(57)【要約】【課題】  湿式抄造法による木質繊維板の製造方法であって、結合剤の添加量に応じた所望強度の木質繊維板を得ると共に、結合剤を増やした場合も濾水性を確保でき、抄造歩留りを向上させて濾水を汚染させることなく効率的に木質繊維板を製造する。【解決手段】  水中に木質繊維と結合剤とを投入、混合してなるスラリーにアクリルアミド系凝集剤等の高分子凝集剤を添加することにより、木質繊維と結合剤との凝集力を高めて湿式抄造時の結合剤の歩留りを向上させ、さらに、この木質繊維と結合剤との凝集物を攪拌等により破壊することなくそのまま抄造することによって抄造歩留りを向上させ、濾水を汚すことなくウェットマットを形成し、このウェットマットを乾燥して木質繊維板を得る。【選択図】    なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
木質繊維に結合剤、凝集剤を添加してなる混合物を湿式抄造法によってウェットマットを形成したのち、乾燥することにより上記結合剤を硬化させると共に製板する木質繊維板の製造方法において、木質繊維と結合剤からなるスラリーにアクリルアミド系凝集剤、ポリアミドアミン系凝集剤、アクリル酸エステル系凝集剤から選択される高分子凝集剤を添加する凝集工程と、この凝集工程で得られた凝集物を湿式抄造する工程とを備えていることを特徴とする木質繊維板の製造方法。
【請求項２】
木質繊維に結合剤、凝集剤を添加してなる混合物を湿式抄造法によってウェットマットを形成したのち、乾燥することにより上記結合剤を硬化させると共に製板する木質繊維板の製造方法において、木質繊維と結合剤からなるスラリーに無機凝集剤を添加する粗凝集工程と、この粗凝集工程で得られたスラリーにアクリルアミド系凝集剤、ポリアミドアミン系凝集剤、アクリル酸エステル系凝集剤から選択される高分子凝集剤を添加する凝集工程と、この凝集工程で得られた凝集物を湿式抄造してウェットマットを得る工程とを備えていることを特徴とする木質繊維板の製造方法。
【請求項３】
高分子凝集剤の添加量が木質繊維の重量に対して、０．１重量％以上、１．０重量％以下であることを特徴とする請求項１または請求項２の木質繊維板の製造方法。
【請求項４】
結合剤として、カチオン化された結合剤を使用することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の木質繊維板の製造方法。
【請求項５】
結合剤として、イソシアネート系結合剤を使用することを特徴とする請求項１、請求項２又は請求項４に記載の木質繊維板の製造方法。
【請求項６】
添加した木質繊維、結合剤、凝集剤の全固形分に対して、９８％以上の歩留りのウェットマットを得ることを特徴とする請求項１乃至請求項５のうち、いずれか１項に記載の木質繊維板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、湿式抄造によって所望の強度を有する木質繊維板を歩留りよく製造することができる木質繊維板の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、湿式抄造による木質繊維板の製造においては、木質繊維板として必要な所望の強度、表面性、コスト等を勘案しながら組成が検討され、最終的には、抄造時の濾水性を考慮して組成を決定しているが、近年、木質繊維板の利用も多岐に及ぶに伴ってその利用分野に応じた強度が求められるようになってきた。
【０００３】
一般的な木質繊維板の抄造歩留りは、添加した固形分率に対して８５〜９５％程度であり、木質繊維板の強度を高めるためには結合剤の添加量を増やしているが、この場合、添加量に比例して抄造時の濾水に混入する結合剤の量も増大し、結合剤の添加量を増やした割りには得られる木質繊維板の強度が上がらないだけでなく、濾水に混じった結合剤により濾水の抜けが悪くなるといった不具合を起こしていた。
【０００４】
このような不具合をなくするには、例えば特許文献１に記載されているように、抄造スラリー中に充填剤としてフライアッシュを添加する方法が提案されている。即ち、フライアッシュは濾水性及びウェットマットの乾燥負荷を悪化させることなく、木質繊維に歩留り良く付着すると共に、多量に添加しても濾水性や加圧脱水時の水抜けを悪化させる虞れもない物性を有しているため、このフライアッシュと共にスターチやフェノール樹脂、石油樹脂などの結合剤を添加している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開昭６０−１７３１９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、フライアッシュを多量に添加すると、得られる木質繊維板の強度を低下させることになり、そのため、強度を確保するには、結果的に結合剤の添加量を増やさなければならず、湿式抄造により木質繊維板を効率的に製造することが困難であるといった問題点があった。
【０００７】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、木質繊維板の製造方法において、結合剤の添加量に応じて所望の強度が得られるとともに、結合剤の添加量を増やした場合も濾水性が確保できるとともに濾水を汚染させる虞れのない効率的な木質繊維板の製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明の木質繊維板の製造方法は、請求項１に記載したように、木質繊維に結合剤、凝集剤を添加してなる混合物を湿式抄造法によってウェットマットを形成したのち、乾燥することにより上記結合剤を硬化させると共に製板する木質繊維板の製造方法において、木質繊維と結合剤からなるスラリーにアクリルアミド系凝集剤、ポリアミドアミン系凝集剤、アクリル酸エステル系凝集剤から選択される高分子凝集剤を添加する凝集工程と、この凝集工程で得られた凝集物を湿式抄造する工程とを備えていることを特徴とする。
【０００９】
さらに、請求項２に係る発明は、木質繊維に結合剤、凝集剤を添加してなる混合物を湿式抄造法によってウェットマットを形成したのち、乾燥することにより上記結合剤を硬化させると共に製板する木質繊維板の製造方法において、木質繊維と結合剤からなるスラリーに無機凝集剤を添加する粗凝集工程と、この粗凝集工程で得られたスラリーにアクリルアミド系凝集剤、ポリアミドアミン系凝集剤、アクリル酸エステル系凝集剤から選択される高分子凝集剤を添加する凝集工程と、この凝集工程で得られた凝集物を湿式抄造してウェットマットを得る工程とを備えていることを特徴とする。
【００１０】
上記請求項１、請求項２に記載の木質繊維板の製造方法において、請求項３に係る発明は、木質繊維の重量に対する高分子凝集剤の添加量が０．１重量％以上、１．０重量％以下であることを特徴する。
【００１１】
さらに、請求項４に係る発明は、上記結合剤としてカチオン化された結合剤を使用することを特徴とし、請求項５に係る発明は、このカチオン化された結合剤としてイソシアネート系結合剤を使用することを特徴とする。
【００１２】
また、請求項６に係る発明は、添加した木質繊維、結合剤、凝集剤の全固形分に対して、９８％以上の歩留りのウェットマットを得ることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１に係る発明によれば、木質繊維に結合剤、凝集剤を添加してなる混合物を湿式抄造法によってウェットマットを形成したのち、乾燥することにより上記結合剤を硬化させると共に製板する木質繊維板の製造方法において、まず、木質繊維と結合剤からなるスラリーに、アクリルアミド系凝集剤、ポリアミドアミン系凝集剤、アクリル酸エステル系凝集剤から選択される高分子凝集剤を添加するので、木質繊維と結合剤との凝集力が高まって湿式抄造時の結合剤の歩留りを向上させることができ、結合剤を使用しないスラリーから得られた同一組成の木質繊維板に比べて曲げ強度、剥離強度、表面強度、釘接合強度などの強度の大きい木質繊維板を製造することができる。
【００１４】
さらに、スラリーに上記高分子凝集剤を添加することによって得られた凝集物を攪拌等により破壊することなくそのまま湿式抄造するので、木質繊維に対する結合剤の添加量を増やしても濾水性を確保することができると共に濾水を汚染させる虞れもなく、従って、９５％以上の抄造歩留りが可能となり、且つ、結合剤の添加量に応じて所望の強度を有する木質繊維板を効率良く製造することができる。
【００１５】
また、請求項２に係る発明によれば、上記請求項１に記載の木質繊維板の製造方法において、木質繊維と結合剤からなるスラリーにアクリルアミド系凝集剤等の高分子凝集剤を添加する前に無機凝集剤を添加するので、木質繊維と結合剤が、まず、無機凝集剤によって粗凝集され、しかるのち、高分子凝集剤の添加によって凝集処理されて、大きな凝集物を生成することができ、得られた凝集物を攪拌等により破壊することなくそのまま湿式抄造するので、湿式抄造時の結合剤の歩留りをさらに向上させることができると共に抄造網の目詰まりの低減を図ることができ、９８％以上の抄造歩留りが可能な木質繊維板の製造方法を提供することができる。
【００１６】
上記請求項１または請求項２に記載の木質繊維の製造方法において、請求項３に係る発明によれば、木質繊維の重量に対して高分子凝集剤の添加量を０．１重量％以上、１．０重量％以下としているので、木質繊維と結合剤との凝集を効率よく行わせることができると共に良好な濾水性を保持することができる。
【００１７】
さらに、請求項４に係る発明によれば、上記結合剤としてカチオン化された結合剤を使用しているので、表面電位がアニオンである木質繊維との結合が強固に行われて歩留り、即ち、スラリー中の投入した固形分重量に対して得られた乾燥マットの重量を一層向上させることができる。このような結合剤としては、請求項５に記載したように、イソシアネート基を含むイソシアネート系結合剤を用いることができる。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明の実施の形態を詳しく説明すると、木質繊維に結合剤、凝集剤等の添加物を添加して水中に混合、分散させることによりスラリーを調製し、湿式抄造法によって常法通りウェットマットを形成したのち、このウェットマットを乾燥することにより上記結合剤を硬化させると共に製板する木質繊維板の製造方法において、まず、水中に木質繊維と結合剤を投入してなるスラリーを調製したのち、このスラリーにアクリルアミド系凝集剤、ポリアミドアミン系凝集剤、アクリル酸エステル系凝集剤から選択される高分子凝集剤を添加する凝集工程を行い、しかるのち、この凝集工程で得られた凝集物を湿式抄造して上記のようにウェットマットを形成したのち、乾燥することにより木質繊維板を製造すること特徴とするものである。
【００１９】
また、この木質繊維板の製造方法において、木質繊維と結合剤からなるスラリーにアクリルアミド系凝集剤等の高分子凝集剤を添加する前に無機凝集剤を添加する粗凝集工程を行ってもよい。次に、水中に混合、分散させてスラリーを調製するための組成分である上記木質繊維、結合剤、無機凝集剤、高分子凝集剤について説明する。
【００２０】
〔木質繊維〕
上記木質繊維としては、その種類が広葉樹、針葉樹を問わず、建築廃材、パット廃材等の由来の繊維、或いは、パルプ、麻等の植物繊維や靱皮繊維等を使用することができる。なお、使用に際しては、木質繊維をスラリーの調製が可能な程度に小径繊維化する。具体的には、木質繊維を蒸煮やディファイプレーターによる解繊により小径に繊維化する。勿論、これに関わらず、化学的、物理的に小径、微細化された木質繊維も利用する事ができる。この繊維長や繊維幅は、スラリーにより均一に分散される程度であれば問題はなく、好ましくは、繊維長は１０ｍｍ以下、繊維幅は０．５ｍｍ以下程度がよい。
【００２１】
一般的な湿式抄造法においては、微小木繊維や木粉といわれる微細な木質材料を増やすと、これらが抄造網に目詰まりを発生させ、濾水性が悪くなるが、本発明においては、スラリーにアクリルアミド系凝集剤等の高分子凝集剤を添加するので、これらの微細な木質材料を増やしても、この高分子凝集剤によって木質材料と結合剤が凝集されて濾水性が著しく悪くなる現象は発生しない。
【００２２】
〔結合剤〕
結合剤としては、湿式抄造に使用される結合剤であればどのようなものでも使用でき、例えば、ポリビニルアルコール、スターチ、フェノール系樹脂、ユリア系樹脂、ユリア・メラミン系樹脂、メラミン系樹脂、イソシアネート系樹脂およびこれらの混合物等を用いることができるが、この場合、カチオン化された結合剤を使用するのが望ましい。具体的には、カチオン化加工されたスターチやイオン性がカチオンのイソシアネート基を含むイソシアネート系結合剤を用いることで、より歩留りを向上させることができる。なお、歩留りとは、投入した固形分重量に対して、得られた乾燥マットの重量のことである。これらの結合剤は、スラリー中に均一分散可能な程度に微粉末化、液体状またはゲル状のものが使用される。また、スラリー中にこの結合剤と共に必要に応じてサイズ剤、消泡剤等を加えてもよいし、ポリエチレンやポリプロピレン等の熱可塑性樹脂を加えてもよい。
【００２３】
〔無機凝集剤〕
木質繊維と結合剤からなるスラリーに添加する上記無機凝集剤としては硫酸バンド、ポリ塩化アルミニウム、アルミン酸ソーダ等の無機凝集剤が使用される。これらの凝集剤の添加により、結合剤や微細な木質繊維等が木質繊維と凝集され、比較的小さな凝集体を形成する。この場合、無機凝集剤を添加することなく、高分子凝集剤のみを添加してもかなりの歩留り向上効果が期待できるが、この高分子凝集剤の添加の前に無機凝集剤を添加しておくことによってさらに歩留りを向上させると共に抄造網の目詰まりの低減を期待することができる。無機凝集剤の添加量としては、木質繊維の重量に対して、０．１〜３．０重量％添加されるのが好ましい。０．１重量％未満であれば凝集効果が小さく、３．０重量％を超えると濾水性が悪くなり、さらにコストが上昇する。
【００２４】
〔高分子凝集剤〕
高分子凝集剤としてはアクリルアミド系凝集剤、又はポリアミドアミン系凝集剤、アクリル酸エステル系凝集剤から選択される凝集剤を使用することができる。この高分子凝集剤の添加によって木質繊維と結合剤が凝集されると共に、予め、上記無機凝集剤によって粗凝集処理された凝集体にあっては、該凝集体同士を凝集させて大きな凝集剤を生成することができる。高分子凝集体の添加量は、木質繊維の重量に対して０．１〜１．０重量％添加されるのが好ましい。添加量が０．１重量％未満であれば凝集効果が小さく、１．０重量％を超えると濾水性が悪くなり、さらにコストが上昇する。
【００２５】
なお、高分子凝集剤としては、アニオン、カチオン両性を有するものが好ましい。このようにイオン性が両性の高分子凝集剤を添加すると、この凝集剤のプラスイオン（カチオン）を持った官能基が、表面電位がマイナスイオンである木質繊維を吸着する一方、この凝集剤のマイナスイオンがプラスイオンを持った添加物を介して木質繊維を吸着し、凝集力が高まって抄造時の結合剤等の歩留りが一層向上する。
【００２６】
上記組成分を使用して木質繊維板を製造するには、まず、蒸煮や解繊等によって繊維化された木質繊維と結合剤を水中に投入して混合、分散させることにより均一なスラリーを調製する。次いで、こうして得られたスラリーにアクリルアミド系凝集剤、ポリアミドアミン系凝集剤、アクリル酸エステル系凝集剤から選択される高分子凝集剤を添加する。この時、予め、上記スラリーに無機凝集剤を添加、混合することにより、木質繊維と結合剤を粗凝集させておき、しかるのち、高分子凝集剤を添加してもよい。スラリーに高分子凝集剤を添加したのち、又は添加と同時に攪拌すると、せっかく生成した凝集剤が破壊されてしまうので、高分子凝集剤を添加したのちは、攪拌等により凝集剤を破壊することなく抄造網によって抄造を行う。次に、本発明の実施例と比較例とを示す。
【００２７】
〔実施例１〕
木質繊維８３．０重量％と、結合剤としてタピオスターチ７．５重量％、粉体フェノール１．０重量％、ＭＤＩ１．０重量％、ポリビニルアルコール７．０重量％とを水中に投入して攪拌、混合することにより得られたスラリーに、凝集剤としてアクリルアミド０．５重量％を添加したのち、常法通りに抄造網によって抄造してウェットマットを形成し、しかるのち、乾燥して上記結合剤を硬化させると共に製板することにより木質繊維板を得た。
【００２８】
〔実施例２〕
木質繊維９０．５重量％と、結合剤としてタピオスターチ３．０重量％、粉体フェノール１．０重量％、ＭＤＩ１．０重量％、ポリビニルアルコール３．０重量％とを水中に投入して攪拌、混合することにより得られたスラリーに、凝集剤として硫酸バンド１．０重量％とアクリルアミド０．５重量％とを添加したのち、常法通りに抄造網によって抄造してウェットマットを形成し、しかるのち、乾燥して上記結合剤を硬化させると共に製板することにより木質繊維板を得た。
【００２９】
〔比較例１〕
木質繊維８２．５重量％と、結合剤としてタピオスターチ７．５重量％、粉体フェノール１．０重量％、ＭＤＩ１．０重量％、ポリビニルアルコール７．０重量％とを水中に投入して攪拌、混合することにより得られたスラリーに、凝集剤として硫酸バンド１．０重量％を添加したのち、常法通りに抄造網によって抄造してウェットマットを形成し、しかるのち、乾燥して上記結合剤を硬化させると共に製板することにより木質繊維板を得た。  
【００３０】
〔比較例２〕
木質繊維８４．０重量％と、結合剤としてタピオスターチ１０．０重量％、粉体フェノール１．０重量％、ＭＤＩ１．０重量％、ポリビニルアルコール３．０重量％とを水中に投入して攪拌、混合することにより得られたスラリーに、凝集剤として硫酸バンドを１．０重量％、添加したのち、常法通りに抄造網によって抄造してウェットマットを形成し、しかるのち、乾燥して上記結合剤を硬化させると共に製板することにより木質繊維板を得た。
【００３１】
上記実施例１、２と比較例１、２とを比較すると、実施例１と比較例１との違いは、凝集剤として無機凝集剤である硫酸バンドを使用するかアクリルアミドを使用するかの違いであり、実施例２と比較例２との違いは、凝集剤として、無機凝集剤である硫酸バンドのみを使用するか、硫酸バンドとアクリルアミドを使用するかの違いである。また、結合剤であるタピオスターチの添加量は、実施例２では３重量％であるが比較例２では１０重量％である点が相違する。これらの実施例１、２と比較例１、２とを表１に示すと共に、表２において、抄造歩留りや抄造時における濾水の濁り、得られた木質繊維板の厚さ、比重、最大曲げ強度（ＭＯＲ）、曲げヤング係数（ＭＯＥ）を示す。
【００３２】
【表１】
2010158850.tif 000002
【００３３】
【表２】
2010158850.tif 000003
【００３４】
上記表１、表２から明らかなように、結合剤の添加割合は、比較例２＞比較例１＝実施例１＞実施例２；抄造歩留りは、実施例２≒実施例１＞比較例１＞比較例２；ＭＯＲは、実施例２＞実施例１＞比較例２＞比較例１；ＭＯＥは、実施例２＞実施例１＞比較例２＞比較例１であって、結合剤の添加割合は実施例では比較例に比べて同等ないしは小さいにも係わらず、強度的に優れた木質繊維板が得られると共に、抄造時における歩留りも９９％に達していて濾水の汚染も殆ど生じさせることなく木質繊維板を効率的に製造することができた。