JP3801721B2

JP3801721B2 - 植物片成形建材及びその製造方法

Info

Publication number: JP3801721B2
Application number: JP08187897A
Authority: JP
Inventors: 祐昌中本; 敏彦角田; 正寿井深
Original assignee: Wood One Co Ltd
Current assignee: Wood One Co Ltd
Priority date: 1997-03-13
Filing date: 1997-03-13
Publication date: 2006-07-26
Anticipated expiration: 2017-03-13
Also published as: JPH10249818A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、植物片（例えば、木材・わら・竹・コーリャン・あし・かや・麻・紙等の粉末材・繊維状材・チップ・葉等）を、一方の側に規則的な凹凸面、他方の側に平面をそれぞれ持ち、且つ板の厚さに略逆比例した密度分布を有する板状に成形したところの、住宅等各種建物に用いる植物片成形建材及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、木材・わら・竹・コーリャン・あし・かや・麻・紙等の粉末材・繊維状材・チップ等の植物片（以下植物片と称する）を建材として、圧縮成形することにより平板状に形成したものが知られている。
【０００３】
しかしながら、この植物片を圧縮成形した平板状の建材は、圧縮度を高くすると強度は向上するが、密度が高くなり、断熱性が悪くなる。また圧縮度を普通にした同じ板厚のものと比較すると重いという問題がある。反対に軽量化するか、又は断熱性を高めるために圧縮度を低くすると強度が低下するという問題点がある。
一方、床・壁・天井に使用した場合、この植物片から建材は平板状であるため、それを固定する骨材との間には隙間がなく、電気配線・水道・ガス・空調その他の配管の施工が困難であって、溝を切ったり、孔を穿けたりする等、新たな加工を加える必要があるという問題点がある。
以上の理由から植物片は成形建材を製造するための原料として有効利用されていない。
【０００４】
なお、植物片の両面を均一な厚さの波形の板状に成形したものは、波の方向・位置によっては、それを取付ける骨材との間に隙間が形成され、上記電気配線等が容易になるが、強度と軽量化・断熱性向上とを両立させることは上記平板状のものと同様に困難である。それに対して、一方の側に規則的な凹凸面を有すると共に、他方の側に平面を有する等の建材は従来知られていない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
そこで本発明の目的とするところは、従来、成形建材を製造するための原料として殆ど利用されなかった植物片を有効に利用すると共に、従来の成形建材の持つ欠点を解消した、強度が高く、軽量で，断熱性に優れ、しかも電気配線等の施工が容易であり、量産可能で安価な植物片成形建材及びその製造方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達するために、請求項１の発明の植物片成形建材は、植物片に接着剤を添加し予め厚さが略均一の板状体（Ｆ）に集成したものを、圧縮成形することにより、一方の側に規則的な凹凸面（１ａ）、他方の側に平面（１ｂ）をそれぞれ持つ板状に形成された植物片成形体（１）よりなり、その植物片成形体（１）が厚さ（大／小）に略逆比例した密度分布（低／高）を有するようにしたものであって、植物片成形体（１）の厚さの小さい高密度部分（Ｈ）が網目状に繋がり、植物片成形体（１）の厚さの大きい低密度分（Ｌ）を包囲するように構成し、しかも、前記植物片成形体（１）の凹凸面（１ａ）の凹み部（Ｓ）の少なくとも一部に植物片とは異なる異種材料（２）を充填したことを特徴とするものである。
略逆比例とは、植物片成形体が厚さが大きい程、密度分布が低く、逆に厚さが小さい程、密度分布が高いことを意味する。
なお、植物片とは、木材・わら・竹・コーリャン・あし・かや・麻・紙等の粉末材・繊維状材・チップ・葉等のことである。
【０００７】
なお、植物片とは異なる異種材料とは、例えばウレタンフォーム等の発泡材・不燃材等の植物片とは種類，性状の異なる材料のことである。
【０００８】
さらに請求項２の発明の植物片成形建材の製造方法は、植物片に接着剤を添加したものを、予め厚さが略均一の板状体（Ｆ）に集成したうえ、規則的な凹凸面（Ｕ）を有する金型（３１）と平面状の金型（３２）との間に挟み、一方の側に規則的な凹凸面（１ａ）、他方の側に平面（１ｂ）をそれぞれ持つ板状に圧縮成形してその厚さ（大／小）に略逆比例した密度分布（低／高）を有する建材とすることを特徴とする。
【０００９】
請求項１の発明によれば、圧縮によって強度の増大した、厚さが小さく、高密度の部分が形成されるため、低い密度の部分の厚さと同じ厚さに圧縮成形された、圧縮度の低い従来の平板に比較して、あるいは圧縮度が普通の従来の平板に比較して強度が大である。さらに、低い密度の部分の存在によって、高い密度の部分の厚さと同じ厚さに圧縮成形された、圧縮度の高い従来の平板に比較して、あるいは圧縮度が普通の従来の平板に比較して軽量で断熱性が高い。
そのうえ、凹凸面の凹み部によって、それを取付ける骨材との間に隙間が形成されるため、電気配線等が容易になり、従来の平板状建材で必要であった溝・孔等を設けるための加工作業が必要でなくなった。
【００１０】
また、厚さの小さい高密度部分が網目状に繋がり、厚さの大きい低密度分を包囲し、低密度部分を補強するため、さらに強度が高まる。
【００１１】
また、植物片成形体の高密度部分が強度部材として機能し、植物片とは異なる異種材料として、例えば一面に不燃材が充填されたものは、防火性が高まり、また例えばウレタンフォームが充填されたものは、さらに断熱性が増大する等、充填された、植物片とは異なる異種材料の特性が付加される。
【００１２】
請求項２の発明によれば、植物片に接着剤を添加したものを集成した厚さが略均一の板状体を金型を用いて圧縮成形するという簡単な操作・装置により優れた特性を有する植物片成形体からなる建材を安価に量産可能である。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態例について図面を参考にして説明する。図１は本発明の実施の形態例を示す平面図、図２は図１のＡ−Ａ断面図、図３はその使用状態を示す横断面図である。
【００１４】
図１乃至図３により本発明の実施形態例に係る植物片成形建材は、次のように構成される。すなわち、植物片に接着剤を添加し、圧縮成形することにより製造されたものであって、一方の側に規則的な凹凸面１ａ、他方の側に平面１ｂをそれぞれ持つ板状の植物片成形体１よりなる。それによって、その植物片成形体１は厚さに略逆比例した密度分布を有するように構成されている。すなわち、厚さが大きい程、密度分布が低くなるように、逆に厚さが小さい程、密度分布が高くなるように構成されている。しかも、植物片成形体１の厚さの小さい高密度部分Ｈは網目状に繋がり、植物片成形体１の厚さの大きい低密度分Ｌを包囲するように構成されている。
【００１５】
なお、図１及び図２には低密度部分Ｌが碁盤の目のように配列されたものが示されているが、図４及び図５に示すように、千鳥（クロス）に配列されたものでもよい（図１及び図４において斜線部分は高密度部分Ｈ及び抜穴部分は低密度部分Ｌを示す）。その他、本発明には、高密度部分が繋がっているものだけでなく、例えば、一面が波状に形成され、高密度部分と低密度部分とが平行に互い違いに並んでいるものも含まれる等、配列については上記のものに限定されるものではない。
【００１６】
なお、十分な強度を与えるため、高密度部分Ｈの最小厚さ部分の比重は０．４以上とし、しかも軽量化・断熱性の向上のため、その平均比重は、凹凸面１ａの凹み部Ｓを含めて、例えば０．３以下と極力低減することが好ましく、最小厚さ部分の厚さｔ１は低密度分Ｌの最大厚さ部分ｔ２の１／４〜１／３とすることが好ましい。
【００１７】
植物片としては、木材・わら・竹・コーリャン・あし・かや・麻・紙・等の粉末材・繊維状材・チップ・葉等を使用する。その際、同一植物種・同一性状のものだけでなく、異種・異性状のものを適宜組合わせてもよく、例えば繊維状材の上下にリーフ状材を配し、さらに表面にチップ状材を配する等、任意に選択することが出来る。
【００１８】
また、接着剤としては、液状、粉末状（例えば成形用フェノール樹脂粉末等）のいずれでもよい。さらに、植物片は、天然物であることから、燃え易く、腐食・虫害等を受け易く、湿度・光等による劣化や寸法変化を生じ易いという問題点がある。これらに対処するために、以下に示す薬剤を添加しているが、これに限定されるものではない。
【００１９】
防腐剤：サンプラス（３−プロモ−２，３−ジョージド−２プロペニルカルボナート），１Ｆ１０００，Ｓ−４２１，キシラザンＡＬ等
防カビ剤：１Ｆ１０００，キシラザンＡＬ，トロイザン等
防虫剤：ホキシム，フェニトロキオン，ジクロロフェンホス，クロルピリオス等
防火剤：ホウ素系難燃剤，リン窒素系難燃剤
寸法安定化剤：低分子フェノール樹脂，熱硬化型ポリエタレングリコール樹脂等
【００２０】
上記接着剤・処理薬剤は通常混合して使用するが、初め１種又は２種以上の処理薬剤を使用し、次に接着剤又はそれと処理薬剤とを混合したものを使用する等使用時期をずらしてもよい。処理薬剤の使用に当たっては、含浸・浸漬・塗布・噴霧等いずれによってもよい。なお、接着剤・処理薬剤には発泡性を有するものを使用してもよい。その他染料等の着色剤によって所望の銘木の色に着色することも出来る。
【００２１】
作用効果について説明すると、圧縮によって強度の増大した、厚さの小さい高密度部分Ｈが存在するため、低密度部分Ｌの厚さと同じ厚さに圧縮成形された、圧縮度の低い従来の平板に比較して、あるいは圧縮度が普通の従来の平板に比較して強度が大きく向上する。そのうえ、厚さの小さい高密度部分が網目状に繋がり、厚さの大きい低密度分を包囲しており、低密度部分を補強するため、一層強度が大となる。
【００２２】
さらに、低密度部分Ｌが存在するため、高密度部分Ｈの厚さと同じ厚さに圧縮成形された、圧縮度の高い従来の平板に比較して、あるいは圧縮度が普通の従来の平板に比較して著しく軽量で断熱性が高い。
そのうえ、図３に示すように、凹み部Ｓによって、それが取り付けられる骨材３との間に隙間が形成されるため、電気配線・水道・ガス・空調その他の配管等が容易になり、従来の平板状建材で必要であった溝・孔等を設けるための加工作業が必要でなくなった。凹凸差・ピッチをさらに大きくし、骨材３との隙間を大きくすることによって、排水管をも通すことが可能になる。
【００２３】
その他、処理薬剤は、成形時に表面のみならず、成形建材の内部にも容易に埋入させることが出来るため、従来単板・合板等に対する処理薬剤の含浸・注入時に必要であった高コストの装置も不要となる。しかも得られた建材は処理薬剤の分布のバラツキ・ムラもなく、また処理薬剤が雨水により溶脱することもなく、半永久的にその効果を保持する。
【００２４】
なお、図６に示すように、上記植物片成形体１の凹み部Ｓに、植物片と異なる異種材料２として、例えばウレタンフォームを充填してもよい。このように、植物片成形体１の凹み部Ｓに、異種材料２としてウレタンフォームが充填された植物片成形建材は、上記実施形態例の作用効果に加えて、軽量性が損なわれず、更に断熱性が向上する。また異種材料２としてウレタンフォームの代りに不燃材を充填することによって、防火性を向上させることも出来る。
【００２５】
次に植物片成形建材の製造方法について図７を参照して説明する。
植物片として、密度０．５g/cm³、長さ２〜７mm、径２０〜６０ミクロンのラジアータパインよりなる木繊維を使用し、また、接着剤として粉末フェノール樹脂を使用して以下のように製造した。
【００２６】
この木繊維をドライヤーで含水率３％以下に乾燥したうえ、ドラムブレンダーで防カビ剤としてセンカワ製のＫＢ−９を５％添加した上記接着剤組成物を含有率２０％になるよう添加混合した。以上のように処理した木繊維を離型シート（図示省略）上に不規則層状に載置し、厚さが略均一の板状体Ｆに集成したうえ、別の離型シートを載置して、板状体Ｆを２枚の離型シートで挟んだ。
【００２７】
この離型シートで挟んだものを、図７に示すように、規則的な凹凸面Ｕを有する金型３１と平面状の金型３２との間に挟み、圧力２０kgｆ/cm²で圧縮すると同時に温度１６０℃に３０分間固定した。離型すると最小部部分の厚さ１０mm、最大部分の厚さ３０mmの平均密度０．３g/cm³の植物片成形体１が得られた。以上のように簡単な操作・装置により得られた植物片成形体１からなる植物片成形建材は、安価であって、軽量で断熱性に優れ、曲げ強度１００kgｆ/cm²以上の十分な強度を有し、耐久性に優れている他、上述した特性を発揮するため、外壁材等の種々の用途に好適である。
【００２８】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、圧縮によって強度の増大した、厚さが小さく、高密度の部分が形成されるため、低い密度の部分の厚さと同じ厚さに圧縮成形された、圧縮度の低い従来の平板に比較して、あるいは圧縮度が普通の従来の平板に比較して強度が大である。さらに、低い密度の部分の存在によって、高い密度の部分の厚さと同じ厚さに圧縮成形された、圧縮度の高い従来の平板に比較して、あるいは圧縮度が普通の従来の平板に比較して軽量で断熱性が高い。
そのうえ、凹凸面の凹み部によって、それを取付ける骨材との間に隙間が形成されるため、電気配線等が容易になり、従来の平板状建材で必要であった溝・孔等を設けるための加工作業が必要でなくなった。
また、厚さの小さい高密度部分が網目状に繋がり、厚さの大きい低密度分を包囲し、低密度部分を補強するため、さらに強度が高まる。
【００２９】
また、植物片成形体の高密度部分が強度部材として機能し、植物片とは異なる異種材料が充填されることによって、さらに例えば断熱性が増大したり、防火性が高まったりする等、充填された異種材料の特性が付加される。
【００３０】
請求項２の発明によれば、植物片に接着剤を添加したものを集成した厚さが略均一の板状体を金型を用いて圧縮成形するという簡単な操作・装置により優れた特性を有する植物片成形体からなる建材を安価に量産可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態例を示す平面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】本発明の実施の形態例の使用状態を示す横断面図である。
【図４】本発明の別の実施の形態例を示す平面図である。
【図５】図４のＢ−Ｂ断面図である。
【図６】本発明の３番目の実施の形態例を示す断面図である。
【図７】本発明の実施の形態例を製造する装置例を示す断面模式図である。
【符号の説明】
１植物片成形体
１ａ凹凸面
１ｂ平面
２異種材料
３骨材
３１金型
３２金型
Ｆ板状体
Ｈ高密度部分
Ｌ低密度部分
Ｓ凹み部
ｔ１最小厚さ部分
ｔ２最大厚さ部分
Ｕ凹凸面

Claims

植物片に接着剤を添加し予め厚さが略均一の板状体に集成したものを、圧縮成形することにより、一方の側に規則的な凹凸面、他方の側に平面をそれぞれ持つ板状に形成された植物片成形体よりなり、その植物片成形体が厚さ（大／小）に略逆比例した密度分布（低／高）を有するようにしたものであって、前記植物片成形体の厚さの小さい高密度部分が網目状に繋がり、植物片成形体の厚さの大きい低密度分を包囲するように構成し、しかも、前記植物片成形体の凹凸面の凹み部の少なくとも一部に植物片とは異なる異種材料を充填したことを特徴とする植物片成形建材。
植物片に接着剤を添加したものを、予め厚さが略均一の板状体に集成したうえ、規則的な凹凸面を有する金型と平面状の金型との間に挟み、一方の側に規則的な凹凸面、他方の側に平面をそれぞれ持つ板状に圧縮成形してその厚さ（大／小）に略逆比例した密度分布（低／高）を有する建材とすることを特徴とする植物片成形建材の製造方法。