JPH10102031A - 接着用ポリウレタン樹脂の製造方法 - Google Patents

接着用ポリウレタン樹脂の製造方法

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JPH10102031A
JPH10102031A JP8258552A JP25855296A JPH10102031A JP H10102031 A JPH10102031 A JP H10102031A JP 8258552 A JP8258552 A JP 8258552A JP 25855296 A JP25855296 A JP 25855296A JP H10102031 A JPH10102031 A JP H10102031A
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JP
Japan
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polyol
weight
average molecular
molecular weight
polyurethane resin
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Application number
JP8258552A
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English (en)
Inventor
Kojiro Tanaka
浩二郎 田中
Masahiko Takahashi
正比古 高橋
Eiji Nakai
映二 中井
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DIC Corp
Original Assignee
Dainippon Ink and Chemicals Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】塗布後長時間の貼り合わせ可能時間を有し、か
つ貼り合わせ可能時間の接着力の立ち上がり性が良好な
一液型接着剤用樹脂の製造方法を提供する 【解決手段】重量平均分子量が1000以下であるポリ
オール(A)と重量平均分子量が1000以上であるポ
リオール(B)と2,4−ジフェニルメタンジイソシア
ネートを必須成分として含有してなるポリイソシアネ−
ト(C)とを含んでなる接着用ポリウレタン樹脂の製造
方法に関する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、接着用ポリウレタ
ン樹脂の製造方法に関するものであり、さらに詳しくは
無溶剤若しくはハイソリッドタイプ(有効成分80%以
上)であり、約20℃×65%RH条件下において、塗
布後1時間以上の貼り合わせ可能時間を有しかつ貼り合
わせ可能時間中の接着力の立ち上がり性に優れる接着用
1液反応型ポリウレタン樹脂の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】建材用の接着、特に床に軟質ポリ塩化ビ
ニル(以下PVCという)装飾シート、ホミジニアスタ
イル、木質ボード、人工芝などを施工する際の接着、ま
たは壁に陶磁器タイルを貼るタイル用の接着の場合、従
来酢酸ビニル系(水系、溶剤系)、SBRラテックス
(水系)等の1液型接着剤が使用されてきた。
【0003】この場合耐久性、特に耐水性を要する場面
では、主に2液反応型エポキシ系接着剤が使用されてい
る。最近では、2液反応型エポキシ系接着剤の代替品と
して、配合の手間などの作業の効率化、衛生的観点、被
着体の汎用性の点から、OH成分として高分子量のポリ
オールと鎖伸長剤として低分子量のポリブタジエンポリ
オール等の活性水素化合物、4,4'−ジフェニルメタ
ンジイソシアネート等のNCO成分とを反応させた末端
イソシアネート基を有するウレタンプレポリマーからな
る1液反応型ポリウレタン系接着剤が使用され始めてい
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
1液型接着剤において、酢酸ビニル系(水系、溶剤系)
やSBRラテックス(水系)は、耐久性、特に耐水性に
乏しく、2液反応型エポキシ系接着剤は2液型であるた
め、施工前の配合の手間や硬化剤として用いるアミンの
かぶれの恐れを有していた。
【0005】また上記の1液反応型ポリウレタン系接着
剤において、貼り合わせ可能時間中の基材抑え込み性、
接着性の点においてよくすると作業性確保の点から多量
の溶剤が必須となり、危険性を有するといった欠点を有
する。また無溶剤若しくはハイソリッドタイプは危険性
が少なく、作業性、接着性の点において良好であるもの
の、貼り合わせ可能時間中の接着力の立ち上がり性に劣
るといった欠点を有していた。
【0006】本発明は、無溶剤若しくはハイソリッドタ
イプ(有効成分80%以上)であり、かつ貼り合わせ可
能時間が長く、貼り合わせ可能時間中の接着力の立ち上
がり性に優れる1液反応型接着用ポリウレタン樹脂の製
造方法を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記実状
に鑑みて鋭意検討したところ、重量平均分子量が100
0以下であるポリオール(A)と重量平均分子量が10
00以上であるポリオール(B)と2,4−ジフェニル
メタンジイソシアネートを必須成分として含有してなる
ポリイソシアネート(C)を反応させて得られる1液反
応型ポリウレタン系樹脂は、作業工程に見合った貼り合
わせ可能時間の長さを有し、かつ貼り合わせ可能時間中
における接着力の立ち上がり性に優れる無溶剤液状タイ
プ若しくはハイソリッド液状タイプの接着剤を供給可能
であることを見い出し本発明を完成させるに至った。
【0008】すなわち本発明は重量平均分子量が100
0以下、好ましくは400以下のポリオール(A)と重
量平均分子量が1000以上のポリオール(B)と2,
4−ジフェニルメタンジイソシアネートを必須成分とし
て含有してなるポリイソシアネート(C)とを反応させ
ることを特徴とする接着用ポリウレタン系樹脂の製造方
法を提供する。
【0009】また好ましくはポリイソシアネート(C)
中の2,4−ジフェニルメタンジイソシアネートの重量
割合が、5%以上であり、好ましくはポリイソシアネー
トのNCO基の含有量が、ポリウレタン樹脂100重量
部に対して5〜25重量%であり、好ましくはポリウレ
タン樹脂の粘度が、25℃において100,000mP
a・S以下である接着用ポリウレタン系樹脂の製造方法
を提供する。
【0010】
【発明の実施の形態】本発明の重量平均分子量が100
0以下であるポリオール(A)とは、水酸基を末端(片
末端又は両末端)に有するポリオキシアルキレンポリオ
ール、ポリエステルポリオール、若しくは一般的に鎖伸
長剤として用いられる活性水素含有化合物をいい、これ
らのポリオールを単独若しくは併用して用いることがで
きる。
【0011】また、一般的にウレタン樹脂の原料として
用いられるポリブタジエンポリオール、水添ポリブタジ
エンポリオール若しくはポリアクリルポリオール等も用
いることができる。これらの中、貼り合わせ可能時間中
の接着力の立ち上がり性、ポリウレタン樹脂の粘度の点
から重量平均分子量において400以下の液状タイプの
ポリオキシアルキレンポリオール若しくは鎖伸長剤を用
いることが望ましい。
【0012】またその使用量は特に制限されるものでは
ないが、ポリオール(A)とポリオール(B)との割合
が水酸基当量比で1〜9:9〜1であることが好まし
い。1水酸基当量以下であると、貼り合わせ可能時間中
の接着力の立ち上がり性が損なわれ、9水酸基当量以上
であると、樹脂分の粘度が著しく上昇し、作業性確保の
ためには多量の希釈剤(溶剤、可塑剤など)が必要とな
り、安全性、貼り合わせ可能時間中の接着力立ち上がり
性が損なわれる恐れがあり好ましくない。
【0013】末端に水酸基を有するポリオキシアルキレ
ンポリオールとは、活性水素含有化合物にアルキレンオ
キサイドを使用して開環重合した物、テトラヒドロフラ
ンなどのアルキレンオキサイドの開環重合により得られ
るポリオールをいう。
【0014】活性水素含有化合物としては、例えば多価
アルコール類、低分子アミン類、フェノール類などを挙
げることができ、これらを単独又は2種以上混合して使
用することができる。
【0015】アルキレンオキサイドとは、炭素数2〜4
のアルキレンオキサイドをいい、例えばエチレンオキサ
イド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイドなど
を挙げることができる。これらを単独又は2種以上混合
して使用することができる。2種以上混合する場合は活
性水素含有化合物とブロック結合は又はランダム結合で
結合される。
【0016】末端に水酸基を有するポリエステルポリオ
ールとは、例えばジオールとジカルボン酸とを反応させ
て得られるポリエステルポリオールなどをいう。この際
用いられるジオール成分としては、エチレングリコー
ル、1,3−プロパンジオール、1,3−ブタンジオー
ル、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオー
ル、ネオペンチルグリコール、3−メチルペンタンジオ
ール、3,3′−ジメチロールヘプタン、1,6−ヘキサ
ンジオール、ジプロピレングリコール、1,8−オクタ
ンジオール、1,10−デカンジオール、1,12−ドデ
カンジオール、1,20−エイコサンジオール等の脂肪
族ジオール、あるいはビスフェノールAのエチレンオキ
サイド付加物、ビスフェノールAのプロピレンオキサイ
ド付加物等の芳香族ジオールを挙げることができる。
【0017】ジカルボン酸成分としては、例えばイソフ
タール酸、テレフタール酸、イソフタール酸ジメチル、
テレフタール酸ジエチル琥珀酸、アジピン酸、アゼライ
ン酸、セバシン酸、1,6−ヘキサンジカルボン酸、1,
10−デカンジカルボン酸、1,20−エイコサンジカ
ルボン酸、琥珀酸無水物、アジピン酸無水物、アゼライ
ン酸無水物、1,10−デカンジカルボン酸無水物、セ
バシン酸ジエチルエステル、1,12−ドデカンジカル
ボン酸ジエチルエステル、1,20−エイコサンジカル
ボン酸ジメチルエステル等を重縮合して得られるものを
挙げることができる。
【0018】また、ε−カプロラクタムの開環重合で代
表されるラクトン系ポリエステルポリオール、環状ジオ
ールを用いるポリカーボネートジオールを用いることも
可能である。
【0019】鎖伸長剤としては、例えばエチレングリコ
ール、1,3−プロパンジオール、1,3−ブタンジオー
ル、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオー
ル、ネオペンチルグリコール、3−メチルペンタンジオ
ール、3,3´ジメチロールヘプタン、1,6−ヘキサン
ジオール、ジプロピレングリコール、1,8−オクタン
ジオール、1,10−デカンジオール、1,12−ドデカ
ンジオール、1,20−エイコサンジオール等の脂肪族
ジオール、あるいはビスフェノールAのエチレンオキサ
イド付加物、ビスフェノールAのプロピレンオキサイド
付加物等の芳香族ジオールが使用可能である。
【0020】この際用いられる重量平均分子量1000
以上であるポリオール(B)とは、上記の重量平均分子
量が1000以下であるポリオール(A)の例で挙げ
た、水酸基を末端(片末端又は両末端)に有するポリオ
キシアルキレンポリオール若しくはポリエステルポリオ
ールを挙げることができる。これらをそれぞれ単独若し
くは併用して用いることができる。また一般的にポリウ
レタン樹脂組成物の原料として用いられるポリブタジエ
ンポリオール、水添ポリブタジエンポリオール若しくは
ポリアクリルポリオール等も用いることができる。これ
らの中、ポリウレタン樹脂組成物の粘度の点から重量平
均分子量において1500以上の液状タイプのポリオキ
シアルキレンポリオール、ポリブタジエンポリオール若
しくはポリアクリルポリオールを用いることが望まし
い。
【0021】本発明の2,4−ジフェニルメタンジイソ
シアネートを必須成分として含有してなるポリイソシア
ネート(C)とは、2,4−ジフェニルメタンジイソシ
アネート単独又はこれとその他のポリイソシアネートと
からなるポリイソシアネートをいう。その他のポリイソ
シアネートとしては、例えば2,4−トリレンジイソシ
アネート、2,6−トリレンジイソシアネート、4,4´
−ジフェニルメタンジイソシアネート、キシリレンジイ
ソシアネート、ポリメリックジフェニルメタンジイソシ
アネート、カルボジイミド化ジフェニルメタンジイソシ
アネート、1,5−ナフチレンジイソシアネートなどの
芳香族ポリイソシアネート類、エチレンジイソシアネー
ト、エチリデンジイソシアネート、プロピレンジイソシ
アネート、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、2,2´,4−トリメチルヘキサメチ
レンジイソシアネートなどの脂肪族ポリイソシアネート
類、水添ジフェニルメタンジイソシアネート、イソホロ
ンジイソシアネート、水添トリレンジイソシアネートな
どの脂環式ポリイソシアネート類等を挙げることができ
る。これらのうち、貼り合わせ可能時間中の接着力の立
ち上がり性の点から、芳香族ポリイソシアネートを使用
することが好ましく、特に4,4´−ジフェニルメタン
ジイソシアネートを使用することがより好ましい。
【0022】2,4−ジフェニルメタンジイソシアネー
トの含有量は特に制限されるものではないが、樹脂分の
粘度、貼り合わせ可能時間確保の観点からポリイソシア
ネート(C)中の重量割合において5%以上であること
が好ましい。5%以下であると貼り合わせ可能時間の確
保が困難であり、使用上好ましくない。
【0023】ポリウレタン樹脂の粘度は特に制限される
ものではないが、100,000mPa・S/25℃以
下が望ましい。100,000mPa・S/25℃以上
であると、作業性確保の点から希釈剤(溶剤、可塑剤な
ど)を多量使用する必要を生じ、危険性の問題及び貼り
合わせ可能時間中の接着力のたち上がり性を損なうとい
った欠点を生じる。
【0024】1液反応型ポリウレタン樹脂は、例えば以
下の様にして調製される。重量平均分子量1000以下
のポリオール(A)と重量平均分子量1000以上のポ
リオール(B)を混合した後、これにポリイソシアネー
ト(C)を反応せしめる方法、重量平均分子量1000
以下のポリオール(A)とポリイソシアネート(C)と
を反応させた後、これに重量平均分子量1000以上の
ポリオール(B)を反応せしめる方法、重量平均分子量
1000以上のポリオール(B)とポリイソシアネート
(C)とを反応させた後、これに重量平均分子量100
0以下のポリオール(A)を反応せしめる方法があり、
これらのいずれの方法においても調製することができ
る。その際、希釈剤として、溶剤(アセトン、メチルエ
チルケトン、トルエン、キシレン、酢酸エチルなど)、
可塑剤などが使用でき、これらの溶剤又は可塑剤は単独
又は混合して用いられる。
【0025】本発明の接着用ポリウレタン樹脂は、通
常、樹脂単独で貼り合わせ可能時間中の接着力の立ち上
がり性に優れる1液反応型接着剤として使用することが
できる。
【0026】また、上記の成分(A)、(B)、(C)
以外にも必要に応じて着色剤、貯蔵安定化剤、充填剤、
チキソ性付与剤、シランカップリング剤などの接着性付
与剤、反応速度を調整するための触媒、作業粘度を調整
するための希釈剤(溶剤、可塑剤など)、施工時に活性
水素が発生するブロック化活性水素含有化合物及び他の
添加剤を混合して接着剤として用いることができる。
【0027】本発明の接着用ポリウレタン樹脂は、無機
質からなるボードへの浸透性に優れ、装飾シート、タイ
ル、ボード、フォームなどに対する接着力が良好であ
り、貼り合わせ可能時間内において優れた接着力の立ち
上がり性を有する1液反応型ポリウレタン樹脂である。
【0028】
【実施例】次に本発明の実施例及び比較例を示す。以
下、特に断わりが無い限り、部は重量部を、%は重量%
を示すものとする。
【0029】実施例1 2L4ツ口フラスコに重量平均分子量が約2000のポ
リプロピレンジオール約481部を仕込み脱水を行った
後、還流回路をセットし、重量平均分子量約160のジ
メチロールヘプタン約38部を加え均一に混合させた。
ジブチル錫ジラウレートを約50ppmを添加し、40
℃にて2,4体を約50%含有するジフェニルメタンジ
イソシアネート約481部を一括添加してNCO%が一
定になるまで約75℃で反応を行った。得られた樹脂の
粘度は12,000mPa・S/25℃であり、NCO
%は約12%であった(以下樹脂1という)。
【0030】実施例2 2L4ツ口フラスコに重量平均分子量が約2000のポ
リプロピレンジオール約481部を仕込み脱水を行った
後、還流回路をセットし、重量平均分子量約160のジ
メチロールヘプタン約38部を加え均一に混合させた。
ジブチル錫ジラウレートを約50ppmを添加し、40
℃にて2,4体を約25%含有するジフェニルメタンジ
イソシアネート約481部を一括添加してNCO%が一
定になるまで約75℃で反応を行った。得られた樹脂の
粘度は16,500mPa・S/25℃であり、NCO
%は約12%であった(以下樹脂2という)。
【0031】実施例3 2L4ツ口フラスコに重量平均分子量が約2000のポ
リプロピレンジオール約481部を仕込み脱水を行った
後、還流回路をセットし、重量平均分子量約160のジ
メチロールヘプタン約38部を加え均一に混合させた。
ジブチル錫ジラウレートを約50ppmを添加し、40
℃にて2,4体を約10%含有するジフェニルメタンジ
イソシアネート約481部を一括添加してNCO%が一
定になるまで約75℃で反応を行った。得られた樹脂の
粘度は22,500mPa・S/25℃であり、NCO
%は約12%であった(以下樹脂3という)。
【0032】比較例1 2L4ツ口フラスコに重量平均分子量が約2000のポ
リプロピレンジオール約481部を仕込み脱水を行った
後、還流回路をセットし、重量平均分子量約160のジ
メチロールヘプタン約38部を加え均一に混合させた。
ジブチル錫ジラウレート約50ppmを添加し、40℃
にて4,4'体のみを含有するジフェニルメタンジイソシ
アネート約481部を一括添加してNCO%が一定にな
るまで約75℃で反応を行った。得られた樹脂の粘度は
約25,000mPa・S/25℃であり、NCO%は
約12%であった(以下樹脂4という)。
【0033】比較例2 2L4ツ口フラスコに重量平均分子量が約2000のポ
リプロピレンジオール約666部を仕込み脱水を行った
後、還流回路をセットした。ジブチル錫ジラウレート約
50ppmを添加し、40℃にて2,4体を約50%含
有するジフェニルメタンジイソシアネート約334部を
一括添加してNCO%が一定になるまで約75℃で反応
を行った。得られた樹脂の粘度は約5,000mPa・
S/25℃であり、NCO%は約8.4%であった(以
下樹脂5という)。
【0034】応用例1〜3及び比較応用例1〜4 樹脂1、樹脂2、樹脂3、樹脂4及び樹脂5とを単独若
しくは表1及び表2に示す配合比にて触媒と混合し接着
性試験を行った。
【0035】これらの接着剤をスレート板上にガラス棒
を用いて膜圧が約0.4mmとなる様に塗布し約20℃
×65%RH条件下での経時における接着力を測定し
た。 <試験法及び評価基準>接着強度;圧締後約20℃×6
5%RH条件下における10分毎の平面引張強度を測定
した。
【0036】但し、平面部の素材は面積約1cm2のS
USとし、圧締強度約1kg/cm2、圧締時間約10
秒、圧締,引張速度約200mm/minの条件にて測
定した。
【0037】これらの結果を応用例1、2、3及び4、
比較応用例1、2、3及び4として表1及び表2に示
す。
【0038】
【表1】 表中、接着力の単位はKg/cm2である。またAFと
は接着剤がSUS面に濡れなくなった状態、つまり貼り
合わせ可能時間を過ぎた状態を表す。
【0039】
【表2】 表中、接着力の単位はKg/cm2である。またAFと
は接着剤がSUS面に濡れなくなった状態、つまり貼り
合わせ可能時間を過ぎた状態を表す。
【0040】
【発明の効果】本発明の1液反応型接着用ポリウレタン
樹脂は塗布後、長時間の貼り合わせ可能時間を有しかつ
貼り合わせ可能時間の接着力の立ち上がり性が良好な接
着剤を提供する。また、液状であるため、例えば無機質
フィラー、チキソ性付与剤、可塑剤、触媒などとコンパ
ウンド化することにより、危険性が少なくかつ貼り合わ
せ可能時間中の基材の納まり性に優れるので、特に建材
接着用に適する。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成9年12月11日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0007
【補正方法】変更
【補正内容】
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記実状
に鑑みて鋭意検討したところ、重量平均分子量が100
0以下であるポリオール(A)と重量平均分子量が10
00を越えるポリオール(B)と2,4−ジフェニルメ
タンジイソシアネートを必須成分としてなるポリイソシ
アネート(C)を反応させて得られる1液反応型ポリウ
レタン系樹脂は、作業工程に見合った貼り合わせ可能時
間を有し、かつ貼り合わせ可能時間中における接着力の
立ち上がり性に優れる無溶剤液状タイプ若しくはハイソ
リッド液状タイプの接着剤を供給可能であることを見い
出し本発明を完成させるに至った。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0008
【補正方法】変更
【補正内容】
【0008】すなわち本発明は重量平均分子量が100
0以下、好ましくは400以下のポリオール(A)と重
量平均分子量が1000を越えるポリオール(B)と
2,4−ジフェニルメタンジイソシアネートを必須成分
として含有してなるポリイソシアネート(C)とを反応
させることを特徴とする接着用ポリウレタン樹脂の製造
方法を提供する。
【手続補正4】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0020
【補正方法】変更
【補正内容】
【0020】この際用いられる重量平均分子量1000
を越えるポリオール(B)とは、上記の重量平均分子量
が1000以下であるポリオール(A)の例で挙げた、
水酸基を末端(片末端又は両末端)に有するポリオキシ
アルキレンポリオール若しくはポリエステルポリオール
を挙げることができる。これらをそれぞれ単独若しくは
併用して用いることができる。また一般的にポリウレタ
ン樹脂組成物の原料として用いられるポリブタジエンポ
リオール、水添ポリブタジエンポリオール若しくはポリ
アクリルポリオール等も用いることができる。これらの
中、ポリウレタン樹脂組成物の粘度の点から重量平均分
子量において1500以上の液状タイプのポリオキシア
ルキレンポリオール、ポリブタジエンポリオール若しく
はポリアクリルポリオールを用いることが好ましい。
【手続補正5】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0024
【補正方法】変更
【補正内容】
【0024】1液反応型ポリウレタン樹脂は、例えば以
下の様にして調製される。重量平均分子量1000以下
のポリオール(A)と重量平均分子量1000を越える
ポリオール(B)を混合した後、これにポリイソシアネ
ート(C)を反応せしめる方法、重量平均分子量100
0以下のポリオール(A)とポリイソシアネート(C)
とを反応させた後、これに重量平均分子量1000を越
えるポリオール(B)とを反応せしめる方法、重量平均
分子量1000を越えるポリオール(B)とポリイソシ
アネート(C)とを反応させた後、これに重量平均分子
量1000以下のポリオール(A)を反応せしめる方法
があり、これらのいずれの方法においても調製すること
ができる。その際、希釈剤として、溶剤(アセトン、メ
チルエチルケトン、トルエン、キシレン、酢酸エチルな
ど)、可塑剤などが使用でき、これらの溶剤又は可塑剤
は単独又は混合して用いられる。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】重量平均分子量が1000以下であるポリ
    オール(A)と重量平均分子量が1000以上であるポ
    リオール(B)と2,4−ジフェニルメタンジイソシア
    ネートを必須成分として含有してなるポリイソシアネー
    ト(C)とを反応させることを特徴とする接着用ポリウ
    レタン樹脂の製造方法。
  2. 【請求項2】ポリオール(A)の重量平均分子量が、4
    00以下であることを特徴とする請求項1記載の製造方
    法。
  3. 【請求項3】ポリイソシアネート(C)中の2,4−ジ
    フェニルメタンジイソシアネートの重量割合が、5%以
    上であることを特徴とする請求項1又は2記載の製造方
    法。
  4. 【請求項4】ポリオール(A)とポリオール(B)との
    割合が、水酸基当量比で1〜9:9〜1であることを特
    徴とする請求項1〜3のいずれか1項記載の製造方法。
  5. 【請求項5】ポリイソシアネートのNCO基の含有量
    が、ポリウレタン樹脂100重量部に対して5〜25重
    量%であることを特徴とする請求項1〜4いずれか1項
    記載の製造方法。
  6. 【請求項6】ポリウレタン樹脂の粘度が、25℃におい
    て100,000mPa・S以下であることを特徴とす
    る請求項1〜5のいずれか1項記載の製造方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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