JP2000043205A - 積層材の製造方法 - Google Patents
積層材の製造方法Info
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Abstract
ることができる積層材の製造方法を提供する。 【解決手段】 耐加熱性のある粉体3と熱可塑性樹脂4
を含有する複合材1を形成する。複合材1を加熱して基
材2の表面に加圧接着する。複合材1と基材2を接着す
る際に接着剤が不要となる。また溶融した複合材1の熱
可塑性樹脂4が基材2へ浸透することによって生じるア
ンカー効果によって、複合材1と基材2の接着性を高く
することができる。
Description
して使用される積層材の製造方法に関するものである。
保護用の樹脂シートを設けて基材の層と樹脂シートの層
から構成される積層材を形成することが行なわれてい
る。基材としては主に不織布、紙、樹脂シート類が用い
られ、その他に木材(単板)や合板などの木質系基材が
用いられている。基材の表面に樹脂シートを設けるにあ
たっては基材に樹脂シートを接着剤で接着するようにし
ており、接着剤としては水溶性接着剤よりも接着性の高
いホットメルト接着剤や溶剤系接着剤が用いられてい
る。また基材の表面に樹脂シートを設けるにあたって
は、加熱して溶融させた樹脂シートを基材の表面に加圧
接着することも行なわれている。
着剤を用いて積層材を製造する方法では、基材の層と樹
脂シートの層の接着性(密着性)を高めるために、基材
の表面にプライマー処理(表面の平滑化処理)やプラズ
マ処理(表面の粗面化処理)などの表面処理が必要とな
り、製造工程の増大化や複雑化を招くという問題があっ
た。特に、建材として用いられる積層材を製造する場合
には、表面処理を施す基材の表面積が大きくなるため
に、表面処理のための大掛かりな装置が必要となったり
表面処理が施しにくくなるという問題があった。
接着する方法では、溶融した樹脂シートが硬化する際に
大きな収縮を起こすと共に溶融した樹脂シートは線膨張
係数が大きくて寸法安定性や成形性(保形性)が小さい
ので、基材の層と樹脂シートの層の接着性(密着性)を
高くすることができないという問題があった。
あり、表面処理を施さなくても層間の接着性を高めるこ
とができる積層材の製造方法を提供することを目的とす
るものである。
積層材の製造方法は、耐加熱性のある粉体3と熱可塑性
樹脂4を含有する複合材1を形成し、複合材1を加熱し
て基材2の表面に加圧接着することを特徴とするもので
ある。
方法は、請求項1の構成に加えて、基材2として木質系
基材を用いることを特徴とするものである。
方法は、請求項1の構成に加えて、基材2として無機質
系基材を用いることを特徴とするものである。
方法は、請求項1乃至3のいずれかの構成に加えて、熱
可塑性樹脂4としてオレフィン系樹脂を用いることを特
徴とするものである。
方法は、請求項1乃至4のいずれかの構成に加えて、粉
体3として木粉を用いることを特徴とするものである。
方法は、請求項1乃至5のいずれかの構成に加えて、複
合材1に30〜70重量%の粉体3を含有させることを
特徴とするものである。
項1乃至6のいずれかの構成に加えて、複合材1の熱可
塑性樹脂4に対して同等以下の融点を有する樹脂シート
5を複合材1と基材2の間に介在させることを特徴とす
るものである。
項7の構成に加えて、複合材1と樹脂シート5をラミネ
ートすることを特徴とするものである。
項7又は8の構成に加えて、樹脂シート5は酸基を有す
る樹脂で形成されていることを特徴とするものである。
融時の流動性が複合材1よりも高い樹脂シート5を用い
ることを特徴とするものである。
求項7乃至10のいずれかの構成に加えて、複合材1の
押出成形、及び複合材1と樹脂シート5のラミネート、
及び複合材1と樹脂シート5の基材2への加圧接着を連
続的に行なうことを特徴とするものである。
する。
て溶融したり形状が崩れたり破壊されたりすることが少
なく、複合材1中にほぼ均一に分散可能な大きさ(50
〜300μm程度)の粉体を用いることができ、おがく
ず、パルプ粉、パーチクルボードの切削粉などの木粉を
好適に用いることができる。また粉体3としては炭酸カ
ルシウム、タルク、シラスバルーンなどの無機質粉体を
木粉と併用することができ、これを併用することによっ
て、複合材1(複合材1から形成される層)の研磨性や
寸法安定性を高くすることができ、しかも木粉のみを用
いるよりもコストダウンを図ることができる。
に木質感を付与することができ、積層材を木質感のある
外観に形成することができる。また粉体3として木粉を
用いると共に基材2として木質系基材を用いた場合は、
木粉と木質系基材が同系(どちらも木質系)であるため
に両者の親和性が高く、従って、複合材1を基材2の表
面に接着した際に複合材1と基材2の接着性(密着性)
を高くすることができる。
価なオレフィン系樹脂を好適に用いることができ、ポリ
プロピレン(PP)やポリエチレン(PE)などを例示
することができる。またその他の熱可塑性樹脂4として
ポリ塩化ビニル(PVC)やポリスチレン(PS)やA
BS樹脂(アクリロニトリルとブタジエンとスチレンの
共重合体)を用いることができる。
でき、木材(単板)、合板、繊維板、OSB(オリエン
テッドストランドボード)、無機系繊維などの木質系繊
維以外の繊維と木質系繊維を含有する繊維板などを例示
することができる。また基材2としてはロックウール系
繊維板などの無機質系基材を用いることができる。
ては、まず加熱溶融させた熱可塑性樹脂4と粉体3を均
一に混合し、この混合物を押出成形やプレス成形などに
よりシート状に成形して複合材1を形成する。この時の
熱可塑性樹脂4の加熱温度は熱可塑性樹脂4が溶融する
温度以上であればよく、使用する熱可塑性樹脂4の種類
に応じて適宜設定する。
70重量%の粉体3を含有させるのが好ましい。粉体3
の含有量が30重量%未満であれば粉体3の含有量が低
すぎて、複合材1と基材2の接着性を高くするなど、本
発明の効果を発揮することができなくなる恐れがあり、
粉体3の含有量が70重量%を超えると粉体3の含有量
が高すぎて、複合材1の流れ性が低くなって成形性が低
下したり複合材1が脆くなったりする恐れがある。また
複合材1の厚みは適宜設定することができるが、例え
ば、0.5〜3mmにすることができる。
わせて配置し、複合材1のみあるいは複合材1と基材2
を加熱して複合材1を溶融させると共に複合材1と基材
2を密着させるように加圧接着する。あるいは複合材1
を加熱して溶融させた後、この複合材1を基材2の表面
に重ね合わせて配置し、複合材1と基材2を密着させる
ように加圧接着する。この時の加熱は、複合材1あるい
は複合材1と基材2を180〜200℃の雰囲気下に5
〜10分間放置するようにして行なうことができる。ま
たこの時の加圧は、プレス機等で複合材1を基材2側に
押圧するようにして行なうことができ、圧力は10kg
/cm2程度、時間は30秒間程度に設定することがで
きる。
基材2を自然放熱などで冷却して複合材1を固化させる
ことによって、図1に示すような、基材2の表面に複合
材1が接着されて一体化された積層材を形成することが
できる。
1を基材2の表面に加圧接着するので、接着剤が不要と
なり、従って、接着剤を用いる場合に必要なプライマー
処理やプラズマ処理などの表面処理が不要となり、製造
工程の増大化や複雑化を防ぐことができる。また複合材
1に粉体3を含有させているので、粉体3と基材2の親
和性によって、樹脂のみの樹脂シートを用いた場合より
も複合材1と基材2の接着性を高くすることができると
共に、溶融した複合材1の熱可塑性樹脂4が基材2へ浸
透することで生じるアンカー効果によって、接着剤を用
いた場合よりも複合材1と基材2の接着性を高くするこ
とができる。
性の粉体3の混合物であるので、熱可塑性樹脂のみから
なる樹脂シートに比べて、熱可塑性樹脂4の溶融温度に
まで加熱したとしても粘度の急激な低下(流動性が高く
なる)ことがなくて保形性を確保することができ、取り
扱いやすくなって、加熱後に基材2に重ね合わせたりす
る際の作業性を高くすることができる。また加圧接着す
る際のクリアランスを操作するだけで、つまり加圧接着
時の圧力を操作するだけで、複合材1からなる層の厚み
を容易に規制することができ、複合材1からなる層の厚
みを容易に設定することができる。
良好な成形性を有するので、基材2への接着と同時に所
望の形状に成形(押出成形やプレス成形)することが可
能である。また熱可塑性樹脂のみからなる樹脂シートと
比較して、複合材1は粉体3を含有しているために線膨
張係数が小さく、接着の際の寸法安定性を高くすること
ができると共に接着後の複合材1からなる層の寸法安定
性も高くすることができる。
は図1のものにおいて、複合材1と基材2の間に樹脂シ
ート5を設けて形成されている。樹脂シート5は複合材
1の熱可塑性樹脂と同様の熱可塑性樹脂を用いて厚み2
0〜200μmに形成することができるが、樹脂シート
5の樹脂としては複合材1の熱可塑性樹脂に対して同等
以下の融点を有するものを用いるのが好ましい。
材1の熱可塑性樹脂と同等以下の融点のものを用いるこ
とによって、複合材1のみを加熱溶融して加圧接着する
場合よりも低い温度で樹脂シート5を溶融させて複合材
1と基材2に接着させると共に樹脂シート5で複合材1
と基材2を接着させることができ、複合材1のみを加熱
溶融して加圧接着する場合よりも複合材1の接着を早め
ることができるものである。また複合材1のみを加熱溶
融して加圧接着する場合よりも低い温度で複合材1と基
材2を接着させることができ、複合材1のみを加熱溶融
して加圧接着する場合よりも加熱温度を低くしたり加圧
力を小さくすることができて複合材1や基材2に破損が
発生しにくくなるものである。つまり複合材1と同等の
融点を持つ樹脂シート5を使用しても、後述のように樹
脂シート5は複合材1に比較して流動性が高いために、
樹脂シート5を使用しない場合に比較して、加圧条件を
低く設定することができるなどのメリットがある。
るものを用いるのが好ましい。このような樹脂として
は、マレイン酸や無水マレイン酸などで変性し、マレイ
ン酸などを酸基として有するポリプロピレンやポリプロ
ピレンを用いた共重合樹脂などを使用することができ
る。このように酸基を有する樹脂で形成される樹脂シー
ト5を複合材1と基材2との間に介在させると、酸基に
よって樹脂シート5と複合材1の親和性及び樹脂シート
5と基材2(特に木質系基材)の親和性を高めることが
でき、酸基を有さない樹脂で形成される樹脂シート5を
用いた場合よりも、複合材1と基材2と樹脂シート5の
接着強度を高めることができるものである。
流動性が複合材1の溶融時の流動性よりも高いものを用
いるのが好ましい。樹脂シート5及び複合材1の流動性
の指標は、JIS K 7210の熱可塑性プラスチッ
クの流れ性試験方法で規定されるメルトフローレート
(略称:MFR、メルトインデックス(略称:MI)と
同意義)を用いる。このような樹脂シート5としては、
例えば、MFR20のPE系共重合樹脂やMFR25の
PP系共重合樹脂を用いることができる。ここで具体例
を挙げる。MFR20のポリプロピレンで形成される複
合材料1と、MFR60、20、8の三種類の樹脂シー
ト5をそれぞれ組み合わせて三種類の積層材を形成し
た。三種類とも同圧力で加圧成形すると、複合材1より
もMFRが大きい樹脂シート5(MFR60)を用いた
場合が、他の樹脂シート5を用いた場合よりも基材2へ
の入り込みが大きくなってアンカー効果が高くなった。
逆に言えば、複合材1よりもMFRが大きい樹脂シート
5を用いることによって、低圧条件で成形しても基材2
への入り込みが大きくなって、基材2への樹脂シート5
及び複合材1の融着が可能となるのである。尚、MFR
8であっても融点の低い樹脂で樹脂シート5形成すれ
ば、基材2への樹脂シート5及び複合材1の融着が可能
である。
も高い樹脂シート5を用いるので、複合材1のみを加熱
溶融して加圧接着するのと同条件、あるいはこれよりも
温度が低い条件で基材2に複合材1を接着させる場合で
あっても、溶融した樹脂シート5を基材2に入り込まる
ようにして複合材1と樹脂シート5と基材2と接着させ
ることができ、複合材1のみを加熱溶融して加圧接着す
る場合よりも複合材1の基材2への接着力を高めること
ができるものである。
シート5を介在させた積層材を形成するにあたっては、
図3に示すように、基材2の表面に樹脂シート5を重ね
て置くと共に樹脂シート5の表面に複合材1を重ねて置
き、この後、複合材1と樹脂シート5あるいは複合材1
と樹脂シート5と基材2を加熱して複合材1及び樹脂シ
ート5を溶融させると共に複合材1と樹脂シート5と基
材2を密着させるように加圧接着する。あるいは複合材
1及び樹脂シート5を加熱して溶融させた後、この複合
材1と樹脂シート5を基材2の表面に重ね合わせて配置
し、複合材1と樹脂シート5と基材2を密着させるよう
に加圧接着する。この時の加熱条件や加圧条件は上記と
同様に設定することができる。
樹脂シート5と基材2を自然放熱などで冷却して複合材
1及び樹脂シート5を固化させることによって、図2に
示すような、基材2の表面に複合材1及び樹脂シート5
が接着されて一体化された積層材を形成することができ
る。
を介在させた積層材は、図4に示すような製造装置を用
いて連続的に製造することができる。図4において、1
0は押出成形機であって、シート状の複合材1を連続的
に押出成形するものである。11は対向して配置される
一対のラミネートロールであって、これらの間に複合材
1と樹脂シート5を挟んで両者をラミネートするもので
ある。12はプレスロールであって、ラミネートされた
複合材1と樹脂シート5を基材2の表面に押し付けて接
着させるものである。13は加圧冷却用ロールであっ
て、基材2に接着された複合材1及び樹脂シート5を基
材2に押し付けると共に複合材1及び樹脂シート5を冷
却するものである。14はカッターであって、基材2に
接着された複合材1及び樹脂シート5を所定の大きさに
切断するものである。
にあたっては、まず押出成形機10で加熱溶融させた熱
可塑性樹脂4と粉体3を均一に混合し、この混合物をシ
ート状に押出成形して複合材1を形成する。次に、樹脂
シート5をロール体15から解きながらラミネートロー
ル11の間に導入すると共に押出成形されたシート状の
複合材1をラミネートロール11の間に導入し、樹脂シ
ート5を複合材1の片面にラミネートする。この後、ラ
ミネートされた複合材1と樹脂シート5を搬送ロール1
6で連続的に搬送されてくる基材2の表面に重ね合わせ
て配置し、プレスロール12により複合材1の上側から
複合材1と樹脂シート5を押圧して複合材1と樹脂シー
ト5を基材2に熱融着させる。次に複合材1と樹脂シー
ト5が熱融着された基材2は、搬送ロール16にて加圧
冷却用ロール13の下側にまで搬送される。次に加圧冷
却用ロール13により複合材1の上側から複合材1と樹
脂シート5を3〜15kg/cm2で押圧して複合材1
と樹脂シート5を基材2に接着させると共に複合材1と
樹脂シート5を常温付近にまで冷却して固化させる。こ
の後、複合材1及び樹脂シート5をカッター14で切断
することによって、積層材を形成することができる。
ることによって、複合材1の再加熱や樹脂シート5の加
熱の必要がないかあるいは非常に少なくすることがで
き、生産性の向上及び省エネルギー化を図ることができ
る。つまり、複合材1を押出成形した後、複合材1を冷
却することなく樹脂シート5とラミネートすると共に基
材2の表面に載置するので、複合材1を溶融状態で基材
2の表面に載置することができると共に複合材1に残存
する押出成形の際の熱で樹脂シート5を加熱溶融させる
ことができ、複合材1の再加熱や樹脂シート5の加熱の
必要がないかあるいは非常に少なくすることができるの
である。
ことによる基材2の加熱条件を緩くしたり加熱する必要
がなくなる効果と相まって、加熱冷却用ロール13によ
る連続的な加圧冷却が可能であるために、生産性を低下
させずに積層材(基材2)の反りを抑制することができ
るものである。さらに複合材1を押出成形することによ
って、複合材1が押出方向に延伸されることになってプ
レス成形などに比較して強度が向上することになり、こ
のために積層材の強度を向上させることができるもので
ある。また複合材1を押出成形により連続的に形成する
ことによって、複合材1に連続的な他の成形、例えば、
積層材を床材として用いる場合のサネ形状の加工や押出
方向に長いV溝の加工などの連続的な成形が可能になる
ものである。
る。
樹脂4としてポリプロピレン50重量%を用意した。ま
た粉体3として木粉50重量%を用意した。これらを混
合した後、押出成形して厚み2mmのシート状の複合材
1を形成した。また基材2としては厚み12mmの合板
を用いた。
複合材1と基材2を加熱すると共に複合材1を基材2の
表面に重ね合わせ、10kg/cm2の圧力で両者を加
圧接着することによって積層材を形成した。
面サンダー及びプラズマ処理の表面処理を施した後、基
材2の表面に二液型水性ユリア系接着剤を塗布し、この
面に複合材1を重ね合わせると共に120℃加熱して接
着剤を硬化させることによって、基材2の表面に複合材
1を接着剤により接着して積層材を形成した。尚、上記
の表面処理を行なわない場合は、基材2に複合材1を接
着させることができなかった。
た積層材について、JAS規格(普通合板)の1類浸漬
剥離試験を行なった。結果を表1に示す。
した比較例の積層板よりも、複合材1と基材2を加熱加
圧接着した実施例1乃至3のほうが層間の剥離が起こり
にくくなった。
材1及びPE系共重合樹脂(日本ポリオレフィン(株)
製の品番ET182で厚み20μm)の樹脂シート5を
200℃に加熱溶融させると共に実施例1乃至3と同様
の基材2を100℃に加熱し、樹脂シート5と複合材1
をこの順で基材2の表面に重ね合わせ、10kg/cm
2、200℃、10秒間の条件で両者を加圧接着(熱プ
レスによる接着)することによって積層材を形成した。
以外は実施例6と同様にして積層材を形成した。
際の温度を140℃にした以外は実施例4と同様にして
積層材を形成した。
以外は、実施例6と同様にして積層材を形成した。
2を離れる方向に引き剥がすようにして平面引張試験を
行なった。その結果、基材2の温度や加圧接着時の温度
が高い実施例4、5及び基材2の温度や加圧接着時の温
度が低くても樹脂シート5を用いた実施例6では、平面
引張試験での引き剥がし強度が10kg/cm2となっ
て(基材2の表面に破壊が起こる)平面引張試験の結果
が良好(表2の評価に○で示す)であったが、基材2の
温度や加圧接着時の温度が低くて且つ樹脂シート5を用
いなかった実施例7では、基材2に複合材1を十分な強
度で接着することができず、平面引張試験での引き剥が
し強度が10kg/cm2に達しなかった(表2の評価
に×で示す)。つまり樹脂シート5を用いると、基材2
の温度や加圧接着時の温度が低くても複合材1を基材2
の表面に強固に接着することができることが判る。
粉体と熱可塑性樹脂を含有する複合材を形成し、複合材
を加熱して基材の表面に加圧接着したので、複合材と基
材を接着する際に接着剤が不要となり、従って、接着剤
を用いる場合に必要なプライマー処理やプラズマ処理な
どの表面処理が不要となり、また溶融した複合材の熱可
塑性樹脂が基材へ浸透することによって生じるアンカー
効果によって、複合材と基材の接着性を高くすることが
でき、表面処理を施さなくても層間の接着性を高めるこ
とができるものである。
に粉体として木粉を用いることによって、木粉と木質系
基材が同系であるために両者の親和性が高く、従って、
複合材を基材の表面に接着した際に複合材と基材の接着
性をより高くすることができるものである。
有させるので、複合材の流れ性が低くならないようにし
て成形性の低下を防止することができると共に複合材あ
るいは複合材からなる層が脆くならないようにすること
ができるものである。
下の融点を有する樹脂シートを複合材と基材の間に介在
させるので、溶融した樹脂シートを基材に入り込まるよ
うにして複合材と樹脂シートと基材と接着させることが
でき、複合材のみを加熱溶融して加圧接着する場合より
も複合材の基材への接着力を高めることができるもので
ある。
ので、基材に重ね合わせる前に予め複合材と樹脂シート
をラミネートすることによって、基材に重ね合わせた
後、複合材と樹脂シートを接着するよりも複合材と樹脂
シートの接着性を高めることができるものである。
されているので、酸基によって樹脂シートと基材との親
和性を高めることができ、複合材と樹脂シートと基材の
接着性を高めることができるものである。
脂シートを用いるので、複合材のみを加熱溶融して加圧
接着するのと同条件、あるいはこれよりも温度が低い条
件で基材に複合材を接着させる場合であっても、溶融し
た樹脂シートを基材に入り込まるようにして複合材と樹
脂シートと基材と接着させることができ、複合材のみを
加熱溶融して加圧接着する場合よりも複合材の基材への
接着力を高めることができるものである。
シートのラミネート、及び複合材と樹脂シートの基材へ
の加圧接着を連続的に行なうので、複合材を再加熱する
必要が無く、生産性を向上させることができるものであ
る。
る。
る。
Claims (11)
- 【請求項1】 耐加熱性のある粉体と熱可塑性樹脂を含
有する複合材を形成し、複合材を加熱して基材の表面に
加圧接着することを特徴とする積層材の製造方法。 - 【請求項2】 基材として木質系基材を用いることを特
徴とする請求項1に記載の積層材の製造方法。 - 【請求項3】 基材として無機質系基材を用いることを
特徴とする請求項1に記載の積層材の製造方法。 - 【請求項4】 熱可塑性樹脂としてオレフィン系樹脂を
用いることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記
載の積層材の製造方法。 - 【請求項5】 粉体として木粉を用いることを特徴とす
る請求項1乃至4のいずれかに記載の積層材の製造方
法。 - 【請求項6】 複合材に30〜70重量%の粉体を含有
させることを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記
載の積層材の製造方法。 - 【請求項7】 複合材の熱可塑性樹脂に対して同等以下
の融点を有する樹脂シートを複合材と基材の間に介在さ
せることを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載
の積層材の製造方法。 - 【請求項8】 複合材と樹脂シートをラミネートするこ
とを特徴とする請求項7に記載の積層材の製造方法。 - 【請求項9】 樹脂シートは酸基を有する樹脂で形成さ
れていることを特徴とする請求項7又は8に記載の積層
材の製造方法。 - 【請求項10】 溶融時の流動性が複合材よりも高い樹
脂シートを用いることを特徴とする請求項7乃至9のい
ずれかに記載の積層材の製造方法。 - 【請求項11】 複合材の押出成形、及び複合材と樹脂
シートのラミネート、及び複合材と樹脂シートの基材へ
の加圧接着を連続的に行なうことを特徴とする請求項7
乃至10のいずれかに記載の積層材の製造方法。
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