JP4229333B2 - アルデヒド類捕集剤及びこれを用いた木質板の製造方法 - Google Patents
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Description
本発明のアルデヒド類捕集剤は、ホルムアルデヒド系接着剤を用いて木質材料を接着して木質板を製造する際に、接着剤から発生するアルデヒド類を除去するため、前記木質材料中或いは前記接着剤中に添加、分散して使用するものである。本発明のアルデヒド類捕集剤は、粉末状若しくは粒状アルデヒド類捕集用化合物自体で構成されているものではなく、アルデヒド類捕集用化合物自体と外被物からなるアルデヒド類捕集用複合物によって構成されているものである。ただし、後述のとおり、アルデヒド類捕集用複合物のみよって構成されている必要はない。
本発明で用いる外被物は、その融点が40〜140℃の高分子化合物またはワックス類であり、かつアルデヒド類及び前記アルデヒド類捕集用化合物との反応性を有しないものである。かかる性質を有するものであれば、公知の化合物を用いることができる。かかる性質を有するものであれば、1種類の化合物で構成されていてもよいし、複数の化合物で構成されていてもよい。
アルデヒド類捕集用化合物としては、常温で粉末状或いは粒状であって、アルデヒド類と反応する公知のアルデヒド類捕集能を有する化合物であればよい。好ましい化合物の例としては、亜硫酸塩、重亜硫酸塩類、尿素類、ヒドラジド類等を挙げることができる。
2NaHSO3 →(加熱)→ Na2SO3+H2O+SO2↑
HCHO+SO2+H2O → HOCH2SO3H・・・不安定な酸を生成
HOCH2SO3H+Na2SO3 → HOCH2SO3Na+NaHSO3
前記粉末状或いは粒状のアルデヒド類捕集用化合物の外側表面の少なくとも一部が前記外被物によって被覆されたものが、本発明にいうアルデヒド類捕集用複合物である。当該アルデヒド類捕集用複合物は、アルデヒド類捕集用化合物の各粉末或いは各粒子が個別に包含されていることが好ましいが、複数の粉末或いは粒子の集合を一つの塊とした状態で、その外側が被覆されたものであってもよい。
選んでひとつのアルデヒド類捕集用複合物とすることもできる。
本発明のアルデヒド類捕集剤中には、前記アルデヒド類捕集用複合物の他に、必要に応じて、酸化防止剤、防腐剤、着色剤、防錆剤の他、製造工程上必要な薬剤、例えば炭酸塩やケイ酸塩、アルミノケイ酸塩等の粉体の流動性向上剤等の添加剤を含有させることもできる。中でも熱圧成型工程において、亜硫酸ガスにてアルデヒド類を捕集する重亜硫酸塩類のような化合物を有する場合には、未反応の亜硫酸ガスを除去するために、熱圧成型工程でアンモニアなどの塩基性ガスを発生させる尿素のような化合物を含有させることが好ましい。
更に本発明のアルデヒド類捕集剤中には、アルデヒド類捕集用化合物の被覆率を向上させるために、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、アクリル酸‐マレイン酸共重合物などのイオン性高分子化合物及びこれらの金属塩や、オレイン酸、ステアリン酸、ラウリル酸などの脂肪酸及びこれらの塩類などを、本発明に使用する外被物とアルデヒド類捕集用化合物との間に介在させてアルデヒド類捕集用複合物とすることもできる。これらの介在物は、アルデヒド類捕集用化合物と外被物の親和性が悪く、被覆が困難な場合に特に有効である。
本発明に於けるアルデヒド類捕集剤は、前記アルデヒド類捕集用化合物を、前記外被物で被覆することにより製造できる。製造方法については、既知の被覆技術が使用でき、例えば、化学的製法としては、アルデヒド類捕集用化合物と分散媒界面でポリマーを重合させる界面重合法の他、In Situ重合法、液中硬化被膜法などが挙げられる。
この場合、生産上の効率を考慮すると、外被物の融点より1〜20℃、好ましくは5〜10℃高い温度で外被物を溶融或いは滴下、噴霧することが好ましい。その後、外被物の融点よりも10℃以上、好ましくは20℃以上低い温度まで冷却すれば本発明のアルデヒド類捕集剤を作製することができる。
ホルムアルデヒド系接着剤を用いて木質板を製造するには、一般に木質材料にホルムアルデヒド系接着剤を添加した上(接着剤添加工程)、圧力を与えながら加熱することにより木質材料を接着する工程(熱圧成型工程)を経る。本発明のアルデヒド類捕集剤を用いて木質板を製造する際には、前記接着剤添加工程に先立って、上記方法で製造したアルデヒド類捕集剤をホルムアルデヒド系接着剤中に含有させて使用することもできるし、接着剤添加前若しくは後或いは同時に、接着される木質材料側に添加させて使用することもできる。
本発明のアルデヒド類捕集剤であれば、この熱圧成型工程にて木質板が加熱されるまでは、アルデヒド類捕集剤は接着剤と接触することがないか若しくは非常に少ないので、熱圧成型工程における接着剤の性能を阻害することがない。なお木質繊維板(MDF)を製造する場合も同様にして上記アルデヒド類捕集剤を添加して木質板を製造することができる。
(アルデヒド類捕集剤の製造)
亜硫酸ナトリウム15部、パラフィンワックス(融点75℃)15部、トルエン100部をコルベンに秤り取り、窒素雰囲気下で120℃に加熱し、パラフィンを溶融した。溶融後、300rpmで攪拌しながら徐々に室温まで冷却し、酢酸エチル30部を加えてさらに攪拌し、生成物を分散させた。生成物を吸引濾過したのち、生成物中に残留する溶媒をメタノールで4〜5回置換洗浄した。濾物を取り出してイオン交換水中で攪拌洗浄後、再度濾過する工程を3回繰り返した後、最後にメタノールで水を置換して濾物として得られたアルデヒド類捕集用複合物を取り出し、室温で乾燥することで、アルデヒド類捕集剤21.5部を得た。
木片等の木質原料をフレーカーで粉砕し、目開き寸法1.7mmの篩で篩い分けをして、篩下の木質材料を表裏層用木質材料、篩上の木質材料を芯層用木質材料とした。篩い分けした木質材料は90℃の熱風乾燥機中で乾燥し、水分を3%以下とした。次に尿素樹脂(不揮発分65%、尿素:ホルムアルデヒド=1:1.2mol)を接着剤として用い、これに55%ワックスエマルション、硬化剤として塩化アンモニウム、及び水をそれぞれ20部、1部、0.5部、2部の割合で混合した(以下混合物Aと称す)。
ホルムアルデヒド放散量、吸水厚さ膨張率及び曲げ強さ試験、剥離強さ試験はパーティクルボード(JIS A 5908:2003)及び建築用ボード類のホルムアルデヒド放散量の試験方法(JIS A 1460:2001)に準じて測定した。木質板の外観は、熱圧後に得た木質板の表面を目視で観察し、白斑の大きさ、多さから良否を決定した。これらの評価結果を表1に示す。なお表中、外観欄の記号の意味は次のとおりである。
×大きめの白斑あり ××大きめの白斑多量にあり
アルデヒド類捕集剤を使用しなかったこと以外は実施例1と同様にして木質板を作製
した。得られた評価結果を表1に示す。
アルデヒド類捕集剤として、被覆していない亜硫酸ナトリウムを用いたこと以外は実施例1と同様にして木質板を作成した。得られた評価結果を表1に示す。
(アルデヒド類捕集剤の製造)
外被物としてパラフィンワックス(融点75℃)50部をステンレス製容器に加えて加熱溶融した後、撹拝しながら、アルデヒド類捕集用化合物として亜硫酸ナトリウム50部を加えた。攪拌分散しながら徐々に冷却し、攪拌困難となってきたところで攪拌を止めて、氷水で急冷して固化させ、亜硫酸ナトリウムを被覆するパラフィンワックスの塊を得た。これを0.5〜2cmの大きさに一次粉砕した後、Ultra Centrifugal Mill(ミタムラ理研工業製)で粉砕した。その後、粉砕物を目開き寸法2mmの篩いで篩い分けして粒径を調整したものをアルデヒド類捕集複合物とすることで、アルデヒド類捕集剤を得た。得られたアルデヒド類捕集複合物の拡大写真を図3に示す。なお、図3でも、写真中にスケールを示した。
木質板は実施例1記載の方法によって作製した。得られた評価結果を表2に示す。
実施例2と同様の方法で、外被物を変更してアルデヒド類捕集剤を作製した。木質板は実施例1と同様の方法で作製した。得られた評価結果を表2(実施例3,4)、表3(実施例5〜7)表4(実施例8,9、比較例3)に示す。
実施例2と同様の方法で、外被物としてパラフィンワックス(融点66℃)、アルデヒド類捕集用化合物として亜硫酸ナトリウムを用いて、その割合を変更してアルデヒド類捕集剤を作製した。木質板は実施例1と同様の方法で作製した。得られた評価結果を表5(実施例10〜12)表6(実施例13)に示す。
(アルデヒド類捕集剤の製造)
アルデヒド類捕集用化合物として亜硫酸ナトリウム、80部を家庭用ミキサーに入れて攪拌した。容器部分の上部に直径2mm程度の穴を開け、外被物20部を溶融して徐々に滴下する。尚、攪拌羽の軸部分が熱を持つので、随時冷却しながら徐々に滴下を行いアルデヒド類捕集剤を作製した。アルデヒド類捕集剤の粒径は目開き寸法1mm(実施例14),2mm(実施例15)、3mm(実施例16)及び2mm(実施例17)の篩いで篩い分けして調整したものをアルデヒド類捕集複合物とすることで、アルデヒド類捕集剤を得た。得られたアルデヒド類捕集複合物のうち、2mmで篩い分けしたアルデヒド類捕集複合物(実施例15)の拡大写真を図4に示す。なお、図4でも、写真中にスケールを示した。
木質板は実施例1記載の方法によって作製した。得られた評価結果を表7に示す。
(アルデヒド類捕集剤の製造)
実施例17と同様にしてアルデヒド類捕集用化合物を変更して、アルデヒド類捕集剤を作成した。アルデヒド類捕集剤の粒径は目開き寸法2mmの篩いで篩い分けして調整した。
木質板は実施例1記載の方法によって作製した。得られた評価結果を表8(実施例18〜20)〜表9(実施例21〜23)に示す。
Claims (11)
- 木質材料中或いは接着剤中に添加、分散して使用するアルデヒド類捕集剤であって、
前記アルデヒド類捕集剤は、アルデヒド類捕集用複合物を含有し、
前記アルデヒド類捕集用複合物は、
少なくとも1種類以上のアルデヒド類捕集用化合物の粉末若しくは粒または複数のアルデヒド類捕集用化合物の粉末若しくは粒からなる塊と
前記アルデヒド類捕集用化合物の粉末、粒または塊の外側表面の少なくとも一部を被覆する外被物とからなり、
前記外被物は、アルデヒド類化合物及び前記アルデヒド類捕集用化合物との反応性を有せず、かつその融点が40〜140℃である高分子化合物またはワックス類を含むことを特徴とするアルデヒド類捕集剤。 - 前記外被物が、その融点が50〜120℃のパラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、油脂硬化油及びポリエチレンワックスの群からなる化合物の1種または2種以上を含むことを特徴とする請求項1記載のアルデヒド類捕集剤
- 前記アルデヒド類捕集剤中における前記アルデヒド類捕集用化合物と前記外被物の存在比率が重量比率で20/80〜95/5である請求項1〜2のいずれかの項に記載されたアルデヒド類捕集剤。
- 前記アルデヒド類捕集用複合物の平均粒子径が2mm以下であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかの項に記載されたアルデヒド類捕集剤。
- 前記アルデヒド類捕集用化合物が、重亜硫酸塩類、亜硫酸塩、尿素類及びヒドラジド類の群からなる化合物の1種または2種以上を含むことを特徴とする請求項1〜4のいずれかの項に記載されたアルデヒド類捕集剤。
- 前記アルデヒド類捕集用化合物が、加温により亜硫酸ガスを発生する性質を有するものであることを特徴とする請求項1〜4のいずれかの項に記載されたアルデヒド類捕集剤。
- 融点が40〜140℃の高分子化合物またはワックス類であり、かつアルデヒド類及びアルデヒド類捕集用化合物との反応性を有しない性質を有する外被物を溶融する工程と
前記溶融した外被物中に、粉末状若しくは粒状のアルデヒド類捕集用化合物を分散して投入する工程と
前記アルデヒド類捕集用化合物が分散している前記外被物を冷却し、固化する工程と
前記固化した外被物を粉砕し、前記アルデヒド類捕集用化合物の粉末若しくは粒または複数のアルデヒド類捕集用化合物の粉末若しくは粒からなる塊の外側表面の少なくとも一部に、前記外被物が被覆されたアルデヒド類捕集用複合物を得る工程とを少なくとも有するアルデヒド類捕集剤の製造方法。 - 融点が40〜140℃の高分子化合物またはワックス類であり、かつアルデヒド類及びアルデヒド類捕集用化合物との反応性を有しない性質を有する外被物を溶融する工程と
粉末状または粒状のアルデヒド類捕集用化合物中に、前記溶融状態とした前記外被物を滴下或いは噴霧する工程と
前記外被物を冷却し、固化し、前記アルデヒド類捕集用化合物の粉末若しくは粒または複数のアルデヒド類捕集用化合物の粉末若しくは粒からなる塊の外側表面の少なくとも一部に、前記外被物が被覆されたアルデヒド類捕集用複合物を得る工程とを少なくとも有するアルデヒド類捕集剤の製造方法。 - 請求項1〜6のいずれかの項に記載されたアルデヒド類捕集剤をホルムアルデヒド系接着剤中に含有させる工程と
前記工程で得られたアルデヒド類捕集用化合物含有ホルムアルデヒド系接着剤を木質板に添加する工程と
前記工程で得られた接着剤が添加された木質材料を熱圧することにより、前記木質材料が接着され木質板を得る工程とを少なくとも有する木質板の製造方法。 - ホルムアルデヒド系接着剤を木質材料に添加する工程と
請求項1〜6のいずれかの項に記載されたアルデヒド類捕集剤を木質材料中に分散させ、含有させる工程と
前記2つの工程を経て(ただし工程の順序は問わない)得られた接着剤が添加された木質材料を熱圧することにより、前記木質材料が接着され木質板を得る工程とを少なくとも有する木質板の製造方法。 - 請求項1〜6のいずれかの項に記載されたアルデヒド類捕集剤を木質材料に添加した後、当該木質材料を熱圧成型することにより得られる木質板。
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