JPH06503376A - 消費者用ポリオレフィンプライマー - Google Patents
消費者用ポリオレフィンプライマーInfo
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- JPH06503376A JPH06503376A JP4503818A JP50381892A JPH06503376A JP H06503376 A JPH06503376 A JP H06503376A JP 4503818 A JP4503818 A JP 4503818A JP 50381892 A JP50381892 A JP 50381892A JP H06503376 A JPH06503376 A JP H06503376A
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- C08J5/12—Bonding of a preformed macromolecular material to the same or other solid material such as metal, glass, leather, e.g. using adhesives
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
消費者用ポリオレフィンブライマー
技術分野
本発明はプライマーを接着剤、とりわけシアノアクリレート接着剤と使用して低
表面エネルギーを備えるプラスチック基体、詳しくはポリオレフィンの接着の促
進に関する。
背景の技術
発明の分野
その低表面エネルギーのため、無極性材料はシアノアクリレート接着剤と使用し
ても接着が困難である。とりわけ接着が難しいのは単純オレフィン例えばポリエ
チレン、ポリプロピレン、ポリブテンその他同穐類のものでそれらの共重合体を
含む直鎖状重合体である。本発明により接着が可能な他の材料は、ポリアセター
ル、可塑化塩化ポリビニル、ポリウレタン、エチレン−プロピレンジエン単量体
、加硫ポリオレフィンを基剤とする熱アミンと他の有機及び無機塩基の溶液はシ
アノアクリレート接着剤の硬化を促進することが周知である一方、この発明のプ
ライマーも又無極性基体への付着性を付与していることは意外なことである。シ
アノアクリレートの被膜の2つの材料の間の硬化もしくは重合は結果的に強力接
着層を、特に前記材料が無極性である場合、もたらさないし、又前記シアノアク
リレートの重合が過度に急速である場合、非常に弱い接着層となるか、接着層が
できないという結果になる。
r#J連技術の記載
今まで、様々な表面処理を用いて、上述の難接着性材料の付着性の改良が行われ
たきた。これらの処理には、界面研磨、コロナ放電(1961,年刊モダーンプ
ラスチック第37号第142頁の、J。
C,フオンデルハイド(Vonde rHe i de )と、H,L、ウィル
ソン(Wilson))、火炎処理(1964年刊ブリティッシュ、プラスチッ
クス第37号第142頁のE、F、ブツチェル(Buche 1 )) 、U、
V、ラジェーション(1982年3月刊Chemtech第166頁のり、ドワ
イト(Dwight)のプラクティシング、ポリマー、サーフェイス、ゲミスト
リ)、プラズマ処理、温塩酸化溶剤、ニクロム酸塩/硫酸と塩素/U、V、放射
(1981年刊り、ブルーアス(Brewis)とり、ブリックス(Brigg
s)のポリマー第22号第7頁とその中の参考文献)、上記の全処理はある程度
有効で、一般に極性基を無極性基体上に導入することで作用するものと考えられ
ている。
上述の処理が時折り面倒な基体が接着剤との付着性を向上させることがある一方
、前記処理には特殊化された装置を必要とする欠点があり、腐食性材料と有害材
料又はそのいずれかが必要となることがある。
上記の処理とは別に、先行技術では前記シアンアクリル酸エステル単量体の様々
な重合促進剤又は開始剤の使用についての実施例がある。このような促進剤又は
開始剤の欠点は、接着剤硬化を増速させても、無極性基体上の付着性の促進はさ
れず、得られた接着層は極めて弱く、接着剤は基体から剥落することがある。
米国特許第3,326,742号はある種のN−ハロゲン化化合物を有機高重合
体の表面処理として最低90℃の温度で用い、プラスチック様式被着体の表面に
して、前記材料を通常の結合剤又は接着剤と容易がっ確実に付着させることがで
きる。この方法での使用に適するN−ハロゲン化アミン化合物は塩素又は臭素の
いずれがと前記窒素原子でハロゲン化された電気的陰性有機アミン化合物である
。前記ハロゲン化アミン化合物は接着される表面に塗布するが、接着剤中に混合
するかいずれも可能である。
本発明は通常付着が困難な重合体、特にポリエステル樹脂、ポリアセタール樹脂
、ポリカーボネート樹脂、ビニル重合体、ポリオレフィン、種々のナイロン樹脂
とポリウレタン樹脂との使用に適している。このような表面処理にはそれを消費
者市場での使用に不適当にする極めて高い温度を必要であるので、それは工業用
硬化にはずっと適していると言える。
シアノアクリル酸エステル接着剤と用いる外科的手術用塩基性有機窒素化合物か
らなる促進剤を米国特許第3,483,870号に開示している。
前記有1窒素化合物は次式のβ置換エチルアミンR’ −C□ C−N
R2R1R4
[式中、R1は4乃至6炭素原子のアルキル又はシクロアルキルでよいが、なる
べくならフェニル又は、ヒドロキシもしくは低級アルコキシと置換したフェニル
又はその種の他のもの、R2は水素、低級アルキル、なるべくならメチルもしく
はヒドロキシルである。R3とR4は水素又は低級アルキル:そしてR2、R3
、R4の少くとも1つがヒドロキシル又は低級アルキルであること]。こMu
−ノ v/ lLi −1カτφ ■1 日 へ入酬舖うqcuリ hpイ警日
fFfツ (の ゛) 、特に好ましい化合物はエピネフリンであること。
東亜合成化学工業(株)の特開昭49−12094号公報は、ジエチルアミン、
0−フ二二レンジアミン、ジメチル−p−トルイジン、ジエチル−p−トルイジ
ン、N、N−ジエチルアニリン、トリクロロアセトアミドと琥珀酸アミドの1つ
以上を用いるαシアノアクリル酸エステル形接着剤の付着性の向上を開示してい
る。前記化合物は他のアミンと独立するか、組合わせるが、あるいは混合物とし
てのいずれかで用いることができるが、なるべくなら溶剤との希釈溶液として用
いることである。前記化合物は軽金属、ナイロンもしくはデルリン(Delri
n−ポリアセタール樹脂)の接着用に特に適している。
合成樹脂物質のαシアノアクリレート樹脂での接着を促進させるアルカリの使用
を東亜合成化学工業(株)の特公昭43−5004号公報に開示している。
無機もしくは有機塩基物質が使用できるが、最も好ましくは密度が1乃至20%
の苛性アルカリ水溶液であることである。更に開示されているものは無機塩基物
質例えば炭酸アルカリと水酸化カルシウム、又はアミド例えばジメチルアセトア
ミドとホルムアミド、アミン例えばモノエタノールアミンとエチルアミン、更に
他の有機塩基物質例えばピペリジンとビロリンである。この特許明細書で開示さ
れている物質の多数が苛性アルカリであるので、消費製品としての使用には適さ
ない。
アミン化合物からなる沸点が50℃乃至250℃のシアノアクリレート接着剤を
脱臭剤と溶剤と一緒に用いる硬化促進剤が東亜合成化学工業(株)の特開昭59
−66471号公報で開示されている。適するアミンは、トリエチルアミン、ジ
エチルアミン、ブチルアミン、イソプロピルアミン、トリブチルアミン、N、N
−ジメチルアニリン、N、N−ジエチルアニリン、N、N−ジメチル−p−トル
イジン、ジメチルベンジルアミン、ピリジン、ピコリン、ビニルピリジン、エタ
ノールアミンとエチレンジアミンである。
これら東亜合成化学工業(株)の特開昭48−78961号公報は、第4アンモ
ニウム塩を定着剤として、不活性もしくは無極性又は(及び)通常硬化の困難な
高度に結晶化したプラスチックとの使用を開示している。明細書では、多数の適
する化合物例えばアルキルアニモニウム塩、エステル結合アンモニウム塩、エー
テル結合アンモニウム塩とアルキルイミダゾリニウム塩を開示している。前記化
合物には更に多孔質材料例えば木材、なめし革、紙などの接着促進に用途がある
。
米国特許第3,260.637号は、ある範囲の有機アミン(第1アミンを含む
)をシアノアクリレート接着剤の促進剤としての用法、詳しくは金属と非金属基
体に対する用法を開示している。
前記アミンはポリN−ビニルピリジン、ポリ(エチレンアミン)と次式のアミン
から選ばれる:NH、N−R。
l
N−CH2CH−OH。
N CH3CN OCR2。
N CH2CH2N
[式中、RはC8−8アルキル、フェニル、トリル、キシリル、ベンジル、フェ
ニルエチル、シクロペンチル又はシクロヘキシル基;R1は水素原子、C14ア
ルキル、フェニル、トリル、キシリル、ベンジル、フェニルエチル、シクロペン
チル又はシクロヘキシル基:R2はCt−SアルキルもしくはC8−8アルケニ
ル基;R1は水素原子又はC1−Bアルキル基;そしてR4はラジカル−CH2
CH2−0−CH2CH,−である]。
特に開示されたアミンの1つはN、N、N’、N′−テトラエチル−エチレンジ
アミン(TEEDA)である。しかし、この米国特許は、この化合物に接着強さ
を促進するなんらかの有用性のあることを確認していない。開示された組成が、
無極性基体に対する接着性を向上させることなくシアノアクリレート単量体の重
合の促進剤もしくは開示剤として最もよく説明しているものと言える。
発明の目的
本発明の目的は、プラスチック基体、とりわけポリオレフィンのそれ自体もしく
は消費製品として使用に適する他の基体に対する接着に用いる定着剤又はプライ
マーの提供にある。シアノアクリート接着剤は通常、補修又は手工芸の家庭の手
仕事に、又は日曜大工愛好者により使用される。ポリオレフィンは、他のプラス
チックを十分に接着できるとはいえ、シアノアクリレート接着剤を用いる接着に
は通常困難であるプラスチックの1つの類である。しかし、平均的消費者はいろ
いろなプラスチックの正則ができないし、又ポリオレフィンの同定も不可能で、
従ってどのような作業にも適する接着剤の選択性を困難にする。従って、本発明
のさらなる目的は、ポリオレフィンを用いて最大の利点と、他のプラスチックの
接着強さに最も少ない有害な影響を与えるプライマーを提供するにある。
発明の要約
本発明により、プラスチック基体をプラスチックもしくは非プラスチック基体に
接着し、接着されるプラスチック表面を次式:
%式%
[式中、おのおののRは同一あるいは異なってもよいが、水素又は、1乃至8炭
素原子をもつアルキル、アルケニルもしくはアルコキシ基又は、6乃至8炭素原
子をもつアリール基又は、1乃至8炭素原子をもつ窒素−硫黄−又は珪素置換基
又は、最高8炭素原子をもち、それをヒドロキシ、エーテル酸素もしくは硫黄と
置換しなくても置換してもよい複素環式基を示す]で示される少くとも1つの接
着促進エチレンジアミンからなるプライマーと反応させ、その後、αシアノアク
リレート接着剤を前記プラスチック基体に塗被する工程からなる接着法を提供す
る。
好ましいエチレンジアミンは、おのおののRが同一もしくは異なるものでもよい
が、水素又は1乃至8の炭素原子をもつアルキル、アルケニルもしくはアルコキ
シ基又は、6乃至8の炭素原子をもつアリール基又は、1乃至8の炭素原子をも
つ窒素−もしくは硫黄置換基又は、最高8の炭素原子をもち、それをヒドロキシ
、エーテル酸素もしくは硫黄と置換しなくても置換してもよい複素環式基を示す
ものでその後、αシアノアクリレート接着剤をプラスチック基体に塗布するもの
である。
特に好ましいエチレンジアミンは少くとも1つのRがアリールであるが、あるい
はおのおののRが水素以外のもので、しかも少くとも1つのRがメチル以外のも
のである。
更に、少くとも1つのR基が次式:
L式中、に1力S3乃至8の炭素原子ともつ分枝状又は直鎖状脂肪族基、R2が
1乃至8の炭素原子をもつ分校状又は直鎖状脂肪族基である]で示される化合物
(アミノシラン)であることが好ましい。
特にR1がC,H,基、R3が−CH,又は−CH,もしくは−C)12 CH
(C4Hq ) (C2H! )基であるアミノシランが好ましい。
なるべくならプライマーが、N′−ベンシル−N、N−ジメチルエチレンジアミ
ン;N−ベンジルエチレンジアミン;N、N−ジエチル−N’−フェニルエチレ
ンジアミン:N、N’−ジベンジル−N、N’−ジメチルエチレンジアミン:N
、N′−ジベンジルエチレンジアミン、N、N−ジエチル−N’ 、N’−ジメ
チルエチレン−N、N′−ジベンジルエチレンジアミン:N、N−ジエチル−N
’ 、N’−ジメチルエチレンジアミン:N、N、N’ 、N’−テトラキス(
2−ヒドロキシエチル)エチレンジアミン; N、N、N’、N′−テトラキス
(2−しドロキシ70ビル)工チレンジアミン;N、N、N’ 、N’−テトラ
アリルエチレンジアミン;N、N、N’ 、N’−テトラエチルエチレンジアミ
ン、N−2−アミノエチル−3−アミノプロピル−トリス(2−エチルヘキソキ
シ)−シランとN−[3−()リメトキシシリル)プロピル]エチレンジアミン
の少くとも1つからなることである。
更に好ましくは、前記フライマーが、N′−ベンジル−N、N−ジメチルエチレ
ンジアミン;N−ベンジルエチレンジアミン;N、N−ジエチル−N’−フェニ
ルエチレンジアミン:N、N’−ジベンジル−N、N’−ジメチルエチレンジア
ミン;N、N’−ジベンジルエチレンジアミン;N、N−ジエチル−N’ 、N
’−ジエチルエチレンジアミン;N、N、N’ 、N’−テトラキス−(2−ヒ
ドロキシエチル)エチレンジアミン;N、N、N’ 、N’−テトラキス(2−
ヒドロキシプロピル)−エチレンジアミン:N、N、N’ 、N’ −テトラア
リルエチレンジアミン:とN、N、N’、N′−テトラエチルエチレンジアミン
、N−2−アミノエチル−3−アミノプロピル−トリス(2−エチルヘキソキシ
)−シランと、N−[3−(トリメトキシシリル)プロピル]−エチレンジアミ
ンの2つ以上の混合物からなることである。
最も好ましくは、前記プライマーが、N、N、N′、N′−テトラエチルエチレ
ンジアミンと;N′−ベンジル−N、N’−ジメチルエチレンジアミン;N、N
−ジエチル−N′−フェニルエチレンジアミン、N、N’−ジベンジル−N、N
’−ジメチルエチレンジアミンもしくはN−2−アミノエチル−3−アミノプロ
ピル−トリス(2−エチルヘキソキシ)−シランの少くとも1つとからなること
である。
前記プライマーは更に、なるべくなら溶剤に溶解することである0本発明による
好ましい溶剤は、アルコール、ヘプタン、水、トリクロロエタン、アセトン、フ
レオンと、水/アルコールの混合物である。特に好ましいものは、フレオン、ア
セトンとトリクロロエタンである。なるべくならプライマーを溶剤中の濃度を重
量比で0.01%乃至0.05%、好ましくは0.1%乃至0.75%で用いる
ことである。
プラスチック基体を前記プライマーで処理して、プライマーを乾燥させる。その
後、接着剤をプライマーが乾燥する約30分以内に塗布できる。
さらなる態様では、本発明はプライマーをプラスチック基体、特にポリオレフィ
ンをシアノアクリレート接着剤による接着を促進する上述に規定のプライマーの
用法に関するものである。
本発明は更に、αシアノアクリレート接着剤と上述規定のプライマーからなる2
液型接着剤系に関する。
本発明のプライマーでの使用に適するシアノアクリレート接着剤を次の一般式で
示す:CH2=(、−COOR’
CN (IV)
[式中、R′はアルキル、アルケニル、シクロアルキル、アリール、アルコキシ
アルキル、アラルキル、ハロアルキル又はほかの適当な基である]。
これらの基は1乃至12の炭素原子、好ましくは1乃至4の炭素原子をもつもの
でよい]、低級アルキルαシアノアクリレートが好ましく、詳述すれば、メチル
、エチル、n−プロピル、n−ブチル、イソブチル、イソプロピル、アリル、シ
クロヘキシル、メトキシエチルもしくはエトキシエチルシアノアクリル酸塩が好
ましい。
1成分瞬間接着剤として多数のαシアノアクリレートが商品として入手でき、そ
のまま本発明に利用できる。
これらの商品として入手できるシアノアクリレートはαシアノアクリレート樹脂
から主としてなるが、配合に安定剤、増粘剤、定着剤、可塑剤、染料、耐熱添加
剤、耐衝撃改質剤、香料など含めてもよい。
シアノアクリレート樹脂の相溶性溶剤での希釈液も使用できる。
接着される基体が無極性もしくは同様種類の材料接着がなんらかの形で困難であ
るいずれの場合も、その両基体ともプライマーの溶液で塗被する。
この被膜は刷毛、噴霧もしくは前記プライマー溶液に基体を浸漬して適当に塗布
できる。前記無極性基体を極性以上に活性の基体に接着する場合、前記無極性基
体だけを7ライマーで塗被すればよい。
接着される基体が未知の極性のもの、例えば日曜大工、あるいは様々なプラスチ
ックで構成されたものの家庭での補修に用いるものである場合に、プライマーが
両基体に塗布する最適のものである。
本発明のプライマーはポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアセタールと熱可塑
性ゴムを伴って強力な接着性が定着する。それはポリオレフィンと[活性Jもし
くは容易に接着できる材料を伴って接着性に有効となる。そのうえ、接着耐久性
は既存の商品として入手できるポリオレフィンプライマーを上回って著しく向上
できる。
前記プライマーを基体に塗布した後、標準的方法でシアノアクリレート接着剤、
を用いて接着が完了する。
発明の詳細な説明
本発明の1ライマーによる接着試験を、前記無極性基体として天然ポリエチレン
と天然ポリプロピレンを含む種々の基体と、プライマーとしてエチレンジアミン
化合物の種々の溶液とロクタイト(アイルランド)リミテッド社(Loctit
e(I re l and)Limited)の市販品の程々の銘柄のシアノア
クリレート接着剤を用いて実施した。得られた接合函の接着強さを通常の方法例
えば引張試験機を用いて測定した。
次掲の実施例は本発明を更に明確に示すものである。
実施例1
(L 22gのN、N、N’ 、N’−テトラエチルエチレンジアミンを99−
78gのn−へブタン(又は市販のへエタン)に溶解させてプライマー溶液を形
成した。
寸法が100rnm100rn厚さ3 m mの天然ポリエチレンの試験片のま
くれを慎重に除去し、イソアロビルアルコールでl!脂した。上記のプライマー
溶液を刷毛で試験片に1回塗りを行った。
この塗被は大気中自然条件で1分間で乾燥できた。
2つの試験片で、双方上記のプライマー塗被を施したものをロクタイトスーパー
グルー(L、 o c titesuperglue)−3(ロクタイト社の製
造にかかるシアノアクリレート接着剤)で接着した1重なり接着部の面積は16
!mrri″であった。接着層を30秒間手の圧力で抑え、その後、止め金をか
けないで24時間22℃の温度で硬化させた。
寸法が100 rn m X 25 m m X 3 m mの天然ポリプロピ
レンの試験片も作製して上記に説明の通りプライマー溶液で塗被し、ロクタイト
接着剤で上述の手順に従って接着した0寸法が100mmX100mmX25の
ポリアセタール(デルリン(Delrin)−デュポン社のアセタール樹脂)の
試験片も作製、下塗りの上、上記手順に従って接着した9寸法が100rnmX
25100rn 6mmの軟鋼試験片を1.1.1−トリクロロエタンで脱脂し
た。その後、前記試験片にプライマーを塗被して上記手順の逼り接着した。引張
剪断接着強さをその後、インストロン(Instron)テスト機を用い1.A
STM試駿法D1002により2 m m /分の引張強さで測定した。対照標
準として、プライマー塗被を試験片に塗布しないことを除き上記の手順を反復し
た。
その結果を表1に示す。
表1
低エネルギーかつ活性の基体での
さ
塗被 乾燥 実験 引張剪断接着強さくdaにcm−”)11o、PP/PP
PE/PE PA/P^アラ 1 1 52 45 29 8フイマ 分間
プラ 1 2 37 25 32 74イマ 分間
プラ 1 3 79 41 29 90イマ 分間
対照 1 5 0 0 102
標準
(プラ
イマ
上で使用した接着剤はエチル−2−シクロアクリレートを基剤としたロクタイト
スーパーグルー3であり、又プライマーはN、N、N’ 、N’ −テトラエチ
ルエチレンジアミンを基剤としたものであった。
PP=ポリプロピレン
PE=ポリエチレン
PA=ポリアセタール
夾1目21!
次のプライマー溶液を合成しな。
プライマーA:0.2gのN′−ベンジル−N、N−ジメチルエチレンジアミン
を99.8gのベブタンに溶解させた。
プライヤーB:0.2gのN、N−ジエチル−N′−フェニルエチレンジアミン
を99.8gのベブタンに溶解させた。
プライマーC:0.2gのN、N、N’ 、N’ −テトラキス(2−ヒドロキ
シエチル)エチレンジアミンを96gのベブタンと4gのイソプロピルアルコー
ルの溶剤混合物に溶解させた。
プライマーD:0.2gのN’ 、N、N’ 、N’−テトラキス(2−ヒドロ
キシプロピル)エチレンジアミンを96gのへブタンと4gのイン10ビルアル
コールに溶解させた。
プライマーE:0.2gのN、N、N’ 、N’ −テトラアリルエチレンジア
ミンを99.8gのへブタンに溶解させた。
プライマーF:0.2gのN−ベンジルエチレンジアミンを99.8gのへブタ
ンに溶解させた。
ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアセタールと鋼の試験片を実施例1のよう
に作製した。これらを上記プライマーの1つの1回塗りで処理し、大気中で1分
間で乾燥させた。プライマーを接着される両面に塗布した。下塗ずみ試験片(と
下塗りしない対照標準)をワクタイトスーパーグルー3シアノアクリレート接着
剤で実施例1のように接着した。
その結果を表2に示す。
表2
低エネルギー基体と活性基本を種々のプライマー” で 埋した さ
試験 引張剪断接着強さくdaNcam−”)No、PP/PP PE/PE
PA/PAプライマーAl 88 52 97 372 124 46 i02
40
ブライ?−B 1 105 45 51 12プライマーC132291031
G
プライマーDI 58 25 51 25プライマーEl 98 30 71
65プライマーF1 20 29 38 93対照標準 1500102
(プライマー不 2 5 0 0 87[使用した接着剤はロクタイトスーパー
グルー3コPP/PE/PA=ポリプロピレン/ポリエチレン/ボリアセタール
実施例3
次の溶液を本発明と比較実施例の範囲内のプライマーとして合成した:
溶液A1°0.2gのN、N’−ジベンジル−N、N′−ジメチルエチレンジア
ミンを99.8gのへブタンに溶解させた。
溶液A2・0.2gのN、N’−ジベンジルエチレンジアミンを99.8gのへ
ブタンに溶解させた。
溶液A3:0.2gのN、N−ジエチル−N、N′−ジメチルエチレンジアミン
を99.8gのへブタンに溶解させた。
溶液C1:0.2gのN、N’−ジメチルエチレンジアミンを99.8gのへブ
タンに溶解させた。
溶液C2:0.2gのN、N−ジエチルエチレンジアミンを99.8gのへブタ
ンに溶解させた。
溶液C3・0.2gのN、N’ −インプロピルエチレンジアミンを99.8g
のへブタンに溶解させた。
溶液C4:0.2gのN、N、N’ −トリエチルエチレンジアミンを99.8
gのへブタンに溶解させた。
溶液C5:0.2gのN、N−ジメチルエチレンジアミンを99.8gのへブタ
ンに溶解させた。
溶液C6:0.2gのN、N’−ジ−t−ブチルエチレンジアミンを99.8g
のへブタンに溶解させた。
溶液C7・0.2gのN、N、N’ 、N’−テトラメチルエチレンジアミンを
99.8gのへブタンに溶解させた。
溶液C8:0.2gのN、N、N’ 、N’−テトラアセチルエチレンジアミン
を62gのへブタンと38gのアセトンからなる溶剤混合物に溶解させた。
1ic9:0.2gのN−エチレンジアミンを99.8gのへブタンに溶解させ
た。天然ポリエチレンとポリプロピレンの試験片を実施例1のように合成した。
これらを上記溶液の1つの1回塗りで処理して大気中で1分間で乾燥させた。前
記溶液を接着される両面に塗布しな。処理ずみ試験片(と未処理対照標準)をワ
クタイトスーパーグルー3シアノアクリレート接着剤で実施例1のように接着し
た。
接着強さ測定の結果を表3に示す;
表3
ポリエチレンとポリプロピレンに対するPo・さ
引張剪断強さくdaNcm−2)
試験 PP/PP PE/PE
” ; 1” 2: 3; 1” 2” 3溶液AI 33 69 53 43
31 30溶液A2 37 45 34 6 7 6溶液A3 25 21
25 12 Is 15溶液C10710675
溶液C29117597
溶液C3161924677
溶液C400011610
溶液C5000000
?’C619247557
溶液C7000066
溶液C8000000
溶液C9121414000
対照標準 ooooo。
く 埋tし
使用された接着剤はコクタイトスーパーグルー3PE=ポリエチレン
PP=ポリプロピレン
実施例4
実施例1からのプライマー溶液を用いて表4に列挙された様々のプラスチックと
金属の試験片を塗被しな。プライマーでの塗被に先立って、前記試験を清浄にし
てわずかな脂肪もしくは表面汚染も除去した。高分子基体をイソプロピルアルコ
ールを用い完全に清浄にした。前記金属基体を1.1.1−トリクロロエタンで
脱脂した。
高分子基体の寸法は100mmX100mmX25であった。金属基体の寸法は
100m100mmX25.6mmであった。
実施例1のように、プライマーを刷毛で接着される全面積にわたって1回塗りを
行った。接着される両基体をプライマーで処理した。プライマーの塗被は大気中
自然条件で1分間で乾燥させた。
下塗りをしていない対照標準を含む試験片をロタタイトスーパーグルー3シアノ
アクリレート接着剤で接着した。
その結果を表4に示す。
表4
−1Lq組1mJi既遺IJ虫支−
引張剪断接着強さくdaNcm−2)
接着
気 体 下塗り 対照標準
(下塗りなし)
−i訛験スノーlと11±1Hp」s
フエ/ 19 60 48 57 61 61−ル
樹脂°。
PHHA” 74” 93° 4587° 81° 87@フルミ 8 31
15 17 14 29PP−f1447 31 43 6 6 9PP−PH
HA 50° 56’ 661 7 6 7PP−271622765
PVC” 105° 92° 109° 114° 124° 118゜ボリエ
” 68 76 67 82 82 90ステル
ナイロ 114” 89 104 115 i52 112ン1
ボリウ 72 62 67 72 68 68レタン1
ポリス 70 61 56 70 66 63ガラス 93” 88” 103
@84” 99@102@繊維
エボキ 264 229 229 267 298 279酢酸セ 68 46
67 101 63 62°基体破損
°1それ自体に接着、両面下塗り
使用接着剤はコクタイトスーパーグルー3プライマーはN、N、N’ 、N−テ
トラエチルエチレンジアミンを基剤
実施例5
次のプライマー溶液を合成した;
プライマーB1・1gのN、N、N’ 、N’−テトラエチルエチレンジアミン
を99.0gのへブタンに溶解された。
プライマーB2・0.5gのN、N、N’ 、N’−テトラエチルエチレンジア
ミンを99.5gのへブタンに溶解させた。
プライマー83:0.15gのN、N、N’、N′−テトラエチルエチレンジア
ミンを99゜85gのへブタンに溶解させた。
プライマー84 : 0.05gのN、N、N’、N′−テトラエチルエチレン
ジアミンを99゜95gのヘプトンに溶解させた。
天然ポリプロピレンの試験片を実施例1の通りに作製した9
これらを上記のプライマーの1つの1回塗りで処理して、大気中で1分間で乾燥
させた。プライマーを接着される両面に塗被した。下塗りずみ試験片(と下塗り
していない対照標準)をワクタイトスーパーグルー3シアノアクリレート樹脂で
接着した。
その結果を表5に示す。
表5
プライマー2゛の 々の声
プライマー” p 、 さdaNC「2プライマーB1 77
プライマーB2 68
プライマーB3 32
プライマーB4 30
対照標準 5
(プライマー為
上記用いられた接着剤はロクタイトスーパーグルー3であった。
実施例6
プライマー溶液は0.2gのN、N、N’、N′−テトラエチレンジアミンを9
9.8gの次掲の溶剤に溶解させて合成したニ
プライマーC1はフレオンTA”に、
プライマーC2はアセトンに、
プライマー03は1.1.1−トリクロロエタンに、
プライマーC4は工業用変性アルコール(IMS)に、
プライマー05はイソプロピルアルコールに、プライマーC6はIMSと水の9
:1の混合物に、プライマーC7はIMSと水の1:1の混合物に、プライマー
〇8は水に。
天然ポリプロピレンの試験片を実施例1の通り作製した。これらを上記プライマ
ーの1つの1回塗りで処理して、大気中自然条件で乾燥させた。
前記プライマーの乾燥に要する時間は溶剤の穐類で変化するが、標準的値を表6
に示す。プライマーが完全に乾燥してから、更に1分間おいてからロクタイトの
シアノアクリレート接着剤(スーパーグルー3)で接着させた。接着手順と試験
は実施例1で記述したものと同じであった。
結果を表6に示す。
表6
プライマー 溶 剤 乾燥 引張剪断接着強さ時間 (daNcr2)
・ −1: 2′″ 3
プライマー フレオ 866° 52656C1ンTA
プライマー アセト 14 37 48° 40C2ン
プライマー TCE 24 50 99° 102゜プライマー IMS 10
3 19 0 15プライマー IPA 106 27 15 16プライマー
188/水 120 43 28 22C6(9:1)
アライマーINS/水 720 12 57 26C7(1:1)
プライマー 水 2100 12 12 10°基体破損
プライマー溶液を様々の溶剤で合成、すべてN、N、N’ 、N’−テトラエチ
ルエチレンジアミンを基剤にし、ロクタイトスーパーグルー3で接着した。
フレオンTA:アセトンと1.1.2−トリクロロ−1,2,2−トリフルオロ
エタンの共沸混合物の商標。
TCE−1,1,1−トリクロロエタン、IMS−一工業用変性アルコール、
IPA−イソプロピルアルコール。
実施例7
種々のエチレンジアミン誘導体をTBEDAとの配合物をその後試験し、TEE
DAの性能だけと比較した。すべての配合はヘプトンで溶解した。
結果を表7に示す。
表7
プライマー 引張剪断接着強さくdance−”)配合物 PP PE PA
フェノ−軟鋼ル
スーパー 0008975
グルー3
(対照標準)
0.2%TEEDA 49 34 28 127 610.2%BDHEDA
106 51 97 11 490.05%BDNEOA 50 5 97°
82650.2%DPEDA 102 49 61 16 270.05%DP
EDA 60 12 77 1G6 950.2%DBDHEDA 53 35
7 50.05% DBDHEDA 100°13 78@46 450.2
N TEEDA 配合103°4091 23 360.05%
D@DHEDA
0.2XDBEOA 39 7 36 780.05%DBEDA 10 5
24 104 75°基体の破損
TEEDA=N、N、N’ 、N’−テトラエチルエチレンジアミン 1
BDMEDA=N’−ベンジル−N、N’−ジメチル−エチレンジアミン
DPEDA=N、N−ジエチル=N′−フェニルエチレンジアミン
DBDMEDA=N、N’−ジベンジル−N、N′−ジメチルエチレンジアミン
DBEDA=N、N’−ジベンジルエチレンジアミン。
実施例8
次の溶液をプライマーとして合成した:溶液1:0.1gのN−2−アミノエチ
ル−3−アミノプロピル−トリス(エチルヘキソキシ)−シランを99.9gの
へブタンに溶解。
溶液2:0−22gのN、N、N’ 、N’−テトラエチル−エチレンジアミン
を溶液1に添加。
溶液3:0−05gのN−2−アミノエチル−3−アミノプロピル−トリス(2
−エチルヘキソキシ)−シランと0.22gのN、N、N’、N′−テトラエチ
ル−エチレンジアミンを99゜73gのへブタンに溶解。
天然ポリエチレン、ポリプロピレンとポリアセタールの試験片を実施例1に記載
の通り合成した。
これらを上述のプライマーの1つの1回塗りで処理して大気中で1分間乾燥させ
た。前記プライマー溶液を接着される両面に塗布した。処理試験片をロタタイト
スーパーグルー3シアノアクリレート接着剤で実施例1記載の通り接着した。引
張剪断接着強さの測定の結果を表8に示す。
ポリプロピレン上での固定時間もおのおのの1ライマー溶液について測定した。
使用法は次の通り:
ポリプロピレン接着剤を上述の通り合成。
接着層を体積した時間を記録した。
固定時間を、接着の引張剪断強さが1− OdaNcm−”になるに要する時間
として規定した。
固定時開測定の結果は表8に示す。
表8
ポリプロピレン、ポリエチレンとポリアセタールの ′ 6
引張剪断接着強さ 固定時間
試験溶液 (daNcm 2) (秒)PP/PP PE/PE PA/PA
PP/PP溶液1 98 36 66 1800
溶液2 111 76 64 35
溶液3 118 88 58 30
対照標準
(理せ 0 0 0 1800”
使用接着剤はロクタイトスーパーグルー3であった。
PP=ポリプロピレン
PE=ポリエチレン
PA=ポリアセタール
実施例9
プライマー配合物を次のエチレンジアミンを用いてヘプタンで合成した:
TEEDA=N、N、N’ 、N’−テトラエチルエチレンジアミン。
TMSPEDA=N−[3−)リメトキシシリル)プロピル]エチレンジアミン
。
前記プライマー溶液の1回塗りを種々のポリオレフィンと非ポリオレフィン試験
片(重ね剪断)に塗布した。接着される全面積を下塗りした。下塗り重ね剪断に
逐次ワクタイトスーパーグルー3液体CA接着剤で接着した。
接着層は24時間22℃の温度で硬化し、引張剪断強さを測定した(表9)、全
基体は30秒の1ライマ一風乾時間の後、接着した。その上、若干の接着層が2
4時間のプライマー風乾時開の後、接着した。−
結果(表9)はシランを基剤とするプライマーが、ポリオレフィンと非ポリオレ
フィンの両試験片でCA接着剤を用いて強い接着層の付与に有効であることを示
している。特に、前記TEEDA基剤プライマーに比較して良好な成果がポリア
セタールで達成された。しかしフェノール基体上の接着強さがTEEDAに比較
して著しく減じていた。
表9
引張剪断接着強8 (dance−’)接着基体
40、22% 0.075%
TEEDA TH3PEDA
PP−PP 32(0) 53(20)PE−PE 39(0) 37(46)
PA−PA 20(13) 100(96)PC−PC121125
フェノール樹脂−9650
フェノール樹脂
接着剤二ロクタイトスーパーグルー3゜プライマー風乾時間:3秒(括弧内に示
された結果は24時間の風乾時間に対するもの)硬化時間:全接着剤は24時間
室温で硬化の後、接着強さを試験した。
接着面積: 1/4” Xl”重ね。
実施例10
プライマーの配合物を次のエチレンジアミンを用いてヘプタンで合成した:
TEEDA=N、N、N’ 、N’−テトラエチルエチルエチレンジアミン。
TMSPEDA=N−[3−(トリメトキシシリル)プロピル]エチレンジアミ
ン。
BDMEDA=N’−ベンジル−N、N’−ジメチルエチレンジアミン。
DPEDA=N、N−ジエチル−N′−フェニルエチレンジアミン。
THEEDA=N、N、N’ 、N’−テトラキス(2−ヒドロキシエチル)−
エチレンジアミン。
DBDMEDA=N、N’−ジベンジル−N1N′−ジメチルエチレンジアミン
。
上述のものは単独で用いるか、配合物としてプライマー溶液に用いる。
種々の基体を実施例9の通りにロクタイトスーパーグルー3で下塗り、接着した
。接着強さのデータを表10に、対応する固定時間を表11に要約した。
ポリオレフィン(PP、PEとPA)で可能な限り最高の接着強さを、基体(フ
ェノールと鋼)上での強さの損失を最少限に止めることを目的とする。表10の
配合No、4は基体の広がり全域に危良のバランスを示した。
表11から、シランだけ(基準0.078%TM S P E D A )を基
剤とするプライマーがポリプロピレン上で、スーパーグルー3と用いた時、2分
間以上の緩慢な固定時間を示す。これは過度に長いので、前記シランを混和して
いるプライマーが補助成分例えばTEEDAが有効なものとして必要になるよう
だ。
表10
引張剪断接着強さ
くdance−” )
プライマー配合 PP PE PA フエ 軟鋼ル
0078%TH8PEDA 36 16 83 136 143プライマー無し
0 0 0 87 125、昭
表11
プライマー配合 固定時間(秒)
PP−PP −
プライマー無し 30−45
昭
実施例11
実施例10の結果から配合物No、4 (表10)が良好な接着性能をもってい
たことがわかった。
しかし、前記配合物の対応固定時間(表11)は期待以上に緩慢であった。
様々な量のN′−ベンジル−N、N’−ジメチルエチルエチレンジアミンを配合
物N014に添加したさらなる配合物を合成し、3成分配合物を提供した。
接着強さく表12)と固定時間(表13)と−緒に配合物の詳細を以下に示す。
配合物No、4の配合はここでも、ポリエチレンとポリカーボネート(表12)
の双方上で最強の接着層を示した。前記3成分配合物はなんらの付加的利点を提
供するようには見えなかった。
表12
全プリナーはへブタンで配合
使用接着剤はワクタイトスーパーグルー3プライマー風乾時間は30秒間
される にプライマーを塗
プライマー配合 引張剪断接着強さ
プライマー無し 0138゜
0基体破損
注意:実施例10の配合の手掛りの注意参照。
表13
全プライマーはへブタンで配合
使用接着剤はワクタイトスーパーグルー3プライマー風乾時間は30秒
される にプライマー ず
プライマー配合 固定時間(秒)
プライマー無し −20−30
注意:実施例10の配合の手掛りの注意参照。
実施例12
金属基体を選んでプライマーで処理して、ワクタイトスーパーグルー3CA接着
剤で接着した。
プライマー配合物は次の通りであった。(すべてペンタンで合成)。
プライマーA:0.22%TEEDA
プライマーC二
すべて4インチ×1インチ重ね剪断の形の金属基体をインプロパツールでぬぐい
取りして清浄にした。接着される両側面をその後、実施例9に述べた通り下塗り
して接着層を作った。接着強さデータを表14に要約し、これらの特別のプライ
マーには金属接着に悪い影響がないことを示す。プライマーは必ずしも金属をシ
アノアクリレート接着剤で接着する時、必要でも推奨できるものでもないが、消
費者がうっかりと使用しても弱い接着層につながってはならないことが重要であ
る。
表14
下塗り前後の金属基体の接着
:ワクタイトスーパーグルー3
基 体 引張剪断接着強さくdance−”)プライ プライ プライ 下塗り
なし
マーA マーB マーC−昭
アルミニ 27 26 31 34
ウム
アルマイ 27 29 33 34
ト
軟鋼 105 85 110 105
ステンレ 69 84 89 78
ス鋼
塗@ 128 146 211 118ニクロム 24 41 52 43
亜ゝ
注意;
1、室温24時間硬化後に試験の接着層2、接着面積は1インチ×1/2インチ
3、プライマー〇は実施例10の配合4に相当4、上記配合の鍵の実施例】0の
注意参照補正書の写しく翻訳文)提出書
(特許法第184条の8)
平成5年5月31日し
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1.プラスチック基体をプラスチックもしくは非プラスチック基体に接着させる 方法で、接着させる少くとも1つのプラスチック面を次式:▲数式、化学式、表 等があります▼ [式中、おのおののRは同一のものあるいは異なったものでよいが、水素又は、 1乃至8炭素原子をもつアルキル、アルケニルもしくはアルコキシ基又は、1乃 至8炭素原子をもつ窒素もしくは硫黄もしくは珪素置換基又は、最高8炭素原子 をもち、それをヒドロキシ、エーテル酸素もしくは硫黄と置換しても置換しなく てもよい複素環式基を示す];で示される少くとも1つの接着促進エチレンジア ミンからなるプライマーと反応させ、その後、αシアノアクリレート接着剤を前 記プラスチック基体に塗布する工程からなる接着法。 2.前記おのおののRが同一のもの、あるいは異なったものでよいが、水素又は 1乃至8炭素原子をもつアルキル、アルケニルもしくはアルコキシ基か、あるい は6乃至8炭素原子をもつアリール基か、あるいは1乃至8炭素原子をもつ窒素 もしくは硫黄置換基か、あるいは最高8炭素原子をもつ複素環式基を示しそれを 水素、酸素あるいは硫黄と置換しても置換しなくてもよいが、その後、αシクロ アクリレート接着剤を少くとも1つの基体に塗布することを特徴とする請求項1 の接着法。 3.前記エチレンジアミンは、少くとも1つのRがアリール、もしくはおのおの のRが水素以外のもの、そして少くとも1つのRがメチル以外のものであるエチ レンジアミンからなる群より選ばれることを特徴とする請求項1の接着法。 4.少くとも1つの前記R基が次式: ▲数式、化学式、表等があります▼ [式中、Rが3乃至8炭素原子をもつ分枝状又は直鎖状脂肪族基であり、R2が 1乃至8炭素原子をもつ分枝状又直鎖状脂肪族基である]をもつことを特徴とす る請求項1の接着法。 5.前記エチレンジアミンは、R1がC3H6基、R2が−CH3又は−CH2 CH(C4H9)(C2H5)基である化合物より選ばれることを特徴とする請 求項4の接着法。 6.前記プライマーが、N′−ベンジル−N、N−ジメチルエチレンジアミン; N−ベンジルエチレンジアミン;N、N−ジエチル−N′−フェニルエチレンジ アミン;N、N′−ジベンジル−N、N′−ジメチルエチレンジアミン;N、N ′−ジベンジルエチレンジアミン;N、N−ジエチル−N′、N′−ジメチル− エチレンジアミン;N、N、N′、N′−テトラキス(2−ヒドロキシエチル) エチレンジアミン、N、N、N′、N′−テトラキス(2−ヒドロキシプロピル )エチレンジアミン;N、N、N′、N′−テトラアリルエチレンジアミン;N 、N、N′、N′−テトラエチルエチレンジアミン;N−2−アミノエチル−3 −アミノプロピル−トリス(2−エチルヘキソキシ)−シランとN−[3−(ト リメトキシシリル)プロピル]−エチレンジアミンのいずれか1つからなる群よ り選ばれることを特徴とする請求項1の接着法。 7.前記プライマーが、N′−ベンジル−N、N−ジメチルエチレンジアミン; N−ベンジルエチレンジアミン;N、N−ジエチル−N′−フェニルエチレンジ アミン;N、N′−ジベンジル−N、N′−ジメチルエチレンジアミン;N、N ′−ジベンジルエチレンジアミン;N、N−ジエチル−N′、N′−ジメチルエ チレンジアミン;N、N、N、N′−テトラキス(2−ヒドロキシエチル)エチ レンジアミン;N、N、N′、N′−テトラキス(2−ヒドロキシプロピル)エ チレンジアミン;N、N、N′、N′−テトラアクリルエチレンジアミン;N、 N、N′、N′−テトラエチルエチレンジアミン;N−2−アミノエチル−3− アミノプロピル−トリス(2−エチルヘキソキシ)−シランとN−[3−トリメ トキシシリル)プロピル]エチレンジアミンの2つ以上の混合物からなることを 特徴とする請求項1の接着法。 8.前記プライマーが、N、N、N′、N′−テトラエチルエチレンジアミンと ;N′−ベンジル−N、N′−ジエチルエチレンジアミン、N、N−ジエチル− N−フェニルエチレンジアミン、N′−N′−ジベンジル−N、N′−ジメチル エチレンジアミンとN−2−アミノエチル−3−アミノプロピル−トリス(2− エチルヘキソキシ)−シランの1つ以上とからなることを特徴とする請求項1の 接着法。 9.前記プライマーを、アルコール、ヘプタン、水、トリクロロエタン、アセト ン、フレオンと水アルコールの混合物からなる群より選ばれる溶剤に溶解させる ことを特徴とする請求項1の接着法。 10.前記プライマーを溶剤中重量比で0.01%乃至1.5%、なるべくなら 0.1%乃至0.75%の濃度で用いることを特徴とする請求項6の接着法。 11.前記プライマーを乾燥させてから接着剤を塗被することを特徴とする請求 項1の接着法。 12.前記プラスチック基体がポリオレフィンであることを特徴とする請求項1 の接着法。 13.次式: ▲数式、化学式、表等があります▼ [式中、おのおののRが同一のもの又は異なるものでもよいが、水素又は、1乃 至8炭素原子をもつアルキル、アルケニルもしくはアルコキシ基、6乃至8炭素 原子をもつアリール基、1乃至8炭素原子をもつ窒素−、硫黄−もしくは珪素置 換基又は、最高8炭素原子をもち、それをヒドロキシ、エーテル酸素もしくは硫 黄と置換しなくても置換してもよい複素環式基を示す]にて示される接着促進エ チレンジアミンをプライマーとしてプラスチック基体のシアノアクリレート接着 剤による接着促進の用法。 14.おのおのの前記R1は同一のものあるいは相異するものでもよいが、水素 又は、1乃至8の炭素原子をもつアルキル、アルケニルもしくはアルコキシ基又 は、1乃至8の炭素原子をもつアリール基又は、1乃至8炭素原子をもつ窒素も しくは硫黄置換基又は最高8炭素原子をもち、それを水素、酸素もしくは硫黄で 置換しなくても置換してもよい複素環式基であることを特徴とする請求項13の 用法。 15.前記R基の少くとも1つが次式:▲数式、化学式、表等があります▼ [式中、R1が3乃至8の炭素原子をもつ分枝状もしくは直鎖状脂肪族基、R2 が1乃至8の炭素原子をもつ分枝状もしくは直鎖状脂肪族基]で示されることを 特徴とする請求項13の用法。 16.前記プラスチック基体がポリオレフィンであることを特徴とする請求項1 3の用法。 17.前記プラスチック基体がポリオレフィンであることを特徴とする請求項1 2の用法。 18.αシアノアクリレート接着剤と次式:▲数式、化学式、表等があります▼ [式中、おのおののRが同一のものあるいは異なるものでよいが、水素又は、1 乃至8の炭素原子をもつアルキル、アルケニルもしくはアルコキシ基又は、6乃 至8の炭素原子をもつアリール基又は、1乃至8の炭素原子をもつ窒素−、硫黄 もしくは珪素置換基又は、最高8炭素原子をもち、それをヒドロキシ、エーテル 、酸素もしくは硫黄と置換しなくても置換してもよい複素環式基を示す]で示さ れる1つ以上の接着促進エチレンジアミンからなるプライマーをプラスチック基 体のシアノアクリレート接着剤による接着の促進に用いてなる2液型接着剤系。 18.前記Rのおのおのが、同一のものもしくは異なるものでよいが、水素又は 、1乃至8の炭素原子をもつアルキル、アルケニルもしくはアルコキシ基又は、 6乃至8の炭素原子をもつアリール基又は、1乃至8の炭素原子をもつ窒素−も しくは硫黄置換基又は、最高8の炭素原子をもち、それを水素、酸素もしくは硫 黄と置換しなくても置換してもよい複素環式基であることを特徴とする請求項1 7に2液型接着剤系。 19.前記R基の少くとも1つが次式:▲数式、化学式、表等があります▼ [式中、R1が3乃至8の炭素原子をもつ分枝状もしくは直鎖状脂肪族基、R2 が1乃至8の炭素原子をもつ分枝状もしくは直鎖状脂肪残基である]で示される ことを特徴とする請求項17の2液型接着剤系。 20.前記プライマーが、N、N、N′、N′−テトラエチルエチレンジアミン と;N′−ベンジル−N、N′−ジメチルメチレンジアミン、N、N−ジエチル −N′−フェニルエチレンジアミン、N、N′−ジベンジル−N、N′−ジメチ ルエチレンジアミンとN−2−アミノエチル−3−アミノプロピル−トリス(2 −エチルヘキソキシ)−シランの少くとも1つからなることを特徴とする請求項 17の2液型接着剤系。
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