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JP2003193022A - 湿分硬化型接着剤 - Google Patents

湿分硬化型接着剤

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JP2003193022A
JP2003193022A JP2002347480A JP2002347480A JP2003193022A JP 2003193022 A JP2003193022 A JP 2003193022A JP 2002347480 A JP2002347480 A JP 2002347480A JP 2002347480 A JP2002347480 A JP 2002347480A JP 2003193022 A JP2003193022 A JP 2003193022A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】複合体に改良されたグリーン強度を提供する、
改良された湿分硬化型ホットメルト接着剤の提供。 【解決手段】接着剤として有用な組成物であって、
(a)該組成物の重量を基準として1重量%〜50重量
%のクリストバライトシリカ、および(b)該組成物の
重量を基準として50重量%〜99重量%の湿分硬化プ
レポリマーを含む、前記組成物。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】本発明は複合体に改良されたグリーン強度
を提供する、改良された湿分硬化型ホットメルト接着剤
に関する。
【0002】ホットメルト接着剤は有用な材料として知
られている。室温において、接着剤は固体であるかまた
は非常に高粘度であるが、高温で接着剤はより低粘度に
なり、便利に基体に適用することができる。溶融した接
着剤層に第二の基体を接触させることができ、その後、
組成物が冷えて接着剤が再び固形化し、または再び高粘
度になるに従って、その接着剤の結合はより強固にな
る。冷却は比較的速いので、組成物または複合物品は良
好なグリーン強度を提供する(すなわち、結合は材料が
接着された直後で、適度に強固である)。ホットメルト
接着剤は熱可塑性ポリマーをベースにしている場合が多
く、そのような接着剤で作られた複合体は良好なグリー
ン強度を提供している場合が多いが、かかる物品は加熱
されたり、もしくは溶媒にさらされたときに、通常強度
を失う。
【0003】一方、硬化型接着剤(本明細書において
「反応型接着剤」と同義語である)は、一度硬化する
と、通常、加熱および/または溶媒にさらされてもその
接着特性は保持される。しかしながら、そのような接着
剤は通常、硬化前は流体であり、よってグリーン強度が
乏しい。
【0004】有用なレベルのグリーン強度を有し、さら
に硬化型接着剤の性能の利点を有する材料分野は、反応
型ホットメルト(RHM)接着剤である。これらは室温
にて固体であるかまたは非常に高粘度を有するが、高温
で低粘度であり、熱可塑性のホットメルト接着剤を使用
する場合と同様の方法で複合物品の作成に使用すること
ができる材料である。そしてRHMが冷えるに従い、あ
る程度のグリーン強度を素速く提供する。その後、硬化
反応が時間をかけて進行するにつれ、RHM接着剤は硬
化した反応型接着剤の利点を最大に発揮する。ポリエー
テルポリオール、ポリエステルポリオール、またはそれ
らの組み合わせをベースとしたイソシアネート官能性プ
レポリマーと、ポリエーテルポリエステル熱可塑性エラ
ストマーの混合物をベースとしたRHM組成物がAnd
ersonらによる、米国特許第5,939,499号
にて開示されている。イソシアネート官能性組成物のイ
ソシアネート基は水との反応によって互いに結合を形成
すると考えられており、こういった組成物は湿分硬化型
(「湿分反応型」ともいう)組成物の例である。
【0005】クリストバライトシリカ(cristob
alite silica)をフィラーとして様々なポ
リマーに使用することが、R.Halvorsen著の
「Cristobalite: A Unique F
orm of Silica」(1997年8月)中、
pp. 58〜62、Adhesives Ageにお
いて議論されている。
【0006】RHM接着剤は概して、通常の硬化型接着
剤と比較してより良いグリーン強度を有しているが、組
み立て後、できるだけ早く結合した物品の扱い易さを向
上するために、さらなるグリーン強度の改良が望まれ
る。発明者は、湿分硬化型ホットメルト接着剤組成物に
クリストバライトシリカを含有させると、これらの組成
物のグリーン強度が改良されるということを見いだし
た。
【0007】本発明の第一の態様として、(a)組成物
の重量を基準として1重量%〜50重量%のクリストバ
ライトシリカ、および(b)組成物を基準として50重
量%〜99重量%の湿分硬化型プレポリマーを含む、接
着剤として有用な組成物を提供する。
【0008】本発明の第二の態様として、接着剤組成物
を溶融し;該溶融した接着剤組成物を第一の基体に適用
し;該溶融した接着剤組成物に第二の基体を接触し;該
基体および該接着剤組成物を冷却し、または放冷するこ
とを含み、該接着剤組成物が、該組成物の重量を基準と
して1重量%〜50重量%のクリストバライトシリカ、
および該組成物の重量を基準として50重量%〜99重
量%の湿分硬化型プレポリマーを含む、基体を互いに結
合する方法を提供する。
【0009】本発明の第三の態様として、第一の基体、
第二の基体、および前記基体を互いに結合している接着
剤組成物を含み、該接着剤組成物が、該組成物の重量を
基準として1重量%〜50重量%のクリストバライトシ
リカ、および該組成物の重量を基準として50重量%〜
99重量%の湿分硬化型プレポリマーを含む複合物品を
提供する。
【0010】本発明の第四の態様として、湿分硬化型反
応型ホットメルト接着剤組成物によって結合された複合
物品のグリーン強度を増加させる方法であって、該方法
が該接着剤組成物を溶融し;溶融した該接着剤組成物を
第一の基体に適用し;第二の基体を該溶融した接着剤組
成物に接触させ;該基体および該接着剤組成物を冷却、
または放冷することを含み、該接着剤組成物は、該組成
物の重量を基準として1重量%〜50重量%のクリスト
バライトシリカ、および該組成物の重量を基準として5
0重量%〜99重量%の湿分硬化型プレポリマーを含
む、前記方法を提供する。
【0011】本発明の組成物は、湿分硬化型ホットメル
ト接着剤組成物である。「湿分硬化型」(本明細書にお
いて「湿分反応型」と同義語である)は、本明細書にお
いて、水と反応することができ、好適に接着剤組成物の
分子量の増加をもたらし、および/または接着剤組成物
の架橋をもたらし、水と接触した後に接着剤の強度特性
を増加させる反応基を含有する組成物をいう。本明細書
において「ホットメルト」とは、固体、半固体、または
粘性塊であることができる接着剤が有利に加熱され、基
体に適用および接着するのに適した粘度の流体状接着剤
を提供することができる接着剤をいう。本明細書におい
て「グリーン強度」とは、2つの基体間に接着剤を用い
て互いに接着剤で結合させたすぐ後、通常、実質的に硬
化または架橋が起こる前の2つの基体を分離するのに必
要な力もしくは応力をいう。
【0012】本発明の実施態様において、1つの成分は
クリストバライトシリカであり、これは、自然に存在
し、また炉で石英砂を加熱することによって人工的に製
造することもできる二酸化ケイ素の1形態である。クリ
ストバライトシリカは、例えば、C.E.O.Proc
ess Minerals,Inc.(米国、オハイオ
州、アクロン)から入手可能である出版物に「Gore
sil(商標)」として記載されている。クリストバラ
イトシリカは、他の形態のシリカとは異なる、結晶構
造、屈折率、密度、硬度、熱膨張率、および表面組成を
有することで知られている。クリストバライトシリカが
他の鉱物粉体と比較して水分を吸着しないことは、表面
組成が原因であると考えられている。クリストバライト
シリカは様々な粒子サイズ分布の粉体で商業的に入手す
ることができる。適したクリストバライトシリカ粉体
は、粉体の98重量%以上が100メッシュふるいを通
過する程度に十分に細かいものである(the Ame
rican Society for Testing
and Materials発行、Specific
ation E−ll−01において開示されているよ
うに、100メッシュふるいは開口サイズが名目上15
0マイクロメートル(μm)である。)。好ましいクリ
ストバライトシリカ粉体は、95%以上が325メッシ
ュふるい(名目上開口サイズは45μmである)を通過
し、より好ましくは粒子サイズの中央値が8μm以下お
よび最大粒子サイズが35μm以下の粉体であり、さら
に好ましくは粒子サイズの中央値が0.5〜5μmおよ
び最大粒子サイズが25μm以下の粉体であり、最も好
ましくは粒子サイズの中央値が1〜3μmおよび最大粒
子サイズが10μm以下の粉体である。クリストバライ
トシリカの適した量は、反応型ホットメルト組成物の総
重量をベースとして1〜50重量%であり、好ましくは
5〜30重量%であり、より好ましくは9〜16重量%
である。
【0013】本発明の実施態様において、適した湿分硬
化型プレポリマーは、本明細書に記載したような湿分硬
化型のものであり、例えば本明細書の上記で詳述したよ
うにホットメルト接着剤における方法で基体に適当に適
用することのできる、任意のオリゴマー、樹脂、ポリマ
ーである。好ましい湿分硬化型プレポリマーは、湿分硬
化型シロキサンおよび湿分硬化型ウレタンプレポリマー
であり、より好ましいものは湿分硬化型ウレタンプレポ
リマーである。
【0014】本発明の1つの態様として、湿分硬化型ポ
リマーは、少なくとも1つのポリオールと少なくとも1
つの多官能性イソシアネートの反応生成物(本明細書に
おいて「RPプレポリマー」という)であるウレタンプ
レポリマーである。適したポリオールとして、例えば、
ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ポ
リエーテルエステル、ポリエステルエーテル、およびそ
れらの組み合わせが挙げられる。RPプレポリマーの形
成に使用することのできるポリオールは、結晶性、半結
晶性、または非晶性ポリオールから独立に選択すること
ができ、通常、結晶性のポリオール含量が増すと、結合
強度が増加する。ポリオールは、ゲル透過クロマトグラ
フィーで測定した重量平均分子量「Mw」が、250〜
8,000であることが好ましく、250〜5,000
であることがより好ましい。
【0015】RPプレポリマーに使用するのに適したポ
リエステルポリオールは、ジアシッド(diaci
d)、またはそのモノエステル、ジエステル、もしくは
無水物対応物、とジオールから形成されるものが挙げら
れる。ジアシッドは、分岐鎖、非分岐鎖、または環状材
料を含む飽和C〜C12脂肪酸、および/またはC
〜C15芳香族酸とすることができる。適した脂肪酸の
例として、例えば、スクシン酸、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、1,12−ドデカンジオイック酸、1,4−シクロ
ヘキサンジカルボン酸、および2−メチルペンタンジオ
イック酸が挙げられる。適した芳香族酸の例として、例
えば、テレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、4,
4’−ベンゾフェノンジカルボン酸、4,4’−ジフェ
ニルアミンジカルボン酸、およびそれらの組み合わせが
挙げられる。ジオールはC〜C12の分岐鎖、非分岐
鎖、または環状の脂肪族ジオールであることができる。
適したジオールの例として、例えば、エチレングリコー
ル、l,3−プロピレングリコール、1,2−プロピレ
ングリコール、1,4−ブタンジオール(1,4−bu
tandediol)、ネオペンチルグリコール、1,
3−ブタンジオール(1,3−butandedio
l)、ヘキサンジオール、2−メチル−2,4−ペンタ
ンジオール、シクロヘキサン−l,4−ジメタノール、
l,12−ドデカンジオール、およびそれらの組み合わ
せが挙げられる。他の適したポリエステルポリオールと
して、ポリカプロラクトンポリオールおよびポリカーボ
ネートポリオールが挙げられる。適したポリエステルポ
リオールは、適したジアシッドまたは適したジアシッド
の組み合わせと、適したジオールまたは適したジオール
の組み合わせとの反応によって調製することができる。
また、様々な適したポリエステルポリオールの組み合わ
せもまた本発明に使用するのに適している。好ましいポ
リエステルポリオールはブタンジオールアジぺート、ネ
オペンチルグリコールアジペート、混合したジオールか
ら調製したアジペートポリエステルポリオール、ヘキサ
ンジオールアジペート、およびフタル酸およびジエチレ
ングリコールから調製したポリエステルポリオールが挙
げられる。
【0016】RPプレポリマーに使用するのに適したポ
リエーテルポリオールとして、分岐鎖および非分岐鎖の
アルキレン基を含む、ポリオキシ−C−C−アルキ
レンポリオールが挙げられる。ポリテトラメチレングリ
コールエーテルポリオールもまた適している。適したポ
リエーテルジオールの例として、例えば、ポリエチレン
オキサイド、ポリ(1,2−および1,3−プロピレン
オキサイド)、ポリ(1,2−ブチレンオキサイド)、
エチレンオキサイドと1,2−プロピレンオキサイドの
ランダムまたはブロック共重合体、およびそれらの組み
合わせが挙げられる。様々な適したポリエーテルポリオ
ールの組み合わせもまた本発明に使用するのに適してい
る。好ましいものはプロピレンオキサイドポリマー(ポ
リプロピレングリコールともいう)である。
【0017】RPプレポリマーを形成するために、ポリ
オールを少なくとも1つの多官能性イソシアネート、す
なわち少なくとも2つのイソシアネート基を有している
イソシアネートと反応させる。適した多官能性イソシア
ネートとして、例えば、芳香族、脂肪族、脂環式の多官
能性イソシアネートおよびそれらの組み合わせが挙げら
れ、例えば、m−フェニレンジイソシアネート、2,4
−トルエンジイソシアネート、2,6−トルエンジイソ
シアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、テトラ
メチレンジイソシアネート、l,4−シクロヘキサンジ
イソシアネート、ヘキサヒドロトルエンジイソシアネー
ト、 1,5−ナフタレンジイソシアネート、1−メト
キシ−2,4−フェニ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、2,4’−ジフ
ェニルメタンジイソシアネート、4,4’−ビフェニレ
ンジイソシアネート、3,3’−ジメトキシ−4,4’
−ビフェニルジイソシアネート、3,3’−ジメチル−
4,4’−ビフェニルジイソシアネート、3,3’−ジ
メチル−4,4’−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、4,4’,4”トリ
フェニルメタントリイソシアネート、ポリメチレンポリ
フェニレン多官能性イソシアネート、2,4,6−トル
エントリイソシアネート、および4,4’−ジメチル−
ジフェニルメタンテトライソシアネート、Mnが200
0未満であって、少なくとも2つのイソシアネート基を
有するプレポリマー、およびそれらの組み合わせをはじ
めとする。好ましいものは、4,4’−ジフェニルメタ
ンジイソシアネートと2,4’−ジフェニルメタンジイ
ソシアネートの組み合わせがあげられる。
【0018】本発明のRPプレポリマーは1段階プロセ
ス、2段階プロセス、または多段階プロセスによって調
製することができる。適したRPプレポリマーの組み合
わせもまた、本発明において使用するのに適している。
【0019】RPプレポリマーを1段階プロセスを用い
て調製する本発明の1つの態様において、少なくとも1
つのポリオールを、少なくとも1つの多官能性イソシア
ネートと混合する。適した混合物は、成分のNCO/O
H基比が、当量基準で1.05〜3.0、好ましくは
1.5〜2.2、より好ましくは1.8〜2.1であ
る。該成分には、1%未満の水、好ましくは0.1%未
満の水が含まれる。該成分は公知の手段により、好まし
くは不活性であって乾燥した雰囲気下で混合されること
ができ、好ましくは80℃〜120℃の温度で、好まし
くは実質的にすべてのヒドロキシル基が反応するのに充
分な時間の間、反応させることができる。
【0020】本発明のかかる態様において、クリストバ
ライトシリカは、RPプレポリマーを形成する反応が起
きる前、反応中、反応後のいずれかの時に反応混合物に
添加される。クリストバライトシリカを他の成分と混合
できるように、クリストバライトシリカは好ましくは、
反応混合物が撹拌するのに充分に低粘度である間に添加
される。より好ましくは、クリストバライトシリカはそ
れが低粘度を有するのに充分暖かい間に、ポリオール
に、多官能性イソシアネートが添加される前に添加され
る。
【0021】本発明の他の態様として、RPプレポリマ
ーを2段階プロセスによって調製することができる。第
1段階において、ヒドロキシル官能性初期ポリマーは、
ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、お
よびそれらの組み合わせを包含する群から選択されるポ
リオールと多官能性イソシアネートを含む、第1成分の
反応によって形成され、ここで第1成分のOH/NCO
基の比率は、当量基準で1.05〜3.0である。第1
成分には、成分の総重量を基準として、1重量%未満の
水、好ましくは0.1重量%未満の水が含まれる。第1
成分は公知の手段により、好ましくは不活性であって乾
燥した雰囲気下で混合されることができ、好ましくは8
0℃〜120℃の温度で反応させることができる。
【0022】本発明のかかる態様において、第2段階に
はヒドロキシル官能性初期ポリマー、ポリオール(ポリ
エステルポリオール、ポリエーテルポリオール、および
それらの組み合わせを包含する群から選択される)、お
よび少なくとも1つの多官能性イソシアネートを含む第
2成分(第2成分に含まれるヒドロキシル官能性初期ポ
リマーのポリオールに対する重量比は9/1〜1/9で
ある。)を混合し、さらにかかる混合物を反応させ、ま
たは自然反応させることが含まれる。ヒドロキシル官能
性初期ポリマーについては本明細書に上記される。ポリ
オールは、結晶性、半結晶性、または非晶性のいずれで
もよく、すでに明細書に記載および例示したポリオール
から選択することができ、ヒドロキシル官能性初期ポリ
マーの形成に使用したポリオールと同じものでも異なっ
たものでもよい。好ましいポリオールは結晶性ポリエス
テルポリオールである。少なくとも1つの該多官能性イ
ソシアネートは、すでに明細書に記載し、例示した多官
能性イソシアネートから選択することができ、ヒドロキ
シル官能性初期ポリマーの形成に使用した多官能性イソ
シアネートと同じものでも異なったものでもよい。
【0023】本発明におけるかかる2段階の態様におい
て、過剰イソシアネート基を有する接着剤組成物を提供
するために、第2段階の間、混合した第2成分全体のN
CO/OH基比は、当量基準で1.05〜3.0、好ま
しくは1.5〜2.2、より好ましくは1.8〜2.1
である。NCO/OH比がより高いレベルの場合、遊離
しているイソシアネートモノマーが所望のレベルより高
くなり、NCO/OH比がより低いレベルの場合、所望
の適用粘度より粘度が高くなる。第2成分には、成分の
総重量を基準として、1重量%未満の水、好ましくは
0.1重量%未満の水が含まれる。
【0024】本発明におけるかかる2段階の態様におい
て、第2段階中、該第2成分は公知の手段により、好ま
しくは不活性であって乾燥した雰囲気下で混合されるこ
とができ、好ましくは80℃〜120℃の温度で、好ま
しくは実質的にすべてのヒドロキシル基が充分に反応す
る時間の間、反応されることができる。クリストバライ
トシリカは、RPプレポリマーを形成させる反応が起き
る前、反応中、反応後のいずれかの時に反応混合物に添
加される。クリストバライトシリカが他の成分と混合で
きるように、クリストバライトシリカは好ましくは、反
応混合物が、撹拌ができるほど十分に低粘度である間に
添加されるのが好ましい。より好ましくは、クリストバ
ライトシリカは、それらが低粘度を有するのに充分暖か
い間であるが、多官能性イソシアネートが添加される前
に、第1成分のポリオールに添加される。
【0025】本発明の他の態様として、得られるRPプ
レポリマーが、湿分硬化型となるに十分利用可能なイソ
シアネート基を有し、また加熱した場合、RHM接着剤
の成分として有用に機能するように十分に低粘度である
限り、RPプレポリマーは、すでに本明細書に記載した
ポリオールおよび多官能性イソシアネートを伴う多段階
を用いたプロセスによって調製されることができる。ク
リストバライトシリカは、RPプレポリマー中に、1お
よび2段階プロセスと同様の方法および量で添加するこ
とができる。
【0026】1段階、2段階、または多段階プロセスに
関する本発明の態様として、RPポリマー形成反応の
前、反応中、反応後に、任意の触媒を使用することがで
きる。任意の触媒としては、例えば、3級アミンをはじ
めとするアミン触媒であってもよく、またはスズベース
の触媒であってもよい。典型的に、かかる触媒は、混合
した成分の総重量を基準として、0.5重量%未満のレ
ベルで使用される。RPポリマー形成反応の前、反応
中、反応後に、反応混合物に添加することのできる他の
任意な成分としては、紫外線インジケーター(ultr
aviolet indicator)、抗酸化剤、ベ
ンゾイルクロライド、およびシラン化合物が挙げられ
る。任意な成分は全て、好ましくは、反応混合物が、成
分を混合するために適切に撹拌ができるほど十分に低粘
度である間に添加される。
【0027】本発明のプレポリマーは、それがシロキサ
ン、ウレタン、または他のタイプであろうと、保持され
ることが所望される湿分反応性基の反応性を当然考慮し
た上で、粘着付与剤、可塑剤、レオロジー改良剤、クリ
イストバライトシリカ以外のフィラー、顔料、熱可塑性
アクリル樹脂等をはじめとする付加的な公知の成分をさ
らに混合して配合されることができる。かかる任意な成
分は全て、好ましくは、反応混合物が、撹拌ができるほ
ど十分に低粘度である間に添加する。
【0028】本発明のプレポリマーは、湿分硬化型ホッ
トメルト接着剤である。好ましくは、使用されるまで、
不活性であって、乾燥した雰囲気中で貯蔵する。
【0029】基体を結合するための本発明の方法におい
て、適用設備および水分存在下での接着剤の第一の基体
への適用のためのポンプ移送または重力供給によるもの
をはじめとする接着剤の移送に適した粘度を達成するた
めに、湿分硬化型ホットメルト接着剤は80〜140℃
の温度、好ましくは100〜130℃の温度に加熱され
る。接着剤のかかる適用は、例えば、加熱スプレーアプ
リケータ、加熱ビード(bead)アプリケータ、加熱
ノズル、または加熱ロールコーターをはじめとする公知
の手段によって行うことができ、連続したもしくは不連
続の所望の接着剤フィルムを形成する。接着剤は典型的
には、50〜250g/平方メートル(4〜20g/平
方フィート)のレベルで適用することができ、一方の基
体が織物の場合には1〜50g/平方メートルの低いレ
ベルで適用することができる。湿分反応性基と反応を起
こし、それにより適用した接着剤の最終的な凝集力を増
加させることが期待される水分、すなわち水としては、
例えば、適用した接着剤に接触する、周囲湿度、人工的
に増加させたまたは制御した加湿空気、水滴のミスト、
または液状の水のスプレーとすることができると企図さ
れる。かかる水分は、例えばアミンをはじめとするプレ
ポリマーの湿分反応性基と反応する他の成分によって強
力化させることができることがさらに企図される。代替
的な態様において、反応型ホットメルト接着剤を、実質
的に乾燥した第一の基体に水分との接触なしに適用し、
続いての使用のために水分の非存在下で保存するか、も
しくは水分の存在下または非存在下で第二の基体に接触
させる。
【0030】基体を結合させるための本発明の方法にお
いて、適用した接着剤は続いて第二の基体に接触し、複
合構造体を提供する。かかる複合構造体は任意に圧力の
適用を受けるが、圧力の大きさは通常その基体の強度、
および変形しやすさに依存する。任意に適用する圧力の
大きさおよび保持時間を選択し、基体と接着剤の接触を
増加させる。複合構造体はその後冷却もしくは放冷す
る。
【0031】本発明の1つの態様として、形成される複
合構造は、ラミネート構造体である。ラミネート構造体
の形成において、基体と接着剤を一緒にした後、任意の
圧力を適用する場合、圧力の適用方法の1つは、ラミネ
ート構造体をローラーの間に通過させることによるもの
であって、典型的には100〜2,000kg/メート
ル(6〜112lbs/線インチ)の圧力下で行われ、
基体の強度、変形しやすさにより変化する。任意に適用
する圧力の大きさおよび保持時間を選択し、基体と接着
剤の接触を増加させる。複合構造体はその後冷却もしく
は放冷する。
【0032】他の態様として、接着剤は同時にまたは逐
次的に第一の基体の2以上の表面に適用することができ
る。得られる接着剤の2以上の層はその後、同時にまた
は逐次的に2以上のさらなる基体(同じ基体でも、異な
る基体でもよい)に結合される。さらに複合構造体は逐
次的に、同じまたは異なった接着剤を用いて、本明細書
に記載したプロセスの前または後に、他の基体に結合す
ることがさらに企図される。
【0033】本発明の方法において結合される第一、第
二、および任意のさらなる基体は、同じものでも、異な
っているものでもよく、例えば、金属、木材、圧縮木材
(consolidated wood)、紙、織布お
よび不織布、並びにプラスチックなどが挙げられ、それ
らは滑らかなまたは構造化された表面を持つものでもよ
く、さらに例えばロール、シート、フィルム、ホイル等
の形状で供給されていても良い。かかる基体には、例え
ば、ラワンマホガニー合板、含浸紙、押し出しポリスチ
レンフォーム、膨張ポリスチレンフォーム、ファイバー
グラス強化ポリエステル、ポリエステル布、高または低
圧ラミネート、合板、アルミニウム、鋼、PVC、エン
ジニアリングまたは他のプラスチック、フィラーおよび
/または顔料が配合されているプラスチック、および繊
維が配合されているプラスチックが挙げられる。
【0034】本発明の有効性を評価する有効な方法は、
重ね剪断試験である。接着剤は130℃に加熱され、ラ
ワン木材基体に約0.32cm(1/8インチ)の厚さ
で適用され、100〜130g/平方メートル(10〜
12g/平方フィート)の塗布量を提供する。ファイバ
ー強化プラスチック(「FRP」)スキン層が周囲水分
の存在下で接着剤層に適用され、かかる複合体は800
〜1800kg/メートル(50〜100lbs./線
インチ)の圧力のピンチローラーを通過する。その後、
Instron Model 4502を用いたAST
M D−1002の方法により、0.127cm/分
(0.05インチ/分)のクロスヘッドスピードにおけ
る重ね剪断応力を測定した。
【0035】以下の実施例中、「MDI」はジフェニル
メタンジイソシアネートを意味しており;また「ヒドロ
キシル価」はポリオール中のOH基の特性評価であっ
て、K.Uhlig著「Discovering Po
lyurethanes」(Hanser出版、199
9年)に記載されている。
【0036】実施例1 反応容器を、ガス導入チューブ、温度計、スターラー、
減圧機、および加熱ジャケットとともに設置した。ポリ
オールを、扱いやすいように1昼夜75〜85℃に予熱
した。6300gのRucoflex(商標)S102
−40(ブタンジオールアジペートポリエステルポリオ
ール、ヒドロキシル価約40、分子量約2800、Ba
yer Inc.)、1250gのRucoflex
(商標)S107−55(ネオペンチルグリコールアジ
ペートポリエステルポリオール、ヒドロキシル価約5
5、分子量約2000、Bayer Inc.)、3g
のIrganox(商標)245(フェノール系抗酸化
剤、Ciba−Geigy Corp.)、12gのS
ilquest(商標)A−171(ビニルトリメトキ
シシラン、OSI Specialties)、および
1000gのGoresil(商標)210(クリスト
バライトシリカ、CED Minerals)を反応容
器に添加し、撹拌しながら温度を105℃に上昇させ
た。105℃、20mmHgの減圧下において30分保
持した後、バッチの温度を90℃に下げた。4,4’−
MDIと2,4’MDIの98/2の混合物(Baye
r Inc.)1429gを添加し、撹拌しながら、窒
素ブランケット下において温度100〜105℃にて1
時間保持した。最後の40分の間、撹拌速度を下げ、減
圧200〜300mmHgを適用した。1時間保持した
後、1gのベンゾイルクロライドと5gのJeffca
t DMDEE(アミンベース触媒、Huntsman
Co.)を添加した。混合をさらに20〜30分窒素ブ
ランケット下で行った。ここで反応生成物をコンテナー
に注ぎ入れ、その後コンテナーを乾燥窒素で満たし、密
封した。
【0037】比較例A 反応性のホットメルト接着剤を、実施例1のように調製
した。ただし以下の成分:Irganox(商標)24
5、Silquest(商標)A−171およびGor
esil(商標)210は添加しなかった。その他の成
分は実施例1と同じ割合で使用したが、実施例1と総重
量が同じになるように調製したため、全ての量を増加さ
せた。
【0038】実施例2 実施例1の手順を用いて、他の調製を行った。実施例1
で使用したポリオールの代わりに以下のポリオール:D
ynacoll(商標)7250(混合グリコールをベ
ースとしたアジペートポリエステル、ヒドロキシル価約
21、Creanova,Inc.)、Stepanp
ol(商標)化合物2429−39(フタル酸およびジ
エチレングリコールベースのポリエステル、ヒドロキシ
ル価約290、Stepan Co.)、Rucofl
ex(商標)S105−30(ヘキサンジオールアジペ
ート、ヒドロキシル価約30、Ruco Polyme
r)、およびRucoflex(商標)Sl07−30
(ネオペンチルグリコールアジペート、ヒドロキシル価
約30、Ruco Polymer)を使用した。
【0039】使用した成分の割合は以下の通りである。
【表1】
【0040】比較例B 反応性のホットメルト接着剤を実施例2のように調製し
た。ただし以下の成分:Irganox(商標)24
5、Silquest(商標)A−171、Gores
il(商標)210、ベンゾイルクロライド、およびJ
effcat(商標)DMDEEは添加しなかった。そ
の他の成分は実施例2と同じ割合で使用したが、実施例
2と総重量が同じになるように調製したため、全ての量
を増加させた。
【0041】実施例3 反応容器を、ガス導入チューブ、温度計、スターラー、
減圧機、および加熱ジャケットとともに設置した。ポリ
オールを、扱いやすいように1昼夜75〜85℃に予熱
した。Lexorez(商標)1400−120P
(ヘキサンジオール−ネオペンチルグリコールアジペー
トポリエステルポリオール、ヒドロキシル価約120、
分子量約935、Inolex Chemical)1
508g、PPG(商標)1025(ポリエーテルポリ
オール、分子量約1000、PPGInd.)2082
g、Blankophor(商標)SOL (UVイン
ジケーター、BASF Corp.)2g、Irgan
ox(商標)245(フェノール系抗酸化剤、Ciba
−Geigy Corp.)2g、およびGoresi
l(商標)210(クリストバライトシリカ、C.E.
D.Minerals)1551gを反応容器に添加
し、撹拌しながら温度を105℃に上昇させた。105
℃、20mmHgの減圧下において30分経過した後、
バッチの温度を90℃に下げた。4,4’−MDIと
2,4’MDIの98/2の混合物(Bayer In
c.)547gを添加し、窒素ブランケット下において
撹拌しながら、温度100〜105℃にて1時間保持し
た。Rucoflex(商標)S105−30(ヘキサ
ンジオールアジペート、ヒドロキシル価約30、分子量
約3750、Ruco Polymer)3103g、
およびSilquest(商標)A−171(ビニルト
リメトキシシラン、OSI Specialties)
13gを添加し、反応温度を103〜105℃に上昇さ
せ、減圧20mmHgを30分間適用し、その後バッチ
の温度を90℃に低下させた。実施例1で使用したMD
I混合物1186gを添加しすると、発熱反応が見ら
れ、窒素ブランケット下において、反応温度を100〜
105℃に1時間保持した。最後の40分の間は、撹拌
速度を下げ、減圧200〜300mmHgを適用した。
1時間保持した後、ベンゾイルクロライド1gとJef
fcat(商標)DMDEE5gを添加した。混合をさ
らに20〜30分窒素ブランケット下で行った。ここで
反応生成物をコンテナーに注ぎ入れ、その後コンテナー
を乾燥窒素で満たし、密封した。
【0042】比較例C 反応性のホットメルト接着剤を実施例3のように調製し
た。ただしGoresil(商標)210は添加しなか
った。その他の成分は実施例3と同じ割合で使用した
が、実施例3と総重量が同じになるように調製したた
め、全ての量を増加させた。
【0043】実施例4 実施例および比較例の試験結果は以下の通りである。
【表2】 いずれの場合もにおいても、クリストバライトシリカを
組成物に添加しなかった場合、重ね剪断グリーン強度は
劇的に低下した。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C09J 183/04 C09J 183/04 (72)発明者 パンカジュ・シャー アメリカ合衆国イリノイ州60014,クリス タル・レイク,ウッドマー・ドライブ・ 852 Fターム(参考) 4F100 AA20G AK51G AT00A AT00B BA02 CA23G CB03 JK06 YY00G 4J040 EF111 EF121 EF131 EF171 EF291 EF301 EK031 HA306 HC01 HD32 JB01 JB04 KA03 KA14 KA42 LA06 NA08 PA34

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】接着剤として有用な組成物であって、 (a)該組成物の重量を基準として1重量%〜50重量
    %のクリストバライトシリカ、および(b)該組成物を
    基準として50重量%〜99重量%の湿分硬化型プレポ
    リマーを含む、前記組成物。
  2. 【請求項2】クリストバライトシリカの量が、組成物を
    基準として9重量%〜16重量%である請求項1記載の
    組成物。
  3. 【請求項3】クリストバライトシリカが、1〜3マイク
    ロメートルの平均粒子サイズ、および25マイクロメー
    トルの最大粒子サイズを有する粉体である請求項1記載
    の組成物。
  4. 【請求項4】湿分硬化型プレポリマーが湿分硬化型シロ
    キサンプレポリマーおよび湿分硬化型ウレタンプレポリ
    マーからなる群から選択される請求項1記載の組成物。
  5. 【請求項5】湿分硬化型プレポリマーが、少なくとも1
    つのポリオールと少なくとも1つの多官能性イソシアネ
    ートの反応生成物を含む、少なくとも1つのウレタンプ
    レポリマーを含有する請求項1記載の組成物。
  6. 【請求項6】クリストバライトシリカが、1〜3マイク
    ロメートルの平均粒子サイズ、および25マイクロメー
    トルの最大粒子サイズを有する粉体であり、該クリスト
    バライトシリカの量が、組成物の重量を基準として9重
    量%〜16重量%である請求項5記載の組成物。
  7. 【請求項7】基体を互いに結合する方法であって、接着
    剤組成物を溶融し;該溶融した接着剤組成物を第一の基
    体に適用し;該溶融した接着剤組成物に第二の基体を接
    触し;該基体および該接着剤組成物を冷却し、または放
    冷することを含み、該接着剤組成物が、該組成物の重量
    を基準として1重量%〜50重量%のクリストバライト
    シリカ、および該組成物の重量を基準として50重量%
    〜99重量%の湿分硬化型プレポリマーを含む、前記方
    法。
  8. 【請求項8】第一の基体、第二の基体、および前記基体
    を互いに結合している接着剤組成物を含む複合体であっ
    て、該接着剤組成物は、該組成物の重量を基準として1
    重量%〜50重量%のクリストバライトシリカ、および
    該組成物の重量を基準として50重量%〜99重量%の
    湿分硬化型プレポリマーを含む前記複合体。
  9. 【請求項9】該湿分硬化型プレポリマーが、少なくとも
    1つのポリオールと少なくとも1つの多官能性イソシア
    ネートの反応生成物を含む、少なくとも1つのウレタン
    プレポリマーを含有し、クリストバライトシリカが、1
    〜3マイクロメートルの平均粒子サイズ、および25マ
    イクロメートルの最大粒子サイズを有する粉体であり、
    さらに該クリストバライトシリカの量が、該組成物の重
    量を基準として9重量%〜16重量%である請求項8記
    載の複合体。
  10. 【請求項10】湿分硬化反応型ホットメルト接着剤組成
    物によって結合された複合物品のグリーン強度を増加さ
    せる方法であって、該接着法は該接着剤組成物を溶融
    し;該溶融した接着剤組成物を第一の基体に適用し;第
    二の基体を該溶融した接着剤組成物に接触させ;該基体
    および該接着剤組成物を冷却、または放冷することを含
    み、該接着剤組成物が、該組成物の重量を基準として1
    重量%〜50重量%のクリストバライトシリカ、および
    該組成物の重量を基準として50重量%〜99重量%の
    湿分硬化型プレポリマーを含む、前記方法。
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