接着剤業界における炭酸カルシウムの応用

炭酸カルシウムは接着剤の接着性能を向上させることができます。 適切な量の炭酸カルシウム粉末を接着剤に添加すると、接着剤の粘度と接着力が向上し、コーティングと接着特性が向上します。

炭酸カルシウム粒子の微細構造と多孔質特性は、接着剤と被接着材料との接触面積を増加させ、接着強度を向上させます。さらに、炭酸カルシウムは接着剤中の他の成分と物理的または化学的に反応し、より強固な接着構造を形成し、接着性を向上させます。さらに、炭酸カルシウムは接着剤中の他の成分と物理的または化学的に反応し、より強固な接着構造を形成し、接着性を向上させます。

炭酸カルシウムは接着剤の安定性を高めることができる適切な量の炭酸カルシウム粉末を接着剤に添加すると、接着剤のレオロジー特性を調整し、安定性を向上させることができます。

ポリウレタン接着剤は、8つの主要な合成接着剤の中でも重要な種類の一つです。ポリウレタン接着剤に適量の炭酸カルシウムを添加すると、コロイドの安定性が向上し、コロイドの水分散性および沈殿安定性が向上します。同時に、コロイドの粘度を低下させることでコストを削減することもできます。そのため、ポリウレタン接着剤の充填剤として炭酸カルシウムを使用することは、一般的な選択肢となっています。

ポリウレタン接着剤

我が国におけるポリウレタン接着剤の研究開発は1960年代に始まり、1980年代以降、水性ポリウレタンの研究は活発化しました。しかし、海外の水性ポリウレタン接着剤産業の大規模量産化レベルと比較すると、我が国は依然として発展途上にあります。1990年代には、様々な業界で数多くの生産ラインが導入され、多くの外資系企業が設立されました。そのため、輸入製品の現地化が急務となっています。関連する科学研究機関や生産部門は開発を加速させ、新製品が次々と誕生しています。

ポリウレタン接着剤は、分子鎖中にウレタン基またはイソシアネート基を含む接着剤を指します。反応組成により、ポリイソシアネート系接着剤、ポリウレタン系接着剤、ヒドロキシルポリウレタン系接着剤、ポリウレタン樹脂系接着剤に分類されます。用途や特性により、汎用接着剤、各種接着剤に分類されます。食べ物包装用接着剤、靴用接着剤、紙プラスチック複合材用接着剤、建設用接着剤、構造物用接着剤、超低温用接着剤、発泡性接着剤、嫌気性接着剤、導電性接着剤、ホットメルト接着剤、感圧性接着剤、気密性接着剤、水性接着剤、シーリング用接着剤など。ただし、どのタイプのポリウレタン接着剤であっても、システム内のイソシアネート基がシステム内外の活性水素を含む物質と反応してポリウレタン基またはポリウレアを形成し、それによってシステムの強度が大幅に増加し、接着の目的が達成されます。

現在、海外で入手可能なオリジナルタイプの接着剤に加え、無溶剤ポリウレタン構造用接着剤や反応性ポリウレタンホットメルト接着剤も、我が国では基本的に入手可能となっています。我が国のポリウレタン産業は相当な規模に発展しましたが、先進国と比べると依然として遅れをとっています。

ポリウレタン接着剤の特性

強力な接着力、強力な初期接着力、幅広い適用範囲。

ポリウレタン接着剤の分子鎖中の-NCO基は、活性水素を含む様々な官能基と反応して界面化学結合を形成するため、様々な材料に対して極めて強力な接着力を有します。発泡プラスチック、セラミック、木材、布地などの多孔質材料だけでなく、各種金属、無機材料、プラスチック、ゴム、皮革などにも接着可能です。ポリウレタン接着剤は幅広い用途を有しています。

優れた耐寒性

一般的なポリマー材料は極低温下ではガラス状態となり脆くなります。しかし、ポリウレタン接着剤は-250℃以下でも高い剥離強度を維持し、温度低下に伴いせん断強度も大幅に向上します。

ポリウレタン接着剤の欠点と改善方法

1. ポリウレタン接着剤に含まれる遊離イソシアネートモノマーは非常に毒性が強い。エポキシ系ポリウレタンは、ヒドロキシル末端環状化合物とイソシアネート末端ポリウレタンプレポリマーを反応させることで得られる。そして、このエポキシ系ポリウレタンをポリアミン化合物と混合することでポリウレタン接着剤を調製することができる。この接着剤はエポキシ樹脂とポリウレタンの優れた性能を兼ね備えており、遊離イソシアネートモノマーをほとんど含まないため、高固形分を実現している。ポリウレタン接着剤は現在、水性・無溶剤型の環境に優しいグリーン接着剤へと開発が進められている。

2. ポリウレタン接着剤は一般的に室温でゆっくりと硬化し、完全に硬化するまでに数日かかる場合もあります。多成分配合することで、室温硬化時間を大幅に短縮でき、ポリウレタン接着剤の塗布がより便利になります。

3. ポリウレタン接着剤の耐高温性は、耐低温性に比べてはるかに劣ります。食品包装用複合フィルムに使用する場合、ポリウレタン接着剤は耐高温性を備えていなければなりません。ナノ粒子の導入により、耐熱性、引張強度、せん断強度、剥離強度が大幅に向上します。ただし、ナノ材料の添加量は適切である必要があります。過剰に添加すると、一部のマクロ分子の硬質セグメントの秩序ある配列が破壊され、機械的特性が低下する可能性があります。

ポリウレタン接着剤の塗布

自動車用ポリウレタン接着剤

新型自動車の構造に軽量金属、複合材料、プラスチックが大量に導入されたことにより、接着剤とシーラントの需要は継続的に増加しています。自動車に最も広く使用されているポリウレタン接着剤には、フロントガラスの組み立てに使用される一成分湿気硬化型ポリウレタンシーラント、ガラス繊維強化プラスチックとシート成形複合材の接着に使用される構造用接着剤、内装部品に使用される二成分ポリウレタン接着剤、および水性ポリウレタン接着剤などがあります。自動車の内装もまた、接着剤の使用が急速に増加している分野です。我が国の自動車産業は、かなり長い間、海外からポリウレタン接着剤を輸入していました。第8次5カ年計画期間になって初めて、ポリウレタン接着剤の研究開発が国家の重点科学技術プロジェクトに追加されました。

自動車分野で広く使用されている水性ポリウレタン接着剤は、ポリウレタンを水に溶解または分散させた接着剤を指します。水性ポリウレタンの多くは線状熱可塑性ポリウレタンです。塗膜が架橋されておらず分子量が低いため、耐水性、耐溶剤性、塗膜強度などの性能は依然として低いため、改良が必要です。ポリエステルとアクリルのハイブリッド分散液にウレトジオンとイソシアヌレートを混合して製造される自動車補修用ワニスは、優れた接着性を有するため、混合に高速撹拌装置を必要としません。

木材用ポリウレタン接着剤

世界的な森林資源の急速な減少と天然林資源保護の実施によりプロジェクト, 小さな木材片を組み合わせた大きな板は、小さな木材片よりも優れた接着強度、耐久性、耐候性の性能が求められます。接着剤の使用量により、木材産業の技術開発レベルを測る基準となっています。過去に使用されていた木材用接着剤は、主にホルムアルデヒドを主成分とする尿素ホルムアルデヒド樹脂、フェノールホルムアルデヒド樹脂、メラミンホルムアルデヒド樹脂でした。しかし、ホルムアルデヒドは遊離状態であるため、製品使用中にホルムアルデヒドガスが徐々に周囲に放出され、環境汚染を引き起こします。そのため、木材加工業界では、環境汚染を減らすために、新しい環境に優しい接着剤であるポリウレタン接着剤に注目し始めています。

木工業界で使用される一成分湿気硬化型ポリウレタン接着剤は液体で、室温で使用でき、通常、高い接着強度、優れた柔軟性、耐水性を備え、繊維、金属、プラスチック、ゴムなどの非木材基材に接着できます。テストを通じて、一成分ポリウレタン接着剤の乾燥強度と湿潤強度は、フェノール系接着剤のそれよりも優れていることが示されています。接着前に、接着基材の表面をヒドロキシメチルレゾルシノール（HMR）カップリング剤でコーティングすると、接着強度が向上します。HMRは、すべての熱硬化性木材接着剤の接着強度を高めることができます。木材表面にHMRカップリング剤を事前にコーティングすると、一成分ポリウレタン接着剤の強度と耐久性は、ほとんどの厳しいテスト要件を満たすことができます。

靴用ポリウレタン接着剤

靴大国として、三代にわたる靴用接着剤の開発を経て、世界的な環境意識の向上と石油危機の深刻化に伴い、環境に優しい無溶剤・水性靴用接着剤の第四世代が登場しました。近年、水性ポリウレタンの技術はますます成熟しています。

包装用ポリウレタン接着剤

フレキシブル包装はソフト缶とも呼ばれ、軽量で便利、賞味期限が長く、衛生的で、保管と輸送が容易で、解体しやすく、ゴミが少なく、棚効果が良好など、独自の総合性能により、現在ではプラスチック、ガラス瓶、缶などの硬質包装を超えています。ポリウレタン接着剤は優れた性能を持ち、異なる特性のフィルム材料を接着して、耐寒性、耐油性、耐薬品性、透明性、耐摩耗性など、さまざまな性能を持つフレキシブル包装用複合フィルムを得ることができます。現在、国内外の市場において、ポリウレタン接着剤はフレキシブル包装用複合フィルム加工の主な接着剤となっています。国内の接着剤市場では、包装用複合フィルム製造業界においてポリウレタン接着剤の消費量は靴製造業界に次いで2位となっています。

包装に使用されるポリウレタン接着剤には、水性ポリウレタン接着剤、ホットメルトポリウレタン接着剤、溶剤型ポリウレタン接着剤、無溶剤型ポリウレタン接着剤など、多くの種類があります。その中で、一般的に使用されるポリウレタンホットメルト接着剤は、熱可塑性ポリウレタンエラストマーホットメルト接着剤と反応性ホットメルト接着剤の2つのカテゴリに分けられます。熱可塑性ホットメルト接着剤の主な欠点は、粘度が高く、コーティング面の品質に大きな影響を与えることです。反応性ポリウレタンホットメルト接着剤は、従来のホットメルト接着剤をベースに開発された新しいタイプの接着剤です。従来のホットメルト接着剤の優れた初期接着性と優れた後硬化性能だけでなく、可変組成構造と幅広い性能調整が可能なポリウレタンの利点も備えています。そのため、さまざまな基材への優れた接着性能を備えています。

さらに、包装用水性ポリウレタン接着剤においては、乳化剤の使用や分子内への親水性イオン基の導入によって耐水性が低下するという問題があります。近年、包装用水性ポリウレタン接着剤の耐水性向上に関する研究が注目されています。同時に、水の熱容量が大きいため、固形分濃度を高めて乾燥速度を向上させることが喫緊の課題の一つとなっています。

建築用ポリウレタン接着剤

ポリウレタン接着剤は、無毒、無公害、そして利便性といった利点に加え、他の接着剤にはない優れた特性を備えています。耐寒性、耐溶剤性、耐老化性、耐オゾン性、耐菌性といった優れた性能を有し、建築舗装材への応用において重要な役割を果たしています。弾性ゴム製フロアマット、硬質ゴム製フロアタイル、プラスチック製トラック遊具などに広く使用されています。

この新しい二成分系ポリウレタン接着剤は、従来の接着剤のせん断強度と剥離強度の矛盾を打破し、双方の高い強度を実現しました。そのため、建築用鋼板の接着において優れた性能を発揮し、強力な接着力と耐変形性を備えています。さらに、室温で硬化速度を調整できるため、二成分系ポリウレタン接着剤は扱いやすく、幅広い用途に使用できます。ポリウレタン接着剤は、建築用PVC材料の接着、サンドイッチパネルの製造、建築用防水コーティングなどに広く使用されています。

インク用ポリウレタン接着剤

水性インクは、環境に優しい印刷の第一選択肢として挙げられます。常温架橋型水性ポリウレタン接着剤を用いることで、グラビア印刷に適した一液型ポリウレタン水性インクを製造できます。この水性インクは、高い光沢性と耐水性、強力な接着力、乾燥度の調整、鮮やかな発色、透明層、耐候性、そして粘度の調整といった特徴を備えています。他の水性インクと比較して、様々な印刷材料への適応範囲が広くなっています。

水性インクのバインダーとして、ポリウレタンポリアクリレートは、インクフィルム印刷の乾燥プロセス中にポリウレタン接着剤とポリアクリレートの複数の性能を兼ね備えており、改質によって得られたラテックスは、インクフィルムへの接着性も良好です。

カラー印刷業界で使用されているベースフィルムには、主にポリエステルフィルム、ナイロンフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリエチレンフィルムなどがあります。天江化工株式会社の専門家は、インク選定のポイントは、上記のすべてのベースフィルムとの良好な接着性にあると指摘しています。洛陽天江化工新材料有限公司は、分子内に水酸基を含む塩化ビニル-ヒドロキシエチルアクリレート共重合体と高分子ジオール、低分子鎖延長剤、トルエンジイソシアネートを相互反応させることで製造された新型ポリウレタン接着剤を開発しました。この接着剤は、カラー印刷インクの品質を効果的に向上させます。

製本用ポリウレタン接着剤

過去20年間で、ホットメルト接着剤の製本への応用は急速に発展しました。これは主に、低価格のペーパーバックの生産の驚異的な成長と、無線綴じプロセスの発達によって引き起こされました。EVAホットメルト接着剤は優れた接着力と弾力性を持っているため、現在、国内市場で使用されている製本ホットメルト接着剤のほとんどはEVAホットメルト接着剤です。しかし、高価格とメモリがEVAホットメルト接着剤の欠点は、ポリウレタンホットメルト接着剤がこれらの欠点を補うことができることです。ポリウレタンホットメルト接着剤は、製造プロセスが簡単で、価格が安く、弾力性と靭性が優れ、接着強度が高いという特徴があり、溶かして繰り返し使用できます。高い利用率は、ポリウレタンホットメルト接着剤のより広い展望を提供します。

他の人のために

ポリウレタン接着剤は、優れた接着性能により、航空宇宙機器の接着、文化財の保護と修復、軍事産業、文房具、医療・健康などの分野でますます重要な役割を果たしています。

優れた性能を有するポリウレタン接着剤は、様々な分野で広く利用されており、人々の生活において重要な合成素材となっています。ポリウレタンの用途が徐々に拡大し、人々の環境意識が継続的に高まるにつれ、現在、世界中のポリウレタン接着剤業界は、環境保護、安全衛生、資源循環への適応という方向へと発展しています。我が国のポリウレタン接着剤業界も急速な成長を遂げており、技術開発は大きく進展しています。