JP3605427B2 - ポリ塩化ビニルシートのラッピング用接着剤 - Google Patents
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【産業上の利用分野】
本発明は、合成樹脂エマルジョンからなる接着性、耐熱性および作業性に優れたポリ塩化ビニルシートのラッピング用接着剤に関する。(ポリ塩化ビニルは、以下、塩ビと略称する)
【0002】
【従来の技術】
従来より、塩ビシートのラッピング用接着剤としては、溶剤系二液型ポリウレタン樹脂が使用されていた。
しかしながら、溶剤系二液型ポリウレタン樹脂は、架橋剤を用いる二液タイプであるため、配合に手間がかかる上、ポットライフが短く作業幅が非常に短いという問題が有るばかりでなく、有機溶剤の使用は周知の如く公害、環境汚染等の問題で好ましくないことから、最近は、溶剤タイプから水系タイプへの要請が大きくなってきている。
ところが、従来の水系タイプ、特に合成樹脂エマルジョンは塩ビシートのラッピング用接着剤に必要である塩ビへの接着性、耐熱性および作業性が得られないという問題があった。
合成樹脂エマルジョンにおいても、架橋剤を用いる二液タイプも知られているが、この場合、架橋が早すぎるため充分な接着力が得られないという問題を抱えていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、合成樹脂エマルジョンであって、かつ一液タイプで接着性がよく、耐熱性および作業性に優れた塩ビシートのラッピング用接着剤を提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記問題点を解決すべく種々検討を行った結果、特定量の不飽和カルボン酸を含む単量体成分を連鎖移動剤の存在下で乳化重合して得られる合成樹脂エマルジョンとポリウレタンエマルジョンを特定の割合で配合してなるエマルジョンが、前記課題を解決できることを知り、本発明を完成するに至った。
【0005】
すなはち、本発明は、(A)(1)不飽和カルボン酸を1〜15重量%含み、残部が(2)他の不飽和二重結合を有する単量体からなる単量体成分を、該単量体成分100重量部に対して0.001〜4重量部の連鎖移動剤の存在下に乳化重合して得られる合成樹脂エマルジョンの固形分100重量部に対し、(B)ポリウレタンエマルジョンを固形分で10〜100重量部配合してなる塩ビシートのラッピング用接着剤に関する。
【0006】
(A)成分の合成樹脂エマルジョンを製造するために使用される(1)成分の不飽和カルボン酸とは、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、β−カルボキシエチルアクリレート等のカルボキシル基を含有するモノマーである。
本発明において、(1)成分の不飽和カルボン酸を使用する理由は、接着剤の凝集力を向上させ、接着剤に耐熱性を持たせることにある。
【0007】
(1)成分の不飽和カルボン酸の使用量は、(1)成分の不飽和カルボン酸と(2)成分の他の不飽和二重結合を有する単量体からなる単量体成分100重量%中、1〜15重量%、好ましくは3〜10重量%である。不飽和カルボン酸の使用量が1重量%未満では、塩ビに対する充分な接着力が得られない上、耐熱性も悪い。また、不飽和カルボン酸の使用量が15重量%より多くなると、耐水性が悪くなり塩ビシートのラッピング用接着剤として充分でない。
【0008】
合成樹脂エマルジョンを製造するために使用される(2)成分の他の不飽和二重結合を有する単量体は、本発明において(1)成分として使用される不飽和カルボン酸以外のものであって、不飽和カルボン酸と共重合可能なものであればいずれも使用することができる。
【0009】
このような他の不飽和二重結合を有する単量体の代表例としては、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、オクチル(メタ)アクリレート、イソオクチル(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリル酸エステル類、酢酸ビニル、バーサチック酸ビニル、プロピオン酸ビニル、ピバリン酸ビニル等のビニルエステル類、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシメチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート等の水酸基含有単量体、アクリルアミド、メタクリルアミド、N,N−ジメチルアクリルアミド、ジアセトンアクリルアミド等のアミド基含有単量体、スチレン、スチレン誘導体、エチレン、アクリロニトリルやブタジエン、ヘキサジエン等のジエン系単量体、ジアリルフタレート、ジビニルベンゼン、トリアリルシアヌレート等の不飽和二重結合を2個以上有する単量体があげられる。
これらの(2)成分の他の不飽和二重結合を有する単量体は、1種または2種以上混合して使用してもよい。
【0010】
(2)成分の他の不飽和二重結合を有する単量体の中で好ましいものは、(メタ)アクリル酸エステル類、(メタ)アクリル酸エステル類とビニルエステル類の組合せからなるものである。
【0011】
合成樹脂エマルジョンを製造する際に使用される連鎖移動剤とは、ラウリルメルカプタン、ドデシルメルカプタン、t−ドデシルメルカプタン、β−メルカプトプロピオン酸等のメルカプタン類やメタノール、イソプロピルアルコール等のアルコール類である。
本発明においては、合成樹脂エマルジョンの製造時に、連鎖移動剤を適量使用することにより、充分なセミドライでの接着性を得ることができることを見いだした。
【0012】
連鎖移動剤の使用量は、(1)成分の不飽和カルボン酸と(2)成分の他の不飽和二重結合を有する単量体成分100重量部に対して0.001〜4重量部、好ましくは0.01〜3重量部である。
連鎖移動剤の使用量が0.001重量部未満の場合は、樹脂の重合度が高くなるためセミドライ接着時に充分な接着性が得られない。また、連鎖移動剤の使用量が4重量部より多い場合は、樹脂の重合度が低くなり充分な耐熱性が得られない。
【0013】
本発明の合成樹脂エマルジョンは、乳化剤および/または保護コロイドと触媒を用いて通常の乳化重合方法によって製造することができる。重合に用いられる乳化剤としては、ポリオキシエチレンアルキルエーテルとその誘導体、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテルとその誘導体、ポリオキシエチレンプロピレンエーテルとその誘導体等の非イオン界面活性剤とアルキル硫酸エステル塩、脂肪酸塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテル塩、ポリオキシエチレンアルキルアリルエーテル塩等の陰イオン界面活性剤があげられる。
【0014】
重合に用いられる保護コロイドとしては、ポリビニルアルコール、ヒドロキシエチルセルロース、無水マレイン酸/イソブチレン共重合体とその誘導体、ポリビニルピロリドン等があげられる。
【0015】
重合に用いられる触媒とは、過硫酸アンモニウム、過硫酸カリウム、過硫酸ナトリウム、過酸化水素、過酸化ベンゾイル、アゾビスイソブチロニトリル、t−ブチルハイドロパーオキサイド等のラジカル発生触媒であり、必要に応じてこれらの触媒は重亜硫酸ナトリウム、ロンガリット、酒石酸ナリトウム、アスコルビン酸ナトリウム等の還元剤と併用してもよい。
【0016】
本発明の塩ビシートのラッピング用接着剤は、前記(A)成分の合成樹脂エマルジョンに対して、(B)成分のポリウレタンエマルジョンを配合することによって調整される。
本発明において使用されるポリウレタンエマルジョンは、ジイソシアネートとポリオールの反応生成物を自己乳化して得られるものであって、市販品としてはスーパーフレックス(第一工業製薬製)、メルシー(東洋ポリマー製)、アデカレジン(旭電化製)等があげられる。
(A)成分の合成樹脂エマルジョンに、ポリウレタンエマルジョンを配合することによって、(A)成分の合成樹脂エマルジョンにより一層優れた耐熱性、接着性が付与できる。
【0017】
ポリウレタンエマルジョンの使用量は、(A)成分の合成樹脂エマルジョンの固形分100重量部に対して、ポリウレタンエマルジョンを固形分で10〜100重量部、好ましくは14〜60重量部である。ポリウレタンエマルジョンの使用量が固形分で10重量部未満では、塩ビに対する充分な接着性が得られない。また、使用量が固形分で100重量部を越えると樹脂が硬くなり、セミドライ接着時に充分な接着性が得られない。
【0018】
本発明の塩ビシートのラッピング用接着剤には、必要に応じて増粘剤、消泡剤、湿潤剤、防腐剤やアンモニア、アミン類、フィラー、顔料等を配合しても差し支えない。
【0019】
【実施例】
以下に実施例および比較例をあげて本発明をさらに詳細に説明する。なお、実施例および比較例中の部および%は、重量基準である。
【0020】
実施例1
撹拌機、温度計、還流冷却器、滴下ロートを有する容器中にイオン交換水を15部仕込み、80℃まで昇温した。
一方、メタクリル酸8部、2−エチルヘキシルアクリレート43部、ブチルアクリレート27部、メチルメタクリレート15部、酢酸ビニル7部、ラウリルメルカプタン0.03部、水35.5部、レベノールWZ(ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸ソーダ、花王製)2部をホモミキサーで乳化し混合乳化液を作った。
上記容器中に、混合乳化液を5%プレチャージし、同時に5%過硫酸アンモニウム水溶液を0.6部添加し乳化重合を開始した。次いで10分後に、残りの混合乳化液と5%過硫酸アンモニウム水溶液5.4部を3時間かけて滴下した。この間、容器内の温度を80℃に保った。
滴下終了後、2時間容器内を80℃に保ち熟成を行った。その後、30℃以下まで冷却し、アンモニア水0.5部を添加した。
得られた合成樹脂エマルジョンの固形分濃度は63.1%、粘度は4300cps(30℃、BH型、10rpm)であった。
【0021】
次に、得られた合成樹脂エマルジョンの固形分100部にポリウレタンエマルジョン(スーパーフレックス750、固形分40%、第一工業製薬製)を固形分で10部添加し、混合した。得られた混合エマルジョンは、固形分濃度は61.0%、粘度は2300cps、pHは5.5であった。
【0022】
実施例2
実施例1で得られた合成樹脂エマルジョン100部(固形分)にポリウレタンエマルジョン(スーパーフレックス750、固形分40%、第一工業製薬製)80部(固形分)添加した。得られた混合エマルジョンは、固形分濃度は52.8%、粘度は1500cps、pHは5.7であった。
【0023】
実施例3
アクリル酸8部、2−エチルヘキシルアクリレート35部、ブチルアクリレート30部、メチルメタクリレート20部、ラウリルメルカプタン0.06部、水57部、過硫酸アンモニウム0.3部を用いて実施例1と同様に乳化重合を行い、アンモニア水にて中和した。
得られた合成樹脂エマルジョンの固形分濃度は61.3%、粘度は5200cpsであった。
【0024】
次に、得られた合成樹脂エマルジョン100部(固形分)にポリウレタンエマルジョン(スーパーフレックス750、固形分40%、第一工業製薬製)10部(固形分)添加した。得られた混合エマルジョンは、固形分濃度は59.4%、粘度は1850cps、pHは5.9であった。
【0025】
実施例4
実施例1において、ラウリルメルカプタン0.03部の代りにイソプロピルアルコールを3.5部使用した以外は実施例1と同様に乳化重合を行い、アンモニア水で中和した。
得られた合成樹脂エマルジョンの固形分濃度は60.9%、粘度は5100cpsであった。
【0026】
次に、得られた合成樹脂エマルジョン100部(固形分)にポリウレタンエマルジョン(メルシー535、固形分32%、東洋ポリマー製)43部(固形分)添加した。得られた混合エマルジョンは、固形分濃度は53.0%、粘度は2110cps、pHは5.5であった。
【0027】
実施例5
メタクリル酸14部、2−エチルヘキシルアクリレート40部、ブチルアクリレート35部、メチルメタクリレート5部、酢酸ビニル6部、ラウリルメルカプタン0.05部、水57部、過硫酸アンモニウム0.3部を用いて実施例1と同様に乳化重合を行い、アンモニア水にて中和した。
得られた合成樹脂エマルジョンの固形分濃度は62.9%、粘度は3900cpsであった。
【0028】
次に、得られた合成樹脂エマルジョン100部(固形分)にポリウレタンエマルジョン(スーパーフレックス750、固形分40%、第一工業製薬製)100部(固形分)添加した。得られた混合エマルジョンは、固形分濃度は51.5%、粘度は1430cps,pHは6.1であった。
【0029】
比較例1
メタクリル酸0.5部、2−エチルヘキシルアクリレート48部、ブチルアクリレート29.5部、メチルメタクリレート15部、酢酸ビニル7部、ラウリルメルカプタン0.03部、水57部、過硫酸アンモニウム0.3部を用いて実施例1と同様にして乳化重合を行い、アンモニア水にて中和した。
得られた合成樹脂エマルジョンの固形分濃度は63.2%、粘度は4300cpsであった。
【0030】
次に、得られた合成樹脂エマルジョン100部(固形分)にポリウレタンエマルジョン(スーパーフレックス750、固形分40%、第一工業製薬製)10部(固形分)添加した。得られた混合エマルジョンは、固形分濃度は61.0%、粘度は1300cps、pHは5.6であった。
【0031】
比較例2〜8
表1の単量体組成からなる単量体成分を表1に示した連鎖移動剤の存在下に、実施例1と同様に乳化重合し、アンモニア水で中和した。得られた合成樹脂エマルジョンにポリウレタンエマルジョンを配合し、物性測定を行った。
【0032】
実施例1〜5および比較例1〜8で得られた混合エマルジョンを用い、下記に示す物性試験を行った。その結果を表1に示した。
【0033】
試験片の作製
軟質塩ビシートに混合エマルジョンを塗布量80g/m2(dry)に塗布し、乾燥機にて60℃、90秒乾燥後、MDF板(中比重合成板)にゴムローラーを用いて貼合し20℃、65RH%の雰囲気下において1週間養生した。
【0034】
物性測定
(1)耐熱クリープ性
試験片を25mm幅に切断し、60℃雰囲気下に10分間放置した後、試験片の軟質塩ビシートの一端に500gの荷重をかけ、1時間放置する。1時間後に軟質塩ビシートの剥離幅を測定する。
(2)常態剥離強度
試験片を25mm幅に切断し、20℃、65RH%雰囲気下において、オートグラフ(島津製作所製)を用いて剥離速度100mm/minで180°剥離強度を測定した。
(3)耐水剥離強度
試験片を25mm幅に切断し、20℃雰囲気下にて水に24時間浸した後、20℃、65RH%の雰囲気下において、オートグラフ(島津製作所製)を用いて剥離速度100mm/minで180°剥離強度を測定した。
【0035】
【表1】
表1中
1)…スーパーフレックス750、固形分濃度40%
2)…メルシー535 、固形分濃度32%
【0036】
【発明の効果】
本発明の塩ビシートのラッピング用接着剤は、接着性、耐熱性および作業性に優れている。
Claims (1)
- (A)(1)不飽和カルボン酸を1〜15重量%含み、残部が(2)他の不飽和二重結合を有する単量体からなる単量体成分を、該単量体成分100重量部に対して0.001〜4重量部の連鎖移動剤の存在下に乳化重合して得られる合成樹脂エマルジョンの固形分100重量部に対し、(B)ポリウレタンエマルジョンを固形分で10〜100重量部配合してなるポリ塩化ビニルシートのラッピング用接着剤。
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