(57)【要約】  本発明は、繊維凝集体（繊維板)の平板を得るために、水酸基末端ポリブタジエン（ＨＴＰＢ）の前駆体ポリマー、ジイソシアネート及び使用可能な 触媒を用いて繊維を含浸及び／又は微粉砕することから成る、木質繊維の凝集方法に関する。本方法で用いられる凝集系は、ホルムアルデヒドを含まない。このため、ホルムアルデヒドを含む凝集体を用いる現在の方法に代わり得るものであり、最も要求される環境基準を満たしている。この方法は、中密度繊維板（ＭＤＦ）や高密度繊維板（ＨＤＦ）のように密度が異なる凝集繊維平板を製造することを目的としている。該繊維板は、より良い物理的及び機械的特性を持つことで、より良質の生産物となり、それによって硬材かレジンを含むかどうかという木質繊維板の性質に関わらず、模範的な品質の平板を得ることができる。【特許請求の範囲】
【請求項１】
凝集体平板又はパネルの製造のための木質繊維板の凝集方法であって、
木質繊維を、微粉砕又はエーロゾルに通して、２本の個別トラックで移送することにより、前記トラックの一方を介して供給される水酸基末端ポリブタジエン（ＨＴＰＢ）と、前記トラックの他方を介して供給されるジイソシアネートとを含浸させ、続いて、前記含浸された木質繊維の２本の流れを、前記水酸基末端ポリブタジエン（ＨＴＰＢ）と前記ジイソシアネートをそれぞれ６０から９０％(m/m)、１０から４０％(m/m)の間の割合で含む１本の流れに結合する工程を備えることを特徴とする凝集方法。
【請求項２】
請求項１記載の方法において、前記微粉砕又はエーロゾルを通すことにより前記木質繊維を含浸させる工程では、強制空気を供給するチューブを用いて、前記繊維を空気の移動により２本のチューブに沿って推進することを特徴とする方法。
【請求項３】
凝集体平板又はパネルの製造のための木質繊維板の凝集方法であって、
木質繊維を、微粉砕又はエーロゾルに通して、２本の個別トラックで移送することにより、前記トラックの一方を介して供給される水酸基末端ポリブタジエン（ＨＴＰＢ）と、前記トラックの他方を介して供給されるジイソシアネートと、触媒とを含浸させ、続いて、前記含浸された木質繊維の２本の流れを、前記水酸基末端ポリブタジエン（ＨＴＰＢ）と前記ジイソシアネートと前記触媒とをそれぞれ６０から９０％(m/m)、１０から４０％(m/m)、０(零)から1600 ppmの割合で含む１本の流れに結合する工程を備えることを特徴とする凝集方法。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項記載の方法において、前記含浸工程の後、前記含浸された繊維を、連続、非連続又は金型系で加圧することを特徴とする方法。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項記載の方法において、
前記連続加圧系で、前記繊維はコンベヤベルト上に配置され、移動しながら３０°Ｃから９０°Ｃの温度で３分から３０分の時間、加圧されることを特徴とする方法。
【請求項６】
請求項４記載の方法において、
前記非連続加圧系で、前記繊維は固定プレス内に置かれ、３０°Ｃから９０°Ｃの温度で３分から３０分の間の時間、加圧されることを特徴とする方法。
【請求項７】
請求項４記載の方法において、前記金型による加圧系で、前記金型が温室内に５分から１２０分の間の時間、４０から９０°Ｃの間で変えられる温度で置かれた後、前記金型が取り出されることを特徴とする方法。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか１項記載の木質繊維板の凝集方法であって、前記木質繊維板の凝集体の平板及び／又はパネルの製造に用いられることを特徴とする方法。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれか１項記載の木質繊維板の凝集方法であって、密度の異なる木質繊維板の凝集体の平板及び／又はパネルの製造に用いられることを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、中密度繊維板（ＭＤＦ）と高密度繊維板（ＨＤＦ）のように密度の異なる凝集繊維板の平板を得るために、水酸基末端ポリブタジエン（ＨＴＰＢ）の前駆体ポリマー、ジイソシアネート及び使用可能な触媒を用いて、繊維を含浸及び／又は微粉砕し、圧縮することから成る、木質繊維の凝集方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
工業生産物の再加工又は回収及び最適化は、企業の競争性及び非常な生き残りにとって、一定の挑戦であり、決定的に重要な要素となっている。生産物の再加工、回収及び最適化にとって、環境上の関心事を考慮することが益々一般的になっており、産業の業務は、環境に与える影響を最小にしなければならない。「環境にやさしい」業務の導入は、当初法律で定められたものであるが、企業自身が、生産性、企業イメージ及び顧客との関係で、取締者、監督官庁及び社会全体として非常に重要な要素になり得ることを急速に認識することとなった。
【０００３】
これに関連して、本発明は、繊維板凝集体の産業に対して非常に重要な技術的な基盤を示している。生産性及び生産物の品質の向上を図り、より清浄でより環境に優しい生産物によって環境持続可能性に寄与することを特徴とする戦略的枠組みを開始する。しかし、特に、本発明は、既存の生産物の最適化を可能にし、木質繊維板の凝集の場合に、現時点で生産性及び最終生産物の品質に悪影響を及ぼす原材料それ自体の性質に関連する困難を解決することができる。
【０００４】
木質材の凝集の分野（粒子凝集及び繊維板凝集）で現在用いられている凝集体は、メラミンホルムアルデヒド又は尿素ホルムアルデヒド製品であり、当業界において、しばしば「レジン」と称されている。これらの凝集体は、ホルムアルデヒドを含んでいるので、ホルムアルデヒドの最大濃度を規制及び制限することを目的とする欧州規格（ＥＮ１２０、ＥＮ３１２−１、ＥＮ６６２−１）で規定されている。
【０００５】
ホルムアルデヒドは、有機化合物であり、アルデヒド類の１つで、より総括的な表現では、揮発性有機化合物（ＶＯＣ）類の１つである。ホルムアルデヒドは、主な「内部空気汚染物質」のリストに含まれる化学的化合物の１つであり、居住空間内部の空気の品質低下に関連付けられる「シックハウス症候群」として知られる現象に直接関連している。建物内の主なホルムアルデヒド源は、木質凝集体に含まれ、建築材料及び家具として頻繁に用いられる。
【０００６】
ＥＵにおいて現在進められている研究によれば、ホルムアルデヒドは、汚染物質源の一つとして示される木質凝集体のある室内空気の品質を定義する主要な物質として考えることができる物質の一つである。
【０００７】
木質凝集体を製造する企業は、粒子凝集した平板又はパネルに対する「保管条件」が「それらを乾燥し通気性のよい場所に保管しなければならない」ということに言及する必要がある。
【０００８】
このような型の汚染物質は、その影響を最も受けやすい子供に対する、特にアレルギー、呼吸困難、頭痛、めまい、吐き気、耳、皮膚、及び呼吸器官の炎症、知的能力の喪失、及び癌等の様々な病気に関与する危険性があるため、深刻な公衆衛生問題を引き起こす可能性がある。
【０００９】
製造方法に密接に関連するもう１つの問題は、現在のメラミン-ホルムアルデヒド及び尿素ホルムアルデヒドのレジンの凝集性能が木質繊維板の性質に依存しているということである。実際、最近の凝集体は、用いられる粒子が硬材（ユーカリなど）に由来するとき、樹脂を多く含む木（松の木など）に由来する木質繊維に比較して、効率が顕著に減少することを明らかにしている。この要素は、松の木に対してユーカリの繁殖増大とその商業的価値の低さにより、戦略的観点と業界持続可能性の観点の両方から非常に重要である。
【００１０】
下記の特許文献１は、水酸基末端ポリブタジエン（ＨＴＰＢ）、アスファルト、可塑剤、及び１つ又はいくつかのイソシアネート群との化合物からなる配合剤の使用を記載している。この種の配合剤は、本発明で提案されるものと類似のいくつか試薬又は同類の試薬を用いているにも拘らず、例えば、舗装路面用の繊維板パネル又は平板の間の緩衝材として作用する弾性ポリマー（エラストマー）を得るように設計されているが、繊維板パネル自体を製造するための凝集体を得るものではない配合剤に言及している点で、本発明で開示されるものと異なっている。他の試薬のうち、エラストマーの配合剤に水酸基末端ポリブタジエン（ＨＴＰＢ）及びイソシアネート又はポリイソシアネートを使用するのは、これらの試薬の最もよく知られた応用の１つであり、例えば、以下の特許文献で示されるように、接着剤や薄膜の製造に用いられる。
【００１１】
特許文献２は、他の多くの試薬のうち、水酸基末端ポリブタジエン（ＨＴＰＢ）及びジイソシアネートを用いて、屋上や天井を断熱又は防水するための重合材料の接着剤を製造し得ることを記載しているが、これは、本発明で開示されるものと同一の化合物に言及しているにも拘らず、屋根用材料の表面上で用いられる接着剤として固体の接着ポリウレタンを得るための配合剤を提示している点で、本発明で開示されるものと異なっている。
【００１２】
特許文献３は、他の多くの試薬のうち、水酸基末端ポリブタジエン（ＨＴＰＢ）を用いて、繊維板パネル表面の処理/仕上げ用の熱接着剤液を製造し得ることを記載している。これは、本発明で提案されるものと同一又は同類で繊維板パネルに使用されるいくつかの試薬を用いるにも拘らず、繊維板パネル表面の（補強又は鍛錬）抵抗を増大させるように表面上で使用される液を得るための配合剤に言及している点で、本発明で開示されるものと異なっている。更に、特許文献３は、繊維板パネル表面の処理/仕上げのための鍛錬液混合物を記載しているが、繊維板パネル自体を製造するための凝集体は示されていない。
【００１３】
特許文献４は、セルロース又はリグセルロース材料で作られるパネル、すなわちポリイソシアネート及びポリオールからなる繊維板パネルを製造するための配位子を記載している。この配位子は、そのベースとなる凝集系として、水酸基末端ポリブタジエン（ＨＴＰＢ）の前駆体ポリマーを用いていない点で、本発明で開示されるものと異なっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】米国特許第４８０３１１２号明細書
【特許文献２】米国特許第５８７２２０３号明細書
【特許文献３】米国特許第６４５１３８４号明細書
【特許文献４】米国特許第４７５２６３７号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明は、例えば、建築及び家具のような種々の産業分野において、物理的及び機械的特性が良く生産物の品質をより良くする木質繊維板の凝集体を製造することを目的としている。
【００１６】
本発明の方法は、水酸基末端ポリブタジエン（ＨＴＰＢ）の前駆体ポリマー、ジイソシアネート及び使用可能な触媒を用いて、木質繊維板を含浸させた後、３０°Ｃから９０°Ｃの間の温度で、１分から３日の間で変更可能な期間、繊維板を圧縮する工程を行うことにより、凝集された板を得る。この方法で用いられる凝集系は、ホルムアルデヒドを含まないので、従来のホルムアルデヒドを含む凝集体に代わって、最も要求される環境基準を満たすものである。
【００１７】
本方法は、凝集された木質繊維板の平板を製造することを目的としている。より良い物理的及び機械的特性を持つことで、より良い品質の生産物をもたらすものであり、このため、硬材かレジンを含むかという木質繊維板の性質に拘らず、模範的な品質の平板を得ることを可能にする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明は、中密度繊維板（ＭＤＦ）平板及び高密度繊維板（ＨＤＦ）平板のような異なる密度の木質繊維板の凝集体平板を製造するための木質繊維（繊維板）の凝集方法に関する。
【００１９】
本発明の凝集方法は、水酸基末端ポリブタジエンの前駆体ポリマーの化学反応により得られるポリマーを用いる。水酸基末端ポリブタジエンは、トルエンジイソシアネート（ＴＤＩ）、イソフランジイソシアネート（ＩＰＤＩ）及びメチレンジフェニルジイソシアネート（ＭＤＩ）のようなジイソシアネートを有するＨＴＰＢともいう。これらの２つの試薬の間で生じる反応により、大きな繊維凝集容量を有する固体ポリマーが生成される。この反応では、重合速度を増加させるために、例えば、ジブチルビス［（１−オキソドデシル）オキシ］／スズ酸塩、又はより一般的には（ＤＢＴＤＬ−ジブチルスズジウラレート等の触媒を用いることができる。
【００２０】
水酸基末端ポリブタジエン（ＨＴＰＢ）の前駆体ポリマーは、広範囲の表面積にわたって自身を分散させる能力により選択されたものであり、微粉砕及び／又はエーロゾルの形成を可能とし、それによって前駆体ポリマーで飽和大気を生成する。実際、繊維の硬化は凝集のために広大な表面積を表わすこと、そして繊維は全ての繊維の効率的な含浸を妨げる小さなからみ合い又は「ボール」を容易に形成しがちであるという事情により、木質繊維凝集体の含浸は、凝集された繊維板パネルの製造方法で基本的な工程である。実際、シャベル、スクリュー又はシャンクを用いる水平式又は垂直式の工業用ミキサーでの混合方法は、ミキサー内部で繊維のからみ合いやボールが形成されるためミキサーを操作するのが極めて難しいこと、さもなければ(resulting)繊維において凝集体が非常に均一に分散するため、非効率的である。
【００２１】
これらの混合方法の使用により、圧縮及び重合の後、欠陥のある繊維凝集体が生成され、その結果、パネルにおいて機械的抵抗がなく均一な特性もなく、凝集繊維の非効率的な混合となり、良好に凝集された領域と凝集されない領域とを生じさせる。それ故、本発明は、上記の混合方法に代わって、後述のように凝集の均一な分布が得られるように繊維を含浸させる方法を提案するものである。
【００２２】
前駆体ポリマーで繊維を含浸させる工程が成功裡に完了した後、効率的な繊維凝集を育む目的の固体ポリマーを得るために種々の前駆体ポリマーの鎖結合を可能にする化学的な重合反応を起こさせることが必要である。
【００２３】
この工程のために、ジイソシアネートが選択された。なぜなら、意図した化学反応を発生させることに加えて、異なる化学構造により異なる反応速度とすることができ、異なる特性を有する目的のポリマーを得ることができる。
【００２４】
また、水酸基末端ポリブタジエンの様々な鎖の化学結合を進行させることに加えて、ジイソシアネートは、目的とするポリマーの鎖（鎖間架橋又は架橋）の間に生成される化学結合を可能にし、目的とするポリマーに大きな機械的抵抗と柔軟性を与える網状構造を生成させる。この事実のため、ジイソシアネートは、しばしば「網状化剤（reticulants）」又は「網状化試薬」といわれる。用いられるジイソシアネートの型によって、得られる重合速度は異なる。
【００２５】
しかしながら、この反応の速度は、触媒の使用によっても変動する。この要素は、工業的視点から非常に重要である。なぜなら、ここでジイソシアネートを使用することは、より実行可能であり、同時に触媒を用いることにより重合速度を速くすることができるからである。
【００２６】
触媒反応の場合、重合時間は、繊維に対する試薬の効率的な含浸に必要な時間よりも短いので、触媒を含む凝集の配合剤において、繊維の含浸は、別の工程で行われなければならない。
【００２７】
これに関連して、２トラック又は２チャンネルで繊維を個々に含浸する方法が提案される。この方法では、各トラックにおいて、繊維を凝集体の小片で含浸する。このため、繊維の流れはどれも、完全に合成した凝集系では含浸されない。
【００２８】
この分離した含浸工程の後、繊維は１本のトラックに向けられる。ここでは、繊維が２本の含浸トラックから、例えば空気の渦で、均一に分布させられる。
【００２９】
この工程の後、繊維は直ちに圧縮系に向けられる。ここでは、凝集系で全ての試薬との第１の効率的な接触があり、急速な重合反応が行われる。
【００３０】
この重合工程は、より速く且つ効率的な反応を得るために、周囲温度より高い温度で行われる。
【００３１】
この方法は、繊維を水酸基末端ポリブタジエンの前駆体ポリマー、ジイソシアネート及び（使用可能な）触媒で含浸及び／又は微粉砕した後、３０から９０°Ｃの温度で、１分から３日間の間で変更できる期間（ジイソシアネートの種類に依存して、選択された温度で、触媒を使用し又は使用しないで）圧縮して、凝集平板を得るものである。
【００３２】
本発明の凝集方法は、木質繊維板sub-sectorで用いられている現在の凝集法に代わることを意図しており、繊維（硬材又は樹脂を多く含む木に由来する繊維）の性質及びホルムアルデヒドを含まないにも拘らず、生産基準に合致した特性を有する凝集体の製造を可能にするものである。
【００３３】
本発明に係る木質繊維の凝集方法による生産物は、以下の方法で得ることができる。
【００３４】
温度制御しながら凝集体の含浸及び／又は微粉砕、圧縮及び切断を統合したシステムにおける連続製造ライン；
温度制御しながら含浸及び微粉砕の工程と圧縮を含む非連続製造ライン；
含浸、金型充填、金型圧縮、温室での配置、及び金型取り出しの個別システムにおける非連続製造ライン。
【００３５】
［発明の詳細な説明］
１．ＨＴＰＢの小片、触媒及びジイソシアネートの作製
ａ）ＨＴＰＢ（０〜1600 ppmの濃度）及び触媒（ＤＢＴＤＬ等）からなる微粉砕用小片の作製；
ｂ）ＨＴＰＢ及びジイソシアネートからなる微粉砕用小片の作製；
エーロゾル内における各試薬の濃度は６０から９０％(m/m)、１０から４０％(m/m)の間にある。
【００３６】
２．繊維の含浸
木質繊維は、微粉砕するか又はエーロゾルに通すことにより、水酸基末端ポリブタジエン（ＨＴＰＢ）及びジイソシアネートで含浸される。エーロゾル内におけるこれらの試薬の割合は、それぞれ６０から９０％(m/m)、１０から４０％(m/m)の間である。
【００３７】
この結果を生成するために、繊維が、２本の個別トラックで、強制空気の流れを生じさせるチューブに沿って移送される。それにより、繊維は、２本のチューブに沿って、空気の移動によって前方に押されるように配置される。
【００３８】
第１トラックにおけるチューブの指定された区画で、繊維は、気化又はエーロゾルに通すことにより、水酸基末端ポリブタジエン（ＨＴＰＢ）で含浸される。或いは、水酸基末端ポリブタジエン（ＨＴＰＢ）と触媒の混合物で含浸してもよい。
【００３９】
他のチューブすなわち第２トラックのチューブの指定された区画で、繊維は、水酸基末端ポリブタジエン（ＨＴＰＢ）及びジイソシアネートで含浸される。
【００４０】
上記２本のチューブの各々において既に含浸された繊維の流れは、結合チューブに向けられ、それによって１本の繊維の流れを生成する。
【００４１】
２本のトラックの各々における繊維の含浸は、１本の流れにおいて水酸基末端ポリブタジエン（ＨＴＰＢ）、ジイソシアネート及び触媒が、それぞれ６０から９０％(m/m)、１０から４０％(m/m)、及び０(零)から1600 ppm の割合で得られるように行われる。
【００４２】
微粉砕又はエーロゾルに通すための第１トラックにおける繊維の流れを小片１ａで含浸させる；
微粉砕又はエーロゾルに通すための第２トラックにおける繊維の流れを小片２ａで含浸させる。
【００４３】
３．流れの結合
２本の含浸トラックから到来する繊維の流れは、２本のチューブの均一又は不均一な繊維分布を１本の流れとして生成するために、結合される。２本の含浸トラックの均等で効率的な繊維の分布を１本のチューブで結合するためには、空気の渦及び／又は空気の旋風を用いて、２本の繊維の流れを１本の流れにして均一性を増大することが必要である。
【００４４】
４．含浸された繊維の圧縮
前述の要所で言及した１本の流れは、含浸された繊維の圧縮を可能にする「マットレス」として知られる層を形成するために、次のように配置される。
【００４５】
４．１ 連続系
連続製造ラインでは、繊維はコンベヤベルト上に配置され、前記区画で「マットレス」と称されるものを形成する。これは、繊維凝集体の固体平板を製造するために、３０°Ｃ〜９０°Ｃの温度で、重合に必要な時間、移動しながら圧縮される。これには通常３分から２０分間を要する。
【００４６】
４．２ 非連続系
非連続製造系では、繊維は、規則として、同時に種々の平板を圧縮できる種々のトレイ型のランド面を備えた固定の圧縮プレス内に配置され、上記「マットレス」が、製造する繊維凝集体の固体平板に適した３０°Ｃから９０°Ｃ間の温度で、重合に必要な時間、圧縮される。これには通常３から２０分間を要する。 
【００４７】
４．３ 金型での圧縮
或いは、上記繊維が金型内に配置されて圧縮される。金型は、重合に必要な時間、一般的には５から３０分間、４０°Ｃから９０°Ｃの間で変化する温度で、温室内に置かれる。その後、金型から取り出されて、粒子凝集体の固体平板を得る。
【実施例１】
【００４８】
繊維は、微粉砕又はエーロゾルに通すことにより、水酸基末端ポリブタジエン（ＨＴＰＢ）及びジイソシアネートで含浸される。エーロゾルでこれらの試薬の濃度は、それぞれ８５％(m/m)、１５％(m/m)である。含浸された繊維は、固定の圧縮プレスに送り込まれ、ここで、製造する繊維板（ＭＤＦ及びＨＤＦなど）の凝集パネルに適した質量と体積を持つ繊維の堆積(「マットレス」)が形成されるまで、６０°Ｃで2.5時間圧縮される。
【００４９】
最終生産物は、500〜1200 kg/m3 の密度と0.78〜1.3 N/mm の内部抵抗とを有し、２４時間で2.5から4％膨張する繊維板凝集体の固体パネルである。
【実施例２】
【００５０】
繊維は、微粉砕又はエーロゾルに通すことにより、８５％(m/m)の水酸基末端ポリブタジエン（ＨＴＰＢ）、500 ppm の触媒、及び１５％(m/m)のジイソシアネートで含浸される。その後、固定の圧縮プレスに送り込まれ、ここで、製造する繊維板（ＭＤＦ及びＨＤＦなど）の凝集体パネルに適した質量と体積を持つ繊維の堆積(「マットレス」)が形成されるまで、金型で１５分間、７０°Ｃで圧縮される。
【００５１】
最終生産物は、500〜1200 kg/ｍ３の密度と0.78〜1.3 N/mmの内部抵抗を有し、２４時間で2.5〜4％膨張する繊維板凝集体の固体パネルである。
【国際調査報告】
2010522653.tif 000002
2010522653.tif 000003