JP2009538960A - Adhesive system - Google Patents
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Abstract
本発明は、タンパク質とアセトアセトキシ基を有する１以上のポリマー（Ｐ）とを含んでいる接着剤系に関する。本発明は、積層された木質製品を製造する方法およびパーティクルボードを製造する方法にも関する。
【選択図】なしThe present invention relates to an adhesive system comprising a protein and one or more polymers (P) having acetoacetoxy groups. The invention also relates to a method for producing a laminated wood product and a method for producing a particle board.
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Description
本発明は、接着剤系に、および木質製品を製造する方法に関する。 The present invention relates to an adhesive system and a method for producing a wood product.
ホルムアルデヒドに基づいた樹脂、たとえばフェノール−ホルムアルデヒド樹脂、メラミン−ホルムアルデヒド樹脂および尿素−ホルムアルデヒド樹脂が、バインダーとして木質製品の製造に広く使用されている。このような木質製品の例は、接着剤で一緒に接着された層を含んでいる複合材製品、たとえば合板、積層されたフローリング製品、およびたとえば家具に使用されるベニア製品である。さらなる例は、ボード製品、たとえばパーティクルボード、チップボードおよびファイバーボードであり、これらの場合、木材チップおよび／または木材繊維が、バインダーと一緒にプレスされてボードを形成する。 Resins based on formaldehyde, such as phenol-formaldehyde resins, melamine-formaldehyde resins and urea-formaldehyde resins, are widely used as binders in the manufacture of wood products. Examples of such wood products are composite products that include layers bonded together with an adhesive, such as plywood, laminated flooring products, and veneer products used, for example, in furniture. Further examples are board products, such as particle boards, chipboards and fiberboards, in which wood chips and / or wood fibers are pressed together with a binder to form a board.
ホルムアルデヒドに基づいた樹脂を硬化すると、木質製品の製造の間およびまたその後の該製品の使用の間の双方に、ホルムアルデヒドが放出されることがある。屋内空気へのホルムアルデヒドの放出は、健康上の理由から多年にわたる重大な懸念事である。 Curing resins based on formaldehyde may release formaldehyde both during the manufacture of the wood product and also during subsequent use of the product. The release of formaldehyde into indoor air has been a serious concern for many years for health reasons.
ホルムアルデヒドに基づいた樹脂を含有する従来技術の接着剤に対する代替物として適したものにする十分な結合強さおよび全般的な最終製品品質を示すところの、ホルムアルデヒドを含まない木材用接着剤への需要が増加している。 Demand for formaldehyde-free wood adhesives that exhibit sufficient bond strength and overall final product quality to make them suitable as an alternative to prior art adhesives containing formaldehyde-based resins Has increased.
耐水性および結合強さは、一般に木質製品に求められる品質を反映する重要な特性である。一般に、特定の最終製品について確立された基準を満たすために要求される特定の品質パラメータが存在する。たとえばパーティクルボードは、たとえば内部結合力、厚さ膨張率および吸水率に関する特定の基準を満たす必要があり、他方、積層されたフローリング製品は、たとえば層剥離に関する特定の基準を満たす必要がある。 Water resistance and bond strength are important properties that reflect the quality generally required of wood products. In general, there are certain quality parameters that are required to meet established criteria for a particular end product. For example, particleboard needs to meet certain criteria, for example, for internal bond strength, thickness expansion, and water absorption, while laminated flooring products need to meet certain criteria, for example, for delamination.
数十年前に、タンパク質に基づいた接着剤が合板の製造に使用されたが、ホルムアルデヒドに基づいた樹脂によってその優れた性能の故に置き換えられた。最近、異なったタイプのタンパク質に基づいた接着剤が提案されている。特許文献１、２および３は、大豆タンパク質に基づいた接着剤組成物を開示している。タンパク質に基づいた接着剤のさらなる例は、非特許文献１に開示されている。特許文献４は、大豆タンパク質単離物に基づいた接着剤を開示している。特許文献５は、大豆タンパク質単離物を含んでいる接着剤組成物を開示している。特許文献６および７は、パーティクルボードを形成するために使用される、大豆タンパク質単離物を含んでいる接着剤組成物を開示している。非特許文献２は、木材用接着剤中におけるアセトアセチル化されたポリビニルアルコールを開示しているが、何らかのタンパク質と組み合わされたものではない。特許文献８、９、および１０は、アセトアセチル化されたポリビニルアルコールを木材用接着剤に使用する方法を開示しているが、何らかのタンパク質と組み合わされたものではない。 Decades ago, protein-based adhesives were used in the manufacture of plywood, but were replaced by formaldehyde-based resins because of their superior performance. Recently, adhesives based on different types of proteins have been proposed. Patent documents 1, 2 and 3 disclose adhesive compositions based on soy protein. Further examples of protein-based adhesives are disclosed in [1]. Patent document 4 discloses an adhesive based on soy protein isolate. U.S. Patent No. 6,099,077 discloses an adhesive composition containing soy protein isolate. U.S. Patent Nos. 6,099,086 and 5,037 disclose adhesive compositions containing soy protein isolates used to form particleboard. Non-Patent Document 2 discloses acetoacetylated polyvinyl alcohol in wood adhesive, but it is not combined with any protein. Patent documents 8, 9, and 10 disclose a method of using acetoacetylated polyvinyl alcohol in a wood adhesive, but it is not combined with any protein.
これらに代わるべき、高い結合強さおよび高い製品品質を示す、タンパク質に基づいた木材用接着剤の必要性が依然として存在する。 There remains a need for protein-based wood adhesives that exhibit high bond strength and high product quality to replace them.
したがって、本発明は、たとえば耐水性に関して優れた接着強さおよび製品品質を示す、タンパク質に基づいた接着剤組成物を提供する。また、木質製品を製造する方法が提供される。 Thus, the present invention provides a protein-based adhesive composition that exhibits excellent bond strength and product quality, for example with respect to water resistance. Also provided is a method of manufacturing a wood product.
本発明は、タンパク質とアセトアセトキシ基を有する１以上のポリマー（Ｐ）とを含んでいる接着剤系を提供する。 The present invention provides an adhesive system comprising a protein and one or more polymers (P) having acetoacetoxy groups.
「接着剤系」は、本明細書では木材用接着剤を形成し、かつそのように機能する２以上の成分の組み合わせを意味する。「接着剤」の語は、本明細書では「バインダー」の語も包含する。 "Adhesive system" means herein a combination of two or more components that form and function as a wood adhesive. The term “adhesive” also includes the term “binder” herein.
本発明は、木質材料の１以上の片上に、タンパク質とアセトアセトキシ基を有する１以上のポリマー（Ｐ）とを含んでいる接着剤系を施与すること、そして該片をある材料の、好ましくは木質材料の１以上のさらなる片と接合することを含む、木質製品を製造する方法にも関する。 The present invention provides a method of applying an adhesive system comprising a protein and one or more polymers (P) having acetoacetoxy groups on one or more pieces of wood material; Also relates to a method of manufacturing a wooden product comprising joining with one or more further pieces of wooden material.
タンパク質と１以上のポリマー（Ｐ）との重量比は、好適には約１：２〜約１００：１、好ましくは約１：１〜約１００：１、より好ましくは約１：１〜約２０：１、最も好ましくは約２：１〜約１０：１である。 The weight ratio of protein to one or more polymers (P) is suitably about 1: 2 to about 100: 1, preferably about 1: 1 to about 100: 1, more preferably about 1: 1 to about 20. : 1, most preferably from about 2: 1 to about 10: 1.
１の実施態様では、接着剤系は接着剤組成物を含んでいる。 In one embodiment, the adhesive system includes an adhesive composition.
接着剤組成物は、好適には約１〜約９９重量％、好ましくは約３〜約７５重量％、最も好ましくは約５〜約５０重量％のタンパク質を含んでいる。 The adhesive composition suitably comprises about 1 to about 99%, preferably about 3 to about 75%, most preferably about 5 to about 50% protein by weight.
接着剤組成物は、好適には約０．１〜約９９重量％、好ましくは約１〜約８０重量％、より好ましくは２〜約５０重量％、さらにより好ましくは約２〜約２５重量％、最も好ましくは約５〜約１５重量％の１以上のポリマー（Ｐ）を含んでいる。 The adhesive composition is suitably about 0.1 to about 99% by weight, preferably about 1 to about 80% by weight, more preferably 2 to about 50% by weight, even more preferably about 2 to about 25% by weight. Most preferably from about 5 to about 15% by weight of one or more polymers (P).
接着剤組成物中の固形分含有量は、好適には約１０〜約９５重量％、好ましくは約２０〜約７５重量％、最も好ましくは約３０〜約５０重量％である。 The solids content in the adhesive composition is suitably about 10 to about 95% by weight, preferably about 20 to about 75% by weight, and most preferably about 30 to about 50% by weight.
１の実施態様では、接着剤系は、タンパク質および１以上のポリマー（Ｐ）を別々に分けられた成分として含んでおり、これらは好ましくは接着工程におけるこれらの実際の使用まで分けられたままでいる。接着剤系の別々の成分は、接着工程における実際の使用の短時間前に混合され、それによって本発明の接着剤組成物を形成することもできる。「短時間」とは、本明細書では好適には約１時間未満、好ましくは約３０分間未満、最も好ましくは約１５分間未満を意味する。 In one embodiment, the adhesive system includes protein and one or more polymers (P) as separate components, which preferably remain separate until their actual use in the bonding process. . The separate components of the adhesive system can also be mixed shortly before actual use in the bonding process, thereby forming the adhesive composition of the present invention. "Short time" means herein suitably less than about 1 hour, preferably less than about 30 minutes, and most preferably less than about 15 minutes.
本発明の方法の１の実施態様では、接着剤系は別々に分けられた成分として木質材料の１以上の片上に施与され、該別々に分けられた成分のうちの１の成分がタンパク質を含んでおり、かつさらなる成分が１以上のポリマー（Ｐ）を含んでいる。 In one embodiment of the method of the present invention, the adhesive system is applied as a separately divided component onto one or more pieces of wood material, and one component of the separately divided components contains protein. And further components contain one or more polymers (P).
タンパク質を含んでいる成分は、タンパク質の溶液もしくは分散物を含んでいることができ、またはタンパク質を乾燥物質として含んでいることができる。該タンパク質の溶液または分散物は、好ましくは水性である。１以上のポリマー（Ｐ）を含んでいる成分は、好適には溶液もしくは分散物、好ましくは水性の溶液もしくは分散物、または固形物質の状態である。接着剤系の分けられた成分として、ポリマー（Ｐ）は、好適には約０．１〜約９９重量％、好ましくは約１〜約８０重量％、より好ましくは約２〜約５０重量％、さらにより好ましくは約２〜約２５重量％、最も好ましくは約３〜約１５重量％のポリマー（Ｐ）を含んでいる水性組成物中に存在する。 The protein-containing component can include a solution or dispersion of the protein, or can include the protein as a dry substance. The protein solution or dispersion is preferably aqueous. The component comprising one or more polymers (P) is suitably in the form of a solution or dispersion, preferably an aqueous solution or dispersion, or a solid material. As a separate component of the adhesive system, the polymer (P) is suitably about 0.1 to about 99 wt%, preferably about 1 to about 80 wt%, more preferably about 2 to about 50 wt%, Even more preferably present in an aqueous composition comprising from about 2 to about 25% by weight, most preferably from about 3 to about 15% by weight of polymer (P).
接着剤系の分けられた成分として木質材料の１以上の片上に施与されるときは、好ましくは第一の成分が施与されそして第二の成分が施与されることを含む接着剤系の成分の逐次的な施与が行われる。 When applied as a separate component of an adhesive system onto one or more pieces of wood material, the adhesive system preferably includes applying a first component and applying a second component Are applied sequentially.
本発明の方法の１の実施態様では、施与された第一の成分は、タンパク質を溶液かあるいは分散物として、または乾燥物質として含んでおり、そして施与された第二の成分は、１以上のポリマー（Ｐ）の溶液または分散物を含んでいる。 In one embodiment of the method of the invention, the applied first component comprises the protein as a solution or dispersion, or as a dry substance, and the applied second component is 1 A solution or dispersion of the above polymer (P) is included.
本発明の方法の１の実施態様では、施与された第一の成分は、１以上のポリマー（Ｐ）の溶液または分散物を含んでおり、そして施与された第二の成分は、タンパク質を溶液かあるいは分散物として、または乾燥物質として含んでいる。 In one embodiment of the method of the invention, the applied first component comprises a solution or dispersion of one or more polymers (P) and the applied second component is a protein In the form of a solution or dispersion or as a dry substance.
本発明の方法の１の実施態様では、施与された第一の成分は、１以上のポリマー（Ｐ）を固形物質として含んでおり、そして施与された第二の成分は、タンパク質を溶液かあるいは分散物として、または乾燥物質として含んでいる。 In one embodiment of the method of the present invention, the applied first component comprises one or more polymers (P) as a solid material and the applied second component comprises a protein in solution. Or as a dispersion or as a dry substance.
本発明の方法の１の実施態様では、固形物質としての１以上のポリマー（Ｐ）と乾燥物質としてのタンパク質との混合物が施与される。 In one embodiment of the method of the invention, a mixture of one or more polymers (P) as solid material and protein as dry material is applied.
本発明の方法の１の実施態様では、溶液または分散物である第一の施与される成分は、施与後に、かつ第二の成分が施与される前に乾燥される。この場合、該第一の施与される成分は、好ましくは１以上のポリマー（Ｐ）の溶液または分散物である。 In one embodiment of the method of the present invention, the first applied component, which is a solution or dispersion, is dried after application and before the second component is applied. In this case, the first applied component is preferably a solution or dispersion of one or more polymers (P).
好適なタンパク質の例は、たとえば、ミルク（カゼイン）、大豆、ジャガイモ、トウモロコシ、小麦、米、エンドウ豆等に由来する天然タンパク質、すなわち非変性タンパク質、および変性タンパク質である。好適な大豆タンパク質製品の例は、大豆タンパク質濃縮物、大豆ミール（粕）、大豆タンパク質加水分解物および大豆タンパク質単離物を含む。好ましくは、タンパク質は大豆タンパク質単離物（ＳＰＩ）である。タンパク質は、好適にはタンパク質ミールまたはタンパク質単離物のような製品の形で本発明に使用されるために用意される。タンパク質ミールまたはタンパク質単離物中のタンパク質含有量は、好適には約３０〜約１００重量％、好ましくは約５０〜約１００重量％、最も好ましくは約７０〜約１００重量％である。 Examples of suitable proteins are natural proteins derived from, for example, milk (casein), soybeans, potatoes, corn, wheat, rice, peas, ie non-denatured proteins and denatured proteins. Examples of suitable soy protein products include soy protein concentrate, soy meal, soy protein hydrolysate and soy protein isolate. Preferably, the protein is soy protein isolate (SPI). The protein is preferably prepared for use in the present invention in the form of a product such as a protein meal or protein isolate. The protein content in the protein meal or protein isolate is suitably about 30 to about 100% by weight, preferably about 50 to about 100% by weight, and most preferably about 70 to about 100% by weight.
タンパク質１２重量％を含んでいる水性組成物は、好適には約５００〜約５，０００，０００ｍＰａ・秒、好ましくは約１，０００〜約２，０００，０００ｍＰａ・秒、より好ましくは約５０，０００〜約１，５００，０００ｍＰａ・秒、最も好ましくは約１００，０００〜約１，０００，０００ｍＰａ・秒の（Ｂｒｏｏｋｆｉｅｌｄ粘度計、１２ｒｐｍ、スピンドル４、２０℃における）粘度を有する。 An aqueous composition containing 12% protein by weight is suitably about 500 to about 5,000,000 mPa · s, preferably about 1,000 to about 2,000,000 mPa · s, more preferably about 50, It has a viscosity (from a Brookfield viscometer, 12 rpm, spindle 4, 20 ° C.) of from 000 to about 1,500,000 mPa · s, most preferably from about 100,000 to about 1,000,000 mPa · s.
１以上のポリマー（Ｐ）は、好適には約１，０００〜約５，０００，０００ｇ／モル、好ましくは約１０，０００〜約２，０００，０００ｇ／モルの重量平均分子量を有する。 The one or more polymers (P) suitably have a weight average molecular weight of from about 1,000 to about 5,000,000 g / mol, preferably from about 10,000 to about 2,000,000 g / mol.
１以上のポリマー（Ｐ）中のアセトアセトキシ基の含有量は、好適には約０．０５〜約５０モル％、好ましくは約１〜約３０モル％、最も好ましくは約５〜約２０モル％である。 The content of acetoacetoxy groups in the one or more polymers (P) is suitably about 0.05 to about 50 mol%, preferably about 1 to about 30 mol%, most preferably about 5 to about 20 mol%. It is.
１以上のポリマー（Ｐ）は、好ましくはアセトアセチル化されたポリビニルアルコール（ＡＡＰＶＡ）を含んでいる。 The one or more polymers (P) preferably comprise acetoacetylated polyvinyl alcohol (AAPVA).
接着剤系は、好適にはさらにアミノ基またはアミド基を有する１以上のポリマー（Ｐ１）を、好ましくは別に分けられた成分としてまたはタンパク質成分と混合された状態で含んでいる。アミド基は好ましくはペンダントのアミド基である。 The adhesive system preferably further comprises one or more polymers (P1) having amino or amide groups, preferably as separate components or mixed with protein components. The amide group is preferably a pendant amide group.
「アミド基」の語は、本明細書ではホルムアミド基を包含する。 The term “amide group” as used herein includes formamide groups.
１以上のポリマー（Ｐ１）は、好ましくは１級アミノ基またはホルムアミド基を含んでいる。好ましくは、該１以上のポリマー（Ｐ１）はポリビニルアミン、ポリビニルホルムアミド、ポリ（ビニルアルコール−コ−ビニルアミン）、ポリ（ビニルアルコール−コ−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またはポリアミドアミンを含んでいる。最も好ましくは、１以上のポリマー（Ｐ１）はポリビニルアミンまたはポリエチレンイミンを含んでいる。 The one or more polymers (P1) preferably contain primary amino groups or formamide groups. Preferably, the one or more polymers (P1) comprise polyvinylamine, polyvinylformamide, poly (vinyl alcohol-co-vinylamine), poly (vinyl alcohol-co-vinylformamide), polyallylamine, polyethyleneimine or polyamidoamine. Yes. Most preferably, the one or more polymers (P1) comprise polyvinylamine or polyethyleneimine.
１以上のポリマー（Ｐ１）は、好適には約１，０００〜約５，０００，０００ｇ／モル、好ましくは約１０，０００〜約２，０００，０００ｇ／モルの重量平均分子量を有する。 The one or more polymers (P1) suitably have a weight average molecular weight of about 1,000 to about 5,000,000 g / mol, preferably about 10,000 to about 2,000,000 g / mol.
接着剤系の別に分けられた成分として、ポリマー（Ｐ１）は、好適にはポリマー（Ｐ１）約０．１〜約９９重量％、好ましくは約１〜約８０重量％、より好ましくは約２〜約５０重量％、さらにより好ましくは約２〜約２５重量％、最も好ましくは約３〜約１５重量％を含んでいる水性組成物中に存在している。 As a separate component of the adhesive system, the polymer (P1) is suitably about 0.1 to about 99% by weight of polymer (P1), preferably about 1 to about 80% by weight, more preferably about 2 to about 2%. It is present in an aqueous composition comprising about 50% by weight, even more preferably about 2 to about 25% by weight, and most preferably about 3 to about 15% by weight.
１以上のポリマー（Ｐ１）を含んでいる水性組成物は、さらに無機または有機塩を含んでいてもよい。１以上のポリマー（Ｐ１）の一部が、イオン荷電、好ましくはカチオン荷電していてもよい。水性組成物中の該塩の負の対イオンの量は、好適には０〜約５０重量％、好ましくは約１〜約３０重量％、最も好ましくは約２〜約２０重量％である。 The aqueous composition containing one or more polymers (P1) may further contain an inorganic or organic salt. A part of the one or more polymers (P1) may be ionically charged, preferably cationically charged. The amount of negative counter ion of the salt in the aqueous composition is suitably from 0 to about 50% by weight, preferably from about 1 to about 30% by weight, and most preferably from about 2 to about 20% by weight.
タンパク質、ポリマー（Ｐ）および任意的なポリマー（Ｐ１）をそれぞれ含んでいる接着剤系の１以上の成分は、またはタンパク質およびポリマーならびに任意的なポリマー（Ｐ１）を含んでいる接着剤組成物は、さらに添加剤およびフィラー、たとえばカオリンを含んでいることができる。 One or more components of the adhesive system comprising protein, polymer (P) and optional polymer (P1), respectively, or an adhesive composition comprising protein and polymer and optional polymer (P1) is In addition, additives and fillers such as kaolin can be included.
本発明の方法の１の実施態様では、接着剤組成物は施与後に乾燥され、そしてその後に水、または１以上のポリマー（Ｐ）を含んでいる水性組成物、または１以上のポリマー（Ｐ１）を含んでいる水性組成物を添加することによって活性化される。 In one embodiment of the method of the present invention, the adhesive composition is dried after application and thereafter water, or an aqueous composition comprising one or more polymers (P), or one or more polymers (P1). Activated) by adding an aqueous composition containing
１の実施態様では、接着剤系はタンパク質、１以上のポリマー（Ｐ）および１以上のポリマー（Ｐ１）を別々に分けられた成分として含んでおり、これらは接着工程におけるこれらの実際の使用まで分けられたままである。接着剤系の別々の成分は、接着工程における実際の使用の短時間前に混合されて、それによって本発明の接着剤組成物を形成してもよい。「短時間」の語は、本明細書では好適には約１時間未満、好ましくは約３０分間未満、最も好ましくは約１５分間未満を意味する。 In one embodiment, the adhesive system comprises protein, one or more polymers (P) and one or more polymers (P1) as separate components, which are used up to their actual use in the bonding process. It remains separated. The separate components of the adhesive system may be mixed shortly before actual use in the bonding process, thereby forming the adhesive composition of the present invention. The term “short time” herein means suitably less than about 1 hour, preferably less than about 30 minutes, and most preferably less than about 15 minutes.
本発明の方法の１の実施態様では、接着剤系は別々に分けられた成分として木質材料の１以上の片上に施与され、該別々に分けられた成分のうちの１の成分がタンパク質を含んでおり、かつさらなる成分が１以上のポリマー（Ｐ）を含んでおり、かつなおもさらなる成分が１以上のポリマー（Ｐ１）を含んでいる。タンパク質を含んでいる成分はタンパク質の溶液もしくは分散物を含んでいることができ、またはタンパク質を乾燥物質として含んでいることができる。１以上のポリマー（Ｐ）を含んでいる成分は好適には溶液または分散物である。１以上のポリマー（Ｐ１）を含んでいる成分は好適には溶液または分散物である。 In one embodiment of the method of the present invention, the adhesive system is applied as a separately divided component onto one or more pieces of wood material, and one component of the separately divided components contains protein. And further components comprise one or more polymers (P) and still further components comprise one or more polymers (P1). The protein-containing component can include a protein solution or dispersion, or can include the protein as a dry substance. The component comprising one or more polymers (P) is preferably a solution or dispersion. The component comprising one or more polymers (P1) is preferably a solution or dispersion.
本発明の方法の１の実施態様では、施与された第一の成分はタンパク質と１以上のポリマー（Ｐ）との溶液または分散物を含んでおり、これは、１以上のポリマー（Ｐ１）の溶液または分散物を含んでいる第二の成分の施与前に乾燥される。 In one embodiment of the method of the present invention, the applied first component comprises a solution or dispersion of protein and one or more polymers (P), which comprises one or more polymers (P1). Before application of the second component comprising a solution or dispersion of
本発明の方法の１の実施態様では、施与された第一の成分はタンパク質と１以上のポリマー（Ｐ１）との溶液または分散物を含んでおり、これは、１以上のポリマー（Ｐ）の溶液または分散物を含んでいる第二の成分の施与前に乾燥される。 In one embodiment of the method of the present invention, the applied first component comprises a solution or dispersion of protein and one or more polymers (P1), which comprises one or more polymers (P). Before application of the second component comprising a solution or dispersion of
本発明の方法の１の実施態様では、施与された第一の成分は１以上のポリマー（Ｐ）の溶液または分散物を含んでおり、これは、タンパク質と１以上のポリマー（Ｐ１）との溶液または分散物を含んでいる第二の成分の施与前に乾燥される。 In one embodiment of the method of the present invention, the applied first component comprises a solution or dispersion of one or more polymers (P), which comprises a protein and one or more polymers (P1) and Before application of the second component comprising a solution or dispersion of
本発明の方法の１の実施態様では、施与された第一の成分は１以上のポリマー（Ｐ１）の溶液または分散物を含んでおり、これは、タンパク質と１以上のポリマー（Ｐ）との溶液または分散物を含んでいる第二の成分の施与前に乾燥される。 In one embodiment of the method of the present invention, the applied first component comprises a solution or dispersion of one or more polymers (P1), which comprises a protein and one or more polymers (P) and Before application of the second component comprising a solution or dispersion of
接着剤組成物中のタンパク質および１以上のポリマー（Ｐ）および任意的な１以上のポリマー（Ｐ１）の量は、好適には１０００ｇ／モル以上の分子量を有する成分の少なくとも７５重量％、同様に好適には約７５〜約１００重量％、好ましくは少なくとも８５重量％、同様に好ましくは約８５〜約１００重量％、最も好ましくは少なくとも９５重量％、同様に最も好ましくは約９５〜約１００重量％を構成する。 The amount of protein and one or more polymers (P) and optional one or more polymers (P1) in the adhesive composition is preferably at least 75% by weight of the component having a molecular weight of 1000 g / mol or more, as well Suitably about 75 to about 100% by weight, preferably at least 85% by weight, also preferably about 85 to about 100% by weight, most preferably at least 95% by weight, and most preferably about 95 to about 100% by weight. Configure.
本発明はさらに、本発明に従う接着剤系を、木質材料の片を接着して木質製品を形成するために使用する方法に関する。 The invention further relates to a method of using the adhesive system according to the invention to bond pieces of wood material to form a wood product.
本発明の１の実施態様では、木質材料の片はシートまたはラメラである。この場合に、木質製品は好適には積層されたフローリング材、ベニアフローリング、ベニア家具材、合板、ウォールパネル、ルーフパネルまたは積層されたビームである。 In one embodiment of the invention, the piece of wood material is a sheet or lamella. In this case, the wood product is preferably a laminated flooring, veneer flooring, veneer furniture, plywood, wall panel, roof panel or laminated beam.
本発明の１の実施態様では、木質材料の片は木材チップまたは木材粒子、たとえばチップ、削りくず、フレーク、おがくずまたは任意の類似した微細化された木質材料である。この場合に、木質製品は好適にはチップボード、パーティクルボードもしくはファイバーボード、または配向性ストランドボードである。 In one embodiment of the present invention, the piece of wood material is wood chips or wood particles, such as chips, shavings, flakes, sawdust or any similar refined wood material. In this case, the wood product is preferably a chip board, particle board or fiber board, or oriented strand board.
本発明に使用されるべき木材粒子の湿分含有量は、好適には約０〜約２０重量％、好ましくは約１〜約１０重量％、より好ましくは約１．５〜約５重量％である。 The moisture content of the wood particles to be used in the present invention is suitably about 0 to about 20% by weight, preferably about 1 to about 10% by weight, more preferably about 1.5 to about 5% by weight. is there.
木材粒子と接着剤系との重量比は、乾燥重量として計算されて、好適には約１００：１〜約１：１、好ましくは約５０：１〜約２：１、より好ましくは約３０：１〜約２．５：１、最も好ましくは約１５：１〜約３：１である。 The weight ratio of wood particles to adhesive system, calculated as dry weight, is suitably about 100: 1 to about 1: 1, preferably about 50: 1 to about 2: 1, more preferably about 30: 1 to about 2.5: 1, most preferably about 15: 1 to about 3: 1.
本発明に従う方法は、好適には木質材料の１以上の片を本発明に従う接着剤系に接触させる段階、プレスしそれによって木質材料の片をさらなる木質材料と接合する段階を含む。プレスは好適には高められた温度で行われる。木質材料は任意のタイプおよび形態の木質材料、たとえばチップ、繊維、シート、ラメラ、ベニア、片等であることができる。本発明の方法は、好適には本発明に従う接着剤組成物を木質材料の表面上に施与し、それに続いてプレスすることを含む。プレス温度は、どの木質製品が製造されることを意図されているかに依るが、好適には約５０〜約２５０℃、好ましくは約７０〜約２００℃である。パーティクルボード、チップボードおよびファイバーボード製品の場合、プレス温度は好ましくは約１００〜約２２５℃、最も好ましくは約１５０〜約２００℃である。積層される製品、たとえば合板、積層されるフローリングまたはベニアフローリング製品の場合、プレス温度は好ましくは約７０〜約１７５℃、最も好ましくは約９０〜約１６０℃である。 The method according to the invention preferably comprises the step of bringing one or more pieces of wood material into contact with the adhesive system according to the invention, pressing and thereby joining the piece of wood material with further wood material. The pressing is preferably performed at an elevated temperature. The wood material can be any type and form of wood material, such as chips, fibers, sheets, lamellae, veneers, pieces, and the like. The method of the present invention preferably comprises applying an adhesive composition according to the present invention onto the surface of the wood material followed by pressing. The pressing temperature is preferably about 50 to about 250 ° C, preferably about 70 to about 200 ° C, depending on which wood product is intended to be produced. For particleboard, chipboard and fiberboard products, the pressing temperature is preferably about 100 to about 225 ° C, most preferably about 150 to about 200 ° C. For laminated products such as plywood, laminated flooring or veneered flooring products, the press temperature is preferably about 70 to about 175 ° C, most preferably about 90 to about 160 ° C.
プレス時間およびプレス温度は関連しており、その故に、より低いプレス温度は一般により長いプレス時間を要求する。製造されるべき木質製品もまた正に、好適なプレス温度およびプレス時間を決める。プレス時間は、好適には少なくとも約１０秒間、同様に好適には約１０秒間〜約６０分間、好ましくは少なくとも約３０秒間、同様に好ましくは約３０秒間〜約３０分間、最も好ましくは少なくとも約１分間、同様に好ましくは約１〜約１５分間である。 Press time and press temperature are related, so lower press temperatures generally require longer press times. The wood product to be produced also determines the right press temperature and press time. The pressing time is preferably at least about 10 seconds, also suitably from about 10 seconds to about 60 minutes, preferably at least about 30 seconds, also preferably from about 30 seconds to about 30 minutes, most preferably at least about 1 Minutes, as well as preferably from about 1 to about 15 minutes.
本発明の方法の１の実施態様では、積層された製品を製造するときに、本発明の方法は好適には本発明に従う接着剤組成物を、接合部が約０．１〜約５００ｇ／ｍ２の当初に施与された量を含んでいるように表面上に施与することを含む。施与される量は、製造されるべき製品に依存し、プレス成形されるベニアの場合、好ましくは約５０〜約２００ｇ／ｍ２、積層されるフローリング材の場合、好ましくは約１００〜約１６０ｇ／ｍ２である。好適な上限もまた、溶液を施与されるのがどちらのタイプの木質材料であるかに依る。接着剤組成物は、接合されるべき表面の片方または双方上に施与されることができる。双方の表面上に施与されるならば、各表面上に施与される量の合計は、特定の接合部全体について好まれる量に対応する。 In one embodiment of the method of the present invention, when producing a laminated product, the method of the present invention preferably comprises an adhesive composition according to the present invention having a joint between about 0.1 and about 500 g / m. Applying on the surface to include the originally applied amount of 2 . The amount applied depends on the product to be produced, preferably about 50 to about 200 g / m 2 for veneers to be pressed, preferably about 100 to about 160 g for laminated flooring. / M 2 . The preferred upper limit also depends on which type of woody material to which the solution is applied. The adhesive composition can be applied on one or both of the surfaces to be joined. If applied on both surfaces, the sum of the amount applied on each surface corresponds to the preferred amount for the entire particular joint.
本発明の方法の他の実施態様では、積層された製品を製造するときに、本発明の方法は好適には本発明に従う接着剤系を、タンパク質および１以上のポリマー（Ｐ）の別々に分けられた成分として表面上に施与することを含む。好適には、タンパク質およびポリマー（Ｐ）の双方は水性組成物として施与される。あるいは、タンパク質および１以上のポリマー（Ｐ）は、接合されるべく意図されている別々の表面上に施与されることができる。表面の片方または双方上に施与される接着剤系の合計量は、接合部が約０．１〜約５００ｇ／ｍ２の当初に施与された量を含んでいるような量である。施与される量は、製造されるべき製品に依存し、プレス成形されるベニアの場合、好ましくは約５０〜約２００ｇ／ｍ２、積層されるフローリング材の場合、好ましくは約１００〜約１６０ｇ／ｍ２である。好適な上限もまた、溶液を施与されるのがどちらのタイプの木質材料であるかに依る。 In another embodiment of the method of the present invention, when producing a laminated product, the method of the present invention preferably suitably separates the adhesive system according to the present invention into a protein and one or more polymers (P) separately. Application onto the surface as a formulated component. Preferably, both protein and polymer (P) are applied as an aqueous composition. Alternatively, the protein and one or more polymers (P) can be applied on separate surfaces that are intended to be joined. The total amount of the adhesive system is applied onto one or both surfaces is an amount such joint contains an amount which is applied to the initial about 0.1 to about 500 g / m 2. The amount applied depends on the product to be produced, preferably about 50 to about 200 g / m 2 for veneers to be pressed, preferably about 100 to about 160 g for laminated flooring. / M 2 . The preferred upper limit also depends on which type of woody material to which the solution is applied.
本発明の方法の他の実施態様では、パーティクルボード、チップボードまたはファイバーボードおよび類似した製品を製造するときに、本発明の方法は好適には本発明に従う接着剤系を、タンパク質および１以上のポリマー（Ｐ）の別々に分けられた成分として木材チップ上に施与することを含む。 In another embodiment of the method of the present invention, when producing particleboard, chipboard or fiberboard and similar products, the method of the present invention preferably comprises an adhesive system according to the present invention, protein and one or more Application on wood chips as a separate component of polymer (P).
パーティクルボード、チップボードまたはファイバーボードおよび類似した製品の製造において別々に施与されるときに、タンパク質は乾燥形態でまたは水性組成物中に存在する状態で施与されることができる。好ましくは、タンパク質は乾燥形態で施与される。１以上のポリマー（Ｐ）は固体としてまたは水性組成物として施与されることができる。１以上のポリマー（Ｐ）が好ましくは最初にチップに添加され、それに続いてタンパク質が添加される。 When applied separately in the manufacture of particleboard, chipboard or fiberboard and similar products, the protein can be applied in a dry form or as it is present in the aqueous composition. Preferably the protein is applied in dry form. The one or more polymers (P) can be applied as a solid or as an aqueous composition. One or more polymers (P) are preferably added to the chip first, followed by the protein.
１の実施態様では、パーティクルボード、チップボードまたはファイバーボードおよび類似した製品の製造において、１以上のポリマー（Ｐ）は水性組成物として施与され、それに続いてタンパク質が乾燥形態で添加される。 In one embodiment, in the manufacture of particleboard, chipboard or fiberboard and similar products, one or more polymers (P) are applied as an aqueous composition, followed by protein addition in dry form.
１の実施態様では、パーティクルボード、チップボードまたはファイバーボードおよび類似した製品の製造において、１以上のポリマー（Ｐ）は乾燥形態のタンパク質と同時に固体として施与される。 In one embodiment, in the manufacture of particleboard, chipboard or fiberboard and similar products, one or more polymers (P) are applied as a solid simultaneously with the protein in dry form.
本発明は、木質製品を製造する方法によって得られることができる木質製品にも関する。 The invention also relates to a wooden product that can be obtained by a method of manufacturing a wooden product.
木質製品は、好適にはパーティクルボード、チップボードまたはファイバーボード製品である。あるいは、木質製品は好適には積層された製品、たとえば合板、積層されたフローリングまたはベニアフローリング製品である。 The wood product is preferably a particleboard, chipboard or fiberboard product. Alternatively, the wood product is preferably a laminated product, such as plywood, laminated flooring or veneer flooring product.
本発明に従って造られたパーティクルボード、チップボードまたはファイバーボード製品は、乾燥重量として計算されて好適には約１〜約２０重量％、好ましくは約３〜約１５重量％のタンパク質含有量を有する。 Particleboard, chipboard or fiberboard products made in accordance with the present invention suitably have a protein content, calculated as dry weight, of from about 1 to about 20% by weight, preferably from about 3 to about 15% by weight.
本発明に従って造られたパーティクルボード、チップボードまたはファイバーボード製品は、乾燥重量として計算されて好適には約０．５〜約１０重量％、好ましくは約１〜約５重量％の、アセトアセトキシ基を含んでいるポリマー含有量を有する。 Particleboard, chipboard or fiberboard products made in accordance with the present invention preferably have from about 0.5 to about 10 weight percent, preferably from about 1 to about 5 weight percent of acetoacetoxy groups, calculated as dry weight. Having a polymer content of
本発明は、以下の非限定的な実施例によってさらに説明される。部およびパーセントは、他様に明示されない限り、それぞれ重量部および重量パーセントに関する。 The invention is further illustrated by the following non-limiting examples. Parts and percentages relate to parts by weight and weight percent, respectively, unless otherwise specified.
１５×１５ｃｍの別々のパーティクルボード上に異なった組成物を施与し、それに続いて５日間乾燥することによって、ベニア製品が造られた。乾燥された接着層はそれから再び湿らされ、それに続いて該ボード上に０．６ｍｍのブナノキの層がベニア接合された。集成物が１３０℃において１分間プレスされた。（チゼルによる）繊維引裂け率が試験された。 Veneer products were made by applying different compositions on 15 x 15 cm separate particle boards followed by drying for 5 days. The dried adhesive layer was then wetted again, followed by veneer bonding of a 0.6 mm beech layer on the board. The assembly was pressed at 130 ° C. for 1 minute. Fiber tear (by chisel) was tested.
試験された組成物は以下の通りである。
１）大豆タンパク質単離物（ＳＰＩ）（Ｓｏｌａｅ社からのＳｕｐｒｏ（商標）５００Ｅ）１４ｇ、水１００ｍｌ
２）大豆タンパク質単離物（ＳＰＩ）（Ｓｏｌａｅ社からのＳｕｐｒｏ（商標）５００Ｅ）８ｇ、アセトアセチル化されたポリビニルアルコール溶液（ＡＡＰＶＡ）（日本合成化学工業社からのＧｏｈｓｅｆｉｍｅｒ（商標）Ｚ−２２０）（５重量％）５０ｇ
３）大豆タンパク質単離物（ＳＰＩ）（Ｓｏｌａｅ社からのＳｕｐｒｏ（商標）５００Ｅ）８ｇ、アセトアセチル化されたポリビニルアルコール溶液（ＡＡＰＶＡ）（日本合成化学工業社からのＧｏｈｓｅｆｉｍｅｒ（商標）Ｚ−２２０）（１０重量％）５０ｇ
1) 14 g of soy protein isolate (SPI) (Supro ™ 500E from Solae), 100 ml of water
2) 8 g of soy protein isolate (SPI) (Supro ™ 500E from Solae), acetoacetylated polyvinyl alcohol solution (AAPVA) (Gohsefmer ™ Z-220 from Nippon Synthetic Chemical Industry) (5 wt%) 50g
3) 8 g soy protein isolate (SPI) (Supro ™ 500E from Solae), acetoacetylated polyvinyl alcohol solution (AAPVA) (Gohsefmer ™ Z-220 from Nippon Synthetic Chemical Industry) (10% by weight) 50 g
２重量％の湿分含有量を有する木材チップ８６４ｇを、アセトアセチル化されたポリビニルアルコール（ＡＡＰＶＡ）（日本合成化学工業社からのＧｏｈｓｅｆｉｍｅｒ（商標）Ｚ−２２０）約１１重量％の水性溶液２０５ｇと混合し、それに続いて大豆タンパク質単離物（ＳＰＩ）（Ｆｏｏｄ Ｐａｒｔｎｅｒ社からのＰｒｉｓｏｌａｔｅ（商標）６０１ＥＭ）約８５ｇを混ぜ込むことによって、パーティクルボードが製造された。該ＳＰＩはタンパク質含有量＞９０重量％および乾燥内容量９４重量％を有していた。このチップ混合物が３０×３０ｃｍのシートへと成形され、１８５℃において３分間プレスされ、そして１６ｍｍ厚さのボードへとプレス成形された。一連の圧力は、３０秒間１６０ｋｇ／ｃｍ２、２．５分間４０ｋｇ／ｃｍ２、そして最後の３０秒間は圧力なしであった。引張強さ（内部結合、ＩＢ）、厚さ膨張率（ＴＳＷ）および吸水率（ＡＢＳ）が測定された。 864 g of wood chips having a moisture content of 2 wt. Particleboards were made by mixing and subsequently mixing about 85 g of soy protein isolate (SPI) (Prisolate ™ 601EM from Food Partner). The SPI had a protein content> 90% by weight and a dry content of 94% by weight. This chip mixture was formed into 30 × 30 cm sheets, pressed at 185 ° C. for 3 minutes, and pressed into 16 mm thick boards. Series of pressure for 30 seconds 160 kg / cm 2, 2.5 min 40 kg / cm 2, and the last 30 seconds was no pressure. Tensile strength (internal bond, IB), thickness expansion coefficient (TSW) and water absorption (ABS) were measured.
上記と同じ様式で、２重量％の湿分含有量を有する木材チップ９９４ｇを、大豆タンパク質単離物（Ｓｏｌａｅ社からのＳｕｐｒｏ（商標）５００Ｅ）約８５ｇと混合することによって、さらなるパーティクルボードが製造された。該ＳＰＩはタンパク質含有量＞９０重量％および乾燥内容量９４重量％を有していた。引張強さ（内部結合、ＩＢ）が測定された。
２重量％の湿分含有量を有する木材チップ５０．７ｇをそれぞれ、約１６．５重量％の水性溶液として存在している、アセトアセチル化されたポリビニルアルコール（ＡＡＰＶＡ）（日本合成化学工業社からのＧｏｈｓｅｆｉｍｅｒ（商標）Ｚ−２２０）１ｇと混合し、それに続いて様々な量の大豆タンパク質単離物（ＳＰＩ）（Ｓｏｌａｅ社からのＳｕｐｒｏ（商標）５００Ｅ）を混ぜ込むことによって、より小さい規模でパーティクルボードが製造された。該ＳＰＩはタンパク質含有量＞９０重量％および乾燥内容量９４重量％を有していた。ＳＰＩを含まない参照例およびＡＡＰＶＡを含まない参照例も調製された。このチップ混合物が１０ｍｍ厚さのボードへとプレス成形された。プレスは９ｋｇ／ｃｍ２および１８０〜１８５℃において５分間なされた。５×５ｃｍの片を２の金属ブロックの表面上に接着し、そしてそれらを引き剥がすことによって、内部結合強さ（ＩＢ）が測定された。
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