JPH0521041B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕 本発明は、廃棄物である植物性微細繊維および
（または）植物性粉粒（以下、植物性繊維などと
いう）を末端NCOウレタンプレポリマーで短時
間に硬化させて可撓性シートまたは成形品を製造
する方法に関する。 〔従来の技術・発明が解決しようとする問題点〕 ウレタン系バインダーを用いてもみ殻や麦殻を
成形する方法が特開昭55−86736号公報に記載さ
れている。該方法では、もみ殻や麦殻を成形する
ためのバインダーとして水分硬化型のウレタンプ
レポリマーが使用されているが、その硬化は加
熱、加圧するだけで行なわれており（空気中の水
分および被着体中の水分のみを用いて硬化させる
方法が採用されており）、とくに水分を供給する
という方法は採用されていない。したがつて、遊
離NCO含有率の高いウレタンプレポリマーをバ
インダーとして使用するばあい、硬化に必要は水
分が不足し、成形に時間がかかるという欠点があ
る。 一方、特開昭59−106932号公報には、ゴムチツ
プ、ウレタンチツプなどの疎水性被着体を施工現
場で水の存在下に転圧する方法について述べられ
ているが、これら疎水性材料と水との親和性がわ
るく、充分な効果がえられていない。 これら公知の方法では、NCO基と水との反応
速度が遅いため、製造工程をライン化して製品を
連続的に製造しようとしても、その生産性が低い
という問題がある。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明はかかる問題点を解決するためになされ
たものであり、植物性繊維など100部（重量部、
以下同様）とポリオールもしくはモノオールと有
機イソシアネートを反応させた遊離NCO含有率
が２〜15％の末端NCOウレタンプレポリマー１
〜100部とを含有する組成物をシート状にしたの
ちもしくは成形したのち温水もしくは水蒸気に接
触させるか、または温水もしくは水蒸気に接触さ
せたのちシート状にするもしくは成形することを
特徴とする可撓性シートまたは成形品の製法に関
する。 〔実施例〕 本発明に用いる植物性繊維などの具体例として
は、たとえば木粉、木屑、コルク粉、もみ殻、も
み殻燻炭、麦殻、米糠、種粕、豆粕、ソバ殻、稲
わらなどがあげられるが、これらに限定されるも
のではない。これらは単独で用いてもよく、２種
以上併用してもよい。 本発明に用いる末端NCOウレタンプレポリマ
ーとは、ポリオールやモノオールと有機ポリイソ
シアネート化合物との反応物であり、イソシアネ
ート基とポリオールやモノオールの水酸基との当
量比が1.5〜100、好ましくは２〜50で反応させた
プレポリマーであり、遊離NCO含有率が２〜15
％のものである。 前記当量比が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をこえると硬化物が脆くなりがちで
ある。 なお、本発明に用いるプレポリマーは末端
NCOウレタンプレポリマーであり、このような
プレポリマーを使用することにより、水分により
硬化させて植物性繊維などを結合させることがで
きる。 前記ポリオールやモノオールの具体例として
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、シマシ油などの低分子量の
ポリオール類、これらポリオール類やエチレンジ
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
キレンオキシド類を付加させたポリオキシアルキ
レンポリオール、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、ブエノー
ル、クレゾール、アルキルフエノールなどのモノ
アルコールにアルキレンオキシド類を付加させた
ポリオキシアルキレンモノオール、さらにはエチ
レングリコール、１，４−ブタンジオール、１，
６−ヘキサンジオールなどのポリオールとアジピ
ン酸、フタル酸などの二塩基酸との縮合反応によ
りえられるポリエステルポリオール、ポリカプロ
ラクトンポリオール、ダイマー酸ポリオール、ポ
リカーボネートポリオール、ポリブタジエンポリ
オール、アクリルポリオール、エチレン−酢酸ビ
ニル共重合体の加水分解物、クロロプレンポリオ
ールなどがあげられる。これらは単独で用いても
よく、２種以上併用してもよい。 前記有機ポリイソシアネート化合物としては、
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）、水添ジ
フエニルメタンジイソシアネート（水添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（XDI）、水添キシレンジ
イソシアネート（水添XDI）、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、これらに限定されるものではな
い。これらは単独で用いてもよく、２種以上併用
してもよい。 本発明においては、植物性繊維など100部およ
び前記末端NCOウレタンプレポリマー１〜100
部、さらに要すれば使用される界面活性剤の好ま
しくは0.01〜20部やその他の添加剤などからなる
組成物がシート状にされたのちまたは成形された
のち、温水または水蒸気と接触、好ましくは注入
または噴射せしめられ、硬化せしめられるか、該
組成物に温水または水蒸気を接触させたのち、シ
ート状にするまたは成形せしめられる。 要すれば用いられる界面活性剤の具体例として
は、陰イオン界面活性剤、陽イオン界面活性剤、
非イオン界面活性剤、両性界面活性剤、シリコー
ン系界面活性剤、フツ素系界面活性剤などがあげ
られる。 前記陰イオン界面活性剤の例としては、ドデシ
ルベンゼンスルホン酸ソーダ、ひまし油硫酸化
油、ラウリル硫酸ソーダ、セチル硫酸ソーダなど
の高級アルコール硫酸エステル塩など、非イオン
界面活性剤の例としては、ポリオキシエチレンラ
ウリルエーテルなどの脂肪族アルコールポリオキ
シエチレンエーテル、、ポリオキシエチレンソル
ビタンモノオレエート、ポリオキシエチレンソル
ビタンモノラウレートなどのポリエチレンソルビ
タン脂肪酸エステルなど、陽イオン界面活性剤の
例としては、高級脂肪族アミン塩、高級アルキル
４級アンモニウム塩、アルキルベンジル４級アン
モニウム塩、チツ素環を有する４級アンモニウム
塩など、両性界面活性剤の例としては、ベタイン
型両性界面活性剤など、シリコーン系界面活性剤
の例としてはポリオキシアルキレン基を含有する
ジメチルシロキサン、４級アンモニウム塩を含有
するジメチルシロキサンなど、フツ素系界面活性
剤の例としては含フツ素アルコールへのアルキレ
ンオキシド付加物などがあげられる。 本発明の方法で要すれば使用される界面活性剤
は、末端NCOウレタンプレポリマーと水分との
反応を均一に起こさせ、反応を促進するととも
に、起泡剤としても作用し、ウレタン発泡体のセ
ルを均一にするのに役立つ。また植物性繊維など
のウレタンプレポリマーや水分との漏れをよくす
るのに役立つ。 また必要に応じて使用されるその他の添加剤し
ては、溶剤、可塑剤、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
があげられ、前記末端NCO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する
のが好ましい。 各原料の配合順序にはとくに限定はなく、前記
末端NCOウレタンプレポリマーと要すれば使用
される界面活性剤などとを予じめ混合しておいて
植物性繊維などを配合してもよく、これらを同時
に混合してもよい。 前記末端ウレタンプレポリマーの使用割合が植
物性繊維など100部に対して１部未満になると、
接着力が弱くなり、100部をこえると植物性成分
の特徴が失われる。 さらに界面活性剤の使用割合が植物性繊維など
100部に対して0.01部未満になると、ウレタンフ
オームのセルが不均一となり、植物性繊維などと
ウレタンプレポリマーや水分との漏れがわるくな
ることがあり、20部をこえると耐水性がわるくな
つたり表面のベタツキの原因となる傾向が生じ
る。 前記組成物を温水や水蒸気に接触させる前また
は接触させたのちにシート状にしたり成形したり
する方法にはとくに限定はなく、通常の型に入れ
たり、ベルトコンベア上で連続に均一にならべる
などの方法で行ないうる。 成形時に使用しうる型としては、金型、樹脂
型、木型などのいずれの型も使用可能で、本発明
の方法では過剰の温水または水蒸気を用いるが、
これらが離型剤として働くため型に付着しにく
い。 このようにして形成されたシート状物が成形物
を硬化させるために接触せしめられる温水の温
度、またはシート状物や成形物に形成する前に前
記組成物に接触せしめられる温水の温度として
は、50℃以上のできるだけ高い温度が好ましい。
具体的な硬化方法としては注入、噴射などの方法
により前記組成物やシート状物や成形物の表面に
噴霧したり、流し込んだり、圧入したりしたの
ち、常温〜100℃の加温条件で硬化させるのが好
ましい。温水のかわりに水蒸気を接触せしめても
よく、このばあいの圧力としては0.3〜15Kg／cm²
Ｇが好ましい。 本発明は、木粉、もみ殻などの廃棄物を有効利
用するものであり、水分硬化型の特定の末端
NCOウレタンプレポリマーをバインダーとして
用い、親水性の強い植物性繊維などを多量に含む
組成物に温水または水蒸気を注入、噴射などして
接触させるため、水蒸気などは短時間で組成物や
シート状物や成形物に浸透し、末端ウレタンプレ
ポリマーを短時間で硬化させ、シート、マツトま
たは成形品を製造することができる。 また、本発明の方法でえられるシート、マツト
または成形品は、NCO基と水分との反応で発生
する炭酸ガスおよび過剰の水分の乾燥時の作用な
どにより、ウレタンバインダーがエラストマーで
はなくてフオーム体になるため、生成物は非常に
柔軟で可撓性にとむものとなる。これは温水また
は水蒸気の接触により、ウレタン表面の硬化が促
進され、内部で発生する炭酸ガスなどがバインダ
ー内部に残りやすいため、発泡倍率の高いフオー
ム体となるものと考えられる。 さらに、本発明では温水または水蒸気で反応を
促進させるため、未反応のNCOがほとんど残存
せず、使用者の人体に悪影響を及ぼすことがな
い。 つぎに本発明の製法を実施例および比較例に基
づき説明する。 実施例 １ 重量比でグリセリンの酸化プロピレン付加物
（平均分子量約5000）／ポリオキシプロピレンジ
オール（平均分子量約3000）＝50／50の混合物お
よびTDI−80よりえられる末端NCOウレタンプ
レポリマー（遊離NCO含有率3.5％）90％とメチ
ルエチルケトン10％とからなる希釈溶液30部、木
粉（杉・桧の原木を製材する工場から排出される
挽粉で、含水率5.9％、粒度が60メツシユ通過20
％、60〜48メツシユ12％、48％メツシユ未通過68
％のもの）50部、もみ殻燻炭（平均粒径約1.5mm）
50部およびノイゲンET137（第一工業製薬(株)製の
非イオン界面活性剤）５部よりなる組成物を予備
混合したのち、高さ可変のアルミ製型（縦10cm、
横７cm、高さ５cm）に入れ、蒸気圧５Kg／cm²の水
蒸気を注入して５分間保持した。 えられた成形体を80℃で５時間乾燥させると、
密度0.29g／cm³の成形品がえられた。オートグラ
フによる圧縮強度は5.3Kg／cm²、厚さ3.5mmにスラ
イスしてえられたシートの引張強度（JIS Ｋ
6301）は3.4Kg／cm²であつた。 実施例 ２ ポリエチレングリコール（平均分子量約2000）
80部とグリセリンの酸化プロピレン付加物（平均
分子量約5000）20部との混合物および液状MDI
113部よりえられたプレポリマー（遊離NCO含有
率13.5％）100部をアセトン15部で希釈してもみ
殻燻炭1000部と混合し、100メツシユの金網でで
きた型（縦50cm、横16cm、高さ５cm）に入れ容量
比で４／５まで圧入したのち、90℃の温水に３分
間浸漬した。 取出した成形物を20℃で１週間放置して乾燥さ
せたものの密度は0.23g／cm³、圧縮強度は4.7Kg／
cm²、厚さ3.5mmにスライスしてえたシートの引張
強度は1.9Kg／cm²であつた。 実施例３〜６および比較例１〜４ 実施例２と同様にして、第１表に示す各種プレ
ポリマーを製造し、第１表に示す組成物を調製し
て硬化させ、えられた成形品について物性を測定
した。結果を第１表に示す。 なお、圧縮強度はえられた成形品より直径５cm
のコアを抜き、オートグラフでコアの両面から圧
縮してコアが破壊する強度を測定した。

【表】 第１表の結果から、比較例のばあい、脱型可能
時間が非常に長いこと、圧縮強度が弱いことがわ
かる。 〔発明の効果〕 本発明の方法によると単時間で低密度・高強度
の可撓性シートまたは成形品がえられ、連続生産
が可能である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 植物性微細繊維および（または）植物性粉粒
   100重量部とポリオールもしくはモノオールと有
   機イソシアネートを反応させた遊離NCO含有率
   が２〜15％の末満NCOウレタンプレポリマー１
   〜100重量部とを含有する組成物をシート状にし
   たのちもしくは成形したのち温水もしくは水蒸気
   と接触させるか、または温水もしくは水蒸気に接
   触させたのちシート状にするもしくは成形するこ
   とを特徴とする可撓性シートまたは成形品の製
   法。 ２ 前記組成物が、植物性微細繊維および（また
   は）植物性粉粒100重量部に対してさらに界面活
   性剤0.01〜20重量部を含む特許請求の範囲第１項
   記載の製法。 ３ 前記組成物と温水または水蒸気との接触が、
   温水または水蒸気の注入または噴射によつて行な
   われる特許請求の範囲第１項記載の製法。