JPH0757812B2 - ポリオレフイン樹脂体の接着方法 - Google Patents

ポリオレフイン樹脂体の接着方法

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JPH0757812B2
JPH0757812B2 JP63219265A JP21926588A JPH0757812B2 JP H0757812 B2 JPH0757812 B2 JP H0757812B2 JP 63219265 A JP63219265 A JP 63219265A JP 21926588 A JP21926588 A JP 21926588A JP H0757812 B2 JPH0757812 B2 JP H0757812B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、ポリオレフイン樹脂体の接着面をヒドロキ
シ炭化水素系重合体からなるプライマーで処理し、その
処理面上に湿気硬化性ウレタン系ホツトメルト型接着剤
の熱溶融物を塗布し、その接着力で、ポリオレフイン樹
脂体と被着体とを短時間で強固に接着するポリオレフイ
ン樹脂体の接着方法に関するものである。
〔従来の技術〕
一般に、ポリエチレン,ポリプロピレン,エチレン−プ
ロピレン−ジエンゴム(EPDM)等のポリオレフイン樹脂
からなるポリオレフイン樹脂体は接着性が悪く、このた
め、これら樹脂体を接着するにあたつて各種の工夫がな
されている。例えば、ポリオレフイン樹脂体の接着面に
対して電気的,化学的な酸化処理を施すことにより、接
着面の改質を行い、接着性を向上させる方法、あるい
は、上記接着面に各種のプライマー成分を下塗りして、
接着性を向上させる方法がある。このようなプライマー
として、塩素化ポリプロピレン,イソシアネート化合
物,ポリヒドロキシポリオレフインとイソシアネート化
合物との付加体(特開昭59-124937)ならびに水素基末
端ポリブタジエングリコールとポリイソシアネートとの
反応生成物(特開昭62-95326)が知られている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
ところが、上記のプライマーのうち、塩素化ポリプロピ
レン等の熱可塑性樹脂をプライマーとして使用する場合
には、充分な接着性を確保することができないうえ、そ
の樹脂の軟化点(例えば、塩素化ポリプロピレンでは60
〜70℃)までしか耐熱性能が出ず、100℃を超えるよう
な耐熱性を得ることができない。また、ポリヒドロキシ
ポリオレフインとイソシアネート化合物との付加体につ
いては、耐熱性は期待することができるが、ポリオレフ
イン樹脂体に対する接着性の向上効果が殆どみられず、
また、塗布液が空中の湿気と反応してプライマー成分が
変化したり、塗布後の塗布被膜も湿気と反応するためつ
ぎに塗布する接着剤の塗布タイミングによつて性能がば
らつき接着工程の管理が極めて煩雑となるという難点が
ある。なお、上記付加体については、イソシアネート成
分が多いと、ポリヒドロキシポリオレフイン単独のプラ
イマーを使用する場合よりも、かえつて接着性能の低下
がみられ、また耐熱性も低下するという難点がある。ま
た、水酸基末端ポリブタジエングリコールとポリイソシ
アネートとの反応生成物については、初期接着力,耐熱
性等全ての点で不充分である。
他方、接着系全体の耐熱性を向上させる方法として、上
記のようなプライマーと、室温で粘稠な液状である架橋
型の湿気硬化性ウレタンポリプレマーやエポキシ系樹脂
接着剤を組み合わせるという方法が開発されている。し
かし、この方法では、上記接着剤が初期には殆ど粘着性
を呈さず、架橋反応が進行するにしたがつて粘着性を呈
するものであるため、接着に際して初期セツト力、ない
しは初期接着力を全く呈さない。したがつて、初期セツ
ト力ないしは初期接着力の不足を補うため、ポリオレフ
イン樹脂体と被着体とを圧締装置にかけるか、圧締具で
圧締することが行われる。ところが、このようにする場
合には、圧締用の装置や人手さらにはスペースが必要と
なり、接着が大掛かりとなる。上記以外の他の反応型接
着剤を上記接着剤に代えて使用しても、上記他の反応型
接着剤は、殆どが2液混合型(主剤/硬化剤)であつ
て、混合に人手を要し、また混合割合のミスや混合時に
おける材料ロスが生じる。そのうえ、これら2液混合型
接着剤は、室温での反応速度が遅いため、やはり上記圧
締具等を要し、またそのための人手を要するというよう
な不経済さを有している。
この発明はこのような事情に鑑みなされたもので、接着
操作が極めて簡単で、接着の初期段階から優れた接着性
を発揮させることができると同時に接着層の耐熱性を確
保でき、しかも、ポリオレフイン樹脂体を被着体に強固
に接着することができるポリオレフイン樹脂体の接着方
法の提供をその目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
上記の目的を達成するため、この発明のポリオレフイン
樹脂体の接着方法は、ポリオレフイン樹脂体の接着面に
ヒドロキシ炭化水素系重合体の塗膜を形成する工程と、
上記ヒドロキシ炭化水素系重合体の塗膜上に湿気硬化性
ウレタン系ホツトメルト型接着剤の熱溶融層を形成した
状態で上記ポリオレフイン樹脂体の接着面と被着体の接
着面とを接合する工程を備えるという構成をとる。
〔作用〕
すなわち、本発明者らは、ポリオレフイン樹脂体を強固
に接着しうる方法を求めて一連の研究を続ける過程で、
プライマーに着目し、これを中心に研究を重ねた。その
結果、プライマーとして、分子構造中にOH基を有するポ
リオレフイン系プライマーを用い、これと湿気硬化性ウ
レタンプレポリマーとを組み合わせると、優れた効果が
得られるようになることを突き止めた。そして、さら
に、研究を重ねた結果、湿気硬化性ウレタンプレポリマ
ーのうちホツトメルト型のものを使用し、これと上記プ
ライマーとを組み合わせると、ホツトメルト型接着剤を
熱溶融させて使用する際に、その熱で上記プライマー塗
膜と接着剤との界面が強制的に加熱され、それによつて
プライマーの官能基(OH基)とホツトメルト型接着剤の
官能基(NCO基)とが素早く反応し、初期接着力を瞬時
に生じさせ、かつポリオレフイン樹脂体を被着体に対し
て強固に接着することを見出しこの発明に到達した。
この発明は、プライマーとして特殊なヒドロキシ炭化水
素系重合体を使用するとともに、接着剤として、湿気硬
化性ウレタン系接着剤のなかでも、ホツトメルト型の接
着剤を使用し、ポリオレフイン樹脂体の接着面と被着体
の接着面とを瞬時に強固に接合する。
この発明の接着対象となるポリオレフイン樹脂体は、ポ
リオレフイン樹脂からなる材料,成形体等の全てが含ま
れる。
上記プライマーとなるヒドロキシ炭化水素系重合体は、
主鎖の構造が飽和または、大部分飽和している炭化水素
であつて分子構造中に水酸基を有しているものである。
好適には、1分子当たりの平均水酸基数(以下「水酸基
数」と略す)が1.5以上のもの、より好ましくは1.7〜1.
8のもので、数平均分子量が500〜20,000のものである。
これらのヒドロキシ炭化水素系重合体は、常温でワツク
ス状になつている。ここで主鎖が大部分飽和していると
は、上記ヒドロキシ炭化水素系重合体がポリブタジエン
を水素添加(以下「水添」と略す)して得られたもので
ある場合、主鎖の2重結合が80%以上、好ましくは95%
以上水添されているもののことである。
このようなヒドロキシ炭化水素系重合体(ポリオレフイ
ンポリオール)は、各種の製法によつて製造される。例
えば、共役ジエンまたは、共役ジエンとビニルモノマー
とを原料とし、周知の方法、例えば、ラジカル重合法,
アニオン重合法等によつて製造されるポリヒドロキシジ
エン系重合体を公知の方法で水添することによつて製造
することができる。また、イソブチレン−ジエン系モノ
マー共重合体を酸化分解還元することによつても製造す
ることができる。さらに、アルフアーオレフイン(例え
ばエチレン,プロピレン)非共役ジエン(または共役ジ
エン)共重合体を酸化分解還元することによつて製造す
ることができる。このうち、特にポリヒドロキシジエン
系重合体を水添して得られたポリヒドロキシジエン系重
合体の水添物を使用することが好結果をもたらす。ポリ
ヒドロキシジエン系重合体は、先に述べたように、共役
ジエンまたは、共役ジエンとビニルモノマーとを原料と
し、周知の方法、例えば、ラジカル重合法,アニオン重
合法等によつて製造される。ラジカル重合法による場
合、過酸化水素を重合開始剤として重合すれば、末端に
水酸基を有する共役ジエン系ポリマーまたはコポリマー
が直接得られるが、アニオン重合法による場合には、ま
ずアニオン重合触媒を用いて末端にアルカリ金属が結合
した構造のリビングポリマーを製造し、ついでモノエポ
キシ化合物,ホルムアルデヒド等を反応させることによ
つて製造される。上記の製法で使用する原料共役ジエン
としては、イソプレン,クロロプレン等も使用すること
ができるが、1,3−ブタジエンを使用することが好まし
い。また、これらの共役ジエンと反応させるビニルモノ
マーとしては、スチレン,アクリロニトリル,メチルメ
タアクリレート,酢酸ビニル等があげられる。このよう
なビニルモノマーを使用する場合において、その使用量
は、総モノマー量の30重量%(以下「%」と略す)以下
に設定することが好適である。このようにして得られた
ポリヒドロキシジエン系重合体に対して水添を行い、こ
の発明で使用するヒドロキシ炭化水素系重合体にする場
合における水添、ニツケル,コバルト,白金,パラジウ
ム,ルテニウム,ロジウム等の触媒を単独でもしくは担
体に担持させて用い、常法により、水素雰囲気中におい
て反応させることが行われる。
なお、この発明で用いるヒドロキシ炭化水素系重合体の
上記以外の製法としては、アルフアーオレフインと他の
モノマーとの共重合体を酸化分解処理し、ついで還元す
る方法があげられる。例えば、イソブチレンとブタジエ
ンまたは1,3−ペンタジエンとをカチオン重合させて得
られるブチルゴム系の重合体をオゾン分解処理し、つい
でリチウムアルミニウムハイドライドで還元することに
よりポリヒドロキシポリイソプレンを製造することがで
きる。そして、これを上記のようにして水添することに
より、この発明で用いるヒドロキシ炭化水素系重合体に
することができる。
この発明で用いるヒドロキシ炭化水素系重合体の具体例
としては、三菱化成工業社製のポリテール−Hがあげら
れ、分子量500〜5,000のものを好適に使用することがで
きる。このようなヒドロキシ炭化水素系重合体は、接着
対象となるポリオレフイン樹脂体に対して、密着性が著
しく高い。
なお、上記ポリヒドロキシ炭化水素系重合体にOH基とNC
O基との反応を促進しうる触媒を少量添加すると好結果
が得られる。すなわち、上記触媒は、プライマーである
ヒドロキシ炭化水素系重合体と湿気硬化性ウレタン系ホ
ツトメルト型接着剤との反応を著しく促進する。したが
つて、室温でも迅速にかつ強力に常態接着力および耐熱
性能が発現するようになる。上記触媒としては、上記ヒ
ドロキシ炭化水素系重合体の溶媒を共通溶媒とするもの
を使用することができる。例えば、トリメチルジアミ
ン、テトラメチル−1,3−ブタンジアミン、トリエチル
アミン等のアミン類、ジブチルチンジラウレート、ジメ
チルチンジクロライド等の金属触媒があげられる。この
ような金属触媒のなかでも、取扱が比較的簡単で、触媒
効果の高いジブチルチンラウレートを使用することが好
適である。溶液状で使用する場合には、触媒の濃度を0.
001〜10%に設定することが好適である。そして、上記
ヒドロキシ炭化水素系重合体(A)と上記触媒(B)と
の混合比(A)/(B)は、重量基準で、5/1〜5/0.001
に設定することが好適である。上記混合比が5/0.001を
上回ると初期接着力が小さくなるとともに耐熱性能が乏
しくなる。逆に、上記混合比が5/1より小さくなると塗
膜が不完全となつて、接着状態が不安定となり、接着性
能が低下するからである。このように、この発明で使用
するヒドロキシ炭化水素系重合体には、触媒を含むもの
も含まれる。
上記のようなヒドロキシ炭化水素系重合体は、溶媒に溶
解され、ポリオレフイン樹脂体の接着面に塗布された
後、乾燥されて溶媒を揮散除去され、その接着面上に塗
膜を形成する。上記ヒドロキシ炭化水素系重合体の溶媒
としは、ベンゼン,トルエン,キシレンなどの炭化水素
系溶剤やトリクロロエチレン(トリクレン),メチレン
クロライド,トリクロルメタン,トリクロルエタン等の
塩素系溶剤や、二硫化炭素があげられる。これらの溶媒
の中でもヒドロキシ炭化水素系重合体に対する親和性お
よびこれに上記の触媒を混入した場合における触媒との
相溶性が良いトリクレンなどの塩素系溶剤を使用するこ
とが好結果をもたらす。
上記のようにして、ポリオレフイン樹脂体の接着面に形
成されたヒドロキシ炭化水素系重合体の塗膜上に、湿気
硬化性ウレタン系ホツトメルト型接着剤の熱溶融層が形
成される。この接着剤はホツトメルト型であることが特
徴であり、代表的なものとして、ポリイソシアネートと
ポリオールとの縮合重合で製造され、分子中に2個以上
のイソシアネート基を持ち、常温で固体であり、120℃
での粘度が2,000〜70,000cpsのウレタンプレポリマーが
あげられる。この具体例としては、ポリイソシアネート
とポリオールとの縮合重合で製造され、0.25〜15%のイ
ソシアネート含有量になつており、1より大きく2より
大きくないイソシアネート指数(イソシアネート当量と
水酸基当量との比)を有するウレタンプレポリマーがあ
げられる。
上記のようなウレタンプレポリマーからなる接着剤は、
ホツトメルト型であるため、接着に際し、加熱溶融した
状態で使用されるのであり、その際、その熱により、ポ
リオレフイン樹脂体の接着面上に形成されたヒドロキシ
炭化水素系重合体の塗膜中の官能基(OH基)とそれ自体
の官能基(NCO基)とが瞬時に反応し、初期接着力を瞬
時に呈するようになる。この初期接着力をさらに向上さ
せるためには、上記のようなウレタンプレポリマーに、
このウレタンレプポリマーと相溶はするが反応しない熱
可塑性樹脂を混合し、全体が常温で固体状を呈し、120
℃での粘度が3,000〜70,000cpsになつている2成分系の
湿気硬化性ウレタン系ホツトメルト型接着剤を使用する
ことが好ましい。
上記ウレタンプレポリマーの原料となるポリイソシアネ
ートとしては、ブチ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、トルエンジイソシアネート、シ
クロペンチレンジイソシアネート、シクロヘキシレン−
1,4−ジイソシアネート、シクロヘキシレン−1,2−ジイ
ソシアネート、4,4′−ジフエニルメタンジイソシアネ
ート、2、2−ジフエニルプロパン−4,4′−ジイソシ
アネート、p−フエニレンジイソシアネート、m−フエ
ニレンジイソシアネート、キシリレン−ジイソシアネー
ト、1,4−ナフチレンジイソシアネート、1,5−ナフチレ
ンジイソシアネート、ジフエニル−4,4′−ジイソシア
ネート、アゾベンゼン−4,4′−ジイソシアネート、ジ
フエニルスルホン−4,4′−ジイソシアネート、ジクロ
ロヘキサメチレン−ジイソシアネート、フルフリデン−
ジイソシアネート、1−クロロベンゼン、−2,4−ジイ
ソシアネート、4,4′,4″−トリイソシアネート−トリ
フエニルメタン、1,3,5−トリイソシアネートベンゼ
ン、2,4,5−トリイソシアネートトルエン、4,4′−ジメ
チルジフエニルメタン−2,2′,5,5′−テトライソシア
ネート等があげられ、単独でもしくは併せて用いられ
る。
またポリオールとしては、ポリエチレングリコール,ポ
リプロピレングリコール,テトラメチレングリコール,
ポリブタジエンジオールなどの、分子中に少なくとも2
個の水酸基を有する置換されたまたは無置換のポリアル
キレンエーテルグリコール,ポリヒドロキシポリアルキ
レンエーテル,ポリヒドロキシポリエステルポリオール
のエチレンオキサイドまたはプロピレンオキサイド付加
物、およびグリコールのモノ置換エステル,ポリヒドロ
キシポリオールがあげられ、単独でもしくは併せて用い
られる。最も好ましい水酸基含有化合物は、適当な粘度
と融点を与える分子量と結晶性を持つ高い分子量のジオ
ールまたはトリオールである。
初期接着力を向上させるために前記ウレタンプレポリマ
ーと混合使用される熱可塑性樹脂は、ウレタンプレポリ
マーと相溶するが反応しないものであり、例えば、活性
水素を持たないエチレン系不飽和単量体の低分子量重合
体があげられる。上記エチレン系不飽和単量体として
は、アクリル酸のC1〜C12のエステル,メタクリル酸のC
1〜C12のエステル,ビニルエステル,ビニルエーテル,
フマレート,マレート,スチレン,アクリロニトリル,
エチレン,ブタジエン,イソプレンがあげられ、これら
が単独でもしくは併せて用いられ重合体化される。この
場合、全体の固有粘度が0.1〜0.4程度になるまで重合さ
れる。このように固有粘度が0.1〜0.4までになるように
重合制御されたものは、上記ウレタンプレポリマーと混
合すると、可塑剤または粘着性付与剤なしに、ウレタン
樹脂の熱安定性の上限温度である120℃で、3,000〜50,0
00cpsの粘℃を2成分系湿気硬化性ウレタン系ホツトメ
ルト型接着剤に与えるため、接着剤が塗布しやすくなる
うえ、初期接着力の向上効果が得られ、かつ長期に渡る
接着性能、なかでも耐熱性能の向上効果が得られる。そ
して、このように接着剤を2成分系にすることにより、
ポリオレフイン樹脂体と接着する被着体の対象をポリ塩
化ビニル,ポリエステル,アルミニウムまで拡張するこ
とができる。
なお、上記湿気硬化性ウレタン系ホツトメルト型接着剤
とヒドロキシ炭化水素系重合体とは、使用に際して、そ
のNCO基とOH基との当量比が、NCO/OH=0.8〜25,000にな
るように相互に使用割合が設定される。好適な(NCO)
/(OH)当量比は1〜5,000である。当量比が上記の範
囲を外れると、この発明の効果が殆ど得られなくなる。
この発明は、上記の成分原料を用い、つぎのようにし
て、ポリオレフイン樹脂体を接着する。すなわち、上記
接着に先立つてポリオレフイン樹脂体の接着面にヒドロ
キシ炭化水素系重合体の有機溶剤溶液を塗布し、乾燥さ
せる。上記溶液には、場合によつて、上記の触媒が含有
されるが、これが含有された場合であつても触媒とヒド
ロキシ炭化水素系重合体との混合物は極めて安定である
ため、塗布,乾燥後いつまで放置しても接着性能に対し
ては影響がない。したがつて、極めて使用し易い。その
上、上記混合物の有機溶剤溶液は、ポツトライフがな
く、濃度管理さえしておけば、いつまでも使用可能であ
り、ポツトライフや湿気硬化性のあるプライマーを使用
する場合と比較して管理が極めて容易になり、接着不良
の生ずる確率も少ない。また、プライマー液の変質によ
る廃棄といつたロスも少なくなり、極めて経済的であ
る。そして、上記のような有機溶剤溶液のポリオレフイ
ン樹脂体接着面に対する塗布方法には、浸漬法,スプレ
ー法,刷毛塗り法等の通常の塗布方法が適宜選択使用さ
れる。この場合の塗布量は、通常、固形分換算で0.02g/
m2〜25g/m2であり、好適には0.5g/m2〜5g/m2である。塗
布量が0.02g/m2を下回ると接着力が小さくなり、逆に、
25g/m2を上回ると耐熱接着性能が乏しくなるという現象
がみられるからである。このようにして、プライマー処
理されたポリオレフイン樹脂体の接着面に湿気硬化性ウ
レタン系ホツトメルト型接着剤の熱溶融物(120〜140
℃)を塗布し、その塗布面上に被着体の接着面を重ね、
瞬時加圧することにより接着することが行われる。この
場合、接着は瞬時に完了するため、従来のような圧締具
等が不要になる。なお、被着体がポリオレフイン樹脂か
らなる成形品等である場合には、双方の接着面に上記ヒ
ドロキシ炭化水素系重合体の溶媒溶液を塗布し乾燥する
ことによつて塗膜を形成し、いずれか一方の接着面に上
記湿気硬化性ウレタン系ホツトメルト型接着剤の熱溶融
物を塗布し、両者を重ね合わせ瞬時加圧することによ
り、接着することが行われる。また、ポリオレフイン樹
脂体の接着面にヒドロキシ炭化水素系重合体の溶媒溶液
を塗布し、乾燥させて塗膜を形成させ、被着体の接着面
に湿気硬化性ウレタン系ホツトメルト型接着剤の熱溶融
物を塗布し、これが溶融状態を保つている間に両者を重
ね合わせ瞬時加圧することにより瞬時に接着を完了させ
るということも行われる。
このように、この発明によれば、高い初期接着力が得ら
れるのみならず、接着操作が極めて容易であり、また、
圧締具等の治具が不要になる。しかも、接着部が100℃
以上の耐熱性を確保でき、困難を伴うポリオレフイン樹
脂体の接着を従来のような弊害を無くし、確実に行うこ
とができる。特に、この発明の方法を自動車のドアパネ
ルの内部側にプラスチツクシート,繊維構造物を貼着す
る場合に応用すると優れた経済的効果が得られるように
なる。すなわち、自動車のドアパネルは、従来、ポリプ
ロピレンを台板とし、これに第1の接着剤を塗布してウ
レタンフオーム成形シートを貼着し、さらに第2の接着
剤を用い上記ウレタンフオーム成形シートの上に最外皮
となるプラスチツクシートまたは繊維構造物を貼着して
いる。ところが、このドアパネルのポリプロピレン台板
に、この発明におけるヒドロキシ炭化水素系重合体の塗
膜を先に述べた方法で形成し、その塗膜上に、この発明
における湿気硬化性ウレタン系ホツトメルト型接着剤の
熱溶融物を公知の泡立て機等で泡立てた状態で塗布し、
直ちに最外皮となるプラスチツクシート等を重ね瞬時加
圧すると、瞬時に接着し目的の状態になる。したがつ
て、この方法によれば、従来例における接着工程を一工
程省くことができるうえ、従来のウレタンフオーム成形
シートの作用を、泡立つた状態で硬化している接着剤層
が受持つため、ウレタンフオーム成形シートを省くこと
ができ、経済的に極めて大きな効果が得られるようにな
る。
〔発明の効果〕
以上にように、この発明は、接着対象となるポリオレフ
イン樹脂体の接着面に対し、特殊なヒドロキシ炭化水素
系重合体の塗膜を形成し、この塗膜の上に湿気硬化性ウ
レタン系ホツトメルト型接着剤の熱溶融層を形成し、そ
の状態でポリオレフイン樹脂体の接着面と被着体の接着
面を接合するため両接着面が瞬時に接着する。したがつ
て、従来のように初期接着力が発現するまで圧締具等で
圧締するというような操作は不要になり、接着操作が極
めて簡単になる。また、上記接着部が極めて耐熱性に富
むようになるため、耐熱性を要求される部分に使用され
るポリオレフイン樹脂体の接着にも充分適応できるよう
になる。しかも、上記接着強度は、極めて大きく、か
つ、長期にわたつて優れた接着状態を保持しうるため、
接着部の信頼性が極めて向上する。このような効果が得
られるのはつぎのような理由によると考えられる。すな
わち、プライマーとして、接着対象のポリオレフイン
樹脂体と化学構造が近似しかつ官能基(OH基)を有する
ヒドロキシ炭化水素系重合体を使用し、接着剤として上
記官能基と反応するNCO基をもつ湿気硬化性ウレタン系
接着剤を使用すること、上記湿気硬化性ウレタン系接
着剤がホツトメルト型であり、溶融状態で上記プライマ
ー塗膜と接触するため室温硬化では考えられない程の早
い速度と反応密度で硬化することによる、と考えられ
る。したがつて、この発明は、従来確実な接着が殆ど不
可能視されていたポリオレフイン樹脂体を瞬時に接着す
ることができるのである。特に、上記湿気硬化性ウレタ
ン系ホツトメルト型接着剤として、その接着剤成分であ
るウレタンプレポリマーと相溶性がよいエチレン系単量
体の重合体、例えば、熱可塑性飽和ポリエステル,活性
水素を持たないかもしくは二重結合を消去してあるロジ
ン誘導体,テルペンフエノール共重合体またはその水添
物を単独,併用でウレタンプレポリマーと混合した2成
分系のものを使用すると、より大きな初期接着力等が得
られるようになる。
つぎに、実施例について比較例と併せて説明する。
まず、実施例に先立つて、5種類のプライマー溶液をつ
ぎのようにして準備するとともに、1種類の湿気硬化性
ウレタン系ホツトメルト型接着剤を準備した。
〔プライマー溶液の調製〕
プライマー溶液1(本発明に係るもの):市販の室温で
固体のポリヒドロキシ炭化水素系重合体(ポリテールH,
三菱化成工業社製)60gおよびトリクレン1,000gをフラ
スコに取り攪拌しながら、0.6gのジブチルチンジラウレ
ートを加え室温で30分間攪拌し完全に溶解してヒドロキ
シ炭化水素系重合体溶液を得た。
プライマー溶液2(本発明外のもの):塩素化ポリプロ
ピレンのトリクレン溶液(濃度6%)。プライマー溶液
3(本発明外のもの):1,3,5−オキサジアジン−2,4,6
−トリオン環を有するイソシアネートとポリヒドロキシ
ポリオレフインとの付加体を特開昭59-124937号公報の
参考例1,4に従つて作成し、これの10.7gをトルエン109g
に溶解しプライマー溶液を得た。
プライマー溶液4(本発明外のもの):水素添加率100
%の水酸基末端ポリブタジエングリコール(分子量3,00
0)10重量部(以下「部」と略す)、MD14部、トルエン1
90部との付加体を特開昭62-95326の実施例に従つてつく
り、これをプライマー溶液とした。
プライマー溶液5(本発明外のもの):ポリオレフイン
ポリオール(ポリテールH)100部とトリクロロイソシ
アヌル酸30部とを1,900部のトルエンに溶解して反応さ
せ、この反応生成物のトルエン溶液をプライマー溶液と
した。湿気硬化性ウレタン系ホツトメルト型接着剤1の
調整〕 1,000ccの反応器に、ガス導入管,後添加するための
管,温度計,攪拌機および加熱・冷却用設備を備えつけ
た。他方、下記の11種類の原料を準備した。
No.1:ポリプロピレングリコール (分子量 1000) 275.8g No.2:1,6−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール
アジペート(分子量 3000) 88.9g No.3:1,6−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール
アジペート(分子量 1000) 29.3g No.4:ブチルメタクリレート 17.8g No.5:ブチルメタクリレート 94.1g No.6:メチルメタクリレート 9.4g No.7:メチルメタクリレート 53.6g No.8:ドデシルメルカプタン 0.68g No.9:ベンゾイルペルオキシド 1.70g No.10:ベンゾイルペルオキシド 0.60g No.11:メチレンビスフエニルジイソシアネート 131.1g つぎに、上記反応器を乾燥窒素ガスで満たし、上記No.
1,2,3,4,6,8,9の各原料を反応器に添加した。反応の間
中乾燥窒素ガスをゆつくり反応器内液状体の液面下に導
入し泡立つ状態で流し続け、かつ反応器の内部温度を80
℃にした。そして、80℃で30分攪拌し、続いて上記No.
5,7の原料を1時間に渡つて一様に添加し、さらに3時
間に渡つて80℃に維持して反応を行わせた。その後、上
記No.10の原料を添加し、反応を80℃でさらに2時間継
続した後、上記No.11の原料を添加した。ついで、この
温度を100℃に高め3時間維持した。この時点で120mmHg
〜130mmHgの減圧状態として20〜30分間反応させ、つい
で攪拌を止め、反応器内を乾燥窒素ガスで加圧して反応
生成物を反応器より熱い状態で取りだした。このように
して得られた湿気硬化性ウレタン系ホツトメルト型接着
剤を接着剤1とする。
この接着剤1の成分組成はつぎの通りであつた。
メタクリレート重合体 25% ウレタンプレポリマー 75% イソシアネート基 1.9% 100℃での粘度 64,000cps 120℃での粘度 25,250cps 室温での状態 固体 テトラヒドロフラン/エタノール (9/1)中での固有粘度 0.18 外観 半透明琥珀色 ウレタンプレポリマーの分子量(計算値) 3315 イソシアネート指数 1.6 つぎに、上記原料を用いつぎのようにして接着を行つ
た。
〔実施例1〕 前記プライマー溶液1の市販のポリプロピレンの厚み1m
mのシートの接着面に刷毛で塗布して、室温で乾燥し
た。塗布量は固形分換算で5g/m2であつた。これに、前
記湿気硬化性ウレタン系ホツトメルト型接着剤を120℃
に溶融した状態でスプレーで塗布し、直ちにポリエステ
ル繊維織物を貼り合わせウエイトロールで瞬時圧締して
接着を完了した。
〔比較例1〕 プライマー溶液1に代えてプライマー溶液2を用いた。
それ以外は実施例1と同様にして接着を行つた。このも
のは、後記の耐熱性能試験において温度を70℃まで昇温
したところですべて剥離し、接着面積は零となつた。
〔比較例2〕 プライマー溶液1に代えてプライマー溶液3を用いた。
それ以外は実施例1と同様にして接着を行つた。このも
のは後記の特性試験において最終接着強度が12kg/inch
(2.54cm)と低く、耐熱性能において加熱(100℃)60
分間後にはすべて剥離した。また、接着性の安定性の試
験での剥離強度はケース1で12kg/inch,ケース2で9kg/
inch,ケース3で4kg/inchであり信頼性に乏しい。
〔比較例3〕 プライマー溶液1に代えてプライマー溶液4を用いた。
それ以外は実施例1と同様にして接着を行つた。このも
のは、後記の特性試験において、初期接着力が2kg/inch
と小さく、最終接着力も7kg/inchと小さかつた。また、
耐熱性能においても100gの分銅を懸けた場合剥離しなか
つた。しかし分銅を500gに変えたところ72時間後には剥
離面積率は80%となり、耐熱性能が不足であつた。ま
た、接着性能安定試験での剥離強度はケース1で7kg/in
ch、ケース2では3kg/inch、ケース3では2kg/inchであ
り、安定性が乏しかつた。
〔比較例4〕 前記湿気硬化性ウレタン系ホツトメルト型接着剤に代え
て、イソプレン−スチレン−イソプレンブロック共重合
体系ホツトメルト接着剤(カネボウエヌエスシー社製,
ベルトメルトMT)を用いた。それ以外は実施例1と同様
にして接着を行つた。但し、上記MT-57の塗布時の温度
は180℃であつた。このものは、後記の耐熱性能試験に
おいて、100℃のオーブンに入れた30分間後に100%剥離
した。
〔比較例5〕 前記湿気硬化製ウレタン系ホツトメルト型接着剤に代え
て、室温で液状の湿気硬化性ウレタン系プレポリマー接
着剤(カネボウ・エヌエスシー社製,KBKRR-12TA)、
(蒸発残分 95%以上)を使用した。それ以外は実施例
1と同様にて接着した。このものは、後記の特性試験に
おいて、初期セツト力および初期接着力が小さく、生産
性、経済性の面で劣つていた。
〔比較例6〕 プライマー溶液1に代えて、プライマー溶液5を用い
た。それ以外は実施例1と同様にして接着した。このも
のは、後記の特性試験において、耐熱性能が剥離面積20
cm2(剥離率80%)と悪く、接着強度もやや小さかつ
た。
以上の実施例1および比較例1〜6をまとめて下記の第
1表に示すと同時に、各接着部の特性試験の結果を同表
に併せて示した。
(初期セツト力測定試験) この試験は塗布接合した直後の接着力を測定する。これ
は試験する接着剤が、ベルトコンベアー方式の生産ライ
ンに適するか否かを測る重要な試験であり、これに適合
することの意味は実際上、経済上実に有意義である。適
合基準は接合した部分が簡単な取り扱いをうけても剥
離、ズレを起こさないことであり、幅25mm,長さ150mmに
切断した上記ポリプロピレン/ポリエステル繊維織物の
接着片をT−型剥離してえた強度が1kg/inch以上ある場
合を経験的に適合するものと判定した。測定機はインス
トロンテスターであり、引つ張り速度を200mm/minとし
た。測定温度は室温20℃とした。
(初期接着力測定試験) この試験は、塗布接合した後、3時間経過後の接着強度
を測定する。これは試験する接着剤が次工程のかなり過
酷な加工工程に耐えるか否かを測る重要な試験である。
適合基準は上記初期セツト力試験と同様にしてT−型剥
離強度を測定して、その強度が2kg/inch以上とした。
(接着力強度試験) この試験は、接着後20℃,65%RHの条件下で試験片を非
圧締下で養生し、上記初期セツト力試験と同様にしてT
−型剥離強度を測定した。この試験は試験する接着剤が
最終的にどのような接着性能をもつているかを知る重要
な試験である。
(接着性能の安定性試験) この試験は、試験する接着剤が接着工程上でどの程度の
安定性を示すかを知るうえで大切な試験である。試験方
法は被着体ポリオレフイン樹脂にプライマー溶液を塗布
した後、すぐ接着剤を塗布する場合(ケース1)、4時
間後に接着剤を塗布する場合(ケース2)、72時間後に
接着剤を塗布する場合(ケース3)の三つ場合に分けて
それぞれ試験片を作り、初期セツト力試験と同様にして
T−型剥離強度を測定した。測定の結果がケース1,2,3
とも変化しない物は安定性が良いとみなし、接着剤とし
て高い信頼性を得る。なお、プライマー溶液を塗布した
後の試験片は20℃,65%RHに所定時間養生した後、接着
剤を塗布した。
(耐熱性性能試験) この試験は、試験する接着剤がどの程度の耐熱性能を持
つかを知る重要な試験である。試験方法は、初期セット
力試験と同様の試験片を作り、織物の片方の端を剥ぎ出
し180°方向に折り曲げ、この織物の端に500gの分銅を
懸ける。この状態で60〜130℃のオーブン内に72時間暴
露した(乗用車の内装材の耐熱性適合基準に準じてい
る。)。適合基準は、72時間後においてポリプロピレン
/織物の接着面積が試験前に比べて減少していないこと
である。
つぎに、湿気硬化性ウレタン系ホツトメルト型接着剤と
して、ウレタンプレポリマーと熱可塑性樹脂からなる2
成分系の湿気硬化性ウレタン系ホツトメルト型接着剤
(接着剤2)を使用した実施例について説明する。
まず、実施例に先立つて2成分系の接着剤2をつぎのよ
うにして調整した。
(接着剤2の調製) 混合装置と加熱装置、真空装置を備えた工業用ミキサー
に下記の原料を下記の割合で仕込んだ。
エチレンオキシドキヤツプドポリプロピレングリコール
(分子量 4000) 80.22部 つぎに、ミキサー内の温度を105℃まで昇温させ、真空
にして脱ガスした。充分脱ガスした後、4,4′−ジフエ
ニルメタンジイソシアネートを68〜72℃に温め溶融液と
したもの19.78部を仕込んだ。この後、ミキサー内の温
度を74〜77℃に上げた。そして、反応生成物中のイソシ
アネートの比率が4.5〜5.5%になるまで、80℃で反応を
続けた。反応終了後、反応生成物(ウレタンプレポリマ
ー)を乾燥窒素ガスで満たされた容器に取り出し、湿気
を断つて保管した。
他方、乾燥窒素ガス供給管,真空脱気管,加熱・攪拌装
置を備えたミキサーに、アルフアーメチルスチレン粘着
性付与樹脂(ハーキユリーズケミカル社製,クリスタレ
ックス3100,軟化点=97〜103℃ B&R式)を44.57部加
え、これを溶融した後、エチレン−酢酸ビニル共重合体
(酢酸ビニル含有率51%,メルトインデツクス3.5)20.
10部,紫外線吸収剤(チヌビン)0.6部,ヒンダードフ
エノール坑酸化剤(イルガノツクス−1010)0.23部を添
加した。そして、内容物が滑らかになるまで150℃で攪
拌混合した。混合が終了した後、窒素ガスを止めて、真
空にして脱ガスした。その後、乾燥窒素ガスをミキサー
内に吹き込みながら、上記で製造したウレタンプレポリ
マー34.5部を添加し、内容物が完全にブレンドされるま
で攪拌した。続いて、真空脱気した後、内容物(接着剤
2)が熱い間にミキサーから取り出し、乾燥窒素を入れ
た容器に詰め密封した。
〔実施例2〜5〕 前記実施例1で用いたプライマー溶液1のジブチルチン
ジラウレートの量を後記の第2表に示すように変えてプ
ライマー溶液をつくり、これを用い、前記実施例1と同
様にして市販ポリプロピレンシート(厚み1mm)の接着
面に塗膜を形成した。これに、上記接着剤2を120℃に
溶融した状態でスプレー塗布し、直ちにポリエステル繊
維織物を貼り合わせウエイトロールで瞬時圧締して接着
した。
このようにして得られた接着体の接着部の特性を第1表
の場合と同様に試験して下記の第2表に併せて示した。
実施例品はいずれも良好な性能を示しているが、第1表
の実施例1と、第2表の実施例3との対比から明らかな
ように、2成分系の接着剤を用いた実施例3は初期接着
力が実施例1よりも優れていることがわかる。
〔実施例6〜9〕 プライマー溶液の塗布量と接着性との関係を調べるた
め、プライマー溶液として、前記ポリテールHを100g,
ジブチルチンジラウレートを5gおよび塩化メチレン1000
gをフラスコに入れ室温で60分間充分に攪拌して新たに
プライマー溶液をつくつた。つぎに、このプライマー溶
液を後記の第3表に示す量だけ塗布した。それ以外は前
記実施例1と同様にして接着を行つた。このようにして
得られた接着体の接着部の特性試験の結果を第3表に併
せて示した。第3表から、プライマー溶液は、その塗布
量が適正な範囲内のときに、最大の効果が得られること
がわかる。
───────────────────────────────────────────────────── 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 C08L 23:02

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ポリオレフイン樹脂体の接着面にヒドロキ
    シ炭化水素系重合体の塗膜を形成する工程と、上記ヒド
    ロキシ炭化水素系重合体の塗膜上に湿気硬化性ウレタン
    系ホツトメルト型接着剤の熱溶融層を形成した状態で上
    記ポリオレフイン樹脂体の接着面と被着体の接着面とを
    接合する工程を備えていることを特徴とするポリオレフ
    イン樹脂体の接着方法。
  2. 【請求項2】ヒドロキシ炭化水素系重合体が、数平均分
    子量500〜20,000,主鎖が飽和または殆ど飽和,分子構造
    中に1個以上のOH基を有し、常温で固体ワツクス状の炭
    化水素系重合体である請求項(1)記載のポリオレフイ
    ン樹脂体の接着方法。
  3. 【請求項3】ヒドロキシ炭化水素系重合体が、OH基とNC
    O基との反応を促進する触媒を含有している請求項
    (1)または(2)記載のポリオレフイン樹脂体の接着
    方法。
  4. 【請求項4】湿気硬化性ウレタン系ホツトメルト型接着
    剤が、分子中に2個以上のNCO基をもち、常温で固体で
    あり、120℃での粘度が2,000〜70,000cpsのウレタンプ
    レポリマーである請求項(1)記載のポリオレフイン樹
    脂体の接着方法。
  5. 【請求項5】湿気硬化性ウレタン系ホツトメルト型接着
    剤が、ウレタンプレポリマーと相溶するが反応しない熱
    可塑性樹脂を含有しており、全体が常温で固体状を呈
    し、120℃での粘度が3,000〜70,000cpsになつている請
    求項(4)記載のポリオレフイン樹脂体の接着方法。
  6. 【請求項6】ヒドロキシ炭化水素系重合体のOH基と、湿
    気硬化性ウレタン系ホツトメルト型接着剤のNCO基の当
    量比がNCO/OH=0.8〜25,000に設定されている請求項
    (1)記載のポリオレフイン樹脂体の接着方法。
  7. 【請求項7】ポリオレフイン樹脂体の接着面と被着体の
    接着面との接合が、湿気硬化性ウレタン系ホツトメルト
    型接着剤の熱溶融層により、両接着面の界面温度を強制
    的に40℃以上にした状態で行われる請求項(1)記載の
    ポリオレフイン樹脂体の接着方法。
  8. 【請求項8】湿気硬化性ウレタン系ホツトメルト型接着
    剤の熱溶融層が、その接着剤を熱溶融させ泡立てた状態
    で塗布することにより形成されている請求項(1)記載
    のポリオレフイン樹脂体の接着方法。
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