JPS60202176A - 急硬化水性接着剤と接着方法 - 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】 ２液別塗布接着方法に関する。

さらに詳しくは、例えば室温で２個の木片を接着するに
際し、第１液を一つの木片の一面に塗布し、第２液を他
の木片の一面に塗布し、直ちに塗布面同士を密着するこ
とにより、数分後には経るい押えも不必要どなり、数時
間後には木枠する程接着する２液別′塗布型の急硬化水
性接着剤と２液別塗布接着方法に係るものである。

従来、木材やスレーＦ板などの接着剤には、ポリ酢酸ビ
ニルエマルジョン、尿素樹脂、ゴムのり、エポキシ樹脂
、イソシアネート化合物などが用いられてきたが、コン
タクト型のゴムのりを除いていずれも接着の立ち上がり
（初期接着性】がわるく、コンタクト型ゴムのりも、有
機溶剤を含有しているため、とくに工場などの密閉され
た場所で使用する場合、毒性と火災の危険があり、かつ
又老化しやすいという欠点もあり、水性で初期接着性の
大きい接着剤の出現が望まれていた。

本発明者は、鋭意研究の結果、かかる問題をすべて解決
した接着剤を発明した。

すなわち、本発明の第１の発゛明は、下記の（イ）と（
ロ）からなる２液別塗布型の急硬化水性接着剤である。

記 （イ）　分子内にアセトアセチル基を有する高分子化合
物の水性溶液および／または水性エマルジョンからなる
第１液。

（ロ）　アルデヒド化合物の水性溶液からなる第２液。

また、本発明の第２の発明は、下記の（ハ）とに）から
なる２液別塗布型の急硬化水性接着剤である。

記 Ｖ→　分子内にアセトアセチル基とアセトアセチル基以
外の架橋基を有する高分子化合物の水性溶液および／ま
たは水性エマルジョンからなる第１液と、 に）　アルデヒド化合物の水性溶液と、アセトアセチル
基以外の架橋基を架橋する架橋剤とからなる第２液。

また、本発明の第６の発明は、下記の（旬と（ヘ）から
なる２液別塗布型の急硬化水性接着剤である。

記 （ホ）分子内にアセトアセチル基とアセトアセチル基以
外の架橋基とを有する高分子化合物の水性溶液および／
または水性エマルジョンと、前記アセトアセチル基以゛
外の架橋基を架橋する架橋剤からなる第１液と、 （へ）　アルデヒド化合物の水性溶液からなる第２液。

また、本発明の第４の発明は、前記の各発明で用いる２
液別塗布型水性接着剤の第１液と第２液を被接着物の接
着面に夫々、別々に塗布し、ついで接着面を接触させる
ことを特徴とする２液別塗布接着方法である。

まず、本発明の第１の発明について説明する。

分子内にアセトアセチル基を有する高分子化合物と、ア
ルデヒド化合物とは、推測ではあるが下式のごとき反応
機構により架橋構造を形成して急速にゲル化するが、 ０Ｈ３０Ｈ３０Ｈ３０Ｈ３ この場合アセトアセチル基を有する高分子化合物の水性
溶液および／または水性エマルジョンと、アルデヒド化
合物の水性溶液を、別々に被接着物表面に塗布し、この
塗布面同士を密着することによって、ゲル化反応を起こ
させると、強力な接着が短時間で行なわれることになる
。

このような、ゲル化反応と接着が同時に行なわれるとこ
ろに本発明の特徴がある。

すなわち、あらかじめ２つの化合物を反応させてえたゲ
ル化物は最早接着性を示さないのであるから、本発明の
接着剤は、分子内にアセトアセチル基を有する高分子化
合物の水性溶液詔よび／または水性エマルジョンと、ア
ルデヒド化合物の水性溶液との２液別塗布型の接着剤で
なければならない。

しかも、このゲル化反応は水性媒体中で行なわれるので
、本発明の２液別塗布型の接着剤は水性溶液または水性
エマルジョン型のｔｌｉ−５１２剤、すなわち水性の接
着剤である。

本発明における水性媒体は、水および水に極性溶媒を配
合したものか用いられる。本発明で使用する第１液のう
ち、分子内にアセトアセチル基を有する高分子化合物の
水性溶液としては、ポリビニルアルコール、ヒドロキシ
アルキルセルロース、殿粉などの水溶性高分子化合物を
アセトアセチル化したアセトアセチル化ポリビニルアル
コール、アセドア七チル化ヒドロキシアルキルセルロー
ス、アセトアセチル化殿粉などの水性溶液が用いられる
。

また、本発明で使用する第１液のうち、分子内にアセト
アセチル基を有する筒分子化合物の水性エマルジョンと
しては、アセトアセチル基を含有する単量体とα、βエ
チレン性単量体とを乳化共重合したアセトアセチル化共
重合体エマルジョンが挙げられる。

次に分子内にアセトアセチル基を有する水溶性高分子化
合物について説明する。

その−例として、−アセトアセチル化ポリビニルアルコ
ールについてのべると、これはポリビニルアルコールと
ジケテンとを公知の方法で反応させてえられる。たとえ
ばポリビニルアルコールを酢酸溶媒中に分散させておき
、これにジケテンを添加する方法や、ポリビニルアルコ
ールをジメチルホルムアルデヒドまたはジオキサンなど
の溶媒にあらかじめ溶解しておき、これにジケテンを添
加する方法などがある。また、ポリビニルアルコールに
ジケテンガスまたは液状ジケテンを直接接触させてもえ
られる。

使用するポリビニルアルコールはポリ酢酸ビニルをケン
化してえられた重合度２００〜３０００、ケア化［３０
〜１００モル％のポリビニルアルコールやその誘導体、
又は酢酸ビニルと共重合性を有する単量体と酢酸ビニル
との共重合体のケン化物であって、水溶性のものが好ま
しい。

前記のようにしてえられたアセトアセチル化ポリビニル
アルコールのうち、本発明で用いられるものは、アセト
アセチル化度が０．５〜２０モル％の５〜５０％水性溶
液が奸才しい。ア七ドアセチル化ヒドロキシアルキルセ
ルロースやアセトアセチル化殿粉も同様にして製造され
る。

次に、分子内にアセトアセチル基を有する高分子化合物
の水性エマルジョンについて説明する。

アセトアセチル基を含有する単量体、例えばアリルアセ
トアセテート、ビニルアセトアセテート、２−アセトア
セトキシエチルアクリレート、２−アセトアセト牛ジエ
チルメタクリレート、２−アセトアセトキシプロピルア
クリレート、２−アセトアセト牛シプロピレメタクリレ
ートなどと、α、βエチレン性単飯体、例えば酢酸ビニ
ル、α位で分岐した飽和脂肪酸のビニルエステルなどの
ビニルエステル、メチルアクリレート又はメチルメタク
リレート〔以下、メチル（メタ）アクリレートの如（記
載吏る〕、エチル（メタ）アクリレート、ブチル（メタ
）アクリレート、２エチルへ牛シル（メタ）アクリレー
ト、ノニル（メタ）アクリレートなどの（メタ）アクリ
レフト、スチレン、エチレン、塩化ビニルなどのモノビ
ニル単量体などとを乳化共重合することにより、分子内
にアセトアセチル基を有する高分子化合物の水性エマル
ジョンかえられる。

水性エマルジョンの濃度は通常、１０〜６０％が適当て
゛ある。

本発明で使用する第２液のアルデヒド化合物の水性溶液
としては、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、プロ
ピオンアルデヒド、クロトンアルデヒド、ベンズアルデ
ヒドなどのモノアルデヒド類、グリオキザール、マロン
ジアルデヒド、グルタルアルデヒド、ジアルデヒド殿粉
などのジアルデヒド類の水性溶液が好適である。

水性溶液の濃度は通常１〜５０％か適当である。

次に本発明の第２発明および第３発明について説明する
。

すなわち第２発明は、（ハ）分子内にアセトアセチル基
と、アセトアセチル基以外の架橋基を有する高分子化合
物の水溶液および／または水性エマルジョンからなる＄
１液と、に）アルデヒド化合物の水性溶液と、アセトア
セチル基以外の架橋基を架橋する架橋剤とからなる第２
液を用いる２液別塗布型の急硬化水性接着剤である。

また第３発明は、（ホ）分子内にアセトアセチル基とア
セトアセチル基以外の架橋基とを有する高分子化合物の
水性溶液および／または水性エマルジョンと、前記アセ
トアセチル基以外の架橋基を架橋する架橋剤からなる第
１液と、（へ）アルデヒド化合物の水性溶液からなる第
２液を用いる２液別塗布型の急硬化水性接着剤である。

上記の２つの発明において、高分子化合物の分子内に含
有されるアセトアセチル基以外の架橋基を架橋する架橋
剤は、本第２発明においては第２液に）に配合しである
。これは第１液？９に添加しておくと、架橋基との間に
架橋反応が進行しゲル化してしまう惧れがあるからであ
る。

しかし、架橋基と架橋剤の反応が遅い場合や、使用直前
に配合する場合は、第３発明におけるごと（、架橋剤を
第１液（ホ）に配合しておくこともできる。

次に、代表的な架橋剤としてインシアネート化合物を用
い、代表的な架橋基としてヒドロキシル基を用いた場合
について説明する。

前記第１液と第２液を用いて被接着物を接着すると、ま
ず、アセトアセチル基とアルデヒド化合物とのゲル化反
応による急速な接着か行なわれ、ついでこの接着した状
態でインシアネート化合物と反応基との反応が進行して
、耐水性、耐熱性のすぐれた接着が行なわれるのである
。

反応機構は次のどと（推測される。

この２種類の反応による接着は第２および第３発明の特
徴の１つである。

第２および第３発明における第１液ｅ１又は（ホ）の高
分子化合物はアセトアセチル基以外に、ヒドロキシル基
、カルボキシル基、クロル原子、メチロール基、酸アミ
ド基、アミノ基などの架橋基を有するものである。

このような高分子化合物の水性溶液としてはアセトアセ
チル化ポリビニルアルコール、カルボ牛シ変性アセトア
セチル化ポリビニルアルコール、アセトアセチル化殿粉
、アセトアセチル化ヒドロ・キシアルキルセルロースな
どの水性溶液が用いられる。

また、高分子化合物の水性エマルジョンとしては、アセ
トアセチル基を含有する単量体、たとえばアリルアセテ
ート、ビニルアセテート、２−アセトアセト牛ジエチル
（メタ）アクリレート、２−アセトアセトキシプロピル
（メタ）アクリレートなどと、α、βエチレン性単量体
、例えば酢酸ビニルなどのビニルエステル、メチル（メ
タ）アクリレートなどの（メタ）アクリレート、スチレ
ン、エチレンなどのモノビニル単量体などと、架橋基を
もつ単量体、例えば（メタ）アクリル酸、クロトン酸、
イタコン酸、７Ｌ／イン酸などの不飽和カルボン酸や、
２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、アクリル
アミド、Ｎ−メチロールアクリルアミド、Ｎ。

Ｎ−ジメチルアクリルアミドなどを乳化共重合した水性
エマルジョンが好適である。

ｇＪ１２および第６発明に用いられる架橋剤としては、
トリレンジインシアネート（ＴＤ工）、メチレンビス−
ジフェニルジインシアネート（ＭＤＩ）、ヘキサメチレ
ンジインシアネート、キシレンジイソシアネート、水素
化メチレンビス−ジフェニルイソシアネートなどのイン
シアネート化合物やポリオールのポリエポキサイドのご
ときポリエポキシド化合物や、メチロール化メラミン、
メチロール化尿素の初期縮合物や、２価又は３価の金属
塩が用いられる。

次に第４発明について説明する。本第４発明は第１、第
２および第３発明の２液別塗布型の急硬化水性接着剤を
使用して接着する方法である。すなわち、第１液を接着
しようとする被接着面、たとえば木祠などの表面に塗布
し、第２液を接着しようとする他の被接着面、たとえば
スレート板などの表面に塗布し、直ちにこの両面を合せ
て接触させ圧締めすると、アセトアセチル基とアルデヒ
ド化合物が急速にゲル化反応を起こして、室温で１〜５
分でかなりの強度に接着するので、解圧することができ
、そのまま放置養生するという接着方法である。接着剤
の塗布量は、第１液１０〜２００Ｆ／／ｍ（固形分）、
第２液１〜５０ｇ／ｍ（アルデヒド化合物として）が適
当であする。

一般に水系の接着剤は室温ではかなり長時間圧締を行な
わないと十分な最終接着強度かえられないが、本発明の
急硬化水性接着剤は短時間圧締するだけで、放置鯵生後
十分な最終接着強度かえられる。

この場合大切なことは２液を混合することなく別々に堂
布することである。

アセトアセチル基とアルデヒド化合物との反応は非常に
速いので、混合して塗布すると、混合中にゲル化してし
まい、ゲル化物は接着性を示さないからである。

第２および第３発明の２液別塗布型の急硬化水性接着剤
を用いた場合は、アセトアセチル基とアルデヒド化せ物
との反応により第１次接着か行なわれたあと、他の架橋
基と架橋剤の反応が行なわれて弗２次接着が生ずるわけ
であるが、この場付もわずかの圧締を行なうだけであと
はそのまま放置養生すればよく、しかも目的に応じて架
橋剤と架橋基とを選ぶことにより、耐水、耐熱なと所望
の性能を発揮させることができる。

従来のインシアネート化合物を用いる接着剤は、初期接
着性がわるいため、圧締に長時間を必要としきわめて作
業効率がわるかったか、第２およびＳ３発明においてイ
ソシアネート化合物を適用した場合は、初期接着性が格
段にすぐれているため、短時間の圧締後放置するだけで
大きい接着力かえられるので、作業時間が短縮され、し
かも接着力自体も従来のインシアネート系接着剤に比べ
て著しくすぐれている。

なお本発明の接着剤には、接着側腹に柔軟性、強靭性、
弾性などを附与するため、に合成樹脂エマルジョンや合
成ゴムラテックスを適宜併用することができる。

また、炭酸カルシウムなどの充填剤、可塑剤、防腐剤、
着色剤、界面活性剤、粘度調整剤などを適宜添加するこ
とができる。

本発明の２液別塗布型の急硬化水性接着剤は、木材、合
板、パーティクルボード、ハードボードのごとき繊維質
材料、スレート板、珪カル板、モルタル、タイルのごと
き無ｉｆｆ材料、メラミン化粧板、ベークライト、発泡
スチロールのごときプラスチックス材料、段ボール、板
紙、クラフト紙なとの紙質材料などの篩速接着に適して
いる。

以下実施例と比較例をあげ本発明ご説明する。

実施例１ 下記の各成分を混合して第１液を調製した。

４％炭酸ソーダ水溶液　２　〃 ついで、）記の各成分を混合して第２液を調製した。

２０％アセトアルデヒド水浴液　１００重坦部実施例２ 下記の各成分を混合して第１液を調製した。

炭酸カルシウム　２Ｄ　１ １４％アンモニヤ水　２　〃 下記の成分をもって第２液とした。

２０％グルタルアルデヒド水溶液　１００重量部実施例
３ 下記の各成分を混合して第１液を調製した。

モビニールＡＤ−５０３００１１ １０％苛性ソーダ水溶液　２　〃 ついで、下記の各成分を混合して第２液を調製した。

１０％グリオキザール水溶液　１００重量部２０％塩化
アルミニウム水溶液５　ｐ 実施例４ 下記の各成分を混合して第１液を調製した。

４％炭酸ソーダ水浴液　２　〃 下記の成分をもって第２液とした。

１０％グリオキザール水溶液　１００重量部実施例５ 下記の各成分を混合して第１液を調製した。

尿　素　５　〃 下記の成分をもって第２液とした。

２０％グルタルアルデヒド水溶液　１００　重量部実施
例６ 下記の各成分を混合して第１液を調製した。

モビニ−／ｌ／ＡＤ−５０３０ｔｔ ４％炭Ｎソーダ水溶液　２　〃 下記の成分をもって第２液とした。

２０％グルタルアルデヒド水溶液　１００亀餘部実施例
７ 下記の各成分を混合して第１液を調製した。

モビニールＡＤ−５０３０Ｎ 炭酸カルシウム　２０〃 １４％アンモニヤ水　２　〃 下記の成分をもって第２液とした。

１０％グリオキザール水溶液　１００重量部実施例８ 下記の各成分を混合して第１液を調製した。

モビニールＡＤ−５０１０＃ 尿　素　５　〃 下記の各成分を混合して第２痕をＪに製した。

２０％グルタルアルデヒド水溶液　１００畢４７部２０
％塩化アルミニウム水溶液　５　〃実施例９ 下記の成分をもって第１液とした。

下記の成分をもって第２液とした。

１０％グリオキザール水溶液　１００車’Ｉｔ部実施例
１０ 下記の各成分を混合して第１液を調製した。

４％炭ばソーダ水溶液　２　〃 ついで、下記の各成分を混合して′ｆ；２液を調製した
。

２０％アセトアルデヒド水溶液　１００重貴部実施例１
１ 下記の各成分を混合して第１液を調製した。

モビニールＡＤ−５０２０＃ ４％炭酸ソーダ水溶液　２　〃 ２０％塩化アルミニウム　５　＃ 下記の成分をもって第２液とした。

１０％グリオキザール水溶液　１００ｍ１ｉ部実施例１
２ 下記の各成分を混合して第１液を調製した。

モビニールＡＤ−５０２０７１ ４％炭酸ソーダ水溶液　２　〃 下記の成分をもって第２液とした。

２０％グルタルアルデヒド水溶液　１００　Ｎ量部実施
例１３ 下記の各成分を混合して第１液を調製した。

モビニールＡＤ−５０２０＃ ４％炭酸ソーダ水溶液　２　〃 ２０％塩化アルミニウム水溶液　５　〃メチレンビスー
ジフェニルジイソシ アネート（ＭＤＩ）　２　〃 下記の成分をもって第２液とした。

２０％アセトアルデヒド水浴液　１００重量部比較例１ 下記の成分を接着剤とした。

モビニールＡＤ−５０〔へ牛スト合成■製のポリビニル
アルコールを乳化剤とした濃度５０％のホＩＪ　酢酸ビ
ニルエマルジョン〕。

比較例２ 下記の成分を混合して接着剤とした。

モビニールＡＤ−５０２０重量部 実施例にちける第１液と＠２液の配合詔よび比較例の接
着剤の配合は第１表に示す通りである。

比較試験 実施例１〜１３でえた第１液と第２液からなる急硬化接
着剤と比較例１お、よび２の接着剤を用い、ＪＩＳ　Ｋ
−６８５２ｒ接着剤の圧縮せん断接着強さ試験法」に示
された方法に準じて、接着強さを測定した。

試験結果を第２表に示す。

試験方法の概略は次のごとくであった。

（常態） ２５ｍｍ　Ｘ　３０ｍｍ　Ｘ　１０ｍｍの２片の棒材の
一方の接着面に第１液を５０ｆ／ｍ（固形分）になるよ
うに塗布し、他方に第２液を５　ｆ／ｍ２（アルデヒド
分として）になるように塗布し、両面を密着貼合せて、
直ちに７　ｋｙｆｌｏｎ　で圧締した。

ついで第２表中に示す各圧締時間後に解圧し、それぞれ
５分間養生後、および２４時間養生後における圧縮せん
断接着強さを測定した。

（耐水） 前述の養生後、接着試験片を室温水に３時間浸漬後直ち
に圧縮せん断接着強さを測定した。

（耐熱） 前述の養生後、接着試験片を７０°０の恒温機に３時間
放置後直ちに圧縮せん断接看強さを測定した。

（常態接着力について） 比較例１は木工用接着剤（Ｊ工Ｓ１種１号合格品）であ
るが、１００　ｋｐｆ／Ｑｍ　以上の接着力を出すため
には、圧締時簡、１ｏ分×養生時間２４時間が必要であ
る。

又、ｉＱ　１（ｙｆ／ａｍ　以上の初期接着力を出すた
めには、少くとも５分間の圧締時間が必要である。

これに対し、実施例１〜１３においては、圧締時間１分
×養生時間２４時間で、いずれも１００ｋｙ　ｆ／Ｑ　
ｍ　”を超える接着力を示し、圧締時間１分×養生時間
５分で１０　ｋｐｆ／Ｑｍ　以上の初期接着力を示すの
である。

比較例２は実施例１において第２液を使用しなかった例
であるが、その接着性能はきわめてわるい。

（耐水接着力について） 比較例１の場合、圧締時間１０分×養生時間２４時間と
いう苛酷を条件ではＪ工Ｓ規格の４０ｋｙｆ／ａｍ　を
示１ことはできない。

これに対し、実施例１〜１３においては圧締時間１０分
×参生時間２４時間で２５　ｋｆｆ／ａｍ２以上を示し
、とくに架橋剤を併用した実施例１．３．６．８．１０
．１１．１２．１３においてはＪ工Ｓ規格をはるかに上
廻る性能を示した。

（耐熱接着力について） 比較例に（らべて、実施例はいずれもすぐれた接着性能
を示した。とくに架橋剤を併用したものは、圧締時間１
０分×養生時間２４時間でいずれも１００　ｋ　ｆ／ａ
ｍ２を超える接着力を示した。

手続補正書く自発） 特許庁長官　志　賀　学　殿 １事件の表示 昭和５９年特許願第６０３９８号 ２発明の名称 急硬化水性接着剤と接着方法 ３？ＩＩ！正をする者 事件との関係　特許出願人 体　所　東京都港区赤坂４丁目１０番３３号名　称　ヘ
キスト芥屓株式会社 代表者高間広明 ４代　理　人　〒５４０ １ 一＃・ ５補正の対象 （１）　明細書の「発明の詳細な説明」の欄６補正の内
容 （１）　明細書１６頁１６行の「アリルアセテート、ビ
ニルアセテート」を［アリルアセトアセテート、ビニル
アセトアセテート］と補正する。

以　上

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　下記の（イ）と（ロ）からなる２液別塗布型の急硬
   化水性接着剤。 記 （イ）分子内にアセトアセチル基を有する高分子化合物
   の水性溶液および／または水性エマルジョンからなる第
   １液。 （リ　アルデヒド化合物の水性溶液からなる第２液。 ２　下記のｅ慢とに）からなる２液別挙布型の急硬化水
   性接着剤。 記 ？９　分子内にアセトアセチル基とアセトアセチル基以
   外の架橋基を有する高分子化合物の水性溶液および／、
   または水性エマルジョンからなる第１液。 に）アルデヒド化合物の水性溶液とアセトアセチル基以
   外の架橋基を架橋する架橋剤とからなる第２液。 ６　（ハ）のアセトアセチル基以外の架橋基がインシア
   ネート化合物と反応する架橋基であり、に）の架橋剤が
   インシアネート化合物である特許請求の範囲第２項記載
   の２液別塗布型の急硬化水性接着剤。 ４　下記の（ホ）と（へ）からなる２液別塗布型の急硬
   化水性接着剤。 記 （ホ）分子内にアセトアセチル基とアセトアセチル基以
   外の架橋基とを有する高分子化合物の水性溶液および／
   または水性エマルジョンと、前記アセトアセチル基以外
   の架橋基を架橋する架橋剤からなる第１液。 （へ）　アルデヒド化合物の水性溶液からなる第２液。 ５　（ホ）のアセトアセチル基以外の架橋基がイソシア
   ネート化合物と反応する架橋基であり、架橋剤がインシ
   アネート化合物である特許請求の範囲第４項記載の２液
   別塗布型の急硬化水性接着剤。 ６　下記の（イ）と（ＣＩ）、？９と轡、（ホ）と（へ
   ）の３組の２液別塗布型の急硬化接着剤から選んだ１組
   の接着剤の第１液と第２液を被接着物の接着面に夫々別
   々に塗布し、ついで接着面を接触させることを特徴とす
   る２液別塗布接着方法。 記 （イ）分子内にアセトアセチル基を有する高分子化合物
   の水性溶液および／または水性エマルジョンからなる第
   １液。 （ロ）　アルデヒド化合物の水性溶液からなる第２液。 （ハ）分子内にアセトアセチル基とアセトアセチル基以
   外の架橋基を有する高分子化合物の水性溶液および／ま
   たは水性エマルジョンからなる第１液。 に）　アルデヒド化合物の水性溶液とアセトアセチル基
   以外の架橋基を架橋する架橋剤とからなる第２液。 （ホ）分子内にアセトアセチル基とアセトアセチル基以
   外の架橋基とを有する高分子化合物の水性溶液および／
   または水性エマルジョンと、前記アセトアセチル基以外
   の架橋基を架橋する架橋剤とからなる第１液。 （へ）アルデヒド化合物の水性溶液からなる第２液。