JP6973597B2 - Adhesive for wood boards - Google Patents
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Landscapes
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Description
本発明は、木質ボード用接着剤に関する。 The present invention relates to an adhesive for wood boards.
木質ボードは、木材のような天然材に比べて厚さや大きさを自由に設計することができる。しかも、木質ボードは軽量で断熱性、遮音性、剪断剛性等にも優れる。そのため、木質ボードは、建材として床や壁などの下地材に、また、表面に化粧板を貼着して家具等に加工されるなど、幅広い用途に使用されている。
木質ボードは、通常、木質チップや木質繊維等の木質原料と接着剤とを混合し、これを加熱加圧成形し、接着剤を硬化させて木質原料同士を結着させることで得られる。
木質ボード用の接着剤としては、尿素−ホルムアルデヒド樹脂(ユリア樹脂)、メラミン−ホルムアルデヒド樹脂(メラミン樹脂)、フェノール−ホルムアルデヒド樹脂(フェノール樹脂)、レゾルシノール−ホルムアルデヒド樹脂(レゾルシノール樹脂)等のホルムアルデヒド系樹脂が用いられている。
Wood boards can be freely designed in thickness and size compared to natural materials such as wood. Moreover, the wooden board is lightweight and has excellent heat insulation, sound insulation, and shear rigidity. Therefore, the wood board is used as a building material for a wide range of purposes, such as being used as a base material for floors and walls, and being processed into furniture by attaching a decorative board to the surface.
A wood board is usually obtained by mixing a wood material such as wood chips or wood fibers with an adhesive, heat-press molding the wood material, and curing the adhesive to bond the wood materials to each other.
Formaldehyde-based resins such as urea-formaldehyde resin (urea resin), melamine-formaldehyde resin (melamine resin), phenol-formaldehyde resin (phenol resin), and resorcinol-formaldehyde resin (resorcinol resin) are used as adhesives for wood boards. It is used.
しかし、木質ボード用の接着剤としてホルムアルデヒド系樹脂を用いた木質ボードからは、接着剤に起因するホルムアルデヒドが放散されることがある。近年、建築基準法の改正により、ホルムアルデヒドの室内濃度が厳しく規制されており、木質ボード等の建築材料から放散されるホルムアルデヒド量も規制されている。
そこで、ホルムアルデヒドの放散を低減した木質ボード用の接着剤として、澱粉が用いられている(例えば、特許文献1〜5)。
However, formaldehyde caused by the adhesive may be emitted from the wood board using the formaldehyde-based resin as the adhesive for the wood board. In recent years, due to the revision of the Building Standard Law, the indoor concentration of formaldehyde has been strictly regulated, and the amount of formaldehyde emitted from building materials such as wooden boards has also been regulated.
Therefore, starch is used as an adhesive for wood boards with reduced formaldehyde emission (for example, Patent Documents 1 to 5).
澱粉は充分な水分の存在下で加熱すると糊化して接着効果が発揮されるが、水分が少ない状態であると澱粉は糊化しにくく、充分な接着強度が得られにくい。
木質ボードの中でもパーティクルボードや中密度繊維板は、通常、乾式フォーミング(乾式法)で製造されるため、木質ボードの製造過程において澱粉は水分が少ない状態で加熱されることとなる。そのため、澱粉を接着剤として用いた木質ボードは、強度が不充分であった。
When starch is heated in the presence of sufficient water, it gelatinizes and exerts an adhesive effect, but when the water content is low, starch is difficult to gelatinize and sufficient adhesive strength is difficult to obtain.
Among the wood boards, particle boards and medium density fiberboards are usually manufactured by dry forming (dry method), so that starch is heated in a state of low water content in the process of manufacturing wood boards. Therefore, the wood board using starch as an adhesive has insufficient strength.
本発明は、ホルムアルデヒドの放散が低減され、かつ充分な強度を有する木質ボードが得られる木質ボード用接着剤、およびホルムアルデヒドの放散が低減され、かつ充分な強度を有する木質ボードとその製造方法を提供することを目的とする。 The present invention provides an adhesive for a wood board that can obtain a wood board having reduced formaldehyde emission and sufficient strength, and a wood board having reduced formaldehyde emission and sufficient strength and a method for producing the same. The purpose is to do.
本発明は以下の態様を有する。
[1] 澱粉と、エポキシ樹脂とを含有し、前記澱粉と前記エポキシ樹脂との質量比が、澱粉:エポキシ樹脂=8:1〜30:1である、木質ボード用接着剤(ただし、カルボキシル基含有単量体及びカルボキシル基含有単量体と共重合可能なラジカル重合性単量体を乳化重合して得られる水性樹脂エマルジョンであって、アセトアセチル化ポリビニルアルコールを含んで成る水性樹脂エマルジョン、及びエチレン−酢酸ビニル共重合体系エマルジョンの少なくとも一方を含むものを除く)。
[2] 前記澱粉が加工澱粉である、[1]に記載の木質ボード用接着剤。
[3] 前記加工澱粉がリン酸モノエステル化澱粉である、[2]に記載の木質ボード用接着剤。
The present invention has the following aspects.
[1] An adhesive for a wood board (however, a carboxyl group) containing starch and an epoxy resin, and the mass ratio of the starch to the epoxy resin is starch: epoxy resin = 8: 1 to 30: 1. An aqueous resin emulsion obtained by emulsifying and polymerizing a radically polymerizable monomer copolymerizable with the contained monomer and the carboxyl group-containing monomer, the aqueous resin emulsion containing acetacetylated polyvinyl alcohol, and the aqueous resin emulsion. Except for those containing at least one of the ethylene-vinyl acetate copolymer emulsions).
[2] The adhesive for wood board according to [1], wherein the starch is modified starch.
[3] The adhesive for wood board according to [2], wherein the modified starch is a phosphoric acid monoesterified starch.
本発明によれば、ホルムアルデヒドの放散が低減され、かつ充分な強度を有する木質ボードが得られる木質ボード用接着剤、およびホルムアルデヒドの放散が低減され、かつ充分な強度を有する木質ボードとその製造方法を提供できる。 According to the present invention, an adhesive for a wood board that can obtain a wood board having reduced formaldehyde emission and sufficient strength, and a wood board having reduced formaldehyde emission and sufficient strength and a method for producing the same. Can be provided.
以下、本発明を詳細に説明する。
なお、本明細書において、単に「総質量」というときは、水等の媒体の質量も含める。また、「固形分換算での総質量」というときは、水等の媒体の質量は含めず、固形分量のみを指す。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
In the present specification, the term "total mass" includes the mass of a medium such as water. In addition, the term "total mass in terms of solid content" does not include the mass of a medium such as water, but refers only to the amount of solid content.
[木質ボード用接着剤]
本発明の木質ボード用接着剤(以下、単に「接着剤」ともいう。)は、澱粉と、エポキシ樹脂とを含有する。
[Adhesive for wood board]
The adhesive for wood boards of the present invention (hereinafter, also simply referred to as “adhesive”) contains starch and an epoxy resin.
<澱粉>
接着剤に含まれる澱粉は、糊化(α化)していない状態である。
ここで、「糊化」とは、澱粉分子が水素結合や立体的な絡みで凝集した澱粉粒子の内部に水が入り込み、水素結合を遮断して澱粉分子が分散し、水和化してコロイド溶液状態となることを意味する。
<Starch>
The starch contained in the adhesive is in a non-gelatinized (pregelatinized) state.
Here, "gelatinization" means that water enters the inside of starch particles in which starch molecules are aggregated by hydrogen bonds or steric entanglement, blocks hydrogen bonds, disperses the starch molecules, and hydrates to a colloidal solution. It means to be in a state.
澱粉としては、コーンスターチ、タピオカ、馬鈴薯澱粉など広く一般に利用されている植物起源の澱粉などが挙げられるが、これらに限定されず、いずれの起源の澱粉でも使用することができる。 Examples of the starch include, but are not limited to, starches of plant origin that are widely used, such as cornstarch, tapioca, and potato starch, and starches of any origin can be used.
澱粉は、未加工の澱粉(未加工澱粉)でもよいし、加工された澱粉(加工澱粉)でもよい。糊化開始温度が低く、低水分の状態でも糊化しやすい傾向にある観点から、加工澱粉が好ましい。
加工澱粉としては、澱粉をエステル化処理、エーテル化処理、酸化処理、酸処理、酵素処理等の処理を1種以上施したものが挙げられる。これらの中でも、低水分の状態でも特に糊化しやすい観点から、リン酸モノエステル化澱粉等のエステル化処理された澱粉、カチオン化澱粉等のエーテル化処理された澱粉が好ましい。特に、リン酸モノエステル化澱粉は親水性の高いリン酸基を有している。そのため、木質ボードの製造において発生する水蒸気などの澱粉粒子の周囲に存在する水が澱粉粒子に取り込まれやすい。よって、リン酸モノエステル化澱粉は、より低水分の状態でも糊化しやすいことから好適である。
本発明においては、上記の未加工澱粉あるいは加工澱粉を単独、または二種以上を混合して用いることができる。
The starch may be unprocessed starch (unprocessed starch) or processed starch (modified starch). Modified starch is preferable from the viewpoint that the gelatinization start temperature is low and the gelatinization tends to be easy even in a low water content state.
Examples of the modified starch include those obtained by subjecting the starch to one or more treatments such as esterification treatment, etherification treatment, oxidation treatment, acid treatment and enzyme treatment. Among these, esterified starch such as phosphoric acid monoesterified starch and etherified starch such as cationized starch are preferable from the viewpoint of easy gelatinization even in a low water content state. In particular, the phosphoric acid monoesterified starch has a highly hydrophilic phosphoric acid group. Therefore, water existing around the starch particles such as water vapor generated in the production of the wood board is easily taken into the starch particles. Therefore, phosphoric acid monoesterified starch is suitable because it is easy to gelatinize even in a state of lower water content.
In the present invention, the above-mentioned modified starch or modified starch can be used alone or in combination of two or more.
リン酸モノエステル化澱粉は、澱粉にリン酸(リン酸塩を含む)をエステル化反応させたものであり、リン酸基の結合手の1つが、澱粉のヒドロキシ基にエステル結合している。
リン酸モノエステル化澱粉中の結合リンの割合、すなわち、リン酸モノエステル化澱粉の総質量に対する、ヒドロキシ基とエステル結合したリンの質量は、0.05質量%以上が好ましい。結合リンの割合が0.05質量%以上であれば、低水分の状態かつ低エネルギー(低温度)で、リン酸モノエステル化澱粉が糊化しやすくなる。結合リンの割合が多くなるほど糊化開始温度が低くなり、低水分の状態でも糊化しやすくなる傾向にあるが、結合リンの割合が多すぎるとリン酸部分を除いた澱粉骨格の部分の割合が少なくなるため接着力が低下することがある。よって、結合リンの割合は、リン酸モノエステル化澱粉の総質量に対して5質量%以下が好ましい。
Phosphoric acid monoesterified starch is obtained by subjecting phosphoric acid to an esterification reaction of phosphoric acid (including a phosphate), and one of the bonds of the phosphoric acid group is ester-bonded to the hydroxy group of the starch.
The ratio of bound phosphorus in the phosphoric acid monoesterified starch, that is, the mass of phosphorus esterified with the hydroxy group with respect to the total mass of the phosphoric acid monoesterified starch is preferably 0.05% by mass or more. When the ratio of bound phosphorus is 0.05% by mass or more, the phosphoric acid monoesterified starch is easily gelatinized in a low water state and low energy (low temperature). The higher the proportion of bound phosphorus, the lower the gelatinization start temperature, and it tends to be easier to gelatinize even in a low water content state, but if the proportion of bound phosphorus is too high, the proportion of the starch skeleton excluding the phosphoric acid portion becomes Since the amount is reduced, the adhesive strength may decrease. Therefore, the ratio of bound phosphorus is preferably 5% by mass or less with respect to the total mass of the phosphoric acid monoesterified starch.
結合リンの割合は、以下のようにして求められる。
まず、試料(リン酸モノエステル化澱粉)を水に分散し、濾紙等を使用して濾過し、澱粉に結合していない薬品等の成分を除去する。澱粉成分が水に溶出しやすい場合は、試料を水に分散するに際して、必要に応じてエタノールを水に添加して澱粉成分の溶出を抑制することが好ましい。
薬品等の成分を除去した試料を硫酸・硝酸の混酸および過塩素酸を用いて湿式分解し、分解液を得る。湿式分解後、分解液に水を加えて沸騰浴中で充分に加熱し、分解液中のリン酸成分をオルトリン酸に加水分解する。
得られた分解した試料について、Fiske−Subbarow法によるモリブデン青比色を測定し、結合リンの割合を求める。
The ratio of bound phosphorus is determined as follows.
First, the sample (phosphoric acid monoesterified starch) is dispersed in water and filtered using filter paper or the like to remove components such as chemicals that are not bound to the starch. When the starch component is easily eluted in water, it is preferable to add ethanol to the water as necessary to suppress the elution of the starch component when dispersing the sample in water.
A sample from which components such as chemicals have been removed is wet-decomposed with a mixed acid of sulfuric acid / nitric acid and perchloric acid to obtain a decomposition solution. After wet decomposition, water is added to the decomposition liquid and sufficiently heated in a boiling bath to hydrolyze the phosphoric acid component in the decomposition liquid into orthophosphoric acid.
The molybdenum blue specific color of the obtained decomposed sample is measured by the Fishe-Subbarow method, and the ratio of bound phosphorus is determined.
リン酸モノエステル化澱粉は、例えば澱粉と、リン酸およびリン酸塩の少なくとも一方と、必要に応じて無機酸または有機酸とを混合した後、焙焼することで得られる。このとき、尿素をさらに添加すると、カルバミン酸リン酸モノエステル化澱粉が得られる。
焙焼方法としては、例えば特公昭45−20512号公報に記載されている公知の方法を採用できる。以下、リン酸モノエステル化澱粉の製造方法の一例を示す。
Phosphoric acid monoesterified starch is obtained, for example, by mixing phosphoric acid, at least one of phosphoric acid and phosphate, and optionally an inorganic acid or an organic acid, and then roasting. At this time, further addition of urea gives carbamic acid phosphate monoesterified starch.
As the roasting method, for example, a known method described in Japanese Patent Publication No. 45-20512 can be adopted. The following is an example of a method for producing phosphoric acid monoesterified starch.
まず、リン酸およびリン酸塩の少なくとも一方と、必要に応じて無機酸または有機酸とを水に溶解させたリン酸水溶液に、澱粉を含浸させる。あるいは、澱粉に前記リン酸水溶液をスプレー等で散布する。次いで、リン酸水溶液と澱粉とを均一になるまで撹拌し、澱粉混合物を得る。得られた澱粉混合物を必要に応じて所望の水分になるまで乾燥した後、ベルト・ドライヤー、フラッシュドライヤー、撹拌式乾燥機、静置式乾燥機等の乾式焙焼装置を用いて加熱反応を行う。該反応により、澱粉のヒドロキシ基と、リン酸またはリン酸塩とがエステル結合して、リン酸モノエステル化澱粉が得られる。
リン酸塩としては、リン酸ナトリウム、リン酸カリウム、リン酸アンモニウム、ポリリン酸ナトリウムなどが挙げられる。
First, a phosphoric acid aqueous solution in which at least one of phosphoric acid and phosphate and, if necessary, an inorganic acid or an organic acid is dissolved in water is impregnated with starch. Alternatively, the phosphoric acid aqueous solution is sprayed onto the starch by spraying or the like. Then, the aqueous phosphoric acid solution and the starch are stirred until uniform to obtain a starch mixture. The obtained starch mixture is dried to a desired moisture content, if necessary, and then a heating reaction is carried out using a dry roasting device such as a belt dryer, a flash dryer, a stirring dryer, or a static dryer. By the reaction, the hydroxy group of the starch is ester-bonded with phosphoric acid or phosphate to obtain a phosphoric acid monoesterified starch.
Examples of the phosphate include sodium phosphate, potassium phosphate, ammonium phosphate, sodium polyphosphate and the like.
なお、前記リン酸水溶液に尿素を添加しておくと、澱粉のリン酸エステル化が低温で進行しやすくなる。尿素は分解して澱粉のヒドロキシ基と反応してカルバミン酸エステルを生成するため、澱粉がリン酸モノエステル化およびカルバミン酸エステル化したリン酸モノエステル化澱粉(カルバミン酸リン酸モノエステル化澱粉)が得られる。 When urea is added to the aqueous phosphoric acid solution, phosphoric acid esterification of the starch tends to proceed at a low temperature. Since urea decomposes and reacts with the hydroxy group of the starch to form a carbamic acid ester, the carbamic acid monoesterified starch (carbamic acid phosphate monoesterified starch) is a carbamic acid monoesterified and carbamic acid esterified starch. Is obtained.
<エポキシ樹脂>
エポキシ樹脂は、1分子中に2個以上のエポキシ基を有する樹脂、または該エポキシ基の開環反応により生じた樹脂である。
本発明においては、1分子中に2個以上のエポキシ基を有していれば、モノマーであっても「エポキシ樹脂」という。
<Epoxy resin>
The epoxy resin is a resin having two or more epoxy groups in one molecule, or a resin produced by a ring-opening reaction of the epoxy groups.
In the present invention, even a monomer is referred to as an "epoxy resin" as long as it has two or more epoxy groups in one molecule.
エポキシ樹脂の質量平均分子量は5000以下が好ましく、100〜3000がより好ましく、150〜1000がさらに好ましい。エポキシ樹脂の質量平均分子量が、5000以下であれば取り扱い性に優れ、150以上であれば木質ボードに用いた際に接着強度がより向上する。
エポキシ樹脂の質量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)を用いて、ポリスチレン換算によって算出された値である。
The mass average molecular weight of the epoxy resin is preferably 5000 or less, more preferably 100 to 3000, and even more preferably 150 to 1000. If the mass average molecular weight of the epoxy resin is 5000 or less, the handling property is excellent, and if it is 150 or more, the adhesive strength is further improved when used for a wood board.
The mass average molecular weight of the epoxy resin is a value calculated by polystyrene conversion using gel permeation chromatography (GPC).
エポキシ樹脂のエポキシ当量は、1000g/eq以下が好ましく、100〜500g/eqがより好ましい。エポキシ樹脂のエポキシ当量が上記範囲内であれば、木質ボードに用いた際に接着強度がより向上する。
エポキシ樹脂のエポキシ当量は、JIS K−7236:2009に準拠して測定される値である。
The epoxy equivalent of the epoxy resin is preferably 1000 g / eq or less, more preferably 100 to 500 g / eq. When the epoxy equivalent of the epoxy resin is within the above range, the adhesive strength is further improved when used for a wood board.
The epoxy equivalent of the epoxy resin is a value measured according to JIS K-7236: 2009.
エポキシ樹脂としては、例えば芳香族系エポキシ化合物が挙げられ、具体的には、ビスフェノール型エポキシ樹脂(例えばビスフェノールAのジグリシジルエーテル、ビスフェノールFのジグリシジルエーテル、臭素化ビスフェノールAのジグリシジルエーテル等)、ノボラック型エポキシ樹脂(例えばフェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂等)、ビフェニル型エポキシ樹脂、ヒドロキノンジグリシジルエーテル、レゾルシンジグリシジルエーテル、テレフタル酸ジグリシジルエステル、フタル酸ジグリシジルエステル、スチレン−ブタジエン共重合体のエポキシ化物、スチレン−イソプレン共重合体のエポキシ化物、末端カルボン酸ポリブタジエンとビスフェノールA型エポキシ樹脂の付加反応物などが挙げられる。 Examples of the epoxy resin include aromatic epoxy compounds, and specific examples thereof include bisphenol type epoxy resins (for example, bisphenol A diglycidyl ether, bisphenol F diglycidyl ether, brominated bisphenol A diglycidyl ether, etc.). , Novolak type epoxy resin (for example, phenol novolac type epoxy resin, cresol novolac type epoxy resin, etc.), biphenyl type epoxy resin, hydroquinone diglycidyl ether, resorcin diglycidyl ether, terephthalic acid diglycidyl ester, phthalic acid diglycidyl ester, styrene- Examples thereof include an epoxie of a butadiene copolymer, an epoxie of a styrene-isoprene copolymer, and an addition reaction product of a terminal carboxylate polybutadiene and a bisphenol A type epoxy resin.
また、エポキシ樹脂として、上述した芳香族系エポキシ化合物以外にも、例えばポリアミドエポキシ樹脂を用いてもよい。
ポリアミドエポキシ樹脂としては、ポリアミド樹脂にエピクロロヒドリン等のエピハロヒドリンを作用して得られる、分子内にエポキシ基を有するものが挙げられ、具体的にはエポキシ環の側鎖を有するポリアミドエピクロロヒドリン樹脂、ポリアミドアミンエピクロロヒドリン樹脂などが挙げられる。
Further, as the epoxy resin, for example, a polyamide epoxy resin may be used in addition to the above-mentioned aromatic epoxy compound.
Examples of the polyamide epoxy resin include those having an epoxy group in the molecule, which is obtained by reacting epichlorohydrin such as epichlorohydrin on the polyamide resin, and specifically, polyamide epichlorohydrin having a side chain of an epoxy ring. Examples thereof include a phosphorus resin and a polyamide amine epichlorohydrin resin.
エポキシ樹脂は、例えばエピハロヒドリンのようにエポキシ基を有する化合物(A)と、官能性の水素を有する化合物(B)とを反応させることで得られる。化合物(B)として、例えば4,4’−ジヒドロキシ−2,2’−ジフェニルプロパンを用いた場合、ビスフェノールA型エポキシ樹脂が得られる。 The epoxy resin can be obtained by reacting a compound (A) having an epoxy group, such as epihalohydrin, with a compound (B) having a functional hydrogen. When, for example, 4,4'-dihydroxy-2,2'-diphenylpropane is used as the compound (B), a bisphenol A type epoxy resin can be obtained.
エポキシ樹脂は、室温(25℃)で液体であってもよいし、固体であってもよい。
また、エポキシ樹脂は、水性媒体に溶解もしくは分散していてもよい。水性媒体としては、水、水と水溶性有機溶媒との混合物などが挙げられる。水溶性有機溶媒としては、例えばメタノール、エタノール、プロパノール等のアルコール類;アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類;ジエチルエーテル、エチレングリコールモノターシャリーブチルエーテル等のエーテル類などが挙げられる。
なお、エポキシ樹脂として、室温で液体のエポキシ樹脂、または水性媒体に溶解もしくは分散したエポキシ樹脂を用いる場合、接着剤中の澱粉の一部または全部は、エポキシ樹脂または水性媒体に分散していてもよい。
The epoxy resin may be a liquid or a solid at room temperature (25 ° C.).
Further, the epoxy resin may be dissolved or dispersed in an aqueous medium. Examples of the aqueous medium include water and a mixture of water and a water-soluble organic solvent. Examples of the water-soluble organic solvent include alcohols such as methanol, ethanol and propanol; ketones such as acetone and methyl ethyl ketone; ethers such as diethyl ether and ethylene glycol monotarsial butyl ether.
When a liquid epoxy resin at room temperature or an epoxy resin dissolved or dispersed in an aqueous medium is used as the epoxy resin, even if part or all of the starch in the adhesive is dispersed in the epoxy resin or the aqueous medium. good.
<水>
本発明の接着剤は、木質ボードの製造に用いた際に澱粉の糊化を進行させやすくする観点から、水を含有してもよい。
なお、澱粉が水分を含む場合、澱粉中の水分は溶媒に含まれる。また、エポキシ樹脂として水に溶解または分散したものを用いる場合、エポキシ樹脂を溶解または分散させている水も溶媒に含まれる。
<Water>
The adhesive of the present invention may contain water from the viewpoint of facilitating the gelatinization of starch when used in the production of wood boards.
When the starch contains water, the water in the starch is contained in the solvent. When a epoxy resin dissolved or dispersed in water is used, the solvent also contains water in which the epoxy resin is dissolved or dispersed.
<任意成分>
本発明の接着剤は、澱粉、エポキシ樹脂および水以外の成分(任意成分)を含有してもよい。
任意成分としては、エポキシ樹脂以外の樹脂(他の樹脂)、水以外の溶媒、添加剤などが挙げられる。
他の樹脂としては、例えばユリア樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、レゾルシノール樹脂、酢酸ビニル樹脂、ウレタン樹脂などが挙げられる。
溶媒としては、エポキシ樹脂の説明において先に例示した水溶性有機溶媒が挙げられる。
添加剤としては、木質ボード用の接着剤に配合される公知の添加剤が挙げられ、具体的には、難燃剤、相溶化剤、可塑剤、酸化防止剤、離型剤、耐光剤、耐候剤、着色剤、顔料、改質剤、ドリップ防止剤、帯電防止剤、耐加水分解防止剤、充填剤、補強剤(例えばガラス繊維、炭素繊維、タルク、クレー、マイカ、ガラスフレーク、ミルドガラス、ガラスビーズ、結晶性シリカ、アルミナ、窒化ケイ素、窒化アルミナ、ボロンナイトライド等)などが挙げられる。
<Arbitrary ingredient>
The adhesive of the present invention may contain components (arbitrary components) other than starch, epoxy resin and water.
Examples of the optional component include resins other than epoxy resins (other resins), solvents other than water, additives and the like.
Examples of other resins include urea resin, melamine resin, phenol resin, resorcinol resin, vinyl acetate resin, urethane resin and the like.
Examples of the solvent include the water-soluble organic solvent exemplified above in the description of the epoxy resin.
Examples of the additive include known additives to be blended in adhesives for wood boards, and specifically, flame retardant, compatibilizer, plasticizer, antioxidant, mold release agent, light resistant agent, and weather resistant agent. Agents, colorants, pigments, modifiers, anti-drip agents, antistatic agents, antioxidants, fillers, reinforcing agents (eg glass fiber, carbon fiber, talc, clay, mica, glass flakes, milled glass, etc. Glass beads, crystalline silica, alumina, silicon nitride, alumina nitride, boron nitride, etc.) and the like.
なお、ホルムアルデヒドの放散を低減する観点から、接着剤はホルムアルデヒドを放散する物質を実質的に含まないことが好ましい。ホルムアルデヒドを放散する物質としては、例えばユリア樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、レゾルシノール樹脂等のホルムアルデヒド系樹脂などが挙げられる。
ここで、「実質的に含まない」とは、ホルムアルデヒドを放散する物質の含有量が、接着剤の総質量に対して0.1質量%未満であることを意味する。
本発明の接着剤は澱粉とエポキシ樹脂とを含有するので、ホルムアルデヒド系樹脂を接着剤に含む場合、少量でも充分な接着性を発現できる。よって、ホルムアルデヒド系樹脂の使用量を減らすことができる。
From the viewpoint of reducing the emission of formaldehyde, it is preferable that the adhesive does not substantially contain a substance that emits formaldehyde. Examples of the substance that dissipates formaldehyde include formaldehyde-based resins such as urea resin, melamine resin, phenol resin, and resorcinol resin.
Here, "substantially free" means that the content of the substance that emits formaldehyde is less than 0.1% by mass with respect to the total mass of the adhesive.
Since the adhesive of the present invention contains starch and an epoxy resin, when a formaldehyde-based resin is contained in the adhesive, sufficient adhesiveness can be exhibited even in a small amount. Therefore, the amount of formaldehyde-based resin used can be reduced.
<割合>
接着剤中の澱粉とエポキシ樹脂との質量比は固形分換算で、澱粉:エポキシ樹脂=4:1〜50:1が好ましく、8:1〜40:1がより好ましく、10:1〜30:1がさらに好ましい。澱粉とエポキシ樹脂との質量比が上記範囲内であれば、木質ボードに用いた際に接着強度がより向上する。
<Ratio>
The mass ratio of starch in the adhesive to the epoxy resin is preferably starch: epoxy resin = 4: 1 to 50: 1, more preferably 8: 1 to 40: 1, and 10: 1 to 30: in terms of solid content. 1 is more preferable. When the mass ratio of starch and epoxy resin is within the above range, the adhesive strength is further improved when used for a wood board.
接着剤中の澱粉とエポキシ樹脂との含有量の合計は固形分換算で、接着剤の総質量に対して50質量%以上が好ましく、60質量%以上がより好ましく、70質量%以上がさらに好ましい。澱粉とエポキシ樹脂との含有量の合計が50質量%以上であれば、木質ボードに用いた際に接着強度がより向上する。
接着剤中の澱粉とエポキシ樹脂との含有量の合計は、固形分換算で、接着剤の総質量に対して95質量%以下が好ましく、90質量%以下がより好ましく、85質量%以下がさらに好ましい。
The total content of starch and epoxy resin in the adhesive is preferably 50% by mass or more, more preferably 60% by mass or more, still more preferably 70% by mass or more, based on the total mass of the adhesive in terms of solid content. .. When the total content of the starch and the epoxy resin is 50% by mass or more, the adhesive strength is further improved when used for a wood board.
The total content of starch and epoxy resin in the adhesive is preferably 95% by mass or less, more preferably 90% by mass or less, and further preferably 85% by mass or less, based on the total mass of the adhesive in terms of solid content. preferable.
本発明では接着剤に含まれる澱粉として、リン酸モノエステル化澱粉を含有することが好適であり、接着剤に含まれる澱粉の総質量に対するリン酸モノエステル化澱粉の割合は、50質量%以上が好ましく、70質量%以上がより好ましく、80質量%以上がさらに好ましく、90質量%以上が特に好ましく、100質量%が最も好ましい。 In the present invention, it is preferable to contain phosphoric acid monoesterified starch as the starch contained in the adhesive, and the ratio of the phosphoric acid monoesterified starch to the total mass of the starch contained in the adhesive is 50% by mass or more. Is preferable, 70% by mass or more is more preferable, 80% by mass or more is further preferable, 90% by mass or more is particularly preferable, and 100% by mass is most preferable.
接着剤中の任意成分の含有量は、接着剤の総質量に対して35質量%以下が好ましく、10質量%以下がより好ましく、5質量%以下がさらに好ましい。
ただし、接着剤に含まれる澱粉およびエポキシ樹脂の固形分換算での含有量と、水の含有量と、任意成分の含有量との合計が、接着剤の総質量に対して100質量%を超えないものとする。
The content of the optional component in the adhesive is preferably 35% by mass or less, more preferably 10% by mass or less, still more preferably 5% by mass or less, based on the total mass of the adhesive.
However, the total of the starch and epoxy resin contained in the adhesive in terms of solid content, the water content, and the content of any component exceeds 100% by mass with respect to the total mass of the adhesive. Make it not exist.
<製造方法>
本発明の接着剤は、澱粉と、エポキシ樹脂と、必要に応じて任意成分とを混合することで得られる。この際、水をさらに添加してもよい。
また、接着剤の使用直前まで、少なくとも澱粉とエポキシ樹脂とを非接触状態で保管しておいてもよい。本発明において、少なくとも澱粉とエポキシ樹脂とを別々に収容した容器の集合体を「木質ボード用接着剤キット」ともいう。
<Manufacturing method>
The adhesive of the present invention can be obtained by mixing starch, an epoxy resin, and an optional component, if necessary. At this time, water may be further added.
Further, at least the starch and the epoxy resin may be stored in a non-contact state until immediately before the use of the adhesive. In the present invention, an aggregate of containers containing at least starch and epoxy resin separately is also referred to as an "adhesive kit for wood board".
<作用効果>
上述したように、パーティクルボードや中密度繊維板等の木質ボードは、通常、乾式フォーミングで製造されるため、木質ボードの製造過程において澱粉は水分が少ない状態で加熱される。そのため、澱粉は糊化しにくく、充分な接着強度が得られにくい。
しかし、本発明の接着剤であれば、澱粉に加えてエポキシ樹脂を含有するので、木質ボードの製造過程において低水分の状態で接着剤を用いても、充分な接着強度を発現できる。特に、澱粉として加工澱粉(好ましくはリン酸モノエステル化澱粉)を用いれば、低水分の状態でも澱粉が糊化しやすくなり、接着強度がより高まる傾向にある。よって、本発明の接着剤を用いれば、充分な強度を有する木質ボードが得られる。
また、本発明の接着剤はエポキシ樹脂を含んでいるので、耐水性にも優れる木質ボードが得られる。エポキシ樹脂はホルムアルデヒドを含んでいないので、本発明の接着剤であれば、ホルムアルデヒドの放散も低減できる。また、本発明の接着剤は澱粉とエポキシ樹脂とを含有するので、ホルムアルデヒド系樹脂を併用する場合、少量でも充分な接着性を発現できる。よって、ホルムアルデヒド系樹脂の使用量を減らすことができるので、ホルムアルデヒドの放散を低減できる。
なお、接着剤が澱粉を含まない場合、エポキシ樹脂だけでは接着性は発現されにくく、充分な強度の木質ボードは得られない。
<Action effect>
As described above, since wood boards such as particle boards and medium density fiberboards are usually manufactured by dry forming, starch is heated in a state of low water content in the process of manufacturing wood boards. Therefore, starch is difficult to gelatinize and it is difficult to obtain sufficient adhesive strength.
However, since the adhesive of the present invention contains an epoxy resin in addition to starch, sufficient adhesive strength can be exhibited even if the adhesive is used in a low water content state in the process of manufacturing a wood board. In particular, when modified starch (preferably phosphoric acid monoesterified starch) is used as the starch, the starch is easily gelatinized even in a low water content state, and the adhesive strength tends to be further increased. Therefore, if the adhesive of the present invention is used, a wood board having sufficient strength can be obtained.
Further, since the adhesive of the present invention contains an epoxy resin, a wood board having excellent water resistance can be obtained. Since the epoxy resin does not contain formaldehyde, the adhesive of the present invention can reduce the emission of formaldehyde. Further, since the adhesive of the present invention contains starch and an epoxy resin, sufficient adhesiveness can be exhibited even in a small amount when a formaldehyde-based resin is used in combination. Therefore, since the amount of formaldehyde-based resin used can be reduced, the emission of formaldehyde can be reduced.
When the adhesive does not contain starch, it is difficult to develop adhesiveness only with the epoxy resin, and a wood board having sufficient strength cannot be obtained.
<用途>
本発明の接着剤は、低水分の状態で使用しても充分な接着強度を発現しやすいことから、乾式フォーミングで製造される木質ボード(例えば、パーティクルボード、中密度繊維板)の製造に用いる接着剤として好適である。
<Use>
Since the adhesive of the present invention easily develops sufficient adhesive strength even when used in a low moisture state, it is used for producing a wood board (for example, particle board, medium density fiberboard) manufactured by dry forming. Suitable as an adhesive.
[木質ボード]
本発明の木質ボードは、木質原料と、澱粉と、エポキシ樹脂とを含有する。
[Wood board]
The wood board of the present invention contains a wood raw material, starch, and an epoxy resin.
<木質原料>
木質原料の形態としては、チップ、フレーク、ウェハー、ストランド等の小片状;繊維状などが挙げられる。例えば、チップ状の木質原料を「木質チップ」といい、繊維状の木質原料を「木質繊維」という。
木質原料として、製材時の残廃材、建築解体材、間伐材などを用いることができる。これらの木材を用いれば、環境負荷を軽減でき、低コストで製造できる。
<Wood-based materials>
Examples of the form of the wood-based material include small pieces such as chips, flakes, wafers, and strands; and fibrous forms. For example, a chip-shaped wood raw material is called "wood chip", and a fibrous wood raw material is called "wood fiber".
As the wood raw material, waste wood from sawing, building demolition wood, thinned wood and the like can be used. If these woods are used, the environmental load can be reduced and the wood can be manufactured at low cost.
<澱粉>
木質ボードに含まれる澱粉は、糊化(α化)した状態である。
澱粉としては、本発明の木質ボード用接着剤の説明において先に例示した澱粉が挙げられる。中でも、加工澱粉が好ましく、その中でも特にリン酸モノエステル化澱粉がより好ましい。
<Starch>
The starch contained in the wood board is in a gelatinized (pregelatinized) state.
Examples of the starch include the starch exemplified above in the description of the adhesive for wood board of the present invention. Of these, modified starch is preferable, and among them, phosphoric acid monoesterified starch is more preferable.
<エポキシ樹脂>
エポキシ樹脂としては、本発明の木質ボード用接着剤の説明において先に例示したエポキシ樹脂が挙げられる。
<Epoxy resin>
Examples of the epoxy resin include the epoxy resin exemplified above in the description of the adhesive for wood board of the present invention.
<水>
木質ボードは、通常、水分を含んでいる。
木質ボードの水分としては、木質原料由来の水、澱粉由来の水などが挙げられる。また、エポキシ樹脂として水に溶解または分散したものを用いる場合、エポキシ樹脂由来の水も木質ボードの水分に含まれる。さらに、詳しくは後述するが木質ボードの製造において水を使用する場合、この水の一部も木質ボードの水分に含まれる。
<Water>
Wood boards usually contain moisture.
Examples of the water content of the wood board include water derived from wood raw materials and water derived from starch. When a epoxy resin dissolved or dispersed in water is used, water derived from the epoxy resin is also contained in the water content of the wood board. Further, as will be described in detail later, when water is used in the production of a wood board, a part of this water is also contained in the water content of the wood board.
<任意成分>
本発明の接着剤は、澱粉、エポキシ樹脂および水以外の成分(任意成分)を含有してもよい。
任意成分としては、本発明の木質ボード用接着剤の説明において先に例示した任意成分(他の樹脂、水以外の溶媒、添加剤)などが挙げられる。
なお、ホルムアルデヒドの放散を低減する観点から、木質ボードはホルムアルデヒドを放散する物質を実質的に含まないことが好ましい。
ここで、「実質的に含まない」とは、ホルムアルデヒドを放散する物質の含有量が、木質ボードの総質量に対して0.1質量%未満であることを意味する。
<Arbitrary ingredient>
The adhesive of the present invention may contain components (arbitrary components) other than starch, epoxy resin and water.
Examples of the optional component include optional components (other resins, solvents other than water, additives) exemplified above in the description of the adhesive for wood board of the present invention.
From the viewpoint of reducing the emission of formaldehyde, it is preferable that the wood board does not substantially contain a substance that emits formaldehyde.
Here, "substantially free" means that the content of the substance that emits formaldehyde is less than 0.1% by mass with respect to the total mass of the wood board.
<割合>
木質ボード中の木質原料の含有量は固形分換算で、木質ボードの固形分換算での総質量に対して70質量%以上が好ましく、79質量%以上がより好ましく、84質量%以上がさらに好ましい。また、木質ボード中の木質原料の含有量は固形分換算で、木質ボードの総質量に対して95質量%以下が好ましく、93質量%以下がより好ましく、90質量%以下がさらに好ましい。木質原料の含有量が上記範囲内であれば、木質ボードの風合いを維持しつつ、木質原料同士が充分に接着した木質ボードが得られる。
<Ratio>
The content of the wood-based material in the wood board is preferably 70% by mass or more, more preferably 79% by mass or more, still more preferably 84% by mass or more, based on the total mass of the wood board in terms of solid content. .. The content of the wood raw material in the wood board is preferably 95% by mass or less, more preferably 93% by mass or less, still more preferably 90% by mass or less, based on the total mass of the wood board in terms of solid content. When the content of the wood-based material is within the above range, a wood-based board in which the wood-based materials are sufficiently adhered to each other can be obtained while maintaining the texture of the wood-based board.
木質ボード中の澱粉の含有量は固形分換算で、木質ボードの固形分換算での総質量に対して1質量%以上が好ましく、4質量%以上がより好ましく、9質量%以上がさらに好ましい。また、木質ボード中の澱粉の含有量は固形分換算で、木質ボードの固形分換算での総質量に対して25質量%以下が好ましく、20質量%以下がより好ましく、15質量%以下がさらに好ましい。澱粉の含有量が上記範囲内であれば、充分な強度を有する木質ボードが得られる。 The content of starch in the wood board is preferably 1% by mass or more, more preferably 4% by mass or more, still more preferably 9% by mass or more, based on the total mass of the wood board in terms of solid content. Further, the content of starch in the wood board is preferably 25% by mass or less, more preferably 20% by mass or less, and further preferably 15% by mass or less, based on the total mass of the wood board in terms of solid content. preferable. When the starch content is within the above range, a wood board having sufficient strength can be obtained.
木質ボード中のエポキシ樹脂の含有量は固形分換算で、木質ボードの固形分換算での総質量に対して0.1質量%以上が好ましく、0.5質量%以上がより好ましく、1質量%以上がさらに好ましい。エポキシ樹脂の含有量が0.1質量%以上であれば、充分な強度および耐水性を有する木質ボードが得られる。木質ボードの強度および耐水性の向上効果は、エポキシ樹脂の含有量が増えるに連れて高まる傾向にあるが、エポキシ樹脂の含有量が多すぎても頭打ちとなる。木質ボードの強度および耐水性と製造コストとのバランスを考慮すると、木質ボード中のエポキシ樹脂の含有量は固形分換算で、木質ボードの固形分換算での総質量に対して10質量%以下が好ましく、5質量%以下がより好ましく、3質量%以下がさらに好ましい。
ただし、木質ボードに含まれる木質原料、澱粉およびエポキシ樹脂の固形分換算での含有量の合計が、木質ボードの固形分換算での総質量に対して100質量%を超えないものとする。
The content of the epoxy resin in the wood board is preferably 0.1% by mass or more, more preferably 0.5% by mass or more, and 1% by mass, based on the total mass of the wood board in terms of solid content. The above is more preferable. When the content of the epoxy resin is 0.1% by mass or more, a wood board having sufficient strength and water resistance can be obtained. The effect of improving the strength and water resistance of the wood board tends to increase as the content of the epoxy resin increases, but even if the content of the epoxy resin is too high, it reaches a plateau. Considering the balance between the strength and water resistance of the wood board and the manufacturing cost, the content of the epoxy resin in the wood board is 10% by mass or less in terms of solid content with respect to the total mass in terms of solid content of the wood board. It is preferable, 5% by mass or less is more preferable, and 3% by mass or less is further preferable.
However, the total content of the wood raw material, starch and epoxy resin contained in the wood board in terms of solid content shall not exceed 100% by mass with respect to the total mass of wood board in terms of solid content.
また、木質ボード中の澱粉とエポキシ樹脂との質量比は固形分換算で、澱粉:エポキシ樹脂=4:1〜50:1が好ましく、8:1〜40:1がより好ましく、10:1〜30:1がさらに好ましい。澱粉とエポキシ樹脂との質量比が上記範囲内であれば、木質ボードに用いた際に接着強度がより向上する。 The mass ratio of starch in the wood board to the epoxy resin is preferably starch: epoxy resin = 4: 1 to 50: 1, more preferably 8: 1 to 40: 1, and 10: 1 to 1 in terms of solid content. 30: 1 is more preferred. When the mass ratio of starch and epoxy resin is within the above range, the adhesive strength is further improved when used for a wood board.
木質ボード中の木質原料と澱粉とエポキシ樹脂との含有量の合計は固形分換算で、木質ボードの総質量に対して75質量%以上が好ましく、80質量%以上がより好ましく、85質量%以上がさらに好ましい。木質原料と澱粉とエポキシ樹脂との含有量の合計が75質量%以上であれば、木質ボードの風合いを維持しつつ、木質原料同士が充分に接着した木質ボードが得られる。
木質ボード中の木質原料と澱粉とエポキシ樹脂との含有量の合計は、固形分換算で、木質ボードの総質量に対して95質量%以下が好ましい。
The total content of the wood raw material, starch and epoxy resin in the wood board is preferably 75% by mass or more, more preferably 80% by mass or more, and 85% by mass or more with respect to the total mass of the wood board in terms of solid content. Is even more preferable. When the total content of the wood-based material, starch, and epoxy resin is 75% by mass or more, a wood-based board in which the wood-based materials are sufficiently adhered to each other can be obtained while maintaining the texture of the wood-based board.
The total content of the wood raw material, starch and epoxy resin in the wood board is preferably 95% by mass or less with respect to the total mass of the wood board in terms of solid content.
本発明では木質ボードに含まれる澱粉として、リン酸モノエステル化澱粉を含有することが好適であり、木質ボードに含まれる澱粉の総質量に対するリン酸モノエステル化澱粉の割合は、50質量%以上が好ましく、70質量%以上がより好ましく、80質量%以上がさらに好ましく、90質量%以上が特に好ましく、100質量%が最も好ましい。 In the present invention, it is preferable to contain phosphoric acid monoesterified starch as the starch contained in the wood board, and the ratio of the phosphoric acid monoesterified starch to the total mass of the starch contained in the wood board is 50% by mass or more. Is preferable, 70% by mass or more is more preferable, 80% by mass or more is further preferable, 90% by mass or more is particularly preferable, and 100% by mass is most preferable.
木質ボード中の水の含有量(水分量)は、木質ボードの総質量に対して5〜20質量%が好ましく、5〜15質量%がより好ましく、5〜10質量%がさらに好ましい。
ただし、木質ボードに含まれる木質原料、澱粉およびエポキシ樹脂の固形分換算での含有量と、水の含有量との合計が、木質ボードの総質量に対して100質量%を超えないものとする。
The water content (moisture content) in the wood board is preferably 5 to 20% by mass, more preferably 5 to 15% by mass, still more preferably 5 to 10% by mass, based on the total mass of the wood board.
However, the total of the solid content of wood-based materials, starch and epoxy resin contained in the wood board and the water content shall not exceed 100% by mass with respect to the total mass of the wood board. ..
木質ボード中の任意成分の含有量は、木質ボードの総質量に対して20質量%以下が好ましく、15質量%以下がより好ましく、10質量%以下がさらに好ましい。
ただし、木質ボードに含まれる木質原料、澱粉およびエポキシ樹脂の固形分換算での含有量と、水の含有量と、任意成分の含有量との合計が、木質ボードの総質量に対して100質量%を超えないものとする。
The content of the optional component in the wood board is preferably 20% by mass or less, more preferably 15% by mass or less, still more preferably 10% by mass or less, based on the total mass of the wood board.
However, the total of the solid content of wood-based materials, starch and epoxy resin contained in the wood board, the water content and the content of any component is 100 mass with respect to the total mass of the wood board. It shall not exceed%.
<木質ボードの形態>
木質ボードとしては、パーティクルボード、繊維板、配向性ストランドボードなどが挙げられる。木質ボードの種類に応じて、各種強度、接着剤の種類、ホルムアルデヒド放散量、難燃性等の基準が、日本工業標準調査会のJISによって定められている。例えば、パーティクルボードについては、JIS A 5908:2015に各種基準が設定されている。繊維板については、JIS A 5905:2014に各種基準が設定されている。
<Form of wood board>
Examples of the wood board include particle board, fiber board, oriented strand board and the like. Standards such as various strengths, types of adhesives, formaldehyde emission, flame retardancy, etc. are set by JIS of the Japanese Industrial Standards Committee according to the type of wood board. For example, for particle board, various standards are set in JIS A 5908: 2015. For fiber plates, various standards are set in JIS A 5905: 2014.
パーティクルボードは、木材などの小片を主な原料として、接着剤を用いて成形熱圧した板である。パーティクルボードとしては、素地パーティクルボード、パーティクルボードを基材として両面に単板を張った単板張りパーティクルボード、パーティクルボードの両面または片面に化粧紙等を接着した化粧パーティクルボード、構造用パーティクルボードなどが挙げられる。 Particle board is a board that is hot-pressed by molding using an adhesive, using small pieces such as wood as the main raw material. Particle board includes base particle board, veneer particle board with veneer on both sides of particle board as a base material, decorative particle board with decorative paper on both sides or one side of particle board, structural particle board, etc. Can be mentioned.
繊維板は、木材などの繊維を主な原料として、接着剤を用いて成形熱圧した板である。
繊維板は、密度と製法によって概ね3種類に区分され、具体的には、密度が0.35g/cm3未満であるインシュレーションファイバーボード(軟質繊維板)、密度が0.35g/cm3以上であるミディアムデンシティファイバーボード(中密度繊維板)、密度が0.80g/cm3以上であるハードファイバーボード(硬質繊維板)が挙げられる。
本発明においては、乾式フォーミングで製造されるパーティクルボード、中密度繊維板が好適である。
The fiber board is a board made of fibers such as wood as a main raw material and heat-pressed by molding using an adhesive.
The fiberboard is roughly classified into three types according to the density and the manufacturing method. Specifically, an insulation fiberboard (soft fiberboard) having a density of less than 0.35 g / cm 3 and a density of 0.35 g / cm 3 or more. Examples thereof include medium density fiberboard (medium density fiberboard) and hard fiberboard (hard fiberboard) having a density of 0.80 g / cm 3 or more.
In the present invention, particle boards and medium density fiberboards manufactured by dry forming are suitable.
<製造方法>
木質ボードは、乾式フォーミングにより製造できる。具体的には、上述した本発明の接着剤と木質原料とを混合し、得られた原料混合物を加熱加圧成形することで得られる。原料混合物を加熱加圧することで、原料混合物中の木質原料同士が澱粉およびエポキシ樹脂で結着される。
<Manufacturing method>
Wood boards can be manufactured by dry forming. Specifically, it is obtained by mixing the above-mentioned adhesive of the present invention and a wood-based raw material, and heat-press molding the obtained raw material mixture. By heating and pressurizing the raw material mixture, the wood-based raw materials in the raw material mixture are bound to each other by starch and epoxy resin.
本発明の接着剤と木質原料とを混合する際には、必要に応じて水をさらに添加してもよい。水を添加することで澱粉の糊化がより進行しやすくなる。
また、木質原料と澱粉とを混合し、これにエポキシ樹脂と必要に応じて任意成分との水溶液を噴霧した後、充分に撹拌して原料混合物を調製してもよい。
なお、原料混合物中の水の割合が多すぎると、加熱加圧成形時に大量の水蒸気が発生し、パンクが起こる場合がある。原料混合物中の水の含有量は、原料混合物の総質量に対して、10〜25質量%が好ましく、15〜25質量%がより好ましく、18〜25質量%がさらに好ましい。
When mixing the adhesive of the present invention with the wood-based material, water may be further added if necessary. The addition of water facilitates the gelatinization of starch.
Further, a wood-based raw material and starch may be mixed, and an aqueous solution of an epoxy resin and an optional component may be sprayed on the mixture, and then the mixture may be sufficiently stirred to prepare a raw material mixture.
If the proportion of water in the raw material mixture is too large, a large amount of steam may be generated during heat and pressure molding, which may cause a puncture. The content of water in the raw material mixture is preferably 10 to 25% by mass, more preferably 15 to 25% by mass, still more preferably 18 to 25% by mass, based on the total mass of the raw material mixture.
加熱加圧成形としては公知の方法を採用でき、例えばプレス成形が挙げられる。また、型枠に原料混合物を充填し、仮成形された成形材料(マット)をホットプレスによって本成形してもよい。さらに、原料混合物を仮成形せずに、原料混合物を所定の形状とした後に加熱し、予備的に圧縮などした後、さらにプレス成形してもよい。
加熱加圧成形時の条件は特に制限されないが、例えば温度は120〜250℃が好ましく、圧力は0.5〜15MPaが好ましく、成形時間は1〜20分が好ましい。
As the heat-press molding, a known method can be adopted, and examples thereof include press molding. Further, the mold may be filled with the raw material mixture, and the temporarily molded molding material (mat) may be main-molded by hot pressing. Further, instead of temporarily molding the raw material mixture, the raw material mixture may be formed into a predetermined shape, heated, precompressed, and then press-molded.
The conditions for heat and pressure molding are not particularly limited, but for example, the temperature is preferably 120 to 250 ° C., the pressure is preferably 0.5 to 15 MPa, and the molding time is preferably 1 to 20 minutes.
<作用効果>
以上説明した本発明の木質ボードは、木質原料同士が糊化した澱粉とエポキシ樹脂とで結着されているので、充分な強度を有する。また、本発明の木質ボードはエポキシ樹脂を含んでいるので、耐水性にも優れる。エポキシ樹脂はホルムアルデヒドを含んでいないので、本発明の木質ボードであれば、ホルムアルデヒドの放散も低減できる。なお、木質ボードが澱粉を含まない場合、エポキシ樹脂だけでは接着性は発現されにくいので、充分な強度は得られない。また、本発明の木質ボードは木質原料同士が糊化した澱粉とエポキシ樹脂とで結着されているので、ホルムアルデヒド系樹脂を併用する場合、少量でも充分な強度を有する。よって、ホルムアルデヒド系樹脂の使用量を減らすことができるので、ホルムアルデヒドの放散を低減できる。
また、本発明の木質ボードの製造方法であれば、木質原料の接着剤として、澱粉とエポキシ樹脂とを含有する本発明の接着剤を用いるので、ホルムアルデヒドの放散が低減され、かつ充分な強度を有する木質ボードを製造できる。
<Action effect>
The wood board of the present invention described above has sufficient strength because the wood raw materials are bonded to each other by gelatinized starch and an epoxy resin. Further, since the wood board of the present invention contains an epoxy resin, it is also excellent in water resistance. Since the epoxy resin does not contain formaldehyde, the wood board of the present invention can reduce the emission of formaldehyde. When the wood board does not contain starch, it is difficult to develop adhesiveness only with the epoxy resin, so that sufficient strength cannot be obtained. Further, since the wood board of the present invention is bonded with starch obtained by gelatinizing wood raw materials and an epoxy resin, when a formaldehyde-based resin is used in combination, even a small amount has sufficient strength. Therefore, since the amount of formaldehyde-based resin used can be reduced, the emission of formaldehyde can be reduced.
Further, in the method for producing a wood board of the present invention, since the adhesive of the present invention containing starch and an epoxy resin is used as the adhesive for the wood raw material, the emission of formaldehyde is reduced and sufficient strength is provided. It is possible to manufacture a wood-based board with starch.
<用途>
本発明の木質ボードは、例えば屋根下地、床用下地、壁等の建築用部材;床材、家具類、家電製品等の内装材、キッチン用品、収納庫等の住宅用設備部材;自動車の内装材などに用いることができる。
<Use>
The wood board of the present invention is, for example, a roof base, a floor base, building members such as walls; interior materials such as floor materials, furniture, home appliances, kitchen utensils, housing equipment members such as storage; automobile interiors. It can be used for materials and the like.
以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
各例で測定、評価に使用した方法、およびリン酸モノエステル化澱粉の製造方法を以下に示す。
なお、例1〜3、10、13〜15は実施例であり、例4〜9、11、12は比較例である。
Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to Examples, but the present invention is not limited thereto.
The method used for measurement and evaluation in each example, and the method for producing phosphoric acid monoesterified starch are shown below.
Examples 1 to 3, 10, 13 to 15 are examples, and examples 4 to 9, 11 and 12 are comparative examples.
[測定・評価方法]
<結合リンの測定>
試料(リン酸モノエステル化澱粉)を水とエタノールの混合溶媒に分散し、濾紙で濾過し、澱粉に結合していない薬品等の成分を除去した。
薬品等の成分を除去した試料を硫酸・硝酸の混酸および過塩素酸を用いて湿式分解し、分解液を得た。湿式分解後、分解液に水を加えて沸騰浴中で充分に加熱し、分解液中のリン酸成分をオルトリン酸に加水分解した。
得られた分解した試料について、Fiske−Subbarow法によるモリブデン青比色を測定し、結合リンの割合を求めた。
[Measurement / evaluation method]
<Measurement of bound phosphorus>
The sample (phosphoric acid monoesterified starch) was dispersed in a mixed solvent of water and ethanol, and filtered with a filter paper to remove components such as chemicals not bound to the starch.
A sample from which components such as chemicals had been removed was wet-decomposed with a mixed acid of sulfuric acid and nitric acid and perchloric acid to obtain a decomposition solution. After wet decomposition, water was added to the decomposition solution and sufficiently heated in a boiling bath to hydrolyze the phosphoric acid component in the decomposition solution to orthophosphoric acid.
The molybdenum blue specific color of the obtained decomposed sample was measured by the Fishe-Subbarow method, and the ratio of bound phosphorus was determined.
<密度の測定>
パーティクルボードの密度は、JIS A 5908:2015に準拠して測定した。
<Measurement of density>
The density of the particle board was measured according to JIS A 5908: 2015.
<曲げ強度の測定>
パーティクルボードの曲げ強度は、JIS A 5908:2015に準拠して測定した。
なお、曲げ強度は密度に影響される。例えば、後述の例1と同様にして製造したパーティクルボードの密度は0.82g/cm3であり、曲げ強度は13.4N/mm2であった。別途、密度が0.68g/cm3または0.75g/cm3となるように加熱加圧成形の条件を変更した以外は、例1と同様にして製造したパーティクルボードの曲げ強度は、密度が0.68g/cm3の場合で9.9N/mm2であり、密度が0.75g/cm3の場合で11.2N/mm2であった。パーティクルボードの密度と曲げ強度の結果を表1に示す。
<Measurement of bending strength>
The bending strength of the particle board was measured according to JIS A 5908: 2015.
The bending strength is affected by the density. For example, the particle board manufactured in the same manner as in Example 1 described later had a density of 0.82 g / cm 3 and a bending strength of 13.4 N / mm 2 . The bending strength of the particle board manufactured in the same manner as in Example 1 is that the density is different, except that the conditions of heat and pressure molding are separately changed so that the density is 0.68 g / cm 3 or 0.75 g / cm 3. was 9.9N / mm 2 in the case of 0.68 g / cm 3, a density of 11.2 N / mm 2 in the case of 0.75 g / cm 3. Table 1 shows the results of particle board density and bending strength.
パーティクルボードの密度を横軸(x軸)に、パーティクルボードの曲げ強度を縦軸(y軸)にプロットして回帰直線を求めたところ、y=25x−7.25であり、このときの回帰直線の決定係数(R2)は0.9784であった。このように、パーティクルボードの密度と曲げ強度は比例関係にあった。
各例において、パーティクルボードの密度が一致するようにパーティクルボードを製造することは困難である。よって、各例のパーティクルボードの曲げ強度が、個々の密度の影響を受けないようにするため、実測値を密度が0.82g/cm3の場合に換算して、パーティクルボードの曲げ強度を求めた。具体的には、下記式より曲げ強度(換算値)を求めた。
曲げ強度(換算値)=曲げ強度(実測値)+(0.82−密度(実測値))×25
When the density of the particle board was plotted on the horizontal axis (x-axis) and the bending strength of the particle board was plotted on the vertical axis (y-axis) to obtain a regression line, y = 25x-7.25, and the regression at this time. The coefficient of determination (R 2 ) of the straight line was 0.9784. In this way, the density of the particle board and the bending strength were in a proportional relationship.
In each example, it is difficult to manufacture particle boards so that the densities of the particle boards match. Therefore, in order to prevent the bending strength of the particle board in each example from being affected by the individual densities, the measured values are converted to the case where the density is 0.82 g / cm 3 to obtain the bending strength of the particle board. rice field. Specifically, the bending strength (converted value) was obtained from the following formula.
Bending strength (converted value) = bending strength (measured value) + (0.82-density (measured value)) x 25
<ホルムアルデヒド放散量の測定>
木質ボードからのホルムアルデヒド放散量は、JIS A 1460:2015に準拠して測定した。
なお、検出限界以下(0.05mg/L以下)の場合は、「N.D」とする。
<Measurement of formaldehyde emission>
The amount of formaldehyde emission from the wood board was measured according to JIS A 1460: 2015.
If it is below the detection limit (0.05 mg / L or less), it is referred to as "ND".
[リン酸モノエステル化澱粉の製造方法]
水に尿素10.2質量部と正リン酸2.7質量部とを溶解したリン酸水溶液に、コーンスターチ100質量部を含浸させ、均一になるまで撹拌し、澱粉混合物を得た。得られた澱粉混合物の総質量に対する水の含有量が10質量%以下になるまで水を留去した後、撹拌式乾燥機を用い、140℃で25分間加熱反応(焙焼)を行い、澱粉がリン酸モノエステル化およびカルバミン酸エステル化したリン酸モノエステル化澱粉(カルバミン酸リン酸モノエステル化澱粉)を得た。
得られたリン酸モノエステル化澱粉の総質量に対する結合リンの割合は0.55質量%であり、水分量は9.3質量%であった。また、リン酸モノエステル化澱粉の糊化開始温度は44℃であった。
[Method for producing phosphoric acid monoesterified starch]
A phosphoric acid aqueous solution prepared by dissolving 10.2 parts by mass of urea and 2.7 parts by mass of orthophosphoric acid in water was impregnated with 100 parts by mass of corn starch and stirred until uniform to obtain a starch mixture. Water was distilled off until the content of water with respect to the total mass of the obtained starch mixture became 10% by mass or less, and then a heating reaction (roasting) was carried out at 140 ° C. for 25 minutes using a stirring dryer to carry out starch. Obtained phosphoric acid monoesterified and carbamate-esterified phosphoric acid monoesterified starch (carbamic acid phosphoric acid monoesterified starch).
The ratio of bound phosphorus to the total mass of the obtained phosphoric acid monoesterified starch was 0.55% by mass, and the water content was 9.3% by mass. The gelatinization start temperature of the phosphoric acid monoesterified starch was 44 ° C.
[例1]
エポキシ樹脂として、ポリアミドエピクロロヒドリン樹脂(星光PMC株式会社製、商品名「WS4030」、水分量75質量%)25.3gと、水67.5gとを混合し、エポキシ樹脂の水溶液を調製した。
木質原料として木材チップ(水分量13.6質量%)678.4gと、澱粉としてリン酸モノエステル化澱粉(水分量9.3質量%)72.6gとを混合し、これにエポキシ樹脂の水溶液を噴霧した後、充分に撹拌して原料混合物843.8gを得た。得られた原料混合物の固形分量は78質量%(658.2g)であり、水分量は22質量%(185.6g)であった。また、原料混合物の固形分換算での総質量に対する、木質原料の含有量(固形分換算)は89質量%であり、澱粉の含有量(固形分換算)は10質量%であり、エポキシ樹脂の含有量(固形分換算)は1質量%であった。
ついで、原料混合物を型枠(300×300mm)に充填し、仮成形された成形材料(マット)をホットプレスによって本成形した。プレス成形は、150℃に加温した2枚の鉄板で成形材料を型枠ごと挟み、2枚の鉄板間の距離が10mmになるまで10分間保持して加熱加圧成形した。10分間の加熱加圧成形の後、型枠を取り外し、室温(25℃)で12時間放置し、パーティクルボードを得た。
パーティクルボードの水分量は、パーティクルボードの総質量に対して、5質量%であった。なお、パーティクルボードの固形分換算での総質量に対する、木質原料、澱粉およびエポキシ樹脂の固形分換算での含有量は、原料混合物と同じである。
得られたパーティクルボードについて、密度、曲げ強度およびホルムアルデヒド放散量を測定した。これらの結果を表2に示す。
[Example 1]
As the epoxy resin, 25.3 g of a polyamide epichlorohydrin resin (manufactured by Seiko PMC Corporation, trade name "WS4030", water content 75% by mass) and 67.5 g of water were mixed to prepare an aqueous solution of the epoxy resin. ..
678.4 g of wood chips (water content 13.6% by mass) as a wood raw material and 72.6 g of phosphoric acid monoesterified starch (water content 9.3% by mass) as starch are mixed, and an aqueous solution of epoxy resin is mixed with this. After spraying, the mixture was sufficiently stirred to obtain 843.8 g of a raw material mixture. The solid content of the obtained raw material mixture was 78% by mass (658.2 g), and the water content was 22% by mass (185.6 g). Further, the content of the wood raw material (in terms of solid content) is 89% by mass and the content of starch (in terms of solid content) is 10% by mass with respect to the total mass of the raw material mixture in terms of solid content. The content (in terms of solid content) was 1% by mass.
Then, the raw material mixture was filled in a mold (300 × 300 mm), and the temporarily molded molding material (mat) was main-molded by hot pressing. In the press molding, the molding material was sandwiched between two iron plates heated to 150 ° C. together with the mold and held for 10 minutes until the distance between the two iron plates became 10 mm, and heat and pressure molding was performed. After heat and pressure molding for 10 minutes, the mold was removed and left at room temperature (25 ° C.) for 12 hours to obtain a particle board.
The water content of the particle board was 5% by mass with respect to the total mass of the particle board. The contents of the wood-based material, starch and epoxy resin in terms of solid content with respect to the total mass of the particle board in terms of solid content are the same as those of the raw material mixture.
The density, bending strength and formaldehyde emission of the obtained particle board were measured. These results are shown in Table 2.
[例2〜15]
澱粉および樹脂の種類と、パーティクルボードの固形分換算での総質量に対する、木質原料、澱粉および樹脂の固形分換算での含有量を表2に示すように変更した以外は、例1と同様にしてパーティクルボードを製造し、各種測定を行った。結果を表2に示す。なお、得られたパーティクルボードの水分量は、パーティクルボードの総質量に対して、5〜11質量%であった。
[Examples 2 to 15]
Same as Example 1 except that the types of starch and resin and the contents of wood-based materials, starch and resin in terms of solid content with respect to the total mass of particle board in terms of solid content were changed as shown in Table 2. A particle board was manufactured and various measurements were made. The results are shown in Table 2. The water content of the obtained particle board was 5 to 11% by mass with respect to the total mass of the particle board.
表2の結果から明らかなように、例1〜3、10、13〜15のパーティクルボードは、曲げ強度が高く、かつホルムアルデヒドの放散量が検出限界以下であった。特に、澱粉としてリン酸モノエステル化澱粉またはカチオン化澱粉を用いた例1〜3、13のパーティクルボードは、曲げ強度がより高かった。 As is clear from the results in Table 2, the particle boards of Examples 1, 3, 10, 13 to 15 had high bending strength and the amount of formaldehyde emission was below the detection limit. In particular, the particle boards of Examples 1 to 3 and 13 in which phosphoric acid monoesterified starch or cationized starch was used as the starch had higher bending strength.
対して、澱粉およびエポキシ樹脂を用いなかった例4のパーティクルボードは、曲げ強度が低かった。
リン酸モノエステル化澱粉を用い、エポキシ樹脂を用いなかった例5のパーティクルボードは、リン酸モノエステル化澱粉とエポキシ樹脂を用いた例1のパーティクルボードと比べて曲げ強度が低かった。
エポキシ樹脂を用い、澱粉を用いなかった例6、7のパーティクルボードは、澱粉とエポキシ樹脂を用いた例1〜3、10、13〜15のパーティクルボードと比べて曲げ強度が低かった。
澱粉を用いず、エポキシ樹脂の代わりにユリア樹脂を用いた例8、9のパーティクルボードは、ホルムアルデヒドを放散しやすかった。また、例8のパーティクルボードは曲げ強度も低かった。
未加工澱粉を用い、エポキシ樹脂を用いなかった例11のパーティクルボードは、未加工澱粉とエポキシ樹脂を用いた例10のパーティクルボードと比べて曲げ強度が低かった。
リン酸モノエステル化澱粉を用い、エポキシ樹脂の代わりにユリア樹脂を用いた例12のパーティクルボードは、ホルムアルデヒドを放散しやすかった。
On the other hand, the particle board of Example 4 in which starch and epoxy resin were not used had low bending strength.
The particle board of Example 5 using phosphoric acid monoesterified starch and no epoxy resin had lower bending strength than the particle board of Example 1 using phosphoric acid monoesterified starch and epoxy resin.
The particle boards of Examples 6 and 7 using the epoxy resin and not the starch had lower bending strength than the particle boards of Examples 1, 3, 10, 13 to 15 using the starch and the epoxy resin.
The particle boards of Examples 8 and 9 in which urea resin was used instead of epoxy resin without using starch were easy to emit formaldehyde. In addition, the particle board of Example 8 had a low bending strength.
The particle board of Example 11 using unmodified starch and no epoxy resin had lower bending strength than the particle board of Example 10 using unmodified starch and epoxy resin.
The particle board of Example 12 in which phosphoric acid monoesterified starch was used and urea resin was used instead of epoxy resin was easy to dissipate formaldehyde.
なお、例9、12のパーティクルボードは、ホルムアルデヒドを放散しやすいものの、曲げ強度は高く、例えば例1〜3、13のパーティクルボードと同程度であった。パーティクルボードの固形分換算での総質量に対する、ユリア樹脂の固形分換算での含有量は、例9の場合が10質量%であり、例12の場合が5質量%である。一方、パーティクルボードの固形分換算での総質量に対する、エポキシ樹脂の固形分換算での含有量は、例1〜3、13の場合でいずれも1質量%である。
このように、本発明であれば、ユリア樹脂を用いる場合に比べて少量のエポキシ樹脂でも、高い曲げ強度を発現しつつ、ホルムアルデヒドの放散を低減できる。
Although the particle boards of Examples 9 and 12 easily dissipate formaldehyde, the bending strength was high, and the bending strength was about the same as that of the particle boards of Examples 1 to 13 and, for example. The content of the urea resin in terms of solid content with respect to the total mass in terms of solid content of the particle board is 10% by mass in the case of Example 9 and 5% by mass in the case of Example 12. On the other hand, the content of the epoxy resin in terms of solid content with respect to the total mass in terms of solid content of the particle board is 1% by mass in each of Examples 1 to 13 and 13.
As described above, according to the present invention, it is possible to reduce the emission of formaldehyde while exhibiting high bending strength even with a small amount of epoxy resin as compared with the case of using urea resin.
Claims (3)
前記澱粉と前記エポキシ樹脂との質量比が、澱粉:エポキシ樹脂=8:1〜30:1である、木質ボード用接着剤(ただし、カルボキシル基含有単量体及びカルボキシル基含有単量体と共重合可能なラジカル重合性単量体を乳化重合して得られる水性樹脂エマルジョンであって、アセトアセチル化ポリビニルアルコールを含んで成る水性樹脂エマルジョン、及びエチレン−酢酸ビニル共重合体系エマルジョンの少なくとも一方を含むものを除く)。 Contains starch and epoxy resin,
The mass ratio of the starch to the epoxy resin is starch: epoxy resin = 8: 1 to 30: 1, which is the same as that of the wood board adhesive (however, the carboxyl group-containing monomer and the carboxyl group-containing monomer). An aqueous resin emulsion obtained by emulsion polymerization of a polymerizable radically polymerizable monomer, which comprises at least one of an aqueous resin emulsion containing acetacetylated polyvinyl alcohol and an ethylene-vinyl acetate copolymer system emulsion. (Excluding those).
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