JP2005254486A - 木質ボードの製造方法及び木質ボード - Google Patents

Abstract

【課題】 長期にわたりホルムアルデヒド放散が少なく、生産性、寸法安定性の良い（木質ボードの膨張や反りが少ない）木質ボード及びその製造方法、これを用いた木質ボードを提供する。
【解決手段】 エチレン尿素誘導体等のホルムアルデヒド吸収剤が付着させたチップ状、ウェハー状あるいは繊維状等の木質基材を加熱し含水率を調整した後、接着剤を塗布し、熱圧成形することを特徴とする木質ボードの製造方法、これから得られる木質ボード。
【選択図】 なし。

Description

本発明は、低ホルムアルデヒド放散量の木質ボードを得るのに好適な木質ボード製造方法とこれから得られる木質ボードに関する。

合板や各種木質ボード等の木質材料を製造する際には、接着剤或いは結合剤としてユリア樹脂、ユリアメラミン樹脂、レゾール型フェノール樹脂が用いられる。最近、シックハウス症候群に代表される健康問題から前記樹脂類の製造時のホルムアルデヒド類と尿素、メラミン、フェノール類の比率(以下モル比と称する)を小さくすることや、接着剤にホルムアルデヒド吸収剤を添加することで、製造した合板や木質ボード類から放出するホルムアルデヒド類を低減する方法が採られているが、接着剤の硬化性及び接着性能の低下による生産性の低下等の問題があった。

また更に、このようなホルムアルデヒドの放散量低減の方法では、木質基材として樹種によっては、或いは、建築廃材や木質廃材を用いた場合には、木質基材そのものからホルムアルデヒドが放散することがあり、ホルムアルデヒドの放散量を低減することが困難であることがあった。そのため、ホルムアルデヒドが放散することを防止することを目的として、成型された木質ボードに尿素水溶液等のホルムアルデヒド吸収剤を塗布又は散布して、ホルムアルデヒドを低減させる方法が採られてきた（例えば、特許文献１参照。）。

しかし、成型後の木質ボードにホルムアルデヒド吸収剤を塗布又は散布する前記の方法では、成型後の木質ボードにホルムアルデヒド吸収剤を塗布する際の水分が多量に存在するために、木質ボードの膨張や反りといった寸法安定性の低下が生ずる問題があった。また、成型後の木質ボードにホルムアルデヒド吸収剤を塗付しても、これらの吸収剤は、空気中の湿気等で分解しやすく、耐久性に問題があった。

特開平１１−１４７２０６（第２−３頁）

従って、本発明の課題は、長期にわたりホルムアルデヒド放散が少なく、生産性、寸法安定性の良い（木質ボードの膨張や反りが少ない）木質ボード及びその製造方法、これを用いた木質ボードを提供することにある。

本発明者は、上記の課題を解決するため鋭意検討の結果、木質ボードを構成する木質基材に、接着剤を塗布する前に、予めホルムアルデヒド吸収剤を付着させると、付着後に木質基材に対して乾燥等の操作が可能であり、これにより木質基材の含水率を制御できる。そのため、効果的にホルムアルデヒドを低減させることができ、且つ、高生産性で寸法安定性の良好な木質ボードを得る製造方法が得られることを見出して、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明は、ホルムアルデヒド吸収剤が付着させた木質基材に、接着剤を塗布し、熱圧成形することを特徴とする木質ボードの製造方法、これから得られる木質ボードを提供する。

本発明によれば、環境の変化があってもホルムアルデヒド放散量が少なく、生産性、寸法安定性の良い木質ボードを提供できる。

本発明で用いるホルムアルデヒド吸収剤としては、ホルムアルデヒドと反応して、ホルムアルデヒドを放散しにくくすれば、特に限定されないがアミノ基を有する化合物が好ましく、更に、エチレン尿素誘導体が好ましい。例えば、下記一般式（１）

（式中、Ｒ_１、Ｒ_２、Ｒ_３、Ｒ_４は、それぞれ独立に、水素原子、炭素数１〜６のアルキル基、炭素数１〜６のヒドロキシル基含有アルキル基、炭素数炭素数１〜６のアルコキシ基をあらわす。）
で表される化合物が挙げられる。

これらの中でも、Ｒ_１、Ｒ_２、Ｒ_３、Ｒ_４が、それぞれ独立に、水素原子、メチル基、メチロール基、エチル基、又はエチロール基であるものが好ましく、更に、一般式（１）中のＲ_１、Ｒ_２、Ｒ_３及びＲ_４が水素原子である下記構造式（２）のエチレン尿素が特に好ましい。

また、本発明に用いるホルムアルデヒド吸収剤は、前記の化合物をそのまま、例えば、液体状または粉末状で、木質基材に付着させて使用してもよいが、木質材料に対し均一に付着、浸透させるためにはホルムアルデヒド吸収剤溶液とした付着させた方が好ましい。この場合、木質材料用ホルムアルデヒド吸収剤、例えば、アミノ基を有する化合物を溶解する溶剤としては、有機溶剤、または水を用いることができるが、火災の危険性や揮散有機溶剤の健康への障害を考慮すると水溶液の形が好ましい。また、前記ホルムアルデヒド吸収剤を溶液として用いる場合の不揮発分としては、特に限定されないが、木質材料に塗布、スプレー或いは浸漬しやすいことから、１〜６０重量％が好ましく、作業性を考慮して、適宜希釈して用いればよい。希釈して用いる場合の不揮発分は１〜２０重量％が好ましい。

前記ホルムアルデヒド吸収剤溶液は、単独でそのまま使用しても良いが塗布する木材によっては浸透性が悪いものがあり、そのため、塗布又はスプレーしたホルムアルデヒド吸収剤溶液が基材からこぼれ落ちる場合がある。その際は、浸透性を向上させるために界面活性剤類を添加して使用することが好ましい。

前記界面活性剤類としては、表面張力を下げる効果があれば、アニオン系、ノニオン系、カチオン系の何れでも良い。例えば非イオン系界面活性剤としてはポリキシエチレンアルキルエーテル類、ポリオキシエチレンアルキルアリルエーテル類、ポリオキシエチレン誘導体、ソルビタン脂肪酸エステル類、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル類、ポリオキシエチレンソルビトール脂肪酸エステル類、グリセリン脂肪酸エステル類、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル類、ポリオキシエチレンアルキルアミン、アルキルアルカノールアミド、フッ素系界面活性剤特殊配合品等が挙げられる。陰イオン系界面活性剤としては脂肪酸塩類、アルキル硫酸エステル塩類、アルキルベンゼンスルホン酸塩類、アルキルナフタレンスルホン酸塩類、アルキルスルホコハク酸塩類、アルキルジフェニルエーテルジスルフォン酸塩類、アルキルリン酸塩類、ポリオキシエチレンアルキル硫酸塩類、ポリオキシエチレンアルキルアリル硫酸塩類、ナフタリンスルホン酸ホルマリン縮合物、特殊ポリカルボン酸型高分子界面活性剤、フッ素系界面活性剤等が挙げられる。

前記界面活性剤の添加量はホルムアルデヒド吸収剤溶液１００重量部に対して、０．０１〜１０重量部が好ましく、中でも０．１〜５重量部が特に好ましい。また、添加後の木質材料用ホルムアルデヒド吸収剤の表面張力としては、４０ｍＮ／ｍ以下となるように調整することが好ましい。

本発明の用いる木質基材は、チップ状、ウェハー状あるいは繊維状のものを意味する。また、本発明で用いる接着剤としては、ユリア樹脂、ユリアメラミン樹脂、レゾール型フェノール樹脂を含有するものが挙げられる。更に、添加剤等を加えてもよい。

本発明の木質ボードの製造方法は、木質基材に接着剤を塗布する前に前記ホルムアルデヒド吸収剤を木質基材に付着させればよい。前記ホルムアルデヒド吸収剤を付着するには、溶液の場合は、木質基材に前記ホルムアルデヒド吸収剤を塗布またはスプレーすればよい。この際、付着後の木質材料は、そのまま接着剤を塗布してもよいが、乾燥することが好ましい。乾燥条件は、所望の含水率にできれば、常温で乾燥しても、加熱乾燥しても良く、加熱する場合は、８０〜１５０℃で行うことが好ましい。また、ホルムアルデヒド吸収剤を木質基材に付着させる時期は、接着剤を塗布する前であれば特に限定されず、木材基材を乾燥する前でも後でも良いが、木質基材の含水率を調整が容易な為、木質基材の乾燥前に付着させるのが好ましい。

この際、前記ホルムアルデヒド吸収剤溶液を、付着（例えば、塗布またはスプレー）する際の塗布量は、木質基材１００重量部に対して、ホルムアルデヒド吸収剤固形分当たり、０．０１〜１０重量部、特に０．１〜５重量部の範囲であることが好ましい。例えば、ホルムアルデヒド吸収剤が５重量％含有している木質材料用ホルムアルデヒド吸収剤溶液であれば、木質基材１００重量部に対して、０．２〜２００重量部の範囲であることが好ましい。

本発明の木質ボードは、前記の木質ボードの製造方法で得られたものを指し、チップ状、ウェハー状あるいは繊維状の木質基材から構成されるパーティクルボード、ＯＳＢ(Oriented Strand Board) 或いはＭＤＦ(Medium Density Fiber Board)等の木質板を意味する。

以下、本発明に関して実施例、比較例により説明する。なお、以下に記載の部及び％は、特に断りのない限り重量基準である。

合成例１
４０％ホルムアルデヒド水溶液１０００グラムを還流装置の付いたフラスコに入れ撹拌を開始、５０％水酸化ナトリウム水溶液でｐＨを８に調整、尿素４００グラムを加え８５℃迄昇温、２０％蟻酸でｐＨ５に調整、９０℃で３時間反応、５０％水酸化ナトリウム水溶液でｐＨ７に調整、尿素３２７グラムを加え６０℃で３０分反応、減圧蒸留で水分１７３グラムの水分を除去、室温に冷却し６５％ユリア樹脂水溶液を得た。

実施例１
南洋材をパーティクルボード用に加工した表層用チップと芯層用チップの合計１００部に対して、木質材料用ホルムアルデヒド吸収剤として、エチレン尿素５％水溶液２部をそれぞれスプレーガンにて塗布した。エチレン尿素５％水溶液の表面張力は７０ｍＮ／ｍであった。ホルムアルデヒド吸収剤が塗布されたチップを１４０℃にて乾燥し、表層用チップ（含水率４％）と芯層用チップ（含水率３％）のホルムアルデヒド吸収剤処理チップを得た。

合成例１で得られたユリア樹脂水溶液１００部に硬化剤として塩化アンモニウム２部、撥水剤としてパラフィンワックスエマルジョン（ダイアプルーフＷＹ−４、固形分４５％、大日本色材工業（株））８部を混合し木質材料用接着剤（Ｉ）を得た。前述の処理済み表層用チップに対して、接着剤を固形分比で１２％、芯層用チップ（含水率３％）には同様に８％添加した。３０ｃｍ角の木枠に接着剤混合済み表層チップの半量を散布、次いで接着剤混合済み芯層チップを散布、最後に残りの接着剤混合済み表層チップを散布した。この際の接着剤混合前のチップ比率は表層４５％、芯層５５％とした。これを１５ｍｍのスペーサーを挟んだ熱盤にて１６０℃、３．０ＭＰａにて３８０秒間熱圧してパーティクルボードを成型した。

得られたパーティクルボードの強度性能評価は日本工業規格Ａ−５９０８「パーティクルボード」で行った。ホルムアルデヒド放散量の評価は同じくＡ−１４６０「建築用ボード類のホルムアルデヒド放散量の試験法−デシケーター法」に準じ、成型１日後にホルムアルデヒド測定用試験片にし、試験片を２０℃６５％ＲＨの室温中で７日間養生後にホルムアルデヒド放散量を測定した。ホルムアルデヒドの再放散を測定する為に、同様に試験片を２０℃６５％ＲＨの室温中で１４日間養生後、３０℃７日間養生後、３０℃１４日間養生後のホルムアルデヒド放散量も測定した。得られた結果を表１に示す。

実施例２
木質材料用ホルムアルデヒド吸収剤として、前記エチレン尿素５％水溶液１００部に陰イオン性界面活性剤ネオゲンＡＯ−９０（第一工業製薬(株)製）０．１部を加えたものを用いた以外は、実施例１と同じ方法で、木質材料用接着剤（Ｉ）を用いて、パーティクルボードを成型し同様にホルムアルデヒド放散量を測定した。なお、木質材料用ホルムアルデヒド吸収剤溶液の表面張力は３４ｍＮ／ｍであった。得られた結果を表１に示す。

比較例１
ホルムアルデヒド吸収剤をチップに塗布せず、それ以外は実施例１と同じ方法で乾燥、成型し、強度性能評価及びホルムアルデヒド放散量測定を行った。得られた結果を表１に示す。

比較例２
ホルムアルデヒド吸収剤をチップに塗布せず、それ以外は実施例１と同じ方法で乾燥、成型した。次いで、得られたパーティクルボードに、木質材料用ホルムアルデヒド吸収剤として、エチレン尿素５％水溶液をスプレーガンにて５０ｇ／ｍ^２塗布した。エチレン尿素５％水溶液の表面張力は７０ｍＮ／ｍであった。得られた処理合板を２０℃６５％ＲＨの室温中で２４時間放置後、合板の表側を＃１００布研磨布で０．１mmを研磨し、試験体を得た。得られた試験体の強度性能評価及びホルムアルデヒド放散量の測定は実施例１と同じ方法で行った。得られた結果を表１に示す。得られた木質板は、製造初期のホルムアルデヒド放散量は低いものの、長時間養生することでホルムアルデヒド放散量が増加していた。

比較例３
合成例１で得られたユリア樹脂水溶液１００部にホルムアルデヒド吸収剤としてエチレン尿素１０％水溶液を１０部、硬化剤として塩化アンモニウム２部、撥水剤としてパラフィンワックスエマルジョン（ダイアプルーフＷＹ−４、固形分４５％、大日本色材工業（株））８部を混合し木質材料用接着剤とした。ホルムアルデヒド吸収剤をチップに塗布せず、それ以外は実施例１と同じ方法でチップを乾燥し、前記接着剤を用いて成型し、強度性能評価及びホルムアルデヒド放散量測定を行った。得られた結果を表１に示す。

表１中の○は、成型後の表面状態を目視した、外観に問題のなかったことを示す。

Claims (9)

1. ホルムアルデヒド吸収剤を付着した木質基材に、接着剤を塗布し、熱圧成型することを特徴とする木質ボードの製造方法。
2. ホルムアルデヒド吸収剤がアミノ基を有する化合物である請求項１記載の木質ボードの製造方法。
3. ホルムアルデヒド吸収剤がエチレン尿素誘導体類を含有することを特徴とする請求項２記載の木質ボードの製造方法。
4. 前記エチレン尿素誘導体類が下記一般式（１）
   

   

   （式中、Ｒ_１、Ｒ_２、Ｒ_３、Ｒ_４は、それぞれ独立に、水素原子、炭素数１〜６のアルキル基、炭素数１〜６のヒドロキシル基含有アルキル基、又は炭素数炭素数１〜６のアルコキシ基をあらわす。）
   で表される化合物である請求項３記載の木質ボードの製造方法。
5. ホルムアルデヒド吸収剤がエチレン尿素である請求項１記載の木質ボードの製造方法。
6. ホルムアルデヒド吸収剤がエチレン尿素誘導体類の水溶液であることを特徴とする請求項３記載の木質ボードの製造方法。
7. 前記ホルムアルデヒド吸収剤を付着した木質基材を乾燥させた後、接着剤を塗布し、熱圧成型する請求項１〜６の何れか１項に記載の木質ボードの製造方法。
8. 更に、ホルムアルデヒド吸収剤が界面活性剤を含有することを特徴とする請求項１〜７の何れか１項に記載の木質ボードの製造方法。
9. 請求項１〜８の何れか１項に記載の木質ボードの製造方法で得られる木質ボード。