TW200813181A - Adhesive system - Google Patents
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Description
200813181 九、發明說明: 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種黏合劑系統及一種製造以木材為基 礎的產物之方法。 【先前技術】 以曱駿為基礎的樹脂諸如紛-曱樹脂、蜜胺·曱搭樹 脂及尿素-甲醛樹脂已廣泛使用在以木材為基礎的產物之製 ^中作為接合劑。此以木材為基礎的產物之實施例有包含 數層膠合在一起的複合物產物,諸如膠合板、複合地板 (inated flooring)產物、錶飾地板(veneered fi〇〇ring)及 使用在例如体倶中的其它鑲飾產物。進一步實施例有將木 片及/或纖維與接合劑一起加壓以形成板狀物的板狀產物諸 如塑合板(particle board)、粗紙板(chipb〇ard)及纖維板。 在以甲醛為基礎的樹脂硬化之後,會在以木材為基礎 的產物之製造期間及亦在晚後的產物使用期間二者釋放出 甲醛。從數年前開始,因為健康的理由,散發至室内空氣 中的甲盤已為主要關心的事。 已對此提供足夠的黏接強度及整體末端產物品質使其 口適作為先述技藝包括以甲盤為基礎的樹脂之黏合劑的代 用口口之無甲駿木材黏合劑增加需求。 。:水性及黏接強度__般為反映出以木材為基礎的產物 之品質的重要性質。通常來說’需要存在有特定的品質參 數以符合對特定末端產物所建立的標準。例如,塑合板需 要就例如㈣鍵結、膨脹厚度及吸水性來滿足某此標準; 5 200813181 層來滿足某些標準。 年前已使用在膠合板之 礎的樹脂之優異性能而 以蛋白質為基礎的黏合 2004/0037906 及 us 同時複合地板產物需要就例如去積 以蛋白質為基礎的黏合劑數十 製造中’但是其已由於以甲醛為基 經置換。最近,已建議不同型式之
劑。WO 2005/1 13700 A1、US 揭示出以大豆蛋白質為主之黏合劑組合物 2004/0089418 〇 施例揭示在厲(Li)等 劑之以大豆為基礎的
以蛋白質為基礎的黏合劑之進一步實 人之含有1,3- _氣-2-丙醇作為硬化 黏合劑”(木材及纖維科學,36(2),2〇〇4,第186_194頁)中。 US 2002/0005251揭示出以大豆分離蛋白為主之黏合劑。us 2005/01 66796揭示出一種包含大豆分離蛋白的黏合劑組合 物。US 6,790,271及US 2005/0234150揭示出一種包含大 豆分離蛋白使用來形成塑合板之黏合劑組合物。 但是’對另一種能提供高黏接強度及高產物品質之以 蛋白質為基礎的木材黏合劑仍然有需求。 因此’本發明提供一種以蛋白質為基礎的黏合劑組合 物’其提供優良的膠合強度及產物品質(就例如防水性來 說)。同樣地,本發明提供一種製造以木材為基礎的產物之 方法。 【發明内容】 本發明提供一種黏合劑系統,其包含一蛋白質及一或 多種包括一級、二級或三級胺基或懸垂式醯胺基團之聚合 物(P) 〇 名稱”醯胺基團"於本文中亦包含甲醯胺基團。 6 200813181 作為醯胺基團或甲醯胺基團的部分2_nh_結構於此不 欲視為胺基。 ”黏合劑系統”於本文中意謂著二或更多種形成及作用 為木材黏合劑之組分的組合。名稱”黏合劑"於此亦包括名 稱’’黏結劑(binder)”。 本發明亦關於-種製造以木材為基礎的產物之方法, 其:括將-包含蛋白質、一或多種包括一級、二級或三級 ::或=式醯胺基團之乙烯基聚合物(p)的黏合劑系統提 二,〔片以木材為基礎的材料片1,及將這些材料片 ”或夕片材料(較佳以木材為基礎的材料片声人。 此=為基礎的材料包括可為任何形式諸口如薄板、 溥片、木片或小木塊之木製材料。 蛋白質與聚合物(P)的重量比率合適地 ⑽:1,從約至約20:1較佳,從約/ 1 2至約 1最佳。 平又1 土攸約2 ♦· ;1至約10 : 在一個具體實施例中,此黏 合物。 ^糸、,先包含一黏合劑組 此黏合劑組合物合適地包含從約 白質,較佳從約3至約75重量 :勺"重量%的蛋 此站合劑組合物為—水性組合 堇 此黏合劑組合物合適地包含從約。心的。 一或多種聚合物(。”較佳從約!至約8。重:;9 =的 至約5〇重量%,甚至更 :。,更“ 2 約5至約15重量%。 幻25重量%,最佳從 7 200813181 重量%。 ' 重里%,最佳從約30至约50 ,-個具體實施例中,此黏合劑 物(。)作為個別組分,彼等 == 膠合方法中時。此黏合劑系統的個別組分 =貝際使用於膠合方法前混合一段短時間,因此形成 少二時間"於本文中合適地意謂著 =小4,較佳少於約3G分鐘,最佳少於約15分鐘。 以個2發明之方法的一個具體實施例中,此黏合劑系統 、,且>刀提供到_或多片以木材為基礎的材料片上,1 (中p)—。種組分包括蛋白質及另一種組分包括一或多種聚合物 包含蛋白質的組分可包括蛋白質溶液或分散液,或包 广為乾燥材料之蛋白質。此蛋白質溶液或分散液為水性 ,佳。此包含—或多種聚合物(P)的組分合適地為溶液或分 散液,較佳為水性溶液或分散液,或如為固體材料。作為 2合劑系統之個別組分,此聚合物(P)合適地存在於水性組 合物中,此組合物包含從約0.1至約99重量%的聚合物(p)、, 較佳從約1至約80重量%,更佳從約2至約5〇重量%, 甚至更佳從約2至約25重量%,最佳從約3至約15 °/〇。 里 無機 此包含一或多種聚合物(P)的水性組合物可進一步包含 -或有機鹽類。此/或多種聚合物(P)之一部分可帶離 8 200813181 鹽類之負 1至約3 〇 以木材為 及第二塗 塗佈組分 ’及第二 〇 塗佈組分 塗佈組分 〇 佈呈溶液 前將其予 或多種聚 子包荷,較佳為陽離子電荷。在水性組合物中的 抗衡離子量合適地從0至、約50重量%,較佳從約 重置%,最佳從約2至約20重量%。 當此黏合劑系統以個別組分提供到一或多片 基礎的材料上時,相繼地塗佈包含第一塗佈組分 佈組分之黏合劑系統的組分較佳。
合物(Ρ)的溶液或分散液 在本發明之方法的一個具體實施例中,第一 匕έ如為’谷液或分散液或如為乾燥材料之蛋白質 塗佈組分包含一或多種聚合物(Ρ)的溶液或分散液 在本發明之方法的一個具體實施例中,第— 包含一或多種聚合物(Ρ)之溶液或分散液,及第二 包含如為溶液或分散液或如為乾燥材料的蛋白質 在本發明之方法的一個具體實施例中,在塗 或分散液之第一塗佈組分後且於塗佈第二組分之 以乾燥之。於此例子中,第一塗佈組分較佳為— 合適的是,於不考慮蛋白質時,沒有包含任何硫醇或 酉分羥基官能基的化合物包括在黏合劑系統中。 一 於黏合劑系統中合適地不存在額外意欲作用為硬化劑 的非聚合組分。 Θ 合適的蛋白質之實例有來自例如牛奶(路蛋白)、大豆 馬鈴薯、玉米、小麥、米、豌豆等等之天然蛋白質及經改 質的蛋白質。合適的大豆蛋白質產物之實例包括大豆蛋白 質濃縮物、大豆粕(soy meal)、大豆水解蛋白及大豆分離蛋 200813181 白。此蛋白質為大豆分離蛋白(SPI)較佳。此蛋白質合適地 以產物形式諸如蛋白粉(protein meal)或分離蛋白提供使用 在本發明巾。此呈蛋白粉或分離蛋白的蛋白質含量合適地 從約3〇至約100重量%,較佳從約50至約100重量%, 最佳從約70至約100重量0/〇。 此蛋白貝適當地未經任何提供酚羥基的化合物改質。 匕3 12重里%蛋白質的水性組合物合適地具有從約 500 至約 5,〇〇〇 〇〇〇mPa*s 之黏度⑺r〇〇kfield,12 吓瓜,轉 車 在20 c下),較佳從約1000至約2,000,000 mpa*s, 更仏攸約5〇,000至約UOMOO mPa*s。最佳從約100,000 至約 1,00〇,〇〇〇 。 广-或多種聚合物(P)具有從約、〇〇〇至約5,_,〇〇〇 克/莫耳的適當重量平均分子量,從約1〇,〇〇〇至約2000,000 克/莫耳較佳。 =本&明的一個具體實施例中,在此一或多種聚合物(P) ^ L田彳欠、々5至約100%的單體單元包含胺基或懸垂式醯 ^團車又L從約25至約1 〇〇%,更佳從約50至約1 〇〇%, 甚至更佳從約90至約麵。最佳地,在該一或多種聚合 物之所有單體單元包含胺基或懸垂式醯胺基團。 、在一個具體實施例中,此一或多種聚合物(P)合適地屬 ;、烯基來合物之群組。在此例子中,此一或多種聚合物(P) 2於來乙烯胺、聚(乙烯醇-共_乙烯胺)、聚(乙烯醇-共-乙 稀基甲fe胺)、聚烯丙基胺及聚乙烯基甲醯胺之群組為較 4去 〇 在匕$ 夕 乂 -夕種乙烯基聚合物(P)包括一級胺基團更佳。此 200813181 乙烯基聚合物(p)為聚乙烯胺最佳。 在一個具體實施例中,此一或多種聚合物(P)合適地包 括一級胺基或懸垂式醯胺基團。此一或多種聚合物屬於 聚乙烯胺、聚(乙烯醇_共_乙烯胺)、聚(乙烯醇_共-乙烯基 甲驢胺)、聚烯丙胺、聚乙烯亞胺及聚乙烯基甲醯胺較佳。 聚合物(P)為聚乙烯胺或聚乙烯亞胺之群組為最佳。 在此一或多種聚合物(P)中的胺基合適地以非環狀結構 存在。
聚乙稀胺通常藉由將聚乙烯基曱醯胺水解至某一定程 度而製知。”聚乙烯胺”於本文中意謂著胺基團與甲醯胺基 團的莫耳比率從5 : 95至100 : 0之聚乙烯胺。若胺基團 ^甲醯胺基團的莫耳比率少於5 : 95時,此聚合物定義為 二乙烯基甲醯胺。在聚乙烯胺中之胺基團與甲醯胺基團的 莫耳比率攸約10 ·· 90至約100 ·· 〇較佳,從約5〇 ·· 5〇至 〇 〇更仏,從約8 : 2 0至約1 〇 〇 : 〇最佳。 ^聚(乙烯醇-共-乙烯胺)通常藉由共聚合醋酸乙烯酯與乙 2曱酿胺’接著水解以提供具有乙稀醇及乙燁胺單元之 ,、來口物而製得。纟此共聚合物中亦可殘餘甲醯胺基團及 /、σ '餘曰基團。在聚(乙烯醇_共_乙烯胺)中的胺基團 二曱fefe基團之莫耳比率從5 : 95至工⑽:q。若胺基團與 甲酸胺基團的比率數少於5 · ^ ^ 千数夕於5 · 95時,此聚合物定義為聚(乙 、布醇-共-乙稀基甲醯胺)。在哿 说結 )在ΛΚ (乙烯醇-共-乙烯胺)或聚(乙 醇-共-乙稀基醯胺)中 ^ iL ;们匕基與S曰酸酯基團之莫耳比率合 適地從約25 ·· 75至1〇〇 · 〇,蚨从 • 0車父仏從約75 ·· 25至100 ·· 〇。 11 200813181 j =(乙埽醇-共_乙烯基甲醛胺)或聚(乙烯醇-共-乙烯基甲 )中的如:及甲醯胺基團與經基及醋酸醋基團之莫耳比率 L也k約3,97至約100 : 0 ’較佳從約10 : 90至約1 00 : 〇 ’最佳從約25 : 75至約100 : 〇。 此—或多種聚合物(P)具有從約1000至約5,〇〇〇,〇〇〇 克/莫耳的合適重量平均分子量,從約1〇,〇〇〇至約2〇〇〇,〇〇〇 克/莫耳較佳。 此黏合劑系統合適地更包含一或多種包含乙醯乙醯氧 基的聚合物(P1)’較佳為一個別組分或與蛋白質組分混合。 在此一或多種聚合物(P)中的乙醯乙醯氧基含量合適地從約 〇.〇5至約15莫耳%,較佳從約!至約1〇莫耳%。此一或 多種聚合物(P1)包含經乙醢乙醯基化的聚乙烯醇(AAPVA) 較佳。 此一或多種聚合物(P1)合適地具有重量平均分子量從 約1,000至約5,〇00,000克/莫耳,較佳從約1〇,〇〇〇至約 2000,000 克/莫耳。 作為此黏合劑系統的個別組分,此聚合物(ρι)合適地 存在於水性組成物中,該組成物包含從約〇1至約99重量 %之聚合物(P1),較佳從約1至約80重量,更佳從約2至 約50重量%,甚至更佳從約2至約25重量%,最佳從約3 至約1 5重量%。 此各別包含蛋白質、聚合物(P)及選擇性聚合物(ρι)的 黏合劑系統中之一或多種組分,或此包含蛋白質及聚合物(p) 及選擇性聚合物(P1)的黏合劑組合物可進_步包含添加劑 12 200813181 及填料諸如高嶺土。 在此方法的一個具體實施例中, 在塗佈此黏合劑組合
合物予以活化。 在一個具體實施例中,此黏合劑系統包含一蛋白質、 一或多種聚合物(P)及一或多種聚合物(P1)作為個別組分, 鲁將彼等保持分離直到彼等實際使用於膠合方法中。此黏合 劑系統之個別組分亦可在實際使用於膠合方法中前混合一 段短時間,因此形成本發明之黏合劑組合物。”短時間,,於 本文中合適地意謂著少於約1小時,較佳少於約3〇分鐘, 最佳少於約1 5分鐘。 在本發明之方法的一個具體實施例中,以個別組分將 此黏合劑系統塗佈到一或多片以木材為基礎的材料上,其 中一種組分包含蛋白質、進一步組分包含一或多種聚合物(p) Φ 及進一步組分包含一或多種聚合物(P1)。包含蛋白質的組 分可包括蛋白質溶液或分散液,或包括如為乾燥材料之蛋 白質。此包含一或多種聚合物(P)的組分合適地為一溶液或 分散液。此包含一或多種聚合物(P1)的組分合適地為一溶 液或分散液。 在此方法的一個具體貫施例中’弟一塗佈組分包括一 蛋白質及一或多種聚合物(P)的溶液或分散液,且在塗佈包 含一或多種聚合物(pi)之溶液或分散液的第二組分之前將 其予以乾燥。 13 200813181 在此方法的一個具體實施例中,第一塗佈組分包括一 蛋白質及一或多種聚合物(P 1 )之溶液或分散液,且在塗佈 包含一或多種聚合物(P)之溶液或分散液的第二組分之前將 其予以乾燥。 在此方法的一個具體實施例中,第一塗佈組分包括一 或多種聚合物(P)之溶液或分散液,其在塗佈包含一蛋白質 及一或多種聚合物(P1)之溶液或分散液的第二組分之前被 予以乾燥之。
在此方法的一個具體實施例中,第一塗佈組分包括一 或多種聚合物(P1)之溶液或分散液,其在塗佈包含一蛋白 質及一或多種聚合物(P)之溶液或分散液的第二組分之前被 予以乾燥之。 蛋白質及一或多種聚合物(P)及可選擇的一或多種聚合 物(pi)在此黏合劑組合物中的量合適地構成至少75重量% 具有分子量之等於或大於1000克/莫耳之組分,亦合適地 從約75至約100重量% ’較佳為至彡85重量%,亦較隹 從約85至約100重量%,最佳為至少%重量%,亦最佳 從約95至約100重量〇/0。 本發明進-步關於使用根據本發明之黏合劑系統來膠 合以木材為基礎的材料片而形成以木材為基礎的產物。 在本發明的一個具體實施例中,此以木材為基礎的材 料片為薄板或薄片。於此例子中,此以木材為基礎的產物 合適地為複合地板材料、鑲飾地板、鑲飾傢倶材料、膠合 板、壁板、屋頂板或疊層樑(laminated be_。 14 200813181 在本發明的-個具體實施例中,此以木材為基礎的材 料片為木片或小木塊,諸如碎片、刨花、*薄片'鋸木片 及任何類似經細微分開之以木材為基礎的材料。於此例子 中’此以木材為基礎的產物合適地為粗紙板、塑合板或纖 維板、或定向刨花板(orjented strand b〇ard)。 欲使用在本發明中之小木塊的水分含量合適地從約〇 至約20重量% ’較佳從約!至約1〇重量%,更佳從約i $ 至約5重量%。 小木塊與黏合劑系統的重量比率以乾燥重量來計算合 適地從約100: i至約丨:卜較佳從約50: i至約2二: 更佳從約30 : 1至約2.5 : 1,最佳從約15 ·· 1至約3 : i。 根據本發明之方法合適地包括冑一或多片#材為基 礎的材料與根據本發明之黏合劑系統接觸、加壓及因此結 合以木材為基礎的材料片與進一步以木材為基礎的材料之 步驟。此加壓合適地在高溫下進行。此以木材為基礎的材 料可為以木材為基礎的材料之任何類型及形式,諸如碎 片、纖維、薄板、薄層、飾面、破片等等。此方法合適地 包括將根據本發明之黏合劑組合物塗佈到以木材為基礎的 材料表面上,接著加壓。加壓溫度係取決於意欲製造以木 材為基礎的產物而定,但是合適地從约5〇至約25〇。〇及較 佳從約70 ^ 20代。對塑合板、粗紙板及纖維板產物來 說’加壓溫度從約100至約225。〇較佳,從約15〇至約2〇〇t: 最佳。對積層以勿諸如膠合板、複合地板或鑲飾地板產物 來說,加壓溫度從約70至約175t較佳,從約9〇至約i6〇t: 15 200813181 最佳。 、、堅寸間及加壓溫度聯繫在一起’如此較低的加壓溫 度通常需要較長的加壓時間。欲製造之以木材為基礎的產 物亦決定出合適的加壓溫度及加壓時間。加壓時間合適地 為至V約10秒’亦合適地從約1〇秒至約6〇分鐘,較佳 為至少約30秒,亦較佳為從約3G秒至約3G分鐘,最佳 為至少約1分鐘,亦較佳為從約1至約15分鐘。 在一個具體實施例中,當製造積層產物時,此方法合 適地包括將根據本發明之黏合劑組合物塗佈到表面上使得 黏合㈣合點將包含從約〇」至約5〇〇克/平方公尺的原始 主佈里塗佈里係取決於欲製造的產物而定:對壓塑的飾 面來說從肖50至約200克/平方公尺較佳,對複合地板材 料來說從請至約160克/平方公尺較佳。合適的上限亦 依何種型式之以木材為基礎的材料欲塗佈此溶液而定。此 黏合劑組合物可塗佈在欲結合的一或二表面上。若塗佈在 二表面上時,塗佈在每邊表面上的量之加總將與詳細指明 的全部黏合劑接合點之較佳量相符合。 在另一個具體實施例中,當製造積層產物時,此方法 合適地包括將根據本發明之黏合劑系統以蛋白質及聚合物 (P)的個別組分塗佈到一表面上。蛋白質及聚合物(p)二者 合適地以水性組合物塗佈。此外,蛋白質及聚合物可塗 佈到意欲結合之個別表面上。任何可選擇的一或多種聚合 物(P1)合適地以個別組分或與蛋白質一起塗佈。塗佈到一 或二表面上之黏合劑系統的總量為黏合劑接合點將包含從 16 200813181 '、、勺〇·1至約500克/平方公尺的原始塗佈量。塗佈量係取決 於奴衣w的產物而定:對壓塑的飾面來說從約至約 克/平方a尺較佳,對複合地板材料來說從約100至約16〇 克/平方a尺較佳。合適的上限係取決於使用溶液塗覆之以 木材為基礎的材料之類型而定。
☆=另個具體實施例中,當製造塑合板、粗紙板或纖 :板:’此方法合適地包括將根據本發明之黏合劑系統以 史2貝及一或多種聚合物(P)的個別組分塗佈到木片上。蛋 =貝可以乾燥形式或如存在於水性組合物中來塗佈。蛋白 貝乂乾秌形式塗佈較佳。一或多種聚合物⑺合適地以水性 :合物塗佈。此外,一或多種聚合物(p)以固體塗佈。一或 夕,聚合物(P)首先加人至碎片接著加人蛋白質較佳。若一 或,合物(P)為固體及蛋白質呈乾燥形式時,它們亦可 、 物加人’較佳在水已經加人至木片之後,除非所使 用的木片具有足以達成可接受的黏接結果之水分含量。 本發明亦關於-種可藉由製造以木材為基礎的產物之 方法獲得之以木材為基礎的產物。 苴6 ^月進步藉由下列非為限制的實施例闡明。除非 面有所描述,否則份及百分比各別關於重量份及重 置百分比。 【實施方式】
塑合板藉由混纟864克具有水分含量2重量%的木片 17 200813181 與增加量約4重量%(11重量%包含鹽)的聚乙烯胺水溶液 (LIamin@9095,來自BASF),接著各別混合在約8〇克蛋 白貝中而製造。使用大豆分離蛋白(Supr〇@5〇〇E,來自s〇i狀) 及大豆粕(pr〇vabiS®200/80,來自 Cargil F〇〇ds)二者。spi
具有蛋白質含量>9〇重量%及乾燥含量94重量❻/。,及大豆 粕具有蛋白質含量52_56重量%及乾燥含量重量%。 將r片此合物形成3〇x3〇公分薄板且在它下加壓三分 1里及加壓成16耄米厚的板子。加壓程序為160公斤/平方 公分期Fi 30秒,40公斤/平方公分期帛2·5分鐘及在最後 私/月間無壓力。藉由將5 χ 5公分的片材膠合到二片金屬 占板上及將其撕開來測量抗張強度(内部鍵結,ιβ)。亦對 最好ΙΒ值測量膨脹厚度(TSW)及吸水性(abs)。藉由測量 在5x5公分的片子已經浸入水(2〇t,24小時)中後之膨脹 程度來測量膨脹厚度。藉由測量纟5χ5公分的片子已經浸 入水(20 C ’ 24小時)中後的重量增加來測量吸水性。
已推斷加入聚乙稀胺增加内部鍵結強度 3U 例 2 : 塑合板以較小規模藉由各別混合50 7克具有水分含量 2重量%的木片與Π)·9克約4重量%⑴重量%包含鹽)之聚 18 200813181 乙烯胺水溶液(LUpamin(g)9〇95,來自bas …的蛋白質中來製造。至於蛋白f,使用具有蛋= 含量>90重量%及乾燥含量約94重量%的大豆分離蛋白 (SPmNurishce^OO,來自solae)、具有蛋白質含量約57重 量%及乾燥含量約88重量%的玉米蛋白質(Gluta〗ys@,來 自Roquette)及馬鈴薯蛋白質(Tubermine@,來自^叫_)。 此蛋白質亦經測試沒有任何含胺_或醯胺基團聚合物,但是 在加壓之$加入水以達成碎片混合物的水分含量為1 & 1重 量%。將碎片混合物加壓成ΐθ毫米厚的板子。在 下,以9公斤/平方公分進行加壓期間5分鐘。藉由將5χ5 公分的片材膠合到二片金屬砧板上及將其撕開來測量内部 鍵結強度(ΙΒ)。 表2 木片(克) 蛋白質(克) 聚乙烯胺 ⑴%),(克) 水(克) 水分含量 (%) IB(kPa) 50.7 SPI - 9.5 16.1 97 50.7 SPI 10.9 - 16.1 387 — 50.7 玉米蛋白質 _ 9.5 16.1 35 50.7 玉米蛋白質 10.9 - 16.1 293 50.7 >馬鈴薯蛋白質— - 9.5 16.1 90 50.7 馬鈴薯蛋白質 10.9 - 16.1 247 已推斷不同型式的蛋白質皆存在加入聚乙浠胺的效 應。 實施例3 : 塑合板精由混合864克具有水分含量2重量%的木片 與205克約4重量%(11重量%包含鹽)的聚乙烯胺水溶液 (Lupamin®9095,來自BASF),接著混合在約85克蛋白質 中而製造。至於蛋白質,各別使用具有蛋白質含量>90重 19 200813181 量%及乾燥含量94重量%的大豆分離蛋白(Supr〇@5〇〇E,
來自S〇lae)、具有蛋白質含量約57重量%及乾燥含量約88 重里/〇的玉米蛋白質(Glutalys@,來自R叫此加)及具有蛋 白貝78重量〇/〇及乾燥成分91重量%的馬鈐薯蛋白質 (Tubermine®,來自R〇queUe)。在加壓之前測量碎片混合 物之水分含量。讓碎片混合物形成3〇χ3〇公分薄板及在 185 C下加壓二分鐘成為16毫米厚的板子。加壓程序為16〇 公斤/平方公分期間3〇秒、4〇公斤/平方公分期間2·5分鐘 及在最後30秒期間無壓力。測量抗張強度(内部鍵結,ιβ) 和膨脹厚度及吸水性。
已推斷對不同蛋白質型式來說 優良的内部鍵結強度及防水性值。 Ψ ^ ^j4 : 加入聚乙烯胺皆提供 塑合板以較小規模製造,其係藉由各別混合5〇/7克具 有水分含置2重量%的木片與12克含胺_或醯胺基團之聚 合物(以具有乾燥含量在1〇至20重量%之間的溶液加入), 接著混合在5·0克大豆分離蛋白(Supro®500E,來自梭拉耶) 中而製造°SPI具有蛋白質含量>90重量%及乾燥含量94 重夏%。將碎片混合物加壓成1〇毫米厚的板子。在18〇_185C>c 20 200813181 下以9公斤/平方公分進行加壓期間$分鐘。藉由將5x5公 分的材料片膠合到二片金屬砧板上及將其撕開來測量内部 鍵結強度(IB)。 表4 木片(克) ~蛋白質(克) 聚合物 聚合物溶液的乾 燥含量(克) IB(千帕) 50.7 - 聚乙烯基曱醯胺1 1.2 50.7 5.0 聚乙婦基甲醯胺1 1.2 530 ^. 50.7 - 聚胺2 1.2 __-^ 258__ 50.7 5.0 聚胺2 1.2 ___ 50.7 - 聚乙烯胺3 1.2 239 ___ 50.7 5.0 聚乙烯胺3 Γ2 -------- 927 __ 50.7 聚(乙烯醇-共-乙烯 基曱醯胺)4 1.2 262 50.7 5.0 聚(乙烯醇-共-乙烯 基曱醯胺)4 1.2 524 50.7 - 聚丙稀基醯胺5 1.2 ---- 154 5 0.7 50.7 5.0 聚丙烯基醯胺5 1.2 ------ 671 - 聚乙烯亞胺6 1.2 536 50.7 5.0 聚乙烯亞胺6 1.2 1236 Lupamin®9000(BASF),2 Lupasol®SC-86X(BASF) LuPamin®9095(BASF),4 M6i(Erkol),5praestaret K325 (BASF),6 PEI 25000(Aldrich) 施例5 :黏合劑組合物係藉由混合1 6克的大豆分離 蛋白(Supr〇®500E,來自 Solae)及 1〇〇 克約 7.5 重量 %(22 重包含鹽)的聚乙烯胺水溶液(Lupamin®9095,來自 BASF)而製得。SPI具有蛋白質含量>90重量%及乾燥含量 94重量%。聚乙烯胺之重量平均分子量為34〇5〇〇〇克/莫耳。 至於參考組,將16克相同的大豆分離蛋白(SPI)與loo克 的Mil li-Q水混合。鑲飾產物藉由將〇·6毫米的山毛櫸飾面 膠合到塑合板上而製造。將黏合劑組合物以120克/平方公 尺的量塗佈到15x15公分之碎料上。在130。(:下加壓此組 21 200813181 件期間2分鐘。在加壓之後’以纖維撕裂(fiber (chisel))來測量膠合強度,較高值的較佳,此係各別測量 在5、30及60秒(僅有對SPI)及如為冷組件(僅有對spi+ 聚乙烯胺)時的膠合強度。 表5 纖維撕裂5 秒,(% ) 纖維撕裂30 秒,(%) 纖維撕裂60 秒,(%) 纖維撕裂冷, (%Λ SPI 30 30 20 V /υ / SPI+聚乙烯胺 90 100 ---- .* 70 *未測量 已推斷加入聚乙烯胺增加黏接強度。 i施例6 :黏合劑組合物係藉由混合3 6克的大豆分離 蛋白(Supro®5 00E ’來自Solae)及1.8克約12_5重量%之聚 胺醯胺表氣醇(PAAE)的水溶液(Kymene®557,來自Hercules) 而製得。SPI具有蛋白質含量>90重量%及乾燥含量94重 量%。至於參考組,使用12克的大豆分離蛋白在1〇〇毫升 水中之組合物。將此組合物每種以16〇克/平方公尺的量塗 佈到1 5 X 1 5公分之塑合板上。然後將山毛櫸飾面(〇 ·$毫米) 壓到板子上。在130°C下加壓此組件期間!分鐘。在加壓 之後,各別測量在熱組合(直接在加壓之後)及在冷組件上 的膠合強度,以纖維撕裂(鑿)來測量。 表6 纖維撕裂,熱(%) 纖維撕裂,冷(%) S ΡI參考組 90 50 SPI + PAAE 50 20-30 已推斷PAAE與SPI之組合使用在黏接強度上具有負 衝擊。 一2^-黏合劑組合物係藉由混合8克的大豆分離 22 200813181 蛋白(SuPro®500E,來自Solae)及5〇克約7·5重量%(22重 里乂包含鹽)的聚乙稀胺水溶液(LUpamin(D9〇95,來自b ASF) 而製得。SPI具有蛋白質含量>9〇重量%及乾燥含量94重 量%。聚乙烯胺之重量平均分子量為34〇,〇〇〇克/莫耳。將 此黏合劑組合物以120克/平方公尺的量塗佈到15χ15公分 之塑合板上。讓所塗佈黏合劑乾燥5日。然後,各別以i 5 克水及ι·ι克經乙醯乙醯基化的聚乙烯醇(AAPVA)溶液(1〇 重量 %)(G〇hsefimer®Z-220,來自 Nipp〇n G〇hsei)再潤溼在 二片板子之黏合劑層上。然後,將山毛櫸飾面(〇·6毫米)壓 到板子上。在130°C下加壓此組件期間}分鐘。在加壓之 後,各別測量在熱組件(直接在加壓之後)及在冷組件上的 膠合強度,以纖維撕裂(鑿)來測量。 表7
已推斷加入AAPVA進一步增加黏接強度 复座黏合劑組合物係藉由混合16克的大豆分離 蛋白(SuprO®500E,來自Solae)及1〇〇克約75重量%(22 重量%包含鹽)的聚乙烯胺水溶液(Lupamin@9〇95,來自 BASF)而製得。SPI具有蛋白質含量>9()重量%及乾燥含量 94重量%。聚乙烯胺的重量平均分子量為34〇,〇〇〇克/莫耳。 至於參考組,將16克相同的大豆分離蛋白與1〇〇克的 Milli-Q水混合。ANSI測試用之地板產物係藉由將山毛櫸 的表層膠合到核心材料之一邊上及將裏襯飾面膠合到另一 邊上而製造。在90 C下加壓—組件期間$分鐘及在13〇。〇 23 200813181 下加壓另一組件期間5分鐘。至於進一步參考組,使用 EPI(乳液聚合物異氰酸鹽)黏合劑系統來製造相同型式的地 板產物。測試根據AN SI的去積層(1循環:3 1 X 7 3毫米的 片子,在24°C下水浸泡4小時,在50它的烘箱中乾燥19 小時)。
已推斷可以根據本發明之黏合劑組合物獲得相等於 E PI糸統的性能。 【圖式簡單說明】 【主要元件符號說明】
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Claims (1)
- 200813181 十、申請專利範圍: 1.-種黏合劑系統,其包含—蛋白質及一或多種包括 一級、一級或三級胺基或懸垂式醯胺基團的聚合物(?)。 2·如申請專利麵1項之辑系統,其中在該黏 合劑系統中的蛋白質與一或多種聚合物⑺之重量比率從約 2 : 1 至約 1 〇 : 1。 3.如申請專利範圍…項中任一項的黏合劑系統, 其包含一黏合劑組合物。4·如申請專利範圍第3項之溆人令丨么& 甘+ ^ π <黏合劑糸統,其中該黏合 劑組合物包含從約5至約50重量%的蛋白質。 5.如申請專利範圍第3_4項中任—項的黏合劑系統, 其中該黏合劑組合物包含從約5至約15重量%的一或多種 聚合物(Ρ)。 6·如申請專利範圍帛U項中項的黏合劑系統, 其包3蛋白貝及一或多種聚合物(Ρ)作為個別組分。 7·如申β專利圍帛6項之黏合劑系統’其中該一或 多種聚合物(!>)存在於一包含從約2至約25重量%聚合物⑺ 的水性組合物中。 8·如中請專利範圍帛!·7項中任—項的黏合劑系統, 其中δ亥-或多種聚合物(ρ)包含—級胺基或懸垂式酿胺基 團0 9.如申請專利範圍第1-8項中任—項的黏合劑系統, 其中該一或多種聚合物(Ρ)屬於聚乙烯胺、聚(乙烯醇·共-乙 烯胺)、聚(乙稀醇-共_乙婦基甲酿胺)、㈣丙基胺、聚乙 25 200813181 稀亞胺及聚乙稀基甲醯胺的群組。 10.如申請專利範圍第1-7項中任一項的黏合劑系統, 其中該一或多種聚合物(P)包括乙烯基聚合物。 11 ·如申请專利範圍弟1 〇項之黏合劑系統,直中該一 或多種聚合物(P)屬於聚乙烯胺、聚(乙烯醇_共_乙稀胺)、 聚(乙烯醇-共-乙烯基甲醯胺)、聚烯丙基胺及聚乙烯基曱醯 胺的群組。 12·如申請專利範圍第1-11項中任一項的黏合劑系統, 其包含一或多種包括乙醯乙醯氧基的聚合物(p i)。 13·如申請專利範圍第12項之黏合劑系統,其中該一 或多種聚合物(P1)包含經乙醯乙醯基化的聚乙烯醇。 14 · 一種製造以木材為基礎的產物之方法,其包括將如 申請專利範圍第1-13項中任一項的黏合劑系統提供到一或 多片以木材為基礎的材料片上及將這些材料片與一或多片 進一步之材料片結合。 15.如申請專利範圍第14項之方法,其中該黏合劑系 統提供到以木材為基礎的材料片上作為黏合劑組合物。 16·如申請專利範圍第15項之方法,其中該黏合劑組 合物在塗佈之後經乾燥及之後藉由加入水或包含一或多種 聚合物(P)的水性組合物或包含一或多種包括乙醯乙醯氧基 之來合物(P1)的水性組合物予以活化。 17.如申請專利範圍第14項之方法,其中該黏合劑系 統以個別組分提供到以木材為基礎的材料片上,其中一種 組分包含蛋白質及另一種組分包含一或多種聚合物(p)。 26 200813181 18. 如申請專利_ 17項之方法,其中第—塗佈兔 分包含-或多種聚合物(P)的溶液或分散液及第二塗佈么且分 包含如為溶液或分散液或如為乾燥材料之蛋白質。 19. 如申請專利範圍帛17項之方法,其中第一塗佈兔 分包含蛋白質的溶液或分散液及第二塗佈組分包含一或多 種聚合物(Ρ)之溶液或分散液。 夕 中任一項的方法,其中 佈弟一組分之前被乾 20·如申請專利範圍第18_19項第一塗佈組分是在塗佈之後並在塗 燥0 21·如申請專利範圍帛17項之方法,其中第一塗佈級 分包含如為乾燥材料的蛋白質及第二塗佈組分包含一或多 種聚合物(Ρ)之溶液或分散液。 夕 22·如申請專利範圍第14_21項中任一項的方法,其中 該黏合劑系統包含一或多種聚合物(ρι)作為個別組分。 23. 如申請專利範圍第16或22項的方法,其中該一戈 多種聚合物(Ρ1)包含經乙醯乙醯基化的聚乙烯醇。 ’ 24. 如申請專利範圍第14_23項中任一項的方法,其中 該片材為薄板或薄片。 25. 如申請專利範圍第24項之方法,其中該以木材為 基礎的產物為複合地板材料。 ^ 26·如申請專利範圍第14-23項中任一項的方法,其中 該片子為木片或小木塊。 27·如申請專利範圍第26項之方法,其中該以木材為 基礎的產物為粗紙板、塑合板或纖維板。 27 200813181 木材為基礎的產物,其可11由㈠請專^ 圍弟14-27項中任一項的方法獲得。 』乾 29-種如申請專利範圍帛H3項中任一項的黏合劑 糸、、先之用it ’其使用來膠合以木材為基礎的材料片而形成 一以木材為基礎的產物。 十一、圖式:28
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