JP2017536972A - 硬化性接着剤組成物を用いてスパイラル形濾過モジュールを製造する方法及びそれによって製造されるモジュール - Google Patents
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Abstract
マルチパック無溶媒硬化性接着剤組成物を用いてスパイラル形濾過モジュールを製造する方法。この接着剤組成物は、多官能Michaelドナーと、多官能Michaelアクセプターと、Michael反応触媒とを含む。スパイラル形濾過モジュールも含まれる。
Description
本出願は、2014年10月1日に出願された米国仮出願第62/058,468号の利益を主張し、この出願は本明細書に援用されている。
本発明は、好適な触媒存在下、MichaelドナーとMichaelアクセプターとのMichael反応によって得ることができるマルチパック無溶媒接着剤組成物、濾過技術分野における、特にスパイラル形濾過モジュールを製造する際の、この組成物の使用、及びそれによって製造されるモジュールに関する。
「限外濾過」という用語は、別途記載のない限り、本明細書では、精密濾過、ナノ濾過、限外濾過、逆浸透及び気体分離を包含することを意図している。
スパイラル形濾過モジュールは、膜シートと、浸透性担体と、浸透性収集管の周りに巻き付けられたフィードスペーサーとを含む。それぞれの膜シートは、膜側と裏打ち側とを有し、典型的には、その幅に沿って半分に折り畳まれて、2つの膜リーフを現し、この膜リーフが折り畳み線に沿って一体的に接合されてリーフパケットを形成する。それぞれのリーフパケット中の膜リーフは、シートの膜側が互いに面するように配向される。2つ以上のリーフパケットがスパイラル形濾過モジュールに使用される場合、リーフ側面縁部、及び浸透性収集管から離れたリーフの軸方向縁部を接着剤によって封止することによって、2つずつのリーフパケットが一緒に結合されて膜エンロープを形成する。このエンベロープの構築によって、膜リーフを通った半径方向からのみ浸透性担体への接近が可能になる。
スパイラル形濾過モジュールを製造するために、2成分硬化性イソシアネート系接着剤が使用されてきた。
本発明は、毒性が低く(すなわち、イソシアネートを含まず)、硬化すると適切な特徴を有することから、濾過用途、特にスパイラル形濾過モジュールを製造する際に使用するのに好適である、マルチパック無溶媒周囲温度硬化性の接着剤組成物に関する。
一態様において、本発明は、スパイラル形濾過モジュールを製造する方法を特徴とする。モジュールは、浸透性収集管と、この収集管の周りに巻き付けられた1つ以上の膜リーフパケットとを含む。それぞれの膜リーフパケットは、第1の膜リーフと、第2の膜リーフとを有し、それぞれの膜リーフは、膜側と裏打ち側とを有する。この方法は、多官能Michaelドナー、多官能Michaelアクセプター、及びMichael反応触媒を組み合わせ、第1の膜リーフの裏打ち側の少なくとも一部に接着剤組成物の混合物を塗布し、収集管の周りに膜リーフパケット(複数可)を巻き付け、接着剤組成物を固化及び硬化させ、それによって、第2の膜リーフの裏打ち側を、第1の膜リーフの裏打ち側に結合することによって、マルチパック無溶媒接着剤組成物の混合物を調製することを含む。
いくつかの実施形態において、接着剤組成物は、25℃で1,000センチポイズ(cP)〜100,000cPの初期粘度、並びに25℃及び相対湿度50%で7日間硬化させた後に60以上のショアA硬度を示す。
一実施形態において、接着剤組成物は、最大75重量%の充填剤をさらに含む。
一実施形態において、触媒は、pKaが11を超える共役酸を有する。
別の態様において、本発明は、浸透性収集管と、1つ以上の膜リーフパケットとを含むスパイラル形濾過モジュールを特徴とする。それぞれの膜リーフパケットは、第1の膜リーフと、第2の膜リーフとを有し、第1及び第2のそれぞれの膜リーフは、膜側と裏打ち側とを有する。1つ以上の膜リーフパケットは、多官能Michaelドナー、多官能Michaelアクセプター、及びMichael反応触媒の反応生成物を含む接着剤組成物によって第2の膜リーフの裏打ち側が第1の膜リーフの裏打ち側に結合されるように、収集管の周りに巻き付けられる。
本発明のマルチパック無溶媒接着剤組成物は、マルチパックを組み合わせると、接着剤がシートに塗布されたときに接着剤が膜シートに浸透することを可能にするような適切な初期粘度及びゲル化時間を示す。この接着剤は、強酸及び強塩基溶液に対する良好な耐水性化学性、良好な加水分解安定性、並びに優れた可撓性も示す。これらの特徴は、食品用途及び乳製品用途、例えば逆浸透フィルタ、並びに他の用途のためのスパイラル形要素の製造に特に有益である。
本発明のさらなる目的は、以下のさらなる説明から明らかになるだろう。
用語集
本発明に関して、これらの用語には、以下で記載する意味がある。
「Michael反応」は、カルボアニオン又は求核試薬と、活性化したα,β−不飽和カルボニル化合物又は活性化したα,β−不飽和カルボニル基との付加反応を指す。「Michael反応」は、炭素−炭素結合を形成するための周知の反応であり、α,β−不飽和カルボニル化合物への、安定化したカルボアニオンの1,4−付加を伴う。
本発明に関して、これらの用語には、以下で記載する意味がある。
「Michael反応」は、カルボアニオン又は求核試薬と、活性化したα,β−不飽和カルボニル化合物又は活性化したα,β−不飽和カルボニル基との付加反応を指す。「Michael反応」は、炭素−炭素結合を形成するための周知の反応であり、α,β−不飽和カルボニル化合物への、安定化したカルボアニオンの1,4−付加を伴う。
「Michaelドナー」は、少なくとも1個のMichaelドナー官能基を含む化合物を指し、Michaelドナー官能基とは、少なくとも1個のMichael活性水素原子を含有する官能基であり、Michael活性水素原子とは、2個の電子吸引基、例えば、C=O及び/又はC≡N、及び/又はNO2(ニトロ)、及び/又はSO2R(スルホン、Rは、アルキル(直鎖、分枝鎖、又は環状)、アリール、ヘテロアリール、アルカリール、アルクヘテロアリール、これらの誘導体及び置換バージョンなどの有機ラジカルである)の間に位置する炭素原子に結合した水素原子である。
「Michaelアクセプター」は、構造(I)を有する少なくとも1個のMichaelアクセプター官能基を含む化合物を指す。
「Michaelアクセプター」は、構造(II)を有する少なくとも1個のMichaelアクセプター官能基を含む化合物も指す。
「ゲル化時間」は、接着剤組成物がゲル化状態に達し、その時点で接着剤組成物を加工することができなくなるまでの時間を指す。
「当量」は、化合物の分子量を、Michael反応に関連する化合物の反応基又は官能基の数で割ったものであると定義される。
「周囲温度」は、25℃+/−5℃の温度を指す。
「(メタ)アクリレート」は、アクリレート又はメタクリレートを指し、「(メタ)アクリル」は、アクリル又はメタクリルを指す。
本開示は、マルチパック無溶媒硬化性接着剤組成物、及びスパイラル形濾過モジュールを製造する際のこの組成物の使用に関する。
接着剤組成物
接着剤組成物は、Michaelドナーと、Michaelアクセプターと、Michael反応触媒とを含み、マルチパック系である。すなわち、この組成物は、本明細書に記載されるような2つ以上の部分を含む。それぞれの部分の成分(複数可)は、塗布前に全ての容器の内容物が一緒に混合されて接着剤組成物の混合物を形成するまで、容器(パック)に他とは別個に保存される。塗布し、硬化すると、固体の接着剤が形成し、膜シートを一緒に接着する。「マルチパック」という句は、本明細書では、「マルチパート」という句と互換可能である。
接着剤組成物は、Michaelドナーと、Michaelアクセプターと、Michael反応触媒とを含み、マルチパック系である。すなわち、この組成物は、本明細書に記載されるような2つ以上の部分を含む。それぞれの部分の成分(複数可)は、塗布前に全ての容器の内容物が一緒に混合されて接着剤組成物の混合物を形成するまで、容器(パック)に他とは別個に保存される。塗布し、硬化すると、固体の接着剤が形成し、膜シートを一緒に接着する。「マルチパック」という句は、本明細書では、「マルチパート」という句と互換可能である。
接着剤組成物は、Michael反応触媒存在下、Michaelドナー(例えば、アセトアセチル化化合物(複数可))とMichaelアクセプター(例えば、(メタ)アクリレート(複数可))との間のMichael反応によって得ることができるアセトアセチル化ポリマーに基づく、イソシアネートを含まず(NCOを含まず)、無溶媒の硬化性組成物である。
接着剤組成物は、組成物の全ての部分を周囲温度(例えば、25℃+/−5℃)で混合した直後は液体である。ここで、組成物又は成分は、周囲温度(例えば、25℃+/−5℃)で液体である場合、液体とみなされる。
接着剤組成物は、スパイラル形濾過モジュールの組み立て中に連続したビーズ形態で接着剤を塗布することを可能にするのに十分な初期粘度を示すように配合される。いくつかの実施形態において、接着剤組成物は、25℃で100,000センチポイズ(cP)以下、又は1,000cP、又は2,000cP、又は5,000cPから、100,000cP以下、又は50,000cP以下、又は30,000cP以下、又は25,000cP以下の初期粘度を示すように配合される。本発明の接着剤組成物の初期粘度は、組成物の全ての部分を組み合わせてから1分(min)〜5min以内に決定される粘度を指す。
スパイラル形濾過モジュールの製作に関連する時間及び複雑さは、このモジュールの構築に使用される膜リーフパケットの数が増えると増加する。モジュール中の全てのリーフパケットが、最後の巻く工程で一緒に巻き取られるため、第1のリーフパケットに塗布される接着剤は、最後のリーフパケットが挿入される前に硬化しないことが重要である。手動で巻くか、又は自動化装置を用いるかにかかわらず、生産ラインの潜在的な遅れを避けるために、接着剤ラインを固化させる時間が、モジュールを構築するのに最低限必要な時間よりもかなり長いことがさらに望ましい。
本発明の接着剤組成物は、接着剤を膜シートに浸透させるのに十分であり、同時に、この用途に適用可能な速度で接着剤を硬化させるのに十分な(すなわち、硬化する接着剤が長く待つ必要なく、その後の処理工程を迅速に開始することができる)ゲル化時間を示すように配合される。いくつかの実施形態において、接着剤は、組成物の全ての部分を組み合わせてから、30分、又は35分、又は40分から、60分まで、又は50分までのゲル化時間を示す。
接着剤組成物は、高い硬度も示すように配合される。いくつかの実施形態において、接着剤組成物は、25℃及び相対湿度50%で7日間硬化させた後、60以上、又は75以上、又は80以上のショアA硬度を示す。
接着剤組成物は、激しい化学洗浄サイクル中に、洗浄/衛生試薬、例えば、苛性試薬、漂白試薬、酸性試薬又は過酸化物試薬のような耐化学薬品性も示すように配合される。いくつかの実施形態において、接着剤組成物は、本明細書に記載する耐化学薬品性試験方法に従って酸性溶液又は苛性溶液に28日間浸した後、5%未満の重量変化を示す。
それに加え、接着剤組成物は、他の利点を有する。例えば、接着剤組成物は無溶媒であるため、揮発性有機化合物(VOC)を含まない。接着剤組成物は、硬化させると、水分存在下で非発泡挙動も示す。
接着剤組成物は、加工可能な粘度と、ポットライフを有し、さらに、マルチパートを組み合わせてから24時間以内に、迅速に硬化し、高い硬度を示す。最後に、接着剤組成物は、湿度及び化学薬品に耐性がある強い接着性結合を与える。
本発明の接着剤組成物において、多官能Michaelドナー(複数可)に対する多官能Michaelアクセプター(複数可)の相対的な割合は、反応物の当量比によって特徴付けることができ、この当量比は、混合物中のMichael活性水素原子の数に対する、硬化性混合物中の(例えば、構造I及び/又は構造IIの中の)全ての官能基の数の比率である。Michaelドナーの活性水素に対するMichaelアクセプター官能性アクリレート基の当量比が0.3、又は0.5〜1.5、又は1までであるように、塗布直前に、Michaelドナー要素と、Michaelアクセプター要素を一緒にブレンドする。
A部分多官能Michaelドナー
接着剤組成物のA部分は、少なくとも1つの多官能Michaelドナーを含む。いくつかの実施形態において、A部分は、1個より多い多官能Michaelドナーを含む。いくつかの実施形態において、A部分は、周囲温度で液体である。
接着剤組成物のA部分は、少なくとも1つの多官能Michaelドナーを含む。いくつかの実施形態において、A部分は、1個より多い多官能Michaelドナーを含む。いくつかの実施形態において、A部分は、周囲温度で液体である。
好適なMichaelドナーは、周囲温度で液体形態のものを含む。好適なMichaelドナーは、周囲温度で固体形態のものも含む。固体形態のMichaelドナーがA部分に含まれる場合、A部分が周囲温度で液体であるように、液体形態のMichaelドナーと混合することが好ましい。「Michaelドナー」は、少なくとも1個のMichaelドナー官能基を含む化合物である。Michaelドナー官能基の例としては、マロン酸エステル、アセト酢酸エステル、マロンアミド、アセトアセタミド(Michael活性水素が、2個のカルボニル基の間の炭素原子に結合している)、シアノ酢酸エステル及びシアノアセタミド(Michael活性水素が、カルボニル基とシアノ基の間の炭素原子に結合している)が挙げられる。Michaelドナーは、1つ、2つ、3つ、又はもっと多くの別個のMichaelドナー官能基を含んでいてもよい。それぞれのMichaelドナー官能基は、1個又は2個のMichael活性水素原子を含んでいてもよい。2個以上のMichael活性水素原子を含む化合物は、本明細書で多官能Michaelドナーとして知られている。ドナー分子上のMichael活性水素原子の合計数は、Michaelドナーの官能性として知られている。Michaelドナーは、Michaelドナー官能基(複数可)と骨格(又はコア)とで構成される化合物である。本明細書で使用される場合、「Michaelドナーの骨格(又はコア)」は、ドナー分子のMichaelドナー官能基(複数可)以外の部分である。
特に好ましい多官能Michaelドナーとしては、アセトアセチル化ポリオールが挙げられる。アセトアセチル化されるポリオールは、少なくとも1個のヒドロキシル基を有し、好ましくは、2個以上のヒドロキシル基を有する。ヒドロキシル基からアセトアセテート基への変換は、80mol%〜100mol%、さらに好ましくは、85mol%〜100mol%であるべきである。
アセトアセチル化ポリオールを製造するための方法は、当該技術分野でよく知られており、例えば、Journal of Organic Chemistry 1991、56、1713〜1718、「Transacetoacetylation with tert−Butyl Acetoacetate Synthetic Applications」であり、ここで、アセトアセチル化ポリオールは、アセト酢酸アルキル、例えば、アセト酢酸tert−ブチルとのエステル交換によって調製することができる。
いくつかの実施形態において、多官能Michaelドナーは、アセトアセチル化ポリオールであり、アセトアセチル化ポリオールは、少なくとも1つのアセトアセトキシ官能基と、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリカーボネートポリオール、ポリブタジエンポリオール、ポリウレタンポリオール、ウレタンポリオール、グリコール、一価アルコール、多価アルコール、天然油ポリオール、並びにこれらの修飾物、及びこれらの組み合わせからなる群から選択されるMichaelドナーの骨格とを含む。
多官能Michaelドナー(及びB部分の以下の多官能Michaelアクセプター)のための骨格として適した多価アルコールの例としては、例えば、アルカンジオール、アルキレングリコール、グリセロール、糖、ペンタエリスリトール、その多価誘導体、シクロヘキサンジメタノール、ヘキサンジオール、ヒマシ油、ヒマシワックス、トリメチロールプロパン、エチレングリコール、プロピレングリコール、ペンタエリスリトール、トリメチロールエタン、ジトリメチロールプロパン、ジペンタエリスリトール、グリセリン、ジプロピレングリコール、N,N,N’,N’−テトラキス(2−ヒドロキシプロピル)エチレンジアミン、ネオペンチルグリコール、プロパンジオール、ブタンジオール、ジエチレングリコールなどが挙げられる。
さらに好ましいポリオールの例としては、トリメチロールプロパン(TMP)、イソソルビド、グリセロール、ネオペンチルグリコール(NPG)、ブチルエチルプロパンジオール(BEPD)、トリシクロデカンジメタノール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、ヒドロキノンビス(2−ヒドロキシエチル)エーテル、ヒマシ油、ヒマシワックス、ポリブタジエン、ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオールが挙げられる。
Michaelドナーの例としては、限定されないが、アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル、アセト酢酸n−プロピル、アセト酢酸イソプロピル、アセト酢酸n−ブチル、アセト酢酸t−ブチル、エチレングリコールビスアセトアセテート、1,2プロパンジオールビスアセトアセテート、1,3プロパンジオールビスアセトアセテート、1,4ブタンジオールビスアセトアセテート、ネオペンチルグリコールビスアセトアセテート、イソソルビドビスアセトアセテート、トリメチロールプロパントリスアセトアセテート、グリセロールトリスアセトアセテート、ヒマシ油トリスアセトアセテート、ヒマシワックストリスアセトアセテート、グルコーストリスアセトアセテート、グルコーステトラアセトアセテート、スクロースアセトアセテート、ソルビトールトリスアセトアセテート、ソルビトールテトラアセトアセテート、エトキシル化ジオールとプロポキシル化ジオールのアセトアセテート、トリオール及びポリオール、例えば、エトキシル化ネオペンチルグリコールビスアセトアセテート、プロポキシル化グルコースアセトアセテート、プロポキシル化ソルビトールアセトアセテート、プロポキシル化スクロースアセトアセテート、ポリエステルが少なくとも1つの二酸と少なくとも1つのジオールから誘導されるポリエステルアセトアセテート、ポリエステルアミドが少なくとも1つの二酸と少なくとも1つのジアミンから誘導されるポリエステルアミドアセトアセテート、1,2エチレンビスアセタミド、1,4ブタンビスアセタミド、1,6ヘキサンビスアセトアセタミド、ピペラジンビスアセタミド、末端がアミンのポリプロピレングリコールのアセタミド、ポリエステルアミドが少なくとも1つの二酸と少なくとも1つのジアミンから誘導されるポリエステルアミドアセトアセテートのアセタミド、アセトアセトキシ官能基を含むコモノマーを含有するポリアクリレート(例えば、アセトアセトキシエチルメタクリレートから誘導されるもの)、アセトアセトキシ官能基を含有するポリアクリレート及びシリル化コモノマー(例えば、ビニルトリメトキシシラン)が挙げられる。
B部分 多官能Michaelアクセプター
接着剤組成物のB部分は、少なくとも1つの多官能Michaelアクセプターを含む。いくつかの実施形態において、B部分は、1つより多い多官能Michaelアクセプターを含む。いくつかの実施形態において、B部分は、周囲温度で液体である。
接着剤組成物のB部分は、少なくとも1つの多官能Michaelアクセプターを含む。いくつかの実施形態において、B部分は、1つより多い多官能Michaelアクセプターを含む。いくつかの実施形態において、B部分は、周囲温度で液体である。
「Michaelアクセプター」は、上述のような少なくとも1つのアクセプター官能基を含む化合物である。2個以上のMichaelアクセプター官能基を含む化合物は、本明細書で多官能Michaelアクセプターとして知られている。アクセプター分子上の官能基の数は、Michaelアクセプターの官能性である。本明細書で使用される場合、「Michaelアクセプターの骨格」は、アクセプター分子の官能基(複数可)以外の部分である。
多官能Michaelアクセプターは、任意の種々の骨格を有していてもよい。多官能Michaelアクセプターの骨格の例としては、多価アルコール(例えば、本明細書でA部分Michaelドナーの章で列挙したもの);ポリマー、例えば、ポリアルキレンオキシド、ポリウレタン、ポリエチレン酢酸ビニル、ポリビニルアルコール、ポリブタジエン、水素添加ポリブタジエン、アルキド、アルキドポリエステル、(メタ)アクリルポリマー、ポリオレフィン、ポリエステル、ハロゲン化ポリオレフィン、ハロゲン化ポリエステル、又はこれらの組み合わせが挙げられる。
好ましくは、多官能Michaelアクセプターは、多官能(メタ)アクリレートであり、多官能(メタ)アクリレートは、多官能(メタ)アクリレートのモノマー、オリゴマー、ポリマー、及びこれらの組み合わせを含む。
多官能Michaelアクセプターとして適した多官能(メタ)アクリレートの例としては、1,4−ブタンジオールジアクリレート、1,6−ヘキサンジオールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、ジプロピレングリコールジアクリレート、トリプロピレングリコールジアクリレート、シクロヘキサンジメタノールジアクリレート、アルコキシル化ヘキサンジオールジアクリレート、アルコキシル化シクロヘキサンジメタノールジアクリレート、プロポキシル化ネオペンチルグリコールジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、エトキシル化トリメチロールプロパントリアクリレート、プロポキシル化トリメチロールプロパントリアクリレート、アクリル酸化ポリエステルオリゴマー、ビスフェノールAジアクリレート、エトキシル化ビスフェノールAジアクリレート、トリス(2−ヒドロキシエチル)イソシアヌレートトリアクリレート、アクリル酸化脂肪族ウレタンオリゴマー、アクリル酸化芳香族ウレタンオリゴマーなど、及びこれらの組み合わせが挙げられる。
好適な多官能(メタ)アクリレートの他の例としては、テトラエチレングリコールジメタクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、ジトリメチロールプロパン−テトラアクリレート、ジトリメチロールプロパン−テトラメタクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ペンタエリスリトールテトラメタクリレートなどが挙げられる。本発明によれば、接着剤組成物は、さらに、モノアクリレートのようなモノα,β−不飽和化合物を含有していてもよい。
好適な多官能Michaelアクセプターのさらなる例としては、骨格がポリマーである多官能(メタ)アクリレートが挙げられる。(メタ)アクリレート基は、種々の様式でポリマー骨格に結合していてもよい。例えば、(メタ)アクリル酸エステルモノマーは、エステル結合によって、重合可能な官能基に結合していてもよく、重合可能な官能基は、(メタ)アクリレート基の二重結合が未反応のままにしておくように、他のモノマーと重合してもよい。別の例では、官能基を有するポリマー(例えば、残存ヒドロキシルを有するポリエステル)を製造してもよく、これを(メタ)アクリレートエステルと反応させ(例えば、エステル交換によって)、側鎖(メタ)アクリレート基を含むポリマーを得てもよい。さらに別の例では、全てのアクリレート基が反応しないような様式で、多官能(メタ)アクリレートモノマー(例えば、トリメチロールプロパントリアクリレート)を含むホモポリマー又はコポリマーを製造してもよい。
好適な多官能Michaelアクセプターの混合物又は組み合わせも適している。
好適な市販の多官能Michaelアクセプターの例としては、CN292、CN2283、CN2207及びCN2203の商品名の多官能ポリエステルアクリレート;SR344の商品名のポリエチレングリコールジアクリレート;SR349、SR601及びSR602の商品名のエトキシル化ビスフェノールAジアクリレート;SR833 Sの商品名のトリシクロデカンジメタノールジアクリレート;CN 975の商品名の六官能芳香族ウレタンアクリレート;CN 929の商品名の三官能ウレタンアクリレート;CN 968の商品名の脂肪族ポリエステル系ウレタンヘキサ−アクリレートが挙げられ、これらは全てSartomer USA,LLC(エクストン、PA)から入手可能である。
2個の官能基を有するMichaelドナーと、2個の官能基を有するMichaelアクセプターを反応させると、線形の分子構造が得られると考えられる。分岐及び/又は架橋した分子構造を作成するために、3個以上の官能基を有する少なくとも1つの成分を使用する。従って、多官能Michaelドナー又は多官能Michaelアクセプターのいずれか、又は両方が、3個以上の官能基を有することが好ましい。
本発明の実施において、多官能Michaelアクセプターの骨格は、多官能Michaelドナーの骨格と同じであってもよく、又は異なっていてもよい。
Michael反応触媒
接着剤組成物は、Michael反応触媒も含む。Michael反応触媒は、Michael反応を開始することができる触媒である。触媒は、A部分、又はB部分、又はこれらの組み合わせの中に含まれていてもよい。
接着剤組成物は、Michael反応触媒も含む。Michael反応触媒は、Michael反応を開始することができる触媒である。触媒は、A部分、又はB部分、又はこれらの組み合わせの中に含まれていてもよい。
又は、触媒は、別個の要素(例えば、C部分)として接着剤組成物に提供されてもよい。
触媒は、接着剤組成物中、Michael活性水素原子のモル数を基準として、0.1%、又は0.5%〜10%、又は1.5%の量で存在する。
有用なMichael反応触媒としては、共役酸のpKaが11より大きい強塩基触媒と、共役酸のpKaが4〜11である弱塩基触媒の両方が挙げられる。好適な強塩基触媒の例としては、グアニジン、アミジン、及びこれらの組み合わせ、例えば、1,1,3,3−テトラメチルグアニジン(TMG)、1,8−ジアザビシクロ(5.4.0)ウンデカ−7−エン(DBU)及び1,5−ジアザビシクロ(4.3.0)ノナ−5−エン(DBN)が挙げられる。好適な弱塩基触媒の例としては、三級アミン、アルカリ金属炭酸塩、アルカリ金属炭酸水素塩、アルカリ金属水素リン酸塩、ホスフィン、カルボン酸のアルカリ金属塩が挙げられ、限定されないが、トリエチルアミン、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム、リン酸水素カリウム(一塩基酸及び二塩基酸)及び酢酸カリウムが挙げられる。他のMichael反応触媒の例としては、トリフェニルホスフィン、トリエチルホスフィン及びトリブチルホスフィンが挙げられる。
いくつかの実施形態において、Michael反応触媒は、強塩基触媒であり、その共役酸は、好ましくは、pKaが11より大きく、又は12〜14である。好ましくは、塩基は、有機物である。このような塩基の例としては、アミジン(amindine)及びグアニジンが挙げられる。さらに好ましい触媒としては、1,1,3,3−テトラメチルグアニジン(TMG)、1,8−ジアザビシクロ−[5.4.0]ウンデカ(undes)−7−エン(DBU)及び1,5−ジアザビシクロ[4,3,0]ノナ−5−エン(DBN)が挙げられる。
D部分多官能Michaelドナーと多官能Michaelアクセプターの組み合わせ
いくつかの実施形態において、多官能Michaelドナー(複数可)と、アクセプター(複数可)が、1つのパックに一緒に入れられていてもよく、Michael反応触媒が、別のパックに入れられていてもよい。この2つのパックを適用直前に一緒に混合する。
いくつかの実施形態において、多官能Michaelドナー(複数可)と、アクセプター(複数可)が、1つのパックに一緒に入れられていてもよく、Michael反応触媒が、別のパックに入れられていてもよい。この2つのパックを適用直前に一緒に混合する。
従って、いくつかの実施形態において、接着剤組成物は、D部分とC部分とを含む。D部分は、本明細書に記載されるA部分のいずれか1つと、本明細書に記載されるB部分のいずれか1つの組み合わせを含む。C部分は、本明細書に記載したMichael反応触媒のいずれか1つを含む。D部分とC部分を適用直前に一緒に混合する。
いくつかの実施形態において、D部分は、Michaelドナー官能基とMichaelアクセプター官能基とを含む二官能化合物を含む。二官能化合物は、二官能モノマー、二官能オリゴマー、二官能ポリマー、及びこれらの組み合わせであってもよい。
他の添加剤
いくつかの実施形態において、接着剤組成物は、組成物の重量を基準として、75重量%まで、又は0.5重量%から、又は1重量%から75重量%まで、又は50重量%まで、又は30重量%まで、又は20重量%まで、又は10重量%までの量で充填剤を含んでいてもよい。好適な充填剤の例としては、シリカ、炭酸カルシウム、クレイ、珪灰石、及びこれらの組み合わせが挙げられる。充填剤は、マルチパック接着剤組成物の任意の部分(複数可)に含まれていてもよい。
いくつかの実施形態において、接着剤組成物は、組成物の重量を基準として、75重量%まで、又は0.5重量%から、又は1重量%から75重量%まで、又は50重量%まで、又は30重量%まで、又は20重量%まで、又は10重量%までの量で充填剤を含んでいてもよい。好適な充填剤の例としては、シリカ、炭酸カルシウム、クレイ、珪灰石、及びこれらの組み合わせが挙げられる。充填剤は、マルチパック接着剤組成物の任意の部分(複数可)に含まれていてもよい。
接着剤組成物は、マルチパック接着剤組成物の任意の部分(複数可)に他の任意要素の添加剤も含んでいてもよい。任意要素の添加剤としては、例えば、酸化防止剤、可塑剤、ワックス、チキソトロピー剤、接着促進剤、触媒不活化剤、着色剤(例えば、顔料及び染料)、界面活性剤、消泡剤、希釈剤(反応性希釈剤を含む)、粘着剤、強化充填剤、強化剤、耐衝撃性改良剤、安定化剤、例えば、リン酸トリエチル、及びこれらの組み合わせが挙げられる。
製造方法及び使用方法
本発明の接着剤組成物は、マルチパック組成物である。すなわち、組成物は、2つ以上の部分を含み、それぞれの部分の上述の成分は、塗布前に全ての容器の内容物が一緒に混合され、接着剤組成物の混合物を形成するまで、容器(パック)に他とは分離した状態で保存される。マルチパック組成物のそれぞれの個々のパックは、保存時に安定である。全てのパックの混合は、周囲温度又は高温で行われてもよい。
本発明の接着剤組成物は、マルチパック組成物である。すなわち、組成物は、2つ以上の部分を含み、それぞれの部分の上述の成分は、塗布前に全ての容器の内容物が一緒に混合され、接着剤組成物の混合物を形成するまで、容器(パック)に他とは分離した状態で保存される。マルチパック組成物のそれぞれの個々のパックは、保存時に安定である。全てのパックの混合は、周囲温度又は高温で行われてもよい。
本発明の接着剤組成物は、膜シートを一緒に結合し、スパイラル形濾過モジュールを製造するのに有用である。スパイラル形濾過モジュールは、逆浸透膜及びナノ濾過膜に共通の構造である。
スパイラル形濾過モジュールを組み立てる一実施形態において、1つ以上の膜リーフパケット及びフィードスペーサーシートは、中央の浸透性収集管の周囲を包み込む。それぞれのリーフパケットは、浸透性担体シートの周囲に、2つのほぼ長方形の膜シートを含む。この「サンドイッチ」構造は、それぞれの膜シートの3箇所の縁部(浸透性管から最も遠い背面縁部と、モジュールの供給(投入)末端及び濃縮(出口)末端になる2箇所の縁部)に沿った結合接着剤によって一緒に保持される。この2箇所の縁部にある結合接着剤は、モジュールのそれぞれの末端にある浸透性収集管に膜シートを固定し、封止する。膜シートの第4の縁(すなわち、折り畳み縁部)は、開放しており、浸透性担体シートが、浸透性収集管上の小さな穴と流体が流れるように接触し、流体が浸透性収集管を通って流れるように、浸透性収集管に隣接する。
本発明の他の特徴及び利点は、以下の好ましい実施形態の記載、図面及び特許請求の範囲から明らかであろう。
図1を見ると、膜シート10は、膜側12と、裏打ち側14と、膜シート10の幅全体にわたる点線の折り畳み線13とを含む。膜側12は、膜材料で構成され(膜材料の例としては、例えば、ポリスルホン及びポリエーテルスルホンが挙げられる)、及び裏打ち側14は、裏打ち材料で構成され(裏打ち材料の例はポリエステルである)、膜材料と裏打ち材料は、両方とも、膜シート10を形成するために当該技術分野でよく知られている技術によって一体的に積層されている。許容される膜材料及び裏打ち材料も、当該技術分野でよく知られている。
図2を見ると、膜リーフパケット20は、膜シート10を折り畳み線13に沿って分割して折り畳み、第1の膜リーフ10−X及び第2の膜リーフ10−Yが実質的に同じ大きさを有するように、第1のリーフ及び第2のリーフを現すことによって、膜シート10から形成される。ここで、「膜シート」という用語は、リーフパケットにおけるリーフ10−X及び10−Y組み合わせを指す。第1のリーフ10−Xを第2のリーフ10−Yから分割する線は、「折り畳み線」と呼ばれ、第1のリーフ10−Xと第2のリーフ10−Yのうち、折り畳み線に隣接する領域は、「折り畳み領域」と呼ばれ、及び第1のリーフ及び第2のリーフ(10−X、10−Y)の折り畳み線13に沿った縁部8は、「折り畳み縁部」と呼ばれる。膜シート10の第1の膜リーフ10−X及び第2の膜リーフ10−Yは、第1のリーフ10−Xの膜側12−X(図示せず)と、第2のリーフ10−Yの膜側12−Yとが互いに面するように、互いに位置している。この好ましい実施形態において、フィードスペーサー17は、リーフパケット20の中のリーフ10−Xと10−Yの間に配置されている。フィードスペーサー17は、一般的に、濾過される流体が膜シート10のリーフ10−Xと10−Yの膜側12−Xと12−Yの間を移動するように、比較的大きなメッシュサイズを有する。フィードスペーサー17は、ほとんどのスパイラル形濾過モジュールで利用されるが、フィードスペーサー17を備えていないモジュールを構築することも可能であり、当該技術分野で知られている。フィードスペーサー17の材料及び構造は、当該技術分野でよく知られている。
図3は、収集管43と、図2に示されるリーフパケット20とを備える、部分的に組み立てられた濾過モジュール40の一実施形態を示す。接着剤組成物45(例えば、上述のいずれかのマルチパック無溶媒硬化性接着剤組成物)は、第1の膜リーフ10−Xの3箇所の縁部に沿って、裏打ち側14−Xに連続したビーズ形態で塗布される。接着剤45は、当該技術分野で既知の分注方法を用い、周囲温度(例えば、25℃)で分注されてもよい。マルチパック無溶媒硬化性接着剤組成物をスパイラル形膜リーフに塗布する技術は、当該技術分野でよく知られており、理解されている。例えば、接着剤は、混合管によって混合し、当該技術分野で既知の混合機器を用いて、約0.3〜約1.9センチメートル(約1/8〜約3/4インチ)、より好ましくは約0.3〜約1.9センチメートル(約1/8〜約1/4インチ)の好ましいビーズ径になるように分注することができる。接着剤45は、可撓性であり、硬化後に上述のショアA範囲内の硬度を有し、塩素、酸性洗浄溶液及び苛性洗浄溶液からなる群から選択される化学薬品を含め、化学薬品に耐性である。さらに、接着剤は、膜シート10に対し、良好な初期接着性及び長期間接着性を有し、短い硬化時間を有する。
巻き付けられる(又は巻かれる)と、リーフパケット20は、収集管43の周囲に同心円状になっており、第2の膜リーフ10−Yの裏打ち側14−Y(図示せず)は、3箇所の縁部に沿って、接着剤45を用い、第1の膜リーフ10−Xの裏打ち側14−Xに結合する。
図4は、収集管43と、第1のリーフパケット20(図3に示されるような)と第1のリーフパケット20と同じ構造を有する第2のリーフパケット20’とから部分的に組み立てられた2つのリーフパケットとを備える、部分的に組み立てられた濾過モジュール80を示す。第1のリーフパケット20は、第1のリーフ10−Xと、第2のリーフ10−Yとを備えている(図3に示されるような)。第2のリーフパケット20’は、第1のリーフ10’−Xと、第2のリーフ10’−Yとを備えている。第2のリーフパケット(20’)の第2のリーフ(10’−Y)の裏打ち側(図示せず)が、第1のパケット(20)の第1のリーフ10−Xの裏打ち側(14−X)と面するように、第2のリーフパケット(20’)は、第1のリーフパケット(20)の上部に配置される。第1の膜リーフパケットと第2の膜リーフパケット(20、20’)の全ての縁部は、第1のリーフパケット20の折り畳み縁部8が、第2のリーフパケット20’の折り畳み縁部8’と整列し、平行になるように整列している。面している膜リーフ(10−X、10’−Y)が、3箇所の周囲縁部に沿って、接着剤45によって一緒に接着しており、リーフパケット(20、20’)の折り畳み縁部(8、8’)は接着していない状態のままである。折り畳み縁部(8、8’)は、開口部47によって、浸透性収集管43と流体が流れるように接触している。
接着剤組成物45(例えば、上述のいずれかのマルチパック無溶媒硬化性接着剤組成物)は、第2のリーフパケット20’の第1の膜リーフ10’−Xの3箇所の縁部に沿って、裏打ち側14−X(図3に示される)と裏打ち側14’−Xに、連続したビーズ形態で塗布される。収集管43の周りにこの2つのリープパケットが巻き付けられると、第1の膜リーフパケット20の第2の膜リーフ10−Y(図3に示されるような)の裏打ち側14−Y(図示せず)は、3箇所の縁部に沿って、接着剤45を用い、第2のリーフパケット20’の第1の膜リーフ10’−Xの裏打ち側14’−Xに結合し、最終的な濾過モジュールを形成する。
又は、本明細書に記載されるプロセスは、2つより多くの結合したリーフパケットからなる多層リーフパケットを製造することができるように、何回も繰り返されてもよい。例えば、上述のプロセスを繰り返すことによって、第3のリーフパケットが、第2のリーフパケット20’に結合していてもよく、その結果、巻き取り工程の前に複数のリーフパケットが組み立てられ、モジュールを形成する。
接着剤45によって、巻き取りプロセス中に、種々の膜シートが相対的に移動することができる。すなわち、硬化速度又はゲル化時間は、浸透性収集管の周りに1つ以上の膜リーフパケットが組み立てられ、巻き取られ、濾過モジュールを生産するのに必要な時間よりも長い。
本発明は、本発明の上述のいずれかの接着剤によって、種々のスパイラル形濾過モジュールを製造し、使用するための方法と共に、種々のスパイラル形濾過モジュールを包含する。スパイラル形濾過モジュールの構造は特に限定されない。本発明の接着剤組成物が特に有用な他のスパイラル形濾過モジュールの例としては、例えば、米国特許第4842736号、米国特許第5096584号、米国特許第5114582号、米国特許第5147541号、米国特許第5681467号、米国特許第6881336号、米国特許第7303675号、米国特許第7335301号、米国特許出願公開第2008/0295951号、国際公開第2012/058038号、欧州特許第1637214号に記載される構造が挙げられ、これらは、全体的に本明細書に参考として援用される。
膜シートを結合する任意の好適な方法を使用し、スパイラル形濾過モジュールのための膜リーフパケット及び/又は膜エンベロープを製造することができる。有用な塗布温度は、約20℃〜約50℃の範囲である。接着剤組成物の実用寿命を延長するために、塗布プロセス中は温度がより低いことが好ましい。
開示される接着剤組成物は、自動化プロセスによって処理することができる。
本開示は、以下の実施例を参照しつつ、さらに理解されるだろう。これらの実施例は、本開示の具体的な実施形態の代表例であることを意図しており、本開示の範囲を限定することを意図したものではない。
別途指定されない限り、本明細書及び実施例で述べられる全ての部、比率、パーセント及び量は、重量基準である。
試験方法
粘度
粘度は、Brookfield DV−II+Pro粘度計(Brookfield Engineering、USA製)を用い、27番のスピンドルを用い、2rpm(毎分回転数)、サンプル材料12グラム、25℃±5℃又は30℃+5℃、及び相対湿度50%で決定される。
粘度
粘度は、Brookfield DV−II+Pro粘度計(Brookfield Engineering、USA製)を用い、27番のスピンドルを用い、2rpm(毎分回転数)、サンプル材料12グラム、25℃±5℃又は30℃+5℃、及び相対湿度50%で決定される。
ガラス転移温度(Tg)
硬化させる組成物のガラス転移温度(Tg)は、「Standard Test Method for Transition Temperatures of Polymers by Differential Scanning Calorimetry(DSC)」という名称のASTM D−3418−83に従って決定され、サンプルを140℃で2分間かけて平衡状態にし、このサンプルを−60℃まで急冷し、次いで、このサンプルを、20℃/分の速度で140℃まで加熱する。報告されるTgは、相変化が起こり始める温度である。
硬化させる組成物のガラス転移温度(Tg)は、「Standard Test Method for Transition Temperatures of Polymers by Differential Scanning Calorimetry(DSC)」という名称のASTM D−3418−83に従って決定され、サンプルを140℃で2分間かけて平衡状態にし、このサンプルを−60℃まで急冷し、次いで、このサンプルを、20℃/分の速度で140℃まで加熱する。報告されるTgは、相変化が起こり始める温度である。
ショアA硬度
硬化させる組成物のショアA硬度は、Paul N.Gardner Company,Inc.USA製の手持ち用硬度計と、25℃±5℃及び相対湿度50%でのショアAスケールを用いて決定される。硬化させる組成物は、25℃±5℃及び相対湿度50%で7日間硬化される。
硬化させる組成物のショアA硬度は、Paul N.Gardner Company,Inc.USA製の手持ち用硬度計と、25℃±5℃及び相対湿度50%でのショアAスケールを用いて決定される。硬化させる組成物は、25℃±5℃及び相対湿度50%で7日間硬化される。
ゲル化時間
マルチパック無溶媒接着剤組成物のゲル化時間は、Gardco Standard Gel Timer(Paul N.Gardner Company,Inc.、USA製)を用い、25℃±5℃及び相対湿度50%で決定される。A部分(MichaelドナーとMichael反応触媒)と、B部分(Michaelアクセプター)の混合物110グラムをタイマーユニット中のアルミニウム皿で混合し、堆積させ、ワイヤスターラーを挿入し、表示をゼロに設定し、タイマーを開始する。ゲルが発生する(抗力がモータのトルクを超え、モータが停止する点まで、混合物の粘度が増加する)までゲルタイマーが攪拌し、タイマーとスターラーが停止する。タイマーの時間が、分単位でゲル化時間として記録される。
マルチパック無溶媒接着剤組成物のゲル化時間は、Gardco Standard Gel Timer(Paul N.Gardner Company,Inc.、USA製)を用い、25℃±5℃及び相対湿度50%で決定される。A部分(MichaelドナーとMichael反応触媒)と、B部分(Michaelアクセプター)の混合物110グラムをタイマーユニット中のアルミニウム皿で混合し、堆積させ、ワイヤスターラーを挿入し、表示をゼロに設定し、タイマーを開始する。ゲルが発生する(抗力がモータのトルクを超え、モータが停止する点まで、混合物の粘度が増加する)までゲルタイマーが攪拌し、タイマーとスターラーが停止する。タイマーの時間が、分単位でゲル化時間として記録される。
耐化学薬品性試験方法
耐化学薬品性は、以下のように決定される。
試験標本は、10グラムパックのマルチパック無溶媒接着剤組成物を製造することによって調製される。組成物のパックを25℃+5℃及び相対湿度50%で7日間硬化させる。硬化させる標本を秤量し、初期の重量を記録する。硬化させる標本を、酸性条件又は塩基性条件に28日間浸す。酸性条件の場合、3つの硬化したパック標本を、25℃±5℃及び相対湿度50%で、pH1の溶液(0.1M HCl)に28日間浸す。塩基性条件の場合、3つの硬化したパック標本を、40℃±5℃及び相対湿度50%で、pH12の溶液(NaOHaq)に浸す。7、14、21、及び28日後、試験用液からパックを取り出し、周囲温度で脱イオン水を用いて洗浄し、1時間乾燥させ、重量を記録し、適切な新しい溶液に再び浸す。耐化学薬品性を、硬化させるパック標本の重量変化率%(重量減少又は重量増加)として報告する。
耐化学薬品性は、以下のように決定される。
試験標本は、10グラムパックのマルチパック無溶媒接着剤組成物を製造することによって調製される。組成物のパックを25℃+5℃及び相対湿度50%で7日間硬化させる。硬化させる標本を秤量し、初期の重量を記録する。硬化させる標本を、酸性条件又は塩基性条件に28日間浸す。酸性条件の場合、3つの硬化したパック標本を、25℃±5℃及び相対湿度50%で、pH1の溶液(0.1M HCl)に28日間浸す。塩基性条件の場合、3つの硬化したパック標本を、40℃±5℃及び相対湿度50%で、pH12の溶液(NaOHaq)に浸す。7、14、21、及び28日後、試験用液からパックを取り出し、周囲温度で脱イオン水を用いて洗浄し、1時間乾燥させ、重量を記録し、適切な新しい溶液に再び浸す。耐化学薬品性を、硬化させるパック標本の重量変化率%(重量減少又は重量増加)として報告する。
気泡形成試験方法
マルチパック無溶媒接着剤組成物の気泡形成は、A部分(ドナーと触媒)とB部分(アクセプター)の混合物100gを混合し、この混合物を25℃±5℃及び相対湿度50%で7日間硬化させることによって決定される。硬化後、気泡の形成について、組成物を視覚的に観察する。硬化させる組成物の中に気泡がないと、合格である。硬化させる組成物の中に気泡が生じると、不合格になる。
マルチパック無溶媒接着剤組成物の気泡形成は、A部分(ドナーと触媒)とB部分(アクセプター)の混合物100gを混合し、この混合物を25℃±5℃及び相対湿度50%で7日間硬化させることによって決定される。硬化後、気泡の形成について、組成物を視覚的に観察する。硬化させる組成物の中に気泡がないと、合格である。硬化させる組成物の中に気泡が生じると、不合格になる。
Michaelドナー
実施例で試験する接着剤組成物を製造するために、以下のMichaelドナーを使用した。
ドナー1(D−1)(アセトアセトキシトリメチロールプロパン(AATMP)
トリメチロールプロパンとアセト酢酸tert−ブチル(TBAA)を、スターラー及び減圧ラインに接続した蒸留塔を取り付けた反応ケトルに加えることによって、ドナー1を調製した。1/3のモル過剰でTBAAを用い、100mol%の転化率でポリオールの望ましい変換度が得られるような量でポリオール及びTBAAを使用した。反応を120℃で2時間行い、tert−ブタノール副生成物を蒸留によって集めた。tert−ブタノールが集まらなくなるまで、この温度で反応を続けた。反応物を周囲温度まで冷却し、減圧状態を適用し、反応物を1時間かけて120℃まで加熱し、残留するtert−ブタノールとアセト酢酸tert−ブチルを集めた。反応物を125℃で3〜4時間加熱するか、又は、さらなるtert−ブタノール又はアセト酢酸tert−ブチルが集まらなくなるまで加熱した。アセトアセチル化ポリオールを冷却し、使用のために保存した。
実施例で試験する接着剤組成物を製造するために、以下のMichaelドナーを使用した。
ドナー1(D−1)(アセトアセトキシトリメチロールプロパン(AATMP)
トリメチロールプロパンとアセト酢酸tert−ブチル(TBAA)を、スターラー及び減圧ラインに接続した蒸留塔を取り付けた反応ケトルに加えることによって、ドナー1を調製した。1/3のモル過剰でTBAAを用い、100mol%の転化率でポリオールの望ましい変換度が得られるような量でポリオール及びTBAAを使用した。反応を120℃で2時間行い、tert−ブタノール副生成物を蒸留によって集めた。tert−ブタノールが集まらなくなるまで、この温度で反応を続けた。反応物を周囲温度まで冷却し、減圧状態を適用し、反応物を1時間かけて120℃まで加熱し、残留するtert−ブタノールとアセト酢酸tert−ブチルを集めた。反応物を125℃で3〜4時間加熱するか、又は、さらなるtert−ブタノール又はアセト酢酸tert−ブチルが集まらなくなるまで加熱した。アセトアセチル化ポリオールを冷却し、使用のために保存した。
ドナー2(D−2)(75重量%のD−1と25重量%のVORANOL 220−056Nのジ−アセトアセテートの混合物)
75重量%のD−1と、25重量%のVORANOL 220−056Nのジ−アセトアセテートとを混合することによって、ドナー2を調製した。D−1の手順に従って、VORANOL 220−056Nのジ−アセトアセテートを調製したが、但しVORANOL220−056N(ポリエーテルポリオール、Dow Chemicalから市販されている)をトリメチロールプロパンの代わりに用いた。
75重量%のD−1と、25重量%のVORANOL 220−056Nのジ−アセトアセテートとを混合することによって、ドナー2を調製した。D−1の手順に従って、VORANOL 220−056Nのジ−アセトアセテートを調製したが、但しVORANOL220−056N(ポリエーテルポリオール、Dow Chemicalから市販されている)をトリメチロールプロパンの代わりに用いた。
ドナー3(D−3)
ドナー3(D−3)をD−1の手順に従って調製したが、但し、K−FLEX(登録商標)UD−320−100(King Industrie(ノーウォーク、CT)から市販されているポリウレタンジオール)をトリメチロールプロパンの代わりに使用した。
ドナー3(D−3)をD−1の手順に従って調製したが、但し、K−FLEX(登録商標)UD−320−100(King Industrie(ノーウォーク、CT)から市販されているポリウレタンジオール)をトリメチロールプロパンの代わりに使用した。
Michaelアクセプター
実施例で試験する接着剤組成物を製造するために、以下のMichaelアクセプターを使用した。
アクセプター1(A−1):多官能ポリエステルアクリレートオリゴマー(Sartomer USA、LLCから入手可能なCN2207)。
実施例で試験する接着剤組成物を製造するために、以下のMichaelアクセプターを使用した。
アクセプター1(A−1):多官能ポリエステルアクリレートオリゴマー(Sartomer USA、LLCから入手可能なCN2207)。
アクセプター2(A−2):多官能ポリエステルアクリレートオリゴマー(Sartomer USA、LLCから入手可能なCN292)。
アクセプター3(A−3):エトキシル化(4)ビスフェノールAジアクリレート(Sartomer USA、LLCから入手可能なSR601)。
アクセプター4(A−4):20% CN292、60% SR833 S(トリシクロデカンジメタノールジアクリレート、Sartomer USA、LLCから入手可能)、20% CN 929(Sartomer USA、LLCから入手可能な三官能ウレタンアクリレート)。
アクセプター5(A−5):20% CN 292、75% SR833 S、5% CN 929。
アクセプター6(A−6):25% CN 292、50% SR833 S、25% CN 929。
Michael反応触媒
実施例で試験する接着剤組成物を製造するために、以下のMichael反応触媒を使用した。
1,8−ジアザビシクロ[5.4.0.]ウンデカ−7−エン(DBU、Air Productsから入手可能)。
実施例で試験する接着剤組成物を製造するために、以下のMichael反応触媒を使用した。
1,8−ジアザビシクロ[5.4.0.]ウンデカ−7−エン(DBU、Air Productsから入手可能)。
実施例1〜10及び比較例1
試験前に、周囲温度で表1に従ってA部分とB部分を組み合わせることによって、実施例1〜10及び比較例1のそれぞれの接着剤組成物を調製し、次いで、本明細書に記載した種々の試験方法に従って試験した。結果を表1及び表2に列挙する。
試験前に、周囲温度で表1に従ってA部分とB部分を組み合わせることによって、実施例1〜10及び比較例1のそれぞれの接着剤組成物を調製し、次いで、本明細書に記載した種々の試験方法に従って試験した。結果を表1及び表2に列挙する。
上の仕様、実施例及びデータは、本開示の完全な記載を与える。本開示の趣旨及び範囲から逸脱することなく多くの実施形態をなすことができるため、本発明は、以下に添付する特許請求の範囲に存する。
Claims (14)
- スパイラル形濾過モジュールを製造する方法であって、
前記スパイラル形濾過モジュールが、
浸透性収集管と、
前記収集管の周りに巻き付けられた1つ以上の膜リーフパケットと
を備え、それぞれの膜リーフパケットが、第1の膜リーフと、第2の膜リーフとを有し、それぞれの膜リーフが、膜側と裏打ち側とを有しており、
前記方法が、
多官能Michaelドナー、多官能Michaelアクセプター及びMichael反応触媒を組み合わせることによって、マルチパック無溶媒硬化性接着剤組成物の混合物を調製することと、
前記第1の膜リーフの前記裏打ち側の少なくとも一部分に前記硬化性接着剤組成物の前記混合物を塗布することと、
前記収集管の周りに前記膜リーフパケットを巻き付けることと、
前記硬化性接着剤組成物を固化させ、硬化させることによって、前記第2の膜リーフの前記裏打ち側を前記第1の膜リーフの前記裏打ち側に結合させることと、
を含む、方法。 - 前記硬化性接着剤組成物が、25℃で1,000センチポイズ(cP)〜100,000cPの初期粘度を示す、請求項1に記載の方法。
- 前記第1の膜リーフが、3つの周囲縁部と、1つの折り畳み縁部とを有し、前記接着剤組成物が、前記第1の膜リーフの前記裏打ち側の前記3つの周囲縁部に沿って塗布される、請求項1に記載の方法。
- 前記接着剤組成物が、前記硬化性接着剤組成物の重量を基準として、0重量%〜75重量%の充填剤をさらに含む、請求項1に記載の方法。
- 前記多官能Michaelドナーが、アセトアセチル化ポリオールを含み、
前記アセトアセチル化ポリオールが、
少なくとも1つのアセトアセトキシ官能基と、
ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリカーボネートポリオール、ポリブタジエンポリオール、ポリウレタンポリオール、ウレタンポリオール、グリコール、一価アルコール、多価アルコール、天然油ポリオール、並びにこれらの修飾物、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される骨格と
を含む、請求項1に記載の方法。 - 前記多官能Michaelアクセプターが、多官能(メタ)アクリレートのモノマー、オリゴマー、及びポリマー、並びにこれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項1に記載の方法。
- 前記触媒は、pKaが11より大きい共役酸を有する強塩基触媒である、請求項1に記載の方法。
- 前記硬化性接着剤組成物が、25℃及び相対湿度50%で7日間硬化させた後、少なくとも60のショアA硬度を示す、請求項1に記載の方法。
- 前記硬化性接着剤組成物が、硬化させると、水分存在下で非発泡挙動を示す、請求項1に記載の方法。
- スパイラル形濾過モジュールであって、
浸透性収集管と、
1つ以上の膜リーフパケットと
を備え、それぞれの膜リーフパケットが、第1の膜リーフと第2の膜リーフとを有し、それぞれの膜リーフが、膜側と裏打ち側とを有し、
前記1つ以上の膜リーフパケットは、前記第2の膜リーフの前記裏打ち側が接着剤組成物によって前記第1の膜リーフの前記裏打ち側と結合するように、前記収集管の周りに巻き付けられ、
前記接着剤組成物が、
多官能Michaelドナーと、
多官能Michaelアクセプターと、
Michael反応触媒と、
の反応生成物を含む、スパイラル形濾過モジュール。 - それぞれの膜リーフが、3つの周囲縁部と、1つの折り畳み縁部とを有し、前記接着剤組成物が、前記第1の膜リーフの前記裏打ち側の前記3つの周囲縁部に沿って塗布される、請求項10に記載のスパイラル形濾過モジュール。
- 前記接着剤組成物が、25℃及び相対湿度50%で7日間硬化させた後、少なくとも60のショアA硬度を示す、請求項10に記載のスパイラル形濾過モジュール。
- 前記接着剤組成物が、0重量%〜75重量%の充填剤をさらに含む、請求項10に記載のスパイラル形濾過モジュール。
- 前記接着剤組成物が、硬化させると、水分存在下で非発泡挙動を示す、請求項10に記載のスパイラル形濾過モジュール。
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