JPS587679B2 - ムキシツザイリヨウ ノ セツチヤクホウホウ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は無機質材料を無水マレイン酸系共重合体水溶液
または該無水マレイン酸系共重合体、多価金属化合物お
よび／またはラテックスなどからなる組成物によりプラ
イマー処理したのち、接着剤を塗布し接着する方法に関
するものである。

近時、人口の都市集中により都市環境は大きく変化し、
可燃物量の増大に対処するため防火規制が一段と強化さ
れ、不燃性の建築材料がにわかに脚光を浴びるようにな
った。

建築材料としての不燃、準不燃、難燃材科は石綿スレー
ト板、石綿ケイ酸カルシウム板、石膏ボード、パルプセ
メント板などの窯業系、化粧アルミニウム板、化粧鋼板
などの金属系、石綿ケイ酸カルシウム板・アルミニウム
板複合材、石綿スレート板・合板複合材などの複合材料
等数多くの製品が市場に出廻っており、外装用、内装用
などの用途に応じて使用されている。

また、最近建築のプレ・・ブエ法が時流にのって普及し
ており、その部材としてのプレハブパネルの需要が一段
と増大してきている。

プレハブパネルとしては鉄骨枠パネル、木質枠パネル、
サンドイツチパネル等があり、芯材、表裏板材の組合せ
により用途に応じて種々の製品が生産されている。

このようなパネルは一般に芯材または枠材と表裏板を接
着剤を用いて貼り合わすことによりつくられるが、材料
の表面状態、表面の強度等に由来して接着は必ずしも簡
単ではない。

とくに内装材としてよく使われるケイ酸カルシウム板、
石膏ボード等の低比重材の接着は難かしい。

われわれはこのような無機質材料の接着に関して種々研
究を重ねた結果、無水マレイン酸系共重合体水溶液、ま
たは該無水マレイン酸系共重合体、多価金属化合物およ
びまたはラテックスなどからなる組成物の水溶液を無機
質材料に塗布したのち乾燥する、いわゆるプライマー処
理をすることにより各種無機質材料の表面強度および接
着性が著しく向上することを見出した。

本発明において無水マレイン酸系共重合体とは、スチレ
ンー無水マレイン酸共重合体、メチルビニルエーテルー
無水マレイン酸共重合体、α−オレフインー無水マレイ
ン酸共重合体である。

さらにこのなかでもとくにα−オレフインー無水マレイ
ン酸共重合体が好ましい。

ここで、α−オレフインと無水マレイン共重合体とはα
−オレフインと無水マレイン酸との共重合体、α−オレ
フインとマレイン酸モノエステルとの共重合体、α−オ
レフィンと無水マレイン酸およびマレイン酸モノまたは
ジエステルとの３元共重合体、あるいはα−オレフイン
とマレイン酸モノエステルとマレイン酸ジエステルとの
３元重合体またはこれらの共重合体とアルコールとの反
応物を意味し、ここに用いるα−オレフインとは直鎖状
または分岐状の炭素数２〜８好ましくは２〜６を有する
もので、たとえば、エチレン、プロヒレン，ｎ−７’テ
ン、イソブチレン、ｎ−ペンテン、イソプレン、２−メ
チル・１−ブテン、〇一ヘキセン、２−メチル・１−ペ
ンテン、３−メチル・１−ペンテン、４−メチル・１−
ペンテン、２−エチル・１−プテンなどである。

このなかでと《にイソブテンが好ましい。

またここでインブテンとはイソブテンを含むリターンＢ
−Ｂをも意味する。

マレイン酸モノまたはジエステルとはマレイン酸モノま
たはジアルキルエステル、マレイン酸モノまたはジアリ
ルエステル，マレイン酸モノまたはジアラルキルエステ
ル、マレイン酸モノまたはジシクロエステルおよびマレ
イン酸モノまたはジシクロアルキルエぞテルであり、こ
れらのアルキ、イレ基、アリル基、ブラルキル基、シク
ロ基、シクロア）レキル基中の炭素数は１〜８である。

また該共重合体とアルコールとの反応物とは前記共重合
体の脂肪族アルコール、芳香族アルコール、環式アルコ
ールなどのアルコールによるエステル化物を意味し、こ
れらのアルコール中の脂肪族残基、芳香族残基、環式残
基の炭素数は１〜８である。

したがって本発明に用いる共重合体または該共重合体と
アルコールとの反応物は一般式 Ｒ１、Ｒ２はＨまたはアルキル基を示す。

または Ｒ３はアルキル基、その他の脂肪族残基、芳香族残基、
あるいは環式残基を示す。

Ｒ４、Ｒ５はＨまたはアルキル基その他の脂肪族残基、
芳香族残基、または環弐残基を示す。

で表わされる。

これら共重合体は通常のラジカル開始剤の存在下で適当
な溶媒を用いて重合され、組成分析の結果からは、２元
重合体の場合、つまりＣＩ）一四ではモル比がほぼ１：
１、ＣＩ）−１ＩＩ１では１：≦１の組成比であり、無
水マレイン酸の他にマレイン酸のアルキルエステルを加
えた３元重合体の場合は〔■〕の組成比が１／２を占め
、残りを世と代または抑と旬で分ち合う。

すなわちＣＩ）：｛川十八｝および〔■〕：｛抑十代｝
はほぼ１：１であることを認めている，これらの共重合
体の鎖長を表わす尺度として、ジメチルホルムアミド溶
液中で３０℃で測定した極限粘度〔勿を用いると霞一ｏ
．ｉｏ〜５程度特に０．３０〜２程度の大きさのものが
望ましい。

〔ａが０、１０より小さくなるとプライマー処理の効果
が低下し、５以上のものは製造上に問題がある。

この共重合体は、アルカリ水溶液に可溶なのでこれを適
当量の苛性アルカリ、炭酸アルカリ、アンモニアあるい
は有機アミン類などのアルカリ性物質を含有する水溶液
に溶解して使用することが好ましい。

また、この共重合体の粉末をあらかじめアンモニアガス
で処理し、水に溶解して使用することも可能である。

これらの無水マレイン酸系共重合体は使用に際しては単
独で用いてもよいし、２種以上混合して用いてもよい。

これらの無水マレイン酸系共重合体のうち水に容易に溶
解するものは水のみも溶媒として用いることができるが
、水に容易に溶けないかあるいは不溶のものは塩基性物
質を含む水に溶かして使用する。

これらの共重合体は水に溶解する際、必要とされる塩基
性物質として苛性アルカリ、炭酸アルカリ、炭酸アンモ
ニウム、アンモニア有機アミン、醋酸アルカリ、醋酸ア
ンモニウムなどがある。

共重合体中の必要な無水マレイン酸残基の量にはこの重
合体が水または塩基性物質を含む水に溶解するため、お
よびプライマー処理の効果を発現するために下限値が存
在する。

しかし重合体の化学的および物理的構造、使用方法によ
りその下限値は異なっており、一概に規定するわけには
いかないが、無水マレイン酸残基を側鎖にもつ単量体単
位が重合体中に最低１０重量％存在することが必要であ
る。

これらの共重合体の重合度はプライマー処理の効果が必
要十分に発現できるために最低値が存在し、それは１０
０程度である。

本発明において多価の金属化合物としては、カルシウム
、マグネシウム、亜鉛、バリウム、カドミウム、鉛、銅
、アルミニウム、鉄などの酸化物、水酸化物、有機およ
び無機酸塩があげられ、また、これらの化合物が構成成
分となっている複塩、錯塩なともこれに準ずるものとし
てあげられる。

これらの金属化合物のなかでもカルシウム、亜鉛、アル
ミニウムの化合物がとくに好ましい。

これらの金属化合物はこのうち１種のみを用いてもよい
し、２種以上を同時に用いてもよい。

これらの金属化合物は、無水マレイン酸系共重合体に対
して１０００％以下、好ましくは３００％以下の添加量
で混合することが望ましい。

１０００％以上の添加ではプライマー処理の効果が不十
分となる。

本発明において用いるラテックスとしては、スチレンー
プタジエン共重合体、アクリロニトリループタジエン共
重合体、スチレンーイソプレン共重合体、ポリウレタン
エジストマー、ポリクロロプレン、ニトリルゴム、ブタ
ジエンゴム、天然ゴム、メタアクリル酸一ブタジエン共
重合体、ポリ酢酸ビニル、エチレンー酢酸ビニル共重合
体、ポリアクリル酸エステル、ポリメタアクリル酸エス
テルなどのラテックスがある。

これらのラテックスは、無水マレイン酸系共重合体に対
して純分で２０００％以下、好ましくは５００％以下の
添加量で混合することが望ましい。

２０００％以上の添加ではプライマー処理の効果が不十
分となる。

以上のようなプライマー処理液としての無水マレイン酸
系共重合体水溶液または該無水マレイン酸系共重合体組
成物水溶液の濃度は、無水マレイン酸系共重合体の構造
、重合度、組成物の各成分の割合、あるいは塗布装置、
塗布方法などにより異なるので一概に規定するわけには
いかないが、粘度として１０〜１０００センチポイズが
適当である。

上記プライマー処理液を無機質材科に塗布するには、は
け塗り、スプレー塗り、浸せき、ロールコート、カスケ
ードコートなどの方法のいずれでもよく、また無機質材
料の成型過程で塗布する方法も実用的である。

プライマー処理液の塗布量は、通常０．１〜５タ／９０
０ｃ４（固形分）が好ましいが、無機質材科の種類、表
面状態などにより影響されるのでとくに限定するもので
はない。

また、プライマー処理液を塗布したのちの乾燥は、多く
の場合常温自然乾燥方式でよいが、必要に応じて熱風加
熱などの強制乾燥方式を用いることができる。

プライマー処理した後に適当な接着剤を塗布し詞他の被
着材と接着すれば、速度の優れた無機質材科または無機
質複合材料が得られる。

ここで適当な接着剤としてはエポキシ樹脂系接着剤ある
いは無水マレイン酸系共重合体、多価金属化合物、エポ
キシ化合物および／またはラテックスよりなる接着剤あ
るいはその他の通常知られている接着剤が使用できる。

接着剤の塗布量は２０〜５０７／９００ｃ！、好ましく
は３０〜４０９／９００ｃｒＡである。

次に実施例により本発明をさらに具体的に説明するが、
これらに限定されるものではない。

なお実施例中特に断わらない限り「部」は「重量部」を
示す。

実施例 １ イソプチレンー無水マレイン酸共重合体（重合度６００
）５部と苛性ソーダ２部、水９３部を混合後７０℃で加
熱溶解した。

この溶液の３０℃での粘度は３０センチポイズであった
。

この溶液をケイ酸カルシウム板に塗布した後室温で３日
間自然乾燥させ、いわゆるプライマー処理を行なった。

プライマー処理後のケイ酸カルシウム板にインブチレン
ー無水マレイン酸樹脂、消石灰、スチレンーブタジエン
共重合体ラテックスおよびエポキシ化合物よりなる接着
剤を３５ｇｒ／９００ｃｄ塗布したのち厚さ１０％のラ
ワン材合板を重ね１０ｋｇ／ｃｒＡ、６０分間冷圧して
接着した。

比較のためプライマー処理をしていないケイ酸カルシウ
ム板を同様にしてラワン材合板と接着した。

接着力の測定は．．ＴＩＳＫ６８５２に準じて王縮せん
断試験方法で行なった。

接着力の測定結果を第１表に示す。

実施例 ２ イソブチレンー無水マレイン酸共重合体（重合度１００
０）１８部と苛性ソーダ８部、水７４部を混合後６０℃
に加熱溶解した。

この溶液に消石灰４５部、スチレンーブタジエン共重合
体ラテックス（濃度５０％）７３部、水７８２部を順次
添加したのち、よく攪拌混合してプライマー処理用の組
成物を得た。

この液の粘度は３０℃で５０セン舛チポイズであった。

この液をケイ酸カルシウム板に塗布したのち室温で３日
間自然乾燥させた。

こうしてでき上ったプライマー処理後のケイ酸カルシウ
ム板を実施例１と同様にして実施例１で用いたインプチ
レンー無水マレイン酸樹脂系接着剤を用いてラワン材合
板と接着した。

接着力の測定結果を第２表に示す。実施例 ３ スチレンー無水マレイン酸共重合体（重合度１０００）
を用いて実施例１および実施例２と同様にして水溶液ま
たは組成物をそれぞれ調製した。

これらの液を石膏ボードに３０ｆ／９００ｃ４塗布し、
室温で３日間自然乾燥させた。

こうしてでき体※上った石膏ボードにエポキシ樹脂系接
着剤を３５９７’９００ｃｖｔ塗布したのち厚さ１０％
のベイマツ材を重ね１ ０ ｋｇ／ｃｍ、６時間冷圧し
て接着した。

比較のたあプライマー処理をしていない石膏ボードを同
様にしてベイマツ材と接着した。

接着力の測定結果を第３表に示す。

実施例 ４ インブチレンー無水マレイン酸共重合体（重合度１００
０）３０部と苛性ソーダ１２部、水９５８部を混合後７
０℃で加熱溶解させた。

この溶液を第４表に示す各種無機質板に２０ｆ／
＝９００ｃＪ塗布し、６０℃で４時間乾燥させた。

これらの無機質板と第４表に示す被着材を実施例１と同
様にして実施例１で用いたインブチレンー無水マレイン
酸樹脂系接着剤を用いて接着した。

接着力の測定結果を第４表に示す。

実施例 ５ インプチレンー無水マレイン酸共重合体（重合度１００
０）１５０部と苛性ソーダ６２部、水７８８部を混合後
７０℃で加熱溶解させた。

この溶液の共重合体の濃度は１５％である。

この溶液に水を加えて順次希釈し第５表に示す濃度の溶
液ぶをそれぞれ調整した。

これらの溶液をケイ酸カルシウム板にそれぞれ２ ０
？／ ９ ０ Ｏｃａあて塗布し、８０℃で３時間乾燥
した。

これらのケイ酸カルシウム板を実施例１と同様にしてラ
ワン材合板と接着した。

接着力の測定結果を第５表に示す。実施例 ６ インブチレンー無水マレイン酸共重合体（重合度１００
０）１０部、１０％アンモニア水１８部、水７２部を混
合後６０℃で加熱溶解させた。

この溶液に炭酸カルシウム２５部、スチレンープタジエ
ン共重合体ラテックス（濃度５０％）３０部、水３４５
部を順次添加したのちよく攪拌混合して組成物を得た。

この液をケイ酸カルシウム板に３ ０ Ｓ’／ ９ ０
０ｃｒｔｔ塗布し、室温で３日間自然乾燥させた。

こうしてでき上ったケイ酸カルシウム板を実施例１と同
様にしてベイスギ材と接着した。

：比較のためプライマー処理をしていないケイ酸カルシ
ウム板を用いて同様に接着した。

接着力の測定結果を第６表に示す。

実施例７および比較例１ メチルビニルエーテルー無水マレイン酸共重合体（重合
度８５０）１０部、苛性ソーダ３．３部と水２５０部を
混合後７０℃で加熱溶解した。

この溶液の３０゜Ｃでの粘度は５０センチポイズであっ
た。

一方、比較のために還元比粘度１５の無定形ポリプロピ
レンをクロロベンゼン中で無水マレイン酸（添加量１０
％／ポリプロピレン）とｔ−プチルパーオキシベンゾエ
ート（添加量２％／ポリプロピレン）を触媒として１２
０℃で反応し、無水マレイン酸変性ポリプロピレンを調
製した。

このポリマーを単離しキシレンーベンゼン（５０：１５
０容量基準）を溶剤として５％溶液を調製した。

この溶液の３０℃での粘度は３５センチポイズであった
。

前記２種の液を各々ケイ酸カルシウム板へ溶液３ ０
？／ ９ ０ ０ｔｓｔを塗布した後室温で２日間自然
乾燥させ、いわゆるプライマー処理を行なった。

この処理後のケイ酸カルシウム板を実施例１と同様にし
てイソブチレンー無水マレイン酸樹脂系接着剤でラワン
材合板と接着した。

接着力の測定結果を次表に示す。

これから明らかなように、ポリプロピレンニ無水マレイ
ン酸を付加せしめた変性ポリプロピレン溶剤溶液でプラ
イマー処理した場合には、プライマー処理してない場合
に比較して常態接着力および耐水接着力ならびにそれら
の材料破断率と大きくかわらず、接着力は倒ら改善され
ない。

一方、メチルビニルエーテルー無水マレ１イン酸共重合
体の水溶液で処理した場合には、接着力が大幅に改善さ
れる。

実施例 ８〜１０ エチレンー無水マレイン酸共重合体（重合度５６０）２
０部と苛性ソーダ９部、水５５１部を混合後加熱溶解し
固形分５％の水溶液（Ｉ）を得た。

ジイソプチレン（２・４・４−トリブチルペンテンー１
）一無水マレイン酸共重合体（重合度３８０）２０部と
苛性ソーダ６部、水４９４部を混合後加熱溶解し固形分
５％の水溶液（ＩＩ）を得た。

また、リターンＢ−Ｂ（組成インブチレン４６％、１−
ブチレン２３％、ｔｒａｎｓ−２−ブチレン１０％、ｃ
ｉｓ−２−ブチレン６％、飽和ブタン類１４％、その他
（プロピレン、ブタジエンなど）１％）と無水マレイン
酸をトルエン溶媒中でアゾビスインブチロニトリルを重
合開始剤としてオートクレープ中６５℃、８時間重合し
て得られたリターンＢ−Ｂ一無水マレイン酸共重合体（
重合度６５０）２０部と苛性ソーダ９部、水５５１部を
混合後加熱溶解し固形分５％の水溶液叫を得た。

これらの溶液（Ｉ）、（ＩＩ）、（ホ）を石膏ボードに
３０ｇ／ ９ ０ ０ｃｔ／ｔ塗布し室温で３日間乾燥
した。

プライマー処理した石膏ボードへ実施例１で用いたイン
ブチレンー無水マレイン酸樹脂系接着剤を用いて接着剤
塗布量３ ５ ｆｌ／ ９ ０ ０ｃｒｔｔでラワン材
１０ｍｍｑ合板と接着し、常態接着力をみた。

その結果を第８表に示す。

これから判るように、プライマー処理用重合体としてエ
チレンー無水マレイン酸共重合体、リターンＢ−Ｂ一無
水マレイン酸共重合体およびジイソブチレンー無水マレ
イン酸共重合体を用いると、実施例１の場合と同様接着
力の向上が認められる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 無機質材料を、スチレンー無水マレイン酸共重合体
   、メチルビニルエーテルー無水マレイン酸共重合体およ
   びα−オレフインー無水マレイン酸共重合体なる群より
   選ばれた１種以上の無水マレイン酸系共重合体の水溶液
   または該無水マレイン酸系共重合体を含む水性重合体組
   成物によりプライマー処理したのち、接着することを特
   徴とする無機質材料の接着方法。