JP3032575B2 - イソシアネート変性セルロース生成物およびそれらの製造法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 本発明は一般には、セルロースをベースとしたポリマ
ー材料の製造に関する。さらに詳細には、本発明は、実
質的に触媒無添加のポリイソシアネートをセルロース材
料に含浸させ、次いでこの含浸材料を所定の温度と圧力
にて硬化させることによって製造される変性セルロース
生成物に関する。この製造法によって得られるのは、フ
ラットなシートの形態で使用することのできる、あるい
は三次元物品に成形することのできる、比較的硬質の疎
水性シートである。他の実施態様においては、未硬化含
浸セルロース系材料の複数層を、硬化プロセスの時に一
緒に積層することができる。セルロース系原料は、適切
な形態と量のポリイソシアネートで含浸しうる限り、い
かなる形態物であってもよい（例えば、化学木材パル
プ、ライナーボード、および紙製品など）。

ポリイソシアネートは、複合木材物品（例えばハード
ボードやパーティクルボード等）用の接着剤や結合剤と
して広く研究されています。しかしながら、これらの物
品は、種々の理由から充分に受け入れられているとは言
い難い。

ヤマシタらによる「J.Hokkaido For.Prod.Res.Inst.
（Japan）,2（３）:28−32（1988）」では、強度の向上
をはかるために、巻き取ったペーパーコアに触媒添加の
芳香族イソシアネートを含浸させることを説明してい
る。これらの物品は、例えばパルプや紙のロールに対す
るコアとして使用される。実験の詳細についての記載は
少ないが、ある１つの表において、３種の異なった触媒
を使用した場合の結果と、触媒を使用しないで作製した
対照標準の結果とを比較している。

他の研究者は、セルロース系材料にイソシアネートを
含浸させ、次いでこの複合物を高温・高圧にて硬化させ
ている。例えば英国特許第1,585,074号は、砕木パルプ
やクラフトパルプ等のセルロース系材料を、ブロックト
イソシアネートもしくはキャップトイソシアネートと触
媒との溶液で処理して、改良された強度を有する成形可
能な物品を製造することを説明している。該システムで
は、セルロース系材料に施すのに使用する溶媒を、ブロ
ックトイソシアネートの解離温度未満の温度で蒸発する
よう選定しなければならない。言うまでもなく、ブロッ
クトイソシアネートを選択する１つの理由は、繊維中に
存在しうる残留水分と反応するという問題をなくすこと
にある。該特許は、イソシアネート−セルロース系反応
生成物の研究経緯を説明している。

英国特許出願（Published U.K.Patent Application）
第2,112,791号も類似のプロセスを開示しているが、あ
る特定の条件を満足しなければならないこと、そしてさ
らに重要なことには、触媒が必須であることを説明して
いる。明らかに水分も重要な条件であり、該特許出願に
よれば、水分は５％以下でなければならない、そして最
も好ましくは１または２重量％以下でなければならな
い、とされている。該特許出願に記載の条件において
は、セルロース系材料中に10重量％のイソシアネートが
存在する場合は、圧力が比較的高く〔900〜1600psi（62
00〜11000kPa）〕、また硬化時間が比較的長い（約10
分）。

上記英国特許出願においては、プロセスの実施に際し
て触媒が必須成分であると説明されている。触媒が存在
しない場合には、含浸セルロースのホットプレスを行っ
ても、セルロース上のヒドロキシル基の反応性が低いた
めに、ポリウレタンは殆どもしくは全く形成されない、
と説明されている。しかしながら、高温にて触媒を使用
すると、この反応が容易に起こるようになる。発明者
は、ブロックトイソシアネート（同発明者の先に取得し
た英国特許に記載）を使用することの健康危険性につい
て、そしてさらには他の欠点についても述べている。

本発明のプロセスは、上記英国特許出願に開示されて
いるプロセスを大幅に凌ぐ改良点を提供する。本発明の
プロセスは、より短い硬化時間およびより低い圧力での
物品の製造を可能にする。セルロースシートの水分は、
上記英国特許出願のプロセスに通常許容されている水分
より高くてもよい。含浸物品の貯蔵寿命は適格であり、
また最終物品の物理的特性も優れている。

図面の簡単な説明 図１は、反応の結果を表している赤外線吸光度（infr
ared absorbance）を示したグラフである。

図２は、反応速度の圧力に対する依存性を示した、図
１の類似のグラフである。

発明の要約 本発明は、変性セルロースをベースとした生成物を製
造する方法としての１つの態様にて実施される。本発明
の方法においては、セルロース系材料を実質的に触媒無
添加のポリイソシアネートで含浸し、次いで少なくとも
約900kPaの圧力にて約５分以下、約105〜245℃の温度に
加熱する。好ましい温度は約150℃以上であり、このと
き圧力は約3,000kPa以上、時間は約１〜２分である。触
媒は全く使用しないのが好ましいけれども、ごく少量で
あれば通常有害とはならない。“実質的に触媒無添加”
とは、触媒の量が、イソシアネートのウレタン化合物へ
の反応を促進するのに通常使用される種々の触媒を全て
合わせて0.05％以下であることを意味している。驚くべ
きことに、活性の高い触媒を使用すると、含浸シート物
品を使用して造られたラミネート間の接着性が弱くなり
やすいことが見いだされている。したがって、最終物品
の物理的特性はあまり良好とはいえず、しばしば不適格
となる。触媒無添加樹脂の必要なプレス時間は、触媒添
加樹脂と同程度に短いが、あるいは触媒添加樹脂よりか
なり短い。

セルロースの水分はそれほど重要なポイントではない
けれども、約７％以下であるのが好ましい。

本発明は、本発明の方法によって製造された物品も含
む。

したがって本発明の１つの目的は、比較的硬質の高強
度の、疎水性セルロースをベースとした材料を製造する
ことにある。

本発明の他の目的は、実質的に触媒無添加のポリイソ
シアネートを使用してセルロースベースの材料を製造す
ることにある。

本発明のさらに他の目的は、触媒無添加のポリイソシ
アネートをセルロース系材料と共に使用して、連続的な
方法で硬化させることのできる含浸マトリックスを生成
させることにある。

本発明のさらに他の目的は、含浸マトリックスを作製
し、次いでキュアーを行いつつ、少なくとも１つのこの
ような層を適合性の支持体（例えばベニヤ単板）に積層
することにある。

本発明の上記目的、および他の多くの目的や利点は、
図面を参照しつつ本明細書を読んで考察すれば明らかと
なろう。

発明の詳細な説明 セルロース材料の殆ど全てが、本発明にとって適切な
出発原料となりうる。例としては、さらし処理または非
さらし処理の、クラフトライナーボード、紙物品、化学
パルプシート、化学パルプマット、サーモメカニカルパ
ルプシート、もしくはサーモメカニカルパルプマットな
どのセルロース系繊維がある。セルロース系材料が、あ
る量のポリイソシアネートを吸収するに足る多孔質であ
る限り、該セルロース系材料を使用することができる。
セルロース系繊維は、凝集性のシートやマットに湿式成
形できるような種類および形態でなければならない。

本発明に必須のイソシアネート形態はポリイソシアネ
ート、すなわち、少なくとも２つのイソシアネート基を
有するイソシアネートである。こうした化合物の１つの
好ましいグループとして、ジフェニルメタンジイソシア
ネートやそのオリゴマーが使用されるが、他の類似化合
物も同じように使用することができる。これらの化合物
としては、市販のジイソシアネートやポリイソシアネー
ト（例えば、トルエンジイソシアネートや1,6−ヘキサ
メチレンジイソシアネートなど）がある。ここで言う
“ポリイソシアネート”とは、２つ以上の有効な−NCO
官能基を有する化合物を含むものとする。ポリイソシア
ネートは、ブロックされた形（すなわち、ある特定の温
度未満においては反応を抑制する、熱不安定性の置換基
が結合した形）にて使用することもできる。

ポリイソシアネートは、ニートの形態でも、またはア
セトン等の溶媒を使用した溶液の形態でもセルロース系
材料に含浸できる、ということが見いだされている。セ
ルロース系材料に対する望ましい重量付加は、硬化材料
において必要とされる最終特性に応じて約５〜50％の範
囲である。比較的硬質で高強度で且つ撥水性の有用な物
品を製造する場合、ポリイソシアネートの望ましい重量
範囲は約８〜20％であり、適切な製造コストにて優れた
最終用途特性が得られる。

ニートの形態でセルロース系材料を含浸させること
は、単にセルロース系材料をロールコーターに通して所
望のポリイソシアネート吸収を達成させることによって
行うことができる。溶液形態の場合については、ポリイ
ソシアネートを例えばアセトン中に溶解して得られる溶
液を浴中に入れ、そしてセルロース系材料を浴に通す
と、セルロース系材料は溶液で含浸されるようになる。
その後、溶媒が蒸発してポリイソシアネートが残る。含
浸工程時には、触媒が存在しないのが好ましい。しかし
ながら、少量の触媒（最大ポリイソシアネートの0.05重
量％）は通常許容され、悪影響を生じることはない。

含浸工程の後、温度、時間、および圧力の制御された
条件下でのプレスサイクル時に、セルロース−ポリイソ
シアネートマトリックスが硬化される。必要に応じて、
含浸された材料を、硬化工程の前に適当な時間貯蔵する
ことができる。一般には、室温にて少なくとも数日間の
貯蔵時間が許容される。硬化工程は、約105〜245℃の範
囲の温度、および少なくとも約800kPaの圧力にて約５分
間以下、通常のホットプレスにて行われる。圧力は、27
00〜8300kPa（392〜1204psi）の範囲であるのが好まし
い。

セルロース系材料の単一の含浸シートをホットプレス
してポリイソシアネートを硬化させることができるが、
含浸セルロース系材料の複数のシートを互いに、あるい
は適合性のある非含浸材料（例えばベニヤ単板やハード
ボード等の再構成木材複合物）の層に積層することもで
きる。以下に記載の実施例は、積層形態にて製造するこ
とのできる物品、及びそれらの製造条件について説明し
ている。

実施例１ ２つの方法を使用して、水分５〜７％のクラフトライ
ナーボードシートに触媒無添加のポリ〔ジフェニルメタ
ンジイソシアネート〕（PMDI）を含浸させた。PMDIは、
ミシガン州ミッドランドのダウケミカル社から市販され
ている。第１の方法では、PMDIを溶媒（例えばアセト
ン）に溶解し、得られた溶液中にライナーボードシート
を飽和するまで浸漬した。次いで飽和したシートを、溶
媒が蒸発消散するに足る時間つるした。第２の方法は、
ロールコーターによる含浸である。この場合は、２つの
プレスロールのニップゾーンに存在している非希釈液状
PMDIのビード（bead）またはパドル（puddle）にライナ
ーボードシートを通す。ビードは、ライナーボードシー
トがロール間を通るときに、シートの一方の側だけに存
在していても、あるいはシートの両側に存在していても
よい。

第１の方法においては、含浸量は、溶液中のPMDIの濃
度によって調節される。第２の方法では、吸収量は、主
としてロールの圧力とクリアランスによって調節され
る。

基本重量が58ポンド（58ポンド/1000ft²または283g/m
²）のクラフトライナーボードシートに、PMDIの13％ア
セトン溶液を飽和させた。溶媒の蒸発後、シートは12〜
14％のPMDIを吸収していた。同一のライナーボードシー
トをロールコーターにて処理して、類似の吸収量を達成
させた。第１のサンプルでは、コーティングの全てをシ
ートのワイヤ側に施した。第２のサンプルでは、シート
のフェルト側を同じように被覆した。第３のサンプル
は、コーティングをシートの両側に同等に配分して作製
した。

Ｚ内のPMDIの分布またはシートの厚さ寸法を調べるた
めに、外部圧力を加えることなく、含浸シートをオーブ
ン中177℃（350゜F）で3.4時間キュアーした。冷却後、
シートを、シート厚さに関して上部、中央部、および下
部の３つに区分けした。これらの部分に対して、ケルダ
ール法により窒素含量（各層中におけるPMDIの量の尺
度）を分析した。結果を表１に示す。

上記試験条件では、溶媒による含浸が、シート内にお
けるPMDIの最も均一な分布が得られることは明らかであ
る。次いで、２面ロールコーター（two−sided roll co
ater）による塗布を行う。明らかに一方の側だけが被覆
される。他のタイプのコーターを使用すると、幾分異な
った結果が得られると思われる。

上記のポリイソシアネート分布現象は、含浸シートを
使用して最終的な物品を設計する際に極めて有利に使用
することができる。表面濃度がより高いと、層間の強力
な結合が促進され、また分布がより均一であると、Ｚ方
向強度により大きな等方性が得られやすい。

実施例２ 実施例１に記載の如く、基本重量283g/m²のクラフト
ライナーボードの両側を、触媒無添加のPMDIを使用して
ロール塗布した。塗布量は、オーブンでの乾燥重量を基
準として13〜16％PMDIの範囲であった。このように含浸
させた２つのシートをフェイス層（face plies）として
使用し（それぞれの側に１つずつ）、そして再構成木材
繊維コアー材料（reconstituted wood fiber core mate
rial）を使用して、積層された木材複合物を作製した。
一方のコアー材料は“Macosa"ハードボード（厚さ約2.5
mmのメキシコ製品）であった。他方のコアー材料はPres
Tock繊維マットであった。PresTockは、ロジン状の熱可
塑性樹脂および熱硬化性樹脂で処理した成形可能な木材
繊維マットに対する登録商標であり、ワシントン州タコ
マのWeyerhaeuser社から市販されている。PresTock繊維
マットの基本重量は、厚さ約2.5mmの成形パネルが得ら
れるように選定した。

含浸シートを、木材繊維コアーを含んだフェイス層と
して使用し、このとき追加の接着剤は使用しなかった。
以下に記載のスケジュールを使用して、パネルを240℃
でプレスした：“Macosa"コアーに関して…1380kPa（20
0psi）になるまで12秒クロージング,0kPaになるまで６
秒,0kPaにて６秒,5520kPa（800psi）になるまで６秒ク
ロージング,5520kPaにて18秒,0kPaになるまで12秒,0kPa
にて６秒、およびプレス開放;PresTockコア−に関して
…3450kPa（500psi）になるまで12秒クロージング,0kPa
になるまで６秒,0kPaにて６秒,3450kPaになるまで６秒
クロージング,3450kPaにて18秒,0kPaになるまで12秒,0k
Paにて６秒，およびプレス開放。

状態調節の後、パネルの引張強さ、曲げ強さ、および
曲げ弾性率を測定した。結果を表２に示す。

繊維板パネルが、クラフトライナーボードのPMDI処理
シート間にサンドイッチの形でオーバーレイされるとき
に、大幅に改良された物理的特性が得られる。

オーバーレイド繊維板パネルは、ベースパネルより耐
水性がかなり高かった。改良Cobbリング試験を使用し
て、283g/m²のPMDI含浸クラフトライナーボードを含ん
だ一方のフェイスにオーバーレイドされたPresTock繊維
パネルの耐水性を測定した。この特殊な場合において
は、イソシアネートのアセトン溶液から約12〜13％のPM
DIが吸収されるようライナーボードを処理した。Cobbリ
ング試験は、直径198mmのCobbリングを試験片の表面に
クランプ止めすること、リングに水を25.4mmの深さにま
で満たすこと、そしてサンプルを24時間静置することか
らなる。水に対する暴露前後のサンプル重量を測定し
た。Cobb単位（Cobb unit）は、以下の式を使用して算
出される。

Cobb単位＝（暴露される面積）（最終重量−初期重量） オーバーレイされたサンプルに対する平均値は、Cobb
単位が14.1であり、水吸収量はわずか4.5％であった。
オーバーレイを含まないベースパネルの平均値は、Cobb
単位が99.3であり、水吸収量は26.0％であった。

両側にオーバーレイされた繊維パネルは、ベースパネ
ルと比較すると、大幅に改良された寸法安定性を有する
ことが見いだされた。一組のサンプルを、重量平衡が達
成されるまで50％RHにて状態調節し、次いで90％RHの環
境に移行して、一定重量になるまでの充分な時間保持し
た。“Macosa"ベースパネルは0.36％の線膨張を示した
が、オーバーレイドパネルの場合は僅か0.13％であっ
た。PresTockオーバーレイドパネルに関する類似の試験
によれば、線膨張は約0.14％であり、このときベースパ
ネルの線膨張は0.18％であった。

再構成木材繊維コア−ではなくベニヤ単板を使用し
て、上記と類似の積層体を作製した。同様の特性改良
（特に列理方向に対して直角の方向の強度）が認められ
た。

実施例３ イソシアネート含浸セルロースシートにおいては、長
期間の貯蔵安定性が必須である。含浸工程から直線最終
処理工程に進むのは、通常は実際的ではない。触媒添加
イソシアネートを含浸させたセルロースシートは、貯蔵
安定性が悪くなりやすい。本発明の材料を試験するため
に、基本重量が約750g/m²のサザンパイン（southern pi
ne）さらしクラフトパルプシートに、10〜12％のジフェ
ニルメタンジイソシアネート（MDI）をそのアセトン溶
液から含浸させた。MDIは、ミシガン州ミッドランドの
ダウケミカル社からアイソネート143Lとして市販されて
いる。溶媒を蒸発させた後、得られたシートを、室温お
よび50％RHにて所定時間貯蔵した。エージング後、処理
したシートを、177℃（350゜F）および5410kPa（785ps
i）にて５分間プレスした。水中に24時間浸漬した後の
引張強さと水吸収性を測定した。結果を表３に示す。

処理したサンプルの安定性は、浸漬後少なくとも３日
間は良好であるが、３〜10日の間に低下する。この安定
性は、考えられる殆どの用途に対して優れた安定性であ
る。

実施例４ 本発明に関連した従来技術は、イソシアネートと共に
触媒が必要であることを説明している。従来技術はさら
に、満足できる結果を達成しようとすれば、好ましくは
約6,200〜11,000kPa（900〜1,600psi）の範囲の圧力に
て長い硬化時間（約10分の範囲）が必要であることを開
示している。これらの長くて厳しい硬化条件は、ある程
度は、セルロースとイソシアネートとを架橋させるため
の要件であるかも知れない。イソシアネートとセルロー
スのヒドロキシル基との間のウレタン結合の形成、およ
びセルロースに対して必要とされる極めて低い水分（例
えば１〜２％）は、ポリウレアの形成を最小限に抑える
ために必要であるとされた（初期の英国研究者によれ
ば、ポリウレアの形成は望ましくないとされている）。

本発明者は、従来技術の発明において起こる反応の物
質については明らかではない。しかしながら、本発明者
は、ポリウレアの形成が極めて重要であること、そして
ウレタンの形成（セルロースとの反応）はその重要度が
より小さいと考えている。従来技術においては望ましく
ないと説明されていることから考えるとまったく驚くべ
きことであるが、触媒無添加のイソシアネートを使用す
る本発明のプロセスは、いくつかの点において有利であ
ることが判明した。必要とされるプレス時間はかなり短
く（１分程度）、得られる物品の特性は優れており、そ
してセルロースの水分は特に重要なポイントではない。

赤外線分光分析法を使用して、反応の特質についてい
くらかの考察結果が得られた。2.276cm^-1での吸収度の
時間に対する変化を追うことによって、イソシアネート
のピークの消失を確認することができる。基本重量283g
/m²のクラフトライナーボードに、10〜11％のPMDIをそ
のアセトン溶液から含浸させた。２つの層サンプルを、
5,300kPa（800psi）の圧力および203℃と232℃（400゜F
と450゜F）の温度にてプレス中に置き、異なる時間で取
り出し、そしてIRスペクトルを記録した。図１は、10秒
経過すると、両方の温度において−NCOのピークが殆ど
消失していることを示している。このように反応が急速
に進むということは極めて重要なことである。なぜな
ら、はるかに制約の多いバッチ式のプレスに比べて、連
続的なプレス操作が可能となるからである。

反応速度（前述のように測定）が、温度だけでなく圧
力にも依存するらしいといる点は興味深い。２つの層パ
ネル（上記のように作製）を、種々の圧力にて６秒間プ
レスした。この場合も、サンプルをプレスから取り出し
た直後にIRスペクトルを記録した。両方の温度レベルに
おいて、−NCOの吸収度ピークは、より低い圧力ではか
なり遅い速度で降下した。この結果は表２に示されてい
る。こうした状況は、より高い圧力による、シートのよ
り速やかな熱伝達が要因であるとは思われない。圧力を
加えないで204℃にて単一のシートに対して行った測定
によれば、シート内部は、30秒以内に実質的に定盤温度
に達していることがわかった。この温度上昇の2/3は10
秒経過時点で起こっている。

実施例５ 一般に、触媒添加ポリイソシアネートを含浸させたセ
ルロースシートは含浸時および含浸後の双方において可
能な限り乾燥した状態を保持すべきであると考えられて
いる。無触媒イソシアネートを用いる本発明による実験
は、この懸念が一般に不必要であることを証明した。事
実、含浸シートをプレス直前に蒸煮するのが有益である
ことが認められた。

坪量283g/m²のクラフトライナーボードの両面にロー
ルコーターによりPMDIを含浸させた。含浸量は乾燥繊維
重量を基準として14％であった。この含浸シートを大気
圧の乾燥蒸気により種々の期間蒸煮した。次いで５層を
積層し、このアセンブリーを204℃および2,800kPaで合
計66秒間プレスした−ガス抜きサイクルを含む。コンデ
ィショニング後に、得られたパネルを引張り強さおよび
曲げ強さにつき試験した。これらの試験結果を表４に示
す。

少なくとも最高30秒間の蒸煮は有害でないと思われ、
事実、物理的特性を向上させる可能性がある。プレス製
品が平面構造以外をもつべきものである場合、これによ
ってシートの可塑性および成形性が向上するので、これ
は極めて有用な手法である。

すべての場合、入手した状態のクラフトライナーボー
ドの含水率は明らかに適切であることが認められ、再乾
燥は不必要であった。

実施例６ さらに温度および圧力の作用を証明するために、種々
の硬化条件で一連の積層品を製造した。漂白した坪量約
750g/m²の南方産パインクラフトパルプシートに、アセ
トン中10％のMDI（ダウ・アイソネート143L）溶液を含
浸させた。この含浸シートを空気中に90分間放置して、
アセトンを蒸発させた。MDI含浸量はパルプ重量を基準
として約10％であった。３枚の含浸シートを堆積し、表
５に示す条件下で１分間プレスすることによりフラット
パネルを製造した。

圧力および温度を独立して上昇させるのに伴って、曲
げ強さおよび弾性率も増大する。

ここに記載する材料および条件からの多様な変更およ
びずれは、触媒が存在しないか、またはごく低水準で使
用される限り本発明の範囲内にあることは、当業者には
理解されるであろう。本発明は請求の範囲に定められる
もののみによって限定されると解すべきである。

本発明の実施態様は以下の通りである。

1.改質セルロース製品を製造するための、下記を含む方
法： セルロース材料に、セルロース材料に対するポリイソ
シアネート約８〜20重量％の量の、本質的に触媒無添加
のポリイソシアネートを含浸させ；そして このポリイソシアネート含浸セルロース材料を約105
〜約245℃（221〜473゜F）の温度に、約５分を超えない
時間、及び約2700〜8300kPa（390〜1200psi）の圧力に
於いて加熱して、ポリイソシアネートを硬化させる。

2.セルロース材料が、実質的に互いに平行な第１および
第２シート表面、ならびに第１および第２シート表面の
間で第１および第２シート表面に垂直な方向に広がるＺ
または厚さ次元を有するシート状である、上記第１項に
記載の方法。

3.セルロースの濃度に対するポリイソシアネートの重量
％濃度が、シートの少なくとも１表面において、シート
のＺまたは厚さ次元の残りの部分におけるより大きい、
上記第２項に記載の方法。

4.セルロースの濃度に対するポリイソシアネートの重量
％濃度が、各表面において、材料の表面から離れた位置
にあるシートのＺまたは厚さ次元の材料の中心部分にお
けるより大きい、上記第３項に記載の方法。

5.ポリイソシアネートの濃度がシートのＺまたは厚さ次
元全体において本質的に均一である、上記第２項に記載
の方法。

6.セルロース材料が、化学的に精製された−、クラフト
−およびサーモメカニカル−セルロースよりなる群から
選ばれる、上記第１項に記載の方法。

7.ポリイソシアネートがジフェニルメタンジイソシアネ
ート、ジフェニルメタンジイソシアネートオリゴマー、
トルエンジイソシアネート、1,6−ヘキサメチレンジイ
ソシアネートおよびそれらの混合物よりなる群から選ば
れる、上記第１項に記載の方法。

8.ポリイソシアネートが硬化前にブロック形である、上
記第７項に記載の方法。

9.ポリイソシアネートが溶剤で希釈されることなく濃厚
物としてセルロース材料に含浸される、上記第１項に記
載の方法。

10.ポリイソシアネートが溶液としてセルロース材料に
含浸させる、上記第１項に記載の方法。

11.セルロース材料が約７％を超えない含水率を有す
る、上記第１項に記載の方法。

12.改質セルロース製品を製造するための、下記を含む
方法： クラフト−及びサーモメカニカル−セルロースよりな
る群から選ばれるセルロース材料シートに、セルロース
材料に対するポリイソシアネート約８〜20重量％の量
の、ジフェニルメタ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オリゴマー及びそれらの混合物よ
りなる群から選ばれる本質的に触媒無添加のポリイソシ
アネートを含浸させ；そして このポリイソシアネート含浸セルロース材料を約105
〜245℃（221〜473゜F）の温度に、約２分を超えない時
間、及び約2700〜8300kPa（390〜1200psi）の圧力にお
いて加熱して、ポリイソシアネートを硬化させる。

13.積層したセルロースをベースとする高分子材料を製
造するための、下記工程を含む方法： 複数枚のセルロース材料シートそれぞれに別個に、セ
ルロース材料に対するポリイソシアネート約８〜20重量
％の、本質的に触媒無添加のポリイソシアネートを含浸
させ； このポリイソシアネート含浸セルロースシート少なく
とも２枚を互いに重ね合わせてポリイソシアネート含浸
セルロースシートの堆積品を形成し；そして この重ね合わせたシートの堆積品を約105〜245℃（22
1〜473゜F）の温度に、約５分を超えない時間、及び約2
700〜8300kPa（390〜1200psi）の圧力において加熱し
て、ポリイソシアネートを硬化させる。

14.含浸セルロース材料がポリイソシアネートを含浸し
ていないコア材料の各表面に重ね合わせられる、上記第
１項に記載の方法。

15.コア材料がウッドベニヤおよび再構成木材製品より
なる群から選ばれる、上記第１項に記載の方法。

16.セルロース材料が、化学的に精製された−、クラフ
ト−およびサーモメカニカル−セルロースよりなる群よ
り選ばれる、上記第13項に記載の方法。

17.ポリイソシアネートがジフェニルメタンジイソシア
ネート、ジフェニルメタンジイソシアネートオリゴマ
ー、トルエンンジイソシアネート、1,6−ヘキサンメチ
レンジイソシアネートおよびそれらの混合物よりなる群
から選ばれる、上記第13項に記載の方法。

18.ポリイソシアネートが硬化前にブロック形である、
上記第17項に記載の方法。

19.ポリイソシアネートが溶剤で希釈されることなく濃
厚物としてセルロース材料に含浸される、上記第13項に
記載の方法。

20.ポリイソシアネートが溶液としてセルロース材料に
含浸される、上記第13項に記載の方法。

21.セルロース材料が約７重量％を超えない含水率を有
する、上記13項に記載の方法。

22.上記第１項に記載の、セルロースをベースとする高
分子材料。

23.上記第12項に記載の、セルロースをベースとする高
分子材料。

24.上記第13項に記載の、積層されたセルロースをベー
スとする高分子材料。

25.セルロース材料が紙系材料である、上記第２項に記
載のセルロースをベースとする高分子材料を製造する方
法。

26.紙系材料がクラフト紙である、上記第25項に記載の
セルロースをベースとする高分子材料を製造する方法。

27.セルロース材料の各シートが、実質的に互いに平行
に広がる第１および第２シート表面、ならびに第１およ
び第２シート表面の間の第１および第２シート表面に実
質的に垂直な厚さ次元を有し、かつセルロースに対する
ポリイソシアネートの重量％が、第１および第２シート
表面のうち少なくとも一方において、積層材料の他の部
分におけるより大きい、上記第13項に記載の積層された
セルロースをベースとする高分子材料を製造する方法。

28.セルロースに対するポリイソシアネートの重量％
が、第１および第２シート表面において、第１および第
２シート表面から離れた厚さ次元に沿った位置における
より大きい、上記第27項に記載の積層されたセルロース
をベースとする高分子材料を製造する方法。

29.セルロース材料の各シートが、実質的に互いに平行
に広がる第１および第２シート表面、ならびに第１およ
び第２シート表面の間の第１および第２シート表面に実
質的に垂直な厚さ次元を有し、かつセルロースに対する
ポリイソシアネートの重量％が積層材料全体において実
質的に均一である、上記第13項に記載の積層されたセル
ロースをベースとする高分子材料を製造する方法。

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｂ２９Ｋ 201:00 (56)参考文献 特開 平２−147617（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−190555（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−38044（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−55016（ＪＰ，Ａ) 実開 平１−159741（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C08G 18/00 - 18/87 B32B 21/00 - 21/14 B32B 29/00 - 29/08 ＣＡ（ＳＴＮ) ＲＥＧＩＳＴＲＹ（ＳＴＮ)

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】クラフト−、サーモメカニカル−又は化学
   −セルロースからなる群から選択されるセルロース材料
   のシート、ライナーボード又はマットに、セルロース材
   料に対するポリイソシアネート８〜20重量％の量の、実
   質的に触媒無添加のポリイソシアネートを含浸させ；そ
   して このポリイソシアネート含浸セルロース材料のシート、
   ライナーボード又はマットを105〜245℃（221〜473゜
   F）の温度に、５分を超えない時間、及び2700〜8300kPa
   （390〜1200psi）の圧力に於いて加熱して、ポリイソシ
   アネートを硬化させることからなる、 改質セルロース製品を製造する方法。
2. 【請求項２】クラフト−及びサーモメカニカル−セルロ
   ースよりなる群から選ばれるセルロース材料シートに、
   セルロース材料に対するポリイソシアネート８〜20重量
   ％の量の、ジフェニルメタ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オリゴマー及びそれらの混
   合物よりなる群から選ばれる実質的に触媒無添加のポリ
   イソシアネートを含浸させ；そして このポリイソシアネート含浸セルロース材料シートを10
   5〜245℃（221〜473゜F）の温度に、２分を超えない時
   間、及び2700〜8300kPa（390〜1200psi）の圧力におい
   て加熱して、ポリイソシアネートを硬化させることから
   なる、 改質セルロース製品を製造する方法。
3. 【請求項３】複数枚のセルロース材料シートそれぞれに
   別個に、セルロース材料に対するポリイソシアネート８
   〜20重量％の、実質的に触媒無添加のポリイソシアネー
   トを含浸させ； このポリイソシアネート含浸セルロースシート少なくと
   も２枚を互いに重ね合わせてポリイソシアネート含浸セ
   ルロースシートの堆積品を形成し；そして この重ね合わせたシートの堆積品を105〜245℃（221〜4
   73゜F）の温度に、５分を超えない時間、及び2700〜830
   0kPa（390〜1200psi）の圧力において加熱して、ポリイ
   ソシアネートを硬化させることからなる。 積層したセルロースをベースとする高分子材料を製造す
   る方法。
4. 【請求項４】含浸セルロース材料がポリイソシアネート
   を含浸していないコア材料の各表面に重ね合わせられ
   る、請求項１記載の方法。
5. 【請求項５】請求項１記載の、セルロースをベースとす
   る高分子材料。
6. 【請求項６】請求項２記載の、セルロースをベースとす
   る高分子材料。
7. 【請求項７】請求項３記載の、積層されたセルロースを
   ベースとする高分子材料。