JP6169770B1 - 中密度繊維板の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】中密度繊維板（ＭＤＦ）の製造工程において、接着剤を塗布した後に加熱乾燥する工程があっても、機械的強度が高い中密度繊維板が得られる。【解決手段】先ず、接着剤の主成分として有機イソシアネート化合物と、接着剤の添加剤として重量平均分子量６０〜２００の多価アルコールとを用意する。次いで、イソシアヌレート化触媒を含まずかつ有機イソシアネート化合物１００質量部に対して多価アルコールが５〜３０質量部となるように接着剤の主成分及び添加剤を木質ファイバーに噴霧する。次に、上記接着剤の主成分及び添加剤を噴霧した木質ファイバーを乾燥してこの木質ファイバーの含水率を５．０〜１０．０％に調整する。更に、この乾燥した木質ファイバーを１５０〜２５０℃の温度及び０．５〜５．０ＭＰａの圧力で熱圧成形する。【選択図】なし
Description
本発明は、接着剤を木質ファイバーに噴霧し乾燥し更に熱圧成形して中密度繊維板（Medium Density Fiberboard：ＭＤＦ）を製造する方法に関するものである。
従来、木材及びその二次加工品、合板、パーティクルボード、中密度繊維板等の接着剤として尿素樹脂、尿素メラミン樹脂、フェノール樹脂等が極めて多量に使用されているけれども、得られた成形品からはホルムアルデヒドが放出されるため、環境上問題となっている。
この点を解消するために、非ホルマリン系接着剤が検討されており、接着剤として有機イソシアネート化合物と、イソシアヌレート化触媒及び活性水素基含有化合物をスプレー塗布する熱圧成形ボードの製造方法（例えば、特許文献１参照。）や、有機イソシアネート系化合物と、官能基数が２〜８でありかつ重量平均分子量が６０〜１０００であるポリオールを含む高耐水性の複合材料形成用接着剤組成物（例えば、特許文献２参照。）などが提案されている。
上記特許文献１の熱圧成形ボードの製造方法では、先ず、木質チップを解繊して得られた木質ファイバーに有機イソシアネート化合物、イソシアヌレート化触媒及びポリオールをそれぞれスプレー塗布した後に、この木質ファイバーのマット含水率が１０％になるまで乾燥させる。次に、この木質ファイバーを取り出して、成形後の熱圧成形体の密度が設定密度になるように計量し、鉄板上にボードサイズになるようにフォーミング成形装置を用いてフォーミングした後に、同形状の鉄板を上に載せ、所定の条件で熱圧成形する。この結果、機械的物性に優れたボードを得ることができる。
一方、上記特許文献２の高耐水性の複合材料形成用接着剤組成物では、有機イソシアネート系化合物のＮＣＯとポリオールのＯＨとのＮＣＯ／ＯＨインデックスが０．７以下である。この接着剤組成物を用いて木質ファイバーボードを製造するには、先ず、通常のＭＤＦやＩＢ（軟質繊維板）の製造に用いられているディファイブレーター等を用いて木材を解繊し、木質ファイバーを作製する。このとき木質ファイバーを、乾燥機を用いて乾燥させ、含水率を３重量％に調整する。次いで、木質ファイバーをブレンダー中へ入れ、ブレンダー羽根を回転させながら、スプレーガンを用いて、木質ファイバーに上記有機イソシアネート系化合物を徐々に噴霧塗布し均一分散させる。次に、蒸留水及び上記ポリオールも同様に、スプレーガンを用いて、徐々に噴霧塗布し均一分散させる。更に、離型剤を塗布しておいた鋼製コール盤上に、木質ファイバーを所定の大きさに均一にフォーミングし、予め離型剤を塗布しておいた鋼製コール盤の塗布面を、フォーミングした木質ファイバー面へ被せ、熱圧プレスし、単層の木質ファイバーボードを成形する。
上記接着剤組成物では、リグノセルロース類や無機材料を容易に接着できる。また、上記木質ファイバーボードでは、吸水及び吸湿厚さ膨張率、吸湿長さ膨張率、曲げ強さ、二次加工性及び剥離強度に優れ、かつ耐水性に優れた、高品質の木質ファイバーボードを得ることができる。
しかし、上記従来の特許文献１に示された熱圧成形ボードの製造方法では、有機イソシアネート化合物及び添加剤としてイソシアヌレート化触媒又はポリオールのいずれか一方又は双方を用いているが、分子量の小さいポリオールとイソシアヌレート化触媒を併用した場合、熱圧成形前に有機イソシアネート化合物の硬化反応が促進されて、ボードの機械的強度が低下する問題点があった。また、上記従来の特許文献２に示された高耐水性の複合材料形成用接着剤組成物では、木質ファイバーを乾燥した後に、接着剤の成分である有機イソシアネート系化合物及びポリオールを木質ファイバーに分散させているため、木質ファイバーが小さな塊（いわゆるダマ）になってしまい、熱圧成形後の木質ファイバーボードの密度が不均一になって、機械的強度が低下する不具合があった。更に、解繊した木質ファイバーに接着剤を塗布した後に、所定のマット含水率まで加熱乾燥させて、熱圧成形する一般的な中密度繊維板（ＭＤＦ）の製造工程においては、特許文献２に示された接着剤組成物は、熱圧成形前に有機イソシアネート化合物の硬化反応が促進されて、ボードの機械的強度が低下する問題点があった。
本発明の第１の目的は、中密度繊維板（ＭＤＦ）の製造工程において、接着剤を塗布した後に加熱乾燥する工程があっても、機械的強度が高い中密度繊維板を得ることができる、中密度繊維板の製造方法を提供することにある。本発明の第２の目的は、イソシアヌレート化触媒を用いずに、機械的強度が高い中密度繊維板を得ることができる、中密度繊維板の製造方法を提供することにある。
本発明の第１の観点は、接着剤の主成分として有機イソシアネート化合物と、接着剤の添加剤として重量平均分子量６０〜２００の多価アルコールとを用意する工程と、イソシアヌレート化触媒を含まずかつ有機イソシアネート化合物１００質量部に対して多価アルコールが５〜３０質量部となるように接着剤の主成分及び添加剤を木質ファイバーに噴霧する工程と、上記接着剤の主成分及び添加剤を噴霧した木質ファイバーを乾燥してこの木質ファイバーの含水率を５．０〜１０．０％に調整する工程と、この乾燥した木質ファイバーを１５０〜２５０℃の温度及び０．５〜５．０ＭＰａの圧力で熱圧成形する工程とを含む中密度繊維板の製造方法である。なお、本発明の中密度繊維板の製造方法では、有機イソシアネート化合物と多価アルコールとを上記割合で混合した混合液を噴霧する製造方法であってもよく、或いは有機イソシアネート化合物と多価アルコールを上記割合で別々に噴霧する製造方法であってもよい。
本発明の第２の観点は、第１の観点に基づく発明であって、更に多価アルコールが、重量平均分子量６２のエチレングリコール、重量平均分子量７６のプロピレングリコール、重量平均分子量１３８．１７のベンゼンジエタノール、又は重量平均分子量２００のポリエチレングリコールであることを特徴とする。
本発明の第１の観点の中密度繊維板の製造方法では、接着剤の主成分である有機イソシアネート化合物１００質量部に対して、接着剤の添加剤である多価アルコールが５〜３０質量部となるように、接着剤の主成分及び添加剤を木質ファイバーに噴霧した後に、この接着剤の主成分及び添加剤を噴霧した木質ファイバーを乾燥し、更にこの乾燥した木質ファイバーを熱圧成形したので、木質ファイバーを乾燥した後に、有機イソシアネート系化合物及びポリオールを木質ファイバーに分散させた従来の高耐水性の複合材料形成用接着剤組成物と比較して、木質ファイバーが小さな塊（いわゆるダマ）になることを防止でき、熱圧成形後に密度が均一な中密度繊維板を得ることができる。また、多価アルコールの重量平均分子量が６０〜２００と小さいので、多価アルコールが有機イソシアネート化合物と反応したときの架橋密度が高くなる、即ち多価アルコールと有機イソシアネート化合物との反応硬化物の架橋密度が高くなる。この結果、中密度繊維板の機械的強度を高くすることができ、中密度繊維板の吸水厚さ膨張率を低減できるとともに、接着剤の接着力を低下させずに多価アルコールの添加量を低減できる。
また、接着剤にイソシアヌレート化触媒を含まないので、接着剤の主成分及び添加剤を木質ファイバーに噴霧した後であって熱圧成形前に、有機イソシアネート化合物の硬化反応が促進され過ぎることがない。この結果、機械的強度が高い中密度繊維板を得ることができるとともに、接着剤に添加する成分の種類が少なくなり、中密度繊維板の製造工数を低減できる。また、有機イソシアネート化合物１００質量部に対する多価アルコールの割合が５〜３０質量部であるので、中密度繊維板の機械的強度を更に高くすることができ、中密度繊維板の吸水厚さ膨張率を更に低減できる。更に、乾燥工程で木質ファイバーの含水率を５．０〜１０．０％に調整したので、熱圧成形によりパンクが発生することなく中密度繊維板を製造できる。ここで、パンクとは、中密度繊維板を熱圧成形した後、解圧したときに、中密度繊維板中の水蒸気が急激に膨張して中密度繊維板が破裂することをいう。
次に本発明を実施するための形態を説明する。中密度繊維板を製造するために、先ず、接着剤の主成分として有機イソシアネート化合物と、接着剤の添加剤として多価アルコールとを用意する。ここで、中密度繊維板とは、ＪＩＳ Ａ ５９０５に基づきドライプロセスによって製造される繊維板のうち密度が０．３５〜０．８０ｇ／ｃｍ3の範囲内のものをいう。また、有機イソシアネート化合物としては、４,４'-ジフェルメタンジイソシアネート、ポリメチレンポリフェニレンポリイソシアネート、２,４-トリレンジイソシアネート、２,６-トリレンジイソシアネート、キシレン-１,４-ジイソシアネート、キシレン-１,３-ジイソシアネート、２,４'-ジフェルメタンジイソシアネート、２,２'-ジフェルメタンジイソシアネート、４,４'-ジフェニルエーテルジイソシアネート等が挙げられる。更に、多価アルコールの重量平均分子量は６０〜２００である。具体的には、多価アルコールは、重量平均分子量６２のエチレングリコール、重量平均分子量７６のプロピレングリコール、重量平均分子量１３８．１７のベンゼンジエタノール、又は重量平均分子量２００のポリエチレングリコールであることが好ましい。ここで、多価アルコールの重量平均分子量を６０〜２００の範囲内に限定したのは、６０未満では有機イソシアネート化合物との反応が速くなり過ぎてしまい、２００を超えると多価アルコールと有機イソシアネート化合物との反応硬化物の架橋密度が低くなり、接着剤を用いて製造される中密度繊維板の機械的強度が低下してしまうからである。
次いで、イソシアヌレート化触媒を含まずかつ有機イソシアネート化合物１００質量部に対して多価アルコールが５〜３０質量部となるように接着剤の主成分及び添加剤を木質ファイバーに噴霧する。ここで、接着剤にイソシアヌレート化触媒を含まないため、接着剤を木質ファイバーに噴霧した後であって後述の熱圧成形前に、有機イソシアネート化合物の硬化反応が促進され過ぎることがない。これにより、機械的強度が高い中密度繊維板を得ることができるとともに、接着剤に添加する成分の種類が少なくなり、中密度繊維板の製造工数を低減できる。また、有機イソシアネート化合物１００質量部に対する多価アルコールの割合を５〜３０質量部の範囲内に限定したのは、この範囲外では中密度繊維板の機械的強度が低下するとともに吸水厚さ膨張率が増大してしまうからである。更に、有機イソシアネート化合物の「ＮＣＯ」と多価アルコールの「ＯＨ」との比であるＮＣＯ／ＯＨインデックスは０．５〜１５．０であることが好ましい。ここで、ＮＣＯ／ＯＨインデックスをＩＤとし、有機イソシアネート化合物の質量をＡ1とし、有機イソシアネート化合物中のＮＣＯ含有量をＢ1とし、多価アルコールの質量をＡ2とし、多価アルコールのＯＨ含有量をＢ2とするとき、ＩＤ（ＮＣＯ／ＯＨインデックス）は次の式（１）で表される。
ＩＤ＝［(Ａ1×Ｂ1／４２)／(Ａ2×Ｂ2／５６１００)］……（１）
式（１）において、「４２」はＮＣＯの分子量であり、「５６１００」はＫＯＨの分子量（ｍｇ）である。そして、ＮＣＯ／ＯＨインデックスを０．５〜１５．０の範囲内に限定したのは、有機イソシアネート化合物１００質量部に対する多価アルコールの割合を５〜３０質量部の範囲内に限定した理由と同様に、この範囲を外れると、中密度繊維板の機械的強度が低下するとともに吸水厚さ膨張率が増大してしまうからである。
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式（１）において、「４２」はＮＣＯの分子量であり、「５６１００」はＫＯＨの分子量（ｍｇ）である。そして、ＮＣＯ／ＯＨインデックスを０．５〜１５．０の範囲内に限定したのは、有機イソシアネート化合物１００質量部に対する多価アルコールの割合を５〜３０質量部の範囲内に限定した理由と同様に、この範囲を外れると、中密度繊維板の機械的強度が低下するとともに吸水厚さ膨張率が増大してしまうからである。
一方、木質ファイバーは、木質チップをディファイブレーター、リファイナー等を用いて解繊することにより得られる。また、有機イソシアネート化合物の木質ファイバーへの噴霧量は、木質ファイバー１００質量部（絶乾質量）に対して２〜１５質量部であることが好ましい。ここで、有機イソシアネート化合物の木質ファイバーへの噴霧量を木質ファイバー１００質量部（絶乾質量）に対して２〜１５質量部の範囲内に限定したのは、２質量部未満では中密度繊維板の機械的強度が極端に低下してしまい、１５質量部を超えると熱圧成形時における熱盤への木質ファイバーの付着が離型剤を塗布しても防ぎきれないからである。また、有機イソシアネート化合物及び多価アルコールを木質ファイバーに噴霧する方法としては、有機イソシアネート化合物と多価アルコールを予め混合してから噴霧してもよいし、或いは有機イソシアネート化合物と多価アルコールとをそれぞれ別々に木質ファイバーに噴霧してもよい。別々に噴霧する場合は、多価アルコールを噴霧した後に有機イソシアネート化合物を噴霧してもよく、有機イソシアネート化合物を噴霧した後に多価アルコールを噴霧してもよく、或いは有機イソシアネート化合物と多価アルコールを同時に噴霧してもよい。
次に、接着剤の主成分及び添加剤を噴霧した木質ファイバーをドライヤー等で加熱乾燥して木質ファイバーの含水率を５．０〜１０．０％に調整する。ここで、木質ファイバーの含水率を５．０〜１０．０％の範囲内に限定したのは、５．０％未満では木質ファイバーの水分が少なすぎて中密度繊維板を熱圧成形できず、１０．０％を超えると熱圧成形後に解圧したときに中密度繊維板中の水蒸気が急激に膨張して破裂するいわゆるパンクが発生してしまうからである。
更に、上記乾燥した木質ファイバーを１５０〜２５０℃の温度及び０．５〜５．０ＭＰａの圧力で熱圧成形する。ここで、熱圧成形時の温度を１５０〜２５０℃の範囲内に限定したのは、１５０℃未満では接着剤の硬化不良により中密度繊維板が成形不良又は強度不足になり、２５０℃を超えると木質材料の発火点に近付いてしまうからである。また、熱圧成形時の圧力を０．５〜５．０ＭＰａの範囲内に限定したのは、０．５ＭＰａ未満では規定の厚さに成形できず、５．０ＭＰａを超えることは、一般的な中密度繊維板の製造設備では難しく、また高すぎる圧力で熱圧すると中密度繊維板がパンクし易いからである。
このように製造された中密度繊維板では、接着剤の主成分である有機イソシアネート化合物１００質量部に対して、接着剤の添加剤である多価アルコールが５〜３０質量部となるように、接着剤の主成分及び添加剤を木質ファイバーに噴霧した後に、この接着剤の主成分及び添加剤を噴霧した木質ファイバーを乾燥し、更にこの乾燥した木質ファイバーを熱圧成形したので、木質ファイバーを乾燥した後に、有機イソシアネート系化合物及びポリオールを木質ファイバーに分散させた従来の高耐水性の複合材料形成用接着剤組成物と比較して、木質ファイバーが小さな塊（いわゆるダマ）になることを防止でき、熱圧成形後に密度が均一な中密度繊維板を得ることができる。
次に本発明の実施例を比較例とともに詳しく説明する。
＜実施例１＞
予め、木質ファイバーを作製しておいた。具体的には、通常の中密度繊維板（ＭＤＦ）や軟質繊維板（ＩＢ）の製造に用いられる機械であるリファイナーにより、木材を解繊して木質ファイバーを作製しておいた。この木質ファイバーの含水率は全乾法で１５質量部であった。先ず、接着剤の主成分である有機イソシアネート化合物として光洋産業社製のＡＰ（ＮＣＯ含有量：３１．１％）を用意し、接着剤の添加剤である重量平均分子量６０〜２００の多価アルコールとして重量平均分子量６２のエチレングリコールを用意した。次いで、有機イソシアネート化合物１００質量部に対して多価アルコールが５質量部となるように接着剤の主成分及び添加剤を木質ファイバーにそれぞれ別々に噴霧した。具体的には、ブレンダー（混合機）中で木質ファイバーに接着剤の主成分及び添加剤を上記割合でスプレーガン用いて均一にそれぞれ噴霧し塗布した。但し、上記有機イソシアネート化合物の噴霧量は木質ファイバー１００質量部（絶乾質量）に対して５質量部であった。次に、上記接着剤を均一に塗布した木質ファイバーを、マット含水率が所定値になるまで加熱して乾燥させた。更に、この乾燥した木質ファイバーを、所定密度の中密度繊維板（ＭＤＦ）になるように計量し、予め外部離型剤として離型剤を塗布しておいた鋼製コール盤上にこの計量した木質ファイバーをフォーミングし、予め外部離型剤として離型剤を塗布しておいた鋼製コール盤の塗布面を、上記フォーミングしたファイバー面に被せ、次の条件で熱圧成形した。この中密度繊維板を実施例１とした。
予め、木質ファイバーを作製しておいた。具体的には、通常の中密度繊維板（ＭＤＦ）や軟質繊維板（ＩＢ）の製造に用いられる機械であるリファイナーにより、木材を解繊して木質ファイバーを作製しておいた。この木質ファイバーの含水率は全乾法で１５質量部であった。先ず、接着剤の主成分である有機イソシアネート化合物として光洋産業社製のＡＰ（ＮＣＯ含有量：３１．１％）を用意し、接着剤の添加剤である重量平均分子量６０〜２００の多価アルコールとして重量平均分子量６２のエチレングリコールを用意した。次いで、有機イソシアネート化合物１００質量部に対して多価アルコールが５質量部となるように接着剤の主成分及び添加剤を木質ファイバーにそれぞれ別々に噴霧した。具体的には、ブレンダー（混合機）中で木質ファイバーに接着剤の主成分及び添加剤を上記割合でスプレーガン用いて均一にそれぞれ噴霧し塗布した。但し、上記有機イソシアネート化合物の噴霧量は木質ファイバー１００質量部（絶乾質量）に対して５質量部であった。次に、上記接着剤を均一に塗布した木質ファイバーを、マット含水率が所定値になるまで加熱して乾燥させた。更に、この乾燥した木質ファイバーを、所定密度の中密度繊維板（ＭＤＦ）になるように計量し、予め外部離型剤として離型剤を塗布しておいた鋼製コール盤上にこの計量した木質ファイバーをフォーミングし、予め外部離型剤として離型剤を塗布しておいた鋼製コール盤の塗布面を、上記フォーミングしたファイバー面に被せ、次の条件で熱圧成形した。この中密度繊維板を実施例１とした。
中密度繊維板の熱圧成形条件
（１） 中密度繊維板のサイズ：縦３００ｍｍ×横３００ｍｍ
（２） 中密度繊維板の設定厚さ：１２ｍｍ
（３） 中密度繊維板の設定密度：０．７５ｇ／ｃｍ3
（４） マット含水率：８％
（５） 熱圧成形時の温度：２００℃
（６） 熱圧成形時の圧力：４．５ＭＰａ
（７） 単位厚さ当たりの熱圧時間：８秒／ｍｍ
（１） 中密度繊維板のサイズ：縦３００ｍｍ×横３００ｍｍ
（２） 中密度繊維板の設定厚さ：１２ｍｍ
（３） 中密度繊維板の設定密度：０．７５ｇ／ｃｍ3
（４） マット含水率：８％
（５） 熱圧成形時の温度：２００℃
（６） 熱圧成形時の圧力：４．５ＭＰａ
（７） 単位厚さ当たりの熱圧時間：８秒／ｍｍ
＜実施例２〜６及び比較例１〜８＞
実施例２〜６及び比較例１〜８の中密度繊維板は、表１に示すような配合及び成形条件で製造した。なお、表１に示した配合及び成形条件以外は、実施例１と同様にして、配合し成形した。また、表１中の『ＭＤＩ』は接着剤の主成分である有機イソシアネート化合物として用意した光洋産業社製のＡＰ（ＮＣＯ含有量：３１．１％）であり、『ＥＧ』はエチレングリコールである。また、表１中の『イソシアヌレート化触媒』の欄において、比較例６の『金属系』は金属系触媒としてジラウリン酸ジブチルスズを用いたことを示し、比較例７の『アミン系』はアミン系触媒として２,４,６-トリジメチルアミノメチルフェノールを用いたことを示す。更に、表１中の『乾燥後接着剤塗布』の欄において、『ＹＥＳ』は実施例１に記載したように木質ファイバーに接着剤を塗布した後にこの木質ファイバーを乾燥した場合を示し、『ＮＯ』は木質ファイバーを含水率が１０％になるまで乾燥した後に、ブレンダー（混合機）中で木質ファイバーに接着剤の主成分及び添加剤を比較例８に記載の割合で均一にそれぞれ噴霧し塗布した場合を示す。
実施例２〜６及び比較例１〜８の中密度繊維板は、表１に示すような配合及び成形条件で製造した。なお、表１に示した配合及び成形条件以外は、実施例１と同様にして、配合し成形した。また、表１中の『ＭＤＩ』は接着剤の主成分である有機イソシアネート化合物として用意した光洋産業社製のＡＰ（ＮＣＯ含有量：３１．１％）であり、『ＥＧ』はエチレングリコールである。また、表１中の『イソシアヌレート化触媒』の欄において、比較例６の『金属系』は金属系触媒としてジラウリン酸ジブチルスズを用いたことを示し、比較例７の『アミン系』はアミン系触媒として２,４,６-トリジメチルアミノメチルフェノールを用いたことを示す。更に、表１中の『乾燥後接着剤塗布』の欄において、『ＹＥＳ』は実施例１に記載したように木質ファイバーに接着剤を塗布した後にこの木質ファイバーを乾燥した場合を示し、『ＮＯ』は木質ファイバーを含水率が１０％になるまで乾燥した後に、ブレンダー（混合機）中で木質ファイバーに接着剤の主成分及び添加剤を比較例８に記載の割合で均一にそれぞれ噴霧し塗布した場合を示す。
＜比較試験１及び評価＞
実施例１〜６及び比較例１〜８の中密度繊維板について、パンクの有無の確認及び中密度繊維板の性能評価試験を行った。中密度繊維板の性能評価試験はＪＩＳ Ａ ５９０５繊維板に準拠して、曲げ強度、剥離強度及び吸水厚さ膨張率の評価を行った。パンクの有無については、中密度繊維板を熱圧成形後、解圧したときに中密度繊維板中の水蒸気が急激に膨張して中密度繊維板が破裂した場合を『有り』とし、破裂しなかった場合を『無し』とした。その結果を表１に示す。
実施例１〜６及び比較例１〜８の中密度繊維板について、パンクの有無の確認及び中密度繊維板の性能評価試験を行った。中密度繊維板の性能評価試験はＪＩＳ Ａ ５９０５繊維板に準拠して、曲げ強度、剥離強度及び吸水厚さ膨張率の評価を行った。パンクの有無については、中密度繊維板を熱圧成形後、解圧したときに中密度繊維板中の水蒸気が急激に膨張して中密度繊維板が破裂した場合を『有り』とし、破裂しなかった場合を『無し』とした。その結果を表１に示す。
表１から明らかなように、エチレングリコール（ＥＧ）を全く添加しなかった比較例１では、熱圧成形後の中密度繊維板がパンクしてしまい、曲げ強度、剥離強度及び吸水厚さ膨張率を測定できず、またエチレングリコールの量が３質量部と少なすぎた比較例２では、曲げ強度及び剥離強度がそれぞれ２７．９Ｎ／ｍｍ2及び０．６８Ｎ／ｍｍ2と低くなり、吸水厚さ膨張率が１１．１４％と高くなってしまい、更にエチレングリコールの量が３５質量部と多すぎた比較例３では、曲げ強度及び剥離強度がそれぞれ２８．９Ｎ／ｍｍ2及び０．８８／ｍｍ2と低くなってしまい、いずれも中密度繊維板としては性能が不十分であった。これらに対し、エチレングリコールの量が５〜３０質量部と適切な範囲内であった実施例１〜４では、曲げ強度及び剥離強度がそれぞれ３１．１〜３８．９Ｎ／ｍｍ2及び０．８３〜１．１４Ｎ／ｍｍ2と高くなり、吸水厚さ膨張率が７．２７〜９．４５％と低くなり、いずれもより高性能な中密度繊維板が得られた。特に、エチレングリコールの添加量が２０〜３０質量部とより適切な範囲内であった実施例３及び４では、曲げ強度が３７．３〜３８．９Ｎ／ｍｍ2と高くなり、剥離強度が０．９８〜１．１４Ｎ／ｍｍ2と高くなり、吸水厚さ膨張率が７．２７〜８．１１％と小さくなり、いずれも中密度繊維板としてより好ましい評価が得られた。
一方、マット含水率が３．３％と低すぎた比較例４では、熱圧成形できず、またマット含水率が１３．９％と高すぎた比較例５では、熱圧成形した中密度繊維板がパンクしてしまい、曲げ強度、剥離強度及び吸水厚さ膨張率を測定できず、いずれも中密度繊維板としては性能が不十分であった。これらに対し、マット含水率が５．３〜９．７％と適切な範囲内であった実施例５及び６では、曲げ強度及び剥離強度がそれぞれ３２．０〜３３．１Ｎ／ｍｍ2及び０．８４〜０．８９Ｎ／ｍｍ2と高くなり、吸水厚さ膨張率が８．７２〜８．９３％と低くなり、いずれも高性能な中密度繊維板が得られた。
一方、イソシアヌレート化触媒として金属系触媒（ジラウリン酸ジブチルスズ）を添加した比較例６では、曲げ強度及び剥離強度がそれぞれ２５．８Ｎ／ｍｍ2及び０．７１／ｍｍ2と低くなってしまい、またイソシアヌレート化触媒としてアミン系触媒（２,４,６-トリジメチルアミノメチルフェノール）を添加した比較例７では、曲げ強度及び剥離強度がそれぞれ２２．３Ｎ／ｍｍ2及び０．６１／ｍｍ2と低くなり、吸水厚さ膨張率が１０．６４％と高くなってしまい、いずれも中密度繊維板としては性能が不十分であった。これらに対し、イソシアヌレート系触媒を添加しなかった実施例２（他の条件：比較例６及び７と略同一）では、曲げ強度及び剥離強度がそれぞれ３４．６Ｎ／ｍｍ2及び０．９６Ｎ／ｍｍ2と高くなり、吸水厚さ膨張率が８．３３％と低くなり、高性能な中密度繊維板が得られた。
一方、木質ファイバーを乾燥した後に接着剤を塗布した比較例８では、曲げ強度及び剥離強度がそれぞれ２７．２Ｎ／ｍｍ2及び０．７７／ｍｍ2と低くなってしまい、中密度繊維板としては性能が不十分であった。これに対し、木質ファイバーに接着剤を塗布した後に木質ファイバーを乾燥した実施例３（他の条件：比較例８と略同一）では、曲げ強度及び剥離強度がそれぞれ３８．９Ｎ／ｍｍ2及び１．１４Ｎ／ｍｍ2と高くなり、吸水厚さ膨張率が７．２７％と低くなり、高性能な中密度繊維板が得られた。
＜実施例７〜１０及び比較例９〜１０＞
実施例７〜１０及び比較例９〜１０の中密度繊維板は、表２に示すような配合及び成形条件で製造した。なお、表２に示した配合及び成形条件以外は、実施例１と同様にして、配合し成形した。また、表２中の『ＭＤＩ』は接着剤の主成分である有機イソシアネート化合物として用意した光洋産業社製のＡＰ（ＮＣＯ含有量：３１．１％）であり、『ＰＧ』はプロピレングリコールである。
実施例７〜１０及び比較例９〜１０の中密度繊維板は、表２に示すような配合及び成形条件で製造した。なお、表２に示した配合及び成形条件以外は、実施例１と同様にして、配合し成形した。また、表２中の『ＭＤＩ』は接着剤の主成分である有機イソシアネート化合物として用意した光洋産業社製のＡＰ（ＮＣＯ含有量：３１．１％）であり、『ＰＧ』はプロピレングリコールである。
＜比較試験２及び評価＞
実施例７〜１０及び比較例９〜１０の中密度繊維板について、上記比較試験１と同様に、パンクの有無、曲げ強度、剥離強度及び吸水厚さ膨張率の評価を行った。その結果を表２に示す。
実施例７〜１０及び比較例９〜１０の中密度繊維板について、上記比較試験１と同様に、パンクの有無、曲げ強度、剥離強度及び吸水厚さ膨張率の評価を行った。その結果を表２に示す。
表２から明らかなように、分子量７６のプロピレングリコール（ＰＧ）を添加した場合においても、添加量が３質量部と少なすぎた比較例９では、曲げ強度及び剥離強度がそれぞれ２９．１Ｎ／ｍｍ2及び０．５９Ｎ／ｍｍ2と低くなってしまい、またプロピレングリコールの量が３５質量部と多すぎた比較例１０では、曲げ強度及び剥離強度が２９．７Ｎ／ｍｍ2及び０．８４／ｍｍ2と低くなってしまい、いずれも中密度繊維板としては性能が不十分であった。これらに対し、プロピレングリコールの量が５〜３０質量部と適切な範囲内であった実施例７〜１０では、曲げ強度及び剥離強度がそれぞれ３２．３〜３８．７Ｎ／ｍｍ2及び０．９２〜１．１０Ｎ／ｍｍ2と高くなり、吸水厚さ膨張率が７．９３〜８．８２％と低くなり、いずれも高性能な中密度繊維板が得られた。
＜実施例１１〜１４及び比較例１１〜１２＞
実施例１１〜１４及び比較例１１〜１２の中密度繊維板は、表３に示すような配合及び成形条件で製造した。なお、表３に示した配合及び成形条件以外は、実施例１と同様にして、配合し成形した。また、表３中の『ＭＤＩ』は接着剤の主成分である有機イソシアネート化合物として用意した光洋産業社製のＡＰ（ＮＣＯ含有量：３１．１％）であり、『ＢＤＭ』はベンゼンジメタノールである。
実施例１１〜１４及び比較例１１〜１２の中密度繊維板は、表３に示すような配合及び成形条件で製造した。なお、表３に示した配合及び成形条件以外は、実施例１と同様にして、配合し成形した。また、表３中の『ＭＤＩ』は接着剤の主成分である有機イソシアネート化合物として用意した光洋産業社製のＡＰ（ＮＣＯ含有量：３１．１％）であり、『ＢＤＭ』はベンゼンジメタノールである。
＜比較試験３及び評価＞
実施例１１〜１４及び比較例１１〜１２の中密度繊維板について、上記比較試験１と同様に、パンクの有無、曲げ強度、剥離強度及び吸水厚さ膨張率の評価を行った。その結果を表３に示す。
実施例１１〜１４及び比較例１１〜１２の中密度繊維板について、上記比較試験１と同様に、パンクの有無、曲げ強度、剥離強度及び吸水厚さ膨張率の評価を行った。その結果を表３に示す。
表３から明らかなように、ベンゼンジメタノール（ＢＤＭ）を添加した場合においても、添加量が３質量部と少なすぎた比較例１１では、曲げ強度及び剥離強度がそれぞれ２６．７Ｎ／ｍｍ2及び０．７１Ｎ／ｍｍ2と低くなってしまい、またベンゼンジメタノールの量が３５質量部と多すぎた比較例１２では、剥離強度が０．７１／ｍｍ2と低くなってしまい、いずれも中密度繊維板としては性能が不十分であった。これらに対し、ベンゼンジメタノールの量が５〜３０質量部と適切な範囲内であった実施例１１〜１４では、曲げ強度及び剥離強度がそれぞれ３２．１〜３８．３Ｎ／ｍｍ2及び０．８８〜１．０４Ｎ／ｍｍ2と高くなり、吸水厚さ膨張率が７．９７〜８．５８％と低くなり、いずれも高性能な中密度繊維板が得られた。
＜実施例１５〜１８及び比較例１３〜２０＞
実施例１５〜１８及び比較例１３〜２０の中密度繊維板は、表４に示すような配合及び成形条件で製造した。なお、表４に示した配合及び成形条件以外は、実施例１と同様にして、配合し成形した。また、表４中の『ＭＤＩ』は接着剤の主成分である有機イソシアネート化合物として用意した光洋産業社製のＡＰ（ＮＣＯ含有量：３１．１％）であり、『ＰＥＧ−２００』は重量平均分子量２００のポリエチレングリコールであり、『ＰＥＧ−３００』は重量平均分子量３００のポリエチレングリコールであり、『ＰＥＧ−２０００』は重量平均分子量２０００のポリエチレングリコールである。更に、表４中の『イソシアヌレート化触媒』の欄において、比較例１９の『金属系』は金属系触媒としてジラウリン酸ジブチルスズを用いたことを示し、比較例２０の『アミン系』はアミン系触媒として２,４,６-トリジメチルアミノメチルフェノールを用いたことを示す。
実施例１５〜１８及び比較例１３〜２０の中密度繊維板は、表４に示すような配合及び成形条件で製造した。なお、表４に示した配合及び成形条件以外は、実施例１と同様にして、配合し成形した。また、表４中の『ＭＤＩ』は接着剤の主成分である有機イソシアネート化合物として用意した光洋産業社製のＡＰ（ＮＣＯ含有量：３１．１％）であり、『ＰＥＧ−２００』は重量平均分子量２００のポリエチレングリコールであり、『ＰＥＧ−３００』は重量平均分子量３００のポリエチレングリコールであり、『ＰＥＧ−２０００』は重量平均分子量２０００のポリエチレングリコールである。更に、表４中の『イソシアヌレート化触媒』の欄において、比較例１９の『金属系』は金属系触媒としてジラウリン酸ジブチルスズを用いたことを示し、比較例２０の『アミン系』はアミン系触媒として２,４,６-トリジメチルアミノメチルフェノールを用いたことを示す。
＜比較試験４及び評価＞
実施例１５〜１８及び比較例１３〜２０の中密度繊維板について、上記比較試験１と同様に、パンクの有無、曲げ強度、剥離強度及び吸水厚さ膨張率の評価を行った。その結果を表４に示す。
実施例１５〜１８及び比較例１３〜２０の中密度繊維板について、上記比較試験１と同様に、パンクの有無、曲げ強度、剥離強度及び吸水厚さ膨張率の評価を行った。その結果を表４に示す。
表４から明らかなように、分子量２００のポリエチレングリコール（ＰＥＧ−２００）を添加した場合においても、添加量が３質量部と少なすぎた比較例１３では、曲げ強度及び剥離強度がそれぞれ２７．６Ｎ／ｍｍ2及び０．７７Ｎ／ｍｍ2と低くなってしまい、また分子量２００のポリエチレングリコール（ＰＥＧ−２００）の量が３５質量部と多すぎた比較例１４では、剥離強度が０．６７／ｍｍ2と低くなってしまい、いずれも中密度繊維板としては性能が不十分であった。これらに対し、分子量２００のポリエチレングリコール（ＰＥＧ−２００）の量が５〜３０質量部と適切な範囲内であった実施例１５〜１８では、曲げ強度及び剥離強度がそれぞれ３１．７〜３８．３Ｎ／ｍｍ2及び０．９３〜１．０７Ｎ／ｍｍ2と高くなり、吸水厚さ膨張率が７．７９〜８．８２％と低くなり、いずれも高性能な中密度繊維板が得られた。
一方、イソシアヌレート化触媒として金属系触媒（ジラウリン酸ジブチルスズ）を添加した比較例１９では、曲げ強度及び剥離強度がそれぞれ２４．８Ｎ／ｍｍ2及び０．６６Ｎ／ｍｍ2と低くなってしまい、またアミン系触媒（２,４,６-トリジメチルアミノメチルフェノール）を添加した比較例２０では、曲げ強度及び剥離強度がそれぞれ２７．１Ｎ／ｍｍ2及び０．８０Ｎ／ｍｍ2と低くなってしまい、いずれも中密度繊維板としては性能が不十分であった。また、分子量３００のポリエチレングリコール（ＰＥＧ−３００）を添加した比較例１５及び１６では、その添加量が５質量部と適切な範囲内であっても（比較例１５）、曲げ強度及び剥離強度がそれぞれ２２．７Ｎ／ｍｍ2及び０．４５Ｎ／ｍｍ2と低くなり、吸水厚さ膨張率は１２．２７％と高くなってしまい、その添加量が３０質量部と適切な範囲内であっても（比較例１６）、曲げ強度及び剥離強度がそれぞれ２８．１Ｎ／ｍｍ2及び０．６６Ｎ／ｍｍ2と低くなり、吸水厚さ膨張率は１０．８７％と高くなってしまい、いずれも中密度繊維板としては性能が不十分であった。更に、分子量２０００のポリエチレングリコール（ＰＥＧ−２０００）を添加した比較例１７及び１８では、その添加量が５質量部と適切な範囲内であっても（比較例１７）、曲げ強度及び剥離強度がそれぞれ１９．８Ｎ／ｍｍ2及び０．３８Ｎ／ｍｍ2と低くなり、吸水厚さ膨張率は１４．４％と高くなってしまい、その添加量が３０質量部と適切な範囲であっても（比較例１８）、曲げ強度及び剥離強度がそれぞれ２４．５Ｎ／ｍｍ2及び０．６６Ｎ／ｍｍ2と低くなり、吸水厚さ膨張率は１１．１０％と高くなってしまい、いずれも中密度繊維板としては性能が不十分であった。
本発明の方法で製造された中密度繊維板は、木材を無駄なく活用する素材として、木造住宅や家具などの材料に利用できる。
Claims (2)
- 接着剤の主成分として有機イソシアネート化合物と、前記接着剤の添加剤として重量平均分子量６０〜２００の多価アルコールとを用意する工程と、
イソシアヌレート化触媒を含まずかつ前記有機イソシアネート化合物１００質量部に対して前記多価アルコールが５〜３０質量部となるように前記接着剤の主成分及び添加剤を木質ファイバーに噴霧する工程と、
前記接着剤の主成分及び添加剤を噴霧した木質ファイバーを乾燥してこの木質ファイバーの含水率を５．０〜１０．０％に調整する工程と、
前記乾燥した木質ファイバーを１５０〜２５０℃の温度及び０．５〜５．０ＭＰａの圧力で熱圧成形する工程と
を含む中密度繊維板の製造方法。 - 前記多価アルコールが、重量平均分子量６２のエチレングリコール、重量平均分子量７６のプロピレングリコール、重量平均分子量１３８．１７のベンゼンジエタノール、又は重量平均分子量２００のポリエチレングリコールである請求項１記載の中密度繊維板の製造方法。
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| WO2018100781A1 (ja) | 2018-06-07 |
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