JP7223994B2 - 固形状接着剤 - Google Patents
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Description
さらに、石鹸ゲル系固形状接着剤のpHはアルカリ側(pH9~13)である。このアルカリ性は、塗布後に空気中の二酸化炭素などにより中和されるので通常は問題にならないが、木材を被着材とした場合には接着剤が付着した被着材表面を変色(いわゆるアルカリ汚染)させてしまうことがある。
1)水、有機溶剤、ゲル化剤、及びポリビニルホルマール樹脂を含有し、前記ポリビニルホルマール樹脂の含有量は、固形状接着剤全量に対して0.1~5.0質量%であることを特徴とする固形状接着剤。
2)さらに、ポリビニルホルマール樹脂以外のポリビニルアセタール樹脂から選択される、少なくとも1種のポリビニルアセタール樹脂を含有する、前記1)に記載の固形状接着剤。
3)ポリビニルホルマール樹脂とポリビニルアセタール樹脂の比率(質量比)が、1/99~50/50である、前記2)に記載の固形状接着剤。
4)ポリビニルアセタール樹脂が、ポリビニルブチラール樹脂である、前記2)または3)に記載の固形状接着剤。
5)さらに、上記以外の合成高分子及び天然高分子からなる群から選ばれる少なくとも1種の接着成分を含む、前記1)~4)いずれかに記載の固形状接着剤。
6)前記接着成分が、ポリビニルピロリドン樹脂である、前記5)に記載の固形状接着剤。
7)ゲル化剤が、5~6価の糖アルコールのジベンザル化物である、前記1)~6)いずれかに記載の固形状接着剤。
8)前記1)~7)いずれかに記載の固形状接着剤を、繰出用容器に充填したことを特徴とする繰出式固形状接着剤。
9)固形状接着剤の硬さが1×10-5N/cm2~15×10-5N/cm2の範囲である、前記8)に記載の繰出式固形状接着剤。
ゲル化剤としては、公知のものから適宜選択して用いれば良く、その具体例としては、5~6価の糖アルコールのジベンザル化物、脂肪族カルボン酸塩、脂肪酸アマイドなどの脂肪酸誘導体、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロースなどのセルロース誘導体、有機ベントナイト、シリカなどの無機化合物、カラギーナンや寒天、グルコース、グルクロン酸、ラムノースを構成糖とする天然高分子多糖類などが挙げられ、これらは単独で、または2種以上併用することができる。なかでも、pHが中性付近で賦形性に優れている点、透明ゲルを形成できる点で、5~6価の糖アルコールのジベンザル化物が好ましい。
また、ポリビニルホルマール樹脂中の水酸基含有量が10質量%以下、酢酸基含有量が5~15質量%のものが好ましい。
ポリビニルホルマール樹脂は、1種単独で、または分子量あるいは水酸基含有量が異なるものを2種以上混合して使用することができる。
ポリビニルホルマール樹脂は市販品として入手でき、例えば、「ビニレック」(JNC(株)製)、「Vinylec-F」(SivaChemicalIndustries)などが挙げられる。
ポリビニルブチラール樹脂の使用量は、有機溶剤の種類及び量、樹脂の種類によって好適な範囲が異なるが、固形状接着剤全量に対して、好ましくは1~20質量%、さらに好ましくは5~15質量%、特に好ましくは8~12質量%である。
ポリビニルブチラール樹脂は市販品として入手でき、その具体例としては、エスレックBL-1(計算分子量1.9×104、水酸基36mol%)、同BL-2(計算分子量2.7×104、水酸基36mol%)、同BM-1(計算分子量4.0×104、水酸基34mol%)、同BM-2(計算分子量5.2×104、水酸基31mol%)、同BM-S(計算分子量5.3×104、水酸基22mol%)、同BM-SZ(計算分子量5.3×104、水酸基22mol%)、同BH-3(計算分子量11.0×104、水酸基34mol%)、同BH-6(計算分子量9.2×104、水酸基30mol%)、同KX-1(計算分子量17.5×104、水酸基80mol%)、同KX-5(計算分子量10×104、水酸基80mol%)、同KW-1(計算分子量3.0×104、水酸基80mol%)、同KW-3(計算分子量3.0×104、水酸基80mol%)、同KW-10(計算分子量3.0×104、水酸基80mol%)(以上、積水化学工業(株)製)などが挙げられる。計算分子量は、原料のポリビニルアルコールの重量平均分子量から求めた重量平均分子量を示す。
接着性樹脂の具体例としては、例えば、ポリビニルアルコール(部分ケン化物、完全ケン化物)、ポリ酢酸ビニル、酢酸ビニル共重合体(共単量体;エチレン、プロピレン、クロトン酸、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、アクリルアミドなど)及びそのケン化物、ポリアクリル酸塩、ポリアクリルアミド、ポリヒドロキシエチルメタクリレート、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリビニルピロリドン、ポリエチレンイミン、ポリビニルメチルエーテル、アクリル樹脂エマルジョン(ポリマー;アクリル酸またはメタクリル酸エステルの単独重合体または共重合体であって、具体的にはアクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸2-エチルヘキシルを主体とし、これとメタクリル酸エステル、スチレン、アクリロニトリル、酢酸ビニルなどとを共重合した共重合体など)、などの合成高分子、または、メチルセルロース、エチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、カルボキシメチルセルロース、アルギン酸ソーダ、ローカストビーンガム、トラガントガム、アラビアゴム、ゼラチン、デキストリン、コーンスターチ、エトキシ化及びプロポキシル化澱粉、カルボキシメチル澱粉、その他の澱粉誘導体、酵素変性澱粉などの天然高分子、などが挙げられる。これらの接着性樹脂は単独で用いても良いし、2種以上を併用しても良い。
ポリビニルピロリドンは市販品として入手でき、好ましい具体例としては、例えば、PVPK-15、同K-30、同K-90、同K-120(以上、(アシュランド・ジャパン株)製)、ピッツコールK-30、同K-90(以上、第一工業製薬(株)製)、ポリビニルピロリドンK-30、同K-90(以上、(株)日本触媒製)などが挙げられる。なお、ポリビニルピロリドンは、重量平均分子量5,000~3,000,000の範囲で適宜選択すれば良く、製品形状は粉末、顆粒または液体のいずれでも良い。
撹拌機を備えた混合機にて、表1に示す配合割合で各配合成分を、十分に均一な材料が得られるまで加熱撹拌した。次いで、この熱材料を内径16mmの円筒形の繰出用容器((株)トンボ鉛筆製「ピットハイパワーS」品番:PT-TPの繰出用容器)に注入した。その後、冷却して繰出式固形状接着剤を得た。
表1において使用した各成分は以下の通りである。
PGM:プロピレングリコールモノメチルエーテル
PVF-L(ポリビニルホルマール);「ビニレックKタイプ」、分子量:4,400~54,000、水酸基含有量5.75±0.75%(JNC(株)製)、
PVF-H(ポリビニルホルマール);「ビニレックEタイプ」、分子量:95,000~134,000、水酸基含有量5.75±0.75%(JNC(株)製)
PVB(ポリビニルブチラール);「エスレックKW」、分子量:30,000(積水化学工業(株)製)
PVP-K30(ポリビニルピロリドン);「ピッツコールK-30」、分子量:45,000(第一工業製薬(株)製)
PVP-K90(ポリビニルピロリドン);「ピッツコールK-90」、分子量:1,200,000(第一工業製薬(株)製)
PVA(ポリビニルアルコール);「PVA-217」、重合度:1,700((株)クラレ製)
変性デキストリン(ヒドロキシプロピル化酵素変性デキストリン):「PENON PKW」(日澱化學(株)製)
ゲル化剤(ソルビット・ベンズアルデヒド縮合物:ジベンジリデンソルビトール);「ゲルオールD」(新日本理化(株)製)
得られた固形状接着剤を繰出用容器から全量繰出した後、最後まで繰戻しできるかを目視で観察し、以下の基準で評価した。
〇;繰出し、繰戻しが正常にできる。
×;繰出し、繰戻しが最後までできない。
(a)木材の変色
桐材に固形状接着剤を塗布して一昼夜放置後、塗布面の状態を目視で観察し、以下の基準で評価した。
○;桐材の変色なし。
×;桐材の変色あり。
(b)固形状接着剤の目立たなさ
桐材に固形状接着剤を塗布・乾燥して塗布面の状態を目視で観察し、以下の基準で評価した。
○;固形状接着剤が目立たない。
×;固形状接着剤の色(白色)が目立つ。
水平の台に置いた封筒用紙(リンテック社製ハーフトーンカラー米坪104.7g/m2)を、固形状接着剤を塗布する面が力と測定する方向とが略水平になるように、プッシュプルゲージ(IMADA社製DS2-500N)に取り付ける。プッシュプルゲージを固定し、前記封筒用紙に、繰出用容器から5mm程度繰出した固形状接着剤を、荷重800~1000gf、速度10cm/秒、角度90°で、プッシュプルゲージの引張方向に塗布し、その時の最大引張力を塗布抵抗した。なお、台と封筒用紙との摩擦は無視できるほど小さい。
<評価>基準組成の評価値100に対して、90未満を好適(塗布抵抗の低減効果があり、軽い塗布感)と判断した。
固定した被着材に、繰出用容器から5mm程度繰出した固形状接着剤を、荷重800~1000gf、速度10cm/秒、角度90°で一定の面積塗布し、塗布前後の固形状接着剤の重量差を測定し、塗布量した。被着材は、封筒用紙、MDF板を使用した。
<評価>基準組成の評価値100に対して、100以上200未満を好適(少なすぎず、多すぎない適量)と判断した。
封筒用紙に、繰出用容器から5mm程度繰出した固形状接着剤を、荷重800~1000gf、速度10cm/秒、角度90°で、面積4.5cm×10cmに塗布し、すぐに固形状接着剤を塗布していない封筒用紙を1000gfの荷重で圧着して2枚の封筒用紙を貼り合わせ、8分間、10分間経過する試験片をそれぞれ作製した。
2つの試験片を、速度10cm/秒で引き剥がした際の、紙破壊した面積を、固形状接着剤を塗布した面積で除した値の平均値を紙への接着力とした。測定は、温度23℃60%RHで行った。
<評価>基準組成の評価値100に対して、100以上を好適と判断した。
桐材に、繰出用容器から繰出した固形状接着剤を面積9mm×10mmに一様に塗布し、固形状接着剤を塗布していない桐材を1000gfの荷重で圧着して2枚の桐材を貼り合わせ、23℃60%RH環境下に一昼夜置いた試験片を作製した。
試験片を、速さ5mm/分で、テンシロン万能試験機(ORIENTEC社製RTC-1210A)を使って、接着面と平行方向に試験片の2枚の桐材をお互いに逆向きに引張り、接着面が破断するまでに要する力(最大値)を、固形状接着剤を塗布した面積で除した値を木材の接着力とした。
<評価>基準組成の評価値100に対して、95以上を好適と判断した。
布材(ポリエステル-綿の交織織物)に、繰出用容器から繰出した固形状接着剤を面積25mm×10mmに一様に塗布し、固形状接着剤を塗布していない布材を1000gfの荷重で圧着して2枚の布材を貼り合わせ、23℃60%RH環境下に一昼夜置いた試験片を作製した。
試験片を、速さ5mm/分で、テンシロン万能試験機を使って、接着面と平行方向に試験片の2枚の布材をお互いに逆向きに引張り、接着面が破断するまでに要する力(最大値)、固形状接着剤を塗布した面積で除した値を布材の接着力とした。
<評価>基準組成の評価値100に対して、100以上を好適と判断した。
付き刺し型pH電極(ニッコー・ハンセン社製pHTestr-10BNC)を、23℃の固形状接着剤に付き刺して測定した。
Claims (9)
- 水、有機溶剤、ゲル化剤、及びポリビニルホルマール樹脂を含有し、前記ポリビニルホルマール樹脂の含有量は、固形状接着剤全量に対して0.1~5.0質量%であることを特徴とする固形状接着剤。
- さらに、ポリビニルホルマール樹脂以外のポリビニルアセタール樹脂から選択される、少なくとも1種のポリビニルアセタール樹脂を含有する、請求項1に記載の固形状接着剤。
- ポリビニルホルマール樹脂とポリビニルアセタール樹脂の比率(質量比)が、1/99~50/50である、請求項2に記載の固形状接着剤。
- ポリビニルアセタール樹脂が、ポリビニルブチラール樹脂である、請求項2または3に記載の固形状接着剤。
- さらに、上記以外の合成高分子及び天然高分子からなる群から選ばれる少なくとも1種の接着成分を含む、請求項1~4いずれかに記載の固形状接着剤。
- 前記接着成分が、ポリビニルピロリドン樹脂である、請求項5に記載の固形状接着剤。
- ゲル化剤が、5~6価の糖アルコールのジベンザル化物である、請求項1~6いずれかに記載の固形状接着剤。
- 請求項1~7いずれかに記載の固形状接着剤を、繰出用容器に充填したことを特徴とする繰出式固形状接着剤。
- 固形状接着剤の硬さが1×10-5N/cm2~15×10-5N/cm2の範囲である、請求項8に記載の繰出式固形状接着剤。
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