JPS5841164B2 - シツジユンモクザイノ セツゴウホウホウ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は湿潤木材の接合方法、更に詳しくはウレタン樹
脂プレポリマー及びインシアネート化合物を主要構成成
分とするウレタン系樹脂組成物を使用する接合方法に関
する。

湿潤木材の接合については古くは湿潤単板をプレスで加
熱圧締して合板を製造する方法が多く提案され実用化も
なされていたようであるが、湿潤木材の常温接着につい
ては例が少なく最近に至りＦｏｒｅｓｔ ｐｒｏｄｕ
ｃｔ ｊｏｕｒｎａｌｌｖｏｌ ２１、Ａ６．８（’
７１）、特開昭４８−８２００８、特開昭４９１３３
１１、特開昭４９−３０５１０．特開昭４９−３０５１
１、特開昭４９−５５８０５、特開昭４９−５５８０６
、特開昭４９−５５８０７、特開昭４９−７１１１５、
特開昭４９ １０９５０７などに湿潤木材の接合に関する提案が数多
くなされ実用に供されるようになって来た。

これらを本発明に関連させて総括すると、レゾルシノー
ル系樹脂接着剤を使用する方法は接合面が高含水率では
接着に問題があり、接着表面だけを１８％以下に乾燥さ
せなげればならず、又接着剤自体が濃黒赤色に着色して
いるための汚染の問題及び硬度が高すぎるための加工時
のナイフの刃の損傷の問題、スライサー、ロータリーレ
ースなどによる切削時モロサによる接合部のワレ帽司題
がある。

エポキシ系樹脂接着剤を使用する方法は特定処方のもの
は湿潤面をそのまま接合出来るが、エポキシ系樹脂主剤
の材への過度の浸透による油よごれ状の汚染、塩基性硬
化剤の過度の浸透による材の変色汚染、２液性であるた
めの配合の手間、ポットライフの制約、人体ヒフへのカ
ブレ刺激性の問題がある。

又エポキシ系樹脂接着剤は処方を種種選ぶことにより、
硬度、柔軟性は改善出来るがゴム状の弾性が十分にない
ため、スライサー、ロータリーレース等で切削する際に
接合部かや工もろく、はなれやすい欠点をもっている。

発明者らは常温硬化タイプの湿潤木材用接着剤組成物と
して以上の如く材に対する汚染の極めて少ないゴム弾性
の優れた一液性の速硬化タイプ接着剤組成物及びこれを
使用して湿潤木材を接合する方法を完成したものである
。

まず本発明の目的には次の条件をみたすものでなげれば
ならない。

（Ｌ） 一般に湿潤木材は接合された後、何らの切削
加工もないという例は極くまれで、殆んどの場合何らか
の切削加工を必要とする。

従って単に木材の湿潤面を接着できるだけでなく、各種
の木工機械の鋭利な刃物の損傷又は過度の摩耗を起さな
い柔軟な接合部を与えるものでなげればならない。

（２）湿潤木材がツキ板フリッチ材で特に硬水の場合、
接合後スライスに先立ってフリッチ材を長時間煮沸する
必要があるから接着層の耐水、耐熱水性が優れていなげ
ればならない。

（３）接着強度が強く木材が強固に接合されていなげれ
ばならない。

特に合板用又は製材用原木の端切材を縦接合する場合は
木質繊維の切断面同志を接合しなげればならないため、
或はツキ板フリッチ材の接合の場合は木目方向を互に直
角に組み合せるような接合もあり得るので、あらゆる方
向の接合が可能でなければならない。

又栓／桜、ローズウッド／なら、チーク／タオルナツト
等の異種材の接合も可能でなげればならない。

又木材が湿潤している時のみならずこれを乾燥した後で
も接着力が低下したり剥離してはならない。

又小径木酸いはロータリーレースの剥き芯材の側面同志
を接合しロータリーレースで切削する場合や、原木のク
ラックに接着剤を注入し接合した後ロータリーレースで
切削する場合、接合部に強大な力がかかるので強い接着
力が必要である。

（４）材への汚染はレゾルシノール系樹脂のようにそれ
自身着色している場合は接着層の着色は避けられないの
で望ましくない。

またエポキシ系樹脂のように油状物が滲み込んだ状態の
汚染や着色、変色による汚染、施工後の紫外線による変
色も化粧材料などの接着には不可である。

（５）接着の作業性についてはレゾルシノール系樹脂接
着剤やエポキシ系樹脂接着剤の如（主剤と硬化剤を指定
割合計量して混合するタイプより、湿潤木材の含有水分
によって硬化させる一液タイブウレタン樹脂の方が作業
性が優れており、上記レゾルシノール系又はエポキシ系
のようなポットライフの制約がない。

特に従来の２液タイプの接着剤は常温による硬化時間を
短縮しようとすればポットライフの短いものにならざる
を得す、常温でポットライフの心配のない速硬化接着剤
が好ましいことは言うまでもない。

本発明は上記の要件を満たすものとして以下に述べる特
殊な処方の湿気硬化型ウレタン系樹脂接着剤組成物を使
用する工業上有用な方法である。

即ち本発明に用いるウレタン系樹脂組成物の第１の構成
成分として用いるウレタン系プレポリマーは硬くてもろ
いものは不適当であり、硬化物の構造としては、主とし
て脂肪族系の分子量数百〜数千のポリエーテル鎖又はポ
リエステル鎖がやや粗な網目結合を形成し強靭なゴム弾
性を示すものが好ましい。

この場合親水性のポリエーテル鎖又はポリエステル鎖を
主要な構成成分とすることにより、強靭なゴム弾性を示
すことはもとより適度の親水性となり湿潤木材面とのな
じみがよくなり、又接着層への水の拡散も容易となり、
水が接着層へ分散したまＳで硬化しても物性を殆んどお
とさないようになり、理想的な湿潤面接着が可能となる
。

以上本ウレタン系樹脂組成物の第１の構成成分たるウレ
タン系プレポリマーは上記の要件をみたしているもので
あれば如何なる製造方法によってつくられても倒れも同
様に使用可能であるが、理解し易くするため製造方法の
一例を示すと次のようである。

分子量数百〜数千のポリアルキレンエーテル系又は脂肪
族ポリエステル系の長鎖状又は分岐した長鎖状のポリオ
ールに対しＭＤＩ、ＭＤＩ、 ＨＤｌ 等のポリイソシ
アネート化合物を活性水素に対しインシアネート基を過
剰に配合し、可及的無水の状態で反応させ、分子当り−
ＮＣＯ基を２ヶ以上含むポリウレタンプレポリマーを得
る。

又要すれば触媒としてジブチル錫ジラウレート等の有機
金属化合物又はトリエチレンジアミン等のようなアミン
類を使用することによりブレポリマー生成反応の促進又
は硬化時間の短縮をはかつてもよい。

次に本発明のウレタン系樹脂組成物の第２の構成成分で
ある低分子量のインシアネート化合物については、これ
を併用することによりウレタン系プレポリマーの硬化速
度、湿潤面への接着性、異種材料との接着性、硬化後の
レジン層の強じんさを飛躍的に向上させるものであり実
用性を著しく向上させることが出来る。

即ち低分子量のイソシアネート化合物は、湿潤木材表面
層へ適度に拡散滲透して行き所謂アンカー効果を発揮し
、湿潤面への接着力及び打破率を大巾に向上し、接着の
信頼性を高めかつプレポリマーの粗な架橋の間に適度の
密な架橋が起り、プレポリマー単独ではや二柔軟すぎる
接着層に適度の硬さを加味させ全体としてタフネスさを
大巾に向上さすことが出来又低分子量のイソシアネート
化合物がプレポリマー間に介在することにより硬化速度
も大巾に高めることが出来るものと想像される。

このような低分子量のインシアネート化合物としては、
分子中に−ＮＣＯ基を２基以上有し、分子量が６００以
下のものが好ましく、６００を越えるものはプレポリマ
ーと併用しても上記のプレポリマーの性能向上には役立
たない。

実用上は例えばトリレンジイソシアネート、ジフェニル
メタンジイソシアネート、ジアニシジンジイソシアネー
ト、トリデンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソ
シアネート、メタキシレンジイソシアネート、ナフタレ
ンジイソシアネート、ポリメチレンポリフェニルイソシ
アネート、トリフェニルメタントリイソシアネート、ト
ランスビニレンジイソシアネート、トリス（４−フェニ
ルイソシアネートチオフォスフェート）、Ｎ−Ｎ’（４
・４′−ジメチル３・３′−ジフェニルジイソシアネー
ト）ウレジオン、４・４′・４“−トリメチル３・３′
・３“トリイソシアネート２・４・６−トリフェニルシ
アヌレート、２・６−ジイツシアネートメチルカプロエ
ートなどから１種又は２種以上選択することが出来る。

本発明のウレタン系プレポリマーの含有量は、本発明の
接着剤組成物中２０％以下では接着力が不充分となり実
用性がなくなるので２０％以上必要である。

特に接着強度を要する場合、例えば合板用原木の端切材
の木口面を接合した後ロータリーレースで切削して単板
を得、ドライヤーで乾燥して乾燥単板を得る場合など５
０〜７５％又はそれ以上の高含有量が好ましい。

合板用湿潤原木の小規模なりラックに充填接合する場合
は、２０〜３０％又はそれ以上の含有量で充分である。

湿潤フリッチ材を木材の繊維方向を平行に接合後スライ
スする場合は、３０〜４０％又はそれ以上で可能である
が、繊維方向を直角に接合し煮沸後スライスする場合は
、７０％以上の高含有率が好ましい。

次に低分子量のインシアネート化合物の割合は接着剤組
成物中３％未満では殆んど効果がみられず３％以上必要
である。

又２０％を越えると接着層が硬くもろ（なりプレポリマ
ーの柔軟性を減殺してしまい不可である。

次に上記プレポリマーと低分子イソシアネートよりなる
本発明のウレタン系樹脂組成物の他には、水と反応して
活性水素を有する基を生成するような潜伏性の架橋剤（
例えばポリケトイミン系のもの等）を予め本発明の接着
剤組成物中に配合しておいてもよい。

また、本発明の接着剤組成物中にケトン、エステル、芳
香族炭化水素等の−ＮＣＯ基と反応しない不活性な溶媒
を可及的無水の状態で適宜併用し、反応の円滑な進行や
粘度の調節等をはかつてもよいが、本発明の目的のため
には、親水性の溶媒を主体としたものの方が望ましい。

更に本発明の接着剤組成物においては木粉、コルク粉、
小麦粉等の充填剤を加えたものを用いるとか木質部への
樹脂の含浸を抑制するためにエロジール（日本アエロジ
ルに、に、裂開品名）、ベントナイト等のチキソトロピ
ック剤を用いて組成物にチキソトロピック性を附与する
とか、エポキシ系樹脂、アミノ系樹脂、フェノール系樹
脂等の活性水素を有する熱硬化性樹脂で変性することも
ある。

また、この場合本粉等のような含水したフィラーを使用
直前に添加することによって、硬化剤としての水を均一
に分散することが出来ると共に、硬化した樹脂層を補強
することが出来るので望ましい。

また適当な顔染料で適宜着色してもよい。なお本発明の
樹脂組成物の構成成分としての低分子インシアネート化
合物は著しく反応性にとみ、空気中の湿気と容易に反応
し減少して行くため、反応時このような減少分を補償す
るだけの過剰量を用いることはもとより、接着剤組成物
配合用として一般に使用される無機質又は有機質のフィ
ラー等はかなりの水分や反応基を含有しており、これら
を混和することにより低分子イソシアネート化合物は著
しく減量するので、このような減量に対する補信号を考
慮しておく必要がある。

従って本発明の特許請求範囲の含有量は接着剤組成物製
造時の配合割合ではなく接着剤組成物製造後、即ち保存
中の低分子インシアネート化合物の減少後の割合を指す
ものである。

以上述べた如く本発明はウレタンプレポリマーと低分子
量のイソシアネート化合物をそれぞれ２０〜９７％及び
３〜２０％含有する接着剤組成物を用いることにより、
種々の材種の湿潤木材を短時間に何ら汚染することなく
接合一体化出来、かつ接合後鋭利な刃物を損傷せず、か
つ耐熱性のよい接合部を与える工業上有用な方法である
。

次に実施例について述べる。

実施例 １ ポリプロピレングリコール（分子量４５０）１モルとト
リオールポリエーテル（トリメチロールプロパンにエチ
レンオキシドを付加したもの、分子量５００）２モルと
トリレンジイソシアネート３．５モルを反応させて得た
プレポリマー８０２、メチルエチルケトン１０グ、粉末
状塩ビ３０？及びトリレンジイソシアネー）２Ｃ１を混
和した。

該接着剤組成物（４）のトリレンジイソシアネート含有
量は、７日後、蒸溜法で測定したところ約１０％であっ
た。

該組成物（Ａ）を用いて含水率を５０〜１００％とした
カバ材及びブナ材を繊維方向を直角になすように接合せ
しめたところ、室温にて２時間で接着し得たがトリレン
ジイソシアネート含有量を１％とした接着剤組成物（Ｂ
）では同一条件で１２時間要した。

組成物（Ｎを用いて接合した湿潤材はスライサーで容易
に切削出来、得られた単板は強制乾燥後も接合部は伺ら
異常なかった。

直径６０ｃＴＬの２本のラワン原木の木口面をプレーナ
ーで水平に仕上げた後、組成物（４）を３０１’塗布し
木口面を密着させ３ ｋｇ／ｃｒＡの圧力で約２時間加
圧した処接着一体化した原木を得た。

該原木はロータリーレースで常法により容易に単板の切
削が出来、該単板はドライヤーで乾燥後も何ら異常なか
った。

実施例 ２ プロピレンクリコール（分子量５ ｏ ｏ ） ２モル
とトリレンジイソシアネート２．５モルを反応させて得
たプレポリマー１０（１、メチルエチルケトン２０グ、
粉末状酢ビ／エチレン共重合ポリマー３（ｌ及びトリレ
ンジイソシアネー）３０？を均一に混合し接着剤組成物
（ｑを得た。

該接着剤組成物（Ｃ）を用いて含水率３０〜９０％の栓
材（タテ１５ｃｒｆＬ、ヨコ３．７ ｃｒ／Ｌ１高さ２
０ｃｒ／Ｌ）を小市松模様に接合し３０Ｘ１８０高さ２
ｏのブロックフリッチを得た。

該フリッチをスライサーにて切削し０．３ｍｍの小市松
模様のスライス単板を得た。

接合部はスライス時、取扱い時及び合板に接合時例ら異
常なかった。

又、接着剤組成物（Ｃ）を含水率７０％、２５ミリ厚ラ
ワン単板の繊維方向に平行な側面に塗布し、次々に矧ぎ
合せ状に配夕１ル、４０℃にて２５分放置し一枚に矧ぎ
合せられた単板を得た。

該単板は１７５℃の乾燥機中で３５分乾燥後も何ら異常
なく、通常の合板製造上問題のないものであった。

実施例 ３ ポリエチレングリコール（分子量５００）１モル、ポリ
プロピレングリコール（分子量６００）１モル、ジフェ
ニルメタンジイソシアネート２．５モルを反応させて得
たプレポリマー１．００ ？、メチルエチルケトン１５
ｙ′、処理木粉（市販木粉１００？に対し予めトリレン
ジイソシアネート２０？を均一にスプレーし木粉に含ま
れる水分及び活性水素を減殺したもの。

未処理木粉をそのままブレンドすると組成物が数日以内
にゲル化することがあるため、予め処理したものを使用
することが必要である。

又、活性水素をもたない無機質粉体をブレンドする場合
も必ず水分を含むため、低分子インシアネート化合物で
予め処理したものを使用しなげれば接着剤組成物の保存
性の点で危険である）４Ｃ１及びトリレンジイソシアネ
ート２０′？を均一に混和し接着剤組成物ｐ）を得た。

ラワン合板用原木の剥き芯材４本（ロータリーレースで
回転切削した後に残る芯材で湿潤状態のもの、本実施例
では直径２５ｃ／ｒＬのものを使用）のそれぞれの側面
を切削し９０°の角度をなす２表面を設け、該平面に組
成物（Ｄ）を塗布後４本の材を平面部分を合わせるよう
に束合状態に集合し、荷造用のスチールバンドで締めつ
げ２時間放置後一体化させ、スチールバンドを取り除き
ロータリーレースで切削し単板を得た。

該単板の接合部はロータリーレースで切削時も、ドライ
ヤー（１７０℃）で乾燥後も全く異常なく、通常の合板
用単板として使用し得た。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 湿潤木材をウレタン系樹脂接着剤組成物で接合一体
   化する方法において、ウレタン系樹脂組成物が（１）分
   子量数１００以上の長鎖状又は分岐した長鎖状の骨格を
   有し、−ＮＣＯ基を２基以上有するウレタンプレポリマ
   ー及び（２）分子中に−ＮＧＯ基を２基以上有する分子
   量６００以下のインシアネート化合物を主要構成成分と
   しく１）の含有量が接着剤組成物中２０〜９７％（２）
   の含有量が組成物中３〜２０％であることを特徴とする
   湿潤木材の接合方法。