JPH0260983A

JPH0260983A - 速硬化水性接着剤および接着方法

Info

Publication number: JPH0260983A
Application number: JP21176088A
Authority: JP
Inventors: Osamu Ohara; 大原　治; Nobuteru Kuwako; 桑子　延照; Hideji Shima; 秀二嶋; Makoto Horiuchi; 真堀内
Original assignee: Koyo Sangyo Co Ltd
Current assignee: Koyo Sangyo Co Ltd
Priority date: 1988-08-26
Filing date: 1988-08-26
Publication date: 1990-03-01

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は速硬化性接着剤と接着方法に関する。

詳しくは、特に木材、無機質材料の接着に適した速硬化
性接着剤と接着方法に関する。

［従来の技術］従来、この種の速硬化性接着剤としては、コンタクト型
のゴムのりが一般的に知られている。

また、水性の速硬化接着剤として、ユリア系接着剤を第
１液、ポリビニルアルコール等の高分子化合物の水溶液
にリン酸等の強酸を混合した第２液からなる２液分別塗
布型の速硬化性接着剤が知られている。

［発明が解決しようとするＭ１１点］従来の技術で述べたもののうち前者においては、多量の
有機溶剤を含むために、毒性と火災の危険があった。後
者においては、強酸のためユリア樹脂の老化性を助長し
たり木材自身の強度を老化させたりする欠点があった。

本発明の目的は、被着材の汚染、老化がなく短時間の冷
圧で接着が可能な、作業性のよい、安価な水性接着剤組
成物と接着方法を提供することにある。

［問題点を解決するための手段］上記目的を達成するために、本発明における接着剤は、（イ）高分子化合物の水溶液および／または水性エマル
シヨンからなる第１液、（ロ）分子中にイソシアネート基を２個以上有するイソ
シアネート化合物とポリオールの反応により得られる末
端にイソシアネート基を有するポリウレタン化合物から
なる第２液、からなる。

そして、本発明による接着方法は、前記第１液および第
２液をそれぞれ被着材に分別塗布し、ついで接着面を接
触させ、圧締することによる。

本発明で使用する水溶性高分子は、ポリビニルアルコー
ル、ポリアクリル酸とそのアルカリ金属塩、アクリル酸
共重合体、無水マレイン酸と酢酸ビニル、塩化ビニル、
スチレン、メチルビニルエーテル、エチレン、プロピレ
ン、インブチレンなとの共重合体、水溶性ポリエステル
、ポリアクリルアミド、アクリルアミドと塩化ビニルな
どの共重合体、ポリピリルピロリドン、水溶性ポリアミ
ン、尿素−ホルムアルデヒド縮合体、レゾルシノール−
ホルムアルデヒド縮合体なとの合成高分子、澱粉とその
化学変性体、カルボキシメチルセルロース、メチルセル
ロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロ
ピルセルロースなどの天然または半合成高分子が用いら
れる。水性エマルシヨンとしては、酢酸ビニル系、アク
リル酸エステル系、スチレン−ブタジェン系、アクリロ
ニトリル−フタジエン系、クロロブレン系、天然ゴム系
なとが用いられる。

第１液の固形分濃度は１０％以上であることが望ましい
。

末端にイソシアネート基を有するポリウレタン化合物は
、ポリエーテルポリオールまたはポリエステルポリオー
ルと過剰のポリイソシアネートの反応により得られる。

　ポリエーテルポリオールとして、ポリ（オキシプロピ
レン）グリコール。

ポリ（オキシプロピレン）ポリ（オキシエチレン）グリ
コール、ポリ（オキシブチレン）グリコール、ポリ（オ
キシテトラメチレン）グリコール、ポリ（オキシプロピ
レン）トリオール、ポリ（オキシプロピレン）ポリ（オ
キシエチレン）トリオールなどが適している。

ポリエステルポリオールとして、多塩基酸とポリオール
から合成されるヒドロキンポリエステルが一般的に用い
られる。多塩基酸としてはフタル酸アジピン酸、三量化
リルイン酸、マレイン酸なとのを機酸、ポリオールとし
ては、エチレン、プロピレン、ブチレン、ジエチレン等
のグリコール、トリメチロールエタン、ヘキサントリオ
ール、グリセリン、トリメチロールエタン、ペンタエリ
スリトールなどが望ましい。

上記のポリオールと反応する分子中にイソシアネート基
２個以上を有するイソシアネート化合物は、トリレンジ
イソシアネート、４−４’　ジフェニルメタンジイソシ
アネート、１，５−ナフタレンジイソシアネート、メタ
キシリレンジイノシアネート、ヘキサメチレンジイソシ
アネート、ポリメチレンポリフェニルイノシアネートな
どから選ばれる。

一般に水系の接着剤は室温ではかなり長時間の圧締が必
要であるが、本発明の速硬化水性接着剤は短時間の圧締
で、充分な接着力を発現する。該ｌｌ１１着剤は第１液
と第２液を混合すると、混合中にゲル化してし士うので
、第１液を一方の被着材の接着面に、第２液をもう一方
の被着材の接着面に分別塗布し、この両面を合わせて接
触させ圧締することにより、接着両面間で第１液と第２
液の混合が行われ、急速にゲル化反応が進み、圧締時間
が大幅に短縮できる。

高分子化合物の水溶液および／または水性エマルジョン
の塗布量は５０〜４００ｇ／、、Ｆが望ましい、５０ｇ
／ｌ／以下の塗布量では塗布むらのために被着材の塗布
面に接着剤が塗布されていない部分がみられ、そのため
に望宏しい初期接着性が得られない、また、４００ｇ／
−以上の塗布量では、圧締時に接着剤が接着面より押し
出され、端部を汚すばかりでなく、経済的でない。

末端にイソシアネート基を存するポリウレタン化合物の
塗布量は、３０〜２００ｇ／／が望ましい、その理由は
上記第１液の場合と同じである。

第１液、第２液いずれも塗布後、乾燥するまでの間に圧
締することが重要である。この時間は環境温湿度、木材
の含水率、接着剤の塗布量により異なるが、−船釣には
２０分以内に圧締することが望士しい。

尚、第１液に炭酸カルシウム、クレー等の充填剤、可塑
剤、分散剤、界面活性剤、防腐剤、着色剤、消泡剤、粘
度調整剤などを適宜添加することができる。また、イソ
シアネート化合物、エポキシ樹脂なとの架橋剤の添加に
より、高度の耐水性、耐熱性が得られる。

本発明の速硬化水性接着剤は、木材、合板、パーティク
ルボード、ハードボード、ＭＤＦ、インシュレーション
ボード、ＯＳＢ等の繊維質材料、スレート板、珪カル板
、モルタル等の無機質材料、段ボール、板紙、クラフト
紙等の紙質材料なとの多孔質の吸水性材料同志の接着、
また、上記多孔質の吸水性材料とメラミン化粧板、ベー
クライト、発泡スチロール、塩化ビニル板、アクリル板
等のプラスチック材料、アルミニウム板、鉄板等の金属
板、タイル、セラミックス等の無機質材料なとの非吸水
性材料との接着に適している。

［作用］第１！＆と第２液を被着材のｆ＃着面に別々に塗布し、
ついて接着面を接触させることにより、両液の混合が行
われる。この時°、イソシアネート化合物とポリオール
の反応により得られる末端にイソシアネート基を有する
ポリウレタン化合物が、高分子化合物の水溶液および／
または水性エマルジョン、特に水と反応し、急速にゲル
化反応が進むこの結果、圧締時間の大幅な短縮が可能と
なる尚、上記ウレタン化合物の代表的なものは、湿気硬
化型接着剤およびウレタン系グラウト剤として市販され
、使用されている。

第１液中の高分子化合物は、初期接着性に寄与するだけ
でなく、高分子化合物の存在により期待される最終接着
力が得られる。また、この高分子化合物はイソシアネー
ト化合物、エポキシ樹脂等の架橋剤との反応により、接
着層に耐水性、耐熱性を賦与する。

［実施例コ以下に本発明を実施例１こよって具体的に説明する。し
かし、これらの実ＭＩＮによって本発明は何ら限定され
るものではない。

実施例１第１液として、水溶性高分子イソシアネート系接着剤（
光洋産業株式会社製、ＫＲ１３４）１００貢量部に対し
て、架橋剤（光洋産業株式会社製、ＡＪ−１）１５重量
部を添加したものを、第２液としで、ウレタン系グラウ
ト剤（東邦化学株式会社製、０Ｈ−９）を使用した。

この、第１Ｍ％第２液を用い、ＪＩＳＫ−６８５２「接
着剤の圧縮せん断接着強さ試験方法」に準じて接着強さ
を測定した。

以下に試験方法を筒車１と説明する。被着体としてカバ
材を用い、大きさ２５ｘ３０ｘｌＯ（ｍｍ）の試験片を
２片作成した。一方の試験片の接着面に第１液を３００
　ｇ／／の塗布量で塗布した。

他方の試験片の片面に第２液を８０　ｇ／、／の塗布第表量で塗布した。接着剤を塗布した両面を接触させ、直ち
に圧締（圧締圧Ｉ　ＱＫｇ／ｃｔＩＩｌ）　した。

次いで、第１表中に示す各圧締時間後に解圧し、それぞ
れの５分間養生後および７２時間養生後におＣする圧縮
せん断強さを測定した。なお、この試験における接着操
作、養生および測定は、すべて２５℃雰囲気中で行った
。

別に比較のため第２液を用いず、第１液のみを用いて接
着試験片を作成し、圧縮せん断債着強さを測定した。

これらの測定結果を第１表に示す。

実施例２第１液として、エチレン酢酸ビニルエマルジョン（株式
会社クラレ製、０Ｍ２．８）１００重量部に対して、イ
ソシアネート系架橋剤（光洋産業株式会社製、ＡＪ−２
）１５重量部を添加したものを、第２液として、ウレタ
ン系グラウト剤（第−工業製薬株式会社製、Ｗ−２）を
使用した。

この第１液、第２液を用い、ベイツガ材と合板を被着体
とし各種接着強さを測定した。

ベイツガ材に第１液を塗布しく塗布！３００ｇ／♂）２
合板に第２液を塗布しく塗布量８０ｇ／♂）、両面を接
着し、直ちに圧締（圧締圧７Ｋｇ／Ｃ♂）した。５分間
圧締し解圧後は養生時間無第表また、上記条件で圧締、解圧した試験片を２５℃雰囲気
中で７２時間養生した後、ＪＩＳＫ−６８５２ｒ接着剤
の圧縮せん断強さ試験方法」に準じて、以下の３種類の
処理を施した後、圧縮せん断接着強さを測定した。

１、無処理（常ｆｉ）２、煮沸繰り返しく煮沸４時間→６０℃乾燥１８時間→
煮沸４時間→室温水冷却）３、耐久性（９０℃、２４時時間窓温に冷却）※１　接
着強さの個々の測定値は試験片５個の平均値で示した。

※２　（）内は、木部破断率を示した。

別に比較のため、第２液を用いず各種接着強度を測定し
た結果を比較例として示した。これらの測定結果を第２
表に示す。

第３表実施例３第１液として、エチレン酢酸ビニルエマルジョン（ヘキ
スト合成株式会社製、１８５Ｅ）１００重量部に対して
、１６％ポリビニルアルコール水溶液（株式会社クラレ
、ＰＶＡ２１７ｓ）２０重量部を加え混合したものに、
イソシアネート系架橋剤（光洋産業株式会社製、ＡＧ）
１８重塁部を添加したものを、第２液として湿気硬化型
ウレタン（住友バイエルウレタン株式会社製、スミジュ
ール２１・−１）を使用した。

第１液、第２液を用い、ベイツガ材と無機板（ａ維混人
石責板）を被着体とし、各種接着強度を測定した。

ベイツガ材に第１液を塗布しく塗布量３００ｇ／、、！
’）　、無機板に第２液を塗布しく塗布量８０ｇ／♂）
、両面を接触させ、直ちに圧締（圧締圧７Ｋ　ｇ　／　
ｃ　ｍＦ　）　した、５分間圧締し、解圧後直ちに実施
例２と同様の方法で初期接着性を測定した。

※１　接着強さの個々の測定値は試験片５個の平均値で
示した。

※２　（）内は、無機板破断率を示した。

なお、この試験はすべて５°Ｃ雰囲気中で行った。

また、上記条件で圧締、解圧した試験片を２５℃雰囲気
中で７２時間養生した後実施例２と同様に、圧縮せん断
接着強さを測定した。

処理条件は次の２種類とした。

１、無処理（常態）２、耐水（室温水２４時時間型温乾燥３日）別に比較の
ため、第２液を用いず、各種接着強さを測定した結果を
比較例として示した。これらの測定結果を第３表に示す
。

【図面の簡単な説明】

第１図は、被着材の接着面に第１液と第２液を塗布した
ところを示す断面図、第２図は、接着面を接触させ圧締
したところを示す断面図。第３図は、前記実施例２で使
用した試験片の平面図（左）および側面図（右）、第４
図は同斜視図。１・φ・被着材２１１１１１１第１漬３・Φ・第２液４・・・合板５・・・ベイツガ材６・・・Ｒ重［発明の効果］一般に水系の接着剤は室温ではかなり長時間の圧締が必
要であるが、本発明の速硬化水性接着剤は短時間の圧締
で、十分な接着力を発現する。該接着剤は第１液と第２
液を混合すると、急速にゲル化反応が進み、圧締時間が
大幅に短縮できる。

Claims

【特許請求の範囲】請求項１：（イ）高分子化合物の水溶液および／または水性エマル
ジョンからなる第１液、（ロ）分子中にイソシアネート基を２個以上有するイソ
シアネート化合物とポリオールの反応により得られる末
端にイソシアネート基を有するポリウレタン化合物から
なる第２液、からなる速硬化水性接着剤。請求項２：（イ）高分子化合物の水溶液および／または水性エマル
ジョンからなる第１液、（ロ）分子中にイソシアネート基を２個以上有するイソ
シアネート化合物とポリオールの反応により得られる末
端にイソシアネート基を有するポリウレタン化合物から
なる第２液、を被着材の接着面に別々に塗布し、ついで接着面を接触
させ圧締することを特徴とする接着方法。