JP4137855B2 - Vカット化粧造作部材、並びにその製造方法 - Google Patents
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提案(2)としては、35〜40℃におけるタックフリータイムが20秒以内、120℃における溶融粘度が20,000cps以下、軟化点が65℃以下の湿気硬化型反応性ホットメルト接着剤、及びこれを用いたサンドイッチパネルの製造方法が開示されている(特許文献2)。その他、サンドイッチ状積層体に、常温でのタックフリータイムが20秒以上の湿気硬化型のウレタン系反応性ホットメルト接着剤を用いることが開示されている(特許文献3)。
特に、特許文献2に記載の技術では、通常の5〜35℃の貼着作業環境温度(35℃未満)における、接着剤のタックフリータイムが著しく短く、プレス前にすでに粘着性が消失し、全く接着できない恐れがある。
すなわち、5〜35℃の貼着作業環境温度下にて、120℃に加熱溶融した接着剤を、同温度に加熱したロールコーターにて、塗布量65g/m2でMDF(JIS A5905)の裏面に塗布する。塗布直後から5秒毎に、クラフト紙(JIS P3401)を塗布面に貼り合わせ、クラフト紙を手で強制剥離する操作を繰り返し行う。クラフト紙/接着剤層の界面で剥離できた時間をタックフリータイム(秒)として測定する。
すなわち、5〜35℃の貼着作業環境温度下にて、120℃に加熱溶融した接着剤を、同温度に加熱したロールコーターにて、塗布量65g/m2でMDF(JIS A5905)の裏面に塗布し、塗布直後から15秒後に厚み0.15mmのオレフィン化粧シート(大日本印刷製、WS)のプライマー処理面を塗布面に貼り合わせる。その後、25mm幅の適当な長さ(150〜200mm)に裁断し、試料とする。試料の片方の短辺部から試料の長辺の中程まで化粧シートを合板から強制的に剥離し、剥離した化粧シートの端部に荷重を固定し、試料に対して剥離した加重を固定した化粧シートが90°方向となるように加重をかけ1時間静置する。1時間で化粧シートが剥離した長さを初期クリープとして測定する。
「Vカット化粧造作部材用接着剤」
本発明で用いるVカット化粧造作部材用接着剤は、芯材の複数の面に跨って、化粧板が折り曲げられて貼着されたVカット化粧造作部材用の反応性ホットメルト接着剤であり、特定の物性を有することを特徴とする接着剤である。
芯材としては、木材、合板、木材の繊維を固めて成形したパーチクルボード等の木質系ボード、樹脂材、金属材、これらの複合材等が挙げられる。その形状は、多角柱状(三角柱、四角柱、五角柱等)、円柱状、湾曲状など、任意である。
化粧板としては、ベニヤ合板、パーチクルボード、ハードボード等の板状基材に、化粧シート、化粧紙、突板等の美観性が良好な表皮材を貼着したもの、上記板状基材に塗装を施したもの等が挙げられる。化粧シートとしては、ポリ塩化ビニル(PVC)等の合成樹脂シート、合成樹脂処理を施した織布シート(これらシートには、必要に応じて木目模様等が印刷される)、上質の木材から薄く削り取ったシート等が挙げられる。
例えば、分子内に残存イソシアネート基の反応性官能基を有するウレタンプレポリマーを含むもの(湿気硬化型反応性ホットメルト接着剤)、分子内にシリル基を有するシラン系化合物を含むもの(シラン架橋型反応性ホットメルト接着剤)、紫外線や電子線により反応する官能基を有する化合物を含むもの(紫外線硬化型反応性ホットメルト接着剤、電子線硬化型反応性ホットメルト接着剤等)等が挙げられる。これらは1種又は2種以上を用いることができる。
しかも、溶融状態とするのに必要な温度は、酢酸ビニル系やポリアミド系等の一般のホットメルト接着剤では180℃程度の高温であるのに対し、反応性ホットメルト接着剤では100〜130℃程度の比較的低温である。したがって、反応性ホットメルト接着剤を用いることで、接着剤を塗工する化粧板への熱の影響を小さくできるメリットもある。
ウレタン系反応性ホットメルト接着剤としては、硬化成分として、ポリオールとポリイソシアネートとの反応により得られ、分子末端にイソシアネート基を有するイソシアネート基末端ウレタンプレポリマーや、該イソシアネート基末端ウレタンプレポリマーに加水分解性シリル基を結合させたアルコキシシリル基末端ウレタンプレポリマー等のウレタンプレポリマーを含むものが挙げられる。
アルコキシシリル基末端ウレタンプレポリマーは、例えば、イソシアネート基末端ウレタンプレポリマーに、イソシアネート基と反応し得る官能基と加水分解性シリル基とを併有する化合物を反応することで得られる。
中でも、加熱時の蒸気圧が比較的低い、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート(4,4’−MDI)、2,4−ジフェニルメタンジイソシアネート(2,4−MDI)等は加熱溶融して使用するので、揮発しにくいことから好ましい。
なお、本明細書における「イソシアネート基含有量」の測定方法は、「実施例」の項で説明する。
上記タックフリータイムが15秒未満では、芯材を貼り合わせる前に接着剤層の表面粘着性が消失あるいは不充分となり、良好な初期接着を行うことが難しい。上記タックフリータイムが、60秒超では、接着剤層の粘着性低下が遅すぎて、接着剤層の固化に長時間を要するため、生産性が良くない上、初期接着性も不良となる。なお、初期接着性が不良であれば、必然的に、プレス後の剥がれ等が生じやすくなり、常態接着性も不良となる。
「初期クリープが小さい」ということは、接着初期から、接着剤にかかる物理的な力に対する接着剤の抵抗力が大きく、外部力がかかる条件でも初期接着性に優れることを意味する。すなわち、上記条件を充足することで、復元力がかかるVカット化粧造作部材用としての初期接着性が良好となり、復元力による化粧板の剥がれを良好に抑制できる。
なお、接着性が不安定な接着初期において、接着剤にかかる物理的な力に対する抵抗力が大きいということは、必然的に、外部力がかかる条件下の常態接着性にも優れることを意味する。
なお、本明細書における「溶融粘度」の測定方法は、「実施例」の項で説明する。
本発明のVカット化粧造作部材用接着剤のその他の物性は、通常の反応性ホットメルト接着剤と同様である。例えば、溶融温度は通常100〜130℃である。接着剤の好ましい硬化(固化)条件については、後記する。
本発明のVカット化粧造作部材は、上記のVカット化粧造作部材用接着剤を用いて得られるものである。
すなわち、本発明のVカット化粧造作部材は、芯材の複数の面に跨って、化粧板が折り曲げられて貼着されたVカット化粧造作部材であり、5〜35℃の貼着作業環境温度下における、タックフリータイムが15〜60秒、初期クリープが100g/25mm荷重に対して5mm/hr以下である反応性ホットメルト接着剤を用いて、化粧板を芯材に貼着してなることを特徴とするものである。
芯材10の両側部において、化粧板20は断面コ字状に折り曲げられており、化粧板20は、芯材10の表面11、両側面12、及び裏面13に跨って貼着されている。なお、芯材10の表面11側は全体に化粧板20が貼着されているのに対し、視認されない裏面13側は端縁部にのみ化粧板20が貼着されている。図中、化粧板20において、芯材10の表面11、側面12、裏面13に当接している部分を、各々、符号21a、21b、21cで示している。
折曲溝は、化粧板20を厚み方向に分断することなく、化粧板20が芯材10に対して略隙間無く貼着するような深さと底角で形成されている。ベニヤ合板、パーチクルボード等の板状基材に、化粧シート、化粧紙等の表皮材を貼着した化粧板20では、通常、少なくとも表皮材を残すように、折曲溝は設けられる。
なお、本実施形態では、折曲溝は断面V字状であるが、芯材10の角部形状に応じて、断面V字状の他、断面U字状、断面W字状、櫛目状(多数の微細な溝を連設したもの)等、適宜設計される。折曲溝の形成位置や形成個数も芯材10の形状に応じて適宜設計される。また、芯材10の形状に応じて、化粧板20の折り曲げ構造も適宜設計される。
本発明のVカット化粧造作部材の製造方法は、上記のVカット化粧造作部材用接着剤を用いることを特徴とするものである。
すなわち、本発明のVカット化粧造作部材の製造方法は、芯材の複数の面に跨って、化粧板が折り曲げられて貼着されたVカット化粧造作部材の製造方法において、5〜35℃の5〜35℃の貼着作業環境温度下における、タックフリータイムが15〜60秒、初期クリープが100g/25mm荷重に対して5mm/hr以下である反応性ホットメルト接着剤を用いて、化粧板を芯材に貼着することを特徴とするものである。
まず、図2(b)に示すように、化粧板20の部分21aを芯材10の表面11に当接させ、表面側及び裏面側からプレスする。次に、図2(c)に示すように、化粧板20を折曲溝22部分で折り曲げて、部分21bを芯材10の側面12に当接させ、両側方からプレスする。さらに、図2(d)に示すように、化粧板20を折曲溝22部分で折り曲げて、部分21cを芯材10の裏面13に当接させ、表面側及び裏面側からプレスする。図中、中抜き矢印はプレス方向を示している。
但し、化粧板の外観を損なうことなく良好な接着性を安定的に得るには、プレス圧は、例えば0.3〜30MPa、好ましくは、10〜20MPaが好ましい。
また、接着剤層30の表面が適度な粘着性を有する間に、貼り合わせる必要がある。したがって、塗布終了後から開始までの所要時間は、5〜35℃の貼着作業環境温度下における接着剤のタックフリータイム以下とすることが好ましい。
(1)2リットル4ツ口フラスコに、数平均分子量(Mn)2000のポリプロピレングリコール(PPG)150部と、1,12−ドデカン二酸/1,6−ヘキサンジオール由来の水酸基当量質量1750の脂肪族ポリエステルポリオール(HG/DDA)200部と、アジピン酸/1,6−ヘキサンジオール由来の水酸基当量質量2250の脂肪族ポリエステルポリオール(HG/AA)200部と、エチレングリコール/ネオペンチルグリコール/イソフタル酸/テレフタル酸由来の水酸基当量質量1500の芳香族系ポリエステルポリオール(EG/NPG/IPA/TPA)200部とを混合し、減圧下100℃で加熱して、水分0.05%となるまで脱水した。
(2)次いで、70℃に冷却後、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート(4,4’−MDI)200部を加えた後、100℃まで昇温し、残存イソシアネート基量が一定となるまで3時間反応し、イソシアネート基末端ウレタンプレポリマーを得た。
(3)反応生成物(イソシアネート基末端ウレタンプレポリマー)に、添加剤として2,2’−ジモルホリノジエチルエーテル(商品名:U−CAT 660M、サンアプロ社製)1部を加えて均一に攪拌し、湿気硬化型ウレタン系反応性ホットメルト接着剤を得た。
原料組成を表1に示す(配合量の単位は「部」を示す)。
(4)得られた接着剤を用い、Vカット化粧造作部材を製造した。
化粧板としては、板状基材(MDF(JIS A5905、厚さ4mm幅200mm長さ1800mm)の表面に厚さ0.18mmの木目調化粧シートが貼られ、裏面にV字溝が削設された化粧板を用い、芯材としては、LVL(短板積層材、厚さ20mm幅96mm長さ1800mm)を用いた。
作業環境温度20℃において、ホットメルトロールコーター(松下工業(株)製、DTW−420)を用い、ロール表面温度120℃の条件で、上記化粧板の裏面に、120℃で加熱溶融した上記接着剤(白濁状)を、20m/分の速度で、塗布量80g/m2で塗布した。塗布後、直ちにローラプレス機(自社製)に供し、同作業環境温度下で、図2(b)〜(d)で説明したように、貼着及びプレスを実施した。プレス圧は15MPaとした。また、塗布終了後からプレス開始までの所要時間は18秒とした。
その後、同作業環境温度で20℃、60%、72時間静置し、架橋反応を完結させた。
表1に示す原料組成とした以外は実施例1と同様にして、湿気硬化型ウレタン系反応性ホットメルト接着剤を得た。同表に示す作業環境温度下で、実施例1と同様にして、Vカット化粧造作部材を得た。
2リットル三口フラスコに、表2に示す原料を配合し、180℃で30分間攪拌混合し、非反応性のホットメルト接着剤を得た。
接着剤塗布条件を、ロール表面温度180℃、接着剤の加熱温度180℃、作業環境温度35℃とした以外は実施例1と同様にして、Vカット化粧造作部材を得た。
「接着剤の評価」
<溶融粘度>
コーンプレート粘度計(ICI型、20Pコーン)を用い、測定温度125℃にて溶融粘度を測定した。
<残存イソシアネート基量>
過剰のアミンを添加し、イソシアネート基反応させた後、残ったアミンを塩酸で滴定する逆滴定法にて反応性ホットメルト接着剤組成物のイソシアネート基含有量(質量%)を測定した。
<タックフリータイム及び初期クリープ>
段落[0013]及び[0014]に記載の方法に従い、タックフリータイム及び初期クリープを測定した。
<初期接着性>
プレス終了直後のVカット化粧造作部材を目視観察し、初期接着性を官能評価した。
判定基準
○:全体に渡って、化粧板の剥がれがなく、良好に接着されていた。
△:一部に、化粧板の剥がれが見られた。
×:全体に渡って、化粧板の剥がれが見られた。
プレス終了直後のVカット化粧造作部材に、パネルソーにて、溝を切削する後加工を行い、目視観察により、後加工性(後加工後も接着性が維持されているか否か)を初期接着性と同じ判定基準にて評価した。(この評価は初期接着性をより過酷な条件で評価するものである。
架橋反応が完全に終了したVカット化粧造作部材を、20℃、相対湿度60%の雰囲気下で72時間静置し、次いで60℃での雰囲気下で192時間放置した後、目視観察により、耐熱性(熱に曝されても接着性が維持されているか否か)を初期接着性と同じ判定基準にて評価した。
なお、この評価は、通常使用条件より過酷な条件で接着性を評価するものであるから、この評価結果が良いことは同時に通常使用条件の接着性、すなわち常態接着性が良好であることを意味する。
架橋反応が完全に終了したVカット化粧造作部材を、20℃、相対湿度60%の雰囲気下で72時間静置し、次いで70℃の温水中に2時間浸漬後、60℃の乾燥機内で3時間乾燥し、目視観察により、耐水性(水に曝されても接着性が維持されているか否か)を初期接着性と同じ判定基準にて評価した。
評価結果を表1、2に合わせて示す。
実施例1〜4では、5〜35℃の貼着作業環境温度下における、タックフリータイムが15〜60秒、初期クリープが100g/25mm荷重に対して5mm/hr以下であるウレタン系反応性ホットメルト接着剤が得られた。得られた接着剤を用いることで、初期接着性及び常態接着性が良好で、後加工性、耐熱性、及び耐水性が良好なVカット化粧造作部材が得られた。ウレタンプレポリマーの残存イソシアネート基量が1.5〜3.5質量%の実施例1〜3では、特に良好な結果が得られた。
なお、これら比較例1、2では、初期接着性及び後加工性の評価の時点で、化粧板に剥がれが見られたため、耐熱性及び耐水性の評価を実施することができなかった。
また、非反応性のウレタン系ホットメルト接着剤を調製した比較例3では、5〜35℃の貼着作業環境温度下におけるタックフリータイム及び初期クリープは本発明の規定を充足しており、初期接着性及び後加工性は良好であったが、耐熱性及び耐水性が不良であった。
HG/DDA:1,12−ドデカン二酸/1,6−ヘキサンジオール由来の水酸基当量質量1750の脂肪族ポリエステルポリオール
HG/AA:アジピン酸/1,6−ヘキサンジオール由来の水酸基当量質量2250の脂肪族ポリエステルポリオール
PPG:ポリプロピレングリコール(Mn2000)
EG/NPG/IPA/TPA:エチレングリコール/ネオペンチルグリコール/イソフタル酸/テレフタル酸由来の水酸基当量質量1500の芳香族系ポリエステルポリオール
4,4’−MDI:4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート(ミリオネートMT、日本ポリウレタン工業製)
カルボジイミド変性MDI:商品名イソネート143L、三菱化学製
特殊ロジンエステル:商品名スーパーエステルA100:荒川化学工業製
UCAT−660M:2,2’−ジモルホリノジエチルエーテル(商品名U−CAT 660M、サンアプロ社製)
EVA1:酢酸ビニル(VA)含有量41%、190℃におけるメルトフローレート30g/minのエチレン−酢酸ビニル樹脂
EVA2:VA含有量19%、190℃におけるメルトフローレート150g/minのエチレン−酢酸ビニル樹脂
水素添加型ロジンエステル:ファインクリスタルKE100:荒川化学工業製
130°Fパラフィンワックス:日本製蝋製
重質炭酸カルシウム:白石カルシウム製
10 芯材
20 化粧板
30 接着剤層
Claims (7)
- 芯材の複数の面に跨って、化粧板が折り曲げられて貼着されたVカット化粧造作部材(以下、Vカット化粧造作部材)において、5〜35℃の貼着加工作業環境温度条件下におけるタックフリータイムが15〜60秒、初期クリープが100g/25mm荷重に対して5mm/hr以下であり、1,12−ドデカン二酸及び1,6−ヘキサンジオールを反応させて得られるポリエステルポリオールを含むポリオールとポリイソシアネートとの反応により得られたイソシアネート基末端ウレタンプレポリマーを含有する反応性ホットメルト接着剤を用いて貼着することを特徴とするVカット化粧造作部材。
- 前記Vカット化粧造作部材における、反応性ホットメルト接着剤が、反応性ホットメルト接着剤に対するイソシアネート基含有量が1.5〜3.5質量%の反応性ホットメルト接着剤である、請求項1に記載のVカット化粧造作部材。
- 前記反応性ホットメルト接着剤の溶融粘度が、測定温度125℃で8,000〜40,000mPa・sの範囲である、請求項1又は2記載のVカット化粧造作部材。
- 芯材の複数の面に跨って、化粧板が折り曲げられて貼着されたVカット化粧造作部材の製造方法であって、5〜35℃の貼着加工作業環境温度条件下におけるタックフリータイムが15〜60秒、初期クリープが100g/25mm荷重に対して5mm/hr以下であり、1,12−ドデカン二酸及び1,6−ヘキサンジオールを反応させて得られるポリエステルポリオールを含むポリオールとポリイソシアネートとの反応により得られたイソシアネート基末端ウレタンプレポリマーを含有する反応性ホットメルト接着剤を用いて、前記化粧板を前記芯材に5〜35℃の加工作業環境温度条件下で貼着することを特徴とするVカット化粧造作部材の製造方法。
- 反応性ホットメルト接着剤が、反応性ホットメルト接着剤に対するイソシアネート基量含有量が1.5〜3.5重量%の反応性ホットメルト接着剤である、請求項4記載のVカット化粧造作部材の製造方法。
- 前記反応性ホットメルト接着剤の溶融粘度が、測定温度125℃で8,000〜40,000mPa・sの範囲である、請求項4又は5記載のVカット化粧造作部材の製造方法。
- 反応性ホットメルト接着剤を塗布した直後からプレス開始までの所要時間がタックフリータイム以下である、請求項4〜6の何れか一項に記載のVカット化粧造作部材の製造方法。
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