環構造含有ポリオール(A−1)と融点が60〜80℃の結晶性ポリエステルポリオール(A−2)とを含有するポリオール(A)と、ポリイソシアネート(B)と、を反応させて得られるウレタンプレポリマーを含有してなる湿気硬化性ポリウレタンホットメルト接着剤であって、
前記脂環構造含有ポリオール(A−1)が、脂環構造含有多塩基酸(a−1−1)と、グリコール(a−1−2)と、を反応させて得られるポリエステルポリオールであることを特徴とする湿気硬化性ポリウレタンホットメルト接着剤。 - 前記脂環構造含有多塩基酸(a−1−1)が、シクロヘキサン環を有するジカルボン酸又はその誘導体である、請求項1に記載の湿気硬化性ポリウレタンホットメルト接着剤。
- 前記シクロヘキサン環を有するジカルボン酸が、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸、及び水添無水フタル酸のいずれかより選ばれる1種以上である、請求項2に記載の湿気硬化性ポリウレタンホットメルト接着剤。
- 前記グリコール(a−1−2)が、側鎖含有グリコールである、請求項1に記載の湿気硬化性ポリウレタンホットメルト接着剤。
- 前記側鎖含有グリコールが、ネオペンチルグリコール、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールエステル及び2−メチルプロパンジオールからなる群より選ばれる1種以上である、請求項4に記載の湿気硬化性ポリウレタンホットメルト接着剤。
- 前記脂環構造含有ポリオール(A−1)の数平均分子量が、500〜2500のである、請求項1に記載の湿気硬化性ポリウレタンホットメルト接着剤。
- 前記ポリオール(A)が、20000〜200000の数平均分子量のポリカプロラクトンポリオール(A−3)を更に含有するものである、請求項1に記載の湿気硬化性ポリウレタンホットメルト接着剤。
- 前記ポリオール(A)中における、前記脂環構造含有ポリオール(A−1)と、前記融点が60〜80℃の結晶性ポリエステルポリオール(A−2)と、前記20000〜200000の数平均分子量のポリカプロラクトンポリオール(A−3)と、の質量割合が、(A−1)/(A−2)/(A−3)=50〜90/5〜45/5〜30であることを特徴とする、請求項8に記載の湿気硬化性ポリウレタンホットメルト接着剤。
- 基材と、シート状又はフィルム状の表面部材と、前記基材および前記表面部材を接着する接着剤層と、を有し、前記接着剤層は請求項1〜9のいずれか1項に記載の湿気硬化性ポリウレタンホットメルトを硬化して形成されてなる、造作部材。
- 前記基材が木質基材であり、前記表面部材が、ポリ塩化ビニルからなるフィルムおよびシート、ポリオレフィンからなるフィルムおよびシート、ポリエチレンテレフタレートからなるフィルムおよびシート、紙、から選択されるいずれかである、請求項10に記載の造作部材。
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