JP2013535555A - 複合材料物品のための粘着剤 - Google Patents
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Abstract
Description
本願は、2010年8月3日付けで出願された、米国仮特許出願番号第61/400828号の利点、および2010年9月21日付けで出願された、米国暫定特許出願番号第61/384776号の利点の特許保護を請求するものであり、これら特許出願の双方全体が本明細書において参考のために援用される。
本発明は、一般的に複合材料物品に関し、およびより詳述すれば、複数のリグノセルロース片と、この複数のリグノセルロース片上に配置された接着剤系とを含む複合材料物品およびこの複合材料物品を形成する方法に関する。
リグノセルロース系複合材料物品、例えば配向性ストランドボード(OSB)、配向性ストランドランバー(OSL)、パーティクルボード(PB)、スクリムバー(scrimber)、アグリファイバーボード(agrifiber board)、チップボード、フレークボード、およびファイバーボード、例えば中密度ファイバーボード(MDF)は、一般的に、リグノセルロース片を配合機または同様の装置中でタンブルするかまたは攪拌しながら、リグノセルロース片をバインダー組成物、例えば樹脂と配合するか、またはリグノセルロース片にバインダー組成物、例えば樹脂を噴霧することによって製造される。
複合材料物品は、複数のリグノセルロース片と複数のリグノセルロース片を接着するための、複数のリグノセルロース片上に配置された接着剤系を含む。接着剤系は、バインダー成分および粘着性付与成分を含む。粘着性付与成分は、アクリルポリマーまたはスチレン−ブタジエンポリマーを含む。
本発明は、複合材料物品、より詳述すれば、リグノセルロース系複合材料物品を提供する。前記複合材料物品は、様々な用途に使用することができる。このような用途の例としては、包装のため、しかし、これらに限定されるものではない、家具およびキャビネットのため、屋根および床の外装のため、屋根、床および羽目板のパネリングのため、窓およびドアのフレームのための、そしてウェブストック(webstock)のため、例えば工学的I型ビーム用ウェブストック(webstock)のための用途を含む。
複合材料物品の例が用意されている。複合材料物品は、パーティクルボードのような物品を形成させるために使用されうる。複数の実施例は、当該製造方法が、複数の実施例の違いを付与しないように、パーティクルボード(PB)用完成紙料を製造するための典型的な製造方法を用いて作成されている。
Claims (56)
- 次のもの:
複数のリグノセルロース片と
この複数のリグノセルロース片を結合させるための、この複数のリグノセルロース片上に配置された接着剤系と
を含む複合材料物品であって、
前記接着剤系が
バインダー成分および
複合材料物品の製造中に複数のリグノセルロース片の配向を維持するための、アクリルポリマーまたはスチレン−ブタジエンポリマーを含む粘着性付与成分
を含む、前記複合材料物品。 - 前記ポリマーがスチレン−アクリルポリマーである、請求項1記載の複合材料物品。
- 前記接着剤系が前記バインダーおよび前記粘着性付与成分から形成されている、請求項1記載の複合材料物品。
- 前記ポリマーが
i)C1〜C20アルキル(メタ)アクリレート、
ii)エチレン性不飽和カルボン酸、
iii)ビニル芳香族化合物のグループ、
iv)C2〜C13アルキルカルボン酸エステルのビニルエステル、
v)C2〜C8ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート、
vi)エチレン性不飽和ニトリル、
vii)α,β−エチレン性不飽和の、アミド基を含む化合物、
viii)反応性ビニル架橋剤、または
ix)それらの組合せ
を含む、請求項1から3までのいずれか1項に記載の複合材料物品。 - 前記ポリマーが
i)メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、t−ブチル(メタ)アクリレート、ペンチル(メタ)アクリレート、ヘキシル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ヘプチル(メタ)アクリレート、n−オクチル(メタ)アクリレート、ノニル(メタ)アクリレート、デシル(メタ)アクリレート、ウンデシル(メタ)アクリレート、ドデシル(メタ)アクリレート、トリデシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、ノルボルニル(メタ)アクリレート、4−t−ブチルシクロヘキシル(メタ)アクリレート、3,3,5−トリメチルシクロヘキシル(メタ)アクリレート、ジメチルマレエート、n−ブチルマレエート、プロピレングリコール(メタ)アクリレート、カルボジイミド(メタ)アクリレート、t−ブチルアミノエチル(メタ)アクリレート、2−t−ブチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレートおよびそれらの組合せからなる群から選択されるC1〜C20アルキル(メタ)アクリレート
を含む、請求項4記載の複合材料物品。 - 前記ポリマーが
ii)(メタ)アクリル酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、エタクリル酸、クロトン酸、シトラコン酸、桂皮酸およびそれらの組合せの群から選択されるエチレン性不飽和カルボン酸
を含む、請求項4記載の複合材料物品。 - 前記ポリマーが
iii)スチレン、α−メチルスチレン、o−クロロスチレン、クロロメチルスチレン、α−フェニルスチレン、スチレンスルホン酸、スチレンスルホン酸の塩、パラ−アセトキシスチレン、ジビニルベンゼン、ジアリルフタレート、ビニルトルエン、ビニルナフタレンおよびそれらの組合せの群から選択されるビニル芳香族化合物
を含む、請求項4記載の複合材料物品。 - 前記ポリマーが
iv)ビニルアセテートまたは直鎖状もしくは分枝鎖状C1〜C12アルキル鎖を有するカルボン酸の他のビニルエステルの群から選択されるC2〜C13アルキルカルボン酸エステルのビニルエステル
を含む、請求項4記載の複合材料物品。 - 前記ポリマーが、C1〜C20アルキル(メタ)アクリレート約25%から約99%まで、エチレン性不飽和カルボン酸約0.1%から約10%まで、C2〜C8ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート約0.1%から約10%まで、ビニル芳香族化合物約0.1%から約50%まで、およびカルボン酸のビニルエステル約0.1%から約75%までを含む、請求項1または2記載の複合材料物品。
- 前記ポリマーが、2−エチルヘキシルアクリレート約25%から約99%まで、メチルメタクリレート約1%から約50%まで、アクリル酸約0.1%から約5%まで、ヒドロキシプロピルアクリレート約0.1%から約5%まで、スチレン約0.1%から約50%まで、およびビニルアセテート約0.1%から約75%までを含む、請求項1または2記載の複合材料物品。
- 前記ポリマーが、2−エチルヘキシルアクリレート約75%から約85%まで、メチルメタクリレート約6%から約10%まで、アクリル酸約0.1%から約1%まで、ヒドロキシプロピルアクリレート約1%から約3%まで、スチレン約1%から約4%まで、およびビニルアセテート約6%から約10%までを含む、請求項1または2記載の複合材料物品。
- 前記ポリマーが、イタコン酸約0.1%から約10%まで、アクリルアミド約0.1%から約10%まで、アクリル酸約0.1%から約2.5%まで、スチレン約0.1%から約60%まで、およびブタジエン約20%から約90%までを含む、請求項1記載の複合材料物品。
- 前記ポリマーが、イタコン酸約0.5%から約2%まで、アクリルアミド約1%から約3%まで、スチレン約15%から約45%まで、およびブタジエン約50%から約80%までを含む、請求項1記載の複合材料物品。
- 前記ポリマーが、スチレン約25%から約75%まで、2−エチルヘキシルアクリレート約20%から約35%まで、ヒドロキシルエチルアクリレート約5%から約20%まで、メチルメタクリレート約5%から約15%まで、およびメタクリル酸約0.1%から約5%までを含む、請求項1または2記載の複合材料物品。
- 前記ポリマーが、スチレン約10%から約25%まで、アクリル酸約10%から約25%まで、α−メチルスチレン約10%から約30%まで、メチルメタクリレート約5%から約15%まで、2−エチルヘキシルアクリレート約5%から約20%まで、およびブチルアクリレート約10%から約30%までを含む、請求項1または2記載の複合材料物品。
- 前記ポリマーが約−85℃から約+25℃までのガラス転移温度(Tg)を有する、請求項1から15までのいずれか1項に記載の複合材料物品。
- 前記ポリマーが約2000から約3000000までの質量平均分子量(Mw)を有する、請求項1から16までのいずれか1項に記載の複合材料物品。
- 前記ポリマーが約1000から約2000000までの数平均分子量(Mn)を有する、請求項1から17までのいずれか1項に記載の複合材料物品。
- 前記バインダー成分がイソシアネート成分、ホルムアルデヒド樹脂、タンパク質ベースの接着剤またはそれらの組合せを含む、請求項1から18までのいずれか1項に記載の複合材料物品。
- 前記バインダー成分がイソシアネート成分を含む、請求項1から18までのいずれか1項に記載の複合材料物品。
- 前記イソシアネート成分が、ジフェニルメタンジイソシアネート(MDIs)、高分子量ジフェニルメタンジイソシアネート(PMDIs)およびそれらの組合せの群から選択されている、請求項20記載の複合材料物品。
- 前記バインダー成分がホルムアルデヒド樹脂を含む、請求項1から18までのいずれか1項に記載の複合材料物品。
- 前記ホルムアルデヒド樹脂がフェノールホルムアルデヒド(PF)樹脂、尿素ホルムアルデヒド(UF)、メラミンUFおよびそれらの組合せの群から選択されている、請求項22記載の複合材料物品。
- 前記バインダー成分が前記の複数のリグノセルロース片100質量部に対して約1質量部から約20質量部までの量で利用されている、請求項1から23までのいずれか1項に記載の複合材料物品。
- 前記粘着性付与成分が前記の複数のリグノセルロース片100質量部に対して約1質量部から約10質量部までの量で利用されている、請求項1から24までのいずれか1項に記載の複合材料物品。
- 前記複合材料物品がパーティクルボードである、請求項1から25までのいずれか1項に記載の複合材料物品。
- 複合材料物品を形成させる方法であって、前記方法が、
次の工程:
バインダー成分を複数のリグノセルロース片に塗布し、
アクリルポリマーまたはスチレン−ブタジエンポリマーを含む粘着性付与成分を前記の複数のリグノセルロース片に塗布し、
前記のバインダー成分を有する複数のリグノセルロース片および該片上に塗布された粘着性付与成分をキャリヤー上に配置し、塊を形成させ、および
前記塊に、複合材料物品を形成させるのに十分な時間の間、圧力を印加することを含み、
前記粘着性付与成分が、キャリヤー上でありながら、前記塊中で前記の複数のリグノセルロース片の配向を維持する、複合材料物品を形成させる前記方法。 - 前記バインダー成分を前記の複数のリグノセルロース片に塗布する前に、前記粘着性付与成分を複数のリグノセルロース片に塗布する、請求項27記載の方法。
- 前記粘着性付与成分を前記の複数のリグノセルロース片に塗布する前に、前記バインダー成分を複数のリグノセルロース片に塗布する、請求項27記載の方法。
- 前記バインダー成分および前記粘着性付与成分を配合し、接着剤系が前記の複数のリグノセルロース片に塗布されるように、バインダー成分および粘着性付与成分を複数のリグノセルロース片に塗布する前に前記接着剤系を形成させる工程をさらに含む、請求項27記載の方法。
- 前記バインダー成分と前記粘着性付与成分が同時に前記の複数のリグノセルロース片に塗布される、請求項27記載の方法。
- 前記塊に、複合材料物品を形成させるのに十分な時間の間、熱を加える工程をさらに含む、請求項27から31までのいずれか1項に記載の方法。
- 前記ポリマーは、スチレン−アクリルポリマーである、請求項27から32までのいずれか1項に記載の方法。
- 前記ポリマーは、次のもの:
i)C1〜C20アルキル(メタ)アクリレート、
ii)エチレン性不飽和カルボン酸、
iii)ビニル芳香族化合物のグループ、
iv)C2〜C13アルキルカルボン酸エステルのビニルエステル、
v)C2〜C8ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート、
vi)エチレン性不飽和ニトリル、
vii)α,β−エチレン性不飽和の、アミド基を含む化合物、
viii)反応性ビニル架橋剤、または
ix)それらの組合せ
を含む、請求項27から33までのいずれか1項に記載の方法。 - 前記ポリマーは、i)メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、t−ブチル(メタ)アクリレート、ペンチル(メタ)アクリレート、ヘキシル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ヘプチル(メタ)アクリレート、n−オクチル(メタ)アクリレート、ノニル(メタ)アクリレート、デシル(メタ)アクリレート、ウンデシル(メタ)アクリレート、ドデシル(メタ)アクリレート、トリデシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、ノルボルニル(メタ)アクリレート、4−t−ブチルシクロヘキシル(メタ)アクリレート、3,3,5−トリメチルシクロヘキシル(メタ)アクリレート、ジメチルマレエート、n−ブチルマレエート、プロピレングリコール(メタ)アクリレート、カルボジイミド(メタ)アクリレート、t−ブチルアミノエチル(メタ)アクリレート、2−t−ブチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレートおよびそれらの組合せからなる群から選択されるC1〜C20アルキル(メタ)アクリレートを含む、請求項34記載の方法。
- 前記ポリマーは、ii)(メタ)アクリル酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、エタクリル酸、クロトン酸、シトラコン酸、桂皮酸およびそれらの組合せの群から選択されるエチレン性不飽和カルボン酸を含む、請求項34記載の方法。
- 前記ポリマーは、iii)スチレン、α−メチルスチレン、o−クロロスチレン、クロロメチルスチレン、α−フェニルスチレン、スチレンスルホン酸、スチレンスルホン酸の塩、パラ−アセトキシスチレン、ジビニルベンゼン、ジアリルフタレート、ビニルトルエン、ビニルナフタレンおよびそれらの組合せの群から選択されるビニル芳香族化合物を含む、請求項34記載の方法。
- 前記ポリマーは、iv)ビニルアセテートまたは直鎖状もしくは分枝鎖状C1〜C12アルキル鎖を有するカルボン酸の他のビニルエステルの群から選択されるC2〜C13アルキルカルボン酸エステルのビニルエステルを含む、請求項34記載の方法。
- 前記ポリマーは、C1〜C20アルキル(メタ)アクリレート約25%から約99%まで、エチレン性不飽和カルボン酸約0.1%から約10%まで、C2〜C8ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート約0.1%超から約10%まで、ビニル芳香族化合物約0.1%から約50%まで、およびカルボン酸のビニルエステル約0.1%から約75%までを含む、請求項27または33に記載の方法。
- 前記ポリマーは、2−エチルヘキシルアクリレート約25%から約99%まで、メチルメタクリレート約1%から約50%まで、アクリル酸約0.1%から約5%まで、ヒドロキシプロピルアクリレート約0.1%から約5%まで、スチレン約0.1%から約50%まで、およびビニルアセテート約0.1%から約75%までを含む、請求項27または33に記載の方法。
- 前記ポリマーは、2−エチルヘキシルアクリレート約75%から約85%まで、メチルメタクリレート約6%から約10%まで、アクリル酸約0.1%から約1%まで、ヒドロキシプロピルアクリレート約1%から約3%まで、スチレン約1%から約4%まで、およびビニルアセテート約6%から約10%までを含む、請求項27または33に記載の方法。
- 前記ポリマーは、イタコン酸約0.1%から約10%まで、アクリルアミド約0.1%から約10%まで、アクリル酸約0.1%から約2.5%まで、スチレン約0.1%から約60%まで、およびブタジエン約20%から約90%までを含む、請求項27記載の方法。
- 前記ポリマーは、イタコン酸約0.5%から約2%まで、アクリルアミド約1%から約3%まで、スチレン約15%から約45%まで、およびブタジエン約50%から約80%までを含む、請求項27記載の方法。
- 前記ポリマーは、スチレン約25%から約75%まで、2−エチルヘキシルアクリレート約20%から約35%まで、ヒドロキシルエチルアクリレート約5%から約20%まで、メチルメタクリレート約5%から約15%まで、およびメタクリル酸約0.1%から約5%までを含む、請求項27または33に記載の方法。
- 前記ポリマーは、スチレン約10%から約25%まで、アクリル酸約10%から約25%まで、α−メチルスチレン約10%から約30%まで、メチルメタクリレート約5%から約15%まで、2−エチルヘキシルアクリレート約5%から約20%まで、およびブチルアクリレート約10%から約30%までを含む、請求項27または33に記載の方法。
- 前記ポリマーは、約−85℃から約+25℃までのガラス転移温度(Tg)を有する、請求項27から45までのいずれか1項に記載の方法。
- 前記ポリマーは、約2000から約3000000までの質量平均分子量(Mw)を有する、請求項27から46までのいずれか1項に記載の方法。
- 前記ポリマーは、約1000から約2000000までの数平均分子量(Mn)を有する、請求項27から47までのいずれか1項に記載の方法。
- 前記バインダー成分は、イソシアネート成分、ホルムアルデヒド樹脂、タンパク質ベースの接着剤またはそれらの組合せを含む、請求項27から48までのいずれか1項に記載の方法。
- 前記バインダー成分は、イソシアネート成分を含む、請求項27から48までのいずれか1項に記載の方法。
- 前記イソシアネート成分は、ジフェニルメタンジイソシアネート(MDIs)、高分子量ジフェニルメタンジイソシアネート(PMDIs)およびそれらの組合せの群から選択される、請求項50記載の方法。
- 前記バインダー成分は、ホルムアルデヒド樹脂を含む、請求項27から48までのいずれか1項に記載の方法。
- 前記ホルムアルデヒド樹脂は、フェノールホルムアルデヒド(PF)樹脂、尿素ホルムアルデヒド(UF)、メラミンUFおよびそれらの組合せの群から選択される、請求項52記載の方法。
- 前記バインダー成分は、前記の複数のリグノセルロース片100質量部に対して約1質量部から約20質量部までの量で塗布される、請求項27から53までのいずれか1項に記載の方法。
- 前記粘着性付与成分は、前記の複数のリグノセルロース片100質量部に対して約1質量部から約10質量部までの量で塗布される、請求項27から54までのいずれか1項に記載の方法。
- 前記複合材料物品は、パーティクルボードである、請求項27から55までのいずれか1項に記載の方法。
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