JP2017088673A

JP2017088673A - 熱可塑性樹脂用接着剤

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Publication number: JP2017088673A
Application number: JP2015217565A
Authority: JP
Inventors: 澤田　浩; Hiroshi Sawada; 浩澤田; 顕士坂本; Kenji Sakamoto; 水谷　学; Manabu Mizutani; 学水谷
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2015-11-05
Filing date: 2015-11-05
Publication date: 2017-05-25

Abstract

【課題】塗布時に接着部からはみ出すことがあっても、熱可塑性樹脂製接着物における接着部以外の部分の軟化および膨潤を抑制することができる熱可塑性樹脂用接着剤を提供すること。【解決手段】熱可塑性樹脂用接着剤は、少なくとも、前記熱可塑性樹脂製接着物を溶解可能であり、揮発性を有する溶剤と、この溶剤に溶解可能な熱可塑性樹脂と、前記溶剤と相溶性を有する一方、前記溶剤の揮発にともなって前記溶剤中で固体として析出可能である化合物とを含有する。【選択図】なし

Description

本発明は、熱可塑性樹脂用接着剤に関する。

熱可塑性樹脂用接着剤の用途は多様である。たとえば、建築分野では、被接着物としての住宅用建材の表面に、接着物である成形品としての熱可塑性樹脂製の保護シートを貼付する場合に用いられることがある。また、水廻り用などの配管として用いられている塩化ビニル製パイプ(被接着物)と塩化ビニル製継手(接着物)を接着する場合に用いられることがしばしばである。

このような熱可塑性樹脂用接着剤については、用途や要求される性能などを考慮し、組成の改良や工夫などが様々に行われている。

一例として、充填剤の種類を変えても貼付可能な時間を長く維持することができる熱可塑性樹脂用接着剤が提案されている（特許文献１）。

特許文献１に記載された熱可塑性樹脂用接着剤は、非アスベスト系充填剤を用いた場合に界面活性剤が含有される接着剤である。この熱可塑性樹脂用接着剤は、接着強度と初期接着強度に優れ、また、高温多湿時の貼付可能な時間が長く、塗布作業性にも優れている。

このような特許文献１などに記載された公知の熱可塑性樹脂用接着剤は、通常、その成分としてテトラヒドロフラン(THF)などの有機溶剤をたとえば60〜90質量％程度含有する、いわゆる溶剤型接着剤である。この溶剤型接着剤は、一般に、接着部に塗布した際に有機溶剤が熱可塑性樹脂製成形品である接着物に浸透して溶解させることによって被接着物への貼付を実現する。

特開２００１−２０７１５３号公報

ところで、接着剤はその塗布時に接着部からはみ出すことは往々にしてある。前記のとおりの溶剤型接着剤については、たとえば前記保護シートなどのように接着物の厚さが薄いなどの場合、以下の問題が指摘される。すなわち、接着部からはみ出した余剰の接着剤が、前記接着部の端面付近に大量に溜まり、溜まった接着剤に含まれる多量の溶剤が熱可塑性樹脂製接着物の内部にまで浸透する。浸透した溶剤は熱可塑性樹脂製接着物における接着部以外の部分を軟化および膨潤させる。その結果、浸透した溶剤が揮発して接着した後、接着品の外観が低下するのである。

本発明は、以上のとおりの事情に鑑みてなされたものであり、塗布時に接着部からはみ出すことがあっても、熱可塑性樹脂製接着物における接着部以外の部分の軟化および膨潤を抑制することができる熱可塑性樹脂用接着剤を提供することを課題としている。

前記の課題を解決するために、本発明の熱可塑性樹脂用接着剤は、熱可塑性樹脂製接着物の被接着物への接着が可能である熱可塑性樹脂用接着剤において、この熱可塑性樹脂用接着剤は、少なくとも、前記熱可塑性樹脂製接着物を溶解可能であり、揮発性を有する溶剤と、この溶剤に溶解可能な熱可塑性樹脂と、前記溶剤と相溶性を有する一方、前記溶剤の揮発にともなって前記溶剤中で固体として析出可能である化合物とを含有することを特徴とする。

本発明の熱可塑性樹脂用接着剤によれば、塗布時に接着部からはみ出すことがあっても、熱可塑性樹脂製接着物における接着部以外の部分の軟化および膨潤を抑制することができる。

以下、本発明の熱可塑性樹脂用接着剤に関し、その実施形態に基づいて詳述する。

熱可塑性樹脂用接着剤は、熱可塑性樹脂製接着物の被接着物への接着を可能とする溶剤型接着剤である。具体的には、前記熱可塑性樹脂用接着剤は、少なくとも、前記熱可塑性樹脂製接着物を溶解可能であり、揮発性を有する溶剤と、この溶剤に溶解可能な熱可塑性樹脂と、前記溶剤と相溶性を有する一方、前記溶剤の揮発にともなって前記溶剤中で固体として析出可能である化合物とを含有する。

このような熱可塑性樹脂用接着剤では、前記熱可塑性樹脂製接着物の熱可塑性樹脂が塩化ビニル樹脂であり、前記溶剤が少なくともシクロヘキサンを含有する溶剤であることが好ましい。

また、熱可塑性樹脂用接着剤では、前記化合物は、少なくとも、シアノアクリレートまたは室温で固体状となるアルコールの一方または両方を含有することが好ましい。

前記のとおり熱可塑性樹脂用接着剤をより具体的に説明すると、その一成分である熱可塑性樹脂としては、以下に例示される。すなわち、軟質または硬質の塩化ビニル樹脂、塩化ビニリデン、ポリ酢酸ビニル、塩化ビニル酢酸ビニル共重合樹脂、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン(ABS)樹脂、アクリレート・スチレン・アクリロニトリル(ASA)樹脂、メタクリル(アクリル)樹脂などである。溶剤に溶解する際の作業性や接着剤としてのハンドリング性などを考慮する場合、軟質または硬質の塩化ビニル樹脂、ポリ酢酸ビニル樹脂、または塩化ビニル酢酸ビニル共重合樹脂が好適である。このような熱可塑性樹脂は、単独または2種以上を組み合わせることができる。また、熱可塑性樹脂の製造方法は特に限定されず、従来公知の方法を含め、任意の製造方法の適用が可能である。

熱可塑性樹脂用接着剤の全量に対する熱可塑性樹脂の配合割合(質量％)は、0％および100％を除く限りにおいて特に限定されることはないが、20%以上40％未満が好ましく例示される。熱可塑性樹脂の配合割合が前記範囲内にあれば、熱可塑性樹脂製接着物と前記被接着物の接着性が良好となる。また、熱可塑性樹脂用接着剤の粘度が適度なものとなり、接着剤としてのハンドリング性や安定性を確保するのに有効ともなる。

熱可塑性用樹脂接着剤の他の一成分である溶剤としては、以下に例示される。すなわち、テトラヒドロフラン(THF)、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン(MIBK)、シクロペンタノン、シクロヘキサン、ジイソプロピルケトン、N,N-ジメチルホルムアミド(DMF)、トルエン、キシレン、酢酸ブチルなどである。熱可塑性樹脂の溶解性や接着剤の初期乾燥性を考慮する場合、THF、アセトン、シクロヘキサン、ジイソプロピルケトン、またはトルエンが好適であり、これらの中でもシクロヘキサンは特に好ましく例示される。このような溶剤も、前記熱可塑性樹脂と同様に、単独または2種以上を組み合わせることができる。また、溶剤の製造方法は特に限定されず、従来公知の方法を含め、任意の製造方法の適用が可能である。

熱可塑性樹脂用接着剤の全量に対する溶剤の配合割合(質量％)は、0％および100％を除く限りにおいて特に限定されることはないが、60%以上80％未満が好ましく例示される。溶剤の配合割合が前記範囲内にあれば、熱可塑性樹脂と同様に、熱可塑性樹脂製接着物と被接着物の接着性が良好となる。また、熱可塑性樹脂用接着剤の粘度が適度なものとなり、接着剤としてのハンドリング性や安定性を確保するのに有効ともなる。

熱可塑性用樹脂接着剤の他の一成分である化合物は、前記のとおりの溶剤と相溶性を有する一方、この化合物は、溶剤の揮発にともなって溶剤中で固体として析出可能な化合物である。析出した固体状の化合物は溶剤と共存する。このような共存が、熱可塑性樹脂製接着物に溶剤が浸透するのを抑制するのに有効となる。

前記化合物としては、少なくとも、シアノアクリレートまたは室温で固体状となるアルコールのいずれか一方または両方を含有するものが例示される。具体的には、シアノアクリレートについては、アロンアルファ(登録商標(コニシ社製))が好ましく例示される。

一方、室温で固体状となるアルコールとしては、以下のアルコールが例示される。

すなわち、ラウリルアルコール、トリデシルアルコール、ミリスチルアルコール、ペンダデシルアルコール、セタノール、パルミトレイルアルコール、1−ヘプタデカノール、ステリアルアルコール、イソステリアルアルコールである。また、エラジルアルコール、オレイルアルコール、リノレイルアルコール、エライドリノレニルアルコール、リシレイルアルコール、ノナデシルアルコール、アラキジルアルコールである。さらに、ヘンエイコサノール、ベヘニルアルコール、エルシルアルコール、リグノセリルアルコール、セリルアルコール、１−ヘプタコサノール、モンタニルアルコール、１−ノナコサノールである。さらにまた、ミリシルアルコール、１−ドリシルアルコール、ゲジルアルコール、セテアリルアルコールである。

以上のアルコールの中でもミリスチルアルコール、セタノール、ステアリルアルコール、またはアラキジルアルコールは、熱可塑性樹脂製接着物への溶剤の浸透を抑制するのに特に効果的であり、好ましく例示される。

このような化合物も、熱可塑性樹脂および溶剤と同様に、単独または2種以上を組み合わせることができる。また、化合物の製造方法は特に限定されず、従来公知の方法を含め、任意の製造方法の適用が可能である。

熱可塑性樹脂用接着剤の全量に対する化合物の配合割合(質量％)は、全量に対し0％および100％を除く限りにおいて特に限定されることはないが、0.5％以上15％未満が好ましく例示される。化合物の配合割合が前記範囲内にあれば、熱可塑性樹脂製の被接着物への溶剤の浸透抑制に有効であり、かつ溶剤中に析出した化合物による接着力の低下の抑制に効果的となる。

以上の、熱可塑性樹脂、溶剤、および化合物を少なくとも含有する熱可塑性樹脂用接着剤は、塗布時に接着部からはみ出すことがあっても、熱可塑性樹脂製接着物における接着部以外の部分の軟化および膨潤の抑制を実現する。このため、接着後の接着品の外観は良好に保持される。接着部からはみ出す余剰の熱可塑性樹脂用接着剤が接着部の端面付近に大量に溜まることがあったとしても、余剰の熱可塑性樹脂用接着剤に含まれる溶剤は熱可塑性樹脂製接着物の内部まで浸透しにくくなる。つまり、接着後の接着品が良好な外観を保持することができるのは、析出した固体状の前記化合物が、前記溶剤が接着物の内部まで浸透するのを障害物となって抑制するためであると考えられる。

なお、前記のとおりの熱可塑性樹脂用接着剤には、用途などに応じ、たとえばレオロジーコントロール剤などを添加することが可能である。レオロジーコントロール剤としては、煙霧質シリカ、有機ベントナイト、ステアリン酸カルシウム、水添ひまし油、脂肪酸アマイドなどが例示される。チクソ性を考慮する場合、煙霧質シリカ、有機ベントナイト、または脂肪酸アマイドが好適である。また、この場合の熱可塑性樹脂用接着剤の全量に対する配合割合は、一般的には0.5〜10質量％が例示される。

また、熱可塑性樹脂用接着剤は、そのようなレオロジーコントロール剤の他、熱可塑性樹脂製接着物に溶剤が過度に浸透しない限りにおいて以下の添加剤を含有することもできる。添加剤としては、たとえば以下の添加剤が例示される。無機充填剤、酸化防止剤、滑剤、紫外線吸収剤、熱光安定剤、分散剤、帯電防止剤、重合禁止剤、消泡剤、硬化促進剤、無機蛍光体である。また、老化防止剤、ラジカル禁止材、接着性改良剤、難燃剤、保存安定性改良剤、オゾン老化防止剤、可塑剤、放射線遮断剤、核剤、シランカップリング剤である。さらに、導電性付与剤、リン系過酸化物分解剤、顔料、金属不活性化剤、物性調整剤である。

熱可塑性樹脂用接着剤は、通常、常温下で使用可能であり、熱可塑性樹脂製接着物または被接着物に刷毛、へら、ハンドローラーなどを用いて塗布することができる。

なお、熱可塑性樹脂製接着物としては、建築分野では、水廻り用などの配管や雨樋などの熱可塑性樹脂製成形品が例示され、特に、塩化ビニル樹脂、塩化ビニル酢酸ビニル共重合樹脂などから成形された成形品が好ましく例示される。被接着物は、熱可塑性樹脂製接着物の前記熱可塑性樹脂用接着剤による接着が可能な材質のものである限り特に限定されない。たとえば、被接着物として、前記熱可塑性樹脂製成形品はもちろんのこと、木質ボード、樹脂製マット、金属部材なども例示される。

次に実施例を示し、本発明の熱可塑性樹脂用接着剤についてさらに詳しく説明する。

(実施例１〜５)
塩化ビニル樹脂製のパイプと、同樹脂製で厚さが1mmの継手との接着を行った。この接着に使用した熱可塑性樹脂用接着剤は、その成分に、熱可塑性樹脂として塩化ビニル酢酸ビニル共重合樹脂、また、溶剤としてシクロヘキサン、メチルイソブチルケトン(MIBK)、およびトルエンを含有するものとした。前記熱可塑性樹脂用接着剤は、化合物としてシアノアクリレート(アロンアルファ(登録商標(コニシ社製))またはセタノールのいずれか一方または両方を含有するものとした。

実施例１〜５で使用した熱可塑性樹脂用接着剤の具体的な配合割合は表１に示したとおりであり、各成分の配合割合を実施例ごとに変えた。

なお、前記熱可塑性樹脂用接着剤の塗布量は約0.005g/cm²とした。

(比較例１)
比較例１では、前記化合物を成分として含有しない接着剤を使用した以外は実施例１〜５と同様な接着を行った。比較例１で使用した接着剤の成分および配合割合も表１に示した。

実施例１〜５および比較例１で得られた試験体について、継手において接着部からはみ出した部分の外観の様子および接着剤による接着力を評価した。また、接着時の接着剤の粘度を評価し、これらを考慮して総合評価を行った。外観の評価は接着後10日間放置し、膨潤に起因すると考えられる凹みなどの外観異常の有無を目視により行い、また、接着力の評価は、接着後の翌日に継手がパイプから簡単に外れるか否かを指標とした。接着剤の粘度は、接着時の作業性の難易度を指標とした。これらの結果も表１に併せて示した。

表１における評価の表示の意味は以下のとおりである。
外観の様子
◎:凹みなどの外観異常の発生なし
○:凹みなどの外観異常がわずかに発生
×:凹みなどの外観異常が顕著に発生
接着力
◎:外れなかった
○:簡単には外れなかった
×:簡単に外れた
接着剤の粘度
◎:接着剤を塗布する際の作業性が良好
○:接着剤が流れやすい、硬いなどのため、作業性がやや悪い
×:途中で硬化してしまうなど、作業性が悪い

表１に示したように、前記化合物を含有する熱可塑性樹脂用接着剤を用いて接着した場合(実施例１〜５)、熱可塑性樹脂用接着剤が接着部からはみ出した部分において熱可塑性樹脂製接着物である継手に凹みなどの外観異常の発生が抑制されることが確認された。また、接着力は良好またはほぼ良好に保持された。さらに、接着剤の粘度も適度であった。一方、前記化合物を含有しない接着剤を用いて接着した場合(比較例１)、接着剤が接着部からはみ出した部分において熱可塑性樹脂製接着物である継手に凹みなどの外観異常の発生が確認された。

実施例１〜５に用いた熱可塑性樹脂用接着剤の有効性が理解される。すなわち、この熱可塑性樹脂用接着剤は、前記化合物を必須成分の一つとして含有するため、前記熱可塑性樹脂用接着剤は、塗布時に接着部からはみ出すことがあっても、熱可塑性樹脂製接着物における接着部以外の部分の軟化および膨潤を抑制することができる。

なお、実施例１〜５に関する表１に示した評価から、前記熱可塑性樹脂用接着剤における熱可塑性樹脂、溶剤、化合物の配合割合は、それぞれ、20質量%以上40質量％未満、60%質量以上80質量％未満、0.5質量％以上15質量％未満が好ましいことも確認された。

Claims

熱可塑性樹脂製接着物の被接着物への接着が可能である熱可塑性樹脂用接着剤において、
この熱可塑性樹脂用接着剤は、少なくとも、前記熱可塑性樹脂製接着物を溶解可能であり、揮発性を有する溶剤と、この溶剤に溶解可能な熱可塑性樹脂と、前記溶剤と相溶性を有する一方、前記溶剤の揮発にともなって前記溶剤中で固体として析出可能である化合物とを含有する
ことを特徴とする熱可塑性樹脂用接着剤。
前記熱可塑性樹脂製接着物の熱可塑性樹脂が塩化ビニル樹脂であり、前記溶剤が少なくともシクロヘキサンを含有する溶剤であることを特徴とする請求項１に記載の熱可塑性樹脂用接着剤。
前記化合物は、少なくとも、シアノアクリレートまたは室温で固体状となるアルコールの一方または両方を含有することを特徴とする請求項１または２に記載の熱可塑性樹脂用接着剤。