(57)【要約】【課題】異なる２種類の木質系ボードを接着しても、そりの発生を抑制し、接着性に優れた、木質系ボード用接着剤組成物を提供する。【解決手段】含水率又は収縮率が異なる２種類の木質系ボードを接着する接着剤組成物において、硬化後の２０℃での弾性率が、１〜２０ＭＰａである、木質系ボード用接着剤組成物。含水率又は収縮率が異なる２種類の木質系ボードの一方が圧縮材であり、もう一方の木質系ボードが木合板である、前記の木質系ボード用接着剤組成物。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
含水率又は収縮率が異なる２種類の木質系ボードを接着する接着剤組成物において、硬化後の２０℃での弾性率が、１〜２０ＭＰａである、木質系ボード用接着剤組成物。
【請求項２】
含水率又は収縮率が異なる２種類の木質系ボードの一方が圧縮材であり、もう一方の木質系ボードが木合板である、請求項１に記載の木質系ボード用接着剤組成物。
【請求項３】
ポリオールとポリイソシアネート化合物とを反応してなるウレタンプレポリマーを成分として含む、請求項１又は２に記載の木質系ボード用接着剤組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建材用のボード接着に用いる接着剤組成物、さらに詳しくは、内装用の木質系ボードの張り合わせに使用する接着剤組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
建築内装材は、木材や集成材、パーティクルボード、ＭＤＦ（中密度繊維板；木質繊維を接着剤で固めたもの）を基材として、その表面に木目調などの印刷やシボ加工等を施したプラスチックシート、フィルムを被覆、接着し、無垢の木材の質感を出すことが行われる。
【０００３】
ここで使用される基材としては、経済性や、リサイクル性、強度、耐久性などを得るための様々な複合材が提案されている。その中で、これらの特性を満足するためには、単一の素材のみの特性では不十分なため、数種類の材料をラミネートすることが行われている。例えば、切削粉等の廃棄材を接着剤で固めたリサイクル材と、木板や木合板とを、貼り合わせることで、基材としての経済性と耐久性を両立することができる。
ところが、この貼り合わせを行った場合、それぞれの材料の吸水率、収縮率が異なるため、基材にそりや変形が起こることがある。そのため、接着剤としては、強固な反応性の接着剤を用い、かつ貼り合わせ後、長時間プレス養生したりするなどの必要があり、生産性が悪くなる欠点があった。また、そのように生産された基材においても、経時でのそり等を押さえることが難しい。
【０００４】
一方、建材内装用の高速接着剤としては、特許文献１や特許文献２に記載されるものなどが提案されている。これらの接着剤は、加熱溶融させて貼り合わせた後、反応により硬化し、接着強度が上がるため、高速接着と基材の仕上がりが向上するが、上記の基材のそりに対しては、充分な効果は得られない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−７１５６５号公報
【特許文献２】特開２００７−１１９５７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
近年、切削粉等の廃棄材を接着剤で固めたＭＤＦ（中密度繊維板）が建材内装用途に使用される。これらの材料は、基材としての強度を得るため、合板などの補強材と貼り合わせて使用するが、それぞれの材料が含水率の変化によって寸法変化し、また寸法変化率に差があるため、基材とした場合、環境条件によってはそりが発生する。そのため、貼り合わせた場合、そりの発生しない接着剤が望まれている。
本発明は、異なる２種類の木質系ボードを接着しても、そりの発生を抑制し、接着性に優れた、木質系ボード用接着剤組成物を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者は、前記の問題点を解決する為、鋭意研究の結果、本発明に到達したものである。すなわち、本発明は以下の通りである。
（１）  含水率又は収縮率が異なる２種類の木質系ボードを接着する接着剤組成物において、硬化後の２０℃での弾性率が、１〜２０ＭＰａである、木質系ボード用接着剤組成物。
（２）含水率又は収縮率が異なる２種類の木質系ボードの一方が圧縮材であり、もう一方の木質系ボードが木合板である、（１）記載の木質系ボード用接着剤組成物。
（３）ポリオールとポリイソシアネート化合物とを反応してなるウレタンプレポリマーを成分として含む、（１）又は（２）に記載の木質系ボード用接着剤組成物。
【発明の効果】
【０００８】
本発明により、異なる２種類の木質系ボードを接着しても、そりの発生を抑制し、接着性に優れた、木質系ボード用接着剤組成物を提供することが可能となり、寸法安定性のいい基材（木質系ボード）を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明の木質系ボード用接着剤組成物は、含水率又は収縮率が異なる２種類の木質系ボードを接着する接着剤組成物において、硬化後の２０℃での弾性率が、１〜２０ＭＰａである。
本発明における木質系ボードとしては、例えば、パーティクルボード、ＭＤＦ（中密度繊維板；木質繊維を接着剤で固めたもの）等の圧縮材、木合板、無垢の木材、集成材等が挙げられる。以下、木質系ボードは、ボードと略し、表すこともある。
木質系ボードは、それぞれ、材質や製法が異なるため、含水率や収縮率が同じではない。一般的に、ボードの含水率（質量％）は、１００×（含水率を測定するボードの質量−全乾状態のボードの質量）／全乾状態のボードの質量、で求めることができる。
【００１０】
伐採後、乾燥工程を経ていない木材は、「生材」と呼ばれ、その含水率は樹種にもよるが、一般的に、４０〜３００質量％である。生木を乾燥させていくと含水率３０質量％前後（繊維飽和点）で収縮が始まり、木材を一定の温度・湿度に調節された環境に放置すると、ある含水率に達した時点で木材の吸湿と放湿が同じスピードになり、平衡含水率になる。この状態にある木材は「気乾材」と呼ばれるが、おおむね含水率は１２〜１６質量％程度である。
建築用材であれば通常２０質量％程度である。また、空調設備の整った屋内で使用されるボードの場合は、１５質量％以下の含水率が好ましく、７〜１０質量％の含水率がより好ましい。一般的に、屋内の床材として使用される、集成材の含水率は８〜１５質量％であり、圧縮材の含水率は５〜１３質量％であり、木合板の含水率は３〜２０質量％である。
なお、接着する２種類のボードの含水率の差としては、通常、５質量％以下であり、好ましくは３質量％以下であり、より好ましくは１質量％以下である。含水率の差が、５質量％を超えると、そりや割れ等の不具合を生じるおそれがある。
【００１１】
ボードは、通常、含水率に応じて伸び（膨潤）縮み（収縮）し、ボードの収縮率は、含水率の減少にほぼ比例して大きくなる。
ボードの収縮率としては、例えば、ＪＩＳの規定に準じ、一辺３ｃｍ、厚さ５ｍｍの試験片を用いて収縮度合いを測定し、求めることが可能である。そして、含水率１５質量％時を基準に、含水率１質量％の変化で起こる収縮を「平均収縮率」という。以下、本発明において、収縮率とは、「平均収縮率」である。
また、一般的に、集成材の収縮率は０．０２〜０．０６％であり、圧縮材の収縮率は０．０１〜０．０５％であり、木合板の収縮率は０．００５〜０．０５％である。
接着する２種類のボードの収縮率の差としては、通常、０．０３％以下であり、好ましくは０．０２％以下であり、より好ましくは０．０１％以下である。収縮率の差が、０．０３％を超えると、そりや割れ等の不具合を生じるおそれがある。
【００１２】
本発明の木質系ボード用接着剤組成物は、硬化後の２０℃での弾性率が、１〜２０ＭＰａであり、好ましくは、１〜１０ＭＰａである。弾性率が、２０ＭＰａより大きいと、貼り合せ基材（ボード）のそれぞれの材料（ボード）間の収縮率の差による寸法変化により基材（ボード）のそりが発生するおそれがある。また、弾性率が、１ＭＰａより小さいと貼り合せ基材（ボード）間の接着強度が不足し、浮きが発生するおそれがある。
なお、硬化後の２０℃での弾性率の測定は次のように行われる。まず、初期長２０ｍｍ（Ｌ）、厚さ約５０μｍの接着剤組成物を１７０℃で１時間硬化させ、硬化フィルムを作製する。この硬化フィルムに一定荷重１〜１０ｋｇｆ（Ｗ）を印加した状態で２０℃の恒温槽に投入する。投入後、硬化フィルムの温度が２０℃に達した後、硬化フィルムの伸び量（ΔＬ）と断面積（Ｓ）を求めて下記の式から弾性率（Ｅ’）を算出する。よって、本発明のおける弾性率とは、引張り弾性率である。
Ｅ’＝Ｌ・Ｗ／（ΔＬ・Ｓ）
【００１３】
本発明の木質系ボード用接着剤組成物は、硬化後の２０℃での弾性率が、１〜２０ＭＰａであればよく、前記特性を満たせば、その配合は特に限定しないが、ポリオールと、ポリイソシアネート化合物とを反応してなるウレタンプレポリマーを成分として含むことが好ましい。
本発明で使用するポリオールとしては、ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオール、アクリルポリオール、ポリオレフィンポリオール、ポリブタジエンポリオール、ポリイソプレンポリオール、ロジン変性ポリオール、ポリエチレンブチレンポリオール、ポリカーボネートポリオール、ポリカプロラクトンポリオール等が挙げられる。使用するポリオールは、１分子中に１．５個以上、好ましくは２〜３個の水酸基を有するポリオールの一種、又は二種以上を組み合わせて用いる。
【００１４】
本発明で使用するポリイソシアネート化合物としては、ジフェニルメタンジイソシアネート、ジシクロヘキシ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、キシリレンジイソシアネート、ｐ−フェニレンジイソシアネート、イソフォロンジイソシアネート等が挙げられる。
なお、市販品としては、ミリオネートＭＴ（日本ポリウレタン工業株式会社製、商品名「ミリオネート」は登録商標）等が挙げられる。
【００１５】
本発明の木質系ボード用接着剤組成物での弾性率は、ポリオールの種類、Ｔｇ（ガラス転移点）、結晶性の有無に左右されるために、ウレタンプレポリマーの合成に使用される、ポリオールの選択、配合量を調節することが好ましい。
従って、使用される全ポリオール中、質量比で、非晶性ポリオール／微結晶性ポリオール／高結晶性ポリオール＝３０〜８０／２０〜６０／０〜５０であることが好ましい。また、非晶性ポリオールのＴｇは−５０〜３０℃であることが好ましい。質量比やＴｇが前記範囲内であることが、本発明の木質系ボード用接着剤組成物の硬化後の２０℃での弾性率を１〜２０ＭＰａにする点で好ましい。
なお、ポリオールやプラスチックにおいて、非晶性とは、高分子が糸玉状になったり絡まったりして存在する状態であり、結晶性とは、高分子が規則正しく配列する状態であるといえる。このように、ポリオールやプラスチックは、高分子の配列状態の違いにより、結晶性と非晶性とに分けられる。現実に存在するポリオールやプラスチックは、すべての部分が結晶状態であるというわけではなく、結晶性といっても、結晶部分と非晶部分とが混在している。下記に示すように、ポリオールやプラスチック中の結晶部分の割合（体積）を結晶化度と呼ばれる値で表現する。
結晶化度の定義；（結晶化度）＝（結晶領域部分）÷（結晶領域部分と非結晶領域部分との和）
よって、一般的には、微結晶性とは、結晶化度が５０％未満の状態であり、高結晶性とは結晶化度が５０％以上の状態である。
また、非晶性ポリオールとしては、ＰＰ２０００（官能ポリエーテルポリオール、三洋化成工業株式会社製、商品名）等が挙げられる。
【００１６】
本発明の木質系ボード用接着剤組成物に含まれる、ウレタンプレポリマーは、ポリオールと、ポリイソシアネート化合物とを反応させて得られる。例えば、ポリオール（ポリオール混合物を含む）と、ポリイソシアネート化合物とを、加熱及び脱泡可能な混合機を用いて、５０〜１３０℃の範囲で窒素ガスをパージする等の方法で空気と遮断しつつ数時間加熱、反応させる。その際、ポリオールと、ポリイソシアネート化合物との混合比は、ポリイソシアネート化合物のイソシアネート基（ＮＣＯ）と、ポリオールの水酸基（ＯＨ）の当量比として、ＮＣＯ／ＯＨ比が、好ましくは１．２以上、より好ましくは１．５〜３の範囲となるようにする。１．２未満では、得られるウレタンプレポリマーの粘度が高くなり過ぎ、作業性の悪化を招き、３を超えると得られる被膜が脆くなり、接着性の低下を生じるという傾向がある。
【００１７】
本発明の木質系ボード用接着剤組成物において、ウレタンプレポリマーの含有量は、５０〜１００質量％が好ましく、７０〜９０質量％がより好ましい。含有量が５０質量％未満の場合、そりの発生や接着性が低下するおそれがある。
また、本発明の木質系ボード用接着剤組成物は、必要に応じ、ウレタンプレポリマー以外の成分を含んでいてもよい。例えば、表面調整剤として、アクリル系重合体、シリコン系界面活性剤、消泡剤等、あるいは、熱可塑性ポリマー（ポリウレタン、エチレン系共重合体、プロピレン系共重合体、塩化ビニル系共重合体、アクリル共重合体、スチレン−共役ジエンブロック共重合体等の各種ゴム系）、粘着付与樹脂（ロジン樹脂、ロジンエステル樹脂、水添ロジンエステル樹脂、テルペン樹脂、テルペンフェノール樹脂、水添テルペン樹脂、石油樹脂、水添石油樹脂、クマロン樹脂、ケトン樹脂、スチレン樹脂、変性スチレン樹脂、キシレン樹脂、エポキシ樹脂等の各種樹脂系）、更に触媒（ジブチルチンジラウレート、ジブチルチオンオクテート、ジメチルシクロヘキシルアミン、ジメチルベンジルアミン、トリオクチルアミン等）、顔料、酸化防止剤、紫外線吸収剤、難燃剤、充填剤等を適量含んでいても良い。
【００１８】
本発明の木質系ボード用接着剤組成物は、建築用基材の製造に好適であり、そりの発生しない、接着性に優れた、寸法安定性のいい建築用基材を提供することが可能となる。例えば、含水率又は収縮率が異なる木質系ボードである圧縮材と木合板とを、木質系ボード用接着剤組成物からなる接着剤で接着して、建築用基材としてもよい。
建築用基材の製造方法としては、例えば、本発明の木質系ボード用接着剤組成物（又は接着剤）を、厚み１〜５ｍｍの木合板に、加熱ロールコーター等で、塗布量２０〜３００ｇ／ｍ２の範囲で、塗工し、さらに、その塗工面に、厚み１〜５ｍｍの圧縮材（例えばＭＤＦ）を重ね、ゴムロール等で、加圧し、５〜３５℃で３〜１０日程度養生する。なお、圧縮材に、本発明の木質系ボード用接着剤組成物（又は接着剤）を塗工してもよく、建築用基材としては、圧縮材と木合板が、２枚以上積層されていればよい。
【００１９】
建築用基材に使用される、圧縮材と木合板は、含水率又は収縮率が異なるものであり、通常、圧縮材と木合板の含水率の差は、１〜１０質量％であり、あるいは、圧縮材と木合板の収縮率の差は、０．０１〜０．０５％である。
本発明の木質系ボード用接着剤組成物を使用した建築用基材は、養生直後、又は、加湿サイクル試験等の耐久試験後でも、そりは、ほとんど発生しない。例えば、圧縮材、木合板からなる、厚み５ｍｍ、幅３００ｍｍ、長さ３００ｍｍの建築用基材でも、そりは、１ｍｍ未満である。
【実施例】
【００２０】
（実施例１）
表１の実施例１に示す配合でポリオールを予め真空乾燥機により脱水処理し、ポリイソシアネート化合物としてジフェニルメタンジイソシアネートを、加熱、脱泡攪拌可能な反応容器に投入し、窒素ガス雰囲気中で混合攪拌しながら、１１０℃で２時間反応させた後、更に１１０℃で２時間減圧脱泡攪拌し、イソシアネート末端ポリウレタンプレポリマーを合成し、前記ポリウレタンプレポリマーからなる反応性ホットメルト接着剤組成物（木質系ボード用接着剤組成物）を得た。
なお作製したイソシアネート末端ポリウレタンプレポリマーの弾性率の測定は以下のように行った。
初期長２０ｍｍ（Ｌ）、厚さ約５０μｍのポリウレタンプレポリマーを１７０℃で１時間硬化させ、硬化フィルムを作製する。この硬化フィルムに一定荷重１〜１０ｋｇｆ（Ｗ）を印加した状態で２０℃の恒温槽に投入する。投入後、硬化フィルムの温度が２０℃に達した後、硬化フィルムの伸び量（ΔＬ）と断面積（Ｓ）を求めて下記の式から弾性率（Ｅ’）を算出する。よって、本発明のおける弾性率とは、引張り弾性率である。結果を表１に示した。
Ｅ’＝Ｌ・Ｗ／（ΔＬ・Ｓ）
【００２１】
【表１】
2013087147.tif 000002
（配合単位；質量部）
ＰＰ２０００；非晶性ポリオール、三洋化成工業株式会社製、商品名、数平均分子量２０００
ポリエステルＡ；微結晶性ポリオール、１，４ＢＤＡＬ（１，４−ブタンジリオール）、ＥＧＬ（エチレングリコール）、ＡＤＡＣ（アジピン酸）
ポリエステルＢ；高結晶性ポリオール、１，６ＨＤＡＬ（１，６−ヘキサンジオール）、ＡＤＡＣ（アジピン酸）
ポリエステルＣ；非晶性ポリオール、ＥＧＬ（エチレングリコール）、ＮＰＧＬ（ネオペンチルグリコール）、ＡＤＡＣ（アジピン酸）
ミリオネートＭＴ；ジフェニルメタンジイソシアネート、日本ポリウレタン工業株式会社製、商品名
【００２２】
表１の実施例１の反応性ホットメルト接着剤組成物（木質系ボード用接着剤組成物）を、加熱ロールコーターにて、圧縮材であるＭＤＦボード（含水率：８質量％、３００ｍｍ×３００ｍｍ）に塗付後（塗布量１５０ｇ／ｍ２）、木合板（含水率：３質量％、３００ｍｍ×３００ｍｍ）と貼り合せ、厚み５ｍｍの基材（木質系ボード、３００ｍｍ×３００ｍｍ）を作製した。
前記基材（木質系ボード）を、２３℃、５０％で１週間養生後、加湿サイクル試験（５０℃、９５％ＲＨ⇔２３℃、５０％ＲＨを３サイクル）した後、そりの発生程度を確認した。「○」はそりなし（１ｍｍ未満）、「△」はそり高さ１ｍｍ以上５ｍｍ未満、「×」はそり高さ５ｍｍ以上とした。評価結果を表２に示した。
また、同様に接着性も確認した。「○」は浮きなし、「×」は浮き有りとした。結果を表２に示した。
【００２３】
（実施例２）
表１の実施例２の反応性ホットメルト接着剤組成物（木質系ボード用接着剤組成物）を使用した以外は、実施例１と同様に、圧縮材であるＭＤＦボード（含水率：８質量％、３００ｍｍ×３００ｍｍ）に塗付後（塗布量１５０ｇ／ｍ２）、木合板（含水率：３質量％、３００ｍｍ×３００ｍｍ）と貼り合せ、厚み５ｍｍの基材（木質系ボード、３００ｍｍ×３００ｍｍ）を作製し、評価した。評価結果を表２に示した。
【００２４】
（比較例１）
表１の比較例１の反応性ホットメルト接着剤組成物（木質系ボード用接着剤組成物）を使用した以外は、実施例１と同様に、圧縮材であるＭＤＦボード（含水率：８質量％、３００ｍｍ×３００ｍｍ）に塗付後（塗布量１５０ｇ／ｍ２）、木合板（含水率：３質量％、３００ｍｍ×３００ｍｍ）と貼り合せ、厚み５ｍｍの基材（木質系ボード、３００ｍｍ×３００ｍｍ）を作製し、評価した。評価結果を表２に示した。
【００２５】
（比較例２）
表１の比較例２の反応性ホットメルト接着剤組成物（木質系ボード用接着剤組成物）を使用した以外は、実施例１と同様に、圧縮材であるＭＤＦボード（含水率：８質量％、３００ｍｍ×３００ｍｍ）に塗付後（塗布量１５０ｇ／ｍ２）、木合板（含水率：３質量％、３００ｍｍ×３００ｍｍ）と貼り合せ、厚み５ｍｍの基材（木質系ボード、３００ｍｍ×３００ｍｍ）を作製し、評価した。評価結果を表２に示した。
【００２６】
【表２】
2013087147.tif 000003
【００２７】
表２に示したように、硬化後の２０℃での弾性率が、１〜２０ＭＰａである、本発明の木質系ボード用接着剤組成物を使用した、実施例１、２においては、含水率が異なる２種類の木質系ボードを接着しても、そりが発生せず、また接着性に優れていることがわかる。