(57)【要約】 従来の水性高分子−イソシアネート系木材用接着剤組成物の問題点を解決し、耐水性、耐熱性及び耐久性に優れる木材用接着剤組成物及びこの木材用接着剤組成物により接着された、耐水性、耐熱性及び耐久性に優れる木質製品を提供する。 木材用水性接着剤組成物は、フィラー（Ａ成分）、水性高分子（Ｂ成分）、イソシアネート化合物（Ｃ成分）及び水（Ｄ成分）を含む木材用水性接着剤組成物であって、フィラー（Ａ成分）が水硬性を有するセメントであり、水性高分子（Ｂ成分）がアクリル系樹脂エマルジョン、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）系樹脂エマルジョン、エチレン−酢酸ビニル（ＥＶＡ）系樹脂エマルジョン及びこれらの再分散性エマルジョン粉末からなる群より選択される少なくとも１種の物質である。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
フィラー（Ａ成分）、水性高分子（Ｂ成分）、イソシアネート化合物（Ｃ成分）及び水（Ｄ成分）を含む木材用水性接着剤組成物であって、
前記フィラー（Ａ成分）が水硬性を有するセメントであり、
前記水性高分子（Ｂ成分）がアクリル系樹脂エマルジョン、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）系樹脂エマルジョン、エチレン−酢酸ビニル（ＥＶＡ）系樹脂エマルジョン及びこれらの再分散性エマルジョン粉末からなる群より選択される少なくとも１種の物質であることを特徴とする木材用水性接着剤組成物。
【請求項２】
前記イソシアネート化合物（Ｃ成分）が、４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）又はポリメリックＭＤＩであることを特徴とする請求項１に記載の木材用水性接着剤組成物。
【請求項３】
前記フィラーに対する前記イソシアネート化合物の配合割合（Ｃ成分／Ａ成分）が、０．６〜１．５（重量比）であることを特徴とする請求項１又は２に記載の木材用水性接着剤組成物。
【請求項４】
さらに増粘剤（Ｅ成分）を含有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の木材用水性接着剤組成物。
【請求項５】
前記増粘剤（Ｅ成分）が、メチルセルロース系高分子であることを特徴とする請求項４に記載の木材用水性接着剤組成物。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の木材用水性接着剤組成物を用いて接着された木質製品。
【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木材用水性接着剤組成物及びそれを用いた木質製品に関する。
【背景技術】
【０００２】
木材用接着剤として、従来から尿素−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及びレゾルシノール−ホルムアルデヒド樹脂接着剤等のホルムアルデヒドを含有する接着剤が用いられている。しかし、これらのホルムアルデヒドを含有する接着剤は、それを用いて接着した木材や木質製品からホルムアルデヒドが放出されるため、環境汚染や人体への健康障害等を生じさせるとの問題がある。【０００３】
このような問題を解決するため、非ホルムアルデヒド樹脂系の木材用接着剤が種々提案されている。例えば、特許文献１〜６には、水溶性樹脂や樹脂エマルジョン等の水性高分子を主剤とし、該主剤に硬化剤としてイソシアネート化合物を配合した水性高分子−イソシアネート系の木材用接着剤組成物が記載されている。このうち、特許文献１及び特許文献２には、水性高分子−イソシアネート系木材用接着剤におけるイソシアネート化合物として、特定のイソシアネート化合物を用いることが記載されている。また、特許文献３〜６には、水性高分子−イソシアネート系木材用接着剤における水性高分子として特定の水溶性樹脂や樹脂エマルジョンを組み合わせて用いること、炭酸カルシウム等の無機フィラーを配合させることが記載されている。【０００４】
他方、薄く切削した単板を重ね、上述したような木材用接着剤で接着して形成される合板が建築用資材として広く用いられている。合板の規格としては、合板の日本農林規格（ＪＡＳ規格）が定められており、屋外又は常時湿潤状態となる場所（環境）において使用することを目的とする特類合板として用いるためには、連続煮沸試験又はスチーミング繰返し試験の結果、以下表１に示す木部破断率及びせん断強さの基準を満たすか、減圧加圧試験に合格しなければならない。【０００５】
【表１】
2016208490.tif 000002
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第３７４５２２３号公報
【特許文献２】特開２００３−１４７３１９号公報
【特許文献３】特開２００６−２８３４４号公報
【特許文献４】特開２００７−２６２１３９号公報
【特許文献５】特開２０１０−１２６５５５号公報
【特許文献６】特開２０１２−２１１２６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１〜６に記載された水性高分子−イソシアネート系の木材用接着剤組成物は耐水性や耐熱性、耐久性に乏しく、これら接着剤組成物により接着された木質製品を長時間に亘り温水浸漬すると接着強度が著しく低減する。それゆえ、これらの木材用接着剤組成物は、昨今の高度化した接着剤への要求、すなわち、十分な耐水性、耐熱性及び耐久性を有することに関して十分満足できるものではなかった。【０００８】
また、上述の表１に示す「特類」の基準におけるせん断強さ及び平均木部破断率の値は、７２時間連続煮沸又はスチーミング繰返しを行った後の合板の試験片に対する値である。そのため、特許文献１〜６に記載された木材用接着剤組成物により形成された合板は、長時間に亘り温水浸漬すると接着強度が著しく低減してしまうため、表１の基準を満たすことができず、構造用合板として用いることができなかった。【０００９】
したがって、本発明の目的は、従来の水性高分子−イソシアネート系木材用接着剤組成物の問題点を解決し、耐水性、耐熱性及び耐久性に優れる木材用接着剤組成物を提供すること、及びこの木材用接着剤組成物により接着された、耐水性、耐熱性及び耐久性に優れる木質製品を提供することにある。【００１０】
さらに、本発明の目的としては、合板の接着性及び耐久性検査において上記表１に示す「特類」に分類され、屋外や常時湿潤状態の場所において適用可能な構造用合板を形成することのできる木材用接着剤組成物及びこの木材用接着剤組成物を用いて接着された信頼性の高い接着物性を備える木質製品を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明者らはかかる実情に鑑み鋭意研究を重ねた結果、水性高分子−イソシアネート系木材用接着剤組成物にフィラーとして水硬性物質であるセメントを配合させることにより、耐水性、耐熱性及び耐久性に優れる木材用接着剤組成物が得られることを見出した。さらに、本発明者らはこれらの接着剤構成成分を特定割合で配合させることにより、「特類」に分類されるような信頼性の高い接着物性を備えた構造用合板を形成する木材用接着剤組成物が得られることを見出し、本発明を完成させた。【００１２】
上記課題を解決するため、本発明の木材用水性接着剤組成物は、フィラー（Ａ成分）、水性高分子（Ｂ成分）、イソシアネート化合物（Ｃ成分）及び水（Ｄ成分）を含み、フィラー（Ａ成分）が水硬性を有するセメントであり、水性高分子（Ｂ成分）がアクリル系樹脂エマルジョン、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）系樹脂エマルジョン、エチレン−酢酸ビニル（ＥＶＡ）系樹脂エマルジョン及びこれらの再分散性エマルジョン粉末からなる群より選択される少なくとも１種の物質である。本発明の水性接着剤組成物は、配合成分であるセメントと水との水和反応によってセメント水和物が生じ、そのセメント水和物が共存するアクリル系、ＳＢＲ系又はＥＶＡ系の樹脂エマルジョンやイソシアネート化合物と相互作用することによって、木質材料に対し優れた接着力を発揮する。【００１３】
また、本発明の木材用水性接着剤組成物は、イソシアネート化合物（Ｃ成分）が、４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）又はポリメリックＭＤＩであることも好ましい。これにより、好適なイソシアネート化合物が選択される。【００１４】
また、本発明の木材用水性接着剤組成物は、フィラーに対するイソシアネート化合物の配合割合（Ｃ成分／Ａ成分）が、０．６〜１．５（重量比）であることも好ましい。これにより、特に耐水性、耐熱性及び耐久性に優れる木材用水性接着剤組成物が得られる。この接着剤組成物を用いて接着された合板は、７２時間連続煮沸等の処理後においても優れたせん断強さ及び木部破断率を両立する。【００１５】
本発明の木材用水性接着剤組成物は、さらに増粘剤（Ｅ成分）を含有することも好ましい。これにより、水性接着剤組成物に適度な粘性が付与され、可使時間、仮接着時間及び固化時間を好適な範囲に調整できるため、取り扱いが容易な水性接着剤組成物が得られる。【００１６】
また、本発明の木材用水性接着剤組成物は、増粘剤（Ｅ成分）が、メチルセルロース系高分子であることも好ましい。これにより、好適な増粘剤成分が選択される。【００１７】
さらに、本発明の木質製品は、上述した木材用水性接着剤組成物を用いて接着されている。これにより、耐水性、耐熱性及び耐久性に優れる木質製品が得られる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、以下のような優れた効果を有する木材用水性接着剤組成物及び木質製品が得られる。
（１）水性接着剤であり有機溶剤を含まず、ホルマリンのような有毒物質の放出がないので環境を汚染したり、人体への悪影響の恐れが無く、耐水性、耐熱性及び耐久性に優れる接着力を備え、加熱下、或いは高温多湿の環境下、長期に亘って接着力を維持することができる。
（２）合板、集成材、パーティクルボードや家具、建具、運動具その他の木工製品を製造するための接着剤として好適に用いることができ、従来の水性接着剤を用いたものに比べ、木材接着強度が大きく耐水性、耐熱性及び耐久性に優れる。
（３）接着耐久性が「特類」に分類されるような、屋外や常時湿潤状態の場所において使用可能な構造用合板を形成することができる。
（４）含水率が高い木材（〜２５％程度）に対しても、耐水性、耐熱性及び耐久性に優れた接着力を有し、従来品の木材用接着剤を用いる際に行われていたような、木材の乾燥処理を軽減することができる。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明を詳細に説明する。本発明の木材用水性接着剤組成物には、フィラー（Ａ成分）、水性高分子（Ｂ成分）、イソシアネート化合物（Ｃ成分）および水（Ｄ成分）が含まれる。本発明において、フィラー（Ａ成分）としては水硬性を有するセメントが使用される。本発明の木材用水性接着剤組成物は、構成成分であるセメントの水和反応によりセメント水和物が生じ、共存する水性高分子やイソシアネート化合物と反応（相互作用）する。これにより、木質材料との良好な接着が発揮され、接着合板においては、高い引張せん断接着力と高い平均木部破断率が両立される。使用されるセメントとしては、特に限定されないが、普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント、超早強ポルトランドセメント、中庸熱ポルトランドセメント、低熱ポルトランドセメント、耐硫酸塩ポルトランドセメント及び白色ポルトランドセメント等のポルトランドセメント、高炉セメント、フライアッシュセメント及びシリカセメント等の混合セメント等又はこれらを複数種類組み合わせたものが用いられる。このうち、優れた接着性及び耐久性の観点、並びに入手のし易さ及びコストの観点から、普通ポルトランドセメントが好適に用いられる。さらに、フィラー（Ａ成分）には、上述したセメントにセメント減水剤、消泡剤、硬化制御剤又は顔料等をドライブレンドした複合セメント粉末（セメント配合品）を使用することも可能である。
【００２０】
本発明の木材用水性接着剤組成物において、フィラー（Ａ成分）、すなわち、セメントは、接着剤組成物全体の１５〜４０重量％含有されていることが好ましく、２０〜３５重量％含有されていることがより好ましい。セメントの含有率がこの値よりも小さくなると、得られた合板の木部破断率が低下し、セメントの含有率がこの値よりも大きくなるとせん断強さが低下するためである。
【００２１】
次に、本発明の木材用水性接着剤組成物における水性高分子（Ｂ成分）について説明する。本発明において水性高分子（Ｂ成分）としては、アクリル系樹脂エマルジョン、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）系樹脂エマルジョン、エチレン−酢酸ビニル（ＥＶＡ）系樹脂エマルジョン又はこれらの樹脂エマルジョンを乾燥させた粉末であって、水に再分散可能な樹脂エマルジョン粉末が使用される。
【００２２】
水性高分子（Ｂ成分）として用いられるアクリル系樹脂エマルジョンは、アクリル系樹脂を乳化重合させて水分散液としたものである。アクリル系樹脂としては、特に限定されないが、具体的には、アクリル酸又はメタクリル酸のアルキルエステルの共重合体又はそれらとスチレンの共重合体等が挙げられる。このアクリル系樹脂エマルジョンまたはアクリル系樹脂エマルジョン粉末中のアクリル系樹脂は、後述するイソシアネート化合物（Ｃ成分）をセメントスラリー中に均一に分散するという役割を果たすものと考えられる。アクリル系樹脂エマルジョンまたはアクリル系樹脂エマルジョン粉末としては、アルカリ性の高いセメントスラリーに添加してもエマルジョン同士が凝縮したり、セメントを凝縮させないこと、すなわち、セメント混和性を備えているものが好ましい。さらに、最低造膜温度（ＭＦＴ）が室温以下であるか、あるいは、ガラス転移温度（Ｔｇ）が１０℃以下のものが好ましい。ＭＦＴが室温よりも高い又はＴｇが１０℃よりも高いアクリル系樹脂エマルジョンを用いた場合には、エマルジョン造膜時にアクリル系樹脂膜の連続性が不足し、被膜強度を確保できない恐れがあるためである。
【００２３】
セメント混和性が良く、ＭＦＴが室温以下の条件を満たすアクリル系樹脂エマルジョンとしては、特に限定されないが、具体的には次のような市販品を用いることができる。例えば、「サイビノール（登録商標）ＣＡ−１１０８」（アクリル系樹脂エマルジョン、樹脂固形分：４５重量％、ＭＦＴ：０℃以下、Ｔｇ：−７℃、サイデン化学株式会社製品）、「サイビノールＣＡ−１８」（アクリル−スチレン系樹脂エマルジョン、樹脂固形分：４９重量％、ＭＦＴ：９℃、Ｔｇ：２℃、サイデン化学株式会社製品）、「サイビノールＫ−１５０」（アクリル−スチレン系樹脂エマルジョン、樹脂固形分：５０重量％、Ｔｇ：４℃、サイデン化学株式会社製品）、「サイビノールＣＡ−１５０４」（アクリル−スチレン系樹脂エマルジョン、樹脂固形分：５５重量％、ＭＦＴ：０℃以下、Ｔｇ：−３３℃、サイデン化学株式会社製品）、「ニューコートＫ６２００ＨＮ」（アクリル−スチレン系樹脂エマルジョン、樹脂固形分：４５重量％、Ｔｇ：０℃、新中村化学工業株式会社製品）及び「モビニール（登録商標）ＬＤＭ７０００Ｐ」（アクリル系樹脂エマルジョンの乾燥粉末、固形分：１００重量％、ＭＦＴ：０℃、Ｔｇ：８℃、日本合成化学工業株式会社製品）等である。
【００２４】
水性高分子（Ｂ成分）として用いられるスチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）系樹脂エマルジョンは、スチレンとブタジエンを乳化状態で共縮合させて水分散液としたものである。ＳＢＲ系樹脂としては、特に限定されないが、未変性のスチレン−ブタジエン共重合体又は変性スチレン−ブタジエン共重合体等が挙げられ、このうち、カルボキシ変性スチレン−ブタジエン共重合体が好適に用いられる。このＳＢＲ系樹脂エマルジョン又はＳＢＲ系樹脂エマルジョン粉末中のＳＢＲ系樹脂は、前述したアクリル系樹脂エマルジョン同様に、後述するイソシアネート化合物（Ｃ成分）をセメントスラリー中に均一に分散するという役割を果たすものと考えられる。ＳＢＲ系樹脂エマルジョン又はＳＢＲ系樹脂エマルジョン粉末としては、アルカリ性の高いセメントスラリーに添加してもエマルジョン同士が凝縮したり、セメントを凝縮させないこと、すなわち、セメント混和性を備えているものが好ましい。さらに、最低造膜温度（ＭＦＴ）が室温以下であるか、あるいは、ガラス転移温度（Ｔｇ）が１０℃以下のものが好ましい。ＭＦＴが室温よりも高い又はＴｇが１０℃よりも高いＳＢＲ系樹脂エマルジョンを用いた場合には、エマルジョン造膜時にＳＢＲ系樹脂膜の連続性が不足し、被膜強度を確保できない恐れがあるためである。
【００２５】
セメント混和性が良く、ＭＦＴが室温以下の条件を満たすＳＢＲ系樹脂エマルジョンとしては、特に限定されないが、具体的には次のような市販品を用いることができる。例えば、「ＳＢラテックス  ０５７３」（カルボキシ変性ＳＢラテックスエマルジョン、樹脂固形分：４８重量％、Ｔｇ：−９℃、ＪＳＲ株式会社製品）、「ナルスター（登録商標）ＳＲ−１０４」（カルボキシ変性ＳＢラテックスエマルジョン、樹脂固形分：４８重量％、Ｔｇ：３℃、日本エイアンドエル株式会社製品）、「Ｎｉｐｏｌ  ＬＸ４３８Ｃ」（カルボキシ変性ＳＢ中スチレン（硬）、樹脂固形分：４５重量％、Ｔｇ：１℃、日本ゼオン株式会社製品）等である。
【００２６】
水性高分子（Ｂ成分）として用いられるエチレン−酢酸ビニル（ＥＶＡ）系樹脂エマルジョンは、エチレンと酢酸ビニルを乳化状態で共縮合させて水分散液としたものである。ＥＶＡ系樹脂としては、特に限定されないが、具体的には、エチレンと酢酸ビニルの共重合体又はそれらとアクリル酸の共重合体等が挙げられる。このＥＶＡ系樹脂エマルジョン又はＥＶＡ系樹脂エマルジョン粉末中のＥＶＡ系樹脂は、前述したアクリル系樹脂エマルジョン同様に、後述するイソシアネート化合物（Ｃ成分）をセメントスラリー中に均一に分散するという役割を果たすものと考えられる。ＥＶＡ系樹脂エマルジョン又はＥＶＡ系樹脂エマルジョン粉末としては、アルカリ性の高いセメントスラリーに添加してもエマルジョン同士が凝縮したり、セメントを凝縮させないこと、すなわち、セメント混和性を備えているものが好ましい。さらに、最低造膜温度（ＭＦＴ）が室温以下であるか、あるいは、ガラス転移温度（Ｔｇ）が１０℃以下のものが好ましい。ＭＦＴが室温よりも高い又はＴｇが１０℃よりも高いＥＶＡ系樹脂エマルジョンを用いた場合には、エマルジョン造膜時にＥＶＡ系樹脂膜の連続性が不足し、被膜強度を確保できない恐れがあるためである。
【００２７】
セメント混和性が良く、ＭＦＴが室温以下の条件を満たすＥＶＡ系樹脂エマルジョンとしては、特に限定されないが、具体的には次のような市販品を用いることができる。例えば、「サイビノールＤＢＡ−１３７」（ＥＶＡ樹脂エマルジョン、樹脂固形分：５３重量％、Ｔｇ：４℃、サイデン化学株式会社製品）、「ポリゾール（登録商標）ＥＶＡ  ＥＬ−４００」（ＥＶＡ樹脂エマルジョン、樹脂固形分：５７重量％、昭和電工株式会社製品）、「ポリゾール（登録商標）ＥＶＡ  Ｍ−２６０Ｆ」（ＥＶＡ樹脂エマルジョン、樹脂固形分：４５重量％、昭和電工株式会社製品）等である。
【００２８】
この水性高分子（Ｂ成分）としては、本発明の木材用水性接着剤組成物の接着効果、すなわち、耐水性、耐熱性及び耐久性を低下させない範囲において、アクリル系樹脂エマルジョン、ＳＢＲ系樹脂エマルジョン及びＥＶＡ系樹脂エマルジョン以外の樹脂エマルジョンや再分散性樹脂エマルジョン粉末、他の水性高分子を、アクリル系樹脂エマルジョン、ＳＢＲ系樹脂エマルジョン、ＥＶＡ系樹脂エマルジョン又はこれらの再分散性エマルジョン粉末に配合して用いることも可能である。
【００２９】
本発明の木材用水性接着剤組成物において、水性高分子（Ｂ成分）は、固形分換算で、セメント１００重量部に対し１０〜３０重量部含有されていることが好ましい。具体的には、水性高分子（Ｂ成分）として好適に用いられるアクリル系樹脂エマルジョン、ＳＢＲ系樹脂エマルジョン、ＥＶＡ系樹脂エマルジョン又はこれらの再分散性エマルジョン粉末等が、樹脂固形分に換算して、セメント１００重量部あたり１０〜３０重量部含有されていることが好ましい。これらの樹脂固形分の含有率が１０重量部未満では、得られた合板のせん断強さが低下し、３０重量部よりも大きいと引張せん断強さが飽和し、それ以上の効果は得られないためである。
【００３０】
次に、本発明の木材用水性接着剤組成物におけるイソシアネート化合物（Ｃ成分）について説明する。本発明においてイソシアネート化合物（Ｃ成分）としては、４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）やその重合体（ポリメリックＭＤＩ）、これらの誘導体又はこれらの混合物（以下、単に「ＭＤＩ」という。）のほか、２，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート等又はこれらの自己乳化型イソシアネート化合物が好適であり、特に４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）やその重合体（ポリメリックＭＤＩ）が好ましい。具体的には、特に限定されないが、例えば、「コスモネート（登録商標）」（三井化学株式会社製品）、「ルプラネート（登録商標）」（ＢＡＳＦＩＮＯＡＣポリウレタン株式会社製品）等のＭＤＩ化合物が挙げられ、本発明においては上述のような市販のＭＤＩ化合物が好適に用いられる。
【００３１】
本発明の木材用水性接着剤組成物において、イソシアネート化合物（Ｃ成分）は、セメント１００重量部に対し６０〜１５０重量部含有されていることが好ましい。具体的には、イソシアネート化合物（Ｃ成分）として好適に用いられるＭＤＩ等が、セメント１００重量部あたり６０〜１５０重量部含有されていることが好ましく、セメント１００重量部あたり６７〜１５０重量部含有されていることがより好ましい。ＭＤＩの含有率が６０重量部未満では、得られた合板のせん断強さ及び木部破断率が低下し、１５０重量部よりも大きいと引張せん断強さ及び木部破断率が飽和し、それ以上の効果は得られないためである。
【００３２】
次に、本発明の木材用水性接着剤組成物における水（Ｄ成分）について説明する。本発明において水（Ｄ成分）としては、本発明の接着剤組成物の作用効果に影響を与えないものであれば、どのような水を用いてもよく、純水や蒸留水、イオン交換水等の精製水だけでなく、水道水や地下水なども用いることができる。
【００３３】
本発明の木材用水性接着剤組成物には、増粘剤（Ｅ成分）を含有させることができる。増粘剤（Ｅ成分）としては、水溶性セルロース系高分子のメチルセルロース（メトキシル基導入セルロース）、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、ヒドロキシエチルメチルセルロース、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又はヒドロキシプロピルセルロース等が用いられ、特に、メチルセルロース系高分子が好適に用いられる。これにより、水性接着剤組成物に適度な粘性が付与され、可使時間、仮接着時間及び固化時間を好適な範囲に調整でき、取り扱いが容易となる。メチルセルロース系高分子としては、具体的には、特に限定されないが、例えば、「左官用ｈｉメトローズ（登録商標）」（信越化学工業株式会社製品）が用いられるが、これは水溶性セルロース系高分子である水溶性セルロースエーテルを少量のグリオキサールにより表面処理して水に対する湿潤性及び分散性を向上させたものである。この「左官用ｈｉメトローズ」以外に、粘度の異なる各種メチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース又はヒドロキシエチルメチルセルロースを選択し、これらを組み合わせて用いることも可能である。
【００３４】
本発明の木材用水性接着剤組成物において、増粘剤（Ｅ成分）の配合量は、接着対象や接着態様により適宜調整することができる。増粘剤（Ｅ成分）として、メチルセルロース系高分子を用いる場合には、メチルセルロースの分子量や官能基の種類や置換度によって付与される粘性が異なるため、一概に添加量を定めることはできないが、一例として「左官用ｈｉメトローズ」を用いた場合には、セメント１００重量部あたり０．３〜３重量部となるように配合されることが好ましい。この配合比が０．３重量部未満では増粘効果が十分に得られず、３重量部より大きいと粘度が高いために可使時間が短くなり、接着剤組成物中に気泡を巻き込みやすくなるためである。
【００３５】
本発明の木材用水性接着剤組成物には、上述した成分のほか、粒子径が数１０μｍ〜０．１μｍ程度の無機フィラーを目的に応じて適宜含有させることができる。無機フィラーとしては、例えば、酸化チタン、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、酸化アルミニウム又は着色顔料等が挙げられ、その含有量は、本発明の接着剤組成物の作用効果に影響を与えない範囲が好ましい。また、本発明の木材用水性接着剤組成物には、フィラー（Ａ成分）、すなわちセメントの調整剤であるセメント用分散剤（減水剤）やセメント用硬化遅延剤を含有させることが可能である。さらに、目的に応じて、消泡剤、防腐剤、防火剤、防蟻剤、防カビ剤、防虫剤、起泡剤、防錆剤、膨潤剤及び濡れ性改質剤等の添加剤のいずれか１種を単独で、または２種以上混合して、適宜含有させることができる。
【００３６】
本発明の木材用水性接着剤組成物を構成するフィラー（Ａ成分）、水性高分子（Ｂ成分）、イソシアネート化合物（Ｃ成分）及び水（Ｄ成分）の各成分の作用について以下説明する。本発明の水性接着剤組成物において、フィラーであるセメントは、共存する水との水和反応によりセメント水和物となるところ、このセメント水和物が他の配合成分であるイソシアネート化合物やアクリル系樹脂エマルジョン等の水性高分子と相互作用する。具体的には、本発明における木材用水性接着剤組成物の接着機構には以下（１）〜（４）の反応が関係しており、そのうち、セメント水和物による反応（３）及び（４）が、本発明の強固で信頼性の高い接着力の実現に寄与するものと推定される。
（１）木材のセルロースとイソシアネート化合物の反応
Ｃｅｌｌ−ＯＨ（セルロースの水酸基）＋ ＯＣＮ−Ｒ−ＮＣＯ（イソシアネート化合物）
→  Ｃｅｌｌ−Ｏ−ＣＯ−ＮＨ−Ｒ−ＮＣＯ
（２）上記（１）の反応生成物とセルロース成分との反応
Ｃｅｌｌ−Ｏ−ＣＯ−ＮＨ−Ｒ−ＮＣＯ ＋ Ｃｅｌｌ−ＯＨ
→  Ｃｅｌｌ−Ｏ−ＣＯ−ＮＨ−Ｒ−ＮＨ−ＣＯ−Ｏ−Ｃｅｌｌ
（３）上記（１）の反応生成物とセメント水和物の反応
Ｃｅｌｌ−Ｏ−ＣＯ−ＮＨ−Ｒ−ＮＣＯ ＋ Ｍ−ＯＨ（セメント水和物）
→  Ｃｅｌｌ−Ｏ−ＣＯ−ＮＨ−Ｒ−ＮＨ−ＣＯ−Ｏ−Ｍ
（４）セメント水和物とイソシアネート化合物の反応
２Ｍ−ＯＨ ＋ ＯＣＮ−Ｒ−ＮＣＯ
→  Ｍ−Ｏ−ＣＯ−ＮＨ−Ｒ−ＮＨ−ＣＯ−Ｏ−Ｍ
【００３７】
本発明の木材用水性接着剤組成物において、水性高分子であるアクリル系樹脂エマルジョン、ＳＢＲ系樹脂エマルジョン及びＥＶＡ系樹脂エマルジョンは、共存する水及びセメントと親和して粘稠な接着剤組成物を形成する。また、アクリル系樹脂エマルジョンを構成するアクリル系樹脂は、一般的に、それを形成するのに用いるモノマーの種類によってポリマーの溶解性の指針となる値である溶解度パラメーター（ＳＰ値、単位：（ｃａｌ／ｃｍ３）１／２）が異なる。例えば、ブチルアクリレートホモポリマーのＳＰ値は９．０、エチルアクリレートのＳＰ値は９．９程度である。そして、ＳＢＲ系樹脂エマルジョンを構成するスチレン−ブタジエン系樹脂のＳＰ値は、一般的に８．１〜８．６程度（例えばスチレン−ブタジエン比であるＳ／Ｂ＝６０／４０の場合にはＳＰ値が８．６、Ｓ／Ｂ＝８５／１５の場合にはＳＰ値が８．４）とされている。さらに、ＥＶＡ系樹脂エマルジョンを構成するエチレン−酢酸ビニル系樹脂のＳＰ値は、ポリエチレンのＳＰ値が７．９、ポリ酢酸ビニルのＳＰ値が９．４であることから、８〜９程度と推測される。これらの値は、水のＳＰ値（２３．４）よりも、イソシアネート化合物であるＭＤＩのＳＰ値（１２．４〜１２．５）に近接している。このことから、これらの樹脂エマルジョン中のアクリル系樹脂やＳＢＲ系樹脂、ＥＶＡ系樹脂は、ＭＤＩとの親和性があるもののＭＤＩには溶解されないという物性を有する。この物性のため、本発明の木材用水性接着剤組成物において、アクリル系樹脂エマルジョン、ＳＢＲ系樹脂エマルジョン及びＥＶＡ系樹脂エマルジョンは、イソシアネート化合物と水との親和性を高めるものと考えられる。
【００３８】
上述のことから、水性高分子（Ｂ成分）であるアクリル系樹脂エマルジョン、ＳＢＲ系樹脂エマルジョン及びＥＶＡ系樹脂エマルジョンは、イソシアネート化合物を水／セメントスラリー中に均一に分散させる作用を有するものと考えられる。これにより、構成成分の分離や沈降が生じ難くなり、各構成成分が分散された安定なセメント含有水性木材用接着剤組成物を提供する役割を果たす。なお、これらの合成樹脂エマルジョンは、含有する乳化剤の効果も相まって、ＭＤＩ等のイソシアネート化合物がセメント−水系スラリーに均一分散するための分散・相溶化剤として作用するが、接着対象の木質材料に塗布された後、接着剤組成物中の水分が拡散し水分が失われていく段階で、これらの合成樹脂エマルジョン粒子が合一してフィルムを形成することによって、これらの合成樹脂のポリマーネットワークとイソシアネート化合物が形成するネットワークとがＩＰＮ（相互侵入網目）構造を形成し、その結果として接着剤の凝集力を高める効果もあると推定される。また、水性高分子は、後述する増粘剤と共に、接着剤組成物の過度の流動性を制御し、粘稠性を向上する作用を有している。これにより、本発明の接着剤組成物が木質材料の接着面に塗布された時、構成成分のうち水のみが急速に接着対象の木質材料中に浸透することを抑え、接着剤組成物を構成する成分が均一に木質材料の表面や隙間に展開されるような効果をもたらす。それにより、接着剤組成物の木材に対する接着作用を高めることができる。
【００３９】
本発明の木材用水性接着剤組成物において、イソシアネート化合物は、上述した接着機構（１）〜（４）でも触れたように、イソシアネート化合物自体が木材組織のセルロースの水酸基や木質材料中の水分と反応すると共に、セメント水和物とも反応するほか、ウレタン結合形成などの反応をすると考えられる。イソシアネート化合物をとりまくこれらの反応により、本発明の木材用水性接着剤組成物は木材との有効な接着力を示すものと考えられる。本発明の木材用水性接着剤組成物において、水（Ｄ成分）はセメント、水性高分子及びイソシアネート化合物等の構成成分の媒体として働き、均一な流動性を有する接着剤組成物を形成する。また、水はセメントの水和反応の相手となり、水和物を生成させるところ、この水とセメントとの水和反応が進むと、セメントゲルと呼ばれる微細な結晶が形成され、このセメントゲル同士が互いに結合して粒子間を充填することによって、徐々に硬化が進み、強度が発現することが知られている。このような水和反応によるセメントの硬化も、上述したセメント水和物とイソシアネート化合物との反応と共に木材への接着に寄与しているものと考えられる。また、本発明の木材用水性接着剤組成物において、増粘剤は、主に作業性を高めるために配合される。具体的には、特に限定されないが、接着対象である木質材料等に適用するのに適した粘度に接着剤組成物を調整するために配合され得る。
【００４０】
また、本発明の木材用接着剤組成物の特徴は被着材である木材の含水率が２０％程度と高くても優れた接着力を有する。従来から用いられている木材用接着剤は含水率の高い木材を接着することが困難であるため、接着前に木材を乾燥させてその含水率を低下させる必要がある。例えば、従来から用いられている特類用フェノール系樹脂接着剤では含水率８％以下、１類合板用メラミン・尿素共縮合樹脂接着剤では含水率１０％以下、２類合板用尿素樹脂接着剤では含水率１４％以下にまで木材の含水率を下げなければならない。非ホルムアルデヒド接着剤とされる水性ビニルウレタン樹脂接着剤でも含水率１２％以下とする必要がある。それに対し、本発明の木材用接着剤組成物は含水率が２０〜２５％という高い含水率の木材を強固に接着することが可能である。これは、接着剤組成物中に含まれるセメントが、木材表面に存在する水と水和反応することにより接着力が発揮されるのと同時に、木材表面の水分を減少させる作用を有することによるものと推測される。一般的に、伐採された状態の木材の含水率は５０％〜８０％ほどであることから、それを接着に適する含水率まで乾燥するには大きなエネルギーを必要とする。また、木材から水分が蒸発すれば、木材は収縮するため、木材の歩留まりが低下する。従来の木材用接着剤の使用に適した木材含水率８〜１５％まで乾燥するのと、本発明の木材用接着剤組成物が効果を発揮する木材含水率〜２５％まで乾燥するのとでは、必要となる乾燥エネルギー及び歩留まりの差は大きい。なお、本明細書において、木材の含水率とは乾量基準含水率のことをいい、絶乾重量を１００とした場合の水分量の割合で示される。
【００４１】
本発明の接着剤組成物の調製方法としては、公知の手法で調整され、特に限定されない。一例として、水性高分子を水に分散させたのち、セメントを加えてスラリーとした後、必要に応じて増粘剤を加え、最後にイソシアネート化合物を添加して混合する方法が挙げられる。また、水に各構成成分を順次添加し、撹拌混合することによって調整してもよい。
【００４２】
本発明の水性接着剤組成物を使用して合板やＬＶＬ、集成材等を作製する際には、接着対象の木質材料に当該接着剤組成物を塗布した後、１０分以上、好ましくは１５分以上常温下で圧締した後に熱圧処理する事が望ましい。これにより、接着剤組成物に配合されているセメントに十分に水和反応を生じさせることができるため、接着対象である木質材料との接着性をより高めることができる。また、本発明の水性接着剤組成物を使用してパーティクルボード、配向性ストランドボード、ハードボードやＭＤＦ等のファイバーボード等の木質ボード製品を作製することも可能である。木質ボードを作製する際にも、接着対象の木質材料に当該接着剤組成物を適用した後、１０分以上、好ましくは１５分以上常温下に置いた後に熱圧処理する事が望ましい。なお、上記木質ボード製品を作製するにあたり、接着剤組成物を木質材料にスプレーして適用する場合には、接着剤組成物に増粘剤を配合させないか、その配合量をスプレー可能な程度に適宜調整することが好ましい。さらに、本発明の水性接着剤組成物は、上述のような合板や木質ボード製品のみならず、家具や建具、木工用品等あらゆる木質材料の接着に使用することができる。
【００４３】
本発明の木材用水性接着剤組成物により接着された木質製品は、耐水性、耐熱性及び耐久性に優れる。特に本発明の水性接着剤組成物を塗布して作製された合板は７２時間もの連続煮沸後の接着試験においても高い平均木部破断率とせん断強さを両立することができ、高い信頼性を備えている。木質製品には合板、ＬＶＬ、集成材、パーティクルボード、配向性ストランドボード、ハードボードやＭＤＦ等のファイバーボード等の木質ボード製品、家具、建具及び木工製品等が含まれる。
【実施例】
【００４４】
以下、実施例を用いて本発明を詳細に説明する。以下表２に、実施例及び比較例で調製した接着剤組成物を構成する各成分である、フィラー（Ａ−１〜Ａ−４）、水性高分子（Ｂ−１〜Ｂ−１０）、イソシアネート化合物（Ｃ−１）及び増粘剤（Ｅ−１）の仕様を示す。各成分ＮＯ．は、以下表３〜８及び表１０に示す配合の成分ＮＯ．に対応している。【００４５】
【表２】
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【００４６】
［実施例１］
以下表３の実施例１の配合比にて本実施例の接着剤組成物を調整した。即ち、撹拌機を備えたＳＵＳ容器にアクリル系樹脂エマルジョン（Ｂ−１：表２参照）２０ｇと水８０ｇとを入れて撹拌混合し、これにセメント（Ａ−１：表２参照）６０ｇと増粘剤（Ｅ−１：表２参照）０．９ｇとを加えてさらに撹拌混合し、最後にポリメリックＭＤＩ（Ｃ−１：表２参照）４０ｇを添加して混合し、本実施例の接着剤組成物を得た。この接着剤組成物を用いて次のようにして針葉樹単板からなる合板を作製した。厚さ３ｍｍの３０ｃｍ×３０ｃｍのカラマツ材（針葉樹）の単板（合板工場から入手したもので、ロータリーレースで切削した含水率が４〜１０％のもの）を１５枚用意した。１枚目の単板の片面に接着剤組成物を１８ｇとり、謄写版用のゴムロールで均一に塗布した。この塗布面に、２枚目の単板の裏割れ面が接するようにして２枚の単板の木目が互いに直交するように重ねた。さらに、接着剤組成物を塗布した単板の反対側の面に、接着剤組成物を１９ｇ塗布し、その面に３枚目の単板の裏割れ面が接するようにして各単板の木目が交互に直交するように重ねた。この単板３枚（３プライ）を１セットとし、５セットを作製した。この５セットを堆積して冷圧プレス機にて１２ｋｇ／ｃｍ２の圧力で２０分間加圧して仮接着を行った。仮接着が終了した後、１セットずつ１１０℃に加熱したホットプレス機に挿入し、１０ｋｇ／ｃｍ２の圧力で３分間加圧して３プライの接着合板を５枚得た。【００４７】
得られた合板について、合板の日本農林規格（ＪＡＳ規格）における「構造用合板の規格（特類）」に準拠した連続煮沸試験を行い、実施例１の接着剤組成物の効果を評価した。すなわち、上述のようにして得た接着合板を沸騰水中で７２時間連続煮沸した後、室温の水中で冷ました。合板１枚ごとに試験片を６片（試験片の心板の裏割れの方向と荷重方向が順・逆３片ずつ）とり、合計３０片の試験片を得た。この試験片について接着力試験（試験片の両端をつかみ、両端の方向に毎分５８８０Ｎ以下の荷重速度で引張り、破壊させる試験）を行い、最大荷重及び木部破断率を測定し、引張せん断接着力（せん断強さ）及び平均木部破断率（試験片全数の木部破断率の平均）を算出した。【００４８】
また、本実施例にかかる接着剤組成物の作業性を確認するため、塗布性と可使時間についても評価試験を行った。塗布性については、得られた接着剤組成物を用いて合板を作製した際に、単板の各面にゴムロールで接着剤組成物を均一に塗布できたものを「○」、均一に塗布できなかったものを「×」とした。また、本実施例における可使時間とは、配合成分を混合して接着剤組成物を得た後の合板製造に使用可能な時間であり、接着剤組成物に割り箸を浸し、該割り箸を引き上げたときに割り箸に付着した接着剤組成物が流れ落ちなくなった時間を可使時間として測定した。可使時間が２時間以上の場合を「○」、３０分以下の場合を「×」とした。【００４９】
［実施例２〜６］
接着剤組成物の配合比を以下表３に示すように変更した以外は、実施例１と同様にして、実施例２〜６の接着剤組成物をそれぞれ得た。本実施例では、水性高分子（Ｂ成分）として、さまざまな種類のアクリル系樹脂エマルジョン、ＳＢＲ系樹脂エマルジョン、ＥＶＡ系樹脂エマルジョン又はこれらの再分散性エマルジョン粉末を採用している。得られた接着剤組成物を用いて実施例１と同様にして合板を作製し、接着力試験を行った。接着力試験においては、最大荷重及び木部破断率を測定し、引張せん断接着力（せん断強さ）及び平均木部破断率（試験片全数の木部破断率の平均）を算出した。また、実施例１と同様にして接着剤組成物の作業性についても評価した。【００５０】
［比較例１〜６］
接着剤組成物の配合を以下表４に示すように変更した以外は、実施例１と同様にして、比較例１〜６の接着剤組成物を得た。本比較例では、水性高分子自体を含まないもの（比較例１〜２）のほか、水性高分子（Ｂ成分）として、その他の高分子成分、すなわち、アクリル系樹脂エマルジョン、ＳＢＲ系樹脂エマルジョン、ＥＶＡ系樹脂エマルジョン又はこれらの再分散性エマルジョン粉末以外の成分を含むものについて試験を行っている。得られた接着剤組成物を用いて実施例１と同様にして合板を作製し、接着力試験を行った。また、実施例１と同様にして接着剤組成物の作業性についても評価した。【００５１】
実施例１〜６の結果を以下表３に、比較例１〜６の結果を以下表４に示す。【００５２】
【表３】
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【００５３】
【表４】
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【００５４】
表３に示すように、実施例１〜６の水性接着剤組成物、すなわち、フィラー（Ａ成分）としてセメント、水性高分子（Ｂ成分）としてアクリル系樹脂エマルジョン、ＳＢＲ系樹脂エマルジョン、ＥＶＡ系樹脂エマルジョン又はこれらの再分散性エマルジョン粉末及びイソシアネート化合物（Ｃ）としてＭＤＩを含む接着剤組成物を用いて得られた合板は７２時間連続煮沸後の接着試験において、優れた引張せん断接着力を示し、合板の日本農林規格における特類の基準（０．７Ｎ／ｍｍ２以上、表１参照）も十分に満足することがわかった。また、作業性もよく、均一に塗布することができ、可使時間も実用に適した時間であった。【００５５】
他方、表４に示すように、水性高分子を含有していない比較例１〜２の水性接着剤組成物については、これを用いて得られた合板の引張せん断接着力は０．２〜０．３Ｎ／ｍｍ２と実施例１〜６と比べて低く、十分な接着力が得られなかった。また、その他の水性高分子としてポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、小麦粉、海藻糊等を用いた比較例３〜６の接着剤組成物では、これを用いて得られた合板の引張せん断接着力は実施例１〜６と比べて低く、ＪＡＳ特類の基準値以下であった。また、ＰＶＡを水性高分子として用いた比較例３の接着剤組成物からなる合板は、７２時間連続煮沸時に合板を構成する単板が剥離し、接着力の測定を行うことができなかった。【００５６】
さらに、注目すべきことには、本実施例１〜６と本比較例４〜６とでは、各接着剤組成物からなる合板の平均木部破断率が大きく異なることがわかった。具体的には、平均木部破断率は、実施例１〜６の合板では４０〜８５％と高く、比較例４〜６の合板ではいずれも３０％と低い値であった。これらのことから、本実施例の木材用水性接着剤組成物によれば、７２時間の煮沸試験後にも０．７Ｎ／ｍｍ２以上の引張せん断接着力を持つと同時に、平均木部破断率も４０％以上を有する高い信頼性を備える合板等の木質製品を作製できることがわかった。【００５７】
［実施例７〜１１］
接着剤組成物の配合比を以下表５に示すように変更した以外は、実施例１と同様にして、実施例７〜１１の接着剤組成物をそれぞれ得た。本実施例及び以下比較例では、優れた引張せん断接着力と高い平均木部破断率の両立の理由を明らかにするため、良好な接着物性を示した実施例１の配合をベースに、種々配合を変えた接着剤組成物を調製した。具体的には、イソシアネート化合物（Ｃ成分）の配合割合を増減させたもの（実施例７〜１０）及び異なるセメント材を用いたもの（実施例１１）の接着剤組成物を得た。得られた各接着剤組成物を用いて実施例１と同様にして合板を作製し、接着力試験を行った。また、各接着剤組成物の作業性についても評価した。【００５８】
［比較例７〜１０］
接着剤組成物の配合を以下表６に示すように変更した以外は、実施例１と同様にして、比較例７〜１０の接着剤組成物をそれぞれ得た。本比較例では、良好な接着物性を示した実施例１の配合をベースに、セメントを含まないもの（比較例７）、セメントの代わりに炭酸Ｃａを用いたもの（比較例８及び９）及びイソシアネート化合物（Ｃ成分）を含まないもの（比較例１０）について接着剤組成物を得た。得られた接着剤組成物を用いて、上述の実施例１と同様に合板を作製し、接着力試験を行った。また、各接着剤組成物の作業性についても評価した。【００５９】
実施例７〜１１の結果を以下表５に、比較例７〜１０の結果を以下表６に示す。なお、表５には比較のため実施例１の結果を記載した。【００６０】
【表５】
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【００６１】
【表６】
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【００６２】
表５に示す実施例７〜１０及び実施例１と比較例１０の結果より、セメント（Ａ成分）、水性高分子（Ｂ成分）、イソシアネート化合物（Ｃ成分）及び水（Ｄ成分）からなる木材用水性接着剤組成物において、セメント（Ａ成分）に対するイソシアネート化合物（Ｃ成分）の配合比（Ｃ成分／Ａ成分）が合板の平均木部破断率に大きく影響を与えることがわかった。すなわち、Ｃ成分／Ａ成分の値が小さくなると木部破断率は低下する傾向にある。これらの結果からＣ成分／Ａ成分の値を重量比で０．６〜１．５とすることが好ましく、０．６７〜１．５とすることがより好ましいことがわかった。この値を１．５以上とするとＭＤＩ添加に伴う平均木部破断率の飽和があり、コスト的にも不都合となる。また０．６未満では十分な平均木部破断率が得られにくいと考えられる。また、比較例１０に示すように、イソシアネート化合物（Ｃ成分）を含まない比較例の接着剤組成物を用いて得られた合板では７２時間連続煮沸時に合板を構成する単板が剥離し、接着力の測定を行うことができなかった。【００６３】
また、フィラー（Ａ成分）としてセメントを用いた場合（実施例１及び実施例１１）と、水性高分子−イソシアネート系木材用水性接着剤組成物において広く採用されてきた炭酸カルシウムをフィラーとして用いた場合（比較例８及び比較例９）の結果を比較すると、セメントを用いた本発明の水性接着剤組成物では大きい引張せん断接着力と高い木部破断率を示すが、炭酸カルシウムを用いた合板は引張せん断接着力の値は大きいものの、平均木部破断率は顕著に低い値を示すことがわかった。なお、比較例７のデータに示されるように、フィラーとしてセメントを含まない接着材組成物でも、煮沸後のせん断強さが比較的大きい合板を作製できるが、この合板は平均木部破断率が著しく小さい。これらのことから、本発明においてフィラー（Ａ成分）としてセメントを添加することによってせん断強さを確保しながら高い平均木部破断率を両立する合板が得られることが示された。これは、炭酸カルシウムには水和反応が生じないことを考慮すると、本発明の木材用水性接着剤組成物の構成成分であるセメントの水和反応によりセメント水和物が生じ、このセメント水和物がアクリル系樹脂やイソシアネート化合物と反応したためと考えられる。なお、比較的安価なセメントをフィラーとして用いることにより、このような高性能の接着剤組成物が得られるため、コスト的にもメリットが高い。【００６４】
［実施例１２〜１４］
接着剤組成物の配合比を以下表７に示すように変更した以外は、実施例１と同様にして、実施例１２〜１４の接着剤組成物をそれぞれ得た。本実施例では、増粘剤（Ｅ成分）の添加量を変え、本発明の木材用水性接着剤組成物に適切な粘性が付与されるかを確認した。この接着剤組成物を用いて実施例１と同様にしてカラマツ材の単板３枚（３プライ）を１セットとし、２セットを調製した。冷圧プレス機にて１２ｋｇ／ｃｍ２の圧力で１セットずつ加圧して仮接着を行い、３プライの接着合板を２枚得た。この接着合板を得る過程において仮接着時間及び固化時間を測定した。仮接着時間（分）としては、冷圧プレス後の表裏単板の繊維方向を台の縁と平行にし、合板の約４０％を台の外にはみ出す状態で平坦な台の上に置いた際に下側の単板が剥がれて垂れ下がって来ない状態を良好な仮接着状態とし、良好な仮接着が得られるまでの冷圧プレス時間を仮接着時間（分）とした。また、仮接着後の合板が固化して各単板が固定されるまでの時間を固化時間として測定した。さらに、接着剤組成部の可使時間についても実施例１と同様にして測定した。【００６５】
［比較例１１］
接着剤組成物の配合を以下表７に示すように変更した以外は、実施例１と同様にして、比較例１１の接着剤組成物を得た。上記実施例１２〜１４と同様の評価試験を行い、合板の仮接着時間及び固化時間、接着剤組成物の可使時間について同様に測定した。【００６６】
実施例１２〜１４及び比較例１１の結果を以下表７に示す。【００６７】
【表７】
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【００６８】
表７の結果から、増粘剤の配合量は水性接着剤組成物の作業性（可使時間、固化時間、仮接着時間）に大きく影響することが判った。実施例１２〜１４に示すように、特に、フィラー（Ａ成分）が水和反応を起こすセメントの場合には増粘剤の配合量を増やすことによって可使時間及び固化時間を好適な範囲とし、仮接着時間を数分〜２０分程度の範囲に短縮することができた。しかしながら、フィラー（Ａ成分）が水和反応を起こさない炭酸カルシウムの場合には、増粘剤を比較的多く配合しても仮接着時間は２５分以上かかるので合板の生産性が悪くなることがわかった。【００６９】
［実施例１５〜１８］
接着剤組成物の配合比を以下表８に示すように変更した以外は、実施例１と同様にして、実施例１５〜１８の接着剤組成物を得た。本実施例では、被着材である木材の含水率を変えて合板を作製し、特に、含水率が高い木材に対しても本発明の木材用接着剤組成物が優れた接着効果を有するか確認した。【００７０】
実施例１５では、含水率が８〜１４％と低い単板を用い、接着合板を次のようにして作製した。厚さ３ｍｍの３０ｃｍ×３０ｃｍのヒノキの単板（合板工場から入手したもので、ロータリーレースで切削したのち乾燥処理を施して、含水率を８〜１４％に調整したもの）を１０枚、厚さ３ｍｍの３０ｃｍ×３０ｃｍのスギの単板（合板工場から入手したもので、ロータリーレースで切削したのち乾燥処理を施して、含水率を８〜１４に調整したもの）を５枚用意した。スギの単板の片面に、実施例１５の接着剤組成物を１９ｇとり、謄写版用のゴムロールで均一に塗布した。この塗布面に、ヒノキの単板の裏割れ面が接するようにして２枚の単板の木目が互いに直交するように重ねた。さらに、接着剤組成物を塗布したスギの単板の反対側の面に、実施例１５の接着剤組成物を１９ｇ塗布し、その面に別のヒノキの単板の裏割れ面が接するようにして各単板の木目が交互に直交するように重ねた。このヒノキ−スギ−ヒノキの単板３枚（３プライ）を１セットとし、５セットを作製した。この５セットを堆積して冷圧プレス機にて１２ｋｇ／ｃｍ２の圧力で２０分間加圧して仮接着を行った。仮接着が終了した後、１セットずつ１１０℃に加熱したホットプレス機に挿入し、１０ｋｇ／ｃｍ２の圧力で３分間加圧して３プライの接着合板を５枚得た。【００７１】
実施例１６〜１８では、含水率が２０〜２５％と高い単板を用い、実施例１６〜１８の接着剤組成物による接着合板をそれぞれ作製した。単板の含水率の調整は以下のようにして行った。実施例１８で用いたものと同じヒノキ及びスギの単板を準備し、各単板に刷毛で水を塗布した。水を塗布した単板を積み重ねて上から重石をし、２日間静置した。この処理により、単板の含水率が２０〜２５％に調整されたことを確認した。この高含水率単板と実施例１６〜１８の接着剤組成物を用い、実施例１５と同様の方法で、ヒノキ−スギ−ヒノキの単板３枚からなる接着合板を作製した。【００７２】
各実施例で得られた合板について、合板の日本農林規格（ＪＡＳ規格）（特類・１類・２類）に準拠した試験を行い、実施例１５〜１８の接着剤組成物の効果を評価した。ここで、特類に分類される接着合板とは、連続煮沸試験の結果、平均木部破断率及びせん断強さが表１の値以上のものであり、１類に分類される接着合板とは煮沸繰り返し試験の結果、平均木部破断率及びせん断強さが表１の値以上のものであり、２類に分類される接着合板とは温冷水浸漬試験の結果、平均木部破断率及びせん断強さが表１の値以上のものである。また、本実施例にかかる接着剤組成物の作業性を確認するため、塗布性について評価試験を行った。塗布性については、得られた接着剤組成物を用いて合板を作製した際に、単板の各面にゴムロールで接着剤組成物を均一に塗布できたものを「○」、均一に塗布できなかったものを「×」とした。【００７３】
実施例１５〜１８の結果を以下表８に示す。【００７４】
【表８】
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【００７５】
表８の結果から、本発明の接着剤組成物は、木材の含水率が２０〜２５％と高い場合においても、優れた接着効果を有し、７２時間の煮沸試験後にも１．１Ｎ／ｍｍ２以上の引張せん断接着力を持つと同時に平均木部破断率も９０％以上を有する高い信頼性を備える合板等の木質製品を作製できることがわかった。よって、本発明の接着剤組成物を用いることにより、従来品の木材用接着剤を用いる際には行われていた木材の乾燥処理を軽減することができるため、エネルギーコストがかからず、木材の乾燥による収縮や反り等も軽減することができる。また、実施例１６〜１８の結果より、セメント（Ａ成分）に対するイソシアネート化合物（Ｃ成分）の配合比（Ｃ成分／Ａ成分）については、この値が小さくなると接着力が低下する傾向にあるため、Ｃ成分／Ａ成分の値は重量比で０．６以上とすることが好ましいことがわかった。【００７６】
［比較例１２〜２０］
以下表９に、比較例１２〜２０で調製した接着剤組成物を構成する接着剤（Ｆ−１〜Ｆ−４）及び硬化剤（Ｇ−１〜Ｇ−３）の仕様を示す。これら接着剤及び硬化剤は、従来から木材用接着剤として使用されているものであるが、良好な接着力を得るため、被着材である木材の含水率が低いことが要求されている。たとえば、ホルムアルデヒド系接着剤である、特類用フェノール系樹脂接着剤（例：Ｆ−１）を用いる際には木材の含水率は８％以下であることが求められ、１類合板用メラミン・尿素共縮合樹脂接着剤（例：Ｆ−２）を用いる際には１０％以下、２類合板用尿素系樹脂接着剤（例：Ｆ−３）を用いる際には１４％以下であることが必要とされる。また、非ホルムアルデヒド系接着剤である水性ビニルウレタン系樹脂接着剤（例：Ｆ−４）を用いる際にも、木材の含水率は１２％以下であることが必要とされている。本比較例では、従来の接着剤組成物について、被着材である木材の含水率を変えて合板を作製し、その接着効果について確認した。【００７７】
接着剤組成物の配合比を以下表１０に示すように変更した以外は、実施例１と同様にして、比較例１２〜２０の接着剤組成物を得た。得られた接着剤組成物を用いて、比較例１２、１４及び１６（木材の含水率：８〜１４％）については、熱圧温度及び熱圧時間を以下表１０に示すように変更した以外は、上述の実施例１５と同様に合板を作製し、接着力試験を行い、接着剤組成物の作業性を評価した。また、比較例１３、１５及び１７〜２０（木材の含水率：２０〜２５％）については、熱圧温度及び熱圧時間を以下表１０に示すように変更した以外は、上述の実施例１６〜１８と同様に合板を作製し、接着力試験を行い、接着剤組成物の作業性を評価した。【００７８】
【表９】
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【００７９】
比較例１２〜２０の結果を以下表１０に示す。【００８０】
【表１０】
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【００８１】
表１０の結果から、従来から用いられている木材用接着剤及び硬化剤では、木材の含水率が８〜１４％と低い場合においては、良好な接着効果が認められるものの、木材の含水率が２０〜２５％と高い場合には、接着力が著しく低下してしまうことが示された。
【産業上の利用可能性】
【００８２】
本発明の木材用水性接着剤組成物は、環境汚染性や人体への悪影響がなく木材同士の結合を非常に強固にすることができ、合板、集成材、パーティクルボード等の木質繊維板や家具、建具、運動具その他の木工製品を製造する際の接着剤組成物として好適に用いることができる。
【手続補正書】
【提出日】平成29年4月21日(2017.4.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フィラー（Ａ成分）、水性高分子（Ｂ成分）、イソシアネート化合物（Ｃ成分）及び水（Ｄ成分）を含む木材用水性接着剤組成物であって、
前記フィラー（Ａ成分）が水硬性を有するセメントであり、
前記水性高分子（Ｂ成分）がアクリル系樹脂エマルジョン、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）系樹脂エマルジョン、エチレン−酢酸ビニル（ＥＶＡ）系樹脂エマルジョン及びこれらの再分散性エマルジョン粉末からなる群より選択される少なくとも１種の物質であり、
前記イソシアネート化合物（Ｃ成分）が、４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）又はポリメリックＭＤＩであり、
前記フィラーに対する前記イソシアネート化合物の配合割合（Ｃ成分／Ａ成分）が、０．６〜１．５（重量比）であることを特徴とする木材用水性接着剤組成物。
【請求項２】
（削除）
【請求項３】
（削除）
【請求項４】
さらに増粘剤（Ｅ成分）を含有することを特徴とする請求項１に記載の木材用水性接着剤組成物。
【請求項５】
前記増粘剤（Ｅ成分）が、メチルセルロース系高分子であることを特徴とする請求項４に記載の木材用水性接着剤組成物。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の木材用水性接着剤組成物を用いて接着された木質製品。
【国際調査報告】
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