JP2006263974A - 強化木質繊維板、その製造方法及び床基材 - Google Patents

Abstract

【課題】溶剤の使用によるコストアップや環境上の問題を招くことなく、木質繊維板にその内部までの深い強化層を形成できるようにする。
【解決手段】木質繊維板からなる基材１の少なくとも表面にイソシアネート化合物を塗布浸透させて基材１中の水分と反応硬化させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、強化された木質繊維板、床基材及び強化木質繊維板の製造方法に関するものである。

従来より、この種の強化木質繊維板として、特許文献１に示されるように、解繊した植物繊維が接着剤により仮成形された繊維マットを加熱圧締した後、繊維板の表面にホルマリン系以外の高分子化合物を塗布含浸させ、その高分子化合物を加熱圧締時の余熱により硬化乾燥させることで、表層部に樹脂含浸層（強化層）を形成するようにしたものは知られている。

また、特許文献２に示されるものでは、中密度木質繊維板（ＭＤＦ）の表面に木質化粧単板を貼り合わせた木質床材に対し、繊維板の表層部にポリウレタン系シーラーを浸透させてシーラー強化層を形成することが提案されている。
特開平９−２３４７１２号公報 特開平９−２７９８２１号公報

しかし、上記特許文献１のものでは、表層部に高分子化合物の塗布含浸による樹脂含浸層を形成するので、その樹脂含浸層に粘着性が残存した場合、製造された複数枚の木質繊維板を積み重ねて保管等をすると、その繊維板同士が粘着して互いに離れ難くなるという問題があった。

また、木質繊維板の製造時に通常行われるように、プレキュア層と呼ばれる表裏面の低比重層を除去するために、その繊維板の表裏面を研磨して厚さ調整をしたときに、樹脂含浸層が削られてしまい、その樹脂含浸層による表層強化の効果が減少する虞れがある。さりとて、研磨しないで樹脂含浸層を残すと、低比重層も残存するために必要以上の高分子化合物が必要となるばかりか、厚み調整が行われないことで実用上の問題が残る。

さらに、表面のみに高分子化合物を塗布してもよいが、繊維板表裏層の熱膨張率が異なるようになり、乾燥硬化時に繊維板が反るという問題が生じる。

一方、特許文献２のものでは、繊維板の表層部にポリウレタン樹脂を主成分とするポリウレタン系シーラーを浸透させるので、そのポリウレタン系シーラーの繊維板への浸透性を高めるには、溶剤を使用して１００ｍＰａ・ｓ以下の程度まで粘度を低下させる必要がある。従って、溶剤によって粘度を低下させたポリウレタン樹脂により繊維板の内部まで強化されるが、溶剤の使用によりコストが増大したり環境上の問題が生じたりするのは避けられない。また、溶剤の量を減少させると、浸透性に問題があり、十分な効果が期待できない。

本発明は斯かる諸点に鑑みてなされたもので、その目的は、溶剤の使用によるコストアップや環境上の問題を招くことなく、木質繊維板にその内部までの深い強化層を形成できるようにすることにある。

上記の目的の達成のため、この発明では、木質繊維板に低分子のイソシアネート化合物を浸透させるようにした。

具体的には、請求項１の発明の強化木質繊維板は、木質繊維板からなる基材の少なくとも表面に塗布されて浸透したイソシアネート化合物が基材中の水分と反応して硬化したことを特徴とする。

上記の構成によると、低分子のイソシアネート化合物を用いているので、そのイソシアネート化合物の基材内部への浸透性が優れ、イソシアネート化合物が浸透後に基材中の水分と反応して硬化し（イソシアネート基と水とが反応してウレア結合する）、表面だけでなく基材内部まで強固な高分子化合物が生成される。また、溶剤によって粘度を低下させる必要がなく、溶剤の使用によるコストアップや環境上の問題が生じることはない。

請求項２の発明では、上記基材は、撥水剤もしくは防水剤を含有しないか又は木質繊維に対して１重量％以下を含有していることを特徴とする。

この構成により、基材中に薬剤（イソシアネート化合物）がより一層浸透し易くなる。

請求項３の発明では、上記基材は、イソシアネート化合物を主成分とする接着剤を必須とするものとする。

この構成により、木質繊維板からなる基材自体の接着剤としてイソシアネート化合物を主成分としたものが用いられているので、その少なくとも表面に塗布したイノシアネート化合物との親和性が良く、イノシアネート化合物がさらに浸透し易くなる。

請求項４の発明の床基材は、少なくとも表面部が、上記請求項１〜３のいずれか１つの強化木質繊維板からなることを特徴とする。

この構成により、強化木質繊維板を少なくとも床基材の表面部に用いることで、表面が硬く水に対する寸法安定性に優れた床基材が得られる。

請求項５の発明の強化木質繊維板の製造方法は、木質繊維板からなる基材の少なくとも表面にイソシアネート化合物を塗布して浸透させた後、上記イソシアネート化合物と基材中の水分とを反応硬化させることを特徴とする。

この発明でも、請求項１の発明と同様の作用効果を奏することができる。

以上説明した如く、請求項１又は５の発明によると、木質繊維板からなる基材の少なくとも表面にイソシアネート化合物を塗布浸透させて基材中の水分と反応硬化させ、強化木質繊維板を得るようにしたことにより、溶剤の使用によるコストアップや環境上の問題が生じることなく、表面だけでなく基材内部まで強固な高分子化合物が生成された強化層を有する強化木質繊維板が得られる。

請求項２の発明によると、基材は、撥水剤もしくは防水剤を含有しないか又は木質繊維に対して１重量％以下を含有しているものとしたことにより、基材中にイソシアネート化合物がより一層浸透し易くなる。

請求項３の発明によると、基材は、イソシアネート化合物を主成分とする接着剤を必須とするものとしたことにより、基材表面に塗布したイノシアネート化合物との親和性が良く、イノシアネート化合物がさらに浸透し易くなる。

請求項４の発明の床基材によると、床基材の少なくとも表面部を請求項１〜３のいずれか１つの強化木質繊維板からなるものとしたことにより、表面が硬く水に対する寸法安定性に優れた床基材が得られる。

以下、本発明の最良の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものでは全くない。

（実施形態１）
図１は本発明の実施形態１に係る強化木質繊維板Ａを示し、この強化木質繊維板Ａはそのまま例えば床基材として用いられる。強化木質繊維板Ａは中密度繊維板（ＭＤＦ）を基材１とし、この基材１の表面及び裏面（表面だけでもよい）に、塗布により浸透したイソシアネート化合物が基材１中の水分と反応して硬化した強化層２が形成されたものである。

上記強化木質繊維板Ａは、基材１の表裏面（又は表面のみ）にイソシアネート化合物を塗布して浸透させた後、自然養生又は加熱圧縮等により、そのイソシアネート化合物と基材１中の水分とを反応硬化させることによって製造される。

使用する基材１の含水率は通常一般のＭＤＦと同様に５〜１３重量％の範囲のものでよい。また、基材１の厚さは、通常のＭＤＦ或いはそのＭＤＦを厚さ方向に半分や４分の１に引き裂いたものでもかまわないが、床基材として使用する場合、表面硬度を効果的に発生させるために０．５ｍｍ以上とすることが望ましい。

しかしながら、生産時にパラフィンワックス等の撥水剤や防水剤を一定量使用したＭＤＦは、イソシアネート化合物の浸透性が悪化する。このため、本実施形態の基材１は、撥水剤もしくは防水剤を全く使用せずにそれらを含有していないＭＤＦか、又はこれらの添加量が原料の木質繊維に対して１．０重量％以下であるＭＤＦを使用する必要がある。

さらに、生産時の木質繊維間の接着剤として、イソシアネート化合物を主成分とする接着剤を使用しているＭＤＦを基材１とすれば、特にイソシアネート化合物の浸透性がよく、かつアミノ樹脂のように加熱により加水分解が発生し、ＭＤＦの低質化やホルムアルデヒド放散量の増加がないために好ましい。

上記塗布により基材１に浸透させるイソシアネート化合物（基材１中に接着剤として含まれるイソシアネート化合物も同様である）とは、１分子中に２個以上のイソシアネート基を有するもので、トルエンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、キシレンジイソシアネート、ナフタレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート等であり、これらの粗製物でもかまわない。特に、ＰＭＤＩと呼ばれる粗製ジフェニルメタンジイソシアネートが反応速度、価格、安全性の面から適している。また、イソシアネート化合物に自己乳化性を付与させたり、反応性を向上させたりしたものを用いてもよい。

これらイソシアネート化合物は、通常粘度３０〜５００ｍＰａ・ｓで溶剤により分散せずとも上記基材１（ＭＤＦ）への浸透性がよく、塗布直後には基材１中に浸透するため、次工程等の作業性が良好となるだけでなく、搬送中の樹脂ダレがなく、硬化の際に加熱圧締せずとも自然硬化で済む。

また、イソシアネート化合物の浸透性を向上させるために、イソシアネート化合物や基板の温度を上げてもよい。

また、イソシアネート化合物は有効成分１００％であり、その乾燥工程が不要で、溶剤を含まないために、製造時の作業環境や製品としての床基材等の使用環境にも問題がない。

これらのイソシアネート化合物に反応促進剤等を混合してもかまわないが、塗布液の粘度は５００ｍＰａ・ｓ以内に抑える必要がある。また、イソシアネート化合物の塗布量は１０〜５００ｇ／ｍ²が適当であり、１０ｇ／ｍ²未満ではその効果が低くなる一方、５００ｇ／ｍ²を越えると製造コストが高くなり、さらには加熱硬化の場合に余分の樹脂が染み出すために無駄となる。

基材１（ＭＤＦ）にイソシアネート化合物を塗布することによっては基材１自身の膨潤が殆どなく、ＭＤＦが元々持つ強度や耐水性が維持される。さらに、イソシアネート化合物が水と反応して強固な樹脂となることにより、効果的に強度、耐水性の改善がなされる。

上記基材１へのイソシアネート化合物の塗布方法はスプレッダー、ロールコーターやフローコーター等の一般的な設備でよい。

また、ＭＤＦに浸透したイソシアネート化合物を硬化させる方法としては、常温でも反応が進行することから、自然放置でもかまわないが、加熱圧締を行えば短時間で硬化するため好ましい。この加熱圧締方法は、１００℃以上で行うことが良好で、平板プレスや熱圧ロール等の設備を用いて生産される。圧力は特に限定しないが０．４９ＭＰａ以上の圧力をかけることでＭＤＦが圧密化されて密度が上がり、表面硬度、曲げ強さ等がさらに向上する。さらにイソシアネート化合物と熱板との反応、接着を防ぐために、予め熱板やＭＤＦ表面に離型剤を塗布及び噴霧したり、フッ素樹脂等の離型シートを熱板とＭＤＦとの間に介在させることが必要である。また、この加熱圧締時に化粧シートや木材単板等の化粧材料をＭＤＦに堆積して化粧板を同時に成形してもよい。

したがって、この実施形態では、基材１（ＭＤＦ）中に浸透したイソシアネート化合物は基材１中の水分と反応し、非常に強固で耐水性の高い反応硬化物となる。

また、この手法により工程中のＭＤＦの持つ特性を損なわないため、必要以上のイソシアネートを塗布する必要がないとともに、水や溶剤を使用しないため、乾燥が不要である等の作業性が良好であり、かつ作業衆境、使用環境にも問題がない。

（実施形態２）
図１は本発明の実施形態２に係る床基材Ｂを示し、上記実施形態１と同様の構成の強化木質繊維板Ａを別の基材と一体的に複合化したものである。

すなわち、この床基材Ｂは基板３と、その表面に接着剤層４により接着された強化木質繊維板Ａとからなり、基板３は例えば合板等からなる。

この床基材Ｂの製造方法では、まず、上記実施形態１と同様にして強化木質繊維板Ａを形成した後、その強化木質繊維板Ａを基板３と貼着してもよく、或いは強化前の木質繊維板の基材１を基板３表面に貼着した後にその基材１の表面を実施形態１と同様にして強化してもよい。さらには、予めイソシアネート化合物を表面に塗布した木質繊維板の基材１を基板３に積層し、両者の接着と同時にイソシアネート化合物を加熱圧締して硬化させてもかまわない。

（その他の実施形態）
上記実施形態１の強化木質繊維板Ａは、床基材以外の用途に使用できるのは勿論である。

(1) 次に、強化木質繊維板について具体的に実施した実施例について説明する。

（実施例１）
製造時に接着剤として粗製ジフェニルメタンジイソシアネートが８重量％添加され、パラフィンワックス等の撥水剤、防水剤が使用されていない２．７ｍｍ厚のＭＤＦを基材とし、その両面（表裏面）に粗製ジフェニルメタンジイソシアネートを１００ｇ／ｍ²ずつ塗布した後、温度１３０℃、圧力０．４９ＭＰａ、時間３分の条件で加熱圧締して実施例１を作製した。

（実施例２）
加熱圧締の代わりに２週間の自然放置とした以外は実施例１と同様の処理工程を行うことで、実施例２を得た。

（実施例３）
製造時に接着剤として尿素メラミンホルムアルデヒド樹脂が１６重量％添加され、パラフィンワックス等の撥水剤や防水剤が使用されていない２．７ｍｍ厚のＭＤＦを基材とし、その表裏面に粗製ジフェニルメタンジイソシアネートを１００ｇ／ｍ²ずつ塗布した後、温度１３０℃、圧力０．４９ＭＰａ、時間３分の条件で加熱圧締して実施例３を作製した。

（実施例４）
製造時に接着剤として粗製ジフェニルメタンジイソシアネートが８重量％添加され、融点６０℃のパラフィンワックスが０．７重量％添加されている２．７ｍｍ厚のＭＤＦの表裏面に粗製ジフェニルメタンジイソシアネートを１００ｇ／ｍ²ずつ塗布した後、温度１３０℃、圧力０．４９ＭＰａ、時間３分の条件で加熱圧締して実施例４を作製した。

（比較例１）
実施例１において、粗製ジフェニルメタンジイソシアネートを塗布する前の基材である。

（比較例２）
実施例３において、粗製ジフェニルメタンジイソシアネートを塗布する前の基材である。

（比較例３）
実施例４において、粗製ジフェニルメタンジイソシアネートを塗布する前の基材である。

（比較例４）
製造時に接着剤として粗製ジフェニルメタンジイソシアネートが８重量％添加され、融点６０℃のパラフィンワックスが１．５重量％添加されている２．７ｍｍ厚のＭＤＦである。

（比較例５）
上記比較例４を基材とし、その表裏面に粗製ジフェニルメタンジイソシアネートを１００ｇ／ｍ²ずつ塗布した後、温度１３０℃、圧力０．４９ＭＰａ、時間３分の条件で加熱圧締して比較例５を作製した。

（比較例６）
５．５ｍｍ厚さのラワン単板を使用した特類合板を比較例６とした。

（試験）
以上の強化ＭＤＦ、非強化ＭＤＦ及び合板からなる実施例及び比較例について、ＪＩＳＡ５９０５「繊維板」の曲げ強さ試験、湿潤時曲げ強さＡ試験（試験前後の試験片中央部の厚さ膨潤率も同時に測定した）、湿潤時曲げ強さＢ試験（試験前後の試験片中央部の厚さ膨潤率も同時に測定した）、吸水厚さ膨潤率試験、及びブリネル表面硬度試験を行った。その結果を表１に示す。

この表１によれば、実施例１〜４はいずれも常態曲げ強度で４０Ｎ／ｍｍ²以上を示し、吸水曲げ強度でもＢ試験で２０Ｎ／ｍｍ²以上確保している。吸水の厚さ膨張率でも、略１割程度以内に収まっている。ブリネル硬さも略３０Ｎ／ｍｍ²以上を確保している。従って、本発明によると、特類合板（比較例６）と同等以上の寸法安定性及び強度を保持でき、かつ表面性等のＭＤＦの長所を損ねることもなく、作業性の良好な強化ＭＤＦが得られることが判る。

(2) 次いで、床基材の実施例について説明する。
（実施例１）

パラフィンワックス等の撥水剤、防水剤を使用していない２．７ｍｍ厚のＭＤＦの表面（片面）に粗製ジフェニルメタンジイソシアネートを１００ｇ／ｍ²塗布し、温度１３０℃、圧力０．９８ＭＰａ、時間３分の条件で熱圧した。この強化木質繊維板を８．５ｍｍ厚の南洋材合板に接着し、厚さ１２ｍｍの実施例１（床基材）を得た。

（実施例２）
パラフィンワックス等の撥水剤、防水剤を使用していない５．５ｍｍ厚のＭタイプＭＤＦの表裏面に粗製ジフェニルメタンジイノシアネートを各１００ｇ／ｍ²塗布して、常温で１週間放置することで、厚さ５．５ｍｍの実施例２（床基材）を得た。

（比較例１）
パラフィンワックス等の撥水剤、防水剤を使用していない５．５ｍｍ厚のＭタイプＭＤＦ（実施例２において、粗製ジフェニルメタンジイソシアネートを塗布していない無処理ＭＤＦ）である。

（比較例２）
パラフィンワックス等の撥水剤、防水剤を使用していない２．７ｍｍ厚のＭＤＦを９ｍｍ厚の南洋材合板に接着したものである。

（比較例３）
融点７０℃のパラフィンワックスが１．５重量％添加されている２．７ｍｍ厚のＭＤＦの表面（片面）に粗製ジフェニルメタンジイソシアネートを１００ｇ／ｍ²塗布し、温度１３０℃、圧力０．９８ＭＰａ、時間３分の条件で熱圧したものである。尚、この比較例３では、ＭＤＦ内面に樹脂が浸透していなかった。

（比較例４）
パラフィンワックス等の撥水剤、防水剤を使用していない２．７ｍｍ厚のＭＤＦが表面（片面）に貼着されている南洋樹合板台板のＭＤＦ表面に、粘度が７００ｍＰａ・ｓの湿気硬化型ポリウレタン樹脂を１００ｇ／ｍ²塗布し、温度１３０℃、圧力０．９８ＭＰａ、時間３分の条件で熱圧して床基材６を得た。この比較例４でも、ＭＤＦ内面に樹脂が浸透していなかった。

（試験）
以上の床基材についての実施例及び比較例について、ブリネル表面硬度及びＪＡＳ規格一類浸漬剥離試験（Ｔｙｐｅ１）を行い、試験前後のＭＤＦ部の膨潤厚さ量と外観変化とを評価した。その結果を表２に示す。

この表２によれば、実施例の場合、ブリネル硬さで２０Ｎ／ｍｍ²以上を確保している。ＪＡＳ規格一類浸漬剥離試験の結果についても、厚さ膨張が１割程度で、外観変化も木口の割れ等が見られない。本発明によると、表面が硬くて水に対する寸法安定性に優れた床基材を得ることができることが判る。

本発明は、溶剤の使用によるコストアップや環境上の問題が生じることなく、表面だけでなく基材内部まで強固な高分子化合物が生成された強化層を有する木質繊維板が得られ、極めて有用で産業上の利用可能性が高い。

図１は、本発明の実施形態１に係る強化木質繊維板の一部を示す断面図である。 図２は、本発明の実施形態２に係る床基材の一部を示す断面図である。

符号の説明

Ａ 強化木質繊維板
Ｂ 床基材
１ 基材
２ 強化層

Claims (5)

1. 木質繊維板からなる基材の少なくとも表面に塗布されて浸透したイソシアネート化合物が基材中の水分と反応して硬化したことを特徴とする強化木質繊維板。
2. 請求項１の強化木質繊維板において、
   基材は、撥水剤もしくは防水剤を含有しないか又は木質繊維に対して１重量％以下を含有していることを特徴とする強化木質繊維板。
3. 請求項１又は２の強化木質繊維板において、
   基材は、イソシアネート化合物を主成分とする接着剤を必須とするものであることを特徴とする強化木質繊維板。
4. 少なくとも表面部が、請求項１〜３のいずれか１つの強化木質繊維板からなることを特徴とする床基材。
5. 木質繊維板からなる基材の少なくとも表面にイソシアネート化合物を塗布して浸透させた後、
   上記イソシアネート化合物と基材中の水分とを反応硬化させることを特徴とする強化木質繊維板の製造方法。

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