JPS604227B2 - 接着剤 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、耐水性、安定性および各種接着強度の優れた
接着剤に関するものであり、とくに木材用接着組成物と
して好適なものである。

現在、たとえば合板または合板二次加工用の接着剤とし
て尿素樹脂、フェノール樹脂、尿素−メラミン共縮合樹
脂などのホルマリン系縮合樹脂が主として使用されてい
る（ＪＩＳＫ６８０１、６８０２および６８０菱参照）
。

これらは、安価で耐水性も良好であるため、広く使用さ
れているが、これに残留しているホルムァルデヒド（以
下ホルマリンと称する）が合板作業の環境を悪くしたり
、これを使用した合板でつくられた家具や住宅からホル
マリンが放出されて、近時、世上で大きな問題となって
いる。最近尿素樹脂などのホルマリン放出を少なくする
試みも種々行なわれており、相当の効果も挙げられてい
るが、本質的にホルマリンを絶無にすることはできず、
また製造工程中べニア単板の含水率のバラツキや熱圧条
件のバラツキによって接着剤の硬化に不完全なものの生
ずる可能性も多く、これが製品のホルマリン放出の原因
となることもある。

したがって尿素樹脂などのホルマリン系縮合樹脂はまっ
たく安全であるといえないのが現状である。さらにまた
合板用接着剤として蛋白質系や酢酸ビニール樹脂系の接
着剤のように、ホルマリンをまったく含まないものもあ
るが、これらは耐水性が乏しいために一般的に使用され
ていない。また各種水性ェマルジョンは各種接着剤に使
用されているが、かならずしも耐水性などの点において
充分ではない。

本発明はこれらの欠点を排除したもので、水性ェマルジ
ョンに、【１’ィソシアネート基を有する化合物（以下
、単にィソシアネートと記することもある）を疎水性の
溶剤に溶解したもの、■界面活性剤および（３’ホルマ
リン系縮合樹脂を配合してなる接着組成物である。

本発明の接着剤は、ホルマリン放出がなく、耐水性、安
定性および各種接着強度の優れたものである。

本発明において界面活性剤を配合することにより、耐水
性が向上し、耐水性の経時変化が少なくなり、発包が少
なくなり、さらに粘度が安定となり、しかも溶液がェマ
ルジョン化する。

したがって水性ェマルジョンーイソシアネートの使用時
間を大幅に延長することができる。使用する界面活性剤
としてはノニオン系、アニオン系が有効であり、とくに
アニオン系が有効である。

ここに使用するアニオン系界面活性剤としてはいずれの
タイプのものでも効果があり、とくにその構造成分を問
わないが、たとえば、カルボン酸塩（脂肪酸塩石ケンな
ど）、硫酸ェステル塩（高級アルコール硫酸ェステル塩
、硫酸化油、硫酸化脂肪酸ェステル、硫酸化オレフィン
など）、スルホン酸塩（ァルキルベンゼンスルホン酸塩
、アルキルナフタリンスルホン酸塩、アルキルスルホン
酸塩、ィケポンＴ、ェアロゾルＯＴ、リグニンスルホン
酸塩など）、リン酸ェステル塩（高級アルコールリン酸
ェステル塩など）があげられる。界面活性剤の配合量は
ィソシアネートに対して０．１〜１５重量％が適当であ
り、特に好ましくは２％〜４重量％である。

余り少なすぎては効果に乏しく、多すぎてはかえってェ
マルジョンの凝集等好ましくない現象を生ずる。水性ヱ
マルジョンーィソシアネート系にとくにアニオン系界面
活性剤を添加すると安定性が向上する理由について、詳
細は不明であるが、イソシアネートのェマルジョン粒子
の表面にこれら活性剤が吸着され、ィソシアネートと水
の直接の接触を妨げるために、ィソシアネートの分解が
遅延されェマルジョンとして安定化されるものと考えら
れる。また本発明においてホルマリン系縮合樹脂が配合
される。

ここで、ホルマリン系縮合樹脂とは、ＪＩＳＫ６８０１
（尿素樹脂木材接着剤）、同Ｋ６８０５（メラミン・ュ
リア共縮合樹脂木材接着剤）および同Ｋ６８０２（フェ
ノール樹脂木材接着剤）で主成分として用いられている
もので、例えば尿素−ホルマリン系縮合樹脂、メラミン
ーホルマリン系縮合樹脂または尿素−メラミンーホルマ
リン系縮合樹脂等のアミノ系縮合樹脂あるいはフェノー
ルーホルマリン系縮合樹脂などであるが、このうちとく
にアミノ系縮合樹脂が好ましい。なお、これらのホルマ
リン系縮合樹脂は、粉末状で使用してもよいが、溶液、
特には水溶液で使用するのが好ましい。ホルマリン系縮
合樹脂の配合量は任意である。また本発明において使用
するィソシアネート基を有する化合物は水性ェマルジョ
ン中で特異な挙動を示し、組成物に耐水性を付与する作
用をするそしてィソシアネート基を有する化合物として
は分子中に２個以上のィ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（ＴＤ
１、例えばバイエル社ＤｅｓｍｏｄｕｒＴ）、水素化Ｔ
Ｄ１、トリメチロールプロパン（ＴＭ円）一ＴＤＩアダ
クト（Ｄｅｓｍｏｄｍ Ｌ）、トリフエニルメタントリ
イソシアネート（ＴＴＩＤｅｓｍｏｄｕｒＲ）、メチレ
ンビスージーフエニルイソシアネート（ＭＤＩＤｅｓｍ
ｏｄｕｒ４４）、水素化ＭＤ１、ヘキサメチレンジイソ
シアネート（ＤｅｓｍｏｄｕｒＮ）、キシレンジイソシ
アネート、４・４ジシクロヘキシルメタンジィソシアネ
ート等は使用し得る代表的なものである。

またィソシアネート基を有する化合物として、その重合
物、たとえばポリィソシアネート、ポリオール混合方式
、即ち含水酸基ポリエステル及びポリェーテル（Ｄｅｓ
ｍｏｐｈｅｎ）等のポリオールに上記のＤｅｓｍｏｄｕ
ｒＬ等のポリィソシアネートを過剰に混合したものを使
用しても差支えない。

さらにプレポリマー方式、即ちポリオールと過剰のポリ
イソシアネートであらかじめポリマー化したＮＣＯ末端
プレポリマーを用いても、あるいは過剰のポリオールで
予めポリマー化したＯＨ末端プレポリマーに使用時に上
記ＤｅｓｍｏｄｕｒＬ等のポリィソシアネートを過剰に
添加して用いても差支えない。ィソシアネートの配合割
合は水性ヱマルジョン（固型分）に対して１〜２０の重
量％、これを合板用接着剤としては使用する場合は１０
〜１５の重量％が好ましい。

本発明においてはィソシアネート基を有する化合物を疎
水性の溶剤（すなわち水とほとんど相互溶解性を有さず
、さらにィソシアネートと相互熔解性を有する溶剤）（
以下この溶剤を単に「溶剤」と託す。

）に溶解して配合することが必要である。このような「
溶剤」を使用すればィソシアネートを水性ェマルジョン
中に均一に分散させることができるし、さらにィソシア
ネート基と水との接触を乳化作用により少なくし、ィソ
シアネート基を水から保護することもできる。さらにィ
ソシァネートを上記「溶剤」中に溶解せしめたものを使
用することにより安定で耐水性の優れた接着組成物が得
られる。

ィソシァネートを溶解する「溶剤」とは常態にて液体で
あり、かつ２０ｏ 〜３０ｏ０における水に対する溶解
度及び溶剤への水に対する溶解度が共に５ｗｔ％以下の
溶剤化合物を意味する。

代表的な「溶剤」としては脂肪族、芳香族の炭化水素及
びこれらを主成分とする混合液体、（例えばトルエン、
キシレン、ベンゼン、ガソリン、ケロシン、リグロイン
、テトラリン、デカリン、テレビン油、パイン油、流動
パラフィン、アルキルベンゼンなど）ハロゲン化炭化水
素（例えば塩化メチレン、クロルベンゼン、クロルトル
ェン、フロムベンゼン、塩素化流動パラフィンなど）、
ケトン類（例えばメチルィソブチルケトン、メチル一ｎ
−アミルケトン、メチル一ｎーヘキシルケトン、エチル
−ｎ−ブチルケトン、ジーｎープロピルケトン、ァセト
フェノン等）、エーテル類（例えばィソフ。

ロピルェーテル、メチルフェニルエーテル、エチルベン
ジエルエーテル、フラン等）ェステル類（例えば酢酸ィ
ソプロピル、酢酸ブチル、プロピオン酸ブチル、クエン
酸ェステル、リシノール酸ェステル等）のほか各種フタ
ル酸ェステル（例えばフタル酸ジブチル、フタル酸ジオ
クチル、フタル酸ブチルベンジルなど）、各種オレィン
酸ェステル、各種アジピン酸ェステル、各種ァゼラィン
酸ェステル、各種セバシン酸ェステル各種ステアリン酸
ェステル、各種安息香酸ェステル、各種アビェチン酸ェ
ステル、各種修酸ェステル、各種リン酸ェステルなど）
があげられ、その他高級脂肪酸を主成分とした油、例え
ばヒマシ油等も使用可能である。ィソシァネートを「溶
剤」に溶解する場合、「溶剤」がカルボキシル基、水酸
基、アミン基などの活性水素を分子中に含むものである
ときは活性水素を介してィソシアネート化合物と反応し
て効果が低下するのであまり薄く希釈することは適当で
ない。

しかしこのような活性水素をもたない「溶剤」であれば
希釈限界は特にないのでィソシアネート溶剤系を水中に
均一に分散する事ができる限界値まで希釈できる。しか
し耐水化効果および分散効果からみればィソシアネート
を「溶剤」に対し１０〜１０００重量％、好ましくは５
０〜４０の重量％加え、溶解するのがよい。またこれら
の「溶剤」は各種の沸点を有するが組成物の用途あるい
は使用条件にあわせて適当な溶剤を選定することが望ま
しい。

たとえば合成用接着剤として使用する場合は接着剤使用
時にオープンな状態で加熱接着するために無臭性が要求
されるので、ジブチルフタレートジオクチルフタレ−ト
、オレィン酸メチル等の沸点２００℃以上の揮発し難い
高沸点溶剤を使用するのが良い。

この場合溶剤は接着剤層に残り可塑剤として働く。これ
に対して「溶剤」を接着剤層に残すことが好ましくない
場合は低沸点の溶剤を使用することが望ましい。

ィソシアネート基を有する化合物を「溶剤」に熔解した
後、水性ェマルジョン中に添加する場合はやや強めの縄
拝をしながら、均一に分散するのがよい。

本発明において、水性ェマルジョンとは、スチレンーブ
タジェン共重合体（ＳＢＲ）ラテックス、アクリロニト
リルーブタジェン共重合体（ＮＢＲ）ラテツクス、クロ
ロプレン（ＣＲ）ラテツクス、ブチルゴム（１１Ｒ）ラ
テツクス、ポリプタジエン（ＢＲ）ラテックスもしくは
メチルメタクリレートーブタジェン共重合体（ＭＢＲ）
ラテックス等のゴム系ラテックス、ポリアクリル酸ェス
テルラテツクス、ポリ塩化ビニリデンラテックス、ポリ
塩化ビニルェマルジョン、エチレン−酢酸ビニル共重合
体ェマルジョンもしくはポリ酢酸ビニルェマルジョン等
の酢酸ビニル系重合体ェマルジョンあるいはこれらのェ
マルジヨンをカルポキシル変性したものである。

このうち、ゴム系ラテツクス、特にＳＢＲラテツクスま
たはカルボキシル変性ＳＢＲラテックスが好ましい。ま
た本発明の組成物を接着剤として使用する場合にはさら
に増量剤を配合することができる。

この増量剤は単に増量作用をするばかりでなく、これが
接着剤の他の成分とくにィソシアネートと反応し、接着
剤にさらに耐水性、および初期接着性は付与する作用を
もすることになる。増量剤としては小麦粉、澱粉粉、脱
脂大豆粉、血粉など通常の増量剤（たとえば尿素樹脂な
どに使用されている増量剤）を使用し得るが、このうち
小麦粉、澱粉類はィソシァネートによって耐水性が付与
され、さらに冷水では糊化せず接着時加熱によって糊化
、粘鋼性となるのでより好ましい。

また本発明の組成物には充填剤を配合することもできる
。

この充填剤も単に接着剤の木部への浸透の過度を防ぐ作
用をするばかりでなく、これが他の接着剤成分とくにィ
ソシアネートと反応し、接着剤にさらに耐水性および初
期接着性を付与する作用をもすることになる。充填剤と
してはクレー、カオリン、タルクなどの無機質のものが
用いられるが、木粉、クルミ殻粉等の有機質充填剤も用
いることができる。

これらの増量剤および／または充填剤の配合割合は組成
物とくに接着剤の使用目的によって異なるが、水性ェマ
ルジョンに対し１０〜１００重量％、とくに合板用接着
剤の配合は１５〜５の重量％の範囲が適当である。また
これらの増量剤および充填剤はそれぞれ単独で使用して
もよいし、その数種を混合して使用することもできるが
、増量剤および充填剤を同時に使用することがもっとも
好ましい。さらにまた本発明の接着剤には棚酸、硫酸ア
ルミニウム、明バン、側酸クロムなどの反応促進剤さら
に水ガラスなどの加えることができる。

本発明の組成物を接着剤として使用する場合は常温接着
（コールドプレス）のみでも充分接着しうるが、さらに
接着力および耐水性を向上させるためには熱圧して接着
する方がよい。本発明の組成物は接着剤、とくに合板用
またはその二次加工用接着剤として好適なものであるが
木工用、パーティクルボード用、段ボール用などあるい
は金属箔の接着用、さらには紙用、布用、繊維加工用の
接着剤、または陶磁器、無機板｛セメント系無機板（石
綿スレート板、パルプーセメント板、コンクリート板な
ど）、鉱物質無機板（アスベスト、ロックウールなど）
｝、プラスチックシート（たとえば塩ビタイル、アスフ
ァルトタイル）、ガラス板などを接着する場合にも適用
出来る。

またその他、クレーコーティング用、塗料用被覆組成物
として適用出来る。次に本発明をさらに実施例により説
明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。

実施例 １市販の各種水性ェマルジョン（表１）１０碇
認‘こ対して不揮発分５０％の尿素−ホルマリン縮合樹
脂１００部を加えさらにこれに「ニッサンシントレッキ
ス」（日本油脂製アニオン界面活性剤）と「ニッサンノ
ニオンＬＰ２０Ｒ」（日本油脂製ノニオン界面活性剤）
の１：１混合物を０．４部添加して、充分混合後ィソシ
アネート（武田薬品製「タケネート５００」）の流動パ
ラフィン混合液（ィソシアネート７５％）を１の都添加
混合し、これに小麦粉１碇部クレー５部を混合した後、
塩化アンモンでｐＨ調節して接着組成物を得た。

この接着剤を用いて、単板構成ラワン１．０十１．０十
１．仇岬、塗布量２５夕／９００の、冷圧１０ｋ９／係
１５分、熱圧１２ぴ０１分１０ｋ９／めで合板接着した
。

なお水性ェマルジョンは次の４種を用いた。ＪＡＳ法に
よる接着力測定結果は表２のとおりである。表 １ 使
用した水性ェマルンョン 表 ２ 実施例 ２ 日本合成ゴム■製「ＪＳＲ０６９２」（ＳＢＲラテック
ス）１０碇部‘こ対して不揮発分５０％の尿素−メラミ
ンーホルマリン共縮合樹脂１０碇部を加え、これにドデ
シルベンゼンスルホン酸ソーダ一０．２部を添加後、各
種ィソシアネート（表３）のフタル酸ジヘプチル溶液（
ィソシアネート７５％）１碇郭を加えて、充分混合後木
粉１礎部、小麦粉１０部を添加し、塩化ァンモンにてｐ
Ｈ５．４に調節したものを接着剤として実施例１と同様
の合板接着を行った。

ＪＩＳ法による接着力測定結果は表４に示す。表 ３
使用したィソシアネート 表 ４

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 水性エマルジヨンに、（１）イソシアネート基を有
   する化合物を疎水性の溶剤に溶解したもの、（２）界面
   活性剤および（３）ホルマリン系縮合樹脂を配合してな
   る接着剤。