木材用ポリ乳酸系水性接着剤組成物
【課題】木材の接着に用いられる水性接着剤組成物であり、生分解性を有するポリ乳酸を成分とした、新規な木材用ポリ乳酸系水性接着剤組成物の提供。
【解決手段】ポリ乳酸（Ａ）を含むことを特徴とする新規な木材用ポリ乳酸系水性接着剤組成物である。イ）前記ポリ乳酸（Ａ）がポリ乳酸エマルジョン（Ｂ）であり、充填剤含むことが好ましく、さらに、ロ）前記ポリ乳酸エマルジョン（Ｂ）が酢酸ビニルエマルジョン（Ｃ）を含むか、ハ）前記ポリ乳酸エマルジョン（Ｂ）がアクリル樹脂系エマルジョン（Ｄ）と硬化剤（Ｅ）を含むか、ニ）前記ポリ乳酸エマルジョン（Ｂ）が水性高分子（Ｆ）とイソシアネート化合物（Ｇ）を含むことが好ましい。
【解決手段】ポリ乳酸（Ａ）を含むことを特徴とする新規な木材用ポリ乳酸系水性接着剤組成物である。イ）前記ポリ乳酸（Ａ）がポリ乳酸エマルジョン（Ｂ）であり、充填剤含むことが好ましく、さらに、ロ）前記ポリ乳酸エマルジョン（Ｂ）が酢酸ビニルエマルジョン（Ｃ）を含むか、ハ）前記ポリ乳酸エマルジョン（Ｂ）がアクリル樹脂系エマルジョン（Ｄ）と硬化剤（Ｅ）を含むか、ニ）前記ポリ乳酸エマルジョン（Ｂ）が水性高分子（Ｆ）とイソシアネート化合物（Ｇ）を含むことが好ましい。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、木材の接着に用いられる水性接着剤組成物に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、木材の接着に用いられる水性接着剤組成物として、ユリア−ホルムアルデヒド樹脂接着剤、メラミン−ホルムアルデヒド樹脂接着剤、フェノール−ホルムアルデヒド樹脂接着剤、レゾルシノール−ホルムアルデヒド樹脂接着剤等のホルムアルデヒド樹脂系接着剤が知られている。
【０００３】
また、ホルムアルデヒド樹脂系接着剤以外では酢酸ビニルエマルジョン接着剤、ＥＶＡエマルジョン接着剤、アクリル樹脂系エマルジョン、水溶性樹脂系接着剤、水性高分子―イソシアネート系接着剤が知られている。
【０００４】
水性接着剤組成物で接着された木材は建築資材などに用いられるが、木材自体は生分解性があり、木材を接着する水性接着剤組成物も生分解性であれば、接着された木材すべてが生分解される。よって、生分解性を示す環境にやさしい木材用水性接着剤の要望が高まっている。例えば、植物から得られる樹脂の加工品であるタンニンを成分とした接着剤が知られている（特許文献１参照）。しかし、天然物の特徴である生分解性を満足するものではない。
【０００５】
一方、天然物である穀物の加工品であるポリ乳酸は生分解性を有し、環境にやさしい材料である事が知られている。
【０００６】
前記ポリ乳酸を用いる接着剤として、例えば、ポリ乳酸系樹脂を主成分とし、該樹脂を有機溶媒に溶解した溶剤型接着剤または該樹脂からなるホットメルト型接着剤が知られている（特許文献２参照）。また、前記ポリ乳酸を用いる接着剤として、ポリ乳酸を含有するポリエステル樹脂を有機溶媒に溶解した溶剤型接着剤が知られている（特許文献３参照）。
【０００７】
近年、前記ポリ乳酸を主成分とするポリ乳酸系エマルジョンが提案されている。例えば、長期貯蔵可能な生分解性ポリエステル化合物が知られている（特許文献４参照）。また、水性エマルジョンが知られている（特許文献５参照）。また、ポリ乳酸水性分散剤が知られている（特許文献６参照）。
【０００８】
しかしながら、前記ポリ乳酸またはポリ乳酸系エマルジョンを水性接着剤組成物とするには安定性、塗布性、接着性に不都合がある。
【特許文献１】特開２００４−２３１８１４号公報
【特許文献２】特開２００２−０３８１１８号公報
【特許文献３】特開２００３−０８２３１９号公報
【特許文献４】特開２００３−１１３２４７号公報
【特許文献５】特開２００４−２８５１４４号公報
【特許文献６】特開２００４−３３１８４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、環境にやさしい生分解性を有する木材用ポリ乳酸系水性接着剤組成物を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は前述の課題を解決するためになされたものであり、本発明の木材用ポリ乳酸系水性接着剤組成物はポリ乳酸（Ａ）を含むことを特徴とする木材用ポリ乳酸系水性接着剤組成物である。
【００１１】
また、本発明の木材用ポリ乳酸系水性接着剤組成物によれば、
前記ポリ乳酸（Ａ）がポリ乳酸エマルジョン（Ｂ）であり、ポリ乳酸エマルジョン（Ｂ）がポリ乳酸（Ａ）を５〜７０重量％の範囲で含むことにより、生分解性を備えることができる。ポリ乳酸（Ａ）が５重量％未満では安定した水性接着剤組成物を得ることができない。さらに、生分解性を示さないことがある。ポリ乳酸（Ａ）が７０重量％を超えると凝集沈殿が起き、安定な水性接着剤組成物を得ることができない。
【００１２】
イ）前記ポリ乳酸エマルジョン（Ｂ）が充填剤を５〜５５重量％の範囲で含むことにより、塗布性を備えることができる。充填剤が５重量％未満あるいは５５重量％を超えると塗布性に問題が生じることがある。
【００１３】
ロ）前記ポリ乳酸エマルジョン（Ｂ）が酢酸ビニルエマルジョン（Ｃ）を含むか、
ハ）前記ポリ乳酸エマルジョン（Ｂ）がアクリル樹脂系エマルジョン（Ｄ）と硬化剤（Ｅ）を含むか、
ニ）前記ポリ乳酸エマルジョン（Ｂ）が水性高分子（Ｆ）とイソシアネート化合物（Ｇ）を含むことが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、ポリ乳酸を含むことにより、木材用ポリ乳酸系水性接着剤組成物に生分解性を付与することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
次に、本発明の実施の形態についてさらに詳しく説明する。
【００１６】
本発明の木材用ポリ乳酸系水性接着剤組成物はポリ乳酸（Ａ）を必須成分とする。
【００１７】
また、本発明の木材用ポリ乳酸系水性接着剤組成物は、
イ）前記ポリ乳酸（Ａ）がポリ乳酸エマルジョン（Ｂ）であり、充填剤を含むことが好ましく、さらに、
ロ）前記ポリ乳酸エマルジョン（Ｂ）が酢酸ビニルエマルジョン（Ｃ）を含むか、
ハ）前記ポリ乳酸エマルジョン（Ｂ）がアクリル樹脂系エマルジョン（Ｄ）と硬化剤（Ｅ）を含むか、
ニ）前記ポリ乳酸エマルジョン（Ｂ）が水性高分子（Ｆ）とイソシアネート化合物（Ｇ）を含むことが好ましい。
【００１８】
ただし、前記ポリ乳酸エマルジョン（Ｂ）はポリ乳酸（Ａ）を５〜７０重量％の範囲で含み、前記ポリ乳酸エマルジョン（Ｂ）は充填剤を５〜５５重量％の範囲で含む。
【００１９】
次に、必須成分であるポリ乳酸（Ａ）及びイ）〜ニ）の配合について、さらに、木材用ポリ乳酸系水性接着剤組成物の形成方法、添加剤について説明する。
【００２０】
ポリ乳酸（Ａ）
ポリ乳酸は廃棄時に環境に悪影響与えないように地中で微生物などにより分解されるようになされた生分解性高分子として知られている。通常、ポリ乳酸の末端にカルボン酸基を有している。また、未反応モノマー、オリゴマー、およびポリマーの混合物として存在する。また、ポリ乳酸は原料である乳酸の種類及び重合体の分子量によりガラス転移点や融点が異なる。
【００２１】
本発明においてポリ乳酸の種類を限定するものではなく、未反応モノマー、オリゴマー、およびポリマーの混合物でもよい。
【００２２】
ポリ乳酸エマルジョンは、ポリ乳酸を高分子分散剤、アニオン系分散剤、ノニオン系分散剤、ポリカルボン酸塩系の分散剤、等を用いて水中で分散することで得られる。
【００２３】
本発明においてポリ乳酸エマルジョンの製造方法を限定するものではなく、ポリ乳酸エマルジョンの製品中に含まれる、分散剤、可塑剤、水等を含むこともできる。
【００２４】
また、ポリ乳酸エマルジョンの製品中に安定剤としてアミン化合物、オキサゾリン化合物、カルボジイミド化合物等を添加することが知られているが、特に限定するものではない。
【００２５】
ポリ乳酸エマルジョンを水性接着剤組成物に使用する場合ポリ乳酸エマルジョン中にポリ乳酸を７０重量％以下とする必要がある。７０％重量を超えると凝集沈殿する可能性があり、安定性が悪くなる。あるいは安定剤の添加量が増加して高価となる。これらを考慮して、市販されているポリ乳酸エマルジョン中のポリ乳酸は５０重量％程度であり、ポリ乳酸エマルジョン中のポリ乳酸は５０重量％を超える量とすることは価格的に不利である。
【００２６】
また、ポリ乳酸エマルジョン中のポリ乳酸を５重量％以上とする必要がある。ポリ乳酸エマルジョン中のポリ乳酸が５重量％未満であると水性接着剤組成物調製時に安定性を失う。さらに、水性接着剤組成物調製時にポリ乳酸エマルジョンに添加剤を加えるとポリ乳酸濃度がさらに低くなりポリ乳酸の効果が低減し、生分解性を示さないことがある。あるいは添加剤の使用範囲が制限される。さらに、ポリ乳酸濃度が低くなると水性接着剤組成物の水分量が多くなるので、水の蒸発揮散速度が遅くなり硬化時間が長くなるあるいは硬化しない。
【００２７】
本発明の木材用ポリ乳酸系水性接着剤組成物は、ポリ乳酸エマルジョン中のポリ乳酸を５〜７０重量％の範囲で含むことが好ましく、１０〜５０重量％の範囲で含むことがより好ましい。
【００２８】
イ）前記ポリ乳酸（Ａ）がポリ乳酸エマルジョン（Ｂ）であり、充填剤含む
本発明の第１の実施形態の特徴は、木材の接着に用いられる水性接着剤組成物としてポリ乳酸エマルジョンを用いることにある。すなわち、木材の接着に用いられる水性接着剤組成物にポリ乳酸を用いることで生分解性を示す新規な木材用ポリ乳酸系水性接着剤組成物を提供することにある。
【００２９】
硬化の機構はポリ乳酸エマルジョンに含まれる水が蒸発揮散して、ポリ乳酸エマルジョンに含まれるその他の成分であるポリ乳酸、分散剤、可塑剤が一体化することで膜を形成して硬化する。硬化したポリ乳酸は生分解性を示す。また、凝集力を増加させるために硬化剤を添加することが出来る。ポリ乳酸は、高分子末端にカルボン酸基を有している。このカルボン酸基と反応する硬化剤を添加することで凝集力を増加させることが出来る。硬化剤としてイソシアネート基、エポキシ基を有す化合物等を挙げることができる。
【００３０】
本発明における、木材用ポリ乳酸系水性接着剤組成物の調製方法はポリ乳酸エマルジョンに分散剤を加え攪拌均一状態にして添加剤を加えさらに攪拌して水性接着剤組成物のエマルジョン状態を維持する。エマルジョン状態の水性接着剤組成物は水が蒸発揮散して、水以外の成分が一体化することで硬化する。
【００３１】
ポリ乳酸エマルジョンに添加剤を加えエマルジョン状態を崩壊させた組成物は硬化速度が遅いかあるいは硬化せず水性接着剤組成物として使用できない。水性接着剤組成物は安定したエマルジョン状態を維持することが重要である。
【００３２】
本発明において、木材用ポリ乳酸系水性接着剤組成物のエマルジョン状態を維持するためには、分散剤、乳化剤、水、充填剤、酢酸ビニルエマルジョン、アクリル樹脂系エマルジョン、硬化剤、水性高分子、イソシアネート化合物等の添加剤の種類と添加量を適切にする必要がある。
【００３３】
木材は多孔質で表面のマクロまたはミクロな凸凹があり、浸透する性質がある。木材用の水性接着剤組成物は液状接着剤が木材の微細な孔の中に入り込み、液状接着剤が接着層内で強固な凝集力を持つ固体となり、接着層内での破壊を防ぐとともに、分子間力や投錨効果により、目的の接着強さを持つ。
【００３４】
木材の接着剤としてポリ乳酸エマルジョンをそのまま用いると、木材にポリ乳酸エマルジョンが浸透して、接着層を形成しない。
【００３５】
そこで、充填剤を添加することで木材への浸透を防ぎ、接着層を形成させ接着層内で強固な凝集力を持たせることができる。すなわち、ポリ乳酸エマルジョンを木材用の水性接着剤とする場合充填剤の添加が必要である。
【００３６】
また、木材の接着に用いられる水性接着剤組成物は、被着体である木材に塗布する必要がある。被着体に塗布された接着剤の接着力は塗布量に影響を受ける。すなわち、安定した接着力を示す水性接着剤組成物を調製する場合、一定した塗布量を塗布できる組成に調整する必要がある。
【００３７】
水性接着剤組成物を被着体である木材に塗布する場合、水性接着剤組成物の粘度あるいは見かけ粘度が一時的に低下する現象と定義されているチキソトロピーが重要な因子となる。
接着剤組成物に充填剤を添加することで粘度が上昇し、チキソトロピーに影響を与える。
【００３８】
本発明の木材用ポリ乳酸系水性接着剤組成物は、ポリ乳酸エマルジョンが充填剤を５〜５５重量％の範囲で含むことが好ましく、１０〜５０重量％の範囲で含むことがより好ましい。
【００３９】
前記充填剤としては、小麦粉、大豆粉、血粉、木粉、クルミ殻粉等の有機系のもの、クレー、カオリン、ゼオライト、炭酸カルシウム、タルク、シリカ、酸化アルミニウム等の無機系のもの等を挙げることができる。
【００４０】
ロ）前記ポリ乳酸エマルジョン（Ｂ）が酢酸ビニル系エマルジョン（Ｃ）を含む
木材の接着に用いられる水性接着剤組成物として、酢酸ビニル系エマルジョン接着剤としては酢酸ビニルエマルジョン接着剤、ＥＶＡエマルジョン接着剤が挙げることができる。
【００４１】
酢酸ビニルエマルジョン接着剤とは酢酸ビニルエマルジョンを成分とする接着剤である。酢酸ビニルエマルジョン接着剤の成分である酢酸ビニルエマルジョンの製造方法をつぎに示す。酢酸ビニルポリマーは酢酸ビニルモノマーを重合することにより製造する。その製造方法は溶液重合、塊状重合、エマルジョン重合などがある。エマルジョン重合は保護コロイド水溶液の中にモノマーと重合開始剤と共に滴下して重合するもので、保護コロイドとしてはポリビニルアルコールが多く使用される。酢酸ビニルエマルジョンの製品中には酢酸ビニルポリマー、保護コロイド、可塑剤、水等が含まれる。
【００４２】
また、ＥＶＡエマルジョン接着剤とはＥＶＡエマルジョンを成分とする接着剤である。ＥＶＡエマルジョンとはエチレン（Ｅｔｈｙｌｅｎｅ）と酢酸ビニル（Ｖｉｎｙｌ−Ａｃｅｔａｔｅ）の共重合体のエマルジョンであり、このＥＶＡエマルジョンの製造方法は前記酢酸ビニルエマルジョンの製造方法と同様であり、酢酸ビニルにエチレンを共存させる物である。
【００４３】
本発明の第２の実施形態は、木材の接着に用いられる水性接着剤組成物として、酢酸ビニルエマルジョン接着剤、ＥＶＡエマルジョン接着剤、に生分解性を付与することであり、本発明において酢酸ビニルエマルジョン及びＥＶＡエマルジョンの製造方法を限定するものではなく、酢酸ビニルエマルジョン及びＥＶＡエマルジョンの製品中に含まれる、分散剤、可塑剤、水等を含むこともできる。
【００４４】
本発明の第２の実施形態の特徴は酢酸ビニルエマルジョン及びＥＶＡエマルジョン水性接着剤の硬化体にポリ乳酸を導入することで生分解性を付与した木材用ポリ乳酸系水性接着剤組成物を提供することにある。
【００４５】
硬化の機構は酢酸ビニルエマルジョンに含まれる水が蒸発揮散して、その他の酢酸ビニルポリマー、保護コロイド、可塑剤が一体化することで膜を形成して硬化する。事前に酢酸ビニルエマルジョンにポリ乳酸エマルジョンを混合することで、ポリ乳酸を含む酢酸ビニルポリマー、保護コロイド、可塑剤が一体化し、酢酸ビニルエマルジョン水性接着剤の硬化体にポリ乳酸を導入することができる。
【００４６】
また、ＥＶＡエマルジョンにポリ乳酸エマルジョンを混合することもできる。前記同様、事前にＥＶＡエマルジョンにポリ乳酸エマルジョンを混合することで、ポリ乳酸を含むＥＶＡポリマー、保護コロイド、可塑剤が一体化し、酢酸ビニルエマルジョン水性接着剤の硬化体にポリ乳酸を導入することができる。
【００４７】
ハ）前記ポリ乳酸エマルジョン（Ｂ）がアクリル樹脂系エマルジョン（Ｄ）と硬化剤（Ｅ）を含む
木材の接着に用いられる水性接着剤組成物として、アクリル樹脂系エマルジョンを主成分とするアクリル樹脂系エマルジョン接着剤、が挙げられる。
【００４８】
アクリル樹脂系エマルジョン接着剤とはアクリル樹脂系エマルジョンを主成分とする接着剤である。アクリル樹脂系エマルジョン接着剤の主成分であるアクリル樹脂系エマルジョンの製造方法をつぎに示す。アクリル樹脂はアクリルモノマーを重合することにより製造する。その製造方法は溶液重合、塊状重合、エマルジョン重合などがある。エマルジョンは乳化剤の存在下、水中で乳化重合して得られる。アクリルモノマーとして、アクリルアミド、アクリロニトリル、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステル、等が挙げられる。
【００４９】
本発明の第３の実施形態は、木材の接着に用いられる水性接着剤組成物として、アクリル樹脂系エマルジョン接着剤に生分解性を付与することであり、本発明においてアクリル樹脂系エマルジョンの製造方法を限定するものではなく、アクリル樹脂系エマルジョンの製品中に含まれる、乳化剤、可塑剤、水等を含むこともできる。
【００５０】
本発明の第３の実施形態の特徴はアクリル樹脂系エマルジョン接着剤の硬化体にポリ乳酸を導入することで生分解性を付与した木材用ポリ乳酸系水性接着剤組成物を提供することにある。
【００５１】
硬化の機構はアクリル樹脂系エマルジョンに含まれる水が蒸発揮散して、その他のアクリル樹脂系エマルジョンに含まれるアクリル樹脂、乳化剤、可塑剤等が一体化することで膜を形成して硬化する。事前にアクリル樹脂系エマルジョンにポリ乳酸エマルジョンを混合することで、ポリ乳酸を含むアクリル樹脂系エマルジョン、乳化剤、可塑剤が一体化し、アクリル樹脂系エマルジョン接着剤の硬化体にポリ乳酸を導入することができる。
【００５２】
しかし、共存する乳化剤は、凝集力を下げる。その対策として前記アクリルモノマーにカルボキシル基、水酸基、アミド基、Ｎ−メチロール基、Ｎ−アルコキシメチル基、グリシジル基、β−メチルグリシジル基、アミノ基、酸無水物からなる群から選ばれた反応性基の１種または２種以上を備える不飽和単量体を加え乳化重合させてもよい。
【００５３】
また、凝集力の低下の対策として硬化剤を加えることが出来る。硬化剤としてはエポキシ化合物、イソシアネート化合物、カップリング剤等が利用でき、硬化促進剤を併用できる。
【００５４】
ニ）前記ポリ乳酸エマルジョン（Ｂ）が水性高分子（Ｆ）とイソシアネート化合物（Ｇ）を含む
木材の接着に用いられる水性接着剤組成物として、水性高分子−イソシアネート系接着剤、が挙げられる。
【００５５】
水性高分子−イソシアネート系接着剤とは水溶性高分子水溶液、水性ラテックス、水性エマルジョン等を主剤とし、該主剤にイソシアネート化合物を配合した接着剤である。ここで、水性高分子とは水溶性高分子溶液、水性ラテックスまたは水性エマルジョンである。
【００５６】
水溶性高分子溶液としては、ポリビニルアルコール水溶液、澱粉水溶液、蛋白質水溶液、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース等のセルロース誘導体水溶液、ポリアクリル酸ソーダ水溶液、ポリアクリルアミド水溶液、マレイン酸イミド共重合体水溶液等を挙げることができる。
【００５７】
また、水性ラテックスまたは水性エマルジョンとしては、スチレン、ブタジエン、アクリルアミド、アクリロニトリル、クロロプレン、１，３−ヘキサジエン、イソプレン、イソブテン、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、エチレン、塩化ビニル、塩化ビニリデン、エチルビニルエーテルからなる群から選ばれた１種の化合物の水性ラテックスまたは水性エマルジョン、または前記化合物群から選ばれた共重合可能な２種以上の不飽和単量体からなる水性ラテックスまたは水性エマルジョンを挙げることができる。前記水性ラテックスまたは水性エマルジョンは、カルボキシル基、Ｎ−メチロール基、Ｎ−アルコキシメチル基、グリシジル基、β−メチルグリシジル基、水酸基、アミノ基、酸無水物からなる群から選ばれた反応性基の１種または２種以上を備える不飽和単量体を乳化重合させた変性ラテックスまたは変性エマルジョンであってもよい。
【００５８】
イソシアネート化合物とは分子中にイソシアネート基を有す化合物である。具体的に、イソシアネート基を有す化合物としては、例えば、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート（ＩＰＤＩ）、フェニレンジイソシアネート、シクロヘキシルジイソシアネート、４，４’−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、水添キシリレンジイソシアネート、水添トリメチルキシリレンジイソシアネート、２−メチルペンタン−１，５−ジイソシアネート、３−メチルペンタン−１，５−ジイソシアネート、２，２，４−トリメチルヘキサメチレン−１，６−ジイソシアネート、２，４，４−トリメチルヘキサメチレン−１，６−ジイソシアネート、４，４−ジベンジルジイソシアネート、１，５−ナフチレンジイソシアネート、パラフェニレンジイソシアネート、２，４−もしくは２，６−トリレンジイソシアネートまたはその混合物、テトラメチルキシリレンジイソシアネート、４，４−ジフェニルエーテルジイソシアネート、２，２’−ジフェニルメタンジイソシアネート、２，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート、４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート等の芳香族ジイソシアネート、１，３−もしくは１，４−キシリレンジイソシアネートまたはその混合物等の芳香脂肪族ジイソシアネートを挙げることができる。
【００５９】
さらに、ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネート単量体から誘導されたダイマー、トリマー、ビューレット体、炭酸ガスとポリメチレンポリフェニルポリイソシアネート単量体とから得られる２，４，６−オキサジリジントリオン環を有するポリイソシアネート、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコール、へキシレングリコール、ネオペンチルグリコール、シクロヘキサンジメタノール等の低分子量ポリオールとポリイソシアネートとの付加体、或いはポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオール等とポリイソシアネートとの高分子ポリオール等との付加体等のＮＣＯ末端化合物及び、これらの２種以上の混合物を挙げることができる。
【００６０】
本発明の第４の実施形態の特徴は水性高分子−イソシアネート系接着剤を生分解性接着剤とすることにある。すなわち、水性高分子−イソシアネート系接着剤の硬化体にポリ乳酸を導入することで生分解性を付与した木材用ポリ乳酸系水性接着剤組成物を提供できる。
【００６１】
次に、水性高分子−イソシアネート系接着剤の硬化体にポリ乳酸を導入する方法を示す。すなわち、事前に水性高分子にポリ乳酸エマルジョンを混合し、接着剤塗布直前に硬化剤であるイソシアネート化合物を混合し、接着剤組成物を調製、製糊する。接着剤塗布後、ポリ乳酸を含む水性高分子と硬化剤との混合物に含まれる水が蒸発揮散して、残されたポリ乳酸、水性高分子、硬化剤であるイソシアネート化合物が一体化し、イソシアネート化合物と水性高分子との反応及び水とイソシアネート化合物との反応により硬化することで、水性高分子−イソシアネート系接着剤の硬化体にポリ乳酸を導入することができる。
（木材用ポリ乳酸系水性接着剤組成物の形成方法）
本発明では被着体である木材にポリ乳酸エマルジョンを塗布し、ポリ乳酸エマルジョンに含まれる水が蒸発揮散して、ポリ乳酸エマルジョンに含まれるポリ乳酸が膜を形成して硬化する。硬化したポリ乳酸は生分解性を示す。また、安定した接着力を示す組成物とするために充填剤を添加する。また、充填剤を分散させるために分散剤としてヘキサメタリン酸ソーダを添加する。
【００６２】
さらに、ポリ乳酸エマルジョンは酢酸ビニルエマルジョンを含むか、アクリル樹脂系エマルジョンと硬化剤を含むか、水性高分子とイソシアネート化合物を含むかの、それぞれの配合ができる。
【００６３】
本発明における木材用ポリ乳酸系水性接着剤組成物は、水性接着剤であり生分解性であるので環境を汚染する虞が無く、ポットライフが長い上、優れた耐水接着力を備え、加熱下、或いは高温多湿の環境下、長期に亘って耐水接着力を維持することができる。従って、本発明の木材用ポリ乳酸系水性接着剤組成物は、合板、ＬＶＬ、突板、化粧板、集成材、パーティクルボード等の木質繊維板、家具、建具、運動具その他の木工製品製造用の木材用接着剤として好適に用いることができる。
（添加剤）
本実施形態の木材用ポリ乳酸系水性接着剤組成物は、分散剤、消泡剤、防腐剤、防火剤、防蟻剤、防カビ剤、防虫剤、整泡剤、起泡剤、防錆剤、湿潤剤、濡れ性改質剤等の添加剤を添加することができる。
【実施例】
【００６４】
以下、本発明を実施例及び参考例に基づき説明するが、本発明はこれらに限定されない。
（例１）「接着剤組成物の主剤の製造例」
ポリ乳酸エマルジョン（ポリ乳酸５０％エマルジョン、第一工業製薬株式会社製、商品名：プラセマＬ１１０）１００重量部、炭酸カルシウム（東洋ファインケミカル株式会社製、商品名：ホワイトンＰ−３０）６０重量部、ヘキサメタリン酸ソーダ０．５重量部を混合して主剤を調製した。
（例２〜８）「接着剤組成物の主剤の製造例」
ポリ乳酸エマルジョン（ポリ乳酸５０％エマルジョン、第一工業製薬株式会社製、商品名：プラセマＬ１１０）と、炭酸カルシウム（東洋ファインケミカル株式会社製、商品名：ホワイトンＰ−３０）の配合を８０／２０重量部（例２）、６０／４０重量部（例３）、４０／６０重量部（例４）、２０／８０重量部（例５）、１０／９０重量部（例６）、６／９４重量部（例７）、２／９８重量部（例８）、と変えて、ヘキサメタリン酸ソーダ０．５重量部を混合して主剤を調製した。
（評価）
前記接着剤組成物の主剤について、目視においてエマルジョンの状態を観察した。安定性についてエマルジョンの状態が均一な状態を○として、分離した状態を×とした。
【００６５】
例１〜６を実施例とし、例７，８を比較例として水性接着剤組成物の主剤の試験結果を表１に示す。
【００６６】
【表１】
【００６７】
表１から、例１〜６の各接着剤組成物は、例７，８の接着剤組成物に比較してエマルジョンの状態が均一な状態で安定していることが明らかである。
（例９）「接着剤組成物の主剤の製造例」
ポリ乳酸エマルジョン（ポリ乳酸５０％エマルジョン、第一工業製薬株式会社製、商品名：プラセマＬ１１０）１００重量部、炭酸カルシウム（東洋ファインケミカル株式会社製、商品名：ホワイトンＰ−３０）１重量部、ヘキサメタリン酸ソーダ０．５重量部を混合して主剤を調製した。
（例１０〜１８）「接着剤組成物の主剤の製造例」
まず、ポリ乳酸エマルジョン（ポリ乳酸５０％エマルジョン、第一工業製薬株式会社製、商品名：プラセマＬ１１０）１００重量部、炭酸カルシウム（東洋ファインケミカル株式会社製、商品名：ホワイトンＰ−３０）５重量部（例１０）、１０重量部（例１１）、２０重量部（例１２）、４０重量部（例１３）、６０重量部（例１４）、８０重量部（例１５）、１００重量部（例１６）、１２０重量部（例１７）、１４０重量部（例１８）、と変えて添加して、ヘキサメタリン酸ソーダ０．５重量部を混合して主剤を調製した。
（評価）
前記接着剤組成物の主剤について、含水率６〜８％、比重０．７２〜０．７５の１０ｍｍ厚のカバ柾目挽板に対し、前記接着剤組成物を２５０ｇ／ｍ2塗布し、目視において塗布された状態を観察した。塗布性については木材に均一に塗布されている状態を○として、均一に塗布されていない状態を×とした。また、均一に塗布されているが塗布層が薄い状態を△とした。
【００６８】
例１０〜１７を実施例とし、例９，１８を比較例として水性接着剤組成物の主剤の試験結果を表２に示す。
【００６９】
【表２】
【００７０】
表２から、例１０〜１７の各接着剤組成物の主剤は、例９，１８の接着剤組成物に比較して木材に均一に塗布されている状態で塗布性が優れていることが明らかである。
【００７１】
（例１９）「接着剤組成物の製造例」
まず、ポリ乳酸エマルジョン（第一工業製薬株式会社製、商品名：プラセマＬ１１０）１００重量部、炭酸カルシウム（東洋ファインケミカル株式会社製、商品名：ホワイトンＰ−３０）６０重量部、ヘキサメタリン酸ソーダ０．５重量部を混合して主剤を調製した。
【００７２】
次に、硬化剤であるイソシアネート化合物としてポリメチレンポリフェニルポリイソシアネート／４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネートとの混合物（住化バイエルウレタン株式会社製、商品名：スミジュール４４Ｖ）１５重量部を、前記主剤１００重量部に添加、撹拌して、接着剤組成物を調製、製糊した。
【００７３】
（例２０）「接着剤組成物の製造例」
まず、ポリ乳酸エマルジョン（第一工業製薬株式会社製、商品名：プラセマＬ１１０）１００重量部、ＥＶＡエマルジョン（住友化学工業株式会社製、商品名：スミカフレックス４００ＨＱ）１８０部、炭酸カルシウム（東洋ファインケミカル株式会社製、商品名：ホワイトンＰ−３０）１８０重量部、ヘキサメタリン酸ソーダ１．５重量部を混合して主剤を調製した。
【００７４】
次に、硬化剤であるイソシアネート化合物としてポリメチレンポリフェニルポリイソシアネート／４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネートとの混合物（住化バイエルウレタン株式会社製、商品名：スミジュール４４Ｖ）１５重量部を、前記主剤１００重量部に添加、撹拌して、接着剤組成物を調製、製糊した。
【００７５】
（例２１）「接着剤組成物の製造例」
まず、ポリ乳酸エマルジョン（第一工業製薬株式会社製、商品名：プラセマＬ１１０）１００重量部、アクリル樹脂エマルジョン（日本エイアンドエル株式会社製、商品名：ＸＲ−３０８５）１００部、炭酸カルシウム（東洋ファインケミカル株式会社製、商品名：ホワイトンＰ−３０）１００重量部、ヘキサメタリン酸ソーダ１重量部を混合して主剤を調製した。
【００７６】
次に、硬化剤であるイソシアネート化合物としてポリメチレンポリフェニルポリイソシアネート／４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネートとの混合物（住化バイエルウレタン株式会社製製、商品名：スミジュール４４Ｖ）１５重量部を、前記主剤１００重量部に添加、撹拌して、接着剤組成物を調製、製糊した。
【００７７】
（例２２）「接着剤組成物の製造例」
まず、ポリ乳酸エマルジョン（第一工業製薬株式会社製、商品名：プラセマＬ１１０）１００重量部、１５％ポリビニルアルコール水溶液（株式会社クラレ製、商品名：ＰＶＡ２１７）５０重量部、炭酸カルシウム（東洋ファインケミカル株式会社製、商品名：ホワイトンＰ−３０）６０重量部、ヘキサメタリン酸ソーダ０．５重量部、混合して主剤を調製した。
【００７８】
次に、硬化剤であるイソシアネート化合物としてポリメチレンポリフェニルポリイソシアネート／４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネートとの混合物（住化バイエルウレタン株式会社製、商品名：スミジュール４４Ｖ）１５重量部を、前記主剤１００重量部に添加、撹拌して、接着剤組成物を調製、製糊した。
【００７９】
（例２３）「接着剤組成物の製造例」
まず、ポリ乳酸エマルジョン（第一工業製薬株式会社製、商品名：プラセマＬ１１０）１００重量部、１５％ポリビニルアルコール水溶液（株式会社クラレ製、商品名：ＰＶＡ２１７）１３０重量部、ＥＶＡエマルジョン（住友化学工業株式会社製、商品名：スミカフレックス４００ＨＱ）１８０部、炭酸カルシウム（東洋ファインケミカル株式会社製、商品名：ホワイトンＰ−３０）１８０重量部、ヘキサメタリン酸ソーダ１．５重量部を混合して主剤を調製した。
【００８０】
次に、硬化剤であるイソシアネート化合物としてポリメチレンポリフェニルポリイソシアネート／４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネートとの混合物（住化バイエルウレタン株式会社製製、商品名：スミジュール４４Ｖ）１５重量部を、前記主剤１００重量部に添加、撹拌して、接着剤組成物を調製、製糊した。
【００８１】
（例２４）「接着剤組成物の製造例」
まず、ポリ乳酸エマルジョン（第一工業製薬株式会社製、商品名：プラセマＬ１１０）１００重量部、１５％ポリビニルアルコール水溶液（株式会社クラレ製、商品名：ＰＶＡ２１７）７０重量部、アクリル樹脂エマルジョン（日本エイアンドエル株式会社製、商品名：ＸＲ−３０８５）１００部、炭酸カルシウム（東洋ファインケミカル株式会社製、商品名：ホワイトンＰ−３０）１００重量部、ヘキサメタリン酸ソーダ１重量部を混合して主剤を調製した。
【００８２】
次に、硬化剤であるイソシアネート化合物としてポリメチレンポリフェニルポリイソシアネート／４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネートとの混合物（住化バイエルウレタン株式会社製、商品名：スミジュール４４Ｖ）１５重量部を、前記主剤１００重量部に添加、撹拌して、接着剤組成物を調製、製糊した。
【００８３】
（評価）
前記接着剤組成物について、「ＪＩＳ Ｋ ６８０６」に基づいて、接着性能を試験した。
【００８４】
試験では、含水率６〜８％、比重０．７２〜０．７５の１０ｍｍ厚のカバ柾目挽板に対し、前記接着剤組成物を２５０ｇ／ｍ2塗布し、開放堆積時間２０℃にて１分以内、閉鎖堆積時間２０℃にて１０分以内、２０℃にて１．２Ｎ／ｃｍ2の圧力で２４時間圧締した後、解圧し、２０℃にて７日間養生したものを試験片とした。そして、前記各試験片の圧縮せん断接着強さを、常態、耐温水、煮沸繰り返しの３通りの条件で、測定した。
【００８５】
試験結果を表１に示す。試験結果は、「ＪＩＳ Ｋ ６８０６」に定める試験機により試験片が破断するまでの最大荷重を測定し、実測した接着面積で除した接着強さ（Ｎ／ｃｍ2）で示す。
【００８６】
「ＪＩＳ Ｋ ６８０６」に基づく、接着性能試験において、「常態」とは試験片作成後、直ちに試験に供するもので、耐水性に関わらない接着力を示す。また、「耐温水」とは試験片を６０±３℃の温水中に３時間浸漬した後、室温の水中に冷めるまで浸し、濡れたままの状態で試験に供するもので、耐水性及び耐熱性の指標となるものである。また、「煮沸繰り返し」とは試験片を沸騰水中に４時間浸漬した後、６０±３℃の空気中で２０時間乾燥し、さらに沸騰水中に４時間浸漬してから、室温の水中に冷めるまで浸し、濡れたままの状態で試験に供するもので、耐久性の指標となるものである。
【００８７】
例１９〜２４を実施例として水性接着剤組成物の試験結果を表３、４に示す。なお表中単位のない数字はブロックせん断強度（Ｎ／ｃｍ2）を示す。
【００８８】
尚、表３中の参考値１は「ＪＩＳ Ｋ ６８０６」に基づく、酢酸ビニルエマルジョン樹脂木材接着剤の１種に合格する圧縮せん断接着強さを示す。
【００８９】
表４中の参考値２は「ＪＩＳ Ｋ ６８０６」に基づく、水性高分子―イソシアネート系木材接着剤の１種、１号に合格する圧縮せん断接着強さを示す。また、参考値３は「ＪＩＳ Ｋ ６８０６」に基づく、水性高分子−イソシアネート系木材接着剤の１種、２号に合格する圧縮せん断接着強さを示す。
【００９０】
【表３】
【００９１】
表３の例１９に示すようにポリ乳酸エマルジョンを用いる木材の接着に使用する水性接着剤組成物として良好な接着性を示していることが分かる。
【００９２】
また、ポリ乳酸エマルジョンを用いる木材の接着剤の規格はないものの参考値１に合格する圧縮せん断接着強さを示している。
【００９３】
同様に、表３の例２１に示すようにポリ乳酸エマルジョンにＥＶＡエマルジョンを配合した木材の接着に使用する水性接着剤組成物及び表３の例２０に示すようにポリ乳酸エマルジョンにアクリル樹脂系エマルジョンを配合した木材の接着に使用する水性接着剤組成物も良好な接着性を示していて、ともに参考値１に合格する圧縮せん断接着強さを示している。
【００９４】
【表４】
【００９５】
表４の例２２〜２４に示すようにポリ乳酸エマルジョンに水性高分子を配合して硬化剤としてイソシアネート化合物を用いる「水性高分子−イソシアネート系接着剤」類似の接着剤組成物は木材の接着に使用する水性接着剤組成物として良好な接着性を示していることが分かる。
【００９６】
また、ポリ乳酸エマルジョンを用いる木材の接着剤の規格はないものの例４は参考値３に合格し、例２３及び例２４は参考値２に合格する圧縮せん断接着強さを示している。
【００９７】
以上のことから、生分解性を示すポリ乳酸を用いる新規な木材用ポリ乳酸系水性接着剤組成物は木材の接着に用いられることは明らかである。
【産業上の利用可能性】
【００９８】
本発明の木材用ポリ乳酸系水性接着剤組成物は、木材同士の他、木材と段ボール、紙、布、金属、陶磁器、ガラス、木毛板、プラスチック板（塩化ビニル樹脂板、ＡＢＳ板、ＦＲＰ板、スチレン樹脂板等）、無機板（アスベスト、ロックウール等の鉱物質繊維板等）、セメント系無機板（石綿スレート板、パルプセメント板、コンクリート板等）等の異種の素材に対して接着する場合にも適用することができる。
さらに、本発明の木材用ポリ乳酸系水性接着剤組成物は、コーティング用、塗料用組成物としても用いることができる。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、木材の接着に用いられる水性接着剤組成物に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、木材の接着に用いられる水性接着剤組成物として、ユリア−ホルムアルデヒド樹脂接着剤、メラミン−ホルムアルデヒド樹脂接着剤、フェノール−ホルムアルデヒド樹脂接着剤、レゾルシノール−ホルムアルデヒド樹脂接着剤等のホルムアルデヒド樹脂系接着剤が知られている。
【０００３】
また、ホルムアルデヒド樹脂系接着剤以外では酢酸ビニルエマルジョン接着剤、ＥＶＡエマルジョン接着剤、アクリル樹脂系エマルジョン、水溶性樹脂系接着剤、水性高分子―イソシアネート系接着剤が知られている。
【０００４】
水性接着剤組成物で接着された木材は建築資材などに用いられるが、木材自体は生分解性があり、木材を接着する水性接着剤組成物も生分解性であれば、接着された木材すべてが生分解される。よって、生分解性を示す環境にやさしい木材用水性接着剤の要望が高まっている。例えば、植物から得られる樹脂の加工品であるタンニンを成分とした接着剤が知られている（特許文献１参照）。しかし、天然物の特徴である生分解性を満足するものではない。
【０００５】
一方、天然物である穀物の加工品であるポリ乳酸は生分解性を有し、環境にやさしい材料である事が知られている。
【０００６】
前記ポリ乳酸を用いる接着剤として、例えば、ポリ乳酸系樹脂を主成分とし、該樹脂を有機溶媒に溶解した溶剤型接着剤または該樹脂からなるホットメルト型接着剤が知られている（特許文献２参照）。また、前記ポリ乳酸を用いる接着剤として、ポリ乳酸を含有するポリエステル樹脂を有機溶媒に溶解した溶剤型接着剤が知られている（特許文献３参照）。
【０００７】
近年、前記ポリ乳酸を主成分とするポリ乳酸系エマルジョンが提案されている。例えば、長期貯蔵可能な生分解性ポリエステル化合物が知られている（特許文献４参照）。また、水性エマルジョンが知られている（特許文献５参照）。また、ポリ乳酸水性分散剤が知られている（特許文献６参照）。
【０００８】
しかしながら、前記ポリ乳酸またはポリ乳酸系エマルジョンを水性接着剤組成物とするには安定性、塗布性、接着性に不都合がある。
【特許文献１】特開２００４−２３１８１４号公報
【特許文献２】特開２００２−０３８１１８号公報
【特許文献３】特開２００３−０８２３１９号公報
【特許文献４】特開２００３−１１３２４７号公報
【特許文献５】特開２００４−２８５１４４号公報
【特許文献６】特開２００４−３３１８４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、環境にやさしい生分解性を有する木材用ポリ乳酸系水性接着剤組成物を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は前述の課題を解決するためになされたものであり、本発明の木材用ポリ乳酸系水性接着剤組成物はポリ乳酸（Ａ）を含むことを特徴とする木材用ポリ乳酸系水性接着剤組成物である。
【００１１】
また、本発明の木材用ポリ乳酸系水性接着剤組成物によれば、
前記ポリ乳酸（Ａ）がポリ乳酸エマルジョン（Ｂ）であり、ポリ乳酸エマルジョン（Ｂ）がポリ乳酸（Ａ）を５〜７０重量％の範囲で含むことにより、生分解性を備えることができる。ポリ乳酸（Ａ）が５重量％未満では安定した水性接着剤組成物を得ることができない。さらに、生分解性を示さないことがある。ポリ乳酸（Ａ）が７０重量％を超えると凝集沈殿が起き、安定な水性接着剤組成物を得ることができない。
【００１２】
イ）前記ポリ乳酸エマルジョン（Ｂ）が充填剤を５〜５５重量％の範囲で含むことにより、塗布性を備えることができる。充填剤が５重量％未満あるいは５５重量％を超えると塗布性に問題が生じることがある。
【００１３】
ロ）前記ポリ乳酸エマルジョン（Ｂ）が酢酸ビニルエマルジョン（Ｃ）を含むか、
ハ）前記ポリ乳酸エマルジョン（Ｂ）がアクリル樹脂系エマルジョン（Ｄ）と硬化剤（Ｅ）を含むか、
ニ）前記ポリ乳酸エマルジョン（Ｂ）が水性高分子（Ｆ）とイソシアネート化合物（Ｇ）を含むことが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、ポリ乳酸を含むことにより、木材用ポリ乳酸系水性接着剤組成物に生分解性を付与することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
次に、本発明の実施の形態についてさらに詳しく説明する。
【００１６】
本発明の木材用ポリ乳酸系水性接着剤組成物はポリ乳酸（Ａ）を必須成分とする。
【００１７】
また、本発明の木材用ポリ乳酸系水性接着剤組成物は、
イ）前記ポリ乳酸（Ａ）がポリ乳酸エマルジョン（Ｂ）であり、充填剤を含むことが好ましく、さらに、
ロ）前記ポリ乳酸エマルジョン（Ｂ）が酢酸ビニルエマルジョン（Ｃ）を含むか、
ハ）前記ポリ乳酸エマルジョン（Ｂ）がアクリル樹脂系エマルジョン（Ｄ）と硬化剤（Ｅ）を含むか、
ニ）前記ポリ乳酸エマルジョン（Ｂ）が水性高分子（Ｆ）とイソシアネート化合物（Ｇ）を含むことが好ましい。
【００１８】
ただし、前記ポリ乳酸エマルジョン（Ｂ）はポリ乳酸（Ａ）を５〜７０重量％の範囲で含み、前記ポリ乳酸エマルジョン（Ｂ）は充填剤を５〜５５重量％の範囲で含む。
【００１９】
次に、必須成分であるポリ乳酸（Ａ）及びイ）〜ニ）の配合について、さらに、木材用ポリ乳酸系水性接着剤組成物の形成方法、添加剤について説明する。
【００２０】
ポリ乳酸（Ａ）
ポリ乳酸は廃棄時に環境に悪影響与えないように地中で微生物などにより分解されるようになされた生分解性高分子として知られている。通常、ポリ乳酸の末端にカルボン酸基を有している。また、未反応モノマー、オリゴマー、およびポリマーの混合物として存在する。また、ポリ乳酸は原料である乳酸の種類及び重合体の分子量によりガラス転移点や融点が異なる。
【００２１】
本発明においてポリ乳酸の種類を限定するものではなく、未反応モノマー、オリゴマー、およびポリマーの混合物でもよい。
【００２２】
ポリ乳酸エマルジョンは、ポリ乳酸を高分子分散剤、アニオン系分散剤、ノニオン系分散剤、ポリカルボン酸塩系の分散剤、等を用いて水中で分散することで得られる。
【００２３】
本発明においてポリ乳酸エマルジョンの製造方法を限定するものではなく、ポリ乳酸エマルジョンの製品中に含まれる、分散剤、可塑剤、水等を含むこともできる。
【００２４】
また、ポリ乳酸エマルジョンの製品中に安定剤としてアミン化合物、オキサゾリン化合物、カルボジイミド化合物等を添加することが知られているが、特に限定するものではない。
【００２５】
ポリ乳酸エマルジョンを水性接着剤組成物に使用する場合ポリ乳酸エマルジョン中にポリ乳酸を７０重量％以下とする必要がある。７０％重量を超えると凝集沈殿する可能性があり、安定性が悪くなる。あるいは安定剤の添加量が増加して高価となる。これらを考慮して、市販されているポリ乳酸エマルジョン中のポリ乳酸は５０重量％程度であり、ポリ乳酸エマルジョン中のポリ乳酸は５０重量％を超える量とすることは価格的に不利である。
【００２６】
また、ポリ乳酸エマルジョン中のポリ乳酸を５重量％以上とする必要がある。ポリ乳酸エマルジョン中のポリ乳酸が５重量％未満であると水性接着剤組成物調製時に安定性を失う。さらに、水性接着剤組成物調製時にポリ乳酸エマルジョンに添加剤を加えるとポリ乳酸濃度がさらに低くなりポリ乳酸の効果が低減し、生分解性を示さないことがある。あるいは添加剤の使用範囲が制限される。さらに、ポリ乳酸濃度が低くなると水性接着剤組成物の水分量が多くなるので、水の蒸発揮散速度が遅くなり硬化時間が長くなるあるいは硬化しない。
【００２７】
本発明の木材用ポリ乳酸系水性接着剤組成物は、ポリ乳酸エマルジョン中のポリ乳酸を５〜７０重量％の範囲で含むことが好ましく、１０〜５０重量％の範囲で含むことがより好ましい。
【００２８】
イ）前記ポリ乳酸（Ａ）がポリ乳酸エマルジョン（Ｂ）であり、充填剤含む
本発明の第１の実施形態の特徴は、木材の接着に用いられる水性接着剤組成物としてポリ乳酸エマルジョンを用いることにある。すなわち、木材の接着に用いられる水性接着剤組成物にポリ乳酸を用いることで生分解性を示す新規な木材用ポリ乳酸系水性接着剤組成物を提供することにある。
【００２９】
硬化の機構はポリ乳酸エマルジョンに含まれる水が蒸発揮散して、ポリ乳酸エマルジョンに含まれるその他の成分であるポリ乳酸、分散剤、可塑剤が一体化することで膜を形成して硬化する。硬化したポリ乳酸は生分解性を示す。また、凝集力を増加させるために硬化剤を添加することが出来る。ポリ乳酸は、高分子末端にカルボン酸基を有している。このカルボン酸基と反応する硬化剤を添加することで凝集力を増加させることが出来る。硬化剤としてイソシアネート基、エポキシ基を有す化合物等を挙げることができる。
【００３０】
本発明における、木材用ポリ乳酸系水性接着剤組成物の調製方法はポリ乳酸エマルジョンに分散剤を加え攪拌均一状態にして添加剤を加えさらに攪拌して水性接着剤組成物のエマルジョン状態を維持する。エマルジョン状態の水性接着剤組成物は水が蒸発揮散して、水以外の成分が一体化することで硬化する。
【００３１】
ポリ乳酸エマルジョンに添加剤を加えエマルジョン状態を崩壊させた組成物は硬化速度が遅いかあるいは硬化せず水性接着剤組成物として使用できない。水性接着剤組成物は安定したエマルジョン状態を維持することが重要である。
【００３２】
本発明において、木材用ポリ乳酸系水性接着剤組成物のエマルジョン状態を維持するためには、分散剤、乳化剤、水、充填剤、酢酸ビニルエマルジョン、アクリル樹脂系エマルジョン、硬化剤、水性高分子、イソシアネート化合物等の添加剤の種類と添加量を適切にする必要がある。
【００３３】
木材は多孔質で表面のマクロまたはミクロな凸凹があり、浸透する性質がある。木材用の水性接着剤組成物は液状接着剤が木材の微細な孔の中に入り込み、液状接着剤が接着層内で強固な凝集力を持つ固体となり、接着層内での破壊を防ぐとともに、分子間力や投錨効果により、目的の接着強さを持つ。
【００３４】
木材の接着剤としてポリ乳酸エマルジョンをそのまま用いると、木材にポリ乳酸エマルジョンが浸透して、接着層を形成しない。
【００３５】
そこで、充填剤を添加することで木材への浸透を防ぎ、接着層を形成させ接着層内で強固な凝集力を持たせることができる。すなわち、ポリ乳酸エマルジョンを木材用の水性接着剤とする場合充填剤の添加が必要である。
【００３６】
また、木材の接着に用いられる水性接着剤組成物は、被着体である木材に塗布する必要がある。被着体に塗布された接着剤の接着力は塗布量に影響を受ける。すなわち、安定した接着力を示す水性接着剤組成物を調製する場合、一定した塗布量を塗布できる組成に調整する必要がある。
【００３７】
水性接着剤組成物を被着体である木材に塗布する場合、水性接着剤組成物の粘度あるいは見かけ粘度が一時的に低下する現象と定義されているチキソトロピーが重要な因子となる。
接着剤組成物に充填剤を添加することで粘度が上昇し、チキソトロピーに影響を与える。
【００３８】
本発明の木材用ポリ乳酸系水性接着剤組成物は、ポリ乳酸エマルジョンが充填剤を５〜５５重量％の範囲で含むことが好ましく、１０〜５０重量％の範囲で含むことがより好ましい。
【００３９】
前記充填剤としては、小麦粉、大豆粉、血粉、木粉、クルミ殻粉等の有機系のもの、クレー、カオリン、ゼオライト、炭酸カルシウム、タルク、シリカ、酸化アルミニウム等の無機系のもの等を挙げることができる。
【００４０】
ロ）前記ポリ乳酸エマルジョン（Ｂ）が酢酸ビニル系エマルジョン（Ｃ）を含む
木材の接着に用いられる水性接着剤組成物として、酢酸ビニル系エマルジョン接着剤としては酢酸ビニルエマルジョン接着剤、ＥＶＡエマルジョン接着剤が挙げることができる。
【００４１】
酢酸ビニルエマルジョン接着剤とは酢酸ビニルエマルジョンを成分とする接着剤である。酢酸ビニルエマルジョン接着剤の成分である酢酸ビニルエマルジョンの製造方法をつぎに示す。酢酸ビニルポリマーは酢酸ビニルモノマーを重合することにより製造する。その製造方法は溶液重合、塊状重合、エマルジョン重合などがある。エマルジョン重合は保護コロイド水溶液の中にモノマーと重合開始剤と共に滴下して重合するもので、保護コロイドとしてはポリビニルアルコールが多く使用される。酢酸ビニルエマルジョンの製品中には酢酸ビニルポリマー、保護コロイド、可塑剤、水等が含まれる。
【００４２】
また、ＥＶＡエマルジョン接着剤とはＥＶＡエマルジョンを成分とする接着剤である。ＥＶＡエマルジョンとはエチレン（Ｅｔｈｙｌｅｎｅ）と酢酸ビニル（Ｖｉｎｙｌ−Ａｃｅｔａｔｅ）の共重合体のエマルジョンであり、このＥＶＡエマルジョンの製造方法は前記酢酸ビニルエマルジョンの製造方法と同様であり、酢酸ビニルにエチレンを共存させる物である。
【００４３】
本発明の第２の実施形態は、木材の接着に用いられる水性接着剤組成物として、酢酸ビニルエマルジョン接着剤、ＥＶＡエマルジョン接着剤、に生分解性を付与することであり、本発明において酢酸ビニルエマルジョン及びＥＶＡエマルジョンの製造方法を限定するものではなく、酢酸ビニルエマルジョン及びＥＶＡエマルジョンの製品中に含まれる、分散剤、可塑剤、水等を含むこともできる。
【００４４】
本発明の第２の実施形態の特徴は酢酸ビニルエマルジョン及びＥＶＡエマルジョン水性接着剤の硬化体にポリ乳酸を導入することで生分解性を付与した木材用ポリ乳酸系水性接着剤組成物を提供することにある。
【００４５】
硬化の機構は酢酸ビニルエマルジョンに含まれる水が蒸発揮散して、その他の酢酸ビニルポリマー、保護コロイド、可塑剤が一体化することで膜を形成して硬化する。事前に酢酸ビニルエマルジョンにポリ乳酸エマルジョンを混合することで、ポリ乳酸を含む酢酸ビニルポリマー、保護コロイド、可塑剤が一体化し、酢酸ビニルエマルジョン水性接着剤の硬化体にポリ乳酸を導入することができる。
【００４６】
また、ＥＶＡエマルジョンにポリ乳酸エマルジョンを混合することもできる。前記同様、事前にＥＶＡエマルジョンにポリ乳酸エマルジョンを混合することで、ポリ乳酸を含むＥＶＡポリマー、保護コロイド、可塑剤が一体化し、酢酸ビニルエマルジョン水性接着剤の硬化体にポリ乳酸を導入することができる。
【００４７】
ハ）前記ポリ乳酸エマルジョン（Ｂ）がアクリル樹脂系エマルジョン（Ｄ）と硬化剤（Ｅ）を含む
木材の接着に用いられる水性接着剤組成物として、アクリル樹脂系エマルジョンを主成分とするアクリル樹脂系エマルジョン接着剤、が挙げられる。
【００４８】
アクリル樹脂系エマルジョン接着剤とはアクリル樹脂系エマルジョンを主成分とする接着剤である。アクリル樹脂系エマルジョン接着剤の主成分であるアクリル樹脂系エマルジョンの製造方法をつぎに示す。アクリル樹脂はアクリルモノマーを重合することにより製造する。その製造方法は溶液重合、塊状重合、エマルジョン重合などがある。エマルジョンは乳化剤の存在下、水中で乳化重合して得られる。アクリルモノマーとして、アクリルアミド、アクリロニトリル、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステル、等が挙げられる。
【００４９】
本発明の第３の実施形態は、木材の接着に用いられる水性接着剤組成物として、アクリル樹脂系エマルジョン接着剤に生分解性を付与することであり、本発明においてアクリル樹脂系エマルジョンの製造方法を限定するものではなく、アクリル樹脂系エマルジョンの製品中に含まれる、乳化剤、可塑剤、水等を含むこともできる。
【００５０】
本発明の第３の実施形態の特徴はアクリル樹脂系エマルジョン接着剤の硬化体にポリ乳酸を導入することで生分解性を付与した木材用ポリ乳酸系水性接着剤組成物を提供することにある。
【００５１】
硬化の機構はアクリル樹脂系エマルジョンに含まれる水が蒸発揮散して、その他のアクリル樹脂系エマルジョンに含まれるアクリル樹脂、乳化剤、可塑剤等が一体化することで膜を形成して硬化する。事前にアクリル樹脂系エマルジョンにポリ乳酸エマルジョンを混合することで、ポリ乳酸を含むアクリル樹脂系エマルジョン、乳化剤、可塑剤が一体化し、アクリル樹脂系エマルジョン接着剤の硬化体にポリ乳酸を導入することができる。
【００５２】
しかし、共存する乳化剤は、凝集力を下げる。その対策として前記アクリルモノマーにカルボキシル基、水酸基、アミド基、Ｎ−メチロール基、Ｎ−アルコキシメチル基、グリシジル基、β−メチルグリシジル基、アミノ基、酸無水物からなる群から選ばれた反応性基の１種または２種以上を備える不飽和単量体を加え乳化重合させてもよい。
【００５３】
また、凝集力の低下の対策として硬化剤を加えることが出来る。硬化剤としてはエポキシ化合物、イソシアネート化合物、カップリング剤等が利用でき、硬化促進剤を併用できる。
【００５４】
ニ）前記ポリ乳酸エマルジョン（Ｂ）が水性高分子（Ｆ）とイソシアネート化合物（Ｇ）を含む
木材の接着に用いられる水性接着剤組成物として、水性高分子−イソシアネート系接着剤、が挙げられる。
【００５５】
水性高分子−イソシアネート系接着剤とは水溶性高分子水溶液、水性ラテックス、水性エマルジョン等を主剤とし、該主剤にイソシアネート化合物を配合した接着剤である。ここで、水性高分子とは水溶性高分子溶液、水性ラテックスまたは水性エマルジョンである。
【００５６】
水溶性高分子溶液としては、ポリビニルアルコール水溶液、澱粉水溶液、蛋白質水溶液、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース等のセルロース誘導体水溶液、ポリアクリル酸ソーダ水溶液、ポリアクリルアミド水溶液、マレイン酸イミド共重合体水溶液等を挙げることができる。
【００５７】
また、水性ラテックスまたは水性エマルジョンとしては、スチレン、ブタジエン、アクリルアミド、アクリロニトリル、クロロプレン、１，３−ヘキサジエン、イソプレン、イソブテン、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、エチレン、塩化ビニル、塩化ビニリデン、エチルビニルエーテルからなる群から選ばれた１種の化合物の水性ラテックスまたは水性エマルジョン、または前記化合物群から選ばれた共重合可能な２種以上の不飽和単量体からなる水性ラテックスまたは水性エマルジョンを挙げることができる。前記水性ラテックスまたは水性エマルジョンは、カルボキシル基、Ｎ−メチロール基、Ｎ−アルコキシメチル基、グリシジル基、β−メチルグリシジル基、水酸基、アミノ基、酸無水物からなる群から選ばれた反応性基の１種または２種以上を備える不飽和単量体を乳化重合させた変性ラテックスまたは変性エマルジョンであってもよい。
【００５８】
イソシアネート化合物とは分子中にイソシアネート基を有す化合物である。具体的に、イソシアネート基を有す化合物としては、例えば、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート（ＩＰＤＩ）、フェニレンジイソシアネート、シクロヘキシルジイソシアネート、４，４’−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、水添キシリレンジイソシアネート、水添トリメチルキシリレンジイソシアネート、２−メチルペンタン−１，５−ジイソシアネート、３−メチルペンタン−１，５−ジイソシアネート、２，２，４−トリメチルヘキサメチレン−１，６−ジイソシアネート、２，４，４−トリメチルヘキサメチレン−１，６−ジイソシアネート、４，４−ジベンジルジイソシアネート、１，５−ナフチレンジイソシアネート、パラフェニレンジイソシアネート、２，４−もしくは２，６−トリレンジイソシアネートまたはその混合物、テトラメチルキシリレンジイソシアネート、４，４−ジフェニルエーテルジイソシアネート、２，２’−ジフェニルメタンジイソシアネート、２，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート、４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート等の芳香族ジイソシアネート、１，３−もしくは１，４−キシリレンジイソシアネートまたはその混合物等の芳香脂肪族ジイソシアネートを挙げることができる。
【００５９】
さらに、ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネート単量体から誘導されたダイマー、トリマー、ビューレット体、炭酸ガスとポリメチレンポリフェニルポリイソシアネート単量体とから得られる２，４，６−オキサジリジントリオン環を有するポリイソシアネート、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコール、へキシレングリコール、ネオペンチルグリコール、シクロヘキサンジメタノール等の低分子量ポリオールとポリイソシアネートとの付加体、或いはポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオール等とポリイソシアネートとの高分子ポリオール等との付加体等のＮＣＯ末端化合物及び、これらの２種以上の混合物を挙げることができる。
【００６０】
本発明の第４の実施形態の特徴は水性高分子−イソシアネート系接着剤を生分解性接着剤とすることにある。すなわち、水性高分子−イソシアネート系接着剤の硬化体にポリ乳酸を導入することで生分解性を付与した木材用ポリ乳酸系水性接着剤組成物を提供できる。
【００６１】
次に、水性高分子−イソシアネート系接着剤の硬化体にポリ乳酸を導入する方法を示す。すなわち、事前に水性高分子にポリ乳酸エマルジョンを混合し、接着剤塗布直前に硬化剤であるイソシアネート化合物を混合し、接着剤組成物を調製、製糊する。接着剤塗布後、ポリ乳酸を含む水性高分子と硬化剤との混合物に含まれる水が蒸発揮散して、残されたポリ乳酸、水性高分子、硬化剤であるイソシアネート化合物が一体化し、イソシアネート化合物と水性高分子との反応及び水とイソシアネート化合物との反応により硬化することで、水性高分子−イソシアネート系接着剤の硬化体にポリ乳酸を導入することができる。
（木材用ポリ乳酸系水性接着剤組成物の形成方法）
本発明では被着体である木材にポリ乳酸エマルジョンを塗布し、ポリ乳酸エマルジョンに含まれる水が蒸発揮散して、ポリ乳酸エマルジョンに含まれるポリ乳酸が膜を形成して硬化する。硬化したポリ乳酸は生分解性を示す。また、安定した接着力を示す組成物とするために充填剤を添加する。また、充填剤を分散させるために分散剤としてヘキサメタリン酸ソーダを添加する。
【００６２】
さらに、ポリ乳酸エマルジョンは酢酸ビニルエマルジョンを含むか、アクリル樹脂系エマルジョンと硬化剤を含むか、水性高分子とイソシアネート化合物を含むかの、それぞれの配合ができる。
【００６３】
本発明における木材用ポリ乳酸系水性接着剤組成物は、水性接着剤であり生分解性であるので環境を汚染する虞が無く、ポットライフが長い上、優れた耐水接着力を備え、加熱下、或いは高温多湿の環境下、長期に亘って耐水接着力を維持することができる。従って、本発明の木材用ポリ乳酸系水性接着剤組成物は、合板、ＬＶＬ、突板、化粧板、集成材、パーティクルボード等の木質繊維板、家具、建具、運動具その他の木工製品製造用の木材用接着剤として好適に用いることができる。
（添加剤）
本実施形態の木材用ポリ乳酸系水性接着剤組成物は、分散剤、消泡剤、防腐剤、防火剤、防蟻剤、防カビ剤、防虫剤、整泡剤、起泡剤、防錆剤、湿潤剤、濡れ性改質剤等の添加剤を添加することができる。
【実施例】
【００６４】
以下、本発明を実施例及び参考例に基づき説明するが、本発明はこれらに限定されない。
（例１）「接着剤組成物の主剤の製造例」
ポリ乳酸エマルジョン（ポリ乳酸５０％エマルジョン、第一工業製薬株式会社製、商品名：プラセマＬ１１０）１００重量部、炭酸カルシウム（東洋ファインケミカル株式会社製、商品名：ホワイトンＰ−３０）６０重量部、ヘキサメタリン酸ソーダ０．５重量部を混合して主剤を調製した。
（例２〜８）「接着剤組成物の主剤の製造例」
ポリ乳酸エマルジョン（ポリ乳酸５０％エマルジョン、第一工業製薬株式会社製、商品名：プラセマＬ１１０）と、炭酸カルシウム（東洋ファインケミカル株式会社製、商品名：ホワイトンＰ−３０）の配合を８０／２０重量部（例２）、６０／４０重量部（例３）、４０／６０重量部（例４）、２０／８０重量部（例５）、１０／９０重量部（例６）、６／９４重量部（例７）、２／９８重量部（例８）、と変えて、ヘキサメタリン酸ソーダ０．５重量部を混合して主剤を調製した。
（評価）
前記接着剤組成物の主剤について、目視においてエマルジョンの状態を観察した。安定性についてエマルジョンの状態が均一な状態を○として、分離した状態を×とした。
【００６５】
例１〜６を実施例とし、例７，８を比較例として水性接着剤組成物の主剤の試験結果を表１に示す。
【００６６】
【表１】
【００６７】
表１から、例１〜６の各接着剤組成物は、例７，８の接着剤組成物に比較してエマルジョンの状態が均一な状態で安定していることが明らかである。
（例９）「接着剤組成物の主剤の製造例」
ポリ乳酸エマルジョン（ポリ乳酸５０％エマルジョン、第一工業製薬株式会社製、商品名：プラセマＬ１１０）１００重量部、炭酸カルシウム（東洋ファインケミカル株式会社製、商品名：ホワイトンＰ−３０）１重量部、ヘキサメタリン酸ソーダ０．５重量部を混合して主剤を調製した。
（例１０〜１８）「接着剤組成物の主剤の製造例」
まず、ポリ乳酸エマルジョン（ポリ乳酸５０％エマルジョン、第一工業製薬株式会社製、商品名：プラセマＬ１１０）１００重量部、炭酸カルシウム（東洋ファインケミカル株式会社製、商品名：ホワイトンＰ−３０）５重量部（例１０）、１０重量部（例１１）、２０重量部（例１２）、４０重量部（例１３）、６０重量部（例１４）、８０重量部（例１５）、１００重量部（例１６）、１２０重量部（例１７）、１４０重量部（例１８）、と変えて添加して、ヘキサメタリン酸ソーダ０．５重量部を混合して主剤を調製した。
（評価）
前記接着剤組成物の主剤について、含水率６〜８％、比重０．７２〜０．７５の１０ｍｍ厚のカバ柾目挽板に対し、前記接着剤組成物を２５０ｇ／ｍ2塗布し、目視において塗布された状態を観察した。塗布性については木材に均一に塗布されている状態を○として、均一に塗布されていない状態を×とした。また、均一に塗布されているが塗布層が薄い状態を△とした。
【００６８】
例１０〜１７を実施例とし、例９，１８を比較例として水性接着剤組成物の主剤の試験結果を表２に示す。
【００６９】
【表２】
【００７０】
表２から、例１０〜１７の各接着剤組成物の主剤は、例９，１８の接着剤組成物に比較して木材に均一に塗布されている状態で塗布性が優れていることが明らかである。
【００７１】
（例１９）「接着剤組成物の製造例」
まず、ポリ乳酸エマルジョン（第一工業製薬株式会社製、商品名：プラセマＬ１１０）１００重量部、炭酸カルシウム（東洋ファインケミカル株式会社製、商品名：ホワイトンＰ−３０）６０重量部、ヘキサメタリン酸ソーダ０．５重量部を混合して主剤を調製した。
【００７２】
次に、硬化剤であるイソシアネート化合物としてポリメチレンポリフェニルポリイソシアネート／４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネートとの混合物（住化バイエルウレタン株式会社製、商品名：スミジュール４４Ｖ）１５重量部を、前記主剤１００重量部に添加、撹拌して、接着剤組成物を調製、製糊した。
【００７３】
（例２０）「接着剤組成物の製造例」
まず、ポリ乳酸エマルジョン（第一工業製薬株式会社製、商品名：プラセマＬ１１０）１００重量部、ＥＶＡエマルジョン（住友化学工業株式会社製、商品名：スミカフレックス４００ＨＱ）１８０部、炭酸カルシウム（東洋ファインケミカル株式会社製、商品名：ホワイトンＰ−３０）１８０重量部、ヘキサメタリン酸ソーダ１．５重量部を混合して主剤を調製した。
【００７４】
次に、硬化剤であるイソシアネート化合物としてポリメチレンポリフェニルポリイソシアネート／４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネートとの混合物（住化バイエルウレタン株式会社製、商品名：スミジュール４４Ｖ）１５重量部を、前記主剤１００重量部に添加、撹拌して、接着剤組成物を調製、製糊した。
【００７５】
（例２１）「接着剤組成物の製造例」
まず、ポリ乳酸エマルジョン（第一工業製薬株式会社製、商品名：プラセマＬ１１０）１００重量部、アクリル樹脂エマルジョン（日本エイアンドエル株式会社製、商品名：ＸＲ−３０８５）１００部、炭酸カルシウム（東洋ファインケミカル株式会社製、商品名：ホワイトンＰ−３０）１００重量部、ヘキサメタリン酸ソーダ１重量部を混合して主剤を調製した。
【００７６】
次に、硬化剤であるイソシアネート化合物としてポリメチレンポリフェニルポリイソシアネート／４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネートとの混合物（住化バイエルウレタン株式会社製製、商品名：スミジュール４４Ｖ）１５重量部を、前記主剤１００重量部に添加、撹拌して、接着剤組成物を調製、製糊した。
【００７７】
（例２２）「接着剤組成物の製造例」
まず、ポリ乳酸エマルジョン（第一工業製薬株式会社製、商品名：プラセマＬ１１０）１００重量部、１５％ポリビニルアルコール水溶液（株式会社クラレ製、商品名：ＰＶＡ２１７）５０重量部、炭酸カルシウム（東洋ファインケミカル株式会社製、商品名：ホワイトンＰ−３０）６０重量部、ヘキサメタリン酸ソーダ０．５重量部、混合して主剤を調製した。
【００７８】
次に、硬化剤であるイソシアネート化合物としてポリメチレンポリフェニルポリイソシアネート／４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネートとの混合物（住化バイエルウレタン株式会社製、商品名：スミジュール４４Ｖ）１５重量部を、前記主剤１００重量部に添加、撹拌して、接着剤組成物を調製、製糊した。
【００７９】
（例２３）「接着剤組成物の製造例」
まず、ポリ乳酸エマルジョン（第一工業製薬株式会社製、商品名：プラセマＬ１１０）１００重量部、１５％ポリビニルアルコール水溶液（株式会社クラレ製、商品名：ＰＶＡ２１７）１３０重量部、ＥＶＡエマルジョン（住友化学工業株式会社製、商品名：スミカフレックス４００ＨＱ）１８０部、炭酸カルシウム（東洋ファインケミカル株式会社製、商品名：ホワイトンＰ−３０）１８０重量部、ヘキサメタリン酸ソーダ１．５重量部を混合して主剤を調製した。
【００８０】
次に、硬化剤であるイソシアネート化合物としてポリメチレンポリフェニルポリイソシアネート／４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネートとの混合物（住化バイエルウレタン株式会社製製、商品名：スミジュール４４Ｖ）１５重量部を、前記主剤１００重量部に添加、撹拌して、接着剤組成物を調製、製糊した。
【００８１】
（例２４）「接着剤組成物の製造例」
まず、ポリ乳酸エマルジョン（第一工業製薬株式会社製、商品名：プラセマＬ１１０）１００重量部、１５％ポリビニルアルコール水溶液（株式会社クラレ製、商品名：ＰＶＡ２１７）７０重量部、アクリル樹脂エマルジョン（日本エイアンドエル株式会社製、商品名：ＸＲ−３０８５）１００部、炭酸カルシウム（東洋ファインケミカル株式会社製、商品名：ホワイトンＰ−３０）１００重量部、ヘキサメタリン酸ソーダ１重量部を混合して主剤を調製した。
【００８２】
次に、硬化剤であるイソシアネート化合物としてポリメチレンポリフェニルポリイソシアネート／４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネートとの混合物（住化バイエルウレタン株式会社製、商品名：スミジュール４４Ｖ）１５重量部を、前記主剤１００重量部に添加、撹拌して、接着剤組成物を調製、製糊した。
【００８３】
（評価）
前記接着剤組成物について、「ＪＩＳ Ｋ ６８０６」に基づいて、接着性能を試験した。
【００８４】
試験では、含水率６〜８％、比重０．７２〜０．７５の１０ｍｍ厚のカバ柾目挽板に対し、前記接着剤組成物を２５０ｇ／ｍ2塗布し、開放堆積時間２０℃にて１分以内、閉鎖堆積時間２０℃にて１０分以内、２０℃にて１．２Ｎ／ｃｍ2の圧力で２４時間圧締した後、解圧し、２０℃にて７日間養生したものを試験片とした。そして、前記各試験片の圧縮せん断接着強さを、常態、耐温水、煮沸繰り返しの３通りの条件で、測定した。
【００８５】
試験結果を表１に示す。試験結果は、「ＪＩＳ Ｋ ６８０６」に定める試験機により試験片が破断するまでの最大荷重を測定し、実測した接着面積で除した接着強さ（Ｎ／ｃｍ2）で示す。
【００８６】
「ＪＩＳ Ｋ ６８０６」に基づく、接着性能試験において、「常態」とは試験片作成後、直ちに試験に供するもので、耐水性に関わらない接着力を示す。また、「耐温水」とは試験片を６０±３℃の温水中に３時間浸漬した後、室温の水中に冷めるまで浸し、濡れたままの状態で試験に供するもので、耐水性及び耐熱性の指標となるものである。また、「煮沸繰り返し」とは試験片を沸騰水中に４時間浸漬した後、６０±３℃の空気中で２０時間乾燥し、さらに沸騰水中に４時間浸漬してから、室温の水中に冷めるまで浸し、濡れたままの状態で試験に供するもので、耐久性の指標となるものである。
【００８７】
例１９〜２４を実施例として水性接着剤組成物の試験結果を表３、４に示す。なお表中単位のない数字はブロックせん断強度（Ｎ／ｃｍ2）を示す。
【００８８】
尚、表３中の参考値１は「ＪＩＳ Ｋ ６８０６」に基づく、酢酸ビニルエマルジョン樹脂木材接着剤の１種に合格する圧縮せん断接着強さを示す。
【００８９】
表４中の参考値２は「ＪＩＳ Ｋ ６８０６」に基づく、水性高分子―イソシアネート系木材接着剤の１種、１号に合格する圧縮せん断接着強さを示す。また、参考値３は「ＪＩＳ Ｋ ６８０６」に基づく、水性高分子−イソシアネート系木材接着剤の１種、２号に合格する圧縮せん断接着強さを示す。
【００９０】
【表３】
【００９１】
表３の例１９に示すようにポリ乳酸エマルジョンを用いる木材の接着に使用する水性接着剤組成物として良好な接着性を示していることが分かる。
【００９２】
また、ポリ乳酸エマルジョンを用いる木材の接着剤の規格はないものの参考値１に合格する圧縮せん断接着強さを示している。
【００９３】
同様に、表３の例２１に示すようにポリ乳酸エマルジョンにＥＶＡエマルジョンを配合した木材の接着に使用する水性接着剤組成物及び表３の例２０に示すようにポリ乳酸エマルジョンにアクリル樹脂系エマルジョンを配合した木材の接着に使用する水性接着剤組成物も良好な接着性を示していて、ともに参考値１に合格する圧縮せん断接着強さを示している。
【００９４】
【表４】
【００９５】
表４の例２２〜２４に示すようにポリ乳酸エマルジョンに水性高分子を配合して硬化剤としてイソシアネート化合物を用いる「水性高分子−イソシアネート系接着剤」類似の接着剤組成物は木材の接着に使用する水性接着剤組成物として良好な接着性を示していることが分かる。
【００９６】
また、ポリ乳酸エマルジョンを用いる木材の接着剤の規格はないものの例４は参考値３に合格し、例２３及び例２４は参考値２に合格する圧縮せん断接着強さを示している。
【００９７】
以上のことから、生分解性を示すポリ乳酸を用いる新規な木材用ポリ乳酸系水性接着剤組成物は木材の接着に用いられることは明らかである。
【産業上の利用可能性】
【００９８】
本発明の木材用ポリ乳酸系水性接着剤組成物は、木材同士の他、木材と段ボール、紙、布、金属、陶磁器、ガラス、木毛板、プラスチック板（塩化ビニル樹脂板、ＡＢＳ板、ＦＲＰ板、スチレン樹脂板等）、無機板（アスベスト、ロックウール等の鉱物質繊維板等）、セメント系無機板（石綿スレート板、パルプセメント板、コンクリート板等）等の異種の素材に対して接着する場合にも適用することができる。
さらに、本発明の木材用ポリ乳酸系水性接着剤組成物は、コーティング用、塗料用組成物としても用いることができる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリ乳酸（Ａ）を含むことを特徴とする木材用ポリ乳酸系水性接着剤組成物。
【請求項２】
前記ポリ乳酸（Ａ）がポリ乳酸エマルジョン（Ｂ）であることを特徴とする請求項１記載の木材用ポリ乳酸系水性接着剤組成物。
【請求項３】
前記ポリ乳酸エマルジョン（Ｂ）がポリ乳酸（Ａ）を５〜７０重量％の範囲で含むことを特徴とする請求項１記載の木材用ポリ乳酸系水性接着剤組成物。
【請求項４】
前記ポリ乳酸エマルジョン（Ｂ）が充填剤を５〜５５重量％の範囲で含むことを特徴とする請求項２、３記載の木材用ポリ乳酸系水性接着剤組成物。
【請求項５】
前記ポリ乳酸エマルジョン（Ｂ）が酢酸ビニル系エマルジョン（Ｃ）を含むことを特徴とする請求項２〜４記載の木材用ポリ乳酸系水性接着剤組成物。
【請求項６】
前記ポリ乳酸エマルジョン（Ｂ）がアクリル樹脂系エマルジョン（Ｄ）と硬化剤（Ｅ）を含むことを特徴とする請求項２〜４記載の木材用ポリ乳酸系水性接着剤組成物。
【請求項７】
前記ポリ乳酸エマルジョン（Ｂ）が水性高分子（Ｆ）とイソシアネート化合物（Ｇ）を含むことを特徴とする請求項２〜４記載の木材用ポリ乳酸系水性接着剤組成物。
【請求項１】
ポリ乳酸（Ａ）を含むことを特徴とする木材用ポリ乳酸系水性接着剤組成物。
【請求項２】
前記ポリ乳酸（Ａ）がポリ乳酸エマルジョン（Ｂ）であることを特徴とする請求項１記載の木材用ポリ乳酸系水性接着剤組成物。
【請求項３】
前記ポリ乳酸エマルジョン（Ｂ）がポリ乳酸（Ａ）を５〜７０重量％の範囲で含むことを特徴とする請求項１記載の木材用ポリ乳酸系水性接着剤組成物。
【請求項４】
前記ポリ乳酸エマルジョン（Ｂ）が充填剤を５〜５５重量％の範囲で含むことを特徴とする請求項２、３記載の木材用ポリ乳酸系水性接着剤組成物。
【請求項５】
前記ポリ乳酸エマルジョン（Ｂ）が酢酸ビニル系エマルジョン（Ｃ）を含むことを特徴とする請求項２〜４記載の木材用ポリ乳酸系水性接着剤組成物。
【請求項６】
前記ポリ乳酸エマルジョン（Ｂ）がアクリル樹脂系エマルジョン（Ｄ）と硬化剤（Ｅ）を含むことを特徴とする請求項２〜４記載の木材用ポリ乳酸系水性接着剤組成物。
【請求項７】
前記ポリ乳酸エマルジョン（Ｂ）が水性高分子（Ｆ）とイソシアネート化合物（Ｇ）を含むことを特徴とする請求項２〜４記載の木材用ポリ乳酸系水性接着剤組成物。
【公開番号】特開２００７−７０４２３（Ｐ２００７−７０４２３Ａ）
【公開日】平成１９年３月２２日（２００７．３．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２５７２８１（Ｐ２００５−２５７２８１）
【出願日】平成１７年９月６日（２００５．９．６）
【出願人】（０００２０５７４２）株式会社オーシカ (40)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年３月２２日（２００７．３．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年９月６日（２００５．９．６）
【出願人】（０００２０５７４２）株式会社オーシカ (40)
【Ｆターム（参考）】
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