JP2015151497A - 接着剤組成物およびそれを用いた積層体 - Google Patents
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Abstract
Description
前記ポリイソシアネート成分(A)が、
トリレンジイソシアネート(A−1) と、ポリエーテルポリオール(A−2)を必須とするポリオールを、トリレンジイソシアネート(A−1)のイソシアネート基(以下、イソシアネート基をNCO基と略すこともある)のモル数と前記ポリオール中の水酸基のモル数との比であるNCO/OH比が0.2〜0.9の範囲で反応させ、水酸基を有するウレタンプレポリマを得た後、
前記水酸基を有するウレタンプレポリマと、対称性ジイソシアネート(A−3)と非対称性ジイソシアネート(A−4)とを、トリレンジイソシアネート(A−1)と対称性ジイソシアネート(A−3)と非対称性ジイソシアネート(A−4)とのNCO基の合計モル数と前記ポリオール中の水酸基のモル数との比であるNCO/OH比が1.5〜4.0の範囲で反応させてなるものであり、
(ただし、(A−3)と(A−4)との合計100モル%中、(A−3)が10〜60モル%、(A−4)が40〜90モル%であり、かつ、
対称性ジイソシアネート(A−3)と非対称性ジイソシアネート(A−4)は、それぞれ独立に、トリレンジイソシアネート(A−1)のNCO基(ただし、2つあるNCO基のうち、反応性の低い方のNCO基)よりも反応性の高いNCO基を有する。)、かつ、
前記ポリオール成分(B)が、
ポリエステルポリオール(B−1)及び/または、ポリエーテルポリオール(B−2)(ただし、下記(B−3)と下記(B−4)である場合を除く)と、数平均分子量50以上500未満の、ジオール(B−3)もしくはトリオール(B−4)のうち少なくとも1つ以上と、を含み、
ポリオール成分(B)100モル%中に、1級水酸基を有するポリオールを60モル%以上含む、ポリオール成分であることを特徴とする、接着剤組成物に関する。
非対称性ジイソシアネート(A−4)が、2,4−ジフェニルメタンジイソシアネートを含むことを特徴とする上記接着剤組成物に関する。
まず、ポリイソシアネート成分(A)について説明する。
本発明に用いられるポリイソシアネート成分(A)は、2つの反応工程を経て得られる。
第一反応工程において、トリレンジイソシアネート(A−1)と、ポリエーテルポリオール(A−2)を必須とするポリオールを、トリレンジイソシアネート(A−1)のNCO基のモル数とポリエーテルポリオール(A−2)を必須とするポリオール中の水酸基のモル数との比であるNCO/OH比が0.2〜0.9の範囲で反応させる。従って、末端が水酸基であるウレタンプレポリマとなる。ただし、トリレンジイソシアネート(A−1)の低い反応性を有するNCO基が残存することに伴い、一部、末端にNCO基を有するウレタンプレポリマも得られる。
第二反応工程において、第一反応工程において使用したトリレンジイソシアネート(A−1)の反応性の低いNCO基よりも反応性が高い、対称性ジイソシアネート(A−3)と非対称性ジイソシアネート(A−4)を、(A−3)と(A−4)との合計100モル%中、(A−3)が10〜60モル%、(A−4)が40〜90モル%の比率で第一反応工程において得られたウレタンプレポリマと反応させる。
ここで、第一反応工程及び第二反応工程におけるジイソシアネートの総量のNCO基のモル数と、ポリエーテルポリオール(A−2)を必須とするポリオール中の水酸基のモル数との比であるNCO/OH比が1.5〜4.0の範囲となるように添加し、反応させる。従って、末端がNCO基であるポリイソシアネート成分(A)が得られる。
トリレンジイソシアネート(A−1)としては、以下の例には限定されないが、例えば2,4−トリレンジイソシアネート、2,6−トリレンジイソシアネート等が挙げられる。
これらのトリレンジイソシアネート(A−1)は単独で、または2種以上を混合して用いることができる。以下、2,4−トリレンジイソシアネートを2,4−TDI、2,6−トリレンジイソシアネートを2,6−TDIと略すこともある。
ポリイソシアネート成分(A)を形成するポリオールについて説明する。
ポリオールは、ポリエーテルポリオール(A−2)を必須成分として含有し、その他にポリエステルポリオール(A−5)、後述のポリオール(B)を含有することができる。ポリエーテルポリオール(A−2)は、一般にポリエステルポリオール(A−5)に比して溶融状態での粘度が低いので、無溶剤型接着剤の構成成分であるポリイソシアネート成分(A)を形成する際のポリオールとしては、ポリエーテルポリオール(A−2)を必須とすることが重要である。さらにポリエステルポリオール(A−5)を併用することにより、後述するポリオール成分(B)との相溶性を高めると共に、接着剤組成物の凝集力を高めることができる。
ポリエステルポリオール(A−5)を併用する場合には、ポリオール100重量%中、接着剤組成物の粘度の点から30重量%以下であることが好ましく、1〜30重量%であることがより好ましく、1〜20重量%であることがさらに好ましい。
ポリエーテルポリオール(A−2)としては、数平均分子量が、150〜4,000が好ましく、さらに好ましくは、350〜3,000の範囲である。数平均分子量が4,000より大きい場合、十分な凝集力が得られずに接着強度が不足する場合がある。数平均分子量が150未満の場合、凝集力が高くなり基材密着性が低下する場合がある。
これらのポリエーテルポリオール(A−2)は単独で、または2種以上を混合して用いることができる。
これらのポリエステルポリオール(A−5)は単独で、または2種以上を混合して用いることができる。
対称性ジイソシアネート(A−3)は、トリレンジイソシアネート(A−1)の2つあるNCO基のうち、反応性の低い方のNCO基よりも、反応性の高いNCO基を有する。ここで、「トリレンジイソシアネート(A−1)の2つあるNCO基のうち、反応性の低い方のNCO基」の反応性は、2つのNCO基のうちの1つが反応した後の、未反応のNCO基の反応性のことをいう。対称性骨格のジイソシアネートにおいても、1つ目と2つ目のNCO基の反応性は異なるため、対称性骨格、非対称性骨格問わず、すべてのジイソシアネートにこの定義が適用できる。一方、対称性ジイソシアネート(A−3)の有する2つのNCO基のうち、少なくとも1つが、トリレンジイソシアネート(A−1)の反応性の低いNCO基よりも反応性が高ければ、対称性骨格であれば特に限定されず、芳香族ジイソシアネート、脂肪族ジイソシアネート、脂環族ジイソシアネート等を用いることが出来る。
具体的には、4,4−ジフェニルメタンイソシアネート(別名:4,4−MDI)、1,5−ナフチレンジイソシアネート、4,4’−ジフェニルジメチルメタンジイソシアネート、4,4’−ジベンジルイソシアネート、ブタン−1,4−ジイソシアネート、1,4−フェニレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、メチレンジイソシアネート、シクロヘキサン−1,4−ジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタン−4,4’−ジイソシアネート、ノルボルナンジイソシアネート、等が挙げられるが、イソシアネート反応性、及び凝集力の観点から、4,4−MDIが好ましい。
これらの対称性ジイソシアネート(A−3)は単独で、または2種以上を混合して用いることができる。
非対称性ジイソシアネート(A−4)としては、2つのNCO基のうち、少なくとも1つが、トリレンジイソシアネート(A−1)の反応性の低いNCO基よりも反応性が高く、非対称性骨格であれば特に限定されず、芳香族ジイソシアネート、脂肪族ジイソシアネート、脂環族ジイソシアネート等を用いることが出来る。
具体的には、2,4−ジフェニルメタンイソシアネート(別名:2,4−MDI)、1,3−フェニレンジイソシアネート、2,4−トリレンジイソシアネート、2,6−トリレンジイソシアネート、イソプロピレンジイソシアネート、2,2,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、リジンジイソシアネート、m−キシリレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、1,3−ビス(イソシアネートメチル)シクロヘキサン、メチルシクロヘキサンジイソシアネート、m−テトラメチルキシリレンジイソシアネート、2,6−ジイソシアネート−ベンジルクロライド、等が挙げられるが、イソシアネート反応性、及び凝集力の観点から、2,4−MDIが好ましい。
これらの非対称性ジイソシアネート(A−4)は単独で、または2種以上を混合して用いることができる。
2種類のジイソシアネートの組成比が上記範囲にあることによって、環境湿度を厳しく低湿度に管理せずとも、従来よりも低温エージング及び/または、短時間エージングで同等以上の接着性能を発現できる。対称性ジイソシアネート(A−3)使用量が60モル%より多い場合、高湿度環境下での塗工・重ね合わせ・エージングでは、十分な接着性能を発揮できない。一方、非対称性ジイソシアネート(A−4)使用量が90モル%より多い場合、低温エージング及び/または、短時間エージングでは十分な接着性能を発揮できない。
NCO/OH比が0.2より小さい場合には、トリレンジイソシアネート(A−1)の低い反応性を有するNCO基が反応するためトリレンジイソシアネート(A−1)の凝集密度が高くなり、良好な接着性能を発揮できない傾向がある。また、NCO/OH比が0.9より大きい場合には、高い反応性を有するNCO基が第二反応工程後においても残存し、高湿度環境下での塗工・重ね合わせ・エージングにおいて十分な接着性能を発揮できない場合がある。
前記範囲のNCO/OH比にて反応させることにより、適度な分子量のウレタンプレポリマと、適度な量のNCO基を有することができる。その結果、ポリイソシアネート成分(A)を後述するポリオール成分(B)と混合し接着剤を得、前記接着剤を用い積層体を得た場合、十分な接着強度を得ることができる。
次に本発明に用いられるポリオール成分(B)について説明する。
ポリオール成分(B)は、ポリエステルポリオール(B−1)及び/または、ポリエーテルポリオール(B−2)と、数平均分子量50以上、500未満のジオール(B−3)もしくは数平均分子量50以上、500未満のトリオール(B−4)のうち少なくとも1つ以上を含む。
数平均分子量50以上、500未満のジオール(B−3)もしくは数平均分子量50以上、500未満のトリオール(B−4)を全く含有せず、ポリエステルポリオール(B−1)及び/または、ポリエーテルポリオール(B−2)のみをポリオール成分(B)として用いると、凝集力が不足し十分な接着強度が得られない。
ポリエステルポリオール(B−1)としては、以下の例には限定されないが、例えば、テレフタル酸、イソフタル酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバチン酸等の多価カルボン酸若しくはそれらのジアルキルエステル又はそれらの混合物と、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、ブチレングリコール、ネオペンチルグリコール、1,6−ヘキサンジオール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、3,3′−ジメチロールヘプタン、ポリオキシエチレングリコール、ポリオキシプロピレングリコール等の低分子ジオール類若しくはそれらの混合物とを反応させて得られるポリエステルポリオール或いはポリカプロラクトン、ポリバレロラクトン、ポリ(β−メチル−γ−バレロラクトン)等のラクトン類を開環重合して得られるポリエステルポリオールが挙げられる。ただし、後述する数平均分子量50以上、500未満のジオール(B−3)および、後述する数平均分子量50以上、500未満のトリオール(B−4)を含まない。
ポリエステルポリオール(B−1)は、接着剤組成物の凝集力の観点から、ポリオール成分(B)100重量%中、20重量%以上であることが好ましい。
これらのポリエステルポリオール(B−1)は単独で、または2種以上を混合して用いることができる。
ポリエーテルポリオール(B−2)としては、以下の例には限定されないが、例えば、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、ブチレンオキシド、テトラヒドロフラン等のオキシラン化合物を、例えば、水、エチレングリコール、プロピレングリコール、トリメチロールプロパン、グリセリン等の低分子ジオールを開始剤として重合して得られるポリエーテルポリオール等が挙げられる。ただし、後述する数平均分子量50以上、500未満のジオール(B−3)および、後述する数平均分子量50以上、500未満のトリオール(B−4)を含まない。
これらのポリエーテルポリオール(B−2)は単独で、または2種以上を混合して用いることができる。
数平均分子量50以上、500未満のジオール(B−3)としては、例えば、ポリエステルジオール、ポリエーテルジオール、ポリエーテルエステルジオール、ポリエステルアミドジオール、アクリルジオール、ポリカーボネートジオールや、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、ブチレングリコール、ネオペンチルグリコール、1,6−ヘキサンジオール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、3,3’−ジメチロールヘプタン、2−メチル−1,3−プロパンジオール、等の低分子ジオール類又はそれらの混合物が挙げられる。これらのなかでも、反応性の観点から、低分子ジオール類が好ましい。
数平均分子量50以上、500未満のトリオール(B−4)としては、例えば、ポリエーテルトリオールや、ひまし油、トリメチロールプロパン、グリセリン等の低分子トリオール類又はそれらの混合物が挙げられる。これらのなかでも、反応性の観点から、低分子トリオール類が好ましい。
ポリオール成分(B)は、前記ポリオール(B−1)、(B−2)、ジオール(B−3)、トリオール(B−4)の他に、本発明の目的を損なわない範囲で、その他のポリオール成分を含むことができる。また、本発明の目的を損なわない範囲で、モノオール成分を含むことができる。
前記ポリイソシアネート成分(A)、ポリオール成分(B)成分を混合した直後の70℃での粘度は、好ましくは50〜5000mPa・s、さらに好ましくは100〜3000mPa・sである。
なお、本発明において、混合した直後とは、均一混合後1分以内であることを意味し、溶融粘度はB型粘度計により求めた値を示す。70℃における溶融粘度が5,000mPa・sより大きいと、塗工が困難になり良好な作業性を確保することが難しく、塗工温度を100℃に上げても良好な塗装外観は得られない可能性がある。
100℃以上で塗工するとフィルムが伸びて印刷柄のピッチずれを起こし、ラミネートができなくなる傾向にある。一方、70℃における溶融粘度が50mPa・s未満では、初期凝集力が弱いために十分な接着性能が得られなかったり、基材に接着剤を塗工する際に塗膜の厚みが均一にならず外観不良を生じたり、反りが発生する傾向にある。
本発明の無溶剤型接着剤組成物は、更に、例えば、酸化防止剤、紫外線吸収剤、加水分解防止剤、防徽剤、増粘剤、可塑剤、消泡剤、顔料、充填剤等の添加剤を必要に応じて使用することができる。また、接着性能を更に高めるために、シランカップリング剤、リン酸、リン酸誘導体、酸無水物、粘着性樹脂等の接着助剤を使用することができる。また、硬化反応を調節するため公知の触媒、添加剤等を使用することができる。
その後、シート状基材の接着面と別のシート状基材を貼り合せ、常温又は加温下にエージングして硬化させる。本発明の接着剤組成物の場合、エージングに要する時間は25℃にて2日程度である。また、本発明の接着剤組成物の場合、塗工〜エージングの際の環境湿度が高くても十分な接着性能を発現できる。
シート状基材としては、ポリエステル、ポリアミド、ポリエチレン、ポリプロピレン等のプラスチックフィルム、アルミニウム、酸化珪素、酸化アルミ等を蒸着した金属蒸着フィルム、ステンレス、鉄、銅、鉛等の金属箔などが用いられる。かかる基材の組合せは、プラスチックフィルム同士であっても、プラスチックフィルムと金属蒸着フィルムまたは金属箔でもよい。
なお、実施例中の、「粘度」、「数平均分子量」、「水酸基価」、「酸価」、及び「価」の測定方法は次の通りである。
数平均分子量(Mn):カラムとしてTSKgel SuperHM、SuperHM−1(東ソー社製)を用い、RI検出器を装備したGPC(東ソー社製、HPC−8020)で展開溶媒にTHFを用いたときのポリスチレン換算分子量を用いた。
水酸基価:試料溶液1gを無水酢酸でアセチル化し、未反応の酢酸を水酸化カリウム溶液で滴定し、下記式により算出した。
水酸基価(mgKOH/g)=((A−B)×f×28.05)/試料1g+酸価
A:空試験に用いた0.5mol/l水酸化カリウムエタノール溶液の量(ml)
B:滴定に用いた0.5mol/l水酸化カリウムエタノール溶液の量(ml)
f:0.5mol/l水酸化カリウムエタノール溶液のファクター(1.00)
酸価:JIS K0070に準拠して測定した。
NCO価:試料溶液1gを乾燥オルトジクロロベンゼン20mlに溶解後、過剰の1.5N−ジ−n−ブチルアミン溶液20mlを加えて15分反応させた後、メタノール70mlを添加し、残ったジ-n-ブチルアミンを0.1mol/lの塩酸標準溶液で逆滴定し、得られた滴定曲線上の変曲点から、下記式により算出した。
NCO価(mmol/g)=(((b−e)×f)/(s×w))×k
e:0.1mol/l塩酸溶液の使用量(ml)
b:ブランク値(ml)
f:滴定液のファクター(1.00)
k:係数(0.1)
s:試料溶液(g)
w:樹脂固形分濃度(%)
(合成例1)ポリイソシアネートA−(1)の合成
攪拌機、温度計および窒素ガス導入管を備えたフラスコに、第一反応工程として、2,4−トリレンジイソシアネート39.9部と、2,6−トリレンジイソシアネート10.0部と、ポリエステルポリオール(製品名:「F18−62」ADEKA社製、水酸基価112.0mgKOH/樹脂1g、平均官能基数2.0、数平均分子量1002)37.4部と、ポリプロピレングリコール(1)(水酸基価54.2mgKOH/g、平均官能基数2、重量平均分子量2070)89.8部と、ポリプロピレングリコール(2)(水酸基価110mgKOH/樹脂1g、平均官能基数2.0、重量平均分子量1020)53.4部と、ポリプロピレングリコール(3)(水酸基価265mgKOH/g、平均官能基数2、重量平均分子量423)94.8部を仕込み、窒素気流下、90℃で1時間反応させた後、第二反応工程として、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート87.3部、2,4−ジフェニルメタンジイソシアネート87.3部を加え、90℃でさらに2時間反応し、NCO価2.51mmol/樹脂1g、ウレタン基1.43mmol/樹脂1gのポリイソシアネート樹脂を得た。以下、この樹脂をポリイソシアネートA−(1)と記す。
2,4−トリレンジイソシアネート10.0部と、2,6−トリレンジイソシアネート39.9部、とした以外は合成例1と同様にして、NCO基を有するポリイソシアネート樹脂を得た。NCO価2.51mmol/樹脂1g、ウレタン基1.43mmol/樹脂1gであった。以下、この樹脂をポリイソシアネートA−(2)と記す。
2,4−トリレンジイソシアネート14.5部と、2,6−トリレンジイソシアネート3.6部と、ポリエステルポリオール:36.4部、ポリプロピレングリコール(1):87.4部、ポリプロピレングリコール(2):52.0部、ポリプロピレングリコール(3):92.3部、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート:106.8部、2,4−ジフェニルメタンジイソシアネート:106.8部、とした以外は合成例1と同様にして、NCO基を有するポリイソシアネート樹脂を得た。NCO価2.44mmol/樹脂1g、ウレタン基1.39mmol/樹脂1gであった。以下、この樹脂をポリイソシアネートA−(3)と記す。
4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート:34.9部、2,4−ジフェニルメタンジイソシアネート:139.7部、とした以外は合成例1と同様にして、NCO基を有するポリイソシアネート樹脂を得た。NCO価2.51mmol/樹脂1g、ウレタン基1.43mmol/樹脂1gであった。以下、この樹脂をポリイソシアネートA−(4)と記す。
2,4−トリレンジイソシアネート40.8部と、2,6−トリレンジイソシアネート10.2部と、ポリエステルポリオール:38.2部、ポリプロピレングリコール(1):91.6部、ポリプロピレングリコール(2):54.5部、ポリプロピレングリコール(3):96.7部、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート:89.0部、2,4−ジフェニルメタンジイソシアネートを使わず、代わりにイソホロンジイソシアネート:79.1部とした以外は合成例1と同様にして、NCO基を有するポリイソシアネート樹脂を得た。NCO価2.56mmol/樹脂1g、ウレタン基1.46mmol/樹脂1gであった。以下、この樹脂をポリイソシアネートA−(5)と記す。
2,4−トリレンジイソシアネート42.3部と、2,6−トリレンジイソシアネート10.6部と、ポリエステルポリオール:39.7部、ポリプロピレングリコール(1):95.3部、ポリプロピレングリコール(2):56.7部、ポリプロピレングリコール(3):100.6部、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネートを使わず、代わりにヘキサメチレンジイソシアネート:62.2部、2,4−ジフェニルメタンジイソシアネート:92.6部とした以外は合成例1と同様にして、NCO基を有するポリイソシアネート樹脂を得た。NCO価2.66mmol/樹脂1g、ウレタン基1.51mmol/樹脂1gであった。以下、この樹脂をポリイソシアネートA−(6)と記す。
攪拌機、温度計および窒素ガス導入管を備えたフラスコに、2,4−トリレンジイソシアネート39.9部と、2,6−トリレンジイソシアネート10.0部と、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート87.3部と、2,4−ジフェニルメタンジイソシアネート87.3部と、ポリエステルポリオール(製品名:「F18−62」ADEKA社製、水酸基価112.0mgKOH/樹脂1g、平均官能基数2.0、数平均分子量1002)37.4部と、ポリプロピレングリコール(1)(水酸基価54.2mgKOH/g、平均官能基数2、重量平均分子量2070)89.8部と、ポリプロピレングリコール(2)(水酸基価110mgKOH/樹脂1g、平均官能基数2.0、重量平均分子量1020)53.4部と、ポリプロピレングリコール(3)(水酸基価265mgKOH/g、平均官能基数2、重量平均分子量423)94.8部を仕込み、窒素気流下、90℃で3時間反応し、NCO価2.51mmol/樹脂1g、ウレタン基1.43mmol/樹脂1gのポリイソシアネート樹脂を得た。以下、この樹脂をポリイソシアネートA−(7)と記す。
攪拌機、温度計および窒素ガス導入管を備えたフラスコに、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート118.0部と、2,4−ジフェニルメタンジイソシアネート118.0部と、ポリエステルポリオール(製品名:「F18−62」ADEKA社製、水酸基価112.0mgKOH/樹脂1g、平均官能基数2.0、数平均分子量1002)35.9部と、ポリプロピレングリコール(1)(水酸基価54.2mgKOH/g、平均官能基数2、重量平均分子量2070)86.1部と、ポリプロピレングリコール(2)(水酸基価110mgKOH/樹脂1g、平均官能基数2.0、重量平均分子量1020)51.2部と、ポリプロピレングリコール(3)(水酸基価265mgKOH/g、平均官能基数2、重量平均分子量423)90.8部を仕込み、窒素気流下、90℃で3時間反応し、NCO価2.40mmol/樹脂1g、ウレタン基1.37mmol/樹脂1gのポリイソシアネート樹脂を得た。以下、この樹脂をポリイソシアネートA−(8)と記す。
2,4−トリレンジイソシアネート61.0部と、2,6−トリレンジイソシアネート15.3部と、ポリエステルポリオール:38.3部、ポリプロピレングリコール(1):91.8部、ポリプロピレングリコール(2):54.6部、ポリプロピレングリコール(3):96.9部、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート:71.1部、2,4−ジフェニルメタンジイソシアネート:71.1部、とした以外は合成例1と同様にして、NCO基を有するポリイソシアネート樹脂を得た。NCO価2.56mmol/樹脂1g、ウレタン基1.46mmol/樹脂1gであった。以下、この樹脂をポリイソシアネートA−(9)と記す。
2,4−トリレンジイソシアネート39.9部と、2,6−トリレンジイソシアネート10.0部と、ポリエステルポリオール:37.4部、ポリプロピレングリコール(1):89.8部、ポリプロピレングリコール(2):53.4部、ポリプロピレングリコール(3):94.8部、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート:122.2部、2,4−ジフェニルメタンジイソシアネート:52.4部、とした以外は合成例1と同様にして、NCO基を有するポリイソシアネート樹脂を得た。NCO価2.51mmol/樹脂1g、ウレタン基1.43mmol/樹脂1gであった。以下、この樹脂をポリイソシアネートA−(10)と記す。
4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート:174.6部、2,4−ジフェニルメタンジイソシアネートを使わなかった以外は合成例1と同様にして、NCO基を有するポリイソシアネート樹脂を得た。NCO価2.51mmol/樹脂1g、ウレタン基1.43mmol/樹脂1gであった。以下、この樹脂をポリイソシアネートA−(11)と記す。
4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネートを使わず、2,4−ジフェニルメタンジイソシアネートを174.6部とした以外は合成例1と同様にして、NCO基を有するポリイソシアネート樹脂を得た。NCO価2.51mmol/樹脂1g、ウレタン基1.43mmol/樹脂1gであった。以下、この樹脂をポリイソシアネートA−(12)と記す。
(合成例13)ポリオールB−(1)の合成
攪拌機、温度計および窒素ガス導入管を備えたフラスコに、イソフタル酸108.5部、アジピン酸253.1部、ジエチレングリコール180.8部、ネオペンチルグリコール180.8部を仕込み、窒素気流下、150℃〜240℃に加熱してエステル化反応を行った。酸価が1.3(mgKOH/g)になったところで反応温度を200℃にし、反応容器内部を徐々に減圧し、1.3kPa以下で30分反応させ、酸価0.4(mgKOH/g)、水酸基価112(mgKOH/g)、数平均分子量約1000の両末端に水酸基を有するポリエステルジオール樹脂を得た。以下、このポリオールをポリオールB−(1)と記す。
攪拌機、温度計および窒素ガス導入管を備えたフラスコに、イソフタル酸298.0部、アジピン酸262.0部、ネオペンチルグリコール438.0部を仕込み、窒素気流下、150℃〜240℃に加熱してエステル化反応を行った。酸価が1.3(mgKOH/g)になったところで反応温度を200℃にし、反応容器内部を徐々に減圧し、1.3kPa以下で30分反応させ、酸価0.5(mgKOH/g)、水酸基価40.7(mgKOH/g)、数平均分子量約2800の両末端に水酸基を有するポリエステルジオール樹脂を得た。以下、このポリオールをポリオールB−(2)と記す。
攪拌機、温度計および窒素ガス導入管を備えたフラスコに、イソフタル酸186.0部、アジピン酸383.0部、ネオペンチルグリコール429.0部を仕込み、窒素気流下、150℃〜240℃に加熱してエステル化反応を行った。酸価が1.3(mgKOH/g)になったところで反応温度を200℃にし、反応容器内部を徐々に減圧し、1.3kPa以下で30分反応させ、酸価0.4(mgKOH/g)、水酸基価27.3(mgKOH/g)、数平均分子量約4000の両末端に水酸基を有するポリエステルジオール樹脂を得た。以下、このポリオールをポリオールB−(3)と記す。
合成例1で得たポリイソシアネートA−(1)を100部容器に仕込み、窒素ガス気流下で攪拌しながら50℃〜70℃で50分加熱して溶解した。次いで、前記ポリイソシアネートA−(1)に、合成例13で得たポリオールB−(1)を36.8部、2−メチル−1,3−プロパンジオールを3.2部、加え、50℃で混合して、無溶剤型接着剤組成物を得た。この組成物の70℃における溶融粘度を、均一混合後1分経過した時に測定したところ、200mPa・sであった。なお、前記無溶剤型接着剤組成物は、ポリイソシアネート成分(A)中のNCO基とポリオール成分(B)中の水酸基の当量比(NCO/OH比)が1.74である。
得られた無溶剤型接着剤組成物のポットライフを以下の方法にて評価した。また、得られた無溶剤型接着剤組成物を用いて、下記の方法に従い積層体を得、積層体の接着力、積層体の界面状態を評価した。結果を表2に示す。
表2に示すポリイソシアネート及びポリオールを所定の割合で用いること以外は、実施例1と同様に操作して無溶剤型接着剤組成物を得た。また、実施例1と同様にして、塗装外観と接着力を評価した。結果を表2と表3に示す。
50℃に調整した上記各実施例または比較例で得られた無溶剤型接着剤組成物を200gマヨネーズ瓶に封入し、50℃水浴で30分経時した後の流動性を目視で観測した。
◎:流動性があり、実用上全く問題なし。
〇:流動性が低下するが、実用上問題なし。
△:流動性が低下し、実用上問題あり。
×:流動性なく、実用不可である。
50℃に調整した上記各実施例または比較例で得られた無溶剤型接着剤組成物を、PET(ポリエチレンテレフタレート)フィルム(厚さ:12μm)の表面に、無溶剤テストコーターで70℃にて塗布し(塗布量:2.0g/m2)、この塗布面にアルミニウム蒸着無延伸ポリプロピレンフィルム(VMCPP、厚さ:25μm)の蒸着面を重ね、準備段階の積層体(プレ積層体)を得た。
これらプレ積層体を25℃、湿度60%RTまたは80%RTの環境下にて、2日間エージングして、積層体を作成した。
得られた各積層体について、塗装外観および接着力を下記の要領で観察・測定し、それらの結果を表2と表3に示した。
積層体を長さ300mm、幅15mmに切り取り、テストピースとした。インストロン型引張試験機を使用し、25℃の環境下にて、剥離速度300mm/分の剥離速度で引張り、PET/VMCPP間のT型剥離強度(N/15mm)を測定した。この試験を5回行い、その平均値を求めた。
積層体をPETフィルム側からPETフィルムを透して下地の蒸着面を目視観察し、以下の基準にて評価した。
◎:蒸着面に、ゆず肌状の模様や小さな斑点状の模様がなく、接着剤層が均一である
○:蒸着面に、ゆず肌状の模様や小さな斑点状の模様が若干観測されるが、接着剤層がほとんど均一である。
△:蒸着面に、ゆず肌状の模様や小さな斑点状の模様が多少観測されるが、使用上問題ないレベル。
×:蒸着面に、ゆず肌状の模様や小さな斑点状の模様が多数観察された。
これに対し、第一反応工程及び第二反応工程を伴わない合成法により作製したイソシアネート成分を用いた比較例3、トリレンジイソシアネートを用いない比較例4、第二反応工程において対称性ジイソシアネートを過剰に用いた比較例6、7は、25℃、80%RT環境下でエージングした場合、蒸着面の接着剤層の状態が著しく悪く、接着強度も極めて小さい。また、第一反応工程においてトリレンジイソシアネートを過剰に用いた比較例5は、接着剤外観及び、接着強度が著しく劣っているだけでなく、ポットライフが悪化していることがわかる。
また、ポリオール成分(B)として1級水酸基量が少ないポリオールを用いた比較例1は、エージング時の環境湿度の影響を著しく受け、25℃、80%RT環境下でエージングした場合、蒸着面の接着剤層の状態が著しく悪く、接着強度も極めて小さい。
さらに、ポリオール成分(B)として、数平均分子量50以上、500未満のジオール(B−3)またはトリオール(B−4)を用いない比較例2においても、接着強度が著しく劣っていることがわかる。
Claims (5)
- ポリイソシアネート成分(A)とポリオール成分(B)とを含む接着剤組成物であって、
前記ポリイソシアネート成分(A)が、
トリレンジイソシアネート(A−1) と、ポリエーテルポリオール(A−2)を必須とするポリオールを、トリレンジイソシアネート(A−1)のNCO基のモル数と前記ポリオール中の水酸基のモル数との比であるNCO/OH比が0.2〜0.9の範囲で反応させ、水酸基を有するウレタンプレポリマを得た後、
前記水酸基を有するウレタンプレポリマと、対称性ジイソシアネート(A−3)と非対称性ジイソシアネート(A−4)とを、トリレンジイソシアネート(A−1)と対称性ジイソシアネート(A−3)と非対称性ジイソシアネート(A−4)とのNCO基の合計モル数と前記ポリオール中の水酸基のモル数との比であるNCO/OH比が1.5〜4.0の範囲で反応させてなるものであり、
(ただし、(A−3)と(A−4)との合計100モル%中、(A−3)が10〜60モル%、(A−4)が40〜90モル%であり、かつ、
対称性ジイソシアネート(A−3)と非対称性ジイソシアネート(A−4)は、それぞれ独立に、トリレンジイソシアネート(A−1)のNCO基(ただし、2つあるNCO基のうち、反応性の低い方のNCO基)よりも反応性の高いNCO基を有する。)、かつ、
前記ポリオール成分(B)が、
ポリエステルポリオール(B−1)及び/または、ポリエーテルポリオール(B−2)(ただし、下記(B−3)と下記(B−4)である場合を除く)と、数平均分子量50以上500未満の、ジオール(B−3)もしくはトリオール(B−4)のうち少なくとも1つ以上と、を含み、
ポリオール成分(B)100モル%中に、1級水酸基を有するポリオールを60モル%以上含む、ポリオール成分であることを特徴とする、接着剤組成物。 - 対称性ジイソシアネート(A−3)が、4,4−ジフェニルメタンジイソシアネートを含み、かつ、
非対称性ジイソシアネート(A−4)が、2,4−ジフェニルメタンジイソシアネートを含むことを特徴とする請求項1記載の接着剤組成物。 - ポリオール成分(B)100重量%中に、ポリエステルポリオール(B−1)及びポリエーテルポリオール(B−2)を60〜99重量%、数平均分子量50以上500未満の、ジオール(B−3)もしくはトリオール(B−4)を1〜40重量%含む、請求項1または2記載の接着剤組成物。
- 請求項1〜3いずれか1項に記載の接着剤組成物を用いて少なくとも2つのシート状基材を積層してなる積層体。
- 請求項1〜3いずれか1項に記載の接着剤組成物を第1のシート状基材に塗布し、接着剤層を形成し、該接着剤層に第2のシート状基材を重ね合わせ後、該接着剤層を硬化することを特徴とする、積層体の製造方法。
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