JP2011110768A - 木質積層材とその製造法 - Google Patents

Abstract

【課題】針葉樹単板や植林木単板を利用しつつも、割れや抜け節などの欠点部が補修された高強度な木質積層材を得る。
【解決手段】合板やＬＶＬ、その他の木質積層材（Ｍ）を構成する複数の単板（１）（２ａ）（２ｂ）（３ａ）（３ｂ）のうち、糊芯単板（２ａ）（２ｂ）の表裏両面に発泡剤入り接着剤（４）を塗布して、その接着剤（４）を塗布していない残余の単板と上記糊芯単板とを、全体的な積層状態のもとで冷圧した後、同じく全体的な積層状態にある複数の単板を熱圧して、上記発泡剤入り接着剤（４）を発泡・膨張させることにより、各単板の欠点部へ悉く充填し硬化させる。
【選択図】図６

Description

本発明は構成単板の割れや抜け節、虫食い穴、その他の欠点部を補修した木質積層材と、その構成単板の補修と接着とを１工程での一挙同時に行なう製造法に関する。

近年、合板を構成する複数の単板として、ラワン材などの南洋産広葉樹に代る国産のカラマツ、トドマツ、スギなどの針葉樹やファルカタ、ユーカリ、アカシヤなどの植林木が採用されつつあるが、これらの針葉樹単板や植林木単板には割れ、抜け節、虫食い穴などの各種欠点部が多く存在するため、そのままの状態では合板の構成単板として、延いては住宅の床材や壁材、その他の内装材並びにその下地として利用することができない。

このような住宅の内装材として利用できるように、合板の各種欠点部を補修する方法が、下記特許文献１〜４に開示されている。そのうち、特許文献１、２、４には発泡剤入り接着剤を用いた補修と接着との１工程が記載されている点で、本発明に最も近似する公知技術であると考えられる。

特開昭５７─１７０４号公報 特開平６−３１２４０６号公報 特開平７−１９５３０７号公報 特開昭５５─９５５０２号公報

ところが、上記特許文献１、２、４に開示された補修方法では、発泡剤入り接着剤（発泡性樹脂組成物）を化粧合板（化粧貼り集成材）の台板（基材／芯材）となる合板の表面へ、その欠点部の充填状態に塗布している。

つまり、構成単板の剥き出しから乾燥→選別→貼り上げ→熱圧→サンディングなどの諸工程を経て完成した台板（基材）合板の表面へ、その後化粧材となるつき板やプリント紙を貼る別工程において、上記発泡剤入り接着剤（発泡性樹脂組成物）を用いており、これが上記台板（基材）合板に対する化粧材の接着と、台板（基材）合板の表面に発生している欠点部の補修とを兼用機能しているというものである。

そのため、台板（基材）合板を構成する単板として使用したい１枚づつにつき、依然として欠点部の存在個数や大きさなどを検査する選別作業が必要であって、歩留りが非常に悪く、上記つき板やプリント紙、その他の化粧材を接着した化粧合板以外の複合板などには適用することができず、汎用性もない。

又、製品−化粧合板としても、その台板（基材）を構成する各単板の欠点部は、上記発泡剤入り接着剤（発泡性樹脂組成物）によって全然補修されておらず、その欠点部が発生したままの空洞状態にあるため、強度のある化粧合板を得られず、例えば住宅の床材に利用した場合、実部の欠損状態が発生するため、その実部への釘打ちができなくなる。

殊更、上記特許文献２に開示された補修方法の場合、その段落〔００２１〕、〔００２２〕から明白なように、塗布機として欠点部（凹部）への充填性能が良いナイフコーターやコンマコーターを使用することにより、その欠点部へ発泡性樹脂組成物（パテ剤）を充填状態に塗布し、平滑部へ余盛り状態に残したパテ剤をつき板（化粧材）の接着剤として、その後に熱圧硬化しているが、茲にナイフコーターやコンマコーターは積層する前の単板を補修するために使えない塗布機であることとも相俟って、必要設備としても複雑・特殊化する。

本発明はこのような課題の抜本的な解決を目的としており、その目的を達成するために、請求項１では複数の単板が接着剤を介して積層一体化されて成る合板やＬＶＬ、その他の木質積層材であって、

上記接着剤を発泡剤入り接着剤として、その熱圧接着時の発泡作用により各単板の欠点部へ悉く充填し硬化させたことを特徴とする。

又、請求項２では 発泡剤入り接着剤に構成単板と同一又は類似の着色を与えたことを特徴とする。

他方、請求項３では上記木質積層材の製造法として、合板やＬＶＬ、その他の木質積層材を構成する複数の単板のうち、糊芯単板の表裏両面に発泡剤入り接着剤を塗布して、

その接着剤を塗布していない残余の単板と上記糊芯単板とを、全体的な積層状態のもとで冷圧した後、

同じく全体的な積層状態にある複数の単板を熱圧して、上記発泡剤入り接着剤を発泡・膨張させることにより、各単板の欠点部へ悉く充填し硬化させることを特徴とする。

請求項４では糊芯単板の表裏両面に対する発泡剤入り接着剤の塗布機をロールコーターとして、その単板の欠点部を未だ充填しない状態に塗布し，

全体的な積層状態にある複数の単板を平板プレスにより熱圧した時、上記発泡剤入り接着剤が発泡・膨張することにより初めて、各単板の欠点部を一挙同時に充填し硬化することを特徴とする。

更に、請求項５では発泡剤り接着剤中の発泡剤が、熱圧時に１１０〜１３０℃の加熱温度を受けて膨張するＥＶＡ樹脂エマルジョンと、同じく分解する4,4'−オキシビスベンゼンスルホニルヒドラジド並びに尿素化合物との少なくとも３種から成る混合物であることを特徴とする。

請求項１の上記構成によれば、発泡剤入り接着剤が木質積層材を構成する各単板の欠点部へ、悉く充填され硬化しているため、その欠点部の多く存在する針葉樹単板や植林木単板を採用しつつも、構成単板同士の接着強度が向上した高強度な木質積層材を得られ、これを家具の面材はもとより、住宅の床材や壁材、その他の内装材として広く利用できる効果がある。

その場合、請求項２の構成を採用するならば、木質積層材の外観に違和感のない化粧効果を与えることができ、汎用性が昂まる。

他方、請求項３の製造法によれば、木質積層材を構成する単板同士を接着して、その木質積層材を成形する工程と、各構成単板に発生している欠点部を補修する工程とを、発泡剤入り接着剤の発泡・膨張作用により、１工程での一挙同時に完遂することができ、冒頭に述べた従来技術のような補修だけの特別なパテ剤と工程並びに設備を一切必要としない。その結果、歩留りが著しく向上し、この種木質積層材の量産効果を最大限に発揮させることができるのである。

その場合、請求項４の構成を採用するならば、木質積層材の糊芯単板に対する発泡剤入り接着剤の塗布機として、ありふれたロールコーター（スプレッダーロール）を使用することができ、冒頭に述べた従来技術のようなナイフコーターやコンマコーターを用いて、欠点部の体積よりも多い量のパテ剤を余盛り状態に塗布する必要はない。熱圧時に初めて発泡・膨張する発泡剤入り接着剤が、各構成単板に発生している欠点部をすべて埋める如く充填・固化するため、その木質積層材の製造設備としても、新らたな追加を一切必要としない。

更に、請求項５の構成を採用するならば、ＥＶＡ樹脂エマルジョンを主剤として、この原料樹脂に分解性発泡剤の4,4'−オキシビスベンゼンスルホニルヒドラジドと発泡助剤の尿素化合物とを混合しているため、分解挙動を発泡適正ゾーンに入れるべき調製が容易となり、各構成単板の欠点部を完全に埋める如く充填しやすい効果がある。

本発明に係る木質積層材（合板）の分解斜面図である。 図１の積層状態を示す斜面図である。 芯単板と表裏両単板に欠点部がある木質積層材の分解状態を示す断面図である。 図３から積層した貼り上げ工程を示す断面図である。 図４に続く冷圧工程を示す断面図である。 図５に続く熱圧工程を示す断面図である。 糊芯単板（両添え芯単板）に欠点部がある木質積層材の分解状態を示す断面図である。 図７から積層した貼り上げ工程を示す断面図である。 図８に続く冷圧工程を示す断面図である。 図９に続く熱圧工程を示す断面図である。 糊芯単板に対する発泡剤入り接着剤の塗布工程を示す説明図である。

以下、図面に基いて本発明の具体的構成を詳述すると、図１、２は本発明の木質積層材（Ｍ）として、国産の針葉樹単板（１）（２ａ）（２ｂ）（３ａ）（３ｂ）から成る５プライの合板を例示しており、その表裏両単板（３ａ）（３ｂ）と芯単板（１）の繊維方向が合板の長手方向に沿って延在しているに比し、両添え芯単板（２ａ）（２ｂ）の繊維方向は合板の幅方向に沿って延在しているが、繊維方向のすべて平行に延在するＬＶＬ（Laminated Veneer Lumber)も、本発明の木質積層材（Ｍ）に含まれる。（Ｐ）は上記木質積層材（合板）（Ｍ）を構成する各単板（１）（２ａ）（２ｂ）（３ａ）（３ｂ）に存在するものとして想定した割れや抜け節、虫食い穴、その他の欠点部である。

本発明の木質積層材（Ｍ）を構成する複数の単板（１）（２ａ）（２ｂ）（３ａ）（３ｂ）同士は、発泡剤入り接着剤（４）を介して積層一体化されているが、その接着剤（４）は熱圧されて発泡・膨張することにより、上記単板（１）（２ａ）（２ｂ）（３ａ）（３ｂ）の隣り合う同士を接着すると一挙同時に、その各単板（１）（２ａ）（２ｂ）（３ａ）（３ｂ）の欠点部（Ｐ）を悉く埋めるように充填固化し、その欠点部（Ｐ）の補修も兼ねることになる。

その結果、木質積層材（Ｍ）を構成する単板（１）（２ａ）（２ｂ）（３ａ）（３ｂ）の材料取り上、その欠点部（Ｐ）の大きい物や欠点部（Ｐ）の多い物などを除去する必要がなくなり、歩留りが著しく向上する。又、欠点部（Ｐ）の多く存在する針葉樹単板や植林木単板を有効に利用することができる。更に、その木質積層材（Ｍ）の欠点部（Ｐ）が内部の空洞部として存在しなくなるため、住宅の床材や壁材、その他の内装材に制約なく利用できる汎用性と高強度を得られるのである。

上記発泡剤入り接着剤（４）としては木質積層材（Ｍ）の単板（１）（２ａ）（２ｂ）（３ａ）（３ｂ）を積層した状態のもとで、表裏両側から熱圧した時、接着性能と発泡作用を発揮し得るものであれば、如何なる組成物でもさしつかえないが、そのうちの接着剤（糊液）としてはメラミン・ホルムアルデヒド系縮合樹脂やフェノール樹脂などの熱硬化性樹脂を主剤として含み、その主剤となる原料樹脂にＳＢＲラテックスと水、粒状尿素、小麦粉（増量剤）などを添加したものが好適であり、接着層（塗膜）の耐熱性などが向上する。

又、同じく発泡剤入り接着剤（４）中の発泡剤としては、発泡用エマルジョン（ＥＶＡ樹脂エマルジョン）と、その分解温度を調整するための4,4'−オキシビスベンゼンスルホニルヒドラジド並びに尿素化合物の少なくとも３種から成る混合物を採用する。原料樹脂分だけの単独では、分解温度を使用条件に応じて調整し難く、そのためこれに有機系の分解性発泡剤である4,4'−オキシビスベンゼンスルホニルヒドラジドと発泡助剤の尿素化合物も添加するのである。

殊更、上記発泡用エマルジョンを除く添加物の4,4'−オキシビスベンゼンスルホニルヒドラジドと尿素化合物が、発泡剤入り接着剤（４）の総量に占める混合比を考慮して、上記熱圧時に構成単板（１）（２ａ）（２ｂ）（３ａ）（３ｂ）の欠点部（Ｐ）が自づと完全に充填されることになる発泡・膨張作用を確保できるように設定することが好ましい。

茲に、分解性発泡剤である4,4'−オキシビスベンゼンスルホニルヒドラジドと発泡助剤の尿素化合物が、発泡剤入り接着剤（４）の総量に対して占める混合比としては、５〜８％に設定することが望ましい。

その混合比が５％未満であると、発泡状態が悪くなる一方、８％を越えると、接着性能に悪影響を及ぼし、木質積層材（合板）（Ｍ）としての接着性と発泡性を両立させることが困難になる。尚、上記発泡剤入り接着剤（４）には木質積層材（Ｍ）と同一又は類似の着色を与えて、その木質積層材（Ｍ）の外観化粧効果を昂めても良い。

次に、本発明の木質積層材（Ｍ）を構成する単板（１）（２ａ）（２ｂ）（３ａ）（３ｂ）のうち、その芯単板（１）と表裏両単板（３ａ）（３ｂ）に欠点部（Ｐ）が発生している場合の製造工程を示した図３〜６と、同じく単板（１）（２ａ）（２ｂ）（３ａ）（３ｂ）のうちの糊芯単板となる両添え芯単板（２ａ）（２ｂ）に欠点部（Ｐ）が発生している場合の製造工程を示した図７〜１０に基いて、その木質積層材（Ｍ）の製造法を説明すると、下記のとおりである。

即ち、上記５プライの木質積層材（合板）（Ｍ）を構成する単板（１）（２ａ）（２ｂ）（３ａ）（３ｂ）のうち、一対の添え芯単板（２ａ）（２ｂ）を糊芯単板として、その各糊芯単板（２ａ）（２ｂ）の表面全体と裏面全体へ、図１１に抽出して示すようなロールコーター（スプレッダーロール）（５ａ）（５ｂ）を使用して、予じめ配合比の調製された上記発泡剤入り接着剤（４）を一定量づつ塗布する。

そして、その発泡剤入り接着剤（４）が塗布された両添え芯単板（糊芯単板）（２ａ）（２ｂ）と、同じく塗布されていない残余の芯単板（１）と表裏両単板（３ａ）（３ｂ）とを、図４、８のような全体の積層状態に貼り上げる。

そうすれば、図４のような芯単板（１）と表裏両単板（３ａ）（３ｂ）に欠点部（Ｐ）が発生している場合では、糊芯単板（両添え芯単板）（２ａ）（２ｂ）に塗布された上記接着剤（４）が、その欠点部（Ｐ）の開口周縁部を伝って、内側へ若干浸み出すことになり、又図８のような糊芯単板（両添え芯単板）（２ａ）（２ｂ）自身に欠点部（Ｐ）が発生している場合でも、上記接着剤（４）はその欠点部（Ｐ）の開口周縁部から内側へ若干浸み出すことになる。（４ｘ）はその接着剤（４）の浸み出し部分を示している。

つまり、本発明の場合上記発泡剤入り接着剤（４）の塗布量は、木質積層材（Ｍ）の構成単板（１）（２ａ）（２ｂ）（３ａ）（３ｂ）に発生している欠点部（Ｐ）の大きさや個数などと関係なく設定されており、その欠点部（Ｐ）の体積よりも必らず多い量として、欠点部（Ｐ）から予じめ盛り上がり凸状態となる余分には塗布されていない。その意味からも、単板表面の不陸などを気遣うことなく、ありふれたロールコーター（５ａ）（５ｂ）を使用して上記糊芯単板（２ａ）（２ｂ）へ、発泡剤入り接着剤（４）を支障なく塗布することができるのである。

そこで、上記積層状態にある構成単板（１）（２ａ）（２ｂ）（３ａ）（３ｂ）の全体を図５、９のように、表裏両側から平板プレス（コールドプレス）（６ａ）（６ｂ）によって所要時間だけ冷圧する。

そうすれば、先の欠点部（Ｐ）内へ浸み出していた発泡剤入り接着剤（４）の浸み出し部分（４ｘ）は、更に内側へ浸み出すことになるが、それでも未だ発泡剤入り接着剤（４）は加熱を受けておらず、発泡・膨張作用しないため、上記欠点部（Ｐ）が埋まる如く充填されてしまうことはない。尚、このような冷圧は木質積層材（合板）（Ｍ）のプライ数と関係なく、その単板を約１０００〜１５００mmだけ積層した量産状態において行なわれる。

更に、その冷圧により上記構成単板（１）（２ａ）（２ｂ）（３ａ）（３ｂ）を仮りの接着状態として確保できたならば、最後に平板プレス（ホットプレス）（７ａ）（７ｂ）を使用して、やはり表裏両側から所要時間だけ熱圧する。その場合、図例では５プライの構成単板（１）（２ａ）（２ｂ）（３ａ）（３ｂ）が１組として平板プレス（７ａ）（７ｂ）により挟まれ、その１組づつの数段に積層した全体として、一挙同時に熱圧されることになる。

そうすれば、図６、１０から明白なように、加熱と加圧を受けた上記発泡剤入り接着剤（４）が発泡・膨張することとなり、その熱圧時に初めて上記接着剤（４）の浸み出し部分（４ｘ）が欠点部（Ｐ）を自づと完全に埋める如く、その内側へ充填されて固化するのである。

茲に、熱圧時の加熱温度としては１１０〜１３０℃に設定することが好ましい。その１１０℃未満であると、上記発泡剤入り接着剤（４）を木質積層材（Ｍ）の中芯部に至るまで、確実に安定良く発泡・硬化させ得る温度に加熱し難く、逆に１３０℃を越える程過熱すると、木質積層材（Ｍ）の表裏両面が変色したり、焼損したりするおそれがある。

又、上記発泡剤入り接着剤（４）中の発泡剤については、その発泡用エマルジョンが熱圧時に発泡・膨張して、木質積層材（Ｍ）の欠点部（Ｐ）をすべて確実に埋める如く、その内側へ充填・固化し得るものとして採択されたものである。つまり、本発明では発泡剤入り接着剤（４）の塗布量でなく、その接着剤（４）の言わば発泡・膨張量によって、上記欠点部（Ｐ）を完全な充填状態に補修するようになっている。

本発明に係る木質積層材（Ｍ）の製造法は図３〜１０の工程図から明白なように、その構成単板（１）（２ａ）（２ｂ）（３ａ）（３ｂ）の欠点部（Ｐ）を、未だ積層されていない状態での１枚づつ補修する方法ではなく、その複数を積層した状態のもとで熱圧した時に初めて、上記構成単板（１）（２ａ）（２ｂ）（３ａ）（３ｂ）の全部を一挙同時に補修する方法である。

そのため、従来技術のような化粧合板の台板又は基材となる木質積層材の表面に発生している欠点部を補修する方法と異なって、木質積層材（台板合板）を成形する工程と設備のほかに、その補修だけに特別の工程と設備を必要としない。

木質積層材（Ｍ）を構成する複数の単板（１）（２ａ）（２ｂ）（３ａ）（３ｂ）の接着と補修とを、上記したとおり１工程での一挙同時に行なえるのであり、高強度な木質積層材（Ｍ）を極めて容易に製造することができる。上記構成単板（１）（２ａ）（２ｂ）（３ａ）（３ｂ）の全体が、表裏両側から平板プレス（ホットプレス）（７ａ）（７ｂ）により加圧・拘束される結果、その熱圧後に表面を平滑化する特別なサンディング加工や、圧縮工程を加える必要がないこととも相俟って、量産性に著しく優れる。

〔実施例〕
本発明の実施例と比較例を示した下記の表１に基いて、一層具体的に詳述する。

〔単板の調製〕
単板としてトドマツ材を用いて、ロータリーレース剥きにより、厚み１．９６mmの生単板を得た。その生単板を１８０℃の乾燥機により、含水率が４％以下の絶乾状態になるまで調製した。

〔発泡剤入り接着剤の調製〕
表１の実施例に示す如く、接着剤（糊液）としてメラミン・ホルムアルデヒド樹脂８０部、ＳＢＲラテックス２０部、水１５部、塩化アンモニウム１部、硬化剤（酸性金属塩及びメラミン混合物）１部、粒状尿素７．７部、小麦粉（増量剤）１６．７部を配合する一方、発泡剤として発泡用エマルジョン（永和化成工業（株）の商品名：エマーセル）１６．７部、発泡剤（永和化成工業（株）の商品名：ネオセルボン♯１０００Ｍ）５部、発泡剤（永和化成工業（株）の商品名：セルペースト）５部を配合して、発泡剤入り接着剤を調製した。

〔比較例１〜３の調製〕
本発明の実施例と比較するため、上記実施例と同じ手順により、表１に併せて示す比較例１〜３の発泡剤入り接着剤も調製した。

〔合板の作成〕
上記調製されたトドマツ単板のうち、添え芯単板となる２枚を糊芯単板として、その表面に約２１０ｇ／ｍ² 、裏面に同量の上記発泡剤入り接着剤をロールコーターによって塗布し、その接着剤（４）を塗布していない３枚の単板を表裏両単板並びに芯単板として、全体厚みが９．８mmとなる５プライの構成に積層した。

そして、このような積層物を平板プレス（コールドプレス）により１０．２Ｋｇｆ／cm² で５０分間だけ冷圧した後、平板プレス（ホットプレス）を用いて、１３０℃、１０．２Ｋｇｆ／cm² で２９４秒間（９．８mm×３０秒／mm）だけ熱圧することにより、合板を成形した。

〔発泡状態並びに接着力の評価〕
表１に記載のとおり、本発明の実施例では発泡状態と接着力との何れも、合格に値いする評価を得られた。比較例１〜３に挙げた発泡剤入り接着剤と比較して言えば、本発明に係る実施例のそれでは組成物全体の総量（１６８．１部）に占める発泡剤（エマルジョンを除く）の比率が、最適の数値（５．９％）として、所期する効果を発揮できたものと考えられる。

しかも、上記合板（木質積層材）の製造法として、その構成単板に発生している欠点部（Ｐ）の補修工程と、構成単板同士の接着工程とが発泡剤入り接着剤の発泡・膨張作用を介して、１工程での一挙同時に行なえる点に、顕著な実益がある。

図示の実施形態では、木質積層材（合板）（Ｍ）を構成する各単板（１）（２ａ）（２ｂ）（３ａ）（３ｂ）の何れにも、欠点部（Ｐ）が発生しているものと想定したが、その欠点部（Ｐ）のない単板が混在する木質積層材（Ｍ）であっても、上記発泡剤入り接着剤（４）を用いた製造法により、破裂するなどの問題も起らず、所期する効果を同様に得られることは、表１に示す評価から明白であると言える。

尚、図示の実施形態では５プライの木質積層材（Ｍ）に基いて説明したが、その５プライの構成だけに限らないことは言うまでもない。

（１）・芯単板
（２ａ）（２ｂ）・添え芯単板
（３ａ）（３ｂ）・表裏単板
（４）・発泡剤入り接着剤
（４ｘ）・接着剤の浸み出し部分
（５ａ）（５ｂ）・ロールコーター
（６ａ）（６ｂ）・コールドプレス
（７ａ）（７ｂ）・ホットプレス
（Ｍ）・木質積層材（合板）
（Ｐ）・各単板の欠点部

Claims (5)

1. 複数の単板が接着剤を介して積層一体化されて成る合板やＬＶＬ、その他の木質積層材であって、
   上記接着剤を発泡剤入り接着剤として、その熱圧接着時の発泡作用により各単板の欠点部へ悉く充填し硬化させたことを特徴とする木質積層材。
2. 発泡剤入り接着剤に構成単板と同一又は類似の着色を与えたことを特徴とする請求項１記載の木質積層材。
3. 合板やＬＶＬ、その他の木質積層材を構成する複数の単板のうち、糊芯単板の表裏両面に発泡剤入り接着剤を塗布して、
   その接着剤を塗布していない残余の単板と上記糊芯単板とを、全体的な積層状態のもとで冷圧した後、
   同じく全体的な積層状態にある複数の単板を熱圧して、上記発泡剤入り接着剤を発泡・膨張させることにより、各単板の欠点部へ悉く充填し硬化させることを特徴とする木質積層材の製造法。
4. 糊芯単板の表裏両面に対する発泡剤入り接着剤の塗布機をロールコーターとして、その単板の欠点部を未だ充填しない状態に塗布し，
   全体的な積層状態にある複数の単板を平板プレスにより熱圧した時、上記発泡剤入り接着剤が発泡・膨張することにより初めて、各単板の欠点部を一挙同時に充填し硬化することを特徴とする請求項３記載の木質積層材の製造法。
5. 発泡剤り接着剤中の発泡剤が、熱圧時に１１０〜１３０℃の加熱温度を受けて膨張するＥＶＡ樹脂エマルジョンと、同じく分解する4,4'−オキシビスベンゼンスルホニルヒドラジド並びに尿素化合物との少なくとも３種から成る混合物であることを特徴とする請求項３記載の木質積層材の製造法。

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