(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
平均の大きさが１ｍｍ以下である硬質ウレタンフォームの粉砕物１００重量部に対し、解繊した竹及び／又は木粉及び／又は木片１０〜１００重量部、水乳化型イソシアネート系接着剤、水を含む混合物から成形されてなる成形板であって、
前記水と前記水乳化型イソシアネートとは、前記水／前記水乳化型イソシアネートの混合割合が１／１から３／１であることを特徴とする成形板。
【請求項２】
少なくとも片面に通気性のある面材を積層した請求項１記載の成形板。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は成形板に関し、軽量で高強度のもので、材料として、断熱材等として広く用いられている硬質ウレタンフォームの廃材を再利用することもできるようにしたものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、地球環境や資源の有効利用を図るため、プラスチック類のリサイクルが唱えられている。また、プラスチック類の中でも熱可塑性樹脂であるＰＥＴやスチレン、塩化ビニルについては、比較的再利用が行いやすく、一部リサイクル品の生産等が始められている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
一方、家庭用冷蔵庫、冷凍ショーケース、自動販売機、建築用の断熱材などとして広く用いられている硬質ウレタンフォームのような熱硬化性樹脂は再利用が難しく、硬質ウレタンフォームを再利用するために、以前から原材料に一部もどすケミカルリサイクルや燃料化するサーマルリサイクルが行われている。
しかし、再加工して製品を製造するマテリアルリサイクルについては、強度等の問題により、困難であるとされていた。
【０００４】
本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、硬質ウレタンフォームを再利用することができるとともに、軽量で強度に優れた成形板を提供しようとするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明の請求項１記載の成形板は、平均の大きさが１ｍｍ以下である硬質ウレタンフォームの粉砕物１００重量部に対し、解繊した竹及び／又は木粉及び／又は木片１０〜１００重量部、水乳化型イソシアネート系接着剤、水を含む混合物から成形されてなる成形板であって、前記水と前記水乳化型イソシアネートとは、前記水／前記水乳化型イソシアネートの混合割合が１／１から３／１であることを特徴とするものである。
【０００６】
また、本発明の請求項２記載の成形板は、請求項１記載の構成に加え、少なくとも片面に通気性のある面材を積層したことを特徴とするものである。
【０００７】
本発明に用いられる硬質ウレタンフォームの微粉末は、ハンマーミルのような砕いて粉砕して得るものではなく、ブレードを何枚か付けた高速回転の切削機で粉砕して得られるものの方が、比較的大きさが均一であるため好ましく、その平均の大きさが１ｍｍ以下のものが用いられる。
【０００８】
平均の大きさが１ｍｍ以下であれば、表面平滑性に優れた強度の大きい圧縮成形板が得られるのに対して、平均の大きさが２ｍｍ以上になると、大きさが大きいためにイソシアネート系接着剤との混合が悪く、圧縮成形しても強度が小さく表面平滑性の良い圧縮成形板が得られない。
【０００９】
この微粉末の原料とされる硬質ウレタンフォームの種類としては、何等限定されるものではない。また、いろいろな用途に使用されていた硬質ウレタンの廃材であっても良い。特に再利用が望まれている家庭用冷蔵庫、冷凍ショーケース、自動販売機、建築用断熱材や補強材などを用いることもできる。
【００１０】
本発明において使用される解繊した竹及び／又は木粉や木片としては、特に限定されるものではないが、例としては、松、杉、つが、ひば、檜、ラワン材、合板、集成材等やこれらの粉が使用できる。これらの木粉や木片は、１種類のみを使用することも可能であるが、複数種を混合して使用することも可能である。
【００１１】
また、本発明において、硬質ウレタンフォーム１００重量部に混合する木粉及び／又は木片の量は１０〜１００重量部であるが、解繊した竹や木粉、木片の配合量が多すぎると、吸水性が高くなり、少なすぎると強度が低くなる。
【００１２】
さらに、大きさの大きい木粉や木片を混合すると、意匠性がでるが、あまり大きな木片を混合すると強度が弱くなる場合があるため、木片の大きさとしては、１ｃｍ3以下であるのが好ましい。また、解繊した竹は、破砕機等で破断した後、植裁機で繊維状に解繊したものを用いると好ましい。解繊した竹の大きさとしては、太さ１〜２ｍｍ、長さ２ｃｍ以下のものが好ましい。解繊した竹として、あまり大きなものを配合すると、表面の平滑性が悪くなる場合がある。
【００１３】
本発明の成形板に使用できる接着剤としては、エポキシ系接着剤、アクリル系接着剤、ポリイミド系接着剤、メラミン樹脂系接着剤、ユリア樹脂系接着剤、イソシアネート系接着剤等が使用できるが、ウレタンフォームとの接着性、作業の容易性からイソシアネート系接着剤が好ましく使用できる。
【００１４】
また、イソシアネート系接着剤としては、例えば通常のジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）や末端ＮＣＯ基を有するプレポリマー等を用いることができるほか、水乳化型ジフェニルメタンジイソシアネート（水乳化型ＭＤＩ）に代表される水乳化型イソシアネート系接着剤を用いることができる。
【００１５】
このイソシアネート系接着剤は、水と予め混合してバインダとして使用するが、通常のジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）や末端ＮＣＯ基を有するプレポリマーでは、水との混合によって直ちに反応が開始されて硬化が開始されるのに対し、水乳化型ジフェニルメタンジイソシアネート（水乳化型ＭＤＩ）に代表される水乳化型イソシアネート系接着剤は、イソシアネート基がブロックされており、常温の水とは反応しにくいため、作業性が良く、好ましい。また、水乳化型ジフェニルメタンジイソシアネートは、１００℃くらいの温度で反応するため、非常に作業性がよく、特に好ましい。
【００１６】
したがって、通常のジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）や末端ＮＣＯ基を有するプレポリマーをイソシアネート系接着剤として用いる場合には、接着剤と水をそれぞれ計量ポンプによって吐出口側で混合して使用するのが好ましく、ディスパーミキサ−などでバッチ式に混合したものをスプレーで粉末に吹き付けてブレンドすることも考えられるが、硬化反応が進んでしまい好ましくない。
【００１７】
また、水乳化型ジフェニルメタンジイソシアネート接着剤を用いる場合には、硬質ウレタンフォームの粉末と水、水乳化型ジフェニルメタンジイソシアネート接着剤を混合分散し、加熱成形又は加熱圧縮成形する。
【００１８】
このイソシアネート系接着剤の水との混合割合は、イソシアネートと水との反応が十分行われて接着剤として機能し、良好な成形板が得られるが、イソシアネート系接着剤に対して水を１／１から３／１の割合で混合して使用する。水／イソシアネートの割合が１／１よりも水が少ないと、イソシアネートと水との反応が不十分で、接着剤として機能せず、良好な成形板が得られない。一方、水／イソシアネートの混合割合が３／１よりも水が多くなると、反応に寄与しない水が水蒸気となって、成形板の成形を阻害する。
【００１９】
このイソシアネート系接着剤の硬質ウレタンフォームの粉末に対する添加量は、イソシアネート系接着剤の種類によって異なるものであるが、混合物を接着するのに必要な量があれば良く、これにより圧縮成形後の成形板の強度と形状維持が可能となる。好ましくは、硬質ウレタンフォームの粉末１００重量部に対してイソシアネート系接着剤を１０〜３０重量部を添加する。
この接着剤の量が１０重量部以下の場合は、加熱成形後の成形板が脆く、形状維持しにくい場合がある。これに対して接着剤の量が３０重量部以上になると、接着剤のかたまりが発生し易く、このかたまりが加熱成形時に局部的に過熱して亀裂や爆烈を起こし易く、良好な成形板が得られない場合がある。
【００２０】
このようなイソシアネート系接着剤と水とからなるバインダを硬質ウレタンフォームの粉末に混合して均一に分散させるための手段としては、ブレンダーとしてリボンブレンダーやヘンシェルミキサー等が用いられ、例えば粉末をブレンダーに投入撹拌しながらバインダをスプレーなどで吹き付けるようにしたり、バインダを注入することによって行われる。
【００２１】
上記のような混合物に、さらに顔料を混合すると、原料となる硬質ウレタンの色の違いの影響を抑えることができ、好ましい。
【００２２】
また、成形板の成形方法は、特に限定されるものではないが、バインダと硬質ウレタンフォームの粉末、解繊した竹及び／又は木粉及び／又は木片とが混合されて均一に分散された混合物をプレス板または金型に所定量投入した後にプレスして圧縮成形を行うと、密度が高く、強度の強い成形板を得ることができるため、好ましい。また、加熱圧縮形成を行うと、接着剤の反応速度が速くなるなど、作業効率の面でさらに好ましい。
【００２３】
圧縮成形の際、通常のジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）や末端ＮＣＯ基を有するプレポリマーをイソシアネート系接着剤として用いる場合には、加熱しなくとも硬化反応が進むことから、加熱をせずに通常の圧縮成形が行われ、例えば建築用板の成形に必要な圧力を加えて圧縮成形される。
なお、この圧縮成形の際、加熱するようにすれば、反応を早めて成形時間を短縮することもできる。
【００２４】
また、水乳化型ジフェニルメタンジイソシアネートをイソシアネート系接着剤として用いる場合には、加熱しないと接着剤としての機能が働かないことから、加熱圧縮成形が好ましく、例えば加熱圧縮成形条件として、成形板の場合は、２５kg／cm2 の圧力のかけられる熱プレス機を使用して、プレス機を１００〜１３０℃に予め加温して成形が行われ、加熱成形時間は２〜５分が好ましい。
【００２５】
水乳化型イソシアネート系接着剤を用いて加熱圧縮成形を行う場合には、バインダを投入して混合分散させてほぼ均一にする過程では、硬化反応が起こりにくいので、ブレンダー装置にバインダが付着することがなく、作業性に優れる。
【００２６】
これらの硬質ウレタンフォーム成形板は広く建築用途などの板として使用することができる。
【００２７】
上記のようにして成形した成形板の表面又は表裏面に、紙や金属、木材、合成樹脂フィルム、合成樹脂シート等の面材を積層しても良い。面材の積層方法としては、硬質ウレタンフォームと解繊した竹及び／又は木粉及び／又は木片、接着剤を含む混合物から得られる成形板と面材の間に接着剤層を設けてもよい。
また、接着剤層をを設けず、面材上で成形板を成形することによって、成形部材中に含まれる接着剤の効果により、面材と成形板を接着することも可能である。
また、紙や孔を開けたフィルム等の通気性のある面材を使用すると、木粉や木片の香りをより活用できる。
【００２８】
【実施例】
以下、本発明の実施例を詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に限定され
るものではない。
実施例を表１に、比較例を表２にそれぞれ示す。
【００２９】
【表１】
0003973185.tif 000002
【００３０】
【表２】
0003973185.tif 000003
＊１  一部亀裂発生
【００３１】
（実施例１）
硬質ウレタンフォームとして、ラミネートボード廃材の芯材１００重量部を、粉砕機としてターボ工業社製のターボミル（数枚のブレードの付いた高速回転粉砕機）を用い、平均の大きさを１ｍｍ以下に微粉砕したものを硬質ウレタンフォームとし、松のおがくず２０重量部を混合した。
【００３２】
この硬質ウレタンフォーム１００重量部に対して、水乳化型ジフェニルメタンジイソシアネート接着剤を１８重量部、さらに水とイソシアネートの重量比が３／１となるように水を５４重量部加えて高速ミキサーで混合した。
【００３３】
さらに、この混合物を成形枠に投入して１２０℃に加温した熱プレス機で、２５ｋｇ／ｃｍ2の圧力で、２分間加熱成形し、厚さ１ｃｍの成形板を得た。
得られた成形板は１昼夜養生後、諸性能を測定した。
【００３４】
成形板の性能は、曲げ強度および耐水性をＪＩＳ  Ａ  ９５１１により測定し、釘引き抜き強度をＪＩＳ  Ｚ  ２１２１により測定し、耐水性は２４時間水中浸漬した後の重量増加率を％で示した。以下、実施例２〜６、比較例１〜５も同様の評価試験を行った。
【００３５】
（実施例２）
硬質ウレタンフォームとして、ラミネートボード廃材の芯材１００重量部を、粉砕機としてターボ工業社製のターボミル（数枚のブレードの付いた高速回転粉砕機）を用い、粒径１ｍｍ以下に微粉砕した。この硬質ウレタンフォーム粉砕物と木粉（ベニヤくず）５０重量部を混合した。
この硬質ウレタンフォーム１００重量部に対して、水乳化型ジフェニルメタンジイソシアネート接着剤を３０重量部、さらに水とイソシアネートの重量比が３：１となるように水を９０重量部加えて高速ミキサーで混合し、実施例１と同様にして厚さ１ｃｍの成形板を得た。
【００３６】
（実施例３）
硬質ウレタンフォームとして、現場発泡スプレー廃材１００重量部を、粉砕機としてターボ工業社製のターボミル（数枚のブレードの付いた高速回転粉砕機）を用い、粒径１ｍｍ以下に微粉砕した。この硬質ウレタンフォーム粉砕物と木粉１００重量部とを混合した。
【００３７】
この硬質ウレタンフォーム１００重量部に対して、水乳化型ジフェニルメタンジイソシアネート接着剤を６０重量部、さらに水とイソシアネートの重量比が３：１となるように水を１８０重量部加えて高速ミキサーで混合し、実施例１と同様にして厚さ１ｃｍの成形板を得た。
【００３８】
（実施例４）
硬質ウレタンフォームとして、自動販売機の廃材１００重量部を、粉砕機としてターボ工業社製のターボミル（数枚のブレードの付いた高速回転粉砕機）を用い、粒径１ｍｍ以下に微粉砕した。この硬質ウレタンフォーム粉砕物と木粉７０重量部とを混合した。
【００３９】
この硬質ウレタンフォーム１００重量部に対して、水乳化型ジフェニルメタンジイソシアネート接着剤を３４重量部、さらに水とイソシアネートの重量比が３：１となるように水を１０２重量部加えて高速ミキサーで混合し、実施例１と同様にして厚さ１ｃｍの成形板を得た。
【００４０】
（実施例５）
硬質ウレタンフォームとして、自動販売機の廃材１００重量部を、粉砕機としてターボ工業社製のターボミル（数枚のブレードの付いた高速回転粉砕機）を用い、粒径１ｍｍ以下に微粉砕した。この硬質ウレタンフォーム粉砕物と、太さ１ｍｍ、長さ２ｃｍに解繊した竹２５重量部とを混合した。
【００４１】
この硬質ウレタンフォーム１００重量部に対して、水乳化型ジフェニルメタンジイソシアネート接着剤を２０重量部、さらに水とイソシアネートの重量比が２：１となるように水を４０重量部加えて高速ミキサーで混合し、実施例１と同様にして厚さ１ｃｍの成形板を得た。
【００４２】
（比較例１）
硬質ウレタンフォームとして、ラミネートボード廃材の芯材を用い、粉砕機としてハンマーミル（ハンマーで叩きながら粉砕する一般的な機械）を用い、３〜７ｍｍに粉砕した硬質ウレタンフォーム１００重量部に対して、木粉５０重量部を混合した。
【００４３】
この硬質ウレタンフォーム１００重量部に対して水乳化型ジフェニルメタンジイソシアネート接着剤を３０重量部、さらに水とイソシアネートの重量比が３：１となるように水を９０重量部加えて高速ミキサーで混合し、実施例１と同様にして厚さ１ｃｍの成形板を得た。
【００４４】
得られた成形板は、硬質ウレタン粉砕物の粒径が３〜７ｍｍと大きいため、接着剤と混合して加熱圧縮成形しても良好な諸性能を得ることができなかった。
【００４５】
（比較例２）
硬質ウレタンフォームとして家庭用冷蔵庫の廃材（リサイクル工場で粉砕し、圧縮錠剤としたもの）１００重量部に対して、木粉５重量部を混合し、ターボミルを用い、平均の大きさ１ｍｍ以下に粉砕した。
【００４６】
この硬質ウレタンフォーム１００重量部に対して水乳化型ジフェニルメタンジイソシアネート接着剤を２３重量部、さらに水とイソシアネートの重量比が３：１となるように水を６９重量部加えて高速ミキサーで混合し、実施例１と同様にして、厚さ１ｃｍの成形板を得た。
【００４７】
得られた成形板は、硬質ウレタン粉砕物が平均の大きさ１ｍｍ以下に粉砕したものであるにも拘らず、木粉の配合量が５重量部と少ないため、強度的に十分な成形板を得ることができなかった。
【００４８】
（比較例３）
硬質ウレタンフォームとして家庭用冷蔵庫の廃材（リサイクル工場で粉砕し、圧縮錠剤としたもの）１００重量部をターボミルを用いて平均の大きさ１ｍｍ以下に粉砕し、木粉１１０重量部を混合した。
【００４９】
この硬質ウレタンフォーム１００重量部に対して水乳化型ジフェニルメタンジイソシアネート接着剤を６６重量部、さらに水とイソシアネートの重量比が３：１となるように水を１７８重量部加えて高速ミキサーで混合し、実施例１と同様にして厚さ１ｃｍの成形板を得た。
【００５０】
得られた成形板は、硬質ウレタン粉砕物が平均の大きさ１ｍｍ以下に粉砕したものであるにも拘らず、木粉の配合量が１１０重量部と多いため、加熱圧縮成形時に成形板に局部的に亀裂が入り、良好な成形板を得ることができなかった。
【００５１】
（比較例４）
硬質ウレタンフォームとして家庭用冷蔵庫の廃材（リサイクル工場で粉砕し、圧縮錠剤としたもの）をターボミルを用いて、平均の大きさ１ｍｍ以下に粉砕した。
この硬質ウレタンフォーム１００重量部に対して水乳化型ジフェニルメタンジイソシアネート接着剤を２０重量部、さらに水とイソシアネートの重量比が１：１となるように水を２０重量部加えて高速ミキサーで混合し、実施例１と同様にして厚さ１ｃｍの成形板を得た。
【００５２】
得られた成形板は、硬質ウレタン粉砕物が平均の大きさ１ｍｍ以下に粉砕したものであるにも拘らず、解繊した竹及び／又は木粉及び／又は木片が配合されていないため、曲げ強度、釘引き抜き強度ともに弱いものであった。
【００５３】
【発明の効果】
以上、実施の形態とともに具体的に説明したように、本発明の成形板によれば、平均の大きさが１ｍｍ以下である硬質ウレタンフォームの粉砕物１００重量部に対し、解繊した竹及び／又は木粉及び／又は木片１０〜１００重量部、水乳化型イソシアネート系接着剤、水を含む混合物から成形されてなる成形板であって、前記水と前記水乳化型イソシアネートとは、前記水／前記水乳化型イソシアネートの混合割合が１／１から３／１である構成によって、成形性が良く、硬質ウレタンフォームを再利用して軽量で曲げ強度や釘引き抜き強度が強く、しかも耐水性に優れた圧縮成形板を得ることができるとともに、硬質ウレタンフォームの微粉砕化によって表面平滑性の良く、竹や木の香りのする成形板を得ることができる。
【００５４】
また、接着剤として、水乳化型イソシアネート系接着剤を使用すると、ある程度の温度までは、水とイソシアネートが反応することないため、硬質ウレタンフォームの粉砕物と解繊した竹及び／又は木粉及び／又は木片、水乳化型イソシアネート系接着剤、水を全て混合し、均一になるように、充分撹拌した後、熱圧縮成形を行うことができる。このため、混合、撹拌の作業が行いやすく、均一に混合されるため、品質の安定した成形板を得ることができる。
【００５５】
さらに、硬質ウレタンフォームの粉砕物と解繊した竹及び／又は木粉及び／又は木片、接着剤とを混合して成形した成形板の表面又は表裏面に通気性のある面材を貼り合わせることによって、木や竹の香りを残し、かつ強度的にも優れた成形板を得ることができる。