JPH10264113A - 基板の処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ホルムアルデヒド発散性樹脂を含有する基板
の有効な処理方法を提供し、当該基板のホルムアルデヒ
ド発散量を少なくする。 【解決手段】 基板１に先ず電離放射線４を照射し、し
かる後に、ホルムアルデヒド捕捉剤を含有する塗料を基
板１の表面に塗布する。電離放射線４の照射によりホル
ムアルデヒドの基板１からの発散や放出を促進し、続い
てホルムアルデヒド捕捉剤を含有する塗膜を形成するこ
とにより、当該塗膜に基板１から放出されたホルムアル
デヒドを捕捉せしめることによってこれ除去する。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。

Description

【発明の詳細な説明】

【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
ルムアルデヒドを発散するため、ホルムアルデヒド臭が
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。 尿素・ホルムアルデヒド系、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。 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）。 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）。 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５６−１２１
７１３号公報参照）。

【０００３】しかしながら、上記したもののうちの方
法では、使用する接着剤のコストが尿素・ホルムアルデ
ヒド系等の接着剤に比べて高い上に、仮接着性（初期接
着力）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、〜の方法は何れもコストが高くなるばか
りか、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、ホルムア
ルデヒド捕捉剤の添加により接着剤の性能が変化してし
まうと言う問題、さらには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、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、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、前記基板に先ず電離放射線を照射し、しかる後に、
ホルムアルデヒド捕捉剤を含有する塗料を前記基板の表
面に塗布することを特徴とするものである。

【０００７】上記の処理方法では、先ず基板に電離放射
線を照射することによってホルムアルデヒドの基材から
の発散や放出を促進し、しかる後ホルムアルデヒド捕捉
性を含有する塗料を基板の表面に塗布することにより、
基板から放出されたホルムアルデヒドを捕捉してこれを
除去する。

【０００８】

【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、
ホルムアルデヒド発散性樹脂単体、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）、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（Ｍ
ＤＦ等）、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）、
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。

【０００９】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、尿素とホルムアルデヒドとの
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、樹脂の未反応物として残る場合、硬化反応
中（加熱・加圧）に遊離したものとして残る場合、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。

【００１０】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。

【００１１】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】本発明で言う電離放射線とは電子線（β線
も包含する）、紫外線、Ｘ線、γ線等の高エネルギーの
電離放射線を指す。すなわち、数ｍｍから数ｃｍの基材
に浸透することが可能なエネルギーを有することが必要
である。ホルムアルデヒド発散性樹脂単体の基材のよう
に透明性のあるものの場合は紫外線の使用も可能である
が、基材が顔料等を含んで不透明な場合、木材合板のよ
うに不透明な場合には、電子線、Ｘ線、或いはγ線が好
ましい。ただし、ホルムアルデヒド発散性基板からのホ
ルムアルデヒドの発散・放出の促進効果の点では電離放
射線として電子線を用いることが好ましい。また、電子
線の加速エネルギーとしては、１〜３５０ｋｅＶ、照射
量としては５００〜１００００ｋＧｙの範囲が好まし
い。

【００１５】電子線照射装置としては公知の各種方式の
ものが使用できる。例えば、電子加速方式としては、コ
ッククロフトウォルトン型、バンデグラフ型、共振変圧
器型、線型加速器型等の方式が用いられる。ビーム形成
方式としては、走査型、カーテン型等の方式が用いられ
る。或いは、電子線照射装置として、⁶⁰Ｃｏ（コバルト
６０）、 ¹⁷⁰Ｔｍ（ツリウム１７０）等の放射性原子核
から放出されるβ線を用いてもよい。γ線照射装置とし
ては放射性原子核が用いられる。核種及び線種として
は、例えば⁶⁰Ｃｏ（コバルト６０）の１．１７ＭｅＶ及
び１．３３ＭｅＶのγ線、或いは ²²⁶Ｒａ（ラジウム２
２６）の２．２ＭｅＶのγ線等を用いる。Ｘ線照射装置
としては、クーリッジ管、イオンＸ線管等の放電管、ベ
ータトロン、線型加速器等が使用できる。紫外線照射装
置としては、低圧水銀燈、高圧水銀燈、エキシマーラン
プ、或いはエキシマーレーザー等の紫外線レーザーが用
いられる。

【００１６】電離放射線を照射する形態の一例を図１に
示す。図示の例では、基板１を搬送装置２上にて矢印方
向に移動させながら、照射装置３から電離放射線４を照
射する。これにより基板１中のホルムアルデヒド（図に
おいて「×」はホルムアルデヒド分子を模式的に示す）
の放出が促進される。基板に対する電離放射線の照射工
程は空気中（大気圧又は減圧）、窒素やアルゴン等の不
活性ガス中、或いは真空中のいずれで行うことも可能で
ある。また照射は基板の一方向のみからでもよいが、基
板の表裏両面から同時に又は順々に行うこともできる。
特に表裏両面からの照射が好ましいのは、電離放射線の
透過力が弱い場合、被照射基板が厚い場合、或いは基板
表面に電離放射線によって変質劣化しやすい化粧シー
ト、塗膜等（例えば、電子線によって黄変しやすいポリ
塩化ビニル樹脂シート）が積層されている場合である。
すなわち、電離放射線の強度は浸透距離（深さ）の指数
関数で減衰するため、表裏両面から照射すると、基板表
面近傍の強度（吸収線量）を極端に増大させることな
く、基板内部の中心部の強度（吸収線量）の減衰を防
ぎ、基板内部の厚み方向全体に渡って均質且つ良好なホ
ルムアルデヒド除去が可能である。

【００１７】図２は電離放射線を照射した時の基板の厚
み（深さ）方向の強度を示すグラフであり、図２（ａ）
は基板の表面からのみ照射した場合、図２（ｂ）は基板
の表裏両面から照射した場合である。図２における文字
はそれぞれ次の内容を表す。また、図２（ｂ）における
Ｌ_S ，Ｌ_B はそれぞれ表面、裏面のみから照射（照射側
と反対の面の強度がそれぞれ殆ど０となるように照射）
した時の電離放射線強度を示している。 Ｔ：基板の厚さ Ｉ（ｘ）：基板内の深さｘにおける電離放射線の強度 Ｉ^A _MAX ：表面からのみ照射した時の基板内での最大の
電離放射線強度 Ｉ^A _MIN ：表面からのみ照射した時の基板内での最小の
電離放射線強度 Ｉ^B _MAX ：表裏両面から照射した時の基板内での最大の
電離放射線強度 Ｉ^B _MIN ：表裏両面から照射した時の基板内での最小の
電離放射線強度

【００１８】図２のグラフから分かるように、 Ｉ^A _MIN ＝Ｉ^B _MIN とした場合、 Ｉ^A _MAX ＞Ｉ^B _MAX そして、 （Ｉ^A _MAX −Ｉ^A _MIN ）／Ｉ^A _MIN ＞（Ｉ^B _MAX −Ｉ^B
_MIN ）／Ｉ^B _MIN となり、基板内部の厚み方向での強度のレンジは表裏両
面からの照射の方が縮小する。

【００１９】電離放射線の照射により基板中のホルムア
ルデヒドが放出・発散されやすくなる機構は現在までの
ところ不明である。推測されるところでは、ホルムアル
デヒド分子が基板の分子と弱い化学結合（水素結合、分
子間力結合等）により結合されているところで、電離放
射線によりホルムアルデヒド分子又は基板の分子が励起
され、該結合が切断されるか或いは基板分子が変成され
てホルムアルデヒドとの結合が弱まるためと思われる。

【００２０】電離放射線照射後の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の表面
から放出される。そこで、ホルムアルデヒド捕捉剤を含
有する塗料を基板の表面に塗布すると、基板から放出さ
れたホルムアルデヒドが該塗料に捕捉されて除去され
る。

【００２１】本発明に使用する塗料は、ホルムアルデヒ
ド捕捉剤、樹脂バインダー、及び必要に応じて添加する
各種添加剤の混合物を必要に応じて溶剤或いは分散媒で
希釈することで製造される。

【００２２】ホルムアルデヒド捕捉剤として用いられる
代表的な物質は有機アミノ化合物である。この有機アミ
ノ化合物はホルムアルデヒドと容易に反応し、その生成
物がホルムアルデヒドを解離せず、無害で安定な物質で
あって、例えばジシアンジアミド、尿素等のアミド類、
エチレン尿素、プロピレン尿素、５−ヒドロキシプロピ
レン尿素、５−メトキシプロピレン尿素、５−メチルプ
ロピレン尿素、パラバン酸（グリオキザールモノウレイ
ン）、４，５−ジメトキシエチレン尿素等の環状アルキ
レン尿素、酸イミド類、アミン類等が挙げられ、中でも
尿素又は環状アルキレン尿素が特に好ましい。さらに必
要に応じて水酸化アンモニウムを添加してもよい。

【００２３】ホルムアルデヒド捕捉剤として、アナター
ゼ型二酸化チタン（ＴｉＯ₂ ）の粒子、或いはシリカゲ
ル、ゼオライト、アパタイト、シリカアルミナ、多孔質
硝子等の無機多孔質の孔内にアナターゼ型二酸化チタン
を無機多孔質１００重量部に対して１０〜９００重量部
担持させた微粒子を用いることもできる。粒径０．１〜
１００μｍ程度のものを樹脂１００重量部に対して５〜
９００重量部程度添加して用いる。これらアナターゼ型
二酸化チタンは、３８０ｎｍ以下の波長の光量子により
励起されて電子と正孔を対創生し、二酸化チタン結晶表
面において斯かる電子と空気中の酸素とが反応してＯ₂
^- ，Ｏ^- 等の活性酸素種を生じる。一方、結晶表面にお
いて斯かる正孔と水分（Ｈ₂ Ｏ）とが反応して水酸基ラ
ジカルＯＨを発生する。これら活性酸素種による酸化反
応、或いは水酸基ラジカルによる還元反応によりホルム
アルデヒドを分解する。例えば酸化反応の場合、ホルム
アルデヒドは先ず蟻酸となり、最後には水と炭酸ガスと
なる。ただし、このアナターゼ型二酸化チタンは多くの
有機物を分解しうるため、弗素樹脂、硅素樹脂等一部の
樹脂を除くと直接添加することはできない。そのため、
種類を選ばず、任意の樹脂に含有せしめるためには、無
機多孔質体中にアナターゼ型二酸化チタンを担持せし
め、直接樹脂シート或いは樹脂バインダーとアナターゼ
型二酸化チタンとの接触を防いだ構造のものを使用す
る。ホルムアルデヒドのような低分子量の気体は多孔質
の孔中にも浸入するため、ホルムアルデヒドの分解除去
効果は保たれる。無機多孔質体は比表面積が１０〜１０
０ｍ² ／ｇ程度、孔径が１０ｎｍ〜１０μｍ程度のもの
を用いる。

【００２４】樹脂バインダーとしては、アクリル樹脂、
セルロース系樹脂、塩化ビニル酢酸ビニル共重合体、ウ
レタン樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、弗素樹
脂、硅素樹脂等が単体或いはこれらの２種以上の混合体
として使用される。また、添加剤としては通常の塗料に
用いられる体質顔料（充填剤）、着色顔料、熱安定剤、
硬化剤、酸化防止剤、滑剤等が挙げられる。塗料の乾燥
・硬化の形態としては、溶液又はエマルジョンの状態で
塗布して溶剤又は分散媒の揮発乾燥で固化させる形態、
或いは未反応の単量体、プレポリマー又はオリゴマーを
液状で塗布して熱、紫外線、電子線等により、架橋、付
加重合、縮重合、重付加等で高分子化して固化させる形
態の何れでもよい。

【００２５】塗料の塗布手段としては、ロールコート、
スプレーコート、フローコート、刷毛塗り等公知の方法
が挙げられる。塗布量は、基板の厚さ、発散ホルムアル
デヒド量、ホルムアルデヒド捕捉剤の種類及び添加量等
に応じて決められるが、通常は１〜３００ｇ／ｍ² 程度
である。

【００２６】表面に塗膜を形成した基板の例を図３に示
す。図３（ａ）は基材１の片面にのみ塗膜５を形成した
場合であり、図３（ｂ）は基材１の両面にそれぞれ塗膜
５を形成した場合である。ただし、ホルムアルデヒドの
捕捉効果の点からは両面に塗料を塗布して塗膜を形成す
るのが好ましい。そして、塗膜の形態としては、塗料
が基板に滲み込まないで全部表面上に露出した状態、
塗料の一部が基板内に含浸（滲み込んで浸透している）
した状態、塗料が全て基板内に含浸した状態のいずれ
でもよい。

【００２７】処理を施した基板は、さらに必要に応じて
各種寸法、形状に切断した後、切削、Ｖカット等の加工
や各種素材との積層を行った上、天井、床、壁等の建築
物内装材、箪笥、机等の家具、テレビジョン受信機等の
弱電機器のキャビネット、箱等の容器、自動車、電車等
の車輛内装材、船舶や航空機の内装材等のような用途に
用いられる。

【００２８】

【実施例】

（実施例１）材種にラワン材を使用し、総厚み５．５ｍ
ｍになるように熱プレスで積層して合板を作製した。単
板の積層枚数は３枚で、層間接着剤として尿素・ホルム
アルデヒド系樹脂を使用した。そして、図１に示すよう
に、この合板（基板１）を回転ローラー列からなる搬送
装置２上にて矢印方向に移動させながら、照射装置３か
ら電離放射線４を照射した。照射条件は次のようであ
る。

【００２９】＜照射条件＞ 電離放射線種：電子線 照射装置：カーテン型電子加速器 加速エネルギー：２００ｋｅＶ 照射線量：２０００ｋＧｙ 照射回数：１回 照射雰囲気：空気中

【００３０】電離放射線を照射した後、ホルムアルデヒ
ド捕捉剤（日東紡績製「ポリアリルアミン」）の水溶液
を塗料に用い、該塗料を合板の表裏面の各々に塗布量７
ｇ／ｍ² （乾燥時）となるようにフローコート法にて塗
布した。

【００３１】（実施例２）実施例１において電子線の照
射線量を４０００ｋＧｙとし、その他は実施例１と同条
件で処理を行った。

【００３２】（比較例１）実施例１において電子線の照
射を行わず、実施例１と同様にして塗料の塗布のみを行
った。

【００３３】（比較例２）実施例１と同じようにして電
子線の照射のみを行い、照射後の基板に対する塗料の塗
布は行わなかった。

【００３４】（比較例３）基板として実施例と同様のも
のを用意し、これには電子線照射も塗料の塗布も行わな
かった。

【００３５】＜ホルムアルデヒド量の評価＞実施例１，
２と比較例１〜３の合板に対して２０℃雰囲気中で２４
時間放置後、臭覚評価と、ＪＩＳ−Ａ−５９０８及びＪ
ＡＳ特殊合板に記載のある「ホルムアルデヒド放散量試
験」に従った定量評価を行い、表１に示す結果を得た。
この結果から、電離放射線の照射工程及びそれに続くホ
ルムアルデヒド捕捉剤の水溶液の塗布を行ったものはホ
ルムアルデヒド量が低減していることが分かる。

【００３６】

【表１】

【００３７】

【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
簡単に効率良く低減することができ、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、
基板に電離放射線を照射してから、ホルムアルデヒド捕
捉剤を含有する塗料を基板の表面に塗布するだけでよ
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】電離放射線を照射する形態の一例を示す説明図
である。

【図２】電離放射線を照射した時の基板の厚み（深さ）
方向の強度を示すグラフであり、（ａ）は基板の表面か
らのみ照射した場合、（ｂ）は基板の表裏両面から照射
した場合である。

【図３】表面に塗膜を形成した基板の例を示す説明図で
ある。

【符号の説明】

１ 基板 ２ 搬送装置 ３ 照射装置 ４ 電離放射線 ５ 塗膜

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項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、前記基板に先ず電離放射線を照射し、しかる後に、
   ホルムアルデヒド捕捉剤を含有する塗料を前記基板の表
   面に塗布することを特徴とする基板の処理方法。