JPH0827454A - 反応型ホットメルト接着剤組成物及びそれを用いたサンドイッチパネルの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 塗布後の固化速度が速く、金属フレームに対
する密着性にも優れ、しかも接着直後から十分な凝集力
を有する湿気硬化型接着剤組成物と該接着剤組成物を用
いたサンドイッチパネルの製造方法を提供すること。 【構成】 ポリオール化合物とイソシアネート化合物か
らなる分子末端にイソシアネート基を有するウレタンプ
レポリマーを主成分とする反応型ホットメルト接着剤組
成物。そのウレタンプレポリマーは下記一般式 （式中、Ｒはイソシアネート化合物の残基、Ａは非結晶
性で分子量１００〜４０００のポリオール化合物の残
基、Ｂは結晶性で分子量５００〜１００００のポリオー
ル化合物の残基を表す。）で表される構造を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は湿気硬化型ホットメルト
接着剤組成物に関し、特に塗工性及び接着直後の凝集力
に優れ、硬化後には十分な接着特性を有する湿気硬化型
ホットメルト接着剤組成物並びにそれを用いたサンドイ
ッチパネルの製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】湿気硬化性の反応性ホットメルト接着剤
はすでに知られており、さらに複合パネルの製造に際し
て湿気硬化性反応性ホットメルト接着剤を使用すること
もすでに公知である。特にハニカムサンドイッチ構造パ
ネルの接着に常温で非粘着性の反応性ホットメルト接着
剤を使用する方法は特開平２−２５８２４３号公報に開
示されている。

【０００３】しかしながら、該公報において開示された
接着剤においては以下のような欠点がある。

【０００４】１）製造例１として示された組成の湿気硬
化型ホットメルト接着剤は、アジピン酸と１，４−ブタ
ンジオールとを主成分とするポリエステルポリオール
と、ジフェニルメタンジイソシアネートを反応させて得
られるウレタンプレポリマーを主成分とするものであ
る。このようにして得られたウレタンプレポリマーは結
晶性を有しており、従って、該ウレタンプレポリマーか
らなるホットメルト接着剤は、その結晶化により粘着性
が消失するためその初期凝集力も十分である。

【０００５】ところが、この接着剤をサンドイッチパネ
ルを構成する金属製のフレーム材等に塗布した場合、結
晶化による急激な濡れ性の低下や非粘着化によりフレー
ムに対する初期密着性が低くなる。そのためこの塗工物
が一連のラインを移動する際の振動や摩擦により接着剤
層がそのフレームから剥がれてしまうことが問題となっ
ている。

【０００６】２）上記公報の製造例２として示された湿
気硬化型ホットメルト接着剤は、ポリエチレン−プロピ
レンエーテルジオール、水添ポリブタンジオールとジフ
ェニルメタンジイソシアネートを反応させてウレタンプ
レポリマーを得、これをポリスチレン系の石油樹脂（融
点１２０℃）と配合して得られるものである。

【０００７】このようにして得られたホットメルト接着
剤は比較的短時間で粘着性が消失するものの、低温での
流動性が悪く、サンドイッチパネルを作製する際の熱プ
レスの温度が７０℃を下回ると熱活性が低下して接着強
度が低下する。

【０００８】またこの接着剤の初期凝集力は雰囲気温度
により著しく変化し、特に夏場など３０℃以上の雰囲気
下では接着後のパネルの一部に剥がれや浮きが生じる等
の問題点がある。

【０００９】ところで、結晶化の速度が非常に速い、即
ち粘着性の消失が非常に速いものとしては、特開平２−
８８６８６号公報にメチレン鎖の長いグリコールあるい
はジカルボン酸を用いた結晶性ポリエステルをベースと
するものが開示されているが、ここに開示の接着剤も結
晶化速度、即ち粘着性消失速度が速いものは金属製フレ
ームに対する初期密着性が悪い。

【００１０】また、結晶性を有さないウレタンプレポリ
マーからなる湿気硬化型ホットメルト接着剤は特開平４
−２８７８３号公報、特開平３−２１７４５３号公報、
特開平３−２０７７８２号公報等に記載されている。し
かし、これらの接着剤は粘着性を有するため、接着剤を
塗工した部材を反転し、その裏面に接着剤を塗工すると
き、搬送ラインに接着剤が付着しトラブルを起こす場合
がある。また、これらの初期凝集力の温度変化が著しく
大きいため、やはり夏場など浮きや剥がれを起こすおそ
れがある。

【００１１】また、上記技術の組み合せ、即ち結晶性を
有するプレポリマーと非晶質プレポリマーをブレンドし
たり、あるいは各ポリオールをブレンドしたものをプレ
ポリマー化する手段も検討されている。しかし、このよ
うにして得られた接着剤では、塗工後の固化速度が遅く
なったり初期凝集力が不十分であったりし、また、固化
速度を調整すると金属フレームに対する塗工性が悪くな
る等上記課題を繰り返すだけであった。

【００１２】このように従来の接着剤では、塗工した直
後の金属に対する塗工性（初期密着性）と固化速度及び
接着直後の初期凝集力のいずれをも同時に満足するもの
は無かった。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記課題に鑑
みてなされたものであり、塗布後の固化速度が速く、金
属フレームに対する密着性にも優れ、しかも接着直後か
ら十分な凝集力を有する湿気硬化型接着剤組成物と該接
着剤組成物を用いたサンドイッチパネルの製造方法を提
供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明者は、前記従来技
術の課題を解決するべくウレタンプレポリマーの構造に
着目した結果、非晶質部と結晶部のブロック型構造を有
する新規ウレタンプレポリマーを用いた接着剤組成物が
上記課題を解決しうる事を見いだし本発明をなすに至っ
た。

【００１５】即ち、本発明の接着剤組成物は、ポリオー
ル化合物とイソシアネート化合物からなる分子末端にイ
ソシアネート基を有するウレタンプレポリマーを主成分
とする反応型ホットメルト接着剤組成物であり、該ウレ
タンプレポリマーが下記一般式

【００１６】

【化２】

【００１７】（式中、Ｒはイソシアネート化合物の残
基、Ａは非結晶性で分子量１００〜４０００のポリオー
ル化合物の残基、Ｂは結晶性で分子量５００〜１０００
０のポリオール化合物の残基を表す。）で表される構造
を有する事を特徴とする。

【００１８】また、本発明のサンドイッチパネルの製造
方法は、芯材及び少なくとも２枚の表面板及び金属製部
品から構成されるサンドイッチ構造を有するパネルの製
造に際し、請求項１記載の接着剤組成物を用い６０〜１
００℃の加熱プレスにより接着することを特徴とする。

【００１９】本発明に用いられる結晶性を有するポリオ
ール化合物としては、ポリウレタンの製造に通常用いら
れている従来より公知のポリオールを使用することがで
きる。このようなポリオールの例としてはポリエステル
ポリオール、ポリカーポネートポリオール等が挙げられ
る。

【００２０】より具体的には、上記ポリエステルポリオ
ールとしては、例えば琥珀酸、グルタル酸、アジピン
酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン
酸、デカメチレンジカルボン酸、ドデカメチレンジカル
ボン酸等のジカルボン酸等の多価カルボン酸と、例えば
エチレングリコール、プロピレングリコール、１，３−
ポロパンジオール、１，４−ブタンジオール、ネオペン
チルグリコール、１，５−ペンタンジオール、１，６−
ヘキサンジオール、ジエチレングリコール、シクロヘキ
サンジオール等のポリオールとの反応により得られる常
温で結晶性の固形のポリエステルポリオールや、又それ
以外にε−カプロラクタムを開環重合して得られるポリ
−ε−カプロラクトンポリオール等が挙げられる。

【００２１】結晶性を有するポリオール化合物の分子量
は５００〜１００００であり、特に１０００〜７０００
が好ましい。該結晶性を有するポリオール化合物の分子
量が５００を下回る場合には、微結晶性あるいはほとん
ど非晶質を示す様になり、その為塗布直後の凝集力が低
下し、固化速度が遅くなるだけでなく、湿気硬化以前の
初期接着強度も不十分になる恐れがある。また１０００
０を超える場合には、分子量が大きく、非常に高粘度と
なる為、塗布時に糸引きを生じたり、非常に作業性が悪
くなる。

【００２２】また本発明に用いられる非結晶性のポリオ
ール化合物の例としては、ポリエステルポリオール、ポ
リエーテルポリオール、ポリアルキレンポリオール等が
挙げられる。

【００２３】より具体的には、上記ポリエステルポリオ
ールとしては、例えばテレフタル酸、イソフタル酸、
１，５−ナフタル酸、２，６−ナフタル酸、琥珀酸、グ
ルタル酸、アジピン酸等のジカルポン酸等の多価カルボ
ン酸と、例えばエチレングリコール、プロピレングリコ
ール、プロパンジオール、１，２−ブタンジオール、ネ
オペンチルグリコール、ジエチレングリコール、シクロ
ヘキサンジオール等のポリオールとの反応により得られ
る常温で液状のポリエステルポリオール等が挙げられ、
上記ポリエーテル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またはポリテトラ
メチレングリコール等が挙げられ、上記ポリアルキレン
ポリオールとしてはポリブタジエンポリオール、水素化
ポリブタジエンポリオール、水素化ポリイソプレンポリ
オール等が挙げられる。また、上記以外にアビエチン酸
類及びその変性物とそれらと反応しうる官能基、例えば
エポキシ基やアミノ基を有するポリエステルやポリエー
テル等との反応によって得られる分子末端もしくは途中
に分岐してロジン骨格が導入された常温で液状のポリオ
ール等が挙げられる。

【００２４】上記非結晶性のポリオール化合物の分子量
は１００〜４０００であり、特に５００から３０００が
好ましい。該非結晶性を有するポリオール化合物の分子
量が１００を下回る場合には、金属部品への塗工性が悪
くなり、また４０００を超えると高粘度となり、また固
化速度が低下するため上記記載の通り作業性が低下した
り、初期の凝集力の低下の原因となる恐れがある。

【００２５】上述したこれらのポリオール化合物は単独
で用いられても良く、２種以上を混合して用いても良
い。

【００２６】また、本発明に用いられる上記イソシアネ
ート化合物としては、例えば、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、ジフェニルメ
タンジイソシアネート等の液状変性物、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
ロヘキサンフェニルレンジイソシアネート、ナフタレン
−１，５−ジイソシアネート等が挙げられる。これらの
ポリイソシアネートのうち蒸気圧や毒性、扱いやすさの
面からジフェニルメタンジイソシアネートおよびその変
性物が好ましい。

【００２７】本発明の接着剤組成物を製造するには、例
えば、非結晶性ジオール化合物とジイソシアネート化合
物とを反応させてジイソシアネート基を有するウレタン
プレポリマーＵ１を得、これに結晶性を有する１種また
は２種以上のポリエステルジオール等の結晶性ジオール
化合物を反応させて末端イソシアネート基を有するウレ
タンプレポリマーＵ２を得ることができる。

【００２８】ここで、まず非晶性ジオール化合物とジイ
ソシアネート化合物とからイソシアネート基をウレタン
プレポリマーＵ１を得る反応におけるＮＣＯ／ＯＨ比は
１．２〜３．０、好ましくは１．５〜２．５である。Ｎ
ＣＯ／ＯＨ比が１．２より小さい場合はプリポリマーの
分子量が大きくなりすぎ、また３．０より大きくなると
プレポリマー中のジイソシアネートモノマーの残存量が
多くなり好ましくない。

【００２９】また、ウレタンプレポリマーＵ１に結晶性
ジオール化合物を反応させる際はＮＣＯ／ＯＨ比が２〜
２０、さらに好ましくは２．２〜１０である。ＮＣＯ／
ＯＨ比が２より小さくなると、ウレタンプレポリマーＵ
２の分子量が大きくなりすぎて溶融粘度が非常に高くな
るため好ましくなく、２０より大きくなるとＡ−Ｂ−Ａ
型のプレポリマー含有量が少なくなるため好ましくな
い。

【００３０】本発明における接着剤組成物は、非晶性部
−結晶性部のブロック型構造を有するウレタンプレポリ
マーを主成分とするが、所望によりさらに他ウレタンプ
レポリマーや、熱可塑性エラストマー、粘着付与樹脂、
可塑剤、触媒、充填剤、染料、顔料等が加えられてもよ
い。

【００３１】次に、本発明のサンドイッチパネルの製造
方法を説明する。

【００３２】サンドイッチパネルは、芯材の周囲に金属
製部品であるフレームを配設し、芯材と表面板、および
／または表面板とフレームとを上記本発明の接着剤組成
物を用いて接着して構成されている。

【００３３】上記芯材としては通常紙あるいはアルミニ
ウム製のハニカムコア材が用いられ、フレームを形成す
る金属としてはアルミニウム、ステンレス、亜鉛鋼板、
各種合金等が用いられる。表面板としてはプラスチック
板、塗装金属板等が用いられる。

【００３４】上記各部材の接着のための加熱プレスは公
知の方法で行うことができ、その際の温度は６０〜１０
０℃である。プレス温度が１００℃を超えると、各部
材、特にプラスチック製表面板が変形するおそれがあ
り、６０℃未満であると接着強度が低下するおそれがあ
る。

【００３５】

【実施例】以下、実施例及び比較例を説明することによ
り、本発明を具体的に説明する。

【００３６】尚、本発明は以下の実施例のみに限定され
るものではない。

【００３７】（実施例１）ＰＰＧ（三洋化成工業（株）
社製 ＰＰ−１０００：Ｍｗ１０００、水酸基価１１
２）３００ｇを１１０℃にて１時間減圧脱水した後８０
℃に温調し、ジフェニルメタンジイソシアネート２００
ｇを添加し（ＮＣＯ／ＯＨ＝２．３）、窒素雰囲気下で
２時間反応させた。さらにセバシン酸と１，６−ヘキサ
ンジオールとを反応させて得られたポリエステルポリオ
ール（Ｍｗ３５００、水酸基価２７）５００ｇ（ＮＣＯ
／ＯＨ＝２．８）を反応系に添加し、１００℃に昇温し
ながら１時間反応させて常温で結晶性の湿気硬化型接着
剤組成物を得た。

【００３８】（実施例２）ロジン骨格を有するポリエス
テルポリオール（荒川化学工業（株）社製 ＫＥ−６１
５：Ｍｎ２０００、水酸基価５６）５００ｇを１１０℃
にて１時間減圧脱水した後８０℃に温調し、ジフェニル
メタンジイソシアネート２００ｇ（ＮＣＯ／ＯＨ＝２．
８）を添加し、窒素雰囲気下で２時間反応させた。さら
に１，６−ヘキサンアジペート（日本ポリウレタン工業
（株）社製 Ａ−４４６：Ｍｗ５０００、水酸基価２
５）５００ｇ（ＮＣＯ／ＯＨ＝６．２）と芳香族系オイ
ル（日本石油化学（株）社製 ハイゾールＳＡＳ−Ｌ
Ｈ）１００ｇを反応系に添加し、１００℃に昇温しなが
ら１時間反応させて常温で結晶性の湿気硬化型接着剤組
成物を得た。

【００３９】（実施例３）ＰＰＧ（三洋化成工業（株）
社製 ＰＰ−１０００：Ｍｗ１０００、水酸基価１１
２）１００ｇとポリブタジエンポリオール（日本曹達
（株）社製 Ｇ−１０００：Ｍｗ１０００、水酸基価１
１０）１００ｇを１１０℃にて１時間減圧脱水した後８
０℃に温調し、ジフェニルメタンジイソシアネート１２
５ｇを添加し（ＮＣＯ／ＯＨ＝２．２）、窒素雰囲気下
で２時間反応させた。さらにセバシン酸と１，６−ヘキ
サンジオールとを反応させて得られたポリエステルポリ
オール（Ｍｗ３５００、水酸基価２７）２５０ｇ（ＮＣ
Ｏ／ＯＨ＝９．０）を反応系に添加し、１００℃に昇温
しながら１時間反応させて常温で結晶性の湿気硬化型接
着剤組成物を得た。

【００４０】（比較例１）ＰＰＧ（三洋化成工業（株）
社製 ＰＰ−１０００：Ｍｗ１０００、水酸基価１１
２）３００ｇとセバシン酸と１，６−ヘキサンジオール
とを反応させて得られたポリエステルポリオール（Ｍｗ
３５００、水酸基価２７）５００ｇを１１０℃にて１時
間減圧脱水した後９０℃に温調し、ジフェニルメタンジ
イソシアネート２００ｇを添加し、窒素雰囲気下で２時
間反応させて常温で結晶性の湿気硬化型接着剤組成物を
得た。

【００４１】（比較例２）アジピン酸と１，６−ヘキサ
ンジオールとを反応させて得られたポリエステルポリオ
ール（Ｍｗ３５００、水酸基価２５）５００ｇを添加し
１１０℃にて１時間減圧脱水した後９０℃に温調し、ジ
フェニルメタンジイソシアネート２００ｇを添加し、窒
素雰囲気下で２時間反応させて常温で結晶性の湿気硬化
型接着剤組成物を得た。

【００４２】（比較例３）サンドイッチパネル製造に使
用されている、常温で非晶性の湿気硬化型ホットメルト
接着剤エスダイン＃９６０５（積水化学社製）を用い
た。

【００４３】上記のようにして得られた実施例１〜２並
びに比較例１〜２の各湿気硬化型接着剤組成物の性能評
価を次のようにして行った。

【００４４】 固化時間 接着剤組成物をロールコーターを用い１２０℃にて亜鉛
鋼板に塗布し（塗布量１００ｇ／ｍ²）、指触にてタッ
クフリーになった時間を固化時間とした。

【００４５】 初期対金属密着性 上記のようにして亜鉛鋼板に接着剤を塗布し、１分後に
図１に示す様に、接着剤層２が下側となるようにその亜
鉛鋼板１をアルミロール３上を移動させ、亜鉛鋼板一表
面から接着剤層２の何パーセントが剥がれるかを測定し
初期鋼板密着性を評価した。接着剤層に作用する荷重は
２００ｇ／ｃｍ²とし、搬送速度は４０ｍ／ｍｉｎとし
た。

【００４６】 接着サンプルの作製 ペーパーロールコア（縦７５ｍｍ×横７５ｍｍ×厚み４
０ｍｍ）に、上記ロールコーターにて接着剤組成物を塗
布し（塗布量１００ｇ／ｍ²）、その両面に亜鉛鋼板
（縦７５ｍｍ×横７５ｍｍ×厚み３ｍｍ）を重ね合わせ
た後、８０℃、０．５ｋｇ／ｍ²で９０秒間熱プレス
し、続けて２０℃、０．５ｋｇ／ｍ²で９０秒間熱プレ
スし接着サンプルを得た。

【００４７】 初期凝集力 上記で得られた接着サンプルを用いて、直ちに接着面
に対して垂直方向に４００ｇ〜２ｋｇ荷重のクリープ試
験を行い、落下した荷重を初期凝集力とした。

【００４８】 接着強度 上記で得られた接着サンプルを用いて、２０℃、相対
湿度６５％の雰囲気にて２４時間養生した後、接着面に
対して垂直方向にオートグラフにて５０ｍｍ／ｍｉｎの
引張速度で引張強度を２０℃にて測定した。

【００４９】上記にて評価した結果を表１に示す。

【００５０】

【表１】

【００５１】

【発明の効果】本発明によれば、塗布後の固化速度が早
く、しかも初期凝集力及び鋼板に対する初期密着性に優
れる接着剤組成物が得られる。従って、本発明の接着剤
組成物を用いた場合、塗工物がラインを移動する際の振
動や摩擦により接着剤層が剥がれることもなく、また接
着剤が搬送ラインに付着してトラブルを起こすおそれも
ない。さらに、本発明の接着剤組成物の初期凝集力の温
度変化が比較的小さいため、夏場などで浮きや剥がれを
起こすおそれもない。このように、本発明の接着剤組成
物を用いることにより、特にサンドイッチパネルの製造
工程等で扱いやすく作業性を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】初期対金属密着性試験を説明する概略図であ
る。

【符号の説明】

１ 亜鉛鋼板 ２ 接着剤層 ３ アルミロール

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ポリオール化合物とイソシアネート化合
   物からなる分子末端にイソシアネート基を有するウレタ
   ンプレポリマーを主成分とする反応型ホットメルト接着
   剤組成物であり、該ウレタンプレポリマーが下記一般式 【化１】 （式中、Ｒはイソシアネート化合物の残基、Ａは非結晶
   性で分子量１００〜４０００のポリオール化合物の残
   基、Ｂは結晶性で分子量５００〜１００００のポリオー
   ル化合物の残基を表す。）で表される構造を有すること
   を特徴とする反応型ホットメルト接着剤組成物。
2. 【請求項２】 芯材及び少なくとも２枚の表面板及び金
   属製部品から構成されるサンドイッチ構造を有するパネ
   ルの製造に際し、請求項１記載の接着剤組成物を用い６
   ０〜１００℃の加熱プレスにより接着することを特徴と
   するサンドイッチパネルの製造方法。