JPH0686067B2 - ボードの製造法 - Google Patents

ボードの製造法

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JPH0686067B2
JPH0686067B2 JP31960788A JP31960788A JPH0686067B2 JP H0686067 B2 JPH0686067 B2 JP H0686067B2 JP 31960788 A JP31960788 A JP 31960788A JP 31960788 A JP31960788 A JP 31960788A JP H0686067 B2 JPH0686067 B2 JP H0686067B2
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board
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glycol
binder
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憲介 谷
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はボードの製造法に関するものである。更に詳し
くは,基材としてリグノセルロース物質,結合剤とし
て,分子中に2個以上のイソシアネート基を含有する有
機ポリイソシアネート化合物及び/又はそのイソシアネ
ート基末端プレポリマー,及びボード表面被覆材料とし
てポリ塩化ビニルポリウレタン複合樹脂のフィルムを使
用することによって熱金属面へのボードの付着を防止す
ると同時に,ボード強度,耐水性及び表面性等に優れた
ボードの一体成形,製造法に関するものである。
〔従来の技術〕
従来からリグノセルロース物質を基材としたボード,例
えばパーティクルボード,ファイバーボード,ウェーフ
ァーボード,フレークボード等を製造する場合,結合剤
としての有機ポリイソシアネート類の使用は公知であ
る。
定常的には,溶液又は水エマルジョンの形の有機ポリイ
ソシアネート類をリグノセルロース物質に塗布し,次い
でこれに熱圧を施こすことでボードが成形される。得ら
れた成形品は従来のホルムアルデヒド縮合物樹脂を結合
剤としたボードに比べて高品質のものであることも公知
である。しかしながら,この高接着性は,熱プレス操作
の間に接する熱金属面へのリグノセルロース物質の著し
い付着を生じる欠点がある。
この付着の問題を克服するために多くの試みがなされた
が,完全に十分な解決は見い出されていない。特開昭55
-49245号公報,同55-160013号公報,同55-160014号公
報,同57-131538号公報及びB.P第4110397等にこの付着
問題を解決する方法が提案されている。しかしながら,
いづれの方法も十分な解決には至っていない。
又,ボード表面被覆材料として単板,メラミン化粧紙等
を使用したボード製造も実用化されているが,作業性が
悪いこと,コストがかかりすぎることなど問題点が多く
その改善が要望されていた。
〔発明が解決しようとする問題点〕
本発明の目的は,リグノセルロース物質の結合剤として
有機ポリイソシアネート類を使用することによって高品
質のボードを製造するに際し,最も重大な欠点となる熱
金属面への付着問題を解消し,耐摩耗性,耐油性,耐候
性,耐熱性,耐水性及び機械的強度に優れたボードの製
造法を提供することにある。
本発明者は鋭意研究,検討を重ねた結果,リグノセルロ
ース物質を基材としてボードを製造するに際し,結合剤
として分子中に2個以上のイソシアネート基を含有する
有機ポリイソシアネート化合物及び/又はそのイソシア
ネート基末端プレポリマーを使用し,付着問題の解消と
ボード物性向上を目的としてボード表面被覆材料にポリ
塩化ビニルポリウレタン複合樹脂のフィルムを使用する
ことで,結合剤としての有機ポリイソシアネート類の極
めて優れた特性を最大限に活用出来うることを見い出
し,本発明を完成するに至った。
〔問題点を解決するための手段〕
即ち本発明は,リグノセルロース物質の結合剤として,
分子中に2個以上のイソシアネート基を含有する有機ポ
リイソシアネート化合物及び/又はそのイソシアネート
基末端プレポリマーを使用して熱圧成形する際に,ボー
ド表面被覆材料としてポリ塩化ビニルポリウレタン複合
樹脂のフィルムを使用して一体成形することを特徴とす
るボードの製造法である。
本発明に使用されるリグノセルロース物質は,木片,木
繊維,削り屑,木毛,コルク,木の皮,のこ屑及び木工
工業の廃棄物等が挙げられ,更にはバガス,わら,亜
麻,い草,あし,及び草類を包含することが出来る。
又,これらリグノセルロース物質に他の顆粒物又は繊維
物質,例えばガラス繊維,雲母,石綿,ゴム類及びプラ
スチック物質を混合してもよい。本発明に使用される有
機ポリイソシアネート化合物の例としては,官能基数が
2以上のトリレンジイソシアネート,キシリレンジイソ
シアネート,ナフチレンジイソシアネート,ジフェニル
メタンジイソシアネート,ポリフェニルメタンポリイソ
シアネート,ビフェニレンジイソシアネート,ジフェニ
ルエーテルジイソシアネート,トリジンジイソシアネー
ト,ヘキサメチレンジイソシアネート,イソホロンジイ
ソシアネート等が挙げられ,又これらのイソシアネート
誘導体及びこれら類似の化合物の単独又は2種以上の混
合物が挙げられる。
又イソシアネート基末端プレポリマーは,有機ポリイソ
シアネート化合物と活性水素を有するポリオールとの反
応により得られる。
該プレポリマー用の活性水素を有するポリオールとして
は,1分子中に少なくとも2個以上の水酸基を有するポリ
オールは全て使用出来るが,代表的なものとしては,ポ
リエステルポリオール,ポリエーテルポリオール,エポ
キシポリオール等であり,又これらのポリオールの2種
以上の組み合わせにより使用することも出来る。ポリエ
ステルポリオールとしては,例えばエチレングリコー
ル,ジエチレングリコール,トリエチレングリコール,
1,2-プロピレングリコール,トリメチレングリコール,
1,3-ブチレングリコール,テトラメチレングリコール,
ヘキサメチレングリコール,デカメチレングリコール,
グリセリン,ソルビトール,トリメチロールプロパン,
ペンタエリスリトール等の少なくとも2個以上のヒドロ
キシル基を有する化合物の1種又は2種以上とマロン
酸,マレイン酸,コハク酸,アジピン酸,酒石酸,セバ
シン酸,シュウ酸,フタール酸,テレフタール酸,アゼ
ライン酸,トリメリット酸,等の少なくとも2個以上の
カルボキシル基を有する化合物の1種又は2種以上を使
用して公知の方法によって製造することが出来る。又ε
‐カプロラクトン,δ‐バレロラクトン等で代表される
ラクト環を有するモノマーを開環重合させたラクトン系
ポリエステルも包含される。ポリエーテルポリオールと
しては,例えばエチレングリコール,ジエチレングリコ
ール,トリエチレングリコール,1,2-プロピレングリコ
ール,トリメチレングリコール,1,3-ブチレングリコー
ル,テトラメチレングリコール,グリセリン,ソルビト
ール,シュークローズ,ビスフェノールA,ペンタエリス
リトール,等の活性水素を少なくとも2個有する化合物
の1種又は2種以上をポリオール出発化合物として,炭
素数2以上のエチレンオキサイド,プロピレンオキサイ
ド,ブチレンオキサイド,スチレンオキサイド等のアル
キレンオキサイド,エピクロルヒドリン等のモノマーの
1種又は2種以上を公知の方法により付加重合すること
によって製造される。
又,これら活性水素を有するポリオールには,一般式R1
OR2H(R1:アルキル基,R2:アルキレン基,
n:5〜90)で示される分子量250-4000のアルコキシポリ
アルキレングリコールも包含される。このアルコキシポ
リアルキレングリコールによって変性されたイソシアネ
ート基末端プレポリマーは自己気化性を有しているの
で,水エマルジョンの形で使用出来るため,リグノセル
ロース物質の結合剤として最も有用である。本発明でボ
ード表面被覆材料として使用されるポリ塩化ビニルポリ
ウレタン複合樹脂は,特開昭61-120812号公報,同61-12
0820号公報に記載されている方法で製造される。すなわ
ち,塩化ビニル単量体に溶解可能なポリオールと塩化ビ
ニル単量体とのグラフト重合により得られたポリオール
含有ポリ塩化ビニルとイソシアネート化合物との反応に
より製造する方法で提供される。
このほか複合化方法としては特開昭58-40312号公報,同
58-42611号公報,同58-37019号公報,同58-5357号公
報,同61-250044号公報等にも記載されているが、可塑
剤を使わずに成形品の硬度を自由に変化させることが可
能で,2つの母体の特性を合わせ持っている点に本発明で
使用される複合樹脂フィルムの特徴がある。
又,本発明に使用される結合剤が高度な接着性能を有し
ているとは云え,ポリ塩化ビニル樹脂との接着性能には
難点がある。しかしながらポリ塩化ビニルポリウレタン
複合樹脂はポリウレタン樹脂の特性を合わさもっている
点で,ボードと表面被覆材料との接着を結合剤で一体成
形化することが可能になった。接着剤の塗布等の工程を
省略出来る点で,コスト的にも作業性の面に於いても極
めて優れた製造法を提供することになる。
本発明に使用される複合樹脂フィルムは厚さ30ミクロン
以上であれば製造可能で,厚さの選択はボードの特性を
考慮して決定される。硬さはA硬度で50-100の範囲で,
ポリ塩化ビニル樹脂,ポリウレタン樹脂の種類及び複合
比率によって決定される。通常ポリ塩化ビニル樹脂とポ
リウレタン樹脂の複合比率の範囲は重量比で100/20〜10
0/150であり,100/50〜100/100が望ましい。
又,180℃に於けるフローテスターでの流れ値(ml/sec)
は10-3〜100の範囲のものが使用される。
本発明のボードの製造は次の様に行なわれる。製造ライ
ン上,下面にセットされる表面被覆材料はホットプレス
を出たコウル板がフォーミングマシンに入るまでの段階
でコウル板上にセットされる。上面にセットされる表面
被覆材料はフォーミングマシンを出たフォーミングマッ
ト上に連続的又はカットフィルムとしてセットされる。
プリプレス工程を有するラインではプリプレス前後いづ
れでも良い。上面の表面被覆材料が薄くマット上で不安
定な場合は,更にその上にコウル板をセットする行程を
採用すれば良い。
このあとホットプレス内に送り込み140℃〜200℃,好ま
しくは150℃〜180℃で熱圧することによって一体成形さ
れる。熱圧時間は,ボード厚1mm当たり15秒〜25秒で通
常16秒〜20秒である。又,エンドレスのスチールベルト
を使用した連続製造ラインの場合には,下面にセットさ
れる表面被覆材料はフォーミングマシン手前のスチール
ベルト上に連続的に送り込まれ,上面にセットされる表
面被覆材料は熱プレスの役目を果たす回転ドラムに巻き
こませる形で連続的に送り込まれる。
本発明の方法で製造されたボードは表面被覆材料の種
類,すなわち硬度,厚み等を変化させることでボード物
性,ボード表面特性等を種々変化させることが可能なう
え,フィルムの着色,エンボス加工等がきわめて容易な
ためにデザイン的にも変化に富んだボードを得ることが
出来る。又,全層に有機ポリイソシアネート類を使用し
た場合の熱金属面への付着問題が解決されること,更に
得られたボード表面が耐摩耗性,耐油性,耐候性,耐熱
性,耐水性及び機械的強度に優れていることから,極め
て広い分野への応用が可能である。
本発明の方法で製造されたボードは,結合剤として接着
性,耐水性等に優れた有機ポリイソシアネート類が使用
されていること,表面被覆材料としてポリ塩化ビニルと
ポリウレタンの優性遺伝的特性をもった特殊な複合樹脂
フィルムが使用されていること,又このフィルムの硬
度,厚みが極めて自由に変化出来ること,着色が極めて
容易で更にエンボス加工も容易でデザイン性に優れてい
ることなどから現在,リグノセルロース類を基材とした
ボード類が使用されている分野では勿論,プラスチック
が使用されている分野への応用も可能である。
用途としては建築材料,廚房設備材料,家具材料,電気
用品材料,音響設備材料,楽器材料等多方面への応用が
考えられる。又,極めて高物性を有することからボード
の低比重化が可能になるため,コスト面,2次加工時の作
業面等でも大きなメリットを得ることが出来る。
〔実施例〕
本発明について実施例により,さらに詳しく説明する
が,本発明はこれらの実施例に限定されるものではな
い。又特にことわりのない限り実施例,及び比較例中の
部及び%はそれぞれ「重量部」及び「重量%」を示す。
実施例1 次の方法で3層パーティクルボードを作成した。結合剤
として,自己乳化型ポリフェニルメタンポリイソシアネ
ート(コロネート3053,日本ポリウレタン工業製,NCO含
量29.5%)を水エマルジョンの形で塗布した。表面被覆
材料としては,ポリ塩化ビニルポリウレタン複合樹脂フ
ィルム(ドミナスK902B,日本ポリウレタン工業製,厚み
0.2mm,A硬度90)を両面に使用した。
ボード作成条件 ボードサイズ:400×400×12(mm) 含脂率:表層/芯層=8/4(%) マット含水率:表層/芯層=15/8(%) フォーミング比:表層/芯層/表層=25/50/25(%) プレス圧:25(kg/cm2) プレス温度:160(℃) プレス時間:3.5(分) ボード密度:0.7(g/cm3) ボード物性 常態曲げ強度:248(kg/cm2) 湿潤時曲げ強度(100℃×2hr):133(kg/cm2) 耐水性:厚さ膨潤率6.4(%) (25℃×24hr)吸水率15.2(%) フィルム接着強度 3.4(kg/10cm) 比較例1 表面被覆材料を使用しない事を除いて実施例1とまった
く同様の条件でボードを作成した。但し,熱板への付着
を防止する為にマットの上下に離型紙を使用した。
ボード物性 常態曲げ強度:204(kg/cm2) 湿潤時曲げ強度(100℃×2hr):104(kg/cm2) 耐水性:厚さ膨潤率8.6(%) (25℃×24hr)吸水率21.6(%) 実施例2 次の方法で3層パーティクルボードを製造した。ポリフ
ェニルメタンポリイソシアネート(ミリオネートMR-20
0,日本ポリウレタン工業製,NCO含量31.1%)970部にポ
リエーテルポリオール(ニューポールPP-700,三洋化成
工業製)64部を加え,更にメトキシポリエチレングリコ
ール(MPG-081,日本乳化剤工業製)30部を加えた後,80
℃で3時間反応させて自己乳化型ポリフェニルメタンポ
リイソシアネートを得た。このプレポリマーのNCO含量
は26.7%であった。
このプレポリマーを結合剤として実施例1と同様の条件
でボードを作成した。表面被覆材料としてはポリ塩化ビ
ニルポリウレタン複合樹脂フィルム(ドミナスK700F,日
本ポリウレタン工業製,厚み0.15mm,A硬度70)を両面に
使用した。
ボード物性 常態曲げ強度:236(kg/cm2) 湿潤時曲げ強度(100℃×2hr):118(kg/cm2) 耐水性:厚さ膨潤率5.8(%) (25℃×24hr)吸水率14.3(%) フィルム接着強度:3.6(kg/10cm) 比較例2 表面被覆材料を使用しない事を除いて実施例2とまった
く同様の条件でボードを作成した。但し,熱板への付着
を防止する為にマットの上下に離型紙を使用した。
ボード物性 常態曲げ強度:197(kg/cm2) 湿潤時曲げ強度(100℃×2hr):96(kg/cm2) 耐水性:厚さ膨潤率9.2(%) (25℃×24hr)吸水率20.6(%) 実施例3 次の要領で3層パーティクルボードを製造した。結合剤
としてはコロネート3053を使用し,表面被覆材料として
は実施例1で使用したフイルムの厚み0.5mmのものを使
用した。ボード密度を0.6g/cm3とした以外は実施例1と
同様の作成条件である。
ボード物性 常態曲げ強度:185(kg/cm2) 湿潤時曲げ強度(100℃×2hr):85(kg/cm2) 耐水性:厚さ膨潤率7.5(%) (25℃×24hr)吸水率16.7(%) フィルム接着強度:2.7(kg/10cm) 比較例3 表面被覆材料を使用しない事を除いて実施例3とまった
く同様の条件でボードを作成した。但し,熱板への付着
を防止する為にマットの上下に離型紙を使用した。
ボード物性 常態曲げ強度:143(kg/cm2) 湿潤時曲げ強度(100℃×2hr):66(kg/cm2) 耐水性:厚さ膨潤率8.9(%) (25℃×24br)吸水率23.0(%) 実施例4 次の要領で3層パーティクルボードを製造した。結合剤
としては実施例2で使用したプレポリマーを使用し,表
面被覆材料としては実施例3で使用したフィルムを使用
した。含脂率を表層/芯層=6/3とした以外は実施例1
と同様の作成条件である。
ボード物性 常態曲げ強度:208(kg/cm2) 湿潤時曲げ強度(100℃×2hr):102(kg/cm2) 耐水性:厚さ膨潤率7.8(%) (25℃×24hr)吸水率17.4(%) フィルム接着強度:2.8(kg/10cm) 比較例4 表面被覆材料を使用しない事を除いて実施例4とまった
く同様の条件でボードを作成した。但し熱板への付着を
防止する為にマットの上下に離型紙を使用した。
ボード物性 常態曲げ強度:178(kg/cm2) 湿潤時曲げ強度(100℃×2hr):82(kg/cm2) 耐水性:厚さ膨潤率9.6(%) (25℃×24hr)吸水率21.0(%) 比較例5 次の要領で3層パーティクルボードを作成した。結合剤
として尿素樹脂(No.170B.大鹿振興製,固形分66%)を
使用した。表面被覆材料としては実施例1と同様のフィ
ルムを使用した。含脂率を表層/芯層=14/9とした以外
は実施例1と同様の作成条件である。
ボード物性 表面被覆材料はまったく接着しておらず,ボード物性は
表面被覆材料なしで測定した。
常態曲げ強度:200(kg/cm2) 湿潤時曲げ強度(100℃×2hr):0(kg/cm2) 耐水性:厚さ膨潤率15(%) 吸水率50(%)
フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 // B29K 27:06 75:00 105:16 B29L 9:00 4F

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】リグノセルロース物質の結合剤として,分
    子中に2個以上のイソシアネート基を含有する有機ポリ
    イソシアネート化合物,及び/又はそのイソシアネート
    基末端プレポリマーを使用して熱圧成形する際に,ボー
    ド表面被覆材料としてポリ塩化ビニルポリウレタン複合
    樹脂のフィルムを使用して一体成形することを特徴とす
    るボードの製造法。
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