JP2015066902A

JP2015066902A - 繊維板

Info

Publication number: JP2015066902A
Application number: JP2013205417A
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

Abstract

【課題】撥水性を有し、かつ、木ねじ保持力に優れる繊維板を提供する。
【解決手段】平均密度が０．６８〜０．９５ｇ／ｃｍ^３であり、バガス繊維と、接着剤と、撥水剤と、を含有してなり、前記撥水剤の含有量は、乾燥繊維板重量に対する固形分重量比で６重量％以下である繊維板。
【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、耐水性を付与するために、撥水剤が添加される。

特開２０１３−１５１１１１号公報

通常、リグノセルロース繊維板を他の部材に接続したり、リグノセルロース繊維板に蝶番を取り付けたりするには、木ねじが用いられる。
しかしながら、リグノセルロース繊維板は、リグノセルロース繊維を接着剤によって点状に接着して形成されたものであるため、無垢材や合板等と比較して、木ねじ保持力が低いという課題があった。
また、リグノセルロース繊維板が撥水剤を多量に含有すると、木ねじ保持力が低下する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、撥水性を有し、かつ、木ねじ保持力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、平均密度が０．６８〜０．９５ｇ／ｃｍ^３であり、バガス繊維と、接着剤と、撥水剤と、を含有してなり、前記撥水剤の含有量は、乾燥繊維板重量に対する固形分重量比で６重量％以下であることを特徴とする。

乾燥繊維板重量に対する乾燥繊維重量比は、６５〜９８％であることが好ましい。

前記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７０ｇ、時間２分で行う。

前記バガス繊維は、繊維の幅に対する長さの比が１０〜１０００であることが好ましい。

前記接着剤の含有量は、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い。

本発明の繊維板によれば、平均密度が０．６８〜０．９５ｇ／ｃｍ^３であり、撥水剤の含有量が、乾燥繊維板重量に対する固形分重量比で６重量％以下であるので、撥水性を有し、かつ、木ねじ保持力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、平均密度が０．６８〜０．９５ｇ／ｃｍ^３であり、バガス繊維と、接着剤と、撥水剤と、を含有してなり、撥水剤の含有量は、乾燥繊維板重量に対する固形分重量比で６重量％以下である。

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。
本実施形態の繊維板の平均密度は、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。
本実施形態の繊維板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、繊維板の剥離強さ等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。

撥水剤としては、例えば、パラフィンワックス、マイクロワックス、脂肪酸アミド等の常温（２５℃）で固体のものが用いられる。

撥水剤の含有量は、乾燥繊維板重量に対する固形分重量比で６重量％以下であり、４重量％以下であることが好ましい。
撥水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、撥水剤の含有量が６重量％を超えると、繊維の表面に付着した撥水剤により、繊維の表面が滑りやすくなるため、木ねじ保持力が低下するからである。すなわち、撥水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保持力が得られる。

ここで、乾燥繊維板重量に対する撥水剤の固形分重量比とは、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％中に占める撥水剤の固形分の割合のことである。

本実施形態の繊維板では、乾燥繊維板重量に対する乾燥繊維重量比は、６５〜９８％であることが好ましく、８０〜９５％であることがより好ましい。
乾燥繊維板重量に対する乾燥繊維重量比が上記の範囲内であることが好ましい理由は、乾燥繊維板重量に対する乾燥繊維重量比が６５％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。一方、乾燥繊維板重量に対する乾燥繊維重量比が９８％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、乾燥繊維板重量に対する乾燥繊維重量比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。

ここで、乾燥繊維板重量に対する乾燥繊維重量比とは、本実施形態の繊維板全体の乾燥重量に対する、繊維板を構成する繊維全体の乾燥重量の割合のことである。

本実施形態の繊維板は、木ねじ保持力、その他の機械的強度、撥水性等を損なわない範囲内であれば、接着剤と撥水剤の他に、防かび剤、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、撥水剤とを混練して、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、撥水剤とを混練する方法としては、接着剤と撥水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、撥水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。

接着剤および撥水剤と、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、１〜１５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、接着剤および撥水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、接着剤および撥水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、平均密度が０．６８〜０．９５ｇ／ｃｍ^３であり、撥水剤の含有量が、乾燥繊維板重量に対する固形分重量比で６重量％以下であるので、撥水性を有し、かつ、十分な木ねじ保持力を有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１］
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（含有量）が、乾燥重量比で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、撥水剤として、パラフィン系ワックスを水に分散させた分散液（固形分濃度５０重量％）を、乾燥繊維板重量に対する撥水剤の添加量（含有量）が、固形分重量比で１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、混練機を用いて、バガス繊維、接着剤、撥水剤および硬化剤を混練して、接着剤、撥水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、撥水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１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２００℃、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。

「木ねじ保持力の評価」
得られた繊維板について、日本工業規格：ＪＩＳＡ５９０５「繊維板」に準拠して、木ねじ保持力を測定した。
評価結果を表１に示す。

［実施例２］
パラフィン系ワックスの添加量を２重量％とした以外は実施例１と同様にして、実施例２の繊維板を得た。
得られた繊維板について、実施例１と同様にして、木ねじ保持力を測定した。
評価結果を表１に示す。

［実施例３］
パラフィン系ワックスの添加量を３重量％とした以外は実施例１と同様にして、実施例３の繊維板を得た。
得られた繊維板について、実施例１と同様にして、木ねじ保持力を測定した。
評価結果を表１に示す。

［実施例４］
パラフィン系ワックスの添加量を４重量％とした以外は実施例１と同様にして、実施例４の繊維板を得た。
得られた繊維板について、実施例１と同様にして、木ねじ保持力を測定した。
評価結果を表１に示す。

［実施例５］
パラフィン系ワックスの添加量を５重量％とした以外は実施例１と同様にして、実施例５の繊維板を得た。
得られた繊維板について、実施例１と同様にして、木ねじ保持力を測定した。
評価結果を表１に示す。

［実施例６］
パラフィン系ワックスの添加量を６重量％とした以外は実施例１と同様にして、実施例６の繊維板を得た。
得られた繊維板について、実施例１と同様にして、木ねじ保持力を測定した。
評価結果を表１に示す。

［比較例１］
パラフィン系ワックスの添加量を７重量％とした以外は実施例１と同様にして、比較例１の繊維板を得た。
得られた繊維板について、実施例１と同様にして、木ねじ保持力を測定した。
評価結果を表１に示す。

表１の結果から、パラフィン系ワックスの添加量が６重量％以下であれば、木ねじ保持力が４００Ｎ以上となり、繊維板に十分な木ねじ保持力が得られることが確認された。

［実施例７］
繊維板の平均密度を０．６８ｇ／ｃｍ^３とし、パラフィン系ワックスの添加量を２重量％とした以外は実施例１と同様にして、実施例７の繊維板を得た。
得られた繊維板について、実施例１と同様にして、木ねじ保持力を測定した。
また、得られた繊維板について、日本工業規格：ＪＩＳＡ５９０５「繊維板」に準拠して、吸水による繊維板の厚み方向の膨張率（％）を測定した。
評価結果を表２に示す。

［実施例８］
繊維板の平均密度を０．７３ｇ／ｃｍ^３とし、パラフィン系ワックスの添加量を２重量％とした以外は実施例１と同様にして、実施例８の繊維板を得た。
得られた繊維板について、実施例１と同様にして、木ねじ保持力を測定した。
また、得られた繊維板について、実施例７と同様にして、吸水による繊維板の厚み方向の膨張率（％）を測定した。
評価結果を表２に示す。

［実施例９］
繊維板の平均密度を０．７８ｇ／ｃｍ^３とし、パラフィン系ワックスの添加量を２重量％とした以外は実施例１と同様にして、実施例９の繊維板を得た。
得られた繊維板について、実施例１と同様にして、木ねじ保持力を測定した。
また、得られた繊維板について、実施例７と同様にして、吸水による繊維板の厚み方向の膨張率（％）を測定した。
評価結果を表２に示す。

［実施例１０］
繊維板の平均密度を０．８３ｇ／ｃｍ^３とし、パラフィン系ワックスの添加量を２重量％とした以外は実施例１と同様にして、実施例１０の繊維板を得た。
得られた繊維板について、実施例１と同様にして、木ねじ保持力を測定した。
また、得られた繊維板について、実施例７と同様にして、吸水による繊維板の厚み方向の膨張率（％）を測定した。
評価結果を表２に示す。

［実施例１１］
繊維板の平均密度を０．８８ｇ／ｃｍ^３とし、パラフィン系ワックスの添加量を２重量％とした以外は実施例１と同様にして、実施例１１の繊維板を得た。
得られた繊維板について、実施例１と同様にして、木ねじ保持力を測定した。
また、得られた繊維板について、実施例７と同様にして、吸水による繊維板の厚み方向の膨張率（％）を測定した。
評価結果を表２に示す。

［実施例１２］
繊維板の平均密度を０．９３ｇ／ｃｍ^３とし、パラフィン系ワックスの添加量を２重量％とした以外は実施例１と同様にして、実施例１２の繊維板を得た。
得られた繊維板について、実施例１と同様にして、木ねじ保持力を測定した。
また、得られた繊維板について、実施例７と同様にして、吸水による繊維板の厚み方向の膨張率（％）を測定した。
評価結果を表２に示す。

［実施例１３］
繊維板の平均密度を０．９５ｇ／ｃｍ^３とし、パラフィン系ワックスの添加量を２重量％とした以外は実施例１と同様にして、実施例１３の繊維板を得た。
得られた繊維板について、実施例１と同様にして、木ねじ保持力を測定した。
また、得られた繊維板について、実施例７と同様にして、吸水による繊維板の厚み方向の膨張率（％）を測定した。
評価結果を表２に示す。

［比較例２］
繊維板の平均密度を０．６３ｇ／ｃｍ^３とし、パラフィン系ワックスの添加量を２重量％とした以外は実施例１と同様にして、比較例２の繊維板を得た。
得られた繊維板について、実施例１と同様にして、木ねじ保持力を測定した。
また、得られた繊維板について、実施例７と同様にして、吸水による繊維板の厚み方向の膨張率（％）を測定した。
評価結果を表２に示す。

［比較例３］
繊維板の平均密度を０．９８ｇ／ｃｍ^３とし、パラフィン系ワックスの添加量を２重量％とした以外は実施例１と同様にして、比較例３の繊維板を得た。
得られた繊維板について、実施例１と同様にして、木ねじ保持力を測定した。
また、得られた繊維板について、実施例７と同様にして、吸水による繊維板の厚み方向の膨張率（％）を測定した。
評価結果を表２に示す。

表２の結果から、繊維板の平均密度を０．６８〜０．９５ｇ／ｃｍ^３とすることにより、木ねじ保持力が４００Ｎ以上となり、繊維板に十分な木ねじ保持力が得られ、吸水による繊維板の厚みの方向の膨張率が１２％以下となることが確認された。

Claims

平均密度が０．６８〜０．９５ｇ／ｃｍ^３であり、バガス繊維と、接着剤と、撥水剤と、を含有してなり、
前記撥水剤の含有量は、乾燥繊維板重量に対する固形分重量比で６重量％以下であることを特徴とする繊維板。
乾燥繊維板重量に対する乾燥繊維重量比は、６５〜９８％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％以上であることを特徴とする請求項１または２に記載された繊維板。
前記バガス繊維は、繊維の幅に対する長さの比が１０〜１０００であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載された繊維板。
前記接着剤の含有量は、乾燥繊維板重量に対する乾燥重量比で２〜３０重量％であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載された繊維板。