JP2005220257A - 木材接着剤用接着剤、合板の製造方法及び木材接着剤用接着剤 - Google Patents

Abstract

【課題】 パンクが発生せず、かつ、要求される合板の強度を発現させるのに必要な接着剤量よりも多くの接着剤を塗付しなくても、十分な要求性能が得られる合板とこれに用いる木材用接着剤、及び、木材用接着剤の製造方法を提供すること。
【解決手段】 レゾール型フェノール樹脂水溶液（Ａ）と界面活性剤（Ｂ）とを含有する木材用接着剤組成物を発泡してなることを特徴とする木材用接着剤、これを用いた合板の製造方法、レゾール型フェノール樹脂水溶液（Ａ）と界面活性剤（Ｂ）からなる混合液を発泡して、発泡した混合液を得た後、前記混合液に充填剤（Ｃ）と硬化促進剤（Ｄ）とを添加して発泡させることを特徴とする木材用接着剤の製造方法。
【選択図】 なし。

Description

本発明は、合板の製造に好適なレゾール型フェノール樹脂を主成分とする木材接着剤、これを使用した合板の製造方法、木材接着剤の製造方法に関したものである。

従来、フェノール類とアルデヒド類とをアルカリ触媒類下で反応させて得られるレゾール型フェノール樹脂組成物にさらに小麦粉、炭酸カルシウム等の各種充填剤を添加した配合糊を接着剤として合板の製造に使用されてきた。これらの接着剤を用いて、合板を製造する場合は、一般にロータリレース単板を乾燥し接着剤塗布して積層し、熱プレスして硬化して得られる。ところが得られる単板は一般に剥き肌不良、裏割れ等による浸透を考慮し、平滑な単板に比べ多くの接着剤を塗付しているのが現状であった。その場合経済的に問題がありまた塗布量が多すぎた場合、熱圧時に接着剤及び単板からの水蒸気により、接着剤凝集力より水蒸気圧が大きくなり解圧時にパンク現象が発生することがある。そのため、例えば、変性剤として、イソシアネート基を持つ化合物、レゾルシノール、ε−カプロラクタム、エチレンカボーネート等を使用して硬化させるタイプのものが使用されていた（例えば、特許文献１参照）。しかし、前記変性剤を用いると、硬化性と可使時間のバランスがとりにくく、これらの制御が困難であるという問題点を有していた。また、更に問題点として、接着剤の硬化が不十分であること、単板または接着剤中の含水率が高すぎること、或いは、単板にしてからの時間が長く経過すると木材中の硬化阻害物質が単板表面に滲み出し、塗工性が損なわれることなどが挙げられる。

特開２０００−１１７７０４号公報（第２〜４頁）

従って、本発明の課題は、レゾール型フェノール樹脂を含有する木材用接着剤を用いて合板を製造する際に、要求される合板の強度を発現させるのに多くの接着剤を塗付しなくても、十分な要求性能が得られる合板とこれに用いる木材用接着剤、及び、木材用接着剤の製造方法を提供することにある。

本発明者等は、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、次の知見を得た。
（１）レゾール型フェノール樹脂水溶液と界面活性剤を含有した木材用接着剤組成物を発泡させた接着剤は、密度が低くなり、接着剤の塗布量を低減できる。
（２）前記接着剤は、界面活性剤を含有しているので、単板（特に、針葉樹を原料とした場合）の濡れ性が向上する。
（３）前記接着剤は、水で希釈した場合に比べパンクや膨れが著しく低減する。

本発明は、このような知見に基づくものである、すなわち、本発明は、レゾール型フェノール樹脂水溶液（Ａ）と界面活性剤（Ｂ）とを含有する木材用接着剤組成物を発泡してなることを特徴とする木材用接着剤、これを用いた合板の製造方法を提供する。

また、本発明は、レゾール型フェノール樹脂水溶液（Ａ）と界面活性剤（Ｂ）からなる混合液を発泡して、発泡した混合液を得た後、前記混合液に充填剤（Ｃ）と硬化促進剤（Ｄ）とを添加して発泡させることを特徴とする木材用接着剤の製造方法をも提供する。

本発明の木材用接着剤によれば、従来品のフェノール樹脂系接着剤に比べ、塗布量を減らすことができ、且つ、パンクのない合板が得られる。

本発明で用いられるレゾール型フェノール樹脂水溶液（Ａ）としては特に限定されないが、例えばフェノール、クレゾール、ビスフェノール類、レゾルシノール等のようなフェノール類と、ホルムアルデヒド、パラホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、グリオキザール等のようなアルデヒド類とを、アルカリ触媒存在下で反応させて得られるレゾール型フェノール樹脂の水溶液が挙げられる。また、前記レゾール型フェノール樹脂水溶液（Ａ）は、不揮発分が４０〜８０重量％であることが好ましい。

前記アルカリ触媒としては、無機系では、アルカリ金属、アルカリ土類金属類の酸化物や水酸化物等が挙げられ、有機系では、アミン類、アンモニア等が挙げられる。

前記レゾール型フェノール樹脂において、フェノール類とアルデヒド類の反応比率は、木質材料からのホルムアルデヒドの放出量が少なく、生産環境、材料使用時の環境が良好となる点から、ホルムアルデヒド（Ｆ）とフェノール（Ｐ）とを例にとると、（Ｆ）／（Ｐ）＝１．０〜３．５（モル比）であることが好ましく、（Ｆ）／（Ｐ）＝１．５〜２．５（モル比）であることが特に好ましい。

本発明の木材用接着剤に用いるレゾール型フェノール樹脂水溶液（Ａ）の溶液の不揮発分は、４０〜８０重量％が好ましい。なお、後述する変成フェノール樹脂の混合した場合も、樹脂溶液として４０〜８０重量％が好ましい。

本発明に用いられる界面活性剤（Ｂ）は、気泡力が高ければ特に限定されず、非イオン系界面活性剤、陰イオン系界面活性剤、陽イオン系界面活性剤のいずれもが使用できる。これらの中でも、非イオン系界面活性剤及び／又は陰イオン系界面活性剤を用いることが好ましい。

前記非イオン系界面活性剤としてはポリキシエチレンアルキルエーテル類、ポリオキシエチレンアルキルアリルエーテル類、ポリオキシエチレン誘導体、ソルビタン脂肪酸エステル類、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル類、ポリオキシエチレンソルビトール脂肪酸エステル類、グリセリン脂肪酸エステル類、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル類、ポリオキシエチレンアルキルアミン、アルキルアルカノールアミド、フッ素系界面活性剤（例えば、メガファックＦ−１４０５）等が挙げられる。

また、陰イオン系界面活性剤としては脂肪酸塩類、アルキル硫酸エステル塩類、アルキルベンゼンスルホン酸塩類、アルキルナフタレンスルホン酸塩類、アルキルスルホコハク酸塩類、アルキルジフェニルエーテルジスルフォン酸塩類、アルキルリン酸塩類、ポリオキシエチレンアルキル硫酸塩類、ポリオキシエチレンアルキルアリル硫酸塩類、ナフタリンスルホン酸ホルマリン縮合物、特殊ポリカルボン酸型高分子界面活性剤、フッ素系界面活性剤（例えば、大日本インキ化学工業(株)製メガファックＦ−８３３）等が挙げられる。

前記界面活性剤（Ｂ）の添加量はレゾール型フェノール樹脂の１００重量部に対して、パンク防止効果、単板表面が良好に改質されるから有効成分として０．０１重量部以上が好ましく、また接着強度の安定化から１０重量部以下が好ましい。中でも０．１〜５重量部が特に好ましい。

本発明の木材用接着剤は、更に、充填剤（Ｃ）、硬化促進剤（Ｄ）を含有してもよい。

前記充填剤（Ｃ）としては、例えば、小麦粉、炭酸カルシウム等が挙げられる。充填材の添加量は、特に限定されないが、前記レゾール型フェノール樹脂と必要に応じて併用される変性フェノール樹脂の合計１００重量部当たり、それぞれ５〜５０重量部が好ましい。また、必要に応じて、水を添加しても良い。

前記硬化促進剤（Ｄ）としては、アルカリ金属の炭酸塩や重炭酸塩が挙げられる。中でもアルカリ金属の炭酸塩は、硬化促進剤として働き、例えば、炭酸カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウムなどが挙げられ、中でも、炭酸水素ナトリウムが特に好ましい。

前記硬化促進剤（Ｄ）の添加量は、レゾール型フェノール樹脂の１００重量部に対して、パンク発生防止効果、速硬化性が良好な点から０．５重量部以上が好ましく、また可使時間の制御が容易なことから１０重量部以下が好ましい。中でも１〜３重量部が特に好ましい。

また、本発明の木材用接着剤組成物には、必要に応じて、前記のレゾール型フェノール樹脂に加えて、タンニン、リグニン、ポリビニルブチラール、ポリビニルアルコール、ヒドロキシルエチルセルロース等の物質を用いて変性した変性フェノール樹脂を併用しても良い。

また、本発明の木材用接着剤の密度は、得られる木質板の強度の発現が顕著しなることから０．５ｇ／ｃｍ^３以上、必要以上の接着剤を塗付しなくても済むことから１．１ｇ／ｃｍ^３以下が好ましく、０．８〜１．１０ｇ／ｃｍ^３の範囲が特に好ましい。なお、前記の密度は、何れも２５℃における値である。

本発明の木材用接着剤の製造方法としては、前記の各成分を混合して発泡させてもよいが、レゾール型フェノール樹脂水溶液（Ａ）と界面活性剤（Ｂ）からなる混合液を発泡して、発泡した混合液を得た後、前記混合液に充填剤（Ｃ）と硬化促進剤（Ｄ）とを添加して発泡させることが好ましい。

ついで合板の製造方法について説明する。前記合板としては、単板に接着剤塗布して積層し、熱プレスして硬化した物を指し、例えば、ＪＡＳに規定されている合板、或いはそれ以外のＬＶＬ（Ｌａｍｉｎａｔｅｄ Ｖｅｎｅｅｒ Ｌｕｍｂｅｒ、単板積層材）をも含まれる。例えば、合板の製造法としては、含水率を１０重量％以下に乾燥した単板両面に、本発明の木材用接着剤（調合糊）を塗布し、所定の枚数を重ね合わせる。次いで、冷圧によって仮接着した合板を１２０〜１５０℃で熱圧によって硬化させる。次いで、耳きり、表面仕上げ、選別、検査などの工程を経て合板を完成させる。

以下、本発明に関して実施例、比較例によって説明する。なお、以下に記載の部及び％は、特に断りのない限り重量基準である。

製造例１
フェノール１０００グラム、４０％ホルムアルデヒド水溶液１５９０グラム、イオン交換水６００グラムを還流装置の付いたフラスコに入れ攪拌を開始、５０％水酸化ナトリウム水溶液６００グラムを徐々に加えながら８０℃迄昇温し６時間反応させて水溶性レゾール型フェノール樹脂を得た。得られた水溶性レゾール型フェノール樹脂水溶液は不揮発分４５％、粘度２００ｍＰａ・ｓ、ｐＨ１２．８、密度１．１８ｇ／cm^３であった。

実施例１
内径１０cm、高さ１２cmのステンレス容器に直径３cmのエッジドタービン翼を有する攪拌棒を設置した配合槽に製造例１で得られた樹脂水溶液と硬化促進剤として炭酸ナトリウム、発泡剤として非イオン系界面活性剤（ノイゲンＥＡ−１２０、第一工業製薬（株）製ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル）を表１のとおり配合した。攪拌棒を１５００ｒｐｍの回転数で２０分回転させ空気を巻き込み発泡させた。発泡した液の密度は０．７ｇ／cm^３であった。次いで充填剤として炭酸カルシウム、小麦粉、水、を加えて実施例の調合糊（粘度２５ｄＰａ・ｓ／２５℃）を調製した。得られた調合糊の密度は０．９５ｇ／cm^３であった。調合糊を使用してカラマツ材から作ったロータリー単板、サイズ３０cm×３０cmで３．０ｍｍ厚の糊芯単板、２．１ｍｍ厚の原板及び原中板単板（それぞれ含水率６％）を使用し、該糊芯単板に該調合糊を片面に１４ｇ、裏面に同量、合計２８ｇを塗布し、２．１／３．０／２．１／３．０／２．１ｍｍの５プライの１２ｍｍ構成にして、０．９８ＭＰａにて３０分間冷圧後、１２０℃、０．９８ＭＰａにて２４０秒間（＝１２ｍｍ×２０秒／ｍｍ）熱圧して実施例の合板を成形テストした。結果は表１の通りであった。

実施例２
製造例１で得られた樹脂を用い発泡剤を陰イオン系界面活性剤（ネオゲンＳＣ−Ｆ、第一工業製薬（株）製直鎖ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム）とした以外は実施例１と同様にして発泡させた。得られた調合液の密度は０．９３ｇ／cm^３であった。以下実施例１と同様に合板を製造した。結果は表１の通りであった。

実施例３
製造例１で得られた樹脂を用い実施例１と同様にして発泡させた。但しその際、配合槽底部に設置した内径１ｍｍのパイプから圧縮空気を２．５リットル／分の吐出量で吹き込み発泡を促した。１０分間攪拌した後の得られた調合液の密度は０．７１ｇ／cm^３であった。調合液を片面に１１ｇ、裏面に１１ｇ合計２２ｇを塗布した以外は実施例１と同様に合板を製造した。結果は表１の通りであった。

比較例１
製造例１で得られた樹脂を用いて表１の配合で１０分間攪拌した。得られた調合液の密度は１．２１ｇ／cm^３であった。調合液を片面に１４ｇ、裏面に１４ｇ合計２８ｇを塗布した。これを実施例１と同様に合板を製造した。結果は表１の通りであった。

比較例２
塗布量を片面１１ｇ、裏面に１１ｇ合計２２ｇを塗布した以外は比較例１と同様に合板を製造した。結果は表１の通りであった。

比較例３
塗布量を片面１８ｇ、裏面に１８ｇ合計３６ｇを塗布した以外は比較例１と同様に合板を製造した。結果は表１の通りであった。

合板性能試験としてＪＡＳ普通合板規格に基づきスチーミング繰り返し試験後の引張剪断力、平均木破率、合格率（％）を調べた。

Claims (7)

1. レゾール型フェノール樹脂水溶液（Ａ）と界面活性剤（Ｂ）とを含有する木材用接着剤組成物を発泡してなることを特徴とする木材用接着剤。
2. 前記界面活性剤（Ｂ）が陰イオン系界面活性剤及び／又は非イオン系界面活性剤である請求項１記載の木材用接着剤。
3. 前記界面活性剤（Ｂ）の含有率が、レゾール型フェノール樹脂溶液の１００重量部当たり、０．０１〜１０重量部である請求項３記載の木材接着剤。
4. 更に、充填剤（Ｃ）と硬化促進剤（Ｄ）とを含有する請求項１記載の木材接着剤。
5. 木材用接着剤の２５℃における密度が、０．５０〜１．１０ｇ／ｃｍ^３である請求項１記載の接着剤。
6. レゾール型フェノール樹脂水溶液（Ａ）と界面活性剤（Ｂ）からなる混合液を発泡して、発泡した混合液を得た後、前記混合液に充填剤（Ｃ）と硬化促進剤（Ｄ）とを添加して発泡させることを特徴とする木材用接着剤の製造方法。
7. 請求項１〜５の何れか１つに記載の木材用接着剤を使用することを特徴とする合板の製造方法。