JP2005271439A

JP2005271439A - 木質ボード及びその製造方法

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Publication number: JP2005271439A
Application number: JP2004089205A
Authority: JP
Inventors: Takuya Kuwaki; 拓矢桑机; Hikari Muto; 光武藤
Original assignee: Nippon Kasei Chemical Co Ltd
Current assignee: Nippon Kasei Chemical Co Ltd
Priority date: 2004-03-25
Filing date: 2004-03-25
Publication date: 2005-10-06

Abstract

【課題】小型チャンバー法で測定したホルムアルデヒド放散速度が５μｇ／ｍ^２・ｈ以下である、建築内外装、家具、木工などの居住環境に適した木質ボード、特に、リサイクル材を原料とした木質ボードを提供する。
【解決手段】ホルムアルデヒド捕捉剤で処理された木質ファイバー及び／又は木質削片とバインダーの非ホルマリン系樹脂との混合物の成形体であって、ホルムアルデヒド放散速度が５μｇ／ｍ^２・ｈ以下である。
【選択図】なし

Description

本発明は、木質ボード及びその製造方法に関し、特に、放出ホルムアルデヒド量が少なく、建築内外装、家具、木工などの居住環境に適した木質ボード及びその製造方法に関する。

住宅用木質材料として、ホルムアルデヒドを原料とした尿素樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂などの接着剤樹脂を使用した合板、パーティクルボード、ＭＤＦ、ハードボード等の木質ボードを使用しており、これら木質材料に残存する又は分解によって発生するホルムアルデヒドは、放散して、環境や健康に害を与え、化学物質に過敏に反応するシックハウス症候群として社会問題となっている。

木質ボードからのホルムアルデヒドの発生を抑える方法として、予め木質細片や木質繊維に尿素水などのホルムアルデヒド捕捉剤を塗布または含浸させ、アミノ系バインダーを使用して成形する木質ボードの製造方法が知られている。なお、アミノ系バインダーとは、アミノ基を有する化合物にホルムアルデヒドを付加縮合反応させて得られる樹脂バインダーを意味する。
特開２０００−１１７７０８号公報

しかしながら、上述の方法で得られた木質ボードは、ＪＩＳＡ１４６０（いわゆるデシケータ法）で測定され、ＪＩＳＡ５９０８（パーティクルボード）で規定される最低ランクのホルムアルデヒド放散量（０．３ｍｇ／ｌ以下）を満たすけれども、ＪＩＳＡ１９０１（小型チャンバー法）で測定されるホルムアルデヒド放散速度は、建築基準法による最も少ないランクである５μｇ／ｍ^２・ｈ以下を満足することが出来ないという問題がある。

他方、資源の有効利用、資源リサイクルの観点から、従来廃棄されていた合板の端材、解体材、二次加工品などの再利用木質繊維、所謂、リサイクル材を木質ボードの原料として利用することが提案されている。そして、リサイクル材を原料とした場合は、木質ボードからのホルムアルデヒド放散量がより増加する傾向にある。

本発明は、上記の実情に鑑みなされたものであり、その目的は、小型チャンバー法で測定したホルムアルデヒド放散速度が５μｇ／ｍ^２・ｈ以下である木質ボード、特に、リサイクル材を原料とした木質ボードを提供することにある。

本発明者は、種々検討を重ねた結果、次の様な知見を得た。すなわち、リサイクル材を木質ボードの原料として使用した場合でも、木質ファイバー及び／又は木質削片をホルムアルデヒド捕捉剤で処理した後、非ホルマリン系樹脂をバインダーとして成形した木質ボードは、意外にも、ホルムアルデヒド放散速度が５μｇ／ｍ^２・ｈ以下で居住環境にやさしい木質ボードである。

本発明は、上記の知見に基づき完成されたものであり、その第一の要旨は、ホルムアルデヒド捕捉剤で処理された木質ファイバー及び／又は木質削片とバインダーの非ホルマリン系樹脂との混合物の成形体である居住環境にやさしい木質ボードに存する。

そして、本発明の第２の要旨は、木質ファイバー及び／又は木質削片をホルムアルデヒド捕捉剤で処理した後、バインダーの非ホルマリン系樹脂と混合し、成形することから成る居住環境にやさしい木質ボードの製造方法に存する。

本発明の木質ボードは、特に、リサイクル材を木質ボードの原料として使用した場合でも、発生するホルムアルデヒドの放散速度を５μｇ／ｍ^２・ｈ以下に低減することが出来る。

以下、本発明を詳細に説明する。以下に記載する構成要件は、本発明の代表例であり、本発明は、これらの内容に限定はされない。

本発明の木質ボードは、ホルムアルデヒド捕捉剤で処理された木質ファイバー及び／又は木質削片とバインダーの非ホルマリン系樹脂との混合物の成形体である。

木質ファイバー及び／又は木質削片としては、特に限定されるものではないが、リサイクル材が混合されていない新材、リサイクル材を含む混合材の何れであってもよい。リサイクル材としては、建築廃材、合板製造工場やパーティクルボード製造工場、ＭＤＦ製造工場などから排出される製品廃材、型枠用合板などのホルマリン系接着剤を使用した木質リサイクル材、ホルマリン系接着剤を使用していない木質リサイクル材などが挙げられる。

ホルムアルデヒド捕捉剤としては、ホルムアルデヒドと反応する物質であれば、特に限定されるものではない。例えば、硝酸アンモニウム、硫酸アンモニウム、塩酸アンモニウム、燐酸アンモニウム、炭酸アンモニウム、酢酸アンモニム等のアンモニウム塩類、尿素、チオ尿素、メラミン、ジシアンジアミド、ベンゾグアナミン等の分子内にアミノ基、アミド基、イミノ基を有する化合物、亜硫酸ナトリウム、亜硫酸水素ナトリウム、亜硫酸アンモニウム、亜硫酸水素アンモニウム等の亜硫酸塩または重亜硫酸塩、アジピン酸ジヒドラジド等のヒドラジド化合物や、アゾール化合物、アジン化合物などが挙げられる。これらのホルムアルデヒド捕捉剤は、単独または２種以上混合して使用してもよい。

木質ファイバー及び／又は木質削片として、ホルマリン系接着剤を使用した木質リサイクル材を含む混合材の使用およびホルムアルデヒドの捕捉剤に消費された量を考慮すると、本発明の木質ボード中のホルムアルデヒド捕捉剤の含有量を特定することは困難であるが、木質ファイバー及び／又は木質削片に対するホルムアルデヒド捕捉剤およびリサイクル材の使用量などにより、木質ボード中のホルムアルデヒド捕捉剤の含有量は、計算値として、通常０を超え〜７重量％、好ましくは０．０１〜３重量％である。

非ホルマリン系樹脂（バインダー）としては、製造工程または後工程において、ホルムアルデヒド、パラホルムアルデヒド、ヘキサメチレンテトラミン等のホルムアルデヒド源を使用しない樹脂である。例えば、酢酸ビニル樹脂系溶剤型接着剤、クロロプレンゴム系溶剤型接着剤などの合成ゴム系溶剤型接着剤、天然ゴム系溶剤型接着剤などの溶剤型接着剤；酢酸ビニル樹脂系エマルジョン型接着剤、エチレン酢酸ビニル共重合樹脂系エマルジョン型接着剤などの酢酸ビニル共重合樹脂系エマルジョン型接着剤、アクリル樹脂系エマルジョン型接着剤、アクリル共重合樹脂系エマルジョン型接着剤、イソシアネート系エマルジョン型接着剤、合成ゴム系ラテックス型接着剤などの水性型接着剤が例示される。環境面から水性型樹脂であることが好ましい。これらの樹脂は、単独または２種以上混合して使用してもよい。

本発明の木質ボード中の非ホルマリン系樹脂の量は、固形分で、通常２〜１８重量％、好ましくは３〜１６重量％、更に好ましくは４〜１４重量％。１８重量％を超える場合は、バインダー量が多くなり過ぎ、十分な性能を有する木質ボードを得ることが困難である。２重量％未満の場合は、樹脂の量が不十分で、十分な接着強度の木質ボードが得られないので好ましくない。

本発明の木質ボードは、ＪＩＳＡ１９０１（小型チャンバー法）に従って測定したホルムアルデヒド放散速度が５μｇ／ｍ^２・ｈ以下である。また、本発明の木質ボードは、単層ボードまたは多層ボードであってもよい。

次に、本発明の木質ボードの製造方法について説明する。本発明の製造方法は、木質ファイバー及び／又は木質削片をホルムアルデヒド捕捉剤で処理した後、バインダーの非ホルマリン系樹脂と混合し、成形する。

先ず、木質ファイバー及び／又は木質削片をホルムアルデヒド捕捉剤で処理する。処理方法は、特に限定されるものではないが、例えば、塗布／含浸法が挙げられる。塗布／含浸させる方法の具体例としては、噴霧、浸漬などが挙げられ、その際の温度などの条件は特に限定されるものではない。

ホルムアルデヒド捕捉剤は、一般的に、水に溶解し水溶液として使用する。水溶液中のホルムアルデヒド捕捉剤の濃度は、通常１〜６０重量％、好ましくは２〜４０重量％、更に好ましくは３〜３０重量％である。６０重量％を超える場合は、ホルムアルデヒド捕捉剤の溶解性が悪くなり、塗布／含浸作業が困難となる。１重量％未満の場合は、ホルムアルデヒドの捕捉能力が低下するので好ましくない。

木質ファイバー及び／又は木質削片に対する上記ホルムアルデヒド捕捉剤水溶液の量は、通常０．１〜３０重量％、好ましくは１〜２０重量％である。３０重量％を超える場合は、水分量が多すぎて乾燥に時間がかかり、生産性が著しく低下をする問題がある。０．１重量％未満の場合は、ホルムアルデヒドの捕捉能力が低下するので好ましくない。

木質ファイバー及び／又は木質削片をホルムアルデヒド捕捉剤で処理（塗布／含浸）した後、乾燥することが、木質ボードの性能維持および生産性の向上のため好ましい。非ホルマリン系樹脂と混合する際の木質ファイバー及び／又は木質削片の含水量は、通常７重量％以下、好ましくは４重量％以下である。７重量％を超える場合は、十分な性能を有する木質ボードを得ることが困難である。

そして、ホルムアルデヒド捕捉剤で処理した後の木質ファイバー及び／又は木質削片と非ホルマリン系樹脂とを混合し、成形する。

ホルムアルデヒド捕捉剤処理木質ファイバー及び／又は木質削片と単独または２種以上のバインダーの非ホルマリン系樹脂（接着剤）とを混合する。添加する非ホルマリン系樹脂の量は、木質ファイバー及び／又は木質削片に対し固形分で、通常２〜１８重量％、好ましくは３〜１６重量％、更に好ましくは４〜１４重量％である。１８重量％を超える場合は、木質ファイバー及び／又は木質削片の水分が多くなり、十分な性能を有する木質ボードを得ることが困難である。２重量％未満の場合は、樹脂の量が不十分で、十分な接着強度の木質ボードが得られないので好ましくない。混合に際して、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。

混合後、通常、ボード状にフォーミングしてプリプレスし、熱プレスで一定時間加熱加圧、すなわち、熱圧成形することにより木質ボードを製造する。この熱プレスの条件は、通常、温度１２０℃〜２２０℃、圧力１〜４ＭＰａである。プレス時間は、製品ボード厚さによって異なり、製品ボードの厚さ１ｍｍ当たり、通常５秒〜３０秒である。

以下、本発明を実施例に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。

ホルムアルデヒド放散速度は、ＪＩＳＡ１９０１に準じて、以下の様に測定した。４４０ｃｍ^２の表面積の試験片を入れた小型チャンバー内に温度２８±１℃、相対湿度５０±５％および流量１０Ｌ／ｈで清浄な空気を流し、出口で捕集した空気から、小型チャンバー内のホルムアルデヒドの濃度を求め、ホルムアルデヒド放散速度を算出した（小型チャンバー法）。

ホルムアルデヒド放散量は、ＪＩＳＡ１４６０に準じて、以下の様に測定した。２０℃温度において、１０Ｌのガラス製デシケータ内に３００ｍｌの蒸留水をいれ、長さ１５０±１ｍｍ、幅５０±１ｍｍの試験片の木口面および表裏面の合計面積が１８００ｃｍ^２に最も近い相当枚数の試験片を設置し、２４時間後の蒸留水に吸収されたホルムアルデヒド量からホルムアルデヒド放散量を求めた（デシケータ法）。

実施例１
表層用木質削片に３０重量％尿素水溶液を木質削片に対し１３重量％塗布し、ドライヤーで含水率を３％に調整した。次いで、表１に記載の条件で３層パーティクルボードを製造した。

比較例１
表層用木質削片に尿素水溶液を塗布しない以外は実施例１と同様にパーティクルボードを製造した。

比較例２
非ホルマリン系樹脂の代わりに、尿素−メラミン−ホルムアルデヒド系接着剤を使用し、樹脂吹き付け率を表層１２重量％、芯層８重量％とし、硬化剤として２０重量％塩化アンモニウム水溶液をバインダーの固形分に対して表層用１．５重量％、芯層用２．０重量％の割合で吹き付けた以外は実施例１と同様にパーティクルボードを製造した。

上述のＪＩＳＡ１９０１の測定方法（小型チャンバー法）及びＪＩＳＡ１４６０の測定方法（デシケータ法）により、得られたパーティクルボードのホルムアルデヒド放散速度およびホルムアルデヒド放散量を測定した。結果を表２に示す。

比較例１および比較例２のデシケータ法によるホルムアルデヒド放散量は、ＪＩＳＡ５９０８（パーティクルボード）で規定される最低ランクの０．３ｍｇ／ｌ以下であるが、チャンバー法によるホルムアルデヒド放散速度は、５μｇ／ｍ^２・ｈ以上であって、建築基準法の最低ランクを満足しない。

Claims

ホルムアルデヒド捕捉剤で処理された木質ファイバー及び／又は木質削片とバインダーとから成る木質ボードにおいて、前記バインダーが非ホルマリン系樹脂であることを特徴とする木質ボード。
前記木質ファイバー及び／又は木質削片がリサイクル材を含有する請求項１に記載の木質ボード。
ホルムアルデヒド放散速度が５μｇ／ｍ^２・ｈ以下である請求項１又は２に記載の木質ボード。
木質ファイバー及び／又は木質削片をホルムアルデヒド捕捉剤で処理した後、バインダーとしての非ホルマリン系樹脂と混合し、成形することを特徴とする木質ボードの製造方法。
前記木質ファイバー及び／又は木質削片がリサイクル材を含有する請求項４に記載の木質ボードの製造方法。
ホルムアルデヒド放散速度が５μｇ／ｍ^２・ｈ以下である請求項４又は５に記載の木質ボードの製造方法。