JP5133243B2 - 接着剤組成物及び方法 - Google Patents
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Description
本発明は接着剤組成物、接着剤組成物の製造方法、木材をベースとする材料の接着方法及び木材をベースとする製品に関する。
ホルムアルデヒドをベースとする樹脂が木材をベースとする材料を接着するのに使用される接着剤組成物中に広く使用されている。例としては、例えば、家具の製造に使用される製品を形成するため、又は合板を形成するために一緒に接着された幾つかのベニヤを含む多層製品である。家具工業では、ベニヤをパーティクルボード又は繊維板に接着することがまた普通である。また、床材は木材をベースとする材料の層を接合する幾つかの接着ラインを通常含む。ホルムアルデヒドをベースとする樹脂を硬化する際に、ホルムアルデヒドが製品の製造中そしてその後に製品の使用中の両方で放出されることがある。屋内空気中に存在するホルムアルデヒドは健康上の理由のために長年にわたって重大な関心事である。
施行されつつある一層厳しい放出規格を満足する接着された木材をベースとする製品、例えば、家具材料、床材及びその他の屋内建材に関する要望が増大しつつある。
ホルムアルデヒドをベースとする樹脂を含む接着剤組成物の代替物として、例えば、ポリ酢酸ビニルのポリマー分散液をベースとする接着剤が入手し得る。しかしながら、ベニヤの層を一緒に接着し、その構造を或る形状にプレスすることにより圧縮成形製品をつくる場合、それが離型される時に接着された構造の所謂“スプリングバック”を最小にすることが重要である。ポリ酢酸ビニルをベースとする接着剤は一般にスプリングバックに関して悪い結果を生じる。
また、圧縮成形製品は使用中、即ち、負荷に暴露された時にその形状を実質的に保つことが重要である。この性質は、例えば、家具製品に使用される、所謂“疲労試験”により測定でき、その場合、圧縮成形製品が多数の負荷のサイクルにかけられる。
木材接着剤組成物中のホルムアルデヒドをベースとする樹脂の代替物として、澱粉をベースとする接着剤がまた提案されていた。Imamら, “架橋ポリ（ビニルアルコール）及び部分的に糊化された澱粉からの木材接着剤：調製及び性質”, Starch/Starke 51 (1999) Nr. 6, S. 225-229は、澱粉及びポリビニルアルコールを含む接着剤組成物を開示しており、その組成物はメラミン樹脂を更に含む。必要とされるプレス温度が非常に高い。米国特許第2,051,025号、同第2,102,937号、同第3,487,033号、同第3,355,307号は段ボールをつくるのに使用される澱粉をベースとする接着剤を開示している。WO 03/069061 A1は板紙製品をつくる際に使用される澱粉をベースとする接着剤を開示している。
しかしながら、従来技術の澱粉をベースとする接着剤組成物で見られる一般的な問題は既に適度な乾燥含量における増粘である。あまりにも高い粘度は接着剤組成物の拡がりを困難にする。充分な乾燥含量は一般に良好な接着特性、例えば、接着強度及び圧縮成形時にスプリングバックのないことを得るのに必要とされる。こうして、重要な問題は如何にして乾燥含量を増大し、しかも良好な方法で接着剤を依然として取り扱い、かつ使用することができるかである。
また、部分的に糊化された澱粉は部分的に、又は完全に糊化されていない澱粉の粒子又は顆粒（これらは貯蔵中に沈降し得る）を含む。こうして、貯蔵安定性がしばしば悪い。
こうして、技術的解決策がそれらを木材をベースとする材料に一層適するようにするために澱粉をベースとする接着剤組成物を更に改良する方法について依然として必要とされる。
それ故、本発明は乾燥含量が高くできるとともに依然として比較的低い粘度を有し、かつ優れた接着品質及び良好な貯蔵安定性を示す、澱粉をベースとする接着剤組成物を提供する。また、木材をベースとする材料の接着方法及び木材をベースとする製品が提供される。本発明に従ってつくられた木材をベースとする製品は好適には、例えば、結合強度、耐水性、低いスプリングバック及び圧縮成形ベニヤに関する負荷中の形状保持（疲労試験）において良好な結果を示す。
接着剤組成物の“固形分”は該接着剤組成物の非水部分を本明細書で意味する。
本発明の接着剤組成物は、少なくとも部分的に糊化された澱粉及びアミン基又はアミド基を含む一種以上のポリマー(P)を含む。
更に、本発明は澱粉及びアミン基又はアミド基を含む一種以上のポリマー(P)を水相中で高温で混合して澱粉を少なくとも部分的に糊化することを特徴とする接着剤組成物の製造方法に関する。澱粉が一種以上のポリマー(P)を含む水性組成物に添加されることが好適である。この温度は澱粉が添加される前に水性組成物中で上昇されてもよい。また、この温度は澱粉が添加された後に上昇される。
更に、本発明は接着剤組成物の製造方法により得られる接着剤組成物に関する。
更に、本発明は澱粉及びアミン基又はアミド基を含む一種以上のポリマー(P)を含む接着剤で接合された木材をベースとする材料の片を含む木材をベースとする製品に関する。
前記澱粉を少なくとも部分的に糊化するのに必要とされる温度は使用される澱粉の型に依存するが、一般に少なくとも50℃である。この少なくとも部分的に糊化された澱粉は澱粉を含む水性混合物を好適には約50℃から約99℃まで、好ましくは約50℃から約80℃まで、最も好ましくは約55℃から約70℃までの高温に暴露することにより得られる。この少なくとも部分的に糊化された澱粉は澱粉を含む水性混合物を好適には少なくとも約0.1分間、また好適には約0.1分から約180分まで、好ましくは少なくとも１分間、また好ましくは約１分から約60分まで、最も好ましくは少なくとも10分間、また最も好ましくは約10分から約40分までにわたって高温に維持することにより得られる。
本発明の一実施態様、実施態様Ａにおいて、前記澱粉が少ない程度に部分的に糊化され、澱粉を含む水性混合物を好ましくは約50℃から約70℃まで、最も好ましくは約55℃から約65℃までの高温に暴露することにより得られる。この場合、前記部分的に糊化された澱粉は澱粉を含む水性混合物を好ましくは少なくとも１分間、また好ましくは約１分から約40分まで、最も好ましくは少なくとも５分間、また最も好ましくは約５分から約30分までにわたって高温に維持することにより得られる。
本発明の別の実施態様、実施態様Ｂにおいて、前記澱粉が一層高い程度に部分的に糊化され、又は完全に糊化され、澱粉を含む水性混合物を好ましくは約70℃から約99℃まで、最も好ましくは約80℃から約95℃までの高温に暴露することにより得られる。この場合、前記部分的に糊化された澱粉は澱粉を含む水性混合物を好ましくは少なくとも１分間、また好ましくは約１分から約240分まで、最も好ましくは少なくとも10分間、また最も好ましくは約10分から約100分までにわたって高温に維持することにより得られる。
本接着剤組成物中の澱粉の量は好適には約１重量％から約50重量％まで、好ましくは約15重量％から約40重量％まで、更に好ましくは約20重量％から約40重量％まで、最も好ましくは約30重量％から約40重量％まで、また最も好ましくは約20重量％から約35重量％までである。
本接着剤組成物中の一種以上のポリマー(P)の量は、好適には約0.1重量％から約50重量％まで、好ましくは約１重量％から約40重量％まで、更に好ましくは約２重量％から約25重量％まで、最も好ましくは約２重量％から約15重量％までである。
本接着剤組成物中の澱粉及び一種以上のポリマー(P)の合計の量は好適には約20重量％から約70重量％まで、好ましくは約35重量％から約60重量％までである。
本接着剤組成物中の固形分は好適には約20重量％から約70重量％まで、好ましくは約35重量％から約60重量％まで、更に好ましくは約40重量％から約50重量％まで、最も好ましくは約42重量％から約50重量％までである。
好適な澱粉の例は天然澱粉及び、例えば、ジャガイモ、トウモロコシ、小麦、米、豆類等からつくられた変性澱粉、例えば、アセチル化分解澱粉、アルキルコハク酸変性澱粉、酸化澱粉、ヒドロキシプロピル化澱粉、カチオン澱粉、アミロペクチン澱粉、高アミロースアセチル化澱粉、タピオカ澱粉、天然ジャガイモ澱粉、天然トウモロコシ澱粉、天然小麦澱粉、天然米澱粉、及び天然豆澱粉である。
前記一種以上のポリマー(P)はアミン又はアミド基を含むモノマー単位を含むことが好適である。前記一種以上のポリマー(P)中のモノマー単位の、好適には、約５％から約100％まで、好ましくは約25％から約100％まで、更に好ましくは約50％から約100％まで、更に好ましくは約90％から約100％までがアミン又はアミド基を含む。前記一種以上のポリマー(P)中のモノマー単位の全てがアミン又はアミド基を含むことが最も好ましい。この一種以上のポリマー(P)は一級アミン基又はアミド基を含むことが好適である。この一種以上のポリマー(P)はポリビニルアミン、ポリ（ビニルアルコール共ビニルアミン）、ポリ（ビニルアルコール共ビニルホルムアミド）、ポリアリルアミン、ポリエチレンイミン、ポリアミドアミン及びポリビニルホルムアミドの一種以上を含むことが好ましい。この一種以上のポリマー(P)はポリビニルアミン、ポリエチレンイミン及びポリ（ビニルアルコール共ビニルアミン）の一種以上を含むことが更に好ましい。ポリマー(P)はポリビニルアミンであることが最も好ましい。
ポリビニルアミンは通常ポリビニルホルムアミドを或る程度まで加水分解することによりつくられる。“ポリビニルアミン”はアミン基対ホルムアミド基のモル比が約5:95から100:0までであるポリビニルアミンを本明細書で意味する。このアミン基対ホルムアミド基のモル比が5:95より小さい場合、そのポリマーはポリビニルホルムアミドと定義される。このポリビニルアミン中のアミン基対ホルムアミド基のモル比は好ましくは約10:90から約100:0まで、更に好ましくは約50:50から約100:0まで、最も好ましくは約80:20から約100:0までである。
ポリ（ビニルアルコール共ビニルアミン）は通常酢酸ビニル及びビニルホルムアミドを共重合し、続いて加水分解すること（これはビニルアルコール単位及びビニルアミン単位を有するコポリマーを生じる）によりつくられる。また、このコポリマー中に残存ホルムアミド基そしてまた残存アセテート基があってもよい。このポリ（ビニルアルコール共ビニルアミン）中のアミン基対ホルムアミド基のモル比は5:95から100:0までである。このアミン基対ホルムアミド基の数の比が5:95より小さい場合、そのポリマーはポリ（ビニルアルコール共ビニルホルムアミド）と定義される。このポリ（ビニルアルコール共ビニルアミン）又はポリ（ビニルアルコール共ビニルアミド）中のヒドロキシル基対アセテート基のモル比は好適には約25:75から100:0まで、好ましくは約75:25から100:0までである。このポリ（ビニルアルコール共ビニルホルムアミン）又はポリ（ビニルアルコール共ビニルホルムアミド）中のアミン基及びホルムアミド基対ヒドロキシル基及びアセテート基のモル比は好適には約3:97から約100:0まで、好ましくは約10:90から約100:0まで、最も好ましくは約25:75から約100:0までである。
前記一種以上のポリマー(P)は好適には約1,000g/モルから約1,000,000g/モルまで、好ましくは約10,000g/モルから約800,000g/モルまで、更に好ましくは約20,000g/モルから約600,000g/モルまで、最も好ましくは約50,000g/モルから約500,000g/モルまでの重量平均分子量を有する。
本発明の実施態様Ａにおいて、本接着剤組成物の粘度（ブルックフィールド、12rpm、スピンドル４、20℃）は好適には100,000mPa*sより低く、好ましくは約5,000mPa*sから約50,000mPa*sまで、最も好ましくは約10,000mPa*sから約25,000mPa*sまでである。
本接着剤組成物は更に添加剤、例えば、粘度調節剤及び充填剤、例えば、カオリン、小麦粉、大豆粉、クルミ殻粉、又は木材接着剤配合物中の使用に適していると知られているその他のものを含んでもよい。
本接着剤組成物はまた無機塩又は有機塩（これらは澱粉をベースとする接着剤組成物をつくる時に使用される一種以上のポリマー(P)の溶液から生じたものでもよい）を含んでもよい。この一種以上のポリマー(P)の一部はイオンに荷電、好ましくはカチオンに荷電されてもよい。本接着剤組成物中の塩の負の対イオンの量は０重量％から約10重量％まで、又は約0.1重量％から約５重量％まで、又は約0.2重量％から約１重量％までであってもよい。
前記澱粉をベースとする接着剤組成物はまた更なる組成物、好適には一種以上のエチレン性不飽和モノマーのポリマー又はコポリマー（これは好適にはアミン基又はアミド基を含まない）の分散液をベースとする、接着剤組成物と組み合わされてもよい。この場合、澱粉をベースとする接着剤の量は、湿潤接着剤の合計を基準として、好適には約10重量％から約99重量％まで、好ましくは約25重量％から約85重量％まで、また好ましくは約25重量％から約75重量％まで、最も好ましくは約50重量％から約75重量％までである。この更なる接着剤組成物は、前記澱粉をベースとする接着剤と混合される他に、また前記澱粉をベースとする接着剤組成物と組み合わせて別々の成分として使用されてもよい。
更なる実施態様において、前記澱粉をベースとする接着剤組成物は一種以上のエチレン性不飽和モノマーのポリマー又はコポリマー（これは好適にはアミン基又はアミド基を含まない）を含んでもよい。
一種以上のエチレン性不飽和モノマーの好適なポリマー又はコポリマーの例はビニルエステルホモポリマー、例えば、ポリ酢酸ビニル、ビニルエステルのコポリマー、例えば、エチレン-酢酸ビニルコポリマー(EVA)又は酢酸ビニルとアクリルモノマー、例えば、メチルメタクリレート又はブチルアクリレートのコポリマー、スチレン-ブタジエンゴム(SBR)、及びポリアクリレートである。
一般に、前記澱粉をベースとする接着剤中、又は前記澱粉をベースとする接着剤組成物と組み合わせての、先にリストされた型の、一種以上のエチレン性不飽和モノマーのポリマー又はコポリマーの混入は、結合特性、例えば、ベニヤ製品又は積層製品の繊維引裂きを改良し得る。
本接着剤組成物はまた使用直前に架橋剤と組み合わされてもよい。好適な架橋剤はアミノ基及び／又はヒドロキシル基に反応性であるものである。これらの架橋剤の例は、イソシアネート、アセトアセトキシ基を含むモノマー又はポリマー、アジピン酸、メラミンホルムアルデヒド樹脂、尿素ホルムアルデヒド樹脂、メラミン塩、アルデヒド、例えば、グルタルアルデヒド、グリオキサール、及びポリマー状アルデヒド、例えば、ジアルデヒド澱粉、及び、錯生成剤、例えば、ジルコニウム塩である。アセトアセトキシ基を含むポリマー、例えば、アセトアセチル化ポリビニルアルコールが架橋剤として使用されることが好ましい。使用される場合、本接着剤組成物中の架橋剤の量は好適には約30重量％まで、又は約0.1重量％から約30重量％まで、好ましくは約0.1重量％から約10重量％まで、最も好ましくは約0.5重量％から約５重量％までである。
更に、本発明は木材をベースとする製品を形成する木材をベースとする材料の片を接着するための本発明の接着剤組成物の使用に関する。
更に、本発明は本発明の接着剤組成物を木材をベースとする一つ以上の片に塗布し、一つ以上の片を材料、好ましくは木材をベースとする材料の一つ以上の更なる片と接合することを特徴とする木材をベースとする材料の接着方法に関する。
一実施態様において、その方法は本発明の接着剤組成物を木材をベースとする材料の片に塗布し、接着剤組成物で塗布されたその表面を木材をベースとする材料の別の片の表面と接触させ、それによりこれらの片間の接着剤接合部の形成によりこれらの片を接合することを含むことが好適である。
木材をベースとする材料により、本明細書中、固形木材の他に、木製材料、例えば、繊維材料、チップ材料、及びパーティクルボード材料がまた含まれる。接合すべきこれらの表面は木材をベースとする材料の同じ型又は異なる型のものであってもよい。
前記木材をベースとする材料は木材をベースとする材料のあらゆる型及び形態、例えば、チップ、繊維、シート、ラミネート、ベニヤ、片等であってもよい。
一実施態様において、積層製品を製造する場合、その方法は好適には表面への本発明の接着剤組成物の塗布を含み、その結果、接着剤接合部は約0.1g/m2から約500g/m2までの初期に塗布された量を含むであろう。この塗布量は製造すべき製品に依存する。圧縮成形ベニヤについて、それは好ましくは約50g/m2から約200g/m2までであり、積層床材について、それは好ましくは約100g/m2から約160g/m2までであり、また積層ビームについて、それは好ましくは約180g/m2から約500g/m2までである。この好適な上限はまたどの型の木材をベースとする材料がその溶液で塗布されるのかに依存する。接着剤組成物は接合すべき表面の一方又は両方に塗布されてもよい。両方の表面に塗布される場合、夫々の表面に塗布される量の合計は明記された全接着剤接合に好ましい量に相当するであろう。
圧縮成形ベニヤをつくる場合、その方法は木材をベースとする材料の二つより多い片、好ましくは２から15までの片の接合を含むことが好適である。
一実施態様において、その方法は木材をベースとする材料が木材チップである木材をベースとする材料の片を接着することを含み、本明細書中の“木材チップ”という用語はチップ、かんな屑、フレーク、のこ屑粒子及びあらゆる同様の微細な木材をベースとする材料を含む。この場合、この木材をベースとする製品は複合製品、例えば、チップボード、パーティクルボードもしくは繊維ボード、又は延伸ストランドボードである。
使用される木材チップの含水量は好適には約０重量％から約20重量％まで、好ましくは約１重量％から約10重量％まで、更に好ましくは約1.5重量％から約５重量％までである。
乾燥重量として計算される、木材チップ対接着剤組成物の重量比は好適には約100:1から約1:1まで、好ましくは約50:1から約2:1まで、更に好ましくは約30:1から約2.5:1まで、最も好ましくは約15:1から約3:1までである。
プレスの開始時の木材チップと接着剤組成物の混合物の含水量は好適には約３重量％から約25重量％まで、好ましくは約５重量％から約20重量％まで、最も好ましくは約７重量％から約15重量％までである。
本接着剤組成物の塗布に続いて、プレスが行なわれることが好ましい。このプレスは高温で行なわれることが好適である。このプレス温度はどの木材をベースとする製品が製造されることを意図されているかに依存するが、好適には約０℃から約250℃まで、好ましくは約70℃から約200℃までであってもよい。
積層製品又はベニヤ製品について、架橋剤が本接着剤組成物に添加されなかった場合の、前記プレス温度は、好適には約０℃から約200℃まで、好ましくは約20℃から約150℃まで、更に好ましくは約50℃から約130℃まで、最も好ましくは約70℃から約130℃までである。架橋剤が本接着剤組成物に添加された場合、前記プレス温度はその架橋剤の有効性に応じて時折低下されてもよい。
パーティクルボード製品、チップボード製品、及び繊維ボード製品について、前記プレス温度は好ましくは約100℃から約225℃まで、最も好ましくは約150℃から約200℃までである。積層製品、例えば、合板製品、積層床材製品又はベニヤ床材製品について、前記プレス温度は好ましくは約70℃から約175℃まで、最も好ましくは約90℃から約160℃までである。
前記プレス時間及びプレス温度は連関され、その結果、一層低いプレス温度は一般に一層長いプレス時間を必要とする。製造すべき木材をベースとする製品がまた好適なプレス温度及びプレス時間を決める。このプレス時間は好適には少なくとも約10秒、また好適には約10秒から約60分まで、好ましくは少なくとも約30秒、また好ましくは約30秒から約30分まで、最も好ましくは少なくとも約１分、また好ましくは約１分から約15分までである。
その方法の一実施態様において、本接着剤組成物は塗布後に乾燥され、その後に水又は水溶液を添加することにより再度湿らされ、その後に塗布された本接着剤組成物を有する表面を別の表面と接触させる。この水溶液は先に既に記載されたような種類の、アミン基又はアミド基を含むポリマー、又は好適にはアミノ基及び／又はヒドロキシル基に反応性である架橋剤を含んでもよい。
その方法の一実施態様において、好ましくは木材をベースとする材料が木材チップの形態である場合、木材をベースとする材料の一つ以上の片が最初に架橋剤を含む水溶液と接触される。好適な架橋剤はアミノ基及び／又はヒドロキシル基に反応性であるものである。
二つの上記実施態様における架橋剤の例は、イソシアネート、アセトアセトキシ基を含むモノマー又はポリマー、アジピン酸、メラミンホルムアルデヒド樹脂、尿素ホルムアルデヒド樹脂、メラミン塩、アルデヒド、例えば、グルタルアルデヒド、グリオキサール、及びポリマー状アルデヒド、例えば、ジアルデヒド澱粉、及び、錯生成剤、例えば、ジルコニウム塩である。アセトアセトキシ基を含むポリマー、例えば、アセトアセチル化ポリビニルアルコールが架橋剤として使用されることが好ましい。
本発明はまた木材をベースとする材料の片を接着する方法により得られる木材をベースとする製品に関する。
一実施態様において、本発明の木材をベースとする製品は澱粉及びアミン基又はアミド基を含む一種以上のポリマー(P)を含む一つ以上の接着剤接合部で接合された、一つ以上の層を含む。
本発明の木材をベースとする製品は床材、ベニヤ家具材料、合板、壁パネル、屋根パネル、積層ビーム、又は複合製品、例えば、パーティクルボード、繊維ボード、チップボード、延伸ストランドボードであってもよい。本発明の木材をベースとする製品は合板、ベニヤ家具材料、ベニヤ床材、積層床材又はパーティクルボードであることが好ましい。
一実施態様において、本発明の木材をベースとする製品は澱粉及びアミン基又はアミド基を含む一種以上のポリマー(P)を含む接着剤で一緒に接合された木材をベースとするチップを含む複合製品を含む。その複合製品は好適には約70重量％から約98重量％まで、好ましくは約80重量％から約90重量％までの木材をベースとする材料、約２重量％から約25重量％まで、好ましくは約５重量％から約15重量％までの澱粉、及び約0.5重量％から約10重量％まで、好ましくは約２重量％から約６重量％までの一種以上のポリマー(P)を含み、これらの量は複合製品の乾燥重量として計算される。
前記複合製品はチップボード、パーティクルボードもしくは繊維ボード、又は延伸ストランドボードであることが好ましい。
前記完成した木材をベースとする製品中の一つ以上の乾燥接着剤接合部中の澱粉の量は好適には約10重量％から約75重量％まで、好ましくは約25重量％から約65重量％まで、最も好ましくは約40重量％から約60重量％までである。
前記完成した木材をベースとする製品中の一つ以上の乾燥接着剤接合部中の一種以上のポリマー(P)の量は好適には約25重量％から約90重量％まで、好ましくは約35重量％から約75重量％まで、最も好ましくは約40重量％から約60重量％までである。
本発明が以下の非限定実施例により更に説明される。部数及び％は、特にことわらない限り、夫々重量部及び重量％に関する。
実施例１：約7.5重量％のポリビニルアミン（BASFからのルパミン（登録商標）9095）の水溶液66g、水5g及びトウモロコシ澱粉（セレスターからのC*ガムNC03432、10％の含水量）37.5gを混合することにより澱粉をベースとする接着剤をつくった。その混合物を63℃で20分間撹拌することによりこの澱粉を部分的に糊化した。そのポリビニルアミン中のアミン基対ホルムアミド基の数の比は90:10より大きかった。そのポリビニルアミンの重量平均分子量は340,000g/モルであった。その接着剤の乾燥含量を測定したところ、45重量％であった。その組成物の粘度を測定したところ、20℃で15,000mPa*sであった（ブルックフィールド、12rpm、スピンドル４）。
実施例２：17重量％のポリビニルホルムアミド（BASFからのルパミン（登録商標）9000）の水溶液66g、水5g及びトウモロコシ澱粉（セレスターからのC*ガムNC03432、10％の含水量）37.5gを混合することにより澱粉をベースとする接着剤をつくった。その混合物を63℃で20分間撹拌することによりこの澱粉を部分的に糊化した。そのポリビニルホルムアミド中のアミン基対ホルムアミド基の数の比は0:100であった。そのポリビニルホルムアミドの重量平均分子量は340,000g/モルであった。その接着剤の乾燥含量を測定したところ、41重量％であった。その組成物の粘度を測定したところ、20℃で65,000mPa*sであった（ブルックフィールド、12rpm、スピンドル４）。
実施例３：17重量％のポリ（ビニルアルコール共ビニルアミン）（エルコールからの注文生産品）の水溶液66g、水5g及びトウモロコシ澱粉（セレスターからのC*ガムNC03432、10％の含水量）37.5gを混合することにより澱粉をベースとする接着剤をつくった。その混合物を63℃で20分間撹拌することによりこの澱粉を部分的に糊化した。そのポリ（ビニルアルコール共ビニルアミン）はアセテート基の99％の加水分解の程度を有していた。そのポリ（ビニルアルコール共ビニルアミン）又はそのポリ（ビニルアルコール共ビニルアミド）中のアミン基及びホルムアミド基対ヒドロキシル基及びアセテート基のモル比は10:90付近であった。そのポリマーの重量平均分子量は約30,000g/モル及び50,000g/モルであった。その接着剤の乾燥含量を測定したところ、42重量％であった。その組成物の粘度を測定したところ、20℃で42,500mPa*sであった（ブルックフィールド、12rpm、スピンドル４）。
例４：17重量％のポリビニルアルコール（クラレからのクラレ・ポバール（登録商標）217）の水溶液66g、水5g及びトウモロコシ澱粉（セレスターからのC*ガムNC03432、10％の含水量）37.5gを混合することにより澱粉をベースとする接着剤をつくった。その混合物を63℃で20分間撹拌することによりこの澱粉を部分的に糊化した。そのポリビニルアルコールは87-89％の加水分解の程度を有していた。その接着剤の乾燥含量を測定したところ、42重量％であった。その組成物の粘度を測定したところ、20℃で141,000mPa*sであった（ブルックフィールド、12rpm、スピンドル４）。
ポリビニルアルコールに代えて本発明のポリマー（実施例1-3）を使用する場合、前記澱粉をベースとする接着剤の粘度が有意に一層低いことが例1-4から結論される。
実施例５：実施例１の接着剤組成物を50:50の比でポリ酢酸ビニル接着剤（セラニーズからのモウィリス（登録商標）DHSS3）と混合した。そのポリ酢酸ビニル接着剤は50重量％の乾燥含量を有していた。ブナの13のベニヤを150g/m2の塗布された接着剤量で一緒に接着し、その組立体を10分のプレス時間で90℃のプレス温度で圧縮成形することによりその混合接着剤を試験した。この結果はスプリングバックなし、良好な強度及び60-70％（良好）の繊維引裂きであった。
例６：実施例５で使用したのと同じ、ポリ酢酸ビニル接着剤をそれ自体で実施例５と同じ方法でブナの13のベニヤを一緒に接着することにより試験した。この結果は良好な強度及び60％（良好）の繊維引裂きであったが、かなりのスプリングバックであった。
実施例７：前記糊化を90℃で60分間行なったという相違でもって、実施例１のような接着剤組成物をつくった。その結果は軟質の、拡がり可能なペースト状組成物であった。実施例５のようにして圧縮成形製品をつくった時、その結果はスプリングバックなし、良好な強度及び60-80％（良好）の繊維引裂きであった。
実施例８：実施例１の澱粉をベースとする接着剤を130g/m2の量で15x15cmのパーティクルボードに塗布した。次いでブナのベニヤ(0.6mm)をそのボードにプレスした。その組立体を130℃で１分間プレスした。繊維引裂き（のみ）として測定される接着強度をプレス後に、夫々、温かい組立体（プレス後に直接）及び冷たい組立体について測定した。
前記繊維引裂き（温かい）は100％であり、また前記繊維引裂き（冷たい）は100％であった。
実施例９：実施例１の澱粉をベースとする接着剤を130g/m2の量で15x15cmのパーティクルボードに塗布した。次いでブナのベニヤ(0.6mm)をそのボードにプレスした。その組立体を90℃で10分間プレスした。繊維引裂き（のみ）として測定される接着強度をプレス後に、夫々、温かい組立体（プレス後に直接）及び冷たい組立体について測定した。17重量％のアセトアセチル化ポリビニルアルコール(AAPVA)を含む水溶液を実施例１の接着剤組成物100部当り10部の量で添加した実施例１の接着剤を使用した以外は、同じ操作を繰り返した。これらの結果を表１に示す。
実施例１０：２重量％の含水量を有する、木材チップ864gを実施例１に従ってつくられた接着剤組成物285gと混合することによりパーティクルボードを製造した。このチップ混合物を30x30cmのシートに成形し、185℃で３分間にわたって厚さ16mmのボードにプレスした。圧力の順序は30秒間で160kg/cm2、2.5分間で40kg/cm2そして最後の30秒間で圧力なしであった。5x5cmの片を二つの金属ブロックに接着し、それらを離して引裂くことにより引張強度（内部結合、IB）を測定した。また、膨潤厚さ(TSW)及び水吸収(ABS)を測定した。5x5cmの片を水に浸漬した後（20℃、24時間）、膨潤の程度を測定することにより膨潤厚さを測定した。5x5cmの片を水に浸漬した後（20℃、24時間）、重量増加を測定することにより水吸収を測定した。
前記IB値は750kPaであり、前記TSWは33.2％であり、また前記ABS（24時間）は97.1％であった。
実施例１１：最初に２重量％の含水量を有する、木材チップ864gを11重量％のアセトアセチル化ポリビニルアルコール(AAPVA)を含む水溶液28gと混合し、その後に実施例１に従ってつくられた接着剤285gに混入することによりパーティクルボードを製造した。このチップ混合物を30x30cmのシートに成形し、185℃で３分間にわたって厚さ16mmのボードにプレスした。圧力の順序は30秒間で160kg/cm2、2.5分間で40kg/cm2そして圧力なしであった。
前記IB値は970kPaであり、前記TSWは29.1％であり、また前記ABS（24時間）は98.2％であった。
Claims (23)
- 少なくとも部分的に糊化された澱粉、第一級アミノ基を含む一種以上のポリマー(P)、及び一種以上のエチレン性不飽和モノマーの更なるポリマーであって、いかなるアミノまたはアミド基を含まず、ビニルエステルホモポリマー、ビニルエステルコポリマー、酢酸ビニルとアクリルモノマーとのコポリマー、スチレン-ブタジエンゴム、及びポリアクリレートから選択される該更なるポリマーを含むことを特徴とする接着剤組成物。
- 前記接着剤組成物中の澱粉の量が15重量％から40重量％までである、請求項１記載の接着剤組成物。
- 前記接着剤組成物中の一種以上のポリマー(P)の量が２重量％から25重量％までである、請求項１又は２項記載の接着剤組成物。
- 前記接着剤組成物中の澱粉及び一種以上のポリマー(P)の合計の量が35重量％から55重量％までである、請求項１から３のいずれか１項記載の接着剤組成物。
- 前記一種以上のポリマー(P)がポリビニルアミン、ポリ（ビニルアルコール共ビニルアミン）及びポリエチレンイミンの群に属する、請求項１から４のいずれか１項記載の接着剤組成物。
- 前記ポリマー(P)がポリビニルアミンである、請求項１から５のいずれか１項記載の接着剤組成物。
- アセトアセトキシ基を含むポリマーを含む、請求項１から６のいずれか１項記載の接着剤組成物。
- 請求項１から７のいずれか１項記載の接着剤組成物と一種以上のエチレン性不飽和モノマーのポリマー又はコポリマーの分散液をベース材料として含む更なる接着剤組成物との組成物。
- 前記ポリマー又はコポリマーがビニルエステルホモポリマー又はビニルエステルのコポリマーである、請求項８記載の組成物。
- 澱粉をベースとする接着剤の量が、前記接着剤組成物と前記更なる接着剤組成物の乾燥していない状態の総重量を基準として、25重量％から75重量％までである、請求項８又は９記載の組成物。
- 澱粉、および第一級アミノ基を含む一種以上のポリマー(P)、および一種以上のエチレン性不飽和モノマーの更なるポリマーであって、いかなるアミノまたはアミド基を含まず、ビニルエステルホモポリマー、ビニルエステルコポリマー、酢酸ビニルとアクリルモノマーとのコポリマー、スチレン-ブタジエンゴム、及びポリアクリレートから選択される該更なるポリマーを水相中で少なくとも50℃の高温で混合して澱粉を少なくとも部分的に糊化することを特徴とする接着剤組成物の製造方法。
- 前記高温が50℃から99℃までである、請求項１１記載の方法。
- 前記高温が55℃から65℃までである、請求項１１又は１２記載の方法。
- 前記一種以上のポリマー(P)がポリビニルアミン、ポリ（ビニルアルコール共ビニルアミン）及びポリエチレンイミンの群に属する、請求項１１から１３のいずれか１項記載の方法。
- 少なくとも部分的に糊化された澱粉、第一級アミノ基を含む一種以上のポリマー(P)、及び、一種以上のエチレン性不飽和モノマーの更なるポリマーであって、いかなるアミノまたはアミド基を含まず、ビニルエステルホモポリマー、ビニルエステルコポリマー、酢酸ビニルとアクリルモノマーとのコポリマー、スチレン-ブタジエンゴム、及びポリアクリレートから選択される該更なるポリマーを含む接着剤組成物を木材をベースとする材料の一つ以上の片に塗布し、その一つ以上の片を材料の一つ以上の更なる片と接合することを特徴とする木材をベースとする材料の片の接着方法。
- 前記接着剤組成物を木材をベースとする材料の片に塗布し、接着剤組成物で塗布された表面を木材をベースとする材料の別の片の表面と接触させ、それによりこれらの片の間の接着接合部の形成によりこれらの片を接合することを含む、請求項１５記載の方法。
- 木材をベースとする材料の二つより多い片の接合を含む、請求項１５または１６記載の方法。
- 木材をベースとする材料の片を接着することを含み、その木材をベースとする材料の片が木材チップである、請求項１５から１７のいずれか１項記載の方法。
- 前記一種以上のポリマー(P)がポリビニルアミン、ポリ（ビニルアルコール共ビニルアミン）、ポリアリルアミン、ポリエチレンイミン及びポリビニルホルムアミドの群に属する、請求項１５から１８のいずれか１項記載の方法。
- 前記ポリマー(P)がポリビニルアミンである、請求項１５から１９のいずれか１項記載の方法。
- 少なくとも部分的に糊化された澱粉、第一級アミノ基を含む一種以上のポリマー(P)、及び一種以上のエチレン性不飽和モノマーの更なるポリマーであって、いかなるアミノまたはアミド基を含まず、ビニルエステルホモポリマー、ビニルエステルコポリマー、酢酸ビニルとアクリルモノマーとのコポリマー、スチレン-ブタジエンゴム、及びポリアクリレートから選択される該更なるポリマーを含む接着剤で接合された木材をベースとする材料の片を含むことを特徴とする木材をベースとする製品。
- 前記接着剤を含む一つ以上の接着接合部で接合された、一つ以上の層を含む、請求項２１記載の木材をベースとする製品。
- 前記接着剤で接合された木材をベースとするチップを含む、請求項２１記載の木材をベースとする製品。
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