JP4573952B2 - リグノセルロース成形板の耐水性改良方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、木材の耐水性改良あるいは寸法安定性を改良する方法及び得られた成形板に関する。
【０００２】
【従来の技術】
木材の寸法安定性や耐水性を向上する技術として、
１） 従来木材を減圧状態としてその中に熱硬化性樹脂や樹脂原料を注入し常圧に戻す際に樹脂を木材中に浸透させ、その後に熱圧プレス等で反応し表面に防水樹脂層を形成する方法
２）表面からの吸湿を防止する為に塩ビ等のシートを貼り付ける方法
等が知られていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、樹脂を圧入する方法では、用いられる樹脂が熱硬化性樹脂であったり、樹脂原料であったりするために、一定の反応時間を必要としていた。このため、その反応が完全に終結するか、互いに融着・接着等を発生しない状態になるまで、それぞれの成形板を重ねることができない等であり、より生産性の向上が求められていた。特に効率的な連続法でも製造可能な方法が望まれていた。
又、熱硬化性樹脂や樹脂原料を圧入するために、高圧設備が必要であり、構造材等に用いられる整形板の製造の為には過大な設備が必要となっていた。
また、シート等の張り付け方法においては近年、燃焼させてもダイオキシンが発生しない等環境負荷の少ないシートへの移行が求められていたが全てにおいて塩ビシートと同等以上となる材料が望まれていた。
【０００４】
【課題を解決する為の手段】
上記課題を鑑み、本発明者らは、鋭意検討を行った結果、成形されたリグノセルロース板の表面に熱可塑性樹脂を溶融させ加圧接着することで、反応時間を必要とせず、実質的に瞬時にリグノセルロース板の表面に樹脂含浸層を形成することができ、リグノセルロース板表面からの吸水を低減することができ、樹脂を含浸させない樹脂と比較して寸法安定性を著しく向上することができることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００５】
即ち以下の（１）〜（８）を提供するものである。
（１）成形されたリグノセルロース成形板に、融点（Ｔｍ）が１００℃以上２００℃以下のポリオレフィン樹脂又は該ポリオレフィンを含有する樹脂組成物を熱ロール上で加熱溶融しながら塗布し含浸させることを特徴とするリグノセルロース成形板の耐水性改良方法。
（２）前記ポリオレフィン樹脂が１９０℃におけるM.F.I.１０〜５０ｇ/10minのポリエチレンおよび２３０℃におけるM.F.I.１０〜８００ｇ/10minであるポリプロピレンから選ばれる少なくとも１種を含有する（１）記載のリグノセルロース成形板の耐水性改良方法。
（３）前記ポリオレフィン樹脂中のポリエチレンおよびポリプロピレンから選ばれる少なくとも１種の含有量が３０質量％以上である（２）記載のリグノセルロース成形板の耐水性改良方法。
（４）前記ポリオレフィン樹脂が、ポリプロピレンである（１）〜（３）のいずれかに記載のリグノセルロース成形板の耐水性改良方法。
（５）前記ポリプロピレンの融点よりも２０〜５０℃高い温度で加熱溶融する（４）に記載のリグノセルロース成形板の耐水性改良方法。
（６）成形されたリグノセルロース成形板に融点（Ｔｍ）が１００℃以上２００℃以下のポリオレフィン樹脂又は該ポリオレフィンを含有する樹脂組成物を熱ロール上で加熱溶融しながら塗布し含浸させて得られることを特徴とするリグノセルロース成形板。
（７）（１）〜（５）のいずれかに記載のリグノセルロース成形板の耐水性改良方法を用いて得られたリグノセルロース成形板。
（８）（１）〜（５）のいずれかに記載のリグノセルロース成形板の耐水性改良方法を含む、耐水性が改良されたリグノセルロース成形板の製造方法。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。
【０００７】
[リグノセルロース成形板]
本発明で用いるリグノセルロース成形板とは、木質小削片を用いるパーティクルボード、木質繊維を用いるミディアムデンシティーファイバーボード、ハードボード、インシュレーションボード、大型のチップを用いるウエハーボード、細長いストランドを配向させたOSB等をいう。
【０００８】
[ポリオレフィン樹脂]
本発明に用いる、ポリオレフィン樹脂はその融点が(Tm)が１００℃以上、２００℃以下である。これらポリオレフィンに特に限定はなく本発明のαオレフィンの単独又は共重合体をもちいることができる。例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ４メチルペンテンー１等の単独重合体や共重合体が挙げられる。
【０００９】
そのなかでもポリエチレンまたはポリプロピレンの単独又は共重合体が好ましく用いられ、その融点(Tm)は、１００℃〜２００℃である。１００℃以上とすることで、成形後製品同士が融着を著しく抑制又は実質的防止することができ好ましい。２００℃以下とすることで加熱溶融が容易となり、操作、装置が簡便となり好ましい。
また、ポリエチレン樹脂のメルトフローインデックス（M.F.I.）１０〜５０ｇ/10min、またはポリプロピレン樹脂のメルトフローインデックス（M.F.I.）１０〜８００ｇ/10minであり、好ましくは１０乃至５００ｇ/10min、より好ましくは１０乃至３００ｇ/10minである。
【００１０】
これらのポリオレフィン樹脂はそれぞれ単独で用いても、混合して用いてもよく、更に必要に応じてその他の樹脂を含有していてもよい。その他の樹脂を含有する場合は例えばポリエチレン樹脂のメルトフローインデックス（M.F.I.）１０〜５０ｇ/10min、またはポリプロピレン樹脂のメルトフローインデックス（M.F.I.）１０〜８００ｇ/10minから選ばれる少なくとも１種の樹脂を３０質量％以上含有することが好ましく、５０質量％以上含有することが更に好ましい。
M.F.I．は、ASTM D-1238に規定されている測定方法に従って測定した。ポリエチレン樹脂は、2160ｇの荷重をピストンに加えたとき、190℃の溶融体が特定のオリフィスを通して10分間に押し出される重量であり、ポリプロピレン樹脂の場合、溶融体の温度が230℃で同様の荷重をピストンにかけた場合の10分間に押し出される重量を表している。
【００１１】
密度に特に限定はないが通常、０．９０〜０．９７０ｇ／cm³、好ましくは０．９１〜０．９７０ｇ／cm³であるエチレン単独重合体あるいはエチレン・α−オレフィン共重合体が好ましく製造される。なおここで密度はＡＳＴＭ Ｄ１５０５によって測定された値である。
【００１２】
これらオレフィン樹脂はそれぞれの主モノマー例えばエチレン、プロピレン、４メチルペンテンー１とチーグラ触媒やメタロセン触媒存在下、液相、気相、スラリー状態で重合させる。通常コモノマーとしては主モノマーと相異なる炭素数２ないし２０のα−オレフィンは用いられる。 例えば、エチレン、プロピレン、2-メチルプロピレン、1-ブテン、1-ヘキセン、1-ペンテン、4-メチル-1-ペンテン、3-メチル-1-ペンテン、1-オクテン、1-ノネン、1-デセン、1-ウンデセン、1-ドデセンなどが挙げられる。またα−オレフィンとポリエンとを共重合させることもできる。このようなポリエンとしては、ブタジエン、イソプレン、1,4-ヘキサジエン、ジシクロペンタジエン、5-エチリデン-2-ノルボルネンなどを例示することができる。
重合条件に特に限定はないが通常、重合温度は、通常２０〜１５０℃、好ましくは５０〜１２０℃、より好ましくは７０〜１１０℃であり、重合圧力は通常１〜１０００Kg／cm² 、好ましくは２〜４０Kg／cm² である。上記のような共重合は二段以上の多段で行うこともできる。
これらオレフィン（共）重合体には、必要に応じて耐熱安定剤、耐候安定剤、帯電防止剤、アンチブロッキング剤、滑剤、核剤、顔料、染料、無機あるいは有機充填剤などを配合することもできる。
【００１３】
[成形条件]
成形温度は通常１００℃〜２５０℃、好ましくは、１２０〜２３０℃である。
融点に相関して条件を設定する必要はないが、融点よりも２０〜５０℃高い温度で成形すると操作性に優れ好ましい。
溶融状態での粘度に特に限定はないが加熱下ＢＨ型粘度計で測定した粘度が２５０ｍＰａ以上５０００ｍＰａ以下であることが好ましい。
これらの樹脂の状態としてフィルム状、粒状、ブロック状等があるが、フィルム状態の場合、溶融方法として加熱圧縮成形機の使用が望ましい。
加熱圧縮成形の場合、フィルムをリグノセルロース成形板表面及び下部に設置し上下に離型剤を塗布した鉄板あるいは、テフロンシートや離型フィルムを置き成形する。成形圧力は、特に規定しない。また、成形された板は、特に強制的な冷却を必要としなくともよいが、エアブローやファンなどで強制的に除熱し表面を固化させる事で、ボードの積み上げ速度を早くできる。
また、粒状樹脂を用いる場合は、熱ロール上で溶融させながら連続的に塗布する。この場合、熱ロール通過前に塗布する基材に熱風を吹き付け基材表面を暖め、熱ロール通過後に冷却エアを吹き付け固化させることで瞬時に安定した塗布状態を得ることが出来る。
ホットメルト樹脂の形態は、ポリエチレンまたはポリプロピレン樹脂同様、フィルム、ペレット、シート、粉末等の種類があるので溶融槽で溶融するかあるいは、熱ロールで加熱溶融しながらリグノセルロース成形板に塗布する必要がある。溶融槽を用いる場合、市販のロールコータ、カーテンコータ等任意に用いることが可能であるが、上面及び下面に同時に塗布する為には、ロールコータを用いるのが好ましい。
この場合、通常溶融したホットメルトをリグノセルロース板上に塗布し熱ロールで押し広げ板上に均一に塗布する方法、あるいは、塗布ロールとガイドロールを組み合わせた装置で板全面に均一に塗布する方法が用いられる。
この方法によれば、用いる樹脂が熱可塑性樹脂であるため固化後は、表面のベタツキがなく、成形板を連続的に表面加工し成形板同士を重ね合わせても、とも付き等の問題が生じない利点がある。
【００１４】
【実施例】
以下本発明を実施例にて説明するが、本発明は、これら実施例に限定されるものではない。
【００１５】
[分析]
（サンプル）
また評価は、厚み15mmのP-E1typeパーティクルボード及び厚み20mmM-E1typeMDFを用いた。
（測定方法）
吸水率・厚み変化率・ホルマリン放散量：JIS-5908に従って測定した。
融点の測定方法 ：自動融点測定装置（メトラー（株）製）にて測定
【００１６】
（参考例１）離型剤（三井化学（株）社製IMR-100）を塗布したコール板上にＭ.Ｆ.Ｉ.１０、融点(Tm)１００℃のポリエチレンシート（三井化学（株）社製テストシート、厚さ０．１mm）を置きその上に成形された15mm厚のパーティクルボードを設置、さらにポリエチレンシートを載せ離型剤を塗布したコール板を載せ、１８０℃で１分間、加熱圧縮成形しポリエチレンフィルムを含浸したパーティクルボードを得た。
【００１７】
（実施例２）
Ｍ.Ｆ.Ｉ.９５、融点(Tm)１６０℃のポリプロピレン樹脂（三井化学（株）社製J-739F）を粘度５０００mPa・sになるように１９０℃の熱ロール上で溶融し、15mm厚のパーティクルボード上に熱ロール塗布し、その後冷却空気で定着し表面にポリプロピレンの皮膜を形成した。出来たボードの裏面に対しても同様の操作を行い両面にポリプロピレン樹脂を塗布したパーティクルボードを得た。
【００１８】
（実施例３）
M.F.I＝３０、融点(Tm)１６０℃のポリプロピレン樹脂を２００℃の熱ロール上で溶融しながら15mm厚のパーティクルボード上に加熱塗布した。その後、冷却ロールで定着した。出来たボードの裏面に対しても同様の操作を行い両面にポリプロピレンフィルムを塗布したパーティクルボードを得た。
【００１９】
（参考例４）ペットフィルム上にM.F.I＝５０、融点(Tm)１３０℃のポリエチレンシートを置きその上に成形された20mm厚のMDFを設置、さらにポリエチレンシートを載せその上にペットフィルムを載せ、１９０℃、１MPaで１分間、加熱圧縮成形し、ペットフィルムを除去してポリエチレンフィルムを含浸したMDFを得た。
【００２０】
（比較例１）
表面処理しない15mm厚のP-E1typeパーティクルボード
（比較例２）
表面処理しない20mm厚のM-E1typeのMDF
【００２１】
【表１】

【００２２】
【発明の効果】
本発明は、成形板等の木材の表面にポリオレフィン樹脂を含浸させ、木材表面の吸水率を低下させることができる。また、熱可塑性樹脂であるポリオレフィンをもちいることにより、樹脂表面近傍に熱可塑性樹脂が含浸された後、直ちに固体となるため、実質的に瞬時に表面処理を実施することができる。このため、反応時間を必要としていた熱硬化性樹脂で発生していた、表面層形成直後の成形板同士の接着等が発生せず、成型後短時間で成形板を重ねても、互いが固着、又一部接着する等が発生せず、成形板同士に離型シートを挟むことなく、成型板同士を重ねることができる。このことにより、製品のロスが抑制されるだけでなく、高速で連続的成形板を製造することができた。
また、ボード表面からのホルマリンの放散を抑える効果も得られる有用な表面加工方法である。

Claims (6)

1. 成形されたリグノセルロース成形板に、融点（Ｔｍ）が１００℃以上２００℃以下のポリオレフィン樹脂又は該ポリオレフィンを含有する樹脂組成物を熱ロール上で加熱溶融しながら塗布し含浸させることを特徴とするリグノセルロース成形板の耐水性改良方法。
2. 前記ポリオレフィン樹脂が１９０℃における Ｍ.Ｆ.Ｉ.１０〜５０ｇ/１０minのポリエチレンおよび２３０℃におけるＭ.Ｆ.Ｉ.１０〜８００ｇ/１０minであるポリプロピレンから選ばれる少なくとも１種を含有することを特徴とする請求項１記載のリグノセルロース成形板の耐水性改良方法。
3. 前記ポリオレフィン樹脂中のポリエチレンおよびポリプロピレンから選ばれる少なくとも１種の含有量が３０質量％以上であることを特徴とする請求項２記載のリグノセルロース成形板の耐水性改良方法。
4. 前記ポリオレフィン樹脂が、ポリプロピレンであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のリグノセルロース成形板の耐水性改良方法。
5. 前記ポリプロピレンの融点よりも２０〜５０℃高い温度で加熱溶融することを特徴とする請求項４に記載のリグノセルロース成形板の耐水性改良方法。
6. 請求項１〜５のいずれかに記載のリグノセルロース成形板の耐水性改良方法を含むことを特徴とする耐水性が改良されたリグノセルロース成形板の製造方法。