説明

表面の結合方法

本発明は下記の順序で、溶媒を含む、接着剤組成物(A)を第一表面に塗布し、この溶媒を、強制乾燥により、部分的又は完全に、乾燥させて除いて、この乾燥工程の直後に、X重量%の固形分の接着剤組成物(A)を得、溶媒を含み、Z重量%の固形分を有する成分(C)を第二表面に塗布し(この場合、Z<X)、二つの表面を一緒にし、その結果、前記接着剤組成物(A)が成分(C)と接触し、そして二つの表面を互に対しプレスすることを特徴とする、表面の結合方法に関する。また、本発明は木材をベースとする製品の製造方法に関する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は表面の結合方法に関する。本発明はまた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】
接着された製品、例えば、積層はり、ベニヤ製品、平土間フローリング、紙管用板紙、台紙及び合板等の製造において、木材の片の組立体が接着剤の塗布、続いてプレス工程により結合される。
【0003】
或る種の接着剤は表面への塗布の際に好適な粘度を有するために比較的高い含量の溶媒、例えば、水を必要とする。過剰の溶媒がまた安定なエマルション又は安定な樹脂をベースとする接着剤を得るためにエマルションをベースとする接着剤(また分散接着剤と称される)、及び樹脂をベースとする接着剤に通常必要とされる。一層高い固形分の接着剤では、エマルションのエージングのための増粘が一層低い固形分よりも顕著である。
【0004】
接着方法は物理的乾燥/フィルム形成工程及び/又は化学的硬化工程を伴う。比較的高い含量の溶媒を有する接着剤が使用される場合、プレス時間がグルーライン中の接着剤の充分な物理的乾燥/フィルム形成プロセスを可能にするために延長される。長いプレス時間を必要としてもよい接着剤は、通常水をベースとするエマルションの形態のもの、例えば、ポリ酢酸ビニル接着剤もしくはエマルション-ポリマー-イソシアネート接着剤、又はアミノ型もしくはフェノール型の水をベースとする樹脂である。このような接着剤を使用する場合、接着すべき木材の含水量はしばしば接着前に低下されるべきであり、その結果、接着された木材製品の最終の含水量があまり高くならない。湿潤接着剤の塗布と組み合わせての含水量の低下は含水量の変化のために悪影響を生じることがあり、これが材料中の移動をもたらして、反りの如き負の効果を生じ得る。
【0005】
エマルションをベースとする接着剤を使用する場合の別の問題は不均等な表面を一緒に接着する際の難点である。プレス中、塗布された接着剤は絞り出て、全ての場所で表面の間の距離を殆ど充満できないで去っていく傾向を有する。
【0006】
必要とされるプレス時間を減少するために、種々の解決策が示唆されていた。例えば、EP 1190823 A2は表面の加熱を含む方法を開示している。別のアプローチは塗布後に接着剤を乾燥させることである。塗布された接着剤の乾燥に関する方法及び装置が下記の文献:米国特許第3160543号、同第4812366号、同第5234519号及びEP 0979712 A1に説明されている。
【0007】
強制乾燥を塗布された接着剤に受けさせる場合に生じる問題は強制乾燥工程が終了したのと表面の接触及びプレスがなされるべき時の間に利用できる実に狭い最大時間枠があることである。あまりにも長い時間がプレス工程の前に経過する場合、接着剤結合部があまりにも早いフィルム形成又は前硬化のためにあまりにも弱いであろう。
【0008】
上記引用文献のいずれもが接着剤層の乾燥とその後のプレス工程の間で経過することが許される時間の最大量を増大又は調節する方法について何も開示していない。更に、不均等な表面を接着することについて何も記載されていない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
本発明の目的は高品質の結合を短いプレス時間で既に得、かつ接着剤層の強制乾燥工程の終了とその後のプレス工程の開始の間の長い最大時間枠を与える接着方法を提供することである。本発明の更なる目的は不均等表面を結合する改良方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0010】
上記目的は下記の順序で、溶媒を含む、接着剤組成物(A)を材料の第一片の表面に塗布し、溶媒を、強制乾燥により、部分的又は完全に、乾燥させて除いて、乾燥工程の直後に、X重量%の固形分の接着剤組成物(A)を得、溶媒を含み、Z重量%の固形分を有する成分(C)を材料の第二片の表面に塗布し(この場合、Z<X)、二つの表面を一緒にし、その結果、接着剤組成物(A)が成分(C)と接触し、そして二つの表面を互に対しプレスすることを特徴とする、表面の結合方法により達成される。
【0011】
上記目的はまた下記の順序で、溶媒を含む、接着剤組成物(A)を木材をベースとする材料の第一片の表面に塗布し、溶媒を、強制乾燥により、部分的又は完全に、乾燥させて除いて、乾燥工程の直後に、X重量%の固形分の接着剤組成物(A)を得、溶媒を含み、Z重量%の固形分を有する成分(C)を木材をベースとする材料の第二片の表面に塗布し(この場合、Z<X)、二つの表面を一緒にし、その結果、接着剤組成物(A)が成分(C)と接触し、そして二つの表面を互に対しプレス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より達成される。
【発明を実施するための最良の形態】
【0012】
これらの方法は下記の順序で、溶媒を含む、接着剤組成物(B)を第二片の表面に塗布し、その後に成分(C)を塗布し、溶媒を、強制乾燥により、接着剤組成物(B)から、部分的又は完全に、乾燥させて除いて、乾燥工程の直後に、Y重量%の固形分の接着剤組成物(B)を得(この場合、Z<Y)、そして成分(C)を接着剤組成物(A)及び接着剤組成物(B)の一方又は両方に塗布することを含むことが好適である。この溶媒は塗布された接着剤組成物(A)及び/又は接着剤組成物(B)から部分的に乾燥されて除かれることが好適である。
【0013】
“接着剤組成物”はそれ自体で接着剤として作用できる組成物を本明細書中で意味し、接着剤を生成するための一種以上の更なる成分を必要とする接着剤の単なる成分ではない。
【0014】
“固形分”は下記の方法に従って測定された、接着剤の成分の含量を本明細書中で意味する:接着剤1gを金属のふたに入れ、加熱チャンバー中で30分間にわたって120℃に暴露する。ふた中に残っている接着剤の%を固形分と定義する。
【0015】
“溶媒”は上記条件下で蒸発するあらゆる物質を本明細書中で意味する。
【0016】
好適には、溶媒の約10重量%から約100重量%まで、好ましくは約20重量%から約90重量%までが接着剤組成物(A)から乾燥されて除かれる。好適には、溶媒の約10重量%から約100重量%まで、好ましくは約20重量%から約90重量%までが接着剤組成物(B)から乾燥されて除かれる。
【0017】
好適には、Xは約20から100まで、好ましくは約35から約95まで、最も好ましくは約50から約90までである。好適には、Zは約0から約70まで、好ましくは約5から約60まで、最も好ましくは約10から約50までである。好適には、Yは約20から約100まで、好ましくは約35から約95まで、最も好ましくは約50から約90までである。
【0018】
単位面積当りの塗布された接着剤組成物(A)対成分(C)の重量比は好適には約1:0.5から約50:1まで、好ましくは約1:1から約25:1まで、最も好ましくは約2:1から約15:1までである。
【0019】
“強制乾燥”は周囲空気への暴露及び支持体への浸透のために生じる表面に塗布された接着剤層の自然乾燥と較べて乾燥速度を増大するあらゆる操作を本明細書中で意味する。
【0020】
前記溶媒は強制乾燥のあらゆる方法、例えば、乾燥空気、乾燥ガス、空気吹き込み又は加熱、好ましくは加熱の使用により乾燥されて除き得る。加熱の好適な方法の例は放射熱(IR)、温空気吹き込み、乾燥空気吹き込み及びマイクロウェーブ加熱である。この溶媒は放射熱の使用により乾燥されて除かれることが好ましい。
【0021】
前記接着剤組成物(A)及び接着剤組成物(B)は同じ組成物であってもよく、又は異なる組成物であってもよい。該接着剤組成物(A)及び接着剤組成物(B)は同じ型の接着剤樹脂を含むことが好ましい。この接着剤組成物(A)及び接着剤組成物(B)は実質的に同じであることが最も好ましい。本方法に適した接着剤組成物(A)及び接着剤組成物(B)は溶媒を含むあらゆる接着剤であってもよい。この接着剤組成物(A)及び接着剤組成物(B)はアミド結合又はイミド結合を含むポリマーを主成分として有しないことが好ましい。
【0022】
前記接着剤組成物(A)及び(B)は水性接着剤組成物であることが好ましい。本発明の一つの好ましい実施態様において、この接着剤組成物(A)及び接着剤組成物(B)はポリマーエマルションをベースとする接着剤組成物のグループに属することが好適である。この場合、好ましい接着剤組成物はポリ酢酸ビニル、エチレン-酢酸ビニル、エマルションポリマーイソシアネート、ポリウレタン、スチレン-ブタジエン、及びアクリレートをベースとするものである。この接着剤組成物(A)及び接着剤組成物(B)はポリ酢酸ビニルをベースとする接着剤組成物又はエマルションポリマーイソシアネートをベースとする接着剤組成物であることが最も好ましい。
【0023】
本発明の別の好ましい実施態様において、前記接着剤組成物(A)及び接着剤組成物(B)は硬化性樹脂をベースとする接着剤組成物のグループに属することが好適である。この場合、この接着剤組成物(A)及び接着剤組成物(B)はアミノ樹脂をベースとする接着剤組成物又はフェノール樹脂をベースとする接着剤組成物であることが好ましい。
【0024】
前記接着剤組成物(A)及び接着剤組成物(B)の一方又は両方はまたポリマーエマルション及び硬化性樹脂の両方を含んでもよい。この接着剤組成物(A)及び(B)の一方はまたポリマーエマルションをベースとする接着剤組成物であってもよく、一方、他方は硬化性樹脂をベースとする接着剤組成物のグループに属してもよい。
【0025】
前記接着剤組成物(A)及び接着剤組成物(B)中の、初期の固形分、即ち、塗布の時点の固形分は好適には約1重量%から約95重量%まで、好ましくは約10重量%から約90重量%まで、更に好ましくは約30重量%から約70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。
【0026】
本方法に適した成分(C)は液体であることが好適であり、溶媒を含むあらゆる成分であってもよい。本発明の一実施態様において、この成分(C)は好適には実質的に溶媒、好ましくは実質的に水からなる。
【0027】
本発明の別の実施態様において、この成分(C)はポリマーエマルションをベースとする接着剤組成物又は硬化性樹脂をベースとする接着剤組成物のグループに属する接着剤組成物であることが好適である。この成分(C)は水性接着剤組成物であることが好適である。ポリマーエマルションをベースとする接着剤組成物の場合、好ましい接着剤組成物はポリ酢酸ビニル、エチレン-酢酸ビニル、エマルションポリマーイソシアネート、ポリウレタン、スチレン-ブタジエン、及びアクリレートをベースとするものである。この成分(C)はポリ酢酸ビニルをベースとする接着剤組成物又はエマルションポリマーイソシアネートをベースとする接着剤組成物であることが最も好ましい。硬化性樹脂をベースとする接着剤組成物の場合、この成分(C)はアミノ樹脂をベースとする接着剤組成物又はフェノール樹脂をベースとする接着剤組成物であることが好ましい。この成分(C)はまた一種以上の硬化性樹脂のための一種以上の硬化剤を含んでもよい。
【0028】
前記接着剤組成物(A)、接着剤組成物(B)、及び成分(C)中の溶媒は、接着剤組成物中の使用に適したあらゆる溶媒であってもよい。この溶媒は水、又はアルコール、エステル、及びケトンのグループに属する有機溶媒であることが好適である。好適なアルコールの例として、メタノール、エタノール、プロパノール、グリコール、例えば、エタンジオール及びプロパンジオールが挙げられる。この溶媒は水であることが好ましい。前記接着剤組成物(A)、接着剤組成物(B)、及び成分(C)中の溶媒はまた溶媒の組み合わせを含んでもよい。異なる溶媒がまた前記接着剤組成物(A)、接着剤組成物(B)、及び成分(C)中に使用されてもよい。
【0029】
前記組立体のプレスは好適には約0.1MPaから約10MPaまで、好ましくは約0.5MPaから約5MPaまで、最も好ましくは約0.75MPaから約3MPaまでの圧力で行なわれる。
【0030】
前記プレス時間は変化してもよく、例えば、使用される接着系、どの製品が製造されるのか、及びどの型のプレスが使用されるのかに依存する。一つの好適な型の接着方法において、結合すべき表面がプレス工程の前に全体として組み立てられる。この場合、プレス時間は好適には約0.01秒から約3000秒まで、好ましくは約0.1秒から約1000秒まで、最も好ましくは約1秒から約60秒までである。
【0031】
別の好適な型の接着方法において、結合すべき表面がローラープレス、バンドプレス、又は摩擦プレス中を移動して、連続的に組み立てられ、プレスされる。これらの場合、プレス時間は好適には約0.001秒から約300秒まで、好ましくは約0.1秒から約60秒まで、最も好ましくは約1秒から約30秒までである。ローラープレスの特別な場合、このプレス時間は好適には約0.001秒から約10秒まで、好ましくは約0.1秒から約1秒までである。
【0032】
前記プレスは、熱を加えないで、通常の周囲温度、好適には5-40℃、例えば、室温で行なわれることが好適である。或る場合、例えば、硬化性樹脂が存在する場合、このプレスは加熱下で行なわれることが好適である。加熱が所望される場合には、このプレス温度が好適には約40℃から約200℃まで、好ましくは約60℃から約130℃までである。
【0033】
本発明の更なる実施態様において、前記接着剤組成物(A)及び(B)の塗布された層中の固形分は、例えば、近赤外(NIR)測定装置を使用して接着層中の溶媒含量を測定することにより測定し得る。これは、或る組立時間及び/又はプレス時間を得るために、強さ及び/又は乾燥時間に関して、必要とされる乾燥効果の正確な調節を可能にする。例えば、IR乾燥が使用される場合、溶媒含量の測定値がIR強さ及び/又は乾燥時間を調節するのに使用し得る。
【0034】
本方法で結合すべき表面はあらゆる型の材料の表面であってもよい。この表面は紙を含むリグノ-セルロース材料、又は合成もしくは天然ポリマー材料の表面であることが好適である。この表面は木材をベースとする材料の表面であることが好ましい。木材をベースとする材料として、本明細書では繊維材料、チップ材料及びパーティクルボード材料の如き材料がまた挙げられる。
【0035】
本発明はあらゆる型の接着された製品、特に木材をベースとする接着された製品、例えば、積層はり、ベニヤ製品、端部接着製品及び平土間フローリングを製造するのに適している。
【0036】
本発明の好ましい実施態様において、ポリ酢酸ビニル接着剤の水性分散液が木材の二つの片の夫々一つの表面に塗布され、その後に、水が赤外線を使用することにより乾燥されて除かれ、その結果、両方の接着剤組成物が約60重量%から約80重量%までの固形分を有する。数分後に、同じポリ酢酸ビニル接着剤分散液の水性分散液が乾燥された接着層の一つに塗布され、二つの片が組み立てられ、一緒にプレスされる。
【0037】
本発明の別の好ましい実施態様において、ポリ酢酸ビニル接着剤の水性分散液が木材の片の表面に塗布され、その後に水が赤外線を使用することにより乾燥されて除かれ、その結果、接着剤組成物が約60重量%から約80重量%までの固形分を有する。数分後に、同じポリ酢酸ビニル接着剤分散液の水性分散液が木材の片の別の表面に塗布され、二つの片が組み立てられ、一緒にプレスされる。
【0038】
今、本発明が下記の実施例に関して更に記載されるが、これらの実施例は本発明の範囲を限定するものと解されるべきではない。
【実施例】
【0039】
例1
50重量%の初期固形分を有する水をベースとするポリ酢酸ビニル接着剤を使用して2層製品をつくった。この周囲温度は20℃であった。サイズ140mm x 50mmの厚さ16mmの二つの木材片を50重量%の初期固形分を有する75g/m2の接着剤で被覆した。夫々の片の接着層を赤外線を使用して加熱することにより乾燥させ、その結果、両方の接着層は約70重量%の固形分(X、Y)を有していた。これらの新しい固形分をこれらの片の計量により測定した。次いでこれらの片を互に直接に接触させ、10分間にわたって1.5MPaの圧力で一緒にプレスした。これらの接着層の乾燥と層の接触の間の時間間隔は10秒以下であった。プレス直後に“チゼル試験”を行なうことにより接着強さを測定した。この試験では、チゼルを使用することにより二つの接着された片を強制的に離し、繊維引裂きを示す接着された表面の%を測定する。
例2
2分間が乾燥後に経過するまで、塗布された接着剤を有する表面を互に接触させなかった以外は、例1と同じ操作を繰り返した。加熱直後及びプレス直前の両方の片を計量することにより固形分を測定した。前記“チゼル試験”を使用することにより接着強さを測定した。
例3(本発明)
塗布された接着剤を有する表面を2分間静止させ、続いて追加の接着剤を表面の一つに塗布した以外は、2層製品を例1と同じ工程に従ってつくった。この接着剤は25重量%の固形分(Z)を有し、21g/m2の量で塗布された以外は前記と同じ型のものであった。次いでこれらの表面を互に接触させ、この組立体を10分間にわたって1.5MPaの圧力でプレスした。前記“チゼル試験”を使用することにより接着強さを測定した。
例4(本発明)
例1-3と同じ材料及び同じサイズの2層製品を、同じ型の接着剤を使用することによりつくった。しかしながら、これらの片の一つのみを、50重量%の初期固形分を有する、100g/m2の接着剤で被覆した。続いてこの接着層を約65重量%の固形分(X)まで乾燥させ、2分間静止した。次いでその他の片を、25重量%の固形分(Z)を有し、60g/m2の量で塗布された以外は前記と同じ型の接着剤で被覆した。次いでこれらの表面を互に接触させ、この組立体を10分間にわたって1.5MPaの圧力でプレスした。前記“チゼル試験”を使用することにより接着強さを測定した。
結果を表1に表す。
【0040】
【表1】

【0041】
例1-4から、本発明の方法はまた時間の或る期間が乾燥とプレスの間に経過した場合に優れた接着強さを与えることが結論される。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
下記の順序で、
−溶媒を含む、接着剤組成物(A)を材料の第一片の表面に塗布し、
−前記溶媒を、強制乾燥により、部分的又は完全に、乾燥させて除いて、この乾燥工程の直後に、X重量%の固形分の接着剤組成物(A)を得、
−溶媒を含み、Z重量%の固形分を有する成分(C)を材料の第二片の表面に塗布し、ここで、Z<Xであり、
−これらの二つの表面を一緒にし、その結果、前記接着剤組成物(A)が前記成分(C)と接触し、そして
−これらの二つの表面を互に対しプレスすることを特徴とする、表面の結合方法。
【請求項2】
下記の順序で、
−溶媒を含む、接着剤組成物(A)を木材をベースとする材料の第一片の表面に塗布し、
−前記溶媒を、強制乾燥により、部分的又は完全に、乾燥させて除いて、この乾燥工程の直後に、X重量%の固形分の接着剤組成物(A)を得、
−溶媒を含み、Z重量%の固形分を有する成分(C)を木材をベースとする材料の第二片の表面に塗布し、ここで、Z<Xであり、
−これらの二つの表面を一緒にし、その結果、前記接着剤組成物(A)が前記成分(C)と接触し、そして
−これらの二つの表面を互に対しプレス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。
【請求項3】
下記の順序で、
−溶媒を含む、接着剤組成物(B)を第二片の表面に塗布し、その後に成分(C)を塗布し、
−前記溶媒を、強制乾燥により、前記接着剤組成物(B)から、部分的又は完全に、乾燥させて除いて、この乾燥工程の直後に、Y重量%の固形分の接着剤組成物(B)を得、ここで、Z<Yであり、そして
−前記成分(C)を前記接着剤組成物(A)及び前記接着剤組成物(B)の一方又は両方に塗布することを特徴とする、請求項1から2のいずれか1項記載の方法。
【請求項4】
前記溶媒の約10重量%〜約100重量%を前記接着剤組成物(A)から乾燥させて除く、請求項1から3のいずれか1項記載の方法。
【請求項5】
前記溶媒の少なくとも10重量%〜約100重量%を前記接着剤組成物(B)から乾燥させて除く、請求項3から4のいずれか1項記載の方法。
【請求項6】
Xが約50から約90までである、請求項1から5のいずれか1項記載の方法。
【請求項7】
Zが約10から約50までである、請求項1から6のいずれか1項記載の方法。
【請求項8】
Yが約50から約90までである、請求項3から7のいずれか1項記載の方法。
【請求項9】
単位面積当りの塗布された接着剤組成物(A)対成分(C)の重量比が約2:1から約15:1までである、請求項1から8のいずれか1項記載の方法。
【請求項10】
前記接着剤組成物(A)及び前記接着剤組成物(B)がエマルションポリマーをベースとする接着剤組成物のグループに属する、請求項1から9のいずれか1項記載の方法。
【請求項11】
前記接着剤組成物(A)及び前記接着剤組成物(B)が硬化性樹脂をベースとする接着剤組成物のグループに属する、請求項1から10のいずれか1項記載の方法。
【請求項12】
前記成分(C)がエマルションポリマーをベースとする接着剤組成物のグループに属する接着剤組成物である、請求項1から11のいずれか1項記載の方法。
【請求項13】
前記成分(C)が硬化性樹脂をベースとする接着剤組成物のグループに属する接着剤組成物である、請求項1から12のいずれか1項記載の方法。
【請求項14】
前記成分(C)が実質的に水からなる、請求項1から6又は8から11のいずれか1項記載の方法。
【請求項15】
前記溶媒が水である、請求項1から14のいずれか1項記載の方法。
【請求項16】
前記成分(C)が一種以上の硬化性樹脂のための一種以上の硬化剤を含む、請求項15記載の方法。
【請求項17】
前記表面が木材をベースとする材料の表面である、請求項1から16のいずれか1項記載の方法。
【請求項18】
前記木材をベースとする製品が積層はりである、請求項2から17のいずれか1項記載の方法。
【請求項19】
前記木材をベースとする製品が端部接着された製品である、請求項2から17のいずれか1項記載の方法。
【請求項20】
前記木材をベースとする製品が平土間フローリングである、請求項2から17のいずれか1項記載の方法。

【公表番号】特表2007−506854(P2007−506854A)
【公表日】平成19年3月22日(2007.3.22)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2006−532177(P2006−532177)
【出願日】平成16年5月5日(2004.5.5)
【国際出願番号】PCT/SE2004/000686
【国際公開番号】WO2004/104124
【国際公開日】平成16年12月2日(2004.12.2)
【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)】