JP4903450B2

JP4903450B2 - 複合板

Info

Publication number: JP4903450B2
Application number: JP2006037324A
Authority: JP
Inventors: 司熊谷; 恭介下山
Original assignee: 株式会社ノダ
Priority date: 2006-02-15
Filing date: 2006-02-15
Publication date: 2012-03-28
Anticipated expiration: 2026-02-15
Also published as: JP2007216437A

Description

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に関する。

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、少なくとも４枚の単板が接着剤を介して重合されてなる合板と、この合板の表面に接着剤を介して貼着される繊維板とからなる。
特開２００５−３３５２０４号公報

この複合板は、反りや変形を生じにくいものであったが、製造時や製造後の含水率変化によって製造された複合板に幅方向の反り（上反り、下反り）が発生するおそれがあった。

したがって、本発明が解決しようとする課題は、製造時や製造後の含水率変化などによっても反りの発生がほとんど目立たず、平坦な状態に保持されるような新規な構成の複合板を提供することにある。

上記の課題を達成するため、請求項１にかかる本発明は、少なくとも４枚の単板が接着剤を介して接合されてなる合わせ板と、この合わせ板の表面に接着剤を介して貼着される繊維板とからなる複合板において、合わせ板の最表面側および最裏面側に位置する単板の繊維方向は該合わせ板の長手方向に略一致すると共に、これら最表面側単板と最裏面側単板との間に位置する中間単板の繊維方向は該合わせ板の長手方向と直交する方向に略一致し、且つ、複合板の裏面側には長手方向全長に亘って複数本の溝が形成され、これら溝の深さは複合板の裏面から最表面側単板の下面に達するように、または最表面側単板の内部にまで達するように形成されることを特徴とする。

請求項２にかかる本発明は、請求項１の複合板において、最表面側単板の厚さが最裏面側単板の厚さより大きいことを特徴とする。

請求項３にかかる本発明は、請求項１または２の複合板において、繊維板と最表面側単板の厚さ合計が複合板全体厚の５０％未満であることを特徴とする。

本発明の複合板に用いる合わせ板は少なくとも４枚の単板が接着剤を介して接合されてなるものであり、たとえば４プライ以上の合板を用いることができるが、その最表面側単板と最裏面側単板は該合わせ板（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、これら最表面側単板と最裏面側単板の間に位置する少なくとも２枚の単板（中間単板）は該合わせ板（または複合板）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く、これらを任意に組み合わせた合板を用いても良い。また、本発明の合わせ板は、必ずしもあらかじめ合板として製造されたものに限定されず、少なくとも４枚の単板を所定順および所定の繊維方向に積層接着して得たものでも良い。

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。

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。）やハードボードなどから選定することができ、その厚さは１．０〜４．０ｍｍの範囲のものが好適に使用可能である。合わせ板を形成する単板として針葉樹材を使用する場合、繊維板の板厚は比較的大きい（厚い）ものを使用し、たとえば２．０ｍｍを超えるものを使用することができる。複合板の表面への荷重負荷が比較的小さいものである場合は、単板として広葉樹材を使用して、その表面に比較的薄い繊維板を積層させることができ、たとえば１．５ｍｍ厚前後の繊維板も使用可能である。

合わせ板を形成する各単板および繊維板の板厚については、最表面側単板が最裏面側単板より厚いことが好ましい。さらに、最表面側単板と繊維板の厚さ合計が複合板全体厚の５０％を越えないものとすることが好ましい。さらに、最表面側単板と最裏面側単板の間に介在する複数の中間単板の合計厚よりも最表面側単板の方が薄いこと、また、最表面側単板と最裏面側単板の間に介在する複数の中間単板の合計厚よりも繊維板の方が薄いことが好ましい。これらの理由については後述する。

実（さね）を形成する場合は、少なくとも複合板の長手方向に沿って延長するように形成する。さらに、複合板の短手方向に沿って延長する実を併せて形成しても良い。複合板の長手方向に沿って延長するように形成された実（雄実、雌実）の繊維板側の表面は、この繊維板に隣接する単板（すなわち最表面側単板）からなるものとすることが好ましい。既述のように、最表面側単板の繊維方向は複合板の長手方向と略一致している。

熱圧は、たとえば、表面が平坦な上下二つの熱圧盤の間に上記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：８〜１２ｋｇｆ／ｃｍ^２、熱圧盤温度：１１０〜１４０°Ｃ、熱圧時間：４〜６分であり、さらに望ましくは熱圧圧力：１０ｋｇｆ／ｃｍ^２、熱圧盤温度：１２５°Ｃ、熱圧時間：５分で行われる。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。

請求項１に係る本発明によれば、単板の積層体である合わせ板と繊維板を組み合わせて用い、且つ、合わせ板における各単板が長手方向または短手方向の所定の繊維方向に配されることによって、各単板が繊維方向と直交する方向に収縮膨張しようとする動きを互いに拘束し打ち消し合う作用が発揮される。

より詳しく言えば、本発明の複合板は、少なくとも４枚の単板からなる合わせ板の表面に繊維板を配して接着一体化した積層構成を有しており、且つ、合わせ板を形成する単板の繊維方向を、最表面側単板および最裏面側単板の繊維方向は該合わせ板の長手方向に略一致させるとともに、これら単板間に位置する複数枚の中間単板の繊維方向は該長手方向と直交する方向（短手方向）に略一致させているため、後述するように、熱圧後に解圧したときに、その横断面においても縦断面においても、中心線を境にして上下の単板および繊維板が複合板の上反りおよび下反りに対して拮抗した影響を与え、結果として複合板の反りを実質的に防止する作用を果たしている。

さらに、合わせ板において裏面側から最表面側単板の下面に達するか、あるいは最表面側単板の内部にまで達する深さの溝が複数形成されているため、反りが生ずるとしても溝と溝との間または溝と縁との間の狭い領域に限定され、結果として複合板全体の反りをほとんど目立たないものとすることができる。

さらに、合わせ板は、少なくとも４枚の単板から形成されるので、いずれかの単板に節や節抜けあるいは木目の凹みなどの欠陥が存在しても、これに隣接する単板の欠陥と重なることは実際上ほとんどあり得ず、欠陥が分散され局部的な強度不足が解消される。

請求項２にかかる本発明によれば、最表面側単板の厚さが最裏面側単板の厚さより大きいものとされており、この厚み要件を満たすことによって奏される後述の作用を介して、長手・短手両方向の反りが実質的に完全に抑制された複合板とすることができる。

請求項３にかかる本発明によれば、繊維板と最表面側単板の厚さ合計が複合板全体厚の５０％未満とされており、この厚み要件を満たすことによって奏される後述の作用を介して、長手・短手両方向の反りが実質的に完全に抑制された複合板とすることができる。

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。

図１は、本発明の好適な一実施形態による複合板の短手方向Ｙ断面図（長手方向Ｘに直交する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、４枚の単板１１ａ〜１１ｄ（これらにより合わせ板１１が形成されている）とＭＤＦ１２とが隣接する各層間に介在する接着剤（図示せず）により積層貼着一体化されて構成されている。複合板１０の大きさは、製品寸法でたとえば幅Ｗ＝３０３ｍｍ、厚みＴ＝１２ｍｍ、長さＬ＝１８１８ｍｍである。この寸法は製品寸法であるので、熱圧による圧縮代や削り代を予め考慮して製造される。

ＭＤＦ１２の表面には、突板、化粧紙、化粧シートなどからなる化粧材１３が貼着される。ＭＤＦ１２の厚みは、単板１１ａ〜１１ｄとして針葉樹材を使用する場合は、２．０ｍｍ（熱圧後）を超えるもの、たとえば３．０（熱圧前３．２）ｍｍ厚とする。単板１１ａ〜１１ｄとして広葉樹材を使用する場合は、ＭＤＦ１２の厚みは２．０ｍｍ以下（熱圧後）のものでも良く、たとえば１．５ｍｍ厚のＭＤＦ１２を使用することができる。また、３本の長手方向Ｘに延長するＶ溝１６が短手方向Ｙに等間隔（Ｐ＝７５．７５ｍｍ）で形成されている。

合わせ板１１は、最表面側単板１１ａ，上側の中間単板１１ｂ，下側の中間単板１１ｃ，最裏面側単板１１ｄから形成され、各単板間は接着剤により熱圧接着される。最表面側単板１１ａおよび最裏面側単板１１ｄの繊維方向は、合わせ板１１または複合板１０の長手方向Ｘ（図１において紙面鉛直方向）に略一致している。最表面側単板１１ａと最裏面側単板１１ｄの間に位置する二枚の中間単板１１ｂ，１１ｃの繊維方向は、長手方向と直交する方向（合わせ板１１または複合板１０の短手方向Ｙ）に略一致している。

各単板の厚みは、たとえば最表面側単板１１ａが２．８ｍｍ、中間単板１１ｂ，１１ｃがいずれも２．３ｍｍ、最裏面側単板１１ｄが１．６ｍｍである。これは一例であって、用途などに応じて任意に設定することができるが、最表面側単板１１ａが最裏面側単板１１ｄよりも厚いことが好ましい。また、ＭＤＦ１２と最表面側単板１１ａの厚さ合計が複合板１０の全体厚の５０％未満であることが好ましい。図示実施形態において採用する各厚さ値の組み合わせはこれらの好ましい条件を満足している。

単板１１ａ，１１ｂ間、単板１１ｂ，１１ｃ間、単板１１ｃ，１１ｄ間、および単板１１ａとＭＤＦ１２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、たとえば変性フェノール樹脂接着剤を使用する。

さらに、複合板１０は、その長手方向Ｘおよび短手方向Ｙに沿って延長する雄実１４および雌実１５を有する。これら雄実１４および雌実１５のＭＤＦ１２側の表面は、合板１１または複合板１０の長手方向Ｘに略一致した繊維方向を有する最表面側単板１１ａによって形成されている。

複合板１０の裏面側、すなわち合わせ板１１の最裏面側単板１１ｄから表面側に向けて、長手方向Ｘに延長する複数本の溝１７が短手方向Ｙに間隔をおいて形成されている。溝１７の幅はたとえば２〜４ｍｍの範囲で適宜の値を選定することができる。図示実施例において溝幅ｔ＝３ｍｍである。

溝１７の本数および短手方向Ｙにおける位置・間隔は限定されないが、図示実施形態では４本の溝１７ａ〜１７ｄが形成され、両縁に最も近い位置の溝１７ａ，１７ｄは縁との間隔Ｗ_１＝５０ｍｍに形成され、これら溝１７ａ，１７ｄとそれらの内側に隣接する溝１７ｂ，１７ｃとの間隔Ｗ_２＝６８ｍｍであり、溝１７ｂ，１７ｃ間の間隔Ｗ_３＝６７ｍｍである。距離Ｗ_１が溝間距離Ｗ_２、Ｗ_３に比べて小さく設定されているが、距離Ｗ_１が小さすぎると実１４，１５の強度を低下させるので、少なくとも複合板１０の全体厚Ｔ以上とする。なお、これらの距離Ｗ_１、Ｗ_２、Ｗ_３を等距離としても良い。

溝１７は、複合板１０（合わせ板１１）の裏面から最表面側単板１１ａの下面に達する深さに、または最表面側単板１１ａの内部にまで達する深さに形成され、その上端（溝底）はＭＤＦ１２には達していない。図示実施例において溝深さｈ＝７．５ｍｍであり、最裏面側単板１１ｄ（厚さ１．６ｍｍ）、下側の中間単板（厚さ２．３ｍｍ）および上側の中間単板（厚さ２．３ｍｍ）を貫通して、最表面側単板１１ａの内部に１．３ｍｍだけ入り込んだ位置で終端している。

この複合板１０の製造方法について例示的に説明すると、まず、長手方向に略一致した繊維方向を有する最裏面側単板１１ｄの上に、長手方向と直交する方向（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１１ｂ，１１ｃを、各単板間に接着剤を介在させて積層する。この場合、下側の中間単板１１ｂの表裏両面に接着剤をロールコーターなどにより塗布しておくと、最裏面側単板１１ｄと上側の中間単板１１ｃには接着剤を塗布しておく必要がなく、接着剤塗布作業を簡略化できるので好ましい。

さらに、上側の中間単板１１ｃの上に、長手方向に略一致した繊維方向を有する最表面側単板１１ａとＭＤＦ１２を順次に接着剤を介して積層する。この際、最表面側単板１１ａの表裏両面にロールコーターなどにより接着剤を塗布しておき、最後に、この最表面側単板１１ａの上にＭＤＦ１２を積層すると良い。

このようにして、単板１１ａ〜１１ｄおよびＭＤＦ１２が接着剤を介して積層されてなる積層体を得た後、この積層体を熱圧プレスの下側熱圧盤と上側熱圧盤の間に挟んで熱圧する。

接着剤としては変性フェノールが使用される。熱圧条件は、単板１１ａ〜１１ｄおよびＭＤＦ１２の種類、使用する接着剤の種類、その他の条件に応じて調整するが、たとえば圧力１０ｋｇｆ／ｃｍ^２、温度１２５°Ｃ、時間５分である。熱圧されたままの複合板１０のＭＤＦ１２表面に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る。

このようにして熱圧成形した複合板１０の長手方向に沿って実１４，１５を形成する。この際、実１４，１５のＭＤＦ１２側の表面が最表面側単板１１ａによって形成されるように、複合板１０厚み方向の実形成位置を設定する。

以上のようにして、複合板１０が製造される。

次に、複合板１０の反り防止作用について、その部分拡大断面図である図３および図４を参照して説明すると、熱圧後に解圧すると、繊維方向が長手方向Ｘ（図２，図４）に略一致している最表面側単板１１ａおよび最裏面側単板１１ｄは短手方向Ｙに収縮しようとする。また、繊維方向が無方向性であるＭＤＦ１２は長手方向Ｘおよび短手方向Ｙに収縮しようとする。これに対して上側および下側の中間単板１１ｂ，１１ｃはその繊維方向が短手方向Ｙに略一致しているので短手方向Ｙの収縮率は非常に小さい。

すなわち、解圧後の収縮率の大きさを短手方向Ｙにおいて比較すると、最表面側単板１１ａと最裏面側単板１１ｄの収縮率が一番大きく、次にＭＤＦ１２の収縮率が大きく、中間単板１１ｂ，１１ｃの収縮率が一番小さい。さらに、各板の収縮が複合板１０全体に与える影響は、複合板１０全体の厚み中心線Ｚからの距離が大きいほど大きく影響するが、最裏面側単板１１ｄは複合板１０の厚み中心線Ｚから遠く、且つ、この短手方向Ｙの収縮率が一番大きいため、複合板１０を上反り（上方に凸となる反り）させようとする。これに対して、最表面側単板１１ａも短手方向Ｙの収縮率が大きいが、複合板１０の厚み中心線Ｚに比較的近い位置にあるので、複合板１０を下反り（下方に凸となる反り）させようとする影響は比較的小さい。ＭＤＦ１２は複合板１０の厚み中心線Ｚから遠く、複合板１０を下反りさせようとするが、その短手方向Ｙの収縮率が比較的小さいことから、下反りに対する影響はそれ程大きくない。中間単板１１ｂ，１１ｃは短手方向の収縮率がこれら５層の中で最小であり、且つ、複合板１０の厚み中心線Ｚに近接した位置にあるので、複合板１０の反りに対する影響は小さく、ほとんど無視することができる。

結局、最裏面側単板１１ｄが複合板１０を上反りさせようとする作用に対して、最表面側単板１１ａとＭＤＦ１２とがこれに抗して複合板１０を下反りさせようと作用するため、これらの作用が拮抗して複合板１０全体としては反りのほとんどない状態となる。

図４は、この複合板１０の縦断面図（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。解圧後の収縮率の大きさを長手方向Ｘにおいて比較すると、中間単板１１ｂ，１１ｃの収縮率が最も大きく、次いでＭＤＦ１２の収縮率が大きく、最表面側単板１１ａと最裏面側単板１１ｄの収縮率が最も小さい。各板の収縮が複合板１０全体に与える影響が、複合板１０の厚み中心線Ｚからの距離が大であるほど大きいことは、前述したと同様である。

したがって、複合板１０の縦断面における解圧後の収縮を考えると、中間単板１１ｂ，１１ｃは長手方向Ｘの収縮率が大きいものの、厚み中心線Ｚを含む厚さ範囲内またはそれに近接した位置にあるので、複合板１０を上反りさせようとする作用は比較的小さく抑えられる。最裏面側単板１１ｄは、厚み中心線Ｚから遠く離れた位置にあるが、長手方向Ｘの収縮率が最も小さく、複合板１０を上反りさせようとする作用は小さい。最表面側単板１１ａは厚み中心線Ｚに近接しており、且つ、長手方向Ｘの収縮率も最小であるので、複合板１０の反りに対する影響はほとんど無視し得る程度である。ＭＤＦ１２は厚み中心線Ｚからの距離が大きく、その収縮によって複合板１０を下反りさせようとするが、その長手方向Ｘの収縮率が比較的小さいことから、下反りに対する影響はそれ程大きくない。

結局、中間単板１１ｂ，１１ｃが複合板１０を上反りさせようとする作用に対して、ＭＤＦ１２がこれに抗して複合板１０を下反りさせようと作用するため、これらの作用が拮抗して複合板１０全体としての反りはほとんどないものとなる。

したがって、複合板１０においては、熱圧後に解圧したときに、その横断面（短手方向Ｙ）においても縦断面（長手方向Ｘ）においても、厚み中心線Ｚを境にして上下の単板および繊維板が複合板の上反りおよび下反りに対して拮抗した影響を与え、結果として複合板の反りが実質的に防止される。

さらに、合わせ板１１において裏面側から最表面側単板１１ａの下面に達するか、あるいは最表面側単板１１ａの内部にまで達する深さの溝１７が複数形成されているため、反りが生ずるとしても溝と溝との間または溝と縁との間の狭い領域に限定され、局所的な反りに止まって複合板全体に対する影響が分断されるので、複合板としての反りがほとんど目立たないものとなる。

本発明の好適な一実施形態による複合板の短手方向断面図（長手方向に直交する垂直面で切断したときの断面図）である。この複合板の裏面図である。この複合板の短手方向部分拡大断面図である。この複合板の長手方向部分拡大断面図である。

符号の説明

１０複合板
１１合わせ板
１１ａ最表面側単板
１１ｂ（上側の）中間単板
１１ｃ（下側の）中間単板
１１ｄ最裏面側単板
１２ＭＤＦ（繊維板）
１３化粧シート
１４雄実
１５雌実
１６Ｖ溝
１７（１７ａ〜１７ｄ）溝
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

Claims

少なくとも４枚の単板が接着剤を介して接合されてなる合わせ板と、この合わせ板の表面に接着剤を介して貼着される繊維板とからなる複合板において、合わせ板の最表面側および最裏面側に位置する単板の繊維方向は該合わせ板の長手方向に略一致すると共に、これら最表面側単板と最裏面側単板との間に位置する中間単板の繊維方向は該合わせ板の長手方向と直交する方向に略一致し、且つ、複合板の裏面側には長手方向全長に亘って複数本の溝が形成され、これら溝の深さは複合板の裏面から最表面側単板の下面に達するように、または最表面側単板の内部にまで達するように形成されることを特徴とする複合板。
最表面側単板の厚さが最裏面側単板の厚さより大きいことを特徴とする、請求項１記載の複合板。
繊維板と最表面側単板の厚さ合計が複合板全体厚の５０％未満であることを特徴とする、請求項１または２記載の複合板。