JP2007091779A

JP2007091779A - 水系接着剤

Info

Publication number: JP2007091779A
Application number: JP2005279400A
Authority: JP
Inventors: Takayuki Konishi; 孝幸小西
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 2005-09-27
Filing date: 2005-09-27
Publication date: 2007-04-12
Anticipated expiration: 2025-09-27
Also published as: JP4886259B2

Abstract

【課題】塗装鋼板面等への接着性、耐湿・耐熱性とスプレー塗工安定性が改善された水系接着剤を提供することを目的としている。
【解決手段】クロロプレン樹脂を含有するクロロプレンラテックスを含む水系接着剤であって、発泡前の平均粒径が１〜２０μｍ、発泡後の平均粒径が４０〜１００μｍである未発泡の熱膨張性マイクロカプセルがクロロプレンラテックス樹脂分１００重量部に対して、５〜５０重量部の割合で分散されていることを特徴としている。
【選択図】なし

Description

本発明は、水系接着剤に関する。

住宅、オフィスなどの建材用途や車両用途等に使用する接着剤において、従来はトルエン、メチルエチルケトン等の溶剤系接着剤が主であったが、近年の環境問題から無溶剤化の方向にあり、溶剤を含有しない水系接着剤等へ代替が進んでいる。しかしながら水系接着剤は耐水性、耐熱性が悪いといった問題があり、炭酸カルシウムなどの充填剤を水系接着剤中に添加して、耐水性、耐熱性を補うことがなされている。
一方、エチレン−酢酸ビニル共重合体エマルジョンとポリウレタンエマルジョンを主成分とする接着剤中に熱膨張性マイクロカプセル（微粒中空体）を添加して、接着性能を持続しながら、リサイクルするときは加熱により再剥離性を付与するようにした水系接着剤が提案されている（特許文献１参照）。

特開２００２−１１４９５９号公報

しかし、特許文献１に記載されている水系接着剤においては、以下のような問題がある。
すなわち、最近では被着材料として、表面に有機塗装を施した鋼板等、難接着材料も数多く使用されているため、エチレン−酢酸ビニル共重合体エマルジョンとポリウレタンエマルジョンと熱膨張性マイクロカプセルの混合物による水系接着剤では、プラスチックシートと多孔質ボードなどのオーバーレイ化粧板の接着には優れているものの、表面に有機塗装を施した鋼板等の難接着材料に対して接着力が不十分であるという問題がある。特に、高温・高湿度の環境下で応力のかかる部位に用いると、経時的に剥離する等の問題があった。
また、熱膨張性マイクロカプセルが混合されている場合には、スプレーなどで接着剤塗工時、スプレー先端に熱膨張性マイクロカプセルが詰まり、塗布量が安定しないなど作業性に問題がある。

本発明は、上記事情に鑑みて、塗装鋼板面等への接着性、耐湿・耐熱性とスプレー塗工安定性が改善された水系接着剤を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、本発明の請求項１に記載の水系接着剤（以下、「請求項１の水系接着剤」と記す）は、クロロプレン樹脂を含有するクロロプレンラテックスを含む水系接着剤であって、未発泡の熱膨張性マイクロカプセルが分散されていることを特徴としている。

本発明の請求項２に記載の水系接着剤（以下、「請求項２の水系接着剤」と記す）は、請求項１の水系接着剤において、未発泡の熱膨張性マイクロカプセルは、発泡前の平均粒径が１〜２０μｍ、発泡後の平均粒径が４０〜１００μｍであることを特徴としている。

本発明の請求項３に記載の水系接着剤（以下、「請求項３の水系接着剤」と記す）は、請求項１または請求項２の水系接着剤において、未発泡の熱膨張性マイクロカプセルがクロロプレンラテックス樹脂分１００重量部に対して、５〜５０重量部配合されていることを特徴としている。

本発明の請求項４に記載の水系接着剤（以下、「請求項４の水系接着剤」と記す）は、請求項１〜請求項３のいずれかの水系接着剤において、鋼板又は合板と、プラスチック化粧板との接着に用いられることを特徴としている。

本発明の請求項５に記載の水系接着剤（以下、「請求項５の水系接着剤」と記す）は、請求項１〜請求項３のいずれかの水系接着剤において、有機塗装鋼板とメラミン化粧板との接着に用いられることを特徴としている。

本発明の請求項６に記載の水系接着剤（以下、「請求項６の水系接着剤」と記す）は、請求項１〜請求項３のいずれかの水系接着剤において、エポキシ塗装鋼板とメラミン化粧板との接着に用いられることを特徴としている。

本発明において、クロロプレンラテックスとしては、特に限定されず市販されている製品を使用でき、例えば、分子内にカルボキシル基を有し、ＰＨが２〜９である東ソー社製、「７７０」「ＧＦＬ−８９０」、「ＧＦＬ−２８０」、電気化学工業社製、「ＬＣ−５０１」等を使用することができる。これらクロロプレンラテックスは、１種類又は何種類かを混ぜた混合物として用いることができる。

本発明で用いられる未発泡の熱膨張性マイクロカプセル(以下、「未発泡カプセル」と記す)としては、例えば、ポリ塩化ビニリデン、ポリ塩化ビニリデンとポリアクリロニトリルとの共重合体、ポリアクリロニトリル、アクリロニトリルとアクリル酸メチルとの共重合体などからなる殻部分の内部に、ブタン、ペンタン、ヘキサン等の気体または液体の炭化水素を含有する熱膨張性マイクロカプセルが挙げられる。また、未発泡カプセルの殻部分は、塗装鋼板面のエポキシ塗装面等の低極性面に対する濡れ性が改善され、接着性が向上する、ポリ塩化ビニリデンからなることが好ましい。

本発明で用いられる未発泡カプセルは、請求項２の水系接着剤のように、発泡前の平均粒径が１〜２０μｍ、発泡後の平均粒径が４０〜１００μｍとなるものが好ましい。すなわち、発泡前の平均粒径が１μｍ未満であると、発泡後の平均粒径が十分大きなものとすることができず、塗装鋼板に対する接着性、耐湿・耐熱性が不足し、発泡前の平均粒径が２０μｍを超えると、接着剤をスプレー塗布した場合、スプレー先端に詰まりが発生し塗布量が安定しない虞がある。
一方、発泡後の平均粒径が４０μｍ未満であると、塗装鋼板に対する接着性、耐湿・耐熱性が不足し、発泡後の平均粒径が１００μｍを超えると、硬化皮膜の強度が低下する虞がある。

未発泡カプセルの発泡開始温度は、特に限定されないが、８０〜１００℃が好ましい。発泡開始温度が８０℃未満であると、接着剤をスプレー塗布する前に発泡してしまい、スプレー先端に詰まりが発生し塗布量が安定しない虞があり、１００℃を超えると、後述する乾燥工程での発泡が不十分となり、塗装鋼板に対する接着性、耐湿・耐熱性が不足する虞がある。

上記のような好ましい条件に当てはまる未発泡カプセルとしては、例えば、大日精化社製、商品名「ダイフォームＬ３２０」、「ダイフォームＬ３３０」等の市販の製品を使用できる。

未発泡カプセルの配合割合は、請求項３の水系接着剤のように、クロロプレンラテックス樹脂分１００重量部に対して、５〜５０重量部とすることが好ましい。
すなわち、未発泡カプセルの配合割合が５重量部未満であると、塗装鋼板等に対する接着性、耐湿・耐熱性が十分でなく、５０重量部を超えると接着性樹脂であるクロロプレンの割合が低下するため硬化皮膜の強度が大幅に低下する虞がある。

本発明の水系接着剤には、必要に応じて、以下の化合物が含有されてもよい。各種化合
物としては、例えば、架橋剤、ｐＨ調整剤、充填剤、粘着付与樹脂、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。

本発明の水系接着剤を用いる方法としては、スプレー塗布などの塗工時は未発泡カプセルの状態で水系接着剤を塗布し、乾燥工程の加熱等により未発泡カプセルを発泡させ、例えば塗装鋼板とメラミン化粧板とを接着させて用いられる。従って、乾燥工程の温度は、未発泡カプセルが十分発泡するように、未発泡カプセルの発泡開始温度以上とすることが好ましい。

本発明の水系接着剤の用途としては、特に限定されないが、例えば、請求項４の接着剤のように、鋼板又は合板と、プラスチック化粧板との接着に好適であり、これらのなかでも、請求項５の接着剤のように、有機塗装鋼板とメラミン化粧板との接着により好適であり、請求項６の接着剤のように、エポキシ塗装鋼板とメラミン化粧板との接着に特に好適である。

本発明の水系接着剤では、接着性樹脂としてクロロプレン樹脂を含有するクロロプレンラテックスを使用しているので、表面に有機塗装を施した鋼板等の難接着材料に対して接着力が向上する。すなわち、クロロプレンラテックスが高い皮膜柔軟性、幅広い被着体への接着性、優れたコンタクト接着性など優れている。
また、未発泡カプセルが含有されているので、スプレー塗布安定性が優れている。そして、塗布後、乾燥時等に加熱し、未発泡カプセルを膨張させれば、接着剤の硬化皮膜への湿気の進入を防ぐ等の効果があるので、耐湿・耐熱性が大幅に向上する。

また、請求項２の接着剤のように、未発泡カプセルとして、発泡前の平均粒径が１〜２０μｍ、発泡後の平均粒径が４０〜１００μｍであるものを用いるようにすれば、スプレー塗布する際に、スプレー先端に詰まりがより少なく、安定した接着強度を確保することができる。

さらに、請求項３の接着剤のように、未発泡カプセルの配合割合をクロロプレンラテックス樹脂分１００重量部に対して、５〜５０重量部とすれば、より確実に、塗装鋼板等に対する接着性、耐湿・耐熱性を十分なものとすることができる。

以下に、本発明の具体的な実施例をその比較例と対比させて詳しく説明する。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水分散液（東ソー社製、「スカイプレン７７０」）に、この水分散液中のクロロプレンポリマーを固形分換算で１００重量部に対し、未発泡カプセルとして大日精化社製「ダイフォームＬ３２０（発泡前の平均粒径：１５μｍ、発泡後の平均粒径：６０μｍ、発泡開始温度：約９０℃）」１４重量部、粘着付与樹脂としての荒川化学工業社製「Ｅ−１００」を固形分換算で１００重量部、架橋剤としての大崎工業社製水性亜鉛華「ＡＺ−ＳＷ」５重量部を配合しミキサーにて混合して水系接着剤を得た。

（実施例２）
未発泡カプセルである大日精化社製「ダイフォームＬ３２０」の添加量を７重量部にかえ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）
未発泡カプセルである大日精化社製「ダイフォームＬ３２０」の添加量を４５重量部にかえ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）
未発泡カプセルを配合しなかっ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２)
未発泡カプセルである大日精化社製「ダイフォームＬ３２０」の代わりに、大日精化社製「ダイフォームＬ３２０」を発泡させた発泡済み熱膨張性マイクロカプセル(平均粒径６０μｍ)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１〜実施例３および比較例１，２で得た水系接着剤について、メラミン板及びエポキシ塗装を施した鋼板の表面にそれぞれスプレーで塗布量がそれぞれの面で８０ｇ／ｍ²となるように塗布し、１５０℃で３分間乾燥させた後、直ちにロールプレスにより圧着し、２３℃、５０％ＲＨの室内にて３日間養生した。そして、以下の試験方法により、常態接着強度、湿熱後接着強度を評価し、その結果を表１に示した。また、以下の評価方法で求めた、スプレー塗工性についてもその結果を表１に併せて示した。

（評価方法）
（常態接着強度）
上記の養生後試験片について、Ｔ字型治具をエポキシ接着剤貼り付け、引張速度１０ｍｍ／ｍｉｎ．にて平面に沿った方向で引張り試験を実施し、最大引張り強度を求めた。

（湿熱後接着強度）
上記の養生後試験片を、さらに４５℃、９５％ＲＨの条件下に４８時間置き、取り出し
後、直ちにＴ字型治具を貼り付け、引張速度１０ｍｍ／ｍｉｎ．にて平面に沿った方向で引張り試験を実施し、最大引張り強度を求めた。

(スプレー塗工性)
水系接着剤をメラミン板へ５分間隔で１分間スプレー塗布し、６回スプレー後の塗布量の変化率を計測し、以下の式により、塗布量維持率を求めた。
塗布量維持率＝(６回目スプレー時の塗布量)/（１回目スプレー時の塗布量)×１００

実用的には常態で１００Ｎ/ｃｍ²以上、湿熱後で６０Ｎ/ｃｍ²以上の接着強度、スプレー塗布量維持率については９０％が必要であるが、表１に示すように、実施例１〜実施例３の接着剤はすべてこの条件を満足している。

本発明にかかる水系接着剤は、特に限定されないが、たとえば、住宅、オフィス等に用いられる建材用途や車両用途等に使用することができる。

Claims

クロロプレン樹脂を含有するクロロプレンラテックスを含む水系接着剤であって、未発泡の熱膨張性マイクロカプセルが分散されていることを特徴とする水系接着剤。
未発泡の熱膨張性マイクロカプセルは、発泡前の平均粒径が１〜２０μｍ、発泡後の平均粒径が４０〜１００μｍであることを特徴とする請求項１に記載の水系接着剤。
未発泡の熱膨張性マイクロカプセルがクロロプレンラテックス樹脂分１００重量部に対して、５〜５０重量部配合されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の水系接着剤。
鋼板又は合板と、プラスチック化粧板との接着に用いられることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の水系接着剤。
有機塗装鋼板とメラミン化粧板との接着に用いられることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の水系接着剤。
エポキシ塗装鋼板とメラミン化粧板との接着に用いられることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の水系接着剤。