JP3743730B2 - リグノセルロース成形板の製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、リグノセルロースを主原料とした熱圧成形ボードの製造方法およびこの製造に用いる接着剤に関する。リグノセルロースを主原料として用いた成形品は、リグノセルロースが木質削片の場合、パーチクルボードと称され、パーティクルボードの他には大型のチップを用いるウエハーボード、細長いチップ（ストランド）を１方向に配列させたオリエンテッドストランドボード（ＯＳＢ）、木質繊維（木質ファイバー）の場合、インシュレーションボード、中比重繊維板（ＭＤＦ）、ハードボードと称されて生産され、床材、壁材、ドア材、防音材、断熱材、畳心材、家具部材、自動車用部材として使用されている。
【０００２】
【従来の技術】
従来、パーチクルボード、ウエハーボードおよびハードボード、ＭＤＦ、インシュレーションボード等のファイバーボードや籾殻を成形してなる籾殻ボードやコーリャン茎を成形してなるコーリャンボード等（以下、これらをボードと称する）の製造のための接着剤またはバインダーとしては、熱硬化性である尿素樹脂、メラミン樹脂、尿素メラミン樹脂、フェノールメラミン樹脂、フェノール樹脂等（以下、ホルマリン系樹脂接着剤と称する）が広く用いられている。これらの樹脂は安価で接着性も優れ、比較的短時間で硬化するという特質を有する。これらのホルマリン系樹脂接着剤の熱圧成形後の製品から放出されるホルマリンは環境上問題視されており、放出ホルマリン量を低減化させるための実際の使用に当たっては、接着剤中の遊離ホルマリン量を少なくしたり（樹脂接着剤のホルマリンモル比／フェノール、メラミン、尿素のモル比を小さくする）、ホルマリン系樹脂接着剤の配合時に、ホルマリンキャッチャー剤等が用いられている。一方で、非ホルマリン系であり、かつ優れたボード物性を与える接着剤として、イソシアナート系接着剤のボードへの利用も提案されている（特開昭５７−１３１５３８号、特開昭５７−１４７５６７号、米国特許３５５７２６３号、３６３６１９９号、３８７０６６５号、３９１９０１７号、３９３０１１０号など）。
【０００３】
しかし、リグノセルロース系材料用接着剤として有機ポリイソシアナート系化合物を用い熱圧成形した場合、その優れた接着性のために熱盤への付着が生じる。この付着により、成形物は損傷し、商品としての価値を著しく損失し、また、熱盤からの付着物の除去にも多大な労力を費やしてしまう。この問題を解決するため、熱盤の金属からの離型性を向上させるために有機ポリイソシアナート系化合物への添加剤の検討も行われている。例えば、有機ポリイソシアナートへのアルキルリン酸塩または、ピロリン酸塩（特公平０３−０１８０６８号）、スルホン化化合物（特公平０５−０３８３０９号）、ワックスおよび液体エステル（特公平０４−０５４３９０号）、脂肪族カルボン酸（特開昭５８−３６４３０号）、ポリシロキサン化合物（特開昭６１−８６２２５号）、脂肪酸ポリマー（米国特許第４７７２４４２号、４９３３２３２号）などが提案されている。
【０００４】
また、他の方法では、離型剤を直接熱盤へ熱圧前に塗布しておく方法が提案されている。例えば、金属石鹸を用いた離型層の形成（特開昭５２−１５４８７５号）、高沸点ポリオール（独国特許第１６５３１７８号）、官能基を持つポリシロキサンフィルムの使用（英国特許第１３５９９２号）、ポリテトラフルオロエチレンによる被覆（米国特許第４３７４７９１号）などがある。しかしながら、上記いずれの方法も各々、種々の問題があり、実際の製造現場での使用に耐えうるものではなく、現在のところ、工程上、経済上、物性上すべてを満足する技術はない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明が解決しようとする課題は、有機ポリイソシアナート系接着剤を用いて熱盤に付着しないようにボード類を製造し、従来の方法では満足できなかった経済上、物性上の問題を解決し高品質のボードを安価に製造することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記の問題を解決するために鋭意検討した結果、有機ポリイソシアナート系接着剤を使用したリグノセルロースを主原料とした熱圧ボードの製造方法に関し、炭素数８〜２８を有する飽和および／または不飽和脂肪族カルボン酸の金属塩（Ｃ）の水エマルジョンを含有した離型性の向上した有機ポリイソシアナート系接着剤を使用することにより、接着剤調製時に増粘や発泡が無い離型性の向上した接着剤を調製することができ、また熱圧プレス時に熱盤に付着しないため、生産性が向上した熱圧ボードの製造方法を見いだし、本発明を完成するに至った。
【０００７】
すなわち、本発明は、
（１）有機ポリイソシアナート系化合物（Ａ）とポリエーテルおよび／またはポリエステルポリオール（Ｂ）を含有してなる水乳化液をリグノセルロース系材料の接着剤として用いるリグノセルロース成形板の製造方法において、該接着剤に、炭素数８〜２８を有する飽和および／または不飽和脂肪族カルボン酸の金属塩（Ｃ）を水エマルジョンとして混合することを特徴とするリグノセルロース成形板の製造方法、および
【０００８】
好ましくは、（２）ポリエーテルおよび／またはポリエステルポリオール（Ｂ）が、官能基数２〜８で、その構造中の−ＣＨ2 ＣＨ2 −Ｏ−の繰り返し単位がポリエーテルおよび／またはポリエステルポリオール（Ｂ）の重量に対して５〜８０％であり、かつ水乳化液中、有機ポリイソシアナート系化合物（Ａ）１００重量部に対し１〜８０重量部であることを特徴とする前記（１）のリグノセルロース成形板の製造方法、
（３）有機ポリイソシアナート系化合物（Ａ）が、ポリメチレンポリフェニルポリイソシアナートであることを特徴とする前記（１）のリグノセルロース成形板の製造方法、
（４）ポリエーテルおよび／またはポリエステルポリオール（Ｂ）が、分子中に窒素原子を含有するアミンポリオールであることを特徴とする前記（１）のリグノセルロース成形板の製造方法、
および（５）炭素数８〜２８を有する飽和および／または不飽和脂肪族カルボン酸の金属塩（Ｃ）が、オクチル酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸、アラキン酸、リグノセリン酸またはベヘニン酸と、亜鉛、鉄、アルミニウム、カルシウム、ジルコニウム、マグネシウム、バリウム、ニッケル、銅またはコバルトからなる少なくとも１種以上であることを特徴とする前記（１）のリグノセルロース成形板の製造方法である。
また、これらの製造方法に用いられる、炭素数８〜２８を有する飽和および／または不飽和脂肪族カルボン酸の金属塩を水エマルジョンの状態で、有機ポリイソシアナート系化合物とポリエーテルおよび／またはポリエステルポリオールと混合して得られる接着剤である。
【０００９】
【発明の実施の態様】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明におけるリグノセルロース成形板（ボードと言うこともある。）の製造方法は、リグノセルロース系材料に有機ポリイソシアナート系接着剤を塗布し、熱圧プレスしてボードを成形する方法において用いる接着剤に特徴あるものである。
すなわち、リグノセルロース成形板の製造において、有機ポリイソシアナート系化合物、ポリエーテルおよび／またはポリエステルポリオール、水からなるポリイソシアナート系接着剤に、内部離型剤として炭素数８〜２８を有する飽和および／または不飽和脂肪族カルボン酸の金属塩を水エマルジョンの状態で混合して得られる離型性の改善された接着剤を用いる方法、およびリグノセルロース成形板の製造において、リグノセルロース系材料と前記ポリイソシアナート系接着剤との混合に際して前記カルボン酸の金属塩を水エマルジョンの状態で混合するリグノセルロース成形板の製造方法である。
【００１０】
リグノセルロース系材料としては、パーチクルボードに使用されるストランドチップ、ダストチップ、フレークチップや、ハードボード、ＭＤＦ、インシュレーションボードに使用されるファイバーおよびコーリャン茎、パガス、籾殻等の農産物が挙げられる。これらの原料は単独で使用しても良いし、２種以上を組み合わせて使用することもできる。
【００１１】
（Ａ）の有機ポリイソシアナート系化合物（以下、ポリイソシアナート（Ａ）と称する）としては、イソシアナート基を有する物質であれば良いが、例えば、トリレンジイソシアナート、４，４’−ジフェニルメタンジイソシアナート、ヘキサメチレンジイソシアナート、キシレンジイソシアナート、イソホロンジイソシアナート、ノルボルネンジイソシアナート、ポリメチレンポリフェニルポリイソシアナート（ポリメリックＭＤＩ）、または上記ポリイソシアナート化合物を活性水素を１個以上有する化合物で変性した変性イソシアナートが挙げられる。これらの中では、経済性の面からポリメリックＭＤＩが望ましい。
【００１２】
（Ｂ）のポリエーテルおよび／またはポリエステルポリオール（以下、ポリオール（Ｂ）と称する）としては、官能基数２〜８の水酸基価（ＯＨｖ）が２４から８００ｍｇＫＯＨ／ｇのポリオールで、−ＣＨ2 ＣＨ2 −Ｏ−の繰り返し単位がポリオール（Ｂ）に対して５〜７０％であれば良い。５％未満では乳化性能が不足するため好ましくなく、７０％を超えるとポリイソシアナートとの相溶性が不足するため好ましくない。
【００１３】
ポリエーテルポリオールとしては、開始剤である活性水素を２個以上有する低分子化合物に酸化エチレン、酸化プロピレン、酸化ブチレン、酸化スチレン等の分子内にエポキシ基を有するアルキレンオキシドを無触媒、あるいはアルカリ金属の水酸化物、第３級アミン等を触媒にして通常ポリオール製造で公知の方法で付加して製造する。開始剤としては、グリセリン、ショ糖、ペンタエリスリトール、ソルビトール、トリメチロールプロパン、ジグリセリン、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、ジエチレングリコール、エチレングリコール、１，４−ブタンジオール、１，２−ブタンジオール等のアルコール類、ハイドロキノン、ビスフェノールＡ、ノボラック等のフェノール類、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン等のエタノールアミン類、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、オルソトリレンジアミン、メタトリレンジアミン、４，４’−ジフェニルメタンジアミン、２，４’−ジフェニルメタンジアミン、ポリメチルポリフェニルポリアミン等のアミン類が挙げられ、これらは単独、あるいは混合して用いる。好ましくは、開始剤が上記アミン類である分子中に窒素原子を含有するアミンポリオールである。
【００１４】
また、ポリエステルポリオールについては、カルボン酸無水物とアルコールとの付加反応、ポリカルボン酸とアルコールとの重縮合反応、酸へのアルキレンオキシドの付加により得られる。カルボン酸無水物として、例えば、無水マレイン酸、無水コハク酸、無水トリメリット酸、無水ピロメリット酸、無水イタコン酸、無水フタル酸、無水グルタル酸、無水グルタコン酸、無水ジグリコール酸、無水シトラコン酸、無水ジフェン酸、無水トルイル酸等が挙げられ、ポリカルボン酸としては、例えば、マレイン酸、テレフタル酸、ジメチルテレフタル酸、イソフタル酸、フマル酸、シュウ酸、マロン酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スペリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、クエン酸、トリメリット酸等が挙げられる。また、アルコールとしては、上記開始剤で挙げたアルコール類、フェノール類、あるいは上記開始剤のアルキレンオキシド付加物が使用できる。
【００１５】
（Ｃ）の炭素数８〜２８を有する飽和および／または不飽和脂肪族カルボン酸の金属塩（以下、カルボン酸の金属塩（Ｃ）と称する）は、その酸成分としては、モノ、ジ、トリのいずれの官能基数のものでも使用できるが、中でも炭素数１２〜２２の直鎖脂肪族のモノカルボン酸が好ましい。例えば、オクチル酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸、アラキン酸、リグノセリン酸、ベヘニン酸などの脂肪族カルボン酸などが挙げられる。また、金属成分としては亜鉛、鉄、アルミニウム、カルシウム、ジルコニウム、マグネシウム、バリウム、ニッケル、銅、コバルトなどが挙げられる。これらは酸成分、金属成分それぞれの群より選ばれた少なくとも１種以上を組合わせて使用できる。すなわち、上記の好ましいカルボン酸からなる群から選ばれる酸成分と、上記の好ましい金属からなる群から選ばれる金属成分から構成されるカルボン酸の金属塩を単独または２種以上の混合物として使用できる。
【００１６】
カルボン酸の金属塩（Ｃ）は、ポリイソシアナート（Ａ）、ポリオール（Ｂ）および水とからなる水乳化液である接着剤中に添加してもよく、また、リグノセルロース材料と接着剤とを混合する際の任意の時点で添加してもよい。
すなわち、本発明の方法において、カルボン酸の金属塩（Ｃ）はポリイソシアナート（Ａ）とポリオール（Ｂ）と水を含有するポリイソシアナート系接着剤に水乳化液（エマルジョン）の状態で混合し、あるいは該ポリイソシアナート系接着剤にリグノセルロース系材料とともに水乳化液の状態で混合する。水乳化液の状態でこれらのポリイソシアナート系接着剤成分と混合することで溶液の粘度上昇、分離等が抑制され、安定した本発明のイソシアナート系接着剤、さらにはリグノセルロース成形板を製造することが出来、また、粉体が舞い上がらないので作業性も良好である。また、カルボン酸の金属塩（Ｃ）の水エマルジョンと、ポリオール（Ｂ）、ポリイソシアナート（Ａ）、水を含有する本発明の接着剤の調製は、カルボン酸の金属塩（Ｃ）の水エマルジョンを、ポリオール（Ｂ）、ポリイソシアナート（Ａ）および水を含有する接着剤成分の乳化前または乳化後を問わず混合し攪拌して均一な組成物とする。通常、ポリイソシアナート（Ａ）とポリオール（Ｂ）と水を乳化後に、カルボン酸の金属塩（Ｃ）の水エマルジョンを添加する。 本発明の接着剤の調製において、カルボン酸の金属塩（Ｃ）の水乳化や、ポリイソシアナート（Ａ）とポリオール（Ｂ）と水の水乳化は、単独または同時に高速混合して乳化しても良い。ポリイソシアナート（Ａ）とポリオール（Ｂ）と水の水乳化は、ポリオールと水を混合した混合液中にポリイソシアナートをずれ応力を加えながら添加して乳化してもよいし、ポリオールとポリイソシアナートを混合した後ずれ応力を加えながら水中に添加して乳化しても良い。混合の方式はバッチ式でも、連続式でも良く、ホモジナイザー、スタチックミキサー等が使用できる。
【００１７】
カルボン酸の金属塩（Ｃ）は、必要に応じて乳化剤を用いて乳化物として使用しても良い。この場合の乳化剤としては一般的に使用されているもので良く、脂肪酸石鹸、ロジン酸石鹸、アルキルスルホン酸塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、ジアルキルアリールスルホン酸塩、アルキルスルホコハク酸塩、ポリオキシエチレンアルキル硫酸塩、ポリオキシエチレンアルキルアリールスルホン酸塩等のアニオン性界面活性剤、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルアリールエーテル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、オキシエチレンオキシプロピレンブロックコポリマー等の界面活性剤が挙げられるが、本発明はこれらの界面活性剤に限定されるものではない。また、これらの界面活性剤は単独で用いても良いし、２種類以上を混合して用いても良い。
【００１８】
さらに、必要に応じて安定剤を用いても良い。この場合の安定剤としてはカルボン酸の金属塩（Ｃ）およびこれらの乳化物を安定化することのできるものであれば良く、保護コロイドを形成するような天然高分子化合物、合成高分子化合物、例えば、ゼラチン、アラビアゴム、カルボキシメチルセルロース、ポリビニルアルコール等が使用できる。
【００１９】
本発明で使用する接着剤において、ポリイソシアナート（Ａ）とポリオール（Ｂ）との混合比は重量比で（Ａ）：（Ｂ）＝１００：１〜１００：７０の範囲であり、好ましくは１００：５〜１００：５０の範囲である。すなわち、ポリオール（Ｂ）はポリイソシアナート（Ａ）１００重量部に対して、１〜７０重量部の範囲で使用される。ポリオール（Ｂ）が１重量部未満では安定した水乳化液とならず、また７０重量部を超えるとボード物性が低下する。
また、カルボン酸の金属塩（Ｃ）の使用量は、ボード類の熱プレス時にコール盤からボード類が離型するだけに充分な量だけあれば良く、バインダーの固形分に対して０．０２〜１５重量％使用するのが好ましい。この量より少ないと離型性が充分ではないので好ましくなく、１５重量％を超える量を使用すると無駄になるため好ましく無い。さらに、使用する水分量は、リグノセルロース系材料の水分量によっても異なるが、接着剤がリグノセルロース系材料に均一に混合できる量であれば良いので、接着剤量の１〜３００重量％が好ましい。
【００２０】
本発明の製造方法は、（イ）上記のように調製されるポリイソシアネート系接着剤にカルボン酸の金属塩（Ｃ）を水エマルジョンの状態で混合して調製した接着剤を使用してリグノセルロース成形板を得る方法、および（ロ）カルボン酸の金属塩（Ｃ）を含まないポリイソシアネート系接着剤を用い、カルボン酸の金属塩（Ｃ）を水エマルジョンの状態でリグノセルロース系材料と混合してリグノセルロース成形板を得る方法がある。
前記（イ）の方法では、上記接着剤は、リグノセルロース成形板の製造において少なくとも成形板が成形機の熱盤に触れる層に使用される。
また（ロ）の方法では、リグノセルロース成形板の製造に際して、成形板が少なくとも熱板に触れる層に、リグノセルロース系材料、ポリイソシアネート系接着剤の水乳化液およびカルボン酸の金属塩（Ｃ）の水エマルジョンとを混合して用いる。
【００２１】
リグノセルロース成形板のかかる層において、接着剤とリグノセルロース系材料の使用比率は接着剤中のポリイソシアナート（Ａ）とポリオール（Ｂ）との不揮発性の有効成分とリグノセルロース系材料とが重量比で２：１００〜３０：１００の範囲であり、好ましくは３：１００〜２０：１００の範囲である。有効成分がリグノセルロース１００重量部に対して、２重量部未満では接着剤としての効果が得られず、３０重量部で充分なボード物性が得られるため、３０重量部を超える量の接着剤を使用しても工業的に無駄である。
リグノセルロース系材料と、本発明の接着剤である水乳化液、またはポリイソシアナート系接着剤の水乳化液とカルボン酸の金属塩（Ｃ）の水エマルジョンの混合方法は、ブレンダー中でリグノセルロース系材料に水乳化液、水エマルジョンをスプレーするか、もしくは類似の装置を用いてリグノセルロース系材料に水乳化液、水エマルジョンを均一に混合することが望ましい。このとき、必要があれば、溶剤や水でさらに希釈して使用しても良い。この場合、水で希釈するのが経済性、安全面から好ましい。
【００２２】
フォーミングについては、最外層に本発明方法における離型性の改善されたポリイソシアナート系接着剤、すなわちカルボン酸の金属塩（Ｃ）を含むリグノセルロース層を形成するのが効率が良い。内層はこれらの接着剤を用いたリグノセルロース層として用いても良く、また、カルボン酸の金属塩（Ｃ）を含まない、ポリイソシアナート系接着剤、またはその他の接着剤を用いたリグノセルロース層としてもよい。内層のリグノセルロース層は単層でも多層でもよい。また、必要があれば積層した後にプレプレスしても良く、また、積層する前にプレプレスしたマットを積層しても良い。
【００２３】
最外層に離型性の改善されたイソシアナート系接着剤を含むリグノセルロース層を形成する方法は、フォーミング時に形成してもよく、また、熱盤の下面に離型性の改善されたイソシアナート系接着剤を使用したリグノセルロース層を形成した後、イソシアナート系接着剤を使用したリグノセルロース層を上に乗せ、さらにその上に離型性の改善されたイソシアナート系接着剤を使用したリグノセルロース層を形成してもよい。
【００２４】
接着剤とリグノセルロース系材料との混合物は、フォーミングを経て熱圧プレスを行なうが、フォーミング時には単層から複数の層にフォーミングが可能である。また、フォーミング後、熱圧プレスをする前にプレプレスを行っても良い。熱圧プレスは熱が成形材料中に行きわたれば良いので、形状も上下共に平板でも良く、湾曲した型でもよいが、連続生産性、コスト面から平板プレスが好ましい。また、プレスの方式は連続プレスでも多段式プレスでもよい。熱圧プレス後のボードの最外層は取り除いて、必要があれば所望の厚さに研磨して仕上げをしてもよい。また、取り除いたリグノセルロース層は、良くほぐした後、原料のリグノセルロース材料として用いることができる。
【００２５】
また、本発明の方法においては所望の効果を阻害しない範囲で酸化防止剤、紫外線吸収剤、可塑剤、界面活性剤、シランカップリング剤、ポバール、金属触媒、内部離型剤、外部離型剤、合成ゴムラテックス、アクリル系エマルジョンを併用してもよい。
【００２６】
【実施例】
以下、本発明を実施例により更に詳細に説明する。しかし、これらの実施例は本発明を何等限定するものではない。実施例及び比較例における評価結果を表１〜２に示す。例中特に断らない限り部および比率は重量基準による。また、性能比較におけるボードの共通製造条件を以下に述べる。
原料：ダストチップまたは木質ファイバー（含水率７．０％）
ボード構成：単層または３層
ボード厚（研磨部分除く）：１０ｍｍ
マット含水率：１６％
熱圧温度：１８０℃
プレス圧力：３５ｋｇ／ｃｍ2
プレス時間：１３０秒
設定密度：７００ｋｇ／ｍ3
【００２７】
評価試験
１．曲げ強さ
成形した試料から”繊維板 ＪＩＳ−Ａ−５９０５”の試験片の項目に準じ、幅５０ｍｍ、長さ２７５ｍｍ（スパン２２５ｍｍ）に試験片を裁断し、曲げ強さ試験を行った。結果は常態曲げ強度として表示した。
２．湿潤時の曲げ強さ（Ａ試験）
成形した試料から１．と同様の方法で試験片を裁断した。次に試験片を７０±３℃の温水中に２時間浸せきし、常温水中１時間浸せきした後、濡れたままの状態で曲げ強さ試験を行った。結果は湿潤Ａの曲げ強さ強度として表示した。
３．中核剥離強度
成形した試料から”繊維板 ＪＩＳ−Ａ−５９０５”の試験片の項目に準じ、幅５０ｍｍ、長さ５０ｍｍに試験片を裁断し、剥離試験を行った。結果は中核剥離強度として表示した。
４．離型性試験
熱圧時、鋼製のコール盤を用い、熱圧後のコール盤へのチップの付着状態を目視確認した。この操作を最大３０回繰り返して付着が確認されるまでの回数を記録した。
５．総合評価
評価試験１〜４のＪＩＳ適合基準で合否の判定を表示した。
○：ＪＩＳ適合基準に合格
×：ＪＩＳ適合基準に不合格
【００２８】
実施例１
まず、表１の配合で、エチレンジアミンを開始剤とし、酸化プロピレン／酸化エチレンブロック共重合ＰＰＧ（酸化エチレン含量ＰＰＧ全量に対して４０％；水酸基価４５２ｍｇＫＯＨ／ｇ）１７．６部を９４．２部の水中に溶解し、更にポリメリックＭＤＩ（三井東圧化学（株）製；商品名 コスモネートＭ−２００）５６．２部を高速攪拌しながら投入して乳化し、芯層用の接着剤組成物を得た。また、並行して芯層用の接着剤組成物乳化後、内部離型剤としてステアリン酸亜鉛の水乳化液（固形分濃度３１％）を接着剤組成物の固形分に対し２％になるように添加し均一に攪拌し、表層用の接着剤組成物を得た。得られた接着剤組成物は表層用、芯層用共に乳化状態、粘度共に良好であった。芯層用接着剤、表層用接着剤を直ちにブレンダー中のリグノセルロース系材料である木質ファイバー６３２部、４２２部へ接着剤の固形分が絶乾木材の７％になるようにスプレーガンを用いて噴霧塗布した。鋼製コール盤上に３０ｃｍ角の大きさに表層／芯層／表層＝２／６／２になるように均一にフォーミングして鋼製コール盤をかぶせ、上記の条件にて熱圧プレスした。熱圧後、鋼製コール盤への付着を観察したが、付着は見られなかった。成形して得られたボードは物性比較用とし、再び同一のコール盤を用いて上記の操作を繰り返した。５０回繰り返しても鋼製コール盤への付着は観察されなかった。
【００２９】
実施例２
使用したリグノセルロース系材料をダストチップに変更し、ステアリン酸亜鉛の乳化液を接着剤組成物の固形分に対して１０％になるように添加して使用した以外は実施例１と同じ操作を行った。操作を５０回くり返しても鋼製コール盤への付着は観測されなかった。
【００３０】
実施例３
使用したポリオールの開始剤をトリエタノールアミン（ＴＥＯＡ）に変え（酸化エチレン含量５０％；水酸基価２５１ｍｇＫＯＨ／ｇ）、使用部数を１４．１部に変えた他は実施例１と同じ操作を行った。操作を５０回くり返しても鋼製コール盤への付着は観察されなかった。
【００３１】
実施例４
使用したポリオールの開始剤をオルソトルエンジアミン（ＯＴＤ）に変えた（酸化エチレン含量５５％；水酸基価２４８ｍｇＫＯＨ／ｇ）他は実施例１と同じ操作を行った。操作を５０回くり返しても鋼製コール盤への付着は観察されなかった。
【００３２】
実施例５
使用したポリオールを実施例１で使用したポリオール７．０部、実施例４で使用したポリオール３．５部を混合して使用した以外は実施例１と同じ操作を行った。操作を５０回くり返しても鋼製コール盤への付着は観察されなかった。
【００３３】
実施例６
使用したポリオールを実施例１で使用したポリオール１７．４部、無水フタル酸２．５部からエステル化して合成したポリエステルポリオールを使用する以外は実施例１と同じ操作を行った。操作を５０回くり返しても鋼製コール盤への付着は観察されなかった。
【００３４】
比較例１〜６
ステアリン酸亜鉛の乳化液を使用せず、粉体で使用した以外は実施例１〜６と同様にして木質ファイバー、ダストチップを用いてボードを成形した。しかし、いずれも粉体のステアリン酸亜鉛添加、混合時に粉体が舞い上がり、混合するのが困難であった。
【００３５】
実施例７
エチレンジアミンを開始剤とし、酸化プロピレン／酸化エチレンブロック共重合ＰＰＧ（酸化エチレン含量ＰＰＧ全量に対して４０％；水酸基価４５２ｍｇＫＯＨ／ｇ）１７．６部を９４．２部の水中に溶解し、更にポリメリックＭＤＩ５６．２部を高速攪拌しながら投入して乳化し接着剤組成物を得た。この接着剤組成物を、ブレンダー中のリグノセルロース系材料である木質ファイバー４２２部に接着剤の固形分が絶乾木材の７％になる量、およびステアリン酸亜鉛の水乳化液（固形分濃度３１％）を接着剤の固形分に対し２％になる量をそれぞれスプレーガンを用いて噴霧塗布した（表層用）。また別のブレンダー中のリグノセルロース系材料である木質ファイバー６３２部に前記の接着剤組成物を接着剤の固形分が絶乾木材の７％になる量をスプレーガンを用いて噴霧塗布した（芯層用）。鋼製コール盤上に３０ｃｍ角の大きさに表層／芯層／表層＝２／６／２になるように均一にフォーミングして鋼製コール盤をかぶせ、上記の条件にて熱圧プレスした。熱圧後、鋼製コール盤への付着を観察したが、付着は見られなかった。再び同一のコール盤を用いて上記の操作を繰り返した。５０回繰り返しても鋼製コール盤への付着は観察されなかった。
【００３６】
【表１】
【００３７】
【表２】
【００３８】
【発明の効果】
上記の説明から明らかなように本発明方法に従えば、従来のイソシアナート系接着剤を使用するボード製造プロセスでは事実上、回避不可能であった熱盤への付着もなくなり、また、接着剤調製時の混合が容易になりシステムの生産性が向上した、さらに成形したボードは物性が良好である。したがって、本発明の方法は、品質の良い安価なリグノセルロース成形板を生産性良く製造する工業的な方法として好適である。
【発明の属する技術分野】
本発明は、リグノセルロースを主原料とした熱圧成形ボードの製造方法およびこの製造に用いる接着剤に関する。リグノセルロースを主原料として用いた成形品は、リグノセルロースが木質削片の場合、パーチクルボードと称され、パーティクルボードの他には大型のチップを用いるウエハーボード、細長いチップ（ストランド）を１方向に配列させたオリエンテッドストランドボード（ＯＳＢ）、木質繊維（木質ファイバー）の場合、インシュレーションボード、中比重繊維板（ＭＤＦ）、ハードボードと称されて生産され、床材、壁材、ドア材、防音材、断熱材、畳心材、家具部材、自動車用部材として使用されている。
【０００２】
【従来の技術】
従来、パーチクルボード、ウエハーボードおよびハードボード、ＭＤＦ、インシュレーションボード等のファイバーボードや籾殻を成形してなる籾殻ボードやコーリャン茎を成形してなるコーリャンボード等（以下、これらをボードと称する）の製造のための接着剤またはバインダーとしては、熱硬化性である尿素樹脂、メラミン樹脂、尿素メラミン樹脂、フェノールメラミン樹脂、フェノール樹脂等（以下、ホルマリン系樹脂接着剤と称する）が広く用いられている。これらの樹脂は安価で接着性も優れ、比較的短時間で硬化するという特質を有する。これらのホルマリン系樹脂接着剤の熱圧成形後の製品から放出されるホルマリンは環境上問題視されており、放出ホルマリン量を低減化させるための実際の使用に当たっては、接着剤中の遊離ホルマリン量を少なくしたり（樹脂接着剤のホルマリンモル比／フェノール、メラミン、尿素のモル比を小さくする）、ホルマリン系樹脂接着剤の配合時に、ホルマリンキャッチャー剤等が用いられている。一方で、非ホルマリン系であり、かつ優れたボード物性を与える接着剤として、イソシアナート系接着剤のボードへの利用も提案されている（特開昭５７−１３１５３８号、特開昭５７−１４７５６７号、米国特許３５５７２６３号、３６３６１９９号、３８７０６６５号、３９１９０１７号、３９３０１１０号など）。
【０００３】
しかし、リグノセルロース系材料用接着剤として有機ポリイソシアナート系化合物を用い熱圧成形した場合、その優れた接着性のために熱盤への付着が生じる。この付着により、成形物は損傷し、商品としての価値を著しく損失し、また、熱盤からの付着物の除去にも多大な労力を費やしてしまう。この問題を解決するため、熱盤の金属からの離型性を向上させるために有機ポリイソシアナート系化合物への添加剤の検討も行われている。例えば、有機ポリイソシアナートへのアルキルリン酸塩または、ピロリン酸塩（特公平０３−０１８０６８号）、スルホン化化合物（特公平０５−０３８３０９号）、ワックスおよび液体エステル（特公平０４−０５４３９０号）、脂肪族カルボン酸（特開昭５８−３６４３０号）、ポリシロキサン化合物（特開昭６１−８６２２５号）、脂肪酸ポリマー（米国特許第４７７２４４２号、４９３３２３２号）などが提案されている。
【０００４】
また、他の方法では、離型剤を直接熱盤へ熱圧前に塗布しておく方法が提案されている。例えば、金属石鹸を用いた離型層の形成（特開昭５２−１５４８７５号）、高沸点ポリオール（独国特許第１６５３１７８号）、官能基を持つポリシロキサンフィルムの使用（英国特許第１３５９９２号）、ポリテトラフルオロエチレンによる被覆（米国特許第４３７４７９１号）などがある。しかしながら、上記いずれの方法も各々、種々の問題があり、実際の製造現場での使用に耐えうるものではなく、現在のところ、工程上、経済上、物性上すべてを満足する技術はない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明が解決しようとする課題は、有機ポリイソシアナート系接着剤を用いて熱盤に付着しないようにボード類を製造し、従来の方法では満足できなかった経済上、物性上の問題を解決し高品質のボードを安価に製造することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記の問題を解決するために鋭意検討した結果、有機ポリイソシアナート系接着剤を使用したリグノセルロースを主原料とした熱圧ボードの製造方法に関し、炭素数８〜２８を有する飽和および／または不飽和脂肪族カルボン酸の金属塩（Ｃ）の水エマルジョンを含有した離型性の向上した有機ポリイソシアナート系接着剤を使用することにより、接着剤調製時に増粘や発泡が無い離型性の向上した接着剤を調製することができ、また熱圧プレス時に熱盤に付着しないため、生産性が向上した熱圧ボードの製造方法を見いだし、本発明を完成するに至った。
【０００７】
すなわち、本発明は、
（１）有機ポリイソシアナート系化合物（Ａ）とポリエーテルおよび／またはポリエステルポリオール（Ｂ）を含有してなる水乳化液をリグノセルロース系材料の接着剤として用いるリグノセルロース成形板の製造方法において、該接着剤に、炭素数８〜２８を有する飽和および／または不飽和脂肪族カルボン酸の金属塩（Ｃ）を水エマルジョンとして混合することを特徴とするリグノセルロース成形板の製造方法、および
【０００８】
好ましくは、（２）ポリエーテルおよび／またはポリエステルポリオール（Ｂ）が、官能基数２〜８で、その構造中の−ＣＨ2 ＣＨ2 −Ｏ−の繰り返し単位がポリエーテルおよび／またはポリエステルポリオール（Ｂ）の重量に対して５〜８０％であり、かつ水乳化液中、有機ポリイソシアナート系化合物（Ａ）１００重量部に対し１〜８０重量部であることを特徴とする前記（１）のリグノセルロース成形板の製造方法、
（３）有機ポリイソシアナート系化合物（Ａ）が、ポリメチレンポリフェニルポリイソシアナートであることを特徴とする前記（１）のリグノセルロース成形板の製造方法、
（４）ポリエーテルおよび／またはポリエステルポリオール（Ｂ）が、分子中に窒素原子を含有するアミンポリオールであることを特徴とする前記（１）のリグノセルロース成形板の製造方法、
および（５）炭素数８〜２８を有する飽和および／または不飽和脂肪族カルボン酸の金属塩（Ｃ）が、オクチル酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸、アラキン酸、リグノセリン酸またはベヘニン酸と、亜鉛、鉄、アルミニウム、カルシウム、ジルコニウム、マグネシウム、バリウム、ニッケル、銅またはコバルトからなる少なくとも１種以上であることを特徴とする前記（１）のリグノセルロース成形板の製造方法である。
また、これらの製造方法に用いられる、炭素数８〜２８を有する飽和および／または不飽和脂肪族カルボン酸の金属塩を水エマルジョンの状態で、有機ポリイソシアナート系化合物とポリエーテルおよび／またはポリエステルポリオールと混合して得られる接着剤である。
【０００９】
【発明の実施の態様】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明におけるリグノセルロース成形板（ボードと言うこともある。）の製造方法は、リグノセルロース系材料に有機ポリイソシアナート系接着剤を塗布し、熱圧プレスしてボードを成形する方法において用いる接着剤に特徴あるものである。
すなわち、リグノセルロース成形板の製造において、有機ポリイソシアナート系化合物、ポリエーテルおよび／またはポリエステルポリオール、水からなるポリイソシアナート系接着剤に、内部離型剤として炭素数８〜２８を有する飽和および／または不飽和脂肪族カルボン酸の金属塩を水エマルジョンの状態で混合して得られる離型性の改善された接着剤を用いる方法、およびリグノセルロース成形板の製造において、リグノセルロース系材料と前記ポリイソシアナート系接着剤との混合に際して前記カルボン酸の金属塩を水エマルジョンの状態で混合するリグノセルロース成形板の製造方法である。
【００１０】
リグノセルロース系材料としては、パーチクルボードに使用されるストランドチップ、ダストチップ、フレークチップや、ハードボード、ＭＤＦ、インシュレーションボードに使用されるファイバーおよびコーリャン茎、パガス、籾殻等の農産物が挙げられる。これらの原料は単独で使用しても良いし、２種以上を組み合わせて使用することもできる。
【００１１】
（Ａ）の有機ポリイソシアナート系化合物（以下、ポリイソシアナート（Ａ）と称する）としては、イソシアナート基を有する物質であれば良いが、例えば、トリレンジイソシアナート、４，４’−ジフェニルメタンジイソシアナート、ヘキサメチレンジイソシアナート、キシレンジイソシアナート、イソホロンジイソシアナート、ノルボルネンジイソシアナート、ポリメチレンポリフェニルポリイソシアナート（ポリメリックＭＤＩ）、または上記ポリイソシアナート化合物を活性水素を１個以上有する化合物で変性した変性イソシアナートが挙げられる。これらの中では、経済性の面からポリメリックＭＤＩが望ましい。
【００１２】
（Ｂ）のポリエーテルおよび／またはポリエステルポリオール（以下、ポリオール（Ｂ）と称する）としては、官能基数２〜８の水酸基価（ＯＨｖ）が２４から８００ｍｇＫＯＨ／ｇのポリオールで、−ＣＨ2 ＣＨ2 −Ｏ−の繰り返し単位がポリオール（Ｂ）に対して５〜７０％であれば良い。５％未満では乳化性能が不足するため好ましくなく、７０％を超えるとポリイソシアナートとの相溶性が不足するため好ましくない。
【００１３】
ポリエーテルポリオールとしては、開始剤である活性水素を２個以上有する低分子化合物に酸化エチレン、酸化プロピレン、酸化ブチレン、酸化スチレン等の分子内にエポキシ基を有するアルキレンオキシドを無触媒、あるいはアルカリ金属の水酸化物、第３級アミン等を触媒にして通常ポリオール製造で公知の方法で付加して製造する。開始剤としては、グリセリン、ショ糖、ペンタエリスリトール、ソルビトール、トリメチロールプロパン、ジグリセリン、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、ジエチレングリコール、エチレングリコール、１，４−ブタンジオール、１，２−ブタンジオール等のアルコール類、ハイドロキノン、ビスフェノールＡ、ノボラック等のフェノール類、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン等のエタノールアミン類、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、オルソトリレンジアミン、メタトリレンジアミン、４，４’−ジフェニルメタンジアミン、２，４’−ジフェニルメタンジアミン、ポリメチルポリフェニルポリアミン等のアミン類が挙げられ、これらは単独、あるいは混合して用いる。好ましくは、開始剤が上記アミン類である分子中に窒素原子を含有するアミンポリオールである。
【００１４】
また、ポリエステルポリオールについては、カルボン酸無水物とアルコールとの付加反応、ポリカルボン酸とアルコールとの重縮合反応、酸へのアルキレンオキシドの付加により得られる。カルボン酸無水物として、例えば、無水マレイン酸、無水コハク酸、無水トリメリット酸、無水ピロメリット酸、無水イタコン酸、無水フタル酸、無水グルタル酸、無水グルタコン酸、無水ジグリコール酸、無水シトラコン酸、無水ジフェン酸、無水トルイル酸等が挙げられ、ポリカルボン酸としては、例えば、マレイン酸、テレフタル酸、ジメチルテレフタル酸、イソフタル酸、フマル酸、シュウ酸、マロン酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スペリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、クエン酸、トリメリット酸等が挙げられる。また、アルコールとしては、上記開始剤で挙げたアルコール類、フェノール類、あるいは上記開始剤のアルキレンオキシド付加物が使用できる。
【００１５】
（Ｃ）の炭素数８〜２８を有する飽和および／または不飽和脂肪族カルボン酸の金属塩（以下、カルボン酸の金属塩（Ｃ）と称する）は、その酸成分としては、モノ、ジ、トリのいずれの官能基数のものでも使用できるが、中でも炭素数１２〜２２の直鎖脂肪族のモノカルボン酸が好ましい。例えば、オクチル酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸、アラキン酸、リグノセリン酸、ベヘニン酸などの脂肪族カルボン酸などが挙げられる。また、金属成分としては亜鉛、鉄、アルミニウム、カルシウム、ジルコニウム、マグネシウム、バリウム、ニッケル、銅、コバルトなどが挙げられる。これらは酸成分、金属成分それぞれの群より選ばれた少なくとも１種以上を組合わせて使用できる。すなわち、上記の好ましいカルボン酸からなる群から選ばれる酸成分と、上記の好ましい金属からなる群から選ばれる金属成分から構成されるカルボン酸の金属塩を単独または２種以上の混合物として使用できる。
【００１６】
カルボン酸の金属塩（Ｃ）は、ポリイソシアナート（Ａ）、ポリオール（Ｂ）および水とからなる水乳化液である接着剤中に添加してもよく、また、リグノセルロース材料と接着剤とを混合する際の任意の時点で添加してもよい。
すなわち、本発明の方法において、カルボン酸の金属塩（Ｃ）はポリイソシアナート（Ａ）とポリオール（Ｂ）と水を含有するポリイソシアナート系接着剤に水乳化液（エマルジョン）の状態で混合し、あるいは該ポリイソシアナート系接着剤にリグノセルロース系材料とともに水乳化液の状態で混合する。水乳化液の状態でこれらのポリイソシアナート系接着剤成分と混合することで溶液の粘度上昇、分離等が抑制され、安定した本発明のイソシアナート系接着剤、さらにはリグノセルロース成形板を製造することが出来、また、粉体が舞い上がらないので作業性も良好である。また、カルボン酸の金属塩（Ｃ）の水エマルジョンと、ポリオール（Ｂ）、ポリイソシアナート（Ａ）、水を含有する本発明の接着剤の調製は、カルボン酸の金属塩（Ｃ）の水エマルジョンを、ポリオール（Ｂ）、ポリイソシアナート（Ａ）および水を含有する接着剤成分の乳化前または乳化後を問わず混合し攪拌して均一な組成物とする。通常、ポリイソシアナート（Ａ）とポリオール（Ｂ）と水を乳化後に、カルボン酸の金属塩（Ｃ）の水エマルジョンを添加する。 本発明の接着剤の調製において、カルボン酸の金属塩（Ｃ）の水乳化や、ポリイソシアナート（Ａ）とポリオール（Ｂ）と水の水乳化は、単独または同時に高速混合して乳化しても良い。ポリイソシアナート（Ａ）とポリオール（Ｂ）と水の水乳化は、ポリオールと水を混合した混合液中にポリイソシアナートをずれ応力を加えながら添加して乳化してもよいし、ポリオールとポリイソシアナートを混合した後ずれ応力を加えながら水中に添加して乳化しても良い。混合の方式はバッチ式でも、連続式でも良く、ホモジナイザー、スタチックミキサー等が使用できる。
【００１７】
カルボン酸の金属塩（Ｃ）は、必要に応じて乳化剤を用いて乳化物として使用しても良い。この場合の乳化剤としては一般的に使用されているもので良く、脂肪酸石鹸、ロジン酸石鹸、アルキルスルホン酸塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、ジアルキルアリールスルホン酸塩、アルキルスルホコハク酸塩、ポリオキシエチレンアルキル硫酸塩、ポリオキシエチレンアルキルアリールスルホン酸塩等のアニオン性界面活性剤、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルアリールエーテル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、オキシエチレンオキシプロピレンブロックコポリマー等の界面活性剤が挙げられるが、本発明はこれらの界面活性剤に限定されるものではない。また、これらの界面活性剤は単独で用いても良いし、２種類以上を混合して用いても良い。
【００１８】
さらに、必要に応じて安定剤を用いても良い。この場合の安定剤としてはカルボン酸の金属塩（Ｃ）およびこれらの乳化物を安定化することのできるものであれば良く、保護コロイドを形成するような天然高分子化合物、合成高分子化合物、例えば、ゼラチン、アラビアゴム、カルボキシメチルセルロース、ポリビニルアルコール等が使用できる。
【００１９】
本発明で使用する接着剤において、ポリイソシアナート（Ａ）とポリオール（Ｂ）との混合比は重量比で（Ａ）：（Ｂ）＝１００：１〜１００：７０の範囲であり、好ましくは１００：５〜１００：５０の範囲である。すなわち、ポリオール（Ｂ）はポリイソシアナート（Ａ）１００重量部に対して、１〜７０重量部の範囲で使用される。ポリオール（Ｂ）が１重量部未満では安定した水乳化液とならず、また７０重量部を超えるとボード物性が低下する。
また、カルボン酸の金属塩（Ｃ）の使用量は、ボード類の熱プレス時にコール盤からボード類が離型するだけに充分な量だけあれば良く、バインダーの固形分に対して０．０２〜１５重量％使用するのが好ましい。この量より少ないと離型性が充分ではないので好ましくなく、１５重量％を超える量を使用すると無駄になるため好ましく無い。さらに、使用する水分量は、リグノセルロース系材料の水分量によっても異なるが、接着剤がリグノセルロース系材料に均一に混合できる量であれば良いので、接着剤量の１〜３００重量％が好ましい。
【００２０】
本発明の製造方法は、（イ）上記のように調製されるポリイソシアネート系接着剤にカルボン酸の金属塩（Ｃ）を水エマルジョンの状態で混合して調製した接着剤を使用してリグノセルロース成形板を得る方法、および（ロ）カルボン酸の金属塩（Ｃ）を含まないポリイソシアネート系接着剤を用い、カルボン酸の金属塩（Ｃ）を水エマルジョンの状態でリグノセルロース系材料と混合してリグノセルロース成形板を得る方法がある。
前記（イ）の方法では、上記接着剤は、リグノセルロース成形板の製造において少なくとも成形板が成形機の熱盤に触れる層に使用される。
また（ロ）の方法では、リグノセルロース成形板の製造に際して、成形板が少なくとも熱板に触れる層に、リグノセルロース系材料、ポリイソシアネート系接着剤の水乳化液およびカルボン酸の金属塩（Ｃ）の水エマルジョンとを混合して用いる。
【００２１】
リグノセルロース成形板のかかる層において、接着剤とリグノセルロース系材料の使用比率は接着剤中のポリイソシアナート（Ａ）とポリオール（Ｂ）との不揮発性の有効成分とリグノセルロース系材料とが重量比で２：１００〜３０：１００の範囲であり、好ましくは３：１００〜２０：１００の範囲である。有効成分がリグノセルロース１００重量部に対して、２重量部未満では接着剤としての効果が得られず、３０重量部で充分なボード物性が得られるため、３０重量部を超える量の接着剤を使用しても工業的に無駄である。
リグノセルロース系材料と、本発明の接着剤である水乳化液、またはポリイソシアナート系接着剤の水乳化液とカルボン酸の金属塩（Ｃ）の水エマルジョンの混合方法は、ブレンダー中でリグノセルロース系材料に水乳化液、水エマルジョンをスプレーするか、もしくは類似の装置を用いてリグノセルロース系材料に水乳化液、水エマルジョンを均一に混合することが望ましい。このとき、必要があれば、溶剤や水でさらに希釈して使用しても良い。この場合、水で希釈するのが経済性、安全面から好ましい。
【００２２】
フォーミングについては、最外層に本発明方法における離型性の改善されたポリイソシアナート系接着剤、すなわちカルボン酸の金属塩（Ｃ）を含むリグノセルロース層を形成するのが効率が良い。内層はこれらの接着剤を用いたリグノセルロース層として用いても良く、また、カルボン酸の金属塩（Ｃ）を含まない、ポリイソシアナート系接着剤、またはその他の接着剤を用いたリグノセルロース層としてもよい。内層のリグノセルロース層は単層でも多層でもよい。また、必要があれば積層した後にプレプレスしても良く、また、積層する前にプレプレスしたマットを積層しても良い。
【００２３】
最外層に離型性の改善されたイソシアナート系接着剤を含むリグノセルロース層を形成する方法は、フォーミング時に形成してもよく、また、熱盤の下面に離型性の改善されたイソシアナート系接着剤を使用したリグノセルロース層を形成した後、イソシアナート系接着剤を使用したリグノセルロース層を上に乗せ、さらにその上に離型性の改善されたイソシアナート系接着剤を使用したリグノセルロース層を形成してもよい。
【００２４】
接着剤とリグノセルロース系材料との混合物は、フォーミングを経て熱圧プレスを行なうが、フォーミング時には単層から複数の層にフォーミングが可能である。また、フォーミング後、熱圧プレスをする前にプレプレスを行っても良い。熱圧プレスは熱が成形材料中に行きわたれば良いので、形状も上下共に平板でも良く、湾曲した型でもよいが、連続生産性、コスト面から平板プレスが好ましい。また、プレスの方式は連続プレスでも多段式プレスでもよい。熱圧プレス後のボードの最外層は取り除いて、必要があれば所望の厚さに研磨して仕上げをしてもよい。また、取り除いたリグノセルロース層は、良くほぐした後、原料のリグノセルロース材料として用いることができる。
【００２５】
また、本発明の方法においては所望の効果を阻害しない範囲で酸化防止剤、紫外線吸収剤、可塑剤、界面活性剤、シランカップリング剤、ポバール、金属触媒、内部離型剤、外部離型剤、合成ゴムラテックス、アクリル系エマルジョンを併用してもよい。
【００２６】
【実施例】
以下、本発明を実施例により更に詳細に説明する。しかし、これらの実施例は本発明を何等限定するものではない。実施例及び比較例における評価結果を表１〜２に示す。例中特に断らない限り部および比率は重量基準による。また、性能比較におけるボードの共通製造条件を以下に述べる。
原料：ダストチップまたは木質ファイバー（含水率７．０％）
ボード構成：単層または３層
ボード厚（研磨部分除く）：１０ｍｍ
マット含水率：１６％
熱圧温度：１８０℃
プレス圧力：３５ｋｇ／ｃｍ2
プレス時間：１３０秒
設定密度：７００ｋｇ／ｍ3
【００２７】
評価試験
１．曲げ強さ
成形した試料から”繊維板 ＪＩＳ−Ａ−５９０５”の試験片の項目に準じ、幅５０ｍｍ、長さ２７５ｍｍ（スパン２２５ｍｍ）に試験片を裁断し、曲げ強さ試験を行った。結果は常態曲げ強度として表示した。
２．湿潤時の曲げ強さ（Ａ試験）
成形した試料から１．と同様の方法で試験片を裁断した。次に試験片を７０±３℃の温水中に２時間浸せきし、常温水中１時間浸せきした後、濡れたままの状態で曲げ強さ試験を行った。結果は湿潤Ａの曲げ強さ強度として表示した。
３．中核剥離強度
成形した試料から”繊維板 ＪＩＳ−Ａ−５９０５”の試験片の項目に準じ、幅５０ｍｍ、長さ５０ｍｍに試験片を裁断し、剥離試験を行った。結果は中核剥離強度として表示した。
４．離型性試験
熱圧時、鋼製のコール盤を用い、熱圧後のコール盤へのチップの付着状態を目視確認した。この操作を最大３０回繰り返して付着が確認されるまでの回数を記録した。
５．総合評価
評価試験１〜４のＪＩＳ適合基準で合否の判定を表示した。
○：ＪＩＳ適合基準に合格
×：ＪＩＳ適合基準に不合格
【００２８】
実施例１
まず、表１の配合で、エチレンジアミンを開始剤とし、酸化プロピレン／酸化エチレンブロック共重合ＰＰＧ（酸化エチレン含量ＰＰＧ全量に対して４０％；水酸基価４５２ｍｇＫＯＨ／ｇ）１７．６部を９４．２部の水中に溶解し、更にポリメリックＭＤＩ（三井東圧化学（株）製；商品名 コスモネートＭ−２００）５６．２部を高速攪拌しながら投入して乳化し、芯層用の接着剤組成物を得た。また、並行して芯層用の接着剤組成物乳化後、内部離型剤としてステアリン酸亜鉛の水乳化液（固形分濃度３１％）を接着剤組成物の固形分に対し２％になるように添加し均一に攪拌し、表層用の接着剤組成物を得た。得られた接着剤組成物は表層用、芯層用共に乳化状態、粘度共に良好であった。芯層用接着剤、表層用接着剤を直ちにブレンダー中のリグノセルロース系材料である木質ファイバー６３２部、４２２部へ接着剤の固形分が絶乾木材の７％になるようにスプレーガンを用いて噴霧塗布した。鋼製コール盤上に３０ｃｍ角の大きさに表層／芯層／表層＝２／６／２になるように均一にフォーミングして鋼製コール盤をかぶせ、上記の条件にて熱圧プレスした。熱圧後、鋼製コール盤への付着を観察したが、付着は見られなかった。成形して得られたボードは物性比較用とし、再び同一のコール盤を用いて上記の操作を繰り返した。５０回繰り返しても鋼製コール盤への付着は観察されなかった。
【００２９】
実施例２
使用したリグノセルロース系材料をダストチップに変更し、ステアリン酸亜鉛の乳化液を接着剤組成物の固形分に対して１０％になるように添加して使用した以外は実施例１と同じ操作を行った。操作を５０回くり返しても鋼製コール盤への付着は観測されなかった。
【００３０】
実施例３
使用したポリオールの開始剤をトリエタノールアミン（ＴＥＯＡ）に変え（酸化エチレン含量５０％；水酸基価２５１ｍｇＫＯＨ／ｇ）、使用部数を１４．１部に変えた他は実施例１と同じ操作を行った。操作を５０回くり返しても鋼製コール盤への付着は観察されなかった。
【００３１】
実施例４
使用したポリオールの開始剤をオルソトルエンジアミン（ＯＴＤ）に変えた（酸化エチレン含量５５％；水酸基価２４８ｍｇＫＯＨ／ｇ）他は実施例１と同じ操作を行った。操作を５０回くり返しても鋼製コール盤への付着は観察されなかった。
【００３２】
実施例５
使用したポリオールを実施例１で使用したポリオール７．０部、実施例４で使用したポリオール３．５部を混合して使用した以外は実施例１と同じ操作を行った。操作を５０回くり返しても鋼製コール盤への付着は観察されなかった。
【００３３】
実施例６
使用したポリオールを実施例１で使用したポリオール１７．４部、無水フタル酸２．５部からエステル化して合成したポリエステルポリオールを使用する以外は実施例１と同じ操作を行った。操作を５０回くり返しても鋼製コール盤への付着は観察されなかった。
【００３４】
比較例１〜６
ステアリン酸亜鉛の乳化液を使用せず、粉体で使用した以外は実施例１〜６と同様にして木質ファイバー、ダストチップを用いてボードを成形した。しかし、いずれも粉体のステアリン酸亜鉛添加、混合時に粉体が舞い上がり、混合するのが困難であった。
【００３５】
実施例７
エチレンジアミンを開始剤とし、酸化プロピレン／酸化エチレンブロック共重合ＰＰＧ（酸化エチレン含量ＰＰＧ全量に対して４０％；水酸基価４５２ｍｇＫＯＨ／ｇ）１７．６部を９４．２部の水中に溶解し、更にポリメリックＭＤＩ５６．２部を高速攪拌しながら投入して乳化し接着剤組成物を得た。この接着剤組成物を、ブレンダー中のリグノセルロース系材料である木質ファイバー４２２部に接着剤の固形分が絶乾木材の７％になる量、およびステアリン酸亜鉛の水乳化液（固形分濃度３１％）を接着剤の固形分に対し２％になる量をそれぞれスプレーガンを用いて噴霧塗布した（表層用）。また別のブレンダー中のリグノセルロース系材料である木質ファイバー６３２部に前記の接着剤組成物を接着剤の固形分が絶乾木材の７％になる量をスプレーガンを用いて噴霧塗布した（芯層用）。鋼製コール盤上に３０ｃｍ角の大きさに表層／芯層／表層＝２／６／２になるように均一にフォーミングして鋼製コール盤をかぶせ、上記の条件にて熱圧プレスした。熱圧後、鋼製コール盤への付着を観察したが、付着は見られなかった。再び同一のコール盤を用いて上記の操作を繰り返した。５０回繰り返しても鋼製コール盤への付着は観察されなかった。
【００３６】
【表１】
【表２】
【発明の効果】
上記の説明から明らかなように本発明方法に従えば、従来のイソシアナート系接着剤を使用するボード製造プロセスでは事実上、回避不可能であった熱盤への付着もなくなり、また、接着剤調製時の混合が容易になりシステムの生産性が向上した、さらに成形したボードは物性が良好である。したがって、本発明の方法は、品質の良い安価なリグノセルロース成形板を生産性良く製造する工業的な方法として好適である。
Claims (5)
- 有機ポリイソシアナート系化合物（Ａ）とポリエーテルおよび／またはポリエステルポリオール（Ｂ）を含有してなる水乳化液をリグノセルロース系材料の接着剤として用いるリグノセルロース成形板の製造方法において、該接着剤に炭素数８〜２８を有する飽和および／または不飽和脂肪族カルボン酸の金属塩（Ｃ）を水エマルジョンとして混合し、かつポリエーテルおよび／またはポリエステルポリオール（Ｂ）が、官能基数２〜８で、その構造中の−ＣＨ 2 ＣＨ 2 −Ｏ−の繰り返し単位がポリエーテルおよび／またはポリエステルポリオール（Ｂ）の重量に対して５〜７０％であり、かつ水乳化液中、有機ポリイソシアナート系化合物（Ａ）１００重量部に対して１〜７０重量部であることを特徴とするリグノセルロース成形板の製造方法。
- 有機ポリイソシアナート系化合物（Ａ）が、ポリメチレンポリフェニルポリイソシアナートであることを特徴とする請求項１記載のリグノセルロース成形板の製造方法。
- ポリエーテルおよび／またはポリエステルポリオール（Ｂ）が、分子中に窒素原子を含有するアミンポリオールであることを特徴とする請求項１記載のリグノセルロース成形板の製造方法。
- 炭素数８〜２８を有する飽和および／または不飽和脂肪族カルボン酸の金属塩（Ｃ）が、オクチル酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸、アラキン酸、リグノセリン酸またはベヘニン酸と、亜鉛、鉄、アルミニウム、カルシウム、ジルコニウム、マグネシウム、バリウム、ニッケル、銅またはコバルトからなる少なくとも１種以上であることを特徴とする請求項１記載のリグノセルロース成形板の製造方法。
- 炭素数８〜２８を有する飽和および／または不飽和脂肪族カルボン酸の金属塩（Ｃ）を水エマルジョンとして、有機ポリイソシアナート系化合物（Ａ）と、ポリエーテル及び／又はポリエステルポリオール ( Ｂ ) とを含有する水乳化液と均一に混合して得られ、かつポリエーテル及び／又はポリエステルポリオール ( Ｂ ) が、官能基数２〜８で、その構造中の−ＣＨ 2 ＣＨ 2 −Ｏ−の繰り返し単位がポリエーテル及び／又はポリエステルポリオール ( Ｂ ) の重量に対して５〜７０％であり、かつ水乳化液中、有機ポリイソシアナート系化合物（Ａ）１００重量部に対して１〜７０重量部であることを特徴とするリグノセルロース成形板用接着剤。
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