JPS63303704A - 保水性含水ゲルのシ−トまたは成形品の製法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、植物性微細繊維および（または）植物性粉粒
を含有する保水性含水ゲルのシートまたは成形品の製法
に関する。

［従来の技術・発明が解決しようとする問題点］パーテ
ィクルボードを製造するばあい、従来のパーティクルボ
ードの製法では木材チップに尿素−ホルマリン樹脂エマ
ルジッンのようなバインダーを混合して加熱加圧成形す
る方法がとられているが、この方法では水分が乾燥して
はじめて成形品かえられ、しかもえられる成形品は硬質
で高密度である。したがって、乾燥時以降には折曲げが
不可能であり、長尺物の製造が不可能であり、完全に乾
燥してから定尺で切断して段積みする以外に方法がない
。また、植林体のようにある程度保水性で、しかも植物
の生長にしたがって植えかえの手間をはぶくには、前記
のごとき硬質で高密度の成形品は適さない。

一方、高吸水性樹脂のように含水時にゲル状を呈するも
のもあるが、これらは強度が非常に弱く、保水性含水ゲ
ルのシートや成形品を製造するのには適さない。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は、たとえば植林鉢のようにある程度保水性で植
物の生長にしたがって植えかえの手間が不要な成形品が
ないなどの問題を解決するためになされたものであり、
過剰の水とともに存在する含水ゲル形成能を有する合成
樹脂、不飽和モノマー系化合物およびウレタンプレポリ
マーのうちの少なくとも１種に植物性微細繊維および（
または）植物性粉粒を混合させ、加熱および（または）
塩析もしくは架橋によりゲル化させることを特徴とする
保水性含水ゲルの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微細繊維や植物性粉粒（以下、植
物性繊維などという）としては、たとえば木粉、木屑、
もみ殻、もみ殻燻炭、麦殻、そば殻、稲藁、米糠、豆粕
、繊維屑などがあげれるが、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。

本発明では、前記のごときほとんど用途のない安価な副
産物、廃棄物などを用いて有用なシートや成形品を製造
することができる。

本発明に用いる含水ゲル形成能を有する過剰の水ととも
に存在する合成樹脂としては、たとえばポリアクリル酸
、ポリアクリルアミドおよび無水マレイン酸などの誘導
体などから選ばれた１種または２種以上の水溶性樹脂の
水溶液のごとき水性液、天然ゴム、スチレンーブタジエ
ンーム、クロロプレンゴム、アクリロニトリル−ブタジ
ェンゴム、アクリル酸エステル−ブタジェンゴム、イソ
プレンゴム、ブチルゴム、エチレン−プロピレンゴム、
これらの変性ゴムなどから選ばれた１種または２種以上
の天然ゴム、合成ゴム、変性ゴムなどのラテックス、ポ
リビニルアルコール、ポリ酢酸ビニル、ポリ塩化ビニリ
デン、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、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、ポリウレタン、これらを共重合などに
より変性させた合成樹脂などから選ばれた１種または２
種以上の合成樹脂エマルジョン、前記水性液、ラテック
ス、エマルジョンの混合物などがあげられる。

これら水溶液のごとき水性液、ラテックス、エマルジう
ンの濃度としては、１０〜８０％のものが通常使用され
る。

本明細書における含水ゲルとは、ゾル状の水性液、ラテ
ックス、エマルジョンなどが水を含んだまま固化して、
ゼリー質の非流動体になったものを意味することばであ
る。

また、前記過剰の水とともに存在する含水ゲル形成能を
有する不飽和モノマー系化合物としては、たとえばポリ
オキシアルキレンポリオールのジ（メタ）アクリレート
、アクリル酸ソーダ、アクリル酸アミド、メチレンビス
アクリルアミド、２−アクリルアミド−２−メチルプロ
パンスルホン酸、Ｎ−エチルアクリルアミド、Ｎ、Ｎ’
−オキシジメチレンビスアクリルアミド、ジアセトンア
クリルアミド、ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレ
ート、ジエチルアミノメチルアクリルアミド、ジメチル
アミノメチルメタクリルアミド、イソプロピルアクリル
アミド、Ｎ−メチロールメタクリルアミドなどの（メタ
）アクリル酸誘導体、ビニルアルコール、ビニルスルホ
ン酸、ビニルアセテート、アリルアミン、無水マレイン
酸などの不飽和モノマー系化合物があげられ、これら不
飽和モノマー系化合物の少なくとも１種を含む５〜７０
％の水性液、好ましくは水溶液やエマルジョンが使用さ
れる。

さらに、前記過剰の水とともに存在する含水ゲル形成能
を有するウレタンプレポリマーとしては、たとえば各種
モノオールおよび（または）ポリオールの少なくとも１
種と有機ポリイソシアネートの少なくともＩＮとの反応
によりえられる末端ＮＣＯプレポリマーがあげられ、こ
れらの１種以上にまたはこれらの１種以上にさらに界面
活性剤を含有せしめた水性液、好ましくは水溶液やエマ
ルジョンがあげられる。

前記モノオールとしては、たとえばポリオキジアルキレ
ンモノオール、ポリオールとしては、たとえばポリオキ
シエチレングリコールなどのポリオキシアルキレンポリ
オール、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、ダイマー酸エステルポリオール、ポリカー
ボネートポリオール、ブタジェンポリオール、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、タロロプレンポリオールなど、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（Ｔ
ＤＩ）　、ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ
）　、ポリメチレンポリフェニルイソシアネート（Ｃ−
ＭＤＩ）　、ヘキサメチレンジイソシアネート、キシリ
レンジイソシアネート（ＸＤＩ）　、イソフォロンジイ
ソシアネート、水添ＸＤＩ　、水添ＭＤＩなどがあげら
れる。

前記界面活性剤としては、非イオン、カチオン、アニオ
ン、両性、シリコーン系、フッ素系の各界面活性剤など
が使用でき、末端ＮＧＯプレポリマーを水中に溶解・分
散させうる界面活性剤ならいずれも使用しうる。

前記アニオン界面活性剤の鍔としては、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、カチ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、チッ素環を有する
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、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、フッ素系界面活性剤の例としては、
含フツ素アルコールへのフルキレンオキシド付加物など
があげられる。

ウレタンプレポリマーと界面活性剤との使用割合として
は、固形分換算で１００／　０．０１−１００／２０が
好ましい。

本発明においては、過剰の水とともに存在する含水ゲル
形成能を有する前記合成樹脂、不飽和モノマー系化合物
およびウレタンプレポリマーのうちの少なくとも１種に
植物性繊維などを混合せしめてゲル化せしめ、保水性含
水ゲルのシートまたは成形品が製造される。

なお、本明細書にいう保水性とは、容易に水が流出した
り、蒸発したりしに＜＜、水を抱き込む性質があること
を意味する概念である。

前記合成樹脂を用いて保水性含水ゲルのシートまたは成
形品を製造するばあいには、通常、合成樹脂は水溶液、
エマルジョン、ラテックスのような水性液として存在す
るため、これらの液と植物性繊維などとを混合させて調
製した混合物を５０〜２００℃、好ましくは８０〜１２
０℃に加熱したり、エマルジョン粒子の表面荷電を中和
する各種界面活性剤や有機酸、有機酸塩、無機酸塩など
を加えて表面荷電を中和したり、塩析したりすることに
より含水ゲル化せしめられ、シートまたは成形品にされ
る。一般にはアニオン型と非イオン型のエマルジョンな
どには有機酸、無機酸、これらの塩の添加が、またカチ
オン型のエマルジョンなどにはアルカリ、有機酸塩、無
機酸塩の添加が好ましい。

前記不飽和モノマー系化合物を用いて保水性含水ゲルの
シートまたは成形品を製造するばあいには、前記のごと
き不飽和モノマー系化合物を含有する水性液と植物性繊
維などとを混合させてラジカル重合（紫外線や電子線照
射による重合も含む）、酸化還元重合などの方法により
含水ゲル化せしめられ、シートまたは成形品にされる。

また前記ウレタンプレポリマーを用いて保水性含水ゲル
のシートまたは成形品を製造するばあいには、前記のご
ときウレタンプレポリマーまたはウレタンプレポリマー
にさらに界面活性剤を含有させた水性液、好ましくは水
溶液と植物性繊維などとを混合させて常温〜８０℃程度
に加温して含水ゲル化せしめられ、シートまたは成形品
にされる。

前記ポリウレタンプレポリマーは、ゲル化に際してはア
ミン化合物を使用してもよい。

前記アミン化合物としては、たとえばアンモニア、エタ
ノールアミン、モノメチルエタノールアミン、ピペラジ
ン、モルホリン、アニリン、ヒドラジン、エチレンジア
ミン、ジエチレントリアミン、ポリオキシアルキレンポ
リアミンなどがあげられる。

上記ゲル化に際しては１つのゲル化法でゲル化させても
よく、２つ以上のゲル化法を併用してゲル化させてもよ
い。

前記合成樹脂、不飽和モノマー系化合物、ウレタンプレ
ポリマーの使用量は植物性繊維など１００部（重量部、
以下同様）に対して固形分換算で１〜５００部が好まし
く、さらに好ましくは３〜１００部である。該使用量が
１部未満のばあいにはバイ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繊維などの特質が失わ
れる傾向にある。

同時に使用される水の使用量は、合成樹脂、不飽和モノ
マー系化合物、ウレタンプレポリマー１００部に対して
１０部以上が好ましく、さらに好ましくは５０〜２５０
０部であり、大過剰の水を使用するばあいにはバインダ
ーとしての合成樹脂などの使用量を減少させることがで
きるため、コスト的に有利になる。また、成形時には水
が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。

本発明においては、必要に応じて溶剤、可塑剤、消泡剤
、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、老化防止剤、肥料などを合成樹脂など
１００部に対して１００部をこえない範囲で使用しても
よい。さらに、加熱および（または）塩析もしくは架橋
によるゲル化前にガラスや合成樹脂などの不織布−クロ
ス、さらには金網などを水性液中に入れておけば、これ
ら補強材入りの保水性含水ゲルのシートまたは成形品か
えられる。

植物性繊維などと含水ゲル形成能を有する合成樹脂、不
飽和モノマー系化合物、ウレタンプレポリマー、塩、架
橋剤、水などとの混合順序にはとくに限定はない。

このように本発明によるシートまたは成形品はパーティ
クルボード製造時のように加圧、転圧を必要とせずに製
造することができ、えられた含水ゲルのシートまたは成
形品は弾力性に富み、可撓性であるため、シート状物の
ばあいには折曲げ可能である。したがって、たとえばベ
ルトコンベア上で連続製造が可能で、無数のパイプにつ
り下げて乾燥させるなどすると連続したシート状物など
かえられる。また、ゴムシートのように円形に巻取るこ
とも可能である。

プラスチックや金属性モールド中で加熱および（または
）塩析もしくは架橋によりゲル化させると非常に短時間
で脱型でき、しがもえられる植物性繊維などの入った含
水ゲルの成形品は、たとえば植林体に使用すると土壌兼
植林体となり、種子の発芽、育苗に有用な水分も充分補
給可能である。また、えられた含水ゲルのシートまたは
成形品は、親水性の植物性繊維などを使用しているため
保水性が良好で、たとえば土木工事の際の止水板として
も使用可能である。

本発明による含水ゲルのシートまたは成形品は、自然乾
燥ないしは４０〜２００℃、好ましくは５０〜１２０℃
で加熱乾燥させると、多孔質、軽量かつ適度な通気性お
よび保温性を有する植物性繊維などを含む乾燥状態のシ
ートまたは成形品かえられる。

えられたシートまたは成形品は、建材、梱包材、土木用
資材、農業用資材、自動車部材、家具、電気機器のハウ
ジングなどに使用可能である。

つぎに本発明の製法を実施例に基づき説明する。

実施例１ ガラス寒冷紗（線径０．２４ｍｍ、目付８５ｇ／＋２、
密度　縦８．３本／２５■、横８．３本／２５■■）の
上に天然ゴムラテックス（固形分５５％、ｐＨ１０）　
２０部、木粉（含水率５．９％、ＢＯメツシュ通過が２
０％、６０〜５２メツシユが６．７％、５２〜４８メツ
シユが５．３％、４８メツシュ未通過が６８％）５０部
、もみ殻５０部、水２００部、ケイフッ化水素酸１部の
混合物を流し、８０℃のオーブン中にＩＯ分間入れてゲ
ル化させた。

えられた含水ゲルは厚さ５膳■のシート状であり、針入
度計によるゲル強度は０．５０■であった（ＪＩＳ　Ｋ
　Ｚ８０９）。

えられた含水ゲルを８０℃で５時間乾燥させるとショア
ーＡ硬度７０、引張り強度８５ｋｇ／ａｓ２のシートか
えられた。

実施例２ ポリエチレングリコール（数平均分子量約２０００）の
ジメタクリレート３０部、チオ硫酸ソーダ２部、過硫酸
アンモニウム５部、水２００部、もみ殻５０部、麦殻５
０部の混合物を５００ｍ１ポリプロピレン製カツプ中に
入れ、５０℃のオーブン中に３時間式れたところ、含水
ゲルかえられた。

針入度計によるゲル強度は２．５０■であった。

実施例３ アクリルアミド４０部、アクリル酸ソーダ５部、過硫酸
アンモニウム３部、トリエタノールアミン１部を水２０
０部に溶解し、もみ殻燻炭５０部、麦殻５０部を混合し
て５００　ｍｌフタ付ポリカップに入れ、チッ素ガスを
吸んで酸素を追出し、室温で一夜放置したところ、含水
ゲルかえられた。

針入度計によるゲル強度は３．３ｃｍであった。

実施例４ ポリオキシエチレングリコール（数平均分子量約４００
０）　５０．５部とポリメチレンポリフェニルイソシア
ネート１９．５部とからえられた末端ＮＣＯプレポリマ
ーをメチルエチルケトン３０部に溶解させ、遊離ＮＧＯ
含有率７．０％のウレタンプレポリマー溶液をえた。

実施例１で用いたのと同じ木粉３００部およびもみ殻燻
炭（平均粒径約１．５ｍ５）３００部を縦２８ｃｍ。

１１！１３．５ｃ冒、高さ６ｃｍのポリプロピレン製モ
ールドに仕込み、前記プレポリマー溶液７２部および５
℃の水１２００部を予め混合した水性液を混合開始後１
分以内にもみ殻燻炭の上から注入した。

注入後上から１０ｋｇの加重を加えたまま　１００℃の
オーブン中に５分間入れた。冷却後脱型したところ、も
み殻燻炭および木粉を含有する含水ゲルかえられた。針
入度計によるゲル強度は１．７８ｍであった。含水ゲル
を８０℃、５時間乾燥後の成形品の圧縮強度は６　ｋｇ
／　０ｍ２であった。

実施例５ ポリオキシプロピレントリオール（数平均分子量約５０
００）およびトリレンジイソシアネートよりえられた末
端ＮＣＯプレポリマー（遊離ＮＧＯ含有率３．０％）の
アセトン５０％希釈溶液１０部、ノイゲンＥＡ１５７　
　（第一工業製薬■製の非イオン界面活性剤）１部、も
み殻燻炭３００部、実施例１で用いたのと同じ木粉３０
０部の混合物を実施例４と同様にプロピレン製モールド
に仕込んだ。

つぎにヒドラジン０．２部、水１２００部の混合液を上
から流し込み、実施例４と同様にして含水ゲルをえた。

針入度計によるゲル強度は１．３ｃｍで、実施例４と同
様にして乾燥させた成形品の圧縮強度は７．４ｋｇ／ｃ
■２であった。

実施例６ ポリオキシプロピレンジオール（平均分子量約３０００
）および液状ＭＤＩよりえられた末端ＮＣＯプレポリマ
ー（遊離ＮＧＯ含有率４．５％）　１０部、ドデシルベ
ンゼンスルホン酸ソーダ１．５部を水１０００部と混合
し、えられた水分散溶液にもみ殻燻炭５００部を混合し
、実施例３で用いたモールドに仕込み、８０℃で３０分
間加熱した。

えられた含水ゲルの針入度計による強度は１．１ｃ■で
、実施例４と同様にして乾燥させた成形品の圧縮強度は
５．３ｋｇ／ａｍ２であった。

実施例７ ポリオキシテトラメチレングリコール（分子量約１００
０）　７０部、１．４−ブタンジオール（分子量９０）
　１５部、トリメチロールプロパン（分子量１３４　）
　７部、ヘキサメチレンジイソシアネート（分子量１８
８）　８０部からなるウレタンプレボリマーをアセトン
中で合成後、タウリン−水酸化ナトリウム水溶液（タウ
リン／水酸化ナトリウム／水−３，０／１．０　／１Ｂ
）　２０部を混合して水分散物を調製した。

えられた水分散物２０部、実施例１で用いたのと同じ木
粉１００部、水１００部の混合物にカチオーゲンＨ（第
一工業製薬■製のカチオン界面活性剤）の１％水溶液１
００部を２０℃で混合すると２０秒後にゲル化した。

針入度計によるゲル強度は１．７ｃｍであった。

［発明の効果］ 本発明によるとゴムシートのように柔く可撓性のあるシ
ートを連続的に製造でき、植林体のようにある程度保水
性で弾力性のあるシートまたは成形品を植物蛛繊維など
の安価な副産物、廃棄物などを用いて製造することがで
きる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　過剰の水とともに存在する含水ゲル形成能を有する
   合成樹脂、不飽和モノマー系化合物およびウレタンプレ
   ポリマーのうちの少なくとも１種に植物性微細繊維およ
   び（または）植物性粉粒を混合させ、加熱および（また
   は）塩析もしくは架橋によりゲル化させることを特徴と
   する保水性含水ゲルのシートまたは成形品の製法。 ２　前記保水性含水ゲルのシートまたは成形品が乾燥せ
   しめられたシートまたは成形品である特許請求の範囲第
   １項記載の製法。