JPS5950271B2 - 耐水性接着剤 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はアルカリ性下で硬化する新規な接着剤組成物に
関するもので、その目的とするところは、木材や無機質
成形物等の接着に好適な耐水性に優れた安価な接着剤を
提供することにある。

従来からエリア樹脂はプラスチックスの中で最も安価な
樹脂であり、そのために合板やパーティクルボードの接
着剤等に大量に使用されている。

エリア樹脂は、一般に、アルカリ性下で付加反応させ、
次いで酸性下で縮合反応させている。従つて、エリア樹
脂を硬化させる際には、酸性の硬化剤を使用し、ｐＨ３
〜６の酸性にして硬化せしめる。ユ’リア樹脂を用いて
木材を接着した場合、優れた接着強度が得られるが、耐
水接着性能や耐久接着性能は十分と言い難い。

そのため、高度な耐水性や耐久性が必要な場合はメラミ
ン等を共縮合させている。

しかし、メラミンは尿素に比べて価格が高いため、メラ
ミンを共縮合した樹脂液も高価になる。

エリア樹脂の耐水性や耐久性が不十分な理由は、樹脂を
硬化させたときに使用した酸が接着層に残存してメチレ
ン結合の分解反応触媒として作用するためであり、それ
ゆえ接着層に残存する酸を除去するとエリア樹脂接着剤
で接着したものでも優れた耐水性と耐久性を示すように
なる。従つて、エリア樹脂をアルカリ性下で硬化させる
ようにすれば優れた耐水接着性能と耐久接着性能を有す
る安価な木材用接着剤が得られるばかりか、そのほとん
どがアルカリ性を呈し、かつ、強度的にも比較的脆い無
機質成形物等の接着剤としても有効に利用できるように
なる。

このような観点から、本発明者らはアルカリ性で硬化す
るアミノ樹脂の研究を進めてきた。

そして、先に、アミノ化合物１モルに対し、ホルムアル
デヒド１．５〜１２モル、ケトン０．３〜３モルを共縮
合せしめることによリアルカリ性で硬化する変性アミノ
樹脂液を製造し、特許出願した。（特願昭５４−８８７
９２号（特開昭５６−１１９２３号公報））本発明は、
この先願発明におけるアルカリ硬化型変性アミノ樹脂液
の接着性能をさらに改善したものである。

すなわち、本発明は、イ）尿素、ホルムアルデヒドおよ
びケトンを主成分とし、アルカリ性下で硬化する変性エ
リア樹月旨液に、（口）常温水に不溶な蛋白質を主成分
とする粉状物を加え、さらにｆ→アルカリ金属またはア
ルカリ土類金属の酸化物、水酸化物もしくは塩基性塩の
１種もしくは２種以上の混合物を加えて成る耐水性接着
剤である。

本発明に使用されるケトン変性エリア樹脂液は、例えば
、尿素１モルに対してホルムアルデヒドを１．５〜１２
モルの割合で混合し、公知の方法により加熱縮合して得
たエリア樹脂の初期縮合物に、アセトン、メチルエチル
ケトン、アセトフエノン、シクロヘキサノン等のごとき
ケトンの１種もしくは２種以上を尿素１モル当り０．３
〜３モルの割合で添加し、温度５０〜９０℃、ＰＨ８．
５〜１２のアルカリ性下で共縮合せしめる方法によつて
製造されるものである。

また、予め、尿素とホルムアルデヒド、ならびにケトン
とホルムアルデヒドを別々に加熱縮合しておき、これら
の初期縮合物を常温または加熱下で混合し、アルカリ性
下で硬化せしめるようにしたケトン変性エリア樹脂液も
使用される。

さらに、必要に応じて、前記変性エリア樹脂液の製造時
に少量のチオ尿素、エチレン尿素、メラミン、アセトグ
アナミン、フエノール、レゾルシノール等の１種もしく
は２種以上を添加しても本発明の効果は得られ、また、
澱粉、デキストリン、アラビアガム、アルギン酸ソーダ
、ポリアクリル酸ソーダ、ポリアクリル酸アミド、カル
ボキシメチルセルロース、ポリビニルアルコール、メチ
ルセルロース等の１種もしくは２種以上を少量添加して
もよい。

本発明における最大の特徴は、このケトン変性エリア樹
脂液に常温水に不溶な蛋白質を主成分とする粉状物を加
えることである。

常温水に不溶な蛋白質を主成分とする粉状物とは、常温
水に添加したとき短時間のうちに可溶化して著しい増粘
を示すことがない蛋白質系の粉状物質のことであつて、
例えば、通常、増量剤として使用することのない高温脱
脂大豆紛、高温脱脂ナタネ相紛、コーングルテン粉末、
乾燥皿紛、ミルクカゼイン、藻類蛋白、菌体蛋白等のご
とき水に不溶な蛋白質もしくは該蛋白質を主成分とする
粉状物があげられる。

通常の接着剤には、増量剤として、低温脱脂大豆紛、卵
白、血液アルブミン等、常温水に容易に溶解する蛋白質
を主成分とする粉状物が使用されている。

しかしながら、ケトン変性エリア樹脂液に、これら通常
使用されている常温水に可溶な蛋白質系粉状物を添加す
ると、さらにアルカリ金属またはアルカリ土類金属の酸
化物、水酸化物もしくは塩基性塩を添加したときに、瞬
間的に増粘し、混合液がゲル化してしまう。

しかるに、本発明のごとく、通常増量剤として使用する
ことのない常温水に不溶な蛋白質を主成分とする粉状物
を添加すると、アルカリ金属またはアルカリ土類金属の
酸化物、水酸化物もしくは塩基性塩を添加しても急激な
増粘は認められず、ゆるやかに増粘して粘稠性に富む接
着剤が得られる。

また、常温水に不溶な蛋白質を主成分とする粉状物は比
較的安価なものが多いので、接着剤のコストを引き下げ
るという経済的効果を有するばかりか、ケトン変性エリ
ア樹脂液が被着物へ過度に浸透してしまうことを防止す
るので仮接着性の向上、常態ならびに耐水接着性能の向
上に著しい効果を示す。

本発明に使用されるアルカリ金属またはアルカリ土類金
属の酸化物、水酸化物もしくは塩基性塩とは、リチウム
、カリウム、ナトリウム等のごときアルカリ金属もしく
はマグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウ
ム等のごときアルカリ土類金属の酸化物、水酸化物、炭
酸塩、重炭酸塩、ケイ酸塩、ホウ酸塩、アルミン酸塩、
亜鉛酸塩等の１種もしくは２種以上の混合物であつて、
これらアルカリ性を示す金属化合物はケトン変性エリア
樹脂の硬化を促進する作用を有する。

これらのアルカリ性を示す金属化合物のうち、特に、マ
グネシウム、カルシウム等のアルカリ土類金属の酸化物
、水酸化物は、添加した蛋白質と結合して接着剤の耐水
性を増す作用を有するので本発明の効果を一層顕著に発
揮させる上で好ましい。また、さらに、これらの金属化
合物に、銅、アルミニウム、亜鉛、鉄、クロム、モリブ
デン等のごとき多価金属の酸化物、水酸化物、もしくは
塩酸塩、硫酸塩、硝酸塩、リン酸塩、ケイ酸塩等の塩類
を併用、添加しても本発明の効果は変わらなＣｌ）。

本発明の接着剤は、（イ）ケトン変性エリア樹脂液、（
ロ）常温水に不溶な蛋白質を主成分とする粉状物、←→
アルカリ金属またはアルカリ土類金属の酸化物、水酸化
物もしくは塩基性塩の１種または２種以上の混合物、の
３成分を必須成分とするものであつて、その配合割合は
ケトン変性エリア樹脂液１００重量部に対して、常温水
に不溶な蛋白質を主成分 ．とする粉状物５〜２００重
量部、アルカリ金属またはアルカリ土類金属の酸化物、
水酸化物もしくは塩基性塩０．５〜 ５０重量部とする
のが好ましい。

この際、常温水に不溶な蛋白質を主成分とする粉状物の
配合量が２００重量部以上になると、耐 −水接着性能
が低下するし、また、アルカリ金属またはアルカリ土類
金属の酸化物、水酸化物もしくは塩基性塩の配合量が５
０重量部以上になると接着剤の可使用時間が著しく短か
くなつて実用上問題を来たす。本発明の接着剤は、使用
に際して小麦粉、大麦粉、米紛、コーンスターチ、タピ
オカ澱粉等のごとき澱粉を主体とする増量剤や、石膏、
ケイ藻土、クレー、ゼオライト、タルク、石綿等のごと
き無機質充填剤、あるいはクルミ穀紛、アン穀紛、木紛
等のごとき有機質充填剤を添加しても本発明の効果には
影響がない。

さらに、酢酸ビニル樹脂、エチレン酢ビ共重合樹脂、ア
クリル酸エステル樹脂等のごとき熱可塑性樹脂エマルジ
ヨンや、ＳＢＲ，ＮＢＲ，ＩＲ，ＣＲ等のごとき合成ゴ
ムラテツクスを添加しても差支えない。

本発明の耐水性接着剤は、合板、単板積層材、集成材、
パーテイクルボード、ハードボード、木質パネル等のご
とき木質材料の接着に好適なばかりでなく、石綿スレー
ト板、ケイ酸カルシウム板、炭酸マグネシウム板、岩綿
板、バルブセメント板、石膏ボード、木毛セメント板、
発泡コンクリート板、ガラス繊維等のごとき無機質成形
物の接着にも使用でき、煮沸水浸漬にも強力に耐え得る
優れた耐水接着性能を示す。

次に本発明の実施例をあげる。

実施例 １ アセトン１１６ｇ、パラホルム（ホルムアルデヒド含有
量８１％）１４８ワ、３７％ホルマリン１６２ｇを容量
１１の四ツロフラスコにとり、撹拌しながら２％苛性ソ
ーダ水溶液を少量ずつ滴下し、反応液のＰＨを８．４〜
９．６（ Ｔ，Ｂ試験紙）の範囲内に調整した。

温度を７０℃前後に保つて撹拌を続け、２％苛性ソーダ
水溶液を加えてＰＨを８．４〜９．６の範囲内に保ちな
がら３時間反応を続けた。

その後、冷却して得たアセトン樹脂初期縮合物と市販の
エリア樹脂液（豊年製油製、ＵＬ一００２）とを１対１
（重量比率）の割合で常温にて均一に混合した。

このようにして得たアセトン変性エリア樹脂液１００部
に対して、Ｋ）常温水に溶解する血液アルブミン、低温
脱脂大豆紛等の蛋白質を主成分とする粉末、あるいは常
温水に不溶な高温脱脂大豆紛、高温脱脂ナタネ相紛等の
蛋白質を主成分とする粉末を１０部、（口）消石灰粉末
１０部、←→水５部をそれぞれ加えて糊液を調製した。
これらの糊液を常温に放置したときの状態の変化を観察
した。また、これらの糊液を厚さ２．０ｎ）含水率７〜
８％のラワン単板の表裏面にそれぞれ１５０．！９／ｍ
”の割合で塗付し、同じ厚さのラワン単板を繊維方向が
互いに直交するように重ね合わせ、１０ｋ９／ＣｗＬの
圧力で１５分間仮圧締した後、温度１２０℃、圧力１０
ｋ９／ｃ−ｄで２５分間加熱、加圧して合板を製造した
。

得られた合板の接着引張り強さをＪＡＳ規格の合板試験
法に準じて測定した。

以上の諸試験結果をまとめて次表に示す。

以上の結果から、本発明の耐水性接着剤は、常温水に不
溶な蛋白質を主成分とする粉状物の使用を必須条件とす
るものであり、従来から増量剤として通常使用されてい
る常温水に可溶な蛋白質系粉状物を使用した場合は混合
液がゲル化してしまうため接着剤として適さないことが
わかる。

実施例 ２ケトン成分としてアセトン、メチルエチルケ
トン、シクロヘキサノンを用い、ケトンとホルムアルデ
ヒドの反応モル比を１対３の比率に固定し、実施例１に
示した方法に準じてアセトン・ホルムアルデヒド、メチ
ルエチルケトン・ホルムアルデヒド、シクロヘキサノン
・ホルムアルデヒド樹脂初期縮合物の溶液を得た。

それらの初期縮合物溶液を、各々、市販のエリア樹脂液
（豊年製油Ｋ．Ｋ製、ＵＬ−００２）と１対１（重量比
率）の割合で混合し、８０℃で３０分間撹拌して共縮合
反応を行つた。このようにして得た各ケトン変性エリア
樹脂液１００部に対して、常温水に不溶なコーングルテ
ン粉末１０部、小麦粉５部、水１０部、２５％苛性ソー
ダ水溶液５部、炭酸マグネシウム１０部をそれぞれ加え
て糊液を調製した。

これらの糊液を厚さ２．０７ｎｍ１含水率７〜８％のラ
ワン単板の表裏面にそれぞれ１５０９／Ｔｒｌの割合で
塗付し、同じ厚さのラワン単板を繊維方向が互いに直交
するように重ね合わせ、１０１＜９／ｄの圧力で１５分
間仮圧締した後、温度１２０℃、圧力１０ｋ９／ｄで２
．５分間加熱、加圧して合板を製造した。

得られた合板の接着引張り強さをＪＡＳ規格の合板試験
法に準じて測定した結果を次表に示す。

なお、対照として、上記の方法によつて得たアセトン変
性エリア樹脂液１００部に対して、コーングルテン粉末
を加えることなく、小麦粉１５部、水１０部、２５％苛
性ソーダ水溶液５部、炭酸マグネシウム１０部を加えて
調製した糊液を使用した場合の接着引張り強さの測定結
果を同時に示した。以上の結果から、本発明の耐水性接
着剤は、常温水に水溶な蛋白質を主成分とする粉状物を
加えないケトン変性エリア樹脂接着剤に比べて接着強さ
が一段と優れており、接着性能を大幅に改善し得たこと
がわかる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ （イ）ケトン変性エリア樹脂液、（ロ）常温水に不
   溶な蛋白質を主成分とする粉状物、および（ハ）アルカ
   リ金属またはアルカリ土類金属の酸化物、水酸化物ある
   いは塩基性塩、を主体として成る耐水性接着剤。