JP2003292920A - 多孔質基材/ポリオレフィン化粧シート用水性接着剤 - Google Patents
多孔質基材/ポリオレフィン化粧シート用水性接着剤Info
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Abstract
配合することなく、優れた初期接着強さ、耐水接着強さ
と共に、低温下において安定した接着性能が発揮され、
且つ極めて高い生産効率を達成することができる多孔質
基材/ポリオレフィン化粧シート用水性接着剤を提供す
ること。 【解決手段】 ポリビニルアルコールと分子内にメチロ
ール基を有する酢酸ビニル系ポリマーとを含むポリマー
エマルジョンに対して、酸性金属塩、有機カルボン酸、
有機スルフォン酸、鉱酸のグループから選択した少なく
とも1種以上の酸性物質を配合することにより、そのp
Hを1.0〜3.5の範囲に調製した主剤エマルジョン
(A)に対し、該主剤エマルジョン(A)のポリマー固
形分100質量部当たり、ポリイソシアネート化合物
(B)1〜20質量部を配合することを特徴とする、多
孔質基材/ポリオレフィン化粧シート用水性接着剤。
Description
ば、木質基材、スレート材、石膏ボード材等)にポリオ
レフィン化粧シートを接着する際に使用される水性接着
剤に関し、さらに詳しくは、トルエン又はキシレンなど
の低沸点有機溶剤を含有せず、低温下でも充分な接着性
を発揮し、且つホットプレスが使用可能なことにより高
い生産効率を達成することができる、多孔質基材/ポリ
オレフィン化粧シート用水性接着剤に関する。
材(合板、木質繊維板、パーティクルボード等)に、ポ
リオレフィン化粧シート(ポリプロピレン及び/又はポ
リエチレンのシートの表面に銘木等の印刷を施し、その
裏面をプライマー処理した化粧シートをいう。)を接着
して、各種造作材・住宅部材(例えば、額縁、廻り縁、
巾木、ドア等)に広く使用されている。ところで、この
木質基材とポリオレフィン化粧シートを接着する場合、
主に、エチレン酢ビ系エマルジョンとウレタン系エマル
ジョンとの混合物からなる水性接着剤が使用されてい
る。しかし、この接着剤は、特に低温下においてポリオ
レフィン化粧シートへの濡れ性が低下し、接着不良をお
こしやすくなり、安定した接着性能が得られないことが
ある。
ば、特開平10−81865号公報にも記載されている
ように、該水性接着剤にトルエン、キシレン等の低沸点
有機溶剤を配合することが行われている。ところが、こ
れらの物質は近年、シックハウス症候群等において、人
体へ悪影響を及ぼす可能性のある物質として取り上げら
れており、また、地球環境に対する影響も懸念されてい
る。また一方、この低沸点有機溶剤を配合した水性接着
剤を用いて木質基材とポリオレフィン化粧シートを接着
する場合には、ラミネーターで仮圧締(接着)した後、
低沸点有機溶剤が揮散しないように冷圧プレスで圧締接
着している。ところが、この冷圧プレスによる圧締接着
方法では、通常冷圧プレスに1時間、その後の常温養生
に15時間もの長時間を要することから、木質基材/ポ
リオレフィン化粧シートの接着工程における生産効率改
善の隘路となっている。
は、トルエン、キシレンなどの低沸点有機溶剤を配合す
ることなく、優れた初期接着強さ、耐水接着強さと共
に、低温下において安定した接着性能を発揮し、且つよ
り高い生産効率を達成することができる多孔質基材/ポ
リオレフィン化粧シート用水性接着剤を提供することで
ある。
孔質基材/ポリオレフィン化粧シート用水性接着剤を改
良するのでは、低沸点有機溶剤の除去と生産効率の
大幅な向上を同時に達成するのは困難と判断し、前者に
対しては別系統の水性接着剤の探究と後者に対してはホ
ットプレスの採用を前提に鋭意研究を進めた結果、上記
課題(目的)を解決する水性接着剤を開発し、本発明を
なすに至った。
からなるものである。第1の発明は、ポリビニルアルコ
ールと分子内にメチロール基を有する酢酸ビニル系ポリ
マーとを含むポリマーエマルジョンに対して、酸性金属
塩、有機カルボン酸、有機スルホン酸、鉱酸、塩化アン
モニウムのグループから選択した少なくとも1種以上の
酸性物質を配合することにより、そのpHを1.0〜
3.5の範囲に調製した主剤エマルジョン(A)に対
し、該主剤エマルジョン(A)のポリマー固形分100
質量部当たり、ポリイソシアネート化合物(B)1〜2
0質量部を配合することを特徴とする、多孔質基材/ポ
リオレフィン化粧シート用水性接着剤である。この水性
接着剤は、トルエン、キシレンなどの低沸点有機溶剤を
含有せず、優れた初期接着強さ、耐水接着強さと共に、
低温下において安定した接着性能(以下、単に低温接着
性ということがある。)を発揮することができる。
ジョン(A)の酢酸ビニル系ポリマーにN−メチロール
基を導入すること、主剤エマルジョン(A)に酸性金
属塩、有機カルボン酸、有機スルホン酸、鉱酸、塩化ア
ンモニウムのグループから選択した少なくとも1種以上
の酸性物質を配合してそのpHを1.0〜3.5の範囲
に調製すること、主剤エマルジョン(A)に対し、特
定量のポリイソシアネート化合物(B)を配合すること
の3つの要件が同時に必要で、いずれが欠けても上記の
効果は発揮されない。この水性接着剤において、ポリイ
ソシアネート化合物(B)は、酸性物質と共に主剤エマ
ルジョン(A)におけるポリビニルアルコール及び酢酸
ビニル系ポリマーと架橋結合すると共に、これに加えて
酢酸ビニル系ポリマーに直結したメチロール基と相互作
用する働きを有するものであり、この作用機構は極めて
重要である。
性を発現する上で重要である。pHが1.0未満の場合
にはポリイソシアネート化合物の働きが不活性化し、期
待する効果が発揮されない。一方、pHが3.5を超え
る場合には、ポリイソシアネート化合物が主剤エマルジ
ョン(A)中の水と反応し発泡しながら消耗してしまう
ので好ましくない。酸性物質は、酸性金属塩、有機カル
ボン酸、有機スルホン酸、鉱酸、塩化アンモニウムのい
ずれでも良い。酸性金属塩としては塩化アルミニウム、
塩化ジルコニウム、塩化マグネシウムが、有機カルボン
酸としては酒石酸、クエン酸、酢酸が、有機スルホン酸
としてはP−トルエンスルホン酸が、鉱酸としては塩
酸、硫酸、リン酸がある。
は、主剤エマルジョン(A)のポリマー固形分100質
量部当たり、1〜20質量部である。これが1質量部未
満であると低温下における安定した接着性能、優れた初
期接着強さ、耐水接着強さが発揮されず、又20質量部
を超えると保存中にポリイソシアネート化合物と水との
反応による発泡が激しくなり好ましくない。ポリイソシ
アネート化合物としては分子中に2個以上のイソシアネ
ート基を有するものであれば格別の制限はなく、例え
ば、4, 4’−ジフェニルメタンジイソシアネートポリ
オール(MDI)、ヘキサメチレンジイソシアネート、
キシリレンジイソシアネート、4,4−ジシクロヘキシ
ルメタンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネー
トトリレンジイソシアネート(TDI)、トリフェニル
メタントリイソシアネート等が挙げられる。ポリビニル
アルコールは、酢酸ビニル系ポリマーに対して1〜40
質量%存在することが、最終的に優れた接着性能を発揮
する上で好ましい。
を2.5〜3.5の範囲に調製した主剤エマルジョン
(A)に対し、該主剤エマルジョン(A)のポリマー固
形分100質量部当たり、ポリイソシアネート化合物
(B)2〜6質量部を配合することを特徴とする多孔質
基材/ポリオレフィン化粧シート用水性接着剤である。
このpH範囲とポリイソシアネート化合物配合量の選択
が、本発明の効果を最大限に発揮する。第3の発明は、
第1又は第2の発明において、上記主剤エマルジョン
(A)における酢酸ビニル系ポリマーが、酢酸ビニルモ
ノマー100質量部に対し、炭素数1〜8の(メタ)ア
クリル酸エステル0〜100質量部、N−メチロール
(メタ)アクリルアマイド0.1〜20質量部を重合せ
しめたポリマーであることを特徴とする多孔質基材/ポ
リオレフィン化粧シート用水性接着剤である。このモノ
マーの組み合わせによる酢酸ビニル系ポリマーが本発明
の効果を有効に発揮する。最大限の効果は、酢酸ビニル
モノマー100質量部に対し、C1 〜C8 の(メタ)ア
クリル酸エステル0〜6質量部、N- メチロール(メ
タ)アクリルアマイドを2〜6質量部を重合せしめたポ
リマーである。
明において、上記主剤エマルジョン(A)における酸性
物質が、水溶性多価金属の酸性金属塩であることを特徴
とする多孔質基材/ポリオレフィン化粧シート用水性接
着剤である。酸性物質が酸性金属塩である場合に、本発
明の効果がより良く発揮される。第5の発明は、第4の
発明において、上記水溶性多価金属の酸性金属塩が、塩
化アルミニウムであることを特徴とする多孔質基材/ポ
リオレフィン化粧シート用水性接着剤である。塩化アル
ミニウムはpH調節作用以外に、ポリイソシアネート化
合物とメチロール基との相互作用の促進剤として働くも
のと推定され、最も好ましい酸性金属塩である。第6の
発明は、第1〜第5のいずれかの発明において、上記ポ
リイソシアネート化合物(B)が4, 4’−ジフェニル
メタンジイソシアネートを含有することを特徴とする多
孔質基材/ポリオレフィン化粧シート用水性接着剤であ
る。特に、4, 4’−ジフェニルメタンジイソシアネー
ト(MDI)を含有する、いわゆる粗製MDI(crude
MDI)は、特に優れた接着性能を発揮する。
明の水性接着剤を多孔質基材及び/又はポリオレフィン
化粧シートに塗布し、両者を貼り合わせた後ホットプレ
スすることを特徴とする多孔質基材/ポリオレフィン化
粧シートの積層体の製造方法である。本発明の水性接着
剤はトルエン又はキシレンなどの低沸点有機溶剤を含有
しないため、従来の冷圧プレスに代えてホットプレスが
使用できるので圧締接着時間が極めて短時間(2〜3
分)で済み、大幅な生産性の向上が実現できる。その
上、ホットプレスによる短時間圧締接着が可能となるた
め、少品種大量生産ばかりでなく、近年のジャスト・イ
ン・タイム方式に代表される多品種少量生産にも充分対
応できるので、更なる生産効率のアップが期待できる。
第8の発明は、第1〜第6のいずれかの発明の水性接着
剤を使用して成形されたことを特徴とする多孔質基材/
ポリオレフィン化粧シートの積層体である。トルエン、
キシレン等の低沸点有機溶剤が残存しないのでシックハ
ウス症候群等の原因となる可能性はなく、また製造過程
で低沸点有機溶剤を放出しないので環境に優しい製品と
いえる。
説明するが、本発明がこれらの実施例に限定されないこ
とはいうまでもない。 [主剤エマルジョン(A)の製造について]主剤エマル
ジョン(A)は、様々な方法で製造することができる。
例えば、ポリビニルアルコール(PVA)の存在下で酢
酸ビニル、N−メチロール(メタ)アクリルアマイド、
炭素数1〜8の(メタ)アクリル酸エステルを、周知の
手段で乳化共重合させることによって得られる。なお、
この乳化重合における開始剤としては、特に制限はない
が、例えば過酸化水素、クメンハイドロパーオキシド、
t−ブチルハイドロパーオキシド、過硫酸塩、過酢酸t
−ブチル、過安息香酸t−ブチル等の酸化性物質とロン
ガリット等の還元性物質などの水溶性開始剤が好ましく
用いられる。
的、効果を逸脱しない範囲内で他の水性エマルジョンを
添加することができる。他の水性エマルジョンとして
は、エチレン−酢酸ビニル共重合体エマルジョン、ポリ
クロロプレンエマルジョン、ポリブタジエンエマルジョ
ン、スチレン−ブタジエン共重合体エマルジョン、ブタ
ジエン−アクリロニトリル共重合体エマルジョン、ブチ
ルゴムエマルジョン、ポリアクリル酸エステルエマルジ
ョン、ポリ塩化ビニルエマルジョン、ポリ塩化ビニリデ
ンエマルジョン等が挙げられる。
製)を30cm×30cmの大きさに切り出し基材とす
る。ポリオレフィン化粧シートを31cm×31cmの
大きさに切り出す。低温(10℃)下で、基材に水性接
着剤を40g/m2 の割合で塗布し、該塗布面にポリオ
レフィン化粧シートを重ねゴムロールで圧締仮接着し、
次いで80℃で10kgf/cm2 ×2分の条件でホッ
トプレスした後1分養生し、その後該化粧シートの端を
持って手で引きはがし、破壊状況を観察する。接着性の
評価(○、△、×)は、以下の内容を意味する。 ○:パーティクルボード又はオレフィンシートが材破す
る。 △:パーティクルボードの材破はみられるが、比較的弱
い力ではく離する。 ×:接着剤が凝集破壊する(材破がみられない)。
きはく離試験)について] 上記(a)で○の評価となる接着部材(試験片)を75
mm×75mmの大きさに切り出し、70℃±3℃の温
水中に2時間浸せきした後、60℃±3℃の温度で3時
間乾燥させる。耐水接着性の評価は、接着部材(試験
片)の同一接着層における剥離しない部分の長さがそれ
ぞれの側面に置いて50mm以上であった場合を合格と
する。
及び冷却装置を備えた1リットルの反応器内に、窒素で
置換した後、水425g、ポリビニルアルコール(重合
度1500・鹸化度88%)40gを添加して90℃で
1時間加熱・攪拌してポリビニルアルコールを溶解(以
後、ポリビニルアルコール溶液と呼ぶ。)し、65℃ま
で冷却し、その温度に維持した。酢酸ビニルモノマー4
60g、アクリル酸メチル20g、t−ブチルハイドロ
パーオキシド0.5gを混合し、モノマー混合液とし
た。水50gにN−メチロ−ルアクリルアミド20gを
溶解しN−メチロ−ルアクリルアミド溶液とした。水2
5gにロンガリット0.8g及び重炭酸ナトリウム0.
8gを溶解し開始剤溶液とした。
液、開始剤溶液を定量で滴下し、重合を行った。重合温
度は65〜70℃で実施した。その際、モノマー混合液
は還流が起こらない様に調節した。モノマー混合液滴下
開始30分後、N−メチロ−ルアクリルアミド溶液の滴
下を開始した。モノマー混合液とN−メチロ−ルアクリ
ルアミド溶液の滴下は同時に終了するようにした。モノ
マー混合液の滴下時間は約6時間であった。モノマー混
合液滴下終了後、1時間、70℃に維持した。開始剤溶
液の滴下はモノマー混合液の滴下終了後、1時間長く行
った。その後室温まで冷却し、ポリマー固形分が50%
のエマルジョンを得た。このエマルジョン100質量部
に対し、チタン白(チタン工業(株)製:KD)3質量
部を配合して主剤エマルジョン(A)とした。このエマ
ルジョン(A)中のポリマーのモノマー比(質量)は、
次のとおりである。 酢酸ビニルモノマー:アクリル酸メチル=460:20
=100:4.4 酢酸ビニルモノマー:N−メチロ−ルアクリルアミド=
460:20=100:4.4
(A)100質量部を入れ、攪拌しながら、これに塩化
アルミニウム水溶液(濃度:50重量%)2.0質量部
を添加してpHを2.8に調整し、更に4, 4’−ジフ
ェニルメタンジイソシアネート(MDI)2質量部を添
加して水性接着剤を得た。ポリオレフィン化粧シート 「凸版印刷(株)社製 商品名:アーロンウッド」を用
いた。上記水性接着剤とポリオレフィン化粧シートを用
いて、上記(a)[初期接着強さ]、(b)[耐水接着
強さ(JAS 2類浸せきはく離試験)]の各試験を実
施し、次の表1に示す結果を得た。
ジイソシアネート(MDI)を配合しない以外は実施例
1と同様にして、上記主剤エマルジョン(A)のpHが
2.8の水性接着剤を得た。また、実施例1と同様にし
て、上記各試験を実施し、次の表1に示す結果を得た。 (比較例2)塩化アルミニウム水溶液(濃度:50重量
%)を配合しない以外は実施例1と同様にして、上記主
剤エマルジョン(A)のpHが5.0の水性接着剤を得
た。また、実施例1と同様にして、上記各試験を実施
し、次の表1に示す結果を得た。
製において、N−メチロール(メタ)アクリルアマイド
を配合しない以外は実施例1と同様にして、上記主剤エ
マルジョン(A)のpHが2.8の水性接着剤を得た。
また、実施例1と同様にして、上記各試験を実施し、次
の表1に示す結果を得た。 (比較例4)エチレン酢ビ系エマルジョンとウレタン系
エマルジョンとの混合物(コニシ(株):CVC30
0)100(重量部)に、イソシアネート化合物(コニ
シ(株):硬化剤NV)2.5(重量部)を配合して水
性接着剤を得た。また、実施例1と同様にして、上記各
試験を実施し、次の表1に示す結果を得た。尚、各水性
接着剤のpHは、ガラス電極式水素イオン濃度計(商品
名:型式F−13 (株)堀場製作所製)を使用して測
定した。
(A)の酢酸ビニル系ポリマーにN−メチロール基を導
入すること、主剤エマルジョン(A)に酸性金属塩、
有機カルボン酸、有機スルホン酸、鉱酸のグループから
選択した少なくとも1種以上の酸性物質を配合してその
pHを1.0〜3.5の範囲に調製すること、主剤エ
マルジョン(A)に対し、特定量のポリイソシアネート
化合物(B)を配合することの3つの要件を同時に満足
する実施例1(水性接着剤)のみが、低温下において安
定した接着性能を発揮し、優れた初期接着強さ、耐水接
着強さを示すことが判る。また、ホットプレスを使用す
るので短時間(2分)圧締接着が可能となり、冷圧プレ
ス法(冷圧プレス1時間/常温養生15時間)に比して
著しい生産性の向上が実現できる。
して、「凸版印刷(株)社製 商品名:ORWボイスオ
ーク」を用いる以外は実施例1と同様にして、次の表2
に示す結果を得た。 (実施例3)ポリオレフィン化粧シートとして、「凸版
印刷(株)社製 商品名:ORDスピンサンド」を用い
る以外は実施例1と同様にして、次の表2に示す結果を
得た。
して、「大日本印刷(株)社製 商品名:ゴーイングオ
ーク−サフマーレ」を用いる以外は実施例1と同様にし
て、次の表2に示す結果を得た。 (実施例5)ポリオレフィン化粧シートとして、「大日
本印刷(株)社製 商品名:チェルドNP−サフマー
レ」を用いる以外は実施例1と同様にして、次の表2に
示す結果を得た。 (実施例6)ポリオレフィン化粧シートとして、「大日
本印刷(株)社製 商品名:WS13E」を用いる以外
は実施例1と同様にして、次の表2に示す結果を得た。
表2の結果によると、実施例1の水性接着剤は各種ポリ
オレフィン化粧シートに対し、同様に、低温下において
安定した接着性能を発揮し、優れた初期接着強さ、耐水
接着強さを示すことが判る。
問題であった、トルエン、キシレンなどの低沸点有機溶
剤を配合することなく、優れた初期接着強さ、耐水接着
強さと共に、低温下において安定した接着性能を発揮
し、且つ極めて高い生産効率を達成することができる多
孔質基材/ポリオレフィン化粧シート用水性接着剤を提
供することができるので、プリント合板を始めとする接
着技術分野において多大な貢献をすることができる。
Claims (8)
- 【請求項1】 ポリビニルアルコールと分子内にメチロ
ール基を有する酢酸ビニル系ポリマーとを含むポリマー
エマルジョンに対して、酸性金属塩、有機カルボン酸、
有機スルホン酸、鉱酸、塩化アンモニウムのグループか
ら選択した少なくとも1種以上の酸性物質を配合するこ
とにより、そのpHを1.0〜3.5の範囲に調製した
主剤エマルジョン(A)に対し、該主剤エマルジョン
(A)のポリマー固形分100質量部当たり、ポリイソ
シアネート化合物(B)1〜20質量部を配合すること
を特徴とする、多孔質基材/ポリオレフィン化粧シート
用水性接着剤。 - 【請求項2】 pHを2.5〜3.5の範囲に調製した
主剤エマルジョン(A)に対し、該主剤エマルジョン
(A)のポリマー固形分100質量部当たり、ポリイソ
シアネート化合物(B)2〜6質量部を配合することを
特徴とする請求項1に記載の多孔質基材/ポリオレフィ
ン化粧シート用水性接着剤。 - 【請求項3】 上記主剤エマルジョン(A)における酢
酸ビニル系ポリマーが、酢酸ビニルモノマー100質量
部に対し、炭素数1〜8の(メタ)アクリル酸エステル
0〜100質量部、N−メチロール(メタ)アクリルア
マイド0.1〜20質量部を重合せしめたポリマーであ
る請求項1又は請求項2に記載の多孔質基材/ポリオレ
フィン化粧シート用水性接着剤。 - 【請求項4】 上記主剤エマルジョン(A)における酸
性物質が、水溶性多価金属の酸性金属塩であることを特
徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の多孔質基
材/ポリオレフィン化粧シート用水性接着剤。 - 【請求項5】 上記水溶性多価金属の酸性金属塩が、塩
化アルミニウムであることを特徴とする請求項4に記載
の多孔質基材/ポリオレフィン化粧シート用水性接着
剤。 - 【請求項6】 上記ポリイソシアネート化合物(B)が
4, 4’−ジフェニルメタンジイソシアネートを含有す
ることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載
の多孔質基材/ポリオレフィン化粧シート用水性接着
剤。 - 【請求項7】 請求項1〜6のいずれか1項に記載の水
性接着剤を多孔質基材及び/又はポリオレフィン化粧シ
ートに塗布し、両者を貼り合わせた後ホットプレスする
ことを特徴とする多孔質基材/ポリオレフィン化粧シー
トの積層体の製造方法。 - 【請求項8】 請求項1〜6のいずれか1項に記載の水
性接着剤を使用して成形されたことを特徴とする多孔質
基材/ポリオレフィン化粧シートの積層体。
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CN103602305A (zh) * | 2013-11-18 | 2014-02-26 | 东北林业大学 | 单组份水性高分子-异氰酸酯复合胶黏剂的制备方法及其使用方法 |
CN117210166A (zh) * | 2023-09-21 | 2023-12-12 | 科顺民用建材有限公司 | 用于制备胶粘剂的组合物、胶粘剂及其制备方法和应用 |
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CN117210166B (zh) * | 2023-09-21 | 2024-03-12 | 科顺民用建材有限公司 | 用于制备胶粘剂的组合物、胶粘剂及其制备方法和应用 |
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