JP2984921B2 - ホットメルト接着剤 - Google Patents
ホットメルト接着剤Info
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Description
に関する。さらに詳しくは、特に芯地用接着剤に用いた
場合、柔軟性、接着性、耐ドライクリーニング性、耐水
洗濯性等に優れるホットメルト接着剤に関する。
トメルト接着剤が登場し、縫製作業に革命的な合理化を
もたらし、現在幅広く用いられている。従来から使用さ
れているホットメルト接着剤としては、ポリアミド系の
ものが一般に用いられている。しかし、ポリアミド系接
着剤はシャープメルト性(軟化開始温度と軟化終了温度
との差が小さいこと)を有し、接着強度が大きく、耐水
洗濯性および耐ドライクリーニング性は良好であるが、
風合いが硬いという問題点がある。風合いを改善するも
のとして、低分子ジオールに側鎖またはエーテル結合を
有する化合物を用いた熱可塑性ポリウレタン樹脂からな
るもの(特開昭55−110113号公報)が提案され
ている。
可塑性ポリウレタン樹脂からなるものは、熱圧着したと
きの芯地への滲み込みが悪いために、接着強度が低く、
耐水洗濯性および耐ドライクリーニング性が不十分であ
るという問題点を有している。本発明の目的は、ポリウ
レタンの有する柔軟な風合いを損なわずに、良好な接着
性と優れた耐水洗濯性および耐ドライクリーニング性を
与えるホットメルト接着剤を提供することにある。
を解決すべく鋭意検討した結果、本発明に到達した。す
なわち本発明は、熱可塑性ポリウレタン樹脂(A)から
なるホットメルト接着剤において、該(A)が、対称構
造を有するジイソシアネート(a1)と下記一般式
(1)〜(3)のいずれかで示される対称構造を有する
低分子ジオール(a2)および/または対称構造を有す
る低分子ジアミン類(a3)とから構成される数平均分
子量が200〜2000のハードセグメント(A1)
と、数平均分子量が500〜5000の高分子ジオール
(a4)からなるソフトセグメント(A2)とを有し、
(A)は該ジイソシアネート(a1)と該低分子ジオー
ル(a2)[但し該低分子ジオール(a2)とともに側
鎖またはエーテル基を有する低分子ジオール(a2′)
を併用する場合は(a2′)の量は15モル%以下であ
る]および/または該低分子ジアミン類(a3)、該高
分子ジオール(a4)および重合停止剤(a5)を反応
させて得られる数平均分子量4000〜30000のポ
リウレタン樹脂であり、(A)中のハードセグメントの
含有量が5〜50重量%であり、(A)の熱機械分析針
入方式による軟化開始温度と軟化終了温度の差が0〜1
5℃であり、かつ軟化開始温度が70〜130℃である
ことを特徴とするホットメルト接着剤である。
の差が小さい(シャープメルト性を有する)、本発明に
おける熱可塑性ポリウレタン樹脂(A)としては、対称
構造を有するジイソシアネート(a1)と対称構造を有
する低分子ジオール(a2)および/または対称構造を
有する低分子ジアミン類(a3)とから構成されるハー
ドセグメント(A1)と、高分子ジオール(a4)から
なるソフトセグメント(A2)とを有するポリウレタン
樹脂が挙げられる。
(a1)としては、炭素数(NCO基中の炭素を除く、
以下同様)2〜18の脂肪族ポリイソシアネート、例え
ば1,4−テトラメチレンジイソシアネート、1,6−
ヘキサメチレンジイソシアネート、1,8−オクタメチ
レンジイソシアネート、1,12−ドデカメチレンジイ
ソシアネート;炭素数4〜15の脂環式ポリイソシアネ
ート、例えば4,4’−ジシクロヘキシルメタンジイソ
シアネート、シクロヘキサン−1,4−ジイソシアネー
ト;炭素数8〜15の芳香脂肪族ポリイソシアネート、
例えばp−キシリレンジイソシアネート、炭素数6〜2
0の芳香族ポリイソシアネート、例えば4,4’−ジフ
ェニルメタンジイソシアネートおよびp−フェニレンジ
イソシアネート;およびこれらのポリイソシアネートの
対称構造を有する変性物(ウレタン基、カルボジイミド
基、ウレア基、ウレトジオン基、オキサゾリドン基含有
対称構造の変性物など)およびこれらの2種以上の混合
物が含まれる。これらのうち好ましいものは1,6−ヘ
キサメチレンジイソシアネート、4,4’−ジシクロヘ
キシルメタンジイソシアネート、シクロヘキサン−1,
4−ジイソシアネートであり、特に好ましいものは1,
6−ヘキサメチレンジイソシアネートである。
2)は、側鎖を有しないものであり、下記一般式(1)
〜(3)のいずれかで示されるものが用いられる。これ
らは2種以上を併用して用いることができる。 HO(CH2)m−(Q1)p−(CH2)mOH (1) [式中、Q1はメチレン基、1,4−シクロヘキシレン
基または1,4−フェニレン基を表し、pは0または
1、mは0または1〜6の整数である(ただし、pが1
でQ1が1,4−フェニレン基の場合およびpが0の場
合はmが0となることはない。)。] H(OCH2CH2)nO−Q2−O(CH2CH2O)nH (2) [式中、Q2はハイドロキノン、ビスフェノールA、ビ
スフェノールFまたはビスフェノールSの水酸基を除い
た残基を表し、nは1〜3の整数を表す。]H(OCH
2CH2CH2CH2)kO−Q3−O(CH2CH2CH2C
H2O)kH (3) [式中、Q3はハイドロキノン、ビスフェノールA、ビ
スフェノールFまたはビスフェノールSの水酸基を除い
た残基を表し、kは1または2である。]
ルの具体例としては、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、1,12−ドデカンジオール、1,4
−シクロヘキサンジメタノール、1,4−シクロヘキサ
ンジオール、p−キシリレングリコールなどが挙げられ
る。
ルの具体例としては、ハイドロキノンのエチレンオキサ
イド付加物(エチレンオキサイド付加モル数2〜6)、
ビスフェノールAのエチレンオキサイド付加物(エチレ
ンオキサイド付加モル数2〜6)、ビスフェノールFの
エチレンオキサイド付加物(エチレンオキサイド付加モ
ル数2〜6)およびビスフェノールSのエチレンオキサ
イド付加物(エチレンオキサイド付加モル数2〜6)の
うちで、一般式(2)で示される対称構造のものが挙げ
られる。
ルの具体例としては、ハイドロキノンのテトラハイドロ
フラン付加物(テトラハイドロフラン付加モル数2〜
4)、ビスフェノールAのテトラハイドロフラン付加物
(テトラハイドロフラン付加モル数2〜4)、ビスフェ
ノールFのテトラハイドロフラン付加物(テトラハイド
ロフラン付加モル数2〜4)およびビスフェノールSの
テトラハイドロフラン付加物(テトラハイドロフラン付
加モル数2〜4)のうちで、一般式(3)で示される対
象構造のものが挙げられる。
コール、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジ
オール、エチレングリコール、1,4−シクロヘキサン
ジメタノールおよび1,4−シクロヘキサンジオールで
あり、特に好ましいものは1,4−ブタンジオール、
1,6−ヘキサンジオールおよび1,4−シクロヘキサ
ンジメタノールである。
(a2)とともに、必要により側鎖またはエーテル基を
有する低分子ジオール(ネオペンチルグリコール、ジエ
チレングリコールなど)(a2’)を併用することがで
きるが、該(a2’)を併用する場合の使用量は15モ
ル%以下であることが必要である。上記モル%を超える
とシャープメルト性が得られない。
成分として、上記(a2)に代えて又は(a2)と共
に、対称構造を有する低分子ジアミン類(a3)を用い
ることができる。該低分子ジアミン類(a3)として
は、分子内に2個の1級アミノ基を有する対称構造のジ
アミンおよびこれらのケチミン化合物が挙げられる。
有する対称構造のジアミンとしては、側鎖を有しないも
のが好ましい。そのようなジアミンの具体例としては、
前記一般式(1)の水酸基が1級アミノ基(−NH2)
で置き換った構造のジアミン、例えばエチレンジアミ
ン、1,6−ヘキサメチレンジアミン、1,8−オクタ
メチレンジアミン、1,12−ドデカメチレンジアミ
ン、p−キシリレンジアミン等;その他のジアミン、例
えばp−フェニレンジアミン、4,4’−ジアミノジシ
クロヘキシルメタン、ポリオキシエチレンジアミン(分
子量500以下)等;およびこれらの2種以上の混合物
が挙げられる。
ンとケトン類(アセトン、メチルエチルケトン、メチル
イソブチルケトン等)との反応物であるケチミン化合物
が挙げられる。
示したもののうち、好ましいものは、エチレンジアミ
ン、1,6−ヘキサメチレンジアミン、1,8−オクタ
メチレンジアミン、1,12−ドデカメチレンジアミ
ン、4,4’−ジアミノジシクロヘキシルメタン、ポリ
オキシエチレンジアミン(分子量500以下)およびこ
れらのジアミンのケチミン化合物であり、特に好ましい
ものは、1,6−ヘキサメチレンジアミンおよびそのケ
チミン化合物である。
み、または(a3)のみを用いることもできるが、(a
2)と(a3)を併用するのが好ましく、そのモル比は
(a2)/(a3)=0.5〜10がとくに好ましい。
び/または(a3)から構成されるハードセグメント
(A1)の数平均分子量は、通常200〜2000、好
ましくは300〜1000である。200未満ではシャ
ープメルト性が得られず、2000を越えると軟化開始
温度が高くなりすぎる。ハードセグメント(A1)の数
平均分子量は、下記計算式(4)から求めることができ
る。 [(a1)の重量+(a2)の重量+(a3)の重量]/ [(a1)のモル数−(a2)のモル数−(a3)のモル数] (4)
ハードセグメント(A1)の含有量[(A)中の(a
1)+(a2)+(a3)の重量比率]は、通常5〜5
0重量%、好ましくは8〜40重量%、特に好ましくは
10〜30重量%である。5重量%未満ではシャープメ
ルト性が得られず、50重量%を越えると軟化開始温度
が高くなり実用的でない。
る、ソフトセグメント(A2)に用いられる高分子ジオ
ール(a4)の数平均分子量は通常500〜5,00
0、好ましくは700〜3,000であり、重量平均分
子量/数平均分子量は通常1.0〜3.0、好ましくは
1.0〜2.0である。数平均分子量が500未満では
風合いが硬くなるとともに軟化開始温度が高くなりす
ぎ、5000を越えるとシャープメルト性が得られなく
なる。
ーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリエー
テルエステルポリオール、ポリカーボネートポリオー
ル、ポリシロキサングリコール、ポリブタジエングリコ
ール、アクリルポリオール、ポリマーポリオール(高分
子ポリオール中でビニル単量体を重合してなるポリオー
ル)およびこれら2種以上の混合物が挙げられる。上記
高分子ジオールのうち好ましいものは、ポリエーテルポ
リオールおよびポリエステルポリオールである。
活性水素原子を有する化合物(たとえば2価アルコー
ル、2価フェノールなど)にアルキレンオキサイドが付
加した構造の化合物およびそれらの混合物が挙げられ
る。
コール、ジエチレングリコール、プロピレングリコー
ル、1,3−および1,4−ブタンジオール、1,6−
ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコールなどのアル
キレングリコール、環状基を有するジオール(たとえ
ば、特公昭45−1474号公報明細書に記載のもの)
などが挙げられる。また、2価フェノールとしてはハイ
ドロキノンなどの単環多価フェノール;ビスフェノール
A、ビスフェノールS、ビスフェノールFなどのビスフ
ェノール類などが挙げられる。これらのうち好ましいも
のは2価アルコールである。
〜8のアルキレンオキサイドおよび置換アルキレンオキ
サイド、例えばエチレンオキサイド(以下EOと略
記)、プロピレンオキサイド(以下POと略記)、1,
2−、1,3−、1,4−または2,3−ブチレンオキ
サイド、スチレンオキサイドおよびこれらの2種以上の
併用(ブロックまたはランダム付加)が挙げられる。こ
れらのうち好ましいものはPO単独およびEOとPOの
併用である。
低分子ポリオールの1種以上とポリカルボン酸との縮
合重合による縮合ポリエステルポリオール;低分子ポ
リオールの1種以上を開始剤としてラクトンを開環重合
して得られるポリラクトンポリオール;およびこれらの
2種以上の混合物が挙げられる。
としては、例えば脂肪族低分子ジオール類(エチレング
リコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコー
ル、1,4−ブタンジオールなど);環状基を有する低
分子ジオール類[例えば特公昭45−1474号公報明
細書に記載のもの:1,4−ビス(ヒドロキシメチル)
シクロヘキサン、m−またはp−キシリレングリコール
など];ビスフェノール類のアルキレンオキサイド低モ
ル付加物(分子量500未満);およびこれらの2種以
上の併用が挙げられる。
しては、脂肪族ジカルボン酸(コハク酸、アジピン酸、
セバシン酸、グルタル酸、アゼライン酸、マレイン酸、
フマル酸など)、芳香族ジカルボン酸(テレフタル酸、
イソフタル酸など)およびこれらの2種以上の併用が挙
げられる。
ロラクトン、γ−バレロラクトン、ε−カプロラクトン
およびこれらの2種以上の併用が挙げられる。
は、前記ポリエーテルポリオールの1種以上と前記ポリ
エステルポリオールで例示したポリカルボン酸の1種以
上とをエステル化反応して得られるものが挙げられる。
(A)の数平均分子量は、通常4000〜30000、
好ましくは8000〜20000である。4000未満
では接着強度が不足し、30000を超えると軟化開始
温度が高くなりすぎることがある。
法としては、例えば、無溶剤下または溶剤の存在下
で、ジイソシアネート(a1)と低分子ジオール(a
2)および/またはジアミン(a3),高分子ジオール
(a4)および必要により重合停止剤(a5)とを一括
に重合反応する方法;無溶剤下または溶剤の存在下
で、(a1)と(a4)とを反応させて、末端にイソシ
アネート基を有するウレタンプレポリマー(A3)と
し、該ウレタンプレポリマー(A3)を無溶剤下または
溶剤の存在下で、(a2)および/または(a3)、ま
たは(a1)と(a2)および/または(a3)からな
るハードセグメントと、必要により重合停止剤(a5)
と重合反応する方法;無溶剤下または溶剤の存在下で
得られたウレタンプレポリマー(A3)、または(A
3)と(a2)を反応させたウレタンプレポリマー、ま
たは(a1)と(a2)からなるハードセグメントと
(A3)とを反応させたウレタンプレポリマーを、分散
安定剤を含む水中に高速攪拌機を用いて分散し、水およ
び/または低分子ジアミン(a3)と必要により重合停
止剤(a5)とを反応させる方法;無溶剤下または溶
剤の存在下で得られたウレタンプレポリマー(A3)、
または(A3)と(a2)を反応させたウレタンプレポ
リマー、または(a1)と(a2)からなるハードセグ
メントと(A3)とを反応させたウレタンプレポリマー
を、分散安定剤を含む非水系分散媒(ヘキサン、ヘプタ
ン等)中に分散し、低分子ジアミン(a3)と必要によ
り(a5)を反応させる方法などが挙げられる。これら
の方法において、重合停止剤(a5)は所定の分子量
(粘度)に達した段階で添加してもよい。これらの方法
のうち特に好ましい製造方法はの方法である。
アルコール(メタノール、エタノール、n−ブタノー
ル、セロソルブ、フェノールのアルキレンオキサイド付
加物等)およびモノアミン(ジエチルアミン、ジブチル
アミン、ジエタノールアミン等)が挙げられ、これらの
うちモノアミンが好ましい。
の触媒を使用できる。該触媒の具体例としては、有機金
属化合物[ジブチルスズジラウレート、ジオクチルスズ
ジラウレート、スタナスオクテート等];アミン類[ト
リエチルアミン、トリエチレンジアミン、ジアザビシク
ロウンデセン等];およびこれらの2種以上の併用が挙
げられる。触媒の使用量は特に限定はないが熱可塑性ポ
リウレタン樹脂(A)100重量部当り、通常0.00
1〜0.05重量部である。
り公知の溶剤(ジメチルホルムアミド、トルエン、メチ
ルエチルケトン等)を使用できる。
製造する方法において、ウレタンプレポリマー、低分子
ジアミン(a3)および必要により重合停止剤(a5)
の混合体(A4)100重量部に対する、分散安定剤と
水とからなる分散安定剤液の量は、通常少なくとも50
重量部、好ましくは100〜1000重量部である。5
0重量部未満では混合体(A4)の分散状態が悪く、好
ましい粒度の樹脂粉末を得ることが困難となる。また必
要により混合体(A4)を低粘度化するために加温(例
えば40〜100℃)してもよく、また、エステル系溶
剤、ケトン系溶剤、塩素系溶剤、芳香族溶剤等のイソシ
アネートに不活性な有機溶剤を添加してもよい。高速分
散機の回転数は通常少なくとも1000rpm、好まし
くは3000〜10000rpmである。
り(a5)は、ウレタンプレポリマーを水中に分散させ
た後に添加してもよく、またウレタンプレポリマーの分
散直前に添加してもよいが、反応がより均一に行われる
点で後者の方が好ましい。
(A)の熱機械分析針入方式による軟化開始温度(測定
条件:昇温速度5℃/分、荷重5g、針直径0.5m
m)は、通常70〜130℃、好ましくは80〜120
℃である。70℃未満では保存時にブロッキングを起こ
し易く、130℃を超えると接着温度における熱溶融性
が悪くなり、充分な接着強度が得られない。また該方式
による軟化開始温度と軟化終了温度の差は、通常0〜1
5℃、好ましくは0〜10℃である。15℃を超えると
シャープメルト性が得られない。
安俊著「物質科学のための熱分析の基礎」[1990年
共立出版発行]350頁や日本熱測定学会編「新熱分析
の基礎と応用」[(株)リアライズ社発行]68頁に記
載された方法である。
は、通常、粉体または水系ペーストの形態で用いられ
る。粉体または水系ペーストを得る方法としては、前記
またはの重合方法のうち無溶剤系で重合した場合は
冷凍粉砕することにより粉体が得られ、前記、また
はの重合方法のうち溶剤系で重合した場合は噴霧乾燥
することにより粉体が得られる。前記の方法の分散安
定剤を含む水中で分散重合した場合は濾過、遠心脱水等
で分離、乾燥することにより粉体が得られ、重合反応終
了後の分散液に増粘剤を添加することにより水系ペース
トが得られる。また、前記 の分散安定剤を含む非水系
分散媒中で重合反応した場合は、濾過等で分離、乾燥す
ることにより粉体が得られる。
非水溶性または水溶性のものであって、かつ形成される
熱可塑性ポリウレタン樹脂(A)を乳化させないものが
好ましい。
可塑性ポリウレタン樹脂(A)と親和性を有する部分
と、親水性を有する部分とから構成されており、親和性
を有する部分と親水性を有する部分とが、エステル結合
またはウレタン結合(好ましくはウレタン結合)で結合
しているものが挙げられ、好ましい具体例としてはポリ
エチレンアジペート(数平均分子量1000)/1,6
−ヘキサメチレンジイソシアネート/ポリエチレングリ
コール(数平均分子量2000)[1/1/1モル]反
応物、ポリプロピレングリコール(数平均分子量100
0)/イソフォロンジイソシアネート/ポリエチレング
リコール(数平均分子量2000)[1/1/1モル]
反応物などが挙げられる。
セルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシ
プロピルメチルセルロース、カルボキシメチルセルロー
ス等のセルロース系水溶性樹脂、ポリビニルアルコー
ル、ポリアクリル酸塩類、ポリエチレングリコール、ポ
リビニルピロリドン、ポリアクリルアミド、第三燐酸塩
類等が挙げられ、これらのうちではポリビニルアルコー
ルが好ましい。
タン樹脂(A)100重量部当たり通常0.1〜5部、
好ましくは0.2〜3部である。
添加剤(顔料、離型剤、染料、耐候安定剤、滑剤、可塑
剤、アンチブロッキング剤、カップリング剤、耐熱安定
剤、難燃剤等)を含有させてもよい。
からなるホットメルト接着剤を、粉体またはペースト体
で用いる場合の平均粒径は、通常10〜500μm、好
ましくは30〜200μmである。上記平均粒径はミク
ロ型電磁振動ふるい器M−2型[筒井理化学器械(株)
製]により測定される値である。平均粒径が10μm未
満では、粉塵が多く発生し作業環境が悪化し、500μ
mを超えると芯地のドットが大きくなり過ぎ表地と接着
した場合、接着剤が芯地や表地からしみ出し、製品の外
観や風合いを損ね易くなる。
からなるホットメルト接着剤のJIS−K7210−B
法によるメルトインデックス(条件:160℃、2.1
6Kg)は、通常30〜500g/10分、好ましくは
50〜300g/10分である。この範囲外では適度な
流動性が得られず満足する接着強度が得られない傾向に
ある。
芯地の製造およびそれによる布地の接着は通常の方法で
行なうことができる。すなわち、接着芯地は、例えば本
発明の接着剤を粉体または水系ペーストの形態で芯地
(ポリエステル/綿 混紡ブロード布,ポリエステル,
綿など)に塗布し(塗布量:通常5〜30g/m2)、
加熱固着(加熱条件:通常120〜160℃×1〜3分
間)することにより製造することができる。得られた接
着芯地は、表地(綿ニット布,ウールギャバ布,ポリエ
ステル/綿 混紡ブロード布など)に接着芯地プレス機
を用いて加熱プレス(条件:通常130〜160℃×荷
重200〜500g/cm2×10〜20秒間)して接
着される。
る熱可塑性ポリウレタン樹脂からなるホットメルト接着
剤は接着芯地以外にもスラッシュ成形材料や粉体塗料等
の成形材料用にも適している。
が、本発明はこれに限定されるものではない。以下の記
載において部は重量部、%は重量%を示す。
チレンアジペートジオール(分子量2000)4600
部を投入し、3mmHgの減圧下で110℃に加熱して
1時間脱水を行った。続いて1,6−ヘキサメチレンジ
イソシアネート773部を投入し、110℃で3時間反
応を行い、末端にイソシアネート基を有するウレタンプ
レポリマーを得た。さらにこのプレポリマーに1,4−
ブタンジオール58.5部と1,6−ヘキサンジオール
76.7部を投入し、110℃で3時間反応を行い、末
端にイソシアネート基を有するウレタンプレポリマーを
得た。該プレポリマーの遊離イソシアネート(NCO)
基含量は1.53%であった。このプレポリマー145
部を、145部のメチルエチルケトン(MEK)に溶解
し、この溶液に1,6−ヘキサメチレンジアミンとME
Kの反応物(ケチミン化物)3.69部とジ−n−ブチ
ルアミン2.58部を加え均一に混合した後、1%濃度
ポリビニルアルコール水溶液750部を添加し、ウルト
ラデスパーザー(ヤマト科学製)を使用し、回転数90
00rpmで1分間混合した。次いでブロッキング防止
剤[「サイリシア435」、富士シリシア化学(株)
製]3部を加え、さらに3時間攪拌して反応を完結させ
た後、濾別、乾燥を行い樹脂粉末(P1)を調製した。
この樹脂粉末のハードセグメント含有量(計算値、以下
同様)は19.0%であり、ハードセグメントの数平均
分子量(計算値、以下同様)は367、平均粒径は12
0μm、メルトインデックス(JIS−K7210−B
法、160℃、2.16Kg、以下同様)は60g/1
0分であった。
チレンアジペートジオール(分子量2000)4600
部を投入し、3mmHgの減圧下で110℃に加熱して
1時間脱水を行った。続いて1,6−ヘキサメチレンジ
イソシアネート773部を投入し、110℃で3時間反
応を行い、末端にイソシアネート基を有するウレタンプ
レポリマーを得た。さらにこのプレポリマーに1,6−
ヘキサンジオール153部を投入し、110℃で3時間
反応を行い、末端にイソシアネート基を有するウレタン
プレポリマーを得た。該プレポリマーのNCO基含量は
1.52%であった。このプレポリマー145部を、1
45部のMEKに溶解し、この溶液に1,6−ヘキサメ
チレンジアミンとMEKの反応物(ケチミン化物)3.
65部とジ−n−ブチルアミン2.58部を加え均一に
混合した後、1%濃度ポリビニルアルコール水溶液75
0部を添加し、ウルトラデスパーザー(ヤマト科学製)
を使用し、回転数9000rpmで1分間混合した。次
いでブロッキング防止剤[「サイリシア435」、富士
シリシア化学(株)製]3部を加え、さらに3時間攪拌
して反応を完結させた後、濾別、乾燥を行い樹脂粉末
(P2)を調製した。この樹脂粉末のハードセグメント
含有量は19.2%であり、ハードセグメントの数平均
分子量は372、平均粒径は150μm、メルトインデ
ックスは52g/10分であった。
チレンアジペートジオール(分子量3000)6900
部を投入し、3mmHgの減圧下で110℃に加熱して
1時間脱水を行った。続いて1,6−ヘキサメチレンジ
イソシアネート773部を投入し、110℃で3時間反
応を行い、末端にイソシアネート基を有するウレタンプ
レポリマーを得た。さらにこのプレポリマーに1,4−
ブタンジオール58.5部と1,6−ヘキサンジオール
76.7部を投入し、110℃で3時間反応を行い、末
端にイソシアネート基を有するウレタンプレポリマーを
得た。該プレポリマーのNCO含量は1.08%であっ
た。このプレポリマー146部を、146部のMEKに
溶解し、この溶液に1,6−ヘキサメチレンジアミンと
MEKの反応物(ケチミン化物)1.97部とジ−n−
ブチルアミン2.58部を加え均一に混合した後、1%
濃度ポリビニルアルコール水溶液750部を添加し、ウ
ルトラデスパーザー(ヤマト科学製)を使用し、回転数
9000rpmで1分間混合した。次いでブロッキング
防止剤[「サイリシア435」、富士シリシア化学
(株)製]3部を加え、さらに3時間攪拌して反応を完
結させた後、濾別、乾燥を行い樹脂粉末(P3)を調製
した。この樹脂粉末のハードセグメント含有量は13.
8%であり、ハードセグメントの数平均分子量は34
0、平均粒径は80μm、メルトインデックスは80g
/10分であった。
チレンアジペートジオール(分子量2000)4600
部を投入し、3mmHgの減圧下で110℃に加熱して
1時間脱水を行った。続いて1,6−ヘキサメチレンジ
イソシアネート773部を投入し、110℃で3時間反
応を行い、末端にイソシアネート基を有するウレタンプ
レポリマーを得た。さらにこのプレポリマーに1,4−
ブタンジオール58.5部と1,4−シクロヘキサンジ
メタノール93.6部を投入し、110℃で3時間反応
を行い、末端にイソシアネート基を有するウレタンプレ
ポリマーを得た。該プレポリマーのNCO基含量は1.
52%であった。このプレポリマー145部を、145
部のMEKに溶解し、この溶液に1,6−ヘキサメチレ
ンジアミンとMEKの反応物(ケチミン化物)3.65
部とジ−n−ブチルアミン2.58部を加え均一に混合
した後、1%濃度ポリビニルアルコール水溶液750部
を添加し、ウルトラデスパーザー(ヤマト科学製)を使
用し、回転数9000rpmで1分間混合した。次いで
ブロッキング防止剤[「サイリシア435」、富士シリ
シア化学(株)製]3部を加え、さらに3時間攪拌して
反応を完結させた後、濾別、乾燥を行い樹脂粉末(P
4)を調製した。この樹脂粉末のハードセグメント含有
量は19.2%であり、ハードセグメントの数平均分子
量は371、平均粒径は80μm、メルトインデックス
は95g/10分であった。
プレポリマー144部を、144部のMEKに溶解し、
この溶液に1,12−ドデカメチレンジアミンとMEK
の反応物(ケチミン化物)5.02部とジ−n−ブチル
アミン2.58部を加え均一に混合した後、1%濃度ポ
リビニルアルコール水溶液750部を添加し、ウルトラ
デスパーザー(ヤマト科学製)を使用し、回転数900
0rpmで1分間混合した。次いでブロッキング防止剤
[「サイリシア435」、富士シリシア化学(株)製]
3部を加え、さらに3時間撹拌して反応を完結させた
後、濾別、乾燥を行い樹脂粉末(P5)を調製した。こ
の樹脂粉末のハードセグメント含有量は19.9%であ
り、ハードセグメントの数平均分子量は373、平均粒
径は100μm、メルトインデックスは80g/10分
であった。
代えてポリブチレンアジペートジオール(分子量300
0)を用いた以外は、製造例3と同様にして、樹脂粉末
(P6)を調製した。この樹脂粉末のハードセグメント
含有量は13.8%であり、ハードセグメントの数平均
分子量は340、平均粒径は80μm、メルトインデッ
クスは80g/10分であった。
チレンアジペートジオール(分子量2000)4600
部を投入し、3mmHgの減圧下で110℃に加熱して
1時間脱水を行った。続いて非対称構造のジイソシアネ
ートであるイソフォロンジイソシアネート1021部を
投入し、110℃で3時間反応を行い、末端にイソシア
ネート基を有するウレタンプレポリマーを得た。さらに
このプレポリマーに1,4−ブタンジオール58.5部
と1,6−ヘキサンジオール76.7部を投入し、11
0℃で3時間反応を行い、末端にイソシアネート基を有
するウレタンプレポリマーを得た。該プレポリマーのN
CO基含量は1.46%であった。このプレポリマー1
46部を、146部のMEKに溶解し、この溶液に1,
6−ヘキサメチレンジアミンとMEKの反応物(ケチミ
ン化物)3.43部とジ−n−ブチルアミン2.58部
を加え均一に混合した後、1%濃度ポリビニルアルコー
ル水溶液750部を添加し、ウルトラデスパーザー(ヤ
マト科学製)を使用し、回転数9000rpmで1分間
混合した。次いでブロッキング防止剤[「サイリシア4
35」、富士シリシア化学(株)製]3部を加え、さら
に3時間攪拌して反応を完結させた後、濾別、乾燥を行
い比較の樹脂粉末(P7)を調製した。この樹脂粉末の
ハードセグメント含有量は22.4%であり、ハードセ
グメントの数平均分子量は455、平均粒径は120μ
m、メルトインデックスは100g/10分であった。
チレンアジペートジオール(分子量2000)4600
部を投入し、3mmHgの減圧下で110℃に加熱して
1時間脱水を行った。続いて非対称構造のジイソシアネ
ートであるイソフォロンジイソシアネート1021部を
投入し、110℃で3時間反応を行い、末端にイソシア
ネート基を有するウレタンプレポリマーを得た。さらに
このプレポリマーに非対称構造のジオールであるプロパ
ン−1,2−ジオール98.8部を投入し、110℃で
3時間反応を行い、末端にイソシアネート基を有するウ
レタンプレポリマーを得た。該プレポリマーのNCO基
含量は1.46%であった。このプレポリマー146部
を、146部のMEKに溶解し、この溶液に1,6−ヘ
キサメチレンジアミンとMEKの反応物(ケチミン化
物)3.69部とジ−n−ブチルアミン2.58部を加
え均一に混合した後、1%濃度ポリビニルアルコール水
溶液750部を添加し、ウルトラデスパーザー(ヤマト
科学製)を使用し、回転数9000rpmで1分間混合
した。次いでブロッキング防止剤[「サイリシア43
5」、富士シリシア化学(株)製]3部を加え、さらに
3時間攪拌して反応を完結させた後、濾別、乾燥を行い
比較の樹脂粉末(P8)を調製した。この樹脂粉末のハ
ードセグメント含有量は18.5%であり、ハードセグ
メントの数平均分子量は450、平均粒径は120μ
m、メルトインデックスは70g/10分であった。
プレポリマー144部を、144部のMEKに溶解し、
この溶液に非対称構造ジアミンであるイソフォロンジア
ミンとMEKの反応物(ケチミン化物)4.53部とジ
−n−ブチルアミン2.58部を加え均一に混合した
後、1%濃度ポリビニルアルコール水溶液750部を添
加し、ウルトラデスパーザー(ヤマト科学製)を使用
し、回転数9000rpmで1分間混合した。次いでブ
ロッキング防止剤[「サイリシア435」、富士シリシ
ア化学(株)製]3部を加え、さらに3時間撹拌して反
応を完結させた後、濾別、乾燥を行い比較の樹脂粉末
(P9)を調製した。この樹脂粉末のハードセグメント
含有量は19.4%であり、ハードセグメントの数平均
分子量は379、平均粒径は80μm、メルトインデッ
クスは75g/10分であった。
プロラクトンジオール(分子量400)800部を投入
し、3mmHgの減圧下で110℃に加熱して1時間脱
水を行った。続いて1,6−ヘキサメチレンジイソシア
ネート672部を投入し、110℃で3時間反応を行
い、末端にイソシアネート基を有するウレタンプレポリ
マーを得た。さらにこのプレポリマーに1,6−ヘキサ
ンジオール118部を投入し、110℃で3時間反応を
行い、末端にイソシアネート基を有するウレタンプレポ
リマーを得た。該プレポリマーのNCO基含量は5.2
8%であった。このプレポリマー138部を、138部
のMEKに溶解し、この溶液に1,6−ヘキサメチレン
ジアミンとMEKの反応物(ケチミン化物)17.3部
とジ−n−ブチルアミン2.58部を加え均一に混合し
た後、1%濃度ポリビニルアルコール水溶液750部を
添加し、ウルトラデスパーザー(ヤマト科学製)を使用
し、回転数9000rpmで1分間混合した。次いでブ
ロッキング防止剤[「サイリシア435」、富士シリシ
ア化学(株)製]3部を加え、さらに3時間攪拌して反
応を完結させた後、濾別、乾燥を行い、樹脂粉末(P1
0)を調製した。この樹脂粉末のハードセグメント含有
量は53.6%であり、ハードセグメントの数平均分子
量は423、平均粒径は200μm、メルトインデック
スは10g/10分であった。
代えてポリブチレンアジペートジオール(分子量200
0)を用いた以外は、比較製造例1と同様にして、樹脂
粉末(P11)を調製した。この樹脂粉末のハードセグメ
ント含有量は22.4%であり、ハードセグメントの数
平均分子量は455、平均粒径は120μm、メルトイ
ンデックスは100g/10分であった。
〜6)、および樹脂粉末(P7)〜(P11)からなる
接着剤(比較例1〜5)について、下記試験法により性
能評価を行った。その結果を表1に示す。また、実施例
6に用いた樹脂粉末(P6)および比較例5に用いた樹
脂粉末(P11)の下記試験におけるTMAチャートを
それぞれ図1および図2に示す。図中のTMA曲線(実
線)の接線(破線)の交点の温度が軟化開始温度および
軟化終了温度に相当し、またDTMA曲線(鎖線)はT
MA微分曲線を示す。 (1)軟化開始温度および軟化終了温度: 接着剤樹脂粉末をジメチルホルムアミドに溶解し、濃度
20%の溶液から膜厚約300μmのフィルムを作成し
た。このフィルムを試料として、軟化開始温度および軟
化終了温度は、熱機械分析装置「サーモフレックスTM
A8140」およびデータ処理装置「TAS100」
(理学電機株式会社製)を使用し、熱機械分析針入方式
(以下、TMAと記す。)により求めた。TMAチャー
トにおいて、「JIS K7121−1987、P.
5、図3、階段状変化」の方法に準じて、軟化開始温度
は補外ガラス転移開始温度(Tig)と同じ方法で、軟
化終了温度は補外ガラス転移終了温度(Teg)と同じ
方法でそれぞれ求めた。(TMA測定条件:昇温速度5
℃/分、荷重5g、針直径0.5mm。) (2)接着強度および風合い: 接着剤樹脂粉末をパウダーコーティング方式により、ポ
リエステル/綿=65/35混紡ブロード布上に20g
/m2となるように塗布し、150℃×1分加熱固着し
接着芯地を作成した。得られた接着芯地を綿ニット布の
表地に接着芯地プレス機[神戸電気(株)製]を用いて
140℃×荷重300g/cm2×15秒の条件で接着
を行った。得られた接着布地について下記試験方法によ
り性能試験を行った。 接着強度;「オートグラフP−100型」(島津製作所
製)を用い、引張速度200mm/分で180度剥離強
度を測定した(単位=Kg/インチ)。耐ドライクリー
ニング性および耐水洗濯性;JIS−L1089に準じ
て評価した(単位=Kg/インチ)。 風合い;接着後の芯地の柔軟性について手触りにより判
定した。
技術のポリウレタン系ホットメルト接着剤では得られな
かったシャープメルト性を有する。シャープメルト性が
良好なため熱圧着したときの芯地への滲み込みが良く、
従って接着強度が大きく、耐洗濯および耐ドライクリー
ニング性も良好である。しかも従来のポリアミド系接着
剤では得られない柔軟な風合いを保持している。また、
水中で容易に接着剤の粉末やペーストを製造できるの
で、従来の製法に比べ低コストのホットメルト接着剤を
実現できる。上記効果を奏することから、本発明のホッ
トメルト接着剤は衣料用途や各種産業資材の芯地の製造
にとくに有用である。
ート、図2は比較例5に用いた樹脂粉末(P11)のTM
Aチャートである。図中、実線はTMA曲線、鎖線はT
MA微分曲線を示す。
Claims (8)
- 【請求項1】熱可塑性ポリウレタン樹脂(A)からなる
ホットメルト接着剤において、該(A)が、対称構造を
有するジイソシアネート(a1)と下記一般式(1)〜
(3)のいずれかで示される対称構造を有する低分子ジ
オール(a2)および/または対称構造を有する低分子
ジアミン類(a3)とから構成される数平均分子量が2
00〜2000のハードセグメント(A1)と、数平均
分子量が500〜5000の高分子ジオール(a4)か
らなるソフトセグメント(A2)とを有し、(A)は該
ジイソシアネート(a1)と該低分子ジオール(a2)
[但し該低分子ジオール(a2)とともに側鎖またはエ
ーテル基を有する低分子ジオール(a2′)を併用する
場合は(a2′)の量は15モル%以下である]および
/または該低分子ジアミン類(a3)、該高分子ジオー
ル(a4)および重合停止剤(a5)を反応させて得ら
れる数平均分子量4000〜30000のポリウレタン
樹脂であり、(A)中のハードセグメントの含有量が5
〜50重量%であり、(A)の熱機械分析針入方式によ
る軟化開始温度と軟化終了温度の差が0〜15℃であ
り、かつ軟化開始温度が70〜130℃であることを特
徴とするホットメルト接着剤。 HO(CH2)m−(Q1)p−(CH2)mOH (1) [式中、Q1はメチレン基、1,4−シクロヘキシレン
基または1,4−フェニレン基を表し、pは0または
1、mは0または1〜6の整数である(ただし、pが1
でQ1が1,4−フェニレン基の場合およびpが0の場
合はmが0となることはない。)。] H(OCH2CH2)nO−Q2−O(CH2CH2O)nH (2) [式中、Q2はハイドロキノン、ビスフェノールA、ビ
スフェノールFまたはビスフェノールSの水酸基を除い
た残基を表し、nは1〜3の整数を表す。]H(OCH
2CH2CH2CH2)kO−Q3−O(CH2CH2
CH2CH2 O)kH (3) [式中、Q3はハイドロキノン、ビスフェノールA、ビ
スフェノールFまたはビスフェノールSの水酸基を除い
た残基を表し、kは1または2である。] - 【請求項2】(a3)が炭素数2〜12の直鎖アルキレ
ンジアミンまたはそのケチミンである請求項1記載の接
着剤。 - 【請求項3】ハードセグメント(A1)が、(a1)と
(a2)および(a3)とから構成される請求項1また
は2記載の接着剤。 - 【請求項4】(a1)が1,6−ヘキサメチレンジイソ
シアネート、4,4’−ジシクロヘキシルメタンジイソ
シアネートおよびシクロヘキサン−1,4−ジイソシア
ネートからなる群から選ばれる少なくとも1種である請
求項1〜3のいずれか記載の接着剤。 - 【請求項5】請求項1〜4のいずれか記載の接着剤を塗
布・固着してなる接着芯地。 - 【請求項6】対称構造を有するジイソシアネート(a
1)と下記一般式(1)〜(3)のいずれかで示される
対称構造を有する低分子ジオール(a2)および/また
は下記の対称構造を有する低分子ジアミン類(a3)と
から構成される数平均分子量が200〜2000のハー
ドセグメント(A1)と、数平均分子量が500〜50
00の高分子ジオール(a4)からなるソフトセグメン
ト(A2)とを有し、且つ該ジイソシアネート(a1)
と該低分子ジオール(a2)[但し該低分子ジオール
(a2)とともに側鎖またはエーテル基を有する低分子
ジオール(a2′)を併用する場合は(a2′)の量は
15モル%以下である]および/または該低分子ジアミ
ン類(a3)、該高分子ジオール(a4)および下記の
重合停止剤(a5)を反応させて得られ、数平均分子量
が4000〜30000であり、ハードセグメントの含
有量が5〜50重量%であり、熱機械分析針入方式によ
る軟化開始温度と軟化終了温度の差が0〜15℃であ
り、かつ軟化開始温度が70〜130℃であることを特
徴とする熱可塑性ポリウレタン樹脂。 HO(CH2)m−(Q1)p−(CH2)mOH (1) [式中、Q1はメチレン基、1,4−シクロヘキシレン
基または1,4−フェニレン基を表し、pは0または
1、mは0または1〜6の整数である(ただし、pが1
でQ1が1,4−フェニレン基の場合およびpが0の場
合はmが0となることはない。)。] H(OCH2CH2)nO−Q2−O(CH2CH2O)nH (2) [式中、Q2はハイドロキノン、ビスフェノールA、ビ
スフェノールFまたはビスフェノールSの水酸基を除い
た残基を表し、nは1〜3の整数を表す。]H(OCH
2CH2CH2CH2)kO−Q3−O(CH2CH2
CH2CH2 O)kH (3) [式中、Q3はハイドロキノン、ビスフェノールA、ビ
スフェノールFまたはビスフェノールSの水酸基を除い
た残基を表し、kは1または2である。] (a3):前記一般式(1)の水酸基が1級アミノ基
(−NH2)で置き換った構造のジアミン、p−フェニ
レンジアミン、4,4’−ジアミノジシクロヘキシルメ
タンおよびポリオキシエチレンジアミン(分子量500
以下)からなる群から選ばれるジアミン、またはそれら
のケチミン化合物。 (a5):1価のアルコールまたはモノアミン。 - 【請求項7】対称構造を有するジイソシアネート(a
1)と下記一般式(1)〜(3)のいずれかで示される
対称構造を有する低分子ジオール(a2)および/また
は対称構造を有する低分子ジアミン類(a3)とから構
成される数平均分子量が200〜2000のハードセグ
メント(A1)と、数平均分子量が500〜5000の
高分子ジオール(a4)からなるソフトセグメント(A
2)とを有し、且つ該ジイソシアネート(a1)と該低
分子ジオール(a2)[但し該低分子ジオール(a2)
とともに側鎖またはエーテル基を有する低分子ジオール
(a2´)を併用する場合は(a2´)の量は15モル
%以下である]および/または該低分子ジアミン類(a
3)、該高分子ジオール(a4)および下記の重合停止
剤(a5)を反応させて得られ、数平均分子量が400
0〜30000であり、ハードセグメントの含有量が5
〜50重量%であり、熱機械分析針入方式による軟化開
始温度と軟化終了温度の差が0〜15℃であり、かつ軟
化開始温度が70〜130℃である熱可塑性ポリウレタ
ン樹脂からなり、10〜500μmの平均粒径を有する
熱可塑性ポリウレタン樹脂パウダー。 HO(CH2)m−(Q1)p−(CH2)mOH (1) [式中、Q1はメチレン基、1,4−シクロヘキシレン
基または1,4−フェニレン基を表し、pは0または
1、mは0または1〜6の整数である(ただし、pが1
でQ1が1,4−フェニレン基の場合およびpが0の場
合はmが0となることはない。)。] H(OCH2CH2)nO−Q2−O(CH2CH2O)nH (2) [式中、Q2はハイドロキノン、ビスフェノールA、ビ
スフェノールFまたはビスフェノールSの水酸基を除い
た残基を表し、nは1〜3の整数を表す。] H(OCH2CH2CH2CH2)kO−Q3−O(CH2CH2CH2CH2O)kH (3) [式中、Q3はハイドロキノン、ビスフェノールA、ビ
スフェノールFまたはビスフェノールSの水酸基を除い
た残基を表し、kは1または2である。] (a5):1価のアルコールまたはモノアミン。 - 【請求項8】下記の方法により、対称構造を有するジイ
ソシアネート(a1)と下記一般式(1)〜(3)のい
ずれかで示される対称構造を有する低分子ジオール(a
2)および/または下記の対称構造を有する低分子ジア
ミン類(a3)とから構成される数平均分子量が200
〜2000のハードセグメント(A1)と、数平均分子
量が500〜5000の高分子ジオール(a4)からな
るソフトセグメント(A2)とを有し、4000〜30
000の数平均分子量を有し、ハードセグメントの含有
量が5〜50重量%であり、熱機械分析針入方式による
軟化開始温度と軟化終了温度の差が0〜15℃であり、
かつ軟化開始温度が70〜130℃である熱可塑性ポリ
ウレタン樹脂を製造することを特徴とする熱可塑性ポリ
ウレタン樹脂の製造方法: 無溶剤下または溶剤の存在下で(a1)と(a4)とを
反応させて得られる末端にイソシアネート基を有するウ
レタンプレポリマー(A3)、または(A3)と(a
2)を反応させたウレタンプレポリマー、または(a
1)と(a2)からなるハードセグメントと(A3)と
を反応させたウレタンプレポリマーを、下記の非水溶性
または水溶性の分散安定剤を含む水中に高速撹拌機を用
いて分散し、水および/または(a3)と下記の重合停
止剤(a5)とを反応させる方法。 HO(CH2)m−(Q1)p−(CH2)mOH (1) [式中、Q1はメチレン基、1,4−シクロヘキシレン
基または1,4−フェニレン基を表し、pは0または
1、mは0または1〜6の整数である(ただし、pが1
でQ1が1,4−フェニレン基の場合およびpが0の場
合はmが0となることはない。)。] H(OCH2CH2)nO−Q2−O(CH2CH2O)nH (2) [式中、Q2はハイドロキノン、ビスフェノールA、ビ
スフェノールFまたはビスフェノールSの水酸基を除い
た残基を表し、nは1〜3の整数を表す。] H(OCH2CH2CH2CH2)kO−Q3−O(CH2CH2CH2CH2O)kH (3) [式中、Q3はハイドロキノン、ビスフェノールA、ビ
スフェノールFまたはビスフェノールSの水酸基を除い
た残基を表し、kは1または2である。] (a3):前記一般式(1)の水酸基が1級アミノ基
(−NH2)で置き換った構造のジアミン、p−フェニ
レンジアミン、4,4’−ジアミノジシクロヘキシルメ
タンおよびポリオキシエチレンジアミン(分子量500
以下)からなる群から選ばれるジアミン、またはそれら
のケチミン化合物。 分散安定剤:分子中に熱可塑性ポリウレタン樹脂(A)
と親和性を有する部分と親水性を有する部分とから構成
され親和性を有する部分と親水性を有する部分とがウレ
タン結合で結合している非水溶性分散安定剤;またはセ
ルロース系水溶性樹脂、ポリビニルアルコール、ポリア
クリル酸塩類、ポリエチレングリコール、ポリビニルピ
ロリドン、ポリアクリルアミドもしくは第三燐酸塩類か
らなる水溶性分散安定剤。 (a5):1価のアルコールまたはモノアミン。
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