JP4971911B2

JP4971911B2 - ステンレス部材と軟質ポリ塩化ビニルシートとの接着方法

Info

Publication number: JP4971911B2
Application number: JP2007222967A
Authority: JP
Inventors: 隆行廣瀬; 章夫福島
Original assignee: 株式会社山装
Priority date: 2007-08-29
Filing date: 2007-08-29
Publication date: 2012-07-11
Anticipated expiration: 2027-08-29
Also published as: JP2009052002A

Description

本発明は、ステンレス板などのステンレス部材と軟質ポリ塩化ビニル（軟質ＰＶＣ）シートとの接着方法に関するものであり、さらにはステンレス部材に予め接着剤を塗布しておき、そのステンレス部材を作業現場に持ち込んで軟質ＰＶＣシートと接着する方法に関するものである。

今日、地球上の人類はより豊かな生活を求めているため、一人当たりのエネルギーの使用量は増大傾向にあり、それに伴って化石燃料の使用量が増大し、その結果として炭酸ガスの排出量が増大し、これが地球温暖化の主原因と考えられている。この地球温暖化によって気候変動が発生し、その結果局地的な大雨による洪水や日照り続きによる干ばつをもたらしている。

このような地球環境の変動によって、従来の防水対策に異変が生じ、新たな防水工法が模索されている。その中にあって、塩ビ系シートを用いる防水工法が期待されている（非特許文献１参照）。このような防水工法にはシートの膨れ防止のため、該シートとセメントモルタル間に発生する気体を抜くための脱気装置が併設される。今日のように大雨と干ばつとが同時に起こるような環境条件では、脱気機能を有する脱気装置の存在は必要不可欠である。この脱気装置の材質としては、今日ほとんどステンレスが用いられている。
防水ジャーナル、49頁、2006年1月号

ところで、軟質ＰＶＣシート同士はＰＶＣを溶解可能な溶剤を塗布することによって容易に接着することができるが、軟質ＰＶＣシートとステンレス材との間の接着は容易ではない。従って、技術改良のポイントは軟質ＰＶＣシートと脱気装置のステンレス部材との間の接着にある。

この接着方法の一解決法として、軟質ＰＶＣシートを加熱して溶融させ、脱気装置のステンレス部材と軟質ＰＶＣシートとを溶融接着する方法がある。しかしながらこの方法を採用するには加熱装置及びプレス装置を必要とするので、ステンレス部材に軟質ＰＶＣシートを接着した脱気装置を大量生産する場合には効果的であるが、少量生産の場合には非経済的で不向きである。

それゆえ本発明者らは、ステンレス部材を持つ脱気装置が少量生産であっても、ほとんど設備投資を必要としないで軟質ＰＶＣシートと接着し得る方法について鋭意検討を進めた結果、本発明の接着方法を完成したものである。

すなわち、本発明のステンレス部材と軟質ＰＶＣシートとの接着方法は、第１工程、第２工程及び第３工程の三工程を具え、第１工程では、ステンレス部材上に、アミン系硬化剤を用いた常温硬化型エポキシ樹脂を塗布して、そのエポキシ樹脂を硬化させ、次の第２工程では、塩化ビニルモノマーを主成分として酢酸ビニルモノマー及びビニルアルコール成分を共重合させた三元共重合体（固体）を主剤として有機溶剤に溶解させた溶液を、エポキシ樹脂を硬化剤として使用して、第１工程で形成したエポキシ樹脂の塗膜表面上に塗布し、その主剤を硬化させ、次の第３工程では、第２工程で形成した主剤の塗膜表面と、軟質ポリ塩化ビニルシートの表面との両面にそれぞれ、ポリ塩化ビニルを溶解可能な有機溶剤を塗布し、直ちにそれら両面を貼り合せる、という構成を採用することによって上記課題を解決している。

第１工程で使用する、ステンレス部材に塗布する常温硬化型のアミン系硬化剤とエポキシ樹脂とからなる接着剤は、良好な接着力を有することは従来から知られている。一例を挙げると、例えば本願出願人が製造・販売しているダモプルーフ（商品名）は、常温硬化型のアミン系硬化剤とエポキシ樹脂（主剤）とからなる材料（塗料及び接着剤）で、ステンレス材（ＳＵＳ３０４）に対し優れた接着力を示す。

本発明の接着方法の主たる特徴は第２工程にある。第２工程で使用する、塩化ビニルモノマーを主成分として酢酸ビニルモノマー及びビニルアルコール成分を共重合させた、主剤として使用する三元共重合体は、塩化ビニルモノマー８８〜９３重量％、酢酸ビニルモノマー１〜４重量％、及びビニルアルコール４〜１１重量％からなるものであると好ましい。塩化ビニルモノマー含有量が９３重量％を越えると、第３工程における軟質ＰＶＣシートとの接着力は向上するが、第１工程で形成される塗膜との接着力は低下する。逆に８８重量％を下回り、ビニルアルコールの割合が増えると、第１工程で形成される塗膜との接着力は増大するものの、第３工程における軟質ＰＶＣシートとの接着力は低下するためである。

該三元共重合体は、市販品として入手可能である。一例を挙げると、例えば日信化学工業株式会社から販売されているＳＯＬＢＩＮ（ソルバイン）を挙げることができる。該三元共重合体（主剤）は固体なので、有機溶剤に溶解して使用する必要がある。この溶解に使用する有機溶剤としては、例えばテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、１，４−ジオキサン、アセトン、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）、メチルイソブチルケトン（ＭＩＢＫ）、イソホロン、シクロヘキサノン、塩化メチレン等を挙げることができる。中でもＭＩＢＫ及びＭＩＢＫ／トルエン（１／１重量比以上）は、表面が平滑な塗膜が形成されるので望ましい。溶液の固形分濃度は特に限定するものではないが、２０重量％前後が粘度的に塗布しやすい。

硬化剤として使用するエポキシ樹脂は、１分子中に１．５個以上のエポキシ基を有するものであればよく、液体、固体の区別は問わない。しかしながら固体のエポキシ樹脂を使用する場合は有機溶剤に溶解して用いる必要があるため、常温で液体のエポキシ樹脂が望ましい。市販品の代表例として、エピコート８２８、アラルダイトＧＹ２６０、ダウエポキシ樹脂ＤＥＲ３３１、アデカレジンＥＰ−４１００等を挙げることができる。

主剤として使用する該三元共重合体と、硬化剤として使用する該エポキシ樹脂との混合割合は、重量比で４：１〜１：１の範囲とすることが好ましい。４：１よりも主剤の割合が高くなると、第一工程で形成される塗膜との接着力が低下し、また１：１よりも硬化剤の割合が高くなると、第三工程で接着する軟質ＰＶＣシートとの接着力が低下するためである。

第３工程で使用する、ＰＶＣを溶解可能な有機溶剤としては、例えばＴＨＦ、ＭＥＫ、シクロヘキサノン、塩化メチレン、１，４−ジオキサン、及びこれらの混合溶剤を挙げることができる。これらの有機溶剤を、第２工程で形成された塗膜（ＰＶＣが主成分）及び軟質ＰＶＣシートに塗布すると、それらの塗布面が溶解し、それらの塗布面同士を貼り合せることによってそれらの塗布面が一体化するので、十分な接着力が形成される。この方法は従来から一般的に実施されている接着方法である。

本発明の接着方法は、接着の第１工程と第２工程とは同一工場内で実施し、第３工程は工事現場で行うと好ましい。従って、第２工程と第３工程との間は、一週間以上期間が開くのが通常である。

以下、本発明の実施の形態を実施例によって、図面に基づき詳細に説明する。ここに、図１は、本発明のステンレス部材と軟質ＰＶＣシートとの接着方法の一実施例の工程を示すフローチャート、図２（ａ），（ｂ）は、上記実施例の接着方法の第1工程での接着用ステンレス材試験片を示す側面図および平面図、図３は、上記実施例の接着方法の第１工程での接着後のステンレス材試験片を示す側面図、図４（ａ），（ｂ）は、上記実施例の接着方法の第３工程での接着用ステンレス材試験片を示す側面図および平面図、図５（ａ），（ｂ）は、上記実施例の接着方法の第３工程での接着用軟質ＰＶＣシート試験片を示す側面図および平面図、そして図６は、上記実施例の接着方法の第３工程での接着後のステンレス材試験片および軟質ＰＶＣシート試験片を示す側面図である。

この実施例のステンレス部材と軟質ＰＶＣシートとの接着方法では、ステンレス部材としての、ステンレス製脱気筒のSUS 304ステンレス板製取付けフランジと、防水シートとしての軟質ポリ塩化ビニル（軟質ＰＶＣ）シートとを、図１に示すように、第１工程Ｓ１と第２工程Ｓ２と第３工程Ｓ３との三工程で接着する。

第１工程Ｓ１では、SUS 304ステンレス板製取付けフランジ上に、アミン系硬化剤を用いた常温硬化型エポキシ樹脂を塗布して、そのエポキシ樹脂を硬化させ、次の第２工程Ｓ２では、塩化ビニルモノマーを主成分として酢酸ビニルモノマー及びビニルアルコール成分を共重合させた三元共重合体（固体）を主剤とし、この主剤を有機溶剤に溶解させた溶液を、エポキシ樹脂を硬化剤として、第１工程Ｓ１でSUS 304ステンレス板製取付けフランジ上に形成したエポキシ樹脂塗膜の表面上に塗布して、その主剤を硬化させ、次の第３工程Ｓ３では、第２工程Ｓ２でエポキシ樹脂塗膜の表面上に形成した主剤塗膜の表面と軟質ＰＶＣシートの表面との両面に、ＰＶＣを溶解可能な有機溶剤を塗布し、直ちにそれら両面を貼り合せる。

第１工程でステンレス板製取付けフランジ（SUS 304）上に塗布する、アミン系硬化剤を用いた常温硬化型エポキシ樹脂（本願出願人が製造・販売する商品名：ダモプルーフ、主剤／硬化剤＝１／１（重量比））をステンレス材（SUS 304）試験片１に塗布し、ＪＩＳＫ６８５０：１９９９（接着剤−剛性被着材の引張せん断接着強さ試験方法）に準拠して引張せん断接着強さ（MPa）を測定した。接着用試験片１の形状及び接着後の試験片１の形状をそれぞれ図２および図３に、測定結果を表１に示す。表１の結果から、上記接着剤はステンレス材（SUS 304）に対し良好な接着性能を有することが分かる。

また、図４に示すステンレス材（SUS 304）試験片２の接着面（20mm×50mm）に第１工程の接着剤として上記ダモプルーフＣＥカラー（主剤／硬化剤＝１／１重量比）を塗布し、２４時間室温に放置して硬化させた後、第２工程として、日信化学工業株式会社から入手したSOLBIN（ソルバイン）Ａ（固体）を主剤とし、旭電化工業株式会社製のエポキシ樹脂ＥＰ−４１００（液状）を硬化剤としてそれらを混合し、塗布した。但し、この主剤は固体なので、ＭＩＢＫの２０重量％溶液として上記硬化剤と混合し、これを第１工程で硬化した塗膜（20mm×50mm）上に塗布した。塗布後これを室温で１０日間放置した。

その後、この第２工程の塗布面（接着面）と、図５に示す軟質ＰＶＣシート試験片３の接着面（20mm×50mm）との両面にＴＨＦを塗布し、素早く図６に示すように貼り合せ、約１時間軽く押えておいた。その後、室温に１週間放置後ＪＩＳＫ６８５０：１９９９（接着剤−剛性被着材の引張せん断接着強さ試験方法）に準拠して引張せん断接着強さ（MPa）を測定した。その測定結果を表２に示す。いずれの試験片も軟質ＰＶＣシートの破壊（材質破壊）が観察され、良好な接着性能を有することが分かる。

上述の引っ張り試験結果から、この実施例の接着方法によれば、ステンレス部材としての、ステンレス製脱気筒のSUS 304ステンレス板製取付けフランジと、防水シートとしての軟質ポリ塩化ビニル（軟質ＰＶＣ）シートとを、少量生産の場合でも、容易に且つ強固に接着し得ることが判る。

以上，図示例に基づき説明したが、この発明は上述の例に限定されるものでなく、特許請求の範囲の記載範囲内で適宜変更し得るものであり、例えば、第1、第２工程で用いる接着剤や第３工程で用いる溶剤などは、上記例のものに限られない。またこの発明で接着するステンレス部材は、脱気筒のフランジに限られず、他のステンレス製品のステンレス部材でも良い。

かくして本発明のステンレス部材と軟質ＰＶＣシートとの接着方法によれば、ステンレス部材と軟質ＰＶＣシートとを、少量生産の場合でも、容易に且つ強固に接着することができる。

なお、同一工場内で、第１工程で塗膜を形成し、次いで該塗膜上に第２工程で塗膜を形成したステンレス部材を、接着作業現場で、第３工程で軟質ポリ塩化ビニルシートと接着することとすれば、あらかじめ第２工程まで済ませた脱気筒等を在庫として保管し、それを接着作業現場に運んで第３工程で軟質ＰＶＣシートと接着できるので、接着作業ひいては防水作業を短時間で効率的に済ませることができる。

本発明のステンレス部材と軟質ＰＶＣシートとの接着方法の一実施例の工程を示すフローチャートである。（ａ），（ｂ）は、上記実施例の接着方法の第1工程での接着用ステンレス材試験片を示す側面図および平面図である。上記実施例の接着方法の第１工程での接着後のステンレス材試験片を示す側面図である。（ａ），（ｂ）は、上記実施例の接着方法の第３工程での接着用ステンレス材試験片を示す側面図および平面図である。（ａ），（ｂ）は、上記実施例の接着方法の第３工程での接着用軟質ＰＶＣシート試験片を示す側面図および平面図である。上記実施例の接着方法の第３工程での接着後のステンレス材試験片および軟質ＰＶＣシート試験片を示す側面図である。

符号の説明

１ステンレス材試験片
２ステンレス材試験片
３軟質ＰＶＣシート試験片

Claims

ステンレス部材上に、アミン系硬化剤を用いた常温硬化型エポキシ樹脂を塗布して、そのエポキシ樹脂を硬化させる第１工程と、
次いで、塩化ビニルモノマーを主成分として酢酸ビニルモノマー及びビニルアルコール成分を共重合させた三元共重合体（固体）を主剤として有機溶剤に溶解させた溶液を、エポキシ樹脂を硬化剤として使用して、第１工程で形成したエポキシ樹脂の塗膜表面上に塗布し、その主剤を硬化させる第２工程と、
次いで、第２工程で形成した主剤の塗膜表面と、軟質ポリ塩化ビニルシートの表面との両面にそれぞれ、ポリ塩化ビニルを溶解可能な有機溶剤を塗布し、直ちにそれら両面を貼り合せる第３工程と、
を具えることを特徴とする、ステンレス部材と軟質ポリ塩化ビニルシートとの接着方法。
第２工程で使用する、塩化ビニルモノマーを主成分として酢酸ビニルモノマー及びビニルアルコール成分を共重合させた三元共重合体の主剤は、
塩化ビニルモノマー８８〜９３重量％、
酢酸ビニルモノマー１〜４重量％、および
ビニルアルコール４〜１１重量％からなることを特徴とする、請求項１記載のステンレス部材と軟質ポリ塩化ビニルシートとの接着方法。
第２工程で主剤として使用する三元共重合体と硬化剤として使用するエポキシ樹脂との混合割合は、重量比で４：１〜１：１の範囲とすることを特徴とする、請求項１または２記載のステンレス部材と軟質ポリ塩化ビニルシートとの接着方法。
第２工程で使用する、塩化ビニルモノマーを主成分として酢酸ビニルモノマー及びビニルアルコール成分を共重合させた三元共重合体の主剤を溶解する有機溶剤には、メチルイソブチルケトン、又はメチルイソブチルケトンとトルエンとの混合溶剤を用いることを特徴とする、請求項１から３までの何れか記載のステンレス部材とポリ塩化ビニルシートとの接着方法。
同一工場内で、第１工程で塗膜を形成し、次いで該塗膜上に第２工程で塗膜を形成したステンレス部材を、接着作業現場で、第３工程で軟質ポリ塩化ビニルシートと接着することを特徴とする、請求項１から４までの何れか記載のステンレス部材と軟質ポリ塩化ビニルシートとの接着方法。