JP6976175B2 - 接着促進剤及び非極性基材を接着するために極性テキスタイルに使用する方法 - Google Patents
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Description
本出願は、2015年6月30日に出願された米国特許出願第62/186,682号に対する優先権を主張するものであり、その全体の内容が参照により本明細書に組み込まれる。
元素の周期律表への参照は、CRC Press,Inc.,1990−1991によって発行されたものである。この表における元素の族に対する参照は、族の番号を付けるための新しい表記法による。
本開示は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、
(A)官能化スチレンブロックコポリマーと、
(B)官能化ポリオレフィンと、
(C)炭化水素溶剤を含む溶剤組成物と、
(D)(i)イソシアネート化合物、(ii)イソシアネート末端封鎖プレポリマー、及び(iii)それらの組み合わせから選択されるイソシアネート成分と、を含む。
本プライマー組成物は、官能化スチレンブロックコポリマーを含む。「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スチレンモノマーの少なくとも1つ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は、線状もしくは放射型、またはジブロックもしくはトリブロック型のものであり得る。
本プライマー組成物は、官能化ポリオレフィンを含む。
本プライマー組成物は溶剤組成物を含む。溶剤組成物は炭化水素溶剤を含有する。一実施形態では、溶剤組成物は極性溶剤を任意に含む。
本プライマー組成物は、(i)イソシアネート化合物、(ii)イソシアネート末端封鎖プレポリマー、及び(iii)それらの組み合わせから選択されるイソシアネート成分を含有する。
一実施形態では、本プライマー組成物は、イソシアネート化合物であるイソシアネート成分を含有する。
一実施形態では、本プライマー組成物は、イソシアネート末端封鎖プレポリマーであるイソシアネート成分を含有する。
本プライマー組成物は1種以上の添加剤を含み得る。
本開示は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、(A)官能化スチレンブロックコポリマーと、(B)官能化ポリオレフィンと、(C)炭化水素溶剤を含む溶剤組成物と、(i)イソシアネート化合物、(ii)イソシアネート末端封鎖プレポリマー、及び(iii)それらの組み合わせから選択されるイソシアネート成分と、を含む。
(A)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と、
(B)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と、
(C)炭化水素溶剤を含む55重量%〜97.9重量%の溶剤組成物と、
(D)(i)イソシアネート化合物、(ii)イソシアネート末端封鎖プレポリマー、及び(iii)それらの組み合わせからなる群から選択される0.1重量%〜5重量%のイソシアネート成分と、を含み、
プライマー組成物は、以下の特性のうちの1つ、いくつか、または全てを有する。
(1)20cPから8,000cP未満のブルックフィールド粘度、
(2)90:10〜10:90の官能化スチレンブロックポリマーの官能化ポリオレフィンに対する重量比、
(3)40:60〜5:95の全ポリマー含有量の溶剤組成物に対する重量比、
(4)99.9:0.1〜25:75の全ポリマー含有量のイソシアネート成分に対する重量比。
プライマー組成物の全重量を基準として、
(A)1重量%〜20重量%の、30重量%以上の重合スチレンを含む官能化スチレンブロックコポリマーと、
(B)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と、
(C)55重量%〜97.9重量%の、炭化水素溶剤を含む溶剤組成物と、を含む、プレプライマー組成物であって、
プレプライマー組成物は、10cPから4,000cP、または5,000cPまでのブルックフィールド粘度を有し、
(D)0.1重量%〜5重量%の、(i)イソシアネート化合物、(ii)イソシアネート末端封鎖プレポリマー、及び(iii)それらの組み合わせからなる群から選択されるイソシアネート成分を含む、プレプライマー組成物から形成される。
本開示は物品を提供する。
一実施形態では、本物品は基材を含む。
一実施形態では、本物品は、ポリオレフィンを含むポリオレフィン層を含む。一実施形態では、ポリオレフィン層は、プライマー組成物と少なくとも部分的に接触している。
本発明は、本明細書に開示された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。
(A)20重量%以上の重合スチレンを含む官能化スチレンブロックコポリマーと、
(B)官能化エチレン/α−オレフィンインターポリマーと、
(C)炭化水素溶剤を含む溶剤組成物と、
(D)(i)イソシアネート化合物、(ii)イソシアネート末端封鎖プレポリマー、及び(iii)それらの組み合わせからなる群から選択されるイソシアネート成分と、を含む、プライマー組成物から形成された少なくとも1つの構成要素と、
(3)プライマー組成物から形成された構成要素と少なくとも部分的に接触しているフィルム層と、を含む。
(1)ナイロンファブリックなどのポリアミドファブリックから構成された基材と、
(2)プライマー組成物から形成された、その基材上の接着剤層であって、
(A)20重量%以上の重合スチレンを含む官能化スチレンブロックコポリマーと、
(B)官能化エチレン/α−オレフィンインターポリマーと、を含み、
(C)溶剤を含まないか、または実質的に含まず、
(D)(i)イソシアネート化合物、(ii)イソシアネート末端封鎖プレポリマー、及び(iii)それらの組み合わせからなる群から選択されるイソシアネート成分を含む、接着剤層と、
(3)接着剤層と少なくとも部分的に接触しているポリオレフィンフィルム層と、を含み、
その物品は、50N/25mm、または55N/25mmから100N/25mmまでの剥離強度を有する。
(1)PETファブリックなどのポリエステルファブリックから構成された基材と、
(2)プライマー組成物から形成された、その基材上の接着剤層であって、
(A)20重量%以上の重合スチレンを含む官能化スチレンブロックコポリマーと、
(B)官能化エチレン/α−オレフィンインターポリマーと、を含み、
(C)溶剤を含まないか、または実質的に含まず、
(D)(i)イソシアネート化合物、(ii)イソシアネート末端封鎖プレポリマー、及び(iii)それらの組み合わせからなる群から選択されるイソシアネート成分を含む、接着剤層と、
(3)接着剤層と少なくとも部分的に接触しているポリオレフィンフィルム層と、を含み、
その物品は、20N/25mm、または45N/25mm、または60N/25mmから100N/25mmまでの剥離強度を有する。
示差走査熱量測定(DSC)は、広範囲の温度にわたってポリマーの溶融、結晶化、及びガラス転移挙動を測定するために使用され得る。例えば、RCS(冷蔵冷却システム)及びオートサンプラーを備えたTA Instruments Q1000 DSCを使用してこの分析を実施した。試験中、50ml/分の窒素パージガス流を使用した。各サンプルを190℃で溶融プレスして薄膜とした。次いで溶融したサンプルを室温(25℃)に空冷した。冷却されたポリマーから3〜10mgの6mmの直径の試料を抽出し、秤量し、軽量アルミニウムパン内に配置し(約50mg)、クリンプして閉じた。次いで分析を実施してその熱的特性を決定した。
Kratonポリマーの見かけ分子量分布(MWD)をサイズ排除クロマトグラフ(SEC)によって決定した。SECシステムは、1mL/分で操作されるWaters Alliance 2695に基づくものであった。溶離液はHPLCグレードのテトラヒドロフラン(THF)であり、これは、Alliance 2695内のオンライン真空脱気機で連続的に脱気された。Waters Alliance 2695は、50マイクロリットルのサンプル溶液を注入するようにプログラムされていた。サンプル溶液は、THF中2.0mg/mLの濃度で調製した。SEC分離は、Agilent Technologiesの2つの「7.5mm(内径)×300mm(長さ)」PLgel Mixed−Cカラムのシリーズで実施した。Viscotek Model 302三重検出器アレイ内の示差屈折率検出器を検出のために使用した。カラム及び検出器を35℃で操作した。SECクロマトグラムを収集し、ViscotekのOmniSECソフトウェアバージョン4.0を介して分析した。3,742kg/mol〜0.58kg/molの分子量範囲をカバーする17の狭いPS分子量標準(Agilent Technologies)をカラム較正に使用した。標準はTHF中にそれぞれ0.5mg/mLの濃度でカクテルとして調製した。較正曲線は、三次多項式に対する最小二乗適合であった。分子量分布は、DRI検出器クロマトグラム及びPS較正曲線から、SECクロマトグラムにわたって一定の屈折率増分を想定して計算した。分子量に関する全ての参照は絶対的ではなく、線形PS当量値である。
A.プレプライマー組成物の調製
3つの別個の方法を使用してプレプライマー組成物を調製する。
プライマー組成物を調製するために、上記で作製したプレプライマー組成物10gをガラスバイアルに秤量して入れた。次いで、所与の量のイソシアネート成分を添加し、スパチュラで3〜5分間混合して均一な混合物を作製した。各々のプライマー組成物の配合及びその特性については表2、3、及び4を参照のこと。
A.コーティング及びコーティングされたファブリックの乾燥
ナイロンファブリック及びPETファブリックを、およそ10gのプライマー組成物を「15.24cm×15.24cm」(「6インチ×6インチ」)のファブリックのシートに注ぐことによって、実験室内で手作業でコーティングした。プライマー組成物をコーティングバーまたは溝付き(創傷付き)ロッドを用いて広げた。コーティングバーまたは溝付き(創傷付き)ロッドは、いくらか過剰量のプライマー組成物を除去し得る。プライマー組成物でコーティングされたファブリックをオーブン内で、100℃で3分間乾燥させて、ファブリック上に接着剤層を形成した。コーティング重量を測定した。典型的なコーティング重量はおよそ10〜30g/m2(乾燥後)である。ファブリックの一方の面のみをコーティングした。ファブリックに適用された接着剤層(乾燥したプライマー組成物)のコーティング重量を表2、3、及び4に提供する。表2及び4の物品は、ナイロンファブリック基材を含み、表3の物品は、PETファブリック基材を含む。
AFFINITY(登録商標)PT1450G1 透明な着色していないフィルム。このポリオレフィンフィルムは、およそ20ミル(0.508mm)の目標厚さで単層のCollinキャストフィルムライン上に生成した。バレル温度は、ゾーン及び使用される材料のメルトインデックス(MI)に応じて、140℃〜200℃に設定した。ホッパーに向かってより低い温度を使用した。スクリュー速度を毎分64回転(rpm)に設定し、アンペアを3.2Aに設定した。背圧は、押し出された材料に応じて、およそ7.5kg/時の供給速度で、19バールで維持した。ダイ温度は190℃に設定した。冷却ロール重量は20Nに設定し、取り出し速度は4m/分である。生成したフィルムの厚さは390μmである。
ファブリックをプライマー組成物でコーティングし、乾燥させた後、下塗りされたファブリック表面を「15.24cm×15.24cm」のポリオレフィン(POE)フィルムで覆い、物品であるプレ積層構造を形成した。プレ積層構造の一方の端部に、剥離ライナー(TEFLON(登録商標)フィルム)を配置して、接着していないプレ積層構造の一方の端部で「2.45cm×15.24cm」の面積を提供した。POEシートは、プライマー組成物から形成された接着剤層と部分的に接触しており、全接着面積は「12.7cm×15.24cm」であった。次いで、物品を2つのシリコーンまたはテフロン(登録商標)シートの間に置いた。次に、物品をプレス(PHI−Pasadena Hydraulics,Inc.)内に置き、160℃で2分間予熱し、可能な限り低い圧力で4分間プレスして積層体を形成した。最後に、積層体をプレスから取り出し、周囲温度に冷却した。積層されたサンプルを少なくとも24時間貯蔵した。1日後(24時間後)に剥離強度を試験した。
積層体を「2.45cm×15.24cm」のストリップ(各ストリップは「2.45cm×12.7cm」の接着面積を有していた)に切断し、T−剥離接着試験のために23℃及び相対湿度40%〜50%で24時間コンディショニングした。Stable MicrosystemsのTA XT Plus Texture Analyzerを使用して、室温(23℃)で、5.08cm/分の速度で、及び20mmのグリップ距離でPOEフィルム及びファブリックを剥離した。剥離ライナーを各ストリップから除去し、試験サンプルの自由端を試験機のクランプに挿入した。平均剥離強度(ニュートン/25ミリメートル(N/25mm))を力対距離プロファイルから決定した。2つまたは3つの試験サンプルを試験し、平均の「平均剥離強度」を報告した。
官能化ポリオレフィン(AMPLIFY(登録商標)GR216)及び溶剤を含有し、官能化スチレンブロックコポリマーを含有しないプライマー組成物(CS18B、CS20B CS21B、CS27B、及びCS30B)は、それらの粘度が高すぎて(すなわち、9,000cPを超える)ファブリックにコーティングすることができない。官能化ポリオレフィン(AMPLIFY(登録商標)GR216)及び溶剤を含有するプレプライマー組成物に官能化スチレンブロックコポリマー(Kraton(登録商標)FG1901G)を添加すると、官能化ポリオレフィン及び溶剤のみを含有し、官能化スチレンブロックコポリマーを含有しないプレプライマー組成物と比較して、プレプライマー組成物の粘度が減少する。例えば、実施例19A(官能化スチレンブロックコポリマー、官能化ポリオレフィン、及び溶剤を含有するプレプライマー組成物)は、3,970cPのプレプライマーブルックフィールド粘度を有する一方で、CS21A(官能化ポリオレフィン及び溶剤を有し、官能化スチレンブロックコポリマーを有しないプレプライマー組成物)は、24,604cPの有意に高いプレプライマーブルックフィールド粘度を有する。より低い粘度は、ファブリック上に均一なコーティングを提供するのに有用である。プレプライマー組成物のブルックフィールド粘度は、プレプライマー組成物を含有するプライマー組成物をファブリックにコーティングすることを可能にするために、有利には5,000cP未満、または4,000cP未満である。
本願は以下の態様にも関する。
(1)
(A)20重量%以上の重合スチレンを含む官能化スチレンブロックコポリマーと、
(B)官能化エチレン/α−オレフィンインターポリマーと、
(C)炭化水素溶剤を含む溶剤組成物と、
(D)(i)イソシアネート化合物、(ii)イソシアネート末端封鎖プレポリマー、及び(iii)それらの組み合わせからなる群から選択されるイソシアネート成分と、を含む、プライマー組成物。
(2)
前記官能化スチレンブロックコポリマーが、20重量%〜60重量%の重合スチレンを含む、前記(1)に記載のプライマー組成物。
(3)
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、及びそれらの組み合わせからなる群から選択される、前記(1)または(2)に記載のプライマー組成物。
(4)
前記官能化エチレン/α−オレフィンインターポリマーが、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、及びそれらの組み合わせからなる群から選択される、前記(1)〜(3)のいずれか1項に記載のプライマー組成物。
(5)
前記炭化水素溶剤が脂肪族溶剤である、前記(1)〜(4)のいずれかに記載のプライマー組成物。
(6)
前記溶剤組成物が、前記溶剤組成物の総重量を基準として0.5重量%〜20重量%の極性溶剤を更に含む、前記(1)〜(5)のいずれかに記載のプライマー組成物。
(7)
前記官能化スチレンブロックコポリマーが、20重量%〜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、前記官能化エチレン/α−オレフィンインターポリマーが、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り、前記イソシアネート成分が、前記イソシアネート化合物を含む、前記(1)〜(6)のいずれかに記載のプライマー組成物。
(8)
前記プライマー組成物が、23℃で1,000cP〜5,000cPのブルックフィールド粘度を有する、前記(1)〜(7)のいずれかに記載のプライマー組成物。
(9)
前記(1)〜(8)のいずれか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。
(10)
前記物品が基材を更に含む、前記(9)に記載の物品。
Claims (8)
- (A)20重量%以上の重合スチレンを含む官能化スチレンブロックコポリマーと、
(B)官能化エチレン/α−オレフィンインターポリマーと、
(C)炭化水素溶剤を含む溶剤組成物と、
(D)(i)イソシアネート化合物、(ii)イソシアネート末端封鎖プレポリマー、
及び(iii)それらの組み合わせからなる群から選択されるイソシアネート成分と、を含み、
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、及びそれらの組み合わせからなる群から選択され、
前記官能化エチレン/α−オレフィンインターポリマーが、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及びそれらの組み合わせからなる群から選択される、
ファブリック基材用プライマー組成物。 - 前記官能化スチレンブロックコポリマーが、20重量%〜60重量%の重合スチレンを含む、請求項1に記載のプライマー組成物。
- 前記炭化水素溶剤が脂肪族溶剤である、請求項1または2に記載のプライマー組成物。
- 前記溶剤組成物が、前記溶剤組成物の総重量を基準として0.5重量%〜20重量%の極性溶剤を更に含む、請求項1〜3のいずれか1項に記載のプライマー組成物。
- 前記官能化スチレンブロックコポリマーが、20重量%〜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、前記官能化エチレン/α−オレフィンインターポリマーが、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り、前記イソシアネート成分が、前記イソシアネート化合物を含む、請求項1〜4のいずれか1項に記載のプライマー組成物。
- 前記プライマー組成物が、23℃で1,000cP〜5,000cPのブルックフィールド粘度を有する、請求項1〜5のいずれか1項に記載のプライマー組成物。
- 請求項1〜6のいずれか1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。
- 前記物品が基材を更に含む、請求項7に記載の物品。
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