JPS5887172A - 水性ポリイソシアネ−ト接着剤 - Google Patents

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】 接着剤に関するものである。

更に詳しく述べれば自己乳化型ポリインシアネートに無
機強酸，有機酸エステル，可塑剤又はモレキーランーブ
の１種以上を添加することによって安定化された水性ポ
リイソシアネート接着剤に関するものである。

現在，木材及びその２次加工用，合板用及びチノブボー
ド用接着剤として尿素樹脂，尿素−メラミ／共縮合樹脂
，ツーノール樹脂等が使用されているが，これらの接着
剤は製品加工時にホルムアルデヒドを放出し，又これら
の接着剤を使用した製品，例えば家具や住宅等から残留
ホルムアルデヒドを放出する等環境衛生上杆ましくない
。

又，合板の製造工程に於ける基材の含水率の不均一性や
加熱・加圧条件の不均一性によって接着剤の硬化に不完
全なものを生ずる可能性も多く。

これらが製品のホルムアルデヒド放出の原因となること
もある。

従って尿素樹脂等のホルムアルデヒド系樹脂に残された
問題が多々ある事は事実である。

又合板用接着剤として蛋白質系，酢酸ビニール系，コム
系ラテックス，ポリビニールアルコール系，の接着剤の
様にホルムアルデヒドとは関係のないものもあるが、こ
れらは耐水性に乏しく実用的なものとは云えない。ただ
し耐水性向上の目的で上記物質の単独或いは混合物をイ
ンシアネートとの混合系に於て使用する接着剤は公知の
事実である。

更に又、自己乳化型ポリイソシアネートを使用する例も
特公昭５５−７４７２に述へられている。

しかしながら一般的には、インシアネート水性エマルジ
ョンは乳化後の可使時間が比較的短かいため、粘度が上
昇したり、有効インシアネート含有率が減少したりする
ことによって、結果として充分な接着力が得られないと
いう事態が発生することがある。

即ち、従来は可使時間をそれ程考慮に入れる必要はなか
ったが、インシアネートの導入によりその重要性が俄か
にクローズアップされ１時間でも可使時間を延長するこ
とが重要な意味をもつに至った。

本発明はこれらインシアネート系接着剤の欠点を改善し
た所ｅこ大ぎな特徴がある。

本発明者等は自己乳化型ポリイソンア不一　トに無機強
酸、有機酸エステル、可塑剤又はモレキーラシーブを添
加することによって、可使時間が水系接着剤としては長
くなり、安定した状態での使用が可能になることを見い
出し本発明に到達した。

即ち本発明は、自己乳化型ポリイソシアネートに無機強
酸、有機酸エステル、可塑剤又はモレキーラシーブの１
種以上を添加することを特徴上する水性ポリイソンアネ
−１・接着剤に関するものである。

又該水性接７ｆＪ剤は水性ラテックス、ラテックス化有
機高分子体又は水可溶性ポリオール類の１種以上を変性
して使用することもできる。

本発明の方法によれば、環境を汚染する放出物もなく、
水系接着剤としてｉ■使待時間長いため。

安定した状態での使用が可能になり、結果として。

基材への塗布性に優れ、且つ充分な接着力が得られ、成
形品は耐水性、耐熱性及び接着強度に優れたものとなる
。

耐熱性を更に向」ニさせるために、インンアネー−：４
　−− ト中にポリイミ　ドアアミドイミド、ポリヒダントイン
、ポリオキサゾリドン、ポリイソシアヌレート等の耐熱
性ｅこすぐれた結合基を導入することも勿論可能である
し、意義あることである。ただ。

上記の如き結合基を導入した場合２時によって分離、沈
澱発生等の好ましくない事態が発生ずることがある。こ
の様な場合にはシリコーン界面活性剤１分散剤を使用す
ることでこの事態を防止することが必要であるが、何れ
を使用するかに関しては主として応用される接着剤の用
途に応じて決定されるべぎである。

又、自己乳化型ポリイソシアネートエマルジョン中のポ
リウレア含有量はエマルジョンの粒径分布により調整さ
れうるが１粒径分布はあらゆる乳化条件を要因として微
妙に変化することが知られており、基材の種類によって
その条件は決定されるべきである。

一般にエマルジョンの粒径が小さい程、ポリウレア含有
量は増大し、膜厚が大ぎくなることが知られている。

４　− 更に膜厚の調整により、木材の導管への浸透を防ぐこと
も可能であるし、逆に浸透を容易にすることも可能であ
る。膜厚が小さい程粒子は外力によって変形し、浸透が
容易になることが知られている。この様な膜厚の調整、
つまり粒径分布の調整は無機強酸、有機酸エステル、可
塑剤、モレキーラシーブ等、添加剤によって、更に容易
になることがわかった。

本発明に用いられる無機強酸（６）、有機酸エステルＢ
）、可塑剤０及びモレキーランーブ０としては次の様な
ものがある。■塩酸、硫酸等の細分解して強酸となる三
塩化燐等、（ト）フタル酸エステル。

オレイン酸エステル、ステアリン酸エステル、安息香酸
エステル、クエン酸エステル等、ＣｌＤＢＰ。

１、）ＯＰ、ＴＯＰ、ＴＣＰＰ等、０塩化カルシウム。

塩化リチウム、エチルオルソフォメート、アルミニウム
のケイ酸ナトリウム等、之ら添加剤ｔこよって安定化さ
れた自己乳化型ポリイソシアネートの変性に使用される
化合物は次の様なものである。

（ト）水可溶性高分子化合物ｒ’ＦＩ高分子ラテックス
。

（Ｑ水可溶性ポリオール類で分類され、０ポリビニール
アルコール、水溶性エチレン酢ビ共重合体。

（ト）クロロブレンｌ　ＳＢＲ系、及びネオプレン系ラ
テックス、（Ｑ水可溶性アミンポリエーテル、水可溶性
ポリエチレングリコール、−級の水酸基を末端に有する
アルコール類、の単独又は水溶液等がある。又これらの
変性の助剤として界面活性剤。

高級７　ル：ｌｌ−ル燐酸エステル、カルボン酸エステ
ル等が使用される。

又自己乳化型ポリイソシアネートエマルジョン分散粒形
成能の調整には、トリエチレンジアミン。

トリエタノールアミン、ジメチルシクロヘキシルアミン
、ペンタメチルトリアミン、有機錫化合物節、公知のウ
レタン化触媒及び公知のイソンアヌレート環生成触媒な
どが使用される。

本発明に使用される自己乳化型ポリイソシアネ−１・と
じては、公知のものはいずれも採用され得るが、好まし
くは有効ＮＣＯ含有率が高く、低粘度で水分散性の良い
ものであり５例示するなら特公昭５５−７４７２に記載
されているところりＲＯ（ＣＨ２ＣＨ２０）。Ｃ０ＮＨ
Ｘ　（式中Ｒは炭素数１〜４個を有するアルキル基であ
り、ｎは該化合物が平均して少なくとも５個のオキシエ
チレン基を含有するような整数であり、かつＸはジー又
はポリイソシアネートの残基であり少なくとも１個の遊
離イソシアネートを含有する）の一般式で示される非イ
オン界面活性剤を含有するが如ぎものである。

本発明では、之ら自己乳化型ポリイソシアネートの１種
又は２種以上の混合物を用いることができる。

又１本発明を実施するに当っては必要に応じて各種の増
量剤、添加剤を使用することができる。

本接着剤は特に合板用、チ・ノブボード用として適して
いるものであるが２石膏、セメント、／ラスバルーン、
発泡セメント粉１石粉、プラスチツ９フ１ｒ−ム屑、ゴ
ムチップ、ガラス粉、木粉、モみ殻、金属屑等の接着剤
としての他２段ボール用。

紙用、繊維加工用あるいは金属箔用としても使用するこ
とが出来る。

　７− 次に本発明を実施例、比較例に従って説明するが９本発
明はこれら実施例に限定されるものではない。

実施例における部及び％はそれぞれ重量部及び重量％を
示すものである。

実施例１゜ 自己乳化型ポリイソシアネートであるフロネ−，ｌ−３
０５３（日本ポリウレタン工業製商品名）１００部に塩
化水素０．１０部を室温で攪拌下に添加反応させて茶褐
色液状の自己乳化型ポリイソシアネート（２）を得た。

これｔこモレキーランーブ（東洋曹達工業製。

ゼオラムＡ−４）３部添加し水乳化型接着剤（ト）を得
た。

水１００部に、上記水乳化型接着剤（Ｆ３）２０部を２
０°Ｃで添加し、ホモミキサー（回転数２０００ｒｐｍ
）で混合して１分以内に乳化分散し粘度６００　ｃｐｓ
／２５°Ｃの分散液を得た。

−１ この分散液を接着剤として３−ラワン合板　８− （］、　−１−］、　＋　１　＋ｍｍ単板）の表層に塗
布し下記条件で接着試験片を調製した。

接着塗布量　　２７ｆ／３０Ｘ３０ｃＪコールドプレス
　　圧力　１０に９／ｃｒｌ　　時間　１００秒ホント
プレス温度　１３０°Ｃ２時間　１２０秒、　圧力１０
Ｋｇ／ｌ、ｒｒｌ可使時間　４時間 １） 常態引張りせん断接着力　　　　　　１．８．５　Ｋｔ
ｉ／ｃａ　　　木破率　ｉｏｏ％】） 耐温水引張りせん断接着力　　　　　１２．５　Ｋ９／
ｃｄ　　木破率　　７５％ホットプレス温度　１５０°
Ｃ２時間　１８０秒、　圧力１０に２〆ＪＩ） 常態引張りせん断接着力　　　　　　２２．０Ｋｑ／ｃ
Ａ　　　木破率　１００％耐温水引張りせん断接着力１
）１．６．　ＯＫｙ／ｃａ　　　木破率　　９５％−２ １−１と同じ接着剤を用いてニジマツによる集成材を下
記の条件で調製した。

接着剤塗布量　　３００　？／ｒｒ？ コ＝ルドプレス　　圧力］、ＯＫｇ／ｃ４．　　時間　
２３　ｈｒ可使時間　　４時間 常態ブロックせん断強さ　２）１１０Ｋｇ／ｃｒｌ　　
　木破率　１ｏｏ％耐煮沸繰返しブロックせん断強さ２
）６５　Ｋ９／ｃａ　　　木破率　　８５％実施例２ 水５０部に対し、実施例１で得た水乳化型接着剤０５０
部を２０°Ｃで添加し、ホモミキサー（回転数２００　
Ｏｒｐｍ　）で混合すると１分以内に乳化分散しその粘
度は１０００　ｃｐｓ／２５’０の自己乳化型ポリイソ
シアネート分散液（Ｂ′）を得た。

この分散液を接着剤として全戦チップに塗布し下記の条
件でチンプボードを調製した。

チンプ　　　　ラワン ボー　ド厚　　　　　　　　　　　　　１５フ爾　三層
グルー後含水率　　１０％ グルー後含水率　　１６％ ホットプレス　　圧力　２５　Ｋｑ／ｃｗｔ　　　温度
　１７０’Ｏ時間　６分可使時間　４時間 常態曲げ強度３）２２９Ｋｑ／ｃａ 煮沸２時間曲げ強度３）１２０　Ｋｑｌｃｒ１曲げ強度
残存率３）　　　　　　５２％剥離強度”）９．２　Ｋ
ｇ／ｃｒｌ 実施例３ 酢ビエマルジョン（大鹿振興製シンコーポンド扁９０固
形分３５％以下同じ）１００部に実施例１で得た自己乳
化型ポリイソソアネート（２）をホモミキサー（回転数
１００　Ｏｒｐｍ）て分散せしめて水乳化し４０％エマ
ルジョン溶１（Ａ’）としだもの５０部を添加し、同様
攪拌して水乳化接着剤（Ｃ）を得た。

この接着剤を用いて下記の条件で試験片を調製した。

樹　　　種　　　　　カバ材×カバ材（２，５Ｇｍｘ３
ｃｍ）接着面は２．５Ｘ２．５０ｍ 塗布量　　３００１１７ｍ” コールドブレス　　　１０に９／Ｃ１１２０時間解圧後
　　２０°Ｃ２５０〜６０％で４８１部加月常態圧縮せ
ん断接着力”）１６５Ｋｇ／ａｒｔ　　　木破率　６６
％耐温水圧縮せん断接着力２）　　　　　３２Ｋｑ／ｃ
ｔｒｌ　１１　一 実施例４゜ 水４５部に酢ビエマル２９７１０部を添加し。

更に実施例１で得られた自己乳化型ポリイソシアネート
（へ）１００部を添加し、ホモミキサー（回転数１０１
０００ｒｐで攪拌して水乳化接着剤０を得たこの接着剤
を全戦チ７ブに塗布し下記の条件でボードを調製した。

チ　　ン　　プ　　　　　　　　　　　　　　　　　ラ
　　ワ　　ンボード厚　　　　　　　１５喘」 芯　　　層　バインダー　　　　水乳化接着剤（Ｉ））
含脂率　　５％ グルー後含水率　　１０％ 表　　層実施例２と同じ ホントブレス　　圧力　２５Ｋｇ／ｃｎｌ　　　温度　
１７０’０　　　時間　６分常態曲げ強度”）２２０Ｋ
ｇ／ｃｒｌ 煮沸２時間曲げ強度３）１１０Ｋｇ／ｃｒＡ曲げ強度残
存率３）　　　　　　５０％剥離強度３）　　　　　　
　　　　７．２Ｋｇ／ｌ、ｒｌ実施例５ スチレノブタジエンラテノクス（日本ゼオン　１２− 製、二ポール４８５０固形分３５％以下同じ）１００部
に実施例３の４０％エマルジョン溶液（Ａ’）　！５０
部を添加し、ホモミキサー（回転数１０００　ｒｐｍ　
）で水乳化接着剤０を得た。

この接着剤を用いて下記の条件で試験片を調製した。

樹　　　種　　　　　カバ材×カバ拐（２５×３Ｇ）接
着面は２．５Ｘ２．５Ｇ 塗布量３００　ｇｒｙＱ コールドブレス　　　ｔｏＫｑ／ｃＪ　　２０時間解圧
後　　２０℃、５０〜６０％で４８１喧常態圧縮せん断
接着力２）１６６に９／ｃｒＡ　　木破率　６５％耐温
水圧縮せん断接着力２）　　　３４　Ｋｇ／ｃｒｌ実施
例６ 水４５部にスチレンブタシェフ９フフ２１１０部を添加
し、実施例１で得られた自己乳化型ポリインシアネート
（Ａ）１００部を添加し、ホモミキサー（回転数１０１
００Ｏｒｐで攪拌して水乳化接着剤（ト）を得た。

この接着剤を全戦チップに塗布し下記の条件でボード調
製した。

チ　　ノ　　　ブ　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　ラ　　　ワ　　　ンボード厚　　　　　　　　　１
５ｍｍ　　三層芯　　　層　バインダー　　　水乳化接
着剤［Ｆ］含脂率　５％ グルー後含水率　１０％ 表　　　層　実施例２と同じ ホントプレス　　圧力　２５に９／ｃｄ　　温度　１７
０’０　　時間６分常態曲ケ強度３）２１５Ｉ（９／ｃ
ｄ 煮’ＩＪｉ＝　２１に’ｒ　間１ｔｈ　ケ’Ａ度３）１
０５Ｋｙｌｃｒ１曲げ強度残存率３）　　　　　　　５
０％剥離強度３）　　　　　　　　　　　７．１．　Ｋ
ｇ／ｃａ実施例７ ネオプレンラテノクス（日本ゼオン族　ハイカーＬＸ−
５０２．固形分３５％以下同じ’）　］、　Ｏ０部に実
施例３０４０％エマルジョン溶液（Ａ’）５０部を添加
し、ホモミキサー（回転数１０００　ｒｐｍ）で攪拌し
て水乳化接着剤６）を得た。

この接着剤を用いて下記の条件で試験片を調製した。

樹　　　種　　　　　カバ材×カバ材（２，５Ｘ３鑵）
接着面は２．５Ｘ２．！Ｍｍ 塗布量　　３００　ｇｒＡｌ？ コールドブレス　　　１０Ｋｙ／ｃｒ！解　圧　後　　
　　　２０“０．　５０〜６０％で４８時間常態圧縮せ
ん断接着力２）　　　　１８２Ｋｑ／ｃｔｒｌ　　木破
率　６４％耐温水圧縮せん断接着力２）４１’に９／ｃ
Ｊ実施例８ 水４５部に子オブレンラテソクス１ｏ部を添加し、更に
実施例１で得られた゛自己乳化型ポリインシアネート（
６）１００部を添加し、ホモミキサ−（回転数１００　
Ｏｒｐｍ　）で攪拌して水乳化接着剤０を得た。

この接着剤を全戦チップに塗布し下記の条件でボードを
調製した。

チ　　　ノ　　　ブ　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　ラ　　　ヮ　　　ンボード厚　　　　　　　
　　　１５ｍｍ　　三層芯　　　層　バインダー　　　
　水乳化接着剤０含脂率　　５％ グルー後含水率　　１０％ 表　　　層　実施例２と同じ ホットプレス　　圧力　２５　Ｋｐ／ｃ４　　温度　１
７０“Ｃ時間６分常態曲げ強度３）　　　　　　　　２
４１　Ｋｇ／ｃｄｌ煮沸２時間曲げ強度３）　　　　　
１１７に９／Ｃｄ曲げ強度残存率３）　　　　　　４９
％剥離強度”）７．９に４／ｃＪ 実施例９ ポリエチレングリコール（工注化成工業製。

分子［２０００，固形分３５％以下同じ）の水溶液１０
０部に、実施例３の４０％エマルジョン溶液（Ａ’）　
５０部を添加し、ホモミキサー（回転数１０００　ｒｐ
ｍ　）で攪拌して水乳化接着剤（Ｉ）を得た。

この接着剤を用いて下記の条件で試験片を調製した。

樹　　　種　　　　　カバ材Ｘカバ材（２，５Ｘ３（１
））接着面は２．５Ｘ２．５１１ｍ 塗布量　　３００　ｇｒ／ｎ？ コールドプレス　　　１０に９１０＋！　　　２０時間
解圧後　　２０°０，５０〜６０％で４８隅常態圧縮せ
ん断接着力２）　　　　１７８Ｋｇ／ｃａ　　木破率　
６７７゜耐温水圧縮せん断接着力２）　　　４２Ｋｙ／
ｃＪ実施例１０ 水４５部にポリエチレングリコール１０部を添加し２更
に実施例１で得られた自己乳化型ポリインシアネート（
Ａ）　１００　ｍを添加し、ホモミキサー（回転数１０
０　Ｏｒｐｍ　）で攪拌して水乳化接着剤（Ｊ）を得た
。

この接着剤を全戦チップに塗布し下記の条件でボードを
調製した。

チ　　　ノ　　　プ　　　　　　　　　　　　　　　　
　　ラ　　　ワ　　　ンボード厚　　　　　　　　　１
５解　三層芯　　　層　バインダー　　　水乳化接着剤
０）金側率　５％ グルー後含水率　１０％ 表　　　層　実施例２と同じ ホットプレス　　圧力　２５に９／ｃｒ／１　　温度　
１７０°０　　時間６分常態曲げ強度３）２３０　Ｋｑ
／ｃａ 煮沸２時間曲げ強度３′）１２５に９／ｃ＋＋！曲げ強
度残存率３）　　　　　　５３％剥離強度３）　　　　
　　　　　　　８．　］　Ｋｙ／ｌＰｌ比較例１ 水１００部にｃ−３ｏｓ３２０部を加え、ホモミキサー
（回転数２００　Ｏｒｐｍ　）で攪拌混合すると１分以
内に乳化分散した。

この接着剤の可使時間は２時間３０分であり。

現行の合板やパーティクルボード製造工程に適さなかっ
た。

＋）ＪＩＳＫ６８５１ ２）ＪＩＳＫ６８５２ ３）ＪＩＳＫ５９０８ 特許出願人　　株式会社日本ウレタンサービス−１９＝

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 】自己乳化型ポリイソシアネートに無機強酸。 有機酸エステル、可塑剤又はモレキュラシーブの１種以
   上を添加することを特徴とする水性ポリイソシアネート
   接着剤。 ２自己乳化型ポリイソンアネ−トに無機強酸。 有機酸エステル、可塑剤又はモレキュラシーブの１種以
   上を添加し、更に水性ラテックス。 ラテックス化有機高分子体又は　水可溶性ポリオールの
   １種以上で変性することを特徴とする水性ポリイソンア
   ネート接着剤。