JPH10603A - 中性木質系ボードの製造方法 - Google Patents

中性木質系ボードの製造方法

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JPH10603A JP15694996A JP15694996A JPH10603A JP H10603 A JPH10603 A JP H10603A JP 15694996 A JP15694996 A JP 15694996A JP 15694996 A JP15694996 A JP 15694996A JP H10603 A JPH10603 A JP H10603A
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敦 伊藤
Takeshi Kikuchi
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Abstract

(57)【要約】 【課題】熱硬化性アミノ系接着剤を使用して合板、パー
ティクルボード等の木質系ボードを製造する方法におい
て、接着剤に起因する酸の生成によるボードの酸性化に
対して、簡単で有効な中和方法を開発する。 【解決手段】木質系ボード類の製造方法において、ボー
ド成形の加熱圧締直後の具体的には10分以内におい
て、ボードの温度が70〜160℃である時に亜硫酸ソ
ーダ水溶液をボード表面に散布添加し、ボード表面のp
Hを6〜8、ボードの含水率を7〜11%に調整する。 【効果】簡単な工程を加えるだけで極めて効果的に木質
系ボードの中和を行うことができ、内層まで中和された
ボードが製造できる。本発明の方法により、長期の耐久
性に優れ、ホルムアルデヒドの放散も極めて少なく、建
築用部材としても優れた品質のボードが得られる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、パーティクルボー
ド、合板、木質繊維板等の木質系ボードの耐久性を向上
させる処理方法に属する。更に詳しくは、木質系ボード
の表面及びまたは内部のpHを中性に調整する事によっ
て耐久性を向上させる。
【0002】
【従来の技術】木材の薄板,小片,繊維を接着してなる
パーティクルボード、合板、木質繊維板等は,木質系資
源の有効利用に役立っている。特に、パーティクルボー
ドは年間約1000万立方メートルも生じる木質系建築
廃材をリサイクルして有効利用する手段として極めて有
用である。これら木質系ボードは、多くの場合pHが弱
酸性または酸性であり、長期的な耐久性という観点から
は好ましくない。すなわち、長期間高温多湿にさらされ
た場合これら木質系ボード表面の変色や、甚だしい場合
には強度の劣化を引き起こす場合がある。
【0003】木質系ボードのpHが弱酸性または酸性で
ある原因は、木材チップ自身が弱酸性である事や、接着
剤として主に使用されている尿素樹脂、メラミン樹脂等
のアミノ系樹脂接着剤の硬化剤として塩化アンモニウム
や硫酸アルミニウムが用いられている事などが挙げられ
る。すなわち塩化アンモニウムや硫酸アルミニウムは、
接着剤中のホルムアルデヒドと反応し塩酸または硫酸を
生成する。アミノ系接着剤は木材工業分野において安価
で硬化が早く、貯蔵安定性も比較的良好であるので、か
かる問題点がありながらも広く使用されている。
【0004】他方、アルカリフェノール樹脂接着剤を使
用して製造した木質系ボード類は、アルカリ性であり高
度な耐久性を有するが、硬化速度が遅いので製造に多大
なエネルギーと時間を必要とする問題点がある。さらに
アルカリフェノール樹脂は貯蔵安定性が悪く比較的短時
間で使用できなくなってしまう。
【0005】しかし、アミノ系樹脂接着剤を使用して製
造した木質系ボード類の中和の手段としては、チャンバ
ー中でアンモニアガスで中和する方法がDE−OS29
03254に提案されているが多大な設備投資を必要と
し、且つ生産効率が悪い。
【0006】またホルムアルデヒド臭の脱臭を目的とし
て、亜硫酸ソーダ水溶液とアンモニウム塩類をスプレー
風乾する方法が特願昭45−117691に示されてい
るが、浸透性が不良なため添加効果が不十分で合板内部
のpHを高めることが出来ず、さらに風乾工程を必要と
する問題点がある。
【0007】更に特願昭61−23976には界面活性
剤を含む亜硫酸ソーダ水溶液等を合板等に添加する方法
が示されている。しかし、界面活性剤を添加すると浸透
性は改善されるが、パーティクルボードの場合はボード
の吸水膨張率が増大するので好ましくない。また界面活
性剤を併用しても添加できる亜硫酸ソーダ水溶液量は少
量であり、製品のpHは低い。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】このように、従来の方
法に於いては木材の中和は不完全であったり、ボード類
の性能を損なう問題点が有り生産性も良くない。
【0009】
【課題を解決する為の手段】そこで本発明者らは、簡便
に木質系ボードを中性化する方法について鋭意研究を行
い、ボード表面に特定の条件下で亜硫酸ソーダを散布す
ることにより、極めて高い効果を得る方法を見出し本発
明を完成した。すなわち本発明の中性木質系ボードの製
造方法は、熱硬化性アミノ系接着剤を使用して木質系ボ
ードを製造する際に加熱圧締直後の木質系ボードの温度
が70〜160℃である時に、濃度2〜15%の亜硫酸
ソーダ水溶液を散布し、ボード表面のpHを6〜8と
し、且つボードの含水率を7〜11%に調整することを
特徴とするものである。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、本発明について具体的に説
明する。本発明の中性木質系ボードの製造方法は、木材
単板、木材小片、木材ファイバーをエレメントとし、主
としてアミノ系接着剤を使用し製造する際に表面に亜硫
酸ソーダ水溶液を散布浸透せしめ、必要に応じてボード
中心部に粉末亜硫酸ソーダを添加する方法である。
【0011】本発明の木質系ボードの製造に用いるアミ
ノ系接着剤とは、尿素樹脂、メラミン樹脂、尿素メラミ
ン樹脂、メラミンフェノール樹脂であり、硬化剤として
塩化アンモニウム及びまたは硫酸アンモニウムを使用す
るものであり。この組み合わせは硬化が速いので生産性
が向上する。
【0012】亜硫酸ソーダ水溶液の散布は製板直後に行
われなければならない。亜硫酸ソーダ水溶液を散布する
際の木質系ボードの表面温度は70〜160℃の範囲で
あることが必要であり、好ましくは100から130℃
である。70℃以下では亜硫酸ソーダ水溶液の浸透が不
十分であり、散布した亜硫酸ソーダ水溶液はボード表面
に液滴の状態で残ってしまう。160℃以上では亜硫酸
ソーダ水溶液が瞬時に蒸発し浸透が不十分になる。具体
的には加熱圧締後10分以内に散布する事が望ましく、
更には7分以内が好ましい。10分以内に散布すると亜
硫酸ソーダ水溶液は数秒で容易に内部へ浸透し、風乾等
の工程を経る事なくボードを積み上げたり、次の工程に
移る事ができる。10分以上経過すると浸透性が低下
し、内部への浸透が不十分となる恐れがある。
【0013】亜硫酸ソーダ水溶液を散布するとボード表
面に残存するホルムアルデヒドと反応しNaOHを生
じ、ボード内の酸性成分を中和し、pHを6〜8の中性
にすることができる。ボードのpHはボード表面を蒸留
水で濡らした後にpH試験紙(MR−BTB、BTB
等)を浸すことで容易に測定できる。亜硫酸ソーダ水溶
液散布の方法は特に限定はないが、スプレー散布が望ま
しくその際のミストの直径は、0.001〜0.1mm
が望ましい。亜硫酸ソーダ水溶液の濃度は2〜15%が
望ましい。2%以下では、中和効果が不十分であり15
%以上では結晶が析Jしスプレーノズルが詰まりやす
い。亜硫酸ソーダ水溶液の塗布量は片面50〜400g
/m2 が適量であり、更に好ましくは200〜300g
/m2 である。50g/m2 以下では内部までの浸透量
が不十分であると同時に製品の含水率が低く、製品出荷
後ボードの「伸び」が問題になり易い。400g/m2
以上では製品の含水率が高くなりすぎ、製品の出荷後、
乾燥による収縮や変形を起こすことがある。
【0014】木質系ボードに亜硫酸ソーダ水溶液を散布
する際にワックスエマルジョンを添加することで中和効
果を更に持続できる。木質系ボードに対するワックスエ
マルジョンの添加量は、1平方メートル当たり50〜2
00gが良く、ワックスエマルジョンの固形分濃度は2
0〜50%が望ましい。ワックスは、シリコンワックス
やパラフィンワックス等を選択できる。ワックスエマル
ジョンの添加は、亜硫酸ソーダ水溶液の添加と同時でも
構わないし、亜硫酸ソーダ水溶液の添加の直後でも構わ
ない。
【0015】このようにして得られた中和木質系ボード
は長期の耐久性に優れるが、ボードの厚みによっては十
分に中心部まで中和できない場合がありうる。そこで本
発明者らは、中心部まで中和する方法について、特に多
層パーティクルボードについて鋭意検討を重ねた。その
結果木質系ボードが多層パーティクルボードの場合、芯
層部に粉末の亜硫酸ソーダを添加し、ボードの中心部迄
中和効果を高めることが出来ることを見出した。粉末亜
硫酸ソーダの添加は接着剤の塗布前でも後でも構わない
が、接着剤に溶解させて添加することは出来ない。亜硫
酸ソーダの添加量は芯層チップに対して0.5〜3重量
%が適当である。3重量%を越えるとボード物性の物理
強度の低下をもたらし、0.5%未満では中和効果が不
十分である。芯層部に添加された亜硫酸ソーダはボード
製造の際の加熱の工程で中心部から外側へ浸透し、内側
からほぼボード全体が中和され更に耐久性が向上する。
但し、亜硫酸ソーダは中心層のアミノ系接着剤の硬化を
遅延する作用があるが、熱圧時間を5〜10%程度延長
する事で容易に解決される。
【0016】また、本発明者らはボード中心層の硬化速
度向上について検討した結果、多層パーティクルボード
の中心層の接着剤がイソシアネート系接着剤の場合は、
亜硫酸ソーダを添加するとイソシアネート系接着剤の硬
化を促進するので、木質系ボード類の生産性を向上出来
ることも見出した。イシシアネート系接着剤とは分子中
に2個以上のイソシアネート基を有する化合物であり、
ヘキサメチレンジイソシアネート、m−フェニレンジイ
ソシアネート、p−フェニレンジイソシアネート、2,
4トリレンジイソシアネート、2,6トリレンジイソシ
アネート、ジフェニルメタン−4,4−ジイソシアネー
ト、ナフチレン−1,5−ジイソシアネート等を例示で
きる。またイソシアネート化合物を、予めポリオール等
でプレポリマー化して用いても構わない。
【0017】
【実施例】以下、実施例により本発明をさらに具体的に
説明する。
【0018】実施例1〜7、比較例1〜4 〔中性合板の作成〕 単板構成:0.9+1.4+0.9mmラワンからなる
3層構成 単板含水率:7〜10% 接着剤塗布量:28g/900cm2 堆積時間:20分 冷圧時間:15分(12kg/cm2 ) 熱圧時間:60秒、10kg/cm2 熱圧温度:120℃ 接着剤:U−320(三井東圧化学株式会社製、尿素樹
脂) 接着剤配合条件 尿素樹脂 100重量部 小麦粉 20重量部 塩化アンモニウム 1.3重量部 上記条件を合板製作基本条件として、濃度10%の亜硫
酸ソーダ水溶液の散布条件を変化させて中性合板を作成
した。表面を0.3mm研磨後、劣化処理としてウエザ
ーメーター1000時間照射処理後JASの温水浸せき
試験を行なった。強度単位はkgf/cm2 である。結
果は表1に示す。
【0019】
【表1】
【0020】実施例8〜15、比較例5〜8 〔パーティクルボードの作成〕 ボード様式:3層ボード 使用チップ:(表層)ラワン、(芯層)ラワン チップ構成比: 表層:芯層=1:2 樹脂吹付け前チップ含水率:表層4% 芯層2% 樹脂吹付け後チップ含水率:表層18% 芯層8% 樹脂吹付け率:表層13% 芯層7% 設定ボード厚み:12mm 又は 20mm 設定ボード比重:0.76 熱圧温度:185℃ 熱圧時間:14秒/mm 接着剤:U814(三井東圧化学株式会社製、メラミン
樹脂) 硬化剤:U814の100部に対して塩化アンモニウム
1部を添加 上記条件をパーティクルボードの製作基本条件とし、厚
み12mmの中性パーティクルボードを製作した。製作
したボードは、JIS A5908に準じ湿潤曲げB試
験を行った。強度の単位はN/mm2 である。ボード表
面及び1mm研摩後のpH及び劣化処理としてウエザー
メーターにて1000時間処理を施した後の試験結果を
表2に示す。
【0021】
【表2】
【0022】実施例16〜17 実施例8〜15において作成したパーティクルボードの
厚みを20mmとし、接着剤をU755(三井東圧化学
株式会社製、尿素樹脂)に替えたものにワックスを表面
に添加した結果を表3に示す。ワックスは20%パラフ
ィンワックスであり、亜硫酸ソーダ水溶液と同時にスプ
レー添加した。本発明のワックスを併用した中性パーテ
ィクルボードは、尿素樹脂を使用したにも関らずJIS
A5908の湿潤時曲げ強度A試験に合格した。
【0023】
【表3】
【0024】実施例18〜21 実施例8〜15において作成したパーティクルボードの
厚みを20mmとし、芯層部接着剤をU814またはU
R4000(三井東圧化学株式会社製、イソシアネート
系接着剤)とし、熱圧締後約5分の時点で表面温度12
0℃において8%亜硫酸ソーダ水溶液を350g/m2
量散布した場合について、粉末亜硫酸ソーダを芯層部に
添加した結果を示す。ボードは全層にわたって中和され
た。ウエザーメーターにて1500時間劣化処理を施し
た後の試験結果も含め表4にその結果を示す。
【0025】
【表4】
【0026】実施例22〜25、 実施例8〜15において作成したパーティクルボードの
厚みを20mmとしたものについて、亜硫酸ソーダ添加
によるホルマリン抑制効果を表5に製造1週間後と1ケ
月後の放出ホルムアルデヒド量により示す。この表5が
示すように、本発明のパーティクルボードは放出ホルム
アルデヒドが極めて少ない。
【0027】
【表5】
【0028】
【発明の効果】本発明の方法によれば、木質系ボードの
製造工程に簡単な工程を加えるだけで、生産効率を高く
保ちながら木質系ボードの中和を極めて効果的に行うこ
とが出来る。従って、ボードの耐久性を向上させること
が出来、またボードが中性であるので二次的な加工をす
る際にも悪影響を与えない。更にボードから放出される
ホルムアルデヒドも極めて低くすることが出来る。また
含水率が高いので寸法安定性にも優れ、建築用部材とし
て好適に用いられるものが得られる。
フロントページの続き (72)発明者 松永 幸治 大阪府高石市高砂1丁目6番地 三井東圧 化学株式会社内

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】熱硬化性アミノ系接着剤を使用して木質系
    ボードを製造する際に加熱圧締直後の木質系ボードの温
    度が70〜160℃である時に、濃度2〜15%の亜硫
    酸ソーダ水溶液を散布し、ボード表面のpHを6〜8と
    し、且つボードの含水率を7〜11%に調整することを
    特徴とする中性木質系ボードの製造方法。
  2. 【請求項2】木質系ボードが、合板である請求項1記載
    の中性木質系ボードの製造方法。
  3. 【請求項3】木質系ボードが、パーティクルボードであ
    る請求項1記載の中性木質系ボードの製造方法。
  4. 【請求項4】木質系ボードが、多層パーティクルボード
    であって芯層部に接着剤として、イソシアネート系接着
    剤を使用している請求項1記載の中性木質系ボードの製
    造方法。
  5. 【請求項5】亜硫酸ソーダ水溶液と共にワックスエマル
    ジョンを散布する請求項1記載の中性木質系ボードの製
    造方法。
  6. 【請求項6】多層パーティクルボードの芯層部に、粉末
    亜硫酸ソーダを芯層チップに対して0.2〜3%添加す
    る請求項4記載の中性木質系ボードの製造方法。
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