JP2003080508A

JP2003080508A - 木片ボード

Info

Publication number: JP2003080508A
Application number: JP2001280227A
Authority: JP
Inventors: Takumi Fujita; 巧藤田; Naotoshi Komatsu; 直利小松
Original assignee: Chiyoda Ute Co Ltd
Current assignee: Chiyoda Ute Co Ltd
Priority date: 2001-09-14
Filing date: 2001-09-14
Publication date: 2003-03-19

Abstract

(57)【要約】【課題】剥離強度が大きく、内装材として好適な木片ボ
ードを提供する。【解決手段】木片２の繊維方向が厚み方向および横方
向にランダムに配置されるとともに、木片２が縦方向に
層状に積層されて互いに二水石膏３を介して接着されて
いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、床、壁あるいは天
井などの内装材に好適な木片ボードに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】一般に、床、壁あるいは天井などの内装
材として、木片を尿素樹脂やフェノール樹脂などの熱硬
化性接着剤を介して接着し、板状に成形したパーティク
ルボードや、天然繊維や化学繊維を補強材として１〜５
％程度混入した石膏ボードが汎用されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、パーティク
ルボードは、木片の繊維方向が板面に対して縦方向およ
び横方向にランダムに配列されるとともに、木片が厚み
方向に層状に積層されて互いに接着剤を介して接着され
ていることから、曲げ強度が縦横方向とも同じとなる。
このため、曲げ強度が比較的大きいわりには剥離強度が
小さくなる。すなわち、図９に示すように、厚み方向に
層状に積層された木片が互いに接着剤を介して接着され
ているため、剥離強度は、木片同士を接着している接着
剤の接着面積にほぼ比例することになる。したがって、
接着剤を多くすれば、剥離強度を大きくすることができ
るものの、通常、接着剤はホルムアルデヒドを含んでお
り、接着剤が長期にわたって分解劣化し、ホルムアルデ
ヒドが放出されることにより、いわゆるハウスシック症
候群の原因となる問題がある。このため、近年、ホルム
アルデヒド吸着剤を添加した最小限の接着剤で木片を接
着してパーティクルボードを製造しており、剥離強度が
小さくなることを避けることができない。剥離強度が小
さくなると、施工時において、些細な衝撃で隅角部が簡
単に剥落し、歩留りが低下するとともに、施工性を低下
させる。

【０００４】また、パーティクルボードは、比重が比較
的小さく、強度も高いものの、吸水による劣化が大き
く、膨張率も大きいことから、寸法安定性に劣るととも
に、防火性に劣るという欠点がある。

【０００５】一方、石膏ボードは、最も安価であり、防
火性が高く、寸法安定性に優れるとともに、方向性がな
く、現場での切断が容易であるという長所を有するもの
の、耐水性に劣るとともに、比重が大きく、破損しやす
いという欠点がある。

【０００６】なお、二水石膏をバインダーとして木片を
板状に成形した石膏パーティクルボード、すなわち、木
片の繊維方向が板面に対して縦方向および横方向にラン
ダムに配列されるとともに、木片が厚み方向に層状に積
層されて互いに二水石膏を介して接着された石膏パーテ
ィクルボードも知られている（例えば、特開平８−２４
４０２０号公報参照）。

【０００７】この石膏パーティクルボードも、前述した
パーティクルボードと同様に、曲げ強度が縦横方向とも
同じとなるものの、剥離強度が小さくなる。すなわち、
石膏パーティクルボードの剥離強度も、木片同士を接着
している二水石膏の接着面積にほぼ比例することから、
剥離強度を大きくするため、二水石膏を多くすれば、比
重が大きくなって、取扱性を低下させるとともに、比強
度（比重に対する強度）が低下するという問題がある。
このため、二水石膏量を少なくして重量軽減および比強
度の向上を図ることになるが、この結果、剥離強度が小
さくなり、施工時において、隅角部が簡単に剥落するも
のである。

【０００８】また、石膏パーティクルボードは、防火性
に優れているものの、耐水性に劣り、比強度がパーティ
クルボードの約１／２と低いという欠点がある。

【０００９】その他、セメントをバインダーとして木片
を板状に成形した木片セメント板も知られているが、木
片セメント板は、耐水性に優れるとともに、耐腐朽性お
よび防火性が高いものの、比重がかなり大きく、このた
め、主に外装材として使用されている。

【００１０】本発明は、このような問題点に鑑みてなさ
れたもので、剥離強度が大きく、すなわち、簡単に隅角
部などが剥落することのない、内装材として好適な木片
ボードを提供するものである。また、本発明は、剥離強
度が大きく、かつ、パーティクルボードの比強度に匹敵
する、あるいはそれ以上の比強度を有する木片ボードを
提供するものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
針状木片の繊維方向が端面に対して横方向もしくは縦方
向にランダムに配列されるとともに、針状木片が縦方向
もしくは横方向に層状に積層されて互いに二水石膏また
は接着剤を介して接着されていることを特徴とするもの
である。

【００１２】また、請求項２記載の発明は、針状木片の
繊維方向が端面に対して横方向もしくは縦方向にランダ
ムに配列されるとともに、針状木片が縦方向もしくは横
方向に層状に積層されて互いに二水石膏を介して接着さ
れ、さらに、表裏面に補強材が二水石膏を介してそれぞ
れ積層されていることを特徴とするものである。

【００１３】さらに、請求項３記載の発明は、針状木片
の繊維方向が端面に対して横方向もしくは縦方向にラン
ダムに配列されるとともに、針状木片が縦方向もしくは
横方向に層状に積層されて互いに接着剤を介して接着さ
れ、さらに、表裏面に補強材が接着剤を介してそれぞれ
積層されていることを特徴とするものである。

【００１４】請求項１記載の発明において、針状木片と
しては、特に限定されるものではないが、新木材および
建築廃木材などから作製された針状木片を好適に使用で
き、樹種としては、例えば、杉、檜、松、栂、さわら、
樫、なら、かば、ブナ、オーク、ラワン、ひば、栗、け
やき、椎、柳、竹などが挙げられる。

【００１５】針状木片を作製する方法としては、木材
を、例えば、チッパーやハンマーミルなどで破砕して得
ることができる。

【００１６】針状木片の形状は、用途などの必要に応じ
て選択されるが、平均長さが２０ｍｍ以下、平均幅およ
び平均厚みが０．５ｍｍ以下のものが好ましい。

【００１７】請求項１記載の発明において、接着剤とし
ては、特に限定されないが、工業的には、熱硬化性接着
剤を用いることが好ましい。

【００１８】請求項２記載の発明において、針状木片と
しては、特に限定されるものではないが、新木材および
建築廃木材などから作製された針状木片を好適に使用で
き、樹種としては、例えば、杉、檜、松、栂、さわら、
樫、なら、かば、ブナ、オーク、ラワン、ひば、栗、け
やき、椎、柳、竹などが挙げられる。

【００１９】針状木片を作製する方法としては、木材
を、例えば、チッパーやハンマーミルなどで破砕して得
ることができる。

【００２０】針状木片の形状は、用途などの必要に応じ
て選択されるが、平均長さが２０ｍｍ以下、平均幅およ
び平均厚みが０．５ｍｍ以下のものが好ましい。

【００２１】請求項２記載の発明において、補強材とし
ては、ケナフ繊維やパーム繊維などの天然繊維、カーボ
ンファイバーなどの化学繊維、ガラス繊維などの無機繊
維からなる織布または不織布を好適に用いることができ
る。

【００２２】請求項３記載の発明において、針状木片と
しては、特に限定されるものではないが、新木材および
建築廃木材などから作製された針状木片を好適に使用で
き、樹種としては、例えば、杉、檜、松、栂、さわら、
樫、なら、かば、ブナ、オーク、ラワン、ひば、栗、け
やき、椎、柳、竹などが挙げられる。

【００２３】針状木片を作製する方法としては、木材
を、例えば、チッパーやハンマーミルなどで破砕して得
ることができる。

【００２４】針状木片の形状は、用途などの必要に応じ
て選択されるが、平均長さが２０ｍｍ以下、平均幅およ
び平均厚みが０．５ｍｍ以下のものが好ましい。

【００２５】請求項３記載の発明において、接着剤とし
ては、特に限定されないが、工業的には、熱硬化性接着
剤を用いることが好ましい。

【００２６】請求項３記載の発明において、補強材とし
ては、ケナフ繊維やパーム繊維などの天然繊維、カーボ
ンファイバーなどの化学繊維、ガラス繊維などの無機繊
維からなる織布または不織布を好適に用いることができ
る。

【００２７】請求項１記載の発明によれば、剥離強度
は、二水石膏または接着剤で接着された針状木片と針状
木片の剪断で受けることになる。ここに、針状木片同士
の接着部分における剪断応力はその引張応力よりも大き
いことから、従来のパーティクルボードや石膏パーティ
クルボードの剥離強度に比較して剥離強度を向上させる
ことができる。

【００２８】請求項２記載の発明によれば、剥離強度
は、二水石膏で接着された針状木片と針状木片の剪断で
受けることになる。ここに、針状木片同士の接着部分に
おける剪断応力はその引張応力よりも大きいことから、
従来の石膏パーティクルボードの剥離強度に比較して剥
離強度を向上させることができる。また、補強材を表裏
面にそれぞれ積層することにより、異方性を改善するこ
とができる。

【００２９】請求項３記載の発明によれば、剥離強度
は、接着剤で接着された針状木片と針状木片の剪断で受
けることになる。ここに、針状木片同士の接着部分にお
ける剪断応力はその引張応力よりも大きいことから、従
来のパーティクルボードの剥離強度に比較して剥離強度
を向上させることができる。また、補強材を表裏面にそ
れぞれ積層することにより、異方性を改善することがで
きる。

【００３０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。

【００３１】図１乃至図３には、本発明の木片ボード１
の一実施形態が示されている。

【００３２】この木片ボード１は、針状木片２の繊維方
向が端面に対して横方向にランダムに配列されるととも
に、針状木片２が縦方向に層状に積層されて、互いに二
水石膏３を介して接着されて形成されている。そして、
表面および裏面近傍の針状木片２は、表面および裏面に
対して鉛直に折り倒されており、表層近傍が高比重化さ
れている。また、針状木片２は、互いに略矢はず状に交
差して、あたかもトラスの梁を形成するように、表層部
分と接続されている。

【００３３】この木片ボード１は、針状木片２が板面か
ら見て一方向（横方向）に配向され、板面に鉛直な針状
木片２が内部に存在することから、図４に示すように、
剥離強度は、互いに二水石膏３で接着された針状木片２
と針状木片２との剪断で受けることになる。この場合、
二水石膏３による針状木片２同士の接着部分における剪
断応力は、その引張応力よりも大きいことから、剥離を
引張で受ける従来のパーティクルボードや石膏パーティ
クルボードの剥離強度よりも、剥離を剪断で受ける本願
発明の木片ボード１の剥離強度を大きく改善することが
できる。したがって、施工時において、些細な衝撃によ
る木片ボード１の隅角部などの剥落を確実に防止するこ
とができ、木片ボード１の歩留りおよび施工性を向上さ
せることができる。

【００３４】ここに、本願発明の木片ボード１の試験片
の曲げ強度および剥離強度を、厚みおよび比重とともに
表１に示す。

【００３５】

【表１】

【００３６】因みに、厚み１２ｍｍのパーティクルボー
ドの比重、曲げ強度および剥離強度は、それぞれ０．
６、１５ＭＰａ、０．４ＭＰａであり、厚み１２ｍｍの
石膏パーティクルボードの比重、曲げ強度および剥離強
度は、それぞれ１．２、１５ＭＰａ、０．４ＭＰａであ
る。

【００３７】このような木片ボード１を製造するには、
まず、図５に示すように、木材、例えば、ラワンを図示
しないチッパーで、長さ１０ｍｍ、幅および厚み０．５
ｍｍ程度に切削する。これらの切削された針状木片２
は、乾燥工程を経ることなく含水率が１００〜１３０％
となるように水を添加して調整する。その後、針状木片
２に半水石膏粉末を付着させ、２つの無端ベルト１１を
前後に対向して配設するとともに、側方を図示しないガ
イド板で支持して形成された成形用通路１０の入口から
成形用通路１０内へランダムに散布する。

【００３８】ここで、２つの無端ベルト１１からなる成
形用通路１０は、順次垂直方向から水平方向に搬送方向
が変更されるとともに、出口側に行くにしたがって、断
面積（厚み方向）が徐々に縮小するように設定されてお
り、半水石膏粉末が付着されて成形用通路１０内に落下
した針状木片２は、成形用通路１０を構成する無端ベル
ト１１が同期して駆動することにより、垂直状態から水
平状態に徐々に姿勢を変えて、かつ、徐々に厚みを小さ
くするように仮圧縮されて出口側に向かって連続的に押
し出される。成形用通路１０にて仮圧縮されて板状に成
形された木片ボードマット１ａは、コール板１２上に搬
出され、適宜の長さに切断された後、ホットプレスを介
して、例えば、図示しない一対の熱盤で挟持され、３０
〜６０℃、９８〜９８０ｋＰａで約３０〜９０分間加熱
加圧される。この間、半水石膏粉末が針状木片２に含有
された水分を取り込んで凝結し、二水石膏３となって硬
化し、一定厚みの木片ボード１が製造されるものであ
る。

【００３９】この際、加圧により、表面および裏面に鉛
直な針状木片２は、部分的に折り倒されることにより、
表層部分が高比重化される。すなわち、木片ボード１の
表面近傍および裏面近傍の表層部分は、その芯層よりも
針状木片２の密度が大きくなり、高密度の表層と低密度
の芯層からなる三層構造に形成される。また、針状木片
２は、加圧により、互いに略矢はず状に交差するように
移動し、あたかもトラスの梁を形成するように、表層部
分と接続される。

【００４０】ここで、加熱加圧に先立って、木片ボード
マット１ａの上面および下面に半水石膏粉末に水が添加
された流動状の半水石膏液水を塗布し、その後、加熱加
圧することで、表面および裏面の針状木片２を強固に固
定するようにしてもよい。

【００４１】また、半水石膏から二水石膏への変化は、
常温でも進行することから必ずしも加熱する必要はな
い。ただし、夏季と冬季などの室温によって硬化時間が
異なることから、室温に関係なく硬化時間を一定とする
ためには、設定温度に加熱する必要がある。

【００４２】さらに、針状木片２に水を添加させる際、
その添加水にウレタン樹脂とイソシアネート樹脂の共縮
合樹脂を添加すれば、二水石膏３の結晶境界に前述した
樹脂が立体的な網目状に拡散することになり、二水石膏
３の、水分浸入による強度劣化を抑制することができ
る。この結果、得られた木片ボード１の耐水性を向上さ
せることができる。

【００４３】一方、木片ボード１を製造するには、図６
に示す製造装置を採用することもできる。すなわち、半
水石膏粉末を付着させた針状木片２を、間欠的に駆動す
るスラットコンベア１３に設定間隔をおいて連結され
て、搬送方向の前面および上面を開放した容器１４にラ
ンダムに落下させ、前方の容器１４との間に堆積させた
後、仮圧縮装置１５にて仮圧縮し、棒状の木片ボードマ
ット１ｂを形成する。そして、スラットコンベア１３を
間欠的に駆動させることにより、棒状の木片ボードマッ
ト１ｂは搬送端に向かって搬送され、スラットコンベア
１３の搬送端に臨んで設けられ、前後移動可能なコール
板１２に９０度回転しつつ移載される。コール板１２に
移載された棒状の木片ボードマット１ｂは、押出装置１
６にて前方に押し出され、先に移載された棒状の木片ボ
ードマット１ｂと一体化される。複数個の棒状の木片ボ
ードマット１ｂは、適宜の長さに切断された後、ホット
プレスを介して、例えば、図示しない一対の熱盤で挟持
され、３０〜６０℃、９８〜９８０ｋＰａで約３０〜９
０分間加熱加圧される。この間、半水石膏粉末が針状木
片２に含有された水分を取り込んで凝結し、二水石膏３
となって硬化し、木片ボード１が製造される。

【００４４】一方、前述した木片ボード１は、針状木片
２の繊維方向が端面に対して横方向にランダムに配列さ
れるとともに、針状木片２が縦方向に層状に積層され
て、互いに二水石膏３を介して接着されて形成されてい
ることから、表１に示したように、縦方向回りの曲げ強
度に対して横方向回りの曲げ強度が低く、異方性を有す
るという欠点がある。

【００４５】このような異方性を有する木片ボード１の
欠点を解消するため、図７には、本発明の木片ボード１
の他の実施形態が示されている。

【００４６】この木片ボード１は、針状木片２の繊維方
向が端面に対して横方向にランダムに配列されるととも
に、針状木片２が縦方向に層状に積層されて、互いに二
水石膏３を介して接着され、さらに、表裏面に補強材４
が積層されて形成されている。

【００４７】補強材４としては、ケナフ繊維やパーム繊
維などの天然繊維、カーボンファイバーなどの化学繊
維、あるいはガラス繊維などの無機繊維を採用すること
ができる。この場合、ケナフ繊維などの長繊維を補強材
４として用いる場合は、その繊維方向を針状木片２の積
層方向、すなわち、縦方向に向けて積層する必要があ
る。

【００４８】この結果、木片ボード１の縦横方向の曲げ
強度は、補強材４によって補強され、異方性を解消する
ことができる。因みに、この木片ボード１の縦横方向の
曲げ強度は、それぞれ２０ＭＰａ，１５ＭＰａとなり、
横方向回りの曲げ強度の向上を図ることができる。この
曲げ強度は、パーティクルボードの曲げ強度に匹敵し、
パーティクルボードと同様に、構造部材としても用途を
拡大することができる。

【００４９】このような木片ボード１を製造するには、
図５に示した製造装置において、半水石膏粉末に水が添
加された流動状の半水石膏液水に補強材４を浸漬させた
後、半水石膏液水が含浸された補強材４を成形用通路１
０の出口側において、木片ボードマット１ａの表面およ
び裏面にそれぞれ積層することで連続的に製造すること
ができる。

【００５０】ところで、前述した実施形態では、二水石
膏をバインダーとして用いた木片ボード１を説明した
が、二水石膏３の代わりに接着剤、例えば、熱硬化性接
着剤を使用して木片ボード１を形成することもできる。
すなわち、接着剤を使用した木片ボード１の製造に際し
ては、破砕された針状木片２を含水率３％程度に乾燥さ
せた後、霧吹きなどを利用して微量な接着剤を針状木片
２にスポット状に付着させ、次いで、図５に示した成形
用通路１０内に散布させ、成形用通路１０で仮圧縮して
同様に木片ボードマット１ａを形成し、この後、加熱加
圧すればよい。この場合、接着剤が硬化する温度、例え
ば、１２０〜１８０℃に加熱する必要がある。

【００５１】また、乾燥させた針状木片２に霧吹きなど
を利用して微量な接着剤を付着させた後、図６に示した
容器１３に散布させることで形成することもできる。

【００５２】さらに、接着剤をバインダーとして用いた
木片ボードについても、異方性を解消するため、その表
裏面に、ケナフ繊維やパーム繊維などの天然繊維、カー
ボンファイバーなどの化学繊維、あるいはガラス繊維な
どの無機繊維からなる補強材４を同種の接着剤を介して
積層してもよい。

【００５３】なお、前述した実施形態においては、針状
木片２の繊維方向が端面に対して横方向にランダムに配
置されるとともに、針状木片２が縦方向に層状に積層さ
れて互いに二水石膏２または接着剤を介して接着された
木片ボード１について説明したが、図８に示すように、
得られた木片ボードを適宜に切断することにより、針状
木片２の繊維方向が端面に対して縦方向にランダムに配
列されるとともに、針状木片２が横方向に層状に積層さ
れて互いに二水石膏２または接着剤を介して接着された
木片ボード１も得ることができる。

【００５４】

【発明の効果】以上のように請求項１記載の発明によれ
ば、従来のパーティクルボードや石膏パーティクルボー
ドの剥離強度に比較して剥離強度を向上させることがで
きる。

【００５５】請求項２記載の発明および請求項３記載の
発明によれば、従来のパーティクルボードや石膏パーテ
ィクルボードの剥離強度に比較して剥離強度を向上させ
ることができるとともに、補強材により異方性を改善す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の木片ボードの一実施形態を示す平面図
である。

【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。

【図３】図１のＢ−Ｂ線断面図である。

【図４】図１の木片ボードの隅角部を模式的に示す拡大
斜視図である。

【図５】本発明の木片ボードの製造装置の一例を説明す
る概略図である。

【図６】本発明の木片ボードの製造装置の他例を説明す
る概略図である。

【図７】本発明の木片ボードの他の実施形態を示す断面
図である。

【図８】本発明の木片ボードの変形例の隅角部を模式的
に示す拡大斜視図である。

【図９】従来のパーティクルボードの隅角部を模式的に
示す拡大斜視図である。１木片ボード２木片３二水石膏４補強材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2B260 AA12 BA01 BA19 CB01 DA01 DA11 2E110 AA47 AB04 AB05 BA02 BA12 GB62X

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】針状木片の繊維方向が端面に対して横方
向もしくは縦方向にランダムに配列されるとともに、針
状木片が縦方向もしくは横方向に層状に積層されて互い
に二水石膏または接着剤を介して接着されていることを
特徴とする木片ボード。
【請求項２】針状木片の繊維方向が端面に対して横方
向もしくは縦方向にランダムに配列されるとともに、針
状木片が縦方向もしくは横方向に層状に積層されて互い
に二水石膏を介して接着され、さらに、表裏面に補強材
が二水石膏を介してそれぞれ積層されていることを特徴
とする木片ボード。
【請求項３】針状木片の繊維方向が端面に対して横方
向もしくは縦方向にランダムに配列されるとともに、針
状木片が縦方向もしくは横方向に層状に積層されて互い
に接着剤を介して接着され、さらに、表裏面に補強材が
接着剤を介してそれぞれ積層されていることを特徴とす
る木片ボード。