CN102161250A - 叠层板的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种可实现粘合剂的固化所需时间缩短的叠层板的制造方法。在层叠工序中，以使在涂布工序中涂布于树脂板20的各侧面的树脂粘合剂介于木板10和树脂板20彼此相对的侧面之间的方式将木板10和树脂板20交替层叠。之后，在进行的压固工序中，为了使木板10和树脂板20彼此相对的各侧面粘合，在层叠方向对层叠的木板10和树脂板20的侧面加压，同时在对木板和树脂板20加压的状态下，由与木板10和树脂板20的平面13、23正交的叠层板1的上下方向照射电磁波。由此，介电加热树脂粘合剂，使其由内部发热，因此与由外部进行加热时相比，热效率提高且经济，同时通过自由地控制电磁波电力等，可以迅速地控制温度。

Description

叠层板的制造方法

技术领域

本发明涉及叠层板的制造方法，特别是涉及可实现粘合剂的固化所需时间的缩短的叠层板的制造方法。

背景技术

以往，已知经由树脂粘合剂将树脂材料和木材粘合成一体得到的叠层板。例如，在专利文献1中公开经由间苯二酚类的粘合剂(树脂粘合剂)将丙烯酸类树脂材料(树脂材料)和木板(木材)粘合成一体得到的叠层板。

所述现有的叠层板为，通过在丙烯酸类树脂材料和木板的粘合面上涂布间苯二酚类的粘合材料，同时在其粘合面上将丙烯酸类树脂材料和木板重合，进行对该重合物施加均匀的压力的压固工序(压締工程)，使丙烯酸类树脂材料和木板粘合。

间苯二酚类的粘合材料虽然可以在常温下使用，但在常温下使用时固化时间长，因此压固工序需要约24小时，在压固工序中，通过从外部对丙烯酸类树脂材料和木板进行加热，可以促进粘合剂的固化。由此，可以缩短粘合材料固化所需的时间，因此可以缩短压固工序所需的时间。

专利文献1：实用新案登录第3051584号公报(图1)

发明内容

但是，在上述现有的丙烯酸类树脂材料和木板的粘合方法中，由于由外部对丙烯酸类树脂材料和木材进行加热，因此丙烯酸类树脂材料和木板由表面侧开始温度缓缓地上升。因此，由外部所施加的热到达内部(最深部)，使对象物整体的温度高于可以促进粘合剂的干燥的规定温度耗费时间。因此，存在未实现压固工序所需时间的缩短的问题。

另一方面，如果提高加热丙烯酸类树脂材料和木板的加热温度，相应的，虽然可以实现压固工序所需时间的缩短，但由于丙烯酸类树脂材料不耐热，有在100℃以上的加热下发生变形的可能，因此不能提高加热温度(100℃以上)。因此，存在通过提高加热温度这一方法，无法实现压固工序所需时间的缩短的问题。

本发明是为了解决上述问题而作出的发明，目的在于提供一种可实现粘合剂的固化所需时间的缩短的叠层板的制造方法。

为了达到该目的，本发明的叠层板的制造方法为，将木材和树脂材料层叠，用间苯二酚类的树脂粘合剂将层叠了的上述木材和树脂材料粘合从而进行一体化的叠层板的制造方法，该方法具备下述工序：在上述木材和树脂材料的至少任意一方的粘合面上涂布上述树脂粘合剂的涂布工序；以使涂布于上述粘合面的上述树脂粘合剂介于上述木材和树脂材料之间的方式将上述木材和树脂材料的粘合面重合，将上述木材和树脂材料层叠的层叠工序；在层叠方向对该层叠了的上述木材和树脂材料加压的同时，在对上述木材和树脂材料加压的状态下照射电磁波，加热上述树脂粘合剂的压固工序。

根据本发明的叠层板的制造方法，在涂布工序中，在木材和树脂材料的至少任意一方的粘合面上涂布间苯二酚类的树脂粘合剂，同时在层叠工序中以使涂布了所述树脂粘合剂的粘合面介于木材和树脂材料之间的方式将木材和树脂材料的粘合面重合，由此将木材和树脂材料层叠。之后，在压固工序中，在层叠方向对在层叠工序中层叠了的木材和树脂材料加压，同时通过对被在层叠方向加压的木材和树脂材料进行电磁波照射，将树脂粘合剂介电加热，由内部发热，该发热的树脂粘合剂固化，由此使层叠的木材和树脂材料粘合而一体化。另一方面，由于树脂材料难以吸收电磁波，因此即使对树脂材料进行电磁波照射，树脂材料的温度也难以上升。

由此，由于通过电磁波将设置在木材和树脂材料之间的树脂粘合剂介电加热，由内部发热使其固化，因此能够防止树脂材料的变形，同时与由外部对木材和树脂材料加热使树脂粘合剂固化时相比，具有可以缩短树脂粘合剂固化所需的时间的效果。

要说明的是，在压固工序中，也可以由与层叠方向交叉的方向照射电磁波。此时，具有以下的效果：由于由与层叠方向不同的方向对木材和树脂材料照射电磁波，因此可以使对木材和树脂材料进行加压的加压作业与对被加压的木材和树脂材料照射电磁波的照射作业彼此互不干涉地顺利进行。

另外，木材和树脂材料可以形成为具备底面和具有比该底面的各边要长的侧边的侧面的棱柱状，在层叠工序中，可以将木材和树脂材料以使它们的侧面对接的方式层叠。在压固工序中，对于在层叠工序中层叠了的木材和树脂材料，可以对侧面加压，同时由与下述平面交叉的方向照射电磁波，所述平面为与侧面正交、且与侧边平行的平面。

在此，对于在层叠工序中层叠了的木材和树脂材料，可以以用与它们的侧面正交且与侧边平行的平面(以下称为“平行面”)切断的截面的面积比它们的侧面的面积大的方式形成。此时，与在层叠工序中层叠了的木材和树脂材料以侧面的面积比用平行面切断的截面的面积大的方式形成的情况相比，在压固工序中加压的面积比侧面的面积小，同时可以缩短在与平面交叉的方向上的木材和树脂材料的长度。因此，具有以下效果：在压固工序中，可以在减小对木材和树脂材料的侧面加压的负荷的同时，缩短照射电磁波的时间。

而且，树脂材料可以由甲基丙烯酸类树脂构成。此时，所制造的叠层板的甲基丙烯酸类树脂部分具有高于玻璃的光线透射率，透明性优异，因此由光源投向叠层板的光虽然不能通过木材部分，但可以透过甲基丙烯酸类树脂部分。因此，具有通过将叠层板用于桌子等的家具或地板等的建具(建具)，由透过甲基丙烯酸类树脂部分的光可以提高家具和建具的装饰性的效果。

附图说明

图1为本发明的第1实施方式的叠层板的立体图。

图2为表示粘合前的状态的木板和树脂板的立体图。

图3为叠层板的正面图。

图4为表示叠层板的制造方法的流程图。

图5(a)为试验片X的立体图，(b)为试验片Y的立体图。

图6(a)为关于粘合力的试验结果的表，(b)为关于粘合面的剥离的试验结果的表。

图7表示本发明的第2实施方式的叠层板，(a)为叠层板的立体图，(b)为叠层板的正面图。

符号说明

1、200叠层板

10、210木板(木材)

11底面

12侧面

14侧边

20、220树脂板(树脂材料)

21底面

22侧面

24侧边

30树脂粘合剂

S1涂布工序

S2层叠工序

S3压固工序

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的优选实施方式进行说明。图1为本发明的第1实施方式的叠层板1的立体图，表示木板10和树脂板20粘合的状态。图2为表示粘合前的状态的木板10和树脂板20的立体图。图3为叠层板1的正面图。

在图1中，省略叠层板1在层叠方向上的中间部分的图示，并将Z所示的部分放大显示。在所述放大部分中，为了图示出树脂粘合剂30，该树脂粘合剂30的涂布量较多地示出。在图2中，只图示出层叠的多个木板10和树脂板20中的一部分。在图3中，加压方向和照射方向以不同的箭头图示。应予说明，在图1～图3中，为了使附图容易理解，在多个相同结构中，只对多个结构中的一部分结构标注符号，使图简略化。在图5和图7中也是同样的。

如图1所示，叠层板1为用涂布于粘合面(后述的一对侧面12)的树脂粘合剂30使交替层叠的木板10和树脂板20粘合，从而一体化的板状构件，用木板10和树脂板20构成竖条纹图案。对叠层板1的表面实施抛光处理(在由布、皮、橡胶等具有柔软性的材料制成的柔软的抛光轮上附着磨粒，边使该抛光轮旋转边抵触工作物，进行表面研磨的加工)。由此，可以使树脂板20的透明度提高，因此通过透过叠层板1的光可以提高装饰性。

叠层板1形成为厚度40mm、宽度920mm、全长2440mm的大型的板状。这样，通过将叠层板1大型化，不仅可以用于椅子、桌子等的家具，还可以用于台阶、门、墙壁和地板等的建具，因此可以扩大叠层板1的应用范围，实现商品性的提高。

如图2所示，木板10形成为具有底面11、具有比该底面11的各边长的侧边14的相对的一对侧面12和与侧面12具有共同的侧边14的相对的一对平面13的四棱柱状。木板10可以由橡树材料等的木材构成，其含水率在温度为35℃以下的状态下为6％～15％。

如图2所示，树脂板20形成为具有底面21、具有比该底面21的各边长的侧边24的相对的一对侧面22和与侧面22具有共同的侧边24且相对的一对平面23的四棱柱状，由甲基丙烯酸类树脂等的树脂材料构成。树脂板20的侧面22与木板10的侧面12形成为大致相同的形状，但树脂板20的平面23在树脂板20的长度方向(图1的上下方向)上的长度与木板10的平面13相同，在叠层板1的板厚方向上(图1的左右方向)的长度为木板10的平面13的大致四分之一左右。

树脂粘合剂30为间苯二酚类粘合剂，在树脂板20的一对侧面上分别涂布。另外，间苯二酚类粘合剂以间苯二酚树脂或苯酚·间苯二酚树脂为主成分构成，通过以酸或碱为催化剂使作为主剂的间苯二酚和甲醛发生缩合反应并使其溶解于水、醇得到溶液，添加低聚甲醛粉末作为固化剂而生成。主剂和固化剂的标准配合设定为：以质量比计主剂为100％比例时，固化剂为15％的比例。

接着，参照图2～图4，对于叠层板1的制造方法进行说明。图4为表示叠层板1的制造方法的流程图。在制造叠层板1时，如图4所示，在涂布工序S 1和层叠工序S2后进行压固工序S3。具体的，首先，在木板10和树脂板20的各粘合面、即树脂板20的各侧面22的整个面上均匀地涂布树脂粘结剂30(涂布工序S1)。涂布于该各侧面22的树脂粘合剂30的涂布量为200g/m²。涂布树脂粘合剂30后，到将树脂10和树脂板20的相对的侧面12、22重合为止间隔10分钟的沉积时间后，进行层叠工序S2。通过该沉积时间，可以使涂布的树脂粘合剂30的水分、溶剂挥发。

如图2所示，在层叠工序S2中，以使涂布于树脂板20的各侧面22的树脂粘合剂30介于木板10和树脂板20彼此相对的侧面12、22之间的方式使它们的相对的各侧面12、22重合，使木板10和树脂板20交替层叠。然后，对层叠的木板10和树脂板20进行压固工序S3。

如图3所示，在压固工序S3中，为了使木板10和树脂板20彼此相对的各侧面12、22粘合，在层叠方向(图3的左右方向)对层叠了的木板10和树脂板20的侧面12、22加压，同时在木板10和树脂板20被加压的状态下照射电磁波，加热树脂粘合剂30(参照图2)。在所述压固工序S3中，电磁波由与层叠方向交叉的方向，具体的是，由与木板10和树脂板20的平面13、23正交的叠层板1的上下方向(图3上下方向)照射。

对层叠了的木板10和树脂板20加压的压力设定为0.68～1.47MPa之间。即，气干比重为0.6以上时，即对于硬材设定为0.98～1.47MPa，在气干比重为0.6以下时，即对于软材设定为0.68～0.98MPa之间，其中所述气干比重为木板10干燥时的重量与和木板10干燥时的体积相同体积的水的重量以体积比率表示的值。

由叠层板1的上下方向照射的电磁波设定为3MHz～300MHz的频率区域的高频，使用未图示的高频介电加热输出装置以7～10KW的输出功率进行照射，以使树脂粘合剂30的温度为70～80度。例如，如果以8KW的输出功率照射高频由内部发热，以使树脂粘结剂30的温度为80度，则用于厚度40mm、宽度920mm、全长2440mm大小的叠层板1的树脂粘合剂30固化所需时间(压固工序所需时间)为40分钟，为使所述树脂粘合剂30完全固化的养护时间在2天即可完成。

另一方面，由于树脂粘合剂30为间苯二酚类粘合剂，可以加入固化剂在常温使其固化，但如果在常温下固化，则在叠层板1为上述大小时，树脂粘合剂30固化所需的时间(压固工序所需时间)必须为24小时左右，养护时间也需要7天。另外，在经由木板10和树脂板20由外部对树脂粘合剂30加热时，与使得树脂粘合剂30在常温下固化时相比，虽然固化时间缩短，但由于无法在100℃以上的高温下进行加热，因此也需要数小时。

与此相对，在通过电磁波将设置在木板10和树脂板20之间的树脂粘合剂30介电加热，由内部发热时，由于树脂粘合剂30自身发热，因此与由外部进行加热的情况相比，热效率提高且经济，同时通过自由地控制电磁波电力，可以迅速地控制温度。此外，由于不进行为了提高树脂粘合剂30的温度的燃烧，因此可以不产生有毒气体、不使周围环境形成高温，良好地保持作业环境。另外，与由叠层板1的外部对树脂粘合剂30进行加热时相比，树脂板20的温度不易上升，因此可以防止由热导致树脂板20发生变形。

另外，由于电磁波由与层叠方向(加压方向)交叉的方向照射，因此可以使加压方向和照射方向不同。由此，可以使对木板10和树脂板20进行加压的加压作业与对被加压的木板10和树脂板20照射电磁波的照射作业彼此互不干涉地顺利进行。

而且，在层叠工序S2中，层叠的木板10和树脂板20，可以以用与它们的侧面12、22正交且与侧边14、24平行的平面(与叠层板1的上面或下面平行的平面)切断的截面的面积比木板10和树脂板20的侧面12、22的面积大的方式形成。由此，叠层板1可以以加压的侧面面积比电磁波照射的上面的面积小的方式形成，因此与木板10和树脂板20形成为平板状在上下方向进行层叠时相比(参照图7的第2实施方式)，在压固工序中可以减小加压面积，同时可以缩短在电磁波照射方向(图3的上下方向)上叠层板1的长度(板厚)。因此，在压固工序S3中，可以在减小对木板10和树脂板20的侧面12、22加压的负荷的同时，缩短照射电磁波的时间。

另外，由于制造的叠层板1的树脂板20由甲基丙烯酸类树脂构成，因此具有高于玻璃的光线透射率。因此，叠层板1的透明性优异，因此由光源投向叠层板1的光虽然不能透过木板10，但可以透过树脂板20。因此，通过将叠层板1用于桌子等的家具或地板等的建具，由通过树脂板20的光可以提高家具和建具的装饰性。

在此，通过上述制造方法制造图5(a)所示的试验片X，同时从试验片X切削加工图5(b)所示的试验片Y，使用这些试验片X和试验片Y，进行涉及粘合力和粘合面的剥离的试验，结果得到图6所示的数值。参照图5和图6，对于涉及粘合力和粘合面的剥离的试验结果进行说明。图5(a)是试验片X的立体图，图5(b)是试验片Y的立体图。另外，在图5(a)中，将M所示的部分放大图示。图6(a)是关于粘合力的试验结果的表，图6(b)是关于粘合面的剥离的试验结果的表。

如图5(a)所示，试验片X为，将5片木板110和由甲基丙烯酸类树脂构成的4片树脂板120交替层叠，通过高频使涂布于各树脂板120的一对侧面122(合计8面)的树脂粘合剂30固化，进行一体化得到的。木板110形成为厚度25mm、宽度20mm、全长490mm的大小，同时树脂板120形成为厚度25mm、宽度5mm、全长490mm的大小。因此，试验片X整体形成为厚度25mm、宽度120mm、全长490mm的大小，粘合总面积为25mm×490mm×8＝98m²。如图5(b)所示，试验片Y是通过切削加工试验片X形成的，木板110a和树脂板120a的粘合面积设定为25mm×13mm＝3.23cm²。

在涉及粘合力和粘合面的剥离的试验中，测定在不同条件(常温、高温和低温)下放置的10片试验片Y的粘合力，同时观察在高温和低温下粘合面的剥离状态。另外，在涉及粘合面的剥离的试验中，观察在耐湿耐干条件下放置的试验片X的粘合面的剥离状态。对于粘合力，使用未图示的2t万能试验机，以拉伸速度为10mm/分钟进行拉伸剪切试验，测定试验片Y的粘合面剥离时的拉力，将所述拉力作为粘合力。

参照图5和图6(a)，对涉及粘合力的试验结果进行说明。对于在常温(常态)条件下的10片的试验片Y进行上述拉伸剪切试验。10片的试验片Y的平均粘合力为15.89MPa，最小粘合力为13.83MPa，最大粘合力为17.46MPa。对于高温条件下的试验片Y，具体的是在80℃的温水中浸渍5小时后在常温下干燥约24小时的10片试验片Y，与常温(常态)的情况相同地进行拉伸剪切试验。10片试验片Y的平均粘合力为16.18MPa，最小粘合力为10.2MPa，最大粘合力为19.02MPa。对于低温条件下的试验片Y，具体的是投入设定为-10℃的恒温恒湿槽内24小时后在常温下干燥约24小时的10片试验片Y，与常温(常态)和高温的情况相同地进行拉伸剪切试验。10片的试验片Y的平均粘合力为16.97MPa，最小粘合力为12.16MPa，最大粘合力为21.08MPa。

接着，参照图6(b)，对于涉及粘合面的剥离的试验结果进行说明。上述高温条件下的10片的试验片Y和上述低温条件下的10片的试验片Y均未发现粘合面的剥离。另外，对于在耐湿耐干条件下，具体的是投入温度为40℃、湿度为90％的槽内72小时后投入温度为60℃、湿度为30％的槽内72小时的1片试验片X，观察粘合面的剥离状态。未发现试验片X的粘合面剥离。

由上述试验结果可知，在常温、高温和低温的任一条件下，通过上述制造方法制造的试验片X的粘合力良好，粘合面的木破率为100％，是稳定的。另外，在高温、低温和耐湿耐干的任一条件下，未发现通过上述制造方法制造的试验片X、Y剥离。

此外，对于使树脂粘合剂30在常温下固化形成的试验片X、Y，也进行上述涉及粘合力和粘合面的剥离的试验。其结果为，任一的试验片X均具有与用高频使树脂粘合剂30固化形成的试验片Y相同的粘合力，任一试验片X、Y均未剥离。由此，通过上述制造方法制造的叠层板1具有与在常温下固化时相同的品质，同时由于可以缩短固化所需时间，因此生产性提高。

参照图7，对本发明的第2实施方式的叠层板200的制造方法进行说明。图7表示本发明的第2实施方式的叠层板200，(a)为叠层板200的立体图，(b)为叠层板200的正面图。在图7中，省略在与叠层板200的层叠方向正交的方向上的中间部分的图示，将N所示的部分放大图示。

第1实施方式的叠层板1为，木板10和树脂板20形成为棱柱状，用木板10和树脂板20构成竖条纹图案，与此相对，第2实施方式的叠层板200为，木板210和树脂板220形成为平板状，用木板210和树脂板220构成横条纹图案。在叠层板200中，树脂粘合剂30涂布于树脂板220的各平面223上。由于叠层板200由形成为平板状的木板210和树脂板220形成，因此在将叠层板1、200设定为相同体积时，与叠层板1相比，可以减少形成叠层板200的木板210和树脂板220的片数。由此，由于可以减少涂布工序S1中的在树脂板220的平面223上涂布树脂粘合剂30的次数和在层叠工序S2中的层叠作业的次数，因此可以提高作业性。

以上，基于实施方式说明本发明，但本发明不受上述实施方式的任何限定，可以容易地推测，在不脱离本发明主旨的范围内，可以进行各种改良变更。

例如，在上述各实施方式中，木板10、210和树脂板20、220在层叠工序中交替层叠，但未必限定于此，也可以是只在层叠方向的中央部分或端部配置树脂板20、220的结构。此时，可以突显木板10、210和树脂板20、220的对比，因此可以提高商品性。

在上述各实施方式中，木板10、210的板厚比树脂板20、220的板厚要厚，但未必限定于此，两者可以为相同的板厚，相反地，还可以使树脂板20、220的板厚比木板10、210的板厚要厚。此时，可以改变透过树脂板20、220的光的量，因此可以提高树脂板1、200的商品性。

另外，在上述实施方式中，树脂板20、220由甲基丙烯酸类树脂构成，但未必限定于此，还可以由尼龙、ABS树脂等其它树脂材料构成。此时，叠层板1、200的树脂板20、220可以为非透过性的。由此，可以扩大叠层板1、200的应用范围，可以提高商品性。

此外，在上述第1实施方式中，木板10和树脂板20形成为四棱柱状，但未必限定于此，具有相对的一对平行的侧面12、22即可。因此，还可以形成为五棱柱状、六棱柱状，一对平面13、23也可以形成为曲面状。此时，由于可以使透过树脂板20的光的折射率发生变化，因此可以扩大叠层板1的应用范围，可以提高商品性。

而且，在上述各实施方式中，照射的电磁波设定为高频，但未必限定于此，叠层板1、200的尺寸小时或叠层板1、200的形状复杂时，可以使用300MHz～3GHz的微波。此时，通过微波，即使叠层板1、200为复杂形状也可以进行大致均匀的加热。

Claims (4)

1.叠层板的制造方法，其是将木材和树脂材料层叠，用间苯二酚类的树脂粘合剂将层叠了的上述木材和树脂材料粘合从而一体化的叠层板的方法，所述方法具备：

在上述木材和树脂材料的至少任意一方的粘合面上涂布上述树脂粘合剂的涂布工序；

以使涂布于上述粘合面的上述树脂粘合剂介于上述木材和树脂材料之间的方式使上述木材和树脂材料的粘合面重合，将上述木材和树脂材料层叠的层叠工序；

在层叠方向对层叠了的上述木材和树脂材料加压，同时在对上述木材和树脂材料加压的状态下照射电磁波，加热上述树脂粘合剂的压固工序。

2.根据权利要求1所述的叠层板的制造方法，其中在上述压固工序中，由与上述层叠方向交叉的方向照射上述电磁波。

3.根据权利要求2所述的叠层板的制造方法，其中，

上述木材和树脂材料形成为具备底面和具有比该底面的各边要长的侧边的侧面的棱柱状，

在上述层叠工序中，将上述木材和树脂材料以它们的侧面对接的方式层叠，

在上述压固工序中，对层叠了的上述木材和树脂材料的侧面加压，同时层叠了的上述木材和树脂材料形成为，用与上述侧面正交且与上述侧边平行的平面切断的截面的面积比上述侧面的面积大，对上述木材和树脂材料，由与下述平面交叉的方向照射上述电磁波，所述平面为与上述侧面正交且与上述侧边平行的平面。

4.根据权利要求1～3任一项所述的叠层板的制造方法，其中上述树脂材料由甲基丙烯酸类树脂构成。

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