JP2847589B2 - 接着剤組成物 - Google Patents

接着剤組成物

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JP2847589B2 JP3321215A JP32121591A JP2847589B2 JP 2847589 B2 JP2847589 B2 JP 2847589B2 JP 3321215 A JP3321215 A JP 3321215A JP 32121591 A JP32121591 A JP 32121591A JP 2847589 B2 JP2847589 B2 JP 2847589B2
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秀一 和田
忠之 杉本
直貴 山路
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DAIICHI KOGYO SEIYAKU KK
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は水系で安全性に優れ、し
かも一液性で製品安定性、接着性、耐熱性及び耐水性が
良好な接着剤組成物、さらに詳しくは塩化ビニル樹脂と
木材やナイロン、ポリエステル等の合成繊維、フィルム
等の各種基材との接着性に優れた塩ビ合板、塩ビレザ
ー、ラミネート用接着剤として有用な水系接着剤組成物
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来の塩化ビニル樹脂と各種基材との水
系接着剤組成物としては酢酸ビニル系ラテックス、アク
リル酸エステル系ラテックス、ポリ塩化ビニル系ラテッ
クス等の水系ラテックスが常態接着強度、低価格性の点
から主として用いられてきた。
【0003】しかし、これら水系接着剤組成物は常態接
着強度に優れている反面、高温度雰囲気下及び高湿度下
並びに湿潤時の接着力が極端に低下する傾向があり、そ
のような条件下で長時間さらされた場合あるいは加重が
加えられた場合、接着面が剥離する等の欠点があった。
【0004】これら耐熱性、耐水性を改良する試みとし
ては、例えば特公昭63−33518号公報及び特開平
3−111471号公報等では、酢酸ビニル系ラテック
スとカルボキシル基含有ポリエステル型水系ポリウレタ
ン樹脂との配合物にアジリジン系化合物、カルボジイミ
ド系化合物等の各種架橋剤を併用する水系接着剤組成物
が提案されているが、耐水性は改良されるものの、耐熱
性は不充分で、しかも架橋剤を配合した水系接着剤組成
物の貯蔵安定性が悪く、使用直前に混合使用する必要が
あり接着作業性に問題があるばかりでなく、各種架橋剤
は一般的に皮膚刺激性が強く、その取り扱いに注意を要
するという問題があった。
【0005】また、カルボキシル基含有ポリエステル型
水系ポリウレタン樹脂は、耐加水分解性が不良の為、得
られるこれら水系接着剤組成物の製品安定性は不充分な
ものであった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】そこで本発明が解決し
ようとする課題は、水系で安全性に優れ、製品安定性が
良好で、しかも一液性で塩化ビニル樹脂と木材やナイロ
ン、ポリエステル等の合成繊維、フィルム等の各種基材
との接着性に優れ、かつ耐熱性、耐水性が良好な塩ビ合
板、塩ビレザー、ラミネート用接着剤として有用な接着
剤組成物を提供することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】すなわち本発明の要旨
は、末端イソシアネート基含有ウレタンプレポリマー
(以下、ウレタンプレポリマーと略す)、塩形成剤及び
鎖伸長剤を反応させて得た水系ポリウレタン樹脂と、酢
酸ビニル系ラテックスと、HLB8〜19の非イオン界
面活性剤(以下、非イオン界面活性剤と略す)との配合
物からなり、前記水系ポリウレタン樹脂/前記酢酸ビニ
ル系ラテックスの配合重量比(固形分換算)が100/
50〜800で、前記非イオン界面活性剤の配合量が前
記水系ポリウレタン樹脂と前記酢酸ビニル系ラテックス
の合計量(固形分換算)に対して0.5〜2.0重量%
である接着剤組成物において、
【0008】前記ウレタンプレポリマ−が(a)下記一
般式(1)又は(2)で表される平均分子量500〜
5,000の分子中に2個以上の水酸基を有するポリエ
ステルポリオール化合物(以下、一般式(1)又は
(2)で表されるポリエステルポリオール化合物と略
す)、(b)平均分子量200以下の分子中に2個以上
の水酸基を有する低分子量水酸基含有化合物(以下、化
合物(b)と略す)、(c)分子中に2個以上のイソシ
アネート基を有する有機ポリイソシアネート化合物、及
び(d)分子中に水酸基またはアミノ基とスルホン酸基
を有する化合物(以下、化合物(d)と略す)からな
り、かつ平均活性水素濃度が100〜500(KOH
mg/g)及びNCO/活性水素基比が1.0〜1.2
のウレタンプレポリマーであり、前記塩形成剤が前記化
合物(d)に対応する塩形成剤であることを特徴とする
接着剤組成物である。
【0009】
【化3】 HO−R−O−(CO−R’−CO−O−R−O−)−H・・・(1)
【0010】
【化4】 HO−(R−O−CO−O−)−R−OH・・・・・・・・・・(2)
【0011】(ただし式中、R及びR’は炭素数4〜1
0の炭化水素基を表す。nは前記分子量に対応する任意
の数である。)
【0012】以下、発明の構成に関する主要な事項につ
き項別して説明する。 [水系ポリウレタン樹脂]水系ポリウレタン樹脂として
は前記の如く各種成分から調製された化合物が挙げられ
る。
【0013】(ウレタンプレポリマ−) (a)一般式(1)又は(2)で表されるポリエステル
ポリオール化合物;本発明に使用される一般式(1)又
は(2)で表されるポリエステルポリオール化合物とし
ては、炭素数4〜10の多価水酸基含有化合物と多塩基
酸から合成される化合物、ラクトン類の開環重合物、前
記多価水酸基含有化合物とホスゲン又はジメチルカ−ボ
ネ−トジオ−ルから合成されるポリカ−ボネ−トジオ−
ル等が挙げられる。
【0014】多価水酸基含有化合物としては、例えば1,
4-ブタンジオール、1,3-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、3-メチル-1,5-ペンタンジオール、1,9-ノナンジオー
ル、2-メチル-1,8- オクタンジオール、1,4-シクロヘキ
サンジメタノール、トリメチロールプロパン、グリセリ
ン等が挙げられる。
【0015】前記多価水酸基含有化合物の炭素数が4未
満の場合、得られる接着剤組成物は、塩化ビニルフィル
ム中の可塑剤の移向を抑制出来ず耐熱性に劣るものしか
得られない。また多価水酸基含有化合物の炭素数が10
を越える場合、得られる接着剤組成物は凝集力が不充分
であり、接着性、耐熱性に劣るものしか得られない。
【0016】多塩基酸としては、アジピン酸、アゼライ
ン酸、セバシン酸、テレフタル酸、無水コハク酸、無水
マレイン酸、フマル酸、無水トリメリット酸等の多塩基
酸が挙げられるが、特にアジピン酸、アゼライン酸、セ
バシン酸等の脂肪族系多塩基酸が接着性、製品安定性の
点で好ましい。
【0017】次にラクトン類としてはカプロラクトン、
バレロラクトン等が挙げられる。
【0018】なお、本発明に使用される一般式(1)又
は(2)で表されるポリエステルポリオール化合物は前
記の如く平均分子量500〜5,000であることが必
要である。平均分子量が500未満の場合、得られる水
系ポリウレタン樹脂を配合してなる接着剤組成物は、接
着性に劣るものしか得られない。また平均分子量が5,
000を越える場合、水系ポリウレタン樹脂の製造が困
難であるだけでなく、得られる水系ポリウレタン樹脂は
常温下で結晶化する為、満足される接着剤組成物は得ら
れない。
【0019】(b)化合物(b);本発明に使用される
化合物(b)としては、例えば1,4-ブタンジオール、1,
3-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、3-メチル-1,5-
ペンタンジオール、1,4-シクロヘキサンジメタノール、
トリメチロールプロパン、グリセリン、ペンタエリスリ
トール等が挙げられる。
【0020】なお化合物(b)は前記のごとく平均分子
量200以下であることが必要である。平均分子量が2
00を越える場合、得られる接着剤組成物は凝集力が不
充分で、接着性、耐熱性に劣るものとなる。
【0021】(c)有機ポリイソシアネート;本発明に
使用する有機ポリイソシアネートとしては、例えばトリ
レンジイソシアネ−ト、ジフェニルメタンジイソシアネ
−ト、キシリレンジイソシアネ−ト、ナフチレンジイソ
シアネ−ト、イソホロンジイソシアネ−ト、ヘキサメチ
レンジイソシアネ−ト、水素添加ジフェニルメタンジイ
ソシアネ−ト、水素添加トルエンジイソシアネート、テ
トラメチレンキシリレンジイソシアネ−ト、並びにこれ
らイソシアネ−ト類のビュレット化物やイソシアヌレー
ト化物等の従来より慣用されている全ての芳香族、脂肪
族、脂環族系のイソシアネ−ト類の単独もしくは混合物
等が挙げられるが、トリレンジイソシアネ−ト、ジフェ
ニルメタンジイソシアネ−トが低価格性、耐熱性の点か
ら好ましい。
【0022】(d)化合物(d);本発明に使用する化
合物(d)としては、分子中に水酸基またはアミノ基と
スルホン酸基を有するものであり、例えばタウリン、メ
チルタウリン、ブチルタウリン、スルファミン酸、N-(2
- アミノエチル)-2-アミノエタンスルホン酸、2-ヒドロ
キシエタンスルホン酸,3-ヒドロキシプロパンスルホン
酸等のアミノスルホン酸、ヒドロキシスルホン酸類等が
挙げられる。
【0023】(e)平均活性水素濃度及びNCO/活性
水素基比; 本発明に使用するウレタンプレポリマーの平均活性水素
濃度は、100〜500(KOH mg/g)であるこ
とが必要である。平均活性水素濃度が100未満の場
合、得られる水系ウレタン樹脂の凝集力は不充分であ
り、接着剤組成物も耐熱性、耐水性に劣るもどなる。ま
た、平均活性水素濃度が500を越える場合、得られる
水系ポリウレタン樹脂の凝集力が非常に高く、ガラス転
移点温度が上昇する為、水系ポリウレタン樹脂を配合し
た接着剤組成物も屈曲性に劣り、常態接着性の点で不充
分となるばかりでなく、特に低温接着力が極端に劣るも
のとなる。
【0024】またウレタンプレポリマーのNCO/活性
水素基比は1.0〜1.2であることが必要である。N
CO/活性水素基比が1.0〜1.2の範囲より外れた
場合、得られる水系ポリウレタン樹脂の分子量が小さく
なり接着剤組成物は耐熱性、耐水性に劣るものとなる。
【0025】(化合物(d)に対応する塩形成剤)また
前記化合物(d)に対応する塩形成剤としては、例えば
水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等の 1価の金属水酸
化物やアンモニア、トリメチルアミン、トリエチルアミ
ン等の三級アミン化合物等が挙げられる。
【0026】(鎖伸長剤) 本発明に使用される鎖伸長剤としては、例えばエチレン
ジアミン、プロピレンジアミン、ジエチレントリアミ
ン、ヘキシレンジアミン、トリエチレンテトラミン、テ
トラエチレンペンタミン、イソホロンジアミン、キシリ
レンジアミン、ジフェニルメタンジアミン、水素添加ジ
フェニルメタンジアミン等のアミノ基を2個以上有する
化合物、水等が挙げられる。
【0027】なお、鎖伸長剤の添加量はウレタンプレポ
リマーの末端イソシアネート基に対して当量以下が好ま
しい。
【0028】(水系ポリウレタン樹脂の調製) 本発明の水系ポリウレタン樹脂は、一般式(1)又は
(2)で表されるポリエステルポリオール化合物、化合
物(b)、有機ポリイソシアネート化合物及び化合物
(d)からなるウレタンプレポリマーを、化合物(d)
に対応する塩形成剤の使用により公知の方法で水中に乳
化させ、さらに鎖伸長剤で鎖延長することにより得られ
る。
【0029】なお、乳化を容易にするため、必要に応じ
てイソシアネート基と反応しない有機溶媒類を、ウレタ
ンプレポリマー反応段階、または反応終了後に添加して
もよい。また必要に応じて減圧下で有機溶媒類を留去す
れば無溶剤型水系ポリウレタン樹脂も得ることが可能で
あり、さらに乳化に際しアニオン、カチオン、ノニオン
性等の界面活性剤を補助的に添加し乳化を容易にするこ
とも可能である。
【0030】[酢酸ビニル系ラテックス]本発明に使用
する酢酸ビニル系ラテックスとしては、酢酸ビニル単独
重合体、酢酸ビニル−エチレン共重合体、酢酸ビニル−
エチレン−アクリル酸エステル共重合体、酢酸ビニル−
エチレン−メタクリル酸エステル共重合体、酢酸ビニル
−エチレン−塩化ビニル共重合体等が挙げられるが、中
でも酢酸ビニル−エチレン共重合体が接着性、耐熱性の
点で好ましい。
【0031】[HLB8〜19の非イオン界面活性剤]
本発明に使用されるHLB8〜19の非イオン界面活性
剤としては、ポリオキシエチレンアルキルエーテル型、
ポリオキシエチレンアルキルフェノールエーテル型、ポ
リオキシエチレンプロピレンエーテル型、高級アルコー
ルポリエチレングリコールエーテル型、脂肪族ポリエチ
レングリコールエステル型及び/またはポリオキシエチ
レンアリールフェノールエーテル型非イオン界面活性剤
等が挙げられる。
【0032】非イオン界面活性剤のHLBについて言え
ば、HLBが8未満の場合、乾燥硬化した接着剤塗膜か
ら非イオン界面活性剤がブリードアウトする結果、接着
剤組成物は接着性、耐熱性、耐水性に劣るものとなる。
また、HLBが19を越える場合、水系ポリウレタン樹
脂と酢酸ビニル系ラテックスとの相溶性改善効果が認め
られず、可塑化効果の為に、接着性、耐熱性、耐水性が
逆に低下する。
【0033】[接着剤組成物]本発明の接着剤組成物
は、前記の水系ポリウレタン樹脂と酢酸ビニル系ラテッ
クスと非イオン界面活性剤を所定量配合し、混合するこ
とにより得られる。
【0034】水系ポリウレタン樹脂と酢酸ビニル系ラテ
ックスの配合重量比(固形分換算)は、前記のごとく、
水系ポリウレタン樹脂/酢酸ビニル系ラテックス=10
0/50〜800である。酢酸ビニル系ラテックスがこ
の範囲を超える場合、耐水性、耐熱性の点で満足される
接着剤組成物は得られない。
【0035】さらに非イオン界面活性剤の配合量は、水
系ホリウレタン樹脂と前記酢酸ビニル系ラテックスの合
計量(固形分換算)に対して0.5〜2.0重量%であ
る。配合量が2.0重量%を越えた場合、乾燥硬化した
接着剤塗膜からの非イオン界面活性剤のブリードアウト
及び可塑化効果の為に、接着剤組成物は接着性、耐熱
性、耐水性が逆に低下する。
【0036】[その他の配合・添加剤]本発明組成物に
は、体質顔料、酸化防止剤、レベリング剤、消泡剤、浸
透剤、希釈剤、造膜助剤(キシレン等)、増粘剤、防黴
剤等の各種添加剤を目的にあった性状にするために性能
を低下させない範囲内で適宜配合することが可能であ
り、さらにエポキシ系架橋剤、カルボジイミド系架橋
剤、アジリジン系架橋剤、エチレンイミン系架橋剤、メ
ラミン系架橋剤、イソシアネート系架橋剤を配合する事
により耐熱性、耐水性等の性能を更に改善する事も可能
である。
【0037】[接着方法]本発明接着剤組成物の接着方
法は、スプレ−塗布、刷毛塗布、ロ−ルコ−タ−塗布、
ナイフコ−タ−等により塗布後、各種基材を張り合せ乾
燥接着する方法が挙げられる。なお必要に応じ適宜、加
重及び加温等の処理するを行うことにより接着強度の改
善、接着時間の短縮なども可能である。
【0038】
【作用】本発明に従って得られる接着剤組成物は、分子
中に高凝集力を有するウレタン結合及びエステル結合を
有するため、塩化ビニル樹脂と木材やナイロン、ポリエ
ステル等の合成繊維、フィルム等の各種基材との接着性
及び耐水性に優れているばかりでなく、さらに塩化ビニ
ル樹脂中に大量使用されている可塑剤の移向を高温度雰
囲気下においても抑制する為、耐熱性の点においても優
れているものと思われる。
【0039】
【実施例】以下、本発明を実施例によって具体的に説明
するが、本発明は、それらの実施例に限定されるもので
はない。 合成例1〜6及び比較合成例1〜3. アセトン溶媒中で、一般式(1)又は(2)で表される
ポリエステルポリオール化合物、化合物(b)、有機ポ
リイソシアネート化合物及び化合物(d)を反応させて
得たウレタンプレポリマーを、化合物(d)に対応する
塩形成剤の使用により公知の方法で水中に乳化させ、さ
らに鎖伸長剤で鎖延長して得た乳白色〜透明液状の各種
水系ポリウレタン樹脂から減圧下でアセトン溶媒を留去
し各種無溶剤型水系ウレタン樹脂(固形分40重量%)
を調製した。これらを表1及び表2に示す。
【0040】
【表1】
【0041】尚、表1中の略記は、下記のものを表す。
以下、同様である。 (イ):ポリブチレンアジペート(1,4−ブタンジオ
ールとアジピン酸からのポリエステルポリオール.平均
分子量1000)、 (ロ):ポリブチレンアジペート(1,4−ブタンジオ
ールとアジピン酸からのポリエステルポリオール.平均
分子量2000)、 (ハ):ポリヘキシレンアジペート(1,6−ヘキサン
ジオールとアジピン酸からのポリエステルポリオール.
平均分子量2000)、 (ニ):ポリノニレンアジペート(1,9−ノナンジオ
ールとアジピン酸からのポリエステルポリオール.平均
分子量2000)、 (ホ):ポリカ−ボネ−トジオ−ル(1,6−ヘキサン
ジオールとジメチルカ−ボネ−トからのポリエステルポ
リオール.平均分子量2000)、 TDI:トリ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
=80/20)、 MDI:ジフェニルメタンジイソシアネ−ト、 トリメチルアミン:トリメチルアミンの30%水溶液、
【0042】
【表2】
【0043】尚、表2中の略記は、下記のものを表す。
以下、同様である。 (ヘ):ポリエチレンアジペート(エチレングリコール
とアジピン酸からのポリエステルポリオール.平均分子
量2000)、 (ト):ポリテトラメチレングリコール(テトラハイド
ロフランの開環重合物.平均分子量2000)、
【0044】実施例1〜7及び比較例1〜7. 合成例1〜6及び比較合成例1〜3で得られた各種無溶
剤型水系ポリウレタン樹脂(固形分40重量%)と酢酸
ビニル−エチレン共重合体ラテックス(スミカフレック
ス471.住友化学社製.固形分55%)及び非イオン
界面活性剤を所定量配合し、水系接着剤組成物を調製
し、それらを用いてポリ塩化ビニルシート(半硬質塩化
ビニルシート;厚み0.2mm木目印刷)と合板(ラワ
ン合板;厚み3.0mm)との接着試験を行った。これ
らの試験結果を表3及び表4に示す。
【0045】
【表3】
【0046】尚、表3中の略記は、下記のものを表す。
以下、同様である。 非イオン界面活性剤:ノニルフェノールのエチレンオ
キサイド10モル付加物(HLB 13)、 アジリジン系架橋剤:4,4−ビス(エチレンイミノカ
ルボニル)ジフェニルメタン(25%水分散体)、
【0047】(接着条件) 貼り合わせ方法:冷圧ウェットラミネート法、 塗布量:1平方cm当たり100g(バーコーター使
用)、 圧締条件:1平方cm当たり0.1kgで20℃×60
分、 養生時間:20℃×5日間、
【0048】(接着試験方法) (1)常態接着力:20℃、60%RHにて180度剥
離試験(引っ張り速度:100mm/分、単位kg/2
5mm)、 (2)湿潤接着力:60℃の温水中に3時間浸漬後、2
0℃の水中に30分浸漬し濡れた状態で180度剥離試験
(引っ張り速度:100mm/分、単位kg/25m
m)、 (3)60℃耐熱クリープ:半硬質塩化ビニルシート
(シート巾25mm)の端部に500gの静加重を負荷
し、90度角にて60℃×120分後の剥離長を測定
(単位mm/120分)、 (4)80℃耐熱クリープ:半硬質塩化ビニルシート
(シート巾25mm)の端部に500gの静加重を負荷
し、90度角にて80℃×60分後の剥離長を測定(単
位mm/60分)、
【0049】
【表4】
【0050】尚、表4中の略記は、下記のものを表す。
以下、同様である。 非イオン界面活性剤:ノニルフェノールのエチレンオ
キサイド4モル付加物(HLB 7)、
【0051】実施例8〜9. 実施例1の接着剤組成物を用いてポリ塩化ビニルシート
とナイロン繊維布、及びポリ塩化ビニルシートとポリエ
ステル繊維布との接着試験を行った。これらの試験結果
を表5に示す。尚、接着条件等は前記と同様である。
【0052】
【表5】
【0053】
【発明の効果】本発明の接着剤組成物は、水系で安全性
に優れ、しかも一液性で製品安定性、接着性、耐熱性、
耐水性が良好な水系接着剤組成物であり、塩化ビニル樹
脂と木材やナイロン、ポリエステル等の合成繊維、フィ
ルム等の各種基材との接着性に優れた塩ビ合板、塩ビレ
ザー、ラミネート用接着剤として有用である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−185707(JP,A) 特開 昭60−4515(JP,A) 特開 昭60−243163(JP,A) 特開 昭51−119795(JP,A) 特開 平3−162476(JP,A)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 末端イソシアネート基含有ウレタンプレ
    ポリマー(以下、ウレタンプレポリマーと略す)、塩形
    成剤及び鎖伸長剤を反応させて得た水系ポリウレタン樹
    脂と、酢酸ビニル系ラテックスと、HLB8〜19の非
    イオン界面活性剤(以下、非イオン界面活性剤と略す)
    との配合物からなり、前記水系ポリウレタン樹脂/前記
    酢酸ビニル系ラテックスの配合重量比(固形分換算)が
    100/50〜800で、前記非イオン界面活性剤の配
    合量が前記水系ポリウレタン樹脂と前記酢酸ビニル系ラ
    テックスの合計量(固形分換算)に対して0.5〜2.
    重量%である接着剤組成物において、 前記ウレタンプレポリマーが(a)下記一般式(1)又
    は(2)で表される平均分子量500〜5,000の分
    子中に2個以上の水酸基を有するポリエステルポリオー
    ル化合物、(b)平均分子量200以下の分子中に2個
    以上の水酸基を有する低分子量水酸基含有化合物、
    (c)分子中に2個以上のイソシアネート基を有する有
    機ポリイソシアネート化合物、及び(d)分子中に水酸
    基またはアミノ基とスルホン酸基を有する化合物(以
    下、化合物(d)と略す)からなり、かつ平均活性水素
    濃度が100〜500(KOH mg/g)及びNCO
    /活性水素基比が1.0〜1.2のウレタンプレポリマ
    ーであり、 前記塩形成剤が前記化合物(d)に対応する塩形成剤で
    あることを特徴とする接着剤組成物。 HO−R−O−(CO−R’−CO−O−R−O−)−H・・・(1) HO−(R−O−CO−O−)−R−OH・・・・・・・・・・(2) (ただし式中、R及びR’は炭素数4〜10の炭化水素
    基を表す。nは前記分子量に対応する任意の数であ
    る。)
JP3321215A 1991-11-07 1991-11-07 接着剤組成物 Expired - Fee Related JP2847589B2 (ja)

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