(57)【要約】      （修正有）【課題】キャッチャー剤が不要で、生産コストが低く、強度を維持しつつ、ホルムアルデヒドの放散量を低減できる木質積層材を提供する。【解決手段】２０℃、相対湿度６５％で含水率１２％以上の広葉樹からなる木質単板を、１４０℃ないし１６０℃の熱圧プレスで加熱処理し、接着剤で積層一体化した。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
温度１４０℃ないし１６０℃で加熱処理した木質単板を、接着剤で積層一体化したことを特徴とする木質積層材。
【請求項２】
木質単板が、温度２０℃、相対湿度６５％で平衡含水率１２％以上の広葉樹からなる製材品であることを特徴とする請求項１に記載の木質積層材。
【請求項３】
木質単板が、ポプラ材であることを特徴とする請求項１または２に記載の木質積層材。
【請求項４】
木質単板を温度１４０℃ないし１６０℃で加熱処理した後、接着剤で積層一体化することを特徴とする木質積層材の製造方法。
【請求項５】
木質単板が、温度２０℃、相対湿度６５％で平衡含水率１２％以上の広葉樹からなる製材品であることを特徴とする請求項４に記載の木質積層材の製造方法。
【請求項６】
木質単板がポプラ材であることを特徴とする請求項４または５に記載の木質積層材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、ホルムアルデヒドの放散量が少なく、建築用内装材や建具の芯材に使用できる単板積層材や合板などの木質積層材およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、木質単板を積層一体化して形成される合板，単板積層材には接着剤、例えば、尿素樹脂などの熱硬化性樹脂接着剤が使用されているが、施工後に接着剤から放散されるホルムアルデヒドがシックハウス症候群の原因となり、社会問題となっている。このため、ホルムアルデヒドの放散量を低減するために接着剤自体の改良が行われているが、木質単板、特に、平衡含水率の高い広葉樹、例えば、ポプラ材からなる木質単板では放散量の低減が困難である。このため、ホルムアルデヒドを吸着するキャッチャー剤を前記木質単板等に塗布することが提案されている（特許文献１，２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−２５２２４７号公報
【特許文献２】特開２００７−１９１５７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前述の製造方法では、キャッチャー剤を塗布する必要があり、生産工数が多く、生産コストが上昇するだけでなく、キャッチャー剤を塗布することにより、木質積層材に狂いや反りが生じやすい。
本願発明は、前記問題点に鑑み、キャッチャー剤が不要で、生産コストが低く、強度を維持しつつ、ホルムアルデヒドの放散量を低減できる木質積層材を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本願の発明者らは、木質単板を所定の温度で加熱処理すると、木質単板の吸湿性能が低下することにより、水溶性のホルムアルデヒドが木質単板内に浸入しにくくなり、結果として施工後におけるホルムアルデヒドの放散量が低減することを見出し、本願発明を完成するに至った。
すなわち、本願発明に係る木質積層材は、温度１４０℃ないし１６０℃で加熱処理した木質単板を、接着剤で積層一体化した構成としてある。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、木質単板を１４０℃ないし１６０℃の熱圧プレスで加熱処理することにより、木材成分中のヘミセルロースだけを変質させて吸湿性能を抑制し、水溶性のホルムアルデヒドの木質単板内への浸入を抑制し、その結果として施工後におけるホルムアルデヒドの放散量を低減できる。
【０００７】
本発明の実施形態として、木質単板は、温度２０℃、相対湿度６５％で平衡含水率１２％以上の広葉樹からなる製材品であってもよい。特に、木質単板としてはポプラ材からなるものが挙げられる。
本実施形態によれば、通常、内部に多量の水分を保持する木質単板であれば、より顕著にホルムアルデヒドの放散量を低減できる。
【０００８】
本発明に係る木質積層材の製造方法は、木質単板を温度１４０℃ないし１６０℃で加熱処理した後、接着剤で積層一体化する工程からなる。
【０００９】
本発明によれば、木質単板を温度１４０℃ないし１６０℃で加熱処理することにより、木材成分中のヘミセルロースだけを変質させて吸湿性能を抑制し、水溶性のホルムアルデヒドの木質単板内への浸入を抑制し、その結果として施工後におけるホルムアルデヒドの放散量を低減できる。
【００１０】
本発明の実施形態としては、木質単板は、温度２０℃、相対湿度６５％で平衡含水率１２％以上の広葉樹からなる製材品であってもよい。特に、木質単板としてはポプラ材からなるものであってもよい。
本実施形態によれば、通常、内部に多量の水分を保持する木質単板であれば、より顕著にホルムアルデヒドの放散量を低減できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本願発明に係る木質積層材の加熱温度によるホルムアルデヒドの放散量の変化を示す図表である。
【図２】図２Ａおよび２Ｂは木質単板の加熱温度による吸湿性能の変化を示すグラフ図である。
【図３】図３Ａ，３Ｂは加熱温度による吸湿性能の変化を示すグラフ図および図表である。
【図４】図４Ａ，４Ｂは加熱処理温度による強度の変化を知るための測定条件および測定結果を示す図表である。
【図５】比強度を示すグラフ図である。
【図６】テトマイヤー係数を示すグラフ図である。
【図７】テトマイヤー係数を説明するためのグラフ図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明に係る木質積層材は、温度１４０℃ないし１６０℃で加熱処理した木質単板を、接着剤で積層一体化したものである。
【００１３】
前記木質単板は、温度２０℃、相対湿度６５％で平衡含水率１２％以上の広葉樹からなる製材品であり、例えば、ポプラ、柳、アオダモ、ヤチダモ等が挙げられる。平衡含水率が１２％未満であると、ホルムアルデヒドの放散量の低減が顕著に見受けられないからである。
【００１４】
特に、ポプラは中国において大量に植林されており、天然林の保全のためにもその利用が重要視されている。このため、平衡含水率が高く、ホルムアルデヒドの放散量が多いというポプラ材の欠点を改善できれば、中国ポプラの利用が広まり、最終的には中国における天然林の保全に役立つ。
【００１５】
加熱温度は、通常の熱圧プレスの加熱温度である１３０℃よりも高い１４０℃ないし１６０℃が好ましい。１４０℃未満であると、木質単板の吸湿性能を改善できないからであり、１６０℃を越えると、熱分解が顕著に進み、所望の強度を確保できないからである。
【００１６】
加熱処理時間は、特に、限定するものでないが、急激な加熱でなく、緩やかな加熱速度が好ましい。急激な加熱では熱衝撃によって予測困難な熱分解が進むからである。
【００１７】
加圧力は、通常の熱圧プレスの圧力であればよく、限定するものではないが、必要に応じて加圧すればよい。
【００１８】
接着剤としては、既存のものであればよく、例えば、ユリア（尿素）樹脂系接着剤、メラミン・ユリア共縮合樹脂系接着剤、フェノール樹脂系接着剤が挙げられる。
【実施例１】
【００１９】
本願発明に係る木質積層材のホルムアルデヒドの放散量を測定した。
前記木質積層材は、加熱処理温度１３０℃で、６０分間で熱圧処理した５枚のポプラ単板を、接着剤としてユリア接着剤（中国  天成  ＣＯ−２５）で接着し、温度１１０℃のホットプレスで熱圧して積層一体化した後、３日間養生してサンプルＡを得た。同一処理操作で、加熱処理温度１５０℃で加熱処理した５枚のポプラ単板でサンプルＢを作成した。
【００２０】
そして、ＪＡＳガラスデシケータ法で、前記サンプルＡ，Ｂのホルムアルデヒドの放散量を測定した。測定は測定時期を変えて２回行い、第１回目のサンプルＡ，Ｂ（各１０体  計２０体）は２１ｍｍ×７５ｍｍ×７５ｍｍであり、第２回目のサンプルＡ，Ｂ（各１０体  計２０体）は２１ｍｍ×７５ｍｍ×７５ｍｍであった。測定結果を図１に図示する。
【００２１】
図１から明らかなように、通常の処理温度（１３０℃）で処理したサンプルＡのホルムアルデヒドの放散量が１ｍｇ・Ｌを越えているのに対し、処理温度１５０℃のサンプルＢでは１ｍｇ・Ｌを下回っていることから、ホルムアルデヒドの放散量が低減していることを確認できた。
これにより、木質単板の加熱処理によって吸湿性を抑制することにより、施工後のホルムアルデヒドの放散量を低減できることを確認できた。したがって、ＪＡＳにおけるホルムアルデヒド放散量の性能区分Ｆ☆☆が平均値１．５ｍｇ／Ｌ、最大値２．１ｍｇ／Ｌであり、Ｆ☆☆☆が平均値０．５ｍｇ／Ｌ、最大値０．７ｍｇ／Ｌである。このため、性能区分Ｆ☆☆の木質積層材を性能区分Ｆ☆☆☆の木質積層材として使用できることが判った。
【実施例２】
【００２２】
ポプラ単板の温度による熱分解の度合いを知るため、ポプラ単板の熱重量測定（ＴＧＡ）を行った。熱重量測定装置としては島津製作所のＴＧＡ−５０を使用した。
まず、前記熱重量測定装置に注入した窒素ガス（５０ｍｌ／ｍｉｎ）の雰囲気中に、試料であるポプラ単板（１０．０４１ｍｇ）を配置した。
そして、全乾状態とするために加熱速度５℃／ｍｉｎの割合で１００℃まで昇温し、その状態を１８０分間維持した後、加熱速度０．３℃／ｍｉｎの割合で１６０℃まで昇温して３０分維持した。ついで、加熱速度−０．３℃の割合で、１８０分間をかけて温度１００℃まで降温し、加熱温度による重量減少率を測定した。測定結果を図２Ａおよび図２Ｂのグラフ図に示す。
【００２３】
図２Ａおよび図２Ｂに示すグラフ図から明らかなように、１４０℃付近から重量減少が緩やかに始まり、木材成分が熱分解し始めたことが判る。そして、１６０℃で熱分解が顕著に進むことを確認できた。
【実施例３】
【００２４】
次に、加熱処理したポプラ単板の吸湿特性の変化を調べた。
ポプラ単板を数秒間、水中に浸漬した後、６０分間放置して吸水させる。そして、前記ポプラ単板を所定の温度（１００℃、１３０℃、１７０℃）に加熱したホットプレスで６０分間、熱圧して乾燥させた。ついで、加熱処理した前記ポプラ単板を水を張ったデシケータ内に入れて吸湿させ、２週間の重量変化を測定した。測定結果を図３Ａのグラフ図に図示するとともに、図３Ｂに２日後および１４日後の測定結果を詳細に記述する。なお、試料であるポプラ単板は、加熱温度毎に４本のサンプルを使用した。
【００２５】
図３Ａ，３Ｂから、加熱処理温度１５０℃の場合が最も吸湿性能が低いことが判明した。このため、加熱処理温度１５０の場合に水溶性のホルムアルデヒドの含浸が最も少なくなり、施工後のホルムアルデヒドの放散を低減できると考えられる。
【実施例４】
【００２６】
加熱処理温度による木質単板の強度変化を調べた。
ポプラ単板（４００ｍｍ×４００ｍｍ）を、所定の温度（１３０℃，１５０℃，１７０℃，１９０℃）を維持したホットプレスで６０分間、加熱処理した後、所定のサンプルを切り出し、強度試験を測定した。
強度試験は支点間距離６０ｍｍの静的３点曲げ試験で行った。荷重速度は毎分１ｍｍであった。得られた測定結果を試験条件と一緒に図４に示す。
なお、密度にバラツキがあるので、強度を密度で除した比強度を図５に示す。
また、熱圧処理を施した木質材は脆弱になると考えられるので、曲げ仕事量の指標の一つであるテトマイヤー係数を図６に図示する。
【００２７】
なお、前述のテトマイヤー係数（「木材物理」（北原覚一著）１５１頁〜１５２頁（１９６６）より）とは、
η＝Ａ／（Ｐｙ）
で示される値である。
Ａは曲げ仕事量であり、ｙは破壊時の撓みを示す。
前記曲げ仕事量は、図７に図示するように、木材が荷重によって曲げ破壊されるまでに吸収されるエネルギーを意味し、図７の面積ＯＢＣＤで示され、この面積が大きいものほど構造材料として好ましいと考えられている。そして、テトマイヤー係数ηの値は通常の品質の構造材料であれば、０．７位であるが、欠点材料であれば、０．５位まで低くなる。
【００２８】
図５および図６に示すように、処理温度１４０℃〜１６０℃であれば、通常の熱圧処理温度である１３０℃で加熱処理した場合とほぼ同等の強度を維持できることを確認できた。
しかし、１７０℃、１９０℃では、テトマイヤー係数０．５５〜０．６の値となり、脆弱性が表れている。このため、加熱温度１５０℃で６０分の加熱処理を施しても、脆弱性が顕著に表れることはないが、加熱温度１７０℃以上では木質単板が脆弱的になることが判った。
【００２９】
木材は樹種によって成分組成に変動があるが、一般にセルロース４０〜５０％、ヘミセルロース１０〜３０％、リグニン２０〜４０％の範囲で分布することが知られている。そして、前記成分のうち、ヘミセルロースが最も低い温度で熱分解を開始することが判っている。本願発明は、木質単板を低い温度（１４０℃から１６０℃）で加熱処理することにより、木質単板のヘミセルロース成分を熱分解せずに変質させ、木質単板全体の吸湿性を低下させることにより、結果として施工後におけるホルムアルデヒドの放散量を低減できると考えられる。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
本発明に係る木質積層材は、建築用内装材や建具の芯材に使用できるものである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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