JPH0112795B2

JPH0112795B2 -

Info

Publication number: JPH0112795B2
Application number: JP6585084A
Authority: JP
Inventors: Kyoto Doi; Koji Morimoto; Taiji Negishi; Toshiaki Mutsutani
Original assignee: Mitsui Toatsu Chemicals Inc
Current assignee: Mitsui Toatsu Chemicals Inc
Priority date: 1984-04-04
Filing date: 1984-04-04
Publication date: 1989-03-02
Also published as: JPS60210684A

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は木材の接着に好適で、巾広い含水率の
木材の接着が可能であり、使用にあたつての作業
性が良好でかつ経済性に優れた接着剤に関する。現在合板の製造においてはホルムアルデヒド系
縮合樹脂が用いられているが、充分な接着性能を
発現させるためには、使用する単板を充分に乾燥
させる必要があり、通常単板含水率を10重量％以
下に制御する事が必要である。しかしながら原木
が保有している水分には巾があり、また材種によ
つても乾燥のし易さが異る事から、乾燥後の単板
の含水率が広く分布し、ひいては製造した合板の
接着力が大きく変動し、安定した品質の合板が得
られないという問題があつた。また、乾燥を過度
に行つた場合、使用する原木の材種によつては単
板にそり、ねじれがおこり、通常の合板生産設備
には不適合となつたり、単板に割れが発生し、使
用不能となる問題も生じていた。かかる問題点を解決するために、例えば、高含
水率単板を使用する際、接着剤に配合する小麦粉
等の増量剤及び水の量を共に減少する方法、大豆
粉、血粉、とうもろこしたん白等を添加する方
法、あるいは熱圧時間を延長させる方法がとられ
ているが、未だ実用に供しうる程の接着強度が得
るに至つてはいない。また特公昭57−19148には、水性エマルジヨン
に疎水性の有機溶剤に溶解したイソシアネート基
を有する化合物と、界面活性剤とを配合してなる
接着剤を使用すること、場合によつてはホルムア
ルデヒド系縮合樹脂を併用することもできる事が
開示されている。しかしながら、この方法による場合は、含水率
の高い木材の接着には有効であるが充分とはいえ
ず、かつ水性エマルジヨンを主成分としているた
め、含水率の低い木材の接着に際して、接着剤塗
付後圧締までの時間が長い場合、もしくは温度の
高い木材に接着剤を塗布した場合、接着剤層が乾
きやすく、充分な接着力が発現しないいわゆる乾
燥接着という問題を生じるという欠点を有してい
る。また水性ラテツクスが主成分であるため、経
済性についても問題があり、さらに配合した接着
剤の安定性が悪く、実際の使用に際し、作業性が
劣るという欠点も有し、未だ実用性のある方法と
はいえない。また、血粉や脱脂大豆粉のごとき水溶性たん白
を通常の増量剤として用いる例もあるが、イソシ
アネートや遊離のホルマリンが併存する場合、配
合糊が増粘しやすく、実使用に際して問題を生じ
ていた。本発明者は広い含水率の木材を充分な接着力で
接着でき、現在用いられている合板製造設備で容
易に使用する事が可能で、かつ経済性も良好な接
着剤組成物を得る事を目的として鋭意検討した結
果、ホルムアルデヒド系縮合樹脂に限定された割
合で水性ラテツクス、イソシアネート化合物、水
不溶性たん白、好ましくはたん白質を30重量％以
上含む小麦たん白およびまたはとうもろこしたん
白を添加する事によりこれまでの技術では解決し
えなかつた上記問題点を解決しうる事を見出し本
発明を完成するに至つたものである。即ち本発明はホルムアルデヒド系縮合樹脂、
水性ラテツクス、イソシアネート化合物、
たん白質を30重量％以上含む小麦たん白およびま
たはとうもろこしたん白を含有し、ホルムアルデ
ヒド系縮合樹脂の不輝発分を50重量％としたと
き、該100重量部に対し、該２〜40重量部、
該１〜30重量部、該２〜50重量部を配合し、
必要によつてノニオン系界面活性剤を５重量部
以下添加することを特徴とする接着剤組成物であ
る。本発明でいうホルムアルデヒド系縮合樹脂と
は、尿素ホルムアルデヒド系縮合樹脂、メラミン
ホルムアルデヒド系縮合樹脂、フエノールホルム
アルデヒド系縮合樹脂、尿素メラミンホルムアル
デヒド系縮合樹脂、メラミンフエノールホルムア
ルデヒド系縮合樹脂、尿素メラミンホルムアルデ
ヒド系縮合樹脂、尿素メラミンフエノールホルム
アルデヒド系縮合樹脂などであるが、尿素メラミ
ンフエノールホルムアルデヒド系縮合樹脂でホル
ムアルデヒドの尿素メラミンフエノールに対する
モル比が1.2〜3.5、メミン含有量が３重量％以
上、フエノール含有量が１重量％以上およびメタ
ノール含有量が２〜20重量％、尿素とメラミンフ
エノールの重量比が10：１〜１：20であるもの、
およびメラミンフエノールホルムアルデヒド系縮
合樹脂でホルムアルデヒドのメラミンフエノール
に対するモル比が1.5〜3.5、メラミン含有量が10
重量％以上、フエノール含有量が３重量％以上お
よびメタノール含有量が２〜20重量％であるもの
が配合糊の経時安定性等の点で特に望ましい。上記組成の尿素メラミンフエノールホルムアル
デヒド樹脂、またはメラミンフエノールホルムア
ルデヒド樹脂は、単独に合成したものを用いても
よいし、２種以上の樹脂を予め混合調整してもよ
い。また配合時に２種以上の樹脂を添加混合し調
整してもよい。本発明における水性ラテツクスには、ブタジエ
ン、イソプレンの如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、メチルメタア
クリレート、アクリロニトリルの如き各種ビニル
モノマーを共重合させたラテツクス、クロロプレ
ンラテツクス、ブチルゴムラテツクス、ポリ塩化
ビニルエマルルジヨン、ポリブタジエンラテツク
ス、エチレン酢酸ビニル共重合体エマルジヨン、
ポリ酢酸ビニルエマルジヨン、あるいはこれらの
ラテツクスの重合体にカルボオキシ基、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、および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種を乳化
重合させたいわゆる変性ラテツクスが含まれる。変性ラテツクスはたとえばラテツクス重合体乳
化重合時に、反応性モノマーを共重合させたもの
でもよく、又、ラテツクス重合体に反応性モノマ
ーを反応させたものでもよい。また２種類以上の水性ラテツクスを併用しても
良い。さらに本発明におけるホルマリン系縮合樹脂
に対する水性ラテツクスの配合比率は、該
100重量部に対し、該２〜40重量部でなければ
ならず、望ましくは３−35重量部の範囲である。
配合比率が２重量部未満の場合は高含水率木材で
の接着性が不充分となり、合板製造に際して、パ
ンクが発生したり、極めて低い接着力しか期待で
きない。配合比率が40重量部を越える場合は、低
含水率木材使用時、もしくは温度の高い木材を使
用する際、または配合糊を塗布後冷圧までの間に
長時間の堆積を行つた際、接着層が乾燥してしま
い接着力が充分発現しないといういわゆる乾燥接
着の問題を生じる。さらに本発明にいうイソシアネート化合物と
は、分子内に２個以上のイソシアネート基を含む
ものなら何れでもよく、例えばトリレンジイソシ
アネート（TDI）、４−4′−ジフエニルメタンジ
イソシアネート（MDI）、メ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（IDI）、
ポリメチレンポリフエニルポリイソシアネート
（ポリメリツクMDI）等があげられる。またイソシアネート基を有する化合物として、
例えばポリイソシアネートとポリオールを混合し
たもの、プレポリマー、即ちポリオールと過剰の
ポリイソシアネートで予めポリマー化したNCO
末端のプレポリマー、或は、過剰のポリオールで
予めポリマー化したOH末端のプレポリマーに使
用時にポリイソシアネートを過剰に添加して得ら
れるポリマーを用いても差支えない。本発明におけるイソシアネート化合物の量は
ホルマリン系縮合樹脂100重量部に対し１〜30重
量部でなければならず、好ましくは２〜20重量部
の範囲である。イソシアネートの化合物の量が１
重量部未満の場合は高含水率木材に対する良好な
接着性が期待できず、30重量部を越える場合は配
合後の接着剤の経時増粘が大きくまた経済性も劣
るため実用的でない。添加方法としては、イソシ
アネート化合物を単独で添加してもよいし、適当
な溶剤に希釈して添加してもよい。またイソシア
ネート化合物を乳化して添加してもよい。本発明にいう小麦たん白は、グルデン含有量が
30重量％以上、好ましくは40重量％以上の小麦た
ん白であり、たとえばグルテン量の多い小麦粉を
そのまま用いてもよく、或は、通常の小麦粉など
よりグルテン分を抽出、乾燥、粉砕して得たもの
を使用してもよい。なお、通常合板用の充てん剤
として使用される小麦粉は末粉とも言われ小麦粒
子の外周部を主体とするものであり、いわゆるふ
すまと称される不純物を多く含有し、グルテン含
量は５重量％以下のものであり、グルテン量が無
視しうる程少なく、本発明において用いられる小
麦たん白とは区別される。本発明に用いられるとうもろこしたん白はとう
もろこしに含有されるたん白質であり、とうもろ
こしより澱粉質を採取する際副産物として得られ
るグルテンミールが代表的なものである。とうもろこしたん白の製法は、例えばとうもろ
こしを亜硫酸水溶液に浸漬して破砕機でくだき、
胚芽を分離除去し、更に磨砕機ですりつぶして乳
状物を分離する。次いで乳状物より澱粉を分離
し、残液を濃縮、ろ過乾燥、粉砕することにより
得られ、このものは通常とうもろこしたん白60〜
80重量％、残部は澱粉、灰分、水分等から成つて
いる。高含水率木材の接着剤を得るためにたん白質含
有量の低い小麦粉、とうもろこし粉を多量に用い
る場合、配合糊の流動性が悪化したり、経時の増
粘が大きく、実用に供するには問題を生じるた
め、たん白質含有量は30％以上であるべきであ
る。小麦たん白、とうもろこしたん白は、配合粉
への混和性、配合糊の均一塗付性を良好にするた
めに80メツシユ以下の粒度である事が望ましい。
また小麦たん白、とうもろこしたん白は単独で用
いてもよく、２種以上を併用してもよい。本発明における小麦たん白およびまたはとうも
ろこしたん白は、ホルムアルデヒド系縮合樹脂
100重量部に対し２〜50重量部添加されなければ
ならず、望ましくは、５〜30重量％である。添加
量が２重量部未満の場合は高い含水率の木材での
接着性が劣り、50重量部を越す場合は配合糊の流
動性が損なわれたり、通常用いられるロールスプ
レツダーでの塗布性が著しく劣るという問題を生
ずる。小麦たん白および／またはとうもろこした
ん白は単独で配合時に添加してもよいし、配合時
に添加される増量剤または充てん剤たとえば小麦
粉、大麦粉、米粉、コーンスターチ、クレー等に
予め混合して添加してもよい。本発明において使用するノニオン系界面活性剤
はいずれのタイプのものでもよく、特に構造成分
は問わない。具体的に例示すると、ポリオキシメ
チレンアルキルエーテル、ソルビタン脂肪酸エス
テル、ポリオキシエチレンアシルエステル等があ
げられる。その中でもHLB価が17以上のものが
特に好適であり、配合糊の経時安定性、塗付性を
改善する役割をはたしており、得られる合板の接
着力安定化にも大きく貢献している。ノニオン系界面活性剤はホルムアルデヒド系縮
合樹脂100重量部に対し５重量部以下配合すべき
であり、配合糊の経時安定性、塗付性が、実用上
支障のない場合においては配合しなくともよい。
好ましくは0.1〜３重量部添加するのが良い。５
重量部以上添加した場合得られる合板の接着力、
特に耐水性が低下するため実用的ではない。ノニオン系界面活性剤は予めホルムアルデヒド
系縮合樹脂、または水性ラテツクスに添加してお
く事ができる。この方法によれば、配合時に界面
活性剤を添加する煩雑さを解消でき、ホルムアル
デヒド系縮合樹脂の貯蔵安定性の改良効果も期待
できる。またノニオン系界面活性剤は２種類以上併用す
る事もできる。２種以上併用する場合は、添加す
るすべてのノニオン系界面活性剤の混合物として
HLB価が17以上であればよい。添加に際しては
予め混合して添加してもよく、単独に添加しても
よい。本発明組成物の調整にあたつては、ホルムアル
デヒド系縮合樹脂に水性ラテツクス、イソシアネ
ート化合物、小麦たん白およびまたはとうもろこ
したん白、ノニオン系界面活性剤、通常使用され
る小麦粉、米粉、タルク等の増量剤又は充てん
剤、水および硬化剤を添加混合する方法が採用さ
れる。その配合順序は特に制限はなく、混合時の
撹拌時間、配合組成物の仕上り粘度等の制御は通
常の方法と同条件でよい。この際、従来から合板
製造に用いられている大麦粉、コーンスターチ、
木粉、クレー等も用いる事ができる。さらに仮接
着性向上を目的として添加されるポリビニルアル
コール、乾燥接着を防止するために添加される保
水性高分子化合物、潮解性無機物を添加してもよ
い。また接着剤組成物の塗付量および冷圧、熱圧
等の接着条件はすべて通常の条件と同一条件で行
う事ができる。本発明によつて得られる配合糊の
流動性は、ホルムアルデヒド系縮合樹脂に増量
剤、水、硬化剤等を添加した通常使用されている
接着剤と同等であるため、通常使用されるミキサ
ー、スプレツダー、プレス等の設備で塗付可能で
ある。本発明の接着剤組成物は、高含水木材の接着に
おいて特に優れた性能を有し、高含水単板を用い
ても品質の良い合板を製造する事が可能である。
加えて低い含水率の単板を用いてもまた比較的温
度の高い単板を用いてもいわゆる乾燥接着という
問題を生じ難い。すなわち、広い含水率の木材に
適用できる利点を有しており、この事は実際の合
板製造に使用する際、充分大きな意義がある。さ
らに本発明の接着剤組成物は、配合糊の経時粘度
変化が小さく、単板への配合糊の塗付性が著しく
良好である等作業性の点でも優れており、現状の
合板製造ラインに適用可能であるという特徴も具
備している。さらに配合中の主成分としてホルムアルデヒド
系縮合樹脂が使用できるため、配合糊コストの低
減化に効果的であり、合板製造の実用化を充分可
能ならしめる経済性がある。またホルムアルデヒ
ド系縮合樹脂は必要とされる耐水性に応じ選択が
可能であり、適当な縮合樹脂を選ぶ事により配合
糊コストを適合化する事も可能である。次に本発明を実施例により説明するが実施例に
おける部数及び％は重量部並びに重量％である。参考例１〜３（水性ラテツクスの製造）撹拌機付きタンクに表−１の組成を仕込み、モ
ノマーエマルジヨンを作成した。次いで撹拌機付きオートクレーブに水32部、エ
チレンジアミンテトラ酢酸の４ナトリウム塩0.1
部、ラウリル硫酸ソーダ0.1部、過硫酸カリウム
0.2部を仕込み、前記モノマーエマルジヨンのう
ちの10％をオートクレーブに移し、80℃に加温、
１時間反応させた。１時間後に過硫酸カリウム
0.8部を水20部とともに仕込んだ後、残りのモノ
マーエマルジヨンを４時間にわたつて連続的にオ
ートクレーブに添加した。この間オートクレーブ
は80℃に保つた。更に１時間80℃で反応を継続し
た後、水蒸気蒸留により、残留単量体を除去し、
アンモニア水を加えラテツクスのPHを9.0に調整
した。以下参考例１により合成したラテツクスを
ラテツクスＡ、参考例２により合成したラテツク
スをラテツクスＢ、参考例３により合成したラテ
ツクスをラテツクスＣとする。

【表】ル
参考例４（ホルムアルデヒド系縮合樹脂の製造）フエノール94部、37％ホルマリン（メタノール
含有量８％）200部を20％苛性ソーダ水溶液でPH
11.0に調整し、撹拌しながら85℃で２時間反応を
行い冷却し中間原料とした。一方尿素240部、37％ホルマリン（メタノール
含有量８％）700部を20％苛性ソーダ水溶液でPH
7.0に調整し、撹拌しながら加熱し、85℃で30分
間反応させた後、40％酢酸水溶液を用いてPHを
5.0に調整し、85℃で30分間反応させ、さらに20
％苛性ソーダ水溶液でPHを6.0に調整し、メラミ
ン126部を投入し、75℃で30分間反応させた後、
20％苛性ソーダ水溶液でPHを8.0に調整して冷却
した。これに前記中間原料を投入し、常温で30分
間撹拌混合して尿素メラミンフエノールホルムア
ルデヒド系縮合樹脂を合成した。以下これを
UMPFとする。実施例１〜15、および比較例１〜９ホルムアルデヒド系縮合樹脂として参考例４に
て合成したUMPF、ユーロイドＵ−310（三井東
圧化学株式会社製、尿素ホルムアルデヒド系縮合
樹脂）並びにユーロイドＵ−350（三井東圧化学株
式会社製、メラミン尿素ホルムアルデヒド系縮合
樹脂）、水性ラテツクスとして参考例１〜３にて
合成したラテツクスＡ、Ｂ、Ｃ、イソシアネート
化合物としてミリオネートMR（日本ポリウレタ
ン株式会社製、MDI系）、小麦たん白としてグル
テン含有量51％の小麦粉（日本製粉(株)製、赤牡
丹）、とうもろこしたん白としてグルテンミール
（王子コーンスターチ株式会社製、粗たん白含有
量67％）を80メツシユ以下に粉砕したもの、ノニ
オン系界面活性剤としてエマルゲン950（花王アト
ラス株式会社製、ポリオキシエチレンノニルフエ
ノールエーテル系、HLB18.2）、及び充てん剤、
水、硬化剤として塩化アンモンを用いて、表−２
に示す割合で混合し、接着剤を調製した。これら接着剤を用いて1.0＋2.0＋1.0mmの単板構
成（ラワン単板、含水率４％未満、および23〜27
％）の４mm合板を、塗布量33ｇ／900cm²、冷圧10
Kg／cm²、20分；熱圧９Kg／cm²、115℃、60秒で製
造した。尚充てん剤としては、小麦粉（日本製粉
(株)製、扇、グルテン含有量５％）とタルクを１：
１で混合したものを用いた。配合糊経時増粘、塗
付性、接着力のデータを表−２に示した。表−２より、本発明接着剤組成物は広い含水率
の木材において配合糊増粘率、塗付性、接着力の
いずれにおいても優れた性能を示すことが判る。実施例 16 実施例１と同一配合で、エマルゲン950に代え
て、エマルゲン903（同上系、HLB7.8）を使用し
て接着剤を調整し、同様の試験を行つた結果を表
−２に示した。実施例 17〜19 実施例１のホルムアルデヒド系縮合樹脂とし
て、Ｕ−881（三井東圧化学株式会社製、メラミン
フエノールホルムアルデヒド系縮合樹脂）を使用
して、実施例１と同様の試験を行つた結果を表−
３に示した。

【表】

【表】接着力はJASの２類接着力である。又、木破率
は接着面積に対する木部で破断した面積の百分率
である。

Claims

【特許請求の範囲】１ホルムアルデヒド系縮合樹脂100重量部に
対して、水性ラテツクス２〜40重量部、イソ
シアネート化合物１〜30重量部、およびたん白
質を30重量％以上含む小麦たん白および／または
とうもろこしたん白２〜50重量部の割合で配合し
てなることを特徴とする接着剤組成物。２ホルムアルデヒド系縮合樹脂が尿素メラミン
フエノールホルムアルデヒド系縮合樹脂であり、
ホルムアルデヒドの尿素メラミンフエノールに対
するモル比が1.2〜3.5、メラミン含有量が３重量
％以上、フエノール含有量が１重量％以上、およ
びメタノール含有量が２〜20重量％で、尿素とメ
ラミンフエノールの重量比が10：１〜１：20であ
る特許請求の範囲第１項記載の組成物。３ホルムアルデヒド系縮合樹脂がメラミンフエ
ノールホルムアルデヒド系縮合樹脂であり、ホル
ムアルデヒドのメラミンフエノールに対するモル
比が1.5〜3.5、メラミン含有量が10重量％以上、
フエノール含有量が３重量％以上、およびメタノ
ール含有量が２〜20重量％である特許請求の範囲
第１項記載の組成物。４ホルムアルデヒド系縮合樹脂100重量部に
対して、水性ラテツクス２〜40重量部、イソ
シアネート化合物１〜30重量部、たん白質を30
重量％以上含む小麦たん白および／またはとうも
ろこしたん白２〜50重量部、およびノニオン系
界面活性剤５重量部以下の割合で配合してなるこ
とを特徴とする接着剤組成物。５ホルムアルデヒド系縮合樹脂が尿素メラミン
フエノールホルムアルデヒド系縮合樹脂であり、
ホルムアルデヒドの尿素メラミンフエノールに対
するモル比が1.2〜3.5、メラミン含有量が３重量
％以上、フエノール含有量が１重量％以上、およ
びメタノール含有量が２〜20重量％で、尿素とメ
ラミンフエノールの重量比が10：１〜１：20であ
る特許請求の範囲第４項記載の組成物。６ホルムアルデヒド系縮合樹脂がメラミンフエ
ノールホルムアルデヒド系縮合樹脂であり、ホル
ムアルデヒドのメラミンフエノールに対するモル
比が1.5〜3.5、メラミン含有量が10重量％以上、
フエノール含有量が３重量％以上、およびメタノ
ール含有量が２〜20重量％である特許請求の範囲
第４項記載の組成物。７ノニオン系界面活性剤がHLB価17以上であ
る特許請求の範囲第４、５又は６項記載の組成
物。