JPH11349913A - 反応性ホットメルト形接着性発泡体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は、低塗付量で、シール性及び、接着に
優れ、かつ硬化反応が効率よく行われ、耐熱発現の早い
反応性ホットメルト形接着性発泡体を提供することを課
題とする。 【解決手段】本発明の反応性ホットメルト形接着性発泡
体は、ポリオールとエラストマー、およびポリイソシア
ネートからなるウレタンプレポリマーを含む組成物であ
って、これに、不活性ガスを注入することにより発泡体
として得られることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、建築用外壁材のラ
ップジョイントを構成する部位のプレシーリング用、自
動車インストルメントパネル部のメーターパネル接着等
に有効利用できる、耐熱性に優れた、反応性ホットメル
ト形接着性発泡体に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、建築用外壁材のラップジョイント
部には、雨水の浸入を防止するため、ゴム状弾性体のプ
レシーリング材が使用されている。このプレシーリング
材は、ラップする一方に塗付接着しておき、ラップする
際、対面と圧接締結させ、シールを充分な状態にしてい
る。その例として、溶剤系プレシーリング材、発泡体テ
ープ及び粘着性ホットメルト形等のプレシーリング材が
使用されてきた。溶剤系プレシーリング材は、塗付時の
溶剤の臭気、毒性、火災の危険性、乾燥後の肉やせ等の
難点がある。片面または両面に粘着剤層を持つ発泡体テ
ープは、その価格が高く、作業性及び生産性が悪いなど
の難点がある。これらに比し、弾性ホットメルト形プレ
シーリング材は、概して上記のような欠陥を持たない点
で優れていると言える。さらに、これを発泡させて低密
度化し、塗付量を削減すると共に、被着体の変形に対す
る追従性、外壁材カット時ののこぎり適性を向上させ
た、ホットメルト形接着性発泡体を用いる場合もある。
しかし、ホットメルト形接着性発泡体は、耐熱性が低い
という問題点がある。

【０００３】この問題点を解決するために、塗付後、湿
気により硬化し、耐熱性の発現する反応性ホットメルト
形接着剤が提案され、例えば特開平２−１６１８０号公
報等に記載されている。この反応性ホットメルト形接着
剤を発泡させた場合は、無発泡の反応性ホットメルト形
接着剤に比べ、１０倍以上の速度で硬化し、上記ホット
メルト形接着性発泡体では得られなかった耐熱性が、短
時間で発現するという特徴がある。

【発明が解決しようとする課題】

【０００４】反応性ホットメルト形接着剤は、硬化前の
状態では粘着タイプと、結晶固化タイプの２つのタイプ
に大きく分けることが出来る。前者は、硬化後には良好
なゴム状弾性を示すが硬化前は粘着性を有し、塗付後流
動し易く、ガス抜けを起こし易く、独立気泡が得られ難
く、更に発泡体形状を保つことが困難であり、発泡体用
には適さない。また、後者は、高弾性率のため、得られ
る発泡体が脆く、圧縮された後の復元性や被着体の変形
に対する追従性に乏しく、シール性に劣るという欠点が
あった。

【０００５】本発明は、この様な事情に鑑みなされたも
ので、低密度であり塗付量が削減でき、硬化速度が速
く、復元率が大きく、被着体の変形への追従性に優れ、
かつ耐熱性にも優れる、反応性ホットメルト形接着性発
泡体を提供するものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者は前記の問題を
解決するため、鋭意研究を重ねた結果、本発明に到達し
たものである。すなわち、本発明は、重量平均分子量が
５００〜１０，０００であるポリオールと、重量平均分
子量が１０，０００〜３００，０００であるポリエステ
ルエラストマー及び、またはポリエーテルエラストマー
との混合物に、ポリイソシアネートを反応させて得られ
るイソシアネート末端ポリウレタンプレポリマーを含む
組成物であって、該組成物を加熱溶融し、これに、加圧
下で不活性ガスを注入し、次に、周囲圧力にまで開放し
て得られることを特徴とする、反応性ホットメルト形接
着性発泡体により、前記の問題を悉く解決し得ることを
見いだした。

【０００７】本発明におけるポリオールとしては、ポリ
エステルポリオール、ポリエーテルポリオール、アクリ
ルポリオール、ポリオレフィンポリオール、ポリブタジ
エンポリオール、ポリイソプレンポリオール、ロジン変
性ポリオール、ポリエチレンブチレンポリオールなどが
用いられる。ポリオールの重量平均分子量（以下、単に
分子量と言う）は、特に限定されるものではないが、５
００〜１０，０００の範囲である。これは、分子量が５
００未満の場合には、得られる組成物の凝集力が不足
し、１０，０００を超える場合には、組成物の溶融粘度
が高くなり、塗付装置からの吐出性に劣るためである。
使用するポリオールは、１分子中に１．５個以上、好ま
しくは２〜３個の水酸基を有するポリオールの一種、ま
たは二種以上を、設定する接着特性が得られるように適
宜選択する。

【０００８】本発明におけるポリエステルエラストマー
とは、芳香族ジカルボン酸（好ましくはそのジメチルエ
ステル）と低分子量のポリアルキレングリコールエーテ
ル及び低分子ジオールを、溶融重縮合することによって
得られるポリエーテル・エステル共重合エラストマー、
ポリアルキレングリコールエーテルのかわりにポリカプ
ロラクトンなどのポリエステルを用いたポリエステル・
エステル共重合エラストマー等を指称する。芳香族ジカ
ルボン酸としては、テレフタル酸とその異性体など、低
分子量のポリアルキレングリコールエーテルとしては、
エチレンオキシド、プロピレンオキシド、テトラメチレ
ンオキシドなど、低分子ジオールとしては、エチレング
リコール、テトラメチレングリコール、ブタンジオー
ル、ヘキサンジオールなどが用いられる。また、ポリエ
ーテルエラストマーとは、一種、または数種のポリアル
キレングリコールエーテル等の共重合体であるポリエー
テルエラストマーを指称する。

【０００９】ポリエステルエラストマー及び、ポリエー
テルエラストマーの分子量は、好ましくは１０，０００
〜３００，０００の範囲である。これは、分子量１０，
０００未満の場合にはエラストマーとしての復元率向上
効果が得られず、分子量３００，０００を超える場合に
は、組成物の溶融粘度が高くなり、塗付装置からの吐出
性に劣るためである。ポリエステルエラストマー及び、
またはポリエーテルエラストマーの配合割合は、通常主
成分であるポリオール１００重量部に対して、１〜５０
重量部、更に好ましくは、１〜２０重量部である。これ
は、１重量部以下では、復元率向上の効果が得られず、
５０重量部を超えると、ポリオールとの相溶性が悪くな
り、また、組成物の溶融粘度が高くなり、塗付装置から
の吐出性に劣るためである。

【００１０】本発明における、ポリイソシアネート化合
物としては、ジフェニルメタンジイソシアネート、ジメ
チルジフェニルメタ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、トリ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、キシリレンジイ
ソシアネート、Ｐ−フェニレンジイソシアネート、イソ
フォロンジイソシアネートなどが用いられる。

【００１１】本発明における、ポリイソシアネート化合
物とポリオール及び、エラストマーの混合物とのＮＣＯ
／ＯＨ比は、１．２以上、更に好ましくは１．５〜２．
５の範囲で５０〜１３０℃の加熱下で数時間反応させ
る。これはＮＣＯ／ＯＨ比が１．２未満では、得られる
プレポリマーの粘度が高くなり過ぎ、２．５を越えると
得られる発泡体が脆くなるという欠点があるためであ
る。

【００１２】本発明における、発泡体の発泡倍率は、
１．５〜２０倍、好ましくは２．０〜１０倍である。こ
れは、発泡倍率１．５倍以下では発泡体としての効果が
充分に得られず、発泡倍率２０倍以上では、均一な気泡
が得られず、発泡体中に大きな気泡が混在する傾向があ
り、この混在した大きな気泡は、破泡しやすく、必要と
される復元性が確保できないためである。

【００１３】本発明では、必要に応じて、熱可塑性ポリ
マー（ポリウレタン、エチレン系共重合体、プロピレン
系共重合体、塩化ビニル系共重合体、アクリル共重合
体、スチレン−共役ジエンブロック共重合体などの各種
ゴム等）、粘着付与樹脂（ロジン樹脂、ロジンエステル
樹脂、水添ロジンエステル樹脂、テルペン樹脂、テルペ
ンフェノール樹脂、水添テルペン樹脂、石油樹脂、水添
石油樹脂、クマロン樹脂、ケトン樹脂、スチレン樹脂、
変性スチレン樹脂、キシレン樹脂、エポキシ樹脂な
ど）、充填剤（ケイ酸誘導体、タルク、金属粉、炭酸カ
ルシウム、クレー、カーボンブラックなど）、可塑剤
（ジオクチルフタレート、ブチルベンジルフタレート、
ジノニルフタレート、ジエチレングリコールジベンゾエ
ート、アルキル多環芳香族炭化水素、塩素化パラフィン
など）、更に触媒（ジブチルチンジラウレート、ジブチ
ルチンジオクテート、ジメチルシクロヘキシルアミン、
ジメチルベンジルアミンなど）、顔料、酸化防止剤、紫
外線吸収剤、界面活性剤、難燃剤などを適量配合しても
良い。

【００１４】また、本発明の添加物の配合割合は、ウレ
タンプレポリマー１００重量部に対して、熱可塑性ポリ
マーを０〜２０重量部、粘着付与樹脂を０〜５０重量
部、可塑剤を０〜１０重量部、充填剤を０〜３０重量
部、酸化防止剤を０〜５重量部、界面活性剤を０〜２重
量部、その他の配合剤を適量範囲で配合する。これらの
添加剤は、予め加熱真空乾燥などの方法により脱水して
おく必要がある。混合は、加熱及び脱泡可能な混合機を
用いて、５０〜１３０℃で、窒素ガスをパージするなど
の方法で、空気と遮断しつつ行う必要がある。

【００１５】本発明では、上述のようにして得られた溶
融組成物に、加圧下で不活性ガスを注入し、混合するこ
とで、ガスは溶融組成物中に均一分散される。この溶融
組成物を、一般的な塗付装置によって目的とする被着体
上に塗付し、周囲圧力にまで開放する事により、ガスは
組成物内で小さな泡を形成し、組成物の容積を膨張させ
る。このように、非圧縮状態にある組成物は、その全体
にわたって均一に配分された独立気泡のセルを有する均
質な固形発泡体として固化し、反応性ホットメルト形接
着性発泡体を形成する。本発明における、不活性ガス
は、窒素、稀ガス（ヘリウム、ネオン、アルゴンな
ど）、二酸化炭素、ハロゲン化炭化水素などが用いられ
る。

【００１６】

【発明の実施の形態】通常、反応性ホットメルト形の発
泡体では、硬化前組成物は脆く、復元性が小さいが、ポ
リエステルエラストマー及び、またはポリエーテルエラ
ストマーを配合することにより、発泡体の形状保持性を
高め、復元性を向上せしめた反応性ホットメルト形接着
性発泡体を得た。

【００１７】

【実施例】次に実施例について説明するが、本発明は実
施例のみに限定されるものではない。例中の「部」は
「重量部」を示す。

【００１８】（実施例１）予め真空乾燥機により脱水処
理したアジピン酸と１，６ヘキサンジオールとエチレン
グリコールを主成分とするポリエステルポリオール（官
能基数：２０ 分子量５，０００）８９部と、ポリカプ
ロラクトンとテトラメチレングリコールとテレフタル酸
を主成分とするポリエステルエラストマー（軟化点：１
００℃ 分子量：２０，０００）５部と、ジフェニルメ
タンジイソシアネート１１部を加熱、脱泡、撹拌可能な
反応容器に投入し、Ｎ_２雰囲気中で混合撹拌しながら１
１０℃で２時間反応させた後、更に１１０℃で２時間減
圧脱泡撹拌してポリウレタンプレポリマー（粘度４００
Ｐ／１２０℃）を得た。得られたポリウレタンプレポリ
マーを、１２０℃で、容器中で乾燥窒素により８気圧に
加圧した。５００から７００ｒｐｍで３０分間撹拌し、
次いで容器の底出口から吐出し、各種の反応性ホットメ
ルト形接着性発泡体の試験体を得た。得られた試験体を
室温２０℃、湿度６５％の条件で７日間以上養生した
後、以下の試験を行った。

【００１９】（１）発泡倍率 ブロック状に冷却成形した該組成物発泡体から、一辺２
０ｍｍの立方体の試験体を作成し、重量を精秤し、数１
によって発泡倍率を求めた。

【００２０】

【数１】

【００２１】（２）圧縮永久歪 厚さ１２．７ｍｍ、直径２９．０ｍｍの直円柱形の試験
体を作成し、ＪＩＳＫ―６３０１―１０に準じて、５ｍ
ｍの厚さの２枚の鋼板間にはさみ、厚さ９５２ｍｍのス
ペーサーを用いて、試験体をもとの厚みの７５％にまで
圧縮し、ボルトにより固定した。７０時間圧縮を保った
後、圧縮を解除し、３０分後の厚みを測定し、数２から
圧縮永久歪を求め、復元性を評価した。

【００２２】

【数２】

【００２３】（３）９０゜はく離接着強さ 木質ボード表面に、幅１０ｍｍ、厚さ５ｍｍの発泡体と
して塗付し、得られた試験体の９０゜はく離接着強さ
を、引張り速度２００ｍｍ／分で測定した。

【００２４】（４）耐熱発現性 （３）と同様にして得た試験体を、１３０℃に調節した
恒温槽中に放置し、試験体の流れまたは変形が生じなく
なるまでの養生時間を測定し、耐熱発現性（硬化速度）
を試験した。

【００２５】（５）耐熱性 （３）と同様にして得た試験体を、恒温槽中に放置し、
試験体の流れまたは変形が生じる温度を測定し、耐熱性
を試験した。

【００２６】（６）漏水 木質系サイディングボードのラップジョイントを構成す
る部位に、幅１０ｍｍ、厚さ５ｍｍの発泡体として塗付
し、図１、２に示すように、底部に８８０ｍｍ×８４０
ｍｍの開口を有する内寸１，０００ｍｍ×１，０００ｍ
ｍの槽の開口を覆うようにして３枚の木質系サイディン
グボードを張った。隣り合う木質系サイディングボード
のラップジョイント部以外の隙間部分には漏水防止のた
めパテを施し、水深が３００ｍｍになるように水を張
り、１週間放置して漏水を調べ、シール性を評価した。

【００２７】（７）のこぎり適性 （３）と同様にして得た試験体を、集じん丸のこ（１
５，０００回転／分）を用いて切断し、切断時に発泡体
のはがれた距離を測定し、のこぎり適性を試験した。

【００２８】（実施例２）ポリカプロラクトンとテトラ
メチレングリコールとテレフタル酸を主成分とするポリ
エステルエラストマーを、プロピレンオキサイドとアリ
ルグリシジルエーテルとエピクロロヒドリンを主成分と
するポリエーテルエラストマー（軟化点：９５℃ 分子
量：３０，０００）に変更した以外は実施例１と同様に
し、試験を行った。

【００２９】（実施例３）減圧脱泡後に、触媒としての
ジブチル錫ラウレート０．０１部を添加した以外は実施
例１と同様にし、試験を行った。

【００３０】

【比較例】次に比較例について説明する。

【００３１】（比較例１）熱可塑性エラストマーとして
ＳＩＳ（Ｔｇ：−５７℃）４０部と、粘着性付与樹脂と
して脂環族系水添石油樹脂（軟化点：１２５℃）４５部
と、可塑剤としてナフテン系オイル（流動点：−３０
℃）１０部を用い、パラフィンワックス（融点：６０
℃）５部を配合、調製して得られたホットメルト組成物
（軟化点：１００℃）を、１４０℃で、容器中で乾燥窒
素により８気圧に加圧した。５００から７００ｒｐｍで
３０分間撹拌し、次いで容器の底出口から開放し、得ら
れたホットメルト形接着性発泡体で、実施例１と同様の
試験を行った。

【００３２】（比較例２）ポリウレタンプレポリマー
を、発泡体としない以外は、実施例１と同様にし、試験
を行った。

【００３３】（比較例３）ポリカプロラクトンとテトラ
メチレングリコールとテレフタル酸を主成分とするポリ
エステルエラストマーを加えない以外は、実施例１と同
様にし、試験を行った。

【００３４】実施例１〜３で得た本発明の反応性ホット
メルト形接着性発泡体と、比較例１で得たホットメルト
形接着性発泡体と、比較例２で得た反応性ホットメルト
形接着剤と、比較例３で得た反応性ホットメルト形接着
性発泡体を用いて、特性を比較した。

【００３５】評価結果を表１に示す。

【００３６】

【表１】

【００３７】表１から明らかなように、比較例１は、耐
熱性、はく離接着強さに劣り、比較例２は、のこぎり適
性に劣り、比較例３は、復元性、シール性に劣るといっ
た欠点が見られるが、実施例１〜３は、復元性、はく離
接着強さ、のこぎり適性、耐熱性、シール性いずれも優
れ、良好な適性を示した。

【００３８】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、塗付量を
削減し、圧縮氷久歪が小さく復元性に優れ、かつ、はく
離接着強さ、のこぎり適性および耐熱性に優れ、シール
性の良好な、工業的価値の大なる技術を持つ反応性ホッ
トメルト形接着性発泡体の提供が可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】漏水試験装置の側断面図である。

【図２】漏水試験装置の平面図である。

【符号の説明】

１ 開口 ２ 槽 ３ 桟 ４ 木質系サイディングボード ５ 反応性ホットメルト形接着性発泡体 ６ パテ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】重量平均分子量が５００〜１０，０００で
   あるポリオールと、重量平均分子量が１０，０００〜３
   ００，０００であるポリエステルエラストマー及び、ま
   たはポリエーテルエラストマーとの混合物に、ポリイソ
   シアネートを反応させて得られるイソシアネート末端ポ
   リウレタンプレポリマーを含む組成物であって、該組成
   物を加熱溶融し、これに、加圧下で不活性ガスを注入
   し、次に、周囲圧力にまで開放して得られることを特徴
   とする、反応性ホットメルト形接着性発泡体
2. 【請求項２】発泡倍率が１．５〜２０倍である、請求項
   １に記載の反応性ホットメルト形接着性発泡体