JPH0749575B2 - 水性高分子〜イソシアネ−ト系接着剤の硬化方法 - Google Patents

水性高分子〜イソシアネ−ト系接着剤の硬化方法

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JPH0749575B2
JPH0749575B2 JP62020766A JP2076687A JPH0749575B2 JP H0749575 B2 JPH0749575 B2 JP H0749575B2 JP 62020766 A JP62020766 A JP 62020766A JP 2076687 A JP2076687 A JP 2076687A JP H0749575 B2 JPH0749575 B2 JP H0749575B2
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隆司 寺山
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Description

【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕 本発明は、水性高分子を主成分とする主剤と、イソシア
ネート系化合物を主成分とする架橋剤とからなる水性高
分子〜イソシアネート系接着剤の硬化方法に係り、特に
硬化速度の改良に関する。 〔背景技術とその問題点〕 近年、高分子の水溶液もしくは水性分散体、またはそれ
らを組み合わせたものを主成分とする主剤とイソシアネ
ート系化合物を主成分とする架橋剤とからなる接着剤
(以下、水性高分子〜イソシアネート系接着剤という)
は、比較的低い温度でも硬化させることができ、また、
安価であることから木材工業関連を中心に急速な伸びを
示している。この水性高分子〜イソシアネート系接着剤
は、木材の他、プラスチックや無機材料さらに金属材料
までも接着できるが、JISではK6806で木材用接着剤とし
て規定されている(1985年制定)。水性高分子〜イソシ
アネート系接着剤はフェノールやレゾルシノール系の接
着剤に匹敵する性能が得られるため、これに代わる安価
な接着剤として構造用にも用いられている。 現在、水性高分子〜イソシアネート系接着剤は数社から
市販されている。しかし、水系であるため、接着製品の
製造時における圧締および解圧後の養生にはある程度の
時間をかける必要がある。特に冬期等低温下(気温が0
℃に近い条件)で初期接着力を向上させるためには、主
剤に含まれる樹脂の物性や固形分を調整すること等が考
えられるが、この場合、作業性や耐久性上の問題が生じ
ることがあった。もし、圧締および解圧後の養生にかか
る時間を短縮しようとするなら、接着剤部分の温度を何
らかの形で上昇させる必要がある。例えば、その方法と
して、接着剤液の予備過熱、ホットプレス、高周波の利
用等が上げられる。しかし、これらの方法は設備やラン
ニングコストの問題を避けることはできない。 〔発明の目的〕 本発明の目的は、作業性がよく、コストの上昇が少な
く、かつ、初期接着力を向上させることのできる水性高
分子〜イソシアネート系接着剤の硬化方法を提供するこ
とにある。 〔問題点を解決するための手段および作用〕 本発明は、水性高分子〜イソシアネート系接着剤にアル
カリ化合物を作用させることにより、接着剤の硬化時間
の促進を図れ、かつ、接着力の低下もないことを実験に
より見出してなされたものである。 本発明は、アルカリ化合物を作用させるにあたり、アル
カリ化合物を主成分とした硬化促進剤を披着剤の接着面
に予め塗布しておくことにより作用させる方法、すなわ
ち、プライマー(下塗り)として使用する方法である。 本発明におけるプライマーは、アルカリ化合物を主成分
とし、水、PVA(ポリビニルアルコール)やメチルセル
ロース等の高分子水溶液または高分子分散液もしくは溶
剤で溶解または分散されている。場合により、アルカリ
化合物をそのままの形(塊状もしくは粉体のまま)で利
用することもできる。このプライマーは水性の高分子と
イソシアネートとが反応することを利用した全ての接着
剤に有効で、被着材は特に限定しないが、なかでも木質
材料や無機材料等比較的吸水性に富む材料に用いると、
ゲル化した接着剤からの水分が速やかに吸収されるた
め、接着作業の高速化が図れる。 本プライマーに用いられるアルカリ化合物は、水に溶解
した場合にアルカリ性を呈するものであればよく、例え
ば、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、炭酸カリ
ウム、酸化カルシウム、炭酸ナトリウムム、炭酸アンモ
ニウム、メタけい酸リチウム、トリポリりん酸ナトリウ
ム等のアルカリ金属化合物やアルカリ土類金属化合物の
他、メチルジエタノールアミン、ジメチルエタノールア
ミン、トリエチルアミン等のアミン類も用いることがで
きる。 これらのアルカリ化合物は、単独使用で十分に効果が現
れるが、何種かを混合して利用してもよい。もし、固形
の塊状に加工することが可能な場合は、そのまま被着材
の接着面に塗布してもよい。均一に塗布する必要がある
場合や作業性を考慮して、前述のように水,PVA、メチル
セルロース等の高分子の水溶液、高分子の分散液、アル
コール類等の溶剤に溶解または分散させて用いてもよ
い。完全に溶解せずに分散させる必要がある場合には適
当な分散剤を使ってアルカリ化合物の粒子が沈澱するの
を妨げるように工夫することもできる。 プライマーの主成分であるアルカリ化合物は水性高分子
とイソシアネート化合物が反応する際の触媒として作用
し、ゲル化を促進するものと考えられる。 プライマーは水性高分子〜イソシアネート系接着剤自体
と直接反応し、分子結合することを目的として用いるわ
けではないので多少被着材への塗布にムラがあても接着
剤の反応を早めるだけの量が接着面に存在すれば実用上
問題ない。 プライマーのアルカリ化合物の濃度は、アルカリ化合物
の種類によって異なり、アルカリ度の高いもの程(アル
カリの強いもの程)硬化促進効果が大きい。従って、作
業性等を考慮してその種類や塗布量を決定する必要があ
る。 〔実施例〕 次に、本発明の具体的実施例を説明する。 実施例(1) 以下に示す配合により調製した水性高分子〜イソシアネ
ート系接着剤を用いて、ベイツガ(米栂)材と合板(JA
S;TYPE I)との接着を行った。 ・調製した水性高分子〜イソシアネート系接着剤の配合
(以下の文中、%は重量%、部は重量部、比率は重量比
をそれぞれ表す。) 主剤:PVA(重合度1750、鹸化度88%)
【クラレ(株)
製】15%水溶液 20部 カルボキシル変性SBR(固形分50%)
【日本ゼオン
(株)製】 80部 炭酸カルシウム粉末 30部 パラトルエンスルフォン酸70%水溶液 1部 架橋剤:MDI
【日本ポリウレタン(株)製】 10部 ジブチルフタレート 10部 プライマーはアルカリ化合物を、メチルセルロース、
水、メチルアルコールを0.3:100:100に混合した液に分
散させたものとした。この際、アルカリ化合物は混合液
100重量部に対し、3重量部の割合で添加した。アルカ
リ化合物には水酸化カルシウム(実施例(1)−A)、
炭酸ナトリウム(実施例(1)−B)を用いた。プライ
マーは合板側の接着面に塗布し、乾燥させた。 調製した接着剤を混合し、ベイツガ材に塗布量300g/m2
で塗布する。接着剤塗布後貼り合わせるまでの時間いわ
ゆるオープンタイム5分、貼り合わせから圧締するまで
の時間いわゆるクローズドタイム5分でプライマーを塗
布した合板を貼り合わせる。圧締時間は1分とし、解圧
後24時間養生し、JIS K6852を参考にブロック剪断試験
片を作成、常態試験および煮沸繰り返し試験を行った。 比較例とし、従来の標準的接着剤の硬化方法と同様に、
オープンタイム5分、クローズドタイム15分でプライマ
ーを塗布しない合板を貼り合わせる。圧締時間は16時間
とし、解圧後72時間養生の後、同様に試験を行った。 試験の結果、以下の表−1の値を得た。 この結果、本発明のプライマーを用いて短い圧締時間で
接着した場合もプライマーを用いずに行った従来の標準
的な試験方法と変わらない値を得られることが判った。 なお、プライマーを塗布せず、実施例(1)と同様な硬
化条件、すなわち、オープンタイム5分、クローズドタ
イム5分、圧締時間1分では、全く接着剤としては機能
せず、ベイツガ材と合板とは、剥がれてしまった。 実施例(2) 市販の水性高分子〜イソシアネート系接着剤(光洋産業
(株)製KR−137)を用いて、カバ(樺)材を接着し、J
IS K6806に準じて試験を行った。 プライマーは、実施例(1)と同じ配合でカバ材の接着
面(片側)に塗布し、乾燥させた。 水性高分子〜イソシアネート系接着剤を主剤と架橋剤と
の比率100:15で混合し、カバ材に塗布量300g/m2で塗布
する。オープンタイム5分、クローズドタイム5分でプ
ライマーを塗布したカバ材を貼り合わせる。圧締時間は
10分とし、解圧後24時間養生の後、常態試験および煮沸
繰り返し試験を行った。 試験の結果、以下の表−2の値を得た。 この結果、本発明のプライマーを用いて短時間で接着し
た場合もJISの規格を満足する値を得られることが判っ
た。 実施例(3) 以下の水性高分子〜イソシアネート系接着剤を調製し、
レッドメランチ材による合板を作成し、JAS TYPE Iの
接着力試験を行った。 ・調製した水性高分子〜イソシアネート系接着剤 主剤:EVA(スミカフレックス)
【住友化学工業(株)
製】 100部 PVA(重合度1750、鹸化度88%)
【クラレ(株)製】15
%水溶液 20部 炭酸カルシウム粉末 10部 架橋剤:MDI(ミリオネートMR)
〔発明の効果〕
前述のように本発明によれば、コスト上昇は硬化促進剤
の費用のみで、一方、作業時間を著しく短縮できて作業
コスト、保管、作業スペースコストの低下ができ、全体
として接着作業コスト低減を図ることができ、かつ、初
期接着力の向上を図ることができるという効果がある。 なお、本発明について、IPCを「C09J 175/00」、キーワ
ードを「イソシアネート」としていわゆるパトリス検索
を行ったところ、本発明のような「水性高分子〜イソシ
アネート系接着剤の硬化方法」は、見当たらず、該当分
野における本発明の斬新性が明らかになった。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例および比較例における時間経過
と接着強さとの関係を示すグラフである。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】アルカリ化合物を主成分とする硬化促進剤
    を被着材の接着面に予め塗布しておき、その後、水性高
    分子を主成分とする主剤と、イソシアネート系化合物を
    主成分とする架橋剤とを含んだ水性高分子〜イソシアネ
    ート系接着剤を塗布することを特徴とする水性高分子〜
    イソシアネート系接着剤の硬化方法。
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