JPH11335650A - 一液ウレタン系接着剤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【解決手段】 ポリオールと過剰のポリイソシアネート
化合物を反応させて得られる活性イソシアネート基含有
プレポリマー１００重量部に対して、充填剤３０〜３０
０重量部、アルキルカーボネート１〜５０重量部を配合
して成る一液ウレタン接着剤。 【効果】 接着剤を櫛目コテで塗布した際の作業性に優
れ、優れた接着力を有し、従来の有機溶剤、可塑剤を減
量可能なことから環境対応型一液ウレタン接着剤として
有効でありその実用価値が高い。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は一液型ウレタン系接
着剤に関する。更に詳しくは、接着剤をくし目ゴテで塗
布した時のコテ切れ性等に関して良好な作業性を有し、
優れた接着力、耐水性、耐温水性を有する一液型ウレタ
ン系接着剤に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般的に現場施工用の一液ウレタン系接
着剤は、活性イソシアネート基含有ウレタンプレポリマ
ーに充填剤、増粘剤、各種添加剤等を主成分として配合
してなるものであり、これに可塑剤や有機溶剤等で粘度
を調整することにより良好な作業性を得ている。ここ
で、上記有機溶剤としては、トルエン、アセトン、キシ
レン等の溶剤が主に使用されており、又、可塑剤として
はＤＯＰ（ジオクチルフタレート）、ＤＢＰ（ジブチル
フタレート）、ＤＯＡ（ジオクチルアジペート）等が使
用されている。しかしながら、これらはそれぞれ人体に
対して悪影響を及ぼす恐れがある。これらの可塑剤及び
有機溶剤は、上記した作業性を付与する上で重要な役割
を果たしており、優れた接着力及び現場での作業性を保
持したまま、環境・人体に優しい一液型ウレタン系接着
剤が強く要求されていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、前記
したように現場施工時に使用する際に、人体に対して悪
影響が少なく、実質的に無害な一液ウレタン系接着剤を
提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者らはかかる問題
を解決するべく、鋭意検討した結果、活性イソシアネー
ト基含有プレポリマーに充填剤、アルキルカーボネート
を配合することで人体に比較的無害な接着剤を製造でき
ることを見い出し、本発明を完成させるに至った。即
ち、本発明は、以下の（１）〜（６）を提供するもので
ある。 （１） ポリオールと過剰のポリイソシアネート化合物
を反応させて得られる活性イソシアネート基含有ウレタ
ンプレポリマー１００重量部に対して、充填剤３０〜３
００重量部、アルキルカーボネート１〜５０重量部を含
有させてせて成る一液ウレタン系接着剤。

【０００５】（２） （１）記載の一液ウレタン系接着
剤に、さらに有機溶剤を含有させ、その含有量が一液ウ
レタン系接着剤組成物全量に対して５重量％未満である
ことを特徴とする一液ウレタン系接着剤。

【０００６】（３） （１）記載の一液ウレタン系接着
剤に、さらに可塑剤を含有させ、その含有量が一液ウレ
タン系接着剤組成物全量に対して１０重量％以下である
ことを特徴とする一液ウレタン系接着剤。

【０００７】（４） （１）記載の一液ウレタン系接着
剤に、さらに有機溶剤及び可塑剤を含有させ、その含有
量が一液ウレタン系接着剤組成物全量に対して該有機溶
剤が５重量％未満であり、且つ該可塑剤が１０重量％以
下であることを特徴とする一液ウレタン系接着剤。

【０００８】（５） アルキルカーボネートが、ジ−ｎ
−ブチルカーボネートであることを特徴とする（１）〜
（４）のいずれかに記載の一液ウレタン系接着剤。

【０００９】（６） 充填剤が、重質炭酸カルシウムで
あることを特徴とする（１）〜（５）のいずれかに記載
の一液ウレタン系接着剤。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明を更に詳細に説明す
る。本発明に用いるポリオールとしては、活性水素基を
２個以上有する活性水素含有化合物であればよく、所謂
ポリエーテルポリオールまたはポリエステルポリオール
が好ましく用いられる。より具体的には、例えば、ポリ
エーテルポリオールとしては、エチレングリコール、プ
ロピレングリコール、ブチレングリコール等のジオール
類、グリセリン、トリメチロールプロパン等のトリオー
ル類、アンモニア、エチレンジアミン等のアミン類の１
種または２種以上の存在下にプロピレンオキサイド及び
／又はエチレンオキサイドを開環重合させて得られるラ
ンダムまたはブロック共重合体等のポリエーテルポリオ
ールが挙げられる。またポリエステルポリオールとして
は、エチレングリコール、プロピレングリコール、１，
４ブタンジオール、ネオペンチルグリコール等の存在下
にアジピン酸、セバチン酸、テレフタル酸等を重縮合さ
せて得られる共重合体等のポリエステルポリオール等が
あり、その他ビスフェノールＡ、ヒマシ油のラムエステ
ル等の活性水素基２個以上を有する低分子活性水素化合
物が挙げられる。上記化合物としては、通常分子量が１
００〜７０００、１分子中のＯＨ基が２〜４個のものが
好ましく使用できる。これらのうち分子量１０００〜５
０００のポリオキシプロピレンジオール及びポリオキシ
プロピレントリオールが価格面、耐アルカリ性等の点か
らより好ましい。

【００１１】本発明に用いるポリイソシアネート化合物
としては、具体的には、例えばジフェニルメタンジイソ
シアネート（ＭＤＩ）、トリレンジイソシアネート（Ｔ
ＤＩ）、ナフタレンジイソシアネート等の芳香族ポリイ
ソシアネート類のほか、ヘキサメチレンジイソシアネー
ト（ＨＤＩ）、リジンメチルエステルジイソシアネート
等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、ノ
ルボルナンジイソシアネート、水添トリレンジイソシア
ネート等の脂環式ポリイソシアネート類が挙げられる
が、これらの中では毒性や価格面等の点からＭＤＩの使
用が好ましい。

【００１２】本発明の活性イソシアネート基含有ウレタ
ンプレポリマーとは、分子中に活性イソシアネート基を
有するウレタンプレポリマーのことであり、前記した
（ポリエーテル）ポリオールと過剰のポリイソシアネー
ト化合物を反応させることにより、活性イソシアネート
基含有ウレタンプレポリマー（以下、ＮＣＯ含有プレポ
リマーと略称する）が得られる。

【００１３】ここで、上記反応をより具体的に説明する
と、上記したＮＣＯ含有プレポリマーは、ヒドロキシル
基（ＯＨ）を２個以上を有するポリオールとイソシアネ
ート基（ＮＣＯ）を２個以上有するポリイソシアネート
化合物とをイソシアネート基が過剰となるように、即ち
ＮＣＯ／ＯＨ当量比が、１より大と成るように反応させ
ることにより得られる。その反応条件としては、例えば
ＮＣＯ／ＯＨ当量比２．０〜１５．０の割合、さらに好
ましくは２．０〜８．０の割合にて、窒素又はドライエ
アー気流中で７０〜１００℃で数時間反応させることに
より製造される。得られたＮＣＯ含有プレポリマーの通
常のＮＣＯ含有量としては５〜２５％（重量％、以下同
様）の範囲である。

【００１４】本発明において使用する充填剤としては、
具体的には、例えばクレー、タルク、炭酸カルシウム
（重質・軽質）、酸化カルシウム、ケイ砂、スレート
粉、マイカ粉、アルミナ、ガラス粉末、亜鉛華、二酸化
チタン、カーボンブラック等の粒径１〜５００μの無機
充填剤が挙げられる。これらのうち経済性と取り扱い易
さより、重質炭酸カルシウムを配合することが好まし
い。更に好ましくは、前記炭酸カルシウムの含水率を
０．１％以下に調整した重質炭酸カルシウムであること
が好ましい。更にこの重質炭酸カルシウムのー種又は粒
径の異なるものを二種以上配合したものがより好まし
い。

【００１５】本充填剤の配合量は、ＮＣＯ含有プレポリ
マー１００重量部に対して、３０〜３００重量部、好ま
しくは５０〜２００重量部の範囲である。３０重量部未
満であると接着力が不足し易く、経済性にも欠け易い傾
向にある。また３００重量部を超えると粘度の上昇が著
しい傾向にあり、接着剤塗布時の作業性に支障をきたし
易く、接着力も低下し易い傾向にある。

【００１６】本発明に用いられるアルキルカーボネート
とは、接着剤の粘度を低減するために用いられる。ここ
で言うアルキルカーボネートとしては、具体的には、例
えばジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、ジ
−ｎ−ブチルカーボネート、ジイソプロピルカーボネー
ト、ジメトキシプロピルカーボネート等が挙げられる。
これらのうち、ＮＣＯ含有プレポリマーとの相溶性、臭
気、減粘効果よりジ−ｎ−ブチルカーボネートが好まし
い。又、本発明の効果を阻害しない範囲内で、必要に応
じて脂肪族系溶剤、芳香族系溶剤、フタル酸系の可塑
剤、アジピン酸系の可塑剤等を併用しても差し支えな
い。

【００１７】このアルキルカーボネートの配合量は、Ｎ
ＣＯ含有プレポリマー１００重量部に対して１〜５０重
量部、さらに好ましくは１〜２０重量部の範囲である。
１重量部未満の場合には、目的とする減粘効果がが得ら
れにくく、他の有機溶剤を多量に併用する必要性が生
じ、目的とする人体に比較的無害な接着剤の製造が困難
になってしまう場合が有り得る。また５０重量部を超え
る場合には、接着力に支障をきたし易い傾向にある。

【００１８】本発明において使用する有機溶剤とは、上
記アルキルカーボネートと併用することにより接着剤組
成物の粘度を低減するために使用される。上記有機溶剤
としては、通常の公知の溶剤が使用できるが、中でも脂
肪族系溶剤、芳香族系溶剤が好ましく使用される。具体
的には、トルエン、アセトン、キシレン等が挙げられ
る。

【００１９】この有機溶剤の配合量は、本発明の一液ウ
レタン系接着剤組成物全量に対して５重量％未満の範囲
である。該有機溶剤の配合量が５重量％以上であると、
人体に悪影響を及ぼす可能性が高い傾向にあり、また労
安法基準により製品に表示義務が生じるため、好ましく
ない。

【００２０】本発明において使用する可塑剤とは、上記
アルキルカーボネートと併用することにより接着剤組成
物の粘度を低減するために使用される。上記可塑剤とし
ては、通常の公知の可塑剤が使用できるが、中でもフタ
ル酸系の可塑剤、アジピン酸系の可塑剤等が好ましく使
用される。具体的には、ＤＯＰ（ジオクチルフタレー
ト）、ＤＢＰ（ジブチルフタレート）、ＤＯＡ（ジオク
チルアジペート）等が挙げられる。

【００２１】この可塑剤の配合量は、本発明の一液ウレ
タン系接着剤組成物全量に対して１０重量％以下の範囲
である。該可塑剤の配合量が１０重量％を超えると、人
体に悪影響を及ぼす可能性が高い傾向にあり、また接着
力に支障をきたし易い傾向にあり、好ましくない。

【００２２】本発明の一液ウレタン系接着剤において
は、必要に応じて通常用いられる揺変剤を用いても構わ
ない。その際に用いられる揺変剤としては、具体的には
シリカ粉末、石綿粉等の無機揺変剤、有機ベントナイ
ト、ポリ塩化ビニル粉末、変性ポリエステルポリオール
系の有機揺変剤等が挙げられる。中でも少量で揺変性付
与効果の大きいシリカ粉末が好ましい。

【００２３】本発明の揺変性を有する一液ウレタン系接
着剤の製造方法としては、例えば、予め乾燥した炭酸カ
ルシウム、シリカ粉末をプラネタリーミキサーを使用し
てＮＣＯ含有プレポリマーと混練し、さらにアルキルカ
ーボネート及び必要に応じて有機溶剤、可塑剤等を配合
して粘度調整を行なうことにより得られる。

【００２４】更に必要に応じて目的とする物性を阻害し
ない範囲で、硬化促進用触媒（ジブチル錫ジラウレート
（ＤＢＴＤＬ）、オクチル酸鉛等）、密着性付与剤（イ
ソシアネートシラン、グリシジルシラン等のカップリン
グ剤）、酸化防止剤、着色剤等を適宜配合しても良い。

【００２５】本発明の一液ウレタン系接着剤は、各種の
下地材（例えばモルタル板、石綿スレート（フレキシブ
ルボード）、無機ボード（石こうボード、ケイカル
板）、合板等に対し、発泡ポリエチレン、不織布、発泡
ウレタン等を裏打ちしたフローリング材、合板等の木
材、軟質塩ビ等を貼り合わせるのに好適に使用でき、環
境対応を考慮していることから極めて有用な接着剤であ
る。

【００２６】

【実施例】以下に実施例及び比較例を挙げて本発明をさ
らに詳しく説明するが、本発明はこれに何等限定される
ものではない。また特に断わりのない限り、部は重量部
を意味する。

【００２７】［製造例＜ＮＣＯ含有プレポリマーの製造
＞］撹拌機付き２リットルフラスコに、ポリオールとし
てポリオキシプロピレントリオール（三井化学（株）
製、商品名：三井ポリオールＭＮ−５０００、平均分子
量５０００）を５７０部、イソシアネート化合物として
４’４’−ジフェニルメタンジイソシアネート（三井化
学（株）製、商品名：コスモネートＰＨ、ＮＣＯ含有量
％ ３３．６％）を４３０部仕込み、窒素気流下で撹拌
しながら８５℃に昇温し、同温度で２時間反応させた後
４０℃以下迄冷却し、本発明に用いる残存ＮＣＯ％が１
３％のＮＣＯ含有プレポリマーを得た。

【００２８】実施例１〜６及び比較例１〜５ 撹拌機付き１リットルフラスコに、製造例で得たＮＣＯ
含有プレポリマー及び表１に記載した各種化合物及び量
の配合割合となるように、炭酸カルシウム、シリカ粉末
等を仕込み、窒素気流下で均一となるまで撹拌混合す
る。この配合物にアルキルカーボネート、有機溶剤、Ｄ
ＯＰ、ＤＢＴＤＬを加え、７００ｍｍＨｇ以上で真空脱
泡を行ない、本発明の一液ウレタン系接着剤を得た。

【００２９】［性能評価］上記実施例及び比較例にて製
造した接着剤を下記に示す試験に供し、その評価結果を
表１及び表２に示した。

【００３０】１．粘度 ＪＩＳ Ｋ６８３３の粘度測定方法に準じ、ＢＨ型粘度
計２０回転／分にて測定した数値をＰａ・Ｓで表示し
た。

【００３１】２．ＴＩ値 粘度測定方法に準じ、ＢＨ型２回転／分の数値を２０回
転／分の数値で割った数値を表示した。櫛目形状維持の
ためには４以上が望ましい。

【００３２】３．作業性 ２０℃６５％ＲＨにて細口角缶から接着剤を取り出し、
フレキシブルボード上にＪＩＳＧ３１０１に規定された
くし目コテを用いて、塗布した際の缶からの流動性、及
び、櫛目コテの形状維持性について評価した。評価は以
下に示す記号で行った。 ○ ： 缶からの流動性、櫛目形状維持性問題なし。 △ ： 缶からの流動性或いは櫛目形状維持性が不良。 × ： 缶からの流動性及び櫛目形状維持性が不良。

【００３３】４．労安法表示義務 仕込量より有機溶剤が５％以上含まれるものに表示が必
要。表では必要あるものには「要」、ないものには
「無」の記号で表示した。

【００３４】５．接着強さ ＪＩＳ Ａ５５３６：ビニル床タイル・ビニル床シート
用接着剤に準じ、フレキシブルボードと予め切断した低
発泡ポリエチレンが裏打ちされたフローリング材を張り
合わせ、２０℃６５％ＲＨ日で１６８時間養生後、イン
テスコ引張試験機（３ｍｍ／ｍｉｎ）にて接着強さを測
定し、その測定値をＮ／ｃｍ²で表示した。 実用上で
は、０．４Ｎ／ｃｍ²以上が望ましい。

【００３５】

【表１】 注 １） 日本アエロジル社製、アエロジル２００ ２） 株式会社ミテックス製 ＬＩＡＲＣＡＲＢ Ｍ−２ ３） エクソン化学製 ｅｘｘｓｏｌ Ｄ４０ ４） 三共有機社製 ネオスタンＵ−１００ １０％希釈／ＤＯＰ

【００３６】

【表２】 注 １） 日本アエロジル社製、アエロジル２００ ２） 株式会社ミテックス製 ＬＩＡＲＣＡＲＢ Ｍ−２ ３） エクソン化学製 ｅｘｘｓｏｌ Ｄ４０ ４） 三共有機社製 ネオスタンＵ−１００ １０％希釈／ＤＯＰ

【００３７】

【表３】 注 １） 日本アエロジル社製、アエロジル２００ ２） 株式会社ミテックス製 ＬＩＡＲＣＡＲＢ Ｍ−２ ３） エクソン化学製 ｅｘｘｓｏｌ Ｄ４０ ４） 三共有機社製 ネオスタンＵ−１００ １０％希釈／ＤＯＰ

【００３８】

【発明の効果】表１及び表２から明らかなごとく、本発
明の一液ウレタン系接着剤によれば、接着剤を櫛目コテ
で塗布した際の作業性に優れ、且つ優れた接着力を有
し、従来の有機溶剤、可塑剤を減量可能、または実質的
に全く不使用でも可能なことから、現場施工時に使用す
る際においても、人体に対して悪影響が少なく、比較的
又は実質的に無害な一液ウレタン系接着剤を提供するこ
とが可能である。従って、本発明の接着剤は、優れた接
着力及び現場での作業性を保持したまま、環境・人体に
優しい環境対応型一液ウレタン接着剤として非常に有効
であり、その実用価値は極めて高い。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ポリオールと過剰のポリイソシアネート
   化合物を反応させて得られる活性イソシアネート基含有
   ウレタンプレポリマー１００重量部に対して、充填剤３
   ０〜３００重量部、アルキルカーボネート１〜５０重量
   部を含有させてせて成る一液ウレタン系接着剤。
2. 【請求項２】 請求項１記載の一液ウレタン系接着剤
   に、さらに有機溶剤を含有させ、その含有量が一液ウレ
   タン系接着剤組成物全量に対して５重量％未満であるこ
   とを特徴とする一液ウレタン系接着剤。
3. 【請求項３】 請求項１記載の一液ウレタン系接着剤
   に、さらに可塑剤を含有させ、その含有量が一液ウレタ
   ン系接着剤組成物全量に対して１０重量％以下であるこ
   とを特徴とする一液ウレタン系接着剤。
4. 【請求項４】 請求項１記載の一液ウレタン系接着剤
   に、さらに有機溶剤及び可塑剤を含有させ、その含有量
   が一液ウレタン系接着剤組成物全量に対して該有機溶剤
   が５重量％未満であり、且つ該可塑剤が１０重量％以下
   であることを特徴とする一液ウレタン系接着剤。
5. 【請求項５】 アルキルカーボネートが、ジ−ｎ−ブチ
   ルカーボネートであることを特徴とする請求項１〜４の
   いずれかに記載の一液ウレタン系接着剤。
6. 【請求項６】 充填剤が、重質炭酸カルシウムであるこ
   とを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の一液ウ
   レタン系接着剤。