JP4185915B2 - Composite plate manufacturing method - Google Patents
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本発明は、主として住宅建築用の部材や家具、建具などの材料として使用される複合板の製造方法に関する。 The present invention relates to a method of manufacturing a composite plate mainly used as a material for a member for home building, furniture, joinery or the like.
従来の複合板としては、たとえば、下記特許文献1に記載のものが知られている。この複合板は、針葉樹基材の表面に接着剤を介して、全体厚に対して約8〜17%であって且つ2mm以下の厚さの木質繊維板を載置した後、全体を熱圧することにより製造される。
基材に木質繊維板を接着剤を介して重ね合わせ、熱圧により貼着すると、木質繊維板の表面が加熱され、その表面側の水分が放散するので、木質繊維板の表面側の含水率が低下する。木質繊維板は略等方性であるため、表面側の含水率が低下すると、裏面側を凸とする椀状の反りや変形が生ずることになるので、これを防止するために、上記特許文献1においては、木質繊維板の厚さを小さなものとしているが、反面、表面傷や凹みなどの損傷を受けやすくなり、また、平坦度が損なわれやすくなるなどの不利欠点が生じ、用途上の制約が大きくなる恐れがある。 When the wood fiberboard is stacked on the base material with an adhesive and stuck by hot pressure, the surface of the wood fiberboard is heated and moisture on the surface side is dissipated, so the moisture content on the surface side of the wood fiberboard Decreases. Since the wood fiber board is substantially isotropic, when the moisture content on the front surface side is reduced, a warp-like warp or deformation with the back surface side convex is caused. In 1, the thickness of the wood fiberboard is made small, but on the other hand, it is susceptible to damage such as surface scratches and dents, and has disadvantageous disadvantages such as flatness being easily impaired. There is a risk that the constraints will increase.
したがって、本発明が解決しようとする課題は、製造後の複合板における反りを抑制することであり、そのための新規な製造方法を提供することである。 Therefore, the problem to be solved by the present invention is to suppress warping in the composite plate after manufacture, and to provide a novel manufacturing method therefor.
上記の課題を解決するため、請求項1に係る本発明は、繊維方向が長手方向に略一致し且つ含水率が1〜5%である最裏面側単板の上に、繊維方向が長手方向と直交する方向に略一致する複数の中間単板を接着剤を介して積層し、その上に繊維方向が長手方向に略一致し且つ含水率が6〜16%である最表面側単板を接着剤を介して積層し、この最表面側単板の上にさらに繊維板を接着剤を介して積層した後、得られた積層体を熱圧により一体化することにより、最裏面側単板の厚さを最表面側単板の厚さに略等しいかまたはそれより大きくし、且つ、繊維板と最表面側単板の厚さ合計を複合板全体厚の50%未満とすることを特徴とする複合板の製造方法である。本発明により製造される複合板は、主として住宅建築用の部材や家具、建具などの材料として使用される。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention according to claim 1 is directed to the back surface side veneer in which the fiber direction substantially coincides with the longitudinal direction and the moisture content is 1 to 5%, and the fiber direction is the longitudinal direction. A plurality of intermediate veneers that substantially coincide with each other in the direction orthogonal to the outermost side veneer, and the fiber surface is substantially coincident with the longitudinal direction and the moisture content is 6 to 16%. After laminating via an adhesive and further laminating a fiber board via this adhesive on the outermost surface side veneer, the resulting laminated body is integrated by hot pressure, so that the lowermost surface side veneer The total thickness of the fiberboard and the outermost surface side veneer is less than 50% of the total thickness of the composite plate. This is a method for manufacturing a composite plate. The composite board manufactured by the present invention is mainly used as a material for a member for home building, furniture, joinery and the like.
本発明では、最表面側単板、最裏面側単板及び複数枚の中間単板からなる積層体、すなわち4プライ以上の合板が用いられるが、その表裏の単板(最表面側単板及び最裏面側単板)は合板(または複合板)の長手方向に略一致した繊維方向を有するものとし、これら表裏の単板の間に位置する複数枚の単板(中間単板)は合板の長手方向と直交する方向(すなわち短手方向または幅方向)に略一致した繊維方向を有するものとする。中間単板を複数枚用いることにより各単板の欠点が分散され、局部的な強度不足を解消することができる。合板を形成する各単板は、針葉樹単板であっても広葉樹単板であっても良い。なお、長手方向とは、複合板の平面視矩形の隣り合う二辺のうち長い方の辺に沿う方向を意味し、短い方の辺に沿う方向が短手方向である。平面視正方形の場合は隣り合う二辺のうちのいずれか一方を長手方向、他方を短手方向とする。 In the present invention, a laminate composed of an outermost surface single plate, an outermost back surface single plate and a plurality of intermediate single plates, that is, a plywood having 4 plies or more, is used. The backmost single plate) has a fiber direction substantially coincident with the longitudinal direction of the plywood (or composite plate), and a plurality of single plates (intermediate single plates) positioned between the front and back single plates are the longitudinal direction of the plywood. The fiber direction substantially coincides with the direction orthogonal to the width direction (that is, the short direction or the width direction). By using a plurality of intermediate veneers, the defects of each veneer are dispersed, and the local lack of strength can be solved. Each veneer forming the plywood may be a softwood veneer or a hardwood veneer. The longitudinal direction means a direction along the longer side of the two adjacent sides of the composite plate in the plan view rectangle, and the direction along the shorter side is the short direction. In the case of a square in plan view, one of the two adjacent sides is the longitudinal direction and the other is the short direction.
最裏面側単板の厚さは、熱圧成形後の成板された状態において、最表面側単板の厚さと等しいかそれよりも大きく形成される。一例として、最表面側単板と中間単板の厚さを同一として、最裏面側単板をこれらと同厚またはより厚いものとすることができる。最裏面側単板及び最表面側単板の厚さは、上記関係を満足すると共に1.0〜3.0mmの範囲内であることが好ましく、たとえば2.0mmとする。これらの厚さが1.0mm未満であると薄すぎて製造が困難になる。これらの厚さが3.0mmを越えると複数枚を積層したときの厚さが大きくなって重量も過大となるだけでなく、木材資源の枯渇状況下において不経済である。 The thickness of the outermost single plate is equal to or greater than the thickness of the outermost single plate in the laminated state after hot pressing. As an example, the thickness of the outermost single plate and the intermediate single plate may be the same, and the outermost single plate may be the same or thicker than these. The thicknesses of the outermost single plate and the outermost single plate satisfy the above relationship and are preferably in the range of 1.0 to 3.0 mm, for example, 2.0 mm. If the thickness is less than 1.0 mm, it is too thin to make the production difficult. If these thicknesses exceed 3.0 mm, the thickness when a plurality of sheets are laminated increases and the weight becomes excessive, and it is uneconomical under the depletion of wood resources.
繊維板は、複合板の用途によりミディアムデンシティファイバーボード(以下、MDFという。)やハードファイバーボードなどから選定することができ、その厚さは2.0〜5.0mmの範囲のものが好適に使用可能である。繊維板の厚さが2.0mm未満であると薄すぎて単板の木目模様の転写や表面傷などが付きやすくなるとともに、最表面側単板の収縮・膨張を抑制する作用が不十分となり、複合板の反りを防止することができなくなる。繊維板の厚さが5.0mmを越えるようになると、繊維板自体の含水率変化に伴う収縮膨張が大きくなり、複合板としての反りのバランスが崩れやすくなる。 The fiberboard can be selected from medium density fiberboard (hereinafter referred to as MDF) or hard fiberboard depending on the use of the composite board, and the thickness is preferably in the range of 2.0 to 5.0 mm. It can be used. If the thickness of the fiberboard is less than 2.0 mm, it will be too thin and it will be susceptible to the transfer of the grain pattern of the veneer and surface scratches, and the effect of suppressing the shrinkage and expansion of the outermost veneer will be insufficient. It becomes impossible to prevent the composite plate from warping. When the thickness of the fiber board exceeds 5.0 mm, shrinkage and expansion accompanying the change in the moisture content of the fiber board itself increases, and the balance of warpage as a composite board tends to be lost.
上記の要件を満たした各単板及び繊維板を順次に接着剤を介して積層する。単板同士または単板と繊維板との間に介在させる接着剤は、ホルムアルデヒドの発散が少ない熱硬化性接着剤を用いることが好ましく、尿素樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂またはそれらの変性樹脂接着剤、イソシアネート系接着剤、合成ゴム系接着剤などから任意選択される一種または複数種を使用することが好ましい。 Each single board and fiber board which satisfy | filled said requirements are laminated | stacked sequentially through an adhesive agent. As the adhesive interposed between the single plates or between the single plate and the fiberboard, it is preferable to use a thermosetting adhesive with less formaldehyde emission, urea resin, phenol resin, melamine resin, urethane resin or their modification. It is preferable to use one or more types arbitrarily selected from resin adhesives, isocyanate-based adhesives, synthetic rubber-based adhesives, and the like.
積層体を形成する際、最表面側単板の含水率を最裏面側単板の含水率よりも大きくする。具体的には、最表面側単板の含水率を6〜16%とし、最裏面側単板の含水率を1〜5%とする。最表面側単板の含水率については、16%を越えると熱圧後の収縮率が大きくなって複合板に凹反りが生じやすくなり、6%未満であると熱圧後の収縮率が小さくなって複合板が凸反りしやすいものとなる。最裏面側単板の含水率については、5%を越えると熱圧後の収縮率が大きくなって複合板に凸反りが生じやすくなり、1%未満であると熱圧後の収縮率が小さくなって複合板が凹反りしやすいものとなる。好ましい一例は、最表面側単板の含水率が12%程度、最裏面側単板の含水率が4%程度である。 When forming a laminated body, the moisture content of the outermost surface side single plate is made larger than the moisture content of the outermost surface side single plate. Specifically, the moisture content of the outermost single plate is 6 to 16%, and the moisture content of the outermost single plate is 1 to 5%. When the moisture content of the outermost single plate exceeds 16%, the shrinkage rate after hot pressing increases and the composite plate tends to warp, and when it is less than 6%, the shrinkage rate after hot pressing decreases. As a result, the composite plate tends to warp. When the moisture content of the backmost single plate exceeds 5%, the shrinkage rate after hot pressing increases, and the composite plate tends to warp. When it is less than 1%, the shrinkage rate after hot pressing decreases. Thus, the composite plate tends to warp. As a preferred example, the moisture content of the outermost single plate is about 12%, and the moisture content of the outermost single plate is about 4%.
接着剤を介して積層した積層体を一回(ワンショット)の熱圧で成形一体化して複合板を得る。熱圧は、たとえば、表面が平坦な上下二つの熱圧盤の間に積層体を挟んで熱圧プレスすることによって行う。熱圧条件としては、たとえば熱圧圧力:8〜20kgf/cm2、熱圧盤温度:110〜150℃、熱圧時間:1〜10分であり、これらの範囲内において、用いられる単板の樹種、繊維板の種類、これらの厚さなどにより最適の条件を選定する。熱圧されたままの繊維板の表面は、不要な凹凸や傷などがあるので、サンダーやプレーナーなどにより表層を削って平滑化すると良い。 The laminated body laminated | stacked through the adhesive agent is shape | molded and integrated by one time (one shot) hot pressure, and a composite board is obtained. The hot pressing is performed by, for example, hot pressing with a laminated body sandwiched between two upper and lower hot pressing plates having a flat surface. The hot pressure conditions are, for example, hot pressure pressure: 8 to 20 kgf / cm 2 , hot platen temperature: 110 to 150 ° C., and hot pressure time: 1 to 10 minutes. The optimum conditions are selected according to the type of fiberboard and the thickness of these. Since the surface of the fiberboard that has been hot-pressed has unnecessary irregularities and scratches, the surface layer may be smoothed by grinding with a sander or a planar.
請求項1に係る本発明によれば、複合板の最表面に設けられる繊維板、最表面側単板及び最裏面側単板が複合板の厚み中心から離れているので、これらの収縮・膨張が複合板の反りに対して大きく影響することになる。ここで、最表面側単板の含水率は最裏面側単板の含水率より大きいので、熱圧後、最表面側単板は最裏面側単板より大きく収縮しようとするが、最裏面側単板の厚さが最表面側単板の厚さに等しいかそれよりも大きいので、最表面側単板の収縮・膨張に対して最裏面側単板が抵抗して、最表面側単板の収縮・膨張を抑制する。さらに、最表面側単板の膨張・収縮に対して、その表面に接着されている繊維板が拘束力を発揮する。これらの結果として、複合板の表面側における繊維板及び最表面側単板の収縮・膨張と裏面側における最裏面側単板の収縮・膨張とが拮抗し、反りを生じにくい複合板が得られる。 According to the first aspect of the present invention, the fiberboard, the outermost surface side single plate, and the outermost surface side single plate provided on the outermost surface of the composite plate are separated from the thickness center of the composite plate. Greatly affects the warpage of the composite plate. Here, since the moisture content of the outermost single plate is larger than the moisture content of the outermost single plate, after hot pressing, the outermost single plate tends to shrink more than the outermost single plate. Since the thickness of the veneer is equal to or greater than the thickness of the outermost single plate, the outermost single plate resists the contraction / expansion of the outermost single plate, and the outermost single plate Suppresses shrinkage and expansion. Further, the fiberboard bonded to the surface exerts a restraining force against the expansion / contraction of the outermost surface side single plate. As a result of these, the shrinkage / expansion of the fiberboard and the outermost single plate on the front surface side of the composite plate and the shrinkage / expansion of the outermost single plate on the rear surface side each other, and a composite plate that is unlikely to warp is obtained. .
中間単板が2枚の場合、繊維板の厚さを2.0〜5.0mmの範囲内である程度厚くし、且つ、繊維板と最表面側単板の厚さ合計が複合板全体厚の50%未満とすることにより、複合板全体としての厚み中心を上方の中間単板の厚さ範囲内とすることができ、これにより複合板の反りをほとんど無視できるくらいに極小化することができる。また、比較的厚い繊維板を用いることにより、複合板の表面平滑性、表面傷や凹みに対する耐傷性や耐久性、曲げ強度などを向上させることができる。 When there are two intermediate single plates, the thickness of the fiber plate is increased to some extent within the range of 2.0 to 5.0 mm, and the total thickness of the fiber plate and the outermost single plate is the total thickness of the composite plate By setting it to less than 50%, the thickness center of the composite plate as a whole can be within the thickness range of the upper intermediate single plate, thereby minimizing the warpage of the composite plate to an almost negligible level. . Further, by using a relatively thick fiberboard, it is possible to improve the surface smoothness of the composite board, scratch resistance and durability against surface scratches and dents, bending strength, and the like.
以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態について説明する。 The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
図1及び図2は本発明方法により製造された複合板の一例を示し、図1は短手方向Yに沿った垂直面で切断したときの断面図、図2は長手方向Xに沿った垂直面で切断したときの断面図である。この複合板10は、住宅建築用の床板として使用されるもので、裏面側より最裏面側単板11、2枚の中間単板12,13、最表面単板14及びMDF15が、隣接する各層間に接着剤を介して積層され、熱圧により成形一体化されて構成されている。
1 and 2 show an example of a composite plate manufactured by the method of the present invention. FIG. 1 is a cross-sectional view taken along a vertical plane along the lateral direction Y, and FIG. It is sectional drawing when cut | disconnecting by a surface. This
最裏面側単板11及び最表面側単板14の繊維方向は複合板10の長手方向Xに略一致し、中間単板12,13の繊維方向は複合板10の短手方向Yに略一致している。また、最裏面側単板11の厚さt1は最表面側単板14の厚さt4に等しいかそれよりも大きいものであり、この実施形態ではt1=t4=2.0mmとされている。また、MDF15の厚さT=2.2mm、中間単板12,13厚さt2,t3はいずれも2.0mmであって、複合板10の全体厚T0=10.2mmである。従って、複合板の厚み中心Zは上方の中間単板(第3単板)13内にある。また、MDF15と最表面側単板14の厚さ合計はT+t4=4.2mmであって、複合板全体厚T0=10.2mmの50%に満たないものとなっている。
The fiber directions of the outermost
この複合板10の製造方法について図3を参照して説明する。先ず、下側熱圧盤16の上に、長手方向Xに略一致した繊維方向を有する最裏面側単板11、短手方向Yに略一致した繊維方向を有する2枚の中間単板12,13、長手方向Xに略一致した繊維方向を有する最表面側単板14及びMDF15を順次にユリアメラミン系樹脂接着剤(図示せず)を介して積層する。この際、最裏面側単板11の含水率を4%、最表面側単板14の含水率を12%とする。熱圧前の各板の厚さt 1 ’〜t 4 ’,T’は、熱圧後の最終板厚がそれぞれ上記のt1〜t4,Tとなるよう、これらに対して5%程度の圧縮代を加味した厚さとして設定する。
A method for manufacturing the
このようにして、単板11〜14及びMDF15が順次に接着剤を介して積層されてなる積層体18を下側熱圧盤16上に載置した後、上側熱圧盤17を降下させ、下側熱圧盤16と上側熱圧盤17の間で熱圧一体化する。この熱圧は一回(ワンショット)で行うものとし、たとえば圧力:10kgf/cm2、熱圧盤温度:125℃、熱圧時間:5分の熱圧条件が採用される。熱圧後、養生を行った後に規定寸法に切断する。熱圧されたままの複合板10の表裏面には不要な凹凸や傷などがあるので、必要に応じてサンダーやプレーナーなどにより表裏層を削る。この場合は、削った後の仕上げ厚が上記の関係(t1≧t4、(T+t4)<(T0×50%))を満たすようにする。
In this way, after the
このようにして同一条件で300mm×300mmの正方形の複合板10を20枚製造し、熱圧後24時間放置した後、反りを測定して20枚の平均値をとったところ、長手方向Xにおいては長さ300mmで0.2mmの凹反り、短手方向Yにおいては長さ300mmで0.2mmの凹反りが見られた。長手方向Xにおける反り量は、複合板10の中心点(対角線の交点)を通るように直線定規を長手方向Xに沿って当て、中心点における直線定規と複合板10表面との間隔(反り量)を測定することによって行った。同様に、短手方向Yおける反り量は、複合板10の中心点(対角線の交点)を通るように直線定規を短手方向Yに沿って当て、中心点における直線定規と複合板10表面との間隔(反り量)を測定することによって行った。
In this way, 20 300 mm × 300 mm square
比較例として、最表面側単板14の含水率を最裏面側単板11の含水率と同じ12%にした以外は、上記実施例と同様の条件で20枚の試験板を製造し、同様にして反り量の平均値をとったところ、長手方向Xにおいては長さ300mmで1.3mmの凹反り、短手方向Yにおいては長さ300mmで0.7mmの凸反りが見られた。
As a comparative example, 20 test plates were produced under the same conditions as in the above example except that the moisture content of the outermost
すなわち、本発明方法によって製造された複合板10は、上述の厚さ関係及び含水率の大小関係の要件を満たすことによって、表面側においてMDF15及び最表面側単板14が収縮・膨張しようとする動きと裏面側において最裏面側単板11が収縮・膨張しようとする動きとが拮抗して反りを抑制しているのに対し、比較例の試験板では最表面側単板14と最裏面側単板11の含水率が同一であって含水率の大小関係の要件を満たしていないことから、表面側と裏面側とで収縮・膨張の動きが拮抗せず、大きな反りを生じている。本発明実施例の複合板の反りは比較例の試験板の反りに比較して、長手方向Xでは1/6以下、短手方向Yでは1/3以下であって、格段に優れた反り防止効果が得られることが実証された。
That is, the
10 複合板
11 最裏面側単板
12,13 中間単板
14 最表面側単板
15 MDF
16 下側熱圧盤
17 上側熱圧盤
18 積層体
X 複合板の長手方向
Y 複合板の短手方向
Z 複合板の厚み中心線
DESCRIPTION OF
16 Lower
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