JPH03132303A - 耐水性に優れたパーテイクルボードの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は耐水性、耐候性、防腐防虫性に優れたパーティ
クルボードを工業的に非常に有利に製造する方法に間す
るものである。

（従来の技術） 木材チップに尿素樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂
等の熱硬化性樹脂接着剤を加え、これを任意の形状に加
圧下で加熱硬化させて成形したパーティクルボードが、
各種の建材あるいは家具用材料として広く使用されてい
る。しかしながら、従来のパーティクルボードは耐水性
が悪く、吸水あるいは吸湿による厚さ方向の膨潤率が大
きくなるという本質的欠点を有していた。また、従来の
パーティクルボードは耐候性および防腐防虫性において
も悪く、それらの改良が望まれていた。最近これらの欠
点を改良する方法として、木材チップ中の水酸基と反応
しろるエステル化剤およびエーテル化剤のような反応体
を接触させて、化学的に修飾した木材チップによりパー
ティクルボードの製造を行い耐水性、耐候性、防腐防虫
性を向上させようとする方法がある。代表的なものとし
て木材チップのアセチル化処理がある。しかしながら、
この製造方法では、反応溶液として無水酢酸を使用する
のであるが、反応終了後、反応溶液を繰り返し使用する
ために前記未反応溶液を回収するとともに、処理した木
材チップより余剰の未反応溶液を脱液し、さらに、木材
チップ中に生成される副反応生成物、すなわち酢酸を洗
浄する必要があるので反応後の作業に手間がかかるとい
う欠点を有していた。そして、次に上記アセチル化処理
チップに熱硬化性樹脂接着剤を塗布してフォーミングし
た後、熱圧成形してパーティクルボードを製造するので
あるが、熱硬化性樹脂接着剤として特定な接着剤、例え
はルゾルシノール樹脂接着剤やエホキシ樹脂接着剤等が
必要となり、得られたパーティクルボードの製品が高価
になるという欠点を有していた。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明は木材チップに二塩基酸無水物と重合性二重結合
を有するモノエポキシ化合物で反応することにより得ら
れる反応生成物を熱圧成形することにより、優れた耐水
性を有し、かつ耐候性および防腐防虫性などに優れたパ
ーティクルボードを工業的に非常に有利に製造する方法
を提供するものである。

（問題点を解決するための手段） 本発明者等は、前述の如き実情に鑑み、研究を重ねた結
果、木材チップに二塩基酸無水物と重合性二重結合を有
するモノエポキシ化合物を反応することにより得られる
オリゴエステル化木材チップとオリゴマーからなる反応
生成物を熱圧成形して、オリゴエステル化木材チップお
よびオリゴマー中に含有する重合性二重結合の架橋を行
わしめろことにより、硬化に熱硬化性樹脂接着剤を使用
することなく耐水性、耐候性、防腐防虫性に優れたパー
ティクルボードが工業的に非常に有利に得られることを
見いだし本発明を完成するに到った。

即ち、本発明は木材チップ中の水酸基に二塩基酸無水物
と重合性二重結合を有するモノエポキシ化合物を反応し
て化学的に修飾されたオリゴエステル化木材チップを用
いろことにより、特に、耐水性に優れ、さらに耐候性お
よび防腐防虫性にも優れたパーティクルボードを工業的
に非常に有利に製造できる方法を提供するものである。

本発明の方法によると、反応生成物であるオリゴエステ
ル化木材チップおよびオリゴマー中に含有する重合性二
重結合が重合して架橋されるために、木材チップが一般
の熱硬化性樹脂接着剤を使用することなく強固に一体化
されるのである。また、本発明の方法によると、木材チ
ップに添加した反応薬剤が全てパーティクルボード中に
３次元架橋して存在するために、アセチル化処理パーテ
ィクルボードの如く、反応後、反応溶液を繰り返し使用
するために回収したり、処理した木材チップより余剰の
未反応溶液を脱液し、さらに木材チップ中の副反応生成
物を洗浄する必要がないので、上記のような優れたパー
ティクルボードを工業的に非常に有利に製造することが
可能である。

本発明において使用する木材チップは一般のパーティク
ルボード用のチップであり、その形状および樹種におい
ては特に制限はない。

また、本発明において使用する二塩基酸無水物としては
、特に制限はないが、無水マレイン酸、無水フタル酸、
無水コハク酸、無水テトラヒドロフタル酸、無水へキサ
ヒドロフタル酸、無水ジクロロマレイン酸、無水３・６
ジクｒ：１ｃ２フタル酸、無水４・５ジクロロフタル酸
、無水イタコン酸、無水ヘット酸等が挙げられる。特に
工業的には低順な無水マレイン酸、無水フタル酸、無水
コハク酸等が好ましい。

また、本発明において使用する重合性二重結合を有する
モノエポキシ化合物としては特に制限はないが、アリル
グリシジルエーテル、メタクリルグリシジルエーテル、
グリシジルメタクリレート、グリシジルアクリレート、
ビニルシクロヘキセンモノエポキサイド等があげられる
が、工業的にはアリルグリシジルエーテル、グリシジル
メタクリレートが特に好ましい。

本発明で用いる重合性二重結合を有するオリゴエステル
化木材チップ及び重合性二重結合を有するオリゴマーか
らなる反応生成物は、木材チップに二塩基酸無水物と重
合性二重結合を有するモノエポキシ化合物を加えて反応
することにより得られる。即ち、重合性二重結合を有す
るオリゴエステル化木材チップは木材チップ中の水酸基
に二塩基酸無水物と重合性二重結合を有するモノエポキ
シ化合物が交互に付加することにより生成するのである
、また同時に、この交互付加エステル化反応に供した二
塩基酸無水物と重合性二重結合を有するモノエポキシ化
合物のうち約３０〜８０！量％程度が重合性二重結合を
有するオリゴマーとして副生ずる。なお、上記交互付加
エステル化反応は、一般には熱圧成形する前に行うが、
熱圧成形中に同時に反応させることも可能である０本発
明においては木材含量は特に制限はないが５０〜９０重
量％の組成物を使用することが好ましく、それを満足さ
せる範囲で二塩基酸無水物と重合性二重結合を有するモ
ノエポキシ化合物の使用量を選ぶことが好ましい。重合
性二重結合を有するモノエポキシ化合物は使用した二塩
基酸無水物１モルに対して１〜２モル使用するのが好ま
しい。主反応は交互付加エステル化反応であるが、場合
によってはモノエポキシ化合物のエポキシ基のエーテル
化が一部起こってもさしつかえない、また、上記反応を
促進するために通常の付加エステル化触媒を使用しても
よいが、触媒を使用しなくても反応は円滑に進行する。

交互付加エステル化反応は使用する二塩基酸無水物、重
合性二重結合を有するモノエポキシ化合物の種類によっ
て反応の進行状態が異なるが、一般に６０℃以上で容易
に進行し、系の残存酸価およびエポキシ価が減少してほ
ぼ一定になるまで続けるのである。一般に、反応生成物
中の重合性二重結合を有するオリゴエステル化木材チッ
プと重合性二重結合を有するオリゴマーの量的間係は５
０：５０〜９０：１０の範囲であるのが好ましい０本発
明において、重合性二重結合を有するオリゴマーは木材
チップの細胞壁内外に存在しており、熱圧時にオリゴエ
ステル１ヒ木材チツプおよびオリゴマー中の重合性二重
結合が架橋を伴って重合し、木材チップの接着剤として
働くので、通常の熱硬化性樹脂接着剤を塗布する必要が
ない。しかし、この場合接着剤を塗布してもなんらさし
つかえないことは勿論である。また、重合性二重結合の
種類によってはラジカル重合間始剤を少量添加すること
により、更に硬化を促進することができる０重合量始剤
としては、ジクミルペルオキシド、ベンゾイルペルオキ
シド、アゾビスイソブチロニトリル、クメンハイドロペ
ルオキシＦ等が使用される。本発明においては、まず、
前述の如く調製されたオリゴエステル化木材チップとオ
リゴマーからなる反応生成物を所定の厚みとなるように
フォーミングしたのち、このフォーミングマットを８０
〜１８０℃の温度、５〜６０ｋｇ−ｆ／ｃｍの圧力で０
．２〜５０分間熱圧締する。なお、圧力は６０ｋｇ−ｆ
　／ｃｎｆ以下が好ましく、これ以上の圧力では、木材
チップが可塑化してチップの形状が損われたりボード比
重が高くなったりして、パーティクルボードの特徴が失
われるため好ましくない。かくして得られたパーティク
ルボードは優れた耐水性、耐候性、防腐防虫性を有して
おり、建築用構造材料として非常に有用である。なお、
本発明においては、単層構造の場合について示したが、
これに限らず、二層以上の構造を有してもよい、また、
全層に化学的に処理した木材チップを使用する必要はな
く、両面層あるいは片ＷＪＮのみを化学的に処理した木
材チップによって構成したものであってもよいことば勿
論である。この場合には、化学的処理していないチップ
層は熱硬化性樹脂等の接着剤が必要となる。

（発明の効果） 以上の如く、本発明は重合性二重結合を有するオリゴエ
ステル化木材チップと重合性二重結合を有するオリゴマ
ーからなる反応生成物を熱圧することにより耐水性に優
れたパーティクルボードの工業的に有利な製造方法を提
供するものである。

二塩基酸無水物と重合性二重結合を有するモノエポキシ
化合物から得られるオリゴエステル化木材チップを用い
ることにより、耐水性、耐候性、防腐防虫性に優れたパ
ーティクルボードが得られる。

また、接着剤として、前記の反応生成物中に存在する重
合性二重結合を有するオリゴマーを用いることにより、
オリゴエステル化木材チップとオリゴマーの重合性二重
結合が重合して強固に結合したパーティクルボードが得
られる。したがって、一般の熱硬化性樹脂接着剤を使用
する必要はなく、また木材チップのアセチル化処理の如
く、反応後の未反応溶液を回収したり、処理した木材チ
ップより余剰の反応溶液を脱液し、更に木材チップ中の
副反応生成物を洗浄する必要はなく、工業的に非常に有
利な製造方法である。得られたパーティクルボードは耐
水性、耐候性、防腐防虫性に優れており、建築材料、家
具用材料等多くの分野での利用に好適である。更に、本
発明は木材工業における工業廃棄物としての木質材や未
利用木質材の有効利用が図れるという利点も有しており
、工業的に極めて有用である。

（実施例） 以下、本発明を実施例および比較例によって更に具体的
に説明するが、本発明はこれに制限されるものではない
ことは勿論である。なお、以下に示す乾燥したパーティ
クルボード用木材チップというのは木材チップの含水率
を５％以下に乾燥したものである。また、部はすべて重
量部をあられす。

実施例１ 乾燥したパーティクルボード用木材チップ１００．０部
、無水マレイン酸２６．５部を攪拌機、還流冷却器を取
り付けた反応釜に添加して、１２０℃で１時間攪拌し、
次に無水マレイン酸に対して１．３モル倍のアリルグリ
シジルエーテル４０゜１部を滴下した。滴下後、同温度
で５時間交互付加エステル化反応を行った。系の最終酸
価は０゜２５ｅｑ／ｋｇであり、また、エポキシ価は０
．１Ｏｅｑ／ｋｇであった。この反応生成物から一部を
取り出して分析した結果、反応生成物は重合性二重結合
を有するオリゴエステル１ヒ木材チツプと重合性二重結
合を有するオリゴマーからなり、該オリゴエステル化木
材チップの木材チップに付加された無水マレイン酸とア
リルグリシジルエーテルの総付加率は木材チップを基準
として１９．９重量％であった。したがって、反応生成
物中のオリコニステル化木材チップとオリゴマーの量的
関係は７１．９：２８．１であった。

上記で得られたオリコニステル化木材チップとオリゴマ
ーからなる反応生成物１００．０部に重合開始剤として
、ジクミルペルオキシド２．０部を添加混練した。その
後、前記混練物を所定の厚みどなるようにフォーミング
したのちこのフォーミングマットを温度１５０℃、圧力
３５　ｋｇ−ｆ／ｃＩＩｌ、時間３０分の条件で熱圧し
、比重１．３、厚み６■の単層構造のパーティクルボー
ドを得た。

比較例１ 乾燥したパーティクルボード用木材チップに従来の尿素
樹脂接着剤を木材率が６０％になるように塗布し所定の
厚みとなるようにフォーミングしたのち、このフォーミ
ングマットを温度１５０℃、圧力３５　ｋｇ−ｆ／ｃｒ
ｉ、時間３０分の条件で熱圧し、比重１．３、厚み６ｍ
ｍの単層構造のパーティクルボートを得た。

実施例１および比較例１で得られたパーティクルボード
から試料を切断して物性試験に供した。

なお、物性試験の試験方法は１．、ＪＩＳ　　Ａ　　５
９０８に準して行った。ただし、曲げ試験の試験片は幅
３０×長さ１４ｃｍとした。

第１表から明らかなように、実施例１で得られた本発明
のパーティクルボードは比較例１の従来のパーティクル
ボードに比べて、曲げ試験における残存強度率（湿潤後
の強度／常態強度）、吸水率試験におけろ吸水率、厚さ
膨潤率ともに非常に優れていることが認められた。

実施例２ 乾燥したパーティクルボード用木材チップ１００．０部
、無水マレイン酸８．３部を攪拌機、還流冷却器を取り
付けた反応釜に添加して、１２０℃で１時間攪拌し、次
に無水マレイン酸に対して１．４モル倍のグリシジルメ
タクリレート１６゜８部を滴下した。滴下後、同温度で
５時間交互付加エステル化反応を行った。系の最終酸価
は０゜３７ｅｑ／Ｊであり、また、エポキシ価は０．１
４ｅｑ／ｋｇであった・ 実施例３ 乾燥したパーティクルボード用木材チップ１００．０部
、無水マレイン酸１０．０部を攪拌機、還流冷却器を取
り付けた反応釜に添加して、１２０゛Ｃて１時間攪拌し
、次に無水マレイン酸に対して１．３モル倍のアリルグ
リシジルエーテル１５゜１部を滴下した。滴下後、同温
度で５時間交互付加エステル化反応を行った。系の最＆
８酸価は０゜２４ｅｑ／ｋｇであり、また、エポキシ価
は０．０４ｅｑ／に３であった。

上記で得られたオリゴエステル化木材チップとオリゴマ
ーからなる反応生成物を所定の厚みとなるようにフォー
ミングしたのち、このフォーミングマットを温度１５０
℃、圧力５０ｋｇ−ｆ／ｒｎｆ、時間３０分の条件で熱
圧し、比重１，２、厚み８ｍｍの単層構造のパーティク
ルボードを得た上記で得られたオリゴエステル化木材チ
ップとオリゴマーからなる反応生成物１００．０部に、
重合開始剤としてジクミルペルオキシド２．０部を添加
混練した。その後、該混練物を実施例１と同様の操作で
熱圧し、比重１．２、厚み８ｍｍの単層構造のパーティ
クルボードを得た。

比較例２ 乾燥したパーティクルボード用木材チップに従来の尿素
樹脂接着剤を木材率が８０％になるように塗布し、所定
の厚みとなるようにフォーミングしたのち、このフォー
ミングマットを温度１５０℃、圧力５０　ｋｇ−ｆ／ｃ
ｉｄ、時間３０分の条件で熱圧し、比重１．２、厚み７
部ｍの単層構造のパーティクルボードを得た。

実施例２〜３および比較例２で得られたパーティクルボ
ードから試料を切断して物性試験に供したこの物性試験
の結果を第２表に示す。

第２表から明らかなように、実施例２．３で得られた本
発明のパーティクルボードは、比較例２の従来のパーテ
ィクルボードに比べて曲げ試験における残存強度率、吸
水率試験における吸水率、厚さＩＩＩ潤率ともに非常に
優れていることが認められた。このように本発明により
得られたパーティクルボードは耐水性に非常に優れてお
り、建築用の構造材料として有用である。また、反応生
成物中のオリゴマーを接着剤として用いるために、パー
ティクルボードを工業的に非常に有利に製造できる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 木材チップ中の水酸基に、二塩基酸無水物と重合性二重
   結合を有するモノエポキシ化合物を反応することにより
   得られるオリゴエステル化木材チップとオリゴマーから
   なる反応生成物を熱圧成形して、オリゴエステル化木材
   チップおよびオリゴマー中に含有する重合性二重結合の
   重合による架橋を行わしめることを特徴とするパーティ
   クルボードの製造方法。