JP6517489B2 - 吸盤の固定方法 - Google Patents

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Description

本発明は、壁面等の被着面に物品を取り付けるために用いる吸盤の固定方法に関する。
吸盤は、台所、洗面所、風呂等の水回りや、室内の壁面等に物品を取り付けるために広く使用されている。吸盤はゴム等の柔軟な材料で円盤状に形成され、被着面に吸着する吸着面と、その吸着面の裏側の背面とを有している。
吸盤の吸着面の中央部を被着面に押し付け、吸着面と被着面との間をほぼ真空状態とし、その真空状態を吸盤の弾性力で保持することで吸盤が被着面に吸着固定される。しかしながら、被着面に細かな凹凸が存在する場合、吸着面と被着面との密着性が低下し、吸盤が剥がれ易くなるという問題がある。また、水回りに使用した場合でも、耐久性が悪く、長期間使用していると剥がれ易くなるという問題がある。これに対して、例えば、両面テープ等の粘着テープや接着剤を用いて吸盤を固定する方法(例えば、特許文献1)、あるいはビスで固定する方法が行われている。
特開2000−287822号公報
しかしながら、吸盤が不要になった場合や吸盤を別の場所に移す場合、粘着テープや接着剤を用いた場合、吸盤を容易に剥がすことができなかったり、粘着テープや接着剤の剥がし残りが被着面に付着するという問題がある。また、ビスを用いた場合には、被着面にビス跡が残り、被着面が損傷するという問題がある。
そこで、本発明は、長期間に亘り吸盤を被着面に固定することが可能で、かつ不要になった時には、容易に被着面から吸盤を剥がすことの可能な吸盤の固定方法を提供することを目的とした。
上記課題を解決するため、本発明の吸盤の固定方法は、物品の取り付けに用いる吸盤の固定方法であって、全分子末端基の50%未満が加水分解性ケイ素基である高分子重合体(I)、及び高分子重合体(I)100重量部に対し、全分子末端基の50%以上が加水分解性ケイ素基である高分子重合体(II)5〜200重量部を含有する非接着性湿気硬化型樹脂組成物を吸盤の吸着面に塗布し、該吸着面を被着面に押し付けて固定することを特徴とする。
本発明によれば、長期間に亘り吸盤を被着面に固定することが可能で、かつ不要になった時には、容易に被着面から吸盤を剥がすことが可能となる。
本発明に用いる吸盤の形状の一例を示す模式図であり、(a)は平面図、(b)は側面図、(c)は横断面図である。
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
本発明の吸盤の固定方法は、樹脂組成物を吸盤の吸着面に塗布し、該吸着面を被着面に押し付けて固定するものであり、該樹脂組成物に、全分子末端基の50%未満が加水分解性珪素基である高分子重合体(I)、及び高分子重合体(I)100重量部に対し、全分子末端基の50%以上が加水分解性珪素基である高分子重合体(II)5〜200重量部を含有する非接着性湿気硬化型樹脂組成物を用いる。
本発明が対象とする被着面は、吸盤を固定して用いる着面であれば特に限定されない。例えば、台所、洗面所、風呂等の水回りや、室内の壁面等を挙げることができる。また、被着面の材料は、固体材料、例えば、金属、ガラス、プラスチック、タイル、モルタル、壁紙等を挙げることができる。特にガラスの中でもスリガラス、そして壁紙は、従来、吸盤を取り付けることが困難であったが、本発明の方法によれば、容易に吸盤を取り付けることができる。
(非接着性湿気硬化型樹脂組成物)
本発明に用いる非接着性湿気硬化型樹脂組成物は、高分子重合体(I)と高分子重合体(II)を含んでいる。高分子重合体(I)と(II)の主鎖には、ポリオキシアルキレン重合体又はビニル系重合体を用いる。ポリオキシアルキレン重合体には、−CHCHO−、−CHCH(CH)O−、−CHCH(C)O−、−CH(CH)CHO−、−CH(C)CHO−、−CHCHCHO−、及び−CHCHCHCHO−から選択された1種以上の繰り返し単位からなるものを用いることができる。好ましくは、−CHCH(CH)O−である。また、ビニル系重合体には、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリイソブチレン、ポリ(メタ)アクリレート、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリブタジエン、ポリイソプレン、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール、及びこれら重合体のいずれか2種以上を成分として含む共重合体等を挙げることができる。好ましくは、ポリ(メタ)アクリレートである。
主鎖にポリオキシアルキレン重合体を用いた場合、高分子重合体(I)の分子量は500〜30000、好ましくは1000〜20000である。また、高分子重合体(II)の分子量は500〜30000、好ましくは5000〜20000である。ここで、高分子重合体(I)及び(II)の分子量は、原料である水酸基末端ポリオキシアルキレン重合体の水酸基価換算価分子量に基づいて算出した値である。
また、主鎖にビニル系重合体を用いた場合、高分子重合体(I)の数平均分子量は500〜30000、好ましくは1500〜15000である。また、高分子重合体(II)の数平均分子量は500〜30000、好ましくは2000〜15000である。
また、高分子重合体(I)の加水分解性ケイ素基は分子鎖末端に対する加水分解性ケイ素基の導入率が50%未満であり、好ましくは25%以上50%未満である。また、高分子重合体(II)の加水分解性ケイ素基は分子鎖末端に対する加水分解性ケイ素基の導入率が50%以上100%以下であり、好ましくは60%以上100%以下である。
ここで、分子鎖末端に対する加水分解性ケイ素基の導入率は、末端基が水酸基である重合体の場合、加水分解性ケイ素基導入後の未反応の水酸基を水酸基価分析法を用いて算出することができる。また、末端基の種類に限定されない方法として、IR法やNMR法を用いて加水分解性ケイ素基導入後の末端基を定量することにより算出する方法を用いることもできる。
また、高分子重合体(I)及び(II)の加水分解性ケイ素基は、アルキルジアルコキシシリル基やトリアルコキシシリル基を用いることができる。アルキルジアルコキシシリル基は、アルキル基が炭素数1から6のアルキル基が好ましく、アルコキシ基が炭素数1から6のアルコキシ基、すなわち、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基、ペンチルオキシ基又はn−ヘキシルオキシ基が好ましく、より好ましくはメチルジメトキシシリル基又はメチルジエトキシシリル基、さらに好ましくはメチルジメトキシシリル基である。また、トリアルコキシシリル基は、アルコキシ基が炭素数1から6のアルコキシ基、すなわち、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基、ペンチルオキシ基、n−ヘキシルオキシ基が好ましく、より好ましくはトリメトキシシリル基である。高分子重合体(I)及び(II)の加水分解性ケイ素基の組み合わせは特に限定されない。
高分子重合体(I)100重量部に対し、高分子重合体(II)を5〜250重量部、好ましくは5〜200重量部使用する。5重量部より少ないとガラスに付着してきれにはがしにくくなり、250重量部より多いと、ガラスに接着しやすくなるからである。
ポリオキシアルキレン重合体に加水分解性ケイ素基を導入する方法としては、2官能の開始剤の存在下、環状エーテルを開環重合させてポリオキシアルキレンジオールを製造し、このジオールの水酸基に加水分解性ケイ素基を導入する方法等の公知の方法を用いることができる。また、ビニル系重合体に加水分解性ケイ素基を導入する方法としては、ビニル系モノマーと、加水分解性ケイ素基含有モノマーとを共重合する方法を用いることができる。加水分解性ケイ素基の導入率を変化させる方法としては、ポリオキシアルキレン重合体の場合、ジオールの水酸基に対する加水分解性ケイ素基のモル数を変化させることに行うことができる。また、ビニル系重合体の場合、共重合させる加水分解性ケイ素基含有モノマーの配合比を変化させることにより加水分解性ケイ素基の導入率を変化させることができる。
(硬化触媒)
本発明に用いる非接着性湿気硬化型樹脂組成物の合成には、硬化反応を促進させるために硬化触媒を用いる。具体例としては、アルキルチタン酸塩、有機ケイ素チタン酸塩、ビスマストリス−2−エチルヘキサノエート等の金属塩、リン酸、p−トルエンスルホン酸、フタル酸等の酸性化合物、ブチルアミン、ヘキシルアミン、オクチルアミン、デシルアミン、ラウリルアミン等の脂肪族モノアミン、エチレンジアミン、ヘキサンジアミン等の脂肪族ジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン等の脂肪族ポリアミン類、ピペリジン、ピペラジン等の複素環式アミン類、メタフェニレンジアミン等の芳香族アミン類、エタノールアミン類、トリエチルアミン、エポキシ樹脂の硬化剤として用いられる各種変性アミン等のアミン化合物を挙げることができる。また、ジオクチル酸錫、ジナフテン酸錫、ジステアリン酸錫等の2価の錫と上記アミン類の混合物を挙げることもできる。
また、ジブチル錫ジアセテート、ジブチル錫ジラウレート、ジオクチル錫ジラウレート及び以下のカルボン酸型有機錫化合物並びにこれらのカルボン酸型有機錫化合物と上記のアミン類との混合物を挙げることもできる。
(n−CSn(OCOCH=CHCOOCH
(n−CSn(OCOCH=CHCOO−(n−C))
(n−C17Sn(OCOCH=CHCOOCH
(n−C17Sn(OCOCH=CHCOO−(n−C))
(n−C17Sn(OCOCH=CHCOO−(iso−C17))
また、以下の含硫黄型有機錫化合物を挙げることもできる。
(n−CSn(SCHCOO)
(n−C17Sn(SCHCOO)
(n−C17Sn(SCHCHCOO)
(n−C17Sn(SCHCOOCHCHOCOCHS)
(n−CSn(SCHCOO−(iso−C17))
(n−C17Sn(SCHCOO−(iso−C17))
(n−C17Sn(SCHCOO−(n−C17))
(n−CSnS
また、以下の有機錫オキシドを挙げることもできる。
(n−CSnO
(n−C17SnO
また、上記の有機錫オキシドとエチルシリケート、マレイン酸ジメチル、マレイン酸ジエチル、マレイン酸ジオクチル、フタル酸ジメチル、フタル酸ジエチル、フタル酸ジオクチル等のエステル化合物との反応生成物を挙げることもできる。
また、以下のキレート錫化合物およびこれらのキレート錫化合物とアルコキシシランとの反応生成物(但し、acacはアセチルアセトナト配位子を表す。)を挙げることもできる。
(n−CSn(acac)
(n−C17Sn(acac)
(n−C(C17O)Sn(acac)
また、以下の−SnOSn−結合含有有機錫化合物を挙げることもできる。
(n−C(CHCOO)SnOSn(OCOCH)(n−C
(n−C(CHO)SnOSn(OCH)(n−C
硬化触媒は、高分子重合体(I)及び(II)の合計量100重量部に対し、0.01〜10重量部使用する。0.01重量部より少ないと効果が十分でなく、10重量部より多いと耐久性が低下するので好ましくない。
本発明に用いる湿気硬化型樹脂組成物には、必要に応じて、充填剤、脱水剤、可塑剤等の添加剤を添加することができる。
(充填剤)
充填剤としては、公知の充填剤を使用することができる。具体例としては、表面を脂肪酸または樹脂酸系有機物で表面処理した炭酸カルシウム、さらにこれを微粉末化した平均粒径1μm以下の膠質炭酸カルシウム、沈降法により製造した平均粒径1〜3μmの軽質炭酸カルシウム、平均粒径1〜20μmの重質炭酸カルシウム等の炭酸カルシウム、フュームドシリカ、沈降性シリカ、無水ケイ酸、含水ケイ酸、およびカーボンブラック、炭酸マグネシウム、ケイソウ土、焼成クレー、クレー、タルク、酸化チタン、ベントナイト、有機ベントナイト、酸化第二鉄、酸化亜鉛、活性亜鉛華、シラスバルーン、木粉、パルプ、木綿チップ、マイカ、くるみ穀粉、もみ穀粉、グラファイト、アルミニウム微粉末、フリント粉末等の粉体状充填剤、ガラス繊維、ガラスフィラメント、炭素繊維、ケブラー繊維、ポリエチレンファイバー等の繊維状充填剤等を挙げることができる。これらの充填剤は単独で用いてもよく、2種以上併用してもよい。
充填剤の使用量は高分子重合体(I)及び(II)の合計量に対して1〜1000重量%であり、好ましくは10〜300重量%である。
(可塑剤)
本発明に用いる非接着性湿気硬化型樹脂組成物には、硬度調整のために可塑剤を使用することもできる。可塑剤としては公知の可塑剤を使用することができる。具体例としては、フタル酸ジオクチル、フタル酸ジブチル、フタル酸ブチルベンジル等のフタル酸アルキルエステル類;アジピン酸ジオクチル、コハク酸ジイソデシル、セバシン酸ジブチル、オレイン酸ブチル等の脂肪族カルボン酸アルキルエステル類;ペンタエリスリトールエステル等;リン酸トリオクチル、リン酸トリクレジル等のリン酸エステル類;エポキシ化大豆油、エポキシステアリン酸ベンジル等のエポキシ可塑剤;ポリプロピレングリコール;ポリエチレングリコール;塩素化パラフィン;等を挙げることができる。これらの可塑剤を単独で用いてもよく、2種以上併用してもよい。
(脱水剤)
本発明に用いる非接着性湿気硬化型樹脂組成物には、硬化物の物性や硬化性及び貯蔵安定性を調節する目的で加水分解性ケイ素化合物を任意に添加できる。具体例としては、テトラメチルシリケート、ビニルトリメトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、トリメチルメトキシシランなどやこれらのメトキシ基がエトキシ基に置換された化合物などを挙げることができるが、これらに限定されない。添加量は高分子重合体(I)及び重合体(II)の合計量100重量部に対し、0.5〜5重量部である。0.5重量よりも少ないと貯蔵安定性が悪くなる。また5重量部よりも多いとガラスに接着し易くなるからである。
その他の添加剤として、チキソ性付与剤、フェノール樹脂やエポキシ樹脂、顔料、各種の安定剤、老化防止剤、紫外線吸収剤、オリゴエステルアクリレートのような表面改質を目的とした光硬化性化合物、粘度調整のための溶剤等を添加することもできる。しかし、湿気硬化性樹脂組成物に一般的に使用される各種のシランカップリング剤といった粘着付与剤は添加しない。粘着付与剤を用いると、被着体に対し強力に接着するようになるからである。
また、粘度を調製する目的で溶剤を使用することもできる。
また、本発明に用いる非接着性湿気硬化型樹脂組成物は、環境条件下で硬化可能であり、加熱することにより又は水分を添加することにより硬化を促進させることができる。
また、本発明に用いる非接着性湿気硬化型樹脂組成物は、B型回転粘度計による回転数が2rpmと10rpmでの粘度比で規定される樹脂組成物のチキソ比が2.5以上であり、かつ10rpmでの粘度が100Pa・s以上であることが好ましい。好ましくは、チキソ比は2.5〜4.0である。ここで、チキソ比は、2rpm、10rpmでの粘度をそれぞれV2rpm、V10rpmとした場合、V2rpm/V10rpmで表すことができる。チキソ比が2.5以上で、かつ10rpmでの粘度が100Pa・s以上であると、吸盤の吸着面に塗布する際に、液垂れを防止することができる。
なお、本発明に用いる非接着性湿気硬化型樹脂組成物は、ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリアミド等の合成樹脂のフィルムを支持体とし、その片面または両面に非接着性湿気硬化型樹脂組成物を塗布した両面テープとしても用いることができる。
図1は、本発明に用いる吸盤の構造の一例を示す模式図であり、(a)、(b)、(c)はそれぞれ、上面図、側面図、縦断面図を示している。吸盤1は、皿形状の本体部2と、本体部2の概ね中央に形成された突部3を有している。本体部2は、厚さ方向の一方の面には被着体(不図示)に吸着する吸着面2bと、他方の面には背面2aを有している。突部3は背面2a上に形成されている。本体部2は、弾性を有する天然ゴム、合成ゴム、および合成樹脂材料等の公知の材料を用いて製造されたものを用いることができる。また、突部3は、フック等の物品保持具を固定するもので、本体部よりは硬質の材料を用いて製造することができる。また、突部3は、本体部と一体として製造されても、別体として製造され、本体部に嵌合、接着等により固定されてもよい。
吸盤を被着体に固定する場合、吸着面2bの少なくとも一部に上記の非接着性湿気硬化型樹脂組成物を塗布し、皿を伏せるようにして本体部を被着面に押しつけ、本体部をへこませることで吸盤1を固定する。上記の非接着性湿気硬化型樹脂組成物を用いることで、平坦でない被着面に対しても容易に吸盤を固定することができ、また吸盤が不要になった場合や吸盤を別の場所に移す場合、吸盤を容易に剥がすことができる。
図1では、吸盤の本体部が円形の皿形状の例を示したが、本発明においては、吸盤の本体部の形状は皿形状であれば特に限定されない。平面視において、円形、矩形、多角形、不定形、動物や植物の形状、様々な物品形状等の種々の形状をとることができる。また、本体部が1つまたは複数の定形または不定形の開孔を有していてもよい。なお、皿形状とは、吸盤の本体部の吸着面の少なくとも中央部が凹みを有する形状を指す。
以下、実施例を用いて本発明を説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。なお、以下の実施例における「部」は、特に断らない限り「重量部」を表す。
(非接着性湿気硬化型樹脂組成物の合成方法)
高分子重合体(I)としてエクセスターS1000N(旭硝子社製)およびアルフォンUS6110(東亞合成社製)、高分子重合体II)としてエクセスターS2420、エクセスターA2551を用いた。エクセスターS2420は加水分解性ケイ素基が基本的にジアルコキシアルキルシラン基で、エクセスターA2551はトリアルコキシシラン基である。これら高分子重合体に、可塑剤としてポリプロピレングリコール、充填剤として、加熱乾燥により水分を除去したシリカを加え、遊星式攪拌器(クラボウ社製)を使用して攪拌・混合した。得られた混合物を室温まで温度を下げてから、脱水剤としてシラン化合物と硬化触媒としてジブチルスズビス(アセチルアセトネート)を加えて攪拌・混合して非接着性湿気硬化型樹脂組成物を得た。表1に実施例1〜5および比較例1〜3の配合を示す。
Figure 0006517489
(対ガラス非接着性試験)
製造した樹脂組成物を温度23℃・湿度55%雰囲気下でガラス板に打設し、3日間養生したあと、簡易接着性試験(日本シーリング材工業会発刊建築用シーリング材ハンドブック記載方法に準拠)を行った。跡が残らず簡単に剥がれた場合を合格(○)とし、跡が少しでも残れば不合格(×)とした。
(硬化性試験)
製造した樹脂組成物を温度23℃・湿度55%雰囲気下で、10mm幅で10mmの高さのアルミチャネルに打設し、24時間後切り出した厚み(単位:mm)を測定した。厚みが0.5mm以上であれば実用上問題のない硬化速度を有する。
(吸盤固定試験)
固定試験1
市販のフローブラシポケット(吸盤付)(イノマタ化学社製、吸盤付き小物入れ、耐荷重600g)の吸盤の吸着面に合成した樹脂組成物を塗布し、すりガラス面に吸盤を密着させた。翌日1kgの重りを載せた状態で1週間放置した。その後、吸盤を剥がし、剥離状態を以下の評価基準で判定した。
○:吸盤の位置は変化せず、かつ吸盤をガラス面からきれいに剥がすことができた。
×:吸盤の位置は変化しなかったが、吸盤を剥がした後、樹脂組成物の一部がガラス面に残った
××:吸盤の位置がずれていた(落下含む)
×××:重りを載せるまでもなく、吸盤を固定することが出来なかった
固定試験2
市販のQ−BANリングハンガー(山田化学社製、吸盤付きリングハンガー、耐荷重500g)の吸盤の吸着面に合成した樹脂組成物を塗布し、モルタル壁面に吸盤を密着させた。翌日1kgの重りを載せた状態で1週間放置した。その後、吸盤を剥がし、剥離状態を以下の評価基準で判定した。
○:吸盤の位置は変化せず、かつ吸盤をモルタル面からきれいに剥がすことができた。
×:吸盤の位置は変化しなかったが、吸盤を剥がすと樹脂組成物の一部がモルタル面に残った。
××:吸盤の位置がずれていた。(落下含む)
×××:重りを載せるまでもなく、吸盤を固定することが出来なかった
固定試験3
市販のミニ吸盤フック(H-099)(レック社製吸盤フック、耐荷重500g)の吸盤の吸着面に合成した樹脂組成物を塗布し、屋内壁紙面に吸盤を密着させた。翌日1kgの重りを載せた状態で1週間放置した。その後、吸盤を剥がし、剥離状態を以下の評価基準で判定した。
○:吸盤の位置は変化せず、かつ吸盤を壁紙面からきれいに剥がすことができた。
×:吸盤の位置は変化しなかったが、吸盤を剥がすと樹脂組成物の一部が壁紙面に残った。
××:吸盤の位置がずれていた。(落下含む)
×××:重りを載せるまでもなく、吸盤を固定することが出来なかった。
固定試験4
市販のフィーリングスポンジホルダー(吸盤付き)(イノマタ化学社製、耐荷重500g)の吸盤の吸着面に合成した樹脂組成物を塗布し、タイル目地を含むタイル壁面に吸盤を密着させた。翌日1kgの重りを載せた状態で1週間放置した。その後、吸盤を剥がし、剥離状態を以下の評価基準で判定した。
○:吸盤の位置は変化せず、かつ吸盤をタイル面からきれいに剥がすことができた。
×:吸盤の位置は変化しなかったが、吸盤を剥がすと樹脂組成物の一部がタイル壁面に残った。
××:吸盤の位置がずれていた。(落下含む)
×××:重りを載せるまでもなく、吸盤を固定することが出来なかった。
(結果)
表2に、実施例と比較例の硬化性試験と固定試験1〜4の試験結果を示す。実施例1から5は、硬化性および固定性において、いずれも優れた特性を有していた。一方、比較例1は重合体(I)が配合されていないため、硬化性は良好であるが、すりガラス面への固定性において、吸盤を剥がした際に樹脂組成物が一部接着してきれいに剥がれなかった。また、比較例2は重合体(I)が配合されているが、重合体(II)の配合量が少ないため硬化性が0.5mmより小さく実用には不十分で、固定性においても位置ずれが生じた。比較例3は重合体(I)および重合体(II)がともに配合されているが、重合体(I)100部に対して、重合体(II)が300部と多いために、すりガラス面への固定性において、吸盤を剥がした際に樹脂組成物が一部接着してきれいに剥がれなかった。なお、表2中、比較例4とは、吸盤の吸着面に樹脂組成物を塗布せず、吸盤をすりガラス面またはモルタル壁面または屋内壁紙面または目地を含むタイル面に直接密着させた場合を示す。比較例4は、固定試験1〜3では重りを載せる以前に、対象面に吸盤を固定することはできなかった。固定試験4では翌日重りを載せた瞬間、吸盤が剥がれて落下した。
Figure 0006517489
1 吸盤
2 本体部
2a 吸着面
2b 背面
3 突部

Claims (2)

  1. 物品の取り付けに用いる吸盤の固定方法であって、
    全分子末端基の50%未満が加水分解性ケイ素基である高分子重合体(I)、及び高分子重合体(I)100重量部に対し、全分子末端基の50%以上が加水分解性ケイ素基である高分子重合体(II)5〜200重量部を含有する非接着性湿気硬化型樹脂組成物を吸盤の吸着面に塗布し、該吸着面を被着面に押し付けて固定する、吸盤の固定方法であって、
    B型回転粘度計による回転数が2rpmと10rpmでの粘度比で規定される前記非接着性湿気硬化型樹脂組成物のチキソ比が2.5以上であり、かつ10rpmでの粘度が100Pa・s以上である、前記吸盤の固定方法
  2. 前記非接着性湿気硬化型樹脂組成物に含まれる前記高分子重合体(II)の加水分解性ケイ素基がトリアルコキシシリル基である請求項1記載の吸盤の固定方法。
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