(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
４０℃より高い融点を有しかつ２００μｍ以下の粒子寸法にされ得る、少なくとも１種の固体表面不活性化ポリイソシアネート及び少なくとも１種のイソシアネート反応性ポリマーを含む水性の分散物を、貯蔵安定な、潜在反応性の層または粉末を製造するために使用する方法であって、前記水性の分散物から水がイソシアネートの反応温度より低い温度で除去され、貯蔵安定な、潜在反応性である実質的に乾燥した固体の層または粉末を製造する、前記方法。
【請求項２】
表面不活性化ポリイソシアネートの反応温度が、３０℃〜１８０℃の範囲内の反応温度であることを特徴とする請求項１に記載の使用方法。
【請求項３】
表面不活性化ポリイソシアネートの反応温度が、４０℃〜１５０℃の範囲内の反応温度であることを特徴とする請求項１に記載の使用方法。
【請求項４】
表面不活性化ポリイソシアネートの融点が４０℃〜１５０℃の範囲内であることを特徴とする請求項１記載の使用方法。
【請求項５】
固体状態においての表面不活性化ポリイソシアネートのイソシアネート基とイソシアネート反応性ポリマーのヒドロキシル及び／又はアミノ基との間の比が０．１及び１．５の範囲内であることを特徴とする請求項１に記載の使用方法。
【請求項６】
前記分散物が、ヒドロキシまたはアミノ官能性の粉末状もしくは液体の、低ないし高分子化合物、安定剤、表面活性剤、腐食防護剤、防炎剤、増粘剤、充填剤及び顔料からなる群より選択される１以上の不活性または官能性の添加物を含むことを特徴とする請求項１に記載の使用方法。
【請求項７】
（ａ）水中に懸濁された少なくとも１種の表面不活性化ポリイソシア
ネートと少なくとも１種のイソシアネート反応性ポリマーの水性分散物または溶液を混合する工程、
（ｂ）工程（ａ）の分散物を基体上に堆積し、所定の厚さの層を形成する工程、
（ｃ）前記イソシアネートの反応温度より低い温度で、工程（ｂ）で得られた前記層から水を除去し、貯蔵安定でかつ潜在反応性の実質的に乾燥した固体の層を製造する工程
を含んでなる貯蔵安定な、潜在反応性の層を製造する方法。
【請求項８】
（ａ）水中に懸濁された少なくとも１種の表面不活性化ポリイソシアネートと少なくとも１種のイソシアネート反応性ポリマーの水性分散物または溶液を混合する工程、
（ｂ）前記イソシアネートの反応温度より低い温度で、工程（ａ）で得られた前記分散物から水を除去し、乾燥した固体の塊を製造する工程、および
（ｃ）前記ポリイソシアネートの反応温度より低い温度で、前記乾燥した固体の塊をさらに粉末にする処理をし、得られる粉末が貯蔵安定でかつ潜在反応性を有するようにする工程
を含んでなる貯蔵安定な、潜在反応性の粉末を製造する方法。
【請求項９】
工程（ｃ）の所定の時間経過後に、前記ポリイソシアネートの反応温度を超える温度で、前記ポリイソシアネートを前記ポリマーによって架橋し硬化することを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
工程（ｃ）の所定の時間経過後に、前記ポリイソシアネートの反応温度を超える温度で、前記ポリイソシアネートを前記ポリマーによって架橋し硬化することを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１１】
前記水を前記ポリマーの軟化温度を超える温度で取り除くことを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項１２】
前記水を前記ポリマーの軟化温度を超える温度で取り除くことを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１３】
前記層を有する前記基体をさらなる工程で処理して、所定の形にすることを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項１４】
前記粉末がスプレー乾燥方法により得られることを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１５】
少なくとも１種の表面不活性化ポリイソシアネートと少なくとも１種のイソシアネート反応性ポリマーを含んでなる層または粉末であって、前記層が少なくとも水、１種の表面不活性化ポリイソシアネートおよび少なくとも１種のイソシアネート反応性ポリマーを含んでなる水性分散物から製造され、前記層または粉末が乾燥し固体であり、および固体かつ乾燥の状態にある前記層または粉末が貯蔵安定であり、かつ潜在活性である、ことを特徴とする前記層または粉末。
【請求項１６】
前記イソシアネート反応性ポリマーが、フィルム形成ポリマーからなる群から選ばれることを特徴とする請求項１５に記載の層または粉末。
【請求項１７】
前記層または粉末が＋２℃で貯蔵安定であり、かつ少なくとも６ヶ月の間反応できることを特徴とする請求項１５に記載の層または粉末。
【請求項１８】
請求項１５に記載の層または粉末を接着剤として使用する方法。
【請求項１９】
前記表面不活性化ポリイソシアネートの反応温度が、３０℃〜１８０℃の範囲内であることを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項２０】
前記表面不活性化ポリイソシアネートの融点が、４０℃〜１５０℃の範囲内であることを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項２１】
実質的に無水で固体状態にある、前記表面不活性化ポリイソシアネートのイソシアネート基と前記イソシアネート反応性ポリマーのヒドロキシル及び／又はアミノ基との間の比が０．１及び１．５の範囲内であることを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項２２】
前記分散物が、ヒドロキシまたはアミノ官能性の粉末状もしくは液体の、低ないし高分子化合物、安定剤、表面活性剤、腐食防護剤、防炎剤、増粘剤、充填剤及び顔料並びにこれらの混合物からなる群より選択される１以上の不活性または官能性の添加物を含むことを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項２３】
前記表面不活性化ポリイソシアネートの反応温度が、３０℃〜１８０℃の範囲内であることを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項２４】
前記表面不活性化ポリイソシアネートの融点が、４０℃〜１５０℃の範囲内であることを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項２５】
実質的に無水で固体状態にある、前記表面不活性化ポリイソシアネートのイソシアネート基と前記イソシアネート反応性ポリマーのヒドロキシル及び／又はアミノ基との間の比が０．１及び１．５の範囲内であることを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項２６】
前記分散物が、ヒドロキシまたはアミノ官能性の粉末状もしくは液体の、低ないし高分子化合物、安定剤、表面活性剤、腐食防護剤、防炎剤、増粘剤、充填剤及び顔料並びにこれらの混合物からなる群より選択される１以上の不活性または官能性の添加物を含むことを特徴とする請求項８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、表面不活性化ポリイソシアネート及びイソシアネート反応性ポリマーを含む実質的に水性の分散物、懸濁物または溶液の貯蔵安定性、潜在反応性の層または粉末の製造方法及び使用に関する。
【０００２】
ＪＰ  ０９  １８８，７３５は、分散された官能性ポリマーとポリイソシアネートとを含み、室温において貯蔵安定な混合物を記載している。ポリイソシアネート、ポリマー安定剤及び疎水性液体（分散剤として）からなる予備分散物を、ｏ／ｗ乳化剤及び保護コロイドの助力で、別のイソシアネート反応性ポリマーの水性溶液または分散液中に乳化させる。塗布及び水ずの蒸発後に、ポリイソシアネートがポリマーの管能基で自発的に反応して架橋結合する。
【０００３】
ＤＥ  ３１  １２  ０５４、ＤＥ  ３２  ２８  ７２３及びＤＥ  ３２  ２８  ７２４には、１５０μｍ未満の粒子径を有する粉末状、微粒子、固体ポリイソシアネートが表面不活性化される。表面被覆のために、そのポリイソシアネートはそれらのイソシアネート含量及び反応性を保持し、これも水または水性溶媒中に安定な単一成分系を形成する。
【０００４】
ＤＥ  ３２  ２８  ７２４及びＤＥ  ３２  ３０  ７５７では、表面不活性化粉末状ジイソシアネートをポリオール及び官能基含有水性分散ポリマーと一緒にして貯蔵安定な反応性ペーストとしている。この水含有ペーストを１４０℃に、すなわちポリイソシアネートの反応温度より高く加熱することにより、それら２つの成分は、架橋結合し、僅かに発泡した弾性被覆が得られる。
【０００５】
微粒状の表面不活性化イソシアネートの安定分散物を製造する方法は、ＤＥ  ３５  １７  ３３３に開示されている。得られる安定な分散物は架橋結合剤として適している。
【０００６】
繊維顔料捺染ペーストにおける架橋結合剤としての表面不活性化、固体、微粒状ポリイソシアネートの使用は、ＤＥ  ３５  ２９  ５３０に開示されている。塗布操作に引き続いて、繊維顔料捺染ペースト及び液体は熱風及び水蒸気によって薄織物に固定される。
【０００７】
しかしながら、これらの文献に記載されたシステムの欠点は、塗布及び硬化または架橋結合の作業工程が分離され得ないことである。そのような分離は、経済的理由ならびに論理的理由により多様な使用にとって望ましいと考えられる。
【０００８】
従って、貯蔵安定性の潜在反応性層または粉末を担持している基体は、適当な装置が存在する位置において析出され、予め定め得る期間貯蔵され、そして次に更に中間製品または最終製品への加工処理がなされる場所へ運搬される可能性を開く。
【０００９】
貯蔵安定性、潜在反応性の塊状体または層はＷ／Ｏ  ９３／２５５９９に記載されている。これらは、４０℃を越える融点を有するイソシアネート官能性ポリマーと表面失活ポリイソシアネートとからなる。この混合物を製造するためには、それらの成分を、ポリマーの軟化点よりも可なり上の温度で溶融させる。これらの物の製造及び塗布のための装置に関する費用、ならびにエネルギーコストは相当なものである。さらには、これらの系においては、安定性及び加工処理の理由で、８０℃を超える架橋温度を有する表面不活性化ポリイソシアネートのみが使用できる。さらには、成分の管理され、制御された非均質混合はこの出願の主題である。しかしながら、これは複雑な作業工程を必要とする。
【００１０】
本発明の目的は、８０℃より低い反応温度を有する不活性化されているポリイソシアネートと共に塗布され得る貯蔵安定な、潜在的反応性の殆ど乾燥した層または粉末を製造することであり、そのものは環境保護の観点から有利に挙動し、さらには安価に生産され得る。
【００１１】
本発明によれば、これは独立請求項の特徴事項部によって達成される。
【００１２】
貯蔵安定、潜在的反応性の層または粉末は、かくして、少なくとも１種の表面不活性化ポリイソシアネート及び少なくとも１種の、イソシアネートと反応性の、分散または溶解されたポリマーを、含む実質的に水性の分散液の使用によって製造され得る。
【００１３】
さらに、貯蔵安定、潜在的反応性の層または粉末を製造する方法は、本発明の主題であり、その方法において：
ａ）イソシアネートに関して反応性の少なくとも１種のポリマーの実質的に水性の分散液または溶液及び
ｂ）水中に実質的に懸濁された少なくとも１種の表面不活性化、固体、微細粒状のポリイソシアネートを混合し、
ｃ）この混合物を基体上に予め定め得る層厚で選択的に析出させそして
ｄ）混合物の水をイソシアネートの反応温度より下で除去し、
従ってこのようにして得られる実質的に乾燥し水を含まない層または塊状物はポリイソシアネートとポリマーの反応温度以下の反応温度において貯蔵安定で、潜在的反応性である。
【００１４】
驚くべきことに、その温度領域内での混合物の水の除去及び乾燥は、
ｉ）その官能性ポリマーの軟化点までの室温または
ｉｉ）両方の場合に表面不活性化ポリイソシアネートの反応温度を超えない限り、そのポリマーの軟化点よりも上で、
実施できることを見出した。乾燥がｉ）またはｉｉ）の後に行われるかに関係なく、乾燥後の表面不活性化、固体、微細粒状のポリイソシアネートは、殆ど水を含まないポリマー中または実質的に水を含まない層または粉体中に、不変、未反応状態で分布されまたは埋没されている。ポリマー及び懸濁された不活性化イソシアネートの分散液、懸濁液または溶液は、未架橋ポリマーの連続相中へブレンドし、その連続相に未反応の表面不活性化微細粒状のイソシアネートが懸濁される。
【００１５】
場合ｉ）において、水を含まない乾燥潜在的反応性フィルムまたは潜在的反応性粉末が得られ、このものは室温または僅かな昇温において貯蔵され得る。表面不活性化イソシアネートがポリマーの官能基と反応する能力はそのまま残っている。
【００１６】
場合ｉｉ）において、水の蒸発後に溶融した系がもたらされる。例として、箔の積層体の接着に役立つ。この場合も、この相において、表面不活性化イソシアネートは不変であり、その反応性をそのまま残している。その接着は、第１にポリマーの熱可塑性に基づいている。
【００１７】
両方の場合に、表面不活性化イソシアネートの反応温度を超えた時のみ、系は架橋結合し、不溶融性及び不溶性となる。これは、予め定め得る時間の後に行われる。
【００１８】
ある場合には、架橋反応の引き金となるためには、反応温度を短時間超えれば足りいる。不活性化ポリイソシアネートの反応温度または増粘温度は、これに関して、３０℃から１８０℃の範囲内の温度であるべきであり、好ましくは４０℃及び１５０℃の間にある。
【００１９】
増粘または反応温度は、イソシアネートの表面不活性化層が溶解し、または他の方式で駆逐され温度を表す。ポリイソシアネートは自由化され、ポリマー中に溶解される。最終硬化は、粘度上昇及び架橋の下に、拡散ならびにポリイソシアネートとポリマーの官能基との反応によって行われる。表面不活性化ポリイソシアネートのタイプによる増粘または反応温度は、ポリマーの軟化点の上または下になる。
【００２０】
未反応系の安定性、反応温度、及び反応の過程は、ポリイソシアネートのタイプにより、表面安定剤のタイプ及び量により、官能性ポリマーの溶解パラメーターにより、ならびに触媒、軟化剤及びその他の助剤手段により決定される。これらは、前述の特許に十分に記載されている。
【００２１】
さらには、塗布に引き続く、層または粉体を担持している基体の処理は、本発明の主題事項である。これらは、例えば打ち抜き、切断、折り曲げ、屈曲、積層等により基体をその最終形状に加工するのに必要とされるような工程を包含する。これにより、更に、本発明による膜または粉体がそれらの可塑状態で処理加工され得ることが予想外にも確認された。数日ないし数ヶ月後でさえも、そうまたは粉体は、ポリマーの軟化点より高い温度に加熱されることができ、ポリマーの官能基と表面不活性化イソシアネートとの間の反応生じさせることがない。これにより可塑状態での処理加工は、頻繁な加熱及び冷却の下ででも実施され得る。
【００２２】
好ましい具体態様において、膜または粉体は貯蔵安定、潜在的反応性接着剤系である。
【００２３】
本発明による方法のためのポリイソシアネートとして、全てのジイソシアネートまたはポリイソシアネートもしくはそれらの混合物は、それらが４０℃より高い融点を有し、公知の方法で２００μｍ以下の粒子寸法の粉状にされ得る限り、適当である。それらは、脂肪族、環状脂肪族、複素環式または芳香族ポリイソシアネートであってよい。例として、ジフェニルメタン−４，４’−ジイソシアネート（ＭＤＩ）、二量体４，４’−ＭＤＩ、ナフタレン−１，５−ジイソシアネート（ＮＤＩ）、３，３’−ジメチル−ビフェニル−ジイシシアネート（ＴＯＤＩ）、二量体１−メチル−２，４−フェニル−４，４’−ジイソシアネート（ＴＤＩ−Ｕ）、３，３’−ジイソシアネート−４，４’−ジメチル−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルユリア（ＴＤＩＨ）、１−メチル−２，４−フェニレン−ジイソシアネートの２モルと１，２−エタンジオールまたは１，４−ブタンジオールの１モルとの付加生成物、ＭＤＩの２モルとジエチレングリコールの１モルとの付加生成物、イソフォロンジイソシアネートのイソシアヌレート（ＩＰＤＩ−Ｔ）が挙げられる。
【００２４】
上述の付加生成物は、水性分散液として本発明による利点を示すのみではない。１−メチル−２，４−フェニレン−ジイソシアネートと１，４−ブタンジオールまたは１，２−エタンジオールとの付加生成物は、固体においてもまたは液体溶媒含有系もしくは溶媒不含有系において、非常に有利な性質を有する。それらは、それらの９０℃より低い範囲内にある低い硬化もしくは架橋温度に関してとりわけ特徴を示す。従って、この混合物の使用は、それが主として水に基づくものであれ、ポリオールに基づくものであれ、感温性基体の被覆及び接着のために非常に有利である。
【００２５】
表面安定化反応は多様な方法で実施できる：
−  不活性化剤の溶液に粉末状イソシアネートを分散させることにより、
−  低融点ポリイソシアネートの溶融物を、非溶解性液体分散在中の不活性化剤の溶液に供給することにより、
−  不活性化剤またはその溶液を、固体微粒状イソシアネートの分散のために添加することにより。
【００２６】
固体ポリイソシアネートは好ましくは、第１及び第２脂肪族アミン、ジアミンもしくはポリアミン、ヒドラジン誘導体、アミジン、グアニジン、の作用によって不活性化される。立証されたものは、エチレンジアミン、１，３−プロピレン−ジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、２，５−ジメチル−ピペラジン、３，３’−ジメチル−４、４’−ジアミノ−ジシクロヘキシルメタン、メチルノナン−ジアミン、イソフォロンジアミン、４，４’−ジアミノジシクロヘキシルメタン、ジアミノ及びトリアミノ−ポリプロピレンエーテル、ポリアミドアミン、ならびにモノアミン、ジアミン及びトリアミンの混合物である。
【００２７】
不活性化剤の濃度は全存在イソシアネート基に関して、０．２ないし２５、好ましくは０．５ないし８当量％であるべきである。
【００２８】
本発明による応用のためにはしばしば、粉末状のポリイソシアネートの粒子寸法は、合成の後の分散または湿式磨砕によって０．５ないし２０μｍの範囲内の粒子寸法とされるべきである。このためには、溶解器、ロータ・ステイタ型の分散装置、攪拌ボールミル、ビード及びサンドミル、ボールミル、及びフリクション・ギャップミルが４０℃以下の温度において適当である。ポリイソシアネート及び用途によって、その粉砕は不活性化剤の存在下に不活性化ポリイソシアネートに対してなされ、または水の存在下にポリイソシアネートに対してなされ、次いで不活性化がなされる。粉砕され、表面安定化されたポリイソシアネートは、粉砕分散液から分離して、乾燥させることもできる。
【００２９】
表面不活性化及び架橋結合を制御するため、触媒を添加することもできる。好ましいものは、水性溶液または分散液中で加水分解安定性であり、また後に熱によ利活性化される反応を加速する触媒である。ウレタン触媒についての例は、有機錫、鉄、鉛、コバルト、ビスマス、アンチモン及び亜鉛化合物、あるいはそれらの混合物である。ジブチル錫のアルキルメルカプチド化合物はより高い加水分解安定性のために好ましい。
【００３０】
ジメチルベンジルアミン、ジアザビシクロ−ウンデセン、ならびに第３アミンに基づく非揮発性ポリウレタンフォーム触媒ハ、特殊な目的のために、または金属触媒と組合わせてしようできるが、触媒活性は、空気の二酸化炭素の転化によって制限される。
【００３１】
触媒の濃度は、反応性系に関し、０．００１から３％、好ましくは０．０１％から１％の範囲になる。
【００３２】
本発明によれば、ポリイソシアネートの反応相手として、イソシアネート反応性官能基を有する水溶性または水分散性エマルジョンポリマーまたは分散ポリマーが考えられる。これらは、当業の技術状態に従って、オレフィン系不飽和モノマーを溶液、エマルジョンまたは懸濁状態で重合させることによって製造される。フィルム形成性重合物は０．２から１５％、好ましくは１から８％の重合で取込まれたヒドキシル、アミノカルボキシルカーボンアミド基のようなイソシアネート反応性基をもつモノマーを含む。
【００３３】
官能性モノマーの例は、アリルアルコール、ヒドロキシエチル・アクリレート（及びメタクリレート）、ヒドロキシプロピル・アクリレート（及びメタクリレート）、ブタンジオール・モノアクリレート（及びメタクリレート）、エトキシル化またはプロポキシル化アクリレート（またはメタクリレート）、Ｎ−メチロールアクリルアミド、ｔｅｒｔ−ブチルアミノ−エチル−メタクリレート、アクリル酸、メタクリ酸、マレイン酸、マレイン酸モノエステルである。また、グリシジルメタクリレート及びアリルグリシジルエーテルハ共重合され得る。これらはエポキシ基を含み、このエポキシ基は、さらなる工程においてアミンまたはアミンアルコールを第２アミンに導く、例えばエチルアミン、エチルヘキシルアミン、イソノニルアミン、アニリン、トルイジン、キシリジン、ベンジルアミン、エタノールアミン、３−アミノ−１−プロパノール、１−アミノ−２−プロパノール、５−アミノ−１−ペンタノール、６−アミノ−１−ヘキサノール、２−（２−アミノエトキシ）エタノール、また共重合されたアセチルアセトキシエチルメタクリレート及びアクリレートは、前述の第１アミンと付加反応に参加し得る。第１アミンでの変換は、水との副反応を少なくして、イソシアネート基に関するポリマーの官能基の反応性を増加させる。
【００３４】
ポリビニルアルコール、部分加水分解ポリ酢酸ビニル、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ならびに水分散性ヒドロキシ官能ポリエステル、ヒドロキシ官能スルフォポリエステル、及びポリウレタン分散液、カルボキシル、ヒドキシル、第１または第２アミノ基を有するポリアミドアミンの分散液のような水溶性ヒドロキシ官能バインダーもまた適当である。同様に、１−１００ｎｍの粒子寸法をもつ水性コロイド分散物またはコロイド溶液は、イソシアネート反応性基をもつ熱可塑性ポリマーから出発してコロイドミルで製造できる。例は、高分子量固体エポキシ樹脂、ポリエチレンビニルアルコール及びポリエチレン・コ−アクリル酸である。
【００３５】
殆んど水を含まない固体状態での、表面安定化、微細粒ポリイソシアネート中のイソシアネート基と、ポリマーのヒドロキシル及びアミノ基の合計との比は、０．１ないし１．５の範囲内であるべきである。
【００３６】
得られる高粘性ペーストまたは低粘性混合物中へ、不活性または官能性添加物を混入または分散させることができる。官能性添加物には、ポリイソシアネートと反応温度以上において反応し得るヒドロキシル官能性またはアミノ官能性の粉末状または液状の低ないし高分子量化合物が属する。科学量論的比率が対応して適応されるべきである。低分子量化合物は、４０ないし５００ｇ／モルの分子量を有する化合物と理解されるべきであり、そして高分子量化合物はその分子量が５０００ないし１００００／モルの間にあるものと理解されるべきである。例として、低分子量ないし高分子量液体ポリオール及び／またはポリアミン、固体多官能性ポリオール及び／または芳香族ポリアミンを引用できる。例は、トリエタノールアミン、ブタンジオール、トリメチロールプロパン、エトキシル化ビスフェノールA、末端エトキシル化ポリプロピレングリコール、３，５−ジエチル−トルリレン−２，４及び２，６−ジアミン、ポリ−テトラメチルオキシド−ジ−（ｐ−アミノベンゾエート）、トリス−ヒドキシルエチル−イソシアヌレート、ハイドロキノン−ビス−ヒドキシルエチルエーテル、ペンタエリスリト、４，４'
−メチレン−ビス−（２，６−ジエチルアニリン）である。
【００３７】
不活性添加剤には、例えば、表面活性剤、有機または非有機増粘剤、軟化剤、充填剤、プラスチック粉末、顔料、着色剤、光安定剤、老化安定剤、殺菌剤、消泡剤、腐食防護剤、防炎剤、短切断繊維及び適当な場合には少量の不活性溶剤が属する。
【００３８】
本発明の利点は、架橋反応すなわち、最終硬化と水性分散液の塗布とを分離することにある。従って、例えば、ある場所で、接着剤膜を木材、ガラスまたは他のタイプの基体上へ沈着させ、あるいはある場所で横たえることができ、これだの予備製作加工品は、貯蔵または輸送し、そして別の場所で最終製品にまで硬化され得る。
【００３９】
本発明による方法及び対応する製品の使用のさらなる利点は、分散媒として水を使用することである。分散物を製造するためのエネルギー消費が少ない。有機溶剤の成分部分は非常に少なく、このことは環境のために非常に有利な処理をもたらす。
【００４０】
水性分散物から始めると、４０から１５０℃の範囲内の融点を有する表面不活性化ポリイソシアネートも全く問題なく使用できるという利点がある。架橋温度は３５℃ないし９０℃の範囲内にあり得る。このような低架橋温度では、感温性基体もこの１成分系へ熱効果により接着され得る。
【００４１】
水性の懸濁物、分散物または溶液から得られる層または粉体は、何ヶ月も貯蔵できる。しかし、ポリイソシアネートについて固体フィルムの溶解性によって、室温またはわずかな昇温での貯蔵期間は異なる。本発明による系の無水及び未架橋状態における貯蔵期間は、表面不活性化されていない同じポリイソシアネートを用いた同じ混合物のそれの少なくとも３倍、通常は１０倍以上である。+２℃において、本発明による層または粉体は、少なくとも６月貯蔵安定であるが、室温においては少なくとも１月貯蔵安定であり、そして本発明により加工処理できる。用語、潜在的反応性は、表面不活性化ポリイソシアネート、及びイソシアネートと反応性のポリマーが実質的に未架橋の状態で存在している、実質的に水を含まない層または粉体の状態を表す。
【００４２】
熱可塑性加工ならびに架橋結合のための熱の供給は、好ましくは対流または輻射熱によって行われる。表面不活性化微粒状ポリイソシアネート及びイソシアネート基含有分散または水溶性ポリマーの貯蔵安定性水性懸濁液、分散液または溶液は、殊にブラッシング、吹き付け、射出、ドクターナイフ法、ペースト付着法、キャスティング、浸漬、押出し、またはローラー沈積により、あるいは印刷法により、接着または被覆されるべき基体の表面へ塗布され得る。
【００４３】
基体同士の接着の場合に、以下のように選択的に実施できる。
【００４４】
１．接着すべき表面同士を室温で接合し、温度をポリマーの軟化点以上であるが、反応温度以下に上げ、次いで室温まで冷却することによるプレス接着。潜在的反応性のコンパウンドが生じる。このコンパウンドは、ポリマーの可塑性または熱可塑性領域において、さらに加工されまた成形され得る。この接着は、温度が増粘または反応温度以上に高められた時に最終架橋結合条件を得る。
【００４５】
２．接着すべき表面同士を室温で接合し、温度をポリマーの軟化点以上に上げ、対向表面を覆い接着させる均質接着剤膜を形成し、温度を増粘または反応温度以上まで高め、最終的に架橋結合させることによるプレス接着。
【００４６】
３．被着された接着剤表面を、ポリマーの軟化点以上にまで上げることにより熱可塑性状態にし、第２の基体に対して圧力下に接合し、温度を増粘または反応温度以上まで高める。適当な場合には、系の熱可塑性状態において、更なる加工工程を実施し得る。
【００４７】
本方法の第２の具体的形態において、表面不活性化微粒状ポリイソシアネート及びイソシアネート反応性基含有分散または水溶性ポリマーの貯蔵安定性分散液は、両面に接着を構成し得る潜在的反応性の接着性フィルム、接着性テープ、接着性フリースまたはティッシュウの形にされる。フィルムまたはテープのような無基体形態を製造するためには、本発明による分散液は、非接着性基体テープまたは分離紙の上に塗布され、その水が室温で、またはポリマーの軟化点までの室温で蒸発される。接着性フィルムは、冷却後に基体から剥離され、その使用に至るまで基体なしで貯蔵され得る。あるいは、接着性フィルムは、基体紙と一緒に貯蔵されても良い。
【００４８】
接着性フリースまたはティッシュウの場合、反応可能な分散液は、吹き付け、射出、ドクターナイフ法、キャスティング、浸漬、パッド法、またはローラー沈積により、あるいは印刷法により、塗布され、その水が室温で、またはポリマーの軟化点までの室温で蒸発され、そして潜在的反応性接着剤層を備え、または含浸された接着性フリースまたはティッシュウがその使用まで保存される。
【００４９】
無基体形態の接着性フィルム、接着性テープ、接着性フリースまたはティッシュウは、基体同士間で接着層として機能する。一方の側に接着性フィルム、フリースまたはティッシュウを可塑性状態において沈積または焼結させることができる。この積層体は、第２の基体表面への最終的接着まで室温で貯蔵できる。
【００５０】
本方法の第３の具体的形態において、表面不活性化微粒状ポリイソシアネート及びイソシアネート反応性基含有分散または水溶性ポリマーの貯蔵安定性分散液は、潜在的反応性粉体の形にされる。これらの粉体は、潜在的反応性接着剤として、または粉体ワニスのような被覆目的のために使用できる。
【００５１】
本発明による分散液から粉体を製造するためには、該分散液を噴霧塔内で噴霧することができ、その際に下方から導入される空気の温度は、ポリマーの軟化点以下かつ表面をブロックされたポリイソシアネートの反応温度以下であるべきである。
【００５２】
あるいは、本発明による分散液は、接着性表面を有する回転テープの非接着性表面上へ吹き付けられ、または印刷法で塗布され得る。水の蒸発後、乾燥粒子がそのテープから掻き落とされ、適当な場合には、篩い分けまたは等級分けされて使用まで貯蔵される。
【００５３】
また潜在的反応性粉体は、適当な場合には低温で、粉砕法によって無基体形態の接着性のフィルムまたはテープから造ることができる。それらは、熱反応性、架橋結合可能接着剤粉体として、または被覆用粉体として、機能する。塗布装置及び方法は、当業技術水準に属し、当業者に知られている。
【００５４】
本発明により作られる潜在的反応性の予備製造された層は、好ましくは、金属、プラスチック、ガラス、木材、木材複合材、厚紙、箔、合成表面ウエブ、テキスタイルのような軟質または固体基体のための熱的に結合可能な接着剤結合として使用される。
【００５５】
また本発明により製造される反応性被覆粉体は、粉体ラッカーのための塗布方法でも処理され得る。ポリイソシアネートの選択によっては、架橋結合温度が低くなりうるので、プラスチック、テキスタイル、及び木材のような感熱性基体が熱的損傷を受けることなく被覆されうる。
【００５６】
本発明は、基体上の被覆粉体が膠着状態の層にまでのみ焼結または溶融されるようにできる。完全な架橋結合は、次いで、後になってからの熱処理によって行われ、これは適当な場合には更なる機械的または熱的加工工程の後になされる。
【００５７】
実施例
Ａ）塗布及び試験方法、貯蔵
貯蔵Ａ：室温での分散液の塗布、室温での蒸発及び／またはアンダーレイ中への浸透による水の大量除去、接着性層同士を最長３時間結合後、通常条件下で最短７日間貯蔵、次いで０．５時間１２０℃（物体温度）加熱、この際に架橋結合が誘発される。冷却し、通常の条件下で２４時間貯蔵。
貯蔵Ｂ：上記Ａと同様であるが、熱処理を行わない。
貯蔵Ｃ：接着表面への沈積、室温での蒸発及び／またはアンダーレイ中への浸透による水の大量除去。接着剤層を与えられた表面を大気中で少なくとも３０日間乾燥させる。接着剤表面同士をクランプの圧力下に結合させ、０．５時間１２０℃に加熱し、この際に架橋結合を誘発させる。冷却し、通常の条件下で２４時間貯蔵。
貯蔵Ｄ：液状分散物を室温で３０日間貯蔵し、次いで接着表面へ塗布。更に上記貯蔵ＡまたはＣのようにした。
【００５８】
接着剤の温度安定性及び熱安定性の試験：１００ｘ２０ｘ５  ｍｍ3のブナ材または２５ｘ１００ｘｄ  ｍｍ3の合成材の試験片を、オーバーラップ方式で、１０ｍｍのオーバーラップ、接着表面２０ｘ１０ｍｍ2として単純に圧接着した。熱接着で、水とイソシアネートとの副反応をできる限り排除するために、木材試験片を循環炉中で減圧下（残留圧０．１バール）１２０℃に０．５時間下加熱した。
【００５９】
貯蔵Ａ及びＣ後の熱安定性を測定するため、試験片を循環炉中に直角に吊るし、片側に３０００ｇの荷重を掛けた。温度を１５分毎に１０℃上昇した。接着剤の安定性損失は、重量の低下をもたらす。上限の試験温度は１５０℃に限定された。
【００６０】
耐水性の測定：４日間通常温度における水中で試験片の貯蔵。湿潤状態での強度の量的評価。
下記は：
接着の高ないし実用的に不変の安定性                        ＋
安定性の顕著な降下                                        ＋／−
接着の安定性損失または脱落                                −
偏向あるいは他の試験条件または試験は各場合に示されている。
略語ＳＤＳＩ：表面不活性固体イソシアネート
Ｂ）固体表面不活性化ポリイソシアネートからの水性懸濁液の製造：一般規定
溶解器で、下記の表面不活性化ポリイソシアネートの懸濁液を作った：
0004099312.tif 000002
（４）ポリアミン
Ｅｕｒｅｔｅｋ  ５０５（Ｗｉｔｏｃｏ社）  ポリアミドアミン
Ｊｅｆｆａｍｉｎｅ  Ｔ−４０３（Ｈｕｎｔｓｍａｎ社）  アミノ末端付きポリオキシプロピレン
0004099312.tif 000003
冷却式開放ビーズミル（ガラスビーズ１ｍｍ、毎分２５００回転）でこの懸濁液を半時間磨砕することにより、表面不活性化ＭＤＩを１５μｍの平均粒子寸法にまで低減させた。
【００６１】
0004099312.tif 000004
0004099312.tif 000005
Ｃ  反応性接着剤分散液の塗布及び試験
使用接着剤分散液：
Ｊａｇｏｔｅｘ  ＫＥＭ，Ｅｒｎｓｔ  Ｊａｅｇｅｒ  ＧｍｂＨ、Ｄ−デュッセルドルフ：
酢酸ビニル−（メタ）アクリレート分散液、ポリマー中にヒドロキシル基、そして保護コロイド中、５５％固形分、６０−８０℃ノ活性化温度での接触接着。アンモニアで中和。
Ｄｉｓｐｅｒｃｏｌｌ  Ｕ５４，  Ｂａｙｅｒ  ＡＧ  Ｄ−レフェルケゼン：
ＰＵＲ分散液、脂肪族イソシアネート、５０％固形分、イソシアネート反応性基有り。
接着剤分散液の製造、一般規定：
溶解器を用いて、下記のように特定ポリイソシアネートで反応性分散液接着剤を造った。
【００６２】
0004099312.tif 000006
接着剤混合物は、螺旋状ドクターブレードでブナ材試験片の接着表面へ沈積され、次いで貯蔵Ａ−Ｃに従って処理され、次いで特定されるように試験された。沈積重量は、乾燥後約１００ｇ／ｍ2であった。
【００６３】
実施例８ないし１２
ＫＥＭ  ２０１０（中和済み）及び種々のポリイソシアネートに基づく接着剤での架橋結合試験
0004099312.tif 000007
0004099312.tif 000008
＊試験せず
ｏｂｓ．１：ＳＤＳＩ約１１．２部／１００部の固体ポリマー
ｏｂｓ．２：１３部のＤｅｓｍｏｄｕｒ  ＤＡ／１００部固体ポリマー
実施例１３ないし１６
ＫＥＭ  ２０１０（中和済み）及び種々のポリイソシアネートに基づく接着剤での架橋結合試験
0004099312.tif 000009
0004099312.tif 000010
＊試験せず
ｏｂｓ．１：ＳＤＳＩ約１１．２部／１００部の固体ポリマー
実施例１７ないし２１
ポリウレタン分散液Ｄｉｓｐｅｒｃｏｌｌ  Ｕ５４及び種々のポリイソシアネートに基づく接着剤での架橋結合試験
0004099312.tif 000011
0004099312.tif 000012
＊試験せず
ｏｂｓ．１：ＳＤＳＩ約１１．２部／１００部の固体ポリマー
ｏｂｓ．２：１３部のＤｅｓｍｏｄｕｒ  ＤＡ／１００部固体ポリマー
実施例２２ないし２４
熱反応性接着性フリースの製造
接着剤分散液を螺旋状ドクターブレードで、ポリエチレンテレフタレートのテキスタイルフリース（Ｌｕｔｒａｕｄｕｒ  ７２２５，表面重量２５ｇ／ｍ2、フロイデンベルグＫＧ，  Ｄ−ウエインハイム）に沈積させた。新しい状態のフリースを、下敷きから分離し、通常条件下で直角に吊るして乾燥させた。
【００６４】
１０日の貯蔵期間後に、２ｋＰ／ｍ2の機械的圧力の下に５ｍｍ厚の２枚のブナ材の間に挟んだ乾燥フリースを３０分間１２０℃に加熱した（圧接着）。次いでその結合体を通常条件において圧力なしで2４時間貯蔵した。試験片から下記の性質を測定した：
0004099312.tif 000013
実施例２５
実施例２２を同様に繰り返したが、テキスタイルフリースを省き、シリコーン紙上に試験片を１００ｘ２５ｘ３ｍｍ3の寸法、乾燥重量約１００ｇ／ｍ2で塗布した。水の蒸発後に、試験片を通常条件において３日間貯蔵した。被覆された表面を８０℃（これはポリマーの軟化点よりも高い）に加熱し、接着表面２００ｍｍ2の単純オーバーラップ圧接着を行った。直ちに温度を１２０℃に上げ、３０分間維持した。この温度において、架橋結合を実施した。次いで，通常条件下で２４時間保存した。
【００６５】
下記のように評価された。
−引張りせん断強度（引張り速度１００ｍｍ／分）        ２．２１  ＭＰａ
−熱安定性                                            ＞１５０℃
実施例２７
実施例１３と同様に接着剤組成物を作り、その水性分散液をしつおんで沈積した。水の除去は、室温での蒸発により、及び／または下敷きへの浸透によって行った。その固体層を+２℃で５ヶ月の期間開放放置した。その接着性表面同士を一緒に接合し、クランプ圧の下で０．５時間１２０℃に加熱し、これで架橋結合が誘発された。次いで室温で２４時間保存した。熱安定性及び水貯蔵に関しての結果は、実施例１３のものに相当した。
【００６６】
実施例２８
実施例２６と同様に、製造、塗布及び貯蔵を行った。その後に、下敷き（アンダーレイ）及び固体接着性層からなる系全体を、ポリマーの軟化点以上に３回加熱し、再び冷却した。次いで、半時間１２０℃に加熱することにより硬化を行った。熱安定性及び水貯蔵に関しての結果は、実施例１３のものに相当した。
【００６７】
実施例２９
実施例１３の組成に相当する水性分散液を噴霧乾燥によって固体の、殆んど無水の粉末にした。塗布、貯蔵及び架橋結合を貯蔵Ｃと同様におこなった。熱安定性及び水貯蔵に関しての結果は、実施例１３のものに相当した。