JPH09176991A - 木質繊維板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】軽量で、曲げ強度、表面硬度、耐水性、吸音
性、断熱性に優れた木質繊維板を得る。 【解決手段】木質繊維板の湿式製造工程において得られ
る湿潤マットの表面にレゾール型フェノール樹脂乳濁液
を、塗布量が繊維に対し固形分で１〜２０g／m²塗布し
た後、該湿潤マットを加熱乾燥することを特徴とする、
密度０．１５〜０．４５ｇ／cm³の木質繊維板の製造方
法を提供する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は天井、床、壁、及び
畳等に用いられる木質繊維板であって、軽量で、曲げ強
度、表面硬度、耐水性、吸音性、断熱性に優れた密度
０．１５〜０．４５g／cm³の木質繊維板の製造方法であ
る。

【０００２】

【従来の技術】インシュレーションファイバーボード
（以下インシュレーションボード）は、低密度ボードで
あるから、マット形成後には熱圧工程を含まず、冷圧工
程後に表面にポリビニルアルコールの如き水溶性高分
子、各種デンプンの水分散液の如き水分散型高分子等各
種合成、天然高分子を塗布し熱圧することなく乾燥工程
（１４０〜１８０℃、２〜５時間）を行うのが一般的で
ある。

【０００３】しかし、マット表面にポリビニルアルコー
ルの如き水溶性高分子等の水分散液を塗布すると耐水性
不良、曲げ強度不良、表面硬度不良という欠点があり、
またこれらの水分散液は吸水性が強く、マットを積層し
た場合、ブロッキングを起こし易いという欠点があっ
た。

【０００４】そこでこの技術を改良するため、マット表
面にフェノール系樹脂乳濁液を塗布する方法が開示され
ている（特開昭５４−１６０４７９号公報）。しかし、
該方法は塗布後熱圧成型しているために、得られるボー
ドは密度が高く、ＪＩＳ Ａ−５９０５に定めるインシ
ュレーションボード（密度０．４ｇ／cm³未満）は製造
できないという欠点がある。

【０００５】従って該方法によるボードは吸音性、断熱
性が劣るものとなる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、耐水性不
良、曲げ強度不良、表面硬度不良、高密度に起因する吸
音性不良・断熱性不良であるという欠点のない木質繊維
板の製造方法を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記課題を
解決するために、鋭意研究を重ねた結果、フェノール系
乳濁液をマット表面に塗布することによって上記課題が
解決されることを見いだし、本発明を完成させるに至っ
た。

【０００８】すなわち本発明は、木質繊維板の湿式製造
工程において得られる湿潤マットの表面にレゾール型フ
ェノール樹脂乳濁液を塗布した後、該湿潤マットを加熱
することを特徴とする、密度が０．１５〜０．４５ｇ／
cm³の木質繊維板の製造方法であり、好ましくはレゾー
ル型フェノール樹脂乳濁液が陽イオン系レゾール型フェ
ノール樹脂乳濁液であり、好ましくはレゾール型フェノ
ール系樹脂乳濁液の塗布量が、繊維に対し固形分で１〜
２０g／m²であり、フェノール樹脂の粒子径が、０．３
〜５μmであり、また厚さが、５〜３０mmであることを
特徴とする木質繊維板の製造方法を提供する。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の実施に用いられる上記のフェノール系樹脂乳濁
液の製法は次の通りである。

【００１０】フェノール類としては、例えばフェノー
ル、オルソクレゾール、メタクレゾール、パラクレゾー
ル、キシレノール、パラフェニルフェノール、パラター
シャリーブチルフェノール、パラオクチルフェノール、
アミノフェノール、クミルフェノール、スチレン化フェ
ノール、パラターシャリーアミルフェノール、ビスフェ
ノールＡ、ビスフェノールＦ、レゾルシノール、カテコ
ール、ピロガロール等が挙げられ、これらの１種又は２
種以上の混合物が使用される。これらの中フェノールが
好ましい。

【００１１】また本発明のフェノール樹脂の原料のアル
デヒド類としては、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒ
ド、ベンズアルデヒド、テレフタルアルデヒド、ヒドロ
キシベンズアルデヒド、パラホルムアルデヒド、ヘキサ
メチレンテトラミン、フルフラール、トリオキサン等が
挙げられ、これらの１種又は２種以上の混合物が使用さ
れる。これらの中ホルムアルデヒドが好ましい。

【００１２】触媒としては、塩基性の窒素化合物、金属
系化合物等が用いられる。塩基性窒素化合物としては、
例えばアンモニア、メチルアミン、ジメチルアミン、ト
リメチルアミン、エチルアミン、ジエチルアミン、トリ
エチルアミン、ｎ−プロピルアミン、イソプロピルアミ
ン、ヘキサメチレンテトラミン、ベンジルアミン、トリ
エタノールアミン、ピリジン等が挙げられ、金属系化合
物としては、例えば水酸化ナトリウム、水酸化バリウ
ム、水酸化カルシウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウ
ム等が挙げられる。これらの１種又は２種以上の混合物
が使用される。

【００１３】保護コロイドとしては、ポリビニルアルコ
ール、メチルセルロース、カルボキシセルロース、ヒド
ロキシセルロースまたは澱粉などがある。分散剤として
は、澱粉類、アルギン酸ナトリウム、アラビアゴム、ゼ
ラチン、カゼイン等の天然高分子、メチルセルロース、
エチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、カル
ボキシメチルセルロース、可溶性澱粉、カルボキシメチ
ル澱粉等の半合成品、ポリビニルアルコール、ポリビニ
ルメチルエーテル、ポリアクリル酸等の合成品からなる
水溶性高分子等が挙げられる。

【００１４】本発明のレゾール型フェノール樹脂乳濁液
は、非イオン性、陰イオン性、陽イオン性のいずれでも
良いが、陽イオン化されていることが好ましい。植物繊
維が陰イオンに荷電していることから、陽イオン化され
たフェノール樹脂系乳濁液を使用することにより、冷圧
後のマットにスプレーする際、木質ファイバーからなる
マットでの定着率を向上させることにより高強度の木質
繊維板を得ることができる。

【００１５】本発明の陽イオン系レゾール型フェノール
系乳濁液は、フェノール類とアルデヒド類とを反応させ
る際に、陽イオン系界面活性剤の存在させるか、あるい
は陽イオン化された樹脂を存在させることにより得るこ
とができる。

【００１６】陽イオン系界面活性剤として代表的な市販
品としては、「カチオーゲンＨ」［第一工業製薬（株）
製アルキルピコリウムクロライド］、「カチオーゲン
Ｌ」（同上社製アルキルトリメチルアンモニウムクロラ
イド）「カチオーゲンＰＡＮ」（同上社製第四級アンモ
ニウム塩）などが挙げられる。

【００１７】陽イオン化された樹脂としては、第２級ア
ミノ基及び／または第３級アミノ基を有するポリアミド
系合成樹脂水分散液のエピハロヒドリン付加物或いはポ
リエポキサイド付加物からなる陽イオン化された樹脂が
挙げられる。

【００１８】なお、上記陽イオン化された樹脂を使用す
れば、定着性が向上するため特に撥水剤を使用しなくて
も問題はないが、補助的に撥水剤を添加することは一向
にかまわない。

【００１９】撥水剤としては、ロジン、石油系樹脂ある
いはワックスエマルジョンなどが代表的なものである。
また本発明のレゾール型フェノール樹脂乳濁液のフェノ
ール樹脂の粒子径は、特に制限されないが、乳濁液が木
質繊維に浸透せず繊維表面に付着し表面処理剤として有
効に働くという点から、０．３μm〜５μmであることが
好ましい。

【００２０】粒子径が０．３μm以下の樹脂乳濁液を製
造するためには乳化剤の種類、添加量が限定され、また
特殊な設備が必要となり工業的には問題が多い、また５
μm以上の粒子径を有する乳濁液は貯蔵中に粒子が沈降
してしまう。

【００２１】本発明の該レゾール型フェノール樹脂乳濁
液の使用量は、特に制限されないが、植物繊維基材に対
して固形分換算で０．１〜２０重量％であることが好ま
しい。０．１重量％以下であると、強度が低くなり、２
０重量％以上であるとコストが高くなり、好ましくな
い。

【００２２】また、上記の撥水剤を使用する場合は、こ
れら乳濁液と撥水剤との合計量は繊維に対して固形分換
算で０．１〜３０重量％の範囲内にあるのが適当であ
る。本発明で得られる木質繊維板の密度は、特に制限は
ないが、インシュレーションボードとしての特性を発揮
するためには、０．１５〜０．４５ｇ／cm³であること
が好ましい。また木質繊維板の厚さは、特に制限されな
いが、５mm未満であると木質繊維板の密度が低いため折
れ易く、３０mmを越えると乾燥時間を長時間要し生産性
の点から問題がある。従って５〜３０mmの範囲であるこ
とが好ましい。

【００２３】湿潤マットへのレゾール型フェノール樹脂
乳濁液の塗布方法としては、スプレーノズルによる吹き
付け、フローコーターによる塗布等があるがスプレーノ
ズルによる吹き付けが設備的に簡便である。

【００２４】フェノール樹脂乳濁液を湿潤マットに塗布
して得られる湿潤マットを加熱乾燥する際の加熱条件と
しては、特に制限されないが、１４０〜１８０℃で、２
〜５時間行うのが好ましい。

【００２５】フェノール樹脂乳濁液を湿潤マットを加熱
乾燥することにより、マット中の水分が除かれ、フェノ
ール樹脂を硬化することができる。本発明により得られ
た木質繊維板は、前記フェノール系樹脂乳濁液が繊維に
添加されるとこれら該乳濁液中の粒子が繊維に浸透する
ことなく繊維上に均一に、しかも強固に定着される。

【００２６】この様にして得られた木質繊維板は各種水
溶性高分子、水分散性高分子、フェノール系樹脂水溶液
をマットの表面に塗布した場合に比べ、より高強度、高
耐水性の木質繊維板が得られる。

【００２７】本発明の木質繊維板は、天井材、床材、壁
材及び畳材等に使用することができる。

【００２８】

【実施例】以下、本発明の木質繊維板を得るまでを例に
とって説明する。以下、特に断りのない場合、「部」は
「重量部」を、「％」は「重量％」を表わすものとす
る。

【００２９】実施例１ ＜湿潤マットの製造＞広葉樹材から得られた木質ファイ
バーの懸濁液（ファイバー濃度１％）にサイジング剤と
して重合度１７００、ケン化度８８ｍｏｌ％ポリビニル
アルコール（以下ＰＶＡという）の水溶液を加えた。

【００３０】添加量は、木質ファイバー固形分に対し５
固形分％とした。サイジング剤を加えた木質ファイバー
懸濁液を抄紙機を用い常法によりフォーミングした。

【００３１】フォーミングしたサイジング剤添加済みマ
ットを冷圧プレスで水分が５０％になるまでプレスし、
厚さ２０mmの湿潤マットを得た。 ＜レゾール型フェノール樹脂乳濁液の合成＞攪拌機、温
度計及び還流冷却器付きの反応容器にフェノール５４０
部、４１％ホルムアルデヒド水溶液８４１部、ノイゲン
ＥＴ６５［第一工業製薬（株）製：ポリオキシエチレン
アルキルエーテル系非イオン界面活性剤］６０部、ヒド
ロキシエチルセルロース２５部及び水酸化バリウム５０
部を仕込んで攪拌しつつ、８０℃で２．５時間反応せし
め、次いでかくして得られたフェノール系レゾール樹脂
に水を５００部加えて該樹脂を水に分散させた。

【００３２】しかる後、パラトルエンスルホン酸６０部
を加えてｐＨ５とし、均一な乳濁液を得た。この乳濁液
の固形分濃度は３７．１％、ｐＨは５．０、平均粒子径
は１．７μmであった。

【００３３】＜木質繊維板の製造＞上記で得られた湿潤
マットの表面に、得られたフェノール樹脂分散液を水で
固形分濃度１０％に希釈した液をスプレーした。（スプ
レー量はフェノール樹脂固形分として８g／m²とした） フェノール樹脂分散液をスプレーしたマットを１７０℃
の乾燥機で３時間乾燥及びフェノール樹脂の硬化を行い
ボードを得た。

【００３４】得られたボードの表面に水を５０g／m²ス
プレーした。しかる後水分が揮散しないようにポリエチ
レン袋に封入し２４℃で１日放置した。得られたボード
の性能は表１のとおりであった。

【００３５】実施例２ ＜湿潤マットの製造＞実施例１と同様の方法で厚さ２０
mmの湿潤マットを得た。

【００３６】＜陽イオン化樹脂の合成＞攪拌機付きステ
ンレス製反応容器にコンデンサー、温度計、滴下ロート
を取付け窒素置換した容器にＮ−メチルアミノエチルア
クリレートの塩酸塩８０部、グリコールジメチルカプト
アセテート３部、過硫酸カリウム４部及び脱イオン水１
４７５部を添加し、容器内温度を８０℃に調製して３０
分間攪拌しつつ反応せしめた。その後、同温度を保ちつ
つ塩化鉄（III）６水和物の０．５％水溶液を３部添加
し、更に別の容器に酢酸ビニル１０００部及び重合触媒
としての５％過酸化水素水８０部を１８０分かけ滴下し
て重合せしめた。その後５０℃に冷却し、内容物のｐＨ
を５％水酸化ナトリウム水溶液で６．５〜７．０に調節
した。次に同温度にて攪拌しつつ４４．３ｇのエピクロ
ルヒドリンを１５分かけて滴下し、更に反応容器内温度
を６０℃に昇温して２時間反応せしめた。

【００３７】次いで容器内温度を２５℃に冷却し３．５
％塩化水素水溶液にてｐＨ５．０〜５．５に調製した。
更に固形分濃度４０％になるように脱イオン水で調節し
た。得られた陽イオン性樹脂分散液は粘度６１０ｃｐ
ｓ、ｐＨ５．３、固形分濃度４０％であった。

【００３８】＜レゾール型フェノール樹脂の合成＞攪拌
機、温度計及び還流冷却器付きの反応容器にフェノール
５４０部、４１％ホルムアルデヒド水溶液８４１部、ノ
イゲンＥＡ１２０［第一工業製薬（株）製：ポリオキシ
エチレンノニルフェニルエーテル系非イオン界面活性
剤］６０部、ヒドロキシエチルセルロース２５部及び水
酸化バリウム５０部を仕込んで攪拌しつつ、８０℃で
２．５時間反応せしめ、次いでかくして得られたフェノ
ール系レゾール樹脂に水を５００部加えて分散させた。

【００３９】しかる後、パラトルエンスルホン酸６０部
を加えてｐＨ５とし、均一な乳濁液を得た。得られた乳
濁液の固形分濃度は３７．１％でｐＨは５．０であっ
た。

【００４０】＜木質繊維板の製造＞上記で得られた湿潤
マットの表面に、得られたフェノール樹脂分散液を水で
固形分濃度１０％に希釈した液をスプレーした。（スプ
レー量はフェノール樹脂固形分として８g／m²とした） フェノール樹脂分散液をスプレーしたマットを１７０℃
の乾燥機で３時間乾燥及びフェノール樹脂の硬化を行い
ボードを得た。

【００４１】得られたボードの表面に水を５０g／m²ス
プレーした。しかる後水分が揮散しないようにポリエチ
レン袋に封入し２４℃で１日放置した。得られたボード
の性能は表１の通りであった。

【００４２】実施例３ ＜湿潤マットの製造＞実施例１と同様の方法で厚さ２０
mmの湿潤マットを得た。

【００４３】＜レゾール型フェノール樹脂の製造＞攪拌
機、温度計及び還流冷却器付きの反応容器にフェノール
５４０部、４１％ホルムアルデヒド水溶液８４１部、カ
チオーゲン［第一工業製薬（株）製：アルキルピコリニ
ウムクロライド系陽イオン界面活性剤］６０部、ヒドロ
キシエチルセルロース２５部及び水酸化バリウム５０部
を仕込んで攪拌しつつ、８０℃で２．５時間反応せし
め、次いでかくして得られたフェノール系レゾール樹脂
に水を５００部加えて分散させた。

【００４４】しかる後、パラトルエンスルホン酸６０部
を加えてｐＨ５とし、均一な乳濁液を得た。得られた乳
濁液の固形分濃度は３９．７％、ｐＨは５．０、平均粒
子径は１．１μmであった。

【００４５】＜木質繊維板の製造＞該湿潤マットの表面
に、上記で得られたフェノール樹脂分散液を水にて固形
分濃度１０％にした液をスプレーした。（スプレー量は
フェノール樹脂固形分として８g／m²とした） フェノール樹脂分散液をスプレーしたマットを１７０℃
の乾燥機で３時間乾燥及びフェノール樹脂の硬化を行い
ボードを得た。

【００４６】得られたボードの表面に水を５０g／m²ス
プレーした。しかる後水分が揮散しないようにポリエチ
レン袋に封入し２４℃で１日放置した。得られたボード
の性能は表１のとおりであった。

【００４７】比較例１ ＜湿潤マットの製造＞実施例１と同様の方法で厚さ２０
mmの湿潤マットを得た。

【００４８】＜木質繊維板の製造＞該湿潤マットの表面
に、市販の馬鈴薯デンプンを水にて固形分濃度５％にし
た分散液をスプレーした。（スプレー量は馬鈴薯デンプ
ン固形分として８g／m²とした） 馬鈴薯デンプン分散液をスプレーしたマットを１７０℃
の乾燥機で３時間乾燥しボードを得た。

【００４９】得られたボードの表面に水を５０g／m²ス
プレーした。しかる後水分が揮散しないようにポリエチ
レン袋に封入し２４℃で１日放置した。得られたボード
の性能は表２のとおりであった。

【００５０】比較例２ ＜湿潤マットの製造＞実施例１と同様の方法で厚さ２０
mmの湿潤マットを得た。

【００５１】＜フェノール樹脂の合成＞攪拌機、温度計
及び還流冷却器付きの反応容器にフェノール５４０部、
４１％ホルムアルデヒド水溶液８４１部、水７００部を
仕込んで攪拌しつつ、２５％の水酸化カリウム水溶液６
００部を少量ずつ加え９０℃で２．５時間反応せしめ
た。

【００５２】得られたフェノール樹脂水溶液の固形分濃
度は３９％で、ｐＨは１２であった。 ＜木質繊維板の製造＞該湿潤マットの表面に、上記で得
られたフェノール樹脂水溶液を水にて固形分濃度１０％
にした液をスプレーした。（スプレー量はフェノール樹
脂固形分として８g／m²とした） フェノール樹脂をスプレーしたマットを１７０℃の乾燥
機で３時間乾燥及びフェノール樹脂の硬化を行いボード
を得た。

【００５３】得られたボードの表面に水を５０g／m²ス
プレーした。しかる後水分が揮散しないようにポリエチ
レン袋に封入し２４℃で１日放置した。得られたボード
の性能は表２のとおりであり、ボードの表面を電子顕微
鏡写真撮影したところ樹脂が木質ファイバーの表面には
なく浸透していた。

【００５４】比較例３（特開昭５４−１６０４７９号公
報の記載に基づく製造） ＜湿潤マットの製造＞広葉樹材から得られた木質ファイ
バーの懸濁液（ファイバー濃度１％）にサイジング剤と
して実施例１で得られたフェノール樹脂分散液を固形分
として１％、ワックスエマルジョンを固形分として０．
３部添加し、硫酸アルミニュウム水溶液を加え定着しこ
の木質ファイバー懸濁液を抄紙機を用い常法によりフォ
ーミングした。

【００５５】フォーミングしたサイジング剤添加済みマ
ットを冷圧プレスで水分が５０％になるまでプレスし、
厚さ６mmの湿潤マットを得た。 ＜木質繊維板の製造＞上記で得られた湿潤マットの表面
に、得られた実施例１で得られたフェノール樹脂分散液
を水で固形分濃度１０％に希釈した液をスプレーした。
（スプレー量はフェノール樹脂固形分として１２０g／m
²とした） フェノール樹脂分散液をスプレーしたマットを温度１８
０℃、圧力３０Kgf／cm²で熱圧し密度０．８７g／cm³の
木質ボードを得た。

【００５６】得られたボードの表面に水を５０g／m²プ
レーした。しかる後水分が揮散しないようにポリエチレ
ン袋に封入し２４℃で１日放置した。得られたボードの
性能は表２のとおりであった。

【００５７】

【表１】

【００５８】

【表２】 常態曲げ強さ：２４℃１日放置後そのままの状態で曲げ強さを測定した。 湿潤曲げ強さ：得られたボードを温度５０℃湿度９５％ＲＨに調節した恒温恒湿 槽にて２４時間放置後湿潤状態のまま測定した。 表面硬度 ：ＪＩＳ Ｚ２２４６「ショア硬さ試験方法」で測定した。 ブロッキング試験：ボードを２枚重ね０．１Kgf／cm²の荷重を掛け温度５０℃、 湿度９０％ＲＨに調節した恒温恒湿槽に２４時間保管した。

【００５９】 しかる後にボードが剥がれるかブロッキングしているかを調 べた。 ○：ブロッキングしていない △：ややブロッキングしており剥離する際に抵抗がある ×：ブロッキングしており無理に剥離するとボードが損傷 する 熱伝導度：ＪＩＳ Ａ１４１２「熱絶縁材の熱伝導度及び熱抵抗の測定方法」で 測定した。

【００６０】

【発明の効果】本発明で得られる木質繊維板は、軽量
で、曲げ強度、表面硬度、耐水性に優れ、低密度である
ため吸音性、断熱性にも優れるものであり、天井、床、
壁、及び畳等の材料として利用できる。

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成８年１月２９日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３８

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３８】＜レゾール型フェノール樹脂の合成＞攪拌
機、温度計及び還流冷却器付きの反応容器にフェノール
５４０部、４１％ホルムアルデヒド水溶液８４１部、上
記陽イオン化樹脂６０部、ヒドロキシエチルセルロース
２５部及び水酸化バリウム５０部を仕込んで攪拌しつ
つ、８０℃で２．５時間反応せしめ、次いでかくして得
られたフェノール系レゾール樹脂に水を５００部加えて
分散させた。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】木質繊維板の湿式製造工程において得られ
   る湿潤マットの表面にレゾール型フェノール樹脂乳濁液
   を塗布した後、該湿潤マットを加熱乾燥することを特徴
   とする、密度が０．１５〜０．４５ｇ／cm³の木質繊維
   板の製造方法。
2. 【請求項２】レゾール型フェノール樹脂乳濁液が、陽イ
   オン系レゾール型フェノール樹脂乳濁液であることを特
   徴とする請求項１記載の方法。
3. 【請求項３】レゾール型フェノール系樹脂乳濁液の塗布
   量が、繊維に対し固形分で１〜２０g／m²であることを
   特徴とする請求項１又は２記載の方法。
4. 【請求項４】木質繊維板の厚さが、５〜３０mmであるこ
   とを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の方
   法。
5. 【請求項５】レゾール型フェノール樹脂乳濁液のフェノ
   ール樹脂の粒子径が、０．３〜５μmであることを特徴
   とする請求項１〜４のいずれか１項記載の方法。
6. 【請求項６】陽イオン系レゾール型フェノール樹脂乳濁
   液が、陽イオン系界面活性剤を用いて陽イオン化された
   レゾール型フェノール樹脂乳濁液であることを特徴とす
   る請求項２〜５のいずれか１項記載の方法。
7. 【請求項７】陽イオン系レゾール型フェノール樹脂乳濁
   液が、第２級アミノ基及び／または第３級アミノ基を有
   するポリアミド系合成樹脂水分散液のエピハロヒドリン
   付加物あるいはポリエポキサイド付加物により陽イオン
   化されたレゾール型フェノール樹脂乳濁液であることを
   特徴とする請求項２〜５のいずれか１項記載の方法。