JP2002052514A - 木質繊維板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ホルムアルデヒドを含まず且つ優れた耐水
性、曲げ強度、剥離強度を有する木質繊維板を安価に製
造できる方法を提供する。 【解決手段】 木質繊維板を乾式製造方法によって製造
する際に、木材チップを蒸煮する前、又は蒸煮する時に
デンプン類を添加しておき、解繊工程時に熱と水分によ
ってデンプン類を加水分解させて低分子化させることに
より、解繊された木質繊維中に均一に分散させた状態と
し、しかるのち木質繊維にイソシアネート系接着剤を添
加してフォーミングし、熱圧することによって木質繊維
板を得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ホルムアルデヒド
を含まず且つ高い耐水性を有する木質繊維板を乾式製造
方法によって安価に製造し得る木質繊維板の製造方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から木質繊維板を乾式製造方法によ
って製造するには、次のような工程によって行われてい
る。即ち、 ．木材チップを0.5 〜1.0 ＭＰａの圧力で５分〜15分
間、スチームによって軟化させる蒸煮工程、 ．蒸煮した木材チップを解繊機を用いて繊維化する繊
維工程、 ．解繊した木質繊維に接着剤を添加した後、ドライヤ
ーで木質繊維の含水率を調整する調湿工程、 ．調湿された木質繊維をマット状に堆積、成形するフ
ォーミング工程、 ．ホットプレスによって加熱、加圧してボートを得る
熱圧工程、 ．その後、養生、裁断して製品とする最終工程。 以上の工程を経て木質繊維板を製造している。

【０００３】このような木質繊維板の製造方法におい
て、上記解繊した木質繊維に添加する接着剤としては、
安価であること、硬化時間が短くて生産性が高いこと、
水溶性であって取扱いが容易であることが要求され、こ
の要求を満たすために、ユリア樹脂、メラミン樹脂、ユ
リア・メラミン共重合樹脂などのアミノ樹脂系接着剤が
広く使用されている。これらのアミノ樹脂系接着剤は、
解繊後の湿潤時に木質繊維に噴霧することによって添加
したり、調湿工程後に混合機中で木質繊維に添加した
り、両方の方法を併用することによって添加している。
そして、得られた木質繊維板は、建築物の内装材、即
ち、床材や壁材などの化粧材や幅木、廻縁などの造作
材、ドアや窓枠、家具の芯材などとして幅広く使用され
ている。

【０００４】しかしながら、近年になって省エネルギー
化を目的として住宅の高気密化、高断熱化が進み、室内
が密閉されるようになってきたことに伴って、建築材料
から放出される環境汚染物質、とりわけ、シックハウス
症候群の原因とされるアミノ樹脂系接着剤から放散する
ホルムアルデヒドの放散を極力、抑制することが強く求
められている。このようなホルムアルデヒドの放散量は
接着剤の改良によってかなり低減されてきているが、一
層の低減、さらには全くホルムアルデヒドを放散しない
接着剤として、イソシアネート系接着剤を使用する方法
が提案され、一部で実施されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記イソシアネート系
接着剤を使用することにより、ホルムアルデヒドを放散
しない木質繊維板を製造することができるが、イソシア
ネート系接着剤自体は非常に高価であることに併せて、
イソシアネート接着剤を添加した木質繊維を熱圧成形し
た時に、その優れた接着力によってイソシアネート接着
剤が熱圧工程中の熱板に付着し、製造される木質繊維板
を損傷して商品価値を低下させるという問題点があり、
これを防止するために、離型剤を使用するなどの特別な
離型対策を必要として木質繊維板の製造コストが大幅に
上昇することが避けられなかった。

【０００６】また、上記イソシアネート系接着剤との反
応性の向上させ、熱板へのイソシアネート付着を抑える
ことにより木質繊維板の円滑な製造方法を可能にするこ
とを目的として、特開平２−２１４６０２号公報や特開
平１０−１５２６６６号公報に記載されているように、
特殊なポリオールをイソシアネート系接着剤と同時に木
質繊維に添加する方法や、製造コストの低減を目的とし
て、特開平７−１９７００４号公報に記載されているよ
うに、イソシアネート接着剤を尿素で増量する方法が提
案されているが、前者の場合はポリオール自体が高価で
あるため、かえって製造コストの上昇を招き、後者の場
合は尿素で増量すると木質繊維板の耐水性が大幅に損な
われるという問題点があった。

【０００７】本発明はこのような問題点に鑑みてなされ
たもので、その目的とするところは、高価なイソシアネ
ート系接着剤の添加量を低減させるにもかかわらず、ホ
ルムアルデヒドの放散がなく、且つ耐水性、曲げ強さ、
剥離強さ等の物性を低下させない木質繊維板の製造方法
を提供するにある。

【０００８】

【課題を解決るための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の木質繊維板の製造方法は、木材チップを蒸
煮、解繊して得られた木質繊維を乾燥し、この木質繊維
にイソシアネート系接着剤を添加したのち、フォーミン
グし、熱圧する木質繊維板の製造方法において、上記木
材チップの蒸煮前又は蒸煮工程中に木材チップにデンプ
ン類を添加することを特徴とするものである。

【０００９】

【作用】木材チップの蒸煮前又は蒸煮工程中に木材チッ
プに添加されたデンプン類は、木材チップと混合されて
蒸煮、解繊工程を経る過程で加えられる熱と水分とによ
り加水分解を受けて低分子化する。これにより、解繊さ
れた木質繊維中に均一に分散し、イソシアネート化合物
との反応が有効に働く。また、同時にゲル化したデンプ
ン類が木質繊維の表面にコーティングされることによ
り、木質繊維中へのイソシアネート系接着剤の過度の浸
透を抑制してイソシアネート系接着剤の添加量を低減さ
せることができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明で使用するデンプン類と
は、デンプン、デンプン含有物質、デンプン加水分解物
の総称であり、デンプン含有物質とは、トウモロコシ、
タピオカ、馬鈴薯、小麦、甘藷、米、パーム椰子幹部等
が挙げられる。デンプンはこれらの含有物質から分離、
精製されたものであり、このデンプンを加水分解したデ
キストリンや可溶性デンプンなども同様に使用すること
ができる。

【００１１】これらのデンプン類は木質繊維板の製造工
程において、木材チップの蒸煮前、または蒸煮工程中に
木材チップに対して添加される。このデンプン類の添加
方法は、固体或いは粉末状態のままでもよいし、懸濁液
として添加してもよく、特に限定されない。なんとなれ
ば、木材チップにデンプン類を不均一に添加しても、蒸
煮工程において均一に攪拌され、木材チップ中に充分に
分散するからである。

【００１２】デンプン類の添加量は、木材チップ100 重
量部に対してデンプンとして0.5 〜10重量部、望ましく
は１〜５重量部である。これよりもデンプン類の添加量
が少ないとイソシアネート系接着剤の使用量を低減させ
る等の十分な効果を発揮せず、また、これよりも添加量
が多いと未反応のデンプン類が残って製品の耐水性を低
下させたり、カビや雑菌が繁殖しやすくなったり、調湿
工程中の配管に付着してトラブルが生じる虞れがある。

【００１３】一方、上記木材チップを蒸煮、解繊して得
られた木質繊維を乾燥したのち、この木質繊維に添加す
るイソシアネート系接着剤とは、１分子中に２個以上の
イソシアネート基を含有するもので、トリレンジイソシ
アネート（ＴＤＩ）、4-4'-ジフェニルメタンジイソシ
アネート（ＭＤＩ）、ヘキサメチレンジイソシアネート
（ＨＭＤＩ）、キシレンジイソシアネート（ＸＤＩ）、
ポリメチレンポリフェニルジイソシアネート（ポリメリ
ックＭＤＩ）などや、これらに界面活性剤等を付加して
自己乳化性を付与したり、各種変性させたイソシアネー
ト類が使用できる。この中でも、特にポリメリックＭＤ
Ｉは、反応がマイルドで使用しやすい。

【００１４】木質繊維に対するイソシアネート接着剤の
添加方法は、木質繊維の調湿工程直前に噴霧手段により
添加する方法や、調湿工程後に混合機中で木質繊維に混
合する方法のどちらでもよく、これらの両工程を併用し
て添加してもよい。木質繊維に対するイソシアネート系
接着剤の添加量は、木質繊維100 重量部に対して２〜12
重量部、好ましくは３〜８重量部である。木質繊維に対
するイソシアネート接着剤の添加量が２重量部よりも少
ないと得られる木質繊維板の強度が不足し、12重量部よ
りも多いと強度アップに寄与せず、無駄に製造コストが
上がってしまうからである。なお、デンプン類とイソシ
アネート系接着剤の他に、反応促進剤、架橋剤、乳化
剤、撥水剤、離型剤可塑剤、粘度調整剤、耐水化剤、補
強剤など、適宜添加してもよい。

【００１５】上述したように、木材チップの蒸煮前又は
蒸煮工程中に木材チップに添加されたデンプン類は、木
材チップと混合されて蒸煮、解繊工程を経る過程で加え
られる熱と水分とにより加水分解を受けて低分子化す
る。これにより、解繊された木質繊維中に均一に分散
し、木質繊維に添加したイソシアネート化合物との反応
が有効に働く。この際、同時にゲル化したデンプン類が
木質繊維の表面にコーティングされて木質繊維中へのイ
ソシアネート系接着剤の過度の浸透を抑制し、従って、
イソシアネート系接着剤の添加量を低減させることがで
きる。

【００１６】デンプン類とイソシアネート系接着剤を添
加した木質繊維は、調湿工程、フォーミング工程、熱圧
工程を順次経て養生後、裁断され、製品（木質繊維板）
となる。次に、本発明の具体的な実施例と比較例を示
す。

【００１７】

【実施例１】南洋材チップの絶乾重量に対し、粉末コー
ンスターチを固形分で４重量％となるように添加し、0.
6MPaで10分間蒸煮後、解繊することにより得られた木質
繊維を調湿工程に送り前に、木質繊維にポリメリックＭ
ＤＩを６重量％添加し、しかるのち、調湿工程にて木質
繊維を乾燥して含水率が11％の木質繊維を得た。この木
質繊維をフォーミングした後、高さが3.3mm のディスタ
ンスバーを用いて180℃、90秒の条件でホットプレスに
より板状に熱圧、成形し、次いで、この成形板を20℃、
相対湿度65％の室内に３日間養生したのち、表裏層を研
削することによって厚さ3.3mm 、含水率８％、比重が0.
75の中質繊維板（ＭＤＦ）を得た。

【００１８】

【実施例２】上記実施例１においてコーンスターチに代
えてパーム椰子幹部（デンプン含有率60％）のチップを
用いた点以外は、実施例１と同一条件にして中質繊維板
を得た。

【００１９】

【比較例１】実施例１において、コーンスターチを添加
しない以外は実施例１と同様の条件で中質繊維板を得
た。

【００２０】

【比較例２】実施例１において、コーンスターチを木材
チップの蒸煮工程前ではなく、蒸煮工程後における調湿
工程前で添加した以外は、実施例１と同様の条件で中質
繊維板を得た。

【００２１】

【比較例３】実施例１において、コーンスターチを添加
せず、ポリメリックＭＤＩの添加量を10重量％とした以
外は、実施例１と同様の条件で中質繊維板を得た。

【００２２】

【比較例４】実施例１において、コーンスターチを添加
せず、ポリメリックＭＤＩの代わりに尿素樹脂10重量％
を添加した以外は、実施例１と同様の条件で中質繊維板
を得た。

【００２３】上記、実施例１、２及び比較例１〜４によ
って得られた中質繊維板について、JIS A 5905（繊維
板）に準じて曲げ強さ、剥離強さ、ホルムアルデヒドの
放出量を測定した。また、この中質繊維板の耐水性を評
価するための煮沸時吸水試験を行った。さらに、イソシ
アネート系接着剤が均一に添加されているかを木質繊維
板の外観の目視により評価した。なお、煮沸時吸水試験
は気乾状態の中質繊維板を煮沸水中に２時間浸漬した
後、冷水に30分間浸し、その煮沸前後の厚さの変化から
厚さ膨張率を算出することにより行った。その結果を次
表に示す。

【００２４】

【表１】

【００２５】この表からも明らかなように、実施例１及
び実施例２によって得られた中質繊維板は、高価なポリ
メリックＭＤＩの使用量の４割を安価なデンプン類に置
き換えているにもかかわらず、ホルムアルデヒドの放散
はないばかりでなく、曲げ強さ及び剥離強さに優れ、ま
た、煮沸時厚さ膨張率は小さく、外観が良好なものであ
った。

【００２６】

【発明の効果】以上のように本発明の木質繊維板の製造
方法によれば、木材チップを蒸煮、解繊して得られた木
質繊維を乾燥し、この木質繊維にイソシアネート系接着
剤を添加したのち、フォーミングし、熱圧する木質繊維
板の製造方法において、上記木材チップの蒸煮前又は蒸
煮工程中に木材チップにデンプン類を添加することを特
徴とするものであるから、得られる中質繊維板の外観の
不良や耐水性、曲げ強さ、剥離強さ等の物性を低下させ
ることはなく、その上、ホルムアルデヒドの放散もな
く、且つ中質繊維板の品質を維持しながらイソシアネー
ト系化合物の添加量を大幅に低減でき、中質繊維板を安
価に製造することができる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 木材チップを蒸煮、解繊して得られた木
   質繊維を乾燥し、この木質繊維にイソシアネート系接着
   剤を添加したのち、フォーミングし、熱圧する木質繊維
   板の製造方法において、上記木材チップの蒸煮前又は蒸
   煮工程中に木材チップにデンプン類を添加することを特
   徴とする木質繊維板の製造方法。