JP2001131522A - 木材用接着剤組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 低温速硬化であり、低ホルムアルデヒド臭化
された合板等の木材製品の生産を可能とするフェノール
・ホルムアルデヒド系樹脂接着剤組成物を提供する。 【解決手段】 アルカリ触媒の存在下にフェノール類及
びポリフェノール類とアルデヒド類を縮合させて得られ
るレゾール型フェノール・ホルムアルデヒド樹脂に、イ
ソシアネート化合物を配合することを特徴とする木材用
接着剤組成物であり、好ましくは、ポリフェノール類の
添加量がフェノールの添加量１００重量部に対して、２
〜１０重量部であり、イソシアネート化合物の添加量が
レゾール型フェノール・ホルムアルデヒド樹脂１００重
量部に対して、８〜１５重量部である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、木材用フェノール
・ホルムアルデヒド樹脂接着剤（以下、フェノール接着
剤という）及びその製造方法に関し、低温速硬化性であ
り、低ホルムアルデヒド臭化されたフェノール接着剤を
提供するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、広葉樹資源の入手難から、合板材
料として針葉樹資源の利用が考えられている。しかし、
メラミン・ホルムアルデヒド樹脂、ユリア・ホルムアル
デヒド樹脂で代表されるアミノ系樹脂接着剤を接着剤と
した針葉樹合板では、接着性、耐久性、安定性などの点
で不十分であり、針葉樹を原料とした合板の信頼性を高
めていくためには接着性、耐久性、安定性に優れている
フェノール接着剤を用いるのが良いとされている。従来
のフェノール接着剤は、アミノ系樹脂接着剤と比較し
て、合板を製造する際の熱圧締（プレス）に際し、高
温、長時間を要し、これがために作業性の低下、プレス
後の製品の厚み減り、表面劣化の原因となっている。

【０００３】また、ホルマリンの室内汚染の問題から健
康被害がクローズアップされ、合板に対するＪＡＳ規格
のホルムアルデヒド放散量の規格として、Ｆ−１グレー
ド（ホルムアルデヒド放散量（以下、Ｆ放散量とい
う）：０．５ｐｐｍ以下）が要求されている。フェノー
ル接着剤の低温速硬化の方法としては、ホルムアルデヒ
ドとフェノールのモル比（以下、Ｆ／Ｐモル比という）
を２．５〜３．０にし、レゾルシノールを添加剤とすれ
ば、ある程度効果の得られることは知られているが、こ
の手法では、生産した合板のＦ放散量は２０ｐｐｍを越
え、且つ、糊液の可使時間が極めて短く実用的ではな
い。

【０００４】次に、Ｆ／Ｐモル比を２．０〜２．５とし
パラホルムアルデヒドを添加することにより速硬化にす
る試みがなされており、フェノール・ホルムアルデヒド
樹脂のモル比が高くなればより速硬化となり、接着力が
安定するが、上記のモル比の範囲ではＦ放散量がＦ−１
グレードを満たすのは困難である。一方、Ｆ／Ｐモル比
を２．０以下とした場合はＦ放散量はＦ−１を満たすも
ののアミノ系樹脂接着剤と同等の加熱条件下では接着力
の安定性に欠ける。また、硬化助剤として、レゾルシノ
ール、ホルムアミド、マロンニトリル、芳香族アミン、
ノボラックなどが提案されているが、多量に添加しない
と効果が小さく、多量の添加によりプレス前の糊液の粘
度上昇が極めて速くなり、生産性の点で問題があった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、生産性につ
いては従来の広葉樹材料に対するアミノ系樹脂接着剤の
生産性を維持しつつ、針葉樹単板に対する優れた接着性
を有し、合板から発するホルムアルデヒド臭を低減する
ことを目的として検討した結果なされたものであり、本
発明者らが以前に開発した低ホルムアルデヒド臭合板用
フェノール接着剤における熱圧条件を更に低温にしても
生産が可能であり、且つ、適用する単板の含水率が１３
％を越えても生産が可能となる低ホルムアルデヒド臭合
板用フェノール接着剤を提供することにある。

【０００６】本発明者は、合板からのＦ放散量を低減す
るためには、フェノール・ホルムアルデヒド樹脂のＦ／
Ｐモル比（ここで、Ｆ／Ｐモル比は、フェノールに対す
るホルムアルデヒドのモル比を表し、ポリフェノール類
はモル比の計算に含まれない）の低減が必要であり、且
つ、硬化促進のためにはホルムアルデヒドを後添加する
必要があることを見いだした。即ち、低モル比の樹脂に
ホルムアルデヒドを添加することにより、速硬化にする
ことが可能である。また、低モル比の樹脂はアミノ系樹
脂接着剤と同等の加熱条件下では合板の接着の安定性に
欠けるために、高分子量成分を混在させることが必要で
ある。このために、反応を２段階に分け、第１段目にて
塩基性触媒の存在下に高分子量成分であるポリフェノー
ル類を添加し、且つ、高モル比で反応させ、所定の粘度
に達した後、フェノール類又はフェノール類とホルムア
ルデヒドとを添加しモル比を下げて縮合反応させること
により、フェノール・ホルムアルデヒド樹脂の硬化が促
進される。且つ、糊液の調製の際にイソシアネート化合
物を添加することによって接着性も安定するとの知見を
得、本発明に至ったものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、塩基性触媒の
存在下にフェノール類とアルデヒド類を縮合させて得ら
れるレゾール型フェノール・ホルムアルデヒド樹脂を樹
脂成分として含有する木材用接着剤組成物において、フ
ェノール類とともにポリフェノール類を使用して反応し
て得たレゾール型フェノール・ホルムアルデヒド樹脂１
００重量部にイソシアネート化合物を５〜２０重量部配
合することを特徴とする木材用接着剤組成物に関するも
のである。ここで、ポリフェノール類の配合量は、フェ
ノール類１００重量部に対して２〜１０重量部であるこ
とが好ましい。２重量部未満では速硬化に対する効果が
小さく、１０重量部より多いと縮合反応の制御が困難と
なることがある。

【０００８】そして、合板のＦ放散量を低減するために
は、反応を２段階とし、第１段階反応としてフェノール
類とアルデヒド類を、Ｆ／Ｐモル比２．４〜３．２、好
ましくは、２．４〜２．９とし、ポリフェノール類を配
合して、通常還流下もしくは８５℃以上で所定の粘度に
まで反応せしめ、その後、さらにフェノール又はフェノ
ールとホルムアルデヒドを添加し、全体のＦ／Ｐモル比
を１．２〜２．０，好ましくは、１．４〜１．８となる
様に調整し、通常還流下又は８０℃以上で所定の粘度ま
で反応させ、所望のフェノール・ホルムアルデヒド樹脂
を得る。得られたフェノール・ホルムアルデヒド樹脂１
００重量部にイソシアネート化合物を５〜２０重量部配
合する。このようにして、アミノ系樹脂接着剤と同等の
加熱条件で、且つ、アミノ系樹脂接着剤では十分な耐久
性が得られない針葉樹単板を使用しても同等の接着性能
を有し、かつＦ放散量がＦ−１グレードを満たすフェノ
ール接着剤組成物を得ることができる。

【０００９】かかる接着剤組成物について、より具体的
な例について説明すると、第１段階反応において、Ｆ／
Ｐモル比２．４〜３．２、好ましくはフェノール・ホル
ムアルデヒド樹脂への反応の容易さからモル比２．４〜
２．９の範囲で、且つ、フェノール類１００重量部に対
してポリフェノール類を５〜１５重量部添加し、水酸化
ナトリウム等の塩基性触媒を用いて縮合反応せしめ、不
揮発分５０〜６０％で２５℃におけるＢ型粘度計で測定
した粘度が４．５〜１０．５ｐｓのレゾール型フェノー
ル・ホルムアルデヒド樹脂を得る。続いて、第２段階反
応において、フェノール類又はフェノール類とホルムア
ルデヒドを添加し全体のＦ／Ｐモル比１．２〜２．０、
好ましくは、尿素塗布、水散布などを行わずとも、合板
のホルムアルデヒド放散量がＦ−１グレードを満たすた
めには、モル比１．４〜１．８の範囲で、さらに縮合反
応せしめ、不揮発分４８〜６０％で２５℃におけるＢ型
粘度計で測定した粘度が３．０〜６．０ｐｓのレゾール
型フェノール・ホルムアルデヒド樹脂を得る。なお、本
発明において、不揮発分とは、フェノール・ホルムアル
デヒド樹脂を１３５℃にて１時間加熱した場合の残量
（％）である。

【００１０】第１段階反応において、ポリフェノール類
の添加量が５重量部未満では速硬化に対する効果が小さ
く、１５重量部より多いと縮合反応の制御が困難となる
ことがある。また、Ｆ／Ｐモル比が２．４未満では速硬
化の効果が十分に得られず、３．２を越えると反応の制
御が困難である。第１段階反応後の樹脂粘度が４．５ｐ
ｓ未満では第１段階反応が不十分で、１０．５ｐｓを越
えると第２段階反応が十分に行われる前に粘度上昇が大
きくなってしまう。次に、第２段階反応において、Ｆ／
Ｐモル比が１．２未満となると合板の接着力が十分に得
られず、２．０を越えるとＦ放散量がＦ−１グレードを
満たすことはできない。反応後の樹脂粘度が３．０ｐｓ
未満では合板の製造の際に仮接着性が劣るようになり、
６．０ｐｓを越えると、反応容器からの取り出しが容易
な粘度に下げるためには水を多量に添加する必要があ
り、接着性が低下することとなる。

【００１１】配合するイソシアネート化合物としては、
４，４−ジフェニルメタンジイソシアネート、１−クロ
ロ−２，４−フェニレンジイソシアネート、ｍ−フェニ
レンジイソシアネート、ｐ−フェニレンジオソシアネー
ト、２，４−ＴＤＩ、３，３’−ジメチル−４，４’−
ビフェニレンジイソシアネート、ポリフェニルメタンポ
リイソシアネートなどが適用されるが、毒性などを考慮
すると、４，４−ジフェニルメタンジイソシアネート
（以下、ＭＤＩという）あるいはポリフェニルメタンポ
リイソシアネートが好ましく用いられる。イソシアネー
ト化合物の配合量はフェノール樹脂１００重量部に対し
て、５〜２０重量部添加することが好ましい。５重量部
未満とすると硬化促進への効果が十分でなく、２０重量
部より多いと配合糊液の粘度上昇が大きく合板の生産に
供するには塗布量の安定性などに問題が出るようにな
る。

【００１２】本発明において、フェノール・ホルムアル
デヒド樹脂に使用しうるフェノール類としてはフェノー
ル、クレゾール、キシレノール、レゾルシノール等があ
る。また、ポリフェノール類としてはタンニン類、カテ
キン類、リグニンなどがある。本発明において製造され
るフェノール接着剤は、ホルムアルデヒドとフェノール
類とを反応させたフェノール・ホルムアルデヒド樹脂を
主体としたものであるが、ボリビニルブチラール、エチ
レングリコール、ジエチレングリコールなどで一部変性
した変性樹脂であってもよい。なお、これらの変性剤は
縮合反応終了後、冷却時に配合される。

【００１３】塩基性触媒として水酸化ナトリウムを使用
する場合、その触媒量は特に規定されないが、水溶性を
良好とするため、水酸化ナトリウムとフェノール類との
モル比（以下、水酸化ナトリウム／フェノールモル比と
いう）が０．１以上が望ましく、さらに０．５を越えな
いことが望ましい。０．５を越えると接着剤層の耐水性
が低化するために好ましくない。更に、硬化を促進する
目的でレゾルシノール、ホルムアミド、ジフェニルメタ
ンジイソシアネートなどを少量（フェノール接着剤に対
して通常５重量％以下）添加することも可能である。本
発明の接着剤組成物には、充填剤、増量剤、水、硬化促
進剤などを必要に応じて添加混合することも可能であ
る。

【００１４】

【実施例】次に、本発明を実施例に基づき説明する。配
合量はすべて重量部である。

【００１５】接着剤製造例１ フェノール９４．１部と３７％ホルマリン２２７．０部
（Ｆ／Ｐモル比２．８）及び３０％水酸化ナトリウム水
溶液を６０部仕込み、ポリフェノール類として、ブラジ
ル産アカシヤの木から抽出したタンニン「ＷＥＩＢＵＬ
Ｌ」（ＴＡＮＡＣ Ｓ.Ａ.社製、以下同じ）を１０部添
加し、還流条件下で、粘度（２５℃にてＢ型粘度計によ
り測定、以下同じ）が約８．０ｐｓとなるまで反応させ
た。７０℃まで冷却した後、フェノール９４．１部、３
７％ホルマリン３２．４部（Ｆ／Ｐモル比：１．６）及
び３０％水酸化ナトリウム水溶液を３０部仕込み、粘度
が約４．０ｐｓとなるまで８５℃にて反応させレゾール
型フェノール・ホルムアルデヒド樹脂を得た。その後、
水を添加し、粘度を約２．０ｐｓに調整した。

【００１６】接着剤製造例２ フェノール９４．１部と３７％ホルマリン２２７．０部
（Ｆ／Ｐモル比２．８）及び３０％水酸化ナトリウム水
溶液を６０部仕込み、ポリフェノール類として、ブラジ
ル産アカシヤの木から抽出したタンニン「ＷＥＩＢＵＬ
Ｌ」を１０部添加し、還流条件下で粘度が約５．０ｐｓ
となるまで反応させた。７０℃まで冷却した後、フェノ
ール９４．１部、３７％ホルマリン３２．４部（Ｆ／Ｐ
モル比：１．６）及び３０％水酸化ナトリウム水溶液を
３０部仕込み、粘度が約４．０ｐｓとなるまで８５℃に
て反応させレゾール型フェノール・ホルムアルデヒド樹
脂を得た。その後、水を添加して粘度を約２．０ｐｓに
調整した。

【００１７】接着剤製造例３ フェノール９４．１部と３７％ホルマリン１９４．６部
（Ｆ／Ｐモル比：２．４）及び３０％水酸化ナトリウム
水溶液を６０部仕込み、ポリフェノール類として、ブラ
ジル産アカシヤの木から抽出したタンニン「ＷＥＩＢＵ
ＬＬ」を１０部添加し、還流条件下で粘度が約８．０ｐ
ｓとなるまで反応させた。７０℃まで冷却した後フェノ
ール９４．１部、３７％ホルマリン３２．４部（Ｆ／Ｐ
モル比：１．４）及び３０％水酸化ナトリウム水溶液を
３０部仕込み、粘度が約４．０ｐｓとなるまで８５℃に
て反応させレゾール型フェノール・ホルムアルデヒド樹
脂を得た。その後、水を添加して粘度を約２．０ｐｓに
調整した。

【００１８】接着剤製造例４ フェノール９４．１部と３７％ホルマリン１４５．９部
（Ｆ／Ｐモル比：１．８）及び３０％水酸化ナトリウム
水溶液を５５部仕込み、還流条件下で４０分反応させ、
更に粘度が約１０ｐｓとなるまで８５℃にて反応させレ
ゾール型フェノール・ホルムアルデヒド樹脂を得た。そ
の後、水及びエチレングリコールを配合することによっ
て粘度を約２ｐｓに調整した。

【００１９】実施例１〜３及び比較例１〜２ このようにして得たレゾール型フェノール・ホルムアル
デヒド樹脂を表１の配合組成にてフェノール接着剤糊液
を調製した。

【００２０】比較例３ ホルムアルデヒドとメラミンのモル比が０．６のメラミ
ン接着剤（ＭＡ−２０９、住友ベークライト（株）製）
１００部に、小麦粉を１０部配合し、塩化アンモニウム
１部を添加し、水により粘度を２０ポイズに調整し糊液
を得た。

【００２１】各例における糊液の配合を表１に示す。そ
して、合板の成形性、及び得られた合板の接着強度（常
態及び特類処理後）、Ｆ放散量について測定し、その結
果を表２に示す。

【００２２】

【表１】

【００２３】

【表２】

【００２４】

【発明の効果】本発明の木材用接着剤組成物は、従来の
アミノ系樹脂接着剤の生産性を維持しつつ、アミノ系樹
脂接着剤では達成し得なかった特類合板の接着強度を有
する。更にはＦ放散量がＪＡＳ規格でのＦ−１グレード
を満たす合板を得ることができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2B200 CA11 EE13 HA03 4J034 BA03 DA01 DB03 DB07 DC02 DC42 DJ02 DJ08 DJ11 HA01 HA06 HA07 HB17 HC12 HC61 HC63 HC64 HC67 HC71 RA08 4J040 EB031 EB051 EF141 EF301 GA03 HA126 JA02 JB02 LA05 MA08 NA13 QA07

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 塩基性触媒の存在下にフェノール類とホ
   ルムアルデヒドを縮合させて得られるレゾール型フェノ
   ール・ホルムアルデヒド樹脂を樹脂成分として含有する
   木材用接着剤組成物において、フェノール類とともにポ
   リフェノール類を使用して反応して得たレゾール型フェ
   ノール・ホルムアルデヒド樹脂１００重量部にイソシア
   ネート化合物を５〜２０重量部配合することを特徴とす
   る木材用接着剤組成物。
2. 【請求項２】 ポリフェノール類の配合量がフェノール
   類（ポリフェノール類を除く）の配合量１００重量部に
   対し、２〜１０重量部である請求項１記載の木材用接着
   剤組成物。
3. 【請求項３】 請求項１又は２記載の木材用接着剤組成
   物を製造する方法において、塩基性触媒の存在下に、フ
   ェノール類とホルムアルデヒドとポリフェノール類と
   を、ホルムアルデヒドとフェノール類（ポリフェノール
   類を除く）のモル比を２．４〜３．２にて反応させる第
   １段階の反応を行った後、フェノール類又はフェノール
   類とホルムアルデヒドを添加しホルムアルデヒドとフェ
   ノール類（ポリフェノール類を除く）のモル比を１．２
   〜２．０に低下させて第２段階の反応を行い、レゾール
   型フェノール・ホルムアルデヒド樹脂を得、得られたレ
   ゾール型フェノール・ホルムアルデヒド樹脂にイソシア
   ネート化合物を配合することを特徴とする木材用接着剤
   組成物の製造方法。
4. 【請求項４】 第１段階の反応において、ポリフェノー
   ル類の配合量がフェノール類１００重量部に対して５〜
   １５重量部である請求項３記載の木材用接着剤組成物の
   製造方法。
5. 【請求項５】 第１段階の反応を不揮発分５０〜６０％
   で２５℃におけるＢ型粘度計で測定した粘度が４．５〜
   ８．５ｐｓの時点で終了させ、第２段階の反応を不揮発
   分４８〜６０％で２５℃におけるＢ型粘度計で測定した
   粘度が３．０〜６．０ｐｓの時点で終了させることを特
   徴とする請求項３又は４記載の木材用接着剤組成物の製
   造方法。