JPS5852829B2 - パ−テイクルボ−ドの製造法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はポリオールと有機ポリイソシアネート化合物と
からなるバインダーを用いて優れた品質を有するパーテ
ィクルボードの有利な製造法に関するものである。

一般にパーティクルボード（以下単に製品と略記するこ
とがある）は木屑、木質細片、麦わら、繊維屑等の原材
料に各種合成樹脂糸の糊剤を混合し、これらを加熱、加
圧、成型することにより製造されている。

この合成樹脂糸の糊付としてはウレアホルムアルデヒド
樹脂（以下ＵＰという）、フェノールホルムアルデヒド
樹脂（以下ＰＦという）、ウレアメラミンホルムアルデ
ヒド樹脂（以下ＵＭＦという）並びにメラミンホルムア
ルデヒド樹脂（以下ＭＦという）、が水溶性あるいは水
分散の状態で供給され、使用されている。

通常はフェノールホルムアルデヒド樹脂が多用される。

しかるに、これ等ＵＦ、ＰＦ、ＵＭＦ及びＭＦからなる
糊付（以下グルーという）を使田して製品を製造する時
の問題点としては次のことが指摘されている。

（１）木屑、木質細片、麦わら、繊維屑などの原材料の
水分含有率を一定にするため、乾燥処理、調整処理など
の面倒な前処理が必要となるため、生産性から制約を受
ける。

（２）これ等製品に使われるグルーは原材料の種類、品
質、形状および製品の用途によりＵＰ 、ＰＦ。

ＵＭＦ、ＭＦなどを使い分けるため、設備上、生産管理
上制約が多い。

（３）製品製造時及び製造後のグルー残廃液中から未反
応のホルムアルデヒドが多量に大気中及び水中に排出さ
れ易く、環境汚染、衛生上問題となる。

次に性能上の問題点もその改善を要望されている。

即ち（１）ＵＦ 、ＰＦ 、ＵＭＦ及びＭＦ系グルーを
使用した製品は常温ないし、高温雰囲気に長時間放置し
た場合、未反応または化学的分解等によりグルーの一成
分であるホルムアルデヒドが製品の表面に遊離するため
に保健衛生上好ましくない。

（２）製品はいずれも包装材料、建築材料、その他産業
用資材として使用されるが、これらは上下水道水、天然
水、スチーム等の水分と接触ないし浸漬される機会がし
ばしばあり、そのためグルーの内容を用途別に使い分け
ているものの、長時間に互る浸漬、洪水、スチームとの
接触により、膨潤、剥離、分解が比較的にはやい。

（３）グルーを使用する製品は比較的密度が大きく、特
にグルー添加量の多いパーティクルボードは高密度であ
るためにその用途が制約を受けることが多い。

従って本発明は製品の製造時および品質面で前記の各問
題点を解決することを目的として鋭意検討した結果、製
品の原材料にポリオールと有機ポリイソシアネート化合
物からなるバインダーを用いることにより優れた品質を
有する製品が得られるという知見を基にして完成された
ものである。

即ち、本発明はパーティクルボードの原材料として、杉
、松、檜、樺、ラワン、チークなどの木材屑、細片なら
びに麦わら屑、植物性繊維屑などを主に使い、これらの
原材料１００重量部に対しポリオールと有機イソシアネ
ート化合物とからなるバインダーを１〜３０重量部好ま
しくは３〜２０重量部加えることを特徴とする。

ここでいうバインダーとは２個以上の活性水素基を有す
る分子量６０以上のポリオールと２個以上のイソシアネ
ート基を有する有機ポリイソシアネート化合物とからな
りバインダーとしての作用はポリオールと有機ポリイソ
シアネート化合物の反応に基づく。

また、原材料１００重量部中に水分が３〜３０重量部含
有していても差し支えない。

これらのバインダーを含有する原材料は加圧、加熱、成
型されることにより、相互に強固に粘結、凝固し、目的
とする製品を製造することができる。

パーティクルボードの原材料としては既に述べたように
、合板や繊維板の切れ端や通常の単板の切れ端を更に細
かくチップ状にしたもの、木屑などの他に不良品として
のパーティクルボードそのものを原材料にすることもあ
る。

その他、ゴム、合成樹脂などを原材料とするパーティク
ルボードにも本発明に係わるバインダーは有効である。

原材料の中にはバインダーの他にパラフィンなどの鉱物
油系、動植物系油脂を混在せしめることがしばしばあり
、このため従来の水系グルーでは均一性、安定性で問題
があったが、本発明のポリオールとポリイソシアネート
系バインダーがこれらの問題を解決するために有効であ
ることを見出した。

次に本発明の製造法における重要な要素である原材料と
バインダーの相互作用による粘結効果の改良点について
説明する。

即ち従来の製造方法は原材料である木屑、木細片、その
他、わらなどの草本性チップと適当なホルムアルデヒド
系グルーを混合し、所定の作業標準により製造している
が、前に述べたように製造時及び使用時に於いて多くの
問題を提起しているが、長い間その根本的解決策がなく
、現在に至っている。

パーティクルボードは合板のような均一な積層板ではな
いが、表層内層（コアーとも呼ぶ）表層の順序でや５不
明瞭乍ら積層をなし、まれに５層タイプもあるが、通常
は３層から収り立っている。

表層に使用される原材料の形状は一般に扁平で内層に使
用される原材料は針状ないし長形の細片を使用する。

バインダー量は原材料１００重量部に対し、１重量部未
満では少な過ぎてバインダー効果が認められないし、３
０重量部を起えると、製品の粘着性が残り、硬化しにく
いし、密度も上るため実用に適さない。

内層に使われる原材料に就いてもはマ表層と同じである
が、バインダー含有量は表層よりやへ少ないのが一般的
である。

製造装置によっては表層に通常のグルーを使用すること
も可能であるが、この場合、加熱温度は表層に使用して
いるグルーの硬化温度まで高める必要がある。

表層を本発明によるバインダーを使用し、内層を従来の
グルーにする事も可能である。

バインダーを使用した場合、成型条件のうち加熱温度は
８０〜１８００Ｃ好ましくは１２０〜１６０℃がよい。

この場合、加圧に使用する成型板表面をテフロン樹脂、
シリコーン樹脂で加圧するが離型剤を塗付し、加圧戒型
板を剥離し易くすることが望ましい。

以上のようにバインダーの成分である活性水素基を含有
するポリオールは製品の原材料に付着、浸透するととも
にこれと通常原材料に含まれている水分とが相互に郊和
、相溶し、これにバインダーの他の取分である有機ポリ
イソシアネート化合物が存在すると周成分は直ちに化学
反応を起こし、ウレタン結合（−ＮＨＣＯＯ−）、ウレ
ア結合（−ＨＮＣｏＮＨ−）を生成し、更に有機ポリイ
ソシアネート化合物が多い状態または比較的高温時には
二次反応を起こしビューレット結合（−ＨＮＣＯ矢Ｃ０
ＮＨ−）およびアロファネート結合（−ＮＨＣＯ夷ｃｏ
ｏ−）を生じ、樹脂化する。

この過程において原材料を圧縮成型すると、それらに付
着、含浸しであるバインダー成分は相互に強固な粘着力
で結ばれ、やがて重合し硬化するに至る。

本発明の２個以上の活性水素基を有するポリオールとし
てはエチレングリコール、プロピレングリコール、ジエ
チレングリコール、ブチレングリコール、トリメチロー
ルプロパン、クリセリン、ヘキサントリオール、ペンタ
エリスリトール、ソルビトールなどの多価アルコール単
独またはこれら多価アルコールと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などのアル
キレンオキサイドとの付加重合によって得られるポリエ
ーテルポリオール、および上記多価アルコールとアジピ
ン酸、ヒメリン酸、アゼライン酸、セバシン酸などの飽
和脂肪酸、マレイン酸、フマール酸、ダイマー酸などの
不飽和脂肪酸、およびフタール酸、テレフタール酸など
の芳香族脂肪酸あるいはそれらの無水物の単独また混合
によって得られるポリエステルポリオールなどの各種ポ
リオールの単独または混合物がある。

また、これらポリオールとフェニルイソシアネート、ト
リレンジイソシアネート、ヘキサメ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、粗製ジフェ
ニルメタンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネ
ート、ナフチレンジイソシアネート、キシリレンジイソ
シアネートなどのイソシアネートとをポリオール１モル
に対し、イソシアネート化合物を１モル未満、即ち、ポ
リオール過剰の状態で重合させたポリウレタン変性ポリ
オールがある。

この場合、原材料にポリオール成分を有効に混合するた
めに、水溶性、水性エマルジョンにして使用するかまた
は有機溶剤、可塑剤などに溶かして使用することもでき
る。

次にバインダーのもう一つの成分である有機ポリイソシ
アネート化合物としては、イソホ臼ンジ※※イソシアネ
ート、ナフチレンジイソシアネート、キシリレンジイソ
シアネート、トリレンジイソシアネート、ヘキサメチレ
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、粗製ジフェニルメタンジイソシアネートなどの単独
またはこれらの混合物、およびこれらイソシアネート化
合物と前にあげたトリメチロールプロパン、ヘキサント
リオール、プロピレングリコール、グリセリンなどのポ
リオールとの反応物で分子中にイソシアネート基を有す
る附加体またはプレポリマー、ブチレンアジペート、ネ
オペンチルグリコールフタレートなどのポリエステルポ
リオールとの反応によるプレポリマーなどがある。

バインダーの使用にあたっては原材料に有効に混合する
ためにメチルエチルケトン、酢酸エチル、１，１，１．
）リクロロエタンなどの溶剤、ジオクチルフタレートな
どの可塑剤に溶解することもできる。

原材料とこれらバインダーの２成分を混合するにあたっ
て、バインダーの２成分を予め混合してから原材料と混
合しても差し支えないし、別々に原材料と混合しても差
し支えない。

このように本発明のバインダーを使用することによって
、原材料の水分含有率を調整することなく環境汚染、保
健衛生等の問題も起すことなく、製品用途に応じた密度
を有する優れた品質のパーティクルボードを製造するこ
とができる。

次に本発明の実施態様を実施例および比較例とを比較し
ながら説明する。

例中における部とは重量部である。

例中における各種の物性測定はＪＩＳ）Ａ５９０８パー
ティクルボードに基づいて行なった。

また密度、含水率および曲げ強さは次の定義により表示
する。

なお例中における部とは重量部をさす。

実施例 １ 含水率３〜４重量重量原材料１００重量部に対する含有
量を百分率で表わしたもの、以下係で表わす）の細片状
木屑（木屑１とする）ｉｏｏ部にミリオネートＭＲ（日
本ポリウレタン工業■製粗製ジフェニルメタンジイソシ
アネートＮＣＯ含有率３１〜３２％〕３部とポリプロピ
レングリコール（分子量４００．ＯＨ価２８０）１部と
からなるバインダー１を混合し、次にこれを離型剤で表
面処理した加圧熱板で１５ｋｙ／Ｃｒ？Ｌ１１６０’Ｃ
。

１０分間の成型条件下で一層で成型したパーティクルボ
ードをつくるための配合を表−１にまたその物性を表−
２に示す。

但しバインダー１は木屑１に対して用いられる。

実施例２，３．４および５ 表−１に記載する材料およびバインダーを用いて実施例
１と同じ成型条件で成型したパーティクルボードの物性
を表−２に示す。

但し表−１において木屑１または木屑３単独では一層で
パーティクルボードを成型する場合に用いられ、木屑２
は木屑１または／および木屑３と用いて二層または三層
のパーティクルボードを成型する場合に使用される。

なお木屑１と木屑３は松、杉などの針葉樹系の木屑で含
水率は３〜４係である。

木屑２はラワン材とブナ系の角状木屑の混合物で含水率
は３〜４斜である。

表−１のバインダー２とはコロネートＬ〔日本ポリウレ
タン工業■製トリレンジイソシアネートとトリメチロー
ルプロパンの付加体で醋酸エチルと１．１，１）リフロ
ールエタンの５０％混合溶液〕の所定量とデスモフエン
１１００（日本ポリウレタン工業■製、■、３−ブタン
ジオール、トリメチロールプロパンのアジピン酸系ポリ
エステル、ｏｎ価２１５、醋酸エチルと１．１，１．ト
リクロールエタンの５０係混合溶液〕の所定量からなる
。

但しバインダー２は木屑２に使用される。バインダー３
は二゛ンポラン３０２２（日本ポリウレタン工業■製、
１，４−ブチレンアジペートとトリレンジイソシアネー
トの付加重合体、醋酸エチルと１．１，１．トリクロエ
タンの１部％混合溶液〕の所定量とコロネートＬの所定
量からなる。

但しバインダー３は木屑３に使用される。比較例 １ 実施例１と同じ木屑１１００部にグルー１８部を混合し
実施例１と同じ成型条件下で一層からなるパーティクル
ボードを作りその物性を測定した。

配合割合を表−３に、物性を表−４にしめす。

但し表−３におけるグルー１、グルー２、グルー３はい
ずれも同じフェノールホルムアルデヒド系樹脂で固形分
５０係の水性エマルジョンであるが、グルー１は木屑１
に、グルー２は木屑２に、グルー３は木屑３に対して用
いられる。

次にパーティクルボードの構造とバインダーまたはグル
ーの関係を図で示す。

表−２および表−４の物性値を比較してみると本発明に
係るるバインダーを用いて製造したパーティクルボード
は従来のグルーを使用したものよりも含水率が少なく曲
げ強さ、抗張力および膨潤性においても優れた物性を有
することが判る。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １２個以上の活性水素基を有するポリオールと２個以上
   のイソシアネート基を有する有機ポリイソシアネート化
   合物とからなるバインダーをパーティクルボードの原材
   料１００重量部に対し、１〜３０重量部になるように混
   合し、これを加圧、加熱、成型することからなるパーテ
   ィクルボードの製造法。