JP2000280209A - 木質繊維板及び製造法 - Google Patents
木質繊維板及び製造法Info
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Abstract
る寸法変化が小さい木質繊維板を提供すること。 【解決手段】 アセチル化処理された木質繊維とアセチ
ル化処理されていない木質繊維とがバインダー樹脂によ
り結合された木質繊維板であって、前記バインダー樹脂
が、ホルムアルデヒド系樹脂とイソシアネート基を分子
中に2個以上有するイソシアネート化合物とを含むもの
であると共に、前記イソシアネート化合物を、ホルムア
ルデヒド系樹脂とイソシアネート化合物との合計量中、
20〜90重量%含むものである木質繊維板である。
Description
ダー樹脂で結合してなる木質繊維板に関する。
る中密度木質繊維板(以下、MDFと記す)等の木質繊
維板は、強度に優れる、方向性が少ない、均質で加工が
容易である、平面状のもの以外にも曲面状の成形品を得
ることができる等の特徴を持ち、建材、家具などの材料
として広く用いられている。
接着剤、メラミン樹脂接着剤を使用してなるMDF)
は、吸湿、吸水による寸法変化が大きく、特に厚さ変化
が大きい。これを改良する方法として、木質ファイバー
のアセチル化があるが、アセチル化された木質ファイバ
ーは、ユリア樹脂やメラミン樹脂との接着性が悪く、は
く離強さが著しく低い。これを改良するためにポリメリ
ックMDI(クルードMDIと呼ばれることがある。以
下PMDIという。)を使用すると、離形性が悪くなる
という問題がある。
は、離形性がよくて製造し易い上に、曲げ強さ、はく離
強さが大きく、水分による寸法変化が小さい木質繊維板
を提供することにある。
アセチル化処理された木質繊維とアセチル化処理されて
いない木質繊維とがバインダー樹脂により結合された木
質繊維板であって、前記バインダー樹脂が、ホルムアル
デヒド系樹脂とイソシアネート基を分子中に2個以上有
するイソシアネート化合物とからなり、前記イソシアネ
ート化合物を、ホルムアルデヒド系樹脂とイソシアネー
ト化合物との合計量中、20〜90重量%含むものであ
る木質繊維板である。また、本発明の木質繊維板の製造
法は、アセチル化処理された木質繊維とアセチル化処理
されていない木質繊維とに、ホルムアルデヒド系樹脂と
イソシアネート基を分子中に2個以上有するイソシアネ
ート化合物とを付着させた混合物を加熱加圧成形する木
質繊維板の製造法であって、前記混合物中のイソシアネ
ート化合物の含有量が、ホルムアルデヒド系樹脂とイソ
シアネート化合物との合計量中、20〜90重量%であ
る木質繊維板の製造法である。
造法の例を示す工程図である。アセチル化処理された木
質繊維(以下、アセチル化木質繊維と記す)4と、アセ
チル化処理されていない木質繊維(以下、未処理木質繊
維と記す)3を製造するための木質繊維2としては、例
えば、図1に示すように、木材をチョッパーでチップ化
して木材チップ1とし、該木材チップ1を高圧蒸気によ
り蒸煮した後、ディスクリファイナーなどによって解繊
し、乾燥したものが挙げられる。
維板中に含まれるアセチル化木質繊維4は、例えば、ア
セチル化処理されていない木質繊維2とアセチル化剤の
気化蒸気を気相で接触させて、下記式のように木質繊維
2中の水酸基(OH)の一部をアセチル基(OCOCH
3)に置き換えたものである。 [W]-OH + (CH3CO)2O → [W]-OCOCH3 + CH3COOH 上記アセチル化剤として無水酢酸が好適に用いられる。
また、アセチル化木質繊維4のアセチル化度は、重量増
加率で、通常、10〜30%程度、好ましくは12〜2
5%とされるが、要求される耐水性、耐湿性に応じて適
宜変更することもできる。アセチル化処理は気相中で行
ってもよく、液相中で行ってもよい。
方法としては、例えば、反応容器の底部にアセチル化剤
を満たし、この上方にステンレスワイヤなどで作ったネ
ットを張り、このネット上に木質繊維を載せ、アセチル
化剤を加熱してアセチル化剤の蒸気を発生させて、木質
繊維とアセチル化剤の蒸気を接触させる方法などが挙げ
られる。反応時間は、15分〜3時間程度とされるが、
要求されるアセチル化度によって適宜変更できる。ま
た、反応温度は140〜210℃程度であり、反応圧力
は常圧である。
などのアセチル化剤を、これと反応しない不活性な溶
媒、例えば、キシレンなどで希釈して用いることができ
る。この場合における溶媒の使用量は、アセチル化剤と
溶媒との合計量の70重量%以下とされる。このような
アセチル化剤と溶媒との混合物を用いることで、発熱反
応であるアセチル化反応を穏和な状態で進めることがで
き、反応操作が容易となり、木質繊維の過度のアセチル
化や熱劣化を抑えることができる。
は、あらかじめ乾燥して、含水率を3重量%、好ましく
は1重量%以下としておくことが好ましい。含水率が3
重量%を越えるとアセチル化剤蒸気の無水酢酸が水分と
先に反応するため、アセチル化の効率が低下する。
チル化木質繊維4と未処理木質繊維3との合計量中、3
5〜90重量%、好ましくは45〜85重量%、である
ことが好ましい。アセチル化木質繊維4が35重量%未
満であると、木質繊維板は、その吸水長さ変化率が大き
いなど耐水性に劣り易く、また90重量%を越えると曲
げ強さ(MOR)が低くなるなど機械的強度に劣り易
い。
ムアルデヒド系樹脂と、イソシアネート基を一分子中に
2個以上有するイソシアネート化合物(以下、イソシア
ネート化合物ということがある)である。前記ホルムア
ルデヒド系樹脂の例は、メラミン樹脂、ユリア樹脂、メ
ラミン−ユリア共縮合樹脂、フェノール樹脂等の熱硬化
性樹脂である。
リア、フェノール、メラミン・ユリア等をホルムアルデ
ヒドと反応させて得られる。ホルムアルデヒド系樹脂
は、通常20℃で液状であるが、加熱によって流動性を
失い固化(硬化)して硬化物(重合体) を与えるとい
う性質を有する。ホルムアルデヒド系樹脂のうち、メラ
ミン−ユリア共縮合樹脂(以下、MUFということがあ
る)、フェノール樹脂(以下、PFということがある)
が好ましい。メラミン−ユリア共縮合樹脂(MUF)と
は、メラミンとユリアとの混合物をホルムアルデヒドと
反応させて得られる共縮合樹脂である。メラミン−ユリ
ア共縮合樹脂として、メラミンとユリアとの合計量中、
メラミンが10〜80重量%であるものをホルムアルデ
ヒドと反応させて得られた共縮合樹脂が好ましい。
レゾール形いずれでもよい。
ート基を分子中に2個以上有するイソシアネート化合物
が用いられる。イソシアネート化合物としてPMDI、
即ち4,4′−ジフェニルメタンジイソシアネートを重
合したものが好適である。PMDIは、ホルムアルデヒ
ド系樹脂、木質繊維中の水分等と反応して硬化物(重合
体)を与え、また水分等と反応して発泡するので用いる
に好ましい。
化合物には、必要に応じて、ポリスチレン樹脂、エポキ
シ樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂等の非発泡性樹脂を添加で
きるし、CCl3F等の弗素系揮発性発泡剤、2,2′
−アゾイソブチロニトリル等のアミン系熱分解静発泡剤
を添加できるし、硬化剤、硬化触媒、硬化促進剤、希釈
剤、増粘剤、粘着剤、分散剤、撥水剤等を添加してもよ
い。
アルデヒド系樹脂とイソシアネート化合物との合計量
中、20〜90重量%、特に50〜85重量%であるこ
とが好ましい。イソシアネート化合物の含有量が20重
量%未満であると、木質繊維板の曲げ強さ、剥離強さが
低下し易く、90重量%を越えると離型性が悪くて木質
繊維板を製造し難い。
ルデヒド系樹脂とイソシアネート化合物との混合物)の
量は特に限定はされないが、アセチル化処理された木質
繊維とアセチル化処理されていない木質繊維とバインダ
ー樹脂との合計量中、3〜30重量%であることが好ま
しい。バインダー樹脂が3重量%未満では木質繊維の接
着が不十分となり、30重量%を越えると、バインダー
樹脂が過剰となり不経済である。
基づき説明すると、アセチル化木質繊維4と未処理木質
繊維3との合計量中、アセチル化木質繊維4が35〜9
0重量%含まれるように混合されていると共に、アセチ
ル化木質繊維4と未処理木質繊維3とに、20℃で液状
の未硬化のホルムアルデヒド系樹脂80〜10重量%
と、20℃で液状のイソシアネート化合物20〜90重
量%とを付着させた混合バインダー付着木質繊維7を熱
プレス機の熱盤間に位置させて加熱加圧成形し前記ホル
ムアルデヒド系樹脂と前記イソシアネート化合物を熱硬
化させることで、アセチル化木質繊維4と未処理木質繊
維3とがバインダー樹脂により結合された木質繊維板を
製造する方法である。アセチル化木質繊維4、未処理木
質繊維3の形状は特に限定はされないが、例えば、太さ
が0.1〜1.0mm、長さが0.2〜50mm、好ま
しくは長さが0.2〜5mm程度である。
基づき説明する。まず、木質繊維2にアセチル化処理を
施し、その後アセチル化剤を除去してアセチル化木質繊
維4を準備する。一方、アセチル化処理されていない未
処理木質繊維3を準備する。そして、アセチル化木質繊
維4(好ましくは、含水率5重量%以下)と未処理木質
繊維3とを混合して、これら木質繊維3、4の合計量
中、アセチル化木質繊維4の含有率が35〜90重量%
で、未処理木質繊維3の含有率が65〜10重量%であ
る木質繊維混合物5とする。次いで、この木質繊維混合
物5に、ホルムアルデヒド系樹脂とイソシアネート化合
物とを塗布して混合バインダー付着木質繊維7とする。
方法として、ホルムアルデヒド系樹脂とイソシアネート
化合物とを予め混合して得た混合液を木質繊維混合物5
に塗布してもよい。しかし、図1に示すように、木質繊
維混合物5にホルムアルデヒド系樹脂(例えば、MU
F)をまず塗布した後、次いでイソシアネート化合物
(例えば、PMDI)を別に塗布しても良い。
インダー樹脂を塗布する方法としては、例えば、スプレ
ー方式で塗布する方法などが挙げられる。具体的には、
低速で回転する回転ドラム(ブレンダー)内に木質繊維
を入れ、回転ドラム内で木質繊維が自然落下する際にバ
インダー樹脂をスプレー塗布する方法などが用いられ
る。
アネート化合物とが付着した混合バインダー付着木質繊
維7を加熱加圧することによって木質繊維板が得られ
る。加熱加圧成形法として、室温で仮プレスし、次いで
加熱加圧成形する本プレスを行ってもよい。この成形時
の温度は、ホルムアルデヒド系樹脂、イソシアネート化
合物の種類等によって設定されるが、例えば、イソシア
ネート化合物としてPMDIを用いる場合は、140〜
210℃である。また、成形圧力も特に限定はされない
が、例えば、15〜30kgf/cm2程度であり、ま
た成形時間は、例えば、成形厚さ1mm当たり、5〜3
0秒程度とする。
により決定されるものであり特に限定はされないが、例
えば0.5〜0.90g/cm3である。また、難燃
剤、着色剤、防虫剤、防腐剤、防かび剤、撥水剤、吸音
材、発泡ビーズ、充填材、補強材等が木質繊維板に含ま
れるように、これらを木質繊維混合物5、ホルムアルデ
ヒド系樹脂、イソシアネート化合物等に配合してもよ
い。
繊維板の合計量中、アセチル化木質繊維4と未処理木質
繊維3とからなる木質繊維が80重量%以上、好ましく
は85重量%以上で、前記木質繊維3、4がホルムアル
デヒド系樹脂とイソシアネート化合物とを混合したバイ
ンダー樹脂(混合物)により結合され、アセチル化木質
繊維4の含有率が、前記木質繊維3、4の合計量中、3
5〜90重量%であり、前記イソシアネート化合物の含
有量が、前記ホルムアルデヒド系樹脂と前記イソシアネ
ート化合物との合計量中、20〜90重量%であった木
質繊維板である。このような木質繊維板は、耐水性、耐
湿性に優れたアセチル化木質繊維4と、強度に優れた未
処理木質繊維3と、前記重合体が特定割合で含まれてい
るので、水分による寸法変化が小さく、ホルムアルデヒ
ド放出量が少なく、かつ曲げ強さ等の機械的性質に優れ
る。
実施例について説明する。かかる実施例は本発明の一態
様を示すものであり、この発明を限定するものではな
く、本発明の範囲で任意に変更可能である。次の実施
例、比較例において断りのない限り、部、%は重量部、
重量%を意味する。 実施例1 次のようにして、図1に示す製造工程により木質繊維板
を製造した。太さが0.1〜1.0mm程度、長さが2
〜35mm程度の木質繊維2(商品名F−4−17、キ
ャンフォー社製、カナダ)を気相アセチル化処理装置
(住友ケミカルエンジニアリング社製)を用いて無水酢
酸で40分間アセチル化し、未反応の無水酢酸を吸気し
て除去することでアセチル化木質繊維4を製造した。ア
セチル化木質繊維4のアセチル化度は、木質繊維2に対
する重量増加率(WPG:weight percen
t gain)で20%であった。一方、上記木質繊維
2をそのまま未処理木質繊維3として用いた。
品名スミジュール44V−20、住友バイエルウレタン
社製)を、ホルムアルデヒド系樹脂としてメラミン−ユ
リア樹脂(以下、MUFと略す)を準備した。尚、前記
MUFとして大鹿振興株式会社製の商品名、大鹿レジン
MB−1205を用いた。前記アセチル化木質繊維4と
未処理木質繊維3とを混合して、アセチル化木質繊維4
が75%、前記未処理木質繊維3が25%からなる木質
繊維混合物5を得た。この木質繊維混合物5の100部
に、上記MUFを5部塗布した後、次いで上記PMDI
を10部を更に塗布することで、混合バインダー付着木
質7を得た。
度195℃、圧力20kgf/cm 2で5分間熱圧成形
して、混合バインダー(PMDIとMUF)を硬化せし
めて、縦330mm、横330mm、厚さ12mmの木
質繊維板を得た。該木質繊維板は、アセチル化木質繊維
4と未処理木質繊維3とがPMDIとMUFとにより結
合されたものであって、木質繊維板の総量115部中、
アセチル化木質繊維4と未処理木質繊維3とからなる木
質繊維が100部(87%)であり、PMDIとMUF
との混合物が15部(13%)であり、PMDIとMU
Fとの合計量中、PMDIが67%であり、前記木質繊
維の合計量中、75%がアセチル化木質繊維4である木
質繊維板であった。
法を用いて密度、曲げ強さ(以下、MORと記す)等を
測定した。結果を、バインダー混率と共に、表1に示
す。表1に示す密度等は次の通りである。 バインダー混率;PMDIとMUFとの合計量15部中
の、PMDI、MUFの部数(即ち、混率)を示す。 離型性試験;成形された木質繊維板をプレス機の、解圧
直後の熱盤から離形する際の形離れ性で、表1中の○印
は形離れ性が良かったことを、×印は形離れ性が悪く熱
盤から木質繊維板を離形し難かったことを示す。
のPMDI、MUFの混合比率を変えた例である。比較
例1〜3は、PMDIとMUFとの合計量15部中のP
MDIが、15部、2.5部、0部の例である。表1
に、実施例2〜4、比較例1〜3について、バインダー
樹脂15部中のPMDIとMUFとの混率と共に、密度
等の測定結果を示す。
浸せきはくり後の吸水厚さ膨張率(TS70)が16%
以下であり、また、曲げ強さ(MOR)が300kgf
/cm2と優れ、比較例1は離型性が悪くて木質繊維板
を製造し難く、比較例2は離型性に優れるが、曲げ強さ
が不十分であり、比較例3は離型性に優れるが、曲げ強
さが不十分であり、剥離強さが低いことが、判る。尚、
比較例3の木質繊維板は耐水性が特に悪かった。
1〜3のそれぞれにおけるMUFの代わりに、フェノー
ル樹脂(以下、PFと略す)を用い、その他は実施例1
〜4、比較例1〜3のそれぞれと同様にして、木質繊維
板を製造し、密度等を評価した例である。従って、実施
例5の木質繊維板は、アセチル化木質繊維4と未処理木
質繊維3とがPMDIとPFとが重合した重合体により
結合されたものであって、木質繊維板の総量115部
中、アセチル化木質繊維4と未処理木質繊維3とからな
る木質繊維が100部で、PMDIとPFとが重合した
重合体が木質繊維3、4の総量100部に対して15部
(15%)であり、PMDIとPFとの合計量中、PM
DIが67%であり、前記木質繊維3、4の合計量中、
75%がアセチル化木質繊維4であるものであった。表
2に、実施例2〜4、比較例1〜3について、PMDI
とPFとの合計量15部中のPMDI、PFの混合部数
(混率)と共に、密度等の測定結果を示す。
浸せきはくり後の吸水厚さ膨張率(TS70)が16%
以下であり、また、曲げ強さ(MOR)が300kgf
/cm2と優れ、比較例4は離形性が悪く、比較例5は
離形性に優れるが、曲げ強さ(MOR)、はく離強さが
不十分であり、比較例3は離形性に優れるが、曲げ強さ
(MOR)が不十分であり、はく離強さが5kgf/c
m2以下と低いことが、判る。尚、比較例6の木質繊維
板は耐水性が悪かった。
板は、離形性に優れて製造し易い上に、曲げ強さ、はく
離強さ等の強度、耐水性に優れ、更にコストを低く抑え
ることができるなど品質のバランスに優れる。
である。
繊維、4・・アセチル化木質繊維、5・・木質繊維混合
物、7・・混合バインダー付着木質繊維
Claims (6)
- 【請求項1】 アセチル化処理された木質繊維とアセチ
ル化処理されていない木質繊維とがバインダー樹脂によ
り結合された木質繊維板であって、前記バインダー樹脂
が、ホルムアルデヒド系樹脂とイソシアネート基を分子
中に2個以上有するイソシアネート化合物とから成り、
前記イソシアネート化合物を、ホルムアルデヒド系樹脂
とイソシアネート化合物との合計量中、20〜90重量
%含むものであることを特徴とする木質繊維板。 - 【請求項2】 ホルムアルデヒド系樹脂がメラミン−ユ
リア共縮合樹脂又はフェノール樹脂であることを特徴と
する請求項1記載の木質繊維板。 - 【請求項3】 イソシアネート化合物がポリメリックM
DIであることを特徴とする請求項1又は2に記載の木
質繊維板。 - 【請求項4】 バインダー樹脂の含有量が、アセチル化
処理された木質繊維とアセチル化処理されていない木質
繊維との合計量に対して、3〜30重量%である請求項
1〜3のいずれかに記載の木質繊維板。 - 【請求項5】 アセチル化処理された木質繊維が、アセ
チル化処理された木質繊維とアセチル化処理されていな
い木質繊維との合計量中、35〜90重量%である請求
項1〜4のいずれかに記載の木質繊維板。 - 【請求項6】 アセチル化処理された木質繊維とアセチ
ル化処理されていない木質繊維とに、ホルムアルデヒド
系樹脂とイソシアネート基を分子中に2個以上有するイ
ソシアネート化合物とを付着させた混合物を加熱加圧成
形する木質繊維板の製造法であって、前記混合物中のイ
ソシアネート化合物の含有量が、ホルムアルデヒド系樹
脂とイソシアネート化合物との合計量中、20〜90重
量%であることを特徴とする木質繊維板の製造法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11087250A JP2000280209A (ja) | 1999-03-29 | 1999-03-29 | 木質繊維板及び製造法 |
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JP11087250A JP2000280209A (ja) | 1999-03-29 | 1999-03-29 | 木質繊維板及び製造法 |
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Publication Number | Publication Date |
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Family
ID=13909566
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---|---|---|---|
JP11087250A Pending JP2000280209A (ja) | 1999-03-29 | 1999-03-29 | 木質繊維板及び製造法 |
Country Status (1)
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100571578B1 (ko) * | 2000-12-15 | 2006-04-14 | 야마하 가부시키가이샤 | 목질 패널 성형용 바인더, 목질 패널의 제조방법 및반경화 목질 패널 |
CN103958137A (zh) * | 2011-09-28 | 2014-07-30 | 泰坦木业有限公司 | 中密度纤维板面板 |
JP2015506856A (ja) * | 2011-12-23 | 2015-03-05 | ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピアBasf Se | 不均一にコア中に分布して存在する発泡プラスチック粒子を有するリグノセルロース材料 |
JP2019532144A (ja) * | 2016-09-23 | 2019-11-07 | ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピアBasf Se | リグノセルロース素材の製造方法 |
-
1999
- 1999-03-29 JP JP11087250A patent/JP2000280209A/ja active Pending
Cited By (5)
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JP2019532144A (ja) * | 2016-09-23 | 2019-11-07 | ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピアBasf Se | リグノセルロース素材の製造方法 |
JP7171551B2 (ja) | 2016-09-23 | 2022-11-15 | ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピア | リグノセルロース素材の製造方法 |
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