JPS6250286B2

JPS6250286B2 -

Info

Publication number: JPS6250286B2
Application number: JP53158458A
Authority: JP
Inventors: Sumi Kurokawa; Joji Sato; Kenichi Oda; Shoji Takao; Shizuo Takahashi
Original assignee: Nippon Polyurethane Industry Co Ltd
Current assignee: Nippon Polyurethane Industry Co Ltd
Priority date: 1978-12-25
Filing date: 1978-12-25
Publication date: 1987-10-23
Also published as: JPS5586737A

Description

【発明の詳細な説明】

本発明はもみ殻及び／又は麦殻を利用した成型
板の製造方法、更に詳しくはポリオールと有機ポ
リイソシアネートから得られる末端イソシアネー
ト基含有プレポリマーからなるバインダーをもみ
殻及び／又は麦殻に混合したＡ成分と、ポリエー
テルポリオール及びアミノアルコールからなる硬
化剤をもみ殻及び／又は麦殻に混合したＢ成分と
を、混合、室温にて成形することからなる、もみ
殻、麦殻を原料とした成型板の製造方法に関する
ものである。一般にパーテイクルボードと称せられる成型板
は木屑、木質細片、麦わら、繊維屑等の原材料に
各種合成樹脂系のバインダーを混合し、これらを
加熱、加圧、成型することにより製造されてい
る。各種合成樹脂系のバインダーはウレアホルムア
ルデヒド樹脂、フエノールホルムアルデヒド樹
脂、ウレアメラミンホルムアルデヒド樹脂並びに
メラミンホルムアルデヒド樹脂が水溶性あるいは
水分散の状態で供給され使用されている。しかし
これら合成樹脂系バインダーを使用して、パーテ
イクルボードを製造するときの問題点としては原
材料の水分含有率を一定にするため乾燥処理が必
要であつたり、パーテイクル製造時及び製造後の
バインダ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、衛生上問題となり、設備上、生産管理上、
制約が多いこと等が挙げられる。またこれらバインダ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、未反応の
あるいは化学的分解により生じたホルムアルデヒ
ドが製品の表面に遊離するため保健衛生上好まし
くないし、製品は包装用、建築用等の産業用資材
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、その為バインダーの内容を用
途別に使いわけているものの、長時間にわたる浸
漬、沸騰水、スチームとの接触により膨潤、剥
離、分解が比較的はやい。更に製品は比較的密度
が大きく、特にバインダー量の多い製品は高密度
であるためその用途は制約を受けることが多く、
可燃性であるので難燃化を要望される用途分野も
多い。上記木屑等の原料に代えて、国内各地で容易に
入手可能で産業上の用途が殆んどないもみ殻及
び／又は麦殻を原材料として用いることも検討さ
れており、もみ殻等はろう状の物質と硅素分を多
く含んでいるため難燃性である点ですぐれてい
る。しかしながら、バインダーとして上記のよう
な合成樹脂製バインダーを用いた場合には同様の
欠点があり、更にもみ殻等がろう状物質を有する
ため、従来の合成樹脂製バインダーに対しては接
着適性に欠けていた。本発明者等はもみ殻成型板の製造時及び品質面
で前記の各問題点を解決すべく研究を重ねた結
果、ポリオールと有機ポリイソシアネートから得
られる末端イソシアネート基含有プレポリマーを
もみ殻及び／又は麦殻に混合したＡ成分と、ポリ
エーテルポリオール及びアミノアルコールからな
る硬化剤をもみ殻及び／又は麦殻に混合したＢ成
分とを、イソシアネート基／活性水素基が２から
0.7になるように混合成型することによつて上記
目的を達成し得ることを見出した。本発明で用いるプレポリマーはポリオールと有
機ポリイソシアネートから得られる末端イソシア
ネート基含有プレポリマー、好ましくは２個以
上、特に好ましくは２〜４個の活性水素基を有す
る分子量200〜4000のポリエーテルポリオールと
２個以上のイソシアネート基を有する有機ポリイ
ソシアネートからなるプレポリマーに、必要に応
じ可塑剤をプレポリマー100重量部に対し100重量
部以下加えたものである。このプレポリマーはも
み殻等の原材料100重量部に対し２〜25重量部、
好ましくは７〜20重量部加えてＡ成分とする。
こゝでＡ成分中のプレポリマーのNCO含有率は
一般には４〜30重量％、好ましくは６〜20重量％
である。一方、硬化剤はポリエーテルポリオール100重
量部及びアミノアルコール20〜100重量部の混合
液に必要に応じて可塑剤150重量部以下を加えた
ものから成り、この硬化剤（可塑剤は除く）を原
材料100重量部に対し２〜25重量部、好ましくは
２〜15重量部混合してＢ成分とする。ここで用い
るポリエーテルポリオールは２個以上、好ましく
は２〜４個の活性水素基を有する分子量200〜
4000のものであり、アミノアルコールとしてはア
ミノ基含有ポリエーテルポリオールも含まれる。
Ｂ成分中のアミノアルコールには触媒作用がある
ため、アミノアルコールがポリエーテルポリオー
ル100重量部に対して100重量部を越えると、成型
板の硬度が高くなりすぎたり、脆くなつたり更に
は、硬化時間がはやくなりすぎて均一な物性が得
られない等の欠点を生ずるようになる。又、アミ
ノアルコールが20重量部未満では硬化が遅くなる
ため、成型板製造の作業条件にあわなくなり、生
産性が低下したり、成型板の物性が劣るようにな
る等の欠点を生ずるようになる。プレポリマー量と硬化剤量はそれぞれ原料100
重量部に対し２重量部未満では少なすぎてバイン
ダー効果が認められないし、40重量部を超えると
製品の粘着性が残る傾向となり、硬化しにくく、
密度も上るため実用に適さない。Ａ成分として用いる末端イソシアネート基含有
プレポリマーとＢ成分として用いる硬化剤は、そ
のイソシアネート基と活性水素基との比NCO／
OHが２〜0.7の範囲になるように用いることが好
ましい。NCO／OHが２を越えると、硬すぎた
り、曲げ強さが低下したり、脆くなる等の物性の
劣化をきたす。又、NCO／OHが0.7未満である
と、曲げ強さが弱くなり体積膨潤率が劣るように
なるに加え、硬化時間が長くなる等の欠点があ
る。プレポリマー及び硬化剤はもみ殻及び／又は麦
殻表面の水分と反応してウレタン結合（−
NHCOO−）、ウレア結合（−NHCONH−）を生
成し、更にイソシアネート基が多い状態または比
較的高温時には二次反応を起してビウレツト結合

【式】およびアロフアネート結合

【式】を生じ樹脂化する。この過程において原料を圧縮成型するともみ殻及び／
又は麦殻に付着、含浸しているプレポリマーと硬
化剤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。またプレポリマー及び硬
化剤量と圧力を適当に選ぶことによつて成型板に
必要に応じた通気性を与えることができる。本発明の原料としては、主原料のもみ殻及び／
又は麦殻100重量部に対し０〜20重量部の木屑、
木質細片、麦わら、稲わら、繊維屑等を加えたも
のを用いることもできる。本発明のプレポリマーの成分たるポリエーテル
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、グリ
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類、エ
チレンジアミン、ジイソプロパノールアミン、ト
リイソプロパノールアミンなどのアミン類の単独
及び／又はこれらの混合物を反応開始剤としてこ
れに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
イドを付加重合させて得られるものの単独または
混合物が使用できる。もう一方の成分たる有機ポリイソシアネートと
してはトリレンジイソシアネート、クルードトリ
レンジイソシアネート、ジフエニルメタンジイソ
シアネート、液状化ジフエニルメタンジイソシア
ネート、ポリフエニルメタンポリイソシアネー
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などの単独または
これらの混合物が使用できる。アミノアルコールとしてはジエタノールアミ
ン、メチルジエタノールアミン、トリエタノール
アミン、トリイソプロパノールアミン、ジメチル
エタノールアミン、ジイソプロピルエタノールア
ミン、ジブチルエタノールアミンなどをあげるこ
とができる。アミノ基含有ポリエーテルポリオー
ルとしてはアミン類とアルキレンオキサイドとか
ら得られる前記のポリエーテルポリオールと重複
するが、特にエチレンジアミンにプロピレンオキ
サイドを付加した４官能ポリオールであるクオド
ロールやジエチレントリアミンにプロピレンオキ
サイドを付加した５官能ポリエーテルポリオール
等を挙げることができる。これらはいずれも２〜
３級アミン及びアルコールの性質を有し、イソシ
アネートとの反応性と共に触媒作用もある。末端イソシアネート基含有プレポリマーは有機
ポリイソシアネート中に、50℃から80℃でポリエ
ーテルポリオールを滴下し、同温度で３〜５時間
反応させて得ることができる。この反応液中に必要量の可塑剤を添加すること
ができる。これら可塑剤はプレポリマーの粘度を
下げて原料との混合作業性を向上させるばかりで
なく、製品に適当な可撓性を付与することができ
る。可塑剤としてはジブチルフタレート
（DBP）、ジオクチルフタレート（DOP）、塩素化
パラフイン、トリスクロロエチルホスフエート
（TCEP）、トリクレジルホスフエート（TCP）、
トリブチルホスフエート（TBP）などが、単独
あるいは混合物の形で使用することができる。硬
化剤に加える可塑剤も同様のものが用いられる。その他改質剤としては粉末硼砂、クロロホスフ
エート類、ブロモホスフエート類などの難燃付与
剤や防腐剤、防ばい剤、殺菌剤、防虫剤などの
他、製品に付加価値を高めるために着色剤や変色
防止剤などを混在せしめることができる。本発明はＡ成分とＢ成分を混合して成型する
が、成型温度は室温から180℃の任意の温度で行
なう。加圧力は成型板の用途に応じて20〜60Kg／
cm²で任意に調節し、加圧に使用する成型板表面は
テフロン樹脂、シリコーン樹脂で加工するか離型
剤を塗布し、加圧成型板を剥離し易くしておくこ
とが望ましい。本発明のバインダーを使用することによつて、
原料の水分含有率を調整する必要はなくなり、ホ
ルムアルデヒドなどのバインダー成分から生ずる
環境、衛生上の問題もなく、量産が可能である
し、20℃付近の室温でも製造可能、製品用途に応
じた密度を有する優れた品質の成型板を製造する
ことができる。本発明製品は保温性、防音性（吸
音性）、難燃性、適度な通気性、吸湿性、耐久性
においてすぐれ、また軽量、安価等の利点をも有
す。本発明製品は難燃性、防音性、不温性を生か
した建築用成型板（天井板、屋根裏材、床材、壁
材、間仕切材）、家具、建具能に用いられる。次に本発明の実施態様を実施例をあげて説明す
る。例中における部は重量部であり、例中の各種
物性測定はJISA5908パーテイクルボードに基い
て行なつた。まず、以下の実施例にて用いた原料について説
明する。Ａ成分原料ミリオネートMR（商品名、日本ポリウレタン
工業製、ポリフエニルメタンポリイソシアネー
ト、NCO含有率31％）コロネートＴ−80（商品名、日本ポリウレタン
工業製、80/20トリレンジイソシアネート、分子
量174.2）サンニツクスPP−400（商品名、三洋化成工業
製、ポリエーテルジオール、分子量400）サンニツクスPP−2000（商品名、三洋化成工
業製、ポリエーテルジオール、分子量2000）サンニツクスGP−3000（商品名、三洋化成工
業製、ポリエーテルトリオール、分子量3000）Ｂ成分原料サンニツクスGP−600（商品名、三洋化成工業
製、ポリエーテルトリオール、分子量600）サンニツクスTP−400（商品名、三洋化成工業
製、ポリエーテルトリオール、分子量400）アデカクオドロール（商品名、旭電化工業製、
エチレンジアミンにプロピレンオキシドを付加し
た４官能性ポリオール、水酸基価767）ジブチルエタノールアミン（日本乳化剤製、水
酸基価323）トリイソプロパノールアミン（三井東圧化学
製、水酸基価879）実施例１Ａ成分の調製コロネートＴ−80（商品名、80/20トリレンジ
イソシアネート）318部と、サンニツクスPP−
2000（商品名、ポリエーテル）682部とを反応さ
せてNCO含有率12.3％の末端イソシアネート基
含有プレポリマーを得た。このプレポリマー140
部を水分含有率５％のもみ殻1000部に加え、混合
してＡ成分を得た。Ｂ成分の調整もみ殻1000部に、サンニツクスTP−400（商品
名、ポリエーテル）25部とトリイソプロパノール
アミン5.7部とを混合した硬化剤30.7部を添加
し、混合してＢ成分を得た。成型板の製造以上で得たＡ成分とＢ成分とを合せてよく混合
した後、離型剤で処理した成型板で40Kg／cm²、21
℃（室温）、50分間の成型条件下で成型板を製造
した。Ａ成分とＢ成分とのNCO／OH比は1.48で
あつた。又、Ｂ成分中のポリエーテル対アミノア
ルコールの比は100：22.8である。Ａ成分、Ｂ成
分については、それぞれ第１表、第２表に、また
得られた成型板製造条件と得られた成型板の物性
につき測定した結果を第３表に示す。実施例２〜４並びに比較例１及び２以下実施例１と同様の方法で、第１表及び第２
表に示すＡ成分及びＢ成分の調製を行ない、第３
表の条件で成型板を製造した。各例で得られた成
型板の物性測定値を第３表に示す。ここで比較例１は実施例２に対応するもので、
Ｂ成分におけるポリエーテルポリオール100部に
対しアミノアルコールの量が本発明の範囲の上限
（100部）を越える例である。また比較例２は実施例４に対応するもので、Ｂ
成分におけるポリエーテルポリオール100部に対
し、アミノアルコールの量が本発明の範囲の下限
（20部）に満たない例である。比較例３コロネートＴ−80 44.5部、サンニツクスPP−
2000 95.5部、サンニツクスTP−400 25部及びト
リイソプロパノールアミン5.7部を均一に混合し
た後、この混合物をもみ殻2000部に加えてよく混
合した後、実施例１と同じ成型条件下で成型板を
製造した。本比較例は実施例１に対応するもので、上記混
合物中の各成分原料の割合は実施例１と同じであ
るが、Ａ成分、Ｂ成分に分けて行わない点で実施
例１と異つている。得られた成型板の物性値測定
結果を第３表に示す。密度、曲げ強度、体積膨潤
率のいずれにおいても、実施例１のものに劣つて
いた。

【表】

Claims

【特許請求の範囲】１Ａ：２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から得られる末端イソシア
ネート基含有プレポリマーを、もみ殻及び／又
は麦殻100重量部に対し、２〜25重量部加え混
合したもの、及びＢ：２個以上の活性水素基を有するポリエーテル
ポリオール100重量部及びアミノアルコール20
〜100重量部からなる硬化剤を、もみ殻及び／
又は麦殻100重量部に対し、２〜25重量部加え
混合したものを、ＡとＢとのイソシアネート基と活性水素基との
比（NCO／OH）が２〜0.7になるように混合
し、これを加圧成型することからなるもみ殻成型
板の製造方法。