JP2004197048A - 水性接着剤 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】エチレン−酢酸ビニル共重合体系エマルジョン(A)、アニオン性ウレタン樹脂エマルジョン(B)及び水溶性ウレタン樹脂(C)を含んで成り、エチレン−酢酸ビニル共重合体系エマルジョン(A)とアニオン性ウレタン樹脂エマルジョン(B)の総和の固形分100重量部当たり、水溶性ウレタン樹脂(C)を1〜50重量部含む水性接着剤である。上述の水性接着剤を主剤とし、酸基及び/又は水酸基に対して反応可能な官能基を分子中に二つ以上有する化合物が硬化剤(D)として配合されることが好ましい。この水性接着剤は、異形断面を有する化粧シート被覆材料を製造するために好適に用いられる。
【選択図】 なし
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、水性接着剤に関し、更に、化粧シートと基材との接着に用いられる水性接着剤に関し、特に、プロファイルラッピング、メンブレンプレス等の分野に使用される水性接着剤に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、建築部材及び家具部材として、「化粧材料」が広く利用されている。尚、本明細書において「化粧材料」とは、木質材料(例えば、合板、パーティクルボード及び木質繊維板等)及び無機材料(例えば、セメントボード及び石膏ボード等)等から選ばれる材料からなる「基材(又は芯材)」の表面に、樹脂シートや化粧紙等のいわゆる「化粧シート」を接着した材料(以下「化粧シート被覆材料」ともいう)をいい、通常「化粧材料」として使用されているものであれば、特に制限されるものではない。
【0003】
更に、表面に凹凸を有する複雑な形状をした基材、即ち異形断面を有する基材に化粧シートを貼り合わせた「化粧材料」(以下「異形断面を有する化粧シート被覆材料」ともいう)には、安価な基材、耐久性の高い基材等の表面に種々の模様を与え、高級感等の付加価値を与えることができるという長所がある。異形断面を有する基材に化粧シートを貼り合わせるためには、貼り合わせた後、化粧シートが浮き上がらない程度の十分な粘着力を接着剤が有することが必要とされる。しかし、水性接着剤(又はエマルジョン接着剤)においては、粘着力が発現するある程度乾燥したセミウェット状態が、通常非常に短時間しか発現しないという問題がある。従って、水性接着剤を基材に塗工後セミウェットの状態において強い粘着力が安定して、比較的長時間発現することが求められている。更に、そのことによって広範な作業性を得るとともに優れた耐久接着性能を発現することも求められている。尚、異形断面を有する基材と化粧シートを貼り合わせることを、以下「プロファイルラッピング」ともいう。
【0004】
尚、プロファイルラッピング用の種々の溶剤系の接着剤が知られているが、近年、地球環境保護、環境汚染の発生等を考慮して、溶剤系接着剤から水性接着剤(又は水系の接着剤)への変更が検討されている。
【0005】
従来のプロファイルラッピング用の水性接着剤は、下記の主剤成分(A)及び硬化剤成分(B)を含有する(例えば、特許文献1参照):
主剤成分(A)は、(a1)1分子内に第一級アミノ基および第二級アミノ基の少なくとも一方を有するポリウレタンエマルジョン、(a2)合成ゴムラテックス及び(a3)1分子内に第一級アミノ基および第二級アミノ基の少なくとも一方を2個以上有するアミン化合物を主成分とする;
硬化剤成分(B)は、1分子内に2個以上のグリシジル基を有する化合物。
【0006】
また、ポリマー骨格中にポリエステル骨格とポリエーテル骨格とを有し、さらに酸基を有するウレタン樹脂からなるエマルジョン(A)と、エチレン含有量が5〜40重量%であり、かつ、乾燥皮膜のトルエンによる未溶解物(トルエン不溶分)が70重量%以上であるエチレン−酢酸ビニル共重合体からなるエマルジョン(B)とを配合してなる主剤100重量部に対し、硬化剤として酸基と反応可能な官能基を2個以上有する化合物2〜20重量部が配合されている接着剤もある(例えば、特許文献2参照)。
【0007】
更に、(メタ)アクリル酸0.3〜5重量%及び(メタ)アクリル酸エステル10〜75重量%を含有し、ガラス転移温度(Tg)が、−45〜−30℃である(メタ)アクリル酸−(メタ)アクリル酸エステル−エチレン−酢酸ビニル共重合体エマルジョン(A)と、ガラス転移温度(Tg)が−5〜10℃であるエチレン−酢酸ビニル共重合体エマルジョン(B)とを主成分とし、(メタ)アクリル酸−(メタ)アクリル酸エステル−エチレン−酢酸ビニル共重合体エマルジョン(A)100重量部(固形分)に対して、エチレン−酢酸ビニル共重合体エマルジョン(B)50〜150重量部(固形分)が配合されている接着剤もある(例えば、特許文献3参照)。
【0008】
これらの水性接着剤は、いずれもドライ状態で接着を行うものである。ドライ状態で貼り合わせを行うと、基材への接着剤の浸透が不十分となり、耐久接着性が不十分と成り得る。また、ドライ状態まで水性接着剤を乾燥するので、余分な熱エネルギーが必要であり、生産性が低下する等の問題を生じ得る。
【0009】
尚、溶剤系の接着剤に代わる接着剤としてホットメルト型接着剤も検討されている。しかし、ホットメルト型接着剤を用いて化粧材料、特に異形断面を有する化粧材料を製造するためには、溶剤系接着剤を用いる製造設備とは異なる、ホットメルト接着剤を用いる新規な製造設備を導入することが必要である。従って、製造コストが増加するという問題がある。水性接着剤を用いる場合、溶剤系接着剤を用いる製造設備を利用することが可能であるという長所がある。
【0010】
【特許文献1】
特開平11−335651号公報(第1−2頁)
【特許文献2】
特開平10−140126号公報(第1−2頁)
【特許文献3】
特開平10−287857号公報(第1−2頁)
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、地球環境保護に優れる水性の接着剤であって、従来の水性接着剤と比較して、粘着性能の安定的発現、作業性と耐久接着性の両立から選択される少なくとも一種が向上された水性接着剤を提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、地球環境保護等に優れる水性接着剤であって、従来の水性接着剤と比較して、粘着性能の安定的発現、作業性と耐久接着性の両立から選択される少なくとも一種が向上された水性接着剤の開発に鋭意研究を重ねた。その結果、本発明者等は、特定の二種類の樹脂エマルジョンに対して特定の水溶性樹脂を特定の割合で含む水性接着剤は、セミウェット状態を確保することができ、粘着性能の安定的発現、作業性と耐久接着性の両立から選択される少なくとも一種が向上されることを見出して、本発明を完成するに至ったものである。
【0013】
本発明は、一の要旨において、エチレン−酢酸ビニル共重合体系エマルジョン(A)、アニオン性ウレタン樹脂エマルジョン(B)及び水溶性ウレタン樹脂(C)を含んで成り、エチレン−酢酸ビニル共重合体系エマルジョン(A)とアニオン性ウレタン樹脂エマルジョン(B)の総和の固形分100重量部当たり、水溶性ウレタン樹脂(C)を1〜50重量部含む水性接着剤を提供する。この接着剤は、化粧シート被覆材料の製造に用いることができ、異形断面を有する化粧シート被覆材料の製造に、即ち、プロファイルラッピング用として好適に使用することができる。
【0014】
本発明の水性接着剤は、以下に詳細に説明するように、エチレン−酢酸ビニル共重合体系エマルジョン(A)とアニオン性ウレタン樹脂エマルジョン(B)に、特定量の水溶性ウレタン樹脂(C)が配合されていることを特徴とする。このことによって、特に、異形断面を有する基材と化粧シートを貼り合わせる際に、セミウェット状態を確保することができ、粘着性能の安定的発現、作業性と耐久接着性の両立から選択される少なくとも一種が向上される。
【0015】
エチレン−酢酸ビニル共重合体系エマルジョン(A)は、接着剤の凝集力を高め、接着剤に耐熱性能を付与するために水性接着剤に加えられる。アニオン性ウレタン樹脂エマルジョン(B)は、接着剤に粘着性能と各種基材に対する接着性能を付与することを目的として水性接着剤に加えられる。更に、水溶性ウレタン樹脂(C)は、接着剤の作業性と接着性能を向上するために加えられる。水溶性ウレタン樹脂(C)は、水溶性であるがゆえに、接着剤の保水性能を向上させることができると考えられ、その結果、化粧シートの貼り合わせに必要な粘着性能を安定に発現するための、水性接着剤のセミウェット状態を安定的に発現させ、維持することができると考えられる。それによって、基材への水性接着剤の浸透性が向上し得る。更に、水溶性ウレタン樹脂(C)は、ウレタン樹脂であるから、種々の基材に対する密着性能を改善し得、接着性能も向上することができると考えられる。
【0016】
本発明の一の態様において、水溶性ウレタン樹脂(C)は、水溶性ポリオールを主原料として得られる水性接着剤を提供する。
更に本発明の他の態様において、エチレン−酢酸ビニル共重合体系エマルジョン(A)、アニオン性ウレタン樹脂エマルジョン(B)及び水溶性ウレタン樹脂(C)を含んで成る上述の水性接着剤を主剤とし、
硬化剤(D)が、更に配合される水性接着剤であって、
硬化剤(D)は、酸基及び/又は水酸基に対して反応可能な官能基を分子中に二つ以上有する化合物である水性接着剤を提供する。
【0017】
尚、本明細書において「重量」とは、実質的に水性媒体(又は媒体)を含まない部分の重量をいい、より具体的には各々のエマルジョンを105℃で3時間加熱した後で得られる物質の重量をいう。以下本明細書において、特に、記載しない限り、「重量」とは、実質的に水性媒体(又は媒体)を含まない部分の重量をいう。従って、エマルジョンの場合、「重量」とは、実質的に「固形分」の重量を意味する。
【0018】
本発明に係る接着剤は、水性接着剤であり、溶媒(又は媒体)として、水性媒体が用いられる。尚、本明細書において「水性」とは、樹脂等が水性媒体中に存在している状態を意味し、これは樹脂等が水性媒体に溶解している状態、及び/又は溶解していない状態(例えば、分散及び懸濁等)をいう。
「水性媒体」とは、一般的な水、例えば蒸留水、イオン交換水及び純水等をいう。水性媒体は、不可避的に混入し得る有機溶媒を含んでよい。
本明細書において「エマルジョン状態」とは、その形態が水性媒体に樹脂が分散(又は懸濁)している形態であることをいうが、樹脂の少なくとも一部が水性媒体に溶解していてもよい。
【0019】
更に近年、環境問題、シックハウス症候群の問題、労働安全衛生の観点から、接着剤の成分として、トルエン、キシレン等の高揮発性有機溶剤の使用が、減少しつつある。一方、これらの有機溶剤の代替成分として、例えば、ブチルカルビトール、アセテート・エチレンオキサイドモノフェニルエーテル等のグリコール系可塑剤、アジピン酸ジメチル、コハク酸ジメチル、グルタル酸ジメチル等のエステル系可塑剤等の高沸点溶剤が多用されつつある。本発明に係る水性接着剤は、高揮発性有機溶剤に加えこれらの高沸点溶剤をも含むことなく、所望の接着性能を得ることができる。従って、本発明は、環境問題、シックハウス症候群の問題、労働安全衛生の観点等から、極めて優れた接着剤を提供することができる。
【0020】
【発明の実施の形態】
本発明において「エチレン−酢酸ビニル共重合体系エマルジョン(A)」(以下「エマルジョン(A)」ともいう)とは、エチレンと酢酸ビニルを含む単量体混合物が重合した共重合体であって、エマルジョンの形態を有するものをいう。それは、接着剤の凝集力を高め、接着剤に耐熱性能を付与するために、接着剤に加えられるものであって、目的とする水性接着剤を得ることができる限り、特に制限されるものではない。
【0021】
そのようなエマルジョン(A)として、例えば、エチレン−酢酸ビニル共重合体エマルジョン、エチレン−酢酸ビニル−塩化ビニル共重合体エマルジョン及びエチレン−酢酸ビニル−アクリル共重合体エマルジョンを例示することができる。
また、上述のエチレン−酢酸ビニル共重合体系エマルジョンには、必要に応じて、他のモノマーが共重合された共重合体が含まれてもよい。そのようなモノマーとして、例えば、アクリル酸及びメタクリル酸等のカルボキシル基を有するモノマー、アクリル酸2−エチルへキシル、アクリル酸ブチル及びアクリル酸エチル等のアクリル酸エステル、メタクリル酸ブチル及びメタクリル酸エチル等のメタクリル酸エステル、並びにスルホン酸基、水酸基、エポキシ基、メチロール基、アミノ基及びアミド基等の官能基を有するモノマーを例示することができ、これらを適宜使用することができる。
【0022】
本発明に係るエマルジョン(A)は、常套の方法で得ることができ、通常、乳化重合を用いて製造される。この乳化重合においては、乳化分散剤が一般に使用される。乳化分散剤として、例えば、ノニオン系及びアニオン系の界面活性剤、ポリビニルアルコール及びヒドロキシセルロース等の保護コロイド等を例示できる。
【0023】
また、エマルジョン(A)として、市販のものを使用してよい。そのようなエマルジョン(A)として、例えば、住友化学工業(株)製のスミカフレックス410(商品名)、スミカフレックス455HQ(商品名)及びスミカフレックス400HQ(商品名)、電気化学工業(株)製のデンカEVAテックス#56(商品名)及びデンカEVAテックス#60(商品名)、(株)クラレ製のパンフレックスOM−4000(商品名)及びパンフレックスOM−4200(商品名)を例示できる。
エマルジョン(A)は、単独で又は組み合わせて使用することができる。
【0024】
本発明において「アニオン性ウレタン樹脂エマルジョン(B)」とは、ポリオールとポリイソシアネート化合物に基づくウレタン樹脂の主鎖及び/又は側鎖に、アニオン基(例えば、カルボキシル基、スルホン酸基及びそれらの塩の形態の官能基等)を有するウレタン樹脂であって、エマルジョンの形態を有するもの(以下「エマルジョン(B)」ともいう)をいう。それは、接着剤に粘着性能と各種基材に対する接着性能を付与することを目的として接着剤に加えられるものであって、本発明が目的とする水性接着剤を得ることができる限り、特に制限されるものではない。
【0025】
ここで、「ポリオール」として、例えば、ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオール、ポリカーボネートポリオール、ポリブタジエンポリオール、ポリオレフィンポリオール、ポリアクリル酸エステル系ポリオール及びひまし油誘導体を例示できる。
【0026】
「ポリエステルポリオール」として、例えば、ポリエチレンアジペート、ポリブチレンアジペート、ポリエチレンブチレンアジペート、ポリヘキサメチレンイソフタレートアジペート、ポリエチレンスクシネート、ポリブチレンスクシネート、ポリエチレンセバケート、ポリブチレンセバケート、ポリ−ε−カプロラクトンジオール、ポリ−3−メチルペンタンアジペート、1,6−ヘキサンジオールとダイマー酸の重縮合物、1,6−ヘキサンジオールとアジピン酸とダイマー酸の共重縮合物、ノナンジオールとダイマー酸の重縮合物、エチレングリコールとダイマー酸の重縮合物、エチレングリコールとアジピン酸とダイマー酸の共重縮合物を例示できる。
【0027】
「ポリエーテルポリオール」として、例えば、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール、エチレンオキサイドとプロピレンオキサイドとのランダム共重合体及びブロック共重合体、エチレンオキサイドとブチレンオキサイドとのランダム共重合体及びブロック共重合体を例示できる。
【0028】
「ポリカーボネートポリオール」として、例えば、ポリテトラメチレンカーボネートジオール、ポリヘキサメチレンカーボネートジオール、ポリ−1,4−シクロヘキサンジメレンカーボネートジオール、ポリヘキサメチレン−1,4−シクロヘキサンジメレンカーボネートジオールを例示できる。
【0029】
「ポリブタジエンポリオール」として、例えば、ポリブタジエン骨格(1,2付加体及び1,4付加体)を有するホモポリマーから成るポリオール、ブタジエン、スチレン及びアクリロニトリル等が重合したポリブタジエン系コポリマーから成るポリオール、並びにそれらの水素添加物を例示できる。
「ポリオレフィンポリオール」として、例えば、ポリヒドロキシポリマーを例示できる。
【0030】
「ポリアクリル酸エステル系ポリオール」として、例えば、ヒドロキシエチルメタクリレート(HEMA)等のアクリルモノマーをアクリル酸エステル、メタクリル酸エステル、スチレン等と共重合することによって得られるアクリルポリオール、ポリアクリル酸エステルポリオール及びポリメタクリル酸エステルポリオール等を例示できる。
「ひまし油誘導体」として、例えば、精製ひまし油、脱水ひまし油、重合脱水ひまし油及びひまし油ポリオールを例示できる。
これらのポリオールは単独で又は組み合わせて使用することができる。
【0031】
また、「ポリイソシアネート化合物」として、例えば、エチレンジイソシアネート、2,2,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、1,6−ヘキサメチレンジイソシアネート等の脂肪族ジイソシアネート化合物、水素添加4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、1,4−シクロヘキサンジイソシアネート、メチルシクロヘキシレンジイソシアネート、イソフォロンジイソシアネート、ノルボルナンジイソシアネート等の脂環式ジイソシアネート化合物、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、トルエンジイソシアネート、ナフタレンジイソシアネート等の芳香族ジイソシアネート等を例示できる。
これらのポリイソシアネート化合物は、単独で又は組み合わせて使用することができる。
【0032】
アニオン性ウレタン樹脂エマルジョンを得るために、更に、上述のイソシアネート化合物のイソシアネート基と反応し得る活性水素を有する官能基を二つ以上有し、アニオン基を有する化合物(以下、「アニオン基を有する化合物」ともいう)が用いられる。アニオン基として例えば、カルボキシル基、スルホン酸基及びそれらの塩の形態の官能基を例示することができる。
【0033】
「アニオン基を有する化合物」として、例えば、3,4−ジアミノブタンスルホン酸、3,6−ジアミノ−2−トルエンスルホン酸、2,6−ジアミノベンゼンスルホン酸、N−(2−アミノエチル)−2−アミノエチルスルホン酸等のスルホン酸基含有化合物、2,2−ジメチロール乳酸、2,2−ジメチロールプロピオン酸、2,2−ジメチロール吉草酸等のカルボキシル基含有化合物を例示できる。
アニオン基を有する化合物は、単独で又は組み合わせて使用することができる。
【0034】
本発明に係る「アニオン性ポリウレタン樹脂エマルジョン(B)」は、上述のポリオール、ポリイソシアネート化合物及びアニオン基を有する化合物を適宜組み合わせ、必要に応じて他のモノマー、鎖長延長剤及び触媒等を用い、常套の方法を用いて得ることができる。即ち、上述のポリオール、ポリイソシアネート化合物及びアニオン基を有する化合物を、アセトン、メチルエチルケトン、イソプロパノール等の親水性の揮発性溶剤の存在下で反応させてウレタン樹脂を合成する。得られたウレタン樹脂から、アセトン法、プレポリマーミキシング法、ケチミン法、ホットメルトディスパージョン法等の公知の方法を用いて、アニオン性ウレタン樹脂エマルジョン(B)を得ることができる。
【0035】
エマルジョン(B)として、市販のものを使用してもよい。そのようなエマルジョン(B)として、例えば、住化バイエルウレタン(株)製のディスパコールU54(商品名)及びディスパコールU53(商品名)、大日本インキ化学工業(株)製のハイドランHW112(商品名)及びハイドランHW333(商品名)、三洋化成工業(株)製のユープレンUXA3004(商品名)及びユープレンUXA3005(商品名)を例示できる。
エマルジョン(B)は、単独で又は組み合わせて使用することができる。
【0036】
本発明において「水溶性ウレタン樹脂(C)」とは、水溶性であるウレタン樹脂(以下「樹脂(C)」ともいう)をいい、水性接着剤の作業性と接着性能を向上するために加えられるものである。水溶性ウレタン樹脂(C)は、通常水溶性ウレタン樹脂と呼ばれ、本発明が目的とする水性接着剤を得られる限り、特に制限されるものではない。
【0037】
樹脂(C)は、水溶性ポリオールを主原料として得られる水溶性のウレタン樹脂であることが好ましい。
ここで「水溶性ポリオール」として、水酸基を二つ以上有する水溶性の化合物であれば、本発明が目的とする水性接着剤を得ることができる限り、特に制限されることはない。水溶性ポリオールとして、ノニオン性水溶性ポリオール、アニオン性水溶性ポリオール及び両性水溶性ポリオールのいずれのものも使用することができる。
【0038】
「ノニオン性水溶性ポリオール」として、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコール、ヘキシレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレンエーテルグリコール、ポリブタジエングリコール、ポリカプロラクトンポリオール、グリセリン、ジグリセリン、ソルビトール、マンニトール、キシリトール、マルチトール、エチレンオキサイド単独重合体、エチレンオキサイド/プロピレンオキサイド共重合体、ヒドロキシル基を有する化合物にエチレンオキサイドを重合して得られる化合物、ヒドロキシル基を有する化合物にエチレンオキサイドと他のアルキレンオキサイド(例えば、プロピレンオキサイド、1,2−ブチレンオキサイド、テトラヒドロフラン、α−オレフィンオキサイド、アルキレンオキサイド置換体(エピクロロヒドリン及びスチレンオキサイド等))を共重合して得られる化合物(例えば、ポリオキシアルキレンポリオール)を例示することができる。
【0039】
「アニオン性水溶性ポリオールとして、例えば、ジメチロールプロピオン酸、ジメチロールブタン酸、カルボキシル基含有ポリカプロラクトンジオール等を例示できる。
「カチオン性水溶性ポリオール」として、例えば、N−メチルジエタノールアミン、N−ブチルジエタノールアミン等のN−アルキルジアルカノールアミン化合物を例示できる。
上述の水溶性ポリオールは、単独で又は組み合わせて使用することができる。
【0040】
尚、水溶性ウレタン樹脂(C)が有する水溶性に好ましくない影響を与えない範囲で、他のポリオールを用いることができる。そのような他のポリオールとして、例えばポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオール、ポリカーボネートポリオール、ポリブタジエンポリオール、ポリオレフィンポリオール、ポリアクリル酸エスエル系ポリオール、ひまし油誘導体等を例示できる。その具体例として、例えば、上述のエマルジョン(B)の製造に用いられるポリオールを例示できる。
【0041】
樹脂(C)は、主原料として「水溶性ポリオール」を用い、ポリイソシアネート化合物と、常套の方法を用いて重合させることによって得ることができる。重合反応の際、適宜触媒等を用いてもよい。尚、「ポリイソシアネート化合物」として、例えば、エマルジョン(B)の製造に関して例示したポリイソシアネート化合物を例示することができる。
【0042】
樹脂(C)として、市販のものを使用してよい。そのようなものとして、例えば、日本エヌエスシー(株)製のボンドマスターWSU01(商品名)を例示できる。
樹脂(C)は、単独で又は組み合わせて使用することができる。
【0043】
本発明に係る水性接着剤は、エチレン−酢酸ビニル共重合体系エマルジョン(A)、アニオン性ウレタン樹脂エマルジョン(B)及び水溶性ウレタン樹脂(C)を含み、エマルジョン(A)とエマルジョン(B)の総和の固形分100重量部当たり、樹脂(C)を1〜50重量部含む。ここで、重量とは、上述したように媒体を含まない部分を基準とする。
【0044】
本発明に係る水性接着剤は、エマルジョン(A)とエマルジョン(B)を混合し、更に所定量の樹脂(C)を混合して得ることができる。混合方法及び混合順序は、適宜選択され得るものである。本発明に係る上述の水性接着剤は、通常エマルジョンの形態を有する。
【0045】
本発明に係る水性接着剤は、エマルジョン(A)とエマルジョン(B)の総和の固形分100重量部当たり、樹脂(C)を1〜50重量部含むことが好ましく、3〜30重量部含むことがより好ましく、5〜20重量部含むことが特に好ましい。
【0046】
更に、本発明に係る水性接着剤は、エマルジョン(A)とエマルジョン(B)の固形分の重量比(エマルジョン(A)/エマルジョン(B))が、100/1〜100/100であることが好ましく、100/5〜100/60であることがより好ましく、100/20〜100/50であることが特に好ましい。
【0047】
上述の水性接着剤は、本発明が目的とする水性接着剤を得られる限り、他の樹脂エマルジョン及び水溶性樹脂を含んでもよい。このような樹脂エマルジョン及び水溶性樹脂として、例えば、アクリル樹脂エマルジョン、アクリル/スチレン樹脂エマルジョン、ポリオレフィン樹脂エマルジョン、酢酸ビニル樹脂エマルジョン等の樹脂エマルジョン、及び例えば水溶性ポリビニルアルコール、水溶性ポリアミド、水溶性ポリアクリルアミド、水溶性ポリカルボン酸、カルボキシメチルセルロース及びヒドロキシエチルセルロース等の多糖類等の水溶性樹脂、更に、天然ゴムラテックス、変性天然ゴムラテックス、合成ゴムラテックス等のゴムラテックスを例示することができる。
尚、他の樹脂エマルジョン及び水溶性樹脂は、単独で又は組み合わせて使用することができる。
【0048】
更に本発明は、上述のエチレン−酢酸ビニル共重合体系エマルジョン(A)、アニオン性ウレタン樹脂エマルジョン(B)及び水溶性ウレタン樹脂(C)を含んで成る水性接着剤を主剤とし、
硬化剤(D)が、更に配合される水性接着剤であって、
硬化剤(D)は、酸基及び/又は水酸基に対して反応可能な官能基を分子中に二つ以上有する化合物である水性接着剤を提供する。
【0049】
ここで「硬化剤(D)」とは、一般に硬化剤と呼ばれるものであって、接着剤に架橋構造を生じさせ、接着剤を硬化させるものであり、本発明が目的とする水性接着剤を得られる限り、特に制限されるものではない。尚、硬化剤(D)が配合される本発明の水性接着剤には、種々の態様があり得る。本発明の水性接着剤には、例えば、使用する全ての(A)〜(D)を準備し、混合し、保管、運搬等を行った後使用される一液型の水性接着剤が含まれる。本発明の水性接着剤は、通常、硬化剤(D)と、(A)、(B)及び(C)を含んで成る上述の水性接着剤を主剤として準備し、両者を混合して一液型水性接着剤としてよい。
【0050】
更に、本発明の水性接着剤には、上述の使用する全ての(A)〜(D)を予め計量し、二組の組成物又は三組の組成物とし、使用する直前にこの二組の組成物又は三組の組成物を所定の比率で混合して用いる二液型水性接着剤又は三液型水性接着剤が含まれる。本発明の水性接着剤は、硬化剤(D)と、(A)、(B)及び(C)を含んで成る上述の水性接着剤を主剤とする二液型水性接着剤とすることが好ましい。
【0051】
また、本発明の水性接着剤は、使用する全ての(A)〜(D)を予め計量してこれらを1つの組み合わせとし、使用する直前にこの計量された全ての成分を混合して用いることができる。従って、本発明の水性接着剤は、いわば四液型の水性接着剤とすることができる。
本発明の水性接着剤を、上述の如何なる態様の水性接着剤とするかということは、(A)〜(D)の選択及び得られる水性接着剤の使用条件等によって、適宜選択され得るものである。
【0052】
従って、本発明は、上述のエチレン−酢酸ビニル共重合体系エマルジョン(A)、アニオン性ウレタン樹脂エマルジョン(B)及び水溶性ウレタン樹脂(C)を含んで成る水性接着剤を主剤とし、更に硬化剤(D)が配合される水性接着剤を提供し、この水性接着剤には、一液型として使用される水性接着剤及び二液型として使用される水性接着剤が含まれる。尚、硬化剤(D)は、水性接着剤に配合されることから、水溶性又は水分散性であることが好ましい。
【0053】
硬化剤(D)として、酸基及び/又は水酸基に対して反応可能な官能基を分子中に二つ以上有する化合物が好適に用いられる。
ここで「酸基及び/又は水酸基に対して反応可能な官能基を分子中に二つ以上有する化合物」とは、上述のエマルジョン(A)、エマルジョン(B)及び樹脂(C)を含んで成る主剤に含まれ得る酸基(例えば、カルボキシル基、スルホン酸基)及び/又は水酸基に対して反応可能な官能基(例えば、エポキシ基、オキサゾリン基、メラミン基、アジリジン基、カルボジイミド基、イソシアネート基等)を分子中に二つ以上有し、上述の主剤に含まれる樹脂の間に架橋構造を形成し得る化合物であれば、本発明が目的とする水性接着剤を得られる限り特に制限されるものではない。
【0054】
「酸基及び/又は水酸基に対して反応可能な官能基を分子中に二つ以上有する化合物」として、エポキシ系化合物、オキサゾリン系化合物、メラミン系化合物、アジリジン系化合物、カルボジイミド系化合物及び各種金属キレート型化合物から選択される少なくとも一種を用いることが好ましい。いずれも市販のものを使用することができる。
【0055】
「エポキシ系化合物」として、例えば、ビスフェノール型エポキシ化合物;フェノールノボラック型エポキシ化合物;N,N,N’,N’−テトラグリシジル−m−キシリレンジアミン等の三級アミン含有の化合物のように、それ自体は水溶性や強い親水性を有しないエポキシ硬化剤;親水性セグメントで変性された水溶性エポキシ硬化剤;ビスフェノール型エポキシ化合物及びフェノールノボラック型エポキシ化合物等を乳化剤によって強制的に水中に分散させた水分散型エポキシ系化合物等を例示できる。
【0056】
「水溶性エポキシ系化合物」として、例えば、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、グリセロールポリグリシジルエーテル、トリメチロールプロパンポリグリシジルエーテル、レゾルシンジグリシジルエーテル、ソルビトールポリグリシジルエーテル、ソルビタンポリグリシジルエーテル、ポリグリセロールポリグリシジルエーテル、ペンタエリスリトールポリグリシジルエーテル、1,6−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル等を例示できる。
【0057】
「エポキシ系化合物」として、市販の化合物を使用することができ、例えば、水溶性エポキシ樹脂であるナガセケムテックス(株)製のデナコールEx614B(商品名)、デナコールEX512(商品名)及びデナコールEx521(商品名)、大日本インキ化学工業(株)製のエピクロンEM85−75W(商品名)を例示できる。
【0058】
「オキサゾリン系化合物」として、例えば、水溶性オキサゾリン化合物である日本触媒(株)製のエポクロスWS700(商品名)、エポクロスW500(商品名)、エポクロスRPS−1005(商品名)及びエポクロスKシリーズ(商品名)を例示できる。
【0059】
「メラミン系化合物」として、例えば住友化学工業(株)製のスミテックスレジンM−6(商品名)、スミテックスレジンM−3(商品名)及びスミテックスレジンMC(商品名)、富士化成工業(株)製のデラミンT−100S(商品名)及びデラミンT−120(商品名)を例示できる。
「アジリジン系化合物」として、例えば、日本触媒(株)製のケミタイトPZ(商品名)、ケミタイトDZ(商品名)及びケミタイトOZ(商品名)を例示できる。
【0060】
「カルボジイミド系化合物」として、一般式:R1−N=C=N−R2(式中、R1及びR2は、水素原子、プロピル基、シクロヘキシル基又はp−トルオイル基を示す)で表される化合物等を例示できる。これらのカルボジイミド系化合物は親水性を付与した形に変性されたものが好ましく、添加時に水性媒体で希釈して使用することが好ましい。
「カルボジイミド系化合物」として、例えば、日清紡(株)製のカルボジライトV−02(商品名)、カルボジライトV−04(商品名)及びカルボジライトV−06(商品名)を例示できる。
【0061】
「金属キレート型化合物」として、例えば、酸化亜鉛、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム等の金属酸化物;亜鉛、マグネシウム、鉄、カルシウム、コバルト、銅、アルミニウム、モリブデン、バナジウム、錫、チタン等の各種金属元素のアセチルアセトン錯体等を例示できる。
「各種金属キレート型化合物」として、例えば、武生ファインケミカル(株)製のALCH(商品名)及びアルミキレートM(商品名)を例示できる。
【0062】
また、「酸基及び/又は水酸基に対して反応可能な官能基を分子中に二つ以上有する化合物」として、イソシアネート系化合物を用いることが好ましい。
上記イソシアネート系化合物として、例えば、下記の化合物を例示できる:
トルイレンジイソシアネート(TDI)、ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)等のジイソシアネート化合物;
これらのジイソシアネート化合物の2量体、3量体、それ以上の多量体であるポリイソシアネート化合物;
ポリイソシアネート化合物を変性した化合物。
【0063】
特に、上述のポリイソシアネート化合物をポリエチレングリコール等のノニオン性の親水基で変性した化合物が好ましい。親水性のセグメントによって変性されたポリイソシアネート化合物は、水分散性イソシアネートと呼ばれ、水性硬化剤として広く市販されている。
「イソシアネート系化合物」として、例えば、水分散性ポリイソシアネートである日本エヌエスシー(株)製のヨドゾールYL2(商品名)、日本ポリウレタン工業(株)製のアクアネートAQ100(商品名)及びアクアネートAQ200(商品名)を例示できる。
上述の硬化剤(D)は、単独で又は組み合わせて使用することができる。
【0064】
硬化剤(D)として、例えば、エポキシ系化合物、オキサゾリン系化合物、メラミン系化合物、アジリジン系化合物、カルボジイミド系化合物及び各種金属キレート型化合物から選択される少なくとも一種が用いられる場合、上述の水性接着剤は、一液型水性接着剤又は二液型水性接着剤として使用されることが好ましい。
また、硬化剤(D)として、例えば、イソシアネート系化合物が用いられる場合、上述の水性接着剤は、二液型水性接着剤として使用されることが好ましい。
【0065】
エマルジョン(A)、エマルジョン(B)及び樹脂(C)と硬化剤(D)の固形分の重量比、即ち(エマルジョン(A)+エマルジョン(B)+樹脂(C))/硬化剤(D)は、100/0.5〜100/30であることが好ましく、100/3〜100/30であることがより好ましく、100/5〜100/20であることが特に好ましい。
【0066】
本発明に係る水性接着剤は、必要に応じて充填剤、増量剤、粘着性付与剤、カップリング剤、可塑剤、界面活性剤、乳化剤、着色剤、防腐剤、防錆剤及び消泡剤等の各種添加剤を含んでもよい。これらの添加剤は、単独で又は組み合わせて使用することができる。
【0067】
充填剤及び増量剤は、特に限定されるものではないが、例えば、以下のものを例示できる:
重質炭酸カルシウム、コロイド軽質炭酸カルシウム、表面処理微粉炭酸カルシウム等の炭酸カルシウム;
タルク、クレー、雲母粉末、珪砂等のシリカ系充填剤;
炭酸マグネシウム、酸化アルミニウム等の無機系材料;
木粉、小麦粉、澱粉等の有機系材料。
【0068】
上述の澱粉として、例えば、下記のものを例示できる:
とうもろこしでんぷん、タピオカでんぷん、ばれいしょでんぷん、かんしょでんぷん、小麦でんぷん、米でんぷん等の天然でんぷん;及び
上述の天然でんぷんが加工されて得られる、エーテル化でんぷん、エステル化でんぷん、架橋でんぷん、グラフト化でんぷん、酸化でんぷん、酸分解でんぷん、デキストリン等の加工でんぷん。
【0069】
そのような澱粉として、市販のものを使用してよく、例えば、日本コーンスターチ(株)製のコーンスターチ(商品名)、日本エヌエスシー(株)製のタピオカスターチ(商品名)、日澱化学(株)製のパイオスターチLT(商品名)及びEXCELL DH(商品名)、日本コーンスターチ(株)製のサイズエース(商品名)を例示できる。
これらの充填剤及び増量剤は単独で又は組み合わせて使用することができる。
【0070】
粘着性付与剤は、特に限定されるものではないが、例えば、以下のものを例示することができる:
重合ロジン樹脂、ロジンエステル樹脂、水添ロジン樹脂等のロジン系樹脂;
テルペン樹脂、テルペンフェノール樹脂等のテルペン系樹脂;
クマロンインデン樹脂、C5系石油樹脂、C9系石油樹脂等の石油系樹脂;
フェノール樹脂、キシレン樹脂、ケトン樹脂等。
これらの粘着性付与剤は単独で又は組み合わせて使用することができる。
【0071】
カップリング剤は、特に限定されるものではないが、例えば、シランカップリング剤、チタンカップリング剤、アルミニウムカップリング剤等を例示することができる。
これらのカップリング剤は、単独で又は組み合わせて使用することができる。
【0072】
本発明の水性接着剤は、基材等に塗布して使用する。本発明に係る水性接着剤を、塗布するための装置は、用途及び作業性等を考慮して適宜選択すれば良く、特に限定されるものではないが、例えば、ロールスプレッダ(ロールコーター)、フローコーター、ナイフコーター、スプレー塗布機、櫛目ゴテ、刷毛等の各種塗布装置を例示することができる。
【0073】
本発明に係る水性接着剤は、主に「化粧材料(又は化粧シート被覆材料)」等の建材用(例えば、建築部材用や家具部材用)として好適に用いることができるが、用途がそれらに限定されるものではなく、本発明に係る水性接着剤を通常用いることができる用途、例えば、木工用、紙加工用、繊維加工用、一般用等として用いることができる。
【0074】
「化粧材料」は、本発明に係る水性接着剤を用いて、「基材」の表面に「化粧シート」をラミネートすることによって製造することができる。
「基材」は、特に限定されるものではないが、例えば、「基材」として、以下のものを例示できる:
ラワン合板等の合板、中繊維板(MDF)、パーティクルボード、無垢材、木質繊維板等の木質系材料;並びに
セメントボード、石膏ボード、軽量気泡コンクリート(ALC)等の無機系材料。
【0075】
「化粧シート」は、特に限定されるものではないが、「化粧シート」として、例えば、以下のものを例示できる:
硬質もしくは半硬質の塩化ビニル樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリエステル樹脂等のプラスチック材料シート;
木材をシート状に加工した突板;並びに
各種化粧印刷の施された化粧紙。
【0076】
「化粧材料」を製造する際、水性接着剤は、基材側に塗布しても良いし、化粧シート側に塗布しても良い。
更に本発明に係る水性接着剤は、異形断面を有する基材に化粧シートを貼り合わせるプロファイルラッピングに用いることができる。
【0077】
異形断面を有する化粧材料(又は異形断面を有する化粧シート被覆材料)の製造を行なうために、市販のプロフィールラミネーターを使用することができる。このプロフィールラミネーターとしては、(i)化粧シートを連続的に送り出す供給ロール、(ii)化粧シートに接着剤を塗布するコーター、(iii)塗布された接着剤を乾燥させる熱風乾燥機、(iv)一定の長さの基材を供給する基材供給機、(v)化粧シートを基材に被覆しながら曲面又は凹凸面に沿って圧着するロール、及び(vi)化粧シートを基材の長さに合わせて切断するカッター等を備えたものが好ましい。
【0078】
地球環境保護に優れ、粘着性能の安定的発現、作業性と耐久接着性の両立から選択される少なくとも一種が向上された本発明に係る水性接着剤を用いて製造されるので、得られた「化粧材料」、特には異形断面を有する化粧材料は、化粧シートによって適切に被覆された被覆材料と成り得る。
【0079】
【実施例】
以下、本発明を実施例および比較例により具体的かつ詳細に説明するが、これらの実施例は本発明の一態様にすぎず、本発明はこれらの例によって何ら制限されるものではない。また、実施例及び比較例において、重量部及び重量%は、特に記載しない限り、媒体(溶媒)を含まない部分を基準とする。
【0080】
(A)エチレン−酢酸ビニル共重合体系エマルジョンとして、下記のエマルジョンを用いた:
(a1)エチレン−酢酸ビニル共重合体エマルジョンである住友化学工業(株)製のスミカフレックス410(商品名);及び
(a2)エチレン−酢酸ビニル共重合体エマルジョンである住友化学工業(株)製のスミカフレックス455HQ(商品名)。
【0081】
(B)アニオン性ウレタン樹脂エマルジョンとして、
(b1)住化バイエルウレタン(株)製のディスパコールU54(商品名)を使用した。
(C)水溶性ウレタン樹脂として、
(c1)日本エヌエスシー(株)製のボンドマスターWSU01(商品名)を使用した。
【0082】
(D)硬化剤として、下記のものを使用した:
(d1)水分散性ポリイソシアネートである日本エヌエスシー(株)製のヨドゾールYL2(商品名);
(d2)水溶性オキサゾリン化合物である日本触媒(株)製のエポクロスWS700(商品名);及び
(d3)水溶性エポキシ化合物であるナガセケムテックス(株)製のデナコールEx614B(商品名)。
【0083】
後述する表1及び2に記載した量の上述の(a1)〜(d3)を用いて、実施例1〜4及び比較例1〜3の水性接着剤を作製した。必要であれば希釈し、また、適宜上述した添加剤等を加えて水性接着剤とした。尚、表1及び2に記載した(a1)〜(d3)の量は、重量部であり、媒体を含まない部分を基準とする。
【0084】
得られた水性接着剤の評価は、以下の様に行った。
試験片の作製
各水性接着剤について主剤と硬化剤を混合し、その混合物を化粧シート(凸版印刷(株)製のオレフィンシート)の上に、50μmの厚さとなるように塗布した。40℃の温風循環式乾燥機中で所定の乾燥時間(10秒間又は30秒間)乾燥させた後、直ぐに基材(ホクシン(株)製のMDFであるスターウッドL(商品名))に重ね合わせて、2回ハンドロールで圧締を行い、試験片を得た。
【0085】
1.初期セット性
試験片作製直後に化粧シートに幅25mmの切れ込みを入れた。この幅25mmの切れこみの先端に200gの錘を取りつけ、錘が化粧シートの面に対して垂直方向に吊り下がるように、化粧シートの面をほぼ水平に保持した。室温(23〜25℃)で、錘によって幅25mmの切れ込みが剥離し、その剥離した幅25mmの切れ込みの長さが10cmに達するまでの時間(以下「保持時間」ともいう)を計測した。保持時間が10秒以上であるものを合格とし、10秒未満のものを不合格とした。尚、試験は三回行い、保持時間としてその平均値を用いた。
尚、「初期セット性」の評価は、水性接着剤を用いて化粧シートを基材に貼り付けたときに、初期に生ずる水性接着剤の粘着性を評価するという意義を有する。
【0086】
2.常態ピール強度
試験片作製後、室温(23〜25℃)で、三日間養生した後、化粧シートに幅25mmの切れ込みを入れた。室温(23〜25℃)で、200mm/minの引張り速度で、180°剥離強度を測定した。剥離強度が、24.5N/25mm(2.5kg・f/25mm)以上であるものを合格とし、24.5N/25mm(2.5kg・f/25mm)未満であるものを不合格とした。尚、試験は三回行い、剥離強度としてその平均値を用いた。
尚、「常態ピール強度」の評価は、水性接着剤を用いて化粧シートを基材に貼り付けて、接着が定常常態となったときの、水性接着剤の接着力を評価するという意義を有する。
【0087】
3.耐熱クリープ性能
試験片作製後、室温(23〜25℃)で、三日間養生した後、化粧シートに幅25mmの切れ込みを入れた。この幅25mmの切れこみの先端に500gの錘を取りつけ、錘が化粧シートの面に対して垂直方向に吊り下がるように、化粧シートの面をほぼ水平に保持し、60℃の乾燥機中で、24時間保管した。錘によって幅25mmの切れ込みが剥離し、その剥離した幅25mmの切れ込みの長さ(以下「剥離長」ともいう)が5mm未満であるものを合格とし、5mm以上であるものを不合格とした。尚、試験は三回行い、剥離長としてその平均値を用いた。
尚「耐熱クリープ性能」の評価は、水性接着剤を用いて化粧シートを基材に貼り付けて、接着が定常常態となった後の、水性接着剤の接着力の耐熱性を評価するという意義を有する。
【0088】
4.作業条件幅
上述の1〜3の評価は、乾燥時間が10秒の場合と30秒の場合の両者が行われたが、いずれの場合においても合格であるものを適合とし、いずれか一方の乾燥時間の場合においても不合格となったものを不適合とした。
尚、「作業条件幅」の評価は、乾燥時間の長さが、粘着性及び接着力に与える影響を評価するという意義を有する。
以上の評価結果は、表1及び2に示した。
【0089】
【表1】
【0090】
【表2】
【0091】
実施例1〜4の水性接着剤は、初期セット性、常態ピール強度、耐熱クリープの評価において、いずれも10秒と30秒の乾燥時間の両方とも合格であった。従って、作業条件幅の評価は、実施例1〜4のいずれの水性接着剤も、適合であった。
【0092】
これに対し、比較例1〜3の水性接着剤は、初期セット性、常態ピール強度、耐熱クリープの評価において、10秒と30秒の乾燥時間の少なくともいずれか一方が不合格であった。従って、作業条件幅の評価は、比較例1〜3のいずれの水性接着剤も、全て不適合であった。
【0093】
【発明の効果】
本発明に係る水性接着剤は、エチレン−酢酸ビニル共重合体系エマルジョン(A)、アニオン性ウレタン樹脂エマルジョン(B)及び水溶性ウレタン樹脂(C)を含んで成り、エチレン−酢酸ビニル共重合体系エマルジョン(A)とアニオン性ウレタン樹脂エマルジョン(B)の総和の固形分100重量部当たり、水溶性ウレタン樹脂(C)を1〜50重量部含むので、地球環境保護等に優れる水性接着剤であって、従来の水性接着剤と比較して、粘着性能の安定的発現、作業性と耐久接着性の両立から選択される少なくとも一種が向上される。
【0094】
上述した、本発明に係る水性接着剤は、化粧シート被覆材料の製造に好ましく使用することができ、特に、異形断面を有する化粧シート被覆材料の製造に好ましく用いることができる。
Claims (7)
- エチレン−酢酸ビニル共重合体系エマルジョン(A)、アニオン性ウレタン樹脂エマルジョン(B)及び水溶性ウレタン樹脂(C)を含んで成り、
エチレン−酢酸ビニル共重合体系エマルジョン(A)とアニオン性ウレタン樹脂エマルジョン(B)の総和の固形分100重量部当たり、水溶性ウレタン樹脂(C)を1〜50重量部含む水性接着剤。 - 水溶性ウレタン樹脂(C)は、水溶性ポリオールを主原料として得られることを特徴とする請求項1記載の水性接着剤。
- 請求項1又は2記載のエチレン−酢酸ビニル共重合体系エマルジョン(A)、アニオン性ウレタン樹脂エマルジョン(B)及び水溶性ウレタン樹脂(C)を含んで成る水性接着剤を主剤とし、
硬化剤(D)が、更に配合される水性接着剤であって、
硬化剤(D)は、酸基及び/又は水酸基に対して反応可能な官能基を分子中に二つ以上有する化合物であることを特徴とする水性接着剤。 - 硬化剤(D)は、エポキシ系化合物、オキサゾリン系化合物、メラミン系化合物、アジリジン系化合物、カルボジイミド系化合物及び金属キレート型化合物から選択される少なくとも一種であり、一液型水性接着剤又は二液型水性接着剤として使用されることを特徴とする請求項3記載の水性接着剤。
- 硬化剤(D)は、イソシアネート系化合物であり、二液型水性接着剤として使用されることを特徴とする請求項3記載の水性接着剤。
- 化粧シート被覆材料の製造に用いられることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の水性接着剤。
- 異形断面を有する化粧シート被覆材料の製造に用いられることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の水性接着剤。
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