KR100258821B1

KR100258821B1 - 리그노셀룰로스 성형판용 접착제의 제조방법

Info

Publication number: KR100258821B1
Application number: KR1019980005355A
Authority: KR
Inventors: 야스히로 마쯔자카; 마키 사토; 히사시 호코노하라; 류지 하세야마; 타케시 나고
Original assignee: 나까니시 히로유끼; 미쓰이 가가쿠 가부시키가이샤
Priority date: 1997-02-21
Filing date: 1998-02-20
Publication date: 2000-06-15
Also published as: MY135306A; CN1090218C; NZ329794A; TW473529B; ID19930A; AU695177B1; CN1196374A; KR19980071561A

Abstract

본 발명은, 리그노셀룰로스를 주원료로 한 열압성형보드의 제조에 관한 접착제의 제조방법 및 상기 접착제를 사용하거나 리그노셀룰로스성형판의 제조방법에 관한 것으로서,

유기이소시아네이트계 화합물(A)로이루어진 제1유체, 반응성 유화제(B) 및 유화매체(C)로 이루어진 제2유도체, 또 필요에 의해 이형제(D)를 혼합실내에 40~300㎏/㎠의 고압으로 분사혼합해서 얻는 것을 특징으로 하는 리그로셀룰로스성형판용 접착제의 제조방법이며, 이에 의해 공업적 생산에 적합한 연속법에 최적인 접착제의 제조 방법을 제공하고, 또, 본 발명의 방법에 의한 접착제는 열압프레스시에 이형성이 양호하기 때문에, 품질이 좋은 염가의 리그노셀룰로서성형판을 생산성 좋게 제조하는 공업적인 방법으로서 적합한 것이다.

Description

리그노셀룰로스성형판용 접착제의 제조방법

본 발명은 리그노셀룰로스를 주원료로 한 열압성형보드의 제조에 관한 접착제의 제조방법에 관한 것이며, 나아가서는 상기 접착제를 사용한 리그노셀룰로스성형판의 제조방법에 관한 것이다.

리그노셀룰로스를 주원료로서 사용한 성형품은, 리그노셀룰로스가 나무질 절삭편의 경우 파티클보드라고 칭하게 되고, 파티클보드외에는 대형의 칩을 사용하는 웨이퍼보드, 홀쭉한 칩(스트랜드)을 일방향으로 배열시킨 배향보드(OSB), 나무질 섬유(파이버)의 경우 절연보드, 중비중섬유판(MDF), 하드보드로 호칭되어서 생상되고, 마루재, 벽재, 도어(door)재, 방음재, 단열재, 다다미심재(疊心材), 가구부재, 자동차용 부재로서 사용되고 있다.

종래, 파티클보드, 웨이퍼보드, OSB 및 하드보드, MDF, 절연보드 등의 파이버보드나 왕겨를 성형해서 이루어진 왕겨보드나 고랴줄기를 성형해서 이루어진 고량보드 등(이하, "보드"라고 칭함)의 제조를 위한 접착제, 도는 바인더로서는, 열경화성인 요소수지, 멜라민수지, 요소멜라민수지, 페놀멜라민수지, 페놀수지 등(이하, "포르말린계 수지접착제"라 칭함)이 널리 사용되고 있다.

이들 수지는 염가이고 접착성이 뛰어나, 비교적 단시간에 경화한다는 특질을 가진다. 그러나, 이들 포르말린계 수지접차제의 열압성형후의 제품으로부터 방출되는 포르말린은 환경상 문제시되고 있으며, 방출포르말린량을 저감화시키기 위해, 실제의 사용에 있어서는, 접착제속의 유리포르말린량을 적게 하거나(수지접착제의 포르말린몰비/페놀, 멜라민, 요소의 몰비를 작게 함), 포르말린계 수지접착제의 배합시에, 포르말린캐쳐제 등이 사용되고 있으나 아직 충분하지는 않다.

또, 한편에서, 비포르말린계이며, 또한 뛰어난 보드물성을 부여하는 접착제로서, 이소시아네이트계 접착제의 보드에의 이용되 제안되고 있다(일본국 특개소 57-131538호, 동특개소 57-147567호, 미국특허 제 3557263호, 제 3636199호, 제 3870665호, 제 3919017호, 제 3930110호 등)

그러나, 리그노셀룰로스계 재료용 접착제로서 유기폴리이소시아네이틀를 사용하여 열압성형했을 경우, 그 뛰어난 접착성 때문에 상기 접착제의 열반(熱盤)에의 부착이 발생한다. 이 접착제의 부착에 의해, 성형물은 손상되어, 상품으로서의 가치를 현저하게 손실하고, 또 열반으로부터의 부착물의 제거에도 다대한 노력을 소비해 버린다.

이들 문제를 해결하기 위해, 열반의 금속으로부터의 이형성(離型性)을 향상시키기 위하여 유기폴리이소시아네이트에의 첨가제의 검토도 행하여지고 있다. 예를 들면, 유기폴리이소시아네이트에의 알킬인산염 또는, 피롤린산염(일본국 특공평 03-018068호공보), 술폰화화합물(일본국 특공평 05-038309호 공보), 왁스 및 액체 에스테르(일본국 특공평 04-054390호 공보), 지방족 카르복시산(일본국특개소 58-36430호 공보), 폴리실록산화합물(일본국 특개소 61-86225호 공보), 지방산폴리머(미국특허 제 4772442호, 제 4933232호 각 명세서) 등이 제안되고 있다.

또 다른 방법에서는, 이형제를 직접 열반에 열압전에 도포해 두는 방법이 제안되고 있다. 예를 들면, 금속비누를 사용한 이형층의 형성(일본국 특개평 8-34026호 공보), 고비점 폴리올(독일국 특허 제 1653178호 명세서), 작용기를 가진 폴리실록산필름의 사용(영국특허 제 135992호 명세서), 폴리테트라플루오로에틸렌에 의한 피복(미국특허 제 4374791호 명세서) 등이 있으나 어느 것이나 모두 불충분하다.

그 때문에, 일부의 보드공장에서는 제조할 때, 보드를 형성하는 몇 개의 층중, 열반에 접촉되지 않는 내부의 층에만 유기폴리이소시아네이트계 접착제를 사용하고, 열반과 접촉하는 표면층은 종래의 포르말린계 수지를 사용한다고 하는 제조 방법도 행하여지고 있다.

그 외의 해결방법으로서는, 예를 들면, 본 출원인은, 폴리우레탄수지 성형품의 제조에 있어서, 유기폴리이소시아네이트, 폴리올, 가교제, 촉매, 및 내부이형제를 원료로 한다고 하는 발명을 일본국 특개소 60-245622호로서 이미 출원하고 있다. 그러나, 이것은, 폴리올 100중량부에 대해서 최대라도 5중량부의 스테아르산아연을 첨가하나다고 하는 방법이며, 애초 금형에 주형해서 얻게 되는 폴리우레탄발포체 및 탄성중합체의 제조법이므로, 본 발명의 목적에 대해서는 충분한 해결방법으로는 되지 않는다. 또, 본 출원인은, 이형조성물로서 지방적 카르복시산의 아연염을 폴리올에 용해한 이형조성물이라고 하는 발명을 일본국 특개소 63-137953호에, 고급 지방산금속염 및 N, N, N'-트리스(2-히드록시크로필)에틸렌디아민으로 이루어진 이형조성물이라는 발명을 일본국 특개소 63-72757호에 이미 출원하고 있으나, 지방족 카르복시산의 아연염, 또는 고급지방산금속염의 폴리올에 대한 사용부수가 다른 것, 폴리올의 조성이 전혀 다른 것, 사용하는 계가, 비수계(非水系)인 것, 도 사용목적이 폴리우레탄성형물을 제조하기 위한 것이기 때문에, 본 발명의 목적에 대해서도 역시 충분한 해결방법으로는 되지 않는다.,

또, 유기폴리이소시아네이트 화합물을 희석제에 의해 증량해서, 접착제조성물을 제조하고, 리그노셀룰로스계 재료에 도포하는 방법에 있어서, 유기폴리이소시아네이트 화합물과 희석제과 희석제를 혼합하는 수단에 있어서는, 일반적으로 혼합솥 속에서 배치법으로 혼합, 유화(乳化)시키거나, 또는 정적 혼합기내에서 유기 이소시아네이트계 화합물과 희석제를 혼합, 유화한 상태에서 사용한다.

그러나, 유기이소시아네이트계 화합물의 반응성이 높기 때문에, 혼합솥내, 정적 혼합기내 및 접착제조성물이 유통하는 배관내에 있어서 유기폴리이소시아네이트계 화합물과 희석제와의 중합물 등이 생성되어, 배관의 막힘, 기구벽에의 부착이 발생하여, 라인이 정지하거나, 또는 라인의 유량의 변화가 일어나거나 하기 때문에, 라인의 안정적인 조업이 곤란하게 된다. 이 부착물의 제거에는 다대한 노력과 시간을 요하고, 라인트러블에 유래하는 생산량의 저하는 경제적으로도 바람직하지 않다.

이 문제를 해결하기 위하여, 일본국 특개평 2-279303호에 정적 혼합기에 의해 유화한 접착제조직물을 즉각 셀룰로스섬유류에 혼합시키는 것에 의한 합성판의 제조방법 및 장치가 개시되고 있으나, 그 청소방법은 정적 혼합기내의 유기폴리이소시아네이트계 화합물의 투입구, 희석제투입구에 각각 배플을 설치하여, 청소시에는 유체를 플래싱시김으로써 세정하고 있다. 그러나, 정기적으로 정적 혼합기내를 세정하지 않으면 안되고, 또, 유체를 흐르게 함으로써 세정에 시간이 걸리는 결점이 있다. 또, 세정중에는 접착제조성물이 제조되지 않기 때문에, 셀룰로스섬유류의 공급도 정지하지 않으면 안되어, 효율이 좋은 연속생산에는 적합하지 않다.

또, 일본국 특개소 63-276501호에는 연장선상에서 교차하도록 배열되어 있는 2개의 노즐로 이루어진 2액분사혼합장치를 사용하여 유화해서 얻어진 접착제를 사용한 파티클보드의 제조방법이 개시되고 있으나, 분사압력이 낮기 때문에, 혼합, 유화가 불충분하게 될 가능성이 높고, 또 2액이 서로의 투입구에 한쪽의 액이 들어 감으로써 헤드속에서 고체화하지 않도록 하기 위하여, 혼합헤드의 형상을 특수한 것으로 하지 않을 수 없게 되고, 게다가, 청소수단이 없기 때문에 사용을 오래 계속하면 당연히 혼합실내에 유기이소시아네이트계 화합물의 중합물이 부착, 퇴적하여 유량변화, 라인막힘 등의 라인트러블의 원인이 된다.

이와 같이, 상기 어느 방법도 각각 여러 가지의 문제가 있어, 실제의 제조현장에서의 사용에 견딜 수 있는 것은 아니며, 현재로서는, 공정상, 경제상, 물성상 모두를 만족하는 기술은 없다.

본원 발명자들은 유기이소시아네이트, 폴리에테르, 물로 이루어진 접착제에 대해서 이미 특허출원을 하고 있다.(출원번호: 특원평 9-262334호/1997(일본국), 특허출원 제 49010/1997(한국), 제 86114177/1997호(대만)). 이 접착제는 뛰어난 성능을 기지고 있으나, 유기이소시아네이트가 다른 접착제성분과 반응하기 쉬우므로 혼합기나 배관내에 유기이소시아네이트와 다른 접착제성분과의 반응물이 스케일로서 부착하기 때문에 장시간 안정되게 사용하는 데는 더욱 개량이 요망되고 있었다.

본 발명이 해결하려고 하는 과제는, 종래의 방법에서는 만족할 수 없었던 공정상, 물정상의 문제를 해결하여, 유기폴리이소시아네이트계 접착제를 사용하는데 있어서, 접착제제조공정에 있어서, 유기폴리이소시아네이트계 화합물의 중합물이 혼합기내, 배관내에 부착하는 것에 기인하는 라인크러블을 일으키지 않고 제조할 수 있는 방법. 또, 보드의 열압프레스시에 열반에 접착제조성물 등이 부착하지 않는다고 하는 이형성이 뛰어난 접착제를 사용함으로써 고품질의 보드를 효율좋게 염가로 제조하는 방법을 제공하는 것이다.

제1도 및 제2도는 본 발명의 실시예 사용하는 접착제 제조장치의 개념도.

제3도는 본 발명의 접착제 제조공정의 개념도.

제4도는 본 발명의 중비중섬유판(MDF)제조설비예의 개념도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1: 유기이소시아네이트계 화합물투입구

2: 반응성 유화제(乳化劑) 및 유화매체투입구

3: 체크밸브 4: 클리닝로드

5: 혼합실(믹싱챔버) 6: 스프레이노즐

11: 반응성 유화제원료탱크 12: 유화매체원료탱크

13: 유기이소시아네이트계 화합물원료탱크

14: 반응성 유화제서비스탱크 15: 유화매체서비스탱크

16: 반응성 유화제, 유화매체혼합솥(釜)

17: 반응성 유화제, 유화매체혼합물서비스탱크

18: 유기이소시아네이트계 화합물서비스탱크

19: 승압펌프 20: 승압펌프

21: 혼합용 헤드 30: 피더(feeder)

31: 침지기(digester) 32: 정쇄기(refiner)

33: 불로우라인 34: 제1사이클론

35: 에어록 36: 바이패스

37: 블렌더(blender) 38: 제2사이클론

39: 섬유저장탱크 40: 성형용 헤드

41: 성형벨트 42: 예비프레스

43: 열압프레스

본 발명자들은, 상기의 문제를 해결하기 위하여 예의 검토한 결과, 리그노세룰로스를 주원료로 한 열압보드용 접착제 및 보드의 제조방법에 관해서, 유기이소시아네이트계 화합물을 유화매체와 혼합, 유화해서 접착제조성물을 제조할 때에 혼합실내에 유기폴리이소시아네이트계 화합물로 이루어진 제1유체, 반응성 유화제 및 유화매체로 이루어진 제2유체를 고압에 의해 분사, 혼합유화합으로써 얻어지는 접착제 및 상기 접착제를 사용한 열압보드의 제조방법을 발견하여, 본 발명을 완성하는데 도달하였다.

즉, 본 발명은 이하의 발명 및 실시태양을 포함한다.

① 유기이소시아네이트계 화합물(A), 반응성 유화제(B) 및 유화매체(C)를 함유해서 이루어진 접착제 조성물을 리그노셀룰로스계 재료의 접착제로 해서 사용하는 접착제로서, 유기이소시아네이트계 화합물(A)로 이루어진 제1유체, 반응성 유화제(B) 및 유화매체(C)로 이루어진 제2유체를 혼합실내에 40~300㎠의 고압으로 분사혼합해서 얻는 것을 특징으로 하는 리그노셀룰로스성형판용 접착제의 제조 방법.

② 제1유체 또는 제2유체에, 또 이형제(D)를 첨가하는 것을 특징으로 하는 상기 ①항기재의 리그노셀룰로스성형판용 접착제의 제조방법.

③ 혼합실내가 기계적 청소수단을 가진 것을 특징으로 하는 상기 ①항 또는 ②항 기재의 리그노셀룰로스성형판용 접착제의 제조방법.

④ 기계적 청소수단이, 기계적으로 작동하고 또한 혼합실내부와 실질적으로 틈새가 발생하지 않는 로드가 상기 혼합실에 출입함으로써 상기 혼합실 내부를 청소하는 방식인 것을 특징으로 하는 상기 ③항 기재의 리그노세룰로스성형판용 접착제의 제조방법.

⑤ 유화매체(C)가, 물 도는 적어도 물을 함유하는 것을 특징으로 하는 상기 ①항~③항의 어느 한 항 기재의 리그노세룰로스성형 판용 접착제의 제조방법.

⑥ 반응성 유화제(B)가 폴리에테르 및/또는 폴리에스테르폴이올 또는 적어도 폴이에테르 및/또는 폴리에스테르폴리올을 함유한 것을 특징으로 하는 상기 ①항~⑤항의 어느 한 항 기재의 리그노셀룰로스성형판용 접착제의 제조방법.

⑦ 반응성 유화제(B)가 적어도 폴리에테르 및/또는 폴리에스테르폴리올을 함유한 것으로서, 상기 폴리에테르 및/또는 폴리에스테르폴리올의 작용기수가 2~8이고, 그 구조중의 (CH₂CH₂-0)의 반복단위가 폴리에테르 및/또는 폴리에스테르폴리올을 중량에 대해서 5~70%이고, 또한, 유기이소시아네이트계 화합물(A)의 상기 폴리에테르 및/또는 폴리에스테르폴리올의 비가 상기 (A) 100중량부에 대해서 0.01~70중량부인 것을 특징으로 하는 상기 ⑥항 기재의 리그노셀룰로스성형판용 접착제의 제조방법.

⑧ 반응성 유화제 (B)가 적어도 폴리에테르 및/또는 폴리에스테르폴리올을 함유한 것으로서, 상기 폴리에테르 및/또는 폴리에스테르폴리올이 분자중에 질소원자를 함유하고, 질소원자의 비율이 폴리에테르 및/또는 폴리에스테르폴리올의 0.1~12.0%인 것을 특징으로 하는 상기 ⑥항 기재의 리그노셀룰로스성형판용 접착제의 제조방법.

⑨ 폴리에스테르폴리올이, 트리에탄올아민, 디에탄올아민, 모노에탄올아민, 오르토톨루엔디아민, 디페닐메탄디아민 또는 폴리페닐폴리메틸렌폴리아민중으로부터 선택된 1종 또는 그 이상의 화합물에 알킬렌옥사이드를 부가하고, 이 알킬렌옥시이드 중 산화에텔렌의 부가함량의 폴리에테르폴리올의 중량에 대해서 5~70중량부인 것을 특징으로 하는 싱가 ⑥항 가재의 리그노셀룰로스성형판용 접착제의 제조방법.

⑩ 이형제(D)가 탄소수 8~28을 가진 포화 및/또는 불포화지방족 카르복시산의 금속염, 왁스로부터 선택된 적어도 1종인 것을 특징으로 하는 상기 ②항~⑨항의 어느 한 항 기재의 리그노셀룰로스성형판용 접착제의 제조방법.

⑪ 탄소수 8~28을 가진 포화 및/또는 불포화지방족 카르복시산의 금속염이 옥틸산, 라우르산, 미리스트산, 팔미트산, 스테아르산, 올레산 또는 베헨산으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종과, 아연, 철, 알루미늄, 칼슘, 지르코늄, 마그네슘, 바륨, 니켈, 구리 또는 코발트로 이루어진 군으로부터 선택된 1종으로 이루어진 적어도 1종이상의 조합인 것을 특징으로 하는 상기 ⑩항 기재의 리그노셀룰로스성형판용 접착제의 제조방법.

⑫ 이형제(D)의 첨가량이, 유기이소시아네이트계 화합물(A) 100중량부에 대해서 1~150중량부인 것을 특징으로 하는 상기 ②항~⑪항의 어느 한 항 기재의 리그노셀룰로스성형판용 접착제의 제조방법.

⑬ 유기이소시아네이트계 화합물(A)이, 폴리메틸렌 폴리페닐폴리이소시아네이트인 것을 특징으로 하는 상기 ①항~⑫항의 어느 한 항 기재의 리그노셀룰로스성형판용 접착제의 제조방법.

⑭ 상기 ①~⑫항의 어는 한 항 기개의 리그노셀룰로스성형판용 접착제를 리그노셀룰로스계 재료와 혼합하여, 매트형성한 후, 열압프레스를 행함으로써 얻는 것을 특징으로 하는 리그노셀룰로스 성형판의 제조방법.

⑮ 상기 ⑭항 기재의 방법에 의해 얻어진 리그노셀룰로스성형판.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.

본 발명에 있어서의 리그노셀룰로스성형판(보드)의 제조방법은 리그노셀룰로스계 재료에 유기이소시아네이트계 화합물, 반응성 유화제, 유화매체를 기계적 청소수단을 가진 혼합실내에 고압으로 분사, 혼합유화해서 접착제를 얻고, 접착제조성물을 리그노셀룰로스계 재료에 도포하고, 그 후 매트형성, 열압프레스, 표면연마를 거쳐서 제품의 리그노셀룰로스성형판을 얻는다고 하는 방법이다.

리그노셀룰로스계 재료로서는, 파티클로드, 웨이퍼보드, OSBDP 사용되는 스트랜드칩, 더스트칩, 플레이크칩이나, 하드보드, MDF, 절연보드에 사용되는 파이버 및 고량줄기, 바가스(bagasse), 왕겨 등의 농산물을 들 수 있다. 이들 원료는 단독으로 사용해도 되고, 2종류이상을 조합해서 사용할 수도 있다.

본 발명에 있어서의 상기 (A)의 유기이소시아네이트계 화합물로서는, 이소시아네이트기를 가진 물질이면 되나, 구체적으로는, 예를 들면, 톨릴렌디이소시아네이트, 4,4'-디페닐메탄디이소시아네이트, 헥사메틸렌디이소시아네이트, 크실렌디이소시아네이트, 이소포론디이소시아네이트, 노르보르넨디이소시아네이트, 폴리메틸폴리페닐이소시아네이트(폴리메리MDI), 또는 상기 이소시아네이트화합물을 활성수소를 1개이상 가진 화합물에 의해 변성한 변성이소시아네이트를 들 수 있다. 이들 중에서는, 경제성의 면에서 폴리메릭 MDI가 바람직하다.

본 발명에 있어서는 사용되는 반응성 유화체(B)는 상기 유기이소시아네이트계 화합물과 반응하고, 또한 유화제로서 기능하는 것이면 제한없이 사용할 수 있다. 이 기능을 가진 것으로서는 경제성, 유기이소시아네이트계 화합물과의 상용성, 거품이 이는 성질, 보드의 물성 등을 고려하면, 폴리에테르 및/또는 폴리에스테르폴리올이 바람직하다.

폴리에테르 및/또는 폴리에스테르폴리올(이하, "폴리올"이라고 칭함)은, 폴리에스테르폴리올 또는 폴리에스테르폴리올 단독으로도, 폴리에스테르폴리올과 폴리에스테르폴리올과의 혼합물로서 사용해도 되고, 폴리에스테르폴리에스테르공중합 폴리올이라도 된다.

본 발명에 있어서 사용되는 폴리올로서는, 작용기수 2~8의 수신기가 (OHv)가 24~800㎎KOH/g인 폴리올이고, (CH₂CH₂-0)의 반복단위가 폴리올의 중량에 대해서 바람직하게는 5~70중량%, 더욱 바람직하게는 10~60중량%이다. 이것이 5중량%이상이면, 유화성능이 양호하며 또, 70중량%이하이면, 물성이 양호한 보드를 얻을 수 있다.

상기 폴리에스테르폴리올은, 개시제인 활성수소를 2개이상 가진 저분자화합물에 산화에틸렌, 산화프로필렌, 산화부틸렌, 산화스틸렌 등의 분자내에 에폭시기를 가진 알킬렌옥사이드를 무촉매, 또는 알칼리금속의 수산화물, 제3급아민 등을 촉매로 해서 통상의 폴리올의 제조로서 공지의 방법에 의해 부가해서 제조한다.

상기의 개시제로서는, 아민계 개시제로서, 모노에탄올아민, 디에탄올아민, 트리에탄올아민 등의 에탄올아민류, 에틸렌디아민, 디에틸렌트리아민, 오르토톨릴렌디아민, 메타톨릴렌디아민, 4,4'-디페닐메탄디아민, 2,4'-디페닐메탄디아민, 폴리메틸폴리페닐폴리아민 등의 아민류를 들 수 있고, 이들은 단독 또는 혼합해서 사용할 수도 있다.

또, 비아민계 개시제, 즉 글리세린, 자당(蔗糖), 펜타에리스리톨, 소르비톨, 트리메틸올프로판, 디글리세린, 프로필렌글리콜, 디프로필렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 에틸렌글리콜, 1,4-부탄디올, 1,2-부탄디올 등의 알콜류, 하이드로퀴논, 비스페놀A, 노볼락 등의 페놀류 등과 혼합해서 사용해도 된다.

본 발명에 있어서 바람직한 개시제로서는, 상기의 아민계 개시제이며, 이들 아민계 개시제에 비아민계 개시제를 병용해서 사용해도 하등 지장없다.

폴리올중의 질소원자의 비율은 0.1~12.0중량%가 바람직하고, 보다 바람직하게는 1.0~10중량%이다. 0.1중량%이상에서는 유화가 효율적으로 가능하며, 12.0중량%이하에서는 반응성이 적당하여, 접착제의 제조가 용이하다.

또, 폴리에스테르폴리올에 대해서는 산무수물과 알콜과의 부가반응, 폴리카르복시산과 알콜과의 중축합반응, 산에의 알킬렌옥사이드의 부가에 위해 얻어진다.

산무수물로서 예를 들면, 무수말레인산, 무수숙신산, 무수트리멜리트산, 무수피로멜리트산, 무수이타콘산, 무수프탈산, 무수글루타르산, 무수글루타르산, 무수글리콜산, 무수시트라콜산, 무수디펜산, 무수톨룰일산 등을 들 수 있고, 폴리카르복시산으로서는, 예를 들면, 말레인산, 테레프탈산, 디메틸테레프탈산, 이소프탈산, 푸말산, 옥살산, 말론산, 글루타르산, 아디프산, 피멜산, 스페르산, 아젤라산, 세바스산, 구연산, 트리멜리트산 등을 들 수가 있다. 또 알콜로서는, 상기 개시제에서 옐로 든 알콜류, 페놀류, 또는 상기 개시제의 알킬렌옥사이드부가물을 사용할 수 있다.

본 발명에 있어서의 반응성 유화제의 하나의 기능으로서, 유기이소시아네이트계 화합물(A)을 유화매체(C)에 용해 또는 유화시키는 것이 중요하고, 이것을 달성가능하게 하는 것이 필요하다. 이 목적에 적합한 것으로서는, 반응성 유화제 (B)가 사용되나, 또 이것과 병용해서 계면활성능을 가진 것이면 바람직하게 사용할 수 있다. 즉, 구체적으로는, 소위「계면활성제」를 들 수 있고, 음이온계 계면 활성제, 양이온계 계면활성제, 비이온계 계면활성제 등을 사용할 수 있다.

예를 들면, 지방산비누, 로진산비누, 알킬술폰산염, 알킬벤젠술폰산염, 디알킬아릴술폰산염, 알킬술포숙신산염, 폴리옥시에틸렌알킬황산염, 폴리옥시에틸렌알킬아릴술폰산염 등의 음이온성 계면활성제, 폴리옥시에틸렌알킬에테르, 폴리옥시에틸렌알킬아릴에테르, 폴리옥시에틸렌소르비탄지방산에스테르, 옥시에틸렌옥시프로필렌블록코폴리며 등의 계면활성제를 들 수 있으나, 본 발명은, 이들 계면활성제에 한정되는 것은 아니다. 또, 이들 계면활성제는 단독으로 사용해도 되고, 2종류 이상을 조합해서 사용해도 된다.

본 발명에 있어서 유화매체(C)란, 물을 비롯하여서, 에탄올, 메탄올, 프로판올등의 알콜류, 벤젠, 톨로엔, 헥산 등의 탄화수소계 용제, N,N-디메틸포름아미드, N,N-디메틸아세트아미드, 에틸렌카보네이트, 프로필렌카보네이트, 프르푸랄 등의 극성용매, 또는 이들위 1종이상의 혼합물로서 사용된다. 물을 혼합물로서 사용하는 경우에는 물이 50중량%이상이 되로록 사용하는 것이 바람직하다. 또, 물을 사용할 때에는 물의 PH(수소이온농도)는 1~13의 범위에서 사용할 수 있다.

본 발명의 방법에서는 유기이소시아네이트(A), 반응성 유화제(B) 및 유화매체(C)를 사용해서 리그노셀룰로스용 접착제를 제조할 수 있으나, 또 이형제(D)를 첨가해도 된다.

상기 (D)성분을 접착제성분으로서 사용하지 않는 경워에는 보드의 열압프레스시에 열반에 접착제조성물 등이 부착하지 않도록 열반에 이형제를 도포해서 프레스하는 것이 권장된다. 이형제로서는 공지의 이형제를 사용할 수 있고, 예를 들면 본원 발명의 (D)성분으로서 사용되는 것이 예시된다. 접착제속에 이형제(D)를 첨가한 경우에는 열반에 이형제를 도포할 필요는 없다.

본 발명의 방법에서는 상기 목적에 적합한 이형제라면, 적합하게 사용할 수 있다. 본 발명에 있어서, 이형제(D)로서는, 특히 탄소수 8~28을 가진 폴화 및/또는 불포화지방족 카르복시산의금속염, 왁스류를 바람직하게 사용할 수 있다.

탄소수 8~28을 가진 포화 및/또는 불포화지방족 카르복시산의 금속염은, 그 지방족 카르복시산으로서는 모노, 디, 트리의 어느 작용기수의 것이라도 사용할 수 있으나, 그 중에서도 탄소수 12~22의 직쇄지방족의 모노카르복시산이 바람직하다. 예를 들면, 옥틸산, 라우르산, 미리스트산, 팔미트산, 스테아르산, 올레산, 리놀레산, 리놀렌산, 아리킨산, 리그노세린산, 베헨산 등의 지방족 카르복시산 등을 들 수 있다. 또, 금속성분으로서는, 아연, 철, 알루미늄 , 칼슘, 지르코늄, 마그네슘, 바륨, 니켈, 구리, 코발트 등을 들 수 있다. 이들은 산성분, 금속성분의 각각의 군에서 선택된 적어도 1종 이상을 조합해서 사용할 수 있다. 즉, 상기의 바람직한 카르복시산으로 이루어진 군으로부터 선택되는 산성분과, 상기의 바람직한 금속으로 이루어진 군으로부터 선택되는 금속성분으로 구성되는 카르복시산의 금속염을 단독 또는 2종이상의 혼합물로서 사용할 수 있다.

또, 상기 (D)의 탄소수 8~28을 가진 포화 및/또는 불포화지방족 카르복시산의 금속염을 본 발명의 접착제 중에 있어서 그 형태로 존재하면 되고, 금속염의 상태로 첨가해서 사용해도 되고, 지방족 카르복시산과 금속화합물을 따로따로 첨가해서 사용해도 된다.

상기 (D)성분으로서 사용할 수 있는 왁스로서는, 칸데릴라왁스, 카르나우바왁스, 라이스왁스, 하제(Haze)왁스, 팜왁스, 밀랍(密蠟), 라놀린, 고래왁스, 몬탄왁스, 오조케라이트, 세레신, 파라핀왁스, 와셀린, 피셔, 트톱시왁스, 폴리에틸렌왁스, 변성왁스, 수소화왁스, 및 이들위 배합왁스 등을 들 수 있다.

이형제(B)중, 탄소수 8~28을 가진 포화 및/또는 불포화지방족 카르복시산의 금속염은, 반응성 유화제중의 폴리에테르 및/또는 폴리에스테르폴리올(B), 유화매체(C)중의 물 또는, 반응성 유화제(k)와 유화매체(c)의 혼합무의 어느 것에 첨가해도 되고, 또, 탄소수 8~28을 가진 포화 및/또는 불포화지방족 카르복시산의 금속염은 필요에 따라서 유화제를 사용해서 유화물로서 사용해도 된다. 이 경우 유화제로서는 일반적으로 사용되고 있는 것이면 되고, 지방산비누, 로진산비누, 알킬술폰산염, 알킬벤젠술폰산염, 디알킬아릴술폰산염, 알킬술포숙신산염, 폴리옥시에틸렌알킬에테르, 폴리옥시에텔렌알킬아릴술폰산염 등의 음이온성 계면활성제, 폴리욕시에틸렌알킬황산염, 폴리옥시에틸렌알킬아릴술폰산염 등의 음이온성 계면활성제, 폴리옥시에틸렌알킬레테르, 폴리옥시에틸렌알킬아릴에테르, 폴리옥시에틸렌소르비탄지방산에스테르, 옥시에틸렌옥시프로필렌블록폴코폴리며등의 계면활성제를 들 수 있으나, 본 발명은 이들 계면활성제에 한정되는 것은 아니다. 또, 이 들 계면활성제는 단독으로 사용해도 되고, 2종류 이상을 조합해서 사용해도 된다.

이형제(D)성분이 왁스 등과 같이 이소시아네이트에 용해되는 경우에는 제1유체에 넣어도 되고, 또 상기한 바와 같이 유화제를 사용하여 유화물로서, 제2유체에 넣어도 된다.

본 발명에 있어서 상기 접착제용 원료를 사용한 접착제의 제조방법을 이하에 설명한다.

제1도 및 제2도는, 본 발명의 실시에 사용하는 접착제 제조장치의 개념도를 표시한 것이며, 제3도는 본 발명의 접착제제조공정의 개념도, 제4도는 본 발명의 MDF제조설비예의 개념도이다.

본 발명에 있어서의 접착제 제조장치(이하, "혼합용 헤드"라고 칭함)는, 제1도에 표시한 바와 같이, 유기이소시아네이트계 화합물(A)을 제1유체로 공급하는 공급구(1), 반응성 유화제, 예를 들면, 폴리에테르 및/또는 폴리에스테르폴리올(B) 및 유화매체(C)와 필요에 따라 이형제(D)를 미리 혼합한 것을 제2유체로 공급하는 공급구(2), 혼합실(5), 실질적으로 혼합실과 틈새가 없도록 설계되어 유압 또는 공기압에 의해 작동하는 클리닝로드(4), 체크밸브(3) 및 스프레이노즐(6)로 이루어진다.

또, 부대설비로서, 제3도에 표시한 바와 같이 제1유체를 고압으로 혼합실 내에 공급하는 고압펌프(20), 제2유체를 고압으로 동일혼합실내에 공급하는 고압펌프(19)가 있으며, 도시하지는 않았으나, 클리닝로드를 작동하는 유압 또는 공기압의 발생장치 및 그 제어조작반 등이 있다.

본 발명에 있어서 접착제의 제조방법을 제1도, 제2도 및 제3도를 사용해서 설명한다. 제1도는 본 발명의 실시에 사용하는 접착제제조장치의 개념도로, 접착제조시의 혼합용 헤드의 단면도이고, 제2도는 본 발명의 실시에 사용하는 접착제 제조장치의 개념도로, 청소시의 혼합용헤드의 단면도이고, 제3도는 본 발명의 접착제 제조공정의 개념도, 또 제4도는 본 발명의 MDF제조설비예의 개념도이다.

제1도는 접착제로시의 혼합용 개념도이다. 상기 혼합용 헤드는, 유기이소시아네이트계 화합물투입구(1), 반응성 유화제 및 유화매체투입구(필요에 따라 (D)도 첨가)(2), 체크밸브(3), 클리닝로드(4), 혼합실(5) 및 스프레이노즐(6)에 의해 구성되어 있다.

유기이소시아네이트계 화합물(A)은, 고압펌프에 의해 승압되어, 투입구(1)로부터 제1유체로서, 기계적 청소수단을 가진 혼합시(5)(이하, "혼합실"이라고 칭함)내에 공급된다. 또 접착제제조시에 미리 혼합해 둔 반응성 유화제(B), 예를 들면 폴리에테르 및/또는 폴리에스테르폴리올, 및 유화매체(C), 이형제(D)로 이루어지고, 다른 고압펌프에 의해 승온되어, 투입구(2)로부터 제2흐름으로서 혼합실(5)내에 공급된다. 혼합실(5)내에 도입딘 제1유체 및 제2위체는 그 고압에 의해 순간에 혼입되어, 유화된 상태로 되어서, 본 발명의 접착제조성물을 얻을 수 있고, 그것이 스프레이노즐(6)을 통과해서 배출 · 분사된다.

본 발명의 기게적 청소수단을 가진 혼합실내에 분사하는 압력은 40~300㎏f/㎠의 범위인 것이 바람직하다. 분사압력이 40㎏f/㎠미만이면, 충분히 혼합 · 유화할 수 없는 경향이 있으며, 또, 300㎏f/㎠로 혼합 · 유화는 충분하고, 이것을 초과 해도 혼합 · 유화는 그 이상 양호하게 되지 않으므로 공업적으로는 낭비이고, 바람직하지 않다.

본 발명의 분사장치는 제1도와 같이 제1유체, 제2유체의 혼합실내에의 출구 단면은 혼합실의 단면보다도 상당히 좁고, 예를 들면 이소테름사(ISOTHERM AG)의 No. 4챔버는 혼합실내에의 출구의 단면은, 제1유체, 제2유체부분 모두 0.64㎣, 혼합실단면은 3.8㎣이고, 혼합실출구의 노즐에서는 상압(常壓)이므로, 제1유체 및 제2유체를 공급하는 펌프의 압력이 거의 그대로의 압력으로 혼합실내에서 충돌혼합된다. 따라서 본 발명의 혼합실내에 분사하는 제1유체 및 제2유체를 공급하는 펌프의 압력을 의미한다.

제2도는 청소시의 혼합용 헤드의 개념도이다. 혼합실내 청소시, 즉, 접착제 제조정지시에는, 혼합실내에 실질적으로 틈새를 맞을지 않도록 설계된 클리닝로드(4)가 제1유체, 제2유체의 투입구를 막아, 혼합이 일어나지 않도록 하고, 동시에 혼합실내의 기구벽에 부착한 유기이소시아네이트계 화합물을 문질러 제거해서 청소한다. 이 로드(4)는 기계적 수단, 예를 들면, 유압 또는 공기압에 의해 출입이 행하여진다. 또, 이때, 혼합실(5)내 청소중에는 제1유체, 제2유체의 펌프는 잠가두어도 되고, 또, 저압으로 절환해서 운전해도 된다. 또, 로드(4)속에 제1유체, 제2유체의 유통구를 형성해 놓고, 청소중에는 펌프에 의해 순환시켜 두어도 된다. 또, 혼합용 헤드의 제1유체, 제2유체의 혼합실 바로앞에 각각 체크밸브(3)를 장착하고, 원료공급트러블시에 한쪽의 액이 다른 한편쪽의 액의 배관내에 들어가는 것을 방지하는 장치를 장착해도 된다.

접착제를 리그노셀룰로스계 재료에 도포하는 방법은, 리그노셀룰로스계 재료를 교반날개를 구비한 드럼식 블렌더(Blender)에 투입한 후 회전시키면서 분무해서 도포해도 되고, 소풍기 등에 의해 리그노셀룰로스계 재료를 유통시키고, 발생한 리그노셀룰로스유체에 분무 또는 적하해서 도포해도 된다.

또, 각각의 단계에서 본 발명을 저해하지 않는 범위에서, 계면호성제, 안전제를 사용해도 된다.

유기이소시아네이트계 화합물(A)과 반응성 유화제(B)의 혼합비에 대해서는, 유기이소시아네이트계 화합물(A) 100중량부에 대해서 (B)의 양은 0.01~70중량부가 바람직하고, 더욱 바람직하게는 1~30중량부이다. 0.01중량부이상에서는 유기이소시아네이트계 화합물이 양호하게 분산하고, 70중량부이하에서는 보드의 물성이 양호하다.

반응성 유화제(B)와 유화매체(C)의 혼합비에 대해서는, 유화매체(C) 100중량부에 대해서 반응성 유화제(B)는 0.002~50중량부가 바람직하고, 더욱 바람직하게는 0.01~30중량부이다. 반응성 유화제(B)가 0.02중량부 이상에서는 반응성 유화제를 첨가한 효과가 인정되어서 바람직하고 또, 50중량부를 초과해서 사용해도 효과는 변하지 않기 때문에, 공업적으로 낭비로 되므로 바람직하지 않다.

유기이소시아네이트계 화합물(A)과, 반응성 유화제(B) 및 유화매체(C)의 혼합비에 대해서는, 유기이소시아네이트계 화합물(A) 100중량부에 대해서 (B)+(C)의 합계량으로 10~2000중량부가 바람직하고, 더욱 바람직하게는 30~800중량부이다. (B)+(C)의 혼합비가 10이상에서는 유기이소시아네이트계 화합물(A)을 희석하는 효과가 나타나고, 2000이하에서는 물성이 좋은 열압성형보드를 제조할 수 있다.

본 발명에 있어서, (D)성분을 첨가해도 되고, 첨가하는 경우에는 유기이소시아네이트계 화합물(A)과 이형제(D)의 비는, 유기이소시아네이트계 화합물(A) 100중량부에 대해서, (D)의 양은 포화 및/또는 불포화지방족 카르복시산의 금속염의 경우에는 1~100중량부, 왁스의 경우에는 1~150중량부가 바람직하다. 이것은, 1중량부이상에서 이형효과가 개량되고, 150중량부로 충분한 이형성을 얻을 수 있으므로, 150중량부를 초과하는 경우의 사용은 공업적으로 낭비이다.

유기이소시아네이트계 화합물(A)과, 반응성 유화제(B)와 이형제(D)로 이루어진 반응성 유화제 및 유화메체(C)의 혼합비에 대해서는, 유기이소시아네이트계 화합물(A) 100중량부에 대해서, (B)+(C)+(D)의 합계량으로 10~500중량부가 바람직하고, 더욱 바람직하게는 30~300중량부이다. (B)+(C)+(D)의 합계량과 (A)와의 혼합비가 10이하에서는 유기이소시아네이트계 화합물(A)을 희석하는 효과가 나타나고, 500이하에서는 물성이 좋은 열압성형보드를 제조할 수 있다.

또, 각각의 단계에서 본 발명을 저해하지 않는 범위에서 계면활성제, 안정제를 사용해서도 된다.

폴리에테르 및/또는 폴리에스테르폴리올(B)과 이형제(D)로 이루어진 반응성 유화제와, 유화메체(C)의 혼합비에 대해서는, 유화매체(C) 100중량부에 대해서 반응성 유화제는 (B)+(D)합계량으로서, 0.002~50중량부가 바람직하고, 더욱 바람직하게는 0.01~30중량부이다. 반응성 유화제(B)가 0.002중량부이상이면 반응성 유화제를 첨가한 효과가 나타나고, 또, 50중량부를 초과해서 사용해도 효과는 변하지 않기 때문에, 공업적으로 낭비로 되므로 바람직하지 않다.

리그노셀룰로스계 재료와, 접착제의 사용량은, 리그노셀룰로스계 재료의 수분량, 목적물성에 의해서도 다르나, 접착제가 리그노셀룰로스계 재료에 균일하게 혼합할 수 있는 양이면 되므로, 리그노셀룰로스계 재료의 절건(節乾)중량 100중량부에 대해서 접착제량이 1중량%~30중량%가 바람직하다.

접착제량이 1중량%이상으로, 접착제로서의 효과를 얻을 수 있고, 또, 30중량%로 충분한 보드물성을 얻을 수 있으므로, 30중량%를 초과하는 양의 접착제의 사용은 공업적으로 낭비여서 바람직하지 않다.

본 발명의 리그노셀룰로스성형판의 제조방법에 있어서, 접착제와 리그노셀룰로스계 재료와의 혼합물은, 성형을 거쳐서 열압프레스를 행하나, 성형시에는 단층으로부터 복수의 층으로 성형이 가능하다. 필요에 따라서 접착제의 함량을 변경해도 된다. 또, 필요하면 적층한 후에 예비프레스해도 되고, 또, 적층하기 전에 예비프레스한 매트를 적층해도 된다.

또, 이때 열반에 접촉되는 표층의 면만 본 발명의 방법의 접착제를 사용하고, 내면층에는 이형성이 좋지 않은 접착제를 사용해서 다층구조로 해도 된다.

열압프레스는 열이 성형재료속에 골고루 미치면 되므로, 형상도 상하함께 평판이라도, 만곡된 형이라도 되나, 연속생산성, 비용면에서 평판프레스가 바람직하다. 또, 프레스의 방식은 연속프레스라도 다단식프레스라도 된다.

열압프레스후의 보드의 최외충의 층은, 필요하면 표면을 소망의 두께로 연마해서 마무리해도 된다.

본 발명의 방법을 공업적으로 적용한 일례가, 제4도에 표시한 MKF제조설비예이다. 제4도에 표시한 바와같이, 나무조각, 예를 들면 칩을 침지기에 공급해서 칩을 연화하고, 그 내부의 리그닌을 파괴한다. 그 후 정쇄기로 보내어, 이 정쇄기에 있어서 예를 들면 1방향 또는 2방향으로 회전하는 디스크사이에서 칩을 분해하여 섬유로 한다.

고온의 습윤섬유는, 소위 블로우라인을 통과해서 반송되고, 블렌더속으로 들어간다. 이 블로우라인의 사이에 풀재료제(sizing agent), 난연제 등의 접착제 이외의 다른 반응성 유화제를 첨가한다. 접착제는 블로우라인 ~성형용 헤드의 사이에서 첨가되고, 예를 들면 제4도의 화살표의 개소에서 첨가된다. 블로우라인속에 본 발명의 방법에 있어서의 접착제를 적하, 또는 프레스해서 나무질섬유와 접착제를 혼합해도 된다. 본 발명의 방법과 같은 수성유탁액우로 이루어진 접착제는 이하에 표시한 이유에 의해, 블로우라인에 있어서의 주입에 적합하다. 첫 번째로, 일정하게 가온되어 있는 고온습윤섬유는 첨가된 수성유탁액의 접착제조성물속의 온도를 상승시키고, 접착제가 도포된 나무질섬유의 수분량을 조정할 수 있는 것, 두 번째로, 블로우라인 속에서의 나무질섬유의 큰 난류는 블로우라인벽에 부착한 접착제를 문질러 떨어뜨림으로써 블로우라인내가 청정하게 유지되는 것, 세 번째로, 블로우라인속의 유속이 빠르기 때문에, 혼합에 요하는 시간이 짧고, 또, 균일하게 도포된다는 것이다.

블로우라인을 통고한 섬유류는, 섬유로부터 부분적으로 탈수가 행하여진다. 그후, 공기류로부터 섬유를 분리하기 위해, 제1사이클론, 및 에에록을 설치하고 있다. 다음에, 섬유는 블렌더에 도입되고, 접착제 및 이형제, 난연제, 풀재료제등의 조제를 투입하여, 섬유와 혼합해도 된다. 블렌더내는 기계적으로 교반할 수 있는 교반날개가 회전하고 있으며, 접착제 그 외의 조제는, 위쪽 그 외에 적당한 방향으로부터 분무되고, 성유와 외견상 균일하게 혼합된다. 소망의 반응성 유화제가 이미 첨가되어 있는 경우, 섬유는 바이패스슈트를 통과해서 에어록을 가진 제2사이클론으로 도입되고, 그후, 접착제도포섬유저장탱크로 보내진다.

접착제도포섬유저장탱크는 1개이상의 성형용 헤드장치에 섬유를 공급하고, 성형용 헤드장치에 의해, 접착제가 도포된 섬유를 성형하고, 성형용 매트는 1개이상의 예비프레스장치에 의해서 미리 스페스되고, 그 후, 열압프레스장치에 의해서 최종적인 두게로 열압되고, 그 때의 열에 의해 접착제가 경화하여, 소망의 보드가 제조된다. 필요하다면, 표면을 연마하고, 두께조정, 표면상태조정을 행해도 된다.

접착제를 제조하는 혼합실을 가진 혼합용 헤드로서는, 구체적으로는, 스위스국에 있는 이소테름사의 것, 아메리카합중국의 가스머사(GASMER)의 것, 글라스클라프트사(GLASS-CLAFT)의 것, 크라우스마파이사의 것, 캐논사, 토오호키카이코오교샤의 것을 들 수 있고, 그들은 모두 적하하게 사용할 수 있다.

또, 본 발명에 있어서는 소망의 효과를 저해하지 않는 범위에서 산화방지제, 자외선흡수제, 난연제, 안정제, 계면활성제, 가소제, 실란커플링제, 포발(폴리비닐알콜), 금속촉매, 외부이형제, 합성고무라텍스, 아크릴계 에멀션 등을 병용해도 된다.

다음에, 본 발명을 실시예에 의해 더욱 상세히 설명하나, 이들 실시에는 본 발명을 하등 한전하는 것은 아니다. 실시예에 있어서는, 나무질 섬유로부터 섬유판을 제조하는 예를 표시하나, 다른 리그노셀룰로스계 재료로 각종 보드를 제조하는 것은 본 실시예를 응용하면 용이하게 실시가능하다. 예중 특별히 언급하지 않는 한 모든 부 및 비율은 중량기준에 의한다.

또, 성능비교에 있어서의 보드의 공통제조조건을 이하에 설명한다.

원료: 더스트칩 또는 나무질파이버(함수율7.0%, 이하칩이라고 칭함)

보드구성: 단층(더스트칩) 또는 3층(나무질파이버)

보드두께(연마부분제외) : 15㎜

매트함수율 : 16%

열압온도 : 180℃

프레스압력 : 35㎏/㎠

프레스시간 : 2분 30초

설정밀도 : 700㎏/㎥

(평가시험방법)

[1] 상태휨강도

성형한 시료로부터 "파티클보드 JIS-A-5908"의 시험편의 항에 준해서, 폭 50㎜, 길이 275㎜(스팬225㎜)로 시험편을 재단하여, 휨강도시험을 행하였다. 결과를 표에 휨강도로서 표시하였다.

[2] 습윤휨강도(습윤A)

성형한 시료로부터 [1]과 마찬가지의 방법으로 시험편을 재단하였다. 다음에 시험편을 70± 3℃의 온수속에 2시간 침지하고, 또 상온수에 1시간 침지한 후, 젖은 그대로의 상태에서 휨강도시험을 행하였다. 결과를 표에 습윤시의 휨강도(습윤A)로서 표시하였다.

[3] 분산성

제조한 접착제의 일부를 샘플링해서 MDI의 유화서을 육안으로 관찰해서 유화성을 평가하였다.

[4] 박리시험

JIS-A-5905 및 JIS-A-5908에 기재의 방법에 따라서 측정하였다.

[5] 연속운전평가

보드의 제조를 연속적으로 50시간 행하고, 제조라인에의 접착제의 부착, 콜반에의 원료의 부착을 육안으로 관찰해서 평가하였다.

[6] 종합평가

보드의 성형, 보드의 물성평가를 행하여 양자 같이 양호했던 것을 0, 양자의 어느 하나에 문제가 있는 것을 × 로 하였다.

[실시예 1]

먼저, 폴리메릭 MDF(A)(미쯔이카가쿠(주)제, 상품명: 코스모네이트M-200)를 제 1유체로 하고, 반응성 유화제(B)의 하나로서 에틸렌디아민(EDA)을 개시제로 하고, 산화프로필렌/산화에틸렌블록공중합 PPG(산화에틸렌함량 : 40%, 수산기가 : 252㎎KOH/g)을 20%농도로 분산매체(C)의 물에 용해한 것 및 스테아르산아연의 물유탁액(불휘발분 31%)을 고형분환산으로 8%농도로 되도록 양자를 물속에 용해한것의 혼합물을 제2유체로 되도록 해서, 이소테름사의 스프레이건(네-300건 ; 혼합실내에 분사시키는 제1유체, 제2유체의 구멍직경이 모두 0.45㎜, 혼합실의 직경 이 1.1㎜의 No.4혼합실부착)의 챔버내에 100㎏F/㎠의 압력을 걸어서 투입하고, 블렌더 속의 해섬(解纖)한 나무질 섬유에 교반하면서 분무도표하였다. 제1유체와 제2유체의 액비는 8:12이고, 폴리메틱 MDI와 폴리올의 합계는 절건목재의 6%였다. 다음에 강철제 콜반위에서 성형한 후, 예비프레스를 30초 동안 제품보드두께의 500%까지 행한 후, 상기의 조건으로 열압프레스하였다.

열압후, 강철제 콜반에의 부착을 관찰했으나, 부착은 볼 수 없었다. 또, 열압성형후의 보드는 물성비교용으로 하고, JIS-A-5905(섬유판)의 평가방법에 따라서 평가했던 바, 표1에 표시한 바와 같이 30타입이상의 물성(JIS의 물성평가기준인 휨강도가, 세로방향 및 가로방향 모두 30N/㎟ 이상의 강도를 가진 타입의 보드를 표시함)을 표시한 양호한 결과였다. 재차 동일한 콜반을 사용해서 상기의 조작을 반복하였다. 50회 반복해도 강철제 콜반에의 부착은 관찰되지 않았다.

또, 10분에 1회, 스프레이건의 혼합용 헤드의 클리닝로드를 출입하고, 청소를 행하면서 연속운전을 50시간 행하였다. 50시간후, 혼합실내, 스르레이노즐 등에 폴리메릭 MDI와 물의 중합물 등의 부착물은 관측되지 않았다. 클리닝엔 요하는 시간은 1초전후이며, 혼합실을 청소하고 있을 때에 라인전체를 정지할 필요는 없어, 생산성이 양호하였다.

[실시예 2]

사용한 폴리올의 수산기가를 447㎏KOH/g로 바꾼 이외는 실시예1과 동일한 조작을 행하였다. 보드물성, 생산성 모두 표1에 표시한 바와 같이 양호했다.

[실시예 3]

사용한 폴리올의 개시제를 오르토톨루엔디아민(OTD)으로 바꾼(산화에틸렌함량 ; 40%, 수산기가 : 447㎎KOH/g)이외는 실시예1과 동일한 조작을 행하였다. 보드물성, 생산성 모두 표1에 표시한 바와 같이 양호했다.

[실시예 4]

사용한 폴리올개시제를 오르토톨루엔디아민/글리세린(G)(몰비 5:1)으로 바꾼(산화에틸렌함량 : 50%, 수산기가 : 452㎎KOH/g) 이외는 실시예1과 동일한 조작을 행하였다. 보드물성, 생산성 모두 표1에 표시한 바와 같이 양호했다.

[실시예 6]

사용한 폴리올의 개시제를 4,4'-디페닐메탄디아민(MDA)으로 바꾼(산화에틸렌함량 : 40%, 수산기가 : 452㎎KOH/g)이외는 실시예1과 동일한 조작을 행하였다. 보드물성, 생산성, 모두 양호했다.

[실시예 7]

사용한 폴리올의 개시제를 글리세린(G)으로 해서 (산화에틸렌함량 : 40%, 수산기가 : 56㎎KOH/g), 반응성 유화제농도를 5%로 하고, 또, 촉매로서 우레탄분야에서 공지된 우레탄/요소화촉매인 디아자비시클로옥탄을 0.005% 첨가하고 제1유체와 제2유체의 액비를 1/1로 한 이외는 실시예1과 마찬가지로 하여 더스트칩을 사용해서 보드를 성형하였다. 보드물성, 생산성 모두 표1에 표시한 바와 같이 양호했다.

[실시예 8]

사용한 리그노셀룰로스계 재료를 더스트칩으로 바꾼 이외는 실시예1과 동일한 조작을 행하여 보드를 얻었다. 보드의 물성은 JIS-A-5908의 18타입(JIS의 물성평가기준인 휨강도가, 세로방향 및 가로방향 모두 18N/㎟이상의 강도를 가진 타입의 보드를 표시함)이상의 양호한 보드를 제조할 수 있고, 또 생산성도 양호했다.

[실시예 9]

이형제(D)성분인 스테아르산아연을 사용하지 않고 접착제를 제조하고, 성형시에 콜반에 도포하는 외부이형제로서 불소계 이형제 몰드스패드 W-833(일본국 아사히가라스사제)을 사용한 이외는 실시예1과 마찬가지로 해서 보드를 제조했다. 보드물성, 생산성 모두 표1에 표시한 바와 양호했다.

[실시예 10]

이형제로서 스테아르산아연에 대신해서 폴리에틸렌왁스 220MP(일본국 미쯔이 카가쿠(주)제)를 사용한 이외는 실시예1과 마찬가지로 해서 보드를 작성하였다. 보드물성, 생산성 모두 표1에 기재된 바와 같이 양호했다.

[비교예 1]

접착제 제조공정에 있어서, 교반날개를 구비한 혼합솥을 사용해서 배치식으로 혼합을 행한 이외는 실시예1과 마찬가지로 해서 접착제를 제조하고, 보드를 제조했다. 혼합솥내의 접착제를 전량 다 사용할 때 까지 5시간 걸렸으나, 제조하고 나서 15분정도 까지는 양호한 물성의 보드를 얻을 수 있었으나, 그것을 넘은 것은 물성이 저하하였다. 또 5시간 후, 혼합솥의 안쪽에 KDI와 물의 반응물인 폴리요소가 부착되어 있어 보드제조를 중지하고 청소할 필요가 있었다.

[비교예 2]

접착제제조공정에 있어서, 제1유체, 제2유체를 정적 혼합기를 사용하여 혼합을 행하고 접착제를 제조하나 이외는 실시예1과 마찬가지로 해서 접착제를 제조하고 보드를 제조하였다. 얻어진 접착제를 일부 샘플링해서 육안으로 관찰했던 바, 미유화 MDI가 있어, 유화성이 불충분했다. 5시간의 연속운전후, 정적 혼합기내에 MDI와 물의 반응물인 폴리용소가 부착되어 있어 보드제조를 중지하고 청소할 필요가 있었다.

[비교예 3]

접착제 제조공정에 있어서, 혼합실 내에의 분사압력을 30㎏f/㎠의 압력으로 한 이외는 실시예1과 마찬가지로 해서 보드를 제조했다. 얻어진 접착제를 일부 샘플링해서 육안으로 관찰했던 바, 미유화 MDI가 있어, 유화성이 불충분하고, 또 얻어진 보드의 물성도 낮았다.

[비교예 4]

접착제 제조공정에 있어서, 혼합실내에의 분사압력을 30㎏f/㎠의 압력으로한 이외는 실시예8과 마찬가지로 해서 보드를 제조하였다. 얻어진 접착제를 일부 샘플링해서 육안으로 관찰했던 바, 미유화 MDI가 있어, 유화성이 불충분하고 또 얻어진 보드의 물성도 낮았다.

상기의 설명으로부터 명백한 바와 같이 본 발명의 방법에 따르면, 이소시아네이트계 접착제의 제조프로세스에 있어서 혼합기 및 배관에 유기이소시아네이트의 중합체가 부착하지 않도록 제조하는 것이 가능하게 되기 때문에, 라인막힘 등에 유래하는 라인트러블이 없이, 공업적 생산에 적합한 연속법에 최적인 접착제의 제조 방법을 제공하고, 또, 본 발명 방법에 의한 접착제는 열압프레스시에 이형성이 양호하기 때문에, 품질이 양호한 염가의 리그노셀룰로스성형판을 생산성 좋게 제조하는 공업적인 방법으로서 적합하다.

Claims

유기이소시아네이트계 화합물(A), 반응성 유화제(B) 및 유화매체(C)를 함유해서 이루어진 접착제 조성물을 리그노셀룰로스계 재료의 접착제로 해서 사용하는 접착제로서, 유기이소시아네이트계 화합물(A)로 이루어진 제1유체, 반응성 유화제 (B) 및 유화매체(C)로 이루어진 제2유체를 혼합실내에 40~300㎏/㎠이 고압으로 분사혼합해서 얻는 것을 특징으로 하는 리그노셀룰로스성형판 접착제의 제조방법.
제1항에 있어서, 제1유체 또는 제2유체에, 또 이형제(D)를 점가하는 것을 특징으로 하는 리그노셀룰로스성형판용 접착제의 제조방법.
제1항 또는 제2항중 어느 한 항에 있어서, 혼합실내가 기계적 청소수단을 가진 것을 특징으로 하는 리그노셀룰로스성형판용 접착제의 제조방법.
제3항에 있어서, 기계적 청소수단이, 기계적으로 작동하고 또한 혼합실내부와 실질적으로 틈새가 발생하지 않는 로드가 상기 혼합실에 출입함으로써 상기 혼합실 내부를 청소하는 방식인 것을 특징으로 하는 리그노셀룰로스성형판용 접착제의 제조방법.
제1항 또는 제2항중 어느 한 항에 있어서, 유화매체(C)가, 물 또는 적어도 물을 함유한 것을 특징으로 하는 리그노셀룰로스성형판용 접착제의 제조방법.
제1항 또는 제2항중 어느 한 항에 있어서, 반응성 유화제(B)가 폴리에테르 및/또는 폴리에스테르폴리올 또는 적어도 폴리에테르 및/또는 폴리에스테르폴리올을 함유한 것을 특징으로 하는 리그노셀룰로스성형판 접착제의 제조방법.
제6항에 있어서, 반응성 유화제(B)가, 적어오 폴리에테르 및/또는 폴리에스테르폴리올을 함유한 것으로서, 상기 폴리에테르 및/또는 폴리에스테르폴리올의 작용기수가 2~8이고, 그 구조중의 (CH₂CH₂-O)의 반복단위가 폴리에테르 및/또는 폴리에스테르폴리올의 중량에 대해서 5~70%이고, 또한, 유기이소시아네이트계 화합물 (A)의 상기 폴리에테르 및/또는 폴리에스테르폴리올의 비가 상기 (A) 100중량부에 대해서 0.01~70중량부인 것을 특징으로 하는 리그노셀룰로스성형판용 접착제의 제조방법.
제6항에 있어서, 반응성 유화제(B)가, 적어오 폴리에테르 및/또는 폴리에스테르폴리올을 함유한 것으로서, 상기 폴리에테르 및/또는 폴리에스테르폴리올이, 분자중에 질소원자를 함유하고, 질소원자의 비율이 폴리에테르 및/또는 폴리에스테르폴리올의 0.1~12.0%인 것을 특징으로 하는 리그노셀룰로스성형판용 접착제의 제조방법.
제6항에 있어서, 폴리에스테르폴리올이, 트리에탄올아민, 디에탄올아민, 모노에탄올아민, 오르토톨루엔디아민, 메타톨루엔디아민, 디페닐메탄디아민 또는 폴리페닐폴리메틸렌폴리아민중으로부터 선택된 1종 또는 그 이상의 화합물에 알킬렌옥사이드를 부가하고, 이 알킬렌옥사이드중 산화에틸렌의 부가함량이 폴리에테르폴리올의 중량에 대해서 5~70중량부인 것을 특징으로 하는 리그노셀룰로스성형판용 접착제의 제조방법.
제2항에 있어서, 이형제(D)가 탄소수 8~28을 가진 포화 및/또는 불포화지방족 카르복시산의 금속염, 왁스류로부터 선택된 적어도 1종인 것을 특징으로 하는 리그노셀룰로스성형판용 접착제의 제조방법.
제10항에 있어서, 탄소수 8~28을 가진 포화 및/또는 불포화지방족 카르복시산의 금속염이, 옥틸산, 라우르산, 미리스트산, 팔미트산, 스테아르산, 올레산 또는 베헨산으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종과, 아연, 철, 알루미늄, 칼슘, 지루코늄, 마그네슘, 바륨, 니켈, 구리 또는 코발트로 이루어진 군으로부터 선택된 1종으로 이루어진 적어도 1종이상의 조합인 것을 특징으로 하는 리그노셀룰로스성형판용 접착제의 제조방법.
제2항에 있어서, 이형제(D)의 첨가량이, 유기이소시아네이트계 화합물(A) 100중량부에 대해서 1~150중량부인 것을 특징으로 하는 리그노셀룰로스성형판용 접착제의 제조방법.
제1항에 또는 제2항중 어느 한 항에 있어서, 유기이소시아네이트계 화합물(A)이, 폴리메틸렌폴리페닐폴리이소시아네이트인 것을 특징으로 하는 리그노셀룰로스성형판용 접착제의 제조방법.