JPH11140413A

JPH11140413A - 木材用接着剤

Info

Publication number: JPH11140413A
Application number: JP30859697A
Authority: JP
Inventors: Yozo Shioda; 陽造塩田
Original assignee: Sumitomo Bakelite Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Bakelite Co Ltd
Priority date: 1997-11-11
Filing date: 1997-11-11
Publication date: 1999-05-25

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
された木材用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モルに対してホルムアルデ
ヒドを１．２〜２．０モルにて反応して得られたフェノ
ール・ホルムアルデヒド樹脂に、ヘキサメチレンテトラ
ミンを配合する木材用接着剤であり、ヘキサメチレンテ
トラミンの量は、ヘキサメチレンテトラミンが分解して
発生するホルムアルデヒドのフェノールに対するモル比
０．１〜０．８に相当する量であることが好ましい。更
に、前記接着剤１００重量部に対し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
量部とを配合することにより硬化促進がなされる。

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、接着性が
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】更に、Ｆ／Ｐモル比が２．５〜３．０の高
モル比のフェノール樹脂にホルマリンキャッチャーとし
てアンモニウム化合物である硫酸アンモニウムや酢酸ア
ンモニウムなど、あるいはアンモニア水を添加すること
も考えられるが、これらの化合物はホルムアルデヒドと
速やかに反応しゲル化するために接着剤としては不適切
であった。

【００１０】本発明者らは、Ｆ／Ｐモル比が１．２〜
１．８の低いフェノール樹脂に配合にてホルムアルデヒ
ドを添加し、更に反応助剤としてイソシアネート類とＯ
Ｈ基を持つ化合物を添加することにより、アミノ系樹脂
接着剤と同等の生産性を有し、特類合板相当の接着力、
Ｆ放散量Ｆ−１を達成可能なフェノール樹脂接着剤を提
案しているが、反応後ホルムアルデヒドを添加する方法
であるため、配合時やその後のホルムアルデヒド臭のた
めに作業環境が害されるという欠点があった。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、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
着剤を提供し、且つ、糊液調製時における作業環境をも
改善された接着剤を提供することにある。

【００１２】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
の加熱条件とほぼ同等の条件で合板の生産が可能とな
る。即ち、Ｆ／Ｐモル比を１．２〜１．８として反応
し、その後ホルムアルデヒドの添加によりモル比を０．
２〜０．４だけ調整する。更にイソシアネート化合物と
ＯＨ基を持つ化合物を反応助剤として添加することによ
ってアミノ樹脂系接着剤と同等の生産性でＦ放散量がＦ
−１グレードを満足するフェノール樹脂接着剤を提案し
た。しかしながら、糊液調製時にてホルムアルデヒドを
添加する方法では配合時の作業環境を害するという欠点
があった。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明者らはヘキサメチ
レンテトラミンがアルカリ性下ではホルムアルデヒドと
アンモニアに分解することに着目した。Ｆ／Ｐモル比が
低いフェノール樹脂に対し、分解により発生するホルム
アルデヒドがフェノールに対するモル比０．１〜０．８
となる様にヘキサメチレンテトラミンを添加すれば、こ
の分解して発生するホルムアルデヒドによりアミノ樹脂
系接着剤と同等の加熱条件で合板の製造が可能であり、
同時に発生するアンモニアによりホルムアルデヒドを補
足できる。更にイソシアネート化合物とＯＨ基を持つ化
合物を反応助剤として用いることによって樹脂の硬化促
進が図られ、アミノ樹脂系接着剤と同等の加熱条件で接
着性も安定する。

【００１４】本発明は、アルカリ触媒を使用し、Ｆ／Ｐ
モル比が１．２〜２．０、好ましくは、１．２〜１．８
にて通常還流下もしくは８５℃以上で所定の粘度まで反
応せしめてフェノール樹脂を得、次いで、ヘキサメチレ
ンテトラミンを配合する。好ましくは、イソシアネート
化合物、末端にＯＨ基を持つ化合物を所定の量を添加す
る。このようにして得られたフェノール樹脂接着剤を用
いることにより、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も、同等の接着性能を有す
ること、且つ、Ｆ放散量がＦ−１グレードを満たし、更
には糊液配合時のホルムアルデヒドの臭気のないことが
見出された。

【００１５】本発明において、まず、Ｆ／Ｐモル比が
１．２〜２．０、好ましくは、合板作成時尿素塗布など
の工程を経ることなく安定してＦ放散量Ｆ−１グレード
を満たすためにＦ／Ｐモル比が１．２〜１．８の範囲
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型粘度計を用い２５℃での不揮発分５０〜６０％
での粘度を６．０〜１５．０ｐｓであるレゾール型フェ
ノール樹脂を得る。Ｆ／Ｐモル比が１．２未満では反応
時間が長くなり生産性が低下し、且つ、接着性の安定性
に欠けるようになる。モル比が１．８を越え、２．０以
下であれば合板生産時尿素塗布などの工程を経ればＦ−
１グレードの水準は可能である。Ｆ／Ｐモル比が２．０
を越えると、Ｆ−１グレードを達成するには多量のヘキ
サメチレンテトラミンの添加が必要となり、この分解時
ホルムアルデヒドと同時に生じたアンモニアがフェノー
ルとホルムアルデヒドの反応を阻害し、接着性を低下さ
せるために好ましくない。

【００１６】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。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
ヒドの縮合反応が終了して冷却した時に配合するのが好
ましい。

【００１７】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とのモル比（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。

【００１８】上記の様にして得たフェノール樹脂接着剤
へのヘキサメチレンテトラミンの添加量は、アルカリ触
媒のフェノール樹脂に添加することにより分解し発生す
るホルムアルデヒドのフェノールに対するモル比が０.
１〜０.８となる量、即ち、フェノールに対してモル比
で０.０１５〜０.１３となる量を添加することが好まし
い。このモル比が０．１未満では硬化促進効果が不十分
であり、０．８を越えると前記のアンモニアによる反応
抑制が勝り、このフェノール樹脂をアミノ樹脂系接着剤
と同等の加熱条件で合板を製造した場合、十分な接着性
が得られない。

【００１９】さらに、硬化促進のために、フェノール樹
脂接着剤１００重量部に対して、イソシアネート化合物
を２〜２０重量部及び末端ＯＨを持つ化合物を１〜１８
重量部添加することが好ましい。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"−トリジフェニルメタント
リイソシアネートなどが使用される。なた、末端ＯＨ基
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、ポリビニルアルコール、桐油、
トリエタノールアミンなどが使用される。

【００２０】更に、硬化を促進する目的でレゾルシノー
ル、ホルムアミドなどを少量添加することも可能であ
る。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。

【００２１】

【実施例】次に、本発明を実施例に基づき説明する。

【００２２】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６５重量部仕込み、還流条件下でＢ型粘度計にて２
５℃における粘度が約８ｐｓとなるまで反応させた（こ
のときの不揮発分は５２％）。その後、水を添加し樹脂
粘度を約２ｐｓに調整してレゾール型フェノール樹脂接
着剤（Ａ１）を得た。

【００２３】接着剤製造例２フェノール９４．１重量部と３７％ホルムアルデヒド１
４５．９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、更に８５℃にてＢ型粘度計にて２５℃で約８ｐｓ
となるまで反応させた（このときの不揮発分は５２
％）。その後、水を添加し樹脂粘度を約２ｐｓに調整し
てフェノール樹脂（Ａ２）を得た。上記各製造例におい
て得られたフェノール樹脂の固形分は約４８％となるよ
うに調整している。

【００２４】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重量部にヘキサメチレンテトラミンを３重量
部添加し、増量剤として小麦粉５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。成形条件は糊塗工量：２８ｇ／尺、冷圧条
件：１０ｋｇ／ｃｍ² 、加熱条件：１０ｋｇ／ｃｍ² 、
１２０℃、２５秒／ｍｍで実施した。

【００２５】実施例２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重量部にヘキサメチレンテトラミンを３重量
部添加し、ＭＤＩ１０部、ＤＥＧ５部、増量剤として小
麦粉５重量部を配合し糊液を得、実施例１と同様にして
合板を作成した。

【００２６】比較例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）を使用し、パラホルムアルデヒドを３重量部添加す
ること以外は実施例１と同様にして合板を作成した。

【００２７】比較例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）１００重量部、増量剤として小麦粉を１０重量部配
合し糊液を得、以下実施例１と同様にして合板を作成し
た。

【００２８】比較例３メラミン樹脂接着剤（住友ベークライト株式会社製「Ｍ
Ａ−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と同様にして合板を作成
した。

【００２９】糊液を調整するための配合を表１にまとめ
た。

【表１】

【００３０】得られた各合板について、常態及び特類の
接着力とホルムアルデヒド放散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】

【００３１】本発明の木材用接着剤は、従来のアミノ樹
脂系接着剤の生産性を維持しつつ、アミノ樹脂系接着剤
では達成し得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。更には、糊液調製
等の作業時にもホルムアルデヒド臭を低減することが可
能で作業環境も良好に維持できる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＣ０９Ｊ 175:04）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】アルカリ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得られるレゾール型フェノー
ル・ホルムアルデヒド樹脂接着剤において、フェノール
１モルに対してホルムアルデヒドを１．２〜２．０モル
にて反応して得られたフェノール・ホルムアルデヒド樹
脂に、ヘキサメチレンテトラミンを配合することを特徴
とする木材用接着剤。
【請求項２】前記レゾール型フェノール・ホルムアル
デヒド樹脂に配合するヘキサメチレンテトラミンの量
が、ヘキサメチレンテトラミンから分解して発生するホ
ルムアルデヒドがフェノールのモル比に対して、０．１
〜０．８に相当する量である請求項１記載の木材用接着
剤。
【請求項３】前記接着剤１００重量部に対しイソシア
ネート化合物２〜２０重量部と末端ＯＨ基を持つ化合物
１〜１８重量部とを配合してなる請求項１又は２記載の
木材用接着剤。