JP2007191500A - 壁面施工用接着剤組成物及び壁面施工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】建材を壁面に施工する際、水系で、片面塗布でも使用でき、実質的にオープンタイムをとる必要がなく、貼り合わせ後の位置合わせが可能であり、拭き取りも容易な壁面施工接着剤組成物及び建材施工方法を提供する。
【解決手段】ガラス転移点温度が−２０℃以下であるアクリル系樹脂エマルジョンを含んでなる壁面施工用接着剤組成物である。また、アクリル系樹脂エマルジョンの固形分１００重量部に対して、ウレタン系樹脂エマルジョンの固形分を１〜５０重量部含んでなる壁面施工用接着剤組成物である。さらに、これらを用いた壁面施工方法である。
【選択図】なし。

Description

本発明は、建材を壁面に施工する際に使用できる壁面施工用接着剤組成物及び施工方法に関するものである。

従来、化粧合板、メラミン樹脂化粧板等の壁面用建材を下地に施工する際には、ゴム系溶剤型接着剤や変成シリコーン系接着剤等が用いられてきた。ゴム系溶剤型接着剤は強力なコンタクト性を有するため、貼り合わせ直後から壁面用建材自身の重さに耐えうる強度を発現する。また、被着材適性に優れ、広範な下地及び建材に対応できる。変成シリコーン系接着剤は弾性を有するため、建材が吸放湿や温度変化等の要因により寸法変化を起こした場合や反りを生じた際、下地とのずれに対する緩衝作用を有する等の利点がある。
特開２００４−３２３５８９号公報

しかしながら、ゴム系溶剤型接着剤は有機溶剤を使用している点や、下地と建材の両面に塗布する必要があるため作業工程が多くなる点、接着剤塗布後に有機溶剤が揮発して十分なコンタクト性が発現するまで待つ工程、即ちオープンタイムをとる必要がある点等の課題がある。変成シリコーン系接着剤においては初期接着力が十分ではなく、仮留め用に両面テープを併用する必要があり作業工程が増えるという点や、表面材が薄い場合はビード塗布した接着剤や両面テープの跡が表面に現れるという、外観上の問題があった。また、両者とも施工中に誤って建材の表面に接着剤を付着させてしまった場合、拭き取りには有機溶剤を使用する必要があり、一定時間経過してしまうと溶剤を使用しても除去することができなかった。さらに、一旦貼り合わせを行うと、位置合わせ等の微調整ができないため、施工が難しいという問題点があった。

従って本発明の課題は、建材を壁面に施工する際、水系で、片面塗布でも使用でき、実質的にオープンタイムをとる必要がなく、貼り合わせ後の位置合わせが可能であり、拭き取りも容易な接着剤組成物及び建材の壁面施工方法を提供することである。

請求項１の発明は、ガラス転移点温度（Ｔｇ）が−２０℃以下であるアクリル系樹脂エマルジョンを含んでなる壁面施工用接着剤組成物である。Ｔｇが−２０℃以下のアクリル樹脂系エマルジョンの粘着性により、合板、プラスターボード等の吸水性を持つ下地に接着剤を塗布後、建材を貼り合わせるまでの僅かな時間においても、水が下地に吸い込まれたり空気中に揮発することにより、建材を保持できる初期接着力（タック）が得られるため、実質的にオープンタイムをとることなく建材の貼り合わせを行うことができる。−２０℃を超える場合、粘着力が劣り十分な初期接着力が得られないため、オープンタイムをとるか仮留めが必要となり、本発明の課題を解決できない。

請求項２の発明は、アクリル系樹脂エマルジョンの固形分１００重量部に対して、ウレタン系樹脂エマルジョンの固形分を１〜５０重量部含んでなる請求項１記載の壁面施工用接着剤組成物である。ウレタン系樹脂エマルジョン１〜５０重量部用いることにより、各種材料への密着性が向上し、木材、紙、金属、ケイカル、モルタル、含浸紙、メラミン樹脂化粧板などの材料だけでなく、裏面に熱可塑性樹脂紙又は熱可塑性コート紙を配し、積層一体化されてなるような難接着性の建材も接着することができる。ウレタン系樹脂エマルジョンが５０重量部を超える場合、初期接着力が低下するため好ましくない。

請求項３の発明は、アクリル系樹脂エマルジョンの固形分１００重量部に対して、充填材を５０〜５００重量部含んでなる請求項１または２に記載の壁面施工用接着剤組成物である。充填材を５０〜５００重量部含有することにより接着剤の凝集力を向上させ、最終強度を向上させることができる。

請求項４の発明は、アクリル系樹脂エマルジョンの固形分１００重量部に対して、粘着付与剤の固形分を１０〜３００重量部含んでなる請求項１〜３のいずれかに記載の壁面施工用接着剤組成物である。粘着付与剤を１０〜３００重量部含有することにより接着剤の凝集力を向上させ、最終強度を向上させることができる。

請求項５の発明は、ＴＩ値が２〜７である請求項１〜４のいずれかに記載の壁面施工用接着剤組成物である。ＴＩ値が２〜７であることにより、接着剤を下地に塗布する際の伸びが良く、かつ塗布後に接着剤の垂れの問題がないため良好な塗布作業性が得られる。さらに建材を貼り合わせた後、建材の重量や反発等の応力に対する保持力が得られ、結果的に初期接着力を向上させることができる。ＴＩ値は低せん断力下における粘度と高せん断力下における粘度の比であり、前者は接着剤塗布後の状態、後者は接着剤塗布時の状態とみなすことができる。ＴＩ値が大きければ接着剤塗布後は相対的に粘度が高いため垂れにくく、接着剤塗布時は相対的に粘度が低いため塗布しやすい。

請求項６の発明は、固形分が６０〜８５％である請求項１〜４のいずれかに記載の壁面施工用接着剤組成物である。固形分が６０〜８５％であることにより、接着剤を塗布後、初期接着力の発現をさらに早くすることができる。

請求項７記載の発明は、請求項１〜５のいずれかに記載の壁面施工用接着剤組成物を用いて建材を壁面に施工する方法である。例えば、合板、プラスターボードのような多孔質材料の下地側に片面塗布し、クシメコテ、各種ローラー、ハケ等の塗布具を用いて接着剤組成物を塗布する。次いでオープンタイムを取る必要なく、建材を貼り合せる。この方法により、接着剤の両面塗布、オープンタイムをとる、両面テープを併用する等の面倒な工程を行うことなく簡便に建材を壁面に施工できる。

本発明からなる接着剤組成物は初期接着力に優れているため、水系かつ一液で、片面塗布で使用でき、実質的にオープンタイムをとる必要がなく、貼り合わせ後の位置合わせが可能で、拭き取りも容易である。また、この接着剤を用いた施工方法により、安全かつ簡便に建材を壁面に施工できる。

以下、本発明について詳細に説明する。本発明に使用されるアクリル系樹脂エマルジョンの製造方法は特に限定されないが、例えば、水、乳化剤の存在下でモノマーを乳化重合する方法、適当な溶媒中でモノマーを重合した後に乳化剤を用いて水相に転送する方法等が挙げられるが、乳化重合が好ましい。乳化重合においては、モノマーの全量を反応容器に仕込んで一括で重合する方法や、モノマーを連続的または断続的に反応容器に添加する方法、モノマーを予め乳化剤で乳化する方法等を用いることができる。また、モノマーの一部を重合してシード粒子を形成するか、別途調製したシードエマルジョンを添加することにより、シードエマルジョンの存在下で重合を行うシード重合法や、モノマー組成を２段階またはそれ以上の多段階に分けることによりコア−シェル構造を形成させるコア−シェル重合法等も用いることができる。

アクリル系樹脂エマルジョンのＴｇは−２０℃以下であることが必要であり、−３０℃以下が好ましい。また、モノマーの総量１００部中において、カルボキシル基含有モノマーを０．１〜１０部とすることが重合安定性及び保存安定性の面から好ましい。

ウレタン系樹脂エマルジョンとしては、ポリエステル系ウレタン樹脂エマルジョン、ポリエーテル系ウレタン樹脂エマルジョン、ポリカーボネート系ウレタン樹脂エマルジョンなどが挙げられる。ポリエステル系ウレタン樹脂エマルジョンの例として、ハイドランＨＷ−３０１、ＨＷ−３１０、ＨＷ−３１１、ＨＷ−３３３、ＨＷ−３４０、ＨＷ−３５０、ＨＷ−９２０、ＨＷ−９４０、ＨＷ−９５０、ＡＰ−２０、ＡＰ−３０、ＡＰ−４０、ＡＰ−６０ＬＭ、ＥＣＯＳ−３０００（大日本インキ工業株式会社製）、ユープレンＵＸＡ−３００４、ＵＸＡ−３００５（三洋化成工業株式会社製）などが挙げられる。ポリエーテル系ウレタン樹脂エマルジョンとしては、パーマリンＵＡ−１５０、ＵＡ−２００（三洋化成工業株式会社製）、ヨドゾールＲＸ−７、ＲＤ−６、ＲＤ−７（日本エヌエスシー株式会社製）などが挙げられるポリカーボネート系ウレタン樹脂エマルジョンとしては、パーマリンＵＡ−３００、ＵＡ−３１０（三洋化成工業株式会社製）、ヨドゾールＲＤ−２０（日本エヌエスシー株式会社製）などが挙げられる。ウレタン系樹脂エマルジョンの配合量は、固形分を基準としてアクリル系樹脂エマルジョン１００重量部に対して１〜５０重量部が好ましく、２〜３０重量部がより好ましい。

粘着付与剤を構成する粘着付与樹脂としては特に限定されるものではないが、ガムロジン、トールロジン、ウッドロジン、不均斉化ロジン、重合ロジン、これらの多価アルコールとのエステルまたはその水素化・脱水素化物などのロジン系樹脂、テルペン樹脂、炭化水素変性テルペン樹脂、これらの水素添加物などのテルペン系樹脂、テルペンフェノール樹脂、これらの水素添加物などのテルペンフェノール系樹脂、石油樹脂、これらの水素添加物などの石油系樹脂などが挙げられる。その中でも重合ロジン系樹脂は、粘着性付与効果に優れかつ耐熱性や耐湿熱性にも良好なものとして好適に用いられている。

これら粘着付与樹脂は、特に水性エマルジョンとして使用することが好ましく、水性樹脂エマルジョンとする手段として、粘着付与剤樹脂をベンゼン、トルエン等の溶剤に溶解したのち前記乳化剤と軟水を添加し、高圧乳化機を用いてエマルジヨン化した後減圧下に溶剤を除去する方法、または、樹脂の軟化点が約90℃以下となるよう小量のベンゼン、トルエン等の溶剤を混合し、つづいて乳化剤を練り込み、さらに熱水を徐々に添加してゆき転相乳化させてエマルジヨンを得た後溶剤を減圧下に除去またはそのまま使用する方法、あるいはオートクレーブ中にて樹脂の軟化点以上に昇温して乳化剤を練り込み熱水を徐々に添加してゆき転相乳化させてエマルジヨン化する方法等により得ることができ、いずれの方法によってもよい。

これらの粘着付与樹脂は、単独で用いられても良いし、２種類以上が併用されて用いられても良い。尚、軟化点１００℃前後の粘着付与樹脂エマルジョンを用いることにより、接着剤組成物の硬化後の皮膜強度を向上させ、最終接着強度を向上させられる。粘着付与剤の配合量は、アクリル系樹脂エマルジョンの固形分１００重量部に対して、粘着付与剤の固形分１０〜３００重量部とすることが好ましく、２０〜２００部とすることがより好ましい。１０部未満であると、粘着性が低下し、初期接着力が低下する場合や、凝集力が低下し最終強度が低下する場合がある。３００部を超えると、接着力は向上するが、接着剤が脆くなる可能性がある。

充填剤としては、カオリン、クレー、タルク、炭酸カルシウム、シリカ、硫酸カルシウム、コーンスターチ、タピオカ澱粉、小麦粉、椰子粉等を用いることができる。中でも炭酸カルシウムが好ましく、比表面積が２０００〜３００００ｃｍ^２／ｇである炭酸カルシウムがより好ましい。２０００ｃｍ^２／ｇ未満であると乾燥性が遅く、初期強度の発現に時間を要し、凝集力が低下し最終強度、耐熱性が低下する場合がある。３００００ｃｍ^２／ｇを超えると粘度が高くなりすぎるため作業性が低下する場合がある。充填材を用いることによる効果としては、接着剤組成物の粘度、構造粘性を調整して接着剤組成物の塗布を容易にすることが挙げられる。また、不揮発分が上がることにより、初期の粘着力を高められること等も挙げられる。配合量としては、固形分を基準としてアクリル系樹脂エマルジョン１００重量部に対して充填材を５０〜５００重量部とすることが好ましく、８０〜４００重量部とすることがより好ましい。５０部未満であると固形分が低くなるため乾燥性が遅く、初期強度の発現に時間を要する場合や、凝集力が低下し最終強度、耐熱性が低下する場合がある。５００部を超えると粘度が高くなりすぎるため作業性が低下する場合がある。

接着剤組成物の性状については、ＪＩＳＫ７１１７−１に準拠し、２３℃においてＢＨ型回転粘度計を用いて測定した２ｒｐｍでの粘度が３０〜３００Ｐａ・ｓであるのが好ましく、５０〜２５０Ｐａ・ｓであるのがより好ましい。またＴＩ値２〜７であることが好ましい。尚、ＴＩ値は２３℃においてＢＨ型回転粘度計を用いて測定した２ｒｐｍの粘度の値と２０ｒｐｍの粘度の値の比であり、以下の式によって算出される。ＴＩ値は低せん断力下における粘度と高せん断力下における粘度の比であり、前者は接着剤塗布後の状態、後者は接着剤塗布時の状態とみなすことができる。

粘度が３０Ｐａ・ｓ未満の場合、又はＴＩ値が２未満の場合、接着剤組成物を下地に塗布したときに垂れやすくなる。粘度が３００Ｐａ・ｓを超える場合、又はＴＩ値が７を超える場合、接着剤を下地に塗布する作業性が低下する。

接着剤組成物の不揮発分は６０％〜８５％が好ましく、６５％〜８０％がより好ましい。６０％未満では接着剤組成物の塗布直後の接着力が十分ではなく、オープンタイムを取る必要がある。８５％を超えると接着剤の粘度が高くなり過ぎ、塗布作業性が低下する場合がある。

なお、各使用態様に応じて各種の配合材料を添加することができる。斯かる配合材料には、増粘剤、分散剤、レベリング剤、耐水化剤、防腐剤、消泡剤、界面活性剤、殺菌剤、可塑剤、ｐH調整剤、着色顔料、防錆剤、老化防止剤、難燃剤、架橋剤としてイソシアネート化合物、エポキシ化合物、シランカップリング剤、オキサゾリン系化合物、金属酸化物などが挙げられる。

特に前記配合組成で好ましい粘度、ＴＩ値が得られない場合、増粘剤を用いて粘度、ＴＩ値を調整することが好ましい。増粘剤としては、配合時にチクソトロピー性を付与するもの、またニュートニアン性を付与するものがあるが、増粘前の性状に応じて適宜選択することができる。

本発明からなる接着剤組成物の塗布面は片面、両面限定されるものではないが、特に合板、プラスターボードのような多孔質材料の下地側に片面塗布し、クシメコテ、各種ローラー、ハケ等の塗布具を用いることができる。

接着剤組成物の塗布量は、１００〜６００ｇ／ｍ^２が好ましく、１５０〜５５０ｇ／ｍ^２がより好ましく、２００〜５００ｇ／ｍ^２がさらに好ましい。１００ｇ／ｍ^２未満では塗布量不足となり、接着強度が十分発現しないため好ましくない。また、６００ｇ／ｍ^２以上塗布しても接着力の向上は見られず、乾燥が遅くなる等の問題があるため好ましくない。

接着剤組成物を下地に塗布後、建材を貼り合わせるまでの僅かな時間においても建材を保持できる初期接着力が発現するため、実質的にオープンタイムを取ることなく建材を壁面に施工することができる。尚、施工直後から建材を支えられるだけの初期接着力が発現するものの完全には乾燥していないため、直後であれば建材を壁面に貼り付けたまま位置合わせのためにずらすことが可能である。

さらに、建材を施工する際、誤って接着剤組成物を建材の表面に付着させてしまった場合でも、例えば水を含ませたウェスで拭き取ることにより容易に除去できる。

以下、本発明について実施例、比較例により更に説明する。
なお、配合については重量部を単に部として記載する。勿論、本発明は実施例に限定されるものではない。
壁面施工用接着剤の配合例
アクリル系樹脂エマルジョンとして、ＥＣＸ−１００−１３（不揮発分５８％、Ｔｇ−４５℃、ガンツ化成株式会社製）、ウルトラゾールＢ−８００（不揮発分５５％、Ｔｇ−１０℃、ガンツ化成株式会社製、商品名）、ウレタン系樹脂エマルジョンとして、パーマリンＵＡ−１５０（不揮発分３０％、三洋化成工業株式会社製、商品名）、粘着付与剤として、ＫＮＳ１２０（重合ロジン系エマルジョン、不揮発分５０％、軟化点１２０℃、荒川化学工業株式会社製、商品名）、充填材として、ホワイトンＳＢ（炭酸カルシウム、比表面積１００００ｃｍ^２／ｇ、白石工業株式会社製、商品名）、増粘剤として、ラテコールＤ（ＢＡＳＦジャパン株式会社製、商品名）、アキュゾール８８０（ローム・アンド・ハース・ジャパン株式会社製、商品名）を配合し、表１、表２記載の接着剤組成物を得た。

接着性能評価方法
１２ｍｍラワン合板にクシメコテを用いて接着剤組成物を３００ｇ／ｍ^２塗布し、特願２００５-２７３５９６号に記載されるメラミン樹脂化粧板（厚み０．８ｍｍ、アイカ工業株式会社、ＪＱ−１４７）を貼り合わせ、ハンドローラーを２回かけることにより圧締した。２３℃雰囲気下で１日養生した後、４０℃雰囲気下で３日、その後４０℃、９０％ＲＨ雰囲気下で３日養生する。建研式接着力試験器を用いて平面引張り試験を行い、接着強度の測定及び破壊状態を観察した。破壊状態が合板材破の場合は＊を付記し、凝集破壊の場合は無印とした。
乾燥性
プラスターボード（１２ｍｍ厚、吉野石膏株式会社製）にクシメコテを用いて接着剤組成物を３００ｇ／ｍ^２塗布し、乾燥するまでの時間を評価した。
◎：１５分以内 ○：１５分超〜２５分以内 △：２５分超〜４０分以内 ×：４０分超
保持力（初期接着力）
プラスターボード（１２ｍｍ厚、吉野石膏株式会社製）にクシメコテを用いて接着剤組成
物を３００ｇ／ｍ^２塗布し、特許願２００５-２７３５９６号に記載されるメラミン樹脂化粧板（厚み０．８ｍｍ、アイカ工業株式会社、ＪＱ−１４７）をオープンタイム０分にて貼り合わせ、垂直に立てかけて状態を観察した。
◎：浮きがない ○：一部浮きがあるが、５分後に再度圧締することにより収まる △：一部浮きがあるが、１０分後に再度圧締することにより収まる ×：一部浮きがあり、１０分後に再度圧締しても収まらない
尚、本評価方法における浮きとは部分なものであり、建材全体としては垂直面からずり落ちることなく保持できている。また、浮いた部分は空気と接触できるため、再度圧締するまでの時間が実質的にオープンタイムとなり、浮いた部分の接着力が向上するため、再度圧締することにより収まる。

実施例１〜１６の接着剤組成物については、接着性能評価において０．４６Ｎ／ｍｍ^２以上の強度が得られ、乾燥性、保持力とも△以上の評価であった。

比較例１においては、乾燥性、保持力は良好であったものの、接着性能評価において０．２８Ｎ／ｍｍ^２の強度しか得られず、基準とする０．４Ｎ／ｍｍ^２を下回った。

本発明からなる接着剤組成物は粘着力及び凝集力に優れているため、水系かつ一液で、片面塗布で使用でき、オープンタイムを取る必要がなく、貼り合わせ後の位置合わせが可能で、拭き取りも容易なため、安全かつ簡便に建材を壁面施工できる。

Claims (7)

1. ガラス転移点温度が−２０℃以下であるアクリル系樹脂エマルジョンを含んでなる壁面施工用接着剤組成物。
2. アクリル系樹脂エマルジョンの固形分１００重量部に対して、ウレタン系樹脂エマルジョンの固形分を１〜５０重量部含んでなる請求項１記載の壁面施工用接着剤組成物。
3. アクリル系樹脂エマルジョンの固形分１００重量部に対して、充填材を５０〜５００重量部含んでなる請求項１または２に記載の壁面施工用接着剤組成物。
4. アクリル系樹脂エマルジョンの固形分１００重量部に対して、粘着付与剤の固形分を１０〜３００重量部含んでなる請求項１〜３のいずれかに記載の壁面施工用接着剤組成物。
5. ＴＩ値が２〜７である請求項１〜４のいずれかに記載の壁面施工用接着剤組成物。
6. 固形分が６０〜８５％である請求項１〜５のいずれかに記載の壁面施工用接着剤組成物。
7. 請求項１〜６のいずれかに記載の壁面施工用接着剤組成物を用いて建材を壁面に施工する方法。