(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
1つ以上の2−シアノアクリレートエステルが、アリル2−シアノアクリレート、2−メトキシエチル2−シアノアクリレート、2−エトキシエチル2−シアノアクリレート、メチル2−シアノアクリレート、エチル2−シアノアクリレート、n−プロピル2−シアノアクリレート、イソ−プロピル2−シアノアクリレート、n−ブチル2−シアノアクリレート、テトラヒドロフリル2−シアノアクリレート、n−ペンチル2−シアノアクリレート、ネオペンチル2−シアノアクリレート、シクロヘキシル2−シアノアクリレート、1−オクチル2−シアノアクリレート、および/または2−オクチル2−シアノアクリレートおよび/またはそれらの組み合わせから選択される、請求項1に記載の一液型接着剤。
1つ以上のビス−シランが、1,1−ビス(トリメトキシシリル)メタン、1,1−ビス(トリエトキシシリル)メタン、1,1−ビス(トリプロポキシシリル)メタン、1,2−ビス(トリメトキシシリル)エタン、1,2−ビス(トリエトキシシリル)エタン、1,2−ビス(トリプロポキシシリル)エタン、1,3−ビス(トリメトキシシリル)プロパン、1,3−ビス(トリエトキシシリル)プロパン、1,3−ビス(トリプロポキシシリル)プロパン、1,4−ビス(トリメトキシシリル)ブタン、1,4−ビス(トリエトキシシリル)ブタン、1,4−ビス(トリプロポキシシリル)ブタン、1,5−ビス(トリメトキシシリル)ペンタン、1,5−ビス(トリエトキシシリル)ペンタン、1,5−ビス(トリプロポキシシリル)ペンタン、1,6−ビス(トリメトキシシリル)ヘキサン、1,6−ビス(トリエトキシシリル)ヘキサン、1,6−ビス(トリプロポキシシリル)ヘキサンおよび/または任意のそれらの組み合わせから選択される、請求項1〜6のいずれかに記載の一液型接着剤。
1つ以上のモノシランが、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、プロピルトリメトキシシラン、プロピルトリエトキシシラン、ブチルトリメトキシシラン、ブチルトリエトキシシラン、ジメチルジアセトキシシラン、エチルトリアセトキシシラン、プロピルトリアセトキシシラン、ビニルメチルジアセトキシシラン、1−(メタ)アクリルオキシメチルトリメトキシシラン、2−(メタ)アクリルオキシエチルトリメトキシシラン、3−(メタ)アクリルオキシプロピルトリメトキシシラン、1−(メタ)アクリルオキシメチルトリエトキシシラン、2−(メタ)アクリルオキシエチルトリエトキシシラン、3−(メタ)アクリルオキシプロピルトリエトキシシラン、(メタ)アクリルオキシシクロヘキシルトリメトキシシラン、(メタ)アクリルオキシシクロヘキシルトリエトキシシラン、(3−トリメトキシシリル)プロピル無水コハク酸、(3−トリエトキシシリル)プロピル無水コハク酸、ベンゾイルオキシエチルトリメトキシシラン、ベンゾイルオキシプロピルトリメトキシシラン、ベンゾイルオキシエチルトリエトキシシラン、ベンゾイルオキシプロピルトリエトキシシラン、スチリルエチルトリメトキシシラン、スチリルエチルトリエトキシシラン、スチリルプロピルトリメトキシシラン、スチリルプロピルトリエトキシシランおよび/または任意のそれらの組み合わせから選択される、請求項1〜11のいずれかに記載の一液型接着剤。
1つ以上のビス−シランが、一液型接着剤の総量に基づき0.01〜0.5重量%の量で存在する、および/または、1つ以上のモノシランが、一液型接着剤の総量に基づき0.05〜2重量%の量で存在する、請求項1〜12のいずれかに記載の一液型接着剤。
【発明を実施するための形態】
【0010】
本発明の一液型接着剤は、前記接着剤の硬化生成物により形成された接着剤接合が改善された耐水性を示すという利点を有する。このため、基材が常にまたは頻繁に水分や水と接している場合であっても、種々の基材を接着することができる。したがって、本発明の一液型接着剤を全ての家財道具、特に洗浄サイクルを経る食器に使用することができる。本発明の一液型接着剤の別の利点は、形成された接着剤接合の侵食環境に対する耐久性である。したがって、接着した基材を水にさらすことができ、および/または、アルカリ性食器洗浄剤を使用している場合であっても家庭用食器洗浄機において前記の接着した基材を洗浄することができる。
【0011】
本発明は、さらに、本発明の硬化生成物および本発明の一液型接着剤を少なくとも1つの基材に塗布する工程および基材を接合する工程を含む基材の接着方法を提供する。
【0012】
さらなる態様において、本発明は、改善された耐水性を有する瞬間接着剤としての本発明の一液型接着剤の使用に関する。
【0013】
別の態様において、本発明は、1つ以上の2−シアノアクリレートエステルを含む接着剤の耐水性を改善するための本発明の1つ以上のビス−シランの使用に関する。前記接着剤の特に良好な耐水性は、本発明の1つ以上のビス−シランを本発明の1つ以上のモノシランとの組み合わせにおいて使用することにより達成することができる。
【0014】
本明細書で使用する場合、用語「一液型」は、1つ以上のビス−シランおよび任意に1つ以上のモノシランが1つ以上の2−シアノアクリレートエステルと使用前に混合された接着剤を意味する。本発明の一液型接着剤は、好ましくは貯蔵安定性(密封容器において22℃で5日間貯蔵した場合、非高度の目視試験により確認される際に均一のままである接着剤調製物を意味する)である。
【0015】
ビス-シランおよび存在する場合にモノシランは、本発明の一液型接着剤の遊離成分および移動成分であり、これは例えば固体表面などの担体物質上で前記シラン成分が固定化されていないことを意味する。
【0016】
本発明において耐水性は、本発明の一液型接着剤の硬化生成物により形成された接着剤接合の耐湿性および/または食器洗浄機に対する耐性を測定することにより測定される。耐湿性および食器洗浄機に対する耐性は、実施例に記載するような方法で測定することができる。
【0017】
本発明の一液型接着剤は、1つ以上の2−シアノアクリレートエステルを、一液型接着剤の総量に基づき少なくとも30重量%の量で含む。1つ以上の2−シアノアクリレートエステルの量が30重量%未満であると、得られる接着剤は、特に、高温および/または高湿度条件下にさらした場合に安定で耐久性のある結合を形成することができない。
【0018】
適当な2−シアノアクリレートエステルは下記式のものであり得る。
CH
2=CH(CN)COOR
a,
〔式中、R
aはアルキル基、アルコキシアルキル基、シクロアルキル基、ハロアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリールアルキル基およびアリール基から選択される〕。
【0019】
望ましくは、2−シアノアクリレートエステルは、アルキル2−シアノアクリレート、アルコキシアルキル2−シアノアクリレート、ジ−シアノアクリレートおよび/またはそれらの組み合わせから選択される。
【0020】
適当なアルキル2−シアノアクリレートとしては、C
1−15アルキル2−シアノアクリレート、例えばメチル2−シアノアクリレート、エチル2−シアノアクリレート、n−プロピル2−シアノアクリレート、イソ−プロピル2−シアノアクリレート、n−ブチル2−シアノアクリレート、イソ−ブチル2−シアノアクリレート、sec−ブチル2−シアノアクリレート、n−ペンチル2−シアノアクリレート、ネオ−ペンチル2−シアノアクリレート、n−ヘキシル2−シアノアクリレート、イソ−ヘキシル2−シアノアクリレート、n−ヘプチル2−シアノアクリレート、2−エチルへキシル2−シアノアクリレート、n−オクチル2−シアノアクリレート、2−オクチル2−シアノアクリレート、n−ノニル2−シアノアクリレート、およびn−デシル2−シアノアクリレートが挙げられる。
【0021】
適当なアルコキシアルキル2−シアノアクリレートとしては、C
3−10アルコキシアルキル2−シアノアクリレート、例えばメトキシメチル2−シアノアクリレート、エトキシメチル2−シアノアクリレート、2−メトキシエチル2−シアノアクリレート、2−エトキシエチル2−シアノアクリレート、3−メトキシプロピル2−シアノアクリレート、3−エトキシプロピル2−シアノアクリレート、および3−プロポキシプロピル2−シアノアクリレートが挙げられる。
【0022】
適当なジ−シアノアクリレートとしては、1,6−ヘキサンジオール−ビス(2−シアノアクリレート)、1,8−オクタンジオール−ビス(2−シアノアクリレート)、1,10−デカンジオール−ビス(2−シアノアクリレート)、エチレングリコール2,2’−ジシアノアクリレート、2−ブテン−1,4−ジオールビス(2−シアノアクリレート)、および2−ブチン−1,4−ジオールビス(2−シアノアクリレート)が挙げられる。
【0023】
本発明の一液型接着剤に使用し得る他の好ましい2−シアノアクリレートエステルには、テトラヒドロフリル2−シアノアクリレート、プロパルギル2−シアノアクリレート、アリル2−シアノアクリレート、2,2,2−トリフルオロエチル2−シアノアクリレート、および2,2,3,3−テトラフルオロプロピル2−シアノアクリレートが挙げられる。
【0024】
本発明の好ましい実施態様において、2−シアノアクリレートエステルは、アリル2−シアノアクリレート、2−メトキシエチル2−シアノアクリレート、2−エトキシエチル2−シアノアクリレート、メチル2−シアノアクリレート、エチル2−シアノアクリレート、n−プロピル2−シアノアクリレート、イソプロピル2−シアノアクリレート、n−ブチル2−シアノアクリレート、テトラヒドロフリル2−シアノアクリレート、n−ペンチル2−シアノアクリレート、ネオペンチル2−シアノアクリレート、シクロヘキシル2−シアノアクリレート、1−オクチル2−シアノアクリレート、および/または2−オクチル2−シアノアクリレートおよび/またはそれらの組み合わせから選択される。本発明においては、他の2−シアノアクリレートエステルも使用し得るが、好ましくはエチル2−シアノアクリレートおよび/またはn−ブチル2−シアノアクリレートが使用される。
【0025】
本発明の2−シアノアクリレートエステルは先行技術において公知であり、例えば、米国特許第5,328,687(Leung等)、第3,527,841(Wicker等)、第3,722,599(Robertson等)、第3,995,641(Kronenthal等)、第3,940,362(Overhults)、第7,718,821および第7,659,423(ともにMcArdle等)に記載されている。
【0026】
1つ以上の2−シアノアクリレートエステルは、本発明の一液型接着剤の総量に基づき少なくとも40重量%の量で存在することが好ましく、より好ましくは少なくとも55重量%の量、特に好ましくは少なくとも75重量%の量で存在する。より好ましくは、1つ以上の2−シアノアクリレートエステルは、本発明の一液型接着剤の総量に基づき55〜99.5重量%の量で存在し、好ましくは70〜99重量%の量、より好ましくは75〜98重量%の量で存在する。
【0027】
上述した1つ以上の2−シアノアクリレートエステルに加えて、本発明の一液型接着剤は、1つ以上のビス−シランをさらに含む。本発明の一液型接着剤において、1つ以上の2−シアノアクリレートエステルと1つ以上のビス−シランを使用することにより、前記接着剤の耐水性が改善される。特に、本発明の一液型接着剤の他の特性、例えばその速い接着速度および広範な種類の基材との結合能力は、ビス−シラン成分の添加により著しい負の影響は受けない。
【0028】
本明細書で使用される用語「ビス-シラン」は、1分子につきちょうど2つのケイ素原子を有し、この2つのケイ素原子が二価の連結基により互いに結合し、かつ、各ケイ素原子は3つのさらなる置換基(さらなる置換基の少なくとも1つは、好ましくはアルコキシ基である)を有するシラン化合物を意味する。したがって、本発明のビス-シランは、2つの末端シリル基、好ましくは2つの末端アルコキシシリル基を含む。
【0029】
本発明のビス−シランの二価の連結基は、1〜40個の、好ましくは2〜20個の、より好ましくは2〜10個の炭素原子を有する直鎖または分枝アルキレン基であってよく、エチレン基、プロピレン基またはブチレン基が好ましい二価の連結基である。
【0030】
本発明の実施態様において、本発明のビス−シランの末端シリル基は下記式:
*−Si(R
b)
u(OR
c)
(3−u)
〔式中、uは0、1または2であり、各R
bは、独立して、水素、ハロゲン、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、アリール基およびアシル基から選択され、各R
cは、独立して、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、アリール基およびアシル基から選択される〕
で示される。特に好ましい実施態様において、uは0であり、R
cはアルキル基であり、好ましいアルキル基としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基およびイソ−プロピル基が挙げられる。本発明のビス−シランの適当な末端シリル基としては、トリメトキシシラン基、トリエトキシシラン基、トリ−n−プロポキシシラン基および/またはトリ−イソ−プロポキシシラン基が挙げられる。
【0031】
本発明のビス−シランは、好ましくは非高分子化合物であり、これは、前記ビス−シランの分子量が好ましくは1000g/mol未満であり、より好ましくは750g/mol未満であり、特に好ましくは500g/mol未満であることを意味する。
【0032】
本発明の適当なビス−シランは、下記式(I):
(R
4O)
(3−q)(R
3)
qSi-B-Si(R
1)
p(OR
2)
(3−p) 式(I)
〔式中、pは0〜3であり、qは0〜3であり、Bは1〜40個の炭素原子を含む二価の連結基を示し、各R
1および各R
3は、独立して、水素、ハロゲン、アルキル基(例えば、C
1−5アルキル基)、シクロアルキル基、アルケニル基、アリール基またはアシル基から選択され、各R
2および各R
4は、独立して、アルキル基(例えば、C
1−5アルキル基)、シクロアルキル基、アルケニル基、アリール基またはアシル基から選択される〕
で示され得る。
【0033】
前記アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、アリール基またはアシル基は、1つ以上の置換基により適当に置換されていてもよい。好ましい置換基としては、フッ素、塩素、臭素またはヨウ素が挙げられる。
【0034】
式(I)の二価の連結基Bは、1〜24個の、好ましくは2〜20個の、より好ましくは2〜10個の炭素原子を有する直鎖または分枝アルキレン基であってよく、エチレン基、プロピレン基またはブチレン基が好ましい。別の実施態様において、式(I)の二価の連結基Bは、1〜24個の、好ましくは2〜20個の、より好ましくは2〜10個の炭素原子と少なくとも1つのイオウ原子を含む。したがって、二価の連結基は、式:
*−(CH
2)
k−S−(CH
2)
l−*
〔式中、kは1〜5であり、lは1〜5である〕
であり得る。
【0035】
本発明の一実施態様において、式(I)のpおよびqはそれぞれ0であり、および/または各式(I)のR
2および各R
4は、メチル基、エチル基、n−プロピル基またはイソ−プロピル基である。
【0036】
本発明のビス−シランは、広範な種類のアルコキシシランから選択することができる。本発明の好ましいビス−シランは、1,1−ビス(トリメトキシシリル)メタン、1,1−ビス(トリエトキシシリル)メタン、1,1−ビス(トリプロポキシシリル)メタン、1,2−ビス(トリメトキシシリル)エタン、1,2−ビス(トリエトキシシリル)エタン、1,2−ビス(トリプロポキシシリル)エタン、1,3−ビス(トリメトキシシリル)プロパン、1,3−ビス(トリエトキシシリル)プロパン、1,3−ビス(トリプロポキシシリル)プロパン、1,4−ビス(トリメトキシシリル)ブタン、1,4−ビス(トリエトキシシリル)ブタン、1,4−ビス(トリプロポキシシリル)ブタン、1,5−ビス(トリメトキシシリル)ペンタン、1,5−ビス(トリエトキシシリル)ペンタン、1,5−ビス(トリプロポキシシリル)ペンタン、1,6−ビス(トリメトキシシリル)ヘキサン、1,6−ビス(トリエトキシシリル)ヘキサン、1,6−ビス(トリプロポキシシリル)ヘキサンおよび/または任意のそれらの組み合わせから選択される。
【0037】
上記で使用するような用語「トリプロポキシ」は、トリ−n−プロポキシおよび/またはトリ−イソ−プロポキシを意味する。
【0038】
相溶性と性能の特に良好なバランスを与えるビス−シランとしては、1,2−ビス(トリメトキシシリル)エタン、1,2−ビス(トリエトキシシリル)エタン、1,2−ビス(トリプロポキシシリル)エタン、1,3−ビス(トリメトキシシリル)プロパン、1,3−ビス(トリエトキシシリル)プロパンおよび1,3−ビス(トリプロポキシシリル)プロパンが挙げられる。
【0039】
本発明のビス−シランは先行技術において公知であり、Wacker Chemie AG、Gelest Inc.およびEvonik Industries AGを含む種々の会社から商業的に入手可能である。
【0040】
さらに、本発明の1つ以上のビス−シランは、本発明の一液型接着剤の総量に基づき0.01〜0.5重量%の量で存在することが望ましく、好ましくは0.015〜0.25重量%の量、より好ましくは0.02〜0.1重量%の量で存在する。得られる一液型接着剤が優れた貯蔵安定性と低い粘度、特に優れた耐水性のいずれをも有することから、前記濃度範囲での本発明のビス−シランの使用は有利である。
【0041】
1つ以上の前記ビス-シランを1つ以上のモノシランと組み合わせて使用することにより、耐湿性および/または食器洗浄機に対する耐性をさらに改善することができる。
【0042】
本明細書で使用する用語「モノシラン」は、1分子につきちょうど1つのケイ素原子をそこに結合する4つの置換基とともに有する(ただし、4つの置換基の全ては水素ではない)シラン化合物を意味する。好ましくは、置換基の少なくとも1つはアルコキシ基であり、4つの置換基がアルコキシ基であることが特に好ましい。
【0043】
本発明のモノシランは、好ましくは非高分子化合物であり、これは、前記モノシランの分子量が好ましくは1000g/mol未満であり、より好ましくは750g/mol未満であり、特に好ましくは500g/mol未満であることを意味する。
【0044】
本発明のモノシランは、式(II):
A−Si(R
5)
n(OR
6)
(3−n) 式(II)
〔式中、nは0〜3であり、好ましくは0、1または2であり、Aは1〜40個、好ましくは2〜10個の炭素原子を有する基であり、各R
5は、独立して、水素、ハロゲン、アルキル基(例えば、C
1−5アルキル基)、シクロアルキル基、アルケニル基、アリール基およびアシル基から選択され、各R
6は、独立して、アルキル基(例えば、C
1−5アルキル基)、シクロアルキル基、アルケニル基、アリール基およびアシル基から選択される〕
で示され得る。
【0045】
前記アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、アリール基またはアシル基は、1つ以上の置換基により適当に置換されていてもよい。好ましい置換基としては、フッ素、塩素、臭素またはヨウ素が挙げられる。
【0046】
本発明の一実施態様において、式(II)のnは0であり、および/または式(II)の各R
6はメチル基、エチル基、n−プロピル基またはイソ−プロピル基である。
【0047】
式(II)の基Aは、好ましくは1〜10個の炭素原子を含む直鎖、分枝、環状または線状炭化水素であってよい。本発明のいくつかの実施態様において、Aはアルキル基、シクロアルキル基またはアルケニル基である。
【0048】
あるいは、基Aは、1つ以上の芳香族基を含み得る。これに関して、式(II)のAは、アラルキル基、アラルケニル基およびアリール基から選択されることが好ましい。
【0049】
本明細書で用いる用語「アラルキル」は、アルキル部分を介して結合したアルキル−アリールを意味し、アルキル部分は、好ましくは1〜6個の炭素を含む。アラルキル基の例としては、ベンジル基、エチルフェニル基、プロピルフェニル基、ナフチルメチル基などが挙げられる。
【0050】
本明細書で用いる用語「アラルケニル」は、アルケニル部分を介して結合したアルケニル−アリールを意味し、アルケニル部分は、好ましくは1〜6個の炭素を含む。
【0051】
望ましくは、式(II)の基Aは、少なくとも1つの不飽和炭素−炭素結合および/または少なくとも1つの酸素含有官能基を含み、前記酸素含有官能基は、好ましくはエポキシ基、エステル基、カルボキシル基、無水物基および/または(メタ)アクリロイル基から選択される。
【0052】
本明細書で用いる用語「(メタ)アクリロイル」は、メタクリロイルおよび/またはアクリロイルを意味する。
【0053】
本発明の典型的な実施例において、式(II)の基Aは下記の官能基の1つから選択される:
【化1】
〔式中、mは1〜10、好ましくは1〜5である〕;
【化2】
〔式中、vは0〜10、好ましくは1〜5であり、R
7は水素またはアルキル基(例えば、メチル基若しくはエチル基)である〕;
【化3】
〔式中、wは0〜10、好ましくは1〜5であり、R
8はアルキル基(例えば、メチル基若しくはエチル基)またはアリール基(例えば、フェニル基)である〕;
【化4】
〔式中、zは1〜10、好ましくは2〜5である〕。
【0054】
本発明のモノシランは、広範な種類の種々のトリアルコキシシランから選択することができる。本発明の好ましいモノシランは、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、プロピルトリメトキシシラン、プロピルトリエトキシシラン、ブチルトリメトキシシラン、ブチルトリエトキシシラン、ジメチルジアセトキシシラン、エチルトリアセトキシシラン、プロピルトリアセトキシシラン、ビニルメチルジアセトキシシラン、1−(メタ)アクリルオキシメチルトリメトキシシラン、2−(メタ)アクリルオキシエチルトリメトキシシラン、3−(メタ)アクリルオキシプロピルトリメトキシシラン、1−(メタ)アクリルオキシメチルトリエトキシシラン、2−(メタ)アクリルオキシエチルトリエトキシシラン、3−(メタ)アクリルオキシプロピルトリエトキシシラン、(メタ)アクリルオキシシクロヘキシルトリメトキシシラン、(メタ)アクリルオキシシクロヘキシルトリエトキシシラン、(3−トリメトキシシリル)プロピル無水コハク酸、(3−トリエトキシシリル)プロピル無水コハク酸、ベンゾイルオキシエチルトリメトキシシラン、ベンゾイルオキシプロピルトリメトキシシラン、ベンゾイルオキシエチルトリエトキシシラン、ベンゾイルオキシプロピルトリエトキシシラン、スチリルエチルトリメトキシシラン、スチリルエチルトリエトキシシラン、スチリルプロピルトリメトキシシラン、スチリルプロピルトリエトキシシランおよび/または任意のそれらの組み合わせから選択される。
【0055】
前記モノシランは、好ましくは1,2−ビス(トリメトキシシリル)エタンまたは1,2−ビス(トリエトキシシリル)エタンとの組み合わせにおいて使用される。
【0056】
本発明のモノシランは先行技術において公知であり、Wacker Chemie AG、Gelest Inc.およびEvonik Industries AGを含む種々の会社から商業的に入手可能である。
【0057】
さらに、本発明の1種以上のモノシランは、本発明の一液型接着剤の総量に基づき0.05〜2重量%の量で存在することが望ましく、好ましくは0.1〜1重量%の量、より好ましくは0.15〜0.5重量%の量で存在することが好ましい。
【0058】
本発明のビス−シランとモノ−シランのいずれもが、本発明の総量に基づき下記量で使用される場合、セラミック基材への特に優れた耐水性が達成される:
0.01〜0.5重量%の1つ以上のビス−シランおよび0.05〜2重量%の1つ以上のモノシラン;
0.015〜0.25重量%の1つ以上のビス−シランおよび0.1〜1重量%の1つ以上のモノシラン;
0.02〜0.1重量%の1つ以上のビス−シランおよび0.15〜0.5重量%の1つ以上のモノシラン。
【0059】
本発明の一液型接着剤におけるモノシラン成分由来のケイ素原子とビス−シラン成分由来のケイ素原子のモル比が、10:1〜1:1の範囲、好ましくは5:1〜2:1の範囲にある場合に、接着強度と耐水性の特に良好なバランスを実現することができる。
【0060】
本発明の一液型接着剤は、1つ以上の添加剤、好ましくはアニオン性重合阻害剤、ラジカル重合阻害剤、増粘剤、可塑剤、促進剤、強靭化剤、フィラー、香料、染料、顔料、耐熱剤、レオロジー修正剤、変色指標剤および/または任意のそれらの組み合わせから選択される添加剤をさらに含有し得る。
【0061】
存在する場合、本発明の一液型接着剤における全添加剤の総量は、本発明の一液型接着剤の総量に基づき0.1〜50重量%の範囲で存在すること望ましく、好ましくは0.5〜20重量%の範囲、より好ましくは5〜15重量%の範囲で存在する。
【0062】
貯蔵中の一液型接着剤の安定性を高めるために、1つ以上のアニオン性重合阻害剤を本発明の一液型接着剤に加えることができる。使用し得る阻害剤の例としては、二酸化硫黄、三酸化硫黄、酸化窒素、フッ化水素、三フッ化ホウ素、メタンスルホン酸、芳香族スルホン酸、脂肪族スルホン酸、リン酸、スルホン酸およびそれらの組み合わせが挙げられる。阻害剤の量は、一液型接着剤の硬化を減速するために適当な任意の量である。望ましくは、アニオン性重合阻害剤は、一液型接着剤の総重量に基づき、約0.0001〜約0.1重量%存在する。
【0063】
貯蔵中に光により形成されるラジカルを捕捉する目的で、本発明の一液型接着剤に1つ以上のラジカル重合阻害剤を加えることができる。そのような阻害剤は、通常、例えば、ヒドロキノンおよびヒドロキノンモノメチルエーテルを含むフェノール系の阻害剤である。本発明で使用するのに適した他の阻害剤としては、2,2’−メチレンビス(4−メチル−6−tertブチルフェノール)、ブチル化ヒドロキシトルエンおよびブチル化ヒドロキシアニソールが挙げられる。望ましくは、ラジカル重合阻害剤は一液型接着剤の総重量に基づいて約0.001〜約2.0重量%存在する。
【0064】
一液型接着剤の粘度を上げるために、1つ以上の増粘剤を加えてもよい。種々のポリマーを増粘剤として使用することができ、その例としては、ポリ(メチルメタクリレート)(「PMMA」)、ポリ(エチルメタクリレート)(「PEMA」)、メタクリレート系コポリマー、アクリルゴム、セルロース誘導体、ポリビニルアセテート、ポリビニルアセテート−ポリビニルクロリドコポリマー、およびポリ(α−シアノアクリレート)が挙げられる。増粘剤の適する量は、一液型接着剤の総重量に基づき、通常、約0.01〜30重量%、望ましくは5.0〜25重量%である。
【0065】
耐久性および、耐衝撃性、耐熱性、および耐湿性をさらに促進するために、1つ以上の可塑剤を加えてもよい。代表的な可塑剤としては、アルキルフタル酸塩、アゼライン酸塩、アジピン酸塩、セバシン酸塩、クエン酸塩、リン酸塩、コハク酸塩、安息香酸塩およびトリメリット酸塩が挙げられる。望ましい可塑剤は、ジブチルフタレート、ベンジルブチルフタレート、ジヘプチルフタレート、ジブチルセバケート、グリセリントリアセテート、アセチルトリエチルシトレートおよびジエチレングリコールジベンゾエートである。二つ以上の異なる可塑剤の混合物も有益である。1つ以上の可塑剤は、一液型接着剤の総量に基づき好ましくは約0.05〜約25重量%の量で存在し、より好ましくは約1〜約15重量%の量で存在する。
【0066】
一液型接着剤において使用し得る促進剤としては、例えば、カリックスアレーン、オキサカリックスアレーン、シラクラウン、シクロデキストリンおよびそれらの組み合わせが挙げられる。カリックスアレーンおよびオキサカリックスアレーンの多くは公知であり、特許文献に記載されている。例えば、米国特許第4,556,700、第4,622,414、第4,636,539、第4,695,615、第4,718,966および第4,855,461を参照(これらの開示はそれぞれ参照により本明細書に明確に組み込まれる)。
【0067】
クラウンエーテルは、潜在的に使用し得る別の分類の促進剤である。多数のクラウンエーテルが知られている。例えば、本発明において単独で若しくは組み合わせで、または前記カリックスアレーンおよびオキサカリックスアレーンとの組み合わせにおいて使用し得るクラウンエーテルの例としては、15−クラウン−5、18−クラウン−6、ジベンゾ−18−クラウン−6、ベンゾ−15−クラウン−5、ジベンゾ−24−クラウン−8、ジベンゾ−30−クラウン−10、トリベンゾ−18−クラウン−6、アシム−ジベンゾ−22−クラウン−6、ジベンゾ−14−クラウン−4、ジシクロヘキシル−18−クラウン−6、ジシクロヘキシル−24−クラウン−8、シクロヘキシル−12−クラウン−4、1,2−デカリル−15−クラウン−5、1,2−ナフト−15−クラウン−5,3,4,5−ナフチル−16−クラウン−5、1,2−メチル−ベンゾ−18−クラウン−6、1,2−メチルベンゾ−5,6−メチルベンゾ−18−クラウン−6、1,2−t−ブチル−18−クラウン−6、1,2−ビニルベンゾ−15−クラウン−5、1,2−ビニルベンゾ−18−クラウン−6、1,2−t−ブチル−シクロヘキシル−18−クラウン−6、アシム−ジベンゾ−22−クラウン−6および1,2−ベンゾ−1,4−ベンゾ−5−オキシゲン−20−クラウン−7が挙げられる。米国特許第4,837,260(Sato)を参照(この文献の開示は参照により本明細書に明確に組み込まれる)。
【0068】
潜在的に使用し得る別の分類の促進剤は、ポリエチレングリコールおよび/またはエトキシ化化合物である。米国特許第6,294,629および6,835,789参照(この文献の開示は参照により本明細書に明確に組み込まれる)。
【0069】
1つ以上の促進剤は、本発明の一液型接着剤の総量に基づき約0.01〜約10重量%の量、好ましくは約0.1〜約5重量%の量で存在する。
【0070】
本発明の一液型接着剤において使用し得るフィラーとしては、例えば、繊維、ガラス(ビーズ、粉砕ガラス、破片など)、ゴム、無機フィラーおよび合成フィラーが挙げられる。カーボンブラックおよびシリカなどの無機フィラーおよび/または石英が好ましい。1つ以上のフィラーは、一液型接着剤の総量に基づき好ましくは約0.05〜約25重量%の量で、より好ましくは約1〜約15重量%の量で存在する。
【0071】
使用目的に応じて、調製物の安定性または特性に悪影響を及ぼさない量で、強靭化剤、香料、染料、顔料、粘着促進剤等を本発明の一液型接着剤に加えてもよい。このような添加剤の使用はシアノアクリレート接着剤における当業者の実施の範囲内であり、本明細書に詳細な記載は必要ない。
【0072】
本発明の一液型接着剤の1つの典型的な処方は、一液型接着剤の総量に基づき下記成分を含むまたは下記成分からなる:
a)55〜99.5重量%の1つ以上の2−シアノアクリレートエステル;
b)0.01〜0.5重量%の1つ以上のビス−シラン;
c)0〜2重量%の1つ以上のモノシラン;および
d)0〜42.5重量%の1つ以上の添加剤。
【0073】
本発明の一液型接着剤の他の典型的な処方は、一液型接着剤の総量に基づき下記成分を含むまたは下記成分からなる:
a)70〜99重量%の1つ以上の2−シアノアクリレートエステル;
b)0.015〜0.25重量%の1つ以上のビス−シラン;
c)0.1〜1重量%の1つ以上のモノシラン;および
d)0.3〜28.75重量%の1つ以上の添加剤。
【0074】
本発明は、本発明の一液型接着剤を使用する基材の接着方法にも関連する。この方法においては、本発明の一液型接着剤を少なくとも1つの(部分の)基材に塗布し、その後基材を接合させる。本発明の方法において使用される好適な基材は、ガラス基材、セラミック基材、磁器製基材、木製基材、プラスチック基材および/または金属基材から選択される。
【0075】
さらなる態様において、本発明は改善された耐水性を有する瞬間接着剤としての本発明の一液型接着剤の使用に関する。
【0076】
別の態様において、本発明は、1つ以上の本発明に規定されるような2−シアノアクリレートエステルを、接着剤の総量に基づき好ましくは少なくとも30重量%の量で含む接着剤の耐水性を改善するための、本発明の1つ以上のビス−シランの使用に関する。
【0077】
1つ以上の2−シアノアクリレートエステルは、接着剤の総量に基づき少なくとも40重量%の量で存在することが望ましく、より好ましくは少なくとも55重量%の量、特に好ましくは少なくとも75重量%の量で存在する。1つ以上の2−シアノアクリレートエステルは、接着剤の総量に基づき、より好ましくは55〜99.5重量%の量、好ましくは70〜99重量%の量、より好ましくは75〜98重量%の量で存在する。
【0078】
本発明の1つ以上のビス−シランを本発明の1つ以上のモノシランとの組み合わせにおいて使用することにより、特に優れた耐水性が得られる。
【実施例】
【0079】
これらの実施例において、多数の接着剤調製物を調製し(重量%に基づく)、食器洗浄機に対する耐性および/または湿度条件下への暴露に対する耐性を評価した。
【0080】
このセクションでは下記の省略形を使用する:
PMMA=ポリメチルメタクリレート
DC=食器洗浄サイクル
RH=相対湿度
BisTMOE=1,2−ビス(トリメトキシシリル)エタン
BisTEOE=1,2−ビス(トリエトキシシリル)エタン
VTMOS=ビニルトリメトキシシラン
【0081】
食器洗浄機に対する耐性
食器洗浄機に対する耐性は、2つのラップせん断試験片を322.6mm
2の接着領域で接着し、これを22℃、24時間で硬化させることにより測定した。接着組み立て品は、基材の1つに試験接着剤調製物を塗布し、すぐに完全に接合することにより形成した。所定の硬化時間の後、一体型食器洗浄機用錠剤(洗剤、すすぎ助剤および塩)を用いて、一般的な国内食器洗浄機(種類:Bosch Exxcel、Ecowash program)において基材に食器洗浄サイクルを施した。各サイクルが終わった時に一体性について接着を手作業で試験し、接着を破壊するために要した洗浄回数を記録した。結果は、少なくとも3つの接着の平均として示す。接着組み立て品の片面または両面として示されるセラミックの場合、ホワイトセラミックタイルのガラス面を使用する。
【0082】
耐湿性
耐湿性は、322.6mm
2の接着領域を有する上述したようなラップせん断接着を調製し、これを固定し、22℃、少なくとも24時間で硬化させることにより測定した。次いで、上昇した温度および湿度下(40℃/98%RHまたは30℃/85%RH)で接着に老化を施した。その後、引張せん断接着強度を、Instron引張試験機(クロスヘッド速度2mm/分)を使用して、DIN EN1465に従って22℃で測定した。少なくとも3つの接着の平均結果を示す。
【0083】
<実施例1>
10%ポリメチルメタクリレート(PMMA)粉末を用いてエチルシアノアクリレートを増粘させた。ビス−シランを加え、得られた調製物について、セラミック−セラミック接着組み立て品において2週間にわたり食器洗浄機に対する耐性および40℃/98%RHでの耐湿性を確認した。
【0084】
【表1】
【0085】
サンプル2または3により接着された組み立て品は、サンプルNo.1(コントロール)と比較した場合に、耐湿性および食器洗浄機に対する耐性の著しい増加を示した。
【0086】
<実施例2>
ポリビニルクロライド/ポリビニルアセテートコポリマー粉末を用いて、エチルシアノアクリレートを100mPas(動的せん断粘度計により測定)の粘度まで増粘させた。クラウンエーテル促進剤は0.1重量%で存在した。次いで、コントロールサンプル(4)へモノシランを単独で、および1,2−ビス(トリエトキシシリル)エタン(BisTEOE)との組み合わせで添加した。
【0087】
【表2】
【0088】
実施例2は、シアノアクリレート系接着剤調製物におけるモノシランとビス−シランの組み合わせの相乗効果を実証している。サンプル5はビス−シランを単独で使用しており、コントロールと比較した場合に、セラミック−セラミックにおいて3倍を超える高い食器洗浄機に対する耐性を示す。サンプル6はモノシランのみを含んでおり、この場合、食器洗浄機に対する耐性はコントロールの約1.5倍高い。しかしながら、サンプル5および6で使用した濃度のシランの組み合わせであるサンプル7を検討した場合、増加は10倍を超える。
【0089】
<実施例3>
PMMA粉末を用いて、エチルシアノアクリレートを100mPas(動的せん断粘度計により測定)の粘度まで増粘させた。クラウンエーテル促進剤は0.1重量%で存在し、BisTEOEを0.05重量%添加した。この調製物(8)に、種々のモノシランを0.5重量%添加した。これらの調製物に対して、セラミック−セラミック接着組み立て品における食器洗浄機に対する耐性およびセラミック−白モミ材の接合における30℃/85%RHでの耐湿性を試験した。耐湿性の結果は、引張せん断接着強度(N/mm
2)として示し、老化後に残っている初期接着強度の%を丸括弧内に示す。
【0090】
【表3】
【0091】
<実施例4>
PMMA粉末を用いて、エチルシアノアクリレートを100mPas(動的せん断粘度計により測定)の粘度まで増粘させた。クラウンエーテル促進剤は0.1重量%で存在した。コントロール調製物(15)に、ビス−シランおよびモノシランを別々におよび組み合わせて加えた。セラミック−白モミ材組み立て品を形成するために各サンプルを使用し、その後組み立て品を30℃/85%RHで7日間老化させた。
【0092】
【表4】
【0093】
この試験において、モノシランおよびビス−シランの組み合わせ(サンプル19および20)は、耐湿性が著しく改善された。