【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]
本発明は、自重の50倍以上の水分を吸収保持す
ることが可能な高分子物質（以下単に、高分子高
含水ゲルという）を含むことを特徴とする水性接
着剤組成物に係るものであり、その目的とすると
ころは乾燥接着現象により接着不良の生じない水
性接着剤組成物を得るにある。
従来より、合板、パーテイクルボード、集成
材、合板の二次加工、複合建材用等として、ユリ
ア系樹脂接着剤、メラミン系樹脂接着剤、フエノ
ール系樹脂接着剤等の熱硬化性樹脂の水性初期縮
合物、あるいは酢酸ビニル、塩化ビニル、アクリ
ル酸等の重合物またはこれらの共重合物またはこ
れらとエチレン等他のモノマーとの共重合物等よ
りなる水性エマルジヨン、更にNR、SBR、
NBR、MBR、SIR等ラテツクスと称せられるゴ
ム系物質の水性分散液、ポリビニルアルコール
（PVA）、ポリアクリル酸塩、カルボキシメチル
セルロース（CMC）、デンプン等の水溶性高分子
の水溶液、また最近においては、水溶性高分子物
質の水溶液、水性エマルジヨン、水性ラテツクス
等を主体成分とする接着剤主剤に、イソシアネー
ト系化合物または重合物を架橋剤として使用する
常温硬化型を水性ビニルウレタン系接着剤、フエ
ノールを含む酢酸ビニル系常温硬化型接着剤、ア
ルフア―オレフヒンと無水マレイン酸の共重合物
を主体成分とする接着剤主剤に、エポキシ系化合
物を架橋剤として使用する常温硬化型接着剤等が
商業的規模で用いられている。
しかるにこれらの水性接着剤は乾燥接着し易く
て接着不良を生じ易いことが従来よりの宿命的欠
陥としてあり、接着作業の条件に大きな制約を与
えている。
即ち、前述のような高分子物質を主体成分とし
てなり且つ皮膜を造り易い水性接着剤を木材、
紙、多孔性無機質物等よりなる被着剤の一方に塗
布し、作業手準などにより数分から数十分後に他
の一方の被着材を先の被着材の接着剤塗布面に重
ね合せて必要な圧締力を加えて常温で硬化させる
か、熱圧締を更に加えて接着を完成させる方法が
一般的に行なわれている。
この場合接着を完全に完成させるためには、接
着剤を塗布した方の被着材の接着剤塗布面に、接
着剤を塗布しない他の一方の被着材を重ね合せる
時、塗布された接着剤中に必要な水分量が保持さ
れることにより他の一方の被着材の接着面が接着
剤により均一にぬれることが不可欠である。
接着剤を塗布した被着材に他の一方の被着材を
重ね合せる場合、すでに接着剤中の水分の大部分
が被着材中に吸収されたり、水分が放散されて接
着剤表面が乾燥状態を呈し且つ造膜が進んでいれ
ば、他の一方の被着材が接着剤により均一にぬれ
る（接着剤の移行）ことが不可能となり完全なる
接着力が発現しない。
これらは被着材の両方に接着剤を塗布した場合
も起ることが多い。
このように塗布した接着剤面が乾燥状態を呈す
ることにより接着不良を起す場合を一般に乾燥接
着と称し、その対策が待たれている。
これらの乾燥接着を防ぐ方法として、グリセリ
ン、エチレングライコール等グリコール系湿潤剤
を接着剤中に添加する方法、塩化カルシウム等の
吸湿剤を接着剤中に添加する方法、また予め被着
材えの水分の吸収および水分の放散を予定して接
着剤の塗布量を多くする方法等が試みられている
が、前二者の方法は乾燥接着防止の効果が小いば
かりでなく、添加物そのものが接着剤成分とはな
り得ないものであるので接着力に負効果を与える
ので使用できない。
また接着剤の塗布量を多くする方法はこれらの
うちでは比較的簡便で且つ効果も認められる方法
ではあるが、一方接着剤のはみだし、接着剤の過
多による接着力の低下、コストの上昇などに重大
なる難点があり満足に使用できない方法である。
本発明者らは、水性接着剤の宿命的ともいえる
これら乾燥接着防止対策を種々研究の結果、極め
て有効なる方法を完成するに到つた。
即ち、本発明の方法は高分子高含水ゲルを接着
剤組成物中に0.1〜10.0％含有することを特徴と
するものであり、これらの方法によりば、被着材
に塗布された接着剤中の水分は、接着剤組成物中
に含有する高分子高含水ゲルの水分の保持能力に
より、被着材えの水分の吸収および接着剤塗布面
よりの水分の放散を抑制するので乾燥接着を完全
に防止する。またこれらの高分子高含水ゲルその
ものが接着剤成分の一部ともなり、接着剤組成物
中の他の物質と架橋反応等結合するものも多いの
で接着力を低下させることもなく好適である。
これら高分子高含水ゲルの組成内容等の詳細は
不明であるが代表的なものとして、酢酸ビニルと
アクリル酸との共重合物系（住友化学社：スミカ
ゲル）、イソブテンと無水マレイン酸との共重合
物系（クラレ社：KIゲル）、変性デンプン系（三
洋化成社・製鉄化学社）等があるが何れも本発明
者等の測定によれば、水分の吸収保持量はそれぞ
れ自重の50〜200倍であり、通常の同種系の高分
子物の３〜５倍程度に比較して圧到的に水分保持
能が大きくまた水中における安定性も比較的良好
であり、本発明の目的に使用出来るものである。
高分子高含水ゲルの接着剤組成物中えの含有量
は0.1〜10.0％の範囲が良好である、これらの含
有量が0.1％以下では乾燥接着防止の効果が小さ
く、10.0％以上では接着剤組成物の粘度が異状に
上昇すると共に、耐水接着力等も低下するので好
ましくない。
高分子高含水ゲルの銘柄または使用の条件等に
もよるが特に好適は含有量の範囲は0.15〜3.0％
である。これらの高分子高含水ゲルは60メツシユ
〜300メツシユ程度の粉末状のものをそのまま接
着剤組成物中に配合して使用するのが好ましいが
予めこれらに水を加えてスラリー状にして配合し
ても差支えない。
高分子高含水ゲルの配合効果が認められる接着
剤は、水を溶媒もしくは分散媒とする水性系接着
剤のすべてであるが、これらの高分子高含水ゲル
はその分子中に水酸基、カルボキシル基、アミノ
基等を有しているので、これらと反応・結合する
成分を接着剤中に含有する系の接着剤には接着力
増強の効果もあり特に好ましいものである。
これら高分子高含水ゲルは予め接着剤組成物中
に配合して置いてもよいが、配合後の粘度変化の
大きいものもあるので、このような場合は接着剤
を使用する直前に添加配合して使用してもよい。
以下本発明を実施例により更に詳細に説明する
が本実施例により本発明の技術的範囲に何ら制限
されるものではない。
実施例 １
ユリア・メラミン共縮合系樹脂接着剤（不揮発
分48％）100部に、小麦粉15部、水20部、塩化ア
ンモン１部をそれぞれ添加して均一に混合した
後、高分子高含水ゲル（スミカゲル粉末、純度95
％以上、含水保持量150倍以上：住友化学社製）
0.7部を添加し再び均一に混合して得た本実施例
の接着剤組成物を用いて、単板構成が1.5＋1.5＋
1.5ｍ／ｍのラワン材合板を次の条件にて熱圧縮
法により作成した、また対象として高分子高含水
ゲルを添加しない他は本実施例と同じ接着剤組成
物を用いて同じ条件にてラワン材合板を作成し
た。JAS法による接着力の測定結果は第１表の通
りである。
接着条件
接着剤塗布量：35ｇ／30×30cm、中板の両面に
塗布。
接着剤塗布後の放置時間：５〜45分、22℃、37
％RH。
冷圧締：10Kg／cm2／20分。
熱圧締：120℃／10Kg／cm2／２分。
養 生：３日間。
The present invention relates to an aqueous adhesive composition characterized by containing a polymeric substance (hereinafter simply referred to as polymeric high water-containing gel) capable of absorbing and retaining water at least 50 times its own weight. The objective is to obtain an aqueous adhesive composition that does not cause adhesion defects due to dry adhesion phenomena. Traditionally, water-based initial adhesives for thermosetting resins such as urea resin adhesives, melamine resin adhesives, and phenolic resin adhesives have been used for plywood, particle board, laminated wood, secondary processing of plywood, composite building materials, etc. Aqueous emulsions made of condensates, or polymers of vinyl acetate, vinyl chloride, acrylic acid, copolymers thereof, or copolymers of these with other monomers such as ethylene, etc., as well as NR, SBR,
Aqueous dispersions of rubber-based substances called latex such as NBR, MBR, and SIR; aqueous solutions of water-soluble polymers such as polyvinyl alcohol (PVA), polyacrylates, carboxymethyl cellulose (CMC), and starch; and recently, Adhesives whose main components are aqueous solutions of water-soluble polymeric substances, aqueous emulsions, aqueous latex, etc. Room-temperature curing type adhesives that use isocyanate compounds or polymers as crosslinking agents, water-based vinyl urethane adhesives, and phenol. Vinyl acetate-based room-temperature-curing adhesives, room-temperature-curing adhesives that use an epoxy compound as a crosslinking agent in the adhesive main component consisting of a copolymer of alpha-olefhine and maleic anhydride, etc. are available on a commercial scale. It is used. However, these water-based adhesives have been known to have a fatal flaw in the past, that they tend to dry and adhere easily, resulting in poor adhesion, which places great restrictions on the conditions of adhesion work. That is, a water-based adhesive that is mainly composed of a polymeric substance as described above and that easily forms a film is applied to wood,
Apply it to one side of the adhesive made of paper, porous inorganic material, etc., and after a few minutes to several tens of minutes depending on work procedures, overlap the other adhesive on the adhesive-coated surface of the previous adherend. Generally, the bond is completed by applying the necessary pressing force and curing at room temperature, or by further applying heat pressing. In this case, in order to complete the adhesion, it is necessary to overlay the adhesive-coated surface of the adherend with the other adherend, which does not have adhesive applied, so that the applied adhesive It is essential that the adhesive surface of the other adherend be uniformly wetted by the adhesive by maintaining the required amount of moisture in the adhesive. When overlapping one adherend with another adherend, most of the moisture in the adhesive may already be absorbed into the adherend, or the moisture may evaporate and dry the adhesive surface. If this condition occurs and film formation progresses, it becomes impossible for the other adherend to be uniformly wetted by the adhesive (adhesive transfer), and complete adhesive strength will not be developed. These problems often occur even when adhesive is applied to both adherends. The case in which adhesion failure occurs due to the applied adhesive surface exhibiting a dry state is generally referred to as dry adhesion, and countermeasures are awaited. Methods to prevent these dry adhesion include adding glycol-based wetting agents such as glycerin and ethylene glycol to the adhesive, adding moisture absorbing agents such as calcium chloride to the adhesive, and adding adhesives to the adhesive in advance. Attempts have been made to increase the amount of adhesive applied in order to absorb and dissipate moisture, but the first two methods not only have little effect on preventing dry adhesion, but also cause the additive itself to Since it cannot be used as an adhesive component, it has a negative effect on adhesive strength and cannot be used. In addition, the method of applying a large amount of adhesive is relatively simple and effective among these methods, but on the other hand, it may cause the adhesive to ooze out, reduce adhesive strength due to excessive adhesive, and increase cost. This method has serious drawbacks and cannot be used satisfactorily. The present inventors have conducted various studies on measures to prevent dry adhesion, which can be said to be the fate of water-based adhesives, and have completed an extremely effective method. That is, the method of the present invention is characterized by containing 0.1 to 10.0% of the high molecular weight hydrogel in the adhesive composition. The moisture retention ability of the high-molecular hydrogel contained in the adhesive composition suppresses the absorption of moisture by the adherend and the dissipation of moisture from the adhesive application surface, resulting in complete dry bonding. to prevent. In addition, these high-molecular hydrogels themselves become part of the adhesive component and often bond with other substances in the adhesive composition through cross-linking reactions, so they are suitable without reducing adhesive strength. The details of the composition of these high-molecular hydrogels are unknown, but typical examples include a copolymer of vinyl acetate and acrylic acid (Sumikagel, manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.), and a copolymer of isobutene and maleic anhydride. There are polymer type (Kuraray Co., Ltd.: KI Gel), modified starch type (Sanyo Kasei Co., Ltd., Steel Chemical Co., Ltd.), etc., but according to measurements by the present inventors, the amount of water absorbed and retained is 50 to 50% of their own weight. 200 times that of ordinary polymers of the same type, which is significantly higher than that of ordinary polymers of the same type, and has relatively good stability in water. It is possible. The content of the adhesive composition medium of polymer high water content gel is preferably in the range of 0.1 to 10.0%. If the content is less than 0.1%, the effect of preventing dry adhesion is small, and if it is more than 10.0%, the adhesive composition This is not preferable because the viscosity of the composition increases abnormally and the water-resistant adhesive strength etc. decreases. Although it depends on the brand of high-molecular hydrogel and the conditions of use, the particularly preferred content range is 0.15 to 3.0%.
It is. It is preferable to use these polymer high water content gels in powder form of about 60 to 300 mesh as they are in the adhesive composition, but it is preferable to mix them in the form of a slurry by adding water to them in advance. There is no problem. Adhesives that are recognized to have the effect of incorporating high-molecular hydrogels are all aqueous adhesives that use water as a solvent or dispersion medium, but these high-molecular hydrogels have hydroxyl groups, carboxyl groups, Since the adhesive contains amino groups and the like, adhesives containing components that react with and bond with these groups are particularly preferred since they have the effect of enhancing adhesive strength. These high-molecular hydrogels may be blended into the adhesive composition in advance, but some of them have a large change in viscosity after blending, so in such cases, they should be added and blended immediately before the adhesive is used. You may also use it. The present invention will be explained in more detail below with reference to examples, but the technical scope of the present invention is not limited in any way by these examples. Example 1 15 parts of wheat flour, 20 parts of water, and 1 part of ammonium chloride were added to 100 parts of urea-melamine cocondensation resin adhesive (48% non-volatile content) and mixed uniformly, followed by a high molecular weight hydrogel. (Sumika gel powder, purity 95
% or more, water content retention 150 times or more: manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.)
Using the adhesive composition of this example obtained by adding 0.7 parts and mixing uniformly again, the veneer structure was 1.5+1.5+
A 1.5 m/m lauan plywood was made by a thermal compression method under the following conditions, and the same adhesive composition as in this example was used and the same conditions were used, except that no polymer high water content gel was added. Made lauan plywood. Table 1 shows the results of measuring adhesive strength using the JAS method. Adhesive conditions Adhesive application amount: 35g/30x30cm, applied to both sides of the middle plate. Leaving time after applying adhesive: 5 to 45 minutes, 22℃, 37℃
%RH. Cold pressing: 10Kg/cm 2 /20 minutes. Heat pressing: 120℃/10Kg/cm 2 /2 minutes. Curing: 3 days.
【表】
高分子高含水ゲルの配合効果は明らかである。
実施例 ２
水性ビニルウレタン系接着剤の主剤（光洋産業
社：KR―120、不揮発分45％、主体成分PVA、
SBR他）100部に対し高分子高含水ゲル（クラレ
社：KIゲル粉末、純度95％以上）0.4部を添加し
て均一に混合したものを本実施例の接着剤の主剤
とした、本品は粘度安定性が極めて良好であり、
高分子高含水ゲルを添加して後任意の時に使用に
供することが出来るので好適である。
次に本実施例の接着剤主剤100部に、イソシア
ネート系架橋剤（光洋産業社：AE）15部を添加
し再び均一に混合して得た接着剤組成物を用い
て、単板構成が1.5＋1.5＋1.5ｍ／ｍのラワン材合
板を、熱圧締を省略した他は実施例１と同じ条件
にて冷圧締法により作成した。また対象として高
分子高含水ゲルを添加しない他は本実施例と同じ
配合による接着剤組成物を用いて、前述と同じ条
件にてラワン材合板を作成した。
JAS法による接着力の測定結果は第２表の通り
である。[Table] The effect of blending the high molecular weight hydrogel is clear. Example 2 Main agent of water-based vinyl urethane adhesive (Koyo Sangyo Co., Ltd.: KR-120, non-volatile content 45%, main component PVA,
This product was made by adding 0.4 parts of polymer high water content gel (Kuraray Co., Ltd.: KI gel powder, purity 95% or higher) to 100 parts of SBR, etc.) and mixing it uniformly, which was used as the main ingredient of the adhesive in this example. has extremely good viscosity stability,
This is suitable because it can be used at any time after adding the high-molecular hydrogel. Next, 15 parts of an isocyanate-based crosslinking agent (Koyo Sangyo Co., Ltd.: AE) was added to 100 parts of the main adhesive of this example and mixed uniformly again. Using an adhesive composition obtained, a veneer structure of 1.5 A lauan plywood of +1.5+1.5 m/m was produced by cold pressing under the same conditions as in Example 1, except that the hot pressing was omitted. In addition, lauan plywood was prepared under the same conditions as described above using an adhesive composition having the same formulation as in this example except that no high-molecular hydrogel was added. Table 2 shows the results of measuring adhesive strength using the JAS method.
【表】
KIゲルの水分吸収保持力による乾燥接着防止
効果と共に、KIゲルの分子中に有するカルボキ
シル基やアミノ基等とイソシアネート基との結合
により、接着力の増強にも効果が認められた、ま
たKIゲルは水中で安定であるばかりでなく、煮
沸によるゲル粒子の崩壊もないので、主剤成分の
PVAを水中に分散して加熱溶解する時に予めこ
れらと共に配合添加して置いても効果は変らな
い。
実施例 ３
酢酸ビニル系エマルジヨン接着剤（コニシ社：
CH、不揮発分48％）100部に対し、高分子高含
水ゲル（三洋化成社：純度96％以上粉末、含水保
持率60倍以上）７部を添加し、全体を均一に混合
した後粘度が安定になるまで放置（約12時間）し
たものを本実施例の接着剤組成物として、次の条
件により石綿スレート（３ｍ／ｍ）とラワンひき
材（９ｍ／ｍ）を冷圧締法により接着した。
対象として高分子高含水ゲルを添加しない他は
すべて本実施例と同じ接着剤、接着条件にて同じ
被着材を接着した。
接着力の測定結果は第３表の通りである。
接着条件
接着剤塗布量：20ｇ／30×30cm、石綿スレート
板、ラワンひき材の両被着材の各片面
に塗布。
接着剤塗布後の放置時間：15〜90分、24℃、40
％RH。
冷圧締：８Kg／cm2／40分。
養 生：３日間。[Table] In addition to the dry adhesion prevention effect due to the water absorption and retention ability of KI gel, it was also observed that it was effective in increasing adhesive strength due to the bonding of carboxyl groups, amino groups, etc. in the KI gel molecule with isocyanate groups. In addition, KI gel is not only stable in water, but the gel particles do not disintegrate when boiled, so the main ingredient
Even if PVA is mixed and added in advance when dispersing PVA in water and heating and dissolving it, the effect will not change. Example 3 Vinyl acetate emulsion adhesive (Konishi Co., Ltd.:
To 100 parts of CH, non-volatile content: 48%), 7 parts of polymeric high water-containing gel (Sanyo Kasei Co., Ltd.: powder with purity of 96% or more, moisture retention rate of 60 times or more) was added, and after uniformly mixing the whole, the viscosity The adhesive composition of this example was left until it became stable (approximately 12 hours), and asbestos slate (3 m/m) and lauan sawn timber (9 m/m) were bonded by cold pressing under the following conditions. did. The same adherends were bonded using the same adhesive and bonding conditions as in this example, except that no high-molecular hydrogel was added. The measurement results of adhesive strength are shown in Table 3. Adhesion conditions Adhesive application amount: 20g/30x30cm, applied to one side of both adherends: asbestos slate board and lauan sawn wood. Leaving time after applying adhesive: 15-90 minutes, 24℃, 40
%RH. Cold pressing: 8Kg/cm 2 /40 minutes. Curing: 3 days.
【表】
本実施例に使用した高分子高含水ゲルは、水中
における流動性と粘度が時間と共に変化するので
少くとも８時間〜24時間経過したものを使用した
方が塗布量の均一化のために良好である。
またこの高分子高含水ゲルを接着剤中に添加後
30分以内に使用すれば、流動性、粘度共に比較的
安定であり、乾燥接着防止効果も良好である。[Table] The fluidity and viscosity of the high-molecular hydrogel used in this example change in water over time, so it is better to use one that has been aged for at least 8 to 24 hours to ensure a uniform application amount. In good condition. In addition, after adding this polymer high water content gel to the adhesive,
If used within 30 minutes, both fluidity and viscosity are relatively stable, and the dry adhesion prevention effect is also good.