JP2017031361A - 水系接着用組成物 - Google Patents
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Abstract
Description
更に、得られる木質材料(例えば、パーティクルボード)が、曲げ強さ、湿潤時の曲げ強さ、吸水厚さ膨張率及びはく離強さ等の性質に優れることも求められる。しかし、水系接着剤を用いると、性質が不十分なことが多い。
特許文献1は、加熱温度を低下させる触媒として無水塩化アルミニウムを教示する。塩化アルミニウムを用いると、175℃〜190℃のプレス温度で、パーティクルマットを得ることができ、厚さ膨張は、約3〜10%であることを開示する(特許文献1実施例の表1及び2参照)。しかし、塩化アルミニウムは、人体に対する腐食性を有し、水と激しく反応して、塩化水素を発生し、刺激臭を有するので、適切ではない。
(A)糖類、(B)リン酸塩、及び(C)少なくとも一の水酸基を有するアミン化合物とアンモニアから選択される少なくとも一種の中和剤を含む、水系接着用組成物を提供する。
本発明の他の態様において、pHが、6.5〜10.0である、水系接着用組成物を提供する。
本発明の他の要旨において、本発明の形態の水系接着用組成物を用いて得られる木質材料を提供する。
本発明において、「(A)糖類」とは、一般に糖類と呼ばれ、本発明が目的とする水系接着組成物を得られる限り特に制限されることはない。(A)糖類は、例えば、単糖類、二糖類、三糖類、四糖類、多糖類、及びその他オリゴ糖を含む。
グルコース、プシコース、フルクトース、ソルボース、タガトース、アロース、アルトロース、マンノース、グロース、イドース、ガラクトース、タロース、フコース、フクロース及びラムノース等のヘキソース;
ケトトリオース(ジヒドロキシアセトン)及びアルドトリオース(グリセルアルデヒド)等のトリオース;
エイリトリロース、エリトロース及びトレオース等のテトロース;及び
リブロース、キシルロース、リボース、アラビノース、キシロース、リキソース及びデオキシリボース等のペントース。
「三糖類」として、例えば、ラフィノース、エレジトース及びマルトトリオースを例示できる。
「四糖類」として、例えば、アカルボース及びスタキオースを例示できる。
「多糖類」として、例えば、グリコーゲン、デンプン(アミロース、アミロペクチン)、セルロース、デキストリン、グルカン、N-アセチルグルコサミン、キチン質及びイヌリンを例示できる。
「その他のオリゴ糖」として、例えば、フラクオリゴ糖、ガラクオリゴ糖及びマンナンオリゴ糖を例示できる。
「糖類」は、非還元糖を含むことが好ましい。「糖類」は、非還元糖を含む場合、本発明の水系接着用組成物は、耐水性により優れるので、本発明の木質材料は、吸水厚さ膨張率がより小さくなり得る。
そのような非還元糖として、スクロース、トレハロース、マルトリオース、イヌリン、オリゴ糖、デキストリンを例示することができる。非還元糖が、スクロースを含む場合、木質材料の吸水厚さ膨張率がより小さくなり得る。尚、イヌリンとは、通常、その末端にグルコースが結合した、フルクトースの重合体をいう。従って、イヌリンには、例えば、具体的には、最も単純な三糖類に含まれる1−ケストース(GF2)、四糖類に含まれるニストース(GF3)、多糖類に含まれるフラクトフラノシルニストース(GF4)等も含まれる。
「糖類」として、市販品を使用することができる。
「リン酸塩」は、リン酸水素塩及びリン酸二水素塩を含む。
「リン酸塩」として、例えば、リン酸アンモニウム塩(リン酸アンモニム、リン酸水素アンモニム及びリン酸二水素アンモニウム)、リン酸ナトリウム塩(リン酸ナトリウム、リン酸水素ナトリウム及びリン酸二水素ナトリウム)、リン酸カリウム塩(リン酸カリウム、リン酸水素カリウム及びリン酸二水素カリウム)、リン酸カルシウム塩(リン酸カルシウム、リン酸水素カルシウム、リン酸二水素カルシウム)、リン酸マグネシウム塩(リン酸マグネシウム、リン酸水素マグネシウム、リン酸二水素マグネシウム)などを例示することができる。
「(B)リン酸塩」が、リン酸アンモニウム塩(リン酸アンモニム、リン酸水素アンモニム及びリン酸二水素アンモニウム)から選択される一種である場合、本発明の水系接着用組成物は、硬化性により優れる。
「(B)リン酸塩」は、単独で又は組み合わせて使用することができる。
「(B)リン酸塩」として、市販品を使用することができる。
「少なくとも一の水酸基を有するアミン化合物」とは、一又はそれ以上の水酸基を有するアミン化合物をいい、本発明が目的とする水系接着用組成物を得られる限り、特に制限されることはない。
また、「アンモニア」とは、一般にアンモニアと呼ばれる化合物をいい、水に溶解した水溶液(通常、アンモニア水とよぶ)の形態であってよく、本発明が目的とする水系接着用組成物を得られる限り、特に制限されることはない。
アンモニア、2−アミノ−2−メチルプロパノール、ジエタノールアミン及びN,N-ジメチルアミノエタノールから選択される少なくとも一種であることがより好ましい。
(C)中和剤は、単独で又は組み合わせて使用できる。
(C)中和剤は、市販品を使用することができる。
(A)〜(C)の合計100重量部当たり、(B)は、1〜50重量部含まれることが好ましく、3〜35重量部含まれることがより好ましく、5〜25重量部含まれることが特に好ましい。
(A)〜(C)の合計100重量部当たり、(C)は、0.5〜50重量部含まれることが好ましく、1〜35重量部含まれることがより好ましく、2〜25重量部含まれることが特に好ましい。
(B)が、1〜50重量部含まれる場合、本発明の水系接着用組成物は、より優れる硬化性を有しえる。
(C)が、0.5〜50重量部含まれる場合、本発明の水系接着用組成物を使用すると、接着剤塗布装置の金属部品はより錆び難く、木質材料の吸水厚さ膨張率はより低下しえる。
本明細書において「水」とは、一般的に「水」と呼ばれ、本発明の目的の水系接着用組成物を得ることができる限り、特に制限されることはないが、例えば、蒸留水、イオン交換水、純水、水道水及び工業用水等を例示することができる。
本発明の形態の水系接着用組成物に含まれる水の量は、本発明が目的とする水系接着用組成物を得ることができる限り特に制限されることはなく、使用される(A)〜(C)成分及び添加剤などを考慮して、適宜選択される。
本発明に係る水系接着用組成物は、水溶液又は水分散液なので、被着体への塗布及び散布が容易である。更に、本発明に係る水系接着用組成物は、有機溶媒を好ましくは使用せず、地球環境の保護、及び作業者の作業環境の保護に優れる。
増粘剤とは、加圧し、加熱する際に、組成物の粘度低下を防止するために使用し、本発明が目的とする水系接着用組成物を得ることができる限り特に制限されることはない。そのような増粘剤は、例えば、有機系増粘剤と無機系増粘剤に分類される。
無機系増粘剤として、例えば、クレイ、タルク及びシリカなどを例示できる。
有機系増粘剤として、例えば、カルボキシメチルセルロース、ポリビニルアルコール、植物粉末の小麦粉、コーンスターチ、上新粉、クルミ粉及びヤシ粉などを例示できる。
増粘剤は、単独で又は組み合わせて使用することができる。
水系接着用組成物のpHは、6.5〜10.0である場合、本発明の水系接着用組成物は、より保管し易く、塗布装置の金属部品は錆を生じ難く、より好ましい。
木質要素(原料)として、木材から切削等して得られる、例えば、挽き板、単板、木質ストランド、木質チップ、木質繊維及び植物繊維などを例示することができる。木質要素は、単独で又は組み合わせて使用することができる。
木質材料として、例えば、木質要素が接着剤によって接着されて得られる、集成材、合板、パーティクルボード、繊維板、MDF等を例示することができる。
本発明の形態の水系接着用組成物は、種々の被着体(例えば、紙、木質繊維、合板等)を接着するために使用することができるが、木質材料を製造するために好適に使用することができる。
水系接着用組成物の塗布量は、乾燥した木質要素100重量部当たり、5〜80重量部であることが好ましく、10〜60重量部であることがより好ましく、20〜40重量部であることが特に好ましい。
成形圧力は、0.5〜6.0MPaであることが好ましい。成形圧力が、6.0MPa以下の場合、圧力が大きすぎないので、木質材料に痛みを生じにくい。成形圧力が、0.5MPa以上の場合、十分に木質要素を接着することができる。
[(A)糖類]
(A-1)スクロース(和光純薬工業(株))
(B-1)リン酸二水素アンモニウム(和光純薬工業(株))
[(C)中和剤]
(C-1)アンモニア(25%アンモニア水、和光純薬工業(株))
(C-2)2−アミノ−2−メチルプロパノール(和光純薬工業(株))
(C-3)ジエタノールアミン(和光純薬工業(株))
(C-4)トリエタノールアミン(和光純薬工業(株))
(C'-5)水酸化ナトリウム(和光純薬工業(株))
[実施例1]水系接着用組成物の製造
78.0部の(A-1)スクロース(和光純薬工業(株))及び19.5部の(B-1)リン酸二水素アンモニウム(和光純薬工業(株))を、92.5部の蒸留水に溶解した。この水溶液に、2.5部の(C-1)アンモニア(10.0部の25%アンモニア水、和光純薬工業(株)を使用したので、2.5部のアンモニアと7.5部の水を含む)を、加えた。常温で攪拌して、実施例1の水系接着用組成物を得た。実施例1の水系接着用組成物の組成を表1に示す。
実施例1の水系組成物のpHを、23℃にて、pHメーター(東亜ディーケーケー(株)製HM-25R型(商品名))を用いて測定した。pHは、7.0であった。結果は、表1に示した。
40gの実施例1の水系接着用組成物を、100mLの蓋付きガラス容器に入れた。イゾプロパノールで脱脂した、長さ70mmの市販の鉄釘を、水系接着剤組成物中に投入した。23℃で7日間静置した後、錆の発生を観察した。
A:7日間、錆の発生なし。
B:3日〜7日以内に錆が発生。
C:1日〜3日以内に錆が発生。
D:1日以内に錆が発生。
実施例2〜6及び比較例7〜10の水系接着用組成物の組成を表1〜2に示す。
実施例1で使用した(A)、(B)及び(C)を、表1〜3に記載した成分とその量に変更した他は、実施例1と同様の方法を用いて、実施例2〜6及び比較例7〜10の水系接着用組成物を製造した。
実施例1と同様の方法を用いてpHを測定し、更に、錆び試験を行った。それらの結果は、表1〜2に示した。
[実施例11]木質材料の製造
木質要素(原料)として、60メッシュの篩を通過した針葉樹の木質繊維を使用した。76部の木質要素に、固形分換算で24部となるように、実施例1の水系接着剤組成物をスプレーで均一に塗布した。塗布した木質要素を80℃のオーブンで2時間乾燥した。その後、熱盤温度170℃、圧力4MPaで、9分間プレス成形して、厚さ9mm、密度0.8g/cm3の実施例19の木質材料(パーティクルボード)を製造した。実施例11の木質材料の原料及び製造条件などを図3に示す。
実施例12〜16及び比較例17〜20のパーティクルボードの製造のために使用された原料とその量、及びプレス成形条件などを表3〜4に示す。
実施例11で使用した水系接着剤組成物、その量、木質要素の量、プレス形成条件(熱盤温度、圧力、及び成形時間)を、表3〜4に記載した値に変更した他は、実施例11に記載の方法と同様の方法を用いて、実施例12〜16及び比較例17〜20の木質材料(パーティクルボード)を製造した。各パーティクルボードの寸法と密度などの他の条件は、実施例11のパーティクルボードのものと同様である。
「吸水厚さ膨張率(%)」は、12以下であることが好ましい。
尚、上述のパーティクルボードは、JISA5908:2003に記載された「素地パーティクルボード」の「無研磨板」に該当する。
表4に示すように、比較例7〜10の水系接着用組成物で製造された、比較例17〜20の木質材料は、吸水厚さ膨張率に劣る。更に、比較例9及び10の水系接着用組成物は、pHが小さく、釘に錆が発生することを防止できない。
Claims (5)
- (A)糖類、(B)リン酸塩及び(C)少なくとも一の水酸基を有するアミン化合物とアンモニアから選択される少なくとも一種の中和剤を含む、水系接着用組成物。
- (C)中和剤は、沸点が300℃以下である、請求項1に記載の接着用組成物。
- pHが、6.5〜10.0である、請求項1又は2に記載の接着用組成物。
- (A)糖類が、非還元糖を含む、請求項1〜3のいずれかに記載の接着用組成物。
- 請求項1〜4のいずれかに記載の接着用組成物が塗布された木質材料。
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