JP4020349B2 - 樹脂組成物およびこれを用いた合板用接着剤 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、樹脂組成物およびこれを用いた合板用接着剤に関するものであり、さらに詳しくは、人体および環境に対して悪い影響を及ぼすことなく、かつ高温度の熱水に対しても接着力の低下が少ない性能を有する樹脂組成物およびこれを含有する合板用接着剤に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、化学物質による人体の障害、例えば喘息あるいは皮膚炎といった、いわゆるアレルギー症状、疾患が増加してきており社会問題として大きく取り上げられている。これらの症状、疾患をもたらす原因の一つとして、ホルムアルデヒドを一成分とする接着剤、例えば尿素樹脂あるいは尿素−メラミン樹脂等の使用が挙げられる。これらの接着剤は、硬化後においても少量の遊離ホルムアルデヒドを含有しているので、該接着剤を使用した建材、家具、調度類からは微量のホルムアルデヒドが発生し、上記のアレルギー疾患などはこれに起因するものと言われている。
【0003】
現時点では、ホルムアルデヒドを全く使用しない合板用接着剤は、実用的にはポリビニルアルコールを保護コロイドとした酢酸ビニル、エチレン−酢酸ビニル共重合体を主成分としたエマルジョン型接着剤のみと言っても過言ではない程である。
【0004】
しかしながら、これら既存のポリ酢酸ビニル樹脂エマルジョン系接着剤は、JAS一類合板のような耐熱水性テストに合格しなければならない分野には利用が難しい。
すなわち現段階では、JAS一類合板のように耐熱水性テストに合格し、人体に悪影響を及ぼさない合板用接着剤は存在しないと考えられる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記の従来の樹脂組成物の欠点を克服し、人体および環境に対して悪い影響を及ぼすことなく、かつ高温度の熱水に対しても接着力の低下が少ない性能を有する樹脂組成物およびこれを含有する合板用接着剤を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、各種の材料につき検討を重ねた結果、次の樹脂組成物が上記の目的を達成できることを知り、本発明を完成することができた。
すなわち本発明は、分子内に炭素数4以下のα−オレフィン単位を1〜10モル%含有する変性ポリビニルアルコール系共重合体の存在下、(i)酢酸ビニルまたは酢酸ビニルと(メタ)アクリル酸エステル類80.0〜99.9重量%および(ii)アクリル酸0.1〜20重量%からなるモノマーを乳化重合して得られる酢酸ビニル−アクリル酸共重合樹脂エマルジョンまたは酢酸ビニル−(メタ)アクリル酸エステル−アクリル酸共重合樹脂エマルジョンを主成分とする樹脂組成物を提供するものである。
また本発明は、前記の樹脂組成物を含有してなる合板用接着剤を提供するものである。
【0007】
【発明の実施の形態】
本発明に用いられる炭素数4以下のα−オレフィン単位を1〜10モル%含有する変性ポリビニルアルコール系共重合体は、例えば特開平6−80709号公報に記載の方法により製造することができる。一般的には、該変性ポリビニルアルコール系共重合体は、ビニルエステルと炭素数4以下のα−オレフィンとの共重合体をケン化することにより得られ、ビニルエステルとしては酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、ギ酸ビニル等が挙げられ、中でも酢酸ビニルが好ましい。
【0008】
一方、ビニルエステルと共重合されるα−オレフィンは炭素数4以下のものであり、エチレン、プロピレン、n−ブテン、イソブチレン等が挙げられるが、中でもエチレンが好ましい。変性ポリビニルアルコール系共重合体中のα−オレフィン含有量は1〜10モル%が好ましく、さらに好ましくは2〜8モル%である。α−オレフィンの含有量が1モル%未満の場合には耐水性が得られず、また10モル%を超えると変性ポリビニルアルコール系共重合体の水への溶解度が低下し、好ましくない。
【0009】
変性ポリビニルアルコール系共重合体のケン化度は80モル%〜99.9モル%が好ましく、重合度は100〜5000の範囲のものが好ましい。
【0010】
本発明においては、前記の変性ポリビニルアルコール系共重合体の存在下、(i)酢酸ビニルまたは酢酸ビニルと(メタ)アクリル酸エステル類80.0〜99.9重量%および(ii)アクリル酸0.1〜20重量%からなるモノマーを乳化重合する。
【0011】
前記(i)成分において、(メタ)アクリル酸エステル類としてはとくに限定されるものではないが、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸n−プロピル、(メタ)アクリル酸イソプロピル、(メタ)アクリル酸n−ブチル、(メタ)アクリル酸イソブチル、(メタ)アクリル酸sec−ブチル、(メタ)アクリル酸t−ブチル、(メタ)アクリル酸n−ペンチル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸n−オクチル、(メタ)アクリル酸ラウリル、(メタ)アクリル酸ステアリル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸2−メトキシエチル、(メタ)アクリル酸2−エトキシエチル、(メタ)アクリル酸2−メトキシプロピル、(メタ)アクリル酸3−メトキシプロピル、(メタ)アクリル酸2−メトキシブチル、(メタ)アクリル酸3−メトキシブチル、(メタ)アクリル酸4−メトキシブチル等の(メタ)アクリル酸エステル類等が挙げられ、これらの1種または2種以上が用いられる。
【0012】
前記(ii)成分のアクリル酸は、本発明における必須成分である。アクリル酸を用いる理由は、接着剤被膜の耐水性および耐熱水性を上げるためである。
【0013】
前記(i)および(ii)成分の使用割合は、(i)酢酸ビニルまたは酢酸ビニルと(メタ)アクリル酸エステル類80.0〜99.9重量%、好ましくは85〜99重量%および(ii)アクリル酸0.1〜20重量%、好ましくは1〜15重量%がよい。アクリル酸の使用割合が0.1重量%未満の場合は、接着剤の耐水性および耐熱水性が得られず、20重量%を超えると、接着剤粘度が著しく増大し好ましくない。
【0014】
本発明において、酢酸ビニル−アクリル酸共重合樹脂エマルジョンまたは酢酸ビニル−(メタ)アクリル酸エステル−アクリル酸共重合樹脂エマルジョンは、通常の乳化重合法に従って製造することができる。重合時には通常の重合開始剤が用いられ、一般に乳化重合に使用されるものであれば全て使用することができる。代表的なものを挙げれば、過酸化水素、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム等の水溶性無機過酸化物または過硫酸塩、クメンハイドロパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド等の有機過酸化物、アゾビスイソブチロニトリル等のアゾ化合物が挙げられる。重合開始剤の使用量は、前記の(i)および(ii)成分のモノマー類の総重量に対して、0.1〜20重量%が好ましい。また、上記重合開始剤は、酒石酸、蟻酸、蓚酸等の還元剤とを併用してもよい。またモノマー類は、これを一括してもしくは分割して、これを例えば連続的に滴下して反応に供することができる。重合温度は、通常の60〜90℃で行うことができる。
【0015】
本発明において、変性ポリビニルアルコール系共重合体は、前記の(i)および(ii)成分のモノマー類100重量部に対して0.1〜20重量部、好ましくは、0.5〜15重量部が使用される。この範囲によれば、重合安定性、得られるエマルジョンの好適な粘度、さらに合板用接着剤として用いた場合、初期接着性が向上し好ましい。
【0016】
本発明において、変性ポリビニルアルコール系共重合体は単独使用が好ましいが、本発明の目的を損なわない範囲で、従来のポリビニルアルコール、澱粉、ヒドロキシプロピルセルロース、ポリアクリルアミド等の他の保護コロイドや、従来公知のノニオン性、アニオン性またはカチオン性の界面活性剤の使用が可能である。
また、本発明の樹脂組成物を合板用接着剤として用いる場合には、さらに必要に応じて、他の配合剤を添加することができる。このような配合剤としては、前記以外のセルロース誘導体(例えばヒドロキシセルロース、カルボキシメチルセルロース等)、カゼイン等の水溶性高分子、ジブチルフタレート、ジオクチルフタレート、テキサノール(2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオールモノイソブチレート)、DBE(ジベイシックエステル)等の可塑剤、ロジン、テルペン樹脂等の粘着付与剤、無機の体質顔料等が挙げられる。
【0017】
このようにして得られる樹脂組成物は、合板用接着剤として有用である。このような合板用接着剤は、優れた耐水性および耐熱水性を提供することができる。すなわちJAS一類に合格する合板を製造することができる。また本発明の合板用接着剤を用いて合板を製造するには、従来から公知の方法を採用することができる。例えば、本発明の合板用接着剤を単板に塗布し、これに他の単板を接着させ熱圧で数分間圧締し、合板を製造することができる。
【0018】
【作用】
本発明の樹脂組成物の主成分である酢酸ビニル−アクリル酸共重合樹脂エマルジョンまたは酢酸ビニル−(メタ)アクリル酸エステル−アクリル酸共重合樹脂エマルジョンは、分子内に炭素数4以下のα−オレフィン単位を有する変性ポリビニルアルコール系共重合体を保護コロイドとして用いているので、得られる樹脂組成物は、優れた耐熱水性を有する。また、該樹脂組成物からなる合板用接着剤を用いて製造される合板は、熱水下時において優れた接着強度を有する。
【0019】
【実施例】
以下、本発明を実施例および比較例によりさらに説明する。
(実施例1)
撹拌機、温度計、還流冷却機、滴下ロートを備えた1リットルセパラブルフラスコに、変性ポリビニルアルコール系共重合体(クラレ社製、商品名HR−1000、ケン化度99.3モル%、重合度1000)の10%水溶液400gと水100gとを仕込み、70℃に昇温した。
その後30%過酸化水素水2.5gおよび酒石酸1gを加え、直ちに酢酸ビニル395gおよびアクリル酸5gを4時間で滴下した。また、30%過酸化水素水2.5gに水を加え、全量50gとした水溶液を、上記モノマー類滴下と同時に滴下し、乳化重合を行った。なお、この時のフラスコ内温が、80〜85℃になるように、外温をコントロールした。滴下終了後、80〜85℃で1時間保った後、30℃以下に冷却し、テキサノール30gを添加し、エマルジョンを得た。
得られた酢酸ビニル−アクリル酸共重合樹脂エマルジョンの固形分濃度(105℃、1時間乾燥後、以下同じ)は、47.1%、粘度(BH型粘度計、10回転、23℃)は、2800mpa.sであった。
【0020】
(実施例2)
実施例1の変性ポリビニルアルコール系共重合体と、別の変性ポリビニルアルコール系共重合体(クラレ社製、商品名RS−117、ケン化度98.3モル%、重合度1700)とを、重量比7/3に変更したこと以外は、実施例1を繰り返し、エマルジョンを得た。
得られた酢酸ビニル−アクリル酸共重合樹脂エマルジョンの固形分濃度は47.0%、粘度は5200mpa.sであった。
【0021】
(実施例3)
酢酸ビニルを390gおよびアクリル酸を10gに変更したこと以外は、実施例1を繰り返し、エマルジョンを得た。
得られた酢酸ビニル−アクリル酸共重合樹脂エマルジョンの固形分濃度は46.9%、粘度は6300mpa.sであった。
【0022】
(実施例4)
酢酸ビニルの20%をアクリル酸n−ブチルに代えたこと以外は、実施例1を繰り返し、エマルジョンを得た。
得られた酢酸ビニル−(メタ)アクリル酸エステル−アクリル酸共重合樹脂エマルジョンの固形分濃度は46.8%、粘度は8500mpa.sであった。
【0023】
(比較例1)
変性ポリビニルアルコール系共重合体の代わりに、従来の完全ケン化ポリビニルアルコール(ケン化度98モル%、重合度1000、(株)クラレ製、PVA−117)を用いたこと以外は、実施例1を繰り返しエマルジョンを得た。
得られたエマルジョンの固形分濃度は、47.3%、粘度は3200mpa.sであった。
【0024】
(比較例2)
酢酸ビニル400gおよびアクリル酸0gに変更したこと以外は、実施例1を繰り返しエマルジョンを得た。
得られたエマルジョンの固形分濃度は、47.4%、粘度は1800mpa.sであった。
【0025】
上記の実施例および比較例で得られたエマルジョンを合板用接着剤とし、その接着性を測定した。測定方法を以下に示す。また、測定結果を下記表1に示す。
【0026】
合板の引張せん断強度試験方法
(1)接着条件
基材:ラワン単板(厚さ0.8+1.3+0.8mm/クロス貼り3プライ)
温度:20℃
塗布量:20g/900cm2
圧締圧:冷圧8kg/cm2×20分 + 熱圧110〜120℃/8kg/cm2×3分
(2)試験方法
JAS一類、二類浸漬試験
(3)測定方法
常態:20℃、65RH%下の通常状態で測定
温冷水浸漬(JAS二類):60℃温水に3時間浸漬、10分間水浸漬後測定煮沸繰り返し(JAS一類):煮沸4時間、60℃で20時間乾燥、さらに煮沸4時間、10分間水浸漬後測定
【0027】
【表1】
【0028】
表1の結果から、本発明の合板用接着剤は、比較例のものと比べ、温冷水浸漬強度および煮沸繰り返し強度が格段に優れ、JAS一類に合格することが分かる。しかも、常態強度も優れている。
【0029】
【発明の効果】
本発明によれば、ホルムアルデヒドを含まないために人体および環境に対して悪い影響を及ぼすことなく、かつ高温度の熱水に対しても接着力の低下が少ない性能を有する樹脂組成物およびこれを含有する合板用接着剤が提供される。
Claims (2)
- 分子内に炭素数4以下のα−オレフィン単位を1〜10モル%含有する変性ポリビニルアルコール系共重合体の存在下、(i)酢酸ビニルまたは酢酸ビニルと(メタ)アクリル酸エステル類80.0〜99.9重量%および(ii)アクリル酸0.1〜20重量%からなるモノマーを乳化重合して得られる酢酸ビニル−アクリル酸共重合樹脂エマルジョンまたは酢酸ビニル−(メタ)アクリル酸エステル−アクリル酸共重合樹脂エマルジョンを主成分とする樹脂組成物。
- 請求項1に記載の樹脂組成物を含有してなる合板用接着剤。
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