JP2002179865A - 水性組成物、接着剤としてのその使用および該接着剤で被覆した支持体 - Google Patents

水性組成物、接着剤としてのその使用および該接着剤で被覆した支持体

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JP2002179865A JP2001321022A JP2001321022A JP2002179865A JP 2002179865 A JP2002179865 A JP 2002179865A JP 2001321022 A JP2001321022 A JP 2001321022A JP 2001321022 A JP2001321022 A JP 2001321022A JP 2002179865 A JP2002179865 A JP 2002179865A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 水性組成物、接着剤としてのその使用および
該接着剤で被覆した支持体を提供する。 【解決手段】 水性組成物は、a)20個までの炭素原
子を有するビニル芳香族化合物10〜50質量%、b)
2つの共役二重結合を有する非芳香族炭化水素45〜7
5質量%、c)標準状態(21℃および1バール)で水
1リットルあたり少なくとも100gの水溶性を有する
水溶性モノマー0〜20質量%、その際、該水溶性モノ
マーは酸基または酸無水物基を有していない、d)少な
くとも1つの酸基または酸無水物基を有するモノマー
0.1〜4.5質量%、e)a)〜d)とは異なるモノ
マー0〜30質量%からなるポリマーA)を1〜60質
量%、および充填剤B)を40〜99質量%含有し、そ
の際、A)およびB)に関する質量の記載はA)および
B)の合計に対するものである。 【効果】 本発明による接着剤組成物は適用技術的特
性、たとえば剥離強さ、剪断強さ、湿潤接着力、乾燥接
着力および耐熱性のレベルが良好である。。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、次のもの: a)20個までの炭素原子を有するビニル芳香族化合物
10〜50質量%、 b)2つの共役二重結合を有する非芳香族炭化水素45
〜75質量%、 c)標準状態(21℃および1バール)で水1リットル
あたり少なくとも100gの水溶性を有する水溶性モノ
マー0〜20質量%、その際、該水溶性モノマーは酸基
または酸無水物基を有していない、 d)少なくとも1つの酸基または酸無水物基を有するモ
ノマー0.1〜4.5質量%、 e)a)〜d)とは異なるモノマー0〜30質量% からなるポリマーA)を1〜60質量%、および充填剤
B)を40〜99質量%含有する水性組成物に関し、こ
の場合、A)およびB)に関する質量の記載はA)およ
びB)の合計に対する。
【0002】
【従来の技術】スチレン−ブタジエンコポリマーの水性
分散液およびフロアリング材料のための接着剤中での結
合剤としてのその使用は、US5565511号および
US5962564号から公知である。
【0003】EP−A−620243号、EP−A−9
62510号およびWO9937716号には、床用接
着剤およびその製造が記載されている。これは実質的に
結合剤としてのポリアクリレートをベースとする床用接
着剤であり、該記載には結合剤を構成することができる
モノマーとしてビニル芳香族化合物およびジエンもあげ
られている。
【0004】一般に接着剤は良好な接着性、つまり支持
体への良好な付着力および良好な凝集性、つまり接着層
中での良好な結合力を有しているべきである。フロアリ
ング材料のための接着剤に対しては特別な要求が課され
る。この場合、特に良好な湿潤接着力(wet bonding cap
acity)が所望されている。良好な湿潤接着力とは、たと
えば水性分散液で被覆したカーペットフロアの支持体上
にカーペットフロアを敷設した後、まず調整し、かつ位
置を修正することができるが、しかし次いでまもなく滑
らずに接着し、その強度が乾燥するにつれて増大するこ
とを意味する。
【0005】良好な乾燥接着力(dry gripping capacit
y)とは、比較的長い換気時間の後でも、カーペットを支
持体上へ敷設し、乾燥させた後に安定した、滑らない結
合が得られることを意味する。
【0006】さらに、相応する放出物による後の負荷を
回避するために、揮発性有機成分、たとえば溶剤または
可塑剤の断念することが所望される。
【0007】さらに、粘着性付与剤樹脂、たとえばコロ
ホニウム樹脂を含有する結合剤の良好な加工性および得
られる調製物の高い安定性が重要である。
【0008】従来公知のスチレン−ブタジエン−コポリ
マーをベースとする床用接着剤は、この適用分野での種
々の、かつ異なった要求を所望の程度に満足していな
い。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】従って本発明の課題
は、スチレン−ブタジエンコポリマーをベースとする床
用接着剤であり、該接着剤は上記の要求をできる限り良
好に満足し、かつバランスのとれた特性プロフィールを
生じる。
【0010】
【課題を解決するための手段】これに応じて、上記の組
成物および床用接着剤としてのその使用が判明した。
【0011】水性組成物は有利には、冒頭で定義したポ
リマーA) 10〜45質量%、特に有利には10〜3
0質量%および充填剤B) 55〜90質量%、特に有
利には70質量%〜90質量%を含有する。
【0012】この場合、質量%は、A)およびB)の質
量の合計に対する。
【0013】有利な1実施態様では、該水性組成物は付
加的に粘着性付与剤とも呼ばれる、接着性を与える樹脂
C)を含有する。
【0014】粘着性付与剤の量は、A)+B)の合計1
00質量部に対して、有利には1〜50質量%、特に有
利には5〜30質量%である。
【0015】ポリマーA)を構成するために:ポリマー
中のモノマーc)の質量割合は、ポリマーに対して有利
には0.1〜20質量%、特に有利には5〜15質量%
である。
【0016】特にモノマーd)の含有率が4質量%を越
えない場合、モノマーC)の割合は0.1〜20質量
%、有利には5〜15質量%である。
【0017】さらにポリマーA)の以下の組成が有利で
ある: a)10〜40質量%、特に有利には20〜30質量
%、 b)50〜75質量%、特に有利には55〜65質量
%、 c)0.1〜20質量%、特に有利には1〜20質量
%、 d)0.1〜4.5質量%、特に有利には0.1〜4質
量%、 e)0〜30質量%、特に有利には0〜10質量%。
【0018】ポリマーAのモノマー質量の記載はその都
度、合計して100質量%である。
【0019】モノマーa)としてたとえばビニルトルエ
ン、α−メチルスチレンおよびp−メチルスチレン、α
−ブチルスチレンおよびスチレンが考えられる。有利に
はスチレンである。
【0020】モノマーb)としてたとえばブタジエン、
イソプレンおよびクロロプレンが考えられる。有利には
ブタジエンである。
【0021】有利なモノマーc)は、水1リットルあた
り少なくとも300g(21℃、1バール)、特に有利
には少なくとも700g/リットル水の水溶性を有す
る。
【0022】有利なモノマーc)は、ニトリル基を有す
るモノマーである。
【0023】特に有利にはアクリルニトリルおよびメタ
クリルニトリルである。
【0024】適切なモノマーd)は、アクリル酸、メタ
クリル酸、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸および半
エステルとしてのこれらの無水物である。
【0025】特に有利にはイタコン酸、アクリル酸、メ
タクリル酸である。
【0026】特に有利にはモノマーd)は、イタコン酸
または少なくとも20質量%までがイタコン酸からなる
モノマーの混合物である。
【0027】別のモノマーe)は、たとえばC〜C
20−アルキル(メタ)アクリレート、20個までの炭
素原子を有するビニルエステル、ビニルハロゲン化物ま
たはモノマーc)の水溶性を満足しない限り、その他の
モノマーであってもよい。
【0028】ポリマーA)は、わずかな架橋密度を有す
る。
【0029】架橋密度に関して適切な基準は、規定のモ
ノマー組成の場合、ポリマーに化学的に結合しているプ
ロトン(1H)の横核磁気緩和時間(transverse nu
clear magnetic resonance relaxation)である。これは
本出願においては、それぞれの水性ポリマー分散液を2
5℃で被膜とし、かつ引き続き80℃で2時間乾燥させ
た試験体において、試験体温度140℃およびH−共
鳴振動数20MHzで確認した。1Hと架橋密度と
の関係はたとえば高分子において1994、27、21
11〜2119が記載される。この関係は最終的には、
磁気モーメントを有する原子核の横核磁気緩和時間が、
一方では外部の磁界における前記の核の移動度の基準で
あり、かつ相互に異なったポリマー鎖の架橋がこれらの
移動度を制限することに起因する。ポリマー鎖の移動度
が小さいほど、つまり架橋密度が大きいほど、これらの
ポリマー鎖に化学的に結合している、磁気モーメントを
有する原子核の横核磁気緩和時間は短い。
【0030】ポリマーA)の場合、1Hは有利には
10msより大であり、特に有利には12msより大で
ある(ms=ミリ秒)。
【0031】ポリマーのガラス転移温度は有利には−6
0℃〜−10℃、特に−40℃〜−15℃、および殊に
有利には−15℃〜−30℃である。
【0032】ポリマーのガラス転移温度は通常の方法、
たとえば示差熱分析または示差走査熱分析(たとえばA
STM3418/82、いわゆる「中心点温度」)によ
り決定することができる。
【0033】ポリマーA)の製造は、一般にラジカル重
合により行う。適切な重合方法、たとえば塊状重合、溶
液重合、懸濁重合または乳化重合は当業者に公知であ
る。
【0034】有利には溶液重合によりコポリマーを製造
し、引き続き水中に分散させるか、または特に有利には
乳化重合により製造して、水性のコポリマー分散液が得
られる。
【0035】乳化重合はバッチ式で、種結晶を使用する
か、もしくは使用しないで、反応混合物の全ての成分も
しくは個々の成分を装入するか、または有利には反応混
合物の一部を装入し、かつその成分もしくは個々の成分
を後から計量供給するか、または装入物なしでの供給法
により実施することができる。
【0036】モノマーは乳化重合の際に通常通り水溶性
開始剤および乳化剤の存在下に、有利には30〜95℃
で重合させることができる。
【0037】適切な開始剤はたとえば過硫酸ナトリウ
ム、過硫酸カリウムおよび過硫酸アンモニウム、t−ブ
チルヒドロペルオキシド、水溶性アゾ化合物またはH
/アスコルビン酸のようなレドックス開始剤であ
る。
【0038】乳化剤としてたとえば長鎖脂肪酸、アルキ
ルスルフェート、アルキルスルホネート、アルキル化ア
リールスルホネートまたはアルキル化ビフェニルエーテ
ルスルホネートのアルカリ金属塩を使用する。さらに乳
化剤としてアルキレンオキシド、特にエチレンオキシド
またはプロピレンオキシドと、脂肪アルコール、脂肪酸
またはフェノールもしくはアルキルフェオールとの反応
生成物が考えられる。
【0039】水性の二次分散液の場合、まず、有機溶剤
中での溶液重合によりコポリマーを製造し、かつ引き続
きカルボン酸基を有するコポリマーに塩形成剤、たとえ
ばアンモニアを添加して、乳化剤または分散助剤を使用
せずに水に分散させる。有機溶剤は留去することができ
る。水性の二次分散液の製造は当業者に公知であり、か
つたとえばDE−A−3720860号に記載されてい
る。
【0040】分子量を調節するために、重合の際に調節
剤を使用することができる。−SHを含有する化合物、
たとえばメルカプトエタノール、メルカプトプロパノー
ル、チオフェノール、チオグリセリン、チオグリコール
酸エチルエステル、チオグリコール酸メチルエステルお
よびt−ドデシルメルカプタンが適切である。
【0041】有利にはモノマー100質量部に対して、
分子量調節剤0.1〜5質量部、特に有利には0.5〜
3.5質量部、殊に有利には2〜3質量部の存在下に乳
化重合することによりポリマーA)を製造する。
【0042】充填剤B)について:充填剤B)として、
特に無機充填剤が考えられる。たとえば微細に粉砕し
た、もしくは沈澱させた、一般に平均粒径2〜50μm
を有する白亜および/または3〜50μmの通常の平均
粒径を有する石英粉末があげられる。
【0043】粘着付与樹脂C)について:有利な樹脂
C)は、アビエチン酸または変性アビエチン酸、たとえ
ば水素化もしくは不均化したアビエチン酸またはこれら
の化合物のエステルをベースとし、ガラス転移温度0〜
90℃、有利には40〜85℃を有する樹脂である。
【0044】このような樹脂C)は、特にコロホニウム
樹脂として公知である。
【0045】本発明による組成物はさらに、たとえば充
填剤、増粘剤のための湿潤剤または分散剤およびたとえ
ばさらに別の通例の添加剤、たとえば脱泡剤および保存
剤を含有していてもよい。
【0046】湿潤剤または分散剤はたとえば0〜5質量
%の量で、増粘剤は0〜10質量%の量で、保存剤は0
〜1質量%の量で、および脱泡剤は0〜5質量%の量で
水性組成物中に含有されていてもよい。この場合、質量
の記載は、水を除いた水性組成物の全ての成分の合計に
対する。
【0047】該組成物は有機溶剤および可塑剤、たとえ
ばブチルアセテート、トルエンまたはフタル酸エステル
をほぼ含有していないか、または含有していない。従っ
て該組成物は標準圧力(1バール)で300℃未満の沸
点を有する有機化合物を有利には0.5質量%未満、特
に有利には0.1質量%未満、殊に有利には0.05質
量%未満および特に0.01質量%未満含有する。特に
有利には本発明による組成物もしくは本発明による床用
接着剤は、たとえばゲマインシャフト・エミッションス
コントロリールター・フェアレーゲヴェルクシュトッフ
ェ(Gemeinschaft Emissionskontrollierter Verlegewer
kstoffe:GEV:管理された放出物の装備品材料のための
ドイツ協会)により定義される放出ゼロの要求を満足す
る。
【0048】放出はチャンバ試験法により測定する。床
用接着剤もしくは本発明による組成物を300g/m
で、その大きさがチャンバの体積に依存するガラス板上
に施与する。チャンバの負荷はチャンバ体積mあた
り、被覆したガラス板0.4m である。特殊鋼試験チ
ャンバ(体積は少なくとも125リットル)における放
出条件は、23℃、相対空気湿度50%であり、かつ2
時間ごとに全空気の交換となるように毎時の空気交換を
行った。10日後に長期放出を測定した。このために定
義された体積の空気流を吸着剤に導通した。脱着後に放
出された物質をガスクロマトグラフィー(GC−MS−
カップリング)または液体クロマトグラフィーにより測
定した。長期間放出をμg/mで測定し、その際、ト
ルエンを標準物質として使用する。放出される物質を、
そのチャンバ濃度が20μg/mより大である場合に
同定し、かつ同定された純粋物質により較正する。放出
される物質を、そのチャンバ濃度が20μg/mより
小である場合は、個別に同定しない。較正はこの場合、
トルエンを用いて行う。
【0049】全ての物質の値を加算する。
【0050】本発明による組成物の場合、全ての有機化
合物の合計に関する放出の最大値は有利には1500μ
g/m、および特に最大で500μg/mである。
【0051】水性組成物の製造を、たとえば乳化重合の
際に得られるポリマーA)の水性ポリマー分散液に、樹
脂B)およびC)および充填剤および場合により別の添
加剤を撹拌下に添加することにより、容易な方法で行う
ことができる。
【0052】成分A)、B)およびC)は、相互に良好
に加工可能であり、得られる水性組成物は安定してお
り、特に剪断および貯蔵の際に安定している。
【0053】水性組成物の含水率は、全ての水性組成物
に対して、一般に7〜50質量%、特に10〜30質量
%である。
【0054】該水性組成物は、接着剤として、特にプラ
スチック、木材、金属、織布および/または不織繊維か
らなる繊維織物からなる支持体の接着のための接着剤と
して適切である。該水性組成物は特に床用接着剤、殊に
あらゆる種類のフロアリング材料、特にたとえば木材、
プラスチックからなる支持体または特に無機質の支持
体、たとえばたたき、コンクリートまたはセラミック製
フリース上の繊維織物フロアリング材料の接着のために
も適切である。
【0055】殊に有利には、該水性組成物は、支持体、
たとえば木材、たたき、コンクリート、セラミックフリ
ース、金属支持体など上のカーペットまたはその他のフ
ロアリング材料、たとえばPVC製(多層のフロアリン
グ材料または均質なフロアリング材料としての形状
で)、織物バッキング(たとえばジュート)を有する発
泡材フロアリング材料、ポリエステルフリース、ゴム製
フロアリング材料、織物製フロアリング材料、たとえば
異なったバッキング(たとえばポリウレタンフォーム、
スチレン−ブタジエン−フォーム、テキスタイルの第二
のバッキング)を有するもの、ニードルフェルトのフロ
アリング材料、ポリオレフィンフロアリング材料または
リノリウムフロアリング材料のための床用接着剤として
適切である。
【0056】該接着剤はたとえば歯付き塗布装置によっ
て支持体上に施与することができる。通常の換気の後、
フロアリング材料を設置する。本発明による接着剤組成
物は適用技術的特性、たとえば剥離強さ、剪断強さ、湿
潤接着力、乾燥接着力および耐熱性のレベルが良好であ
る。
【0057】
【実施例】I.水性組成物 1.乳化重合によるポリマーA)の製造 異なったポリマーA)を通例の乳化重合により製造し
た。
【0058】乳化重合の際に、ポリスチレンシード(モ
ノマーに対して1.5質量%)およびイタコン酸の3分
の1量を装入した。
【0059】重合温度は78℃であった。開始剤として
過硫酸ナトリウムおよび乳化剤としてTexapon (R) N
SO-ISC脂肪族のエトキシル化ナトリウム塩を使用した。
【0060】モノマーを5.5時間で、開始剤溶液を6
時間にわたって供給した。
【0061】ポリマーの組成を第1表に記載する:
【0062】
【表1】
【0063】Bu:ブタジエン、 S:スチレン、 AA:アクリル酸、 AN:アクリルニトリル、 IA:イタコン酸、 tDMC:分子量調節剤、第三ドデシルメルカプタン
(モノマー100質量部に対する質量部を記載)、 SC:固体含有率 PS:粒径、 T:架橋密度の基準としての横核磁気緩和時間(測定
方法は上記を参照のこと)、 Tg:ガラス転移温度。
【0064】2.水性組成物の製造 V1〜V6およびD1のポリマー分散液を第2表に記載
の充填剤、粘着性付与剤およびその他の添加剤と共に混
合した。この場合、分散液の量は、ポリマーA)の含有
率が同じであるように選択した。
【0065】
【表2】
【0066】Burez LE3004/WW60:4
0:Erbsloeh社製の粘着性付与樹脂(アビエチ
ン酸のエステル)/Hermann社のバルサム樹脂、
Disponil FES77:分散助剤(Henke
l)、Latekoll:増粘剤(BASF)、Agi
tan:脱泡剤(Muenzing社)、Lumite
n NOG:分散助剤(BASF)、Pigmentv
erteiler NL:分散助剤(BASF)、Lu
miten I DS3525:分散助剤(BAS
F)、Ulmer Weiss XM:充填剤(Ulm
o−Fuellstoff−Vertrieb)。
【0067】II.適用技術試験 − 湿潤接着力(WBC) 接着剤をDINのコーターでセメント繊維板(たとえば
Eternit (R) 2000)上に排出方向で塗布した(20
×50cm)。塗布量は約350〜400g/mであ
った。ニードルフェルトのフロアリング材料(NFCス
トリップ)を10分間換気した後、接着剤層に装入し、
かつ2.5kgのローラーを3回往復させてプレスし
た。記載の時間間隔でフロアリング材料を排出装置によ
って排出し、かつその際、剥離抵抗の増加をN/5cm
で測定した。
【0068】− 乾燥接着力(DGC) 接着剤をDINのコーターでセメント繊維板(たとえば
Eternit (R) 2000)上に排出方向で塗布した(20
×50cm)。塗布量は約250〜300g/mであ
った。PVCストリップ(Pegulan (R) B1)を種々
の換気時間の後、接着剤層に装入し、かつ2.5kgの
ローラーを3回往復させてプレスした。引き続き、該ス
トリップを排出装置によって排出し、かつその際、剥離
抵抗の増加をN/5cmで測定した。
【0069】− 剥離強さ 剥離強さをDIN16860により測定した。剥離強さ
で種々のフロアリング材料を試験した: NFC:ニードルフリース−フロアリング材料、 Norament:ゴム製フロアリング材料、 PO:ポリオレフィンフロアリング材料、 PVC:PVCフロアリング材料。
【0070】結果を第3表に記載する。
【0071】
【表3】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C09J 133/20 C09J 133/20 (72)発明者 ヨアヒム パクシュ ドイツ連邦共和国 シュパイアー オーベ レ ラングガッセ 30エフ (72)発明者 エッケハルト ヴィストゥバ ドイツ連邦共和国 バート デュルクハイ ム イム オーバーガルテン 7 (72)発明者 ホルスト ザイベルト ドイツ連邦共和国 フスゲーンハイム ボ ランダー ヴェーク 7 (72)発明者 ペーター フィックアイゼン ドイツ連邦共和国 ディルムシュタイン ハウプトシュトラーセ 45 Fターム(参考) 4J002 BC051 DJ006 DJ016 GJ01 HA06 4J040 CA071 CA081 DB051 DF081 GA03 GA07 GA19 HA256 HA306 HA346 HB41 HC14 HD02 HD03 JA03 KA03 KA12 KA16 KA18 KA25 KA38 KA42 LA06 LA07 LA08 MA08 MB03 NA12 PA35

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 水性組成物において、次のもの: a)20個までの炭素原子を有するビニル芳香族化合物
    10〜50質量%、 b)2つの共役二重結合を有する非芳香族炭化水素45
    〜75質量%、 c)標準状態(21℃および1バール)で水1リットル
    あたり少なくとも100gの水溶性を有する水溶性モノ
    マー0〜20質量%、その際、該水溶性モノマーは酸基
    または酸無水物基を有していない、 d)少なくとも1つの酸基または酸無水物基を有するモ
    ノマー0.1〜4.5質量%、 e)a)〜d)とは異なるモノマー0〜30質量%から
    なるポリマーA)を1〜60質量%、および充填剤B)
    を40〜99質量%含有し、その際、A)およびB)に
    関する質量の記載はA)およびB)の合計に対するもの
    であることを特徴とする水性組成物。
  2. 【請求項2】 モノマーc)の質量割合が0.1〜20
    質量%である、請求項1記載の水性組成物。
  3. 【請求項3】 モノマーc)の含有率が0.1〜20質
    量%であり、かつモノマーd)の含有率が0.1〜4質
    量%である、請求項1または2記載の水性組成物。
  4. 【請求項4】 モノマーc)がニトリル基を有するモノ
    マーである、請求項1から3までのいずれか1項記載の
    水性組成物。
  5. 【請求項5】 ポリマーA)が架橋しており、かつ架橋
    度のための基準としてのT2値(ポリマーに結合してい
    るプロトンの横核磁気緩和時間)が少なくとも10ms
    である、請求項1から4までのいずれか1項記載の水性
    組成物。
  6. 【請求項6】 ポリマーA)のガラス転移温度が−10
    ℃〜−60℃である、請求項1から5までのいずれか1
    項記載の水性組成物。
  7. 【請求項7】 ポリマーA)が水性ポリマー分散液の形
    で存在する、請求項1から6までのいずれか1項記載の
    水性組成物。
  8. 【請求項8】 ポリマー分散液が、モノマー100質量
    部に対して分子量調節剤0.1〜5質量部を使用した乳
    化重合により得られるものである、請求項7記載の水性
    組成物。
  9. 【請求項9】 接着剤としての請求項1から8までのい
    ずれか1項記載の水性組成物の使用。
  10. 【請求項10】 床用接着剤としての請求項1から8ま
    でのいずれか1項記載の水性組成物の使用。
  11. 【請求項11】 繊維織物のフロアリング材料を接着す
    るための請求項1から8までのいずれか1項記載の水性
    分散液の使用。
  12. 【請求項12】 請求項1から8までのいずれか1項記
    載の水性組成物で被覆した支持体。
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