JPH07224271A - 高性能ビニル積層接着剤 - Google Patents

高性能ビニル積層接着剤

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JPH07224271A
JPH07224271A JP7010411A JP1041195A JPH07224271A JP H07224271 A JPH07224271 A JP H07224271A JP 7010411 A JP7010411 A JP 7010411A JP 1041195 A JP1041195 A JP 1041195A JP H07224271 A JPH07224271 A JP H07224271A
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JP
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polyurethane
acrylic polymer
polyisocyanate
laminate
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JP7010411A
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Wayne R Furlan
ウエイン・ロバート・フアーラン
Bruce A Gruber
ブルース・アラン・グルーバー
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Air Products and Chemicals Inc
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 (a) 50〜95重量%の水性ポリビニル
アルコール安定化酢酸ビニル/エチレンコポリマーエマ
ルジョン、及び(b) 5〜50重量%の水性ポリウレ
タン−アクリルポリマー分散液(ここで重量%はポリマ
ー固形分を基にしている)から本質的に成り、そして場
合により、(c) 3〜15重量%のポリイソシアネー
ト物質(ここで重量%は成分(a)及び(b)の固形分
を基にしている)を含有する接着剤組成物。 【効果】 この接着剤組成物は基体に接合されたポリ塩
化ビニルフィルムから成るビニル積層品製造に有用であ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【技術分野】本発明は、ポリビニルアルコール(PVO
H)安定化酢酸ビニル/エチレン(VAE)コポリマー
エマルジョンを含む水性接着剤組成物に関する。
【0002】
【発明の背景】ビニル積層の市場は、3つの主な部分、
即ち移動住宅、家具及びパネルの市場から成る。高性能
ビニル積層接着剤に対する産業の要件は多くの要件を基
にしているが、3つの主な標準は以下の通りである: * クロスハッチ収縮 … 93℃で最大0.0254mm
の移動。 * 重ね剪断 … 71〜93℃で1.8kgの重量によっ
てビニルクリープなし。 * 剥離接着 … 3〜7pli(0.53〜1.23×10
-3N/m)。
【0003】この産業において使用される現在の技術
は、2部エポキシ系及びイソシアネート橋かけされたV
AEコポリマーエマルジョンを含む。産業のトレンド
は、塗布の間のそれらの乏しい湿潤粘着力、長い硬化時
間、高いコスト及び健康問題のために2部エポキシ系か
ら去って行く試みを示す。VAEコポリマーエマルジョ
ン技術は、クロスハッチ収縮及び重ね剪断試験の高温要
件を達成することができなかった。VAEコポリマーエ
マルジョンへの5pphの芳香族イソシアネートの添加
は、耐熱性における改善によって市場への前進を遂げ
た。しかしながら、この系は、クロスハッチ収縮及び重
ね剪断の性能要件に終始合致すること又はエポキシの性
能に匹敵することができなかった。
【0004】米国特許第4,921,898号は、約65
〜75%の固形分でありそして約3,500cps未満の粘
度を有するVAEコポリマーエマルジョンを開示してい
る。このエマルジョンは、100〜600の重合度を有
する2〜4重量%のPVOH及び2〜4重量%の界面活
性剤から本質的に成る安定化系の存在下での酢酸ビニル
とエチレンモノマーとの共重合によって製造される。
【0005】米国特許第5,092,953号は、PVO
H安定化塩化ビニル−エチレンコポリマーラテックス及
び、コポリマーを基にして5〜50重量%のポリイソシ
アネート物質から成る水性接着剤組成物を開示してい
る。この接着剤組成物は、改善されたポットライフを有
しそして改善された耐水性を示す木材複合物を製造する
ために使用される。米国特許第5,173,526号は、
水性ポリウレタン−ビニルポリマー分散液を作るための
方法を開示している。
【0006】
【発明の要約】本発明は、 (a) 50〜95重量%の水性ポリビニルアルコール
(PVOH)安定化酢酸ビニル/エチレン(VAE)コ
ポリマーエマルジョン、及び (b) 5〜50重量%の水性ポリウレタン−アクリル
(UA)ポリマー分散液(ここで重量%はポリマー固形
分を基にしている)から本質的に成るビニル積層接着剤
組成物を提供する。好ましい実施態様においては、VA
E/UA接着剤組成物は、VAE/UA固形分を基にし
て3〜15重量%のポリイソシアネートとブレンドされ
る。本発明の特定の実施態様は、上のVAE/UA接着
剤組成物によって基体、好ましくは木材に接合されたポ
リ塩化ビニル(PVC)フィルムから成る。
【0007】前記VAE/UA接着剤組成物は、PVC
をパーティクルボード、ラワン及びその他の多孔性基体
に積層して天井及び壁ビニル積層品とするために使用す
ることができる。生成するビニル積層品は、天井及び壁
用途において使用される時には高い耐熱性(77〜93
℃)を示す。加えて、これらの積層品は、1.8kgのク
リープ性能規格に合格する。この水性VAE/UA接着
剤組成物は、長時間にわたって粘度変化のない無限のポ
ットライフを示す。
【0008】ポリイソシアネートを含む本発明のVAE
/UA接着剤組成物においても、生成する最後の積層品
はまた、天井及び壁用途において使用される時には高い
耐熱性(77〜93℃)を示し、そして1.8kgのクリ
ープ性能規格に合格する。加えて、8〜10pli(1.4
0〜1.75×10-3N/m)の改善された剥離接着を
有する。ポリイソシアネート含有接着剤組成物は、広い
範囲のPVC及び多孔性基体の上の93℃でのクロスハ
ッチ試験に合格し、そして粘度を増加させないで6〜8
時間の使用可能なポットライフを示す。
【0009】
【発明の詳述】本発明は、PVCフィルムを多孔性基体
に接合するためのビニル積層接着剤組成物を提供する。
この接着剤組成物は、(a) 50〜95重量%、好ま
しくは70〜95重量%の水性PVOH安定化VAEコ
ポリマーエマルジョン、(b) 5〜50重量%、好ま
しくは5〜30重量%の水性UA分散液から本質的に成
り、そして場合により、(c) 3〜15重量%、好ま
しくは5〜10重量%のポリイソシアネート物質(ここ
で重量%は(a)及び(b)のポリマー固形分を基にし
ている)を含有するが、この方がより好ましい。上の重
合体接着剤組成物は、水性接着剤組成物の40〜70重
量%、好ましくは50〜65重量%を構成して良い。
【0010】本発明のPVC積層接着剤組成物における
使用のために適切なVAEコポリマーエマルジョンは、
70〜85重量%の酢酸ビニル及び15〜30重量%の
エチレンでありそして約−20〜+10℃のTgを有す
るコポリマーを含む。好ましくは、このコポリマーは7
5〜80重量%の酢酸ビニル及び20〜25重量%のエ
チレンを含む。VAEコポリマーエマルジョンは少なく
とも40重量%のポリマー固形分を含み得るが、乳化重
合において使用される酢酸ビニル及びエチレンモノマー
の量は、生成するエマルジョンが少なくとも55〜70
%固形分、更に好ましくは60〜67%固形分であるの
が好ましい。
【0011】VAEコポリマーは、場合により、10重
量%まで又はそれ以上、好ましくは約2〜5重量%で1
種以上の付加的なエチレン系不飽和共重合可能なモノマ
ーを含んで良い。最も有利には、VAEコポリマーは、
PVOH懸濁系の存在下での酢酸ビニルとエチレンモノ
マーの水性乳化重合によって製造される。重合反応にお
いて使用されるPVOH安定化系は、好ましくは、開始
に先立って全部一度に反応に添加されるが、エマルジョ
ンに安定性を与えるのに十分な量が最初に存在するなら
ば、重合の過程の間に漸次増加するように添加しても良
い。
【0012】本発明のPVC積層品接着剤組成物の好ま
しいVAEコポリマーエマルジョンを製造するための安
定化系は、2〜5重量%のPVOH及び0.3〜4重量
%の非イオン性ポリアルコキシル化界面活性剤から本質
的に成る。これらの重量%範囲は酢酸ビニルモノマーを
基にしている。安定化系において使用されるPVOH
は、75〜99モル%加水分解されていて、好ましくは
86〜88モル%加水分解されていて、そして100〜
600の範囲の重合度を有する、即ち、低分子量PVO
Hである。必要とされる低分子量PVOHが存在するな
らば、高分子量PVOHを含有しても良い。
【0013】安定化系のPVOH成分は、98〜99モ
ル%加水分解された(完全に)PVOHと86〜90モ
ル%加水分解された、好ましくは86〜88モル%加水
分解された(部分的に)PVOHとの混合物から本質的
に成って良い。完全にそして部分的に加水分解されたP
VOHは、100〜600の範囲の重合度を持たねばな
らないが、もっと高い重合度を有する小量のPVOHも
また存在することができる。このような混合物中で使用
される各々のタイプのPVOHの相対的量は、完全に加
水分解されたPVOH対部分的に加水分解されたPVO
Hの3:1〜1:3の重量比の範囲、望ましくは1:1
の重量比でなければならない。
【0014】PVOH成分に加えて、安定化系はまた、
酢酸ビニルを基にして0.3〜4重量%の範囲の量で非
イオン性ポリオキシエチレン縮合物界面活性剤(ポリエ
トキシル化界面活性剤)を含む。この非イオン性界面活
性剤は、理想的には、アルキルフェノールのポリエトキ
シル化誘導体、又はプロピレンオキシドをプロピレング
リコールと縮合させることによって生成された疎水性ベ
ースである。最も有利には、界面活性剤は、約40まで
のエチレンオキシド単位、殊に約30のエチレンオキシ
ド単位を含む。
【0015】一般に、適切なVAEコポリマーエマルジ
ョンは、当該技術において良く知られた水性乳化重合技
術によってPVOH安定化系の存在下でのモノマーの共
重合によって製造することができる。米国特許第3,6
61,696号、第3,734,819号及び第3,76
9,151号は、60%以上の固形分含量でPVOH−
非イオン性界面活性剤安定化系を使用するVAEコポリ
マーエマルジョンの製造を示している。米国特許第4,
921,898号は、本発明を実施するために適切な、
少なくとも60重量%固形分の好ましいPVOH安定化
VAEコポリマーエマルジョンを作るための方法を開示
している。66重量%のVAEエマルジョンは、Airfle
xR 465エマルジョンとしてAir Products and Chemic
als, Inc.から商業的に入手できる。
【0016】VAEコポリマーエマルジョンに加えて、
本発明の水性PVC積層接着剤組成物はまた、水性UA
ポリマー分散液を含む。UAポリマーが<1500psi
(<10.34N/m2)、好ましくは<1000psi(<
6.9N/m2)の100%引張モジュラス及び>500
%、好ましくは>600%の伸び率を有することが好ま
しい。これらの特性は、UAポリマーを製造するために
使用されるポリイソシアネート、ポリオール及びアクリ
ルモノマーの種類及び相対的量によって制御することが
できる。適切なUAポリマー分散液は、以下の特許のい
ずれかの教示に従って製造することができる:U.S.
3,684,758;3,705,164;4,198,33
0;4,644,030;5,173,526及びEP 0
308115 A2。好ましくは水性UAポリマー分散
液は、U.S.5,173,526中の教示に従って、
(a) カルボキシ含有、水分散性、イソシアネート末
端ポリウレタンプレポリマーを生成させ、(b) ポリ
エチレン系不飽和モノマーを含むビニルモノマー混合物
を前記プレポリマーに添加してプレポリマー/モノマー
混合物を作り、(c) プレポリマー/モノマー混合物
に第三アミンを添加し、(d) プレポリマー/モノマ
ー混合物を水中に分散させ、(e) 水性分散液に油溶
性フリーラジカル開始剤及び連鎖延長剤を添加して、
(f) 水性分散液を加熱することによってビニルモノ
マーを重合させそしてプレポリマーの連鎖延長を完了さ
せることによって製造される。
【0017】イソシアネート末端ポリウレタンプレポリ
マーは、一般に、1分子あたり平均で少なくとも約2つ
の活性水素原子を含む有機物質、通常はジオールそして
好ましくはポリエステルポリオールを、化学量論的に過
剰の有機ジイソシアネートと反応させることによって製
造される。好ましくは、適切な割合の有機物質はまた、
プレポリマーにアニオン水分散性を与えるための手段と
して、少なくとも一つの比較的反応性のない下垂したカ
ルボキシル基を含むが、このカルボキシル基は、プレポ
リマー生成及びモノマーの添加の後で、しかし水性分散
液の生成の前に、第三アミンによって塩の形に中和され
る。
【0018】プレポリマーを作る際に使用されるポリイ
ソシアネートは、脂肪族、脂環式、芳香脂肪族又は芳香
族ポリイソシアネートで良い。適切なポリイソシアネー
トの例は、エチレンジイソシアネート、1,6−ヘキサ
メチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネー
ト、ヘキサン−1,4−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、1,4−フェ
ニレンジイソシアネート、2,4−トルエンジイソシア
ネート、2,6−トルエンジイソシアネート、4,4′−
ジフェニルメタンジイソシアネート、2,4′−ジフェ
ニルメタンジイソシアネート、ポリメチレンポリフェニ
ルポリイソシアネート及び1,5−ナフチレンジイソシ
アネートを含む。
【0019】プレポリマーの製造において使用して良
い、500〜6,000の範囲の分子量を有する重合体
ポリオールは、特にジオール及びトリオール及びこれら
の混合物を含むが、例えば、ジオールとの混合における
小量成分として、もっと高い官能性のポリオールもまた
使用して良い。ポリオールは、ポリウレタン調製におい
て使用される又は使用されることを提案されている化学
級の任意の重合体ポリオールで良い。特に、ポリオール
は、ポリエステル、ポリエステルアミド及びポリエーテ
ルで良い。好ましいポリオール分子量は700〜3,0
00である。ポリエステルポリオール及びポリエーテル
ポリオールは、ポリウレタン技術において良く知られた
ポリオールである。
【0020】アニオン水分散性プレポリマーの製造にお
いて使用して良い、酸基を含むイソシアネート反応性化
合物は、カルボキシ基含有ジオール及びトリオール、例
えば、式
【化1】 〔式中、Rは水素又はC1〜C10−アルキル基である〕
のジヒドロキシアルケン酸を含む。好ましいカルボキシ
含有ジオールは2,2−ジメチロールプロピオン酸であ
る。所望の場合には、カルボキシ含有ジオール又はトリ
オールは、プレポリマー中に組み込まれる前にジカルボ
ン酸との反応によってポリエステル中に組み込まれても
良い。
【0021】アニオン水分散性イソシアネート末端ポリ
ウレタンプレポリマーは、化学量論的に過剰の有機ポリ
イソシアネートを重合体ポリオール及びその他の必要と
されるイソシアネート反応性化合物と実質的に無水の条
件下で約30〜130℃の温度でイソシアネート基とヒ
ドロキシル基との間の反応が実質的に完了するまで反応
させることによって慣用的な方法で製造することができ
る。ポリイソシアネート及び活性水素含有成分は、適切
には、イソシアネート基の数対ヒドロキシル基の数の比
が約1.1:1〜約6:1の範囲に、好ましくは1.5:
1〜3:1の範囲内にあるような割合で反応される。所
望の場合には、良く知られたスズ触媒を、プレポリマー
生成を助けるために使用しても良い。
【0022】カルボキシ含有水分散性ポリウレタンプレ
ポリマー及びビニルモノマーの混合物は、単にビニルモ
ノマー組成物をプレポリマーに添加することによって製
造される。好ましい方法においては、最後のモノマー組
成物はポリエチレン系不飽和コモノマーを含まねばなら
ない。
【0023】プレポリマーと組合わせて良い適切なビニ
ルモノマーは、エチレン系不飽和炭化水素、エステル及
びエーテル、殊にアクリル酸及びメタクリル酸のエステ
ル、ビニルアルコールのエステル及びスチレンを含む。
特定の例は、ブタジエン、イソプレン、スチレン、置換
されたスチレン、アクリル酸、メタクリル酸及びマレイ
ン酸の低級アルキルC1〜C6エステル、酢酸及び酪酸ビ
ニル、アクリロニトリル、ビニルメチル、プロピル及び
ブチルエーテル、塩化ビニル、塩化ビニリデン、並びに
類似物を含む。適切なポリエチレン系不飽和モノマー
は、ブタジエン、イソプレン、アリルメタクリレート、
2〜C6−ジオールのジアクリレートエステル、例えば
ブタンジオールジアクリレート及びヘキサンジオールジ
アクリレート、ジビニルベンゼン、ジビニルエーテル、
ジビニルスルフィド、トリメチロールプロパン、トリア
クリレート、並びに類似物を含む。
【0024】プレポリマー/モノマー混合物を水中に分
散させるのに先立って、第三アミンが、プレポリマーを
水分散性にするのに十分な量、即ち、当該技術において
良く知られているようにカルボキシル官能性を実質的に
中和するのに十分な量でこの混合物に添加される。適切
には、アミンはカルボキシ官能性の約65〜100%ア
ミン当量で添加される。ジヒドロキシアルケン酸が約8
0%中和されるまでアミンを添加することが好ましい。
【0025】本発明の実施において使用して良い第三ア
ミンは、それらが硬化に際してコーティングから蒸発す
るように比較的揮発性である。この例は、式
【化2】 〔式中、R、R1及びR2は独立にC1〜C4−アルキル及
びヒドロキシルアルキル基である〕のアミンを含むであ
ろう。このような第三アミンの例は、トリエチルアミ
ン、ジメチルエタノールアミン、メチルジエタノールア
ミン及びメチルジエチルアミンである。
【0026】生成する分散液中の有機及び水性相の相溶
性を保証するために、第三アミンがプレポリマー/モノ
マー混合物に、混合物が水中に分散される前に、添加さ
れることが重要である。また有機及び水性相の相溶性を
増進するために、小量の極性有機液体例えばN−メチル
ピロリドンを最終的なUAポリマー分散液の1〜12重
量%、好ましくは3〜6重量%の範囲の量で添加するこ
とができる。プレポリマー/ビニルモノマー混合物は、
当該技術において良く知られた技術を使用して水中に分
散させることができる。好ましくは、この混合物を撹拌
しながら水に添加するか又は、その代わりに水を混合物
中に撹拌して入れて良い。プレポリマーと反応させられ
る活性水素含有連鎖延長剤は、適切には、ポリオール、
アミノアルコール、アンモニア、第一又は第二脂肪族、
脂環式、芳香族、芳香脂肪族又は複素環式アミン、殊に
ジアミンである。
【0027】フリーラジカル開始剤は油溶性物質でなけ
ればならないが、これは、水性相と比較して有機相に優
先的に分離する、即ち、水性相に実質的に可溶性ではな
いフリーラジカル発生物質を意味する。適切な油溶性フ
リーラジカル開始剤は、アゾタイプの開始剤例えば2,
2′−アゾビス(2,4−ジメチル−ペンタンニトリ
ル)及び2,2′−アゾビス(2−メチルプロパンニト
リル)[AIBN]を含む。還元剤及び酸化剤(フリー
ラジカル開始剤)から成るレドックス系もまた重合技術
において良く知られているように使用することができる
が、フリーラジカル開始剤は油溶性でなければならな
い。
【0028】モノマー混合物のフリーラジカル重合及び
プレポリマーの連鎖延長は、高められた温度、即ち、重
合反応を続ける速度でフリーラジカルを遊離するのにそ
してプレポリマーの連鎖延長を完結するのに十分な温度
で行われる。何故ならば、連鎖延長反応は水性分散液へ
連鎖延長剤を添加すると進行し始めるからである。適切
な温度は50〜90℃、好ましくは60〜80℃であろ
う。用いられる連鎖延長剤の量は、プレポリマー中の遊
離のイソシアネート基とほぼ当量でなければならず、そ
して連鎖延長剤中の活性水素を含む窒素原子対プレポリ
マー中のイソシアネート基の比は、好ましくは、0.7
〜1.3:1の範囲にある。勿論、水が連鎖延長剤とし
て用いられる時には、連鎖延長剤及び分散媒体の両方と
して機能する水は遊離のイソシアネート基に対して大過
剰に存在するので、これらの比は適用できないであろ
う。
【0029】ビニルモノマーの重合は、2つの方法の一
つによって実施することができる。第一の方法において
は、第三アミンが添加される前に、モノマーが添加され
そしてポリウレタンプレポリマーを膨潤させる。次に、
モノマーは油溶性フリーラジカル開始剤を使用して重合
される。生成する分散液中の全固形分を基にした使用さ
れるモノマーの割合は、適切には25〜75%、好まし
くは40〜60%である。
【0030】第二の方法においては、ビニルモノマーの
重合は、最初にモノマーの一部をプレポリマーに添加す
ること、第三アミンによって中和すること、及びプレポ
リマー/モノマー混合物を水中に分散させること、及び
それに引き続く重合を含むが、この重合の間に追加のモ
ノマー(同じ又は異なる)が重合プロセスの間に添加さ
れる。その代わりに、モノマー組成物の第二の部分を、
アミン添加の後でプレポリマー/モノマー分散液に添加
しそして重合が始まる前に撹拌によって平衡にすること
もできる。得られるポリマー分散液は20〜60重量%
の固形分を含んで良い。
【0031】好ましくは、水性VAE/UA接着剤組成
物はまた、100重量部のVAE及びUAポリマー固形
分あたり約3〜15重量部、好ましくは5〜10部のポ
リイソシアネートを含む。このポリイソシアネート物質
は、少なくとも6〜8時間の分散安定性が達成されるよ
うに水性VAE/UA接着剤組成物中に分散性でなけれ
ばならない。接着剤組成物は殆どすべての場合において
製造の6時間以内に使用されるであろうから、約8時間
を越える安定性は必要ではない。ポリイソシアネート物
質は、>2、好ましくは>2.5、理想的には約2.8
の官能性を持たなければならない。水中に非分散性又は
分散性のどちらかであるポリイソシアネートも適切に使
用することができる。適切な非分散性ポリイソシアネー
トの例は、標準的な重合体ジフェニルメタンジイソシア
ネート(PMDI)例えばDow Chemical及びMobayから
商業的に入手できるPAPI−27、PAPI−135
及びMondur MRブランドである。適切な溶媒を含まな
い、水分散性ポリイソシアネート物質は、US4,43
3,095中に教示されたもの、並びにICI Americas,I
nc.,から商業的に入手できる物質例えば、ジフェニル
メタンジイソシアネート(MDI)及びPMDIの乳化
可能なブレンドである、Rubinate MF−178、Rubin
ate PBA−2259及びRubinate PBA−2236
ポリイソシアネートを含む。US3,996,154は適
切な溶媒を含まない分散性有機イソシアネートを開示し
ている。
【0032】本発明のPVC積層接着剤組成物は、適切
な量の水性PVOH安定化VAEコポリマーエマルジョ
ン及びUAポリマー分散液を単にブレンドすることによ
って製造され、それに、場合により、ポリイソシアネー
ト物質が添加されるがこの方がより好ましい。
【0033】PVCを基体に接合するための水性接着剤
組成物の量は、積層接合を有効にするのに十分な量であ
りそして約1〜5ミル(0.0254〜0.127mm)、
好ましくは2〜4ミル(0.051〜0.102mm)を構
成する。積層品を作る際に使用されるPVCフィルム
は、4〜12ミル(0.102〜0.305mm)の範囲の
厚さを有する。適切な基体は、ラワン、パーティクルボ
ード、MFDボード及び合板のような多孔性基体を含
む。積層品は、当該技術において良く知られているよう
にロール貼合せ法によって製造することができる。以下
の実施例においては、PVC積層品接着試験を以下の性
能試験によって評価した。
【0034】180°クリープ試験 … PVCを多孔性
基体例えば糊抜きしたポポリン(popolin)布又はラワ
ンパネルに接合する。接着剤組成物は線巻棒#60によ
って塗布する(50〜60ミルの湿潤時フィルム厚
さ)。7日の硬化の後で、サンプルを2.54cm幅そし
て15.24cm長さにカットする。パネルを76〜96
℃で空気循環オーブン中に吊るす。100〜500gの
重りをビニルの端に吊るす。パネルを、パネルの長さの
約50%にクリープさせる。動いた距離及び時間を記録
しそしてmm/minとして報告する。
【0035】45°重ね剪断71〜93℃ … 15.2
4×15.24cmのPVCにラワンのパネルを#60の
棒を使用して積層しそして7日間硬化させる。パネル
を、空気循環オーブン中にある試験ジグの上に45°の
角度で置く。45°の角度でカットされる、2.54×
5.08cmの接触角を有する1.8kgのスチールの重り
を、耐熱性触圧接着剤によって覆う。次にスチールの重
りをパネルの中心の上に押し付けそして24時間応力に
曝す。重りの端の下のPVCを、不良と考えられるちり
めんじわ及び離層に関して検査する。
【0036】PVC収縮 … 15.24×15.24cmの
PVCにラワンのパネルを#60の棒を使用して積層し
そして7日間硬化させる。カミソリの刃を使用してPV
C及びラワンパネルの中央部を横切って2本の斜線を入
れる。サンプルを空気循環オーブン中で93℃で24時
間置く。次に、パネルを室温になるようにしそして、
0.0254cmを測定することができる顕微鏡テーブル
ゲージスライドを有する10×の屈折力の顕微鏡(Reic
hertによって製造された)によって検査する。測定は、
PVCの端からラワン基体の刻み目を付けた端まで行わ
れる。0.0254cmよりも大きい平均的変動は不合格
である。
【0037】剥離接着 … 15.24×15.24cmのP
VCのシートを#60の棒を使用してラワンに積層しそ
して7日間硬化させる。パネルを2.54×15.24cm
のサンプルにカットする。パネルを180°の角度で剥
離させそしてN/mとして報告する。性能基準は0.5
3×10-3N/mである。
【0038】以下の実施例においては、Air Products a
nd Chemicals, Inc.からのAirflex465 PVOH安定化
VAEコポリマーエマルジョンを使用した。このエマル
ジョンは66%の固形分を含みそしてコポリマーは−5
℃のTgを有していた。
【0039】
【実施例】
実施例1 この実施例は、表1中の成分を使用しての適切なUAコ
ポリマー分散液の製造を示す。
【0040】
【表1】
【0041】雰囲気下で加熱、冷却、撹拌手段を備えた
清浄で乾いた反応器中に、ポリエステルポリオール
(1)、引き続いて脂肪族ジイソシアネート(2)及び
スズ触媒(3)を仕込んだ。撹拌しながらこの反応混合
物を94℃にしそして0.5時間保持した。この時点
で、N−メチルピロリドン(4)溶媒を添加し、引き続
いて%NCOに関して滴定した(理論的NCO=11.
6%)。NCO値を満足した時に、酸ジオール(5)粉
末、引き続いて溶媒(6)を添加し、そして反応を94
℃で2.5時間維持した。ブチルアクリレート(7)引
き続いてジアクリレート(8)を添加しながら、混合物
を25℃に冷却した。溶解するように撹拌しながら25
℃のプレポリマー−モノマー溶液に、トリエチルアミン
(9)を添加した。
【0042】窒素雰囲気下で第二反応器に蒸留水(1
0)を仕込みそして25℃で保持した。Vazo 64触媒
(13)を溶媒(12)中に溶解させた。水を撹拌し、
そしてプレポリマー−モノマー溶液を1分あたり6.7
%のプレポリマー溶液の割合で添加した。Vazo 64触
媒溶液をゆっくりと仕込みそして5分間混合した。ジア
ミン(11)を水(14)中に溶解させそして開始剤の
直後に添加した。分散液を60〜65℃に加熱し、75
℃に発熱させ、そしてモノマーが1,000ppm未満にな
るまで維持した。生成する水性UAポリマー分散液は、
典型的には、約40%の固形分含量及び約7.5〜8.5
のpHを有する。UAポリマーは、560psi(3.86MP
a)の100%引張モジュラス及び675%の伸び率を
有していた。
【0043】実施例2 この実施例においては、実施例1の種々の比のAirflex
465 VAEコポリマーエマルジョン及びUAポリマ
ー分散液を、PVCに布の積層品の耐クリープ性に関し
て評価した。
【0044】
【表2】
【0045】PVCに布の積層品のクリープの結果(mm
/min)は、5〜100重量%のUAポリマーの範囲の
レベルで最適な接着を示す。しかしながら、PVCにラ
ワンの積層品に関する実施例3は、約10〜50重量%
の範囲のUAポリマーの最適レベルを示す。
【0046】実施例3 この実施例においては、実施例1のAirflex 465 V
AEエマルジョン及びUAポリマー分散液から成る接着
剤組成物3及び5〜7を、PVCにラワンの積層品のク
リープに関して試験した。
【0047】
【表3】 PVCにラワンの最適接着は、VAEコポリマーエマル
ジョン中の10〜50%のUAポリマーの範囲にある。
50%UAレベルを越えるVAEエマルジョンの更なる
改質は、耐クリープ性性能を低下させるよう思われる。
【0048】実施例4 この実施例においては、UAポリマーのウレタン/アク
リルの比を変えた。各々の場合において、Airflex 46
5 VAEコポリマーエマルジョン及びUAポリマー分
散液は、90:10の比(乾燥時重量)でブレンドし
た。接着剤組成物5は、75/25のポリウレタン/ア
クリルポリマー重量比及び3.25/1のNCO/OH
比を有する実施例1のUAポリマー分散液を使用し、一
方接着剤組成物8A〜8Cは、実施例1の手順に従って
製造されたUAポリマー分散液を使用したが、ポリウレ
タン/アクリルポリマー重量比は50/50でありそし
てNCO/OH比は表4A中に示すとおりであった。実
施例8Cにおいては、UAポリマーのアクリル成分は、
35/65の重量比のブチルアクリレート及びスチレン
から成っていた。
【0049】
【表4】
【0050】
【表5】
【0051】表4A及び4B中のデータは、接着剤組成
物8Aは好ましい接着剤組成物5と比較して50/50
のウレタン/アクリル比で比較的良好なクリープ性能を
有していたことを示す。接着剤組成物5よりも低い耐ク
リープ性を示した接着剤組成物8A及び8Cは、それぞ
れ、<10.34 N/m2及び>500%の所望の値の範
囲外の100%引張モジュラス及び伸び率(%)の値を
有していた。
【0052】実施例5 この実施例は、ビニル収縮及び45°重ねせん断試験に
おける接着剤組成物3及び5に関してのデータを示す。
UA含有接着剤組成物5は両方の試験に合格した。
【0053】
【表6】
【0054】実施例6 この実施例においては、10乾燥時重量%のUAポリマ
ーを含むVAE/UA接着剤組成物を、種々の量の脂肪
族ポリイソシアネート(Desmodur DA)とブレンドし
た。VAEポリマーエマルジョンはAirflex 465 エ
マルジョンであり、そしてUAポリマー分散液は実施例
1のものであった。UA含有組成物の優位性は容易に明
らかである。
【0055】
【表7】
【0056】実施例7 この実施例においては、55%固形分でのPVOH安定
化VAEコポリマーエマルジョン(Airflex 400 エ
マルジョン)を、66%固形分でのPVOH安定化VA
Eコポリマーエマルジョン(Airflex 465 エマルジ
ョン)と比較した。VAEエマルジョンは、実施例1の
UAポリマー分散液と組み合わせて比較した。
【0057】
【表8】 表7中のデータは、PVCに布のクリープの結果を基に
して、Airflex 465VAE エマルジョンはAirflex
400 VAE エマルジョンよりも優れていたことを示
す。
【0058】実施例8 この実施例は、種々の接着剤組成物中のDesmodur DA
脂肪族ポリイソシアネート及びPBA 2236LX 芳
香族イソシアネートの性能を比較する。
【表9】 表8中のデータは、脂肪族ポリイソシアネートと芳香族
ポリイソシアネートの両方が、VAE/UA接着剤組成
物に添加された時に改善された結果を与えたことを示
す。
【0059】実施例9 この実施例においては、芳香族又は脂肪族ポリイソシア
ネートを含む種々のVAE/UA接着剤組成物のポット
ライフを評価した。
【表10】
【0060】これらのデータは、VAE/UA接着剤組
成物中のPBA 2236LX 芳香族ポリイソシアネー
トは、実用的な現場での応用のためには短すぎるポット
ライフを有していたことを示す。しかしながら、Desmod
ur DA 脂肪族ポリイソシアネートは、同じVAE/U
A接着剤組成物中で優れたポットライフ特性を有してい
た。
【0061】
【産業上の用途の陳述】本発明は、移動住宅家具及びパ
ネルのビニル積層の市場のためのPVC接着剤組成物を
提供する。
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C09J 133/08 JDD (72)発明者 ブルース・アラン・グルーバー アメリカ合衆国ペンシルベニア州18049. エメイアス.パークビユードライブサウス 4781

Claims (20)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (a) 50〜95重量%の水性ポリビ
    ニルアルコール安定化酢酸ビニル/エチレンコポリマー
    エマルジョン、及び(b) 5〜50重量%の水性ポリ
    ウレタン−アクリルポリマー分散液から本質的に成り、
    そして場合により(c) 3〜15重量%のポリイソシ
    アネート(ここで重量%は(a)及び(b)を合わせた
    固形分を基にしている)を含有しているビニル積層接着
    剤組成物。
  2. 【請求項2】 (a) 70〜95重量%の水性ポリビ
    ニルアルコール安定化酢酸ビニル/エチレンコポリマー
    エマルジョン、及び(b) 5〜30重量%の水性ポリ
    ウレタン−アクリルポリマー分散液から成る、請求項1
    記載の組成物。
  3. 【請求項3】 ポリイソシアネートが5〜10重量%で
    ある、請求項1記載の組成物。
  4. 【請求項4】 ポリウレタン−アクリルポリマー分散液
    が、ポリエステルポリオール、脂肪族ポリイソシアネー
    ト及び2,2−ジメチロールプロピオン酸を反応させて
    ポリウレタンを生成させそしてこのポリウレタンの存在
    下でブチルアクリレートを重合させることによって製造
    される、請求項1記載の組成物。
  5. 【請求項5】 ポリウレタン−アクリルポリマーが <
    10.34N/m2の100%引張モジュラス及び>50
    0%の伸び率を有する、請求項1記載の組成物。
  6. 【請求項6】 (a) 70〜95重量%の水性ポリビ
    ニルアルコール安定化酢酸ビニル/エチレンコポリマー
    エマルジョン(ここでエマルジョンは60〜67重量%
    の固形分であり、そしてコポリマーは70〜85重量%
    の酢酸ビニル及び15〜30重量%のエチレンであ
    る)、並びに (b) 5〜30重量%の水性ポリウレタン−アクリル
    ポリマー分散液(ここで分散液は20〜60重量%の固
    形分であり、そしてポリマーは<10.34N/m2の1
    00%引張モジュラス及び>500%の伸び率を有す
    る)から本質的に成り、そして場合により、 (c) 3〜15重量%のポリイソシアネート(ここで
    重量%は(a)及び(b)を合わせた固形分を基にして
    いる)を含有しているビニル積層接着剤組成物。
  7. 【請求項7】 ポリイソシアネートが5〜10重量%で
    ある、請求項6記載の組成物。
  8. 【請求項8】 ポリウレタン−アクリルポリマー分散液
    が、ポリエステルポリオール、脂肪族ポリイソシアネー
    ト及び2,2−ジメチロールプロピオン酸を反応させて
    ポリウレタンを生成させそしてこのポリウレタンの存在
    下でブチルアクリレートを重合させることによって製造
    される、請求項6記載の組成物。
  9. 【請求項9】 ポリウレタン−アクリルポリマーが<
    6.9N/m2の100%引張モジュラス及び>600%
    の伸び率を有する、請求項6記載の組成物。
  10. 【請求項10】 ポリウレタン−アクリルポリマーが、
    <6.9N/m2の100%引張モジュラス及び>600
    %の伸び率を有する、請求項8記載の組成物。
  11. 【請求項11】 接着剤組成物によって基体に接合され
    たポリ塩化ビニルフィルムから成るビニル積層品であっ
    て、接着剤組成物が (a) 50〜95重量%の水性ポリビニルアルコール
    安定化酢酸ビニル/エチレンコポリマーエマルジョン、
    及び (b) 5〜50重量%の水性ポリウレタン−アクリル
    ポリマー分散液(ここで重量%はポリマー固形分を基に
    している)から本質的に成り、そして場合により、 (c) 3〜15重量%のポリイソシアネート(ここで
    重量%は(a)及び(b)を合わせた固形分を基にして
    いる)を含有する改善されたビニル積層品。
  12. 【請求項12】 接着剤組成物が、 (a) 70〜95重量%の水性ポリビニルアルコール
    安定化酢酸ビニル/エチレンコポリマーエマルジョン、
    及び (b) 5〜30重量%の水性ポリウレタン−アクリル
    ポリマー分散液から成る、請求項11記載の積層品。
  13. 【請求項13】 接着剤組成物が5〜10重量%のポリ
    イソシアネートを含む、請求項11記載の積層品。
  14. 【請求項14】 ポリウレタン−アクリルポリマー分散
    液が、ポリエステルポリオール、脂肪族ポリイソシアネ
    ート及び2,2−ジメチロールプロピオン酸を反応させ
    てポリウレタンを生成させそしてこのポリウレタンの存
    在下でブチルアクリレートを重合させることによって製
    造される、請求項11記載の積層品。
  15. 【請求項15】 ポリウレタン−アクリルポリマーが<
    10.34N/m2の100%引張モジュラス及び>50
    0%の伸び率を有する、請求項11記載の積層品。
  16. 【請求項16】 接着剤組成物によって基体に接合され
    たポリ塩化ビニルフィルムから成るビニル積層品であっ
    て、接着剤組成物が (a) 70〜95重量%の水性ポリビニルアルコール
    安定化酢酸ビニル/エチレンコポリマーエマルジョン
    (ここでエマルジョンは60〜67重量%の固形分であ
    り、そしてコポリマーは70〜85重量%の酢酸ビニル
    及び15〜30重量%のエチレンである)、並びに (b) 5〜30重量%の水性ポリウレタン−アクリル
    ポリマー分散液(ここで分散液は20〜60重量%の固
    形分であり、そしてポリマーは<10.34N/m2の1
    00%引張モジュラス及び>500%の伸び率を有す
    る)から本質的に成り、そして場合により、 (c) 3〜15重量%のポリイソシアネート(ここで
    重量%は(a)及び(b)を合わせた固形分を基にして
    いる)を含有する改善されたビニル積層品。
  17. 【請求項17】 接着剤組成物が5〜10重量%のポリ
    イソシアネートを含む、請求項16記載の積層品。
  18. 【請求項18】 ポリウレタン−アクリルポリマー分散
    液が、ポリエステルポリオール、脂肪族ポリイソシアネ
    ート及び2,2−ジメチロールプロピオン酸を反応させ
    てポリウレタンを生成させそしてこのポリウレタンの存
    在下でブチルアクリレートを重合させることによって製
    造される、請求項16記載の積層品。
  19. 【請求項19】 ポリウレタン−アクリルポリマーが
    <6.9N/m2の100%引張モジュラス及び>600
    %の伸び率を有する、請求項16記載の積層品。
  20. 【請求項20】 ポリウレタン−アクリルポリマーが
    <6.9N/m2の100%引張モジュラス及び>600
    %の伸び率を有する、請求項18記載の積層品。
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