(57)【要約】  本発明は、水と乳化性プレポリマーを含有して成っていて前記乳化性プレポリマーが（ｉ）イソシアネート化合物、（ｉｉ）ポリオール化合物および（ｉｉｉ）モノオール化合物の反応生成物であるエマルジョンを含有して成る組成物から生じさせた結合剤材料が示す粘着値を調整する方法に向けたものであり、本方法は、粘着試験方法で測定した時に１から４の範囲の粘着値が達成されるように成分（ｉ）から（ｉｉ）の反応基比率を調整することを含んで成る。【選択図】図１
2015507670.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水と乳化性プレポリマーを含有して成っていて前記乳化性プレポリマーが（ｉ）イソシアネート化合物、（ｉｉ）ポリオール化合物および（ｉｉｉ）モノオール化合物の反応生成物であるエマルジョンを含有して成る組成物から生じさせた結合剤材料が示す粘着値を調整する方法であって、特定の時間値毎に粘着試験方法で測定した時の１から４の範囲の粘着値を包含する前記エマルジョンに所望の粘着プロファイルを決定しそして前記所望の粘着値プロファイルが達成されるように成分（ｉ）から（ｉｉ）の反応基比率を調整することを含んで成る方法。
【請求項２】
更に前記結合剤材料をリグノセルロース基質の上に置くことで混合物を生じさせそして前記混合物を硬化させることも含んで成る請求項１記載の方法。
【請求項３】
更に前記結合剤材料と前記リグノセルロース基質を混合した後に前記混合物を硬化させることも含んで成る請求項２記載の方法。
【請求項４】
二次的添加剤化合物を前記混合物に添加した後に前記混合物を硬化させる請求項３記載の方法。
【請求項５】
前記二次的添加剤が剥離剤、希釈剤またはこれらの組み合わせである請求項４記載の方法。
【請求項６】
前記ポリオール化合物が４から２０００個の炭素原子を含有する炭化水素バックボーンを含有して成っていてヘテロ原子が前記炭素原子の間に散在していない請求項１記載の方法。
【請求項７】
前記ポリオール化合物がエチレンオキサイド部分、プロピレンオキサイド部分またはこれらの組み合わせを含有して成る請求項１記載の方法。
【請求項８】
成分（ｉ）、（ｉｉ）および（ｉｉｉ）の総重量を基準にして成分（ｉ）が６０重量％から９０重量％を構成し、成分（ｉｉ）が１重量％から３５重量％を構成しそして成分（ｉｉｉ）が存在する場合１重量％から２０重量％を構成している請求項１記載の方法。
【請求項９】
前記乳化性プレポリマーと水の総重量を基準にして前記乳化性プレポリマーが１０重量％から９０重量％を構成しそして水が９０重量％から１０重量％を構成している請求項１記載の方法。
【請求項１０】
成分（ｉｉｉ）が下記の化学構造：
ＣＨ3−（ＯＣＨ2ＣＨ2）n−ＯＨ
［ここで、ｎは１から３４である］
を含んで成る請求項１記載の方法。
【請求項１１】
（ｉ）イソシアネート化合物、（ｉｉ）ポリオール化合物および（ｉｉｉ）モノオール化合物の反応生成物である乳化性プレポリマーと水を含有して成るエマルジョンを含んで成る組成物と多数のリグノセルロース基質を含有して成る反応混合物から生じるリグノセルロース製品を生じさせる方法であって、特定の時間値毎に粘着試験方法で測定した時の１から４の範囲の粘着値を包含する前記エマルジョンに所望の粘着プロファイルを決定しそして前記所望の粘着値プロファイルが達成されるように成分（ｉ）から（ｉｉ）の反応基比率を調整し、前記エマルジョンを少なくともリグノセルロース基質の一部の上に加えそして前記エマルジョンを硬化させることを含んで成る方法。
【請求項１２】
硬化させる前であるが前記エマルジョンを前記リグノセルロース基質に加えた後に前記リグノセルロース基質を半成形品に成形する請求項１１記載の方法。
【請求項１３】
前記硬化段階が前記半成形品にプレス加工をプレス加工段階中に受けさせることを含んで成る請求項１２記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般に結合剤組成物が示す粘着値プロファイルを調整する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
リグノセルロース複合パネル、例えば“パーティクルボード”などの製造は典型的に結合剤を多数の粒子に加え、それらを回転式混合装置に入れて揺することで混合物を生じさせることを通して行われる。その後、その混合物に熱と圧力を利用したプレス加工段階を受けさせて前記混合物を硬化させた後、最終的に複合材料を生じさせる。
【０００３】
尿素ホルムアルデヒド（ＵＦ）が基になった結合剤は典型的に複合パネル産業で用いられているが、ＵＦが基になった結合剤は欠点をいくつか有することで、本産業の製造業者は代わりの結合剤系を探している。例えば、１つの欠点は、複合パネルが使用中に加熱環境下に置かれると前記パネルからホルムアルデヒドが放出される可能性があることにある。従って、製造業者はポリフェニレンポリメチレンポリイソシアネート（ＰＭＤＩ）が基になった結合剤を複合パネルの製造で用いる試みを行ってきている。ＰＤＭＩが基になった結合剤はＵＦが基になった結合剤に関連した欠点の多くを示しはしないが、それでもＰＭＤＩが基になった結合剤を製造工程で用いている時に問題が生じる可能性がある。例えば、ＰＭＤＩが基になった結合剤は典型的にＵＦが基になった結合剤が示す結合特性の多くを示しはするが、ＰＭＤＩが基になった結合剤が示す粘着値はＵＦが基になった結合剤系に比べて低い可能性がある。例えば、そのような結合剤が示す粘着値がより低いことでパーティクルボード製造工程中に様々な問題が起る可能性がある、と言うのは、ＰＭＤＩが基になった結合剤とリグノセルロース材料の混合物から生じさせた“プレマット”が製造工程中に使用可能なのは限られた環境下でのみである。そのような低い粘着値を補おうとして、製造業者は粘着剤の使用に頼っている。しかしながら、そのような粘着剤を用いるといくつかの欠点が生じ、例えばコストが増加すること、および複合パネルの製造に複雑さが増すことなどの欠点が生じる。例えば、製造工程で用いられる装置から“粘着剤蓄積物”を除去するには製造工程を何度も休止させる必要があるであろう。
【発明の概要】
【０００４】
本発明は、水と乳化性プレポリマーを含有して成っていて前記乳化性プレポリマーが（ｉ）イソシアネート化合物、（ｉｉ）ポリオール化合物および（ｉｉｉ）モノオール化合物の反応生成物であるエマルジョンを含有して成る組成物から生じさせた結合剤材料が示す粘着値を調整する方法に向けたものであり、本方法は、粘着試験方法で測定した時に１から４の範囲の粘着値が達成されるように成分（ｉ）から（ｉｉ）の反応基比率を調整することを含んで成る。
【０００５】
エマルジョン組成物は水と乳化性プレポリマーを含有して成り、前記乳化性プレポリマーは、（ｉ）イソシアネート化合物、（ｉｉ）ポリオール化合物および（ｉｉｉ）モノオール化合物を包含する反応体の反応生成物であり、そして粘着試験方法で測定した時に１から４の範囲の粘着値が達成されるように成分（ｉ）から（ｉｉ）の反応基比率を調整した。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
以下の本発明の特定の態様の説明を添付図と協力させて読むことで本発明の完全な理解が得られるであろう。
【図１】図１は、本発明に従う様々な配合物が示す粘着レベルが時間に対して示す影響を示したグラフである。
【０００７】
発明の詳細な説明
本明細書で用いる如き値、範囲、量またはパーセントなどを表す数の如き数値は全て特に明記しない限りあたかも言葉“約”が前に位置するとして読むことができる（その用語が明らかに現れない場合でも）。複数形には単数形も含まれそしてその逆も当てはまる。例えば、本明細書で“ある”高分子量イソシアネート化合物、“ある”ポリオール、“ある”モノオールを言及するが、これらの成分の組み合わせ（多数）を本発明で用いることも可能である。
【０００８】
本明細書で用いる如き“多数”は２以上を意味する。
【０００９】
本明細書で用いる如き“包含”などの如き用語は、“限定なしの包含”を意味する。
【００１０】
いずれかの値の数値範囲を言及する場合、そのような範囲にはその示す範囲の最小値と最大値の間の数および／または分数の各々および全てが含まれると理解する。例えば、“１から１０”の範囲はその示した最小値である１と示した最大値である１０の間の（および包含する）副次的範囲の全てを包含する、即ち１に等しいか或はそれ以上の最小値と１０に等しいか或はそれ以下の最大値を有することを意図する。
【００１１】
本明細書で用いる如き“分子量”はゲル浸透クロマトグラフィーで測定した時の重量平均分子量（Ｍw）を意味する。
【００１２】
以下により詳細に考察するように、本発明は、水と乳化性プレポリマーを含有して成るエマルジョンを含んで成る組成物から生じさせた結合剤材料が示す粘着値を調整する方法に向けたものである。本明細書で用いる如き“粘着値”は、粒子から粘着結合集団を生じさせて前記集団に低い圧縮力をかけながら本実施例でより詳細に説明する粘着試験方法で測定した時に前記粒子が示す物性を意味する。
【００１３】
乳化性プレポリマーは（ｉ）イソシアネート化合物、（ｉｉ）ポリオールおよび（ｉｉｉ）モノオールの反応生成物である。
【００１４】
イソシアネート官能性プレポリマー（“イープレポリマー”）
成分（ｉ）
本発明のプレポリマーを生じさせる目的で成分（ｉ）として用いるイソシアネート化合物には有機ポリイソシアネート化合物、例えばジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）などが含まれる。適切なＭＤＩ化合物には、これらに限定するものでないが、４，４’−ＭＤＩ、２，４’−ＭＤＩ、高分子量ＭＤＩ、ＭＤＩ変形またはこれらの混合物が含まれる。
【００１５】
いくつかの態様における成分（ｉ）は４，４’−ＭＤＩまたは４，４’−ＭＤＩと２，４’−ＭＤＩの混合物を含有して成り、その混合物は４，４’−ＭＤＩを少なくとも５０％、好適には約７５重量％以上、例えば約９０重量％以上、または約９５重量％以上の量で含有して成る。特定の態様における成分（ｉ）は“高分子量ＭＤＩ”を含有して成る。本明細書で用いる如き“高分子量ＭＤＩ”は、ポリメチレンポリフェニレンポリイソシアネート組成物が含む官能性が少なくとも２．５、例えば２．５−３．５または２．５−３．１などであることを意味する。例えば、ジイソシアネート、トリイソシアネートおよび高官能性ポリイソシアネートを含有するメチレン橋渡しポリフェニルポリイソシアネートの高分子量混合物を“高分子量ＭＤＩ”と呼ぶことができる。
【００１６】
成分（ｉ）として使用可能な他の適切なポリイソシアネートには、全ての有機ポリイソ
シアネート化合物または有機ポリイソシアネート化合物の混合物が含まれるが、但し前記化合物が有するイソシアネート基の数が少なくとも２であることを条件とする。有機ポリイソシアネートにはジイソシアネート、特に芳香族ジイソシアネートおよび官能性がより高いイソシアネートが含まれる。本発明の組成物で使用可能な有機ポリイソシアネートの例には、脂肪族イソシアネート、例えばヘキサメチレンジイソシアネートなど、および芳香族イソシアネート、例えばｍ−およびｐ−フェニレンジイソシアネート、トリレン−２，４−およびトリレン−２，６−ジイソシアネート、ジフェニルメタン−４，４’−ジイソシアネート、クロロフェニレン−２，４−ジイソシアネート、ナフチレン−１，５−ジイソシアネート、ジフェニレン−４，４’−ジイソシアネート、４，４’−ジイソシアネート−３，３’−ジメチル−ジフェニル、３−メチルジフェニルメタン−４，４’−ジ−イソシアネートおよびジフェニルエーテルジイソシアネートなど、および脂環式ジイソシアネート、例えばシクロヘキサン−２，４−および−２，３−ジイソシアネート、１−メチルシクロヘキシル−２，４−および−２，６−ジイソシアネートおよびこれらの混合物、およびビス−（イソシアナトシクロヘキシル）メタンなど、およびトリイソシアネート、例えば２，４，６−トリイソシアナトトルエンおよび２，４，４−トリイソシアナトジフェニルエーテルなどが含まれる。イソシアヌレート、カルボジイミドまたはウレトニミン基を含有する修飾ポリイソシアネートも同様に使用可能である。さらなるブロック化ポリイソシアネート、例えばフェノールまたはオキシムとポリイソシアネートの反応生成物またはポリイソシアネートと酸、例えば塩化ベンジル、塩酸、塩化チオニルまたはこれらの組み合わせの反応生成物などを本発明で用いることも可能であるが、但しそれらが示す脱ブロック温度が当該ポリイソシアネート組成物を使用する時に用いられる温度より低いことを条件とする。特定の態様では、本発明のエマルジョンプレポリマーを生じさせる目的で用いる反応体に当該ポリイソシアネートを導入する前にそれらに上述した化合物によるブロック化を受けさせておいてもよい。イソシアネートの混合物を用いることも可能であり、例えばトリレンジイソシアネート異性体の混合物、例えば２，４−および２，６−異性体の市販混合物など、およびまたアニリン／ホルムアルデヒド縮合物のホスゲン化で生じさせたジ−および高級ポリイソシアネートの混合物などを用いることも可能である。特定の態様において、本発明で用いるべきイソシアネートは、イソシアネートが芳香族ジイソシアネートまたは官能性がより高いポリイソシアネート、例えば高純度のジフェニルメタンジイソシアネート、またはジイソシアネート、トリイソシアネートおよび官能性がより高いポリイソシアネートを含有するメチレン橋渡しポリフェニルポリイソシアネートの混合物などであるそれらである。従って、いくつかの態様に適切なポリイソシアネートには、ＳＵＰＲＡＳＥＣ（商標）ＤＮＲイソシアネート、ＳＵＰＲＡＳＥＣ（商標）２１８５イソシアネート、ＲＵＢＩＮＡＴＥ（商標）ＭイソシアネートおよびＲＵＢＩＮＡＴＥ（商標）１８４０イソシアネートが含まれ、これらは全部Ｈｕｎｔｓｍａｎ  Ｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅｓから入手可能である。いくつかの態様におけるポリイソシアネートは室温で液状である。そのようなポリイソシアネート混合物の製造は当該技術分野で公知のいずれかの技術に従って実施可能である。そのようなジフェニル−メタンジイソシアネートの異性体含有量を必要ならば当該技術分野で良く知られた技術を用いて必要な範囲にすることも可能である。例えば、異性体含有量を変える１つの技術は、高分子量ＭＤＩを必要量より多い量で含有するＭＤＩ混合物に単量体ＭＤＩを添加する技術である。
【００１７】
成分（ｉｉ）
本発明のプレポリマーを生じさせる目的で成分（ｉｉ）として用いるポリオール化合物には、当該技術分野で公知の全てのポリオール化合物が含まれ得る。適切なポリオールには、これらに限定するものでないが、活性水素基を数平均ベースで１分子当たり約１．２から約１０個、例えば１．４から８個または１．６から約８個または１．８から６個含有するポリオール化合物が含まれる。適切な活性水素基の非限定例には、脂肪族アルコール基、フェノール、第一級アミン、第二級アミンまたはこれらの組み合わせが含まれる。特定態様におけるポリオール化合物は活性水素基を１分子当たり少なくとも２個含有する。
【００１８】
特定の態様で用いるポリオールはポリエーテルポリオールであり、これらはプロピレンオキサイド（ＰＯ）、エチレンオキサイド（ＥＯ）またはＰＯとＥＯ基もしくは部分の組み合わせをポリオールの高分子構造中に含有して成る。これらのＰＯおよびＥＯ単位は高分子構造全体に渡ってランダムまたはブロック部分として配列していてもよい。特定態様におけるポリオールのＥＯ含有量は０から１００％の範囲である。いくつかの態様におけるポリオールのＰＯ含有量は１００から０％の範囲である従って、いくつかの態様におけるポリオールのＥＯ含有量は９９から３３％の範囲であり得るが、一方ＰＯ含有量は１から６６％の範囲である。その上、いくつかの態様では、これらの単位は高分子構造の末端または高分子バックボーン構造の内部のいずれかに位置していてもよい。従って、適切なポリエーテルポリオールには、これらに限定するものでないが、ポリ（オキシエチレンオキシプロピレン）ジオールおよびトリオールが含まれ、それらはプロピレンおよびエチレンオキサイドを当該技術分野で公知の二官能もしくは三可能開始剤に逐次的に添加すると得られる。特定の態様における成分（ｉｉ）は上述したジオールもしくはトリオールを含有して成るか、或は成分（ｉｉ）はそのようなジオールとトリオールの混合物を含有して成っていてもよい。
【００１９】
特定の態様において、当該イソシアネート末端プレポリマーを生じさせる時に用いるべきポリエーテルポリオールには、エチレンオキサイドと別の環式オキサイド、例えばプロピレンオキサイドなどの重合を多官能開始剤、例えば水および低分子量ポリオール、例えばエチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、シクロヘキサンジメタノール、レゾルシノール、ビスフェノールＡ、グリセロール、トリメチロールプロパン、１，２，６−ヘキサントリオール、ペンタエリスリトールまたはこれらの組み合わせなどの存在下で起こさせることで得られる生成物が含まれる。
【００２０】
いくつかの態様において、成分（ｉｉ）として用いるポリオールのエチレンオキサイド基含有量は少なくとも１５重量％（ポリオールの総重量を基準）、例えば５０から１００重量％である。ポリエーテルポリオールの名目上の平均官能性は典型的に２−６、例えば２−４などの範囲または２である。それらの数平均分子量は７００から５，０００、例えば１０００から４，０００、１２００から３５００または１５００から３０００などの範囲である。例えば、特定の態様におけるポリオールは炭素原子を１０から２０００（例えば１００−１５００または５００−１０００）個含有する炭化水素バックボーンを含み、そのような炭素原子の間にヘテロ原子は散在していない。
【００２１】
成分（ｉｉｉ）
本発明のプレポリマーを生じさせるための成分（ｉｉｉ）として用いるモノオール化合物は、分子量が２００から１５００の範囲のモノオールであってもよい。いくつかの態様におけるモノオールは式（Ｉ）：
（Ｉ）
Ｒ1−（ＯＣＨ2ＣＨ2）n−（ＣＨ２ＣＨＲ2Ｏ）m−ＯＨ
［式中、Ｒ1は活性水素を含有せずかつオキシエチレン単位の親水性を無効にしない基であり、Ｒ2は水素または炭素原子数が１から４のアルキル基のいずれかであり、ｎは１から３４の数であり、そしてｍはオキシエチレン単位と他のオキシアルキレン基の重量比が１００：０から５０：５０であるように選択される数である］
で表される化学構造を含んで成る。
【００２２】
特定の態様におけるＲ1はＣ1−Ｃ4アルキル基であり、Ｒ2は水素またはメチル基のいずれかであり、ｎは４から２５の数であり、そしてｍはオキシエチレン単位と他のオキシアルキレン基の重量比が１００：０から６０：４０であるように選択される数である。
【００２３】
他の態様におけるＲ1はメチル基であり、Ｒ2は水素であり、ｎは６から２０の数であり、そしてｍはオキシエチレン単位と他のオキシアルキレン基の重量比が１００：０から８０：２０であるように選択される数である。
【００２４】
更に他の態様におけるＲ1はメチル基であり、Ｒ2は水素であり、ｎは６から２０の数であり、そしてｍはゼロである。
【００２５】
使用可能な他の適切なモノオールには、メトキシポリオキシエチレン、例えばＣＡＲＢＯＷＡＸ［これはＤｏｗ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｍｉｄｌａｎｄｓ、Ｍｉｃｈｉｇａｎ）から入手可能である］およびＵＣＯＮ  ５０−ＨＢ  Ｆｌｕｉｄｓ［これはＤｏｗ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｍｉｄｌａｎｄｓ、Ｍｉｃｈｉｇａｎ）から入手可能である］が含まれる。例えば、ＣＡＲＢＯＷＡＸ（商標）ＭＰＥＧ  ３５０、ＭＰＥＧ  ５５０、ＭＰＥＧ  ７５０などの如き製品が本発明で使用可能なモノオールの例である。
【００２６】
イソシアネート末端プレポリマーの調製では、成分（ｉｉ）または（ｉｉｉ）のいずれかに比べて過剰量の成分（ｉ）を反応させることで調製を実施する。例えば、いくつかの態様では、成分（ｉ）が６０重量％から９０重量％を構成し、成分（ｉｉ）が３５重量％から１重量％を構成しそして成分（ｉｉｉ）が２０重量％から１重量％を構成するようにする［イソシアネート官能プレポリマーを生じさせる時に用いる成分（ｉ）、（ｉｉ）および（ｉｉ）の総重量を基準］。
【００２７】
本発明のプレポリマーは、５０℃における粘度が１０００ｃｐｓ未満、好適には５０℃における粘度が５００ｃｐｓ未満であることを特徴とする。本発明のプレポリマーは、イソシアネート含有量が６％から３２％、例えば６％から３０％または７％から３０％の範囲［プレポリマーの総重量を基準］であることを特徴とする。
【００２８】
いくつかの態様では、本プレポリマーを生じさせる時にポリイソシアネートとポリエーテルポリオールを反応させることで得られる基の少なくとも９０％はウレタン基である。特定の態様では、追加的ポリイソシアネート化合物またはそれの変形を本プレポリマーに少量添加して加えることも可能であるが、但しイソシアネート（ＮＣＯ）値が上述した指示範囲内のままであることを条件とする。添加量を一般に好適にはプレポリマーと追加的ポリイソシアネート化合物の総重量を基準にして約２０重量％未満にする。前記追加的ポリイソシアネート化合物または変形は上述したイソシアネート化合物から選択可能である。
【００２９】
イソシアネート官能プレポリマーを生じさせる方法は、当該技術分野で公知の如何なるプレポリマー生成方法であってもよい。例えば、本プレポリマーの調製はイソシアネート化合物とヒドロキシル含有成分（即ち、成分（ｉｉ）および（ｉｉｉ））を反応させることで実施可能である。いくつかの態様では、修飾ポリイソシアネート化合物（これは典型的にイソシアネート化合物とは異なる）を反応体として前記ヒドロキシル含有成分を導入した後または導入する前に添加することも可能である。この反応を典型的には充分な混合を伴わせて熱を加えるか或は加えないで実施し、通常は調製を不活性雰囲気（例えば窒素または無水空気）下で実施する。加熱を用いる場合には、当該混合物を当該技術分野で公知の加熱方法で４０℃から９０℃の範囲の温度に加熱してもよい。さもなくば、この反応を典型的には周囲温度（即ち、室温、２５℃）で実施する。いくつかの態様では、熱を加える時期を反応体を混合した後に行う。触媒、例えばＪＥＦＦＣＡＴ  ＺＦ−２０［ビス−（２−ジメチルアミノエチル）エーテル（Ｈｕｎｔｓｍａｎ  Ｃｏｒｐ．から入手可能なゲル化用触媒）］を用いて反応に触媒作用を及ぼすことは任意である。
【００３０】
本プレポリマーを生じさせる時に用いる各反応体、即ち成分（ｉ）、（ｉｉ）および（ｉｉｉ）の相対的量は当該イソシアネート官能プレポリマーに望まれるＮＣＯ値に依存するであろう。例えば、成分（ｉ）と（ｉｉ）の反応基比率を本エマルジョン組成物または結合剤組成物（以下に考察する）が特定の“粘着値プロファイル”を示すように変えることも可能である。本明細書で用いる如き“粘着値プロファイル”には、所定時間または時間値毎に粘着試験方法で測定した時の１から４の範囲の“粘着値”が含まれる。例えば、図１に示した配合Ｂを参照すると、その材料が示す“粘着値プロファイル”には期間または時間値“時間２０”の時の３．５の“粘着値”が含まれる。本明細書で用いる如き“反応基比率”は、成分（ｉ）が有するイソシアネート官能基の数と成分（ｉｉ）が有するヒドロキシル反応基の数の間の比率を意味する。特定の態様における成分（ｉ）と（ｉｉ）の反応基比率は４００：１から４：１、例えば２００：１から２０：１および８０：１から８：１などの範囲であり得る。ポリオール化合物に対するイソシアネート化合物の反応基比率を高くすると“粘着値”（本実施例で定義）が低いエマルジョン組成物がもたらされることを見いだした。別法として、ポリオール化合物に対するイソシアネート化合物の反応基比率を低くすると“粘着値”が高いエマルジョン組成物がもたらされる。最終的に生じるエマルジョン組成物が示す“粘着値”を高くするか或は低くすることができることで、本発明の使用者は、ＵＦが基になった結合剤に典型的に見られる“粘着値”と同様か或はそれ以上の“粘着値”を達成することが可能になり得る。従って、本発明は、イソシアネート、例えばＰＭＤＩなどが基になった結合剤に固有の欠点（上述した）の少なくとも１つに対処することができるものである。
【００３１】
本エマルジョン組成物が示す“粘着値”を調整することができることから、使用者は特定の目標値または目標プロファイルを達成することができるであろう。例えば、ある場合には、本エマルジョン組成物を最初に目標基質、例えば多数のリグノセルロース材料などと“混合段階”（例えば図１に示す“時間０”）で混合する時には１の“粘着値”を得るのが好ましいかもしれない。しかしながら、“成形段階”（例えば図１に示す“時間１０”）の時にリグノセルロース材料を成形して特定の目的物を生じさせる時には、いくつかの態様として、１より高い“粘着値”を得る方が好ましい可能性がある。その上、用いる方法に応じて、“ライン上のマット段階”または“プレス加工段階”の時に結合剤材料が示す“粘着値”は上述した値と同じまたは異なってもよい。上述した段階（例えば“混合段階”、“成形段階”など）は当業者に公知であることから各特定段階に関する考察は本発明の目的で必要ではないことを注目すべきである。
【００３２】
図１に示す配合ＢおよびＣは、本発明のエマルジョン組成物が“静的粘着性”とは対照的に“動的粘着性”を示すように調整可能であり、従って本発明のエマルジョンまたは結合剤組成物が所望の“粘着値プロファイル”を達成するように注文に合わせることができることで、使用者はエマルジョン組成物が用いられる工程を最適にすることができることを示している。本明細書で用いる如き“動的粘着性”は、当該組成物が示す“粘着値”を所定期間に渡って変化させることができることを意味する。言い換えれば、その組成物は、この組成物が示す“粘着値”を測定する時に応じて、フラットではなく変動する“粘着値プロファイル”を示し得ることを意味する（図１に示す配合ＢおよびＣが示した“粘着レベル”を“時間”値と対比して参照）。他方、“静的粘着性”を示す組成物は所定期間に渡って変動しない一定の“粘着値”を示す。即ち、“静的粘着性”を示す組成物は実質的にフラットな“粘着値プロファイル”を示す（図１に示す配合Ａを参照）。
【００３３】
エマルジョン組成物
本イソシアネート官能プレポリマーを生じさせた後、そのプレポリマーまたは適宜前記プレポリマーおよび追加的ポリイソシアネート化合物を含有して成る組成物に水を導入することでエマルジョンを生じさせる。別法として、特定の態様では、前記プレポリマーま
たは適宜前記プレポリマーおよび追加的ポリイソシアネート化合物を含有して成る組成物を水に導入することでエマルジョンを生じさせる。そのエマルジョンは本明細書に開示する様々な基質に加える上述した結合剤材料になる。
【００３４】
一方、本明細書に記述するエマルジョンを生じさせる時に如何なる種類の水（例えば脱イオン水、水道水または都市水、濾過水または“軟化”水）も使用可能であると予測する。
【００３５】
本エマルジョンを生じさせる時に用いる方法は当該技術分野で公知の如何なる方法であってもよい。いくつかの態様では、本プレポリマーと水の両方をインライン静的ミキサー、例えばＭｏｄｅｌ  ２７５（Ｋｏｆｌｏｗ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから入手可能）に導入してその混合物を０．５秒から３０秒の範囲の時間徹底的に混合することでエマルジョンを生じさせる。プレポリマーおよび水の導入をインライン静的ミキサーに関連させて記述したが、また、当該技術分野で公知の他のバッチ式もしくは連続式エマルジョン製造方法を使用することも可能である。エマルジョンの生成は熱をかけるか或はかけないで実施可能である。加熱を用いる場合、当該混合物を当該技術分野で公知の加熱方法を用いて１５℃から６５℃の範囲の温度に加熱してもよい。さもなくば、エマルジョンの生成を典型的には周囲温度（即ち、室温、２５℃）で実施する。
【００３６】
本発明のイソシアネート官能プレポリマーを本エマルジョンに存在させる量は９０重量％から１０重量％の範囲である一方、存在させる水の量は１０重量％から９０重量％の範囲である（当該エマルジョンに入れるプレポリマーと水の総重量を基準）。いくつかの態様では、プレポリマーと水の両方のそれぞれが当該エマルジョンの５０重量％（エマルジョンに入れる両成分の総重量を基準）を構成するようにする。
【００３７】
本エマルジョン組成物が示す貯蔵安定性を更に向上させる目的で希釈剤を本エマルジョン組成物に添加してもよい。適切な希釈剤にはＲ．ＧａｃｈｔｅｒおよびＨ．Ｍｕｌｌｅｒ編集の“Ｔａｓｃｈｅｎｂｕｃｈ  ｄｅｒ  Ｋｕｎｓｔｓｔｏｆｆ−Ａｄｄｉｔｉｖｅ”（Ｃａｒｌ  Ｈａｎｓｅｒ  Ｖｅｒｌａｇ  Ｍｕｎｃｈｅｎ、第３版、１９８９）に記述されている種類の可塑剤が含まれる。好適な希釈剤はフタル酸エステル、脂肪族カルボン酸エステル、脂肪酸エステル、アマニ油、大豆油、プロピレンカーボネートである。このような希釈剤を０．５重量％から５０重量％（エマルジョンの総重量を基準）の範囲の量で添加してもよい。本エマルジョン組成物に通常の添加剤、例えば難燃剤、リグノセルロース系防腐剤、殺菌カビ剤、ワックス、サイジング剤、充填剤、界面活性剤、チクソトロピック剤および他の結合剤、例えば接着性ホルムアルデヒド縮合樹脂およびリグニン（場合によりＰＣＴ特許出願番号ＥＰ９６／００９２４に記述されている如きリグニン溶媒と組み合わせてもよい）を含有させることも可能である。
【００３８】
上述した添加剤に加えて、いくつかの態様では、本エマルジョン組成物に触媒、例えば金属触媒などを含有させることも可能である。本発明で使用可能な適切な金属触媒には、これらに限定するものでないが、有機金属化合物、例えば少なくとも１種の遷移金属を含有して成る化合物などが含まれる。そのような遷移金属は元素周期律表のＩＶＢ、ＶＢ、ＶＩＩＢ、ＶＩＩＢおよびＶＩＩＩＢ族から選択可能である。いくつかの態様における金属触媒は、周期律表のＶＩＩＩＢ族の金属から成る群より選択される１種以上の金属、例えば鉄などを含有して成る有機金属化合物を含んで成る。特定の態様における有機金属化合物は１種以上のキレート配位子を含有して成る。そのようなキレート配位子の非限定例には、これらに限定するものでないが、アセチルアセトン、アルキルもしくはアリールアセト酢酸エステル、グルコネート、シクロペンタジエニルまたはこれらの組み合わせが含まれる。いくつかの態様において成分（ｉｉ）として使用可能な金属触媒は、下記の米国特許（これらは引用することによって完全に本明細書に組み入れられる）に記述されてい
るそれらのいずれかであり得る：米国特許５，５８７，４１４、米国特許６，２８８，２００、米国特許６，９０８，８７５、米国特許６，７５０，３１０、米国特許６，２８８，２５５および米国特許６，７６２，３１４。
【００３９】
成分（ｉｉ）として使用可能な他の適切な触媒には、これらに限定するものでないが、有機錫化合物、例えばジアルキル錫ジカルボキシレート（例えばジメチル錫ジラウレート、ジブチル錫ジラウレート、ジブチル錫ジ−２−エチルヘキソエート、ジブチル錫ジアセテート、ジオクチル錫ジラウレート、ジブチル錫マレエート、ジブチル錫ジイソオクチルマレエート）、カルボン酸の第一錫塩（例えばオクタン酸第一錫、二酢酸第一錫、二オレイン酸第一錫）、モノ−およびジオルガノ錫メルカプチド（例えばジブチル錫ジメルカプチド、ジオクチル錫ジメルカプチド、ジブチル錫ジイソオクチルメルカプトアセテート）、ベータ−ジレトンのジオルガノ錫誘導体（例えばジブチル錫ビス−アセチルアセトネート）、ジオルガノ錫オキサイド（例えばジブチル錫オキサイド）、およびモノ−またはジオルガノ錫ハライド（例えば、ジメチル錫ジクロライドおよびジブチル錫ジクロライド）などが含まれる。成分（ｉｉ）として使用可能な他の適切な触媒には、また、これらに限定するものでないが、有機ビスマス化合物、例えばカルボン酸ビスマス（例えばビスマストリス（２−エチルヘキソエート）、ネオデカン酸ビスマスおよびナフテン酸ビスマス）などが含まれる。
【００４０】
従って、特定の態様における金属触媒には、これらに限定するものでないが、鉄から誘導される有機金属化合物（例えば第二鉄アセチルアセトネート）、コバルトアセチルアセトネート、ニッケルアセチルアセトネート、ジブチル錫ジラウレート、ジブチル錫メルカプチド、ビスマストリス（２−エチルヘキソエート）またはこれらの組み合わせが含まれ得る。特定の態様における金属触媒は鉄から誘導される有機金属化合物である。当業者は、特定の態様では、第一鉄アセチルアセトネート、コバルトアセチルアセトネート、ニッケルアセチルアセトネートはキレート配位子および遷移金属を含有して成ると記述可能であることを理解するであろう。
【００４１】
特定の態様では、剥離剤を本プレポリマーを生じさせる時に用いる反応材料にか或は上述したエマルジョンを生じさせる時に用いる材料に添加することも可能である。使用可能な適切な剥離剤には、これらに限定するものでないが、脂肪酸、ワックス、シリコーンおよび様々な石鹸および洗浄剤が含まれる。そのような剥離剤の使用量は０．３３重量％から３３重量％、例えば０．６６重量％から１６．５重量％（エマルジョンの総重量を基準）の範囲であってもよい。
【００４２】
目標基質材料の説明
本発明のエマルジョン組成物を典型的には目標の基質材料に加える。特定の態様における目標の基質材料はリグノセルロース材料を含有して成り、それには、これらに限定するものでないが、木、樹皮、コルク、バガスストロー、亜麻、竹、アフリカハネガヤ、モミ殻、サイザル繊維、ヤシ繊維、ウッドチップ、木繊維、木くず、木細粉、木粉末、ケナフ、木の実の殻、穀類（例えば稲およびカラスムギ）の殻またはこれらの組み合わせが含まれ得る。加うるに、リグノセルロース材料を他の粒状もしくは繊維材料、例えば粉砕された発泡体廃棄物（例えば粉砕されたポリウレタンフォーム廃棄物）、鉱物充填材、ガラス繊維、雲母、ゴム、織物廃棄物、例えばプラスチック繊維および布などと混合することも可能である。これらの材料は粒子、削りくずまたはチップ、繊維、ストランド、球または粉末の形態で使用可能である。特定の態様では、このような材料の水分含有量が２％から５０％、例えば約５％から２０％または８％から２０％などになるようにしてもよい。本発明のエマルジョン組成物をリグノセルロース材料に加える時、エマルジョン組成物とリグノセルロース材料の重量比は用いるリグノセルロース材料のかさ密度に応じて変わるであろう。本エマルジョン組成物をエマルジョン組成物とリグノセルロース材料の重量比が
１：９９から１：４、例えば１：４０から１：８などの範囲になるような量で加えてもよい。必要ならば、他の通常の結合剤、例えば当該技術分野で公知の接着性ホルムアルデヒド縮合樹脂などを本発明のエマルジョン組成物と一緒に用いることも可能である。
【００４３】
リグノセルロース複合材料の製造方法の説明
１．目標のリグノセルロース基質の調製
本発明の特定の態様では、最初に目標のリグノセルロース材料を乾燥させて必要な水分含有量にする。必要な水分含有量は１から２０重量％の範囲であり得る。
【００４４】
２．目標基質へのエマルジョン組成物の添加
次に、本エマルジョン組成物を目標材料に本エマルジョンと目標材料の総重量を基準にして１重量％から２５重量％の範囲の量で添加してもよい。
【００４５】
３．プレマット／半成形品の成形
次に、その結果として得た目標材料と本エマルジョン組成物の混合物を成形してパネル製造に適した“プレマット”または他のいずれかの必要な形状物を生じさせる。本発明のエマルジョン組成物を用いるとプレマットの粘着値が高くなる可能性があり、従ってプレス加工前のマット／成形品の一体性の一貫性が向上することで最終製品の製造がより効率良くなる可能性があり、従って結果としてリグノセルロースの分散が劣ることによる廃棄物の量が少なくなる可能性がある。
【００４６】
４．プレマット／半成形品のプレス加工
次に、プレマット／半成形品を熱と圧力下で圧縮してパネルまたは三次元形状の成形品を生じさせることができる。圧縮工程に適した温度は一般に７０℃から２５０℃、例えば１２０℃から２２０℃または１４０℃から２０５℃などの範囲である。必要な製品の寸法を達成する目的で圧縮工程で用いる圧力は１５バールから３００バールの範囲であってもよい。圧縮時間は製造すべき製品の厚みおよび密度に依存するであろう。いくつかの態様では、本発明のエマルジョン組成物を用いると使用者は蒸気注入による予熱も高周波による予熱も蒸気注入によるプレス加工も用いることなく厚みが２５ｍｍ以上の製品を生じさせることが可能になる。
【００４７】
多層ボードもしくは成形部品の製造はベニヤ、紙または織布に類似した様式で層を上述したエマルジョン組成物で処理した後にそれらのプレス加工を一般に高温高圧下で行うことで実施可能である。そのような複合材料の表面が直接受ける温度を１００℃から２０５℃、例えば１４０℃から２２０℃などの範囲にしてもよい。本発明のポリイソシアネート組成物を用いる時に所望の寸法安定性と物理的性能を有する複合材料が生じることを確保する目的で複合材料の中心部が受ける温度が７０℃から１４０℃、例えば８０℃から１３０℃または８５℃から１２０℃などの範囲になるようにしてもよい。初期の圧縮用圧力を１５バールから３００バール、例えば５０バールから２００バールなどの範囲にしてもよい。
【００４８】
この段階で本エマルジョンまたは結合剤組成物が実質的に硬化することを特記する。
【００４９】
５．後プレス加工／最終製品
本発明の結合剤を用いて生じさせた複合木製品はプレス加工温度が有意に低いことに加えてサイクル時間が短いことが理由で優れた外観を示す可能性があり、その結果として表面の劣化も外部剥離剤の炭化も有意に低下する可能性がある。加うるに、その結果として得られる材料は、優れた内部結合特性、良好な寸法安定性および優れた外部耐久性を有することで、それらはそのような製品が通常用いられる如何なる状況下でも使用可能である。
【００５０】
本発明の具体的態様を詳細に記述してきたが、本開示全体の教示を考慮すると、そのような詳細の様々な修飾形および変形が生じる可能性があることを当業者は理解するであろう。従って、開示する個々の構造配置は単に例示を意味し、添付請求項の全容およびそれらの相対物のいずれかおよび全部を示すべき本発明の範囲に関して限定することを意味するものでない。従って、この上に挙げた特徴および／または要素のいずれも任意組み合わせで互いに組み合わせ可能であり、それでも本開示の幅の範囲内である。
【実施例】
【００５１】
実施例１：プレポリマー（イープレポリマー）の製造
総含有量が５００グラムのバッチの混合を６００ｍｌのガラスジャー内で実施した。その６００ｍｌのガラスジャーにｐＭＤＩを当該配合（表１を参照）に従う量（グラム）で加えた。そのｐＭＤＩにポリオールおよびモノオールを当該配合に従う量（グラム）で加えた。次に、前記ジャーの塔頂空間部を窒素で満たした後、蓋で密封した。次に、その混合物を手で２分間振とうした後、６０℃の換気オーブン内に入れた。１時間後にその混合物を再び振とうした後、前記オーブンに一晩（１２時間）入れたままにした。その結果として生じたプレポリマーを室温に冷却した後、試験を実施した。
【００５２】
【表１】
2015507670.tif 000003
【００５３】
粘着試験方法：
実施例１で調製した結合剤と混合した木粒子を用いて粘着試験を実施した。試験を下記の如き粘着試験方法に従って実施した。
【００５４】
商業的パーティクルボード工程で得た木粒子をＣａｓｏｎ選別機でふるいにかけることで小さい粒子と大きな粒子を除去した。次に、粒子を湿度キャビネットに２週間入れて平衡状態にすることで１０％の平衡水分含有量（ＥＭＣ）にした。その調製した木粒子（３０グラム）を小型のフードプロセッサー機に加えた。水とイープレポリマーのそれぞれを５０グラムずつ２５０ｍｌのガラスジャーに入れて混合しそして一貫性のある乳白色のエマルジョンが生じるまで手で約３０秒間振とうすることでプレポリマーのエマルジョンを生じさせた。その粒子をフードプロセッサーに入れて約６０秒間混合しながら結合剤エマルジョンを前記木粒子に混合しつつ滴下した。混合後、その混ざり合った材料をフードプロセッサーから取り出して、実験者の手（掴み手）の中に入れた。次に、その材料を手で３秒間圧縮することで玉を作る試みを行う。その玉を掴み手ともう一方の使っていない手で押し付けることで圧縮を達成する。次に、その結果として得た材料“玉”（または玉に
なっていない）の評価を前記玉を掴み手の中で弾ませることで実施した。次に、その生じた玉の一体性を基にしてその玉材料に粘着等級（“粘着値”）を付けた。この等級付けシステムを以下の表２に示す。次に、粘着性の評価を実施した後、その材料を実験室のベンチトップの上に置いたニートパイル（ｎｅａｔ  ｐｉｌｅ）の中に入れて、混合時から４０分経過するまで１０分毎に再粘着性試験を実施した。
【００５５】
【表２】
2015507670.tif 000004
【００５６】
表３に、表１に従って調製した結合剤配合物が示した粘着試験結果および“木粒子の粘着特性の測定方法”を示す。
【００５７】
【表３】
2015507670.tif 000005
【００５８】
図１および表３を参照して、このデータは、ｐＭＤＩエマルジョンである配合Ａが示した特性は“静的粘着性”特性であったばかりでなく全く粘着特性を示さなかった（即ち、それが示した粘着値は１であった）ことを示している。対照的に、配合ＢおよびＣは両方ともが“動的粘着性”特性を示した。従って、本発明で開示するように、ｐＭＤＩが基になったイープレポリマーに粘着特性を与えることができる。その上、図１および表３から分かるであろうように、本発明で用いるポリオールの種類および／またはポリオールとイソシアネート化合物の間の反応基比率を変えることで、本発明の結合剤材料に動的粘着特性を与えることができるように粘着値を調節することができる。従って、本発明を用いる
と、本産業で典型的に用いられている尿素ホルムアルデヒド樹脂が示す粘着プロファイルに実質的に類似したエマルジョンを達成することができる。従って、本発明はホルムアルデヒドが入っていないエマルジョンをリグノセルロース材料用結合剤として用いることを可能にするものである。
【図１】
2015507670.tif 000006
【国際調査報告】
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