JP5657215B2 - 化学的に架橋したポリウレタンフィルムを製造するためのホットメルト法 - Google Patents
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Description
A)複数種のポリオールと1種類以上のポリイソシアネートとを含む混合物を化学的に反応させてヒドロキシル官能化された溶融可能な反応生成物(以下、ヒドロキシル官能化ポリウレタン−ホットメルトプレポリマーと称する)とし、その際にポリオールの少なくとも1種類又はポリイソシアネートの少なくとも1種類が三官能性以上の官能性分子を含有しており、イソシアネート基の総数と水酸基の総数との比が1.0より小さく;
B)ヒドロキシル官能化ポリウレタン−ホットメルトプレポリマー並びに1種類以上のポリイソシアネートを連続運転混合装置中に導入し、該混合装置中においてヒドロキシル官能化ポリウレタン−ホットメルトプレポリマーを溶融状態でポリイソシアネートと化学的に反応させ;
C)混合装置から出る溶融物を走行するウエブ状材料の上に又は走行する2つのウエブ状材料同志の間に塗布し、その際に方法段階B)で開始された反応が進行する。
ゲルパーミッションクロマトグラフィー(GPC):
方法段階A)からの分岐した、熱可塑的に加工可能なヒドロキシル官能化ポリウレタン−ホットメルトプレポリマーを特徴付けるために、数平均分子量及び重量平均分子量の測定をゲルパーミッションクロマトグラフィー(GPC)により行った。測定はマインツ(Mainz)のPolymer Standards Service社で行った。
分岐した、熱可塑的に加工可能な、方法段階A)からのヒドロキシル官能性ポリウレタン−ホットメルトプレポリマーを特徴付けるために、更に複素粘度を動的機械的分析(DMA)によって測定を行った。
G'' = τ/γ・sin(δ) (τ = 剪断応力、γ = 歪み、δ = 位相角 =剪断応力ベクトルと歪みベクトルとの間の位相角)。
G' =τ/γ・cos(δ) (τ = 剪断応力、γ = 歪み、δ = 位相角= 剪断応力ベクトルと歪みベクトルとの間の位相角)。
ω = 2π・f (f = 振動数).
測定された試料の厚さは常に1mmである。試料の直径はそれぞれ25mmである。
方法段階C)から得られる化学的に架橋したポリウレタンフィルムは室温で2週間の期間保存した後に、長手方向(成形方向)及び横手方向(フィルム面の成形方向に対して90°の角度の方向)でそれの伸張特性を試験した。
方法段階C)から得られる化学的に架橋したポリウレタンフィルムは、室温で2週間の保存期間の後に長手方向(成形方向)及び横手方向(フィルム面での成形方向に対して90°の角度の方向)においてそれらの応力緩和を測定した。応力緩和の実験は、サイズ5Aの標準試験体を用いるDIN EN ISO 527−1〜3による引張り試験におけるのと同様に行った。100mm/分の試験速度の場合には試験材料は長手方向で、試験体ストリップの元の長さを基準として長手方向で50%延伸された。関係した応力は50%の伸び率が達成された瞬間に測定した。応力は試験体の元の切断面積を基準とする測定長さ内での引張り力として規定する。50%の伸び率は更に維持されている。5分の時間の後に応力を再度測定した。応力の百分率的低下が応力緩和である。
応力緩和=100×(初期応力−最終応力)/初期応力
接着力はPSTC−1に従って測定した。この方法に従って、測定すべき接着ストリップを被接着基体(鋼鉄)に貼り付け、2kgの重量で2度押し付けそして次に規定の条件のもとで引張り試験機によって引っ張る。引張り角度は90°であり、引張り速度は300mm/分である。引っ張るのに必要な力は接着力であり、これはN/cmの単位で表される。測定した接着ストリップは25μmの厚さのポリエステルフィルムで裏側を補強されている。
剪断試験は試験処方PSTC−107に従って行った。この方法に従って、測定すべき接着ストリップを被接着基体(鋼鉄)に貼り付け、2kgの重量で4度押し付けそして次に一定の剪断負荷を掛ける。保持時間を測定する(分)。
方法段階A)
分岐した、熱可塑的に加工可能なヒドロキシル官能性化ポリウレタン−ホットメルトプレポリマーを、均一混合しそしてそれ故に記載した量比での以下の原料を反応させることによって製造する:
方法段階A)からの、分岐した、熱可塑的に加工可能なヒドロキシル官能化ポリウレタン−ホットメルトプレポリマーを80℃に予備加熱された二軸スクリュー式押出機に連続的に供給する。ポリイソシアネートを同時に及び同じ位置で二軸スクリュー式押出機に細かい液滴の状態で連続的に配量供給する。配量供給されるポリイソシアネートとしては実験の一部でVestanat のIPDIを使用し、他の部分でDesmodur N3300を使用した。両方の実験において1.05のNCO/OH−比に調整し、従って混合比は以下の通りとなる:
100重量部のプレポリマー:2.99重量部のVestanat のIPDI
100重量部のプレポリマー:5.18重量部のDesmodur N3300。
押出物質は2本ロール式アプリケータに直接的に供給し、そこで走行する2枚の両面シリコーン加工済みポリエステルフィルムの間に塗布し、従って一枚のフィルムに加工される。フィルムの厚さは1.0mmである。このフィルムを室温に冷却後に、2枚の両面シリコーン加工済みポリエステルフィルムの一枚を除去した後に該フィルムを巻き取る。補足実験において、両面シリコーン加工済みで、National Starch社のポリアクリレート感圧接着剤のDurotac 280-1753(厚さ:50μm)で予め被覆された走行する2枚のポリエステルフィルムの間に塗布する。
試験結果を以下の表3に総括掲載する:
方法段階A)
分岐した、熱可塑的に加工可能なヒドロキシル官能性化ポリウレタン−ホットメルトプレポリマーは、今回、追加的に連鎖停止剤を含有しており、均一混合されそしてそれ故に以下の原料を記載した量比で反応させることによって製造する:
方法段階A)からの、分岐した、熱可塑的に加工可能なヒドロキシル官能化ポリウレタン−ホットメルトプレポリマーを80℃に予備加熱された二軸スクリュー式押出機に連続的に供給する。ポリイソシアネートを同時に及び同じ位置で二軸スクリュー式押出機に細かい液滴の状態で連続的に配量供給する。配量供給されるポリイソシアネートとしては実験の一部でVestanat のIPDIを使用し、他の部分でDesmodur N3300を使用した。
100重量部のプレポリマー:2.88重量部のVestanat のIPDI或いは
100重量部のプレポリマー:4.99重量部のDesmodur N3300。
押出物質は2本ロール式アプリケータに直接的に供給し、そこで走行する2枚の両面シリコーン加工済みポリエステルフィルムの間に塗布し、従って一枚のフィルムに加工される。フィルムの厚さは1.0mmである。このフィルムを室温に冷却後に、2枚の両面シリコーン加工済みポリエステルフィルムの一枚を除去した後に該フィルムを巻き取る。補足実験において、両面シリコーン加工済みで、National Starch社のポリアクリレート感圧接着剤のDurotac 280-1753(厚さ:50μm)で予め被覆された走行する2枚のポリエステルフィルムの間に塗布する。
試験結果を以下の表5に総括掲載する:
[比較例1]
化学的に架橋したポリウレタンフィルムを製造するために方法を以下のように使用した:
方法段階A)
分岐していない、熱可塑的に加工可能なヒドロキシル官能性化ポリウレタン−ホットメルトプレポリマーを、均一混合しそしてそれ故に以下の原料を記載した量比で反応させることによって製造する:
方法段階A)からの、分岐していない、熱可塑的に加工可能なヒドロキシル官能化ポリウレタン−ホットメルトプレポリマーを80℃に予備加熱された二軸スクリュー式押出機に連続的に供給する。ポリイソシアネートを同時に及び同じ位置で二軸スクリュー式押出機に細かい液滴の状態で連続的に配量供給する。配量供給されるポリイソシアネートとしては実験の一部でVestanat のIPDIを使用し、他の部分でDesmodur N3300を使用した。
100重量部のプレポリマー:4.20重量部のVestanat のIPDI或いは
100重量部のプレポリマー:7.28重量部のDesmodur N3300。
押出物質は2本ロール式アプリケータに直接的に供給し、そこで走行する2枚の両面シリコーン加工済みポリエステルフィルムの間に塗布し、従って一枚のフィルムに加工される。フィルムの厚さは1.0mmである。このフィルムを室温に冷却後に、2枚の両面シリコーン加工済みポリエステルフィルムの一枚を除去した後に該フィルムを巻き取る。補足実験において、両面シリコーン加工済みで、National Starch社のポリアクリレート感圧接着剤のDurotac 280-1753(厚さ:50μm)で予め被覆された走行する2枚のポリエステルフィルムの間に塗布する。
試験結果を以下の表7に総括掲載する:
Claims (27)
- 溶剤を用いずに行う以下の方法段階
A)複数種のポリオールと1種類以上のポリイソシアネートとを含む混合物を化学的に反応させてヒドロキシル官能化された溶融可能な反応生成物(以下、ヒドロキシル官能化ポリウレタン−ホットメルトプレポリマーと称する)とし、その際にポリオールの少なくとも1種類又はポリイソシアネートの少なくとも1種類が三官能性以上の官能性分子を含有しており、イソシアネート基の総数とヒドロキシル基の総数との比が1.0より小さく;B)ヒドロキシル官能化ポリウレタン−ホットメルトプレポリマー並びに1種類以上のポリイソシアネートを連続運転混合装置中に導入し、該混合装置中においてヒドロキシル官能化ポリウレタン−ホットメルトプレポリマーを溶融状態でポリイソシアネートと化学的に反応させ;
C)該混合装置から出る溶融物を走行するウエブ状材料の上に又は走行する2つのウエブ状材料同志の間に塗布し、その際に方法段階B)で開始された反応が進行する
を包含する化学的に架橋したポリウレタンフィルムの製造方法。 - 方法段階A)からのヒドロキシル官能化された溶融可能な反応生成物が分岐されている、請求項1に記載の化学的に架橋したポリウレタンフィルムの製造方法。
- イソシアネート基の総数とヒドロキシル官能化ポリウレタン−ホットメルトプレポリマーの分子合成に関与する出発原料のヒドロキシル基の総量との比が0.90より大きくそして0.98より小さい、請求項1又は2に記載の化学的に架橋したポリウレタンフィルムの製造方法。
- ヒドロキシル官能化ポリウレタン−ホットメルトプレポリマーへの化学反応に関与する三官能性以上の分子の数値的割合が少なくとも0.5%である、請求項1〜3のいずれか一つに記載の化学的に架橋したポリウレタンフィルムの製造方法。
- ヒドロキシル官能化ポリウレタン−ホットメルトプレポリマーの分子構造への化学反応に関与する三官能性以上の分子の数値的割合が少なくとも2.0%である、請求項4に記載の化学的に架橋したポリウレタンフィルムの製造方法。
- ヒドロキシル官能化ポリウレタン−ホットメルトプレポリマーの分子構造に関与する1000より少ないか又は1000である相対的分子量の分子の数値割合が少なくとも70%である、請求項1〜5のいずれか一つに記載の化学的に架橋したポリウレタンフィルムの製造方法。
- ヒドロキシル官能化ポリウレタン−ホットメルトプレポリマーの分子構造に関与する1000より少ないか又は1000である相対的分子量の分子の数値割合が少なくとも80%である、請求項6に記載の化学的に架橋したポリウレタンフィルムの製造方法。
- ヒドロキシル官能化ポリウレタン−ホットメルトプレポリマーへの化学反応に関与するポリオールがポリオール成分を基準として70重量%より多い重量割合までがポリエーテルポリオールである、請求項1〜7のいずれか一つに記載の化学的に架橋したポリウレタンフィルムの製造方法。
- ヒドロキシル官能化ポリウレタン−ホットメルトプレポリマーへの化学反応に関与するポリオールがポリオール成分を基準として70重量%より多い重量割合までがポリプロピレングリコールである、請求項8に記載の化学的に架橋したポリウレタンフィルムの製造方法。
- ヒドロキシル官能化ポリウレタン−ホットメルトプレポリマーへの化学反応にポリオールの他に、別のイソシアネート反応性物質も関与する、請求項1〜9のいずれか一つに記載の化学的に架橋したポリウレタンフィルムの製造方法。
- ヒドロキシル官能化ポリウレタン−ホットメルトプレポリマーをもたらす化学反応にポリオールの他に、アミン官能化物質も関与する、請求項10に記載の化学的に架橋したポリウレタンフィルムの製造方法。
- ヒドロキシル官能化ポリウレタン−ホットメルトプレポリマーへの化学反応に関与するポリイソシアネートの少なくとも1種類が2官能性以上の官能性を有する、請求項1〜11のいずれか一つに記載の化学的に架橋したポリウレタンフィルムの製造方法。
- ヒドロキシル官能化ポリウレタン−ホットメルトプレポリマーへの化学反応に関与するポリイソシアネートが脂肪族又は脂環式タイプである、請求項1〜12のいずれか一つに記載の化学的に架橋したポリウレタンフィルムの製造方法。
- ヒドロキシル官能化ポリウレタン−ホットメルトプレポリマーへの化学反応に関与するポリイソシアネートがイソホロンジイソシアネートである、請求項1〜13のいずれか一つに記載の化学的に架橋したポリウレタンフィルムの製造方法。
- ヒドロキシル官能化ポリウレタン−ホットメルトプレポリマーへの化学反応を触媒の添加下で行う、請求項1〜14のいずれか一つに記載の化学的に架橋したポリウレタンフィルムの製造方法。
- ヒドロキシル官能化ポリウレタン−ホットメルトプレポリマーへの化学反応をビスマス及び炭素を含有する触媒の添加下に行う、請求項1〜15のいずれか一つに記載の化学的に架橋したポリウレタンフィルムの製造方法。
- ヒドロキシル官能化ポリウレタン−ホットメルトプレポリマーへの化学反応をビスマスカルボキシレート又はビスマスカルボキシレート誘導体の添加下に行う、請求項16に記載の化学的に架橋したポリウレタンフィルムの製造方法。
- ヒドロキシル官能化ポリウレタン−ホットメルトプレポリマーが充填剤、樹脂、助剤及び添加物を含有する、請求項1〜17のいずれか一つに記載の化学的に架橋したポリウレタンフィルムの製造方法。
- ヒドロキシル官能化ポリウレタン−ホットメルトプレポリマーが連続運転混合装置中での溶融状態でのポリイソシアネートとの化学反応の間におけるイソシアネート基の総数とヒドロキシル基の総数との比が1.0〜1.1である、請求項1〜18のいずれか一つに記載の化学的に架橋したポリウレタンフィルムの製造方法。
- 溶融状態のヒドロキシル官能化ポリウレタン−ホットメルトプレポリマーと1種類以上のポリイソシアネートとの化学反応を連続的に押出機中で行う、請求項1〜19のいずれか一つに記載の化学的に架橋したポリウレタンフィルムの製造方法。
- 溶融状態のヒドロキシル官能化ポリウレタン−ホットメルトプレポリマーと1種類以上のポリイソシアネートとの化学反応を連続的に二成分混合式−及び二成分配量供給式装置中で行う、請求項1〜19のいずれか一つに記載の化学的に架橋したポリウレタンフィルムの製造方法。
- ヒドロキシル官能化ポリウレタン−ホットメルトプレポリマーの複素粘度が10rad/秒及び23℃で測定して20,000Pasより大きい、請求項1〜21のいずれか一つに記載の化学的に架橋したポリウレタンフィルムの製造方法。
- ヒドロキシル官能化ポリウレタン−ホットメルトプレポリマーの複素粘度が10rad/秒及び70℃で測定して4800Pasより大きい、請求項1〜22のいずれか一つに記載の化学的に架橋したポリウレタンフィルムの製造方法。
- 方法段階A)に従いヒドロキシル官能化ポリウレタン−ホットメルトプレポリマーをもたらす化学反応を連続的に行う、請求項1〜23のいずれか一つに記載の化学的に架橋したポリウレタンフィルムの製造方法。
- 請求項1〜24のいずれか一つに記載の方法に従って得られる化学的に架橋したポリウレタンフィルムの、接着テープ又は粘着性製品の支持体層としての用途。
- 請求項1〜24のいずれか一つに記載の方法に従って得られる化学的に架橋したポリウレタンフィルムの、接着テープ又は粘着性製品の感圧接着剤層としての用途。
- 請求項1〜24のいずれか一つに記載の方法に従って得られる化学的に架橋したポリウレタンフィルムの、接着テープ又は粘着性製品のプライマー層としての用途。
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