JPS6117876B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は含水率の高い木材用接着剤組成物に関
する。 原木を始め木材は有限の資源であり、年々その
資源は減少しており、これらの資源の有効利用お
よび製品の歩留り向上は不可欠の要件となつてお
り、かかる観点より含水率の高い木材用接着剤の
要求は非常に大きいものがある。 従来、木材用接着剤としては、尿素−ホルマリ
ン樹脂系、メラニン樹脂系、フエノール樹脂系お
よびウレタンプレポリマー系等が多く用いられて
いる。尿素−ホルマリン樹脂系、メラニン樹脂系
およびフエノール樹脂系の接着剤は、熱硬化性で
あるため接着力および耐水性が良好である反面、
加熱を必要とし、ホルマリンが接着後も残存し、
臭気、環境等の安定衛生上好ましくない。さら
に、含水率の高い木材への接着力が非常に弱い。
また、ウレタンプレポリマー系の接着剤に関して
は、特公昭31−2691号、特公昭31−8888号、特公
昭31−9586号、特公昭32−35号、特開昭49−
30429号、特開昭49−75704号、特開昭49−86506
号、特開昭49−118807号、特開昭49−118808号、
特開昭49−118805号等の公報明細書に特性および
組成物が詳述されている。これらのウレタンプレ
ポリマーは、分子末端にイソシアネート基を有し
ており、アルコール性水酸基を有する木材とは一
次化学結合を形成するため、その接着力はきわめ
てすぐれている。しかしながら、含水率の高い木
材へ使用した場合、発泡が生じ、接着部へののり
付けも悪く、さらに接着力も悪く、強度的に劣化
が生じ、接着剤として用をなさない。 本発明者は、上記欠点を改良するため鋭意研究
を重ねた結果、本発明を提供するにいたつたもの
である。すなわち、 ポリオキシプロピレントライオールの分子末端
にエチレンオキシド（以下EOと称す）を付加重
合せしめて得られる平均分子量1500〜10000の分
子末端EO含量５〜30％の未端EOチツプドポリオ
キシアルキレントライオールと有機ポリイソシア
ネートを、NCO／OH当量比２〜８で反応させた
末端イソシアネート基含有ウレタンプレポリマ
ー、又は該ウレタンプレポリマーに必要に応じて
不活性溶剤を配合したものであることを特徴とす
る改良された含水率の高い木材用接着剤組成物で
ある。 本発明に用いる含水率の高い木材用接着剤組成
物、すなわち、ウレタンプレポリマーはポリオー
ル成分に木材吸着性の優れた末端EOチツプドポ
リオキシアルキレントライオールを用いるもので
ある。 本発明に用いる末端EOチツプドポリオキシア
ルキレントライオールとは、活性水素基にPOを
付加重合せしめて得られるポリオキシプロピレン
トライオールの分子末端に、さらにEOを付加重
合せしめられるもので、平均分子量が1500〜
10000であつて、かつ、分子末端EO含有量が５〜
30％のものである。そしてこれらは、公知の技術
で製造されるものである。次に、末端EOチツプ
ドポリオキシアルキレントライオールに関する水
酸基数について言えば、１個の場合、接着強度お
よび耐水性が悪い。２個の場合、作業性は良い
が、ウキ等が発生し好ましくない。また、４，６
および８個の場合、有機ポリイソシアネートとの
反応が非常に早く、かつ、架橋形式となり、増粘
もしくはゲル化現象が生じ、工業生産が困難とな
り、たとえば、ウレタンプレポリマーが得られた
としても、含水率の高い木材の湿潤面での可使時
間が短かく、塗布作業中に硬化し、被着体へ十分
浸透しない。次に末端EOチツプドポリオキシア
ルキレントライオールの平均分子量について、
1500未端の場合、重合物中のウレタン基含有量が
多くなり、得られたウレタンプレポリマーの粘性
が非常に高い。10000を超えた場合、末端EOチツ
プドポリオキシアルキレントライオール自体の粘
性が高く、工業的生産が困難である。 次に、末端EOチツプドポリオキシアルキレン
トライオールのアルキレンオキシド付加重合形成
について、アルキレンオキシドを末端EOチツプ
ド型に付加重合せしめた場合、得られたウレタン
プレポリマーは界面活性能に優れ、従つて湿潤面
への浸透性に優れ、接着性も良好である。本発明
のように、平均分子量が1500〜10000であつて、
EOを５〜30分子末端に含有し、分子末端にポリ
オキシエチレン鎖を形成した末端EOチツプドポ
リオキシアルキレントライオールに限り、上記の
欠点なく優れた含水率の高い木材用接着剤組成物
となる。末端EOチツプドポリオキシアルキレン
トライオールと反応させる有機ポリイソシアネー
トは、トルエンジイソシアネート（２，４／２，
６異性体比80／20），４，４もしくはポリジフエ
ニルメタンジイソシアネート、ナフタレンジイソ
シアネート、キシレンジイソシアネート、ヘキサ
メチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシ
アネート等で使用に際してはそれらを単独もしく
は併用する。 末端EOチツプドポリオキシアルキレントライ
オールと有機ポリイソシアネートとの反応比率は
NCO／OH当量比２〜８で、２未満の場合、ウレ
タン樹脂の粘性が高くなり、貯蔵安定性も悪い。 一方、８を超えた場合、含水率の高い木材の接
着時において発泡が生じ、粘着強度も悪い。さら
に、トルエンジイソシアネートを有機ポリイソシ
アネート成分として用いた場合、遊離トルエンジ
イソシアネート量が多く、作業環境上好ましくな
い。 作業性を向上するために、これらのウレタン樹
脂に活性水素基を有しない不活性溶剤を加えるの
が好ましい。不活性溶剤は、メチルエチルケト
ン、キシレン、トルエン、1.1.1トリクロルエタ
ン、ジオキサン等であり、添加量は５〜30％が好
ましい。 本発明の含水率の高い木材とは、高含水率の原
木又は高含水率の木材等であり、具体的な接着応
用例としては、湿潤状態のラワン材に合板に樺、
桐、紫檀、黒檀等の高級原木の１mm以下のスライ
ス板を接着させるつき板合板表装材の製造、合板
用原木短尺材の接着、合板用原木のクラツク部充
填接着、楢材等の銘木フリツチの接着等であり、
接着後ロータリレース切削もしくは鋭利な刃物に
よるスライスまたはそれらの再接着等を経て、加
熱乾燥と表装材もしくは合板として仕上げるもの
である。 実際には、その加工中に人為的に水中、温水中
に浸漬して切削加工性を向上させたり、加熱乾燥
することが行われるのであり、接着面でのずれの
力に耐える接着性、すなわち、圧縮剪断強度なら
びに耐水性が要求される。本発明の接着剤組成物
は圧縮剪断強度（ASTMD 905−49）が19.0Kg／
cm²以上であり、かつ、煮沸によりウキ発生も認め
られない。よつて、それらの要求を十分満足させ
るものである。 本発明にウレタンプレポリマーは、上記の含水
率の高い木材の接着応用において要求される要
件、すなわち、 (1) 湿潤面、特に含水率の高い木材に対する接着
性に優れている。 (2) 水とのなじみが良好で、かつ、硬化時に発泡
現象が生じない。 (3) 耐水性に優れ、接着後煮沸しても膨潤および
はくり現象が生じない。 (4) 硬化物が可撓性を有し、ロータリレースおよ
びスライス加工が容易で切削刃を破損しない。 (5) 耐熱性に優れ、加熱乾燥時の物性劣性が生じ
ない。 (6) 一液性で可使時間が長く、作業性に優れてい
る。 等を十分満足させるものである。 以下本発明を実施例をかかげて説明する。ただ
し、実施例中部および％は重量基準である。 実施例 (1) ウレタンプレポリマーの製造法 温度計、撹拌装置をとりつけた１容量の四
ツ口フラスコに各種のポリオキシアルキレンポ
リオールを所定量加え、窒素ガス気流中で温度
120℃〜130℃に昇温し、60分脱水する。 つぎに内容物温度を80〜120℃に、有機ポリ
イソシアネートを３〜５分間で滴下し、80℃〜
120℃で１〜２時間反応させる。つぎに温度が
60℃まで冷却し、不活性溶剤を配合し、30分間
混合後、40℃まで冷却し、容器にとり出して密
封して保管する。 (2) (1)項で得られた各種ウレタンプレポリマーの
作業性、木材に対する接着性およびスライス歩
留りを評価した。 それらの結果を第１表に示す。

【表】

【表】

【表】

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ポリオキシプロピレントライオールの分子末
   端にエチレンオキシド（以下EOと称す）を付加
   重合せしめて得られる平均分子量1500〜10000の
   分子末端EO含量５〜30％のEOチツプドポリオキ
   シアルキレントライオールと有機ポリイソシアネ
   ートを、NCO／OH当量比２〜８で反応させた末
   端イソシアネート基含有ウレタンプレポリマー、
   又は該ウレタンポリマーに必要に応じて不活性溶
   剤を配合したものであることを特徴とする改良さ
   れた含水率の高い木材用接着剤組成物。