JP3920685B2

JP3920685B2 - board

Info

Publication number: JP3920685B2
Application number: JP2002095981A
Authority: JP
Inventors: 橋昭博高; 秀樹轟; 下滋森
Original assignee: Daikin Industries Ltd; Mitsui Takeda Chemicals Inc
Current assignee: Daikin Industries Ltd; Mitsui Chemicals Polyurethanes Inc
Priority date: 2002-03-29
Filing date: 2002-03-29
Publication date: 2007-05-30
Anticipated expiration: 2022-03-29
Also published as: JP2003292769A

Description

【０００１】
【発明の技術分野】
本発明は、ボードに関する。より詳しくは、ボードのバインダー成分として、ノボラック型フェノール・ホルムアルデヒド共縮合樹脂、アルコキシ基およびメチロール基を有するメラミン誘導体および有機イソシアネートを含む成分を用いて得られるボードに関する。
【０００２】
【発明の技術的背景】
従来より、粉粒体、例えばロックウール等をバインダー成分、水と混合し、熱圧、乾燥し固化せしめて得られるボードは建築材料として有用であり、これまで各種のボードが開発されている。このようなボードにおいては、その用途との関係上、一定の強度、たとえば曲げ強度等が要求されるとともに、建築材料として種々の環境下に曝されるため、たとえば吸湿後においても一定の強度が維持されることが必要である。さらに近年では、建設現場における施工性のため、より軽量でしかも一定の強度を有するボードが要求されていた。
【０００３】
このようなボードの強度の向上にはバインダー成分の選択が重要である。これまでバインダー樹脂としては、たとえばフェノール樹脂、アミノ樹脂、でんぷん等が用いられている。しかしながら、たとえば比較的安価なアミノ樹脂、でんぷん等を用いた場合、軽量なボードが得られるものの、曲げ強度等の強度においてはその耐水性が充分に優れた性能を有するものが得られないという問題があった。
【０００４】
そこで、本願発明者らは、上記問題を解決すべく鋭意研究し、バインダー成分として、安価なノボラック型フェノール・ホルムアルデヒド樹脂と、特定のメラミン誘導体および有機イソシアネートとを含有させると、軽量で、しかも、曲げ強度、曲げ弾性、水浸漬後曲げ強度に優れたボードが得られることを見出した。しかも、特定のメラミン誘導体を用いることで、バインダーを他の成分と混合した後のポットライフが安定化するとともに、ボードの成型温度を著しく低下させることができ、ボードの生産性を著しく向上させることができることを見出し本発明を完成するに至った。
【０００５】
【発明の目的】
本発明は、上記のような従来技術に伴う問題を解決しようとするものであって、軽量で、しかも曲げ強度、曲げ弾性等の強度に優れ、しかも、生産性に優れたボードを提供することを目的としている。
【０００６】
【発明の概要】
本発明に係るボードは、少なくとも粉粒体（Ａ）と、バインダー成分（Ｂ）と、水とを混合して、固形成分を加熱、乾燥して得られるボードであって、
前記粉粒体（Ａ）が鉱物質であり
前記バインダー成分（Ｂ）が、
（Ｂ１）ノボラック型フェノール・ホルムアルデヒド共縮合樹脂樹脂、
（Ｂ２）アルコキシ基と、メチロール基（−ＣＨ₂ＯＨ）および／またはイミノ基（−ＮＨ−）とを有するメラミン誘導体、および
（Ｂ３）有機イソシアネートからなることを特徴としている。
【０００７】
前記アルコキシ基と、メチロール基（−ＣＨ₂ＯＨ）および／またはイミノ基（−ＮＨ−）とを有するメラミン誘導体（Ｂ２）は、下記一般式（１）で表される化合物であることが好ましい。
【０００８】
【化３】

【０００９】
［前記一般式（１）中、Ｒ¹は、−Ｈ、−ＣＨ₂ＯＨ、−ＣＨ₂−Ｏ−Ｒ²（Ｒ²は炭素原子数１〜４の炭化水素基を示す）および下記一般式（２）で表されるメラミン骨格含有基からなる群から選ばれる基であり、
前記一般式（１）中のＲ¹の少なくとも１つが−ＣＨ₂−Ｏ−Ｒ²（Ｒ²は炭素原子数１〜４の炭化水素基を示す）であり、
前記一般式（１）中の他のＲ¹のうちの少なくとも１つが−Ｈまたは−ＣＨ₂ＯＨであり、
Ｒ¹は互いに同じでも異なっていてもよく、
前記一般式（１）中のいずれかのＲ¹が前記メラミン骨格含有基を有する場合は、Ｒ¹としての該メラミン骨格含有基の数は１〜３個であり、
さらに、下記一般式（２）で表されるメラミン骨格含有基中の１〜２個のＲ¹は、さらに下記一般式（２）で表される他のメラミン骨格含有基であってもよい］；
【００１０】
【化４】

【００１１】
［前記一般式（２）中、Ｒ¹は、−Ｈ、−ＣＨ₂ＯＨまたは−ＣＨ₂−Ｏ−Ｒ²（Ｒ²は炭素原子数１〜４の炭化水素基を示す）であり、
前記一般式（２）で表されるメラミン骨格含有基中のＲ¹の少なくとも１つが−ＣＨ₂−Ｏ−Ｒ²（Ｒ²は炭素原子数１〜４の炭化水素基を示す）であり、前記一般式（２）中の他のＲ¹のうちの少なくとも１つが−Ｈまたは−ＣＨ₂ＯＨであり、Ｒ¹は互いに同じでも異なっていてもよい］。
【００１２】
前記アルコキシ基と、メチロール基（−ＣＨ₂ＯＨ）および／またはイミノ基（−ＮＨ−）とを有するメラミン誘導体（Ｂ２）は、メラミンおよびホルムアルデヒドから得られるメチロール基含有化合物と、モノアルコールとを反応させて得られる化合物であることが好ましい。
前記ノボラック型フェノール・ホルムアルデヒド共縮合樹脂（Ｂ１）は、重量平均分子量（Ｍｗ）が１０００〜１００００のノボラック型フェノール・ホルムアルデヒド共縮合樹脂であることが好ましい。
【００１３】
前記有機イソシアネート（Ｂ３）は、ポリメリックＭＤＩであることが好ましい。
前記有機イソシアネート（Ｂ３）は、自己乳化型ポリメリックＭＤＩであることが好ましい。
前記粉粒体（Ａ）と前記バインダー成分（Ｂ）の重量比率は、１００：５〜２０（粉粒体：バインダー成分）であることが好ましい。
【００１４】
【発明の具体的説明】
以下、本発明について具体的に説明する。
本発明に係るボードは、少なくとも粉粒体（Ａ）と、バインダー成分（Ｂ）と、水とを混合して、固形成分を加熱、乾燥して得られるボードであって、前記粉粒体（Ａ）が鉱物質であり、前記バインダー成分（Ｂ）が、ノボラック型フェノール・ホルムアルデヒド共縮合樹脂樹脂（Ｂ１）、アルコキシ基と、メチロール基（−ＣＨ₂ＯＨ）および／またはイミノ基（−ＮＨ−）とを有するメラミン誘導体（Ｂ２）、および有機イソシアネート（Ｂ３）を含んでいる。
【００１５】
以下、ボードの製造に用いる各成分について説明する。
粉粒体（Ａ）
本発明で用いられる粉粒体（Ａ）は、鉱物質であり、たとえば鉱物質繊維、無機質粉状体などが挙げられる。
鉱物質繊維としては、たとえば、ロックウール、スラグウール、ミネラルウール、ニッケルウール、および、ガラス繊維などが挙げられる。
【００１６】
これらは１種単独でまたは２種以上組み合わせて使用することができる。
前記無機質粉状体としては、たとえば、シラス発泡体、炭酸カルシウム、硅砂、マイクロシリカ、スラグ、水酸化アルミニウム等を挙げることができる。これらは、１種単独で、または２種以上を組み合わせて使用できる。このような無機質粉状体を混合することにより、防火性を維持しつつ、硬度を高めてネジ止め性能を高めることができる。
【００１７】
このような粉粒体（Ａ）とバインダー成分との重量比率（水を含まない重量比率）は、１００：５〜２０（粉粒体：バインダー成分）であることが望ましい。
バインダー成分の使用量を上記範囲にすることにより、より優れた曲げ強度等の強度が得られる。またバインダー成分の使用量が上記範囲より大きいと強度的には問題ないが、ボードの他の特徴である難燃性能に影響を及ぼすことがある。
【００１８】
本発明に係るボードの製造では、前記粉粒体は、水と混合させて水中に分散させた水スラリーとして用いることができる。
バインダー成分（Ｂ）
本発明で用いるバインダー成分（Ｂ）は、ノボラック型フェノール・ホルムアルデヒド共縮合樹脂樹脂（Ｂ１）と、アルコキシ基と、メチロール基（−ＣＨ₂ＯＨ）および／またはイミノ基（−ＮＨ−）とを有するメラミン誘導体（Ｂ２）と、有機イソシアネート（Ｂ３）とを含有する。
【００１９】
＜ノボラック型フェノール・ホルムアルデヒド共縮合樹脂樹脂（Ｂ１）＞
本発明で用いるノボラック型フェノール・ホルムアルデヒド共縮合樹脂樹脂（Ｂ１）としては、フェノール、レゾルシノール、クレゾール、キシレノール、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ等のフェノール類を一種または二種以上と、ホルムアルデヒドとを反応させたオリゴマーおよび／またはポリマーが挙げられる。
【００２０】
このようなノボラック型フェノール・ホルムアルデヒド共縮合樹脂は、ホルムアルデヒドとフェノール類のモル比（Ｆ／Ｐ）が、好ましくは０．６〜１．０、さらに好ましくは０．７５〜０．９０であることが望ましい。
モル比が０．６以上であると、ノボラック型フェノールホルムアルデヒド共縮合樹脂の分子量が大きくなり、バインダーとして硬化させた場合、硬化物の強度や耐水性が向上し、無機質軽量成型体の強度、耐水性が優れたものとなるので好ましい。
【００２１】
また、モル比が１．０以下であると、ノボラック型フェノールアルデヒド共縮合樹脂の溶融温度を好適な範囲とすることができ、無機質軽量成型体の生産性に優れたものとすることができる。
前記ノボラック型フェノール・ホルムアルデヒド共縮合樹脂は１種または２種類以上の前記フェノール類を混合して用いてもよい。
【００２２】
また、ノボラック型フェノール・ホルムアルデヒド共縮合樹脂の製造時、種々の特性を付与させるためポリビニルアルコール、セルロース誘導体等他のポリマー類と混合してもよく、使用に際し必要に応じて、硬化剤、溌水剤、難燃剤等を混合してもよい。
これらのノボラック型フェノール・ホルムアルデヒド共縮合樹脂（Ｂ１）は液体状、粉体状のいずれでもよいが、貯蔵、および他の成分との均一な混合性の観点から粉状体を用いることが望ましい。
【００２３】
前記ノボラック型フェノール・ホルムアルデヒド共縮合樹脂（Ｂ１）は、ＧＰＣで測定した重量平均分子量が好ましくは１０００〜１００００、さらに好ましくは２０００〜７０００、特に好ましくは２０００〜４０００の範囲にあることが望ましい。特に、ノボラック型フェノール・ホルムアルデヒド共縮合樹脂を粉状体で用いる場合、重量平均分子量が上記範囲にあると、熱により溶融したノボラック型フェノール・ホルムアルデヒド共縮合樹脂の粘性が小さくなってボードの成形過程においてバインダー成分が広がりやすくなり、反応性が向上するとともに反応が均一に進行し、ムラのないボードを迅速に得ることができる。
【００２４】
これらノボラック型フェノール・ホルムアルデヒドは公知の方法を用いて製造することができ、あるいは市販品を好適に用いることができる。
このようなノボラック型フェノール・ホルムアルデヒド共縮合樹脂を、アルコキシ基と、メチロール基および／またはイミノ基とを有するメラミン誘導体（Ｂ２）と併用することにより、触媒の使用、加熱により高分子化し、部分的に架橋した硬化物を形成することにより高硬度のバインダー層とすることができ、得られる成型体の曲げ強度や剛性を向上させることができる。
【００２５】
このようなノボラック型フェノール・ホルムアルデヒド共縮合樹脂（Ｂ１）の使用量は、粉粒体（Ａ）１００質量部に対して、好ましくは１〜１５質量部、さらに好ましくは１〜１０質量部、特に好ましくは３〜７質量部の量であることが望ましい。
＜アルコキシ基と、メチロール基（−ＣＨ₂ＯＨ）および／またはイミノ基（−ＮＨ−）とを有するメラミン誘導体（Ｂ２）＞
本発明で用いるアルコキシ基と、メチロール基（−ＣＨ₂ＯＨ）および／またはイミノ基（−ＮＨ−）とを有するメラミン誘導体（Ｂ２）（以下「メラミン誘導体」ということがある）は、メラミン中の水素原子の少なくとも１つがアルコキシ基で置換され、少なくとも１つがメチロール基および／またはイミノ基で置換されているメラミン誘導体である。
【００２６】
このようなアルコキシ基と、メチロール基（−ＣＨ₂ＯＨ）および／またはイミノ基（−ＮＨ−）とを有するメラミン誘導体（Ｂ２）は、具体的には下記一般式（１）で表される化合物である。
【００２７】
【化５】

【００２８】
前記一般式（１）中、Ｒ¹は、−Ｈ、−ＣＨ₂ＯＨ、−ＣＨ₂−Ｏ−Ｒ²（Ｒ²は炭素原子数１〜４の炭化水素基を示す）および下記一般式（２）で表されるメラミン骨格含有基からなる群から選ばれる基である。
Ｒ²としては、具体的には、メチル基、エチル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、t-ブチル基などが挙げられる。これらのうちではメチル基、ブチル基が好ましい。
【００２９】
前記一般式（１）中のＲ¹の少なくとも１つは、−ＣＨ₂−Ｏ−Ｒ²（Ｒ²は炭素原子数１〜４の炭化水素基を示す）であり、さらに、該Ｒ¹以外の他のＲ¹のうちの少なくとも１つは、−Ｈまたは−ＣＨ₂ＯＨであり、Ｒ¹は互いに同じでも異なっていてもよい。すなわち、前記一般式（１）で表されるメラミン誘導体は、１つ以上の−ＣＨ₂−Ｏ−Ｒ²、および１つ以上の−Ｈまたは−ＣＨ₂ＯＨを有している。
【００３０】
さらに前記一般式（１）中のＲ¹が前記メラミン骨格含有基を有する場合は、前記一般式（１）中のＲ¹としてのメラミン骨格含有基の数は１〜３個であり、該メラミン骨格含有基の数が２または３の場合はこれらは互いに異なる窒素原子に結合していることが好ましい。
さらに、下記一般式（２）で表されるメラミン骨格含有基中の１〜２個のＲ¹は、さらに下記一般式（２）で表される他のメラミン骨格含有基であってもよく、該メラミン骨格含有基の数が２個の場合、これらは互いに異なる窒素原子に結合していることが好ましい。
【００３１】
前記一般式（２）で表されるメラミン骨格含有基は下記の通りである。
【００３２】
【化６】

【００３３】
前記一般式（２）中、Ｒ¹は、−Ｈ、−ＣＨ₂ＯＨ、−ＣＨ₂−Ｏ−Ｒ²（Ｒ²は炭素原子数１〜４の炭化水素基を示す）および前記一般式（２）で表される基からなる群から選ばれる基であり、Ｒ²としては、前記一般式（１）で示した基と同様の基が挙げられる。
前記一般式（２）中、Ｒ¹の少なくとも１つが、−ＣＨ₂−Ｏ−Ｒ²（Ｒ²は炭素原子数１〜４の炭化水素基を示す）であることが望ましく、前記一般式（２）中の他のＲ¹のうちの少なくとも１つは−Ｈまたは−ＣＨ₂ＯＨであることが望ましい。また、Ｒ¹は互いに同じでも異なっていてもよい。
【００３４】
このようなＲ¹が前記一般式（２）で表される場合のメラミン誘導体は、具体的には、１分子中にメラミン骨格を複数有するメラミン誘導体であり、たとえば２量化体、３量化体、４量化体が挙げられる。
より具体的には、２量化体としては下記一般式（３）で表されるメラミン誘導体が挙げられる。
【００３５】
【化７】

【００３６】
３量化体としては下記一般式（４）で表されるメラミン誘導体が挙げられる。
【００３７】
【化８】

【００３８】
４量化体としては下記一般式（５）、（６）で表されるメラミン誘導体が挙げられる。
【００３９】
【化９】

【００４０】
【化１０】

【００４１】
前記一般式（３）〜（６）中、Ｒ¹は、−Ｈ、−ＣＨ₂ＯＨおよび−ＣＨ₂−Ｏ−Ｒ²（Ｒ²は炭素原子数１〜４の炭化水素基を示す）からなる群から選ばれる基であり、Ｒ²としては、前記一般式（１）で示した基と同様の基が挙げられる。
前記一般式（３）〜（６）中、Ｒ¹の少なくとも１つは−ＣＨ₂−Ｏ−Ｒ²（Ｒ²は炭素原子数１〜４の炭化水素基を示す）であることが望ましく、前記一般式（２）中の他のＲ¹のうちの少なくとも１つは−Ｈまたは−ＣＨ₂ＯＨであることが望ましい。また、Ｒ¹は互いに同じでも異なっていてもよい。
【００４２】
このような前記アルコキシ基と、メチロール基（−ＣＨ₂ＯＨ）および／またはイミノ基（−ＮＨ−）とを有するメラミン誘導体（Ｂ２）は、メラミンおよびホルムアルデヒドから得られるメチロール基含有化合物と、モノアルコールとを反応させて得ることができる。
具体的には、メラミンとホルムアルデヒドを公知の方法により反応させてメラミン中のアミノ基をメチロール化し、さらに、単官能のモノアルコールを添加して、メチロール基をアルコキシ化することにより、前記アルコキシ基と、メチロール基および／またはイミノ基を有するメラミン誘導体を得ることができる。単量体のメラミン誘導体は、市販のものを用いることもできる。
【００４３】
前記モノアルコールとしては、たとえば、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、ｎ−ブチルアルコール、イソブチルアルコール、ｔ−ブチルアルコールなどが挙げられる。
このようなメラミン誘導体はホルムアルデヒドの量のコントロールによりイミノ基量の調整を行い、アルコール類の量でメチロール基量の調整を行う。
【００４４】
たとえば、主として単量体を調製する場合、前記アルコキシ基、およびメチロール基またはイミノ基を有するメラミン誘導体は、たとえばホルムアルデヒドをメラミン１モルに対して６モル以上用いる場合には、好ましくはモノアルコールのモル量をホルムアルデヒドの添加した量より小さくし、また、ホルムアルデヒドをメラミン１モルに対して１モル以上６モル未満の量で用いる場合には、好ましくはモノアルコールのモル量をホルムアルデヒドの添加した量と同じかそれよりより小さくすることを指標として行う。この場合、メラミンの２量化、３量化等の複量化を抑制するため、反応をアルカリ性条件下で行うことが好ましい。
【００４５】
また、２量化体、３量化体、４量化体を調製するには、たとえば、アルカリ性条件下でメラミンをホルムアルデヒド１モルに対して２モル以上添加し、その後反応系を酸性条件下とすることにより２量体等の複量体を得ることができ、さらにモノアルコールを所要量添加すればよい。
このようなアルコキシ基と、メチロール基および／またはイミノ基とを有するメラミン誘導体（Ｂ２）の添加は、先に水に溶解させて分散したものをノボラック型フェノールアルデヒド樹脂に添加してもよいし、ノボラック型フェノール・ホルムアルデヒド樹脂中に直接溶解させてもよい。
【００４６】
このようなアルコキシ基と、メチロール基および／またはイミノ基とを有するメラミン誘導体（Ｂ２）の使用量は、ノボラック型フェノール・ホルムアルデヒド共縮合樹脂（Ｂ１）と有機イソシアネート（Ｂ３）の合計量に対して、好ましくは２〜３０重量％、さらに好ましくは５〜２０重量％であることが望ましい。
使用量が２重量％より少ないと、充分な最終ボード強度が得られないことがあり、使用量が３０重量％より多いと、ボード中にメチロール基および／またはイミノ基とを有するメラミン誘導体（Ｂ２）中の官能基のうち未反応の官能基が多く残留するため、耐水性が悪化することがある。
【００４７】
このようなメチロール基の一部がアルコキシ基により保護された状態のメラミン誘導体を併用することで、該メラミン誘導体を粉粒体、他のバインダー成分等と混合後のポットライフが安定化するので、生産管理上好ましい。このようなアルコキシ基はボード製造時の加熱段階で脱離し、メチロール基が再出現してノボラック型フェノール・ホルムアルデヒド共縮合樹脂、有機イソシアネートと反応するものと推測される。
【００４８】
また、前記メラミン誘導体を有機イソシアネートと併用することで、ノボラック型フェノール・ホルムアルデヒド共縮合樹脂を単独で用いる場合と比較して、低温領域でボードの製造が可能となる。
またさらにレゾール型フェノール・ホルムアルデヒド共縮合樹脂を含有してもよい。
【００４９】
たとえば、ポリメリックＭＤＩとレゾール型フェノール・ホルムアルデヒド共縮合樹脂と前記メラミン誘導体とを用いてボードを得る場合は、加熱時、成形体の内部温度は１５０〜１８０℃程度が必要であるが、ポリメリックＭＤＩとノボラック型フェノール・ホルムアルデヒド共縮合樹脂と前記メラミン誘導体とを用いた場合は１２０〜１４０℃程度での成形が可能となる。
【００５０】
したがって、本発明に係る製造方法を採用することでエネルギーコストの低減を図ることもでき生産性を格段に高くすることができる。
＜有機イソシアネート（Ｂ３）＞
（有機イソシアネート）
本発明でバインダー成分として用いられる有機イソシアネート（Ｂ３）は、公知の有機イソシアネートを用いることができる。好ましくは、分子内に２個以上の分子末端イソシアネート基を有するポリイソシアネートを用いる。
【００５１】
このような有機イソシアネート（Ｂ３）としては、たとえば、トリレンジイソシアネート(ＴＤＩ)、４，４‘−ジフェニルメタンジイソシアネート(ＭＤＩ)、キシリレンジイソシアネート(ＸＤＩ)、テトラメチルキシリレンジイソシアネート(ＴＭＸＤＩ)、1,5-ナフタレンジイソシアネート(ＮＤＩ) 、特公昭38-4576等に記載の従来公知の方法で液状化した液状ジフェニルメタンジイソシアネート(液状ＭＤＩ)、トリレンジイソシアネートの粗製物(クルードＴＤＩ)、ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネート(ポリメリックＭＤＩまたはクルードＭＤＩ)等の芳香族イソシアネート等が挙げられる。
【００５２】
また、これらのイソシアネートを用いたイソシアネート基末端プレポリマー（以下「ウレタンプレポリマー」ということがある）、カルボジイミド変性体、ウレトニミン変性体、アシル尿素ジイソシアネート、イソシアヌレート変性体、トリメチロールプロパンアダクト体、ビウレット変性物およびアロファネート変性体なども挙げられる。
【００５３】
これらの芳香族イソシアネートのうちでは、ポリメリックＭＤＩおよび／またはその変性体を好ましく用いることができ、ポリメリックＭＤＩを用いることがより好ましい。ポリメリックＭＤＩを用いる場合は、ポリメリックＭＤＩの平均分子量は３００〜５００程度の範囲にあるものが好ましい。
また前記有機イソシアネート（Ｂ３）は、イソシアネート基の一部をアルキル基末端ポリエチレングリコールなどのノニオン性活性水素化合物とを反応させて得られる自己乳化型イソシアネートを用いることもできる。この場合、自己乳化型ポリメリックＭＤＩを用いることが好ましい。
【００５４】
これら有機イソシアネートは、１種単独で、または２種以上を混合して使用してもよい。
これらの有機イソシアネートの使用量は、ノボラック型フェノール・ホルムアルデヒド共縮合樹脂（Ｂ１）に対して、ノボラック型フェノール・ホルムアルデヒド共縮合樹脂（Ｂ１）／有機イソシアネート（Ｂ３）が９０／１０〜１０／９０の範囲にあることが好ましい。ノボラック型フェノール・ホルムアルデヒド共縮合樹脂（Ｂ１）がこの範囲にないと、充分な最終ボード物性（曲げ強度等）が得られないことがある。
【００５５】
なお、下記ノニオン性イソシアネート、アニオン性イソシアネートを添加する場合、有機イソシアネート成分にはこれらを含めて使用量等を決定する。
（界面活性作用を有する非イオン性化合物）
前記有機イソシアネートは、有機イソシアネート（Ｂ３）の水への分散性、乳化性を高めるため、界面活性作用を有する非イオン性化合物を併用してもよい。界面活性作用を有する非イオン性化合物としては、たとえば、各種非イオン性界面活性剤あるいは、前記有機イソシアネート（Ｂ３）が、ノニオン性活性水素化合物で変性されたノニオン性有機イソシアネートを含有していてもよい。
【００５６】
界面活性作用を有する非イオン性化合物としては、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フェニルエーテル、アルキルアリルホルムアルデヒド縮合ポリオキシエチレンエーテル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブロックコポリマー、ポリオキシエチレンポリオキシプロピルアルキルエーテルなどのエーテル型非イオン性界面活性剤；
グリセリンエステルのポリオキシエチレンエーテル、ソルビタンエステルのポリオキシエチレンエーテル、ソルビトールエステルのポリオキシエチレンエーテルなどのエーテルエステル型非イオン性界面活性剤；
ポリエチレングリコール脂肪酸エステル、グリセリンエステル、ポリグリセリンエステル、ソルビタンエステル、プロピレングリコールエステル、ショ糖エステルなどのエステル型非イオン性界面活性剤；
脂肪酸アルカノールアミド、ポリオキシエチレン脂肪酸アミド、ポリオキシエチレンアルキルアミンなど含窒素型非イオン性界面活性剤；
前記有機イソシアネート（Ｂ３）と、アルキル基末端ポリエチレングリコールなどのノニオン性活性水素化合物とを反応させて得られる自己乳化型の前記ノニオン性イソシアネート化合物などが挙げられる。
【００５７】
これらのうちでは、界面活性作用を有する非イオン性化合物としては、前記ノニオン性イソシアネートが好ましく、前記有機イソシアネート（Ｂ３）と同一のイソシアネート骨格を有する前記ノニオン性イソシアネート化合物がさらに好ましい。
（アニオン性イソシアネート）
粉粒体および結合剤を含有するスラリーを湿式抄造して得られる湿潤無機板を熱圧プレス工程等を行ってボードを製造する場合には、抄造時における濾水時の粒状体や結合剤の抜け落ちを防ぐため、アニオン性イソシアネートを併用してもよい。この場合、さらにカチオン系凝集剤を添加することが好ましい。
【００５８】
アニオン性イソシアネートは、イソシアネート基と反応する活性水素基とアニオン性官能基とを有するアニオン性活性水素化合物と、有機イソシアネート反応させて得られるイソシアネート変成体であり、イソシアネート基およびアニオン性官能基を有している。
前記アニオン性活性水素化合物としては、ＮＣＯ基と反応する活性水素基を少なくとも１個有するとともに、水中でアニオンとなるアニオン性官能基を少なくとも１個有する化合物が挙げられる。
【００５９】
前記アニオン性活性水素化合物に含まれる前記アニオン性官能基としては、カルボキシル基（−ＣＯＯＨ）、スルホン酸基（−ＳＯ₃Ｈ）、硫酸エステル基（−ＯＳＯ₃Ｈ）、リン酸エステル基（−ＯＰＯ₃Ｈ、−ＯＰＯ₂Ｈ）などが挙げられる。これらのアニオン性官能基は、ナトリウム、カリウムなどのアルカリ金属塩、カルシウムなどのアルカリ土類金属塩、ＮＨ₄ ⁺などのアンモニウム塩となっていてもよい。これらのうちでは、カルボキシル基またはスルホン酸基を有する化合物を好ましく用いることができる。
【００６０】
ＮＣＯ基と反応する活性水素基としては、−ＯＨ基、−ＮＨ基などが挙げられる。
このようなアニオン性活性水素化合物としては、カルボキシル基またはスルホン酸基と、−ＯＨ基とを有する化合物を好ましく用いることができ、カルボキシル基と−ＯＨ基を有する化合物が特に好ましい。
【００６１】
このようなアニオン性活性水素化合物としては、具体的には、たとえば、グリコール酸、乳酸、グリセリン酸、ジメチロールプロピオン酸、ジメチロールブタン酸、リンゴ酸、酒石酸、サリチル酸などのヒドロキシカルボン酸類またはその誘導体；２−ヒドロキシエタンスルホン酸などのヒドロキシスルホン酸類、アミノエチルスルフォン酸などが挙げられる。
【００６２】
アニオン性有機イソシアネートを誘導するイソシアネートとしては、前記有機イソシアネート（Ｂ３）と同様の有機イソシアネートを用いることができる。
すなわち、イソシアネートとしては、芳香族イソシアネートが好ましく、ポリメリックＭＤＩがより好ましい。
したがって、アニオン性イソシアネートは、好ましくは芳香族イソシアネートの変性体、より好ましくはポリメリックＭＤＩの変性体であることが望ましい。
【００６３】
このようなアニオン性イソシアネートを用いる場合その含有量は、全イソシアネート成分に対して、０．１質量％以上、好ましくは０．５〜１５質量％、さらに好ましくは２〜６質量％の量であることが望ましい。
アニオン性イソシアネートが、イソシアネートに対して上記範囲で含有されていると、ボードの形成において、水分を吸引により濾過する場合にも、濾液中にイソシアネート類の抜け落ちを抑制することができ、ボード中の鉱物質繊維へのイソシアネート類の歩留まりを向上させることができる。
【００６４】
［その他の添加剤］
本発明に係るボードは、その製造に際し必要に応じてサイズ剤、凝集剤、消泡剤等を添加してもよい。
また、バインダー成分（Ｂ）中には、レゾール型フェノール・ホルムアルデヒド共縮合樹脂を好適に併用することもできる。レゾール型フェノール・ホルムアルデヒド共縮合樹脂を併用すると、ボードの強度を向上させることができる。
【００６５】
レゾール型フェノール・ホルムアルデヒド共縮合樹脂とは、フェノールとホルムアルデヒドとを塩基性条件下で、ホルムアルデヒド（Ｆ）とフェノール（Ｐ）とをＦ／Ｐ比が１．０〜３．０の割合で縮合反応させて得ることができる。この場合、レゾール型フェノール・ホルムアルデヒド共縮合樹脂の比率は全フェノール・ホルムアルデヒド共縮合樹脂中５０重量％以下であることが好ましい。５０重量％以下であると、バインダー成分（Ｂ）の混合後のポットライフを適切な範囲とすることができ、また樹脂の硬化の際の熱量を適切な範囲に押さえることができる。
【００６６】
前述したスラリーを抄造する方法によりボードを製造する場合は、乾燥時におけるイソシアネートのボード中への歩留まりを向上させるためアニオン系イソシアネートを併用する場合には凝集剤としてカチオン系凝集剤を添加することが好ましい。
前記カチオン系凝集剤としては、ポリアミド系、ポリアクリルアミド系、アクリルアミド系、ポリアミン系、ポリエチレンイミン、ポリアクリル酸エステル系、ポリメタクリ酸エステル系、ポリエチレンイミン系、カチオン系アクリルエマルジョン（ラテックス）等の有機系の他に、硫酸バンド、ポリ塩化アルミニウム、アルミン酸ソーダ、水酸化アルミニウム、ポリ水酸化アルミニウム、塩化第二鉄等が挙げられる。
【００６７】
これらのうちでは、ポリ塩化アルミニウム、ポリアクリルアミド系化合物を好ましく用いることができる。
カチオン系凝集剤の使用量は、粉粒体、イソシアネート成分の合計量に対して、好ましくは０．１〜３質量％、さらに好ましくは０．５〜２質量％の量であることが望ましい。
【００６８】
［ボードの製造方法］
本発明に係るボードは、前記有機イソシアネート（Ｂ３）およびその他必要に応じ併用するイソシアネート（以下「有機イソシアネート（Ｂ３等）」という）は、水と混合させ、乳化分散液を調製して他の成分と配合して製造することが好ましい。
【００６９】
乳化分散液は、前記有機イソシアネート（Ｂ３等）を水と混合攪拌して得ることができる。
本発明のボードの製造に際し、たとえば、前記有機イソシアネート（Ｂ３等）を水と混合して得られる乳化分散液、前記粉粒体（Ａ）またはその水スラリー、ノボラック型フェノール・ホルムアルデヒド共縮合樹脂（Ｂ１）、メラミン誘導体（Ｂ２）、その他の添加剤を抄造機等の混合機に所定量供給して、抄造等をした後、濾過（脱水）して、固形成分からなる板状の湿潤マットを得て、該湿潤マットからボードとすることができる。抄造機としては、丸網式抄造機、長網式抄造機などが挙げられる。
【００７０】
粉粒体（Ａ）あるいはその水スラリーと、バインダー成分（Ｂ）あるいは有機イソシアネートについてはその水スラリーとを添加後、含水率で好ましくは５〜５０重量％、さらに好ましくは１０〜４０重量％となるようにすることが望ましい。含水率が上記範囲よりも小さいと、加熱時の熱伝導に支障がでる場合がある。含水率が上記範囲よりも大きいと、水蒸発に多大なエネルギーを必要とし、プレス中に中心部分が膨れあがる現象が起こり、ボードを製造できなくなる場合がある。
【００７１】
このような湿潤マットを形成させる場合、その後に行う乾燥工程での乾燥負荷の軽減のため、前記濾過を十分に行う必要があり、通常前記濾過は、吸引装置を用いて実施する。
このようにして得られた湿潤マットは、加熱、乾燥等の工程を経て、所望のボードとすることができる。
【００７２】
通常、加熱、乾燥は、好ましくは８０〜２５０℃程度の温度範囲で、３０分〜５時間程度行う。加熱乾燥の方法は、熱風による乾燥、ヒーター、バーナーによる乾燥などが挙げられる。
このようなボードは、必要に応じ、所望の寸法に切断し、表面加工、実加工、塗装などを経て、建築材料など最終製品として各種用途に用いることができる。
【００７３】
【発明の効果】
本発明に係るボードは、バインダー成分（Ｂ）としてノボラック型フェノール・ホルムアルデヒド共縮合樹脂樹脂（Ｂ１）、アルコキシ基と、メチロール基（−ＣＨ₂ＯＨ）および／またはイミノ基（−ＮＨ−）とを有するメラミン誘導体（Ｂ２）、および有機イソシアネート（Ｂ３）を用いて製造しているので、軽量で、しかも曲げ強度、曲げ弾性等の強度に優れ、生産性にも優れている。
【００７４】
【実施例】
以下、実施例に基づいて本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。なお、実施例中「部」とは「質量部」を意味する。
【００７５】
【製造例１】
３０部の水中にヘキサアルコキシメチロールメラミン誘導体（商品名：サイメル３７０、三井サイテック（株）製）０．６部を溶解した。次いで、ポリメリックＭＤＩ（商品名：Ｍ−２０１Ｗ、三井武田ケミカル（株）製）４部を攪拌機（商品名：ホモディスパー、特殊機化工業（株）製）で攪拌操作（１０００ｒｐｍ）をしながら投入し、乳化・分散し、バインダー組成物（Ｂ−１）を得た。
【００７６】
【製造例２】
１Ｌセパラブルフラスコにフェノール４７０ｇを投入し、９０℃に昇温し溶解した。次いで、シュウ酸をフェノール１モルに対して０．０２モル混合した。攪拌しながら、３５％ホルムアルデヒド水溶液３２１ｇを、２０分かけて滴下投入した。その後、フラスコを９５℃に調整し、さらに２時間反応させた。さらに１５０℃で減圧蒸留し、水と未反応フェノールを除去した。
【００７７】
パット上で冷却後、粉砕し、６０メッシュパス品のみを下記の実施例あるいは比較例に供した。ゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）で測定した重量平均分子量はポリスチレン換算で約８０００であった。
【００７８】
【実施例１】
シラス発泡体５０部、水酸化アルミニウム３７部、古紙３部、製造例２で得たノボラック型フェノール・ホルムアルデヒド共縮合樹脂５．４部を、５Ｌの容器に投入し、均一になるまで攪拌混合した。直ちに製造例１で得たバインダー組成物Ｂ−１を滴下し、さらに２分間混合攪拌した。
【００７９】
得られた粉体を２５cm角のマットとし、出来上がりのボードの密度が６８０ｋｇ／ｍ³となるようにスペーサーを入れ、９５℃で２分間、３０kg/cm²の圧力で熱圧プレスを行った。次いで、このマットを１４０℃にセットした熱風乾燥器中に入れ、６０分間乾燥し、ボードを得た。
得られたボードを以下のように評価した。
【００８０】
まず、ボードを２５ｍｍ×９０ｍｍの大きさにカットし、試験片を得た。この試験片をスパン７０ｍｍ、速度１０ｍｍ／ｍｉｎで曲げ試験を行った。２０℃の水中に２４時間浸漬する前に、曲げ強度、曲げ弾性を測定し、さらに浸漬後の曲げ強度を測定した。これら強度の測定は、ＪＩＳＫ−５９０８に準拠して行った。
【００８１】
以上の結果を表１に示す。
【００８２】
【製造例３】
３０部の水中にポリメリックＭＤＩ（商品名：Ｍ−２０１Ｗ、三井武田ケミカル（株）製）４部を攪拌機（商品名：ホモディスパー、特殊機化工業（株）製）で攪拌操作（１０００ｒｐｍ）をしながら投入し、乳化・分散し、バインダー組成物（Ｂ−２）を得た。
【００８３】
【比較例１】
シラス発泡体５０部、水酸化アルミニウム３７部、古紙３部、製造例２で得たノボラック型フェノール・ホルムアルデヒド共縮合樹脂６部を、５Ｌの容器に投入し、均一になるまで攪拌混合した。直ちに製造例２で得たバインダー組成物Ｂ−２を滴下し、さらに２分間混合攪拌した。
【００８４】
得られた粉体に対し、実施例１と同様の操作を行い、ボードを得た。
得られたボードを実施例１と同様にして評価した。
以上の結果を表１に示す。
【００８５】
【表１】

[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a board. More specifically, the present invention relates to a board obtained using a novolac type phenol / formaldehyde cocondensation resin, a melamine derivative having an alkoxy group and a methylol group, and a component containing an organic isocyanate as a binder component of the board.
[0002]
TECHNICAL BACKGROUND OF THE INVENTION
Conventionally, a board obtained by mixing powder particles such as rock wool with a binder component and water, hot pressing, drying and solidifying has been useful as a building material, and various boards have been developed so far. In such a board, a certain strength, for example, bending strength is required in relation to its use, and since it is exposed to various environments as a building material, for example, a certain strength is obtained even after moisture absorption. It needs to be maintained. Further, in recent years, a board that is lighter and has a certain strength has been required for workability at a construction site.
[0003]
Selection of a binder component is important for improving the strength of such a board. Conventionally, as the binder resin, for example, phenol resin, amino resin, starch and the like are used. However, for example, when a relatively inexpensive amino resin, starch or the like is used, a lightweight board can be obtained, but in terms of strength such as bending strength, a product having sufficiently excellent water resistance cannot be obtained. was there.
[0004]
Therefore, the inventors of the present application have made intensive studies to solve the above problems, and as a binder component, when an inexpensive novolac-type phenol-formaldehyde resin, a specific melamine derivative and an organic isocyanate are contained, it is lightweight, It has been found that a board excellent in bending strength, bending elasticity, and bending strength after water immersion can be obtained. Moreover, by using a specific melamine derivative, the pot life after mixing the binder with other components can be stabilized, and the molding temperature of the board can be remarkably lowered, and the productivity of the board can be significantly improved. As a result, the present invention has been completed.
[0005]
OBJECT OF THE INVENTION
The present invention is intended to solve the problems associated with the prior art as described above, and provides a board that is lightweight, excellent in bending strength, bending elasticity, and the like, and excellent in productivity. It is an object.
[0006]
SUMMARY OF THE INVENTION
The board according to the present invention is a board obtained by mixing at least the powder (A), the binder component (B), and water, and heating and drying the solid component,
The powder (A) is a mineral substance
The binder component (B) is
(B1) novolac type phenol / formaldehyde cocondensation resin,
(B2) an alkoxy group and a methylol group (-CH₂OH) and / or an imino group (—NH—), and
(B3) It consists of organic isocyanate.
[0007]
The alkoxy group and a methylol group (—CH₂The melamine derivative (B2) having OH) and / or an imino group (—NH—) is preferably a compound represented by the following general formula (1).
[0008]
[Chemical Formula 3]

[0009]
[In the general formula (1), R¹Are -H, -CH₂OH, -CH₂-O-R²(R²Is a group selected from the group consisting of melamine skeleton-containing groups represented by the following general formula (2):
R in the general formula (1)¹At least one of -CH₂-O-R²(R²Represents a hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms),
Other R in the general formula (1)¹At least one of -H or -CH₂OH,
R¹May be the same or different from each other,
Any R in the general formula (1)¹R has a melamine skeleton-containing group, R¹The number of the melamine skeleton-containing groups as 1 to 3
Furthermore, 1-2 R in the melamine skeleton containing group represented by the following general formula (2)¹May be another melamine skeleton-containing group represented by the following general formula (2)];
[0010]
[Formula 4]

[0011]
[In the general formula (2), R¹Are -H, -CH₂OH or -CH₂-O-R²(R²Represents a hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms),
R in the melamine skeleton-containing group represented by the general formula (2)¹At least one of -CH₂-O-R²(R²Represents a hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms), and other R in the general formula (2)¹At least one of -H or -CH₂OH and R¹May be the same or different from each other].
[0012]
The alkoxy group and a methylol group (—CH₂The melamine derivative (B2) having OH) and / or imino group (—NH—) is preferably a compound obtained by reacting a methylol group-containing compound obtained from melamine and formaldehyde with a monoalcohol.
The novolac type phenol / formaldehyde cocondensation resin (B1) is preferably a novolac type phenol / formaldehyde cocondensation resin having a weight average molecular weight (Mw) of 1000 to 10,000.
[0013]
The organic isocyanate (B3) is preferably polymeric MDI.
The organic isocyanate (B3) is preferably a self-emulsifying polymeric MDI.
The weight ratio of the powder (A) to the binder component (B) is preferably 100: 5 to 20 (powder: binder component).
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be specifically described.
The board according to the present invention is a board obtained by mixing at least the powder (A), the binder component (B), and water, and heating and drying the solid component. A) is a mineral substance, and the binder component (B) is a novolac type phenol / formaldehyde cocondensation resin (B1), an alkoxy group, and a methylol group (—CH₂Melamine derivative (B2) having OH) and / or imino group (—NH—), and organic isocyanate (B3).
[0015]
Hereinafter, each component used for board manufacture will be described.
Powder (A)
The granular material (A) used in the present invention is a mineral, and examples thereof include mineral fibers and inorganic powders.
Examples of the mineral fiber include rock wool, slag wool, mineral wool, nickel wool, and glass fiber.
[0016]
These can be used alone or in combination of two or more.
Examples of the inorganic powder include shirasu foam, calcium carbonate, cinnabar, microsilica, slag, aluminum hydroxide and the like. These can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types. By mixing such an inorganic powder, the hardness can be increased and the screwing performance can be improved while maintaining fire resistance.
[0017]
The weight ratio (weight ratio not including water) of the powder (A) and the binder component is desirably 100: 5 to 20 (powder: binder component).
By making the usage-amount of a binder component into the said range, strength, such as more superior bending strength, is obtained. If the amount of the binder component used is larger than the above range, there is no problem in strength, but the flame retardancy, which is another feature of the board, may be affected.
[0018]
In the production of the board according to the present invention, the granular material can be used as a water slurry mixed with water and dispersed in water.
Binder component (B)
The binder component (B) used in the present invention comprises a novolac type phenol / formaldehyde cocondensation resin resin (B1), an alkoxy group, and a methylol group (—CH₂Melamine derivative (B2) having OH) and / or imino group (-NH-) and organic isocyanate (B3).
[0019]
<Novolac type phenol-formaldehyde cocondensation resin (B1)>
As the novolak type phenol / formaldehyde co-condensation resin resin (B1) used in the present invention, one or more phenols such as phenol, resorcinol, cresol, xylenol, bisphenol A and bisphenol F were reacted with formaldehyde. Examples include oligomers and / or polymers.
[0020]
In such a novolac type phenol / formaldehyde cocondensation resin, the molar ratio (F / P) of formaldehyde to phenols is preferably 0.6 to 1.0, more preferably 0.75 to 0.90. Is desirable.
When the molar ratio is 0.6 or more, the molecular weight of the novolak-type phenol formaldehyde cocondensation resin is increased, and when cured as a binder, the strength and water resistance of the cured product are improved, and the strength and water resistance of the inorganic lightweight molded body are improved. This is preferable because of excellent properties.
[0021]
Further, when the molar ratio is 1.0 or less, the melting temperature of the novolak type phenol aldehyde cocondensation resin can be adjusted to a suitable range, and the productivity of the inorganic lightweight molded article can be improved.
The novolac type phenol / formaldehyde cocondensation resin may be used by mixing one kind or two or more kinds of the phenols.
[0022]
In addition, when producing a novolac type phenol / formaldehyde cocondensation resin, it may be mixed with other polymers such as polyvinyl alcohol and cellulose derivatives to give various properties. You may mix an agent, a flame retardant, etc.
These novolak-type phenol / formaldehyde cocondensation resins (B1) may be either liquid or powdery, but it is desirable to use a powdery material from the viewpoint of storage and uniform mixing with other components.
[0023]
The novolac type phenol / formaldehyde cocondensation resin (B1) preferably has a weight average molecular weight measured by GPC of 1000 to 10,000, more preferably 2000 to 7000, and particularly preferably 2000 to 4000. In particular, when a novolac type phenol / formaldehyde cocondensation resin is used as a powder, if the weight average molecular weight is in the above range, the viscosity of the novolac type phenol / formaldehyde cocondensation resin melted by heat becomes small, and the board molding process In this case, the binder component easily spreads, the reactivity is improved, the reaction proceeds uniformly, and a board without unevenness can be obtained quickly.
[0024]
These novolak-type phenol / formaldehyde can be produced by a known method, or a commercially available product can be suitably used.
Such a novolac type phenol / formaldehyde co-condensation resin is polymerized by using a catalyst and heating by using in combination with a melamine derivative (B2) having an alkoxy group and a methylol group and / or an imino group. By forming a cured product that has been crosslinked, a high-hardness binder layer can be obtained, and the bending strength and rigidity of the resulting molded product can be improved.
[0025]
The amount of such novolak-type phenol / formaldehyde cocondensation resin (B1) used is preferably 1 to 15 parts by mass, more preferably 1 to 10 parts by mass, especially 100 parts by mass of the granular material (A). The amount is preferably 3 to 7 parts by mass.
<Alkoxy group and methylol group (-CH₂OH) and / or an imino group (—NH—) and a melamine derivative (B2)>
An alkoxy group used in the present invention and a methylol group (-CH₂OH) and / or an imino group (—NH—), the melamine derivative (B2) (hereinafter sometimes referred to as “melamine derivative”) has at least one hydrogen atom in the melamine substituted with an alkoxy group, One is a melamine derivative substituted with a methylol group and / or an imino group.
[0026]
Such an alkoxy group and a methylol group (—CH₂The melamine derivative (B2) having OH) and / or an imino group (—NH—) is specifically a compound represented by the following general formula (1).
[0027]
[Chemical formula 5]

[0028]
In the general formula (1), R¹Are -H, -CH₂OH, -CH₂-O-R²(R²Represents a hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms) and a group selected from the group consisting of melamine skeleton-containing groups represented by the following general formula (2).
R²Specific examples include methyl group, ethyl group, isopropyl group, butyl group, isobutyl group, t-butyl group and the like. Of these, a methyl group and a butyl group are preferable.
[0029]
R in the general formula (1)¹At least one of -CH₂-O-R²(R²Represents a hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms), and the R¹Other R than¹At least one of -H or -CH₂OH and R¹May be the same or different from each other. That is, the melamine derivative represented by the general formula (1) has one or more —CH.₂-O-R², And one or more -H or -CH₂Has OH.
[0030]
Further, R in the general formula (1)¹Is a melamine skeleton-containing group, R in the general formula (1)¹The number of the melamine skeleton-containing groups is 1 to 3, and when the number of the melamine skeleton-containing groups is 2 or 3, it is preferable that these are bonded to different nitrogen atoms.
Furthermore, 1-2 R in the melamine skeleton containing group represented by the following general formula (2)¹May be another melamine skeleton-containing group represented by the following general formula (2), and when the number of melamine skeleton-containing groups is two, these are bonded to different nitrogen atoms. Is preferred.
[0031]
The melamine skeleton-containing group represented by the general formula (2) is as follows.
[0032]
[Chemical 6]

[0033]
In the general formula (2), R¹Are -H, -CH₂OH, -CH₂-O-R²(R²Represents a hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms) and a group selected from the group consisting of groups represented by the general formula (2), R²As for, the group similar to the group shown by the said General formula (1) is mentioned.
In the general formula (2), R¹At least one of -CH₂-O-R²(R²Represents a hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms), and other R in the general formula (2)¹At least one of -H or -CH₂Desirably, it is OH. R¹May be the same or different from each other.
[0034]
R like this¹Is specifically a melamine derivative having a plurality of melamine skeletons in one molecule, such as a dimer, a trimer, and a tetramer. It is done.
More specifically, examples of the dimer include melamine derivatives represented by the following general formula (3).
[0035]
[Chemical 7]

[0036]
Examples of the trimer include melamine derivatives represented by the following general formula (4).
[0037]
[Chemical 8]

[0038]
Examples of the tetramer include melamine derivatives represented by the following general formulas (5) and (6).
[0039]
[Chemical 9]

[0040]
[Chemical Formula 10]

[0041]
In the general formulas (3) to (6), R¹Are -H, -CH₂OH and -CH₂-O-R²(R²Is a group selected from the group consisting of C 1-4 hydrocarbon groups), R²As for, the group similar to the group shown by the said General formula (1) is mentioned.
In the general formulas (3) to (6), R¹At least one of -CH₂-O-R²(R²Represents a hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms), and other R in the general formula (2)¹At least one of -H or -CH₂Desirably, it is OH. R¹May be the same or different from each other.
[0042]
Such an alkoxy group and a methylol group (—CH₂The melamine derivative (B2) having OH) and / or imino group (-NH-) can be obtained by reacting a methylol group-containing compound obtained from melamine and formaldehyde with a monoalcohol.
Specifically, the amino group in melamine is methylolated by reacting melamine and formaldehyde by a known method, and further, monofunctional monoalcohol is added and the methylol group is alkoxylated to form the alkoxy group. A melamine derivative having a methylol group and / or an imino group can be obtained. A commercially available monomeric melamine derivative can also be used.
[0043]
Examples of the monoalcohol include methanol, ethanol, isopropyl alcohol, n-butyl alcohol, isobutyl alcohol, and t-butyl alcohol.
Such a melamine derivative adjusts the amount of imino groups by controlling the amount of formaldehyde, and adjusts the amount of methylol groups by the amount of alcohols.
[0044]
For example, when a monomer is mainly prepared, the melamine derivative having the alkoxy group and the methylol group or imino group is preferably a mole of monoalcohol when, for example, formaldehyde is used in an amount of 6 moles or more per mole of melamine. When the amount is smaller than the amount of formaldehyde added, and when formaldehyde is used in an amount of 1 to 6 moles per mole of melamine, the molar amount of monoalcohol is preferably the same as the amount of formaldehyde added. Or make it smaller than that. In this case, the reaction is preferably performed under alkaline conditions in order to suppress dimerization such as dimerization and trimerization of melamine.
[0045]
In order to prepare a dimerized product, a trimerized product, or a tetramerized product, for example, melamine is added in an amount of 2 moles or more with respect to 1 mole of formaldehyde under alkaline conditions, and then the reaction system is subjected to acidic conditions. A dimer such as a dimer can be obtained, and a necessary amount of monoalcohol may be added.
The addition of the melamine derivative (B2) having such an alkoxy group and a methylol group and / or an imino group may be added to a novolac type phenol aldehyde resin previously dissolved in water and dispersed. It may be directly dissolved in a novolac type phenol / formaldehyde resin.
[0046]
The amount of the melamine derivative (B2) having such an alkoxy group and a methylol group and / or imino group is used with respect to the total amount of the novolac type phenol / formaldehyde cocondensation resin (B1) and the organic isocyanate (B3). The content is preferably 2 to 30% by weight, more preferably 5 to 20% by weight.
If the amount used is less than 2% by weight, sufficient final board strength may not be obtained. If the amount used is more than 30% by weight, a melamine derivative having a methylol group and / or imino group in the board (B2 ) Since many unreacted functional groups remain among the functional groups in the water group, water resistance may be deteriorated.
[0047]
By using a melamine derivative in a state where a part of such a methylol group is protected by an alkoxy group, the pot life after mixing the melamine derivative with a granular material, other binder components, etc. is stabilized. It is preferable for production management. It is presumed that such alkoxy groups are eliminated in the heating stage during board production, and methylol groups reappear and react with the novolac type phenol / formaldehyde cocondensation resin and organic isocyanate.
[0048]
In addition, by using the melamine derivative in combination with an organic isocyanate, it becomes possible to produce a board in a low temperature region as compared with the case where a novolac type phenol / formaldehyde cocondensation resin is used alone.
Further, a resol type phenol / formaldehyde cocondensation resin may be contained.
[0049]
For example, when a board is obtained by using polymeric MDI, a resol type phenol / formaldehyde cocondensation resin and the melamine derivative, the internal temperature of the molded body is required to be about 150 to 180 ° C. during heating. When a novolac type phenol / formaldehyde cocondensation resin and the melamine derivative are used, molding at about 120 to 140 ° C. is possible.
[0050]
Therefore, by adopting the manufacturing method according to the present invention, the energy cost can be reduced and the productivity can be remarkably increased.
<Organic isocyanate (B3)>
(Organic isocyanate)
A well-known organic isocyanate can be used for the organic isocyanate (B3) used as a binder component by this invention. Preferably, a polyisocyanate having two or more molecular terminal isocyanate groups in the molecule is used.
[0051]
Examples of such organic isocyanate (B3) include tolylene diisocyanate (TDI), 4,4′-diphenylmethane diisocyanate (MDI), xylylene diisocyanate (XDI), tetramethylxylylene diisocyanate (TMXDI), 1,5 -Naphthalene diisocyanate (NDI), liquid diphenylmethane diisocyanate (liquid MDI) liquefied by a conventionally known method described in JP-B-38-4576, etc., crude tolylene diisocyanate (crude TDI), polymethylene polyphenyl polyisocyanate ( Aromatic isocyanate such as polymeric MDI or crude MDI).
[0052]
In addition, isocyanate group-terminated prepolymers (hereinafter sometimes referred to as “urethane prepolymers”), carbodiimide-modified products, uretonimine-modified products, acylurea diisocyanates, isocyanurate-modified products, trimethylolpropane adducts, biurets using these isocyanates. Examples include modified products and modified allophanates.
[0053]
Among these aromatic isocyanates, polymeric MDI and / or a modified product thereof can be preferably used, and it is more preferable to use polymeric MDI. When polymeric MDI is used, the average molecular weight of polymeric MDI is preferably in the range of about 300 to 500.
The organic isocyanate (B3) may also be a self-emulsifying isocyanate obtained by reacting a part of the isocyanate group with a nonionic active hydrogen compound such as an alkyl group-terminated polyethylene glycol. In this case, it is preferable to use self-emulsifying polymeric MDI.
[0054]
These organic isocyanates may be used alone or in combination of two or more.
The amount of these organic isocyanates used is such that the novolak type phenol / formaldehyde cocondensation resin (B1) is 90/10 to 10/90 of the novolak type phenol / formaldehyde cocondensation resin (B1) / organic isocyanate (B3). It is preferable to be in the range. If the novolac type phenol-formaldehyde cocondensation resin (B1) is not within this range, sufficient final board physical properties (such as bending strength) may not be obtained.
[0055]
In addition, when adding the following nonionic isocyanate and anionic isocyanate, these are included in an organic isocyanate component, and the usage-amount etc. are determined.
(Nonionic compounds with surface active action)
The organic isocyanate may be used in combination with a nonionic compound having a surface active action in order to enhance the dispersibility and emulsifiability of the organic isocyanate (B3) in water. As the nonionic compound having a surface active action, for example, various nonionic surfactants or the organic isocyanate (B3) may contain a nonionic organic isocyanate modified with a nonionic active hydrogen compound. Good.
[0056]
Nonionic compounds having a surface active action include polyoxyethylene alkyl ether, polyoxyethylene alkyl phenyl ether, alkylallyl formaldehyde condensed polyoxyethylene ether, polyoxyethylene polyoxypropylene block copolymer, polyoxyethylene polyoxypropyl alkyl Ether-type nonionic surfactants such as ether;
Ether ester type nonionic surfactants such as polyoxyethylene ether of glycerin ester, polyoxyethylene ether of sorbitan ester, polyoxyethylene ether of sorbitol ester;
Ester type nonionic surfactants such as polyethylene glycol fatty acid ester, glycerin ester, polyglycerin ester, sorbitan ester, propylene glycol ester, sucrose ester;
Nitrogen-containing nonionic surfactants such as fatty acid alkanolamides, polyoxyethylene fatty acid amides, polyoxyethylene alkylamines;
Examples include the self-emulsifying type nonionic isocyanate compound obtained by reacting the organic isocyanate (B3) with a nonionic active hydrogen compound such as an alkyl group-terminated polyethylene glycol.
[0057]
Among these, as the nonionic compound having a surface active action, the nonionic isocyanate is preferable, and the nonionic isocyanate compound having the same isocyanate skeleton as the organic isocyanate (B3) is more preferable.
(Anionic isocyanate)
When a wet inorganic board obtained by wet papermaking of a slurry containing a powder and a binder is subjected to a hot-pressing process or the like to produce a board, An anionic isocyanate may be used in combination in order to prevent falling off. In this case, it is preferable to add a cationic flocculant.
[0058]
Anionic isocyanate is an isocyanate modified product obtained by an organic isocyanate reaction with an anionic active hydrogen compound having an active hydrogen group that reacts with an isocyanate group and an anionic functional group, and has an isocyanate group and an anionic functional group. is doing.
Examples of the anionic active hydrogen compound include compounds having at least one active hydrogen group that reacts with an NCO group and at least one anionic functional group that becomes an anion in water.
[0059]
Examples of the anionic functional group contained in the anionic active hydrogen compound include a carboxyl group (—COOH) and a sulfonic acid group (—SOOH)._ThreeH), sulfate ester group (-OSO_ThreeH), phosphate ester group (-OPO_ThreeH, -OPO₂H) and the like. These anionic functional groups include alkali metal salts such as sodium and potassium, alkaline earth metal salts such as calcium, NH_Four ⁺An ammonium salt such as Among these, a compound having a carboxyl group or a sulfonic acid group can be preferably used.
[0060]
Examples of the active hydrogen group that reacts with the NCO group include —OH group and —NH group.
As such an anionic active hydrogen compound, a compound having a carboxyl group or a sulfonic acid group and an —OH group can be preferably used, and a compound having a carboxyl group and an —OH group is particularly preferable.
[0061]
Specific examples of such anionic active hydrogen compounds include hydroxycarboxylic acids such as glycolic acid, lactic acid, glyceric acid, dimethylolpropionic acid, dimethylolbutanoic acid, malic acid, tartaric acid, salicylic acid, and derivatives thereof. And hydroxysulfonic acids such as 2-hydroxyethanesulfonic acid, aminoethylsulfonic acid and the like.
[0062]
As the isocyanate for deriving the anionic organic isocyanate, the same organic isocyanate as the organic isocyanate (B3) can be used.
That is, as the isocyanate, aromatic isocyanate is preferable, and polymeric MDI is more preferable.
Therefore, the anionic isocyanate is preferably a modified product of aromatic isocyanate, more preferably a modified product of polymeric MDI.
[0063]
When such an anionic isocyanate is used, the content thereof is 0.1% by mass or more, preferably 0.5 to 15% by mass, more preferably 2 to 6% by mass, based on all isocyanate components. It is desirable.
When the anionic isocyanate is contained in the above range with respect to the isocyanate, it is possible to suppress the dropping of isocyanates in the filtrate even when moisture is filtered by suction in the formation of the board. Yield of isocyanates to mineral fibers can be improved.
[0064]
[Other additives]
The board according to the present invention may be added with a sizing agent, a flocculant, an antifoaming agent, and the like as necessary during the production thereof.
In the binder component (B), a resol type phenol / formaldehyde cocondensation resin can be suitably used in combination. When the resol type phenol / formaldehyde co-condensation resin is used in combination, the strength of the board can be improved.
[0065]
Resol type phenol / formaldehyde co-condensation resin is a condensation reaction of phenol and formaldehyde under basic conditions and formaldehyde (F) and phenol (P) at a F / P ratio of 1.0 to 3.0. Can be obtained. In this case, the ratio of the resol type phenol / formaldehyde cocondensation resin is preferably 50% by weight or less in the total phenol / formaldehyde cocondensation resin. When it is 50% by weight or less, the pot life after mixing the binder component (B) can be within an appropriate range, and the amount of heat at the time of curing of the resin can be suppressed within an appropriate range.
[0066]
In the case of producing a board by the above-described method for making a slurry, a cationic flocculant may be added as a flocculant when an anionic isocyanate is used in combination in order to improve the yield of the isocyanate in the board during drying. preferable.
Examples of the cationic flocculant include polyamide, polyacrylamide, acrylamide, polyamine, polyethyleneimine, polyacrylate ester, polymethacrylate ester, polyethyleneimine, and cationic acrylic emulsion (latex). In addition, a sulfuric acid band, polyaluminum chloride, sodium aluminate, aluminum hydroxide, polyaluminum hydroxide, ferric chloride and the like can be mentioned.
[0067]
Of these, polyaluminum chloride and polyacrylamide compounds can be preferably used.
The amount of the cationic flocculant used is preferably 0.1 to 3% by mass, more preferably 0.5 to 2% by mass, based on the total amount of the powder and isocyanate components.
[0068]
[Board manufacturing method]
In the board according to the present invention, the organic isocyanate (B3) and other isocyanates (hereinafter referred to as “organic isocyanate (B3 etc.)”) used in combination as necessary are mixed with water to prepare an emulsified dispersion and other components. It is preferable to mix and manufacture.
[0069]
The emulsified dispersion can be obtained by mixing and stirring the organic isocyanate (B3 or the like) with water.
In the production of the board of the present invention, for example, an emulsified dispersion obtained by mixing the organic isocyanate (B3 or the like) with water, the granular material (A) or water slurry thereof, a novolac-type phenol / formaldehyde cocondensation resin ( B1), a melamine derivative (B2), and other additives are supplied to a mixing machine such as a papermaking machine in a predetermined amount, and after papermaking and the like, filtration (dehydration) is performed to obtain a plate-like wet mat made of a solid component. To obtain a board from the wet mat. Examples of the paper making machine include a round net type paper machine and a long net type paper machine.
[0070]
The powder (A) or water slurry thereof, and the binder component (B) or organic isocyanate after adding the water slurry, the water content is preferably 5 to 50% by weight, more preferably 10 to 40% by weight. It is desirable to be If the water content is smaller than the above range, heat conduction during heating may be hindered. If the moisture content is larger than the above range, a large amount of energy is required for water evaporation, and a phenomenon in which the central portion swells during pressing occurs, making it impossible to manufacture the board.
[0071]
When such a wet mat is formed, it is necessary to sufficiently perform the filtration in order to reduce a drying load in a subsequent drying step, and the filtration is usually performed using a suction device.
The wet mat thus obtained can be formed into a desired board through steps such as heating and drying.
[0072]
Usually, heating and drying are preferably performed in a temperature range of about 80 to 250 ° C. for about 30 minutes to 5 hours. Examples of the heat drying method include drying with hot air, drying with a heater, and a burner.
Such a board can be used for various purposes as a final product such as a building material after being cut into a desired dimension and subjected to surface processing, actual processing, painting, and the like as necessary.
[0073]
【The invention's effect】
The board according to the present invention includes a novolac type phenol / formaldehyde cocondensation resin resin (B1), an alkoxy group, and a methylol group (—CH as a binder component (B).₂OH) and / or a melamine derivative (B2) having an imino group (—NH—) and an organic isocyanate (B3), so that it is lightweight and excellent in strength such as bending strength and bending elasticity. Also, productivity is excellent.
[0074]
【Example】
EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated further more concretely based on an Example, this invention is not limited to these Examples. In the examples, “part” means “part by mass”.
[0075]
[Production Example 1]
In 30 parts of water, 0.6 part of a hexaalkoxymethylol melamine derivative (trade name: Cymel 370, manufactured by Mitsui Cytec Co., Ltd.) was dissolved. Next, 4 parts of Polymeric MDI (trade name: M-201W, manufactured by Mitsui Takeda Chemical Co., Ltd.) is added while stirring operation (1000 rpm) with a stirrer (trade name: Homodisper, manufactured by Special Machine Engineering Co., Ltd.). And emulsified and dispersed to obtain a binder composition (B-1).
[0076]
[Production Example 2]
Into a 1 L separable flask was added 470 g of phenol, and the mixture was heated to 90 ° C. and dissolved. Subsequently, 0.02 mol of oxalic acid was mixed with respect to 1 mol of phenol. While stirring, 321 g of 35% aqueous formaldehyde solution was added dropwise over 20 minutes. Thereafter, the flask was adjusted to 95 ° C. and further reacted for 2 hours. Furthermore, it distilled under reduced pressure at 150 degreeC, and removed water and unreacted phenol.
[0077]
After cooling on the pad, it was pulverized, and only the 60 mesh pass product was used for the following Examples or Comparative Examples. The weight average molecular weight measured by gel permeation chromatography (GPC) was about 8000 in terms of polystyrene.
[0078]
[Example 1]
50 parts of Shirasu foam, 37 parts of aluminum hydroxide, 3 parts of waste paper, and 5.4 parts of the novolac type phenol / formaldehyde cocondensation resin obtained in Production Example 2 were put into a 5 L container and mixed with stirring until uniform. . Immediately after that, the binder composition B-1 obtained in Production Example 1 was dropped, and the mixture was further stirred for 2 minutes.
[0079]
The obtained powder was used as a 25 cm square mat, and the density of the finished board was 680 kg / m.^ThreeInsert a spacer so that it becomes 30kg / cm for 2 minutes at 95 ° C.²The hot press was performed at a pressure of. Next, this mat was placed in a hot air dryer set at 140 ° C. and dried for 60 minutes to obtain a board.
The obtained board was evaluated as follows.
[0080]
First, the board was cut into a size of 25 mm × 90 mm to obtain a test piece. This test piece was subjected to a bending test at a span of 70 mm and a speed of 10 mm / min. Before being immersed in water at 20 ° C. for 24 hours, bending strength and bending elasticity were measured, and bending strength after immersion was further measured. These strength measurements were performed according to JIS K-5908.
[0081]
The results are shown in Table 1.
[0082]
[Production Example 3]
Stir operation (1000 rpm) with 4 parts of polymeric MDI (trade name: M-201W, manufactured by Mitsui Takeda Chemical Co., Ltd.) in 30 parts of water with a stirrer (trade name: Homo Disper, manufactured by Special Machine Industries Co., Ltd.) The mixture was then added and emulsified and dispersed to obtain a binder composition (B-2).
[0083]
[Comparative Example 1]
50 parts of shirasu foam, 37 parts of aluminum hydroxide, 3 parts of waste paper, and 6 parts of the novolac-type phenol / formaldehyde cocondensation resin obtained in Production Example 2 were put into a 5 L container and stirred and mixed until uniform. Immediately after that, the binder composition B-2 obtained in Production Example 2 was dropped, and the mixture was further stirred for 2 minutes.
[0084]
The obtained powder was treated in the same manner as in Example 1 to obtain a board.
The obtained board was evaluated in the same manner as in Example 1.
The results are shown in Table 1.
[0085]
[Table 1]

Claims

A board obtained by mixing at least the powder (A), the binder component (B), and water, and heating and drying the solid component,
The powder (A) is a mineral substance,
The binder component (B) is
(B1) Novolac type phenol / formaldehyde cocondensation resin,
A board comprising (B2) a melamine derivative having an alkoxy group, a methylol group (—CH ₂ OH) and / or an imino group (—NH—), and (B3) an organic isocyanate.

The melamine derivative (B2) having the alkoxy group and a methylol group (—CH ₂ OH) and / or an imino group (—NH—) is a compound represented by the following general formula (1): A board as claimed in claim 1;

[In the general formula (1), R ¹ represents —H, —CH ₂ OH, —CH ₂ —O—R ² (R ² represents a hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms) and the following general formula: (2) a group selected from the group consisting of melamine skeleton-containing groups represented by
At least one of R ^{1 in} the general formula (1) is —CH ₂ —O—R ² (R ² represents a hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms),
At least one of the other R ^{1 in} the general formula (1) is —H or —CH ₂ OH;
R ¹ may be the same or different from each other,
When any R ¹ in the general formula (1) has the melamine skeleton-containing group, the number of melamine skeleton-containing groups as R ¹ is 1 to 3,
Furthermore, one or two R ¹ in the melamine skeleton-containing group represented by the following general formula (2) may be another melamine skeleton-containing group represented by the following general formula (2)] ;

[In the general formula (2), R ¹ is —H, —CH ₂ OH or —CH ₂ —O—R ² (R ² represents a hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms),
At least one R ¹ in the melamine skeleton-containing group represented by the general formula (2) is —CH ₂ —O—R ² (R ² represents a hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms); At least ^one of the other R ^{1 in} the general formula (2) is —H or —CH ₂ OH, and R ¹ may be the same as or different from each other].

A melamine derivative (B2) having the alkoxy group and a methylol group (—CH ₂ OH) and / or an imino group (—NH—) reacts a methylol group-containing compound obtained from melamine and formaldehyde with a monoalcohol. The board according to claim 1, wherein the board is a compound obtained by mixing.

The novolac type phenol / formaldehyde cocondensation resin (B1) is a novolac type phenol / formaldehyde cocondensation resin having a weight average molecular weight (Mw) of 1000 to 10,000. Board.

The board according to claim 1, wherein the organic isocyanate (B3) is polymeric MDI.

The board according to claim 1, wherein the organic isocyanate (B3) is self-emulsifying polymeric MDI.

The weight ratio of the said powder body (A) and the said binder component (B) is 100: 5-20 (powder body: binder component), The any one of Claims 1-6 characterized by the above-mentioned. board.