JP3519298B2 - 一液型熱架橋性組成物 - Google Patents
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Description
物、更に詳しくは、特定の熱可塑性ポリマーと潜在性硬
化剤のポリアミン化合物から成り、たとえば自動車内装
部品においてその基材層と表皮材の接着剤適用、特に表
皮材のプレコート用接着剤として有用な一液型熱架橋性
組成物に関する。
装部品は、高級化の目的から、各種の基材層に種々の表
皮材を積層させたものが使用されつつあり、かかる積層
成形体の製造方法としては、たとえば上記基材層と表皮
材のいずれか一方または両方に接着剤を塗布し、真空成
形法またはプレス成形法で成形と接着を同時に行う工法
が採用されている。ところで、このような工法には、一
般にポリエステルをポリオール成分として含むポリエス
テルポリウレタンを溶剤に溶解せしめた溶剤系の接着剤
が用いられているが、この接着剤は自動車内装用途で要
求される耐熱性が十分でなく、一般にポリイソシアネー
トを硬化剤として用いる、いわゆる二液型接着剤が実用
化されているが、部品成形ラインで接着剤をスプレーで
塗布するため、環境汚染の問題が生じ、しかも2液の混
合に伴い反応硬化するため、混合、塗布、成形接着の作
業時間に制約が生じるなどの問題があった。
動車内装部品の製造における接着剤適用での問題点を解
決すべきため鋭意研究を進めたところ、カルボン酸基
(もしくはその無水基)を含有する熱可塑性ポリマー
に、潜在性硬化剤としてポリアミン化合物を組合せ、こ
れらを有機溶剤に分散した一液型とすることにより、室
温で反応することなく容易に保存でき、一般に60℃以
上の加熱下で架橋を起し、耐熱性に優れた接着力を発揮
することができ、しかも、予め表皮材側にプレコートし
ておけば成形ラインでの脱溶剤化を図ることができるこ
とを見出し、本発明を完成させるに至った。
はその無水基を含有する熱可塑性ポリマーおよび潜在性
硬化剤としてポリアミン化合物から成り、被接着体に予
め塗布するプレコート用接着剤として用いることを特徴
とする一液型熱架橋性組成物を提供するものである。
無水基を含有する熱可塑性ポリマーとしては、それぞれ
カルボン酸基もしくはその無水基を含有する、オレフィ
ン系ポリマー、ブタジェン系ポリマー、エステル系ポリ
マー、カーボネート系ポリマー、ウレタン系ポリマー、
アミド系ポリマー等が挙げられ、特に上記オレフィン系
ポリマーがポリオレフィンに対する接着性の点で好まし
い。なお、典型例として、カルボン酸基もしくはその無
水基を含有するオレフィン系ポリマーとは、不飽和二塩
基酸(たとえばマレイン酸、フマル酸、シトラコン酸、
メサコン酸等)もしくはその無水物を導入して変性した
ポリプロピレン(PP)、スチレン−エチレン/ブテン
−スチレンコポリマー(SEBS)、エチレン−酢酸ビ
ニルコポリマー(EVA)、エチレン−アクリレートコ
ポリマー(EEA)等を指称し、これらはそれ自体公知
で、商業上入手可能である。かかるカルボン酸基もしく
はその無水基を含有する熱可塑性ポリマーを、以下“C
OOH変性ポリマー”と称す。
ミン化合物は、以下に示す2つの群(I),(II)に
分けることができる。 (I)融点60℃以上、好ましくは80〜200℃の固
形ポリアミン化合物、たとえば4,4’−ジアミノジフ
ェニルメタン、2,4’−ジアミノジフェニルメタン、
3,3’−ジアミノジフェニルメタン、3,4’−ジア
ミノジフェニルメタン、2,2’−ジアミノビフェニ
ル、2,4’−ジアミノビフェニル、3,3’−ジアミ
ノビフェニル、2,4−ジアミノフェノール、2,5−
ジアミノフェノール、o−フェニレンジアミン、m−フ
ェニレンジアミン、2,3−トリレンジアミン、2,4
−トリレンジアミン、2,5−トリレンジアミン、2,
6−トリレンジアミン、3,4−トリレンジアミン等の
芳香族ポリアミン;1,12−ドデカンジアミン、1,
10−デカンジアミン、1,8−オクタンジアミン、
1,14−テトラデカンジアミン、1,16−ヘキサデ
カンジアミン等の脂肪族ポリアミン;ヒドラジド系ポリ
アミン、たとえば式:
プロピルヒダントイン(融点121〜123℃)、式:
たは2種以上の混合物を使用する。使用量は通常、上記
COOH変性ポリマーのカルボキシル基に対してアミノ
基の当量乃至過剰量範囲で選定すればよい。当量未満で
は、架橋不良を起こし、耐熱性を損ない、また大過剰量
になると、硬化剤が遊離して接着不良の傾向にある。
はイミノ基を含有するジアミンと、カルボニル化合物
(アルデヒドまたはケトン)の反応により得られる。加
水分解性の反応生成物。上記ジアミンとしては、たとえ
ばジメチルアミノプロピルアミン、ジエチルアミノプロ
ピルアミン、モノメチルアミノプロピルアミン、メチル
イミノビスプロピルアミン、ヘキサメチレンジアミン、
1,10−ジアミノドデカン、エチレンジアミン、プロ
ピレンジアミン、ブチレンジアミン、ジエチレントリア
ミン、ジ−β−アミノエチルスルフィド、ジ−β−アミ
ノエチルジスルフィド、ジ−β−アミノエチルエーテ
ル、ジ−γ−アミノ−n−プロピルエーテル、トリグリ
コールジアミン、N,N−ジ−i−ブチル−トリメチル
−ヘキサメチレンジアミンなどの脂肪族ジアミン;1,
8−p−メンタンジアミン、イソホロンジアミン、ジア
ミノシクロヘキサン、4,4’−メチレンビス(シクロ
セキシルアミン)、1,3−ビスアミノメチルシクロヘ
キサン、3−アミノメチル−3,3,5−トリメチルシ
クロヘキシルアミン、N,N’−ジ−i−ブチル−イソ
ホロン−ジアミン、N−アミノエチル−ピペラジン、3
−(3−アミノプロピル)−3,2−ジメチル−ピペラ
ジンなどの脂環族ジアミン;キシリレンジアミン、ジア
ミノジフェニルエーテル、フェニレンジアミン、トリア
ミノキシレン、4,4’−ジアミノジフェニルメタン、
4,4’−ジアミノジフェニルプロパン、4,4’−ジ
アミノジフェニルエーテルなどの芳香族もしくは芳香族
脂肪族ジアミンが挙げられる。特に炭素数8以上の脂肪
族ジアミンが望ましい。
H、低級アルキル(メチル、エチル、n−プロピル、i
−プロピル、n−ブチル、i−ブチル、t−ブチルな
ど)、フェニルもしくはナフチル、またはR1とR2は共
に合して環状炭化水素(たとえばシクロヘキサン、シク
ロペンタン)を形成し、但し、R1とR2が共にHまたは
ナフチルの場合を除く]で示され、具体的にはアセトア
ルデヒド、プロピオンアルデヒド、n−ブチルアルデヒ
ド、イソブチルアルデヒド、ジエチルアセトアルデヒド
などの脂肪族アルデヒド;ベンズアルデヒドなどの芳香
族アルデヒド;シクロペンタノン、トリメチルシクロペ
ンタノン、シクロヘキサノン、トリメチルシクロヘキサ
ノンなどの環状ケトン;アセトン、メチルエチルケト
ン、メチルプロピルケトン、メチルイソプロピルケト
ン、メチルイソブチルケトン、ジエチルケトン、ジプロ
ピルケトン、ジイソプロピルケトン、ジブチルケトン、
ジイソブチルケトンなどの脂肪族ケトンが挙げられる。
は、通常の条件で実施されてよく、たとえば適当な反応
溶媒(トルエン、キシレン、ベンゼンなど)中、要すれ
ば吸水剤(モレキュラシーブ、無水硫酸マグネシウムな
ど)の存在下、ジアミンに対して化学量論的にほぼ当量
もしくは過剰量のカルボニル化合物を用い、室温乃至加
熱下で脱水(水分留去)させながら行なえばよい。この
ようにして、加水分解性の反応生成物が得られるが、こ
こで、カルボニル化合物としてアルデヒドを用いた場合
の反応生成物を“アルジミン”、そしてケトンを用いた
場合の反応生成物を“ケチミン”と称す。なお、ケチミ
ンはアルジミンより不安定であり、加水分解され易い。
すなわち、アルジミンの場合は、比較的低分子のジアミ
ンを用いても放置安定性に優れるが、ケチミンの場合に
低分子のジアミンでは安定性が悪くなるため、比較的高
分子で安定な(活性度の低い)ジアミン(固形)の使用
が望まれる。しかも、反応媒体がカルボニル化合物兼用
であれば、常時平衡状態にあるので、更に望ましい。
は通常、上記COOH変性ポリマーのカルボキシル基に
対してアミノ基の当量乃至過剰量範囲で選定すればよ
い。当量未満では、架橋不良を起こし、耐熱性を損な
い、また大過剰になると、接着不良の原因となる。
物は、上記所定割合のCOOH変性ポリマーと(I)固
形ポリアミン化合物または(II)アルジミンもしくは
ケチミンを適当な有機溶剤(トルエン、キシレン、ベン
ゼン、1,1,1−トリクロルエタン、メチレンクロラ
イドなど)に分散した系で構成され、さらに必要に応じ
て通常の熱可塑性樹脂(アクリル樹脂、ビニール樹脂、
ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリオレフィン、
ポリウレタン、SEBSなど)や粘着付与剤、オレフィ
ン系密着剤、染顔料等を適量添加してもよい。
剤、コーティング材、粘接着シート剤、フィルム状乃至
シート状に成形した接着剤、塗料などに使用することが
できる。特に、自動車内装部品用の、すなわち、各種の
基材層(たとえばABS板、ノリル板、ASG板、ポリ
カーボネート板、PPボード、木質系複合ボード、鋼
板)と表皮材(たとえばポリ塩化ビニル発泡体、ポリエ
チレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン発泡体)
の積層成形体の製造における接着剤適用に有用であり、
以下、その製造手順の具体例について説明する。 i)先ず、表皮材に本発明組成物を5〜500μm厚に
てプレコートし、常温乃至100℃以下の温度で乾燥す
る(乾燥後の膜厚を20〜300μmとする)。これに
よって、ブロッキング性(粘着)がない接着剤層が表皮
材上に形成される。かかるプレコート表皮材は、そのま
ま、次の成形工程に供するか、あるいは室温乃至100
℃以下の温度で数ケ月間保存(ストック)してから供し
てもよく、このストックの場合にも、十分な接着力を発
揮できるようになっている。なお、該プレコート表皮材
においてその接着剤層中の潜在性硬化剤がアルジミンや
ケチミンである場合、空気中の湿気(水分)との接触に
よって容易に加水分解を起こし遊離アミンを生成(ひい
ては、架橋反応が進行)する傾向にあるので、ストック
中あるいは次工程の成形までの間、乾燥状態にした容器
内で密閉保持する必要がある。
を要すれば所定温度(通常、100〜160℃)に加熱
しながら、所定温度(通常、80℃付近)に加熱した基
材層に重ね合せ、0.1kg/cm2以上の圧力下で1
0秒以上の加熱圧着を行い、成形と接着を同時に行う。
このようにして、耐熱接着性に優れた積層成形体が得ら
れ、しかも、この成形ラインでは、溶剤揮散による環境
汚染の防止を図ることができる。かかる積層成形体は、
自動車内装部品、たとえばドアートリム、フロントピラ
ー、リヤピラー、デッキサイドトリム、センターピラー
などのインサイドトリム類;インストルメントパネル;
成形天井;コンソールボックス等に用いることができ
る。
コート用接着剤としての用途について説明したが、これ
以外にも、たとえば適当な支持体(剥離紙など)上に成
形、すなわち、塗布、乾燥することにより、厚み50〜
500μmの熱架橋性接着剤フィルム(またはシートも
しくはテープ)として有効に使用することもできる(こ
の場合、前述の熱可塑性樹脂の添加によって、フィルム
の物性を調整することができる)。
より具体的に説明する。 実施例1〜3および比較例1,2 (1)接着剤の調製 下記表1に示す部数のCOOH変性ポリマー、熱可塑性
樹脂、粘着付与剤、固形ポリアミン化合物を混合溶剤
(トルエンとシクロヘキサンとアセトン)に加え、60
℃で2時間攪拌分散させて、接着剤を得る。かかる接着
剤について、以下の要領でブロッキング性を評価し、結
果を表1に併記する。ブロッキング性 熱可塑性ポリプロピレン層(TPO)を積層したポリプ
ロピレン発泡体(PPE)のスキン層に接着剤を塗布
し、乾燥したプレコート表皮材(TPO/PPF/接着
剤)を2枚重ね合せ、0.5kg/cm2の荷重を掛
け、60℃で72時間放置後、直ちに持ち上げ付着の有
無を観察する。 ○:付着せず、重なって持ち上がってこない ×:付着し、重なって持ち上がる
の接着剤を500μm厚で塗布し、60℃で5分間乾燥
させて、プレコート表皮材を得る。次に、かかるプレコ
ート表皮材を120〜130℃になるまで遠赤外線ヒー
ターで加熱しながら、80℃で2分間加熱したPPボー
ドに重ね合せ、0.5kg/cm2,20秒の条件で圧
締せしめ、積層成形体を得る。この積層成形体につい
て、下記の条件で初期クリープ、初期剥離強度および耐
熱クリープを測定し、結果を表1に併記する。なお、C
Fは接着剤の凝集破壊、MBは表皮材の破壊を示す。初期クリープ :直ちに、60℃雰囲気中200g/25
mmの荷重を90°角方向に加え、5分後の剥離長さ
(mm)を測定初期剥離強度 :貼合せ5分後に測定耐熱クリープ :20℃×24時間後、90℃雰囲気中2
00g/25mmの荷重を90°角方向に加え、24時
間後の剥離長さ(mm)を測定
ゲル化が生じたため、試験せず。表1中、 注1:東洋化成(株)製、MTPP 注2:旭化成工業(株)製、タフテックM−1953 注3:日本石油化学(株)製、M−2000−80 注4:旭化成工業(株)製、タフテックH−1042 注5:日本石油化学(株)製、ネオポリマー140 注6:1,3−ビス(ヒドラジノカルボエチル)−5−
イソプロピルヒダントイン、融点120〜123℃
拌分散させて、接着剤を得る。前記実施例に準じて、ブ
ロッキング性を評価する。なお、用いたアルジミンやケ
チミンは、以下の要領で製造した。アルジミンの製造 窒素ガスで置換した反応タンクに、ヘキサメチレンジア
ミン50部、吸水剤(モレキュラーシーブ)90部およ
び脱水トルエン50部を入れ、攪拌下、冷却しながらベ
ンズアルデヒド100部を徐々に加え、反応させる。ケチミンの製造 窒素ガスで置換した反応タンクに、1,10−ジアミノ
ドデカン50部、アセトン100部および吸水剤(モレ
キュラーシーブ)70部を入れ、一括攪拌して反応させ
る。
したPPEのスキン層に接着剤を500μm厚で塗布
し、60℃で5分間乾燥させて、プレコート表皮材を
得、これを密閉保存しておく。次に、使用1日前にプレ
コート表皮材を取出し、室温で放置せしめ加水分解させ
てから、前記実施例に準じ、120〜130℃に加熱し
ながら、80℃で2分間加熱したPPボードに重ね合
せ、0.5kg/cm2,20秒の条件で圧締せしめ、
積層体を得る。前記実施例と同様な接着評価を表2に併
記する。
初期接着力および耐熱接着性に優れることが認められ
る。
Claims (12)
- 【請求項1】 カルボン酸基もしくはその無水基を含有
する熱可塑性ポリマーおよび潜在性硬化剤としてポリア
ミン化合物から成り、被接着体に予め塗布するプレコー
ト用接着剤として用いることを特徴とする一液型熱架橋
性組成物。 - 【請求項2】 カルボン酸基もしくはその無水基を含有
する熱可塑性ポリマーが、カルボン酸基もしくはその無
水基を含有するオレフィン系ポリマーである請求項1に
記載の一液型熱架橋性組成物。 - 【請求項3】 カルボン酸基もしくはその無水基を含有
するオレフィン系ポリマーが、無水マレイン酸を導入し
たポリプロピレンまたはスチレン−エチレン/ブテン−
スチレンコポリマーである請求項2に記載の一液型熱架
橋性組成物。 - 【請求項4】 潜在性硬化剤としてのポリアミン化合物
が、融点60℃以上の固形ポリアミン化合物である請求
項1乃至3のいずれか1つに記載の一液型熱架橋性組成
物。 - 【請求項5】 固形ポリアミン化合物がヒドラジド系ポ
リアミンである請求項4に記載の一液型熱架橋性組成
物。 - 【請求項6】 固形ポリアミン化合物の融点が80℃以
上である請求項4または5に記載の一液型熱架橋性組成
物。 - 【請求項7】 ヒドラジド系ポリアミンが、融点120
〜123℃の1,3−ビス(ヒドラジノカルボエチル)
−5−イソプロピルヒダントインである請求項5に記載
の一液型熱架橋性組成物。 - 【請求項8】 潜在性硬化剤としてのポリアミン化合物
が、1分子中に2個のアミノ基もしくはイミノ基を含有
するジアミンとアルデヒドまたはケトンの反応により得
られる、加水分解性の反応生成物である請求項1乃至3
のいずれか1つに記載の一液型熱架橋性組成物。 - 【請求項9】 加水分解性の反応生成物が、脂肪族ジア
ミンと芳香族アルデヒドの反応により得られる請求項8
に記載の一液型熱架橋性組成物。 - 【請求項10】 加水分解性の反応生成物が、炭素数8
以上の脂肪族ジアミンと脂肪族ケトンの反応により得ら
れる請求項8に記載の一液型熱架橋性組成物。 - 【請求項11】 自動車内装部品における表皮材に、請
求項1乃至10のいずれか1つに記載の一液型熱架橋性
組成物を塗布、乾燥して成るプレコート表皮材。 - 【請求項12】 自動車内装部品における基材層に、請
求項11に記載のプレコート表皮材を真空成形または加
熱圧着して積層させたことから成る自動車内装部品用積
層成形体。
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---|---|---|---|
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Publications (2)
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