JP4882280B2 - 木質ボード及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、木質ボード及びその製造方法に関し、詳しくは、高い曲げ強さを有する木質ボード及び生産性が向上した木質ボードの製造方法に関する。

従来、接着剤としてホルマリン系接着剤を使用し、木質材料を加熱圧縮して成る木質ボードが知られている。

木質ボードは、例えば、原料として木材を小片（チップ）化した後、ホルマリン系接着剤を添加し、得られた混合物をフォーミング（堆積）して、マットを成形し、且つ、得られたマットを加熱条件下で所定の厚さに圧縮成形する方法により製造される。
特開２００２−１８８２０号公報

しかしながら、上述の方法では、加熱圧縮する時間（熱圧成形時のプレス時間）が長く、木質ボードの生産性が十分高いとは言えないという問題がある。

他方、資源の有効利用、資源リサイクルの観点から、木質ボードの原料としてリサイクル材の利用が求められ、また、発生するホルムアルデヒド量を少なくするために、ホルマリン系接着剤の使用量を少なくすこと等が求められている。その結果、木質ボードの曲げ強さが低下するため、熱圧成形時のプレス時間を長くすることが必要となり、そして、生産性が低下することになる。

本発明は、上記の実情に鑑みなされたものであり、その目的は、熱圧成形時のプレス時間を短くしても、高い曲げ強さを示す木質ボードを提供することにある。

本発明者は、種々検討を重ねた結果、次の様な知見を得た。すなわち、木質材料を加熱圧縮する際に、ホルマリン系接着剤と共に沸点１２０℃〜４００℃の化合物を木質材料に含有させると、熱圧成形時のプレス時間を短くしても、ホルマリン系接着剤と沸点１２０℃〜４００℃の化合物との相乗効果により、意外にも、得られた木質ボードが高い曲げ強さを示すことを見出した。

本発明は、上記の知見に基づき完成されたものであり、その第１の要旨は、木質材料（但し木毛機によって製造した木片を除く）の加熱圧縮によって得られる木質ボード（但し加熱圧縮時に上張紙を使用した木質ボードを除く）において、ホルマリン系接着剤と共に、沸点１２０℃〜４００℃の化合物（但しポリエチレングリコールを除く）を含有することから成る木質ボードに存する。

そして、本発明の第２の要旨は、ホルマリン系接着剤と沸点１２０℃〜４００℃の化合物（但しポリエチレングリコールを除く）とを木質材料に添加し、得られた混合物を上張紙を使用せずに加熱圧縮することから成る木質ボードの製造方法に存する。

本発明の木質ボードは、熱圧成形時のプレス時間が短くても、高い曲げ強さを示すものであり、且つ、その製造方法は、熱圧成形時のプレス時間を短くすることにより、生産性を向上することが出来る。

以下、本発明を詳細に説明する。以下に記載する構成要件は、本発明の代表例であり、本発明は、これらの内容に限定はされない。

本発明の木質ボードは、木質材料とホルマリン系接着剤と沸点１２０℃〜４００℃の化合物との混合物を加熱圧縮してなる成形体である。

木質材料としては、特に限定されず、リサイクル材が混合されていない新材、リサイクル材を含む混合材などが挙げられる。リサイクル材としては、建築廃材、合板製造工場やパーティクルボード製造工場、ＭＤＦ製造工場などから排出される製品廃材、型枠用合板などのホルマリン系接着剤を使用した木質リサイクル材、ホルマリン系接着剤を使用していない木質リサイクル材などが挙げられる。これら木質材料は、一般的にはパーティクルボード用の削片やＭＤＦ用の繊維状に加工されて使用される。

ホルマリン系接着剤としては、尿素、チオ尿素、メラミン、ベンゾグアナミン等の分子内にアミノ基を有する化合物またはフェノール類と、ホルムアルデヒドとを付加縮合反応させて得られる樹脂、または、これらの共縮合樹脂が使用できる。付加縮合反応時のホルムアルデヒドとしては、工業的にホルムアルデヒド水溶液であるホルマリンが使用される。これら接着剤は二種以上を混合して使用してもよい。

本発明の木質ボード中のホルマリン系接着剤の量は、通常２〜２５重量％、好ましくは３〜２０重量％、より好ましくは４〜１８重量％である。２５重量％を超える場合は、木質材料の水分が多くなり、本発明の効果、すなわち、熱圧成形時のプレス時間を短くしても、高い曲げ強さを示す効果を達成することが困難である。２重量％未満の場合は、ホルマリン系接着剤の量が不十分で、十分な接着強度の木質ボードを得ることが困難である。

ホルマリン系接着剤と共に使用する化合物は、沸点が１２０〜４００℃、好ましくは１４０〜３６０℃、より好ましくは１６０〜３２０℃の化合物である。

沸点１２０〜４００℃の化合物としては、通常、水性化合物、好ましくは水溶性ポリオール類が挙げられる。水溶性ポリオール類としては、例えば、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、トリメチレングリコール、１，２−ブタンジオール、１，３−ブタンジオール、２，３−ブタンジオール、１，４−ブタンジオール、１，５−ペンタンジオール、ヘキシレングリコール、１，６−ヘキサンジオール、２−ブテン−１，４−ジオール等の２価ポリオール；グリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン等の３価のポリオール等が挙げられる。これら水溶性ポリオール類は二種以上を混合して使用してもよい。

ホルマリン系接着剤と共に使用する化合物の沸点が１２０℃未満の場合は、当該化合物が木質ボード製造過程で揮散し、前述の本発明の効果を達成することが困難である。また、使用する化合物の沸点が４００℃を超える場合は、当該化合物の水への溶解性が悪く、添加量が少なくなり、前述の本発明の効果を達成することが困難である。

本発明の木質ボード中の沸点１２０〜４００℃の化合物の量は、通常０．１０〜１３重量％、好ましくは０．１５〜９．０重量％、より好ましくは０．３０〜４．０重量％である。１３重量％を超える場合は、前述の本発明の効果を達成することが困難である。０．１０重量％未満の場合は、前述の本発明の効果を達成することが困難である。

さらに、ホルマリン系接着剤と沸点１２０〜４００℃の化合物との配合割合（重量比）は、通常１：０．００５〜９．０、好ましくは１：０．０１〜４．０、より好ましくは１：０．０２〜１．２である。当該配合割合が上記の範囲外の場合は、前述の本発明の効果を達成することが困難である。

次に、本発明の木質ボードの製造方法について説明する。本発明の製造方法は、ホルマリン系接着剤と沸点１２０℃〜４００℃の化合物とを木質材料に添加し、得られた混合物を加熱圧縮して成形する。

本発明で使用する沸点１２０〜４００℃の化合物は、（１）予め木質材料に添加しても
、（２）予めホルマリン系接着剤に混合しても、（３）沸点１２０℃〜４００℃の化合物とホルマリン系接着剤とを同時に添加してもよい。中でも、（１）予め木質材料に添加する方法が好ましく、特に、木質ボードの性能維持および生産性向上の見地から、木質材料を乾燥処理する前に、沸点１２０〜４００℃の化合物を木質材料に添加することが好ましい。

沸点１２０〜４００℃の化合物の添加方法は、特に限定されず、例えば、噴霧、浸漬などの方法が挙げられる。なお、その際の温度などの条件は特に限定されるものではない。

沸点１２０〜４００℃の化合物は、一般的に、水に分散または溶解し、水分散液または水溶液として使用する。水分散液または水溶液中の沸点１２０〜４００℃の化合物の濃度は、通常５〜６０重量％、好ましくは７〜４０重量％、より好ましくは１０〜３０重量％である。６０重量％を超える場合は、沸点１２０〜４００℃の化合物を木質材料に均一に添加することが困難である。５重量％未満の場合は、木質材料の含水量が多くなり、十分な接着強度を有する木質ボードを得ることが出来ない。

木質材料に対する沸点１２０〜４００℃の化合物水溶液の添加量は、通常３〜３０重量％、好ましくは５〜１５重量％である。３０重量％を超える場合は、水分量が多くなり、十分な接着強度を有する木質ボードを得ることが出来ない。３重量％未満の場合は、添加する化合物の量が少なく、前述の本発明の効果を達成することが困難である。

沸点１２０〜４００℃の化合物を木質材料に添加する際、必要に応じて公知のホルムアルデヒド捕捉剤、防錆剤などを添加してもよい。ホルムアルデヒド捕捉剤としては、例えば、硝酸アンモニウム、尿素、メラミン、亜硫酸ナトリウム、アジピン酸ジヒドラジド等が挙げられ、防錆剤としては、エチレン尿素、ラウリル燐酸、ベンゾトリアゾール等が挙げられる。

次に、沸点１２０〜４００℃の化合物が添加された木質材料とホルマリン系接着剤とを混合する。

ホルマリン系接着剤の添加量は、木質材料に対し、通常２〜２５重量％、好ましくは３〜２０重量％、より好ましくは４〜１８重量％である。２５重量％を超える場合は、木質材料の水分が多くなり、前述の本発明の効果を達成することが困難である。２重量％未満の場合は、ホルマリン系接着剤の量が不十分で、十分な接着強度の木質ボードを得ることが困難である。混合の際、品質向上に有用な公知の添加剤、例えば、硬化剤、撥水剤などを同時に添加してもよい。

ホルマリン系接着剤と混合する際の木質材料の含水量は、通常７重量％以下、好ましくは４重量％以下である。７重量％を超える場合は、十分な接着強度の木質ボードを得ることが困難となる傾向がある。

ホルマリン系接着剤を混合した後、通常、ボード状にフォーミングしてプリプレスし、次いで、熱プレスで一定時間加熱加圧、すなわち、熱圧成形することにより木質ボードを製造する。この際、熱プレス温度は通常１２０℃〜２２０℃、圧力は通常１〜４ＭＰａである。プレス時間は、製品ボード厚さによって異なり、製品ボード１ｍｍ当たり、通常５秒〜３０秒である。また、本発明の木質ボードは、単層ボードでも多層ボードであってもよい。

本発明における木質ボードの生産性が向上する理由は、木質材料に沸点１２０〜４００℃の化合物を添加することにより、木質材料の保湿性が向上し、加熱圧縮する際のフォーミングマットが所定厚さに到達するまでの時間を短縮でき、木質ボード中心部までの熱伝導が速くなり、通常のプレス時間よりも短い時間で接着剤の硬化をすることが出来ることによるものと推測される。木質ボードの曲げ強さが向上する理由は、木質材料に沸点１２０〜４００℃の化合物を添加することにより、加熱圧縮する際にフォーミングマットが所定厚さに到達するまでの時間が短くなるため、表層の圧密化を促進することが出来ることによるものと推測される。また、ホルマリン系接着剤と共に沸点１２０〜４００℃の化合物が上述の効果を奏する理由は、通常１２０℃〜２２０℃の加熱圧縮温度においても、沸点１２０〜４００℃の化合物が揮発することがなく、フォーミングマットが所定厚さに到達するまで木質材料の保湿性が維持されるため、フォーミングマットが所定厚さに到達するまでの時間を短くすることが出来ることによるものと推測される。

本発明の木質ボードとは、ホルマリン系接着剤を使用して製造された、パーティクルボード、ＭＤＦやハードボード等であり、建築用、家具・建具、電気機器類に使用される。

以下、本発明を実施例により更に詳細に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り以下の実施例に限定されるものではない。なお、曲げ強さは、ＪＩＳ Ａ ５９０８に準じて測定した。

実施例１：
表層用および芯層用の木質削片に、沸点１２０〜４００℃の化合物水溶液として、２０重量％プロピレングリコール（ＰＧ）水溶液を木質削片に対し１０重量％塗布し、ドライヤーで含水率を３重量％に調整した。次いで、表１に記載の条件で３層パーティクルボードを製造した。

実施例２：
実施例１において、表層用および芯層用の木質削片に、沸点１２０〜４００℃の化合物水溶液として、２０重量％１，３−ブタンジオール（ＢＤ）水溶液を木質削片に対し１０重量％塗布した以外は、実施例１と同様にパーティクルボードを製造した。

実施例３：
実施例１において、表層用および芯層用の木質削片に、沸点１２０〜４００℃の化合物水溶液として、２０重量％グリセリン（Ｇｌｙ）水溶液を木質削片に対し１０重量％塗布した以外は、実施例１と同様にパーティクルボードを製造した

比較例１：
実施例１において、表層用および芯層用の木質削片に沸点１２０〜４００℃の化合物水溶液を塗布しない、および、熱圧時間を１８０秒とした以外は、実施例１と同様にパーティクルボードを製造した。

上述の曲げ強さ測定方法より、得られたパーティクルボードの曲げ強さを測定した。結果を表２に示す。

表２の実施例と比較例から明らかな様に、ホルマリン系接着剤と共に沸点１２０℃〜４００℃の化合物を木質材料に含有させることにより、熱圧成形時のプレス時間を短くしても、高い曲げ強さを示す木質ボード得ることが出来る。そして、木質ボードの生産性を向上させることが出来る。

Claims (7)

1. 木質材料（但し木毛機によって製造した木片を除く）の加熱圧縮によって得られる木質ボード（但し加熱圧縮時に上張紙を使用した木質ボードを除く）において、ホルマリン系接着剤と共に、沸点１２０℃〜４００℃の化合物（但しポリエチレングリコールを除く）を含有することを特徴とする木質ボード。
2. 沸点１２０℃〜４００℃の化合物が水性化合物である請求項１に記載の木質ボード。
3. 水性化合物がポリオール類である請求項２に記載の木質ボード。
4. ホルマリン系接着剤と沸点１２０℃〜４００℃の化合物（但しポリエチレングリコールを除く）とを木質材料に添加し、得られた混合物を上張紙を使用せずに加熱圧縮することを特徴とする木質ボードの製造方法。
5. 沸点１２０℃〜４００℃の化合物を木質材料に添加した後に、ホルマリン系接着剤を添加する請求項４に記載の製造方法。
6. 沸点１２０℃〜４００℃の化合物が水性化合物である請求項４又は５に記載の製造方法。
7. 水性化合物がポリオール類である請求項６に記載の製造方法。