JP7275622B2 - 湿気硬化型ホットメルト接着剤及び接着体 - Google Patents
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一実施形態に係る湿気硬化型ホットメルト接着剤(以下、単に「ホットメルト接着剤」という場合もある。)は、ポリオールに由来する構成単位及びポリイソシアネートに由来する構成単位を含むポリウレタン鎖、及び該ポリウレタン鎖の末端に結合したイソシアネート基を有するウレタンプレポリマー(以下、単に「ウレタンプレポリマー」という場合もある。)を含有し、上記ポリオールは、炭素数3以上の有機基を側鎖に有するジオールを含む。ただし、当該有機基は、イソシアネート基に対して非反応性の基である。
本実施形態に係るウレタンプレポリマーは、ポリオールと、ポリイソシアネートとの反応物であり、ポリウレタン鎖と、該ポリウレタン鎖の末端に結合したイソシアネート基とを有している。イソシアネート基を有するウレタンプレポリマーは、湿気と反応して硬化することができる。本実施形態に係るホットメルト接着剤は、このようなウレタンプレポリマーを含むことで、湿気硬化後に優れた接着性を発揮することができる。
本実施形態に係るポリオールは、炭素数3以上の有機基を側鎖に有するジオールを含む。すなわち、ウレタンプレポリマーにおけるウレタン鎖は、炭素数3以上の有機基を側鎖に有するジオールに由来する構造単位を含んでいる。このような構造単位を含むウレタン鎖は分子間相互作用が高く、硬化後のホットメルト接着剤が伸長された場合に元に戻ろうとする力を発現して、伸縮回復率が高くなると、本発明者らは推測している。
ポリイソシアネートとしては特に限定されないが、ポリイソシアネートは、反応時の取り扱い性の観点から、ジイソシアネートであることが好ましい。ジ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、ジメチルジフェニルメタンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、p-フェニ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等の脂肪族ポリイソシアネート、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート等の脂環式ポリイソシアネートが挙げられる。ポリイソシアネートは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用して用いてもよい。これらのうち、ポリイソシアネートは、ジフェニルメタンジイソシアネートを含むことが好ましい。
一実施形態に係る接着体は、複数の布と、複数の布を互いに接着する上述の湿気硬化型ホットメルト接着剤の硬化物とを備える。本実施形態に係る接着体は、例えば、無縫製衣類等として利用することができる。
(ポリオール)
水素化ポリブタジエンポリオール:日本曹達株式会社製の商品名「GI-3000」(水酸基数:2、Mn:3100)
ポリブタジエンポリオール:日本曹達株式会社製の商品名「G-3000」(水酸基数:2、Mn:3000)
1,2-デカンジオール:東京化成工業株式会社製(側鎖の炭素数:8)
1,2-オクタンジール:東京化成工業株式会社製(側鎖の炭素数:6)
1,2-ブタンジオール:東京化成工業株式会社製(側鎖の炭素数:2)
1,4-ブタンジオール:富士フイルム和光純薬株式会社製(側鎖なし)
(ポリイソシアネート)
ジフェニルメタンジイソシアネート:東ソー株式会社製の商品名「ミリオネートMT」
(触媒)
ジモルホリノジエチルエーテル:サンアプロ株式会社製の商品名「UCAT-660M」
(酸成分)
リン酸:富士フイルム和光純薬株式会社製
(実施例1~4)
表1に示す質量部の1,2-デカンジオール又は1,2-オクタンジオール、水素化ポリブタジエンポリオール、ジフェニルメタンジイソシアネート、及びジモルホリノジエチルエーテルを反応容器に入れて、均一になるまで混合した。次いで、混合物を110℃で1時間反応させ、更に110℃で1時間減圧脱泡撹拌し、ウレタンプレポリマーを含有する湿気硬化型ホットメルト接着剤を調製した。
表1に示す質量部の1,2-デカンジオール、ポリブタジエンポリオール、ジフェニルメタンジイソシアネート、ジモルホリノジエチルエーテル及びリン酸を用いた以外は、実施例と同様にしてウレタンプレポリマーを含有する湿気硬化型ホットメルト接着剤を調製した。
表1に示す質量部の水素化ポリブタジエンポリオール、ジフェニルメタンジイソシアネート及びジモルホリノジエチルエーテルを用いた以外は、実施例と同様にしてウレタンプレポリマーを含有する湿気硬化型ホットメルト接着剤を調製した。
表1に示す質量部の1,2-ブタンジオール又は1,4-ブタンジオール、水素化ポリブタジエンポリオール、ジフェニルメタンジイソシアネート、及びジモルホリノジエチルエーテルを用いた以外は、実施例と同様に操作したが、相溶性が悪いため、ウレタンプレポリマーを含有する湿気硬化型ホットメルト接着剤を調製できなかった。
湿気硬化型ホットメルト接着剤の粘度を、レオメーター(AntonPaar社製、商品名「MCR-301」)を用い、周波数1Hz、歪振り角2%、ギャップ0.2mm、120℃の条件で測定した。
湿気硬化型ホットメルト接着剤を120℃で溶融してPETフィルム上に塗布し、バーコーターを用いて80μmの厚さに塗工することによって接着剤層を形成した。形成した接着剤層を10mm幅に切り出し、10mm幅の伸縮性生地(スパンデックス、東レ・オプロンテックス株式会社製、ライクラ(登録商標))で挟み込み、120℃で布地に圧着した圧着体を得た。圧着した時点から5分経過後の圧着体の接着強度をフォースゲージ(株式会社イマダ製、DS250N)を用いて測定し、初期接着性を評価した。
実施例1~6の湿気硬化型ホットメルト接着剤を120℃で溶融してPETフィルム上に塗布し、バーコーターを用いて80μmの厚さに塗工することによって接着剤層を形成した。形成した接着剤層を23℃、50%RHの恒温槽で1日間放置することによって硬化させ、接着剤層の硬化物を得た。得られた接着剤層の硬化物を5mm×50mmのサイズに打ち抜き、PETフィルムを剥離して、測定試料とした。伸縮回復率は、引張試験機(株式会社島津製作所製、EZ-Test EZ-SX)を用いて、測定温度が25℃、引張速度が100mm/分、チャック間距離が30mmの条件で測定した。伸縮回復率は、以下の方法によって求めた。測定試料を引張速度100mm/分で100%まで伸長させ、その後応力を解放した。100%まで伸長させたときの歪み及び応力を解放してから1分後の歪みを測定し、それぞれL1及びL2とした。測定したL1及びL2を以下の式に代入することによって算出した。結果を表1に示す。
伸縮回復率(%)=(L1-L2)/L1×100
Claims (5)
- ポリオールに由来する構成単位及びポリイソシアネートに由来する構成単位を含むポリウレタン鎖、及び該ポリウレタン鎖の末端に結合した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し、
前記ポリオールが、炭素数3以上の有機基を側鎖に有するジオールと、ポリブタジエンポリオール及び水素化ポリブタジエンポリオールからなる群より選ばれる少なくとも1種と、を含む、湿気硬化型ホットメルト接着剤。 - 前記有機基が、炭素数3以上の炭化水素基である、請求項1に記載の湿気硬化型ホットメルト接着剤。
- 前記ポリオールが、水素化ポリブタジエンポリオールを含む、請求項1又は2に記載の湿気硬化型ホットメルト接着剤。
- 複数の布を互いに接着するために用いられる、請求項1~3のいずれか一項に記載の湿気硬化型ホットメルト接着剤。
- 複数の布と、
前記複数の布を互いに接着する請求項1~3のいずれか一項に記載の湿気硬化型ホットメルト接着剤の硬化物と、
を備える、接着体。
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