JP2013079497A

JP2013079497A - 木質床材

Info

Publication number: JP2013079497A
Application number: JP2011218836A
Authority: JP
Inventors: Akiyoshi Tsukada; 昭義塚田
Original assignee: Toyo Tex Co Ltd
Current assignee: Toyo Tex Co Ltd
Priority date: 2011-10-03
Filing date: 2011-10-03
Publication date: 2013-05-02

Abstract

【課題】植林再生可能な樹種を用いると共に曲げ強さと剛性に優れる木質床材を提供する。
【解決手段】台板５としてファルカタ合板を用い、台板５の表層、または表層および裏層に高密度木質繊維集積板（ＨＤＦ１）を積層している。ファルカタ合板は厚さ６〜１３ｍｍ、密度０．３０〜０．５５ｇ／ｃｍ^３、曲げ強さ２０ＭＰａ以上である。ファルカタ合板がファルカタ単板を積層して接着したものであり、用いた接着剤がフェノール樹脂である。台板５に植林再生可能なファルカタを使用し、表層、または表層及び裏層に植林再生可能な広葉樹・針葉樹を用いたＨＤＦ１使用しているため、環境対応の床材となる。台板５に剛性が低目となるファルカタ合板を使用しているが、強剛性のＨＤＦ１を積層して使用するため、全体構成としては強剛性となる。
【選択図】図１

Description

本発明は木質床材に関する。さらに詳しくは、建築物の床材に用いられる木質床材に関する。

日本国内で用いられている木質床材に関しては、図３に示すように１２ｍｍ厚さの合板１０１に０．１〜０．３ｍｍ厚さの突板化粧単板１０２を積層し、その表面を塗装１０３した構成が主流を占めている（特許文献１，２参照）。

しかるに、上記従来例の木質床材では、合板１０１に熱帯雨林で生育したラワンを主材としてきたが、過剰な森林伐採で熱帯雨林保護が急務の現実からラワンを主材とする合板が使用できなくなっている。

また、合板の表面は、干割れ、節、導管の凹みなどがあり、補修のためのパテ埋めなどの表面平滑化処理がされたのち、０．１〜０．３ｍｍ厚さの突板化粧単板１０２を接着積層し、さらに表面の美麗保護のため塗装１０３が必要とされる。このため、製造コストが高くなる。

一方、建築物の床材に用いるには、必要な曲げ強さと剛性を備えることが求められる。また、人体の健康に害のあるホルムアルデヒトの放散量も少ないことが求められる。

特開２００２−２７６１４０特開２００１−２５４５０３

本発明は上記事情に鑑み、植林再生可能な樹種を用いると共に曲げ強さと剛性に優れる木質床材を提供することを目的とする。

第１発明の木質床材は、台板としてファルカタ合板を用い、該台板の表層、または表層および裏層に高密度木質繊維集積板を積層してなることを特徴とする。
第２発明の木質床材は、第１発明において、台板であるファルカタ合板が厚さ６〜１３ｍｍ、密度０．３０〜０．５５ｇ／ｃｍ^３、曲げ強さ２０ＭＰａ以上であることを特徴とする。
第３発明の木質床材は、第１発明において、ファルカタ合板がファルカタ単板を積層して接着したものであり、用いた接着剤がフェノール樹脂であることを特徴とする。
第４発明の木質床材は、第１発明において、高密度木質繊維集積板が、密度分布が０．７０〜１．２０ｇ／ｃｍ^３の範囲であって、表面部１．５ｍｍ以内において密度が０．８０ｇ／ｃｍ^３以上の層が存在することを特徴とする。
第５発明の木質床材は、第１，第２または第３発明において、床材全体の密度が０．４〜０．６０ｇ／ｃｍ^３であり、曲げヤング係数が２０〜５０×１０２ＭＰａであることを特徴とする。

第１発明によれば、台板に植林再生可能なファルカタを使用し、表層、または表層及び裏層に植林再生可能な広葉樹・針葉樹を利用できる高密度木質繊維集積板を使用しているため、環境対応の床材となる。また、台板に剛性が低目となるファルカタ合板を使用しているが、強剛性の高密度木質繊維集積板を表層、または表層および裏層に使用するため、全体構成としては強剛性となる。
第２発明によれば、台板に必要な厚さと曲げ強さを付与することができる。
第３発明によれば、ファルカタ合板の接着剤としてフェノル樹脂を使用するため強靭な耐水性を有し、さらに不燃性／防虫／防腐／防蟻性に優れる積層材を得ることが容易となる。
第４発明によれば、表層の高密度木質繊維集積板が表面部１．５ｍｍ以内において密度が０．８０ｇ／ｃｍ^３以上の層が存在するため、表面平滑性に優れ、補修工程不要で０．０５〜０．２ｍｍ厚さの高性能樹脂を含浸した化粧シートを積層することが可能である。
第５発明によれば、床材として使用するのに十分な剛性を有している。

本発明の一実施形態に係る木質床材の断面図である。図１に示す台板１０の分解斜視図である。従来の木質床材の断面図である。

つぎに、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
（基本構造）
本発明の木質床材の基本構造は、図１に示すように、台板５としてファルカタ合板を用い、台板５の表層および裏層に高密度木質繊維集積板１（以下、ＨＤＦ１という）を積層したものである。また、表層のＨＤＦ１の表面には化粧シート３または突板が接合されている。なお、ＨＤＦ１は台板５の表層のみに積層したものも本発明に含まれる。

台板５となるファルカタ合板は、ファルカタ単板５１〜５５を５枚積層したものである。なお、ファルカタ単板を４枚以下積層してもよく、６枚以上積層してもよい。
図２に示すように、５層構造のファルカタ合板は表板５１、そえ心板５２、心板５３、そえ心板５４、および裏板５５を積層して接着した構成となっている。
代表的には、表板５１と心板５３と裏板５５は、長手１．５ｍｍ単板であり、そえ心板５２、５４は逆手１．５ｍｍ単板であり、接着剤層を含めると９ｍｍ厚さとなる。なお、その厚さは６〜１３ｍｍの間で変動する。

本発明として得られた木質床材は、床板全体の密度が０．４〜０．６０ｇ／ｃｍ^３であり、曲げヤング係数が２０〜５０×１０^２ＭＰａであり、吸水厚さ膨張率５％以下である。

（ファルカタ合板）
ファルカタ（ｆａｌｃａｔａｒｉａ）は、早生樹の一種で、マメ科の樹木である。木理が軽く交錯する。気幹比重が０．２４〜０．４９であり、製材や単板への加工が容易である。

ファルカタ合板の主要工製造工程は、植林再生可能なファルカタ丸太（２０〜７００ｍｍφ）を樹皮剥きし、イ）単板切削：横切り一単板切削、ロ）乾燥：単板乾燥一裁断、ハ）調板：横はぎ一縦つぎ一補修一仕組（ホットメルト接着剤＆ジグザグスプライサー糸使用）、ニ）接着：接着剤配合一塗布・堆積一仮〜本圧締、ホ）仕上：寸法裁断一表面仕上げ、の順で行われ、ファルカタ単板が積層され接合されてファルカタ合板となる。

接着剤としては、フェノール樹脂接着剤を使用する。フェノール樹脂接着剤は、レゾール型フェノール樹脂が好ましい。レゾール型フェノール樹脂としては、アルカリ触媒、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどの存在下でフェノールとホルムアルデヒドをフェノール／ホルムアルデヒドのモル比が１／１〜１／４．０の条件で反応させることにより得られた液状が用いられる。このレゾール形フェノール樹脂は、加熱により硬化する性質を有している。

上記の製法で、ファルカタ合板は、厚さ６〜１３ｍｍ、密度０．３０〜０．５５ｇ／ｃｍ^３、曲げ強さ２０ＭＰａ以上、吸水厚さ膨張率５％以下、含水率は１２％以下であって、十分な物理化学的強さ及び剛性有する積層板（合板）を得ることができる（密度、曲げ強さ、吸水厚さ膨張率の試験方法は、それぞれＪＩＳＡ５９０５６．３，６．５，６．９による。）。

該ファルカタ合板は、フェノール樹脂接着剤を使用しているため、（ア）メラミンユリア樹脂接着剤では合格しないＪＡＳ連続煮沸試験（特類浸せきはく離試験：１００℃水中連続７２時間、平成２０年１２月２日農林水産省告示第１７５１号ｐ２８イ試験の方法（ア）参照）に合格するため強靭な耐水性を有し、（イ）さらに不燃性・防腐／防菌／防虫性に優れる積層材を得ることが容易であり、ファルカタ材の“易燃性、腐朽菌抵抗性が低い及び穿孔虫・シロアリに犯されやすい性質”をかなりカバーできる。

なお、合板の含水率は、日本工業規格、ＪＩＳＡ５９０５−２００３６．４で求めることができる。即ち、材料の含水率（重量％）は、（ｍ_１−ｍ_０）×１００／ｍ_０である。ここで、ｍ_１は、乾燥前の材料の質量（ｇ）であり、ｍ_０は材料を１０３±２℃の空気乾燥機に入れ恒量になったときの材料の質量（ｇ）である。

（木質繊維集積板）
台板５の表層および裏層には、高密度木質繊維集積板１（ＨｉｇｈＤｅｎｓｉｔｙＦｉｂｅｒＢｏａｒｄを略してＨＤＦという）が積層される。本発明で用いるＨＤＦ１は木質繊維１ａがバインダー１ｂにより成形によって一体化されたものであって、密度分布が０．７０〜１．２０ｇ／ｃｍ^３の範囲であって、とくに表面部１．５ｍｍ以内において密度が０．８０ｇ／ｃｍ^３以上の高密度層が存在する厚さ３．５ｍｍ以下の薄物木質繊維集積板である。また、曲げ強さ２５ＭＰａ以上、吸水厚さ膨張率７％以下である。なお、台板５の表層にのみＨＤＦ１を積層してもよいことは、既述のとおりである。

ＨＤＦ１は、木質繊維の大きさとして長さが０．１ｍｍ〜１０．０ｍｍで直径が１μｍ〜３００μｍが大半を占め、かつ木質繊維として含水率が１５重量％以下のものが用いられる。そして、このような条件を満足する木質繊維にバインダーを付着させ、木質繊維を加圧成形して一体に結合することでＨＤＦ１を製造できる。

ＨＤＦ１を製造するために用いる木質繊維としては、植林再生可能な広葉樹または針葉樹の木材をチッパーでチップ化し、得られたチップを解繊したものが用いられる。解繊には、１４０〜１８０℃程度の高圧蒸気によりチップを蒸煮した後、ディスクリファイナーによって解繊する方法等が用いられる。

木質繊維の大きさは、長さが０．１ｍｍ〜１０．０ｍｍで直径（太さ）が１μｍ〜３００μｍが大半を占めるものが用いられる。ここで大半とは、木質繊維集積板の製造に用いる木質繊維総量中、長さが０．１ｍｍ〜１０．０ｍｍで且つ直径が１μｍ〜３００μｍの大きさの木質繊維が約７０重量％、好ましくは約８０重量％以上であることを意味する。
木質繊維の長さが１０ｍｍを越えると表面平滑性が低下し、化粧シートを積層した後の塗面の美麗さを損なう。木質繊維の長さが０．１ｍｍ〜１０．０ｍｍであればすぐれた表面平滑性を得ることが可能となる。なお、木質繊維の直径は、顕微鏡により観察し求めることができる。

木質繊維は含水率が１５重量％以下のものが用いられる。この含水率を有する木質繊維は、木質繊維の乾燥条件を選択することで得られる。
木質繊維として、含水率が１５重量％を越えるものを用いるとＨＤＦ１の表面部に密度が高い層ができ易くなり、加圧成形時のプレス時間も延びる。

木質繊維を結合するためのバインダー１ｂとしては、ユリア樹脂、メラミンユリア樹脂、フェノール樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂等及びこれらの混合物を用いることができる。用いるに好ましいバンダーは、加圧成形時のプレス時間短縮及び成形品の耐水性向上より、ポリウレタン樹脂及びメラミンユリア樹脂である。特にポリイソシアネート樹脂としては、イシシアネート基を分子中に２個以上有するイソシアネート化合物であり、イソシアネート化合物の例は、粗ジフェニルメタン−４，４’−ジイソシアネ−ト等である。

バインダー１ｂの使用量は、木質繊維の絶乾重量１００重量部に対して、固形分で４〜３０重量部であることが好ましい。バインダー量が４重量部未満では曲げ強さが弱く、３０重量部を越える量では、過剰のため剛性が過度でまた経済的に不利である。ポリイソシアネート樹脂の総量は４〜１２重量部、メラミンユリア樹脂の総量は１０〜３５重量部であることがそれぞれ好ましい。

ＨＤＦは、つぎの方法で製造することができる。
長さ０．１〜１０ｍｍで直径１〜３００μｍの大きさが大半を占め、かつ含水率が１５重量％以下の木質繊維とバインダー等を混合して、木質繊維１ａの表面上にバインダー１ｂを付着させることでＨＤＦを形成するための木質繊維材を準備する。
木質繊維１ａとバインダー１ｂとの混合は、スプレー方式で塗布する方法でもよい。例えば、低速で回転する回転ドラム内へ木質繊維を入れ、前記回転ドラム内で木質繊維が自然落下する際にバインダーを木質繊維にスプレー塗布する方法が好適である。

つぎに、バインダーの付着した木質繊維をマット状に仮成形し、このマット状物を熱圧成形することで木質繊維が一体に結合したＨＤＦが得られる。この熱圧成形により、マット状物中のバインダーは反応して硬化し、木質繊維はバインダーの硬化物により結合される。

熱圧成形温度は、バインダーの種類にもよるが、約１５０〜２３０℃である。木質繊維として含水率が１５重量％以下のものを用い、熱圧プレス時の熱圧定盤の木質繊維への接触タイミング及び圧力を調整することにより、密度分布が０．７５〜１．２０ｇ／ｃｍ^３の範囲であって、表面部１．５ｍｍ以内において密度が０．８０ｇ／ｃｍ^３以上の層が存在する厚さ３．５ｍｍ以下の薄物木質繊維集積板を得ることができる。
厚み方向の密度分布（デンシティプロファイル，ＤｅｎｓｉｔｙＰｒｏｆｉｌｅ）は、密度分布測定器を用いて測定した。熱圧プレス時の熱圧定盤の木質繊維への接触タイミングが短時間程、表層密度が０．８０ｇ／ｃｍ^３以上の層が得られ易い。このようなＨＤＦは、表面平滑性及び強さ・剛性に優れるので、台板１０の表層、または表裏両面に積層すると床材の剛性、表面の平滑性と硬度を高めることができる。

ＨＤＦ１は、植林再生可能な広葉樹又は針葉樹を用いることで、地球上の森林資源を保護することができる。また、再生不能な材料を用いることによる製造コストの高騰を抑制できる。

（木質床材の製法）
つぎに、本発明の木質床材の製法を説明する。
上記のように製造したファルカタ合板を台板５とし、ＨＤＦ１、１を表層および裏層として、日本工業規格、ＪＩＳＡ５５３６−２００７表３Ｆ☆☆☆☆☆等級の接着剤を用いて貼合せして、さらに表面側のＨＤＦ１の表面層に化粧シート２を接着している。化粧シート２は、０．０５〜０．２ｍｍ厚さの高性能樹脂３を基材に対し含浸して硬化させた化粧シートであり、基材として１００〜２００ｇ／ｍ^２のクラフト紙、チタン紙または和紙を使用し、高性能樹脂３を含浸させたものである。高性能樹脂３は、メラミン樹脂、メラミンユリア樹脂、ジアリルフタレート樹脂から選ばれた樹脂である。この高性能樹脂を含浸量４０〜６５重量％で含浸させ、７０〜１５０℃の温度で乾燥炉で半硬化させて１０３℃揮散減量が５．０％以下としたものである。この化粧シート２を接着剤を介して加熱積層して接着し、かつ完全硬化させると本発明の木質床材を得ることができる。

前記化粧シート２の表面は、完全硬化した化粧シート単体の平面引張強さ「ＪＩＳＡ５９０５：２００７、６．１６」が、１．０ＭＰａ以上のため、強靭な剛性及び平滑性を呈し、木質床材の保護表面層形成となり、化粧シート表面への厚さ２０〜８０μｍ程度のウレタン塗装等は不要である。

また、化粧シートの代りに、突板（０．１〜０．３ｍｍ）を、日本工業規格、ＪＩＳＡ５５３６−２００７表３Ｆ☆☆☆☆等級の接着剤を用いて、床材の表層に貼合わせし、表層に厚さ２０〜８０μｍ程度のウレタン塗装をして本発明の木質床材を得ることもできる。

（本発明の利点）
本発明の利点を、以下に説明する。
（１）台板５に植林再生可能なファルカタを使用し、表層、または表層及び裏層に植林再生可能な広葉樹・針葉樹を用いたＨＤＦ１使用しているため、環境対応の床材となる。
（２）台板５に剛性が低目となるファルカタ合板を使用しているが、強剛性のＨＤＦ１を表層、または表層及び裏層に使用するため、全体構成としては強剛性となる。
（３）ファルカタ合板５の接着剤としてフェノール樹脂を使用するため強靭な耐水性を有し、さらに不燃性／防虫／防腐／防蟻性に優れる積層材を得ることが容易となる。
（４）表層のＨＤＦ１が表面部１．５ｍｍ以内において密度が０．８０ｇ／ｃｍ^３以上の高密度層が存在するため、表面平滑性に優れ、補修工程不要で０．０５〜０．２ｍｍ厚さの高性能樹脂を含浸した化粧シートを積層することが可能である。
（５）ＨＤＦ１のバインダー及び台板５を貼合わせる接着剤として、ＪＩＳＡ５５３６−２００７表３Ｆ☆☆☆☆等級の接着剤を使用するため、ホルムアルデヒド放散量が少なく、改正建築基準法（２００３．７）の内装制限が無い。
（６）ファルカタ合板５及びＨＤＦ１は、物理化学的強さ・剛性に優れるため、図１の床材構成で密度０．４９ｇ／ｃｍ^３、曲げヤング係数が３５×１０^２ＭＰａ、吸水厚さ膨張率３．０％であり、床材として使用するのに十分な剛性および物理化学的性能を有していることがわかった。

１ＨＤＦ
２化粧シート
３高性能樹脂
５台板
５１，５２，５３，５４，５５ファルカタ単板

Claims

台板としてファルカタ合板を用い、該台板の表層、または表層および裏層に高密度木質繊維集積板を積層してなる
ことを特徴とする木質床材。
台板であるファルカタ合板が厚さ６〜１３ｍｍ、密度０．３０〜０．５５ｇ／ｃｍ^３、曲げ強さ２０ＭＰａ以上である
ことを特徴とする請求項１記載の木質床材。
ファルカタ合板がファルカタ単板を積層して接着したものであり、用いた接着剤がフェノール樹脂である
ことを特徴とする請求項１記載の木質床材。
高密度木質繊維集積板が、密度分布が０．７０〜１．２０ｇ／ｃｍ^３の範囲であって、表面部１．５ｍｍ以内において密度が０．８０ｇ／ｃｍ^３以上の層が存在する
ことを特徴とする請求項１記載の木質床材。
床材全体の密度が０．４〜０．６０ｇ／ｃｍ^３であり、曲げヤング係数が２０〜５０×１０^２ＭＰａである
ことを特徴とする請求項１、２または３記載の木質床材。