JP3781492B2 - 基板の処理方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、木材合板、パーティクルボード、ＭＤＦ等の木質基板、ＦＲＰ等の樹脂系基板、化粧シートを貼着した化粧板などであって、その中にホルムアルデヒド発散性樹脂を含む基板の処理方法に関するものである。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
木材合板を例にとると、層間の接着剤として低価格で接着力の高いフェノール樹脂、尿素・ホルムアルデヒド樹脂が従来より多用されてきた。しかし、これら接着剤用の樹脂は経時的にホルムアルデヒド（ホルマリン）を発散するため、ホルマリン臭がするなどの欠点があることから、これを改善するべく次に挙げるような試みがなされている。
▲１▼尿素・ホルマリン系、メラミン系、フェノール系等の接着剤を酢酸ビニル系エマルジョン、レゾルシノール樹脂、エポキシ樹脂等のホルムアルデヒドを発散しないものに変更する。
▲２▼ホルムアルデヒド発散性の接着剤中にホルムアルデヒド捕捉剤を混合する（例えば、特公平７−１１０４８４号公報参照）。
▲３▼ホルムアルデヒド捕捉剤、或いは捕捉剤を混入した樹脂を木質材料の表面に塗布する（例えば、特公昭５１−４２１６４号公報参照）。
▲４▼化粧板の裏面にホルムアルデヒド捕捉剤を含浸させた紙、不織布等を貼着する（例えば、特開昭５６−１２１７１３号公報参照）。
【０００３】
しかしながら、上記したもののうち▲１▼の方法では、使用する接着剤のコストが尿素・ホルマリン系等の接着剤に比べて高い上に、仮接着性が悪く、製造時の良品数が低下するという欠点があり、また接着剤ごとに加工条件を変更する必要がある。また、▲２▼〜▲４▼の方法は何れもコストが高くなるばかりか、▲２▼の方法では、製造工程中に吸着、放出したホルムアルデヒドは捕捉できないと言った問題や、グレードにより配合量を変える必要があるため接着剤の種類が増える、端面処理が難しいと言った欠点があり、▲３▼の方法では、表面に貼着する化粧シートとの密着性を考慮する必要があり、また端面処理が難しいという欠点があり、▲４▼の方法では、含浸基材に印刷する場合に印刷適性が悪いという欠点がある。
【０００４】
また、メラミン樹脂含浸紙とフェノール樹脂含浸紙の積層体からなる所謂メラミン樹脂化粧板やアミノアルキッド樹脂塗装木板の場合も同様に樹脂分からホルムアルデヒドが発散される。そこでこの場合にも対策として、樹脂自体に、或いは化粧板を他の基材に積層する際の接着剤中に、ホルムアルデヒド捕捉剤を添加するという工夫を行うことは提案されていた。しかしながら、ホルムアルデヒド捕捉剤を接着剤中に混合すると、接着力の低下、接着剤の配合変更、接着条件の変更、原価高騰という問題が起こり、さらには化粧板表面に吸着されたホルムアルデヒドの発散が防げないと言った問題がある。また、ホルムアルデヒド捕捉剤を塗料に混入すると、表面物性（硬度等）の低下、硬化条件の変更、原価高騰という問題が発生する。
【０００５】
本発明は、上記のような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ホルムアルデヒド発散性樹脂を含有する基板のホルムアルデヒド量を低減するのに有効な基板の処理方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明は、ホルムアルデヒド発散性樹脂を含有する基板のホルムアルデヒド量を低減させる処理方法であって、基板を加熱するとともに、基板に電離放射線を照射することを特徴としている。
【０００８】
そして、基板の下側表面のみから赤外線を照射することにより、下側表面が高温で上側表面が低温となるように温度勾配をつけて基板を加熱し、併せて基板の上側表面側から電離放射線を照射すると一層効果的である。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明で対象とする基板はホルムアルデヒド発散性樹脂を含有するもので、具体的には、▲１▼ホルムアルデヒド発散性樹脂単体、▲２▼ホルムアルデヒド発散性樹脂を層間の接着剤として用いた木材合板（所謂集成材も含む）、▲３▼ホルムアルデヒド発散性樹脂をバインダーとするパーティクルボード又は木質繊維板（ＭＤＦ等）、▲４▼ホルムアルデヒド発散性樹脂を繊維質材料と混練又は含浸して複合化したもの（広義のＦＲＰ）、▲５▼各種基材にホルムアルデヒド発散性樹脂を成分とする接着剤層を間に介して各種化粧シートを貼着してなる化粧板の何れの形態であっても構わない。基板の形状としては、平板状又はシート状のものが代表的であるが、その他、曲面板、表面に凹凸や立体形状を有する成形品であってもよい。
【００１０】
ホルムアルデヒド発散性樹脂としては、フェノール（石炭酸）とホルムアルデヒドとの縮重合から得られるフェノール樹脂、尿素とホルマリンとの重合で得られる尿素（或いは尿素・ホルムアルデヒド）樹脂、アルキド樹脂にメラミン樹脂、尿素樹脂、グアナミン樹脂等を添加してなるアミノアルキド樹脂、メラミン樹脂等がある。ホルムアルデヒドが樹脂系材料中に存在するのは、主に次の原因によると考えられている。すなわち、▲１▼樹脂の未反応物として残る場合、▲２▼硬化反応中（加熱・加圧）に遊離したものとして残る場合、▲３▼樹脂以外の材料（木材、紙等）に捕捉されたものとして残る場合、等である。このように樹脂系材料中に存在していたものが徐々に遊離し放出される。
【００１１】
ホルムアルデヒド発散性樹脂単体としては、ホルムアルデヒド発散性樹脂からなる成形品で、形状としては、板状、シート状、各種立体形状等の形状のものがある。木材合板、パーティクルボード又は木質繊維板に用いられる木材としては、楢、杉、松、欅、樫、ラワン、チーク等通常使用されているものを用いる。
【００１２】
ホルムアルデヒド発散性樹脂を混練又は含浸する繊維質材料としては、上質紙、クラフト紙、チタン紙、和紙等の紙、硝子繊維、炭素繊維、石綿等の無機物繊維、麻、木綿、ビニロン等の有機物繊維からなる織布又は不織布があり、さらには前記無機物又は有機物繊維を１〜１０ｍｍ程度に切断した短繊維等がある。これら繊維材料に該樹脂を混練又は含浸し硬化させてなるものは所謂ＦＲＰと呼称されるものであり、メラミン樹脂化粧板もこれに包含される。
【００１３】
各種基材と各種化粧シートを接着剤層を間に介して接着してなる化粧板において、各種基材としては、木質板（単板、或いは前記の木質合板、パーティクルボード、木質繊維板であってもよい）、金属板、セメント板、硅酸カルシウム板、セラミック板等である。各種化粧シートとしては、紙、不織布、合成樹脂シート等のシートに塗装、絵柄印刷、凹凸模様エンボス等の装飾処理を施したものを用いる。
【００１４】
基板を加熱するに際しては、遠赤外線等の赤外線の照射、誘電加熱、熱風吹付け、加熱金属板（熱盤）等の加熱媒体の接触等各種の方法が適用できる。加熱によって基板中のホルムアルデヒド分子の熱運動が励起され、基板内から外部空間への放出が促進される。これらの中でも赤外線の照射は、通常の加熱方式と比較して効率的に熱エネルギーを伝達することができるため、基板中に存在する遊離ホルムアルデヒドを放出させることができる。また、他の電磁波に比較して基板内部にまでエネルギーを伝達できるので有効である。また赤外線の特徴としては、基板の照射側表面がより高温で照射側と反対側の面がより低温となるように基板内部の厚み方向に温度勾配を生じさせながら加熱することが可能である。また、熱風吹付けのように、放出したホルムアルデヒドを攪乱してしまうこともなく、また加熱媒体接触のように加熱媒体との接触の度合いによって伝導熱流量が変動してしまうこともない。赤外線の輻射による基板の加熱温度は通常３０〜１５０℃程度である。加熱時間は通常１０分間〜１０時間程度であり、加熱温度が高くなるほど加熱時間は短くて済む。ただし、基板の材料が熔融、発火燃焼、分解、化学反応、結晶変態等の劣化、変質、損傷を起こさない範囲に抑えるようにする。通常の木質材料では３０〜１００℃が好ましい。この場合、赤外線とは電磁波のうち可視光線以上の波長のものを言い、波長１ｍｍ前後のミリ波乃至はサブミリ波と重なる帯域の波長も含まれる。すなわち、波長は８００ｎｍ〜数ｍｍの範囲である。特に波長２５μｍ以上の遠赤外線は基板への浸透性がよい。赤外線の発生源としては、高圧水銀灯、ＹＡＧレーザー、炭酸ガスレーザー等の赤外線レーザー、タングステン電球等の赤外線電球、高温に加熱されたセラミックス、ジュール熱加熱の電熱線等の温度輻射を行う遠赤外線放射体等が用いられる。
【００１５】
基板中の遊離ホルムアルデヒドは、基板自体が透気性を有するため、基板を真空状態下に置くことにより強制的に基板内部から放出させることができる。気圧は大気圧より小さく、好ましくは１０ｍｍＨｇ以下にするとよい。したがって、真空中にて赤外線の照射、誘電加熱、或いは加熱媒体との接触によって基板の加熱を行うとホルムアルデヒドをより効果的に放出させることができる。真空状態下に放置する方法としては、例えば基板を真空チャンバー内に入れた後、回転ポンプ、油拡散ポンプ、水銀拡散ポンプ等を用いて真空引きする方法等が考えられる。
【００１６】
電離放射線にはホルムアルデヒド酸化或いは分解作用があるので、赤外線による基板の加熱中に電離放射線の照射を行うと、基板から放出されたホルムアルデヒドを電離線放射で酸化或いは分解することでホルムアルデヒドをより効果的に除去することができる。照射により考えられる代表的な反応は、酸化によりホルムアルデヒドが蟻酸に変化したり、或いは更に酸化されて水と炭酸ガスに分解されたりすることである。ここで言う電離放射線とは、電磁波又は荷電粒子線のうち分子を重合、架橋し得るエネルギー量子を有するものを意味し、通常紫外線、電子線が用いられる。紫外線源としては超高圧水銀灯、高圧水銀灯、低圧水銀灯、カーボンアーク、ブラックライトランプ、メタルハライドランプ、エキシマランプ、或いは窒素レーザー、エキシマレーザー等の紫外線レーザー等の光源を用いる。電子線源としてはコックロフトワルトン型、ハンデグラフ型、共振変圧器型、絶縁コア変圧器型、或いは直線型、ダイナミトロン型、高周波型等の各種電子線加速器、或いはβ線源となるコバルト６０等の放射性同位元素等を用い、１００〜３０００ｋｅＶのエネルギーを持つ電子を照射する。その他の電離放射線としては、Ｘ線、γ線、α線等も用いることができる。特に電離放射線を酸素を含む雰囲気中で基板に照射すると、電離放射線により酸素分子が励起されて生じるオゾン或いは酸素ラジカルによるホルムアルデヒドの酸化乃至は分解作用が利用できる。また、真空状態下で電離放射線照射を行うと、真空によるホルムアルデヒド強制放出効果と電離放射線によるホルムアルデヒド酸化乃至は分解との相乗効果を利用できる。
【００１７】
赤外線の照射、熱風吹付け、加熱媒体の接触等を行って基板を加熱する場合、図１（ａ）に示すように基板１の下面のみから加熱すると、下側表面Ａ側が高温で上側表面Ｂ側が低温になるように温度勾配が生じ、図１（ｂ）に示すようにホルムアルデヒド分子２が熱拡散に伴い高温側から低温側へ、すなわち下側表面Ａから上側表面Ｂに向かって移行して上側表面Ｂから放出される。この加熱方式と電離放射線照射とを組み合わせる。具体的には、ホルムアルデヒドが高濃度で放出されてくる上側表面側に照射装置を置いて電離放射線を照射する。
【００１８】
温度勾配を作って加熱するため、各種方法のうち前記したように赤外線照射を利用する方法が熱風の気流による放出ホルムアルデヒドの攪乱、或いは加熱媒体との接触の良し悪しによる加熱ムラを生じることがなく最も良好である。
【００２２】
【実施例】
（比較例１）
ラワン材の単板を尿素樹脂接着剤にて貼り合わせ、熱プレスすることにより単板５枚からなる厚さ１０ｍｍのホルムアルデヒド発散性の木質合板を作製した。この合板に赤外線透過・紫外線遮断フィルターを付けた高圧水銀灯から輻射される赤外線を大気中で表裏両面から２時間照射した。合板の表面温度が７０±１０℃となるように照射量を調整した。遠赤外線の照射を完了した後、合板を室温（２０℃）まで冷却した。
【００２３】
（比較例２）
比較例１と同様の合板を用意し、これを密封容器の中に入れ、圧力調整装置（レギュレータ）を通して回転真空ポンプにて容器を吸収し、該容器内を１０〜３０ｍｍＨｇの範囲の気圧に保った。この状態にて、容器中に設けた比較例１と同様の高圧水銀灯にて基板の表裏両面から赤外線を照射した。合板の表面温度が７０±１０℃となるように照射量を調整した。このような真空中での加熱を２時間行った後、容器内を大気圧とし、また基板を室温（２０℃）まで冷却した。
【００２４】
（実施例）
比較例１と同様の合板を用意し、比較例１と同様の高圧水銀灯を用いて大気中にて該合板の下側表面のみから同様の条件で遠赤外線を照射することにより、下側表面が７０±１０℃、上側表面が５０±５℃となるように温度勾配を付けて加熱した。具体的には、上側表面への扇風機での送風及び下側表面からの遠赤外線照射量を制御して表裏両面の温度を制御した。この状態にて、合板の上側表面のみから遠赤外線遮断・紫外線透過フィルターを付けた低圧水銀灯にて紫外線を照射した。このような温度勾配を付けた加熱状態下での紫外線照射を２時間行った後、合板を室温（２０℃）まで冷却した。
【００２６】
（比較例３）
比較例１と同様の合板を単に大気中にて室温（２０℃）で２時間放置した。すなわち、加熱も、放射線照射もフィルム積層も全く行わなかった。
【００２７】
上記比較例１，２と実施例の処理済みサンプル及び比較例３の未処理サンプルに対し、ＪＩＳＡ−５９０８に規定するホルムアルデヒド放出量試験を実施した。その結果は表１に示す通りである。
【００２８】
【表１】

【００２９】
この表１から分かるように、処理済みサンプルは未処理サンプルと比べてホルムアルデヒド放出量が少なくなった。特に、実施例のサンプルはホルムアルデヒド放出量が著しく少なくなった。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の基板の処理方法によれば、基板中に存在するホルムアルデヒドを簡単に効率良く除去することができ、経時的なホルムアルデヒドの発散を十分に低減することができる。また、赤外線の照射等による加熱に加えて電離放射線の照射を行うだけでよく、基板自体への余分な添加剤は不要である。よって、基板自体の性能に影響を与えたり、基板の製造及び後加工の適性に影響することもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る基板の温度勾配加熱の原理を説明するための説明図である。
【符号の説明】
１ 基板
２ ホルムアルデヒド分子
Ａ 下側表面
Ｂ 上側表面

Claims (2)

1. ホルムアルデヒド発散性樹脂を含有する基板のホルムアルデヒド量を低減させる処理方法であって、基板を加熱するとともに、基板に電離放射線を照射することを特徴とする基板の処理方法。
2. 請求項１に記載の基板の処理方法において、基板の下側表面のみから赤外線を照射することにより、下側表面側が高温で上側表面側が低温となるように温度勾配をつけて基板を加熱し、併せて基板の上側表面側から電離放射線を照射することを特徴とする基板の処理方法。

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