CN1498937A

CN1498937A - 木材用胶粘剂与木质材料

Info

Publication number: CN1498937A
Application number: CNA2003101045942A
Authority: CN
Inventors: 东坂荣作; 一; 西本孝一; 冈田保
Original assignee: Topics Co Ltd
Current assignee: Topics Co Ltd
Priority date: 2002-11-05
Filing date: 2003-11-04
Publication date: 2004-05-26
Also published as: US20040101705A1; JP2004155863A

Abstract

本发明提供安全性高、可以廉价制造、而且可以同时实现防腐作用及防蚁为主的防虫作用、符合低甲醛化要求的用途广泛的新型木材用胶粘剂，同时提供使用该胶粘剂制造的胶合板等的木质材料。根据本发明，将桧叶油4与作为主成分的胶粘剂用的树脂基剂3进行混合，构成木材用胶粘剂2，将该木材用胶粘剂2用于构成胶合板1等木质材料的单板10等的胶接。

Description

木材用胶粘剂与木质材料

技术领域

本发明涉及安全且具有防腐、防蚁效果的木材用胶粘剂以及使用该胶粘剂的木质材料。

技术背景

胶合板历来是建筑材料、土木、陈列装饰、家具、门窗扇、民用电器、船舶、车辆、飞机、乐器、运动器材、运输与包装用材料、办公用品、箱包等各种领域中使用的用途广泛的木质材料，每种用途都规定了JAS(日本农林规格)为主的各种规格。一般胶合板具有把张数为奇数的木质单板重合成层状、再利用胶粘剂胶合的结构，而有关该胶粘剂，在JAS中已标准化成特类(酚醛树脂胶粘剂等)、1类(三聚氰胺树脂胶粘剂等)<类型1>、2类(脲醛树脂胶粘剂等)<类型2>、3类(增量脲醛树脂胶粘剂、酪蛋白胶等)。此外，近年来，胶粘剂中含有的甲醛已成为室内空气污染引发综合症的原因，在JAS规格中特别规定了甲醛的容许浓度，尤其是住宅或家具用途中开始普及低甲醛胶合板(例如，参见非专利文献1)。另外，为了防止原木加工成的单板上附着的被覆蕈菌(Perenniporia fraxinea)或彩绒革盖菌(Coriolus versicolor)等的木材腐朽菌所造成的胶合板的腐朽、或防止白蚁或扁甲虫等造成的虫害，开始使用利用混有防腐剂或防虫剂的胶粘剂的腐朽处理胶合板、防蚁处理胶合板、防腐·防蚁处理胶合板，有关这些内容，有日本住宅·木材技术中心作的优质木质建筑材料的认证(所谓AQ标志)(例如，参见非专利文献1)。

例如，在上述AQ标志认证的防腐·防蚁处理结构胶合板的分类中，作为容许胶粘剂中含有的试剂，目前可列举环烷酸铜(乳剂)、烷基铵化合物系、铜·烷基铵化合物系、Versatic酸锌·拟除虫菊酯系、铜·硼酸·吡咯化合物系、铜·吡咯化合物系、环烷酸锌(油剂)、Propetanphos·吡咯化合物系、硼酸·烷基铵化合物系、木质素·铜·硼化合物系、木质素·铜·吡咯化合物系、烟碱·吡咯化合物系、有机硅·烷基铵化合物系等(例如，参见非专利文献3)。

另外，胶合板是使奇数张的单板的邻接单板之间的纤维方向交错而互相垂直地叠合而成的板材，但最近，作为使多张单板的纤维方向完全一样地叠合的板材而使用的单板层压板(所谓LVL)、或者使多张条板纤维方向完全一样地叠合成柱等而使用的集成材也开始问世。这些单板层压板或集成材也具有使用与胶合板相同的胶粘剂将单板或条板彼此进行接合的构造，该胶粘剂也有同样的规格。而现在市售的胶粘剂、单板层压板、集成材等，有一大半符合以上所述的规格。

[非专利文献1]「胶合板论谈」2001年版，东京合板工业协会、东北合板工业协会，P.12-15。

[非专利文献2]「优质木质建材的认证(AQ标志)」、[联机](财)日本住宅·木材技术中心，[平成14年10月1日检索]、网络<URL：http：//www.howtec.or.jp/ninsyou/aq/aq-about.html>

[非专利文献3]「AQ保存处理制品的对象药剂及性能区分的不同药剂吸收量(加压注入用)」

[联机](财)日本住宅·木材技术中心、[平成14年10月1日检索]、网络<URL：http：//www.howtec.or.jp/ninsyou/aq/aq-yakuzai-kyuusyuu.html#防腐·防蚁处理结构用胶合板>

发明内容

如上所述胶粘剂中含有的试剂均是合成有机化合物或有机化合物的无机盐或者这些的混合物等，虽然安全性得到确认，但是长期使用后的影响很难说清楚。另外，为了获得防腐朽与防虫两种作用，有时必须使用多种的药剂。此外，这类药剂的生产成本也高，在使用中也存在需要注意的药剂。另外，还必须适应近年来低甲醛化的要求。

因此，本发明的主要目的是鉴于以上所述的问题，提供安全性高、可以廉价地生产、而且可以一举实现防腐朽作用及防蚁为主的防虫作用、符合低甲醛化要求的极其有用的新的木材用胶粘剂，同时也提供使用该胶粘剂制造的胶合板等的木质材料。

即，本发明的木材用胶粘剂，其特征在于，以胶粘剂用的树脂基剂为主要成分，在该树脂基剂中混入桧叶油。

作为树脂基剂，可以使用JAS规格中规定的特类(酚醛树脂胶粘剂等)、1类(三聚氰胺树脂胶粘剂等)<类型1>、2类(脲醛树脂胶粘剂等)<类型2>、3类(增量脲醛树脂胶粘剂、酪蛋白胶等)。此外，也可以适当使用作为木材用胶粘剂使用的树脂。另一方面，桧叶油是价格比较便宜且可容易获得的青森柏木、台湾日柏、木曾日柏等所代表的木材的抽提液，含有作为日扁柏醇(C₁₀H₁₂O₂)及其类似体的β-罗汉柏素(dolabrin，C₁₀H₁₀O₂)为主的有用物质。而且，众知含有日扁柏醇等的桧叶油显示出对白蚁等害虫的高忌避作用、或对霉等杂菌的繁殖抑制等发挥高效作用的极高的防虫谱、抗菌谱，除此之外，也确认有除去甲醛等挥发性有机化合物(VOC)的作用或改善特异反应性皮炎的作用。因此，本发明通过在树脂基剂中混入桧叶油，可以将使用该木材用胶粘剂的胶合板等的木质材料制成有防腐·防蚁效果的材料。另外，利用桧叶油除去VOC的作用，可以降低添加到胶粘剂中的甲醛的释放量，因此可以符合低甲醛化的要求。

再者，混入树脂基剂中的桧叶油可以利用原液或稀释液。另外，作为桧叶油与树脂基剂进行混合的方法，可以采用液体直接添加到树脂基剂中的方法、或把树脂基剂以外的物质中保持有桧叶油的含有物与树脂基剂进行混合的方法。

具体地讲，优选具有调湿作用的多孔粒子与树脂基剂进行混合、使该多孔粒子中保持桧叶油的方法。若是这种构成的木材用胶粘剂，则由于多孔粒子所形成的细孔处于吸附桧叶油的状态，桧叶油从木材用胶粘剂中的挥发是慢慢地进行，而不是所有的桧叶油一下子全部挥发掉，故可以长期地获得上述的效果。但，使多孔粒子保持桧叶油的方法不限于使细孔吸附桧叶油。即，也可以采用将具有由许多的前述多孔粒子所构成的中空隔膜与该隔膜中内包的桧叶油、可通过构成隔膜的多孔粒子的细孔或剥离的隔膜的一部分将桧叶油往隔膜外排放的微胶囊，将该微胶囊与树脂基剂进行混合的方法。桧叶油通过构成隔膜的多孔粒子之间的间隙、多孔粒子的细孔、及剥离的隔膜的一部分从这种微胶囊中向外部挥发，可以发挥上述的效果。

作为这样的具体地符合适用的多孔粒子，可列举硅胶(SiO₂)、硅藻土、沸石或浮石的任一种或者二种以上的混合物。

此外，树脂基剂含有矿物系增粘剂的场合，即使使该矿物系增粘剂保持桧叶油，也可以充分获得上述的效果。这样的矿物系增粘剂可列举海泡石。

再者，为了进一步提高这种木材用胶粘剂的防腐性能、抗菌性能、持续性能，可以使用含日扁柏醇的液体、或含有日扁柏醇的金属配位化合物的液体替代桧叶油与树脂基剂进行混合。这里，形成前述配位化合物的金属可列举Mg(镁)、Al(铝)、Ca(钙)、Na(钠)、Cu(铜)等。含有这种日扁柏醇或其金属配位化合物的液体，可以通过相对于树脂基材、例如重量比为1～2％，实现防腐性能、抗菌性能、持续性能的提高，同时也实现成本方面的适中化。

本发明利用如上述的木材用胶粘剂的木质材料，即，是将许多的本质单板彼此或条板彼此重合成层状，利用在邻接的单板或条板之间涂布的木材用胶粘剂贴合而构成的木质材料，其特征在于，木材用胶粘剂以胶粘胶用的树脂基剂为主要成分，将桧叶油与该树脂基剂混合而成。而且，由于采用如上述的任何一种方法在胶粘剂中配合的桧叶油的作用效果，可获得同时实现防腐、防虫、低甲醛全部效果的木质材料。

作为具体的木质材料的形态，可列举使邻接的单板的纤维方向交错垂直地配置奇数张单板的胶合板、使邻接的单板的纤维方向大致平行地配置许多张单板的单板层压板、使邻接的条板的纤维方向大致平行地配置许多张条板的集成材。再者，这样的木质材料也可以用含有日扁柏醇的金属配位化合物的液体替代桧叶油与树脂基材进行混合。

如上所述，本发明是使树脂基剂中保持桧叶油所构成的木材用胶粘剂。而且，利用这种木材用胶粘剂可以制成胶合单板或条板的胶合板、单板层压板(LVL)、集成材等的木质材料。因此，完全不使用如过去作为化学药品的胶合板用等的防腐剂、防蚁剂，只将桧叶油与树脂基剂进行混合，便可以实现胶合板等木质材料的防腐蚀、防蚁为主的防虫。另外，不仅如此，还利用桧叶油促进甲醛的分解作用，可以谋求降低成为室内空气污染引发综合症原因的甲醛浓度，同时也可以实现木质材料的低甲醛化。

实施发明的最佳方案

以下，参照附图说明本发明的一种实施方案。

本实施方案，是对利用木材用胶粘剂的胶合板作为木质材料的一个例子进行说明。

图1概略地表示胶合板1的制造过程。首先参照图1先对胶合板1的制造过程简单地进行说明。第1工序S1进行原木100的截锯。即，使用链锯M1把卸货后圆木的原木100截断成规定的长度。此后，有时也进行汽蒸处理。这里，作为原木100的树种，作为胶合板用原木的一般的椴树、桦木、软木、山毛榉、栎木、娑罗双树(lauan)、PNG等的阔叶树、红松、银枞、柏木、落叶松、黄松、铁杉、云杉、南松、松等的针叶树的任何一种是适用的。第2工序S2进行原木100的切削及单板10的堆积。即，使用称之为加料机的固定中心装置M2固定中心后，使用刨床M3对第1工序S1中截断的原木100进行旋切，制成厚0.6～5.0mm左右的单板10后，用切断机(裁刀)M4切断，把单板10按表面板10a、背面板10b、芯板10c进行分类堆积。在第3工序S3中进行单板10的干燥与切断。即，通过单板干燥机M5利用来自锅炉的160℃～200℃的蒸汽或热使单板10干燥后，用切断机M6切成规定的尺寸。在第4工序S4中进行单板10的调板。即，使用剪刀M7修补单板10，或者拼接小幅板，把单板10按表面板10a、背面板10b、芯板10c分成表面背面用、芯板用进行编排。第5工序S5中进行胶粘剂的涂布。即，在拌胶机M8中按照胶合板1的用途配合各种胶粘剂，使用涂胶机M9把该胶粘剂涂布在芯板10c的表面背面两面。本实施方案中，在该工艺中使用的木材用胶粘剂2使用桧叶油4与树脂基剂3混合的胶粘剂，后面对此进行描述。第6工序S6中进行胶接的胶合板1的冷压。即，在已涂布木材胶粘剂2的芯板10c的上下重叠表面板10a及背面板10b，使用冷压机M10在常温下进行预压缩大约20分钟左右。这里，制造的一切胶合板1均是根据用途将3～9左右的奇数张单板10层合后粘接的胶合板，上下邻接的单板10按纤维方向大致互相垂直的方向进行配置。例如图2表示的截面图是表示5张单板层合(5层)的胶合板的结构。此外，第7工序S7中进行热压处理。即，在热压机M11中把第6工序S6中预压缩的胶合板1在110℃～135℃的温度下施加8～12kgf/cm²的压力进行压缩，使胶粘剂热固化进行成型。然后，在第8工序S8中使用双刃锯M12把成型的胶合板1的周边切整齐，达到规定的尺寸后，在第9工序S9中使用打磨器M13进行磨削加工，通过使胶合板1的表面打磨成平滑态，经过产品检验等，完成可上市状态的胶合板1。

这里，对上述单板1的粘接使用的木材用胶粘剂2进行说明。首先，最简易构成的木材用胶粘剂2由树脂基剂3与桧叶油4构成。树脂基剂3适合使用JAS规格中规定的特类(酚醛树脂胶粘剂等)、1类(三聚氰胺树脂胶粘剂等)<类型1>、2类(脲醛树脂胶粘剂等)<类型2>、3类(增量脲醛树脂胶粘剂、酪蛋白胶等)的任何一种，但也可以使用其他的胶粘剂。桧叶油4是作为青森柏木、台湾日柏、木曾日柏等日柏科植物的抽提油获得的油成分，而本实施方案使用例如经青森柏木的木片、枝叶的水蒸汽抽提所制得油性成分之中的酸性油。这样获得的桧叶油4含有作为日柏科特有的7员环化合物的环庚三烯酚酮，其中最好利用作为对白蚁具有高忌避效果成分的日扁柏醇(C₁₀H₁₂O₂)及作为其类似体的β-罗汉柏素(C₁₀H₁₀O₂)的含量为约2％、质量基本恒定稳定的桧叶油的原液。再者，也可以利用使用乙醇等的有机溶剂把桧叶油4的原液稀释成适宜的浓度(例如5％)的稀释液。此外，也可以使用含有日扁柏醇或日扁柏醇的金属配位化合物的液体(可以是水性或油性的任一种)适量(例如1～2％)替代上述的桧叶油。然后，把这些树脂基剂3与桧叶油4投入到如图3放大表示上述第5工序S5的拌胶器M8中，充分混合后，涂布在芯板10c上。如图2所示，成型的胶合板1是单板10重合成5层的胶合板，在最表面侧配置表面板10a、在最背面侧配置背面板10b，内侧配置三片涂布有木材用胶粘剂2的芯板10c，在各单板10间形成木材用胶粘剂2的层2a。再者，桧叶油4相对于树脂基剂3的混合比例，优选重量比为约0.1～3％。使用这样制得的胶合板1，由于桧叶油4慢慢地从木材用胶粘剂2中挥发，因此可以获得利用该桧叶油4的对被覆面菌或彩绒革盖菌等木材腐蚀菌或霉的抗菌效果、对白蚁或扁甲虫等的防虫效果，实现胶合板1的防腐、防蚁等的防虫不依赖于化学药品。另外，利用桧叶油4促使甲醛的中和分解，因而也可以同时实现胶合板1的低甲醛化。

另外，木材用胶粘剂2除了上述构成外，还可以使用以下说明的使多孔粒子5保持桧叶油4而构成的胶粘剂。

首先，作为多孔粒子，对利用如图4所示的合成硅胶粒子5的情况进行说明。合成硅胶粒子5使用具有从表面与内部连通的许多细孔的粒径为数微米～数毫米大小的硅胶。而且，把该合成硅胶粒子5投入装有桧叶油4的容器中，使合成硅胶粒子5的细孔51充分地吸附桧叶油4。这里，优选相对于1kg的合成硅胶粒子5，使之吸附500g的桧叶油4。然后，在第5工序S5中把吸附桧叶油4的合成硅胶粒子5与树脂基剂3一起投入到拌胶器M8中，充分进行混合后，涂布在芯板10c上。吸附桧叶油4的合成硅胶粒子5，优选相对于树脂基剂3按重量比为3％左右。这样，使合成硅胶粒子5的细孔51保持桧叶油4时，由于桧叶油4慢慢地从细孔51中挥发，结果桧叶油4慢慢地从木材用胶粘剂2中放出，因而发挥胶合板1的防腐、防虫特别是防蚁效果，此外促进甲醛分解而除去甲醛，故可以实现低甲醛化。另外，利用合成硅胶粒子5具有细孔51的构造，具有调湿作用，也可以对胶合板1赋予调湿功能。再者，作为多孔粒子，除了合成硅胶粒子以外，也可以使用硅藻土、沸石或浮石等，使用这些多孔粒子时，由于可在与利用合成硅胶粒子5时同样的工序中制造同样的木材用胶粘剂2，故省略说明。

另外，也可以利用使许多多孔粒子所形成的隔膜内的空间保持桧叶油4的微胶囊作为桧叶油4的载体。图5是上述的合成硅胶粒子5的聚集体为隔膜61的微胶囊6的截面图，表示隔膜61的一部分破坏后剥掉的状态。在隔膜61包围的内部空间中保持着桧叶油4。这样的微胶囊6可以使用通常的微胶囊制造装置，采用在真空的装置内部把桧叶油4与合成硅胶5喷雾成雾状的通常的制法进行制造。再者，优选相对于合成硅胶粒子5，桧叶油4按重量比为50％。然后，与上述同样，在第5工序S5中把微胶囊6与树脂基剂3一起投入拌胶器M8中，充分进行混合后，涂布在芯板10c上。再者，相对于树脂基剂3混合的微胶囊6，优选按重量比为3％左右。使用这种木材用胶粘剂2的胶合板1，由于内部的桧叶油4从木材用胶粘剂2中微胶囊6的隔膜61的一部分破坏剥离的地方放出，或内部的桧叶油4通过构成隔膜61的合成硅胶粒子5之间的间隙或合成硅胶粒子5的细孔51放出，因此可以同时实现利用桧叶油4的胶合板1的防腐、防虫、低甲醛化。再者，在该方案的情况下，形成微胶囊6的隔膜61的多孔粒子，除了上述的合成硅胶粒子5以外，还可以使用硅藻土、沸石或浮石等。

另外，作为木材用胶粘剂2的再一个方案，可列举使树脂基剂3中通常配合的增粘剂中保持桧叶油4的胶粘剂。作为增粘剂的一个例子，可列举作为矿物系增粘剂的海泡石。海泡石是含有4～5％铝成分的天然的含水硅酸镁矿物，在结晶结构中有中空的隧道部分。因而使该隧道部分吸附保持桧叶油4。再者，相对于海泡石，优选按重量比20％左右配合桧叶油4，保持桧叶油4的海泡石也可以按通常的配合比配合在树脂基剂3中。这样的胶粘剂，通过从海泡石中放出的桧叶油4的作用，可以同时实现胶合板1的防腐、防蚁、低甲醛化。

再者，本发明不限于如上述的胶合板1，是用于使用同样的各种木材用胶粘剂2制造的单板层压板(LVL)或集成材等各种的木质材料、发挥与胶合板1时相同效果的技术，有关木材用胶粘剂2的具体构成也不限于上述实施方案，在不脱离本发明宗旨的范围内可以有各种改变的形式。

附图说明

图1是表示本发明的一种实施方案的胶合板制造过程的说明图。

图2是表示该实施方案的胶合板的截面图。

图3是具体地放大表示图1中第5工序的说明图。

图4是表示该实施方案的胶合板使用的木材用胶粘剂的一个例子适用的保持桧叶油的合成硅胶粒子的截面图。

图5是表示该实施方案的胶合板使用的木材用胶粘剂的一个例子适用的保持桧叶油的微胶囊截面图。

Claims

1.木材用胶粘剂，其特征在于，以胶粘剂用的树脂基剂为主要成分，将桧叶油与该树脂基剂混合而成。

2.权利要求1所述的木材用胶粘剂，其特征在于，将桧叶油的原液或稀释液混合到树脂基剂中。

3.权利要求1或2所述的木材用胶粘剂，其特征在于，将具有调湿作用的多孔粒子混合到树脂基剂中，使该多孔粒子保持桧叶油。

4.权利要求3所述的木材用胶粘剂，其特征在于，将具有由许多前述多孔粒子构成的中空隔膜与该隔膜内包的桧叶油、可通过构成隔膜的多孔粒子的细孔或剥离的隔膜的一部分将桧叶油往隔膜外释放的微胶囊，混合到树脂基剂中。

5.权利要求3或4所述的木材用胶粘剂，其特征在于，前述多孔粒子是硅胶、硅藻土、沸石或浮石的任一种或者二种以上的混合物。

6.权利要求1、2、3、4或5所述的木材用胶粘剂，其特征在于，树脂基剂中含有矿物系增粘剂，使该矿物系增粘剂保持桧叶油。

7.权利要求6所述的木材用胶粘剂，其特征在于，前述矿物系增粘剂是海泡石。

8.权利要求1、2、3、4、5、6或7所述的木材用胶粘剂，其特征在于，用含有日扁柏醇的液体、或含有日扁柏醇的金属配位化合物的液体替代桧叶油，混合到前述树脂基材中。

9.木质材料，其是将许多的木质单板或条板彼此重合成层状、利用邻接单板或条板彼此之间涂布的木材用胶粘剂贴合而成的木质材料，特征在于，木材用胶粘剂以胶粘剂用的树脂基剂为主要成分，在该树脂基剂中混入桧叶油。

10.权利要求9所述的木质材料，其特征在于，是使邻接单板的纤维方向交错而互相垂直地配置奇数张单板的胶合板。

11.权利要求9所述的木质材料，其特征在于，是使邻接单板的纤维方向大致平行地配置多张单板的单板层压板。

12.权利要求9所述的木质材料，其特征在于，是使邻接条板的纤维方向大致平行地配置多张条板的集成材。

13.权利要求9、10、11或1 2所述的木质材料，其是使用胶粘剂在配置于最表面侧的单板或条板的表面粘贴装饰板而构成的木质材料，特征在于，在该单板与装饰板之间涂布的胶粘剂，使用以胶粘剂用的树脂基剂为主要成分、在该树脂基剂中混入桧叶油的胶粘剂。

14.权利要求9、10、11、12或13所述的木质材料，其特征在于，在树脂基剂中混入桧叶油的原液或稀释液。

15.权利要求9、10、11、12、13或14所述的木质材料，其特征在于，在树脂基剂中混入具有调湿作用的多孔粒子，使该多孔粒子保持桧叶油。

16.权利要求15所述的木质材料，其特征在于，在树脂基剂中混入具有由许多前述多孔粒子构成的中空隔膜与该隔膜内包的桧叶油、可通过构成隔膜的多孔粒子的细孔或剥离的隔膜的一部分将桧叶油往隔膜外释放的微胶囊。

17.权利要求15或16所述的木质材料，其特征在于，前述多孔粒子是硅胶、硅藻土、沸石或浮石的任一种或者二种以上的混合物。

18.权利要求9、10、11、12、13、14、15、16或17所述的木质材料，其特征在于，树脂基剂中含有矿物系增粘剂，使该矿物系增粘剂保持桧叶油。

19.权利要求18所述的木质材料，其特征在于，前述矿物系增粘剂是海泡石。

20.权利要求9、10、11、12、13、14、15、16、17、18或19所述的木质材料，其特征在于，用含有日扁柏醇的液体、或含有日扁柏醇的金属配位化合物的液体替代桧叶油，混合在前述树脂基材中。