JP2005281406A - 接着方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ゴム系溶剤型接着剤は各種の被着体に対する密着性が高く、初期接着力、作業性などに優れるため広く使用されてきたが、防災管理が煩雑になること、揮発溶剤による環境汚染があること、などが問題になっている。
このため、水系で初期接着力の優れたものが要望されているが、水系接着剤では塗布された接着剤層の乾燥が遅いために初期接着力が得られにくく、まだ期待されるような性能を持つものの開発に至っていない。
【解決手段】本発明では、特定ｐＨ域のアニオン系クロロプレンゴムラテックスを主成分とする接着剤組成物を、異なる被着体の両面に塗布したのち、湿潤状態、好ましくは残存揮発分が３０％以上の湿潤状態において被着体同士を接合することにより、初期接着力の得られる接着方法が得られた。
本発明に係わる接着剤組成物を使用すれば、例えば、建材を下地に接着する施工作業などの際に、速やかな施工を行うことができる。
【選択図】なし。

Description

本発明は水系の接着剤組成物を使用する接着方法、詳しくは、特定ｐＨ域に調整されたアニオン系クロロプレンゴムラテックスを主成分とする接着剤組成物を使用したもので、初期接着力、高いコンタクト率（接着面積）が優れ、各種被着体の接着、建材の施工などに利用できる接着方法に関するものである。

従来、例えば、建築物の下地に内装用の建材等、例えば化粧合板、化粧不燃板、などの各種の建材などを施工する場合には、接着剤と両面テープとを併用する施工法、コンタクト型のゴム系溶剤形接着剤を両面塗布して接着する施工法が採用されてきた。
しかしながら前者では両面テープに１ｍｍ厚程度の厚手のものが使用されるために仕上がり寸法が狂う、両面テープの粘着力に限度があることから、反りやすい材質、寸法変化の大きい材質などでは接着剤の接着力が発現するまでに建材が動いて所定仕上がりを確保できないなどの問題があつた。
また、後者では、周知のように溶剤の揮発にともなう防災上の問題や作業環境、仕上がり環境を汚染してシツクハウスの原因になるという問題が残されていた。

ゴム系溶剤形接着剤の溶媒を水に代替したゴム系ラテックス形接着剤の提案もなされているが、水の蒸発速度が遅いことに起因する作業性の悪さにより、実用レベルに達していない。このため、特開平４−２９８５３６号や特開平１１−２８６６６８号のように、クロロプレンラテックス（以下ＣＲと略称する）にアクリル樹脂エマルジョンや両性化合物を添加してなる水系接着剤が提案されている。しかし、この種のタイプは吸水性の高い多孔質なフォーム被着体用にスプレー塗布用に開発されたものであつて、建材同士のように硬質材料同士の接着を想定していない点、建材の施工用としては低粘度であるために塗布時のタレや吸い込みが発生し使用できない点、スプレー塗布では多量のスプレーミストが発生して作業環境が逆に低下するために、接着作業や建材の施工等に適合しないものであつた。

特開平 ４−２９８５３６号公報 特開平１１−２８６６６８号公報

本発明の目的は、特定ｐＨ領域に調整されたクロロプレンゴムラテックスを主成分とする水性の接着剤組成物により、ゴム系溶剤型接着剤の溶剤に係わる問題を解決するとともに、致命的な問題である乾燥性を改善することにより、各種の被着体の接着や建材の施工などを手際よく簡便にできる接着方法を提供することにある。

本発明になる接着方法は、ｐＨが７．５〜９．５に調整されたアニオン系クロロプレンゴムラテックス（以下ＡＣＲと略称する）を主成分とする接着剤組成物を使用することにより、該ＡＣＲが短時間の空気接触により乳化破壊して接着力の発現に至らしめ、水系の接着剤を使用しながら、湿潤状態での接着であつても画期的な初期接着力を確保することが可能であり、しかも高いコンタクト率（接着面積）を得ることを可能ならしめたものである。

本発明になる接着方法において使用される接着剤組成物は、塗布された接着剤組成物が湿潤状態で被着体同士を重ねる接着工法を採用することにより、片面塗布或いは両面塗布を問わず、通常のコンタクト型接着剤では得られない高いコンタクト率（接着面積）が得られるため、信頼性の高い接着作業が確保され、各種の建材等の施工や、各種被着体などの接着に貢献できる。
しかも、水系で溶剤を含有しないことから、接着時、施工時は勿論のこと、接着後、施工後において、室内に溶剤が残留しないためにＶＯＣ問題が解消する。

以下、本発明について詳細に説明する。
本発明に係わる接着剤組成物は、ｐＨが７．５〜９．５に調整されたＡＣＲを主成分とするものであつて、該ＡＣＲが短時間の空気接触により乳化破壊して接着力の発現に至ることを特徴とするものである。

ＡＣＲを得るには、水性乳化液中でラジカル重合する公知の方法が一般的に採用され、乳化剤として、例えば、ロジン酸塩、脂肪酸塩、アルキルスルホン酸塩、アルキル硫酸塩、ラウリル硫酸塩などのアニオン系乳化剤、ノニオン系乳化剤、カチオン系乳化剤、ポリビニルアルコールなどの水溶性高分子などが使用される。
なかでも不均化、二量化、水添化などの重合ロジンのカリウム、ナトリウム若しくはアンモニウム塩などのロジン酸塩を乳化剤として合成されたものが、他の乳化剤に比べて保存安定性と乳化破壊のバランスが優れるため使用に適している。

ｐＨ調整剤には、添加するクロロプレンラテックスとの混和性などを確認しながら一般的な無機酸、有機酸などの酸性物質及びその塩類、アミノ酸などの両性塩類のほか、ｐＨが１０以下の樹脂エマルジョン、ラテツクス類を使用することができる。
具体例として、有機酸として酢酸、ギ酸、グリコール酸、クエン酸、マレイン酸、フマル酸、フタル酸、乳酸、酪酸、コハク酸、シュウ酸、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸など、無機酸としてホウ酸、リン酸、硫酸など、有機酸、無機酸とナトリュウム、カリウム、アンモニア、エタノールアミンなどとの塩類、アミノ酸としてはグリシン、アスパラギン、アスパラギン酸、アラニン、フェニルアラニン、グルタミン、グルタミン酸などが挙げられる。
ｐＨ１０以下の樹脂エマルジョンとしては、スチレン、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステル、酢酸ビニル等のビニルエステル類の（共）重合体エマルジョン、スチレン・ブタジエン共重合体、メタクリル酸エステル・ブタジエン共重合体、イソプレンラテックス、アクリロニトリル・ブタジエン共重合体などのジエン系モノマー（共）重合体ラテックス、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、オレフィン樹脂などのエマルジョンなどが挙げられる。
ｐＨ７．５〜９．５の範囲に調整するのは、前記のように該ｐＨ域に置かれたＡＣＲが短時間の空気接触により初期接着力の発現に結びつく乳化破壊を進行させるために必須であるが、ｐＨ７．５以下では接着剤組成物の安定性が低下し保存性を確保できなくなるため好ましくなく、一方、ｐＨが９．５以上では接着剤組成物の自着性が損なわれ初期接着力が得られないため好ましくない。Ａ−３」などがある。

該接着剤組成物には、被着体に対する接着性を向上させるために、ＡＣＲの固形分１００重量部に対して、粘着付与樹脂（以下ＴＦと略称する）が固形分で１重量部〜６０重量部配合されることが好ましい。固形分で１重量部以下では被着体に対する接着性が得られず、固形分で６０重量部以上では粘度低下率が高く、また、湿潤時の凝集力及び初期接着力の低下を招くため好ましくない。
該ＴＦには天然ロジン、ロジンエステル、水添ロジン、重合ロジンのグリセリンエステル、ペーンエリスリトールエステルに代表されるロジン系粘着付与樹脂、α−ピネン樹脂、β−ピネン樹脂、ジペンテン樹脂、テルペンフェノール樹脂、アルキルフェノール樹脂、キシレン樹脂、変成ロジン樹脂、クマロン・インデン樹脂、脂肪族系石油樹脂、芳香族系石油樹脂など粘着付与樹脂が乳化されたものが使用される。

また、該接着剤組成物には、ｐＨ調整目的以外の性能、例えば、耐熱性、熱劣化性、保存安定性、流動性、可塑性、接着性などを向上させるために樹脂エマルジョン、例えば、アクリル樹脂エマルジョン、アクリル・酢酸ビニル樹脂エマルジョン、アクリル・ベオバ樹脂エマルジョン、酢酸ビニル樹脂エマルジョン、エチレン・酢酸ビニル樹脂エマルジョン、ウレタン樹脂エマルジョン、スチレン（メタクリル酸エステル）・ブタジエン共重合ラテックスなどの他種エマルジョンを適宜配合しても良い。添加するエマルジョンの形態としては、エマルジョンのままでも、エマルジョンを噴霧乾燥したもので再乳化性を有する再乳化性樹脂粉末であってもよい。

前記のように、本発明に係わる接着剤組成物はＡＣＲをｐＨ調整と短時間の空気接触により、乳化破壊が生じて接着力を発現させるものであり、前記のようにｐＨ調整された接着剤組成物が被着体に塗布され、空気と接触して乾燥が進行することにより接着剤として機能することになる。
このため乾燥速度レベルをコントロールすることにより、接着力の発現速度を調整することが可能であって、オープンタイムの調整が可能となる。
このような乾燥速度の調整には、グリセリン、マンニトール、ソルビトール、トリメチルベタイン、ＤＬ−ピロリドンカルボン酸、ポリ（メタ）アクリル酸塩系などの保湿剤が配合される。
また、ＡＣＲを膨潤させ、より乳化破壊しやすくさせ、湿潤時並びに乾燥時のタック感を強化させるためにセバチン酸ジブチル等の二塩基酸エステル系可塑剤が配合されてもよい。
これら保湿剤の好ましい配合割合は該接着剤組成物の全固形分１００重量部当たり固形分で１〜１０重量部が適している。固形分で１重量部以下では乾燥速度への影響が少なく、固形分で１０重量部以上では未乾燥状態の接着力発現に阻害するため本用途には好ましくない。

本発明に係わる接着剤組成物は、別々の被着体の両表面若しくは片方の被着体の表面に塗布され、塗布されたものが乾燥とともに接着力が発現するが、塗布された接着剤中に残存する揮発分が３０％以上の湿潤状態で被着体同士が重ねられることが必要であり、残存する揮発分が３０％以下の乾燥した状態で被着体同士が重ねられてもコンタクト性（接着面積）が不充分となり、建材等の反りや、荷重、寸法変化などによる動き応力を抑えるのに充分な接着力が得られない。
このため、常温下では、木材、合板、紙など多孔質な材質が使用された建材等の被着体と木材等の多孔質な基材との接着作業や接着施工では、塗布後１〜１０分以内、プラスチツク、金属など非孔質な材質からなる被着体と多孔質な下地等の基材との接着施工では、塗布後３〜１５分以内に接合されることが好ましい。
なお、塗布された後の乾燥レベルにより接着力の発現が影響するため、乾燥レベルを簡便に識別できる手段、例えば含水率若しくは乾燥程度により発色、消色、色調が変化するなどの手段が付与されれば、塗布層の変色などにより乾燥レベルを目視で確認できるため接着管理を簡便に実施できる。
その具体例として、感湿剤である二塩基化コバルト（湿潤時に淡赤色、乾燥するにつれて青色）、臭化コバルト（湿潤時に赤紫色、乾燥するにつれて緑色）、塩化ニツケル（湿潤時に淡緑色、乾燥するにつれて黄色）、臭化ニツケル（湿潤時に緑色、乾燥するにつれて黄褐色）などを添加して接着剤組成物を調製し、塗布したのち乾燥レベルを色により確認する方法が挙げられる。

該接着剤組成物の塗布手段は、樹脂発泡体からなるスポンジやゴム等の材質からなるハンドローラー塗布、刷毛塗布、櫛鏝塗布などの各種塗布手段を採用できるが、好ましくは均一な塗布性が得られ、短時間での塗布面積が大きいローラー塗布が適合している。
常温にあって、木材、紙、布、不織布など比較的吸湿しやすい材質の場合には、６０〜２００ｇ／ｍ^２、プラスチツク、金属など吸湿しない材質の場合には３０〜１５０ｇ／ｍ^２の塗布量が適合している。
このような状況おいて、被着体同士の接触状態であるコンタクト率６０〜１００％が確保され、塗布されたものが接着剤中の残存揮発分が３０％以下にまで乾燥してしまつた状態でのコンタクト率は４０％以下になり、接着力が得られない。

該接着剤組成物の作業性、塗布性などのためには、粘度が２３℃において２〜５０Ｐａ・ｓに調整されていることが好ましい。ＡＣＲ、ＴＦ並びに樹脂エマルジョン、その他粘度調整剤、充填剤などの配合材の選定及び配合割合によって当該粘度に調整することができる。
粘度調整剤としてはポリビニルアルコール、会合性のウレタン樹脂、アルカリ溶解形の水溶性ポリマー、メチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース、カルボキシルセルロース、澱粉、ガム、アラビアゴムなどの天然高分子、などが配合され、配合物との混和性を確認しつつ、適性粘度に調整することができる。

ＡＣＲとしてＣ８４（バイエル株式会社、粘度１８０ｍＰａ・ｓ、固形分５５％、ｐＨ１２以上）、ＡＬＸ−３１０（電気化学工業株式会社、粘度１０５ｍＰａ・ｓ、固形分５５％、ｐＨ１２以上）並びにＡＬＸ−６００（電気化学工業株式会社、粘度１００ｍＰａ・ｓ、固形分６０％、ｐＨ１２以上）、ＡＣＲでないＣＲとしてＬＣ−５０１（電気化学工業株式会社、粘度５８０ｍＰａ・ｓ、固形分４７％）、ＳＢＲラテックスとしてＬ−７４３０（旭化成株式会社、粘度１６０ｍＰａ・ｓ、固形分４８％）、ＴＦとしてテルペンフェノール樹脂エマルジョンＥ−２００ＮＴ（荒川化学工業株式会社、粘度４０ｍＰａ・ｓ、固形分５０％、ｐＨ７）、グリシン、樹脂エマルジョンとしてアクリル樹脂エマルジョンＣ−７１（ガンツ化成株式会社、粘度１５０ｍＰａ・ｓ、固形分５５％、pH３）及びＣ−７０（ガンツ化成株式会社、粘度２２０ｍＰａ・ｓ、固形分５５％、ｐＨ８）、ＤＢＳ（セバシン酸ジブチル）、グリシン、グリセリン、アルカリ溶解形ポリマーの増粘剤であり保湿剤として使用可能な変成ポリアクリル酸ソーダ型増粘剤Ａ−８１８（サンノプコ株式会社、固形分１２％）、ホウ酸、などを表１、２に示す配合により実施例１〜１２、比較例１〜１２の接着剤組成物を調製した。
また、比較例１６には溶剤系のゴム系コンタクト型接着剤であるアイカアイボンＲＱ−ＨＺ（アイカ工業株式会社、粘度グリス状、固形分２４％）を採用した。
各接着剤組成物のロール塗布性、初期接着強度、接着仕上がり性、コンタクト面積率、ならびに施工時の臭気などの測定の結果は表１、２の通りであつた。
なお、前記の粘度は何れも２３℃における測定数値であり、配合は重量部を単に部として表示する。
接着条件は下記の通り。
接着条件：被着材：１２mm厚石膏ボード×５．５ｍｍ厚の
ＪＡＳ１類合板Ｆ☆☆☆☆
塗布量：弾性ウレタン樹脂発泡体製ローラー塗布
両被着体の片面あたり ８０ｇ／m^２
圧 締：手による圧着

残存揮発分［％］＝
（接着剤の揮発分−乾燥後の減重量／接着剤の揮発分）×１００

残存揮発分［％］＝
（接着剤の揮発分−乾燥後の減重量／接着剤の揮発分）×１００

残存揮発分［％］＝
（接着剤の揮発分−乾燥後の減重量／接着剤の揮発分）×１００

測定・評価方法
１． ロール塗布性：５．５ｍｍ厚のＪＡＳ１類合板Ｆ☆☆☆☆の表面に、弾性 ウレタン樹脂発泡体製ローラーにより、８０ｇ／ｍ^２塗布した
際にタレやネバリ、塗布作業中のブツの発生などを観察する。 ○：良好（問題なし）
×：不良（タレの発生、ネバリが強く重い、塗布作業中にブツ発
生するなどの問題がある）
２．初期接着力：被着材として、１２mm厚石膏ボードと５．５ｍｍ厚のＪＡＳ１
類合板Ｆ☆☆☆☆を使用し、弾性ウレタン樹脂発泡体製ローラー
により、両被着体の片面あたり８０ｇ／m^２塗布したものを手に
より圧着して圧締したものについて、初期接着力評価した。 ○：手圧締により初期収まりが良好。
×：手圧締では初期強度不足し収まらない。
３．仕上がり外観：被着材として、１２mm厚石膏ボードと５．５ｍｍ厚のＪＡＳ
１類合板Ｆ☆☆☆☆を使用し、弾性ウレタン樹脂発泡体製ローラ
ーにより、両被着体の片面あたり８０ｇ／m^２塗布したものを手
により圧着して圧締したものについて、接着後に２４時間養生を
行い、浮きやはく離の有無を観察する。
○：浮き・はく離が無い。 ×：浮き・はく離がある。
４．コンタクト面積：被着材として、１２mm厚石膏ボードと５．５ｍｍ厚のＪＡ
Ｓ１類合板Ｆ☆☆☆☆を使用し、弾性ウレタン樹脂発泡体製ロー
ラーにより、両被着体の片面あたり ８０ｇ／m^２塗布したもの
を手により圧着して圧締したものについて、石膏ボードの紙破率
（％）で評価する。
５．臭気：被着材として、１２mm厚石膏ボードと５．５ｍｍ厚のＪＡＳ１
類合板Ｆ☆☆☆☆を使用し、弾性ウレタン樹脂発泡体製ローラー
により、両被着体の片面当たり８０ｇ／m^２塗布した際の臭気に
ついて、１０人の官能試験により評価する。
○：臭気がない。×：臭気が強い

本発明になる接着方法において使用される接着剤組成物は、塗布された接着剤組成物が未乾燥状態でも通常のコンタクト型接着剤では得られない高いコンタクト率（接着面積）が得られるものであるため、例えば化粧合板、化粧不燃板のほか、木材、クロス、壁紙、布、不織布などの接着作業、接着施工などに広く利用できる。
しかも、水性であるため防災上、好都合であり、溶剤の揮発による臭気が無いことから接着作業、接着施工などを快適に行うことができ、接着後、施工後もシツクハウスなどの問題が何ら生じない。

Claims (4)

1. ｐＨ７．５〜９．５に調整されたアニオン系クロロプレンゴムラテックスを主成分とする接着剤組成物を、別々の被着体の両表面もしくは片方の被着体の表面に塗布したのち湿潤状態で被着体同士を接合し接着することを特徴とする接着方法。
2. アニオン系クロロプレンゴムラテックスの固形分１００重量部に対して、粘着付与樹脂が固形分で１〜６０重量部、配合されている接着剤組成物が使用されることを特徴とする請求項１記載の接着方法。
3. 湿潤状態が接着剤組成物の残存揮発分３０％以上であることを特徴とする請求項１或いは２記載の接着方法。
4. 石膏ボードと合板とを接着した際のコンタクト面積率が７０％以上であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか記載の接着方法。