【実施例】
【0094】
【表1】
【0095】
【表2】
【0096】
【表3】
【0097】
【表4】
【0098】
B)測定方法
1.分散体からのゲル含有量の決定
分散体をガラス板に適用し、窒素雰囲気下、室温で3日間乾燥させてフィルムを形成した。250mgの試料を、室温にて密閉容器中で24時間、膨潤させるか、または25mlのTHFに溶解する(THF1リットルあたり1gの重合抑制剤を添加)。該混合物を20000rpmで1時間、超遠心分離し、遠心分離によって分離した物質の重量画分を乾燥後決定する。
【0099】
2.粘度の決定
分散体の粘度をBayer法に従ってブルックフィールド粘度計を用いて測定する。
【0100】
スピンドルNo.2を、できる限り気泡を形成させずに、測定用の分散体に慎重に浸漬する。昇降ステージ上の容器に試料を入れ、最初に、スピンドル体が分散体から現れることなく駆動軸(左巻きに取り付けられた)に取り付けられるまでステージを上昇させる。
【0101】
さらに昇降ステージを上昇させ、スピンドルを、スピンドル軸上の浸漬溝に達するまで試料中に浸漬する。モーターのスイッチを入れる。
【0102】
測定機のLED表示が安定するとすぐに、測定値を読み取る。測定を標準原理により60rpmでスピンドル2を用いて行った。高粘度については、測定の安定性について回転速度を30rpmまで下げた。
【0103】
3.HCl安定性の決定
乾燥接着剤試料を、DIN 53381、方法Bに基づく手順により試験する。
測定手順:
装置: 763PVC−Thermomat(Metrohmから、CH−9101 ヘリザウ、スイス)
試料(厚さ0.1〜1mm)を約2〜3mmのエッジ長さにカットし、0.2gを試験管に計量投入し、測定を180℃でキャリアガスとしての空気で実施する。形成したHClガスを再溶解させる水の電気抵抗を測定する。HCl安定性は、電気抵抗が50μS/cmの水準に達した時点として記録する。高い値ほど、測定試料がHClの排除についてより安定性である。
【0104】
4.乳化剤濃度の決定(樹脂酸誘導体)
ポリクロロプレン分散体の主乳化剤としての樹脂酸塩に対する乳化剤濃度の決定はMetrohmからのTinet2滴定システムを用いてTHF溶液から滴定によって実施する。滴定はSolvotrode(No.6.0229.100)を用いて実施し、これは水中で保存され、測定前および測定中の日の間、THF/水(80:20)混合物中で測定のための状態が保たれる。滴定媒体は過塩素酸の0.1モル溶液である。結果の評価およびシステムが要求する表への値の入力および滴定プロットの入力は自動的に行われる。既知の組成物のために、乳化剤部分を算出することも可能である。さらに、付加的な乳化剤を、分離に続く定量的IR分析により決定する。
【0105】
5.固形分からのポリクロロプレンの測定/計算
接着剤処方物からのポリクロロプレン濃度は、トルエン/酢酸またはTHFを用いてポリマー部分を再溶解させることによって重量測定法により決定し、次いで、乾燥後、メタノールからのポリマー部分を沈殿させる。異なったポリマー部分が存在する場合、該部分は、結合定量的IR分析により定量する。既知の組成物を考慮して、ポリクロロプレン部分を計算することも可能である。
【0106】
6.残留モノマー含有量の決定
残留モノマー含有量は、ポリマーの有機相への再溶解後のラテックスからBayerプラント法に従ってガスクロマトグラフ法により決定した。
【0107】
7.ポリウレタンフォーム部品への噴霧塗布によるウェット−オン−ウェット結合のための反応性の評価
接着剤処方物をWaltherPILOT型:XIII−NDスプレーガンを用いて約3バールの空気圧で試験材料に適用する。
【0108】
用いた試験材料は、以下のようなPUフォーム材料を含む:
フォームグレード:stn/schaumstoff−technik−Nuernberg GmbH
型:ST 5540、試験片寸法:101×49×30mm
材料ベース:PU、色:白、グロス重量(1m
2当たりのkg):40
ネット密度(m
3当たりのkg)ISO−845:38、圧縮硬度40%(kPa)DIN EN ISO 3386:5.5
引張強度(kpa)DIN EN ISO 1798:>120、破断伸び(%)ISO−1798:>110
永久圧縮歪(50%/70℃/22時間)DIN EN ISO−1856:<4
【0109】
ウェットオンウェット結合性および初期強度の評価のため、試験試料を木材棒を用いて約40〜300g/m
2の接着剤適用後、すぐにおよび異なった時間に、中央において曲げ、3秒未満で10mmの距離で2本のスチールロールによって実施する。結合が、もはやフォームのレジリエンス力が生じギャップにより通過後開放しない十分な瞬間強度を有するまでの最小待ち時間ならびに良好に結合が可能な最長時間(開放時間)を記録する。
【0110】
別の手順では、接着剤処方物を、非常に少ない量のためのノズルを用いるWagner W550微細噴霧システムか、または同様のファン駆動「未加圧(0.5バール未満)」噴霧塗布システムにより適用する。
【0111】
8.フォーム接着についての耐熱性の決定
上記のフォーム接着は、少なくとも2時間、50℃、70℃、90℃、110℃および130℃での予備加熱された熱風オーブン中で状態調節し、接着が衰える温度を決定する(強固に結合したフォームの開放:方法7参照)。
【0112】
9.処方物の粘度安定性の決定
試験は、Brookfield粘度計を用いて好適には1、3および7日後に接着剤処方物について繰り返し粘度測定によって実施する。
【0113】
10.NORA試験試料についての剥離試験の決定
試験はEN 1392に従って実施する。
分散体の湿潤フィルム100μm厚みを2つの試験試料に適用し(Noraゴム、粗面化、100×30nm)、これを室温で1時間通気する。次いで、試験試料を10秒4バールで組み立てる。引っ張り試験を標準の市販されている引っ張り試験機により室温で実施する。接着直後、1日後、9日後に強度値を決定する。
【0114】
11.熱変形耐性の決定
NORA試験試料を2cm
2重ねて結合し、4kgで加重し40℃に状態調節する。加熱棚中で30分にわたり状態調節する。その後、試験試料を150℃に過熱し、0.5℃/分の線形過熱速度で加熱する。軟化温度、すなわち4kg荷重下でのせん断速度において結合が衰える、℃による温度を記録する。5つの個々の測定をいずれの場合にも実施する。
【0115】
12.せん断耐性の決定
分散体のせん断安定性をCouetteまたはSearle測定装置での回転レオメーターで決定する。固定温度(25℃)で、および非常に小さいせん断ギャップ(ギャップ幅240μm、外径13.308mmおよび内径13.0655mm)で横断する(240秒における0〜15000 1/秒)。せん断誘発凝集は、凝集がせん断ギャップを塞ぐので、粘度を突発的に増加させる。粘度の増加が見られる該せん断速度はせん断安定性の測定として考慮される。せん断速度傾斜中に試料中において凝集発生が生じない場合には、せん断は、1秒の測定サイクル(1粘度決定/秒)で600秒にわたって15000秒
−1の最大せん断速度で継続する。粘度がこの時間傾斜中に突然増加する場合には、この時間を安定性の測定として分類する。
【0116】
13.レオロジカル特性の決定
レオロジカル特性は、DIN53019回転粘度計での粘度および流れ曲線の決定(またはISO 3219)に従って決定する。
【0117】
14.pHの決定
組み合わせた測定電極(例えば、Sentron pH計)を試験下での溶液または分散体中に浸漬する。この電極は、測定電極および参照電極を含んでなる。測定要素と参照要素との間の電位差を装置によりpHとして読み取る。
組み合わせた測定電極の取り扱いについて、製造業者の操作説明書をよく見るべきである。
【0118】
C)本発明の接着剤処方物の測定方法
方法:クロロプレンの重合
EP−A0032977に記載の連続操作により重合を実施する。
【0119】
実施例A1
それぞれ50リットルの容積を有する7つの同一の反応器からなる重合カスケードの第1反応器に、水性相(W)およびモノマー相(M)を、測定および制御装置により、連続一定比で投入し、活性剤相(A)を投入する。反応器あたりの平均滞留時間は25分である。該反応器はDE−A2650714に記載の反応器に相当する(用いるモノマーの100重量部あたりの重量部による量)。
【0120】
(M)=モノマー相:
クロロプレン 100重量部
n−ドデシルメルカプタン 0.11重量部
フェノチアジン 0.005重量部
【0121】
(W)=水性相:
脱イオン水 115.0重量部
不均化アビエチン酸のナトリウム塩 2.6重量部
水酸化カリウム1.0重量部
【0122】
(A)=活性剤相
1%濃度水性ホルムアミジンスルフィン酸溶液 0.05重量部
過硫酸カリウム 0.05重量部
アントラキノン−2−スルホン酸Na塩 0.005重量部
【0123】
15℃の初期温度で反応を穏やかに開始する。外部冷却により、生じる重合の熱を除去し、重合温度を10℃で維持する。70%のモノマー変換で、反応をジエチルヒドロキシルアミンの添加により停止する。
【0124】
蒸気蒸留により、引き続きのカラム脱気によりポリマーから残留モノマーを残留モノマー含有量50ppm未満まで除去する。固形分は32重量%、ゲル含有量は0.1重量%およびpHは13である。
【0125】
120時間の重合時間後、重合ラインを停止する。
【0126】
実施例B1
実施例A1の手順を繰り返すが、高いゲル含有量を有するポリマーを製造するために、調節剤部分を0.03重量部に減らし、モノマー変換を80%まで増加させ、重合温度を45℃に上昇する。
固形分は38重量%、ゲル含有量は60重量%およびpHは12.9である。
【0127】
分散体のさらなる処理
仕上げ1:希釈、安定化、pH調節
実施例A1およびB1からの得られる分散体を、脱イオン化水で約30%のポリクロロプレン含有量まで低減し、ポリクロロプレン含有量=100部を基準として2部のRhenofit DDA50EMと混合し、グリシン粉末で9.5のpHに調節する。これにより、本発明の生成物A2および生成物B2を得る。
【0128】
仕上げ2:塩化アリルの加水分解およびゲル含有量の上昇
分散体A1を、60℃および90℃の間の温度で、絶縁貯蔵容器中で6時間〜6日間状態調節し、次いで、温度を必要に応じてさらなる加熱によって調節し、ラテックスのゲル含有量における増加を試料に基づいて測定する。
次いで、該試料に、仕上げ1.希釈、安定化、pH調節を施す。これにより、本発明の生成物A3を得る。
【0129】
仕上げ3:クリーミング操作
固体アルギン酸塩(Manutex)を、脱イオン化水に溶解して2重量%濃度アルギン酸塩溶液を得る。8つの250ml容器をそれぞれ200gのポリクロロプレン分散体A1、B1およびA3で充填し、6〜20g部のアルギン酸塩溶液を、2gずつ、撹拌しながら投入する。24時間の貯蔵後、濃厚ラテックスを越える得られるセラムの量を測定する。最も多くセラムを生成する試料中のアルギン酸塩の量に5を乗じて1kgのポリクロロプレン分散体のクリーミングのためのアルギン酸塩の最適量を与える。該分散体を、ポリクロロプレン含有量を基準として50%を越える固体濃度までクリームし、得られるセラムを除去する。
次いで、該試料に、仕上げ1.希釈、安定化、pH調節を施す。これにより、本発明の生成物A4およびB3を得る。
【0130】
仕上げ4:水性シリカゾルでの希釈(Dispercoll(登録商標)S)、安定化、pH調節
仕上げ3に基づいて、直接pH調節および安定化する代わりに、希釈を35%未満のポリクロロプレン濃度にDispercoll S3030で実施し、上記の安定化および9.5のpHへの調節を行う。
これにより本発明の生成物A5およびB4を得る。
【0131】
実施例C:50ppm未満のモノマー含有量を有するDispercoll(登録商標)C市販生成物から出発する本発明の接着剤処方物を製造するための一般法
本発明の処方物の製造のために、Dispercoll(登録商標)C84/74VPLS 2325/VPLS2372Hを、単一成分としてまたは市販されている型のブレンドとして、ガラスビーカー中に導入する。次いで、連続して、50%分散体としての酸化防止剤Rhenofit(登録商標)DDA−50EM、および必要に応じて、Borchers 9802分散体の形態で酸化亜鉛、ならびに通常分散体の形態でさらなる成分、例えば樹脂、充填剤、増粘剤等を撹拌しながら添加する。最後に、必要に応じて、シリカゾル(Dispercoll(登録商標)S)を撹拌しながら添加する。あるいは、シリカゾルに添加し、脱イオン化水を用いて処方物中のポリクロロプレン濃度を所望の値まで低減する。
次いで、所望の成分の全てを混合によって組み込んだ後、グリシン粉末を用いて処方物の目標pHまでpH調節を行う。
【0132】
実施例D:再度Dispercoll(登録商標)C市販生成物から出発する比較(本発明によらない)接着剤の一般製造法
表5〜11のように
*が付いた接着剤処方物(比較例、本発明によらない)を成分と一緒にガラスビーカー中で撹拌し、ポリマー分散体で開始することによって調製する。次いで、連続して、さらなる成分、例えば安定剤、ZnO、樹脂、充填剤、増粘剤、シリカ懸濁液、さらなる乳化剤などを、通常分散体の形態で、撹拌しながら添加する。
【0133】
用いる処方物の部のための量は全ての場合において、100部に等しく設定されるポリクロロプレンラテックスの固体部分に対しての、処方する構成物質の固体部分または非水性部分のことである。
【0134】
該ルールは常に、同様に100部に等しく設定されるポリクロロプレンラテックスの固体部分に直接的に相対定量的になされる場合には、明確な処方する構成物質としての水の添加を除いて、変化する。
【0135】
【表5】
【0136】
本発明によらない試料は*が付される。1−k噴霧接触[分]ラインにおける括弧中の数字は、結合は良好であるがわずかに端部の分離が目視可能である。
【0137】
本発明によらないpH水準を用いる場合、5分未満のウェットオンウェット結合が良好ではないことが明らかである。場合によっては、十分なHCl安定性および貯蔵安定性が得られないことも見られる。
【0138】
【表6】
【0139】
前記のクリーミングおよび/または市販ラテックスの希釈は、悪化させず、場合によっては、本発明によるpHおよび粘度のような量との組み合わせにおける接着剤特性を向上させる。
【0140】
【表7】
【0141】
本発明による処方物が著しく低い固形分とポリクロロプレン含有量との組み合わせにおいて同等の結合性を有することが明確である。優位性は、HCl安定性および残留モノマー含有量においても証明されている。
【0142】
【表8】
【0143】
表8は、シリカ懸濁液を有する本発明の処方物の高い充填性または希釈性を示す。接着剤特性は明らかに100部を超えるシリカ懸濁液でのみ悪化し始める。同時に、ポリマー含有量はこのようにして20%未満に低下させることができるが、これは多大な経済的および環境的な優位性を示す。
【0144】
【表9】
【0145】
同様にして、30%固形分および10nm未満の粒径を有するシリカについて、50%固形分および50nm未満の粒径を有するシリカを本発明に従って良好に用いることもできる。この場合、必要に応じて、処方物の固形分を変化させず、ポリマー成分の固形分を、約100%の高い希釈値により、接着特性をあまり悪化させることなく変化させる。130℃を超える際立った耐熱性を得る。
【0146】
【表10】
【0147】
Dispercoll(登録商標)C2325の使用と同様に、著しい接着特性を、Dispercoll(登録商標)C84を、シリカ懸濁液での本発明による希釈と併用する場合に得られる。
【0148】
【表11】
【0149】
本発明の処方物は、高い希釈にもかかわらず、本発明の特性について、市販されている通常の処方物の結合性と同等の結合性を生じさせる。本発明の処方物は、顕著な貯蔵安定性およびHCl耐性および際立った低粘性がさらに注目すべき点である。
【0150】
本発明によらない比較例は、本発明による実施例30と比べて場合によっては極めて低い熱変形耐性を示す。
【0151】
レオロジー特性の決定
試料をAntonPaar製のMCR101レオメーターを用いて調査した。
C−PTD200 Peltier 加熱部品を有するDG26.7カップ/ローター系を用いた。
測定プロファイル:部分1:ランプログ、T=23℃でD=0.1〜1000[1/秒]
部分1:ランプログ、T=23℃でD=1000〜0.1[1/秒]
【0152】
【表12】
【0153】
本発明による処方物は、3を超えない10/秒〜1000/秒のせん断速度での粘度の変化として本明細書で定義されるほぼニュートンせん断挙動で存在する。
【0154】
せん断安定性の調査
実験は、25℃でZ3.1測定系(ギャップ:240μm)を有するPHYSICA MC 200 レオメーターで実施した。0〜15000秒
−1からの対数せん断速度ランプを240秒で横断する。
【0155】
特定のせん断速度で凝集の形成の瞬時の即時確認のために、極めて短い0.1秒の測定間隔を設定し、2つの測定点の間でデルタ1000Paの増加で、測定を自動的に停止する。凝集の形成が未だ試料について確認されない場合、最大せん断速度15000秒
−1で600秒間1秒の測定サイクルで継続した。
【0156】
【表13】
【0157】
市販されている通常の生成物の4つの比較例のうち3つは、せん断速度約260 1/秒または11400 1/秒に達する際に粘度(凝集)が増加するか、最大せん断速度での測定時間の終わる前に早期の凝集が増加することから読み取ることができるように、はっきりと異なるせん断不安定性を示す。本発明の実施例7および比較例46
*のみが、凝集を示さず、比較例46
*は、測定中に著しく粘度を低下させるため、そのレオロジー特性における鋭い変化を示す。
【0158】
<<0.5バールの圧力でのWagner スプレーガンでの噴霧試験(Wagner W550操作説明書を参照)
Wagner から市販されている塗布システムを用いて市販の1−K(1成分)噴霧接着剤処方物および本発明の処方物を試験することが目的である。
調査は、比較例44
*、45
*、46
*および47
*および本発明による実施例15について行った。
【0159】
本発明による実施例15は、問題なく噴霧することができ、PUフォームへの塗布後の標準中間圧系(表7参照)と同様の接着特性を有するが、比較例44
*、46
*および47
*は高い粘度により噴霧することができず、比較例45
*は、短時間後に噴霧塗布器のノズルが詰まる。
【0160】
再結合
本発明の生成物は、薄い塗布層により、最初の乾燥後接着剤として再び塗布する際、際立った再結合性を示す。この試験のために、本発明による実施例15をPUフォームに噴霧塗布することによって塗布し、2時間にわたって乾燥させ、次いで同じ試験成分を再塗布する。良好な接着を1分未満後に得た。
【0161】
耐低温性
氷槽による0℃に冷却後、本発明による実施例42を該して7の下に記載のPUフォームに噴霧塗布した。接触を2分未満の待ち時間後に得た。粘度は2mPas上昇するが、本発明によらない比較例についての粘度の上昇は、44
*について910mPas、45
*について176mPas、46
*について310mPasおよび47
*について1730mPasであった。かなりの粘度上昇により、固定操作設定下での噴霧塗布における使用の可能性はもはや確実ではない。
【0162】
さらに、0℃であるがせん断安定性における顕著な低下を記録する、表13の試験の系列と同様の本発明によらない比較例44
*、46
*、47
*と比較すると、本発明による実施例7について、0℃でのせん断についてせん断安定性の完全な保持を確実とすることが可能であった。せん断安定性の保持は、低温度で噴霧塗布について、さらなる清掃サイクルおよび生産性のかなりの低下を示すスプレーヘッドにおける早期の凝集がない。
【0163】
【表14】
【0164】
貯蔵安定性
本発明による実施例は、顕著な貯蔵安定性が注目すべき点である。70℃10日までの貯蔵後でさえ、1単位未満のpHのわずかな変化のみ、20mPas未満の粘度変化が、フォームの噴霧結合において機能を維持しつつ、標準ラテックスおよび市販の接着剤処方物と比較して観測された(表15参照)。
【0165】
貯蔵安定性を試験するために、10×100mlガラス容器を、本発明による処方物7、比較としてのDispercoll C84(55%)ラテックスおよび28%まで希釈したDispercoll C84ラテックスで可能な限り縁の近くまで充填した。縁近くまで充填することは、容器中での最小限の任意のスキン形成のためである。次いで、試料を70℃にて乾燥棚中で保存し、試料を毎日取り出し、分離、pH、粘度および試験法7に記載のフォームの結合のための噴霧塗布のための特性の保持について調査する。
【0166】
【表15】
【0167】
【表16】
【0168】
実施例D:他の製造法
実施例Cに記載のバッチ法からの偏差において、本発明による実施例は、静的ミキサーまたは動的ミキサーにより成分の同時の組み合わせによって別の方法で調製することができる。必要に応じて、静的ミキサー/または動的ミキサー内で同時に組み合わせることからの偏差において、個々の成分を流入装置によりわずかな時間のオフセットで混合することができる。静的ミキサー/動的ミキサーの終わりに、完全な生成物を放出する。混合時間はこの場合、1時間未満である。得られた生成物は、バッチ式によって調製された本発明による生成物と差がない。
【0169】
記載の混合方法は、実施例が際立ったせん断安定性および貯蔵安定性が注目すべき点であるので本発明の実施例に有利に用いられる。また、このように、バッチ混合装置を利用可能な状態に維持する必要がない。その代わり、製造は計量ポンプによって供給容器から直接行うことができる。本発明によらない実施例については、場合によっては著しく低いせん断安定性および高い粘度に起因して必ずしも行うことが可能ではない。