JPH0458864B2

JPH0458864B2 -

Info

Publication number: JPH0458864B2
Application number: JP2277287A
Authority: JP
Inventors: Hirohisa Maki; Eiichiro Suzuki
Original assignee: Dai Ichi Kogyo Seiyaku Co Ltd
Current assignee: DKS Co Ltd
Priority date: 1987-02-03
Filing date: 1987-02-03
Publication date: 1992-09-18
Also published as: JPS63189563A

Description

【発明の詳細な説明】

［産業上の利用分野］本発明は軽量畳床の芯材の製法に関する。さら
に詳しくは、本発明は発泡バインダーを使用する
ことにより軽量かつ安価であり、そのまま軽量畳
床として使用しうる軽量畳床の芯材の製法に関す
る。［従来の技術］従来、畳床および畳床の芯材の製造法として
は、特開昭55−86809号公報に開示されているよ
うに、もみ殻や麦殻に副材料として植物性の殻、
屑、チツプなどを混合し、バインダーとしてポリ
イソシアネートまたはポリイソシアネートとポリ
オールとを反応させた末端NCOプレポリマーお
よび可塑剤を加えたものを金属板上で加熱加圧成
形する方法が採用されている。［発明が解決しようとする問題点］しかしながら、この製造法は前記バインダーが
疎水性であるため水とイソシアネート基との反応
に時間がかかり、硬化に長時間を要するため、成
形時に加熱が必要であり、しかも金型にバインダ
ーが付着するため、離型剤を金型に塗布する必要
があり、さらにはもみ殻や麦殻にイソシアネート
類を均一に混合させるために可塑剤を使用するた
め、成形品の表面に可塑剤の流出やべとつきなど
の現象がみられやすいなどの問題点がある。［問題点を解決するための手段］そこで本発明者らはかかる問題点を解決するべ
く鋭意研究を重ねた結果、如上の問題点をことご
とく解消しうる軽量畳床の芯材の製法を見出し、
本発明を完成するに至つた。すなわち本発明は、 (A) 植物性微細繊維および（または）植物性粉粒
100重量部に対して、 (B)(a) オキシアルキレン鎖中にオキシエチレン単
位を10重量％以上含有するポリオキシアルキ
レンモノオールまたはポリオキシアルキレン
ポリオールと有機ポリイソシアネートとを
NCO／OH当量比が1.5〜100となるようにし
て反応させた末端NCOプレポリマー１〜500
重量部または (b) 前記末端NCOプレポリマー１〜500重量部
および合成樹脂エマルジヨン１〜500重量部
および (C) 前記(B)成分100重量部に対して水10重量部以
上を常温または加熱下で混合することにより急速
に硬化させ、硬化が完了する前に該混合物を型
に注入し加圧成形することを特徴とする軽量畳
床の芯材の製法に関する。［作用および実施例］本発明に用いられる植物性微細繊維および（ま
たは）植物性粉粒（以下、植物性微細繊維などと
いう）としては、たとえば、もみ殻、麦殻、そば
殻、稲藁、米糠、豆粕、木粉、木屑、繊維屑など
があげられるが、これらは単独で用いてもよく、
２種以上併用してもよい。本発明の製法には、こ
れらのほとんど用途のない安価な副産物、廃棄物
などを有効に活用することができる。本発明に用いられるポリオキシアルキレンモノ
オールとは、たとえば、メタノール、エタノー
ル、ブタノール、ヘキサノール、オクタノール、
フエノール、クレゾールアルキルフエノールなど
のモノアルコールに、エチレンオキシドとエチレ
ンオキシド以外の他のアルキレンオキシドとを混
合したアルキレンオキシド（以下、混合アルキレ
ンオキシドという）を付加重合させたもので、オ
キシアルキレン鎖中に10％（重量％、以下同様）
以上、好ましくは10〜95％のオキシエチレン単位
を有する反応生成物である。本発明に用いられるポリオキシアルキレンポリ
オールとは、たとえば、エチレングリコール、プ
ロピレングリコール、ハイドロキノン、ビスフエ
ノールＡ、１，６−ヘキサンジオール、ネオペン
チルグリコール、グリセリン、トリメチロールプ
ロパン、１，２，６ヘキサントリオール、ペンタ
エリスリトール、α−メチルグリコシド、ソルビ
トール、シユークローズ、ヒマシ油などの低分子
量のポリオール類またはエチレンジアミン、ジエ
チレントリアミン、ピペラジン、メチルアミン、
ｎ−ブチルアミン、アニリン、キシレンジアミン
などの低分子量のアミン類に、混合アルキレンオ
キシドを付加重合させたもので、オキシアルキレ
ン鎖中に10％以上、好ましくは10〜95％のオキシ
エチレン鎖を有する反応生成物などである。前記エチレンオキシド以外の他のアルキレンオ
キシドとしては、たとえば、プロピレンオキシ
ド、ブチレンオキシド、スチレンオキシド、テト
ラハイドロフランなどがあげられる。前記ポリオキシアルキレンモノオールまたはポ
リオキシアルキレンポリオール（以下、ポリオキ
シアルキレンモノ（ポリ）オールという）のオキ
シアルキレン鎖中のオキシエチレン単位が10％未
満であると水との融和性がわるくなり、ウレタン
プレポリマーの硬化性がわるくなるので、該オキ
シエチレン単位は10％以上含有されるのがよい。前記混合アルキレンオキシドにモノアルコー
ル、ポリオールまたはアミンを付加重合させるば
あい、その付加重合形態はランダム、ブロツクの
いずれでもよい。本発明に用いられる有機ポリイソシアネートと
は、たとえば、トリレンジイソシアネート
（TDI）、粗製トリレンジイソシアネート（粗製
TDI）、ジフエニルメタンジイソシアネート
（MDI）、ポリメチレンポリフエニルイソシアネ
ート（粗製MDI）、ヘキサメチレンジイソシアネ
ート、キシレンジイソシアネート、ナフタレンジ
イソシアネート、イソフオロンジイソシアネート
などがあげられるが、これらは単独で用いてもよ
く、２種以上併用してもよい。本発明にバインダーとして用いられる末端
NCOプレポリマー（以下、プレポリマーという）
とは、前記ポリオキシアルキレンモノ（ポリ）オ
ールと前記有機ポリイソシアネートとを反応させ
ることによつてえられ、実質的に未反応有機ポリ
イソシアネート基を含有するウレタンプレポリマ
ー組成物などである。ポリオキシアルキレンモノ（ポリ）オールと有
機ポリイソシアネートとの反応において、その当
量比NCO／OHの値は1.5〜100、好ましくは２〜
40であるが、ほかの反応条件はとくに限定される
ものではない。前記当量比の値が1.5未満のばあい、プレポリ
マーの粘度が高くなり、作業性がわるくなり、ま
た100をこえると生成した樹脂がもろくなる。本発明にバインダーとして用いうる合成樹脂エ
マルジヨンとしては、たとえばポリビニルアルコ
ール、ポリアクリル酸、ポリアクリルアミドおよ
び無水マレイン酸などの誘導体からえらばれた１
種または２種以上の水溶性樹脂のエマルジヨン；
天然ゴム、スチレンブタジエンゴム、クロロプレ
ンゴム、アクリロニトリルブタジエンゴム、アク
リル酸エステルブタジエンゴム、イソプレンゴ
ム、ブチルゴムおよびエチレンプロピレンゴムか
らえらばれた１種または２種以上の天然ゴム、合
成ゴムラテツクスまたはこれらの変性ゴムラテツ
クス；ポリ塩化ビニリデン、ポリ塩化ビニル、エ
チレン酢酸ビニル共重合体、ポリアクリル酸エス
テル共重合体、メラミン、尿素、尿素−ホルマリ
ン、フエノール、レゾルシノールからえらばれた
１種または２種以上の合成樹脂エマルジヨン；共
重合変性合成樹脂エマルジヨンまたはこれらの混
合物からなる水系樹脂エマルジヨンなどがあげら
れるが、これらは単独で用いてもよく、２種以上
併用してもよい。前記合成樹脂エマルジヨンとし
ては、通常樹脂濃度を20〜80％としたものが用い
られる。前記プレポリマーに合成樹脂エマルジヨ
ンを併用することにより、プレポリマーの使用量
を減少させることができ、バインダーのトータル
コストを低減することができる。本発明の製法においては、前述した (A) 植物微細繊維など、 (B)(a) プレポリマーまたは (b) プレポリマーおよび合成樹脂エマルジヨン
および (C) 水を常温または加熱下で混合することにより急速に
硬化させ、硬化が完了する前に該混合物が型に注
入され加圧成形される。前記プレポリマーの使用量は、前記プレポリマ
ー単独で用いるばあいおよび前記プレポリマーと
前記合成樹脂エマルジヨンとを併用するばあいの
いずれであつても、植物性微細繊維など100部
（重量部、以下同様）に対して１〜500部、好まし
くは５〜100部である。該使用量が１部未満のば
あい、バインダーとしての結合力が不足し、また
500部をこえると、植物性材料の特質が失われる。また、前記プレポリマーと前記合成樹脂エマル
ジヨンとを併有するばあい、合成樹脂エマルジヨ
ンの使用量は植物性微細繊維など100部に対して
１〜500部、なかんづく５〜100部であるのが好ま
しい。なお、このばあい、プレポリマーと合成樹
脂エマルジヨンの使用量の割合は、とくに限定さ
れないが、プレポリマー100部に対して10〜90部
であるのが好ましい。また、水の使用量は、プレポリマーまたはプレ
ポリマーと合成樹脂エマルジヨンの合計量100部
に対して10部以上、好ましくは50〜500部であり、
末端のNCO基と反応するために必要な水の量よ
りも大過剰量使用する。大過剰量の水を使用する
ことにより、バインダーとしてのプレポリマーの
使用量を減少させることができるためコスト的に
有利であり、成形時には離型剤として働くため、
ほかに離型剤を用いる必要がない。また、この水
が希釈剤としても作用されるため、可塑剤を希釈
剤として使用する方法に比べてえられる畳床の芯
材は表面にべとつきやブリージングがないものと
なる。該使用量が10部未満のばあい、プレポリマ
ーの硬化時間が長くなる。植物性微細繊維など、プレポリマーまたはプレ
ポリマーと合成樹脂エマルジヨン、および過剰の
水の混合方法としては、たとえば、プレポリマー
またはプレポリマーと合成樹脂エマルジヨン、お
よび過剰の水とをあらかじめ混合してから植物性
微細繊維などを加える方法；プレポリマーまたは
プレポリマーと合成樹脂エマルジヨン、および過
剰の水を同時に植物性微細繊維などに噴霧する方
法；あらかじめ植物性微細繊維などを過剰の水で
濡らしたもの、プレポリマーまたはプレポリマ
ー、および合成樹脂エマルジヨンを混合する方法
などがあげられるが、本発明はこれらに限定され
るものではない。本発明の製法においては、必要に応じて溶剤、
可塑剤、消泡剤、界面活性剤、着色剤、無機充填
剤、触媒、難燃剤、防ばい剤、殺虫剤、変色防止
剤などをプレポリマー100部に対して100部をこえ
ない範囲で使用してもよい。前記植物性微細繊維など、プレポリマーまたは
プレポリマーと合成樹脂エマルジヨン、および過
剰の水は、常温または加温下で混合され、該混合
物は急速に硬化されるが、その温度は通常０〜
150℃、好ましくは10〜50℃である。前記混合物を所望の大きさの芯材に成形するた
めの型の材質は、たとえばアルミニウムなどの金
属、プラスチツク、木、コンクリートなどいずれ
でもよく、混合物中の過剰の水が離型剤として働
くためほかに離型剤を必要としない。所定の大きさに成形するための圧力は、通常
0.1〜100Kg／cm²、好ましくは0.1〜50Kg／cm²であ
る。なお、成形時の型の温度は常温でよい。えられる成形品は、軽量畳床の芯材として用い
られるが、畳床の大きさに成形することにより、
そのまま軽量畳床として用いることができる。本発明の製法によつてえられる軽量畳床の芯材
は、バインダーとしてのプレポリマーと水とが反
応して炭酸ガスが発生して発泡性ウレタンバイン
ダーを形成し、しかも過剰の水を使用しているた
め、多孔質かつ軽量であり、しかも適度な通気性
と保温性を有しており、さらにバインダー中のオ
キシエチレン単位が若干の吸湿性を有するため、
適度な吸湿性をも有している。前記のようにしてえられた成形品には、さらに
熱加工を施すことが可能である。前記成形品がほ
ぼ乾燥していれば加圧加熱成形が効果的である。
また、このような二次加圧加熱成形することによ
り折り曲げ強度の向上、植物性微細繊維などの欠
落などがなお一層抑制され、しかも乾燥が促進さ
れる。加圧加熱成形によつて二次加工を施すばあ
い、その温度は50〜200℃、好ましくは70〜130℃
であり、圧力は１〜100Kg／cm²、好ましくは１〜
60Kg／cm²である。なお、このような二次加工を施
すばあいは、一次加工での成形品の大きさは二次
加工してえられる成形品の大きさの1.1〜5.0倍、
なかんづく1.1〜2.5倍であるのが好ましい。つぎに実施例および比較例に基づき、本発明の
製法をさらに詳細に説明する。製造例１〜６および比較製造例１〜３（プレポリマーの合成）グリセリン、ソルビトール、ヘキサノール、エ
チレンジアミンを出発物質とし、エチレンオキシ
ドとプロピレンオキシドの混合アルキレンオキシ
ドをランダム付加重合させた第１表に示されるポ
リオキシアルキレンモノ（ポリ）オールと有機ポ
リイソシアネートとを、第１表に示す当量比で反
応させ、つぎに酢酸エチルで希釈して濃度70％の
ウレタンポリマーをえた。

【表】

【表】実施例１木粉として杉、桧の原木を製材する工場から排
出される挽粉を使用し、この木粉（含水率：5.9
％、粒度：60メツシユ以下が20重量％、60〜52メ
ツシユが6.7％、52〜48メツシユが5.3％、48メツ
シユ以上が68％の木粉）10000部、水6600部およ
びバインダーとして製造例１でえられたプレポリ
マー1000部を常温（約20℃）で20秒以内で混合し
てアルミニウム型に注入し、圧力1.0Kg／cm²で５
分間プレスして成形品（たて：200cm、よこ：100
cm、厚さ：４cm）を作製した。プレポリマーは水
と混合後約３分間で樹脂化した。ついで二次加工
として常温で１週間、さらに高周波で10分間乾燥
し、さらに20Kg／cm²の圧力をかけて120℃で１分
間熱プレスし、約25mm厚の畳床の芯材をえた。金型を観察したところ、金型への樹脂の付着も
なく、芯材の木粉の欠落もなかつた。そして芯材について、樹脂化時間、金型離型
性、外観および密度を評価した。つぎに畳床の芯材２枚を用い、JIS A5901に準
じて厚さ50mmの畳床を作製し、その畳床の物性
（含水率、たわみ量）をJIS A5901に準じて測定
し評価した。その結果を第２表に示す。（樹脂化時間） 20℃で、混合物の流動性が無くなる時間または
粘着性が無くなる時間を測定する。（金型離型性）離型性がよい（簡単に成形物が金型から取れ
る）ものを○、離型性がわるい（金型から取れに
くいか、もしくは取れない）ものを×とする。（成形品の外観）木粉、もみ殻、麦殻などの欠落やほつれが見ら
れないものを○、それらの欠落やほつれが見られ
るものを×とする。実施例２〜７および比較例１〜３第１表に示されるような材料を用い、実施例１
と同様にして芯材および畳床を作製した。えられた芯材および畳床の物性などについて実
施例１と同様にして測定し、評価した。その結果
を第２表に示す。実施例８第１表に示されるような材料を用い、実施例１
において「常温、圧力1.0Kg／cm²で５分間プレス」
の代りに、「120℃、圧力20Kg／cm²で５分間熱プレ
ス」を実施し、一方、二次加工は実施せず、その
他は実施例１と同様にして芯材および畳床を作製
した。えられた芯材および畳床の物性を実施例１と同
様にして測定し、評価した。その結果を第２表に
示す。

【表】

【表】第２表からわかるように、実施例１〜８の本発
明の製法においては、それぞれの材料を常温（約
20℃）で混合後、混合物は2.5〜5.3分間という短
時間で急速に硬化した。また、離型したとき、金
型への樹脂の付着もなく、成形品の植物性微細繊
維などの欠落もなかつた。いずれの実施例における成形品も、軽量畳床の
芯材またはそのまま軽量畳床として好適に使用し
うるものであつた。比較例１および２では、それぞれの材料を混合
後60分経過しても混合物はゲル化せず、金型には
未硬化のプレポリマーが付着した。同様に比較例
３のものも成形時間として60分かけたが、成形す
ることはできなかつた。［発明の効果］本発明の製造方法は、以下に述べるような優れ
た効果を奏する。すなわち、オキシアルキレン鎖中に10％以上の
オキシエチレン鎖を有するポリオキシアルキレン
モノ（ポリ）オールと有機ポリイソシアネートと
をNCO／OH当量比が1.5〜100となるようにして
反応させてえられるプレポリマーを使用すること
により、プレポリマーと水との融和性および反応
性が高く、これらを反応させるために高温に加熱
する必要がなく、低温で急速に硬化するため、量
産性に優れている。また過剰の水を希釈剤として使用することによ
りプレポリマーの使用量を減少させることができ
るため、経済的であり、かつ可塑剤を希釈剤とし
て使用する方法と比較して、えられた畳床の芯材
の表面にべとつきやブリージングがなく、また型
枠で成形するとき、水が離型剤として働くのでと
くに離型剤を必要としない。さらにプレポリマーと合成樹脂エマルジヨンを
併用することにより、プレポリマー量を減少させ
ることができ、バインダーのコストを低減するこ
とができ、さらにもみ殻、麦殻、ソバ殻、稲藁、
米糠、豆粕、木粉、木屑、繊維屑などほとんど用
途のない副産物、廃棄物などを有効に活用するこ
とができるため、えられる畳床の芯材は安価なも
のとなる。バイダーとしてのプレポリマーと水とが反応し
て炭酸ガスが発生して発泡性ウレタンバインダー
を形成し、しかも過剰の水を使用しているので、
乾燥してえられた畳床の芯材は多孔質となるた
め、軽量で適度な通気性と保温性を有しており、
かつバインダー中のオキシエチレン単位が若干の
吸湿性を有するため、えられる畳床の芯材は適度
の吸湿性を呈すという効果を奏する。

Claims

【特許請求の範囲】１ (A) 植物性微細繊維および（または）植物性
粉粒100重量部に対して、 (B)(a) オキシアルキレン鎖中にオキシエチレン単
位を10重量％以上含有するポリオキシアルキ
レンモノオールまたはポリオキシアルキレン
ポリオールと有機ポリイソシアネートとを
NCO／OH当量比が1.5〜100となるようにし
て反応させた末端NCOプレポリマー１〜500
重量部または (b) 前記末端NCOプレポリマー１〜500重量部
および合成樹脂エマルジヨン１〜500重量部
および (C) 前記(B)成分100重量部に対して水10重量部以
上を常温または加熱下で混合することにより急速
に硬化させ、硬化が完了する前に該混合物を型
に注入し加圧成形することを特徴とする軽量畳
床の芯材の製法。