JPH06240226A - 一液湿気硬化型接着剤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 無機充填剤及び、活性水素を含有しない末端
にイソシアネート基を有する一液湿気硬化型接着剤１０
０重量部に対して、別途、残留イソシアネート基が０．
０５〜２．５％のウレタン系プレポリマーを調製し、次
いで該プレポリマーのイソシアネ−ト基を一級アルコー
ルで不活性化させたウレタン系プレポリマーを、２〜５
０重量部配合せしめた一液湿気硬化型接着剤。 【効果】 現場施工用フローリング材の接着において、
一液湿気硬化型接着剤でありながら貯蔵安定性に優れ、
且つ初期粘着性に優れる事からフローリング材の巻きぐ
せ等による施工作業性が著しく改善され、また、接着剤
自体適度の可撓性を有していることから、歩行時の沈み
感、クッション性低下等の違和感がなく、同時に下地材
を破壊する強力な接着力を有する一液湿気硬化型接着
剤。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、床用フローリング材の
建築現場施工用接着剤に関する。更に詳しくは、コンク
リート、合板等の下地材に、フロアーカーペット、塩化
ビニル製タイル、木質系化粧フロアー材等のフローリン
グ材を接着する際に用いる、現場施工用の一液湿気硬化
型ウレタン接着剤に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、現場施工用のフローリング材用接
着剤は、ポリイソブチレンゴム、スチレン−ブタジエン
ゴム、スチレン−ブタジエン−スチレンゴム、スチレン
−イソブチレン−スチレンゴム等の合成ゴムに、粘着付
与樹脂、有機溶剤、可塑剤、更には無機充填剤等が配合
された粘着性を有する、いわゆる溶剤系コンパウンド型
接着剤や、主剤、硬化剤から成る二液混合型エポキシ系
接着剤、又は一液湿気硬化型及び二液混合型のウレタン
系接着剤が用いられていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前記溶剤型接着剤は、
接着剤自体の粘着性が強いため、特に巻きぐせのついた
長尺のフローリング材の端末部の跳ね上がりがなく、施
工上好都合であり作業上の利点はあるが、接着剤の組成
上、接着力、耐熱性、ズリ強度等に欠けると同時に、歩
行した際の感覚的なフローリング材の沈み感、場合によ
っては粘着性を有する接着剤特有のベタツキ等が問題と
なっていた。一方、二液混合型エポキシ系接着剤は、作
業性上、二液配合に手間を要し、場合によっては配合ミ
スによる硬化不良を起こす問題や、低温時の硬化性が遅
い事、初期粘着性に欠けるためフローリング材端末部の
跳ね上がりの問題がある等の問題と、硬化物が硬いた
め、特にクッション性を有するフローリング材の接着に
用いた場合、感覚的にクッション性が低減した感じ与え
ると言う問題が指摘されていた。近時、本問題を解決す
る手段として、ウレタン系樹脂の特性である低温時の硬
化性に優れ、可撓性を有し接着力に優れる点を生かし
た、一液湿気硬化型及び二液混合型のウレタン系接着剤
が提案されている。一液硬化型については、初期粘着力
に欠け、貯蔵安定性と可使時間（接着剤を塗布してから
の接着可能時間）が短か過ぎると言う作業性上の課題が
あり、二液混合型については初期粘着力不足と、前記二
液混合型エポキシ系接着剤と同様の作業性上の問題があ
り、一液型接着剤で前記問題を改善した接着剤の開発要
請が高まっている。

【０００４】

【問題を解決するための手段】本発明者らは、前記問題
を解決するため鋭意検討を重ねた結果、残留イソシアネ
ート基を有するウレタン系プレポリマーと、無機充填剤
及び活性水素を含有しない有機溶剤からなる混合物に、
イソシアネート基が不活性化されたウレタン系プレポリ
マーを所定の割合で配合した一液湿気硬化型接着剤が、
初期粘着性を大幅に向上させ、接着剤の硬化物は可撓性
を有し、接着力、耐熱性も十分発現する事を見い出し、
本発明を完成させるに至った。

【０００５】即ち、本発明は、 １．末端にイソシアネート基を２個以上有するウレタン
系プレポリマーＡと、イソシアネート基が不活性化され
たウレタン系プレポリマーＢを配合してなる一液湿気硬
化型ウレタン接着剤。 ２．ウレタン系プレポリマーＡは、無機充填剤、活性水
素を含有しない有機溶剤が配合されていることを特徴と
する１記載の一液湿気硬化型ウレタン接着剤。 ３. ウレタン系プレポリマーＢは、一級アルコールを用
い、イソシアネート基が不活性化されていることを特徴
とする１記載の一液湿気硬化型ウレタン接着剤 。 ４．ウレタン系プレポリマーＢは、活性水素を含有
しない有機溶剤中で反応させた、残留イソシアネート基
量が０．０５〜２．５％のウレタン系プレポリマーを、
一級アルコールで不活性化させたことを特徴とする１記
載の一液湿気硬化型ウレタン接着剤。 ５. ウレタン系プレポリマーＡ１００重量部に対して、
ウレタン系プレポリマーＢを固形分として２〜５０重量
部配合することを特徴とする１記載の一液湿気硬化型ウ
レタン接着剤。 である。

【０００６】本発明に用いる、末端に有機イソシアネー
ト基を２個以上有するウレタン系プレポリマーＡ（以下
プレポリマーＡと略称する）は、ポリイソシアネート化
合物と活性水素化合物としてのポリオール化合物、及び
無機充填剤を撹拌機付きフラスコに仕込み、窒素気流下
で撹拌しながら８０〜１２０℃に昇温し、同温度下で３
〜５時間反応させ、残留イソシアネート基量（以下残留
ＮＣＯと略称する。）が３〜１０％、好ましくは４〜６
％のウレタン系プレポリマーを得、活性水素を含有しな
い有機溶剤で粘度調整したウレタン系プレポリマーを意
味する。残留ＮＣＯは特に限定しないが、３％以下の場
合、貼り付け可能時間が短くなる方向にあり、貯蔵時の
安定性に於いてもに徐々に増粘し、場合によっては固化
し、また１０％以上の場合は十分な接着力が発揮されな
い。本プレポリマーＡは、いわゆる一液湿気硬化型ウレ
タン接着剤であり、接着力、耐熱性等の接着物性付与に
寄与する。

【０００７】ポリイソシアネート化合物は、分子中に複
数の、好ましくは平均２〜３個のイソシアネート基を有
するもので、脂肪族、芳香族、脂環族等のポリイソシア
ネート化合物が用いられる。かかるポリイソシアネート
化合物としては、例えばキシ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、ポリメチレンポリ
フェニルイソシアネート、イソホロンジイソシアネー
ト、トリレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソ
シアネート、ナフタレンジイソシアネート、水添ジフェ
ニルメタンジイソシアネート、水添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、
等をあげることができる。中でも接着力、経済性、人体
への安全性面からジフェニルメタンジイソシアネートが
好ましい。

【０００８】ポリオール化合物としては、エチレングリ
コール、プロピレングリコール、ポリエチレングリコー
ル、ポリプロピレングリコール、トリメチロールプロパ
ン、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、
ヘキサメチレングリコール、グリセリン、１，３−ブチ
レングリコール、１，４−ブタンジオ−ル、ヘキサント
リオール、ペンタエリスリトール、ソルビトール、ネオ
ペンチルグリコ−ル等の多価アルコール類、前記多価ア
ルコール類とエチレンオキサイド、プロピレンオキサイ
ド等のアルキレンオキサイドとの付加重合により得られ
るポリエーテルポリオール、前記多価アルコール類とマ
レイン酸、コハク酸、アジピン酸、セバシン酸、酒石
酸、テレフタル酸、イソフタル酸等の多塩基酸類との縮
合反応によって得られるポリエステルポリオール、ε−
カプロラクトン、γ−ペレロラクトン等のラクトン類の
開環重合によって得られるポリエステルポリオール、ア
クリル酸ヒドロキシエチル、アクリル酸ヒドロキシブチ
ル、トリメチロールプロパンアクリル酸モノエステル等
の水酸基を有する重合性単量体モノマーを単独もしく
は、共重合可能な単量体モノマー、例えばアクリル酸、
メタアクリル酸、スチレン、アクリロニトリル、α−メ
チルスチレン等を共重合して得られるアクリルポリオー
ル、ヒマシ油もしくはその誘導体、両末端にエポキシ基
を有するエポキシ樹脂とモノエタノールアミン、ジエタ
ノールアミン、等を反応して得られるエポキシポリオー
ル等があげられ、これ等の内、接着力、可撓性面より分
子量が３００〜５０００のジオ−ル又はトリオールの単
独もしくは２種以上の併用が好ましい。

【０００９】無機充填剤としては、例えばクレー、焼成
クレー、タルク、シリカ、アルミナ、酸化マグネシウ
ム、ケイ酸カルシウム、アスベスト、アルミン酸カルシ
ウム、アルミン酸ナトリウム、珪酸マグネシウム、水酸
化カルシウム、硫酸バリウム、カーボンブラック、マイ
カ、酸化チタン、炭酸カルシウム等があげられる。経済
性の点では、例えば炭酸カルシウムが好ましい。無機充
填剤の使用割合は特に限定するものではないが、プレポ
リマーＡの固形分１００重量部に対して、８０〜１５０
重量部の範囲である。無機充填剤は、フローリング材用
接着剤としての適正な粘度調整、チクソトロピック性及
び接着力の付与、更には経済性の点より必須のものであ
る。

【００１０】活性水素を含有しない有機溶剤としては、
沸点が６０〜１２０℃のトルエン、キシレン、シクロヘ
キサン等に代表される炭化水素系、１，１，１−トリク
ロロエタン、四塩化炭素等に代表されるハロゲン化炭化
水素、メチルエチルケトン、メチルアセトン等に代表さ
れるケトン、酢酸エチル、プロピオン酸エチル等に代表
される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、一液湿気硬化型ウレタン
接着剤の粘度調整剤として寄与する。

【００１１】本発明に用いる、ウレタン系プレポリマー
Ｂ（以下プレポリマーＢと略称する）は、次のようにし
て得ることができる。即ち第一ステップとして、前記プ
レポリマーＡと同様のイソシアネート化合物と、ポリオ
ール化合物とを、残留ＮＣＯが０．１〜５％の範囲とな
るような組成で仕込み、更に、前記イソシアネート化合
物とポリオール化合物と同量の活性水素を含有しない有
機溶剤を仕込み、８０〜１００℃で１〜１０時間反応さ
せることにより、残留ＮＣＯが０．０５〜２．５％のプ
レポリマーとして得られる。ＮＣＯ％の好ましい量は
０．１〜０．５％の範囲である。０．０５％以下の場
合、ウレタン系プレポリマーの合成反応中に異常に粘度
が上昇したり、場合によってはゲル化を引き起こすと言
った製造上の問題があり実用性に欠ける。２．５％以上
の場合は、粘着性が得られず目的が達成されない。第二
ステップとして、該ウレタン系プレポリマーを６０〜８
０℃に降温し、メチルアルコール、エチルアルコール、
ｎ−ブチルアルコール、ｉ−ブチルアルコール、ｎ−プ
ロピルアルコール、ｉ−プロピルアルコ−ル等に代表さ
れる一級アルコールを、残留ＮＣＯと当量用い、１〜２
時間反応させる事により、前記イソシアネート基を完全
に不活性化させたプレポリマーＢが得られる。該プレポ
リマーＢの製造に於いて、用いられる前記ポリオール化
合物の分子量は４００〜１０００の範囲の低分子量のポ
リオールが好ましく、高分子量のものを用いた場合、反
応に時間を要し極めて不経済である。更に前記ポリオー
ルは、ジオールとトリオールの併用が好ましく、短時間
の反応で高粘着性のプレポリマーを得ることができ、接
着力も高く都合がよい。本プレポリマーＢの製造に関し
ては、活性水素を含有しない有機溶剤を用いづ反応させ
ることも可能であるが、通常、高粘度、高粘着性を有す
る液状ポリマーとなるため、前記のごとく予め配合した
方法が実用的である。

【００１２】本発明のプレポリマーＡ１００重量部に対
するプレポリマーＢの配合は、固形分として２〜５０重
量部、より好ましくは５〜２０重量部の範囲である。２
重量部より少い場合は目的とする初期粘着性が得られ
ず、５０重量部より多い場合は接着力が低下し実用上問
題である。 具体的に前記プレポリマーＡとプレポリマ
ーＢの配合による、一液湿気硬化型接着剤の製造は、予
めプレポリマーＢを製造し、次いでプレポリマーＡ製造
工程の有機溶剤配合後に、前記プレポリマ−Ｂを引き続
き同温度下で所定量添加し、有機溶剤中に含まれる微量
の水分を３０分〜１時間かけて反応させしめた後、室温
まで冷却することにより得られる。得られた一液湿気硬
化型ウレタン接着剤は、貼り付け可能時間が３０〜６０
分と長く且つ、接着剤は初期粘着性を有していることか
らフローリング材端末部の跳ね上がりによる作業上のト
ラブルがなく、更に接着剤の硬化物は可撓性がありなが
ら十分な接着力を発揮する事から、フローリング材用接
着剤として極めて有意義であり、その実用価値は高いも
のである。

【００１３】

【実施例】以下に本発明を更に具体的に説明するため、
実施例、比較例、製造例をあげて説明するが、本発明は
これらの実施例に限定されるものではない。尚、以下に
於いて特に指定の無い限り、部又は％は重量部又は重量
％とする。 製造例Ａ１〜Ａ５（プレポリマーＡの製造） 撹拌機付きの５００ｃｃフラスコに、ポリオール化合物
と炭酸カルシウムを仕込み、窒素気流下で１０分間かけ
て混練する。次いでポリイソシアネート化合物を仕込
み、９０℃に昇温し、同温度で３時間反応させた後７０
℃まで降温し、有機溶剤を仕込み均一分散させることに
より本発明に用いるプレポリマーＡを得た。結果を表１
に示す。

【００１４】

【表１】 ジオール３０００；三井東圧化学社製、商品名、官能基
数２、平均分子量３０００、ＯＨ価３８、プロピレング
リコールのプロピレンオキサイド付加物 ＭＮ５０００：三井東圧化学社製、商品名、官能基数
３、平均分子量５０００ＯＨ価３４、グリセリンのプロ
ピレンオキサイド付加物 ＫＢ２８０：三井東圧化学社製、商品名、官能基数２、
ＯＨ価２８０ビスフェノールＡのプロピレンオキサイド
付加物 コスモネートＭ２００：三井東圧化学社製、商品名、
４，４′−ジフェニルメタンジイソシアネート、イソシ
アネート量３１％ ＮＳ１００： 日東粉化工業社製、炭酸カルシウム

【００１５】 製造例Ｂ１〜Ｂ７（プレポリマ−Ｂの製造） 撹拌機付きの５００ｃｃフラスコに、ポリオール化合
物、ポリイソシアネート化合物及び有機溶剤を仕込み、
撹拌しながなら窒素気流下で９０℃に昇温し同温度で２
時間反応さ反応させた。次いで７０℃に降温し、エチル
アルコールを残留ＮＣＯと同量添加し、更に、同温度で
１時間撹拌し、残留イソシアネート基を完全に不活性化
させた５０％濃度のプレポリマーＢを得た。結果を表２
に示す。

【００１６】

【表２】

【００１７】実施例１〜１１ 製造例１〜５で得た７０℃のプレポリマーＡ中に、製造
例６〜１０で得たプレポリマーＢを表３に示した割合で
添加し、同温度で３０分均一混合後室温まで冷却した。
次いで、エアロジル２００（日本エアロジル（株）製）
を用い、粘度２００ポイズ（ＥＨ型回転粘度計、１０ｒ
ｐｍ／２０℃）に調整し、本発明の一液湿気硬化型接着
剤を得た。結果を表３に示す。本接着剤を５ｍｍ厚のス
レート板に、くし目ゴテを用い２５０ｇ／ｍ² 線条に塗
布し、３０分経時後、２ｍｍ厚の塩化ビニルタイルを貼
り合わせ、以下に示す試験に供した。結果を表５に示
す。

【００１８】

【表３】

【００１９】物性試験評価方法 １．貯蔵安定性 ２００ｃｃの密封可能のガラスビンに接着剤を２００ｇ
採取し、４０℃恒温室に１カ月間保存し、初期粘度に対
する粘度上昇倍率で表示した。 ２．可撓性 ５０ｃｃのポリエチ製カップに２０ｇの接着剤を採取
し、２０℃、湿度６５％の恒温室に３日間放置後硬化物
を取り出し、ショアー硬度計Ｄを用いて硬さを測定し硬
度として表示した。（数値が低い程可撓性が高い事を示
す） ３．初期粘着性 前記スレート板及び塩化ビニルタイルを５ｃｍ角に裁断
し、各々裏面にインテスコ引張試験用の治具を取りつ
け、スレート側に２５０ｇ／ｍ² の接着剤をくし目ゴテ
で線条に塗布し、３０分放置後塩化ビニルタイルを貼り
合わせ、５分後に引張スピード５０ｍｍ／分の速度でイ
ンテスコ引張試験で平面引張試験に供し、ｇ／２５ｃｍ
² 当りの強度で表示した。（数値の高いものは粘着力の
高い事を示す） ４．接着力 前記初期粘着性測定用の試料を作成し、２日間室温に放
置後、インテスコ引張試験機を用い２００ｍｍ／分の速
度で平面引張試験に供し、Ｋｇ／ｃｍ²当りの強度で示
した。

【００２０】比較例１〜４ 実施例１に準じて表４に示した配合の接着剤を調整し、
実施例同様の評価に供した。結果を表５に示す。

【００２１】

【表４】

【００２２】

【表５】

【００２３】

【発明の効果】表５から明らかなごとく、本発明の一液
湿気硬化型接着剤は現場施工用フローリング材の接着に
於いて、一液型でありながら、貯蔵安定性に優れ、且つ
初期粘着性が高いことから、各種フローリング材を下地
に接着する際問題となる、端末部の跳ね上りによる施工
作業性が著しく改善されたと同時に、接着剤自体適度な
可撓性を有していることから、歩行時に感じる沈み感も
しくはクッション性低下等の違和感が無く、接着力的に
も下地材を破壊する程の強度を有していることから、特
に巻きぐせの着いた長尺のフローリング材、薄物化粧板
等のフローリング材用接着に於いてその実用価値は極め
て高いものである。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 末端にイソシアネート基を２個以上有す
   るウレタン系プレポリマーＡと、イソシアネート基が不
   活性化されたウレタン系プレポリマーＢを配合してなる
   一液湿気硬化型ウレタン接着剤。
2. 【請求項２】ウレタン系プレポリマーＡは、無機充填
   剤、活性水素を含有しない有機溶剤が配合されているこ
   とを特徴とする請求項１記載の一液湿気硬化型ウレタン
   接着剤。
3. 【請求項３】 ウレタン系プレポリマーＢは、一級アル
   コールを用い、イソシアネート基が不活性化されている
   ことを特徴とする請求項１記載の一液湿気硬化型ウレタ
   ン接着剤。
4. 【請求項４】 ウレタン系プレポリマーＢは、活性水素
   を含有しない有機溶剤中で反応させた残留イソシアネー
   ト基量が０．０５〜２．５％のウレタン系プレポリマー
   を、一級アルコールで不活性化させたことを特徴とする
   請求項１記載の一液湿気硬化型ウレタン接着剤。
5. 【請求項５】 ウレタン系プレポリマーＡ１００重量部
   に対して、ウレタン系プレポリマーＢを固形分として２
   〜５０重量部配合することを特徴とする請求項１記載の
   一液湿気硬化型ウレタン接着剤。