接着剤組成物およびそれを用いた積層体の製造方法
【課題】高周波加熱を伴う圧締に適した接着剤組成物および該接着剤組成物を用いて積層体を製造する方法を提供する。
【解決手段】レゾルシノール樹脂、硬化剤、ススを含有することを特徴とする接着剤組成物。また、レゾルシノール樹脂、硬化剤、ススを含有する接着剤組成物を用い、高周波加熱を伴う圧締により積層体を製造する方法。
【解決手段】レゾルシノール樹脂、硬化剤、ススを含有することを特徴とする接着剤組成物。また、レゾルシノール樹脂、硬化剤、ススを含有する接着剤組成物を用い、高周波加熱を伴う圧締により積層体を製造する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高周波加熱を伴う圧締に適した接着剤組成物および該接着剤組成物を用いて積層体を製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
レゾルシノール接着剤は、レゾルシノール樹脂を主成分とする主剤に対してホルムアルデヒド等と充填材を混合した硬化剤を配合することによって硬化する二液型接着剤であり、高度な耐久性を有するため構造部材の接着等に用いられている。また、一部の集成材においては使用できる接着剤がレゾルシノール接着剤に限定されていることもあり、集成材の製造に好適に使用されている。
【０００３】
なお、レゾルシノール接着剤の硬化機構はレゾルシノールとホルムアルデヒドの脱水縮合であることから、常温でも硬化反応は進行するものの緩慢であり、通常は圧締時に高周波加熱を行う等の方法により圧締時間を短縮している。したがって、レゾルシノール接着剤においては、高周波適性が求められている。
【０００４】
他方、集成材の製造を含む木材加工工程においては木片や木粉等が発生し、その処理が問題となる。一般的には焼却処理され、その際に可能であれば熱源として再利用されるものの、焼却残渣は廃棄物として処理されている。
【０００５】
特許文献１には、オキサゾリジン化合物を硬化剤としたレゾルシノール樹脂組成物が開示されており、室温においても高い硬化性を有するものである。しかしながら、該樹脂組成物は可使時間が短いという問題があり、吸収剤（小麦粉等）を用いることによって可使時間を延長することは可能であるものの、その場合は硬化性が低下するものであり、硬化性と可使時間を高度に両立できるものではない。
特許文献２には、草木の燃焼灰が配合されていることを特徴とする尿素樹脂系接着剤組成物が開示されている。これは尿素樹脂系接着剤が硬化する際に、系中で生成する酸による尿素樹脂の分解反応を抑制するため、アルカリ性を示す燃焼灰を用いることにより耐水性を向上させたものであるが、硬化時間を短縮できるものではない。
【特許文献１】特表２００２−５０３２６４号公報
【特許文献２】特開昭６１-１７６６８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は前記二課題に鑑みてなされたものであり、高周波加熱を伴う圧締に適した接着剤組成物および該接着剤組成物を用いて積層体を製造する方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは鋭意検討を行った結果、有機化合物が不完全燃焼することによって得られるススをレゾルシノール接着剤に添加することにより高周波適性が向上し、ススの添加による特段の弊害が生じないことを見出し、本発明を完成させるに至った。即ち、本発明はレゾルシノール樹脂、硬化剤、ススを含有することを特徴とする接着剤組成物である。また、レゾルシノール樹脂、硬化剤、ススを含有する接着剤組成物を用い、高周波加熱を伴う圧締により積層体を製造する方法である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明からなる接着剤組成物および接着方法は高周波適性に優れ、高周波印加時間を短縮することができるためエネルギー使用量を削減でき、圧締時間を短縮できるため積層体の生産性を向上することができる。また、高周波印加を行った場合にのみ硬化時間が短縮することから、可使時間は十分に確保でき、作業性に優れる。さらに、従来廃棄されていたススを接着剤組成物の配合材料として用いるため、廃棄物削減により処理費用を減らしたり、環境への負荷を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明の接着剤組成物は、レゾルシノール樹脂、硬化剤、ススを含有する。レゾルシノール樹脂は、レゾルシノール単独あるいはレゾルシノールの一部をフェノール、クレゾール、キシレノール、タンニン、リグニン、メタアミノフェノール等のフェノール類に置き換えたものと、ホルムアルデヒドを反応させることにより得られる樹脂である。
【００１０】
本発明の硬化剤は、レゾルシノール樹脂の硬化機能を有するホルムアルデヒド等の硬化成分に、必要に応じて椰子殻粉のような充填材等を混合したものである。硬化成分としてはホルムアルデヒド、パラホルムアルデヒドの他、ホルムアルデヒドをホルムアルデヒドと反応可能な化合物、例えばフェノールと反応させたホルムアルデヒド縮合体等が挙げられる。
【００１１】
本発明におけるススとは、有機化合物を不完全燃焼することにより炭化させたものである。ススの材料となる有機化合物は特に制限されないが、木材加工工程において廃材として発生する木片や木粉を利用すれば、廃棄物を再利用することになるため好ましい。また、これらはバイオマス発電にも利用されているが、ガス化方式においてはそのプロセス中でススが副生するため、このススを本発明に用いれば資源を有効に利用できる。また、ススとして炭の粉砕物を用いることもできるが、炭を粉砕する工程が必要となることや、炭は他にも利用形態があることを考えると、バイオマス発電等燃焼を伴うプロセスにおいて副生するススは他に有効な利用方法がなく、これを用いることが好ましい。バイオマス発電においては水分を含むススおよび乾燥したススが得られ、そのどちらも使用できるが、乾燥したススは接着剤との混合時に飛散してしまうため、水を加えた状態で混合することが好ましい。
【００１２】
ススをレゾルシノール接着剤に添加することにより、高周波適性を向上させ、高周波印加時間および圧締時間を短縮することができる。ススの添加量は使用条件に応じて適宜設定できるが、接着剤組成物全体に対して１〜７重量％が適している。この添加量であれば、高周波印加時間および圧締時間の短縮について顕著な効果があり、また、接着剤組成物の増粘による作業性の低下はほとんどない。
【００１３】
本発明の接着剤組成物は、レゾルシノール樹脂を含有するため耐水性に極めて優れ、また、高周波適性にも優れている。したがって積層体の製造に使用可能であるが、集成材は高度の耐水性を要求されるとともに、圧締時には高周波印加を行うこともあるため、特に集成材の製造に適する。
【００１４】
以下、実施例に基づいて本発明をより具体的に説明する。当然、本発明は実施例に何ら制約されるものではない。
【実施例】
【００１５】
バイオマス発電で得られた水分を含むスス（ススと水の重量比が３０：１００）をススペースト１として用いた。
【００１６】
ホルムアルデヒド濃度が３０重量％であり、椰子殻粉および増粘剤を含有する硬化剤１００重量部に対し、ススペースト１を５０重量部混合することによって硬化剤１（ホルムアルデヒド濃度２０重量％）を得た。
【００１７】
ホルムアルデヒド濃度が２６重量％であり、椰子殻粉および増粘剤を含有する硬化剤１００重量部に対し、ススペースト１を３０重量部混合することによって硬化剤２（ホルムアルデヒド濃度２０重量％）を得た。
【００１８】
実施例１
レッドウッド材のラミナー（長さ２８６０ｍｍ、幅１１０ｍｍ、厚さ２２ｍｍ）に主剤としてレゾルシノール樹脂を主成分とするＰＲＸ−３６０Ａ（アイカ工業株式会社製、商品名）と硬化剤１を配合比１００：４０で混合した接着剤組成物を塗布量２８０ｇ／ｍ2となるようにラーメン塗布した。接着剤を塗布したラミナーを４枚重ね合わせ、さらに接着剤を塗布していないラミナーを１枚重ね合わせることにより５枚（５プライ）構成とし、出力５０ｋＷの高周波プレスを用いて高周波を印加しながら１ＭＰａで３００秒間圧締し、さらに７日間養生することにより試験体を作成し、以下の方法で評価を行った。
【００１９】
試験方法
構造用集成材のＪＡＳ規格に基づき、浸せきはくり試験（使用環境１）、煮沸はくり試験（使用環境１）、ホルムアルデヒド放散量試験を行った。浸せきはくり試験および煮沸はくり試験については規格に適合したものを○、不適合であったものを×と評価した。ホルムアルデヒド放散量については、０．３ｍｇ/Ｌ以下であったものを○、０．３ｍｇ/Ｌを超えたものを×と評価した。
【００２０】
実施例２
実施例１において、硬化剤１に代えて硬化剤２を用いた他は実施例１と同様に行い、試験体の評価を行った。
【００２１】
比較例１
実施例１において、硬化剤１に代えてホルムアルデヒド濃度が２０重量％であり、椰子殻粉および増粘剤を含有する硬化剤３を用いた他は実施例１と同様に行い、試験体の評価を行った。
【００２２】
比較例２
比較例１において、高周波印加時間および圧締時間を３６０秒間とした他は比較例１と同様に行い、試験体の評価を行った。
【００２３】
【表１】
【００２４】
各実施例の試験体は、高周波印加および圧締が短時間であっても良好な性能であった。一方、ススを含有しない接着剤組成物を用いて製造された比較例１の試験体においては、高周波印加および圧締時間が短い場合、良好な性能は得られなかった。また、比較例２は高周波印加および圧締時間を延長したものであり、接着性能は良好であるものの生産性に劣っていた。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高周波加熱を伴う圧締に適した接着剤組成物および該接着剤組成物を用いて積層体を製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
レゾルシノール接着剤は、レゾルシノール樹脂を主成分とする主剤に対してホルムアルデヒド等と充填材を混合した硬化剤を配合することによって硬化する二液型接着剤であり、高度な耐久性を有するため構造部材の接着等に用いられている。また、一部の集成材においては使用できる接着剤がレゾルシノール接着剤に限定されていることもあり、集成材の製造に好適に使用されている。
【０００３】
なお、レゾルシノール接着剤の硬化機構はレゾルシノールとホルムアルデヒドの脱水縮合であることから、常温でも硬化反応は進行するものの緩慢であり、通常は圧締時に高周波加熱を行う等の方法により圧締時間を短縮している。したがって、レゾルシノール接着剤においては、高周波適性が求められている。
【０００４】
他方、集成材の製造を含む木材加工工程においては木片や木粉等が発生し、その処理が問題となる。一般的には焼却処理され、その際に可能であれば熱源として再利用されるものの、焼却残渣は廃棄物として処理されている。
【０００５】
特許文献１には、オキサゾリジン化合物を硬化剤としたレゾルシノール樹脂組成物が開示されており、室温においても高い硬化性を有するものである。しかしながら、該樹脂組成物は可使時間が短いという問題があり、吸収剤（小麦粉等）を用いることによって可使時間を延長することは可能であるものの、その場合は硬化性が低下するものであり、硬化性と可使時間を高度に両立できるものではない。
特許文献２には、草木の燃焼灰が配合されていることを特徴とする尿素樹脂系接着剤組成物が開示されている。これは尿素樹脂系接着剤が硬化する際に、系中で生成する酸による尿素樹脂の分解反応を抑制するため、アルカリ性を示す燃焼灰を用いることにより耐水性を向上させたものであるが、硬化時間を短縮できるものではない。
【特許文献１】特表２００２−５０３２６４号公報
【特許文献２】特開昭６１-１７６６８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は前記二課題に鑑みてなされたものであり、高周波加熱を伴う圧締に適した接着剤組成物および該接着剤組成物を用いて積層体を製造する方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは鋭意検討を行った結果、有機化合物が不完全燃焼することによって得られるススをレゾルシノール接着剤に添加することにより高周波適性が向上し、ススの添加による特段の弊害が生じないことを見出し、本発明を完成させるに至った。即ち、本発明はレゾルシノール樹脂、硬化剤、ススを含有することを特徴とする接着剤組成物である。また、レゾルシノール樹脂、硬化剤、ススを含有する接着剤組成物を用い、高周波加熱を伴う圧締により積層体を製造する方法である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明からなる接着剤組成物および接着方法は高周波適性に優れ、高周波印加時間を短縮することができるためエネルギー使用量を削減でき、圧締時間を短縮できるため積層体の生産性を向上することができる。また、高周波印加を行った場合にのみ硬化時間が短縮することから、可使時間は十分に確保でき、作業性に優れる。さらに、従来廃棄されていたススを接着剤組成物の配合材料として用いるため、廃棄物削減により処理費用を減らしたり、環境への負荷を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明の接着剤組成物は、レゾルシノール樹脂、硬化剤、ススを含有する。レゾルシノール樹脂は、レゾルシノール単独あるいはレゾルシノールの一部をフェノール、クレゾール、キシレノール、タンニン、リグニン、メタアミノフェノール等のフェノール類に置き換えたものと、ホルムアルデヒドを反応させることにより得られる樹脂である。
【００１０】
本発明の硬化剤は、レゾルシノール樹脂の硬化機能を有するホルムアルデヒド等の硬化成分に、必要に応じて椰子殻粉のような充填材等を混合したものである。硬化成分としてはホルムアルデヒド、パラホルムアルデヒドの他、ホルムアルデヒドをホルムアルデヒドと反応可能な化合物、例えばフェノールと反応させたホルムアルデヒド縮合体等が挙げられる。
【００１１】
本発明におけるススとは、有機化合物を不完全燃焼することにより炭化させたものである。ススの材料となる有機化合物は特に制限されないが、木材加工工程において廃材として発生する木片や木粉を利用すれば、廃棄物を再利用することになるため好ましい。また、これらはバイオマス発電にも利用されているが、ガス化方式においてはそのプロセス中でススが副生するため、このススを本発明に用いれば資源を有効に利用できる。また、ススとして炭の粉砕物を用いることもできるが、炭を粉砕する工程が必要となることや、炭は他にも利用形態があることを考えると、バイオマス発電等燃焼を伴うプロセスにおいて副生するススは他に有効な利用方法がなく、これを用いることが好ましい。バイオマス発電においては水分を含むススおよび乾燥したススが得られ、そのどちらも使用できるが、乾燥したススは接着剤との混合時に飛散してしまうため、水を加えた状態で混合することが好ましい。
【００１２】
ススをレゾルシノール接着剤に添加することにより、高周波適性を向上させ、高周波印加時間および圧締時間を短縮することができる。ススの添加量は使用条件に応じて適宜設定できるが、接着剤組成物全体に対して１〜７重量％が適している。この添加量であれば、高周波印加時間および圧締時間の短縮について顕著な効果があり、また、接着剤組成物の増粘による作業性の低下はほとんどない。
【００１３】
本発明の接着剤組成物は、レゾルシノール樹脂を含有するため耐水性に極めて優れ、また、高周波適性にも優れている。したがって積層体の製造に使用可能であるが、集成材は高度の耐水性を要求されるとともに、圧締時には高周波印加を行うこともあるため、特に集成材の製造に適する。
【００１４】
以下、実施例に基づいて本発明をより具体的に説明する。当然、本発明は実施例に何ら制約されるものではない。
【実施例】
【００１５】
バイオマス発電で得られた水分を含むスス（ススと水の重量比が３０：１００）をススペースト１として用いた。
【００１６】
ホルムアルデヒド濃度が３０重量％であり、椰子殻粉および増粘剤を含有する硬化剤１００重量部に対し、ススペースト１を５０重量部混合することによって硬化剤１（ホルムアルデヒド濃度２０重量％）を得た。
【００１７】
ホルムアルデヒド濃度が２６重量％であり、椰子殻粉および増粘剤を含有する硬化剤１００重量部に対し、ススペースト１を３０重量部混合することによって硬化剤２（ホルムアルデヒド濃度２０重量％）を得た。
【００１８】
実施例１
レッドウッド材のラミナー（長さ２８６０ｍｍ、幅１１０ｍｍ、厚さ２２ｍｍ）に主剤としてレゾルシノール樹脂を主成分とするＰＲＸ−３６０Ａ（アイカ工業株式会社製、商品名）と硬化剤１を配合比１００：４０で混合した接着剤組成物を塗布量２８０ｇ／ｍ2となるようにラーメン塗布した。接着剤を塗布したラミナーを４枚重ね合わせ、さらに接着剤を塗布していないラミナーを１枚重ね合わせることにより５枚（５プライ）構成とし、出力５０ｋＷの高周波プレスを用いて高周波を印加しながら１ＭＰａで３００秒間圧締し、さらに７日間養生することにより試験体を作成し、以下の方法で評価を行った。
【００１９】
試験方法
構造用集成材のＪＡＳ規格に基づき、浸せきはくり試験（使用環境１）、煮沸はくり試験（使用環境１）、ホルムアルデヒド放散量試験を行った。浸せきはくり試験および煮沸はくり試験については規格に適合したものを○、不適合であったものを×と評価した。ホルムアルデヒド放散量については、０．３ｍｇ/Ｌ以下であったものを○、０．３ｍｇ/Ｌを超えたものを×と評価した。
【００２０】
実施例２
実施例１において、硬化剤１に代えて硬化剤２を用いた他は実施例１と同様に行い、試験体の評価を行った。
【００２１】
比較例１
実施例１において、硬化剤１に代えてホルムアルデヒド濃度が２０重量％であり、椰子殻粉および増粘剤を含有する硬化剤３を用いた他は実施例１と同様に行い、試験体の評価を行った。
【００２２】
比較例２
比較例１において、高周波印加時間および圧締時間を３６０秒間とした他は比較例１と同様に行い、試験体の評価を行った。
【００２３】
【表１】
【００２４】
各実施例の試験体は、高周波印加および圧締が短時間であっても良好な性能であった。一方、ススを含有しない接着剤組成物を用いて製造された比較例１の試験体においては、高周波印加および圧締時間が短い場合、良好な性能は得られなかった。また、比較例２は高周波印加および圧締時間を延長したものであり、接着性能は良好であるものの生産性に劣っていた。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レゾルシノール樹脂、硬化剤、ススを含有することを特徴とする接着剤組成物。
【請求項２】
レゾルシノール樹脂、硬化剤、ススを含有する接着剤組成物を用い、高周波加熱を伴う圧締により積層体を製造する方法。
【請求項１】
レゾルシノール樹脂、硬化剤、ススを含有することを特徴とする接着剤組成物。
【請求項２】
レゾルシノール樹脂、硬化剤、ススを含有する接着剤組成物を用い、高周波加熱を伴う圧締により積層体を製造する方法。
【公開番号】特開２００９−１９７１８９（Ｐ２００９−１９７１８９Ａ）
【公開日】平成２１年９月３日（２００９．９．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−４２９３６（Ｐ２００８−４２９３６）
【出願日】平成２０年２月２５日（２００８．２．２５）
【出願人】（３９８０２８１５６）トリスミ集成材株式会社 (5)
【出願人】（０００１００６９８）アイカ工業株式会社 (566)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年９月３日（２００９．９．３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年２月２５日（２００８．２．２５）
【出願人】（３９８０２８１５６）トリスミ集成材株式会社 (5)
【出願人】（０００１００６９８）アイカ工業株式会社 (566)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]