JPH0115638B2

JPH0115638B2 -

Info

Publication number: JPH0115638B2
Application number: JP14758680A
Authority: JP
Inventors: Hideki Kano; Ko Tanaka
Original assignee: Dainippon Ink and Chemicals Co Ltd
Current assignee: DIC Corp
Priority date: 1980-10-23
Filing date: 1980-10-23
Publication date: 1989-03-17
Also published as: JPS5771498A

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は新規にして有用なる植物繊維板の製造
法に関するものであり、さらに詳細には、水分散
性が良好で、かつ、安定なる特定の陽イオン化フ
エノール系レゾール樹脂乳濁液を繊維用結合剤と
して使用することから成る、経済的で耐熱性など
の諸性能にすぐれ、しかも強度の大なる繊維板、
とりわけ日本工業規格JIS Ａ―5908で規定される
比重が0.4〜0.8なる半硬質繊維板（セミハードボ
ード）またはこの比重が0.8以上なる硬質繊維板
（ハードボード）を製造する方法に関するもので
ある。従来より、繊維板を製造する方法として常用さ
れているものには、木材組成分に基いた基材に固
有の強度のままでは決して市場の要求には添いえ
ないものである処から結合剤を添加して補強する
という方法があるが、その場合には、どうしても
補強の効果が増すにつれて製造費の上昇すること
となり、かかる方法には自ら経済的に限界があつ
た。それ故に、所望の強度値にまで上昇させ得、
しかも同時に製造費の上昇を最小限に抑え得る製
造方法が強く要望されており、さらに進んで近年
は、従来品からは全く期待することができないよ
うな諸性能が要請されるようになつてきている。ところで、かかる繊維板のうち、ハードボード
（比重0.8以上のもの）およびセミハードボード
（比重0.4〜0.8）は主として、まず木材質を機械
的に、もしくはセミ化学的に処理することによつ
て繊維化し、次いでこれを水中に懸垂させて、い
わゆる植物質繊維スラリーを造り、しかるのちこ
のスラリーにフエノール樹脂またはユリア樹脂な
どの熱硬化性樹脂を繊維に対して0.5〜3.0重量％
（固形分換算で）加え、さらに撥水剤としてロジ
ンサイズ、石油系樹脂サイズまたはワツクスエマ
ルジヨンなどを繊維に対し0.5〜2.0重量％（同
上）加え、定着剤として硫酸バンドを繊維に対し
0.5〜５重量％（同上）添加してPHを５前後にし
てからエンドレスに回転する長網上かあるいはシ
リンダープレスなどの抄上機にて抄き上げてウエ
ツトマツトを造り、次いでプレスにてウエツトマ
ツトの余剰水分を可及的充分に搾り取り、140〜
200℃に加熱し30〜50Kg／cm²なる圧力にて圧締し、
５〜20分間の加熱圧締時間を経過させて乾固せし
めることにより木材質繊維板を得ていたが、かか
る方法が湿式法と称されているものである。こうした上記の方法に使用されてきた従来の水
溶性レゾール樹脂およびノボラツク型粉状樹脂に
は次のような欠点があつた。すなわち、水溶性レゾールタイプのものは一般
に、４〜５核体以上のが主体であり、したがつて
高アルカリタイプのものが用いられることになる
が、このものは電荷的には陽イオン性ではない処
から、必ず硫酸アルミニウムなどの定着剤の併用
を要するものであり、またこうした定着剤で凝集
させようとするさいには、凝集物の粒子径が大き
くなつて繊維に対しては均一に付着され得なくな
り、さらに乾燥時においても流動性が得られなく
なるので加工性能が充分に出ないという欠点があ
る。他方、ノボラツク型粉状樹脂はノボラツク樹脂
とヘキサメチレンテトラミンとが単に混合されて
いるだけのものであるために、抄造のさいには、
水にこのヘキサメチレンテトラミンが溶解されて
水と共に流失され易く、成型工程での樹脂の硬化
が不充分となる欠点を有すると共に、粉末である
ために粒子径も大きく、したがつて、繊維上に均
一に分散されにくく、均一に定着させるのも困難
であるという欠点もある。また、稀にレゾール型の乳化分散液が使用され
る場合もあるにはあるが、かかる分散液はもとも
と粒子径が不均一で、しかも水分散性および安定
性がともに不充分であるし、電荷的にも陽イオン
性でない処から繊維に対して均一に定着されない
という欠点を有すると共に、該分散液は分散剤も
多いために、抄造時に発泡が激しくなり、作業性
も悪いという欠点もある。これに対し、本発明者らがカチオン系の界面活
性剤を用いて得、陽イオン性の乳化分散液につい
て検討してみた場合でも、充分な樹脂付着量のも
のは得られず、したがつて加工性能も充分なもの
とはなり得ない処から、前記した水溶性レゾール
樹脂の場合と同様に、改質剤の添加が必要であ
り、製造コストが高くなる嫌いがある。しかるに、本発明者らはこれら従来の結合剤に
みられるような種々の欠点を悉く排除し、しかも
前述した如き諸々の要請にも応えられるようなす
ぐれた繊維板の製造法を確立すべく鋭意研究した
結果、抄造中における熱処理によつて硬化する性
質を有し、さらに水酸基、カルボキシル基または
アミノ基などの如き活性水素を有する官能基との
反応性をも有するような特定の水溶性ないしは水
分散性で、かつ、陽イオン性の樹脂を、水溶性高
分子化合物との共存下において、フエノール類と
アルデヒド類とをアルカリ触媒の下に縮重合させ
て得られる陽イオン性のフエノール系レゾール樹
脂乳濁液を植物質繊維基材用の結合剤として用い
れば、経済的にして、耐熱性などの諸性能にすぐ
れた、しかも強度の大なる繊維板の製造法を見出
すに及んで、本発明を完成させるに到つたもので
ある。すなわち、本発明は実質的に第２級アミノ基を
有するポリアミド樹脂にエピクロルヒドリンを反
応させて得られる水溶性ないしは水分散性の熱硬
化性陽イオン樹脂と水溶性高分子化合物との共存
下に、フエノール類とアルデヒド類とをアルカリ
触媒の存在下に縮合させて得られる陽イオン化さ
れたフエノール系レゾール樹脂乳濁液を結合剤と
して、植物性繊維に対して固形分換算で0.1〜20
重量％なる範囲内で加えて抄造せしめることから
成る、日本工業規格JIS Ａ―5908で規定された比
重が0.4以上ある繊維板、とりわけ日本工業規格
（JIS Ａ―5908）で規定される比重が0.4〜0.8で、
かつ、厚さが3.1mm以上なるセミハードボードま
たはこの比重が0.8以上で、かつ、厚さが3.1mm以
上なるハードボードの製造法を提供しようとする
ものである。ここにおいて、本発明方法の実施に用いられる
上記の陽イオン化されたフエノール系レゾール樹
脂乳濁液を得るには、まず実質的に第２級アミノ
基を有するポリアミド系樹脂をエピハロヒドリン
と反応せしめて得られる水溶性ないしは水分散性
の熱硬化性陽イオン樹脂（以下、これを熱硬化性
陽イオン樹脂という。）を用意することが必要で
あり、かかる樹脂として代表的なものには、「カ
イメン557、557H」（デイツク・ハーキユレス(株)
製ポリアミド・エピクロルヒドリン樹脂）あるい
は「エピノツクスＰ―130、Ｐ―1301」（同上社製
変性ポリアミド・エピクロルヒドリン樹脂）など
の如き市販品がある。なお、かかる熱硬化性陽イオン樹脂の代わり
に、一般の陽イオン系乳化剤としてのハロゲン化
トリメチルアミノエチルアルキルアミドやハロゲ
ン化アルキルトリメチルアンモニウムやアルキル
ピリジニウム硫酸塩などを用いても陽イオン化せ
しめることはできるが、このようにして得られる
乳濁液はその陽イオン性、水分散性および安定性
などが劣るし、またこうした陽イオン乳化剤はそ
れ自体で熱硬化性を具備していない処から、加工
性能のすぐれた乳濁液を与えずに、単に乳濁液粒
子を陽イオン性にするという作用を有しているだ
けのものである。他方、本発明に用いられる前記の陽イオン化さ
れたフエノール系レゾール樹脂乳濁液を得るに
は、前記した熱硬化性陽イオン樹脂のほかに水溶
性高分子化合物をも用いるが、かかる化合物とし
ては通常、保護コロイドと称されるものが好まし
く、具体的にはポリビニルアルコール、メチルセ
ルロース、カルボキシルセルロース、ヒドロキシ
セルロースまたは殿粉などである。次に、本発明の実施に用いられる結合剤として
の前記乳濁液は、これら上記した熱硬化性陽イオ
ン樹脂と水溶性高分子化合物との共存下に、フエ
ノール類とアルデヒド類とをアルカリ触媒の存在
下に、常法により縮重合させて得られるものであ
ることは前述した通りであるが、上記フエノール
類として代表的なものにはフエノール、クレゾー
ル、キシレノール、ｔ―ブチルフエノールまたは
レゾルシノールなどがあり、他方、上記アルデヒ
ド類としてはホルムアルデヒド、アセトアルデヒ
ドおよびホルムアルデヒドを発生する物質が挙げ
られ、該ホルムアルデヒド発生物質として代表的
なものにはパラホルムアルデヒドまたはヘキサメ
チレンテトラミンなどがある。また、上記アルカ
リ触媒としては水酸化ナトリウム、水酸化バリウ
ム、水酸化カルシウム、アンモニアまたはトリエ
チルアミンなどがある。かくして得られた陽イオン化フエノール系レゾ
ール樹脂乳濁液はそのままで植物質繊維基材用の
結合剤として使用できるが、必要に応じて定着剤
および／または撥水剤などを添加させて併用する
ことは一向に差支えないことは勿論であり、樹脂
の定着率および加工性能のより一層の向上、ある
いは可撓性などの如き特性の賦与にとつて、これ
らの併用は推奨されるものである。かかる定着剤として代表的なものは硫酸アルミ
ニウム、ポリアクリアミド、アクリルアミドとア
クリル酸ソーダとの共重合物、ポリアルキルアミ
ノアクリレートまたは合成ゴムラテツクスなどで
あり、また上記撥水剤としてはロジンサイズ、石
油系樹脂サイズあるいはワツクスエマルジヨンな
どが代表的なものである。また、前記陽イオン化乳濁液を構成するフエノ
ール系レゾール樹脂は陽イオン性および／または
非イオン性のアクリル樹脂エマルジヨン、陽イオ
ン性および／または非イオン性の酢酸ビニル系エ
マルジヨン、あるいは陽イオン性の合成ゴムラテ
ツクスなどの如き他の樹脂類との相溶性がよく、
これらの樹脂類との配合物はそれぞれ種々の特性
を発現することができるので、とくに有用なもの
である。而して、前記陽イオン化乳濁液は前述した如き
公知慣用の湿式法に適用され、かくして当該乳濁
液が添加された植物質繊維スラリーは抄造され、
搾水され、次いで圧締され、乾固されて目的とす
るハードボードやセミハードボードなどの繊維板
を与える。このさい、当該乳濁液の使用量は植物質繊維基
材に対して固形分換算で0.1〜20重量％の範囲内
である。また、当該乳濁液のほかに定着剤およ
び／または撥水剤をも使用する場合には、これら
乳濁液と定着剤および／または撥水剤との合計量
は繊維に対して固形分換算で0.1〜30重量％の範
囲内にあるのが適当である。かくして本発明の方法により得られた繊維板
は、植物質繊維が陰イオンに帯電されている処か
ら、前記陽イオン化フエノール系レゾール樹脂乳
濁液が繊維に添加されると、これら両者の間に静
電的牽引力が働いて該乳濁液中の粒子が繊維上に
均一に、しかも強固に定着されたものである。そ
のために、本発明方法は樹脂の定着率が大きくな
り、接着性能も良好となつて樹脂の使用量が低減
できるので省資源対策となると同時に、廃水（白
水）の中に含まれてくるフエノール樹脂の量も少
なくなるから公害対策にもなるものである。また、本発明方法は陽イオン化剤である前記熱
硬化性陽イオン樹脂それ自体が熱硬化されうるも
のである処から、本発明方法によれば加熱圧締処
理を経て繊維間の結合がさらに高められるし、ま
た製品の強度も向上し、寸法安定性も増大し、製
品表面の光沢も増加するし、しかも吸水性が低下
し、耐水性などにすぐれるようになる。さらに、従来の水溶性レゾール樹脂などを用い
た方法では硫酸アルミニウムなどの定着剤の使用
が必須であるが、本発明方法はこうした定着剤を
使用せずに行なうこともできるので、他方、従来
の方法では撓水剤としてロジンサイズ、石油系樹
脂サイズまたはワツクスエマルジヨンなどをも用
いねばならなかつたが、本発明方法ではかかる撥
水剤の使用量も著しく減少させ、さらには不要と
なすこともできるので、前述したような結合剤自
体の節減と併せて、本発明方法は極めて経済的で
あり、産業上の利点もまた大である。以下、本発明を実施例によつて説明するが、以
下において部および％は特に断わりのない限り、
すべて重量基準であるものとする。実施例１撹拌機、温度計および還流冷却器付きの反応容
器にフエノール540部、41％ホルマリン830部、
「エピノツクスＰ―130」54部、ヒドロキシエチル
セルロース25部および水酸化バリウム50部を仕込
んで撹拌しつつ、80℃で2.5時間反応せしめ、次
いでかくして得られたフエノール系レゾール樹脂
に水500部を加えて分散させた。しかるのち、パ
ラトルエンスルホン酸60部を加てPH５とし、均一
な乳濁液を得た。得られた乳濁液の固形分濃度は
40.1％でPHは5.0であつた。一方、針葉樹材：広葉樹材＝１：１なる等重量
の混合木材チツプをアスプルンド・デフアイブレ
ーターによつてパイプ化してフリーネスが780ml
前後となつたものを水に分散させて植物質繊維ス
ラリーとし、抄造時は１％繊維スラリーとなるよ
うにした。次いで、該スラリーに上記の乳濁液を
固形分換算にて対繊維で0.5％添加してウエツト
マツトを造り、裏面に金網を敷き、熱圧条件とし
てはホツトプレス温度を180℃とし、かつ、圧締
圧を40―５―40Kg／cm²とし、処理時間を１―１―
８分間として製板した。実施例２抄造時の硫酸アルミニウムをPHが4.5になるよ
うに添加する以外は、実施例１と同様にして製板
した。実施例３抄造時に「VONCOAT SFC―54」（大日本イ
ンキ化学工業(株)製陽イオン性アクリル系エマルジ
ヨン）を乳濁液に対して固形分比で20％、つまり
乳濁液：エマルジヨン＝８：２（重量比）となる
ように添加する以外は、実施例１と同様の操作を
繰返して製板した。実施例４抄造時に、それぞれ繊維に対し「カーボミユー
ル ODG―160A」（デイツク・ハーキユレス(株)
製ワツクスエマルジヨン）を0.2％、硫酸アルミ
ニウムをスラリーのPHが4.5となるような量で添
加する以外は、実施例１と同様の操作を繰返して
製板を行なつた。比較例１実施例１と同一の装置を具備した反応容器を用
い、ただ「エピノツクスＰ―130」の代りに「カ
チオーゲンＬ」（第一工業製薬(株)製アルキルトリ
メチルアンモニウムクロライド系陽イオン乳化
剤）56部を仕込む以外は、実施例１と同様にして
乳濁液を得た。得られた乳濁液の固形分濃度は
39.6％で、PHは5.2であつた。以後もこの乳濁液を用いて行なう以外は、実施
例１と同様にして製板した。比較例２実施例１と同一の装置を具備した反応容器にフ
エノール540部、41％ホルマリン830部、「ノイゲ
ンET―80」（同上社製ポリオキシエチレンアルキ
ルエーテル型非イオン乳化剤）20部、ヒドロキシ
エチルセルロース30部および水酸化バリウム50部
を仕込んで撹拌しつつ80℃にて３時間反応せし
め、次いでここに得られたフエノール系レゾール
樹脂に水530部を加えて分散させ、しかるのちパ
ラトルエンスルフオン酸68部を加えてPH５とする
ことにより乳濁液を得た。得られた乳濁液の固形
分濃度は39.7％でPHは5.0であつた。以後、この乳濁液を用いる以外は、実施例１と
同様にして製板した。比較例３市販の「プライオーフエンＰ―398」（大日本イ
ンキ化学工業(株)製水溶性レゾール型フエノール樹
脂）を用い、かつ、抄造時に「カーボミユール
OD Ｇ―160A」を繊維に対し0.5％、および硫酸
アルミニウムスラリーのPHが4.5になるように添
加する以外は、実施例１と同様の操作を繰返して
製版した。比較例４市販の「フアンドレツツ TD―431」（大日本
インキ化学工業(株)製ノボラツク型フエノール樹
脂）を微粉砕（200メツシユ通過90％以上）して
用い、かつ、抄造時にヘキサメチレンテトラミン
を樹脂量（固形分）に対し10％「カーボミユール
DO Ｇ―160A」を繊維に対し0.5％および硫酸ア
ルミニウムをスラリーのPHが4.5になるように添
加する以外は、実施例１と同様の操作を繰返して
製板した。以上の各実施例および比較例で得られた各繊維
板について性能評価を行なつた結果を表―１に示
す。なお、試験法はJIS Ａ―5907に準じて行なつ
た。

【表】次に、実施例１の乳濁液を用い、かつ、表―２
の如く、この乳濁液の添加量を段階的に変化させ
る以外は、実施例１と同様にして製板した場合の
結果を表―３に示す。なお、比較のために比較例
３の樹脂を用いて上記同様に添加量を変化させる
以外は、比較例３と同様にして行なつた場合につ
いても表―３に併記することにする。但し、比較
例５、６および７の場合だけは、硫酸アルミニウ
ムの添加量を対繊維で６％に固定した。なお、試験法は前掲と同様にJIS Ａ―5907に準
じて行なつた。

【表】

Claims

【特許請求の範囲】

１実質的に第２級アミノ基を有するポリアミド
樹脂にエピクロルヒドリンを反応させて得られる
水溶性ないしは水分散性の熱硬化性陽イオン樹脂
と水溶性高分子化合物との共存下に、フエノール
類とアルデヒド類とをアルカリ触媒の存在下に縮
重合させて得られる陽イオン化されたフエノール
系レゾール樹脂乳濁液を結合剤として、植物性繊
維に対して固形分換算で0.1〜20重量％なる範囲
内で加えて水媒体中で抄造せしめることを特徴と
する、日本工業規格JIS Ａ―5908で規定された比
重が0.4以上で、かつ、厚さが3.1mm以上なる繊維
板の製造法。