JPS6022005B2 - 耐水性組成物 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は天然高分子を利用した耐水性組成物に関するも
ので、その目的とするところは、安価でしかも低公害性
の、特に木材用接着剤として好適な耐水性組成物を提供
することにある。

元来、木材等の接着剤にはュリア樹脂、メラミン樹脂、
フェノール樹脂、レゾルシノール樹脂等のホルマリン系
樹脂が多く使用されている。

これらのホルマリン系樹脂接着剤には、どく少量のホル
ムアルデヒドが末反応の状態で残存しており、それが大
気中に額散して刺激臭を与えたり皮膚に炎症を起す等の
弊害を招く結果となっている。そのため、イソブチレン
一驚水マレィン酸共重合樹脂接着剤や水性ビニルウレタ
ン接着剤等が開発され、一部にこれらの接着剤が使用さ
れている。

しかし、これらの接着剤はュリア樹脂接着剤に比べて価
格が高く、また造膜性がよいため接着層が乾燥して接着
不良を起しやすいという性質を有し、使用時に接着条件
を厳しく管理する必要が生ずる等の欠点があるため、広
く一般に普及するまでに至っていない。

本発明者らは、これら既存の非ホルマリン系後着剤の問
題点を解決するため鋭意研究した結果、安価な天然高分
子である澱粉を基体とし、それに澱粉の誘導体である１
分子中に２個以上のアルデヒド基を有するアルデヒド化
澱粉またはその誘導体と、１分子中に２個以上のィソシ
アネート基を有するィソシアネート化合物とを配すると
、耐水性に優れた組成物が得られることを見出し、本発
明を完成した。

本発明の組成物は、通常、澱粉および／またはその誘導
体を０．５〜４の重量％濃度で含む水溶液１００重量部
に、１分子中に２個以上のアルデヒド基を有するアルデ
ヒド化繊粉またはその誘導体を１〜５の重量部添加して
蝿梓、混合し、さらに１分子中に２個以上のィソシアネ
ート基を有するイソシアネート化合物を１〜５の重量部
添加してよく蝿拝、混合する方法によって製造される。

澱粉および／またはその誘導体にアルデヒド化澱粉また
はその誘導体を混合すると、アルデヒド基が澱粉中に含
まれる水酸基と反応して架橋構造を形成し、耐水性能を
示すようになる。さらに、添加したィソシアネート化合
物中に含まれるィソシアネート基が、基体をなす澱粉お
よび／またはその誘導体ならびにアルデヒド化澱粉また
はその譲導体が含有する水酸基と架橋反応を生ずると同
時に、ィソシアネート基と水が反応して生成した尿素結
合、および水酸基と反応して生成したアルファネート結
合と、アルデヒド基とが反応して二重の架橋反応を生じ
、一層優れた耐水性能を示すようになる。

一方、基体の澱粉水溶液中には、水を取込んで膨潤した
澱粉粒が存在し、それが皮膜の乾燥を防止する機能を果
たす。

従って、本発明の組成物を接着剤として使用し、木材に
塗付した場合、長時間接着層が湿潤状、態を保つので、
接着作業時間の制約を受けずに安定した耐水接着性能が
得られるようになる。

また、本発明の組成物に、さらに水性ラテックスを配合
すると、前記本発明における効果は一段と向上する。こ
の場合、水性ラテツクスの添加量は添加効果と経済性と
の兼合いにより、基体である澱粉水溶液１０の重量部に
対して１０〜２０の重量部程度、好ましくは１０〜１０
０重量部添加するのが望ましい。

本発明の耐水性組成物の基体をなす澱粉としては、例え
ば、小麦、大麦、トウモロコシ、マイロ等のどとき穀物
から得られる澱粉、またはそれら澱粉質穀物の粉砕物、
ジャガイモ、サツマイモ、タピオカ、サゴ、バナナ等か
ら得られる澱粉等の中から選ばれた１種もしくは２種以
上の混合物が使用でき、また、澱粉誘導体としては、そ
れらの澱粉を酸化、アルデヒド化、ェステル化、エーテ
ル化、グラフト化したもの等のほか、熱や酸、酵素、微
生物等によって処理して部分分解もしくは再配列させた
加工澱粉等があり、具体的には、酸化澱粉、ジアルデヒ
ド澱粉、リン酸澱粉、カルバミン酸澱粉、キサントゲン
化澱粉、ヒドロキシェチル澱粉、カルポキシメチル澱粉
、プロピルェーテル化澱粉、デキストリン、ブルラン、
あるいはスチレン、酢酸ビニル、（メタ）アクリル酸、
アクリルアミド、Ｎーメチロールアクリルアミド等のご
ときエチレン系単量体をグラフト化したグラフト澱粉等
が使用できる。また、１分子中に２個以上のアルデヒド
基を有する澱粉またはその誘導体としては、前記の澱粉
またはその議導体を過ヨウ素酸またはそのアルカリ塩で
処理したもの等が使用でき、中でも、ジアルデヒド澱粉
が本発明の効果から見て、また経済的観点から見て最も
好ましい。

さらに、１分子中にィソシアネート基を２個以上有する
化合物としては、トリレンジィゾシアネート、ジフエニ
ルメタンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシア
ネート、キシリデンジイソシアネート、ナフタリンジィ
ソシアネート等のィソシアネート化合物、およびこれら
ィソシアネート化合物とィソシアネート基に対して活性
な水素を有する化合物との反応物等が使用できる。

活性な水素を有する化合物としては、ヒドロキシル基、
アミノ酸等を有するもので、プロピレングリコール、フ
ェノール、エタノールアミン、グリセリン、トリメチロ
ールプロパン、ポリエチレングリコール、ポリエチレン
アジベートグリコール、ポリカプロラクトングリコール
等のごときアルコール類、アミン類等があり、これらと
イソシアネート化合物との付加物等がある。本発明の組
成物は、水性ラテツクスを添加することにより耐水性能
が一段と改良されるが、その目的で使用されるラテック
スとしては、天然ゴムラテツクスあるいはジェン系重合
体ラテツクス等がある。

ジェン系重合体ラテツクスとはプタジェン、イソプレン
、クロロプレン等のジェン系単量体の重合体あるいはこ
れと共重合し得るエチレン系単量体との共重合体のラテ
ックスである。

エチレン系単量体にはスチレン、Ｑ−メチルスチレン、
ビニルトルェン、ハロゲン化スチレン等芳香族ビニル単
量体、メチルメタクリレート、フチルアクリレート、２
−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、グリシジル
（メタ）アクリレート等の（メタ）アクリル酸アルキル
ェステル単量体等がある。

エチレン系単量体として官能基を有するものも少量共重
合できる。

すなわち、アクリル酸、メタクリル酸、ィタコン酸、フ
マル酸、マレィン酸、無水マレィン酸、ィタコン酸半ェ
ステル、マレィン酸半ェステル等のカルボキシル基含有
単量体、（メタ）アクリルアミド、Ｎーメチロール（メ
タ）アクリルアミド等のアミド基含有単量体、アリルア
ルコール、２ーヒドロキシエチル（メタ）アクリレート
、２ーヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、多価
アルコールのモノアリルヱーテル等のヒドロキシル基含
有単量体等が共重合可能である。ジェン系共重合体ラテ
ツクスの好ましい例としては、ポリブタンジエン、ポリ
イソプレン、ポリクロロプレン、スチレンーブタジェン
共重合体、スチレンーブタジェンーヒドロキシル基含有
単量体の共重合体、アクリロニトリループタジヱン共重
合体、アクリロニトリルーブタジヱンーカルボキシル基
含有単量体の共重合体およびこれらの（共）重合体に（
メタ）アクリル酸アルキルェステルをさらに共重合した
ものがある。

エチレン系単量体の含量は５の重量％未満であり、その
うち前記の官能基を有するものは共重合体に対して１の
重量％以下の割合で使用する。

これらの官能基のうち、特にアミノ基、アミド基、グリ
シジル基等を有するものはィソシアネート化合物を添加
した際にィソシアネート基と反応しやすく、耐水性能を
著しく向上し得る。また、本発明の組成物に水性ラテッ
クスを添加する場合、カチオン性の水性ラテツクスを使
用すると、アルデヒド化澱粉との相溶性が改善され、ラ
テックス粒子の凝集や沈澱が防止できるため−層安定し
た組成物が得られる。

カチオン性ラテックスとしては、アニオン性のラテツク
スのアルキルアミンとポリオキシエチレンを結合させた
ような分解遊離酸と反応しても凝固を生じないカチオン
界面活性剤やアルキルィミダゾリン型、アミノェチルイ
ミダゾリン型、またはアルキルベタイン型の界面活性剤
、あるいはチオリグニン、スルホン化リグニン等のりグ
ニン誘導体の水溶性塩等を添加してカチオン化したもの
が用いられる。

さらに、本発明の組成物に、脱脂大豆粉、血粉等の増量
剤やタルク、クレー、ベントナィト、炭酸マグネシウム
、炭酸カルシウム、石こう、二酸化ケイ素、硫酸バリウ
ム、水酸化アルミニウム、酸化鉄、木粉、ャシ殻粉、ク
ルミ殻粉等の充填剤を添加しても本発明の効果は変わら
ない。

本発明の組成物は優れた耐水性能を有するために、接着
剤のみならず塗料、フィルム、成型材用等、幅広い用途
にも利用でき、その組成によっては微生物分鰯性を有す
るので無公害組成物としても優れた特徴を備えたもので
ある。

次に本発明の実施例を示す。

実施例 １ ４・麦澱粉の５重量％水溶液１００夕に、ジアルデヒド
澱粉（日本カーリット製、「カルダス５号」）２０夕お
よび炭酸カルシウム粉末１５夕を溶添加して均一に蝿拝
し、次に、ジフェニルメタンジィソシアネート系の重合
物（日本ポリウレタン製、「ミリオネートＭ町」５夕を
加え、さらに蝿洋を続けて均一な懸濁液（本発明の耐水
性組成物）を得た。

一方、対照として、ジアルデヒド澱粉を添加しなかたほ
かは実施例１と同様にして均一な懸濁液を得た。

これらの懸濁液を木材用接着剤として使用した場合の接
着性能を観察するため、該懸濁液をそれぞれ厚さ２．０
帆のラワン単板の両面に１７０夕／め（片面）の割合で
塗付し、さらに同じ厚さのラワン単板を繊維方向が互い
に直交するようにして、その塗付面上に重ね合わせ、１
０ｋ９／地の圧力で２０分間仮圧縮した後、１２び０の
温度、８ｋ９／仇の圧力で４分間熱圧して合板を製造し
た。

このようにして得た３プラィ合板の接着強度を合板のＪ
ＡＳ試験法に従って測定したところ次表に示す結果を得
た。

（注） カツコ内は木破率（％） 実施例 ２ デキストリンの１の重量％水溶液１００夕に、コーンス
ターチを過硫酸アンモニウムで酸化して得た酸化澱粉の
３の重量％水溶液にさらに過ヨウ素酸ソーダを澱粉に対
して１重量％加えて再酸化したジアルデヒド澱粉溶液１
００夕を混合した。

その混合液にカオリンクレー（土屋カオリン製）５０夕
を加えて婿拝した後、ヘキサメチレンジィソシアネ−ト
（日本ポリウレタン製「コロネートＨＬ」）１０夕を加
えて蝿梓を設け、均一な糊液Ａ（本発明の耐水性組成物
）を得た。

さらに、この糊液の一部にアクリルアミド変性ＳＢＲラ
テツクス（日本合成ゴム製、「Ｔ−２８９」）を５の重
量％相当量添加して糊液Ｂ（本発明の耐水性組成物）を
得た。

対照として、ィソシアネートを添加しなかったほかは実
施例２の糊液Ｂと同機にして糊液Ｃを得た。

これらの糊液を木材用接着剤として使用した場合の接着
性能を観察するため、該糊液を使用し、実施例１と同様
な方法で３プラィ合板を製造し、その接着強度を合板の
ＪＡＳ試験法に従って測定したところ次表に示す結果を
得た。

（注） カツコ内は木破率（％） 以上の結果から明らかなように、本発明の組成物は接着
性能、特に耐水接着性能が優れたものである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 澱粉および／または澱粉誘導体を主成分とする水溶
   液に、１分子中にアルデヒド基を２個以上有する澱粉誘
   導体および１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を配して成る耐水性組成物。 ２ 澱粉および／または澱粉誘導体を主成分とする水溶
   液に、１分子中にアルデヒド基を２個以上有する澱粉誘
   導体、１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および水性ラテツクスを配して成る
   耐水性組成物。