JP2018536567A - パーティクルボード用炭酸カルシウム - Google Patents
パーティクルボード用炭酸カルシウムInfo
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Abstract
Description
a)第1の面及び裏面を有する木材小片ベース層であって、
i)木材小片ベース層の木材小片及び少なくとも1つの粒子状炭酸カルシウム含有材料の総乾燥重量に基づいて、60.0〜97.5重量部(d/d)の量の木材小片及び2.5〜40.0重量部(d/d)の量の少なくとも1つの粒子状炭酸カルシウム含有材料
を含む木材小片ベース層、
並びに
b)木材小片ベース層の第1の面及び/又は裏面に接触している少なくとも1つの木材小片表面層であって、 ii)少なくとも1つの木材小片表面層の木材小片及び少なくとも1つの粒子状炭酸カルシウム含有材料の総乾燥重量に基づいて、70.0〜97.5重量部(d/d)の量の木材小片、及び2.5〜30.0重量部(d/d)の量の少なくとも1つの粒子状炭酸カルシウム含有材料
を含む木材小片表面層
を含み、
ここで、木材小片ベース層及び少なくとも1つの木材小片表面層のそれぞれにおける木材小片及び少なくとも1つの粒子状炭酸カルシウム含有材料の合計量は、それぞれの層中の木材小片及び少なくとも1つの粒子状炭酸カルシウム含有材料の総乾燥重量に基づいて100.0重量部(d/d)である。
「炭酸カルシウム含有材料」という用語は、炭酸カルシウム含有材料の総乾燥重量に基づいて、少なくとも10.0重量%の炭酸カルシウムを含む材料を指す。
a)本明細書で定義される木材小片を乾燥形態で提供する工程、
b)本明細書で定義される少なくとも1つの粒子状炭酸カルシウム含有材料を提供する工程、
c)任意に、本明細書で定義される少なくとも1つのバインダ及び/又は本明細書で定義されるなくとも1つの化合物を提供する工程、
d)工程a)の木材小片を、工程b)の少なくとも1つの粒子状炭酸カルシウム含有材料、及び工程c)の任意の少なくとも1つのバインダ及び/又は少なくとも1つの化合物と、同時に又は任意の順序で別々に配合して、木材小片ベース層マットを形成するのに適した木材小片−炭酸カルシウム含有材料混合物を形成する工程、
e)工程a)の木材小片を、工程b)の少なくとも1つの粒子状炭酸カルシウム含有材料、及び任意の少なくとも1つのバインダ及び/又は工程c)の少なくとも1つの化合物と、同時に又は任意の順序で別々に配合して、少なくとも1つの木材小片表面層マットを形成するのに適した木材小片−炭酸カルシウム含有材料混合物を形成する工程、
f)工程d)で得られた木材小片−炭酸カルシウム含有材料混合物及びe)で得られた木材小片−炭酸カルシウム含有材料混合物の多層マットを形成する工程、及び
g)工程f)の多層マットを1つ以上の工程でソリッドパーティクルボードにプレスする工程
を含む。
本発明のポイントa)によれば、パーティクルボードは、第1面及び裏面を有する木材小片ベース層を含み、この木材小片ベース層は、木材小片ベース層の木材小片及び少なくとも1つの粒子状炭酸カルシウム含有材料の総乾燥重量に基づいて、木材小片を60.0〜97.5重量部(d/d)の量含み、及び少なくとも1つの粒子状炭酸カルシウム含有材料を2.5〜40.0重量部(d/d)の量で含む。
i)0.4〜15mm、より好ましくは3〜15mm、最も好ましくは5〜15mmの範囲の小片長さ、及び/又は
ii)0.1〜2.0mm、より好ましくは0.2〜1.5mm、最も好ましくは0.25〜1.0mmの範囲の小片厚さ、及び/又は
iii)2〜60、より好ましくは5〜60、最も好ましくは10〜60の小片長さと小片厚さとの比
を有する木材小片を含む。
i)0.4〜15mm、より好ましくは3〜15mm、最も好ましくは5〜15mmの小片長さ、又は
ii)0.1〜2.0mm、より好ましくは0.2〜1.5mm、最も好ましくは0.25〜1.0mmの範囲の小片厚さ、又は
iii)2〜60、より好ましくは5〜60、最も好ましくは10〜60の小片長さと粒子厚さとの比
を有する木材小片を含む。
i)0.4〜15mm、より好ましくは3〜15mm、最も好ましくは5〜15mmの小片長さ、及び
ii)0.1〜2.0mm、より好ましくは0.2〜1.5mm、最も好ましくは0.25〜1.0mmの範囲の小片厚さ、及び
iii)2〜60、より好ましくは5〜60、最も好ましくは10〜60の小片長さと小片厚さとの比
を有する木材小片を含む。
本発明のポイントb)によれば、パーティクルボードは、木材小片ベース層の第1面及び/又は裏面と接触する少なくとも1つの木材小片表面層を含み、少なくとも1つの木材小片表面層は、少なくとも1つの木材小片表面層の木材小片及び少なくとも1つの粒子状炭酸カルシウム含有材料の総乾燥重量に基づいて、70.0〜97.5重量部(d/d)の量の木材小片、及び2.5〜30.0重量部(d/d)の量の少なくとも1つの粒子状炭酸カルシウム含有材料を含む。
i)0.4〜15mm、より好ましくは3〜15mm、最も好ましくは3〜10mmの範囲の小片長さ、及び/又は
ii)0.1〜2.0mm、より好ましくは0.1〜1.0mm、最も好ましくは0.1〜0.5mmの範囲の小片厚さ、及び/又は
iii)2〜60、より好ましくは10〜50、最も好ましくは15〜50の小片長さと小片厚さとの比
を有する木材小片を含む。
i)0.4〜15mm、より好ましくは3〜15mm、最も好ましくは3〜10mmの範囲の小片長さ、又は
ii)0.1〜2.0mm、より好ましくは0.1〜1.0mm、最も好ましくは0.1〜0.5mmの範囲の小片厚さ、又は
iii)2〜60、より好ましくは10〜50、最も好ましくは15〜50の小片長さと小片厚さとの比
を有する木材小片を含む。
i)0.4〜15mm、より好ましくは3〜15mm、最も好ましくは3〜10mmの範囲の小片長さ、及び
ii)0.1〜2.0mm、より好ましくは0.1〜1.0mm、最も好ましくは0.1〜0.5mmの範囲の小片厚さ、及び
iii)2〜60、より好ましくは10〜50、最も好ましくは15〜50の小片長さと小片の厚さとの比
を有する木材小片を含む。
a)本明細書で定義される木材小片を乾燥形態で提供する工程、
b)本明細書で定義される少なくとも1つの粒子状炭酸カルシウム含有材料を提供する工程、
c)任意に、本明細書で定義される少なくとも1つのバインダ及び/又は本明細書で定義される少なくとも1つの化合物を提供する工程、
d)工程a)の木材小片を、工程b)の少なくとも1つの粒子状炭酸カルシウム含有材料、及び工程c)の任意の少なくとも1つのバインダ及び/又は少なくとも1つの化合物と、同時に又は任意の順序で別々に配合して、木材小片ベース層マットを形成するのに適した木材小片−炭酸カルシウム含有材料混合物を形成する工程、
e)工程a)の木材小片を、工程b)の少なくとも1つの粒子状炭酸カルシウム含有材料、及び工程c)の任意の少なくとも1つのバインダ及び/又は少なくとも1つの化合物と、同時に又は任意の順序で別々に配合して、少なくとも1つの木材小片表面層マットを形成するのに適した木材小片−炭酸カルシウム含有材料混合物を形成する工程、
f)工程d)で得られた木材小片−炭酸カルシウム含有材料混合物及び工程e)で得られた木材小片−炭酸カルシウム含有材料混合物の多層マットを形成する工程、並びに
g)工程f)の多層マットを1つ以上の工程でソリッドパーティクルボードにプレスする工程
を含む。
以下の測定方法は、実施例及び特許請求の範囲に与えられるパラメータを評価するために使用される。
粒子状炭酸カルシウム含有材料の重量メジアングレイン直径及びグレイン直径質量分布は、レーザー回折によって決定した。即ち粒径は、レーザービームが分散した粒子状試料を通過する際に散乱される光の強度を測定することによって決定される。測定は、Malvern Instruments Ltd.のMastersizer2000又はMastersizer3000(操作機器ソフトウェアバージョン1.04)を用いて行った。代替的に、Sympatec,GermanyのHELOS粒径分析器を用いて測定を行うことができる。
木材水分含有量は、DIN EN322に従って決定される。「平衡水分」という用語は、与えられた相対湿度及び温度で、空気によって取り囲まれた場合に、木材が水分を得ることも、水分を失うこともない木材又は木材系パネルの水分含有量として理解されなければならない(「wood hand book」の定義)。
水分含有量は、65%の相対湿度及び20℃の温度の定義された気候で7日間の貯蔵後に決定された。
本明細書を通して、鉱物充填剤の比表面積(m2/g)は、当業者に周知のBET法(吸着ガスとして窒素を使用)を用いて決定される(ISO9277:1995)。次いで、処理前の鉱物充填剤の総表面積(m2単位)は、鉱物充填剤の比表面積及び質量(g単位)の乗算によって得られる。
水性スラリーのpHは、室温、約22℃で標準pHメーターを用いて測定された。
密度(又は原料密度(raw density))の測定は、DIN EN323に従って行った。
DIN EN317に従って24時間の水暴露後に厚さ膨潤の測定を行った。
内部結合強度の測定は、DIN EN319に従って行った。
曲げ強度及び弾性率は、DIN EN310に従って測定した。
固形分含有量は、Mettler−Toledo HP43のMoisture Analyzerを用いて測定した。この方法及び装置は、当業者に既知である。
用語「d/d」は、定義された固体材料の乾燥量に基づく乾燥量を指す。
繊維ボード製品中の炭酸カルシウム含有量の測定のために、清浄なるつぼを予熱したマッフル炉内に560℃で約1時間置いた。るつぼを約20〜30分間デシケータ内で冷却し、次いで正確に0.0001グラムまで計量した。この後、繊維ボード製品を砕き、正確に計量し、るつぼに入れた。有機材料は、繊維ボード製品を有するるつぼを冷却したマッフル炉(約23〜100℃)に入れ、次いで、遅い灰化を確実にするために炉の頂部の開口を約3/4閉じた状態で維持しながら、温度を560℃に設定して、ゆっくり焼き尽くした。約1時間後、炉の頂部の開口を完全に開き、空気をより多く入れてより速い灰化を可能にした。るつぼ中の灰が白くなるまで(これは炭化からのすべての炭素の除去を示す。)試料を炉内に放置した。デシケータ中で冷却した後、得られた残渣を有するるつぼを計量した。本明細書に示した値は、独立に調製した試料の2回の測定値の平均値である。
CaCO3 A:Omyacarb1AVは、粉末の形態(97.5重量%の炭酸カルシウム含有量)であり、大理石形態のAvenza−Carrara(イタリア)堆積物であり、Omyaから得られたもので、1.7μmの重量メジアン粒径d50値を有する。
本試験は、平均粒径及び粒度分布に関して異なるレイアウトを有する炭酸カルシウム含有材料による木材小片置換物の、パーティクルボードの機械的特性に及ぼす影響を示す。
比較パーティクルボード(CE)は、ボードが木材小片のみを含むこと、即ち木材小片が炭酸カルシウム含有材料で置き換えられていないことを特徴とする。
A)得られた木材小片を、木材小片の総乾燥重量に基づいて8.5重量部(d/d)の尿素−ホルムアルデヒドバインダ(BASF AG,GermanyのKaurit350)を用いて、木材小片の総乾燥重量に基づいて1.5重量部(d/d)の硬化剤としての硝酸アンモニウム(40%溶液)と共に、パドルミキサを備えたブレンダで混合した。
1.グループB)からの木材小片であって、広げられた木材小片マットの総高さの25%の高さで広げた小片
2.グループA)からの木材小片であって、広げられた木材小片マットの総高さの50%の高さに広げた小片
3.グループB)からの木材小片であって、木材小片マットの総高さの25%の高さに広げた小片
の分布を有する3つの層からなるマットに形成した。
別段の記載がない限り、本発明のパーティクルボードは、上記の比較パーティクルボードについて記載したように調製した。
この試験は、平均小片寸法及び小片寸法分布に関してパーティクルボードの機械的特性に及ぼす炭酸カルシウム含有材料による木材小片置換物の影響を示す。
比較パーティクルボード(CE)は、ボードが木材小片のみを含むこと、即ち木材小片が炭酸カルシウム含有材料で置き換えられていないことを特徴とする。
A)得られた木材小片を、木材小片の総乾燥重量に基づいて8.5重量部(d/d)の尿素−ホルムアルデヒドバインダ(BASF AG,GermanyのKaurit350)を用いて、木材小片の総乾燥重量に基づいて1.5重量部(d/d)の硬化剤としての硝酸アンモニウム(40%溶液)と共に、パドルミキサを備えたブレンダで混合した。
1.グループB)からの木材小片であって、広げられた木材小片マットの総高さの25%の高さで広げた小片
2.グループA)からの木材小片であって、広げられた木材小片マットの総高さの50%の高さに広げた小片
3.グループB)からの木材小片であって、木材小片マットの総高さの25%の高さに広げた小片
の分布を有する3つの層からなるマットに形成した。
別段の記載がない限り、本発明のパーティクルボードは、上記の比較パーティクルボードについて記載したように調製した。
Claims (15)
- パーティクルボードであって、
a)第1の面及び裏面を有する木材小片ベース層であって、
i)木材小片ベース層の木材小片及び少なくとも1つの粒子状炭酸カルシウム含有材料の総乾燥重量に基づいて、60.0〜97.5重量部(d/d)の量の木材小片及び2.5〜40.0重量部(d/d)の量の少なくとも1つの粒子状炭酸カルシウム含有材料
を含む木材小片ベース層、
並びに
b)木材小片ベース層の第1の面及び/又は裏面に接触している少なくとも1つの木材小片表面層であって、
ii)少なくとも1つの木材小片表面層の木材小片及び少なくとも1つの粒子状炭酸カルシウム含有材料の総乾燥重量に基づいて、70.0〜97.5重量部(d/d)の量の木材小片及び2.5〜30.0重量部(d/d)の量の少なくとも1つの粒子状炭酸カルシウム含有材料
を含む木材小片表面層
を含み、
ここで、木材小片ベース層及び少なくとも1つの木材小片表面層のそれぞれにおける木材小片及び少なくとも1つの粒子状炭酸カルシウム含有材料の合計量は、それぞれの層中の木材小片及び少なくとも1つの粒子状炭酸カルシウム含有材料の総乾燥重量に基づいて100.0重量部(d/d)である、パーティクルボード。 - 少なくとも1つの粒子状炭酸カルシウム含有材料が、ドロマイト及び/又は少なくとも1つの粉砕炭酸カルシウム(GCC)、例えば大理石、チョーク、石灰石及び/又はこれらの混合物、及び/又は少なくとも1つの沈降炭酸カルシウム(PCC)、好ましくは少なくとも1つの粉砕炭酸カルシウム(GCC)である、請求項1に記載のパーティクルボード。
- 木材小片ベース層及び/又は少なくとも1つの木材小片表面層の少なくとも1つの粒子状炭酸カルシウム含有材料が、a)1.0μm〜1000.0μm、より好ましくは15.0μm〜1000.0μm、最も好ましくは30.0μm〜1000.0μmの重量メジアン粒径d50、及び/又はb)BET窒素方法によって測定される場合に、≦5.0m2/g、より好ましくは0.1〜5.0m2/g、最も好ましくは0.2〜1.0m2/gの比表面積、及び/又はc)100.0〜1200.0μm、より好ましくは250.0μm〜1100.0μm、最も好ましくは500.0μm〜1000.0μmのトップカットd98を有する、請求項1又は2に記載のパーティクルボード。
- 木材小片ベース層及び/又は少なくとも1つの木材小片表面層の少なくとも1つの粒子状炭酸カルシウム含有材料が、炭酸カルシウム含有材料の総乾燥重量に基づいて、≧10.0重量%、好ましくは20.0重量%、より好ましくは50.0重量%、さらにより好ましくは90.0重量%、より好ましくは≧95.0重量%、最も好ましくは≧97.0重量%の量の炭酸カルシウムからなる、請求項1〜3のいずれか一項に記載のパーティクルボード。
- 木材小片ベース層及び少なくとも1つの木材小片表面層の木材小片が、一次木材源、例えば針葉樹樹種、広葉樹樹種、非木材繊維植物、又は二次木材源、例えば再生木材、及びこれらの混合物に由来する、請求項1〜4のいずれか一項に記載のパーティクルボード。
- 木材小片ベース層が、木材小片ベース層の木材小片及び少なくとも1つの粒子状炭酸カルシウム含有材料の総乾燥重量に基づいて、木材小片を70.0〜95.0重量部(d/d)の量含み、及び少なくとも1つの粒子状炭酸カルシウム含有材料を5.0〜30.0重量部(d/d)の量含み、及び/又は少なくとも1つの木材小片表面層が、少なくとも1つの木材小片表面層の木材小片及び少なくとも1つの粒子状炭酸カルシウム含有材料の総乾燥重量に基づいて、木材小片を75.0〜95.0重量部(d/d)の量含み、及び少なくとも1つの粒子状炭酸カルシウム含有材料を5.0〜25.0重量部(d/d)の量含む、請求項1〜5のいずれか一項に記載のパーティクルボード。
- 木材小片ベース層の木材小片及び少なくとも1つの木材小片表面層の木材小片が、同一又は異なり;及び/又は木材小片ベース層の少なくとも1つの粒子状炭酸カルシウム含有材料及び少なくとも1つの木材小片表面層の少なくとも1つの粒子状炭酸カルシウム含有材料が、同じか又は異なり、好ましくは木材小片ベース層の少なくとも1つの粒子状炭酸カルシウム含有材料及び少なくとも1つの木材小片表面層の少なくとも1つの粒子状炭酸カルシウム含有材料が、これらの重量メジアン粒径d50が異なる、請求項1〜6のいずれか一項に記載のパーティクルボード。
- 木材小片ベース層及び/又は少なくとも1つの木材小片表面層が、木材小片及び少なくとも1つの粒子状炭酸カルシウム含有材料の総乾燥重量に基づいて、0.05〜25.0重量部(d/d)の量で少なくとも1つのバインダを含み、好ましくは少なくとも1つのバインダが、フェノール−ホルムアルデヒド樹脂(PF)、尿素−ホルムアルデヒド樹脂(UF)、メラミン−ホルムアルデヒド樹脂(MF)、メラミン−尿素−ホルムアルデヒド樹脂(MUF)、尿素−メラミン−ホルムアルデヒド樹脂(UMF)、尿素−メラミン−フェノール−ホルムアルデヒド樹脂(UMPF)、エポキシ樹脂、メチレンジフェニルジイソシアネート樹脂(MDI)、ポリウレタン樹脂(PU)、レゾルシン樹脂、でんぷん又はカルボキシメチルセルロース及びこれらの混合物を含む群から選択され、より好ましくは少なくとも1つのバインダが、フェノール−ホルムアルデヒド樹脂(PF)、尿素−ホルムアルデヒド樹脂(UF)、メラミン−ホルムアルデヒド樹脂(MF)、メラミン−尿素−ホルムアルデヒド樹脂(MUF)、尿素−メラミン−ホルムアルデヒド樹脂(UMF)、尿素−メラミン−フェノール−ホルムアルデヒド樹脂(UMPF)、エポキシ樹脂、メチレンジフェニルジイソシアネート樹脂(MDI)、ポリウレタン樹脂(PU)及びこれらの混合物を含む群から選択される、請求項1〜7のいずれか一項に記載のパーティクルボード。
- 木材小片ベース層及び/又は少なくとも1つの木材小片表面層がさらに、ワックス、着色剤、充填剤(少なくとも1つの粒子状炭酸カルシウム含有材料とは異なる)、分散剤、殺生物剤、硬化剤及び難燃剤を含む群から選択される少なくとも1つの化合物を含む、請求項1〜8のいずれか一項に記載のパーティクルボード。
- パーティクルボードが、木材小片ベース層及び2つの木材小片表面層からなる3層パーティクルボードであり、好ましくは、一方の木材小片表面層が、木材小片ベース層の第1の面と接触し、他方の木材小片表面層が、木材小片ベース層の裏面と接触している、請求項1〜9のいずれか一項に記載のパーティクルボード。
- パーティクルボードが、≧10N/mm2、好ましくは10〜25N/mm2、最も好ましくは10〜20N/mm2の曲げ強度;及び/又は≧1000N/mm2、好ましくは1600〜3500N/mm2、最も好ましくは1600〜3200N/mm2の弾性率;及び/又は≧0.30N/mm2、より好ましくは0.35〜1.0N/mm2、最も好ましくは0.35〜0.9N/mm2の内部結合強度;及び/又は≦15%、より好ましくは4.0〜15.0%、最も好ましくは5.0〜14%の24時間の水貯蔵後の厚さ膨潤を有する、請求項1〜10のいずれか一項に記載のパーティクルボード。
- 請求項1〜11のいずれか一項に記載のパーティクルボードを製造するための方法であって、以下の工程:
a)請求項1又は5から7のいずれか一項に定義された木材小片を乾燥形態で提供する工程、
b)請求項1〜4、6又は7のいずれか一項に定義された少なくとも1つの粒子状炭酸カルシウム含有材料を提供する工程、
c)任意に、請求項8に定義された少なくとも1つのバインダ及び/又は請求項9に定義された少なくとも1つの化合物を提供する工程、
d)工程a)の木材小片を、工程b)の少なくとも1つの粒子状炭酸カルシウム含有材料、及び工程c)の任意の少なくとも1つのバインダ及び/又は少なくとも1つの化合物と、同時に又は任意の順序で別々に配合して、木材小片ベース層マットを形成するのに適した木材小片−炭酸カルシウム含有材料混合物を形成する工程、
e)工程a)の木材小片を、工程b)の少なくとも1つの粒子状炭酸カルシウム含有材料、及び工程c)の任意の少なくとも1つのバインダ及び/又は少なくとも1つの化合物と、同時に又は任意の順序で別々に配合して、少なくとも1つの木材小片表面層マットを形成するのに適した木材小片−炭酸カルシウム含有材料混合物を形成する工程、
f)工程d)で得られた木材小片−炭酸カルシウム含有材料混合物及び工程e)で得られた木材小片−炭酸カルシウム含有材料混合物の多層マットを形成する工程、及び
g)工程f)の多層マットを1つ以上の工程でソリッドパーティクルボードにプレスする工程
を含む、方法。 - 方法工程d)及び/又はe)が、工程a)の木材小片を、工程b)の少なくとも1つの粒子状炭酸カルシウム含有材料、及び工程c)の任意の少なくとも1つのバインダ及び/又は少なくとも1つの化合物と、同時に配合して行われるか、又は方法工程d)及び/又はe)が、工程a)の木材小片を、工程b)の少なくとも1つの粒子状炭酸カルシウム含有材料、及び工程c)の任意の少なくとも1つのバインダ及び/又は少なくとも1つの化合物と、別々に配合して行われる、請求項12に記載の方法。
- 工程a)の木材小片及び/又は工程b)の少なくとも1つの粒子状炭酸カルシウム含有材料が、乾燥形態で提供される、請求項12又は13のいずれか一項に記載の方法。
- パーティクルボード中の木材小片置換物としての少なくとも1つの粒子状炭酸カルシウム含有材料の使用であって、好ましくは少なくとも1つの粒子状炭酸カルシウム含有材料が、1.0μm〜1000.0μm、より好ましくは15.0μm〜1000.0μm、より好ましくは30.0μm〜1000.0μmである重量メジアン粒径d50を有する、使用。
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