JP2005133004A

JP2005133004A - 水系接着剤

Info

Publication number: JP2005133004A
Application number: JP2003372316A
Authority: JP
Inventors: Yasushi Yamauchi; 康司山内
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 2003-10-31
Filing date: 2003-10-31
Publication date: 2005-05-26

Abstract

【課題】クロロプレンラテックスを用いた水系接着剤であって、常態接着力及び耐湿熱接着力に優れた水系接着剤を提供する。
【解決手段】クロロプレンラテックス及びシランカップリング剤を含有する水系接着剤であって、前記クロロプレンラテックスが分子内にカルボキシル基を有し、前記クロロプレンラテックスのＰＨが２〜９であり、前記シランカップリング剤が、エポキシシラン、メルカプトシラン、エポキシシラン水溶液、及び、ＰＨが６以下のアミノシラン水溶液から選ばれる少なくとも１種である水系接着剤、好ましくはシランカップリング剤の添加量が、クロロプレンラテックス１００重量部に対して、有効成分として０．１〜１重量部である水系接着剤。
【選択図】なし

Description

本発明は、水系接着剤に関し、詳しくは、建材や家具等の接着用に用いられ、高温、高湿度に曝された後の接着力（以下、耐湿熱接着力という）に優れた水系接着剤に関する。

従来より、クロロプレン接着剤は、様々な基材への接着性、硬化被膜の柔軟性、コンタクト接着性等に優れることから、建材や家具用途を中心に普及している。従来は、トルエン、メチルエチルケトン等を用いる溶剤系接着剤が主であったが、近年は、環境問題から無溶剤系、水系接着剤の開発が進んでおり、クロロプレン接着剤も水系接着剤への代替が進んでいる。

このため、カルボキシル基を有するクロロプレンラテックスを用いた水系クロロプレン接着剤等が、建材や家具等の用途で使用されてきている。例えば、カルボキシル基又は水酸基を有する水分散性エマルジョンとアセチルアセトン金属塩との混合物を主成分とする接着剤が提案され（例えば、特許文献１参照）、耐熱接着力が優れるとされている。

しかしながら、従来の水系クロロプレン接着剤では、表面を有機塗装処理された鋼板（以下、有機塗装鋼板という）等に対する耐湿熱接着力は十分ではなく、高温、高湿度で且つ応力のかかる箇所では経時で剥離する等の問題があった。

また、接着力を上げるために、従来から、粘着付与剤等を添加し粘着的に強度を上げる方法等が知られているが、これらの方法でもなお十分に耐湿熱接着力を上げることはできなかった。

特開平３−２２９７８４号公報（特許請求の範囲、第３頁左上欄等）

本発明は、上記現状に鑑み、クロロプレンラテックスを用いた水系接着剤であって、常態接着力及び耐湿熱接着力に優れた水系接着剤を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために請求項１記載の発明は、クロロプレンラテックス及びシランカップリング剤を含有する水系接着剤であって、前記クロロプレンラテックスが分子内にカルボキシル基を有し、前記クロロプレンラテックスのＰＨが２〜９であり、前記シランカップリング剤が、エポキシシラン、メルカプトシラン、エポキシシラン水溶液、及び、ＰＨが６以下のアミノシラン水溶液から選ばれる少なくとも１種である水系接着剤を提供する。

また、請求項２記載の発明は、シランカップリング剤の添加量が、クロロプレンラテックス１００重量部に対して、有効成分として０．１〜１重量部である請求項１記載の水系接着剤を提供する。

以下、本発明の詳細を説明する。
本発明の水系接着剤は、クロロプレンラテックス及びシランカップリング剤を含有するものである。

本発明で用いられるクロロプレンラテックスは、水系媒体中にクロロプレン重合体を含んでいるものであり、上記クロロプレン重合体は、クロロプレンの単独重合体又はクロロプレンと共重合可能な他の単量体の１種以上とを共重合して得られる共重合体である。

上記クロロプレンラテックスを得るには、一般的に、水性乳化液中でラジカル重合する方法が、工業的に行われており、本発明で用いられるクロロプレンラテックスも同様な方法で製造できる。

本発明の水系接着剤は、上記クロロプレンラテックスが分子内にカルボキシル基を有し、上記クロロプレンラテックスのＰＨが２〜９であることが必要である。

上記クロロプレンラテックスが分子内にカルボキシル基を有するものとするには、例えば、クロロプレンと不飽和カルボン酸の１種以上とを共重合する方法等により得られる。

上記不飽和カルボン酸としては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、イタコン酸、無水マレイン酸等が挙げられる。

また、上記クロロプレンラテックスは、ＰＨが２〜９であることが必要である。ＰＨが２未満であると、金属の腐食を発生させることがあり、ＰＨが９を超えると、ＰＨ６以下のシランカップリング剤を添加した際にゲル化してしまうことがある。

分子内にカルボキシル基を有し、ＰＨが２〜９であるクロロプレンラテックスとしては、市販の製品を使用することができる。市販の製品としては、例えば、東ソー（株）社製「ＧＦＬ−８９０」、「ＧＦＬ−２８０」、電気化学工業（株）社製「ＬＣ−５０１」等を挙げることができる。
これらクロロプレンラテックスは単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。

本発明の水系接着剤には、シランカップリング剤が含まれている。シランカップリング剤を添加することにより、本発明の水系接着剤は有機塗装鋼板等に対する濡れ性が改善し、常態接着力及び耐湿熱接着力が向上するものと考えられる。

本発明に用いられるシランカップリング剤は、エポキシシラン、メルカプトシラン、エポキシシラン水溶液、及び、ＰＨが６以下のアミノシラン水溶液から選ばれる少なくとも１種であることが必要である。本発明の水系接着剤では、分子内にカルボキシル基を有するクロロプレンラテックスを用いているので、これらのシランカップリング剤を用いると、ゲルを発生せず、安定した水系接着剤を得ることができる。

上記シランカップリング剤の添加量は、クロロプレンラテックス１００重量部に対して、有効成分として０．１〜１重量部であることが好ましい。０．１重量部未満では、有機塗装鋼板等に対する常態接着力及び耐湿熱接着力を向上させる効果が十分ではなく、１重量部を超えると、逆に耐湿接着力が悪くなることがある。

上記シランカップリング剤としては、市販の製品を使用することができる。

エポキシシランとしては、例えば、チッソ（株）社製「Ｓ５１０」、「Ｓ５２０」、「Ｓ５３０」等が挙げられる。

メルカプトシランとしては、例えば、チッソ（株）社製「Ｓ８１０」等が挙げられる。

エポキシシラン水溶液としては、例えば、ＤｅｇｕｓｓａＡＧ社製「ＨＳ２９２６」等が挙げられる。

アミノシランはアミノ基により強アルカリ性を示すため、ＰＨを６以下に調整した水溶液タイプであることが必要である。アミノシラン単体やＰＨが６を超える水溶液を用いた場合は、クロロプレンラテックスがゲル化を起こしてしまうことがある。
ＰＨが６以下のアミノシラン水溶液としては、例えば、ＤｅｇｕｓｓａＡＧ社製「ＨＳ２９０９」等が挙げられる。

これらのシランカップリング剤は単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。

本発明において、上記シランカップリング剤を使用する際には、シランカップリング剤は水中で加水分解しやすいため、接着剤を使用する直前に混合するか、接着剤を製造後短期間で使用することが望ましい。

本発明の水系接着剤は、必要に応じて以下の化合物を添加することができる。例えば、架橋剤、充填剤、粘着付与剤、酸化防止剤、老化防止剤、防カビ剤、着色剤、増粘剤、消泡剤、難燃剤、香料等が挙げられる。

本発明は、上述の構成よりなるので、常態接着力及び耐湿熱接着力に優れた水系接着剤を得ることが可能となった。

以下、実施例を挙げて本発明をより詳しく説明する。なお、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。

（実施例１）
クロロプレンラテックスとして東ソー（株）社製「ＧＦＬ−２８０」（分子内にカルボキシル基含有、ＰＨが２．１〜６．０）１００重量部に、シランカップリング剤としてエポキシシランであるチッソ（株）社製「Ｓ５１０」０．５重量部、粘着付与剤として荒川化学工業（株）社製「Ｅ−１００」５０重量部、架橋剤として水性亜鉛華である大崎工業（株）社製「ＡＺ−ＳＷ」０．５重量部を配合し、ミキサーにて混合して、固形分５５重量％の水系接着剤を得た。

（実施例２）
シランカップリング剤としてエポキシシランであるチッソ（株）社製「Ｓ５１０」０．５重量部の代わりにメルカプトシランであるチッソ（株）社製「Ｓ８１０」０．５重量部を用いたこと以外は実施例１と同様にして、水系接着剤を得た。

（実施例３）
シランカップリング剤としてエポキシシランであるチッソ（株）社製「Ｓ５１０」０．５重量部の代わりにＰＨが４〜６のアミノシラン水溶液であるＤｅｇｕｓｓａＡＧ社製「ＨＳ２９０９」０．８重量部（有効成分として０．４８重量部）を用いたこと以外は実施例１と同様にして、水系接着剤を得た。

（実施例４）
シランカップリング剤としてエポキシシランであるチッソ（株）社製「Ｓ５１０」０．５重量部の代わりにエポキシシラン水溶液であるＤｅｇｕｓｓａＡＧ社製「ＨＳ２９２６」１．２５重量部（有効成分として０．５重量部）を用いたこと以外は実施例１と同様にして、水系接着剤を得た。

（比較例１）
シランカップリング剤を用いないこと以外は実施例１と同様にして、水系接着剤を得た。

（比較例２）
シランカップリング剤としてエポキシシランであるチッソ（株）社製「Ｓ５１０」０．５重量部の代わりに水溶液でないアミノシランであるチッソ（株）社製「Ｓ３２０」０．５重量部を用いたこと以外は実施例１と同様にして、水系接着剤を得た。

（比較例３）
シランカップリング剤としてエポキシシランであるチッソ（株）社製「Ｓ５１０」０．５重量部の代わりにＰＨが１１〜１２のアミノシラン水溶液である信越化学工業（株）社製「ＫＢＰ−９０」１．６重量部（有効成分として０．５１２重量部）を用いたこと以外は実施例１と同様にして、水系接着剤を得た。

これら得られた水系接着剤について、以下の試験方法により物性を評価した。

（試験片の作製）
メラミン板及びエポキシ塗装を施した鋼板に、得られた水系接着剤を両面スプレー塗布（片面ｗｅｔ８０ｇ／ｍ² ）し、１２０℃で３分間乾燥後、直ちに圧着し、温度２３℃、相対湿度５０％の条件下にて４８時間養生して試験片を得た。

（１）常態接着力
得られた試験片について、引っ張り速度１０ｍｍ／分にて平面引っ張り試験を実施した。最大引っ張り強度についての結果を表１に示した。

（２）耐湿熱接着力
得られた試験片を、更に、温度４５℃、相対湿度９５％の条件下に４８時間置き、取り出し後直ちに、引っ張り速度１０ｍｍ／分にて平面引っ張り試験を実施した。最大引っ張り強度についての結果を表１に示した。

表１より、本発明の水系接着剤は、常態接着力、耐湿熱接着力ともに優れていることがわかる。

本発明によれば、常態接着力及び耐湿熱接着力に優れた水系接着剤を提供することができ、建材や家具等の接着用に用いることができる。

Claims

クロロプレンラテックス及びシランカップリング剤を含有する水系接着剤であって、
前記クロロプレンラテックスが分子内にカルボキシル基を有し、前記クロロプレンラテックスのＰＨが２〜９であり、
前記シランカップリング剤が、エポキシシラン、メルカプトシラン、エポキシシラン水溶液、及び、ＰＨが６以下のアミノシラン水溶液から選ばれる少なくとも１種であることを特徴とする水系接着剤。
シランカップリング剤の添加量が、クロロプレンラテックス１００重量部に対して、有効成分として０．１〜１重量部であることを特徴とする請求項１記載の水系接着剤。