JP3743285B2

JP3743285B2 - 半硬化木質パネルの製法および半硬化木質パネル

Info

Publication number: JP3743285B2
Application number: JP2000382304A
Authority: JP
Inventors: 立男岩田; 宏尚長島; 一成鈴木
Original assignee: Yamaha Corp
Current assignee: Yamaha Corp
Priority date: 2000-12-15
Filing date: 2000-12-15
Publication date: 2006-02-08
Anticipated expiration: 2020-12-15
Also published as: KR20020048278A; JP2002178312A; KR100571578B1

Description

【０００１】
【発明が属する技術分野】
この発明は、半硬化木質パネルの製法およびこの製法で得られた半硬化木質パネルに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ランダムストランドボード（ＲＳＢ）、オリエンテッドストランドボード（ＯＳＢ）、パーティクルボード、繊維ボードなどの木質パネルの製造は、木材薄片や木質繊維などの木質エレメントにフェノール樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂、粗ＭＤＩ（ジフェニルメタンジイソシアネート）などのバインダーとなる熱硬化性樹脂液を塗布し、これを板状に集積したのち、熱圧プレスにて加熱加圧して、バインダーを硬化して一挙に目的とする木質パネルを得る方法で行われている。
【０００３】
ところが、近時このようにして得られる木質パネルに要求される製品仕様が多様化し、単なる平板状の木質パネル以外に、表面に凹凸模様を形成した木質パネルなども求められつつある。
このような多様化する要求に対応するためには、製造管理上、あるいは在庫管理上、バインダーを塗布した木質エレメントを一時的に仮プレスして圧縮成形した半硬化木質パネルを予め製造しておき、この半硬化木質パネルを製品仕様に応じて本プレスして最終製品とすることが必要になる。
【０００４】
この場合、かかる半硬化木質パネルには、その状態で運搬等の取り扱いが可能な程度の機械的強度が必要であり、かつ数週間程度の半硬化状態での保存が可能な貯蔵安定性が求められる。
さらに、保存された半硬化木質パネルを本プレスして得られる最終製品の木質パネルも、最終製品として要求される機械的特性、耐水性等を具備することも必要になる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
よって、本発明における課題は、このような半硬化木質パネルを成形するための製法を得ることにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決するため、
請求項１にかかる発明は、木質エレメントを固着するためのバインダーが、熱硬化性樹脂とクロロプレンゴムエマルジョンを含み、
このバインダーを木質エレメントに塗布する方法が、バインダーの各構成成分を順番に塗布するものであって、クロロプレンゴムエマルジョンを最後に塗布し、この木質エレメントを集積して温度４５〜８０℃で仮プレスすることを特徴とする半硬化木質パネルの製法である。
【０００７】
請求項２にかかる発明は、熱硬化性樹脂は、粗ＭＤＩを含み、粗ＭＤＩ：クロロプレンゴムエマルジョンの固形分での質量比が、５〜２０：０．５〜４であることを特徴とする請求項１に記載の半硬化木質パネルの製法である。
請求項３にかかる発明は、請求項１または２記載の半硬化木質パネルの製法により得られた半硬化木質パネルである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳しく説明する。
本発明において用いられる木質パネル成形用バインダー（以下、バインダーと略記することがある。）は、少なくとも熱硬化性樹脂と粘着剤としてクロロプレンゴムエマルジョンを含むものである。ここでの熱硬化性樹脂としては、粗ＭＤＩ（ジフェニルメタンジイソシアネート未精製品）、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂、ジアリルフタレート樹脂、エポキシ樹脂などの未硬化樹脂液が用いられる。
【００１０】
本発明では、熱硬化性樹脂として、なかでも粗ＭＤＩが好ましく、これにフェノール樹脂を併用することが型離れが良好となって好ましい。
粗ＭＤＩは、木質エレメントに含まれる水分と反応して発泡し、硬化が進行するもので、この発泡性に起因して、木質エレメントの交差部にのみ樹脂分が付着し、木質エレメントの空間部が発泡セルで押し広げられ、樹脂使用量が少なくて済み、軽量化が可能である利点がある。
【００１１】
また、粘着剤としてのクロロプレンゴムエマルジョンは、初期粘着性が高く、凝集力にも優れ、後述する仮プレスによって、木質エレメントを取り扱い可能な程度にまで固着させることができる点で好ましく、樹脂固形分３０〜７０重量％のノニオン型のエマルジョンを用いることが好ましい。また、バインダーには、アニオン型エマルジョンワックスなどのワックスを添加して、耐水性を高めることが望ましい。
【００１２】
最も好適なバインダーとしては、粗ＭＤＩとフェノール樹脂とクロロプレンゴムエマルジョンとワックスからなるもので、その配合量比が固形分の質量比で、粗ＭＤＩ：フェノール樹脂：クロロプレンゴムエマルジョン：ワックス＝５〜２０：０〜５：０．５〜４：０．５〜４のものである。
粗ＭＤＩが５未満では本プレス後の木質パネルの機械的強度が低くなり、２０を越えると離型不良となり不経済でもある。フェノール樹脂が５を越えると半硬化木質パネルの保存期間が短くなる。クロロプレンゴムエマルジョンが０．５未満では半硬化木質パネルの取り扱い性が悪くなり、４を越えると離型性が低下し、不経済でもある。
【００１３】
このバインダーは、予めこれら成分が混合された一つの液状のバインダーとされるものではなく、各成分を別々に用意しておき、木質エレメントに各成分を順次塗布する方法で使用される。このときの順序は、粗ＭＤＩ、フェノール樹脂、ワックス、クロロプレンゴムエマルジョンの順が好ましい。
【００１４】
次に、このような木質パネル成形用バインダーを用いた半硬化木質パネルの製法および半硬化木質パネルについて説明する。ここで用いられる木質エレメントとは、木材を切削して得られた木材薄片、木材を解繊して得られた木質繊維等を広く指称し、その寸法、木材樹種等は制限されるものではない。この木質エレメントとして、予め酢酸、無水酢酸、クロル酢酸等の気化蒸気に接触させて気相中でアセチル化（アセチル化度１２〜２０％）したものを用い、得られる木質パネルの耐水性を高めるようにしてもよい。
【００１５】
この木質エレメントは、十分乾燥することが好ましく、含水率が高いと木質エレメント中の水分がバインダー中の粗ＭＤＩと先に反応してしまい、後述する仮プレス中に硬化反応が進行する恐れがある。
まず、十分乾燥された木質エレメントに先に述べたように、バインダーの各成分を粗ＭＤＩ、フェノール樹脂、ワックス、最後にクロロプレンゴムエマルジョンの順序で塗布してゆく。
【００１６】
バインダーの塗布は、回転ドラムの中に木質エレメントを入れ、これを回転させながらバインダーの各構成成分を先の順序に従って滴下あるいはスプレー散布する方法などで行われる。
バインダーの塗布量は、木質エレメント１００質量部に対してバインダー総量の固形分で６〜３３質量部とされる。
【００１７】
ついで、バインダー塗布後の木質エレメントを型内にある厚みで散布、集積して集積体とし、この集積体を熱圧プレスの熱板間に挿入して仮プレスする。この仮プレスの条件は、粘着剤としてクロロプレンゴムエマルジョンを用いたものでは、温度４５〜８０℃、圧力３０〜５０ＭＰａ、時間３０秒〜５分間程度とされる。この仮プレスの際の温度条件は、バインダー中の粗ＭＤＩが反応しない十分低い温度とすることが必要であり、この点からも比較的低温で高い粘着性を発揮するクロロプレンゴムエマルジョンが好適である。
【００１８】
この仮プレスにより、木質エレメントに塗布されたバインダー中のクロロプレンゴムエマルジョンの粘着性が発現し、この粘着性によって木質エレメントが軽く固着した状態となる。この仮プレスでは、加熱温度が低いので粗ＭＤＩおよびフェノール樹脂の硬化はほとんど進行せず、仮プレス後のものは、一種の半硬化状態となった板状物となる。
【００１９】
この半硬化状の木質パネルは、密度が０．１〜０．３ｇ／ｃｍ³となり、適度な剛性があり、保管、運搬等の取り扱いが行えるものとなる。
【００２０】
この半硬化木質パネルは、ついで本プレスされて、最終製品の木質パネルとされるが、本プレスまでの間の保管期間中は、バインダーに未反応で残存している粗ＭＤＩの水分による硬化が進行しないように、外気から遮断する必要がある。このため、この半硬化木質パネルを、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニルなどの厚み０．０１〜０．２ｍｍ程度のプラスチックフイルムで密封梱包して保管する。
【００２１】
そして、上述の配合組成のバインダーを用い、密封梱包を行い、温度２２℃以下、相対湿度６０％以下の条件で保管すれば、半硬化木質パネルの保存可使期間（シェルフライフ）は、１４日程度となる。すなわち、梱包した半硬化木質パネルを、仮プレス後１４日以内に本プレスすれば、所定の機械的特性、耐水性等を有する木質パネルを得ることができる。
【００２２】
この本プレスは、梱包を解いた半硬化木質パネルを再度熱圧プレスにて加熱加圧することによって行われる。この本プレスの条件は、温度１９０〜２３５℃、時間製品厚み１ｍｍ当たり１０〜５０秒、圧力１〜６ＭＰａ程度とされる。
この本プレスにより、半硬化木質パネルに残っていた未反応の粗ＭＤＩが木質エレメントの水分と反応して硬化し、フェノール樹脂も硬化し、木質エレメントが強固に固着し、かつその厚みが減少し、密度が０．５〜０．８ｇ／ｃｍ³程度にまで高くなる。
【００２３】
このようにして得られた木質パネルは、従来の仮プレスしないで１回の熱圧プレスで製造したものと同等の機械的特性を有するものとなる。
また、本プレスの際に、押型として凹凸形状を有するものを用いれば、得られる木質パネルの表面の仕上がり面に２次元、３次元の凹凸模様を形成することができる。
【００２４】
このように、本発明においては、上述の組成のバインダーを用いて弱い加熱条件での仮プレスを行うことにより、取り扱いが可能な程度の機械的強度を有する半硬化木質パネルを得ることができる。
そして、この半硬化木質パネルを水分を遮断するプラスチックフィルムで密封して保管すれば、少なくとも１４日程度の半硬化状態での保管が可能であり、この期間内に本プレスを行えば、従来の仮プレスなしで１回のプレスで得られる木質パネルと同等の性能を有する木質パネルを得ることができる。
【００２５】
このため、本発明によれば、木質パネルの製品仕様の多様化に対して柔軟に対応することができ、かつ在庫管理、製造管理が煩雑になることもない。
そして、このようにして得られた木質パネルは、ＪＩＳＡ５９０５による曲げ強さ（ＭＯＲ）が２０ＭＰａ以上、曲げヤング率（ＭＯＥ）が２ＧＰａ以上、ＪＡＳＴｙｐｅ２による浸漬剥離後の吸水厚さ膨張率（ＴＳ７０）が８％以下の優れた特性を有するものとなる。
このようにして得られる本発明の木質パネルは、ランダムストランドボード、オリエンテッドストランドボード、パーティクルボード、繊維ボードなどの種々の木質パネルを包含するものである。
【００２６】
以下、具体例を示すが、本発明はこの具体例に限定されるものではない。
長さの平均値が２０〜１５０ｍｍ、幅の平均値が１〜５０ｍｍ、厚さの平均値が０．０１〜０．８ｍｍのアカマツの木材薄片を乾燥した後、これを回転ドラムに入れ、木材薄片１００重量部に対して、表１に示す組成の、固形分で、粗ＭＤＩ５〜２２重量部、フェノール樹脂０〜６重量部、ワックス０．３〜５重量部、クロロプレンゴムエマルジョン０．３〜５重量部の成分からなる１６種のバインダー（Ａ〜Ｐ）をこの順序に滴下して塗布した。
【００２７】
【表１】

【００２８】
このバインダーを塗布した木材薄片を型内に厚さ１２５ｍｍに集積して集積体とし、これを温度６０℃、時間２分、圧力４ＭＰａの条件で熱圧プレスにて仮プレスして、厚み約３０ｍｍの半硬化木質パネルを得た。
ついで、この半硬化木質パネルを厚み０．１ｍｍのポリ塩化ビニルフィルムで密封梱包したもの（Ａ〜Ｏ）としないもの（Ｐ）とに分けた。
【００２９】
これらの梱包半硬化木質パネル（Ａ〜Ｏ）および非梱包の半硬化木質パネル（Ｐ）を、温度２２℃、相対湿度６０％で、所定期間（４時間から３１日間）保管した後、梱包を解いて本プレスを行って木質パネルを得た。
本プレスの条件は、温度２００℃、時間厚み１ｍｍ当たり３５秒、初期圧力４ＭＰａとし、プレス後の厚みが１３ｍｍでサンダー仕上げ後の仕上がり厚みが１２ｍｍとなるようにした。
【００３０】
得られた木質パネルのＭＯＲ、ＭＯＥ、ＴＳ７０を測定し、これらの値と半硬化木質パネルの保管期間との関係を調べた。
この結果を、表２、表３および表４にしめす。
【００３１】
【表２】

【００３２】
【表３】

【００３３】
【表４】

【００３４】
表２ないし４の結果から、表１に示した組成のバインダーを用い、仮プレス後密封梱包し、２週間以内に本プレスを行えば、優れた機械的特性、耐水性を有する木質パネルを製造できることがわかる。
また、仮プレス後の半硬化木質パネルは、いずれもハンドリングが可能な程度の機械的強度を有し、ハンドリング中に木材薄片が半硬化木質パネルから脱落することがなかった。
【００３５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、バインダーに含まれるクロロプレンゴムエマルジョンによって低温の条件の仮プレスにより木質エレメントを固着でき、取り扱い可能な程度の機械的強度を有する半硬化木質パネルを得ることができ、この半硬化木質パネルをさらに高温の条件で本プレスすれば、上記バインダー中の熱硬化性樹脂が硬化して、優れた機械的特性、耐久性を有する木質パネルを製造することができる。
【００３６】
また、この半硬化状態の木質パネルを製品仕様や出荷時期などに対応して本プレスして、最終製品の木質パネルを生産することができ、製品の多様化に対処することができるとともに製造管理、在庫管理などの生産管理が容易にもなる。
【００３７】
さらに、本発明の半硬化木質パネルにあっては、これを２週間程度保管したあとでも最終製品とすることができるので、製造管理が容易となり、かつ製品仕様の多様化に迅速、容易に対処できる。

Claims

木質エレメントを固着するためのバインダーが、熱硬化性樹脂とクロロプレンゴムエマルジョンを含み、
このバインダーを木質エレメントに塗布する方法が、バインダーの各構成成分を順番に塗布するものであって、クロロプレンゴムエマルジョンを最後に塗布し、この木質エレメントを集積して温度４５〜８０℃で仮プレスすることを特徴とする半硬化木質パネルの製法。
熱硬化性樹脂は、粗ＭＤＩを含み、粗ＭＤＩ：クロロプレンゴムエマルジョンの固形分での質量比が、５〜２０：０．５〜４であることを特徴とする請求項１に記載の半硬化木質パネルの製法。
請求項１または２記載の半硬化木質パネルの製法により得られた半硬化木質パネル。