JPS63306002A

JPS63306002A - 木質成形品の製造方法

Info

Publication number: JPS63306002A
Application number: JP62142680A
Authority: JP
Inventors: Hirohisa Maki; 牧　宏久; Eiichiro Suzuki; 鈴木　栄一郎
Original assignee: Dai Ichi Kogyo Seiyaku Co Ltd
Current assignee: DKS Co Ltd
Priority date: 1987-06-08
Filing date: 1987-06-08
Publication date: 1988-12-14
Also published as: JPH0549001B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は木質成形品の製造方法に関する。さらに詳しく
は、本発明は家具、建材、自動車部品、電気用ハウジン
グ、農業資材などに好適に使用しつる木質成形品の製造
方法に関する。

［従来の技術およびその問題点］従来より植物質成形品をう渇方法としては、主として（
カポリプタジエンポリオールと有機ポリイソシアネート
に木粉を混合して成形する方法（特開昭６１−２８８７
１８号公報参照）、（ロ）水の存在下にウレタンプレポ
リマーをバインダーとしてゴムチップやウレタンチップ
を展圧して固める方法（特開昭５９−１０６９３２号公
報参照）や（／〜モミ殻を原料とした成形板またはボー
ドの製造法（特開昭５５−８８７３６号公報および特開
昭５８−１３１６１号公報参照）が知られている。

しかしながら、前記（罰の方法では、ポリブタジエンポ
リオールと有機ポリイソシアネートの使用量が大きいた
め、混合された木粉の特徴が出にくいのみならず、成形
品の価格が高くなり、またポリブタジェンポリオールは
その粘性が大きいので木粉の混合量の多い成形品をうろ
ことは困難であり、しかもその疎水性が大きいので木粉
のように親水性の粉体は均一に混合しにくいという欠点
がある。またポリブタジェンポリオールは高温で加熱成
形されたときに、骨格にある二重結合が酸化されて脆く
なったり変色してしまうなどの欠点がある。

前記（ロ）の方法は、水とインシアネートの反応で炭酸
ガスが発生し、また余剰水が蒸発するため、ゴムチップ
やウレタンチップ固着物のようなポーラスな製品をうる
のには適しているが、発泡やクラックが生じるので、え
られた成形品にはその内部に巣が生じ、また表面には肌
荒れが発生するので、その内部および表面に空隙や肌荒
れのない高密度の成形品をうるのが困難である。

また前記Ｃ〜の方法では、もみ殻が用いられているが、
該もみ穀粒子の大きさはＪたて約７ｍｍ。

よこ約３１ＩｊＩと大きいため、えられた成形品の表面
に巣や肌荒れ、ボイドなどが発生するので、高密度で強
度の大きい成形品をうろことができないという欠点があ
る。

［発明が解決しようとする問題点］そこで本発明者らは、前記した従来技術の問題点に鑑み
て鋭意研究を重ねた結果、かがる問題点をことごとく解
決し、高密度かつ高硬度であり、また機械的強度に優れ
た木質成形品をうろことができる製造方法を見出し、本
発明を完成するにいたった。

［問題点を解決するための手段］すなわち、本発明は１０メツシュパスの粒度を有する植
物性粉粒、有機ポリイソシアネートおよび活性水素化合
物を混合し、ついで成形して木質成形品を製造する方法
であって、活性水素化合物がポリオキシアルキレンモノ
オール、ポリオキシアルキレンポリオール、ポリエステ
ルポリオールおよびポリアミンよりなる群からえらばれ
た少なくとも１種であることを特徴とする木質成形品の
製造方法に関する。

［作用および実施例］本発明の製造方法によれば、木質成形品は１０メツシユ
（タイラーメッシュ、以下同じ）パスの粒度を有する植
物性粉粒、有機ポリイソシアネートおよび活性水素化合
物を混合し、ついで成形することによりえられる。

本発明に用いられる植物性粉粒とは、たとえば木材チッ
プ、木屑、木粉、もみ殻、もみ殻燻炭、麦殻、そば殻お
よび稲などをその粒度が１０メツシュパス、好ましくは
１００メツシユバスとなるように粉砕された微細な粉粒
をいう。これら植物性粉粒は１０メツシユの篩目を通過
しないものであるばあい、植物性粉粒、有機ポリイソシ
アネートおよび活性水素化合物の混合物が成形時に金型
やシリンダー内で流動しにくくなったり、またえられた
木質成形品にはボイドが発生したり、機械的強度が小さ
くなることがある。

該植物性粉粒はバインダーとして用いられる有機ポリイ
ソシアネートおよび活性水素化合物の反応物との相溶性
がよいため分散性が良好で、冷却収縮歪が小さく、した
がってえられる木質成形品には反りがなく、また接着強
度も大であるので割れがなく、耐摩耗性および反撥弾性
が良好なものとなる。

本発明に用いられる有機ポリイソシアネートとしては、
たとえば、トリレンジイソシアネート（ＴＤｌ）、粗製
トリレンジイソシアネート（粗製ＴＤＩ）、ジフェニル
メタンジイソシアネート（ＭＤＩ）　、純粋ジフェニル
メタンジイソシアネート（ｐ−ＭＤＩ）　、ポリメチレ
ンポリフェニルイソシアネート（粗製ＭＤＩ）、ヘキサ
メチレンジイソシアネート、キシレンジイソシアネート
（ＸＤＩ）、ナフタレンジイソシアネート、水添ＸＤＩ
　、イソフォロンジイソシアネートなどがあげられるが
、これらは単独で用いてもよく、２種以上併用してもよ
い。

本発明に用いられる活性水素化合物は、ポリオキシアル
キレンモノオール、ポリオキシアルキレンポリオール、
ポリエステルポリオールおよびポリアミンよりなる群か
らえらばれた少なくとも１種である。

前記ポリオキシアルキレンモノオールとは、たとえば、
メタノール、エタノール、ブタノール、ヘキサノール、
オクタツール、フェノール、クレゾール、アルキルフェ
ノールなどのモノアルコールに、アルキレンオキシドを
付加重合させたものである。前記アルキレンオキシドと
しては、たとえばエチレンオキシド、プロピレンオキシ
ド、ブチレンオキシド、スチレンオキシドやテトラヒド
ロフランなどがあげられる。なお、前記ポリオキシアル
キレンモノオールにはポリオキエチレン単位が１０重量
％以上、好ましくは１０〜９５重量％含有されているば
あい、ポリオールとポリイソシアネートの反応がはやい
ため、短時間に木質成形品を成形することができ、した
がって生産効率が向上するので好ましい。

また混合アルキレンオキシドを付加重合させるばあい、
その付加重合の形態はランダム共重合およびブロック共
重合のいずれであってもよいが、末端水酸基の一級化率
が大きい方がよい。

前記ポリオキシアルキレンポリオールとは、たとえば、
エチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジ
オール、ハイドロキノン、ビスフェノールＡ、　１．８
−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、グリセ
リン、トリメチロールプロパン、１．２．８−ヘキサン
トリオール、ペンタエリスリトール、α　−メチルグリ
コシド、ソルビトール、シュークローズ、ヒマシ油など
の低分子量のポリオール類またはエチレンジアミン、ジ
エチレントリアミン、ピペラジン、メチルアミン、ｎ−
ブチルアミン、アニリン、キシリレンジアミンなどの低
分子量のアミン類に、アルキレンオキシドを付加重合さ
せたものである。前記アルキレンオキシドとしては、た
とえば、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、ブチ
レンオキシド、スチレンオキシド、テトラハイドロフラ
ンなどがあげられる。なお、該ポリオキシアルキレンポ
リオールには、該ポリオキシアルキレンポリオールにア
クリロニトリルやスチレンのようなエチレン系重合性不
飽和モノマーをグラフト共重合させたポリマーポリオー
ルが含まれていてもよい。また該ポリオキシアルキレン
ポリオールのオキシア゛ルキレン鎖中、　には、１０重
量％以上、好ましくは１０〜９５重量％のポリオキシエ
チレン単位が含有されているばあい、有機ポリイソシア
ネートとの反応がはやく、短時間に木質成形品を成形す
ることができ、したがって生産効率を向上させることが
できるようになるので望ましい。

前記ポリエステルポリオールとしては、たとえば、アジ
ピン酸、マレイン酸、二量化すシルイン酸などの脂肪族
ポリカルボン酸やフタル酸などの芳香族ポリカルボン酸
と、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブタ
ンジオール、ヘキサンジオール、ペンタエリスリトール
などの低分子量のポリヒドロキシル化合物または前記し
たポリエーテルポリオールとの縮合によってえられるポ
リエステルポリオール；カブラクトンなどのラクトンポ
リエステル；ポリカーボネートジオール；エポキシ樹脂
とアルカノールアミンとの反応によってえられるエポキ
シポリオール；一般工業用ヒマシ油、精製ヒマシ油また
はヒマシ油類と前記ポリアルキレンポリオールとのエス
テル交換反応によってえられる生成物またはリシノール
酸と前記活性水素含有化合物もしくは前記ポリアルキレ
ンポリオールとのエステル化反応によってえられるポリ
ヒドロキシル化ポリエステルなどのリシノール酸エステ
ルポリオールなどがあげられる。なお、該ポリエステル
ポリオールにはポリオキシエチレン単位が１０重量％以
上、好ましくは１０〜９５重量％含有されているばあい
、有機ポリイソシアネートとの反応がはやくなり、短時
間に木質成形品を成形することができ、したがって生産
効率を向上させることができるようになるので好ましい
。

前記ポリアミンとしては、たとえばジアミノジフェニル
メタン、メチレンビス（オルソクロロアニリン−ホルマ
リン縮合物、フェニレンジアミン、トリレンジアミン、
エチレンジアミン、ピペラジン、アルキル化芳香族ポリ
アミンなどがあげられる。

前記有機ポリイソシアネートど活性水素化合物とを反応
させるばあい、そのＮＣＯ／活性水素当量比は０．５〜
２０、好ましくは０．７〜５となるように調整される。

該ＮＣＯ／活性水素当量比は０．５未満であるばあい、
未反応の活性水素が残存し、表面のベタツキ、耐水性の
低下などが生じ、また２０をこえるばあい、炭酸ガスの
発生が激しく成形品のクラック、肌あれやボイドが発生
しやすくなる。とくに該ＮＣＯ／活性水素当量比は１．
０以上であるばあい、余剰のＮＧＯは空気中の水分や粉
粒の水分と反応するので好ましい。

かくしてえられるウレタン樹脂と植物性粉粒との使用割
合は、植物性粉粒１００重量部に対してウレタン樹脂１
〜１００重量部、好ましくは５〜３０重量部となるよう
に調整される。ウレタン樹脂の使用量は１重量部未満で
あるばあい、ウレタン樹脂の有するバインダー力が不足
し、また１００重量部をこえるばあい、植物性粉粒が有
するたとえば色調や手触り感などの特質が失われ、ウレ
タン樹脂の有する特質のみが発現するようになる。

前記したように本発明においては植物性粉粒に対するウ
レタン樹脂の使用量が少ないので、植物性粉粒が有する
木材固有の諸特性を有する木質成形品をプレス、押出し
あるいは射出成形によって任意の形状に短時間に成形、
量産化をはかることができる。また、成形時に木酸ガス
が発生するとプレス機、押出機や射出機のシリンダース
クリュー、成形ダイ、金型などを腐食させ、成形効率を
下げ、さらには成形不良の原因となるが、本発明におい
ては有機ポリイソシアネートが植物性粉粒に含まれる木
酸と反応するので、成形時の木酸ガスの発生を防止する
ことができるという利点がある。

前記活性水素化合物および植物性粉粒は同時に混合して
成形する方法（ワンショット法）や活性水素化合物と有
機ポリイソシアネートとをあらかじめ反応させ、実質的
に未反応ＮＧＯ基を含有するウレタンプレポリマーをえ
（プレポリマー法）、残りの活性水素化合物を混合した
後に成形する方法などに適用することができる。

なお、本発明においては、成形方法としては、通常行な
われているプレス成形法、押出し成形法や射出成形法な
どをそのまま使用することができる。なお、本発明にお
いては成形温度は、一般のプラスチックの成形温度（約
１８０〜２００℃）よりも低り、１０〜１８０℃、好ま
しくは２０〜１５０℃であり、きわめて低温で成形をす
ることができる。

また、本発明においては、さらに必要に応じて溶剤、可
塑剤、界面活性剤、無機充填剤、着色剤、耐久性向上剤
、触媒、水分吸収剤などを前記植物性粉粒および活性水
素化合物の合計量１００重量部に対して１００重量部を
こえない範囲で添加してもよい。

かくしてえられる木質成形品は木材製品と同様の色調や
手触り感を有するものであり、塗装仕上げ、接着加工、
ラミネート処理などの加工を施すことができる。

また、えられた木質成形品は自然界に廃棄、たとえば土
中に埋設したばあい、バクテリアにより分解されるので
公害の原因にならず、また燃焼させたばあいには、新建
材やプラスチックのように有害ガスが発生しないので使
用後の処理が容易であるという利点をも有するものであ
る。

つぎに本発明の木質成形品の製造方法を実施例および比
較例に基づいてさらに詳細に説明するが、本発明はかか
る実施例のみに限定されるものではない。

実施例１グリセリンに酸化プロピレン９０重量％を付加重合した
後、酸化エチレン１０重量％を付加重合してえられたト
リオール（平均分子ｍ　：　３０００）３６重量部、■
、４−ブタンジオール２．１重全部、合成ゼオライト（
東洋ソーダ■製、品番；３Ａ）■、０重量部、１００メ
ツシュパスの木粉（杉および桧の原木の製材工場から排
出された挽粉、含水率：１．５重量％以下）１００重量
部および液状ＭＤＩ　１２．３重量部を調整しく　ＮＧ
Ｏ１０Ｒ当量比；１．００）、これをプレス成形機（神
藤金属工業所■製）を用いて温度５０℃、プレス圧５０
０ｋｇ　／　ｃｍで金型（長さ：５０龍、幅：８０ｖａ
ｍ、厚さ：　　５ｍ＋ｓ）で３分間プレスして成形した
。

えられた木質成形品を脱型後、８０℃で３０分間アフタ
ーキュアしたのち、その外観を調べたところ、通常の木
材と何ら変わりなく、平滑な表面を有していた。つぎに
えられた木質成形品の硬度（ショアーＡ）、引張強度、
圧縮強さおよび密度を下記の方法にしたがって調べた。

その結果を第１表に示す。

（引張強度）ＪＩＳ　Ａ　１３０２１に準じて測定する。

（圧縮強度）直径３．５ｃｍ、高さ７ｃｍの円柱形状の試験片をオー
トグラフで両面から圧縮していき、クラックが発生した
ときの単位面積あたりの加圧力を測定する。

（密度）ｊｌｓ　Ａ　５９０５に準じて測定する。

実施例２実施例１で用いたトリオール３６重量部のかわりにポリ
ブチレンアジペート（重量平均分子量：１０００）１４
重量部およびカプロラクトントリオール（平均分子量：
　５［１１）０．８重量部を、また液状ＭＤＩのかわり
にｐ−ＭＤＩ　９゜６重量部を調整したほかは（ＮＧＯ
１０Ｈ当量比：　　１．０）　、実施例１と同様にして
木質成形品をえた。

えられた木質成形品の外観は、コルク調で、割れ、肌荒
れやボイドなどの異常はなかった。

つぎにえられた木質成形品の硬度、引張強度、圧縮強さ
および密度を実施例１と同様にして調べた。その結果を
第１表に示す。

実施例３ポリカプロラクトンポリオール（平均分子量：２０００
）　２２重量部、１，４−ブタンジオール２．０重量部
、ｐ−ＭＤＩ　　８．３重量部、合成ゼオライト１．５
重量部、ジブチルチンジラウレート０．０５重量部を調
整しく　ＮＧＯ１０Ｈ当量比：　　１．０）、ついで粒
度１００メツシュパスのもみ殻燻炭（含水率＝０．５重
量％）１００重量部を混合して温度１２０℃、プレス圧
５００ｋｇ　／　Ｃｌｌ１で３分間プレスして成形した
。えられた本質成形品の外観には異常がなかった。

つぎに実施例１と同様にして、えられた成形品の硬度、
引張強度、圧縮強さおよび密度を調べた。その結果を第
１表に示す。

実施例４グリセリンに酸化プロピレンと酸化エチレンとを１：１
の割合で付加したランダム付加物（平均分子量：　３０
００）　５０重量部、ポリプロピレングリコール（平均
分子量：　２０００）　５０重量部および液状ＭＤＩ　
３８．８重量部を調整し、充分に攪拌混合してえられた
末端ＮＣＯプレポリマー（遊離ＮＣＯ基５．０重量％含
有）１０重量部、（ＮＧＯ１０Ｈ当量比：　　２．８２
）、粒度５０メツシュパスの木粉（含水率：１５重量％
）１００重量部に混合し、射出成形機（日本製鋼所■製
）で温度８０℃、プレス圧７００ｋｇ　／ｃ−で２５秒
間で成形した。つぎに気温２０℃の雰囲気中に１週間放
置後の成形品の硬度、引張強度、圧縮強さおよび密度を
実施例１と同様にして調べた。その結果を第１表に示す
。

なお、外観には異常がなかった。

実施例５ポリプロピレングリコール（平均分子量：３２００）に
酸化エチレンを付加したジオール（平均分子量：　４０
００）　７７．８重量部およびＴＤＩ　２２．２重量部
よりえられた末端ＮＣＯプレポリマー（遊離ＮＧＯ基：
９．０重量％含有）１０重量部およびメチレンビス（オ
ルソクロロアニリン）５０重量％とジプロピレングリコ
ール（平均分子量：２０００）　５０重量％からなる液
状アミン４．８重量部を調製した後（ＮＣ０１０Ｈ当量
比１．２０　）、粒度１００メツシュパスのもみ殻微粉
（含水率：１．３重量％）粒度１００重量部を混合し、
実施例４と同様にして成形品をえた。えられた成形品の
外観には異常はなかった。つぎにえられた成形品の硬度
、引張強度、圧縮強さおよび密度を実施例１と同様に調
べた。その結果を第１表に示す。

実施例６メタノールに酸化プロピレン２０重量％および酸価エチ
レン８０重量％をランダム共重合してえられたモノオー
ル（平均分子量：　１０００）　８６．５重量部と組成
ＭＤＩ　３Ｌ５重量部からなるプレポリマー（末端ＮＣ
Ｏ基７．５重量％含有、ＮＣ０１０Ｈ当量比：３．８）
　２５重量部、粒度５０メツシュパスの木粉（含水率：
　１Ｂ、０重量％）１００重量部およびボートランドセ
メント１０重量部を混合してプレス圧７００ｋｇ／ｃｄ
、温度５０℃で１０分間プレスして成形した。えられた
成形品の外観には異常はなかった。

つぎにえられた成形品の硬度、引張強度、圧縮強さおよ
び密度を実施例１と同様にして調べた。その結果を第１
表に示す。

実施例７実施例５のもみ殻微粉１００重量部のかわりに粒度２０
メツシュパスの木粉（含水率：３．５％）１５部を使用
したほかは実施例５と同様にして成形品をえた。

えられた成形品の外観には異常はなかった。

つぎにえられた成形品の硬度、引張強度、圧縮強さおよ
び密度を実施例１と同様にして調べた。

その結果を第１表に示す。

実施例８グリセリンに酸化プロピレン２０／酸化エチレン８０の
割合（重量比）でブロック共重合してえられたポリオー
ル（平均分子量７３７．０００）　２０重量部、液状Ｍ
ＤＩ　４．８　ｆｉｊ１部（ＮＣ０１０Ｈ当量比：２０
．０）粒度５０メツシュパス木粉（含水率：８．５％）
１００重量部を混合し、プレス圧７００ｋｇ　／　ｃｒ
ｊ。

温度５０℃で１０分間プレス成形して成形品をえた。

えられた成形品の外観には異常はなかった。

その結果を第１表に示す。

比較例１実施例５で用いたもみ殻微粉のかわりに未粉細のもみ殻
（粒子の大きさ：たて約７ｍｍ、よこ約３ｕ＋）を用い
たほかは実施例１と同様にして成形した。

えられた成形品の外観は空隙が多く、美感がわるかった
。つぎにえられた成形品の硬度、引張強度、圧縮強さお
よび密度を実施例１と同様にして調べた。その結果を第
１表に示す。

比較例２ポリブタジェンポリオール（重量平均分子量：２８００
）４４．６重量部、液状ＭＤＩ　　５．４重量部、木粉
（１００メツシュパス、含水率１．５重量％）１００重
量部、ジブチルチンジラウレート０．０５重量部を混合
しく　ＮＧＯ１０Ｈ当量比：１．０５）、プレス時間を
３０分間とした以外は実施例１と同一条件でプレス成形
した。

えられた成形品の表面には金型焼けが生じ、黒褐色とな
り、欠肉が生じていた。つぎにえられた成形品の硬度、
引張強度、圧縮強さおよび密度を実施例１と同様にして
調べた。その結果を第１表に示す。

〔以下余白〕

第　　　１　　表上記のように本発明の実施例１〜８でえられた木質成形
品はその外観に割れ、肌荒れやボイドなどの異常がまっ
たくなく、また密度が大きく、しかも硬度、引張強度お
よび圧縮強さなどの機械的強度をいずれも具備するもの
であることがわかる。

〔発明の効果〕

本発明の製造方法によってえられた木質成形品は高密度
かつ高硬度で、機械的強度に優れているので、たとえば
家具、建材、自動車部品、電気用ハウジング、農業資材
などに好適に使用することができる。

また成形に際して有機ポリイソシアネートと活性水素化
合物の反応物は、植物性粉粒のバインダーとしてのみな
らず、滑剤としてはたらくので、押出しあるいは射出成
形時のシリンダーの摩耗やダイの破損を防ぐという効果
も奏する。

Claims

【特許請求の範囲】１　１０メッシュパスの粒度を有する植物性粉粒、有機
ポリイソシアネートおよび活性水素化合物を混合し、つ
いで成形して木質成形品を製造する方法であって、活性
水素化合物がポリオキシアルキレンモノオール、ポリオ
キシアルキレンポリオール、ポリエステルポリオールお
よびポリアミンよりなる群からえらばれた少なくとも１
種であることを特徴とする木質成形品の製造方法。２　前記ポリオキシアルキレンモノオール、ポリオキシ
アルキレンポリオールおよびポリエステルポリオールが
それぞれポリオキシエチレン鎖を１０重量％以上含有す
るものである特許請求の範囲第１項記載の木質成形品の
製造方法。