JP2002348557A - 速硬化型水性接着剤 - Google Patents

速硬化型水性接着剤

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JP2002348557A
JP2002348557A JP2001159888A JP2001159888A JP2002348557A JP 2002348557 A JP2002348557 A JP 2002348557A JP 2001159888 A JP2001159888 A JP 2001159888A JP 2001159888 A JP2001159888 A JP 2001159888A JP 2002348557 A JP2002348557 A JP 2002348557A
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aqueous
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polymer
monomer
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JP2001159888A
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English (en)
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Toshiki Origuchi
俊樹 折口
Shintaro Ogawa
慎太郎 小川
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Konishi Co Ltd
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Konishi Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 水性で且つ初期接着力が高く、さらには難接
着紙材料に対しても接着性を発現することができる2液
硬化型の速硬化型水性接着剤を得る。 【解決手段】 2液硬化型の速硬化型水性接着剤は、下
記(A)液及び(B)液からなる。(A)分子内にカル
ボニル基を有する高分子化合物(A1)の水性溶液及び/
又は水性エマルジョン、(B)チオール基を有するポリ
マー(B1-1)と、エポキシ基を有するモノマー(B1-2)
と、ジヒドラジド系化合物(B1-3)との混合組成物(B
1)を含んでいる水性溶液及び/又は水性エマルジョン
前記水性溶液及び/又は水性エマルジョン(B)は、前
記混合組成物(B1)にさらにエポキシ化シラン系化合物
を添加して得られる混合組成物(B2)を含んだ水性溶液
及び/又は水性エマルジョンであってもよい。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、速硬化型水性接着
剤に関し、より詳細には、2液硬化型の速硬化型水性接
着剤に関する。
【0002】
【従来の技術】水性接着剤は水性であるので、取り扱い
性が優れているだけでなく、環境に優しい。そのため、
従来、接着剤として水性のものが広く利用されている。
このような水性接着剤のなかでも初期接着強度が高い速
硬化型水性接着剤として、種々の2液硬化型のものが知
られている。例えば、特開昭61−78883号公報で
は、分子内にアセトアセチル基を有する高分子化合物の
水性溶液及び/又は水性エマルジョンからなる第1液
と、ヒドラジン化合物の水性溶液及び/又は水性エマル
ジョンからなる第2溶液とからなる2液別塗布型の瞬硬
化水性接着剤が提案されている。
【0003】また、特開平4−239086号公報で
は、アセトアセチル基を有する高分子化合物の水性溶液
及び/又は水性エマルジョンからなる第1液と、ヒドラ
ジン化合物と水溶性高分子化合物との混合物の水性溶液
からなる第2溶液とを主成分とする2液型水性接着剤が
開示されている。
【0004】しかしながら、このような従来の水性接着
剤は、未だ初期接着強度が十分でなく、より一層初期接
着強度が高い速硬化型水性接着剤が求められている。
【0005】また、難接着紙材料に対しても、すなわ
ち、防湿紙などの加工紙に対しても、接着性を発現する
ことができる水性の速硬化型接着剤が求められている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、初期接着強度が高い2液硬化型の速硬化型水性接着
剤を提供することにある。本発明の他の目的は、さら
に、難接着紙材料に対して用いても良好な接着性を発現
し、しかも初期接着強度が優れている2液硬化型の速硬
化型水性接着剤を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決するため鋭意検討した結果、(A)液としてカル
ボニル基を有する高分子化合物を用いるとともに、
(B)液として特定のポリマーと特定のモノマーとジヒ
ドラジド系化合物との混合組成物を用いて、2液硬化型
の水性接着剤を調製すると、極めて優れた初期接着強度
を有する2液硬化型の速硬化型水性接着剤が得られるこ
とを見出し、本発明を完成させた。
【0008】すなわち、本発明は、下記(A)液及び
(B)液からなる2液硬化型の速硬化型水性接着剤であ
る。 (A)分子内にカルボニル基を有する高分子化合物(A
1)の水性溶液及び/又は水性エマルジョン (B)チオール基を有するポリマー(B1-1)と、エポキ
シ基を有するモノマー(B1-2)と、ジヒドラジド系化合
物(B1-3)との混合組成物(B1)を含んでいる水性溶液
及び/又は水性エマルジョン
【0009】本発明の速硬化型水性接着剤において、チ
オール基を有するポリマー(B1-1)としては、チオール
変性ポリビニルアルコールであることが好ましい。ま
た、エポキシ基を有するモノマー(B1-2)としては、グ
リシジルメタクリレート及び/又はグリシジルアクリレ
ートであることが好適である。
【0010】本発明では、ジヒドラジド系化合物(B1-
3)としては、下記式(1)で表される化合物を好適に
用いることができる。
【化3】 (式(1)中、Rはアルキレン基、シクロアルキレン基
又はアリレン基を示す。n1、n2は0又は1を示す)
【0011】さらに本発明では、水性溶液及び/又は水
性エマルジョン(B)は、チオール基を有するポリマー
(B1-1)と、エポキシ基を有するモノマー(B1-2)と、
ジヒドラジド系化合物(B1-3)との混合組成物に、さら
にエポキシ化シラン系化合物(B2-1)を添加して得られ
る混合組成物(B2)を含んだ水性溶液及び/又は水性エ
マルジョンであってもよい。前記エポキシ化シラン系化
合物(B2-1)としては、下記式(2)で表されるシラン
系化合物が好ましい。
【化4】 (式(2)中、R1は水素原子、アルキル基、シクロア
ルキル基又はアリール基を示す。R2は水素原子、アル
キル基、シクロアルキル基又はアリール基を示す。R3
はアルキレン基、シクロアルキレン基又はアリレン基を
示す。m1は0又は正の整数を示す。m2は0又は1を示
す。pは0〜2の整数を示し、qは1〜3の整数を示す
とともに、pとqとの合計は3である)
【0012】なお、本発明において、ジヒドラジド系化
合物とは、ヒドラジド基を少なくとも2つ有するヒドラ
ジド化合物のことを意味している。
【0013】
【発明の実施の形態】[(A)液]本発明では、分子内
にカルボニル基を有する高分子化合物(A1)の水性溶液
及び/又は水性エマルジョンを(A)液として用いてい
る。このような(A)液において、分子内にカルボニル
基を有する高分子化合物(A1)の水性溶液としては、分
子内にカルボニル基を少なくとも1つ有する高分子化合
物を含む水性溶液であれば特に制限されない。このよう
な水性溶液において、分子内にカルボニル基を有する高
分子化合物(A1)(以下、単に「高分子化合物(A1)」
と称する場合がある)としては、例えば、水溶性の高分
子化合物(例えば、ポリビニルアルコール;ヒドロキシ
エチルセルロースなどのヒドロキシアルキルセルロー
ス;デンプンなどのヒドロキシル基含有水溶性高分子化
合物など)を慣用の方法によりアセトアセチル化したも
のや、カルボニル基含有モノマー(例えば、(メタ)ア
クロレイン;ホルミルスチレン;ビニルメチルケトン、
ビニルエチルケトン、ビニルイソブチルケトン等のビニ
ルアルキルケトン類;(メタ)アクリロイルオキシアル
キルプロパナール;ジアセトン(メタ)アクリルアミ
ド;アセトニル(メタ)アクリレート;ジアセトン(メ
タ)アクリレート;アセトアセトキシメチル(メタ)ア
クリレート、2−アセトアセトキシエチル(メタ)アク
リレート、2−アセトアセトキシプロピル(メタ)アク
リレート、3−アセトアセトキシプロピル(メタ)アク
リレート、4−アセトアセトキシブチル(メタ)アクリ
レートなどのアセトアセトキシアルキル(メタ)アクリ
レート;ビニルアセトアセテート;アリルアセトアセテ
ートなど)に対応する構成単位(繰り返し単位)を含む
水溶性高分子化合物を好適に用いることができる。
【0014】より具体的には、高分子化合物(A1)に
は、例えば、アセトアセチル化ポリビニルアルコール、
アセトアセチル化ヒドロキシアルキルセルロース、アセ
トアセチル化デンプン;ジアセトンアクリルアミドに対
応する構成単位を含む変性ポリビニルアルコールなどが
含まれる。高分子化合物(A1)は、単独で又は2種以上
組み合わせて使用することができる。高分子化合物(A
1)としては、アセトアセチル化ポリビニルアルコール
や、ジアセトンアクリルアミドに対応する構成単位を含
む変性ポリビニルアルコールを好適に用いることができ
る。
【0015】前記アセトアセチル化ポリビニルアルコー
ルは、ポリビニルアルコールとジケテン等を反応させる
公知の方法を用いて得ることができる。アセトアセチル
化ポリビニルアルコールの重合度は、特に制限されず、
例えば、500〜3000程度の範囲から選択すること
ができる。また、アセトアセチル化ポリビニルアルコー
ルにおいて、そのけん化度も特に制限されず、例えば8
0〜100(好ましくは90〜100)モル%程度の範
囲から選択することができる。さらに、アセトアセチル
化ポリビニルアルコールにおいて、そのアセトアセチル
化度は、特に制限されず、例えば、0.1〜20モル%
程度の範囲から選択することができ、好ましくは1〜1
5モル%程度である。このようなアセトアセチル化ポリ
ビニルアルコールとしては、例えば、日本合成化学工業
株式会社から商品名「ゴーセファイマーZ100」、
「ゴーセファイマーZ200」、「ゴーセファイマーZ
200H」、「ゴーセファイマーZ210」、「ゴーセ
ファイマーZ220」、「ゴーセファイマーZ320」
などが市販されている。
【0016】前記ジアセトンアクリルアミドに対応する
構成単位を含む変性ポリビニルアルコールとしては、例
えば、ユニチカ株式会社から商品名「D−ポリマー」な
どが市販されている。
【0017】また、(A)液において、分子内にカルボ
ニル基を有する高分子化合物(A1)の水性エマルジョン
としては、分子内にカルボニル基を有する高分子化合物
を含む水性エマルジョンであれば特に制限されない。こ
のような高分子化合物(A1)の水性エマルジョンとして
は、前記例示の高分子化合物(A1)(例えば、アセトア
セチル化ポリビニルアルコール、アセトアセチル化ヒド
ロキシアルキルセルロース、アセトアセチル化デンプ
ン、ジアセトンアクリルアミドに対応する構成単位を含
む変性ポリビニルアルコールなど)を乳化剤として用い
て乳化重合して得られた水性エマルジョン(酢酸ビニル
樹脂系水性エマルジョン、エチレン−酢酸ビニル共重合
樹脂系水性エマルジョン、アクリル系水性エマルジョン
など)などが挙げられる。
【0018】さらに本発明では、高分子化合物(A1)の
水性エマルジョンとしては、分子内にカルボニル基を有
するモノマー(カルボニル基含有モノマー)と、該モノ
マーと共重合可能なモノマー(以下、「共重合モノマ
ー」と称する場合がある)との共重合(特に乳化共重
合)により得られるポリマーの水性エマルジョンであっ
てもよい。前記カルボニル基含有モノマーとしては、前
記に例示したカルボニル基含有モノマーなどが挙げられ
る。カルボニル基含有モノマーは単独で又は2種以上組
み合わせて使用することができる。
【0019】また、共重合モノマーとしては、エチレン
性不飽和単量体を用いることができる。より具体的に
は、共重合性モノマーとしては、例えば、(メタ)アク
リル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)ア
クリル酸イソプロピル、(メタ)アクリル酸プロピル、
(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸イソブ
チル、(メタ)アクリル酸t−ブチル、(メタ)アクリ
ル酸ペンチル、(メタ)アクリル酸ヘキシル、(メタ)
アクリル酸オクチル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘ
キシル、(メタ)アクリル酸イソオクチル、(メタ)ア
クリル酸ノニル、(メタ)アクリル酸イソノニル、(メ
タ)アクリル酸デシル、(メタ)アクリル酸ドデシル、
(メタ)アクリル酸テトラデシル、(メタ)アクリル酸
ヘキサデシル、(メタ)アクリル酸オクタデシル、(メ
タ)アクリル酸イコシルなどのアクリル系単量体;スチ
レン、ビニルトルエン、α−メチルスチレンなどのスチ
レン系単量体;酢酸ビニル、プロピオン酸ビニルなどの
ビニルエステル類;塩化ビニルなどのハロゲン化ビニ
ル;メチルビニルエーテルなどのビニルエーテル類;
(メタ)アクリル酸、イタコン酸、無水マレイン酸など
のカルボキシル基含有ビニル単量体;アクリロニトリ
ル、メタクリロニトリルなどのシアノ基含有ビニル単量
体;(メタ)アクリル酸ヒドロキシエチルなどのヒドロ
キシル基含有ビニル単量体;(メタ)アクリル酸グリシ
ジルなどのエポキシ基含有ビニル単量体;N−メチロー
ル(メタ)アクリルアミドなどのアミド基含有ビニル単
量体;(メタ)アクリル酸ジメチルアミノエチルなどの
アミノ基含有ビニル単量体;エチレン、プロピレンなど
のオレフィン類やジエン類などが挙げられる。共重合性
モノマーは単独で又は2種以上組み合わせて使用するこ
とができる。
【0020】このように、本発明の(A)液として用い
る水性エマルジョンは、(1)高分子化合物(A1)を乳
化剤として用いてモノマーを乳化重合して得られた水性
エマルジョン、及び(2)カルボニル基含有モノマーと
前記共重合モノマーとの共重合(特に乳化共重合)によ
り得られるポリマーの水性エマルジョン等の何れであっ
てもよく、またこれらを2以上組み合わせたものであっ
てもよい。また、前記の高分子化合物(A1)の水性溶液
と、高分子化合物(A1)の水性エマルジョンとを組み合
わせて(A)液として使用することもできる。
【0021】本発明では、(A)液中の固形分濃度は特
に制限されず、塗布作業性等を損なわない範囲で適宜選
択することができ、例えば、20質量%以上(20〜8
0質量%)、好ましくは40〜60質量%程度の範囲か
ら選択することができる。
【0022】なお、本発明では、(A)液の水性溶液や
水性エマルジョンには、酸、アルカリ、界面活性剤など
の乳化剤や、樹脂エマルジョン、充填剤(炭酸カルシウ
ムなど)が含まれていてもよく、また、水性の有機溶媒
(例えば、メタノール、エタノールなどのアルコールや
グリコールエーテル類など)が含まれていてもよい。前
記樹脂エマルジョンとしては、ポリ酢酸ビニルエマルジ
ョン、エチレン−酢酸ビニルエマルジョンなどの酢酸ビ
ニル系樹脂エマルジョン、アクリル酸エステル共重合樹
脂エマルジョン、スチレン−ブタジエン樹脂エマルジョ
ンなどを好適に用いることができる。
【0023】[(B)液]本発明では、チオール基を有
するポリマー(B1-1)と、エポキシ基を有するモノマー
(B1-2)と、ジヒドラジド系化合物(B1-3)との混合組
成物(B1)を含んでいる水性溶液及び/又は水性エマル
ジョンを(B)液として用いている。
【0024】[チオール基を有するポリマー(B1-1)]
チオール基を有するポリマー(チオール基含有ポリマ
ー)(B1-1)としては、チオール基を少なくとも1つ有
するポリマーであれば特に制限されない。チオール基含
有ポリマー(B1-1)としては、例えば、水溶性の高分子
化合物(例えば、ポリビニルアルコール;ヒドロキシエ
チルセルロースなどのヒドロキシアルキルセルロース;
デンプンなどのヒドロキシル基含有水溶性高分子化合物
など)を慣用の方法によりチオール化したものを好適に
用いることができる。より具体的には、チオール基含有
ポリマー(B1-1)としては、例えば、チオール化ポリビ
ニルアルコール、チオール化ヒドロキシアルキルセルロ
ース、チオール化デンプンなどが挙げられる。チオール
基含有ポリマー(B1-1)は、単独で又は2種以上組み合
わせて使用することができる。チオール基含有ポリマー
(B1-1)としては、チオール化ポリビニルアルコールが
好適である。
【0025】本発明では、チオール基含有ポリマー(B1
-1)としては、末端(例えば、片末端、両末端)にチオ
ール基(又はメルカプト基)を有するポリマーを好適に
用いることができ、特に、片末端にチオール基を有する
ポリマーが最適である。
【0026】チオール基含有ポリマー(B1-1)として
は、慣用乃至公知の方法により調製することができる。
例えば、チオール化ポリビニルアルコールの調製方法と
しては、例えば、特開昭59−187003号公報など
に記載されている。より具体的には、連鎖移動法により
ポリビニルアルコールを製造する際に、連鎖移動剤とし
てチオ酢酸を共存させた系で酢酸ビニルを重合した後、
これをケン化することにより、末端にチオール基が導入
されたポリビニルアルコールを製造することができる。
【0027】なお、チオール化ポリビニルアルコール
(チオール基導入ポリビニルアルコール)において、そ
のケン化度は特に制限されない。チオール化ポリビニル
アルコールとしては、例えば、商品名「クラレMポリマ
ーM−115」、「クラレMポリマーM−205」(株
式会社クラレ社製)などが市販されている。
【0028】[エポキシ基を有するモノマー(B1-2)]
エポキシ基を有するモノマー(エポキシ基含有モノマ
ー)(B1-2)としては、エポキシ基を少なくとも1つ有
しているモノマーであれば特に制限されず、例えば、エ
ポキシ基を有するビニル系モノマーを用いることができ
る。エポキシ基を有するビニル系モノマーとしては、例
えば、グリシジルメタクリレート、グリシジルアクリレ
ートなどのエポキシ基含有アクリル系モノマー;アリル
グリシジルエーテル;ビニルグリシジルエーテル;ブタ
ジエンモノエポキサイド、1,2−エポキシ−5−ヘキ
セン、1,2−エポキシ−7−オクテン、1,2−エポ
キシ−9−デセンなどのエポキシ基含有エチレン性不飽
和炭化水素系モノマー;N−(2,3−エポキシ)プロ
ピルアクリルアミド、N−(2,3−エポキシ)プロピ
ルメタクリルアミド、N−(グリシドキシ)メチルアク
リルアミド、N−(グリシドキシ)メチルメタクリルア
ミド、N−グリシドキシエチルアクリルアミド、N−グ
リシドキシエチルメタクリルアミド、N−グリシドキシ
プロピルアクリルアミド、N−グリシドキシプロピルメ
タクリルアミドなどのエポキシ基含有アクリルアミド系
モノマーなどが挙げられる。エポキシ基含有モノマー
(B1-2)としては、グリシジルメタクリレート、グリシ
ジルアクリレートを好適に用いることができる。エポキ
シ基含有モノマー(B1-2)は単独で又は2種以上組み合
わせて使用することができる。
【0029】[ジヒドラジド系化合物(B1-3)]本発明
において、ジヒドラジド系化合物(B1-3)としては、ヒ
ドラジド基を少なくとも2つ有する化合物であれば特に
制限されない。ジヒドラジド系化合物(B1-3)として
は、例えば、下記式(1)で表される化合物を好適に用
いることができる。
【化5】 (式(1)中、Rはアルキレン基、シクロアルキレン基
又はアリレン基を示す。n1、n2は0又は1を示す)
【0030】前記式(1)において、Rのアルキレン基
には、メチレン、エチレン、トリメチレン(プロピレ
ン)、メチルエチレン(イソプロピレン)、テトラメチ
レン(ブチレン)基などの炭素数1〜18程度のアルキ
レン基が含まれる。
【0031】また、シクロアルキレン基としては、1,
2−シクロヘキシレン基、1,3−シクロヘキシレン
基、1,4−シクロヘキシレン基などのシクロヘキシレ
ン基などが挙げられる。アリレン基としては、フェニレ
ン基(1,2−フェニレン基、1,3−フェニレン基、
1,4−フェニレン基など)、ナフチレン基などが挙げ
られる。
【0032】n1、n2は、それぞれ、0又は1を示す。
なお、n1が0の場合、カルボニル炭素同士が結合して
いる状態を意味しており、また、n2が1で且つn1が1
の場合、Rを介してカルボニル炭素同士が結合している
状態を意味している。従って、n1が0の場合、前記式
(1)で表される化合物はシュウ酸ジヒドラジドであ
る。また、n2についても0及び1が示す意味は、前記
1と同様であり、例えば、n2が0の場合、1つのカル
ボニル炭素に2つのヒドラジノ基が結合している状態を
意味している。すなわち、n2が0の場合、前記式
(1)で表される化合物はカルボヒドラジドである。
【0033】ジヒドラジド系化合物(B1-3)は、単独で
又は2種以上組み合わせて使用することができる。
【0034】より具体的には、ジヒドラジド化合物(B1
-3)としては、例えば、カルボヒドラジド(カルボジヒ
ドラジド)、シュウ酸ジヒドラジド、マロン酸ジヒドラ
ジド、コハク酸ジヒドラジド、グルタル酸ジヒドラジ
ド、アジピン酸ジヒドラジド、ピメリン酸ジヒドラジ
ド、スベリン酸ジヒドラジド、アゼライン酸ジヒドラジ
ド、セバシン酸ジヒドラジド、ドデカン二酸ジヒドラジ
ド、ヘキサデカン二酸ジヒドラジドなどの脂肪族ジカル
ボン酸ジヒドラジド類;イソフタル酸ジヒドラジド、テ
レフタル酸ジヒドラジドなどの芳香族ジカルボン酸ジヒ
ドラジド類;1,4−シクロヘキサンジカルボン酸ジヒ
ドラジドなどの脂環式ジカルボン酸ジヒドラジド類など
が挙げられる。
【0035】また、ジヒドラジド系化合物(B1-3)に
は、ポリアクリル酸ヒドラジドなどのヒドラジド基を少
なくとも2つ以上有するヒドラジド系化合物(ヒドラジ
ド基を有する単量体のポリマーなど)も含まれる。
【0036】[混合組成物(B1)]混合組成物(B1)
は、チオール基含有ポリマー(B1-1)と、エポキシ基含
有モノマー(B1-2)と、ジヒドラジド系化合物(B1-3)
との混合組成物である。
【0037】前記各成分の割合は特に制限されない。例
えば、エポキシ基含有モノマー(B1-2)の割合は、チオ
ール基含有ポリマー(B1-1)におけるチオール基の導入
量に応じて適宜選択することができる。例えば、エポキ
シ基含有モノマー(B1-2)の割合は、チオール基含有ポ
リマー(B1-1)全量に対して1〜1000質量%、好ま
しくは5〜500質量%程度の範囲から選択することが
できる。
【0038】また、ジヒドラジド系化合物(B1-3)の割
合は、チオール基含有ポリマー(B1-1)におけるチオー
ル基の導入量や、エポキシ基含有モノマー(B1-2)の使
用量に応じて適宜選択することができる。例えば、ジヒ
ドラジド系化合物(B1-3)の割合は、エポキシ基含有モ
ノマー(B1-2)1モルに対して0.2〜5モル、好まし
くは0.5〜2モル程度の範囲から選択することができ
る。
【0039】従って、ヒドラジド基を有する高分子化合
物(B1)は、チオール基を有するポリマー(B1-1)10
0質量部に対して、エポキシ基を有するモノマー(B1-
2)を1〜1000質量部(好ましくは5〜500質量
部)、エポキシ基を有するモノマー(B1-2)1モルに対
して、ジヒドラジド系化合物(B1-3)を0.2〜5モル
(好ましくは0.5〜2モル)の割合で混合して調製す
ることができる。
【0040】該混合に際しては、エポキシ基含有モノマ
ー(B1-2)の重合のため、触媒(重合開始剤など)を用
いることができる。触媒としては、過酸化物、アゾ系化
合物などを用いることができる。例えば、過酸化物とし
ては、過酸化水素、過酸化ベンゾイル(BPO)、t−
ブチルペルオキシドなどが挙げられる。また、アゾ系化
合物としては、2,2´−アゾビスイソブチロニトリル
(AIBN)、アゾビスイソバレロニトリルなどが挙げ
られる。
【0041】混合は溶媒中で行うことができる。溶媒と
しては水性溶媒を用いることができる。水性溶媒として
は水、または水と水混和性有機溶媒との混合液が好適に
用いられる。水混和性有機溶媒には、例えば、メタノー
ル、エタノール等のアルコールやグリコールエーテル類
が含まれる。
【0042】混合に際して各成分の混合順序は問わな
い。例えば、チオール基含有ポリマー(B1-1)とエポキ
シ基含有モノマー(B1-2)とを先に混合し、これにジヒ
ドラジド系化合物(B1-3)を添加する方法、チオール基
含有ポリマー(B1-1)とジヒドラジド系化合物(B1-3)
を先に混合し、これにエポキシ基含有モノマー(B1-2)
を添加する方法等の何れであってもよい。混合時の温度
は、各成分の種類等によっても異なるが、一般に30〜
90℃、好ましくは40〜85℃程度である。なお、前
記各成分の混合は反応を伴ってもよい。
【0043】より具体的には、例えば、チオール基を有
するポリマー(B1-1)を水性溶媒に常温又は加温下で溶
解させた後、40〜85℃程度の温度でエポキシ基を有
するモノマー(B1-2)及び触媒(過酸化水素水など)を
滴下しながら反応(重合反応)を行い、さらに40〜8
5℃程度の温度でジヒドラジド系化合物(B1-3)を加え
ることにより、混合組成物(B1)を調製することができ
る。
【0044】本発明では、水性溶液及び/又は水性エマ
ルジョン(B)は、前記チオール基含有ポリマー(B1-
1)とエポキシ基含有モノマー(B1-2)とジヒドラジド
系化合物(B1-3)との混合組成物に、さらにシラン系カ
ップリング剤などのシラン系化合物を添加して得られる
混合組成物(B2)を含んだ水性溶液及び/又は水性エマ
ルジョンであってもよい。前記シラン系化合物として
は、エポキシ化シラン系化合物(B2-1)が好適である。
【0045】前記エポキシ化シラン系化合物(B2-1)と
しては、エポキシ基とともに、アルコキシ基を有するシ
ラン系化合物(エポキシ基含有シランカップリング剤)
が好適である。このようなエポキシ化シラン系化合物
(B2-1)としては、例えば、エポキシ基含有脂肪族性炭
化水素基とアルコキシ基とを有するエポキシ化シラン系
化合物(脂肪族性エポキシ化シラン系化合物)や、エポ
キシ基含有脂環式炭化水素基とアルコキシ基とを有する
エポキシ化シラン系化合物(脂環式エポキシ化シラン系
化合物)などが挙げられ、好ましくは脂肪族性エポキシ
化シラン系化合物である。このような脂肪族性エポキシ
化シラン系化合物としては、例えば、下記式(2)で表
されるシラン系化合物を好適に用いることができる。
【0046】
【化6】 (式(2)中、R1は水素原子、アルキル基、シクロア
ルキル基又はアリール基を示す。R2は水素原子、アル
キル基、シクロアルキル基又はアリール基を示す。R3
はアルキレン基、シクロアルキレン基又はアリレン基を
示す。m1は0又は正の整数を示す。m2は0又は1を示
す。pは0〜2の整数を示し、qは1〜3の整数を示す
とともに、pとqとの合計は3である)
【0047】式(2)において、R1、R2において、ア
ルキル基としては、例えば、メチル、エチル、プロピ
ル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、s−ブチル、
t−ブチル、ヘキシル、デシル基などの炭素数1〜10
程度の直鎖状又は分岐鎖状アルキル基が挙げられる。好
ましいアルキル基としては、例えば、炭素数1〜6程
度、特に炭素数1〜4程度の低級アルキル基が挙げられ
る。シクロアルキル基には、シクロペンチル、シクロヘ
キシル基などが含まれる。アリール基には、フェニル、
ナフチル基などが含まれる。
【0048】R3において、アルキレン基、シクロアル
キレン基やアリレン基としては、前記式(1)のRにお
いて例示されたアルキレン基、シクロアルキレン基やア
リレン基が挙げられる。
【0049】m1は0又は正の整数を示しており、m1
0である場合は、前記式(1)のn 1又はn2と同様の意
味を有している。m1としては0である場合が多い。
【0050】m2は0又は1を示しており、前記式
(1)のn1又はn2と同様の意味を有している。
【0051】また、pは0〜2の整数を示しており、具
体的には0、1又は2である。qは1〜3の整数を示し
ており、具体的には1、2又は3である。ここで、pと
qとの合計、すなわち、p+qは3である。従って、p
とqとの組み合わせは、(p,q)=(0,3)、
(1,2)、(2,1)となる。
【0052】pが2である場合、2つのR1がSiに結
合していることを意味しており、この2つのR1は同一
であってもよく、異なっていてもよい。また、qが2又
は3である場合、2つ又は3つのOR2がSiに結合し
ていることを意味しており、この2つ又は3つのOR2
は同一であってもよく、異なっていてもよい。なお、p
が0である場合、SiにはR1が結合していないことを
意味している。
【0053】前記式(2)で表されるシラン系化合物と
しては、例えば、グリシドキシトリメトキシシラン、グ
リシドキシトリエトキシシラン、グリシドキシトリプロ
ポキシシラン、グリシドキシトリブトキシシランなどの
グリシドキシトリアルコキシシラン;グリシドキシメチ
ルジメトキシシラン、グリシドキシメチルジエトキシシ
ラン、グリシドキシメチルジプロポキシシラン、グリシ
ドキシメチルジブトキシシラン、グリシドキシエチルジ
メトキシシラン、グリシドキシエチルジエトキシシラ
ン、グリシドキシプロピルジメトキシシラン、グリシド
キシプロピルジエトキシシランなどのグリシドキシアル
キルジアルコキシシラン;グリシドキシジメチルメトキ
シシラン、グリシドキシジメチルエトキシシラン、グリ
シドキシジエチルメトキシシラン、グリシドキシジエチ
ルエトキシシランなどのグリシドキシジアルキルアルコ
キシシラン;3−グリシドキシ−プロピルトリメトキシ
シラン、2−グリシドキシ−エチルトリメトキシシラ
ン、2−グリシドキシ−エチルトリエトキシシランなど
の(グリシドキシアルキル)トリアルコキシシラン;3
−グリシドキシ−プロピルメチルジエトキシシランなど
の(グリシドキシアルキル)アルキルジアルコキシシラ
ン;3−グリシドキシ−プロピルジメチルエトキシシラ
ンなどの(グリシドキシアルキル)ジアルキルアルコキ
シシランなどが挙げられる。
【0054】また、脂環式エポキシ化シラン系化合物と
しては、例えば、2−(3,4−エポキシシクロヘキシ
ル)エチルトリメトキシシラン、2−(3,4−エポキ
シシクロヘキシル)エチルトリエトキシシランなどの
(エポキシシクロアルキル−アルキル)トリアルコキシ
シランの他、(エポキシシクロアルキル−アルキル)ア
ルキルジアルコキシシランや(エポキシシクロアルキル
−アルキル)ジアルキルアルコキシシランなどのエポキ
シ基をシクロアルカン環に有しているエポキシ化シラン
系化合物などが挙げられる。
【0055】エポキシ化シラン系化合物(B2-1)の使用
量は、特に制限されず、広い範囲から選択することがで
き、例えば、チオール基を有するポリマー(B1-1)10
0質量部に対して、0.1〜500質量部、好ましくは
1〜100質量部程度である。
【0056】前記混合組成物(B1)にエポキシ化シラン
系化合物(B2-1)を添加する際の温度は特に限定されな
いが、一般に、40〜85℃程度である。混合組成物
(B1)にエポキシ化シラン系化合物(B2-1)を添加した
後、必要に応じて、所定時間熟成してもよい。なお、混
合組成物(B1)へのエポキシ化シラン系化合物(B2-1)
の添加は反応を伴ってもよい。
【0057】(B)液中の固形分濃度は、特に制限され
ず、塗布作業性等を損なわない範囲で適宜選択すること
ができ、例えば、1質量%以上(1〜50質量%)、好
ましくは3質量%以上(3〜30質量%)の範囲から選
択することができる。
【0058】なお、本発明では、(B)液の水性溶液や
水性エマルジョンには、酸、アルカリ、界面活性剤など
の乳化剤が含まれていてもよい。界面活性剤としては、
特に制限されず、例えば、カチオン系界面活性剤、アニ
オン系界面活性剤、両性界面活性剤などの種々の界面活
性剤を用いることができる。
【0059】本発明の速硬化型水性接着剤には、使用目
的に応じて、充填剤、防かび剤、濡れ促進剤、粘性改良
剤、可塑剤、着色剤、香料等の通常使用される添加剤を
配合することもできる。
【0060】本発明の水性接着剤は、(A)液と(B)
液とで構成された2液硬化型の水性接着剤であるので、
初期接着強度が高い。従って、従来よりも迅速に、被接
着面同士を接着させることができる。そのため、必要な
接着強度を発現するのに要する時間を短縮させることが
でき、作業性を改善することができる。
【0061】しかも、水性であるので、取り扱い性や作
業性が優れており、さらに環境にも優しい。特に、
(B)液として、毒性の低い成分を用いているので、人
体に対する安全性が高い。
【0062】本発明の水性接着剤により接着させること
ができる被着体としては、例えば、木材、合板、チップ
ボード、パーチクルボード、ハードボードなどの木質材
料;スレート板、珪カル板、モルタル、タイルなどの無
機質材料;メラミン樹脂化粧板、ベークライト板、発泡
スチロールなどのプラスチック材料;段ボール紙、板
紙、クラフト紙などの紙質材料などが挙げられる。従っ
て、例えば、フラッシュパネル、化粧合板、プレハブパ
ネル、集成材などにおける木材の貼り合わせや、縁貼
り、ホゾ、ダボ、トメ、ハギ、角木などを用いた木材の
組み立てなどの木材工業における木材の接着、段ボー
ル、合紙、紙管、紙の製袋などの紙加工などで利用する
ことができる。
【0063】特に、(B)液として、チオール基を有す
るポリマー(B1-1)と、エポキシ基を有するモノマー
(B1-2)と、ジヒドラジド系化合物(B1-3)との混合組
成物に、さらにエポキシ化シラン系化合物(B2-2)を添
加して得られる混合組成物(B2)を用いた速硬化型水性
接着剤は、加工紙(例えば、防湿紙などの表面処理され
た加工紙など)などの難接着紙材料に対しても良好な接
着性を示し、幅広い材料に対して適用が可能である。
【0064】本発明の速硬化型水性接着剤は、(A)液
と、(B)液とを組み合わせて用いた2液硬化型の水性
接着剤であるが、特に初期接着強度が高いので、(A)
液及び(B)液の2液を混合せずに、別々に塗布して用
いることが好ましい。従って、接着させる2つの被接着
面の別々の面に、(A)液と(B)液とを塗布して(い
わゆる、分別塗布して)、または、接着させる2つの被
接着面の一方の面に、(A)液及び(B)液をのうち何
れか一方の液を塗布した後、その塗布面上に他方の液を
塗布して(いわゆる、重ね塗り塗布して)、用いること
が好ましい。もちろん、本発明の速硬化型水性接着剤を
塗布した後は、両被接着面を合わせて圧着することによ
り、被接着面同士を接着させることができる。
【0065】
【発明の効果】本発明の接着剤は、特定の高分子化合物
からなる水性の(A)液と、特定の高分子化合物からな
る水性の(B)液とが組み合わせられた2液硬化型の水
性接着剤であるので、初期接着強度が高く、より迅速に
被接着面同士を接着させることができる。
【0066】特に、(B)液として特定のシラン系化合
物を添加混合して得られる水性溶液及び/又は水性エマ
ルジョンを用いると、加工紙などの難接着紙材料に対し
ても、良好な接着性を示し、適用範囲が広い。
【0067】
【実施例】以下、実施例により本発明をより具体的に説
明するが、本発明はこれらの実施例により限定されるも
のではない。なお、以下、特に断りのない限り、「部」
は「質量部」を、「%」は「質量%」を示す。実施例及
び比較例で用いた材料は下記の通りである。
【0068】(実施例1)2液硬化型の水性接着剤の各
成分として、下記(A)液と、下記(B)液とを用い
た。
【0069】・(A)液 商品名「ゴーセファイマーZ−210」(日本合成化学
工業株式会社製、アセトアセチル化ポリビニルアルコー
ル)の20%水溶液380部と、商品名「住化フレック
スS−410」(住友化学工業株式会社製、エチレン−
酢酸ビニル共重合樹脂エマルジョン、固形分:55%)
460部と、商品名「BF100」(備北粉化工業株式
会社製、重質炭酸カルシウム)160部とを混合して、
(A)液を調製した。
【0070】・(B)液 攪拌機、還流冷却器、滴下槽及び温度計付きの反応容器
に、水400部を入れ、これに、商品名「クラレMポリ
マーM−205」(株式会社クラレ製、チオール基導入
ポリビニルアルコール、以下「チオール基含有PVA」
と称する場合がある)50部、および酒石酸0.6部を
加えて、80℃で攪拌し、チオール基含有PVAが完全
に溶解した後、グリシジルメタクリレート(GMA)
(商品名「ブレンマーG」、日本油脂株式会社製)16
0部および触媒(35%過酸化水素水1部を水10部に
溶解させた水溶液)を1時間かけて別々の滴下槽から連
続的に滴下した。さらに攪拌を続け、カルボジヒドラジ
ド(CDH)85部を添加し、80℃で1時間保持し、
(B)液を得た。
【0071】(実施例2)2液硬化型の水性接着剤の各
成分として、下記(A)液と、下記(B)液とを用い
た。
【0072】・(A)液 2-エチルヘキシルアクリレート(2EHA)220
部、メチルメタクリレート(MMA)300部、アクリ
ル酸(AA)5部、アセトアセトキシエチルメタクリレ
ート(AAEM)15部を秤量し、これらの単量体を、
乳化剤として商品名「ハイテノールN−08」(第一工
業製薬株式会社製)5部、商品名「アデカリアソープS
E−10N」(旭電化工業株式会社製)15部を用い
て、水150部中で乳化させてモノマー乳化液とした。
攪拌機、還流冷却器、滴下槽及び温度計付きの反応容器
に水200部、過硫酸カリウム(KPS)5部を仕込
み、窒素気流下で70℃に昇温した。続いて前記のモノ
マー乳化液を2時間かけて連続的に滴下して(A)液を
調製した。
【0073】・(B)液 実施例1により得られた(B)液を用いた。
【0074】(実施例3)2液硬化型の水性接着剤の各
成分として、下記(A)液と、下記(B)液とを用い
た。
【0075】・(A)液 メチルメタクリレート(MMA)150部、ブチルアク
リレート(BA)150部、アセトアセトキシエチルメ
タクリレート(AAEM)15部を秤量、混合し、混合
モノマーとした。攪拌機、還流冷却器、滴下槽及び温度
計付きの反応容器に水500部を入れ、これに、商品名
「ゴーセファイマーZ−210」(日本合成化学工業株
式会社製、アセトアセチル化ポリビニルアルコール)を
100部加えて80℃で攪拌し、完全に溶解した後、上
記混合モノマー及び触媒(過硫酸カリウム(KPS)5
部を水10部に溶解させた水溶液)を1時間かけて別々
の滴下槽から連続的に滴下した。滴下終了後、商品名
「住化フレックスS−410」(住友化学工業株式会社
製、エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂エマルジョン、固
形分:55%)200部と、商品名「BF100」(備
北粉化工業株式会社製、重質炭酸カルシウム)200部
とを混合して、(A)液を調製した。
【0076】・(B)液 実施例1により得られた(B)液を用いた。
【0077】(実施例4)2液硬化型の水性接着剤の各
成分として、下記(A)液と、下記(B)液とを用い
た。
【0078】・(A)液 商品名「ゴーセファイマーZ−210」(日本合成化学
工業株式会社製、アセトアセチル化ポリビニルアルコー
ル)の20%水溶液を380部と、実施例2で得られた
(A)液460部と、商品名「BF100」(備北粉化
工業株式会社製、重質炭酸カルシウム)160部とを混
合して、(A)液を調製した。
【0079】・(B)液 実施例1により得られた(B)液を用いた。
【0080】(実施例5)2液硬化型の水性接着剤の各
成分として、下記(A)液と、下記(B)液とを用い
た。
【0081】・(A)液 実施例4により得られた(A)液を用いた。
【0082】・(B)液 攪拌機、還流冷却器、滴下槽及び温度計付きの反応容器
に、水400部を入れ、これに、商品名「クラレMポリ
マーM−115」(株式会社クラレ製、チオール基導入
ポリビニルアルコール、以下「チオール基含有PVA」
と称する場合がある)50部、および酒石酸0.6部を
加えて、80℃で攪拌し、チオール基含有PVAが完全
に溶解した後、グリシジルメタクリレート(GMA)
(商品名「ブレンマーG」、日本油脂株式会社製)15
部および触媒(35%過酸化水素水1部を水10部に溶
解させた水溶液)を1時間かけて別々の滴下槽から連続
的に滴下した。さらに攪拌を続け、カルボジヒドラジド
(CDH)10部を添加し、80℃で1時間保持し、
(B)液を得た。
【0083】(実施例6)2液硬化型の水性接着剤の各
成分として、下記(A)液と、下記(B)液とを用い
た。
【0084】・(A)液 実施例4により得られた(A)液を用いた。
【0085】・(B)液 攪拌機、還流冷却器、滴下槽及び温度計付きの反応容器
に、水400部を入れ、これに、商品名「クラレMポリ
マーM−205」(株式会社クラレ製、チオール基導入
ポリビニルアルコール、以下「チオール基含有PVA」
と称する場合がある)50部、および酒石酸0.6部を
加えて、80℃で攪拌し、チオール基含有PVAが完全
に溶解した後、グリシジルメタクリレート(GMA)
(商品名「ブレンマーG」、日本油脂株式会社製)16
0部および触媒(35%過酸化水素水1部を水10部に
溶解させた水溶液)を1時間かけて別々の滴下槽から連
続的に滴下した。さらに攪拌を続け、カルボジヒドラジ
ド(CDH)85部を添加し、80℃で1時間保持し
た。これに、温度80℃でエポキシシラン系化合物(商
品名「KBM403」、3−グリシドキシプロピルトリ
メトキシシラン、信越化学工業株式会社製)5部を滴下
槽から1時間かけて滴下し、(B)液を得た。
【0086】(比較例1)水性接着剤として、実施例1
により得られた(A)液のみを用いた。
【0087】(比較例2)2液硬化型の水性接着剤の各
成分として、下記(A)液と、下記(B)液とを用い
た。
【0088】・(A)液 実施例1より得られた(A)液を用いた。
【0089】・(B)液 15%カルボジヒドラジド(CDH)水溶液を(B)液
として用いた。
【0090】(評価試験1)実施例1〜6及び比較例
1、2により得られた水性接着剤を用いて、JISK
6853「接着剤の割裂接着強さ試験方法」に示された
方法に準じて、接着強さを測定した。具体的には、パー
チクルボード(80mm×80mm×10mm)と、M
DF(85mm×80mm×2mm)とを2片の被着体
として用い、パーチクルボードの表面に(A)液を塗布
量約150g/m2で塗布し、MDFの表面に(B)液
を塗布量約10g/m2で塗布し、これらの塗布面同士
を密着貼り合わせて、直ちに約2kg/cm2で30秒
間圧締し、解圧直後の割裂強度(N/8cm幅)を測定
した。測定結果は表1に示した。なお、該試験は、23
℃×50%RHの条件下で行った。
【0091】(評価試験2)実施例1〜6及び比較例
1、2により得られた水性接着剤を用いて、JISK
6853「接着剤の割裂接着強さ試験方法」に示された
方法に準じて、接着強さを測定した。具体的には、パー
チクルボード(80mm×80mm×10mm)と、表
面に難接着紙材料(防湿紙)を接着したMDF(85m
m×80mm×2mm)とを2片の被着体として用い、
パーチクルボードの表面に(A)液を塗布量約150g
/m2で塗布し、MDFの難接着紙材料表面に(B)液
を塗布量約10g/m2で塗布し、これらの塗布面同士
を密着貼り合わせて、直ちに約2kg/cm2で30秒
間圧締し、解圧直後の割裂強度(N/8cm幅)を測定
した。測定結果は表1に示した。なお、該試験は、23
℃×50%RHの条件下で行った。
【0092】
【表1】
【0093】表1から明らかなように、本発明に相当す
る実施例1〜6の水性接着剤は、初期接着強度が極めて
高い。また、特に実施例6の水性接着剤は難接着紙材料
に対しても良好な接着性を発現する。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4J040 BA021 BA121 DB041 DB071 DC031 DD021 DD051 DD061 DE011 DF001 DF041 DF051 DF061 DF101 DG001 DJ011 FA171 GA06 GA11 GA24 HA126 HC15 HD35 JA02 JA03 JA13 KA16 LA05 LA06 MA09

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 下記(A)液及び(B)液からなる2液
    硬化型の速硬化型水性接着剤。 (A)分子内にカルボニル基を有する高分子化合物(A
    1)の水性溶液及び/又は水性エマルジョン (B)チオール基を有するポリマー(B1-1)と、エポキ
    シ基を有するモノマー(B1-2)と、ジヒドラジド系化合
    物(B1-3)との混合組成物(B1)を含んでいる水性溶液
    及び/又は水性エマルジョン
  2. 【請求項2】 チオール基を有するポリマー(B1-1)
    が、チオール変性ポリビニルアルコールである請求項1
    記載の速硬化型水性接着剤。
  3. 【請求項3】 エポキシ基を有するモノマー(B1-2)
    が、グリシジルメタクリレート及び/又はグリシジルア
    クリレートである請求項1又は2記載の速硬化型水性接
    着剤。
  4. 【請求項4】 ジヒドラジド系化合物(B1-3)が、下記
    式(1)で表される化合物である請求項1〜3の何れか
    の項に記載の速硬化型水性接着剤。 【化1】 (式(1)中、Rはアルキレン基、シクロアルキレン基
    又はアリレン基を示す。n1、n2は0又は1を示す)
  5. 【請求項5】 混合組成物(B1)は、チオール基を有す
    るポリマー(B1-1)100質量部に対して、エポキシ基
    を有するモノマー(B1-2)を1〜1000質量部、エポ
    キシ基を有するモノマー(B1-2)1モルに対して、ジヒ
    ドラジド系化合物(B1-3)を0.2〜5モルの割合で混
    合して得られた混合組成物である請求項1〜4の何れか
    の項に記載の速硬化型水性接着剤。
  6. 【請求項6】 水性溶液及び/又は水性エマルジョン
    (B)が、チオール基を有するポリマー(B1-1)と、エ
    ポキシ基を有するモノマー(B1-2)と、ジヒドラジド系
    化合物(B1-3)との混合組成物に、さらにエポキシ化シ
    ラン系化合物(B2-1)を添加して得られる混合組成物
    (B2)を含んだ水性溶液及び/又は水性エマルジョンで
    ある請求項1〜5の何れかの項に記載の速硬化型水性接
    着剤。
  7. 【請求項7】 エポキシ化シラン系化合物(B2-1)が、
    下記式(2)で表されるシラン系化合物である請求項6
    記載の速硬化型水性接着剤。 【化2】 (式(2)中、R1は水素原子、アルキル基、シクロア
    ルキル基又はアリール基を示す。R2は水素原子、アル
    キル基、シクロアルキル基又はアリール基を示す。R3
    はアルキレン基、シクロアルキレン基又はアリレン基を
    示す。m1は0又は正の整数を示す。m2は0又は1を示
    す。pは0〜2の整数を示し、qは1〜3の整数を示す
    とともに、pとqとの合計は3である)
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