JP2013216750A - ホットメルト接着剤組成物 - Google Patents

Abstract

【課題】熱交換エレメントを形成する，ポリプロピレン製の波形板状体と紙，との接着用途において十分な接着性能を有し，また，紙を汚染する可能性がある熱可塑性ポリマーを含まないホットメルト接着剤組成物を提供することにある。
【解決手段】非結晶性ポリエステルポリオールと，結晶性ポリエステルポリオールと，２３℃で液状のポリエステルポリオールと，ポリエーテルポリオールと，ポリブタジエンポリオールと，イソシアネート化合物とを反応させて得られた反応性ウレタンプレポリマーから成ることを特徴とするホットメルト接着剤組成物である。
【選択図】なし

Description

本発明は，排気と吸気を紙素材の仕切板で隔てて交差させ，熱・湿気を移し替える熱交換エレメントの形成に使用するホットメルト接着剤組成物に関し，詳しくは，一方向に複数の樋形状の凹凸が形成されたポリプロピレン製の波形板状体と紙とを接着するホットメルト接着剤組成物に関する。

従来，ポリプロピレン等のポリオレフィン樹脂の接着面を特別に処理することなく良好な接着性を有する接着剤組成物として，活性水素基含有液状ジエン系重合体，ポリイソシアネート化合物及び瀝青物質からなるポリオレフィン樹脂接着用組成物が提案されている（特許文献１）。ここでいう活性水素基含有液状ジエン系重合体とは，分子末端に水酸基，アミノ基，イミノ基，カルボキシル基，メルカプト基などの活性水素基を有する数平均分子量が３００〜２５０００，好ましくは５００〜１００００の液状ジエン系重合体であり，該液状ジエン系重合体とは炭素数４〜１２のジエン重合体，ジエン共重合体，さらにはこれらジエンモノマーと炭素数２〜２２のα−オレフィン性付加重合性モノマーとの共重合体であり，具体的にはブタジエンホモポリマー，イソプレンホモポリマー，ブタジエン−スチレンコポリマー，ブタジエン−アクリルニトリルコポリマーなどが例示されている。

一方，特許文献１に例示され分子末端が水酸基を有するポリブタジエンポリオールをを必須とするポリオール成分にイソシアネート成分を反応させてなり，該ポリブタジエンポリオールが１，２−ビニル結合を有する特定の構造単位を８５％以上有するものである反応性ウレタンプレポリマー，および，熱可塑性ポリマーとしてスチレン−イソプレン−スチレン系ブロックコポリマーを前記ポリオール成分１００重量部に対して１０〜４０重量部の割合で含有してなる，湿気硬化型接着剤組成物が提案されている（特許文献２）。

特開昭６０−２１９２７９号公報 特許第４３２７００６号公報

しかし，特許文献１に示されるポリオレフィン樹脂接着用組成物は，あくまでポリオレフィン樹脂に対する接着性能が良好な接着用組成物として提案はされていても，本願発明が目的としている熱交換エレメントを形成する，ポリプロピレン製の波形板状体と紙，とを接着する用途では十分な接着性能を有していないという課題がある。

また，特許文献２に示される湿気硬化型接着剤組成物は，熱可塑性ポリマーを含有しているため，一の被着体が紙素材である場合には，該熱可塑性ポリマーが紙素材を汚染し，湿気の透過性能を阻害する場合があるという課題がある。

本発明が解決しようとする課題は，熱交換エレメントを形成する，ポリプロピレン製の波形板状体と紙，との接着用途において十分な接着性能を有し，また，紙を汚染する可能性がある熱可塑性ポリマーを含まないホットメルト接着剤組成物を提供することにある。

請求項１記載の発明は，非結晶性ポリエステルポリオールと，結晶性ポリエステルポリオールと，２３℃で液状のポリエステルポリオールと，ポリエーテルポリオールと，ポリブタジエンポリオールと，イソシアネート化合物とを反応させて得られた反応性ウレタンプレポリマーから成ることを特徴とするホットメルト接着剤組成物である。

請求項２記載の発明は，結晶性ポリエステルポリオールは，非結晶性ポリエステルポリオール１００重量部に対して６０〜９０重量部であることを特徴とする請求項１記載のホットメルト接着剤組成物である。

請求項３記載の発明は，前記ポリエステルポリオールは，非結晶性ポリエステルポリオール１００重量部に対して１２０〜１６０重量部であることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のホットメルト接着剤組成物である。

請求項４記載の発明は，ポリエーテルポリオールは，非結晶性ポリエステルポリオール１００重量部に対して７５〜１１０重量部であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のホットメルト接着剤組成物である。

請求項５記載の発明は，ポリブタジエンポリオールは，非結晶性ポリエステルポリオール１００重量部に対して３０〜５０重量部であることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のホットメルト接着剤組成物である。

請求項６記載の発明は，イソシアネート化合物はメチレンジフェニルジイソシアネートであることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載のホットメルト接着剤組成物である。

請求項７記載の発明は，ＮＣＯ基の数とＯＨ基の数の比が１．５〜２．５であることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載のホットメルト接着剤組成物である。

請求項８記載の発明は，ポリエーテルポリオールは重量平均分子量が１５００以上３０００以下のポリエーテルポリオールと，重量平均分子量が５００以上１５００未満のポリエーテルポリオールとから成ることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれかに記載のホットメルト接着剤組成物である。

請求項９記載の発明は，重量平均分子量が５００以上１５００未満のポリエーテルポリオールは，重量平均分子量が１５００以上３０００以下のポリエーテルポリオール１００重量部に対して，８０〜１２０重量部であることを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれかに記載のホットメルト接着剤組成物である。

本発明に係るホットメルト接着剤組成物は，熱交換エレメントを形成する，ポリプロピレン製の波形板状体と紙，との接着用途において十分な接着性能を有するという効果があり，また，紙を汚染する可能性がなく，湿気の移動を阻害することが無いという効果がある。

以下本発明について詳細に説明する。

本発明のホットメルト接着剤組成物は，非結晶性ポリエステルポリオールと，結晶性ポリエステルポリオールと，２３℃で液状のポリエステルポリオールと，ポリエーテルポリオールと，ポリブタジエンポリオールと，イソシアネート化合物とを反応させて得られた反応性ウレタンプレポリマーから成り，必要に応じて消泡剤，反応触媒が配合される。

非結晶性ポリエステルポリオール
本発明に使用される非結晶性ポリエステルポリオールは，初期の接着力を向上させることを目的として配合される。イソフタル酸，テレフタル酸等の芳香族カルボン酸を含むカルボン酸と，エチレングリコール，ネオペンチルグリコール等の２以上の水酸基を有するポリオールとの縮合重合物であり，結晶性を有しない。重量平均分子量は２０００〜４０００が好ましい。重量平均分子量が２０００未満では，初期の接着力が不足することとなり，重量平均分子量が４０００超では，加熱溶融時の粘度が高くなり、作業性が低下することとなる。市販の非結晶性ポリエステルポリオールとしてはＤＹＮＡＣＯＬＬ ７１３１（商品名，Ｍｗ：３０００，粘度：１０Ｐａ・ｓ／１３０℃，水酸基価：約３５，Ｅｖｏｎｉｋ製）がある。

結晶性ポリエステルポリオール
本発明に使用される結晶性ポリエステルは，ポリブタジエンポリオールと他のポリエステルポリオールやポリエーテルポリオールとの相溶性を向上させる目的として配合される。アジピン酸等の芳香族を含まないカルボン酸と１．６ヘキサンジオール等の２以上の水酸基を有するポリオールとの縮合重合物であり，結晶性を有する。重量平均分子量は，２０００〜７０００が好ましい。重量平均分子量が２０００未満では，加熱溶融時の粘度が低くなり、接着力が低下することとなり，重量平均分子量が７０００超では，加熱溶融時の粘度が高くなり、作業性が低下することとなる。市販の結晶性ポリエステルポリオールとしてはＤＹＮＡＣＯＬＬ ７３８０（商品名，Ｍｗ：３５００，粘度：２Ｐａ・ｓ／８０℃，水酸基価：約３０，Ｅｖｏｎｉｋ製）がある。非結晶性ポリエステルポリオール１００重量部に対して６０〜９０重量部を配合することが好ましい。６０重量部未満では粘着性が不足し，９０重量部超では，塗布作業性が不良となる。

２３℃で液状のポリエステルポリオール
本発明に使用される２３℃で液状のポリエステルポリオールは，粘着性能を保持しながら塗布作業時に加熱溶融させた際の粘度を低下させることを目的として配合される。アジピン酸等のカルボン酸と，エチレングリコール，ネオペンチルグリコール，１，６−ヘキサンジオール等の２以上の水酸基を有するポリオールとの縮合重合物であり，２３℃で液体の性状を有している。重量平均分子量は，３０００〜７０００が好ましい。重量平均分子量が３０００未満では，粘着性が不足することとなり，重量平均分子量が７０００超では，加熱溶融時の粘度が高くなり、作業性が低下することとなる。配合量は，非結晶性ポリエステルポリオール１００重量部に対して１２０〜１６０重量部が好ましい。１２０重量部未満では加熱溶融させた際の粘度が高く塗布作業性が不良となり，１６０重量部超では粘着性が不良となる。市販の２３℃で液状のポリエステルポリオールには，ＤＹＮＡＣＯＬＬ ７２５０（商品名，Ｍｗ：５５００，粘度：５Ｐａ・ｓ／８０℃，水酸基価：約２１，Ｅｖｏｎｉｋ製）がある。

ポリエーテルポリオール
本発明に使用されるポリエーテルポリオールは，主として塗布作業時に加熱溶融させた際の粘度を低下させることを目的として配合される。エチレングリコール，ネオペンチルグリコール，１，６−ヘキサンジオール等の２以上の水酸基を有するポリオールにエチレンオキサイド，プロピレンオキサイド、テトラヒドロフランを付加重合することにより得られる。重量平均分子量は，５００〜３０００が好ましい。重量平均分子量が５００未満では，加熱溶融時の粘度が低くなり、接着力が低下することとなり，重量平均分子量が３０００超では，加熱溶融時の粘度が高くなり、作業性が低下することとなる。配合量は非結晶性ポリエステルポリオール１００重量部に対して７５〜１１０重量部であることが好ましい。７５重量部未満では加熱溶融させた際の粘度が高く塗布作業性が不良となり，１１０重量部超では粘着性が不良となる。市販のポリエーテルポリオールには，ハイフレックスＤ−２０００（商品名，Ｍｗ：２０００，水酸基価：約５６，第一工業製薬社製）や，ハイフレックスＤ−１０００（商品名，Ｍｗ：１０００，水酸基価：約１１０，第一工業製薬社製）がある。

重量平均分子量５００以上１５００未満のポリエーテルポリオールと重量平均分子量が１５００以上３０００以下のポリエーテルポリオールを併用する場合は，重量平均分子量が５００以上１５００未満のポリエーテルポリオールの配合量は，重量平均分子量が１５００以上３０００以下のポリエーテルポリオール１００重量部に対して，８０〜１２０重量部であることが好ましい。８０重量部未満では，加熱溶融させた際の粘度が高く塗布作業性が不良となり，１２０重量部超では粘着性が不良となる。

ポリブタジエンポリオール
本発明に使用されるポリブタジエンポリオールは，主としてポリオレフィン樹脂に対する付着性を得るために配合される。ポリブタジエンポリオールは，分子末端に水酸基を有する液状ブタジエン共重合体であり，重量平均分子量は３００〜５０００が好ましい。重量平均分子量が３００未満ではポリオレフィン樹脂に対する付着性が不良となり，５０００超ではポリオレフィン樹脂に対する濡れ性が不良となる。配合量は非結晶性ポリエステルポリオール１００重量部に対して３０〜５０重量部であることが好ましい。３０重量部未満ではポリオレフィン樹脂に対する付着性が不良となり，５０重量部超では加熱溶融させた際の粘度が低くなりすぎて塗布作業性が不良となる。市販のポリブタジエンポリオールとしては，Ｇ−３０００（商品名，Ｍｗ：３０００，水酸基価：約３２，日本曹達製）やＫＲＡＳＯＬ ＬＢＨ３０００（商品名，Ｍｗ：３０００，水酸基価：約３３，出光製）がある。

イソシアネート化合物
本発明に使用されるイソシアネート化合物は，特に制限されることはない。例えば，メチレンジフェニルジイソシアネート（ＭＤＩ），トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ），メチレンジフェニルジイソシアネートの水素添加物（水添ＭＤＩ），ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＭＩ），イソフォロンジイソシアネート（ＩＰＤＩ）等がある。これらの中ではＭＤＩが汎用的であることから，より好ましい。市販のＭＤＩとしてはミリオネートＭＴ（商品名，４，４‘メチレンジフェニルジイソシアネート，ＮＣＯ重量％：３３．６％，日本ポリウレタン工業製）がある。

本発明のホットメルト接着剤組成物は，非結晶性ポリエステルポリオールと，結晶性ポリエステルポリオールと，２３℃で液状のポリエステルポリオールと，ポリエーテルポリオールと，ポリブタジエンポリオールと，イソシアネート化合物とを反応させて得られた反応性ウレタンプレポリマーから成ることを特徴とするが，ＮＣＯ基の数とＯＨ基の数の比が１．５〜２．５として反応させることが好ましい。ＮＣＯ基の数とＯＨ基の数の比が１．５未満では加熱溶融時の粘度が著しく高くなり、作業性が悪化することとなり，２．５超ではイソシアネート含有率が高くなり，作業時のイソシアネート化合物の空気中への飛散が懸念され作業環境が悪化する。

以下，実施例及び比較例にて本出願に係るホットメルト接着剤組成物について具体的に説明する。

実施例１及び実施例２
表１に示す配合にて，イソシアネート化合物以外のすべての材料を攪拌装置，温度制御装置，真空ポンプを取り付けた１Ｌのセパラブルフラスコ内に投入し，１００℃，減圧下で２時間攪拌し，脱水する。その後イソシアネート化合物であるミリオネートＭＴをＮＣＯ基の数とＯＨ基の数の比を２．０となるように，表１に示す配合量を投入し，１００℃窒素雰囲気下で２時間攪拌反応させ，２３℃に徐冷し固体状態の湿気硬化型の反応性を有する実施例１及び実施例２のホットメルト接着剤組成物を得た。ダッポーＳＮ−３５１（商品名，サンノプコ製）は消泡剤であり，触媒にはジモルホリノジエチルエーテルＪＤ
ＤＭＤＥＥ（商品名，三井化学ファイン製）を使用した。

比較例１乃至比較例５
表１に示す配合にて，実施例１及び実施例２と同様の方法にて比較例１乃至比較例５のホットメルト接着剤組成物を得た。なお，ポリカプロラクトンＣＡＰＡ６５００（商品名，Ｓｏｌｖａｙ製），エステルガムＨＴ（商品名，荒川化学製），α−ポリオレフィンｖｅｓｔｏｐｌａｓｔ５０８（商品名，Ｅｖｏｎｉｋ 製），ポリイソプレンポリオールＰｏｌy ｉｐ（商品名，出光製）は，ポリプロピレンに対する付着性を改良する目的で配合した。

評価項目および評価方法

粘度
実施例及び比較例のホットメルト接着剤組成物を，１２０℃に加熱溶融時の粘度をＢｒｏｏｋｆｉｅｌｄ社製 ＲＶＤ Ｖ−１＋（商品名）を用いて，２９号ローター１０ｒｐｍ時の粘度を測定した。

タックフリータイム
実施例及び比較例のホットメルト接着剤組成物を１２０℃で加熱溶融後，ただちに，幅３０ｍｍ厚さ１２５μｍでポリプロピレン板上に塗布し，１分おきに指触してタックが無くなった時間をタックフリータイム（分）として測定した。

１８０度ピール強度及び破壊状態
実施例及び比較例のホットメルト接着剤組成物を１２０℃で加熱溶融後，ポリプロピレン板上に幅３０ｍｍ厚さ１２５μｍで塗布し，ただちに２５ｍｍ×１５０ｍｍの上質紙（坪量約６８ｇ／ｍ^２）を貼り付ける。その後２３℃５０％ＲＨで２４時間養生し，デジタルフォースゲージ（商品名，ＩＭＡＤＡ製）で該上質紙を１８０度方向に引張り，その最大強度を１８０度ピール強度（Ｎ／２５ｍｍ）として測定した。また破壊状態を目視で観察し，界面での破壊割合（％）と材料の破壊割合（％）を求めた。

評価結果
評価結果を表２に示す。実施例１及び実施例２は粘度が１００００ｍＰａ・ｓ以下／１２０℃であり，塗布作業性は良好であり，またタックフリータイムは２０分程度あるため，同様に塗布作業性が良好である。また１８０度ピール強度は１０Ｎ／２５ｍｍで十分な接着性を有し，破壊状態も１００％材料破壊であった。

Claims (9)

1. 非結晶性ポリエステルポリオールと，結晶性ポリエステルポリオールと，２３℃で液状のポリエステルポリオールと，ポリエーテルポリオールと，ポリブタジエンポリオールと，イソシアネート化合物とを反応させて得られた反応性ウレタンプレポリマーから成ることを特徴とするホットメルト接着剤組成物。
2. 結晶性ポリエステルポリオールは，非結晶性ポリエステルポリオール１００重量部に対して６０〜９０重量部であることを特徴とする請求項１記載のホットメルト接着剤組成物。
3. 前記２３℃で液状のポリエステルポリオールは，非結晶性ポリエステルポリオール１００重量部に対して１２０〜１６０重量部であることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のホットメルト接着剤組成物。
4. ポリエーテルポリオールは，非結晶性ポリエステルポリオール１００重量部に対して７５〜１１０重量部であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のホットメルト接着剤組成物。
5. ポリブタジエンポリオールは，非結晶性ポリエステルポリオール１００重量部に対して３０〜５０重量部であることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のホットメルト接着剤組成物。
6. イソシアネート化合物はメチレンジフェニルジイソシアネートであることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載のホットメルト接着剤組成物。
7. ＮＣＯ基の数とＯＨ基の数の比が１．５〜２．５であることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載のホットメルト接着剤組成物。
8. ポリエーテルポリオールは重量平均分子量が１５００以上３０００以下のポリエーテルポリオールと，重量平均分子量が５００以上１５００未満のポリエーテルポリオールとから成ることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれかに記載のホットメルト接着剤組成物。
9. 重量平均分子量が５００以上１５００未満のポリエーテルポリオールは，重量平均分子量が１５００以上３０００以下のポリエーテルポリオール１００重量部に対して，８０〜１２０重量部であることを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれかに記載のホットメルト接着剤組成物。