JP2005239981A - ゴム系接着剤組成物 - Google Patents

Abstract

【課題】 乾燥に適度な時間がかかり接着作業が行ないやすいゴム系接着剤組成物を提供する。
【解決手段】 ゴム系エラストマー１００重量部に対して、粘着付与剤１０〜１００重量部と、脂環式炭化水素系溶媒と、エステル系溶媒又は／及びケトン系溶媒とを含有する。脂環式炭化水素系溶媒とエステル系溶媒又は／及びケトン系溶媒との配合比率を５５：４５〜９０：１０にする。比較的乾燥しにくい脂環式炭化水素系溶媒と、ゴム系エラストマーを溶解しやすいエステル系溶媒又は／及びケトン系溶媒とを混合溶媒として用いることができる。乾燥に適度な時間がかかって貼り合わせ可能時間や塗布可能時間を充分に確保することができる。
【選択図】 なし

Description

本発明は、クロロプレンゴムを主成分とするゴム系接着剤組成物に関し、特に、建築物（ビルやマンションあるいは工場など）の屋上やベランダ等に敷設するエチレンプロピレンジエン（ＥＰＤＭ）加硫ゴムの防水シートに好適に使用される接着剤であり、揮発性有機化合物（ＶＯＣ）規制に係わる芳香族系の溶媒を含有せず、接着性を一層向上させたゴム系接着剤組成物に関するものである。

従来より、ＥＰＤＭ加硫ゴム製の防水シート用の接着剤には、ゴム系エラストマーであるブチルゴムやクロロプレンゴムが使用されている。ブチルゴムを用いた接着剤は、ＥＰＤＭ加硫ゴム製の防水シートに対する接着性及びその耐水性は良好であるが、常態及び熱時（高温時）での凝集力が低いために、防水シート同士の接合部にのみ使用されることが主流である。一方、クロロプレンゴムを用いた接着剤は、常態及び熱時での凝集力が良好であり、接着固定性が高いことから下地（コンクリート等）と防水シートとの接着剤として広く使用されている。また、クロロプレンゴムを用いた接着剤の主溶媒としては、クロロプレンゴムを溶解し、且つＥＰＤＭ加硫ゴム製の防水シートに対しても濡れ性及び浸透膨潤性の良いトルエンが安価な点も含めて最も多く使用されている。

しかし、環境省の法制化におけるＶＯＣ規制対策により、芳香族系の溶媒や添加剤を含む組成物、すなわち、トルエンやキシレンなどの溶媒及びフタル酸系の可塑剤等の配合組成が困難となり、その対応組成物が市場より要求されてきた。

そこで、特許文献１にはトルエンを含まない有機溶媒を用いたクロロプレンゴム系接着剤組成物が提案されているが、この接着剤組成物は屋内での使用を想定しているので、太陽光などの影響で屋内よりも比較的早く溶媒が乾燥する屋外で使用すると、溶媒の乾燥が早期に生じて貼り合わせ可能時間や塗布可能時間が充分に確保することができず、接着作業が行ないにくくなるという問題があった。
特開２００３−２２６８５２号公報

本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、乾燥に適度な時間がかかり接着作業が行ないやすいゴム系接着剤組成物を提供することを目的とするものである。

本発明のゴム系接着剤組成物は、ゴム系エラストマー１００重量部に対して、粘着付与剤１０〜１００重量部と、脂環式炭化水素系溶媒と、エステル系溶媒又は／及びケトン系溶媒とを含有し、脂環式炭化水素系溶媒とエステル系溶媒又は／及びケトン系溶媒との配合比率を５５：４５〜９０：１０にして成ることを特徴とするものである。

本発明にあっては、脂環式炭化水素系溶媒としてエチルシクロヘキサンとジメチルシクロヘキサンの少なくとも一方を用いることができる。

本発明では、脂環式炭化水素系溶媒とエステル系溶媒又は／及びケトン系溶媒とを５５：４５〜９０：１０の比率で配合することにより、比較的乾燥しにくい脂環式炭化水素系溶媒と、ゴム系エラストマーを溶解しやすいエステル系溶媒又は／及びケトン系溶媒とを混合溶媒として用いることができ、トルエンやキシレンに比べて溶媒のゴム系エラストマーの溶解性を損なうことなく乾燥性もほぼ同等にすることができ、しかも乾燥に適度な時間がかかって貼り合わせ可能時間や塗布可能時間を充分に確保することができ、接着作業が行ないやすくなるものである。

また、特に、脂環式炭化水素系溶媒としてエチルシクロヘキサンとジメチルシクロヘキサンの少なくとも一方を用いることによって、メチルシクロヘキサンを溶媒として用いる場合に比べて、溶媒がより乾燥しにくくなって塗布作業性を向上させることができるものである。

以下、本発明を実施するための最良の形態を説明する。

被着体がＥＰＤＭ加硫ゴム製の防水シートである場合、化学的な結合接着は容易ではなく、やや粘着接着的要素が高い接着剤組成物を用いるのが好ましい。従って、本発明のゴム系エラストマーとしては、結晶化速度が中庸以下のタイプのクロロプレンゴムを用いるのが好ましい。また、ＥＰＤＭ加硫ゴム製の防水シートの組成などに対応して接着性を改善するために、ゴム系エラストマーとして酸変性タイプのクロロプレンゴムを単独で用いたり、あるいは酸変性タイプのクロロプレンゴムを無変性タイプのクロロプレンゴムと任意量混合したものを用いたりすることができる。さらに、ブチルゴム、ハロゲン化ブチルゴム、ポリイソブチレンあるいはそのハロゲン変性タイプのエラストマーをそれぞれ単独であるいは複数種組み合わせてクロロプレンゴム１００重量部に対して５〜４０重量部配合することによって、ゴム系エラストマーとして用いることもできる。本発明では、クロロプレンゴムの溶解性が良いトルエンやキシレンなどの芳香族系溶媒を使用せず、クロロプレンゴムの溶解性が低い貧溶媒の脂環式炭化水素系溶媒を使用しているために、ＥＰＤＭ加硫ゴム製の防水シートなどへの接着性（濡れ性や膨潤性など）が低下する場合があるが、上記のようにゴム系エラストマーのブレンドなどの措置を講じることにより、接着性、塗布性、粘着性及び貯蔵安定性などを改善することができる。

粘着付与剤は本発明のゴム系接着剤組成物の接着効果を高めるために、凝集力向上と共に粘着力を付与する目的で配合される樹脂であって、この粘着付与剤としてはアルキルフェノール樹脂、テルペンフェノール系樹脂、ロジン変性樹脂、石油系炭化水素樹脂、クマロンインデン樹脂などをそれぞれ単独であるいは複数組み合わせて用いることができる。

本発明では溶媒として、脂環式炭化水素系溶媒と、エステル系溶媒とケトン系溶媒の少なくとも一方（片方あるいは両方）とを含有する混合溶媒を用いる。脂環式炭化水素系溶媒としてはシクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、ジメチルシクロヘキサン、エチルシクロヘキサン、プロピルシクロヘキサン、メチルエチルシクロヘキサン、トリメチルシクロヘキサンなどをそれぞれ単独であるいは複数組み合わせて用いることができるが、これらの中でもメチルシクロヘキサン（沸点約１００℃）よりも沸点が高くて乾燥がやや遅いエチルシクロヘキサン（沸点約１３４℃）やエチルシクロヘキサンとジメチルシクロヘキサン（沸点約１３２℃）の混合溶媒を用いるのが好ましく、これにより、本発明のゴム系接着剤組成物の乾燥時間を適度なものに調整しやすくなるものである。

エステル系溶媒としては酢酸エチルや酢酸ブチルなどをそれぞれ単独であるいは複数組み合わせて用いることができる。また、ケトン系溶媒としてはメチルエチルケトン、アセトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノンなどをそれぞれ単独であるいは複数組み合わせて用いることができる。これらのエステル系溶媒やケトン系溶媒は、芳香族系や塩素系の溶媒以外にクロロプレンゴムなどのゴム系エラストマーの溶解を促進する極性溶媒である。

本発明において、脂環式炭化水素系溶媒と、エステル系溶媒とケトン系溶媒の少なくとも一方との配合比率は重量比で、脂環式炭化水素系溶媒：エステル系溶媒とケトン系溶媒の少なくとも一方の溶媒＝５５：４５〜９０：１０にする。全溶媒中に占める脂環式炭化水素系溶媒の配合比率が５５重量％未満となると、相対的にエステル系溶媒やケトン系溶媒の配合比率が４５重量％よりも多くなり、脂環式炭化水素系溶媒よりも沸点の低いエステル系溶媒やケトン系溶媒が主体となるものであり、これにより、本発明のゴム系接着剤組成物（の溶媒）の乾燥が速くなって本発明の効果が得られなくなる。特に、夏季において屋外で本発明を使用する場合、従来のゴム系接着剤組成物で溶媒として使用されているトルエンの沸点（約１１０℃）よりも低い沸点のエステル系溶媒やケトン系溶媒の配合比率が多くなると、揮発が早くて塗布作業性が著しく低下し、ゴム系接着剤組成物の塗布や貼り合わせ不可能などの施工上の大きな問題が生じることがある。また、全溶媒中に占める脂環式炭化水素系溶媒の配合比率が９０重量％よりも多くなると、相対的にエステル系溶媒やケトン系溶媒の配合比率が１０重量％よりも少なくなり、ゴム系エラストマーの貧溶媒である脂環式炭化水素系溶媒が多くなり過ぎるものであり、これにより、ゴム系エラストマーの溶解性や貯蔵安定性などが低下することがある。エステル系溶媒とケトン系溶媒との配合比率は任意でよい。

本発明では脂環式炭化水素系溶媒、エステル系溶媒、ケトン系溶媒以外に、必要に応じて、低沸点炭化水素系溶媒として脂肪族炭化水素系溶媒あるいは工業用ガソリンなどをそれぞれ単独あるいは組み合わせて用いることができる。この脂肪族炭化水素系溶媒は気温や季節に応じて乾燥速度の調整のために配合されるものであり、例えば、気温が低くて上記の混合溶媒では乾燥速度が遅くなりすぎる場合などに乾燥速度を速める目的で用いることができる。脂肪族炭化水素系溶媒としては具体的にはノルマルペンタンやノルマルヘキサンなどを用いることができる。低沸点炭化水素系溶媒の配合量はゴム系エラストマー１００重量部に対して３０重量部以下にするのが好ましい。

また、本発明では公知の常法通り、必要に応じて、可塑剤、金属酸化物、無機補強充填材、老化防止剤などを使用することができる。可塑剤としてはアジピン酸系、アゼライン酸系及びセバシン酸系のものを用いることができ、また、可塑剤の配合量はゴム系エラストマー１００重量部に対して３０重量部以下にするのが好ましい。これよりも可塑剤の配合量が多くなると、ゴム系接着剤組成物が極端に軟化し、また接着剤塗膜表面にブルームして接着阻害を起す可能性がある。金属酸化物としては酸化マグネシウムや酸化亜鉛などを例示することができる。老化防止剤としては２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−メチルフェノールなどを例示することができる。

そして、本発明のゴム系接着剤組成物は、ゴム系エラストマー１００重量部に対して、粘着付与剤１０〜１００重量部と、脂環式炭化水素系溶媒とエステル系溶媒又は／及びケトン系溶媒の混合溶媒とを配合することによって調製することができる。ここで、ゴム系エラストマー１００重量部に対して粘着付与剤の配合量が１０重量部未満であると、凝集力向上や接着力付与の効果が少なくなり、逆に、ゴム系エラストマー１００重量部に対して粘着付与剤の配合量が１００重量部よりも多くなると、ゴム系接着剤組成物の皮膜の弾性が損なわれて硬くなり、接着作業（貼り合わせ作業）に支障を来す恐れがあり、いずれの場合も好ましくない。また、脂環式炭化水素系溶媒とエステル系溶媒又は／及びケトン系溶媒の混合溶媒の配合量は、塗布作業の行ないやすい粘度や塗布作業時の気温などに応じて適宜調整可能であるが、例えば、脂環式炭化水素系溶媒とエステル系溶媒又は／及びケトン系溶媒の混合溶媒は、固形分が１５〜３５％になる配合が好ましい。

本発明のゴム系接着剤組成物はトルエンやキシレンなどの芳香族系溶媒を使用しないので、環境への影響が少ない環境対応型の接着剤であるが、上記のような組成にすることにより、芳香族系溶媒を使用しないことによる弊害、例えば、作業性、溶解性、接着性、貯蔵安定性などの低下を生じさせないようにすることができるものである。

以下本発明を実施例によって具体的に説明する。尚、本発明が実施例のみに限定されないのはいうまでもない。

表１に示す配合割合に従って、各成分を配合してゴム系接着剤組成物を調製した。この時、溶媒以外の成分をロール又はニーダーにて混練した後、これを溶媒に溶解するようにした。

上記のようにして得られた実施例１〜８及び比較例１〜４、参考例のゴム系接着剤組成物について、以下の測定・試験を行なった。
（１）粘度
ブルックフィールド回転粘度計（ＢＭ型）にてローターＮＯ．２、１２ｒｐｍ、温度３０℃の条件で測定した。
（２）相分離性
室温で１ヶ月間の放置後、目視で確認した。
（３）低温貯蔵安定性
７日間保持しても固化しない温度を測定した。
（４）タック時間
屋外（気温は２０℃）での接着の貼り合わせ作業の可能時間（通常は３０分以上が必要）を測定した。
（５）塗布作業性
ローラー刷毛で塗布作業を行なって、ローラー刷毛を４回以上往復塗布が可能なものに○を、ローラー刷毛の往復塗布が３回のものに△を、ローラー刷毛の往復塗布が３回未満のものに×をそれぞれ付した。
（６）接着力
スレート下地にクロロプレン系プライマーを塗布乾燥後、実施例１〜８及び比較例１〜４、参考例のゴム系接着剤組成物をスレート下地側に０．２５ｋｇ／ｍ^２、ＥＰＤＭ加硫ゴム製の防水シート側に０．１５ｋｇ／ｍ^２塗布して乾燥し、この後、両者を貼り合わせた。そして、剥離速度２００ｍｍ／ｍｉｎの１８０°剥離試験にて接着力を測定した。この接着力の測定は、接着直後の初期状態と、接着直後から４０℃の空気中で７日保持した後と、接着直後から４０℃の温水中で７日保持した後との三条件で測定した。

上記（１）〜（６）の結果を表１に示す。

表１から明らかなように、実施例１〜８は比較例１、２と対比するとタック時間が長くなり、比較例４と対比すると塗布作業性が良好であった。従って、実施例１〜８は貼り合わせ可能時間や塗布可能時間を充分に確保することができて接着作業が行ないやすかった。また、実施例１〜６、８は実施例７と対比すると塗布作業性がさらに良好であり、脂環式炭化水素系溶媒としてメチルシクロヘキサンを用いる場合に比べて、エチルシクロヘキサンやジメチルシクロヘキサンを用いることによって、塗布作業性を向上させることができた。尚、比較例３はクロロプレンゴムなどが難溶解となって、接着剤組成物として使用することができなかった。また、実施例１〜８は芳香族炭化水素系溶媒を用いた参考例と対比してもほぼ同等の性能を有していた。

Claims (2)

1. ゴム系エラストマー１００重量部に対して、粘着付与剤１０〜１００重量部と、脂環式炭化水素系溶媒と、エステル系溶媒又は／及びケトン系溶媒とを含有し、脂環式炭化水素系溶媒とエステル系溶媒又は／及びケトン系溶媒との配合比率を５５：４５〜９０：１０にして成ることを特徴とするゴム系接着剤組成物。
2. 脂環式炭化水素系溶媒としてエチルシクロヘキサンとジメチルシクロヘキサンの少なくとも一方を用いて成ることを特徴とする請求項１に記載のゴム系接着剤組成物。