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公開番号2025076672
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-16
出願番号2023188430
出願日2023-11-02
発明の名称接着剤、その硬化物および構造体
出願人artience株式会社
代理人
主分類C09J 175/04 20060101AFI20250509BHJP(染料;ペイント;つや出し剤;天然樹脂;接着剤;他に分類されない組成物;他に分類されない材料の応用)
要約【課題】アルミニウム基材と他基材との貼り合わせに好適な、プライマーレスで高い接着強度および接着剤の凝集破壊、長期耐湿熱性を両立する、接着剤の提供。
【解決手段】上記課題は、ポリオール、リン酸系化合物およびモノアルコールを含むポリオール主剤と、ポリイソシアネート硬化剤とを組み合わせて用いることで、接着剤を使用した使用時にリン酸系化合物によるアルミニウムへの密着性が確保され、接着強度が向上する。また、モノアルコールにより、塗膜の架橋度を調整することで接着剤の凝集破壊の起点を作ることで安定した接着強度を発揮することができる。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
ポリオール主剤（Ａ）とポリイソシアネート硬化剤（Ｂ）とを含み、前記ポリオール主剤（Ａ）が、ポリオール（Ｃ）、リン酸系化合物（Ｄ）およびモノアルコール（Ｅ）を含む、接着剤。
続きを表示（約 920 文字）【請求項２】
下記式（１）または（２）の少なくとも一方を満足する、請求項１に記載の接着剤。
（１）０．００２≦Ｐ／Ｍ≦０．１
（２）０．００２≦Ｐ／Ｎ≦０．１
Ｐ：接着剤１００質量％中のリン酸系化合物（Ｄ）の含有率（質量％）の絶対値
Ｍ：接着剤を２３℃、相対湿度５０％の環境下で７日間硬化させて得られた硬化物の、ＪＩＳＫ６２５１に準拠して測定される破断強度（ＭＰａ）の絶対値
Ｎ：接着剤を８０℃で２４時間硬化させて得られた硬化物の、ＪＩＳＫ６２５１に準拠して測定される破断強度（ＭＰａ）の絶対値
【請求項３】
接着剤を２３℃、相対湿度５０％の環境下で７日間硬化させて得られた硬化物または８０℃、２４時間硬化させて得られた硬化物の、ＪＩＳＫ６２５１に準拠して測定される破断強度が３～４０ＭＰａである、請求項２に記載の接着剤。
【請求項４】
前記モノアルコール（Ｅ）が、芳香環を有するモノアルコールを含有する、請求項３に記載の接着剤。
【請求項５】
ポリオール（Ｃ）１００質量％に対して、モノアルコール（Ｅ）を１～５０質量％含有する、請求項３に記載の接着剤。
【請求項６】
前記ポリオール（Ｃ）がポリエーテルポリオールおよびポリカーボネートポリオールのうち少なくとも一方を含有する、請求項３に記載の接着剤。
【請求項７】
前記ポリオール（Ｃ）が、数平均分子量２，０００以上のポリオール（Ｃ１）と、数平均分子量１００以上２，０００未満のポリオール（Ｃ２）とを含む、請求項６に記載の接着剤。
【請求項８】
前記ポリオール（Ｃ１）とポリオール（Ｃ２）との合計質量に対するポリオール（Ｃ１）の質量割合が、１０～７０質量％である、請求項７に記載の接着剤。
【請求項９】
請求項１～８いずれか一項記載の接着剤を硬化してなる硬化物。
【請求項１０】
第一基材と第二基材との間に接着剤層を備える構造体であって、前記接着剤層が、請求項９に記載の硬化物である構造体。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、アルミニウム基材と他基材との貼り合わせに好適な、プライマーレスで高い接着強度および接着剤の凝集破壊、長期耐湿熱性を両立する接着剤、その硬化物および構造体に関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、自動車や航空機の分野では、車体軽量化に向けアルミニウムやマグネシウム等の軽金属や繊維強化プラスチック（以下、ＦＲＰと略する）等の軽量化素材の使用比率が高まっている。しかしながら、例えば、アルミニウムとＦＲＰのような線膨張係数が異なる材料とを接着する場合、製造過程又は使用温度環境における温度変化によって生じる材料間の膨張率差により接着層に高い応力がかかり、接着層の破壊又は劣化が促進されるという課題がある。そのため応力緩和の設計として、接着剤に柔軟性を付与する方法が広く検討されており、中でも高い接着強度と柔軟性を両立するウレタン接着剤が注目されている。
【０００３】
ウレタン接着剤を使用する場合、一般的に、プライマー又は活性剤を基材に適用することにより前処理工程を実施して、接着剤組成物の長期的な接着を促進しなければならない。自動車等の分野では、生産性、安全性の観点から、プライマーレスで十分な接着強度と接着剤の凝集破壊の両立を求められるが、従来のウレタン接着剤ではプライマーレスでは十分な接着強度を得られず、接着剤の界面破壊となるという課題がある。
【０００４】
例えば特許文献１には、ウレタンプレポリマーを含む主剤と、活性水素基を有する化合物を含んだ硬化剤硬化物からなる、破断伸度に優れる無溶剤型のウレタン系接着剤組成物が開示されている。しかしながら、特許文献１に記載の接着剤は数平均分子量５００以上１００００以下、平均水酸基数１．９以上４．０以下のマクロポリオールを含むポリオール成分を使用しているため架橋密度が高く、本発明者らが検討した結果、アルミニウム基材では凝集破壊しないという課題がある。
【０００５】
例えば特許文献２には、ウレタンプレポリマーと１官能性アルキレングリコールを含んだ接着剤組成物からなる、プライマーレス接着剤が開示されている。しかしながら、一液型であるため、硬化が遅く、本発明者らが検討した結果、アルミニウム基材に対する接着力が低いことが明らかとなった。
【０００６】
例えば特許文献３には、ウレタンプレポリマーを含む主剤と、活性水素基を有する化合物を含んだ硬化剤硬化物からなる、プライマーレス接着剤が開示されており、フレーム処理することでポリプロピレン基材に接着することが開示されている。しかしながら、本発明者らが検討した結果、フレーム処理を施しても、プライマーレスではアルミニウム基材に対する接着力が低いことが明らかとなった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
国際公開第２０２１／１３２０９４号
特表２０２１－５２８５２４号
国際公開第２０１８／１００６７４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、アルミニウム基材と他基材との貼り合わせに好適な、プライマーレスで高い接着強度および接着剤の凝集破壊、長期耐湿熱性を両立する接着剤を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは、鋭意検討を行った結果、上記の課題を解決し得ることを見出した。
本発明は、ポリオール主剤（Ａ）とポリイソシアネート硬化剤（Ｂ）とを含み、前記ポリオール主剤（Ａ）が、ポリオール（Ｃ）、リン酸系化合物（Ｄ）およびモノアルコール（Ｅ）を含む、接着剤に関する。
【００１０】
また本発明は、下記式（１）または（２）の少なくとも一方を満足する、上記接着剤に関する。
（１）０．００２≦Ｐ／Ｍ≦０．１
（２）０．００２≦Ｐ／Ｎ≦０．１
Ｐ：接着剤１００質量％中のリン酸系化合物（Ｄ）の含有率（質量％）の絶対値
Ｍ：接着剤を２３℃、相対湿度５０％の環境下で７日間硬化させて得られた硬化物の、ＪＩＳＫ６２５１に準拠して測定される破断強度（ＭＰａ）の絶対値
Ｎ：接着剤を８０℃、２４時間硬化させて得られた硬化物の、ＪＩＳＫ６２５１に準拠して測定される破断強度（ＭＰａ）の絶対値
（【００１１】以降は省略されています）

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