JP2010001356A - 木質材料用接着剤、木質板及び木質板の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】レゾール型フェノール樹脂(A)、レゾルシノール樹脂(B)及び充填剤(C)を含有する木質材料用接着剤であり、該レゾール型フェノール樹脂(A)、レゾルシノール樹脂(B)及び充填剤(C)の含有比[〔(A)+(B)〕/(C)]が、固形分換算の質量比で100/50〜100/200の範囲内であることを特徴とする木質材料用接着剤。
【選択図】なし
Description
しかしながら、近年の健康志向の高まりと木質板の構造用への用途拡大の為に、ホルムアルデヒド放散量が少なく、耐久性が高いレゾール型フェノール樹脂を木質板用接着剤として用いることが多くなってきている。
ところが、例えばレゾール型フェノール樹脂は、その製造時にアミノ樹脂と比べて多量のアルカリ触媒を用いる。そのため、レゾール型フェノール樹脂を木質板用接着剤として用いると、成板後の木質板が水や湿気に晒された場合に、硬化した接着剤のアルカリ分が木材成分と反応しながら表面層に染み出し、アルカリ汚染と呼ばれる変色を引き起こす問題がある。
また、従来の接着剤は、必要に応じてレゾール型フェノール樹脂の硬化性を促進する為に、アルカリ触媒やアルカリ性の塩を添加することがある。この場合にも、成板後の木質板が水や湿気に晒された場合に、硬化した接着剤のアルカリ分が木材成分と反応しながら表面層に染み出し、アルカリ汚染による変色を引き起こす問題がある。
しかしながら、木材接着用の高アルカリレゾール型フェノール樹脂が硬化する際のpHは、アルカリ側が最適であり、中和してしまうと硬化速度が著しく劣化する。その為、この接着剤を木質単板に接着し、木質板を得ようとしても、硬化に非常に時間がかかり、生産性が良好でない問題がある。
しかしながら、この方法は金属箔を介する作業を要し、作業効率が良好ではない。
また、本発明の接着剤は、含水率が高い木質単板(15%程度)を用いた場合でも、パンク現象を起こすことなく、木質板を製造することができ、材料の選択の自由度が増し、且つ材料の乾燥工程を簡素化できることで、木質板の製造工程を簡素化、短縮化できる。更には木質単板の過乾燥による収縮や割れを抑制できるため単板の歩留まりを向上させることができる。
前記含有比[〔(A)+(B)〕/(C)]において、樹脂成分〔(A)+(B)〕100質量部に対して充填剤(C)が50質量部未満であると、アルカリ汚染の発生を抑えることが困難となる。また樹脂成分〔(A)+(B)〕100質量部に対して充填剤(C)が200質量部を超えるとパンク発生や接着不良に繋がる。前記含有比[〔(A)+(B)〕/(C)]は、アルカリ汚染低減、接着良好とする為に、100/60〜100/120の範囲内であることがより好ましい。
前記レゾール型フェノール樹脂(A)とレゾルシノール樹脂(B)との含有比(A)/(B)が、固形分換算の質量比で100/5〜100/100の範囲内であることが好ましい。
本発明に係る木質材料用接着剤は、硬化剤や硬化促進剤を入れなくても良いが、レゾルシノール樹脂(B)成分の硬化性を上げるためにレゾルシノール樹脂成分に対して硬化剤としてアルデヒドを1〜10質量部入れても良い。またレゾール型フェノール樹脂(A)成分の硬化促進剤としてアルカリ金属の炭酸塩を入れても良い。アルカリ金属の炭酸塩としては、例えば、炭酸カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム等が挙げられる。
例えば、木質板として合板を製造する場合には、適当な木質単板の両面に、本発明の木質材料用接着剤を塗布し、塗布していない木質単板と共に所定の枚数を重ね合わせる。次いで、重ね合わせた板を、冷圧して圧締した後、プレスから取り出す。次いで、冷圧によって仮接着した板を120〜150℃で熱圧によって硬化させる。次いで、耳きり、表面仕上げ、選別、検査等の工程を経て合板を完成させる。
フェノール1000グラム、40%ホルムアルデヒド水溶液1435グラム及びイオン交換水600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、50%水酸化ナトリウム水溶液600グラムを徐々に加えながら80℃迄昇温し5時間反応させてレゾール型フェノール樹脂水溶液を得た。得られたレゾール型フェノール樹脂水溶液は不揮発分45%、粘度200mPa・s、pH12.8であった。
フェノール280部、40%ホルマリン290部に50%水酸化ナトリウム20部を加えて80℃で1時間反応したのち、レゾルシノールを280部加え90℃にて反応しメタノールにて粘度、不揮発分を調整した。得られたレゾルシノール樹脂は粘度500mPa・s、不揮発分60%であった。これをレゾルシノール樹脂(B)とする。
前記[レゾール型フェノール樹脂(A)の合成]で得られたレゾール型フェノール樹脂水溶液100部、前記[レゾルシノール樹脂(B)の合成]で得られたレゾルシノール樹脂(B)10部、充填剤(C)として炭酸カルシウム19部と小麦粉8部を用い、水を添加して粘度調整を行い(粘度23dPa・S/25℃)、実施例1の木質材料用接着剤を調製した。
この実施例1の木質材料用接着剤において、樹脂成分[(A)+(B)]100部に対する充填剤(C)の配合量は53部である。
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厚の糊心単板(x2)及び2.1mm厚の中板単板(x3)を作製し、次いで、前記糊心単板(x2)に前記木質材料用接着剤を片面当たり19g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にて240秒間熱圧して合板を成形テストし、次いで後述する耐アルカリ汚染性試験及び合板性能試験を行った。得られた結果を表1に示す。なお、前記単板(x1)、(x2)及び(x3)の含水率はそれぞれ5%であった。
充填剤(C)として、炭酸カルシウム30部、小麦粉20部とし、樹脂成分[(A)+(B)]100部に対する充填剤(C)の配合量を98部としたこと以外は、実施例1と同様にして木質材料用接着剤を調製し、それを用いて合板を作製した。
実施例2と同様にして木質材料用接着剤を調製し、それを用いて合板を作製した。但し、合板の作製に使用した単板の含水率は15%とした。
レゾール型フェノール樹脂水溶液(A)65部、レゾルシノール樹脂(B)45部、充填剤(C)として炭酸カルシウム55部と小麦粉50部とし、樹脂成分[(A)+(B)]100部に対する充填剤(C)の配合量を187部としたこと以外は、実施例1と同様にして木質材料用接着剤を調製し、それを用いて合板を作製した。但し、合板の作製に使用した単板の含水率は15%とした。
レゾルシノール樹脂(B)を用いず、レゾール型フェノール樹脂水溶液100部、炭酸ナトリウム4部、充填剤(C)として炭酸カルシウム17部、小麦粉7部とし、樹脂成分[(A)+(B)]100部に対する充填剤(C)の配合量を53部として接着剤を調製し、それ以外は実施例1と同様にして合板を作製した。
比較例1と同様にして木質材料用接着剤を調製し、それを用いて合板を作製した。但し、合板の作製に使用した単板の含水率は15%とした。
充填剤(C)として、炭酸カルシウム17部、小麦粉7部とし、樹脂成分[(A)+(B)]100部に対する充填剤(C)の配合量を47部としたこと以外は、実施例1と同様にして木質材料用接着剤を調製し、それを用いて合板を作製した。但し、合板の作製に使用した単板の含水率は15%とした。
レゾール型フェノール樹脂水溶液(A)65部、レゾルシノール樹脂(B)45部、充填剤(C)として炭酸カルシウム60部と小麦粉58部とし、樹脂成分[(A)+(B)]100部に対する充填剤(C)の配合量を210部としたこと以外は、実施例1と同様にして木質材料用接着剤を調製し、それを用いて合板を作製した。但し、合板の作製に使用した単板の含水率は15%とした。
なお、比較例1と3ではアルカリ汚染がみられた。比較例2と4では、パンクが発生しホルムアルデヒド放散量試験、合板性能試験(特類試験)を実施できなかった。
得られた合板で10cm角の試験片を作製し、厚さ方向に下半分を水に浸積し、上半分は空気中に晒した状態で72時間放置した後、表面の染みの程度を目視で調べ、以下の評価基準に照らして耐アルカリ汚染性を比較した。パンクした合板は、パンクしていない部位で耐アルカリ汚染性の評価を行った。
◎:殆ど赤褐色の染みがない。
○:赤褐色の染みがあるが僅かである。
×:部分的に若しくは全体的に赤褐色の染みがある。
得られた合板を長さ30cm×5cmの試験片に丸鋸で切断し接着層を観察、パンクの有無を判定した。
ホルムアルデヒド放散量は「合板の日本農林規格」におけるホルムアルデヒド放散量試験にて測定した。
引張剪断力、平均木破率、合格率は、「合板の日本農林規格」における「構造用合板の規格(特類)」にて測定した。
Claims (8)
- レゾール型フェノール樹脂(A)、レゾルシノール樹脂(B)及び充填剤(C)を含有する木質材料用接着剤であり、該レゾール型フェノール樹脂(A)、レゾルシノール樹脂(B)及び充填剤(C)の含有比[〔(A)+(B)〕/(C)]が、固形分換算の質量比で100/50〜100/200の範囲内であることを特徴とする木質材料用接着剤。
- 前記含有比[〔(A)+(B)〕/(C)]が、固形分換算の質量比で100/60〜100/120の範囲内である請求項1記載の木質材料用接着剤。
- 前記レゾール型フェノール樹脂(A)とレゾルシノール樹脂(B)との含有比(A)/(B)が、固形分換算の質量比で100/5〜100/100の範囲内である請求項1記載の木質材料用接着剤。
- 前記レゾール型フェノール樹脂(A)が、アルデヒドとフェノールとのモル比[(アルデヒド)/(フェノール)]で1.5〜3.0の範囲内であり、アルカリ触媒の存在下で反応させて得られる樹脂である請求項1記載の木質材料用接着剤。
- 前記レゾルシノール樹脂(B)が、アルデヒドとフェノール、レゾルシノールのモル比[(アルデヒド)/〔(フェノール)+(レゾルシノール)〕]で0.50〜0.80の範囲内とし、これらを反応させて得られる樹脂である請求項1記載の木質材料用接着剤。
- 前記レゾール型フェノール樹脂(A)は、樹脂固形分濃度が35〜55質量%の範囲内の樹脂溶液であり、レゾルシノール樹脂(B)は、樹脂固形分濃度が50〜70質量%の範囲内の樹脂溶液である請求項1記載の木質材料用接着剤。
- 請求項1〜6のいずれか1項記載の木質材料用接着剤を木質単板に塗布した後、積層し圧着してなることを特徴とする木質板。
- 請求項1〜6のいずれか1項記載の木質材料用接着剤を木質単板に塗布した後、積層し圧着して木質板を得ることを特徴とする木質板の製造方法。
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