JPH0834026A - ボードの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】リグノセルロース系材料を原料とし、バインダ
ーとして有機ポリイソシアネート系化合物を使用する場
合に、炭素数８〜２８を有する脂肪族カルボン酸の金属
塩を配合することを特徴とするボードの製造方法。 【効果】ボード物性を低下させることなく著しく良好な
離型性が得られる。即ち、従来のイソシアネート系バイ
ンダー使用ボード製造プロセスでは回避不可能であった
熱盤への付着現象が無くなった。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、リグノセルロースを主
原料とした熱圧成型ボードの製造方法に関する。リグノ
セルロースを主原料として用いた成型品は、リグノセル
ロースが木質削片の場合パーチクルボードと称され、ま
た木質繊維（ファイバー）の場合インシュレーションボ
ード、ハードボード、中比重繊維板（ＭＤＦ）と称され
て生産され、床材、壁材、ドア材、防音材、断熱材、畳
心材、家具部材、自動車用部材として使用されている。

【０００２】

【従来の技術】従来、パーチクルボード、ウエハーボー
ドおよびハードボード、ＭＤＦ、インシュレーションボ
ード等のファイバーボードや籾殻を成型してなる籾殻ボ
ードやコーリャン茎を成型してなるコーリャンボード等
（以下ボード）の製造の為の接着剤またはバインダーと
しては、熱硬化性である尿素樹脂、尿素メラミン樹脂、
メラミン尿素樹脂、メラミン樹脂、フェノールメラミン
樹脂、フェノール樹脂等（以下ホルマリン系樹脂接着
剤）が広く用いられている。これらの樹脂は安価で接着
力も優れ、比較的短時間で硬化するという特質を有す
る。これらのホルマリン系樹脂接着剤の熱圧成型後の製
品から放出されるホルマリンは環境上問題視されてお
り、従来放出ホルマリンを低減化させる為の実際の使用
に当たっては、接着剤中の遊離ホルマリン量を少なくし
たり（樹脂接着剤のホルマリンモル比／フェノール、メ
ラミン、尿素のモル比を小さくする）、ホルマリン系樹
脂接着剤の配合時に、ホルマリンキャッチャー剤等が用
いられている。一方で、非ホルマリン系でありかつ優れ
たボード物性を与える接着剤として、イソシアネート系
接着剤のボードへの利用も提案されている（特開昭57-1
31538、特開昭57-147567、米国特許第3428592号、34401
89号、3557263号、3636199号、3870665号、3919017号、
3930110号など）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、リグノセルロ
ース系材料用バインダーとして有機ポリイソシアネート
を用い熱圧成型した場合、その優れた接着性のため熱盤
への付着が生じる。この付着により、成型物は損傷し商
品としての価値を損失し、また熱盤からの付着物の除去
にも多大な労力を費やしてしまう。この問題を解決する
ため、金属からの離型性を向上させる有機ポリイソシア
ネートへの添加剤の検討も行われている。例えば、有機
ポリイソシアネートへのアルキルリン酸塩またはピロリ
ン酸塩（特公平03-018068）、スルホン化化合物（特公
平05-038309）、ワックス及び液体エステル（特公平04-
054390）、脂肪族カルボン酸（特開昭58-36430）、ポリ
シロキサン化合物（特開昭61-86225）、脂肪酸ポリマー
（米国特許第4772442号、4933232号）などが提案されて
いる。

【０００４】また、他の方法では、離型剤を直接熱盤へ
熱圧前に塗布しておく方法が提案されている。例えば、
金属石鹸を用いた離型層の形成（特開昭52-1564875）、
高沸点ポリオール（独国特許第1653178号）、官能基を
持つポリシロキサンフィルムの使用（英国特許第13599
2）、ポリテトラフルオロエチレンによる被覆（米国特
許第4374791号）などがある。

【０００５】しかしながら、上記いずれの方法も各々種
々の問題があり、実際の現場での使用に耐えうる物では
なく、現在のところ満足すべき技術は殆どない。そのた
め、一部のボード工場では製造の際、ボードを形成する
いくつかの層の内、熱盤に触れない内部の層だけに有機
ポリイソシアネート系バインダーを使用し、熱盤と接触
する表面層は従来のホルマリン系樹脂を使用するといっ
た例も行われている。我々はポリウレタン樹脂成型品の
製造において有機ポリイソシアネート、ポリオール、架
橋剤、触媒、および内部離型剤を原料とする特開昭60-2
45622を知っている。しかしこの文献に記載されている
内部離型剤として用いられるステアリン酸亜鉛はイソシ
アネートへの溶解性の低さから一度ポリオールへ溶解す
る必要性がありまた、金型へ注型して得られる発泡体及
びエラストマーの製造方法であるから、本発明の目的に
対して適当ではない。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは鋭意研究の
結果、リグノセルロースを主原料とした熱圧成型型ボー
ドの製造方法に関し、特定の脂肪族カルボン酸金属塩を
内部離型剤として用いることにより、実製造に耐えうる
離型性を備えた熱圧成型型ボードの製造方法を見いだし
本発明を完成するに至った。

【０００７】すなわち本発明は以下の（Ａ）〜（Ｈ）の
通りである。 （Ａ）（１）リグノセルロース系材料、（２）炭素数８
〜２８を有する脂肪族カルボン酸の金属塩、及び（３）
有機ポリイソシアネート系化合物、を必須成分とするボ
ードの製造方法。 （Ｂ）（２）炭素数８〜２８を有する脂肪族カルボン酸
の金属塩における金属が亜鉛、鉄、アルミニウム、カル
シウム、ジルコニウム、マグネシウム、バリウムである
ことを特徴とする（Ａ）記載のボードの製造方法。 （Ｃ）（２）炭素数８〜２８を有する脂肪族カルボン酸
の金属塩がステアリン酸亜鉛であることを特徴とする
（Ａ）記載のボードの製造方法。 （Ｄ）（２）炭素数８〜２８を有する脂肪族カルボン酸
の金属塩が乳化剤を用いて乳化せしめたものであること
を特徴とする（Ａ）記載のボードの製造方法。 （Ｅ）（３）有機ポリイソシアネート系化合物が乳化剤
を用いて乳化せしめたものであることを特徴とする
（Ａ）記載のボードの製造方法。 （Ｆ）（２）炭素数８〜２８を有する脂肪族カルボン酸
の金属塩と（３）有機ポリイソシアネート系化合物の比
率が有効成分の重量比で０．０１〜１００：１００の範
囲であることを特徴とする（Ａ）〜（Ｅ）いずれかに記
載のボードの製造方法。 （Ｇ）（３）有機ポリイソシアネート系化合物と（１）
リグノセルロース系材料比率が有効成分の重量比で３〜
３０：１００の範囲であることを特徴とする（Ａ）〜
（Ｅ）いずれかに記載のボードの製造方法。 （Ｈ）（３）有機ポリイソシアネート系化合物と（２）
炭素数８〜２８を有する脂肪族カルボン酸の金属塩を混
合乳化後、直ちに（１）リグノセルロース系材料と混合
することを特徴とする（Ａ）〜（Ｇ）いずれかに記載の
ボードの製造方法。

【０００８】（１）のリグノセルロース系材料として
は、パーチクルボードに使用されるストランドチップ、
ダストチップ、フレークチップや、ハードボード・ＭＤ
Ｆ・インシュレーションボードに使用されるファイバー
及び、コーリャン茎・バガス・籾殻等の農産物があげら
れる。これらの原料は単独で使用しても良いし、二種以
上を組み合わせて使用することもできる。

【０００９】（２）の炭素数８〜２８を有する脂肪族カ
ルボン酸の金属塩としては、例えばオクチル酸、ラウリ
ン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、オ
レイン酸、ベヘニン酸などの脂肪族カルボン酸の亜鉛、
鉄、アルミニウム、カルシウム、ジルコニウム、マグネ
シウム、バリウム塩があげられる。脂肪族カルボン酸と
しては、モノ、ジ、トリいずれの官能基数のものでも使
用できるが、中でも炭素数１２〜２２の直鎖脂肪族のモ
ノカルボン酸が好ましい。

【００１０】（２）の炭素数８〜２８を有する脂肪族カ
ルボン酸の金属塩は組成物中においてその形態で存在す
ればよく、金属塩の状態で使用しても良いし、脂肪族カ
ルボン酸と金属化合物を別々に添加し使用しても良い。

【００１１】また（２）の炭素数８〜２８を有する脂肪
族カルボン酸の金属塩は乳化剤を用いて乳化物として使
用するのが好ましい。この場合の乳化剤とは一般的に使
用されている物でよく、脂肪酸石鹸、ロジン酸石鹸、ア
ルキルスルホン酸塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、
ジアルキルアリールスルホン酸塩、アルキルスルホコハ
ク酸塩、ポリオキシエチレンアルキル硫酸塩、ポリオキ
シエチレンアルキルアリール硫酸塩等のアニオン性界面
活性剤、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオ
キシエチレンアルキルアリールエーテル、ポリオキシエ
チレンソルビタン脂肪酸エステル、オキシエチレンオキ
シプロピレンブロックコポリマー等の界面活性剤があげ
られが、本発明はこれらの乳化剤に限定される物ではな
い。また、これらの界面活性剤は一種類単独で使用して
も良いし、二種類以上を組み合わせて使用しても良い。

【００１２】（３）の有機ポリイソシアネート系化合物
としては、イソシアネート化合物またはイソシアネート
重合物は例えばトリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）、
4,4'-ジフエニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）、
ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＭＤＩ）、キシレ
ンジイソシアネート（ＸＤＩ）、イソホロンジイソシア
ネート（ＩＰＤＩ）、ポリメチレンポリフェニルポリイ
ソシアネート（ポリメリックＭＤＩ）がある。この中で
も特にポリメリックＭＤＩが望ましい。

【００１３】また（３）の有機ポリイソシアネート系化
合物は乳化剤を用いて乳化物として使用するのが好まし
い。この場合の乳化剤とは一般的に使用されている物で
よく、脂肪酸石鹸、ロジン酸石鹸、アルキルスルホン酸
塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、ジアルキルアリー
ルスルホン酸塩、アルキルスルホコハク酸塩、ポリオキ
シエチレンアルキル硫酸塩、ポリオキシエチレンアルキ
ルアリール硫酸塩等のアニオン性界面活性剤、ポリオキ
シエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアル
キルアリールエーテル、ポリオキシエチレンソルビタン
脂肪酸エステル、オキシエチレンオキシプロピレンブロ
ックコポリマー等のアニオン、ノニオン、カチオン界面
活性剤などがあげられるが、本発明はこれらの乳化剤に
限定される物ではない。また、これらの界面活性剤は一
種類単独で使用しても良いし、二種類以上を組み合わせ
て使用しても良い。

【００１４】（２）炭素数８〜２８を有する脂肪族カル
ボン酸の金属塩と（３）有機ポリイソシアネート系化合
物の比率は有効成分の重量比で０．０１〜１００：１０
０の範囲である。好ましくは０．５〜２０：１００の範
囲である。しかし、０．０１未満では所望の離型効果が
得られず、また１００を越えると工業的に無駄であるだ
けではなく、強度的なボード物性が低下する為好ましく
ない。

【００１５】（３）有機ポリイソシアネート系化合物と
（１）リグノセルロース系材料比率は有効成分の重量比
で３〜３０：１００の範囲である。好ましくは６〜２
０：１００の範囲である。３未満では接着剤としての効
果が得られず、３０で充分なボード物性が得られるた
め、３０を越える接着剤量を使用しても工業的に無駄で
ある。

【００１６】（１）リグノセルロース系材料、（２）炭
素数８〜２８を有する脂肪族カルボン酸の金属塩、
（３）有機ポリイソシアネート系化合物、の各成分の混
合方法においては特に限定される物ではないが、自己乳
化性ＭＤＩ並びに脂肪族カルボン酸金属塩を使用した場
合、両成分は混合乳化後直ちに（１）リグノセルロース
系材料とブレンド配合されるのが好ましい。例示する
と、両乳化性成分をスタティックミキサー中で乳化し、
直ちにブレンダー内に於いて（１）リグノセルロース系
材料とブレンド配合し、フォーミング・熱圧プレスする
という手法があり、ボード物性上好ましい。

【００１７】また、本発明中の（３）有機ポリイソシア
ネート系化合物には所望の効果を阻害しない範囲で酸化
防止剤、紫外線吸収剤、可塑剤、シランカップリング
剤、ポリオール、ポバール、金属触媒、外部離型剤、合
成ゴムラテックス、アクリル系エマルションを併用して
も良い。

【００１８】以下、本発明を具体的に説明するため、実
施例および比較例をあげて説明するが、本発明はこれら
の実施例に限定されるものではない。なお、実施例、比
較例中の部、％はそれぞれ重量部、重量％を表す。結果
をまとめて表１〜２に示す。

【００１９】

【表１】

【００２０】

【表２】 また、性能比較に於けるボードの共通製造条件を以下に
述べる。 原料：ストランドチップ又は木質ファイバー（含水率２
％；以下、チップと称する） ボード構成：単層 ボード厚：１５ｍｍ マット含水率：１６％ 熱圧温度：２００℃ プレス圧力：３５kg/cm2 プレス時間：３分３０秒 設定密度：７００kg/m3

【００２１】実施例１ まず、表１の配合で自己乳化型ポリメリックＭＤＩ（三
井東圧化学（株）製；商品名 ＵＲ−４０００）１０部
を１５．５部の水中に高速撹拌しながら投入し、乳化し
た。引き続き乳化型ステアリン酸亜鉛（中京油脂（株）
製；商品名 ハイドリンＺ−７−３０）を有効成分とし
て０．０５部撹拌下配合した。配合糊を直ちにブレンダ
ー中のストランドチップへスプレーガンを用いて噴霧塗
布した。配合糊を塗布したチップを鋼製コール盤上に３
０ｃｍ×３０ｃｍの大きさに均一にフォーミングし、さ
らに鋼製コール盤をかぶせ、上記の条件で熱圧プレスし
た。熱圧後、鋼製コール盤への付着を観察したが付着は
観られなかった。ボードは物性比較用とし、再び同一の
鋼製コール盤を用い上記の操作を繰り返した。５０回繰
り返しても鋼製コール盤への付着は観られなかった。

【００２２】実施例２ 乳化型ステアリン酸亜鉛量を変えたほかは実施例１と同
様の操作を行った。操作を５０回繰り返しても鋼製コー
ル盤への付着は観られなかった。

【００２３】実施例３ （２）脂肪族カルボン酸金属塩としてラウリン酸マグネ
シウムを用いたほかは実施例１と同様の操作を行った。
操作を５０回繰り返しても鋼製コール盤への付着は観ら
れなかった。

【００２４】実施例４ （２）脂肪族カルボン酸金属塩としてステアリン酸鉄
を、（３）有機イソシアネート化合物としてポリメリッ
クＭＤＩを用いた。但し、ポリメリックＭＤＩおよびス
テアリン酸鉄には乳化の操作を行わず、混合後、直接ス
プレーガンで噴霧塗布した。ほかは実施例１と同様の操
作を行った。操作を５０回繰り返しても鋼製コール盤へ
の付着は観られなかった。

【００２５】実施例５ （２）脂肪族カルボン酸金属塩としてステアリン酸亜鉛
を用いたほかは実施例４と同様の操作を行った。操作を
５０回繰り返しても鋼製コール盤への付着は観られなか
った。

【００２６】実施例６ （３）有機イソシアネート化合物としてＴＤＩを用いた
ほかは実施例４と同様の操作を行った。操作を５０回繰
り返しても鋼製コール盤への付着は観られなかった。

【００２７】実施例７ （２）脂肪族カルボン酸金属塩としてステアリン酸アル
ミニウムを、（３）有機イソシアネート化合物としてＭ
ＤＩを用いたほかは実施例４と同様の操作を行った。操
作を５０回繰り返しても鋼製コール盤への付着は観られ
なかった。

【００２８】実施例８ （１）リグノセルロース系材料としてファイバーを用い
たほかは実施例１と同様の操作を行った。操作を５０回
繰り返しても鋼製コール盤への付着は観られなかった。

【００２９】実施例９ （２）脂肪族カルボン酸金属塩としてミリスチン酸鉄を
用いたほかは実施例４と同様の操作を行った。操作を５
０回繰り返しても鋼製コール盤への付着は観られなかっ
た。

【００３０】実施例１０ （２）脂肪族カルボン酸金属塩としてオレイン酸亜鉛を
用いたほかは実施例７と同様の操作を行った。操作を５
０回繰り返しても鋼製コール盤への付着は観られなかっ
た。

【００３１】比較例１〜１０ 実施例と同様の要領で表１の配合組成表に基づきボード
を作成した。しかし、いずれも鋼製コール盤への付着が
観察され、ボードには破損が生じた。そのため、それ以
後のボード物性評価は行わなかった。離型可能回数は０
回とした。

【００３２】＜評価試験＞ １．曲げ強さ 前記試料から『パーチクルボード ＪＩＳ−Ａ−５９０
８』の試験片の項目に準じ、幅５０ｍｍ、長さ２７５ｍ
ｍ（スパン２２５ｍｍ）に試験片を裁断し、曲げ強さ試
験を行った。結果は曲げ強さとして表示した。 ２．湿潤時の曲げ強さ（Ａ試験） 前記試料から１．と同様の方法で試験片を裁断した。次
に試験片を７０±３℃の温水中に２時間浸せきし、常温
水中に１時間浸せきした後、濡れたままの状態で曲げ強
さ試験を行った。結果は湿潤時の曲げ強さとして表示し
た。 ３．湿潤時の曲げ強さ（Ｂ試験） 前記試料から１．と同様の方法で試験片を裁断した。次
に試験片を沸騰水中に２時間浸せきし、常温水中に１時
間浸せきした後、濡れたままの状態で曲げ強さ試験を行
った。結果は湿潤時の曲げ強さとして表示した。 ４．離型性試験 熱圧時、鋼製のコール盤を用い、熱圧後のコール盤への
チップの付着状態を目視確認した。この操作を最大５０
回繰り返し、付着が確認されるまでの回数を記録した。

【００３３】

【発明の効果】上記の説明から明らかなように本発明の
組成でボードを製造することにより、従来のイソシアネ
ート系バインダー使用ボード製造プロセスでは事実上、
回避不可能であった熱盤への付着現象が無くなった。さ
らに驚くべきことには吸水膨張率・線膨張率も向上し、
高品質の熱圧成型ボードが得られた。また、（２）炭素
数８〜２８を有する脂肪族カルボン酸の金属塩と（３）
有機ポリイソシアネート系化合物を配合後直ちに（１）
リグノセルロース系材料に噴霧塗布することにより安定
したボード物性が得られる。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】（１）リグノセルロース系材料、（２）炭
   素数８〜２８を有する脂肪族カルボン酸の金属塩、及び
   （３）有機ポリイソシアネート系化合物、を必須成分と
   するボードの製造方法。
2. 【請求項２】（２）炭素数８〜２８を有する脂肪族カル
   ボン酸の金属塩における金属が亜鉛、鉄、アルミニウ
   ム、カルシウム、ジルコニウム、マグネシウム、バリウ
   ムであることを特徴とする請求項１記載のボードの製造
   方法。
3. 【請求項３】（２）炭素数８〜２８を有する脂肪族カル
   ボン酸の金属塩がステアリン酸亜鉛であることを特徴と
   する請求項１記載のボードの製造方法。
4. 【請求項４】（２）炭素数８〜２８を有する脂肪族カル
   ボン酸の金属塩が乳化剤を用いて乳化せしめたものであ
   ることを特徴とする請求項１記載のボードの製造方法。
5. 【請求項５】（３）有機ポリイソシアネート系化合物が
   乳化剤を用いて乳化せしめたものであることを特徴とす
   る請求項１記載のボードの製造方法。
6. 【請求項６】（２）炭素数８〜２８を有する脂肪族カル
   ボン酸の金属塩と（３）有機ポリイソシアネート系化合
   物の比率が有効成分の重量比で０．０１〜１００：１０
   ０の範囲であることを特徴とする請求項１〜５いずれか
   に記載のボードの製造方法。
7. 【請求項７】（３）有機ポリイソシアネート系化合物と
   （１）リグノセルロース系材料比率が有効成分の重量比
   で３〜３０：１００の範囲であることを特徴とする請求
   項１〜５いずれかに記載のボードの製造方法。
8. 【請求項８】（３）有機ポリイソシアネート系化合物と
   （２）炭素数８〜２を有する脂肪族カルボン酸の金属塩
   を混合乳化後、直ちに（１）リグノセルロース系材料と
   混合することを特徴とする請求項１〜７いずれかに記載
   のボードの製造方法。