JP5533463B2 - 自動車灯具用一液型湿気硬化性接着剤及びこれを用いる自動車灯具 - Google Patents
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Description
しかし、ホットメルト接着剤をレンズとハウジングとの接着に使用すると、接着部分の熱間強度(高温条件下における接着強度)が低くなる場合がある。
一方、反応性ホットメルト接着剤として例えば特許文献1〜4が提案されている。
そこで本発明は熱間強度が高く深部硬化性に優れる自動車灯具用湿気硬化性接着剤を提供することを目的とする。
(B)結晶性ポリエステルポリオール80〜40重量部、
(C)非結晶性ポリエステルポリオール20〜60重量部、
(D)ポリイソシアネート、および
(E)硬化触媒を含有し、
前記(D)の量は前記(A)、前記(B)および前記(C)が有する水酸基の合計に対し前記(D)が有するイソシアネート基がNCO/OH=1.2〜1.5を満足する組成物が熱間強度が高く深部硬化性に優れる自動車灯具用一液型湿気硬化性接着剤となりうることを見出し、本発明を完成させた。
1.(A)分子量3,000以上の2官能性ポリエーテルポリオール100重量部、
(B)結晶性ポリエステルポリオール80〜40重量部、
(C)非結晶性ポリエステルポリオール20〜60重量部、
(D)ポリイソシアネート、および
(E)硬化触媒を含有し、
前記(D)の量は前記(A)、前記(B)および前記(C)が有する水酸基の合計に対し前記(D)が有するイソシアネート基がNCO/OH=1.2〜1.5を満足する、自動車灯具用一液型湿気硬化性接着剤。
2. 前記(E)の量は前記(A)、前記(B)、前記(C)および前記(D)の合計重量部に対し0.05〜0.5重量%である上記1に記載の自動車灯具用一液型湿気硬化性接着剤。
3. 前記(B)および前記(C)の合計量は、(A)2官能性ポリエーテルポリオール100重量部に対して80〜120重量部である上記1または2に記載の自動車灯具用一液型湿気硬化性接着剤。
4. 120℃における溶融粘度が10,000mPa・s以上である上記1〜3のいずれかに記載の自動車灯具用一液型湿気硬化性接着剤。
5. 前記(D)が4,4′−ジフェニルメタンジイソシアネートである上記1〜4のいずれかに記載の自動車灯具用一液型湿気硬化性接着剤。
6. 前記(E)が2,2′−ジモルホリノジエチルエーテルである上記1〜5のいずれかに記載の自動車灯具用一液型湿気硬化性接着剤。
7. レンズとハウジングとを上記1〜6のいずれかに記載の自動車灯具用一液型湿気硬化性接着剤を用いて接着させることによって得られる自動車灯具。
本発明の自動車灯具は熱間強度が高く深部硬化性に優れる。
本発明の自動車灯具用一液型湿気硬化性接着剤は、
(A)分子量3,000以上の2官能性ポリエーテルポリオール100重量部、
(B)結晶性ポリエステルポリオール80〜40重量部、
(C)非結晶性ポリエステルポリオール20〜60重量部、
(D)ポリイソシアネート、および
(E)硬化触媒を含有し、
前記(D)の量は前記(A)、前記(B)および前記(C)が有する水酸基の合計に対し前記(D)が有するイソシアネート基がNCO/OH=1.2〜1.5を満足する、自動車灯具用一液型湿気硬化性接着剤である。
本発明の自動車灯具用一液型湿気硬化性接着剤を以下「本発明の接着剤」ということがある。
2官能性ポリエーテルポリオールの主鎖としては例えば、ポリオキシアルキレン(例えば、ポリオキシエチレン、ポリオキシプロピレン)が挙げられる。
2官能性ポリエーテルポリオールは、深部硬化性により優れまた比較的安価であるという観点から、ポリプロピレングリコール(ポリオキシプロピレンジオール)が好ましい。
本発明において2官能性ポリエーテルポリオールの分子量は3,000以上である。2官能性ポリエーテルポリオールの分子量が3,000以上である場合、深部硬化性に優れる。熱間強度がより高く深部硬化性により優れるという観点から、2官能性ポリエーテルポリオールの分子量は3,000〜5,000であるのが好ましく、3,000〜4,000であるのがより好ましい。
2官能性ポリエーテルポリオールはその製造について特に制限されない。2官能性ポリエーテルポリオールはそれぞれ単独でまたは2種以上を組み合わせて使用することができる。
結晶性ポリエステルポリオールが有するポリエステル骨格は特に制限されない。脂肪族エステル(鎖状、脂環式を含む。)、芳香族エステル、これらの組み合わせが挙げられる。結晶性ポリエステルポリオールはその製造について特に制限されない。例えば、ポリオールとポリカルボン酸との縮合による製造、ラクトンの開環重合反応による製造が挙げられる。結晶性ポリエステルポリオールを製造する際に使用される、ポリオール、ポリカルボン酸、ラクトンは特に制限されない。例えば従来公知のものが挙げられる。
結晶性ポリエステルポリオールは、例えば、酸成分としてはアジピン酸、セバシン酸、フタル酸、イソフタル酸およびテレフタル酸からなる群から選ばれる少なくとも1種と、アルコール(グリコール)成分としてはエチレングリコール、1,6ヘキサンジオールおよび1,4ブタンジオールからなる群から選ばれる少なくとも1種とを用いることによって得られる結晶性ポリエステルポリオール等が挙げられる。なかでも熱間強度がより高く深部硬化性により優れるという観点から、セバシン酸とヘキサンジオールとから得られるポリエステルポリオールが好ましい。
結晶性ポリエステルポリオールが有するヒドロキシ基は、熱間強度がより高く深部硬化性により優れるという観点から、2個であるのが好ましい。
結晶性ポリエステルポリオールはそれぞれ単独でまたは2種以上を組み合わせて使用することができる。
本発明において(B)結晶性ポリエステルポリオールの量は(A)2官能性ポリエーテルポリオール100重量部に対して80〜40重量部である。このような範囲の場合熱間強度が高く深部硬化性に優れる。(B)結晶性ポリエステルポリオールの量は熱間強度がより高く深部硬化性により優れるという観点から、(A)2官能性ポリエーテルポリオール100重量部に対して、70〜40重量部であるのが好ましく、60〜40重量部であるのがより好ましい。
非結晶性ポリエステルポリオールが有するポリエステル骨格は特に制限されない。脂肪族エステル(鎖状、脂環式を含む。)、芳香族エステル、これらの組み合わせが挙げられる。非結晶性ポリエステルポリオールはその製造について特に制限されない。例えば、ポリオールとポリカルボン酸との縮合による製造、ラクトンの開環重合反応による製造が挙げられる。非結晶性ポリエステルポリオールを製造する際に使用される、ポリオール、ポリカルボン酸、ラクトンは特に制限されない。例えば従来公知のものが挙げられる。
非結晶性ポリエステルポリオールは、例えば、酸成分としてはフタル酸、イソフタル酸およびテレフタル酸からなる群から選ばれる少なくとも1種と、アルコール(グリコール)成分としてはプロピレングリコール、1,3ブタンジオール、ネオペンチルグリコールおよびジエチレングリコールからなる群から選ばれる少なくとも1種とを用いることによって得られる非結晶性ポリエステルポリオール等が挙げられる。なかでも、非結晶性ポリエステルポリオールは、熱間強度がより高く深部硬化性により優れるという観点から、フタル酸とネオペンチルグリコールとから得られるポリエステルポリオールが好ましい。
非結晶性ポリエステルポリオールが有するヒドロキシ基は、熱間強度がより高く深部硬化性により優れるという観点から、2個であるのが好ましい。
非結晶性ポリエステルポリオールはそれぞれ単独でまたは2種以上を組み合わせて使用することができる。
本発明において(C)非結晶性ポリエステルポリオールの量は(A)2官能性ポリエーテルポリオール100重量部に対して20〜60重量部である。このような範囲の場合熱間強度が高く深部硬化性に優れる。(C)非結晶性ポリエステルポリオールの量は熱間強度がより高く深部硬化性により優れるという観点から、(A)2官能性ポリエーテルポリオール100重量部に対して、30〜60重量部であるのが好ましく、40〜60重量部であるのがより好ましい。
ポリイソシアネートは、熱間強度がより高く深部硬化性により優れるという観点から、脂肪族ポリイソシアネート、芳香族ポリイソシアネートが好ましく、芳香族ポリイソシアネートであるのがより好ましい。
芳香族ポリイソシアネートとしては、例えば、ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、ジフェニルジイソシアネート、トリエンジイソシアネート(TDI)、キシリレンジイソシアネート、テトラメチルキシリレンジイソシアネートが挙げられる。なかでも、熱間強度がより高いという観点から、MDI、ポリメリックMDIが好ましく、4,4′−ジフェニルメタンジイソシアネートがより好ましい。ポリイソシアネートはそれぞれ単独でまたは2種以上を組み合わせて使用することができる。
本発明において(D)ポリイソシアネートの量は(A)2官能性ポリエーテルポリオール、(B)結晶性ポリエステルポリオールおよび(C)非結晶性ポリエステルポリオールが有する水酸基(ヒドロキシ基)の合計に対し(D)ポリイソシアネートが有するイソシアネート基がNCO/OH(インデックス)=1.2〜1.5を満足するものである。(D)ポリイソシアネートの量がこのような範囲の場合、接着剤の粘度を適切な範囲(例えば後述する接着剤の溶融粘度)とすることができる。(D)ポリイソシアネートの量は、熱間強度がより高く深部硬化性により優れ、接着剤の粘度が適正なものとなるという観点から、上記のNCO/OHが、1.2〜1.4であるのが好ましく、1.2〜1.3であるのがより好ましい。
(E)硬化触媒の量は熱間強度がより高く深部硬化性により優れるという観点から、(A)2官能性ポリエーテルポリオール、(B)結晶性ポリエステルポリオール、(C)非結晶性ポリエステルポリオールおよび(D)ポリイソシアネートの合計重量部に対し0.05〜0.5重量%[(A)、(B)、(C)および(D)の合計量の0.05〜0.5重量%]であるのが好ましく、0.1〜0.3重量%であるのがより好ましい。
本発明の接着剤はその製造について特に制限されない。例えば、(A)〜(E)の成分、および必要に応じて使用することができる添加剤を混合することによって製造することができる。
本発明の接着剤は1液型とすることができる。
本発明の接着剤は、ハウジングの溝に塗布した後、溝が縦になるようにハウジングを配置した際、当該接着剤が溝から流れ落ちてしまわないという観点から、120℃における溶融粘度が10,000mPa・s以上であるのが好ましく、20,000〜50,000mPa・sであるのが好ましい。本発明において120℃における接着剤の溶融粘度はBH型粘度計(#7スピンドル、回転数2rpm)を用いて120℃の条件下において測定された。
本発明の接着剤の使用方法としては、例えば、本発明の組成物を110〜130℃に加熱して溶融させ被着体(例えば第1の部材および/または第2の部材)に付与する。第2の部材の材質は第1の部材と同じでも異なってもよい。第1の部材と第2の部材とを接合させ接合体とし、室温の条件下において大気中の湿気を利用して硬化させる方法が挙げられる。
本発明の接着剤を適用することができる被着体としては、例えば、プラスチック(例えば、ポリオレフィン、ポリカーボネート、(メタ)アクリル樹脂)、木材、ゴムが挙げられる。
本発明の組成物を被着体に付与する方法としては例えば吐出し機を用いる方法が挙げられる。
本発明の接着剤は自動車灯具用接着剤として使用することができ、車のランプ(例えば、ヘッドランプ、リアコンビネーションランプ等)のレンズとハウジングとの接着や、自動車灯具のレンズのシール部に適用することができる。
本発明の自動車灯具は、レンズとハウジングとを本発明の自動車灯具用一液型湿気硬化性接着剤を用いて接着させることによって得られる自動車灯具である。
本発明の自動車灯具について添付の図面を用いて以下に説明する。本発明は図面に限定されない。図2は本発明の自動車灯具の一例を模式的に表す斜視図である。図2において、自動車灯具30は光源32と、光源32を所定位置に保持すると共に内面が反射鏡となっており光を前方に反射するリフレクタ46を内包するハウジング36と、ハウジング36の開放面を閉塞すると共に、調光を行うレンズ44とが一体的に構成されてなるものである。ハウジング36の開放面側の上端には、全周に渡って、外方に突出するフランジ40および端部34が形成される。フランジ40および端部34との間に、溝状のシール部38が形成される。シール部38にあらかじめ加熱した接着剤(図示せず。)を付与し、これにレンズ44を接合し、養生させてハウジング36とレンズ44とを接着させる。
本発明の自動車灯具に使用される接着剤は本発明の接着剤であれば特に制限されない。
接着剤の使用方法、接着剤を被着体(例えば、レンズ、ハウジング)に付与する方法は上記と同義である。
しかし、反応性ホットメルト組成物を自動車灯具用一液型湿気硬化性接着剤として使用する場合、溝に接着剤が付与されるため深部硬化性が必要であるが、従来の反応性ホットメルト組成物は深部硬化性が低いことを本願発明者は見出した。本願発明者はさらに検討を進め本発明の接着剤が深部硬化性に優れることを見出したものである。
また最近自動車灯具は縦長のものが多く、このような縦長の自動車灯具に接着剤を適用する場合接着剤が液垂れして接着剤の厚さが上部が薄く低部が厚くなり、接着が不均一になるという問題がある。本発明の接着剤は(D)の量が前記(A)、前記(B)および前記(C)が有する水酸基の合計に対し前記(D)が有するイソシアネート基がNCO/OH=1.2〜1.5を満足することによって、接着剤の粘度(溶融粘度。特に120℃における溶融粘度)を適切なものとすることができる。
<接着剤の製造>
第1表に示す成分を同表に示す量で用いてこれらを温度制御機能、窒素導入管、減圧装置、攪拌装置を備えた反応槽を用いて均一な接着剤組成物を合成した。
<評価>
上記のようにして得られた接着剤を用いて以下の評価を行った。結果を第1表に示す。
1.粘度
BH型粘度計を用いて120℃の条件下における接着剤の溶融粘度を測定した。120℃での溶融粘度が低いほど液だれしにくいと判断できる。
2.接着強度
本発明の実施例において評価された接着強度について添付の図面を用いて以下に説明する。図1は本発明の実施例において接着強度を評価する際に使用した試験片を模式的に表わす概略図である。図1において、試験片10はポリプロピレン部1(ハウジングに対応する)、長さ55mm、幅20mm、厚さ2mmの板状のポリカーボネート部材3(レンズに対応する)および接着剤5を有する。ポリプロピレン部材1(プラズマ処理されたもの)は溝部(溝深さ7mm×溝幅5mm×溝長さ20mm、図示せず。)を有する。ポリプロピレン部材1の溝部にあらかじめ120℃に加熱して溶融させた接着剤5をハンドアプリケーターを用いて塗布した後、ポリカーボネート部材3をポリプロピレン部材1の溝部の中央に差し込んで、ポリカーボネート部材3の端部(図示せず。)がポリプロピレン部材1の溝部の底面(図示せず。)に接触させ、試験片10を得た。
得られた試験片10を20℃、55%RHの条件下に21日間置いて養生させた。引張速度が50mm/分であり、引張速度を測定する際の温度が20℃または80℃である条件下において、養生後の試験片の接着強度(N)を測定した。引張速度を測定する際の温度が80℃である条件下における、養生後の試験片の接着強度が熱間強度に該当する。
3.深部硬化性
上記のようにして得られた接着剤を120℃に加熱して溶融させ、これを幅15mm×深さ6mm×長さ150mmの、断面凹字形のアルミ箔製の目地(なおここで目地は上記の大きさの容器状のものである。)に充填し、20℃、55%RHの条件下に7日間置いて養生させて試験体を得た。養生後得られた試験体を長さ150mmの中央で、アルミ箔断面が幅15mm×深さ6mmの凹字形になるように切断し、切断された試験体を切断面を下向きにして120℃の条件下に2時間置いて未硬化の接着剤を除去した。120℃の加熱後、切断された試験体において120℃の加熱で溶解しなかった(硬化した)接着剤についてその表面からの厚さを測定した。
・ポリエーテルポリオール1:2官能ポリプロピレングリコール、商品名エクセノール1020、旭硝子社製、分子量1,000
・ポリエーテルポリオール2:2官能ポリプロピレングリコール、商品名エクセノール2020、旭硝子社製、分子量2,000
・ポリエーテルポリオール3:2官能ポリプロピレングリコール、商品名エクセノール3020、旭硝子社製、分子量3,200
・ポリエーテルポリオール4:2官能ポリプロピレングリコール、商品名エクセノール510、旭硝子社製、分子量4,000
・結晶性ポリエステルポリオール:セバシン酸とヘキサンジオールとのポリエステルジオール、商品名HS2H−200S、豊国製油社製、分子量2,000
・非結晶性ポリエステルポリオール:フタル酸とネオペンチルグリコールとのポリエステルジオール、商品名HS2F−136P、豊国製油社製、分子量1,000
・ポリイソシアネート:MDI(4,4′−ジフェニルメタンジイソシアネート)、商品名ミリオネートMT、日本ポリウレタン工業社製
・硬化触媒:DMDEE(2,2′−ジモルホリノジエチルエーテル)、商品名UCAT660M、サンアプロ社製
これに対して実施例1〜6は熱間強度が高くかつ深部硬化性に優れる。(A)2官能性ポリエーテルポリオールの分子量が3,000〜4,000である実施例6は深部硬化性により優れる。
このように本発明の接着剤は熱間強度が高くかつ深部硬化性に優れ、硬化速度が速く、耐熱性に優れ、高温での液だれがしにくく作業性に優れ、自動車灯具にランスのような留め具を設ける必要がなく生産性に優れる。
3 ポリカーボネート部材
5 接着剤
10 試験片
22 接着剤
30 自動車灯具
32 光源
34 端部
36 ハウジング
38 シール部
40 フランジ
44 レンズ
Claims (7)
- (A)分子量3,000以上の2官能性ポリエーテルポリオール100重量部、
(B)結晶性ポリエステルポリオール80〜40重量部、
(C)非結晶性ポリエステルポリオール20〜60重量部、
(D)ポリイソシアネート、および
(E)硬化触媒を含有し、
前記(D)の量は前記(A)、前記(B)および前記(C)が有する水酸基の合計に対し前記(D)が有するイソシアネート基がNCO/OH=1.2〜1.5を満足する、自動車灯具用一液型湿気硬化性接着剤。 - 前記(E)の量は前記(A)、前記(B)、前記(C)および前記(D)の合計重量部に対し0.05〜0.5重量%である請求項1に記載の自動車灯具用一液型湿気硬化性接着剤。
- 前記(B)および前記(C)の合計量は、(A)2官能性ポリエーテルポリオール100重量部に対して80〜120重量部である請求項1または2に記載の自動車灯具用一液型湿気硬化性接着剤。
- 120℃における溶融粘度が10,000mPa・s以上である請求項1〜3のいずれかに記載の自動車灯具用一液型湿気硬化性接着剤。
- 前記(D)が4,4′−ジフェニルメタンジイソシアネートである請求項1〜4のいずれかに記載の自動車灯具用一液型湿気硬化性接着剤。
- 前記(E)が2,2′−ジモルホリノジエチルエーテルである請求項1〜5のいずれかに記載の自動車灯具用一液型湿気硬化性接着剤。
- レンズとハウジングとを請求項1〜6のいずれかに記載の自動車灯具用一液型湿気硬化性接着剤を用いて接着させることによって得られる自動車灯具。
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