JPH0360864B2

JPH0360864B2 -

Info

Publication number: JPH0360864B2
Application number: JP8054587A
Authority: JP
Inventors: Hirohisa Maki; Eiichiro Suzuki
Original assignee: Dai Ichi Kogyo Seiyaku Co Ltd
Current assignee: DKS Co Ltd
Priority date: 1987-03-31
Filing date: 1987-03-31
Publication date: 1991-09-18
Also published as: JPS63245438A

Description

【発明の詳細な説明】

［産業上の利用分野］本発明は植物性複合材料の製法に関する。さら
に詳しくは、本発明は建材をはじめ、畳床など好
適に使用しうる植物性複合材料の製法に関する。［従来の技術］従来から、有機系または無機系粉粒などの結合
方法としては、たとえば、特開昭59−106932号公
報に開示されているように、分子末端にイソシア
ネート基を有するプレポリマー、有機ポリイソシ
アネートまたはこれらの混合物からなるバインダ
ーを粉粒などに付着させて基盤上に拡げ、展圧す
る方法が知られている。この結合方法は、空気中の湿気または添加した
水と反応して樹脂状またはゴム状となるイソシア
ネート基を有するプレポリマー、有機ポリイソシ
アネートなどのバインダーと、ウレタン樹脂など
の粉砕物や木屑などを接着させるもので、この方
法によつてえられた成形品は硬度が大きいもので
ある。［発明が解決しようとする問題点］しかしながら、この方法によつてえられた成形
品は脆く、また引張強度や耐衝撃性などの物性が
わるいという欠点がある。また有機ポリイソシアネートと水の反応速度が
遅いため、製造工程をライン化して製品を連続し
て製造しようとしても、その量産性は小さい。［問題点を解決するための手段］そこで本発明者らはかかる問題点を解決するべ
く鋭意研究を重ねた結果、如上の問題点をことご
とく解消しうる植物性複合材料の製法を見出し、
本発明を完成するに至つた。すなわち本発明は、 (A) 植物性微細繊維および（または）植物性繊維
の粉粒、 (B) 過剰量の水および (C)(C‐1) オキシアルキレン鎖中にオキシエチレン
鎖を10重量％以上含有するポリオキシアルキ
レンポリオールまたはポリオキシアルキレン
モノオールと有機ポリイソシアネートとを反
応させ実質的に未反応NCO基を含有するウ
レタンプレポリマー単独または (C‐2) 該ウレタンプレポリマーと樹脂エマルジ
ヨンの併用を常温または加温下で硬化させて
成形する際に (D) 化学繊維および（または）天然繊維からなる
織布または不織布の存在下に成形することを特
徴とする植物性複合材料の製法に関する。［作用および実施例］本発明に用いられる植物性微細繊維および（ま
たは）植物性繊維の粉粒（以下、植物性微細繊維
などという）としては、たとえば、木粉、木屑、
コルク粉、もみ殻、麦殻、米糠、種粕、豆粕、ソ
バ殻や稲わらなどの微細繊維や粉粒があげられる
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オキシアルキレン鎖中にオ
キシエチレン鎖を10％（重量％、以下同様）以上
含有する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、ハイドロキノン、ビスフエノールＡ、
１，６−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、
１，２，６−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、シユークローズ、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、エチレンオキシドと
エチレンオキシド以外の他のアルキレンオキシド
の混合アルキレンオキシドを付加重合させたもの
で、オキシアルキレン鎖中に10％以上のオキシエ
チレン鎖を有し、好ましくは重量平均分子量1000
以上の重付加反応生成物などである。エチレンオキシドと前記エチレンオキシド以外
の他のアルキレンオキシドを混合するばあい、そ
の混合割合はオキシアルキレン鎖中に10〜100％
のオキシエチレン鎖を含有するような割合である
のが好ましい。本発明に用いられるオキシアルキレン鎖中にオ
キシエチレン鎖を10％以上含有するポリオキシア
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
クタノール、フエノール、クレゾール、アルキル
フエノールなどのモノアルコールに、エチレンオ
キシドとエチレンオキシド以外の他のアルキレン
オキシドとを混合したアルキレンオキシド（以
下、混合アルキレンオキシドという）を付加重合
させたもので、オキシアルキレン鎖中に10％以
上、好ましくは10〜100％のオキシエチレン単位
を有する反応生成物である。前記エチレンオキシド以外の他のアルキレンオ
キシドとしては、たとえば、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。前記オキシアルキレン鎖中にオキシエチレン鎖
を10％以上含有するポリオキシアルキレンポリオ
ールまたはポリオキシアルキレンモノオール（以
下、ポリオキシアルキレンモノ（ポリ）オールと
いう）のオキシアルキレン鎖中のオキシエチレン
単位が10％未満であるばあい、水との親和性がわ
るくなり、したがつてえられるシートまたは成形
品の物性もわるくなる。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、ブロツ
クのいずれでもよい。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
（TDI）、粗製トリレンジイソシアネート（粗製
TDI）、ジフエニルメタンジイソシアネート
（MDI）、ポリメチレンポリフエニルイソシアネ
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、ナフタレンジ
イソシアネート、イソフオ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。本発明にバインダーとして用いられる実質的に
未反応NCO基を含有するウレタンプレポリマー
（以下、ウレタンプレポリマーという）とは、前
記ポリオキシアルキレンモノ（ポリ）オールと前
記有機ポリイソシアネートとを反応させることに
よつてえられ、実質的に未反応NCO基を含有す
るウレタンプレポリマーなどである。ポリオキシアルキレンモノ（ポリ）オールと有
機ポリイソシアネートを反応させるばあい、その
NCO／OH当量比は1.5〜100、好ましくは２〜50
である。前記当量比の値が1.5未満のばあい、ウレタン
プレポリマーの粘度が高くなつて作業性がわるく
なり、また100をこえると生成した樹脂が脆くな
る。本発明に用いられる樹脂エマルジヨンとして
は、たとえば、ポリビニルアルコール、ポリアク
リル酸、ポリアクリルアミドや無水マレイン酸な
どの誘導体から選ばれた１種または２種以上の水
溶性樹脂；天然ゴム、スチレンブタジエンゴム、
クロロプレンゴム、アクリロニトリルブタジエン
ゴム、アクリル酸エステルブタジエンゴム、イソ
プレンゴム、ブチルゴムおよびエチレンプロピレ
ンゴムから選ばれた１種または２種以上の天然ゴ
ム、合成ゴムラテツクスまたはこれらの変性ゴム
ラテツクス；ポリ塩化ビニリデン、ポリ塩化ビニ
ル、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリアクリ
ル酸エステル共重合体、メラミン、尿素、尿素−
ホルマリン、フエノールおよびレゾルシノールか
らえらばれた１種または２種以上の合成樹脂エマ
ルジヨン；共重合変性合成樹脂エマルジヨンまた
はこれらの混合物からなる水系樹脂エマルジヨン
などがあげられ、本発明はこれらの樹脂エマルジ
ヨンのみに限定されず、他のものを用いうる。な
お、これらは単独で用いてもよく、２種以上併用
してもよい。前記樹脂エマルジヨンは、通常樹脂
濃度が20〜80％となるように調整したものが用い
られる。前記プレポリマーに樹脂エマルジヨンを併用す
ることにより、プレポリマーの使用量を減少させ
ることができ、バインダーのトータルコストを低
減することができる。本発明に用いられる化学繊維としては、たとえ
ば、金属繊維、ガラス繊維、ロツクウール、こう
さい繊維、炭素繊維などの無機繊維；セルロース
系、蛋白質系などの再生繊維、半合成繊維；ポリ
アミド系、ポリエステル系、ポリウレタン系、ポ
リエチレン系、ポリスチレン系、ポリ塩化ビニル
系、ポリ塩化ビニリデン系、ポリアクリル系、ポ
リビニルアルコール系、ポリメチレン−尿素系な
どの合成繊維があげられる。また本発明に用いられる天然繊維としては、た
とえば、植物繊維、動物繊維、鉱物繊維などがあ
げられる。これらの化学繊維および天然繊維は通
常織布または不織布のかたちで用いられる。前記織布および不織布の大きさや厚さについて
は本発明においてはとくに限定はないが、通常、
大きさは幅１〜２ｍ、または厚さ0.1〜３mmとな
るように調整されたものを用いるいのが好まし
い。本発明の植物性複合材料の製法においては、前
記した (A) 植物性微細繊維および（または）植物性繊維
の粉粒、 (B) 過剰量の水および (C)(C‐1) 前記ウレタンプレポリマー単独または (C‐2) 前記ウレタンプレポリマーと前記樹脂エ
マルジヨンとの併用を (D) 化学繊維および（または）天然繊維からなる
織布または不織布の存在下で常温または加温下
で硬化させて成形することにより複合材料がえ
られる。前記ウレタンプレポリマーの使用量は、前記ウ
レタンプレポリマーを単独で用いるばあいおよび
前記ウレタンプレポリマーと前記樹脂エマルジヨ
ンとを併用するばあいのいずれであつても、植物
性微細繊維など100部（重量部、以下同様）に対
して１〜500部、好ましくは５〜100部である。該
使用量が１部未満のばあい、バインダーとしての
結合力が不足し、また500部をこえると、植物性
微細繊維などの特質が失われる。また、前記ウレタンプレポリマーと前記樹脂エ
マルジヨンとを併用するばあい、前記樹脂エマル
ジヨンの使用量は植物性微細繊維など100部に対
して１〜500部、なかんづく５〜100部であるのが
好ましい。なお、このばあい、プレポリマーと樹
脂エマルジヨンの使用量の割合は、とくに限定さ
れないが、プレポリマー100部に対して10〜90部
であるのが好ましい。また、水の使用量は、前記ウレタンプレポリマ
ーまたは前記ウレタンプレポリマーと合成樹脂エ
マルジヨンの合計量100部に対して10部以上、好
ましくは50〜500部であり、末端のNCO基と反応
するために必要な水の量よりも過剰量使用する。
過剰量の水を使用することにより、バインダーと
してのウレタンプレポリマーの使用量を減少させ
ることができるためコスト的に有利であり、成形
時には離型剤として働くため、ほかに離型剤を用
いる必要がない。また、この水が希釈剤としても
作用されるため、可塑剤を希釈剤として使用する
方法に比べてえられる複合材料は表面にべとつき
やブリージングがないものとなる。該使用量が10
部未満のばあい、前記ウレタンプレポリマーの硬
化時間が長くなる。植物性微細繊維など、ウレタンプレポリマーま
たはウレタンプレポリマーと樹脂エマルジヨン、
および過剰の水の混合方法としては、たとえば、
ウレタンプレポリマーまたはウレタンプレポリマ
ーと樹脂エマルジヨン、および過剰の水とをあら
かじめ混合してから植物性微細繊維などを加える
方法；ウレタンプレポリマーまたはウレタンプレ
ポリマーと樹脂エマルジヨン、および過剰の水を
同時に植物性微細繊維などに噴霧する方法；あら
かじめ植物性微細繊維などを過剰の水で濡らした
もの、ウレタンプレポリマーまたはウレタンプレ
ポリマー、および樹脂エマルジヨンを混合する方
法などがあげられるが、本発明はこれらに限定さ
れるものではない。前記織布または不織布は、ウレタンプレポリマ
ーまたはウレタンプレポリマーと樹脂エマルジヨ
ンが完全に硬化するまでに加えられることが必要
であり、該織布または不織布の添加は前記植物性
微細繊維などと同時でもよく、また前後であつて
もよい。また前記織布または不織布は、植物性微
細繊維などからなるシートまたは成形品の中、上
または下のいずれに含有されていてもよい。さら
に１次成形されたシートのあいだに織布または不
織布をはさみ、加熱下で加圧して２次形成しても
よい。本発明の製法においては、必要に応じて溶剤、
可塑剤、消泡剤、界面活性剤、着色剤、無機充填
剤、触媒、難燃剤、防ばい剤、殺虫剤、変色防止
剤などをウレタンプレポリマー100部に対して100
部をこえない範囲で使用してもよい。前記植物性微細繊維など、ウレタンプレポリマ
ーまたはウレタンプレポリマーと合成樹脂エマル
ジヨンおよび過剰の水は、常温または加熱下で混
合され、該混合物は急速に硬化されるが、その温
度は通常０〜150℃、好ましくは10〜50℃である。前記混合物を所望の大きさに成形するときに
は、加圧成形を行なつてもよく、その圧力は通常
0.1〜100Kg／cm²、好ましくは0.1〜50Kg／cm²であ
る。なお、成形時の型の温度は常温でも加温して
もよい。つぎに製造例、実施例および比較例に基づき、
本発明の製法をさらに詳細に説明する。製造例１〜４（ウレタンプレポリマーの合成）グリセリン、ソルビトール、ヘキサノールまた
はエチレンジアミンを出発物質とし、エチレンオ
キシドとプロピレンオキシドの混合アルキレンオ
キシドをランダム付加重合させた第１表に示され
るポリオキシアルキレンモノ（ポリ）オールと有
機ポリイソシアネートとを、第１表に示す当量比
で反応させ、つぎに酢酸エチルで希釈して濃度70
％のウレタンプレポリマーをえた。実施例１木粉として杉、檜の原木を製材する工場から排
出される挽粉を使用し、この木粉（含水率：5.9
％、粒度：60メツシユ以下が28％、60〜52メツシ
ユが6.7％、52〜48メツシユが5.3％、4.8メツシユ
以上が68％の木粉）1000部、水660部およびバイ
ンダーとして製造例１でえらえたウレタンプレポ
リマー100部を常温（約20℃）で20秒以内に混合
し、ガラス寒冷紗（線径：0.24mm、目付：65ｇ／
m²、密度：タテ8.3本／25mm、ヨコ8.3本／25mm）
上に厚さ５mmのシート状になるように広げて22℃
の雰囲気中で硬化させ、さらに硬化後（塗布後10
分間経過後）、前記シートを80℃設定した乾燥器
に入れて１時間乾燥してフレキシブルなシートを
えた。さらに20Kg／cm²の圧力を加えて120℃で30
秒間熱プレスし、厚さ2.0mmのガラスクロス入り
木質ボートをえた。えられたボートの物性を下記の測定方法に基づ
いて測定した。その結果を第２表に示す。（硬度）シヨアーＡ硬度計を用いて測定した。（密度） JIS A5906に準じて測定した。（引張強さ） JIS K6301に準じて測定した。（破断時の伸び） JIS K6301に準じて測定した。（水浸漬寸法変化） JIS A5705に準じて測定した。（衝撃強度） ASTM Ｇ−14に準じて測定した。（たわみ量）厚さ３cmの成形品をJIS A5901に準じて測定し
た。実施例２樹脂エマルジヨンを用い、織布または不織布と
して金網を用い、水の添加量を変えたほかは実施
例１と同様にして複合材料を作製した。えられた複合材料の物性を実施例１と同様にし
て測定した。その結果を第２表に示す。実施例３および実施例４第２表に示す組成となるように複合材料の原料
を調整したほかは実施例１と同様にして複合材料
を作製した。えられた複合材料の物性を実施例１
と同様にして測定した。その結果を第２表に示
す。比較例１〜４実施例１〜４において織布または不織布を用い
なかつたほかは実施例１〜４と同様にして複合材
料を作製した。えられた複合材料の物性を実施例
１と同様にして調べた。その結果を第２表に示
す。

【表】

【表】［発明の効果］本発明の植物性複合材料の製法においては、多
量の水をウレタンプレポリマーまたはウレタンプ
レポリマーと樹脂エマルジヨンの希釈剤として用
い、織布や不織布の存在下でこれらを木粉、木
屑、コルク粉、もみ殻、米糠、麦殻、種粕、豆
粕、ソバ殻、稲わらなどの利用価値が小さかつた
植物性微細繊維などに均一に塗布されるので、強
度が大きい可撓性のある複合材料を安価にうるこ
とができる。

Claims

【特許請求の範囲】１ (A) 植物性微細繊維および（または）植物性
繊維の粉粒、 (B) 過剰量の水および (C)(C‐1) オキシアルキレン鎖中にオキシエチレン
鎖を10重量％以上含有するポリオキシアルキ
レンポリオールまたはポリオキシアルキレン
モノオールと有機ポリイソシアネートとを反
応させた実質的に未反応NCO基を含有する
ウレタンプレポリマー単独または (C‐2) 該ウレタンプレポリマーと樹脂エマルジ
ヨンの併用を常温または加温下で硬化させて
成形する際に (D) 化学繊維および（または）天然繊維からなる
織布または不織布の存在下に成形することを特
徴とする植物性複合材料の製法。