JP2674847B2 - 反応性ホツトメルト接着剤 - Google Patents

反応性ホツトメルト接着剤

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JP2674847B2 JP31242889A JP31242889A JP2674847B2 JP 2674847 B2 JP2674847 B2 JP 2674847B2 JP 31242889 A JP31242889 A JP 31242889A JP 31242889 A JP31242889 A JP 31242889A JP 2674847 B2 JP2674847 B2 JP 2674847B2
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【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) この発明は、塗布した直後に強く接着し、しかも耐熱
性にすぐれた反応性ホツトメルト接着剤に関するもので
ある。
(従来の技術) 反応性ホツトメルト接着剤は既に知られている。特開
昭62−181375号公報は、平均分子量の異なる2種のポリ
エステル系ジオールと、ポリエステル系ウレタンプレポ
リマーとを反応させて得られる反応物を、反応性ホツト
メルト接着剤として使用することを開始している。ま
た、特開昭63−189486号公報は、60℃以下で溶融する芳
香族ポリエステルポリオールと、ジイソシアネートとの
反応により得られるウレタンプレポリマー、および必要
により脂肪族系ポリエステルポリオールとジイソシアネ
ートとの反応により得られるウレタンプレポリマーを反
応性ホツトメルト接着剤とすることを開示している。
ところが、これらの反応性ホツトメルト接着剤は、塗
布直後の接着力が弱いという欠点を持つていた。すなわ
ち、特開昭62−181375号の開示する接着剤は、低粘度で
布等への接着剤としては適しているが、塗布直後の接着
力が弱いために、暫らく静置する必要があつた。また、
特開昭63−189486号公報の開示する接着剤は、60℃の温
度で溶融するウレタンプレポリマーを用いているため
に、耐熱性が充分でない上に、塗布直後の接着強度も不
充分であり、従つて暫らく静置する必要があつた。暫ら
く静置しなければならないことは、接着の操作が煩瑣と
なるだけでなく、不経済なことであつた。そこでこの改
良が要望された。
接着剤の初期接着力を向上させるには、ロジン、テル
ペンフエノール、クマロン・インデン樹脂のような粘着
付与剤を添加すればよいことが知られている。ところ
が、このような粘着付与剤を添加すると、接着剤の耐熱
性が低下する、という欠点を生じることとなつた。そこ
で、耐熱性を低下させないで、塗布直後の接着力を向上
させることが要望された。
(発明が解決しようとする課題) この発明は、上述のような要望を満たそうとしてなさ
れたものである。すなわち、この発明は、塗布した直後
に強力な接着力を示す接着剤であつて、且つ最後には充
分な耐熱性を持つに至る反応性ホツトメルト接着剤を提
供しようとしてなされたものである。
(課題解決のための手段) この発明者は、これまで反応性ホツトメルト用接着剤
で用いられるウレタンプレポリマーを作るのに、ポリオ
ールとしては専らジオールばかりが用いられて来たこと
に着目した。ジオールとは、1分子中に2個の水酸基を
持つたアルコールである。すなわち、ジオールは2官能
性のアルコールである。
この発明者は、2官能性のアルコールだけを用いない
で、これに3官能性のアルコール、すなわちトリオール
を混合し、この混合物に従来のように2官能性のイソシ
アネート、すなわちジイソシアネートを反応させて、ウ
レタンプレポリマーを作つた。すると、このウレタンプ
レポリマーにクマロン・インデン樹脂を配合しても、耐
熱性が低下しないで、塗布直後の接着力を増大させるこ
とができることを見出した。この発明は、このような知
見に基づいて完成されたものである。
この発明は、3官能性以上のポリオールを原料に用い
ることにより、ウレタンプレポリマー中の末端イソシア
ネート基を増加させて、クマロン・インデン樹脂を配合
しても、耐熱性を低下させることなく、塗布直後の初期
接着力を向上させることを骨子としている。
この発明は、(a)3官能性ポリオールと、2官能性
ポリオールとの混合物に、2官能性イソシアネートを反
応させて得られ、末端にイソシアネート基を持つたウレ
タンプレポリマー90−30重量部と、(b)クマロン・イ
ンデン樹脂10−70重量部とを混合してなる反応性ホツト
メルト接着剤に関するものである。
この発明で用いられるウレタンプレポリマーは、分子
の末端にイソシアネート基を持つた化合物である。ま
た、そのウレタンプレポリマーは、(1)3官能性ポリ
オールと2官能性ポリオールとの混合物に、(2)2官
能性イソシアネートを反応させて作られたことを特徴と
している。
この発明で、3官能性ポリオールとは、1分子中に反
応性の水酸基を3個以上持つているアルコールを指して
いる。云いかえると、3官能性ポリオールは、トリオー
ル、テトラオール及びそれ以上の多価アルコールをすべ
て含んでいる。2官能性ポリオールとは、1分子中に反
応性の水酸基を2個持つているアルコールであつて、い
わゆるジオールである。
一般に、ポリオールは、その分子構造から見て、エス
テル系のもの、エーテル系のもの、及びオレフイン系の
ものに分けられるが、この発明ではその何れをも用いる
ことができる。しかし、オレフイン系のものと、エーテ
ル系のものとは、エステル系のものに比べると、一般に
接着力が弱いので、この発明で用いるにはエステル系の
ものが適している。また、エステル系のものは、クマロ
ン・インデン樹脂との相溶性や力学的特性にすぐれてい
るので、好ましい。またポリエステル系のものは、非結
晶性又は部分結晶性のものを2−5種類混合して用いる
のが好ましい。さらに、ポリオールは、分子量から云え
ば、500−10,000、とりわけ1000−6000の範囲内にある
ものを用いるのが好ましい。また、ポリオールは、分子
の末端に水酸基を持つているものが好ましい。
この発明で用いることのできるポリオールの例は、ポ
リオキシアルキレンポリオール、ポリテトラメチレンエ
ーテルグリコール等のポリエーテルポリオール、ポリエ
チレンアジペート、ポリテトラメチレンアジペート、ポ
リネオペンチルアジペート、ポリ−ε−カプロラクトン
等のポリエステルポリオール、ポリブタジエンポリオー
ル、ポリオレフインポリオール等の炭化水素鎖ポリオー
ル、ポリヘキサメチレンカーボネート、ポリシクロヘキ
サンジメチレンカーボネート等のカーボネートポリオー
ルである。
エステル系の2官能性ポリオールは、ジカルボン酸と
グリコール類とを反応させて得られるほか、ε−カプロ
ラクトンを開環重合させても得られる。ジカルボン酸と
しては、テレフタル酸、イソフタル酸、1、5−ナフタ
ル酸、2、6−ナフタル酸、コハク酸、グルタル酸、ア
ジピン酸、ピクリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セ
バチン酸等を用いることができる。グリコール類として
は、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、ネオ
ペンチルグリコール、1、5−ペンタンジオール、1、
6−ヘキサンジオール、ジエチレングリコール、ジプロ
ピレングリコール、シクロヘキサンジオール等を用いる
ことができる。2官能性ポリオールは、これまでホツト
メルト接着剤用のウレタンプレポリマーを製造するのに
用いられて来た。
3官能性ポリオールは、ジカルボン酸と3価以上のア
ルコール類との反応によつて作られる。3価以上のアル
コール類としては、グリセリン、トリメチロールプロパ
ン、ヘキサントリオール、ペンタエリスリトール、ジグ
リセリン等を用いることができる。3官能性ポリオール
は、これまでホツトメルト接着剤用のウレタンプレポリ
マーを製造するのには、用いられなかつた。
この発明では、2官能性ポリオールと3官能性ポリオ
ールとを、重量で90対10ないし20対80の割合で混合して
用いるのが好ましい。
2官能性イソシアネートはジイソシアネートを意味し
ている。それは、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、ジフェニルメタンジ
イソシアネートの液状変性物、ヘキサメチレンジイソシ
アネート、キシリレンジイソシアネート、シクロヘキサ
ンフェニレンジイソシアネート、ナフタレン−1、5−
ジイソシアネート等である。このような化合物は、これ
までホットメルト接着剤のウレタンプレポリマーを製造
するのに使用されて来た。
この発明においては、安全性、湿気効果速度、工業的
価格等を考慮すると、2官能性イソシアネートとして
は、ジフェニルメタンジイソシアネート及び液状変性物
を用いるのが好ましい。
2官能性イソシアネートを使用して、2官能性ポリオ
ールと3官能性ポリオールとの混合物をイソシアネート
化する場合には、〔NCO〕/〔OH〕当量比を1.5−3.0の
範囲内とするのが好ましい。反応温度は50−130℃と
し、通常は溶媒を存在させないで行う。
この発明に係る反応性ホットメルト接着剤は、上述の
ようにして得られたウレタンプレポリマーに、クマロン
・インデン樹脂を混合して作られる。ウレタンプレポリ
マーとクマロン・インデン樹脂との混合割合は、前者90
−30重量部に対し後者を10−70重量部とする。そのうち
でも、前者80−40重量部に対し後者を20−60重量部とす
るのが好ましい。
また、この発明に係る反応性ホットメルト接着剤に
は、他の添加剤、例えばパラフィンワックス、マイクロ
クリスタリンワックスのようなワックス類や、充填剤、
着色剤、オイルなどを添加することもできる。
(発明の効果) この発明に係る反応性ホットメルト接着剤は、溶融時
の粘度が低く、塗布直後の初期接着力が非常に高く、従
って塗布直後から容易に剥がれなくなり、その後に反応
して耐熱性の大きい接着剤となるから、ホットメルト接
着剤として、これまでの要望を充分に満たしたものであ
る。この接着剤は、耐熱性が要求される分野において短
時間接着が可能であるという点で価値の高いものであ
る。
以下に、実施例と比較例とを挙げて、この発明のすぐ
れている所以を具体的に説明する。
実施例及び比較例中で述べる初期接着力と最終接着力
とは、JIS K6854(T型剥離、帆布/帆布)に準じて測
定した値であり、耐熱性は、JIS K6844に準じて測定し
た値である。
なお、初期接着力は接着後5分後の資料について測定
したものであり、最終接着力は、接着後に20℃、60%の
相対湿度下に72時間養生した後の資料について測定した
ものである。
実施例1 この実施例では、2官能性ポリエステルポリオールと
してダイナコールRP220(西ドイツ、ヒユルス・トロイ
スドルフ社製、分子量3700)と、ダイナコールRP360
(同社製、分子量3700)とを用い、3官能性ポリエステ
ルポリオールとしてプラクセル320(ダイセル社製、分
子量2000)を用い、これらの重量で9対9対2(2官能
対3官能比が9対1)の割合で混合した。この混合物に
〔OH〕/〔NCO〕=1/2.2となるようにMDIを100℃で混合
し、窒素雰囲気下で3時間反応させてウレタンプレポリ
マーを得た。
このウレタンプレポリマーに、含有量が50重量%とな
るようにクマロン・インデン樹脂(新日鉄化学社製、エ
スクロンV120)を配合し、反応性ホットメルト接着剤を
得た。
このホットメルト接着剤は、初期接着力が4.0kg/inで
あり、耐熱性が100℃であり、NCOが1.1%であった。
実施例2 この実施例では、ダイナコールRP220と、ダイナコー
ルRP360と、プラクセル320とを、重量で2対2対1の割
合(2官能対3官能比が8対2)で混合することとした
以外は、実施例1が全く同様に処理して、反応性ホット
メルト接着剤を得た。
このホットメルト接着剤は、初期接着力が3.9kg/inで
あり、耐熱性が120℃であり、NCOが1.4%であった。
比較例1 この比較例では、ダイナコールRP220とダイナコールR
P360とを重量で1対1の割合で混合し、この混合物に
〔OH〕/〔NCO〕=2.2としてMDIを反応させ、ウレタン
プレポリマーを得た。このウレタンプレポリマーのみで
反応性ホットメルト接着剤とした。
この反応性ホットメルト接着剤は初期接着力が0.1kg/
inであり、耐熱性が120℃以上であり、NCOが2.5%であ
った。
比較例2 比較例1で得たウレタンプレポリマーに、含有量が40
重量%となるようにエスクロンV120を配合し、反応性ホ
ットメルト接着剤を得た。
この反応性ホットメルト接着剤は、初期接着力が4.4k
g/inであり、耐熱性が50℃であり、NCOが0.7%であっ
た。
実施例1、2及び比較例1、2の対比から、2官能性
ポリエステルポリオールのウレタンプレポリマーだけの
接着剤(比較例1)では、初期接着力は非常に弱いが、
これにクマロン・インデン樹脂を配合した接着剤(比較
例2)では、初期接着力が高いが、耐熱性が著しく低下
していることがわかる。これに対し、3官能性ポリエス
テルポリオールの配合された接着剤(実施例1及び2)
では、クマロン・インデン樹脂を配合しても、耐熱性が
低下しないで、初期接着力の向上していることが認めら
れる。
実施例3 この実施例では、ダイナコールRP220と、ダイナコー
ルRP360と、プラクセル320とを重量で7対7対6の割合
で混合したポリオールを用いてウレタンプレポリマーを
得た。このウレタンプレポリマーに含有量が20重量%
(実施例3a)、50重量%(実施例3b)、65重量%(実施
例3c)になるように、エスクロンV120を配合し、反応性
ホットメルト接着剤を得た。
各接着剤について、物性を測定したところ、実施例3a
では、初期接着力が0.4kg/inであり、耐熱性は120℃以
上であり、実施例3bでは、初期接着力が3.8kg/inであ
り、耐熱性が120℃以上であり、最終接着力が23kg/inで
あり、実施例3cでは、接着剤が脆くて界面破壊を起こし
たため初期接着力が1.0〜3.0kg/inであり、耐熱性は120
℃以上であった。
これらの対比から、クマロン・インデン樹脂の含有量
が増加するほど、初期接着力は増加する傾向にあるが、
60重量%を超えると接着剤が多少脆くなってくるため、
クマロン・インデン樹脂の配合量は10−70重量%が望ま
しい。
実施例4 この実施例では、ダイナコールRP220と、ダイナコー
ルRP360と、プラクセル320とを重量で1対1対2の割合
で混合した以外は、実施例1と全く同様に処理して、反
応性ホットメルト接着剤を得た。
得られた接着剤は、初期接着力が3.8kg/inであり、耐
熱性が120℃以上であり、最終接着力が16kg/inであっ
た。
実施例5 この実施例では、ダイナコールRP220と、ダイナコー
ルRP360と、プラクセル320とを重量で1対1対8の割合
で混合した以外は、実施例1と全く同様に処理して、反
応性ホットメルト接着剤を得た。
得られた接着剤は、初期接着力が3.5kg/inであり、耐
熱性が120℃以上であり、最終接着力が11kg/inであっ
た。
実施例2、3b、4及び5の対比により、3官能性ポリ
エステルポリオールの配合量が増加すると、多少最終接
着力の低下する傾向が見られる。従って、2官能性ポリ
エステルポリオールと3官能性ポリエステルポリオール
の配合比は9対1ないし2対8の範囲とするのが好まし
い。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】(a)3官能性ポリオールと、2官能性ポ
    リオールとの混合物に、2官能性イソシアネートを反応
    させて得られ、末端にイソシアネート基を持つたウレタ
    ンプレポリマー90−30重量部と、(b)クマロン・イン
    デン樹脂10−70重量部とを混合してなる反応性ホツトメ
    ルト接着剤。
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