JP2010076449A - 放出物の低減方法及び木材製品の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】接着された木材製品からのアルデヒド又はテルペン放出の低減方法を提供する。
【解決手段】露出された接着剤層を有する面の少なくとも一つについてかんな掛けし続いて少なくとも一つのかんな掛けされた面に、不飽和アルデヒド例えばアルカジエナール及び／又はヒドロキシ基含有物質例えばポリビニルアルコールを噴霧、コーティング、含浸等の処理を行うことによりアルデヒド又はテルペンの放出を低減する方法。
【選択図】なし

Description

本発明は接着された木材製品からの放出物の低減方法に関する。また、本発明は積層された木材製品の製造方法、その方法により得られる製品、及び低放出性の積層された木材製品に関する。

木材製品からのガス物質の放出物は異なる発生源を有し得る。中実木材はそれ自体でテルペン及びアルデヒドの如き物質（通常揮発性有機化合物（ＶＯＣ）と称される）を放出することがあり、木材を結合するのに使用される幾つかの接着系は接着剤層から種々の物質を放出し得る。このような放出物は、例えば、フェノール樹脂又はアミノ樹脂をベースとする接着系からのホルムアルデヒド、及びエマルションポリマーイソシアネート（ＥＰＩ）接着系からのイソシアネートであり得る。

接着された木材からつくられた建材、例えば、積層はりからの、一般に物質の放出、特にホルムアルデヒドの放出についての増大する関心がある。

積層はりを製造する場合、通常、硬化性接着系が木材ラメラに塗布され、続いてこれらがラメラの組立体に配置される。次いでこの組立体が、通常熱又は高周波数電磁場の下で、プレスされ、前記接着系が硬化される。この組立体をプレスした後、かんな掛け工程が過剰の接着剤及び個々のラメラを組み立てることから生じるあらゆるむらを除去するために接着剤塗布の平面に対し横に表面について通常行なわれる。最終の積層はりは開放空気に露出された複数の接着剤層だけでなく、新たにかんな掛けされた木材表面を有するであろう。この露出された接着剤層はかなりの量のホルムアルデヒドの如き、ガス物質を放出し得ることがわかった。また、新たにかんな掛けされた木材表面はテルペン及びアルデヒドの如き、ガス物質を放出し得る。

ＷＯ０２／０７２３２３Ａ１及びＷＯ０２／０７２３２４Ａ１は積層製品からのホルムアルデヒドの放出の低減方法を開示しているが、露出された接着剤層からの放出物を取り扱っていない。

本発明の目的は接着された木材製品からの放出物の低減方法を提供し、かつガス物質の低放出物を有する、木材製品の製造方法を提供することである。本発明の更なる目的はその方法により得られる積層木材製品及びアルデヒド又はテルペンの低放出物を有する木材製品並びに、最後に、これらの方法における使用のための液体処理組成物を提供することである。

木材は本明細書では木材に由来するあらゆる型の材料を意味する。これは中実木材及び、例えば、木材の繊維、粒子、及びチップからつくられた材料の両方の材料を含む。

本発明によれば、驚くことに、露出された接着剤層を有する面の少なくとも一つについてかんな掛けし、続いてこの少なくとも一つのかんな掛けされた面を一種以上のガス物質に反応性の一種以上の処理物質で処理することを特徴とする、一緒に接着された木材の少なくとも二つの片の組立体からの一種以上のガス物質の放出物の低減方法により上記目的を達成することが可能とわかった。この木材の片は木材ラメラであることが好適である。前記ガス物質の少なくとも一種が露出された接着剤層から放出されることが好適である。また、前記ガス物質の少なくとも一種が中実木材表面から放出されることが好適である。

また、本発明によれば、驚くことに、接着系を一つ以上の木材ラメラに塗布する工程、二つ以上の木材ラメラを組立体に組み立てる工程、該組立体をプレスする工程、露出された接着剤層を有する組立体の面の少なくとも一つをかんな掛けする工程、及びこの一つ以上のかんな掛けされた面を少なくとも一つのかんな掛けされた面から放出される一種以上のガス物質に反応性の一種以上の処理物質の塗布により処理する工程を含むことを特徴とする木材製品の製造方法により上記目的を達成することが可能とわかった。この木材製品は積層された木材製品であることが好適である。

“一種以上のガス物質に反応性”はその全放出物を少なくとも５％、好ましくは少なくとも１０％、更に好ましくは少なくとも２５％、最も好ましくは少なくとも５０％減少することができることを表す。

本発明は接着系のいずれかの特別な型の使用に限定されない。本発明の方法に使用されるのに適した接着系は硬化性接着系、例えば、アミノ樹脂をベースとする接着系、フェノール樹脂をベースとする接着系及びイソシアネートをベースとする接着系である。アミノ樹脂をベースとする接着系の例はメラミン−ホルムアルデヒドをベースとする接着系、メラミン−尿素−ホルムアルデヒドをベースとする接着系、及び尿素−ホルムアルデヒドをベースとする接着系である。フェノール樹脂をベースとする接着系の例はフェノール−ホルムアルデヒドをベースとする接着系、フェノール−レゾルシノール−ホルムアルデヒドをベースとする接着系及びレゾルシノール−ホルムアルデヒドをベースとする接着系である。イソシアネートをベースとする接着系の例はポリウレタンをベースとする接着系及びエマルションポリマーイソシアネート（ＥＰＩ）をベースとする接着系である。この接着剤はプレス工程中、又はその工程に連結して硬化されることが好適である。しかしながら、非硬化性接着系、例えば、ビニルエステルポリマーをベースとする接着系がまた使用し得る。ビニルエステルをベースとする接着系の例はポリ酢酸ビニルをベースとする接着系、エチレン−酢酸ビニルをベースとする接着系及びポリプロピオン酸ビニルをベースとする接着系である。

ラメラ及び全てのラメラの組立への接着剤の塗布は別々の工程で行なわれることが好適である。また、夫々のラメラが異なる時点で接着系で塗布され、その組立体が最も最近接着系で適用されたラメラで次第に付着されることがまた好適である。

前記かんな掛けは、本発明の方法によれば、露出された接着剤層を有する組立体の二つの面で行なわれることが好適である。

一種以上の処理物質は接着剤層から放出される一種以上のガス物質に反応性であることが好適である。また、この一種以上の処理物質は中実木材から放出される一種以上のガス物質に反応性であることが好適である。

本発明のガス物質は異なる型のものであってもよい。接着剤層から放出されることがある物質の一つのグループは、アルデヒド、例えば、アセトアルデヒド、ホルムアルデヒド、グルタルアルデヒド、プロピオンアルデヒド、ｎ−ブチルアルデヒド、イソブチルアルデヒド、ヘキサナール及びフルフラールである。接着剤層から放出されることがある物質の別のグループはイソシアネート、例えば、メチルイソシアネート、ヘキサメチレン−１，６−ジイソシアネート、４，４−メチレンジフェニルイソシアネート、トルエン２，４−ジイソシアネート、及びイソホロンジイソシアネートである。中実木材から放出されることがあるガス物質は、例えば、テルペン、例えば、モノテルペンα−ピネン及びβ−ピネン、３−カレン、及びリモネンだけでなく、アルデヒド、例えば、アセトアルデヒド、プロパナール、ブタナール、ペンタナール、ヘキサナール及びベンズアルデヒドである。

本発明の方法の第一局面において、一種のガス物質はアルデヒド、好ましくはホルムアルデヒドであることが好適である。その時、一種以上の処理物質はアルデヒド、好ましくはホルムアルデヒドに反応性であることが好適である。この一種以上の処理物質はアミノ基又はアミド基を含むことが好ましく、これらの物質の例はグアナミン、尿素、チオ尿素、ビウレット、セミカルバジド、スクシンアミド、ヘキサメチレンジアミン、エタノールアミン、エチレンアミン、タンパク質、ペプチド、ヒドラジド及びアンモニウム塩、例えば、炭酸アンモニウム、リン酸モノアンモニウム及びリン酸ジアンモニウム、硫化アンモニウム、及び亜硫酸アンモニウムである。その他の亜硫酸塩、例えば、亜硫酸カリウム又は亜硫酸ナトリウムがまた使用し得る。また、グルテニン、カゼイン、及びゼインのようなタンパク質、又はタンパク質含有材料、例えば、小麦粉、ホエー（ｗｈｅｙ）及びタンパク質含有澱粉が使用し得る。ヒドロキシ基含有物質、例えば、アルコール及びポリビニルアルコールがまた処理物質として使用されてもよい。また、炭水化物、例えば、単糖、二糖及び多糖が使用し得る。アミノ基含有物質又はアミド基含有物質が使用されることが好ましい。少なくとも一種の処理物質が尿素又は尿素誘導体であることが最も好ましい。

本発明の方法の第二局面において、前記一種のガス物質はイソシアネートであることが好適である。その時、一種以上の処理物質はイソシアネートに反応性であることが好適である。好適な処理物質として、アミノ基又はアミド基を含む物質が挙げられ、その物質の例はグアナミン、尿素、チオ尿素、ビウレット、セミカルバジド、スクシンアミド、ヘキサメチレンジアミン、エタノールアミン、エチレンアミン、タンパク質、ペプチド、ヒドラジド及びアンモニウム塩、例えば、炭酸アンモニウム、硫化アンモニウム、及び亜硫酸アンモニウムである。ヒドロキシ基含有物質、例えば、アルコール及びポリビニルアルコールがまた処理物質として使用されてもよい。また、炭水化物、例えば、単糖、二糖及び多糖が使用し得る。更なる好適な処理物質は水である。前記少なくとも一種の処理物質がアミノ基又はアミド基を含む物質であることが好ましい。

本発明の方法の更なる局面において、前記ガス物質はテルペンのグループに属することが好適である。その時、この一種以上の処理物質はテルペンに反応性であることが好適である。この処理物質は不飽和アルデヒド、例えば、アルケナール及びアルカジエナール、又はヒドロキシ基含有物質、例えば、アルコール及びポリビニルアルコールのグループに属することが好適である。この少なくとも一種の処理物質が不飽和アルデヒド、例えば、ペンテナール、ヘキセナール、又はオクテナールであることが好ましい。

処理物質は単一成分として本発明の方法に使用されてもよい。しかしながら、この一種以上の処理物質は処理組成物の成分であることが好適である。本発明の方法の処理組成物は液体であることが好適であり、この一種以上の処理物質のための溶媒を含むことが好適である。好適な溶媒は水、アルコール、例えば、メタノール、エタノール及びグリコール、並びにエステル、例えば、ブチルジグリコールアセテートである。水が溶媒として使用されることが好ましい。溶媒の混合物がまた使用されてもよい。この溶媒の選択は或る場合には木材表面で繊維の膨潤に影響し得る。これらの場合に好ましい溶媒として、アルコール、グリコール、又はグリコール酸が挙げられる。この処理組成物は好適には約０．０１重量％から約９９重量％まで、好ましくは約１重量％から約８０重量％まで、最も好ましくは約１０重量％から約６０重量％までの一種以上の処理物質を含む。この処理組成物は表面、好ましくは木材表面に塗布された場合にこの組成物のフィルム形成特性を改良するための薬剤を含むことが好適である。この処理組成物は、好適にはポリマー分散液の形態の、フィルム形成改良剤としてのポリマーを含むことが好適である。このポリマー分散液は好ましくはポリビニルエステル、例えば、ポリ酢酸ビニル又はその誘導体、例えば、ポリビニルアルコールの分散液、又はポリアクリレート分散液、最も好ましくはポリビニルアルコール分散液である。この処理組成物中のフィルム形成改良剤の乾燥含量は好適には約０．０１重量％から約５０重量％まで、好ましくは約０．０２重量％から約１０重量％まで、最も好ましくは約０．０３重量％から約２重量％までである。

一つの好ましい実施態様において、前記処理組成物は約０．０１重量％から約１００重量％まで、好ましくは約１重量％から約８０重量％まで、最も好ましくは約１０重量％から約６０重量％までの尿素又は尿素誘導体を含む。第二の好ましい実施態様において、前記処理組成物は約０．０１重量％から約１００重量％まで、好ましくは約１重量％から約８０重量％まで、最も好ましくは約１０重量％から約６０重量％までのアルコールとアンモニアの反応生成物を含む。第三の好ましい実施態様において、前記処理組成物は約０．０１重量％から約１００重量％まで、好ましくは約１重量％から約８０重量％まで、最も好ましくは約１０重量％から約６０重量％までの不飽和アルデヒドを含む。

前記一種以上の処理物質で処理するのに適した方法は、例えば、噴霧、ロールコーティング、カーテンコーティング、及び含浸パッド又は湿らせた布による被覆である。処理物質による処理は噴霧又はロールコーティングによりなされることが好ましい。前記組立体の二つの面が一種以上の処理物質で処理される場合、両方の面が同時に処理されることが好適である。この場合、好適には、上面が噴霧により処理され、かつ下面がロールコーティングにより処理される。また、この一種以上の処理物質をストランドの形態で塗布することが可能であり、これは５０％より大きい程度まで、好ましくは８０％より大きい程度まで、最も好ましくは実質的に１００％の程度まで接着剤層を覆う。

また、暴露された接着剤層を有しない組立体の面を前記一種以上の処理物質で処理することが可能である。

この一種以上の処理物質は所望の効果を得る量で塗布されることが好適であり、その量はどの処理物質が使用されるのかに依存する。１つの処理組成物が使用される場合、この処理組成物は好適には約０．１ｇ／ｍ^２から約１００ｇ／ｍ^２まで、好ましくは約１ｇ／ｍ^２から約５０ｇ／ｍ^２まで、最も好ましくは約５ｇ／ｍ^２から約３０ｇ／ｍ^２までの量で適用される。

また、前記一種以上の処理物質が塗布された後に、乾燥工程が追加し得る。好適な乾燥手段は、例えば、赤外線照射、温かい空気による吹込み、及びマイクロウェーブ加熱である。

前記一種以上の処理物質による処理は前記かんな掛け直後に行なわれることが好適であるが、また該かんな掛け後の後の段階、好適には該かんな掛け後の約３０日まで、好ましくは該かんな掛け後の約０．１秒から約５日まで、更に好ましくは該かんな掛け後の約０．５秒から約１時間まで、最も好ましくは該かんな掛け後の約０．５秒から約６０秒までに行ない得る。

本発明の好ましい実施態様において、積層はりがメラミン−ホルムアルデヒドをベースとする接着系、メラミン−尿素−ホルムアルデヒドをベースとする接着系、又はフェノール−レゾルシノール−ホルムアルデヒドをベースとする接着系の一種を複数の木材ラメラに塗布することにより製造される。このラメラは組立体に結合され、高温でプレスされる。この得られるはりが続いて長さ方向に露出された接着剤層を有する両面でかんな掛けされ、次いでこれらの面が上記のように液体処理組成物の塗布により処理される。

本発明の積層された木材製品は積層はりであることが好適であり、その中にまた積層ベニヤランバーの如きその他の積層された構造材料が含まれる。

また、ホルムアルデヒドをベースとする樹脂をベースとする接着系で接着することによりつくられた同様の製品よりも少ないホルムアルデヒドの放出物を有する製品を得ることが可能とわかった。それ故、本発明はまた上記の本発明の方法により得られる製品に関する。

本発明の方法により得られる積層された木材製品は構造接着木材に関する規格、ＪＡＳ ＭＡＦＦ補遺Ｎｏ９９２に従って、約０．５ｍｇ／ｌ以下、好ましくは約０．３ｍｇ／ｌ以下のホルムアルデヒド放出を有することが好適である。

更に、本発明はホルムアルデヒドをベースとする樹脂をベースとする接着系で接着された、少なくとも二つのラメラを含む積層された木材製品に関する。この積層された木材製品は構造接着木材に関する規格、ＪＡＳ ＭＡＦＦ補遺Ｎｏ９９２に従って、約０．５ｍｇ／ｌ以下、好ましくは約０．３ｍｇ／ｌ以下のホルムアルデヒド放出を有する。

更に、本発明は接着剤層で結合された少なくとも二つのラメラを含む積層された木材製品に関するものであり、その積層された木材製品は少なくとも一つの露出された接着剤層を有する製品の面の表面に接近してアルデヒド、イソシアネート又はテルペンに反応性の物質（水以外の）を含む。

上記本発明の夫々の積層された木材製品は積層はりであることが好適であり、その中にまた積層ベニヤランバーの如きその他の積層された構造材料が含まれる。

本発明が以下の実施例に関して更に今説明されるが、これらは本発明の範囲を限定すると解されるべきではない。

メラミン−尿素−ホルムアルデヒド（ＭＵＦ）樹脂及び通常の酸性硬化剤だけでなく、メラミン−尿素−ホルムアルデヒド（ＭＵＦ）樹脂、フェノール−レゾルシノール−ホルムアルデヒド（ＰＲＦ）樹脂及び酸を含む低ホルムアルデヒド放出接着系を試験した。

夫々の接着系について、接着された構造からの放出をＪＡＳ ＭＡＦＦ９９２に従って試験した。接着された構造の２組を夫々の接着系について製造した。ハリモミの五つのラメラ（１３５ｘ１５０ｘ２９ｍｍ）を組み立て、４００ｇ／ｍ^２の量で塗布された樹脂及び硬化剤の混合物で一緒に接着した。プレスし、状態調節（６５％の相対湿度で２０℃）した後、７５ｘ１５０ｘ１３５ｍｍの２片を切断した。突合せ端部（繊維方向の反対）をアルミニウム箔でシールし、露出された接着剤層を有する７５ｘ１５０ｍｍの二つの表面を残した。この接着された構造を露出された接着剤層を有する二つの面でかんな掛けし、夫々の接着系についての構造の一つを４０重量％の尿素、及び０．０７重量％のポリビニルアルコールを含む水性組成物で両方のかんな掛けされた面に噴霧することにより処理し、一方、別の構造を未処理のまま残した。夫々の片をサンプラーとして水を含むビーカーを有する４０リットルのチャンバーに入れた。水のサンプル中ｍｇ／ｌとして表される、ホルムアルデヒドの放出を、試験方法に従って、全ての構造について測定し、表１に示す。

本発明は通常のＭＵＦ樹脂をベースとする接着系及び低放出性のＭＵＦ／ＰＲＦ樹脂をベースとする接着系の両方についてホルムアルデヒドの放出のかなりの低減を生じることが結論される。

実施例１と同じメラミン−尿素−ホルムアルデヒド（ＭＵＦ）及び通常の酸性硬化剤を試験した。

接着された構造からのホルムアルデヒドの放出を一層小さい試験片を使用する改良ＪＡＳ ＭＡＦＦ９９２である内部試験方法に従って試験した。ハリモミの五つのラメラ（５ｘ１５０ｘ１５０ｍｍ）を組み立て、３８０ｇ／ｍ^２の量で塗布された樹脂及び硬化剤の混合物で一緒に接着した。プレスし、状態調節（６５％の相対湿度で２０℃）した後、７５ｘ２５ｘ１０ｍｍの２片を切断した。突合せ端部（繊維方向の反対）をアルミニウム箔でシールし、露出された接着剤層を有する７５ｘ２５ｍｍの二つの表面を残した。二つの片を露出された接着剤層を有する二つの面でかんな掛けし、その後に片の一つを４０重量％の尿素、及び０．０７重量％のポリビニルアルコールを含む水性組成物で両方のかんな掛けされた面に噴霧することにより処理した。夫々の片をサンプラーとしての水を含むビーカーを有する４リットルのチャンバーに入れた。水のサンプル中ｍｇ／ｌとして表される、ホルムアルデヒドの放出を夫々２日後及び３０日後に両方の構造について測定し、表２に示す。

本発明の方法はホルムアルデヒド放出に対し長く持続する効果を生じると結論される。

Claims (19)

1. 露出された接着剤層を有する面の少なくとも一つについてかんな掛けし、続いて少なくとも一つのかんな掛けされた面を一種以上のガス物質に反応性の一種以上の処理物質で処理することを特徴とする、一緒に接着された木材の少なくとも二つの片の組立体からの一種以上のガス物質の放出物の低減方法。
2. 前記ガス物質の少なくとも一種が露出された接着剤層から放出される、請求項１に記載の方法。
3. 前記ガス物質の少なくとも一種が中実木材表面から放出される、請求項１に記載の方法。
4. （ａ）−接着系を一つ以上の木材ラメラに塗布する工程、
   （ｂ）−二つ以上の木材ラメラを組立体に組み立てる工程、
   （ｃ）−該組立体をプレスする工程、
   （ｄ）−露出された接着剤層を有する組立体の面の少なくとも一つをかんな掛けする工程、及び
   （ｆ）−一つ以上のかんな掛けされた面を少なくとも一つのかんな掛けされた面から放出される一種以上のガス物質に反応性の一種以上の処理物質の塗布により処理する工程
   を含むことを特徴とする積層された木材製品の製造方法。
5. 一種のガス物質がアルデヒドである、請求項１から４のいずれか１項に記載の方法。
6. 一種のガス物質がホルムアルデヒドである、請求項１から５のいずれか１項に記載の方法。
7. 一種のガス物質がイソシアネートである、請求項１から４のいずれか１項に記載の方法。
8. 一種の処理物質が尿素又は尿素誘導体である、請求項５から７のいずれか１項に記載の方法。
9. 一種の処理物質がアルコールとアンモニアの反応生成物である、請求項７に記載の方法。
10. 一種のガス物質がテルペンである、請求項１から４のいずれか１項に記載の方法。
11. 一種の処理物質が不飽和アルデヒド又はアルコールである、請求項１０に記載の方法。
12. 一種以上の処理物質が処理組成物の成分である、請求項１から１１のいずれか１項に記載の方法。
13. 前記処理組成物が約１重量％から約８０重量％までの一種以上の処理物質を含む、請求項１２に記載の方法。
14. 前記処理組成物が約０．０２重量％から約１０重量％までのポリマーを含む、請求項１２から１３のいずれか１項に記載の方法。
15. 前記処理組成物がポリビニルアルコール分散液を含む、請求項１２から１４のいずれか１項に記載の方法。
16. 前記積層された木材製品が積層はりである、請求項４から１５のいずれか１項に記載の方法。
17. 請求項４から１６のいずれか１項に記載の方法により得られる積層された木材製品。
18. 構造接着木材に関する規格である、ＪＡＳ ＭＡＦＦ補遺Ｎｏ９９２に従って、約０．５ｍｇ／ｌ以下のホルムアルデヒド放出を有する、ホルムアルデヒドをベースとする樹脂をベースとする接着系で結合された、少なくとも二つのラメラを含むことを特徴とする積層された木材製品。
19. 積層はりである、請求項１７から１８のいずれか１項に記載の積層された木材製品。