JP5220283B2 - タンニン系接着剤硬化物の選定方法 - Google Patents
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上記のように木質チップを接着剤で結合されてなる木質系複合材料としては、例えば、単板積層材(LVL)、パーティクルボード、ミディアムデンシティーファイバーボード(MDF)、ハードボード等が挙げられる。
一般的に、タンニンは水溶液状態でpH4〜7程度の液性を示し、水溶液をそのまま加熱するのみで硬化するが、通常、タンニンの硬化には、そのまま加熱硬化させる方法以外に、反応を促進するために、酸性下でホルムアルデヒドを混合し、加熱して硬化させる方法がある。
以下、上記本発明の選定方法により選定されるタンニン系接着剤硬化物を得させるタンニン系接着剤を「本発明にかかるタンニン系接着剤」や「本発明のタンニン系接着剤」と称することがあり、また、該タンニン系接着剤を用いて得ることのできる木質系複合材料を「本発明にかかる木質系複合材料」や「本発明の木質系複合材料」と称することがある。
本発明のタンニン系接着剤において、タンニンを抽出する樹木は特に限定されないが、ラジアータパインやミモザ(別称:ワットル、アカシア)、ケブラチョから採取される縮合型タンニンが好ましい。これらのタンニンは単独で用いても2種類以上を併用しても良い。
SV=(残渣重量/試料重量)×(104.1/標準カテキンのSV)×100
ヘキサメチレンテトラミンを用いることで木質系複合材料をより高強度なものとすることができ、生産性にすぐれ、有害な揮発性物質が発生せず、さらに材料コストが安価である。ヘキサメチレンテトラミンは粉体状のものでもペレット状のものでもどちらでもよい。
木質系成形材料としては、特に限定されないが、木質チップの場合に最も効果が大きい。
上記木質チップの形状は特に限定されるものではない。形状としては例えば、ブロック状、平板状、ストランド状、フレーク状、チップ、木粉、ファイバーなどが挙げられる。
利用できる原料材の形態としては、上記樹種の丸太、間伐材等の生材料、工場や住宅建築現場で発生する端材、部材輸送後に廃棄される廃パレット材、建築解体時に発生する解体廃材等が挙げられる。特に、解体廃材、廃パレット材、間伐材、製材時に発生する端材、燃料や製紙用原料として使用される木質材料等のリサイクル材が好ましい。
このときの分級方法としては、ローラースクリーン方式や振動メッシュ方式、風選方式等があり、必要に応じて使い分ければよい。
木質系成形材料の含水率は、0重量%〜14重量%に調製することが好ましく、タンニン系接着剤を水溶液として使用する場合、0重量%〜10重量%に調製することが好ましい。
そして、上記木質マットは加熱しながらプレス成形することで、接着剤が硬化し木質系複合材料となる。
したがって、木質系成形材料の接着剤として用いることで、充分な実用強度を有し、かつ有害な揮発性物質の発生がない木質系複合材料を得ることができる。
木質系複合材料を、以下の製造プロセスで成形した。木質系成形材料として、木材廃棄物を一軸破砕機にて破砕したボード用の木質チップ(木材廃棄物処理業者より購入したもの。)を、ローラースクリーン方式であるウエーブローラースクリーン装置(たいへい社製)を用いて、厚さ又は幅1mm〜8mmの木質チップに分級した。木質チップは含水率6重量%となるように調整した。
タンニンとしては、SV82のミモザタンニンを使用し、タンニン系接着剤を以下のようにして調整した。まず、タンニンの粉体を約40℃の温水に濃度40重量%になるように溶解させた。その後、濃度50重量%の水酸化ナトリウム水溶液でpH10に調整した。硬化剤となる第3級アミンとしてヘキサメチレンテトラミンの40重量%水溶液を用い、タンニン固形分に対してヘキサメチレンテトラミン固形分が10重量%になるように配合した接着剤を作製した。
上記木質系複合材料からサンプルを切り出し、四点曲げ試験(建築基準法 告示1446号試験法)、吸水厚さ膨張率(JIS K 5908)、ホルムアルデヒド放散量(JIS K 5908)を測定した。また、得られた木質系複合材料の接着剤の硬化物からなる接着層の13C−NMRの測定も行った。
pHを8に調整した以外は実施例1と同様にして木質系複合材料を得、同様にして曲げ強度、吸水厚さ膨張率、ホルムアルデヒド放散量、13C−NMRを測定した。
高温水蒸気を木質積層マットに噴射せず、加圧盤を加熱して加圧と加熱とを行うプレス機を用い、20分間プレスした以外は実施例1と同様にして木質系複合材料を得、同様にして曲げ強度、吸水厚さ膨張率、ホルムアルデヒド放散量、13C−NMRを測定した。
pHを7に調整した以外は実施例1と同様にして木質系複合材料を得、同様にして曲げ試験、吸水厚さ膨張率、ホルムアルデヒド放散量、13C−NMRを測定した。
pH調整をせずpH4のままのタンニン系接着剤を用いた以外は実施例1と同様にして木質系複合材料を得、同様にして曲げ試験、吸水厚さ膨張率、ホルムアルデヒド放散量、13C−NMRを測定した。
ヘキサメチレンテトラミンの代わりに硬化剤としてホルマリン37重量%水溶液を使用し、タンニン固形分に対してホルマリンが10重量%になるように配合した接着剤とした以外は実施例1と同様にして木質系複合材料を得、同様にして曲げ試験、吸水厚さ膨張率、ホルムアルデヒド放散量、13C−NMRを測定した。
また、上記実施例1〜実施例3および比較例1〜比較例3でそれぞれ用いた接着剤のpH、曲げ強度、吸水厚さ膨張率、ホルムアルデヒド放散量、13C−NMRの測定結果から求めた150〜160ppmに発生するピーク強度を100とした場合の、140〜150ppmに発生するピーク強度および35〜50ppmに発生するピーク強度を併せて表1に示した。
Claims (4)
- タンニン系接着剤の硬化により生じ、木質系複合材料の接着層となるタンニン系接着剤硬化物の選定方法であって、該硬化物の13C−NMRを測定し、測定された150〜160ppmに発生するピーク強度を100とした場合に、140〜150ppmに発生するピーク強度が70以下となり、かつ/または35〜50ppmに発生するピーク強度が25以下となるものを選定することを特徴とする木質系複合材料に用いるタンニン系接着剤硬化物の選定方法。
- 前記タンニン系接着剤が第3級アミンを含むものである請求項1に記載のタンニン系接着剤硬化物の選定方法。
- 前記第3級アミンがヘキサメチレンテトラミンであることを特徴とする請求項2に記載のタンニン系接着剤硬化物の選定方法。
- 前記タンニン系接着剤のpHが7より大きく13以下である請求項1〜3のいずれかに記載のタンニン系接着剤硬化物の選定方法。
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