JP7183759B2 - 湿気硬化型ポリウレタンホットメルト樹脂組成物、接着剤、及び、物品 - Google Patents

湿気硬化型ポリウレタンホットメルト樹脂組成物、接着剤、及び、物品 Download PDF

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Description

本発明は、湿気硬化型ポリウレタンホットメルト樹脂組成物、接着剤、及び、物品に関する。
内装建築分野では、加工した製品の継時劣化(剥がれ等)が問題となっており、接着剤の高耐久化、特に高耐加水分解抑制が求められている。
前記内装建築分野における接着剤としては、その湿気硬化により優れた最終接着強度が得られる湿気硬化型ポリウレタンホットメルト樹脂組成物が広く利用されている。前記湿気硬化型ポリウレタンホットメルト樹脂組成物において、耐加水分解性を向上する手法としては、主に耐久性の優れるポリカーボネートポリオールを用いることが挙げられる(例えば、特許文献1を参照。)。
前記ポリカーボネートポリオールとしては、固形状のものと液状のものとが市販等されているが、これまでの固形状のポリカーボネートポリオールは、硬く、基材密着性が低いため、ポリエチレンテレフタレート(PET)等の汎用的な基材に対する接着強度が低下する問題があり、また、液状のポリカーボネートポリオールは、基材密着性に優れるものの、貼り合わせ直後の初期接着強度が低いとの問題があった。
特開2016-785号公報
本発明が解決しようとする課題は、初期接着強度、最終接着強度、及び、耐加水分解性に優れる湿気硬化型ポリウレタンホットメルト樹脂組成物を提供することである。
本発明は、ポリオール(a)及びポリイソシアネート(b)の反応物であり、イソシアネート基を有するウレタンプレポリマーを含有する湿気硬化型ポリウレタンホットメルト樹脂組成物であって、前記ポリオール(a)が、分岐構造を有するグリコール化合物(x)を原料としたポリカーボネートポリオール(a1)、及び、結晶性脂肪族ポリエステルポリオール(a2)を含有することを特徴とする湿気硬化型ポリウレタンホットメルト樹脂組成物を提供するものである。
また、本発明は、前記湿気硬化型ポリウレタンホットメルト樹脂組成物を含有することを特徴とする接着剤、及び、該接着剤により接着されたことを特徴とする物品を提供するものである。
本発明の湿気硬化型ポリウレタンホットメルト樹脂組成物は、初期接着強度、最終接着強度、及び、耐加水分解性に優れるものである。
よって、本発明の湿気硬化型ポリウレタンホットメルト樹脂組成物は、床材;下足扉、クローゼット扉、キッチン扉等の扉;枠材、額縁、巾木等の造作材;カウンターテーブル、家具用天板等の天板などの内装建築材の製造に好適に使用することができる。
本発明の湿気硬化型ポリウレタンホットメルト樹脂組成物は、特定のポリオール(a)及びポリイソシアネート(b)の反応物であり、イソシアネート基を有するウレタンプレポリマーを含有するものである。
前記ポリオール(a)としては、優れた初期接着強度、最終接着強度、及び、耐加水分解性を得るうえで、分岐構造を有するグリコール化合物(x)を原料としたポリカーボネートポリオール(a1)、及び、結晶性脂肪族ポリエステルポリオール(a2)を含有することが必須である。前記ポリカーボネートポリオール(a1)は、カーボネート構造による優れた耐加水分化性と、前記グリコール化合物(x)が、液状であるものの凝集力が高いため、ポリイソシアネート(b)と反応することにより、優れた基材密着性、及び、初期接着強度を得ることができ、更に濡れ性も良好なため、硬化後も優れた最終接着強度を得ることができる。更に、凝集力の高い結晶性脂肪族ポリエステルポリオール(a2)を併用することにより、これらの性能をより一層向上させることができる。
前記ポリカーボネートポリオール(a1)は、具体的には、分岐構造を有するグリコール化合物(x)を含有するグリコール化合物と、炭酸エステルとの反応物を用いることができる。
前記分岐構造を有するグリコール化合物(x)としては、例えば、2-メチル-1,3-プロパンジオール、2-メチル-1,3-ペンタンジオール、2-メチル-1,5-ペンタンジオール、3-メチル-1,5-ペンタンジオール、2,2,4-トリメチル-1,3-ペンタンジオール、2,4-ジエチル-1,5-ペンタンジオール、1,2-ブタンジオール、1,3-ブタンジオール、2-ブチル-2-エチル-1,3-プロパンジオール、1,2-プロパンジオール、2-メチル-1,3-プロパンジオール、2-エチル-1,3-ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、2-イソプロピル-1,4-ブタンジオール、2,4-ジメチル-1,5-ペンタンジオール、2-エチル-1,6-ヘキサンジオール、3,5-ヘプタンジオール、2-メチル-1,8-オクタンジオール等を用いることができる。これらの化合物は単独で用いても2種以上を併用してもよい。
前記グリコール化合物(x)としては、前記したものの中でも、基材密着性のより一層優れる液状ポリカーボネートポリオールを与えやすく、より一層優れた初期接着強度、及び、耐加水分解性が得られる点から、炭素原子数が4~6のものを用いることが好ましく、2-メチル-1,3-プロパンジオール、及び/又は、2-メチル-1,3-ペンタンジオールがより好ましい。
前記グリコール化合物(x)としては、2-メチル-1,3-プロパンジオール(2M3PD)と2-メチル-1,3-ペンタンジオール(2M5PD)とを併用する場合には、そのモル比[2M3PD/2M5PD]が、98/2~99.9/0.1の範囲であることが好ましく、99/1~99.8/0.2の範囲がより好ましい。
前記ポリカーボネートポリオール(a1)の原料としては、前記グリコール化合物(x)以外にも、その他のグリコール化合物を用いることができる。
前記その他のグリコール化合物としては、例えば、エチレングリコール、1,3-プロパンジオール、1,4-ブタンジオール、1,5-ペンタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、1,7-ヘプタンジオール、1,8-オクタンジオール、1,9-ノナンジオール、1,10-デカンジオール等を用いることができる。またこの他にも、γ-ブチロラクトン、ヒドロキシブタン酸及びそのエステルなども併用することができる。これらの化合物は単独で用いても2種以上を併用してもよい。
前記グリコール化合物(x)の使用量としては、より一層優れた基材密着性及び凝集力が得られる点から、炭酸エステル以外の原料の合計中99モル%以上であることが好ましく、99.5モル%以上がより好ましい。
前記炭酸エステルとしては、例えば、炭酸ジメチル、炭酸ジエチル、炭酸メチルエチル等の炭酸ジアルキル;エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ブチレンカーボネート、5-メチル-1,3-ジオキサン-2-オンなどの環状カーボネート;炭酸ジフェニル等の炭酸ジアリ-ルなどを用いることができる。これらの化合物は単独で用いても2種以上を併用してもよい。これらの中でも、原料を入手しやすく、反応制御しやすい点から、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、及び、エチレンカーボネートからなる群より選ばれる1種以上の化合物を用いることが好ましい。
前記グリコール化合物(x)と前記炭酸エステルとの反応は公知の縮合反応を用いることができ、例えば、グリコール化合物1モルに対して、炭酸エステルを0.8~2モルの範囲で使用し、50~250℃の温度下で常圧又は減圧下で行うことができる。
前記ポリカーボネートポリオール(a1)の数平均分子量としては、より一層優れた初期接着強度、最終接着強度、及び、耐加水分解性が得られる点から、100~5,000の範囲であることが好ましく、200~4,000の範囲がより好ましく、300~3,000の範囲が更に好ましい。なお、前記ポリカーボネートポリオール(a1)の数平均分子量は、ゲル・パーミエーション・クロマトグラフィー(GPC)法により測定した値を示す。
前記ポリカーボネートポリオール(a1)の使用量としては、より一層優れた初期接着強度、最終接着強度、及び、耐加水分解性が得られる点から、前記ポリオール(a)及び前記ポリイソシアネート(b)の合計100質量部に対し、2~70質量部の範囲であることが好ましく、3~50質量部の範囲がより好ましい。
前記結晶性脂肪族ポリエステルポリオール(a2)としては、例えば、水酸基を有する化合物と多塩基酸との反応物を用いることができる。なお、本発明において、「結晶性」とは、JISK7121:2012に準拠したDSC(示差走査熱量計)測定において、結晶化熱あるいは融解熱のピークを確認できるものを示し、「非晶性」とは、前記ピークを確認できないものを示す。
前記水酸基を有する化合物としては、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオール、ペンタンジオール、ヘキサンジオール、ヘプタンジオール、オクタンジオール、ノナンジオール、デカンジオール、トリメチロールプロパン、トリメチロールエタン、グリセリン等を用いることができる。これらの化合物は単独で用いても2種以上を併用してもよい。これらの中でも結晶性を高め、接着強度及び耐加水分解性をより一層向上できる点から、ブタンジオール、ヘキサンジオール、オクタンジオール、及びデカンジオールからなる群より選ばれる1種以上を用いることが好ましく、ヘキサンジオールがより好ましい。
前記多塩基酸としては、例えば、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、アジピン酸、セバシン酸、アゼライン酸、ドデカン二酸、ドデカンジカルボン酸等を用いることができる。これらの多塩基酸は単独で用いても2種以上を併用してもよい。これらの中でも、これらの中でも結晶性を高め、接着強度及び耐加水分解性をより一層向上できる点から、アジピン酸、セバシン酸、ドデカン二酸、及び、ドデカンジカルボン酸からなる群より選ばれる1種以上を用いることが好ましい。
前記結晶性ポリエステルポリオール(a2)としては、前記したもの以外にも、ポリカプロラクトンポリオールを用いてもよい。
前記ポリカプロラクトンポリオールとしては、例えば、前述の水酸基を有する化合物とε-カプロラクトンとの反応物を用いることができる。
前記結晶性ポリエステルポリオール(a2)の数平均分子量としては、結晶性、接着強度及び耐加水分解性をより一層向上できる点から、500~10,000の範囲であることが好ましく、1,000~8,000の範囲がより好ましく、1,500~7,000の範囲が更に好ましい。また、前記結晶性ポリエステルポリオール(a2)として前記カプロラクトンポリオールを用いる場合には、その数平均分子量としては、結晶性、接着強度及び耐加水分解性をより一層向上できる点から、20,000~200,000の範囲が好ましく、30,000~100,000の範囲がより好ましい。なお、前記結晶性ポリエステルポリオール(a2)の数平均分子量は、ゲル・パーミエーション・クロマトグラフィー(GPC)法により測定した値を示す。
前記結晶性ポリエステルポリオール(a2)の含有量としては、結晶性、接着強度及び耐加水分解性をより一層向上できる点から、前記ポリオール(a)及び前記ポリイソシアネート(b)の合計100質量部に対し、10~80質量部の範囲であることが好ましく、15~60質量部の範囲がより好ましく、20~50質量部の範囲が更に好ましい。
前記ポリオール(a)は、前記ポリカーボネートポリオール(a1)、及び、前記結晶性脂肪族ポリエステルポリオール(a2)を必須成分として用いるが、必要に応じて、その他のポリオールを併用してもよい。
前記その他のポリオールとしては、例えば、芳香族ポリエステルポリオール(a3)、ポリエーテルポリオール(a4)、前記ポリエステルポリオール(a2)及び(a3)以外のポリエステルポリオール、前記ポリカーボネートポリオール(a1)以外のポリカーボネートポリオール、ポリアクリルポリオール、ポリブタジエンポリオール、水添ポリブタジエンポリオール、ダイマージオール等を用いることができる。これらのポリオールは単独で用いても2種以上を併用してもよい。これらの中でも、高い耐熱性が求められる用途に使用される場合には、芳香族ポリエステルポリオール(a3)を用いることが好ましく、また、高い基材密着性が求められる用途に使用される場合には、ポリエーテルポリオール(a4)を用いることが好ましい。
前記芳香族ポリエステルポリオール(a3)としては、例えば、水酸基を有する化合物と芳香族多塩基酸を含む多塩基酸との反応物;水酸基を2個以上有する芳香族化合物と多塩基酸との反応物;水酸基を2個以上有する芳香族化合物と芳香族多塩基酸を含む多塩基酸との反応物等を用いることができる。
前記水酸基を有する化合物としては、例えば、エチレングリコール、1,3-プロパンジオール、1,4-ブタンジオール、1,5-ペンタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、1,7-ヘプタンジオール、1,8-オクタンジオール、1,9-ノナンジオール、1,10-デカンジオール、1,12-ドデカンジオール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ネオペンチルグリコール、1,2-ブタンジオール、1,3-ブタンジオール、2-メチル-1,3-プロパンジオール、2,2-ジエチル-1,3-プロパンジオール、3-メチル-1,5-ペンタンジオール、2-エチル-2-ブチル-1,3-プロパンジオール、2-メチル-1,8-オクタンジオール、2,4-ジエチル-1,5-ペンタンジオール、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール等の脂肪族化合物;シクロペンタンジオール、シクロヘキサンジオール、シクロヘキサンジメタノール、ネオペンチルグリコール、水添ビスフェノールA、これらのアルキレンオキサイド付加物等の脂環式化合物等を用いることができる。これらの化合物は単独で用いても2種以上を併用してもよい。
前記水酸基を2個以上有する芳香族化合物としては、例えば、ビスフェノールA、ビスフェノールF、これらのアルキレンオキサイド(エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイド等)付加物などを用いることができる。これらの化合物は単独で用いても2種以上を併用してもよい。これらの中でも、より一層優れた耐熱性が得られる点から、ビスフェールAのアルキレンオキサイド付加物を用いることが好ましく、前記アルキレンオキサイドの付加モル数としては、1~10モルの範囲が好ましい。
前記芳香族多塩基酸としては、例えば、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、無水フタル酸等を用いることができる。それ以外の多塩基酸としては、例えば、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、アジピン酸、セバシン酸、アゼライン酸、1,12-ドデカンジカルボン酸等を用いることができる。これらの多塩基酸は単独で用いても2種以上を併用してもよい。前記芳香族多塩基酸としては、より一層優れた耐熱性が得られる点から、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、及び無水フタル酸からなる群より選ばれる1種以上の化合物を用いることが好ましい。
その他の多塩基酸としては、例えば、コハク酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、デカン二酸、ドデカン二酸、エイコサ二酸、シトラコン酸、イタコン酸、無水シトラコン酸、無水イタコン酸等を用いることができる。これらの多塩基酸は単独で用いても2種以上を併用してもよい。
前記芳香族ポリエステルポリオール(a3)の数平均分子量としては、より一層優れた耐熱性が得られる点から、300~5,000の範囲がより好ましく、600~3,000の範囲が更に好ましい。なお、前記芳香族ポリエステルポリオール(a3)の数平均分子量は、ゲル・パーミエーション・クロマトグラフィー(GPC)法により測定した値を示す。
前記芳香族ポリエステルポリオール(a3)を用いる場合の使用量としては、より一層優れた耐熱性が得られる点から、前記ポリオール(a)及び前記ポリイソシアネート(b)の合計100質量部に対し、2~50質量部の範囲であること好ましく、8~35質量部の範囲がより好ましい。
前記ポリエーテルポリオール(a4)としては、例えば、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレングリコール、ポリオキシエチレンポリオキシテトラメチレングリコール、ポリオキシプロピレンポリオキシテトラメチレングリコール等を用いることができる。これらのポリエーテルポリオールは単独で用いても2種以上を併用してもよい。これらの中でも、より一層優れた基材密着性が得られる点から、ポリプロピレングリコール、及び/又は、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレングリコールを用いることができる。
前記ポリエーテルポリオール(a4)を用いる場合の使用量としては、より一層優れた基材密着性が得られる点から、前記ポリオール(a)及び前記ポリイソシアネート(b)の合計100質量部に対し、0.5~20質量部の範囲であること好ましく、1~15質量部の範囲がより好ましい。
前記ポリイソシアネート(b)としては、例えば、ジフェニルメタンジイソシアネート、カルボジイミド変性ジフェニルメタンジイソシアネートイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、フェニレンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート、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;ヘキサメチレンジイソシアネート、シクロヘキサンジイソシアネート、イソホロ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、テトラメチルキシリレンジイソシアネート等の脂肪族又は脂環族ポリイソシアネート;これらのアダクト化合物;ビュレット化合物;アロファネート化合物;ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネート等を用いることができる。これらのポリイソシアネートは単独で用いても2種以上を併用してもよい。これらの中でも、反応性及び接着強度の点から、ジフェニルメタンジイソシアネートを用いることが好ましく、前記ジフェニルメタンジイソシアネートの使用量はポリイソシアネート(b)中40質量%以上であることが好ましく、50質量%以上がより好ましく、60質量%以上が更に好ましい。
前記ウレタンプレポリマーは、前記ポリオール(a)と前記ポリイソシアネート(b)とを反応させて得られるものであり、空気中やウレタンプレポリマーが塗布される基材中に存在する水分と反応して架橋構造を形成しうるイソシアネート基を有するものである。
前記ウレタンプレポリマーの製造方法としては、例えば、前記ポリイソシアネート(b)の入った反応容器に、前記ポリオール(a)の混合物を滴下した後に加熱し、前記ポリイソシアネート(b)の有するイソシアネート基が、前記ポリオール(a)の有する水酸基に対して過剰となる条件で反応させることによって製造することができる。
前記ウレタンプレポリマーを製造する際の、前記ポリオール(a)が有する水酸基及び前記ポリイソシアネート(b)が有するイソシアネート基のモル比(NCO/OH)として、高い凝集力を付与できる点から、1.5~5の範囲であることが好ましく、1.8~3の範囲がより好ましい。
以上の方法によって得られたウレタンプレポリマーのイソシアネート基含有率(以下、「NCO%」と略記する。)としては、接着強度をより一層向上できる点から、1~10質量%の範囲であることが好ましく、2~5質量%の範囲がより好ましい。なお、前記ウレタンプレポリマーのNCO%は、JISK1603-1:2007に準拠し、電位差滴定法により測定した値を示す。
本発明の湿気硬化型ポリウレタンホットメルト樹脂組成物は前記ウレタンプレポリマーを含有するが、必要に応じてその他の添加剤を含有してもよい。
前記その他の添加剤としては、例えば、硬化触媒、酸化防止剤、粘着付与剤、可塑剤、光安定剤、充填材、染料、顔料、消泡剤、蛍光増白剤、シランカップリング剤、ワックス、熱可塑性樹脂等を用いることができる。これらの添加剤は単独で用いても2種以上を併用してもよい。
前記湿気硬化型ポリウレタンホットメルト樹脂組成物の硬化皮膜を得る方法としては、例えば、前記湿気硬化型ポリウレタンホットメルト樹脂組成物を50~130℃で溶融した後に基材に塗工し、湿気硬化させる方法が挙げられる。
前記基材としては、例えば、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、シリコン系樹脂、エポキシ系樹脂、フッ素系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリスルホン系樹脂、ポリアリレート系樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ塩化ビニリデン、シクロオレフィン樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリイミド系樹脂、脂環式ポリイミド系樹脂、セルロース系樹脂、PC(ポリカーボネート)、PBT(ポリブチレンテレフタラート)、変性PPE(ポリフェニレンエーテル)、PEN(ポリエチレンナフタレート)、PET(ポリエチレンテレフタラート)、乳酸ポリマー、ABS樹脂、AS樹脂等の樹脂フィルム;MDF、合板、パーチクルボード等の木質基材;不織布、織布、編み物等の繊維基材;ガラス;ゴム基材などを用いることができる。前記基材は、必要に応じて、コロナ処理、プラズマ処理、プライマー処理等が施されていてもよい。
前記湿気硬化型ポリウレタンホットメルト樹脂組成物を塗工する方法としては、例えば、ロールコーター、スプレーコーター、T-ダイコーター、ナイフコーター、コンマコーター等を使用する方法が挙げられる。
前記塗工後は、例えば、温度20~80℃、相対湿度50~90%にて0.5~3日間エージングし、最終接着強度を得ることができる。
以上、本発明の湿気硬化型ポリウレタンホットメルト樹脂組成物は、初期接着強度、最終接着強度、及び、耐加水分解性に優れるものである。
よって、本発明の湿気硬化型ポリウレタンホットメルト樹脂組成物は、床材;下足扉、クローゼット扉、キッチン扉等の扉;枠材、額縁、巾木等の造作材;カウンターテーブル、家具用天板等の天板などの内装建築材の製造に好適に使用することができる。
以下、実施例を用いて本発明をより詳細に説明する。
[合成例1]ポリカーボネートポリオール(a1-1)の合成
精留塔、撹拌装置、温度計及び窒素導入管を備えた反応容器に、2-メチル-1,3-プロパンジオール425.5質量部、2-メチル-1,3-ペンタンジオール2.84質量部、1,4-ブタンジオール0.86質量部、炭酸ジメチル448.8質量部、水酸化リチウム0.003質量部を入れて混合し、常圧下、低沸点成分を留去しながら120~200℃で12時間反応させた。更に、減圧下、2-メチル-1,3-プロパンジオールを含む成分を留去しながら150~170℃で8時間反応を続け、粘ちょうな液状のポリカーボネートポリオール(a1-1)(数平均分子量;2,000)を得た。
[合成例2]ポリカーボネートポリオール(a1-2)の合成
精留塔、撹拌装置、温度計及び窒素導入管を備えた反応容器に、2-メチル-1,3-プロパンジオール425.5質量部、2-メチル-1,3-ペンタンジオール2.8質量部、γ-ブチロラクトン0.41質量部、炭酸ジメチル448.8質量部、水酸化リチウム0.003質量部を入れて混合し、常圧下、低沸点成分を留去しながら120~200℃で12時間反応させた。更に、減圧下、2-メチル-1,3-プロパンジオールを含む成分を留去しながら150~170℃で8時間反応を続け、粘ちょうな液状のポリカーボネートポリオール(a1-2)(数平均分子量;2,000)を得た。
[合成例3]ポリカーボネートポリオール(a1-3)の合成
精留塔、撹拌装置、温度計及び窒素導入管を備えた反応容器に、2-メチル-1,3-プロパンジオール425.5質量部、2-メチル-1,3-ペンタンジオール4.51質量部、1,4-ブタンジオール0.86質量部、γ-ブチロラクトン0.41質量部、炭酸ジメチル448.8質量部、水酸化リチウム0.003質量部を入れて混合し、常圧下、低沸点成分を留去しながら120~200℃で12時間反応させた。更に、減圧下、2-メチル-1,3-プロパンジオールを含む成分を留去しながら150~170℃で8時間反応を続け、粘ちょうな液状のポリカーボネートポリオール(a1-3)(数平均分子量;2,000)を得た。
[実施例1]
攪拌機、温度計、不活性ガス導入口及び還流冷却管を備えた4ツ口フラスコに、ポリカーボネートポリオール(a1-1)25質量部、結晶性脂肪族ポリエステルポリオール(1,6-ヘキサンジオール及び1,12-ドデカンジカルボン酸の反応物、数平均分子量;3,500、以下「結晶性PEs(1)」と略記する。)32質量部、芳香族ポリエステルポリオール(ネオペンチルグリコール、及び無水フタル酸の反応物、数平均分子量;2,000、以下「芳香族PEs(1)」と略記する。)15質量部、ポリプロピレングリコール(数平均分子量;2,000、以下「PPG」と略記する。)10質量部を仕込み、減圧下で水分含有率が0.05質量%以下となるまで脱水した。
次いで、容器内温度を70℃まで冷却した後、4,4’-ジフェニルメタンジイソシアネート(以下、「MDI」と略記する。)18質量を加え、100℃まで昇温し、イソシアネート基含有率が一定となるまで約3時間反応させて、イソシアネート基を有するウレタンプレポリマーを含有する湿気硬化型ポリウレタンホットメルト樹脂組成物を得た。
[実施例2~7、比較例1~3]
用いるポリオール、ポリイソシアネートの種類および量を表1~2に変更した以外は、実施例1と同様にして湿気硬化型ポリウレタンホットメルト樹脂組成物を得た。
[数平均分子量の測定方法]
実施例及び比較例で用いたポリオールの数平均分子量は、ゲル・パーミエーション・クロマトグラフィー(GPC)法により、以下の条件で測定した値を示す。
測定装置:高速GPC装置(東ソー株式会社製「HLC-8220GPC」)
カラム:東ソー株式会社製の下記のカラムを直列に接続して使用した。
「TSKgel G5000」(7.8mmI.D.×30cm)×1本
「TSKgel G4000」(7.8mmI.D.×30cm)×1本
「TSKgel G3000」(7.8mmI.D.×30cm)×1本
「TSKgel G2000」(7.8mmI.D.×30cm)×1本
検出器:RI(示差屈折計)
カラム温度:40℃
溶離液:テトラヒドロフラン(THF)
流速:1.0mL/分
注入量:100μL(試料濃度0.4質量%のテトラヒドロフラン溶液)
標準試料:下記の標準ポリスチレンを用いて検量線を作成した。
(標準ポリスチレン)
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン A-500」
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン A-1000」
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン A-2500」
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン A-5000」
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン F-1」
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン F-2」
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン F-4」
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン F-10」
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン F-20」
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン F-40」
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン F-80」
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン F-128」
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン F-288」
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン F-550」
[初期接着強度の評価方法]
実施例及び比較例で得られた湿気硬化型ポリウレタンホットメルト樹脂組成物を120℃で1時間溶融した後、これをポリエチレンテレフタレート(PET)シート状に50μmの厚さとなるように塗布し、次いで、その上にミディアム デンシティ ファイバーボード(MDF)を載置し、貼り合わせた。貼り合わせして1分後の試験片を35℃の雰囲気下で、25mm幅に対して100gの荷重を90°方向にかけて、5分後にPETシートの剥離長さを測定し、以下のように評価した。
「○」:剥離長さが5mm未満
「×」:剥離長さが5mm以上
[最終接着強度の評価方法]
実施例及び比較例で得られた湿気硬化型ポリウレタンホットメルト樹脂組成物を120℃で1時間溶融した後、これをプライマー処理を施したオレフィン化粧シート上に50μmの厚さとなるように塗布し、次いで、その上にMDFを載置し、貼り合わせた。これを23℃、湿度50%の条件下で5日間養生した後に試験片のシートを180°方向に剥離し、幅25mmあたりの剥離強度を測定し、以下のように評価した。
「○」:剥離強度が20N/25mm以上
「×」:剥離強度が20N/25mm未満
[耐加水分解性の評価方法]
実施例及び比較例で得られた湿気硬化型ポリウレタンホットメルト樹脂組成物を120℃で1時間溶融した後、これをPETシート上に50μmの厚さとなるように塗布し、次いで、その上にMDFを載置し、貼り合わせた。これを23℃、湿度50%の条件下で5日間養生した後、この硬化皮膜を85℃、湿度85%の雰囲気下で25mm幅に対し、70gの荷重を90°方向にかけて、PETシートが40mm以上剥離するまでの日数を測定し、以下のように評価した。
「○」:20日以上
「×」:20日未満
Figure 0007183759000001
Figure 0007183759000002
表1~2中の略語は以下のものである。
「固形PC」:1,6-ヘキサンジオールを原料とした固形のポリカーボネートポリオール(数平均分子量:2,000)
「液状PC」:1,5-ペンタンジオール及び1,6-ヘキサンジオールを原料とした液状のポリカーボネートポリオール(数平均分子量:2,000)
「結晶性PEs(2)」:1,6-ヘキサンジオール及びセバシン酸の反応物(数平均分子量:3,500)
「結晶性PEs(3)」:1,6-ヘキサンジオール及びアジピン酸の反応物(数平均分子量:4,500)
本発明の湿気硬化型ポリウレタンホットメルト樹脂組成物は、優れた初期接着強度、最終接着強度、及び、耐加水分解性を有することが分かった。
一方、比較例1は、ポリカーボネートポリオール(a1)を用いない態様であるが、耐加水分解性が不良であった。
比較例2及び3は、ポリカーボネートポリオール(a1)の代わりに、その他のポリカーボネートポリオールを用いた態様であるが、初期接着強度又は最終接着強度が不良であった。

Claims (6)

  1. ポリオール(a)及びポリイソシアネート(b)の反応物であり、イソシアネート基を有するウレタンプレポリマーを含有する湿気硬化型ポリウレタンホットメルト樹脂組成物であって、
    前記ポリオール(a)が、分岐構造を有するグリコール化合物(x)を原料としたポリカーボネートポリオール(a1)、及び、結晶性脂肪族ポリエステルポリオール(a2)を含有し、
    前記グリコール化合物(x)が、2-メチル-1,3-プロパンジオール(2M3PD)と2-メチル-1,3-ペンタンジオール(2M5PD)とを併用するものであり、そのモル比[2M3PD/2M5PD]が、98/2~99.9/0.1の範囲であることを特徴とする湿気硬化型ポリウレタンホットメルト樹脂組成物。
  2. 前記ポリカーボネートポリオール(a1)の使用量が、前記ポリオール(a)及び前記ポリイソシアネート(b)の合計100質量部に対し、2~70質量部の範囲である請求項1記載の湿気硬化型ポリウレタンホットメルト樹脂組成物。
  3. 前記結晶性脂肪族ポリエステルポリオール(a2)の使用量が、前記ポリオール(a)及び前記ポリイソシアネート(b)の合計100質量部に対し、10~80質量部の範囲である請求項1記載の湿気硬化型ポリウレタンホットメルト樹脂組成物。
  4. 前記ポリオール(a)が、更に、芳香族ポリエステルポリオール(a3)を含有するものである請求項1記載の湿気硬化型ポリウレタンホットメルト樹脂組成物。
  5. 請求項1記載の湿気硬化型ポリウレタンホットメルト樹脂組成物を含有することを特徴とする接着剤。
  6. 請求項記載の接着剤による接着部を有する物品。
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