JP7442562B2 - ラミネート用無溶剤型ポリウレタン接着剤 - Google Patents
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Classifications
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- C09J—ADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
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Description
詳しくは、本発明に係るラミネート用無溶剤型ポリウレタン接着剤は、第一液と第二液を混ぜて用いることにより接着剤硬化膜を形成する接着剤である。
前記第一液はポリエステルポリオール成分(A)を含み、前記第二液はポリイソシアネート成分(B)を含む。
前記ポリエステルポリオール成分(A)は、一価以上のアルコール化合物と一価以上のカルボン酸化合物とを脱水縮合して得られたポリエステルポリオール成分である。前記第二液ポリイソシアネート成分(B)は、脂肪族イソシアネート成分(b-1)とポリエステル成分(b-2)とを必須の構造単位とするものである。
前記接着剤硬化膜は、その弾性率と耐力点との積が0.08MPa2以上であり且つ0.18MPa2以下である。前記接着剤硬化膜中に占める、前記ポリエステルポリオール成分(A)と前記ポリエステル成分(b-2)との2成分の合計の割合は、60重量%以上である。
前記ポリエステルポリオール成分(A)と前記ポリエステル成分(b-2)との少なくとも何れか一方は、トリエチレングリコール構造単位を有する。前記接着剤硬化膜中に占める、前記トリエチレングリコールの成分の割合が0.2重量%以上であり且つ25重量%以下である。
PET//CPP、OPP//CPP、PET//PET、OPP//OPP、PET//LLDPE、ONY//LLDPE、PET//ONY、LLDPE//LLDPE。
ここで、
PET:ポリエステルフィルム
CPP:無延伸ポリプロピレンフィルム
OPP:二軸延伸ポリプロピレンフィルム
LLDPE:リニアー低密度ポリエチレンフィルム
ONY:二軸延伸ナイロンフィルム
耐力点は、歪が0.1%の時点における弾性率と同等の応力勾配を持つ直線と、応力-歪曲線の交点が示す応力を採用した。耐力点は接着剤硬化膜に対して歪が与えられた時の塑性変形するまでに必要な応力を表していると考えられ、基材フィルムの表層破壊が生じなかったとしても、耐力点が低すぎると凝集力が低すぎて十分なラミネート強度が得られない。一方で、高弾性率によって凝集力が高い時には耐力点が高いと表層破壊を生じる。
以上のことから、高結晶性フィルムの表層破壊は、接着剤硬化膜に歪が与えられた時の硬さ、凝集力、弾性変形・塑性変形のしやすさに影響されるものであり、弾性率と耐力点の観点からコントロール可能であることを見出した。
0.2重量%未満の場合、ポリエステル成分に柔軟性を付与することができない。25重量%を超える場合、密着性低下の原因となるおそれがあり、21重量%以下であることがより好ましい。
窒素導入管、撹拌機、精留塔及びコンデンサーを備えたフラスコに、エチレングリコール(90.0g)、ジエチレングリコール(80.0g)、トリエチレングリコール(140.0g)、ネオペンチルグリコール(150.0g)、イソフタル酸(140.0g)、テレフタル酸(70.0g)、セバシン酸(125.0g)、アジピン酸(205.0g)を加え、撹拌しながら内温180~200℃で脱水縮合させた。酸価が15mgKOH/gになったことを確認し、窒素を吹き込みながら、200~240℃でさらに脱水反応を進め、酸価が1mgKOH/g以下になったことを確認し、反応を終了とした。得られたポリエステルポリオールにおけるトリエチレングリコールの含有割合は14.0重量%であり、これをポリエステルポリオール(A-1)とした。
窒素導入管、撹拌機、精留塔、コンデンサーを備えたフラスコに、エチレングリコール(50.0g)、ジエチレングリコール(50.0g)、トリエチレングリコール(300.0g)、ネオペンチルグリコール(100.0g)、イソフタル酸(140.0g)、テレフタル酸(70.0g)、セバシン酸(70.0g)、アジピン酸(220.0g)を加え、撹拌しながら内温180~200℃で脱水縮合させた。酸価が15mgKOH/gになったことを確認し、窒素を吹き込みながら、200~240℃でさらに脱水反応を進め、酸価が1mgKOH/g以下になったことを確認し、反応を終了とした。得られたポリエステルポリオールにおけるトリエチレングリコールの含有割合は30.0重量%であり、これをポリエステルポリオール(A-2)とした。
窒素導入管、撹拌機、精留塔、コンデンサーを備えたフラスコに、エチレングリコール(125.0g)、ジエチレングリコール(128.6g)、トリエチレングリコール(41.4g)、ネオペンチルグリコール(163.0g)、イソフタル酸(134.0g)、テレフタル酸(71.0g)、セバシン酸(118.5g)、アジピン酸(204.5g)、ステアリン酸(14.0g)を加え、撹拌しながら内温180~200℃で脱水縮合させた。酸価が15mgKOH/gになったことを確認し、窒素を吹き込みながら、200~240℃でさらに脱水反応を進め、酸価が1mgKOH/g以下になったことを確認し、反応を終了とした。得られたポリエステルポリオールにおけるトリエチレングリコールの含有割合は4.1重量%であり、ポリエステルポリオール(A-3)とした。
窒素導入管、撹拌機、精留塔及びコンデンサーを備えたフラスコに、エチレングリコール(80.0g)、ジエチレングリコール(80.0g)、ネオペンチルグリコール(280.0g)、イソフタル酸(80.0g)、テレフタル酸(80.0g)、セバシン酸(200.0g)、アジピン酸(200.0g)を加え、撹拌しながら内温180~200℃で脱水縮合させた。酸価が15mgKOH/gになったことを確認し、窒素を吹き込みながら、200~240℃でさらに脱水反応を進め、酸価が1mgKOH/g以下になったことを確認し、反応を終了とした。これを、トリエチレングリコールを含まないポリエステルポリオール(A-4)とした。
窒素導入管、撹拌機、精留塔、コンデンサーを備えたフラスコに、エチレングリコール(100.0g)、ジエチレングリコール(20.0g)、ネオペンチルグリコール(315.0g)、イソフタル酸(265.0g)、セバシン酸(120.0g)、アジピン酸(180.0g)を加え、撹拌しながら内温180~200℃で脱水縮合させた。酸価が15mgKOH/gになったことを確認し、窒素を吹き込みながら、200~240℃でさらに脱水反応を進め、酸価が1mgKOH/g以下になったことを確認し、反応を終了とした。これを、トリエチレングリコールを含まないポリエステルポリオール(A-5)とした。
窒素導入管、撹拌機、コンデンサーを備えたフラスコに、ポリエステルポリオール(A-1)(100.0g)、ヘキサメチレンジイソシアネートプレポリマー(旭化成株式会社製:D101)(300.0g)、ヘキサメチレンジイソシアネートのヌレート体(旭化成株式会社製TPA-100)(600.0g)を入れ、攪拌しながら液温80~90℃で4時間反応を行い、得られたポリイソシアネートはイソシアネート基含有率が19.5%であり、これをポリイソシアネート(B-1)とした。
窒素導入管、撹拌機、コンデンサーを備えたフラスコに、ポリエステルポリオール(A-2)(100.0g)、ヘキサメチレンジイソシアネートプレポリマー(旭化成株式会社製:D101)(300.0g)、ヘキサメチレンジイソシアネートのヌレート体(旭化成株式会社製TPA-100)(600.0g)を入れ、攪拌しながら液温80~90℃で4時間反応を行い、得られたポリイソシアネートはイソシアネート基含有率が19.5%であり、これをポリイソシアネート(B-2)とした。
窒素導入管、撹拌機、コンデンサーを備えたフラスコに、ポリエステルポリオール(A-4)(100.0g)、ヘキサメチレンジイソシアネートプレポリマー(旭化成株式会社製D101)(300.0g)、ヘキサメチレンジイソシアネートのヌレート体(旭化成株式会社製TPA-100)(600.0g)を入れ、攪拌しながら液温80~90℃で4時間反応を行い、得られたポリイソシアネートはイソシアネート基含有率が19.5%であり、これをポリイソシアネート(B-3)とした。
窒素導入管、撹拌機、コンデンサーを備えたフラスコに、ポリエステルポリオール(A-1)(50.0g)、ヘキサメチレンジイソシアネートプレポリマー(旭化成株式会社製D101)(650.0g)、ヘキサメチレンジイソシアネートのヌレート体(旭化成株式会社製TPA-100)(300.0g)を入れ、攪拌しながら液温80~90℃で4時間反応を行い、得られたポリイソシアネートはイソシアネート基含有率が19.5%であり、これをポリイソシアネート(B-4)とした。
窒素導入管、撹拌機、コンデンサーを備えたフラスコに、ポリエステルポリオール(A-5)(165.0g)、ヘキサメチレンジイソシアネートプレポリマー(旭化成株式会社製D101)(405.0g)、ヘキサメチレンジイソシアネートのヌレート体(旭化成株式会社製TPA-100)(430.0g)を入れ、攪拌しながら液温80~90℃で4時間反応を行い、得られたポリイソシアネートはイソシアネート基含有率が18.5%であり、これをポリイソシアネート(B-5)とした。
ヘキサメチレンジイソシアネートプレポリマー(旭化成株式会社製D101)のみを用い、これをポリイソシアネート(B-6)とした。
第一液(A)と第二液(B)を所定の混合割合で配合したものを、塗布量1.5gとなるようにバーコーターを用いてOPPフィルム(P2161#20)に塗工し、CPPフィルム(Z207#60)を貼り合わせてラミネートフィルムを得た。得られたラミネートフィルムは40℃のオーブンで4日間養生させた。養生の終了したラミネートフィルムについて、15mm幅の試験片を作製し、AandD社製引っ張り試験機(テンシロンRTG-1210)により50mm/minの引っ張り速度にて、25℃雰囲気下でT型剥離によりラミネート強度を測定した(単位:N/15mm幅)。2.0N/15mm幅以上でOPPフィルムの表層剥離が抑制されることから、ラミネート強度測定結果については2.0N/15mm幅以上のものを合格、2.0N/15mm幅に満たないものを不合格とした。
第一液(A)と第二液(B)を所定の割合で配合した配合液を、PP製の鋳型容器に入れ、60℃のオーブンで6日間養生させた。配合液を鋳型容器に入れる量は、養生後の試験片の膜厚が2mmになるように調整した。養生後、鋳型容器から接着剤硬化膜を取り外して幅10mm×長さ40mmに切り出し、接着剤硬化膜の試験片を得た。得られた試験片をAandD社製引っ張り試験機(テンシロンRTG-1210)にて、25℃雰囲気下、毎分200mmの引っ張り速度で引っ張り試験を行った。得られた試験結果に対して、弾性率(単位:MPa)と0.1%オフセット耐力点(単位:MPa)の値を算出し、測定結果を得た。
第一液(A-3)と第二液(B-1)を2:1の割合で混合し、ラミネート強度の測定、弾性率と耐力点の測定を行った。これらの測定結果と、得られたサンプル中における(A)及び(b-2)成分の割合、トリエチレングリコールの割合を表1に示した。
実施例1と同様に、表1に示した第一液(A)と第二液(B)の混合割合にて、得られたラミネート強度の測定結果、弾性率と耐力点の測定結果と、サンプル中における(A)及び(b-2)成分の割合、トリエチレングリコールの割合を表1にまとめて示した。
実施例1と同様に、表1に示した第一液(A)と第二液(B)の混合割合にて、得られたラミネート強度の測定結果、弾性率と耐力点の測定結果と、サンプル中における(A)及び(b-2)成分の割合、トリエチレングリコールの割合を表1にまとめて示した。
Claims (3)
- 第一液と第二液を混ぜて用いることにより接着剤硬化膜を形成するラミネート用無溶剤型ポリウレタン接着剤であって、
前記第一液は、ポリエステルポリオール成分(A)を含み、
前記第二液は、ポリイソシアネート成分(B)を含み、
前記ポリエステルポリオール成分(A)は、一価以上のアルコール化合物と一価以上のカルボン酸化合物とを脱水縮合して得られたポリエステルポリオール成分であり、
前記第二液ポリイソシアネート成分(B)は、脂肪族イソシアネート成分(b-1)とポリエステル成分(b-2)とを必須の構造単位とするものであり、
前記接着剤硬化膜は、その弾性率と耐力点との積が0.08MPa2以上であり且つ0.18MPa2以下であり、
前記接着剤硬化膜中に占める、前記ポリエステルポリオール成分(A)と前記ポリエステル成分(b-2)との2成分の合計の割合が60重量%以上であり、
前記ポリエステルポリオール成分(A)と前記ポリエステル成分(b-2)との少なくとも何れか一方は、トリエチレングリコール構造単位を有し、
前記接着剤硬化膜中に占める、前記トリエチレングリコールの成分の割合が0.2重量%以上であり且つ25重量%以下である、
ことを特徴とするラミネート用無溶剤型ポリウレタン接着剤。 - 前記脂肪族イソシアネート成分(b-1)は、その構造単位に、
キシレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネートからなる群より選ばれる少なくとも1種類を含むことものである、
ことを特徴とする請求項1に記載のラミネート用無溶剤型ポリウレタン接着剤。 - 前記ポリエステルポリオール成分(A)は、ポリエステルポリウレタンポリオールである、
ことを特徴とする請求項1又は2に記載のラミネート用無溶剤型ポリウレタン接着剤。
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