(57)【要約】【課題】溶剤の使用によるコストアップや環境上の問題を招くことなく、木質繊維板にその内部までの深い強化層を形成できるようにする。【解決手段】木質繊維板からなる基材１の少なくとも表面にポリオキシアルキレングリコールを、次いでイソシアネート化合物をそれぞれ塗布浸透させ、これらポリオキシアルキレングリコール及びイソシアネート化合物を基材１中で反応硬化させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
木質繊維板からなる基材の少なくとも表面に塗布されて浸透したポリオキシアルキレングリコールと、上記基材の少なくとも表面に、上記ポリオキシアルキレングリコールの上から塗布されて浸透したイソシアネート化合物とが反応して硬化していることを特徴とする強化木質繊維板。
【請求項２】
請求項１の強化木質繊維板において、
基材の圧締によってポリオキシアルキレングリコールとイソシアネート化合物とが反応して硬化していることを特徴とする強化木質繊維板。
【請求項３】
請求項１又は２の強化木質繊維板において、
基材は、撥水剤もしくは防水剤を含有しないか又は木質繊維に対して１重量％以下を含有していることを特徴とする強化木質繊維板。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１つの強化木質繊維板において、
基材に塗布されるイソシアネート化合物及びポリオキシアルキレングリコールの粘度が３００ｍＰａ・ｓ以下であることを特徴とする強化木質繊維板。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１つの強化木質繊維板において、
イソシアネート化合物のイソシアネート基とポリオキシアルキレングリコールの水酸基とのモル比が１００：３以上でかつ１００：１００以下の範囲であることを特徴とする強化木質繊維板。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１つの強化木質繊維板において、
基材は、木質繊維とイソシアネート化合物を主成分とする接着剤とを必須とすることを特徴とする強化木質繊維板。
【請求項７】
木質繊維板からなる基材の少なくとも表面にポリオキシアルキレングリコールを塗布した後、イソシアネート化合物を塗布して浸透させ、
上記ポリオキシアルキレングリコール及びイソシアネート化合物を反応させて硬化させることを特徴とする強化木質繊維板の製造方法。
【請求項８】
木質繊維板からなる基材の少なくとも表面にポリオキシアルキレングリコールを塗布した後、イソシアネート化合物を塗布して浸透させ、
上記基材の圧締によって、上記ポリオキシアルキレングリコール及びイソシアネート化合物を基材内部まで浸透させかつ反応硬化させることを特徴とする強化木質繊維板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、強化木質繊維板及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、この種の強化木質繊維板として、特許文献１に示されるように、解繊した植物繊維が接着剤により仮成形された繊維マットを加熱圧締した後、繊維板の表面にホルマリン系以外の高分子化合物を塗布含浸させ、その高分子化合物を加熱圧締時の余熱により硬化乾燥させることで、表層部に樹脂含浸層（強化層）を形成するようにしたものは知られている。
【０００３】
また、特許文献２に示されるものでは、中密度木質繊維板（ＭＤＦ）の表面に木質化粧単板を貼り合わせた木質床材に対し、繊維板の表層部にポリウレタン系シーラーを浸透させてシーラー強化層を形成することが提案されている。
【特許文献１】特開平９−２３４７１２号公報
【特許文献２】特開平９−２７９８２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記特許文献１のものでは、表層部に高分子化合物の塗布含浸による樹脂含浸層を形成するので、その樹脂含浸層に粘着性が残存した場合、製造された複数枚の木質繊維板を積み重ねて保管等をすると、その繊維板同士が粘着して互いに離れ難くなるという問題があった。
【０００５】
また、木質繊維板の製造時に通常行われるように、プレキュア層と呼ばれる表裏面の低比重層を除去するために、その繊維板の表裏面を研磨して厚さ調整をしたときに、樹脂含浸層が削られてしまい、その樹脂含浸層による表層強化の効果が減少する虞れがある。さりとて、研磨しないで樹脂含浸層を残すと、低比重層も残存するために必要以上の高分子化合物が必要となるばかりか、厚み調整が行われないことで実用上の問題が残る。
【０００６】
さらに、表面のみに高分子化合物を塗布してもよいが、繊維板表裏層の熱膨張率が異なるようになり、乾燥硬化時に繊維板が反るという問題が生じる。
【０００７】
一方、特許文献２のものでは、繊維板の表層部にポリウレタン樹脂を主成分とするポリウレタン系シーラーを浸透させるので、そのポリウレタン系シーラーの繊維板への浸透性を高めるには、溶剤を使用して１００ｍＰａ・ｓ以下の程度まで粘度を低下させる必要がある。従って、溶剤によって粘度を低下させたポリウレタン樹脂により繊維板の内部まで強化されるが、溶剤の使用によりコストが増大したり環境上の問題が生じたりするのは避けられない。また、溶剤の量を減少させると、浸透性に問題があり、十分な効果が期待できない。
【０００８】
本発明は斯かる諸点に鑑みてなされたもので、その目的は、溶剤の使用によるコストアップや環境上の問題を招くことなく、木質繊維板にその内部までの深い強化層を形成できるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的を達成するために、この発明では、木質繊維板に低分子のポリオキシアルキレングリコールと、低分子のイソシアネート化合物とを浸透させて反応硬化させるようにした。
【００１０】
具体的には、請求項１の発明では、木質繊維板からなる基材の少なくとも表面に塗布されて浸透したポリオキシアルキレングリコールと、上記基材の少なくとも表面に、上記ポリオキシアルキレングリコールの上から塗布されて浸透したイソシアネート化合物とが反応して硬化していることを特徴とする。
【００１１】
上記の構成によると、高分子化合物ではないポリオキシアルキレングリコール及びイソシアネート化合物を用いているので、それらの基材（木質繊維板）内部への浸透性が優れたものとなり、浸透後に反応硬化してウレタン結合による強固な高分子化合物が生成される。
【００１２】
すなわち、木材との親和性が高いポリオキシアルキレングリコールが木質繊維をコーティングし、そのポリオキシアルキレングリコールの水酸基と、塗布されたイソシアネート化合物とが反応してウレタン基が生成されて強固な高分子化合物となる。
【００１３】
また、溶剤によって粘度を低下させる必要がなく、溶剤の使用によるコストアップや環境上の問題が生じることはない。
【００１４】
請求項２の発明では、上記基材の圧締によってポリオキシアルキレングリコールとイソシアネート化合物とが反応して硬化していることを特徴とする。
【００１５】
この構成によれば、ポリオキシアルキレングリコールとイソシアネート化合物とが塗布された基材の圧締によって、これらポリオキシアルキレングリコール及びイソシアネート化合物がさらに基材内部まで浸透し易くなり、それらの混合性や反応性もよくなる。しかも、上記圧締によってポリオキシアルキレングリコールやイソシアネート化合物のうち反応硬化に寄与しない余分な薬剤を基材から排出することができる。
【００１６】
請求項３の発明では、上記基材は、撥水剤もしくは防水剤を含有しないか又は木質繊維に対して１重量％以下を含有していることを特徴とする。
【００１７】
この構成によると、基材中に薬剤（ポリオキシアルキレングリコールやイソシアネート化合物）がより一層浸透し易くなる。
【００１８】
請求項４の発明では、上記基材に塗布されるイソシアネート化合物及びポリオキシアルキレングリコールの粘度は３００ｍＰａ・ｓ以下とする。このことで、さらに薬剤の浸透性を高めることができる。
【００１９】
請求項５の発明では、上記イソシアネート化合物のイソシアネート基とポリオキシアルキレングリコールの水酸基とのモル比は１００：３以上でかつ１００：１００以下の範囲とする。
【００２０】
このようにイソシアネート化合物のイソシアネート基とポリオキシアルキレングリコールの水酸基とのモル比が上記範囲に設定されることで、ウレタン基が良好に生成されて強固な化合物が確実に生成される。ポリオキシアルキレングリコールと反応しないイソシアネート化合物は基材中の水と反応硬化する。また、ポリオキシアルキレングリコールは全てイソシアネート化合物と反応するので、余剰のポリオキシアルキレングリコールが高温時に表面に噴出する等の問題が発生することがない。
【００２１】
請求項６の発明では、基材は、木質繊維とイソシアネート化合物を主成分とする接着剤とを必須とする。
【００２２】
こうして、基材となる木質繊維板の接着剤としてイソシアネート化合物を主成分としたものを用いると、その基材表面に塗布したイソシアネート化合物との親和性が良くなってより一層浸透し易くなる。
【００２３】
請求項７及び８の発明は強化木質繊維板の製造方法であり、請求項７の発明では、木質繊維板からなる基材の少なくとも表面にポリオキシアルキレングリコールを塗布した後、イソシアネート化合物を塗布して浸透させ、上記ポリオキシアルキレングリコール及びイソシアネート化合物を反応させて硬化させることを特徴とする。
【００２４】
この発明でも、請求項１の発明と同様の作用効果を奏することができる。
【００２５】
請求項８の発明では、木質繊維板からなる基材の少なくとも表面にポリオキシアルキレングリコールを塗布した後、イソシアネート化合物を塗布して浸透させ、上記基材の圧締によって、上記ポリオキシアルキレングリコール及びイソシアネート化合物を基材内部まで浸透させかつ反応硬化させることを特徴とする。
【００２６】
この発明でも、請求項２の発明と同様の作用効果を奏することができる。
【発明の効果】
【００２７】
以上説明した如く、請求項１又は７の発明によると、木質繊維板からなる基材の少なくとも表面にポリオキシアルキレングリコールを塗布し、さらにイソシアネート化合物を塗布して浸透させ、これらポリオキシアルキレングリコール及びイソシアネート化合物を反応させて硬化させるようにしたことにより、高分子化合物ではないポリオキシアルキレングリコール及びイソシアネート化合物によりその基材内部への浸透性を高め、ポリオキシアルキレングリコールが木質繊維をコーティングし、浸透後にポリオキシアルキレングリコールの水酸基とイソシアネート化合物とのウレタン結合によって強固な高分子化合物を生成でき、よって、溶剤の使用によるコストアップや環境上の問題が生じることなく、表面だけでなく基材内部まで強固な高分子化合物が生成された強化層を有する強化木質繊維板が得られる。
【００２８】
請求項２又は８の発明によれば、木質繊維板からなる基材の少なくとも表面に塗布されたポリオキシアルキレングリコール及びイソシアネート化合物を、基材の圧締によって基材内部まで浸透させて反応硬化させるようにしたことにより、ポリオキシアルキレングリコール及びイソシアネート化合物を基材内部まで浸透し易くし、それらの混合性や反応性を向上できるとともに、反応硬化に寄与しない余分な薬剤を基材から排出させることができ、よって請求項１の発明と同様に、溶剤の使用によるコストアップや環境上の問題が生じることなく、表面だけでなく基材内部まで強固な高分子化合物が生成された強化層を有する強化木質繊維板が得られる。
【００２９】
請求項３の発明によると、基材は、撥水剤もしくは防水剤を含有しないか又は木質繊維に対して１重量％以下を含有しているものとしたことにより、基材中への薬剤の浸透性をより一層高めることができる。
【００３０】
請求項４の発明によれば、基材に塗布されるイソシアネート化合物及びポリオキシアルキレングリコールの粘度を３００ｍＰａ・ｓ以下としたことにより、さらに浸透性を高めることができる。
【００３１】
請求項５の発明によれば、イソシアネート化合物のイソシアネート基とポリオキシアルキレングリコールの水酸基とのモル比を１００：３以上でかつ１００：１００以下の範囲としたことにより、ウレタン基を良好に生成して強固な化合物を確実に生成できるとともに、余剰のイソシアネート化合物を基材中の水と反応硬化させることができ、さらには、余剰のポリオキシアルキレングリコールが高温時に表面に噴出する等の問題を防止することができる。
【００３２】
請求項６の発明によると、基材は、木質繊維とイソシアネート化合物を主成分とする接着剤とを必須とするものとしたことにより、基材とその表面に塗布したイソシアネート化合物との親和性を良くして、浸透性の一層の向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下、本発明の最良の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものでは全くない。
【００３４】
図１は本発明の実施形態に係る強化木質繊維板Ａを示し、この強化木質繊維板Ａは中密度繊維板（ＭＤＦ）を基材１とし、この基材１の表面及び裏面（表面だけでもよい）に、塗布により浸透したポリオキシアルキレングリコールとイソシアネート化合物とが基材１中で反応して硬化した強化層２が形成されたものである。
【００３５】
上記強化木質繊維板Ａは、基材１の表裏面（又は表面のみ）にポリオキシアルキレングリコールを塗布して浸透させた後、イソシアネート化合物を塗布して浸透させ、自然養生等により、そのポリオキシアルキレングリコールとイソシアネート化合物とを反応硬化させることによって製造される。
【００３６】
使用する基材１（ＭＤＦ）は、例えばＪＩＳＡ５９０５Ｍタイプのものがあるが、特に限定は無い。また、基材１の含水率も通常品の５〜１３重量％の範囲のものでよい。さらに基材１の厚さは表面硬度を効果的に発生させるためには０．５ｍｍ以上必要であり、ＭＤＦを厚さ方向に半分や４分の１に引き裂いたものでもかまわない。
【００３７】
しかしながら、製造時にパラフィンワックス等の撥水剤及び防水剤を一定量使用したＭＤＦは、イソシアネート化合物の浸透性が悪化するため、撥水剤もしくは防水剤を使用していないＭＤＦ、又はこれらの添加量が原料の木質繊維に対して１．０重量％以下であるＭＤＦを使用する必要がある。
【００３８】
さらに、製造時の木質繊維間の接着剤としてイソシアネート化合物を使用しているＭＤＦであれば、特にイソシアネート化合物の浸透性が良好である。
【００３９】
上記ポリオキシアルキレングリコールとは、ポリプロピレンオキサイド、プロピレンオキシドとエチレンオキサイドよりなるグリコール類、トリメチロールプロパンやグリセリンを起点としてプロピレンオキサイドやエチレンオキサイドが付加されたトリオール類等であり、これらの単量体であるエチレングリコールやプロピレングリコールも含まれる。これらは単体でも数種類を混合して使用してもかまわないが、ＭＤＦへの浸透性を考慮すると、その粘度は３００ｍＰａ・ｓ以下でなければならない。この低粘度のポリオキシアルキレングリコールを使用することにより、イソシアネートとの反応硬化物がより高硬度のものが得られ、ＭＤＦの強化に良好である。また、これらのポリオキシアルキレングリコールに、イソシアネートとの相溶性を改善するための界面活性剤や、反応性を改善するための硬化触媒を添加してもよい。
【００４０】
また、イソシアネート化合物とは、１分子中に２個以上のイソシアネート基を有するもので、トルエンジイソシアネート、ジブェニルメタ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、ヘキサメチレンジイソシアネート等であり、またこれらの粗製物でもかまわない。特にＰＭＤＩと呼ばれる粗製ジフェニルメタンジイソシアネートが反応速度、価格、安全性の面から適している。また、イソシアネート化合物に自己乳化性を付与させたり、反応性を向上させたりしたものでもよい。これらのイソシアネート化合物は、通常粘度３０〜３００ｍＰａ・ｓで溶剤により分散せずとも上記ＭＤＦへの浸透性がよく、塗布直後には上記ＭＤＦ中に浸透するため、搬送中の樹脂ダレがなく、作業性が非常に良好である。またさらに、浸透性を向上させるために、イソシアネート化合物やＭＤＦの温度を上げてもよい。また、有効成分１００％であるため、乾燥工程が不要で、溶剤を含まないため作業環境及び化粧板の使用環境にも問題が無い。これらのイソシアネート化合物に反応促進剤等を混合してもかまわないが、塗布液の粘度は３００ｍＰａ・ｓ以内に抑える必要がある。
【００４１】
ポリオキシアルキレングリコールとイソシアネート化合物との塗布量は、必要とされる性能により決定されるが、両者の合計塗布量が片面で１０〜５００ｇ／ｍ2が適当であり、１０ｇ／ｍ2よりも少ないと、効果が低く、逆に５００ｇ／ｍ2よりも多いと、浸透できないイソシアネート化合物が出てくる等の問題がある。
【００４２】
また、両者の塗布量の比率は、イソシアネート化合物のイソシアネート基とポリオキシアルキレングリコールの水酸基とのモル比が１００：３以上でかつ１００：１００以下の範囲が良好であり、１００：１０以上でかつ１００：８０以下がより望ましい。ポリオキシアルキレングリコールのモル比が３未満であると、ウレタン基の生成が少なくなって、水分子との反応が多くなり、期待する性能が出ないばかりでなく、養生に時間がかかる等の問題がある。一方、ポリオキシアルキレングリコールのモル比が１００を越えると、ポリオキシアルキレングリコールが余剰となり、強度低下や高温時にポリオキシアルキレングリコールが噴出する等の問題が発生する。
【００４３】
ＭＤＦへのポリオキシアルキレングリコールやイソシアネート化合物の塗布方法は、スプレッダー、ロールコ一ター、フローコ一ターやスプレー等の一般的な設備でよい。
【００４４】
したがって、この実施形態では、基材１（ＭＤＦ）へのポリオキシアルキレングリコールやイソシアネート化合物の浸透性を向上させ、基材１中のより内部まで強化させることができる。
【００４５】
また、木質繊維に対し「ぬれ性」のよいポリオキシアルキレングリコールを塗布することで木質繊維がコーティングされ、その後にイソシアネート化合物が塗布されることにより、このイソシアネート化合物がポリオキシアルキレングリコールの末端の水酸基と反応してウレタン基を生成し、強固な高分子化合物となる。また、余剰のイソシアネートは基材１（ＭＤＦ）中の水分子と反応する。これらの反応は常温条件でも進行するため、特に熱を与える必要はない。また、ポリオキシアルキレングリコールやイソシアネート化合物がＭＤＦ内部まで浸透し、表面に残留しないため、塗布後に積み重ねても基材１，１同士が接着することもない。
【００４６】
また、工程中のＭＤＦの持つ特性を損なわないため、必要以上のイソシアネートを塗布する必要が無く、水、溶剤を使用しないために、乾燥が不要である等の作業性が良好であり、かつ作業環境、使用環境にも問題が無い。また、熱を必要としないため強化前後にＭＤＦ中の水分移動が無く、反りや狂いの問題もない。
【００４７】
尚、より一層ＭＤＦ内部まで浸透させるためや、ポリオキシアルキレングリコールとイソシアネート化合物との混合性を良くするために、両者を塗布後にロールプレスにて一時的に圧締して圧密化することもできる。この圧密化により、ポリオキシアルキレングリコールやイソシアネート化合物が基材１内部まで浸透し易くなると同時に両者が反応し易くなる。
【実施例】
【００４８】
次に、具体的に実施した実施例について説明する。
【００４９】
（実施例１）
製造時に接着剤として粗製ジフェニルメタンジイソシアネートが８重量％添加され、パラフィンワックス等の撥水剤及び防水剤が使用されていない２．７ｍｍ厚のＭＤＦを基材とし、その両面（表裏面）に平均分子量２００のポリプロピレングリコール（粘度１００ｍＰａ・ｓ）をそれぞれ５０ｇ／ｍ2ずつ塗布した後、粗製ジフェニルメタンジイソシアネート（粘度１８０ｍＰａ・ｓ）を両面にそれぞれ２００ｇ／ｍ2ずつ塗布した。このときのイソシアネート基と水酸基とのモル比は１００：３４である。その後、基材を温度２０℃、相対湿度６５％の恒温高湿槽内に５日間放置することで、実施例１を作製した。
【００５０】
（実施例２）
製造時に接着剤として尿素メラミンホルムアルデヒド樹脂が１６重量％添加され、パラフィンワックス等の検水剤及び防水剤が使用されていない２．７ｍｍ厚のＭＤＦを基材とし、その両面（表裏面）に三洋化成工業製の商品名「ニューポールＧＰ-１０００」（粘度３００ｍＰａ・ｓ）をそれぞれ５０ｇ／ｍ2ずつ塗布した後、粗製ジフェニルメタンジイソシアネートを１００ｇ／ｍ2ずつ塗布した。次いで、基材を直径３００ｍｍの２本のロール間（間隔２．５ｍｍ）に一度だけ通過させて圧締した後、温度２０℃、相対湿度６５％の恒温高湿槽内に５日間放置し、実施例２を得た。このときのイソシアネート基と水酸基とのモル比は１００：１９である。
【００５１】
（比較例１）
実施例１において、ポリプロピレングリコール及び粗製ジフェニルメタンジイソシアネートを塗布する前の基材（撥水剤及び防水剤を使用していないＭＤＦ基材）である。
【００５２】
（比較例２）
実施例２において、三洋化成工業製の商品名「ニューポールＧＰ-１０００」及び粗製ジフェニルメタンジイソシアネートを塗布する前の基材（比較例１と同様に撥水剤及び防水剤を使用していないが、比較例１とは組成が異なるＭＤＦ基材）である。
【００５３】
（比較例３）
ポリプロピレングリコールの塗布をせずに、粗製ジフェニルメタンジイソシアネートのみの塗布を行って、その塗布量を２５０ｇ／ｍ2とした以外は実施例１に準じて行い、比較例３を得た。このときのイソシアネート基と水酸基とのモル比は１００：０である。
【００５４】
（比較例４）
ポリプロピレングリコールの塗布量を１２５ｇ／ｍ2にし、粗製ジフェニルメタンジイソシアネートの塗布量を１２５ｇ／ｍ2にした以外は実施例１に準じて行い、比較例４を得た。このときのイソシアネート基との水酸基のモル比は１００：１３５である。
【００５５】
（試験）
以上の各実施例及び各比較例について、ＪＩＳＡ５９０５（繊維板）に基づく、曲げ強さ試験、湿潤時曲げ強さＡ試験、湿潤時曲げ強さＢ試験、吸水厚さ膨潤率試験及び吸水長さ膨張率試験と、ブリネル表面硬度試験とを行った。湿潤時曲げ強さＡ試験及び湿潤時曲げ強さＢ試験では、試験前後の試験片中央部の厚さ膨潤率も同時に測定した。その結果を表１に示す。
【００５６】
【表１】
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【００５７】
この表１から考察するに、実施例１，２はいずれも、常態曲げ強度で４０Ｎ／ｍｍ2以上を、吸水曲げ強度でもＡ試験で３０Ｎ／ｍｍ2以上を、さらにＢ試験で２０Ｎ／ｍｍ2以上をそれぞれ確保できていることが判る。
【００５８】
吸水の厚さ膨張率でも、実施例１，２は温水で１割以内に収まっている。ブリネル硬さについても略４０Ｎ／ｍｍ2を確保しており、比較例よりも４割以上の値を示している。
【００５９】
尚、比較例３はポリオキシアルキレングリコールを使用していないだけであり（イソシアネートは水と反応硬化する）、また比較例４はイソシアネート基と水酸基とのモル比が、１００：３以上でかつ１００：１００以下の範囲を外れているだけであるので、他の比較例に対し比較的良い値を示している。
【００６０】
以上のように、本発明により、高い寸法安定性及び強度を保持でき、かつ表面性等のＭＤＦの長所を損ねることも無く、作業性が良好な強化木質繊維板が得られることが裏付けられた。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本発明は、溶剤の使用によるコストアップや環境上の問題が生じることなく、表面だけでなく基材内部まで強固な高分子化合物が生成された強化木質繊維板が得られるので、極めて有用であり、産業上の利用可能性が高い。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】図１は、本発明の実施形態に係る強化木質繊維板の一部を示す断面図である。
【符号の説明】
【００６３】
Ａ  強化木質繊維板
１  基材
２  強化層
【図１】
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