JP5574086B2 - 2液型接着剤組成物 - Google Patents

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Description

本発明は、2液型接着剤組成物及びラミネートフィルムに関し、特にドライラミネーション及びラッピングに好適に用いられる2液型接着剤組成物及び該2液型接着剤組成物で接着され形成されたラミネートフィルムに関する。
ドライラミネーションは、一方の材料面に接着剤を塗布後、溶剤を蒸発乾燥除去し、他の材料を加熱、圧着しながら積層する技術である。この技術は任意のフィルム同士を自由に貼り合わせることができ、目的に応じた性能を有する複合フィルムを得ることができるため、高性能が要求される食品の包装材料の製造に広く用いられている。
ドライラミネーション用接着剤として、主として二液反応型ポリウレタン系接着剤が使用されている。二液反応型ポリウレタン系接着剤は、高分子末端に水酸基を有する主剤(ポリオール成分)とイソシアネート基を有する硬化剤(ポリイソシアネート成分)とからなり、水酸基とイソシアネート基との反応によりウレタン結合を形成し硬化する。
ドライラミネーションによる包装用ラミネート物の製造では、製造後のラミネート物をロールに巻き取りエージング工程を行うが、未硬化の状態にあるラミネート加工直後のものを巻き出すと、ラミネートロールの幅方向にフィルム基材が接着されていない空洞部、いわゆるトンネリングが発生し、次工程を行うことができないという問題が生じる。従って、ドライラミネーション用接着剤には、ロール巻き取り時にシワが寄らないようにするため、優れた初期粘着性が必要である。
上記問題を解決するために、特許文献1は、水酸基およびウレア結合を有するポリウレタン樹脂および有機ポリイソシアネートを含有する接着剤組成物を開示している。
近年、ドライラミネーションは、太陽電池裏面封止用シートの製造にも用いられており、太陽電池用途では、約20年の性能維持が必要であり、その耐久性を評価するために、加速試験やプレッシャークッカ試験が行われるが、特許文献1記載の接着剤組成物のような従来の接着剤では、プレッシャークッカ試験において強度維持できず、さらに黄変するといった問題があった。耐候性(耐加水分解性)を向上させる方法として、特許文献2は、カルボジイミド化合物、オキサゾリジン化合物、エポキシ化合物の少なくとも1種以上選択される化合物を配合したポリウレタン系接着剤を開示している。
一方、ラッピング加工としては、合板、木質繊維板、無機質板、アルミニウム板、合成樹脂板等からなり、表面に曲面や凹凸を有する断面異形の基材表面に、樹脂加工紙、合成樹脂製化粧シート、つき板等の表装用シートを連続して巻き付けながら接着するプロフィールラッピング加工が広く行われている。このようにして製造された製品は疑似木材として家具、建材等に広く用いられている。このようなプロフィールラッピング加工で製造される製品は、基材の表面に曲面や凹凸があるので、化粧シートを接着する接着剤には、基材貼り付け時にその凹凸や曲面に追従して密着する性能が必要であり、強い初期接着力、耐熱クリープ性等が要求される。この接着剤としては生産速度を向上させるため、乾燥速度の早い低沸点の有機溶剤を含む溶剤型のものが用いられている。
強い初期接着力及び耐熱クリープ性を満たす接着剤組成物として、特許文献3は、水酸基含有熱可塑性ポリエステルウレタン樹脂、溶剤、アミン変性ウレタン樹脂、及びポリイソシアネート化合物を含む接着剤組成物を開示している。しかしながら、特許文献3記載の接着剤組成物も高耐久性が要求される用途に用いた場合、耐久性に問題があった。
特開平10−219224号公報 特開2008−4691号公報 特開2009−73949号公報
本発明は、初期粘着性及び接着性に優れ、且つ耐久性に優れた2液型接着剤組成物、及び耐久性に優れたラミネートフィルムを提供することを目的とする。
本発明の2液型接着剤組成物は、(A)シリル基含有アミン化合物を含む主剤と、(B)アミン変性ウレタン樹脂及び(C)ポリイソシアネート化合物、を含む硬化剤と、を含む2液型接着剤組成物であって、前記2液型接着剤組成物におけるNCO/活性水素当量比が1.0〜5.0であり、前記(B)アミン変性ウレタン樹脂:前記(C)ポリイソシアネート化合物が質量比で20:80〜80:20であることを特徴とする。
本発明の2液型接着剤組成物は、(D)溶剤をさらに含むことが好ましい。
本発明の2液型接着剤組成物は、ドライラミネーションに好適に用いることができる。
ラミネートフィルムは、本発明の2液型接着剤組成物で接着され形成されることを特徴とする。
本発明の2液型接着剤組成物は、初期粘着性に優れ、各種プラスチックシートや金属泊、フッ素樹脂系フィルムに対して優れた接着性を有し、且つ高耐久性を有するという甚大な効果を奏する。本発明の2液型接着剤組成物は、ドライラミネーション用接着剤やラッピング用接着剤として好適に用いることができ、特に食品の包装材料や太陽電池用途として好適に用いることができる。本発明によれば、耐久性に優れたラミネートフィルムを提供することができる。
本発明の2液型接着剤組成物で接着され形成されるラミネートフィルムの一つの実施の形態を示す断面概略説明図である。
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明するが、図示例は例示的に示されるもので、本発明の技術思想から逸脱しない限り種々の変形が可能なことはいうまでもない。
本発明の2液型接着剤組成物は、(A)シリル基含有アミン化合物を含む主剤と、(B)アミン変性ウレタン樹脂、及び(C)ポリイソシアネート化合物、を含む硬化剤と、を含む2液型接着剤組成物であって、前記2液型接着剤組成物におけるNCO/活性水素当量比が1.0〜5.0であり、前記(B)アミン変性ウレタン樹脂:前記(C)ポリイソシアネート化合物が質量比で20:80〜80:20であることを特徴とする。
本発明において主剤と硬化剤の混合比は、本発明の2液型接着剤組成物におけるNCO/活性水素当量比が1.0〜5.0となるように配合するものであり、NCO/活性水素当量比が1.1〜1.5であることが好ましい。
前記(A)シリル基含有アミン化合物は、シリル基を1個以上有するアミン化合物であれば特に制限はなく、公知のアミノシラン化合物や、アミノシラン変性体を用いることができる。
前記(A)シリル基含有アミン化合物としては、1級アミノ基及び2級アミノ基からなる群から選択されるアミノ基を1つ以上含有し、且つシリル基を1つ以上含有するアミノシラン化合物が好ましく、1級アミノ基及び2級アミノ基からなる群から選択されるアミノ基を2つ以上含有し、且つシリル基を1つ以上含有するアミノシラン化合物がより好ましい。
シリル基としては珪素原子に結合した加水分解性基を有し、水分の作用で加水分解−縮合し、シロキサン結合を生成しうる珪素原子含有基が好ましい。加水分解性基の例としては、水素原子、ハロゲン原子、アルコキシ基、アシルオキシ基、ケトキシメート基、アミノ基、アミド基、酸アミド基、加水分解性が穏やかで取扱やすいという観点からメトキシ基やエトキシ基のようなアルコキシ基が好ましい。すなわち、前記シリル基としては、アルコキシシリル基が好適である。
前記(A)シリル基含有アミン化合物において、アミノ基は珪素原子に直接結合していてもよく、2価の有機基を介して珪素原子に結合していてもよいが、アミノ基が2価の有機基を介して珪素原子に結合していることが好ましい。前記(A)シリル基含有アミン化合物が複数のアミノ基を含有する場合、複数のアミノ基はそれぞれ単独で、直接又は2価の有機基を介して珪素原子に結合していてもよく、アミノ基を含有する基を有するアミノ基が直接又は2価の有機基を介して珪素原子に結合していてもよいが、アミノ基を含有する基を有するアミノ基が直接又は2価の有機基を介して珪素原子に結合していることが好ましく、複数のアミノ基が2価の有機基を介して結合していることがより好ましい。
前記2価の有機基としては、特に制限されず、公知の2価の有機基の中から適宜選択することができ、例えば、炭素原子、酸素原子、水素原子、窒素原子、硫黄原子などの各種原子により構成された2価の有機基等が挙げられる。より具体的には、2価の有機基としては、例えば、アルキレン基、アリーレン基、アルキレン−アリーレン基、アルキレン−アリーレン−アルキレン基等の炭化水素基のみにより構成される2価の炭化水素基;アルキレン−オキシ−アルキレン基、アルキレン−カルボニル−オキシ−アルキレン基、アルキレン−オキシ−カルボニル−アルキレン基、アルキレン−ポリ(オキシアルキレン)基、アルキレン−イミノ基、アルキレン−イミノ−アルキレン基等の炭化水素基と他の基(オキシ基、カルボニル−オキシ基、オキシ−カルボニル基、カルボニル基、イミノ基、アミド結合含有基など)との種々の組み合わせにより構成される各種の2価の基などが挙げられる。2価の有機基としては、炭素数が1〜20程度の2価の有機基(2価の炭化水素基など)を好適に用いることができる。なお、このような2価の有機基において、アルキレン基としては、例えば、メチレン基、エチレン基、トリメチレン基、プロピレン基、テトラメチレン基、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基、ヘプタメチレン基、オクタメチレン基などが挙げられ、アリーレン基としては、例えば、フェニレン基などが挙げられる。
前記(A)シリル基含有アミン化合物としては、例えば、下記一般式(1)及び(3)で示される、1級アミノ基を含有するアミノシラン化合物、及び下記一般式(2)及び(4)で示される、1級アミノ基と2級アミノ基を含有するアミノシラン化合物、下記一般式(5)で示される、2級アミノ基を含有するアミノシラン化合物及びこれらの変性体が好ましく、下記一般式(1)で示されるアミノシラン化合物、下記一般式(2)で示されるアミノシラン化合物及びその変性体がより好ましい。
Figure 0005574086
前記式(1)において、Rは水素原子又は1価の有機基であり、水素原子又は炭素数1〜6個のアルキル基が好ましい。Rが複数存在する場合、複数のRは同一であっても異なっていても良い。Rは2価の有機基であり、炭素数1〜10個の側鎖が有っても良いアルキレン基又はアリーレン基が好ましい。Rは1価の有機基であり、炭素数1〜6個のアルキル基が好ましく、炭素数1〜4個のアルキル基がより好ましい。Rが複数存在する場合、複数のRは同一であっても異なっていても良い。mは1〜3である。
Figure 0005574086
前記一般式(2)において、Rは水素原子又は1価の有機基であり、水素原子又は炭素数1〜6個のアルキル基が好ましい。Rが複数存在する場合、複数のRは同一であっても異なっていても良い。Rは2価の有機基であり、炭素数1〜10個の側鎖が有っても良いアルキレン基又はアリーレン基が好ましい。Rは1価の有機基であり、炭素数1〜6個のアルキル基が好ましく、炭素数1〜4個のアルキル基がより好ましい。Rが複数存在する場合、複数のRは同一であっても異なっていても良い。Rは2価の有機基であり、炭素数1〜10個の側鎖が有っても良いアルキレン基又はアリーレン基が好ましい。nは1〜3である。
Figure 0005574086
前記一般式(3)において、Rは水素原子又は1価の有機基であり、水素原子又は炭素数1〜6個のアルキル基が好ましい。Rが複数存在する場合、複数のRは同一であっても異なっていても良い。Rは3価の有機基であり、炭素数1〜10個の側鎖が有っても良いアルキレン基又はアリーレン基が好ましい。R10は1価の有機基であり、炭素数1〜6個のアルキル基が好ましく、炭素数1〜4個のアルキル基がより好ましい。R10が複数存在する場合、複数のR10は同一であっても異なっていても良い。aは1〜3である。
Figure 0005574086
前記一般式(4)において、R11は水素原子又は1価の有機基であり、水素原子又は炭素数1〜6個のアルキル基が好ましい。R11が複数存在する場合、複数のR11は同一であっても異なっていても良い。R12は3価の有機基であり、炭素数1〜10個の側鎖が有っても良いアルキレン基又はアリーレン基が好ましい。R13は1価の有機基であり、炭素数1〜6個のアルキル基が好ましく、炭素数1〜4個のアルキル基がより好ましい。R13が複数存在する場合、複数のR13は同一であっても異なっていても良い。R14は1価の有機基であり、炭素数1〜10個の側鎖が有っても良いアルキレン基又はアリーレン基が好ましい。bは1〜3である。
Figure 0005574086
前記一般式(5)において、R15は水素原子又は1価の有機基であり、水素原子又は炭素数1〜6個のアルキル基が好ましい。R15が複数存在する場合、複数のR15は同一であっても異なっていても良い。R16は2価の有機基であり、炭素数1〜10個の側鎖が有っても良いアルキレン基又はアリーレン基が好ましい。R17は1価の有機基であり、炭素数1〜6個のアルキル基が好ましく、炭素数1〜4個のアルキル基がより好ましい。R17が複数存在する場合、複数のR17は同一であっても異なっていても良い。R18は2価の有機基であり、炭素数1〜10個の側鎖が有っても良いアルキレン基又はアリーレン基が好ましい。R19は1価の有機基であり、炭素数1〜10個の側鎖が有っても良いアルキレン基又はアリーレン基が好ましい。cは1〜3であり、dは0〜5である。
前記一般式(1)で示されるアミノシラン化合物としては、例えば、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−アミノプロピルメチルジエトキシシラン等が挙げられる。
前記一般式(2)で示されるアミノシラン化合物としては、例えば、N−β(アミノエチル)−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−β(アミノエチル)−γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−β(アミノエチル)−γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N−β(アミノエチル)−γ−アミノプロピルメチルジエトキシシラン等が挙げられ、反応のし易さ、広く市販され入手の容易さの点から、N−β(アミノエチル)−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−β(アミノエチル)−γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−β(アミノエチル)−γ−アミノプロピルメチルジメトキシシランが好ましい。
前記アミノシラン変性体としては、例えば、前述したアミノシラン化合物を、アミノ基と反応する活性基を有する化合物と反応させることにより得られる変性体、及びポリアミンや前述したアミノシラン化合物等のアミン化合物を、シリル基を含有する化合物と反応させることにより得られる変性体が挙げられる。
前記ポリアミンとしては、例えば、エチレンジアミン、1,3−ジアミノプロパン、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、ヘプタメチレンジアミン、オクタメチレンジアミン、ネオペンタンジアミン等の脂肪族ジアミン;4,4′−ジアミノシクロヘキシルメタン、イソホロンジアミン、ビスアミノメチルシクロヘキサン、2,5−又は2,6−ジアミノメチルビシクロ〔2,2,1〕ヘプタン、ジアミノシクロヘキサン等の脂環式ジアミン;ジアミノジフェニルメタン、ジアミノジフェニルエーテル、キシリレンジアミン、フェニレンジアミン、3,5−ジエチル−2,4−又は2,6−ジアミノトルエン等の芳香族ジアミン;1,3,5−トリス(アミノメチル)ベンゼン、1,3,5−トリス(アミノメチル)シクロヘキサン等の芳香族又は脂環式トリアミン;水、エチレングリコール、プロピレングリコール等にプロピレンオキサイド及び/又はエチレンオキサイドを付加重合して得たポリオキシアルキレングリコール類のヒドロキシル基をアミノ基に変換して得られるポリオキシアルキレンジアミン;グリセリン、トリメチロールプロパン等にプロピレンオキサイド及び/又はエチレンオキサイドを付加重合して得たポリオキシアルキレントリオール類のヒドロキシル基をアミノ基に変換して得られるポリオキシアルキレントリアミン等が挙げられる。
アミノ基と反応する活性基を有する化合物としては、例えば、炭素−炭素二重結合を含有する化合物、エポキシ基含有化合物、イソシアネート基含有化合物等が挙げられ、炭素−炭素二重結合含有化合物がより好ましい。これらは単独で用いてよく2種以上を組み合わせて用いてもよい。
前記炭素−炭素二重結合を含有する化合物としては、ビニル基を有する有機化合物が好ましく、例えば、α,β−不飽和カルボン酸系化合物、アクリロニトリル系化合物、マレイミド系化合物などが挙げられ、α,β−不飽和カルボン酸系化合物がより好ましい。
前記α,β−不飽和カルボン酸系化合物としては、例えば、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステル、クロトン酸エステル、イソクロトン酸エステル、2−ブテン酸エステル、3−メチル−2−ブテン酸エステル、2−ペンテン酸エステル、2−オクテン酸エステル等の他、桂皮酸エステル等の不飽和1価カルボン酸エステル;マレイン酸エステル(モノ又はジエステル)、フマル酸エステル(モノ又はジエステル)、イタコン酸エステル(モノ又はジエステル)等の不飽和2価カルボン酸のエステル(モノエステル、ジエステル)などが挙げられる。このような不飽和カルボン酸エステル(不飽和1価カルボン酸エステルや、不飽和2価カルボン酸のエステル)において、エステル部位としては、メチルエステル、エチルエステル、プロピルエステル、イソプロピルエステル、ブチルエステル、イソブチルエステル、s−ブチルエステル、t−ブチルエステル、ペンチルエステル、イソペンチルエステル、ヘキシルエステル、ヘプチルエステル、オクチルエステル、2−エチルヘキシルエステル、イソオクチルエステル、ノニルエステル、イソノニルエステル、デシルエステル、イソデシルエステル、ウンデシルエステル、ドデシルエステル(ラウリルエステル)、トリデシルエステル、テトラデシルエステル、ヘキサデシルエステル、オクタデシルエステル(ステアリルエステル)、イソステアリルエステル、ノナデシルエステル、エイコシルエステル等の脂肪族炭化水素によるエステル(アルキルエステルなど);シクロヘキシルエステル、イソボルニルエステル、ボルニルエステル、ジシクロペンタジエニルエステル、ジシクロペンタニルエステル、ジシクロペンテニルエステル、トリシクロデカニルエステル等の脂環式炭化水素によるエステル(シクロアルキルエステルなど);フェニルエステル、ベンジルエステル等の芳香族炭化水素によるエステル(アリールエステルなど)などが挙げられる。なお、エステル部位を複数有する場合、それぞれのエステル部位は、同一であってもよく異なっていてもよい。
前記α,β−不飽和カルボン酸系化合物としては、不飽和脂肪族カルボン酸アルキルエステルが好適である。該不飽和脂肪族カルボン酸アルキルエステルとしては、アルキルエステル部位におけるアルキル基の炭素数が1〜20である不飽和脂肪族カルボン酸アルキルエステルを好適に用いることができ、なかでも、アルキルエステル部位におけるアルキル基の炭素数が1〜18である不飽和脂肪族カルボン酸アルキルエステルを好適に用いることができる。
α,β−不飽和カルボン酸系化合物としては、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステル(以下、これらを「(メタ)アクリル酸エステル」と総称する場合がある)、マレイン酸ジエステルがより好適に用いることができる。
該(メタ)アクリル酸エステルとしては、例えば、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸ヘキシル、(メタ)アクリル酸ヘプチル、(メタ)アクリル酸オクチル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸イソオクチル、(メタ)アクリル酸ノニル、(メタ)アクリル酸イソノニル、(メタ)アクリル酸デシル、(メタ)アクリル酸イソデシル、(メタ)アクリル酸ウンデシル、(メタ)アクリル酸ドデシル、(メタ)アクリル酸トリデシル、(メタ)アクリル酸テトラデシル、(メタ)アクリル酸ヘキサデシル、(メタ)アクリル酸オクタデシル、(メタ)アクリル酸イソステアリル、(メタ)アクリル酸ノナデシル、(メタ)アクリル酸エイコシル等の(メタ)アクリル酸アルキルエステルなどが挙げられる。
マレイン酸ジエステルとしては、例えば、マレイン酸ジメチル、マレイン酸ジエチル、マレイン酸ジブチル、マレイン酸ジヘキシル、マレイン酸ジヘプチル、マレイン酸ジオクチル、マレイン酸ジ(2−エチルヘキシル)、マレイン酸ジイソオクチル、マレイン酸ジノニル、マレイン酸ジイソノニル、マレイン酸ジデシル、マレイン酸ジイソデシル、マレイン酸ジウンデシル、マレイン酸ジドデシル、マレイン酸ジトリデシル、マレイン酸ジテトラデシル、マレイン酸ジヘキサデシル、マレイン酸ジオクタデシル、マレイン酸ジイソステアリル、マレイン酸ジノナデシル、マレイン酸ジエイコシル等のマレイン酸ジアルキルエステルなどが挙げられる。
前記アクリロニトリル系化合物としては、例えば、アクリロニトリル、メタクリロニトリルなどが挙げられる。
前記マレイミド系化合物としては、例えば、N−フェニルマレイミド、N−シクロヘキシルマレイミド、ヒドロキシフェニルモノマレイミド、N−ラウリルマレイミド、ジエチルフェニルモノマレイミド、N−(2−クロロフェニル)マレイミドなどが挙げられる。
前記エポキシ基含有化合物としては、1分子中に2個以上のエポキシ基を有するエポキシ樹脂が好ましく、例えば、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、グリシジルアミン型エポキシ樹脂、グリシジルエステル型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、脂肪族グリシジルエーテル等が挙げられ、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、グリシジルアミン型エポキシ樹脂、グリシジルエステル型エポキシ樹脂が好ましく、常温で液体であるエポキシ樹脂が特に好ましい。エポキシ樹脂は1種でもよく2種以上組み合わせて配合してもよい。
イソシアネート基含有化合物としては、例えば、イソシアン酸エチル、イソシアン酸n−ヘキシル、イソシアン酸n−デシル、イソシアン酸p−トルエンスルホニル、イソシアン酸ベンジル、イソシアン酸2−メトキシフェニルなどが挙げられる。
前記シリル基を含有する化合物としては、前述したアミノ基と反応する活性基を有する化合物にそれぞれシリル基が含有された物質が挙げられる。シリル基としては珪素原子に結合した加水分解性基を有し、水分の作用で加水分解−縮合し、シロキサン結合を生成しうる珪素原子含有基が好ましい。加水分解性基の例としては、水素原子、ハロゲン原子、アルコキシ基、アシルオキシ基、ケトキシメート基、アミノ基、アミド基、酸アミド基、加水分解性が穏やかで取扱やすいという観点からメトキシ基やエトキシ基のようなアルコキシ基が好ましい。該シリル基を含有する化合物としては、例えば、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン等のメタクリロキシ基を有するアルコキシシラン化合物;γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシメチルジメトキシシラン、γ−グリシドキシメチルジエトキシシラン等のエポキシ基を有するアルコキシシラン化合物;及びγ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、γ−メルカプトメチルジメトキシシラン、γ−メルカプトメチルジエトキシシラン等のメルカプト基を有するアルコキシシラン化合物等が挙げられる。
前記アミノシラン変性体としては、1個以上の1級アミノ基を含有する化合物を前述したアミノ基と反応する活性基を有する化合物等と反応させ、マイケル付加等で2級アミノ基を形成させ、2個以上の2級アミノ基を含有するアミノシラン変性体がより好適である。該反応により、末端側の2級アミノ基が、1級アミノ基に、アミノ基と反応する活性基を有する化合物が反応することにより2級アミノ基が形成された際の該2級アミノ基における窒素原子に置換している有機基(アミノ基と反応する活性基を有する化合物に対応した有機基)を、置換基として有しているアミノシラン変性体が形成される。
該1個以上の1級アミノ基を含有する化合物としては、1個以上の1級アミノ基及び1個以上の2級アミノ基を有し、且つ1個以上のアルコキシシリル基を有する化合物が好ましい。
前記(A)シリル基含有アミン化合物は、主剤中1〜100質量%含まれることが好ましい。
前記(B)アミン変性ウレタン樹脂は、アミンで変性されたウレタン樹脂であれば特に制限はないが、例えば、ポリイソシアネート化合物と活性水素含有化合物とを反応させ、好ましくはNCO/OH当量比1.10〜10.00、より好ましくは1.25〜5.00のウレタンプレポリマーを得た後、該ウレタンプレポリマー及びアミン化合物を、必要に応じて溶剤の存在下で反応させることにより得ることができる。アミン変性ウレタン樹脂のNCO/活性水素当量比は1.00〜2.00が好ましく、1.00〜1.20がより好ましい。
本発明に用いられる(B)アミン変性ウレタン樹脂は、固化を防ぐために溶剤に溶かすことが好ましい。アミン変性ウレタン樹脂を溶解させる溶剤としては、製造後、溶剤を添加してもよく、また、前述した如く、製造時に添加された溶剤によるものでもよい。
前記活性水素含有化合物としては、活性水素基を含有する化合物であれば特に限定されるものではないが、モノオール又はポリオールが好ましく、ポリエーテルポリオール又はポリエステルポリオールがより好ましく、ポリエーテルポリオールがさらに好ましい。
より具体的には、例えば、ポリエーテルポリオールとしては、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコール等のジオール類、グリセリン、トリメチロールプロパン等のトリオール類、アンモニア、エチレンジアミン等のアミン類の1種または2種以上の存在下にプロピレンオキサイド及び/又はエチレンオキサイドを開環重合させて得られるランダムまたはブロック共重合体等のポリエーテルポリオールが挙げられる。
またポリエステルポリオールとしては、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、ネオペンチルグリコール等の存在下にアジピン酸、セバチン酸、テレフタル酸等を重縮合させて得られる共重合体等のポリエステルポリオール等があり、その他ビスフェノールA、ヒマシ油のラムエステル等の活性水素基2個以上を有する低分子活性水素化合物が挙げられる。
前記活性水素含有化合物としては、分子量が100〜20000、1分子中のOH基が1〜4個のものが好ましく使用できる。
前記ポリイソシアネート化合物としては、例えば、ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、トリレンジイソシアネート(TDI)、ナフタレンジイソシアネート等の芳香族ポリイソシアネート類のほか、ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)、リジンメチルエステルジイソシアネート等の脂肪族ポリイソシアネート類、水添ジフェニルメタンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート(IPDI)、ノルボルナンジイソシアネート、水添トリレンジイソシアネート等の脂環式ポリイソシアネート類が挙げられ、経済性の点からはTDIの使用が好ましい。ラミネートシートの意匠性などの点から透明性が求められる場合は、無黄変性イソシアネートである脂肪族ポリイソシアネート類や脂環式ポリイソシアネート類の使用が望ましい。特に、反応性や経済性等の点からHDI、IPDIの使用が好ましい。
前記アミン化合物としては、1級及び2級アミンが使用でき、1級アミンが好ましい。また、モノアミン及びポリアミンのいずれも使用可能であるが、ポリアミンが好ましく、ジアミンがさらに好ましい。
前記ポリアミンとしては、例えば、エチレンジアミン、1,3−ジアミノプロパン、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、ヘプタメチレンジアミン、オクタメチレンジアミン、ネオペンタンジアミン等の脂肪族ジアミン;4,4′−ジアミノシクロヘキシルメタン、イソホロンジアミン、ビスアミノメチルシクロヘキサン、2,5−又は2,6−ジアミノメチルビシクロ〔2,2,1〕ヘプタン、ジアミノシクロヘキサン等の脂環式ジアミン;ジアミノジフェニルメタン、ジアミノジフェニルエーテル、キシリレンジアミン、フェニレンジアミン、3,5−ジエチル−2,4−又は2,6−ジアミノトルエン等の芳香族ジアミン;1,3,5−トリス(アミノメチル)ベンゼン、1,3,5−トリス(アミノメチル)シクロヘキサン等の芳香族又は脂環式トリアミン;水、エチレングリコール、プロピレングリコール等にプロピレンオキサイド及び/又はエチレンオキサイドを付加重合して得たポリオキシアルキレングリコール類のヒドロキシル基をアミノ基に変換して得られるポリオキシアルキレンジアミン;グリセリン、トリメチロールプロパン等にプロピレンオキサイド及び/又はエチレンオキサイドを付加重合して得たポリオキシアルキレントリオール類のヒドロキシル基をアミノ基に変換して得られるポリオキシアルキレントリアミン等が挙げられる。
前記モノアミンとしては、例えば、メチルアミン、エチルアミン、プロピルアミン、イソプロピルアミン、ブチルアミン、アミルアミン、ヘキシルアミン等の脂肪族第一アミン;ジメチルアミン、ジエチルアミン、ジプロピルアミン、ジイソプロピルアミン、ジブチルアミン等の脂肪族第二アミン;アリルアミン、ジアリルアミン等の脂肪族不飽和アミン;シクロプロピルアミン、シクロブチルアミン、シクロペンチルアミン、シクロヘキシルアミン等の脂環式アミン;アニリン、ジフェニルアミン、メチルアニリン、エチルアニリン、トルイジン、キシリジン、ベンジルアミン、ナフチルアミン等の芳香族アミンが挙げられる。
前記アミン変性ウレタン樹脂の製造において、鎖伸長剤として、分子内に活性水素基を2個以上有する低分子化合物(例えば、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、ジプロピレングリコール、ブチレングリコール、1,6−ヘキサンジオ−ル、ビスフェノールA等のジオ−ル類;グリセリン、トリメチロールプロパン、グルコース、ソルビトール、シュークローズ等の多価アルコール類;エチレンジアミン、ブチレンジアミン等のアミン類等)を使用してもよい。
前記(C)ポリイソシアネート化合物としては、イソシアネート基を2個以上有するものであれば特に制限はないが、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、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、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート等のジイソシアネート類;これらジイソシアネート類の2量体(カルボジイミド変性)や3量体;トリフェニルメタントリイソシアネート等のトリイソシアネート類;ジフェニルメタンジイソシアネート、トリフェニルメタントリイソシアネートなどの混合物であるクルードMDI(ポリメリックMDIとも称される)(メチレンジイソシアネート)等の液状のポリイソシアネート化合物や、ポリイソシアネート化合物とポリオールとの反応により得られる活性イソシアネート基を2個以上有するウレタンプレポリマーが挙げられる。該ウレタンプレポリマーとしては、アミン変性ウレタン樹脂の説明において述べたウレタンプレポリマーが好適に用いられる。
これらポリイソシアネート化合物は単独で用いてもよく、2種以上併用してもよい。
本発明の2液型接着剤組成物の硬化剤における(B)アミン変性ウレタン樹脂と(C)ポリイソシアネート化合物の配合割合は、(B)アミン変性ウレタン樹脂:(C)ポリイソシアネート化合物が質量比で20:80〜80:20となるように配合するものであり、40:60〜60:40であることが好ましい。前記(B)アミン変性ウレタン樹脂及び前記(C)ポリイソシアネート化合物の総量が、硬化剤中1〜100質量%であることが好適である。
本発明の2液型接着剤組成物の硬化剤に(B)アミン変性ウレタン樹脂及び(C)ポリイソシアネート化合物を併用することにより、初期粘着性及び接着強度を著しく向上させることができる。
本発明の2液型接着剤組成物は、上記成分に加えて、必要に応じて、(D)溶剤を配合することが好ましい。(D)溶剤は主剤及び硬化剤のいずれかに配合してもよく、主剤及び硬化剤の両方に配合してもよい。溶剤を配合する場合は、主剤や硬化剤を溶剤で希釈してもよく、各成分を溶剤中で合成してもよい。
前記(D)溶剤としては、活性水素を含有しない有機溶剤が好ましく、例えば、トルエン、キシレン、シクロヘキサン等の炭化水素系;1,1,1−トリクロロエタン、四塩化炭素等のハロゲン化炭化水素;メチルエチルケトン、メチルアセトン等のケトン;酢酸エチル、プロピオン酸エチル等のエステルがあげられる。これらは単独で、もしくは2種以上混合して用いられ、粘度調整剤として寄与する。
本発明の2液型接着剤組成物における前記(D)溶剤の配合割合に制限はないが、0〜99質量%が好ましく、5〜80質量%がより好ましく、40〜80質量%がさらに好ましい。
本発明の2液型接着剤組成物の主剤が、活性水素含有化合物を更に含んでいてもよい。該活性水素含有化合物としては、前記(A)シリル基含有アミン化合物を除く公知の活性水素含有化合物が挙げられる。該活性水素含有化合物としては、例えば、アミノ基、イミノ基、ヒドロキシル基等の活性水素基を有する化合物が挙げられ、シリル基を含有しないアミン化合物が好適である。
本発明の2液型接着剤組成物には、上記した成分に加えて、必要に応じて、硬化触媒、接着付与剤、物性調整剤、充填剤、可塑剤、揺変剤、脱水剤(保存安定性改良剤)、粘着付与剤、垂れ防止剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、難燃剤、着色剤、ラジカル重合開始剤、安定剤などの各種添加剤を配合してもよい。
図1は本発明の2液型接着剤組成物で接着され形成されるラミネートフィルムの一つの実施の形態を示す断面概略説明図である。図1において、符号10はラミネートフィルムであり、符号14は、本発明の2液型接着剤組成物を用いて形成される接着剤層である。ラミネートフィルム10は、少なくとも2層の基材(12a,12b)を本発明の2液型接着剤組成物を用いて接着することにより形成された積層体である。
接着剤の塗布方法は特に制限はなく、公知の塗布方法を用いることができる。接着剤層14の乾燥後の塗布厚が1〜300μmとなるように塗布することが好ましく、1〜50μmとなるように塗布することがより好ましい。
図1では、基材12aがポリエチレンテレフタレート(PET)シートであり、基材12bがアルミニウム箔の例を示したが、本発明において基材12a,12bは特に制限はないものである。基材としては、例えば、合成樹脂からなるシートもしくはフィルムや、アルミニウム箔、チタン箔、銅箔等の金属箔、木材、布、紙等が挙げられる。
前記合成樹脂としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)及びポリシクロヘキサンジメタノール−テレフタレート(PCT)等のポリエステル樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリフッ化ビニル(PVF)、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、ポリクロロトリフルオロエチレン(PCTFE)、ポリエチレンテトラフルオロエチレン(ETFE)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、テトラフルオロエチレンパーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(PFA)及びテトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体(FEP)等のフッ素樹脂、アクリル樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ABS、ポリアミド、ポリウレタン、ポリビニルアルコール、エチレン−酢酸ビニル共重合体、塩素化ポリプロピレン等が挙げられる。
以下に実施例をあげて本発明をさらに具体的に説明するが、これらの実施例は例示的に示されるもので限定的に解釈されるべきでないことはいうまでもない。
(合成例1)アミン変性ウレタン樹脂B1の合成
温度計を備えた撹拌機中に、アクトコールD−2000(三井化学(株)製、分子量2000、官能基数2のポリプロピレングリコール)670.0質量部、及びアクトコールD−400(三井化学(株)製、ポリプロピレングリコール、分子量400、官能基数2)140.0質量部を脱水処理した後、IPDI(エボニック デグサ ジャパン(株)製、イソホロンジイソシアネート、分子量222.3、官能基数2)190.0質量部を添加し、窒素気流下70〜90℃で3時間反応させ、NCO/OH当量比1.25のウレタンプレポリマーX1を得た。
温度計を備えた撹拌機中に、前記得られたウレタンプレポリマーX1:500.0質量部を添加し、ジェファーミンD−230(三井化学ファイン(株)、ポリオキシプロピレンジアミン、分子量230、官能基数2)20.0質量部を滴下し、NCO/活性水素当量比1.00のアミン変性ウレタン樹脂B1を得た。
(合成例2)アミン変性ウレタン樹脂B2の合成
温度計を備えた撹拌機中に、アクトコールD−2000(三井化学(株)製、分子量2000、官能基数2のポリプロピレングリコール)710.0質量部、及びアクトコールD−400(三井化学(株)製、ポリプロピレングリコール、分子量400、官能基数2)140.0質量部を脱水処理した後、コスモネートTDI(三井化学(株)製、トリレンジイソシアネート、分子量174.2、官能基数2)150.0質量部を添加し、窒素気流下70〜90℃で3時間反応させ、NCO/OH当量比1.26のウレタンプレポリマーX2を得た。
温度計を備えた撹拌機中に、前記得られたウレタンプレポリマーX2:500.0質量部を添加し、ジェファーミンD−230(三井化学ファイン(株)、ポリオキシプロピレンジアミン、分子量230、官能基数2)20.0質量部を滴下し、NCO/活性水素当量比1.00のアミン変性ウレタン樹脂B2を得た。
(合成例3)アミン変性ウレタン樹脂B3の合成
合成例1と同様にウレタンプレポリマーX1を合成した後、温度計を備えた撹拌機中に、該ウレタンプレポリマーX1:500.0質量部を添加し、ジブチルアミン12.5質量部を滴下し、NCO/活性水素当量比1.00のアミン変性ウレタン樹脂B3を得た。
(合成例4)ポリイソシアネート化合物C1の合成
温度計を備えた撹拌機中に、アクトコールD−2000(三井化学(株)製、分子量2000、官能基数2のポリプロピレングリコール)650.0質量部、及びアクトコールD−400(三井化学(株)製、ポリプロピレングリコール、分子量400、官能基数2)130.0質量部を脱水処理した後、IPDI(エボニック デグサ ジャパン(株)製、イソホロンジイソシアネート、分子量222.3、官能基数2)220.0質量部を添加し、窒素気流下70〜90℃で3時間反応させ、NCO/OH当量比1.52のウレタンプレポリマー(以下、ポリイソシアネート化合物C1と称する)を得た。
(合成例5)ポリイソシアネート化合物C2の合成
温度計を備えた撹拌機中に、アクトコールD−2000(三井化学(株)製、分子量2000、官能基数2のポリプロピレングリコール)680.0質量部、及びアクトコールD−400(三井化学(株)製、ポリプロピレングリコール、分子量400、官能基数2)140.0質量部を脱水処理した後、コスモネートTDI(三井化学(株)製、トリレンジイソシアネート、分子量174.2、官能基数2)180.0質量部を添加し、窒素気流下70〜90℃で3時間反応させ、NCO/OH当量比1.50のウレタンプレポリマー(以下、ポリイソシアネート化合物C2と称する)を得た。
(合成例6)シリル基含有アミン化合物A2の合成
温度計を備えた撹拌機中に、KBM603(信越化学工業(株)製、N−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン)とKBM503(信越化学工業(株)製、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン)を窒素気流下70〜90℃で8時間反応させ、シリル基含有アミン化合物A2を得た。
(実施例1)
シリル基含有アミン化合物A1としてKBM603(信越化学工業(株)製、N−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン)を表1に示す配合比で酢酸エチルに均一に溶解して、本発明の2液型接着剤組成物の主剤を調製した。
合成例1で得たアミン変性ウレタン樹脂B1、合成例4で得たポリイソシアネート化合物C1を表1に示す配合比で酢酸エチルに均一に溶解して、本発明の2液型接着剤組成物の硬化剤を調製した。
Figure 0005574086
表1において、各配合物質の配合量は質量部で示され、各配合物質の詳細は下記の通りである。
アミン変性ウレタン樹脂B1〜B3;合成例1〜3で得たアミン変性ウレタン樹脂B1〜B3
ポリイソシアネート化合物C1及びC2;合成例4及び5で得たポリイソシアネート化合物C1及びC2
シリル基含有アミン化合物A1;KBM603(信越化学工業(株)製、N−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン)
シリル基含有アミン化合物A2;合成例6で得たシリル基含有アミン化合物A2
アミン化合物;ジェファーミンD−230(三井化学ファイン(株)、ポリオキシプロピレンジアミン)
前記得られた主剤と硬化剤とを表1に示す配合割合で均一に攪拌混合して得られた接着剤組成物を用いて下記試験を行った。結果を表2に示した。
1.初期粘着性試験
ポリエチレンテレフタレートフィルムにアプリケーターで前記得られた接着剤組成物を12.5μm厚さで塗布し、80℃の熱風乾燥炉を通過させて乾燥させ、塗布面をポリエチレンテレフタレートと貼り合せ、圧着ローラーで圧着し、複合フィルムを作成した。
製造直後の複合フィルムから150mm×15mmの大きさの試験片を作り、引張り試験機を用い、23℃50%RHの条件下で、T型剥離により剥離速度300mm/minで、剥離強度(N/15mm)を測定した。評価基準は下記の通りである。
◎:3N/15mm以上、○:2N/15mm以上3N/15mm未満、△:1N/15mm以上2N/15mm未満、×:1N/15mm未満。
2.複合フィルムの接着性試験
基材1[ポリエチレンテレフタレートフィルム(PET)又はポリエチレンテトラフルオロエチレン(PTFE)]にアプリケーターで前記得られた接着剤組成物を12.5μm厚さで塗布し、80℃の熱風乾燥炉を通過させて乾燥させ、塗布面を基材2[ポリエチレンテレフタレート(PET)、アルミニウム箔(Al)又はポリエチレンテトラフルオロエチレン(PTFE)]と貼り合せ、圧着ローラーで圧着し、複合フィルムを作成した。基材1及び基材2の組み合わせは表2に示した通りである。
前記作成した複合フィルムを50℃の温度雰囲気下に72時間保温し、150mm×15mmの大きさの試験片を作り、引張り試験機を用い、23℃50%RHの条件下で、T型剥離により剥離速度300mm/minで、剥離強度(N/15mm)を測定した。評価基準は下記の通りである。
◎:10N/15mm以上、○:5N/15mm以上10N/15mm未満、△:3N/15mm以上5N/15mm未満、×:3N/15mm未満。
3.ポリオレフィン系フィルム被覆材料の接着性試験
ポリオレフィン系フィルムにアプリケーターで前記得られた接着剤組成物を100μmの厚さで塗布し、50℃の熱風乾燥炉を通過させて乾燥させ、被着材[ABSまたはポリスチレン(PS)]に被覆しながら、圧着ローラーで圧着してポリオレフィン系フィルム被覆材料を作製した。
前記得られた被覆材料を23℃50%RHの温度雰囲気下に168時間保温し、150mm×25mmの大きさの試験片を作り、引張り試験機を用い、23℃50%RHの条件下で、180度剥離により剥離速度200mm/minで、剥離強度(N/25mm)を測定した。評価基準は下記の通りである。
◎:30N/25mm以上、○:25N/25mm以上30N/25mm未満、△:20N/25mm以上25N/25mm未満、×:20N/25mm未満。
4.耐久性試験
ポリエチレンテトラフルオロエチレンフィルムにアプリケーターで前記得られた接着剤組成物を12.5μm厚さで塗布し、80℃の熱風乾燥炉を通過させて乾燥させ、塗布面をポリエチレンテトラフルオロエチレンフィルムと貼り合せ、圧着ローラーで圧着し、複合フィルムを作成した。
前記得られた複合フィルムを50℃の温度雰囲気下に72時間保温し、150mm×15mmの大きさの試験体を作り、ハイプレッシャークッカー(加圧蒸気による促進評価装置)にセットし、120℃の環境に200時間保存した後、23℃50%RHに冷却し、その後、下記方法で接着強度及び外観変化を評価した。
4−1)接着強度測定
引張り試験機を用い、23℃50%RHの条件下で、T型剥離により剥離速度300mm/minで、剥離強度(N/15mm)を測定した。評価基準は下記の通りである。
◎:10N/15mm以上、○:5N/15mm以上10N/15mm未満、△:3N/15mm以上5N/15mm未満、×:3N/15mm未満。
4−2)外観変化(黄変性)
ハイプレッシャークッカーによる促進試験前後の試験体を目視で比較評価した。
◎:変化無し、○:わずかな黄変は認められるが分解なし、△:黄変は認められるが分解なし、×:黄変し、且つ分解。
Figure 0005574086
(実施例2〜8)
表1に示した如く、組成を変更した以外は実施例1と同様の方法で本発明の2液型接着剤組成物を調製し、各試験を行った。結果を表2に示した。
(比較例1〜5)
表3に示した如く、組成を変更した以外は実施例1と同様の方法で2液型接着剤組成物を調製し、各試験を行った。結果を表4に示した。
Figure 0005574086
表3において、各配合物質の配合量は質量部で示され、各配合物質の詳細は下記の通りである。
アミン変性ウレタン樹脂B1;合成例1で得たアミン変性ウレタン樹脂B1
ポリイソシアネート化合物C1;合成例4で得たポリイソシアネート化合物C1
ポリイソシアネート化合物C3;ミリオネートMR−200(日本ポリウレタン工業(株)製)
シリル基含有アミン化合物A1;KBM603(信越化学工業(株)製、N−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン)
アミン化合物;ジェファーミンD−230(三井化学ファイン(株)、ポリオキシプロピレンジアミン)
ポリウレタン樹脂;パンデックスT−5265L(DIC(株)製、水酸基含有ポリエステル系ポリウレタン樹脂)
Figure 0005574086
10:ラミネートフィルム、12a,12b:基材、14:接着剤層。

Claims (3)

  1. (A)シリル基含有アミン化合物を含む主剤と、
    (B)アミン変性ウレタン樹脂及び(C)ポリイソシアネート化合物、を含む硬化剤と、
    を含む2液型接着剤組成物であって、
    前記2液型接着剤組成物におけるNCO/活性水素当量比が1.0〜5.0であり、
    前記(B)アミン変性ウレタン樹脂:前記(C)ポリイソシアネート化合物が質量比で20:80〜80:20であることを特徴とする2液型接着剤組成物。
  2. (D)溶剤をさらに含むことを特徴とする請求項1記載の2液型接着剤組成物。
  3. ドライラミネーションに用いられることを特徴とする請求項1又は2記載の2液型接着剤組成物。
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