JP2010253817A - 繊維板の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】調湿材料の性能を十分に発揮できるとともに、成形後の表面を平滑にすることができ、熱圧成形時に型枠による異型化も可能な繊維板を提供する。
【解決手段】調湿材料を含有する樹脂バインダーを長繊維マットの片面に塗布して乾燥し、次いで熱圧成形することを特徴とする。
【選択図】なし

Description

本発明は、繊維板の製造方法に関するものである。

住居の室内の空気環境を良好に維持するために、調湿材料等の機能性材料が配合された塗り材を現場塗工することや、あるいは機能性材料が内添されたボードを施工することが一般に行われている。

しかしながら、塗り材を現場塗工する場合、きれいに仕上げるためには熟練した塗工技術が必要である。また、塗工時期や周囲環境にも制限を受け、塗工後には長時間の養生を要する等の問題点がある。

そこで近年では、機能性材料が内添されたボード、主に石膏ボードを施工することが行われているが、機能性材料を内添すると機能性材料の周囲が基材で覆われてしまうため、室内空気との接触が阻害され、機能性材料の性能を十分に発揮できない。また、意匠性を高めるために化粧材としてビニールクロス等を貼着するため、機能性材料の性能がさらに損なわれることになる。

機能性材料を内添したものとしては、石膏ボード等のボード類の他に、意匠性を付与したタイル調のものもあるが、この場合も機能性材料を内添しているためその性能を十分に発揮できない点はボード類と同様である。また、塗り材と同様に施工のために熟練した技術が必要であり、そして施工後には長時間の養生を要する等の問題点がある。

一方、近年では、ボード類の１つとして、ケナフ等の長繊維に樹脂バインダーを含浸、乾燥して熱圧成形した繊維板が用いられている（特許文献１、２参照）。この繊維板は多孔性の長繊維マットを用いる点においては内添した機能性材料の性能発現に適している。例えば、特許文献２では、揮発性有機化合物（ＶＯＣ）分解成分を含有させた繊維板が提案されており、ＶＯＣ分解成分を樹脂バインダーに含有させてこれを長繊維マットに含浸、乾燥した後、熱圧成形すること（実施例１）、長繊維マットに樹脂バインダーを含浸、乾燥した２枚の樹脂含浸マットの間にＶＯＣ分解成分を散布して挟み込み熱圧成形すること（実施例２、３）が提案されている。

特開２０００−２６３５１９号公報 特開２００９−０２３３０７号公報

しかしながら、長繊維マットに樹脂バインダーを含浸する場合、熱圧成形後の繊維板表面には長繊維による凹凸が残り、平滑にするためにサンディング等の表面処理を行う必要があった。また、熱圧成形時に型枠による表面の異型化が困難であった。

また、例えば、特許文献２に記載されているようにＶＯＣ分解成分等の機能性材料を樹脂バインダーに含有させてこれを長繊維マットに含浸、乾燥して熱圧成形した場合、樹脂バインダーが機能性材料を被覆して、その性能が損なわれるという問題点があった。

本発明は、以上の通りの事情に鑑みてなされたものであり、調湿材料の性能を十分に発揮できるとともに、成形後の表面を平滑にすることができ、熱圧成形時に型枠による異型化も可能な繊維板を提供することを課題としている。

また本発明は、繊維板の強度を高めることができるとともに、樹脂バインダーの被覆による調湿材料の性能抑制を緩和して、調湿材料の性能をより発揮させることができる繊維板を提供することを課題としている。

本発明は、上記の課題を解決するために、以下のことを特徴としている。

第１に、本発明の繊維板の製造方法は、調湿材料を含有する樹脂バインダーを長繊維マットの片面に塗布して乾燥し、次いで熱圧成形することを特徴とする。

第２に、本発明の繊維板の製造方法は、長繊維マットに樹脂バインダーを含浸して乾燥し、得られた樹脂含浸マットに調湿材料を含有する水溶液を含浸して乾燥し、次いで熱圧成形することを特徴とする。

上記第１の発明によれば、調湿材料を含有する樹脂バインダーを長繊維マットの片面に塗布しているので、石膏ボード等の従来の面材に比べて調湿材料の性能を十分に発揮でき、またこれと同等以上の強度を有しているので取り回し性にも優れ、簡便に施工できる。そしてさらに、調湿材料を含有する樹脂バインダーを塗布した面は長繊維による凹凸が緩和されて表面が平滑になるため、成形後にサンディング等の表面処理を行う必要がなく、あるいは簡便な表面処理により平滑面を得ることができる。さらに、調湿材料を含有する樹脂バインダーを塗布した面は、表面における樹脂バインダー量が豊富なため、熱圧成形時に型枠による異型化も可能である。

上記第２の発明によれば、長繊維マットに樹脂バインダーを含浸しているので繊維板の強度を高めることができるとともに、長繊維マットに樹脂バインダーを予め含浸、乾燥した後、この樹脂含浸マットに調湿材料を含有する水溶液を含浸させることで樹脂含浸マット内に調湿材料を分散させているので、樹脂バインダーの調湿材料への被覆が緩和され、調湿材料の性能をより発揮させることができる。

以下、本発明を詳細に説明する。

本発明に用いられる長繊維マットは、長繊維を絡み合わせることによりマットの形状としたものである。長繊維を用いることで、長繊維同士を良く絡み合わせることによりマットの形状保持性を高めることができる。

長繊維としては、長さ１０〜２００ｍｍ、直径１００μｍ以下のものが好ましく用いられる。このような長繊維を用いることで、長繊維マットの形状保持性が良好に保たれる。

長繊維の種類としては、例えば、天然繊維、合成繊維等を用いることができる。天然繊維としては、例えば、ケナフ、ジュート等の麻類の靭皮繊維等が挙げられる。合成繊維としては、例えば、ナイロン繊維、ポリエステル繊維等が挙げられる。

中でも、麻類の靭皮繊維は、結晶性で強度の高いセルロースを多く含有し、繊維としての強度が高い。例えば、レッティングと呼ばれる浸水処理および物理的な解繊処理により、麻類の植物から長繊維を得ることができる。

本発明に用いられる調湿材料としては、例えば、珪藻土、シリカゲル、活性炭、ゼオライト、活性白土、およびアクリル系微粒子等の樹脂微粒子等が挙げられる。調湿材料は、樹脂バインダーや樹脂含浸マット内に均一に分散できるようにする点からは、微細化しておくことが望ましく、例えば、粒径が好ましくは１μｍ以下、より好ましくは１００ｎｍ以下の状態に微細化しておく。

本発明に用いられる樹脂バインダーとしては、例えば、酢酸ビニル樹脂、ポリビニルアルコール、でんぷん、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂等が挙げられる。樹脂バインダーは、樹脂エマルジョン水性分散液等の液状として長繊維マットに塗布または含浸される。

本発明における第１の態様では、調湿材料を含有する樹脂バインダーを長繊維マットの片面に塗布し、次いで熱圧成形することにより繊維板を製造する。

調湿材料に対する樹脂バインダーの配合量は、好ましくは調湿材料１００質量部に対して固形分換算で５〜１０質量部である。樹脂バインダーの配合量が少な過ぎると、調湿材料を長繊維マットに固着できない場合がある。一方、樹脂バインダーの配合量が多過ぎると、樹脂バインダーが調湿材料を被覆して調湿材料の性能を損なう場合がある。

調湿材料を含有する樹脂バインダーを長繊維マットに塗布する際には、例えば、ロールコータ、ナイフコータ、カーテンコータ等の設備を用いて行うことができ、必要に応じて水で希釈し、あるいは増粘剤を添加する等の方法により調湿材料を含有する樹脂バインダーの粘度を調整することが望ましい。

調湿性能の大きさや繊維板の強度は調湿材料を含有する樹脂バインダーの塗布量に依存するが、熱圧成形後にある程度の強度を持つ板状とするためには、調湿材料を含有する樹脂バインダーの塗布量は、長繊維マット１００質量部に対する樹脂バインダーの固形分が１０質量部以上となる量が好ましい。

調湿材料を含有する樹脂バインダーを塗布した長繊維マットは、熱圧成形前に予め乾燥する。乾燥方法は特に制限はなく、乾燥炉等を用いることができる。乾燥により長繊維マットの含水率を調整することで、長繊維マットの熱圧成形時における熱盤への樹脂の付着等を防止することができる。

この調湿材料を含有する樹脂バインダーを塗布、乾燥した長繊維マットを熱圧成形することにより、板状の成形体として繊維板を得ることができる。熱圧成形の温度、圧力、時間等の条件は、樹脂バインダーの種類と量、および得ようとする繊維板の厚みと密度等により適宜に設定される。

例えば、合板、ＭＤＦ、石膏ボード等のような一般の木質基材や無機基材に調湿材料を含有する樹脂バインダーを塗布し熱圧成形して一体化した場合、これらの基材と調湿材料を含有する樹脂バインダーの層との界面が明確であるため固着が不完全になり界面剥離を起こす可能性が考えられるが、本発明では長繊維マットを基材としてこれに調湿材料を含有する樹脂バインダーを塗布することにより、長繊維マットの層と調湿材料を含有する樹脂バインダーの層との間に、これらが交じり合った中間の層ができるので、固着が確実となり界面剥離を起こしにくくなる。

また、調湿材料を含有する樹脂バインダーを塗布した面は、表面における樹脂バインダー量が豊富なため長繊維による凹凸が緩和されて表面が平滑になる。そのため、成形後にサンディング等の表面処理を行う必要がなく、あるいは簡便な表面処理により平滑面を得ることができる。

さらに、調湿材料を含有する樹脂バインダーを塗布した面は、表面における樹脂バインダー量が豊富なため、成形の自由度が向上する。すなわち、熱圧成形の際に用いる熱盤に平板を用いれば繊維板は平板となるが、例えば、調湿材料を含有する樹脂バインダーを塗布した面の熱盤として凹凸を有する鋳型等の異型金型を用いることにより、表面に立体的な凹凸のある意匠性の高い繊維板を得ることができる。

本発明における第２の態様では、長繊維マットに樹脂バインダーを含浸して乾燥し、得られた樹脂含浸マットに調湿材料を含有する水溶液を含浸して乾燥し、次いで熱圧成形することにより繊維板を製造する。

長繊維マットに対する樹脂バインダーの含浸量は、好ましくは、長繊維マット１００質量部に対して固形分換算で１０〜５０質量部となる量である。樹脂バインダーの含浸量が少な過ぎると、長繊維同士の接着点が減少し、繊維板の強度が低下する場合がある。一方、樹脂バインダーの含浸量が多過ぎると、長繊維マット内の空隙が樹脂バインダーにより充填されて通気性が低下し、調湿材料の性能を損なう場合がある。

長繊維マットに樹脂バインダーを含浸した後、例えば、この樹脂含浸マットを絞りロールに通して樹脂バインダーの含有量が所定の範囲になるように調整した後、乾燥する。乾燥方法は特に制限はなく、乾燥炉等を用いることができる。

次いで、この樹脂含浸マットに調湿材料を含有する水溶液を含浸して、樹脂含浸マット内に調湿材料を分散させる。調湿材料の配合量は、好ましくは長繊維マット１００質量部に対して１〜１０質量部である。調湿材料の配合量が少な過ぎると、十分な調湿性能が得られない場合がある。一方、調湿材料の配合量が多過ぎると、調湿材料を長繊維マットに固着できず、あるいは繊維板の強度が低下する場合がある。

樹脂含浸マットに調湿材料を含有する水溶液を含浸した後、熱圧成形前に予め乾燥する。乾燥方法は特に制限はなく、乾燥炉等を用いることができる。乾燥により樹脂含浸マットの含水率を調整することで、樹脂含浸マットの熱圧成形時における熱盤への樹脂の付着等を防止することができる。

この樹脂含浸マットを熱圧成形することにより、板状の成形体として繊維板を得ることができる。熱圧成形の温度、圧力、時間等の条件は、樹脂バインダーの種類と量、および得ようとする繊維板の厚みと密度等により適宜に設定される。

本発明によれば、長繊維マットに樹脂バインダーを含浸しているので繊維板の強度を高めることができるとともに、長繊維マットに樹脂バインダーを予め含浸、乾燥した後、この樹脂含浸マットに調湿材料を含有する水溶液を含浸することで樹脂含浸マット内に調湿材料を分散させているので、樹脂バインダーの調湿材料への被覆が緩和され、調湿材料の性能をより発揮させることができる。

以上に説明した本発明における第１、第２の態様により製造された繊維板は、その表面に、突き板を貼着し、または、所望の着色、模様等を施した紙、ポリプロピレンシート、ポリエチレンシート、ポリエステルシート等の化粧シートを貼着し、あるいは、塗料を塗装するようにしてもよい。しかし、このような化粧方法等を適用する場合には、調湿材料による調湿性能を発揮させるために、透湿性を損なわないように留意する必要がある。

以下、実施例により本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。
＜実施例１＞
長さ５０〜１００ｍｍのケナフ長繊維を用いて、目付け量が９００ｇ／ｍ³になるように従来知られている方法に従って長繊維マットを作製した。

この長繊維マットの片面に、調湿材料を含有する樹脂バインダーを塗布した。調湿材料を含有する樹脂バインダーとして、珪藻土の配合された市販の塗り壁材（けいそうモダンコート、四国化成工業（株）製）を用いた。この塗り壁材は、主成分として調湿材料の珪藻土２３．３質量％、樹脂バインダーの酢酸ビニル樹脂６．９質量％を含有しており、その他に骨材、顔料等を含有している。これを長繊維マットに３０００ｇ／ｍ³塗布し、乾燥炉にて１００℃で乾燥して含水率を調整した後、熱盤を用いたプレスにより圧力３５ｋｇ／ｃｍ³、温度１７０℃、時間５分間の条件で熱圧成形を行い、厚み３．０ｍｍの繊維板を得た。
＜比較例１＞
珪藻土が内添された石膏ボード（調湿壁材 しつど番、パナソニック電工（株）製、厚み９．５ｍｍ、珪藻土含有量３０質量％）を用いた。

実施例１および比較例１の各サンプルについて次の評価を行った。
[吸湿性能]
２３℃、５０％ＲＨで養生したサンプルを２３℃、７５％ＲＨの雰囲気に２４時間放置した後、サンプルの吸湿量を測定した。各サンプル間で調湿材料の含有量が異なることを考慮し、調湿材料１ｇ当たりの吸湿量で比較した。
[強度物性]
強度物性として、ＪＩＳ Ａ５９０５に準拠して曲げ強度と剥離強度を測定した。

吸湿性能と強度物性の評価結果を表１に示す。

表１より、調湿材料を含有する樹脂バインダーを長繊維マットの片面に塗布し、次いで熱圧成形することにより製造した実施例１の繊維板では、調湿材料１ｇ当たりの吸湿量が比較例１の調湿材料が内添された石膏ボードよりも大きく、調湿材料の性能を効率良く発揮させていることが分かる。また、実施例１の繊維板は、曲げ強度、剥離強度も比較例１の石膏ボードと同等であった。
＜実施例２＞
長さ５０〜１００ｍｍのケナフ長繊維を用いて、目付け量が９００ｇ／ｍ³になるように従来知られている方法に従って長繊維マットを作製した。

この長繊維マットに樹脂バインダーとしてアクリル樹脂エマルジョンを含浸し、この樹脂含浸マットを絞りロールに通して樹脂バインダーの含有量を調整した後、乾燥炉にて１００℃で乾燥した。

次いで、この樹脂含浸マットに、調湿材料のアクリル系微粒子（タフチックＨＵ、日本エクスラン工業（株）製）を分散させた水溶液を含浸して、樹脂含浸マット内に調湿材料を分散させた。

なお、樹脂バインダーおよび調湿材料の配合量は、長繊維マット１００質量部に対して樹脂バインダー２５質量部（固形分換算）、調湿材料５質量部となるように調整した。

この調湿材料を分散させた樹脂含浸マットを乾燥炉にて１００℃で乾燥し含水率を調整した後、得られた樹脂含浸マットを２枚重ねにし、熱盤を用いたプレスにより圧力３５ｋｇ／ｃｍ³、温度１７０℃、時間５分間の条件で熱圧成形を行い、厚み３．０ｍｍの繊維板を得た。
＜比較例２＞
実施例１と同様の長繊維マットに、調湿材料のアクリル系微粒子（タフチックＨＵ、日本エクスラン工業（株）製）を分散させた樹脂バインダーのアクリル樹脂エマルジョンを含浸し、この樹脂含浸マットを絞りロールに通して樹脂バインダーの含有量を調整した後、乾燥炉にて１００℃で乾燥し含水率を調整した。

なお、樹脂バインダーおよび調湿材料の配合量は、長繊維マット１００質量部に対して樹脂バインダー２５質量部（固形分換算）、調湿材料５質量部となるように調整した。

得られた樹脂含浸マットを２枚重ねにし、熱盤を用いたプレスにより圧力３５ｋｇ／ｃｍ³、温度１７０℃、時間５分間の条件で熱圧成形を行い、厚み３．０ｍｍの繊維板を得た。

実施例２および比較例２の各サンプルについて、実施例１および比較例１と同様に吸湿性能と強度物性の評価を行った。その結果を表２に示す。

表２より、長繊維マットに樹脂バインダーを予め含浸、乾燥した後、この樹脂含浸マットに調湿材料を含有する水溶液を含浸して、樹脂含浸マット内に調湿材料を分散させた実施例２の繊維板では、樹脂バインダーの調湿材料への被覆が緩和され、調湿材料を含有する樹脂バインダーを長繊維マットに含浸した比較例２の繊維板に比べて調湿材料の性能をより発揮させることができた。また、繊維板の強度も高く、特に曲げ強度においては一般の木質繊維板並みの高い強度を有していた。

Claims (2)

1. 調湿材料を含有する樹脂バインダーを長繊維マットの片面に塗布して乾燥し、次いで熱圧成形することを特徴とする繊維板の製造方法。
2. 長繊維マットに樹脂バインダーを含浸して乾燥し、得られた樹脂含浸マットに調湿材料を含有する水溶液を含浸して乾燥し、次いで熱圧成形することを特徴とする繊維板の製造方法。