JP4093685B2 - 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板の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
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、パーチ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（ファイバー）の場合インシュレーションボード、中密度繊維板（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。
従来、パーチクルボード、ウエハーボード、ＯＳＢ，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（以下ボードと称する）の製造のために接着剤、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いう。）が広く用いられている。
これらの樹脂は安価で接着性に優れ、比較的短時間で硬化するという特質を有する。しかし、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、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を用いる等の改良が提案されているが、物性の低下が生じる等の問題がありまだ十分ではない。
また一方で、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。
しかし、リグノセルロース系材料用接着剤として有機イソシアナート化合物を用いた場合、優れた接着性により接着剤使用量が少ないことから、実際の使用に当たっては、該接着剤を適当な希釈剤で希釈または乳化分散して、十分に分散性を向上させてから、当該リグノセルロース系材料に添加するのが好ましいとされていた。
有機イソシアナート化合物を希釈剤で希釈する方法については、例えば水で希釈させるために有機ポリイソシアナートに変性を行い親水性を付与させる方法が開示されているが、有機イソシアナート化合物を変性することによってコストの上昇につながり、経済上好ましくない。
また乳化剤を使用することにより有機イソシアナート化合物を水で希釈する方法が開示されているが、これらの方法は有機イソシアナート化合物がその特性上水と反応することから、水で乳化した有機イソシアナート化合物が周りの水を徐々に反応し、接着能力の低下、および配管内への反応物の析出等を生じ、また物性面ではボード物性の低下および不安定を生じ、さらに工程面では製造ラインの停止、立ち上げ、および長期の運転等にライン閉塞、流量低下等の工程上の不具合を生じる等、種々の問題を引き起こす。
また、有機イソシアナート化合物を水で希釈する方法として、衝突混合方法、スタチックミキサーによる混合方法および洗浄方法等が開示されているが、接着剤、希釈剤の量に変動があると、得られる乳化物の乳化状態が安定しないばかりか、使用する添加剤の有機イソシアナート化合物との相性の悪いものは使用できないという欠点がある。また、これらの方法では定期的に混合器内を洗浄剤で洗浄しても完全には洗浄できず、長期の使用においてはやはり上記に挙げたような有機イソシアナート化合物と水との反応物がスケールとなって配管内の閉塞等を引き起こす結果となる。
このように、上記いずれの方法も各々、製造上のコスト高、工程上の問題等、種々の問題があり、実際の製造現場での長期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。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、従来の方法では満足できなかった工程上、物性上の問題を解決し、有機ポリイソシアナート系接着剤を用いる際に、有機イソシアナート化合物の反応物が配管内に付着することに起因するライントラブル等を起こさないで製造することが出来、さらに高品質のボードを効率良く安価に安定的に製造する方法を提供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、リグノセルロースを主原料とした熱圧成型ボードの製造方法において接着材料成分の塗布方法を鋭意検討した結果、有機イソシアナート化合物を特定の平均粒子径にして噴霧し、活性水素化合物及びリグノセルロースと混合することにより上記問題を解決する方法を見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、以下の（１）〜（７）を提供するものである。
（１）有機イソシアナート化合物（Ａ）と活性水素化合物（Ｂ）を用いてリグノセルロース成形板を製造する方法において、有機イソシアナート化合物（Ａ）と活性水素化合物（Ｂ）の吐出口が別々にあり、かつ、平均粒子径２００μｍ以下の有機イソシアナート化合物（Ａ）の微粒子を形成した後に、該有機イソシアネート化合物（Ａ）が、活性水素化合物（Ｂ）および／またはリグノセルロースと接触して、混合するリグノセルロース成形板の製造方法。
（２）有機イソシアネート化合物（Ａ）が、活性水素化合物（Ｂ）と先に接触後、リグノセルロースと接触して、混合する（１）に記載のリグノセルロース成形板の製造方法。
（３）有機イソシアナート化合物（Ａ）の吐出圧力が５Ｎ/mm2以上である（１）または（２）に記載のリグノセルロース成形板の製造方法。
（４）活性水素化合物（Ｂ）の吐出時の平均粒子径が５００μｍ以下である（１）〜（３）のいずれかに記載のリグノセルロース成形板の製造方法。
（５）有機イソシアナート化合物（Ａ）と活性水素化合物（Ｂ）を二重管型噴霧装置で噴霧し、有機イソシアナート化合物（Ａ）が吐出口の中心部分から、また活性水素化合物（Ｂ）がその円周から吐出する（１）〜（４）のいずれかに記載のリグノセルロース成形板の製造方法。
（６）活性水素化合物（Ｂ）に、さらに硬化促進剤（Ｃ）を添加する（１）〜（５）のいずれかに記載のリグノセルロース成形板の製造方法。
（７）活性水素化合物（Ｂ）に、さらに離型剤（Ｄ）を併用する（６）に記載のリグノセルロース成形板の製造方法。
【０００５】
【発明の実施の形態】
本願発明の成形板の製造方法は平均粒子径を１００μｍ以下とした有機イソシアナート化合物（Ａ）の粒子と、活性水素化合物（Ｂ）及びリグノセルロースと混合した後、熱圧成形する方法である。これらの各成分には必要に応じてその他添加剤を併用することができる。まず各成分について説明する。
【０００６】
[リグノセルロース]
本願発明に用いられるリグノセルロースは通常リグノセルロース系材料（以下このように称する）と呼称され、具体的にはパーチクルボード、ウエハーボード、ＯＳＢ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。
【０００７】
[有機イソシアナート化合物（Ａ）]
本発明における有機イソシアナート化合物（Ａ）としては、イソシアナート基を有する化合物であれば良く、何ら制限無く使用できる。
具体的には、たとえば、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）等や、上記イソシアナート化合物のいずれかを少なくとも１個の活性水素有する化合物で変性した変性イソシアナート等が挙げられる。この中では、ポリメリックＭＤＩが好ましい。
本発明の製造方法に用いる有機イソシアナート（Ａ）の平均粒子径は２００μｍ以下の微粒子、好ましくは１００μｍ以下、特に好ましくは５０μｍ以下であり、通常液を用いるのでミスト又は霧状である。
【０００８】
[活性水素化合物（Ｂ）]
本発明において使用される活性水素化合物（Ｂ）は、実質的にイソシアナートと反応する活性水素を有する化合物である。これらを何ら制限無く使用できるが、水、エチレングリコール、プロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、その他のポリエーテルポリオール類、ポリエステルポリオール等のポリオール類等が好適に用いられる。その中でも、特に水が好ましい。
活性水素化合物（Ｂ）の添加についてその粒子径に特に限定はないが、（Ａ）と接触させるに当たり活性水素化合物（Ｂ）の平均粒子径を５００μｍ以下とすることが好ましく、１００μｍ以下とすることが更に好ましく、５０μｍ以下とすることが最も好ましい。
【０００９】
[その他添加剤]
本発明において必要に応じてその他添加剤を併用してもよい。その他添加剤としては、例えば硬化促進剤（Ｃ）、離型剤（Ｄ）、乳化安定剤等が挙げられる。更に本発明においては所望の効果を阻害しない範囲で撥水剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、難燃剤、安定剤、界面活性剤、可塑剤、シランカップリング剤、ポバール、金属触媒、合成ゴムラテックス、アクリル系エマルジョン等を併用してもよい。
又リグノセルロース系材料に建築廃材等の回収材料が含まれる場合は、表層、芯層部の製造時に少なくとも一方にホルムアルデヒドキャッチャー剤を添加することが好ましい。
これらのその他添加剤の添加方法に制限はなく、独立してリグノセルロース系材料に添加してもよいが、通常イソシアナート化合物（Ａ）、活性水素化合物（Ｂ）の少なくとも一方に予め混合して用いられる。特に活性水素化合物（Ｂ）に混合して用いることが好ましい。
【００１０】
＜その他添加剤の混合方法＞
混合の方式は特に限定されないが、（Ａ）又は（Ｂ）成分がリグノセルロースに混合される直前のノズルに添加しても又事前に混合しても構わない。混合方法としては、バッチ式でも、連続式でも良い。混合の装置としては例えばホモジナイザー、スタチックミキサー等が使用できる。
【００１１】
<硬化促進剤（Ｃ）＞
本発明において用いる硬化促進剤（Ｃ）としては、有機イソシアナート化合物（Ａ）の反応活性を上げる働きのある物質ならば何等制限無く、どれでも使用出来る。
具体的には、例えば、通常ウレタン化学で公知のアミン触媒、金属触媒、含窒素化合物などが使用出来る。
これらの中でも、ボード製造後にボードより飛散したり、溶出したりする等を防止するには、アミン系開始剤等の有機イソシアナート化合物（Ａ）の反応活性を上げる働きを有する化合物を開始剤として酸化エチレン、酸化プロピレン、酸化ブチレン等のエポキシ化合物であ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級アミン等を触媒として製造されるポリエーテルポリオールが好ましく、ジカルボン酸グリコール類とのエステル化反応や酸無水物とグリコール類との付加反応、ポリカルボン酸とグリコール類とのエステル化反応により得られるポリエステルポリオールを共重合させたポリエーテルポリエステルポリオール共重合体等が好ましい。
ポリエーテルポリエステル共重合体とはポリエステルポリオールとポリエーテルポリオールをエステル交換触媒存在下等でエステル交換反応したり、酸無水物による開環反応によって得られた共重合体である。 これらの原料中の含有量に特に制限はないが窒素原子として通常０．１〜１２．０ｗｔ％、より好ましくは、１．０〜１０．０ｗｔ％である。
これら触媒成分は単独でも複数を併用してもよい。
【００１２】
＜離型剤（Ｄ）＞
本発明において必要に応じて離型剤（Ｄ）を併用してもよい。この離型剤は内部離型剤と呼称され、具体的には、ワックス系離型剤、金属石鹸系離型剤またはこれらの混合物等が挙げられる。ワックス類、金属石鹸類又はこれらの混合物が好適に使用できる。
ワックス系離型剤としては、具体的には、たとえば、キャンデリラワックス、カルナウバワックス、ライスワックス、木ろう、パームワックス、蜜蝋、ラノリン、鯨ろう、モンタンワックス、オゾケライト、セレシン、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、ペトロラタム、フィッシャー・トロプシュワックス、ポリエチレンワックス、変成ワックス、水素化ワックス、およびこれらの配合ワックス等のワックス類を挙げることができる。
金属石鹸系離型剤としては、制限はないが、特に炭素数８〜２８を有する飽和または不飽和脂肪族カルボン酸の金属塩が好ましく使用できる。金属石鹸系離型剤は単独でも複数を併用してもよい。
この金属石鹸系離型剤を形成するモノカルボン酸類としては、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等が挙げられる。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種以上を組み合わせて製造することができる。
上記した金属石鹸類は、本発明の有機イソシアナート化合物、リグノセルロース系材料の混合物中において、離型剤として存在すれば良い。従って金属塩の状態で添加して使用しても、それぞれを個別即ち脂肪族カルボン酸と金属化合物を別々に添加して使用しても良い。
また、上記の離型剤であるワックス類、金属石鹸類は必要に応じて乳化剤を用いて乳化物（水エマルション）として使用しても良い。
ここで、上記（Ｄ）成分を（Ａ）又は（Ｂ）に混合して使用しない場合、ボードの熱圧プレス時に熱盤に接着剤組成物等が付着しないように熱盤に離型剤（Ｄ）を外部離型剤として塗布してプレスすることが好ましい。
また内部離型剤と外部離型剤を併用してもよく、この時互いの離型剤は同じでも異なっていてもよい。
【００１３】
（乳化剤）
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あれば良く特に限定は無いが例えば、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。これらの界面活性剤は単独で用いても良いし、２種類以上を組み合わせて使用しても良い。
【００１４】
（乳化安定剤）
さらに、必要に応じて乳化安定剤を用いても良い。この場合の乳化安定剤としては離型剤およびこれらの乳化物を安定化することの出来るものであれば良く、特に制限はない。具体的には、例えば保護コロイドを形成するような天然高分子化合物、合成高分子化合物が挙げられ、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。
【００１５】
＜ホルムアルデヒドキャッチャー＞
ホルムアルデヒドキャッチャーとしては、ホルムアルデヒドと反応するものであればいずれでもよいが、酸アンモニウム塩、アルカリ金属の亜硫酸塩等が好適に用いられる。さらに中でもアミノ基を有する化合物、例えば尿素、グアニル尿素、メラミン、アンモニア等が望ましい。
【００１６】
[成形板の製造方法]
本願発明の成形板の製造方法は所定の平均粒子径以下とした有機イソシアナート化合物（Ａ）の粒子と、活性水素化合物（Ｂ）及びリグノセルロースと必要に応じてその他添加剤を混合した後、熱圧成形する方法である。有機イソシアナート化合物（Ａ）は所定の平均粒子径以下の微粒子としてリグノセルロース系材料に接触、混合できればいずれの方法にも適用可能であるが、通常以下のようにして製造される。
例えば、パーチクルボード製造設備の場合、木質材料は、チッパ−で細かく切断された後ドライヤーで乾燥され、分級工程で細かいチップと荒いチップに分別される。その後、夫々のチップがブレンダーと呼ばれる木材チップに接着剤と吹き付け混合する装置に添加され接着剤と混合させる。その後、フォーミング工程で表層、芯層、表層の３層構造に積み重ねられたマットを必要に応じてプリプレスした後、連続プレスあるいは多段プレスで熱圧成形する。
一方、ＭＤＦ製造設備で使用する場合は、以下の通りである。リグノセルロース系材料として木片をダイジェスターに供給してスチーム（ＳＴＭ）を用いて軟化し、その内部のリグニンを破壊する。その後リファイナーに送り、同方向又は異方向に回転するディスク間でチップを分解して繊維（解繊）にする。リファイナーによって得られた高温の湿潤繊維は、スチーム等の搬送ガスによってブローラインを経てドライヤーに供給される。その後ブレンダーがある場合は、ブレンダー通過後、フォーミングヘッドに供給され、フォーミングベルト上にフォーミングすることによって、いわゆるフォーミンマットを形成する。このフォーミンマットは必要に応じてプリプレスされた後、連続プレスまたは多段プレスによって熱圧される。
有機イソシアナート化合物（Ａ）、活性水素化合物（Ｂ）及びその他添加剤は熱圧プレス（予備プレスがある場合は予備プレス）までのいずれかの工程において添加される。例えばパーティクルボードにおいては、チップに粉砕した後のブレンダー内、また、ファイバーボードの場合、リファイナーの出口、およびブローライン内、ブレンダー内等のいずれかが挙げられる。
【００１７】
＜塗布装置＞
本発明において、上記有機イソシアナート化合物（Ａ）を所定の平均粒子径以下の粒子で塗布することができる装置であれば何でもよく特に制限はないが通常、エアレススプレー、エアスプレーのスプレーガン、およびスプレーノズルが好ましく使用できる。
エアレススプレーは、スプレーヘッド部の構造が簡単であるため好ましい。またエアスプレーは、ミスト径を小さくするのが容易であり、さらに低圧ポンプが使用できるため工業的に有利であり、同様に好ましい。
エアスプレーは、流体とアトマイズエアをスプレーガン外部で混合し、霧化する方法と、スプレーガン内部で流体とアトマイズエアを混合する方法のどちらでも好適に使用できる。
スプレーガン、スプレーノズルの設置個数はリグノセルロース系材料の流量により任意の数を設置できる。また、塗料用多頭ガンのように吐出口が複数個並列に並んだスプレーを用いてもよい。
本発明のスプレーガン、もしくはスプレーノズルとして、具体的には、例えば、アメリカにあるスプレーイングシステムズ社製の製品、日本にある（株）アトマックス社製の製品、イタリアPAL社製製品などが望ましい。
いずれの場合でも、吐出された有機イソシアナート化合物（Ａ）が所定の平均粒子径以下の微粒子を形成した後に、活性水素化合物（Ｂ）又はリグノセルロース系材料と接触混合される。なお、微粒子を形成した有機イソシアナート化合物（Ａ）は活性水素化合物（Ｂ）、リグノセルロース系材料のいずれかと一方と接触後、他方と接触しても同時に接触してもよいが、活性水素化合物（Ｂ）と先に接触することが好ましい。
また有機イソシアナート化合物（Ａ）の微粒子と活性水素化合物（Ｂ）の微粒子が十分混合されるように（Ａ）、（Ｂ）を噴霧することが好ましい。
そのような方法としては有機イソシアナート化合物（Ａ）と活性水素化合物（Ｂ）の吐出口を、一体化したものでもそれぞれ単独のスプレーとしてもよい。そのとき、それぞれの粒子のリグノセルロース系材料への投射面（スプレーされた微粒子がリグノセルロース系材料に降りかかる部位）が５０％以上重なる様に噴霧する事が好ましく、７０％以上とすることが更に好ましく、９０％以上とすることが特に好ましく、実質的に投射面が重なる様に噴霧することが最も好ましい。
（Ａ）、（Ｂ）の吐出口を一体化する方法としては例えば二重管構造とし、一方から（Ａ）、他方から（Ｂ）を吐出させる。活性水素化合物（Ｂ）の吐出口を、有機イソシアナート化合物（Ａ）吐出口の外側にすることが好ましい。又必要に応じて更に３重管、４重管、５重管等の多重管構造とし、（Ａ）、（Ｂ）を交互に吐出させてもよい。
また（Ａ）、（Ｂ）の吐出口を独立して設置する場合、それぞれの吐出口から噴霧される粒子が互いに実質的に混合される様に配置すればよい。例えば、両吐出口が隣接し並行に隣り合う位置から、互いに向かい合うように設置すればよく、特に０度〜１８０度の角度で設置することが好ましい。
また活性水素化合物（Ｂ）吐出口の数と有機イソシアナート化合物（Ａ）吐出口の数の比（（Ｂ）／（Ａ））は、１／２以上が望ましい。このことにより吐出する活性水素化合物（Ｂ）の線速を、有機イソシアナート化合物（Ａ）の線速よりも早くすることができ、有機イソシアナート化合物（Ａ）と活性水素化合物（Ｂ）とをより効率的に分散混合する事が可能となり、好ましい。
【００１８】
＜塗布条件＞
スプレーパターンは、必要に応じて変化できるが、リグノセルロース系材料が断続的又は連続的な流れを有している場合、その流れ方向を噴射角度０とした時、噴射角１０度程度から１５０度程度までが好適に使用できる。
また、必要により、有機イソシアナート化合物（Ａ）の平均粒子径を小さくする目的で有機イソシアナート化合物（Ａ）を加温し、有機イソシアナート化合物（Ａ）の粘度を下げる事が出来る。この際、加温する温度は２０〜１５０℃が好ましく、さらに好ましくは３０〜１００℃である。２０℃以上でミスト系が十分に小さくなるため好ましく、１５０℃以下で有機イソシアナート化合物（Ａ）の安定性が保たれるため好ましい。
有機イソシアナート化合物（Ａ）と活性水素化合物（Ｂ）を吐出する圧力は、通常０．１N/mm2〜２N/mm2であるが、この場合、夫々の成分の粘度により流量に微妙な変化が有るが、より粒子径を微細に正確な量を吐出し混合する為には、エアレススプレーで吐出圧力を５N/mm2以上にする事が望ましい。そうすることにより有機イソシアナート化合物（Ａ）の粘度にかかわらず所定量を吐出する事が出きる為好ましい。
【００１９】
[製造装置の用途]
本製造方法は、リグノセルロース系材料に有機イソシアナート化合物（Ａ）からなる接着剤と活性水素化合物（Ｂ）より構成される硬化剤成分をリグノセルロース系材料に分散し、非ホルムアルデヒド系リグノセルロース成形板を成形する方法に好適である。配管、スプレーノズルの詰まりを防止した接着剤塗布方法として有用である。
【００２０】
【実施例】
つぎに、本発明を実施例により更に詳細に説明するが、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は纏めて、表１に示した。例中特に断らない限りすべての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。
［製造条件（共通項目）］
【００２１】
［評価試験方法］
１．常態曲げ強さ（以下、「常態曲げ」と称する）
成形した試料から“パーチクルボード ＪＩＳ−Ａ−５９０８、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。結果を曲げ強さとして表示した。
２．湿潤時の曲げ強さ（以下、「湿潤Ａ」と称する）
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１００±３℃の温水中に２時間浸せきし、さらに常温水中に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。結果を表に湿潤時の曲げ強さ（湿潤Ａ）として表示した。
３．剥離強さ（以下、「剥離」と称する）
成形した試料から５０ｍｍ角に試験片を裁断した。次にＪＩＳ（ＪＩＳ−Ａ−５９０５及びＪＩＳ−Ａ−５９０８に記載の方法）に基づき剥離試験を行った。結果を表に剥離強さ（剥離）として表示した。
４．堆積試験
接着剤を混合し終わった状態で１時間、常温にて放置した後に通常のフォーミング、熱圧プレスを行い、常態曲げ強度を測定した。結果を表に残存率（％）として表示した。
５．サイクルテスト
リグノセルロース系材料への接着剤の塗布を４時間行い、その後特に断りの無い限り１時間、接着剤の塗布を停止し、その後さらに４時間の接着剤の塗布を行うというのを１サイクルとして、このサイクルを最大１０回繰り返し、工程上に生じる問題点を挙げた。
６．粒子径の測定
レーザー光による動的光散乱測定装置（DLS）により測定を行った。
光電管を二ヶ所に設置し、その間にレーザー光を通しそこにそれぞれのスプレーでイソシアネートをスプレーしそれぞれのガンによる粒子径を測定した。
７．総合判定
接着剤の塗布状態によりボードの成形板の物性に大きな影響を及ぼすことから総合的に判断した。その判定結果を示す評価記号は以下の通りである。
○ ： 物性良好なボードを問題なく製造できる状態
△ ： 物性は良好なものの、ボード製造に問題のある状態
▽ ： ボード製造は問題ないが、物性が低い状態
× ： ボード物性が低く、製造上問題のある状態
【００２２】
（実施例１）
ポリメリックＭＤＩ（三井化学（株）製：製品名コスモネートＭ−２００）と活性水素化合物として水をエア圧０．２N/mm2でスプレーイングシステムズ社製スプレーガンにて各々単独で吹き付け角度を０度（平行）でブレンダー内のチップに吹きつけた。得られたチップを三井化学（株）社製離型剤ＩＭＲ−１００を塗布した鋼製コール板上にフォーミングした後、上記したプレス条件にて熱圧後、鋼製コール板上の状態を観察したが、特に付着は観察されなかった。熱圧後の成形板は、物性測定用とし、上記した評価項目に従って評価したところ物性として常態曲げ試験、湿潤Ａ試験、中核剥離試験とも良好な結果が得られた。
また、接着剤塗布後１時間経過したチップを用い同様に成形後、物性測定を行ったところ物性の残存率は９３％であり１時間堆積後も物性が大きく落ちないことが分かった。また、サイクルテストを行った結果、１０サイクル終了後も接着剤の噴霧塗布になんら不具合も生じなかった。
【００２３】
（実施例２)
実施例１の方法において、硬化促進剤として硬化促進剤としてＡＫ−００１（三井化学（株）製離型剤）を対ＭＤＩ８％、内部離型剤としてＩＭＲ−１００（三井化学（株）製離型剤）を対チップ１％、それぞれ活性水素化合物である水に添加し、ポリメリックＭＤＩ（三井化学（株）製：製品名コスモネートＭ−２００）と共に、中央部分とその円周上に吐出口を有するスプレーイングシステムズ社製スプレーガンにてエア圧０．２N/mm2でブレンダー内のチップに吹き付け、コール盤として表面処理を行わない鋼製のコール盤を用いたほかは同様にして、チップに接着剤を噴霧塗布し、熱圧プレスを行い、同様の評価を行った。
評価の結果、鋼製コール盤に付着物は観察されなかった。また、物性試験、堆積試験共に良好な結果であった。また、サイクルテストを行った結果、１０サイクル終了後も接着剤の噴霧塗布になんら不具合も生じなかった。
【００２４】
（実施例３）
実施例１の方法に準じて、リグノセルロース系材料を木質ファイバーに変え、吐出圧力を７N/mm2で高圧塗布を行った以外は、実施例１と同様にしてボードを製造し、評価を行った。
評価の結果、ボード物性、堆積試験、サイクルテスト共に良好な結果であった。
【００２５】
(実施例４)
実施例２の方法に準じて、リグノセルロース系材料を木質ファイバーに変え、吐出圧力を７N/mm2で高圧塗布を行った以外は、実施例１と同様にしてボードを製造し、評価を行った。
評価の結果、ボード物性、堆積試験、サイクルテスト共に良好な結果であった。
【００２６】
(実施例５)
表層樹脂にメラミン系樹脂（三井化学（株）製）を用い表層用チップに１２％添加し、芯層用チップに対しポリメリックＭＤＩとしてコスモネートＭ−２００（三井化学（株）製）と活性水素化合物として水をエア圧０．２N/mm2でＰＡＬ社製２穴式スプレーガンにてブレンダー内のチップに吹きつけた。得られたチップを鋼製コール板上にフォーミングした後、上記したプレス条件にて熱圧後、鋼製コール板上の状態を観察したが、特に付着は観察されなかった。熱圧後の成形板は、物性測定用とし、上記した評価項目に従って評価したところ物性として常態曲げ試験、湿潤Ａ試験、中核剥離試験とも良好な結果が得られた。
また、接着剤塗布後１時間経過したチップを用い同様に成形後、物性測定を行ったところ物性の残存率は９３％であり１時間堆積後も物性が大きく落ちないことが分かった。また、サイクルテストを行った結果、１０サイクル終了後も接着剤の噴霧塗布になんら不具合も生じなかった。
【００２７】
（比較例）
実施例５の方法に準じて、通常アミノ系樹脂の吹付けに用いるスプレーガン（PAL社製１液吐出タイプ）を用い、ＭＤＩと水を別々に吹きつけた他は、同様の方法でボードを成形した。
評価の結果、ＭＤＩ吹き付け粒子径が大きく、ボード物性が低目に
なった。
また、接着剤塗布後１時間経過したチップを用い同様に成形後、物性測定を行ったところ物性の残存率は８０％であり、サイクルテストを行った結果、１０サイクル終了後の接着剤の噴霧塗布には、不具合が生じなかった。
【００２８】
【表１】
【００２９】
【発明の効果】
本発明方法に従えば、これまで困難とされてきた有機イソシアナート化合物と水等の活性水素化合物をそれぞれ単独で吐出分散し、外部で混合させる事で以下に示すような様々な効果を奏するものである。
即ち、有機イソシアナート化合物を水で希釈する必要がないので、該化合物を水に希釈させるための変性をする必要がなく、余分なコストがかからないので経済的であること、水と有機イソシアナート化合物の乳化物が混合器内、配管内、およびスプレーヘッドに存在しないため、有機イソシアナート化合物と水等の反応物の析出等が生じなくなることから、接着剤成分が所定量安定して供給することが可能となり、物性が安定化し、物性の低下等の不安定さが生じなくり、さらにライン閉塞等のライントラブル、即ち製造ラインの停止、立ち上げ、及び長期運転等によるライン閉塞、流量低下等のトラブルを生じにくくなること、また、活性水素化合物、硬化促進剤、内部離型剤等の添加剤等を有機イソシアナート化合物と別個に吹き付けることにより、添加剤システムの自由度が広がったことが挙げられ、さらに硬化速度、離型性等が自由に制御できるシステムを構築できること等から、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安定的に製造することができる。
【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板の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
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、パーチ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（ファイバー）の場合インシュレーションボード、中密度繊維板（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。
従来、パーチクルボード、ウエハーボード、ＯＳＢ，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（以下ボードと称する）の製造のために接着剤、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いう。）が広く用いられている。
これらの樹脂は安価で接着性に優れ、比較的短時間で硬化するという特質を有する。しかし、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、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を用いる等の改良が提案されているが、物性の低下が生じる等の問題がありまだ十分ではない。
また一方で、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。
しかし、リグノセルロース系材料用接着剤として有機イソシアナート化合物を用いた場合、優れた接着性により接着剤使用量が少ないことから、実際の使用に当たっては、該接着剤を適当な希釈剤で希釈または乳化分散して、十分に分散性を向上させてから、当該リグノセルロース系材料に添加するのが好ましいとされていた。
有機イソシアナート化合物を希釈剤で希釈する方法については、例えば水で希釈させるために有機ポリイソシアナートに変性を行い親水性を付与させる方法が開示されているが、有機イソシアナート化合物を変性することによってコストの上昇につながり、経済上好ましくない。
また乳化剤を使用することにより有機イソシアナート化合物を水で希釈する方法が開示されているが、これらの方法は有機イソシアナート化合物がその特性上水と反応することから、水で乳化した有機イソシアナート化合物が周りの水を徐々に反応し、接着能力の低下、および配管内への反応物の析出等を生じ、また物性面ではボード物性の低下および不安定を生じ、さらに工程面では製造ラインの停止、立ち上げ、および長期の運転等にライン閉塞、流量低下等の工程上の不具合を生じる等、種々の問題を引き起こす。
また、有機イソシアナート化合物を水で希釈する方法として、衝突混合方法、スタチックミキサーによる混合方法および洗浄方法等が開示されているが、接着剤、希釈剤の量に変動があると、得られる乳化物の乳化状態が安定しないばかりか、使用する添加剤の有機イソシアナート化合物との相性の悪いものは使用できないという欠点がある。また、これらの方法では定期的に混合器内を洗浄剤で洗浄しても完全には洗浄できず、長期の使用においてはやはり上記に挙げたような有機イソシアナート化合物と水との反応物がスケールとなって配管内の閉塞等を引き起こす結果となる。
このように、上記いずれの方法も各々、製造上のコスト高、工程上の問題等、種々の問題があり、実際の製造現場での長期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。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、従来の方法では満足できなかった工程上、物性上の問題を解決し、有機ポリイソシアナート系接着剤を用いる際に、有機イソシアナート化合物の反応物が配管内に付着することに起因するライントラブル等を起こさないで製造することが出来、さらに高品質のボードを効率良く安価に安定的に製造する方法を提供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、リグノセルロースを主原料とした熱圧成型ボードの製造方法において接着材料成分の塗布方法を鋭意検討した結果、有機イソシアナート化合物を特定の平均粒子径にして噴霧し、活性水素化合物及びリグノセルロースと混合することにより上記問題を解決する方法を見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、以下の（１）〜（７）を提供するものである。
（１）有機イソシアナート化合物（Ａ）と活性水素化合物（Ｂ）を用いてリグノセルロース成形板を製造する方法において、有機イソシアナート化合物（Ａ）と活性水素化合物（Ｂ）の吐出口が別々にあり、かつ、平均粒子径２００μｍ以下の有機イソシアナート化合物（Ａ）の微粒子を形成した後に、該有機イソシアネート化合物（Ａ）が、活性水素化合物（Ｂ）および／またはリグノセルロースと接触して、混合するリグノセルロース成形板の製造方法。
（２）有機イソシアネート化合物（Ａ）が、活性水素化合物（Ｂ）と先に接触後、リグノセルロースと接触して、混合する（１）に記載のリグノセルロース成形板の製造方法。
（３）有機イソシアナート化合物（Ａ）の吐出圧力が５Ｎ/mm2以上である（１）または（２）に記載のリグノセルロース成形板の製造方法。
（４）活性水素化合物（Ｂ）の吐出時の平均粒子径が５００μｍ以下である（１）〜（３）のいずれかに記載のリグノセルロース成形板の製造方法。
（５）有機イソシアナート化合物（Ａ）と活性水素化合物（Ｂ）を二重管型噴霧装置で噴霧し、有機イソシアナート化合物（Ａ）が吐出口の中心部分から、また活性水素化合物（Ｂ）がその円周から吐出する（１）〜（４）のいずれかに記載のリグノセルロース成形板の製造方法。
（６）活性水素化合物（Ｂ）に、さらに硬化促進剤（Ｃ）を添加する（１）〜（５）のいずれかに記載のリグノセルロース成形板の製造方法。
（７）活性水素化合物（Ｂ）に、さらに離型剤（Ｄ）を併用する（６）に記載のリグノセルロース成形板の製造方法。
【０００５】
【発明の実施の形態】
本願発明の成形板の製造方法は平均粒子径を１００μｍ以下とした有機イソシアナート化合物（Ａ）の粒子と、活性水素化合物（Ｂ）及びリグノセルロースと混合した後、熱圧成形する方法である。これらの各成分には必要に応じてその他添加剤を併用することができる。まず各成分について説明する。
【０００６】
[リグノセルロース]
本願発明に用いられるリグノセルロースは通常リグノセルロース系材料（以下このように称する）と呼称され、具体的にはパーチクルボード、ウエハーボード、ＯＳＢ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。
【０００７】
[有機イソシアナート化合物（Ａ）]
本発明における有機イソシアナート化合物（Ａ）としては、イソシアナート基を有する化合物であれば良く、何ら制限無く使用できる。
具体的には、たとえば、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）等や、上記イソシアナート化合物のいずれかを少なくとも１個の活性水素有する化合物で変性した変性イソシアナート等が挙げられる。この中では、ポリメリックＭＤＩが好ましい。
本発明の製造方法に用いる有機イソシアナート（Ａ）の平均粒子径は２００μｍ以下の微粒子、好ましくは１００μｍ以下、特に好ましくは５０μｍ以下であり、通常液を用いるのでミスト又は霧状である。
【０００８】
[活性水素化合物（Ｂ）]
本発明において使用される活性水素化合物（Ｂ）は、実質的にイソシアナートと反応する活性水素を有する化合物である。これらを何ら制限無く使用できるが、水、エチレングリコール、プロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、その他のポリエーテルポリオール類、ポリエステルポリオール等のポリオール類等が好適に用いられる。その中でも、特に水が好ましい。
活性水素化合物（Ｂ）の添加についてその粒子径に特に限定はないが、（Ａ）と接触させるに当たり活性水素化合物（Ｂ）の平均粒子径を５００μｍ以下とすることが好ましく、１００μｍ以下とすることが更に好ましく、５０μｍ以下とすることが最も好ましい。
【０００９】
[その他添加剤]
本発明において必要に応じてその他添加剤を併用してもよい。その他添加剤としては、例えば硬化促進剤（Ｃ）、離型剤（Ｄ）、乳化安定剤等が挙げられる。更に本発明においては所望の効果を阻害しない範囲で撥水剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、難燃剤、安定剤、界面活性剤、可塑剤、シランカップリング剤、ポバール、金属触媒、合成ゴムラテックス、アクリル系エマルジョン等を併用してもよい。
又リグノセルロース系材料に建築廃材等の回収材料が含まれる場合は、表層、芯層部の製造時に少なくとも一方にホルムアルデヒドキャッチャー剤を添加することが好ましい。
これらのその他添加剤の添加方法に制限はなく、独立してリグノセルロース系材料に添加してもよいが、通常イソシアナート化合物（Ａ）、活性水素化合物（Ｂ）の少なくとも一方に予め混合して用いられる。特に活性水素化合物（Ｂ）に混合して用いることが好ましい。
【００１０】
＜その他添加剤の混合方法＞
混合の方式は特に限定されないが、（Ａ）又は（Ｂ）成分がリグノセルロースに混合される直前のノズルに添加しても又事前に混合しても構わない。混合方法としては、バッチ式でも、連続式でも良い。混合の装置としては例えばホモジナイザー、スタチックミキサー等が使用できる。
【００１１】
<硬化促進剤（Ｃ）＞
本発明において用いる硬化促進剤（Ｃ）としては、有機イソシアナート化合物（Ａ）の反応活性を上げる働きのある物質ならば何等制限無く、どれでも使用出来る。
具体的には、例えば、通常ウレタン化学で公知のアミン触媒、金属触媒、含窒素化合物などが使用出来る。
これらの中でも、ボード製造後にボードより飛散したり、溶出したりする等を防止するには、アミン系開始剤等の有機イソシアナート化合物（Ａ）の反応活性を上げる働きを有する化合物を開始剤として酸化エチレン、酸化プロピレン、酸化ブチレン等のエポキシ化合物であ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級アミン等を触媒として製造されるポリエーテルポリオールが好ましく、ジカルボン酸グリコール類とのエステル化反応や酸無水物とグリコール類との付加反応、ポリカルボン酸とグリコール類とのエステル化反応により得られるポリエステルポリオールを共重合させたポリエーテルポリエステルポリオール共重合体等が好ましい。
ポリエーテルポリエステル共重合体とはポリエステルポリオールとポリエーテルポリオールをエステル交換触媒存在下等でエステル交換反応したり、酸無水物による開環反応によって得られた共重合体である。 これらの原料中の含有量に特に制限はないが窒素原子として通常０．１〜１２．０ｗｔ％、より好ましくは、１．０〜１０．０ｗｔ％である。
これら触媒成分は単独でも複数を併用してもよい。
【００１２】
＜離型剤（Ｄ）＞
本発明において必要に応じて離型剤（Ｄ）を併用してもよい。この離型剤は内部離型剤と呼称され、具体的には、ワックス系離型剤、金属石鹸系離型剤またはこれらの混合物等が挙げられる。ワックス類、金属石鹸類又はこれらの混合物が好適に使用できる。
ワックス系離型剤としては、具体的には、たとえば、キャンデリラワックス、カルナウバワックス、ライスワックス、木ろう、パームワックス、蜜蝋、ラノリン、鯨ろう、モンタンワックス、オゾケライト、セレシン、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、ペトロラタム、フィッシャー・トロプシュワックス、ポリエチレンワックス、変成ワックス、水素化ワックス、およびこれらの配合ワックス等のワックス類を挙げることができる。
金属石鹸系離型剤としては、制限はないが、特に炭素数８〜２８を有する飽和または不飽和脂肪族カルボン酸の金属塩が好ましく使用できる。金属石鹸系離型剤は単独でも複数を併用してもよい。
この金属石鹸系離型剤を形成するモノカルボン酸類としては、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等が挙げられる。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種以上を組み合わせて製造することができる。
上記した金属石鹸類は、本発明の有機イソシアナート化合物、リグノセルロース系材料の混合物中において、離型剤として存在すれば良い。従って金属塩の状態で添加して使用しても、それぞれを個別即ち脂肪族カルボン酸と金属化合物を別々に添加して使用しても良い。
また、上記の離型剤であるワックス類、金属石鹸類は必要に応じて乳化剤を用いて乳化物（水エマルション）として使用しても良い。
ここで、上記（Ｄ）成分を（Ａ）又は（Ｂ）に混合して使用しない場合、ボードの熱圧プレス時に熱盤に接着剤組成物等が付着しないように熱盤に離型剤（Ｄ）を外部離型剤として塗布してプレスすることが好ましい。
また内部離型剤と外部離型剤を併用してもよく、この時互いの離型剤は同じでも異なっていてもよい。
【００１３】
（乳化剤）
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あれば良く特に限定は無いが例えば、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。これらの界面活性剤は単独で用いても良いし、２種類以上を組み合わせて使用しても良い。
【００１４】
（乳化安定剤）
さらに、必要に応じて乳化安定剤を用いても良い。この場合の乳化安定剤としては離型剤およびこれらの乳化物を安定化することの出来るものであれば良く、特に制限はない。具体的には、例えば保護コロイドを形成するような天然高分子化合物、合成高分子化合物が挙げられ、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。
【００１５】
＜ホルムアルデヒドキャッチャー＞
ホルムアルデヒドキャッチャーとしては、ホルムアルデヒドと反応するものであればいずれでもよいが、酸アンモニウム塩、アルカリ金属の亜硫酸塩等が好適に用いられる。さらに中でもアミノ基を有する化合物、例えば尿素、グアニル尿素、メラミン、アンモニア等が望ましい。
【００１６】
[成形板の製造方法]
本願発明の成形板の製造方法は所定の平均粒子径以下とした有機イソシアナート化合物（Ａ）の粒子と、活性水素化合物（Ｂ）及びリグノセルロースと必要に応じてその他添加剤を混合した後、熱圧成形する方法である。有機イソシアナート化合物（Ａ）は所定の平均粒子径以下の微粒子としてリグノセルロース系材料に接触、混合できればいずれの方法にも適用可能であるが、通常以下のようにして製造される。
例えば、パーチクルボード製造設備の場合、木質材料は、チッパ−で細かく切断された後ドライヤーで乾燥され、分級工程で細かいチップと荒いチップに分別される。その後、夫々のチップがブレンダーと呼ばれる木材チップに接着剤と吹き付け混合する装置に添加され接着剤と混合させる。その後、フォーミング工程で表層、芯層、表層の３層構造に積み重ねられたマットを必要に応じてプリプレスした後、連続プレスあるいは多段プレスで熱圧成形する。
一方、ＭＤＦ製造設備で使用する場合は、以下の通りである。リグノセルロース系材料として木片をダイジェスターに供給してスチーム（ＳＴＭ）を用いて軟化し、その内部のリグニンを破壊する。その後リファイナーに送り、同方向又は異方向に回転するディスク間でチップを分解して繊維（解繊）にする。リファイナーによって得られた高温の湿潤繊維は、スチーム等の搬送ガスによってブローラインを経てドライヤーに供給される。その後ブレンダーがある場合は、ブレンダー通過後、フォーミングヘッドに供給され、フォーミングベルト上にフォーミングすることによって、いわゆるフォーミンマットを形成する。このフォーミンマットは必要に応じてプリプレスされた後、連続プレスまたは多段プレスによって熱圧される。
有機イソシアナート化合物（Ａ）、活性水素化合物（Ｂ）及びその他添加剤は熱圧プレス（予備プレスがある場合は予備プレス）までのいずれかの工程において添加される。例えばパーティクルボードにおいては、チップに粉砕した後のブレンダー内、また、ファイバーボードの場合、リファイナーの出口、およびブローライン内、ブレンダー内等のいずれかが挙げられる。
【００１７】
＜塗布装置＞
本発明において、上記有機イソシアナート化合物（Ａ）を所定の平均粒子径以下の粒子で塗布することができる装置であれば何でもよく特に制限はないが通常、エアレススプレー、エアスプレーのスプレーガン、およびスプレーノズルが好ましく使用できる。
エアレススプレーは、スプレーヘッド部の構造が簡単であるため好ましい。またエアスプレーは、ミスト径を小さくするのが容易であり、さらに低圧ポンプが使用できるため工業的に有利であり、同様に好ましい。
エアスプレーは、流体とアトマイズエアをスプレーガン外部で混合し、霧化する方法と、スプレーガン内部で流体とアトマイズエアを混合する方法のどちらでも好適に使用できる。
スプレーガン、スプレーノズルの設置個数はリグノセルロース系材料の流量により任意の数を設置できる。また、塗料用多頭ガンのように吐出口が複数個並列に並んだスプレーを用いてもよい。
本発明のスプレーガン、もしくはスプレーノズルとして、具体的には、例えば、アメリカにあるスプレーイングシステムズ社製の製品、日本にある（株）アトマックス社製の製品、イタリアPAL社製製品などが望ましい。
いずれの場合でも、吐出された有機イソシアナート化合物（Ａ）が所定の平均粒子径以下の微粒子を形成した後に、活性水素化合物（Ｂ）又はリグノセルロース系材料と接触混合される。なお、微粒子を形成した有機イソシアナート化合物（Ａ）は活性水素化合物（Ｂ）、リグノセルロース系材料のいずれかと一方と接触後、他方と接触しても同時に接触してもよいが、活性水素化合物（Ｂ）と先に接触することが好ましい。
また有機イソシアナート化合物（Ａ）の微粒子と活性水素化合物（Ｂ）の微粒子が十分混合されるように（Ａ）、（Ｂ）を噴霧することが好ましい。
そのような方法としては有機イソシアナート化合物（Ａ）と活性水素化合物（Ｂ）の吐出口を、一体化したものでもそれぞれ単独のスプレーとしてもよい。そのとき、それぞれの粒子のリグノセルロース系材料への投射面（スプレーされた微粒子がリグノセルロース系材料に降りかかる部位）が５０％以上重なる様に噴霧する事が好ましく、７０％以上とすることが更に好ましく、９０％以上とすることが特に好ましく、実質的に投射面が重なる様に噴霧することが最も好ましい。
（Ａ）、（Ｂ）の吐出口を一体化する方法としては例えば二重管構造とし、一方から（Ａ）、他方から（Ｂ）を吐出させる。活性水素化合物（Ｂ）の吐出口を、有機イソシアナート化合物（Ａ）吐出口の外側にすることが好ましい。又必要に応じて更に３重管、４重管、５重管等の多重管構造とし、（Ａ）、（Ｂ）を交互に吐出させてもよい。
また（Ａ）、（Ｂ）の吐出口を独立して設置する場合、それぞれの吐出口から噴霧される粒子が互いに実質的に混合される様に配置すればよい。例えば、両吐出口が隣接し並行に隣り合う位置から、互いに向かい合うように設置すればよく、特に０度〜１８０度の角度で設置することが好ましい。
また活性水素化合物（Ｂ）吐出口の数と有機イソシアナート化合物（Ａ）吐出口の数の比（（Ｂ）／（Ａ））は、１／２以上が望ましい。このことにより吐出する活性水素化合物（Ｂ）の線速を、有機イソシアナート化合物（Ａ）の線速よりも早くすることができ、有機イソシアナート化合物（Ａ）と活性水素化合物（Ｂ）とをより効率的に分散混合する事が可能となり、好ましい。
【００１８】
＜塗布条件＞
スプレーパターンは、必要に応じて変化できるが、リグノセルロース系材料が断続的又は連続的な流れを有している場合、その流れ方向を噴射角度０とした時、噴射角１０度程度から１５０度程度までが好適に使用できる。
また、必要により、有機イソシアナート化合物（Ａ）の平均粒子径を小さくする目的で有機イソシアナート化合物（Ａ）を加温し、有機イソシアナート化合物（Ａ）の粘度を下げる事が出来る。この際、加温する温度は２０〜１５０℃が好ましく、さらに好ましくは３０〜１００℃である。２０℃以上でミスト系が十分に小さくなるため好ましく、１５０℃以下で有機イソシアナート化合物（Ａ）の安定性が保たれるため好ましい。
有機イソシアナート化合物（Ａ）と活性水素化合物（Ｂ）を吐出する圧力は、通常０．１N/mm2〜２N/mm2であるが、この場合、夫々の成分の粘度により流量に微妙な変化が有るが、より粒子径を微細に正確な量を吐出し混合する為には、エアレススプレーで吐出圧力を５N/mm2以上にする事が望ましい。そうすることにより有機イソシアナート化合物（Ａ）の粘度にかかわらず所定量を吐出する事が出きる為好ましい。
【００１９】
[製造装置の用途]
本製造方法は、リグノセルロース系材料に有機イソシアナート化合物（Ａ）からなる接着剤と活性水素化合物（Ｂ）より構成される硬化剤成分をリグノセルロース系材料に分散し、非ホルムアルデヒド系リグノセルロース成形板を成形する方法に好適である。配管、スプレーノズルの詰まりを防止した接着剤塗布方法として有用である。
【００２０】
【実施例】
つぎに、本発明を実施例により更に詳細に説明するが、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は纏めて、表１に示した。例中特に断らない限りすべての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。
［製造条件（共通項目）］
［評価試験方法］
１．常態曲げ強さ（以下、「常態曲げ」と称する）
成形した試料から“パーチクルボード ＪＩＳ−Ａ−５９０８、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。結果を曲げ強さとして表示した。
２．湿潤時の曲げ強さ（以下、「湿潤Ａ」と称する）
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１００±３℃の温水中に２時間浸せきし、さらに常温水中に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。結果を表に湿潤時の曲げ強さ（湿潤Ａ）として表示した。
３．剥離強さ（以下、「剥離」と称する）
成形した試料から５０ｍｍ角に試験片を裁断した。次にＪＩＳ（ＪＩＳ−Ａ−５９０５及びＪＩＳ−Ａ−５９０８に記載の方法）に基づき剥離試験を行った。結果を表に剥離強さ（剥離）として表示した。
４．堆積試験
接着剤を混合し終わった状態で１時間、常温にて放置した後に通常のフォーミング、熱圧プレスを行い、常態曲げ強度を測定した。結果を表に残存率（％）として表示した。
５．サイクルテスト
リグノセルロース系材料への接着剤の塗布を４時間行い、その後特に断りの無い限り１時間、接着剤の塗布を停止し、その後さらに４時間の接着剤の塗布を行うというのを１サイクルとして、このサイクルを最大１０回繰り返し、工程上に生じる問題点を挙げた。
６．粒子径の測定
レーザー光による動的光散乱測定装置（DLS）により測定を行った。
光電管を二ヶ所に設置し、その間にレーザー光を通しそこにそれぞれのスプレーでイソシアネートをスプレーしそれぞれのガンによる粒子径を測定した。
７．総合判定
接着剤の塗布状態によりボードの成形板の物性に大きな影響を及ぼすことから総合的に判断した。その判定結果を示す評価記号は以下の通りである。
○ ： 物性良好なボードを問題なく製造できる状態
△ ： 物性は良好なものの、ボード製造に問題のある状態
▽ ： ボード製造は問題ないが、物性が低い状態
× ： ボード物性が低く、製造上問題のある状態
【００２２】
（実施例１）
ポリメリックＭＤＩ（三井化学（株）製：製品名コスモネートＭ−２００）と活性水素化合物として水をエア圧０．２N/mm2でスプレーイングシステムズ社製スプレーガンにて各々単独で吹き付け角度を０度（平行）でブレンダー内のチップに吹きつけた。得られたチップを三井化学（株）社製離型剤ＩＭＲ−１００を塗布した鋼製コール板上にフォーミングした後、上記したプレス条件にて熱圧後、鋼製コール板上の状態を観察したが、特に付着は観察されなかった。熱圧後の成形板は、物性測定用とし、上記した評価項目に従って評価したところ物性として常態曲げ試験、湿潤Ａ試験、中核剥離試験とも良好な結果が得られた。
また、接着剤塗布後１時間経過したチップを用い同様に成形後、物性測定を行ったところ物性の残存率は９３％であり１時間堆積後も物性が大きく落ちないことが分かった。また、サイクルテストを行った結果、１０サイクル終了後も接着剤の噴霧塗布になんら不具合も生じなかった。
【００２３】
（実施例２)
実施例１の方法において、硬化促進剤として硬化促進剤としてＡＫ−００１（三井化学（株）製離型剤）を対ＭＤＩ８％、内部離型剤としてＩＭＲ−１００（三井化学（株）製離型剤）を対チップ１％、それぞれ活性水素化合物である水に添加し、ポリメリックＭＤＩ（三井化学（株）製：製品名コスモネートＭ−２００）と共に、中央部分とその円周上に吐出口を有するスプレーイングシステムズ社製スプレーガンにてエア圧０．２N/mm2でブレンダー内のチップに吹き付け、コール盤として表面処理を行わない鋼製のコール盤を用いたほかは同様にして、チップに接着剤を噴霧塗布し、熱圧プレスを行い、同様の評価を行った。
評価の結果、鋼製コール盤に付着物は観察されなかった。また、物性試験、堆積試験共に良好な結果であった。また、サイクルテストを行った結果、１０サイクル終了後も接着剤の噴霧塗布になんら不具合も生じなかった。
【００２４】
（実施例３）
実施例１の方法に準じて、リグノセルロース系材料を木質ファイバーに変え、吐出圧力を７N/mm2で高圧塗布を行った以外は、実施例１と同様にしてボードを製造し、評価を行った。
評価の結果、ボード物性、堆積試験、サイクルテスト共に良好な結果であった。
【００２５】
(実施例４)
実施例２の方法に準じて、リグノセルロース系材料を木質ファイバーに変え、吐出圧力を７N/mm2で高圧塗布を行った以外は、実施例１と同様にしてボードを製造し、評価を行った。
評価の結果、ボード物性、堆積試験、サイクルテスト共に良好な結果であった。
【００２６】
(実施例５)
表層樹脂にメラミン系樹脂（三井化学（株）製）を用い表層用チップに１２％添加し、芯層用チップに対しポリメリックＭＤＩとしてコスモネートＭ−２００（三井化学（株）製）と活性水素化合物として水をエア圧０．２N/mm2でＰＡＬ社製２穴式スプレーガンにてブレンダー内のチップに吹きつけた。得られたチップを鋼製コール板上にフォーミングした後、上記したプレス条件にて熱圧後、鋼製コール板上の状態を観察したが、特に付着は観察されなかった。熱圧後の成形板は、物性測定用とし、上記した評価項目に従って評価したところ物性として常態曲げ試験、湿潤Ａ試験、中核剥離試験とも良好な結果が得られた。
また、接着剤塗布後１時間経過したチップを用い同様に成形後、物性測定を行ったところ物性の残存率は９３％であり１時間堆積後も物性が大きく落ちないことが分かった。また、サイクルテストを行った結果、１０サイクル終了後も接着剤の噴霧塗布になんら不具合も生じなかった。
【００２７】
（比較例）
実施例５の方法に準じて、通常アミノ系樹脂の吹付けに用いるスプレーガン（PAL社製１液吐出タイプ）を用い、ＭＤＩと水を別々に吹きつけた他は、同様の方法でボードを成形した。
評価の結果、ＭＤＩ吹き付け粒子径が大きく、ボード物性が低目に
なった。
また、接着剤塗布後１時間経過したチップを用い同様に成形後、物性測定を行ったところ物性の残存率は８０％であり、サイクルテストを行った結果、１０サイクル終了後の接着剤の噴霧塗布には、不具合が生じなかった。
【００２８】
【表１】
【発明の効果】
本発明方法に従えば、これまで困難とされてきた有機イソシアナート化合物と水等の活性水素化合物をそれぞれ単独で吐出分散し、外部で混合させる事で以下に示すような様々な効果を奏するものである。
即ち、有機イソシアナート化合物を水で希釈する必要がないので、該化合物を水に希釈させるための変性をする必要がなく、余分なコストがかからないので経済的であること、水と有機イソシアナート化合物の乳化物が混合器内、配管内、およびスプレーヘッドに存在しないため、有機イソシアナート化合物と水等の反応物の析出等が生じなくなることから、接着剤成分が所定量安定して供給することが可能となり、物性が安定化し、物性の低下等の不安定さが生じなくり、さらにライン閉塞等のライントラブル、即ち製造ラインの停止、立ち上げ、及び長期運転等によるライン閉塞、流量低下等のトラブルを生じにくくなること、また、活性水素化合物、硬化促進剤、内部離型剤等の添加剤等を有機イソシアナート化合物と別個に吹き付けることにより、添加剤システムの自由度が広がったことが挙げられ、さらに硬化速度、離型性等が自由に制御できるシステムを構築できること等から、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安定的に製造することができる。
Claims (7)
- 有機イソシアナート化合物（Ａ）と活性水素化合物（Ｂ）を用いてリグノセルロース成形板を製造する方法において、
有機イソシアナート化合物（Ａ）と活性水素化合物（Ｂ）の吐出口が別々にあり、かつ、
平均粒子径２００μｍ以下の有機イソシアナート化合物（Ａ）の微粒子を形成した後に、該有機イソシアネート化合物（Ａ）が、活性水素化合物（Ｂ）および／またはリグノセルロースと接触して、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。 - 前記有機イソシアネート化合物（Ａ）が、活性水素化合物（Ｂ）と先に接触後、リグノセルロースと接触して、混合する
ことを特徴とする請求項１に記載のリグノセルロース成形板の製造方法。 - 有機イソシアナート化合物（Ａ）の吐出圧力が５Ｎ/mm2以上であることを特徴とする請求項１または２に記載のリグノセルロース成形板の製造方法。
- 活性水素化合物（Ｂ）の吐出時の平均粒子径が５００μｍ以下であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のリグノセルロース成形板の製造方法。
- 有機イソシアナート化合物（Ａ）と活性水素化合物（Ｂ）を二重管型噴霧装置で噴霧し、有機イソシアナート化合物（Ａ）が吐出口の中心部分から、また活性水素化合物（Ｂ）がその円周から吐出することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のリグノセルロース成形板の製造方法。
- 活性水素化合物（Ｂ）に、さらに硬化促進剤（Ｃ）を添加することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のリグノセルロース成形板の製造方法。
- 活性水素化合物（Ｂ）に、さらに離型剤（Ｄ）を併用することを特徴とする請求項６に記載のリグノセルロース成形板の製造方法。
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