説明

木質ボード

【課題】製造コストが安く、リサイクルが可能で、厚みを自由に設定することができる、難燃性を有する木質ボードを提供する。
【解決手段】尿素・メラミン樹脂(接着剤)を用いてチップを成形熱圧した、表層部分11、13及び内層部分12からなる3層構造のパーティクルボードであって、表層部分11、13は、その部分を構成している表層用チップが水分を全く含まないと想定したときの重量の15〜40%の重量のポリリン酸アンモニウムアミド(リン酸窒素系難燃剤)を含有しており、内層部分12は、その部分を構成している内層用チップが水分を全く含まないと想定したときの重量の15〜40%の重量のリン酸アンモニウム(水溶性リン酸窒素系難燃剤)を含有している。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
この発明は、接着剤を用いて木材小片または木材繊維を成形熱圧した木質ボードに関する。
【背景技術】
【0002】
従来から、杉や檜等、比較的幅狭のむく材については、難燃剤を含浸させることによって難燃性を付与することが行われているが、幅広に整形可能なパーティクルボード、木質繊維板、配向性ストランドボード等の木質ボードについては、耐火性を有する石膏ボード等を練り合わせて複合材にすることで難燃性を付与することが一般的に行われている。
【0003】
【特許文献1】実開昭51−122180号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、上述したように、木質ボードに石膏ボード等を練り合わせた複合材は、製造コストが高くなると共に、廃棄する際に、練り合わされた木質ボードと石膏ボードとを分離することができず、木質ボードをリサイクルすることができないといった問題がある。
【0005】
また、こういった複合材では、必要な難燃性能や強度を確保しようとすると、難燃性能を担っている石膏ボードの厚みと、強度を担っている木質ボードの厚みとがそれぞれ制限を受けるので、複合材全体の厚みを自由に設定することができないといった問題もある。
【0006】
さらに、こういった複合材をキッチン等の壁板として使用する場合は石膏ボード側が化粧面となるが、石膏ボードは表面性状が悪いので、石膏ボードの表面に化粧シート等を貼着しようとすると、石膏ボードの表面に塗装を施すことによって、前処理を行わなければならないといった問題もある。
【0007】
そこで、この発明の課題は、製造コストが安く、リサイクルが可能で、厚みを自由に設定することができる、難燃性を有する木質ボードを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
上記の課題を解決するため、請求項1に係る発明は、接着剤を用いて木材小片または木材繊維を成形熱圧した木質ボードにおいて、表層部分は、その部分を構成している木材小片または木材繊維が水分を全く含まないと想定したときの重量の15〜40%の重量のリン酸窒素系難燃剤を含有しており、内層部分は、その部分を構成している木材小片または木材繊維が水分を全く含まないと想定したときの重量の15〜40%の重量の水溶性リン酸窒素系難燃剤を含有していることを特徴とする木質ボードを提供するものである。なお、表層部分に含まれているリン酸窒素系難燃剤としては、ポリリン酸カルバメート、ポリリン酸アンモニウム、ポリリン酸アミド、メラミンリン酸塩等を使用することができ、内層部分に含まれている水溶性リン酸窒素系難燃剤としては、リン酸1水素アンモニウム、リン酸2水素アンモニウム等を使用することができる。また、接着剤としては、尿素樹脂、尿素・メラミン樹脂、フェノール樹脂、ジフェニルメタン−4,4’−ジイソシアネート(MDI)等の単体または混合物を使用することができる。
【0009】
また、請求項2に係る発明は、請求項1に係る発明の木質ボードにおいて、前記表層部分における前記リン酸窒素系難燃剤の含有量(重量)及び前記内層部分における前記水溶性リン酸窒素系難燃剤の含有量(重量)が、各部分を構成している木材小片または木材繊維が水分を全く含まないと想定したときの重量の20〜40%に設定されており、全体が9mm以上、前記表層部分が2mm以上の厚みを有していることを特徴としている。
【0010】
また、請求項3に係る発明は、請求項1に係る発明の木質ボードにおいて、前記表層部分における前記リン酸窒素系難燃剤の含有量(重量)及び前記内層部分における前記水溶性リン酸窒素系難燃剤の含有量(重量)が、各部分を構成している木材小片または木材繊維が水分を全く含まないと想定したときの重量の35〜40%に設定されており、全体が15mm以上、前記表層部分が2mm以上の厚みを有していることを特徴としている。
【0011】
また、請求項4に係る発明は、請求項1、2または3に係る発明の木質ボードにおいて、前記表層部分に含まれる前記リン酸窒素系難燃剤は、非水溶性を有していることを特徴としている。
【発明の効果】
【0012】
以上のように、請求項1に係る発明の木質ボードは、表層部分及び内層部分が、それぞれの部分を構成している木材小片または木材繊維が水分を全く含まないと想定したときの重量の15〜40%の重量のリン酸窒素系難燃剤を含有しており、特に、内層部分に含まれている水溶性リン酸窒素系難燃剤は、水溶液中で酸性を示し、熱圧成形中に接着剤の硬化を促進する働きがあるので、熱が伝わりにくい内層部分も接着剤が確実に硬化し、ISO−5660「コーンカロリーメーター法」による5分間加熱したときの総発熱量が8MJ/m以下である「難燃」という格付け以上の難燃性能を確保することができる。
【0013】
従って、従来のように、難燃性を付与するために、石膏ボード等を練り合わせた複合材にする必要がなく、製造コストを削減することができると共に、リサイクルが可能となり、厚みについても自由に設定することができる。
【0014】
なお、表層部分及び内層部分におけるリン酸窒素系難燃剤及び水溶性リン酸窒素系難燃剤の含有量を15〜40%としたのは、リン酸窒素系難燃剤及び水溶性リン酸窒素系難燃剤の含有量が15%を下回ると、上述した「難燃」という格付けの難燃性能を確保することができず、40%を上回ると、表面性状が悪くなり、化粧シート等を綺麗に貼着することができなかったり、貼着した化粧シートが剥がれやすくなったりするからである。
【0015】
また、この木質ボードを形成する木材小片または木材繊維に対して、それらが水分を全く含まないと想定したときの重量の1.5%の重量の尿素水をホルムアルデヒドキャッチャー剤として含浸させるという前処理を行っておくと、接着剤を用いて木材小片または木材繊維を成形熱圧する際に、別途、ホルムアルデヒドキャッチャー剤を添加しなくても、ホルムアルデヒド放散量を、JIS A 5908に規定する「F☆☆☆☆等級」(平均値:0.3mg/L以下、最大値:0.4mg/L以下)に抑えることができる。
【0016】
また、請求項2に係る発明の木質ボードは、表層部分におけるリン酸窒素系難燃剤の含有量及び内層部分における水溶性リン酸窒素系難燃剤の含有量(重量)が、各部分を構成している木材小片または木材繊維が水分を全く含まないと想定したときの重量の20〜40%に設定されており、全体が9mm以上、前記表層部分が2mm以上の厚みを有しているので、ISO−5660「コーンカロリーメーター法」による10分間加熱したときの総発熱量が8MJ/m以下である「準不燃」という格付け以上の難燃性能を確保することができる。
【0017】
また、請求項3に係る発明の木質ボードは、表層部分におけるリン酸窒素系難燃剤の含有量及び内層部分における水溶性リン酸窒素系難燃剤の含有量(重量)が、各部分を構成している木材小片または木材繊維が水分を全く含まないと想定したときの重量の35〜40%に設定されており、全体が15mm以上、前記表層部分が2mm以上の厚みを有しているので、ISO−5660「コーンカロリーメーター法」による20分間加熱したときの総発熱量が8MJ/m以下である「不燃」という格付け以上の難燃性能を確保することができる。
【0018】
また、請求項4に係る発明の木質ボードは、表層部分に含まれるリン酸窒素系難燃剤が非水溶性を有しているので、木質ボードの吸放湿に伴って、内層部分に含まれている、接着剤の硬化促進機能を備えた水溶性リン酸窒素系難燃剤が表層部分に移動してくることがなく、化粧シート等を貼着するための接着剤の接着力が低下したり、化粧シート等を貼着するボード表面の色彩が変化したりすることがない。
【0019】
なお、非水溶性リン酸窒素系難燃剤は、水溶性リン酸窒素系難燃剤とは異なり、熱圧成形中に接着剤の硬化を遅らせる働きがあるが、表層部分は熱が加わりやすいので、特に、問題とはならない。
【発明を実施するための最良の形態】
【0020】
以下、本発明の実施例について、図面及び表を参照して説明するが、本発明の木質ボードはこれらの実施例に限定されるものではない。
【0021】
(実施例1)
表1に示すように、ホルムアルデヒドキャッチャー剤として10%の尿素水を含浸させた原料チップを切削した後、これを乾燥させ、8メッシュを下回る表層用チップと8メッシュ以上の内層用チップとに分類する。そして、表層用チップと内層用チップとをそれぞれ個別のブレンダーに投入し、表層用チップ側のブレンダーには、その表層用チップが水分を全く含まないと想定したときの重量の25%の重量のポリリン酸アンモニウムアミド(難燃剤)を投入して撹拌しながら、その表層用チップが水分を全く含まないと想定したときの重量と難燃剤の重量との和の12.5%の重量の尿素・メラミン樹脂(接着剤)を投入すると共に、内層用チップ側のブレンダーには、その内層用チップが水分を全く含まないと想定したときの重量の25%の重量のリン酸アンモニウム(難燃剤)を投入して撹拌しながら、その内層用チップが水分を全く含まないと想定したときの重量と難燃剤の重量との和の6%の重量の尿素・メラミン樹脂(接着剤)を投入する。このようにして、難燃剤及び接着剤が添加された表層用チップからなる表層用マットと、難燃剤及び接着剤が添加された内層用チップからなる内層用マットとを、表層用マットによって内層用マットを挟み込むような状態で積層し、これを成形熱圧することにより、図1に示すように、全体の厚みが15mm(表層部分11、13の厚み:3.7mm、内層部分12の厚み:7.6mm)、密度が0.8g/cmのパーティクルボード1を製造した。
【0022】
(実施例2)
表1に示すように、表層部分の厚みが5.2mm、内層部分の厚みが4.6mmである点を除いて、実施例1と同様なパーティクルボードを製造した。
【0023】
(実施例3)
表1に示すように、密度が0.74g/cmである点を除いて、実施例1と同様なパーティクルボードを製造した。
【0024】
(実施例4)
表1に示すように、全体の厚みが9mm(表層部分の厚み:3.7mm、内層部分の厚み:1.6mm)である点を除いて、実施例1と同様なパーティクルボードを製造した。
【0025】
(実施例5)
表2に示すように、全体の厚みが25mm(表層部分の厚み:3.7mm、内層部分の厚み:17.6mm)である点を除いて、実施例1と同様なパーティクルボードを製造した。
【0026】
(実施例6)
表2に示すように、難燃剤(ポリリン酸アンモニウムアミド、リン酸アンモニウム)の添加率が15%である点を除いて、実施例1と同様なパーティクルボードを製造した。
【0027】
(実施例7)
表2に示すように、表層部分の厚みが1.9mm、内層部分の厚みが11.2mmである点を除いて、実施例1と同様なパーティクルボードを製造した。
【0028】
(実施例8)
表2に示すように、難燃剤(ポリリン酸アンモニウムアミド、リン酸アンモニウム)の添加率が35%である点を除いて、実施例1と同様なパーティクルボードを製造した。
【0029】
(実施例9)
表3に示すように、難燃剤(ポリリン酸アンモニウムアミド、リン酸アンモニウム)の添加率が20%である点を除いて、実施例1と同様なパーティクルボードを製造した。
【0030】
(実施例10)
表3に示すように、全体の厚みが8mm(表層部分の厚み:3.7mm、内層部分の厚み:0.6mm)である点を除いて、実施例1と同様なパーティクルボードを製造した。
【0031】
(比較例1)
表3に示すように、難燃剤を添加していない点、密度が0.74g/cmである点及び接着剤の重量の10%の重量の尿素水をホルムアルデヒドキャッチャー剤として接着剤に添加している点を除いて、実施例1と同様なパーティクルボードを製造した。
【0032】
(比較例2)
表3に示すように、難燃剤(ポリリン酸アンモニウムアミド、リン酸アンモニウム)の添加率が10%である点を除いて、実施例1と同様なパーティクルボードを製造した。
【0033】
【表1】

【0034】
【表2】

【0035】
【表3】

【0036】
上述した各実施例及び比較例の難燃性能及びホルムアルデヒド放散量を表4に示す。なお、難燃性能は、ISO−5660「コーンカロリーメーター法」による格付けを採用した。即ち、著しい変形が無いこと(裏面まで貫通しないこと、縮み量が小さいこと)、最大発熱速度が200kw/mを超えて10秒以上継続しないことを前提に、5分間加熱したときの総発熱量が8MJ/m以下の場合は「難燃」、10分間加熱したときの総発熱量が8MJ/m以下の場合は「準不燃」、20分間加熱したときの総発熱量が8MJ/m以下の場合は「不燃」という格付けとなる。従って、著しい変形が生じたり、最大発熱速度が200kw/mを超えて10秒以上継続したり、5分間加熱したときの総発熱量が8MJ/mを上回った場合は、難燃性能を備えていないことになる。
【0037】
表4から分かるように、難燃剤(ポリリン酸アンモニウムアミド、リン酸アンモニウム)の添加率が15%以上である実施例1〜10のパーティクルボードは、ISO−5660「コーンカロリーメーター法」による「難燃」以上の格付けの難燃性を有しているが、難燃剤が全く添加されていない比較例1のパーティクルボードや難燃剤(ポリリン酸アンモニウムアミド、リン酸アンモニウム)の添加率が15%を下回っている比較例2のパーティクルボードは、ISO−5660「コーンカロリーメーター法」による「難燃」の格付けを確保することができなかった。
【0038】
また、実施例1〜10のパーティクルボードのうち、難燃剤(ポリリン酸アンモニウムアミド、リン酸アンモニウム)の添加率が20%以上、全体が9mm以上、表層部分11、13が2mm以上の厚みを有している実施例1〜5、8、9のパーティクルボードは、ISO−5660「コーンカロリーメーター法」による「準不燃」以上の格付けの難燃性を有しており、特に、難燃剤(ポリリン酸アンモニウムアミド、リン酸アンモニウム)の添加率が35%以上、全体が15mm以上、表層部分11、13が2mm以上の厚みを有している実施例8のパーティクルボードは、ISO−5660「コーンカロリーメーター法」による「不燃」の格付けの難燃性を有していることが分かる。
【0039】
また、表4から分かるように、難燃剤(ポリリン酸アンモニウムアミド、リン酸アンモニウム)を添加している実施例1〜10及び比較例2のパーティクルボードについては、ホルムアルデヒドキャッチャー剤としての尿素水をチップに予め含浸させるという前処理を行っておくと、接着剤を用いて木材小片またはチップを成形熱圧する際に、別途、ホルムアルデヒドキャッチャー剤を添加しなくても、ホルムアルデヒド放散量を、0.2mg/l程度に抑えることができ、JIS A 5908に規定する「F☆☆☆☆等級」を確保することができる。
【0040】
【表4】

【0041】
なお、上述した実施形態では、表層部分11、13に添加するリン酸窒素系難燃剤として、ポリリン酸アンモニウムアミドを使用しているが、これに限定されるものではなく、例えば、ポリリン酸カルバメート、ポリリン酸アンモニウム、ポリリン酸アミド、メラミンリン酸塩等を使用することもできる。
【0042】
また、上述した実施形態では、内層部分12に添加する水溶性リン酸窒素系難燃剤として、リン酸アンモニウムを使用しているが、これに限定されるものではなく、例えば、リン酸1水素アンモニウム、リン酸2水素アンモニウム等を使用することもできる。
【0043】
また、上述した実施形態では、接着剤として、尿素・メラミン樹脂を使用しているが、これに限定されるものではなく、例えば、尿素樹脂、フェノール樹脂、ジフェニルメタン−4,4’−ジイソシアネート(MDI)等の単体または混合物を使用することができる。
【0044】
また、上述した実施形態では、表層部分に非水溶性リン酸窒素系難燃剤を添加しているが、これに限定されるものではなく、表層部分及び内層部分の双方に水溶性リン酸窒素系難燃剤を添加することも可能である。ただし、表層部分に非水溶性リン酸窒素系難燃剤を添加しておくと、パーティクルボードの吸放湿に伴って、内層部分に含まれている、接着剤の硬化促進機能を備えた水溶性リン酸窒素系難燃剤が表層部分に移動してくることがなく、化粧シート等を貼着するための接着剤の接着力が低下したり、化粧シート等を貼着するボード表面の色彩が変化したりすることがないという効果が得られるので、表層部分には非水溶性リン酸窒素系難燃剤を添加しておくほうが望ましい。
【0045】
また、上述した実施形態では、パーティクルボードについて説明したが、これに限定されるものではなく、本発明は、木質繊維板や配向性ストランドボード等の接着剤を用いて木材小片または木材繊維を成形熱圧した種々の木質ボードに適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【0046】
【図1】この発明に係る木質ボードの一実施形態であるパーティクルボードを示す断面図である。
【符号の説明】
【0047】
1 パーティクルボード
11、13 表層部分
12 内層部分

【特許請求の範囲】
【請求項1】
接着剤を用いて木材小片または木材繊維を成形熱圧した木質ボードにおいて、
表層部分は、その部分を構成している木材小片または木材繊維が水分を全く含まないと想定したときの重量の15〜40%の重量のリン酸窒素系難燃剤を含有しており、
内層部分は、その部分を構成している木材小片または木材繊維が水分を全く含まないと想定したときの重量の15〜40%の重量の水溶性リン酸窒素系難燃剤を含有していることを特徴とする木質ボード。
【請求項2】
前記表層部分における前記リン酸窒素系難燃剤の含有量及び前記内層部分における前記水溶性リン酸窒素系難燃剤の含有量(重量)が、各部分を構成している木材小片または木材繊維が水分を全く含まないと想定したときの重量の20〜40%に設定されており、
全体が9mm以上、前記表層部分が2mm以上の厚みを有している請求項1に記載の木質ボード。
【請求項3】
前記表層部分における前記リン酸窒素系難燃剤の含有量及び前記内層部分における前記水溶性リン酸窒素系難燃剤の含有量(重量)が、各部分を構成している木材小片または木材繊維が水分を全く含まないと想定したときの重量の35〜40%に設定されており、
全体が15mm以上、前記表層部分が2mm以上の厚みを有している請求項1に記載の木質ボード。
【請求項4】
前記表層部分に含まれる前記リン酸窒素系難燃剤は、非水溶性を有している請求項1、2または3に記載の木質ボード。

【図1】
image rotate


【公開番号】特開2009−66790(P2009−66790A)
【公開日】平成21年4月2日(2009.4.2)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2007−234891(P2007−234891)
【出願日】平成19年9月11日(2007.9.11)
【出願人】(000000413)永大産業株式会社 (243)
【Fターム(参考)】