JPH02500526A - 溶融接着剤及びその加工方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 溶融接着剤及びその加工方法 本発明は溶融接着剤と、これを自由に使用出来るような組成と、その特別な加工 とに関する。詳しくは、本発明は、熱可塑性ポリマー又はプレポリマー、あるい は合成樹脂、あるいはこれらの物質の混合物、あるいは他の成分（そのうち、少 なくとも１つの成分は反応性を有する）から成り、場合によっては合成樹脂、充 填剤、顔料、可塑剤等の調節剤を有する溶融接着剤に関する。

溶融接着剤は、一般的に、加熱の際に軟化し、上げられた温度範囲即ち軟化の範 囲において液化する熱可塑性物質である。室温を下げると、溶融接着剤は再び硬 化する。この工程は可逆である。即ち、これらの溶融接着剤は加熱の際に再び軟 化する。これが欠点であるのは、接着箇所が熱の作用で再び可溶であってはなら ない場合である。このことは、たいていの接着の場合、通常の要求である。従っ て、幾つかの溶融接着剤は、限定された温度範囲で接着される接着箇所において 、接着を可能にする。

これより改良された溶融接着剤は、例えば西独公開公報第３２３６３１３号によ り公知である。これらの溶融接着剤は、水分で架橋するポリウレタンに基づいて いる。即ち、過熱の際に軟化し冷却の際に硬化するという物理的性質に加えて、 化学的反応と化学的架橋が起こる。この溶融接着剤に、反応性の成分のみが含有 されている。化学的反応は、溶融接着剤が周囲から水分を吸収し架橋することに より起こる。これにより、溶融接着剤は、一定の硬化時間後に、その熱可塑性を 失う。この溶融接着剤は、接着箇所が従来の溶融接着剤はど温度に左右されない 限りにおいて、冒頭に記載された溶融接着剤に比へて良好である。既に溶融接着 剤により、溶融接着剤の持つ加工における長所を、反応接着剤の持つ質的長所と 限定的に結合することか出来る。

しかし、これらの反応性の溶融接着剤を架橋するため、絶対に水分が必要である 。従って、実用は、水分か接着剤の適用と部分の接合の後にも接着剤に作用する ことが出来る、という場合に限定される。このことは、水蒸気を通さない材料の 接着に当て嵌まらないか、確実に当て嵌まらないので、この種の接着剤をこの場 合に使用することが出来ない。他方、接着剤の塗布前に、水分はいずれの場合に も妨害となる。このことは、製造工程においても、養生及び加工装置内での溶解 においても当て嵌まる。従って、周囲の雰囲気の水分により、硬化は限界がある 。架橋速度を制御出来ないという不都合な影響が出て来る。何故ならば、架橋速 度が、水分の供給、周囲温度、溶融接着剤の塗布の厚さに左右されるからである 。

本発明の課題は、適切な確実な架橋を有する溶融接着剤を使用することである。

このことにより、従来耐久性のない接＠基板又は基板の組合せを新しい接着剤シ ステムと結合すべきである。確実な架橋は、水分なしにも起こらねばならない。

しかし、均等で分離可能な（ｄｅｒｉｎｉｅｒｂａｒ　）接着力が生ぜられねば ならない。接着は広い温度範囲内で維持可能でなければならない。最後に、接着 剤は問題なく保存され、搬送されねばならず、加工は遥かに容易にしなければな らない。

本発明の解決法は、溶融接着剤は液相へ溶融可能な少なくとも２つの成分から成 り、これらの成分のうち各成分は、この成分が他方の成分のうちの少なくとも１ つの成分と化学反応するほど反応性を有することにある。各成分は共同の溶融加 工まで他の成分から分離されて準備され、搬送され、保存され、用意される。塗 布の直前に、即ち溶融前か溶融時に、成分から混合物が生じる。重要なことは、 この接着剤か少なくとも２つの分離された成分が加工のために使用されるように なっており、混合成分の分離が、互いに反応する異なった反応性の基か加工前に 互いに分離されていることにより、なされることである。加工の場所ではじめて 、混合物は形成され、通常の「ホットメルト」法に基づく加熱の下で塗布される 。この場合、冷却の直後に物理的に接着箇所の初期強度（Ａｎｆａｎｇｓｆｅｓ ｔｊｇｋｅｉｔ　）が達成され、この強度は接着された部分の即座の更なる加工 を可能にする、という利点が利用される。接着箇所の最終強度（Ｅｎｄｒｅｓｔ ｉｇｋｅｉｔ　）は化学的反応により達成される。他の重要な利点は、化学的な 架橋反応が、分離されて混合された成分から起こることである。接着剤は、接着 箇所における存在する水分に依存しない。これにより、水分の浸透性を有しない 基板、例えば金属も、広範に接着される。接着箇所において、最終強度は確実な 化学反応として生じる。何故ならば、成分か架橋用に適切に配合されているから である。しかし、架橋用か生じる間に、接着された部分は既に更に加工され、こ のことは、接着を用いる製造工程を速める。

例えばＮＣＯプレポリマー及びポリマーを例えば水素基と発明に基づいて組み合 わせる時、架橋のために水分の供給を必要としない混合物が得られる。水分の欠 乏により架橋不足の恐れを甘受することなく、有利な方法で、こうした組合せに より、気密及びガス密の材料を接着することが出来る。特に有利な方法で、個々 の成分が以下のように調節される。

成分の１つに促進剤か添加されることにより、架橋速度に影響を与える。促進剤 か添加される成分の選択が有利な方法で行われるので、成分の硬化は損われない 。接着を改善する添加剤、特に、セラミック・ガラス・金属の接着を改善するシ ラン類が混和される。メルティングポット内で接着剤の製造の際に、シラン類の 使用は、シラン類の揮発側が強いため、これまで不可能であった。シラン類は、 製造の際にほとんど温度負荷を受けない成分に添加される。

更に、充填剤及び／又は顔料が成分に混和される。これらの充填剤及び顔料は、 従来の技術に基づくポリウレタンの反応性溶融接着剤の場合、限定的にのみ使用 される。何故ならば、この溶融接着剤かこの公知のホットメルトの硬化を損うか らである。

成分のうちの１つに、特に有利な方法で、グラファイトあるいはカーボンあるい は導電性顔料が混合される。これにより、導電性の調製がなされる。

反応性溶融接着剤の本発明の製造方法に基づき、成分は対応の容器へ充填され、 加工まで分離して保管され、使用直前に混合される。このために、加熱可能な攪 拌器が有利な方法で用いられる。２つの成分は分配ポンプにより溶融装置（Ｆａ ｓｓｓｃｔ＋ｍｅ］ｚａｎｌａｇｅｎ）を介して攪拌器へ送られる。

特に有利な方法で、成分の均質化のために、加熱可能な混合用押出成形機が用い られる。粘着性がより高い場合に混合工程がここでなされるので、他の方法では 加工することが出来ない粘着性のより高い材料の場合でも、押出成形機による混 合が可能である。混合用押出成形機を用いることにより、混合温度が遥かに低く 時間も遥かに短い場合でも、均質化がなされる。このことは感温システムにおい て接着剤にとって遥かに好都合である。

他の有利な構成において、接着剤は均質化後に、混合装置に接続されたノズレヘ ッドにより、接着されるべき基板へ直接に塗布される。

周囲の状況および接着されるべき基板に関係なく、高い初期強度と、溶融接着剤 の安定且つ確定された（ｄｅｒｔｎｉｅｒｔ　）硬化とを組み合わせることによ り、本発明の方法が特に有利であることが明らかにされる。更に、個々の成分の より良好な硬化安定性、製造の際の低い洗浄コスト、製造・保存・搬送の際のよ り容易な処理、特に、成分と、接着剤の性質との幅広い調節能力は有利である。

均質化のために押出成形機を用いる時、高分子ポリマーも用いられる。従来の溶 融接着剤に比べて、良好な耐寒性が期待される。従来の溶融接着剤に比べて、加 工温度は低く維持される。

（西独公開公報第３２３６３１３号に基づく）水分で硬化する一液性ポリウレタ ン溶融接着剤に比べて、重い材料、例えば広範で密な材料か結合される。あるい は、任意の厚さのある接着つなぎ目か必要である限り、つなぎ目はその厚みに渡 って完全に架橋する。

先に一般的に記載された発明を、２つの成分Ａ及びＢの実施例により、以下の例 として説明する。

線状ポリエステル（ヒドロシル基価５０）及び４．４ジフエニルメタンジイソシ アネートにより製造され、５乃至６重量％の末端のイソシアネート基を有する結 晶ポリウレタンプレポリマーか、成分Ａとして用いられる。この成分Ａ（商品名 ＷＩ８１２３）は、加工まで、密封容器に保存され搬送される。

成分Ｂは、実質的に、二級ヒドロキシル基と、約０，２８（１００ｇ当たりの当 量）のヒドロキシル基価とを有するビスフェノールＡをベースにした固形エポキ シ樹脂（商品名「ニーレボツクスフ００３Ｊ）により組成されている。使用場所 において、必要な場合、保存と搬送が容易な成分Ｂが、押出成形機内で可塑化さ れガス抜きされる。しかし、成分Ｂは、可塑化された状態で、適切な容器内に入 れて供給される。

２つの成分Ａ及びＢは、任意の技術で加熱され混合される。

押出成形機か用いられるのは好ましい。押出成形機の第１段階で、成分Ａの可塑 化がなされる。押出成形機の混合領域に対し、成分Ｂか追加され、押出成形機の 混合領域内で２つの成分が均質化される。成分の所定の混合比を保証するため、 周知の分配装置で押出成形機へ材料が供給される。押出成形機のノズルは加熱可 能であり、ノズルヘッドを有する。ノズルヘッドにより、溶融接着剤の混合物が 、加工されるべき基板へ直接塗布される。連続的又は断続的な接着剤の塗布がな される。

塗布の中断が長い時、ノズルヘッドは成分Ａ又はＢで洗浄され、直ぐ使用出来る 状態に保たれる。この場合の成分Ａ又はＢは洗浄のみの目的で用いられる。

本発明の利点はエネルギー供給なしの架橋にある。周囲又は他の偶然な反応相手 から水分を吸収することなしに架橋がなされる。むしろ、確定された（ｄｅＮｎ ｉｅｒｔ　）速い硬化（Ｄｕｒｃｈｈａｅｒｔｕｎｇ　）が達成される。特に、 純粋な反応二液システムに比べて、高い剪断強度か与えられる。２Ｘ２ｃｄの大 きさの２２℃での木同士の接着か有する剪断強度の以下の比較が示す通りである 。ポリウレタンをベースにし、ポットライフが２分であり、結合剤（商品名イラ ビットＲＭ８０５／９）と硬化剤（商品名７９／２１　Ｓ）との混合比が１００ 対９０である、溶剤を含まない公知の二液性接着剤による接着の剪断強度は、 ５分後　＜ＩＮ／４ｃ♂ １０分後　ＩＮ、／４ｃ！ １５分後　１２Ｎ／４ｃｄ ２０分後　＞２０ＯＮ／４ｃシである。

これに対し、成分Ａ５５部と成分８４５部という混合比の上記の二液性接着剤に より、短時間で以下の優勢な剪断強度が達成される。

１分後　１１５Ｎ／４ｃ♂ ２分後　＞２０ＯＮ／４ｃＪ 西独公開公報第３２３６３１３号により公知であり第２成分として水分に依存す る一液性接着剤に比べ、高い耐熱性が生じる。２ｘ２ｃｄの大きさの１００℃で の金属同士の接着の剪断強度の以下の比較が示す通りである。

ａ）エチレンビニールアセテート （商品名「ラコルに５７０Ｊ）をベースにした従来の充填された溶融接着剤 ＜０．ＩＮ／ｍ逼 ｂ）西独公開公報第３２３６３１３号に基づく一液性接着剤　＜Ｑ、３Ｎ／ｍｌ １Ｃ）発明の本実施例に基づく二液性接着剤２．８Ｎ／ｍＪ 第２の例はポットライフを調節するための三成分からなるシステム、即ち成分Ａ １、Ａ２及びＢから成るシステムに関する。成分Ａ１は、イソシアネート即ちプ レポリマー（商品名Ｗ１８１２Ｂ）１００部より組成される。成分Ａ２は、イソ シアネート即ちプレポリマー（商品名Ｗ１８１２３）１６．５部と、調節剤（商 品名ＺＬ）３．５部とにより組成される。調節剤はポリスチロールをベースにし た酸性の強い陽イオン交換樹脂である。成分Ｂはヒドロキシル基を含有するエポ キシ樹脂（商品名ニーレボツクスフ００Ｂ）１００部から成る。この混合により 、有利なポットライフが調筑されている。

５５部のＡ１と４５部のＢとから成る混合は、１，５分のポットライフを生じさ せる。

５５部のＡ２と４５部のＢとから成る混合の場合、５分のポットライフか生じる 。

Ａ対Ｂの全混合比は、この場合、常に５５対４５部にとどまらなければならない 。成分Ａは、Ａ１あるいはＡ２あるいはこの２つの成分の混合物により組成され る。

この場合、ポットライフは、成分Ａの組成に従って、１．５分と５分との間で変 化する。

添付の図面に、二液性の溶融接着剤の実施例が概略的に図示されている。

第１図は発明の原理に基づく使用方法の概略的なフローシート、第２ａ図は溶融 接着剤の冷却後の第１図に１１で示した接着箇所の拡大概略断面図、第２ｂ図は 溶融接着剤の類似した図である。

第１図から明らかなように、溶融接着剤は、化学的な反応性を有する２つの成分 Ａ及びＢのみにより加工される。成分Ａ及びＢは、加工まで、分離して製造され 、搬送され、準備される。使用場所で、成分Ａは容器１０内で、成分Ｂは容器１ ２内で準備される。必要な場合に加熱される。このために、容器１０内にヒータ １１が、容器１２内にヒータ１３が備わっている。望ましい分配は、容器１０（ Ａ用）及び１２（Ｂ用）から成分Ａ用の供給管１４及び成分Ｂ用の供給管１６を 通って混合手段２０とヒータ２２とを備えた混合装置１８へとなされる。この混 合装置１８内で混合され温度に維持された溶融接着剤は、液状で、ノズル２４又 は１列のノズル２４により、近傍へ案内された基板上へ塗布される。加熱場所で 準備された熱い液状の溶融接着剤の混合物は、均質なフィルム即ち層２６として 分配される。第２の部分３０の基板面が用いられるように、部分３０は層２６へ 載せられる。２つの部分２８及び３０はその位置で互いに固定される。

第２ａ図及び第２ｂ図で、接着層２６の２つの時間的に連続する状態が示される 。第２ａ図は冷却後の接着層２６′の状態を示している。これにより、部分２８ 及び３０を互いに望ましい結合に保つ初期結合が物理的に生じる。２つの部分の 機械的な固定は、この時点から、もはや必要でない。物理的結合は、第２ａ図に 、接＠層２６′内の記号３２で示される。化学的な反応性を有する物質は、この 状態でまだ架橋されておらず、第２ａ図に断続的な記号３４で示される。この即 座に達成可能な状態において、初期結合（Ａｎｆａｎｇｓｂｉｎｄｕｎｇ）は部 分２８及び３００更なる加工に十分である。新たな加熱によってのみ、部分２８ 及び３０は再度分離して、初期位相に戻る。

第２ｂ図は後の位相を示している。正確に分配され混和された成分Ａ及びＢの反 応性の部分は、暫くの後、不可逆の化学的架橋に移行する。接着層２６″の架橋 された状態３６は、第２ｂ図に太い実線３６として示される。結合された部分２ ８及び３０が化学的架橋の後に加熱されても、接着結合は安定して残る。

で　悴　七　審　赳　牛 国際調査報告 ＥＰ　８８りＤ７３３ ＳＡ　２３８２３

Claims (23)

【特許請求の範囲】
1. １．熱可塑性ポリマー又はプレポリマー、あるいは合成樹脂、あるいはこれらの 物質の混合物、あるいは他の成分（そのうち、少なくとも１つの成分は反応性を 有する）から成り、場合によっては合成樹脂、充填剤、顔料、可塑剤等の調節剤 を有する溶融接着剤において、前記溶融接着剤は少なくとも２つの成分（Ａ，Ｂ ，Ｃ・・・）から成り、これらの成分のうち少なくとも２つの成分（Ａ，Ｂ・・ ・）は、一方の成分が少なくとも他方の成分（Ａ，Ｂ）と反応し、且つ少なくと も２つの互いに反応性の成分（Ａ，Ｂ・・・）が共同の溶融加工までは互いに分 離されてるべきほどの反応性を有し、共同の溶融加工の間であって且つ接着され るべき基板上への塗布の直前にはじめて、すべての関連の成分から接着性の混合 物が生成されることを特徴とする溶融接着剤。
2. ２．第１の成分（Ａ）に含有される反応性の基がイソシアネート（ＮＣＯ）であ ることを特徴とする請求項１に記載の溶融接着剤。
3. ３．前記第１の成分（Ａ）に含有される反応性の基がエポキシ基であることを特 徴とする請求項１に記載の溶融接着剤。
4. ４．前記第１の成分（Ａ）と反応する前記第２の成分（Ｂ）が、酸性のＨ原子を 有する求核的な化合物を含有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかの １に記載の溶融接着剤。
5. ５．前記第２の成分（Ｂ）に含有される反応性の基が、一級、二級、又は三級の ヒドロキシル基であることを特徴とする請求項２又は４に記載の溶融接着剤。
6. ６．前記第２の成分（Ｂ）に含有される反応性の基が、一級又は二級のアミノ基 であることを特徴とする請求項４に記載の溶融接着剤。
7. ７．前記第２の成分（Ｂ）に含有される反応性の基がアミド基であることを特徴 とする請求項４に記載の溶融接着剤。
8. ８．前記第２の成分（Ｂ）に含有される反応性の基がカルボキシル基であること を特徴とする請求項４に記載の溶融接着剤。
9. ９．前記第２の成分（Ｂ）に含有される反応性の基がチオールであることを特徴 とする請求項４に記載の溶融接着剤。
10. １０．前記第１の成分（Ａ）に含有される反応性の基が１つ又はそれ以上の不飽 和の二重結合又は三重結合であることを特徴とする請求項１に記載の溶融接着剤 。
11. １１．前記第２の成分（Ｂ）に含有される基が一級又は二級のアミノ基であるこ とを特徴とする請求項１０に記載の溶融接着剤。
12. １２．前記第２の成分（Ｂ）が、ラジカル重合を可能にする化合物、例えば過酸 化物又はアゾ化合物を含有することを特徴とする請求項１０に記載の溶融接着剤 。
13. １３．接着を改善する添加物が添加されていることを特徴とする請求項１乃至１ ２のいずれかの１に記載の溶融接着剤。
14. １４．接着を改善する添加物として、シラン類が添加されていることを特徴とす る請求項１３に記載の溶融接着剤。
15. １５．前記成分の１つにマレイン酸又はフマル酸が混合されていることを特徴と する請求項１乃至１４のいずれかの１に記載の溶融接着剤。
16. １６．前記成分の１つに無水物マレイン酸が混合されていることを特徴とする請 求項１乃至１５のいずれかの１に記載の溶融接着剤。
17. １７．前記接着剤を少なぐとも２つの成分（Ａ，Ｂ，Ｃ・・・）（そのうちの少 なくとも２つが互いに反応性を有する）に分離して準備し、接着されるべき部分 の基板面に接着剤の少なくとも２つの成分を塗布する直前にはじめて、前記成分 （Ａ，Ｂ，Ｃ・・・）を加熱して混合することを特徴とする請求項１乃至１６の いずれかの１に記載の溶融接着剤による部分の接着方法。
18. １８．液相にある異なった成分（Ａ，Ｂ，Ｃ・・・）を個々に及び互いに調節し て適切に添加し、加熱した混合器へ送り、そこで撹拌器で均質に混合することを 特徴とする請求項１７に記載の方法。
19. １９．前記異なった成分（Ａ，Ｂ，Ｃ・・・）を加熱可能な混合押出成形機内で 互いに調節して添加し、混合し、均質化することを特徴とする請求項１７に記載 の方法。
20. ２０．液相にある前記異なった成分（Ａ，Ｂ，Ｃ・・・）を互いに調節して適切 に添加し、加熱した静電混合器へ送り、そこで均質化することを特徴とする請求 項１７に記載の方法。
21. ２１．前記接着剤を、混合装置に接続されたノズルヘッドにより塗布することを 特徴とする請求項１８乃至２０のいずれかの１に記載の方法。
22. ２２．反応性の溶融接着剤用成分（Ａ，Ｂ・・・）から成る混合物のポットライ フより仕事の中断が長い時、前記混合装置を個々の成分（Ａ又はＢ・・・）の融 成物で洗浄することを特徴とする請求項１７乃至２１のいずれかの１に記載の方 法。
23. ２３．前記反応性の溶融接着剤用成分（Ａ，Ｂ・・・）から成る混合物のポット ライフより仕事の中断が長い時、前記溶融接着剤の反応性成分（Ａ，Ｂ）に反応 出来ない追加の不活性の融成物又は液体で、前記混合装置を洗浄することを特徴 とする請求項１７乃至２２のいずれかの１に記載の方法。