JP2017020024A - 大豆接着剤および当該接着剤から製造される複合体 - Google Patents

大豆接着剤および当該接着剤から製造される複合体 Download PDF

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Abstract

【課題】ホルムアルデヒドを含まない水性接着剤組成物の提供。
【解決手段】水性接着剤組成物であって、（ａ）大豆タンパク及び（ｂ）酸化マグネシウム又は酸化マグネシウムと水酸化マグネシウムとの混合物を含み、ここで、成分（ａ）及び（ｂ）は、共に、水の重量を除いた前記組成物の少なくとも５０重量％を構成する、ホルムアルデヒドを含まない水性接着剤組成物。前記大豆タンパクが、大豆粉、大豆タンパク質濃縮物、大豆タンパク質分離物又はこれらの混合物であることが好ましい、水性接着剤組成物。
【選択図】なし

Description

関連出願の相互参照
この出願は、2010年9月20日に出願された米国仮出願第61/384,603号の利益と優先権を
主張し、当該仮出願の全体を援用する。
本開示は、リグノセルロース複合体を製造するための大豆接着剤に関する。
リグノセルロース系複合体は、セルロース材料の寸法の小さい小片から形成され、接着
剤（すなわち、バインダー）で接着される。一般的に、無垢材は、ストランド、繊維、お
よびチップ等のより小さい小片に寸断される。次いで、接着剤組成物が、その木材成分に
添加される。その結果得られた混合物が、熱と圧力にさらされて、複合体となる。その接
着剤混合物は、通常、唯一の非リグノセルロース成分である。
最も一般に用いられる木材接着剤は、フェノール−ホルムアルデヒド樹脂（ＰＦ）およ
び尿素−ホルムアルデヒド樹脂（ＵＦ）である。ＰＦ樹脂およびＵＦ樹脂には少なくとも
２つの懸念がある。第１に、リグノセルロース系複合体の製造および使用の間、揮発性有
機化合物（ＶＯＣ）が、発生する。例えば、カリフォルニア大気資源委員会（ＣＡＲＢ）
は、カリフォルニアでは毎年、ＵＦ樹脂で接着された木質複合体製品から４００トンもの
ホルムアルデヒドが排出されると、推定する。人の健康に対する、放出ＶＯＣ、特にホル
ムアルデヒドの影響に関する懸念が増大して、環境的により許容し得る接着剤についての
ニーズが駆り立てられた。第２に、ＰＦ樹脂およびＵＦ樹脂は、石油由来製品から製造さ
れる。石油の埋蔵量は、当然ながら限られている。木質複合体産業は、再生可能な天然資
源から製造されるホルムアルデヒドが含まれていない接着剤の開発から大いに利益を得る
。
大豆タンパクは、１９３０年代から１９６０年代まで合板製造用の木材接着剤として用
いられた。大豆タンパク接着剤の比較的低い接着力および耐水性のために、石油由来接着
剤が、大豆タンパク接着剤に取って代わった。しかしながら、大豆タンパクは、環境的に
許容し得る、安価で、豊富な、再生可能材料である。
概要
本明細書で開示される一実施形態は、水性接着剤組成物に関し、当該水性接着剤組成物
は、（ａ）大豆タンパクおよび（ｂ）酸化マグネシウムまたは酸化マグネシウムと水酸化
マグネシウムとの混合物を含み、ここで、成分（ａ）および（ｂ）は、共に、水の重量を
除いた前記組成物の少なくとも５０重量％を構成する。
また、本明細書では、水性接着剤組成物が開示され、当該水性接着剤組成物は、（ａ）
大豆タンパクおよび（ｂ）酸化マグネシウムまたは酸化マグネシウムと水酸化マグネシウ
ムとの混合物を含み、ここで、成分（ａ）および（ｂ）が、前記組成物中の唯一の活性成
分である。
本明細書で開示される別の実施形態は、水性接着剤組成物に関し、当該水性接着剤組成
物は、（ａ）大豆タンパクおよび（ｂ）酸化マグネシウムまたは酸化マグネシウムと水酸
化マグネシウムとの混合物、の反応生成物を含み、ここで、成分（ａ）および（ｂ）は、
共に、水の重量を除いた前記組成物の少なくとも５０重量％を構成する。
また、本明細書では、水性接着剤組成物が開示され、当該水性接着剤組成物は、（ａ）
大豆タンパクおよび（ｂ）酸化マグネシウムまたは酸化マグネシウムと水酸化マグネシウ
ムとの混合物、の反応生成物を含み、ここで、成分（ａ）および（ｂ）が、前記組成物中
の唯一の活性成分である。
さらなる実施形態は、ホルムアルデヒドが含まれていない接着剤組成物に関し、ここで
、当該組成物は、以下の活性成分から製造される：
（ａ）大豆タンパク；および
（ｂ）酸化マグネシウム；ここで、成分（ａ）および（ｂ）は、共に、前記活性成
分の少なくとも５０重量％を構成する。
また、本明細書では、粉末混合物が開示され、当該粉末混合物は、（ａ）大豆タンパク
粉末および（ｂ）酸化マグネシウム粉末を含み、ここで、成分（ａ）および（ｂ）は、共
に、前記混合物の少なくとも５０重量％を構成する。
さらなる実施形態は、粉末混合物に関し、当該粉末混合物は、（ａ）大豆タンパク粉末
および（ｂ）酸化マグネシウム粉末を含み、ここで、成分（ａ）および（ｂ）が、前記組
成物中の唯一の活性成分である。
本明細書で開示される追加の実施形態は、リグノセルロース複合体であって、当該リグ
ノセルロース複合体は、接着剤組成物によって少なくとも１つの第２のリグノセルロース
基材に接着された少なくとも１つの第１のリグノセルロース基材を含み、ここで、前記接
着剤組成物が、（ａ）大豆タンパクと（ｂ）酸化マグネシウムとの反応生成物を含む。
さらなる実施形態は、組成物に関し、当該組成物は、混合物を含み、当該混合物は、（
ａ）粉砕されたリグノセルロース粒子、（ｂ）大豆タンパクおよび（ｃ）酸化マグネシウ
ムまたは酸化マグネシウムと水酸化マグネシウムとの混合物を含む。
本明細書では、リグノセルロース複合体の製造方法が開示され、
当該リグノセルロース複合体の製造方法は、
少なくとも１つのリグノセルロース基材を、（ａ）大豆タンパクおよび（ｂ）酸化
マグネシウムまたは酸化マグネシウムと水酸化マグネシウムとの混合物を含む接着剤と接
触させる工程；および
前記接着剤と接触したリグノセルロース基材を、少なくとも１つの他のリグノセル
ロース基材に接着する工程を含む。
本明細書で開示される別の実施形態は、水性接着剤組成物の製造方法であって、当該製
造方法は、
（ａ）大豆タンパク粉末および（ｂ）酸化マグネシウム粉末を一緒に混合する工程
であって、当該混合は、粉末混合物を形成する工程；および
その結果得られた粉末混合物を水と混合する工程を含む。
本明細書で開示される追加の実施形態は、水性接着剤組成物に関し、当該水性接着剤組
成物は、（ａ）ハウチワマメタンパクおよび（ｂ）酸化マグネシウムまたは酸化マグネシ
ウムと水酸化マグネシウムとの混合物を含み、ここで、成分（ａ）および（ｂ）は、共に
、水の重量を除いた前記組成物の少なくとも５０重量％を構成する。
本明細書で開示される追加の実施形態は、リグノセルロース複合体であって、当該リグ
ノセルロース複合体は、接着剤組成物によって少なくとも１つの第２のリグノセルロース
基材に接着された少なくとも１つの第１のリグノセルロース基材を含み、ここで、前記接
着剤組成物が、（ａ）ハウチワマメタンパクと（ｂ）酸化マグネシウムとの反応生成物を
含む。
さらなる実施形態は、組成物に関し、当該組成物は、混合物を含み、当該混合物は、（
ａ）粉砕されたリグノセルロース粒子、（ｂ）ハウチワマメタンパクおよび（ｃ）酸化マ
グネシウムまたは酸化マグネシウムと水酸化マグネシウムとの混合物を含む。
また、本明細書では、リグノセルロース複合体の製造方法が開示され、
当該リグノセルロース複合体の製造方法は、
少なくとも１つのリグノセルロース基材を、（ａ）ハウチワマメタンパクおよび（
ｂ）酸化マグネシウムまたは酸化マグネシウムと水酸化マグネシウムとの混合物を含む接
着剤と接触させる工程；および
前記接着剤と接触したリグノセルロース基材を、少なくとも１つの他のリグノセル
ロース基材に接着する工程を含む。
前述のものは、以下の詳細な説明からより明らかとなる。
詳細な説明
前記接着剤組成物の実施形態は、大豆タンパクと酸化マグネシウムとの反応または混合
によって行われ得る。大豆タンパクおよび酸化マグネシウムの両方が、実質的にホルムア
ルデヒドを含まず、リグノセルロース複合体の製造用の大豆タンパク−酸化マグネシウム
接着剤の調製と使用において、揮発性有機化合物を発生しない。したがって、所定の実施
形態では、前記接着剤組成物は、ホルムアルデヒドを含まない。前記接着剤組成物は、２
部系として提供されてもよく、当該２部系では、前記タンパクが、１つの部分またはパッ
ケージを構成し、そして前記酸化マグネシウムが、第２の部分またはパッケージを構成す
る。より好適には、大豆タンパク粉末および酸化マグネシウム粉末が一緒に十分に混合さ
れ、均一な粉末混合物を形成し、当該粉末混合物が、２部接着剤系の第１の部分である。
その固形の大豆タンパク−酸化マグネシウム粉末混合物は、最終消費者に輸送され、した
がって、輸送コストを節約する。リグノセルロース複合体を製造するための使用前に、前
記大豆タンパク−酸化マグネシウム粉末混合物は、水（当該水が、前記２部接着剤系の第
２の部分である）と混合される。所定の実施形態によれば、この新規な接着剤系では、石
油系製品は使用されず、そしてこの接着剤の調製および使用において、ホルムアルデヒド
または他の揮発性有機化合物は発生しない。
大豆タンパクは、現在説明される接着剤における使用のための１つの代表的なタンパク
である。大豆は、約３８重量％のタンパクを含み、残りの部分は、炭水化物、油、灰およ
び水分を含む。大豆は、処理された生成物中の大豆タンパクの量を増加させるために処理
される。本開示の接着剤組成物では、任意の形態の大豆タンパク製品を利用してもよい。
３つの最も一般的な大豆タンパク製品は、大豆粉、大豆タンパク質濃縮物、および大豆タ
ンパク質分離物（ＳＰＩ）である。これらの製品間の１つの違いは、大豆タンパクの量で
ある。例えば、所定の実施形態では、大豆粉は、一般的に、約４５〜５５重量％のタンパ
クを含むことがあり、大豆タンパク質濃縮物は、少なくとも約６５重量％のタンパク（乾
燥重量）を含み、そしてＳＰＩは、少なくとも約８５重量％のタンパク（乾燥重量）を含
む。前記接着剤組成物の所定の実施形態によれば、前記大豆タンパクは、大豆粉である。
現在説明されている接着剤において使用される別のタンパクは、ハウチワマメタンパク
である。所定の実施形態では、ハウチワマメ粉は、前記ハウチワマメタンパクのための源
である。したがって、ハウチワマメ粉は、前記接着剤組成物の製造における一成分として
用いられてもよい。
酸化マグネシウムは、天然に存在する白色で、無臭の無機固形物である。酸化マグネシ
ウムは、一般的に、マグネシアとも呼ばれる。酸化マグネシウムは、本来は吸湿性であり
、水と反応して水酸化マグネシウムを形成するが、純粋な水には非常にわずかしか溶けな
い。酸化マグネシウムは、大気中から二酸化炭素を容易に吸収して炭酸マグネシウムを形
成し得る。酸化マグネシウムは、マグネサイト鉱または海水から工業的に製造される。
１９３０年代から１９６０年代まで、大豆系接着剤は、合板製造のために広く用いられ
た。ｐＨ調節のための塩基として、酸化カルシウムまたは水酸化カルシウムが、一般に前
記大豆系接着剤に取り入れられた。酸化カルシウムの使用量は、通常、乾燥固形基準で１
０％未満であった。しかしながら、前記大豆系接着剤で接着された合板パネルは、耐水性
に乏しく、それらが水中に浸されたときにしばしばはく離した。本発明者は、大豆粉およ
び酸化カルシウムの組み合わせで接着された合板パネルが、合板パネルの内装用途につい
て要求される３サイクルの浸水試験に合格することができないことを確認した。合板製造
のために酸化カルシウムを含む大豆系接着剤が用いられていたとき、厚み１１/１６イン
チの合板パネル製造のための３０分の加熱プレス時間等の長い加熱プレス時間が、しばし
ば要求されており、当該長い加熱プレス時間は、加熱プレス時間が非常に短く（厚み１１
/１６インチの合板パネル製造について約６分の加熱プレス時間）なければならない合板
および他のリグノセルロース複合パネルの最新の製造において、斯かる大豆系接着剤を無
用のものにする。大豆粉および酸化カルシウムの組み合わせが、塊状の凝集体になり、し
たがって、酸化カルシウムの使用量が、乾燥固形基準で、１１％などとなって、１０％を
超えたとき、木材上に効果的に塗布されずに、接着剤として機能しないことを、本発明者
は、見出した。
驚くべきことに、大豆タンパクおよび酸化マグネシウムの組み合わせが、最新かつ高速
のリグノセルロース複合パネル製造において使用され得る優れた木材接着剤であることが
、発見された。大豆タンパク−酸化マグネシウム接着剤で接着された合板パネル等のリグ
ノセルロース複合パネルは、内装用途に要求される３サイクル浸水試験に合格可能なだけ
でなく、外装用途に要求される２サイクル煮沸試験にも合格可能である。
前記接着剤組成物の成分（例えば、大豆タンパク、酸化マグネシウム、および水）は、
任意の順序ならびに標準的な温度および圧力（すなわち、約２５℃および約１気圧）で一
緒に混合されてもよい。好適には、大豆タンパクおよび酸化マグネシウム粉末は、水との
混合の前に十分に予備混合される。大豆タンパク−酸化マグネシウム粉末の混合物は、顧
客に容易に輸送されることができ、輸送コストの減少につながる。大豆タンパクと酸化マ
グネシウムとの均一な混合が、前記接着剤の優れた性能に重要となることがある。所定の
実施形態では、大豆タンパクと酸化マグネシウムとの混合物が十分に均一であり、当該酸
化マグネシウム含有量が、当該混合物の大部分に亘って１％を超えて変化しない。その結
果得られた最終接着剤混合物の固形含有量は、５〜６５重量％、特に２５〜５０重量％と
なることがある。前記接着剤系の各部分（または一部分のみ）は、粉末の形態で最終消費
者に供給されてもよく、当該粉末は、最終消費者によって適した混合比および固形含有量
まで希釈される。
所定の実施形態では、前記大豆タンパクの前記酸化マグネシウムに対する混合重量比は
、乾燥重量基準で、１０００：１〜１：１０、さらに１００：１〜１：５、特に１０：１
〜３：１、とりわけ８：１〜４：１、または６：１〜３：１である。
前記接着剤のｐＨ値は、７より高くてもよい。例えば、前記接着剤組成物のｐＨは、水
酸化ナトリウム、酸化カルシウムおよび／またはホウ酸塩等の所定の成分の添加により１
１まで上げられてもよい。前記接着剤の粘度が十分に低くなるべきであり、その結果、前
記接着剤がリグノセルロース基材上に容易に塗布または噴霧され得る。前記接着剤の使用
量は、木質複合パネルの類型に依存する。例えば、合板に対する前記接着剤使用量は、木
材の種類およびベニヤ表面の粗さに依存して、乾燥固形基準で４ｍｇ／ｃｍ２から１５ｍ
ｇ／ｃｍ２まで変動する。
所定の実施形態では、酸化マグネシウムおよび大豆タンパクは、当該酸化マグネシウム
および当該大豆タンパクが、水の重量を除いた前記組成物の少なくとも５０重量％、さら
に少なくとも７５重量％、特に少なくとも９０重量％、そしてとりわけ少なくとも９５重
量％を共に構成するという意味では、前記組成物の主成分である。換言すると、所定の実
施形態では、酸化マグネシウム、大豆タンパクおよび水は、前記組成物の唯一の３成分で
ある。他の実施形態では、前記接着剤組成物は、酸化マグネシウム、大豆タンパク、水お
よび当該接着剤組成物の総重量基準で５０重量％未満の他の添加剤を含んでいてもよい。
また、例えば、前記接着剤組成物は、殺菌剤、殺虫剤、シリカ、ワックス、小麦粉、樹皮
粉、ナッツ穀粉、ホウ酸塩、消泡剤、粘度調整剤（例えば、メタ重亜硫酸ナトリウム）等
の接着剤で見られる添加剤および充填剤を含んでいてもよい。所定の実施形態では、前記
接着剤組成物は、ホウ酸塩、酸化カルシウム、および水酸化ナトリウムから選択される少
なくとも１種の添加剤を、乾燥重量基準で０．５重量％以下含んでいてもよい。特定の実
施形態では、前記接着剤組成物は、ホウ酸塩および酸化カルシウムの総重量基準で０．５
乾燥重量％以下のホウ酸塩および酸化カルシウムを含んでいてもよい。
所定の実施形態では、酸化マグネシウムおよび大豆タンパクは、当該組成物中の唯一の
接着活性成分である。本明細書において、「接着活性」は、前記成分が、前記基材の接着
に直接寄与することを意味する。しかしながら、他の実施形態では、前記接着剤組成物は
、フェノール−ホルムアルデヒド樹脂等の他の接着活性成分を含んでいてもよい。
前記酸化マグネシウムは、酸化マグネシウムに加えて他の成分を含む酸化マグネシウム
製品の形態で与えられてもよい。前記酸化マグネシウム製品中のＭｇＯ重量は、５０％よ
り高い方が良く、さらに９０％より高い方が良く、特に９８％より高い方が良い。前記酸
化マグネシウム製品は、水酸化マグネシウム、炭酸マグネシウム、酸化カルシウム、炭酸
カルシウム、酸化シリカ、ケイ酸ナトリウムおよび他の無機物を含んでいてもよい。前記
酸化マグネシウム製品の粒径は、前記大豆タンパク−酸化マグネシウム接着剤の優れた性
能に重要となることがある。例えば、その平均粒径は、２０メッシュより小さく、さらに
１００メッシュより小さく、特に３００メッシュより小さくてもよい。
一の方法によれば、前記大豆タンパク成分、前記酸化マグネシウム成分、水、および添
加剤／充填剤は、使用前に短時間一緒に混合される。前記組成物は、約１日以下、さらに
は約５日以下のオープンタイムを有してもよい。本明細書において、「オープンタイム」
は、前記２部の混合の時から、その混合された組成物がもはや機能しない点まで硬化する
時までを意味する。別の方法では、水を除いた前記接着剤組成物の全成分が、１部系で一
緒に予備混合され、次いでそれが、最終消費者に供給される。前記１部系では、前記接着
剤組成物は、水と混合されることができ、次いで基材に塗布され得る。
前記接着剤組成物は、熱硬化性である。換言すると、前記接着剤混合物の加熱が、前記
接着剤組成物の個々の分子間の共有結合、ならびに前記接着剤混合物および前記リグノセ
ルロース粒子の分子間の共有結合および／または水素結合を形成する。斯かる硬化は、通
常、前記複合体形成の加熱プレス工程の間に起こる。したがって、前記接着剤組成物の硬
化温度が調整され、その結果、複合体形成で用いられる加熱温度でそれが同時に起こる。
斯かる硬化温度は、例えば、約８０〜約２２０℃、特には約１００〜約１６０℃に及ぶこ
とがある。前記接着剤混合物は、通常、それが前記リグノセルロース基材に塗布されるま
で加熱されない。
本明細書に記載の前記接着剤を用いて製造され得るリグノセルロース複合体は、パーテ
ィクルボード、合板、配向性ストランドボード（ＯＳＢ）、ウェハーボード、繊維板（中
密度繊維板および高密度繊維板を含む）、パラレル・ストランド・ランバー（ＰＳＬ）、
ラミネーテッド・ストランド・ランバー（ＬＳＬ）、単板積層材（ＬＶＬ）、および同様
の製品を含む。一般的に、これらの複合体は、はじめに粉砕されたリグノセルロース材を
接着剤と混合することにより製造され、当該接着剤は、当該粉砕されたリグノセルロース
材を単一の圧縮された塊に接着するためのバインダーとして機能する。好適なリグノセル
ロース材の例は、木材、わら（米、小麦および大麦を含む）、亜麻、麻およびバガスを含
む。前記粉砕されたリグノセルロース材は、チップ、フレーク、繊維、撚り糸、薄片、ト
リム、削りくず、おがくず、わら、茎、破片、およびこれらの混合物等の任意の好適な基
材の形態および大きさに処理され得る。
所定の実施形態では、前記リグノセルロース基材の水分含有量は、２〜１０％、３〜９
％、４〜８％、または６〜８％に及んでもよい。水分含有量の低い（例えば、５％未満ま
たは３％未満）リグノセルロース基材について、前記接着剤組成物のｐＨは、高くても（
例えば、８〜１１、または１０〜１１であっても）よい。
前記リグノセルロース材は、バインダーとして機能する前記接着剤組成物と一緒に混合
され、所望の形状に形成されて予備接着アセンブリを与える。次いで、当該予備接着アセ
ンブリは、熱および高圧にかけられ、前記リグノセルロース複合体製品を与える。例えば
、前記予備接着アセンブリは、前記リグノセルロース材からの取り込まれた水分の遊離に
より生じた様々な量の蒸気の存在下、約１２０〜２２５℃の温度にかけられてもよい。
前記リグノセルロース粒子と混合される接着剤の量は、例えば、所望の複合体の種類、
リグノセルロース材の種類および量ならびに個別の接着剤組成物に依存して、変動するこ
とがある。一般的に、接着剤およびリグノセルロース材の総重量基準で、約１〜約１５重
量％、特には約３〜約１０重量％の接着剤が、前記リグノセルロース材と混合されてもよ
い。混合器または同様のミキサー中で前記リグノセルロース粒子が混転または撹拌されて
いる間に、前記混合された接着剤組成物は、吹き付けまたは同様の技術によって前記粉砕
されたリグノセルロース粒子に添加されてもよい。例えば、前記粉砕されたリグノセルロ
ース粒子の流れは、前記混合された接着剤組成物の流れと混ぜ合わされ、次いで機械的撹
拌にかけられてもよい。
所定の実施形態では、リグノセルロース複合体組成物は、大豆タンパク、酸化マグネシ
ウム、および粉砕されたリグノセルロース材を一緒に混合することにより製造されてもよ
い。その成分は、任意の順序で混合されてもよい。例えば、前記大豆タンパクおよび酸化
マグネシウムは、前記粉砕されたリグノセルロース材との混合前に予備混合されてもよい
。あるいは、前記大豆タンパクおよび粉砕されたリグノセルロース材が、予備混合されて
もよく、または酸化マグネシウムおよび前記粉砕されたリグノセルロース材が、予備混合
されてもよい。
また、前記接着剤組成物が用いられて、層状リグノセルロース複合体が製造されてもよ
い。大豆タンパクおよび酸化マグネシウムは、少なくとも１つのリグノセルロース基材に
塗布されてもよく、それは、次に少なくとも１つの他のリグノセルロース基材に接着され
る。前記大豆タンパク、酸化マグネシウム、および水は、一緒に混合され、次いで前記リ
グノセルロース複合体に塗布されてもよい。例えば、前記接着剤組成物は、合板または単
板積層材（ＬＶＬ）を製造するために用いられ得る。前記接着剤組成物は、ロールコーテ
ィング、ナイフコーティング、カーテンコーティング、または吹き付けによって、ベニヤ
表面上に塗布されてもよい。次いで、必要な厚みのシートを形成するために複数のベニヤ
が積層される。次いで、そのマットまたはシートは、加熱されたプレス（例えば、プラテ
ン）内に配置され、前記材料をボードにするのに有効な圧密および硬化まで圧縮される。
繊維板は、ウェットフェルト／ウェットプレス法、ドライフェルト／ドライプレス法、ま
たはウェットフェルト／ドライプレス法により製造されてもよい。
本明細書で開示される接着剤は、前記リグノセルロース基材間に強力な接着を提供する
。また、前記接着剤は、高い機械的強度を有する構造複合体を提供する。加えて、大豆タ
ンパク製品、酸化マグネシウムおよび前記接着剤組成物は、実質的にホルムアルデヒド（
変性してホルムアルデヒドを形成することがある任意の化合物を含む）を含まない。例え
ば、前記大豆タンパク製品および前記接着剤組成物は、従来の方法により検出可能なホル
ムアルデヒド（およびホルムアルデヒド発生化合物）を何ら含まず、または、あるいは、
ホルムアルデヒド（およびホルムアルデヒド発生化合物）の量は、環境的観点および作業
場規制の観点からごくわずかである。
以下に記載される特定の例は、説明目的のためであり、添付の特許請求の範囲の範囲を
制限するものとしてみなされるべきではない。
（例１）
材料
大豆粉（ＳＦ）（水分含有量７％）は、Cargill社（ミネアポリス, MN）から提供され
た。酸化マグネシウム（ＭｇＯ９８％、３２０メッシュ）は、Contechem（ポートランド
、OR）から購入した。酸化マグネシウム（ＭｇＯ９８％、２００メッシュ）、水酸化マグ
ネシウム、炭酸水酸化マグネシウム五水和物（（ＭｇＣＯ３）４−Ｍｇ（ＯＨ）５−５Ｈ
２Ｏ）、および酸化カルシウムは、Sigma-Aldrich（ミルウォーキー、ＷＩ）から購入し
た。イエローポプラ、メイプル、ホワイトファー、およびマツのベニヤは、Columbia For
est Products（ポートランド、ＯＲ）からの寄贈品だった。
（例２）
ＳＦを酸化マグネシウムおよび水の混合物に添加することによるＳＦ−ＭｇＯ接着剤の
調製
以下は、ＳＦをＭｇＯおよび水の混合物に添加することによるＳＦ−ＭｇＯ接着剤の調
製の代表的な手順である。ＭｇＯ（８４．７ｇ）および水（１６５６ｍＬ）をKitchenAid
のミキサーで５分間混合した。ＳＦ（湿潤重量、９２０ｇ、乾燥重量８４７ｇ）をその混
合物に添加し、さらに１０分間混合した。その結果得られた接着剤の全固形分量は、３６
％だった。
（例３）
水と混合する前のＳＦおよびＭｇＯの混合によるＳＦ−ＭｇＯ接着剤の調製
以下は、水と混合する前のＳＦおよびＭｇＯの混合によるＳＦ−ＭｇＯ接着剤の調製の
代表的な手順である。ＭｇＯ（８４．７ｇ）およびＳＦ（湿潤重量、９２０ｇ、乾燥重量
８４７ｇ）をプラスチック袋内で混合した。その結果得られた混合物を撹拌しながらKitc
henAidのミキサー中で水（１６５６ｍＬ）に添加し、１０分間混合した。その結果得られ
た接着剤の全固形分量は、３６％だった。
（例４）
ＳＦ−Ｍｇ（ＯＨ）２接着剤の調製
ＭｇＯをＭｇ（ＯＨ）２に置き換えた以外は、例２および例３の手順によってＳＦ−Ｍ
ｇ（ＯＨ）２接着剤を調製し、大豆粉とＭｇ（ＯＨ）２との間の乾燥重量比は８：１だっ
た。その結果得られた接着剤の全固形分量は、３６％だった。
（例５）
ＳＦ−ＭｇＣＯ３−Ｍｇ（ＯＨ）２接着剤の調製
ＭｇＯを炭酸水酸化マグネシウム五水和物に置き換えた以外は、例２および例３の手順
によってＳＦ−ＭｇＣＯ３−Ｍｇ（ＯＨ）２接着剤を調製し、大豆粉とＭｇＣＯ３−Ｍｇ
（ＯＨ）２との間の乾燥重量比は８：１だった。その結果得られた接着剤の全固形分量は
、３６％だった。
（例６）
ＳＦ−ＣａＯ接着剤の調製
ＭｇＯをＣａＯに置き換えた以外は、例２および例３の手順によってＳＦ−ＣａＯ接着
剤を調製し、大豆粉とＣａＯとの間の乾燥重量比は８：１だった。その結果得られた接着
剤の全固形分量は、３６％だった。
（例７）
ＳＦ−ＭｇＳＯ４接着剤の調製
ＭｇＯをＭｇＳＯ４に置き換えた以外は、例３の手順によってＳＦ−ＭｇＳＯ４接着剤
を調製し、大豆粉とＭｇＳＯ４との間の乾燥重量比は８：１だった。その結果得られた接
着剤の全固形分量は、３６％だった。
（例８）
ＳＦ−ＴｉＯ２接着剤の調製
ＭｇＯをＴｉＯ２に置き換えた以外は、例３の手順によってＳＦ−ＴｉＯ２接着剤を調
製し、大豆粉とＴｉＯ２との間の乾燥重量比は８：１だった。その結果得られた接着剤の
全固形分量は、３６％だった。
（例９）
合板の調製
ＳＦ−ＭｇＯ接着剤等の前記大豆系接着剤の１つを、ローラーコーターによって約８ｍ
ｇ／ｃｍ２の当該接着剤の散布率で、ホワイトファーベニヤまたはイエローポプラベニヤ
（２フィート×２フィート；１２％水分含有量）の２つの側面に塗布した。７層合板の製
造では、接着剤を塗布した３枚のホワイトファーベニヤを、隣接する２枚のベニヤの木目
方向を互いに直交させた以下の配置で、２枚の未塗布のベニヤ間に積み重ねた：メイプル
／ホワイトファー／マツ／ホワイトファー／マツ／ホワイトファー／メイプル。５層合板
の製造では、接着剤を塗布した２枚のイエローポプラベニヤを、隣接する２枚のベニヤの
木目方向を互いに直交させた以下の配置で、２枚の未塗布のイエローポプラベニヤ間に積
み重ねた：イエローポプラ／イエローポプラ／イエローポプラ／イエローポプラ／イエロ
ーポプラ。その積層７層ベニヤおよび５層ベニヤを、テーブル上に５分間置いて、１００
ｐｓｉで５分間コールドプレスして、再びテーブル上に５分間置いて、そして、１５０ｐ
ｓｉ、１２０℃で６．５分間加熱プレスした。加熱プレス後、そのせん断強度および耐水
性を評価する前に、そのパネルを周囲環境で少なくとも２４時間保管した。
（例１０）
３サイクル浸水試験
前記合板パネルの耐水性は、広葉樹および装飾合板に関する米国標準規格；広葉樹合板
ベニヤ協会；２００４（ＡＮＳＩ／ＨＰＶＡ ＨＰ−１）に従い、３サイクルの浸水試験
により決定した。当該３サイクル浸水試験は、内装合板（タイプＩＩ合板）の耐水性評価
に関して一般的に認められた規格である。以下は、当該規格により規定された詳細な試験
手順である。各合板パネルから切り取られた２０の合板試料（２インチ×５インチ）を２
４±３℃の水に４時間浸し、次いで、４９℃〜５２℃で１９時間乾燥した。全ての試料に
ついてそれらがはく離しているかどうかを目視で検査した。この浸水／乾燥のサイクルを
、３サイクルが完了するまで繰り返した。前記規格によれば、前記試料の９５％、すなわ
ち、前記２０の試料中１９の試料が、１回目の浸水／乾燥サイクル後にはく離せず、かつ
、試料の８５％、すなわち、２０の試料中１７の試料が３回目の浸水／乾燥サイクル後に
はく離していない場合、合板パネルは、内装用途の耐水性要件を満たす。前記ＡＮＳＩ／
ＨＰＶＡ ＨＰ−１は、具体的に以下のはく離の定義を与える：２インチより長く、０．
２５インチより深く、かつ、０．００３インチより広い、２層間の如何なる連続的な隙間
。
（例１１）
２サイクル煮沸試験
２サイクル煮沸試験を、広葉樹および装飾合板に関する米国標準規格；広葉樹合板ベニ
ヤ協会；２００４（ＡＮＳＩ／ＨＰＶＡ ＨＰ−１）に従い、行った。当該２サイクル煮
沸試験は、外装合板（タイプＩ合板）の耐水性評価に関して一般的に認められた方法の一
つである。以下は、当該規格により規定された詳細な試験手順である。各パネルからの４
つの７６ｍｍ×７６ｍｍ試料を沸騰水中に４時間沈め、次いで、十分な空気循環と共に６
３±３℃の温度で２０時間乾燥させ、絶乾重量の最大１２％までその試料の水分含有量を
低くするものとする。それらを再び数時間煮沸し、６３±３℃の温度で３時間乾燥し、そ
の後、はく離について検査した。２５．４ｍｍ超の連続した長さの観察されたはく離は、
如何なるものでも、その試料の失敗となる。試験サンプルの如何なるロットにおいても、
個々の試料の９０％が合格しなければならない。
結果の概要
１０：１のＳＦ／ＭｇＯ重量比では、例２に示した手順から調製されたＳＦ−ＭｇＯ接
着剤で接着された５層パネルおよび７層パネルの両方が、前記３サイクル浸水試験に合格
しなかった（表１）。しかしながら、同じ１０／１のＳＦ／ＭｇＯ重量比で、例３に示し
た手順から調製されたＳＦ−ＭｇＯ接着剤で接着された５層パネルおよび７層パネルから
の試料は、いずれもはく離しなかった、すなわち、５層パネルおよび７層パネルの両方が
、前記３サイクル浸水試験に合格した（表１）。５層パネルおよび７層パネルの両方は、
各々、前記２サイクル煮沸試験に合格した１つのパネルであった、すなわち、前記２サイ
クル煮沸試験後に試料はいずれもはく離しなかった。８／１のＳＦ／ＭｇＯ重量比では、
例２または例３のいずれかに示した手順から調製されたＳＦ−ＭｇＯ接着剤で接着された
５層パネルまたは７層パネルには、前記３サイクル浸水試験後にはく離した試料がなかっ
た、すなわち、５層パネルおよび７層パネルの両方が、前記３サイクル浸水試験に合格し
た。例３に示した手順から調製されたＳＦ−ＭｇＯ接着剤で接着された５層パネルおよび
７層パネルが、全て前記２サイクル煮沸試験に合格したのに対して、例２に示した手順か
ら調製されたＳＦ−ＭｇＯ接着剤で接着された５層パネルおよび７層パネルは、各々、１
つのパネルが前記２サイクル煮沸試験に不合格だっただけである。これらの全ての結果は
、例３に示した調製手順が、例２に示したそれよりも優れていることを示した。６／１ま
たは４／１のＳＦ／ＭｇＯ重量比では、全ての５層パネルおよび７層パネルが、３サイク
ル浸水試験および２サイクル煮沸試験の両方に合格した。
８：１のＳＦ／Ｍｇ（ＯＨ）２重量比では、例４に示した手順から調製されたＳＦ−Ｍ
ｇ（ＯＨ）２接着剤で接着された５層パネルおよび７層パネルの両方が、前記３サイクル
浸水試験に合格しなかった。全ての試料が、１回目の浸水サイクル後に完全にはく離した
。８：１のＳＦ／ＭｇＣＯ３−Ｍｇ（ＯＨ）２重量比では、例５に示した手順から調製さ
れたＳＦ−ＭｇＣＯ３−Ｍｇ（ＯＨ）２接着剤で接着された５層パネルおよび７層パネル
の両方が、前記３サイクル浸水試験に合格しなかった。全ての試料が、１回目の浸水サイ
クル後に完全にはく離した。８：１のＳＦ／ＣａＯ重量比では、例６に示した手順から調
製されたＳＦ−ＣａＯ接着剤は、大きな塊状物質となり、手作業でさえもベニヤ上に塗布
できなかった。８：１のＳＦ／ＭｇＳＯ４重量比では、例７に示した手順から調製された
ＳＦ−ＭｇＳＯ４接着剤で接着された５層パネルおよび７層パネルの両方が、前記３サイ
クル浸水試験に合格しなかった。全ての試料が、１回目の浸水サイクル後に完全にはく離
した。８：１のＳＦ／ＴｉＯ２重量比では、例８に示した手順から調製されたＳＦ−Ｔｉ
Ｏ２接着剤で接着された５層パネルおよび７層パネルの両方が、前記３サイクル浸水試験
に合格しなかった。全ての試料が、１回目の浸水サイクル後に完全にはく離した。
開示された本発明の原理が適用されてもよい多くの可能な実施形態を考慮して、説明さ
れた実施形態は、本発明の好適な例に過ぎず、本発明の範囲を制限するものとして解釈さ
れるべきでないことが認められる。

Claims (44)

  1. 水性接着剤組成物であって、（ａ）大豆タンパクおよび（ｂ）酸化マグネシウムまたは
    酸化マグネシウムと水酸化マグネシウムとの混合物を含み、ここで、成分（ａ）および（
    ｂ）は、共に、水の重量を除いた前記組成物の少なくとも５０重量％を構成する、水性接
    着剤組成物。
  2. 水性接着剤組成物であって、（ａ）大豆タンパクおよび（ｂ）酸化マグネシウムまたは
    酸化マグネシウムと水酸化マグネシウムとの混合物、の反応生成物を含み、ここで、成分
    （ａ）および（ｂ）は、共に、水の重量を除いた前記組成物の少なくとも５０重量％を構
    成する、水性接着剤組成物。
  3. 以下の活性成分から製造される接着剤組成物であって：
    （ａ）大豆タンパク；および
    （ｂ）酸化マグネシウム；ここで、成分（ａ）および（ｂ）は、共に、前記活性成
    分の少なくとも５０重量％を構成する、接着剤組成物。
  4. 水性接着剤組成物であって、（ａ）大豆タンパクおよび（ｂ）酸化マグネシウムまたは
    酸化マグネシウムと水酸化マグネシウムとの混合物を含み、ここで、成分（ａ）および（
    ｂ）が、前記組成物中の唯一の接着活性成分である、水性接着剤組成物。
  5. 水性接着剤組成物であって、（ａ）大豆タンパクおよび（ｂ）酸化マグネシウムまたは
    酸化マグネシウムと水酸化マグネシウムとの混合物、の反応生成物を含み、ここで、成分
    （ａ）および（ｂ）が、前記組成物中の唯一の活性成分である、水性接着剤組成物。
  6. 成分（ａ）および（ｂ）は、共に、水の重量を除いた前記組成物の少なくとも９０重量
    ％を構成する、請求項１〜５のいずれか一項に記載の組成物。
  7. 前記大豆タンパクが、大豆粉、大豆タンパク質濃縮物、大豆タンパク質分離物、または
    これらの混合物から選択される、請求項１〜６のいずれか一項に記載の組成物。
  8. 前記組成物が、２５〜５０重量％の固形含有量を有する、請求項１〜７のいずれか一項
    に記載の組成物。
  9. 前記組成物が、熱硬化性である、請求項１〜８のいずれか一項に記載の組成物。
  10. 前記大豆タンパクの前記酸化マグネシウムに対する混合重量比が、乾燥重量基準で、１
    ００：１〜１：５である、請求項１〜９のいずれか一項に記載の組成物。
  11. 前記大豆タンパクの前記酸化マグネシウムに対する混合重量比が、乾燥重量基準で、８
    ：１〜４：１である、請求項１〜９のいずれか一項に記載の組成物。
  12. 前記組成物が、ホルムアルデヒドを含まない、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の
    組成物。
  13. 粉末混合物であって、（ａ）大豆タンパク粉末および（ｂ）酸化マグネシウム粉末を含
    み、ここで、成分（ａ）および（ｂ）は、共に、前記混合物の少なくとも５０重量％を構
    成する、粉末混合物。
  14. 成分（ａ）および（ｂ）は、共に、前記混合物の少なくとも９５重量％を構成する、請
    求項１３に記載の混合物。
  15. 前記大豆タンパクが、大豆粉、大豆タンパク質濃縮物、大豆タンパク質分離物、または
    これらの混合物から選択される、請求項１３または１４に記載の混合物。
  16. 前記酸化マグネシウムが、酸化マグネシウム製品の形態であり、当該酸化マグネシウム
    製品が、当該酸化マグネシウム製品の総重量基準で、少なくとも５０重量％の酸化マグネ
    シウムを含む、請求項１３〜１５のいずれか一項に記載の混合物。
  17. 前記酸化マグネシウムが、２０メッシュより小さい平均粒径を有する、請求項１３〜１
    ６のいずれか一項に記載の混合物。
  18. 接着剤組成物によって少なくとも１つの第２のリグノセルロース基材に接着された少な
    くとも１つの第１のリグノセルロース基材を含み、ここで、前記接着剤組成物が、（ａ）
    大豆タンパクと（ｂ）酸化マグネシウムとの反応生成物を含む、リグノセルロース複合体
    。
  19. 前記大豆タンパクが、大豆粉、大豆タンパク質濃縮物、大豆タンパク質分離物、または
    これらの混合物から選択される、請求項１８に記載の複合体。
  20. 成分（ａ）および（ｂ）は、共に、前記接着剤組成物の少なくとも９５重量％を構成す
    る、請求項１８または１９に記載の複合体。
  21. 成分（ａ）および（ｂ）は、共に、前記組成物の少なくとも９８重量％を構成する、請
    求項１８または１９に記載の複合体。
  22. 前記リグノセルロース複合体が、パーティクルボード、配向性ストランドボード、ウェ
    ハーボード、繊維板、パラレル・ストランド・ランバー、ラミネーテッド・ストランド・
    ランバー、合板または単板積層材を含む、請求項１８〜２１のいずれか一項に記載の複合
    体。
  23. （ａ）粉砕されたリグノセルロース粒子、（ｂ）大豆タンパクおよび（ｃ）酸化マグネ
    シウムまたは酸化マグネシウムと水酸化マグネシウムとの混合物、を含む混合物を含む、
    ホルムアルデヒドを含まない組成物。
  24. 前記大豆タンパクおよび前記酸化マグネシウムまたは酸化マグネシウムと水酸化マグネ
    シウムとの混合物が、前記粉砕されたリグノセルロース粒子を圧縮された塊に接着する接
    着剤を形成する、請求項２３に記載の混合物。
  25. リグノセルロース複合体の製造方法であって、
    少なくとも１つのリグノセルロース基材を、（ａ）大豆タンパクおよび（ｂ）酸化
    マグネシウムまたは酸化マグネシウムと水酸化マグネシウムとの混合物を含む接着剤組成
    物と接触させる工程；および
    前記接着剤と接触したリグノセルロース基材を、少なくとも１つの他のリグノセル
    ロース基材に接着する工程、
    を含む、リグノセルロース複合体の製造方法。
  26. 前記接着する工程が、前記接着剤と接触したリグノセルロース基材と前記他のリグノセ
    ルロース基材とのアセンブリに、熱および圧力をかける工程を含む、請求項２５に記載の
    方法。
  27. 前記接着する工程が、前記接着剤組成物を硬化させる、請求項２５または２６に記載の
    方法。
  28. 前記接着剤組成物が、２部系を含み、当該２部系が、前記大豆タンパクおよび前記酸化
    マグネシウムを含む第１の部分と、水を含む第２の部分とを含み、かつ、前記方法が、さ
    らに、前記接着剤組成物と前記リグノセルロース基材とを接触させる前の約４８時間以内
    に前記第１の部分と前記第２の部分とを一緒に混合する工程を含む、請求項２５〜２７の
    いずれか一項に記載の方法。
  29. 前記リグノセルロース基材が、粉砕されたリグノセルロース粒子を含み、かつ、前記方
    法が、
    前記接着剤組成物の約１〜約１２重量％を、前記粉砕されたリグノセルロース粒子
    の混合物と混合する工程であって、当該重量％が、前記接着剤組成物および前記粉砕され
    たリグノセルロース粒子の総重量基準である工程；
    前記接着剤／リグノセルロース粒子の混合物を所定の形状に形成する工程；および
    前記形成された混合物に熱と圧力をかける工程、
    を含む、請求項２５〜２８のいずれか一項に記載の方法。
  30. 前記リグノセルロース基材が、木質ベニヤ基材を含み、かつ、前記方法が、
    前記接着剤組成物を前記木質ベニヤ基材の少なくとも１つの表面に塗布する工程；
    前記接着剤が塗布された木質ベニヤ基材のアセンブリを形成する工程；および
    前記アセンブリに熱と圧力をかける工程、
    を含む、請求項２５〜２８のいずれか一項に記載の方法。
  31. 前記第１の部分が、粉末混合物を含み、当該粉末混合物が、大豆タンパク粉末および酸
    化マグネシウム粉末を含む、請求項２８〜３０のいずれか一項に記載の方法。
  32. 前記大豆タンパク粉末および酸化マグネシウム粉末は、共に、前記第１の部分の少なく
    とも９５重量％を構成する、請求項３１に記載の方法。
  33. 前記大豆タンパクの前記酸化マグネシウムに対する混合重量比が、乾燥重量基準で、８
    ：１〜４：１である、請求項２８〜３２のいずれか一項に記載の方法。
  34. 前記酸化マグネシウムが、２０メッシュより小さい平均粒径を有する、請求項３１〜３
    ３のいずれか一項に記載の方法。
  35. 前記大豆タンパクが、大豆粉、大豆タンパク質濃縮物、大豆タンパク質分離物、または
    これらの混合物から選択される、請求項２５〜３４のいずれか一項に記載の方法。
  36. （ａ）大豆タンパク粉末および（ｂ）酸化マグネシウム粉末を一緒に混合する工程
    であって、当該混合が、粉末混合物を形成する工程；および
    その結果得られた粉末混合物を水と混合する工程、
    を含む、ホルムアルデヒドを含まない水性接着剤組成物の製造方法。
  37. 前記大豆タンパク粉末が、大豆粉、大豆タンパク質濃縮物、大豆タンパク質分離物、ま
    たはこれらの混合物から選択される、請求項３６に記載の方法。
  38. 前記大豆タンパク粉末の前記酸化マグネシウム粉末に対する混合重量比が、乾燥重量基
    準で、１：１〜２０：１である、請求項３６または３７に記載の方法。
  39. 前記酸化マグネシウムが、２０メッシュより小さい平均粒径を有する、請求項３６〜３
    ８のいずれか一項に記載の方法。
  40. 成分（ａ）および（ｂ）は、共に、前記粉末混合物の少なくとも９５重量％を構成する
    、請求項３６〜３９のいずれか一項に記載の方法。
  41. 水性接着剤組成物であって、（ａ）ハウチワマメタンパクおよび（ｂ）酸化マグネシウ
    ムまたは酸化マグネシウムと水酸化マグネシウムとの混合物を含み、ここで、成分（ａ）
    および（ｂ）は、共に、水の重量を除いた前記組成物の少なくとも５０重量％を構成する
    、水性接着剤組成物。
  42. 接着剤組成物によって少なくとも１つの第２のリグノセルロース基材に接着された少な
    くとも１つの第１のリグノセルロース基材を含み、ここで、前記接着剤組成物が、（ａ）
    ハウチワマメタンパクと（ｂ）酸化マグネシウムとの反応生成物を含む、リグノセルロー
    ス複合体。
  43. （ａ）粉砕されたリグノセルロース粒子、（ｂ）ハウチワマメタンパクおよび（ｃ）酸化
    マグネシウムまたは酸化マグネシウムと水酸化マグネシウムとの混合物を含む、混合物。
  44. リグノセルロース複合体の製造方法であって、
    少なくとも１つのリグノセルロース基材を、（ａ）ハウチワマメタンパクおよび（
    ｂ）酸化マグネシウムまたは酸化マグネシウムと水酸化マグネシウムとの混合物を含む接
    着剤と接触させる工程；および
    前記接着剤と接触したリグノセルロース基材を、少なくとも１つの他のリグノセル
    ロース基材に接着する工程、
    を含む、リグノセルロース複合体の製造方法。
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