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発明の名称 木質ボ−ドの製造方法
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平10−151607
公開日 平成10年(1998)6月9日
出願番号 特願平8−327680
出願日 平成8年(1996)11月22日
代理人
発明者 樋口 晃司 / 池山 道高 / 今西 恵施
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 木材チップや木材ファイバ−に接着剤を塗布しフォ−ミングマットを形成し、所定厚さに熱圧成形して得られる木質ボ−ドを製造する方法において、上記接着剤に硼砂、硼砂水溶液、硼砂化合物、または硼砂混合物を添加して木質ボ−ドの製造工程中のプレキュアを抑制することを特徴とする木質ボ−ドの製造方法。
【請求項2】 前記接着剤にさらに硬化促進剤を添加することを特徴とする請求項1記載の木質ボ−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】本発明は、尿素樹脂や尿素メラミン樹脂等の水性アミノ系接着剤の配合を提案し、製造工程の熱圧中あるいは木材チップやファイバ−の乾燥中にプレキュアを起こすのを抑制することをねらいとする木質ボ−ドの製造方法に係る。
【0002】
【従来の技術】尿素樹脂や尿素・メラミン樹脂、メラミン樹脂、メラミンフェノ−ル樹脂等、アミノ系樹脂を用いる木質ボ−ド、例えば中質繊維板(略してMDF)やパ−ティクルボ−ド(略してPB)、配向性ボ−ド(略してOSB)などは、製造工程中においてプレキュア(前硬化)によって接着力が低下する恐れがある。
【0003】例えば、PBの場合木材チップに上記樹脂を塗布した後、マット状に積層して熱圧成形することになるが、フォ−ミングマットがホットプレスによって所定の厚みに圧縮されるまで数十秒の時間を必要とするため、常に熱盤に接しているマット表面では表層用チップに塗布されている接着剤がプレキュアを起こしてその部分の接着剤の流動性を悪化させ、その結果PB表面付近の木材チップの接着力が弱くなるという欠点があった。
【0004】また、MDFの場合木材ファイバ−に上記接着剤を塗布した後、製造後のMDFのパンク現象発生や接着不良、あるいは製造工程中のプレスタイムの延長などを防止するために、高温のフラッシュドライヤ−に木材ファイバ−を数秒ほど通して乾燥させていたので、加熱乾燥による接着剤のプレキュアが生じて接着剤の流動性を悪化させボ−ド全体の接着力が低下していた。
【0005】上記欠点を解消するために接着剤中にアンモニア、ヘキサミン、苛性ソ−ダ等のアルカリ性物質またはアルカリ性レゾ−ル型フェノ−ル樹脂(略してレゾ−ル樹脂)を添加してPH値を高め、接着剤の硬化を遅らせてプレキュアを抑制させる試みは既に行われていた。
【0006】しかしながら、アンモニア水やヘキサミン、苛性ソ−ダ等は、製造工程中の加熱によって本来の作用をなさずPH値が下がる傾向にあり、硬化遅延能力は十分でなかった。また、レゾ−ル樹脂のみの添加では硬化遅延能力は優れているものの、熱圧中の硬化速度が必要以上に遅く熱圧時間が長くなり、製造コストや製造効率の面で問題があった。
【0007】
【上記欠点を解消するための手段】請求項1に記載の発明は、木材チップあるいは木材ファイバ−に接着剤を塗布し、フォ−ミングマットを形成し、所定の厚さに熱圧成形して得られる木質ボ−ドを製造するにあたり、上記接着剤の配合時に硼砂、硼砂水溶液、硼砂化合物または硼砂混合物を添加することで、PH値を保持するとともに、熱圧時のマット表面またはフラッシュドライヤ−の通過時の木材チップや木材ファイバ−に塗布された接着剤のプレキュアを抑制することを特徴とする木質ボ−ドの製造方法に係る。
【0008】上記接着剤としては、尿素樹脂、尿素メラミン樹脂またはメラミン樹脂、尿素フェノ−ル樹脂等のアミノ系樹脂が好適である。
【0009】また、請求項2に記載の発明は、上記接着剤配合時に硼砂、硼砂水溶液または硼砂化合物とともに塩化アンモニウム、硝酸アンモニウム、硫酸アンモニウムなどの強酸と弱塩基の塩、あるいは酢酸とエチルアルコ−ル、ギ酸とメチルアルコ−ルなどの脂肪酸と低級アルコ−ルのエステル等の硬化促進剤を添加することを特徴とする請求項1記載の木質ボ−ドの製造方法に係る。
【0010】
【作用】請求項1ないし2に記載の発明においては、極端な熱圧時間の延長を行なうことなくフラッシュドライヤ−の通過時、または熱圧時のマット表面のプレキュアを抑制する作用をなす。
【0011】
【発明の実施の形態】繊維飽和点以上の高含水率ファイバ−に、5%硼砂水溶液を添加した尿素樹脂や尿素メラミン樹脂またはメラミン樹脂をファイバ−絶乾重量に対し樹脂固形分で10〜20%塗布する。上記硼砂固形分は樹脂100重量部に対し0.1重量部以上添加すれば木材ファイバ−に塗布された接着剤のプレキュアを抑制する効果がえられる。このように接着剤配合したものをファイバ−に塗布しフラッシュドライヤ−に通し含水率を20%以下にして後、フォ−ミングマットを形成しホットプレスに挿入し温度150〜200℃、圧力20〜30kgf/cm2、時間2〜数分間で熱圧し、所定厚さおよび所定比重のMDFを製造する。
【0012】
【実施例】以下、実施例を4つ詳しく説明する。
【0013】(実施例1)樹脂分50%のメラミン樹脂接着剤100重量部に5%硼砂水溶液を10重量部添加して良く撹拌し、この接着剤を繊維飽和点以上のファイバ−に塗布した。接着剤の添加量はファイバ−絶乾重量に対し樹脂固形分で15%塗布した。このように配合済み接着剤を添加したファイバ−はフラッシュドライヤ−を通過して含水率16%にして後フォ−ミングし、ホットプレスに挿入して温度200℃、圧力25kgf/cm2、時間3分間熱圧し、設定厚さ7mm、設定比重0.75のMDFを製造した。
【0014】(実施例2)樹脂分50%のメラミン樹脂接着剤100重量部に硼砂0.7重量部添加して良く撹拌し、この接着剤を繊維飽和点以上のファイバ−に塗布した。接着剤の添加量はファイバ−絶乾重量に対し樹脂固形分で15%塗布した。このように配合済み接着剤を添加したファイバ−はフラッシュドライヤ−を通過して含水率16%にした後フォ−ミングし、ホットプレスに挿入して温度200℃、圧力25kgf/cm2、時間3分間熱圧し、設定厚さ7mm、設定比重0.75のMDFを製造した。
【0015】(実施例3)樹脂分50%のメラミン樹脂接着剤100重量部に5%硼砂水溶液10重量部と20%塩化アンモニウム水溶液5重量部を添加して良く撹拌し、この接着剤を繊維飽和点以上のファイバ−に塗布した。接着剤の添加量はファイバ−の絶乾重量に対し樹脂固形分で15%塗布した。このように配合済み接着剤を添加したファイバ−はフラッシュドライヤ−を通過して含水率16%にした後フォ−ミングし、ホットプレスに挿入して温度200℃、圧力25kgf/cm2、時間3分間熱圧し、設定厚さ7mm、設定比重0.75のMDFを製造した。
【0016】(比較例1)樹脂分50%のメラミン樹脂接着剤100重量部に対し20%塩化アンモニウム水溶液5重量部添加した接着剤を繊維飽和点以上のファイバ−に塗布した。この配合済み接着剤の添加量はファイバ−絶乾重量に対し樹脂固形分15%塗布した。このように配合済み接着剤を添加したファイバ−はフラッシュドライヤ−を通過して含水率16%にして後フォ−ミングし、ホットプレスに挿入して温度200℃、圧力25kgf/cm2、時間3分間熱圧し、設定厚さ7mm、設定比重0.75のMDFを製造した。
【0017】以上4つの実施例および比較例で製造された各々MDFの試験片について、JIS A5905規格に示されている曲げ強さ試験、湿潤時曲げ強さAおよびB試験およびはく離強さ試験を行なった。その試験結果を表1に示す。
【0018】なお、上記試験方法として曲げ強さ試験では、厚さ7mm、幅50mm、長さ200mm、スパン長150mmの試験片を準備し、この試験片表面中央から平均変形速度10mm/minの荷重を加えその最大荷重を測定した。湿潤時曲げ強さA試験では厚さ7mm、幅50mm、長さ200mm、スパン長150mmの試験片を70±3℃の温水中に2時間浸漬した後、濡れたままの状態で上記した方法で同じように行なった。湿潤時曲げ強さB試験では厚さ7mm、幅50mm、長さ200mm、スパン長150mmの試験片を沸騰水中に2時間浸漬、更に常温水中に1時間浸漬した後、濡れたままの状態で上記した方法で同じように行なった。はく離強さ試験では厚さ7mm、幅50mm、長さ50mmの試験片をはく離試験治具に取り付け、試験片の内部はく離試験を行なって内部はく離力を求め、その値を試験片面積25cm2で割って1cm2あたりの内部はく離応力(kgf/cm2)を求めた。上記曲げ強さ(kgf/cm2)は3PL/2bt2であり、ここでPは最大荷重、Lはスパン長、bは試験片の幅、tは同厚さである。また、表中残存率(%)は湿潤時曲げ強さAまたはB(kgf/cm2)を曲げ強さ(kgf/cm2)で割って100を乗じた値であり、耐水性の度合を示す。
【0019】
【表1】

【0020】次に接着剤配合時硼砂水溶液と塩化アンモニウム(硬化促進剤)を添加した実施例と比較例を示す。
【0021】(実施例4)樹脂分60%の尿素樹脂接着剤100重量部に5%硼砂水溶液10重量部と20%塩化アンモニウム水溶液5重量部を加えて良く撹拌し、この接着剤を繊維飽和点以上のファイバ−に塗布した。上記配合済み接着剤はファイバ−の絶乾重量に対し樹脂固形分で15%塗布した。このように接着剤を添加したファイバ−はフラッシュドライヤ−を通過して含水率16%にした後フォ−ミングし、ホットプレスに挿入して温度200℃、圧力25kgf/cm2、時間3分間熱圧し、設定厚さ7mm、設定比重0.75のMDFを製造した。
【0022】(比較例2)接着剤として樹脂分60%の尿素樹脂接着剤100重量部に対し20%塩化アンモニウム水溶液5重量部添加したものを用いる以外、実施例4と同じ方法でMDFを製造した。
【0023】上記実施例4と比較例2で製造された各々MDFの試験片について上述したと同じ試験を行ない、その試験結果を表2に示す。
【0024】
【表2】

【0025】(考察)上記表1および表2から明らかであるように、各々実施例のMDF試験片は比較例のMDF試験片に比してかなり高い曲げ強さおよび湿潤時曲げ強さBを示している。この結果より接着剤が塗布されたファイバ−がフラッシュドライヤ−を通過する際、接着剤のプレキュアを抑制して接着不良等を防止したものと考えられる。また、耐水性やはく離強さにおいても比較例に比して実施例は向上していることがわかる。
【0026】
【発明の効果】請求項1記載の発明である木質ボ−ドの製造方法によれば、木質ボ−ド製造工程中の接着剤のプレキュアを抑制することで、木質ボ−ド中のチップやファイバ−など相互を結合する接着剤の接着力が従来の製造方法より高まり、木質ボ−ドの曲げ強さやはく離強さ、耐水性の向上が得られた。
【0027】請求項2記載の発明によれば、さらに上記接着剤に硼砂と塩化アンモニウム等の硬化促進剤を添加することによって、請求項1記載の発明よりも熱圧時間の短縮が可能であり、木質ボ−ドの曲げ強さやはく離強さ等物性面では請求項1記載の発明と同等以上の結果が得られた。




 

 


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