(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
イソシアネート基含有ウレタンプレポリマーを主成分とし、２５℃における比誘電率が３以上１０以下であり、融点が４０℃以上１５０℃以下であることを特徴とするウェザーストリップ植毛用湿気硬化型反応性ホットメルト接着剤。
【請求項２】
下記試験方法によるタックフリータイムが１０分以内であることを特徴とする請求項１記載のウェザーストリップ植毛用湿気硬化型反応性ホットメルト接着剤。
（試験方法）：１２０±５℃に加熱溶融した接着剤を厚み１００μｍのポリエチレンテレフタレートフィルム上に１００±１０μｍの厚みで均一に１ｃｍ×１ｃｍの正方形に塗布して、２５±１℃に保持された恒温槽に直ちに静置する。その後、指で塗布表面を触って接着剤のタックがなくなるまでの時間を測定する。
【請求項３】
シランカップリング剤を接着剤全量の１〜２０重量％含有させることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のウェザーストリップ植毛用湿気硬化型反応性ホットメルト接着剤。
【請求項４】
請求項１、請求項２又は請求項３記載の湿気硬化型反応性ホットメルト接着剤を介して基材に植毛を施して成る植毛付きウェザーストリップ。
【請求項５】
請求項１、請求項２又は請求項３記載の湿気硬化型反応性ホットメルト接着剤を加熱溶融して基材上に厚み４０〜１５０μｍで塗布した面にパイルを静電植毛した後、前記接着剤を冷却固化して上記パイルを基材上に固着させた後、前記基材を所定のサイズに裁断することを特徴とする植毛付きウェザーストリップの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ウェザーストリップ植毛用湿気硬化型反応性ホットメルト接着剤、植毛付きウェザーストリップおよびその製造方法に関するものである。本発明のウェザーストリップはガラス等との摺動面に植毛を施して成り、特に自動車用に好適である。
【０００２】
【従来の技術】
ガラスとの摺動面を有するウェザーストリップは、摺動抵抗の低減、ならびにシール性の確保のために摺動面に植毛を施すことが広く行われている。
【０００３】
植毛に使用される植毛用接着剤にはエマルションタイプと溶剤タイプがあるが、ウェザーストリップに使用されている接着剤は基材への密着性、耐水性から２液溶剤タイプおよび１液溶剤タイプが一般的である。
【０００４】
従来のこれら接着剤を使用した植毛付きウェザーストリップの製造方法は、ウェザーストリップ摺動面に接着剤を所定の膜厚で塗布した後、パイルを静電植毛し、裁断面を挟んだ状態で所定のサイズに裁断後、加熱することにより溶剤の乾燥と接着剤の硬化を行い、最後に裁断時に挟んで変形した立毛性が不良の両端をカットするものであった。
【０００５】
乾燥前に切断するのは、乾燥に１０分程度要するため、例えばラインスピードを１０ｍ／分とした場合、乾燥炉長が１００ｍ必要となり、大きなスペースが必要となるからである。通常は植毛ラインに対して直角に、所定のサイズに裁断した植毛付きウェザーストリップの輸送が可能な幅を持つ乾燥ラインが走っている。
【０００６】
特開平５−９６６７０号公報において、基材にウレタンプレポリマーからなる接着剤を介してパイルを静電植毛した植毛材が開示されているが、この公開公報に記載されたウレタンプレポリマーの結晶性は不明である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上述の溶剤タイプの接着剤を使用した場合、乾燥前に裁断部の両端を挟んで裁断するため、裁断時に変形した両端をカットして廃棄することが必要になるが、その量は全体の約１０％程度にもなる。したがって、変動費と加工賃で約１０％の損失が発生し、かつ無駄な廃棄物を出すことになる。
【０００８】
また、溶剤を取り扱うため、作業環境の悪化、引火の危険性の問題が常に存在し、かつその乾燥には多大な光熱費が必要とされる。
【０００９】
更に、２液の場合、硬化剤の配合ミスによる硬化不良部の発生が問題となる。
【００１０】
本発明は上記した様な問題の無い植毛付きウェザーストリップ、その製造方法、および植毛に使用される接着剤組成物を提供するものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、かかる問題を解決するために鋭意検討した結果、塩化ビニル等から成るウェザーストリップ基材へのパイルの静電植毛用接着剤として、イソシアネート基含有ウレタンプレポリーマーを主成分とする特定の湿気硬化型反応性ホットメルト接着剤が有用であることを見出し、本発明を完成した。
即ち、本発明における第１発明はイソシアネート基含有ウレタンプレポリマーを主成分とし、２５℃における比誘電率が３以上１０以下であり、融点が４０℃以上１５０℃以下であることを特徴とするウェザーストリップ植毛用湿気硬化型反応性ホットメルト接着剤であり、
第２発明は下記試験方法によるタックフリータイムが１０分以内であることを特徴とする前記のウェザーストリップ植毛用湿気硬化型反応性ホットメルト接着剤であり、
（試験方法）：１２０±５℃に加熱溶融した接着剤を厚み１００μｍのポリエチレンテレフタレートフィルム上に１００±１０μｍの厚みで均一に１ｃｍ×１ｃｍの正方形に塗布して、２５±１℃に保持された恒温槽に直ちに静置する。その後、指で塗布表面を触って接着剤のタックがなくなるまでの時間を測定する。
第３発明はシランカップリング剤を接着剤全量の１〜２０重量％含有させることを特徴とする前記のウェザーストリップ植毛用湿気硬化型反応性ホットメルト接着剤であり、
第４発明は前記の湿気硬化型反応性ホットメルト接着剤を介して基材に植毛を施して成る植毛付きウェザーストリップであり、
第５発明は前記の湿気硬化型反応性ホットメルト接着剤を加熱溶融して基材上に厚み４０〜１５０μｍで塗布した面にパイルを静電植毛した後、前記接着剤を冷却固化して上記パイルを基材上に固着させた後、前記基材を所定のサイズに裁断することを特徴とする植毛付きウェザーストリップの製造方法である。
以下、本発明を詳細に説明する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
１．接着剤
本発明における接着剤は、イソシアネート基含有ウレタンプレポリマーを主成分とする湿気硬化型反応性ホットメルト接着剤である。
イソシアネート基含有ウレタンプレポリマーは、分子内に２個以上の水酸基を有するポリオール１種以上と分子内に２個以上のイソシアネート基を有するポリイソシアネート１種以上とを反応させた、末端にイソシアネート基を有するウレタンプレポリマーである。ウレタンプレポリマーの好ましい重量平均分子量は２０００〜５００００である。当該ウレタンプレポリマーとして１種または２種以上を使用することができる。
【００１３】
１．１ポリオール
ウレタンプレポリマーの原料であるポリオールは、分子内に２個以上好ましくは５個以内の水酸基を有するものであり、従来より公知のものが使用可能である。好ましい具体例を以下に示す。
【００１４】
１．１．１．ポリエステルポリオール
ポリエステルポリオールは、１種以上のポリカルボン酸と１種以上のポリオールとをランダム共縮重合させて得られるものである。
好ましいポリカルボン酸は、分子内に２個以上のカルボキシル基を有し、炭素数が４〜２４のものである。好ましい具体例としてコハク酸、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、ドデカン二酸、アイコサン二酸、ε−カプロラクトン、テレフタル酸、イソフタル酸、無水フタル酸、２，６−ナフタレンジカルボン酸、トリメリット酸、パラオキシ安息香酸などがある。また、好ましいポリオールは、分子内に２個以上の水酸基を有し、重量平均分子量が６０〜５０００のものである。好ましい具体例としてエチレングリコール、プロピレングリコール、１，４−ブタンジオール、１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、ジエチレングリコール、ネオペンチルグリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール、１，４−シクロヘキサンジメタノール、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、１，２，６−ヘキサントリオールなどがある。
【００１５】
１．１．２．ポリエーテルポリオール
ポリエーテルポリオールは、分子内に１個以上のエーテル結合を有し、好ましいポリエーテルポリオールは重量平均分子量が２００〜１００００のものである。好ましい具体例としてポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコールなどがある。
【００１６】
１．１．３．ポリオレフィンポリオール
ポリオレフィンポリオールは、分子内にポリオレフィン骨格を有し、好ましいポリオレフィンポリオールは重量平均分子量が２００〜１００００のものである。好ましい具体例として水素化ポリブタジエンポリオール、水素化ポリイソプレンポリオールなどのポリアルキレンポリオールの水素化物、およびα−オレフィンの共重合物などがある。
【００１７】
１．１．４．その他ポリオール
ポリブタジエンポリオール、ポリイソプレンポリオール等のポリアルキレンポリオール、およびポリカーボネートポリオールなどがある。
【００１８】
１．２．ポリイソシアネート
ウレタンプレポリマーの原料であるポリイソシアネートは、分子内に２個以上のイソシアネート基を有するものであり、従来より公知のものが使用可能である。好ましい具体的には、ｐ−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、トリレンジイソシアネート、４，４’−ジフェニレンジイソシアネート、１，５−オクチレンジイソシアネート、トリメチレンジイソシアネート、テトラメチレンジイネシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、ペンタメチレンジイソシアネート、１，３−シクロペンタンジイソシアネート、１，４−シクロヘキサンジイソシアネート、４，４’−メチレンビス（シクロヘキシルイソシアネート）、メチル２，４−シクロヘキサンジイソシアネート、メチル２，６−シクロヘキサンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、１，４−ビス（イソシアネートメチル）シクロヘキサン、１，３−ビス（イソシアネートメチル）シクロヘキサン、イソホロンジイソシアネート、およびカルボジイミド変性４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネートなどがある。
【００１９】
本発明におけるウレタンプレポリマーを製造する際のポリオールに対するポリイソシアネートの仕込み量の好ましい比は、イソシアネート基／水酸基の当量比が１〜５であり、より好ましくは１．５〜３である。
【００２０】
１．３．シランカップリング剤
本発明の接着剤にシランカップリング剤を配合すると、接着剤のウェザーストリップ基材に対する密着性が向上し、植毛ウェザーストリップ用に用いた場合にウェザーストリップの耐水性と耐摺動性を向上させることができる。
好ましいシランカップリング剤として、例えば、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシトリエトキシシラン、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−β−（アミノエチル）−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピル−トリ（β−メトキシエトキシ）シラン等がある。これらの中で特に好ましいものは、エポキシ基含有有機アルコキシシランである。
本発明に用いられるシランカップリング剤の好ましい配合量は、接着剤全量の１重量％以上２０重量％以下である。１％未満の場合、十分な耐水性を得ることはできず、２０％を越えると混合後の安定性に問題が生じる恐れがあり、また加熱溶融時のシランカップリング剤蒸気臭がひどくなり作業環境の悪化につながる。
【００２１】
また、本発明の接着剤の湿気反応性を高めるために、三級アミン系や錫系などの触媒、その他に粘着付与剤、充填剤、可塑剤、ワックス、安定剤、酸化防止剤などを必要に応じて添加することができる。
【００２２】
１．４．接着剤の比誘電率と融点
本発明の接着剤の誘電性と静電立毛性の関係を調査したところ、誘電性の高い方が立毛性に優れていることが判明した。具体的には接着剤樹脂の比誘電率が３以上１０以下、更に好ましくは３．２以上９以下のときに外観上“てかり”の無い優れた立毛性を得ることができる。比誘電率が３未満の場合、植毛率も低く、また耐摺動性に欠ける植毛となる。
接着剤の誘電率の測定は、湿気硬化前の接着剤の固化物を対象にして、２５℃、相対湿度５０％の雰囲気で、周波数１ＭＨｚで行う。
また、融点を有するウレタンプレポリマーは、融点以下の温度において結晶性の固体になるので、溶融状態から固体に変化する際、融点を境に樹脂の粘性が急激に増加する特徴を有している。したがって、基材に塗布した接着剤層が溶融状態にあるときに植毛を行い、その後冷却して接着剤を固化させることによって接着剤が結晶化しパイルが接着剤層に強固に固着され、裁断時の挟み応力に耐える初期立毛強度を容易に得ることができる。
具体的には接着剤の融点を４０℃以上にすることにより常態で固体であり、かつ結晶時の凝集力により初期立毛強度を得ることができる。融点が４０℃未満の場合、常態での初期立毛強度を得ることができず、挟み時に変形を受ける為、両端のカットが必要になり、ロスを発生する。
接着剤の融点の測定は、室温から１℃／分で加熱しながら溶融の有無を顕微鏡で観察することにより行うことができる。
【００２３】
１．５．接着剤の溶融粘度とタックフリータイム
本発明の接着剤の好ましい溶融粘度は２００〜１０万ｍＰａ・ｓ／１２０℃であり、より好ましい溶融粘度は１０００〜５万ｍＰａ・ｓ／１２０℃である。
溶融粘度はＢＭ型粘度計により容易に測定できる。
本発明の接着剤におけるタックフリータイムは１０分以内であり、好ましくは５分以内である。
タックフリータイムは以下の方法により測定できる。
即ち、１２０±５℃に加熱溶融した接着剤を厚み１００μｍのポリエチレンテレフタレートフィルム上に１００±１０μｍの厚みで均一に１ｃｍ×１ｃｍの正方形に塗布して、２５±１℃に保持された恒温槽に直ちに静置する。その後、指で塗布表面を触って接着剤のタックがなくなるまでの時間を測定する。
【００２４】
２．植毛付きウェザーストリップ
本発明の接着剤を介して基材に植毛を施すことにより植毛付きウェザーストリップを得ることができる。
本発明のウェザーストリップは、パイルが本発明の接着剤により強固に基材に固着されているので、耐水性および耐摺動性に優れている。
【００２５】
３．植毛付きウェザーストリップの製造方法
ロールコーター等で加熱溶融した湿気硬化型反応性ホットメルト接着剤を摺動面に４０〜１５０μｍの厚みで塗布し、次いでフロッキー加工工程でパイルをウェザーストリップ基材に静電植毛した後、湿気硬化型反応性ホットメルト接着剤を冷却固化して上記パイルを固着させ、同時に接着剤表面のタックを消失させた後、所定のサイズに裁断することで植毛付きウェザーストリップができあがる。接着剤の塗工厚みが４０μｍ未満の場合、パイルと接着層の十分な勘合強度を得ることができず、また１５０μｍを越えた場合、冷却固化に時間を要し、ラインの延長を招き設備投資費用のアップならびにラインスペースの拡大が必要となる。
【００２６】
【実施例】
以下、実施例及び比較例を挙げ、本発明をより具体的に説明する。なお、各実施例及び比較例における誘電率、融点、溶融粘度、タックフリータイムの各特性値は上記の方法で測定した値である。
【００２７】
［実施例１］
アジピン酸と１，６−ヘキサンジオールを縮重合して得られた分子量２０００のポリエステルポリオール８４重量部と４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート１６重量部とを反応させて得られたイソシアネート末端プレポリマー１００重量部にγ−グリジドキシプロピルトリメトキシシランを１０重量部配合し、イソシアネート末端ポリウレタン系ホットメルト接着剤を得た。
接着剤の誘電率は３．７であり、融点は約５０℃であった。また、接着剤の溶融粘度は５０００ｍＰａ・ｓ／１２０℃であり、タックフリータイムは２分であった。
本接着剤を１２０℃で溶融して、ロールコーターで塩ビ製のウェザーストリップ部の摺動面に１００μｍ塗工し、直ちにパイルを静電植毛して、試験片を得た。塗工２分後に指圧したが立毛性は保持されていた。本試験片を水に７２時間浸漬した後、爪で擦り耐摺動性を確認したが、パイルが剥がれないことが確認された。
【００２８】
［実施例２］
アジピン酸と１，６−ヘキサンジオールを縮重合して得られた分子量３０００のポリエステルポリオール８８重量部と４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート１２重量部とを反応させて得られたイソシアネート末端プレポリマー１００重量部にγ−グリジドキシプロピルトリメトキシシランを１０重量部配合し、イソシアネート末端ポリウレタン系ホットメルト接着剤を得た。
接着剤の誘電率は３．７であり、融点は５０℃であった。また、接着剤の溶融粘度は９０００ｍＰａ・ｓ／１２０℃であり、タックフリータイムは４５秒であった。
本接着剤を１２０℃で溶融して、ロールコーターで塩ビ製のウェザーストリップ部の摺動面に１００μｍ塗工し、直ちにパイルを静電植毛して、試験片を得た。塗工２分後に指圧したが立毛性は保持されていた。本試験片を水に７２時間浸漬した後、爪で擦り耐摺動性を確認したが、パイルが剥がれないことが確認された。
【００２９】
［実施例３］
アジピン酸と１，６−ヘキサンジオールを縮重合して得られた分子量２０００のポリエステルポリオールと分子量１０００のポリオキシプロピレングリコールの重量比が７０対３０の割合から成るポリオールに４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネートとを反応させてイソシアネート末端ポリウレタン系ホットメルト接着剤を得た。
接着剤の誘電率は４．６であり、融点は４２℃であった。
本接着剤を１２０℃で溶融して、ロールコーターでウェザーストリップ部の摺動面に１００μｍ塗工し、直ちにパイルを静電植毛して、試験片を得た。塗工２分後に指圧したところ、立毛性は保持されていた。
【００３０】
［比較例１］
分子量２０００の水素化ポリブタジエンに４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネートとを反応させてイソシアネート末端ポリウレタン系ホットメルト接着剤を得た。
接着剤の誘電率は２．９であり、融点は４２℃であった。
本接着剤を１２０℃で溶融して、ロールコーターでウェザーストリップ部の摺動面に１００μｍ塗工し、直ちにパイルを静電植毛して、試験片を得た。塗工２分後に指圧したが立毛性は全く保持されていなかった。
【００３１】
【発明の効果】
本発明の接着剤は、ウェザーストリップ基材の植毛用に好適であり、溶融状態で植毛したパイルを短時間で強固にウェザーストリップ基材に固着できる。
本発明のウェザーストリップは優れた耐摺動性を有するものであり、特に自動車用に好適である。
本発明のウェザーストリップの製造方法によれば、植毛後のパイルは十分な立毛強度を有するので、裁断時に挟み応力による変形を受けない。このため、溶剤タイプの接着剤を使用した際に生じるロスと無駄な廃棄物発生を解消することができる。また、無溶剤の為、作業環境の悪化、引火の危険性が無く、また乾燥工程を必要としないため光熱費を節減できる。更にまた、１液タイプのため２液溶剤タイプの接着剤で問題となる硬化剤配合ミスによる硬化不良の心配が無い。