JP2005119202A

JP2005119202A - 木質ボード

Info

Publication number: JP2005119202A
Application number: JP2003358356A
Authority: JP
Inventors: Hirotaka Arakawa; 弘考荒川; Tatsuo Ishii; 達男石井
Original assignee: Nippon Kasei Chemical Co Ltd
Current assignee: Nippon Kasei Chemical Co Ltd
Priority date: 2003-10-17
Filing date: 2003-10-17
Publication date: 2005-05-12

Abstract

【課題】建築内外装材料、家具材料、木工材料などとして使用される木質ボードであって、資源の有効利用を図ることが出来、一層安価で且つ居住環境に適した木質ボード提供する。
【解決手段】木質ボードは、木質原料としての木質ファイバー及び／又は木質削片と樹脂接着剤との混合物を熱圧成形して成る木質ボードであって、木質原料が主として沙柳から成るファイバー及び／又は削片であり、ホルムアルデヒド含有量が９ｍｇ／１００ｇ以下である。また、樹脂接着剤としては、尿素樹脂、尿素―メラミン樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂の群から選ばれるホルマリン系樹脂の一種または二種以上が使用される。
【選択図】なし

Description

本発明は、木質ボードに関するものであり、詳しくは、建築内外装材料、家具材料、木工材料などとして使用される木質ボードであって、資源の有効利用を図ることが出来かつ居住環境に一層適した木質ボードに関するものである。

床材、壁材、屋根材などの建築材料や家具の材料として使用される合板は、ロータリーレースによる丸太の加工によって得られた単板を積層したものであるが、主に原木として使用されるラワン材などの南洋材に関しては、植林によって再生される量よりも伐採する量が多く、資源の枯渇化の問題とともに入手が困難となっており、昨今では、針葉樹や広葉樹が原料として一般的に使用されている。しかしながら、針葉樹で製造した合板は、同じ接着剤を使用した場合、ラワン材よりもホルムアルデヒドの放散量が多くなり、居住環境に好ましくないため、ホルムアルデヒド放散量のより少ない接着剤が必要となる等の新たな課題も生じている。

合板と同じ建築材料や家具材料としては、木質ファイバー及び／又は木質削片を原料とするストランドボード、中質繊維板（ＭＤＦ）、ハードボード、パーティクルボード等の木質ボードがある。斯かる木質ボードは、木質ファイバー及び／又は木質削片と接着剤との混合物を加熱加圧成形して製造されるものであり、合板の様に必ずしも大径木の丸太を必要とせず、小径木が利用可能であり、南洋材の他に針葉樹や広葉樹も使用されている。

上記の様な原料についても、最近では資源の有効利用およびリサイクルの観点から、従来廃棄されていた合板の端材や解体材、二次加工品などの再利用木質繊維、所謂リサイクル材を利用することが検討されている（特許文献１参照）。また、上記の様な従来の原料の他に、針葉樹や広葉樹の一部の代替品として、コストの安い油ヤシやケナフ、ココヤシから得られる繊維を利用することにより、廃棄物を削減すると共に、貴重な木材資源を節約することも検討されている（特許文献２及び特許文献３参照）。
特開２００１−３８７０７号公報特開２０００−１０２９１０号公報特開２００３−４１７５５号公報

また、昨今、快適な居住環境に適した建築材料用の木質ボードとしては、ホルムアルデヒド含有量が少なく、強度のより高い木質ボードが要求されている。斯かる木質ボードとしては、例えば、多層構造を有し且つ特定のアミノ樹脂をバインダーとして使用した木質繊維ボードであって、ホルムアルデヒドと反応する所謂ホルマリン捕捉剤（ホルマリンキャッチャー）を木質繊維に混合したボードが提案されている（特許文献４参照）。
特開平１０―１１９０１０号公報

更に、上記の様な木質ボードとしては、３層以上の層構成を備え且つ少なくとも表層および背面層が特定のホルムアルデヒド系樹脂でリグノセルロースを接着して成るリグノセルロース板であって、内層部分のバインダーとして非ホルムアルデヒド系の樹脂を使用したボードが提案されている（特許文献５参照）。
特開平１０−１０９３８１号公報

ところで、ホルムアルデヒド放散量の低減を企図した上記の様な木質ボードは、ホルマリン捕捉剤を使用したり、強度や耐水性を保つべく、ホルマリン系接着剤の一部をイソシアネート系接着剤などの非ホルマリン系接着剤に代えているため、製造コストが高くなり、製造に手間を要する等の問題がある。本発明は、斯かる実情に鑑みなされたものであり、その目的は、建築内外装材料、家具材料、木工材料などとして使用される木質ボードであって、資源の有効利用を図ることが出来、一層安価で且つ居住環境に適した木質ボード提供することにある。

本発明は、安価で資源の有効利用が可能なヤナギ科の灌木である沙柳を原料に使用し、そして、特定の樹脂接着剤を使用することにより、ホルムアルデヒド含有量をより低減し且つ強度を一層高める様にした。すなわち、本発明の要旨は、木質原料としての木質ファイバー及び／又は木質削片と樹脂接着剤との混合物を熱圧成形して成る木質ボードであって、木質原料が主として沙柳から成るファイバー及び／又は削片であり、ホルムアルデヒド含有量が９ｍｇ／１００ｇ以下であることを特徴とする木質ボードに存する。

本発明によれば、資源を有効利用でき、軽量で且つ強度が高く、しかも、一層安価で且つホルムアルデヒド含有量が少なく、居住環境に優しい建築材料などとして使用可能な木質ボードを提供できる。

以下、本発明の実施形態を詳細に説明する。本発明の木質ボードは、木質原料としての木質ファイバー及び／又は木質削片と樹脂接着剤との混合物を熱圧成形して成る木質ボードであり、前記の木質原料が、主として沙柳から成るファイバー及び／又は削片である。そして、本発明の木質ボードにおいては、ホルムアルデヒド含有量が９ｍｇ／１００ｇ以下とされる。

本発明の木質ボードにおいて、木質原料中、主原料の木質ファイバー及び／又は木質削片を構成する沙柳は、例えば、中国内蒙古の砂漠化を防ぐための緑化用に植林されている樹木である。砂漠化は土壌の浸食と砂丘の激しい移動によって起こるが、沙柳を植林することにより砂丘の移動が抑制される。沙柳はヤナギ科の雌雄異株の灌木であり、樹高は３〜４ｍ、花期は５〜６月、葉は披針形で葉肉が柵状組織だけから成る。斯かる沙柳は、埋砂によく耐え、乾燥にも強く、また、生育も早く、萌芽力が強く、叢生する樹木であるが、２〜３年に一度枝を切らないと栄養分が枝に取られ、根が枯れてしまう。

上記の沙柳は、砂漠化を防ぐために主に平地に多く植林されており、２〜３年で枯れて伐採されるため、樹径も数ｃｍと細いが、その伐採においては、平地での作業が多く、集荷の労力が少なく、大きな経費が掛からない。従って、沙柳は、枯れる前に伐採し、木質ファイバー又は木質削片に加工することにより、木質ボード製造用の安価な原料として利用できる。

本発明において、木質原料のうち、木質ファイバーは、沙柳を破砕し、リファイナーを使用して繊維化されたものであり、ＭＤＦやハードボード等の繊維板の原料となる。また、木質削片は、リングフレーカーによって沙柳を小片に切削したものであり、パーティクルボードの原料となる。上記の木質ファイバー及び木質削片は、から松、ラジアータパイン等の松材、カプール、ラワン等の南洋材と比較して比重の小さな材料である。上記の様に、通常、木質ファイバーは繊維板の原料として使用され、木質削片はパーティクルボードの原料として使用されるが、これらは混合して使用してもよい。

また、木質原料、すなわち、ファイバーや木質削片には、沙柳以外のファイバーや削片が含まれていてもよい。その場合、木質原料に含まれる沙柳の木質ファイバー及び／又は木質削片の割合は、特に限定はしないが、製造コスト、軽量性および強度の観点から、好ましくは全木質原料の５０〜１００重量％、特に好ましくは７０〜１００重量％である。

本発明において、樹脂接着剤としては、尿素樹脂、尿素―メラミン樹脂、メラミン樹脂から成るアミノ樹脂と、フェノール樹脂との群から選ばれるホルマリン系樹脂が挙げられる。ホルマリン系樹脂を製造する際の原料ホルマリンとしては、一般的には３７〜５３重量％ホルムアルデヒド水溶液が使用される。

上記のアミノ樹脂は、ホルムアルデヒド（Ｆ）と尿素および／またはメラミンの官能基（−ＮＨ_２）とのモル比（Ｆ／−ＮＨ_２）が０．２５〜０．６２のものが好ましく、０．２７〜０．５７のものがより好ましい。上記の様にモル比の範囲を規定する理由は次の通りである。すなわち、上記のモル比が０．２５未満の場合は、ホルマリンの放散量を低減するには有利であるが、硬化が遅いために生産性が低下し、しかも、木質ボードにおける物理的強度も低下する。一方、上記のモル比が０．６２を超えた場合は、硬化が速くなるために生産性が向上し、木質ボードの物理的強度も向上するが、ホルマリンの放散量が増大する。なお、アミノ系樹脂には、製造時に種々の特性を付与するため、ポリビニルアルコール、セルロース誘導体などの他のポリマー類を混合してもよい。

上記のフェノール樹脂は、水酸化ナトリウム等の塩基性触媒を使用したアルカリレゾール型樹脂であり、ホルムアルデヒド（Ｆ）とフェノール（Ｐ）とのモル比（Ｆ／Ｐ）が１．６〜２．８であって且つｐＨが１０〜１３のものである。本発明において、フェノール樹脂としては、反応性をコントロールするため、フェノールと一部をクレゾール、キシレノール、レゾルシノール等のフェノール類に置き換えてもよい。

本発明において、上記の様なホルマリン系樹脂は、二種類以上を併用してもよい。斯かるホルマリン系の樹脂接着剤は、ＪＩＳ K ６８０７に基づく測定方法に従い測定した遊離ホルムアルデヒドが０．８重量％以下であり、ホルムアルデヒド含有量の少ない接着剤である。また、上記の樹脂接着剤の粘度は、０．５〜５．０ｄＰａ・ｓの範囲、好ましくは１．０〜３．０ｄＰａ・ｓの範囲である。

本発明の木質ボードにおいては、ホルムアルデヒドの含有量を９ｍｇ／１００ｇ以下に規制し、ホルマリンの放散量をより低減するため、上記の様なホルマリン系樹脂から成る樹脂接着剤の使用割合、すなわち、混合物中の木質原料に対する樹脂接着剤（乾燥後の固形成分）の混合比率は５〜２５重量％、好ましくは７〜２０重量％とされる。本発明においては、上記の様な特定の樹脂接着剤を使用すると共に、樹脂接着剤の混合比率を上記の範囲に設定することにより、ボードの木質感を損なうことなく且つ十分な強度を得ることが出来、しかも、ホルマリンの放散量を低減できる。本発明の木質ボードは、ホルマリン捕捉剤を含有しておらず、そして、ＤＩＮＥＮ１２０に基づく測定方法に従い測定したホルムアルデヒド含有量が９ｍｇ／１００ｇ以下、好ましくは７ｍｇ／１００ｇ以下、更に好ましくは６ｍｇ／１００ｇ以下である。

本発明の木質ボードを木質原料から製造するには、先ず、上記のホルマリン系樹脂から選ばれる一種または二種以上の樹脂接着剤を木質ファイバー及び／又は木質削片に前述の混合比率となる様に散布した後、これらを混合して混合物を製造する。その際、品質向上に有用な添加剤、例えば、硬化剤、撥水剤などを同時に添加してもよい。

硬化剤としては、例えば、アミノ系樹脂の場合、塩化アンモニウム、硫酸アンモニウム、燐酸アンモニウム、酢酸アンモニウム、蓚酸アンモニウム等のアンモニウム塩、塩酸、硫酸などの無機酸、クエン酸などの有機酸が使用される。フェノール樹脂の場合は、例えば、γ−ブチロラクトン等の環状ラクトン化合物、プロピレンカーボネート、メチルフォルメート等のエステル類、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム等の炭酸塩、重炭酸ナトリウム、重炭酸カリウム等の重炭酸塩が使用される。

また、撥水剤としては、例えば、アクリル系ワックス、低重合度ポリエチレン又はその酸変成物より合成されるポリエチレン系ワックス、一酸化炭素と水素から合成されるフィッシャー・トロプッシュワックス、各種脂肪酸とアンモニア又はアミンとから合成されるアミドワックス等のいわゆる合成系ワックスの他、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス等の石油系ワックス、更には、モンタンワックス、オゾケライト、セレシンなどの鉱物系ワックス、カルナバロウ等の植物系ワックス、動物系ワックスが使用できる。これらワックスの使用形態としては、固形ワックス、ワックスエマルジョン等が挙げられる。

木質原料と樹脂接着剤との混合物を製造した後は、斯かる混合物をボード状にフォーミングしてプリプレスした後、熱プレスによって一定時間加熱加圧成形、すなわち、熱圧成形することにより、木質ボードを得ることが出来る。加熱加圧条件としては、温度が１３０℃〜２２０℃、圧力が１〜４ＭＰａの範囲が好ましく、プレス時間は、製品としての木質ボードの厚さによっても異なるが、ボードの厚さ１ｍｍ当たり５〜２５秒の範囲が好ましい。また、上記の様にして得られる木質ボードは、単層ボードであっても多層ボードであってもよい。

上記の様に、本発明の木質ボードは、沙柳を主原料とする木質ファイバー及び／又は木質削片と上記の様なホルマリン系の樹脂接着剤とから製造され、ホルマリン捕捉剤を含有しておらず、そして、ホルムアルデヒドの含有量が低い。従って、本発明の木質ボードは、資源の有効利用を図ることが出来、軽量で且つ一層高い強度を発揮し、しかも、一層安価に製造でき、そして、建築装材料、家具材料、木工材料などとして居住環境用途に好適である。

以下、本発明を実施例より更に詳細に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り以下の実施例に限定されるものではない。

実施例：
木質ボードの一種である３層構造のパーティクルボードを以下の表１に示す条件で製造した。その際、樹脂接着剤としては、ホルムアルデヒド（Ｆ）と官能基（−ＮＨ_２）とのモル比（Ｆ／−ＮＨ_２）が０．５５、遊離ホルムアルデヒドが０．６重量％（ＪＩＳＫ６８０７に基づく測定値）、粘度が１．３ｄＰａ・ｓのアミノ系樹脂を使用した。そして、製造したパーティクルボードをＤＩＮＥＮ１２０に基づく測定方法（所謂パーフォレーター法）によりホルムアルデヒド含有量を測定し、また、ＪＩＳＡ５９０８の規定に従いパーティクルボードの物性を評価したところ、表２に示す様な結果が得られた。

比較例１：
木質原料としてリサイクル材の削片（チップ）を使用した点を除き、実施例１と同様の条件でパーティクルボードを製造した。そして、実施例１と同様の方法により、ホルムアルデヒド含有量を測定し、物性を評価したところ、表２に示す様な結果が得られた。

比較例２：
木質原料として針葉樹材の削片（チップ）を使用した点を除き、実施例１と同様の条件でパーティクルボードを製造した。そして、実施例１と同様の方法により、ホルムアルデヒド含有量を測定し、物性を評価したところ、表２に示す様な結果が得られた。

比較例３：
木質原料として針葉樹材の削片（チップ）を使用し、更に、設定ボード比重を７２０Ｋｇ／ｍ^３に変更した点を除き、実施例１と同様の条件でパーティクルボードを製造した。そして、実施例１と同様の方法により、ホルムアルデヒド含有量を測定し、物性を評価したところ、表２に示す様な結果が得られた。

表２の評価結果から明らかな様に、実施例のパーティクルボードは、リサイクル材または針葉樹材を原料とする比較例１及び比較例２のパーティクルボードに比べ、ホルムアルデヒド含有量が少なく、高い物理的強度を示した。また、実施例のパーティクルボードは、針葉樹材を原料とする比較例３のパーティクルボードに比べ、比重（密度）が小さいにも拘わらず、同等の物理的強度を示した。

Claims

木質原料としての木質ファイバー及び／又は木質削片と樹脂接着剤との混合物を熱圧成形して成る木質ボードであって、木質原料が主として沙柳から成るファイバー及び／又は削片であり、ホルムアルデヒド含有量が９ｍｇ／１００ｇ以下であることを特徴とする木質ボード。
木質原料の５０〜１００重量％が沙柳から成るファイバー及び／又は削片である請求項１に記載の木質ボード。
樹脂接着剤が、尿素樹脂、尿素―メラミン樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂の群から選ばれるホルマリン系樹脂の一種または二種以上である請求項１又は２に記載の木質ボード。
ホルマリン捕捉剤を含有していない請求項１〜３の何れかに記載の木質ボード。