木質繊維板とその製造方法
【課題】曲げ強度や剥離強度等の強度物性を低下させることなく、寸法安定性を向上させた木質繊維板を得る。
【解決手段】通常の方法により製造された木質繊維板に対して、２−ヒドロキシエチルモノメタクリレートを添加したポリエチレングリコールモノメタクリレートを含浸する。
【解決手段】通常の方法により製造された木質繊維板に対して、２−ヒドロキシエチルモノメタクリレートを添加したポリエチレングリコールモノメタクリレートを含浸する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、木質繊維板とその製造方法に関し、特に、寸法安定性などの物性を改善するためにポリエチレングリコールモノメタクリレートを含浸する処理を行った木質繊維板において、その曲げ強度と剥離強度を改善することのできる木質繊維板とその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
植物繊維を、フェノール樹脂などの熱硬化性樹脂をバインダーとして板状に熱圧成形して、種々の木質繊維板とすることは知られている。しかし、これらの木質繊維板は、一般に、水分の吸排出による寸法変化率が大きく、物品の構成材料として使用したときに、物品に変形や寸法ズレを生じやすい。そのために、熱圧成形した木質繊維板に対して薬剤を含浸させて、寸法安定性を向上させることが行われている。例えば、特許文献１には、板状に熱圧締成形した木質繊維板（パーティクルボード）に対して、液状非吸湿材（ポリエチレングリコールまたはポリエチレングリコールメタアクリル酸）を浸透含浸させて、寸法の安定したパーティクルボードを製造することが記載されている。また、特許文献２には、バインダーとしてフェノール系樹脂を用いた木質繊維板において、木質繊維板にポリエチレングリコールメタアクリレートを、木質繊維板の重量に対して５〜６０重量％となるように、塗布または含浸させて、寸法安定性を確保することが記載されている。
【０００３】
【特許文献１】特開平８−３００３２０号公報
【特許文献２】特開２００２−３３７１１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
木質繊維板に対して上記のような薬剤を含浸する処理を行うことにより、高い寸法安定性は得られる。しかし、他の物性値、例えば、木質繊維板の曲げ強度や剥離強度が未処理のものよりも低下することが指摘されている。
【０００５】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、寸法安定化処理を施した木質繊維板において、曲げ強度や剥離強度の低下率を少なくした、あるいは向上させた木質繊維板およびその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決すべく、本発明者らは多くの実験と研究を行うことにより、通常の方法により製造された木質繊維板に、寸法安定化剤としてポリエチレングリコールモノメタクリレートを含浸させるときに、そこに２−ヒドロキシエチルモノメタクリレートを添加した状態で含浸を行うことにより、曲げ強度や剥離強度をほぼ維持しながら、高い寸法安定性を確保できることを知見した。
【０００７】
本発明は、上記の知見に基づくものであり、本発明による木質繊維板は、植物繊維を熱硬化性樹脂をバインダーとして板状に熱圧成形した木質繊維板であって、前記木質繊維板には、さらに、２−ヒドロキシエチルモノメタクリレートを添加したポリエチレングリコールモノメタクリレートが含浸されていることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明による木質繊維板の製造方法は、植物繊維を熱硬化性樹脂をバインダーとして板状に熱圧成形した後、２−ヒドロキシエチルモノメタクリレートを添加したポリエチレングリコールモノメタクリレートを含浸する処理を施すことを特徴とする。
【０００９】
いずれの場合も、限定するものではないが、含浸する液として、ポリエチレングリコールモノメタクリレートの固形分１００重量部に対し、２０〜３００重量部の２−ヒドロキシエチルモノメタクリレートを添加した、樹脂固形分２０〜１００％水溶液を用いることが望ましく、それにより、より物性値の改善された木質繊維板を得ることができる。
【００１０】
なお、２−ヒドロキシエチルモノメタクリレートの添加量が上記未満（２０重量部未満）だと、曲げ強度や剥離強度を低下させない効果が小さく、また、上記の範囲を超過する（３００重量部を越える）と寸法安定性に影響を与え、寸法安定性がやや低下する。さらに、含浸液として樹脂固形分が２０％未満のポリエチレングリコールモノメタクリレート水溶液を用いる場合にも、寸法安定性がやや低下する。
【００１１】
本発明において、木質繊維板への含浸液の含浸方法に特に制限はなく、常圧での塗布含浸でもよく、減圧含浸でもよいが、減圧含浸は迅速かつ均一な含浸が得られることから、より好ましい。減圧含浸の場合、減圧程度は、６０〜５ｋＰａの範囲で行うことが好ましく、本発明者らの実験では、６０ｋＰａよりも低い減圧度では、均一な含浸を短い時間で行うことができず、５ｋＰａよりも高い減圧値とすることは、現状では技術的に困難である。
【００１２】
本発明において、木質繊維板の種類やその製造方法に特に制限はなく、通常の方法により製造される木質繊維板、すなわち、植物繊維をフェノール樹脂、尿素−メラミン樹脂などの熱硬化性樹脂をバインダーとして熱圧締して得られる木質繊維板を適宜用いることができる。例として、高密度繊維板（ＨＢ）や中密度繊維板（ＭＤＦ）などを挙げることができるが、薬剤の含浸が容易である理由から、中密度繊維板（ＭＤＦ）は最も好適である。
【実施例】
【００１３】
以下、実施例により本発明を説明する。
［実施例］
ポリエチレングリコールモノメタクリレート（分子量３８７〜４６７）（日本油脂社のブレンマーＰＥ３５０）の固形分１００重量部に対し、３０重量部の２−ヒドロキシエチルモノメタクリレートを添加した、樹脂固形分３０％水溶液を、バインダーとしてフェノール樹脂を用いた密度０．８３ｇ／ｃｍ３、厚さ２．７ｍｍの木質繊維板に、６０ｋＰａの減圧条件下で含浸させ、硬化させた。含浸時間は５分であり、含浸量は樹脂固形分の含有量が、木質繊維板の重量に対して１２重量％となるようにした。
【００１４】
得られた木質繊維板から、５０ｍｍ×３００ｍｍ×２．７ｍｍの共試材料を作り、下記要領により、２態様での寸法変化率、曲げ強度、剥離強度を測定した。表１、表２にその結果を示す。なお、試験データはいずれも共試材料６の平均値をとっている。
【００１５】
［寸法変化率］
１．気乾状態の共試材料を恒温乾燥機（１０５℃）に入れ、全乾状態（１０５℃、３日後）となったときの長手方向での寸法変化率
２．全乾状態から温度４０℃、湿度９０％の環境試験室に１週間放置した後の寸法変化率
【００１６】
［曲げ強度試験］
ＪＩＳＡ５９０５に準じた試験であり、共試材料をスパン２００ｍｍにセットし、共試材料の表面から平均変形速度１０ｍｍ／分荷重を加え、その最大荷重を測定し、次式（１）により曲げ強度を測定。
【００１７】
式（１） 曲げ強度（ｋｇｆ／ｃｍ２）＝３ＰＬ／２ｂｔ２
【００１８】
ここで、Ｐ：最大荷重（ｋｇｆ）、Ｌ：スパン（ｃｍ）、ｂ：共試材料の幅（ｃｍ）、ｔ：共試材料の厚さ（ｃｍ）
【００１９】
［剥離強度試験］
ＪＩＳＡ５９０５に準じた試験であり、２枚の鋼ブロック間に接着剤を用いて共試材料を接着し、垂直引っ張り荷重を加え、剥離破壊時の最大荷重を測定し、次式（２）により剥離強度を測定。
【００２０】
式（２） 剥離強度（ｋｇｆ／ｃｍ２）＝Ｐ／ｂＬ
【００２１】
ここで、Ｐ：剥離破壊時の最大荷重（ｋｇｆ）、ｂ：共試材料の幅（ｃｍ）、Ｌ：共試材料の長さ（ｃｍ）
【００２２】
［比較例１］
実施例で用いた木質繊維板であって、含浸処理を行わない木質繊維板を用い、実施例と同様にして、２態様での寸法変化率、曲げ強度、剥離強度を測定した。表１、表２にその結果を示す。
【００２３】
［比較例２］
実施例で用いた木質繊維板に対して、ポリエチレングリコールモノメタクリレートの樹脂固形分３０％水溶液、すなわち、２−ヒドロキシエチルモノメタクリレートを添加しないポリエチレングリコールモノメタクリレート水溶液を、実施例と同様にして含浸処理した木質繊維板を用い、実施例と同様にして、２態様での寸法変化率、曲げ強度、剥離強度を測定した。表１、表２にその結果を示す。
【００２４】
【表１】
【００２５】
【表２】
【００２６】
［考察］
（１）寸法変化率については、２態様の寸法変化率のいずれにおいても、実施例品は、無処理のもの（比較例１品）よりも小さくなっており、ポリエチレングリコールモノメタクリレートの含浸による寸法安定化処理は有効に機能している。しかし、比較例２品と比較すると大きな値となっているが、これは、２−ヒドロキシエチルモノメタクリレートを添加したことによる影響が出ているものと推測される。
【００２７】
（２）曲げ強度については、ポリエチレングリコールモノメタクリレートを含浸させた影響で比較例２品は、曲げ強度が比較例１品（無処理品）から大きく（−１７１ｋｇｆ／ｃｍ２）低下しているが、実施例品は、その低下度が小さく（−１０２ｋｇｆ／ｃｍ２）なっている。これは、２−ヒドロキシエチルモノメタクリレートをさらに添加したことに起因すると解することができる。
【００２８】
（３）剥離強度については、ポリエチレングリコールモノメタクリレートを含浸させた影響で比較例２品は、剥離強度が比較例１品（無処理品）から大きく（−１０ｋｇｆ／ｃｍ２）低下しているが、実施例品は、剥離強度は＋２ｋｇｆ／ｃｍ２増加している。これは、２−ヒドロキシエチルモノメタクリレートをさらに添加したことに起因すると解することができる。
【００２９】
（４）上記のように、本発明品は、２−ヒドロキシエチルモノメタクリレートを添加したポリエチレングリコールモノメタクリレートを含浸したことにより、木質繊維板の寸法安定性は改善されながら、従来のもの（比較例２品）のように曲げ強度が大きく低減することはなく、剥離強度に至ってはむしろ向上している。これにより、本発明の優位性が立証される。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、木質繊維板とその製造方法に関し、特に、寸法安定性などの物性を改善するためにポリエチレングリコールモノメタクリレートを含浸する処理を行った木質繊維板において、その曲げ強度と剥離強度を改善することのできる木質繊維板とその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
植物繊維を、フェノール樹脂などの熱硬化性樹脂をバインダーとして板状に熱圧成形して、種々の木質繊維板とすることは知られている。しかし、これらの木質繊維板は、一般に、水分の吸排出による寸法変化率が大きく、物品の構成材料として使用したときに、物品に変形や寸法ズレを生じやすい。そのために、熱圧成形した木質繊維板に対して薬剤を含浸させて、寸法安定性を向上させることが行われている。例えば、特許文献１には、板状に熱圧締成形した木質繊維板（パーティクルボード）に対して、液状非吸湿材（ポリエチレングリコールまたはポリエチレングリコールメタアクリル酸）を浸透含浸させて、寸法の安定したパーティクルボードを製造することが記載されている。また、特許文献２には、バインダーとしてフェノール系樹脂を用いた木質繊維板において、木質繊維板にポリエチレングリコールメタアクリレートを、木質繊維板の重量に対して５〜６０重量％となるように、塗布または含浸させて、寸法安定性を確保することが記載されている。
【０００３】
【特許文献１】特開平８−３００３２０号公報
【特許文献２】特開２００２−３３７１１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
木質繊維板に対して上記のような薬剤を含浸する処理を行うことにより、高い寸法安定性は得られる。しかし、他の物性値、例えば、木質繊維板の曲げ強度や剥離強度が未処理のものよりも低下することが指摘されている。
【０００５】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、寸法安定化処理を施した木質繊維板において、曲げ強度や剥離強度の低下率を少なくした、あるいは向上させた木質繊維板およびその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決すべく、本発明者らは多くの実験と研究を行うことにより、通常の方法により製造された木質繊維板に、寸法安定化剤としてポリエチレングリコールモノメタクリレートを含浸させるときに、そこに２−ヒドロキシエチルモノメタクリレートを添加した状態で含浸を行うことにより、曲げ強度や剥離強度をほぼ維持しながら、高い寸法安定性を確保できることを知見した。
【０００７】
本発明は、上記の知見に基づくものであり、本発明による木質繊維板は、植物繊維を熱硬化性樹脂をバインダーとして板状に熱圧成形した木質繊維板であって、前記木質繊維板には、さらに、２−ヒドロキシエチルモノメタクリレートを添加したポリエチレングリコールモノメタクリレートが含浸されていることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明による木質繊維板の製造方法は、植物繊維を熱硬化性樹脂をバインダーとして板状に熱圧成形した後、２−ヒドロキシエチルモノメタクリレートを添加したポリエチレングリコールモノメタクリレートを含浸する処理を施すことを特徴とする。
【０００９】
いずれの場合も、限定するものではないが、含浸する液として、ポリエチレングリコールモノメタクリレートの固形分１００重量部に対し、２０〜３００重量部の２−ヒドロキシエチルモノメタクリレートを添加した、樹脂固形分２０〜１００％水溶液を用いることが望ましく、それにより、より物性値の改善された木質繊維板を得ることができる。
【００１０】
なお、２−ヒドロキシエチルモノメタクリレートの添加量が上記未満（２０重量部未満）だと、曲げ強度や剥離強度を低下させない効果が小さく、また、上記の範囲を超過する（３００重量部を越える）と寸法安定性に影響を与え、寸法安定性がやや低下する。さらに、含浸液として樹脂固形分が２０％未満のポリエチレングリコールモノメタクリレート水溶液を用いる場合にも、寸法安定性がやや低下する。
【００１１】
本発明において、木質繊維板への含浸液の含浸方法に特に制限はなく、常圧での塗布含浸でもよく、減圧含浸でもよいが、減圧含浸は迅速かつ均一な含浸が得られることから、より好ましい。減圧含浸の場合、減圧程度は、６０〜５ｋＰａの範囲で行うことが好ましく、本発明者らの実験では、６０ｋＰａよりも低い減圧度では、均一な含浸を短い時間で行うことができず、５ｋＰａよりも高い減圧値とすることは、現状では技術的に困難である。
【００１２】
本発明において、木質繊維板の種類やその製造方法に特に制限はなく、通常の方法により製造される木質繊維板、すなわち、植物繊維をフェノール樹脂、尿素−メラミン樹脂などの熱硬化性樹脂をバインダーとして熱圧締して得られる木質繊維板を適宜用いることができる。例として、高密度繊維板（ＨＢ）や中密度繊維板（ＭＤＦ）などを挙げることができるが、薬剤の含浸が容易である理由から、中密度繊維板（ＭＤＦ）は最も好適である。
【実施例】
【００１３】
以下、実施例により本発明を説明する。
［実施例］
ポリエチレングリコールモノメタクリレート（分子量３８７〜４６７）（日本油脂社のブレンマーＰＥ３５０）の固形分１００重量部に対し、３０重量部の２−ヒドロキシエチルモノメタクリレートを添加した、樹脂固形分３０％水溶液を、バインダーとしてフェノール樹脂を用いた密度０．８３ｇ／ｃｍ３、厚さ２．７ｍｍの木質繊維板に、６０ｋＰａの減圧条件下で含浸させ、硬化させた。含浸時間は５分であり、含浸量は樹脂固形分の含有量が、木質繊維板の重量に対して１２重量％となるようにした。
【００１４】
得られた木質繊維板から、５０ｍｍ×３００ｍｍ×２．７ｍｍの共試材料を作り、下記要領により、２態様での寸法変化率、曲げ強度、剥離強度を測定した。表１、表２にその結果を示す。なお、試験データはいずれも共試材料６の平均値をとっている。
【００１５】
［寸法変化率］
１．気乾状態の共試材料を恒温乾燥機（１０５℃）に入れ、全乾状態（１０５℃、３日後）となったときの長手方向での寸法変化率
２．全乾状態から温度４０℃、湿度９０％の環境試験室に１週間放置した後の寸法変化率
【００１６】
［曲げ強度試験］
ＪＩＳＡ５９０５に準じた試験であり、共試材料をスパン２００ｍｍにセットし、共試材料の表面から平均変形速度１０ｍｍ／分荷重を加え、その最大荷重を測定し、次式（１）により曲げ強度を測定。
【００１７】
式（１） 曲げ強度（ｋｇｆ／ｃｍ２）＝３ＰＬ／２ｂｔ２
【００１８】
ここで、Ｐ：最大荷重（ｋｇｆ）、Ｌ：スパン（ｃｍ）、ｂ：共試材料の幅（ｃｍ）、ｔ：共試材料の厚さ（ｃｍ）
【００１９】
［剥離強度試験］
ＪＩＳＡ５９０５に準じた試験であり、２枚の鋼ブロック間に接着剤を用いて共試材料を接着し、垂直引っ張り荷重を加え、剥離破壊時の最大荷重を測定し、次式（２）により剥離強度を測定。
【００２０】
式（２） 剥離強度（ｋｇｆ／ｃｍ２）＝Ｐ／ｂＬ
【００２１】
ここで、Ｐ：剥離破壊時の最大荷重（ｋｇｆ）、ｂ：共試材料の幅（ｃｍ）、Ｌ：共試材料の長さ（ｃｍ）
【００２２】
［比較例１］
実施例で用いた木質繊維板であって、含浸処理を行わない木質繊維板を用い、実施例と同様にして、２態様での寸法変化率、曲げ強度、剥離強度を測定した。表１、表２にその結果を示す。
【００２３】
［比較例２］
実施例で用いた木質繊維板に対して、ポリエチレングリコールモノメタクリレートの樹脂固形分３０％水溶液、すなわち、２−ヒドロキシエチルモノメタクリレートを添加しないポリエチレングリコールモノメタクリレート水溶液を、実施例と同様にして含浸処理した木質繊維板を用い、実施例と同様にして、２態様での寸法変化率、曲げ強度、剥離強度を測定した。表１、表２にその結果を示す。
【００２４】
【表１】
【００２５】
【表２】
【００２６】
［考察］
（１）寸法変化率については、２態様の寸法変化率のいずれにおいても、実施例品は、無処理のもの（比較例１品）よりも小さくなっており、ポリエチレングリコールモノメタクリレートの含浸による寸法安定化処理は有効に機能している。しかし、比較例２品と比較すると大きな値となっているが、これは、２−ヒドロキシエチルモノメタクリレートを添加したことによる影響が出ているものと推測される。
【００２７】
（２）曲げ強度については、ポリエチレングリコールモノメタクリレートを含浸させた影響で比較例２品は、曲げ強度が比較例１品（無処理品）から大きく（−１７１ｋｇｆ／ｃｍ２）低下しているが、実施例品は、その低下度が小さく（−１０２ｋｇｆ／ｃｍ２）なっている。これは、２−ヒドロキシエチルモノメタクリレートをさらに添加したことに起因すると解することができる。
【００２８】
（３）剥離強度については、ポリエチレングリコールモノメタクリレートを含浸させた影響で比較例２品は、剥離強度が比較例１品（無処理品）から大きく（−１０ｋｇｆ／ｃｍ２）低下しているが、実施例品は、剥離強度は＋２ｋｇｆ／ｃｍ２増加している。これは、２−ヒドロキシエチルモノメタクリレートをさらに添加したことに起因すると解することができる。
【００２９】
（４）上記のように、本発明品は、２−ヒドロキシエチルモノメタクリレートを添加したポリエチレングリコールモノメタクリレートを含浸したことにより、木質繊維板の寸法安定性は改善されながら、従来のもの（比較例２品）のように曲げ強度が大きく低減することはなく、剥離強度に至ってはむしろ向上している。これにより、本発明の優位性が立証される。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
植物繊維を熱硬化性樹脂をバインダーとして板状に熱圧成形した木質繊維板であって、前記木質繊維板には、さらに、２−ヒドロキシエチルモノメタクリレートを添加したポリエチレングリコールモノメタクリレートが含浸されていることを特徴とする木質繊維板。
【請求項２】
ポリエチレングリコールモノメタクリレートの固形分１００重量部に対し、２０〜３００重量部の２−ヒドロキシエチルモノメタクリレートを添加した、樹脂固形分２０〜１００％水溶液を含浸させて得られたものであることを特徴とする請求項１に記載の木質繊維板。
【請求項３】
植物繊維を熱硬化性樹脂をバインダーとして板状に熱圧成形した後、２−ヒドロキシエチルモノメタクリレートを添加したポリエチレングリコールモノメタクリレートを含浸する処理を施すことを特徴とする木質繊維板の製造方法。
【請求項４】
ポリエチレングリコールモノメタクリレートの固形分１００重量部に対し、２０〜３００重量部の２−ヒドロキシエチルモノメタクリレートを添加した、樹脂固形分２０〜１００％水溶液を含浸させることを特徴とする請求項３に記載の木質繊維板の製造方法。
【請求項５】
含浸処理を減圧含浸で行うことを特徴とする請求項３または４に記載の木質繊維板の製造方法。
【請求項１】
植物繊維を熱硬化性樹脂をバインダーとして板状に熱圧成形した木質繊維板であって、前記木質繊維板には、さらに、２−ヒドロキシエチルモノメタクリレートを添加したポリエチレングリコールモノメタクリレートが含浸されていることを特徴とする木質繊維板。
【請求項２】
ポリエチレングリコールモノメタクリレートの固形分１００重量部に対し、２０〜３００重量部の２−ヒドロキシエチルモノメタクリレートを添加した、樹脂固形分２０〜１００％水溶液を含浸させて得られたものであることを特徴とする請求項１に記載の木質繊維板。
【請求項３】
植物繊維を熱硬化性樹脂をバインダーとして板状に熱圧成形した後、２−ヒドロキシエチルモノメタクリレートを添加したポリエチレングリコールモノメタクリレートを含浸する処理を施すことを特徴とする木質繊維板の製造方法。
【請求項４】
ポリエチレングリコールモノメタクリレートの固形分１００重量部に対し、２０〜３００重量部の２−ヒドロキシエチルモノメタクリレートを添加した、樹脂固形分２０〜１００％水溶液を含浸させることを特徴とする請求項３に記載の木質繊維板の製造方法。
【請求項５】
含浸処理を減圧含浸で行うことを特徴とする請求項３または４に記載の木質繊維板の製造方法。
【公開番号】特開２００６−２０５４９２（Ｐ２００６−２０５４９２Ａ）
【公開日】平成１８年８月１０日（２００６．８．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１９２８０（Ｐ２００５−１９２８０）
【出願日】平成１７年１月２７日（２００５．１．２７）
【出願人】（００００００４１３）永大産業株式会社 (243)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年８月１０日（２００６．８．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１月２７日（２００５．１．２７）
【出願人】（００００００４１３）永大産業株式会社 (243)
【Ｆターム（参考）】
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