JP2012201728A - 木材用接着剤組成物 - Google Patents
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Abstract
【課題】優れた生産性、成形性（硬化性）を保持しながら優れたボード特性（低放散ホルムアルデヒド量等）を有する木材用接着剤組成物を提供する。
【解決手段】レゾール型フェノール・ホルムアルデヒド樹脂（ａ）、有機エステル化合物（ｂ）、及び、ワックス（ｃ）を含有してなる木材用接着剤組成物であって、レゾール型フェノール・ホルムアルデヒド樹脂（ａ）１００重量部に対して、有機エステル化合物（ｂ）が０．１〜２０重量部であり、ワックス（ｃ）が１〜２０重量部であることを特徴とする木材用接着剤組成物。
【選択図】なし
【解決手段】レゾール型フェノール・ホルムアルデヒド樹脂（ａ）、有機エステル化合物（ｂ）、及び、ワックス（ｃ）を含有してなる木材用接着剤組成物であって、レゾール型フェノール・ホルムアルデヒド樹脂（ａ）１００重量部に対して、有機エステル化合物（ｂ）が０．１〜２０重量部であり、ワックス（ｃ）が１〜２０重量部であることを特徴とする木材用接着剤組成物。
【選択図】なし
Description
本発明は、木材用接着剤組成物に関し、詳しくはパーティクルボード用接着剤組成物に関する。
近年の資源のリサイクルの一環として、また住宅用建材の低コスト化の一環としてパーティクルボードの用途が増加している。パーティクルボード用に用いられる接着剤としては現在は主にメラミン樹脂、又は尿素樹脂が使用されている。しかしながらメラミン樹脂、尿素樹脂を用いたパーティクルボードは放散ホルムアルデヒド量が建築基準のF☆☆☆☆をクリアすることは困難である。またこれらの樹脂は耐水性が低い為、台所などの水回り場、床下などへの適用が困難である。これらの欠点を補うために１，４−ジフェニルメタンジイソシアネート（以下、ＭＤＩという。）を使用しパーティクルボードを生産しているが、ＭＤＩは変異原生物質であり、健康上の理由で好ましくなく、また生産時に付着対策から不可欠である離型剤の価格が高価であり、コスト面の問題もある。これらの欠点を補う接着剤としてフェノール樹脂が挙げられる。フェノール樹脂を用いたパーティクルボードはメラミン樹脂、尿素樹脂と比較すると放散ホルムアルデヒド量が少なく、また耐水性としても特性が向上し、ＭＤＩ使用による変異原生の問題も無い。一方で、欠点として硬化速度が遅いことが挙げられる。硬化速度が遅い為に熱プレス時間が長くなり、生産性、コスト面で著しく問題が生じている。
従来のフェノール・ホルムアルデヒド樹脂接着剤（以下、フェノール接着剤という）は、アミノ系樹脂接着剤と比較して、パーティクルボードを製造する際の熱圧締（プレス）に際し、高温・長時間を要し、このために生産性の低下の原因となっている。更にフェノール樹脂の生産上、通常苛性ソーダ溶液を触媒として使用するために、樹脂の不揮発分がアミノ系樹脂に比べ、低くなるために、マットの含水率が高くなり、熱圧締後の解圧時に、パンクが発生し易くなる。また、マットの含水率を低く抑えるためには、過剰に乾燥させた含水率の低いチップを使用しなければならない。
フェノール接着剤を用いて低温速硬化させる方法としては、ホルムアルデヒド（Ｆ）とフェノール（Ｐ）とのモル比（以下、Ｆ／Ｐモル比という。）を２．５〜２．８にすることで、ある程度効果の得られることは知られているが、実際のアミノ系樹脂接着剤と比較すると大幅に硬化性が落ちてしまう問題があった。
このほか、フェノール接着剤に、レゾルシノール、リグニン、タンニンなどを添加する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。しかしながら、これら技術は多量に添加しないと効果が小さく、多量に添加するとチップ吹き付け前の調合液の粘度上昇が極めて速くなり、生産性の点で問題があった。
本発明は、優れた成形性（硬化性）、接着性及び低放散ホルムアルデヒド量でパーティクルボードが得られる木材用接着剤組成物を提供するものである。
このような目的は、下記の本発明（１）〜（４）により達成される。
（１）レゾール型フェノール・ホルムアルデヒド樹脂（ａ）、有機エステル化合物（ｂ）、ワックス（ｃ）を含有してなる木材用接着剤組成物であって、レゾール型フェノール・ホルムアルデヒド樹脂（ａ）１００重量部に対して、有機エステル化合物（ｂ）が０．１〜２０重量部であり、ワックス（ｃ）が０．１〜２０重量部であることを特徴とする木材用接着剤組成物。
（２）レゾール型フェノール・ホルムアルデヒド樹脂（ａ）が、ホルムアルデヒド（Ｆ）とフェノール（Ｐ）とのモル比（Ｆ／Ｐ）１．５〜２．７の範囲内で反応させてなるものであり、且つｐＨが９〜１３の範囲内にあり、重量平均分子量が１０００以上である（１）に記載の木材用接着剤組成物。
（３）有機エステル化合物（ｂ）が、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネートなどのカーボネート類の何れかあるいはそれらの混合物である（１）又は（２）に記載の木材用接着剤組成物。
（４）有機エステル化合物（ｂ）が、酢酸フェニル、グリセロールトリアセテート、ギ酸メチル、サリチル酸メチル、酪酸エチルの何れかあるいはそれらの混合物である（１）又は（２）に記載の木材用接着剤組成物。
（１）レゾール型フェノール・ホルムアルデヒド樹脂（ａ）、有機エステル化合物（ｂ）、ワックス（ｃ）を含有してなる木材用接着剤組成物であって、レゾール型フェノール・ホルムアルデヒド樹脂（ａ）１００重量部に対して、有機エステル化合物（ｂ）が０．１〜２０重量部であり、ワックス（ｃ）が０．１〜２０重量部であることを特徴とする木材用接着剤組成物。
（２）レゾール型フェノール・ホルムアルデヒド樹脂（ａ）が、ホルムアルデヒド（Ｆ）とフェノール（Ｐ）とのモル比（Ｆ／Ｐ）１．５〜２．７の範囲内で反応させてなるものであり、且つｐＨが９〜１３の範囲内にあり、重量平均分子量が１０００以上である（１）に記載の木材用接着剤組成物。
（３）有機エステル化合物（ｂ）が、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネートなどのカーボネート類の何れかあるいはそれらの混合物である（１）又は（２）に記載の木材用接着剤組成物。
（４）有機エステル化合物（ｂ）が、酢酸フェニル、グリセロールトリアセテート、ギ酸メチル、サリチル酸メチル、酪酸エチルの何れかあるいはそれらの混合物である（１）又は（２）に記載の木材用接着剤組成物。
本発明の木材用接着剤組成物は、パーティクルボード生産時にメラミン樹脂、尿素樹脂と同等の生産性、硬化性、成形性を保持しながら優れたボード特性（低放散ホルムアルデヒド量等）を有するものである。
以下、本発明の木材用接着剤組成物の実施形態について説明する。
本発明に係る木材用接着剤組成物は、レゾール型フェノール・ホルムアルデヒド樹脂（ａ）、有機エステル化合物（ｂ）、及び、ワックス（ｃ）を含有してなる木材用接着剤組成物であって、レゾール型フェノール・ホルムアルデヒド樹脂（ａ）１００重量部に対して、有機エステル化合物（ｂ）が０．１〜２０重量部であり、ワックス（ｃ）が１〜２０重量部であることを特徴としている。
本発明に係る木材用接着剤組成物は、レゾール型フェノール・ホルムアルデヒド樹脂（ａ）、有機エステル化合物（ｂ）、及び、ワックス（ｃ）を含有してなる木材用接着剤組成物であって、レゾール型フェノール・ホルムアルデヒド樹脂（ａ）１００重量部に対して、有機エステル化合物（ｂ）が０．１〜２０重量部であり、ワックス（ｃ）が１〜２０重量部であることを特徴としている。
本発明の木材用接着剤組成物に用いられるレゾール型フェノール・ホルムアルデヒド樹脂（ａ）は、通常、フェノール類（Ｐ）とアルデヒド類（Ｆ）とをＦ／Ｐモル比１．５〜２．７、好ましくは２．０〜２．６として、塩基性触媒の存在下にて所定の粘度にまで反応することによって得られるものを好ましく適用することができる。
ここで、Ｆ／Ｐモル比が上記下限値未満ではレゾール型フェノール・ホルムアルデヒド樹脂（ａ）の硬化が遅くなることがあり、上記上限値を越えると、パーティクルボードからの放散ホルムアルデヒド量が増加する為、環境安全面で問題が生じることとなる。
ここで、Ｆ／Ｐモル比が上記下限値未満ではレゾール型フェノール・ホルムアルデヒド樹脂（ａ）の硬化が遅くなることがあり、上記上限値を越えると、パーティクルボードからの放散ホルムアルデヒド量が増加する為、環境安全面で問題が生じることとなる。
本発明の木材用接着剤組成物に用いられるレゾール型フェノール・ホルムアルデヒド樹脂（ａ）を得るため使用するフェノール類としては、例えば、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、単独でも混合使用しても良い。ホルムアルデヒドとしては、ホルマリン（ホルムアルデヒド水溶液）及び、パラホルムアルデヒド（固形）のいずれを使用しても良く、単独でも混合使用してもよい。
触媒としては、通常水酸化ナトリウム等の強塩基触媒が使用されるが特に限定されるものではない。反応時の触媒量は水酸化ナトリウム／フェノールのモル比が０．１以上１．１以下であることが望ましい。上記下限値を下回る場合では水溶性が低く生産時の使用に問題が生じる恐れがある。一方で上記上限値を超える場合、パーティクルボード特性における耐水性が低下する為、品質に異常をきたす可能性が高くなる。フェノール類とアルデヒド類を反応させるときの反応条件としては、特に限定されるものではないが、通常還流下もしくは７０℃以上の温度で所定の粘度になるまで縮合反応させるのが好ましい。
レゾール型フェノール・ホルムアルデヒド樹脂（ａ）のｐＨについては、生産性に必要な水溶性を維持する９〜１３が好ましいｐＨが９未満の場合には水溶性の維持が困難となる。一方でｐＨが１３を超えると前述したように耐水性の低下を引き起こす可能性が高くなる。
また重量平均分子量が１０００未満の樹脂の場合、その樹脂自体の硬化速度がメラミン樹脂等と比較すると著しく遅い為、本発明の効果は十分に得られない。
また重量平均分子量が１０００未満の樹脂の場合、その樹脂自体の硬化速度がメラミン樹脂等と比較すると著しく遅い為、本発明の効果は十分に得られない。
本発明の木材用接着剤組成物に配合する有機エステル化合物（ｂ）は分子内にエステル結合を有する化合物であり、特に限定されるものではない。例えば、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネートなどのカーボネート化合物が望ましいが、その他の有機エステル化合物である酢酸フェニル、グリセロールトリアセテート、ギ酸メチル、サリチル酸メチル、酪酸エチルなどがあるが特に限定されるものではない。
有機エステル化合物（ｂ）の配合量はレゾール型・フェノールホルムアルデヒド樹脂（ａ）１００重量部に対して、０．１〜２０重量部であり、より好ましくは０．１〜１５重量部である。０．１未満であれば硬化性に対する影響が小さくパーティクルボード特性の特性向上の効果は少ない。一方で２０重量部以上では硬化速度が速くなる為にパーティクル生産時の粘度上昇が大きくなり生産性が大幅に低下してしまう。
本発明の木材用接着剤組成物に配合するワックス（ｃ）としては、特に限定されるものではないが、例えば、有機パラフィンなどが主に用いられている。これにより、パーティクルボードの耐水性を改善することが出来る。
またワックスの配合量はレゾール型フェノール・ホルムアルデヒド樹脂（ａ）１００重量部に対して０．１〜２０重量部であるが、特に限定されるものではない。上記上限値より多い場合は硬化性を阻害することとなりパーティクルボード特性は低下し、一方で上記下限値未満ではその効果は十分に得られない。
またワックスの配合量はレゾール型フェノール・ホルムアルデヒド樹脂（ａ）１００重量部に対して０．１〜２０重量部であるが、特に限定されるものではない。上記上限値より多い場合は硬化性を阻害することとなりパーティクルボード特性は低下し、一方で上記下限値未満ではその効果は十分に得られない。
本木材用接着剤を用いる場合のパーティクルボードに使用される木材チップの原料は廃材等を粉砕したものが通常使用されているが、特に限定はしない。３層に分かれるパーティクルボードの内、表層は比較的小さなチップを、内層は比較的大きなチップを使用している。また接着剤となる接着剤組成物を、樹脂固形分で表層が１０〜２０％、内層が５〜１５％になるよう攪拌設備などを用いてチップを流動させながら吹き付けた後、所定のプレス条件で成形することによりパーティクルボードが得られる。
本明細書において、製造例、実施例及び態様は、本出願に係る発明の内容の理解を支援するためのものであって、その記載によって、本発明がなんら限定される性質のものではない。なお、「部」は「重量部」、「％」は「重量％」を示す。
レゾール型フェノール・ホルムアルデヒド樹脂（ａ）の製造例
フェノール２５９部、３７％ホルマリン４４６部（Ｆ／Ｐモル比：２．０）、３０％水酸化ナトリウム水溶液を２２０部（水酸化ナトリウム／フェノールモル比＝０．６）、及び水を７５部仕込み、８０℃で、Ｂ型粘度計にて２５℃における粘度が約２００ｍＰａ・ｓとなるまで反応させ、ｐＨ１１．５のレゾール型フェノール・ホルムアルデヒド樹脂を得た。
フェノール２５９部、３７％ホルマリン４４６部（Ｆ／Ｐモル比：２．０）、３０％水酸化ナトリウム水溶液を２２０部（水酸化ナトリウム／フェノールモル比＝０．６）、及び水を７５部仕込み、８０℃で、Ｂ型粘度計にて２５℃における粘度が約２００ｍＰａ・ｓとなるまで反応させ、ｐＨ１１．５のレゾール型フェノール・ホルムアルデヒド樹脂を得た。
実施例１〜３
上記製造例で得られたレゾール型フェノール・ホルムアルデヒド樹脂（ａ）１００部に有機エステル化合物（ｂ）としてプロピレンカーボネート、ワックス（ｃ）をそれぞれ表１に示す部数配合して、調合液を得た。
ワックスは、中京油脂(株)製のセロゾールＱ−７５５（固形分：４５％）を使用した。
上記製造例で得られたレゾール型フェノール・ホルムアルデヒド樹脂（ａ）１００部に有機エステル化合物（ｂ）としてプロピレンカーボネート、ワックス（ｃ）をそれぞれ表１に示す部数配合して、調合液を得た。
ワックスは、中京油脂(株)製のセロゾールＱ−７５５（固形分：４５％）を使用した。
比較例１
上記製造例で得られたレゾール型フェノール・ホルムアルデヒド樹脂（ａ）１００部にワックス（ｃ）をそれぞれ表１に示す部数配合して、調合液を得た。
上記製造例で得られたレゾール型フェノール・ホルムアルデヒド樹脂（ａ）１００部にワックス（ｃ）をそれぞれ表１に示す部数配合して、調合液を得た。
以上の実施例及び比較例により得られた調合液を使用して評価を実施した。
調合液安定性：
調合液安定性は３０℃にて１時間放置後の粘度が初期粘度に対して３倍未満で経時変化が抑えられたものを合格、３枚以上に経時変化したものを不合格とした。また、チップは含水率を５〜１５％に調整し、表層の固形樹脂量を１５％、内層の固形樹脂量を７．５％になるよう調整した。
成形性：
プレス条件は、プレス温度１８０℃で、厚さに対して実施例１〜３、及び比較例１〜３については１２秒／ｍｍ、実施例４については２０秒／ｍｍのプレス時間で成形しており、目標の厚みを１５ｍｍに設定した。
調合液安定性：
調合液安定性は３０℃にて１時間放置後の粘度が初期粘度に対して３倍未満で経時変化が抑えられたものを合格、３枚以上に経時変化したものを不合格とした。また、チップは含水率を５〜１５％に調整し、表層の固形樹脂量を１５％、内層の固形樹脂量を７．５％になるよう調整した。
成形性：
プレス条件は、プレス温度１８０℃で、厚さに対して実施例１〜３、及び比較例１〜３については１２秒／ｍｍ、実施例４については２０秒／ｍｍのプレス時間で成形しており、目標の厚みを１５ｍｍに設定した。
成形性（＝硬化性）は熱圧後のボードのパンク等を目視により判定、パンクのないものを合格、あるものを不合格とした。
ボード特性：
湿潤時曲げ強さ及びホルムアルデヒド放散量の測定方法は、ＪＩＳ Ａ ５９０８（Pタイプ、B試験）に準じて測定した。
ボード特性：
湿潤時曲げ強さ及びホルムアルデヒド放散量の測定方法は、ＪＩＳ Ａ ５９０８（Pタイプ、B試験）に準じて測定した。
表１に示す実施例１、２の結果より、本発明の木材用接着剤組成物は、優れた成形性（硬化性）、接着性、生産時における調合液のポットライフ、低ホルムアルデヒド放散性を有したパーティクルボード等の木材用接着剤組成物であることが明らかである。
したがって、本発明の木材用接着剤組成物を用いて生産することにより、プレス時間の短縮が可能となり、生産性向上を実現することができる。
比較例１、２の場合では硬化性が遅い為に成形時にパンクしてしまい、成形物は得られなかった。一方、比較例３では硬化速度が速くなりすぎるために調合液の粘度上昇が著しく、チップに樹脂を吹き付けることが不可能であり生産が出来ない結果となった。
また比較例４では成形は可能であったが、プレス時間が大幅に長くなるために著しく生産性が低下した。
したがって、本発明の木材用接着剤組成物を用いて生産することにより、プレス時間の短縮が可能となり、生産性向上を実現することができる。
比較例１、２の場合では硬化性が遅い為に成形時にパンクしてしまい、成形物は得られなかった。一方、比較例３では硬化速度が速くなりすぎるために調合液の粘度上昇が著しく、チップに樹脂を吹き付けることが不可能であり生産が出来ない結果となった。
また比較例４では成形は可能であったが、プレス時間が大幅に長くなるために著しく生産性が低下した。
本発明は、生産性については従来のフェノール樹脂を使用した場合は硬化速度が遅く使用出来なかったが、本発明により従来のフェノール樹脂よりも大幅に硬化性を改善することで、短時間での成形が可能であり、且つ放散ホルムアルデヒド量がF☆☆☆☆をクリア出来るパーティクルボードが得られる木材接着剤として有用である。
Claims (4)
- レゾール型フェノール・ホルムアルデヒド樹脂（ａ）、有機エステル化合物（ｂ）、ワックス（ｃ）を含有してなる木材用接着剤組成物であって、レゾール型フェノール・ホルムアルデヒド樹脂（ａ）１００重量部に対して、有機エステル化合物（ｂ）が０．１〜２０重量部であり、ワックス（ｃ）が０．１〜２０重量部であることを特徴とする木材用接着剤組成物。
- レゾール型フェノール・ホルムアルデヒド樹脂（ａ）が、ホルムアルデヒド（Ｆ）とフェノール（Ｐ）とのモル比（Ｆ／Ｐ）１．５〜２．７の範囲内で反応させてなるものであり、且つｐＨが９〜１３の範囲内にあり、重量平均分子量が１０００以上である請求項１に記載の木材用接着剤組成物。
- 有機エステル化合物（ｂ）が、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネートなどのカーボネート類の何れかあるいはそれらの混合物である請求項１又は２に記載の木材用接着剤組成物。
- 有機エステル化合物（ｂ）が、酢酸フェニル、グリセロールトリアセテート、ギ酸メチル、サリチル酸メチル、酪酸エチルの何れかあるいはそれらの混合物である請求項１又は２に記載の木材用接着剤組成物。
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| JP2011065491A JP2012201728A (ja) | 2011-03-24 | 2011-03-24 | 木材用接着剤組成物 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016513152A (ja) * | 2013-02-15 | 2016-05-12 | エフピーイノベイションズ | セルロースナノ結晶−熱硬化性樹脂系、その用途、およびそれより製造された物品 |
| WO2021193042A1 (ja) * | 2020-03-25 | 2021-09-30 | 群栄化学工業株式会社 | 木質ボード用バインダー組成物、木質ボード及びその製造方法 |
| JP7076049B1 (ja) | 2021-01-25 | 2022-05-26 | 群栄化学工業株式会社 | 木材用接着剤組成物、木材用接着剤キット、木質材料及びその製造方法 |
-
2011
- 2011-03-24 JP JP2011065491A patent/JP2012201728A/ja not_active Withdrawn
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