JPS5828191A

JPS5828191A - 面発熱体の製造法

Info

Publication number: JPS5828191A
Application number: JP12791681A
Authority: JP
Inventors: 優杉森; 友安　宏秀; 国重　忠男; 山地　紘一郎
Original assignee: Sunstar Giken KK
Current assignee: Sunstar Giken KK
Priority date: 1981-08-13
Filing date: 1981-08-13
Publication date: 1983-02-19
Also published as: JPS6253911B2

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】本発明は面発熱体の製造法、特に電気カーペットのよう
な発熱導線上に積層されるアルミニウム箔等の表面樹脂
加工した熱伝導金属箔にカーペット地を貼着する場合に
適する製造法に関する。

従来、電気カーペットの製造において、熱伝導金属箔に
繊維布であるカーペット地を貼着する場合、一般に溶剤
型の接着剤が一用−やられているが。

安全両生、環境保全上及び接着工程に問題があり、脱溶
剤型接着剤を使用すること炉型まれる。

すなわち、接着作業を迅速に會うため、初期接着力の優
れる溶剤型接着剤が推奨されるが、溶剤使用による安全
衛生性、特に火災の危険性に難産があり、設備的にも有
機溶剤排出設備、溶剤乾燥設備、スプレー塗付の場合に
は、さらに飛散防止設備等を必要とする。また、熱伝導
金属箔へのカーペット地貼着の際、溶剤型接着剤は初期
粘着性が優れるため１重ね合せ後位置づれの修正が困難
で歩留まシが悪く、実用的な方法とはいいがたい。

そこで、溶剤型接着剤の難点を解決するため、ホットメ
ルト型接着剤および水性接着剤の使用が検討されている
。しかしながら、ホットメルト型接着剤を使用した場合
１面発熱体に要求される高温時の接着強度と耐熱接着耐
久性を高めると、ホットメルト型接着剤の特性である初
期接着力については満足が得られる反面、塗付し、貼り
合せまでの可使時間（タックレンジ）が短かく、また。

固化後の接着層Ω柔軟性に乏しく、得られるカーペット
のドレープ性がそこなわれ、折シ畳み梱包にも不都合で
ある。他方、粘着タイプに近いホットメルト型接着剤を
使用する場合は、カーペット使用時の加熱に対する熱時
接着強度が悪＜、ｖＡ性上面発熱体の製造に適するもの
とはいいがたい。

また、水性接着剤を使用する場合、貼り合せ時の位置修
正上の難点はないが、初期接着力の発現が遅く、接着剤
塗付、貼り合せ前後の加熱乾燥設備を設けても生産性向
上の抜本的対策とはな如得ない難点がある。

かかる面発熱体の製造における特殊事情に鑑み、□□１本発明者らは鋭意研死を重ねた結果、水溶性ウレタンプ
レポリマーを主剤とし、水を主成分とする硬化剤を用い
る二液型ウレタ・ン接着剤を面発熱体の製造に使用する
と、前述の種々の難点を克服することができること番見
い出し１本発明を完成するに至った。

すなわち、ウレタン系接着剤は一般に水分によるガス発
泡の難点があるものの柔軟性、耐熱けに富み、かつ、無
溶剤化も容易であるので近時広くあるいは被着体中の含
有水分にょる一液゛硬化型は硬化速度及びその温湿度依
存性、発泡性、貯蔵安定性等に問題があるため、溶剤型
、ホットメルト型等の接着剤に代え、本発明の目的に使
用するに充分なものとはいいがたい。

しかじなが゛ら１本発明者らは従来、接着用途には展開
されていなかった水溶性ウレタンプレポリマーの水を主
成分とする硬化剤による硬化メカニズムを検討した結果
、添加されｉｉ水を主成分とする硬化剤はきわめて速や
かにつしノタンプレボリマー中に溶解、拡散し、著しく
発泡を伴い急速に硬化させるだけでなく、特に、カーペ
ットのような多孔質の繊維布の接着に使用する場合、発
生するガスは繊維中に透散し、残存する発泡層は織布中
の間隙に充満硬化し、良いアンカー（投錨）効果を示す
とともに接着剤層が若干の発泡体となるため、カーペッ
トの接着性とドレープ性も損なわれないことが見い出さ
れた。また、硬化剤に水を主生、環境保全上全く問題が
なく、かつ、この硬化システムにおける硬化促進剤とし
て無毒性の選宇などが容易であるなど大型被着体に対す
る塗付作業性に優れ、二液混合あるいは塗付のための特
殊設備を必要としない等工法的にも優れたものとなるこ
とが見い出される。

そこで、本発明者らはかかる水溶性ウレタンプレポリマ
ーと水を主成分とする硬化剤の上記接着特性に着目し、
表面樹脂加工した熱伝導性金属箔と繊維質表層材との接
着工程に適用した結果、溶剤型、ホットメルト型接着剤
に匹敵する初期接着力を与えガからも、製品品質上不可
欠なドレープ性を損なわず、さらに、塗付作業１優れた
利点を与えることを見い出し、本発明を完成するに至っ
たものである。

すなわち、本発明は発熱導線上表面樹脂加工した熱伝導
金属箔を積層した後、該熱伝導金属箔上に繊維質表層材
を貼シ合せて面発熱体を製造するに当り・熱伝導金属箔
あ計はツ維質表層材の少なくともいずれか一方に対゛し
、水溶性ウレタンプレポリマーを主剤とし、水を主成分
とする硬化剤を用い、これらを別々に塗付または噴霧す
るか。

あるいは空間で混合させるように、同時に噴霧した後、
熱伝導金属箔と繊維質表層材を重ね合せ、押圧して接着
することを特徴とする面発熱体の製造を提供することを
目的とする。

以下、本発明を面発熱体の製青における具体的工程にも
とすき説明する。

本発明においては１発熱導線りに積層される表面樹脂加
工した熱伝導金属箔としては、一般に所定の寸法、厚さ
数１０μのアルミニウム箔の表層に薄いプラスチックシ
ートをラミネートしたものを使用する。該アルミニウム
箔に繊維質表層材とリマーを主成分とする低粘度主剤を
ロールコータ−、フローコーター、孔あきローラーアル
イハスプレー等で全面均一にあるいはビード状１点状等
に塗付する。次いで、該塗付面に少量の硬化促進剤を含
む水を硬化剤とし、塗付主剤の含有する活性ＮＧＯ基に
対して所要量を例えば、スプレーによシ塗付する。直ち
に、相溶する水と主剤が反応し始め１発泡膨張し白濁化
してくるので、数十秒以内に、すなわち、硬゛化した表
皮層を形成しないうちに、カーペットを重ね合せ、直ち
に約５０ｆ／ｃ１ｎ２位の割合でローラまたはプレス等
で押圧すると、室温にて数分以内に実用接着強度に達す
る。

硬化剤を水溶性ウレタンプレポリマーに対し大過剰に用
いた場合、残留する水分は室温あるいは強制乾燥によっ
て除去し、梱包等の次の工程に移る。

なお、予じめカーペットのバッキング面（接着面）に水
をスプレー塗付したのち、主剤は塗布したアルミ箔を重
ね合せても、良好な接着強度が得られる。最も好ましい
のは、双頭ガンによって主剤および硬化剤を同時に噴霧
する方法であり、通常市販の双頭ガンを用いることがで
きる。この場合、オーバースプレーをさけるためにエア
レススプレとの混合及び相溶性が高まシ、作業スピード
を一層上げることができ、同時に水の使用量が少なくて
すみ、事後の乾燥の必要がほとんどなくなる利点を有す
る。主剤および／または硬化剤の塗付面はいずれでもか
まわないが、双方ともアルミ箔に塗付する方が少量の塗
付量で良く、好ましい。また１反応速度が速く、加熱は
特に必要がないので。

有利である。

本発明に用いるウレタンプレポリマーは特定のポリアル
キレンエーテルポリメールと過剰のポリイソシアネート
と反応させて製造されるが、ポリアルキレンエーテルポ
リオール中のエチレンオキサイドのモル比に３０〜９０
％のものが好ましい。

かかるポリアルキレンエーテルポリオールハ通常、２個
以上のヒドロキシル基を含む化合物に分子中エチレンオ
キサイドをモル比で３０〜９０％含むように付加して製
造される。たとえば２個以上の活性水素を含む化合物と
して、エチレングリコール、ジエチレングリコール、フ
”ロピレングリコール、ジプロピレングリコール、グリ
セリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリストール
、ソルビトール、ショ糖等を用い、公知の方法でエチレ
ンオキサイドまたは他のプロピレンオキサイド、ブチレ
ンオキサイド等のアｌレキレンオキサイドを付加反応あ
るいは共付加反応させて製造される。

親水性１作業性から考えてポリアルキレンエーテルポリ
オールの分子量は１０００〜２０，０００、特に５００
０の範囲のものが好ましく、また。

ポリアルキレンエーテルポリオールのうち、ポリアルキ
レンエーテルジオールが望ましい。ポリイノシアネート
としては１通常のウレタンプレポリマーの製造に用いら
れるものが使用でき、例えば、トルエンジイソシアネー
トおよびジフェニルメタン−４，４′−ジイソシアネー
トの精製品及び粗製品等が使用される。特に、臭気、作
業性、硬化性、接着性、毒性等の物性およびコストの点
より、ジフェニルメタン−４，４′−ジイソシアネート
が適する。

ポリイソシアネートに対するポリアルキレンエーテルポ
リオールの使用割合は、ＮＣ０１０Ｈ＝８゜０〜６．０
当量の範囲に応じて決定さｈてよく、得られるウレタン
プレポリマーは残留活性インシアネート基４〜１３％、
粘度８００（１−１００００ｃｐｓのものが反応性１作
業性、性能等の点で好ましい。

もちろん、かかるウレタンプレポリマーには充ｔＸ剤、
老化防止剤、着色顔料、反応触媒、密着付与剤、溶剤、
可塑剤が必要に応じて配合されてよい。

本発明で用いられる水を主成分とする硬化剤とは、ウレ
タンプレポリマーの活性イソシアネート基と反応する活
性水酸基をもつ水を主成分とし。

各種の反応触媒を添加して噴霧可能な水溶液状態にする
のが好ましい。この触媒には有機アミン類のトリエチレ
ンジアミン、トリエチルアミン、ジメチルエタノールア
ミン、テトラメチルプロピレンジアミン、テトラメチレ
ントリアミン、さらにホウ砂、水酸化ナトリウムなどの
無機塩基性化合物、尿素、チオ尿素、アミノ酸塩または
塩基性アミノ酸など多数のものが使用できるが、毒性、
臭気、水溶性、経済性などの観点から特に無機塩基性化
合物、尿素、チオ尿素、アミノ酸塩、塩基性アミノ酸の
１種または２種以上の混合物を用いるのが好ましい。硬
化剤には必要に応じ、密着付与剤、染顔料、充填剤、界
面活性剤などが添加されてよい。特に、界面活性剤の添
加により、ウレタンプレポリマーに対する相溶性が改善
され、染顔料の添加によって噴霧面の混合、塗付量など
の確認が可能である。また、充填剤の添加によ〕、多孔
質５のしみ込み防止、低コスト化が図れる。

以上詳述したごとく、本発明によれば、作業ラインにお
ける環境汚染が少なく、脱溶剤による安全衛生面、ホッ
トメルト型接着剤に匹敵する初期接着性を有し、加熱等
を必要とせずに、超速硬化性、生産性、省エネルギー等
、かってない種々の利点が得られる。また、迅かる二液
型接着剤は従来のものに比べ、主剤と硬化剤の混合比率
、混合程度などが広範囲に選択でき、大過剰の硬化剤を
使用しても残留する水が揮散すればよりために。

用法もかなりラフで良く、管理面が楽になる。物性面に
おいても、ゴム系溶剤型接着剤に匹敵する柔軟性と多孔
質面に浸透、からみ合い、投錨効果による接着性もすぐ
れ、取扱い、風合、耐久性にもすぐれる面発熱体を製造
することができる。

以下、本発明を具体例に基づき、さらに詳細に説明する
。

製造例１（ウレタンプレポリマーの製造）平均分子１８
０００のポ、リアルキレンエーテルジオール（商品名ア
デカボリエーテルＰＲ８００７、無電化（株）製、エチ
レンオキサイド７０％モル比）２００ｉｉ１部に対しジ
フェニルメタ：／−４，４’−ジイソシアネートｉｏｏ
重量部（ＮＣＯｌｏＨ比＝６．０）を加熱保温用ジャケ
ットをもつ攪拌可能な容器に添加、混合し、８０°Ｃ昇
温下で３時間反応させ、残留活性インシアネート基が９
．３３％、粘度が６０００　ｃｐｓの水溶性ウレタンプ
レポリマーを得る。

製造例２〜７（ウレタンプレポリマーの製造）下記第１
表に示すポリアルキレンエーテルポリオールに対し、下
記第１表に示すジインシアネートを用い、製造例１と同
様にして下記第１表に示す水溶性ウレタンプレポリマー
ヲ得ル。

製造例８〜１３（水を主成分とする硬化剤）下記第２表
に示す成分を所定の割合で水に溶解し、ウレタンプレポ
リマーの反応触媒として用いる硬化剤を得る。

第２表実施例１（電気カーペットの製造）発熱導線を没設したフェルトのクッション性下層表面に
熱伝導性金属箔として表面樹脂加工したアルミニウムフ
ィルムを積層し、該アルミニウムフィルム表面に製造例
１で調製した水溶性ウレタンプレポリマーを７５　ｆ／
ｍ２の割合で塗付し１次いで該塗付面上に製造例９で調
製した水を主成分とする硬化剤をエアレススプレーにて
８５　’！／ｍ２の割合で噴霧し、直ちに起毛カーペッ
ト表層材を重ね合せ、軽くローラで押圧して貼り合せた
。

室温で硬化させつつ剥離接着強度を通常の方法で測定し
た結果、１分経過後でＱ、５　ｋｇ／　Ｉｎ、２分経過
後で１．０ｈ／ｉｎ以上となシ、１０分後には梱包して
出荷できる実用接着強度にな；ていた。

８０℃の加熱雰囲気下では約１分で充分に硬化し、上記
と同等の実用接着強■が得られた。

実施例２実施例１において、水溶性ウレタンプレポリマーおよｑ
水を主成盆とする硬化剤をエアレス双頭ガンによって同
時噴霧し、空中混合してアルミニウムフィルム上に塗付
し、直ちに起毛カーヘツートを重ね合せ、プレスにて軽
く押圧して貼り合せる以外は実施例１と同様にして電気
カーペットを製造する。

室温で硬化させつつ剥離接着強度を通常の方法で測定し
た結果、１分経過後で１，８に９／ｉｎとなり、５分後
には梱包して出荷できる実用接着強度となっていた。

８０°Ｃの加熱雰囲気下では３０秒で接着強度は１．０
ｋｇ／ｉｎ以上となり、実用接着強度が得られることが
観測された。

実施例３〜１４実施例１において、ウレタンプレポリマーと水を主成分
とする硬化剤の組合せを下記第８表に示す組合せとする
以外は実施例１と同様にして、電気カーペットを製造す
る。

＠４表には本発明方法を実施するために必要な１）塗付
作業性、２）水に対する溶解性、３）硬化速度、４）接
着強度発現性および５）接着強度についての評価を併記
する。

ナオ、ｌ）塗付作業性はウレタンプレポリマーがロール
コータ−塗付またはスプレー塗付が可能か否かで判断す
る。一般にウレタンプレポリマーの粘度が１００００　
ｃｐｓを越えるとローラコーターオヨヒスプレー塗付は
困難である。

２）水に対−する溶解性はビーカーにウレタンブレ゛　
ポリマーと硬化剤とを２対１０割合でとり、攪拌したと
きの状態で評価する。○は１０秒以内で完全に分散、Δ
は１０〜８０秒間で分散、×は３０以上攪拌しても分散
しない場合を示す。

３）硬化速度はビーカーにウレタンプレポリマーと硬化
剤とを２対１の割合でとり、１０秒間攪拌した後フィン
ガータックがなくなるまで硬化するに要し九時間で評価
する。◎は１分以内、Ｏは１〜２分、△は２〜３分、×
は８分以上の場合を示す。

付し、直ちに起毛カーペットを重ね合せ、軽く押圧して
２５°Ｃ×６５％ＲＨの雰−剣玉でｌ　ｋｇ／　Ｉ　ｎ
以上の接着力が発現するに要する時間で評価する。

接着力はプッシュプルゲージで１８０度剥離試験を行な
い、測定した。

５）接着強度は上記４）の試験において同条件下貼り合
せ１０分後の接着強度で評価する。実用接着強度は１ｋ
ｇ／ｉｎ以上であればよいので、○け１　ｋｇ／ｉｎ以
上、×は１ｋｇ／ｉｎ未満の場合を示す。

以上の結果から明らかなように、本発明方法で用いるポ
リウレタンプレポリマーは塗付作業性が良好であるだけ
でなく、水に対する溶解性も良好であるから、硬化速度
も優れ、ｉ　１ｋｇ／　Ｉｎ以上の剥離接着強度の発現
は２５°Ｃ×６５％ＲＨの雰囲気下で３分以内であり、
８０’Ｃの加熱雰囲気下では１分以内に実用接着強度が
発現するものである。

そして、最終的な接着強度も充分である。

特許出願人サンヌター化学株式会社代理人升埋士青山　葆ほか１名

Claims

【特許請求の範囲】

（１）発熱導線上に表面樹脂加工した熱伝導金属箔を積
層した後、該熱伝導金属箔上に繊維質表層材を貼り合せ
て面発熱体を製造するに当り、熱伝導金属箔あるいは繊
維質表層材の少なくともいずれか一方に対し、水溶性ウ
レタンプレボリマーヲ主剤とし、水を主成分とする硬化
剤を用い、これら＼を別々に塗付または噴霧するか、あるいは空間で混合さ
せるように、同時に噴霧した後、熱伝導金属箔と繊維質
表層材を重ね合せ、押圧して接着することを特徴とする
面発熱体の創造法。
（２）該水溶性ウレタンプレポリマーとして、エチレン
オキサイトラ含有スるポリアルキレンエーテルポリオー
ルと過剰のポリイソシアネートとの反応生成物を用いる
第（１）項記載の動造法。
（３）接水を主成分とする硬化剤として、有機アミン、
無機塩基性化合物、尿素、チオ尿素、アミノ酸塩または
塩基性アミノ酸から選ばれる１種または２種以上の反応
触媒を水に混合してなる硬化剤を用いる第（１）項記載
の製造法。