JPH11131038A - 木材用接着剤の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 低温速硬化であり、低ホルムアルデヒド臭化
されたフェノール樹脂接着剤を提供する。 【解決手段】 フェノール１モルに対し、ホルムアルデ
ヒド１．４〜１．８を反応させてフェノール・ホルムア
ルデヒド樹脂接着剤を得、これにホルムアルデヒドを添
加し、フェノールに対するモル比を０．２〜０．４モル
の範囲で調整する。更に、好ましくは、得られた接着剤
１００重量部にイソシアネート化合物２〜２０重量部と
末端ＯＨ基を持つ化合物１〜１８重量部添加し、更に充
填剤を添加して糊液を得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は木材用フェノール・
ホルムアルデヒド樹脂接着剤（以下、フェノール・ホル
ムアルデヒド樹脂をフェノール樹脂という）に関し、詳
しくは低温速硬化であり低ホルムアルデヒド化されたフ
ェノール樹脂接着剤の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、広葉樹資源の入手難から、合板材
料として針葉樹資源の利用が考えられている。しかし、
メラミン・ホルムアルデヒド樹脂、尿素・ホルムアルデ
ヒド樹脂で代表されるアミノ系樹脂接着剤を接着剤とし
たものでは、接着性、耐久性、安定性などの点で不十分
であり、針葉樹を原料とした製品の信頼性を高めていく
ためには接着性、耐久性、安定性に優れたフェノール樹
脂系接着剤を用いるのが良いとされている。

【０００３】従来のフェノール樹脂接着剤は、アミノ系
樹脂接着剤と比較して、合板を製造する際の熱圧締（プ
レス）に際し、高温、長時間を要し、これがために作業
性の低下、プレス後の製品の厚み減り、表面劣化の原因
となっている。

【０００４】また、ホルマリンの室内汚染による健康被
害の問題がクローズアップされ、合板に対するＪＡＳ規
格におけるホルムアルデヒド放散量の規格として、Ｆ−
１グレード（ホルムアルデヒド放散量（以下、Ｆ放散量
という）：０．５ｐｐｍ以下）が要求されている。

【０００５】フェノール樹脂系接着剤の低温速硬化の方
法としては、ホルムアルデヒドとフェノールのモル比
（以下、Ｆ／Ｐモル比という）を２．５〜３．０にし、
レゾルシノールを添加剤とすれば、ある程度効果の得ら
れることは知られているが、この方法では、生産した合
板のＦ放散量は２０ｐｐｍを越え、且つ、糊液の可使時
間が極めて短く実用的ではない。

【０００６】次に、フェノール樹脂のＦ／Ｐモル比を
２．０〜２．５としパラホルムアルデヒドを添加するこ
とにより速硬化化する試みがなされており、フェノール
樹脂のモル比が高くなればより速硬化となり、接着力が
安定するが、上記のモル比の範囲ではＦ放散量がＦ−１
のグレードを満たすのは困難である。

【０００７】一方、Ｆ／Ｐモル比を２．０以下とした場
合は、Ｆ放散量はＦ−１を満たすもののアミノ樹脂系接
着剤と同等の熱圧条件下では接着力の安定性に欠ける。

【０００８】また、硬化助剤として、レゾルシノール、
ホルムアミド、マロンニトリル、芳香族アミン、ノボラ
ックなどが提案されているが、多量に添加しないと効果
が小さく、多量に添加すると糊液の粘度上昇が速くな
り、生産性の点で問題があった。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来の広葉
樹材料に対するアミノ系樹脂接着剤の生産性を維持しつ
つ、針葉樹単板に対する優れた接着性を発現し、合板か
ら発するホルムアルデヒド臭を低減した低温速硬化・低
ホルマリン臭合板用レゾール型フェノール樹脂接着剤を
提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明者の知見では、合
板のＦ放散量を低減するためには、フェノール樹脂のＦ
／Ｐモル比を低減し、且つ、硬化を促進するためにホル
ムアルデヒドを後添加する必要がある。従って、低モル
比の樹脂にホルムアルデヒドを添加することにより、ア
ミノ樹脂系接着剤の加熱条件と同等の条件で合板の生産
が可能となる。ただし、低モル比のフェノール樹脂のみ
では合板の接着性の安定性に欠ける。一方、イソシアネ
ート化合物がセルロースのＯＨ基と反応することは周知
であるが、フェノール樹脂にイソシアネート化合物を添
加するのみでは、セルロース中のＯＨ基とイソシアネー
ト基との反応は前記の様な加熱条件では十分に進行しな
いために、イソシアネート化合物と容易に反応する末端
ＯＨ基を持つ化合物を添加することによって、イソシア
ネートの反応を促進することができ、フェノール樹脂の
反応助剤とすることができる。このような知見に基づい
て本発明を完成するに至ったものである。

【００１１】即ち、本発明は、Ｆ／Ｐモル比が１．３〜
１．８のフェノール樹脂を通常還流下もしくは８５℃以
上の温度で所定の粘度まで反応してフェノール樹脂を
得、さらにホルムアルデヒドをＦ／Ｐモル比が調整幅
０．２〜０．４となる様に所定の量を添加する。更に、
好ましくはイソシアネート化合物及び末端ＯＨを持つ化
合物を添加する。かかる構成とすることにより、アミノ
樹脂系接着剤と同等の加熱条件で、且つ、アミノ樹脂系
接着剤では十分な耐久性が得られない針葉樹単板を使用
して、十分な接着性能を有すること、且つ、得られた合
板のＦ放散量がＦ−１グレードを満たすことが見出され
た。

【００１２】本発明は、Ｆ／Ｐモル比が１．４〜１．８
で苛性ソーダ等のアルカリ触媒を用いて縮合反応せし
め、Ｂ型粘度計によって２５℃における不揮発分５０〜
６０％の粘度が２．５〜１０ｐｓのレゾール型フェノー
ル樹脂を得、次に水により粘度を１．０〜２．０ｐｓに
調整する。粘度調整剤としてはメタノールなどの溶剤類
であってもよい。Ｆ／Ｐモル比が１．４未満ではイソシ
アネートと末端ＯＨを持つ化合物からなる反応助剤を配
合しても、硬化促進の効果が小さく、１．８より大きい
と尿素塗布等の処理をしても、Ｆ放散量がＦ−１グレー
ドとならない。次に、粘度が２．５ｐｓ未満では反応助
剤を配合しても硬化促進の効果は小さく、１０ｐｓを上
回ると作業性が悪くなる。更に、硬化促進のためにホル
ムアルデヒドを添加しフェノールに対し、Ｆ／Ｐモル比
を０．２〜０．４調整する。このようにして、尿素塗
布、水散布などの工程を経ることなく、ホルムアルデヒ
ド放散量がＦ−１グレードを満たすことが可能である。
モル比調整幅が０．２未満では硬化促進の効果が小さ
く、０．４より大きいとＦ−１グレードを満たすことが
できなくなる。

【００１３】フェノール樹脂に使用するフェノール類と
してはフェノール、クレゾール、キシレノール、レゾル
シノール等が使用可能である。

【００１４】本発明に使用されるフェノール樹脂系接着
剤としては、ホルムアルデヒドとフェノールとの反応さ
せたフェノール樹脂を主体としたものであるが、タンニ
ン、リグニン、ボリビニルブチラールなどで一部変性し
た変性樹脂を用いたものであってもよい。なお、これら
の変性剤はフェノールとホルムアルデヒドの縮合が終了
した後、冷却時に配合するのが好ましい。

【００１５】アルカリ触媒として苛性ソーダを使用する
場合、その触媒量は特に規定されないが、水溶性を良好
とするため、苛性ソーダとフェノールのモル比（以下、
苛性／Ｐモル比という）が０．１以上が望ましく、さら
に０．５を越えないことが望ましい。苛性／Ｐモル比が
０．５を越えると接着剤層の耐水性が低下するために好
ましくない。

【００１６】上記の様にして得たフェノール樹脂系接着
剤１００重量部に対して、Ｆ／Ｐモル比が０．２〜０．
５となる調整幅でパラホルムアルデヒド又はホルムアル
デヒド水溶液を添加する。更に、イソシアネート化合物
２〜２０重量部及び末端ＯＨを持つ化合物１〜１８重量
部添加し配合樹脂を得る。イソシアネート化合物として
は、トルエンジイソシアネート、メチレン・ビス（ｐ−
フェニレンジイソシアネート）（以下、ＭＤＩとい
う）、１，６−ヘキサメチレンジイソシアネート、ヘキ
サメチレンジイソシアネート、１−クロロフェニルジイ
ソシアネート、４,４',４"−トリフェニルメタントリイ
ソシアネートなどが使用される。末端ＯＨを持つ化合物
としては、エチレングリコール、ジエチレングリコール
（以下、ＤＥＧという）、トリエチレングリコール、テ
トラエチレングリコール、プロピレングリコール、グリ
セリン、ポリエチレングリコール、ビス−フェノール
Ａ、ヒマシ油、桐油、ポリビニルアルコールなどが使用
される。

【００１７】本発明の接着剤組成物には、充填剤、増量
剤、水、硬化促進剤などを必要に応じて添加混合するこ
とも可能である。

【００１８】

【実施例】次に、本発明を実施例に基づき説明する。

【００１９】接着剤製造例１ フェノール９４．１重量部と３７％ホルマリン１２１．
６重量部（Ｆ／Ｐモル比＝１．５）及び３０％苛性ソー
ダを５５重量部仕込み、還流条件下で４０分反応させ、
さらに８５℃にてＢ型粘度計での粘度が約６ｐｓとなる
まで反応させた（このときの不揮発分は５２％）。その
後、水を添加することによって粘度を約１．５ｐｓに調
整してレゾール型フェノール樹脂接着剤（Ａ１）を得
た。

【００２０】接着剤製造例２ フェノール９４．１重量部と３７％ホルマリン１４５．
９重量部（Ｆ／Ｐモル比＝１．８）及び３０％苛性ソー
ダを５５重量部仕込み、還流条件下で４０分反応させ、
さらに８５℃にてＢ型粘度計での粘度が約９ｐｓとなる
まで反応させた（このときの不揮発分は５２％）。その
後、水及びエチレングリコールを添加することによって
粘度を約１．５ｐｓに調整してレゾール型フェノール樹
脂接着剤（Ａ２）を得た。

【００２１】接着剤製造例３ フェノール９４．１重量部と３７％ホルマリン１６２．
２重量部（Ｆ／Ｐモル比=２．０）及び３０％苛性ソー
ダを５５重量部仕込み、還流条件下で４０分反応させ、
更に８５℃にてＢ型粘度計での粘度が約８ｐｓとなるま
で反応させた（このときの不揮発分は５０％）。その
後、水及びエチレングリコールを添加することによって
粘度を約１．５ｐｓに調整してレゾール型フェノール樹
脂接着剤（Ｂ）を得た。

【００２２】これらの製造例において、いずれも樹脂固
形分は約４８％となる様に調整した。このようにして得
た樹脂接着剤を下記の配合組成で接着剤糊液を調製し
た。

【００２３】実施例１ 接着剤製造例１で得られたフェノール樹脂接着剤（Ａ
１）１００重量部に、Ｆ／Ｐモル比が１．８となる様
に、パラホルムアルデヒド３．１重量部を添加し、ＭＤ
Ｉを１５重量部、ＤＥＧを１０重量部添加し、更に増量
剤として小麦粉１０重量部を配合し糊液を得、１．８ｍ
ｍ厚のカラマツの単板を５ｐｌｙにて合板を作成した。 成形条件は糊塗工量：２８ｇ／尺、冷圧条件：１０ｋｇ
／ｃｍ² 、加熱条件：１０ｋｇ／ｃｍ² 、１２０℃、２
５秒／ｍｍで実施した。

【００２４】実施例２ 接着剤製造例２で得られたフェノール樹脂接着剤（Ａ
２）を使用し、 ＭＤＩを１５重量部、 ＤＥＧを１０重
量部添加する以外は、Ｆ／Ｐモル比の調整を含め実施例
１と同様にして合板を作成した。

【００２５】比較例１ 接着剤製造例３で得られたフェノール樹脂接着剤（Ｂ）
を使用し、Ｆ／Ｐモル比を２．３にパラホルムアルデヒ
ドを３．２重量部添加することにより調整する以外は実
施例１と同様にして合板を作成した。

【００２６】比較例２ 接着剤製造例３で得られたフェノール樹脂接着剤（Ｂ）
１００重量部に増量剤として小麦粉を１０重量部を配合
し糊液を得、１．８ｍｍ厚のカラマツの単板を５ｐｌｙ
にて合板を作成した。

【００２７】比較例３ メラミン樹脂系接着剤（住友ベークライト株式会社製
「ＭＡ−２０９」）１００重量部に、小麦粉を１０重量
部配合して糊液を得、以下実施例１と同様にし合板を得
た。

【００２８】接着剤糊液を調製するための配合を表１に
まとめた。

【表１】

【００２９】得られた各合板について、常態及び特類の
接着力と放散ホルムアルデヒド量の評価を実施した。そ
の結果は表２の通りであった。

【表２】

【００３０】

【発明の効果】本発明により得られた木材用接着剤は、
従来のアミノ系樹脂接着剤の生産性を維持しつつ、アミ
ノ樹脂系接着剤では達成しえなかった特類合板の接着強
度を持ち、ホルムアルデヒド放散量のＪＡＳ規格におい
てＦ−１グレードを満たす合板を得ることができる。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 塩基性触媒の存在下にフェノール類とア
   ルデヒド類を縮合させてレゾール型フェノール・ホルム
   アルデヒド樹脂接着剤を製造する方法において、フェノ
   ール１モルに対し、ホルムアルデヒド１．４〜１．８を
   反応させてフェノール・ホルムアルデヒド樹脂接着剤を
   得、これにホルムアルデヒドを添加し、フェノールに対
   するモル比を０．２〜０．４モルの範囲で調整すること
   を特徴とする木材用接着剤の製造方法。
2. 【請求項２】 請求項１で得られた接着剤１００重量部
   にイソシアネート化合物２〜２０重量部と末端ＯＨ基を
   持つ化合物１〜１８重量部添加し、更に充填剤を添加す
   ることを特徴とする糊液の製造方法。