(57)【要約】  本出願は、複合材の表層及び芯層中にホルムアルデヒド捕捉剤の組み合わせを付与することによる、尿素−ホルムアルデヒド又はメラミン尿素−ホルムアルデヒドを含有する木質複合材からのホルムアルデヒドの捕捉方法について述べる。また、更にはこれらの捕捉剤を用いて製造される複合材についても述べる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
尿素−ホルムアルデヒド又はメラミン尿素−ホルムアルデヒドを含有する木質複合材からのホルムアルデヒドの捕捉方法であって：
少なくとも１つの芯層及び表層のための木質原料を準備すること；
少なくとも１種の第１のホルムアルデヒド捕捉剤（ＦＳ−Ｃ）及び第２のホルムアルデヒド捕捉剤（ＦＳ−Ｆ）を準備することであって、
前記第１のホルムアルデヒド捕捉剤（ＦＳ−Ｃ）は、Ｋ２Ｓ２Ｏ８、（ＮＨ４）２Ｓ２Ｏ８、及びＮａ２Ｓ２Ｏ８からなる群から選択され、任意選択的にはポリリン酸アンモニウム（ＮＨ４）３ＰＯ４、ＮＨ４Ｈ２ＰＯ４、（ＮＨ４）２ＨＰＯ４、（ＮＨ４）２ＣＯ、（ＮＨ４）２ＳＯ４、及びこれらの組み合わせも含んでいてもよい少なくとも１つの群であり、
前記第２のホルムアルデヒド捕捉剤（ＦＳ−Ｆ）は、少なくとも（ＮＨ４）２ＣＯ及び［（ＮＨ４）２ＯＨ・ＨＣｌ］を含み、任意選択的にはＫ２Ｓ２Ｏ８、（ＮＨ４）２Ｓ２Ｏ８、Ｎａ２Ｓ２Ｏ８、ポリリン酸アンモニウム（ＮＨ４）３ＰＯ４、ＮＨ４Ｈ２ＰＯ４、（ＮＨ４）２ＨＰＯ４、（ＮＨ４）２ＳＯ４、及びこれらの組み合わせも含んでいてもよいこと；
尿素−ホルムアルデヒド未硬化樹脂又はメラミン尿素−ホルムアルデヒド未硬化樹脂を準備することであって、各未硬化樹脂が接着剤及び触媒を含むこと；
以下
ｉ）前記第１のホルムアルデヒド捕捉剤（ＦＳ−Ｃ）、前記未硬化樹脂、及び前記芯層の前記木質原料、
ｉｉ）前記第２のホルムアルデヒド捕捉剤（ＦＳ−Ｆ）、前記未硬化樹脂、及び前記表層の前記木質原料、
ｉｉｉ）前記第１のホルムアルデヒド捕捉剤（ＦＳ−Ｃ）、前記未硬化樹脂、及び前記表層の前記木質原料、並びに
ｉｖ）前記第２のホルムアルデヒド捕捉剤（ＦＳ−Ｆ）、前記未硬化樹脂、及び前記芯層の前記木質原料、
の組み合わせのうちの少なくとも１つを混合すること；
ｉ）、ｉｉ）、ｉｉｉ）、及びｉｖ）の組み合わせのうちの任意の１つから、両面を有する少なくとも１つの芯層を製造すること；
ｉ）、ｉｉ）、ｉｉｉ）、及びｉｖ）の組み合わせのうちの任意の１つ由来の前記芯層の前記両面のそれぞれの上に少なくとも１つの表層を設けること；
前記芯層及び２つの前記表層を硬化させること；
によって前記木質複合材料からホルムアルデヒドを捕捉することを含む、方法。
【請求項２】
前記芯層の製造がｉ）由来である、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記表層の製造がｉｉ）由来である、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記芯層が（ＮＨ４）２ＳＯ４、及び、Ｋ２Ｓ２Ｏ８又は（ＮＨ４）２Ｓ２Ｏ８のうちの１つを含む、請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
ホルムアルデヒド捕捉剤（ＦＳ−Ｃ）の固形分重量が前記芯層中の樹脂の総固形分重量の０．１〜１重量％である、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
ホルムアルデヒド捕捉剤（ＦＳ−Ｆ）の固形分重量が前記表層中の樹脂の総固形分重量の１５〜２０重量％である、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
少なくとも１つの芯層及び表層のための木質原料を準備する、尿素−ホルムアルデヒド又はメラミン尿素−ホルムアルデヒド樹脂を含有する木質複合材からのホルムアルデヒドの捕捉方法であって：
少なくとも１種の第１のホルムアルデヒド捕捉剤（ＦＳ−Ｃ）及び第２のホルムアルデヒド捕捉剤（ＦＳ−Ｆ）を準備することであって、
前記第１のホルムアルデヒド捕捉剤（ＦＳ−Ｃ）は、Ｋ２Ｓ２Ｏ８、（ＮＨ４）２Ｓ２Ｏ８、及びＮａ２Ｓ２Ｏ８からなる群から選択され、任意選択的にはポリリン酸アンモニウム（ＮＨ４）３ＰＯ４、ＮＨ４Ｈ２ＰＯ４、（ＮＨ４）２ＨＰＯ４、（ＮＨ４）２ＣＯ、（ＮＨ４）２ＳＯ４、及びこれらの組み合わせも含んでいてもよい少なくとも１つの群であり、
前記第２のホルムアルデヒド捕捉剤（ＦＳ−Ｆ）は、少なくとも（ＮＨ４）２ＣＯ及び［（ＮＨ４）２ＯＨ・ＨＣｌ］を含み、任意選択的にはＫ２Ｓ２Ｏ８、（ＮＨ４）２Ｓ２Ｏ８、Ｎａ２Ｓ２Ｏ８、ポリリン酸アンモニウム（ＮＨ４）３ＰＯ４、ＮＨ４Ｈ２ＰＯ４、（ＮＨ４）２ＨＰＯ４、（ＮＨ４）２ＳＯ４、及びこれらの組み合わせも含んでいてもよいこと；
尿素−ホルムアルデヒド未硬化樹脂又はメラミン尿素−ホルムアルデヒド未硬化樹脂を準備すること；
以下
ｉ）前記第１のホルムアルデヒド捕捉剤（ＦＳ−Ｃ）、前記未硬化樹脂、及び前記芯層の前記木質原料、並びに
ｉｉ）前記第２のホルムアルデヒド捕捉剤（ＦＳ−Ｆ）、前記未硬化樹脂、及び前記表層の前記木質原料、
のうちの少なくとも１つを混合すること；
両面を有するｉ）前記芯層由来の少なくとも１つの芯層を製造すること；
ｉｉ）から、前記芯層の前記面のそれぞれの上に表層を設けること；
前記芯層及び２つの前記表層を硬化させること；
によって前記木質複合材料からホルムアルデヒドを捕捉すること、を含む方法。
【請求項８】
２つの面を有する少なくとも１つの芯層と、
前記芯層の前記面のそれぞれの上の少なくとも１つの表層と
を含む木質複合材であって、
前記芯層及び前記表層のそれぞれは：
尿素−ホルムアルデヒド又はメラミン尿素−ホルムアルデヒド樹脂を含み、前記樹脂は接着剤及び触媒を含み、
少なくとも１つの芯層は、芯層木質原料と第１のホルムアルデヒド捕捉剤とを更に含み、各表層は、表層木質原料と第２のホルムアルデヒド捕捉剤とを更に含み、
前記第１のホルムアルデヒド捕捉剤（ＦＳ−Ｃ）は、Ｋ２Ｓ２Ｏ８、（ＮＨ４）２Ｓ２Ｏ８、及びＮａ２Ｓ２Ｏ８からなる群から選択され、任意選択的にはポリリン酸アンモニウム（ＮＨ４）３ＰＯ４、ＮＨ４Ｈ２ＰＯ４、（ＮＨ４）２ＨＰＯ４、（ＮＨ４）２ＣＯ、（ＮＨ４）２ＳＯ４、及びこれらの組み合わせも含んでいてもよい少なくとも１つの群であり、
前記第２のホルムアルデヒド捕捉剤（ＦＳ−Ｆ）は、少なくとも（ＮＨ４）２ＣＯ及び［（ＮＨ４）２ＯＨ・ＨＣｌ］を含み、任意選択的にはＫ２Ｓ２Ｏ８、（ＮＨ４）２Ｓ２Ｏ８、Ｎａ２Ｓ２Ｏ８、ポリリン酸アンモニウム（ＮＨ４）３ＰＯ４、ＮＨ４Ｈ２ＰＯ４、（ＮＨ４）２ＨＰＯ４、（ＮＨ４）２ＳＯ４、及びこれらの組み合わせも含んでいてもよい、木質複合材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特殊なアンモニウム含有組成物を用いた、尿素−ホルムアルデヒド樹脂（ＵＦ）及び／又はメラミン−尿素−ホルムアルデヒド樹脂（ＭＵＦ）を用いて作られたパーティクルボード（ＰＢ）又は中密度繊維板（ＭＤＦ）中のホルムアルデヒドの捕捉方法に関する。更に、本発明は、尿素−ホルムアルデヒド−硬化剤系の硬化速度を向上させることが可能な薬品にも関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、複合材ボードの製造のために尿素−ホルムアルデヒド樹脂（ＵＦ）が接着剤として使用される場合、接着剤は硬化後に、特には硬化した接着剤が酸性及び／又は高湿度環境に曝露される場合に、一定量のホルムアルデヒドを環境へ放出する。知っての通り、ホルムアルデヒドはヒト及び動物の病気の原因と考えられている。そのため、環境へのホルムアルデヒドの放出を低減することが望ましい。
【０００３】
近年設けられた厳格な環境規制に対し、世界中の木質複合材製造業者らは、短期間のうちに複合材パネルからの後のホルムアルデヒドの放出を大幅に低い限度まで下げるという大きな課題に直面している。例えば、２００９年１月１日前に北米で木質複合材に許容されていた大型チャンバー法で測定されるホルムアルデヒド放出は０．３ｐｐｍであった。しかし、カリフォルニア州大気資源局（ＣＡＲＢ）は、表１に示されているように、フェーズＩについては２００９年１月１日に、フェーズＩＩについては２０１１年１月１日に発効したホルムアルデヒド放出についての新基準を公布した。そのため、木質接着剤及び複合材の製造業者らは、新しい環境規制に適合させるために、ＵＦ樹脂及びＭＵＦ樹脂で接着されたパーティクルボード及びＭＤＦからのホルムアルデヒドの放出を低減するためのより有効なホルムアルデヒド捕捉剤及び他の手段を探し始めている。
【０００４】
【表１】
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【０００５】
これまで、ＵＦ樹脂で接着された複合材パネルからのホルムアルデヒドの放出を低減するために、様々な手法が使用されてきた。ホルムアルデヒド捕捉剤は、ＰＢ又はＭＤＦパネルから放出され得る遊離ホルムアルデヒドと反応することによってホルムアルデヒドの放出を低減する。Ｍｅｙｅｒら（１９８０）は、ＵＦ樹脂系のためのホルムアルデヒド捕捉剤としてモデル硫黄化合物を使用した。Ｍｏｏｒｅ（１９９１）は、ＵＦ樹脂を用いて作られた木質複合材のホルムアルデヒド放出を低減するためにメラミンを使用した。Ｇｒｅｅｎｅ（１９９２）は、窒素含有メチロール樹脂を使用したデュラブルプレス加工織物用のホルムアルデヒド捕捉剤としてのアセトアセタミン（ａｃｅｔｏａｃｅｔａｍｉｎｅ）を使用することを含む、ホルムアルデヒド捕捉方法を開発した。Ｂｒｅｙｅｒら（１９９７）は、木質複合材用途のためのホルムアルデヒド捕捉剤として低いモル比率のＭＵＦを使用した。Ｐａｒｋら（２００８）も、ＵＦ樹脂用のホルムアルデヒド捕捉剤として低いＦ／Ｕモル比率のＵＦプレポリマーを開発した。彼らは、木質複合材の機械特性が樹脂系中の捕捉剤含量と関係することを見出した。捕捉剤量が増加するにつれて機械特性は減少した。Ｋｉｍ（２００９）は、ＵＦ樹脂で接着された木質複合材のためのホルムアルデヒド捕捉剤として火山性ポゾランを使用した。
【０００６】
適切なホルムアルデヒド捕捉剤を用いると、ホルムアルデヒド放出の増加なしに高いＦ／Ｕモル比率でＵＦ樹脂を使用することができ、あるいは更には低いＦ／Ｕモル比率の樹脂でホルムアルデヒドの放出を減らすことができる。ＵＦ樹脂が触媒と遊離ホルムアルデヒドとの反応により生じる酸性条件で硬化することは周知である。尿素又は尿素−ホルムアルデヒドオリゴマーを添加すると、遊離ホルムアルデヒドを捕捉することができるが、これによりＵＦ硬化のための酸が欠乏することになり、またこれにより触媒との反応に利用できる遊離ホルムアルデヒドが減ることになる。そのため、ホルムアルデヒドの捕捉とパネルの性能は真の逆説になっている。
【０００７】
以上の懸念から、ホルムアルデヒド捕捉剤の併用系が提案される。そのような系は効果的に遊離ホルムアルデヒドを捕捉するだけでなく、追加的な触媒なしでＵＦ樹脂の硬化又はパネル性能への害も与えないであろう。ホルムアルデヒド捕捉剤の組み合わせは、製品特性の向上に役立つはずである。これは、経済的でもあるはずであり、その利用は単純で既存の方法に容易に取り入れられるはずである。すなわち、樹脂のポットライフを変えることなしに、使用前にＵＦ樹脂と予め混合されるはずである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、ＵＦで接着された製品からの後のホルムアルデヒド放出を低減しつつ尿素−ホルムアルデヒドの硬化速度を加速する、多機能性化学捕捉剤組成物と関連したホルムアルデヒドの捕捉方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の第１の態様によれば、尿素−ホルムアルデヒド又はメラミン尿素−ホルムアルデヒドを含有する木質複合材からのホルムアルデヒドの捕捉方法であって：少なくとも１つの芯層及び２つの表層のための木質原料を準備すること；少なくとも１種の第１のホルムアルデヒド捕捉剤（ＦＳ−Ｃ）及び第２のホルムアルデヒド捕捉剤（ＦＳ−Ｆ）を準備することであって、第１のホルムアルデヒド捕捉剤はＫ２Ｓ２Ｏ８、（ＮＨ４）２Ｓ２Ｏ８、及びＮａ２Ｓ２Ｏ８からなる群から選択され、任意選択的にはポリリン酸アンモニウム（ＮＨ４）３ＰＯ４、ＮＨ４Ｈ２ＰＯ４、（ＮＨ４）２ＨＰＯ４、（ＮＨ４）２ＣＯ、（ＮＨ４）２ＳＯ４、及びこれらの組み合わせも含んでいてもよい少なくとも１つの群であり、第２のホルムアルデヒド捕捉剤は少なくとも（ＮＨ４）２ＣＯ及び［（ＮＨ４）２ＯＨ・ＨＣｌ］を含み、任意選択的にはＫ２Ｓ２Ｏ８、（ＮＨ４）２Ｓ２Ｏ８、Ｎａ２Ｓ２Ｏ８、ポリリン酸アンモニウム（ＮＨ４）３ＰＯ４、ＮＨ４Ｈ２ＰＯ４、（ＮＨ４）２ＨＰＯ４、（ＮＨ４）２ＳＯ４、及びこれらの組み合わせも含んでいてもよいこと；尿素−ホルムアルデヒド未硬化樹脂又はメラミン尿素−ホルムアルデヒド未硬化樹脂を準備することであって、各未硬化樹脂が接着剤及び触媒を含むこと；ｉ）第１のホルムアルデヒド捕捉剤（ＦＳ−Ｃ）、未硬化樹脂、及び芯層の木質原料、ｉｉ）第２のホルムアルデヒド捕捉剤（ＦＳ−Ｆ）、未硬化樹脂、及び表層の木質原料、ｉｉｉ）第１のホルムアルデヒド捕捉剤（ＦＳ−Ｃ）、未硬化樹脂、及び表層の木質原料、並びにｉｖ）第２のホルムアルデヒド捕捉剤（ＦＳ−Ｆ）、未硬化樹脂、及び芯層の木質原料、の組み合わせのうちの少なくとも１つを混合すること；ｉ）、ｉｉ）、ｉｉｉ）、及びｉｖ）の組み合わせのうちの任意の１つから、両面を有する少なくとも１つの芯層を製造すること；ｉ）、ｉｉ）、ｉｉｉ）、及びｉｖ）の組み合わせのうちの任意の１つ由来の芯層の各面の上に少なくとも１つの表層を設けること；芯層及び２つの表層を硬化させること；によって木質複合材料からホルムアルデヒドを捕捉することを含む、方法が提供される。
【００１０】
本明細書で述べられる方法の１つの態様によれば、芯層の製造はｉ）由来である。
【００１１】
本明細書で述べられる方法の別の態様によれば、表層の製造はｉｉ）由来である。
【００１２】
請求項１〜３のいずれか１つの方法のまた別の態様によれば、芯層は（ＮＨ４）２ＳＯ４、及び、Ｋ２Ｓ２Ｏ８又は（ＮＨ４）２Ｓ２Ｏ８のうちの１つを含む。
【００１３】
本明細書で述べられる方法のまた別の態様によれば、ホルムアルデヒド捕捉剤（ＦＳ−Ｃ）の固形分重量は芯層中の樹脂の総固形分重量の０．１〜１重量％である。
【００１４】
本明細書で述べられる方法の別の態様によれば、ホルムアルデヒド捕捉剤（ＦＳ−Ｆ）の固形分重量は表層中の総固形分重量の１５〜２０重量％である。
【００１５】
本発明のもう１つの態様によれば、少なくとも１つの芯層及び表層のための木質原料を準備する、尿素−ホルムアルデヒド又はメラミン尿素−ホルムアルデヒド樹脂を含有する木質複合材からのホルムアルデヒドの捕捉方法であって：少なくとも１種の第１のホルムアルデヒド捕捉剤（ＦＳ−Ｃ）及び第２のホルムアルデヒド捕捉剤（ＦＳ−Ｆ）を準備することであって、第１のホルムアルデヒド捕捉剤はＫ２Ｓ２Ｏ８、（ＮＨ４）２Ｓ２Ｏ８、及びＮａ２Ｓ２Ｏ８からなる群から選択され、任意選択的にはポリリン酸アンモニウム（ＮＨ４）３ＰＯ４、ＮＨ４Ｈ２ＰＯ４、（ＮＨ４）２ＨＰＯ４、（ＮＨ４）２ＣＯ、（ＮＨ４）２ＳＯ４、及びこれらの組み合わせも含んでいてもよい少なくとも１つの群であり、第２のホルムアルデヒド捕捉剤は少なくとも（ＮＨ４）２ＣＯ及び［（ＮＨ４）２ＯＨ・ＨＣｌ］を含み、任意選択的にはＫ２Ｓ２Ｏ８、（ＮＨ４）２Ｓ２Ｏ８、Ｎａ２Ｓ２Ｏ８、ポリリン酸アンモニウム（ＮＨ４）３ＰＯ４、ＮＨ４Ｈ２ＰＯ４、（ＮＨ４）２ＨＰＯ４、（ＮＨ４）２ＳＯ４、及びこれらの組み合わせも含んでいてもよいこと；尿素−ホルムアルデヒド未硬化樹脂又はメラミン尿素−ホルムアルデヒド未硬化樹脂を準備すること；ｉ）第１のホルムアルデヒド捕捉剤（ＦＳ−Ｃ）、未硬化樹脂、及び芯層の木質原料、並びにｉｉ）第２のホルムアルデヒド捕捉剤（ＦＳ−Ｆ）、未硬化樹脂、及び表層の木質原料、のうちの少なくとも１つを混合すること；両面を有するｉ）芯層由来の少なくとも１つの芯層を製造すること；ｉｉ）から、芯層の各面の上に表層を設けること；芯層及び２つの表層を硬化させること；によって製造される木質複合材料からホルムアルデヒドを捕捉すること、を含む方法が提供される。
【００１６】
本発明のまた別の態様によれば、２つの面を有する少なくとも１つの芯層と、芯層の各面上の少なくとも１つの表層とを含む木質複合材であって、芯層及び表層のそれぞれは：尿素−ホルムアルデヒド又はメラミン尿素−ホルムアルデヒド樹脂を含み、樹脂は接着剤及び触媒を含み、少なくとも１つの芯層はコア木質原料と第１のホルムアルデヒド捕捉剤とを更に含み、各表層は表層木質原料と第２のホルムアルデヒド捕捉剤とを更に含み、第１のホルムアルデヒド捕捉剤（ＦＳ−Ｃ）は、Ｋ２Ｓ２Ｏ８、（ＮＨ４）２Ｓ２Ｏ８、及びＮａ２Ｓ２Ｏ８からなる群から選択され、任意選択的にはポリリン酸アンモニウム（ＮＨ４）３ＰＯ４、ＮＨ４Ｈ２ＰＯ４、（ＮＨ４）２ＨＰＯ４、（ＮＨ４）２ＣＯ、（ＮＨ４）２ＳＯ４、及びこれらの組み合わせも含んでいてもよい少なくとも１つの群であり、第２のホルムアルデヒド捕捉剤（ＦＳ−Ｆ）は、少なくとも（ＮＨ４）２ＣＯ及び［（ＮＨ４）２ＯＨ・ＨＣｌ］を含み、任意選択的にはＫ２Ｓ２Ｏ８、（ＮＨ４）２Ｓ２Ｏ８、Ｎａ２Ｓ２Ｏ８、ポリリン酸アンモニウム（ＮＨ４）３ＰＯ４、ＮＨ４Ｈ２ＰＯ４、（ＮＨ４）２ＨＰＯ４、（ＮＨ４）２ＳＯ４、及びこれらの組み合わせも含んでいてもよい、木質複合材が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明のある実施形態の木質複合材料からのホルムアルデヒドの捕捉のためのプロセスフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
ボードの製造において多機能性組成物が尿素−ホルムアルデヒド樹脂と共に使用される場合、ホルムアルデヒド捕捉剤が複合材パネルからの後のホルムアルデヒド放出を低減する。本発明のホルムアルデヒド捕捉剤は、硬化速度も速め、インターナルボンド（ＩＢ）などの物理特性も維持しつつも、ホルムアルデヒド放出量を低減することができる。いくつかの場合においては、ホルムアルデヒド捕捉剤の量及び製造方法によっては、ホルムアルデヒド捕捉剤は尿素−ホルムアルデヒド樹脂及び得られる製品のいくつかの物理的特性を向上させるであろう。
【００１９】
本明細書において、本発明のホルムアルデヒド捕捉剤は次のことを含む：
（ａ）ホルムアルデヒド捕捉剤（ＦＳ−Ｃ）はボードの芯層及び表層で使用可能であるが、芯層で使用されることが好ましい；
（ｂ）ＦＳ−Ｃは、過硫酸カリウム（Ｋ２Ｓ２Ｏ８）、過硫酸アンモニウム［（ＮＨ４）２Ｓ２Ｏ８］、過硫酸ナトリウム［Ｎａ２Ｓ２Ｏ８］、ポリリン酸アンモニウム［（ＮＨ４）３ＰＯ４］、リン酸一アンモニウム［ＮＨ４Ｈ２ＰＯ４］、リン酸二アンモニウム［（ＮＨ４）２ＨＰＯ４］、及び尿素［（ＮＨ２）２ＣＯ］、及び硫酸アンモニウムのうちの、少なくとも２種以上の組成物である；
（ｃ）ホルムアルデヒド捕捉剤（ＦＳ−Ｆ）はボードの芯層及び表層で使用可能であるが、表層で使用されることが好ましい。ＦＳ−Ｃは、硫酸アンモニウム及び過硫酸カリウム又は過硫酸アンモニウムのいずれか１つを含む；
（ｄ）ＦＳ−Ｆは、過硫酸カリウム（Ｋ２Ｓ２Ｏ８）、過硫酸アンモニウム［（ＮＨ４）２Ｓ２Ｏ８］、過硫酸ナトリウム［Ｎａ２Ｓ２Ｏ８］、ポリリン酸アンモニウム［（ＮＨ４）３ＰＯ４］、リン酸一アンモニウム［ＮＨ４Ｈ２ＰＯ４］、リン酸二アンモニウム［（ＮＨ４）２ＨＰＯ４］、ヒドロキシルアミン塩酸塩［ＮＨ２ＯＨ・ＨＣｌ］、及び尿素［（ＮＨ２）２ＣＯ］のうちの、少なくとも２種の組成物である。ＦＳ−Ｆは、少なくとも尿素及びヒドロキシルアミン塩酸塩［ＮＨ２ＯＨ・ＨＣｌ］の２つの成分を含む；
（ｅ）ＦＳ−Ｃ及びＦＳ−Ｆは、単独でも組み合わせとしても使用することができ、また両方を表層及び芯層中で使用することもでき、又は表層でＦＳ−Ｆかつ芯層でＦＳ−Ｃを使用することもできる；
（ｆ）一定量のホルムアルデヒド捕捉剤が、ボードの製造に利用される直前にＵＦ接着剤と混合される。
【００２０】
これまでに述べてきた概要及び以降の詳細な記載は共に例示的かつ説明的なものに過ぎないことが理解されるべきである。
【００２１】
本発明は、少数の薬品の組み合わせが、尿素−ホルムアルデヒド接着剤に添加剤として使用された場合に、有効なホルムアルデヒド捕捉剤であるという発見に基づくものである。本発明によれば、一定量のホルムアルデヒド捕捉剤が、接着剤が木質原料に塗布される前及び接着剤が硬化される前に、尿素−ホルムアルデヒド接着剤に添加される。そのような量のホルムアルデヒド捕捉剤は接着剤総固形分の最大約２０重量％添加することができ、ＦＳ−Ｃについては典型的には最大約０．１〜１重量％、ＦＳ−Ｆについては接着剤総固形分の約１５重量％添加することができる。好ましくは、樹脂は、接着剤総固形分含量基準でＦＳ−Ｃについては最大約０．１〜０．２重量％、ＦＳ−Ｆについては１０重量％含むであろう。
【００２２】
使用の前に、尿素−ホルムアルデヒド接着剤とホルムアルデヒド捕捉剤は混合される。本発明のホルムアルデヒド捕捉剤を含有する尿素−ホルムアルデヒド接着剤を用いて作製されるボード製品は、パーティクルボード、繊維板、及びチップボードなどの複合ボードであってもよい。
【００２３】
以降の実施例は説明のためであり、本発明の請求項に記載の範囲を限定することは意図されていない。請求項の範囲は実施例に示されている好ましい実施形態によって限定されるべきではなく、全体の記載と整合性がとれる中で最も広い解釈をすべきである。
【００２４】
図１は、遊離ホルムアルデヒドの放出が実質的にない木質複合材の作製方法１００を示している。実質的にないとは、本明細書においては基準要件の水準未満であると定義される。ホルムアルデヒド捕捉剤ＦＳは、第１の成分１（第１のホルムアルデヒド捕捉剤）及び第２の成分２（第２のホルムアルデヒド捕捉剤）から作製される。第１のホルムアルデヒド捕捉剤はＫ２Ｓ２Ｏ８、（ＮＨ４）２Ｓ２Ｏ８、及びＮａ２Ｓ２Ｏ８からなる群から選択され、任意選択的にはポリリン酸アンモニウム（ＮＨ４）３ＰＯ４、ＮＨ４Ｈ２ＰＯ４、（ＮＨ４）２ＨＰＯ４、（ＮＨ４）２ＣＯ、（ＮＨ４）２ＳＯ４、及びこれらの組み合わせも含んでいてもよい少なくとも１つの群である。第２のホルムアルデヒド捕捉剤は少なくとも（ＮＨ４）２ＣＯ及び［（ＮＨ４）２ＯＨ・ＨＣｌ］を含み、任意選択的にはＫ２Ｓ２Ｏ８、（ＮＨ４）２Ｓ２Ｏ８、Ｎａ２Ｓ２Ｏ８、ポリリン酸アンモニウム（ＮＨ４）３ＰＯ４、ＮＨ４Ｈ２ＰＯ４、（ＮＨ４）２ＨＰＯ４、（ＮＨ４）２ＳＯ４、及びこれらの組み合わせも含んでいてもよい。
【００２５】
典型的には、第１のホルムアルデヒド捕捉剤混合物３は、芯層木質原料２０の作製（又は樹脂化）に移され、ここで未硬化の芯層樹脂５、芯層木質原料粒子６、及び他の成分２８（触媒８ｉ、ワックス８ｊ、及び水８ｋを含む）が混合される。同様に、第２のホルムアルデヒド捕捉剤混合物４は、混合手法３０において表層木質原料の組み合わせを製造（樹脂化）するために、他の成分２８と一緒に、未硬化表層樹脂７及び表層木質原料９と共に移される。芯層木質原料の組み合わせ２１及び表層木質原料の組み合わせ３１は、公知の手法４０に従って表層−芯層−表層の３層サンドイッチマットを製造又は形成するために移される。この形成された３層のマットは、５０において樹脂を硬化させるために高温及び高圧で圧縮（サンドイッチ）される。この３層木質複合材は製造され、実質的に遊離ホルムアルデヒドを含まない。
【実施例】
【００２６】
実施例１
ＵＦ樹脂及びＭＵＦ樹脂を含むアミノ樹脂のための多機能性芯層ホルムアルデヒド捕捉剤（ＦＳ−Ｃ）の作製
２０重量％のＦＳ−Ｃ水溶液を作製した。この中の成分は過硫酸カリウム（Ｋ２Ｓ２Ｏ８）、過硫酸アンモニウム［（ＮＨ４）２Ｓ２Ｏ８］、又は過硫酸ナトリウム［Ｎａ２Ｓ２Ｏ８］から選択され、１つ又は２つの成分の組み合わせのいずれかが多機能性芯層ホルムアルデヒド捕捉剤を構成することができた。ＦＳ−Ｃ１は主に過硫酸アンモニウム［（ＮＨ４）２Ｓ２Ｏ８］を含み、ＦＳ−Ｃ２は主に過硫酸カリウム（Ｋ２Ｓ２Ｏ８）を含む。
【００２７】
表面ホルムアルデヒド捕捉剤（ＦＳ−Ｆ）の作製
ＦＳ−Ｆの５０％溶液を作製した。ここではＦＳ−Ｆの２成分組成物を使用した。ここで使用した表層遊離ホルムアルデヒド捕捉剤の２つの成分は、尿素とヒドロキシルアミン塩酸塩の組み合わせである。ヒドロキシルアミン塩酸塩と尿素の比率は１：６〜１：３０の範囲である。この具体的な実施例においては、２つの成分の比率は、１部のヒドロキシルアミン塩酸塩［ＮＨ２ＯＨ・ＨＣｌ］及び１５部の尿素［（ＮＨ２）２ＣＯ］であった。５０重量％の溶液には３．１３重量％のヒドロキシルアミン塩酸塩と４６．８７重量％の尿素が含まれていた。
【００２８】
実施例２
ＵＦ樹脂及び表層中でのみ使用されたホルムアルデヒド捕捉剤ＦＳ−Ｆを有する３層パーティクルボード（ＰＢ）の作製
パーティクルボードの製造で使用した表層と芯層の両方の木質粒子（木質原料（ｆｕｒｎｉｓｈ）とも呼ばれる）を、サイズ分布について測定した。各測定において、８〜１０％の平均ＭＣを有する１７０ｇの粒子を、５分間の振動中にＰｏｒｔａｂｌｅ  Ｓｉｅｖｅ  Ｓｈａｋｅｒ（ＲＸ−２４型）（Ｗ．Ｓ．Ｔｙｌｅｒ  Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ，Ｍｅｎｔｏｒ，Ｏｈｉｏ，ＵＳＡ）の９−、１４−、１８、２０−、２８−、３５−、４８−、及び８０−メッシュのふるいによって分離した。１４−、１８−、２０−、２８−、３５−、４８−、及び８０−メッシュのふるいは、それぞれ２．００−、１．４０−、１．００−、０．８４−、０．６０−、０．５０−、及び０．３０−ｍｍのふるいの開き目に相当する。重量パーセントで表される粒径分布は次のように分類された。
【００２９】
【表２】
2018503532.tif 000004
【００３０】
実施例２においてはサンドイッチパネルの表層に市販のホルムアルデヒド捕捉剤を使用し、実施例３においては新規なホルムアルデヒド捕捉剤ＦＳ−Ｆを使用し、実施例４においてはホルムアルデヒド捕捉剤なしのパネル（対照）を作製した。実施例２〜４のために、硫酸アンモニウム（以降ＡＳ）を触媒として使用した。芯層及び表層の触媒量と、表層中のホルムアルデヒド捕捉剤量は下に示した。
【００３１】
【表３】
2018503532.tif 000005
【００３２】
実施例１で作製したホルムアルデヒド捕捉剤ＦＳ−Ｃを芯層で使用し、ＦＳ−Ｆを表層で使用した。表層及び芯層の木質原料は、尿素で予め処理したパーティクルボードミルから得た。表層と芯層の両方のバインダーは、地元の樹脂会社から得た市販のＵＦ樹脂であった。ＰＢ製造のパラメーターは表２に示されている。
【００３３】
【表４】
2018503532.tif 000006
【００３４】
パネルの作成後にこれらの各エッジを１インチトリミングし、全てのパネルを試料採取前に周囲条件においた。その後、パネルを４８時間後の遊離ホルムアルデヒド試験のために切断した。次いで、残りのパネルを条件調整チャンバー（６５％ＲＨ及び２１℃）の中でもう１週間貯蔵し、インターナルボンド（以降ＩＢ）試験片に切断し、約８重量％の含水率（以降ＭＣ）で試験した。
【００３５】
パネルの遊離ホルムアルデヒド放出はデシケーター法によって試験し、パネル中の総ホルムアルデヒド含量はパーフォレート法によって試験した。ＩＢ強度は下の表３に示されている。
【００３６】
【表５】
2018503532.tif 000007
【００３７】
実施例３のパネル中のホルムアルデヒド含量は実施例２のパネル（市販の遊離ホルム捕捉剤使用）よりも多いものの、実施例４よりは遥かに少ない。これとは別に、デシケーター試験、遊離ホルムアルデヒドの放出（ＬＳＣＴに換算、現在工業的に使用されている）に基づくと、実施例３のパネルの遊離ホルムアルデヒド放出は約０．０７ＰＰＭであり、これは実施例２（０．０７５）と同等かわずかに少なく、ホルムアルデヒド捕捉剤なしの対照パネル（０．１１０ｐｐｍ）よりも遥かに少ない。ＩＢ試験に基づくと、調整後、実施例３の平均ＩＢ値（０．６５ＭＰａ）は実施例４（０．６４ＭＰａ）と同等であるが、実施例２（０．５７ＭＰａ）よりも大きかった。
【００３８】
実施例５〜７
実施例１で作製した新規なホルムアルデヒド捕捉剤ＦＳ−Ｆを評価するために、表４（下）に示されているとおりのホルムアルデヒド捕捉剤及び触媒の種類及び量を用いて、追加の３層サンドイッチＰＢパネルを作製した。
【００３９】
【表６】
2018503532.tif 000008
【００４０】
実施例３と比べて少ない量で表層のみＦＳ−Ｆを用いたＰＢパネル、及び表層と芯層の両方にＦＳ−Ｆを用いたＰＢパネル（表４）を製造した。製造条件は実施例２〜４と同じであり、表２に示されている。
【００４１】
実施例５〜７についての、デシケーター法によって試験した遊離ホルムアルデヒドの放出及びパーフォレーター法によるパネルのホルムアルデヒド含量は、表５に示されている。
【００４２】
【表７】
2018503532.tif 000009
【００４３】
実施例８〜１９
実施例８〜１１では、表層に実施例２と同じ市販のホルムアルデヒド捕捉剤を用い、芯層に新規なホルムアルデヒド遊離ホルムアルデヒド捕捉剤ＦＳ−Ｃ１及びＦＳ−Ｃ２を用いた。触媒とＦＳ−Ｃの比率は異なる触媒に基づいて６：１〜３０：１とすることができた。実施例１２〜１９では、触媒対ＦＳ−Ｃの比率は約１２：１が選択される。新規な遊離ホルムアルデヒド捕捉剤ＦＳ−Ｆ、ＦＳ−Ｃ１及びＦＳ−Ｃ２は、表層及び芯層で用いた。これらの量並びに触媒及び量は表６に示されている。
【００４４】
【表８】
2018503532.tif 000010
【００４５】
実施例１で作製したホルムアルデヒド捕捉剤ＦＳ−Ｃを芯層で使用し（ＦＳ−Ｃ１は主に過硫酸カリウムを含み、ＦＳ−Ｃ２は主に過硫酸アンモニウムを含む）、ＦＳ−Ｆを表層で使用した。表層及び芯層の木質原料は、尿素で予め処理したパーティクルボードミルから得た。表層樹脂は表層用に設計されている市販のＵＦ樹脂であり、芯層樹脂は地元の樹脂会社から得た芯層用に設計されている市販のＵＦ樹脂であった。ＰＢ製造のパラメーターは表２に示されている。
【００４６】
実施例８〜１９についての、デシケーター法によって試験した遊離ホルムアルデヒドの放出及びインターナルボンド強度は、表７に示されている。
【００４７】
【表９】
2018503532.tif 000011
【００４８】
対照（実施例４）と比較すると、実施例８〜１９ではホルムアルデヒドの放出が減少した。実施例１７及び実施例１８ではそれぞれ０．１４４μｇ／ｍｌ、０．１３５μｇ／ｍｌまで遊離ホルムアルデヒドの放出が減少した。これはＬＳＣＴについて０．０６ｐｐｍに相当する。実施例１７〜１８のインターナルボンド（ＩＢ）強度は少なくとも対照（実施例４）と同等であるか、更にはそれ以上である。これは、新規なホルムアルデヒド捕捉剤ＦＳ−Ｆ及びＦＳ−Ｃの組み合わせが遊離ホルムアルデヒドの放出を大幅に低減でき、パネルの性能も維持できることを意味する。
【図１】
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【手続補正書】
【提出日】平成28年3月18日(2016.3.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
尿素−ホルムアルデヒド又はメラミン尿素−ホルムアルデヒドを含有する木質複合材からのホルムアルデヒドの捕捉方法であって：
少なくとも１つの芯層及び表層のための木質原料を準備すること；
少なくとも１種の第１のホルムアルデヒド捕捉剤（ＦＳ−Ｃ）及び第２のホルムアルデヒド捕捉剤（ＦＳ−Ｆ）を準備することであって、
前記第１のホルムアルデヒド捕捉剤（ＦＳ−Ｃ）は、Ｋ２Ｓ２Ｏ８、（ＮＨ４）２Ｓ２Ｏ８、及びＮａ２Ｓ２Ｏ８からなる群から選択され、任意選択的にはポリリン酸アンモニウム（ＮＨ４）３ＰＯ４、ＮＨ４Ｈ２ＰＯ４、（ＮＨ４）２ＨＰＯ４、（ＮＨ２）２ＣＯ、（ＮＨ４）２ＳＯ４、及びこれらの組み合わせも含んでいてもよい少なくとも１つの群であり、
前記第２のホルムアルデヒド捕捉剤（ＦＳ−Ｆ）は、少なくとも（ＮＨ２）２ＣＯ及び［ＮＨ２ＯＨ・ＨＣｌ］を含み、任意選択的にはＫ２Ｓ２Ｏ８、（ＮＨ４）２Ｓ２Ｏ８、Ｎａ２Ｓ２Ｏ８、ポリリン酸アンモニウム（ＮＨ４）３ＰＯ４、ＮＨ４Ｈ２ＰＯ４、（ＮＨ４）２ＨＰＯ４、（ＮＨ４）２ＳＯ４、及びこれらの組み合わせも含んでいてもよいこと；
尿素−ホルムアルデヒド未硬化樹脂又はメラミン尿素−ホルムアルデヒド未硬化樹脂を準備することであって、各未硬化樹脂が接着剤及び触媒を含むこと；
以下
ｉ）前記第１のホルムアルデヒド捕捉剤（ＦＳ−Ｃ）、前記未硬化樹脂、及び前記芯層の前記木質原料、
ｉｉ）前記第２のホルムアルデヒド捕捉剤（ＦＳ−Ｆ）、前記未硬化樹脂、及び前記表層の前記木質原料、
ｉｉｉ）前記第１のホルムアルデヒド捕捉剤（ＦＳ−Ｃ）、前記未硬化樹脂、及び前記表層の前記木質原料、並びに
ｉｖ）前記第２のホルムアルデヒド捕捉剤（ＦＳ−Ｆ）、前記未硬化樹脂、及び前記芯層の前記木質原料、
の組み合わせのうちの少なくとも１つを混合すること；
ｉ）、ｉｉ）、ｉｉｉ）、及びｉｖ）の組み合わせのうちの任意の１つから、両面を有する少なくとも１つの芯層を製造すること；
ｉ）、ｉｉ）、ｉｉｉ）、及びｉｖ）の組み合わせのうちの任意の１つ由来の前記芯層の前記両面のそれぞれの上に少なくとも１つの表層を設けること；
前記芯層及び２つの前記表層を硬化させること；
ホルムアルデヒド捕捉剤（ＦＳ−Ｆ）の固形分重量が前記表層中の樹脂の総固形分重量の１５〜２０重量％であること
によって前記木質複合材料からホルムアルデヒドを捕捉することを含む、方法。
【請求項２】
前記芯層の製造がｉ）由来である、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記表層の製造がｉｉ）由来である、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記芯層が（ＮＨ４）２ＳＯ４、及び、Ｋ２Ｓ２Ｏ８又は（ＮＨ４）２Ｓ２Ｏ８のうちの１つを含む、請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
ホルムアルデヒド捕捉剤（ＦＳ−Ｃ）の固形分重量が前記芯層中の樹脂の総固形分重量の０．１〜１重量％である、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
少なくとも１つの芯層及び表層のための木質原料を準備する、尿素−ホルムアルデヒド又はメラミン尿素−ホルムアルデヒド樹脂を含有する木質複合材からのホルムアルデヒドの捕捉方法であって：
少なくとも１種の第１のホルムアルデヒド捕捉剤（ＦＳ−Ｃ）及び第２のホルムアルデヒド捕捉剤（ＦＳ−Ｆ）を準備することであって、
前記第１のホルムアルデヒド捕捉剤（ＦＳ−Ｃ）は、Ｋ２Ｓ２Ｏ８、（ＮＨ４）２Ｓ２Ｏ８、及びＮａ２Ｓ２Ｏ８からなる群から選択され、任意選択的にはポリリン酸アンモニウム（ＮＨ４）３ＰＯ４、ＮＨ４Ｈ２ＰＯ４、（ＮＨ４）２ＨＰＯ４、（ＮＨ２）２ＣＯ、（ＮＨ４）２ＳＯ４、及びこれらの組み合わせも含んでいてもよい少なくとも１つの群であり、
前記第２のホルムアルデヒド捕捉剤（ＦＳ−Ｆ）は、少なくとも（ＮＨ２）２ＣＯ及び［ＮＨ２ＯＨ・ＨＣｌ］を含み、任意選択的にはＫ２Ｓ２Ｏ８、（ＮＨ４）２Ｓ２Ｏ８、Ｎａ２Ｓ２Ｏ８、ポリリン酸アンモニウム（ＮＨ４）３ＰＯ４、ＮＨ４Ｈ２ＰＯ４、（ＮＨ４）２ＨＰＯ４、（ＮＨ４）２ＳＯ４、及びこれらの組み合わせも含んでいてもよいこと；
尿素−ホルムアルデヒド未硬化樹脂又はメラミン尿素−ホルムアルデヒド未硬化樹脂を準備すること；
以下
ｉ）前記第１のホルムアルデヒド捕捉剤（ＦＳ−Ｃ）、前記未硬化樹脂、及び前記芯層の前記木質原料、並びに
ｉｉ）前記第２のホルムアルデヒド捕捉剤（ＦＳ−Ｆ）、前記未硬化樹脂、及び前記表層の前記木質原料、
のうちの少なくとも１つを混合すること；
両面を有するｉ）前記芯層由来の少なくとも１つの芯層を製造すること；
ｉｉ）から、前記芯層の前記面のそれぞれの上に表層を設けること；
前記芯層及び２つの前記表層を硬化させること；
によって前記木質複合材料からホルムアルデヒドを捕捉すること、を含む方法。
【請求項７】
２つの面を有する少なくとも１つの芯層と、
前記芯層の前記面のそれぞれの上の少なくとも１つの表層と
を含む木質複合材であって、
前記芯層及び前記表層のそれぞれは：
尿素−ホルムアルデヒド又はメラミン尿素−ホルムアルデヒド樹脂を含み、前記樹脂は接着剤及び触媒を含み、
少なくとも１つの芯層は、芯層木質原料と第１のホルムアルデヒド捕捉剤とを更に含み、各表層は、表層木質原料と第２のホルムアルデヒド捕捉剤とを更に含み、
前記第１のホルムアルデヒド捕捉剤（ＦＳ−Ｃ）は、Ｋ２Ｓ２Ｏ８、（ＮＨ４）２Ｓ２Ｏ８、及びＮａ２Ｓ２Ｏ８からなる群から選択され、任意選択的にはポリリン酸アンモニウム（ＮＨ４）３ＰＯ４、ＮＨ４Ｈ２ＰＯ４、（ＮＨ４）２ＨＰＯ４、（ＮＨ２）２ＣＯ、（ＮＨ４）２ＳＯ４、及びこれらの組み合わせも含んでいてもよい少なくとも１つの群であり、
前記第２のホルムアルデヒド捕捉剤（ＦＳ−Ｆ）は、少なくとも（ＮＨ２）２ＣＯ及び［ＮＨ２ＯＨ・ＨＣｌ］を含み、任意選択的にはＫ２Ｓ２Ｏ８、（ＮＨ４）２Ｓ２Ｏ８、Ｎａ２Ｓ２Ｏ８、ポリリン酸アンモニウム（ＮＨ４）３ＰＯ４、ＮＨ４Ｈ２ＰＯ４、（ＮＨ４）２ＨＰＯ４、（ＮＨ４）２ＳＯ４、及びこれらの組み合わせも含んでいてもよい、木質複合材。
【国際調査報告】
2018503532.tif 000013
2018503532.tif 000014