説明

内蔵型の噴霧可能なシリル末端接着剤システム

内蔵型の噴霧可能な接着剤システムが記載される。かかるシステムは、キャニスタ内に含まれる、シリル末端エラストマー系接着剤と、噴射剤と、を含む噴霧可能な接着剤組成物を含む。このシステムはまた、キャニスタに接続されるスプレーノズルも備える。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、内蔵型の噴霧可能な接着剤組成物に関する。このような組成物は、シリル末端エラストマー系接着剤と、噴射剤と、を含む。
【背景技術】
【0002】
通常、保護用又は装飾用基材は、機械的締結具(例えば、釘及びネジ)などの広範な手段を用いて、支持体に付着される。接着剤も利用されているが、市販の接着剤の塗布は扱いにくく、かつ面倒であり、通常は予備形成シートとして、又は、接着面の片方若しくは両方上に回転塗布される、若しくは刷毛塗りされる液体としての、接着剤の塗布が必要とされる。これらの用途に用いられる典型的な液体接着剤は、粘稠でかつ粘着性があり、取り扱いには多くの問題がある。
【0003】
シリル末端ポリエーテル及びシリル末端ポリウレタンなどのシリル末端エラストマーは、コーティング剤及び封止剤として用いられている。このような用途では、シリル末端エラストマーは、多くの場合水又は有機溶媒に分散される。このようなコーティング剤は、ローラー又は刷毛による塗布に加え、複雑な外側噴霧システムを用いて塗布されている。このようなシステムでは、エラストマーは、ペイル又はドラムから、約70〜100kPa(約10〜15psig)の流体ゲージ圧でスプレーガンに供給される。高圧エアー(約200〜700kPa(ゲージ圧30〜100psig))は、空気圧縮機又は他の高圧源から別のラインを通ってガンに供給される。続いて、高圧エアーを用いて、スプレーガンから噴出するようにしてエラストマーを霧化する。このようなシステムは一部の用途で機能する場合があるが、携帯性を必要とする用途には適していない。更に、別の高圧エアー源を必要とすることで、非常に制限される。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【0004】
簡潔には、一態様では、本開示は、内蔵型の噴霧可能な接着剤システムを提供する。内蔵型の噴霧可能な接着剤システムは、スプレーノズルに接続される加圧キャニスタと、そのキャニスタ内に含まれる噴霧可能な接着剤組成物と、を含む。噴霧可能な接着剤システムは、シリル末端エラストマー系接着剤と、噴射剤と、を含む。いくつかの実施形態では、スプレーノズルは、加圧キャニスタに直接接続される。いくつかの実施形態では、ホースは、ホースを介してスプレーノズルを加圧キャニスタに接続する。いくつかの実施形態では、加圧キャニスタ内の圧力は、200kPa及び900kPaを含む200kPa〜900kPaである。
【0005】
いくつかの実施形態では、シリル末端エラストマー系接着剤は、シリル末端ポリエーテルを含む。いくつかの実施形態では、シリル末端エラストマー系接着剤は、シリル末端ポリウレタンを含む。いくつかの実施形態では、噴霧可能な接着剤組成物は、シリル末端エラストマー系接着剤及び噴射剤の総重量に基づき、50〜80重量%のシリル末端エラストマー系接着剤を含む。
【0006】
いくつかの実施形態では、噴射剤は、液化石油ガス及びジアルキルエーテルのブレンドを含む。いくつかの実施形態では、液化石油ガスは、イソブタン及びプロパンのうち少なくとも1種を含む。いくつかの実施形態では、ジアルキルエーテルは、ジメチルエーテルを含む。いくつかの実施形態では、噴射剤は、30〜50重量部の液化石油ガスと、50〜70重量部のジアルキルエーテルと、を含む。いくつかの実施形態では、噴射剤は、20〜25重量部のイソブタンと、15〜20重量部のプロパンと、55〜65重量部までのジメチルエーテルと、を含む。
【0007】
別の態様では、本開示は、シリル末端エラストマー系接着剤と、液化石油ガス及びジアルキルエーテルのブレンドを含む噴射剤と、を含む、噴霧可能な接着剤組成物を提供する。いくつかの実施形態では、シリル末端エラストマー系接着剤は、シリル末端ポリエーテルを含む。いくつかの実施形態では、シリル末端エラストマー系接着剤は、シリル末端ポリウレタンを含む。
【0008】
いくつかの実施形態では、噴霧可能な接着剤組成物は、シリル末端エラストマー系接着剤及び噴射剤の総重量に基づき、60〜70重量%のシリル末端エラストマー系接着剤を含む。いくつかの実施形態では、噴射剤は、20〜25重量部のイソブタンと、15〜20重量部のプロパンと、55〜65重量部までのジメチルエーテルと、を含む。
【0009】
上記の本開示の概要は、本発明のそれぞれの実施形態を説明することを目的としたものではない。また、本発明の1つ以上の実施形態の詳細を、以下の説明に記載する。本発明の他の特徴、目的、及び利点は、その説明から、また「特許請求の範囲」から明らかとなろう。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】本開示の一実施形態による噴霧可能な接着剤システム。
【図2】本開示の別の実施形態による噴霧可能な接着剤システム。
【発明を実施するための形態】
【0011】
本開示は、噴霧可能な接着剤組成物、及びかかる組成物を含む内蔵型の噴霧可能な接着剤システムに関する。内蔵型の噴霧可能な接着剤システムは、噴霧可能な接着剤組成物を含むキャニスタを含む。一般に、キャニスタの材料が噴霧可能な接着剤組成物に適合するという条件で、任意の既知のキャニスタを使用してよい。接着剤を噴霧するためにキャニスタを加圧するため、キャニスタの設計及び材料も、所望の圧力に耐えるよう選択する必要がある。
【0012】
典型的な圧力範囲は、200kPa及び900kPaを含む200kPa〜900kPaである。いくつかの実施形態では、キャニスタ内の圧力は、少なくとも300kPa、又は更に少なくとも400kPaである。いくつかの実施形態では、キャニスタ内の圧力は、700kPa以下、又は更に500kPa以下である。いくつかの実施形態では、キャニスタの使用圧力は2〜3MPa、例えば、約2.7MPa、耐圧試験圧力は3〜4MPa(例えば、約3.5MPa)、及び破壊圧力は6〜8MPa(例えば、約7MPa)である。市販のキャニスタとして、例えば、Worthington Cylinders(Columbus,Ohio)、Amtrol,Inc.(West Warwick,Rhode Island)及びManchester Tank(Chicago,Illinois)のものが挙げられる。
【0013】
一般に、キャニスタのサイズ及び形状は、所望の容積、重量、人間工学的側面、及びコストなどの既知の設計に関する点を考慮して選択してよい。本開示のいくつかの実施形態に好適な一般的なキャニスタとして、シリンダー及びタンクが挙げられる。キャニスタの構造に典型的な材料として、金属、例えば、スチール及びステンレス鋼が挙げられる。いくつかの実施形態では、キャニスタの内面は、接着剤組成物とキャニスタとの間の有害ないずれの相互作用を最小化する、若しくは排除する材料、及び/又はキャニスタの充填、分配、若しくは洗浄を支援する材料でコーティングされてよい。同様に、例えば、接着剤組成物、周囲の環境、又は乱暴な取り扱いからキャニスタ外部を保護するために、キャニスタの外側にコーティングを適用してよい。また、コーティングを用いて、キャニスタの使用及び取り扱い中の静電放電リスクを最小化、又は排除してもよい。
【0014】
本開示の噴霧可能な接着剤システムはまた、キャニスタに接続されるスプレーノズルを備える。一般に、例えば、Spraying Systems,Incorporated(Wheaton,Illinois)から入手できるものなどの任意の既知のスプレーノズルを使用できる。代表的なスプレーノズルとして、トリガー制御装置を有するノズルチップを備えるスプレーガンが挙げられる。
【0015】
他のスプレーシステムとは異なり、本開示の内蔵型の噴霧可能な接着剤システムは、ノズルから接着剤を送り出し、噴霧される材料を霧化するための、外部圧縮空気源を必要としない。どちらかと言えば、噴射剤自体が発生する圧力が、スプレーノズルから噴霧可能な接着剤組成物を送り出し、ミストスプレー、すなわち、個々の液滴を含むスプレーを形成するのに十分である。
【0016】
いくつかの実施形態では、スプレーノズルは、キャニスタに直接接続される。例えば、図1に示されるように、スプレーシステム100は、ノズル120に直接接続されるキャニスタ110を備える。噴霧可能な接着剤組成物130はキャニスタ110内に含まれ、スプレーノズル120からスプレー140として基材150に塗布され得る。いくつかの実施形態では、キャニスタ110へ向かってノズル120を押し下げることによりスプレーノズル120を作動させ、バルブ(図示せず)を開け、キャニスタ内の圧力の下で噴霧可能な接着剤組成物を流れさせ、ノズルを通してスプレーとして放出してよい。
【0017】
図2を参照すると、いくつかの実施形態では、スプレーシステム200は、ホース260を介してキャニスタ210に接続されるスプレーノズル220を備える。いくつかの実施形態では、スプレーノズル220は、トリガー275を備えるスプレーガン270の一部である。トリガー275を動かすと、バルブ(図示せず)が開き、キャニスタ210内の圧力で動かされる接着剤組成物230がキャニスタ210からホース260を通ってスプレーノズル220まで流動し、スプレー240を形成する。トリガー275が解除されると、接着剤組成物230の流動が止まる。
【0018】
一般には、噴霧可能な接着剤組成物は、シリル末端エラストマー系接着剤と、噴射剤と、を含む。いくつかの実施形態では、シリル末端エラストマー系接着剤は、シリル末端ポリエーテル(「STP」)又はシリル末端ポリウレタン(「SPUR」)を含む。このような材料は市販されており、例えば、Manus Products,Incorporated(Waconia,Minnesota)から入手可能なMANUS−BOND 75−AM、及び、Momentive Performance Materials(Friendly,West Virginia)から商品名SPUR+で入手可能なものなどである。
【0019】
いくつかの実施形態では、噴霧可能な接着剤組成物は、シリル末端エラストマー系接着剤及び噴射剤の総重量に基づき、50〜80重量%のシリル末端エラストマー系接着剤、例えば、50〜70重量%、又は更に60〜70重量%のシリル末端エラストマー系接着剤を含む。
【0020】
一般には、シリル末端エラストマー系接着剤、及びスプレーシステムの機械的構成要素(例えば、キャニスタ、スプレーノズル、及び任意のホース)の両方に適合する任意の噴射剤を用いてよい。いくつかの実施形態では、噴射剤は、所望の適合性、圧力、及びスプレー特性を得るために、材料のブレンドを含んでよい。
【0021】
いくつかの実施形態では、噴射剤は、少なくとも1種の液化石油ガス(「LPG」)及びジアルキルエーテルのブレンドを含む。一般には、液化石油ガスは、キャニスタ内の圧力において液体であり、大気圧において気体であるものとして選択される飽和炭化水素である。代表的な飽和炭化水素として、プロパン及びブタン(例えば、イソブタン及びn−ブタン)が挙げられる。いくつかの実施形態では、液化石油ガスのブレンド、例えば、プロパン及びイソブタンのブレンドが有用であってよい。例えば、いくつかの実施形態では、噴射剤は、1:1及び1:1.7を含む1:1〜1:1.7、例えば、1:1.2及び1:1.5を含む1:1.2〜1:1.5、又は更に1:1.3及び1:1.4を含む1:1.3〜1:1.4の重量比のプロパン及びイソブタンのブレンドを含む。
【0022】
いくつかの実施形態では、ジアルキルエーテルを、典型的には1種以上の液化石油ガスと組み合わせて噴射剤として用いてよい。代表的なジアルキルエーテルとしてジメチルエーテルを含む。いくつかの実施形態では、噴射剤は、30〜50重量部の液化石油ガスと50〜70重量部のジアルキルエーテル、例えば、35〜45重量部の液化石油ガスと55〜65重量部のジアルキルエーテルと、を含む。いくつかの実施形態では、噴射剤は、30〜50重量部の液化石油ガスと50〜70重量部のジアルキルエーテル、例えば、35〜45重量部の液化石油ガスと55〜65重量部のジアルキルエーテルと、からなる。これらの実施形態のそれぞれにおいて、いくつかの実施形態では、ジアルキルエーテルはジメチルエーテルである。
【0023】
いくつかの実施形態では、噴射剤は、20〜25重量部のイソブタンと、15〜20重量部のプロパンと、55〜65重量部までのジメチルエーテルと、を含む。いくつかの実施形態では、噴射剤は、20〜25重量部のイソブタンと、15〜20重量部のプロパンと、55〜65重量部までのジメチルエーテルと、からなる。
【0024】
噴射剤及び噴射剤ブレンドは、例えば、Diversified CPC International,Incorporated(Channahon,Illinois)、Aeropres Corporation(Shreveport,Louisiana)、及びTechnical Propellants,Inc(Morris,Illinois)などの様々な供給源から市販される。製造プロセスの結果、供給された状態の市販の噴射剤は、エチレン及びプロピレンなどの少量の残留飽和炭化水素を含有する場合がある。
【実施例】
【0025】
実施例1.エラストマー系接着剤(MANUS−BOND 75−AM、Manus Products,Incorporated(Waconia,Minnesota)から入手、シリル末端ポリエーテルと考えられる)を、7.2リットル(1.9ガロン)容のスチール製キャニスタに、空気圧モーターを備えたピストンポンプを用いてキャニスタ上部の入口から充填した。次に、同様に噴射剤をキャニスタ内に導入した。噴射剤(Diversified CPC International,Incorporated(Channahon,Illinois)から入手)は、約40重量部の液化石油ガス(約23重量部のイソブタン、17重量部のプロパン)及び60重量部のジメチルエーテルのブレンドであった。キャニスタ内に得られた混合物は、67重量%のエラストマー系接着剤、及び33重量%の噴射剤を含有しており、内圧は483kPa(70psi)であった。
【0026】
次に、トリガー制御装置を有するスプレーノズルを備えたスプレーガン(「23L GunJet」、Spraying Systems,Incorporated(Wheaton,Illinois)から入手)を、ゴムホース(黒色合成ゴム及び編組合繊糸による補強を備えるナイロン製シリコーンフリーチューブ、Pioneer Rubber & Gasket Co.(Tucker,Georgia)から入手)を用いてキャニスタ入口に取り付けた。スプレーガンは、最大作動圧が1.7MPa(250psi)、及び流量容量が最大19リットル/分(5ガロン/分)と評価されていた。スプレーガンは、スプレー角が95度、等値オリフィス径が0.66mm(0.026インチ)、275kPa(40psig)の圧力における流量が分0.4リットル/分(0.1ガロン/)である、9501ノズルチップを備えていた。
【0027】
接着剤を噴霧する前に、キャニスタを十分に攪拌した。トリガーを作動すると、キャニスタからホースを通して接着剤が流れ、スプレーガンのスプレーノズルから吐出された。シリル末端エラストマーの個々の液滴からなる所望のミストスプレーが形成された。
【0028】
次いで、接着剤を、以下の第1の基材、すなわち、木質フローリング下地、合板、コンクリート、アルミニウム、ステンレス鋼、繊維板、及びパーティクルボードのそれぞれ一方上に噴霧した。個々の液滴のミストとして吐出されたが、基材に適用されると、接着剤は、基材の噴霧表面上に均一なコーティングを形成した。
【0029】
噴霧されたコーティングを2〜5分放置し、乾燥させて粘着性にした後、以下の第2の基材材料、すなわち、カーペットタイル、ビニルタイル、合板、レッドオーク製の厚板床材、アルミニウム、ステンレス鋼、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリカーボネート、及び高圧積層(「HPL」)ベニヤの各小片を、第1の基材の各接着剤面に取り付けた。接着剤で取り付けた基材を、ゴム製「J」ローラーを用いて手で強く圧着した。この手順を「片方適用」と称する。
【0030】
結合したアセンブリを、室温で24時間硬化させた。次いで、硬化したアセンブリを手で引き離した。基材間の優れた接着力が確認された。接着剤に依然として接着している基材材料の跡は、基材破損を意味した。ドライバーを用いてこれらの残存する片の引き離しを試みると、基材が割れ、基材破損の更なる証拠が得られた。
【0031】
実施例2.第1の基材と第2の表面の両方の面に接着剤を噴霧する「両側適用」手技を用いて、この評価手順を繰り返した。接着剤を乾燥させて粘着性にし、次に、接着剤コーティング面と接着剤コーティング面で基材を結合した。室温で24時間硬化後、これらの結合したアセンブリを上述の通り試験し、同じ結果、すなわち基材破損を得た。
【0032】
実施例3.シリル末端エラストマー系接着剤(SPUR+3100HM、Momentive Performance materials(Friendly,West Virginia)から入手、シリル末端ポリウレタン(SPUR)と考えられる)を7.2リットル(1.9ガロン)容のスチール製キャニスタに、空気圧モーターを備えたピストンポンプを用いてキャニスタ上部の入口から充填した。次に、同様に噴射剤をキャニスタ内に導入した。噴射剤(Diversified CPC International,Incorporated(Channahon,Illinois)から入手)は、約40重量部の液化石油ガス(約23重量部のイソブタン、17重量部のプロパン)及び60重量部のジメチルエーテルのブレンドであった。キャニスタ内に得られた混合物は、67重量%のシリル末端エラストマー系接着剤、及び33重量%の噴射剤を含有しており、内圧は483kPa(70psi)であった。
【0033】
実施例1に記載の片方適用試験手順を実施した。接着剤を噴霧する前に、キャニスタを十分に攪拌した。トリガーを作動すると、キャニスタからホースを通して接着剤が流れ、スプレーガンのスプレーノズルから吐出された。シリル末端エラストマーの個々の液滴からなる所望のミストスプレーが形成された。
【0034】
本発明の様々な改変及び変更が、本発明の範囲及び趣旨から逸脱することなく当業者には明らかとなるであろう。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
スプレーノズルに接続される加圧キャニスタと、前記キャニスタ内に含まれる噴霧可能な接着剤組成物と、を含む内蔵型の噴霧可能な接着剤システムであって、シリル末端エラストマー系接着剤と、噴射剤と、を含む、内蔵型の噴霧可能な接着剤システム。
【請求項2】
前記スプレーノズルが、前記加圧キャニスタに直接接続される、請求項1に記載の内蔵型の噴霧可能な接着剤システム。
【請求項3】
ホースは、ホースを介して前記スプレーノズルを前記加圧キャニスタに接続する、請求項1に記載の内蔵型の噴霧可能な接着剤システム。
【請求項4】
前記加圧キャニスタ内の圧力が、200kPa及び900kPaを含む200kpa〜900kPaである、請求項1に記載の内蔵型の噴霧可能な接着剤システム。
【請求項5】
前記シリル末端エラストマー系接着剤が、シリル末端ポリエーテルを含む、請求項1に記載の内蔵型の噴霧可能な接着剤システム。
【請求項6】
前記シリル末端エラストマー系接着剤が、シリル末端ポリウレタンを含む、請求項1に記載の内蔵型の噴霧可能な接着剤システム。
【請求項7】
前記噴射剤が、液化石油ガス及びジアルキルエーテルのブレンドを含む、請求項1に記載の内蔵型の噴霧可能な接着剤システム。
【請求項8】
前記液化石油ガスが、イソブタン及びプロパンのうち少なくとも1種を含む、請求項7に記載の内蔵型の噴霧可能な接着剤システム。
【請求項9】
前記ジアルキルエーテルがジメチルエーテルを含む、請求項7に記載の内蔵型の噴霧可能な接着剤システム。
【請求項10】
前記噴射剤が、30〜50重量部の液化石油ガスと、50〜70重量部のジアルキルエーテルと、を含む、請求項7に記載の内蔵型の噴霧可能な接着剤システム。
【請求項11】
前記噴射剤が、20〜25重量部のイソブタンと、15〜20重量部のプロパンと、55〜65重量部までのジメチルエーテルと、を含む、請求項10に記載の内蔵型の噴霧可能な接着剤システム。
【請求項12】
前記噴霧可能な接着剤組成物が、前記シリル末端エラストマー系接着剤及び前記噴射剤の総重量に基づき、50〜80重量%の前記シリル末端エラストマー系接着剤を含む、請求項1に記載の内蔵型の噴霧可能な接着剤システム。
【請求項13】
前記シリル末端エラストマーが、シリル末端ポリエーテル及びシリル末端ポリウレタンのうち少なくとも1種を含み、前記噴射剤が、30〜50重量部の液化石油ガスと、50〜70重量部のジアルキルエーテルと、を含む、請求項1に記載の内蔵型の噴霧可能な接着剤システム。
【請求項14】
前記噴射剤が、20〜25重量部のイソブタンと、15〜20重量部のプロパンと、55〜65重量部までのジメチルエーテルと、を含む、請求項13に記載の内蔵型の噴霧可能な接着剤システム。
【請求項15】
前記噴霧可能な接着剤組成物が、前記シリル末端エラストマー系接着剤及び前記噴射剤の総重量に基づき、60〜70重量%の前記シリル末端エラストマー系接着剤を含む、請求項13に記載の内蔵型の噴霧可能な接着剤システム。
【請求項16】
シリル末端エラストマー系接着剤と、液化石油ガス及びジアルキルエーテルのブレンドを含む噴射剤と、を含む、噴霧可能な接着剤組成物。
【請求項17】
前記シリル末端エラストマー系接着剤が、シリル末端ポリエーテルを含む、請求項16に記載の噴霧可能な接着剤組成物。
【請求項18】
前記シリル末端エラストマー系接着剤が、シリル末端ポリウレタンを含む、請求項16に記載の噴霧可能な接着剤組成物。
【請求項19】
前記噴霧可能な接着剤組成物が、前記シリル末端エラストマー系接着剤及び前記噴射剤の総重量に基づき、60〜70重量%の前記シリル末端エラストマー系接着剤を含む、請求項16に記載の噴霧可能な接着剤組成物。
【請求項20】
前記噴射剤が、20〜25重量部のイソブタンと、15〜20重量部のプロパンと、55〜65重量部までのジメチルエーテルと、を含む、請求項19に記載の噴霧可能な接着剤組成物。

【図1】
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【図2】
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【公表番号】特表2013−506605(P2013−506605A)
【公表日】平成25年2月28日(2013.2.28)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2012−532120(P2012−532120)
【出願日】平成22年9月20日(2010.9.20)
【国際出願番号】PCT/US2010/049455
【国際公開番号】WO2011/041148
【国際公開日】平成23年4月7日(2011.4.7)
【出願人】(505005049)スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー (2,080)
【Fターム(参考)】