JPS627778A - 接着剤組成物 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は木材の接着に好適で、巾広い含水率の木材の接
着が可能であり、使用にあたっての作業性が良好でかつ
経済性に優れた接着剤に関する。

〔従来の技術〕

現在合板の製造においてはホルムアルデヒド系縮合樹脂
が用いられているが、充分な接着性能を発現させるため
には使用する単板を充分に乾燥させる必要があり、通常
単板含水率を１０重量係以下に制御する事が必要である
。しかしながら原木が保有している水分には巾があり、
また材種によっても乾燥のし易さが異る事から乾燥後の
単板の含水率が広く分布し、ひいては製造した合板の接
着力が大きく変動し、安定した品質の合板が得られない
という問題があった。また、乾燥を過度に行った場合、
使用する原木の材種によっては単板にそり、ねじれがお
こり通常の合板生産設備には不適合となったり、単板に
割れが発生し、使用不能となる問題も生じていた。

かかる問題を解決するために、例えば、高含水率単板を
使用する際、接着剤に配合する小麦粉等の増量剤及び水
の量を減少する方法、大豆粉、粉、とうもろこしたん白
等を添加する方法、あるいは熱圧時間を一長させる方法
がとられているが、末だ実用に供しうる程の接着強度を
得るに至ってはいない。

また特公昭５７−１９１４８には水性エマルジョンに疎
水性の有機溶剤に溶解したイソシアネート基を有する化
合物と界面活性剤とを配合してなる接着剤が開示され、
場合によってはホルムアルデヒド系縮合樹脂を併用する
こともできる事が述べられている。しかしながら、この
方法による場合は、含水率の高い木材の接着には有効で
あるが充分とはいえず、かつ水性エマルジョンを主成分
としているため含水率の低い木材の接着に際して、接着
剤塗付後圧締までの時間が長い場合、もしくは温度の高
い木材に接着剤を塗付した場合、接着剤層が乾きやすく
、充分な接着力が発現しないいわゆる乾燥接着という問
題を生じるという欠点を有している。また、水性ラテッ
クスが主成分であるため経済性にづいても問題がある。

ホルムアルデヒド糸線・塾水性ラテックス、インシアネ
ート化合物およびたん白を特定の割合で配合してなる接
着剤組成物が優れた性能を有することを見出し、先に特
許出願をした（特願昭５９−６５８５０　）。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記接着剤組成物を使用することにより巾広い含水率の
木材の接着が可能となり、乾燥接着等の問題も起らなく
なったが、かかる接着剤組成物は作業性が劣ることが判
明した。すなわち、かかる接着剤は配合調整後経時の粘
度変化が大きく、特に夏期高温下では粘度上昇により塗
付管理に支障をきたしやすいという作業上の問題点を有
する。

またチクソトロピノクな流動特性を有するため、静置状
態では攪拌下におけるより高い粘度を示す傾向がある。

したがって接着剤供給使用ライン中で流速が遅い場所ま
たは接着剤に応力がかかりにくい場所では低粘度の接着
剤との置換がおこりにくく長期滞留する事になり、上記
の増粘の問題を助長しやすいという問題点も有している
。

〔問題点を解決する為の手段〕

本発明者は上記問題点を解決するべく種々検討を重ねた
結果、これらの接着剤の安定性、構造粘性に関し、尿素
が極めて大きな改良効果を有することを発見して本発明
に到達したものである。

すなわち本発明は、■フェノールを１〜２５重量％含有
するホルムアルデヒド系縮合樹脂１００重量部に対し、
■水性ラテンクス２〜４０重量部、■インシアネート化
合物１〜３０重量部、■プロラミンを６０重量係以上含
むとうもろこしたん白２〜５０重量部、■尿素０．２〜
５重量部の割合で含有してなる接着剤組成物である。

本発明にいうフェノールを１〜２５重量％含有するホル
ムアルデヒド系縮合樹脂とは、尿素フェノールホルムア
ルデヒド共縮合樹脂、メラミンフェノールホルムアルデ
ヒド共縮合樹脂、尿素メラミンフェノ−ホルムアルデヒ
ド共縮合樹脂の様なフェノールホルムアルデヒド系縮合
樹脂で、そのフェノール含有率が１〜２５重量％の縮合
樹脂、またはフェノールホルムアルデヒド樹脂若しくは
上記のフェノールホルムアルデヒド系縮合樹脂と尿素ホ
ルムアルデヒド樹脂、メラミンホルムアルデヒド樹脂、
尿素メラミンホルムアルデヒド樹脂の様なアミノ系樹脂
との混合物であって、その混合物中のフェノールの含有
率が１〜２５重量％であるホルムアルデヒド系縮合樹脂
混合物で、通常不揮発分４０〜７０重量％のものをいう
。望ましくは、フェノール１モルに対しホルムアルデヒ
ド１、５〜３．０モルをｐＨ８，０〜１１．０で反応せ
しめて得られるフェノールホルムアルデヒド樹脂とアミ
ノ樹脂を混合して得られるホルムアルデヒド系縮合樹脂
、さらに望ましくはかかるフェノールホルムアルデヒド
樹脂とアミノ樹脂として尿素１モルに対シホルムアルデ
ヒド１．０〜１．８モルを反応して得られる尿素ホルム
アルデヒド樹脂および／またはメラミン１モルに対して
ホルムアルデヒド１．５〜３．０モルを反応して得られ
るメラミンホルムアルデヒド樹脂とを混合して得られる
ホルムアルデヒド系縮合樹脂である。本発明に用いるホ
ルムアルデヒド系縮合樹脂は均一な分散系であれば良く
、混合で調整する場合はフェノール樹脂及びまたはアミ
ノ樹脂は粉状もしくは乳化物でも良い。

フェノールの含有率が１％に満たない場合は、接着剤組
成物の経時の粘度変化が大きくなり、またチクソトロピ
ックな流動を示しやすいため実使用上支障を生じやすい
。フェノール含有率が２５係をこえる場合は本発明にい
う接着剤組成物としての硬化が著しく遅くなり、一般的
に使用される際の硬化条件下では充分に硬化しえず、ま
た硬化促進のため配合糊のｐＨ値を低下すると部分的な
凝集、ゲル化がおこり接着剤としての使用に不都合を生
じる。また混合によってフェノール含有率が１〜２５重
ｔ％のホルムアルデヒド系縮合樹脂を調整する場合は、
使用するフェノールホルムアルデヒド樹脂としてはフェ
ノール１モルに対するホルムアルデヒドのモル数は１．
５〜３．０が良くまた樹脂製造時のｐＨは８．０〜１１
．０ｉ：（良い。２′フ工ノール１モルに対するホルム
アルデヒドのモル数が１．５未満の場合および／または
樹脂製造時のｐＨが８．０未満の場合は得られるフェノ
ール樹脂の水溶性が劣り、本発明にいう接着剤組成物を
調整するにあたり均一な組成物が得にくいという欠点を
有する。

またフェノール１モルに対するホルムアルデヒドのモル
数が３０を越える場合は本発明にいう接着剤組成物を調
整した場合、組成物の経時的増粘が大きくなり、さらに
ホルマリン臭が強く実用上問題を生じる。樹脂製造時の
ｐＨが１１．０を越える場合は本発明の接着剤組成物の
硬化が遅くなり一般的に使用される際の硬化条件下では
充分な硬化が得られず接着力が発現しない。

混合によってフェノール含有率が１〜２５重量％のホル
ムアルデヒド系縮合樹脂を調整するに際して使用するア
ミノ樹脂としては、尿素１モルに対しホルムアルデヒド
１．０〜１．８モル以下を反応して得られる尿素ホルム
アルデヒド樹脂、及び／またはメラミン１モルに対して
ホルムアルデヒド１５〜３．０モルを反応して得られる
メラミンホルムアルデヒド樹脂を用いるのが望ましい。

尿素１モルに対しホルムアルデヒドが１．８モル未満の
場合及びメラミン１モルに対しホルムアルデヒドが３．
０モルを越える場合、接着剤組成物のホルマリン臭が強
いばかりでなく経時的増粘も大きく実用的でない。また
メラミン１モルに対するホルムアルデヒドモル数が１．
５未満の場合接着力が充分に発現しないという問題を生
じる。

本発明における水性ラテックスとは、ブタジェン、イソ
プレンの如き共役ジエンにこれらと共重合するモノマー
、例えば、スチレン、メチルメタアクリレート、アクリ
ロニトリルの如き各種ビニル七ツマ−を共重合させたラ
テックス、クロロプレンラテックス、ブチルゴムラテッ
クス、ポリ塩化ビニルエマルジョン、ポリブタジエンラ
テックス、エチレン酢酸ビニル共重合体エマルジョン、
ポリ酢酸ビニルエマルジョン、あるいはこれらのラテッ
クスにカルボキシル基、Ｎ−メチロール基、Ｎ−アルコ
キシメチル基、グリシジル基、β−メチルグリシジル基
、水酸基、アミノ基、アミド基および酸無水物基よりな
る群から選ばれた架橋しつる反応基を少くとも１種側鎖
に有する反応性モノマーの少くとも１種を乳化重合させ
たいわゆる変性ラテックスが含まれる。また２種類以上
の水性ラテックスを併用しても良い。

さらに本発明における■フェノールを１〜２５重量係含
有するホルムアルデヒド系縮合樹脂に対する、■水性ラ
テックスの配合比率は該０１００重量部に対し該０２〜
４０重量部でなければならず、望ましくは、３〜３５重
量部の範囲である。

配合比率が２重量部未満の場合は高含水率木材での接着
性が不充分となり、合板製造に際して、パンクが発生し
たり、極めて低い接着力しか期待できない。配合比率が
４０重量部を越える場合は、低含水率木材使用時、もし
くは温度の高い木材を使用する際、または配合糊を塗付
後金圧までの間に長時間の堆積を行った際、接着層が乾
燥してしまい、接着力が充分発現しないという、いわゆ
る乾燥接着の問題を生じる。

さらに本発明にいう■イソシアネート化合物とは、分子
内に２個以上のイン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（ＴＤＩ）、
４−４′−ジフエ斗ルメタンジイソシアネート（ＭＤ　
Ｉ　）　、ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＭＤＩ
）、キシレンジイソシアネート（ＭＤＩ）、インホロン
ジイソシアネート（ＩＤＩ）、ポリメチレンポリフェニ
ルポリイソシアネート（ポリメリックＭＤＩ）等があげ
られる。

またインシアネート基を有する化合物として、例えば、
ポリイソシアネートとポリオールを混合したもの、プレ
ポリマー即ちポリオールと過剰のポリインシアネートで
予めポリマー化したＮＣＯ末端のプレポリマー、或いは
、過剰のポリオールで予めポリマー化したＯＨ末端のプ
レポリマーに使用時にポリイソシアネートを過剰に添加
して得られるポリマーを用いても差支えない。

本発明におけるインシアネート化合物の量は、■のホル
ムアルデヒド系縮合樹脂１００重量部に対し１〜６０重
量部でなければならず、好ましくは２〜２０重量部の範
囲である。インシアネート化合物の量が１重量部未満の
場合は本発明にいう様な高含水率木材に対する良好な接
着性が期待できず、３０重量部を越える場合は配合後の
接着剤の経時増粘が大きくまた経済性も劣るため実用的
でない。添加方法として、インシアネート化合物を単独
で添加してもよいし、適当な溶剤に稀釈して添加しても
よい。またインシアネート化合物を乳化して添加しても
よい。

本発明に用いられる、とうもろこしたん白とは、とうも
ろこしに含有されるたん白質であり、とうもろこしより
澱粉質を採取する際副産物として得られるグルテンミー
ルが代表的なものであり、プロラミンを６０重量％以上
含むものである。その製法は、例えば、とうもろこしを
亜硫酸水溶液に浸漬して破砕機でくだき、胚芽を分離除
去し、更に磨砕機ですりつぶして乳状物を分離する。次
いで乳状物より澱粉を分離し残液を濃縮・濾過・乾燥・
粉砕することにより、グルテンミールが得られ、通常プ
ロラミン６０〜８０重量％、残部は澱粉・灰分・水分か
ら成っている。高含水率木材の接着性を得るために、た
ん白質含有量の低い、とうもろこし粉を多量に用いる場
合、配合糊の流動性が悪化したり、経時の増粘が大きく
実用に供するには問題を生じるためプロラミン含有量は
６０重量％以上であるべきである。とうもろこしたん白
は、配合粉への混和性、配合糊の均一塗付性を良好にす
るために８０メツシユ以下の粒度である事が望ましい。

本発明におけるとうもろこしたん白はフェノールを１〜
２５重量％含有するホルムアルデヒド系縮合樹脂１００
重量部に対し２〜５０重量部添加されなければならず、
望ましくは、５〜３０重量部である。添加量が２重量部
未満の場合は本発明にいう様な高い含水率の木材での接
着性が劣り、５０重量部を越す場合は配合糊の流動性が
損なわれたり、通常用いられるロールスプレッダ−の塗
付性が著しく劣るという問題を生ずる。とうもろこした
ん白は単独で配合時に添加してもよいし、配合時に添加
される充てん剤に予め混合して添加してもよい。

本発明においてはフェノールを１〜２５重量％含有する
ホルムアルデヒド樹脂１００重量部に対し尿素を０．２
〜５重量部、望ましくは０．５〜３．０重量部添加する
。尿素の添加により従来から知られていた様な接着剤組
成物の経時的粘度増加をおさえるのみならず、接着剤に
かかる応力が小さい場合の流動性が良好となり、設備内
での滞留をおこしにくいという利点がある。尿素は例え
ば遊離のホルマリンを減少される効果のあることはよく
知られているが、本発明におけるこのような利点は従来
全く知られていなかったもので、本発明者が初めて発見
したものである。フェノールを１〜２５重量％含有する
水溶性ホルムアルデヒド樹脂１００重量部に対して尿素
を０．２重量部未満添加した場合は上述の様な利点が得
られず、５重量係を越えて添加する場合は耐水接着力が
低下する。

本発明の実施にあたっては、ホルムアルデヒド系縮合樹
脂に水性ラテックス、インシアネート化合物、とうもろ
こしたん白、尿素、通常使用される小麦粉、米粉、タル
ク等の増量剤、水および硬化剤を添加混合する方法が採
用される。その配合順序は特に制限はなく、混合時の攪
拌時間、配合組成物の仕上り粘度等の制御は通常の方法
と同条件でよい。本発明の実施においては従来から合板
製造に用いられている増量剤としての小麦粉の他に、や
し粉、クルミ粉、大麦粉、米粉、コーンスターチ、木粉
、タルク、クレー等を用いる事ができる。さらに仮接着
性向上を目的として添加されるポリビニルアルコール、
乾燥接着を防止するために添加される保水性高分子化合
物、潮解性無機物を添加してもよい。

また、接着剤組成物の塗付量および冷圧・熱圧等の接着
条件はすべて通常の条件と同一条件で行う事ができる。

本発明によって得られる配合糊の流動性は通常使用され
ているホルムアルデヒド系縮合樹脂に増量剤、水、硬化
剤等を添加した接着剤と同等であるため、通常使用され
るミキサー、スプレッダ−、プレス等の設備で使用可能
である。

〔実施例〕

次に本発明を実施例により説明する。なお部及び係は特
記する以外は重量基準である。

参考例１ フェノール９４部、６７％ホルマリン２００部を４８チ
苛性ソーダ水溶液でｐＨ１０，５に調整し、攪拌しなが
ら８５℃で２時間反応を行い冷却した。

得られたフェノール樹脂の不揮発分は４７．２％であっ
た。以下本樹脂をＰＦｌと略す。

参考例２ 尿素１２０部、６７％ホルマリン３２５部を２０チ苛性
ソーダ水溶液でｐＨをＺ５に調整し、攪拌しながら加熱
し８５℃で３０分間反応させた後、４０チ酢酸水溶液を
用いてｐＨを５．０に調整８５℃で６０分間反応させた
。その後２０％苛性ソーダ水溶液でｐＨを７．０に調整
し尿素４５部を添加し７５℃で３０分間反応させた後、
ｐＨを８．０に調整して冷却した。得られた尿素樹脂の
不揮発分は５２．３％であった。以下本樹脂をＵＦｌと
略す。

参考例３ メラミン２５０部、３７％ホルマリン４５０部を２０％
苛性ソーダ水溶液でｐＨを１０．０に調整し、攪拌しな
がら加熱し８５°Ｃで２時間反応を行った後冷却した。

得られたメラミン樹脂の不揮発分は５７、７％であった
。以下本樹脂をＭＦＩと略す。

参考例４ フェノール９４部、６７チホルマリン２８５部を４８％
苛性ソーダ水溶液でｐＨ１１，０に調整し、攪拌しなが
ら８５℃で２時間反応を行い冷却した。

得られたフェノール樹脂の不揮発分は４３．７　％であ
った。以下本樹脂をＰＦ２と略す。

参考例５ 尿素１２０部、５７チホルマリン５５５部を２０チ苛性
ソーダ水溶液でｐＨを１５に調整し、攪拌下加熱し８５
℃で３０分間反応させた後、４０℃酢酸水溶液を用いて
ｐＨを５０に調整し、８５℃で３０分間反応させた。そ
の後２０チ苛性ソーダ水溶液でｐＨをＺＯに調整し、尿
素２２部を添加して７５℃で３０分間反応させた後、ｐ
Ｈを８．０に調整して冷却した。得られた尿素樹脂の不
揮発分は５０．１チであった。以下本樹脂をＵＦ２と略
す。

参考例６ メラミン２５０部、３７％ホルマリン５８５部を２０チ
苛性ソーダ水溶液でｐＨを１０．０に調整し、攪拌下加
熱して８５℃で２時間反応した後冷却した。得られたメ
ラミン樹脂の不揮発分は５５３チであった。以下本樹脂
をＭＦ２と略す。

参考例７〜９ 攪拌機付きタンクに表−１の組成の各混合物を仕込み、
モノマーエマルジョンを作成した。

攪拌機付きオートクレーブに水６２部、エチレンジアミ
ノテトラ酢酸の４ナトリウム塩０．１部、ラウリル硫酸
ソーダ０．１部、過硫酸カリウム０．２部を仕込み、前
記モノマーエマルジョンのうちの１０チをオートクレー
ブに移し、８０℃に加温、１時間反応させた。１時間後
に過硫酸カリウム０．８部を水２０部とともに仕込んだ
後、残りのモノマーエマルジョンを４時間にわたって連
続的にオートクレーブに添加した。この間オートクレー
ブは８０℃に保った。更に１時間８０℃で反応を維続し
た後水蒸気蒸留により残留単量体を除去し、アンモニア
水を加えラテックスのｐＨを９０に調整した。以下参考
例７により合成したラテックスをラテックスＡ１参考例
８により合成したラテックスをラテックスＢ１参考例９
により合成したラテックスをラテックスＣとする。

表−１ 実施例 ホルムアルデヒド系縮合樹脂として参考例１〜６にて合
成したＰＦｌ、ＰＦ２、ＵＦｌ、ＵＦ’２、ＭＦｌ、Ｍ
Ｐ２゜水性ラテックスとして参考例７〜９で合成したラ
テックスＡ１Ｂ１Ｃ１イソシアネート化合物としてＣＲ
−３００（三井日曹ウレタン株式会社製）。

とうもろこしたん白としてグルテンミール（敷島コーン
スターチ株式会社製プロラミン７０％含有）を８０メツ
シユ以下に粉砕したもの、尿素、充てん剤として小麦粉
（日本製粉株式会社製扇）、水。

硬化剤として塩化アンモニウムを用いて表−２〜表−７
に示す割合で混合し接着剤組成物を調整した０ これら接着剤組成物を用いて１．０ｍｍ＋　２．０ｍｍ
＋１．０罰の単板構成（ラワン単板、含水率４％以下お
よび２０〜２５チ）の４罰合板を塗付量３７０ＩＩ／ｍ
（両面）、冷圧１２ｋｇ／ｃｄ２０分間、熱圧１０−Ａ
緘１１７℃６０秒の条件で製造し、日本農林規格に基き
１類合板としての接着力を測定した。単板含水率４チ以
下で合板を製造した際、単板に接着剤組成物を塗付した
直後に冷圧、ひき続き熱圧した場合（表中４％−１と表
示）及び６０℃に予熱しておいた単板に接着剤組成物を
塗付し冷圧までに３０分間放置し冷圧熱圧を行った場合
（表中４チー２と表示〕の２方法により評価を行った。

また、接着剤組成物の増粘性の目安として調整直後粘度
と３５°Ｃで６時間放置後の粘度の比、及び、低応力下
での流動性の目安として、協和科学゛　株式会社製自動
回転式粘度計を用いて降伏粘度を測定した。結果は表−
２〜表−７に示すとうりである。

尚、接着剤組成物の調整にあたっては充填剤および水の
量を変えてリオン株式会社製ビスコテスターＵＴ−０２
で測定し１８〜２３ポイズになる様に調整した。

〔発明の効果〕

本発明の接着剤組成物は、高含水木材の接着において優
れた性能を有し、高含水単板を用いても品質の良い合板
を製造する事が可能である。加えて低い含水率の単板を
用いてもまた比較的温度の高い単板を用いてもいわゆる
乾燥接着という問題を生じ難い。すなわち、広い含水率
の木材に適用できる利点を有しており、この事は実際の
合板製造に使用する際大きな意義がある。さらに、本発
明の接着剤組成物は、配合糊の経時粘度変化が小さく、
単板への配合糊の塗付性が著しく良好である等作業性の
点でも優れており、流動性も従来のホルムアルデヒド系
樹脂と同等で現状の合板製造ラインに適用可能であると
いう特徴も具備しそいる。

さらに配合中の主成分としてホルムアルデヒド系縮合樹
脂が使用できるため、配合糊コストの低減化に効果的で
あり、合板製造の実用化を充分可能ならしめる経済性が
ある。またホルムアルデヒド系縮合樹脂は必要とされる
耐水性に応じ選択が可能であり、適当な縮合樹脂を選ぶ
事により、配合糊コストを適合化する事も可能である。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）（ａ）フェノールを１〜２５重量％含有するホル
   ムアルデヒド系縮合樹脂１００重量部に対し、（ｂ）水
   性ラテックス２〜４０重量部、（ｃ）イソシアネート化
   合物１〜３０重量部および（ｄ）プロラミンを６０重量
   ％以上含むとうもろこしたん白２〜５０重量部、（ｅ）
   尿素０．２〜５重量部の割合で含有してなる事を特徴と
   する接着剤組成物。
2. （２）フェノールを１〜２５重量％含有するホルムアル
   デヒド系縮合樹脂がフェノール１モルに対しホルムアル
   デヒド１．５〜３．０モルをｐＨ８．０〜１１．０で反
   応せしめて得られるフェノールホルムアルデヒド樹脂と
   アミノ樹脂の混合物である事を特徴とする特許請求の範
   囲１項記載の接着剤組成物。
3. （３）アミノ樹脂が尿素１モルに対しホルムアルデヒド
   １．８モル以下を反応して得られる尿素ホルムアルデヒ
   ド樹脂及び／またはメラミン１モルに対しホルムアルデ
   ヒド１．５〜３．０モルを反応して得られるメラミンホ
   ルムアルデヒド樹脂である事を特徴とする特許請求の範
   囲第２項記載の接着剤組成物。