JP2006089677A - 合板用接着剤及び合板の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 単板に均一に塗布することが容易で、調製後も粘度の増加が少ない合板用接着剤と、該合板用接着剤を用いた合板の製造方法を提供すること。
【解決手段】 水溶性熱硬化性樹脂好ましくはレゾール型フェノール樹脂と平均粒子径０．１〜１００μｍ、好ましくは、０．５〜５０μｍで、且つ、最大粒子経１５０μｍ以下、好ましくは、６０〜１００μｍ、最小粒子経０．０１μｍ以上、好ましくは０．０２〜０．８μｍである充填剤とを含有することを特徴とする合板用接着剤、該合板用接着剤を塗布して単板を接着することを特徴とする合板の製造方法を提供。
【選択図】 なし

Description

本発明は、単板に均一に塗布することが容易で、調製後も粘度の増加が少ない合板用接着剤と、該合板用接着剤を用いた合板の製造方法に関する。

合板の製造に用いられる合板用接着剤としては、例えば、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等の水溶性熱硬化性樹脂の水溶液と充填剤とを含有する接着剤が知られている（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら、前記合板用接着剤は接着剤中の充填剤の沈降等によって不均一となり単板への均一塗布が困難となり、得られる合板の性能にばらつきが生じる、調製後時間が経つにつれて粘度が上昇し単板に塗布する際の作業性が悪い等の問題がある。

特表２００２−５０６１１７号公報

本発明の課題は、単板に均一に塗布することが容易で、調製後も粘度の増加が少ないため合板の製造時の作業性、生産性に優れた合板用接着剤と、この合板接着剤を用いた合板の製造方法を提供することにある。

本発明者は、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、水溶性熱硬化性樹脂の水溶液と充填剤とを含有する接着剤であり、充填剤の平均粒子径が５０μｍ以下で、且つ、最大粒子径が１００μｍ以下である接着剤は充填剤の沈降が起こりにくく、単板への均一塗布が容易であること、平均粒子径が０．５μ以上で、且つ、最小粒子径が０．０２μｍ以上である接着剤は時間経過による粘度上昇が少なく、作業性に優れること、該接着剤を単板に塗布し、単板を接着することにより容易に合板が接着できること等を見出し、本発明を完成するに至った。

即ち、本発明は、水溶性熱硬化性樹脂の水溶液と平均粒子径０．５〜５０μｍで、且つ、最大粒子経１００μｍ以下、最小粒子経０．０２μｍ以上である充填剤とを含有することを特徴とする合板用接着剤を提供するものである。

また、本発明は、単板に前記合板用接着剤を塗布して単板を接着することを特徴とする合板の製造方法を提供するものである。

本発明で得られる合板用接着剤は充填剤の沈降が起こりにくく、単板の均一塗布が容易である。また、時間経過による粘度上昇が少なく、作業性に優れる。更に接着強度も強い。本発明の合板の製造方法により容易に合板が得られ、得られる合板の強度も強い。

本発明で用いる水溶性熱硬化性樹脂の水溶液としては、例えば、レゾール型フェノール樹脂の水溶液、メラミン樹脂の水溶液、ユリアメラミン樹脂の水溶液、ユリア樹脂の水溶液等が挙げられる。これらの樹脂の水溶液は、例えば、フェノール、メラミン及び尿素からなる群から選ばれる１種以上の化合物とホルムアルデヒドとを反応させて得られる樹脂の水溶液等が挙げられる。

前記レゾール型フェノール樹脂の水溶液としては、例えば、フェノール類とホルムアルデヒド類とをアルカリ触媒存在下で反応させて得られる樹脂の水溶液等が挙げられる。前記メラミン樹脂の水溶液としては、例えば、メラミンとホルムアルデヒドとをアルカリ触媒存在下で反応させ、必要に応じ更に酸触媒存在下で反応させて得られる樹脂の水溶液等が挙げられる。前記ユリアメラミン樹脂の水溶液としては、例えば、尿素とメラミンとホルムアルデヒドとをアルカリ触媒存在下で反応させ、必要に応じ更に酸触媒存在下で反応させて得られる樹脂の水溶液等が挙げられる。前記ユリア樹脂の水溶液としては、例えば、尿素とホルムアルデヒドとをアルカリ触媒存在下で反応させ、必要に応じ更に酸触媒存在下で反応させて得られる樹脂の水溶液等が挙げられる。これらの樹脂の水溶液は不揮発分が３０〜８５重量％である樹脂溶液が好ましく、４０〜８０重量％である樹脂溶液がより好ましい。

前記レゾール型フェノール樹脂の水溶液製造等に用いるフェノール類としては、例えば、フェノール、クレゾール、ビスフェノール類、レゾルシノール等が挙げられる。

前記ホルムアルデヒド類としては、例えば、ホルムアルデヒド水溶液、パラホルムアルデヒド、グリオキザール等が挙げられる。

前記アルカリ触媒としては例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム、水酸化バリウム、炭酸ナトリウム、アンモニア、ヘキサメチレンテトラミン等が挙げられる。前記酸触媒としては例えばギ酸、酢酸、シュウ酸等が挙げられる。

前記レゾール型フェノール樹脂の水溶液を調製する際に、フェノール類（Ｐ）とホルムアルデヒド（Ｆ）との反応比率〔（Ｆ）／（Ｐ）〕は、得られる合板からのホルムアルデヒドの放出量が少なく、生産環境、合板使用時の環境が良好となる点から、モル比で１．０〜３．５であることが好ましく、１．５〜２．５であることが特に好ましい。

アルカリ性の反応触媒の使用量はフェノール類の合計１モルに対して０．１〜３モル、０．２〜１．０モルがより好ましい。

前記メラミン樹脂の水溶液を調整する際にメラミン（Ｍ）とホルムアルデヒド（Ｆ）との反応比率〔（Ｆ）／（Ｍ）〕は、得られる合板からのホルムアルデヒドの放出量が少なく、生産環境、合板使用時の環境が良好となる点から、モル比で０．５〜２．５であることが好ましい。

前記ユリアメラミン樹脂の水溶液を調整する際にメラミン（Ｍ）と尿素（Ｕ）とホルムアルデヒド（Ｆ）との反応比率「（Ｆ）／〔（Ｍ）＋（Ｕ）〕」は、得られる合板からのホルムアルデヒドの放出量が少なく、生産環境、合板使用時の環境が良好となる点から、モル比で０．５〜２．５であることが好ましい。

前記ユリア樹脂の水溶液を調整する際に尿素（Ｕ）とホルムアルデヒド（Ｆ）との反応比率〔（Ｆ）／（Ｕ）〕は、得られる合板からのホルムアルデヒドの放出量が少なく、生産環境、合板使用時の環境が良好となる点から、モル比で０．５〜２．５であることが好ましい。

前記樹脂の水溶液としては、ホルムアルデヒド放散量が少ない合板用接着剤が得られるのでレゾール型フェノール樹脂の水溶液が好ましい。また、前記樹脂は単独で使用しても良いし２種以上を併用しても良い。

また本発明で好ましく用いることができるレゾール型フェノール樹脂として、本発明の合板用接着剤の硬化性を向上するために、レゾルシノール、アミノフェノール等の変性剤をフェノール類の一部として用いて、アルデヒド類と共に共縮合したレゾール型フェノール樹脂を併用することもできる。変性剤の使用量は樹脂分重量に対して０．１〜２０重量％が硬化性の向上効果が良好に得られ、かつ、コスト高になりにくいのが好ましい。

本発明で用いる充填剤は平均粒子径０．５〜５０μｍで、且つ、最大粒子経１００μｍ以下、最小粒子経０．０２μｍ以上である必要がある。平均粒子径が０．５μｍより小さく、また、最小粒子経が０．０２μｍよりも小さい場合は本発明の合板用接着剤の時間経過による粘度上昇が起こり、作業性に劣るので好ましくない。また、平均粒子径が５０μｍより大きく、また、最大粒子径が１００μｍより大きい場合は本発明の合板用接着剤中の充填剤の沈降が起こりやすく、その結果、単板への均一塗布が困難となることから好ましくない。

本発明で用いる充填剤の平均粒子径は０．８〜３０μｍが好ましく、１〜１０μｍがより好ましい。最大粒子径は６０〜１００μｍが好ましく、７０〜９０μｍがより好ましい。最小粒子径は０．０２〜０．０９μｍが好ましく、０．０３〜０．０７μｍがより好ましい。

本発明で用いる充填剤としては、例えば、炭酸カルシウム、水酸化カルシウム、酸化珪素、酸化マグネシウム、硫酸カルシウム、硫酸バリウム等の無機物；小麦粉、米粉、木粉、クルミ核粉、アンズ核粉、オリーブ核粉等の有機物等が挙げられる。中でも炭酸カルシウムが好ましい。

本発明では樹脂の水溶液としてレゾール型フェノール樹脂の水溶液を用い、充填剤として小麦粉や米粉等の澱粉質を含有する充填剤を用いると、レゾール型フェノール樹脂の水溶液には製造時に用いたアルカリ性の反応触媒が存在するためｐＨが高く、小麦粉や米粉の使用量によっては小麦粉や米粉中の澱粉の糊化により本発明の合板用接着剤の製造時の粘度が高くなり、また経時的な増粘が大きく合板製造時の作業性が悪くなる。そのため、小麦粉や米粉等を充填剤として用いるときは、他の充填剤、例えば、炭酸カルシウム、木粉等を併用するのが好ましい。澱粉質を含有する充填剤の使用量としては、澱粉質を含有しない充填剤（他の充填剤）１００重量部に対して２５〜１５０重量部が好ましい。

本発明の合板用接着剤は、例えば、前記水溶性熱硬化性樹脂の水溶液と平均粒子径０．５〜５０μｍで、且つ、最大粒子経１００μｍ以下、最小粒子経０．０２μｍ以上である充填剤とを混合することにより得られる。この時、必要に応じて、硬化促進剤、粘度調整剤、ホルムアミド捕捉剤等を添加することができる。

前記硬化促進剤としては、例えば、水溶性熱硬化性樹脂の水溶液として前記レゾール型フェノール樹脂の水溶液を用いる際に用いることにできる硬化促進剤としては、例えば、炭酸ナトリウム、重炭酸ナトリウム等が挙げられ、水溶性熱硬化性樹脂の水溶液の水溶液として前記メラミン樹脂の水溶液、ユリア樹脂の水溶液、ユリアメラミン樹脂の水溶液を用いる際に用いることにできる硬化促進剤としては、例えば、塩化アンモニウム、硫酸アンモニウム、シュウ酸、クエン酸、塩酸、硫酸等が挙げられる。硬化促進剤の使用量としては、樹脂固形分１００重量部に対して０．５〜５重量部が好ましい。

前記粘度調整剤としては、例えば、水等が挙げられる。

前記ホルムアミド吸収剤としては、例えば、ポリアミド化合物、ウレタン化合物、ピリジン誘導体、ピロリドン誘導体、尿素誘導体、トリアジン誘導体、ヒドラジン誘導体、アミジン化合物が挙げられる。

更に本発明の合板用接着剤にはリグニン、その誘導体、タンニン及びその誘導体も添加することができる。これらを添加することにより合板の反り、うねりの発生、パンクの発生を防止することできる。

前記リグニン、その誘導体としては、例えば、例えば亜硫酸パルプの溶出液等を原料としたリグニンスルホン酸カルシウム、リグニンスルホン酸ナトリウム、リグニンスルホン酸カリウム、リグニンスルホン酸マグネシウム塩が挙げられる。

前記タンニンまたはその誘導体としては、例えばタンニン酸に代表される加水分解型タンニン；カテキンやエピカテキン等が結合した加水分解型タンニン及びその誘導体が挙げられる。中でも、加水分解型タンニンが好ましく、タンニン酸がより好ましい。

本発明の合板の製造方法は、本発明の合板用接着剤を塗布して単板を接着することを特徴とする。本発明でいう合板とは単板に接着剤を塗布して積層し、熱プレスして硬化した物を指し、例えば、一般的な合板、或いはそれ以外のＬＶＬ（Ｌａｍｉｎａｔｅｄ Ｖｅｎｅｅｒ Ｌｕｍｂｅｒ）をも含む。

本発明の製造方法としては、例えば、１．単板に接着剤を塗布し、所定の枚数を重ね合わせ、２．次いで、冷圧によって仮接着した合板を１２０〜１５０℃で熱圧によって硬化させる工程を含む製造方法が挙げられる。更に硬化後、耳きり、表面仕上げ、選別、検査などの工程を経て合板を完成させる。

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、平均木破率、合格率以外は重量基準である。

製造例１（レゾール型フェノール樹脂の合成）
フェノール１０００グラム、４０％ホルムアルデヒド水溶液１５９６グラム、及びイオン交換水９００グラムを還流装置の付いたフラスコに入れ攪拌を開始し、水酸化ナトリウムの５０％水溶液４００グラムを徐々に加えながら８０℃迄昇温し、８０℃を維持しながら５時間反応させてレゾール型フェノール樹脂の水溶液１を得た。得られたレゾール型フェノール樹脂の水溶液１の不揮発分濃度は４０％、粘度は１２０ｍＰａ・ｓ、ｐＨは１１であった。

実施例１
第１表に示す割合で樹脂の水溶液、充填剤、硬化促進剤、粘度調整剤を配合し混合して本発明の合板用接着剤を調整した。粘度（初期粘度）は粘度２５ｄＰａ・ｓ／２５℃であった。この合板用接着剤を用いて合板を製造した。具体的には、木質材料として、カラマツ材から作ったサイズ３０ｃｍ×３０ｃｍのロータリー単板を用い、２．１ｍｍ厚の原板（ｘ１）、３．０ｍｍ厚の糊芯単板（ｘ２）及び原中板単板（ｘ３）を作製し、次いで、前記糊心単板（ｘ２）い前記木材用接着剤を片面当たり１９の割合で、両面に塗布し、原板（ｘ１）／糊心単板（ｘ２）／中板単板（ｘ３）／糊心単板（ｘ２）／原板（ｘ１）〔＝２．１／３．０／２．１／３．０／２．１ｍｍ〕の５プライの１２ｍｍ構成で１サンプルセットして、０．９８ＭＰａにて３０分間冷圧後、１２０℃０．９８ＭＰａ／ｃｍ²にて２４０秒間熱圧することにより合板を製造した。なお、上記単板（ｘ１）、（ｘ２）及び（ｘ３）の含水率はそれぞれ６％であった。合板用接着剤の塗工性と単板の均一塗布性及び得られた合板のパンクの有無、ホルムアルデヒド放散量、引張線弾力、平均木破率及び合格率を評価した。結果を第３表に示す。また、合板用接着剤の粘度を調製後６０分経った後再び測定し、その結果を第３表及び第５表に示す。各試験方法を下記に示す。

合板用接着剤の塗工性の評価：小型スプレッダー（配合糊塗布装置）を用いて、単板に合板用接着剤を塗布する際の塗布状態を目視で観察し、単板に均一に塗布され、表面も滑らかであるものを○、表面の合板用接着剤の塗りムラが観察できるものを×と判定した。
単板の均一塗布性：合板用接着剤を２００ｍｌの容器にいれて、２５℃で２４時間静置した。その後、無作為に５箇所それぞれ１ｍｌずつサンプル採取した。それぞれのサンプル中の固形分量（重量％）を測定した。この固形分量の値にばらつきが少ないほど、均一な合板用接着剤であり、単板に均一に塗布できることを表す。
合板のパンクの有無の判定：得られた合板を丸鋸で切断し接着層を目視で観察しパンクの有無を判定した。
ホルムアルデヒド放散量の評価：日本工業規格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。
引張線弾力、平均木破率、合格率の評価：日本農林規格「構造用合板」にて基づいて行った。

実施例２〜４、比較例１及び２
第１表、第２表に示す配合で混合した以外は実施例１と同様にして合板用接着剤を調製した。得られた合板用接着剤を用いて実施例１と同様にして合板を測定し、各種試験を行った。結果を第４表、第４表及び第５表に示す。

第１表の脚注
炭酸カルシウム１：平均粒子経１μｍ、最大粒子経７０μｍ、最小粒子経０．０２μｍ。
炭酸カルシウム２：平均粒子経１０μｍ、最大粒子経９０μｍ、最小粒子経０．０７μｍ。
木粉（南洋材の樹皮）：平均粒子経１０μｍ、最大粒子経９０μｍ、最小粒子経０．０９μｍ。
小麦粉：溶解してしまい合板用接着剤中で粒子としては存在していない。第２表に記載の小麦粉についても同様。

第２表の脚注
炭酸カルシウム３：平均粒子経０．０５μｍ、最大粒子経３０μｍ、最小粒子経０．００５μｍ。
炭酸カルシウム４：平均粒子経１５０μｍ、最大粒子経２５０μｍ、最小粒子経１．５μｍ。

比較例１は木材用接着剤の増粘が著しく、合板に塗布できなかった。比較例２では、木材用接着剤の塗布が困難で、合板を製造できなかった。

Claims (7)

1. 水溶性熱硬化性樹脂の水溶液と平均粒子径０．５〜５０μｍで、且つ、最大粒子経１００μｍ以下、最小粒子経０．０２μｍ以上である充填剤とを含有することを特徴とする合板用接着剤。
2. 前記充填剤が炭酸カルシウムである請求項１記載の合板用接着剤。
3. 前記充填剤の含有量が、樹脂１００重量部に対して、１〜３０重量部である請求項１記載の合板用接着剤。
4. 前記水溶性熱硬化性樹脂の水溶液がレゾールレゾール型フェノール樹脂の水溶液である請求項２記載の合板用接着剤。
5. 前記レゾールレゾール型フェノール樹脂の水溶液がフェノール類とアルデヒド類とを〔（アルデヒド類）／（フェノール類）〕がモル比で１．５〜２．５となるように反応させて得られるレゾール型フェノール樹脂の水溶液である請求項４記載の合板用接着剤。
6. 前記充填剤が平均粒子径０．８〜３０μｍで、且つ、最大粒子経７０〜９０μｍ、最小粒子経０．０２〜０．０９μｍの充填剤である請求項１〜４のいずれか１項記載の合板用接着剤。
7. 単板に請求項１〜４のいずれか１項記載の合板用接着剤を塗布して単板を接着することを特徴とする合板の製造方法。