JPH089711B2 - 接着剤組成物 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は接着剤組成物に関する。更に詳しくは特に、
合板、木金合板、オーバーレイ合板、集成材、パーティ
クルボード、木毛セメント板等の木材、木質材料、及び
複合木質材料の製造に好適な接着剤組成物に関する。

［発明の目的］ 本発明は上記木質接着剤に於いて、粘度安定性、作業
性に優れた接着剤を作る事を目的とする。

［従来の技術］ 木質材料用の接着剤としては従来より尿素−ホルムア
ルデヒド、メラミン−ホルムアルデヒド、フェノール−
ホルムアルデヒド等の初期縮合樹脂が単独又は共縮合物
の形で広く使用されている。このような熱硬化性の合成
樹脂接着剤は、接着力が大きく、かつ耐水性も優れてい
るので、主として、強度、耐水性を必要とする分野で大
量に使用されている。しかし、これらの熱硬化性樹脂接
着剤は、本質的に次のような欠点を有する。

第１にこれらの接着剤は、すべて熱硬化性であり、多
大の熱量を与えて、加熱硬化することによって、初めて
その効力を発揮するものである。この加熱工程は設備と
時間と人手を要し、この種の接着剤を使用する際の大き
な障害になっている。

例えば、合板の製造に当っては、巨大なホットプレス
の装置を必要とし、しかも厚板を使用する場合には、木
材の熱伝導が悪いために、非常に長時間を必要とする欠
点がある。

第２に未反応のホルムアルデヒドが最終製品となった
後も長期にわたって残留し、この臭気が環境衛生上社会
的にも大きな問題となっている。

その他初期接着力が不足すること、および被接着木材
の含水量が大きいと接着が困難であるなどの欠点があ
る。このため単板の乾燥にも大きな設備を必要とする等
の欠点を有するものである。

一方、スチレン−ブタジエン共重合体ラテックスに代
表される合成ラテックスを主体とする接着剤を使用して
合板を作製する場合、冷圧（室温における圧着）のみで
も接着力を有するが逆に耐水性が劣る欠点がある。そこ
でカルボキシル化した合成ラテックスに対して酸化物の
如き金属化合物やエポキシ化合物等を用いて耐水性を向
上させることが種々検討されてはいるが、冷圧の後に加
熱圧着操作を必要とし、作業性が悪いなどの欠点を解決
するに至っていない。

［発明が解決しようとする問題点］ 従来のホルマリン縮合型熱硬化性樹脂の欠点を改良し
たものとして、α−オレフィン系モノマーとカルボキシ
ル基を持つ化合物の共重合体、特にα−オレフィンと無
水マレイン酸の共重合体（カルボキシル基を含む共重合
体）と、天然又は合成ゴム系ラテックスより成る接着剤
組成物が提案されている。

本組成物は、ホルマリンを全く含有しない上に従来の
接着剤に比べ、常態接着力、耐水接着力が良い等の特徴
を有するが、カルボキシル基を含む共重合体と、ラテッ
クスの相溶性が悪い為、接着剤組成物の粘度が上昇し、
その結果、接着剤組成物の塗布量にバラツキが生じ、接
着力が不安定になったり、接着力が低下し、又粘度が高
くなると扱いにくくなりスプレッターでの塗工操作性が
劣る等の粘着不良による欠点を有している。

［問題点を解決するための手段及び作用］ 本発明は、 I.無水マレイン酸／α−オレフィン系共重合体 II.a）フマル酸 0.5〜５ 重量％ ｂ）共役ジエン系単量体 25〜50 重量％ ｃ）これらａ）,b）と共重合可能な単量体45〜74.5重量
％ よりなる組成を有し、平均粒子径が1600〜3000Å、ゲル
含量が65〜95％である合成ゴムラテックス を含み、II/Iが重量比（固形分）90/10〜10/90であるこ
とを特徴とする接着剤組成物を提供するものである。

本発明に用いられる合成ゴムラテックスは、フマル酸
0.5〜５重量％、共役ジエン系単量体25〜50重量％、こ
れらと共重合可能な単量体45〜74.5重量％を適当な方法
で乳化重合された平均粒子径1600〜3000Å、ゲル含量65
〜95％のものである。

フマル酸の割合は0.5〜５重量％、好ましくは0.7〜４
重量％である。0.5重量％未満の場合には接着剤組成物
の粘度が上昇し、塗布量がばらつき、接着力の均一なも
のが得られない。また、粘度が高いので塗工作業性が悪
い。５重量％を超えると合成ゴムラテックスの安定性が
低下する。

共役ジエン系単量体の割合は25〜50重量％、好ましく
は30〜45重量％である。25重量％未満では硬くなりすぎ
接着力が劣り、50重量％を超えると柔かくなりすぎて接
着力が劣る。

フマル酸、共役ジエン系単量体と共重合可能な単量体
の割合は45〜74.5重量％、好ましくは50〜65重量％であ
る。45重量％未満では、相対的に共役ジエン系単量体の
量が多くなりすぎるため柔かくなりすぎて接着力が落
ち、74.5重量％を超えると相対的に共役ジエン系単量体
の量が少なくなりすぎるために接着力が落ちる。

共役ジエン系単量体としては、脂肪族共役ジエン系単
量体が好ましく、1,3−ブタジエン、２−メチル−1,3−
ブタジエン、2,3−ジメチル−1,3−ブタジエン、２−ネ
オペンチル−1,3−ブタジエン、２−クロロ−1,3−ブタ
ジエン、２−シアノ−1,3−ブタジエン、置換直鎖共役
ペンタジエン類、直鎖および側鎖共役ヘキサジエンなど
がある。これらのうち1,3−ブタジエンの使用が特に好
ましい。

また、上記フマル酸、共役ジエン系単量体と共重合可
能な単量体としては、酢酸ビニル、アクリル酸メチル、
アクリル酸ブチル、アクリル酸−２−エチルヘキシル、
メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル
酸ブチル、メタクリル酸−２−エチルヘキシルなどの
（メタ）アクリル酸酸アルキルエステル、スチレン、ジ
ビニルベンゼン、クロルスチレン、アクリロニトリル、
メタクリロニトリルなどのシアン化ビニル、ビニルピリ
ジン、等が挙げられるがこれらのうち、特に、スチレ
ン、（メタ）アクリル酸エステル類、アクロニトリルが
好ましい。また、これらに限定されるものではなく、そ
れらを単独でまた二種以上の混合物として用いられる。

なお、合成ゴムラテックスの製造において、必要に応
じて、本発明に影響を与えない程度にフマル酸以外のエ
チレン系不飽和酸を使用することができる。

本発明の合成ゴムラテックスは、通常の方法によりラ
ジカル開始剤、界面活性剤、および調節剤を用いて水系
で製造される。

又これらの単量体を乳化重合するのに用いられる界面
活性剤としてはアニオン性界面活性剤、ノニオン性界面
活性剤及び両性界面活性剤がある。

アニオン性界面活性剤としては例えば高級アルコール
の硫酸エステル、アルキルベンゼンスルホン酸塩、脂肪
族スルホン酸塩などが挙げられる。

ノニオン性界面活性剤としては通常のポリエチレング
リコールのアルキルエステル型、アルキルエーテル型、
アルキルフェニルエーテル型などが用いられる。

両性界面活性剤としてはアニオン部分としてカルボン
酸塩、硫酸エステル塩、スルフォン酸塩、りん酸エステ
ル塩を、カチオン部分としてはアミン塩、第４級アンモ
ニウム塩を持つものが挙げられ、具体的な例として、ア
ルキルベタインの塩としてはラウリルベタイン、ステア
リルベタイン、ココアミドプロピルベタイン、２−ウン
デシル−ヒドロキシエチルイミダゾリニウムベタインの
各々の塩が、アミノ酸タイプのものとしてはラウリル−
β−アラニン、ステアリル−β−アラニン、ラウリルジ
（アミノエチル）グリシン、オクチルジ（アミノエチ
ル）グリシン、ジオクチルジ（アミノエチル）グリシン
の各々の塩が挙げられる。

本発明で用いられるカルボキシル基含有モノマーとし
てフマル酸が用いられる。フマル酸を用いることによっ
て粘度安定性、作業性、接着力が改良される。

又これ以外の不飽和カルボン酸の場合は粘度上昇が大
きく、作業性も悪く、接着力の低下も大きい。

本発明で用いる合成ゴムラテックスのゲル含量は65〜
95％、好ましくは70〜90％が適当である。ゲル含量が65
％未満の場合は粘度安定性、作業性が悪く、接着力（木
破）が低下する。又95％を超える場合は、粘度安定性、
作業性も悪く、接着力（木破）も低下する。

本発明で用いる合成ゴムラテックスの粒子径は1600〜
3000Å好ましくは1800〜2600Åが適当である。粒子径16
00Å未満の場合は、粘度が高く粘度安定性、作業性が悪
い。又粒子径3000Åを超えると粘度が低く、粘度安定
性、作業性に問題があり、更に接着力（木破）も低下す
る。

本発明において用いられる無水マレイン酸／α−オレ
フィン系共重合樹脂とは、無水マレイン酸にこれと共重
合可能なα−オレフィン系単量体を共重合させたもので
あり、α−オレフィン系単量体としては、炭素数３ない
し10のα−オレフィンが好ましい。炭素数３ないし10の
α−オレフィンとしては、プロピレン、１−ブテン、１
−ペンテン、１−ヘキセン、４−メチル−１−ペンテ
ン、１−オクテン、１−デセン、スチレン、およびこれ
らの混合物などを例示することができる。これらのα−
オレフィン系単量体のうち特に好ましいものは、スチレ
ン、イソブチレンである。

本発明の接着剤組成物における合成ゴムラテックスII
と無水マレイン酸／α−オレフィン系共重合体Ｉの重量
比（固形分）II/Iは、90/10〜10/90、特に65/35〜35/65
が好ましい。II/Iが90/10〜10/90の範囲外では、粘度安
定性、作業性が悪く、接着力（木破）の低下も大きい。

本発明の接着剤組成物は、（Ｉ）無水マレイン酸／α
−オレフィン系共重合体と（II）合成ゴムラテックスが
主成分であるが、これに必要に応じてpH調節剤、充填
材、粘度調整剤、硬化剤、酸化防止剤等を添加すること
ができる。これらには、例えば、消石灰、木粉、小麦
粉、カゼイン、塩化アンモン、フェノール系酸化防止剤
がある。消石灰（pH調節剤兼充填剤）は、（Ｉ）、（I
I）の主成分100重量部に対して通常20〜60重量部、塩化
アンモン（硬化剤）は同じく主成分100重量部に対し
て、通常0.05〜0.7重量部を使用する。

［実施例］ 以下実施例により更に詳しく説明する。なお、測定方
法等については以下の通りである。

１）平均粒子径の測定方法 日化機製のナイサイザーにより測定した。

２）ゲル含量の測定方法 ラテックスをpH8に調整し、ラテックス中の共重合体
をイソプロパノールで凝固した後、洗浄、乾燥して得ら
れた固形分0.3gをトルエン100mlに室温で20時間浸漬
し、その後120メッシュの金網で濾過して得られる残存
固形分に対する重量割合。

３）粒子径のコントロール方法 重合時の乳化剤量にてコントロールすることができる
乳化剤量が多くなると粒子径は大きくなる。

４）ゲル含量のコントロール方法 重合時に使用する分子量調節剤の量にてコントロール
することができる。多くなるとゲル含量は少なくなる。

５）粘度経時変化の測定方法 接着剤組成物をポリ瓶に入れ、40℃のギヤーオーブン
の中に保管し、15日間の粘度経時変化を測定する。粘度
測定はBH型ローター７×20rpm、25℃に行なった。評価
の判断基準は以下の通りである。

良い：粘度経時変化が小さいことであり、下記の増粘倍
率が小さい程良い。

悪い：粘度経時変化が大きいことであり、下記の増粘倍
率が大きい程悪い。

６）作業性テスト法 粘度経時変化の測定方法に準じて、接着剤組成物をス
プレーに500gチャージして一定速度で回転し、粘度経時
変化と作業性を測定する。評価の判断基準は以下の通り
である。

良い：スプレーでの塗工が均一に塗工される。

悪い：スプレーでの塗工が不均一に塗工される。

７）接着剤の評価方法 得られた接着剤組成物を下記に示す方法により被着体
に塗布し、接着力測定用試験片を作成した。

被接着体に含水率11〜13％に調整した厚さ1.6m/mのラ
ワン単板を用い接着剤をハンドロールを用いてラワン単
板上に20g/m²の割で塗布し、その上に同一ラワン単板を
貼り合せる。さらにその上に同様に接着剤を同じ量だけ
塗布し同じラワン単板を貼り合せ、計３枚合せの合板を
作成した。

得られた合板を10kg/cm²（合板に対して）×５分常温
プレス後、さらに120℃にて10kg/cm²（合板に対して）
×３分熱圧を行なった。

20時間常温にて養生後、普通合板の日本農林規格に規
定する寸法に試験片を切断し供試試験片とした。試験は
普通合板の日本農林規格に規定する。

常態接着力試験、１類浸漬剥離試験（煮沸水）及び
２類浸漬剥離試験（70℃の温水）を実施した。

試験機は東洋試験機社製の合板用引張試験機を用い、
いずれの試験も剥離速度50mm/分で行なった。

実施例１ イソブチレン−無水マレイン酸共重合体55重量部（以
下、部と略す）、苛性ソーダ1.0部、水65部を混合後、6
5℃で加熱溶解する。この溶液に消石灰30部、水45部を
順次添加し、撹拌したあとこの溶液に表−１に示した合
板ゴムラテックス［Ａ］を固形分で45部添加し、さらに
塩化アンモン0.3部を混合して接着剤組成物を得た。評
価結果は表−１に示す。

実施例２〜7,比較例１〜10 実施例１のイソブチレン−無水マレイン酸共重合体を
表−１に示した配合量にかえ、更に合成ゴムラテックス
を表−１に示したラテックスの種類・量にかえ、その他
は実施例１と同様の方法で接着剤組成物を得た。評価結
果は表−１に示す。

実施例１〜７は本発明の目的とする接着剤組成物が得
られる。

比較例について下記に説明する。

比較例1:合成ゴムラテックスの共役ジエン量が本発明の
範囲未満の例であり、接着力が劣る。

比較例2:合成ゴムラテックスの共役ジエン量が本発明の
範囲を超えた例であり、接着力が劣る。

比較例3,4:合成ゴムラテックスの酸単量体として、フマ
ル酸以外の本発明の範囲外のアクリル酸、イタコン酸を
使用した例であり、接着力、作業性が劣る。

比較例5,6:合成ゴムラテックスのゲル含量が比較例５で
は本発明の範囲未満、比較例６では本発明の範囲を超え
た例であり、比較例5,6とも接着力が劣る。

比較例7,8:合成ゴムラテックスの平均粒子径が比較例７
では本発明の範囲未満の例、比較例８は範囲を超えた例
であり、比較例7,8とも接着力・作業性が劣る。

比較例9,10:合成ゴムラテックス［II］と共重合体
［Ｉ］との配合割合について、比較例９は合成ゴムラテ
ックス［II］が本発明の範囲未満の例であり、比較例10
は範囲を超えた例である。比較例9,10とも接着力・作業
性が劣る。

［発明の効果］ 本発明の無水マレイン酸−α−オレフィン系共重合体
と合成ゴムラテックスを含有する接着剤組成物は合成ゴ
ムラテックスとして、フマル酸の特定量が共重合したジ
エン系ゴムラテックスを用いかつ該ラテックスの平均粒
子径1600〜3000Å、ゲル含量が65〜95％の特殊な合成ゴ
ムラテックスを用いることで、従来の木質材料用接着剤
組成物に比べ、一段と優れた接着力と塗工作業性が得ら
れ、極めて高い工業的に価値のある接着剤組成物であ
る。

フロントページの続き (72)発明者 蓼沼 博 東京都中央区築地２丁目11番14号 日本合 成ゴム株式会社内 (56)参考文献 特開 昭49−93448（ＪＰ，Ａ) 特公 昭51−17967（ＪＰ，Ｂ１) 特公 昭61−60875（ＪＰ，Ｂ２)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】I.無水マレイン酸／α−オレフィン系共重
   合体 II.a）フマル酸 0.5〜５ 重量％ ｂ）共役ジエン系単量体 25〜50 重量％ ｃ）これらａ）,b）と共重合可能な単量体45〜74.5重量
   ％ よりなる組成を有し、平均粒子径が1600〜3000Å、ゲル
   含量が65〜95％である合成ゴムラテックス を含み、II/Iが重量比（固形分）90/10〜10/90であるこ
   とを特徴とする接着剤組成物。