(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
精製ヒマシ油（Ａ）と、少なくとも１個以上の活性水素原子を有するアニオン性塩形成基含有化合物（Ｂ）と、安定剤を含まないイソホロンジイソシアネート（Ｃ）との反応により得られるウレタンプレポリマーを、アルカリ金属及び／又はアルカリ土類金属の水酸化物（Ｄ）を用いて中和することにより水中に分散させたことを特徴とするエアーフィルタ用接着剤組成物。
【請求項２】
前記アニオン性塩形成基含有化合物（Ｂ）から導入される前記ウレタンプレポリマー中のアニオン性塩形成基の酸価が、固形分換算で１０〜６０ＫＯＨ・ｍｇ／ｇの範囲であることを特徴とする請求項１記載のエアーフィルタ用接着剤組成物。
【請求項３】
前記アニオン性塩形成基含有化合物（Ｂ）がカルボキシル基含有化合物であることを特徴とする請求項１又は２記載のエアーフィルタ用接着剤組成物。
【請求項４】
前記ウレタンプレポリマーは、ＮＣＯ基／活性水素原子基の配合比率の範囲を０．５〜０．９８として反応を行うことにより得られる、末端にＯＨ基を有するウレタンプレポリマーであることを特徴とする請求項１及至３の何れかに記載のエアーフィルタ用接着剤組成物。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、エアーフィルタ用接着剤組成物に関し、更に詳しくは、アウトガスの発生量の少ないエアーフィルタ用接着剤組成物に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ＬＳＩ等の半導体生産設備等は、高度なクリーン環境を実現するクリーンルーム内で稼働させるのが一般的である。このようなクリーンルーム内での汚染の一つとして、種々のプラスチック類から発生するアウトガス（燐酸エステル、アミン、脂肪酸、スチレンモノマー、酢酸、溶剤、可塑剤、酸化防止剤、シロキサン等）によるシリコンウエハの汚染が大きな問題となっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
この汚染の原因となるアウトガスの大きな発生原因の一つとして、クリーンルームで使用されるエアーフィルタがある。このエアーフィルタは、空気濾過面積を増加させるためにスペーサを接着し折り畳んで使用され、その際の接着剤として、従来から酢酸ビニル、スチレンブタジエンラテックスやウレタン系のスペーサ用接着剤が使用されているが、これらのスペーサ用接着剤もアウトガス発生原因の一つとなっていた。
【０００４】
本発明は上記の課題を解決するために為されたものであり、本発明の課題は、アウトガスの発生量の少ないエアーフィルタ用接着剤組成物を提供することであた。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ウレタン系接着剤の種々の原料について鋭意検討を重ねた結果、ポリオール成分としてヒマシ油を用いると共に、親水基導入成分としてジメチロールプロピオン酸、ジメチロールブタン酸ような少なくとも２個以上の活性水素原子を有するカルボキシル基含有化合物を使用し、安定剤を含まない有機ポリイソシアネートを使用して、更にＮａＯＨ、ＫＯＨ等の無機アルカリで中和して水中に分散させて調製した水系ウレタン樹脂が、アウトガス発生も少なくエアーフィルタ用接着剤組成物として好適であることを見出し、完成に至ったものである。
【０００６】
即ち、本発明のエアーフィルタ用接着剤組成物は、ヒマシ油（Ａ）と、少なくとも１個以上の活性水素原子を有するアニオン性塩形成基含有化合物（Ｂ）と、安定剤を含まない有機ポリイソシアネート（Ｃ）との反応により得られるウレタンプレポリマーを、アルカリ金属及び／又はアルカリ土類金属の水酸化物（Ｄ）を用いて中和することにより水中に分散させたことを特徴とする。
【０００７】
ここで、前記アニオン性塩形成基含有化合物（Ｂ）から導入される前記ウレタンプレポリマー中のアニオン性塩形成基の酸価は、固形分換算で１０〜６０ＫＯＨ・ｍｇ／ｇの範囲であることが好ましい。
【０００８】
また、前記アニオン性塩形成基含有化合物（Ｂ）がカルボキシル基含有化合物であることが好ましい。
【０００９】
更に、前記ウレタンプレポリマーは、ＮＣＯ基／活性水素原子基の配合比率の範囲を０．５〜０．９８として反応を行うことにより得られる、末端にＯＨ基を有するウレタンプレポリマーであることが好ましい。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のエアーフィルタ用接着剤組成物についてさらに詳細に説明する。
【００１１】
本発明のエアーフィルター用接着剤組成物に使用するポリオール成分には、ＴＢＰ（燐酸トリブチル）のような燐酸エステルやＢＨＴ（ジ−ｎ−ブチルヒドロキシトルエン）のような酸化防止剤、ＤＢＰ（ジブチルフタレート）のような可塑剤、その他シロキサン、アミン化合物が含まれてはならず、ヒマシ油（Ａ）が好適であり、ヒマシ油（Ａ）としては、未処理のヒマシ油、精製ヒマシ油、脱水ヒマシ油等の各種のものを使用することができる。
【００１２】
また、少なくとも１個以上の活性水素原子を有するアニオン性塩形成基含有化合物（Ｂ）としては、塩形成性のカルボン酸又はスルホン酸基を有する化合物である。具体的には、グリコール酸、リンゴ酸、グリシン、アミノ安息香酸、アラニン、ジメチロールプロピオン酸、ジメチロールブタン酸等のヒドロキシ酸、アミノカルボン酸、多価ヒドロキシ酸類、アミノエチルスルホン酸、２−ヒドロキシエタンスルホン酸等のアミノスルホン酸、ヒドロキシスルホン酸類等を挙げることができる。これらのアニオン性塩形成基含有化合物（Ｂ）のうち、カルボキシル基含有化合物が、接着性に優れかつ安定な分散組成物が得られるという観点から好ましい。
【００１３】
ここで、アニオン性塩形成基含有化合物（Ｂ）によって導入されるウレタンプレポリマー中のアニオン性塩形成基による酸価は、固形分換算で１０〜６０ＫＯＨ・ｍｇ／ｇの範囲であることが好ましい。この酸価が１０ＫＯＨ・ｍｇ／ｇより小さいと、アルカリ金属及び／又はアルカリ土類金属の水酸化物（Ｄ）を用いた中和による水中への分散が不十分となるので好ましくない。また、この酸価が６０ＫＯＨ・ｍｇ／ｇより大きいと、吸湿性が大きくなり耐水性不良となるため好ましくない。
【００１４】
本発明のエアーフィルタ用接着剤組成物に使用し得る有機ポリイソシアネート（Ｃ）としは、安定剤を含まないことが必要であり、種々調査の結果、工業的に入手し得るものでは、イソホロンジイソシアネートを使用することができる。安定剤としては、一般的には、ＢＨＴ（ジ−ｎ−ブチルヒドロキシトルエン）のようなフェノール系安定剤やＴＰＰ（トリフェニルフォスフェイト）のような燐系安定剤等が使用されている。その他の慣用されている芳香族、脂肪族または脂環族の有機ポリイソシアネートも、上記の安定剤を含まないものであれば使用することができる。具体例としては、ナフタレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、水素添加ジフェニルメタ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、ポリメチレンポリフェニレンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート等の有機ポリイソシアネート、これらのカルボジイミド変性品等を挙げることができる。
【００１５】
本発明のエアーフィルタ用接着剤組成物は、ヒマシ油（Ａ）と、少なくとも１個以上の活性水素原子を有するアニオン性塩形成基含有化合物（Ｂ）と、安定剤を含まない有機ポリイソシアネート（Ｃ）との反応により得られるウレタンプレポリマーを中和することによって水中に分散させたものであるが、中和に際してアルカリ金属の水酸化物及び／又はアルカリ土類金属の水酸化物（Ｄ）を使用したものが、アウトガスの発生量を低減させるという観点から好ましい。
【００１６】
本発明に於けるウレタンプレポリマーは、ヒマシ油（Ａ）と、少なくとも１個以上の活性水素原子を有するアニオン性塩形成基含有化合物（Ｂ）と、安定剤を含まない有機ポリイソシアネート（Ｃ）との配合比率を、ＮＣＯ基／活性水素原子基＝０．５〜０．９８として反応させたものが好ましい。このような配合比率では活性水素原子が過剰であるため、ウレタンプレポリマーは末端にＯＨ基を有するものとなる。このように、ウレタンプレポリマーとして末端にＯＨ基を有するものを調製することにより、アウトガスの発生量の少ないエアーフィルタ用接着剤組成物が得られる。
【００１７】
【実施例】
以下、本発明を実施例によって以下に具体的に説明するが、本発明は、これらの実施例に拘束されるものではない。
【００１８】
＜エアーフィルタ用接着剤の調製＞
（実施例１）
メチルエチルケトン溶媒中で、精製ヒマシ油（水酸基価＝１６０ｍｇ・ＫＯＨ／ｇ）１００重量部に、安定剤を含まないイソホロンジイソシアネート３３．５重量部、及びジメチロールプロピオン酸７重量部を添加し、系内温度７５℃下で反応を行い、末端にＯＨ基を有するウレタンプレポリマーを得た。
【００１９】
その反応時のイソシアネート基／活性水素基の配合比率は０．７８であり、ウレタンプレポリマー中のアニオン性塩形成基による酸価は２０．８ｍｇ・ＫＯＨ／ｇであった。
【００２０】
上記ウレタンプレポリマーをＫＯＨ水溶液で乳化した後、減圧下でメチルエチルケトン溶媒を留去して、本実施例の水系ウレタン接着剤とした。
【００２１】
（実施例２）
メチルエチルケトン溶媒中で、精製ヒマシ油（水酸基価＝１６０ｍｇ・ＫＯＨ／ｇ）１００重量部に、安定剤を含まないイソホロンジイソシアネート３１重量部、及びジメチロールプロピオン酸７重量部を添加し、系内温度７５℃下で反応を行い、末端にＯＨ基を有するウレタンプレポリマーを得た。
【００２２】
その反応時のイソシアネート基／活性水素基の配合比率は０．７２であり、ウレタンプレポリマー中のアニオン性塩形成基による酸価は２１．２ｍｇ・ＫＯＨ／ｇであった。
【００２３】
上記ウレタンプレポリマーをＫＯＨ水溶液で乳化した後、減圧下でメチルエチルケトン溶媒を留去して、本実施例の水系ウレタン接着剤とした。
【００２４】
（実施例３）
メチルエチルケトン溶媒中で、精製ヒマシ油（水酸基価＝１６０ｍｇ・ＫＯＨ／ｇ）１００重量部に、安定剤を含まないイソホロンジイソシアネート５５重量部、及びジメチロールプロピオン酸７重量部を添加し、系内温度７５℃下で反応を行い、末端にＯＨ基を有するウレタンプレポリマーを得た。
【００２５】
その反応時のイソシアネート基／活性水素基の配合比率は１．２７であり、ウレタンプレポリマー中のアニオン性塩形成基による酸価は１８．１ｍｇ・ＫＯＨ／ｇであった。
【００２６】
上記ウレタンプレポリマーをＫＯＨ水溶液で乳化した後、減圧下でメチルエチルケトン溶媒を留去して、本実施例の水系ウレタン接着剤とした。
【００２７】
（実施例４）
メチルエチルケトン溶媒中で、精製ヒマシ油（水酸基価＝１６０ｍｇ・ＫＯＨ／ｇ）１００重量部に、安定剤を含まないイソホロンジイソシアネート５５重量部を添加し、系内温度７５℃下で反応を行い、末端にＯＨ基を有するウレタンプレポリマーを得た。
【００２８】
その後、タウリン／ＫＯＨ（２０％当量中和品）を反応させた後、そのウレタンプレポリマーを水中に乳化させた。最後に減圧下でメチルエチルケトン溶媒を留去して、本実施例の水系ウレタン接着剤とした。
【００２９】
その反応時のイソシアネート基／活性水素基の配合比率は１．１１であり、ウレタンプレポリマー中のアニオン性塩形成基による酸価は２１．１ｍｇ・ＫＯＨ／ｇであった。
【００３０】
（比較例１）
メチルエチルケトン溶媒中で、精製ヒマシ油（水酸基価＝１６０ｍｇ・ＫＯＨ／ｇ）１００重量部に、トリレンジイソシアネート（２，４／２，６異性体比＝８０／２０、安定剤を含む２６重量部、及びジメチロールプロピオン酸７重量部を添加し、系内温度７５℃下で反応を行い、末端にＯＨ基を有するウレタンプレポリマーを得た。
【００３１】
その反応時のイソシアネート基／活性水素基の配合比率は０．７７であり、ウレタンプレポリマー中のアニオン性塩形成基による酸価は２２．０ｍｇ・ＫＯＨ／ｇであった。
【００３２】
上記ウレタンプレポリマーをＫＯＨ水溶液で乳化した後、減圧下でメチルエチルケトン溶媒を留去して、本比較例の水系ウレタン接着剤とした。
【００３３】
（比較例２）
メチルエチルケトン溶媒中で、精製ヒマシ油（水酸基価＝１６０ｍｇ・ＫＯＨ／ｇ）１００重量部に、ヘキサメチレンジイソシアネート（一般品、安定剤を含む）２５重量部、ジメチロールプロピオン酸７重量部を添加し、系内温度７５℃下で反応を行い、末端にＯＨ基を有するウレタンプレポリマーを得た。
【００３４】
その反応時のイソシアネート基／活性水素基の配合比率は０．７６であり、ウレタンプレポリマー中のアニオン性塩形成基による酸価は２２．２ｍｇ・ＫＯＨ／ｇであった。
【００３５】
上記ウレタンプレポリマーをＫＯＨ水溶液で乳化した後、減圧下でメチルエチルケトン溶媒を留去して、本比較例の水系ウレタン接着剤とした。
【００３６】
（比較例３）
メチルエチルケトン溶媒中で、ポリブチレンアジペート（水酸基価＝１１２ｍｇ・ＫＯＨ／ｇ）１００重量部に、安定剤を含まないイソホロンジイソシアネート３３重量部、及びジメチロールプロピオン酸７重量部を添加し、系内温度７５℃下で反応を行い、末端にＯＨ基を有するウレタンプレポリマーを得た。
【００３７】
その反応時のイソシアネート基／活性水素基の配合比率は０．９８であり、ウレタンプレポリマー中のアニオン性塩形成基による酸価は２０．９ｍｇ・ＫＯＨ／ｇであった。
【００３８】
上記ウレタンプレポリマーをＫＯＨ水溶液で乳化した後、減圧下でメチルエチルケトン溶媒を留去して、本比較例の水系ウレタン接着剤とした。
【００３９】
（比較例４）
メチルエチルケトン溶媒中で、ポリプロピレントリオール（水酸基価＝１６８ｍｇ・ＫＯＨ／ｇ）１００重量部に、安定剤を含まないイソホロンジイソシアネート３２重量部、ジメチロールプロピオン酸７重量部を添加し、系内温度７５℃下で反応を行い、末端にＯＨ基を有するウレタンプレポリマーを得た。
【００４０】
その反応時のイソシアネート基／活性水素基の配合比率は０．７１であり、ウレタンプレポリマー中のアニオン性塩形成基酸価は２１．１ｍｇ・ＫＯＨ／ｇであった。
【００４１】
上記ウレタンプレポリマーをＫＯＨ水溶液で乳化した後、減圧下でメチルエチルケトン溶媒を留去して、本比較例の水系ウレタン接着剤とした。
（比較例５）
メチルエチルケトン溶媒中で、精製ヒマシ油（水酸基価＝１６０ｍｇ・ＫＯＨ／ｇ）１００重量部に、安定剤を含まないイソホロンジイソシアネート４２重量部、片末端メトキシポリエチレングリコール２５重量部を添加し、系内温度７５℃下で反応を行い、末端にＯＨ基を有するウレタンプレポリマーを得た。
【００４２】
その反応時のイソシアネート基／活性水素基の配合比率は１．２８であり、ウレタンプレポリマー中のアニオン性塩形成基酸価は０ｍｇ・ＫＯＨ／ｇであった。
【００４３】
上記ウレタンプレポリマーを水中に乳化した後、減圧下でメチルエチルケトン溶媒を留去して、本比較例の水系ウレタン接着剤とした。
【００４４】
（比較例６）
従来品である市販のスチレンブタジエンラテックスを本比較例の水系ウレタン接着剤とした。
【００４５】
＜フィルタ作成時の成形性の評価＞
ガラスヤーン（スペーサ）に上記各実施例及び比較例の接着剤を固形分換算で０．１ｇ／ｍ付着するように含浸塗布し、濾紙に配置後、２００℃×１分間乾燥させた。
【００４６】
その後、直ちに濾紙を折り曲げ、スペーサ間を予熱で接着することにより、アコーデイオン状に成型加工した。
【００４７】
＜接着剤の全アウトガスの測定＞
上記各実施例及び各比較例の接着剤をＳＵＳ製チャンバーに入れ、１００℃で加熱し、その際に発生したアウトガスをガスクロマト質量分析計で比較測定し、その結果を表１に示した。
【００４８】
＜密閉放置による汚染物質の付着量＞
次に、成型フィルタ近辺にシリコンウエハーを密閉条件で７２時間放置した場合の汚染物質のシリコンウエハーへの全付着量をガスクロマト質量分析計で比較測定した結果を表１に示した。その結果、各実施例の接着剤の全付着量は従来品（比較例６）の１／４程度であり、特に問題とされるシロキサン、ＢＨＴ、ＴＢＰ及びＤＢＰは検出されなかった。
【００４９】
【表１】
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【００５０】
表１に示す結果から、各実施例のエアーフィルタ用接着剤は、成形性に於いて各比較例と同等の結果を示した。また、一般的なフィルタに使用されている紙、ガラス繊維等からなる濾材とガラス繊維スペーサとの接着性も良好であった。更に、各実施例の接着剤の全アウトガスの量は、各比較例のそれに比較して非常に少なかった。
【００５１】
【発明の効果】
本発明の接着剤組成物を使用すれば、得られるエアーフィルタからのアウトガスの発生量を抑制することができ、クリーンルーム内でのシロキサン、ＢＨＴ、ＴＢＰ、ＤＢＰ等による汚染を低減することができる。