JP2002200608A - 高強度パーティクルボード - Google Patents

高強度パーティクルボード

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JP2002200608A
JP2002200608A JP2000402757A JP2000402757A JP2002200608A JP 2002200608 A JP2002200608 A JP 2002200608A JP 2000402757 A JP2000402757 A JP 2000402757A JP 2000402757 A JP2000402757 A JP 2000402757A JP 2002200608 A JP2002200608 A JP 2002200608A
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adhesive
resin adhesive
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particle board
width
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JP2000402757A
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Hiroshi Ikeda
大志 池田
Takashi Hyodo
孝史 兵頭
Saiei Naka
宰英 中
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Dantani Plywood Co Ltd
Original Assignee
Dantani Plywood Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 強度わけても曲げ強度の高いパーティ
クルボードを提供すること。 【解決手段】 長さ/幅>1であってかつ、厚さ≦1
mm、幅≦3mm、長さ≦10mmの木質系材料チップ
で上下表層がまた、厚さ≦2mm、幅≦10mm、長さ
≦30mmの木質系材料チップで芯層が構成され、アミ
ノ樹脂接着剤、フェノール樹脂接着剤およびイソシアネ
ート系樹脂接着剤の何れか又は組合わせた接着剤で接着
されてなる高強度パーティクルボード。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、強度わけても曲げ
強度の高いパーティクルボードに関する。
【0002】
【従来の技術】木質系材料チップ(木質小片)から製造
されるパーティクルボードは、均一な長大製品の製造が
可能であるという長所をもつとともに、木材工業におけ
る廃材たとえば、合板工場から派生する端切れおよび単
板屑などの廃材、製材工場から派生する背板等また、低
質材、未利用材等木材として利用価値の低い木質材のほ
か、バガス、アマ茎などの繊維質原料さらには家屋の解
体材、線路の枕木や松の枯損木(虫害材)を有効利用す
ることができて、資材のリサイクルによる森林資源の持
続性ある利用という観点からも優れた建築材料、家具材
料である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来、パーティクルボ
ードは、原料木質材料をチップ化して篩目:1.0mm
〜2.0mmの網で分級し、細粒を上下表層用に、粗粒
を芯層用原料としてそれぞれ合成樹脂接着剤を吹き付
け、熱圧成形するプロセスによって製造されている。ま
た、比較的低比重で強度の高いパーティクルボードを得
るべく、たとえば特公昭58−41192号公報に開示
されているように、チップ(木質小片)に熱可塑性樹脂
を吹き付け、その上にさらに熱硬化性樹脂接着剤を吹き
付けた後熱圧して接着剤のチップへの浸透を抑えて剥離
強度を高める方法が提案されている。しかしながら、こ
の先行技術によるときは、ボードの軽量化と剥離強度の
改善には効果があるにしても、パーティクルボードの曲
げ強度は十分とはいえないものであった。
【0004】本発明は、強度わけても曲げ強度の高いパ
ーティクルボードを提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の請求項1に記載の発明は、長さ/幅>1であってか
つ、厚さ≦1mm、幅≦3mm、長さ≦10mmの木質
系材料チップで上下表層がまた、厚さ≦2mm、幅≦1
0mm、長さ≦30mmの木質系材料チップで芯層が構
成され、アミノ樹脂接着剤、フェノール樹脂接着剤およ
びイソシアネート系樹脂接着剤の何れか又は組合わせた
接着剤で接着されてなる高強度パーティクルボードであ
る。
【0006】請求項2に記載の発明は、長さ/幅>1で
あってかつ、厚さ≦1mm、幅≦3mm、長さ≦10m
mの木質系材料チップで上下表層がまた、厚さ≦2m
m、幅≦10mm、長さ≦30mmの木質系材料チップ
で芯層が構成され、アミノ樹脂接着剤またはフェノール
樹脂接着剤を、上下表層:絶乾チップ100重量部に対
し接着剤固形分で20重量部〜80重量部、芯層:10
重量部〜60重量部含有してなる高強度パーティクルボ
ードである。
【0007】
【作用】本発明は叙上のように構成したから、30N/
mm2以上の曲げ強度を有するパーティクルボードを得
ることができる。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、本発明を、その好ましい実
施形態に則して説明する。
【0009】本発明のパーティクルボードは、上下表層
及び芯層を構成する木質系材料チップの長さ/幅>1好
ましくは木質系材料チップの長さ/幅≧2としている。
即ち、アスペクト比の大きな木質系材料チップを用いる
ことがポイントの1つである。木質系材料チップの長さ
/幅が1であると、得られるパーティクルボードにクラ
ックが発生し易く曲げ強度を低下せしめて、30N/m
2級のパーティクルボードを得ることができない。木
質系材料チップの長さ/幅が1を超える矩形状となると
クラック発生率が大幅に低下し、曲げ強度が30N/m
2級のパーティクルボードを得ることができる。
【0010】また、上下表層用木質系材料チップの厚さ
≦1mm、幅≦3mm、長さ≦10mm、芯層用木質系
材料チップの厚さ≦2mm、幅≦10mm、長さ≦30
mmと限定したのは、発明者らの知見によれば、これを
超えるディメンジョンとすると、接着剤の吹き付け塗
布、フォーミング、熱圧成形後のチップ相互間に空隙を
生じ易くなり、得られるパーティクルボードの曲げ強度
を低下させるからである。
【0011】本発明のパーティクルボードは、木質系材
料チップの長さ/幅>1好ましくは木質系材料チップの
長さ/断面積≧2でありかつ、厚さ≦1mm、幅≦3m
m、長さ≦10mmの木質系材料チップで上下表層がま
た、厚さ≦2mm、幅≦10mm、長さ≦30mmの木
質系材料チップで芯層が構成され、上下表層用には熱硬
化性樹脂接着剤であるアミノ樹脂接着剤またはフェノー
ル樹脂接着剤を、絶乾チップ(木質小片)100重量部
に対し接着剤固形分で20重量部〜80重量部含有して
いる。好ましくは、20重量部〜50重量部である。一
方、芯層用として、アミノ樹脂接着剤またはフェノール
樹脂接着剤を、絶乾チップ(木質小片)100重量部に
対し接着剤固形分で10重量部〜60重量部含有してい
る。好ましくは、12重量部〜30重量部である。本発
明においては、芯層用チップにイソシアネート系樹脂接
着剤たとえばMDIを用いることも勿論できる。
【0012】本発明のパーティクルボードは、木質系材
料チップのアスペクト比を大きくすることと相俟って、
多量の熱硬化性樹脂接着剤を含有せしめることで、樹脂
がチップ間の空隙を埋めるとともにチップ自体に含浸し
てWPC(Wood Plastic Combination :木材プラスチ
ック複合材)化する。これによって強度わけても曲げ強
度を高くしている。パーティクルボードが曲げを受ける
とき、表層には引張り力或は圧縮力が作用する。パーテ
ィクルボードに高い曲げ強度を付与するために、本発明
においては、パーティクルボードに、上下表層に対して
絶乾チップ100重量部に対し接着剤固形分で20重量
部〜80重量部、芯層に対して10重量部〜60重量部
という高い含有率でアミノ樹脂接着剤またはフェノール
樹脂接着剤或はイソシアネート系樹脂接着剤を含有させ
ている。
【0013】熱硬化性樹脂接着剤であるアミノ樹脂接着
剤またはフェノール樹脂接着剤は、フォーミングによっ
て得られるマットを熱圧成形する過程で硬化を短時間内
に進行させるとともに、熱圧成形品の、ホットプレスに
おける熱盤からの離型性を良好にする。本発明における
ように、多量のアミノ樹脂接着剤またはフェノール樹脂
接着剤をチップに吹き付けてフォーミングしマットを得
るプロセスにあっては、接着剤が吹き付けられたチップ
(原料)の粘着力が増大することに起因する、ホットプ
レスにおける熱盤からの熱圧成形品の離型性が問題とな
るが、前述のように、アミノ樹脂接着剤またはフェノー
ル樹脂接着剤を用いるときは、熱圧成形工程における硬
化が短時間内に進行するとともに熱盤からの離型性が良
好である処から本発明においては上下表層には熱硬化性
樹脂接着剤をアミノ樹脂接着剤またはフェノール樹脂接
着剤を用いることとした。また、本発明において用いる
熱硬化性樹脂接着剤は、放出ホルマリンおよび樹脂粘着
力の小さいFF(Free Formalin):0.3%以下のも
のを用いる。
【0014】パーティクルボードの上下表層において、
アミノ樹脂接着剤またはフェノール樹脂接着剤の含有量
が、絶乾チップ100重量部に対し接着剤固形分で20
重量部に満たないときは、チップ間或はチップ・ファイ
バー間における接着が十分ではなく、パーティクルボー
ドに所期の曲げ強度を付与できない。
【0015】一方、アミノ樹脂接着剤またはフェノール
樹脂接着剤の含有量が、絶乾チップ100重量部に対し
接着剤固形分で80重量部を超えると、パーティクルボ
ードの製造プロセスにあって、原料(接着剤吹き付け後
のチップ)の粘着力が過大となり原料の搬送、フォーミ
ング、熱圧成形を円滑に遂行することができない。
【0016】芯層において、アミノ樹脂接着剤またはフ
ェノール樹脂接着剤或はイソシアネート系樹脂接着剤の
含有量が、絶乾チップ100重量部に対し接着剤固形分
で10重量部に満たないときは、チップ間或はチップ・
ファイバー間における接着が不十分となる。
【0017】一方、接着剤の含有量が、絶乾チップ10
0重量部に対し接着剤固形分で60重量部を超えると、
チップが相対的に長いことにも起因して、パーティクル
ボードの製造プロセスにあって、原料(接着剤吹き付け
後のチップ)の粘着力が過大となり原料の搬送、フォー
ミングの円滑な遂行を阻害する。
【0018】本発明のパーティクルボード製造プロセス
にあっては、接着剤の不揮発分(樹脂率)を50%〜7
0%としている。
【0019】熱硬化性樹脂接着剤における不揮発分の比
率は、水分の含有量によって左右される。フォーミング
マット中の水分が過剰の場合には、熱圧成形の温度によ
り過剰の水蒸気が発生し十分な接着力が得られない。本
発明におけるように、高い含有比率で接着剤を配合せし
めるパーティクルボードの製造プロセスにあっては、熱
硬化性樹脂接着剤における不揮発分(樹脂率)が50%
に満たないときは、接着剤中の水分がマット中の水分を
過剰にするため接着力が不十分となりパーティクルボー
ドの曲げ強度を低下させる。
【0020】一方、熱硬化性樹脂接着剤における不揮発
分の比率が70%を超えると、粘度が著しく高くなって
接着剤のハンドリングを困難なものとし、パイプライン
による搬送を主とする現在の工場では、実用上使用が困
難となる。
【0021】上記理由から、本発明のパーティクルボー
ドの製造プロセスにおいて用いる熱硬化性樹脂接着剤に
おける不揮発分の比率を、50%〜70%とした。
【0022】次に、本発明の強度の高いパーティクボー
ドの製造プロセスについて説明する。
【0023】ハンマーミル或はナイフフレーカ等によっ
て、木質系材料をチップ化する。その際、(A)厚さ≦
1mm、幅≦3mm、長さ≦10mm(B)厚さ≦2m
m、幅≦10mm、長さ≦30mmにそれぞれコントロ
ールしかつ、長さ/幅>1とする。得られた木質系材料
チップ(A)を上下表層用としてまた、(B)を芯層用
原料として用いる。
【0024】次いで、上下表層用チップは秤量され、接
着剤塗布機において不揮発分:50%〜70%のアミノ
樹脂接着剤またはフェノール樹脂接着剤を、絶乾チップ
100重量部に対し接着剤固形分で20重量部〜80重
量部の割合で吹き付けられた後、サイロで貯蔵される。
【0025】一方、芯層用チップは秤量され、接着剤塗
布機において不揮発分:50%〜70%のアミノ樹脂接
着剤またはフェノール樹脂接着剤或はイソシアネート樹
脂接着剤を、絶乾チップ100重量部に対し接着剤固形
分で10重量部〜60重量部の割合で吹き付けられた
後、サイロで貯蔵される。
【0026】接着剤には、固形尿素を、接着剤有り姿
に対し重量比で10%〜30%、ステアリン酸亜鉛ま
たはタルクの水懸濁液を、接着剤有り姿に対し固形分重
量比で2%〜5%、ワックスエマルジョンを、接着剤
有り姿に対し固形分重量比で3%〜15%の何れか1つ
またはこれらを組合わせたものが配合される。こうする
ことによって、接着剤を吹き付けられた上下表層用チッ
プ(原料)、芯層用チップ(原料)の強い粘着力に起因
する搬送、フォーミング工程遂行上の困難さを解決する
ことができる。
【0027】また、接着剤には必要に応じ、硬化剤や撥
水性を付与するためのワックスエマルジョンが配合され
る。通常の製造条件では、マット含水率を調整するため
に水を添加するが、本発明にあっては、必要以上の水分
が存在するので配合用の水を添加する必要がない。
【0028】サイロから取り出された原料(接着剤を吹
き付け塗布された上下表層用チップ)は、下層用チップ
(原料)としてフォーミングベッドに散布、展開され、
次いで、芯層用原料がサイロから取り出されて下層用原
料上に散布、展開される。この2層の上に上層用原料が
サイロから取り出され、散布、展開されてフォーミング
マットが形成される。次いで、必要に応じてプリプレス
が施され、ホットプレスによって熱圧成形される。
【0029】ホットプレスによって熱圧成形されて得ら
れるパーティクルボード(素材)は、トリミングソーに
よって両側縁端および前後端をトリミングされた後、サ
ンダーによって表裏面を平滑に仕上げられ製品とされ
る。
【0030】
【実施例】次に、本発明の実施例を比較例と共に示す。
ラワン材を、リングフレーカーおよびハンマーミルを用
いて、常法にて破砕して得られたそれぞれの寸法の平均
値が、(A)厚さ:0.5mm、幅:2mm、長さ:7
mm(B)厚さ:1mm、幅:7mm、長さ:20mm
のそれぞれ上下表層用チップならびに芯層用チップ各々
をそれぞれ横リボンミキサーに仕込み、不揮発分:6
5.2%の尿素・メラミン共縮合樹脂接着剤(遊離ホル
ムアルデヒド:0.18%、MタイプE1グレード用)
を表1の実施例、実施例に示す比率(チップ絶乾両
に対する接着剤固形分の重量比で示す)でスプレーを用
いて吹き付け混合した。なお、接着剤には、硬化剤(塩
化アンモニウム)およびワックスエマルジョンをそれぞ
れ、上下表層用には接着剤有り姿に対し0.3重量%お
よび対チップ絶乾量に対するワックス固形分重量比で
0.2%、芯層用には2.0%および0.2%となるよ
うに予め配合した。
【0031】次いで、それぞれ接着剤が吹き付けられた
チップ(原料)を、製品比重:0.74、製品厚さ:1
5mmを目標として上下表層:40重量%、芯層:60
重量%の比率で計量し、散布してフォーミングを行い、
15mmのスペーサを用いて、温度:180℃、圧力:
30kgf/cm2、時間:3分30秒間の条件で熱圧
成形した。得られたパーティクルボードの物性試験結果
を、表1に併せて示す。比較例および比較例は、木
質系材料チップのディメンジョンに規制を加えず、目開
き:1.5mmの篩で分級し、篩下を上下表層用原料と
してまた、篩上を芯層用原料として用いた。また、比較
例は、上下表層用、芯層用それぞれの接着剤吹付け率
が本発明において規定する値に満たないものであり、比
較例は、芯層用の接着剤吹付け率が本発明において規
定する値を超えるものである。表1における実施例と
比較例とでは、常態曲げ強度が、本発明によるものが
比較例のものの1.7倍である。
【0032】
【表1】 パーティクルボードの物性は、JIS A−5908に
基づいて試験した。防腐性は、常温水中に、5cm×1
5cmのサイズに切り出したサンプルを立てて半ば浸漬
し、暗所に1週間放置し、パーティクルボード表面に発
生する黴の度合いを判定した。(○:黴の発生なし。
×:青黒い黴が発生し、黴の臭いもある。)難燃性は、
簡便法として、ブンゼンバーナーに少し空気を通じて炎
の長さを5cmに調整し、バーナーの先端から4cmの
位置に、10cm×10cmのサイズに切り出したサン
プルの中央部が来るようにセットし、着火時間およびバ
ーナーを消火した後の残炎時間を測定して判定した。
【0033】
【発明の効果】本発明によれば、曲げ強度:30N/m
2以上のパーティクルボードを得ることができる。
【0034】請求項2に記載の発明によれば、湿潤によ
る曲げ強度低下が小さく、耐水性に優れたパーティクル
ボードを提供できる。また、樹脂の吹き付け量が多いた
め、防腐性、耐湿性、難燃性にも優れている。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2B260 AA01 AA02 AA20 BA02 BA18 BA26 CA02 CB04 CD02 DA04 DA05 DA10 DA17 DD03 EA05 EB19

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 長さ/幅>1であってかつ、厚さ≦1m
    m、幅≦3mm、長さ≦10mmの木質系材料チップで
    上下表層がまた、厚さ≦2mm、幅≦10mm、長さ≦
    30mmの木質系材料チップで芯層が構成され、アミノ
    樹脂接着剤、フェノール樹脂接着剤およびイソシアネー
    ト系樹脂接着剤の何れか又は組合わせた接着剤で接着さ
    れてなる高強度パーティクルボード。
  2. 【請求項2】 長さ/幅>1であってかつ、厚さ≦1m
    m、幅≦3mm、長さ≦10mmの木質系材料チップで
    上下表層がまた、厚さ≦2mm、幅≦10mm、長さ≦
    30mmの木質系材料チップで芯層が構成され、アミノ
    樹脂接着剤またはフェノール樹脂接着剤を、上下表層:
    絶乾チップ100重量部に対し接着剤固形分で20重量
    部〜80重量部、芯層:10重量部〜60重量部含有し
    てなる高強度パーティクルボード。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010208133A (ja) * 2009-03-10 2010-09-24 Dic Corp 高強度パーティクルボードの製造方法
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