JP7843833B2 - 高生強度反応性ホットメルト接着剤 - Google Patents

高生強度反応性ホットメルト接着剤

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Description

本明細書に記載される実施形態は、概して接着剤に関し、より具体的には、反応性ホットメルト接着剤に関する。
反応性ホットメルト接着剤は、繰り返し加熱して溶融状態にし、冷却して固体状態にすることができる熱可塑性材料から出発する。しかしながら、適切な条件に曝露されると、反応性ホットメルト接着剤は架橋し、不可逆的な固体形態に硬化する。反応性ホットメルト接着剤の１つのクラスは、ポリウレタンホットメルト接着剤である。ポリウレタン反応性（ＰＵＲ）ホットメルト接着剤は、表面又は周囲の大気水分と反応して鎖延長し、新しいポリウレタン／尿素ポリマーを形成す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。最終接着剤生成物は、主に尿素基及びウレタン基を介して重合された架橋材料である。
従来の反応性ホットメルト接着剤は、優れた最終接着強度を提供することができるが、高生強度、高い最終接着強度、十分な開放時間、及び許容可能なレオロジー特性を同時に提供することができない。生強度は、溶融接着剤を基材に塗布した後、完全に硬化する前の接着結合の初期強度を指す。高生強度は、接着された部品が追加のクランプ又はファスナーなしで接着剤によって一緒に保持されることを可能にするので、望ましい。開放時間とは、一方の基材に接着剤を塗布した後、必要な接着強度を得るために他方の基材を配置しなければならないまでの時間の長さを指す。長い開放時間は、他のプロセス工程が行われる時間を与えるので、好ましい。
したがって、高生強度、高い最終接着強度、十分な開放時間、及び許容可能なレオロジー特性を提供することができる代替の反応性ホットメルト接着剤が必要とされている。
本開示の実施形態は、少なくとも１つの熱可塑性ポリマーを有する反応性ホットメルト接着剤を提供することによって、この必要性を満たす。反応性ホットメルト接着剤中の熱可塑性ポリマーの存在は、許容可能な最終接着強度及び開放時間を保持しながら、接着剤組成物に改善された生強度を提供する。
本開示の１つ以上の実施形態によれば、反応性ホットメルト接着剤は、少なくとも１つのイソシアネート化合物、少なくとも１つのポリエステルポリオール、少なくとも１つのポリエーテルポリオール、及び少なくとも１つの熱可塑性ポリマーを含んでもよい。少なくとも１つの熱可塑性ポリマーは、１７７℃で７５，０００ｃＰ未満の粘度を有してもよい。熱可塑性ポリマーは、エチレン－アクリル－一酸化炭素ターポリマー、エチレン－（Ｃ３－Ｃ１２）アルキレン－アクリル－一酸化炭素テトラポリマー、又は両方を含んでもよい。
これらの実施形態及び他の実施形態を、以下の「発明を実施するための形態」においてより詳しく記載する。
定義
本明細書で使用される場合、「ｃＰ」はセンチポアズを意味し、「℃」は摂氏度を意味し、「ｍｍ」はミリメートルを意味し、「ｇｓｍ」はグラム／平方メートルを意味し、「ｍｉｎ」は分を意味し、「ｃＳｔ」はセンチストークを意味し、「ｍｏｌ」はモルを意味し、「ｋｇ」はキログラムを意味し、「ｃｍ２」は平方センチメートルを意味し、「ｌｂ」はポンドを意味し、「ｈｒ」は時間を意味し、「ｇ／ｍｏｌ」はグラム／モルを意味し、「ｍｇ」はミリグラムを意味する。
「ポリマー」という用語は、同じ種類又は異なる種類にかかわらず、モノマーを重合することによって調製されたポリマー化合物を指す。したがって、ポリマーという総称は、通常、１タイプのみのモノマーから調製されたポリマーを指す「ホモポリマー」という用語、並びに２つ以上の異なるモノマーから調製されたポリマーを指す「コポリマー」という用語を包含する。本明細書で使用される場合、「インターポリマー」という用語は、少なくとも２つの異なるタイプのモノマーの重合によって調製されたポリマーを指す。したがって、インターポリマーという総称は、ターポリマー及びテトラポリマーなどの、２種類より多い異なるモノマーから調製された、コポリマー又はポリマーを含む。
本明細書で使用するとき、用語「反応性ホットメルト接着剤の総重量」は、反応性ホットメルト接着剤の特許請求された成分の総重量を指す。反応性ホットメルト接着剤の総重量は、溶媒、添加剤、触媒、又は鎖延長剤などの任意の他の成分を含まない。
実施形態
本明細書に記載されるような反応性ホットメルト接着剤の実施形態を詳細に参照する。反応性ホットメルト接着剤の実施形態は、少なくとも１つのイソシアネート化合物、少なくとも１つのポリエステルポリオール、少なくとも１つのポリエーテルポリオール、及び少なくとも１つの熱可塑性ポリマーを含んでもよい。少なくとも１つの熱可塑性ポリマーは、１７７℃で７５，０００ｃＰ未満の粘度を有してもよい。熱可塑性ポリマーは、エチレン－アクリル－一酸化炭素ターポリマー、エチレン－（Ｃ３－Ｃ１２）アルキレン－アクリル－一酸化炭素テトラポリマー、又はそれらの組み合わせを含んでもよい。
したがって、少なくとも１つの熱可塑性ポリマーは、１７７℃で７５，０００ｃＰ未満の粘度を有し得る。例えば、少なくとも１つの熱可塑性ポリマーは、１７７℃で、７０，０００ｃＰ未満、６０，０００ｃＰ未満、２，０００～７０，０００ｃＰ、２，０００～６０，０００ｃＰ、２，０００～５０，０００ｃＰ、５，０００～３０，０００ｃＰ、２５，０００～７０，０００ｃＰ、２５，０００～５０，０００ｃＰ、もしくは２５，０００～４０，０００ｃＰ、又はそれらの任意のサブセットの粘度を有し得る。粘度は、以下に更に詳細に記載されるように、ＡＳＴＭ Ｄ３２３６．２０８３２の修正版であるＢｒｏｏｋｆｉｅｌｄ粘度法に従って測定される。理論に束縛されるものではないが、熱可塑性ポリマーの粘度は、反応性ホットメルト接着剤の結果の所望の加工性を提供する一方で、改善された生強度も達成すると考えられる。
上述したように、本発明の熱可塑性ポリマーは、エチレン－アクリル－一酸化炭素ターポリマー、エチレン－（Ｃ３－Ｃ１２）アルキレン－アクリル－一酸化炭素テトラポリマー、又はこれらの組み合わせを含んでもよい。
熱可塑性ポリマーがターポリマー又はテトラポリマーである実施形態において、ターポリマー又はテトラポリマーは、エチレンモノマーから誘導されるポリマー単位－（ＣＨ２ＣＨ２）－を含んでもよい。ターポリマー又はテトラポリマーは、ターポリマー又はテトラポリマーの総重量に基づいて２５重量％～９０重量％のエチレンモノマーを含んでもよい。例えば、ターポリマー又はテトラポリマーは、エチレンモノマーから誘導されるポリマー単位の２５重量％～８０重量％、２５重量％～７０重量％、２５重量％～６０重量％、２５重量％～５０重量％、２５重量％～４０重量％、２５重量％～３０重量％、３０重量％～９０重量％、３０重量％～８０重量％、３０重量％～７０重量％、３０重量％～６０重量％、３０重量％～５０重量％、３０重量％～４０重量％、４０重量％～９０重量％、４０重量％～８０重量％重量％、４０重量％～７０重量％、４０重量％～６０重量％、４０重量％～５０重量％、５０重量％～９０重量％、５０～重量％～８０重量％、５０重量％～７０重量％、５０重量％～６０重量％、６０重量％～９０重量％、６０重量％～８０重量％％、６０重量％～７０重量％、７０重量％～９０重量％、７０重量％～８０重量％、又は８０重量％～９０重量％、又は、その任意のサブセットを含み得る。与えられた範囲は、１つ以上の個々のターポリマー又はテトラポリマーを記載することが理解されるべきである。複数の熱可塑性ポリマーが単一の組成物中に存在してもよいが、範囲は、複数のポリマーにわたる添加剤又は平均濃度を記載することを意図するものではない。
熱可塑性ポリマーがターポリマー又はテトラポリマーである実施形態において、ターポリマー又はテトラポリマーはまた、アクリレートから誘導されるポリマー単位を含んでもよい。例えば、アクリレートは、メチルアクリレート、エチルアクリレート、ブチルアクリレート、又はこれらの組み合わせなどのアルキルアクリレートであってもよい。ターポリマー又はテトラポリマーは、ターポリマー又はテトラポリマーの総重量に基づいて、５重量％～４０重量％のアクリレート誘導のポリマー単位を含んでもよい。例えば、ターポリマー又はテトラポリマーは、アクリレートから誘導されるポリマー単位の５重量％～３５重量％、５重量％～３０重量％、５重量％～２５重量％、５重量％～２０重量％、５重量％～１５重量％重量％、５重量％～１０重量％、１０重量％～４０重量％、１０重量％～３５重量％、１０重量％～３０重量％、１０重量％～２５重量％、１０重量％～２０重量％、１０重量％～１５重量％、１５重量％～４０重量％、１５重量％～３５重量％．％、１５重量％～３０重量％、１５重量％～２５重量％、１５重量％～２０重量％、２０重量％～４０重量％、２０重量％～％～３５重量％、２０重量％～３０重量％、２０重量％～２５重量％、２５重量％～４０重量％、２５重量％～３５重量％。％、２５重量％～３０重量％、３０重量％～４０重量％、３０重量％～３５重量％、又は３５重量％～４０重量％、又は、その任意のサブセットを含み得る。与えられた範囲は、１つ以上の個々のターポリマー又はテトラポリマーを記載することが理解されるべきである。複数の熱可塑性ポリマーが単一の組成物中に存在してもよいが、範囲は、複数のポリマーにわたる添加剤又は平均濃度を記載することを意図するものではない。
熱可塑性ポリマーがターポリマー又はテトラポリマーである実施形態において、ターポリマー又はテトラポリマーは、一酸化炭素から誘導されるポリマー単位を更に含んでもよい。ターポリマー又はテトラポリマーは、ターポリマー又はテトラポリマーの総重量に基づいて、３重量％～３０重量％のＣＯ系ポリマー単位を含んでもよい。ターポリマー又はテトラポリマーは、ＣＯ誘導ポリマー単位の３重量％～２５重量％、３重量％～２０重量％、３重量％～１５重量％、３重量％～１０重量％、３重量％～１５重量％５重量％、５重量％～３０重量％、５重量％～２５重量％、５重量％～２０重量％、５重量％～１５重量％、５重量％～１０重量％、１０重量％～３０重量％、１０重量％～２５重量％、１０重量％～２０重量％、１０重量％～１５重量％、１５重量％～３０重量％、１５重量％～２５重量％、１５重量％～１５重量％２０重量％、２０重量％～３０重量％、２０重量％～２５重量％、２５重量％～３０重量％又は任意のサブセットを含み得る。与えられた範囲は、１つ以上の個々のターポリマー又はテトラポリマーを記載することが理解されるべきである。複数の熱可塑性ポリマーが単一の組成物中に存在してもよいが、範囲は、複数のポリマーにわたる添加剤又は平均濃度を記載することを意図するものではない。
熱可塑性ポリマーがテトラポリマーである実施形態では、熱可塑性ポリマーは、（Ｃ３－Ｃ１２）アルキレンモノマーから誘導されるポリマー単位を含んでもよい。例えば、（Ｃ３－Ｃ１２）アルキレンから誘導されるポリマー単位は、Ｃ３～Ｃ１０アルキレン、Ｃ３～Ｃ８アルキレン、Ｃ３～Ｃ５アルキレン、Ｃ３～Ｃ４アルキレン、Ｃ４～Ｃ１２アルキレン、Ｃ４～Ｃ１０アルキレン、Ｃ４～Ｃ８アルキレン、Ｃ４～Ｃ６アルキレン、又はそれらの任意の組み合わせから誘導され得る。いくつかの実施形態において、（Ｃ３－Ｃ１２）アルキレンから誘導されるポリマー単位は、プロピレンから誘導されてもよい。
テトラポリマーは、テトラポリマーの総重量に基づいて、０．１～５重量％の（Ｃ３－Ｃ１２）アルキレンから誘導されるポリマー単位を含み得る。例えば、テトラポリマーは、アルキレンの０．１重量％～４重量％、０．１重量％～３重量％、０．１重量％～２重量％、０．１重量％～１重量％、０．５重量％～５重量％、１重量％～５重量％、２重量％～５重量％、３重量％～５重量％、１重量％～４重量％、２重量％～３重量％、又はこれらの任意のサブセットであってよい。与えられた範囲は、１つ以上の個々のテトラポリマーを記載することが理解されるべきである。複数の熱可塑性ポリマーが単一の組成物中に存在してもよいが、範囲は、複数のポリマーにわたる添加剤又は平均濃度を記載することを意図するものではない。
熱可塑性ポリマーがターポリマーである実施形態において、エチレンアクリル一酸化炭素ターポリマーは、２５重量％～９０重量％のエチレン、５重量％～４０重量％のアルキルアクリレート、及び３重量％～３０重量％の一酸化炭素（ＣＯ）を含んでもよい。
熱可塑性ポリマーがテトラポリマーである実施形態では、テトラポリマーは、２５重量％～９０重量％のエチレン、０．１重量％～５．０重量％のアルキレン、５重量％～４０重量％のアクリル酸アルキル、及び３重量％～３０重量％の一酸化炭素（ＣＯ）を含み得る。いくつかの実施形態において、アルキレンはプロピレンであってもよい。したがって、エチレン－（Ｃ３－Ｃ１２）アルキレン－アクリル－一酸化炭素テトラポリマーは、エチレン－プロピレン－アクリル－一酸化炭素テトラポリマーであってもよい。
反応性ホットメルト接着剤は、反応性ホットメルト接着剤の総重量に基づいて、５～３０重量％の少なくとも１つの熱可塑性ポリマーを含み得る。例えば、反応性ホットメルト接着剤は、少なくとも１つの熱可塑性ポリマーを５～２５重量％、５～２０重量％、５～１５重量％、１０～３０重量％、１０～２５重量％、１０～２０重量％、又はそれらの任意のサブセットを含み得る。理論に束縛されるものではないが、最終強度と生強度との間にはトレードオフがあると考えられる。追加の熱可塑性ポリマーは、生強度を改善するが、最終強度を低下させると考えられる。更に、反応性ホットメルト接着剤中の熱可塑性ポリマーの量は、利用可能な熱可塑性ポリマーの粘度又はメルトインデックスによって制限され得る。
反応性ホットメルト接着剤は、少なくとも１つのイソシアネート化合物を含んでもよい。イソシアネート化合物は、１つ以上のイソシアネート基を含んでもよい。イソシアネート化合物は、モノマーであっても非モノマーであってもよい。「モノマーイソシアネート」は、１つ以上のイソシアネート基を有し、ウレタン結合及び尿素結合を有さない化合物である。モノマーイソシアネートでない任意のイソシアネートは、非モノマーイソシアネートである。いくつかの実施形態によれば、イソシアネート化合物は、２つ又は少なくとも２つのイソシアネート基を含んでもよい。
イソシアネート化合物は、２０～４０重量％のイソシアネート基を含んでもよい。例えば、イソシアネート化合物は、イソシアネート基の２０～３５重量％、２０～３０重量％、２５～４０重量％、３０～４０重量％、２５～３５重量％、又はそれら任意のサブセットを含み得る。
イソシアネート化合物は芳香族イソシアネートであり得る。例えば、イソシアネート化合物は、フェニル基及びイソシアネート基を含んでもよい。イソシアネート化合物は、等しい数のフェニル基及びイソシアネート基、例えば２つのフェニル基及び２つのイソシアネート基を含んでもよい。特定の実施形態において、イソシアネート化合物は、ジフェニルメタンジイソシアネートを含んでもよい。好適なイソシアネート化合物としては、Ｄｏｗ Ｉｎｃ（Ｍｉｄｌａｎｄ，ＭＩ）から入手可能なＩＳＯＮＡＴＥ（商標）が挙げられる。
反応性ホットメルト接着剤は、反応性ホットメルト接着剤の総重量に基づいて、１０～３０重量％の少なくとも１つのイソシアネート化合物を含み得る。例えば、反応性ホットメルト接着剤は、少なくとも１つのイソシアネート化合物を１０～２５重量％、１０～２０重量％、１５～３０重量％、２０～３０重量％、１５～２５重量％、又はそれらの任意のサブセットを含んでもよい。
反応性ホットメルト接着剤は、少なくとも１つのポリエステルポリオールを含んでもよい。本明細書で使用される場合、「ポリエステルポリオール」は、複数のヒドロキシル基及び複数のエステル基を含む化合物である。理論に束縛されるものではないが、ポリエステルポリオールはイソシアネート化合物と反応してポリウレタンを形成し得ると考えられる。ポリエステルポリオールの平均分子量は、３０００～５０００ｇ／ｍｏｌ、又は３５００～４５００ｇ／ｍｏｌ、又は３８００～４２００ｇ／ｍｏｌであり得る。ポリエステルポリオールは、２０～４０ｍｇＫＯＨ／ｇ、２５～３５ｍｇＫＯＨ／ｇ、又は２６～３０ｍｇＫＯＨ／ｇ相当のヒドロキシル含量を有してもよい。ポリエステルポリオールは、１～３、例えば２の官能価を有することができる。ポリエステルポリオールは、ポリカプロラクトンポリオールであってもよい。好適なポリカプロラクトンポリオールとしては、Ｐｅｒｓｔｏｒｐ製のＣＡＰＡ（商標）２４０２が挙げられる。
反応性ホットメルト接着剤は、反応性ホットメルト接着剤の総重量に基づいて、２～１５重量％の少なくとも１つのポリエステルポリオールを含んでもよい。例えば、反応性ホットメルト接着剤は、少なくとも１つのポリエステルポリオールを２～１２重量％、２～１０重量％、４～１５重量％、６～１５重量％、８～１５重量％、４～１３重量％、又はそれらの任意のサブセットを含み得る。
反応性ホットメルト接着剤は、少なくとも１つのポリエーテルポリオールを含んでもよい。本明細書で使用される場合、「ポリエーテルポリオール」は、複数のヒドロキシル基及び複数のエーテル結合を有する化合物であり得る。ポリエーテルポリオールは、４５００～５５００ｇ／ｍｏｌの平均分子量、８００～９００ｃＳｔ、例えば８４０ｃＳｔの平均動粘度；３０～３５ｍｇ ＫＯＨ／ｇ、例えば、３３ｍｇ ＫＯＨ／ｇの平均ＯＨ価、及び２～４、例えば、３の公称官能価を有するポリエーテルトリオールを含んでもよい。あるいは、ポリエーテルポリオールは、１８００～２２００ｇ／ｍｏｌの平均分子量、５０～６０ｍｇ ＫＯＨ／ｍｏｌ、例えば５６ｍｇ ＫＯＨ／ｍｏｌの平均ＯＨ価；２５０～３７５ｃＳｔ、例えば３２０ｃＳｔの平均動粘度、１～３、例えば２の公称官能価を有するホモポリマージオールを含んでもよい。少なくとも１つのポリエーテルポリオールは、ポリエーテルトリオールとホモポリマージオールの両方を含むことができる。好適なポリエーテルポリオールとしては、Ｄｏｗ Ｉｎｃ（Ｍｉｄｌａｎｄ，ＭＩ）から入手可能なＶＯＲＡＮＯＬ（商標）４７０１及びＶＯＲＡＮＯＬ（商標）ＰＰＧ２０００が挙げられ得る。
反応性ホットメルト接着剤は、反応性ホットメルト接着剤の総重量に基づいて、５０～７０重量％の少なくとも１つのポリエーテルポリオールを含み得る。例えば、反応性ホットメルト接着剤は、ポリエーテルポリオールの５０～６５重量％、５０～６０重量％、５５～７０重量％、６０～７０重量％、又はこれらの任意のサブセットを含むことができる。
反応性ホットメルト接着剤は、重合を促進するのに有用なものなどの追加の成分を含んでもよい。例えば、反応性ホットメルト接着剤は、鎖延長剤を含んでもよい。鎖延長剤は、ウレタン又は尿素結合を生成するのに有用であり得る。本出願に好適な鎖延長剤としては、エチレングリコール、ブタンジオール、及びジプロピレングリコールなどのウレタン結合を生成するものを挙げることができる。反応性ホットメルト接着剤は、少なくとも１つのイソシアネート化合物、少なくとも１つのポリエステルポリオール、少なくとも１つのポリエーテルポリオール、及び少なくとも１つの熱可塑性ポリマーの総重量に基づいて、０～５重量％の鎖延長剤を含んでもよい。例えば、反応性ホットメルト接着剤は、鎖延長剤の１～５重量％、２～５重量％、０．１～４重量％、０．１～３重量％、１～４重量％又は任意のサブセットを含んでもよい。
本開示の実施形態は、レオロジー特性及び最終接着強度を維持しながら、改善された生強度及び開放時間を有する反応性ホットメルト接着剤化合物に関する。上述したように、生強度（生結合強度とも呼ばれる）は、硬化を開始する時間を有する前の接着剤結合の強度を表す。反応性ホットメルト接着剤は、少なくとも１０Ｎ／１５ｍｍの生強度を有してもよい。例えば、生強度は、少なくとも１１Ｎ／１５ｍｍ、少なくとも１２Ｎ／１５ｍｍ、少なくとも１３Ｎ／１５ｍｍ、少なくとも１４Ｎ／１５ｍｍ、少なくとも１５Ｎ／１５ｍｍ、又は少なくとも３０Ｎ／１５ｍｍであり得る。生結合強度は、以下に記載される手順に従って決定され得る。
上述したように、開放時間は、第１の基材上に接着剤を塗布した後に第２の基材を配置することを可能にする時間を表す。反応性ホットメルト接着剤は、少なくとも１分、少なくとも２分、少なくとも５分、少なくとも１０分、少なくとも１５分、又は少なくとも２０分の開放時間を有し得る。開放時間は、以下に記載される手順に従って決定され得る。
最終強度は、硬化するのに十分な時間が経過した後の接着結合の強度を指す。反応性ホットメルト接着剤は、少なくとも４００Ｎ／１５ｍｍ、少なくとも４５０Ｎ／１５ｍｍ、少なくとも４７５Ｎ／１５ｍｍ、又は少なくとも５００Ｎ／１５ｍｍの最終強度を有してもよい。最終強度は、以下に記載される手順に従って決定され得る。
反応性ホットメルト接着剤は、適用温度で１０，０００ｃＰ未満の粘度を有し得る。例えば、反応性ホットメルト接着剤は、適用温度で、９０００ｃＰ未満、８０００ｃＰ未満、７０００ｃＰ未満、６０００ｃＰ未満、５０００ｃＰ未満、４０００ｃＰ未満、３０００ｃＰ未満、５００～１０，０００ｃＰ、５００～７０００ｃＰ、５００～５０００ｃＰ、５００～３０００ｃＰ、又はこれらの任意のサブセットの粘度を有し得る。適用温度は１２１℃であってもよい。粘度は、以下に記載される方法に従って決定され得る。
いくつかの実施形態によれば、反応性ホットメルト接着剤は、１重量％未満、０．１重量％未満、又は０．００１重量％未満のヒドロキシル含有ポリマー、又はエチレン性不飽和モノマーから形成される非反応性ポリマーを含んでもよい。
いくつかの実施形態によれば、反応性ホットメルト接着剤は、１重量％未満、０．１重量％未満、又は０．００１重量％未満の粘着付与樹脂を含んでもよい。粘着付与樹脂は、５０未満のヒドロキシル価を有するものなどの非極性ポリオールを含んでもよい。粘着付与樹脂は、反応性粘着付与樹脂であってもよい。
いくつかの実施形態によれば、反応性ホットメルト接着剤は、任意選択で、１重量％未満、０．１重量％未満、又は０．００１重量％未満のアクリルブロックコポリマーを含んでもよい。
いくつかの実施形態によれば、反応性ホットメルト接着剤は、１重量％未満、０．１重量％未満、又は０．００１重量％未満の熱可塑性ポリウレタンを含んでもよい。
本開示の反応性ホットメルト接着剤は、結合構造体などの物品に組み込まれてもよい。いくつかの実施形態において、結合構造体は、本開示の反応性ホットメルト接着剤によって互いに接着された少なくとも２つの基材を含んでもよい。
試験方法
粘度
粘度は、ＡＳＴＭ Ｄ３２３６．２０８３２の修正版であるＢｒｏｏｋｆｉｅｌｄ粘度試験法に従って測定される。粘度は、Ｂｒｏｏｋｆｉｅｌｄ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ ＤＶＩＩ＋粘度計及び使い捨てアルミニウム試料チャンバで測定する。使用されるスピンドルは、ＳＣ－３１熱溶融型スピンドルであり、１０～１００，０００センチポアズの範囲内の粘度を測定するのに適している。試料をチャンバに注入し、次にこれをＢｒｏｏｋｆｉｅｌｄ Ｔｈｅｒｍｏｓｅｌに挿入し、所定の位置に固定する。試料チャンバは、スピンドルが挿入され、回転している場合に、チャンバが確実に回転しないようにするために、Ｂｒｏｏｋｆｉｅｌｄ Ｔｈｅｒｍｏｓｅｌの底部に適合するノッチを底部に有する。溶融試料が試料チャンバの上部から約２．５４ｃｍ（１インチ）（およそ８グラムの樹脂）下になるまで、試料を測定温度（別段の指示がない限り１７７℃）に加熱する。粘度計装置を下降させ、スピンドルを試料チャンバに浸す。粘度計上のブラケットがＴｈｅｒｍｏｓｅｌ上に整列するまで、下降を続ける。粘度計をオンにしてせん断速度で動作するように設定すると、３０～６０％の範囲でトルクが読み取られる。約１５分の間、毎分読み取り値を取得するか、又は値が安定するまで読み取り値を取得し、その時点で最終読み取り値を記録する。
開放時間
開放時間は、以下の工程を使用して試験した：１）接着剤を１２１℃に予熱する工程、２）接着剤を平坦な木製ストリップ上にコーティングする工程、３）第２の木製ストリップを接着剤上に配置する工程、４）両方のストリップを２５℃に冷却する工程、及び５）２つの木製ストリップを分離する工程。２つのストリップを分離する際に、第２の木製ストリップ上に接着剤残留物があるかどうかをチェックする。第２のストリップ上に残留物が残っていない最後の時間が開放時間である。
生結合強度
生結合強度を、以下の工程を使用して試験した：１）接着剤を１２１℃に予熱する、２）接着剤を１５ｍｍ幅の木製ストリップ上に２２０ｇｓｍの荷重で直ちにコーティングする、３）第２の木製ストリップを接着剤ゾーン上に配置する、４）試料を３０分間静置させる、５）試料を引張試験する。試料のせん断強度を、２５０ｍｍ／分の速度でＩｎｓｔｒｏｎ ５９４０機で試験する。
最終接着強度
最終接着強度を、以下の工程を使用して試験した：１）接着剤を１２１℃に予熱する、２）接着剤を１５ｍｍ幅の木製ストリップ上に２２０ｇｓｍの荷重で直ちにコーティングする、３）第２の木製ストリップを接着剤ゾーン上に配置する、４）試料を２５℃で７日間静置する、５）試料を試験する。試料のせん断強度を、２５０ｍｍ／分の速度でＩｎｓｔｒｏｎ ５９４０機で試験する。
以下の実施例は、本開示の特徴を例示するものであるが、本開示の範囲を限定することを意図するものではない。以下の実験で、本明細書に記載のポリマー組成物の実施形態の性能を分析した。
実施例１：熱可塑性ポリマーの調製
ＥＰＢＡＣＯ（テトラポリマー）、ＥＢＡＣＯ １（ターポリマー）、及びＥＢＡＣＯ ２（ターポリマー）と表示された３つの熱可塑ポリマーを調製した。熱可塑性ポリマーを調製するために、５４５ミリリットル（ｍＬ）の撹拌オートクレーブに、エチレン（Ｅ）、ｎ－ブチルアクリレート（ｎＢＡ）、一酸化炭素（ＣＯ）、及びアセトン又はプロピレンのいずれか（以下の表１に示す通り）の混合物を充填した。無臭ミネラルスピリット中の有機過酸化物（ｔ－ブチルペルオクトエート）の１重量％～３重量％溶液を重合開始剤として混合物に添加した。反応器は、約２７，０００ｐｓｉ（１，８９８ｋｇ／ｃｍ２）の圧力設定点及び２０５℃の目標温度で構成された。表１に示した重合条件下で、熱可塑性ポリマーを連続的に合成し、その後、溶融押出によってペレット形態に変換した。表１に列記されている条件は、ポリマーが収集されたタイムスパンの平均である。
合成された熱可塑性ポリマーのそれぞれの配合は、以下の表２に提供され、ここで「Ｅ」はエチレンを表し、「ｎＢＡ」はｎ－ブチルアクリレートを表す。「ＣＯ」は一酸化炭素を表し、「Ｐ」はプロピレンを表す。Ｅ、ｎＢＡ、ＣＯ、及びＰの重量パーセントは、ポリマーの総重量に基づく。更に、合成された熱可塑性ポリマーについて、粘度及びメルトインデックス測定を行った。条件及び結果を表３に示すか、又は試験方法の項で別途記載した通りである。粘度は、１７７℃で測定した。


実施例２：反応性ホットメルト接着剤の調製
表４に列挙した材料を用いて、本発明の反応性ホットメルト接着剤及び比較反応性ホットメルト接着剤を調製した。
最初に、表５の一般的なポリウレタン反応性（ＰＵＲ）配合物を以下の方法に従って調製した：１）全ての原料を５０℃のオーブンで一晩予熱し、２）ＶＯＲＡＮＯＬ（商標）４７０１、ＶＯＲＡＮＯＬ（商標）ＰＰＧ２０００、Ｃａｐａ ２４０２、及びＤＰＧを反応器タンクに導入し、撹拌を開始し、３）ＩＳＯＮＡＴＥ（商標）１２５Ｍを導入し、３０分間撹拌し続け、４）温度を８０℃に上昇させ、５）８０℃で３時間保持し、次いで反応を停止する。ＰＵＲ成分を表５に示した濃度で混合した。
次に、表５の一般的なＰＵＲを熱可塑性ポリマーと８０℃で１時間ブレンドした。ＰＵＲと熱可塑性ポリマーを表６に示す比率で混合した。４つの本発明の実施例（ＩＥ １～４）及び１つの比較例（ＣＥ １）を調製した。表６に列挙された組成物を木材ストリップ上に塗布し、開放時間、生強度、及び最終強度について上記の試験方法に従って試験した。

表７に示すように、全ての本発明の実施例は、ベンチマークＣＥ １よりも高い生強度を有する。本発明のＩＥ ２は、ＣＥ １の３倍を超える最高の生強度を有する。加えて、全ての本発明の試料の適用温度（１２１℃）での粘度は十分に低く、開放時間は全て、本発明の実施例が動作要件を満たすのに十分に長い。更に、最終強度は、生強度の有意な増加にもかかわらず、ＣＥ １の約８０％以上で依然として維持された。
添付の特許請求の範囲で定義される本開示の範囲から逸脱することなく、修正及び変更が可能であることは明らかであろう。より具体的には、本開示のいくつかの態様は、本明細書において、好ましいか、又は特に有利なものとして特定されるが、本開示は、必ずしもこれらの態様に限定されないことが企図される。

Claims (6)

  1. 反応性ホットメルト接着剤であって、
    少なくとも１つのイソシアネート化合物と、
    少なくとも１つのポリエステルポリオールと、
    少なくとも１つのポリエーテルポリオールと、
    少なくとも１つの熱可塑性ポリマーと
    を含み、
    前記熱可塑性ポリマーは、１７７℃で２５，０００～７０，０００ｍＰａ・ｓの粘度を有するエチレン－ブチルアクリレート－一酸化炭素ターポリマー、１７７℃で２５，０００～７０，０００ｍＰａ・ｓの粘度を有するエチレン－プロピレン－ブチルアクリレート－一酸化炭素テトラポリマー、またはその両方であり、
    前記エチレン－ブチルアクリレート－一酸化炭素ターポリマーは、当該ターポリマーの総重量に基づき、５０重量％～７０重量％のエチレンと、２５重量％～３５重量％のブチルアクリレートと、５重量％～１５重量％の一酸化炭素（ＣＯ）からなり、
    前記エチレン－プロピレン－ブチルアクリレート－一酸化炭素テトラポリマーは、当該テトラポリマーの総重量に基づき、５０重量％～６０重量％のエチレンと、１重量％～４重量％のプロピレンと、２５重量％～３５重量％のブチルアクリレートと、５重量％～１５重量％の一酸化炭素（ＣＯ）からなり、
    前記反応性ホットメルト接着剤は、前記反応性ホットメルト接着剤の総重量に基づき、前記少なくとも１つの熱可塑性ポリマーを１０～２５重量％含む、前記反応性ホットメルト接着剤。
  2. 前記反応性ホットメルト接着剤が、１０～３０重量％の前記少なくとも１つのイソシアネート化合物を含む、請求項１に記載の反応性ホットメルト接着剤。
  3. 前記反応性ホットメルト接着剤が、２～１５重量％の前記少なくとも１つのポリエステルポリオールを含む、請求項１に記載の反応性ホットメルト接着剤。
  4. 前記反応性ホットメルト接着剤が、５０～７０重量％の前記少なくとも１つのポリエーテルポリオールを含む、請求項１に記載の反応性ホットメルト接着剤。
  5. 前記反応性ホットメルト接着剤が少なくとも１分の開放時間を有する、請求項１に記載の反応性ホットメルト接着剤。
  6. 請求項１に記載の反応性ホットメルト接着剤によって互いに接着された少なくとも２つの基材を含む結合構造体。
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