JPH0457881A - 接着剤組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、少なくとも一方の被着体が、例えば木材、紙
、発泡プラスティック等の多孔質素材の接着に供される
接着剤に関する。

更に詳しくは、少量の塗布においても、優れた塗布性を
示し、また過度の浸透による接着力の低下や表面の汚染
をおこさず、耐水性に優れ、多様な被着体でも、強固な
接着性を示す接着剤に関するものである。

［従来の技術］ 木材用接着剤として、多用されているホルムアルデヒド
系樹脂接着剤の使用方法の一つとして、発泡増量塗布法
がある。

この方法は、起泡剤として界面活性剤を用い、泡安定剤
および粘度調整剤として、タンパク質を多く含む脱脂大
豆粉等を用いて発泡し、増量するものであり、増量によ
り、少量の塗布量でも、接着層に接着剤が均一に塗布さ
れやすく、欠膠部を生じにくいという点や、接着剤が過
度の浸透により、表面へ浸出し難く、接着体の表面汚染
が少ない点、また、接着層水分の減量により、水分に起
因する接着力の低下や、ふくれ現象の防止といった利点
がある。

しかし、主成分であるホルムアルデヒド系樹脂は、硬化
後硬い硬化体となるが、極めて跪く、脱泡状態で硬化し
た場合は強固な接着性を示すが、発泡状態のまま硬化し
た場合、薄いセル壁が脆いため、脆弱な発泡硬化体しか
得られず、このような部分は接着に寄与しにくいという
問題点がある。

さらに、−船釣には加熱硬化が必要であり、生産工程が
複雑化し、また、アミノホルムアルデヒド樹脂は、酸性
下、フェノールホルムアルデヒド樹脂は塩基性下で硬化
せしめるため、被着体を変質させやすいという問題点も
有している。

ホルムアルデヒド系樹脂を主とし、水性エマルジョンを
一部添加し、脆性改良を行う方法が提案されているが、
発泡硬化体でも充分な改良が行われる状況には至ってい
ない。

一方、水溶性及び／または水分散性の高分子化合物を主
剤とし、イソシアネート化合物で架橋する接着剤も、木
材用途を中心に用いられている。

該接着剤は、低温で硬化が速く、かつ中性ｐＨ域でも硬
化するため、ホルムアルデヒド系樹脂の欠点の解消とな
る。

また、イソシアネート化合物での架橋度合の変更により
、耐水性付与が任意にでき、多様な被着体にも優れた接
着性を示す。

しかしながら、通常はイソシアネート化合物架橋剤の分
散性を配慮し、高粘度で、かつ充填剤を用いたかたちで
、発泡させずに使用されているのが実態である。

従って、粗面の接着においては、塗布量の減少は困難で
あり、浸透が大きい被着材では、高粘度であるため、あ
る程度浸透を防止できるが充分とはいい難い。

また、いわゆる主剤が水を含むため、多量に塗布した場
合は、水分が接着層から拡散していくまで、最高の接着
強度が発現しにくいという問題点もある。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明は、上述のような過度の浸透による接着力の低下
や、表面の汚染の問題、少量の接着剤塗布時に認められ
る、塗布の不均一による接着性の低下の問題点がない、
接着剤組成物の提供を目的とする。

また、もう一つの目的は、気泡を含むような状態で硬化
した場合、脆弱な硬化物となり、接着性低下の問題が生
じやすく、かつ限定されたＰＨや温度等の条件条件下で
のみしか接着性を発現しにくいという、現状技術の問題
点を解消しうる均一分散性、均一発泡性を有する接着剤
組成物を提供することにある。

［課題を解決するための手段および作用］本発明者らは
、上記問題点を解決するために鋭意検討した結果、イソ
シアネート化合物と、水溶性及び／または水分散性の高
分子化合物を主成分とする接着剤において、使用時に、
密度が０．８以下となるように発泡させることにより、
望ましくは水溶性及び／または水分散性の高分子化合物
の組成を限定し、イソシアネート化合物として、５乳化
性を有するものを用いることにより、少量の塗布におい
ても優れた塗布性を示し、接着力の低下や、表面の汚染
をおこさず、耐水性に優れ、多様な被着体でも強固な接
着性を示し、かつ発泡状態で硬化しても、強靭な硬化体
が得られ、必要によっては、低温硬化性、中性域での硬
化性をも得らる均一分散性、均一発泡性を有する接着剤
組成物を得うることを見いだし、本発明を完成するに至
ったものである。

すなわち本発明は、イソシアネート化合物と水溶性及び
／または水分散性の高分子化合物を主成分とする接′４
割において、使用時に密度が０．８以下となるように発
泡させた接着剤組成物である。

望ましくは、イソシアネート化合物１００重量部に対し
、水溶性及び／または水分散性の高分子化合物の固形分
が２〜３０００重量部の比率であり、水溶性及び／また
は水分散性の高分子化合物が、その組成中に、室温下で
水に溶解もしくは膨潤するタンパク質を５〜１００重量
％含み、イソシアネート化合物がイソシアネート化合物
に、単官能アルコールにアルキレンオキサイドを付加せ
しめた化合物を作用させ、易乳化性としたイソシアネー
ト化合物であるような接着剤において、使用時に密度が
０，８以下となるように発泡させることを特徴とする接
着剤組成物である。

本発明に用いられるイソシアネート化合物とは、分子中
に、２個以上のイソシアネート基を有する化合物で、例
えば、トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）、４−４“
−ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）、ヘキ
サメチレンジイソシアネート（ＨＭＤＩ）、キシレンジ
イソシアネート（ＸＤＩ）、イソホロンジイソシアネー
ト（ＩＰＤＩ）、ポリメチレンポリフェニルポリイソシ
アネート（ポリメリックＭＤ　１）が挙げられる。

また、これらのイソシアネート化合物とポリオールを混
合した物、過剰のイソシアネートとポリオールで予めポ
リマー化し、イソシアネート基を残有するいわゆるプレ
ポリマーも、使用することができる。

イソシアネート化合物は、−船釣に水溶性ではないため
、水性エマルジョンと均一に混合する際支障を生ずる場
合もある。

不均一な混合状態のまま発泡させた場合、微細なセルの
壁が不均一組成となり、セル壁強度がばらつき、接着力
変動の要因となり易い。

均一に混合する方法として、界面活性剤を用いて分散を
行う方法も採れるが、簡便に、より均一に分散混合させ
るためには、イソシアネート化合物に、単官能アルコー
ルにアルキレンオキサイドを付加せしめた化合物を作用
させ、易乳化性としたイソシアネート化合物を用いる方
法が最も望ましい。

充分な乳化性を付与するためには、単官能アルコールの
分子量は、１００以下のものが好ましく、アルキレンオ
キサイドの付加数は、１０以上が好ましい。

このような易乳化性としたイソシアネート化合物と、水
溶性高分子化合物の水溶液及び／または水分散性の高分
子化合物の水分散体とを混合すると、イソシアネート化
合物は微細な粒子となり、分散するため、上述のような
問題点は解消できる。

また、本発明における水溶性高分子化合物とは、特に限
定するものではないが、澱粉およびその誘導体、セルロ
ース誘導体、可溶性タンパク質、多Ｗ類、アルギン酸塩
類、ポリアクリルアミド、ホルムアルデヒド系樹脂、ポ
リビニルアルコール等を例示でき、望ましくは水１００
重量部に対し、少なくとも３重量部以上が溶解するよう
なものである。

溶解度が低い場合は、接着剤組成物としたとき、組成物
中の水分量が多くなり、水分過多による接着力の低下や
、部分的あるいは全体的なフクレ・パンク現象が起こり
やすい。

水分散性の高分子化合物とは、水を分散媒として、分散
体を生成できるような高分子化合物であり、ブタジェン
、イソプレンのごとき共役ジエンに、これらと共重合す
るモノマー、例えば、スチレン、アクリロニトリル、メ
チルメタアクリレートのような各種ビニルモノマーを共
重合させたラテックス、ブチルゴムラテックス、クロロ
ブレンラテンクス、ポリブタジェンラテックス、ポリ塩
化ビニルエマルジョン、ポリ酢酸ビニルエマルション、
エチレン酢酸ビニル共重合エマルジョン、あるいはこれ
らラテックス、エマルジョンにカルボキシル基、Ｎ−メ
チロール基、Ｎ−アルコキシメチル基、グリシジル基、
β−メチルグリシジル基、水酸基、アミノ基、アミド基
、酸無水物基よりなる群から選ばれた架橋しうる反応基
を、少なくとも１種側鎖に有する反応性モノマーの少な
くとも１種を共重合させた、いわゆる変性ラテックス等
が挙げられる。

これらの水溶性高分子化合物および／または水分散性高
分子化合物は、２種類以上を混合して用いてもよい。

発泡時の発泡性や、発泡後の泡の安定性を増すために、
水溶性及び／または水分散性の高分子化合物として、そ
の組成中に、室温下で水に溶解もしくは膨潤するタンパ
ク質、例えば、血粉、カゼイン等の動物性タンパク質、
小麦蛋白、大豆蛋白等の植物性タンパク質を５〜１００
重量％含むことが望ましい。

本発明で、より優れた塗布性や接着性を得るためには、
上記イソシアネート化合物１００！１部に対し、水溶性
及び／または水分散性の高分子化合物の固形分が２〜３
０００重量部の比率であることが望ましく、さらに望ま
しくは、高分子化合物の固形分が５〜１０００重量部の
比率である。

インシアネート化合物１００重量部に対し、水溶性及び
／または水分散性の高分子化合物の固形分が２重量部未
満の場合は、発泡後の充分な泡の安定性が得られにくく
、また３０００重量部を超える場合は、充分な接着性や
耐水、耐候性が達成しにく本発明で、発泡操作について
は特に限定しないが、通常行われる高速撹拌による方法
や、圧搾空気を吹き込みながら撹拌する方法等が用いう
る。

発泡後の組成物の密度が、０．８ｇ／ｃｓ’以下となる
ように発泡させることが必須で、望ましくは、０．６ｇ
／ｃ■１以下である。

更に、塗布性、接着性を良好とするために、微細な気泡
を含有するように発泡することが望ましい。微細な気泡
を含有するように発泡させるために、常用されている界
面活性剤を用いてもよい。

界面活性剤の種類は、特に限定しない。

発泡用として使用される、ノニオン系、アニオン系、カ
チオン系の１種または２種以上を混合して用いてよい。

発泡後の密度が０．８ｇ／ｃｍ’を超える場合は、少量
の接着剤塗布時に、塗布の不均一が認められ、接着性が
低下し、多量塗布した場合は、過度の浸透による接着力
の低下や、表面の汚染の問題が起こる。

上述の説明のように、本接着剤組成物は水分を含有する
ため、接着後接着層からの水分除去ができることが、強
固な接着を得るために望ましい。

よって、少なくとも一方の被着体が、例えば、木材、紙
、発泡プラスティック等の多孔質素材であることが望ま
しい。

本発明の実施にあたり、小麦粉、大麦粉、米粉、コーン
グルテン、大豆粉、木粉、胡桃粉、ヤシ穀粉、炭酸カル
シウム、タルク、クレー等の増量剤・充填剤や、難燃剤
、防腐剤、防カビ剤、防虫剤等の変性剤、硬化剤、触媒
、離型剤、可塑剤等を用いることはなんら差し支えない
。

本発明の接着剤組成物によれば、従来の接着剤に比べ、
少量の塗布においても優れた塗布性を示し、接着力の低
下や表面の汚染をおこさず、耐水性に優れ、多様な被着
体でも強固な接着性を示し、かつ発泡状態で硬化しても
、強靭な硬化体が得られ、必要によっては、低温硬化性
、中性域での硬化性をも得らる均一分散性、均一発泡性
を存する接着体が得られる。

［実施例］ 以下、本発明を、更に具体的に説明するため、実施例及
び比較例をあげて説明するが、本発明はこれらの実施例
に限定されるものではない。

イソシア　−１ 参考例−１ ジエチレングリコールモノメチルエーテルの２１９．０
部と水酸化カリウム４．４５部を、オートクレーブに入
れ、窒素ガス置換後、９０°Ｃに昇温し、エチレンオキ
サイド１０５２部を加圧下に反応させ、更にプロピレン
オキサイド２１１．４部を反応させた。

反応生成物を理論量の燐酸で中和し、濾過した。

得られた化合物２５部を反応容器に入れ、窒素気流下、
常温にてＣＲ−３００（粗製ジフェニルメタンジイソシ
アネート三井東圧化学株式会社製’）　１０００部を添
加し混合後、８０°Ｃで２時間反応させ、易乳化性のイ
ソシアネート化合物を得た。

この参考例で得られた易乳化性のイソシアネート化合物
を、以下１５０１と略す。

実施例１〜９ 別表に示す配合組成で、それぞれの原料を混合し配合組
成物を得たのち、圧搾空気を吹き込みながら撹拌し発泡
させ接着剤組成物を調製した。

それぞれの接着剤組成物の発泡直後の密度と、静置３時
間後の密度は別表記載のとうりであった。

尚、これらの実施例に用いたイソシアネート化合物は、
参考例１で調整したｌ５ＯＩ、および粗製ジフェニルメ
タンジイソシアネート（三井東圧化学製ＣＲ−３００）
、水溶性高分子化合物は、１３％ポリビニルアルコール
（クラレ製ポバール２１７）水溶液、ホルムアルデヒド
系樹脂（三井東圧化学製フェノール・メラミン共縮合樹
脂ニーロイド８８１固形分５３重量％）、血粉、大豆蛋
白であり、水分散性の高分子化合物は、カルボキシル基
変性ＳＢＲラテックス（三井東圧化学製ストラクトボン
ド５Ｂ−１０２１固形分４８重量％）、界面活性剤は、
ノニオンアニオン両性界面活性側（三井すイナミッドエ
アゾールＡ−１０３）である。

厚さ１．５ｍｍのカポール材単板（含水率１２％）上に
、塗布量１００ｇ／＋＋’　（片面）となるように、平
行なビード状に接着剤組成物を塗布し、均一に材面に延
ばし、直行貼りの３ブライ合板を製造した。

なお、合板の製造条件として、実施例１〜７では、冷圧
を圧力１２ｋｇ／ｃ＋＋”で２０分間とし、熱圧を温度
１２５℃、圧力１０ｋｇ／ｃｓ”で２分間行い、実施例
８．９では、冷圧を圧力１２ｋｇ／ｃｍ”で１時間行い
、その後室温で３日間養生した。

実施例すべてについて、均一な塗布が可能であった。

得られた合板について、日本農林規格の普通合板の規定
にしたがって、常態での接着強度と煮沸繰り返し処理後
の接着強度を測定した。

結果は別表のとうりで、いずれの実施例も良好な結果を
示した。

比較例１〜６ 別表に示す配合組成で、それぞれの原料を混合し配合組
成物を得た。

比較例１，３．６については、実施例と同様に発泡させ
試験に供し、比較例２，４．５は、発泡させずに試験に
供した。

また、比較例１，２，３．６については実施例と同様に
塗布量１００ｇ／ｍ’塗布したが、比較例４．５は塗布
量２３０ｇ／ｓ３塗布し合板を製造した。

合板の製造条件として、比較例１〜４では、冷圧を圧力
１２ｋｇ／ｃｍ”で２０分間とし、熱圧を温度１２５°
Ｃ２圧力１０ｋｇ／ｃｍ”で２分間行い、実施例５．６
では、冷圧を圧力１２ｋｇ／ｃ＠”で１時間行い、その
後室温で３日間養生した。

他の条件は実施例と同一である。

比較例２．３．６については、接着剤が均一に塗布でき
ない部分が発生した。

比較例４．５の合板は、一部の表面に接着剤が浸みだし
ていた。

合板の接着力は別表のとうりで、実施例に比して、劣る
ものである。

〔発明の効果〕

表−１〜２から明らかなように、本発明の接着剤組成物
は、少なくとも一方の被着体が、例えば木材、紙、発泡
プラスティック等の多孔質素材の接着に供される際に、
少量塗布が可能であり、強固な接着性を示し、極めて有
効である。

特許出願人　　三井東圧化学株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、イソシアネート化合物と水溶性及び／または水分散
   性の高分子化合物を主成分とする接着剤において、使用
   時に、密度が０．８ｇ／ｃｍ＾３以下となるように発泡
   させることを特徴とする接着剤組成物。 ２、発泡時に、界面活性剤を含有していることを特徴と
   する請求項１記載の接着剤組成物。 ３、イソシアネート化合物１００重量部に対し、水溶性
   及び／または水分散性の高分子化合物の固形分が、２〜
   ３０００重量部の比率である請求項１又は２記載の接着
   剤組成物。４、水溶性及び／または水分散性の高分子化
   合物が、該高分子化合物中に、室温下で水に溶解もしく
   は膨潤するタンパク質を、５〜１００重量％含むことを
   特徴とする請求項１〜３記載のいずれかの接着剤組成物
   。 ５、イソシアネート化合物が、該イソシアネート化合物
   に、単官能アルコールにアルキレンオキサイドを付加せ
   しめた化合物を作用させ易乳化性としたイソシアネート
   化合物を用いる請求項１〜４記載のいずれかの接着剤組
   成物。