JPS60212432A - 合成樹脂成型品と多孔質芯材との接着方法 - 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】 本発明は、合成樹脂成型品と多孔質芯材との接着方法に
関する。

従来、木材工業の分野では、天然銘木、プリ７１紙、樹
脂フィルム等のＶ−）又はフィルム状物質を合板等の木
質材料に積層した化粧板を表面材料として、組立加工し
て家具、性器、建材等を生産することが一般的であった
。ところが、これらの化粧板は平面状でおるため、単調
で立体感や重量感に乏しく、意匠も自ずから制約を受け
ざるを得なかった。そこで、立体感や重量感を付与し、
多様な意匠性を得る為の手段として、予め成型加工する
ことで立体化した樹脂成型品を表面材料として用い、そ
の形状に対応する多孔質芯材をはめこめば、高度な意匠
性を備えた家具、性器、建材等を世に提供できる。ここ
で１９合成樹脂成型品とは、ポリ塩化ビニル等の熱可塑
性樹脂、メラミン樹脂等の熱硬化性樹脂等広範な合成樹
脂から任意に選ばれ、必要に応じて木目調その他を印刷
して表面を美粧化した素材を意味する。又、多孔質芯材
とは、合板、原木、集成材、チップボード、繊維板等の
木質材料、ダンポーｙ等の紙質材料等の有機質材料、石
コウボード、硅酸力／ｌ／Ｖウム板、スルレート板等の
無機質材料である多孔質物質を意味する。この様な多孔
質芯材を用いれば、取扱いが簡便で安全性が高く接着作
業のしゃすいエマμジョンタイプと呼ばれる水分散型の
接着剤が利用できろ利点がある。これらの接着には、接
着剤を被着体の片方又は両方に塗工して圧着させる方法
が利用でき、接着剤の揮発主成分である水は、多孔質芯
材に吸収、拡散し１行も、乾燥固化した接着層が形成さ
れる。しかし、合成樹脂成型品（これを単に成型品と略
す）とそれに対応する形状の多孔質芯材（これを拳に芯
材と略す）を作製するに当シ、成型品が凹型形状、凸型
形状若しくは平板形状又はこれらを組合せた形状等の種
々の形状をしていること、成型品の加工条件、芯材を切
削等加工するときの加工精度、加工限界に基づき、両者
を一体化させるときに通常必ず空隙部分や空洞部分を生
じる。ここで言う空隙とは、両者の形状の寸法精度等に
よシ生じた不整合又は芯材索材表面の凹凸によるもので
、１ｍｍ程度以下の隙間を意味する。又、空洞とは、芯
材の加工限界中成型品が複雑な形状を有する場合に設計
時から存在する芯材との隙間である。

これら接着に使用する通常の水分散型接着剤は、揮発成
分としての水分を約半量以上含有する為乾燥後体積収縮
を生じるので、充填接着を必要とする部分の接着用とし
ては適当でなく、多大な支障を来たしていた。即ち、上
述の如く成型品と芯材に空隙部分があれば、当然乍らそ
の部分の接着に支障を来たし、全体として接着有効面積
の乏しい接着状態を呈する傾向がある。ｔ＊、空洞部分
がある場合、成型品裏面又は石材表面に接着剤を塗工し
て接着剤皮膜を形成せしめて厚みづけをして成型品の材
質の補強をするのであるが、乾燥後の体積収縮によシ形
成される皮膜が薄く、これら接着剤皮膜が柔軟な為充分
な補強効果が得られる状態とは言い難い。従って、これ
ら接着剤を使用した成型品と芯材との接着物を、例えば
和洋タンスの前扉、抽出等の家具部材として使用した場
合、充填接着性が不充分であるため指や手で押えた時に
不快なきしみ音を生じｆｃシ、又空洞部分の補強が充分
でないため強度に乏しく、簡単に凹んでしまうという欠
点を生じる。このような状態となれば、家具に本来必要
とされる重厚感や高級イメージが払拭されてしまい、品
質的価値の低下は致命的となる。更に、充填接着されて
いない部分がスポット的に存在すれば、直射日光やスト
ーブ等の暖房機の熱履歴によシ未接着部分がふくれや変
形を生じ、これら現象が発生したなら美観を生命とする
家具等の致命的な欠陥と言っても過言ではない。

このような鍛型な解消する目的で、水分散型接着剤に炭
酸力／Ｌｉｖクムやアルミナを主成分とする無機系充填
剤や、セルロース粉末、小麦粉等の有機系充填剤を配合
することによシ、充填接着性は改良されるが、充填剤の
混和の影響により接着有効成分である接着剤成分の比率
が相対的に低減化される為、本来必要な接着力が著しく
低下すると言う難点が生じ、何ら有効な解決手段とはな
らなかった。

本発明者は、上記現状に鑑み、成型品と芯材の接着に当
〕、強力な接着力と充填接着の両方を可能とし、又空洞
部分の厚みづけによる補強も可能にで無る接着方法の確
立を目的に鋭意研究を重ねた。

その結果、ウレタン系ポリマー及び／又はビニル系ポリ
マーを主成分とする樹脂水分散液にシリカ分５０重量％
以上のシリカ系充填剤を配合して成る接着剤を用いる場
合には、乾燥後の接着層の体積収縮が殆んどないこと、
接着有効成分が相対的に低減しているにもかかわらず意
外にも樹脂水分散τ夜単独峙よシも接ノｄ力（はくシ強
度）が向上していること、望洞部分を厚みづけして補強
する場合の補強効果が向上していること等を見出し、本
発明を完成するに至った。特に注目すべき点は、本発明
で用いる接着剤においては、上記補強効果の向上から考
えて接着層が硬くなっていることが明らかであるが、一
般的接着理論（通常、接着層が硬くなればはくシ強度は
低下し、接着層が柔くなればはくシ強度は高くなる）に
反して接着強度が向上していることである。

本発明は、合成樹脂成型品と多孔質；６材とを一体化す
る際の空隙又は空洞を有する接着部分に対して、ウレタ
ン系ポリマー及び／又はビニル系ポリマーを主成分とす
る樹脂水分散液にシリカ分６０重量％以上のシリカ系充
填剤を配合して成る接着剤を用いて、接着することを特
徴とする合成樹脂成型品と多孔質芯材との接着方法に係
る。

本発明に使用するウレタン系ポリマーとしては、例えば
特公昭４２−２４１９２号、特公昭４２−１９２７８号
、特公昭５Ｂ−８８７６０号、特公昭４０−２７８４９
号に示されるものが使用できる。具体的には、芳香族又
は脂肪族イソシアネート系化合物とポ１１エステρ又は
ポリエーテル系化合物とをウレタン化反応させて得たウ
レタン樹脂である。製法は、限定されないが、分子内に
力〃ホキシル基、スルホン酸基等の酸基を含有するもの
が、架橋剤により架橋できるので好′ましい。すなわち
成型品の樹脂の種類や芯材の含水率が高い時、直射日光
等の熱履歴の影響でふくれや変形の発生することが予ｌ
１ｌｌ１１れる為、ウレタン系ポリマーに架橋可能な官
能基を与え、架橋剤を作用させることで耐熱性、耐水性
が向とし、ふくれや変形等の防止に有効である。ウレタ
ン系ポリマー中好ましいものは、名種合成樹脂に広範な
接着性を示すポリエステル系ウレタンポリマーで、特に
好ましいものはこれらポリマーにカルボキシ）ｖｌｉ＝
を含有せしめたものである。

〔式中、Ｘは水紮１京子、ハロゲン原子又は低級アρキ
ル基を示す。Ｙは水素原子、ハロゲン原子、Ｖアノ基、
−０００Ｒ基（ｆＬは低級アルキル基を示す）、−ｃｏ
ｏｎ基（Ｒ′は炭素数１〜８のアルキμ基を示す）又は
フエニル基を示す。〕で表わされる化合物の重合体をい
う。具体的には、アクリル酸エステル、メタクリル酸エ
ステル及びアクリロニトリルを含むビニル系単量体、例
えばエチレン、塩化ビニル、酢酸ビ＝〃、プロピオン酸
ビニ〜、スチレン等の少なくとも１種を重合させたもの
である。これら単量体を樹脂化させて水分散液とする場
合、製法は限定されないが、通常ビニル系単量体の少な
くとも１種を乳化剤及び／又はポリビニルアルコール等
の保護コロイドの存在下で乳化重合してこれを得る。こ
のビニル系ポリマーの水分散液の内、好ましいものは酢
酸ビニル、エチレン、アクリル酸エステルから選ばれた
少なくとも１種の単量体を重合させて得られる樹脂水分
散液で、具体的には、ポリ酢酸ビニル、酢酸ピ＝ルーエ
チレン共重合体、酢酸ビニル−アクリル系共重合体、酢
酸ビニル−エチレン−アクリル系多元共重合体等の水分
散液が、各種樹脂成型品に良好な接着性を示す点でよい
。ビニル系ポリマーには、カルボキシル基、グリシジル
基、メチロ−〜基等の官能性七ツマ−を任意に導入する
ことができ、これらに対して架橋剤を作用させれば、耐
熱性、耐水性が向上するのでふくれや変形を防止するこ
とができる。

これらウレタン系ポリマーとビニル系ポリマーの水分散
液は、単独で用いても良いが、併用することが各種樹脂
成型品との接着性の範囲が拡大される点から好ましい。

併用する場合の配合割合は、特に限定されないが、樹脂
分で通常前者１００重量部に対して後者を１０〜１００
０重量部程度とするのが良い。

ウレタン系ポリマー及び／又はビニル系ポリマー中の酸
基を代表とする官能基に作用する架橋剤としては、グリ
セリンジグリシジ〜エーデ〃、ビスフェノ−〜型エポキ
シ樹脂等のエポキシ系化合物、ジ又はトリメチロールメ
フミン及びそのエーテル化物等のメラミン系化合物、ジ
フエ＝ルメタンジイソＶアネート等のイソシアネート系
化合物、４．４−ビス（エチＶンイミノカルポニルアミ
ノ）がフエ３ルメタン、２．２−ビスヒドロキシメチ〃
ブタノーｙ−トリス−（８−（１−アジリジニ／Ｉ／）
プロピオネ−（〕等のアジリジン環化合物が例示できる
。架橋剤の配合量は樹脂水分散液の樹脂分１００重量部
当シ、０．６〜４０重量部程度とするのが好ましい。

シリカ系充填剤とは、シリカ（５ｉｏ２　）を主成分と
する無機物質で、窯業原料、粘土、ゴムやデツスチツク
等の体質顔料に使用される粉体である。

具体的には、ゼオライト、珪藻土、セリサイト、珪砂、
シークフィト（セリサイトとカオリナイトの混合鉱物）
、カオリンクレー等のカオリナイト、Ｖラス、り〃り、
滑石類、ホワイトカーボン類、無水シリカ等が例示で龜
る。本発明においては、接着力の保持向上効果を得るた
め、シリカ系充填剤のシリカ分が６０重量％以上である
ことが必要である。接着力の一層の向上のためには、シ
リカ分が７０重１％以上のものが好ましく、９０重量％
以上のものが特に好ましい。シリカ分が６０重量％未満
のものでは、接着力が向上しない。また、作業性等の点
から、吸水性が低くて接着剤の粘度上昇が少ないものが
好ましい。

樹脂水分散液に対するシリカ系充填剤の配合方法は、通
常水分散液に粉体であるシリカ系充填剤を配合して、適
当な攪拌装置を用いてママコ等の異物をつくらぬように
攪拌して均質混合すればよい。本発明で用いる充填剤を
配合した接着剤の体積収縮が少なく接着有効成分の濃度
以上に充填接着効果が得られるのは、充填剤に含まれる
空気が混合時に内包されて微細な気泡となシ、接着層が
形成される時にその気泡が残って見かけ上の体積収縮が
少なくなる効果によることが認められる。

従って、その効果を得る為には、自然に泡が残るように
混合した方がよい。

ｙｙ力系充填剤の配合量は、樹脂水分散液の樹脂分１０
０重量部当夛通常１０〜５００重量部程度とするのが好
ましい。１０重量部未満の場合は、充填接着効果が低下
し、６００重量部を越える場合は、接着剤の粘度が上シ
すぎて作業性が悪くなる。特に好ましくは６０〜８００
重１部である。

一方、配合物の濃度（不揮発分又は蒸発残分）は、充填
接着効果に貢献すると同時に初期接着速さにも影響を与
える為、６０重量％以上であるのが好ましい。特に、６
０〜８０重景％であるのが充填接着も良好で初期接着速
さも速いので好ましい。

火に、本発明の接着工程について述べる。尚、本発明に
おける接着には、通常の接着及び充填接着が包含される
◇ 成型品と芯材の接フａ方法は、接着剤の塗工工程と圧着
工程から成る。塗工工程には、成型品と芯材に空洞部分
がある場合の厚みづけ工程も含む。

接着剤は、成型品と芯材の片方又は両方に塗工する。塗
工方法は、接着剤の粘度、被着体の形状等により、スプ
レー塗工、ロールコータ塗工、ノズｙｖ論工、刷毛塗ｐ
等通常行なわれる方法が利用できる。塗付量、接着剤の
濃度、充填剤の配合量は、空隙部分の状態、隙間の広さ
等でその都度決定すればよい。通常充填接着する隙間の
範囲は１　ｍｍ程度を対象とし、塗付量８０〜１２００
ｆ／ｍ程度を塗工する。隙間が１　ｍｍを超えた場合は
、芯材、成型品の両方に塗工して圧着させた方がよい。

もし隙間が更に広くて充填接濯しづらい場合は、予め成
型品、芯材の片方又は両方に、濃度が高く充填剤配合員
の多いものを事前に塗工して乾燥させて厚みづけをして
おけばよい。また、菟洞部分がある場合も通常高濃度で
充填剤量の多いものを成型品裏面又は芯材表面に塗付量
２００〜１５００ｆ　／　ｍ程度をスプレー、刷毛等で
塗シっけ乾燥させて補強（厚みづけ）しておけば、接着
後手で押しても容易に凹まない状態となろう 接着剤を塗工した後、通常接着剤が湿潤状態にある時間
内に圧着作条を行なう。しかし、隙間が広くて塗付量を
増し九場合や、両面に塗工した場合は半乾き状態となる
までオープンタイムを採ってもよい、圧着方法は、型付
はプレスにはめこみ上部から圧力をかける方法、各方向
からシリンダープレスで圧着させる方法、真空プレス機
で四方から全体を押えつける方法等任意の圧１ａ手段を
利用できる。プレス圧力は０．５〜５Ｋｆ／ａｍ程度、
プレス温度は１０〜７０　’Ｏ径程度１７７時間は接着
剤の濃度、温度、圧力等の条件により決定するが、少な
くとも１分以上を要する。

本発明によれば、下記の如き顕著な効果が得られる。

（１）　本発明で用いる接着剤は、非接着成分であるＶ
／リカ系充填剤の配合で接着有効成分が低減しているに
もかかわらず、はくル試験に於いて接着力が向上してい
る。

（２）！／！Ｊ力系充横系充填剤によシ接着剤自体の体
積収縮が減少すると同時に充填剤に含まれている空気が
接着剤に内包されて気泡を持ったまま乾燥皮膜形成され
るので見かけの体積収縮が緩和されるという相剰効果で
、良好な充填接着状Ｉ　ａが得られる。

（３）　本発明で用いる接着剤に架橋剤を配合すれば、
成型品が薄い場合や熱変形しゃすい場合も、直射日光＝
等の熱履歴によるふくれや変形を防止できる。

（４）　本発明で用いる接着剤は、ｙリカ系充填剤の配
合によ多水分含量が低下して初期接着速さが速い為、プ
レス時間が短かくて済み生産性に優れる。

（５）成型品と芯材の隙間が広くても、事前に本発明の
接着剤を塗付乾燥しておけば、厚みづけにより充填接着
できる。

（６）　成型品と芯材の間に空洞部分があっても、本発
明の接着剤を成型品裏面又は芯材表面に事前に塗工乾燥
しておけば、材質の補強効果が得られる。

従って、本発明に基づく接着方法を利用した成型品と芯
材を用いた家具、性器、建材等は、空隙部分が充分充填
接着されておυ、又空洞部分がちっても材質補強されて
いる為、指や手で押しても不快なきしみ音を生じたル、
又容易に凹むことがなく、本発明で用いる接着剤が備え
る強力且つ充分な接着力によりｆ１１品の品質は安定し
、家具等に本来的に重要な重厚感が得られ、更に高級イ
メージにマツチする品質的価値を生み出す。また、充填
接着と材質補強の問題が解消される為、立体感や、意匠
の必要上、たとえ複雑な形状を持つ成型品を設定し、芯
材がそれに対応できない程空隙や空洞が多くとも、充分
家具等の商品として実用化で粘る。更に、成型上ま九は
経済上の理由から、成型品に薄いものや変形しやすい樹
脂を選択しても、接着剤に官能基を有するポリマーを用
いて架橋剤を配合すれば、熱履歴等によるふくれや変形
の問題は解消できるので、成型品の樹脂も広範に選択で
きることは言うまでもない。

以下、実施例を挙げて、本発明を更に具体的に説明する
。

実施例１ ポリビニルアルコールを含有する酢酸ビニル−アクリル
系共重合水分散液（モノマー重量比、酢酸ビニ／Ｉ／ニ
ブチルアクリレート：エチルアクリレート：アクリロニ
トリル＝　８０：４０：２０：１０、蒸発残分４５重振
軸、粘度ｔｏｏｏｏ　ａｐ８＞　４０重量部とカルボキ
Ｖ〜基含有ポリエステＡ／型芳香族イソシアネート系ボ
リクレタン水分散液（蒸発コを用いて配合して接着剤ベ
ースＡ（蒸発残分有量の異なる各種ｙリカ系充填剤４６
重量部をホモミクサー（品名［Ｔ、　Ｋ、オートホモミ
クサーム特殊機器工業製）を用いて攪拌混合して、各々
の接着剤を得た（蒸発残分６１重量％）。

用いたシリカ系充填剤を第１表に挙げる。尚、第１表中
「タルク８８Ｊ及び「ム８Ｐ　１７０Ｊは、ｔ７リカ分
が６０重量％未満のものであシ、比較のために用いたも
のである。

これら充填剤を配合し丸缶々の接着剤を用いて粘度の測
定を行ない、ポリ塩化ビニルシート（厚８０．４ｍｍ、
可盟剤２９　ＰＥＢ、濡れ指′数８６ｄｙｎｅ／ａｍ　
）とツｖｙ系合板（厚さ６．６ｍｍ、タイプ１，８デフ
イ）とを冷圧生貼法によシ次の条件で接着した。

塗付方法−合板面にロールコータ塗付。

作業温度：２０℃、６０％ＲＥＤ。

塗付量：　１５０　ｆ／ｌＲ６ 脱　気；ゴムロー／１／１バス。

堆　積：２０分以内。

圧　締：１．０Ｋｆ／ＱｍＸ４０分×２０°Ｃ０養　生
；２０℃、６０％ＲＩＩにて６日間。

この貼合せ物の各々を、合板繊維方向に平行に１８０度
はくシ試験によシ接着強度を測定した。

試験片の巾は２５　ｍｍとした。

測定温度；２０℃、６０％Ｒ１゜ 引張速度：　２０　Ｑ　ｍｍ／ｍ３−ｎ　０測定個数：
各々試験片５個づつ。

測定機器：オートグフフＤ８８６０００（島津製作所［
）。

各々の充填剤を配合した時の粘度と接着強度を第２表に
挙げる。

第　２　表 第２表の試験結果から明らかな通ｊｉ）８１０ｇ分が５
０重量％以上で接着強度の向上作用が認められ、特に８
１０８分が７０重量％以上の配合物の向上作用が顕著で
あった。ｔた、８１０２分が９２重量％のシークフィト
０８Ｍは、配合物の粘度の上昇が少なくて塗付作業しや
すく、接着強度も最も良好であった。

実施例２ 力μボキシμ基含有ポリエステル型芳香族イソシアキー
ド系ポリウレタン水分散液（蒸発残分４６重量％、粘度
４０００ｐ１３）５５亘量部とポリビニルアルコ−〃を
含有する酢酸ビニル−エチレン共重合水分散液（モノマ
ーＭ量比、酢酸ビニ／Ｉ／：エチＶン＝８２：１８、蒸
発残分６５重量％、粘度２ｏｏｏｃｐｓ）４００風量と
トルエン３風量部、架橋剤として２，２−ビスヒドロ５
キシメチルブタノール−トリス−（８−（１−アジリジ
ニル）プロピオネ°−ト〕２重量部を配合して接着剤ベ
ースＢ（蒸発残分４９重量％、粘度８００　ＱＰ８　）
を得た。

この接着剤ベースＢに対し、シークフィトＯＥＭ（５ｔ
ｏｚ分９２重量％、平均粒子径約１０μ）を、配合型を
変えて第８表に基づく配合を行なった。

第　８　表 （ロ）〜（へ）の接着剤の蒸発残分と粘度を測定し、実
施例１と同様の条件でポリ塩化ビニルシートと合板を貼
合せ、以下に示す〜各種接着試験を行なった。

（１）常態接着強度試験・・・実施例１の接着試験法に
同じ（試験片の数は６個）。

（２）耐水接着強度試験・・・試片を２０℃の水中に２
４時間侵せき後、濡れ たまま実施例１のｗ、膚試 験法に準じ１８０度はく シ試験を行なう（試験片 の数は５個）。

（８）耐熱クリープ試験・・・試験片を６０°Ｃにて、
９０度はくシの状態で ２５　ｍｍ巾当ｐ５００ｆ の静荷重を負荷して１時 間装置し、クリープした 長さを測定する（試験片 の数は８個）。

（４）ＪＡＳ特殊合板試験規格１類浸漬はくシ試験（煮
沸水試験）法に準じる（試験片の数は４個遍（５）ＪＡ
８特殊合板試験規格耐水Ａ試験（（１１面シール耐水試
験）法に準じる（試験片の数は４個）。

（（１）ＪＡ８特殊合板試験規格寒熱繰返しＡ試験（６
サイクル）法に準じる（試験片の数は４個）。

試験結果を第４表に示す。尚、結果はいずれも平均値で
示した。

試験結果からみて、配合品←）〜（へ）の貼合せ物０着
性能の向上作用は顕著で、粘度の上昇も少なくて塗付作
業もしやすかった。

（以上） 第１頁の続き

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ■　合成樹脂成型品と多孔質芯材とを一体化する際の空
   隙又は空洞を有する接着部分に対して、ウレタン系ポリ
   マー及び／又はビニＡ／；％ポリマーを主成分とする樹
   脂水分散液にｙｙ力分６０重量％以上のＶリカ系充填剤
   を配合して成る接着剤を用いて、接着することを特徴と
   する合成樹脂成型品と多孔質芯材との接着方法。 ■　樹脂水分散液が、酸基を含有するポリエステル系ウ
   レタンポリマーと酢酸ビニル、エチレン及びアクリル酸
   エステμから選ばれる少なくとも１種を重合して得られ
   るビニル系ポリマーとの混合物である特許請求の範囲第
   １項に記載の接着方法。 ■　接着剤が、樹脂水分散液の樹脂分１００重量部に対
   してＶＱ力系充填剤を１０〜５Ｇ’０重量部配合し、且
   つ不揮発分が６０重量％以上のものである特許請求の範
   囲第１項支は第２項に記載の接着方法。 ■　接着剤が、エポキＶ系化合物、メフミン系化合物、
   イソＶアネー）系化合物及びアジリジン環系化合物から
   選ばれる少なくとも１種の架橋剤を更に配合したもので
   ある特許請求の範囲第１項乃至第８項のいずれかに記載
   の接着方法。