(57)【要約】  二成分無溶剤ポリウレタン接着剤組成物を含む積層構造体を形成するための方法が、開示される。接着剤組成物は、基材が一緒に接合されて、積層構造体を形成する前に、各成分が対応する基材に独立して塗布されるように配合される。接着剤組成物は、高反応性であり、速硬化性を提供するアミン開始ポリオールまたは触媒を含むことができる。アミン開始ポリオールは、２〜１２の官能基、５〜１，８３０のヒドロキシル価、および４０℃で５００〜２０，０００ｍＰａ・ｓの粘度を含む。触媒は、ビスマス触媒、亜鉛触媒、ジルコニウム触媒、スズ触媒、およびアルミニウム触媒であり得る。さらになお、この方法に従って形成された積層体が開示される。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
積層構造体を形成するための方法であって、
第１の基材に、イソシアネート成分を均一に塗布することであって、前記イソシアネート成分は少なくとも１つのイソシアネートを含む、塗布することと、
第２の基材に、ポリオール成分を均一に塗布することと、
前記第１の基材および第２の基材を一緒に接合し、それによって前記イソシアネート成分および前記ポリオール成分を混合し、反応させて、前記第１の基材と前記第２の基材との間に接着剤を形成することと、
前記接着剤を硬化させて、前記第１および第２の基材を接着させることと、を含み、
前記接着剤は、前記第１および第２の基材を一緒に接合した後、１０分以内に１０，０００ｍＰａ−ｓ超（４０℃で）の粘度を含む、方法。
【請求項２】
前記イソシアネート成分およびポリオール成分は、それぞれ、イソシアネート成分対ポリオール成分が０．５：１〜１．５：１の比で、前記第１の基材および第２の基材に塗布される、請求項１に記載の積層構造体を形成するための方法。
【請求項３】
前記イソシアネート成分およびポリオール成分は、それぞれ、０．２５〜１．５ｇ／ｍ２の塗布重量で、前記第１の基材および前記第２の基材にそれぞれ塗布される、請求項１に記載の積層構造体を形成するための方法。
【請求項４】
前記接着剤組成物は、前記第１の基材および前記第２の基材を一緒に接合した後、６０分以内に少なくとも０．５Ｎ／１５ｍｍの結合強度を含む、請求項１に記載の積層構造体を形成するための方法。
【請求項５】
前記第１の基材および第２の基材を一緒に接合することは、ニップローラを介して前記第１および第２の基材を通過させることを含む、請求項１に記載の積層構造体を形成するための方法。
【請求項６】
前記第１の基材および第２の基材を１つ以上のローラを介して通過させることによって、前記第１の基材および第２の基材を一緒に接合した後に、前記イソシアネート成分およびポリオール成分を混合することをさらに含む、請求項１に記載の積層構造体を形成するための方法。
【請求項７】
前記第１の基材および前記第２の基材は、それぞれ、紙、織布、および不織布、金属箔、ポリマーフィルム、金属被覆ポリマーフィルム、印刷フィルム、およびこれらのうちの２つ以上の組み合わせからなる群から選択される、請求項１に記載の積層構造を形成する方法。
【請求項８】
前記第１の基材と第２の基材への塗布前に、前記イソシアネート成分およびポリオール成分を、それぞれ、３０〜８０℃に加熱することをさらに含む、請求項１に記載の積層構造体を形成するための方法。
【請求項９】
前記イソシアネート成分およびポリオール成分は、それぞれ、４０℃で５００〜１０，０００ｍＰａ−ｓの粘度を含む、請求項１の積層構造を形成するための方法。
【請求項１０】
積層構造体を形成するための方法であって、
第１の基材に、イソシアネート成分を均一に塗布することであって、前記イソシアネート成分は少なくとも１つのイソシアネートを含む、塗布することと、
第２の基材に、ポリオール成分を均一に塗布することであって、前記ポリオール成分は、第１級ヒドロキシル基と第３級アミンを組み込んでいる骨格とを含む少なくとも１つのアミン開始ポリオールを含む、塗布することと、
前記第１の基材および第２の基材を一緒に接合し、それによって前記イソシアネート成分および前記ポリオール成分を混合し、反応させて、前記第１の基材と前記第２の基材との間に接着剤を形成することと、
前記接着剤を硬化させて、前記第１および第２の基材を接着させることと、を含む、方法。
【請求項１１】
前記接着剤は、前記第１および第２の基材を一緒に接合した後、１０分以内に１０，０００ｍＰａ−ｓ超（４０℃で）の粘度を含む、請求項１０の積層構造体を形成するための方法。
【請求項１２】
前記アミン開始ポリオールは、構造Ｉを有し、
【化１】
2019522063.tif 000006
式中、Ｒ１、Ｒ２、およびＲ３は独立して、直鎖または分枝アルキル基である、請求項１０の積層構造体を形成するための方法。
【請求項１３】
前記アミン開始ポリオールは、４の官能基を含む、請求項１０に記載の積層構造体を形成するための方法。
【請求項１４】
前記アミン開始ポリオールは、３７のヒドロキシル価を含む、請求項１０に記載の積層構造体を形成するための方法。
【請求項１５】
前記アミン開始ポリオールは、２５℃で約１２００ｍＰａ−ｓの粘度を含む、請求項１０に記載の積層構造体を形成するための方法。
【請求項１６】
前記アミン開始ポリオールは、約６，０００ｇ／ｍｏｌの分子量を含む、請求項１０に記載の積層構造体を形成するための方法。
【請求項１７】
前記イソシアネート成分およびポリオール成分は、それぞれ、イソシアネート成分対ポリオール成分が０．５：１〜１．５：１の比で、前記第１の基材および第２の基材に塗布される、請求項１０に記載の積層構造体を形成するための方法。
【請求項１８】
積層構造体を形成するための方法であって、
第１の基材に、イソシアネート成分を均一に塗布することであって、前記イソシアネート成分は少なくとも１つのイソシアネートを含む、塗布することと、
第２の基材に、ポリオール成分を均一に塗布することであって、前記ポリオール成分は、ビスマス触媒、亜鉛触媒、ジルコニウム触媒、錫触媒、およびアルミニウム触媒からなる群から選択される少なくとも１つの触媒を含む、塗布することと、
前記第１の基材および第２の基材を一緒に接合し、それによって前記イソシアネート成分および前記ポリオール成分を混合し、反応させて、前記第１の基材と前記第２の基材との間に接着剤を形成することと、
前記接着剤を硬化させて、前記第１および第２の基材を接着させることと、を含む、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願への参照
本出願は、２０１６年５月１０日に出願されたイタリア出願第１０２０１６００００４７９４４号、および２０１７年３月２０日に出願された中国出願第２０１７１０１６５０９６．０号の利益を主張する。
【０００２】
本開示は、無溶剤接着剤組成物を含む積層構造体を形成するための方法に関する。より具体的には、本開示は、基材を一緒に接合して、積層構造体を形成する前に、各成分が対応する基材に独立して塗布するように設定されるように配合された二成分無溶剤ポリウレタン接着組成物を含む積層体を形成するための方法に関する。接着剤組成物は、硬化速度が速く、変換効率が向上するアミン開始ポリオールを含むことができる。いくつかの実施形態では、接着剤組成物は、ビスマス触媒、亜鉛触媒、ジルコニウム触媒、スズ触媒、およびアルミニウム触媒などの接着剤組成物の反応性を高めるための触媒を含むことができる。
【０００３】
いくつかの実施形態では、接着剤組成物のうちの１つの成分は、第１の基材の表面に均一に塗布するように設定され、接着剤組成物の他の成分は、第２の基材の表面に塗布するように設定されている。その後、第１および第２の基材を一緒に接合し、それによって２つの成分を混合し、反応させて、第１の基材と第２の基材の間に接着剤を形成する。このようにして、接着剤を硬化させ、それによって第１および第２の基材を接着させることができる。
【背景技術】
【０００４】
接着剤組成物は、多種多様な目的に有用である。例えば、接着剤組成物は、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリアミド、金属、紙、またはセロファンなどの基材を一緒に接着させて複合フィルム、すなわち、積層体を形成するために使用される。異なる最終使用用途における接着剤の使用は一般に知られている。例えば、接着剤は、パッケージング産業において、特に食品パッケージングのために使用されるフィルム／フィルムおよびフィルム／ホイル積層の製造に使用することができる。積層用途で使用される接着剤、すなわち「ラミネート接着剤」は、一般に、溶剤系、水系、および無溶剤の３つのカテゴリーに分類することができる。接着剤の性能は、カテゴリーによって、また接着剤が塗布される用途によって変わる。
【０００５】
無溶剤ラミネート接着剤は、有機溶剤または水性担体のいずれも用いずに、固形分最大１００％を塗布することができる。塗布時に有機溶剤または水を接着剤から乾燥する必要がないため、これらの接着剤は高いラインスピードで稼働させることができ、迅速な接着用途を必要とする用途において好ましい。溶媒系および水系のラミネート接着剤は、接着剤の塗布後に溶剤または水が効果的に乾燥し、積層構造体から除去され得る速度によって限定される。環境、健康、および安全の理由から、ラミネート接着剤は、好ましくは水性または無溶剤である。
【０００６】
無溶剤ラミネート接着剤のカテゴリーには多くの種類がある。１つの特定の種類としては、予め混合された二成分ポリウレタン系ラミネート接着剤が挙げられる。典型的には、二成分ポリウレタン系ラミネート接着剤は、イソシアネート含有プレポリマーおよび／またはポリイソシアネートを含む第１の成分と、ポリオールを含む第２の成分と、を含む。プレポリマーは、過剰のイソシアネートと１分子当たり２個以上のヒドロキシル基を含むポリエーテルおよび／またはポリエステルとの反応によって得ることができる。第２の成分は、１分子当たり２個以上のヒドロキシル基で官能化されたポリエーテルおよび／またはポリエステルを含む。２つの成分は、所定の比率で組み合わされるか、または「予め混合され」、その後、第１の基材（「担体ウェブ」）上に塗布される。次いで、第１の基材を第２の基材と一緒に接合して、積層構造体を形成する。第１および第２の基材は、接着剤組成物のポットライフ内に、通常３０分未満以内で一緒に接合しなければならない。
【０００７】
基材の追加の層は、それぞれ連続する基材との間に位置する接着剤組成物の追加の層を有する構造体に加えることができる。次に、接着剤を、室温または高温のいずれかで硬化させ、それによって基材を一緒に接合させる。
【０００８】
積層構造体のさらなる処理は、接着剤の硬化速度に応じて異なる。接着剤の硬化速度は、積層基材間の機械的結合がさらなる処理を可能にするのに十分な時間を要し、積層加工が適用可能な規制（例えば、食品接触規制）に従う時間によって示される。硬化速度が遅いと、変換効率が低下する。予め混合された二成分無溶剤積層接着剤は、従来の溶剤含有接着剤と比較して、弱い初期結合および遅い硬化速度を示す。加工産業における一般的な傾向は、積層接着剤をより速く硬化させることにある。より速い硬化は、コンバータの操作効率を向上させる。具体的には、完成品を倉庫から迅速に移動させることで、直前の注文（例えば、小売販促キャンペーン）を処理するための生産能力と柔軟性を増大させる。操作効率を高めるために、既存の接着剤組成物よりも遥かに高い反応性を有する接着剤組成物を使用して積層体を形成すべきである。しかしながら、そのような接着剤組成物は、伝統的な接着剤塗布技術の課題を課し得る。
【０００９】
したがって、二成分無溶剤ポリウレタン系積層接着剤組成物を含む積層体を形成するためのより迅速かつさらに効率的な方法が望ましい。
【発明の概要】
【００１０】
積層構造体を形成するための方法が開示される。いくつかの実施形態では、本方法は、第１の基材に、イソシアネート成分を均一に塗布することを含む。イソシアネート成分は、少なくとも１つのポリイソシアネートを含む。本方法は、第２の基材に、ポリオール成分を均一に塗布することをさらに含む。次いで、第１および第２の基材を一緒に接合し、それによって、イソシアネート成分およびポリオール成分を混合し、反応させて、第１の基材と第２の基材との間に接着剤を形成する。次いで、混合した接着剤組成物を硬化させ、それによって、第１および第２の基材を接着させる。接着剤組成物の成分の反応性のために、接着剤組成物は、第１および第２の基材を一緒に接合した後、１０分以内に１０，０００ｍＰａ・ｓを超える粘度を達成することができる。
【００１１】
開示された方法に従って作られた積層構造体は、積層後わずか２時間以内にスリットし、顧客に２日以内に送達することができる。既存の汎用接着剤組成物を使用して作られた積層体は、典型的には、スリッティングのために積層から２〜３日、送達のために５〜７日を必要とする。したがって、開示された方法に従ってプロセス効率が大幅に向上する。さらに、開示された方法で使用される接着剤組成物のポットライフは、既存の汎用接着剤に対して２０〜３０分のポットライフに比較して不定である。これは、以下に説明するように、開示された接着剤組成物のポットライフが硬化プロセスから完全に切り離されるためである。
【００１２】
開示された方法で使用される接着剤組成物は既存の接着剤組成物よりも高反応性であるように配合されているので、それらは理想的には既存の接着剤塗布装置での使用には適していない。これは、２つの成分が非常に迅速に反応するため、接着剤がゲル化し、基材への塗布に適合していない。この理由のために、開示される方法で使用される接着剤組成物は、予め混合し、担体ウェブ上に塗布される代わりに、イソシアネート成分およびポリオール成分が２つの異なる基材上に別々に塗布されるように配合される。
【００１３】
特に、開示された方法で使用される接着剤組成物は、イソシアネート成分が第１の基材の表面に均一に塗布することができ、ポリオール成分が第２の基材の表面に均一に塗布することができるように配合される。次いで、第１の基材の表面を第２の基材の表面に接触させて、２つの成分を混合し、反応させて、それによって、積層体を形成する。次いで、接着剤組成物を硬化させる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
添付の図面を参照する：
【００１５】
【図１】接着剤組成物を含む積層体を形成するための塗布装置の概略図である。
【図２】例示的な実施例および比較例の粘度対時間を示すプロットである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
上述したように、開示された方法で使用される二成分無溶剤接着剤組成物は、イソシアネート成分およびポリオール成分を含む。
【００１７】
イソシアネート成分
イソシアネート成分は、少なくとも一つのイソシアネートを含む。少なくとも１つのイソシアネートは、イソシアネートプレポリマー、イソシアネートモノマー、ポリイソシアネート（例えば、ダイマー、トリマーなど）、およびそれらの２つ以上の組み合わせからなる群から選択することができる。本明細書で使用される場合、「ポリイソシアネート」は、２つ以上のイソシアネート基を含有する任意の化合物である。イソシアネートプレポリマーは、少なくとも１つのイソシアネートおよび少なくとも１つのポリオールを含む反応物の反応生成物である。本明細書で使用される場合、「イソシアネートプレポリマー」は、ポリイソシアネート自体であり得る。
【００１８】
少なくとも一つのイソシアネートは、１．５〜１０、または１．８〜５、または２〜３の官能基を含む。イソシアネート成分に関して使用される場合、「官能基」とは、１分子当たりのヒドロキシル反応部位の数を指す。イソシアネート成分などのイソシアネート基を有する化合物は、化合物の重量に基づく重量でイソシアネート基の量であるパラメータ「％ＮＣＯ」によって特徴付けられ得る。パラメータ％ＮＣＯは、ＡＳＴＭ  Ｄ  ２５７２−９７（２０１０）の方法によって測定される。開示されたイソシアネート成分は、少なくとも３％、または少なくとも６％、または少なくとも１０％の％ＮＣＯを有する。好ましくは、イソシアネート成分は、２５％、または１８％、または１４％を超えない％ＮＣＯを有する。
【００１９】
さらに、少なくとも１つのイソシアネートは、０〜５０％、または５〜４０％、または１０〜３０％の遊離モノマー含有量を含む。さらに、少なくとも１つのイソシアネートは、２００〜３，０００ｇ／ｍｏｌ、または３００〜２，０００ｇ／ｍｏｌ、または５００〜１，０００ｇ／ｍｏｌの分子量を含む。さらになお、イソシアネート成分は、ＡＳＴＭ  Ｄ２１９６の方法によって測定されるように、２５℃で３００〜４０，０００ｍＰａ−ｓ、または５００〜２０，０００ｍＰａ−ｓ、または１，０００〜１０，０００ｍＰａ−ｓの粘度を有する。
【００２０】
イソシアネート成分の少なくとも１つのイソシアネートは、芳香族イソシアネート、脂肪族イソシアネート、脂環式イソシアネート、およびこれらの組み合わせからなる群から選択することができる。「芳香族ポリイソシアネート」は、１つ以上の芳香族環を含有するイソシアネートである。「脂肪族ポリイソシアネート」は芳香族環を含有しない。「脂環式ポリイソシアネート」は、化学鎖が環構造を有する脂肪族ポリイソシアネートのサブセットである。
【００２１】
本開示に従って使用するのに適した芳香族イソシアネートの例としては、例えば、４，４−ＭＤＩ、２，２−ＭＤＩ、および２，４−ＭＤＩなどのメチレンジフェニルジイソシアネート（「ＭＤＩ」）の異性体、２，４−ＴＤＩ、２，６−ＴＤＩなどのトルエンジイソシアネート（「ＴＤＩ」）の異性体、１，５−ＮＤＩなどのナフタレンジイソシアネート（「ＮＤＩ」）の異性体、ノルボルナンジイソシアネート（「ＮＢＤＩ」）の異性体、テトラメチルキシリレンジイソシアネート（「ＴＭＸＤＩ」）の異性体、およびこれらの２つ以上の組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。ＭＤＩの異性体、具体的には、４，４−ＭＤＩおよび２，４−ＭＤＩ（すなわち、液状ＭＤＩ）または４，４−ＭＤＩ（すなわち、固体ＭＤＩ）の混合物が好ましい。
【００２２】
本開示による使用に好適な脂肪族および脂環式イソシアネートの例としては、ヘキサメチレンジイソシアネート（「ＨＤＩ」）の異性体、イソホロンジイソシアネート（ＩＰＤＩ）の異性体、キシレンジイソシアネート（「ＸＤＩ」）の異性体、およびこれらの組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。
【００２３】
接着剤組成物中の少なくとも１つのイソシアネートの量は、接着剤組成物の重量に基づいて（すなわち、イソシアネート成分とポリオール成分の総重量）、少なくとも５重量％、または少なくとも１０重量％、または少なくとも２０重量％である。接着剤組成物中の少なくとも１つのイソシアネートの量は、接着剤組成物の重量に基づいて１００重量％を超えない、または９５重量％を超えない、または９０重量％を超えない。
【００２４】
イソシアネート成分は、一般的に当業者に公知の他の成分、例えば、ポリオール、触媒などをさらに含むことができる。
【００２５】
ポリオール成分
いくつかの実施形態では、無溶剤接着剤組成物は、少なくとも１つの高反応性アミン開始ポリオールを含むポリオール成分をさらに含む。ポリオール成分中に少なくとも１つのアミン開始ポリオールを含めることにより、既存の二成分無溶剤接着剤組成物で使用される従来のポリオールよりも高い反応性およびより速い硬化がもたらされる。アミン開始ポリオールは、第１級ヒドロキシル基と少なくとも１つの第３級アミンを組み込んでいる骨格とを含む。いくつかの実施形態では、ポリオール成分は、非アミン開始ポリオールである別のタイプのポリオールを含むこともできる。各ポリオールタイプは、１種類のポリオールを含み得る。あるいは、各ポリオールタイプは、異なる種類のポリオールの混合物を含み得る。いくつかの実施形態では、一方のポリオールタイプは１種類のポリオールであってもよく、他方のポリオールタイプは異なる種類のポリオールの混合物であってもよい。
【００２６】
アミン開始ポリオールは、第１級ヒドロキシル基と少なくとも１つの第３級アミンを組み込んでいる骨格とを含む。いくつかの実施形態では、アミン開始ポリオールは、Ｉの化学構造を有する：
【００２７】
【化１】
2019522063.tif 000002
【００２８】
式中、Ｒ１、Ｒ２、およびＲ３はそれぞれ独立して、直鎖または分枝鎖アルキル基である。例えば、それぞれ独立して、Ｃ１−Ｃ６の直鎖または分枝鎖アルキル基であり得る。いくつかの実施形態では、アミン開始ポリオールは、第３級アミンおよび第２級アミンを含む。
【００２９】
少なくとも１つのアミン開始ポリオールは、２〜１２、または３〜１０、または４〜８の官能基を含む。ポリオール成分に関して使用される場合、「官能基」は、１分子当たりのイソシアネート反応部位の数を指す。さらに、少なくとも１つのアミン開始ポリオールは、５〜１，８３０、または２０〜１００、または３１〜４０のヒドロキシル価を含む。ポリオール成分に関して使用される場合、「ヒドロキシル価」は、反応に利用可能な反応性ヒドロキシル基の量の尺度である。この数は、湿式分析法で決定され、１グラムの試料中に見出されるヒドロキシル基に相当する水酸化カリウムのミリグラム数として報告される。ヒドロキシル価を決定するために最も一般的に使用される方法は、ＡＳＴＭ  Ｄ  ４２７４Ｄに記載されている。さらになお、少なくとも１つのアミン開始ポリオールは、２５℃で５００〜２０，０００ｍＰａ−ｓ、または１，０００〜１５，０００ｍＰａ−ｓ、または１，５００〜１０，０００ｍＰａ−ｓの粘度を含む。
【００３０】
本開示による使用に好適なアミン開始ポリオールは、１つ以上のアルキレンオキシドと１つ以上のアミン開始剤をアルコキシル化することによって作製される。
【００３１】
接着剤組成物中の少なくとも１つのアミン開始ポリオールの量は、接着剤組成物の重量に基づいて（すなわち、イソシアネート成分とポリオール成分の総重量）、少なくとも２重量％、または少なくとも１０重量％、または少なくとも２０重量％である。接着剤組成物中の少なくとも１つのアミン開始ポリオールの量は、接着剤組成物の重量に基づいて、１００重量％を超えない、または９５重量％を超えない、または９０重量％を超えない。
【００３２】
いくつかの実施形態では、ポリオール成分は、システムの反応性を増大させるための触媒を含む。開示された方法に従って使用することができるように接着剤組成物の反応性を十分に高めるのに好適な触媒としては、ビスマス触媒、亜鉛触媒、ジルコニウム触媒、錫触媒、およびアルミニウム触媒が挙げられるが、これらに限定されない。
【００３３】
いくつかの実施形態では、少なくとも１つの非アミン開始ポリオールは、任意に、接着剤組成物中、例えば、ポリオール成分中に含まれてもよい。非アミン開始ポリオールの例としては、ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオール、ポリカーボネートポリオール、ポリアクリレートポリオール、ポリカプロラクトンポリオール、ポリオレフィンポリオール、天然油ポリオール、およびこれらの２つ以上の組み合わせが含まれるが、これらに限定されない。好ましくは、非アミン開始ポリオールは、ＡＳＴＭ  Ｄ２１９６の方法によって測定されるように、２５℃で３０〜４０，０００ｍＰａ−ｓ、または５０〜３０，０００ｍＰａ−ｓ、または７０〜２０，０００ｍＰａ−ｓの粘度を有する。好ましくは、非アミン開始ポリオールは、ＡＳＴＭ  Ｄ２１９６の方法によって測定されるように、２５℃で１００〜１０，０００ｍＰａ−ｓの粘度を有する。
【００３４】
接着剤組成物中の少なくとも１つの非アミン開始ポリオールの量は、少なくとも０重量％、または少なくとも５重量％、または少なくとも１０重量％である。接着剤組成物中の少なくとも１つの非アミン開始ポリオールの量は、９８重量％を超えない、または９０重量％を超えない、または８０重量％を超えない。
【００３５】
イソシアネート成分対ポリオール成分の混合比は、重量で、そのそれぞれの基材に各成分の塗布重量を調整することによって制御される。いくつかの実施形態では、最終接着剤組成物中のイソシアネート成分対ポリオール成分の混合比は、１００：１００、または１００：９０、または１００：８０であり得る。開示された接着剤組成物は、従来の接着剤よりも寛容であり、いくらかの塗装重量誤差（例えば、約１０％までの塗装重量誤差）を調整し得る。
【００３６】
いくつかの実施形態では、１つ以上の添加剤は、任意に、接着剤組成物に含められ得る。このような添加剤の例としては、粘着付与剤、可塑剤、レオロジー改質剤、接着促進剤、酸化防止剤、充填剤、着色剤、界面活性剤、触媒、溶媒、およびこれらの２つ以上の組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。
【００３７】
ポリオール成分は、一般的に当業者に公知の他の成分、例えば、追加のポリオール、触媒、イソシアネートなどをさらに含むことができる。
【００３８】
積層形成
積層構造体を形成することが望まれるまで、開示された方法で使用される無溶剤接着剤組成物のイソシアネート成分およびポリオール成分は、別々に配合され、保存されることが企図される。好ましくは、イソシアネート成分およびポリオール成分は、２５℃で液体状態である。成分が２５℃で固体であっても、必要に応じて成分を加熱して液体状態にすることが可能である。接着剤組成物のポットライフが硬化プロセスから切り離されるので、成分は無期限に保存することができる。
【００３９】
開示された方法に従って形成された積層体は、２つのフィルムのような２つの異なる基材に別々に接着剤組成物のイソシアネート成分およびポリオール成分を塗布することによって形成することができる。本明細書で使用される場合、「フィルム」は、１つの寸法が０．５ｍｍ以下であり、他の２つの寸法が両方とも１ｃｍ以上である任意の構造である。「ポリマーフィルム」は、ポリマーまたはポリマーの混合物から作製されるフィルムである。ポリマーフィルムの組成物は、典型的には、８０重量％以上の１つ以上のポリマーである。
【００４０】
ここで図１を参照すると、方法を実施するための装置の概略図を、例示の目的のために示す。この装置は、第１のアンワインダーウェブ１０４から巻出し可能な第１の基材１０２を含む。上述したように、第１の基材は、フィルムであり得る。第１の基材１０２は、接着剤組成物のイソシアネート成分の層が第１の基材１０２に塗布される塗布ユニット１０６を通過する。塗布ユニットには、典型的には、３０〜４０℃で操作される投与ローラが含まれる。塗布ユニットは、典型的には、３０〜６０℃の間で操作される塗布ローラをさらに含む。この装置は、第２のアンワインダーウェブ１１０から巻出し可能な第２の基材１０８をさらに含む。第２の基材１０８は、フィルムであり得る。第２の基材は、接着剤組成物のポリオール成分の層が第２の基材１０８に塗布される塗布ユニット１１２を通って１０８を通過する。好ましくは、第１および第２の基材１０２、１０８に塗布される第１および第２の層の厚さは、それぞれ、０．５〜２．５μｍである。各基材に塗布される層の厚さを制御することによって、成分の比率を制御することができる。
【００４１】
次いで、第１および第２の基材１０２、１０８の表面は、ニップローラ１１４などの第１および第２の基材１０２、１０８に外部圧力を加えるための装置を介して実行される。ニップローラは、典型的には、３０〜５０℃で、２〜４バールの圧力で操作される。イソシアネート成分およびポリオール成分が一緒に接合されると、硬化性接着剤混合物層が形成される。第１および第２の基材１０２、１０８の表面が一緒に接合されると、硬化性接着剤混合層の厚さは１〜５μｍである。第１および第２の基材１０２、１０８が一緒に接合され、成分が互いに接触すると、イソシアネート成分およびポリオール成分は、混合し、反応し始める。これは、硬化プロセスの始まりを示す。
【００４２】
第１および第２の基材１０２、１０８が、様々な他のローラ、例えば、ローラ１１６、そして最終的にアンワインダーローラ１１８を介して実行されるため、さらなる混合および反応が、達成される。第１および第２の基材１０２、１０８がローラを通過し、これらの基材が、それぞれ、各ローラを横切って他の基材よりも長いまたは短い経路をとるため、さらなる混合および反応が生じる。このようにして、２つの基材は、互いに対して移動し、それぞれの基材上の成分を混合する。塗布装置におけるローラの配置は、当該技術分野において一般的に知られている。次いで、硬化性混合物を硬化させるか、または硬化することが可能になる。
【００４３】
積層構造体における好適な基材には、紙、織布、および不織布、金属箔、ポリマー、および金属被覆ポリマーのようなフィルムを含む。フィルムは、任意に、その上に画像がインクで印刷される表面を有し、そのインクは接着剤組成物と接触することができる。
【００４４】
ここで図２を参照すると、本開示による接着剤組成物、すなわち、開示されるアミン開始ポリオールを含む接着剤組成物の反応性プロファイル、およびアミン開始ポリオールを含まない接着剤組成物の反応性プロファイル、を示すプロットが示される。図２では、ポリオール成分の重量に基づいて、１３重量％のアミン開始ポリオールを含む接着剤組成物は、最初に、積層時に４０℃で約４，０００ｍＰａ−ｓの粘度を含む。驚くべきことに、積層後１５分以内に粘度が１０，０００ｍＰａ・ｓを超えるまで急速に増大する。ポリオール成分の重量に基づいて、８重量％のアミン開始ポリオールを含む接着剤組成物は、最初に、積層時に４０℃で約３，０００ｍＰａ−ｓの粘度を含む。驚くべきことに、粘度は、積層後、２０分未満で１０，０００ｍＰａ・ｓを超えるまで急速に増大する。逆に、アミン開始ポリオールを含まない接着剤組成物は、最初に、積層時に４０℃で約１，０００ｍＰａ−ｓの粘度を含む。積層後、約６０分まで、粘度は、１０，０００ｍＰａ−ｓを超えない。この反応性プロファイルは、既存の無溶剤接着剤組成物に特有である。
【実施例】
【００４５】
本開示は、現在開示される接着剤組成物および既存の接着剤組成物を示す実施例（集合的に「実施例」）を説明することによって、さらに詳細に説明するであろう。しかしながら、本開示の範囲は、当然ながら、実施例に限定されない。
【００４６】
実施例において、イソシアネート成分は、当業者に一般的に公知の芳香族イソシアネート、例えば、ＴＤＩ、ＭＤＩを含む。実施例のポリオール成分は、下の表１に列挙された配合物に従って調製される。
【００４７】
【表１】
2019522063.tif 000003
【００４８】
表１に記載のポリオール成分を含む積層構造体は、Ｎｏｒｄｍｅｃｃａｎｉｃａ  ＬＡＢＯ  ＣＯＭＢＩ（商標）ラミネーターに調製される。次いで、調製された積層構造体を、ＬＡＢＯ  ＣＯＭＢＩ（商標）ラミネーターで結合強度および第１級芳香族アミン減衰について試験する。積層構造体の結合強度を、ＡＳＴＭ  Ｆ９０４に従って試験する。第１級芳香族アミン減衰分析は、水性食品刺激剤（３％酢酸）中の第１級芳香族アミンの測定のための試験である。試験は、公式ＢｒＦ方法第Ｌ００〜００．６および委員会規則（ＥＵ）第１０／２０１１に基づいている。
【００４９】
性能結果を、下の表２に示す。結合強度は、積層後、２時間、４時間、１日、および２日でＡＳＴＭ  Ｆ９０４に従って測定される。第１級芳香族アミン減衰は、積層後、２４時間、２日、３日で、ＢｒＦ方法第Ｌ００〜００．６および委員会規則（ＥＵ）第１０／２０１１に従って試験される。
【００５０】
【表２】
2019522063.tif 000004
【００５１】
表２において、「ａ」は、接着剤が無傷のままであることを示し、「ｔ」は積層構造体のうちの１つが破れていることを示す。表２のデータに基づいて、アミン開始ポリオールの含有は、接着剤組成物の反応性を増加させる。表３に示されるように、アミン開始ポリオールを含む配合物は、より速い結合発達およびより速いＰＡＡ減衰を示す。具体的には、完全な結合の発生が２日間で達成される。完全な結合の発生は、少なくとも１つのイソシアネートおよびポリオールの全ての官能基（例えば、ＮＣＯおよびＯＨ基）が反応して、最終ポリマー鎖に組み込まれたときに生じ、すなわち、さらなる架橋反応が進行しておらず、最終結合性能、熱的および化学的耐性が達成される。しかしながら、積層構造体をスリットするのに十分な結合は、高反応性アミン開始ポリオールを含むポリオール成分を用いて積層後、１時間以内に達成される。積層構造体は、少なくとも１Ｎ／１５分の結合強度および粘着性のない接着剤を有するときに、スリットするのに十分な結合を有する。
【００５２】
本開示に従って想定されるように、積層構造体はまた、２つの塗布頭部との積層マシン上にも形成される。次いで、調製された積層構造体を、結合強度および第１級芳香族アミン減衰について試験する。
【００５３】
【表３】
2019522063.tif 000005
【００５４】
表３に示されるように、開示されるアミン開始ポリオールを含む接着剤組成物は全て、驚くべきことに、積層の２時間以内に１．０Ｎ／１５分を上回る結合強度を達成した。実施例の多くは、積層後、２時間以内に２．０Ｎ／１５分を上回る結合強度をさらに示した。
【図１】
2019522063.tif 000007
【図２】
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【手続補正書】
【提出日】平成30年12月27日(2018.12.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
積層構造体を形成するための方法であって、
第１の基板に、イソシアネート成分を均一に塗布することであって、前記イソシアネート成分は少なくとも１つのイソシアネートを含む、均一に塗布することと、
第２の基板に、ポリオール成分を均一に塗布することと、
前記第１の基板および第２の基板を一緒に接合し、それによって前記イソシアネート成分および前記ポリオール成分を混合し、反応させて、前記第１の基板と前記第２の基板との間に接着剤を形成することと、
前記接着剤を硬化させて、前記第１および第２の基板を接着させることと、を含み、
前記接着剤は、前記第１および第２の基板を一緒に接合した後、１０分以内に１０，０００ｍＰａ−ｓ超（４０℃で）の粘度を含む、方法。
【請求項２】
前記イソシアネート成分およびポリオール成分は、それぞれ、イソシアネート成分対ポリオール成分が０．５：１〜１．５：１の比で、前記第１の基板および第２の基板に塗布される、請求項１に記載の積層構造体を形成するための方法。
【請求項３】
前記第１の基板および第２の基板を１つ以上のローラを介して通過させることによって、前記第１の基板および第２の基板を一緒に接合した後に、前記イソシアネート成分およびポリオール成分を混合することをさらに含む、請求項１に記載の積層構造体を形成するための方法。
【請求項４】
積層構造体を形成するための方法であって、
第１の基板に、イソシアネート成分を均一に塗布することであって、前記イソシアネート成分は少なくとも１つのイソシアネートを含む、均一に塗布することと、
第２の基板に、ポリオール成分を均一に塗布することであって、前記ポリオール成分は、第１級ヒドロキシル基と第３級アミンを組み込んでいる骨格とを含む少なくとも１つのアミン開始ポリオールを含む、塗布することと、
前記第１の基板および第２の基板を一緒に接合し、それによって前記イソシアネート成分および前記ポリオール成分を混合し、反応させて、前記第１の基板と前記第２の基板との間に接着剤を形成することと、
前記接着剤を硬化させて、前記第１および第２の基板を接着させることと、を含む、方法。
【請求項５】
前記接着剤は、前記第１および第２の基板を一緒に接合した後、１０分以内に、１０，０００ｍＰａ−ｓ（４０°Ｃで）の粘度を含む、請求項４の積層構造体を形成するための方法。
【請求項６】
前記アミン開始ポリオールは、構造Ｉを有し、
【化１】
2019522063.tif 000009
式中、Ｒ１、Ｒ２、およびＲ３は独立して、直鎖または分枝アルキル基である、請求項４の積層構造体を形成するための方法。
【請求項７】
前記アミン開始ポリオールは、４の官能基を含む、請求項４に記載の積層構造体を形成するための方法。
【請求項８】
前記アミン開始ポリオールは、３７のヒドロキシル価を含む、請求項４に記載の積層構造体を形成するための方法。
【請求項９】
前記アミン開始ポリオールは、２５℃で約１２００ｍＰａ−ｓの粘度を含む、請求項４に記載の積層構造体を形成するための方法。
【請求項１０】
積層構造体を形成するための方法であって、
第１の基板に、イソシアネート成分を均一に塗布することであって、前記イソシアネート成分は少なくとも１つのイソシアネートを含む、均一に塗布することと、
第２の基板に、ポリオール成分を均一に塗布することであって、前記ポリオール成分は、ビスマス触媒、亜鉛触媒、ジルコニウム触媒、錫触媒、およびアルミニウム触媒からなる群から選択される少なくとも１つの触媒を含む、塗布することと、
前記第１の基板および第２の基板を一緒に接合し、それによって前記イソシアネート成分および前記ポリオール成分を混合し、反応させて、前記第１の基板と前記第２の基板との間に接着剤を形成することと、
前記接着剤を硬化させて、前記第１および第２の基材を接着させることと、を含む、方法。
【国際調査報告】
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