JP2649985B2 - 複合板及びその製造方法 - Google Patents

複合板及びその製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、建材用又は家具用部材として用いられる複
合板及びその製造方法に関する。
〔従来技術およびその課題〕
一般に挽材、合板、単板積層板(L.V.L.L.V.B.)と呼
ばれる木質板は、建築用及び家具用部材として多種多様
な用途に用いられているが、これらは繊維方向を有する
ため、水分の吸放出により膨張収縮が発生し、特に繊維
方向に対し垂直の方向への膨張率が大きく寸法安定性に
欠け、さらに表面に導管孔が存在するため表面塗装、紙
張り等の加工の際シーラー処理、目止処理などの下地処
理を施す必要があるなどの問題点を有していた。
また、木質繊維板と呼ばれる板状製品は、性質の異る
一群の製品の総称であり、種々の用途による要求性能に
対応すべく、数多くの性質の異る板状製品が販売されて
いる。日本工業規格ではこれら木質繊維板を比重により
軟質繊維板、中質繊維板(M.D.F.)、硬質繊維板の3つ
に大別しており、この比重の差により繊維板の性質や強
度が異なる。したがってその用途は、軟質繊維板は主に
建築用の天井、下地材、畳床など、中質繊維板は主に建
材用及び家具用部材に、硬質繊維板は主に外装材、自動
車内装部材として用いられているが、さらにその用途範
囲を広げるべく種々の2次加工処理が施されている。こ
れら木質戦域板は木繊維の方向性がなく、水分の吸放出
による膨張、収縮は均一であり良いものである。また、
針葉樹材、広葉樹材の木質繊維を使い分け、針葉樹繊維
板、広葉樹繊維板が提供される。
これら針葉樹材と広葉樹材から得られる木質繊維を比
較すると、針葉樹材を原料とするものは、繊維が細く長
く白色系であるのに対し、広葉樹材を原料とするもの
は、価格が易いが、繊維が粗く色調が褐色系に近い。こ
のため各々の木質繊維に接着剤を添加乾燥したものを熱
圧して得られる繊維層は、針葉樹材を原料とする針葉樹
繊維層は、表面が平滑で白色系なため、その後の表面化
粧として塗装による表面化粧処理及び薄い突版、化粧紙
などの接着化粧処理を施すのに適したものとなる。これ
に対し広葉樹材を原料とする広葉樹繊維層は、表面に木
質繊維に起因する微細な凹凸が生じ、褐色系の色調を呈
するため、表面化粧として塗装による表面化粧処理及び
薄い突板、化粧紙などの接着化粧処理にはむかない。こ
れは、表面の微細な凹凸に加え、材色が化粧層に影響し
てしまうためである。また、針葉樹繊維層は、繊維が細
く長いため繊維間の絡み合いが強く同一の熱圧条件で圧
縮した場合は、広葉樹繊維層に比べ、比重が高く、圧縮
強度、曲げ強度共に優れた性質を有する。
〔問題点を解決するための手段〕
このような現状に鑑み、本発明者は、従来の問題点を
解決すべく鋭意研究を重ねた結果、本発明を完成するに
至った。
すなち本発明は (1)少なくとも表面及び表裏面に、 その繊維中に存在する水酸基をアセチル基と置換すべ
くアセチル化処理された針葉樹繊維層を配し、 表裏の針葉樹繊維層間に広葉樹繊維層を配してなるこ
とを特徴とする複合板。
(2)広葉樹繊維層が、本質繊維中に存在する水酸基を
アセチル基と置換すべくアセチル化処理された広葉樹繊
維層であることを特徴とする請求項1記載の複合板。
(3)少なくとも表面及び裏面に、 針葉樹材を解繊して得られる木質繊維をその中に存在
する水酸基をアセチル基と置換すべくアセチル化処理し
た後、この木質繊維に接着剤を添加された針葉樹繊維マ
ット層を配し、 表裏の針葉樹繊維マットの間に接着剤を添加された広
葉樹材を解繊して得られる広葉樹繊維マットを配するよ
う積層した後、 圧締して接着一体成形する ことを特徴とする複合板の製造方法である。
本発明の複合板に関して図面に従い説明する。第1図
は本発明の複合板を示し、1はアセチル化処理された針
葉樹繊維層であり、2は必要に応じてアセチル化処理さ
れた広葉樹繊維層である。
本発明で用いる針葉樹繊維層1としては、松、杉、檜
等の針葉樹材を原料として常法により解繊して得られた
木質繊維の、繊維中に存在する水酸基をアセチル基と置
換すべくアセチル処理した木質繊維から構成される層で
あり、広葉樹繊維層2としては、ラワン カポール、
栗、ポプラ等の広葉樹材を原料として常法により解繊し
て得られた木質繊維を用い、必要に応じ針葉樹性の木質
繊維と同様にアセチル処理した木質繊維から構成される
層である。
本発明の複合板は、表裏面に針葉樹繊維層を配するこ
とにより、表面が平滑で白色系の、表面化粧性に優れ、
表面に外力が加わった際、表面側の比重の高い針葉樹繊
維層の圧縮強度及び裏面側の針葉樹繊維層の引っ張り強
度、さらに針葉樹繊維層による拘束が相まって優れた曲
げヤング率(剛性)を示す。このため、軽量で表面硬度
及び曲げ強度が優れ、しかも安価なものとなる。
また、針葉樹繊維層中の水酸基がアセチル基と置換す
べくアセチル化処理されているので、寸法安定性に優
れ、針葉樹繊維層中への水分吸収及び乾燥に伴う板の膨
張/収縮が抑制される。さらに広葉樹繊維層中の木質繊
維も同様のアセチル化処理したものを用いることによ
り、この性質は更に優れたものとなる。
本発明の複合板の製造方法について説明すると、第2
図に示すように、針葉樹材を原料とするアセチル化処理
された木質繊維製造ラインと広葉樹材を原料とする必要
に応じアセチル化処理された広葉樹繊維製造ラインによ
り、それぞれ接着剤の添加された針葉樹繊維と広葉樹繊
維を得、少なくとも表面及び裏面に、接着材を添加され
た針葉樹繊維マットを配し、表面の針葉樹繊維マットの
間に広葉樹繊維マットを配するよう積層した後、圧縮し
て接着一体成形することにより、製造することができ
る。
各工程について以下に、説明する。
(針葉樹繊維製造ライン) 針葉樹繊維として、例えば、松、杉、檜の針葉樹をチ
ップにした後、常法に従い解繊し、含水率20%以下好ま
しくは10%以下に乾燥したものを用いることができる。
これら繊維は長さ1〜30mm、太さ直径2〜300μ程度の
ものが大半を占める。この針葉樹繊維は、導管及び仮導
管または細胞が束になったような形をしており、繊維外
周部の細胞壁は引き裂かれたり割れ目を生じたりしてい
るものが多い。
得られた木質繊維は乾燥装置により乾燥した後、木質
繊維中に存在する水酸基をアセチル基と置換させるべく
アセチル化処理する。このアセチル化処理は、木質繊維
を無触媒下であるいは触媒として例えば酢酸ナトリウム
や酢酸カリウム等の酢酸金属塩水溶液を含浸させ乾燥し
た後、無水酢酸、無水クロル酢酸等の酢酸無水物反応液
槽中に浸漬し、100〜150℃にて数分〜数時間加熱反応さ
せることによって行なわれる。反応終了後過剰の反応液
を除去し、洗浄し乾燥することによりアセチル化処理さ
れた木質繊維が得られる。
これら木質繊維に尿素樹脂系接着剤、フェノール樹脂
系接着剤、メラミン樹脂系接着剤、エポキシ樹脂系接着
剤、イソシアネート・酢酸ビニル樹脂系接着剤またこれ
ら変成合成樹脂接着剤を添加混合する。接着剤を付着さ
せた木質繊維を、熱風ダクト中に投入し、風送しながら
乾燥する。この際の風送速度は約15−20m/秒であるが、
木質繊維の比重、送り量、前後の工程の処理能力などに
よって広範囲に調整されるものである。
この熱風による風送で木質繊維は6〜15%水分量まで
乾燥される。
乾燥された木質繊維はフォーミング装置に搬送され
る。
(広葉樹繊維製造ライン) 針葉樹繊維製造ラインの原料に代えてラワン、カポー
ル、栗、ポプラ等の広葉樹材を用い、針葉樹材と同様に
解繊、必要に応じアセチル化処理、接着剤の添加を行な
い、広葉樹繊維をフォーミング装置に搬送する。
(ファーミング熱圧締) 各ラインによりファーミング装置に搬送された針葉樹
繊維及び広葉樹繊維は、針葉樹繊維投入口3a,3b広葉樹
繊維投入口4からベルト7上に投入され第3図に示すよ
うに堆積され、表裏槽が針葉樹繊維マット、中心が広葉
樹繊維マットからなる3層マットを形成する。この3層
マットを切断機5により適当なサイズに切断し熱圧成形
することにより、複合板を製造することができる。6は
製品貯蔵部である。
また、本発明の複合板は、常法に従い予め別々に、ア
セチル化処理した針葉樹繊維から製造した針葉樹繊維板
と必要に応じアセチル化処理した広葉樹繊維から製造し
た広葉樹繊維板とを、少なくとも表面又は表裏面に針葉
樹繊維層が配置されるように、尿素樹脂系、フェノール
樹脂系又は水性ビニルウレタン系接着剤を介して積層し
た後、ホットプレスにより圧締接着することにより本発
明の複合板を得ることができる。針葉樹繊維板と広葉樹
繊維板とを接着一体化して得られる繊維板において、針
葉樹繊維層1及び広葉樹繊維層2は、製造工程における
熱圧の温度、圧力及び時間の調整により、その比重を0.
4以下(軟質繊維板)、0.4〜0.8(中質繊維板)及び0.8
以上(硬質繊維板)まで、任意に選択することができ
る。したがって、例えば表裏の針葉樹繊維層として、比
重0.8以上の硬質繊維板を用い、中間の広葉樹繊維層と
して比重0.4〜0.5の中質繊維板を選択することにより、
表面に外力が加わった際、表面側の比重の高い針葉樹繊
維層の圧縮強度及び裏面側の針葉樹繊維層の引っ張り強
度、さらに針葉樹繊維層による拘束力が相まって優れた
曲げヤング率(剛性)を示し、軽量で強度の高い複合板
が得られる。このように、本発明の複合板は、針葉樹繊
維層及び広葉樹繊維層の比重を自由に選択しさらにその
厚さを調整することにより、要求される強度及び重量を
有する複合板を得ることができる。
以上の説明は、表裏面に針葉樹繊維層を配し、その中
間に広葉樹繊維層を有する複合板について説明したが、
用途により表面のみに針葉樹繊維層を配しその裏面に広
葉樹繊維層を有する2層からなる複合板でも良い。
〔発明の効果〕
本発明の複合板は、安価な広葉樹材を用い、少なくと
も広葉樹繊維層の表面及び表裏面に、針葉樹繊維層を設
けることにより、表面が平滑で白色系の表面化粧性が良
好で、しかも圧縮強度及び曲げ強度共に優れた性能を有
し、軽量で安価な複合板である。しかも、表裏面を形成
する針葉樹繊維層の、木質繊維中の水酸基がアセチル基
と置換すべくアセチル化処理されているので、木質繊維
中への水分吸収及び乾燥に伴う板の膨張/収縮が抑制さ
れた寸法安定性の優れた複合板である。更に広葉樹繊維
層中の木質繊維として同様にアセチル化処理したものを
用いることにより更に優れた寸法安定性を示す。
本発明の複合板の製造方法において、予め針葉樹繊維
板及び広葉樹繊維板を製造したものを積層接着して得ら
れる複合板は、その製造工程において各々の板の比重及
び厚さを任意に調整することができるため、用途に応じ
た重量及び強度を有する複合板を得ることができる。
また、接着剤を添加した針葉樹繊維と広葉樹繊維を、
フォーミングして積層マットを形成し、熱圧成形する方
法により製造される複合板は、針葉樹繊維と針葉樹繊維
の結合(絡み)に加え、針葉樹繊維と広葉繊維との結合
が生じ、針葉樹繊維層及び広葉樹繊維層とが同時に一枚
の板として製造されるものであり、各層の接合強度が非
常に高いものが得られる。さらに、マットを形成する際
のフォーミング板から落下させる針葉樹繊維及び広葉樹
繊維の量を調整することにより、針葉樹繊維層及び広葉
樹繊維層の厚さを自由に調整することができる。
〔実施例〕
以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明する。
実施例1 (針葉樹繊維製造) ラジアータパインのチップを160℃、7Kg/cm2で5分間
煮沸して脱脂、軟化処理を行なった。このチップをデフ
ァイブレーター式リファイナーで解繊し、得られた針葉
樹繊維を乾燥した。
この木質繊維を無水酢酸に浸漬し、120℃で1時間加
熱反応を行なった、反応終了後、過剰の反応液を除去
し、直ちに洗浄機に投入して水洗し、乾燥させることに
よって、アセチル化処理された木繊維を得た。この際ア
セチル化による重量増加率は17%であった。
このアセチル化処理された針葉樹繊維をブレインダー
に投入し、該ブレンダー内において針葉樹繊維量に対し
て4%のワックスサイズ及び10%のフェノール樹脂接着
剤を添加混合した後、フォーミング装置に搬送した。
(広葉樹繊維製造) ラワンのチップを160℃、7Kg/cm2で5分間煮沸して脱
脂、軟化処理を行なった。このチップをデファイブレー
ター式リファイナーで解繊し、得られた広葉樹繊維を乾
燥した。
この広葉樹繊維を針葉樹繊維と同様にしてアセチル化
処理した後、連続式ミキサーに投入し、該ミキサー内に
おいて広葉樹繊維量に対して4%のワックスサイズ及び
10%のフェノール樹脂接着剤を添加混合した後、フォー
ミング装置に搬送した。
(マット形成、熱圧締) スクリーンコンベアー上に、コンベアーの搬送方向に
対し下流側から、搬送された針葉樹繊維のフォーミング
装置、搬送された広葉樹繊維のフォーミング装置、搬送
された針葉樹繊維のフォーミング装置の順に配置し、ス
クリーンコンベアー上に針葉樹繊維及び広葉樹繊維を落
下させ、表面側から針葉樹繊維/広葉樹繊維/針葉樹繊
維の順に積層された連続した3層マットを形成した。
この積層マットを、その幅、長さを所定寸法に切断し
た後、ホットプレスに挿入して200℃にて5分間熱圧成
形し、表裏の針葉樹繊維層が各々5mm、広葉樹繊維層が1
5mm、全体厚み23mm、3′×6′サイズの複合板を得
た。
なお、複合板中の針葉樹繊維層の比重は0.7広葉樹繊
維層の比重は0.6であり、複合板全体としては0.6であっ
た。
【図面の簡単な説明】
第1図:本発明複合板の見取図、 第2図:本発明方法のラインの系統図、 第3図:本発明方法を実施する装置の側面図、 1:針葉樹繊維層 2:広葉樹繊維層 3a,3b:針葉樹繊維投入口 4:広葉樹繊維投入口 5:切断機 6:製品販売部 7:ベルト。

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】少なくとも表面及び表裏面に、 その繊維中に存在する水酸基をアセチル基と置換すべく
    アセチル化処理された針葉樹繊維層を配し、 表裏の針葉樹繊維層間に広葉樹繊維層を配してなること
    を特徴とする複合板。
  2. 【請求項2】広葉樹繊維層が、本質繊維中に存在する水
    酸基をアセチル基と置換すべくアセチル化処理された広
    葉樹繊維層であることを特徴とする請求項1記載の複合
    板。
  3. 【請求項3】少なくとも表面及び裏面に、 針葉樹材を解繊して得られる木質繊維をその中に存在す
    る水酸基をアセチル基と置換すべくアセチル化処理した
    後、この木質繊維に接着剤を添加された針葉樹繊維マッ
    ト層を配し、 表裏の針葉樹繊維マットの間に接着剤を添加された広葉
    樹材を解繊して得られる広葉樹繊維マットを配するよう
    積層した後、 圧締して接着一体成形する ことを特徴とする複合板の製造方法。
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