JP2011245699A - 長繊維板とその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】表面が平滑であり、化粧面材の基材に用いた場合に意匠性を損なうことのない長繊維板とその製造方法を提供する。
【解決手段】長繊維板を成型した後、成型時よりも高温かつ高圧の条件で熱圧処理して得られたものであることを特徴とする。
【選択図】なし

Description

本発明は、長繊維板とその製造方法に関するものである。

ドアパネル、引戸、間仕切り開閉壁等の建具に用いられるフラッシュパネルは、ＬＶＬやパーティクルボードで作製された枠材で枠組みをした後、これを面材で両側から挟んで構成される。

面材には素板、合板、繊維板等の木質材料を用いることができるが、平滑で表面性の良い中密度繊維板（ＭＤＦ）に数十μｍの薄いＰＥＴ製の化粧シートを酢酸ビニル等の水性エマルジョン接着剤で貼り合わせた化粧面材が意匠性の点から広く用いられている。

しかしながら、ＭＤＦは含水率が変化したときの寸法変化が大きい。そのため、湿度の異なる２室をＭＤＦの化粧面材を用いた建具で仕切った場合、両面のＭＤＦの含水率の違いにより寸法に差が生じ、建具に反りが発生する。その結果、建具が枠につかえて開閉しづらくなる不具合や、枠と建具との間に隙間が生じる不具合等が生じる。

そのため、防湿性の高いシートを両面に貼ることでＭＤＦの含水率変化を抑制しようとする方策もなされているが、シートのコストが高いという問題や、一般に用いられる酢酸ビニル等の水性エマルジョン接着剤で貼ることが難しいという問題が生じる。

一方、ケナフやジュート等の植物長繊維を原材料とした長繊維板が知られている（特許文献１、２参照）。長繊維板は、含水率変化したときの寸法安定性に特に優れていることから、これを建具の面材として用いることで面材の寸法変化が抑制され、反りが生じにくい建具とすることができる。

特開２００９−２０２３７６号公報 特開２０００−２６３５１９号公報

しかしながら、長繊維板は原材料の長繊維が長くて太いためにボード表面の凹凸が大きく、これを基材にして化粧シートを貼ると凹凸が化粧シート表面に現われてしまうために、意匠性が損なわれてしまう。

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、表面が平滑であり、化粧面材の基材に用いた場合に意匠性を損なうことのない長繊維板とその製造方法を提供することを課題としている。

本発明の長繊維板は、長繊維板を成型した後、成型時よりも高温かつ高圧の条件で熱圧処理して得られたものであることを特徴とする。

本発明の長繊維板の製造方法は、長繊維板を成型する工程と、この長繊維板を成型時よりも高温かつ高圧の条件で熱圧処理する工程とを含むことを特徴とする。

この長繊維板の製造方法において、温度３００〜３５０℃、圧力３００〜４００Ｎ／ｍｍの条件で熱圧処理することが好ましい。

この長繊維板の製造方法において、長繊維板を成型した後、長繊維板の含水率を５〜１０％として熱圧処理することが好ましい。

この長繊維板の製造方法において、長繊維板を成型した後、予め長繊維板に樹脂を塗布しておき、この樹脂を塗布した長繊維板を熱圧処理することが好ましい。

本発明の長繊維板とその製造方法によれば、成型後の熱圧処理により表面が平滑になるため、これを化粧面材の基材に用いたときに凹凸が化粧シート表面に現われることを抑制することができ、意匠性を損なうことがない。

以下に、本発明を詳細に説明する。

本発明において、長繊維板は、天然の長繊維を原材料としてこれを樹脂で接着して板状に成型したものである。

長繊維としては、例えば、ケナフ、ジュート、ヘンプ、ラミー、リネン等の天然の長繊維を用いることができる。これらの長繊維はヘミセルロースを多く含有し、成型後の熱圧処理時にこのヘミセルロースが変性し表面に現われることで、熱圧処理後の長繊維板の表面平滑性や耐水性が向上する。この点からも、本発明では、上記したような非木材の天然の長繊維を用いることが好ましい。

長繊維は、長さが１０〜２００ｍｍ程度のものを用いることが好ましく、このような長繊維を用いることで寸法安定性の良い長繊維板を得ることができる。

この長繊維を用いて長繊維板を製造する際には、まず、長繊維を解繊し不織布状にしたものに樹脂を供給する。樹脂の供給方法としては、特に限定されないが、例えば、不織布に水溶性樹脂を含浸させる湿式の方法や、不織布の成型時に樹脂繊維や樹脂粉末を混綿しておく乾式の方法等を用いることができる。

樹脂としては、成型後の熱圧処理時における高温下でも変形しないものであれば特に限定されないが、例えば、尿素樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、ウレタン樹脂等の熱硬化性樹脂が好ましく用いられる。

そして本発明においては、長繊維板を成型する工程と、この長繊維板を成型時よりも高温かつ高圧の条件で熱圧処理する工程とを経て長繊維板が製造される。

まず、長繊維板を成型する工程では、例えば、樹脂を供給した長繊維の不織布を熱盤等を用いてプレスすることにより行うことができる。加熱および加圧の条件は、用いる樹脂の種類や得ようとする長繊維板の密度等によっても異なるが、例えば、温度１４０〜２００℃、圧力１〜３ＭＰａで行うことができる。

この成型時において、過剰に高い温度条件で成型すると硬化不良が発生し、また過剰に高い圧力で成型すると部分的に樹脂のシミが発生したりする場合がある。これに対して本発明では、一旦適切な熱圧条件で長繊維板を成型した後、加熱ロール等を用いて成型時よりも高温かつ高圧の条件で熱圧処理を行う。そのため、硬化不良や樹脂のシミの発生を抑制しつつ長繊維板の表面を平滑にすることができる。

この成型後に熱圧処理する工程において、温度条件としては、成型時よりも高温であることが必要であり、好ましくは３００〜３５０℃である。温度が低過ぎると熱圧処理による平滑化が不十分となる場合があり、温度が高過ぎると長繊維板が炭化してしまう場合がある。

次に、圧力条件としては、成型時よりも高圧であることが必要であり、好ましくは３００〜４００Ｎ／ｍｍである。圧力が低過ぎると熱圧処理による平滑化が不十分となる場合があり、圧力が高過ぎると圧縮破壊やそれに伴う反りが発生する場合がある。

そして本発明では、長繊維板を成型した後、長繊維板の含水率を５〜１０％として熱圧処理することが好ましい。長繊維板の含水率をこの範囲内とすることにより、熱圧処理後の長繊維板の表面の平滑性を向上させることができる。

また、長繊維板を成型した後、予め長繊維板に樹脂を塗布しておき、この樹脂を塗布した長繊維板を熱圧処理することが好ましい。これにより、熱圧処理後の耐水性を向上させることができ、熱圧処理後の平滑性が吸湿後も安定的に持続することから、長繊維板の表面の平滑性をさらに向上させることができる。このとき用いる樹脂としては、耐水性の高い樹脂が好ましい。具体的には、例えば、尿素樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、ウレタン樹脂等の熱硬化性樹脂を用いることができる。これらは、例えば水性エマルジョンとして供給することができる。

成型後の熱圧処理を行う装置は、特に限定されないが、必要とする熱圧条件やメンテナンスの簡便性の観点から、誘電発熱式の加熱ロールを用いた高圧カレンダー機等を用いることが好ましい。

以上のようにして得られる長繊維板は、表面が平滑であり、表面に化粧シートを貼ることで建具等の化粧面材の基材として用いることができる。この基材を用いた化粧面材は、意匠性が良く反りの発生も少ない建具とすることができる。

以下に、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＞
目付け１０００ｇ／ｍ²のケナフ長繊維による不織布に、フェノール樹脂を固形分で２０質量％供給した。これを２００℃、２．０ＭＰａ、３．５分間の条件で熱圧成型し、２．０ｍｍのボードとした後、＃２４０の研磨布で表面をサンディングして厚み１．５ｍｍ、密度７００ｋｇ／ｃｍ²の長繊維板を得た。

この長繊維板を気乾状態で養生して含水率が約５％となるように調湿した。その後、高圧カレンダー機を用いて、温度３００℃、圧力（線圧）３００Ｎ／ｍｍ、送り速度５ｍ／ｍｉｎの条件で熱圧処理を行い、長繊維板を製造した。
＜実施例２＞
実施例１において、高圧カレンダー機の温度を３５０℃とし、それ以外は実施例１と同様にして長繊維板を製造した。
＜実施例３＞
実施例２において、成型後の長繊維板を調湿した後、その片面に固形分５０質量％の水性ポリウレタン樹脂（ＤＩＣ株式会社製）を１００ｇ／ｍ²塗布し、その後高圧カレンダー機による熱圧処理を行った。それ以外は実施例２と同様にして長繊維板を製造した。
＜実施例４＞
実施例２において、長繊維板を気乾状態で養生して含水率約１０％となるように調湿し、その後高圧カレンダー機による熱圧処理を行った。それ以外は実施例２と同様にして長繊維板を製造した。
＜実施例５＞
実施例２において、高圧カレンダー機の圧力を４００Ｎ／ｍｍとし、それ以外は実施例２と同様にして長繊維板を製造した。
＜比較例１＞
厚み２．５ｍｍ、密度７００ｋｇ／ｃｍ²の針葉樹系ＭＤＦ（Ｎ＆Ｅ社製）を用いた。
＜比較例２＞
実施例１において、長繊維板を成型後、気乾状態で養生して含水率約５％となるように調湿し、その後高圧カレンダー機による熱圧処理を行わず、それ以外は実施例１と同様にして長繊維板を製造した。
＜比較例３＞
実施例１において、高圧カレンダー機による圧力を２００Ｎ／ｍｍとし、加熱しないで加圧処理を行った。それ以外は実施例１と同様にして長繊維板を製造した。
＜比較例４＞
実施例１において、高圧カレンダー機による圧力を３００Ｎ／ｍｍとし、加熱しないで加圧処理を行った。それ以外は実施例１と同様にして長繊維板を製造した。
＜比較例５＞
実施例１において、高圧カレンダー機による圧力を６００Ｎ／ｍｍとし、加熱しないで加圧処理を行った。それ以外は実施例１と同様にして長繊維板を製造した。
＜比較例６＞
実施例１において、高圧カレンダー機の温度を約２００℃（２００℃未満）とし、それ以外は実施例１と同様にして長繊維板を製造した。
＜参考例１＞
実施例１において、高圧カレンダー機の温度を４００℃とし、それ以外は実施例１と同様にして長繊維板を製造した。
＜参考例２＞
実施例１において、成型後の長繊維板を１０５℃の乾燥機で絶乾状態にして、これに高圧カレンダー機で熱圧処理を行った。それ以外は実施例１と同様にして長繊維板を製造した。
＜参考例３＞
実施例１において、長繊維板を気乾状態で養生して含水率約１５％となるように調湿し、その後高圧カレンダー機による熱圧処理を行った。それ以外は実施例１と同様にして長繊維板を製造した。

実施例１〜５、比較例１〜６、および参考例１〜３の各ボードについて、初期状態および４０℃、９０％ＲＨの恒温恒湿槽に７日間放置後の表面粗さ（Ｒａ）を測定した。その結果を表１に示す。

表１において、比較例１はＭＤＦの結果であるが、化粧面材においてシート貼り可能な表面平滑性の目標値となる。

比較例２は、成型後に熱圧処理をしていない長繊維板の結果であるが、ＭＤＦに比べると表面粗さが大きく、シート貼りしてもシート表面に凹凸が現われて意匠性が損なわれてしまう。

比較例３、４の結果から、成型後の熱圧処理において圧力を加えることで平滑性は向上していくものの、吸湿することで元に戻ることがわかる。また、比較例５では、さらに圧力を加えると平滑性は増すものの、高圧のためボードが部分的に圧縮破壊を起こしてボードがゆがんでしまったため、面材として用いることは不可能な状態となった。

一方、実施例１、２の結果より、３００℃以上の高温の状態で高圧をかけることにより初期の平滑性が向上し、吸湿後も持続させることができた。適切な温度範囲について検討を行ったところ、比較例６の結果より、温度が２００℃未満であると耐水性の向上は小さくなり、参考例１の結果より、４００℃付近を超えると長繊維板が炭化してしまった。

実施例３では、樹脂を塗布した状態で熱圧処理を行うことにより耐水性が向上し、吸湿後も平滑性は低下しなかった。

実施例４では、散水して含水率の高い状態で熱圧処理を行うことにより、初期の平滑性と耐水性が向上した。しかし、参考例２の結果より、含水率が低過ぎると熱圧処理をしても平滑性の向上は見られなかった。また参考例３の結果より、含水率が高過ぎても平滑性の向上は見られなかったが、これは、おそらく高圧カレンダー機のロールの熱が奪われたことによるものと考えられる。

実施例５では、高圧カレンダー機の圧力を３００Ｎ／ｍｍから４００Ｎ／ｍｍに変更したが、上記の実施例と同等の結果が得られた。

Claims (5)

1. 長繊維板を成型した後、成型時よりも高温かつ高圧の条件で熱圧処理して得られたものであることを特徴とする長繊維板。
2. 長繊維板を成型する工程と、この長繊維板を成型時よりも高温かつ高圧の条件で熱圧処理する工程とを含むことを特徴とする長繊維板の製造方法。
3. 温度３００〜３５０℃、圧力３００〜４００Ｎ／ｍｍの条件で熱圧処理することを特徴とする請求項２に記載の長繊維板の製造方法。
4. 長繊維板を成型した後、長繊維板の含水率を５〜１０％として熱圧処理することを特徴とする請求項２または３に記載の長繊維板の製造方法。
5. 長繊維板を成型した後、予め長繊維板に樹脂を塗布しておき、この樹脂を塗布した長繊維板を熱圧処理することを特徴とする請求項２ないし４いずれか一項に記載の長繊維板の製造方法。