JP6298265B2 - 接着剤組成物 - Google Patents

接着剤組成物 Download PDF

Info

Publication number
JP6298265B2
JP6298265B2 JP2013213508A JP2013213508A JP6298265B2 JP 6298265 B2 JP6298265 B2 JP 6298265B2 JP 2013213508 A JP2013213508 A JP 2013213508A JP 2013213508 A JP2013213508 A JP 2013213508A JP 6298265 B2 JP6298265 B2 JP 6298265B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
poly
adhesive composition
tannin
cationic polymer
ornithine
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2013213508A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2014105331A (ja
Inventor
幸和 大村
幸和 大村
Original Assignee
オオムラ コンサルティング ゲーエムベーハー
オオムラ コンサルティング ゲーエムベーハー
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by オオムラ コンサルティング ゲーエムベーハー, オオムラ コンサルティング ゲーエムベーハー filed Critical オオムラ コンサルティング ゲーエムベーハー
Publication of JP2014105331A publication Critical patent/JP2014105331A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6298265B2 publication Critical patent/JP6298265B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09JADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J11/00Features of adhesives not provided for in group C09J9/00, e.g. additives
    • C09J11/02Non-macromolecular additives
    • C09J11/06Non-macromolecular additives organic
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09JADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J11/00Features of adhesives not provided for in group C09J9/00, e.g. additives
    • C09J11/08Macromolecular additives
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09JADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J189/00Adhesives based on proteins; Adhesives based on derivatives thereof

Description

本発明は、新規接着剤組成物およびその調製方法に関する。
接着剤組成物または接着剤は、ある物体を別の物体の表面に結合させるために使用される材料である。そのような接着剤は、それらの主成分の個々の種類に応じて、無機接着剤と有機接着剤とに分類され得る。
合成有機接着剤については、有害物質の放出が、近年深刻な問題となっている。そうした問題は、揮発性有機溶媒の使用および未反応モノマーの蒸発に起因している。より特定すれば、建築物の内装材料における使用のための接着剤については、ホルムアルデヒドなどの有害物質の放出に厳しい規制が適用されている。
ホルムアルデヒドは発癌物質の疑いがあるため、再生可能な天然資源由来の、ホルムアルデヒドを含まない、木材用接着剤の開発に、高い工業的関心がある。このような事情のもとで、膠ベース、ダイズタンパク質ベースおよびタンニンベースの接着剤が開発されてきた。
木材用接着剤においてタンニンを使用することの魅力は、フェノール−およびレゾルシノール−ホルムアルデヒド系について認められるのと同様の、タンニンのホルムアルデヒドとの反応性および架橋化学作用に由来し得る。
タンニンは植物中に広く存在し、用語「タンニン」は、水に容易に溶解し、その水溶液は収斂性が高く、皮革を鞣す特性を有する物質の総称として従来から知られている。化学的には、タンニンは、単体ではなく、複雑な有機ポリフェノール化合物の集合体である。一般的に、抽出剤が基剤として用いられるため、タンニンは温水または熱水で抽出され、必要に応じてタンニンは、有機溶媒でさらに精製されるか、またはアルカリなどで変性され得る。タンニンには、加水分解性タンニンおよび縮合型タンニンという2つの主要なクラスがある。
縮合型タンニンは、実質的に全ての植物ファミリーにおいて見られ、市販のタンニンの全世界生産量の90%より多くを占める。縮合型タンニンは、自然界における、特に、種々の樹木の木質部および樹皮における、その広範な分布で知られており、葉の乾燥重量の50%までを構成する。縮合型タンニンは、重合して、水に不溶のフロバフェンを生じ、アルデヒドと反応してポリマー化する。このような特性のため、縮合型タンニン、特にタンニンホルムアルデヒド樹脂は、1960年代後半から、木材用の接着剤または結合剤として使用されてきた。
一方、加水分解性タンニンは、希酸と加熱することにより加水分解されて没食子酸(3,4,5−トリオキシ安息香酸)を生じる誘導体である(O.-A. NeumuellerによるRompp’s Chemistry Lexicon, vol.2, p.1452、およびvol.6, 4121)。
接着剤および樹脂の調製のための広範な用途を見出してきた縮合型タンニンとは対照的に、加水分解性タンニンには、それらの自然状態での高分子構造が欠如していること、可能なフェノール置換のレベルが低いこと、それらの求核性が低いこと、世界生産量が限られていること、および価格がより高いことにより、化学的にも経済的にもかなり限られた関心しかもたれていなかった。したがって、縮合型タンニンのみが接着剤としての使用に好適であるという思い込みが長い間あった。
タンニンベースの接着剤は無毒性の天然接着剤として注目を浴びてきたが(例えば、J. Macromol. Sci. Chem. A16 (7), 1243-1250, 1981に記載されている)、それらの望ましくない特性(例えば、水溶性および熱硬化性硬化剤の必要性)により、それらの用途は限られてきた。過去には、タンパク質ベースおよびタンニンベースの接着剤の耐水性を改善しようとする試みは、ホルムアルデヒドベースの硬化剤(例えば、ホルマリン、パラホルムアルデヒドまたはヘキサメチレンテトラミン(ヘキサミン))または劣化速度を遅らせる防腐剤の添加により行われた。
例えばPizziらの米国特許第5,407,980号明細書においては、タンニンは、硬化過程を促進するための促進剤として使用される。この特許は、外装用途用の合板を製造するための液体接着剤組成物に関するものであり、添加されるホルムアルデヒドまたはパラホルムアルデヒドは、要求されるハードゲルを達成するために必要であることを教示している。
上述のように、ヒトの健康に対するホルムアルデヒドの悪影響は、よく知られている。ホルムアルデヒドは、多くの場合、製造過程の間にそうした接着剤から放出されるが、場合によっては、その接着剤を用いて形成された複合平板からも、その製造された平板の有効寿命にわたって放出されることがある。
同じくPizziらの米国特許第5,532,330号明細書は、ホルムアルデヒドを含まない、液体熱硬化性結合剤であって、ポリフラボノイド型タンニンと硬化触媒とを含み、セルロース含有材料(例えば、パーティクルボード製造用の木材チップ)と適合性のある、結合剤に関する。具体的には、二酸化ケイ素またはホウ酸が、弱酸性反応において但し比較的高い温度でのみ硬化可能な硬化触媒として挙げられている。
Liらの文献(K. Li, X. Geng, J. Simonsen, J. Karchesy, International Journal of Adhesion and Adhesives, 24 (2004) 327-333 - "Novel wood adhesives from condensed tannins and polyethylenimine")は、ホルムアルデヒドを含まない、さらなる添加剤なしの、縮合型タンニンとポリエチレンイミンとの木材用接着剤組成物に関する。
Krithigaらの研究:“In vitro study on biomineralization of biphasic calcium phosphate biocomposite crosslinked with hydrolysable tannins of Therminalia chebula”は、二相性リン酸カルシウム、ゼラチン、キトサンおよびTerminalia chebula抽出物の加水分解性タンニンからの骨代替材料の調製に関する。細胞毒性を減じるため、加水分解性タンニン抽出物が、一般的に用いられるグルタルアルデヒドの代わりに架橋剤として使われる。
特開2007−002084号は、植物由来のタンニンと、ゼラチン等の天然接着剤とを含む接着剤組成物に関する。この接着剤組成物の粒子は、アルデヒド、イソシアネートおよびポリアミンからなる群から選択される不溶化剤をその表面に有する。この不溶化剤がタンニンと天然接着剤とを分離する層を形成する。
しかしながら、上記の接着剤は、経済効率もしくは実用的有用性を欠いているか、または、それらは高価でありかつ/もしくは毒性材料の使用を伴う。したがって、人体に害がなく、水性環境で使用されることができるようほとんど水溶性を有しておらず、かつ硬化の際に加熱を必要としない、接着剤に対する必要性が依然としてある。
したがって、本発明の課題は、再生可能な天然資源由来の、高品質の、ホルムアルデヒドを含まない、硬化接着剤組成物であって、木材ベースの材料に対する使用に特に好適であり、かつ無毒性の生体接着剤(bio-adhesive)として使用できるが湿気の存在下および水性環境の存在下での接着力の強い、接着剤組成物を提供することである。
この課題は、請求項1に記載の接着剤組成物および請求項10に記載のその調製によって解決される。好ましい実施形態は、従属請求項の主題である。
本発明の接着剤組成物は、以下の主成分:
a)加水分解性タンニンおよび
b)(ポリ−)リシン、(ポリ−)−DL−オルニチン、ε−ポリ−オルニチン、(ポリ−)アルギニン、(ポリ−)グルタミン、(ポリ−)アスパラギン、(ポリ−)ヒスチジン、(ポリ−)プロリン、プトレシン、スペルミジン、スペルミン、カダベリン、アグマチン、シトルリンおよびそれらの混合物からなる群から選択される少なくとも1種のカチオン性ポリマー
を少なくとも含む。
驚くべきことに、本発明による、加水分解性タンニンおよび少なくとも1種のカチオン性ポリマーを含む接着剤組成物は、水の存在下においてでさえも強い接着力を示しかつ標準規格EN314のClass 1に規定されている要件を満たすことが見出された。
理論に拘束されることを望むものではないが、カチオン性ポリマーおよび/または生体高分子は、架橋剤として機能すると考えられ、これによって、組成物の粘度および接着力が調節され得る。
本発明の接着剤組成物は、毒性物質(例えば、ホルムアルデヒド)を全く含まないばかりでなく、さらに、完全に、再生可能な天然資源から調製され得る。
したがって、本発明により、最も厳しい品質基準を満たす接着剤組成物を、非常に費用効率の高い方法で達成することが可能になる。
本発明の接着剤組成物は、その低毒性または無毒性を考えれば、例えば家具または木材ベースの家庭用品の製造において、木材ベースの材料(例えば、挽材、合板、パーティクルボード、およびファイバーボードなど)を作製するために直ちに使用され得る。
さらに、その比較的低い粘度のおかげで、当該接着剤組成物は、長いポットライフを有しており、これにより、商業利用を行うことが可能になる。また、その塗布および基材による水分の吸収が促進され、これが、プレス時間および硬化時間の大幅な減少に繋がる。
上述の加水分解性タンニンおよび少なくとも1種のカチオン性ポリマーに加えて、本発明の接着剤組成物は、高分子、例えば、ゼラチンのような生体高分子をさらに含んでもよい。本出願の全体にわたり、用語「加水分解性タンニン」は、常に、そのような加水分解性タンニンのあらゆる可能な供給源に言及し、タンニンを含む種々の植物資源を、特定の限定なく包含する。好ましい植物資源の例としては、タンニンの抽出に従来から使用されている植物(例えば、クリの樹皮および木質部、没食子(Turkish gall)、五倍子(China gall)、タラ、ミロバラン、ユーカリ、オークなど由来の加水分解性タンニンが挙げられる。特に、それらの樹皮は、資源利用および高タンニン含有量の観点から見て好ましい。この点に関して、用語「加水分解性タンニン」には、加水分解性タンニンの混合物もまた包含されることに留意されたい。
本発明の文脈において使用される場合、「ゼラチン」は、典型的に、動物の骨および皮膚の結合組織中の主要構造タンパク質であるコラーゲン由来の、水溶性の、天然に存在する生体高分子として定義される。ゼラチンの生体接着剤性質およびそれの人体に対する無毒性は、ゼラチンを、接着剤製造目的の材料として、極めて魅力あるものにしている。本発明による接着剤組成物において使用され得るゼラチンの例は、例えば、哺乳動物および鳥類種(例えば、ウシ、ブタ、ウマ、家禽)の骨、腱、皮膚、および冠状突起物(comb)(例えば、角状突起物(horn))、ならびに魚類の鱗および皮膚)から抽出されたゼラチンである。最良の結果は、ブタまたはウシに由来するゼラチンを用いて達成された。そのようなゼラチンは、例えば、上述の動物から抽出することによって調製されてもよいが、概して、市販の製品が使用され得る。抽出方法は限定されず、その例としては、従来から知られている酸処理またはアルカリ処理が挙げられる。
接着剤組成物の上記の実施形態において、加水分解性タンニンの濃度は、好ましくは25〜45wt.%、より好ましくは25〜40wt.%、最も好ましくは30wt.%である。
さらに、上記の実施形態において、組成物中のカチオン性ポリマーの濃度は、好ましくは、接着剤組成物の総重量に基づき1〜25重量%(wt.%)、より好ましくは3〜20wt.%、最も好ましくは5〜15wt.%である。カチオン性ポリマーの添加により、接着剤組成物の粘度は低く保たれ得、これがひいては接着剤組成物の塗布を容易にし、かつ長いポットライフを結果としてもたらすことが見出された。
接着剤組成物は、好ましくは、水の存在下でそれぞれの成分を反応させることによって得ることができる。しかしながら、試薬溶液はまた、好ましく無害の有機溶媒(例えば、エタノール、または有機溶媒と水との混合物)であり得る。例えば、5%エタノールを含む水性混合物が使用され得る。
接着剤組成物に含まれるカチオン性ポリマーは、好ましくは、1〜150kDa、好ましくは1〜50kDa、最も好ましくは1〜10kDaの範囲内の分子量(g/モル)を有している。具体的には、ポリマー1モル当たりの価格は概して分子量の増加に伴って上昇するので、経済的観点からも、約4.2kDaの分子量を有するポリリシンが、極めて好適であると思われた。
カチオン性ポリマーの分子量は、例えばSDS−PAGE(ドデシル硫酸ナトリウム−ポリアクリルアミドゲル電気泳動:Sodium Dodecyl Sulfate-Polyacrylamide Gel Electrophoresis)、イオン会合クロマトグラフィー(Ion Association Chromatography)、低角度レーザー光散乱法と組み合わせた水系GPC(GPC−LALLS)を用いることによって、容易にかつ高精度に得られ得る。
さらに、カチオン性ポリマーは、好ましくは(ポリ)リシンおよび/または(ポリ)アルギニンである。
(ポリ)リシンは、例えば、微生物によりまたは酵素により産生され得る。この点に関して、あらゆる形態の(ポリ)リシン(例えば、ポリ−D−リシン、α−ポリ−L−リシンまたはε−ポリ−L−リシンなど)が包含される。(ポリ)リシンは、それは広く入手可能でありかつ貯蔵が容易であるので、特に有利である。
さらなる好ましい実施形態によれば、本発明の接着剤組成物は、本明細書に定義される以下の主成分:
a)加水分解性タンニンおよび
b)カチオン性ポリマー
を含み、かつ第3の主成分として、
c)ゼラチン、アルブミン、カゼインおよびそれらの混合物からなる群から選択される少なくとも1種の生体高分子
をさらに含む。
上記の実施形態の接着剤組成物は、特に強い接着力を示しかつ標準規格EN314のClass 2に規定されている要件を満たすので、特に好ましい。
上記の実施形態において、接着剤組成物の総重量に基づき、0.1〜20wt.%、より好ましくは1〜15wt.%、最も好ましくは3〜10wt.%のカチオン性ポリマーを組成物が含むことが、さらに好ましい。ゼラチンの存在により、カチオン性ポリマーの必要量は大幅に低減され得、これが延いては生産費用を低減させる。
さらに、この実施形態において、接着剤組成物は、好ましくは、接着剤組成物の総重量に基づき、3〜25wt.%、より好ましくは5〜20wt.%、最も好ましくは10〜15wt.%の濃度で生体高分子を含む。
接着剤組成物の上記の実施形態において、加水分解性タンニンの濃度は、接着剤組成物の総重量に基づき、好ましくは10〜40wt.%、より好ましくは15〜30wt.%、最も好ましくは20wt.%である。
接着剤組成物の上記の実施形態において、生体高分子はゼラチンであることがさらに特に好ましい。ゼラチンは、安価であり、広く入手可能であり、かつ取扱いが容易であるという利点を有する。
ゲルまたはゼラチンの強度を測定するために、1925年にO.T. Bloomによっていわゆる「ブルーム試験(Bloom test)」が開発された。この試験は、プローブ(通常0.5インチ(1.27cm)の直径を有する)によってゲルの表面をそれを破壊することなく4mm撓ませるのに必要とされるグラムの単位での重量を測定する試験である。その結果は、ブルーム指数(等級)として表される。これは、通常、30〜300ブルームの間である。ゼラチンに対してブルーム試験を行うために、6.67%ゼラチン溶液が、試験される前に10℃で17時間保持される。ブルーム指数の測定については、"Standard methods for the sampling and testing of gelatins", Woburn, MA: Gelatin Manufacturers Institute of America, 1986にも記載されている。
本発明によれば、ゼラチンは、80〜200の、より好ましくは100〜200の好ましいブルーム指数を有する。
ゼラチンの好ましい供給源は、動物供給源であり、特に良好な結果は、ブタまたはウシに由来するゼラチンを用いて得られた。というのも、それらは一般的に、本発明の好ましい範囲内のブルーム指数を有するからである。
驚くべきことに、単独のタンニンおよびゼラチンの粘度とゼラチン−タンニン混合物の粘度は、比例しないことが見出された。接着強度および硬化時間についての最良の結果は、1.8〜3.3mPas、より好ましくは2.5〜3.0mPasの好ましい範囲内の粘度指数を有するゼラチンを用いた場合に達成され得た。
好ましい加水分解性タンニンは、クリタンニン、没食子タンニン、五倍子タンニン、タラタンニン、オークタンニン、ミロバランタンニン、またはそれらの混合物である。これらのタンニンは、それらは適正な価格で広く入手可能であるので、経済的観点および環境的観点の両方から有益である。生態学的観点からは、タラタンニンが特に好ましい。というのも、このタンニンは、タラの木(カエサルピニア・スピノサ(Caesalpinia spinosa))の実から得られ、その実は毎年収穫されるので、100%再生可能なタンニン供給源を提供するからである。
好ましい実施形態によれば、組成物中のタンニン:カチオン性ポリマー比は、3:0.5〜3:1.5であり、最も好ましくは3:1である。これにより、最適に低い粘度およびより短いプレス時間を有する接着剤組成物を得ることが可能になる。
接着剤組成物が、本明細書に定義される加水分解性タンニン、少なくとも1種の生体高分子および少なくとも1種のカチオン性ポリマーを主成分として含む場合において、その組成物中のタンニン:生体高分子比は、好ましくは2:0.5〜2:2、より好ましくは2:0.5〜2:1.5、最も好ましくは2:1である。
この場合において、組成物中のタンニン:カチオン性ポリマー比は、好ましくは2:0.5〜2:1.5、最も好ましくは2:1であることがさらに好ましい。
さらに、接着剤組成物は、8〜12、より好ましくは9.5〜11のpHを有していることが好ましい。pHの調整により、タンニンの反応性を調整すること、したがって接着剤組成物の物性(例えば、硬化時間および粘度)を調整することが可能になる。特に、pHが上述の範囲内に維持される場合、接着剤組成物の粘度は低く保たれ、したがって塗布に理想的であることが見出された。
pHは、接着剤組成物の成分の調製における様々な段階で、塩基、好ましくはNaOHの添加により調整され得る。NaOHは、副反応(例えば、タンニンと反応し易い特定の金属誘導体の形成)が大きく妨げられるという利点を有する。
好ましくは、本発明による接着剤組成物は、本明細書に定義されるさらなる主成分を含まない。しかしながら、添加剤(例えば、安定剤、酸化防止剤、加工助剤、結合剤、および当該技術分野において周知の他の添加剤)を包含することが可能である。
本発明は、さらに、主成分として、加水分解性タンニンおよび少なくとも1種のカチオン性ポリマーを少なくとも含む2成分接着剤組成物を調製するための方法、および、本明細書に定義される少なくとも1種の生体高分子を第3の主成分として含む3成分接着剤組成物を調整するための方法に関する。当該接着剤組成物は、以下のとおりに調製され得る。
第1の工程i)において、溶解したタンニンの水溶液(A)が調製される。第2の工程ii)において、本明細書に定義されるカチオン性ポリマーを含み、場合により、完全に溶解した生体高分子の水溶液をさらに含む塩基性溶液(B)が調製される。第3の工程iii)において、溶液(A)と溶液(B)とが互いに混合され、結果として接着剤組成物がもたらされる。
本発明の方法により、本発明の2成分または3成分接着剤組成物の非常に効率的かつ簡単な調製が可能になる。特に、当該方法は、従前の方法ほど複雑ではなく、また、危険な材料の取扱いまたは大量の有害な材料の使用を、実質的に必要としない。
水溶液(A)は、好ましくは、約50:50の重量比でタンニン酸と水とを混合することによって調製される。
混合工程iii)は、好ましくは8〜12、より好ましくは9.5〜11のpHで行われる。この混合は、周囲温度条件で行われ得、好ましくは40℃で行われる。
使用される穏やかな条件および無毒性の材料のおかげで、本発明の方法は、本発明による接着剤組成物の簡単かつ迅速な調製方法を提供する。
さらなる態様において、本発明はまた、複合木材生産における商業的使用のための接着材組成物の使用に関する。これは、木材工業における広範囲にわたる製品のために、特に、チップボードパネル、ファイバーボードパネル(MDF)、合板、および積層板の製造のために使用され得る。
本発明によって達成される主要な利点は、接着剤組成物の環境への影響が、その成分が無毒性でありかつ再生可能資源由来のものであるため、工業生産レベルにおいても少ないことである。完成品の点から見ると、子供または敏感な人が存在する所での使用に特に好適である、完全に天然の複合木材製品が得られる。
本発明による使用の1つの実施形態において、2つの基材が、一方の基材の少なくとも1つの表面に本明細書に記載される接着剤組成物を塗布することによって互いに接着される。その際、第2の基材の表面は、その第1の基材の表面と、それらの基材表面の間に接着剤組成物が位置するようにして互いに合わされ、そして接着剤組成物が硬化される。
本発明の接着剤組成物は、吹付け塗り、ローラ塗りにより、またはジェット流(jet-streaming)により、手動または自動で、通常のビードとして塗布され得る。塗布される接着剤の量は、木材またはワークピースの吸収性および適合性によって決まり、通常、70〜280g/mの間、好ましくは100〜200g/mの間の範囲にある。
2つの別個の木材要素を互いに接着するための好ましい方法において、接着剤組成物は、一方の木材要素の少なくとも1つの表面に塗布され、次いで、その2つの木材要素が互いに合わされ、接着剤組成物はその表面の間に位置する。その2つの表面は、プレスを用いることにより、好ましくは10バールの圧力で、互いにプレスされる。プレスの温度は、少なくとも約15分間、好ましくは約15〜50分間、より好ましくは約15〜30分間にわたり、約25〜100℃、好ましくは約85〜90℃であり得る。
本発明の接着剤組成物はまた、接着剤で互いに接着された数枚の木材プレートからなる、多層のチップボードまたはファイバーボードの製造にも使用され得ることは言うまでもない。それぞれの板の間には、必要ならば、異なる量の接着剤組成物が使用され得る。接着剤組成物が、1枚1枚の板の上に逐次的に塗布され得るか、または、数枚の板が、積み重ね前に接着剤組成物の層を塗布されて、事前調製され得る。
別の実施形態において、木材チップが接着材組成物と混合され、次に、チップボード製造において一般的に使用される手順に従ってチップボードへとプレスされる。
上記の態様に加えて、さらに、本発明は、主成分として、本明細書に定義される加水分解性タンニンおよび少なくとも1種のカチオン性ポリマーを少なくとも含む2成分接着剤組成物を調製するためのキットであって、その2つの成分は互いに分離されている、キットに関する。
さらに、本発明はまた、主成分として、本明細書に定義される加水分解性タンニン、少なくとも1種のカチオン性ポリマーおよび少なくとも1種の生体高分子を少なくとも含む3成分接着剤組成物を調製するためのキットであって、その3つの成分は互いに分離されている、キットに関する。したがって、これらの成分は、その混合物を基材に塗布する直前に混合されるものであり、これにより、すぐ使用できる成分の長期の貯蔵が可能になる。
これらの成分は、好ましくは、窒素ガス含有環境において貯蔵される。別の好ましい実施形態において、加水分解性タンニンのみが、窒素ガス含有環境において貯蔵される。
1つ以上の他のキット構成要素の非限定的な例としては、使用説明書;成分のそれぞれを含有する、バイアル、容器(container)もしくは他の貯蔵容器(storage vessel);送達デバイス(例えば、シリンジ、チューブなど);および/またはキットを安全にかつ好都合に貯蔵および/または輸送するのに好適な包装が挙げられる。好ましくは、使用説明書は、ラベルまたは添付文書であり、そのラベルまたは添付文書は、使用前に接着剤組成物成分を混合する必要があることを表示している。
本発明を、以下の具体的な実施例を介して説明する。
材料
加水分解性タンニン(全てSilvachimica, Mondovi, Italyから):
−タンニン酸C(クリ)
−FNG(没食子)
−T80(タラ)

カチオン性ポリマー:
−Epsylon Polylysine、Zhengzhou Bainafo Bioengineering, Henan, P.R. China、7.8molNH/kg、分子量4.2kDa。

生体高分子:ゼラチン
−ナカライテスク、京都、日本; Extra Pure Reagent
−新田ゼラチン、大阪、日本
・ブタ皮膚由来の食用ブタゼラチン
・ウシ骨由来の食用ウシゼラチン
−Italgelatin, Alba, Italy
・ブタ皮膚由来の食用ブタゼラチン(メッシュ8)
・ウシ皮由来の食用ウシゼラチン(メッシュ8)
調製方法
タンニン酸C(20wt.%)
タンニン酸C(粉末、40g)を、50:50の重量比で水(40ml)と混合し、水浴中で40℃にて加熱した。
タンニン酸C(30wt.%)
タンニン酸C(粉末、60g)を、50:50の重量比で水(60ml)と混合し、水浴中で40℃にて加熱した。
生体高分子(15wt.%)
ゼラチン(30g、ブタ皮膚由来のタイプA)をHO:ゼラチン=2:1の重量比で水(60ml)に入れた。このゼラチンを、1時間にわたり室温で膨潤させた。その後、そのゼラチン−水の混合物を、1時間にわたり60℃でインキュベートし、場合により超音波処理して完全に溶解させた。この溶液は、概して5〜6の間のpHを有していた。
カチオン性ポリマー(ポリリシン10wt.%)
事前調製された塩基性NaOH溶液(40gのHO中ポリリシン1g当たり0.22gのNaOH)にポリリシン(20g)を添加し、ポリリシンが完全に溶解するまで撹拌した。
生体高分子−ポリリシン溶液
事前調製された塩基性NaOH溶液(66.6gのHOに溶解させた、ポリリシン1g当たり0.22gのNaOH)にポリリシン(20g)を添加し、ポリリシンが完全に溶解するまで撹拌した。ゼラチン(20g、ブタ皮膚由来のタイプA)を添加した。このゼラチンを、1時間にわたり室温で膨潤させた。その後、その混合物を、1時間にわたり60℃でインキュベートし、場合により超音波処理して完全に溶解させた。
これらの調製された成分は、いつでもすぐ使用できる状態にあった。保存のために、その調製されたタンニン酸Cを、N下で貯蔵した。
接着剤の調製
タンニン酸溶液を40℃の水浴中に入れ、NaOH(水に溶解させた、タンニン1g当たり0.185gのNaOH。水の量は、溶液の全量が200gとなるように調整される)を添加して、pHを約10.0に調整した。ポリリシン溶液またはゼラチン−ポリリシン溶液を少しずつ添加し、そのタンニン溶液と混合した。粘性の均質な暗色混合物を得た。
接着手順/平板の調製
5枚の厚さ2mmのオクメ単板を、1枚の単板の片面に接着剤を塗布し、次にその上に別の単板を(繊維を直角にして)重ね、接着剤組成物の第2の層を塗布するといった具合に続けることによって互いに貼り合せて、縦50cm、横50cmの合板の平板を製造した。次いで、その5枚の単板の積重ねを、90℃および10バールにて20分間プレス状態に置いた。
接着強度の測定
本発明による接着剤組成物を用いて製造された合板の接着強度を、標準規格EN314のクラス1の試験に準じて調べた。
平板を、接着強度を試験するために以下の処理に供した。
a)試料を縦17cm、横2.5cmの大きさに切断した。
b)2層間の接着剤の単一の接着強度の剪断抵抗および繊維放出を試験するために、試料に切り込みを入れた(結果として生じた試験領域は縦2.5cm、横2.5cmであった)。
c)この試料を24時間冷水に入れた。
d)次いで、まだ湿っている間に、引張機を用いて試料を引っ張ることにより、剪断抵抗および繊維放出割合について試験した。
試験組成物
接着剤の接着強度を試験するために、以下の表1および2に記載の化合物を含む組成物A、BおよびCを調製した。
各接着剤組成物について、合板20枚のサンプルを、標準規格EN314のクラス1の試験について上述した処理ステップに供した。
特に、以下のパラメータを使用した:
−プレス:90℃で20分間
−組成物pH:10.0
各組成物あたりの20枚のサンプルそれぞれについてこのように測定した接着強度値X[N/mm]に基づいて、各サンプルを以下の5つのカテゴリに分類した。
L0:X≧1、すなわち、標準規格DIN EN314のクラス1を達成
L1:1>X≧0.5
L2:0.5>X≧0.2
L3:0.2>X≧0.04
L4およびL5:X<0.04
結果を以下の表3に示す。
以上の結果から、接着剤組成物中のカチオン性ポリマーの存在が、接着強度の顕著な増加をもたらすことが明らかに示される。この有利な効果は、組成物中に生体高分子(例えばゼラチン)が存在するか否かとは無関係なものと思われた。

Claims (12)

  1. 以下の主成分:
    a)加水分解性タンニンおよび
    b)(ポリ−)リシン、(ポリ−)−DL−オルニチン、ε−ポリ−オルニチン、(ポリ−)アルギニン、(ポリ−)グルタミン、(ポリ−)アスパラギン、(ポリ−)ヒスチジン、(ポリ−)プロリン、プトレシン、スペルミジン、スペルミン、カダベリン、アグマチン、シトルリンおよびそれらの混合物からなる群から選択される少なくとも1種のカチオン性ポリマー
    を少なくとも含む接着剤組成物であって、
    前記カチオン性ポリマーを接着剤組成物の総重量に基づき、3〜20wt.%含む、接着剤組成物。
  2. 前記カチオン性ポリマーが、(ポリ)リシンおよび/または(ポリ)アルギニンである、請求項1に記載の接着剤組成物。
  3. 接着剤組成物の総重量に基づき、5〜15wt.%の前記カチオン性ポリマーを含む、請求項1または2に記載の接着剤組成物。
  4. 以下の主成分:
    a)加水分解性タンニン;
    b)(ポリ−)リシン、(ポリ−)−DL−オルニチン、ε−ポリ−オルニチン、(ポリ−)アルギニン、(ポリ−)グルタミン、(ポリ−)アスパラギン、(ポリ−)ヒスチジン、(ポリ−)プロリン、プトレシン、スペルミジン、スペルミン、カダベリン、アグマチン、シトルリンおよびそれらの混合物からなる群から選択される少なくとも1種のカチオン性ポリマー;および
    c)ゼラチン、アルブミン、カゼインおよびそれらの混合物からなる群から選択される少なくとも1種の生体高分子
    を少なくとも含む接着剤組成物であって、
    接着剤組成物の総重量に基づき、1〜15wt.%の前記少なくとも1種のカチオン性ポリマーを含む、接着剤組成物。
  5. 前記少なくとも1種の生体高分子を、接着剤組成物の総重量に基づき、3〜25wt.%の量で含む、請求項4に記載の接着剤組成物。
  6. 前記少なくとも1種の生体高分子が、ゼラチンである、請求項4または5に記載の接着剤組成物。
  7. 前記加水分解性タンニンが、クリタンニン、没食子タンニン、五倍子タンニン、タラタンニン、オークタンニン、ミロバランタンニン、またはそれらの混合物である、請求項1〜6のいずれか一項に記載の接着剤組成物。
  8. 接着剤組成物が、8〜12のpHを有する、請求項1〜7のいずれか一項に記載の接着剤組成物。
  9. i)溶解したタンニンの水溶液(A)を調製する工程と、
    ii)接着剤組成物の総重量に基づき3〜20wt.%の濃度の、(ポリ−)リシン、(ポリ−)−DL−オルニチン、ε−ポリ−オルニチン、(ポリ−)アルギニン、(ポリ−)グルタミン、(ポリ−)アスパラギン、(ポリ−)ヒスチジン、(ポリ−)プロリン、プトレシン、スペルミジン、スペルミン、カダベリン、アグマチン、シトルリンおよびそれらの混合物からなる群から選択されるカチオン性ポリマーを含み、かつ、場合により、水に溶解させた、ゼラチン、アルブミン、カゼインおよびそれらの混合物からなる群から選択される生体高分子を含む、塩基性溶液(B)を調製する工程と、
    iii)溶液(A)と溶液(B)とを混合する工程と
    を含む、2成分または3成分接着剤組成物を調製するための方法。
  10. 請求項1〜8のいずれか一項に記載の接着剤組成物の木材への使用。
  11. a)加水分解性タンニンと、
    b)接着剤組成物の総重量に基づき3〜20wt.%の濃度の、(ポリ−)リシン、(ポリ−)−DL−オルニチン、ε−ポリ−オルニチン、(ポリ−)アルギニン、(ポリ−)グルタミン、(ポリ−)アスパラギン、(ポリ−)ヒスチジン、(ポリ−)プロリン、プトレシン、スペルミジン、スペルミン、カダベリン、アグマチン、シトルリンおよびそれらの混合物からなる群から選択される少なくとも1種のカチオン性ポリマーと
    を含む2成分接着剤組成物を調製するためのキットであって、
    加水分解性タンニンと、少なくとも1種のカチオン性ポリマーとが、互いに分離されている、キット。
  12. a)加水分解性タンニンと、
    b)ゼラチン、アルブミン、カゼインおよびそれらの混合物からなる群から選択される少なくとも1種の生体高分子と、
    c)接着剤組成物の総重量に基づき1〜15wt.%の濃度の、(ポリ−)リシン、(ポリ−)−DL−オルニチン、ε−ポリ−オルニチン、(ポリ−)アルギニン、(ポリ−)グルタミン、(ポリ−)アスパラギン、(ポリ−)ヒスチジン、(ポリ−)プロリン、プトレシン、スペルミジン、スペルミン、カダベリン、アグマチン、シトルリンおよびそれらの混合物の群から選択される少なくとも1種のカチオン性ポリマーと
    を含む3成分接着剤組成物を調製するためのキットであって、
    加水分解性タンニンと、少なくとも1種の生体高分子と、少なくとも1種のカチオン性ポリマーとが、互いに分離されている、キット。
JP2013213508A 2012-11-29 2013-10-11 接着剤組成物 Active JP6298265B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP12008026.2A EP2738232B1 (en) 2012-11-29 2012-11-29 Adhesive Composition
EP12008026.2 2012-11-29

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2014105331A JP2014105331A (ja) 2014-06-09
JP6298265B2 true JP6298265B2 (ja) 2018-03-20

Family

ID=47290552

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013213508A Active JP6298265B2 (ja) 2012-11-29 2013-10-11 接着剤組成物

Country Status (6)

Country Link
US (1) US9238761B2 (ja)
EP (1) EP2738232B1 (ja)
JP (1) JP6298265B2 (ja)
CA (1) CA2833016C (ja)
DK (1) DK2738232T3 (ja)
SI (1) SI2738232T1 (ja)

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109153603A (zh) * 2016-05-13 2019-01-04 洛科威国际有限公司 用于矿物纤维的包含至少一种水胶体的粘结剂组合物
CN106118586B (zh) * 2016-06-28 2018-07-17 陕西科技大学 一种高韧性骨胶胶黏剂胶膜的制备方法
CN106800913B (zh) * 2016-12-23 2019-04-16 北京林业大学 一种改性材用大豆蛋白胶黏剂及其制备方法
RU2721316C1 (ru) * 2017-03-21 2020-05-18 СиДжей ЧеилДжеданг Корпорейшн Адгезивная композиция и способ ее получения
RU2019140600A (ru) 2017-05-11 2021-06-11 Роквул Интернэшнл А/С Способ получения субстрата для выращивания растений
CN108691203A (zh) * 2018-05-07 2018-10-23 贵州西江阿幼民族文化博物馆有限公司 一种刺绣用杀菌防虫整理剂的制备方法
KR102275476B1 (ko) * 2018-08-31 2021-07-09 씨제이제일제당 주식회사 지대용 점착 조성물, 이의 제조 방법, 이를 포함하는 지대 용지 및 지대
KR102280739B1 (ko) * 2018-08-31 2021-07-27 씨제이제일제당 주식회사 라벨용 점착 조성물, 이의 제조 방법, 이를 포함하는 점착 시트 및 물품
KR102190915B1 (ko) * 2018-08-31 2020-12-15 씨제이제일제당 주식회사 점착 조성물, 및 이의 제조방법
KR102190918B1 (ko) * 2018-08-31 2020-12-15 씨제이제일제당 주식회사 점착 조성물, 및 이의 제조방법
WO2020046060A1 (ko) * 2018-08-31 2020-03-05 씨제이제일제당(주) 점착 조성물, 및 이의 제조방법
KR102190916B1 (ko) * 2018-08-31 2020-12-15 씨제이제일제당 주식회사 점착 조성물, 및 이의 제조방법
KR102284844B1 (ko) 2018-08-31 2021-08-03 씨제이제일제당 주식회사 먼지 생성을 억제하는 방법, 토양안정제 조성물, 및 이를 포함하는 분무 장치
WO2020046055A1 (ko) * 2018-08-31 2020-03-05 씨제이제일제당(주) 점착 조성물, 및 이의 제조방법
WO2020046058A1 (ko) * 2018-08-31 2020-03-05 씨제이제일제당(주) 점착 조성물, 및 이의 제조방법

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE69113808T2 (de) 1990-12-14 1996-04-18 Diteco Ltda Klebstoffzusammensetzung bestehend aus Isocyanat, Phenolformaldehyd und Tannin zur Herstellung von Sperrholzplatten für die Aussenanwendung.
US5684109A (en) * 1993-06-22 1997-11-04 Betzdearborn Inc. Composition comprising a tannin-containing copolymer
DK0648807T3 (da) 1993-10-13 1998-06-02 Bakelite Ag Bindemiddel på basis af tannin
US5433863A (en) * 1993-11-17 1995-07-18 Nalco Chemical Company Method for clarifying wastewater containing surfactants
EP1177728A4 (en) * 1999-04-16 2003-03-19 San Ei Gen Ffi Inc COMPOSITION CONTAINING SUCRALOSE AND EDIBLE PRODUCT CONTAINING SAME
JP4823464B2 (ja) * 2002-02-20 2011-11-24 株式会社エルブ 微粉状機能性材料の製造法
JP4683258B2 (ja) * 2002-03-08 2011-05-18 株式会社ウッドワン タンニン高含有粉末の製造方法及びその用途
US6960617B2 (en) * 2002-04-22 2005-11-01 Purdue Research Foundation Hydrogels having enhanced elasticity and mechanical strength properties
JP4095457B2 (ja) * 2003-01-30 2008-06-04 株式会社オーシカ 水性接着剤組成物及びそれを用いる木質パネル
US20050142305A1 (en) * 2003-11-06 2005-06-30 Mitsuru Kobayashi Ink jet recording sheet and method for producing thereof
JP2006045491A (ja) * 2004-07-01 2006-02-16 Erubu:Kk 機能性材料、機能性材料の製造方法並びにその機能性材料を用いた、機能性部材及び環境改質装置
JP5220283B2 (ja) * 2005-05-18 2013-06-26 積水化学工業株式会社 タンニン系接着剤硬化物の選定方法
JP2007002084A (ja) * 2005-06-23 2007-01-11 Electric Power Dev Co Ltd 天然系接着剤およびその製造方法
US9968120B2 (en) * 2006-05-17 2018-05-15 Dsm Nutritional Products Ag Homogenized formulations containing microcapsules and methods of making and using thereof
JP2009102604A (ja) * 2007-05-09 2009-05-14 Sekisui Chem Co Ltd タンニン系接着剤、それを用いた木質系複合材料およびこの木質系複合材料の製造方法
JP5049079B2 (ja) * 2007-09-19 2012-10-17 王子コーンスターチ株式会社 ホルムアルデヒドを含有しない段ボール用澱粉系耐水接着剤
US20140154808A1 (en) * 2012-12-03 2014-06-05 Gordhanbhai N. Patel Monitoring system based on etching of metals
JP5555520B2 (ja) * 2009-10-27 2014-07-23 パナソニック株式会社 植物由来接着剤と植物由来組成物および木質複合材料

Also Published As

Publication number Publication date
JP2014105331A (ja) 2014-06-09
US9238761B2 (en) 2016-01-19
CA2833016A1 (en) 2014-05-29
DK2738232T3 (en) 2015-08-17
SI2738232T1 (sl) 2015-09-30
EP2738232B1 (en) 2015-05-27
EP2738232A1 (en) 2014-06-04
US20140148532A1 (en) 2014-05-29
CA2833016C (en) 2021-01-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6298265B2 (ja) 接着剤組成物
Shirmohammadli et al. Tannins as a sustainable raw material for green chemistry: A review
Schmidt et al. High strength adhesives from catechol cross‐linking of zein protein and plant phenolics
Efhamisisi et al. Induced tannin adhesive by boric acid addition and its effect on bonding quality and biological performance of poplar plywood
CA2722443C (en) Chitosan-based adhesives, methods of preparation and uses thereof
Moubarik et al. Corn flour-mimosa tannin-based adhesives without formaldehyde for interior particleboard production
US9617452B2 (en) Lignin adhesive
Elbadawi et al. Mechanical and physical properties of particleboards made from Ailanthus wood and UF resin fortified by Acacias tannins blend
CA2867391A1 (en) Adhesive compositions having a reduced cure time and methods for making and using same
Gonultas Properties of pine bark tannin-based adhesive produced with various hardeners
RU2004114997A (ru) Способ склеивания материалов на основе древесины
CN106939068A (zh) 一种生物质微胶囊型甲醛捕捉剂及其制备方法
TW200815557A (en) Two-part BIO-based furfuryl adhesive composition for engineered wood
Talaei et al. A comparative study on the mechanical and physical properties of plywood panels prepared by chitosan as bio-adhesive
Elbadawi et al. Properties of particleboards made from acacia seyal var. Seyal using uf–tannin modified adhesives
US5532330A (en) Heat-curable tannin-based binding agents
US9610706B2 (en) Powdered lignin
Chen et al. Effects of assembly time on wet shear strength and formaldehyde emission of plywood bonded by urea formaldehyde resin
CN109467696A (zh) 一种聚酰胺-单宁木材胶粘剂的制备方法
JP4079409B2 (ja) 木材用接着剤組成物、木材用接着剤の製造方法およびその用途
US20060276570A1 (en) Adhesives
JPH01229085A (ja) 木質板用接着剤
RU2448123C1 (ru) Способ получения жидких резольных фенолформальдегидных смол
RU2458956C1 (ru) Клей
RU2440890C1 (ru) Фанера

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20160712

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20170302

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20170510

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20170808

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20170821

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20171113

A911 Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20180110

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20180129

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20180131

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20180208

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20180223

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6298265

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250