JPS5817547B2 - アミノ樹脂重縮合用触媒 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は水透過性セルロース物質結合用アミノ樹脂の重
縮合反応触媒に関する。

該植媒はこれを周知の触媒と併用すると樹脂の重縮合速
度を増加し、同時に結合強度を低下させることな（樹脂
の使用量を減らすことができる。

本発明触媒は有機および無機成分を含む濃水溶液であり
、該有機成分はホルムアルデヒドおよび尿素または両者
の非樹脂状縮合物であり、無機成分は水溶性・・ロゲン
化アルカリ金属である。

硬化速度は高温においては酸硬化触媒の単なる添加によ
っては得られない程度に増加する。

酸硬化触媒の添加は硬化速度の増加をもたらすが、それ
によって得られる以上の増加は不織布（ｂｏｎｄｅｄｍ
ａｔｅｒｉａｒ）の性質を劣化させる。

さらに、周知の触媒を多量に添加すると遅延剤（ｒｅｔ
ａｒｄｅｒ）、例えばアンモニア、ヘキサメチレンテト
ラミン等を添加したとしても重縮合は室温においてさえ
進行する。

これは室温におけるグルー （ｇｌｕｅ ）の保存寿命
（５ｈｅｌｆ １ｉｆｅ）を減少させ、マツ）（ｍａ
ｔ）を成形機（ｐｒｅｓｓ ）に入れる前に早期硬化を
惹起させ、このような現象にもとづく周知の不利益をも
たらす。

しかしながら、本発明による触媒を添加することによっ
て被結合物質の性質を劣化させることなくさらに硬化速
度を増加させ、プレス時間を減少させる。

本発明触媒の添加は高温においてのみ作用する。

従って該触媒の添加は樹脂の重縮合速度をプレス温度に
おいてのみ増加させ、室温においては全く増加させない
。

従って前硬化に伴う問題を避けることができる。

該触媒は樹脂と結合しかつ樹脂そのものとなる。

本発明による触媒中の有機および無機成分は相乗作用を
呈する。

単一成分を樹脂に添加しただけではある程度の硬化速度
増加がみられるだけだが、両成分を一緒に添加すると各
成分を単独で添加して得られる結果の総和以上の硬化速
度増加がみられる。

・・ロゲン化物塩はＥ’Ｊ溶性アルカリ金属ハロゲン化
物のいずれであってもよい。

有機物質は尿素とホルノ、アルデヒドモノマーまたはそ
の非樹脂状縮合物であってもよい。

本発明による触媒に０．１〜２％程度の少量の界面活性
剤を添加して樹脂の分散性を改良するのも好ましい。

本発明による触媒（固形分１００％として計算）は種々
の割合で添加してもよいが、より正確には使用される樹
脂固形分の約１〜３０重量％程度である。

本発明の最も重要な点は最終生成物の性質を劣化させる
ことなく該触媒を樹脂の一部と置き換えることができる
という事実である。

これは置換すべき樹脂量に等しい量の触媒を添加するこ
とによってではなく、置換すべき樹脂の５０〜７０％の
触媒を添加することによって達成される（計算は重量で
生成物は全て固形分１００％として行なう）。

本発明による触媒はその相乗作用のためその重量の２倍
の樹脂と置き換えてもよい。

該触媒の上記特性は樹脂の２０重量％までの添加、即ち
使用される樹脂の４０重量％までの置換に対して示され
る。

比較的少量の添加、例えば３〜１０重量％のときでも最
終生成物の性質はかなり改良される。

比較的多量の添加、即ち３０重量％のときは最終生成物
の性質には相違はないが、硬化速度をがなり増加させ、
樹脂を節約する。

結合は当該技術で周知の方法による昇温および圧力下で
樹脂を硬化させることによって達成される。

本発明による触媒はリグノセルロース生成物の結合にア
ミン樹脂類を使用するすべての型の生成物に使用しても
よい。

生成物は平板成形機またはカレンダーを使用するパーテ
ィクルボード（ｐａｒｔｉｃｌｅｂｏａｒｄ ）製造用
木材粒子であっても合板製造におけるようなベニヤ（ｗ
ｏｏｄ ｖｅｎｅｅｒ ）であってもよい。

製造されたボードの品質を６か月間にわたって毎週１回
調査したところ性質の劣化は認められなかった。

このことはポリマーの崩壊がおこらず、ボードの耐老化
性が普通の方法によって製造されたものに匹敵する、と
いうことを証明する。

樹脂を置換するための当該技術で周知の置換剤（５ｕｂ
ｓｔｉｔｕｅｎｔ ）ではより高位の置換を行なうため
には当該技術で周知の同じ製造法をおこなうことができ
ず、同時に製造速度を向トさせることができない。

ちなみに周知の置換剤は・・ロゲン化物塩と尿素−ホル
ムアルデヒド付加物との混合物を用いないハロゲン化物
の塩類である。

ハロゲン化物の塩のみの添加は本発明による反応性触媒
に比較して以下の制約のもとでのみ樹脂の一部を置換で
きる。

■、製造速度は増加せず、むしろより高位の置換の場合
は現実に減少する。

即ち置換剤は多量の水分を含む由触媒としてではなく遅
延剤として作用する。

２、置換は置換剤対樹脂比が１：１でおこなわれる力瓢
本発明による反応性触媒の場合には核化は１：２までで
ある。

３ より高位の置換はハロゲン化物の塩溶液を木材に別
途吹き付けてから乾燥させ、引き続いて接着剤を吹き付
けることによっておこなわれる。

本発明による反応性触媒の場合には、反応性触媒を別々
に噴霧および乾燥することなく、より高位の置換が達成
される。

反応性触媒を樹脂溶液に添加し、この溶液を当該技術で
周知の方法により一工程で木材への吹き付げに使用する
。

本発明による反応性触媒は他の利点も提供する。

少量の樹脂を用いて性能が改良されるため、ホールやボ
ードの製造に際して遊離のホルムアルデヒドｑをかなり
減少できるので得られたボードはほとんど無臭である。

以下の実施例は本発明を例証するものであって、本発明
を限定するものではない。

実施例１ 一定量の尿素−ホルムアルデヒド樹脂（ＢＡＳＦ２８５
）を温度および圧力を制御した条件下で本発明による触
媒と反応させ、該触媒は触媒溶液を構成する成分割合に
よって変化させる。

後者は単独で使用するのではな（、当該技術で周知の触
媒、即ち通常はへキサメチレンテトラミンを含むか含ま
ない塩化アンモニウムから成る触媒に添加して使用する
。

表−１において、有機および無機成分から成る触媒溶液
の相乗効果は明瞭に例証される。

試別１はブランクと考えるべきで、本発明による触媒溶
液は含まず、触媒として周知の塩化アンモニウムのみを
含むのみで、１００℃でのゲル時間は９０秒である。

試料２は塩化アンモニウムの外に一定量の尿素−ホルム
アルデヒドを含み、幾分触媒効果が増大されており、１
００°゛Ｃでのゲル時間は８５秒である。

試料３は塩化アンモニウムの外に一定量の塩化ナトリウ
ムを含み、尿素−ホルムアルデヒドは含まず、幾分触媒
効果が増大され、１００℃でのゲル時間は８０秒である
。

試料４は塩化アンモニウムの外に尿素−ホルムアルデヒ
ドと塩化ナトリウムの混合物を含み、添加混合物の全量
は試料２および３に添加された単一成分と同量である。

試料４．５および６は使用成分の相乗作用により大きな
触媒効果を示し、１００℃でのゲル時間はそれぞれ６０
秒、３５秒および２８秒である。

試料４．５および６０間の差は触媒溶液中の無機成分に
対する有機成分の割合が異なることに起因する。

比較的多量の有機物を含む試料６がより大きな触媒効果
を示すことに注意すべきである。

実施例 ２ 本実施例は本発明による触媒を配合物に添加するパーテ
ィクルボード製造において得られる利点を例証する。

使用する触媒溶液の全量が等しい３つの場合を示す。

表−２に示すように使用する溶液の種々の成分の割合を
変えることによって異なった結果が得られる。

Ａ欄はパーティクルボードの外表面を形成させるのに用
いる微細な木材粉末を噴霧させるのに使用する溶液に関
し、Ｂ欄はパーティクルボードのコア（ｃｏｒｅ ）を
形成させるのに用いる木材薄片を噴霧するのに用いる溶
液に関する。

本実施例においては、パーティクルボードはビソン方式
（Ｂｉｓｏｎ ｓｙｓｔｅｍ）によって製造するもので
、ここで例示するすべてに対して一定にした制御条件下
で生成する連続層を有する。

プレス前のマツＩ・の水分：１０．５±０．５％プレス
温度：２１０℃ 圧カニ ３５ ｋｇ／ｃｒｔＥ 製造されたパーティクルボードの性質は３つの場合にお
いて特に認められうる差はなかった（表−２の結果参照
）。

本実施例による３つの場合において調製された種々の溶
液は次のようにプレス時間を減少させる。

試料１：未ザンダー仕上（ｎｏｎ ５ａｎｄｅｄ ）パ
ーティクルボード１ｍｍ当り９８２５秒試刺２試別サン
ダー仕上 リ： パーティクルボ
ード１龍当り８．００秒試料３：未すンダー仕」− パーティクルボード１ｍｍ当り７．００秒試料３は無機
成分に比べて有機成分を最も多量に含むもので、最良の
結果を示す。

本実施例は、本発明による触媒を使用することによりパ
ーティクルボード製造におけるプレス時間を減少させ、
同時に該触媒を３０％まで使用することにより（試料２
の場合は１６．９０％、試料３の場合は２１％使用する
）樹脂使用量を減少させることを例証する。

実施例 ３ 本実施例は、本発明による触媒を配合物に添加したとき
（塩化すｌ・リウムと尿素およびホルムアルデヒドモノ
マーとの混合物）に得うレ擾バーチ・イクルボード製造
速度が、塩化すｌ・リウムのみの添加（尿素およびホル
ムアルデヒドモノマーヲ含まない）によって得られるパ
ーティクルボード製造速度に比べて増加することを例証
する。

結果を表−３に示す。

試料１はパーティクルボード製造用樹脂配合物に添加さ
れる常套の添加物の外には塩化ナトリウムのみを含み、
ゲル時間は８０秒である。

−・方、試料２は試料１ど同様の添加剤および同量の塩
化すｌ−’Ｊウムの外に尿素およびホルムアルデヒドモ
ノマーを含み、ゲル時間は２８秒である。

本実施例の両試料に対しビソン方式を用いて同じ条件下
で得られたパーティクルボードの製造速度は９秒／ｍｍ
（試料１）および７秒／ｍｍ （試料２）である。

ＤＩＮ５２３６０〜５２３６５によって得られた機械的
性質はどちらの場合も等しい。

実施例 ４ 本実施例は、本発明による触媒を添加することによって
得られる尿素＝ホルムアルデヒド樹脂の置換力、尿素お
よびホルムアルデヒドモノマーを添加せずに塩化ナトリ
ウムのみを用いて得られる置換に比べて増太し、−・方
、得られたパーティクルボードの機械的性質はどちらの
場合も等しい、ということを例証する。

本実施例は特に、塩化ナトリウムの場合の樹脂置換比が
１：１であり、塩化ナトリウムと尿素およびホルムアル
デヒドとの混合物の場合の樹脂置換比が１：２であるこ
とを例証する。

微粉砕後のチップ（ｗｏｏｄ ｃｈｉｐ）組成物は表−
４に示す対応する組成物で処理する。

組成物１は樹脂置換をおこなわないブランクと考えるべ
きである。

組成物２の場合は塩化すトリウムのみによって樹脂固形
分の置換をおこない、組成物３（本発明による組成物）
の場合は塩化ナトリウムと尿素およびホルムアルデヒド
モノマーとの混合物によって樹脂の置換をおこなう。

組成物２の場合、樹脂固形分１９．５部が固体の塩化ナ
トリウム１９．５部によって置換される。

組成物３の場合、樹脂固形分３９部が固体の反応性触媒
（塩化ナトリウム、尿素およびホルムアルデヒド）１９
．５部によって置換される。

従って、組成物２は１：１で置換し、組成物３は１：２
で置換する。

両配合物を用いて製造されたパーティクルボードは等し
い機械的性質を有するが、組成物３はこれらよりも固形
分含量が少ない。

どちらの場合もパーティクルボードはビソン方式によっ
て製造したもので、どちらに対しても一定に保った次の
制御条件下で生成される連続層を有する。

プレス前のマットの水分： １０．５±０．５％プレス
温度：２１０℃ 圧カニ ３５ｋｇ／ｃｍ 製造されたパーティクルボードの性質を表−４に示す。

実施例 ５ 高度の置換を望むときは本発明による配合物を使用し、
パーティクルボード製造に用いられるすべての方式でお
こなわれたように一工程で組成物を噴霧することが絶対
必要であるという事実によって本発明の新規性をさらに
例証する。

前記実施例ですでに示したように速度が遅（なるという
事実を別にして、尿素およびホルムアルデヒドモノマー
を添加せずに塩化ナトリウムのみを樹脂に添加するなら
ば、まず塩化ナトリウムを有するチップを吹き付けてか
ら木材混合物を乾燥させ、さらに接着剤を噴霧する必要
がある。

この場合は費用の嵩む余分の機械類が必要となり、製造
能率も低下する。

塩化ナトリウムの水への溶解度が小さく、また置換され
る樹脂固形分と同量の塩化ナトリウムを添加することに
よって樹脂の置換がおこなわれるので余分の工程が必要
となる。

樹脂の置換度を高めるには配合物中に多量の水を必要と
し、該配合物は成形機中で普通のプレス時間以内で一工
程では乾燥しない。

本発明による配合物は多量の水を使用することな（樹脂
の置換度を高めるのによ（利用することができ、また製
造工程をまった（変化させることな（パーティクルボー
ド製造に対して普通におこなわれるように一工程で製造
できる。

本発明の場合には水への溶解度が大きく（従って、少量
の水を使用する）、また置換される物質のわずか半分の
量（固形分換算）を添加することによって置換がおこな
われるのでこのようなことが可能となる。

実際、本発明による反応性触媒を用℃・て同じ置換度（
本実施例では３５％）を得るためのゲル時間は短く、従
って製造速度は早い（配合物３）。

尿素およびボルムアルデヒドモノマーを添加せずに塩化
すトリウムのみを使用する場合のゲル時間は非常に長く
、添力旧−だ置換剤はこの場合触媒としてではなく遅延
剤として作用する（配合物２）３これらの点はすべて表
−５に示す配合物において証明される。

３表−５には３種の配合物を示す。

配合物１はブランクと考えるべきで、置換剤を用いない
樹脂を使用する。

配合物２は樹脂を置換するために塩化ナトリウムのみを
含み、配合物３は本発明による反応性触媒、即ち塩化す
トリウムと尿素およびポル７・アルテヒドモノマーとの
混合物を含有する。

置換された樹脂の割合は配合物２および３の場合とも３
５％である。

配合物３の場合、反応性触媒３７．５部を添加して樹脂
固形分６８５部を置換する。

配合物２の場合、塩化ナトリウム６８．５部を添加して
同量の置換された樹脂（６８，５部）を得る。

このことは本発明による反応性触媒を用いるときの樹脂
置換比は１ ： １．８であり、塩化ナトリウムのみを
用いるときの樹脂置換比は１：１であることを示す。

本発明による反応性触媒を含有する配合物３の全樹脂溶
液は配合物１のように保存する。

このことは塩化すｌ−ＩＪウムのみを添加する配合物２
の場合は不可能である。

何故ならば、高い樹脂置換度を得るには配合物中に多量
の水を必要とするからである。

ブランクのゲル時間は６０秒である。

反応性触１：媒を含む配合物３の場合には製造速度をよ
り速くするゲル時間４０秒が得られる。

地化すトリウムのみを使用する配合物２の場合にはゲル
時間は１１０秒であり、添加成分は触媒としてではなく
遅延剤として作用する。

３種の配合物のＡ欄はパーティクルボードの外部表面の
形成に使用される微細なチップを吹き伺けるのに用いら
れる溶液に関し、３種の配合物のＢ欄はパーティクルボ
ードのコアの形成に使用される木材フレーク（ｆｌａｋ
ｅ）を吹き付けるのに用いられる溶液に関する。

表−５に記載した３種の樹脂配合物を用いてパーティク
ルボードを製造する。

製造方法はビソン方式であり、３種の配合物に対して製
造条件は一定に保つ。

プレス前の水分：１０．５＋−０，５％ プレス温度：２１０℃ 圧カニ ３５ ｋｇ／ｃ７７ｆ 製造したパーティクルボードの性質は標準規格ＤＩＮ５
２．３６０〜５２．３６５に相当し、配合物１および３
０間には差はなかった。

本発明による反応性触媒の代りに塩化ナトリウムのみを
含む配合物２の場合、得られたバーディクルボードは普
通のプレス時間の間にすでに膨張してしまうのでその性
質は測定できない。

このことは、当該技術で周知の方法による１回の吹き付
は工程でパーティクルボードを製造するのに塩化す）・
リウムのみを用いては３５％の高い置換度を得ることが
できないことを示す。

実施例 ６ 本実施例は塩化すＹ・リウムと尿素およびホルムアルデ
ヒドモノマーとの非樹脂状縮合生成物との混合物を樹脂
配合物に添加したときに得られる相乗作用を例証する。

結果を表−６に示す。

試料Ｉは・ぐ−テイクルボード製造用樹脂配合物に添加
する常套の添加物の他には塩化ナトリウムしか含まず、
ゲル時間は４９秒である。

試料２は尿素−ホルムアルデヒド縮合物を含み、ゲル時
間は５１秒である。

試料３および４は塩化ナトリウムと尿素−ホルムアルデ
ヒド縮合物の両方を含み、その全量は試料ｌに用いた塩
化ナトリウムの量と等しい（すべて固形分１００％とし
て計算）。

試料３および４は試料１および２よりも短いゲル時間（
４２秒）を有する。

実施例 ７ 本実施例は、塩化カリウムと尿素およびホルムアルデヒ
ドモノマーの縮合生成物との混合物を樹脂配合物に添加
したとき得られる相乗作用を例証する。

結果を表−７に示す。

試料１は本発明による触媒の代りに水を使用するブラン
クである。

試料２・は塩化カリウムを含み、試料３は塩化カリウム
と尿素およびホルムアルデヒドモノマー縮合物との混合
物を含む。

試料１のゲル時間は９３秒、試料２は幾分触媒効果を示
し、ゲル時間は８２秒であるが、本発明による反応性触
媒を含む試料３は驚くべき大きな触媒効果を示し、ゲル
時間は４２秒である。

実施例 ８ 本実施例は、ベニアバ−ティクルボードの製造に関する
もので、本発明による触媒が平板の接着（ｇｌｕｅ ｉ
ｎｇ ）、例えば合板、黒板、ベニアボードまたは他の
多層ボードの製造等に使用できる事実をより詳しく例証
する。

この場合、厚さ０．６ ｍｍ、水分１０％のチアンナ型
（Ｔｉａｎｎａ ｔｙｐｅ ）のベニアボードを厚さ１
５ｍｍ、大きさ１８３Ｘ３０３ＣｒｒＬ。

水分９％のサンダー仕上げをしたパーティクルボード両
面に接着する。

グルー吹き付は機を用いてパーティクルボード上にグル
ーを吹き付ける。

ボードを温度１２０°Ｃ１圧カフＫｐ／ｃｒｊ、でプレ
スする。

２種の試料を示す。

試料１は常套のグルー配合物を使用し、試料２は本発明
による配合物を使用する。

配合物を表−８に示す。試料１による配合物を用いて製
造したボードは２分間のプレス時間を必要とするが、試
料２による配合物を用いて製造したボードは１．７分間
のプレス時間を必要とする。

本発明による触媒を用いるベニアバ−ティクルボード製
造用グルー配合物は、製造速度を１５％増加させ、グル
ーを２６％節約する等の利点を有する。

実施例 ９ 本実施例は塩化ナトリウムと尿素およびホルムアルデヒ
ドモノマーとの混合物をメラミン−ホルムアルデヒド樹
脂に基づく樹脂配合物に添加したとき得られる相乗作用
を例証する。

用いた樹脂はＢＡＳＦのＫａｕｒａｍｉｎ ５４２であ
る。

結果を表−９に示す。

試料１はブランクである３試料２は樹脂、塩化アンモニ
ウムおよびアンモニア等の常套の配合物の他に塩化ナト
リウムを含む。

試料３は樹脂、塩化アンモニウムおよびアンモニア等の
常套の配合物の他に尿素およびホルムアルデヒドを含む
。

これら３種の試料は同じゲル時間（６５秒）をもつ。

試料４は樹脂、塩化アンモニウムおよびアンモニア等の
常套の配合物の他に尿素、ホルムアルデヒドおよび塩化
ナトリウムを含み、添加混合物の全量は試料２または３
の添加成分の量に等しい。

試料４は本発明による触媒例を示すもので、非常に短い
ゲル時間をもつ。

上記実施例において塩化ナトリウムまたは塩化カリウム
を塩化リチウムまたはナトリウム、カリウムまたはリチ
ウムのフッ化物、臭化物またはヨウ化物等によって置き
換えても同様の結果が得られる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ホルムアルデヒドおよび尿素またはホルムアルデヒ
   ドと尿素との非樹脂状縮合生成物からなる群から選ばれ
   た有機成分とアルカリ金属・・ロゲン化物とを含有する
   濃水溶液から成り、周知の触媒との併用によって重縮合
   速度を増加させる透水性セルロース物質の接着に使用す
   るアミノ樹脂の重縮合用反応性触媒。 ２ アルカリ金属・・ロゲン化物１０重量部当り有機成
   分約０，１かも１．５重量部を含有する第１項記載の触
   媒。 ３ 有機成分がホルムアルデヒドと尿素であり、アルカ
   リ金属ハロゲン化物が塩化ナトリウムである第１項記載
   の触媒。