(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
木材小片または木材繊維にフェノール樹脂系の接着剤を塗布し、これを熱圧成形する木質系ボードの製造方法において、
前記フェノール樹脂系の接着剤に、尿素を添加したことを特徴とする木質系ボードの製造方法。
【請求項２】
使用するフェノール樹脂系の接着剤の固形分１００重量部に対して、尿素を１〜２０重量部の範囲で添加した請求項１に記載の木質系ボードの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、パーティクルボード、中質繊維板（ＭＤＦ）、配向性ストランドボード（ＯＳＢ）等の木質系ボードの製造方法、特に、曲げ強度、耐膨潤性に優れた木質系ボードを短時間で製造することのできる木質系ボードの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
上述したパーティクルボード、中質繊維板、配向性ストランドボード等の木質系ボードは、通常、破砕小片（チップ）、切削小片（フレーク、ウエファー、ストランド）等の木材小片や木材繊維に接着剤を塗布し、この木材小片や木材繊維を熱圧成形することにより製造される。
【０００３】
このような木質系ボードの製造に際しては、尿素樹脂、メラミン樹脂のようなアミノ樹脂系の接着剤やフェノール樹脂系の接着剤が、木材小片、木材繊維のバインダとして使用されるが、アミノ樹脂系の接着剤及びフェノール樹脂系の接着剤には、以下のような利点及び欠点がある。
【０００４】
即ち、フェノール樹脂系の接着剤を使用して製造された木質系ボードは、上述したアミノ樹脂系の接着剤を使用した木質系ボードに比べて、耐水性、耐候性等の耐久性の面で優れているが、フェノール樹脂系の接着剤を使用した場合は、アミノ樹脂系の接着剤を使用した場合に比べて、熱圧成形時に高温長時間のプレスが必要となるため、木質系ボードの生産性の点において劣ると共に、耐膨潤性の点において劣っている。
【０００５】
そこで、この発明の課題は、フェノール樹脂系の接着剤を使用した場合にも、製造される木質系ボードの耐膨潤性が低下することなく、しかも、熱圧成形時間を短縮することのできる木質系ボードの製造方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、この発明は、木材小片または木材繊維にフェノール樹脂系の接着剤を塗布し、これを熱圧成形する木質系ボードの製造方法において、前記フェノール樹脂系の接着剤に、尿素を添加したのである。
【０００７】
以上のように構成された木質系ボードの製造方法によれば、フェノール樹脂系の接着剤に、尿素が添加されているので、熱圧の際に接着剤中に酸とアンモニアが生成される。
【０００８】
このとき生成される酸によって、接着剤のアルカリ成分が中和されて接着剤の架橋速度が速くなり、また、このとき生成されるアンモニアによって接着剤の架橋密度が上昇する。
【０００９】
熱により分解して酸とアンモニアを生成する物質としては、例えば、酢酸アミド等の酸アミド、尿素、尿素復塩、尿素誘導体等を使用することができる。
【００１０】
また、尿素は、使用するフェノール樹脂系の接着剤の固形分１００重量部に対して１〜２０重量部程度添加するのが望ましい。添加量が１重量部未満では、酸及びアンモニアの生成量が小さくて効果が発揮されないからであり、また、添加量が２０重量部を超えると、製造された木質系ボードの強度低下が起こると共に接着剤のポットライフ（使用可能時間）が短くなって接着剤の取り扱いが困難になるからである。
【００１１】
なお、尿素は、フェノール樹脂系の接着剤の製造段階で添加してもよく、また、フェノール樹脂系の接着剤を木材小片や木材繊維に塗布する直前に添加してもよい。
【００１２】
また、尿素は、単独で添加してもよいが、熱により分解して酸とアンモニアを生成する尿素以外の物質と共に添加することも可能である。２種類以上の物質を添加することにより、酸とアンモニアへの分解作用が促進されるという効果がある。
【００１３】
【実施例】
以下、本発明の実施例について説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００１４】
（実施例１）
ｐＨ＝１１．０、樹脂分４０％のアルカリレゾール型フェノール樹脂に、その固形分１００重量部に対して酢酸アミドを２重量部、濃度５０％のワックスエマルジョン１０重量部を添加、撹拌することにより、表層用接着剤を調整した。この表層用接着剤を絶乾木材チップ１００重量部に対して、固形分比で１１重量部塗布して表層用チップとした。
【００１５】
また、上述したアルカリレゾール型フェノール樹脂に、その固形分１００重量部に対して酢酸アミドを５重量部、濃度５０％のワックスエマルジョン５重量部を添加、撹拌することにより、内層用接着剤を調整した。この内層用接着剤を絶乾木材チップ１００重量部に対して、固形分比で７重量部塗布して内層用チップとした。
【００１６】
このようにして得られた表層用チップと内層用チップとを交互に３層に積層した状態で、これをホットプレスによって、１７０℃、２５Ｋｇｆ／cm2 で５分間熱圧し、厚さ１２ｍｍ、比重０．６８のパーティクルボードを製造した。
【００１７】
（比較例１）
酢酸アミドを添加しない点を除けば、前記実施例１と同様の表層用接着剤及び内層用接着剤を調整し、これを前記実施例１と同様に、木材チップにそれぞれ塗布して表層用チップ及び内層用チップとした。
【００１８】
このようにして得られた表層用チップと内層用チップを交互に３層に積層した状態で、これをホットプレスによって、１７０℃、２５Ｋｇｆ／cm2 で５分間熱圧し、厚さ１２ｍｍ、比重０．６８のパーティクルボードを製造した。
【００１９】
（比較例１’）
酢酸アミドを添加しない点を除けば、前記実施例１と同様の表層用接着剤及び内層用接着剤を調整し、これを前記実施例１と同様に、木材チップにそれぞれ塗布して表層用チップ及び内層用チップとした。
【００２０】
このようにして得られた表層用チップと内層用チップとを交互に３層に積層した状態で、これをホットプレスによって、１７０℃、２５Ｋｇｆ／cm2 で８分間熱圧し、厚さ１２ｍｍ、比重０．６８のパーティクルボードを製造した。
【００２１】
（実施例２）
ｐＨ＝１１．０、樹脂分４０％のアルカリレゾール型フェノール樹脂に、その固形分１００重量部に対して尿素粉末を５重量部、蟻酸アミド２重量部、濃度５０％のワックスエマルジョン５重量部を添加、撹拌することにより、表層用接着剤を調整した。この表層用接着剤を絶乾木材チップ１００重量部に対して、固形分比で１１重量部塗布して表層用チップとした。
【００２２】
また、上述したアルカリレゾール型フェノール樹脂に、その固形分１００重量部に対して尿素粉末を５重量部、蟻酸アミド４重量部、濃度５０％のワックスエマルジョン５重量部を添加、撹拌することにより、内層用接着剤を調整した。この内層用接着剤を絶乾木材チップ１００重量部に対して、固形分比で７重量部塗布して内層用チップとした。
【００２３】
このようにして得られた表層用チップと内層用チップとを交互に３層に積層した状態で、これをホットプレスによって、１７０℃、２５Ｋｇｆ／cm2 で５分間熱圧し、厚さ１５ｍｍ、比重０．６７のパーティクルボードを製造した。
【００２４】
（比較例２）
尿素粉末、蟻酸アミドを添加しない点を除けば、前記実施例２と同様の表層用接着剤及び内層用接着剤を調整し、これを前記実施例２と同様に、絶乾木材チップにそれぞれ塗布して表層用チップ及び内層用チップとした。
【００２５】
このようにして得られた表層用チップと内層用チップとを交互に３層に積層した状態で、これをホットプレスによって、１７０℃、２５Ｋｇｆ／cm2 で５分間熱圧し、厚さ１５ｍｍ、比重０．６７のパーティクルボードを製造した。
【００２６】
（実施例３）
ｐＨ＝１１．０、樹脂分４０％のアルカリレゾール型フェノール樹脂に、その固形分１００重量部に対して蓚酸尿素２重量部、濃度５０％のワックスエマルジョン５重量部を添加、撹拌することにより、表層用接着剤を調整した。この表層用接着剤を絶乾木材チップ１００重量部に対して、固形分比で１１重量部塗布して表層用チップとした。
【００２７】
また、上述したアルカリレゾール型フェノール樹脂に、その固形分１００重量部に対して蓚酸尿素７重量部、濃度５０％のワックスエマルジョン５重量部を添加、撹拌することにより、内層用接着剤を調整した。この内層用接着剤を絶乾木材チップ１００重量部に対して、固形分比で６重量部塗布して内層用チップとした。
【００２８】
このようにして得られた表層用チップと内層用チップとを交互に３層に積層した状態で、これをホットプレスによって、１７０℃、２５Ｋｇｆ／cm2 で９分間熱圧し、厚さ２５ｍｍ、比重０．６７のパーティクルボードを製造した。
【００２９】
（比較例３）
蓚酸尿素を添加しない点を除けば、前記実施例３と同様の表層用接着剤及び内層用接着剤を調整し、これを前記実施例３と同様に、木材チップにそれぞれ塗布して表層用チップ及び内層用チップとした。
【００３０】
このようにして得られた表層用チップと内層用チップとを交互に３層に積層した状態で、これをホットプレスによって、１７０℃、２５Ｋｇｆ／cm2 で９分間熱圧し、厚さ２５ｍｍ、比重０．６７のパーティクルボードを製造した。
【００３１】
（実施例４）
ｐＨ＝１１．０、樹脂分４０％のアルカリレゾール型フェノール樹脂に、その固形分１００重量部に対して蟻酸アミド２重量部、濃度５０％のワックスエマルジョン２重量部を添加、撹拌することにより、中質繊維板（ＭＤＦ）用接着剤を調整した。この中質繊維板（ＭＤＦ）用接着剤を、飽和含水率を超える含水率（２００％）に調整した木材ファイバに、その絶乾木材ファイバ１００重量部に対して固形分比で１８重量部塗布し、さらにフラッシュドライヤに通して含水率を９％に調整した。
【００３２】
この木材ファイバをフォーミングした後、ホットプレスによって１９０℃、２５Ｋｇｆ／cm2 で５分間熱圧し、厚さ１２ｍｍ、比重０．７０の中質繊維板（ＭＤＦ）を製造した。
【００３３】
（比較例４）
蟻酸アミドを添加しない点を除けば、前記実施例４と同様の中質繊維板（ＭＤＦ）用接着剤を調整し、これを前記実施例４と同様に、飽和含水率を超える含水率（２００％）に調整した木材ファイバに、その絶乾木材ファイバ１００重量部に対して固形分比で１８重量部塗布し、さらにフラッシュドライヤに通して含水率を９％に調整した。
【００３４】
この木材ファイバをフォーミングした後、ホットプレスによって１９０℃、２５Ｋｇｆ／cm2 で５分間熱圧し、厚さ１２ｍｍ、比重０．７０の中質繊維板（ＭＤＦ）を製造した。
【００３５】
上述した実施例１〜３及び比較例１〜３で得られたそれぞれのパーティクルボードの曲げ強度及び２４時間浸漬厚さ膨潤率を、ＪＩＳ  Ａ５９０８に規定されている曲げ強さ試験及び吸水厚さ膨張率試験に従って測定すると共に、実施例４及び比較例４で得られた中質繊維板（ＭＤＦ）の曲げ強度及び２４時間浸漬厚さ膨潤率を、ＪＩＳ  Ａ５９０５に規定されている曲げ強さ試験及び吸水厚さ膨張率試験に従って測定し、それぞれの結果を表１及び表２に示した。
【００３６】
【表１】
0003979705.tif 000002
【００３７】
【表２】
0003979705.tif 000003
【００３８】
表１から分かるように、熱により分解して酸とアンモニアを生成する物質として酢酸アミドを表層用接着剤及び内層用接着剤にそれぞれ添加した実施例１では、５分間熱圧することにより、曲げ強度が１８２Ｋｇｆ／cm2 、膨潤率が７％と十分な物性を有するパーティクルボードを製造することができたが、酢酸アミドを全く添加しない比較例１では、５分間熱圧しても、曲げ強度が１６８Ｋｇｆ／cm2 、膨潤率が１０％のパーティクルボードしか製造することができず、８分間熱圧した比較例１’において、はじめて実施例１と略同等の物性を有するパーティクルボードを製造することができた。
【００３９】
また、表１から分かるように、熱により分解して酸とアンモニアを生成する物質として蟻酸アミドと共に尿素粉体を使用し、その接着剤への添加量を実施例１に比べて多くした実施例２では、パーティクルボードの厚みを１５ｍｍと大きくしても、５分間の熱圧により、曲げ強度が１８８Ｋｇｆ／cm2 、膨潤率が６％と十分な物性を有するパーティクルボードを製造することができたが、蟻酸アミド及び尿素粉体を接着剤に全く添加しない比較例２では、５分間熱圧しても、曲げ強度が１５０Ｋｇｆ／cm2 、膨潤率が１１％のパーティクルボードしか製造することができなかった。
【００４０】
また、表２から分かるように、熱により分解して酸とアンモニアを生成する物質として蓚酸尿素を接着剤に添加した実施例３では、パーティクルボードの厚みを２５ｍｍとかなり大きくしても、９分間熱圧することにより、曲げ強度が１８６Ｋｇｆ／cm2 、膨潤率が６％と十分な物性を有するパーティクルボードを製造することができたが、蓚酸尿素を接着剤に全く添加しない比較例３では、９分間熱圧しても、曲げ強度が１７２Ｋｇｆ／cm2 、膨潤率が９％のパーティクルボードしか製造することができなかった。
【００４１】
また、表２から分かるように、熱により分解して酸とアンモニアを生成する物質として蟻酸アミドを接着剤に添加した実施例４では、５分間熱圧することにより、曲げ強度が４００Ｋｇｆ／cm2 、膨潤率が８％と十分な物性を有する中質繊維板（ＭＤＦ）を製造することができたが、蟻酸アミドを接着剤に全く添加しない比較例４では、５分間熱圧しても、曲げ強度が３５０Ｋｇｆ／cm2 、膨潤率が１１％の中質繊維板（ＭＤＦ）しか製造することができなかった。
【００４２】
また、比較例１〜４では、通常、フェノール樹脂系の接着剤を使用する場合に発生する特有の現象として、ボード表面が赤褐色を呈したが、蟻酸アミド、尿素粉末、蓚酸尿素等を接着剤に添加した実施例１〜４では、ボード表面に現れる赤褐色が減少した。
【００４３】
以上のように、熱により分解して酸とアンモニアを生成する物質である酢酸アミド、蟻酸アミド、尿素粉末、蓚酸尿素等をフェノール樹脂系の接着剤に添加しておくと、こういった物質を添加しない場合に比べて、短い熱圧時間で曲げ強度が大きく、耐膨潤性に優れた木質系ボードを製造することができ、しかも、ボード表面が赤褐色を呈するというフェノール樹脂系の接着剤を使用する場合に発生する特有の欠点を有効に抑えることができる。
【００４４】
【発明の効果】
以上のように、この発明の木質系ボードの製造方法は、フェノール樹脂系の接着剤に、尿素を添加することで、熱圧時に接着剤中に酸とアンモニアを発生させ、この酸によって接着剤のアルカリ成分を中和することで接着剤の架橋速度を上昇させると共にアンモニアによって接着剤の架橋密度を上昇させるようにしたため、製造される木質系ボードの耐膨潤性が高くなると共に接着剤の硬化速度が速くなって熱圧時間の短縮化を図ることができ、これによって、耐膨潤性に優れた木質系ボードを短時間に製造することができる。