JP2008545909A - 無定形ポリ−α−オレフィンおよび/または変性された無定形ポリ−α−オレフィンを基礎とするホットメルト接着剤での人工芝素材の裏面固定化 - Google Patents

無定形ポリ−α−オレフィンおよび/または変性された無定形ポリ−α−オレフィンを基礎とするホットメルト接着剤での人工芝素材の裏面固定化 Download PDF

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Abstract

本発明は、無定形ポリ−α−オレフィンおよび/または変性された無定形ポリ−α−オレフィンを基礎とするホットメルト接着剤での人工芝素材の裏面固定化、該人工芝素材の製造法ならびに人工芝素材を裏面固定化するための、無定形ポリ−α−オレフィンおよび/または変性された無定形ポリ−α−オレフィンを基礎とするホットメルト接着剤の使用に関する。

Description

本発明は、無定形ポリ−α−オレフィンおよび/または変性された無定形ポリ−α−オレフィンを基礎とするホットメルト接着剤での人工芝素材の裏面固定化、該人工芝素材の製造法、および人工芝素材を裏面固定化するための、無定形ポリ−α−オレフィンおよび/または変性された無定形ポリ−α−オレフィンを基礎とするホットメルト接着剤の使用に関する。
現在まで、ポリエーテルまたはポリプロピレン、しかもポリエステルまたはポリアミド、またはコポリマーからなる人工芝素材の条片糸(Baendchengarne)は、専ら種々の量の白亜で充填された、水性系、例えばSBRラテックスで固定される。
水性系での結合の場合には、被覆後に水は、蒸発されなければならない。これは、多大なエネルギーおよび時間を費やしながら60〜80mの長さの乾燥通路中で行なわれる。
部分的にポールは、ポリウレタンでも固定される。高い材料費およびイソシアネートを輸送するための高度な方法は、前記系の欠点である。
選り分けの純粋なリサイクルは、公知技術水準の所産では不可能である。
従って、人工芝素材の背後からの固定を簡単な方法で生じさせ、この場合にラテックスまたはポリウレタンの使用と関連した欠点を回避させる方法を提供するという課題が課された。
この課題は、裏面固定化のために、無定形ポリ−α−オレフィンおよび/または変性された無定形ポリ−α−オレフィンを基礎とするホットメルト接着剤を使用することによって解決された。
本発明の対象は、人工芝素材が裏面固定化のために、無定形ポリ−α−オレフィンおよび/または変性された無定形ポリ−α−オレフィンを基礎とするホットメルト接着剤を含有することによって特徴付けられる人工芝素材である。
また、本発明の対象は、無定形ポリ−α−オレフィンおよび/または変性された無定形ポリ−α−オレフィンを基礎とするホットメルト接着剤を使用することによって特徴付けられる、人工芝素材を裏面固定化する方法である。
他の対象は、人工芝素材の裏面固定化のための、無定形ポリ−α−オレフィンおよび/または変性された無定形ポリ−α−オレフィンを基礎とするホットメルト接着剤の使用である。
本発明にとって本質的なことは、人工芝素材の起毛された条片は、ホットメルト接着剤での完全な被覆または部分的な被覆によって人工芝素材の裏面上に結合されるという処置である。
無定形ポリ−α−オレフィンおよび/または変性された無定形ポリ−α−オレフィンを基礎とするホットメルト接着剤の使用は、人工芝素材を裏面固定化する確立された方法と比較して顕著な利点を有する。乾燥工程をなくすことによって、長い乾燥通路の使用は、省略される。相応する被覆層は、著しくコンパクトな構造形式で形成されることができる。もはや不要な乾燥工程により、長い乾燥通路の使用および凝縮水の後処理は、省略される。好ましい投資費用と共に、このような方法の経常費は、人工芝1m2当たり水400〜600gの蒸発のためよりも著しく低くなる。それというのも、ホットメルト接着剤の調製および塗布のためには、エネルギーの一部分だけが必要とされるからである。
好ましいのは、十分に無定形のポリ−α−オレフィンおよび/または変性された無定形ポリ−α−オレフィン20〜100質量%を含有するホットメルト接着剤が溶融液として平面状に、100〜2000g/cm2の塗布質量が生じるように人工芝素材の裏面上に塗布されることによって特徴付けられる人工芝素材であり、この場合被覆材料の溶融粘度は、190℃で300mPas〜30000mPasの範囲内にある。
ホットメルト接着剤は、一般に次の組成を有する:
a)少なくとも1つの十分に無定形のポリ−α−オレフィン0〜100質量%、
b)少なくとも1つの変性された無定形ポリ−α−オレフィン0〜100質量%、
c)少なくとも1つの樹脂0〜40質量%、
d)少なくとも1つの変性された結晶性ポリプロピレン0〜20質量%、
e)少なくとも1つの結晶性ポリオレフィン0〜20質量%、
f)充填剤または顔料0〜80質量%、
g)少なくとも1つの難燃剤0〜20質量%、
h)少なくとも1つのワックス0〜20質量%。
DIN 53019により回転粘度計中で測定された、190℃でのホットメルト接着剤の溶融粘度は、300mPas〜30000mPasの範囲内、有利に600mPas〜20000mPasの範囲内、特に有利に800〜10000mPasの範囲内、殊に有利に1000〜7000mPasの範囲内にある。ホットメルト接着剤は、平面状に、100〜2000g/cm2、有利に200〜1500g/cm2、特に有利に300〜1000g/cm2の塗布量が生じるように人工芝素材の裏面上に塗布される。
十分に無定形のポリ−α−オレフィンa)としては、殊に次のモノマー組成が適している:
エテン0〜20質量%、有利に0.1〜15質量%、
プロペン0〜100質量%、有利に20〜95質量%ならびに
4〜20個の炭素原子を有する線状および/または分枝鎖状のα−オレフィンモノマー0〜100質量%、有利に0.1〜80質量%、この場合1−ブテン、1−ペンテン、1−ヘキセン、1−ヘプテン、1−オクテン、1−デセン、1−ドデセンおよび1−オクタデセンは、特に好ましい(コ)モノマーである。
本発明による十分に無定形のポリ−α−オレフィンは、(これに制限することなく)アタクチックポリプロピレン(APP)、アタクチックポリ−1−ブテン、プロペン−エテン−コモノマー、プロペン−1−ブテン−コモノマー、1−ブテン−エテン−コモノマーおよびプロペン−1−ブテン−エテン−ターポリマーである。
1つの好ましい実施態様において、70〜165℃の軟化点(DIN EN 1427による環球法)、300〜200000mPasの190℃での溶融粘度(DIN 53019による)、0.90g/cm3未満の密度および3〜50 0.1mmのDIN EN 1426による針入度100/25/5を有する十分に無定形のポリ−α−オレフィンが使用される。相応するポリマーは、意図的に重合することによって公知技術水準により製造されてよい。
十分に無定形のポリ−α−オレフィンの結晶性含量は、例えばDSC法(DIN 53765による)により溶融エンタルピーを測定することによって評価することができる。この場合、計量供給された試料は、最初に10℃/分の加熱速度で−100℃から+210℃にまで加熱され、次に10℃/分の速度で再び−100℃に冷却される。こうして試料の熱的前歴が消去された後に、再び10℃/分の速度で210℃に加熱され、この場合には、微結晶融点Tmに帰因する融点ピークの積分によって試料の溶融エンタルピーは、測定される。本発明の範囲内で十分に無定形のポリ−α−オレフィンの溶融エンタルピーは、最大で100J/g、有利に最大で60J/g、特に有利に最大で40J/gである。溶融エンタルピーの下限は、1J/g、有利に2J/g、特に有利に4J/gである。
好ましくは、使用時にホットメルト接着剤は、十分に無定形のポリ−α−オレフィンa)を5〜100質量%、特に有利に20〜97質量%含有する。
変性された無定形ポリ−α−オレフィンb)としては、無水マレイン酸官能価および/またはシラン官能価を有するもの、殊にシラン変性されたポリプロピレン、シラン変性されたポリ−1−ブテン、シラン変性されたプロペン−エテン−コポリマー、シラン変性されたプロペン−1−ブテン−コポリマー、シラン変性された1−ブテン−エテン−コポリマー、シラン変性されたプロペン−1−ブテン−エテン−ターポリマーおよび/またはMSA(無水マレイン酸)で変性されたプロペン−エテン−コポリマー、MSA変性されたポリプロピレン、MSA変性されたプロペン−1−ブテン−コポリマー、MSA変性された1−ブテン−エテン−コポリマー、MSA変性されたプロペン−1−ブテン−エテン−ターポリマーが適している。勿論、種々のポリ−α−オレフィンと変性されたポリ−α−オレフィンとの混合物が使用されてもよい。
好ましくは、使用時にホットメルト接着剤は、変性された無定形ポリ−α−オレフィンb)を5〜100質量%、特に有利に30〜70質量%含有する。
成分c)の樹脂は、例えば天然または合成のテルペン樹脂、変性されたテルペン樹脂、コロホニウム樹脂、クマロン−インデン樹脂、脂肪族、脂肪族−芳香族または芳香族の変性された炭化水素樹脂、液状樹脂、水素化環状炭化水素樹脂またはエステル樹脂、例えば完全または部分的に水素化されたコロホニウムグリセリンエステル樹脂またはコロホニウム樹脂の水素化されたペンタエリトリットエステルである。しかし、ポリ−α−オレフィンと相容性であるかまたは部分的に相容性である別の樹脂が使用されてもよい。
ホットメルト接着剤は、有利に樹脂c)を0.1〜35質量%、特に有利に5〜30質量%含有する。
成分d)の変性された結晶性ポリプロピレンは、一般にMSA変性されたポリプロピレンである。同様に、(メタ)アクリル酸変性されたポリプロピレンが使用されてもよい。
好ましくは、ホットメルト接着剤は、使用時に成分d)を1〜15質量%、特に有利に2〜10質量%含有する。
成分e)の結晶性ポリオレフィンとしては、特にアイソタクチックポリプロピレンまたはアイソタクチックポリ−1−ブテンが適している。この場合には、ホモポリマーならびにコポリマー、例えばプロペン−1−ブテンコポリマー、エテン−プロペン−ランダムコポリマーまたはエテン−プロペンブロックコポリマーが使用されてよい。
好ましくは、ホットメルト接着剤は、使用時に成分e)を1〜15質量%、特に有利に2〜10質量%含有する。
成分f)の充填剤または顔料は、例えばカーボンブラック、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、酸化アルミニウム、水酸化アルミニウムまたは水酸化マグネシウム(これは、同時に難燃剤として作用することもできる)、黒鉛、無機または有機有色顔料または白色顔料であることができる。
この場合、好ましくは、使用時に0.05〜70質量%、特に有利に1〜60質量%が使用される。
成分g)の難燃剤としては、ポリオレフィン成形材料に常用の全ての難燃剤を使用することができる。殊に、臭素化されたかまたは燐含有の難燃剤がこれに該当する。被覆材料は、使用時に有利に難燃剤0.05〜10質量%を含有する。
ワックスh)としては、常用の全てのポリエチレンワックスまたはポリプロピレンワックス、例えばフィッシャー−トロプシュワックスまたはポリエチレンワックス、但し、例えばこのポリエチレンワックスは、エチレンを重合することによって取得されるかまたは高分子量のポリエチレンを分解することによって取得されるものとし、十分に精製されたパラフィン(Tafelparaffine)または微結晶性石油パラフィンを使用することができる。被覆材料は、有利に使用時にワックスを有利に0.1〜15質量%、特に有利に2〜12質量%含有する。
特殊な使用技術的要件を満たすべき場合には、なお全体的に最大30質量%の別の添加剤、例えばエチレン−ビニルアセテートコポリマー、ポリイソブテン、ゴム(EPM、EPDM、SEBS)、鉱油、安定剤および/または静電防止剤を含有していてよい。
環球法で測定されたホットメルト接着剤の軟化点は、有利に少なくとも80℃、特に有利に少なくとも85℃、殊に有利に少なくとも90℃であり、一方で、有利には、最大165℃、特に有利に最大150℃、殊に有利に最大140℃である。
ホットメルト接着剤は、人工芝素材の裏面上に、例えばナイフ塗布法、噴霧塗布法、ロール塗布法または幅広スリットノズルを用いて施こされてよい。
塗布温度は、被覆材料の軟化温度を上廻り、一般に100〜190℃の範囲内にあり;コポリマーのと負温度は、勿論、被覆すべき人工芝の材料に左右される。ポリエチレン繊維またはポリプロピレン繊維からの人工芝素材の場合には、特に有利に140〜160℃の塗布温度で作業され、一方で、例えばPA66からなる、よりいっそう高融点の人工芝素材は、原理的に170℃を上廻る塗布温度を許容する。
必要とされる被覆質量は、殊に撚糸(Baendchengarne)の厚さに依存する。
望ましい場合には、作業工程で同時に裏面を固定化することができ、ならびにフリース、フェルトまたはフォーム材料を貼り合わせることができ、この場合最後のフォーム材料は、多数の異なる材料から形成されていてよい。望ましい場合には、同じ塗布系で重質の被覆材料を裏面固定化に引き続いて適用することができる。
純粋な種類の原料を本発明により使用されるホットメルト接着剤中に専ら使用することによって、例えばポリエチレン、ポリプロピレンまたはポリアミドからなることができる人工芝のリサイクルが明らかに簡易化される。人工芝材料としてのポリエチレンおよびポリプロピレンの場合には、純粋な種類のリサイクルが可能である。
ラテックス被覆と比較してエネルギーの節約と共に、本発明は、現在確立されている公知技術水準に対して経済的ならびに環境保護的で資源を大事にする、新しい可能性とみなすことができる。
次に、本発明を例示的に詳説する。
実施例
1.ホットメルト接着剤の製造
1.1ホットメルト接着剤1
1.1.a油加熱された攪拌釜中で次の物質を190℃で攪拌しながら溶融した:
8000mPas/190℃の溶融粘度を有する、十分に無定形の、プロペン含量に富んだポリ−α−オレフィンa)42.5質量部(VESTOPLAST(登録商標)708;20 0.1mmの25℃での針入度;軟化点106℃)ならびに8000mPas/190℃の溶融粘度を有する、十分に無定形の、ブテン含量に富んだポリ−α−オレフィンa)42.5質量部(VESTOPLAST(登録商標)508;14 0.1mmの25℃での針入度;軟化点84℃)。
MSA変性されたポリプロピレンd)5質量部[160g/10分間のMFR(2.16kg、230℃)を有するExxelor(登録商標)PO 1015]を混入した。
その後に、脂肪族炭化水素樹脂10質量部を少量ずつ供給した(EASTOTAC(登録商標)HI 30、粘度1000mPas/190℃;軟化点130℃)。
全混合物を攪拌しながら180℃で1時間均一化した。
次の性質を有する物質が得られた:
軟化点、環球法:141℃ 針入度100/25/5:140.1mm、190℃での溶融粘度8000mPas。
1.2ホットメルト接着剤2
1.2.a 項目1.1.aの記載と同様に、次の物質を不活性ガス雰囲気下で混合した:
5000mPas/190℃の溶融粘度を有する、シラン変性された、プロペン含量に富んだポリ−α−オレフィンb)50質量部(VESTOPLAST(登録商標)206;19 0.1mmの25℃での針入度;軟化点98℃)、
8000mPas/190℃の溶融粘度を有する、十分に無定形の、プロペン含量に富んだポリ−α−オレフィンa)30質量部(VESTOPLAST(登録商標)708;20 0.1mmの25℃での針入度;軟化点106℃)、
脂肪族炭化水素樹脂c)20質量部(ESCOREZ(登録商標)5320;粘度2000mPas/175℃;軟化点125℃)。
次の性質を有する物質が得られた:
軟化点、環球法:96℃、
針入度100/25/5:20 0.1mm、
190℃での溶融粘度4000mPas。
2.人工芝素材の裏面固定化
試験1:
1250g/cm2の全質量を有するポリプロピレン担体織物を有するポリプロピレン条片材料からなる起毛された人工芝素材を使用した。条片のポール(Baendchenpole)を担体織物中に固定するために、人工芝の裏面を前記ホットメルト接着剤1で被覆した。前塗被材料を、加熱されたロールに対向して作業する、160℃に加熱されたドクターナイフ(Messerrakel)によって帯状人工芝の裏面に施こした。この場合、ホットメルト接着剤の温度は、160℃であり、被覆速度は、5m/分であり、塗布質量は、1000g/cm2であった。
裏面固定化によって、条片のポールを担体織物で固定した。いぼ状の突起の引抜強度(Noppenausreissfestigkeit)は、1日後に4kg/ポールであった。
試験2:
1450g/cm2の全質量を有するポリエステル担体織物を有するポリエチレン条片材料からなる起毛された人工芝素材を使用した。条片のポール(Baendchenpole)を担体織物中に固定するために、人工芝の裏面を前記ホットメルト接着剤2で被覆した。前塗被材料を、加熱されたロールに対向して作業する、160℃に加熱されたドクターナイフ(Messerrakel)によって帯状人工芝の裏面に施こした。この場合、ホットメルト接着剤の温度は、150℃であり、被覆速度は、5m/分であり、塗布質量は、600g/cm2であった。
条片のポールを担体織物で固定した。いぼ状の突起の引抜強度は、1日後に3.9kg/ポールおよび5日後に4.9kg/ポールであった。

Claims (26)

  1. 人工芝素材において、この人工芝素材が裏面固定化のために無定形ポリ−α−オレフィンおよび/または変性された無定形ポリ−α−オレフィンを基礎とするホットメルト接着剤を含有することを特徴とする、人工芝素材。
  2. 人工芝素材において、十分に無定形のポリ−α−オレフィンおよび/または変性された無定形ポリ−α−オレフィン20〜100質量%を含有するホットメルト接着剤が溶融液として平面状に、100〜2000g/cm2の塗布質量が生じるように人工芝素材の裏面上に塗布されており、この場合被覆材料の溶融粘度は、190℃で300mPas〜30000mPasの範囲内にあることを特徴とする、人工芝素材。
  3. ホットメルト接着剤が次の組成:
    a)少なくとも1つの十分に無定形のポリ−α−オレフィン0〜100質量%、
    b)少なくとも1つの変性された無定形ポリ−α−オレフィン0〜100質量%、
    c)少なくとも1つの樹脂0〜40質量%、
    d)少なくとも1つの変性された結晶性ポリプロピレン0〜20質量%、
    e)少なくとも1つの結晶性ポリオレフィン0〜20質量%、
    f)充填剤または顔料0〜80質量%、
    g)少なくとも1つの難燃剤0〜20質量%ならびに
    h)少なくとも1つのワックス0〜20質量%を有する、請求項1または2記載の人工芝素材。
  4. 十分に無定形のポリ−α−オレフィンa)が
    エテン0〜20質量%、
    プロペン0〜100質量%ならびに
    4〜20個の炭素原子を有する線状および/または分枝鎖状のα−オレフィンモノマー0〜100質量%のモノマー組成を有する、請求項1から3までのいずれか1項に記載の人工芝素材。
  5. 十分に無定形のポリ−α−オレフィンa)がアタクチックポリプロピレン(APP)、アタクチックポリ−1−ブテン、プロペン−エテン−コポリマー、プロペン−1−ブテン−コポリマー、1−ブテン−エテン−コポリマーおよびプロペン−1−ブテン−エテン−ターポリマーの群から選択されている、請求項1から4までのいずれか1項に記載の人工芝素材。
  6. 十分に無定形のポリ−α−オレフィンa)が70〜165℃の軟化点、2000〜200000mPasの190℃での溶融粘度、0.90g/cm3未満の密度および3〜50 0.1mmの針入度を有する、請求項1から5までのいずれか1項に記載の人工芝素材。
  7. ホットメルト接着剤が十分に無定形のポリ−α−オレフィンa)を5〜100質量%含有する、請求項1から6までのいずれか1項に記載の人工芝素材。
  8. ホットメルト接着剤が変性された無定形ポリ−α−オレフィンb)として無水マレイン酸官能価および/またはシラン官能価を有するものを含有する、請求項1から7までのいずれか1項に記載の人工芝素材。
  9. ホットメルト接着剤が変性された無定形ポリ−α−オレフィンb)を5〜100質量%含有する、請求項1から8までのいずれか1項に記載の人工芝素材。
  10. 成分b)として、シラン変性されたポリプロピレン、シラン変性されたポリ−1−ブテン、シラン変性されたプロペン−エテン−コポリマー、シラン変性されたプロペン−1−ブテン−コポリマー、シラン変性された1−ブテン−エテン−コポリマー、シラン変性されたプロペン−1−ブテン−エテン−ターポリマーおよび/またはMSA(無水マレイン酸)で変性されたプロペン−エテン−コポリマー、MSA変性されたポリプロピレン、MSA変性されたプロペン−1−ブテン−コポリマー、MSA変性された1−ブテン−エテン−コポリマーおよび/またはMSA変性されたプロペン−1−ブテン−エテン−ターポリマーが含有されている、請求項1から9までのいずれか1項に記載の人工芝素材。
  11. 樹脂c)として、天然または合成のテルペン樹脂、変性されたテルペン樹脂、コロホニウム樹脂、クマロン−インデン樹脂、脂肪族、脂肪族−芳香族または芳香族の変性された炭化水素樹脂、液状樹脂、水素化環状炭化水素樹脂またはエステル樹脂、例えば完全または部分的に水素化されたコロホニウムグリセリンエステル樹脂および/またはコロホニウム樹脂の水素化されたペンタエリトリットエステルが含有されている、請求項1から10までのいずれか1項に記載の人工芝素材。
  12. ホットメルト接着剤が樹脂c)0.1〜35質量%を含有する、請求項1から11までのいずれか1項に記載の人工芝素材。
  13. ホットメルト接着剤が変性された結晶性ポリプロピレンd)1〜15質量%を含有する、請求項1から12までのいずれか1項に記載の人工芝素材。
  14. 成分d)として無水マレイン酸または(メタ)アクリル酸で変性された結晶性ポリプロピレンが含有されている、請求項1から13までのいずれか1項に記載の人工芝素材。
  15. ホットメルト接着剤が結晶性ポリオレフィンe)1〜15質量%を含有する、請求項1から14までのいずれか1項に記載の人工芝素材。
  16. 成分e)としてアイソタクチックポリプロピレン、アイソタクチックポリ−1−ブテン、プロペン−1−ブテンコポリマー、エテン−プロペン−ランダムコポリマーおよび/またはエテン−プロペンブロックコポリマーが含有されている、請求項1から15までのいずれか1項に記載の人工芝素材。
  17. ホットメルト接着剤が成分f)0.05〜70質量%を含有する、請求項1から16までのいずれか1項に記載の人工芝素材。
  18. 成分f)としてカーボンブラック、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、酸化アルミニウム、水酸化アルミニウムまたは水酸化マグネシウム、黒鉛、無機または有機有色顔料および/または白色顔料が含有されている、請求項1から17までのいずれか1項に記載の人工芝素材。
  19. ホットメルト接着剤が成分g)0.05〜10質量%を含有する、請求項1から18までのいずれか1項に記載の人工芝素材。
  20. ホットメルト接着剤がワックスh)0.1〜15質量%を含有する、請求項1から19までのいずれか1項に記載の人工芝素材。
  21. 成分h)としてフィッシャー−トロプシュワックスまたはポリエチレンパラフィンが含有されている、請求項1から20までのいずれか1項に記載の人工芝素材。
  22. 人工芝素材を裏面固定化する方法において、無定形ポリ−α−オレフィンおよび/または変性された無定形ポリ−α−オレフィンを基礎とするホットメルト接着剤を使用することを特徴とする、人工芝素材を裏面固定化する方法。
  23. 十分に無定形のポリ−α−オレフィンおよび/または変性された無定形ポリ−α−オレフィン20〜100質量%を含有するホットメルト接着剤を溶融液として平面状に、100〜2000g/cm2の塗布質量が生じるように人工芝素材の裏面上に塗布し、この場合被覆材料の溶融粘度は、190℃で300mPas〜30000mPasの範囲内にある、請求項22記載の方法。
  24. 請求項2から21までのいずれか1項に記載のホットメルト接着剤を使用する、請求項22または23記載の方法。
  25. 人工芝素材を裏面固定化するための、無定形ポリ−α−オレフィンおよび/または変性された無定形ポリ−α−オレフィンを基礎とするホットメルト接着剤の使用。
  26. 請求項2から21までのいずれか1項に記載のホットメルト接着剤を使用する、請求項25記載の使用。
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