JP2015066901A

JP2015066901A - 繊維板

Info

Publication number: JP2015066901A
Application number: JP2013205416A
Authority: JP
Inventors: 尚孝丸; Naotaka Maru; 有華藤本; Yuka Fujimoto; 大己古波鮫; Hiroki Kohazame
Original assignee: Lixil Corp
Current assignee: Lixil Corp
Priority date: 2013-09-30
Filing date: 2013-09-30
Publication date: 2015-04-13
Anticipated expiration: 2033-09-30
Also published as: JP6155484B2

Abstract

【課題】通常よりも多くの熱量を受けても、防かび剤の有効成分が熱分解することを抑制でき、防かび性に優れる繊維板を提供する。
【解決手段】バガス繊維と、接着剤と、有効成分の耐熱温度が１８０℃以上の防かび剤と、を含有してなる繊維板。
【選択図】なし

Description

本発明は、木質繊維や木粉のような、リグニンを含んだセルロース繊維であるリグノセルロース繊維の１種のバガス繊維を含有してなる繊維板に関する。

バガス繊維等のリグノセルロース繊維と、接着剤とを含有してなる繊維板（以下、「リグノセルロース繊維板」と言うこともある。）は、床材、壁材、屋根材等の建材用部材や家具等の材料として用いられている（例えば、特許文献１参照）。
このようなリグノセルロース繊維板は、例えば、台所等の水回りに用いられる。リグノセルロース繊維板が水回りに用いられる場合、防かび性を付与するために、防かび剤が添加される。

特開２０１３−１５１１１１号公報

リグノセルロース繊維板は、リグノセルロース繊維と接着剤を含む混練体を高温、高圧で成形して作製されるため、成形時に、混練体が通常よりも多くの熱量を受けるので、防かび剤の有効成分が熱分解してしまい、成形後のリグノセルロース繊維板が十分な防かび性能を発揮できないという課題があった。

本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであって、通常よりも多くの熱量を受けても、防かび剤の有効成分が熱分解することを抑制でき、防かび性に優れる繊維板を提供することを目的とする。

本発明の繊維板は、バガス繊維と、接着剤と、有効成分の耐熱温度が１８０℃以上の防かび剤と、を含有してなることを特徴とする。

前記防かび剤の含有量は、乾燥繊維板重量に対する乾燥重量比で１．０×１０^−６〜５重量％であることが好ましい。

前記防かび剤の含有量は、乾燥繊維重量に対する乾燥重量比で１．０×１０^−６〜８重量％であることが好ましい。

本発明の繊維板によれば、有効成分の耐熱温度が１８０℃以上の防かび剤を含有しているので、繊維板を作製する際の熱により、防かび剤の有効成分が熱分解することを抑制できるため、防かび性に優れる繊維板が得られる。

本発明の繊維板の実施の形態について説明する。
なお、本実施の形態は、発明の趣旨をより良く理解させるために具体的に説明するものであり、特に指定のない限り、本発明を限定するものではない。

本実施形態の繊維板は、バガス繊維と、接着剤と、有効成分の耐熱温度が１８０℃以上の防かび剤と、を含有してなる。

バガス繊維は、サトウキビから糖液を搾り取った後に残る、細長い繊維である。本実施形態では、バガス繊維を所定の大きさ（長さ、幅）に、粉砕または解繊して用いることが好ましい。
また、バガス繊維は、サトウキビから糖液を搾り取った後の搾り粕からなるが、繊維重量当たり０．００１〜２０重量％の糖分を含んでいる。
バガス繊維の平均密度は、０．６８〜０．９５ｇ／ｃｍ^３であり、０．７０〜０．８５ｇ／ｃｍ^３であることが好ましい。
バガス繊維の平均密度が上記の範囲内であることが好ましい理由は、平均密度が０．６８ｇ／ｃｍ^３未満では、繊維板を形成したとき、繊維間の絡み力が発生しないため、十分な木ねじの保持力が得られないからである。一方、平均密度が０．９５ｇ／ｃｍ^３を超えると、繊維板内部の空隙がほぼなくなるため、吸水時に繊維板が大きく膨張してしまうからである。
すなわち、バガス繊維の平均密度が上記の範囲内であれば、繊維板に十分な木ねじの保持力が得られるとともに、吸水時の繊維板の膨張量も少なくすることができる。

バガス繊維の粒度は、５００μｍメッシュ以上に残るものが４０％以上であることが好ましい。その篩の条件は、原料５ｇ、ストローク７０、時間２分で行う。
バガス繊維の粒度が上記の範囲内であることが好ましい理由は、バガス繊維の粒度が５００μｍメッシュ以上に残るものが４０％未満では、繊維板を形成したとき、繊維間の絡み力が発生しないため、十分な木ねじ保持力が得られないからである。すなわち、バガス繊維の粒度が上記の範囲内であれば、繊維板に十分な木ねじ保持力が得られる。

バガス繊維は、繊維の幅に対する長さの比（以下、「寸法比」と言うこともある。）が１０〜１０００であることが好ましく、２０〜５００であることがより好ましい。
バガス繊維の幅に対する長さの比（寸法比）が上記の範囲内であることが好ましい理由は、寸法比が１０未満では、繊維板を形成したとき、繊維間の絡み力が発生しないため、十分な木ねじの保持力が得られないからである。一方、寸法比が１０００を超えると、バガス繊維と、接着剤等の添加剤とを混練する際、繊維同士が絡まり合い、添加剤が十分に分散しなくなるため、繊維板の機械的強度が低下するからである。
すなわち、バガス繊維の寸法比が上記の範囲内であれば、繊維板に十分な木ねじの保持力が得られるとともに、繊維板に十分な機械的強度が得られる。

接着剤としては、例えば、ユリア系樹脂、メラミン系樹脂、ユリアメラミン系樹脂、フェノール系樹脂、レゾルシノール系樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、フルフェラール系樹脂、イソシアネート系樹脂などの各種の熱硬化性樹脂が用いられる。
これらの接着剤の中でも、最上位規格Ｆ☆☆☆☆（Ｆフォースター）を満たすものが好ましい。

接着剤の含有量は、乾燥繊維板重量に対する乾燥重量比で２〜３０重量％であることが好ましく、５〜２０重量％であることがより好ましい。
接着剤の含有量が上記の範囲内であることが好ましい理由は、接着剤の含有量が２重量％未満では、バガス繊維と接着剤との結合点が少ないため、繊維間の接着強度が上がらないので、十分な木ねじの保持力が得られないからである。一方、接着剤の含有量が３０重量％を超えると、繊維板が硬くなり過ぎて、繊維板に釘や木ねじを刺し込むことが難しくなるからである。
すなわち、接着剤の含有量が上記の範囲内であれば、繊維板に十分な木ねじの保持力が得られるとともに、繊維板に釘や木ねじを容易に刺し込むことができる。

ここで、乾燥繊維板重量に対する接着剤の乾燥重量比とは、本実施形態の繊維板全体の乾燥重量を１００重量％とした場合、その１００重量％中に占める乾燥後の接着剤の固形分の割合のことである。

有効成分の耐熱温度が１８０℃以上の防かび剤としては、有効成分が有機ヨード系化合物やベンゾチアゾール系化合物等であるものが用いられる。
有機ヨード系化合物としては、例えば、ジヨードメチル−ｐ−トリルスルホン等が挙げられる。
ベンゾチアゾール系化合物としては、例えば、２−（チオシアノメチルチオベン）ベンゾチアゾール等が挙げられる。
後述するように、通常、バガス繊維、接着剤および防かび剤を含む混練体を、加熱加圧して繊維板を作製する際の温度は１７０〜２３０℃であるので、有効成分の耐熱温度が１８０℃以上（特に、１８０〜５００℃が好ましい）の防かび剤を用いることにより、繊維板を作製する際の熱により、防かび剤の有効成分が熱分解することを抑制できる。
なお、防かび剤の有効成分とは、防かび作用を示す成分（化合物）のことである。

ここで、有効成分の耐熱温度とは、有効成分が熱分解する温度（熱分解温度）のことであり、この熱分解温度は、例えば、示差走査熱量分析（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌｓｃａｎｎｉｎｇｃａｌｏｒｉｍｅｔｒｙ、ＤＳＣ）によって測定することができる。

防かび剤の含有量は、乾燥繊維板重量に対する乾燥重量比で１．０×１０^−６〜５重量％であることが好ましく、１．０×１０^−３〜１．０×１０^−１重量％であることがより好ましい。
防かび剤の含有量が上記の範囲内であることが好ましい理由は、防かび剤の含有量が１．０×１０^−６重量％未満では、繊維板に十分な防かび性を付与することができないからである。一方、防かび剤の含有量が５重量％を超えると、接着剤の硬化を阻害するからである。
すなわち、防かび剤の含有量が上記の範囲内であれば、繊維板に十分な防かび性が得られるとともに、接着剤が十分に硬化して、繊維板に十分な機械的強度が得られる。

ここで、乾燥繊維板重量に対する防かび剤の乾燥重量比とは、本実施形態の繊維板の乾燥重量を１００重量％とした場合、その１００重量％中に占める防かび剤の乾燥重量の割合のことである。

また、防かび剤の含有量は、乾燥繊維重量に対する乾燥重量比で１．０×１０^−６〜８重量％であることが好ましく、１．０×１０^−３〜１．０×１０^−１重量％であることがより好ましい。
防かび剤の含有量が上記の範囲内であることが好ましい理由は、防かび剤の含有量が１．０×１０^−６重量％未満では、繊維板に十分な防かび性を付与することができないからである。一方、防かび剤の含有量が８重量％を超えると、接着剤の硬化を阻害するからである。
すなわち、防かび剤の含有量が上記の範囲内であれば、繊維板に十分な防かび性が得られるとともに、接着剤が十分に硬化して、繊維板に十分な機械的強度が得られる。

ここで、乾燥繊維重量に対する防かび剤の乾燥重量比とは、本実施形態の繊維板におけるバガス繊維の乾燥重量を１００重量％とした場合、その１００重量％中に占める防かび剤の乾燥重量の割合のことである。

本実施形態の繊維板は、防かび性、機械的強度を損なわない範囲内であれば、接着剤と防かび剤の他に、撥水剤、硬化剤、離型剤、防腐剤、防蟻剤等の添加剤が含まれていてもよい。
また、本実施形態の繊維板は、バガス繊維のみでなく、中密度繊維板（ｍｅｄｉｕｍｄｅｎｓｉｔｙｆｉｂｅｒｂｏａｒｄ、ＭＤＦ）や木片などの繊維が含まれていてもよい。

本実施形態の繊維板の製造方法は、特に限定されないが、例えば、バガス繊維と、接着剤と、防かび剤とを混練して、混練体を作製する工程と、この混練体を加熱加圧する工程と、を有する方法が挙げられる。

混練体を作製する工程では、バガス繊維と、接着剤と、防かび剤とを混練する方法としては、接着剤と防かび剤の水溶液または分散液を、バガス繊維にスプレーしながら攪拌し、これらの材料を混練する方法が用いられる。
バガス繊維と、接着剤と、防かび剤とを混練する方法としては、例えば、ブレンダー、ミキサー、混合機、撹拌機、混練機等を用いる方法が挙げられる。

接着剤および防かび剤と、バガス繊維とを混練する際、バガス繊維の含水率は３０重量％以下であることが好ましく、２〜１５重量％であることがより好ましい。
バガス繊維の含水率が上記の範囲内であることが好ましい理由は、バガス繊維の含水率が３０重量％を超えると、混練体を加熱加圧して得られる繊維板の含水率が高くなり、繊維板の機械的強度が低下するからである。

本実施形態の繊維板に、接着剤および防かび剤の他に添加剤を添加する場合、この混練体を作製する工程において、接着剤および防かび剤と同様にして添加剤を添加する。

次いで、混練体を、所定の厚みに堆積した後、仮圧締めしてプレフォーミングされたマット状物（フォーミングマット）を作製する。

次いで、フォーミングマットを熱プレス盤で挟圧して加熱加圧し、繊維板を得る。
本実施形態では、加熱加圧の初期に所定時間にわたって成形圧を高くし、その後、定常の成形圧とする。
加熱加圧の初期における成形圧をＰ_１、定常の成形圧をＰ_２とした場合、Ｐ_１＞Ｐ_２とし、Ｐ_１−Ｐ_２は７〜９０ＭＰａであることが好ましい。

フォーミングマットを加熱する温度は、フォーミングマット（混練体）を構成する接着剤の種類に応じて適宜調整されるが、例えば、１７０〜２３０℃であることが好ましく、１８０〜２２０℃であることがより好ましく、１９０〜２２０℃であることがさらに好ましい。
なお、フォーミングマットを加熱する温度は、フォーミングマットを加熱加圧する工程の全体を通じて一定であってもよく、上記の範囲内で変化させてもよい。

フォーミングマットを加圧する際の圧力は、フォーミングマットの組成や大きさ（体積、面積）等に応じて適宜調整されるが、例えば、Ｐ_２は３〜１０ＭＰａ、Ｐ_１−Ｐ_２は７〜９０ＭＰａであることが好ましい。
なお、フォーミングマットを加圧する際の圧力は、フォーミングマットを加熱加圧する工程の全体を通じて一定であってもよく、上記の範囲内で変化させてもよい。

フォーミングマットの初期の加熱加圧時間は、フォーミングマットの組成や大きさ（体積、面積）等に応じて適宜調整されるが、例えば、５秒〜１００秒であることが好ましい。

上記のようにして得られた繊維板は、その後、必要に応じて所定の大きさに切断され、サンディング処理等の仕上げ処理が施されて、繊維板製品とされる。

本実施形態の繊維板によれば、有効成分の耐熱温度が１８０℃以上の防かび剤を含有しているので、繊維板を作製する際の熱により、防かび剤の有効成分が熱分解することを抑制できるため、防かび性に優れる繊維板が得られる。また、防かび剤の有効成分が熱分解することを抑制できるため、かびの栄養分となる糖分の含有量が多いバガス繊維を用いても、十分な防かび性能を発揮する繊維板が得られる。

以下、実施例および比較例により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。

［実施例］
サトウキビの絞り粕であるバガス繊維（５００μｍ以上のメッシュで篩にかけたものが７０％含まれる）を、２００℃にて、含水率が５％になるように乾燥させた。
接着剤として、ユリアメラミン系樹脂を水に分散させた分散液（固形分濃度６０重量％）を、乾燥繊維板重量に対する接着剤の添加量が、固形分重量比で１０重量％となるように、エアースプレーガンにより添加した。
また、防かび剤として、耐熱性が２００℃以上の有機ヨード系化合物を有効成分として含むものを水に分散させた分散液（固形分濃度１０重量％）を、乾燥繊維板重量に対する防かび剤の乾燥重量比が１．５×１０^−２重量％となるように、エアースプレーガンにより添加した。
さらに、硬化剤として、塩化アンモニウム系硬化剤を水に分散させた分散液（固形分濃度２０重量％）を、接着剤１００重量部に対し２．５重量部添加した。
その後、バガス繊維、接着剤、防かび剤および硬化剤を混練して、接着剤、防かび剤および硬化剤をバガス繊維全体に均一に分散さて、バガス繊維、接着剤、防かび剤および硬化剤からなる混練体を得た。
次いで、混練体を、フォーミング工程に供給し、敷きならしてフォーミングマットを形成した後、予備プレス工程にて、そのフォーミングマットを仮圧締めした。
次いで、仮圧締めしたフォーミングマット（３００ｍｍ×３００ｍｍ×８０ｍｍ）を、上下両面側から熱プレス盤で加熱加圧して、実施例の繊維板を得た。
繊維板を加熱加圧する工程において、フォーミングマットを加熱する温度を１８０℃、フォーミングマットを加圧する圧力を１．５ＭＰａ、フォーミングマットを加熱加圧する時間を２５０秒とした。

「防かび性の評価」
得られた繊維板について、日本工業規格：ＪＩＳＺ２９１１「かび抵抗性試験方法」に準拠して、かび抵抗性試験を実施した。
実施例における防かび剤の有効成分、防かび剤の耐熱温度、防かび剤の添加量（含有量）を表１に示す。
かび抵抗性試験開始から１週間後、２週間後、３週間後、４週間後において、繊維板の表面積全体に占めるかびの面積（かびの発育面積）を表２に示す。

［比較例］
防かび剤として、耐熱性が約１００℃のイソチアゾリン系化合物を有効成分として含むものを用い、乾燥繊維板重量に対する防かび剤の乾燥重量比が１．５×１０^−２重量％となるようにした以外は実施例と同様にして、比較例の繊維板を得た。
得られた繊維板について、実施例と同様にして、かび抵抗性試験を実施した。
比較例における防かび剤の有効成分、防かび剤の耐熱温度、防かび剤の添加量（含有量）を表１に示す。
かび抵抗性試験開始から１週間後、２週間後、３週間後、４週間後において、繊維板の表面積全体に占めるかびの面積（かびの発育面積）を表２に示す。

表２の結果から、有効成分の耐熱温度が２００℃以上の防かび剤を含有していれば、防かび性に優れる繊維板が得られることが確認された。

Claims

バガス繊維と、接着剤と、有効成分の耐熱温度が１８０℃以上の防かび剤と、を含有してなることを特徴とする繊維板。
前記防かび剤の含有量は、乾燥繊維板重量に対する乾燥重量比で１．０×１０^−６〜５重量％であることを特徴とする請求項１に記載された繊維板。
前記防かび剤の含有量は、乾燥繊維重量に対する乾燥重量比で１．０×１０^−６〜８重量％であることを特徴とする請求項１に記載された繊維板。