JP2537984B2 - 接着方法 - Google Patents

接着方法

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JP2537984B2
JP2537984B2 JP63209461A JP20946188A JP2537984B2 JP 2537984 B2 JP2537984 B2 JP 2537984B2 JP 63209461 A JP63209461 A JP 63209461A JP 20946188 A JP20946188 A JP 20946188A JP 2537984 B2 JP2537984 B2 JP 2537984B2
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【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は木質材料と木質材料、無機板、紙等を極めて
短時間に接着する方法に関するものである。
(従来の技術) 従来、瞬間接着の手段としてはシアノアクリレート系
接着剤や分別塗付を基本とするアクリル系接着剤の使用
がある。これらの接着剤は価格が高く、かつ取扱い上に
制約が多くて小面積の接着には適応できるが大面積、大
規模な接着作業には適応できない。
また特開昭56−90867によると分子内にアミド結合あ
るいはイミド基を有する天然もしくは合成高分子水溶液
とジアルデヒド化合物の水溶液を被着材の両方の面に別
々に塗付し速硬化性の接着剤として利用することが提案
されている。この方法は互いの被着材の接着面積と形状
が同一の場合には問題はないが、枠材と桟材を組合わせ
骨組材とし面材を接着するフラッシュパネルの製造のよ
うな場合、面材の全面に分子内にアミド結合あるいはイ
ミド基を有する天然もしくは合成高分子水溶液またはジ
アルデヒド化合物の水溶液を塗付することは接着部以外
が全く無駄な部分となって経済的に不利であると共に、
面材は供給された水分の為に反りを生じているので解圧
時にその応力から剥離を起こし易く好ましくない。また
骨組材との接着部に合わせて面材上の同様の作業を行な
うことは全く繁雑で、作業コストも上りコストの上昇を
招く。
(本発明が解決しようとしている問題点) 接着製品の生産に於いても、生産性向上の手段として
の接着に要する時間の短縮、工程の単純化は広く熱望さ
れているところである。そしてその手段は、接着しよう
とする材料双方の面に接着剤成分を別々に塗付するよう
な繁雑でまたは非経済的な工程のものではなく、被着材
の片方のみへの処理と塗付の工程で作業性が良好でかつ
接着剤も安価な接着方法の開発が待たれていた。接着の
工程には、被着材に接着剤を塗付後引続いた圧締の工程
がある。この場合、接着剤を塗付後接着に充分な圧力が
かかるまでの堆積時間が充分とれることは作業上重要な
接着剤の性質である。本発明者等は、この接着工程部の
解決方法について鋭意研究を進めた結果、前記処理剤
(a)および接着剤(b)を使用することによって、充
分な堆積時間を確保して作業でき且つ極めて短時間に接
着する方法を完成するに至った。
本発明は、枠材と桟材を組合わせた骨組材に面材を接
着するいわゆるフラッシュパネルの製造に特に好適な極
めて短時間に接着する方法に関するものである。
(問題点を解決するための手段) 本発明者等は上記目的を達成すべく鋭意研究の結果、
特定濃度でグリオキザールとヘキサメチレンテトラミン
を含んで成る水溶液である処理剤(a)と、特定の分子
量範囲を持ち分子内に特定範囲量のイミド基を持つイソ
ブチレン−無水マレイン酸イミド変性化合物およびカル
ボキシ変性スチレン−ブタジエン系ラテックス、および
必要に応じて多官能エポキシ化合物から成る水性組成物
である接着剤(b)を組合わせて使用し、被着材の片方
のみへ重ねて塗付することにより、良好な作業性と強固
な接着強さを発現できることを見出し、本発明を完成す
る至った。即ち本発明は、接着剤(b)を凝固させる処
理剤(a)は予め一方の被着材に塗付し乾燥後、次に該
処理被着材に接着剤(b)を重ねて塗付し他方の被着材
を重ねて貼り合わせる工程より成ることを特徴とする極
めて短時間に接着する方法に関する。
本発明に関する処理剤(a)は、グリオキザールおよ
びヘキサメチレンテトラミンを含んで成る水溶液であ
る。グリオキザールの濃度は5〜25重量%の範囲である
が、望ましくは10〜20重量%である。グリオキザールが
5重量%未満の場合には接着剤(b)の凝固が遅く、目
的とする効果が得られない。またグリオキザールの濃度
が25重量%を越える場合は処理剤(a)の塗布面での凝
固が速すぎて接着不良を起こし易く、好ましくない。一
方、ヘキサメチレンテトラミンの濃度は1〜10重量%の
範囲であるが、望ましくは2〜8重量%である。ヘキサ
メチレンテトラミンの適量は処理剤(a)を中性域にと
どめイミド化合物の凝固速度を制御する他、耐水接着強
度を向上する効果がある。ヘキサメチレンテトラミンを
配合しない場合には処理剤(a)の酸性度が強く木材の
損傷を起こし易く、好ましくない。また濃度が高い場合
には処理剤(a)のpHが上がり接着剤の凝固が遅れて期
待する短時間の接着に好ましくない結果を与える。処理
剤(a)には塗付適性をよくするために水溶性の溶剤、
例えばアルコール系、ケトン系、エステル系等を混合す
ることができる。また同じ目的のために界面活性剤を混
合することができる。処理剤(a)の塗付量は被着材の
種類により適宜調整する。
本発明に使用する接着剤(b)は(1)イミド化合物
及び(2)カルボキシ変性スチレン−ブタジエン系ラテ
ックスおよび必要に応じて耐水性を付与するための
(3)1分子に2個以上のエポキシ基を持つ多官能エポ
キシ化合物から成る。
イミド化合物(1)とカルボキシ変性スチレン−ブタ
ジエン系ラテックス(2)とは20〜40重量部の(1)と
固形分として60〜80重量部の(2)との割合で使用され
るが、25〜35重量部と65〜75重量部の割合が好適であ
る。イミド化合物の量が20重量部より小さい場合は処理
剤(a)による凝固が弱くなり良好な接着力を得ること
ができず、また40重量部より大きい場合は耐水性が低く
なり、また糊液が増粘する等で作業上好ましくない。
接着剤(b)には流動性の調節、接着強度の補強及び
増量の目的で必要に応じ充填剤を配合することができ
る。配合量は上記イミド化合物(1)と上記ラテックス
(2)の固形分との合計量に基いて100重量%以下が望
ましい。接着剤(b)に使用する充填剤には炭酸カルシ
ウム、炭酸バリウム、シリカ、クレー、タルク、木粉等
がある。これらは単独で使用してもよく2種類以上を併
用することもできる。
接着剤(b)に使用するイミド化合物(1)で、イソ
ブチレン−無水マレイン酸共重合物の分子量を8〜9×
104に限定したのは、分子量の低い5.5〜6.5×104付近で
は耐水性および解圧時の強度が充分でなく、また分子量
16〜17×104付近の高いものを用いた場合は糊液が増粘
し、実用上使用できる接着剤とするためには低いイミド
化率としなければならず、従って耐水性が低くなり解圧
時の強度も低くなる。
本発明に使用するイミド化合物(1)はイソブチレン
−無水マレイン酸共重合物をイミド変性することによっ
て得られる。変性率は30〜50モル%がよく、さらに望ま
しくは35〜45モル%である。変性率が30モル%未満の場
合は処理剤(a)による凝固が弱くなり短時間の圧締で
は接着力を得ることができない。また変性率が50モル%
を越える場合は糊液は強い曳糸性を示し、かつ処理剤
(a)による凝固も強過ぎて接着剤(b)を重ねて塗付
し圧締した場合、被着材への漏れが悪く望ましい強度が
得られない。
本明細書においていう「変性率」とは、下記の如く規
定されるものである。イソブチレン−無水マレイン酸共
重合物のアンモニヤ付加物よりイミド化合物(1)へ変
性する反応は脱アンモニヤ・脱水反応であり、反応によ
って生じた水は反応系外へ溜去される。即ち、溜去され
た水量を計測して、次式によってイミド反応の変性率
(モル%)を求めることができる。
[式中、Aは脱水量(g)、Wはイソブチレン−無水マ
レイン酸共重物の採取量(g)、154(g)はイソブチ
レン・無水マレイン酸共重物の繰返し単位の分子量
(g)である。] 上記イミド化合物(1)は水酸化ナトリウム、水酸化
カリウム、炭酸ソーダ、燐酸アンモニウム、水酸化アン
モニウム、アミン等の塩基性物質の単独または2種以上
を併用して溶解した水溶液として使用する。
接着剤(b)に使用する水性ラテックスを特にカルボ
キシ変性スチレン−ブタジエン系ラテックス(2)に限
定したのは、解圧時の強度が高く、かつ架橋剤として使
用する多官能エポキシ化合物によって高度な耐水性が得
られるためである。
接着剤(b)に使用する1分子中に2個以上のエポキ
シ基を持つ多官能エポキシ化合物(3)は、低粘度の液
体が好ましく、例えばN,N,N′,N′−テトラグリシジル
−1,3−キシリレンジアミン、1,3−ビス(N−ジグリシ
ジルアミノメチル)シクロヘキサン等の4官能エポキシ
化合物と、グリセロール−トリグリシジルエーテルの3
官能エポキシ化合物およびo−フタリックアシッド−ジ
グリシジルエステル、エチレングリコール−ジグリシジ
ルエーテル、グリセロール−ジグリシジルエーテル、1,
6−ヘキサンジオール−ジグリシジルエーテル、ネオペ
ンチールグリコール−ジグリシジルエーテル等の2官能
エポキシ化合物等が使用される。これらは単独で使用し
てもよく、2種以上を併用して使用することもできる。
これらの多官能エポキシ化合物(3)の混合割合は特に
規定するものではないが、通常は求める性能により、上
記イミド化合物(1)と上記ラテックス(2)の固形分
との合計量に基いて1〜30重量%とされる。1重量%未
満では耐水性向上の効果は少く、また30重量%を越える
と本発明の目的とする極めて短時間の接着方法には解圧
時の高い強度が期待できなく、接着剤(b)の粘度変化
も大きくなる等、作業に困難を来たす場合があるので好
ましくない。
本発明に使用する処理剤(a)と接着剤(b)とを意
識的に混合すると瞬間的に凝固する。この凝固は処理剤
(a)に含有するアルデヒド基と接着剤(b)に含有す
るイミド基の活性水素による水素結合に由来するものと
推定される。この瞬間的な凝固現像が解圧時の強度とし
て発現されるものである。
次に本発明を実施例により説明するが実施例および比
較例における部数および%は全て重量部ならびに重量%
である。
(1) 処理剤(a)の調製 40%濃度のグリオキザール水溶液およびヘキサメチレ
ンテトラミンを用いてグリオキザール量およびヘキサメ
チレンテトラミン量の異なる処理剤(a)液を調製し
た。
(2) イミド化合物水溶液の調製 イソブチレン−無水マレイン酸共重合物[(株)クラ
レ製:商品名イソバン04、分子量5.5〜6.5×104;イソバ
ン06、分子量8〜9×104;イソバン10、分子量16〜17×
104]150gは攪はん下60℃に加温しアンモニヤガスを吹
込んでアンモニヤ付加物とし、次に攪はん下180℃に加
温し窒素気流中でイミド化反応を行い、下表に示すよう
な変性率の異なるイミド化合物を得た。このイミド化合
物を水酸化ナトリウムにより溶解し、固形分40%、pH7.
2(pH試験紙クレゾール・レッド)の水溶液とした。
(3) 接着剤(b)の調製 イ) イミド化合物水溶液、 ロ) 下表に示すようなカルボキシ変性スチレン−ブタ
ジエン系ラテックス[日本合成ゴム(株)製:商品名JS
RO668、固形分48%;日本ゼオン(株)製:商品名ニポ
ールLX−430,固形分49%;住友ノーガタック(株)製:S
N−307、固形分48%]、比較例として非カルボキシ変性
スチレン−ブタジエン系ラテックス[旭化成工業(株)
製:商品名DL−612,固形分48%]、 ハ) 炭酸カルシウム[日東粉化工業(株)製:商品名
NS−100]、および ニ) 4官能エポキシ化合物[三菱瓦斯化学(株)製:
商品名TETRAD−X、TETRAD−C]、3官能エポキシ化合
物[ナガセ化成(株)製:商品名デナコールEX−31
3]、2官能エポキシ化合物 [ナガセ化成(株)製商品名デナコールEX−721] 等を加え、よく混合して接着剤(b)を調製した。
(4) 割裂接着強さの測定 比重0.45±0.02、含水率10±1%のスプルース材を40
×40×10mmに切断し被着材とし、この被着材に処理剤
(a)を50g/m2塗付し乾燥させる。次に該処理面に接着
剤(b)を350g/m2重ねて塗付する。この塗付面に比重
0.45±0.02、含水率10±1%の40×50×5.5mmラワン合
板を、合板表面の繊維方向とスプルース材の繊維方向が
直交するように貼り合わせる。堆積時間3分後、10kg/c
m2で1分間圧締する。解圧後直ちに(株)東洋ボードウ
イン製引張り試験機を用い、引張り速度毎分100mmで割
裂強さを測定した。上記試験は20℃で行った。単位はkg
である。
(5) 圧縮せん断接着強さの測定 比重0.65±0.05、含水率11±1%のカバ材を150×200
×10mmに切断し被着材とした。被着材の片面に処理剤
(a)を50g/m2塗付し乾燥させる。次に該処理面に接着
剤(b)を350g/m2重ねて塗付し、他方の被着材を直ち
に貼り合わせ12kg/cm2で24時間圧締する。20℃で3日養
生後、JIS・K−6852「接着剤の圧締せん断接着強さ試
験方法」に準じて試験片を作製し、(株)森試験機製作
所製のアムスラー型試験機を用いて荷重速度、毎分900k
gで圧縮せん断強さを測定した。単位はkg/cm2、( )
内は木破率%である。試験片の処理はJIS・K−6801
「ユリア樹脂木材接着剤」およびJIS・K−6802[フェ
ノール樹脂木材接着剤」によった。
実施例1〜7、比較例1〜6を第1表に、実施例8〜
10、比較例7〜8を第2表、実施例11〜13、比較例9〜
10を第3表に、実施例14、比較例11〜13を第4表に、実
施例15〜21を第5表に表わす。
接着剤(b):イミド化合物水溶液(イソバン06、イミ
ド変性率42%、固形分40%) 31部 0668 30部 LX−430 23部 NS−100 16部 TETRAD−X 5部 処理剤(a):グリオキザール 15部/ヘキサメチレン
テトラミン 5部/水80部 イミド化合物水溶液:イソバン06、イミド変性率42%、
固形分40% 処理剤(a):グリオキザール 15部/ヘキサメチレン
テトラミン 5部/水80部 接着剤(b):イミド化合物水溶液(イソバン06 固形
分40%) 28 部 SN−307 58 部 NS−100 16 部 TETRAD−X 2.5部 TETRAD−C 2.5部 処理剤(a):グリオキザール 15部/ヘキサメチレン
テトラミン 5部/水80部 接着剤(b):イミド化合物水溶液(イソバン06 固形
分40%) 28部 SBR(「0668」または「612」) 56部 NS−100 16部 TETRAD−X 5部 処理剤(a):グリオキザール 15部/ヘキサメチレン
テトラミン 5部/水80部 接着剤(b):イミド化合物水溶液(イソバン06、変性
率42% 固形分 40%) 28部 0668 28部 LX−430 28部 NS−100 16部 エポキシ化合物 0〜11部 (発明の効果) 本発明は主として木質材料の接着に係わるもので、そ
の目的とする所は経済的にも有利な極めて短時間の接着
方法にあり、その効果は優れた接着工程とそれに用いる
特徴ある接着剤組成に預かるところが大きい。本発明の
接着方法は特に高度な耐水性を要求するフラッシュパネ
ルの接着分野において実用上の価値が極めて高いと言え
る。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】一方の被着材の表面に処理剤(a)を塗布
    して乾燥したのち、該塗布面の上に接着剤(b)を塗布
    し、これに他方の被着材を貼り合わせて圧締することか
    ら成り、該処理剤(a)が5〜25重量%のグリオキザー
    ルおよび1〜10重量%のヘキサメチレンテトラミンを含
    む水溶液であり、該接着剤(b)が(1)分子量8〜9
    ×104のイソブチレン−無水マレイン酸共重合物をイミ
    ド変性率30〜50モル%としたイミド化合物20〜40重量部
    および(2)カルボキシ変性スチレン−ブタジエン系ラ
    テックス固形分として60〜80重量部および必要に応じて
    上記イミド化合物(1)と上記ラテックス(2)の固形
    分との合計量に基いて1〜30重量%の(3)多官能エポ
    キシ化合物を含む水性組成物である、ことを特徴とする
    被着材を作業性良く且つ極めて短時間で接着する方法。
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