JPS6023040A - 化粧材オ−バ−レイ木質複合材の製法 - 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】 本発明は化粧材オーバーレイ木質複合材、更に詳しくは
、表面化粧材シートもしくはフィルムと木質材料を積層
接着して成る木質複合材の製法に関する。

従来、家具や机等、その他テレビ、ステレオ。

楽器用のキャビネット、建築内装用建材などにあって、
例えば各種木質材料の表面に化粧材を接着剤で積層接着
した木質複合材（パネル）が多用されており、かかる接
着剤として酢酸ビニル樹脂系エマルジョン接着剤、合成
ゴム系溶剤型接着剤、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、
ユリア樹脂などの熱硬化性樹脂接着剤、熱可塑性樹脂ボ
ットメルト型接着剤等が知られている。しがしこれらの
接着剤は、特に工場生産における溶剤使用−１こよる安
全衛生、省資源、および熱利用に対する省エネルギー、
乾燥工程および七の設備などに伴う生産性等に問題があ
るとされている。

かかる状況下、本発明者らは上記木質材料を含め広く多
孔質材を被着体とする複合材料の接着剤について、特に
人体に対する安全衛生面、速硬化性による加工生産性の
向上、乾燥設備や排気設備等を必要としない点に優れた
、特定の水溶性ウレタンポリマー主剤と水系硬化剤から
成る二液型のウレタン接着剤を創製し、これを使用する
「多孔質材の積層成形加工法」の発明について既に出願
係属中である（特開昭５８−５２３７８号公報参照）。

しかしながら、当該接着剤のその後の実用的検討を行っ
た所、特に多孔質材として木質材料を用いこれに紙や合
成樹脂製の表面化粧材を積層接着する場合に新たな問題
が生じることがわかった。即ち、上記主剤を木質材料に
塗布し、−力水系硬化剤を表面化粧材に塗布して接着し
た場合、表面化粧材と接着剤主剤の界面での水の存在の
ため接着性に難点が生じる。逆に、主剤を表面化粧材に
塗布し、水系硬化剤を木質材料に、特にパーティクルボ
ード等に塗布する場合では良好な接着性が得られるが、
硬化剤である水は木１料に染み込んでしまうことから、
反応硬化速度が極端に遅くなって接着作業スピードに支
障を来した。このため、硬化剤を多量に塗布して反応硬
化速度を促進する方法が採られているが、木質材料に染
み込んだ水の含有率増大のため積層接着加工後に乾燥養
生工程が必要であったり、しかも該乾燥工程中本質材料
の反り、あるいは表面化粧４４の水蒸気圧による部分的
ふくれといった問題が起生じた。

特に木質材料の周縁の裁断した側面部では水の染み込み
が著しいため、加工生産性や接着性能の悪影響は大であ
った。また、これらの対応策として、主剤と硬化剤を別
々のスプレーノズルからそれぞれの粒子が空中で接触、
混合するように両者を同時にスプレー塗布する方法も工
夫されているが、当該接着剤はその速硬化性によりほぼ
２分以内で実用強度に達するという事実から、重ね合せ
位置決めする積層複合材の製造には不向きであった。

そこで、本発明者らはかかる接着剤の上記実用化上の問
題点を解消するため鋭意研究を進めた結果、上記水系硬
化剤を一定範囲に増粘化す・れは木質材料に対する水の
染み込みを適宜に制御することができ、これによって接
着剤の性能を十分発揮させ適正な化粧材オーバーレイ木
質複合材を製造しうることを見出した。

本発明はこれらの知見に基づいて完成されたもので、そ
の要旨は、合成樹脂製の表面化粧材と木質材料を積層接
着する木質複合材の製造に当り、表面化粧材の裏面に水
溶性ウレタンプレポリマーからなる主剤を塗布し、一方
木質材料の表面および／または周縁側面部に粘度２００
０〜３５０００ｃｐｓの水溶性樹脂水溶液からなる硬化
剤を塗布した後、上記それぞれの接着剤成分の塗布面を
重ね合せ、押圧接着することを特徴とする化粧材オーバ
ーレイ木質複合材の製法を提供することである。

本発明で用いる木質材料としては特に制限されるもので
なく、通常この種化粧材オーバーレイ木質複合材に用い
られるもので、例えば原木を製材した平板木材、２枚以
上の薄い単板を貼合せた合板（イワユルヘニヤ板）、Ｊ
ＩＳ　Ａ３９０８に規定される木材の切削または破砕小
片を接着剤で圧縮結合したパーティクルボード（特に接
着剤としてセメントを用いた木質セメント板）、ファイ
バーホード、集成材等が挙けられる。上記ファイバーボ
ードは、木材などを繊維状に解繊し、圧縮成形（−たも
ので密度の範囲によって、軟質繊維板（０，４ｊｊ／ｃ
ａ未満）、半硬質繊維板（０，４ｇ／　ａＲ以上０．８
ｇ／ｃｆｆ１未満）および硬質繊維板（０，８，９／　
Ｃｄ以上）の３種類がある。また上記集成材は、木材を
製材して所定寸法のひき板や小角利を作った後に集成接
着したものである。これらの木質材料にあって、特にパ
ーティクルボード、木質セメント板およびファイバーボ
ードに適用した場合に本発明の効果がより奏せられる。

本発明において用いる接着剤は、先で述べた如く水溶性
ウレタンプレポリマーからなる主剤と、特定粘度を持つ
水溶性樹脂水溶液からなる硬化剤の二液型で構成される
。

上記水溶性ウレタンプレポリマーは通常接着剤として用
いられるウレタン系接着剤と同様、硬軟物性の設計が容
易であり、耐熱、耐久性に富み、かつ無溶剤化も容易で
ある利点を有するが、水との相溶性に富み、水を主成分
とする硬化剤を用いて優れた接着速度が発揮される特徴
を有する点で従来のウレタン系接着剤と区別される。し
たがって、通常ポリオール、アミン等を硬化剤をして用
いる二液硬化型の場合のように、二液混合、硬化速度、
毒性等に難点はなく、また、空気中の湿気あるいは被着
体中の含有水分による硬化を利用する一液硬化型の場合
のような硬化速度、温湿気依存性および貯蔵安定性等に
問題もない。

かかる水溶性ウレタンプレポリマーは特定のポリアルキ
レンエーテルポリオールと過剰のポリイソシアネートと
反応させて製造されるが、ポリアルキレンエーテルポリ
オール中のエチレンオキサイドのモル比は３０〜９０％
のものが好ましい。

かかるポリアルキレンエーテルポリオールは通常、２個
以上のヒドロキシル基を含む化合物に分子中エチレンオ
キサイドをモル比で３０〜９０％含むように付加して製
造される。たとえば２個以上の活性水素を含む化合物と
して、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プ
ロピレングリコール、ジプロピレングリコール、グリセ
リン、トリメチロールプロパン、ペンタエリストール、
ソルビトール、ショ糖等を用い、公知の方法でエチレン
オキサイドまたは他のプロピレンオキサイド、ブチレン
オキサイド等のアルキレンオキサイドを付加反応あるい
は共付加反応させて製造される。

親水性、作業性から考えてポリアルキレンエーテルポリ
オールの分子量は１．０００〜２００００．特に１００
０〜５ｏｏｏの範囲のものが好ましく、また、ポリアル
キレンエーテルポリオールのうち、ポリアルキレンエー
テルジオールが望ましい。ポリイソシアネートとしては
、通常のウレタンプレポリマーの製造に用いられるもの
が使用でき、例えば、トルエンジイソシアネートおよび
ジフェニルメタン−４，４−ジイソシアネートの精製品
及び粗製品等が使用される。特に、臭気、作業性、硬化
性、接着性、毒性等の物性およびコストの点より、ジフ
ェニルメタン−４，４−ジイソシアネートが適する。

ポリイソシアネートに対するポリアルキレンエーテルポ
リオールの使用割合は、ＮＣＯ／α（＝３．０〜６．０
当量の範囲に応じて決定されてよく、得られるウレタン
プレポリマーは残留活性インシアネート基４〜１３重量
％、粘度３０００〜１ｏＯＯ０ｃｐｓのものが反応性、
作業性、性能等の点で好ましい。もちろん、かかるウレ
タンプレポリマーには充填剤、老化防止剤、着色顔料、
反応触媒、密着付与剤、溶剤、可塑剤が必要に応じて配
合されてよい。

なお、上記水溶性ウレタンポリオールの製造にあって、
ポリアルキレンエーテルポリオールに加え通常のポリエ
ステルポリオールを併用して過剰のポリイソシアネート
と反応させてもよい。かかるポリエステルポリオールは
多塩基酸とポリヒドロキシ化合物から製造されるヒドロ
キシ基末端ポリエステルポリオールである。その多塩基
酸成分としてはフタル酸、アジピン酸、テレフタル酸、
イソフタル酸、セパチン酸、三量化リルイン酸、マレイ
ン酸、およびそれらのジアルキルエステルなどが挙げら
れる。ポリヒドロキシ化合物としてはエチレングリコー
ル、フロピレンゲリコール、ブチレングリコール、ジエ
チレングリコールなどのジオール類、ヘキサントリオー
ル、トリメチロールプロパン、グリセリンなどのトリオ
ール類が挙げられる。これらの多塩基酸およびポリヒド
ロキシ化合物をいずれも１種または２種以上用いて常法
により反応させてポリエステルポリオールが得られる。

このポリエステルポリオールは分子量５００〜５０００
で１分子中にヒドロキシ基２〜３個を有するものが好ま
しい。と（に好ましいポリエステルポリオールはアジピ
ン酸とプロピレングリコールとの反応で得られる分子ａ
１ｏ　ｏ　ｏ〜３０００を有する２官能性線状ポリエス
テルジオールである。

上記水溶性樹脂水溶液からなる硬化剤は、水溶性ウレタ
ンプレポリマーの残留活性インシアネート基と反応する
活性水素基を持つ水を主成分とし、これに適当な水溶性
樹脂を添加して所定粘度値に増粘したものである。かか
る粘度範囲は、塗布される木質材料の種類や塗布方法（
スプレー、ロール塗り、ヘラ塗り、ハケ塗りなど）に応
じて適宜に設定されるが、通常２０００〜３５０００　
ＣＰＳの範囲で選定される。この選定の技術的意義につ
いて詳細すれば、以下の通りである。即ち、１）木質材
料の種類によってその吸水性および吸水量に関係する。

硬化剤を塗布した直後から硬化剤が染み込み終るまでの
保水時間としては、接着加工の作業時間以上の時間（通
常１５分以上）が必要とされるが、例えばパーティクル
ボードに対し塗布量５ｔｌ／ｃｙｌｌの場合上記保水時
間を充足するには３０００〜８０００ＣＰＳの粘度に設
定されていることが望まれる。

１１）また、木質材料の周縁側面部に塗布する場合、該
側面部にはボード表面のように綿密なスキン層がなく、
空隙が多いため、更に粘度を高くする必要がある。これ
には通常１ｏｏｏｏ〜３５０００ｃｐｓ　の粘度にする
のがよい。

ｌ１１）塗布方法にあって、特にハケ塗りやロール塗り
の場合は２００００〜２５０００ＣＰ’程度が適当であ
る。

かかる硬化剤の増粘に用いる水溶性樹脂としては、例え
ばポリビニルアルコール（ＰＶＡ）１．ｔ？リアクリル
酸ナトリウム、ポリアクリル酸アンモニウム、メチルセ
ルロース（Ｍ　Ｃ）　、カルボキシメチルセルロース（
ＣＭＣ）およびヒドロキシエチルセルロース（ＨＥ　Ｃ
）が挙げられ、これらの群から選はれる１種もしくは２
種以上を使用に供する。該樹脂の添加量は上記粘度範囲
に対応させ、通常２０重量％以下、好ましくは５重量％
以下の範囲で選定されてよい。添加量があまり過度にな
ると接着性等に悪影響を及ぼすので、できるだけ少ない
量が望ましい。これらの水溶性樹脂にあって、少量で増
粘効果が大きく、接着性に対する悪影響が少なく、しか
もスプレー塗布の場合の噴霧に適当なチクトロ性を付与
するなどの観点から、ポリアクリル酸ナトリウムやポリ
アクリル酸アンモニウムが好ましく、これらは少量添加
で５０００ｃｐｓ以上の粘度を得ることができる。

硬化剤には必要に応じ反応触媒、密着付与剤、染顔料、
充填剤、界面活性剤などが適量添加されてよい。上記反
応触媒には有機アミン類のトリエチレンジアミン、トリ
エチルアミン、ジメチル−９エタノールアミン、テトラ
メチルプロピレンジアミン、テトラメチレントリアミン
、さらにホウ砂、水酸化ナトリウなどの無機塩基性化合
物、△ 尿素、チオ尿素、アミノ酸塩または塩基性アミノ酸など
多数のものが使用できるが、毒性、臭気、水溶性ソ経済
性などの観点から特に無機塩基性化合物、尿素、チオ尿
素、アミノ酸塩、塩基性アミノ酸の１種または２種以上
の混合物を用いるのか好ましい。

本発明方法にあって、上記主剤と硬化剤からなる二液型
接着剤を用い化粧材オーバーレイ木質複合材を製造する
には、以下の手順に従って実施すればよい。

先ず、合成樹脂（例えばポリ塩化ビニル樹脂、メラミン
樹脂、ポリエステル樹脂）製の表面化粧Ｉ、ｔ　（シー
トまたはフィルム）の裏面に主剤を通常の方法（例えば
スプレー法、ロール塗り法、ヘラ塗り法、ハケ塗り法）
および塗布Ｊｉ６０〜３００ｇ／ｎｌ、好ましくは６０
〜１５０ｊｊ／ｌｒｉでほぼ均一となるように塗布する
。一方、木質材料の表面および／または周縁側面部に主
剤と同様な方法で硬化剤を塗布する（塗布量は主剤の約
半分、即ち３０〜１５（Ｌ９／ｄが適当である）。なお
、周縁側面部への塗布にあっては、作業の手間および材
料損失を削減する上てハケ塗りが好ましい。

次に、それぞれ塗布された面を重ね合せ、押圧接着する
。この重ね合せによる主剤と硬化剤の接触により、すば
やく架橋反応が開始し硬化が進行する。この場合必要に
応じて４０〜７０℃の加温下で押圧すれば、硬化速度が
促進されて数分間で硬化が完了し、次の包装・搬送工程
に進むことができるので生産性をより向上させることが
できる。

以下、本発明を具体例に基づき更に説明する。

製造例１（水溶性ウレタンプレポリマーの製造）平均分
子量３０００のポリアルキレンエーテルジオール（商品
名アデカポリエーテルＰＲ３００７、旭電化（株）製、
エチレンオキサイド７０％モル比）１３０部（重量部、
以下同様）および平均分子量１０００のポリエステルジ
オール（商品名パイコール１４、住友バイエルウレタン
（株）製）２０部に対し、ジフェニルメタン−４，４′
−ジイソシアネート１００部（ＮＣＯｌｏｌ−１比＝６
．３６）を加熱保温用ジャケットをもつ攪拌可能な容器
に添加、混合し、８０℃昇温下て３時間反応させ、残留
活性インシアネート基が１１．３３重量％、粘度が３ｏ
ｏｏ　ｃｐｓの水溶性ウレタンプレポリマー（主剤）を
得る。

製造例２（水溶性ウレタンプレポリマーの製造）平均分
子ｍ５０００のポリアルキレンエーテルジオール（商品
名γデカポリエーテルＰ’Ｒ５００７、旭電化（株）製
、エチレンオキサイド７０％モル比）３００部に対し、
ジフェニルメタン−４，４−ジインシアネート１００部
（ＮＧＯ１０Ｈ比＝６゜Ｏ）を製造例１と同様にｍ反応
させて、残留活性インシアネート基が７．１重量％、粘
度が４０００　ｃｐｓの水溶性ウレタンプレポリマー（
主剤）を得る。

製造例３〜９（硬化剤の製造） 表１に示す配合割合（部）の各成分を混合して硬化剤４
３〜９を得る。

注）　表中、 ＰＶＡはポリ、ビニルアルコーノペＭＣはメチルセルロ
ース、ＨＥＣはヒドロキシエチルセルロース、ＣＭＣは
カルボキシメチルセルロースである。粘度は２０℃、Ｂ
Ｈ型粘度計（ローターａ６ｓ、２ＯＲＰＭ）で測定。

実施例１（パーティクルボード表面のポリ塩化ビニルシ
ート積層成形加工） ポリ塩化ビニルシートに製造例１の主剤を８０９／ｄで
エアスプレー塗布し、一方ノ々−ティクルボードに硬化
剤／ｆ６８を４０ｇ／ｄでエアスプレー塗布し、両者を
重ね合せてローラーで押圧した後、プレスにより圧締圧
力１．０ＫＰ／ｃＪで５０℃×２分押圧して積層成形加
工材を得る。この加工材を圧締後５０℃で１分経過時の
１８０度剥１雅強度は１゜０ＫＳ’／２５＋ａ（界面破
壊）、２分経過では２．　ＯＫＰ／　２５　ａｒｍ　（
界面破壊／凝集破壊）であり、水分乾燥後の強度は３．
０Ｋ９７２５ｍｍ　（凝集破壊）であった。

実施例２（パーティクルボードの周縁側面部（木端）の
ポリ塩化ビニルシート積層成形加工）ポリ塩化ビニルシ
ートに製造例１の主剤を８０９／ｎｌでエアスプレー塗
布し、一方パーティクルボードの周縁側面部に硬化剤／
Ｉ６９を４０９／ｎｌでハケ塗りし、両者を重ね合せ実
施例１と同様にして積層加工材を得る。この加工材をロ
ーラーにより圧締後５０℃で１分経過時の１８０度剥離
強度は０．６に９／２５ｍｍ（界面破壊）、２分経過時
では１．５Ｋｙ／２５ｍ（界面破壊／凝集破壊）であり
、水分乾燥後の強度は２．８　Ｋ９／　２５　ＩＩ＋＋
＋＋（膜用破壊）であった。

実施例３〜１４ 表２に示すように木質材料および表面化粧材（該当Ｏ印
）に各主剤と硬化剤を組合せ、実施例１と同様な操作で
積層成形加工を行い積層加工材を得、これらの性能試験
結果および硬化剤の保水性結果を表２に示す。なお、比
較例として１０％尿素水溶液を硬化剤とした場合の結果
をも併記する。

注■）保水性試験二本質材料の表面または側面に硬化剤
を５０．！９／ｃＩＭで塗布してから経時して、木質材
料に染み込み乾燥するまでの時間（分／２０℃雰囲気）
を測定する。

■）性能試験： 初期１８０度接１強度 ５０′ｃＸ２分で加熱した積層加工材より、直ちに２５
＋ｍｎ間の表面化粧材をブツシュプールゲージ（台用製
作所、５　Ｋ９スケール）で１８０°方向へほぼ一定速
度（ごて剥離した時の最高強度を測定する。

乾燥後１８０度接１強度 ５０℃×２分て加熱した積層加工材を２０℃恒温室で１
日放置後、前記初期の場合と同様に表面化粧材を剥離し
た時の最高強度を特徴する特許出願人　サンスター技研
株式会社 代理人　弁理士　青山葆外１名 ２１３−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、合成樹脂製の表面化粧材と木質材料を積層接着する
   木質複合材の製造に当り、 表面化粧材の裏面に水溶性ウレタンプレポリマーからな
   る主剤を塗布し、一方木質材料の表面および／または周
   縁側面部に粘度２０００〜３５０Ｑ　Ｑ　ｃｐｓの水溶
   性樹脂水溶液からなる硬化剤を塗布した後、上記それぞ
   れの接着剤成分の塗布面を重ね合せ、抑圧接着すること
   を特徴とする化粧材オーバーレイ木質複合材の製法。 ２、合成樹脂製の表面化粧材が、ポリ塩化ビニル樹脂フ
   ィルムもしくはシートまたはメラミン樹脂シートである
   前記第１項記載の方法。 ３、木質材料が、平板木材、合板、パーティクルボード
   、ファイバーボード、集成材または木質セメント板であ
   る前記第１項記載の方法。 ４、水溶性ウレタンプレポリマーが、エチレンオキサイ
   ドを３０〜９０モル２含有するポリアルキレンエーテル
   ポリオールと過剰のポリイソシアネートとの反応生成物
   である前記第１項記載の方法。 ５、ポリアルキレンエーテルポリオールに、多塩基酸と
   ポリヒドロキシ化合物から得られるヒドロキシ基末端ポ
   リエステルポリオールを併用する前記第４項記載の方法
   。 ６、水溶性ウレタンプレポリマーの残留活性インシアネ
   ート基含量が２．０〜１３．０重量％である前記第１項
   、第４項または第５項記載の方法。 ７、水溶性樹脂水溶液が、ポリビニルアルコール、ポリ
   アクリル酸ナトリウム、ポリアクリル酸アンモニウム、
   メチルセルロース、カルボキシメチルセルロースおよび
   ゛ヒドロキシエチルセルロースからなる群から選ばれる
   １種もしくは２種以上を２０重量％以下で含む前記第１
   項記載の方法。 ８、水溶性樹脂水溶液からなる硬化剤が、反応触媒とし
   て有機アミン、無機塩基性化合物、尿素、チオ尿素、ア
   ミノ酸塩および塩基性アミノ酸からなる群から選はれる
   １種もしくは２種以上を含む前記第１項記載の方法。 ９、表面化粧料に対する主剤の塗布量が６０〜３００．
   ９／ｄで、木質材料に対する硬化剤の塗布【ｄが３０〜
   １５０９　／　ｎｌである前記第１項乃至第８項のいず
   れか１つに記載の方法。