JP2021501066A - 良好な接着性を備えるプライマーでコーティングされた基材を含むタイル - Google Patents

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Abstract

タイルであって、次の構成要素、A)i)a)カルボン酸、および/またはb)無水物、ならびに任意に、c)アミノまたはアミンから選択される1つ以上の化学基を含む官能化オレフィン系ポリマー、ならびにii)重合形態の、スチレン、ならびにエチレンおよび/または少なくとも1つのアルファ−オレフィンを含み、かつa)カルボン酸、および/またはb)無水物から選択される1つ以上の化学基を含む官能化スチレンブロックコポリマー、を含む第1の組成物から形成された第1のフィルムと、B)プロピレン系ポリマーを含む第2の組成物から形成された少なくとも1つの層を含む基材と、を含み、第1のフィルムが、基材の少なくとも1つの表面を覆う、タイル。【選択図】図1

Description

本発明の実施形態は、官能化オレフィン系ポリマーおよび官能化スチレンブロックコポリマーから構成される組成物、該組成物から形成された少なくとも1つの構成要素を含む物品、ならびに該組成物および物品の製造方法に関する。
高級ビニルタイル(LVT)は、床材市場で急成長している区分である。これらのタイルと厚板は、典型的に、透明な摩耗層で覆われた装飾フィルムの下にある高度に充填されたベース層から構成され、これはトップコート層で覆われている。複数のコーティングを使用する場合、コーティング系の完全性は、隣接するコーティング間の接着力に依存する。したがって、複数のコーティングが隣接するコーティングに対して優れた接着性を示すことが望ましい。
LVT摩耗層で使用される最も一般的なポリマーは、可塑化ポリ塩化ビニル(P−PVC)である。しかしながら、可塑剤の排出(製造中と最終使用中の両方)およびP−PVCのリサイクル性と再処理の問題を中心とした環境問題の高まりにより、製造業者はP−PVCの代替材料を探すよう求められている。PVC LVTの別の環境問題は、材料が燃焼すると、塩化水素などの有害なハロゲン含有燃焼生成物が形成される可能性があることである。
高級ビニルタイル(LVT)業界では、ポリプロピレン(例えば、ランダムコポリマーポリプロピレン、RCP)が摩耗層として使用されてきた。RCPは、適切な引っかき/摩耗耐性、良好な透明度、可撓性を提供する。他の樹脂システムと比較して、汎用性、耐久性、外観、優れた耐候性のために、多くの床材用途ではアクリルウレタンコーティングをトップコートとして使用している。しかしながら、プロピレン系材料層とウレタン/アクリルコーティングとの間の接着には問題がある。
ポリオレフィンの接着力を改善する従来の方法には、極性ポリマーとのブレンドによるバルク改質と、物理的および化学的処理による表面改質が含まれる。このような処理には、溶剤清浄(またはワイピング)、サンドペーパーによる表面の粗面化、酸処理および塩基処理などのいくつかの簡単な手段から、プラズマ、コロナ、火炎処理などのより非常に高度な処理が含まれる。これらの処理のいくつかは処理時間を長くし、そしてより複雑な処理方法を必要とする。
従来の方法はまた、有機溶媒および官能化ポリオレフィンを含む接着剤組成物を含むが、さらに改善された接着力を有する接着剤組成物に対するニーズが残っている。官能化および非官能化スチレンブロックコポリマーは、ホットメルト接着剤およびゴムのプライマーとして使用されている。しかしながら、それらは一般に、官能化ポリオレフィンと比較した場合、ポリエチレン−またはポリプロピレン含有ポリオレフィンとの十分な接着性を示さない。
したがって、高級ポリオレフィンタイル(LPT)弾性床材の接着剤層として使用でき、プロピレン含有ポリオレフィン摩耗層およびウレタン−アクリルトップコート層との十分な接着力を示すプライマー材料を提供することが望ましい。これら及び他のニーズは、以下の発明によって満たされている。
実施形態において、本発明は、タイルであって、次の構成要素、
A)第1の組成物(プライマー組成物)から形成された第1のフィルムであって、第1の組成物が、
i)a)カルボン酸、および/またはb)無水物、ならびに任意に、c)アミノまたはアミンから選択される1つ以上の化学基を含む官能化オレフィン系ポリマー、ならびに
ii)重合形態の、スチレン、ならびにエチレンおよび/または少なくとも1つのアルファ−オレフィンを含み、かつa)カルボン酸、および/またはb)無水物から選択される1つ以上の化学基を含む官能化スチレンブロックコポリマー、を含む、第1のフィルムと、
B)プロピレン系ポリマーを含む第2の組成物から形成された少なくとも1つの層を含む基材と、を含み、
第1のフィルムが、基材の少なくとも1つの表面を覆う、タイルを提供する。
多層タイルの実施形態を示す。 3層タイルの実施形態を示す。
本発明の様々な実施形態は、官能化オレフィン系ポリマーおよび官能化スチレンブロックコポリマーを含む組成物、ならびに架橋された組成物に関する。本発明の実施形態はさらに、そのようなポリマー組成物を使用する物品、ならびにポリマー組成物および物品を製造する方法に関する。実施形態では、組成物は、ポリオレフィンタイルまたは他の基材または物品のプライマー層として使用することができる。驚くべきことに、本発明の組成物は、プロピレン系ポリマー材料とウレタン−アクリル材料との間に高レベルの接着性を提供することが見出された。接着剤組成物は、高級ポリオレフィンタイル(LPT)で使用されるプロピレン系摩耗層とウレタン−アクリルトップコート層との間に改善された接着剤層を形成するプライマー層として特に有用である。
一実施形態では、本発明は、タイルであって、タイルが次の構成要素、
A)第1の組成物から形成された第1のフィルムであって、第1の組成物が、
i)a)カルボン酸、および/またはb)無水物、ならびに任意に、c)アミノまたはアミンから選択される1つ以上の化学基を含む官能化オレフィン系ポリマー、ならびに
ii)重合形態の、スチレン、ならびにエチレンおよび/または少なくとも1つのアルファ−オレフィンを含み、かつa)カルボン酸、および/またはb)無水物から選択される1つ以上の化学基を含む官能化スチレンブロックコポリマー、を含む第1のフィルムと、
B)プロピレン系ポリマーを含む第2の組成物から形成された少なくとも1つの層を含む基材と、を含み、
第1のフィルムが、基材の少なくとも1つの表面を覆う、タイルを提供する。
一実施形態では、第1の組成物はプライマー組成物である。
一実施形態では、第1の組成物は、0.001重量%未満のイソシアネート化合物を含む。一実施形態では、第1の組成物は、該組成物の重量に基づいて、0〜0.01重量%未満、さらに0〜0.001重量%未満のイソシアネート化合物(1つ以上のイソシアネート基を含む化合物)を含む。一実施形態では、組成物はイソシアネート化合物を含まない。
一実施形態では、第1の組成物はハロゲン(例えば、塩素)を含まない。
一実施形態では、官能化オレフィン系ポリマーは、官能化エチレン系ポリマーである。一実施形態では、官能化オレフィン系ポリマーは、カルボン酸官能化エチレン/α−オレフィンコポリマー、無水物官能化エチレン/α−オレフィンインターポリマー、ヒドロキシ官能化エチレン/α−オレフィンインターポリマー、アミン官能化エチレン/α−オレフィンインターポリマー、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される官能化エチレン/α−オレフィンインターポリマーである。一実施形態では、官能化オレフィン系ポリマーは、無水マレイン酸(MAH)官能化エチレン系ポリマーである。さらなる実施形態では、官能化エチレン系ポリマーは、無水マレイン酸(MAH)グラフト化エチレン系ポリマーである。
一実施形態では、官能化スチレンブロックコポリマーは、20〜60重量%、または20〜50重量%、または25〜40重量%、または25〜35重量%の重合スチレンを含む。一実施形態では、官能化スチレンブロックコポリマーは、カルボン酸官能化スチレンブロックコポリマー、無水物官能化スチレンブロックコポリマー、ヒドロキシ官能化スチレンブロックコポリマー、アミン官能化スチレンブロックコポリマー、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される。一実施形態では、官能化スチレンブロックコポリマーii)は、無水マレイン酸(MAH)官能化(またはグラフト化)スチレンブロックコポリマーである。さらなる実施形態では、無水マレイン酸(MAH)官能化スチレンブロックコポリマーは、無水マレイン酸(MAH)グラフト化スチレンブロックコポリマーである。
一実施形態では、官能化スチレンブロックコポリマーは、コポリマーの重量に基づいて、20〜60重量%の重合スチレンを含む。一実施形態では、官能化スチレンブロックコポリマーは、20〜60重量%の重合スチレンを含む無水マレイン酸官能化スチレンブロックコポリマーであり、官能化オレフィン系ポリマー(例えば、エチレン/α−オレフィンインターポリマー)は、無水マレイン酸官能化エチレン/オクテンコポリマーである。
一実施形態では、官能化オレフィン系ポリマーの官能化スチレンブロックコポリマーに対する重量比は、95/5〜10/90である。一実施形態では、官能化オレフィン系ポリマーの官能化スチレンブロックコポリマーに対する重量比は、2.0/1.0〜6.0/1.0、さらに3.0/1.0〜5.0/1.0である。
一実施形態では、官能化オレフィン系ポリマーの官能化スチレンブロックコポリマーに対する密度比は、0.93〜0.99、または0.94〜0.98、または0.95〜0.97である。
一実施形態では、第1の組成物は、iii)少なくとも1つの炭化水素溶媒を含む溶媒組成物をさらに含む。一実施形態では、炭化水素溶媒は脂肪族炭化水素溶媒である。一実施形態では、溶媒組成物は任意に極性溶媒を含む。一実施形態では、溶媒組成物は、ケトンまたはアルコールを含む。一実施形態では、溶媒は、溶媒組成物の全重量に基づいて、0.5重量%〜20重量%の極性溶媒をさらに含む。一実施形態では、溶媒組成物はケトンを含む。一実施形態では、溶媒組成物は、99.5/0.5〜80/20の重量比で、炭化水素溶媒およびケトンを含む。
一実施形態では、第1の組成物は、組成物の重量に基づいて、1〜20重量%、または2〜15重量%、または5〜10重量%の範囲の全固形分含有量を含む。
一実施形態では、第1の組成物は、23℃で1000〜5000cPのブルックフィールド粘度を有する。
一実施形態では、基材(例えば、摩耗層)は、タイルの全厚の20〜100%、または30〜80%、または40〜60%の厚さを有する。一実施形態では、基材は、0.1〜5.0mm、または0.2〜2.0mm、または0.3〜1.0mm、または0.4〜0.80mmの全厚を有する。
一実施形態では、基材は、プロピレン系ポリマーを含む第2の組成物から形成された少なくとも1つの層を含む摩耗層である。
一実施形態では、タイルはさらに、C)第1のフィルムA)上に適用されてそれに接触するトップコート層を含む。一実施形態では、トップコート層は、UV硬化型ウレタン−アクリレートポリマーを含む。
一実施形態では、基材は摩耗層であり、第1のフィルムは、摩耗層の上にあり、それに接着するプライマー層であり、タイルは、第1のフィルム層の上にあり、それに接着するトップコート層をさらに含む。
一実施形態では、本発明は、本明細書に記載されるようなタイルを提供する。
一実施形態において、本発明は、プライマー組成物であって、次の成分、
A)i)カルボン酸、および/またはii)無水物、ならびに任意に、アミノまたはアミンから選択される1つ以上の化学基を含む官能化オレフィン系ポリマー、および
B)重合形態の、スチレン、ならびにエチレンおよび/または少なくとも1つのアルファ−オレフィンを含み、かつi)カルボン酸、および/またはii)無水物から選択される1つ以上の化学基を含む官能化スチレンブロックコポリマー、を含む、プライマー組成物を提供する。
一実施形態では、プライマー組成物は、プライマー組成物の重量に基づいて、0.001重量%未満のイソシアネートを含む。一実施形態では、プライマー組成物は、イソシアネート化合物を含まない。一実施形態では、プライマー組成物はハロゲン(例えば、塩素)を含まない。
一実施形態では、プライマー組成物の官能化オレフィン系ポリマーは、無水マレイン酸(MAH)官能化エチレン系ポリマーである。一実施形態では、プライマー組成物の官能化スチレンブロックコポリマーは、無水マレイン酸(MAH)官能化スチレンブロックコポリマーである。一実施形態では、官能化オレフィン系ポリマーの官能化スチレンブロックコポリマーに対する重量比は、2.0/1.0〜6.0/1.0、さらに3.0/1.0〜5.0/1.0である。一実施形態では、官能化オレフィン系ポリマーの官能化スチレンブロックコポリマーに対する重量比は、95/5〜10/90である。一実施形態では、プライマー組成物は、少なくとも1つの炭化水素溶媒を含む溶媒組成物をさらに含む。一実施形態では、プライマー組成物の溶媒組成物はケトンを含む。一実施形態では、溶媒組成物は、99.5/0.5〜80/20、または95/5〜85/15の重量比で炭化水素溶媒およびケトンを含む。
一実施形態では、本発明は、プライマー組成物から形成された少なくとも1つの構成要素を含む物品を提供する。一実施形態では、物品は、摩耗層とトップコート層との間に位置し、それらに接着したプライマー層としての第1の組成物を含むタイルである。一実施形態では、摩耗層はプロピレン系ポリマーを含み、トップコート層はUV硬化型ウレタン−アクリレートポリマーを含む。
本発明はまた、(第1の)組成物を製造する方法を提供する。一実施形態では、この方法は、少なくとも官能化オレフィン系ポリマー、官能化スチレンブロックコポリマー、溶媒、および任意の添加剤を一緒に混合することを含む。
本発明はまた、タイルを製造する方法を提供する。一実施形態では、本方法は、(第1の)組成物を、基材のプロピレン系ポリマー層と少なくとも部分的に直接接触するフィルムを形成するためのプロピレン系ポリマーを含む第2の組成物から形成された少なくとも1つの層を含む基材(例えば、摩耗層)上に適用することと、フィルムを乾燥させることと、ウレタン/アクリルコポリマーを含むコーティング(例えば、トップコート)をフィルム上に適用することとを含む。
官能化オレフィン系ポリマー
第1の組成物は、官能化オレフィン系ポリマーを含む。官能化オレフィン系ポリマーは、結合した官能基を含み、その基は、少なくとも1つのヘテロ原子(すなわち、OおよびN)を含む。
一実施形態では、官能化オレフィン系ポリマーは、官能化エチレン系ポリマーまたは官能化プロピレン系ポリマーから選択される。一実施形態では、官能化オレフィン系ポリマーは、官能化エチレン系ポリマーである。さらなる実施形態では、官能化オレフィン系ポリマーは、官能化エチレン/α−オレフィンインターポリマーであり、さらに官能化エチレン/α−オレフィンコポリマーである。代表的なα−オレフィンには、C〜C20α−オレフィン、またはC〜C10α−オレフィン、またはC〜C20α−オレフィン、またはC〜C10α−オレフィンが含まれるが、これらに限定されない。代表的なα−オレフィンには、プロピレン、1−ブテン、1−ペンテン、1−ヘキセン、1−ヘプテン、および1−オクテンが含まれる。
一実施形態では、官能化オレフィン系ポリマーは、カルボン酸および/または無水物官能基、ならびにアミノまたはアミン官能基を含む。一実施形態では、官能基は、ポリマー鎖にペンダントでグラフトされている。官能基はまた、所望の官能基を含有する好適なモノマーの共重合を通して組み込まれてもよい。
一実施形態では、官能化オレフィン系ポリマーは、無水物官能化エチレン/α−オレフィンインターポリマー、カルボン酸官能化エチレン/α−オレフィンインターポリマー、アミン官能化エチレン/α−オレフィンインターポリマー、ヒドロキシル官能化エチレン/α−オレフィンインターポリマー、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される官能化エチレン/α−オレフィンインターポリマーである。
一実施形態では、官能化オレフィン系ポリマーは、無水マレイン酸(MAH)官能化エチレン系ポリマーである。一実施形態では、官能化オレフィン系ポリマーは、無水マレイン酸(MAH)官能化エチレン/α−オレフィンインターポリマーである。さらなる実施形態では、官能化オレフィン系ポリマーは、無水マレイン酸官能化エチレン/α−オレフィンコポリマーである。適切なα−オレフィンには、C〜Cα−オレフィン、好ましくはC〜Cα−オレフィンが含まれる。
適切な官能化オレフィン系ポリマーの非限定的な例には、無水マレイン酸(MAH)グラフト化コポリマー(例えば、The Dow Chemical Companyから入手可能なAMPLIFY GR 216、およびAFFINITY GA 1000R)が含まれる。
一実施形態では、官能化オレフィン系ポリマーは、官能化オレフィン系ポリマーの重量に基づいて、0.1〜10重量%、または0.2重量%〜8.0重量%、または0.5重量%〜6.0重量%、または0.5重量%〜4.0重量%、または0.5重量%〜2.0重量%の官能基を含有する。
一実施形態では、官能化オレフィン系ポリマーは、0.850〜0.940g/cc、または0.855〜0.920g/cc、または0.860〜0.900g/cc、または0.865〜0.890g/cc、または0.870〜0.885g/cc、または0.870〜0.880g/cc(1cc=1cm)の密度を有する。
一実施形態では、官能化オレフィン系ポリマーは、0.1〜100g/10分、または0.2〜50g/10分、または0.4〜20g/10分、または0.6〜10g/10分、または0.8〜5.0g/10分、または1.0〜2.0g/10分のメルトインデックス(MI)を有する。
一実施形態では、官能化オレフィン系ポリマーは、30〜130℃、または30〜100℃、30〜70℃、または30〜50℃の融点(T)を有する。
官能化オレフィン系ポリマーは、本明細書で議論されている2つ以上の実施形態を含み得る。
官能化スチレンブロックコポリマー
第1の組成物は、官能化スチレンブロックコポリマーを含む。官能化スチレンブロックコポリマーは、結合した官能基を含み、その基は、少なくとも1つのヘテロ原子(すなわち、OおよびN)を含む。「スチレンブロックコポリマー」は、別のコモノマーの別のブロックセグメントと組み合わせて少なくとも1つのスチレンモノマーのブロックセグメントを有するエラストマーである。スチレンブロックコポリマーの構造は、線状または放射状タイプ、およびジブロックまたはトリブロックタイプであり得る。
好適なスチレンブロックコポリマーの非限定的な例としては、スチレン−イソプレン−スチレンブロックコポリマー(SIS)スチレン−ブタジエン−スチレンブロックコポリマー(SBS)、スチレン−エチレン/ブチレン−スチレンブロックコポリマー(SEBS)、スチレン−イソブチレン−スチレンブロックコポリマー(SIBS)、スチレン−エチレン−プロピレン−スチレンブロックコポリマー(SEPS)、およびそれらの混合物が含まれる。スチレンブロックコポリマーは、商標VECTORの下でDexco Polymersから、商標KRATON(例えば、KRATON FG1901G)の下でKraton Corporationから、および商標SOLPRENE 4114A、4213Aなどの下でDynasolから入手可能である。
一実施形態では、官能化スチレンブロックポリマーは、重合形態で、スチレンおよびエチレンおよび/または1つのアルファ−オレフィン、ならびにカルボン酸および/または無水物官能基を含む。そのような官能基は、ポリマー鎖にペンダントでグラフトすることができる。官能基はまた、所望の官能基を含有する適切なモノマーの共重合を通じて組み込むことができる。
一実施形態では、カルボキシル基は、予め形成されたスチレンブロックコポリマーにグラフトされる。別の実施形態において、酸無水物基は、予め形成されたスチレンブロックコポリマーにグラフトされる。予め形成されたスチレンブロックコポリマーにグラフトすることができる不飽和カルボン酸および酸無水物化合物の非限定的な例には、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、無水マレイン酸、および無水イタコン酸が含まれる。
一実施形態では、官能化スチレンブロックコポリマーは、無水物官能化スチレンブロックコポリマー、カルボン酸官能化スチレンブロックコポリマー、ヒドロキシ官能化スチレンブロックコポリマー、アミン官能化スチレンブロックコポリマー、およびそれらの組み合わせから選択される。一実施形態では、官能化スチレンブロックコポリマーは、無水マレイン酸(MAH)官能化スチレンブロックコポリマーである。
一実施形態では、官能化スチレンブロックコポリマーは、官能化スチレンブロックポリマーの重量に基づいて、20〜60重量%、または20〜50重量%、または20〜40重量%の重合スチレンを含む。
一実施形態では、官能化スチレンブロックコポリマーは、官能化スチレンブロックコポリマーの重量に基づいて、0.1〜10重量%、または0.5〜5.0重量%の官能基を含む。
一実施形態では、官能化スチレンブロックコポリマーは、官能化スチレンブロックコポリマーの重量に基づいて、20〜40重量%の重合スチレンおよび0.5〜2.0重量%の無水マレイン酸を含有するスチレン−エチレン/ブチレン−スチレンブロックコポリマー(SEBS)である。
一実施形態では、官能化スチレンブロックコポリマーは、トルエンの溶液中で25℃で測定して2〜10Pa・sの溶液粘度、および溶液の重量に基づいて25重量%のコポリマーを有する。
一実施形態では、官能化スチレンブロックコポリマーは、ASTM D1238、230℃/5.0kg重量に準拠して測定して、10〜30g/10分のメルトフロー(MF)を有する。
一実施形態では、官能化スチレンブロックコポリマーは、50,000〜100,000g/モルの重量平均分子量(M)を有する。
一実施形態では、官能化スチレンブロックコポリマーは、1.2〜2.0の分子量分布(M/M)を有する。
本官能化スチレンブロックコポリマーは、本明細書で議論される2つ以上の実施形態を含み得る。
溶媒組成物
実施形態では、第1の組成物は溶媒組成物を含む。溶媒組成物は、1つの溶媒または2つ以上の溶媒の混合物を含み得る。
一実施形態では、溶媒組成物は、少なくとも1つの炭化水素溶媒を含む。一実施形態では、溶媒組成物は任意に極性溶媒を含む。
本明細書で使用される場合、「炭化水素溶媒」は、分岐状または非分岐状、飽和または不飽和、環式、多環式または非環式種、およびそれらの組み合わせを含む、水素および炭素原子のみを含む溶媒である。一実施形態では、炭化水素溶媒は、芳香族炭化水素溶媒、脂肪族炭化水素溶媒、およびそれらの組み合わせから選択される。
芳香族炭化水素は、1つ以上のベンゼン環を含む炭化水素である。芳香族炭化水素溶媒の非限定的な例としては、トルエンおよびキシレンが挙げられる。一実施形態では、炭化水素溶媒は、トルエンである芳香族炭化水素溶媒である。
脂肪族炭化水素は、アルカン、アルケン、アルキン、またはアルカン、アルケン、もしくはアルキンの誘導体である炭化水素である。脂肪族炭化水素溶媒の非限定的な例には、ヘキセン、シクロヘキサンおよびメチルシクロヘキサン(MCH)が含まれる。一実施形態では、炭化水素溶媒は、メチルシクロヘキサン(MCH)を含有する脂肪族炭化水素溶媒である。
極性溶媒は、溶媒分子内で正電荷と負電荷の永久的な分離があるか、正電荷と負電荷の中心が一致しないいずれかの溶媒である。極性溶媒は、極性プラス水素結合部分が0である炭化水素溶媒とは対照的に、0超の極性プラス水素結合部分を有する。極性溶媒の非限定的な例には、アルコール、ケトンおよびエステルが含まれる。
一実施形態では、極性溶媒はケトンである。好適なケトンの非限定的な例としては、アセトン、メチルエチルケトン、およびシクロヘキサノンが挙げられる。
一実施形態では、極性溶媒はエステルである。好適なエステルの非限定的な例としては、酢酸ブチルおよび酢酸エチルが挙げられる。
一実施形態では、溶媒組成物は、溶媒組成物の全重量に基づいて、0〜100重量%の炭化水素溶媒を含む。
一実施形態では、溶媒組成物は、溶媒組成物の全重量に基づいて、60〜100重量%の炭化水素溶媒および0〜40重量%の極性溶媒を含む。一実施形態では、溶媒組成物は、溶媒組成物の全重量に基づいて、80重量%〜99.5重量%の炭化水素溶媒および0.5重量%〜20重量%の極性溶媒を含む。
溶媒組成物は、本明細書で議論される2つ以上の実施形態を含み得る。
添加剤
いくつかの実施形態では、組成物は、任意に、1つ以上の適合性添加剤を含むことができる。
好適な添加剤には、架橋剤、酸化防止剤、懸濁助剤、プロセスオイル、可塑剤、潤滑剤、粘度調整剤、増粘剤、スリップ剤、ブロッキング防止剤、粘着付与剤樹脂、カップリング剤、加工助剤、紫外線(UV)吸収剤または安定剤、抗菌剤、帯電防止剤、着色剤、顔料、無機充填剤、およびそれらの組み合わせが含まれるが、これらに限定されない。このような添加剤は、それらの所望の効果を達成するために所望の量で使用することができる。一実施形態では、組成物は、組成物の重量に基づいて、0.1〜12重量%、または0.5〜8.0重量%の量で1つ以上の添加剤の合計重量を含むことができる。
第1の組成物
一実施形態では、本発明は第1の組成物を提供する。一実施形態では、第1の組成物は、(A)官能化オレフィン系ポリマー、および(B)官能化スチレンブロックコポリマーを含む。実施形態では、第1の組成物は、(C)炭化水素溶媒を含む溶媒組成物をさらに含む。一実施形態では、第1の組成物はプライマー組成物である。
官能化オレフィン系ポリマー、官能化スチレンブロックコポリマー、および溶媒組成物は、本明細書で開示される、それぞれの官能化オレフィン系ポリマー、官能化スチレンブロックコポリマー、および溶媒組成物であり得る。
一実施形態では、第1の組成物は、組成物の全重量に基づいて、1〜20重量%の官能化オレフィン系ポリマーを含む。一実施形態では、第1の組成物は、第1の組成物の全重量に基づいて、1〜20重量%の官能化スチレンブロックコポリマーを含む。一実施形態では、第1の組成物は、第1の組成物の全重量に基づいて、60〜98重量%の溶媒組成物を含む。一実施形態では、第1の組成物は、第1の組成物の全重量に基づいて、1〜20重量%の官能化オレフィン系ポリマー、1〜20重量%の官能化スチレンブロックコポリマー、および60〜98重量%の溶媒組成物を含む。第1の組成物は、任意に、1つ以上の添加剤を含む。一実施形態では、第1の組成物は、第1の組成物の重量に基づいて、0.1〜12重量%の添加剤を含む。
一実施形態では、第1の組成物中の官能化オレフィン系ポリマーの官能化スチレンブロックポリマーに対する重量比は、90:10、85:15、75:25、または50:50〜25:75、または15:85、または10:90である。一実施形態では、官能化オレフィン系ポリマーの官能化スチレンブロックコポリマーに対する重量比は、2.0/1.0〜6.0/1.0、さらに3.0/1.0〜5.0/1.0である。
一実施形態では、第1の組成物中の全ポリマー含有量(官能化オレフィン系ポリマーおよび官能化スチレンブロックコポリマー)の溶媒組成物に対する重量比は、5:95〜40:60である。一実施形態では、第1の組成物中の全ポリマー含有量(官能化オレフィン系ポリマーおよび官能化スチレンブロックコポリマー)の溶媒組成物に対する重量比は、5:95、または10:90、または15:85、または20:80、または25:75、または30:70、または35:65、または40:60である。
一実施形態では、第1の組成物は、(a)官能化オレフィン系ポリマーを溶媒組成物に溶解させるために、官能化オレフィン系ポリマーの最高融点を超える温度で、炭化水素溶媒を含む溶媒組成物と、1時間または2時間撹拌しながら混合することと、(b)官能化オレフィン系ポリマーを溶媒組成物に溶解させるために、別途、官能化スチレンブロックコポリマーを、官能化スチレンブロックコポリマーの最高融点を超える温度で、炭化水素溶媒を含む溶媒組成物と、1時間または2時間撹拌しながら混合することと、次いで、(c)2つの溶液を室温(「コールドブレンディング」)または少なくとも80℃の温度(「ホットブレンディング」)で混合することと、によって製造することができる。
別の実施形態において、第1の組成物は、官能化オレフィン系ポリマーおよび官能化スチレンブロックコポリマーを溶媒組成物に溶解するために、官能化オレフィン系ポリマーおよび官能化スチレンブロックコポリマーを、炭化水素溶媒を含む溶媒組成物と、官能化ポリマーの最高融点を超える温度で、1時間または2時間撹拌しながら混合することによって製造することができる。
一実施形態では、第1の組成物は、官能化オレフィン系ポリマーおよび官能化スチレンブロックコポリマーを溶媒組成物に溶解するために、官能化オレフィン系ポリマーおよび官能化スチレンブロックコポリマーをポリマーペレット(「ポリマーペレットブレンド」)として炭化水素溶媒を含む溶媒組成物に加えることと、少なくとも80℃の温度に加熱することと、溶液を1または2時間撹拌することとにより製造することができる。
一実施形態では、第1の組成物は、100〜8000cP、または500〜7000cP、または1500〜6000cP、または1000〜5000cPのブルックフィールド粘度を有する。
有利には、官能化オレフィン系ポリマーおよび官能化スチレンブロックコポリマーは、第1の組成物の溶媒中に溶解したままであり、第1の組成物の温度が室温に低下したときでさえ、第1の組成物を室温で使用することを可能にする。室温で使用できることは、第1の組成物を高温に維持したり、基材に高温で適用したりするために特別な注意が必要ないため、簡単な処理に有利である。
一実施形態では、第1の組成物は、
(A)1重量%〜20重量%の官能化エチレン/α−オレフィンインターポリマー、
(B)30重量%以上の重合スチレンを含む、1重量%〜20重量%の官能化スチレンブロックコポリマー、ならびに
(C)炭化水素溶媒を含む、55重量%〜97.9重量%の溶媒組成物を含む。
一実施形態では、第1の組成物は、以下の特性のうちの少なくとも1つを有する。
(1)100cP〜8000cP未満のブルックフィールド粘度、
(2)90:10〜10:90、または2.0/1.0〜6.0/1.0の官能化オレフィン系ポリマーの官能化スチレンブロックポリマーに対する重量比、および
(3)20:80〜5:95、または10:90〜5:95の全ポリマー含有量の溶媒組成物に対する重量比。
第1の組成物は、本明細書で議論される2つ以上の実施形態を含み得る。
製造品
一実施形態では、本発明は物品を提供する。
一実施形態では、物品は、基材、ならびに官能化オレフィン系ポリマーおよび官能化スチレンブロックコポリマーを含む、本命所に開示される第1の組成物から形成される少なくとも1つの構成要素を含む。一実施形態では、少なくとも1つの構成要素は、基材上のコーティングである。一実施形態では、コーティングは接着剤層である。一実施形態では、基材の少なくとも一方の側が第1の組成物でコーティングされる。
一実施形態では、官能化オレフィン系ポリマーおよび官能化スチレンブロックコポリマーを含む、本明細書に開示される第1の組成物をプライマー層として基材に適用し、乾燥して、物品の2つの材料層の間に接着剤層を提供することができる。
一実施形態では、物品は、とりわけ、タイル、弾性床材、滑り止め床材、壁紙、カウンタートップ、壁装材、自動車ダッシュボード、自動車コーティング、および壁装材などの多層構造であるが、これらに限定されない。様々な実施形態では、第1の組成物を他の材料と組み合わせて、積層基材(例えば、タイル、床材など)内に接着剤層を形成することができる。
基材(プロピレン系の層を備えた)
一実施形態では、物品の基材(例えば、摩耗層)は、プロピレン系ポリマーを含む第2の組成物から形成された少なくとも1つの層を含み、これは、本明細書に開示されている第1の組成物から形成されたコーティングと少なくとも部分的に接触している。
一実施形態では、第2の組成物は、(A)プロピレン系ポリマー、および(B)溶媒組成物を含む。
一実施形態では、第2の組成物は、第2の組成物の全重量に基づいて、少なくとも50、または少なくとも60、または少なくとも70、または少なくとも80、または少なくとも90または少なくとも95、および99.5重量%までのプロピレン系ポリマーを含む。一実施形態では、第2の組成物は、第2の組成物の全重量に基づいて、50〜99.5、または80〜99.5、または90〜99.5重量%の量のプロピレン系ポリマーを含む。
一実施形態では、プロピレン系ポリマーは、プロピレンホモポリマー、プロピレン系インターポリマー、またはプロピレン系コポリマーであってよい。
一実施形態では、プロピレン系ポリマーは、プロピレン/エチレンインターポリマーであり、さらに、プロピレン/エチレンコポリマーである。
一実施形態では、プロピレン系ポリマーは、プロピレン/α−オレフィンインターポリマーである。さらなる実施形態では、プロピレン/α−オレフィンポリマーは、プロピレン/α−オレフィンコポリマーである。
一実施形態では、プロピレン系ポリマーは、ポリプロピレン系プラストマーまたはエラストマーである。ポリプロピレン系プラストマー(PBP)またはプロピレン系エラストマー(PBE)は、約100J/g未満の融解熱およびMWD<3.5を有する、プロピレンの反応器グレードのコポリマーを含む。PBPは、一般に、約100J/g未満の融解熱、および3〜15重量%の範囲の重量パーセントのエチレンまたは他のα−オレフィンを有する。PBEは一般に、約40J/g未満の融解熱および10〜15重量%のエチレンの範囲の重量パーセントのエチレンまたは他のα−オレフィンを有する。
一実施形態では、プロピレン系ポリマーは、ランダムプロピレン/α−オレフィンインターポリマーである。ランダムプロピレン/α−オレフィンインターポリマーは、モノマーがポリマー鎖全体にランダムに分布しているインターポリマーである。
プロピレン系ポリマーでの使用に適したα−オレフィンコモノマーの例としては、C2〜20の線状、分岐状、または環状α−オレフィンが挙げられるが、これらに限定されない。C2〜20のα−オレフィンの例には、エチレン(本発明の目的ではα−オレフィンとみなされる)、1−ブテン、1−ペンテン、1−ヘキセン、1−オクテン、1−デセン、1−ドデセン、1−テトラデセン、1−ヘキサデセン、および1−オクタデセンが含まれる。実施形態では、α−オレフィンは、シクロヘキサンまたはシクロペンタンなどの環状構造を有することもでき、結果として、3−シクロヘキシル−1−プロペン(アリルシクロヘキサン)およびビニルシクロヘキサンなどのα−オレフィンが得られる。例示的なプロピレン/α−オレフィンインターポリマーには、プロピレン/エチレン、プロピレン/1−ブテンコポリマー、プロピレン/1−ヘキセンコポリマー、プロピレン/1−オクテンコポリマー、またはそれらの2つ以上の組み合わせが含まれる。一実施形態では、プロピレン系ポリマーは、プロピレン/エチレンインターポリマーである。さらなる実施形態では、プロピレン/エチレンポリマーは、プロピレン/エチレンコポリマーである。
一実施形態では、プロピレン系ポリマーは、ランダムプロピレン/エチレンインターポリマーであり、さらにランダムプロピレン/エチレンコポリマーである。
プロピレン系ポリマーの商用例には、VERSIFYポリマー(The Dow Chemical Company)、VISTAMAXポリマー(Exxon Mobil Chemical Co。)、LICOCENEポリマー(Clarient)のようなランダムプロピレン/エチレンインターポリマー、およびBraskem RCP GD83KおよびDS6D81、Exxon Mobil PP122およびPP9513のような非ランダムプロピレンコポリマーが含まれるが、これらに限定されない。他の例には、INSPIREポリマー(Braskem)およびPRO−FAXポリマー(Lyondell Basell)が含まれる。
一実施形態では、プロピレン系ポリマーは、2.0〜3.4、または2.2〜3.2、または2.4〜3.0、または2.6〜2.8の分子量分布(MWD)を有する。
いくつかの実施形態において、プロピレン系ポリマーは、示差走査熱量測定(「DSC」)によって測定された際に、20%〜60%まで、または30%〜50%までのパーセント(%)結晶化度を有する。
一実施形態において、プロピレン系ポリマーは、ASTM D 792に準拠して測定した際、0.880〜0.920g/cc、または0.885〜0.915g/cc、または0.890〜0.910g/cc、または0.895〜0.900g/ccの密度を有する。
一実施形態では、プロピレン系ポリマーは、230℃/2.16kgにおいてASTM D1238で測定した際、0.5〜30g/10分、または3.0〜20g/10分、または5.0〜15g/10分のメルトフローレート(MFR)を有する。
一実施形態では、プロピレン系ポリマーは、少なくとも100℃〜150℃の融点を有する。
一実施形態では、プロピレン系ポリマー成分は、記載されたプロピレン系ポリマーの2つ以上の組み合わせであり得る。
いくつかの実施形態では、第2の組成物は、少なくとも1つの無機充填剤を含む。実施形態では、十分な量の充填剤が第2の組成物に含まれて、層(例えば、摩耗層)に、層の接触面透明度を妨げない所望のレベルの摩耗抵抗を提供する。一実施形態では、第2の組成物は、第2の組成物の全重量に基づいて、0.5〜10重量%の量で充填剤を含む。実施形態では、第2の組成物中の充填剤の濃度は、1μm未満の引っかき傷深さおよび40%未満の内部ヘイズを有する10〜60ミルの厚さを有する層(例えば、摩耗層)を提供するのに十分である。
好適な充填剤には、とりわけ二酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化チタン、炭化ケイ素、ガラス粒子、ガラスビーズ、タルク、およびマイカが含まれるが、これらに限定されない。実施形態では、充填剤は、疎水性のヒュームドシリカである。市場から入手可能な充填剤の例には、AEROSIL疎水性ヒュームドシリカ(Evonik Industries AG)が含まれる。いくつかの実施形態では、第2の組成物は、プロピレン系ポリマー内に分散された無機マイクロまたはナノ粒子充填剤を含む。
いくつかの実施形態では、充填剤をプロピレン系ポリマーに溶融混合して、10〜90重量%の充填剤の充填量を含む充填剤含有マスターバッチを製造することができる。
いくつかの実施形態では、第2の組成物は、任意に、1つ以上の適合性添加剤を含むことができる。好適な添加剤の例には、架橋剤、抗酸化剤、懸濁助剤、プロセスオイル、可塑剤、潤滑剤、粘度調整剤、スリップ剤、ブロッキング防止剤、粘着付与剤、カップリング剤、加工助剤、紫外線(UV)吸収剤または安定剤、抗菌剤、帯電防止剤、着色剤または顔料、およびそれらの組み合わせが含まれるが、これらに限定されない。このような添加剤は、それらの所望の効果を達成するために所望の量で使用することができる。一実施形態では、第2の組成物は、第2の組成物の重量に基づいて0.1〜5重量%の量の1つ以上の添加剤の合計重量を含むことができる。
一実施形態では、第2の組成物は、架橋組成物である。一実施形態では、第2の組成物は、その中に分散された充填剤を含む架橋組成物を含む。
プロピレン系ポリマーを含む第2の組成物は、本明細書で議論される2つ以上の実施形態を含み得る。
一実施形態において、官能化オレフィン系ポリマーおよび官能化スチレンブロックコポリマーを含む本明細書に開示される第1の組成物は、記載の第2の組成物から形成された基材のプロピレン系ポリマー層上に適用され、少なくとも部分的にそれに接触する。いくつかの実施形態では、第1の組成物は、プロピレン系ポリマー層の表面上にプライマー層として適用され、乾燥して接着剤層を提供することができる。
一実施形態では、物品は、プロピレン系ポリマーを含む層、フィルム層、ならびに、官能化オレフィン系ポリマーおよび官能化スチレンブロックコポリマーを含む開示された第1の組成物から形成された成分を含む接着剤層などの基材から形成され、そのような接着剤層は基材のプロピレン系ポリマー層とフィルム層との間でそれらと接触して位置する。一実施形態では、クロスハッチ接着試験中に、基材(例えば、ポリオレフィン基材)のプロピレン系ポリマー層とフィルム層との間に分離(わずかな分離または完全な分離)は観察されない。
一実施形態において、物品は、第1の組成物の層を基材のプロピレン系ポリマー層上に適用すること、層を乾燥させること、次いでトップコートフィルム層(例えば、ウレタン/アクリルコポリマー層)を第1の組成物の乾燥した層の上に適用することにより製造できる。
一実施形態では、物品は、5mm〜25mmの全厚を有するタイルである。
一実施形態では、物品はタイルであり、基材は、プロピレン系ポリマーを含む層を含み、フィルム層は、UV硬化型ウレタン−アクリレートコポリマーを含み、本発明の組成物から形成された構成要素は、基材のプロピレン系ポリマー層とウレタン−アクリレートコポリマーフィルム層との間に位置してそれらと接触する接着剤層である。一実施形態では、基材(例えば、摩耗層)は、タイルの全厚の50〜100パーセントの厚さを有する。一実施形態では、基材(例えば、摩耗層)は、0.5〜5.0mm、または0.5〜2.0mm、または0.5〜1.0mmの全厚を有する。一実施形態では、ウレタン−アクリレートコポリマーフィルム層は、トップコート層(または最外層)であり、基材は、多層タイル構造の摩耗層であり、プロピレン系ポリマー層は、摩耗層の少なくとも1つの層である。一実施形態では、物品は多層弾性床タイルである。
図1は、多層タイルの例を示している。実施形態において、積層品(例えば、タイル)(10)は、ベース層(12)、ベース層(12)の表面に貼り付けられた装飾フィルム(または印刷層)(14)、装飾(または印刷)フィルム(14)の表面の上にあり、貼り付けられた摩耗層(16)、摩耗層(16)の上にあり、貼り付けられた接着プライマー層(18)(官能化オレフィン系ポリマーおよび官能化スチレンブロックコポリマーを含む本発明の(第1の)組成物から形成された)、および接着プライマー層(18)上にあり、貼り付けられたトップコート層(20)を含むことができる。実施形態では、積層品(10)は、1つ以上の追加の材料層を含むことができる。
一実施形態では、積層多層タイルは、ベース層(12)として1つ以上のオレフィン系ポリマーを含む層を含む(しばしば充填された)1つ以上のオレフィン系ポリマーを使用して製造できる。次いで、同様にオレフィン系ポリマー製の装飾フィルム(または印刷層)(14)を、ベース層(12)に積層することができる。次いで、装飾フィルム(14)を、装飾フィルム(14)の上に積層することが可能なプロピレン系ポリマー摩耗層(16)で覆うことができる。次いで、接着プライマー層(18)(官能化オレフィン系ポリマーおよび官能化スチレンブロックコポリマーを含む本発明の組成物から形成された)を、摩耗層(16)上にコーティングし、乾燥させる。次いで、追加の保護のためにUV樹脂トップコート(20)を適用する。
ベース層.実施形態では、ベース層(12)は、フィルム、シート、または織物を含むことができる。一実施形態では、ベース層(12)は、1つ以上のオレフィン系ポリマーを含む多層構造層である。一実施形態では、ベース層は、エチレン/α−オレフィンコポリマー、官能化エチレン/α−オレフィンコポリマー、またはそれらの組み合わせを含む。オレフィン系ポリマーの使用により、得られる密度および可撓性を調整するために、オレフィン系ポリマーのコモノマーおよびコモノマー含有量を変更することによって、ベース層(12)(および構造全体)の調整可能な可撓性が可能となる。実施形態では、ベース層は、ベース層の重量に基づいて、80重量%までの量で、炭酸カルシウム、石炭フライアッシュなどの充填剤をさらに含む。エチレン/α−オレフィンコポリマーの商用例には、均一に分岐した実質的に線状のエチレン/α−オレフィンポリマー、例えばENGAGE(商標)ポリオレフィンエラストマー(例えば、ENGAGE(商標)8003、8400、8450および8480ポリオレフィンエラストマー)およびAFFINITY(商標)ポリオレフィンプラストマー(The Dow Chemical Company)、EXCEED(商標)およびEXACT(商標)ポリマー(ExxonMobil Chemical Company)およびTAFMER(商標)ポリマー(Mitsui Chemical Company)が含まれる。官能化エチレン系ポリマーの商標例には、無水マレイン酸(MAH)グラフトコポリマー、例えば、AMPLIFY(商標)GR 216およびAFFINITY(商標)GA 1000R(The Dow Chemical Company)が含まれる。一実施形態では、ベース層(12)は、0.76〜1.27mm(30〜50ミル)の厚さを有する。押出機を、充填層をベース層として押し出すのに使用することができる。
装飾フィルム.装飾フィルム(14)は、完成した物品に、例えば、木材または大理石、または印刷物のような材料の外観を与えるために使用される。実施形態では、装飾フィルム(または印刷層)(14)は、グラビア印刷、デジタル印刷、フレキソ印刷、転写印刷、パッド印刷、スタンピング印刷、装飾絵画、またはそれらの任意の組み合わせを含むことができる。実施形態では、装飾フィルム(または印刷層)は基材を含み、基材は、実施形態では、1つ以上のポリマーフィルムおよび/または紙を含む。実施形態では、装飾フィルム(または印刷層)は、非PVC熱可塑性フィルム(例えば、アクリル、ポリオレフィン、アイオノマー、ポリエステル等)を含む。実施形態では、装飾フィルム(14)は、二軸配向ポリプロピレン(BOPP)を含む。一実施形態では、装飾フィルム(14)は、0.025〜0.050mm(1〜2ミル)の厚さを有する。一実施形態では、接着プライマー層を装飾フィルムの装飾側に適用して、摩耗層(16)への接着を容易にすることができる。
摩耗層.実施形態では、摩耗層(基材)(16)は、本明細書に記載の第2の組成物から形成されたプロピレン系ポリマーを含む層を含む。一実施形態では、摩耗層は、プロピレン/α−オレフィンインターポリマー(例えば、プラストマーまたはエラストマー)を含む。一実施形態では、プロピレン系ポリマーは、ランダムプロピレン/α−オレフィンインターポリマーである。一実施形態では、プロピレン系ポリマーは、プロピレン/エチレンコポリマーである。プロピレン系ポリマーの商用例には、ランダムプロピレン/エチレンインターポリマープラストマーおよびVERSIFY(商標)ポリマー(The Dow Chemical Company)またはVISTAMAX(商標)ポリマー(Exxon Mobil Chemical Co.)、INSPIRE(商標)ポリマー(Braskem)およびPRO−FAX(商標)ポリマー(Lyondell Basell)などのエラストマーが含まれるが、これらに限定されない。
実施形態では、摩耗層(16)は、摩耗層の硬度および引っかきおよび摩耗耐性を改善するための少なくとも1つの無機充填剤を含み、これは、例えば、疎水性のヒュームドシリカ、アルミナ、チタニア、ガラス粒子、および当技術分野で知られている他のそのような充填剤など、高レベルの接触面透明度を有する。一実施形態では、摩耗層(16)は、0.50〜1.0mm(20〜40ミル)の厚さを有する。摩耗層は、装飾層が透けて見えるように、適度な接触面透明度を有する必要がある。摩耗層は、単軸スクリュー押出機で押し出すこともできる。
プライマー層.一実施形態では、本発明の(第1の)組成物は、プライマー層として摩耗層(16)の表面に適用され、乾燥されて、接着プライマー層(18)を製造することができる。一実施形態では、第1の組成物は、単層または多層として適用することができる。第1の組成物を基材に適用するための好適な方法の非限定的な例には、ドローダウン、ロッドコーティング、ブラッシング、ディッピング、注入、キャスティング、押し出し、およびスプレー技術が含まれる。一実施形態では、第1の組成物を基材上に注ぎ、コーティングバーまたは溝付き(巻かれた)ロッドによって広げる。一実施形態では、第1の組成物は、予め形成されたフィルムとして適用される。
実施形態では、接着プライマー層(18)の厚さは、0.00127〜0.025mm(0.5〜1ミル)であり得る。接着プライマー層は、薄すぎたり、摩耗層(16)(および上にあるトップ層(20))への接着性が乏しくてはならないが、その結果、物品(10)の内部ヘイズおよび/または可撓性を損なうほど厚すぎてもならない。
一実施形態では、接着プライマー層(18)は、無水マレイン酸官能化エチレン/α−オレフィンインターポリマーおよびスチレンブロックコポリマーを含む。一実施形態では、接着プライマー層は、無水マレイン酸(MAH)官能化エチレン/オクテンコポリマーおよびスチレン−エチレン−ブチレン−スチレン(SEBS)ブロックコポリマー(30%のポリスチレン含有量)を含む。無水マレイン酸(MAH)グラフト化エチレン/α−オレフィンコポリマーの商用例には、AMPLIFY(商標)GR 216およびAFFINITY(商標)GA 1000R(The Dow Chemical Company)が含まれる。スチレンブロックコポリマーの商用例には、KRATON(登録商標)(例えば、KRATON(登録商標)FG1901 G)(Kraton Corporation)、VECTOR(登録商標)(Dexco Polymers)、およびSOLPRENE(登録商標)(例えば、SOLPRENE(登録商標)4114A、SOLPRENE(登録商標)4213A)(Dynasol)が含まれる。
様々な実施形態では、第1の組成物は、プライマー層として摩耗層に適用され、乾燥されて、接着プライマー層を製造することができる。接着プライマー層は、官能化オレフィン系ポリマー、官能化スチレンブロックコポリマー、および溶媒を含まない、または実質的に含まない乾燥した組成物から形成される。一実施形態では、プライマー層は、基材に適用された後に乾燥され、第1の組成物中の溶媒組成物の重量に基づいて、溶媒組成物の少なくとも90重量%、または98重量%、または99重量%、または100重量%を蒸発させて、接着プライマー層(18)を形成する。一実施形態では、第1の組成物中の溶媒組成物の重量に基づいて、100重量%の溶媒を蒸発させる。プライマー組成物が基材に適用された後にプライマー組成物を乾燥させる方法の非限定的な例は、接着プライマー層を生成するために、物品をオーブンで23〜40℃の温度で2〜30分間乾燥させることを含む。一実施形態では、コーティング、さらには接着プライマー層は、乾燥後に1〜12g/mのコーティング量を有する。
トップコート層トップコートは、強化された磨耗および損傷の特性、および完成品の光沢性を制御もする特別仕上げのコーティング層である。実施形態では、トップコート層(20)は、UV硬化型ウレタン/アクリレートコポリマーを含む。ウレタン/アクリレートコポリマーは、一般に、コポリマーの末端にアクリレート部分を含む。ウレタン/アクリレートコーティングは、一般に、粘度を低下させるために、アクリレートモノマー、および/またはN−ビニルピロリドンなどの濃厚剤(viscosifer)を含む。ウレタン/アクリレートコーティングは、UV光および/または電子ビームなどの照射によって硬化させることができる。実施形態では、トップコート組成物は硬化剤を含む。実施形態では、トップコート組成物は、ベンゾフェノンなどの光開始剤およびアミン相乗剤を含む。UVトップコートの商用例には、PHOTOGLAZE UVコーティング(Akzo Nobel Coatings International B.V.)などの硬化型ウレタン/アクリレートコポリマーが含まれる。一実施形態では、トップコート層(20)は、0.0127〜0.05mm(0.5〜2ミル)の厚さを有する。
タイルを製造するための代表的なプロセス一実施形態では、全オレフィン多層タイルは、連続押出コーティングプロセスで製造することができる。一実施形態では、充填バッキング層は、押出機/ダイセットアップから、可撓性または半剛性のバッキングフィルムまたはシートに押し出されて、ベース層(12)を形成することができる。まだ熱いうちに、予め形成された装飾フィルム(14)をロールから供給し、標準の巻き戻しスタンドの所定の位置に保持して、ベース層(12)上に適用することができる。次いで、第2の押出機/ダイセットアップを、装飾層(14)の最上に溶融した摩耗層(16)を置くことができる。本発明の(第1の)組成物のプライマー層は、摩耗層(16)の最上に適用することができる。周囲冷却、および任意の冷却ロールの適用後、標準のコーティングステーションでトップコート(20)を乾燥したプライマー層(18)に適用することができる。
物品は、本明細書に記載の2つ以上の実施形態の組み合わせを含み得る。
定義
文脈から暗黙的または当技術分野で慣例であると明示されていない限り、すべての部およびパーセントは重量に基づいており、すべての試験方法は本開示の提出日現在のものである。
「含む」という用語およびその派生語は、本明細書に開示されているかどうかにかかわらず、追加の構成要素、ステップ、または手順の存在を排除することを意図したものではない。疑いを避けるために、「含む」という用語の使用を通じて本特許請求の範囲に記載されるすべての組成物は、反対に述べられていない限り、ポリマーであろうとなかろうと、追加の添加剤、アジュバント、または化合物を含み得る。対照的に、「から本質的になる」という用語は、実施可能性に不可欠でないものを除き、任意の次に続く詳説の範囲から、任意の他の構成要素、ステップ、または手順を除外する。「からなる」という用語は、具体的に規定または列挙されていない任意の構成要素、ステップ、または手順を除外する。
「ブレンド」、「ポリマーブレンド」および同様の用語は、本明細書で使用される際、2つ以上のポリマーの緊密な物理的混合物(すなわち、反応なし)を意味する。ブレンドは、混和性であってもなくてもよい(分子レベルで相分離していない)。ブレンドは、相分離していてもよく、またはしていなくてもよい。ブレンドは、透過電子分光法、光散乱、X線散乱、および当該技術分野で既知の他の方法から判定されたときに、1つ以上のドメイン構成を含有してもよく、または含有しなくてもよい。ブレンドは、マクロレベル(例えば、溶融ブレンド樹脂もしくは配合)またはミクロレベル(例えば、同じ反応器内での同時成形)で2つ以上のポリマーを物理的に混合することによって達成され得る。
「組成物」および同様の用語は、本明細書で使用される際、組成物を構成する2つ以上の材料の混合物またはブレンド、ならびに組成物の材料から形成される反応生成物および分解生成物を含む。典型的には、いずれの反応生成物および/または分解生成物も微量で存在する。
「エラストマー」および同様の用語は、本明細書で使用される際、粘弾性を有するポリマーを示す。一般に、エラストマーは、熱可塑性樹脂などの他の材料と比較して、より低い引張弾性率およびより高い破壊ひずみを有する。
「エチレン系ポリマー」および同様の用語は、本明細書で使用される際、(ポリマーの全重量に基づいて)少なくとも50重量%または大部分の重量パーセントの重合エチレンモノマーを含み、および任意に1つ以上の重合コモノマーを含み得るポリマーを指す。
「エチレン/α−オレフィンコポリマー」および同様の用語は、本明細書で使用される際、重合形態で、(コポリマーの重量に基づいて)少なくとも50重量%または大部分の量のエチレンモノマーおよびα−オレフィンを2つのモノマータイプとしてのみ含むコポリマーを指す。α−オレフィンはコポリマー内にランダムに分布している。したがって、この用語には、エチレン/α−オレフィンブロックコポリマーは含まれない。
「エチレン/α−オレフィンインターポリマー」および同様の用語は、本明細書で使用される際、重合形態で、(インターポリマーの重量に基づいて)少なくとも50重量%または大部分の量のエチレンモノマー、およびインターポリマー内にランダムに分布する少なくとも1つのα−オレフィンを含むインターポリマーを指す。したがって、この用語には、エチレン/α−オレフィンブロックコポリマーは含まれない。
「インターポリマー」および同様の用語は、本明細書で使用される際、少なくとも2つの異なるタイプのモノマーの重合によって製造されるポリマーを指す。総称インターポリマーには、コポリマー(2つの異なるタイプのモノマーから製造されたポリマーを指すために使用される)、および3つ以上の異なるタイプのモノマーから製造されたポリマー(例えば、ターポリマー(3つの異なるモノマータイプ))が含まれる。
「オレフィン系ポリマー」および同様の用語は、本明細書で使用される際、重合形態で、ポリマーの全重量に基づいて、少なくとも50重量%または大部分の量のオレフィン、例えば、エチレンまたはプロピレン、および任意に1つ以上のコモノマーを含むポリマーを指す。オレフィン系ポリマーの非限定的な例には、エチレン系ポリマーおよびプロピレン系ポリマーが含まれる。
「プラストマー」および同様の用語は、本明細書で使用される際、加熱されると軟化し、冷却されると硬化するが、可撓性を維持するポリマーを表す。
「ポリマー」および同様の用語は、本明細書で使用される際、同じタイプであろうと異なるタイプであろうと、モノマーを重合することによって製造されるポリマー化合物を指す。総称ポリマーには、微量の不純物(例えば、触媒や残留物)がポリマー構造に、および/またはバルクポリマー内に取り込まれる可能性があるという理解の下で、ホモポリマー(1種類のモノマーのみから製造されたポリマーを指すために使用される)という用語が含まれるが、これに限定されない。微量の不純物(例えば、触媒および残留物)がポリマー内および/またはポリマー内に組み込まれる可能性がある。
「プロピレン系ポリマー」および同様の用語は、本明細書で使用される際、重合形態で、(ポリマーの重量に基づいて)大部分の量のプロピレンモノマー単位、および任意に1つ以上のコモノマーを含むポリマーを指す。
「プロピレン系コポリマー」および同様の用語は、本明細書で使用される際、重合形態で、(コポリマーの重量に基づいて)大部分の量のプロピレンモノマー、および別のモノマーの2つのモノマータイプのみを含むコポリマーを指す。
「プロピレン系インターポリマー」、「プロピレン/α−オレフィンインターポリマー」および同様の用語は、本明細書で使用される際、重合形態で、(ポリマーの全重量に基づいて)大部分の重量パーセント(重量%)のプロピレンモノマー、および少なくとも1つのコモノマーを含むポリマーを指す。
「プロピレン/α−オレフィンコポリマー」および同様の用語は、本明細書で使用される際、重合形態で、(コポリマーの重量に基づいて)大部分の量のプロピレンモノマー、およびα−オレフィンの2つのモノマータイプのみを含むコポリマーを指す。α−オレフィンはコポリマー内にランダムに分布している。
「プロピレン/α−オレフィンインターポリマー」および同様の用語は、本明細書で使用される際、重合形態で、(インターポリマーの重量に基づいて)大部分の量のプロピレンモノマー、および少なくとも1つのα−オレフィンを含むインターポリマーを指す。
「プロピレンランダムインターポリマー」、「プロピレンランダムコポリマー」および同様の用語は、本明細書で使用される際、重合形態で、(ポリマーの重量に基づいて)大部分の量のプロピレンモノマーおよびポリマー鎖全体にランダムに分布する少なくとも1つのコモノマーを含むポリマーを指す。
「第1のフィルムが基材の少なくとも1つの表面を覆う」という用語は、本明細書で使用される場合、第1のフィルムが、基材の上述の表面領域の≧80、さらに≧85、さらに≧90%、さらに≧95%を覆うことを意味する。第1のフィルムは、上述の表面領域に接着される。フィルムは、基材の垂直寸法と交差する表面領域を覆う。図2を参照されたい(プライマー接着剤層(18))。
試験方法
密度は、ASTM D792に準拠して測定され、立方センチメートル当たりのグラム(g/ccまたはg/cm)として報告される。3回の測定の平均を採用した。
エチレン系ポリマーのメルトインデックス、MIまたはI2またはIは、ASTM D−1238、条件190℃/2.16キログラム(kg)重量に準拠して測定され、10分あたりの溶出グラム数で報告される。
スチレンブロックコポリマーのメルトインデックス、MIまたはI2またはIは、ASTM D−1238に準拠して、230℃/5.0kgで測定され、10分あたりの溶出グラム数で報告される。
メルトフローレート(MFR)は、g/10分で、ASTM D1238(230℃/2.16kg)に準拠して測定される。
実験
この研究で使用した材料を表1Aに示す。
プロピレン系基材の調製
PE1の合成
制御されたよく混合された反応器内で連続溶液重合を実行した。精製混合アルカン溶媒(Exxon Mobil、Inc.から入手可能なISOPAR E)、エチレン、プロピレン、および水素(使用されている場合)を組み合わせ、52ガロンの反応器に供給した。質量流制御装置により、反応器への供給を測定した。供給流の温度は、反応器に入る前に、冷却された熱交換器を使用して制御した。ポンプおよび質量流量計を使用して、触媒成分溶液を計量した。反応器を、約550psigの圧力で、液体が充満した状態で運転した。反応器を出ると、水および添加剤をポリマー溶液に注入し、残りの重合反応を停止させた。溶媒および未反応モノマーを、反応器後の2段階脱揮プロセスであるポリマー溶液プロセス中に除去した。ポリマー融解を、水中ペレット化のためにダイにポンプで送った。以下の表IBおよび表1Cを参照されたい。
プライマー組成物/キャストフィルムの調製
本発明による1つの試験例のプライマー組成物(第1の組成物)および3つの比較組成物を、以下の表2に提供される配合に従って調製した。
プライマー溶液の合成
比較例A、BおよびCを、以下のように5重量%溶液として調製した。プライマー組成物を製造するために、撹拌棒を備えた100mlのガラスビンを、磁気撹拌/ホットプレートの上に置き、0.5gmsのポリマー、その後9.5gmsのメチルシクロヘキサンをビンに加えた。溶液を15分間、またはポリマーの痕跡が明らかになくなり、混合物が均一な溶液になるまで過熱して還流した。次いで、ポリマー溶液を室温に冷却した。
本発明の実施例1は、以下のように、AMPLIFY GR216AおよびKRATON FG1901のブレンドとしての10重量%溶液を除いて、上記と同じように調製した。ここでは、8gmsのAMPLIFY GR216A、および2gmsのKRATON FG1901を、磁気撹拌/ホットプレートの上に配置した100mlのビン(撹拌棒付き)中に計量添加した後、90gms(95重量/5重量)のMCH/シクロヘキサノン溶媒混合物を計量添加した。ポリマー/溶媒混合物を15分間、または溶液中にポリマーの痕跡が全く見られなくなるまで加熱して還流した。溶解後、ポリマー溶液を室温まで冷却した。
PE1(プロピレン/エチレンコポリマー)および充填剤マスターバッチで構成される基材試料を、以下の表3に示す配合に従ってキャストフィルムとして調製した。使用したキャストフィルム条件は、2つのナイフトリムステーションおよび冷却ローラーを備えたシングル30mm 25:1 L/D Collin押出機であった。75rpmのスクリュー速度、230℃の最大加熱温度および22℃の冷却ロール温度を利用した。キャストフィルムの最終寸法:165mm×165mm×0.762mm(6.5インチ×6.5インチ×0.03インチ)。
プライマー溶液の基材への適用
次に、プライマー溶液を上記のキャストフィルムに適用した(表3を参照)。約1〜2mlの溶液をキャストフィルムの表面に適用し、表面の上広げて表面を均一にコーティングした。トップコートの適用前に、溶媒をドラフト内で一晩蒸発させた。1.5〜12g/mの乾燥したプライマーコートが得られた。下塗りする領域を測定し、プライマーが乾燥する前と後の基材を計量することにより、コーティング重量を測定した。
この結果、図2に示すように、プライマーがコーティングされたフィルム、すなわち、摩耗層(16)上にコーティングされたプライマー層(18)が得られた。プライマーでコーティングされたフィルムの最終寸法:165mm×165mm×0.762mm(6.5インチ×6.5インチ×0.03インチ)。
トップコート層の適用
次いで、以下のプロセスを使用して、フィルムでコーティングされた基材にトップコート層を適用した。
以下のように、UV硬化型ウレタン/アクリレートのトップコート材料を、乾燥した各プライマーフィルムの表面に適用した。
1.フィルムでコーティングされた基材(プライマー層でコーティングされた基材キャストフィルム)を、四辺すべてにマスキングテープを有し、トップコートをフィルムの裏側に浸透させてしまうエアポケットが角ないことを確認した金属バッキング(9.25×11インチ)に貼り付けた。
2.Elcometer 4340 Motorized Film Applicatorでのフィルムキャスティングのみで、指示に従って「1ミル」のフィルム厚を計測した。
3.F300S UV Lamp Systemに記載されているプロトコルに従ってUV硬化ステーションをオンにすることにより、UVランプを15分間暖機した。
4.ドローダウンステーションでは、フィルムでコーティングされた基材が取り付けられた金属バッキングを、トップコートを適用するためにElcometerステーション上に配置した。
5.真空を適用し、ドローダウンを金属表面に適切に配置して、トップコート材料を均一なレベルで分布させた。トップコート溶液(1ml)の3つの小さなピペットを、トップ領域にわたって(ドローダウン領域の初期)適用した。実行の終わりに向かって、別のフルピペット(1ml)を、追加のトップコートを追加するために準備した。
6.Elcometerを、4の速度で運転し、トップコートが金属シートの端に到達する前に運転を停止した。
7.余剰のトップコートをペーパータオルで取り除き、ドローダウン領域をアセトンで清浄した。
8.次いで、金属バッキング上のフィルムを、30ftpmの速度で、コーティングの2〜3分以内で、UV(400mJ/cm)硬化ステーションに1回通過させた。
9.UV硬化ステーションを通過させた後、基材をフード内に15分間置いて、周囲条件(23℃および大気圧)で十分に乾燥させ、その後、フィルムを金属バッキングから除去し、貯蔵した。
このプロセスにより、図2に示すように、「3層タイル」、すなわち、硬化ウレタン−アクリレートトップコート(20)、接着プライマー層(18)、およびP/E摩耗層基材(16)が得られた。
接着試験
クロスハッチ接着は、プライマー処理基材に対するトップコートの接着強度を評価するための一般的な工業的方法である。クロスハッチ接着試験は、接着試験ごとに1つのタイル試料を使用して、「3層タイル」(図2)で実行する。クロスハッチスクライブを使用して、表面コーティングによる平行線形切断部を作製する。チェッカーボードパターンを得るために、線形切断部の同様のセットを、元の切断部に対して垂直に作製する。個々の正方形の総数は、各試験試料ごと100である。
テープ(Scotch Tape 3M#810)をスクライブした表面に貼り付け、適切な圧力(約50gの力)を加えるためにテープで覆った領域を指でこすり、表面との密着を確実にする。トップコーティングされた基材の試験試料を10〜30秒間放置し、次いでテープの緩い端を約135度の角度でスムーズに手で引っ張って、テープを表面から取り外す。次いで、コーティングした表面の接着力を視覚的に評価し(ASTM D3359)、数値スケーリングを使用してランク付けし、接着強度(またはトップコートとプライマー間との接着力)を指標を提供する。
スクライブした正方形の大部分がテープで剥がれた場合、乏しい接着力が観察される。スクライブした正方形が、テープでまったく(またはほとんど)剥がれない場合、優れた接着力が観察される。接着力は、0B〜5Bにランク付けされる。ゼロ(0B)が最悪の場合(スクライブされた正方形の面積の>65%が不良(またはテープで剥がれた))であり、5Bが最高の場合(スクライブされた正方形の面積の0%が不良(テープで剥がれた))である。結果は、表4において報告される。接着力が著しく乏しい場合のそれぞれについて、プライマーと基材(キャストフィルム)との界面で接着不良が発生した。したがって、トップコートはプライマー層と共に基材から除去され、基材は粘着性のままであった。したがって、プライマー層のコーティング重量は、基材に対するプライマー層の接着力、またはその欠如には関係ない。
本発明のタイルは優れた接着性を有し、従来のビニルタイルに代えて、塩素を含まないポリオレフィン系タイルとして使用できることが見出された。表4に見られるように、本発明の実施例1で下塗りした基材は、下塗りされていない基材(対照)、およびENGAGE 8842エチレン/オクテンコポリマープライマー(比較例B)で下塗りした基材、およびAMPLIFY GR 216 MAHグラフト化エチレン/オクテンランダムコポリマープライマー(比較例C)で下塗りした基材よりも優れた接着性を示した。本発明の実施例1は、比較例Aに匹敵する接着力を有する。しかしながら、この比較例は、そのプライマー層に塩素を含み、これは環境危険因子であるために望ましくない。

Claims (15)

  1. タイルであって、次の構成要素、
    A)第1の組成物から形成された第1のフィルムであって、前記第1の組成物が、
    i)a)カルボン酸、および/またはb)無水物、ならびに任意に、c)アミノまたはアミンから選択される1つ以上の化学基を含む官能化オレフィン系ポリマー、ならびに
    ii)重合形態の、スチレン、ならびにエチレンおよび/または少なくとも1つのアルファ−オレフィンを含み、かつa)カルボン酸、および/またはb)無水物から選択される1つ以上の化学基を含む官能化スチレンブロックコポリマー、を含む、第1のフィルムと、
    B)プロピレン系ポリマーを含む第2の組成物から形成された少なくとも1つの層を含む基材と、を含み、
    前記第1のフィルムが、前記基材の少なくとも1つの表面を覆う、タイル。
  2. C)前記第1のフィルムの上に適用されてそれに接触するUV硬化型ウレタンアクリレートトップコート層をさらに含む、請求項1に記載のタイル。
  3. 前記官能化オレフィン系ポリマーが、官能化エチレン系ポリマーである、請求項1または2に記載のタイル。
  4. 前記官能化オレフィン系ポリマーが、無水物官能化エチレン/α−オレフィンインターポリマー、カルボン酸官能化エチレン/α−オレフィンコポリマー、ヒドロキシ官能化エチレン/α−オレフィンコポリマー、アミン官能化エチレン/α−オレフィンコポリマー、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される官能化エチレン/α−オレフィンインターポリマーである、請求項1〜3のいずれか一項に記載のタイル。
  5. 前記官能化スチレンブロックコポリマーが、無水物官能化スチレンブロックコポリマー、カルボン酸官能化スチレンブロックコポリマー、ヒドロキシ官能化スチレンブロックコポリマー、アミン官能化スチレンブロックコポリマー、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項1〜4のいずれか一項に記載のタイル。
  6. 前記官能化オレフィン系ポリマーの前記官能化スチレンブロックコポリマーに対する重量比が、2.0/1.0〜6.0/1.0である、請求項1〜5のいずれか一項に記載のタイル。
  7. 前記第1の組成物が、前記第1の組成物の重量に基づいて、0.001重量%未満のイソシアネート化合物を含む、請求項1〜6のいずれか一項に記載のタイル。
  8. 前記第1の組成物がハロゲンを含まない、請求項1〜7のいずれか一項に記載のタイル。
  9. 請求項1〜8のいずれか一項に記載のタイルを含む物品。
  10. プライマー組成物であって、次の成分、
    a)i)カルボン酸、および/またはii)無水物、ならびに任意にiii)アミノまたはアミンから選択される1つ以上の化学基を含む官能化オレフィン系ポリマー、ならびに
    b)重合形態の、スチレン、ならびにエチレンおよび/または少なくとも1つのアルファ−オレフィンを含み、かつi)カルボン酸、および/またはii)無水物から選択される1つ以上の化学基を含む官能化スチレンブロックコポリマー、を含み、
    前記プライマー組成物が、前記プライマー組成物の重量に基づいて、0.001重量%未満のイソシアネートを含む、プライマー組成物。
  11. 前記組成物がイソシアネート化合物を含まない、請求項10に記載のプライマー組成物。
  12. 前記組成物がハロゲンを含まない、請求項10または11に記載のプライマー組成物。
  13. 前記官能化オレフィン系ポリマー、無水マレイン酸(MAH)官能化エチレン系ポリマー、
    前記官能化スチレンブロックコポリマーが、無水マレイン酸(MAH)官能化スチレンブロックコポリマーである、請求項10〜12のいずれか一項に記載のプライマー組成物。
  14. 第1の組成物が、少なくとも1つの炭化水素溶媒を含む溶媒組成物をさらに含む、請求項10〜13のいずれか一項に記載のプライマー組成物。
  15. 請求項10〜14のいずれか一項に記載のプライマー組成物から形成された少なくとも1つの構成要素を含む物品。
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