JP2004197012A - 電磁誘導加熱用ポリアミド樹脂系ホットメルト接着剤組成物 - Google Patents

Abstract

【課題】電磁誘導加熱により短時間で確実に接着させ、接着性能、特に耐熱性に優れ、更に耐ブロッキング性及び作業性に優れた電磁誘導加熱に適したポリアミド樹脂系ホットメルト接着剤組成物の提供。
【解決手段】ダイマー酸とポリアミンの縮合反応で得られるポリアミド樹脂を主成分とした、熱溶融粘度が５００〜５０００ｍＰａ・ｓ／１８０℃である電磁誘導加熱に適したポリアミド樹脂系ホットメルト接着剤組成物であり、主成分とするポリアミド樹脂がアミン価０〜１５ＫＯＨｍｇ／ｇ、酸価０〜１５ＫＯＨｍｇ／ｇ、軟化点７０〜１５０℃を有する。

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、建築用途に用いられるポリアミド樹脂系ホットメルト接着剤組成物に関し、更に詳しくは、金属、無機質、木質等の建築基材と、金属、木質、無機質等の内外装材のいずれか一方に予めポリアミド樹脂系ホットメルト接着剤を塗布し、建築現場で電磁誘導加熱により建築基材面に内外装面を接合するのに適したポリアミド樹脂系ホットメルト接着剤組成物に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】
実開平６−７１７００号公報
【特許文献２】
特開２０００−２２０２８９号公報
【特許文献３】
特開２００２−１８８０６８
【０００３】
従来、建築物、構造物の外表面、内壁、間仕切壁等の表面に合板、石膏ボード、珪酸カルシウム板、陶磁器タイル、金属板等の内外装材を接合する方法としては、釘やボルト等の接合部品を用いる方法が古くから用いられている。この接合方法は、作業が比較的簡易ではあるが、点接合であるために応力がその一点に集中してしまい、これを分散させるには広範囲に釘やボルトを打ち込まなければならないし、作業的にも煩雑になる。また、接合部分に突起や肉盛が表れて美観を損ねる。これらの方法に変わって、溶剤系、水系又はエポキシ樹脂等の液状接着剤を使用した接合方法が用いられるようになってきた。この接着剤による接合方法では、面接合になるため接合部分全体に応力が均一になり、耐久性が向上した。しかも接合部分の表面が平滑になり、美観の面からも好ましい。しかし、これらの液状接着剤を使用した接合方法は、接着剤を塗布した後、接着力が発現するまでに一定の時間が必要であり、接着剤塗布後に所定時間の養生が必要である。このために大量作業をする場合には連続的な接合作業が行なえない問題がある。このような問題を改善する接合方法として、両面粘着テープを使用する方法が行なわれるようになってきた。しかし、この接合方法は、両面粘着テープの貼着と同時に接着性が発現するため、所望の位置からずれた際の修正が困難である。さらに被着体の表面が粗面になっている場合に、粘着面との接触面積が充分ではなく、材料の重量による応力や、接着後の温度、湿度等の気候変化による建築材料の伸縮や反りにより発生する応力によって、貼着した粘着テープが経時的に剥れ易くなる等の問題がある。従って、両面粘着テープを使用した接合方法においても、長時間の接合力には信頼性が得られない。
【０００４】
以上のような問題点を改善する方法として、導電性材料と熱可塑性樹脂系接着剤層を予め建築基材に設けておくか、またはテープ或いはフィルム状の接着剤と導電性シートを建築基材と内外装材の間に挟んで、電磁誘導加熱による接合方法が最近行なわれている。この方法は、電磁誘導で生じる渦電流によって導電性材料が発熱し、この発熱によって熱可塑性樹脂系接着剤が溶融して被着体と接着される方法である。この方法によると、建築基材面と内外装材面の中間に熱可塑性樹脂を介在させ、その上部から高周波発信機を接触させるだけで、熱可塑性樹脂が加熱溶融し、発信機を取り去れば直ちに涸結して接着されるために、短時間で接合が完了し、作業が簡便であるばかりでなく、解体の場合にも使用済みの材料を再利用できる等のメリットが大きい。例えば、特許文献１実開平６−７１７００号公報では、建築材料の少なくとも一面の任意箇所に、熱可塑性樹脂を主成分とし、且つ、気泡を有するとともに導体を含有した接着剤層が設けられた建材を高周波誘電加熱により接合する表面化粧材が開示されている。しかし、接着剤に関して、特に、接着工程の作業性や接着性能、耐久性等を考慮した接着剤に関する具体的な記述はない。また、特許文献２特開２０００−２２０２８９号公報では、建築現場で用いることの出来る自走式接着剤溶融装置が開示されているが、この場合も接着剤の内容、構成については明らかにされていない。特許文献３特開２００２−１８８０６８号公報では、エチレン−酢酸ビニル系共重合体を主体とした電磁誘導加熱に適したホットメルト接着剤組成物について開示されているが耐熱クリープ性、低温可撓性が不十分である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、電磁誘導加熱により短時間で確実に接着させ、接着強度、耐熱クリープ性及び低温可撓性に優れ、更に耐ブロッキング性及び作業性に優れ、また解体の際にも材料の回収が容易な電磁誘導加熱に適したポリアミド樹脂系ホットメルト接着剤組成物を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、鋭意研究を重ねた結果、ダイマー酸とポリアミンの縮合反応で得られるポリアミド樹脂を主成分とし、接着剤組成物の溶融粘度を限定することにより、電磁誘導加熱により短時間で速やかに溶融し、冷却固化後、強力な接着力と温度変化に対する耐久性を発現するホットメルト接着剤組成物を見出し、本発明を完成するに至った。
【０００７】
すなわち本発明は、ダイマー酸とポリアミンの縮合反応で得られるポリアミド樹脂を主成分とした、熱溶融粘度が５００〜５０００ｍＰａ・ｓ／１８０℃の電磁誘導加熱に適したポリアミド樹脂系ホットメルト接着剤組成物である。更に本発明は、主成分であるポリアミド樹脂が、アミン価０〜１５ＫＯＨｍｇ／ｇ、酸価０〜１５ＫＯＨｍｇ／ｇ、軟化点７０〜１５０℃を有し、又、高溶融粘度ポリアミド樹脂と低溶融粘度ポリアミド樹脂との混合物であり、好ましくは、該ポリアミド樹脂組成物に粘着付与樹脂及び、必要に応じて、導電性材料が添加されてなる電磁誘導加熱に適したホットメルト接着剤組成物である。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の構成を詳細に説明する。本発明に使用するポリアミド樹脂は、トール脂肪酸に代表される不飽和脂肪酸から合成される重合脂肪酸であるダイマー酸と、エチレンジアミンのような両末端にのみ反応基があるアミンやジエチレントリアミンのように分子中央にも活性基を持つアミン等から得られるポリアミンとの縮合反応によって得られる。使用するポリアミド樹脂としては、公知のものを用いることができる。好ましくは、アミン価０〜１５ＫＯＨｍｇ／ｇ、酸価０〜１５ＫＯＨｍｇ／ｇ、軟化点７０〜１５０℃を有する非反応型ポリアミド樹脂のものである。アミン価、酸価及び軟化点が上記の範囲外のものは、耐熱クリープ性、低温可撓性、耐ブロッキング性及び作業性等が低下する。
【０００９】
本発明のポリアミド樹脂系ホットメルト接着剤組成物は、熱溶融粘度が５００〜５０００ｍＰａ・ｓ／１８０℃であることが必要である。短時間で加熱溶融し、速やかに固化して高い接着力を得るために電磁誘導加熱時の溶融粘度は極めて重要である。熱溶融粘度が５００ｍＰａ・ｓ／１８０℃より低すぎると溶融時に接着剤の垂れが生じ、また溶融粘度が５０００ｍＰａ・ｓ／１８０℃より高すぎると、基材への濡れが不足し接着力が低下するし、また、電磁誘導加熱時間を長くする必要があるため作業性が低下する。好ましくは、１０００〜４０００ｍＰａ・ｓ／１８０℃である。熱溶融粘度は、日本接着剤工業会規格ホットメルト接着剤試験方法ＪＡＩ７−１９９９に準じて測定する。
【００１０】
本発明のホットメルト接着剤に使用するポリアミド樹脂は、上記の熱溶融粘度を保持し、更に、固化後の基材に対する濡れを良くして接着性を高めるために、高溶融粘度のポリアミド樹脂と低溶融粘度のポリアミド樹脂を組み合わせて使用することが好ましい。ここで、高溶融粘度とは１０００〜６０００ｍＰａ・ｓ／２００℃を意味し、低溶融粘度とは１００〜６００ｍＰａ・ｓ／２００℃を云う。高溶融粘度のポリアミド樹脂と低溶融粘度のポリアミド樹脂を併用することにより、基材への密着性と接着強度のバランスが取れ、また、耐熱クリープ性及び低温可撓性に優れる。その混合割合は、高溶融粘度ポリアミド樹脂が５０〜７０重量％に対し、低溶融粘度のポリアミド樹脂が５０〜３０重量％であることが好適である。
【００１１】
本発明は、被着体への密着性をさらに向上させるために粘着付与樹脂を使用することができる。使用できる粘着付与樹脂としては、ロジン系樹脂、石油系樹脂、テルペン系樹脂等が挙げられる。好ましくはロジン系樹脂及びテルペン系樹脂である。ロジン系樹脂として具体的にはガムロジン、ウッドロジン、トール油ロジン及びこれらの水添化、不均化、重合による変性ロジン、更にメチルアルコ−ル、グリセリン、ペンタエリスリトール等のエステル化ロジン及びこれらの水添化、不均化、重合による変性ロジンエステル等が挙げられる。テルペン系樹脂としてはポリテルペン系樹脂やテルペンフェノール系樹脂が挙げられる。より好ましくは変性ロジンエステル系樹脂及びテルペンフェノール系樹脂である。変性ロジンエステル系樹脂やテルペンフェノール系樹脂は、単独でも使用できるし、併用することもできる。粘着付与樹脂の使用量は、ポリアミド樹脂１００重量部に対して１０〜３０重量部である。その使用量が１０重量部より少ない場合は、粘着付与樹脂の添加の効果が少なく、その使用量が３０重量部を超える場合には、耐熱性や低温可撓性が低下する。使用する粘着付与樹脂の軟化点は、耐ブロッキング性や耐熱性の向上のために高いほうが好ましいが、基材に対する濡れ性、耐熱接着性、低温下での耐衝撃接着性等のバランスを取るために、８０〜１５０℃が好ましい。
【００１２】
本発明のポリアミド樹脂系ホットメルト接着剤組成物に加熱時の安定性を保つために、酸化防止剤を使用することができる。酸化防止剤としては、特に指定しないが、フィンダーフェノール系、リン系、イオウ系等が挙げられる。その使用量は、ポリアミド樹脂系ホットメルト接着剤組成物１００重量部に対して０．１〜３重量部である。
【００１３】
本発明のポリアミド樹脂系ホットメルト接着剤組成物は、金属、無機質、木質等の建築基材と、金属、木質、無機質等の内外装材のいずれか一方に予め塗布される。塗布は、通常の市販されている塗布装置を使用することができる。好ましくはノズル方式、ダイ方式やスプレー方式である。接着剤の塗布温度は、１６０〜２２０℃である。また、塗布する際、接着剤に気泡を混入させることにより接着剤層の厚みを増せるので、疎面に接着する場合に有利である。
【００１４】
本発明のポリアミド樹脂系ホットメルト接着剤組成物を使用するに際して、建築物、構造物の外表面、内壁、間仕切壁等の基材及び表面に貼られる内外装材の両方あるいはいずれか一方が鉄、アルミニウム、マグネシウム、亜鉛、錫及びこれらの合金類が使用される場合は、金属面のいずれか一方に予め本発明の接着剤を塗布し、建築現場で電磁誘導加熱により接合することができる。しかし、いずれの側にも金属が用いられない場合は、電磁誘導による発熱を発現させるために、導電性材料を使用することができる。導電性材料としては、アルミニウム、ニッケル、亜鉛、銅、鉛、ステンレス、或いは各種合金等の金属類が好ましい。形状はシート状、フィルム状、線状、粉末状のいずれもが使用できるが、特に各種の金属粉末を本発明のポリアミド樹脂系ホットメルト接着剤に均一に混合することが工程の簡便性と経済性の点から好ましい。上記の金属粉は、平均粒子径が０．１〜１００ｍμ、添加量がポリアミド樹脂系ホットメルト接着剤組成物１００重量部に対して１〜５０重量部が好ましい。より好ましくは、５〜２０重量部である。
【００１５】
本発明のポリアミド樹脂系ホットメルト接着剤組成物には、発泡剤や発泡させる装置を使用することもできる。そのほか、公知の添加剤である可塑剤、充填剤、顔料、紫外線吸収剤、紫外線安定剤、防炎剤、難燃剤等を本発明の効果を損なわない範囲で使用することができる。
【００１６】
【実施例】
以下実施例により本発明を説明するが、本発明はこれらの実施例に制限されるものではない。なお、実施例における部は重量部を示し、％は重量％を示す。
【００１７】
実施例１
加熱可能なマントルヒーターにステンレスビーカーを密着させ、この内部に攪拌機をセットして攪拌しながら、ニューマイド８４６（ハリマ化成（株）製、粘度４００ｍＰａ・ｓ／２００℃）４０部とニューマイド９０２（ハリマ化成（株）製、粘度２６３０ｍＰａ・ｓ／２００℃）６０部を配合する。この工程を１８０℃で３０分溶融混合し調整した。得られたホットメルト接着剤は、溶融粘度が２０００ｍＰａ・ｓ／１８０℃、軟化点１３０℃であった。接着加熱時間は、サンツール（株）製のホットメルトアプリケーターを使用して亜鉛メッキ鋼板建築基材に塗布面積が２５ｃｍ^２、塗布厚が１５０μｍになるように、塗布温度１８０℃で塗工し試料とし、該試料を２日間、室温に放置後、石膏ボードを重ね、石膏ボードの上から電磁誘導加熱装置（アキレス（株）製、オールオーバー接着装置）で、加熱して接着するまでの時間を測定した結果、５秒で作業性は良好であった。接着強度は、４０Ｎ／ｃｍ^２で、石膏ボード面が表面破壊した。耐ブロッキング性や耐熱クリープ性、低温可撓性も良好であった。結果を表１に示す。
【００１８】
実施例２〜４
実施例２〜４は、実施例１のポリアミド樹脂及び粘着付与樹脂を表１に示すように変更する以外はまったく同様にしてホットメルト接着剤を得た。得られた接着剤を実施例１と同様に試験した。接着加熱時間、耐ブロッキング性、接着強度、耐熱クリープ性、低温可撓性すべて良好であった。結果を表１に示す。
【００１９】
比較例１〜３
比較例１〜３は、実施例１のポリアミド樹脂及び粘着付与樹脂を表１に示すように変更する以外はまったく同様にしてホットメルト接着剤を得た。得られた接着剤を実施例１と同様に試験した。比較例１は、ポリアミド樹脂量の１種類と粘着付与樹脂タイプであるが、接着強度が少し低かったが、耐ブロッキング性が悪かった。比較例２及び３は、ポリアミド樹脂の１種類のタイプで、比較例２は、接着強度が低く低温可撓性が悪かった。比較例３は、溶融粘度が本発明の範囲外で高すぎ、接着強度が少し低く、耐ブロッキング性が悪かった。
【００２０】
比較例４
比較例４は、ＥＶＡ系のホットメルト接着剤タイプであるが、接着強度が少し低かったが、接着性の耐熱クリープ性及び低温可撓性が悪かった。
【００２１】
参考例
市販の変性ポリアミド系接着テープ（アキレス社製，厚み１００μｍ）を亜鉛メッキ鋼板建築基材と石膏ボードの間に挟んで実施例１と同様に試験した。加熱時間が２０秒もかかり作業性が悪かったが、耐ブロッキング性、接着強度、接着性は良好であった。なお接着強度は、加熱時間を２０秒で測定した。結果を表１に示す。
【００２２】
表１

【００２３】
表１中に記載したポアミド樹脂、粘着付与樹脂、ワックスを下記の略号で示す。

【００２４】
試験方法
１．粘度及び軟化点
粘度及び軟化点は、日本接着剤工業会規格ホットメルト接着剤試験方法ＪＡＩ７−１９９９に準じて測定する。
２．接着加熱時間試験
サンツール（株）製のホットメルトアプリケーターを使用して亜鉛メッキ鋼板建築基材に塗布面積が２５ｃｍ^２、塗布厚が１５０μｍになるように、塗布温度１８０℃で塗工し試料とする。該試料を２日室温に放置後、石膏ボードを重ね、石膏ボードの上から電磁誘導加熱装置（アキレス（株）製、オールオーバー接着装置）で、加熱して接着するまでの時間を測定する。単位は秒で示す。
３．耐ブロッキング性試験
上記の接着加熱時間試験で作製した試料の塗工面同士を重ね６０℃恒温槽にて２Ｋｇの荷重をかけ、２４時間放置後、室温に戻し塗工面同士のブロッキング具合を観察する
◎：簡単に剥がれる ○：わずかな力で剥がれる
△：抵抗はあるが剥がれる ×：面同士が接着している
４．接着強度
上記の接着加熱時間試験で作製した試料を２日室温に放置後、石膏ボードを重ね、石膏ボードの上から電磁誘導加熱装置（アキレス（株）製、オールオーバー接着装置）で、１０秒間加熱して接着強度試験片とし、該試験片を２５℃ ６５％ＲＨの条件下で１時間放置後、その条件下で引っ張り試験機（オートグラフ、（株）島津製作所製）にてせん断強度を測定し、接着強度を求める。単位はＮ／ｃｍ^２である。
５．耐熱クリープ性試験
耐熱クリープ性は、サンツール（株）製のホットメルトアプリケーターを使用して亜鉛メッキ鋼板建築基材に塗布面積が２５ｃｍ^２、塗布厚が１５０μｍになるように、塗布温度１８０℃で塗工し試料とする。該試料を２日室温に放置後、合板（フローリング用、厚さ１２ｍｍ）を重ね、該合板の上から電磁誘導加熱装置（アキレス（株）製、オールオーバー接着装置）で、加熱して接着しクリープ性試験試料を作製した。この試験試料に７０℃、８０℃の雰囲気中で１Ｋｇ荷重をかけ、荷重が落下するまでの時間を測定する。最大２４時間を持って止める。
◎：８０℃で落下せず ×：７０℃で落下
６．低温可撓性試験
厚さ１ｍｍのポリアミド樹脂系ホットメルト接着剤組成物のシートを作製し、０℃の恒温槽中に２時間放置し、直径３ｍｍのガラス棒を中心に１８０°折り曲げ、シートの割れの有無を調べる。
○：割れない ×：割れる
【００２５】
【発明の効果】
本発明のポリアミド樹脂系ホットメルト接着剤は、建築現場で電磁誘導加熱により内外装材を接合する工程に使用して、短時間接合を可能とし、優れた接着強度と耐久性を有する。

Claims (5)

1. ダイマー酸とポリアミンの縮合反応で得られるポリアミド樹脂を主成分とし、接着剤組成物の熱溶融粘度が５００〜５０００ｍＰａ・ｓ／１８０℃である電磁誘導加熱に適したポリアミド樹脂系ホットメルト接着剤組成物。
2. ポリアミド樹脂がアミン価０〜１５ＫＯＨｍｇ／ｇ、酸価０〜１５ＫＯＨｍｇ／ｇ、軟化点７０〜１５０℃である請求項１に記載の電磁誘導加熱に適したポリアミド樹脂系ホットメルト接着剤組成物。
3. ポリアミド樹脂が高溶融粘度ポリアミド樹脂と低溶融粘度ポリアミド樹脂の混合物からなる請求項１又は２に記載の電磁誘導加熱に適したポリアミド樹脂系ホットメルト接着剤組成物。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載のポリアミド樹脂に粘着付与樹脂を添加してなる電磁誘導加熱に適したポリアミド樹脂系ホットメルト接着剤組成物。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載のホットメルト接着剤組成物に導電性材料が添加されてなるポリアミド樹脂系ホットメルト接着剤組成物。