JP2006205644A - 織布または不織布付き合成板 - Google Patents

Abstract

【課題】 環境や人体への負担を軽減し、不織布の貼り合わせ作業を簡素化するとともに、十分な柔軟性と強度を持ち合わせた織布または不織布付き合成板を提供すること。
【解決手段】 リグノセルロース系材料に接着剤としてポリブチレンサクシネート系樹脂を混合して作製されたプリフォーム(2a)に、織布または不織布(4)を載せ加熱加圧する。
【選択図】 図３

Description

本発明は、織布または不織布付き合成板に関する。

従来、車両の内装部材や建築部材等に使用される合成板は、木材チップや繊維材料等に、フェノール樹脂等を前記木材チップや繊維材料等を結合させる接着剤として混合して成形していた。
しかし、石油由来の素材を用いて成形された合成板は焼却すると二酸化炭素が発生し地球全体としての二酸化炭素量を増加させ、またフェノール樹脂は遊離フェノールやホルムアルデヒドが含まれるため人体に悪影響をおよぼすおそれがあった。

そこで、接着剤を混合せず、蒸煮処理や爆砕処理を行った植物由来のリグノセルロース系材料を、加熱加圧することで合成板を成形する技術が開発されている（特許文献１参照）。
これは、植物由来の材料のみで成形されているため、焼却することで二酸化炭素が排出されても、その排出相当量は植物の成長時に吸収されており、全体としてみれば二酸化炭素量が変化しないので、環境面で優れている。また、人体に影響を与えるような物質はほとんど含まれていない。

また、近年、接着剤としてポリ乳酸樹脂等の植物由来の樹脂の開発が行われている。
一方、合成板には車両の内装部材や建築部材として使用する際に、合成板表面に接着剤を介して織布または不織布（以下、不織布等ともいう）を貼り合わせる場合がある（特許文献２参照）。
一般には、不織布等を合成板に貼り合わせる際には、アセトン、トルエンやｎ−ヘキサン等の有機溶剤に溶かしたクロロプレンゴム系の溶剤型接着剤等を合成板に塗布して貼り合わせを行っている。
特開２００１−１３１８号公報 特開平９−３９１２７号公報

しかしながら、上記特許文献１に開示された技術では、接着剤なしで成形する場合、接着剤を混合して成形する場合よりも高温高圧で長い時間の加熱加圧を行わなければならない上、成形された合成板は接着剤を混合した合成板よりも強度が劣っており、車両の内装部材や建築部材に使用するには不十分であるという問題があった。
また、ポリ乳酸樹脂を接着剤として用いる場合、ポリ乳酸樹脂は柔軟性に劣り、もろく、また使用時に加水分解、生分解してしまう等取り扱い難いという問題があった。

さらに、上記特許文献１や特許文献２において合成板に不織布等を貼り合わせる場合は、合成板の表面に接着剤を塗布し、その上に不織布等を載せ、加圧しなければならない。これは接着剤の使用や、加圧作業の追加等からその分コストが増加するという問題があった。
また、貼り合わせに用いるクロロプレンゴム系の溶剤型接着剤等は含有するアセトン、トルエンやｎ−ヘキサン等の有機溶剤のために、車両や家屋に使用するには人体に悪影響をおよぼす可能性があるという問題もあった。

本発明はこのような問題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、
環境や人体への負担を軽減するとともに、不織布の貼り合わせ作業を簡素化しつつ、十分な柔軟性と強度を持ち合わせた織布または不織布付き合成板を提供することにある。

上記した目的を達成するために、請求項１の織布または不織布付き合成板では、リグノセルロース系材料に接着剤としてポリブチレンサクシネート系樹脂を混合して成形された合成板と、該合成板の成形とともに加熱加圧されて該合成板と貼り合わされた織布または不織布とを備えることを特徴としている。
これより、植物由来であるリグノセルロース系材料と、例えば、さとうきび、とうもろこし、サツマイモ等の植物からグルコースの発酵によって生成可能であり柔軟性を有するポリブチレンサクシネート系樹脂とを混合させた合成板の成形とともに織布または不織布の貼り合わせが行なわれる。

請求項２の織布または不織布付き合成板では、前記ポリブチレンサクシネート系樹脂は加水分解性、生分解性を抑制する処理が施されたことを特徴としている。
これより、本来、加水分解性、生分解性を有しているポリブチレンサクシネート系樹脂に加水分解、生分解を抑制する処理が施される。
請求項３の織布または不織布付き合成板では、前記処理により、５０℃、９０％ＲＨ、の環境下に４８０時間置かれた後の引張り破断伸びが初期値の８０％以上であることを特徴としている。

これより、５０℃、９０％ＲＨの環境下に４８０時間置いた後の引張り破断伸びが初期値の８０％以上であることとするポリブチレンサクシネート系樹脂の耐加水分解性、耐生分解性の要求値が満たされる。
請求項４の織布または不織布付き合成板では、前記リグノセルロース系材料は蒸煮処理及び爆砕処理のいずれか一方が施されたものであることを特徴としている。

これより、リグノセルロース系材料に蒸煮・爆砕処理が行なわれることで、木質系や草木系の繊維がほぐしやすくなる。
また、リグノセルロース系材料に蒸煮・爆砕処理が行なわれることで、水分を含んで軟化している材料から成形することができる。
さらに、蒸煮・爆砕処理は高温・高圧で施されるため、リグノセルロース系材料に含有される虫やカビ・細菌などを殺虫・殺菌する。

請求項５の織布または不織布付き合成板では、前記リグノセルロース系材料とポリブチレンサクシネート系樹脂の混合重量比は、リグノセルロース系材料／ポリブチレンサクシネート系樹脂＝１００／５〜１００／３００であることを特徴としている。
これより、植物由来であるリグノセルロース系材料を骨格とし、ポリブチレンサクシネート系樹脂を適した混合比率で配合させた合成板に織布または不織布の貼り合わせが行なわれる。

上記手段を用いる本発明の請求項１の織布または不織布付き合成板によれば、すべて植物由来の素材から成形できることで、焼却による二酸化炭素の増加を抑制することができる。また、有害物質を減少させることができるので、人体への影響も少なくすることができる。
さらに、ポリブチレンサクシネート系樹脂が接着剤の役割と不織布等の接着剤としての役割を果たすので合成板の強度を向上させることができる上、合成板の成形と不織布等の貼り合わせを同一行程で行うことができるので、不織布等の貼り合わせ作業を簡素化することができる。

これにより、環境や人体への負担を軽減するとともに、不織布等の貼り合わせ作業を簡素化しつつ、十分な柔軟性と強度を持ち合わせた織布または不織布付き合成板を提供することができる。
請求項２の織布または不織布付き合成板によれば、耐加水分解性、耐生分解性を得ることで、車両の内装部材や建築材料に適応させることができる。

請求項３の織布または不織布付き合成板によれば、車両の内装部材や建築材料として使用するのに十分な耐加水分解性、耐生分解性とすることができる。
請求項４の織布または不織布付き合成板によれば、蒸煮・爆砕処理により木質系や草木系の繊維がほぐしやすくなり、接着剤としてのポリブチレンサクシネート系樹脂が十分に混合され、合成板の接着力及び不織布等の接着力を向上させることができる。

また、水分を含んで軟化している材料から成形することにより、深絞り等の３次元形状を成形することができる。
さらに、蒸煮・爆砕処理の殺虫・殺菌作用により防腐性、耐久性を向上させることができる。
請求項５の織布または不織布付き合成板によれば、リグノセルロース系材料を骨格とし、ポリブチレンサクシネート系樹脂の接着力により十分な強度をもった合成板を得ることができ、またポリブチレンサクシネート系樹脂が不織布等の接着剤としての十分に役割を果たすので、十分な強度を持ち合わせた織布または不織布付き合成板を提供することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
図１を参照すると、本発明に係る織布または不織布付き合成板の斜視断面図が示されている。
図１に示すように、不織布付き合成板１は、合成板２の上に不織布４が貼り合わされている。

合成板２はリグノセルロース系材料に接着剤としてのポリブチレンサクシネート系樹脂が混合され、成形されている。
リグノセルロース系材料は例えば木材、竹、ケナフ等の木質系や草木系の植物由来の素材の繊維状、粉末状のものが使用される。または、当該リグノセルロース系材料に蒸煮及び爆砕のいずれか一方の処理を施したものが使用される。このように蒸煮・爆砕処理が施されると木質系や草木系の繊維がほぐしやすくなる。
さらに、蒸煮・爆砕処理は高温・高圧で施されるため、リグノセルロース系材料に含有される虫やカビ・細菌などを殺虫・殺菌し防腐性、耐久性が向上する。

ポリブチレンサクシネート系樹脂は、植物由来の原料から製造可能なコハク酸と１,４ブタンジオールを原料として形成されている。またポリブチレンサクシネート系樹脂は繊維、粉末、ペレット、エマルジョン、溶液等のどの形態であっても構わない。ただし、通常ポリブチレンサクシネート系樹脂は加水分解性・生分解性を有しており、これをそのまま車両の内装部材や建築部材等に使用すると製品寿命が短いので、例えば末端封鎖等の処理を行い加水分解性・生分解性を抑制する。具体的には、耐加水分解性・耐生分解性に関していえば、５０℃、９０％ＲＨ、の環境下に４８０時間置かれ、その後の引張り破断伸びが初期値の８０％以上であることが好ましい。

リグノセルロース系材料とポリブチレンサクシネート系樹脂との混合手段としては、ニーダー、ロール、二軸押し出し機等の混合機の利用、またはスプレー等を利用して混合する。あるいは、リグノセルロース系材料と繊維状のポリブチレンサクシネート系樹脂を解繊機・反毛機等で繊維同志を絡み合わせてもよい。また、ニードルパンチ等を利用し、プリフォーム（かさ高いマット状）にしてもよい。さらに、リグノセルロース系材料をかさ高いマット状にし、その表面にポリブチレンサクシネート系樹脂を散布してもよい。

そして、合成板２の成形は、リグノセルロース系材料とポリブチレンサクシネート系樹脂とを混合したものを金型に充填し、不織布４を載せ加熱加圧することで合成板２の成形と不織布４の貼り合わせとを同時に行う。つまり、ポリブチレンサクシネート系樹脂はリグノセルロース系材料の接着剤として作用するとともに、不織布等に対しての接着剤としての役割も果たす。

また、加熱加圧成形は、第一段階として合成板２を高圧で加圧することでプリフォーム２ａを作製し、途中で加圧を解除し、温度を変更してから、不織布４を合成板２の上に載せ、低圧で加圧することで不織布４のつぶれを抑制し美観よく成形することができる。
その他にも、リグノセルロース系材料が蒸煮・爆砕処理が施されている場合は、ヘミセルロースやリグニンが分解されて生成された樹脂成分によりリグノセルロース系材料自体を予めボード化してからポリブチレンサクシネート系樹脂を表面に散布し、不織布等を貼り合わせてもよい。

ここで本発明に係る織布または不織布付き合成板の具体的な成形方法の一例を挙げる。
図２を参照すると本発明に係る織布または不織布付き合成板のプリフォーム作製時の構成を示す斜視図が示されており、図３を参照すると本発明に係る織布または不織布付き合成板の加熱加圧時の構成を示す斜視図が示されている。以下、図２、３に基づき説明する。

図２に示すように、合成板２のプリフォーム２ａ作製のため、ステンレス板６の上に、ガラス繊維で補強したテフロン（Ｒ）シート８を敷き、その上にＬ字状の枠部材１０ａ、１０ｂを２つ組み合わせ、四角い金型１０を形成する。
当該金型１０にリグノセルロース系材料とポリブチレンサクシネート系樹脂を混合したものを均等に充填する。

そして、金型１０の内周と同寸の落し蓋である上型及び高さ調節用の木片（ともに図示せず）を配設する。
これらを油圧プレス装置に金型１０ごと設置し所定時間加圧して、プリフォーム２ａを作製する。このときの圧力は、プリフォーム２ａが本加圧まで形状を保持できる程度であればよい。

作製したプリフォーム２ａを、油圧プレス装置から金型１０ごと取出し、Ｌ字状の枠部材１０ａ、１０ｂ、上型を取り外す。
そして、図３に示すように、ステンレス板６上のプリフォーム２ａの上に不織布４を配設し、不織布４よりさらに上方にテフロン（Ｒ）シート１２、ステンレス板１４を順に配設する。また、プリフォーム２ａの両側に若干の間隔を置いて角材状のステンレス製スペーサ１６をプリフォーム２ａと平行に配設する。

ステンレス板６、１４で挟んだプリフォーム２ａと不織布４を、予め上型、下型を加熱してある別の油圧プレス装置に設置し、加圧成形する。
このように、本発明に係る織布または不織布付き合成板では、合成板２をリグノセルロース系材料及びポリブチレンサクシネート系樹脂から成形し、不織布４の貼り合わせについてもポリブチレンサクシネート系樹脂を接着剤として利用することから、焼却等による二酸化炭素量の増加を防止し、人体への負担も軽減することができる。

また、ポリブチレンサクシネート系樹脂が接着剤と接着剤の役割を果たすことから合成板の成形と、不織布等の貼り合わせとを同一行程で行うことができ、無駄なコストを削減することができる。
したがって、環境や人体への負担を軽減するとともに、不織布等の貼り合わせ作業を簡素化しつつ、十分な柔軟性と強度を持ち合わせた織布または不織布付き合成板を作製することができる。

実施例１
リグノセルロース系材料として、爆砕処理（爆砕条件：圧力９気圧、温度１８０℃、時間２０分）を行った竹繊維（２００ｍｍ長さ）を使用した。
当該竹繊維１２０ｇに、末端封鎖処理を施した粉末状のポリブチレンサクシネート系樹脂（三菱化学製「ＧＳ Ｐｌａ」、グレード：ＡＺ７１Ｔ、２ｍｍメッシュ）４０ｇを混合して、これを上記の例のように金型に充填し、油圧プレス装置により０．７７ＭＰａの加圧を５分間行いプリフォーム２ａを作製した。
そして、当該プリフォーム２ａの上にＰＥＴ不織布を載せ、両側に厚さ４ｍｍのスペーサを配設し、予め上型、下型を１６０℃に加熱してある別の油圧プレス装置に配設して２６ｋＮの加熱加圧（１９×１９ｃｍのプリフォームに対して）を６分間行い不織布付き合成板を成形した。

実施例２
リグノセルロース系材料として、爆砕処理（爆砕条件：圧力９気圧、温度１８０℃、時間２０分）を行った竹繊維（２００ｍｍ長さ）を使用した。
当該竹繊維９０ｇに、末端封鎖処理を施した繊維状のポリブチレンサクシネート系樹脂（三菱化学製「ＧＳ Ｐｌａ」、グレード：ＡＺ７１Ｔ、５デニール、５ｍｍ）７０ｇを混合して、これを上記の例のように金型に充填し、油圧プレス装置により０．７７ＭＰａの加圧を５分間行いプリフォーム２ａを作製した。
そして、当該プリフォーム２ａの上にＰＥＴ不織布を載せ、両側に厚さ６ｍｍのスペーサを配設し、予め上型、下型を１４０℃に加熱してある別の油圧プレス装置に配設して２６ｋＮの加熱加圧（１９×１９ｃｍのプリフォームに対して）を６分間行い不織布付き合成板を成形した。

実施例３
リグノセルロース系材料として、蒸煮処理（蒸煮条件：温度２００℃、時間２０分）を行ったブナ木粉（２ｍｍメッシュパス材）を使用した。
当該ブナ木粉１２０ｇに、末端封鎖処理を施した粉末状のポリブチレンサクシネート系樹脂（三菱化学製「ＧＳ Ｐｌａ」、グレード：ＡＺ７１Ｔ、２ｍｍメッシュ）４０ｇを混合して、これを上記の例のように金型に充填し、油圧プレス装置により０．７７ＭＰａの加圧を５分間行いプリフォーム２ａを作製した。
そして、当該プリフォーム２ａの上にＰＥＴ不織布を載せ、両側に厚さ４ｍｍのスペーサを配設し、予め上型、下型を１８０℃に加熱してある別の油圧プレス装置に配設して１０６ｋＮの加熱加圧（１９×１９ｃｍのプリフォームに対して）を１０分間行い不織布付き合成板を成形した。

比較例
公知の合成板（木材チップにフェノール樹脂を混合させ成形した合成板）に、クロロプレンゴム系の溶剤型接着剤を塗布した。
そして、接着剤を塗布した面にＰＥＴ不織布を載せ、０．１ＭＰａで２４時間加圧して接着した。
上記実施例１乃至３及び比較例の不織布付き合成板をそれぞれ物性測定用試験片に切断（例えば曲げ試験片：１４８ｍｍ×５０ｍｍ×３．６５ｍｍ、吸水率試験片：５０ｍｍ×５０ｍｍ×３．６５ｍｍ）し、不織布との接着性、ＴＶＯＣとアルデヒドの分析、三次元成形性、吸水率、曲げ強さの各試験を行った。その結果を図４に示した。

図４に示すように、不織布との接着性試験は、貼り合わせた不織布を剥がす試験であり、結果としては実施例１乃至３は不織布が材破し、比較例は合成板が材破した。つまり、実施例１乃至３の方が合成板と不織布の接着力が十分に有しながら、合成板の強度も十分に確保されているといえる。
実施例１乃至３は比較例よりもＴＶＯＣとアルデヒドが低く、人体に与える影響が少ないことが分かる。

ここで、図４に示すＴＶＯＣ、ホルムアルデヒドとアセトアルデヒドの数値は、寸法縦１９ｃｍ×横１９ｃｍ×厚さ０．４〜０．６ｃｍのテストピース１枚を純空気１５リットルの中に周辺温度６５℃、２時間放置したときに発生した量を、１立方メートル当たりに換算したものである。
実施例１乃至３は三次元成形性が良好であるのに対し、比較例は不良である。これより、実施例１乃至３は形を自由に成形することが可能であるといえる。さらに、実施例１乃至３は比較例よりもボードの吸水率が十分低く、また曲げ強さが高いことから車両の内装部材や建築材料に適している。

上記試験結果から分かるように、本発明の織布または不織布付き合成板は従来の合成板よりも吸湿性が低く、耐久性が高いため、車両等に使用するのに適している。
以上で本発明に係る織布または不織布付き合成板の実施形態についての説明を終えるが、実施形態は上記実施形態に限られるものではない。
例えば、上記実施形態では合成板２に不織布を貼り合わせているが、織布でも構わない。

また、上記実施形態では加熱加圧成形を行っているが、この成形手段に限られるものではなく、例えば射出圧縮成形等でも構わない。
さらに、上記実施形態では、リグノセルロース系材料（竹繊維・ブナ木粉）とポリブチレンサクシネート系樹脂との混合重量比は、
リグノセルロース系材料／ポリブチレンサクシネート系樹脂＝１２０／４０（実施例１、３）
リグノセルロース系材料／ポリブチレンサクシネート系樹脂＝９０／７０（実施例２）
としているが、混合重量比は、
リグノセルロース系材料／ポリブチレンサクシネート系樹脂＝１００／５〜１００／３００
としておけば、リグノセルロース系材料を骨格とし、ポリブチレンサクシネート系樹脂の接着力により十分に強度をもった合成板を得ることができ、またポリブチレンサクシネート系樹脂が不織布等の接着剤として十分に役割を果たすので、十分な強度を持ち合わせた織布または不織布付き合成板を提供することができる。また、上記実施例では、リグノセルロース系材料として爆砕または蒸煮した材料を適用した例を示したが、本発明は何らこれに限定されるものではなく、リグノセルロース系材料として例えば一般の竹繊維やケナフや麻などを適用しても良い。

本発明に係る織布または不織布付き合成板の斜視図である。 本発明に係る織布または不織布付き合成板の合成板のプリフォーム作製時の構成を示す斜視図である。 本発明に係る織布または不織布付き合成板の加熱加圧時の構成を示す斜視図である。 本発明に係る織布または不織布付き合成板の実施例１乃至３及び比較例の試験結果を示した表である。

符号の説明

１ 不織布付き合成板
２ 合成板
２ａ プリフォーム
４ 不織布
６、１４ ステンレス板
８、１２ テフロン（Ｒ）シート
１０ 金型
１０ａ 枠部材
１６ スペーサ

Claims (5)

1. リグノセルロース系材料に接着剤としてポリブチレンサクシネート系樹脂を混合して成形された合成板と、
   該合成板の成形とともに加熱加圧されて該合成板と貼り合わされた織布または不織布と
   を備えることを特徴とする織布または不織布付き合成板。
2. 前記ポリブチレンサクシネート系樹脂は加水分解性、生分解性を抑制する処理が施されたことを特徴とする請求項１記載の織布または不織布付き合成板。
3. 前記処理により、５０℃、９０％ＲＨ、の環境下に４８０時間置かれた後の引張り破断伸びが初期値の８０％以上であることを特徴とする請求項２記載の織布または不織布付き合成板。
4. 前記リグノセルロース系材料は蒸煮処理及び爆砕処理のいずれか一方が施されたものであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか記載の織布または不織布付き合成板。
5. 前記リグノセルロース系材料とポリブチレンサクシネート系樹脂の混合重量比は、
   リグノセルロース系材料／ポリブチレンサクシネート系樹脂＝１００／５〜１００／３００
   であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか記載の織布または不織布付き合成板。

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