JP2004098700A - 繊維製ボード - Google Patents

Abstract

【課題】　畳床材、床暖房資材建物用床材、壁材、天井材、屋根瓦下地材、収納庫壁、床暖房、電線等の配管孔を有する各種建材、パレット等荷役用材等として優れ、廃棄処分が容易な繊維製ボードを提供する。
【解決手段】　略波形の芯材繊維層Ｃと、該波形芯材繊維層Ｃの山部と谷部との両側にそれぞれ圧縮繊維層Ａ,Ｂが合一してあり、該波形芯材繊維層Ｃの山部と谷部と両側の圧縮繊維層Ａ,Ｂとの間に成形バーの存在下に圧縮成形し、該成形バーの抜去りによる貫通孔２が形成されてなる繊維製ボード１である。
【選択図】　図１

Description

　本発明は、繊維主材による集積体にも拘わらず曲げ強度が大な繊維製ボードに関する。本発明の繊維製ボードは、畳用芯材、建物用床材、壁材、天井材、屋根瓦下地材、収納庫壁、床暖房、電線等の配管孔を有する各種建材、パレット等荷役用材等として有用である。

　本発明の繊維製ボードの用途の一つの畳床材は、稲藁の入手不足の理由から、最近では発泡ポリプロピレン、発泡スチロール、発泡ウレタン等の合成樹脂発泡板が主に使用されている。畳床には畳の長尺方向の屈曲をできるだけ防止するため、発泡スチロール等を補強するために合板、合成樹脂板などを積層体として使用する例が多い(例えば特許文献１)。特許文献２では、畳床材が発泡板とベニヤ等から形成されていると、曲げ弾性率が低いため、出来上がった畳の畳表に弛みが発生しないように、畳表を緊張状態にして畳床に縫い付けると、畳に反りが生じ易いという問題があり、畳に反りが生じると、畳の表面側において端部が上方に反り上がり、畳表面に凹部が形成されやすい。そのような畳は、きしみ音の原因となったり、足がつまづく原因となったりするので好ましくないとして、全厚７〜25ｍｍの薄畳に用いられる畳床構成材において、該畳床構成材を所定密度の板状体と繊維強化樹脂シートとを接着一体化している。

　本発明の繊維製ボードに類似したものとして特許文献３、特許文献４に記載がある。しかし、これらはいずれも高圧密、高強度な繊維製ボードではない。

特開2000-170358号公報(２頁〜６頁、図１〜図２) 特開平11-336307号公報(２頁〜５頁、図１〜図２) 特開平10-278014号公報(２頁〜５頁、図１〜図７) 特開平06-285819号公報(４頁〜５頁、図１〜図７)

　本発明の繊維製ボードは前記例のような畳床材に特に限定するものではないが、殆ど全て繊維で構成されているにも拘わらず、畳床材として、床暖房資材として優れ、かつ、従来の畳床材などに用いられている発泡ポリプロピレン、発泡スチロール、発泡ウレタン等の合成樹脂発泡板が廃棄の際に困難性を有している点や、コスト面に配慮して、廃棄処分が容易な繊維製ボードを提供しようとするものである。

　上記課題を検討した結果、略波形の芯材繊維層Ｃと、該波形芯材繊維層Ｃの山部と谷部との両側にそれぞれ圧縮繊維層Ａ,Ｂが合一してあり、該波形芯材繊維層Ｃの山部と谷部と両側の圧縮繊維層Ａ,Ｂとの間に成形バーの存在下に圧縮成形し、該成形バーの抜去りによる貫通孔が形成されてなる繊維製ボードとした。

　また、芯材繊維層Ｃを間にして所定間隔で表裏に貫通孔の成形バーを配設し、該成形バーは芯材繊維層Ｃの表裏で左右に位置を変えてずらした状態とし、該成形バーを挟んだ状態に表裏に圧縮繊維層Ａ，Ｂを配置した状態で加圧成形した後前記成形バーを抜去って、波形を形成した芯材繊維層Ｃの山部内方又は谷部外方に貫通孔を設けた繊維製ボードとすることもできる。すなわち、予め略波形の芯材繊維層Ｃからでも、単なる繊維層から成形しても、本発明の繊維製ボードが得られるのである。

　略波形の芯材繊維層Ｃと、該波形芯材繊維層Ｃの山部と谷部との両側にそれぞれ圧縮繊維層Ａ,Ｂが合一した繊維製ボードを単位繊維層とし、該単位繊維層の複数単位を積層すると、重厚なボードとなり、床材にも適用できる。また、積層に際して、単位繊維層の複数単位を貫通孔が同一方向のみでなく、異方向となるよう積層したり、用途に応じて貫通孔の一部又は全部を閉鎖した繊維製ボードとすることも可能である。

　芯材繊維層Ｃ、圧縮繊維層Ａ,Ｂの全ての繊維は熱硬化、熱可塑性樹脂及び繊維を混綿し加熱、冷却して繊維をつなぐ。また、圧縮繊維層Ａ,Ｂと芯材繊維層Ｃとを別々にボードに成形し、接着剤又はプレス接着してもよい。更に、前記貫通孔の一部又は全部を閉鎖した繊維製ボードとすることもできる。貫通孔には炭、活性炭、松脂等を充填して防湿、防かび、防臭、防虫等の効果を持たすことができる。また、温水パイプ、電熱線ヒータを通して床暖房に使用したり、各種の配線に利用することもできる。

　用いる繊維は、合成繊維の場合、特に限定はなく、あらゆるものが使用できる。例えば、ポリエステル、ナイロン、ビニロン、アクリル等である。また、天然繊維の場合も特に限定はなく、例えば、綿、麻(ケナフ等)、パーム椰子、木質繊維等の繊維が適している。更に半合成繊維のレーヨンとか、無機繊維のガラス繊維、ロックウールも使用できる。場合によっては木チップを混ぜてもよい。これらは本発明の繊維ボードの用途、要求される仕様、価格等によって選択される。

　繊維基材をつなぐバインダーにはフェノール樹脂、メラミン樹脂等の熱硬化性樹脂、ポリプロピレン、ポリエチレン等のポリオレフィン系樹脂又は繊維、その他種々の熱可塑性樹脂を本発明の繊維製ボードの用途、要求される仕様等によって使用することができる。

　したがって、芯材繊維層又は圧縮繊維層がケナフであり、そのケナフにバインダーとしてポリオレフィン繊維を配合して成形した繊維製ボードは、加工屑等を焼却しても有害物が出ず、自然環境に優しい高圧縮高強度なボードとなっている。

　このような繊維製ボードの成形法は、芯材となる繊維層を間にして所定間隔で表裏に成形バー群を配設し、該成形バー群は芯材となる繊維層の表裏で左右に位置を変えてずらした状態とし、該成形バー群を挟んだ状態に表裏に繊維層を配置した状態で加圧成形して、波形繊維層芯材の山部内方又は谷部外方に貫通孔を有するようにする。化粧仕上げ、断熱、防音等の効果を出すために、表面又は裏面あるいは波形繊維芯材にアルミ箔、合成樹脂シート等、効果が得られる適当な素材を同時一体化するとよい。

　貫通孔の断面形状は円形に限らず、成形バーの断面形状によって三角形、四角形、楕円形、菱形、その他多角形等の異形とすることができる。成形バーの材質は加熱プレス時に繊維樹脂の接着が生じないものであればよく、ステンレス鋼や、テフロン(登録商標)コート、クロムメッキ等を施した鋼材を使用するとよい。パイプ状の成形バーを採用した場合、内部に加熱又は冷却のための媒体を流通させることができる。

　更に、本発明の繊維製ボードに好適な成形装置は、対象物を表面と裏面から加圧する上加圧板及び下加圧板と、該上下加圧板内に配置する第１成形バー群と、該第１成形バー群の各成形バーの中間に成形バーが納まる第２成形バー群とからなり、第１成形バー群と第２成形バー群間に配置した繊維層を略波形に成形可能にすると共に、第１成形バー群と第２成形バー群外方に配置した繊維層Ａ,Ｂと前記波形繊維層Ｃ間の成形バー抜去により貫通孔を形成可能としたのである。

　このとき、表裏に平行に配置される成形バー群を一単位成形バー群とし、この単位成形バー群を上下方向に複数単位を組み付けた成形装置とすることによって、前記単位繊維層の複数単位からなる繊維製ボードを作ることができる。このとき、下段の単位成形バー群と上段の単位成形バー群とで水平面内で角度を変えると、繊維製ボード内に形成される貫通孔の方向を例えば縦横に90°変えたものが得られる。成形バーをフェルト状素材だけでなく成形されていない単なるバラ状素材等の内部に埋め込まれた状態にし、この状態で繊維の表裏から熱圧することにより繊維製ボードが得られる。

　本発明の繊維製ボードは以上のような構造としたので、下記の様な特徴を備えている。
１)　貫通孔の周囲が特に繊維が高密度で、全体的にも高密度であるから、繊維が主材でありながら曲げ強度が非常に高い。
２)　本来なら強度の面からみると強度を増すには、繊維層が厚く高密度でなければならないが、貫通孔を設けたことで軽くて、強度のあるものとなった。
３)　繊維を圧縮したものであるから、連続した無数の空間があり、空気との接触面が非常に多く、毛細管作用もあるという特徴の上に中心部に貫通孔があるので、通気性に富む。
４)　複雑な空気層が音波の反響を抑え、音の通過時にその振動エネルギーを吸収し、熱エネルギーに変換しやすい構造となっているので吸音性がよい。
５)　繊維間の空気層と貫通孔とによって保温効果と断熱効果を高めている。
６)　通気性に富むので、外気の温度、湿度に対してボードのどの部分も同じ速度、同じ程度で順応するので、反り、歪みが殆どない。
７)　カッターナイフや鋸の使用で簡単に切断でき、また、釘止めや接着剤を用いて繋ぎ合わせることもできる。
８)　繊維メーカーや樹脂メーカーからの副産物、産業廃棄物等を原料に用いることができるので、コストも安く、木材伐採等を抑え、環境問題の解決になる。
９)　使用後廃棄処分する場合でも、原料に天然繊維を用いると消却が可能であり、その際に有害物質も排出しない。

　本発明の繊維製ボードの成形装置によると、第１成形バー群と第２成形バー群間に繊維層を挟みかつ上下に繊維層を挟んで同時に加熱し、各層のバインダーを互いに融着させて一体化させ成形するといった特殊な成形法を行うので、補強作用を有する波形の芯材繊維層Ｃと貫通孔２を同時に形成することができ、部分的に強度が必要な場合は表裏波形繊維層の間に別のバインダーを含んだ素材を挟み、加圧成形すると高密度となり、従って補強もできるという特性を発揮する優れた繊維製ボードが得られる。

　以下本発明を詳細に説明する。図１は本発明の繊維製ボードの端部斜視図である。この繊維製ボード１は、略波形の芯材繊維層Ｃと、該波形芯材繊維層Ｃの山部と谷部との合一により貫通孔２を形成する圧縮繊維層Ａ,Ｂとからなる。波形芯材繊維層Ｃの山部と谷部との両側にそれぞれ圧縮繊維層Ａ,Ｂが合一して貫通孔２を形成している。

　この例では圧縮繊維層Ａ,Ｂの繊維には、綿30wt％、麻20wt％、パーム25wt％の混合繊維を用い、バインダーとしてPP繊維を外掛けで35wt％使用した。波形芯材繊維層Ｃには綿30wt％、麻35wt％の混合繊維を用い、バインダーとしてフェノール樹脂を外掛けで35wt％使用した。加圧温度は150〜280℃、圧力0.5〜0.8メガパスカル、熱圧時間1.5〜30分間、冷却時間１〜10分間、目付３層の上繊維材１Kg、芯繊維材1.2Kg、下繊維材１Kgとした。多種の組み合わせが可能である。使用した繊維については、これらの繊維から自然に優しいケナフ繊維に代え、バインダーもポリオレフィンのポリプロピレン、又はポリエチレンにすると、地球環境の保護といった面から好ましいものとなる。

　更に、本発明の繊維製ボードの他の構造例の部分断面を図２〜図４により示す。図２に示す例は、略波形の芯材繊維層Ｃと圧縮繊維層Ａとからなり、該波形芯材繊維層Ｃの谷部に貫通孔を設けた繊維製ボードの例である。ボードの仕様、目的によっては、それに応じた特性を持たせるために、それらに適した個所に別の基材を素材の中に挟むか加えるかして部分的に高密度化し、その部分及び全体にも更に強度を持たせることができる。

　図３の例は略波形の芯材繊維層Ｃと、該波形芯材繊維層Ｃの山部又は谷部との合一により貫通孔２を形成する圧縮繊維層Ａ,Ｂとを単位繊維層とし、その単位繊維層の２単位(I,II)からなる繊維製ボードの例である。

　上記単位繊維層の２単位からなる繊維製ボードのうち、図４に示す例では１単位毎に90°方向を変えて縦横に貫通孔２を形成している。

　本発明の繊維製ボード用成形装置の斜視図を図５に示す。本発明の繊維製ボードの成形装置は、加圧対象物を表面と裏面から加圧する上加圧板３及び下加圧板４と、該上下加圧板３,４内に配置する第１成形バー群５と、該第１成形バー群５の各成形バー5a,5aの中間に成形バー6aが納まるようになっているので、第１成形バー群５と第２成形バー群６間に配置した繊維層７を波形の芯材繊維層Ｃに成形すると共に、第１成形バー群５と第２成形バー群６の外方に配置した圧縮繊維層Ａ,Ｂと前記波形繊維層Ｃ間の成形バー群５,６を抜去ることにより成形バーの数にみあう平行な多数の貫通孔を形成することができる。上加圧板３及び下加圧板４には加熱加圧及び冷却手段が設けられ、第１成形バー群５と第２成形バー群６とは上加圧板３と下加圧板４間に配置、非配置を適宜行えるものとした。配置、非配置の手段としては、図示することを省略するが、シリンダ、モータ等の駆動手段による水平又は回動動作を成形バー群に与えて、上加圧板３と下加圧板４間に配置、非配置を行う。もちろん手作業であっても構わない。

本発明の繊維製ボードの端部斜視図である。 本発明の繊維製ボードの他の構造例を示す部分断面図である。 本発明の繊維製ボードの他の構造例を示す部分断面図である。 本発明の繊維製ボードの他の構造例を示す部分断面図である。 本発明の繊維製ボード用成形装置の斜視図である。

符号の説明

　１　繊維製ボード
　２　貫通孔
　３　上加圧板
　４　下加圧板
　５　第１成形バー群
　5a　成形バー
　６　第２成形バー群
　6a　成形バー
　７　繊維層
　Ａ,Ｂ　圧縮繊維層
　Ｃ　芯材繊維層

Claims (6)

1. 略波形の芯材繊維層Ｃと、該波形芯材繊維層Ｃの山部と谷部との両側にそれぞれ圧縮繊維層Ａ,Ｂが合一してあり、該波形芯材繊維層Ｃの山部と谷部と両側の圧縮繊維層Ａ,Ｂとの間に成形バーの存在下に圧縮成形し、該成形バーの抜去りによる貫通孔が形成されてなる繊維製ボード。
2. 芯材繊維層Ｃを間にして所定間隔で表裏に貫通孔の成形バーを配設し、該成形バーは芯材繊維層Ｃの表裏で左右に位置を変えてずらした状態とし、該成形バーを挟んだ状態に表裏に圧縮繊維層Ａ，Ｂを配置した状態で加圧成形した後前記成形バーを抜去って、波形を形成した芯材繊維層Ｃの山部内方又は谷部外方に貫通孔を設けてなる繊維製ボード。
3. 略波形の芯材繊維層Ｃと、該波形芯材繊維層Ｃの山部と谷部との両側にそれぞれ圧縮繊維層Ａ,Ｂが合一した繊維製ボードを単位繊維層とし、該単位繊維層の複数単位からなる請求項１又は２記載の繊維製ボード。
4. 単位繊維層の複数単位は、貫通孔が同一方向又は異方向となるよう積層してなる請求項１乃至３のいずれか記載の繊維製ボード。
5. 貫通孔の一部又は全部を閉鎖した請求項１乃至４のいずれか記載の繊維製ボード。
6. 芯材繊維層又は圧縮繊維層がケナフであり、該ケナフにバインダーとしてポリオレフィン繊維を配合して成形してなる請求項１乃至５のいずれか記載の繊維製ボード。

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