接着剤系及び方法
本発明は澱粉及びアセトアセトキシ基を含む一種以上のポリマー(P)を含む接着剤系に関する。更に、本発明は澱粉及びアセトアセトキシ基を含む一種以上のポリマー(P)を含む接着剤組成物の製造方法に関する。更に、本発明は木材をベースとする製品、例えば、積層材料もしくはベニヤ材料、又はパーティクルボードの製造方法に関する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は接着剤系及び木材をベースとする製品の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ホルムアルデヒドをベースとする樹脂、例えば、フェノール-ホルムアルデヒド樹脂、メラミン-ホルムアルデヒド樹脂及び尿素-ホルムアルデヒド樹脂が木材をベースとする製品の製造におけるバインダーとして広く使用されている。このような木材をベースとする製品の例は一緒に接着された層を含む複合製品、例えば、合板、積層床製品及び、例えば、家具に使用されるベニヤ製品である。更なる例は木材チップ及び／又は繊維が、バインダーと一緒に、プレスされてボードを形成するボード製品、例えば、パーティクルボード、チップボード及び繊維板である。
【０００３】
ホルムアルデヒドをベースとする樹脂を硬化する際に、ホルムアルデヒドが木材をベースとする製品の製造中そしてその後に製品の使用中の両方で放出されることがある。屋内空気へのホルムアルデヒド放出は健康上の理由のために長年にわたって重大な関心事である。
【０００４】
ホルムアルデヒドをベースとする樹脂を含む従来技術の接着剤の代替物としてそれらを好適にする充分な結合強度及び総合の最終製品品質を与えるホルムアルデヒドを含まない木材接着剤についての要望が増大している。
【０００５】
耐水性及び結合強度が一般に木材をベースとする製品についての品質を反映する重要な性質である。一般に、特定の最終製品について確立された規格を満足するのに必要とされる特定の品質パラメーターが存在する。例えば、パーティクルボードは、例えば、内部結合、膨潤厚さ及び水吸収に関して或る規格を満足することを必要とし、一方、積層床製品は、例えば、離層及び繊維引裂きに関して或る規格を満足することを必要とする。
【０００６】
木材接着剤組成物中のホルムアルデヒドをベースとする樹脂の代替物として、澱粉をベースとする接着剤が提案されていた。Imamら, “架橋ポリ（ビニルアルコール）及び部分的に糊化された澱粉からの木材接着剤：調製及び性質”, Starch/Starke 51 (1999) Nr. 6, S. 225-229は、澱粉及びポリビニルアルコールを含む接着剤組成物を開示しており、その組成物はメラミン樹脂を更に含む。米国特許第2,051,025号、同第2,102,937号、同第3,487,033号、同第3,355,307号は段ボールをつくるのに使用される澱粉をベースとする接着剤を開示している。WO 03/069061 A1は板紙製品をつくる際に使用される澱粉をベースとする接着剤を開示している。Moriら,“木材製品のためのハネムーン型接着剤...”, J.of applied polymer science, 91巻, 2966-2972 (2004)は木材接着剤中のアセトアセチル化ポリビニルアルコールを開示している。米国特許第4,350,788号、同第4,687,809号及び同第2005/0197441 A1号は木材接着剤中のアセトアセチル化ポリビニルアルコールの使用を開示している。
【０００７】
木材をベースとする材料を接着するのに適した別の澱粉をベースとする接着剤系についての要望が依然としてある。
【０００８】
それ故、本発明は優れた接着品質を示す澱粉をベースとする接着剤系を提供する。また、木材をベースとする材料の接着方法及び木材をベースとする製品が提供される。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は澱粉及びアセトアセトキシ基を含む一種以上のポリマー(P)を含む接着剤系を提供する。
【００１０】
“接着剤系”は木材接着剤を形成し、木材接着剤として機能し、かつ木材接着剤として使用されることが意図されている２種以上の成分の組み合わせを本明細書で意味する。“接着剤”という用語に、“バインダー”という用語がまた本明細書中で含まれる。
【００１１】
本接着剤系中の澱粉対ポリマー(P)の重量比は好適には約1:2から約25:1まで、好ましくは約1:1から約15:1まで、最も好ましくは約3:1から約8:1までである。
【００１２】
一実施態様において、本接着剤系は澱粉及びアセトアセトキシ基を含む一種以上のポリマー(P)を含む接着剤組成物を含む。
【００１３】
前記接着剤組成物は好適には約１重量％から約50重量％まで、好ましくは約10重量％から約45重量％まで、更に好ましくは約20重量％から約45重量％まで、最も好ましくは約30重量％から約40重量％までの澱粉を含む。
【００１４】
前記接着剤組成物は好適には約0.1重量％から約50重量％まで、好ましくは１重量％から約40重量％まで、更に好ましくは約２重量％から約25重量％まで、最も好ましくは約３重量％から約15重量％までの一種以上のポリマー(P)を含む。
【００１５】
前記接着剤組成物中の澱粉及び一種以上のポリマー(P)の合計の量は好適には約20重量％から約70重量％まで、好ましくは約35重量％から約60重量％までである。
【００１６】
前記接着剤組成物中の固形分は好適には約20重量％から約70重量％まで、好ましくは約35重量％から約60重量％まで、最も好ましくは約40重量％から約50重量％までである。
【００１７】
前記接着剤組成物の“固形分”は該接着剤組成物の非水部分を本明細書で意味する。
【００１８】
一実施態様において、本接着剤系は実際の接着プロセスが開始し、又は接着プロセスが始まる前に短時間で混合されるまで分離されたままである別々の成分として前記澱粉及び一種以上のポリマー(P)を含む。“短時間”とは約１時間以下、好ましくは約30分以下、最も好ましくは約15分以下を本明細書で意味することが好適である。
【００１９】
更に、本発明は澱粉及びアセトアセトキシ基を含む一種以上のポリマー(P)を水相中で混合することを特徴とする接着剤組成物の製造方法に関する。澱粉が一種以上のポリマー(P)を含む水性組成物に添加されることが好適である。好適には、この混合が高温で行なわれて前記澱粉を少なくとも部分的に糊化する。このような場合、この温度は澱粉が添加される前に水性組成物中で上昇されてもよい。また、この温度は澱粉が添加された後に上昇されてもよい。
【００２０】
更に、本発明は接着剤組成物の製造方法により得られる接着剤組成物に関する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
前記澱粉は前記接着剤組成物中に存在する場合又は溶液もしくは分散液中の別々の成分として存在する場合、少なくとも部分的に糊化されることが好ましい。この澱粉を少なくとも部分的に糊化するのに必要とされる温度は使用される澱粉の型に依存するが、一般に少なくとも50℃である。この少なくとも部分的に糊化された澱粉は澱粉を含む水性混合物を好適には約50℃から約99℃まで、好ましくは約50℃から約80℃まで、最も好ましくは約55℃から約70℃までの高温に暴露することにより得られる。前記少なくとも部分的に糊化された澱粉は澱粉を含む水性混合物を好適には少なくとも約0.1分間、また好適には約0.1分から約180分まで、好ましくは少なくとも１分間、また好ましくは約１分から約100分まで、最も好ましくは少なくとも10分間、また最も好ましくは約10分から約60分までにわたって高温に維持することにより得られる。
【００２２】
本発明の一実施態様、実施態様Ａにおいて、前記澱粉が少ない程度に部分的に糊化され、澱粉を含む水性混合物を好ましくは約50℃から約70℃まで、最も好ましくは約55℃から約65℃までの高温に暴露することにより得られる。この場合、前記部分的に糊化された澱粉は澱粉を含む水性混合物を好ましくは少なくとも１分間、また好ましくは約１分から約40分まで、最も好ましくは少なくとも５分間、また最も好ましくは約５分から約30分までにわたって高温に維持することにより得られる。
【００２３】
本発明の別の実施態様、実施態様Ｂにおいて、前記澱粉が一層高い程度に部分的に糊化され、又は完全に糊化され、澱粉を含む水性混合物を好ましくは約70℃から約99℃まで、最も好ましくは約80℃から約95℃までの高温に暴露することにより得られる。この場合、前記部分的に糊化された澱粉は澱粉を含む水性混合物を好ましくは少なくとも１分間、また好ましくは約１分から約240分まで、最も好ましくは少なくとも10分間、また最も好ましくは約10分から約100分までにわたって高温に維持することにより得られる。
【００２４】
好適な澱粉の例は天然澱粉及び、例えば、ジャガイモ、トウモロコシ、小麦、米、豆類等からつくられた変性澱粉、例えば、アセチル化分解澱粉、アルキルコハク酸変性澱粉、酸化澱粉、ヒドロキシプロピル化澱粉、カチオン澱粉、アミロペクチン澱粉、高アミロースアセチル化澱粉、タピオカ澱粉、天然ジャガイモ澱粉、天然トウモロコシ澱粉、天然小麦澱粉、天然米澱粉、及び天然豆澱粉である。
【００２５】
前記一種以上のポリマー(P)は好適には約1,000g/モルから約1,000,000g/モルまで、好ましくは約10,000g/モルから約800,000g/モルまで、更に好ましくは約20,000g/モルから約600,000g/モルまで、最も好ましくは約50,000g/モルから約500,000g/モルまでの重量平均分子量を有する。
【００２６】
前記一種以上のポリマー(P)中のアセトアセトキシ基の含量は好適には約0.05モル％から約15モル％まで、好ましくは約１モル％から約10モル％までである。
【００２７】
前記一種以上のポリマー(P)はアセトアセチル化ポリビニルアルコール(AAPVA)を含むことが好ましい。
【００２８】
本接着剤系はアミン基又はアミド基を含む一種以上のポリマー(P1)を更に含むことが好適である。この一種以上のポリマー(P1)は一級アミン基又はアミド基を含むことが好ましい。この一種以上のポリマー(P1)はポリビニルアミン、ポリビニルホルムアミド、ポリエチレンイミン、ポリアミドアミン、ポリ（ビニルアルコール共ビニルホルムアミド）及びポリ（ビニルアルコール共ビニルアミン）を含むことが好ましい。この一種以上のポリマー(P1)はポリビニルアミン又はポリエチレンイミンを含むことが最も好ましい。
【００２９】
“アミド基”により、本明細書中、ホルムアミド基が含まれる。
【００３０】
澱粉、ポリマー(P)及び、必要により、ポリマー(P1)を夫々含む本接着剤系の一種以上の成分、又は澱粉及びポリマー(P)を含む前記接着剤組成物は更に添加剤、例えば、粘度調節剤及び充填剤、例えば、カオリン、小麦粉、大豆粉、クルミ殻粉、又は木材接着剤配合物中の使用に適していると知られているその他のものを含んでもよい。
【００３１】
前記接着剤組成物はまた無機塩又は有機塩（これらは澱粉をベースとする接着剤組成物をつくる時に使用される一種以上のポリマー(P)又は(P1)の溶液から生じたものでもよい）を含んでもよい。前記一種以上のポリマー(P1)の一部はイオンに荷電、好ましくはカチオンに荷電されてもよい。この接着剤組成物中の塩の負の対イオンの量は０重量％から約10重量％まで、又は約0.1重量％から約５重量％まで、又は約0.2重量％から約１重量％までであってもよい。
【００３２】
本方法の一実施態様において、澱粉及び一種以上のポリマー(P)を含む接着剤組成物を含む最初に塗布された成分が塗布後に乾燥され、その後に前記一種以上のポリマー(P1)を含む水性組成物を添加することにより活性化される。
【００３３】
前記澱粉をベースとする接着剤組成物はまた更なる組成物、好適には一種以上のエチレン性不飽和モノマーのポリマー又はコポリマー（これは好適にはアセトアセトキシ基を含まず、また好適にはアミン基又はアミド基を含まない）の分散液をベースとする、接着剤組成物と組み合わされてもよい。この場合、前記澱粉をベースとする接着剤の量は、湿潤接着剤の合計を基準として、好適には約10重量％から約99重量％まで、好ましくは約25重量％から約85重量％まで、最も好ましくは約50重量％から約75重量％までである。この更なる接着剤組成物は、前記澱粉をベースとする接着剤と混合される他に、また前記澱粉をベースとする接着剤組成物と組み合わせて別々の成分として使用されてもよい。
【００３４】
更なる実施態様において、前記澱粉をベースとする接着剤組成物は一種以上のエチレン性不飽和モノマーのポリマー又はコポリマー（これは好適にはアセトアセトキシ基を含まず、またこれは好適にはアミン基又はアミド基を含まない）を含んでもよい。
【００３５】
前記一種以上のエチレン性不飽和モノマーの好適なポリマー又はコポリマーの例はビニルエステルホモポリマー、例えば、ポリ酢酸ビニル、ビニルエステルのコポリマー、例えば、エチレン-酢酸ビニルコポリマー(EVA)又は酢酸ビニルとアクリルモノマー、例えば、メチルメタクリレート又はブチルアクリレートのコポリマー、スチレン-ブタジエンゴム(SBR)、及びポリアクリレートである。
【００３６】
一般に、前記澱粉をベースとする接着剤中、又は前記澱粉をベースとする接着剤組成物と組み合わせての、先にリストされた型の、前記一種以上のエチレン性不飽和モノマーのポリマー又はコポリマーの混入は、結合特性、例えば、ベニヤ製品又は積層製品の繊維引裂きを改良し得る。
【００３７】
本接着剤系はまた使用直前に更なる成分（これらは好適には架橋剤として作用する）と組み合わされてもよい。好適な成分はイソシアネート、アセトアセトキシ基を含むモノマー又はポリマー、アジピン酸、メラミンホルムアルデヒド樹脂、尿素ホルムアルデヒド樹脂、メラミン塩、アルデヒド、例えば、グルタルアルデヒド、グリオキサール、及びポリマー状アルデヒド、例えば、ジアルデヒド澱粉、及び、錯生成剤、例えば、ジルコニウム塩である。前記接着剤組成物中に使用される場合、該接着剤組成物中のこの架橋剤の量は好適には約30重量％まで、又は約0.1重量％から約30重量％までである。
【００３８】
更に、本発明は木材をベースとする製品を形成する木材をベースとする材料の片を接着するための本発明の接着剤系の使用に関する。
【００３９】
また、本発明は本発明の、澱粉及びアセトアセトキシ基を含む一種以上のポリマー(P)を含む、本接着剤系を木材をベースとする材料の片に塗布し、前記一つ以上の片を材料、好ましくは木材をベースとする材料の一つ以上の更なる片と接合することを特徴とする木材をベースとする製品の製造方法に関する。
【００４０】
一実施態様において、その方法は本発明の接着剤組成物としての接着剤系を木材をベースとする材料の片に塗布し、該接着剤組成物で塗布されたその表面を木材をベースとする材料の別の片の表面と接触させ、それによりこれらの片間の接着剤接合部の形成によりこれらの片を接合することを含むことが好適である。
【００４１】
その方法の一実施態様において、澱粉及び一種以上のポリマー(P)を含む前記接着剤組成物が塗布後に乾燥され、その後に水性組成物を添加することにより活性化される。
【００４２】
その方法の一実施態様において、本接着剤系が別々の成分として木材をベースとする材料の一つ以上の片に塗布され、一種の成分が前記澱粉を含み、また更なる成分が前記一種以上のポリマー(P)を含む。その２種の成分は互いに時間の順序で塗布されることが好適である。また、その２種の成分は前記木材をベースとする材料に同時に塗布されることが好適である。前記澱粉を含む成分は澱粉溶液もしくは分散液を含んでもよく、又は澱粉を固形材料として含んでもよい。前記一種以上のポリマー(P)を含む成分は溶液又は分散液であることが好適である。本接着剤系の別々の成分として、前記ポリマー(P)は約１重量％から約99重量％まで、好ましくは約２重量％から約80重量％まで、更に好ましくは約２重量％から約50重量％まで、更に好ましくは約３重量％から約30重量％まで、最も好ましくは約５重量％から約20重量％までのポリマー(P)を含む水性組成物中に存在することが好適である。
【００４３】
一実施態様において、材料の一つの片が塗布された本接着剤系の澱粉を含む一成分を有してもよく、一方、別の片が塗布された前記一種以上のポリマー(P)を含む本接着剤系の一成分を有する。
【００４４】
本接着剤系のこれらの成分は塗布される第一成分及び塗布される第二成分として、互いに時間の順序で前記木材をベースとする材料に塗布されることが好ましい。
【００４５】
一実施態様において、第一の塗布された成分は、溶液又は分散液である場合、塗布後に乾燥され、その後に前記第二成分が塗布される。
【００４６】
一実施態様において、前記木材をベースとする材料に塗布される本接着剤系の前記第一成分は澱粉を含む成分であることが好適であり、また塗布される前記第二成分は前記一種以上のポリマー(P)を含むことが好適である。塗布される前記第一成分は澱粉溶液又は分散液を含むことが好適であり、また塗布される前記第二成分は前記一種以上のポリマー(P)の溶液又は分散液を含むことが好適である。
【００４７】
一実施態様において、澱粉を含む塗布される前記第一成分が塗布後に乾燥され、その後に前記一種以上のポリマー(P)を含む塗布される前記第二成分が塗布されることが好適である。
【００４８】
一実施態様において、塗布される前記第一成分が固形澱粉を含むことが好適であり、また塗布される前記第二成分が前記一種以上のポリマー(P)の溶液又は分散液を含むことが好適である。
【００４９】
一実施態様において、前記木材をベースとする材料に塗布される本接着剤系の前記第一成分は前記一種以上のポリマー(P)を含む成分であることが好適であり、また塗布される前記第二成分は澱粉を含むことが好適である。塗布される前記第一成分は前記一種以上のポリマー(P)の溶液又は分散液を含むことが好適であり、また塗布される前記第二成分は、溶液もしくは分散液、又は固形材料として澱粉を含む。
【００５０】
一実施態様において、前記一種以上のポリマー(P)を含む前記第一成分が塗布後に乾燥され、その後に澱粉を含む前記第二成分が塗布されることが好適である。
【００５１】
本発明に使用される前記固形澱粉は粉末であることが好適であり、種々の含水量を有してもよい。
【００５２】
木材をベースとする材料により、本明細書中、固形木材の他に、木製材料、例えば、繊維材料、チップ材料、及びパーティクルボード材料がまた含まれる。接合すべきこれらの表面は木材をベースとする材料の同じ型又は異なる型のものであってもよい。
【００５３】
前記木材をベースとする材料は木材をベースとする材料のあらゆる型及び形態、例えば、チップ、繊維、シート、ラミネート、ベニヤ、片等であってもよい。
【００５４】
一実施態様において、積層製品を製造する場合、その方法は好適には１つの表面への本発明の接着剤組成物の塗布を含み、その結果、この接着剤接合部は約0.1g/m2から約500g/m2までの初期に塗布された量を含むであろう。この塗布量は製造すべき製品に依存する。圧縮成形ベニヤについて、それは好ましくは約50g/m2から約200g/m2までであり、積層床材について、それは好ましくは約100g/m2から約160g/m2までであり、また積層ビームについて、それは好ましくは約180g/m2から約500g/m2までである。この好適な上限はまたどの型の木材をベースとする材料がその溶液で塗布されるのかに依存する。前記接着剤組成物は接合すべき表面の一方又は両方に塗布されてもよい。両方の表面に塗布される場合、夫々の表面に塗布される量の合計は明記された全接着剤接合に好ましい量に相当するであろう。
【００５５】
圧縮成形ベニヤをつくる場合、その方法は木材をベースとする材料の二つより多い片、好ましくは２から15までの片の接合を含むことが好適である。
【００５６】
一実施態様において、その方法は木材をベースとする材料の片が木材チップである木材をベースとする材料の片を接着することを含み、本明細書中の“木材チップ”という用語はチップ、かんな屑、フレーク、のこ屑粒子及びあらゆる同様の微細な木材をベースとする材料を含む。この場合、この木材をベースとする製品は複合製品、例えば、チップボード、パーティクルボードもしくは繊維ボード、又は延伸ストランドボードである。
【００５７】
使用される前記木材チップの含水量は好適には約０重量％から約20重量％まで、好ましくは約１重量％から約10重量％まで、更に好ましくは約1.5重量％から約５重量％までである。
【００５８】
乾燥重量として計算される、木材チップ対接着剤系の重量比は好適には約100:1から約1:1まで、好ましくは約50:1から約2:1まで、更に好ましくは約30:1から約2.5:1まで、最も好ましくは約15:1から約3:1までである。
【００５９】
プレスの開始時の木材チップと接着剤系の混合物の含水量は好適には約３重量％から約25重量％まで、好ましくは約５重量％から約20重量％まで、更に好ましくは約６重量％から約18重量％まで、最も好ましくは約７重量％から約15重量％までである。
【００６０】
本接着剤系の塗布に続いて、プレスが行なわれることが好ましい。このプレスは高温で行なわれることが好適である。このプレス温度はどの木材をベースとする製品が製造されることを意図されているかに依存するが、好適には約０℃から約250℃まで、好ましくは約70℃から約200℃までであってもよい。
【００６１】
積層製品又はベニヤ製品について、架橋剤が前記接着剤組成物に添加されなかった場合の、前記プレス温度は、好適には約０℃から約200℃まで、好ましくは約20℃から約150℃まで、更に好ましくは約50℃から約130℃まで、最も好ましくは約70℃から約130℃までである。架橋剤が前記接着剤組成物に添加された場合、前記プレス温度は前記架橋剤の有効性に応じて時折低下されてもよい。
【００６２】
パーティクルボード製品、チップボード製品、及び繊維ボード製品について、前記プレス温度は好ましくは約100℃から約225℃まで、最も好ましくは約150℃から約200℃までである。積層製品、例えば、合板製品、積層床材製品又はベニヤ床材製品について、前記プレス温度は好ましくは約70℃から約175℃まで、最も好ましくは約90℃から約160℃までである。
【００６３】
前記プレス時間及びプレス温度は連関され、その結果、一層低いプレス温度は一般に一層長いプレス時間を必要とする。製造すべき木材をベースとする製品がまた好適なプレス温度及びプレス時間を決める。このプレス時間は好適には少なくとも約10秒、また好適には約10秒から約60分まで、好ましくは少なくとも約30秒、また好ましくは約30秒から約30分まで、最も好ましくは少なくとも約１分、また好ましくは約１分から約15分までである。
【００６４】
一実施態様において、木材をベースとする材料の片はシート又はラメラである。この場合、前記木材をベースとする製品は積層床材、ベニヤ床材、ベニヤ家具材料、壁パネル、屋根パネル、合板又は積層ビームであることが好適である。
【００６５】
一実施態様において、積層製品を製造する場合、その方法は１つの表面への前記澱粉及びポリマー(P)の別々の成分としての本発明の接着剤系の塗布を含むことが好適である。この澱粉及びポリマー(P)の両方が水性組成物として塗布されることが好適である。また、前記澱粉及びポリマー(P)は接合されることが意図されている別々の表面に塗布し得る。前記一方又は両方の表面に塗布される本接着剤系の合計量は接着接合部が好適には約0.1g/m2から約500g/m2までの初期に塗布される量を含むようなものである。この塗布量は製造すべき製品に依存する。圧縮成形ベニヤについて、それは好ましくは約50g/m2から約200g/m2までであり、積層床材について、それは好ましくは約100g/m2から約160g/m2までである。この好適な上限はまたどの型の木材をベースとする材料がその溶液で塗布されるのかに依存する。
【００６６】
一実施態様において、パーティクルボード、チップボード、又は繊維ボードを製造する場合、その方法は前記木材チップへの前記澱粉及びポリマー(P)の別々の成分としての本発明の接着剤系の塗布を含むことが好適である。この澱粉は固体形態で、又は水性組成物中に存在するように塗布し得る。この澱粉は固体形態で塗布されることが好ましい。前記ポリマー(P)は水性組成物として塗布されることが好適である。このポリマー(P)が最初にチップに添加され、続いて前記澱粉が添加されることが好ましい。
【００６７】
本発明はまた木材をベースとする製品を製造する方法により得られる木材をベースとする製品に関する。
【００６８】
更に、本発明は澱粉及びアセトアセトキシ基を含む一種以上のポリマー(P)を含む接着剤で接合された木材をベースとする材料の片を含む木材をベースとする製品に関する。
【００６９】
本発明の前記木材をベースとする製品は積層材料又はベニヤ材料、例えば、積層床材、ベニヤ床材、ベニヤ家具材料、合板、壁パネル、屋根パネル、積層ビーム、又は複合製品、例えば、パーティクルボード、繊維ボード、チップボードもしくは延伸ストランドボードであることが好適である。それは合板、ベニヤ家具材料、ベニヤ床材、積層床材又はパーティクルボードであることが好ましい。
【００７０】
一実施態様において、本発明の前記木材をベースとする製品は澱粉及びアセトアセトキシ基を含む一種以上のポリマー(P)を含む一つ以上の接着剤接合部で接合された、一つ以上の層を含む。
【００７１】
一実施態様において、本発明の前記木材をベースとする製品は澱粉及びアセトアセトキシ基を含む一種以上のポリマー(P)を含む接着剤で一緒に接合された木材をベースとするチップを含む複合製品を含む。その複合製品は好適には約70重量％から約98重量％まで、好ましくは約80重量％から約90重量％までの木材をベースとする材料、約２重量％から約25重量％まで、好ましくは約５重量％から約15重量％までの澱粉、及び約0.5重量％から約10重量％まで、好ましくは約２重量％から約６重量％までの前記一種以上のポリマー(P)を含み、これらの量は前記複合製品の乾燥重量として計算される。
【００７２】
前記複合製品はチップボード、パーティクルボードもしくは繊維ボード、又は延伸ストランドボードであることが好ましい。
【００７３】
完成した木材をベースとする製品中の前記一つ以上の乾燥接着剤接合部中の澱粉の量は好適には約10重量％から約75重量％まで、好ましくは約25重量％から約65重量％まで、最も好ましくは約40重量％から約60重量％までである。
【００７４】
前記完成した木材をベースとする製品中の前記一つ以上の乾燥接着剤接合部中の前記一種以上のポリマー(P)の量は好適には約25重量％から約90重量％まで、好ましくは約35重量％から約75重量％まで、最も好ましくは約40重量％から約60重量％までである。
【００７５】
本発明が以下の非限定実施例により更に説明される。部数及び％は、特にことわらない限り、夫々重量部及び重量％に関する。
【実施例】
【００７６】
実施例１：約13重量％のアセトアセチル化ポリビニルアルコール(AAPVA)（日本合成からのゴーセフィマー（登録商標）Z-220）の水溶液66g、水5g及びトウモロコシ澱粉（セレスターからのC*ガムNC03432、10％の含水量）45gを混合することにより澱粉をベースとする接着剤をつくった。その混合物を63℃で20分間撹拌することによりこの澱粉を部分的に糊化した。その接着剤の乾燥含量を測定したところ、43重量％であった。
【００７７】
実施例２：
0.6mmのブナのトップベニヤを15x15cmのパーティクルボードの一面に接着することにより二つのベニヤ製品を製造した。これらのボードに実施例１の接着剤組成物3.7gを塗布し、これらのベニヤを１分間中に夫々90℃及び130℃でボードに直接プレスした。この繊維引裂き（のみ）を試験した。
【００７８】
【表１】
【００７９】
実施例３：
実施例１の接着剤組成物10部に、約7.5重量％（対イオン及び塩を含む22重量％の合計乾燥含量）のポリビニルアミン（BASFからのルパミン（登録商標）9095）の水溶液0.4部を添加した。0.6mmのブナのトップベニヤを15x15cmのパーティクルボードの一面に接着することによりベニヤ製品を製造した。これらのボードにその接着剤組成物3.7gを塗布し、これらのベニヤを１分間中に夫々90℃及び130℃でこれらのボードに直接プレスした。この繊維引裂き（のみ）を試験した。
【００８０】
【表２】
接着剤組成物へのAAPVAの添加は結合強度を増大することが結論される。
【００８１】
実施例４：
更なる試験において、実施例１と同じ接着剤組成物を3.34gの量でパーティクルボードに塗布し、乾燥させた。次いで水1.18gを添加することによりこの乾燥接着剤層を再度湿らせ、続いてブナの層を前記ボード上にベニヤにした。この組立体を130℃で１分間プレスした。この繊維引裂き（％）を試験した。
【００８２】
【表３】
【００８３】
実施例５：２重量％の含水量を有する、木材チップ864gを、約17重量％のアセトアセチル化ポリビニルアルコール(AAPVA)（日本合成からのゴーセフィマー（登録商標）Z-220）の水溶液259g、水3g及びトウモロコシ澱粉（セレスターからのC*ガムNC03432、10％の含水量）138gを混合することによりつくられた接着剤組成物285gと混合することによりパーティクルボードを製造した。この澱粉をその混合物を63℃で20分間撹拌することにより部分的に糊化した。このチップ混合物を30x30cmのシートに成形し、185℃で３分間にわたって厚さ16mmのボードにプレスした。この圧力の順序は30秒間で160kg/cm2、2.5分間で40kg/cm2そして最後の30秒間で圧力なしであった。5x5cmの片を二つの金属ブロックに接着し、それらを離して引裂くことにより引張強度（内部結合、IB）を測定した。また、膨潤厚さ(TSW)及び水吸収(ABS)を測定した。5x5cmの片を水に浸漬した後（20℃、24時間）、膨潤の程度を測定することにより膨潤厚さを測定した。5x5cmの片を水に浸漬した後（20℃、24時間）、重量増加を測定することにより水吸収を測定した。
【００８４】
前記IB値は180kPaであり、前記TSWは55％であり、また前記ABS（24時間）は165％であった。
【技術分野】
【０００１】
本発明は接着剤系及び木材をベースとする製品の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ホルムアルデヒドをベースとする樹脂、例えば、フェノール-ホルムアルデヒド樹脂、メラミン-ホルムアルデヒド樹脂及び尿素-ホルムアルデヒド樹脂が木材をベースとする製品の製造におけるバインダーとして広く使用されている。このような木材をベースとする製品の例は一緒に接着された層を含む複合製品、例えば、合板、積層床製品及び、例えば、家具に使用されるベニヤ製品である。更なる例は木材チップ及び／又は繊維が、バインダーと一緒に、プレスされてボードを形成するボード製品、例えば、パーティクルボード、チップボード及び繊維板である。
【０００３】
ホルムアルデヒドをベースとする樹脂を硬化する際に、ホルムアルデヒドが木材をベースとする製品の製造中そしてその後に製品の使用中の両方で放出されることがある。屋内空気へのホルムアルデヒド放出は健康上の理由のために長年にわたって重大な関心事である。
【０００４】
ホルムアルデヒドをベースとする樹脂を含む従来技術の接着剤の代替物としてそれらを好適にする充分な結合強度及び総合の最終製品品質を与えるホルムアルデヒドを含まない木材接着剤についての要望が増大している。
【０００５】
耐水性及び結合強度が一般に木材をベースとする製品についての品質を反映する重要な性質である。一般に、特定の最終製品について確立された規格を満足するのに必要とされる特定の品質パラメーターが存在する。例えば、パーティクルボードは、例えば、内部結合、膨潤厚さ及び水吸収に関して或る規格を満足することを必要とし、一方、積層床製品は、例えば、離層及び繊維引裂きに関して或る規格を満足することを必要とする。
【０００６】
木材接着剤組成物中のホルムアルデヒドをベースとする樹脂の代替物として、澱粉をベースとする接着剤が提案されていた。Imamら, “架橋ポリ（ビニルアルコール）及び部分的に糊化された澱粉からの木材接着剤：調製及び性質”, Starch/Starke 51 (1999) Nr. 6, S. 225-229は、澱粉及びポリビニルアルコールを含む接着剤組成物を開示しており、その組成物はメラミン樹脂を更に含む。米国特許第2,051,025号、同第2,102,937号、同第3,487,033号、同第3,355,307号は段ボールをつくるのに使用される澱粉をベースとする接着剤を開示している。WO 03/069061 A1は板紙製品をつくる際に使用される澱粉をベースとする接着剤を開示している。Moriら,“木材製品のためのハネムーン型接着剤...”, J.of applied polymer science, 91巻, 2966-2972 (2004)は木材接着剤中のアセトアセチル化ポリビニルアルコールを開示している。米国特許第4,350,788号、同第4,687,809号及び同第2005/0197441 A1号は木材接着剤中のアセトアセチル化ポリビニルアルコールの使用を開示している。
【０００７】
木材をベースとする材料を接着するのに適した別の澱粉をベースとする接着剤系についての要望が依然としてある。
【０００８】
それ故、本発明は優れた接着品質を示す澱粉をベースとする接着剤系を提供する。また、木材をベースとする材料の接着方法及び木材をベースとする製品が提供される。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は澱粉及びアセトアセトキシ基を含む一種以上のポリマー(P)を含む接着剤系を提供する。
【００１０】
“接着剤系”は木材接着剤を形成し、木材接着剤として機能し、かつ木材接着剤として使用されることが意図されている２種以上の成分の組み合わせを本明細書で意味する。“接着剤”という用語に、“バインダー”という用語がまた本明細書中で含まれる。
【００１１】
本接着剤系中の澱粉対ポリマー(P)の重量比は好適には約1:2から約25:1まで、好ましくは約1:1から約15:1まで、最も好ましくは約3:1から約8:1までである。
【００１２】
一実施態様において、本接着剤系は澱粉及びアセトアセトキシ基を含む一種以上のポリマー(P)を含む接着剤組成物を含む。
【００１３】
前記接着剤組成物は好適には約１重量％から約50重量％まで、好ましくは約10重量％から約45重量％まで、更に好ましくは約20重量％から約45重量％まで、最も好ましくは約30重量％から約40重量％までの澱粉を含む。
【００１４】
前記接着剤組成物は好適には約0.1重量％から約50重量％まで、好ましくは１重量％から約40重量％まで、更に好ましくは約２重量％から約25重量％まで、最も好ましくは約３重量％から約15重量％までの一種以上のポリマー(P)を含む。
【００１５】
前記接着剤組成物中の澱粉及び一種以上のポリマー(P)の合計の量は好適には約20重量％から約70重量％まで、好ましくは約35重量％から約60重量％までである。
【００１６】
前記接着剤組成物中の固形分は好適には約20重量％から約70重量％まで、好ましくは約35重量％から約60重量％まで、最も好ましくは約40重量％から約50重量％までである。
【００１７】
前記接着剤組成物の“固形分”は該接着剤組成物の非水部分を本明細書で意味する。
【００１８】
一実施態様において、本接着剤系は実際の接着プロセスが開始し、又は接着プロセスが始まる前に短時間で混合されるまで分離されたままである別々の成分として前記澱粉及び一種以上のポリマー(P)を含む。“短時間”とは約１時間以下、好ましくは約30分以下、最も好ましくは約15分以下を本明細書で意味することが好適である。
【００１９】
更に、本発明は澱粉及びアセトアセトキシ基を含む一種以上のポリマー(P)を水相中で混合することを特徴とする接着剤組成物の製造方法に関する。澱粉が一種以上のポリマー(P)を含む水性組成物に添加されることが好適である。好適には、この混合が高温で行なわれて前記澱粉を少なくとも部分的に糊化する。このような場合、この温度は澱粉が添加される前に水性組成物中で上昇されてもよい。また、この温度は澱粉が添加された後に上昇されてもよい。
【００２０】
更に、本発明は接着剤組成物の製造方法により得られる接着剤組成物に関する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
前記澱粉は前記接着剤組成物中に存在する場合又は溶液もしくは分散液中の別々の成分として存在する場合、少なくとも部分的に糊化されることが好ましい。この澱粉を少なくとも部分的に糊化するのに必要とされる温度は使用される澱粉の型に依存するが、一般に少なくとも50℃である。この少なくとも部分的に糊化された澱粉は澱粉を含む水性混合物を好適には約50℃から約99℃まで、好ましくは約50℃から約80℃まで、最も好ましくは約55℃から約70℃までの高温に暴露することにより得られる。前記少なくとも部分的に糊化された澱粉は澱粉を含む水性混合物を好適には少なくとも約0.1分間、また好適には約0.1分から約180分まで、好ましくは少なくとも１分間、また好ましくは約１分から約100分まで、最も好ましくは少なくとも10分間、また最も好ましくは約10分から約60分までにわたって高温に維持することにより得られる。
【００２２】
本発明の一実施態様、実施態様Ａにおいて、前記澱粉が少ない程度に部分的に糊化され、澱粉を含む水性混合物を好ましくは約50℃から約70℃まで、最も好ましくは約55℃から約65℃までの高温に暴露することにより得られる。この場合、前記部分的に糊化された澱粉は澱粉を含む水性混合物を好ましくは少なくとも１分間、また好ましくは約１分から約40分まで、最も好ましくは少なくとも５分間、また最も好ましくは約５分から約30分までにわたって高温に維持することにより得られる。
【００２３】
本発明の別の実施態様、実施態様Ｂにおいて、前記澱粉が一層高い程度に部分的に糊化され、又は完全に糊化され、澱粉を含む水性混合物を好ましくは約70℃から約99℃まで、最も好ましくは約80℃から約95℃までの高温に暴露することにより得られる。この場合、前記部分的に糊化された澱粉は澱粉を含む水性混合物を好ましくは少なくとも１分間、また好ましくは約１分から約240分まで、最も好ましくは少なくとも10分間、また最も好ましくは約10分から約100分までにわたって高温に維持することにより得られる。
【００２４】
好適な澱粉の例は天然澱粉及び、例えば、ジャガイモ、トウモロコシ、小麦、米、豆類等からつくられた変性澱粉、例えば、アセチル化分解澱粉、アルキルコハク酸変性澱粉、酸化澱粉、ヒドロキシプロピル化澱粉、カチオン澱粉、アミロペクチン澱粉、高アミロースアセチル化澱粉、タピオカ澱粉、天然ジャガイモ澱粉、天然トウモロコシ澱粉、天然小麦澱粉、天然米澱粉、及び天然豆澱粉である。
【００２５】
前記一種以上のポリマー(P)は好適には約1,000g/モルから約1,000,000g/モルまで、好ましくは約10,000g/モルから約800,000g/モルまで、更に好ましくは約20,000g/モルから約600,000g/モルまで、最も好ましくは約50,000g/モルから約500,000g/モルまでの重量平均分子量を有する。
【００２６】
前記一種以上のポリマー(P)中のアセトアセトキシ基の含量は好適には約0.05モル％から約15モル％まで、好ましくは約１モル％から約10モル％までである。
【００２７】
前記一種以上のポリマー(P)はアセトアセチル化ポリビニルアルコール(AAPVA)を含むことが好ましい。
【００２８】
本接着剤系はアミン基又はアミド基を含む一種以上のポリマー(P1)を更に含むことが好適である。この一種以上のポリマー(P1)は一級アミン基又はアミド基を含むことが好ましい。この一種以上のポリマー(P1)はポリビニルアミン、ポリビニルホルムアミド、ポリエチレンイミン、ポリアミドアミン、ポリ（ビニルアルコール共ビニルホルムアミド）及びポリ（ビニルアルコール共ビニルアミン）を含むことが好ましい。この一種以上のポリマー(P1)はポリビニルアミン又はポリエチレンイミンを含むことが最も好ましい。
【００２９】
“アミド基”により、本明細書中、ホルムアミド基が含まれる。
【００３０】
澱粉、ポリマー(P)及び、必要により、ポリマー(P1)を夫々含む本接着剤系の一種以上の成分、又は澱粉及びポリマー(P)を含む前記接着剤組成物は更に添加剤、例えば、粘度調節剤及び充填剤、例えば、カオリン、小麦粉、大豆粉、クルミ殻粉、又は木材接着剤配合物中の使用に適していると知られているその他のものを含んでもよい。
【００３１】
前記接着剤組成物はまた無機塩又は有機塩（これらは澱粉をベースとする接着剤組成物をつくる時に使用される一種以上のポリマー(P)又は(P1)の溶液から生じたものでもよい）を含んでもよい。前記一種以上のポリマー(P1)の一部はイオンに荷電、好ましくはカチオンに荷電されてもよい。この接着剤組成物中の塩の負の対イオンの量は０重量％から約10重量％まで、又は約0.1重量％から約５重量％まで、又は約0.2重量％から約１重量％までであってもよい。
【００３２】
本方法の一実施態様において、澱粉及び一種以上のポリマー(P)を含む接着剤組成物を含む最初に塗布された成分が塗布後に乾燥され、その後に前記一種以上のポリマー(P1)を含む水性組成物を添加することにより活性化される。
【００３３】
前記澱粉をベースとする接着剤組成物はまた更なる組成物、好適には一種以上のエチレン性不飽和モノマーのポリマー又はコポリマー（これは好適にはアセトアセトキシ基を含まず、また好適にはアミン基又はアミド基を含まない）の分散液をベースとする、接着剤組成物と組み合わされてもよい。この場合、前記澱粉をベースとする接着剤の量は、湿潤接着剤の合計を基準として、好適には約10重量％から約99重量％まで、好ましくは約25重量％から約85重量％まで、最も好ましくは約50重量％から約75重量％までである。この更なる接着剤組成物は、前記澱粉をベースとする接着剤と混合される他に、また前記澱粉をベースとする接着剤組成物と組み合わせて別々の成分として使用されてもよい。
【００３４】
更なる実施態様において、前記澱粉をベースとする接着剤組成物は一種以上のエチレン性不飽和モノマーのポリマー又はコポリマー（これは好適にはアセトアセトキシ基を含まず、またこれは好適にはアミン基又はアミド基を含まない）を含んでもよい。
【００３５】
前記一種以上のエチレン性不飽和モノマーの好適なポリマー又はコポリマーの例はビニルエステルホモポリマー、例えば、ポリ酢酸ビニル、ビニルエステルのコポリマー、例えば、エチレン-酢酸ビニルコポリマー(EVA)又は酢酸ビニルとアクリルモノマー、例えば、メチルメタクリレート又はブチルアクリレートのコポリマー、スチレン-ブタジエンゴム(SBR)、及びポリアクリレートである。
【００３６】
一般に、前記澱粉をベースとする接着剤中、又は前記澱粉をベースとする接着剤組成物と組み合わせての、先にリストされた型の、前記一種以上のエチレン性不飽和モノマーのポリマー又はコポリマーの混入は、結合特性、例えば、ベニヤ製品又は積層製品の繊維引裂きを改良し得る。
【００３７】
本接着剤系はまた使用直前に更なる成分（これらは好適には架橋剤として作用する）と組み合わされてもよい。好適な成分はイソシアネート、アセトアセトキシ基を含むモノマー又はポリマー、アジピン酸、メラミンホルムアルデヒド樹脂、尿素ホルムアルデヒド樹脂、メラミン塩、アルデヒド、例えば、グルタルアルデヒド、グリオキサール、及びポリマー状アルデヒド、例えば、ジアルデヒド澱粉、及び、錯生成剤、例えば、ジルコニウム塩である。前記接着剤組成物中に使用される場合、該接着剤組成物中のこの架橋剤の量は好適には約30重量％まで、又は約0.1重量％から約30重量％までである。
【００３８】
更に、本発明は木材をベースとする製品を形成する木材をベースとする材料の片を接着するための本発明の接着剤系の使用に関する。
【００３９】
また、本発明は本発明の、澱粉及びアセトアセトキシ基を含む一種以上のポリマー(P)を含む、本接着剤系を木材をベースとする材料の片に塗布し、前記一つ以上の片を材料、好ましくは木材をベースとする材料の一つ以上の更なる片と接合することを特徴とする木材をベースとする製品の製造方法に関する。
【００４０】
一実施態様において、その方法は本発明の接着剤組成物としての接着剤系を木材をベースとする材料の片に塗布し、該接着剤組成物で塗布されたその表面を木材をベースとする材料の別の片の表面と接触させ、それによりこれらの片間の接着剤接合部の形成によりこれらの片を接合することを含むことが好適である。
【００４１】
その方法の一実施態様において、澱粉及び一種以上のポリマー(P)を含む前記接着剤組成物が塗布後に乾燥され、その後に水性組成物を添加することにより活性化される。
【００４２】
その方法の一実施態様において、本接着剤系が別々の成分として木材をベースとする材料の一つ以上の片に塗布され、一種の成分が前記澱粉を含み、また更なる成分が前記一種以上のポリマー(P)を含む。その２種の成分は互いに時間の順序で塗布されることが好適である。また、その２種の成分は前記木材をベースとする材料に同時に塗布されることが好適である。前記澱粉を含む成分は澱粉溶液もしくは分散液を含んでもよく、又は澱粉を固形材料として含んでもよい。前記一種以上のポリマー(P)を含む成分は溶液又は分散液であることが好適である。本接着剤系の別々の成分として、前記ポリマー(P)は約１重量％から約99重量％まで、好ましくは約２重量％から約80重量％まで、更に好ましくは約２重量％から約50重量％まで、更に好ましくは約３重量％から約30重量％まで、最も好ましくは約５重量％から約20重量％までのポリマー(P)を含む水性組成物中に存在することが好適である。
【００４３】
一実施態様において、材料の一つの片が塗布された本接着剤系の澱粉を含む一成分を有してもよく、一方、別の片が塗布された前記一種以上のポリマー(P)を含む本接着剤系の一成分を有する。
【００４４】
本接着剤系のこれらの成分は塗布される第一成分及び塗布される第二成分として、互いに時間の順序で前記木材をベースとする材料に塗布されることが好ましい。
【００４５】
一実施態様において、第一の塗布された成分は、溶液又は分散液である場合、塗布後に乾燥され、その後に前記第二成分が塗布される。
【００４６】
一実施態様において、前記木材をベースとする材料に塗布される本接着剤系の前記第一成分は澱粉を含む成分であることが好適であり、また塗布される前記第二成分は前記一種以上のポリマー(P)を含むことが好適である。塗布される前記第一成分は澱粉溶液又は分散液を含むことが好適であり、また塗布される前記第二成分は前記一種以上のポリマー(P)の溶液又は分散液を含むことが好適である。
【００４７】
一実施態様において、澱粉を含む塗布される前記第一成分が塗布後に乾燥され、その後に前記一種以上のポリマー(P)を含む塗布される前記第二成分が塗布されることが好適である。
【００４８】
一実施態様において、塗布される前記第一成分が固形澱粉を含むことが好適であり、また塗布される前記第二成分が前記一種以上のポリマー(P)の溶液又は分散液を含むことが好適である。
【００４９】
一実施態様において、前記木材をベースとする材料に塗布される本接着剤系の前記第一成分は前記一種以上のポリマー(P)を含む成分であることが好適であり、また塗布される前記第二成分は澱粉を含むことが好適である。塗布される前記第一成分は前記一種以上のポリマー(P)の溶液又は分散液を含むことが好適であり、また塗布される前記第二成分は、溶液もしくは分散液、又は固形材料として澱粉を含む。
【００５０】
一実施態様において、前記一種以上のポリマー(P)を含む前記第一成分が塗布後に乾燥され、その後に澱粉を含む前記第二成分が塗布されることが好適である。
【００５１】
本発明に使用される前記固形澱粉は粉末であることが好適であり、種々の含水量を有してもよい。
【００５２】
木材をベースとする材料により、本明細書中、固形木材の他に、木製材料、例えば、繊維材料、チップ材料、及びパーティクルボード材料がまた含まれる。接合すべきこれらの表面は木材をベースとする材料の同じ型又は異なる型のものであってもよい。
【００５３】
前記木材をベースとする材料は木材をベースとする材料のあらゆる型及び形態、例えば、チップ、繊維、シート、ラミネート、ベニヤ、片等であってもよい。
【００５４】
一実施態様において、積層製品を製造する場合、その方法は好適には１つの表面への本発明の接着剤組成物の塗布を含み、その結果、この接着剤接合部は約0.1g/m2から約500g/m2までの初期に塗布された量を含むであろう。この塗布量は製造すべき製品に依存する。圧縮成形ベニヤについて、それは好ましくは約50g/m2から約200g/m2までであり、積層床材について、それは好ましくは約100g/m2から約160g/m2までであり、また積層ビームについて、それは好ましくは約180g/m2から約500g/m2までである。この好適な上限はまたどの型の木材をベースとする材料がその溶液で塗布されるのかに依存する。前記接着剤組成物は接合すべき表面の一方又は両方に塗布されてもよい。両方の表面に塗布される場合、夫々の表面に塗布される量の合計は明記された全接着剤接合に好ましい量に相当するであろう。
【００５５】
圧縮成形ベニヤをつくる場合、その方法は木材をベースとする材料の二つより多い片、好ましくは２から15までの片の接合を含むことが好適である。
【００５６】
一実施態様において、その方法は木材をベースとする材料の片が木材チップである木材をベースとする材料の片を接着することを含み、本明細書中の“木材チップ”という用語はチップ、かんな屑、フレーク、のこ屑粒子及びあらゆる同様の微細な木材をベースとする材料を含む。この場合、この木材をベースとする製品は複合製品、例えば、チップボード、パーティクルボードもしくは繊維ボード、又は延伸ストランドボードである。
【００５７】
使用される前記木材チップの含水量は好適には約０重量％から約20重量％まで、好ましくは約１重量％から約10重量％まで、更に好ましくは約1.5重量％から約５重量％までである。
【００５８】
乾燥重量として計算される、木材チップ対接着剤系の重量比は好適には約100:1から約1:1まで、好ましくは約50:1から約2:1まで、更に好ましくは約30:1から約2.5:1まで、最も好ましくは約15:1から約3:1までである。
【００５９】
プレスの開始時の木材チップと接着剤系の混合物の含水量は好適には約３重量％から約25重量％まで、好ましくは約５重量％から約20重量％まで、更に好ましくは約６重量％から約18重量％まで、最も好ましくは約７重量％から約15重量％までである。
【００６０】
本接着剤系の塗布に続いて、プレスが行なわれることが好ましい。このプレスは高温で行なわれることが好適である。このプレス温度はどの木材をベースとする製品が製造されることを意図されているかに依存するが、好適には約０℃から約250℃まで、好ましくは約70℃から約200℃までであってもよい。
【００６１】
積層製品又はベニヤ製品について、架橋剤が前記接着剤組成物に添加されなかった場合の、前記プレス温度は、好適には約０℃から約200℃まで、好ましくは約20℃から約150℃まで、更に好ましくは約50℃から約130℃まで、最も好ましくは約70℃から約130℃までである。架橋剤が前記接着剤組成物に添加された場合、前記プレス温度は前記架橋剤の有効性に応じて時折低下されてもよい。
【００６２】
パーティクルボード製品、チップボード製品、及び繊維ボード製品について、前記プレス温度は好ましくは約100℃から約225℃まで、最も好ましくは約150℃から約200℃までである。積層製品、例えば、合板製品、積層床材製品又はベニヤ床材製品について、前記プレス温度は好ましくは約70℃から約175℃まで、最も好ましくは約90℃から約160℃までである。
【００６３】
前記プレス時間及びプレス温度は連関され、その結果、一層低いプレス温度は一般に一層長いプレス時間を必要とする。製造すべき木材をベースとする製品がまた好適なプレス温度及びプレス時間を決める。このプレス時間は好適には少なくとも約10秒、また好適には約10秒から約60分まで、好ましくは少なくとも約30秒、また好ましくは約30秒から約30分まで、最も好ましくは少なくとも約１分、また好ましくは約１分から約15分までである。
【００６４】
一実施態様において、木材をベースとする材料の片はシート又はラメラである。この場合、前記木材をベースとする製品は積層床材、ベニヤ床材、ベニヤ家具材料、壁パネル、屋根パネル、合板又は積層ビームであることが好適である。
【００６５】
一実施態様において、積層製品を製造する場合、その方法は１つの表面への前記澱粉及びポリマー(P)の別々の成分としての本発明の接着剤系の塗布を含むことが好適である。この澱粉及びポリマー(P)の両方が水性組成物として塗布されることが好適である。また、前記澱粉及びポリマー(P)は接合されることが意図されている別々の表面に塗布し得る。前記一方又は両方の表面に塗布される本接着剤系の合計量は接着接合部が好適には約0.1g/m2から約500g/m2までの初期に塗布される量を含むようなものである。この塗布量は製造すべき製品に依存する。圧縮成形ベニヤについて、それは好ましくは約50g/m2から約200g/m2までであり、積層床材について、それは好ましくは約100g/m2から約160g/m2までである。この好適な上限はまたどの型の木材をベースとする材料がその溶液で塗布されるのかに依存する。
【００６６】
一実施態様において、パーティクルボード、チップボード、又は繊維ボードを製造する場合、その方法は前記木材チップへの前記澱粉及びポリマー(P)の別々の成分としての本発明の接着剤系の塗布を含むことが好適である。この澱粉は固体形態で、又は水性組成物中に存在するように塗布し得る。この澱粉は固体形態で塗布されることが好ましい。前記ポリマー(P)は水性組成物として塗布されることが好適である。このポリマー(P)が最初にチップに添加され、続いて前記澱粉が添加されることが好ましい。
【００６７】
本発明はまた木材をベースとする製品を製造する方法により得られる木材をベースとする製品に関する。
【００６８】
更に、本発明は澱粉及びアセトアセトキシ基を含む一種以上のポリマー(P)を含む接着剤で接合された木材をベースとする材料の片を含む木材をベースとする製品に関する。
【００６９】
本発明の前記木材をベースとする製品は積層材料又はベニヤ材料、例えば、積層床材、ベニヤ床材、ベニヤ家具材料、合板、壁パネル、屋根パネル、積層ビーム、又は複合製品、例えば、パーティクルボード、繊維ボード、チップボードもしくは延伸ストランドボードであることが好適である。それは合板、ベニヤ家具材料、ベニヤ床材、積層床材又はパーティクルボードであることが好ましい。
【００７０】
一実施態様において、本発明の前記木材をベースとする製品は澱粉及びアセトアセトキシ基を含む一種以上のポリマー(P)を含む一つ以上の接着剤接合部で接合された、一つ以上の層を含む。
【００７１】
一実施態様において、本発明の前記木材をベースとする製品は澱粉及びアセトアセトキシ基を含む一種以上のポリマー(P)を含む接着剤で一緒に接合された木材をベースとするチップを含む複合製品を含む。その複合製品は好適には約70重量％から約98重量％まで、好ましくは約80重量％から約90重量％までの木材をベースとする材料、約２重量％から約25重量％まで、好ましくは約５重量％から約15重量％までの澱粉、及び約0.5重量％から約10重量％まで、好ましくは約２重量％から約６重量％までの前記一種以上のポリマー(P)を含み、これらの量は前記複合製品の乾燥重量として計算される。
【００７２】
前記複合製品はチップボード、パーティクルボードもしくは繊維ボード、又は延伸ストランドボードであることが好ましい。
【００７３】
完成した木材をベースとする製品中の前記一つ以上の乾燥接着剤接合部中の澱粉の量は好適には約10重量％から約75重量％まで、好ましくは約25重量％から約65重量％まで、最も好ましくは約40重量％から約60重量％までである。
【００７４】
前記完成した木材をベースとする製品中の前記一つ以上の乾燥接着剤接合部中の前記一種以上のポリマー(P)の量は好適には約25重量％から約90重量％まで、好ましくは約35重量％から約75重量％まで、最も好ましくは約40重量％から約60重量％までである。
【００７５】
本発明が以下の非限定実施例により更に説明される。部数及び％は、特にことわらない限り、夫々重量部及び重量％に関する。
【実施例】
【００７６】
実施例１：約13重量％のアセトアセチル化ポリビニルアルコール(AAPVA)（日本合成からのゴーセフィマー（登録商標）Z-220）の水溶液66g、水5g及びトウモロコシ澱粉（セレスターからのC*ガムNC03432、10％の含水量）45gを混合することにより澱粉をベースとする接着剤をつくった。その混合物を63℃で20分間撹拌することによりこの澱粉を部分的に糊化した。その接着剤の乾燥含量を測定したところ、43重量％であった。
【００７７】
実施例２：
0.6mmのブナのトップベニヤを15x15cmのパーティクルボードの一面に接着することにより二つのベニヤ製品を製造した。これらのボードに実施例１の接着剤組成物3.7gを塗布し、これらのベニヤを１分間中に夫々90℃及び130℃でボードに直接プレスした。この繊維引裂き（のみ）を試験した。
【００７８】
【表１】
【００７９】
実施例３：
実施例１の接着剤組成物10部に、約7.5重量％（対イオン及び塩を含む22重量％の合計乾燥含量）のポリビニルアミン（BASFからのルパミン（登録商標）9095）の水溶液0.4部を添加した。0.6mmのブナのトップベニヤを15x15cmのパーティクルボードの一面に接着することによりベニヤ製品を製造した。これらのボードにその接着剤組成物3.7gを塗布し、これらのベニヤを１分間中に夫々90℃及び130℃でこれらのボードに直接プレスした。この繊維引裂き（のみ）を試験した。
【００８０】
【表２】
接着剤組成物へのAAPVAの添加は結合強度を増大することが結論される。
【００８１】
実施例４：
更なる試験において、実施例１と同じ接着剤組成物を3.34gの量でパーティクルボードに塗布し、乾燥させた。次いで水1.18gを添加することによりこの乾燥接着剤層を再度湿らせ、続いてブナの層を前記ボード上にベニヤにした。この組立体を130℃で１分間プレスした。この繊維引裂き（％）を試験した。
【００８２】
【表３】
【００８３】
実施例５：２重量％の含水量を有する、木材チップ864gを、約17重量％のアセトアセチル化ポリビニルアルコール(AAPVA)（日本合成からのゴーセフィマー（登録商標）Z-220）の水溶液259g、水3g及びトウモロコシ澱粉（セレスターからのC*ガムNC03432、10％の含水量）138gを混合することによりつくられた接着剤組成物285gと混合することによりパーティクルボードを製造した。この澱粉をその混合物を63℃で20分間撹拌することにより部分的に糊化した。このチップ混合物を30x30cmのシートに成形し、185℃で３分間にわたって厚さ16mmのボードにプレスした。この圧力の順序は30秒間で160kg/cm2、2.5分間で40kg/cm2そして最後の30秒間で圧力なしであった。5x5cmの片を二つの金属ブロックに接着し、それらを離して引裂くことにより引張強度（内部結合、IB）を測定した。また、膨潤厚さ(TSW)及び水吸収(ABS)を測定した。5x5cmの片を水に浸漬した後（20℃、24時間）、膨潤の程度を測定することにより膨潤厚さを測定した。5x5cmの片を水に浸漬した後（20℃、24時間）、重量増加を測定することにより水吸収を測定した。
【００８４】
前記IB値は180kPaであり、前記TSWは55％であり、また前記ABS（24時間）は165％であった。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
澱粉及びアセトアセトキシ基を含む一種以上のポリマー(P)を含むことを特徴とする接着剤系。
【請求項２】
前記澱粉及び一種以上のポリマー(P)を別々の成分として含む、請求項１記載の接着剤系。
【請求項３】
前記澱粉及び前記一種以上のポリマー(P)を含む接着剤組成物を含む、請求項１記載の接着剤系。
【請求項４】
前記接着剤組成物が少なくとも部分的に糊化された澱粉を含む、請求項３記載の接着剤系。
【請求項５】
前記少なくとも部分的に糊化された澱粉が澱粉を含む水性混合物を約50℃から約99℃までの高温に暴露することにより得られる、請求項４記載の接着剤系。
【請求項６】
前記接着剤組成物中の澱粉の量が約15重量％から約40重量％までである、請求項３から５のいずれか１項記載の接着剤系。
【請求項７】
前記接着剤組成物中の一種以上のポリマー(P)の量が約２重量％から約25重量％までである、請求項３から６のいずれか１項記載の接着剤系。
【請求項８】
前記ポリマー(P)がアセトアセチル化ポリビニルアルコールである、請求項１から６のいずれか１項記載の接着剤系。
【請求項９】
請求項３から８のいずれか１項記載の接着剤組成物及び一種以上のエチレン不飽和モノマーのポリマーの分散液をベースとする、更なる接着剤組成物の組み合わせ。
【請求項１０】
前記澱粉をベースとする接着剤の量が、湿潤接着剤の合計を基準として、約25重量％から約85重量％までである、請求項９記載の組み合わせ。
【請求項１１】
澱粉及びアセトアセトキシ基を含む一種以上のポリマー(P)を水相中で高温で混合して澱粉を少なくとも部分的に糊化することを特徴とする接着剤組成物の製造方法。
【請求項１２】
前記高温が約50℃から約99℃までである、請求項１１記載の方法。
【請求項１３】
前記接着剤組成物中の澱粉の量が約15重量％から約40重量％までである、請求項１１から１２のいずれか１項記載の方法。
【請求項１４】
前記接着剤組成物中の一種以上のポリマー(P)の量が約２重量％から約25重量％までである、請求項１１から１３のいずれか１項記載の方法。
【請求項１５】
請求項１１から１４のいずれか１項記載の方法により得られる接着剤組成物。
【請求項１６】
木材をベースとする製品を形成するための木材をベースとする材料の片を接着するための請求項１から８又は１５のいずれか１項記載の接着剤系、又は請求項９から１０のいずれか１項記載の組み合わせの使用。
【請求項１７】
請求項１から８又は１５のいずれか１項記載の接着剤系を木材をベースとする材料の一つ以上の片に塗布し、その一つ以上の片を材料の一つ以上の更なる片と接合することを特徴とする木材をベースとする材料の片の接着方法。
【請求項１８】
前記木材をベースとする材料の片がシートのような材料である、木材をベースとする材料の片を接着することを含む、請求項１７記載の方法。
【請求項１９】
前記木材をベースとする材料の片を接着することを含み、その木材をベースとする材料の片が木材チップである、請求項１７記載の方法。
【請求項２０】
請求項１７から１９のいずれか１項記載の方法により得られる木材をベースとする製品。
【請求項２１】
澱粉及びアセトアセトキシ基を含む一種以上のポリマー(P)を含む接着剤で接合された木材をベースとする材料の片を含むことを特徴とする木材をベースとする製品。
【請求項２２】
前記澱粉及びアセトアセトキシ基を含む一種以上のポリマー(P)を含む一つ以上の接着接合部で接合された、一つ以上の層を含む、請求項２１記載の木材をベースとする製品。
【請求項２３】
前記澱粉及びアセトアセトキシ基を含む一種以上のポリマー(P)を含む接着剤で接合された木材をベースとするチップを含む、請求項２２記載の木材をベースとする製品。
【請求項１】
澱粉及びアセトアセトキシ基を含む一種以上のポリマー(P)を含むことを特徴とする接着剤系。
【請求項２】
前記澱粉及び一種以上のポリマー(P)を別々の成分として含む、請求項１記載の接着剤系。
【請求項３】
前記澱粉及び前記一種以上のポリマー(P)を含む接着剤組成物を含む、請求項１記載の接着剤系。
【請求項４】
前記接着剤組成物が少なくとも部分的に糊化された澱粉を含む、請求項３記載の接着剤系。
【請求項５】
前記少なくとも部分的に糊化された澱粉が澱粉を含む水性混合物を約50℃から約99℃までの高温に暴露することにより得られる、請求項４記載の接着剤系。
【請求項６】
前記接着剤組成物中の澱粉の量が約15重量％から約40重量％までである、請求項３から５のいずれか１項記載の接着剤系。
【請求項７】
前記接着剤組成物中の一種以上のポリマー(P)の量が約２重量％から約25重量％までである、請求項３から６のいずれか１項記載の接着剤系。
【請求項８】
前記ポリマー(P)がアセトアセチル化ポリビニルアルコールである、請求項１から６のいずれか１項記載の接着剤系。
【請求項９】
請求項３から８のいずれか１項記載の接着剤組成物及び一種以上のエチレン不飽和モノマーのポリマーの分散液をベースとする、更なる接着剤組成物の組み合わせ。
【請求項１０】
前記澱粉をベースとする接着剤の量が、湿潤接着剤の合計を基準として、約25重量％から約85重量％までである、請求項９記載の組み合わせ。
【請求項１１】
澱粉及びアセトアセトキシ基を含む一種以上のポリマー(P)を水相中で高温で混合して澱粉を少なくとも部分的に糊化することを特徴とする接着剤組成物の製造方法。
【請求項１２】
前記高温が約50℃から約99℃までである、請求項１１記載の方法。
【請求項１３】
前記接着剤組成物中の澱粉の量が約15重量％から約40重量％までである、請求項１１から１２のいずれか１項記載の方法。
【請求項１４】
前記接着剤組成物中の一種以上のポリマー(P)の量が約２重量％から約25重量％までである、請求項１１から１３のいずれか１項記載の方法。
【請求項１５】
請求項１１から１４のいずれか１項記載の方法により得られる接着剤組成物。
【請求項１６】
木材をベースとする製品を形成するための木材をベースとする材料の片を接着するための請求項１から８又は１５のいずれか１項記載の接着剤系、又は請求項９から１０のいずれか１項記載の組み合わせの使用。
【請求項１７】
請求項１から８又は１５のいずれか１項記載の接着剤系を木材をベースとする材料の一つ以上の片に塗布し、その一つ以上の片を材料の一つ以上の更なる片と接合することを特徴とする木材をベースとする材料の片の接着方法。
【請求項１８】
前記木材をベースとする材料の片がシートのような材料である、木材をベースとする材料の片を接着することを含む、請求項１７記載の方法。
【請求項１９】
前記木材をベースとする材料の片を接着することを含み、その木材をベースとする材料の片が木材チップである、請求項１７記載の方法。
【請求項２０】
請求項１７から１９のいずれか１項記載の方法により得られる木材をベースとする製品。
【請求項２１】
澱粉及びアセトアセトキシ基を含む一種以上のポリマー(P)を含む接着剤で接合された木材をベースとする材料の片を含むことを特徴とする木材をベースとする製品。
【請求項２２】
前記澱粉及びアセトアセトキシ基を含む一種以上のポリマー(P)を含む一つ以上の接着接合部で接合された、一つ以上の層を含む、請求項２１記載の木材をベースとする製品。
【請求項２３】
前記澱粉及びアセトアセトキシ基を含む一種以上のポリマー(P)を含む接着剤で接合された木材をベースとするチップを含む、請求項２２記載の木材をベースとする製品。
【公表番号】特表２００８−５４５０４３（Ｐ２００８−５４５０４３Ａ）
【公表日】平成２０年１２月１１日（２００８．１２．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−５１９２３７（Ｐ２００８−５１９２３７）
【出願日】平成１８年６月３０日（２００６．６．３０）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＳＥ２００６／０５０２３４
【国際公開番号】ＷＯ２００７／００４９８０
【国際公開日】平成１９年１月１１日（２００７．１．１１）
【出願人】（５０４２９９６７８）アクゾ ノーベル コーティングス インテルナショナール ベー．ファオ． (8)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２０年１２月１１日（２００８．１２．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年６月３０日（２００６．６．３０）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＳＥ２００６／０５０２３４
【国際公開番号】ＷＯ２００７／００４９８０
【国際公開日】平成１９年１月１１日（２００７．１．１１）
【出願人】（５０４２９９６７８）アクゾ ノーベル コーティングス インテルナショナール ベー．ファオ． (8)
【Ｆターム（参考）】
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