JP4055040B2

JP4055040B2 - 単板化粧合板用接着剤組成物および該接着剤を用いた単板化粧合板

Info

Publication number: JP4055040B2
Application number: JP2000173907A
Authority: JP
Inventors: 有司望月; 延幸高井; 哲夫山田; 鎌志森部; 昌也岸本; 博内田; 文雅深沢
Original assignee: 株式会社Ｊ−ケミカル
Priority date: 2000-06-09
Filing date: 2000-06-09
Publication date: 2008-03-05
Anticipated expiration: 2020-06-09
Also published as: JP2001354935A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は木材加工、特に単板化粧合板製造に用いられる接着剤および該接着剤を用いて得られる単板化粧合板に関する。
【０００２】
【従来の技術】
表面の美観を目的として、合板、パーティクルボード等の木質板（台板）の上にキリ、ナラ等の銘木と称される樹木を薄くスライスした化粧用単板（突板単板）を貼合わせた製品は、家具、壁、床材あるいは天井板等に用いられている。
突板化粧加工製品においては、表面の美観が商品価値に重要な影響を及ぼすため、突板表面への接着剤の滲み出し、突板単板の干割れ（クラック）等の表面の欠陥は致命的となる。こうした問題を解決するために、従来から突板と台板の間に紙を挟んで接着する方法、接着剤としてアミノ樹脂にＳＢＲ、ＮＢＲ等のラテックスを配合する方法が案出されている（特公昭５６−３４１９６号公報）。
【０００３】
しかし、前者の方法では、作業が煩雑で、コストが高くなるうえに接着強度が低下するという欠点が有り、後者の方法では接着剤の滲み出しはある程度は防止できるものの、当該方法では、熱圧中の接着力の発現が遅いため、接着剤の滲み出しが多くなる。また、熱圧直後の高温時、前述の通り接着力の発現が遅いことがこの時期の耐熱クリープ性を著しく損なうため、化粧単板の熱による乾燥収縮を止めることができず“干割れ”と称するクラックが製品表面に発生しやすくなるなどの問題が残る。
【０００４】
こうした点を解決するために、本発明者らは、先に、アミノ系樹脂、水性樹脂エマルジョン若しくは水性ラテックスを主成分とし、架橋剤としてエポキシ化合物又多価金属化合物を配合してなる単板化粧加工用接着剤組成物を提案した（特開平８−２４５９３７号、特開平１０−３６８０３号、同１０−３６８１２号、特開平１０−３３８８６１号公報）。
これらの接着剤組成物を用いれば、接着剤の滲み出しとクラックの発生とを同時に防止することは可能であるが、硬化速度がやや遅いため、生産性の面から更に硬化速度を上げる必要が生じていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、突板化粧合板製造における上記の問題を解決し、接着剤の滲み出しとクラックの発生とを同時に防止でき、且つ生産性の良好な接着剤組成物を提供せんとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題を克服せんと鋭意検討を重ねた結果、アミノ系樹脂、水性樹脂エマルジョン及び／又は水性ラテックス、分子中に２個以上のアジリジニル基を有する多官能アジリジン化合物を所定量配合してなる接着剤組成物が、突板加工において、接着剤の滲み出しとクラックの発生防止に著しい効果がある上に、優れた作業性を示すことを見出して、本発明を完成させた。
【０００７】
すなわち、本発明は、アミノ系樹脂１００重量部に、水性樹脂エマルジョン及び／又は水性ラテックス２０〜２０００重量部、分子中に２個以上のアジリジニル基を有する多官能アジリジン化合物０．０１〜２５重量部を配合してなる単板化粧合板用接着剤組成物である。
【０００８】
また、本発明は、アミノ系樹脂１００重量部に、水性樹脂エマルジョン及び／又は水性ラテックス２０〜２０００重量部、ポリアルキレンオキサイド及びその誘導体、グリセリン及びその誘導体、アルキレングリコールから選ばれる少なくとも１種以上の改質剤１〜１００重量部、分子中に２個以上のアジリジニル基を有する多官能アジリジン化合物０．０１〜２５重量部を配合してなる単板化粧合板用接着剤組成物である。
【０００９】
突板の接着においては、接着力、耐水性の向上を目的として従来からアミノ系樹脂が使用されているが、その際には通常、増量剤として小麦粉を、硬化剤として塩化アンモニウムを配合している。
小麦粉は成分として含まれる澱粉や蛋白が造膜性や粘度調節の機能を果たし、被着体である台板合板への塗布時には良好な接着層の形成に寄与する。しかし、その後の熱圧の工程を経ると、澱粉や蛋白は接着層の塗膜を硬くするため、台板や突板の膨張、収縮に追随できなくなり、結果として突板表面にクラックを多発させることになる。
【００１０】
また、メラミン樹脂は耐水性や突板の接着力向上に効果があり、さらに硬化剤として塩化アンモニウムを使用すれば迅速に硬化するという利点はあるが、架橋後に形成される三次元ネットワークは堅固ではあるが可撓性に乏しいため、台板や突板の膨張、収縮に追随できず、やはり突板表面上にクラックを多発させることになる。
【００１１】
一方、接着剤塗布液の粘度、塗布性の安定化と接着後の塗布液の滲み出しの防止のためにラテックスを配合する方法もあるが、熱圧後には、ラテックス分子もアミノ系樹脂により架橋されるため、ラテックス本来の可撓性が損なわれ、やはり突板表面上にクラックを多発させることになる。
こうした問題の解決には接着剤組成物に可撓性を付与することがクラックを防止するために必要である。
【００１２】
上記の目的を達成するには、硬化物自体に比較的緩やかな架橋構造を取らせることが必要である。
このためには、架橋剤として、塩化アンモニウムのように非常に堅固な硬化物を形成するものでなく、比較的緩やかな硬化物を作るとともにそれ自体に可塑効果のある物質を用いるのが必須となる。そこで、本発明者らはマトリックスの核に、ポリアルキレンオキサイド及びその誘導体、グリセリン及びその誘導体、アルキレングリコールから選ばれる少なくとも１種以上の改質剤を用い、架橋・硬化マトリックスに可撓性をもたせて、その上でアミノ系樹脂の架橋により、接着層に堅牢さを付与せしめた。同時に、分子中に２個以上のアジリジニル基を有する多官能アジリジン化合物を併用することにより、接着剤組成物の硬化速度を高め、生産性を向上させた。
【００１３】
これらを総合すると、アミノ樹脂ベースの架橋・硬化マトリックスに水性樹脂エマルジョン及び／又は水性ラテックスと多官能アジリジン化合物ベースのマトリックスが相互補完的に接着剤層を形成するため、木材の収縮・膨張に追随し、干割れ等の発生を抑制し得るものと認められる。
その結果、当該改質剤、水性樹脂エマルジョン及び／又は水性ラテックス、多官能アジリジン化合物とアミノ系樹脂との組合わせが、架橋性と硬化物の可撓性及び耐クラック性、更には生産性の点で最適となる。
【００１４】
また、本発明は、アミノ系樹脂がホルムアルデヒド類とアミノ化合物との縮合物であり、全ホルムアルデヒド中のメチロール基変換度が１０〜６０％かつジメチレンエーテル結合変換度が２〜３０％であることを特徴とする。
メチロール基変換度が１０〜６０％かつジメチレンエーテル結合変換度が２〜３０％と官能基の範囲を限定した理由は、種々の官能基組成の樹脂を合成して接着剤組成物を調製し、単板化粧合板を作成して性能試験を積み重ねた結果の帰納法的選択による。
恐らくは、官能基組成が上記の範囲の樹脂を単板化粧合板用の接着剤組成物を構成するマトリックスとして使用すると、多官能アジリジン化合物、水性樹脂エマルジョンとの硬化速度のバランスが適度にとれて、可撓性に富んだネットワークを構築できるためと推測される。
【００１５】
これらの官能基組成はいずれも¹³Ｃ−ＮＭＲを用いて測定した。
測定条件及び、得られたシグナルの解析は『ＪｏｕｒｎａｌｏｆＰｏｌｙｍｅｒＳｃｉｅｎｃｅ：ＰｏｌｙｍｅｒＣｈｅｍｉｓｔｒｙＥｄｉｔｉｏｎＶｏｌ．１７３２０５−３２１５ｐａｇｅ（１９７９）』に記載の方法に準じて行った。
また、本発明に使用される水性樹脂エマルジョン及び水性ラテックスは、平均粒径が０．０１〜０．５μであることが望ましい。
粒径が０．０１μ以下の場合には、アミノ系樹脂、改質剤、多官能アジリジン化合物と混合した後の粘度の経日変化が大きいうえに耐水性能の低下が見られる。０．５μ以上になると、性能面では問題はないが、重合反応の時間が長くなり生産性が落ちるため、実用的にはあまり好ましくない。
【００１６】
本発明に用いられるポリアルキレンオキサイド及びその誘導体、グリセリン及びその誘導体、アルキレングリコールから選ばれる少なくとも１種以上の改質剤としては、エチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、グリセリン、エチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、プロピレングリコールジグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、グリセリンポリグリシジルエーテル、ポリエチレングリコール脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンノニルフェノールエーテル、プロピレングリコールトリグリシジルエーテル、ソルビトールポリグリシジルエーテル、トリメチロールプロパンポリグリシジルエーテル等があり、これらは、１種単独あるいは２種以上を混合して使用できる。
【００１７】
本発明における、分子中に２個以上のアジリジニル基を有する多官能アジリジン化合物とは、分子内にアジリジニル基を２個以上有する化合物であり、具体的には、トリメチロールプロパントリス［３−（１−アジリジニル）プロピオネート］、トリメチロールプロパントリス［３−（１−アジリジニル）ブチレート］、トリメチロールプロパントリス［３−（１−（２−メチル）アジリジニル）プロピオネート］、トリメチロールプロパントリス［３−（１−アジリジニル）−２−メチルプロピオネート］、ペンタエリスリトールトリス［３−（１−アジリジニル）プロピオネート］、ペンタエリスリトールテトラ［３−（１−アジリジニル）プロピオネート］、ジフェニルメタン−４，４−ビス−Ｎ，Ｎ′−エチレンウレア、１，６−ヘキサメチレンビス−Ｎ，Ｎ′−エチレンウレア、２，４，６−（トリエチレンイミノ）−Ｓｙｎ−トリアジン、ビス［１−（２−エチル）アジリジニル］ベンゼン−１，３−カルボン酸アミド等を挙げることができ、これらは各々単独でまたは２種以上を混合して使用してもよい。
【００１８】
本発明に用いられるアミノ系樹脂には、尿素、メラミン、グアナミン類等のアミノ系化合物の１種若しくは２種以上とホルムアルデヒドとの縮合樹脂、又はこれらの樹脂をフェノール類、レゾルシノール類、ポリビニルアルコール、フルフリルアルコール等で一部変性した変性樹脂等がある。
【００１９】
本発明に用いられる水性樹脂エマルジョンには、酢酸ビニル系樹脂エマルジョン、エチレン・酢酸ビニル共重合樹脂エマルジョン、アクリル樹脂エマルジョン、エチレン・アクリル酸共重合樹脂エマルジョン等のエマルジョンがあり、水性ラテックスとしては、クロロプレン系ラテックス、ポリアクリルエステル系ラテックス、ポリ塩化ビニリデン系ラテックス、スチレン・ブタジエン系ラテックス等のラテックスがあり、これらを１種単独又は２種以上組合わせて使用できる。
【００２０】
本発明の接着剤組成物は自己架橋型であるので、特に硬化剤の添加を必須とはしないが、硬化を促進させるために、本発明の効果を損なわない範囲において、塩化アンモニウム、硫酸アンモニウム等の無機塩類、硫酸、塩酸等の無機酸、リンゴ酸、シュウ酸等の有機酸あるいはＭＤＩ、ＴＤＩ等のイソシアネート系化合物、ジルコニウム塩等の多価金属化合物やシラン化合物等を併用することもできる。
また、必要に応じて、小麦粉、大麦粉、椰子殻粉、コーングルテン、澱粉、大豆粕、ナタネ粕、炭酸カルシウム、クレー等の通常木材の接着に使用される増量剤を併用しても差し支えない。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施例を示すが、本発明の主旨はもとよりこれに限定されるものではない。
実施例１
スチレン・ブタジエン系ラテックス（（株）ホーネンコーポレーション製ＳＳ−３００２固形分４８％、平均粒径０．３２μ）７０重量部、メラミン樹脂（（株）ホーネンコーポレーション製ＭＬ−６０固形分７５％、メチロール基置換度４０％、ジメチレンエーテル結合変換度２５％）２５重量部、大麦粉１０重量部、椰子殻粉１０重量部、トリメチロールプロパントリス［３−（１−アジリジニル）プロピオネート］１重量部を混合、攪拌して本発明の接着剤組成物を調製した。
【００２２】
実施例２
酢酸ビニル樹脂エマルジョン（（株）ホーネンコーポレーション製ＶＷ−４５５固形分４５％、平均粒径２．０μ）８５重量部、メラミン樹脂（（株）ホーネンコーポレーション製ＭＷ−６０固形分５７％、メチロール基置換度３０％、ジメチレンエーテル結合変換度１３％）３０重量部、小麦粉２０重量部、ポリプロピレングリコール（分子量１０００）５重量部、トリメチロールプロパントリス［３−（１−アジリジニル）ブチレート］０．１重量部を混合、攪拌して本発明の接着剤組成物を調製した。
【００２３】
実施例３
塩化ビニリデン系ラテックス（（株）ホーネンコーポレーション製ＳＳ−５００１固形分５５％、平均粒径０．２９μ）７０重量部、ユリア・メラミン樹脂（（株）ホーネンコーポレーション製ＭＷ−０９０固形分７０％、メチロール基置換度２５％、ジメチレンエーテル結合変換度７％）２５重量部、大麦粉１０重量部、椰子殻粉１０重量部、エチレングリコール５重量部、トリメチロールプロパントリス［３−（１−アジリジニル）ブチレート］０．１重量部を混合、攪拌して本発明の接着剤組成物を調製した。
【００２４】
比較例１
スチレン・ブタジエン系ラテックス（（株）ホーネンコーポレーション製ＳＳ−３００２固形分４８％、平均粒径０．３２μ）７０重量部、メラミン樹脂（（株）ホーネンコーポレーション製ＭＬ−６０固形分７５％、メチロール基置換度４０％、ジメチレンエーテル結合変換度２５％）２５重量部、大麦粉１０重量部、椰子殻粉１０重量部、塩化アンモニウム０．２５重量部を混合、攪拌して接着剤組成物を調製した。
【００２５】
比較例２
メラミン樹脂（（株）ホーネンコーポレーション製ＭＷ−５固形分５７％、メチロール基置換度３０％、ジメチレンエーテル結合変換度１３％）１００重量部、小麦粉２０重量部、水１０重量部、塩化アンモニウム１重量部を混合、攪拌して接着剤組成物を調製した。
【００２６】
比較例３
スチレン・ブタジエン系ラテックス（（株）ホーネンコーポレーション製ＳＳ−３００２固形分４８％、平均粒径０．３２μ）７０重量部、メラミン樹脂（（株）ホーネンコーポレーション製ＭＬ−６０固形分７５％、メチロール基置換度４０％、ジメチレンエーテル結合変換度２５％）２５重量部、大麦粉１０重量部、椰子殻粉１０重量部、エポキシ化合物（（株）ホーネンコーポレーション製Ｋ−１４３５固形分９７％エポキシ当量１２５ｇ／ｅｑ）５重量部を混合、攪拌して接着剤組成物を調製した。
【００２７】
性能評価試験１
実施例、比較例で調製した接着剤組成物を用いて、以下の条件により突板化粧合板を作成した。
台板１２ｍｍラワン合板、３０ｃｍ角含水率１０％
突板０．２５ｍｍナラ３０ｃｍ角
塗布量１０ｇ／９００ｃｍ²
熱圧１１０℃ ８ｋｇ／ｃｍ² ６０秒
作成した単板化粧合板を用いて、ＪＡＳの一類浸漬剥離試験及び寒熱繰返しＢ試験を行い同時に接着剤の滲み出し状況も観察した。
なお、以下の表中における「サイクル」は次の意味を表す。
▲１▼１サイクルとは８０℃で２時間加熱後、直ちに−２０℃で冷却２時間、これをもう一回繰り返したものをいう。
▲２▼各サイクルの値は１サイクル目からの累計値。
結果を表１に示す。
【００２８】
表１

【００２９】
性能評価試験２
厚さ１ｍｍのスプルース材のスライス柾目単板を乾燥後、１０ｍｍＨｇの減圧下で不飽和ポリエステル樹脂（アルキッド・スチレン＝６０：４０）１００重量部にメチルメタクリレートポリマー１０重量部とベンゾイルパーオキシド２重量部を配合した混合樹脂液を８時間かけて注入して、樹脂注入単板を作成した。
この単板を突板とし、実施例１、比較例１の接着剤組成物を用いて、性能評価試験１と同様の条件で単板化粧合板を作成した。
作成した突板化粧合板を用いて、ＪＡＳの一類浸漬剥離試験及び寒熱繰返しＢ試験を行い同時に接着剤の滲み出し状況も観察した。
結果を表２に示す。
【００３０】
表２

【００３１】
性能評価試験３
実施例１、比較例３で調製した接着剤組成物を用いて、以下の条件により突板化粧合板を作成した。熱圧時間を変えて、熱圧直後のフクレの有無、目割れの本数を確認した。
結果を表３に示す。
台板１２ｍｍラワン合板、３０ｃｍ角含水率１０％
突板０．２５ｍｍナラ３０ｃｍ角
塗布量１０ｇ／９００ｃｍ²
熱圧１２０℃ ８ｋｇ／ｃｍ²
【００３２】
表３

【００３３】
上記表１〜３に示すとおり、本発明接着剤組成物による突板化粧合板は性能評価試験においてクラックの数も少なく、ふくれ、目割れも少なく、また十分な耐水性能を有しており、実用上では全く問題の無いものであった。
本発明の接着剤組成物は、台板として通常の木質板は勿論、合板、ＬＶＬ、パーティクルボード、ストランドボード等の他、ＭＤＦ（中密度木質繊維板）等の合成木質板に対する突板の貼り合わせに使用して良好な結果を示す。

Claims

アミノ系樹脂１００重量部に、水性樹脂エマルジョン及び／又は水性ラテックス２０〜２０００重量部、分子中に２個以上のアジリジニル基を有する多官能アジリジン化合物０．０１〜２５重量部を配合してなる単板化粧合板用接着剤組成物。
アミノ系樹脂１００重量部に、水性樹脂エマルジョン及び／又は水性ラテックス２０〜２０００重量部、ポリアルキレンオキサイド及びその誘導体、グリセリン及びその誘導体、アルキレングリコールから選ばれる少なくとも１種以上の改質剤１〜１００重量部、分子中に２個以上のアジリジニル基を有する多官能アジリジン化合物０．０１〜２５重量部を配合してなる単板化粧合板用接着剤組成物。
アミノ系樹脂がホルムアルデヒド類とアミノ化合物との共縮合物であり、全ホルムアルデヒド中のメチロール基変換度が１０〜６０％かつジメチレンエーテル結合変換度が２〜３０％であることを特徴とする請求項１又は２に記載の単板化粧合板用接着剤組成物。
水性エマルジョンの平均粒径が０．０１〜５μである請求項１ないし３のいずれか１項記載の単板化粧合板用接着剤組成物。
台板と化粧単板とを、アミノ系樹脂１００重量部に、水性樹脂エマルジョン及び／又は水性ラテックス２０〜２０００重量部、分子中に２個以上のアジリジニル基を有する多官能アジリジン化合物０．０１〜２５重量部を配合してなる接着剤組成物を介して接着したことを特徴とする単板化粧合板。
台板と化粧単板とを、アミノ系樹脂１００重量部に、水性樹脂エマルジョン及び／又は水性ラテックス２０〜２０００重量部、ポリアルキレンオキサイド及びその誘導体、グリセリン及びその誘導体、アルキレングリコールから選ばれる少なくとも１種以上の改質剤１〜１００重量部、分子中に２個以上のアジリジニル基を有する多官能アジリジン化合物０．０１〜２５重量部を配合してなる接着剤組成物を介して接着したことを特徴とする単板化粧合板。