JP2008308531A - ２液硬化型組成物とそれを用いる接着方法 - Google Patents

Abstract

【課題】２液硬化型組成物の塗布において、接着しろからのはみ出しがなく、均一に接着剤を塗布できる、安価な方法を提供する。
【解決手段】２液硬化型組成物であって、２液がそれぞれ別々の容器に収納され、前記容器の少なくとも１つが、液を収納する部分を構成する壁と、前記液を薄膜状に容器外に導き出す回転体と、前記壁の一部に設けられ前記回転体を保持する回転体保持部と、液の不使用時に前記回転体と前記回転体保持部の一部又は全部を被う蓋とからなり、しかも回転体と回転体保持部とが回転体の回転に応じて当該容器内の液を薄膜状に容器外に導出するための間隙を有することを特徴とする２液硬化型組成物と、それを用いる接着方法。
【選択図】なし

Description

本発明は、２液硬化型組成物に関し、より具体的には、２液型硬化性組成物を構成する２液の少なくとも一液が特定の容器に収納されている２液硬化型組成物に関する。また、本発明は、前記２液硬化型組成物からなる接着剤、前記２液硬化型組成物を用いる接着方法に関する。

２液硬化型組成物からなる２液硬化型接着剤として、アクリル系接着剤で代表される２液反応型組成物からなる接着剤が知られている。以下、本発明を２液反応型硬化性組成物、接着剤を例にして説明する。

従来、２液反応硬化型接着剤の塗布装置としては、２液反応硬化型接着剤を構成する２液のそれぞれを別々に収納した２本のシリンダー状のカートリッジと、グリップ部、レバー部及び夫々先端にピストン状の押し出し部を有する２本の押し出しロッドを有する押し出し装置を用い、カートリッジの先端に接続されたノズル部を設け、２本の押し出しロッドを後方に引き出した状態で２本のカートリッジを押し出し装置に装着し、グリップ部を持ってレバー部を引き絞ることにより、段階的に押し出しロッドを前進させて、押し出し部によって、各カートリッジ内の接着剤をノズル部へと押し出し合流させて吐出するものが知られている（特許文献１参照）。

実開平５−０８０５６３号公報

しかしながら、上記カートリッジから接着剤を押し出す押し出し装置及びこれを用いた塗布装置の場合、２液反応硬化型接着剤を専用のカートリッジ収納したものを別途製造するか、一般にチューブ入りとして市販されている２液反応硬化型接着剤を専用のカートリッジに詰め替えて使用する必要がある。

２液反応硬化型接着剤を専用のカートリッジ収納したものを別途製造して用いる場合、シリンダーとして機能するカートリッジ部分が使い捨てとならざるを得ず、またノズル部には通常、２液反応硬化型接着剤を均一に混合するために、費用のかかるスタティックミキサーを内臓させるため、コスト高になる問題がある。

加えて、接着剤を塗布する際は、グリップ部を持ってレバー部を引き絞ることによりカートリッジ内の接着剤をノズルから吐出して行うが、レバー部を引き絞る力加減を細かく制御することが難しいために、ノズルから吐出された接着剤を均一に接着しろに対して塗布することが困難であり、接着しろからのはみ出しが発生しやすいという問題もある。

本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたもので、２液硬化性組成物からなる２液硬化型接着剤の塗布において、接着しろからのはみ出しがなく、均一に接着剤を塗布できるようにし、塗布作業性を向上させると同時に、カートリッジ部分の使い捨てを無くし、さらにスタティックミキサーを使用せず、コスト低減を図ることを目的とする。

本発明は、２液硬化型組成物であって、２液がそれぞれ別々の容器に収納され、前記容器の少なくとも１つが、液を収納する部分を構成する壁と、前記液を薄膜状に容器外に導き出す回転体と、前記壁の一部に設けられ前記回転体を保持する回転体保持部と、液の不使用時に前記回転体と前記回転体保持部の一部又は全部を被う蓋とからなり、しかも回転体と回転体保持部とが回転体の回転に応じて当該容器内の液を薄膜状に容器外に導出するための間隙を有することを特徴とする２液硬化型組成物であり、好ましくは、回転体がローラーであることを特徴とする前記の２液硬化型組成物であり、更に好ましくは、２液硬化型組成物が２液主剤型アクリル系組成物である前記の２液硬化型組成物であり、更に好ましくは、２液硬化型組成物の２液がいずれも、温度２５℃で５〜１０００００ｍＰａ・ｓの粘度であることを特徴とする前記の２液硬化型組成物である。

本発明は、前記２液硬化型組成物からなることを特徴とする２液反応硬化型接着剤である。

さらに本発明は、前記２液硬化型組成物の一方の液を、一方の被着体表面に塗布し、前記２液硬化型組成物の他方の液を、他の被着体表面に塗布し、塗布面同士を接合することで被着体同士を相互に接着することを特徴とする接着方法である。

本発明の２液硬化型組成物は、前記構成を採用しているので、使い捨てのカートリッジやスタティックミキサーを使用することを防止でき、その結果、従来よりも経済的に接着剤を提供できる。

本発明の接着剤、接着方法は、前記特定の２液硬化型組成物を用いているので、２液硬化型組成物を均一かつ塗布厚みを薄くして塗布でき、貼り合せた後に無駄なはみ出しが発生しないため、拭き取り作業を省くことが出来き、接着作業時間の短縮を図ることができる。

本発明で用いる容器は、液を収納する部分を構成する壁と、前記液を薄膜状に容器外に導き出す回転体と、前記壁の一部に設けられ前記回転体を保持する回転体保持部と、液の不使用時に前記回転体と前記回転体保持部の一部又は全部を被う蓋とからなり、しかも回転体と回転体保持部とが回転体の回転に応じて当該容器内の液を薄膜状に容器外に導出するための間隙を有する構造を有するものである。

本発明に用いる容器の一例について、その断面図を図１に示した。図１において、壁１が液状の２液硬化型組成物を構成する一方の組成物（以下、単に２液硬化型組成物と略す）２を収容する部分を構成している。壁１の一部には回転体保持部５が設けられ、その一部に回転軸３を有する回転体４が設けられている。回転体４は本体１の上部に設けられ、２液硬化型組成物２の吐出部として機能する。図には記載されていないが、不使用時には回転体４と回転体保持部５の一部又は全部とを被う蓋が設けられている。

回転体４は、その材質については接着剤によって溶解したり、劣化しなければ特に制限はないが、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリテトラフルオロエチレン、ナイロン、ポリウレタン、ポリスチレン、アクリロニトリル-スチレン樹脂（ＡＳ）、ゴム強化ポリスチレン（ＨＩＰＳ）、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン樹脂（ＡＢＳ）等の樹脂、ポリブタジエン、スチレン−ブタジエンゴム等のエラストマーやガラス、木材、金属等が好ましく用いられ、樹脂又はエラストマーが一層好ましく、樹脂、なかでもＡＢＳがなお一層好ましい。

回転体４の形状については、ローラー（円柱状、太鼓状）、球状、前記以外の回転楕円体状等いろいろな形状なものが選択できるが、このうちローラーのときは、均一に２液硬化型接着剤が塗布できるので好ましい。更に、ローラーが支持軸を有する構造のものであると、なお一層均一に２液硬化型組成物が塗布できるようになり、一層好ましい。

回転体４は、容器を構成する壁の一部に設けられた回転体保持部５により保持され、容器の内外に連通する隙間が回転体と回転体保持部の間に設けられている。この隙間を通して、容器内空間に収納されている２液硬化型組成物２が回転体４に供給され、回転体４が被接着体に押し当てられる２液硬化型組成物２の塗布において、接着しろからのはみ出しがなく、均一に接着剤を塗布できるようになる。

容器の壁１は、その材質が接着剤によって溶解したり劣化しなければ特に制限はなく、樹脂、ガラス、木材、及び金属からなる群から選ばれる１種以上から選ばれる。樹脂としてはポリエチレン、ポリプロピレン、ポリテトラフルオロエチレン等が、ガラスとしては硼珪酸ガラス等が 金属としてはステンレス等が挙げられる。樹脂、ガラス、木材、及び金属のなかでは、好ましくは樹脂が用いられ、特に好ましくはポリエチレン、ポリプロピレン等が可撓性があることから挙げられる。

本発明に適用できる２液硬化型組成物２としては、代表的な２液硬化型接着剤の他に、２液型のコーキング材、シール材、塗料等を挙げることができる。本発明に於いては、２液硬化型組成物を構成する２液のうちの少なくとも一方が前記特定容器に収納されていれば良いが、２液硬化型組成物を構成する２液のそれぞれがいずれも前記特定容器に収納されていることがより好ましい。

２液硬化型組成物を具体的に例示すると、例えばアクリル系組成物、不飽和ポリエステル系組成物、ビニルエステル系組成物、エポキシ系組成物、ウレタン系組成物等の重合反応硬化型組成物を挙げることができる。これらの中では、２液の合流が十分でなくとも高い接着強度が得られる点で、アクリル系組成物が好ましい。

また、プライマー型と２液主剤型のいずれを用いることもできるが、２液主剤型アクリル系組成物は２種類の主剤（組成の近似したＡ剤とＢ剤）がある程度接触すれば高い接着強度を得ることができるため、２液主剤型アクリル系組成物がより好ましく用いられる。

アクリル系組成物としては、重合開始剤を含有するレドックス触媒硬化系組成物が挙げられる。

レドックス触媒硬化系組成物は、通常、重合開始剤とアクリル系モノマーを含有する第１剤と、重合促進剤とアクリル系モノマーを含有する第２剤と分け、第１剤と第２剤を別々に貯蔵するものである。

アクリル系組成物のアクリル系モノマーとしては、（メタ）アクリル酸、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、ブチル（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、ジシクロペンテニルオキシアルキル（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコール（メタ）アクリレート、ポリプロピレングリコール（メタ）アクリレート、ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、１，４−ブタンジオール（メタ）アクリレート、エポキシ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート及び末端（メタ）アクリル変性液状ポリブタジエン等が挙げられる。これらを単独又は２種以上併用して使用することができる。

アクリル系組成物は、アクリル系モノマーと他のラジカル重合性モノマーを併用することができるが、ここで用いられる他のモノマーには特に制限はなく、スチレン、アクリロニトリル、酢酸ビニル及びアクリルアミド等の単官能モノマー、並びに、ジビニルベンゼン、トリアリルシアヌレート及びトリアリルイソシアヌレート等の多官能モノマーを単独又は２種以上併用して使用することができる。

アクリル系組成物の重合開始剤としては、ラジカル重合開始剤として使用される過酸化物又はアゾ化合物が好適に用いられるが、過酸化物又はアゾ化合物の種類には特に制限はなく、例えば過酸化物としては、クメンハイドロパーオキサイド、メチルエチルケトンパーオキシド及び過酸化ベンゾイル等の有機過酸化物、並びに過硫酸カリウム及び過硫酸アンモニウム等の無機過酸化物が挙げられ、アゾ化合物としてはアゾビスイソブチロニトリル等が挙げられる。これらの中では、硬化性の点で、有機過酸化物が好ましい。

重合促進剤は重合開始剤の分解を促進する化合物であり、重合促進剤としては、ジエチルチオ尿素等のチオ尿素誘導体、Ｎ，Ｎ−ジエチル−ｐ−トルイジン等のアミン類、ナフテン酸コバルトやオクチル酸コバルト等の有機酸金属塩、及び銅アセチルアセトネート等の有機金属キレート化合物等が挙げられ、これらは単独又は２種以上併用して使用することができる。

本発明に於いて、前記特定容器に収納される２液硬化型組成物は適度な粘度を有することが好ましい。具体的には、温度２５℃で、５〜１０００００ｍＰａ・ｓの範囲であることが好ましい。５ｍＰａ・ｓ以上ならば、容器を傾けたのみで２液硬化性組成物が過剰に流れ出てしまうこともないし、１０００００ｍＰａ・ｓ以下であれば回転体と回転体保持部との間隙からスムーズに２液硬化性組成物が供給されるからである。

本発明の接着方法は、前記２液硬化型組成物の一方の液を、一方の被着体表面に塗布し、前記２液硬化型組成物の他方の液を、他の被着体表面に塗布し、塗布面同士を接合することで被着体同士を相互に接着することを特徴とする接着方法である。

前記の接着接合方法を一般にハネムーン接着というが、２液主剤型アクリル系組成物は、２種類の主剤（組成の近似したＡ剤とＢ剤）がある程度接触すれば、２種類の主剤の混合比率を厳密に制御しなくとも、高い接着強度を得ることができるため、ハネムーン接着に適しており、この点からも、本発明においては２液主剤型アクリル系組成物が好適に用いられる。

本発明によれば、回転体表面を介して、２液硬化型組成物の液を被着体表面に塗布することにより、組成物が均一かつ塗布厚みを薄くして塗布できるため、塗布面同士を接合した後に無駄なはみ出しが発生せず、組成物の拭き取りの作業を省くことが出来き、作業時間の短縮を図ることができる。

また、本発明によれば、使い捨てのカートリッジを使用せず、さらにハネムーン接着接合を行うことにより、スタティックミキサーを使用せずとも高い接着強度を付与でき、コスト低減を図ることができる。

本発明に於いて、２液反応硬化型組成物の２液がいずれも温度２５℃で５〜１０００００ｍＰａ・ｓの範囲の粘度であると、組成物の液が容器から突出した回転体を介しての容器からの吐出が非常に安定になされるため、被着体表面に非常に均一に塗布でき好ましい。特に、温度２５℃で１０００〜５００００ｍＰａ・ｓの範囲の粘度であると、組成物の液が容器から突出する回転体を介しての吐出が一層安定になされるため、被着体表面にさらに均一に塗布でき、なお好ましい。

（実施例１）
市販の２液主剤型アクリル系接着剤（電気化学工業社製、「Ｇ−５５−０３」）を用い、２種類の主剤（組成の近似したＡ剤とＢ剤；温度２５℃において粘度がＡ剤では３０００ｍＰａ・ｓ、Ｂ剤では３０００ｍＰａ・ｓを、ローラーを有する吐出部（ローラーの幅は１．２ｃｍ）を備えた容器（図１参照）２個に、各々別々に分けて入れた。尚、粘度は、ＪＩＳ Ｋ−６８３３に準拠し、Ｂ型粘度計を用いて液温２５℃で測定したものである。

続いて、大きさ２５×４０ｃｍで、中に１５×３０ｃｍの穴の空いたアルミニウム製の枠（厚み１ｍｍ）について、主剤Ａ剤の入った容器の回転体部分を内側から幅１．２ｃｍの接着しろの表面に接触させて、主剤Ａ剤を１周分、塗布した。

一方、１７．４×３２．４ｃｍの大きさのポリカーボネート製板（厚み１ｍｍ）について、主剤Ｂ剤の入った容器の回転体部分を外側から幅１．２ｃｍの接着しろの表面に接触させて、主剤Ｂ剤を１周分、塗布した。

塗布後すぐに、アルミニウム製の枠とポリカーボネート製板のお互いの塗布面同志を貼り合わせて接合し、接着させた。その結果、接着剤のはみ出しもなく貼り合わせることができ、はみ出し部分の拭き取り作業を省くことができた。塗布開始から貼り合わせるまでに２５秒の作業時間がかかるのみであった。

（実施例２）
温度２５℃において粘度がＡ剤では１００００ｍＰａ・ｓ、Ｂ剤では１００００ｍＰａ・ｓである市販の２液主剤型アクリル系接着剤（電気化学工業社製、「Ｇ−５５−１０」）を用いる以外は、実施例１と同様にして、接着させた。その結果、接着剤のはみ出しもなく貼り合わせることができ、はみ出し部分の拭き取り作業を省くことができた。塗布開始から貼り合わせるまでに２５秒の作業時間がかかるのみであった。

（実施例３）
温度２５℃において粘度がＡ剤では５０００ｍＰａ・ｓ、Ｂ剤では５０００ｍＰａ・ｓである市販の２液主剤型アクリル系接着剤（電気化学工業社製、「Ｇ−５５−０５」）を用いる以外は、実施例１と同様にして、接着させた。その結果、接着剤のはみ出しもなく貼り合わせることができ、はみ出し部分の拭き取り作業を省くことができた。塗布開始から貼り合わせるまでに２５秒の作業時間がかかるのみであった。

（実施例４）
温度２５℃において粘度がＡ剤では２００００ｍＰａ・ｓ、Ｂ剤では２００００ｍＰａ・ｓである市販の２液主剤型アクリル系接着剤（電気化学工業社製、「Ｃ−３５５−２０」）を用いる以外は、実施例１と同様にして、接着させた。その結果、接着剤のはみ出しもなく貼り合わせることができ、はみ出し部分の拭き取り作業を省くことができた。塗布開始から貼り合わせるまでに３０秒の作業時間がかかるのみであった。

（比較例）
カートリッジタイプでノズル先端にスタティックミキサーを装着した手動レバー式塗布装置である電気化学工業社製「新マニュアルガン１型」セットを使用して、実施例１と同じ市販の２液主剤型アクリル系接着剤（電気化学工業社製、「Ｇ−５５−０３」）を用い、２種類の主剤（組成の近似したＡ剤とＢ剤）を各々別々にカートリッジに詰めて、実施例１に用いたアルミニウム製の枠の、幅１．２ｃｍの接着しろ表面部分に、スタティックミキサーを通すことで２液主剤が混合された接着剤液を、１周分、塗布した。続いてすぐに、実施例１に用いたポリカーボネート製板の幅１．２ｃｍの接着しろ表面部分と、アルミニウム製枠の接着剤液が塗布された接着しろ表面部分とを貼り合わせて接合し、接着させた。その結果、貼り合わせ部分から接着剤液がはみ出し、はみ出し部分の拭き取り作業に３０秒を要した。結局、塗布開始から貼り合わせ、拭き取り終わるまでに６０秒の作業時間がかかった。

本発明によれば、接着用の組成物が均一かつ塗布厚みを薄くして塗布できるため、塗布面同士を接合した後に無駄なはみ出しが発生せず、組成物の拭き取りの作業を省くことが出来き、作業時間の短縮を図ることができるので、接着作業を必要とするいろいろな産業に於いて有用である。

また、本発明によれば、使い捨てのカートリッジを使用せず、さらにハネムーン接着接合を行うことにより、スタティックミキサーを使用せずとも高い接着強度を付与でき、コスト低減を図ることができるので、例えば、化粧鋼板のパネルへの接着、車両用の内装パネルの補強接合、金属カーテンウォールの補強接合、エレベーターのパネル補強材接合、鋼製家具の製造などのいろいろな産業に適用可能であり、極めて有用である。

本発明の実施例に用いた容器の断面模式図。

符号の説明

１ 壁（ポリプロピレン製）
２ 接着剤（２液硬化型組成物）の一方の液
３ 支持軸（ＡＢＳ製）
４ ローラー（回転体）（ＡＢＳ製）
５ 回転体保持部（ＡＢＳ製）
Ａ 吐出部

Claims (6)

1. ２液硬化型組成物であって、２液がそれぞれ別々の容器に収納され、前記容器の少なくとも１つが、液を収納する部分を構成する壁と、前記液を薄膜状に容器外に導き出す回転体と、前記壁の一部に設けられ前記回転体を保持する回転体保持部と、液の不使用時に前記回転体と前記回転体保持部の一部又は全部を被う蓋とからなり、しかも回転体と回転体保持部とが回転体の回転に応じて当該容器内の液を薄膜状に容器外に導出するための間隙を有することを特徴とする２液硬化型組成物。
2. 回転体がローラーであることを特徴とする請求項１に記載の２液硬化型組成物。
3. ２液硬化型組成物が２液主剤型アクリル系組成物である請求項１又は請求項２に記載の２液硬化型組成物。
4. ２液硬化型組成物の２液がいずれも、温度２５℃で５〜１０００００ｍＰａ・ｓの粘度であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の２液硬化型組成物。
5. 請求項１乃至４のいずれか一項に記載の２液硬化型組成物からなることを特徴とする２液硬化型接着剤。
6. 請求項１乃至４のいずれか一項に記載の２液硬化型組成物の一方の液を、一方の被着体表面に塗布し、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の２液硬化型組成物の他方の液を、他の被着体表面に塗布し、塗布面同士を接合することで被着体同士を相互に接着することを特徴とする接着方法。

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