JP2557933B2 - 二液型アクリルエマルション接着剤 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は静電植毛加工用の接着剤に関する。更に詳し
くは、自動車内装、弱電、事務機器用部材の静電植毛加
工用の接着剤であり、粘度安定性が極めて良好で且つ、
接着力、耐熱性、耐煮沸性等を発揮する二液型アクリル
エマルション接着剤に関するものである。

〔従来技術と解決すべき課題〕

従来、自動車内装部材としてのコンソールボックス、
グローブボックス、ピラー、リアーコーナー、弱電部材
のエアコンルーバー（風向き調整板）、複写機等の事務
機器の送りロール等は金属板、塗装鋼板、プラスチック
板もしくはその成形物を基材とし、主に一液型の自己架
橋型アクリルエマルションまたは、アクリル変性酢酸ビ
ニル系エマルションを用いて、ナイロン、ポリエステ
ル、アクリル等の微細なパイルを静電植毛加工してい
た。

該接着剤の要求物性としては、植毛製品の仕上り上、
均一な塗布膜が得られる事が必須の要件である。このた
め、一般的にはエアー又はエアレススプレーを用い成形
物に塗布されるが、接着剤は常に所定のスプレー条件に
合致した粘度を保持している事が必要である。

一方、接着剤に対する物性としては、接着力、耐熱
性、耐煮沸性等を具備する事が必須条件とされている
が、従来用いられていたエマルションは自己架橋型とい
えども接着物性が満足されるものではなく、比較的容易
に接着性能の改善が可能な硬化剤併用の二液型接着剤の
研究がなされてきた。例えば、主剤としてアミノ基、メ
チロールアミド基、水酸基、カルボキシル基、エポキシ
基等の官能基モノマーを導入したアクリルエマルション
を用い、硬化剤として尿素樹脂、メラミン樹脂、フェノ
ール樹脂、エポキシ樹脂、イソシアネート、金属塩等を
併用する研究がなされてきたが、硬化剤配合物の経時に
よる粘度変化及び接着力の低下現象等の問題があり、ス
プレー塗布方式の接着剤としては実用性に欠けるもので
あった。

本発明者の発明になる特願昭62−257081号明細書に記
したエポキシ変性アクリルエマルションとアミン系硬化
剤併用による接着剤組成物は前記問題は解消されたもの
であるが、硬化剤配向時の問題点として、硬化剤自体の
貯蔵安定性、配合直後の著しい粘度低下、プラスチック
及び塗装鋼板面のハジキ現象による塗布ムラ等の問題が
発生し改良を余儀なくされた。

〔課題を解決する為の手段〕

本発明者等は、これ等問題を解決すべく鋭意検討を重
ねた結果、エポキシ変性アクリルエマルションを主剤と
し、硬化剤として水溶性アミン、多価アルコール誘導
体、増粘剤及び水の混合物を併用する事が接着力、耐熱
性、耐煮沸性を保持し、粘度低下及び経時安定性、更に
はハジキ現象防止上極めて有効である事を見い出し本発
明を完成させるに至った。

すなわち本発明は、エポキシ変性アクリルエマルショ
ンの固形分100重量部に対して、（ａ）水溶性アミン、
（ｂ）多価アルコール誘導体、（ｃ）増粘剤、（ｄ）水
とから成る硬化剤組成物を５〜30重量部配合する事を特
徴とする二液型アクリルエマルション接着剤である。

本発明に用いるエポキシ変性アクリルエマルションと
は、アクリルエマルションにエポキシ樹脂を含有させた
ものである。

アクリルエマルションは以下に述べる硬質モノマー、
軟質モノマー、官能基モノマーの共重体エマルションで
ある。具体的には、硬質モノマーとしてスチレン、メチ
ルメタアクリレート、アクリロニトリル、酢酸ビニル等
の一種もしくは二種以上が挙げられる。軟質モノマーと
してはメチルアクリレート、エチルアクリレート、ブチ
ルアクリレート、２−エチルヘキシルアクリレート等の
一種もしくは二種以上が挙げられる。官能基モノマーと
してはカルボキシル基を有するものとして、アクリル
酸、メタアクリル酸、イタコン酸、マレイン酸、フマー
ル酸等、アミド基を有するものとしてアクリルアミド、
メタクリルアミド、マレインアミド等、水酸基を有する
ものとしてヒドロキシエチルアクリレート、ヒドロキシ
エチルメタアクリレート、ヒドロキシプロピルアクリレ
ート等、Ｎ−メチロールアミド基を有するものとしてＮ
−メチロールアクリルアミド等が挙げられる。エポキシ
樹脂としてはビスフェノールＡ−エピクロールヒドリン
樹脂であり、例えばエポキシ当量が180〜270、粘度５〜
150ポイズ（25℃）のエポキシ樹脂が挙げられる。

これ等の好ましい組成割合は、硬質モノマーとして30
〜60重量部、軟質モノマーとして20〜25重量部、官能基
モノマーとして１〜10重量部、エポキシ樹脂として１〜
30重量部の範囲である。ただしこれら４者の合計を100
重量部とする。

硬質モノマーの割合が30重量部より少ない場合は接着
力、耐熱性、耐煮沸性に問題を生じ、60重量部より多い
場合エマルションの皮膜形成性が損なわれ接着力の低下
が生ずる。軟質モノマーの割合が20重量部より少ない場
合、皮膜形成性が損なわれ接着力の低下を生じ、50重量
部より多い場合は接着力、耐熱性、耐煮沸性に問題を生
ずる。官能基モノマーの割合が１重量部より少ない場
合、乳化重合時の安定性及び塗布機にかけた場合の機械
的安定性に問題を生じ、10より多く用いた場合、使用す
る官能モノマーによっては重合安定性、接着剤の増粘性
及び貯蔵安定性に支障をきたすと共に、一般モノマーに
比し高価ゆえ、経済面の問題を生ずる。

エポキシ樹脂の割合が１重量部より少ない場合、接着
力、耐熱性、耐煮沸性の向上が極めて少なく、30重量部
より多い場合、一種のポリマー可塑剤として作用し、粘
着性を呈すると共に重合安定性が大幅に低下し、乳化重
合上問題を生じ実用性に欠ける。

これ等の中、好ましい組み合わせ及び割合はスチレン
35〜55重量部、ブチルアクリレート35〜45重量部、又は
スチレン45〜55重量部、２−エチルヘキシルアクリレー
ト30〜40重量部のいずれかを主成分とし、ヒドロキシエ
チルアクリレート１〜３重量部、メタアクリル酸１〜３
重量部、アクリルアミド１〜３重量部、エポキシ樹脂10
〜20重量部の組成割合である。

本発明のエポキシ変性アクリルエマルションの代表的
な製造方法は次のとおりである。先ず、予め混合溶解し
たモノマー類およびエポキシ樹脂を乳化剤を含む蒸留水
中に撹拌しながら添加して、これらのモノマー等を乳化
しておく。他方、通常の乳化重合方法と同様、蒸留水と
乳化剤をフラスコに仕込み、窒素シール下で撹拌し60〜
80℃に昇温し、重合開始剤を投与する。これに前記のモ
ノマー等の乳化液を数時間かけて連続的に添加し、残モ
ノマー処理を行った後冷却し、アルカリ中和、必要に応
じてポリアクリル酸又は水溶性高分子等で増粘させる事
により製造する。

本発明に用いる硬化剤組成物中の（ａ）の水溶性アミ
ンとしては、モノエタノールアミン、ジエタノールアミ
ン、トリエタノールアミン、エチレンジアミン、ヘキサ
メチレンイミン、ヘキサメチレンジアミン、モルホリ
ン、ピロリジン、ヘキササメチレンテトラミン等のアミ
ン類が挙げられ、これ等の内二液配合後の粘度の経時安
定性、接着力変化、硬化速度よりヘキサメチレンテトラ
ミンが好ましい。

（ｂ）の多価アルコール誘導体としては、エチレング
リコール、メチルセロソルブ、メチルセロソルブアセテ
ート、エチルセロソルブ、ジエチルセロソルブ、セロソ
ルブアセテート、ブチルセロソルブ、エチレンクロルヒ
ドリン、ジエチレングリコール、メチルカルビトール、
エチルカルビトール、カルビトールアセテート、ブチル
カルビトール、ジエチルカルビトール、プロピレングリ
コール等が挙げられる。これ等の内、接着剤の硬化速度
に悪影響を与えず、且つプラスチック、塗布鋼板面での
ハジキ現象防止効果の優れるものとしてブチルカルビト
ールが好ましい。

（ｃ）の増粘剤としては、ポリアクリル塩酸、水溶性
高分子、変性ポリエーテル型界面活性剤等が挙げられ、
中でも微量添加で、粘度変化を起こさないものとして変
性ポリエーテル型界面活性剤が好ましい。

（ｄ）の水としては、蒸留水、イオン交換水いずれを
用いても良い。

前記硬化剤の混合組成物割合は、（ａ）の水溶性アミ
ンが５〜30重量％の範囲が好ましく、更に好ましくは15
〜25重量％である。５重量％より少ない場合、接着剤の
硬化が不充分で、接着力、耐熱性、耐煮沸性に欠け、30
重量部より多い場合、水及び多価アルコール誘導体への
溶解性の問題が発生する。（ｂ）の多価アルコール誘導
体は５〜40重量％の範囲が好ましく、更に好ましくは10
〜30重量％である。５重量％より少ない場合、ハジキ現
象解消効果が低く、40重量％り多い場合は、接着剤の硬
化に長時間を要し、実用上問題である。（ｃ）の増粘剤
は0.01〜５重量％の範囲が好ましく、更に好ましくは0.
3〜2.0重量％である。0.01重量％より少ない場合、二液
配合後の粘度低下を押える事は難しく、５重量％より多
い場合二液配合後の増粘が起り、スプレー塗布性に問題
を生ずる。（ｄ）の水は40〜80重量％の範囲が好まし
く、更に好ましくは45〜65重量％である。40重量部より
少ない場合、水溶性アミンの溶解性に支障をきたし、80
重量％より多い場合、水溶性アミン濃度が低下する関係
上、硬化剤混合物を多量に用いる必要が生ずる事から、
接着剤濃度の低下を起こし、接着性能、更には静電植毛
加工製品の植毛ムラを起こし、品質上実用性に欠ける。

本硬化剤のエポキシ変性アクリルエマルションの固形
分100重量部に対する配合割合は５〜30重量部の範囲で
ある。好ましくは10〜15重量部の範囲である。５重量部
より少ない場合、接着剤は未硬化となり、接着力、耐熱
性、耐煮沸性に欠け、30重量部より多い場合、二液配合
接着剤の濃度低下、粘度低下等を起こし静電植毛加工製
品の植毛ムラを起こし品質上の問題を生ずる。

以上のごとく、本発明の二液アクリルエマルション接
着剤はエポキシ変性アクリルエマルションを主剤として
用い、硬化剤として、水溶性アミン、多価アルコール誘
導体、増粘剤、更には水の組成物を用いる事により、予
めスプレー塗布用粘度に設計された主剤のエポキシ変性
アクリルエマルションの粘度を変化させる事なく、且つ
経時による粘度変化も起こす事なく、プラスチック、メ
ラミン塗装鋼板等の面でのハジキ現象が解消され、更に
は自動車内装、弱電、事務機器類の植毛用接着剤として
具備すべき接着力、耐熱性、耐煮沸性等が優れる事か
ら、その実用価値は極めて高いものである。

〔実施例〕

次に本発明を製造例、実施例、比較例を挙げて具体的
に説明するが、これらの例に限定されるものでははい。

尚、以下に於いて特に指定のない限り部又は％は重量
基準とする。

製造例１〜７ 表−１に示す配合割合で、水溶性アミンを先ず水に完
全溶解し、次いで多価アルコール誘導体、増粘剤の順で
撹拌混合し、硬化剤組成物を得た。

実施例１〜13 表−２に示すモノマーとエポキシ樹脂の混合物100部
と、連鎖移動剤の混合モノマーを蒸留水とドデシルベン
ゼンスルフォン酸ソーダ中に撹拌条件下で連続的に投与
し乳化する。別にフラスコ中に蒸留水50部、ドデシルベ
ンゼンスルフォン酸ソーダ0.2部を仕込み、窒素シール
下で撹拌し70℃に昇温、次いで過硫酸カリウム0.5部を
投与する。これに前記モノマー等の乳化物を４時間かけ
て連続添加し、更に同温度で４時間残モノマーを重合さ
せ、30℃以下に冷却し、14％アンモニア水でpH7に調整
し、固形分50％のエポキシ変性アクリルエマルションを
得た。

この様にして得たエマルションをエアスプレー塗布用
の増粘させる為、部分ゲル化ポリビニルアルコール水溶
液を用い4000cpsの粘度に調整し、エポキシ変性アクリ
ルエマルション接着剤を得た。

該エマルション200部に対し製造例１〜７で得た硬化
剤組成物を表−２に示す割合で撹拌混合し、二液型アク
リルエマルション型接着剤を得た。

本接着剤を下記に示す方法にて物性を評価し、その結
果を表−３に示した。

１）粘度安定性 １−１）二液配合直後の粘度変化 二液配合２分後、BH型回転粘度計、No4ローター200RP
Mで、25℃に於ける粘度を測定し、エポキシ変性アクリ
ルエマルションの粘度4000cpsを基準に、粘度の増減を
下記のごとく表示した。

○……粘度変化が±500cps未満 △……粘度変化が±500〜1000cps ×……粘度変化が±1000cpsより大 １−２）二液配合後の経時粘度変化 二液配合２日後の粘度変化を前記１−１）と同様の方
法で測定し、同様に表示した。

２）静電植毛加工 ABS板及びメラミン塗布鋼板に、エアースプレーを用
い接着剤を200g/m²均一に塗布する。次いでナイロンパ
イル（３デニール、長さ0.5mm）を30KVの電圧をかけ植
毛し、70℃熱風乾燥機にて45分間乾燥し、物性評価用の
植毛加工試料を作成した。

３）ハジキ現象 ハジキ現象が顕著なメラミン塗装鋼板にエアースプレ
ーを用い本発明の接着剤を50g/m²均一に塗布し、塗膜の
ハジキの有無を肉眼にて観察し下記のごとく表示した。

○……ハジキ現象なし ×……ハジキ現象あり ４）物性評価方法 ABS板にエアースプレーを用いて、本発明の接着剤を2
00g/m²均一に塗布し、直ちに綿ブロード＃40布を接着
し、70℃熱風乾燥機にて45分間乾燥し物性評価用の試料
を作成した。

次いで本試料を長さ100mm、巾25mmに裁断し、テンシ
ロン引張試験機による接着力測定用の試料とした。

４−１）接着力 前記試料を23±２℃、RH65％の恒温室にて20mm/minの
スピード角度180゜の方向へ剥離し、その強度をkg/25mm
で表示した。

４−２）耐熱性 80℃雰囲気中で前記４−１）の方法と同様の試験に供
し、同様に表示した。

４−３）耐煮沸性 沸騰水に４）で作成した試料を30分間浸漬し、室温冷
却後、漏れた状態で前記４−１）同様の試験に供し、同
様に表示した。

４−５）植毛加工品の耐摩耗性 ２）で作成した試料を学振型摩擦堅牢度試験機にて、
摩擦子に綿ブロード＃40布を取りつけ、荷重500g、30回
/minのスピードで30×200mmの植耗加工面を摩擦し、300
0摩耗後の植耗面の変化の有無を下記のごとく表示し
た。

○……異常なし △……部分的な薄い脱毛あり ×……対面積当り、薬50％の脱毛あり 比較例１〜４ 実施例の場合と同一の方法で表−２に示す組成を有す
るアクリルエマルションと、硬化剤組成物を用い、実施
例と同様の物性評価に供し、その結果を表−３に示し
た。

〔発明の効果〕 表−３から明らかなごとく、本発明の二液アクリルエ
マルション接着剤は、静電植毛加工分野に於いてスプレ
ー塗布時の粘度変化による作業性上のトラブルが解消さ
れ、且つ植毛製品として具備すべき接着力、耐熱性、耐
煮沸性等に優れる事から、実用価値は極めて高くその意
義は大である。

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】エポキシ変性アクリルエマルションの固形
   分100重量部に対して、（ａ）水溶性アミン、（ｂ）多
   価アルコール誘導体、（ｃ）増粘剤、（ｄ）水とから成
   る硬化剤組成物を５〜30重量部配合する事を特徴とする
   二液型アクリルエマルション接着剤。
2. 【請求項２】エポキシ変性アクリルエマルションは、そ
   の固形分100重量部中に、１〜30重量部のエポキシ樹脂
   を含有している請求項１記載の接着剤。
3. 【請求項３】硬化剤組成物は、（ａ）の水溶性アミン５
   〜30重量％、（ｂ）の多価アルコール誘導体５〜40重量
   ％、（ｃ）の増粘剤0.01〜５重量％、（ｄ）の水40〜80
   重量％を含有してなる請求項１記載の接着剤。