JP2010000659A - 加工木材粉含有成形体の製造方法、加工木材粉含有成形体、及び、加工木材粉含有材料 - Google Patents
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Abstract
【課題】悪臭の発生を軽減しながら、加工木材粉含有成形体を製造する新規方法と、この方法によって製造される加工木材粉含有成形体と、加工木材粉含有成形体の材料となる加工木粉含有材料を提供すること。
【解決手段】加工木材粉含有成形体製造方法として、アミノ樹脂を含浸した加工木材粉、熱可塑性樹脂、及び、酸性の中和剤を熱可塑性樹脂を溶融して混合させることによって、混合物を生成する工程と、混合物を成形することによって加工木材粉含有成形体を製造する工程とを行い、中和剤として、使用する熱可塑性樹脂の融点よりも高い沸点を有する中和剤を用いる。
【選択図】図2
【解決手段】加工木材粉含有成形体製造方法として、アミノ樹脂を含浸した加工木材粉、熱可塑性樹脂、及び、酸性の中和剤を熱可塑性樹脂を溶融して混合させることによって、混合物を生成する工程と、混合物を成形することによって加工木材粉含有成形体を製造する工程とを行い、中和剤として、使用する熱可塑性樹脂の融点よりも高い沸点を有する中和剤を用いる。
【選択図】図2
Description
本発明は、加工木材粉含有成形体を製造する方法と、この方法によって製造される加工木材粉含有成形体、及び加工木材粉含有材料に関する。
端材や廃材を粉砕することにより製造される木粉は、樹脂と加熱混合し、得られる混合物を成形することによって、木粉含有成形体へのマテリアルリサイクルに用いられてきた。一方で、加工木材由来の加工木材粉は、主に、燃焼することによるサーマリサイクルに用いられてきた。
この加工木材粉についても、サーマリサイクルに代わり、加工木材粉含有成形体へとマテリアルリサイクルすることが、資源の有効活用及び環境負荷の低減という観点から強く求められている。
この加工木材粉についても、サーマリサイクルに代わり、加工木材粉含有成形体へとマテリアルリサイクルすることが、資源の有効活用及び環境負荷の低減という観点から強く求められている。
しかしながら、加工木材粉から加工木材粉含有成形体を製造するべく、加工木材粉と樹脂とを加熱混合したところ、木粉から木粉含有成形体を製造した際には生じなかった、著しい悪臭が発生した。
本発明は、この悪臭の発生を軽減しながら、加工木材粉を使用して加工木材粉含有成形体を製造する新規製造方法と、この方法によって製造される加工木材粉含有成形体と、加工木材粉含有成形体の材料となる加工木粉含有材料を提供することを目的とする。
本発明は、この悪臭の発生を軽減しながら、加工木材粉を使用して加工木材粉含有成形体を製造する新規製造方法と、この方法によって製造される加工木材粉含有成形体と、加工木材粉含有成形体の材料となる加工木粉含有材料を提供することを目的とする。
本発明者は、加工木材粉と樹脂とを加熱混合した際に生じる著しい悪臭の主原因が、アンモニアであることをつきとめた。この知見に基づき、上記課題を解決するために、加工木材粉含有成形体の製造方法を鋭意検討した結果、加工木材粉と溶融した接着用樹脂とを接触させる際に、酸性の中和剤を共存させることによって、悪臭を軽減しながら加工木材粉含有成形体を製造できることを見出し、本発明の完成に至った。
即ち、本発明は下記の通りである。
アミノ樹脂を含浸した加工木材粉、熱可塑性樹脂、及び、酸性の中和剤を、当該熱可塑性樹脂を溶融して混合させることによって混合物を生成する工程と、前記混合物を成形することによって、加工木材粉含有成形体を製造する工程とを含み、前記中和剤は、前記熱可塑性樹脂の融点よりも高い沸点を有することを特徴とする加工木材粉含有成形体の製造方法である。
アミノ樹脂を含浸した加工木材粉と熱可塑性樹脂とを熱可塑性樹脂を溶融して混合させる際に、酸性の中和剤を共存させることによって、アンモニアを主原因とする悪臭を軽減しながら、加工木材粉含有成形体を製造することができる。中和剤は、熱可塑性樹脂の融点よりも高い沸点を有するため、熱可塑性樹脂を溶融して混合させる際における中和剤の中和機能の低下を抑制することができる。
アミノ樹脂を含浸した加工木材粉、熱可塑性樹脂、及び、酸性の中和剤を、当該熱可塑性樹脂を溶融して混合させることによって混合物を生成する工程と、前記混合物を成形することによって、加工木材粉含有成形体を製造する工程とを含み、前記中和剤は、前記熱可塑性樹脂の融点よりも高い沸点を有することを特徴とする加工木材粉含有成形体の製造方法である。
アミノ樹脂を含浸した加工木材粉と熱可塑性樹脂とを熱可塑性樹脂を溶融して混合させる際に、酸性の中和剤を共存させることによって、アンモニアを主原因とする悪臭を軽減しながら、加工木材粉含有成形体を製造することができる。中和剤は、熱可塑性樹脂の融点よりも高い沸点を有するため、熱可塑性樹脂を溶融して混合させる際における中和剤の中和機能の低下を抑制することができる。
前記中和剤は、有機酸であることが好ましい。有機酸は、悪臭の主原因であるアンモニアを中和する効率が良いことから悪臭を軽減する効果が高く、さらに、人体への影響が全く無い、または、極めて低いからである。また、有機酸は、例えば、クエン酸、マレイン酸、フタル酸、フマル酸、コハク酸、リンゴ酸、及び、テレフタル酸であっても良い。
前記加工木材粉は、植物繊維からなる木材粉と、アミノ樹脂を含有する接着剤と、を成分に含んで成形された加工木材を材料として製造されたものであっても良い。
また、前記加工木材粉がMDF粉であり、前記有機酸がフマル酸であり、前記接着用樹脂がポリプロピレンであっても良い。MDFとは、Medium Density Fiber Boardの略称であり、ファイバーボードのうち、ドライプロセスにより製造され、かつ、密度が0.35〜0.80g/cm3であるものをいう。
前記成形は、押出成形であることが加工木材粉含有成形体の大量製造という観点から好ましい。
これらの方法によって製造された加工木材粉含有成形体は、悪臭を発生させることがない点で優れている。さらに、加工木材粉をマテリアルリサイクルできる点においても優れている。
アミノ樹脂を含浸した加工木材粉、熱可塑性樹脂、及び、酸性の中和剤を、当該熱可塑性樹脂を溶融して混合させることによって生成する加工木材粉含有材料であって、
前記中和剤は、前記熱可塑性樹脂の融点よりも高い沸点を有することを特徴とする加工木材粉含有材料であれば、その材料をもとに加工木材粉含有成形体を生成する際に悪臭を発生させることがない点で優れている。
前記中和剤は、前記熱可塑性樹脂の融点よりも高い沸点を有することを特徴とする加工木材粉含有材料であれば、その材料をもとに加工木材粉含有成形体を生成する際に悪臭を発生させることがない点で優れている。
本発明によって、悪臭の発生を軽減しながら、加工木材粉含有成形体を製造する新規方法と、この方法によって製造される加工木材粉含有成形体と、加工木材粉含有成形体の材料となる加工木粉含有材料を提供することが可能となる。
以下、上記知見に基づき完成した本発明の実施の形態を、実施例を挙げながら詳細に説明する。なお、本発明の目的、特徴、利点、および、そのアイデアは、本明細書の記載により当業者には明らかであり、本明細書の記載から当業者であれば容易に本発明を再現できる。以下に記載された発明の実施の形態及び具体的な実施例などは、本発明の好ましい実施態様を示すものであり、例示又は説明のために示されているのであって、本発明をそれらに限定するものではない。本明細書で開示されている本発明の意図並びに範囲内で、本明細書の記載に基づき、様々な改変並びに修飾ができることは、当業者にとって明らかである。
==加工木材粉含有成形体の製造方法==
本発明の加工木材粉含有成形体の製造方法によれば、アミノ樹脂を含浸した加工木材粉、熱可塑性樹脂、及び、酸性の中和剤を、熱可塑性樹脂を溶融して混合させることにより混合物を生成し、生成した混合物を成形することによって、加工木材粉含有成形体を製造する。酸性の中和剤として、使用する熱可塑性樹脂の融点よりも高い沸点を有する中和剤を用いることによって、熱可塑性樹脂を溶融して混合する際における中和剤の中和機能の低下を抑制することができるため、アミノ樹脂を含浸した加工木材粉を加熱する際に発生する悪臭の主成分であるアンモニアを効率良く中和することができる。この結果、悪臭を軽減しながら加工木材粉含有成形体を製造することができる。
本発明の加工木材粉含有成形体の製造方法によれば、アミノ樹脂を含浸した加工木材粉、熱可塑性樹脂、及び、酸性の中和剤を、熱可塑性樹脂を溶融して混合させることにより混合物を生成し、生成した混合物を成形することによって、加工木材粉含有成形体を製造する。酸性の中和剤として、使用する熱可塑性樹脂の融点よりも高い沸点を有する中和剤を用いることによって、熱可塑性樹脂を溶融して混合する際における中和剤の中和機能の低下を抑制することができるため、アミノ樹脂を含浸した加工木材粉を加熱する際に発生する悪臭の主成分であるアンモニアを効率良く中和することができる。この結果、悪臭を軽減しながら加工木材粉含有成形体を製造することができる。
ここで、加工木材粉含有成形体は、アミノ樹脂を含浸した加工木材粉と熱可塑性樹脂とを混合させて生成した混合物を、加工木材粉と熱可塑性樹脂とが混ざり合った状態で固めたものである。言い換えれば、熱可塑性樹脂を媒介として、加工木材粉が集められているものをいう。
尚、加工木材粉含有成形体には、アミノ樹脂を含浸した加工木材粉以外の木材粉を含んでいても良い。つまり、混合物には、アミノ樹脂を含浸した加工木材粉と、アミノ樹脂を含浸した加工木材粉以外の木材粉と、熱可塑性樹脂と、酸性の中和剤とを、熱可塑性樹脂を溶融して混合させて生成されたものも含まれる。この際、これ以外の材料が含まれていても良い。
尚、加工木材粉含有成形体には、アミノ樹脂を含浸した加工木材粉以外の木材粉を含んでいても良い。つまり、混合物には、アミノ樹脂を含浸した加工木材粉と、アミノ樹脂を含浸した加工木材粉以外の木材粉と、熱可塑性樹脂と、酸性の中和剤とを、熱可塑性樹脂を溶融して混合させて生成されたものも含まれる。この際、これ以外の材料が含まれていても良い。
アミノ樹脂を含浸した加工木材とは、木材にアミノ樹脂を含む接着剤を加え、加熱や加圧などの手段によって加工されたものをいう。植物繊維からなる木材粉にアミノ樹脂を含む接着剤を加え、加熱や加圧などの手段によって加工されたものであっても良く、例えば、IFB(Insulation Fiber Board)、MDF(Medium Density Fiber Board)、HB(Hard Board)などの各種ファイバーボードや、パーティクルボードが挙げられるが、これらに限定されない。
アミノ樹脂としては、例えば、ユリア樹脂、及び、メラミン樹脂が挙げられるが、これらに限定されない。
用いる加工木材は、単一種類であっても良く、複数種類の組み合わせであっても良い。
アミノ樹脂としては、例えば、ユリア樹脂、及び、メラミン樹脂が挙げられるが、これらに限定されない。
用いる加工木材は、単一種類であっても良く、複数種類の組み合わせであっても良い。
加工木材粉としては、例えば、加工木材を切断する際に生じる粉や、加工木材を粉砕・破砕することによって製造する粉を用いることができる。資源の有効利用及び環境負荷の低減という観点から、端材や廃材由来の加工木材粉を用いることが好ましい。
加工木材粉の粉体形状は、特に限定されず、例えば、球状、繊維状、および、小片状のものを用いることができる。また、加工木材粉の粒径は、特に限定されないが、加工木材粉を含む混合物から加工木材粉含有成形体への成形のし易さを踏まえれば、32メッシュのふるいを通過するものが好ましい。
加工木材粉の粉体形状及び粒径のいずれにおいても、複数種の形状の木材粉あるいは複数種の粒径の木材粉を混合して用いることができる。
加工木材粉の粉体形状及び粒径のいずれにおいても、複数種の形状の木材粉あるいは複数種の粒径の木材粉を混合して用いることができる。
熱可塑性樹脂としては、例えば、低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、及び、高密度ポリエチレンなどの各種ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリ酢酸ビニル、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリアクリル酸、ポリアクリル酸エステル、ポリブタジエン、ポリイソプレン、ポリクロロプレン、エチレンプロピレンゴム、アクリロニトリルブタジエンスチレン共重合体、アクリロニトリルエチレンプロピレンゴムスチレン共重合体、エチレン酢酸ビニル共重合体、ポリアセタール、及び、ポリカーボネートが挙げられるが、これらに限定されない。
これら熱可塑性樹脂は、単一種類で用いても良く、複数種類を組み合わせて用いても良い。
加工木材粉含有成形体を製造する際に用いる熱可塑性樹脂の量は、アミノ樹脂を含浸した加工木材粉、溶融した熱可塑性樹脂、及び、酸性の中和剤を含む混合物から、加工木材粉含有成形体を成形することができる量であれば特に限定されない。
しかし、熱可塑性樹脂に対する加工木材粉の量が多いほど、製造した加工木材粉含有成形体が木材の性質及び性能に近くなるという利点があり、一方で、加工木材粉に対する熱可塑性樹脂の量が多いほど、腐食性が向上し、さらに、上記混合物から加工木材粉含有成形体への成形が容易になる。従って、それぞれの利点を踏まえれば、アミノ樹脂を含浸した加工木材粉:熱可塑性樹脂の重量比を、40:60〜70:30にすることが好ましく、50:50〜60:40にすることがより好ましい。
しかし、熱可塑性樹脂に対する加工木材粉の量が多いほど、製造した加工木材粉含有成形体が木材の性質及び性能に近くなるという利点があり、一方で、加工木材粉に対する熱可塑性樹脂の量が多いほど、腐食性が向上し、さらに、上記混合物から加工木材粉含有成形体への成形が容易になる。従って、それぞれの利点を踏まえれば、アミノ樹脂を含浸した加工木材粉:熱可塑性樹脂の重量比を、40:60〜70:30にすることが好ましく、50:50〜60:40にすることがより好ましい。
溶融した熱可塑性樹脂には、一部が溶融した状態の熱可塑性樹脂も含まれる。なお、アミノ樹脂を含浸した加工木材粉及び中和剤との混合の効率や、製造した加工木材粉含有成形体の性能が均一であることが加工木材粉含有成形体の使用上望ましいことを踏まえれば、用いる熱可塑性樹脂の全てが溶融した状態であることが好ましい。
酸性の中和剤は、悪臭の主原因であるアンモニアを中和できる酸性の中和剤であり、さらに、前述したように、溶融した熱可塑性樹脂の融点よりも高い沸点を有する中和剤であれば、特に限定されずに用いることができる。
アンモニアを中和する効率を踏まえれば、使用する熱可塑性樹脂の融点において、別の物質に変換されない酸性の中和剤を用いることが好ましい。また、水が混入すると、アミノ樹脂を含浸した加工木材粉、熱可塑性樹脂、及び、酸性の中和剤を含む混合物から、加工木材粉含有成形体への成形が困難になってしまうため、水を含まない酸性の中和剤を用いることが好ましい。これらの条件を満たす酸性の中和剤を、適宜選択することができる。
アンモニアを中和する効率を踏まえれば、使用する熱可塑性樹脂の融点において、別の物質に変換されない酸性の中和剤を用いることが好ましい。また、水が混入すると、アミノ樹脂を含浸した加工木材粉、熱可塑性樹脂、及び、酸性の中和剤を含む混合物から、加工木材粉含有成形体への成形が困難になってしまうため、水を含まない酸性の中和剤を用いることが好ましい。これらの条件を満たす酸性の中和剤を、適宜選択することができる。
さらに、酸性の中和剤は、有機酸であることが好ましい。悪臭を軽減する効果が非常に高く、添加量を低く抑えることができるため、高品質の加工木材粉含有成形体を製造できるからである。また、人体への影響が全く無いか、極めて低い点からも、好ましい。
用いる有機酸としては、例えば、クエン酸、マレイン酸、フタル酸、フマル酸、コハク酸、リンゴ酸、及び、テレフタル酸を挙げることができるが、これらに限定されない。
尚、熱可塑性樹脂として、例えば融点が165℃であるポリプロピレンを用いる場合には、ポリプロピレンの融点よりも高い200℃の沸点を有し、かつ、165℃において別の化合物に変化しないフマル酸を用いることができる。
用いる有機酸としては、例えば、クエン酸、マレイン酸、フタル酸、フマル酸、コハク酸、リンゴ酸、及び、テレフタル酸を挙げることができるが、これらに限定されない。
尚、熱可塑性樹脂として、例えば融点が165℃であるポリプロピレンを用いる場合には、ポリプロピレンの融点よりも高い200℃の沸点を有し、かつ、165℃において別の化合物に変化しないフマル酸を用いることができる。
これらの酸性の中和剤は、単一種類で用いても良く、複数種類を組み合わせて用いても良い。
用いる酸性の中和剤の量は、悪臭の成分を中和することによって、人体に健康上の影響がない程度にまで悪臭の発生を軽減できる量であれば特に限定されず、使用する酸性の中和剤の種類によって、適宜、使用量を調整することができる。
アミノ樹脂を含浸した加工木材粉、溶融した熱可塑性樹脂、及び、酸性の中和剤を混合させることによって、混合物を生成する方法は特に限定されないが、アミノ樹脂を含浸した加工木材粉、溶融した熱可塑性樹脂、及び、酸性の中和剤を、大量に混合させ均一の混合物を生成するためには、例えば、ミキサー等による混合を行うことが好ましい。
また、熱可塑性樹脂を溶融した状態に保つために、または、混合を行うのと同時に熱可塑性樹脂を溶融させるために、加熱しながら混合を行うことが好ましい。この時、この混合物を、熱可塑性樹脂の融点以上、酸性の中和剤の沸点以下の温度に保つことが好ましい。
また、熱可塑性樹脂を溶融した状態に保つために、または、混合を行うのと同時に熱可塑性樹脂を溶融させるために、加熱しながら混合を行うことが好ましい。この時、この混合物を、熱可塑性樹脂の融点以上、酸性の中和剤の沸点以下の温度に保つことが好ましい。
混合物は、アミノ樹脂を含浸した加工木材粉、熱可塑性樹脂、及び、酸性の中和剤の他に、製造した加工木材粉含有成形体の色を調整するための顔料を含んでいても良く、また、例えば、ステアリン酸カルシウム、ヒドロキシステアリン酸カルシウム、及び、エルカ酸アマイドなどの滑剤を含んでいても良い。
混合物を成形する方法は、特に限定されず、例えば、圧縮法、射出法、及び、押出法などが挙げられる。加工木材粉含有成形体を大量に製造することを踏まえれば、射出法や押出法が好ましく、均一の厚みを持つ長い加工木材粉含有成形体を製造する際には、押出法がより好ましい。
==加工木材粉含有成形体の使用方法==
このように製造した加工木材粉含有成形体の使用方法は、特に限定されないが、例えば、生木の代替物として、または、再生木として、ガーデンデッキやフェンス、及び、門の材料に用いることができる。
このように製造した加工木材粉含有成形体の使用方法は、特に限定されないが、例えば、生木の代替物として、または、再生木として、ガーデンデッキやフェンス、及び、門の材料に用いることができる。
以下、実施例により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明の範囲は下記の実施例に限定されることはない。
[実施例1]悪臭を軽減するための物質の比較
アミノ樹脂を含浸した加工木材粉から生じる悪臭を軽減するための物質として、物理吸着型、化学吸着型、及び、中和型のそれぞれ物質を用いて、その効果を比較検討した。具体的な方法は、次の通りである。
アミノ樹脂を含浸した加工木材粉から生じる悪臭を軽減するための物質として、物理吸着型、化学吸着型、及び、中和型のそれぞれ物質を用いて、その効果を比較検討した。具体的な方法は、次の通りである。
==アミノ樹脂を含浸した加工木材粉を120℃で加熱した場合==
MDF粉5gと悪臭を軽減するための物質2gとを、500mLの密閉式容器に加えた。この混合物を含む密閉式容器を120℃で30分間加熱した。加熱した混合物を室温にまで冷却した後、アンモニア検知管を使用して、容器内のアンモニア濃度を測定した。
MDF粉5gと悪臭を軽減するための物質2gとを、500mLの密閉式容器に加えた。この混合物を含む密閉式容器を120℃で30分間加熱した。加熱した混合物を室温にまで冷却した後、アンモニア検知管を使用して、容器内のアンモニア濃度を測定した。
悪臭を軽減するための物質名(及び各物質の購入元)、各物質に含まれる有効成分、及び、各物質の悪臭軽減方法を表1に、そして、測定したアンモニア濃度を図1に示す。図1の一番左に記載のMDFとは、悪臭を軽減するための物質を加えない場合に、アミノ樹脂を含浸した加工木材粉から発生したアンモニア濃度を示している。
図1から分かるように、有効成分として活性炭を含む物理吸着型の物質(表1のNo.1及びNo.2)は、アミノ樹脂を含浸した加工木材粉から発生する悪臭の主成分であるアンモニアを軽減することができなかった。有効成分としてゼオライトを含む物理吸着型の物質(No.3)、物理吸着+化学吸着型の物質(No.9)、及び、化学吸着型の物質(No.4〜No.8)については、ある程度のアンモニア軽減効果がみられた。
さらに、物理吸着型及び化学吸着型とはアンモニアを軽減するためのメカニズムが全く異なる中和型の物質(No.10〜No.13)に関しては、中和型のいずれの物質を用いた場合においても、極めて高い効率でアミノ樹脂を含浸した加工粉末粉からのアンモニアの発生を軽減させることができ、実際に、容器の内からアンモニアは一切検出されなかった。
さらに、物理吸着型及び化学吸着型とはアンモニアを軽減するためのメカニズムが全く異なる中和型の物質(No.10〜No.13)に関しては、中和型のいずれの物質を用いた場合においても、極めて高い効率でアミノ樹脂を含浸した加工粉末粉からのアンモニアの発生を軽減させることができ、実際に、容器の内からアンモニアは一切検出されなかった。
==アミノ樹脂を含浸した加工木材粉を180℃で加熱した場合==
アミノ樹脂を含浸した加工木材粉と悪臭を軽減するための物質とを120℃で加熱した際には、中和型以外の物質を加えた場合においても、ある程度のアンモニア減少効果が観測された。しかし、加工木材粉含有成形体を製造するためには、溶融した熱可塑性樹脂と混合することが必要とされる。このため、使用する熱可塑性樹脂の融点よりも十分に高い温度において、悪臭を軽減するための物質がアミノ樹脂を含浸した加工木材粉から発生する悪臭を軽減できることが求められる。
アミノ樹脂を含浸した加工木材粉と悪臭を軽減するための物質とを120℃で加熱した際には、中和型以外の物質を加えた場合においても、ある程度のアンモニア減少効果が観測された。しかし、加工木材粉含有成形体を製造するためには、溶融した熱可塑性樹脂と混合することが必要とされる。このため、使用する熱可塑性樹脂の融点よりも十分に高い温度において、悪臭を軽減するための物質がアミノ樹脂を含浸した加工木材粉から発生する悪臭を軽減できることが求められる。
そこで、アミノ樹脂を含浸した加工木材粉とこれらの悪臭を軽減するための物質との混合物を180℃で加熱し、容器内のアンモニア濃度を測定した。測定方法は、加熱温度を180℃とした以外は、先の120℃で加熱した場合に従った。結果を図2に示す。
図2から明らかなように、アミノ樹脂を含浸した加工木材粉を180℃で加熱した場合には、トリポリリン酸二水素アルミニウムを含む化学吸着型の物質の一つ(No.4)、及び、縮合リン酸アルミニウムを含む化学吸着型の物質(No.8)以外の吸着型の物質においては、ゼオライトを含む物理吸着型の物質(No.3)、物理吸着+化学吸着型の物質(No.9)、及び、化学吸着型の物質(No.5〜No.7)のいずれの場合であっても、アンモニアの発生をほとんど軽減できないことが示された。
一方、トリポリリン酸二水素アルミニウム及び縮合リン酸アルミニウムは価格が高いため、これら化合物を含有する化学吸着型の物質(No.4及びNo.8)の価格も高く、今回の様にアンモニアの濃度が非常に高い場合にはこれらの添加量が多くなることで、コストアップにつながる問題があった。
一方、トリポリリン酸二水素アルミニウム及び縮合リン酸アルミニウムは価格が高いため、これら化合物を含有する化学吸着型の物質(No.4及びNo.8)の価格も高く、今回の様にアンモニアの濃度が非常に高い場合にはこれらの添加量が多くなることで、コストアップにつながる問題があった。
この結果に対し、中和型の物質(No.10〜No.13)を加えた場合には、使用した全ての物質において、180℃という高温でも、アミノ樹脂を含浸した加工木材粉から発生する55000ppm以上という高濃度のアンモニアを、非常に良い効率で軽減することができた。
以上に記載した実施例1から明らかなように、悪臭を軽減するための物質として中和型の物質、即ち、酸性の物質をアミノ樹脂を含浸した加工木材粉に加えることによって、アミノ樹脂を含浸した加工木材粉の加熱に伴い発生するアンモニアを、極めて低い値にまで軽減することが可能となった。
[実施例2] 中和型の物質の比較
中和型の物質を用いて、さらに過酷な条件下での、アミノ樹脂を含浸した加工木材粉から発生する悪臭を軽減する効果を検討した。
中和型の物質を用いて、さらに過酷な条件下での、アミノ樹脂を含浸した加工木材粉から発生する悪臭を軽減する効果を検討した。
使用するアミノ樹脂を含浸した加工木材粉の重量を2倍に増やす一方で、悪臭を軽減するための物質の重量を10分の1に減らして、アンモニアの発生量を測定した。
即ち、MDF粉10gと中和型の悪臭を軽減するための物質0.2gとを、240mLの密閉式の容器に加えた。この混合物を80℃から180℃になるまで10分間かけて加熱した。加熱した混合物を室温にまで冷却した後、アンモニア検知管を使用して、容器内のアンモニア濃度を測定した。
即ち、MDF粉10gと中和型の悪臭を軽減するための物質0.2gとを、240mLの密閉式の容器に加えた。この混合物を80℃から180℃になるまで10分間かけて加熱した。加熱した混合物を室温にまで冷却した後、アンモニア検知管を使用して、容器内のアンモニア濃度を測定した。
中和型の悪臭を軽減するための物質としては、実施例1で用いたクエン酸、リンゴ酸、フタル酸、及び、マレイン酸の他に、テレフタル酸、フマル酸、及び、コハク酸を用いた。
結果を、アンモニアの軽減効果が低かった順に、表2に示す。
結果を、アンモニアの軽減効果が低かった順に、表2に示す。
MDF粉を2倍量に増やし、悪臭を軽減するための物質を10分の1量にまで減らしたにもかかわらず、いずれの中和型の物質についても、高い効率でアンモニアの発生を軽減することができた。特に、フマル酸、コハク酸、フタル酸、マレイン酸、及び、クエン酸については、非常に優れたアンモニアの軽減効果を示した。
さらに、アンモニアが全く検知されなかったマレイン酸とクエン酸とについて、アミノ樹脂を含浸した加工木材粉に対して加える量を変化させて、アンモニアの濃度を測定した。
76000ppmの濃度でアンモニアを含む500mLの密閉式の容器に、それぞれ、0.1g、0.3g、0.5g、1.0g、及び、2.0gのマレイン酸、または、クエン酸を加えた。この容器を室温で24時間静置した後に、アンモニア検知管を使用して、容器内のアンモニアの濃度を測定した。この結果を、図3に示す。
図3より、マレイン酸またはクエン酸を用いた場合には、1.0gという極めて少量で、76000ppmという高濃度のアンモニアのほぼ全量を、容器内の気体から除去することができた。
76000ppmの濃度でアンモニアを含む500mLの密閉式の容器に、それぞれ、0.1g、0.3g、0.5g、1.0g、及び、2.0gのマレイン酸、または、クエン酸を加えた。この容器を室温で24時間静置した後に、アンモニア検知管を使用して、容器内のアンモニアの濃度を測定した。この結果を、図3に示す。
図3より、マレイン酸またはクエン酸を用いた場合には、1.0gという極めて少量で、76000ppmという高濃度のアンモニアのほぼ全量を、容器内の気体から除去することができた。
[実施例3] 加工木材粉含有成形体の製造
実際に、悪臭を軽減するための中和型の物質を用いて、アミノ樹脂を含浸した加工木材粉から加工木材粉含有成形体を製造した。熱可塑性樹脂として融点が165℃であるポリプロピレンを選択したことから、中和型の物質としては、165℃の温度で気化せず、さらに、他の物質に変化することのない、フマル酸を用いた。
実際に、悪臭を軽減するための中和型の物質を用いて、アミノ樹脂を含浸した加工木材粉から加工木材粉含有成形体を製造した。熱可塑性樹脂として融点が165℃であるポリプロピレンを選択したことから、中和型の物質としては、165℃の温度で気化せず、さらに、他の物質に変化することのない、フマル酸を用いた。
即ち、MDF粉とポリプロピレンとフタル酸とをヘンシェルミキサーで攪拌しながら180〜190℃に加熱することによって、混合物を生成した。この混合物を押出成形することによって、加工木材粉含有成形体を製造した。
加工木材粉含有成形体が成形されて出てくる押出成形機出口と、この出口から50cm離れた場所と、そして、成形された加工木材粉含有成形体とにおける、アンモニアの濃度をそれぞれ測定した。
この結果、押出成形機出口におけるアンモニア濃度は80ppmと極めて低く、さらに、50cm離れた箇所及び加工木材粉含有成形体そのものからは、アンモニアは一切検出されなかった。
この結果、押出成形機出口におけるアンモニア濃度は80ppmと極めて低く、さらに、50cm離れた箇所及び加工木材粉含有成形体そのものからは、アンモニアは一切検出されなかった。
以上のように、アミノ樹脂を含浸した加工木材粉と溶融した熱可塑性樹脂とを混合させる際に、悪臭を軽減するための中和型の物質を共存させることによって、悪臭を軽減しつつ、加工木材粉含有成形体を製造することが可能である。
Claims (8)
- アミノ樹脂を含浸した加工木材粉、熱可塑性樹脂、及び、酸性の中和剤を、当該熱可塑性樹脂を溶融して混合させることによって混合物を生成する工程と、
前記混合物を成形することによって、加工木材粉含有成形体を製造する工程と、
を含み、
前記中和剤は、前記熱可塑性樹脂の融点よりも高い沸点を有することを特徴とする加工木材粉含有成形体の製造方法。 - 前記中和剤が有機酸であることを特徴とする請求項1に記載の製造方法。
- 前記有機酸が、クエン酸、マレイン酸、フタル酸、フマル酸、コハク酸、リンゴ酸、及び、テレフタル酸からなる群から選択される1以上の化合物であることを特徴とする請求項2に記載の製造方法。
- 前記加工木材粉は、植物繊維からなる木材粉と、アミノ樹脂を含有する接着剤と、を成分に含んで成形された加工木材を材料として製造されたものであることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の製造方法。
- 前記加工木材粉がMDF粉であり、前記有機酸がフマル酸であり、前記熱可塑性樹脂がポリプロピレンであることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の製造方法。
- 前記成形が押出成形であることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の製造方法。
- 請求項1〜6のいずれかに記載の製造方法によって製造されることを特徴とする加工木材粉含有成形体。
- アミノ樹脂を含浸した加工木材粉、熱可塑性樹脂、及び、酸性の中和剤を、当該熱可塑性樹脂を溶融して混合させることによって生成する加工木材粉含有材料であって、
前記中和剤は、前記熱可塑性樹脂の融点よりも高い沸点を有することを特徴とする加工木材粉含有材料。
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2008
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