JPH0711226A - 接着剤及び該接着剤を使用して製造される複合材の製造方法 - Google Patents

接着剤及び該接着剤を使用して製造される複合材の製造方法

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JPH0711226A
JPH0711226A JP15707193A JP15707193A JPH0711226A JP H0711226 A JPH0711226 A JP H0711226A JP 15707193 A JP15707193 A JP 15707193A JP 15707193 A JP15707193 A JP 15707193A JP H0711226 A JPH0711226 A JP H0711226A
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JP
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adhesive
compound
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agent
curing agent
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JP15707193A
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Masaya Kobayashi
正也 小林
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Sekisui Chemical Co Ltd
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Sekisui Chemical Co Ltd
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/70General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material
    • B29C66/71General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the composition of the plastics material of the parts to be joined

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ポットライフが長く、貯蔵安定性及び低温低
湿度環境下においても硬化特性に優れ、養生時間の短縮
が可能な接着剤を得る。 【構成】 水酸基含有熱可塑性ポリエステルウレタン樹
脂、水およびイミダゾール化合物を含有する主剤と、活
性イソシアネート基を2個以上有するイソシアネート化
合物を含有する硬化剤とからなる2液混合型溶剤系接着
剤であり、主剤に含有される水の量が硬化剤の活性イソ
シアネート基に対して、0.5〜10当量の範囲であ
り、主剤に含有されるイミダゾール化合物の量が、水酸
基含有熱可塑性ポリエステルウレタン樹脂に対して、
0.02〜1.5重量%の範囲であり、かつ、イミダゾ
ール化合物が下記の一般化学構造式で表される化合物で
あることを特徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、基材と装飾シートとの
接着に有用であって、低温低湿度環境下でも硬化性に優
れている接着剤及び該接着剤を使用して複合材を製造す
る方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】車両、特に自動車の内壁材として、防
音、断熱、装飾、衝撃吸収等のために、各種の樹脂製複
合材が用いられている。このような樹脂製複合材は、接
着剤を用いて基材の表面に装飾シートを接着することに
より製造されている。接着方法としては、フィルム状ホ
ットメルト型接着剤を被着体とともに加熱融着する方
法、あるいはイソプレンなどを主成分とした溶剤型接着
剤からなる主剤に、ポリイソシアネートなどの硬化剤を
配合した接着剤を被着体の両面に塗布し乾燥後接着する
方法が従来から提案されている。
【0003】しかしながら、ホットメルト型接着剤は、
被着体とともに加熱溶融するため、被着体の変形などの
問題を生じた。また溶剤型接着剤は両面に塗布が必要な
ことから製造コストの面で不利であるという問題があっ
た。
【0004】特開平3−247685号公報では、この
ような問題を解消するため、熱可塑性ポリエステルウレ
タン樹脂を主成分とする主剤と、ポリイソシアネートを
含有する硬化剤からなるポリウレタン接着剤を、片面塗
布型の接着剤として用いる方法が開示されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記公
報に開示された接着剤は、低温低湿度環境下では硬化反
応が著しく遅く、長時間の養生が必要になるという問題
があった。
【0006】また、低温硬化性を改良する目的で有機金
属系触媒を添加すること等が提案され、使用されてきた
が、このような有機金属系触媒の添加は加水分解による
劣化をもたらし、貯蔵安定性が著しく悪くなり、低湿度
環境下での硬化性が遅くなるという問題を生じた。
【0007】本発明の目的は、このような従来の問題点
を解消し、貯蔵安定性に優れ、かつ、低温低湿度環境下
における硬化特性に優れ、養生時間の短縮が可能な接着
剤を提供することにある。
【0008】さらに本発明の他の目的は、このような接
着剤を用いた複合材の製造方法を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明の接着剤
は、水酸基含有熱可塑性ポリエステルウレタン樹脂、水
およびイミダゾール化合物を含有する主剤と、活性イソ
シアネート基を2個以上有するイソシアネート化合物を
含有する硬化剤とからなる2液混合型溶剤系接着剤であ
り、主剤に含有される水の量が、前記硬化剤の活性イソ
シアネート基に対して、0.5〜10当量の範囲であ
り、前記主剤に含有されるイミダゾール化合物の量が水
酸基含有熱可塑性ポリエステルウレタン樹脂に対して、
0.02〜1.5重量%の範囲であり、かつ該イミダゾ
ール化合物が下記の一般化学構造式で表される化合物で
あることを特徴としている。
【0010】
【化2】
【0011】(式中、R1 はCN基を持った炭化水素基
又はH、R2 は炭素数1〜6の炭化水素基、R3 はCH
3 又はHである。)請求項2の発明の複合材の製造方法
は、請求項1の発明の接着剤を基材の表面に塗布し乾燥
させることにより接着剤層を形成する工程と、該接着剤
層に装飾シートを重ねて加圧接着する工程とを備えるこ
とを特徴としている。
【0012】請求項1,2の発明の接着剤の主剤として
用いられる熱可塑性ポリエステルウレタン樹脂とは分子
鎖中にウレタン結合を有するエラストマーである。通
常、2個以上のカルボキシル基を有する多塩基酸と2価
アルコールとの縮合反応によって得られる飽和ポリエス
テル樹脂の活性水酸基と、ジイソシアネート化合物のイ
ソシアネート基とをほぼ当量で反応させて得られる線状
高分子からなる樹脂である。多塩基酸としては、アジピ
ン酸、アゼライン酸、セバシン酸、テレフタル酸、イソ
フタル酸、コハク酸等が用いられる。2価アルコールと
しては、エチレングリコール、1,2−プロピレングリ
コール、1,4−ブタンジオール、ジエチレングリコー
ル、1,6−ヘキサングリコール、ネオペンチルグリコ
ールなどが用いられる。ジイソシアネート化合物として
は、ト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、ヘキサメチレンジイソシアネート、キシ
リレンジイソシアネート、シクロヘキシルメタンジイソ
シアネートなどが用いられる。
【0013】請求項1,2の発明の接着剤の主剤に添加
されるイミダゾール化合物は上記一般化学構造式で表さ
れるものであり、例えば、R1 がH又はシアノ低級アル
キル基、R2 がC1〜C6のアルキル基又はフェニル
基、R3 がH又はメチル基であるようなイミダゾール化
合物が用いられる。R2 の炭素数を1〜6としているの
は、炭素数が6を超えると、硬化触媒としての触媒活性
が低下し、低温硬化性が悪くなるからである。
【0014】本発明で用いられるイミダゾール化合物の
具体例としては、以下の化学式で示されるようなものが
挙げられる。
【0015】
【化3】
【0016】
【化4】
【0017】
【化5】
【0018】
【化6】
【0019】
【化7】
【0020】
【化8】
【0021】請求項1,2の発明の接着剤の硬化剤に用
いられる、活性イソシアネート基を2個以上有するイソ
シアネート化合物としては、ト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、ヘキサメチレ
ンジイソシアネート、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、などのジイソ
シアネート類;これらジイソシアネート類の3量体、ト
リフェニルメタントリイソシアネートなどのトリイソシ
アネート類;ジフェニルメタンジイソシアネート、トリ
フェニルメタントリイソシアネートなどの混合物である
クルードMDI(メチレンジイソシアネート);ジイソ
シアネート類及びトリイソシアネート類と;多価アルコ
ールとを反応して得られる活性イソシアネート基を有す
るウレタンプレポリマーが挙げられる。また、上記ジイ
ソシアネート類、トリイソシアネート類も活性イソシア
ネート基を2個以上有するイソシアネート化合物として
挙げられる。これらは単独であるいは2種以上混合して
用いられる。多価アルコールとしては、エチレングリコ
ール、1,2−プロピレングリコール、1,4−ブタン
ジオール、ジエチレングリコール、1,6−ヘキサング
リコール、ネオペンチルグリコール、ポリエチレングリ
コール、ポリプロピレングリコール、ポリブタジエング
リコール、水素添加したポリブタジエングリコール、ト
リメチロールプロパン、ペンタエリスリトールなどが用
いられる。
【0022】請求項1の発明の接着剤において主剤及び
硬化剤は、例えば、以下のようにして調製することがで
きる。まず、水酸基含有熱可塑性ポリエステル樹脂を適
当な溶剤に溶解し、硬化剤の活性イソシアネート基に対
して0.5〜10当量の水及び水酸基含有熱可塑性ポリ
エステル樹脂に対して0.02〜1.5重量%のイミダ
ゾール化合物を添加して主剤とする。溶剤としては、酢
酸エチル、メチルエチルケトン、アセトン、トルエン、
キシレン等を使用することができる。またこれらの溶剤
は、添加する水の溶解性を考慮しながら、単独、あるい
は混合して用いることができる。
【0023】硬化剤は、例えば、水素添加ポリブタジエ
ングリコールをトルエン中に溶解し、これを過剰のクル
ードMDIと反応させ、活性イソシアネート基を有する
ウレタンプレポリマーとして調製することができる。こ
の際、クルードMDIは、水素添加ポリブタジエングリ
コールの水酸基に対して、イソシアネート基が2〜20
当量となるような量で使用することが好ましい。
【0024】以上のようにして調製された主剤及び硬化
剤は、使用する直前に2液を混合し用いる。請求項1の
発明の接着剤には、上記の成分以外に、必要に応じて、
無機充填剤、着色剤、安定剤、及びその他の各種添加剤
を配合してもよい。また、請求項1の発明の接着剤にお
いて、主剤と硬化剤とが混合された混合液は、ポットラ
イフの間に2液が分離することはない。
【0025】請求項2の発明の複合材の製造方法におい
て使用される基材としては、木片、パルプ粉、ガラス繊
維等に熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂を含浸して成形した
基材等を用いることができる。
【0026】複合材に使用される装飾シートとしては、
ポリウレタン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン
樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂などからなる発泡体や、不織
布に、ニット、布、ポリ塩化ビニルシート等の熱可塑性
シートを任意の接着剤を用いて貼り合わせて積層した装
飾シートを用いることができる。
【0027】請求項2の発明の製造方法では、例えば、
以下のようにして複合材を製造することができる。ま
ず、基材、例えばガラス繊維にポリエチレン樹脂を含浸
して成形した基材の表面に請求項1の発明の主剤及び硬
化剤を混合した接着剤を塗布し、乾燥させる。接着剤の
塗布量は100〜400g/m2 が好ましい。接着剤を
塗布する方法としては、任意の方法を使用することがで
きるが、例えば、スプレーを用いて塗布する方法が簡便
である。塗布した接着剤は、通常、常温〜120℃の温
度で乾燥される。次いで、接着剤の乾燥被膜と発泡体又
は不織布が重なるように、接着剤を塗布した基材と装飾
シートとを配置し、プレスにより加圧接着する。加圧
は、0.05〜1.0kg/cm2 、好ましくは0.1
〜0.5kg/cm2 の圧力で1〜30秒間実施する。
プレスに先立ち、発泡体又は不織布面を予め加熱するこ
とによって接着性を向上させることも可能である。例え
ば、このような加熱は、50〜150℃で、5〜60秒
間実施する。
【0028】
【作用】請求項1の発明の接着剤において、イミダゾー
ル化合物は水酸基含有熱可塑性ポリエステルウレタン樹
脂に対して0.02〜1.5重量%、好ましくは0.0
2〜0.2重量%の範囲で配合される。0.02重量%
未満であると、所望の硬化スピード及び低温低湿度硬化
性が達成されず、また1.5重量%を超えるとポットラ
イフが短くなる。
【0029】また主剤に含有される水は、硬化剤の活性
イソシアネート基に対して0.5〜10当量、好ましく
は0.5〜2当量の範囲で含有される。0.5当量未満
であると、所望の低湿度硬化性が達成されず、また10
当量を超えるとポットライフが短くなり、また接着性に
も悪影響を及ぼす場合がある。
【0030】請求項1の発明の接着剤は、このように適
当量の水を主剤中に含むことにより、低湿度環境下にお
いても硬化性に優れており、1年を通して安定した硬化
特性を示す。また、請求項1の発明の接着剤は、被着体
の両面に塗布する必要がなく、かつ接着時に加熱により
接着剤を溶融させる必要がないので、被着体を熱で変形
させることもない。
【0031】請求項2の製造方法では、低湿度環境下に
おいても硬化性に優れた接着剤を用いて、基材に装飾シ
ートを加圧接着しているので、基材に装飾シートが良好
に接着しており、自動車の内装材等として好適に用いる
ことのできる複合材を製造することができる。また、こ
の製造方法によれば、複合材を容易にかつ低コストで製
造することが可能である。
【0032】
【実施例の説明】本発明の実施例について以下に説明す
る。実施例1〜6及び比較例1〜3 水酸基末端水素添加ポリブタジエングリコール(三菱化
成社製、ポリテールH)100重量部をトルエン900
重量部に溶解し、クルードMDI(住友バイエルウレタ
ン社製、スミジュール44V−20)を250重量部加
え、窒素気流中、80℃で4時間反応させ、活性イソシ
アネート基を有するウレタンプレポリマーを得て、硬化
剤とした。
【0033】次に、別の容器に熱可塑性ポリエステルウ
レタン樹脂(大日本インキ社製、パンデックスT521
0)100重量部をメチルエチルケトン700重量部に
溶解し、表1に示す重量部で水、及びイミダゾール化合
物を加え攪拌分散させ、主剤とした。この主剤を容量2
00ccのガラス瓶に150g入れ、密閉状態で40℃
の雰囲気中に30日放置したのちの粘度変化率(貯蔵安
定性)を測定した。
【0034】これらの主剤と硬化剤を20℃に調温した
のち、表1に示す割合で混合し、容量200ccのガラ
ス瓶に150g入れ、20℃の環境下で放置し、密閉状
態で粘度が350mPa・s→1000mPa・sにな
るまでの時間(ポットライフ)を測定した。
【0035】
【表1】
【0036】なお、表1中に示したイミダゾール化合物
No.1〜No.4は、以下の一般式(化9)〜(化1
2)に示すものを使用した。
【0037】
【化9】
【0038】
【化10】
【0039】
【化11】
【0040】
【化12】
【0041】次に、別の容器にこれらの主剤と硬化剤を
混合し、この接着剤をガラス繊維補強ポリエチレン成形
板(積水化学社製、繊維長さ50mm、繊維直径10μ
m、400g/m2 のガラス繊維製マットに,MI=
7,400g/m2 の高密度ポリエチレンを含浸させた
成形板)に200g/m2 の量でエアースプレー塗布
し、接着剤の塗布面を80℃で3分乾燥した。この成形
板に、接着性を良くするためにあらかじめ100℃に加
熱したニット付きウレタンフォームを、ウレタンフォー
ム面と接着剤塗布面とが相当するように重ね合わせ、冷
プレス0.2kg/cm2 の圧力で15秒間圧縮して複
合パネルを得た。
【0042】得られた複合パネルを以下のように試験
し、接着剤の評価を行った。圧力を解除した後、10℃
・35%RH及び20℃・65%RHの環境下で、1〜
6時間養生した複合パネルを100×25mmのサイズ
に切断して試験片とし、この試験片が、水平になるよう
に、ガラス繊維補強ポリエチレン成形板を固定し、ニッ
ト付きウレタンフォームの一端に100gの分銅を取り
付け、80℃の雰囲気中で1時間経過後の剥離距離(耐
熱発現性)を測定した。
【0043】別に作製した複合パネルを、20℃・65
%RHの環境下で24時間養生し、上記と同様に固定
し、100gの分銅を取り付け、100℃の雰囲気中で
24時間放置後の剥離距離(熱時クリープ性)を測定し
た。
【0044】これらの結果を以下の比較例4,5の結果
とともに表2に示す。比較例4 水を加えなかった以外は、実施例1〜3と同様にして複
合パネルを作製し、評価した。評価結果を表2に示す。
【0045】比較例5 イミダゾール化合物の替わりにジブチル錫ジラウレート
を表1に示す量で使用したこと以外は、実施例2と同様
にして複合パネルを作製し、評価した。評価結果を表2
に示す。
【0046】
【表2】
【0047】本発明のイミダゾール化合物に該当しない
他のイミダゾール化合物を用いた比較例1では、耐熱発
現性試験において所望の低温低湿度硬化性が達成されな
かった。また、本発明の範囲よりも少ない量の水を主剤
中に含有する比較例2、及び主剤中に水を含有しない比
較例4では、同じく耐熱発現性試験において所望の低温
低湿度硬化性が達成されなかった。また本発明の範囲よ
りも多くの水を主剤に含有する比較例3では、ポットラ
イフが短くなり、熱時クリープ性において劣っていた。
またイミダゾール化合物の替わりにジブチル錫ジラウレ
ートを用いた比較例5では、貯蔵安定性が著しく劣って
おり、ポットライフも短くなった。
【0048】これに対して、本発明に従う実施例1〜6
の接着剤を用いた複合パネルでは、ポットライフが長
く、貯蔵安定性、及び低温低湿度環境下での硬化性(耐
熱発現性試験)において優れており、かつ硬化後の耐熱
試験(熱時クリープ性)においても優れており、優れた
接着性及び耐熱性を示した。
【0049】
【発明の効果】請求項1の発明によれば、主剤中に所定
量の水及び特定のイミダゾール化合物を含有することに
より、ポットライフが長く、貯蔵安定性及び低温低湿度
環境下における硬化特性に優れ、養生時間の短縮が可能
な接着剤とすることができる。
【0050】また、請求項2の発明の複合材の製造方法
によれば、このような接着剤を用いることにより、高性
能な複合材を容易にかつ低コストで製造することが可能
となる。このような複合材は、自動車等の車両用の内装
材として好適に用いることができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 B29L 9:00

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 水酸基含有熱可塑性ポリエステルウレタ
    ン樹脂、水およびイミダゾール化合物を含有する主剤
    と;活性イソシアネート基を2個以上有するイソシアネ
    ート化合物を含有する硬化剤と;からなる2液混合型溶
    剤系接着剤であって、 前記主剤に含有される水の量が、前記硬化剤の活性イソ
    シアネート基に対して、0.5〜10当量の範囲であ
    り、前記主剤に含有されるイミダゾール化合物の量が前
    記水酸基含有熱可塑性ポリエステルウレタン樹脂に対し
    て、0.02〜1.5重量%の範囲であり、かつ、該イ
    ミダゾール化合物が下記の一般化学構造式で表される化
    合物であることを特徴とする接着剤。 【化1】 (式中、R1 はCN基を持った炭化水素基又はH、R2
    は炭素数1〜6の炭化水素基、R3 はCH3 又はHであ
    る。)
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の接着剤を基材の表面に
    塗布し乾燥させることにより接着剤層を形成する工程
    と;該接着剤層に装飾シートを重ねて加圧接着する工程
    と;を備える複合材の製造方法。
JP15707193A 1993-06-28 1993-06-28 接着剤及び該接着剤を使用して製造される複合材の製造方法 Pending JPH0711226A (ja)

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