JP5137350B2

JP5137350B2 - 複合板

Info

Publication number: JP5137350B2
Application number: JP2006197655A
Authority: JP
Inventors: 光一渡辺
Original assignee: 株式会社ノダ
Priority date: 2006-07-20
Filing date: 2006-07-20
Publication date: 2013-02-06
Anticipated expiration: 2026-07-20
Also published as: JP2008025165A

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、上から、化粧材、ＭＤＦ、合板、緩衝材の順に積層一体化されたものにおいて、合板裏面から長手方向に直交する方向に延長する断面角形またはＵ字形の切溝がＭＤＦに達するまで切り込まれており、歩行などにより上部から大きな荷重をうけたときに曲げ応力が集中する切溝底部をＭＤＦとすることにより亀裂や踏み鳴り音の発生を防止しようとしている。
特許第３３９５４１２号公報

ところが、このような複合板において何らかの原因で水が裏面側に浸入すると、切溝を伝ってＭＤＦに達することになる。周知のように、ＭＤＦは表裏の硬質層（板厚にもよるが概ね数ｍｍ以下の厚さ範囲に形成される）は非透水性が高いが、中心層は硬質層に比べると非透水性に劣る。したがって、切溝がＭＤＦの硬質層に入り込み、あるいは硬質層を貫通して中心層まで達する深さのものであると、吸湿による膨張、吸水による膨潤などにより膨らみ、複合板の表面に凹凸を発生させ、複合板の表面平坦度を低下させてしまう。

したがって、本発明が解決しようとする課題は、複合板の裏面側に万一水が浸入したときであっても複合板の表面に膨れを発生させず表面平坦度を低下させないようにすることである。

上記の課題を解決するため、請求項１に係る本発明は、繊維板の裏面に接着剤を介して合板が接合積層され、裏面側に長手方向全長に亘る複数本の溝が短手方向において適宜間隔で形成されてなる複合板において、前記溝の深さが、合板の裏面から合板の最表面側単板に達し且つ繊維板の裏面までは達しないように形成され、しかも、複合板の短手方向における両縁の一方の縁と該一方の縁に最も近い位置に形成される溝との間の間隔および他方の縁と該他方の縁に最も近い位置に形成される溝との間の間隔が、溝同士の間の溝間距離に比べて小さく、且つ、複合板の全体厚以上であることを特徴とする。

請求項２に係る本発明は、請求項１記載の複合板において、合板が、最表面側単板、最裏面側単板および第２中間単板が複合板の長手方向に略一致した繊維方向を持ち、第１中間単板および第３中間単板が複合板の短手方向に略一致した繊維方向を持つ５プライ合板であることを特徴とする。

請求項３に係る本発明は、請求項１または２記載の複合板において、合板の最表面側単板の厚みが最裏面側単板の厚みより大きいことを特徴とする。

本発明の複合板における合板は、少なくとも３枚以上の奇数枚の単板が、その繊維方向が交互に異なるように接着剤で接着されたものであり、たとえば３プライまたは５プライの合板を用いることができる。合板の最表面側単板および最裏面側単板の繊維方向は、複合板の長手方向に一致させる。合板を形成する各単板は、カラマツ、エゾマツ、スギなどの針葉樹単板であっても、シナ、カバ、セン、ブナ、ナラなどの広葉樹単板であっても良く、これらを任意に組み合わせて合板としても良い。

なお、本発明の複合板における合板は、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、複合板として製板された時点で合板とみなすことができる積層体がＭＤＦの裏面に配されていれば良い。

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２．５ｍｍを超えるものを使用することができる。複合板の用途が床材以外であって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。

繊維板、特にＭＤＦは、その厚さ方向において比重分布を有しており、比較的比重の小さい中心層と、この中心層に比べて比重が高く非透水性が高い表面側および裏面側の硬質層とを有する。高比重の硬質層は繊維板の表裏面に露出している。中心層の比重はＭＤＦに十分な強度を与えるため、一般的には０．４〜０．７５程度である。硬質層の比重は、非透水性を与えると共に表面硬度を大きくして耐傷性を向上させるため、一般的には０．８〜１．４程度である。

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。

このような複合板は、奇数枚の単板をその繊維方向を交互に異なるようにして接着剤を介して順次に積層し、さらにその上に接着剤を介して繊維板を積層したものを一回の熱圧処理で成形することにより製造することができる（ワンショット法）。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好適に使用することができる。あるいは、水性ビニルウレタン、エチレン酢酸ビニル樹脂などの熱可塑性樹脂接着剤を使用しても良い。熱可塑性樹脂接着剤を使用した場合、熱圧成形時の熱を受けてその溶剤が揮発することにより硬化する。

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：８〜２０ｋｇｆ／ｃｍ^２、熱圧盤温度：１１０〜１５０°Ｃ、熱圧時間：１〜１０分であり、具体的条件の一例は熱圧圧力：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。

あるいは、あらかじめ合板として製板されたものの表面に、水性ビニルウレタン、エチレン酢酸ビニル樹脂などの熱可塑性樹脂接着剤を塗布し、その上に繊維板を配して熱圧接着する方法（練り合わせ法）により本発明の複合板を製造することができる。

本発明の複合板には、その短手方向（幅方向）の反りを防止するため、裏面側に長手方向全長に亘る溝が形成されるが、その溝の深さは、合板の裏面から最表面側単板に達するが繊維板の裏面には達しないように設定される。すなわち、複合板の吸湿による膨張、給水による膨潤を防止するためには溝深さは小さい方が良いが、一方、複合板の短手方向の反りを防止するには溝を深くして複合板の短手方向の下地に対する馴染みを良くすることが望まれる。溝深さが合板の最表面側単板に達していれば、溝の上方には該最表面側単板の残りの厚みと繊維板の厚みの合計が存在することになるが、繊維板は一般に曲げヤング係数が合板に比べて小さいので、複合板の短手方向の下地に対する馴染みを良好に確保して短手方向の反りを防止することができる。また、最表面側単板、第２中間単板および最裏面側単板はいずれも複合板の長手方向に略一致した繊維方向を持つので、短手方向に伸縮が大きいものとなるが、短手方向の伸縮を溝により分断することにより短手方向の反りを小さくすることができる。すなわち、複数本の溝が短手方向に適宜間隔で形成されることにより、複合板の短手方向に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る。これらの複合的作用として、本発明の複合板は短手方向の反りがきわめて小さいものとなる。

一方、溝先端が繊維板の裏面には達しないように形成されるので、何らかの原因で複合板の裏面側に入り込んだ水が溝を伝って溝内部に浸入していっても、合板の最表面側単板を湿す程度で、繊維板まで水の影響が及ぶことはない。万一繊維板の裏側にまで水が達したとしても、繊維板（ＭＤＦ）の裏面側に存在する高比重且つ非透水性の硬質層が、中心層にまで水が浸入することを食い止め、且つ、硬質層自体が吸湿による膨張や吸水による膨潤などで膨らむこともほとんどないので、複合板としての表面平坦度が損なわれずに維持される。

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、５枚の単板１１ａ〜１１ｅ（これらにより合板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、さらにＭＤＦ１２の表面に床の模様を有する化粧シート１３が貼着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。

この実施形態においてＭＤＦ１２の厚みは３．０ｍｍであり、その表面には短手方向Ｙに適宜間隔をおいて、長手方向Ｘの全長に亘って延長するＶ溝１６が形成されている。図示実施形態ではＰ＝７５．７５ｍｍの等間隔で３本のＶ溝１６が形成されている。

合板１１は、最表面側単板１１ａ、第１中間単板１１ｂ、第２中間単板１１ｃ、第３中間単板１１ｄおよび最裏面側単板１１ｅから形成された５プライ合板であり、各単板間は接着剤により熱圧着されている。最表面側単板１１ａ、最裏面側単板１１ｅおよび第２中間単板１１ｃの繊維方向は、合板１１ないし複合板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。第１中間単板１１ｂおよび第３中間単板１１ｄの繊維方向は、長手方向Ｘと直交する方向（合板１１ないし複合板１０の短手方向Ｙ）に略一致している。

各単板の厚みは、最表面側単板１１ａが１．５ｍｍ、第１中間単板１１ｂと第３中間単板１１ｄが２．２５ｍｍ、第２中間単板１１ｃが１．５ｍｍ、最裏面側単板１１ｄが１．２ｍｍであって、合板１１としての厚みが８．７ｍｍであり、ＭＤＦ１２を含めた複合板１０の全体厚（化粧シート１３の厚みは無視する）Ｔが１１．７ｍｍ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は最裏面側単板１１ｅ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Ｔの５０％未満であることが好ましい。さらに、複合板１０全体としての厚み中心Ｚが第１中間単板１１ｂの厚み範囲内に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。

各単板１１ａ〜１１ｅ間および最表面側単板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ないし複合板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、すなわち合板１１の最裏面側単板１１ｅ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に適宜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の本数は限定されないが、その短手方向Ｙにおける位置・間隔については、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Ｗ１＝Ｗ５＝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Ｗ２＝Ｗ４＝６８ｍｍであり、溝１７ｂ，１７ｃ間の間隔Ｗ３＝６７ｍｍである。なお、溝間距離Ｗ２，Ｗ３，Ｗ４は等距離であっても良いが、距離Ｗ１，Ｗ５は溝間距離Ｗ２〜Ｗ４に比べて小さく設定される。ただし、距離Ｗ１，Ｗ５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。

溝１７は、複合板１０（合板１１）の裏面から最表面側単板１１ａの下面に達し且つＭＤＦ１２には達しない深さに形成される。すなわち、図示実施形態の場合、溝１７の深さｈは、最裏面側単板１１ｅと第１〜第３中間単板１１ｂ〜１１ｄの厚さ合計が７．２ｍｍであり、これに最表面側単板１１ａを加えた厚さ合計が８．７ｍｍであるから、７．２ｍｍ≦ｈ＜８．７ｍｍである。たとえば溝１７の深さｈを７．７ｍｍとすれば、最表面側単板１１ａの下面から０．５ｍｍだけ内部に入り込んだ位置まで達していることになる。

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Ｘに略一致した繊維方向を有する最裏面側単板１１ｅの上に、短手方向Ｙに略一致した繊維方向を有する第３中間単板１１ｄ、長手方向Ｘに略一致した繊維方向を有する第２中間単板１１ｃ、および短手方向Ｙに略一致した繊維方向を有する第１中間単板１１ｂを順次に配し、各単板間に接着剤を介在させて積層する。この場合、第３中間単板１１ｄおよび第１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１１ｅと第２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、第１中間単板１１ｂの上に、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〜１１ｅ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〜１１ｅ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。

以上に記述した製造方法はいわゆるワンショット法の例であるが、これに限らず、いわゆる練り合わせ法によって複合板１０を製造しても良い。すなわち、あらかじめ５プライ合板として製造された合板１１上に、ＭＤＦ１２を熱硬化性接着剤を介して積層して熱圧接着することにより、複合板１０を製造することができる。

上記のようにして熱圧成形により複合板１０を製造した後に解圧すると、繊維方向が長手方向Ｘに略一致している最表面側単板１１ａ、第２中間単板１１ｃおよび最裏面側単板１１ｅは短手方向Ｙに大きく収縮しようとする。これに対して、繊維方向が短手方向Ｙに略一致している第１中間単板１１ｂおよび第３中間単板１１ｄは長手方向Ｘに大きく収縮しようとする。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が、その収縮率は単板が繊維方向と直交する方向に収縮しようとする収縮率に比べれば小さい。また、収縮が複合板１０全体の反りに対して与える影響は、複合板１０の厚み中心Ｚからの距離が遠いほど大きくなる。

これらを前提として、複合板１０の短手方向Ｙにおいて解圧後の収縮が複合板１０の反りに対して与える影響について検討すると、長手方向Ｘに沿う繊維方向を持つ第２中間単板１１ｃは短手方向Ｙの収縮率が大きいものの、複合板１０全体としての厚み中心Ｚに比較的近い位置にあるため複合板１０の反りに対する影響は小さく、また、第１中間単板１１ｂと第３中間単板１１ｄは短手方向Ｙに沿う繊維方向を持つため同方向の収縮率は小さい。最表面側単板１１ａと最裏面側単板１１ｅは、それらの厚さ関係が前者が後者よりも大であることから、最表面側単板１１ａの収縮の方が大きく、合板１１としては下反り（下方に凸となる反り）の影響を受けるが、最表面側単板１１ａの表面に積層貼着されているＭＤＦ１２が最表面側単板１１ａの収縮を抑制するように作用する。結果として、ＭＤＦ１２と最表面側単板１１ａを合わせた積層部分の収縮が最裏面側単板１１ｅの収縮と拮抗し、バランスの取れたものとなって、複合板１０の反りを無視できる程度に抑制することができる。

次に、複合板１０の長手方向Ｘにおいて解圧後の収縮が複合板１０の反りに対して与える影響について検討すると、第２中間単板１１ｃは長手方向Ｘの収縮率が小さく且つ厚み中心Ｚに比較的近い位置にあるため複合板１０の反りに対する影響はほとんど無視することができ、また、第１中間単板１１ｂは短手方向Ｙに沿う繊維方向を持つため長手方向Ｘの収縮率は大きいが、複合板全体の厚み中心Ｚに近いため反りに対する影響は大きくない。さらに、最表面側単板１１ａと最裏面側単板１１ｅは長手方向Ｘの繊維方向を持つため同方向の収縮率は本来的に小さい。そして、短手方向Ｙに沿う繊維方向を持つ第３中間単板１１ｄが収縮して複合板１０を上反りさせようとする影響と、ＭＤＦ１２の収縮による下反りの影響が拮抗してバランスが取れたものとなるため、複合板１０の反りを無視できる程度に抑制することができる。

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、その長手方向Ｘにおいても短手方向Ｙにおいても、上反りおよび下反りが抑制されたものとなる。

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合板
１１ａ最表面側単板
１１ｂ第１中間単板
１１ｃ第２中間単板
１１ｄ第３中間単板
１１ｅ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

Claims

繊維板の裏面に接着剤を介して合板が接合積層され、裏面側に長手方向全長に亘る複数本の溝が短手方向において適宜間隔で形成されてなる複合板において、前記溝の深さが、合板の裏面から合板の最表面側単板に達し且つ繊維板の裏面までは達しないように形成され、しかも、複合板の短手方向における両縁の一方の縁と該一方の縁に最も近い位置に形成される溝との間の間隔および他方の縁と該他方の縁に最も近い位置に形成される溝との間の間隔が、溝同士の間の溝間距離に比べて小さく、且つ、複合板の全体厚以上であることを特徴とする複合板。
合板が、最表面側単板、最裏面側単板および第２中間単板が複合板の長手方向に略一致した繊維方向を持ち、第１中間単板および第３中間単板が複合板の短手方向に略一致した繊維方向を持つ５プライ合板であることを特徴とする、請求項１記載の複合板。
合板の最表面側単板の厚みが最裏面側単板の厚みより大きいことを特徴とする、請求項１または２記載の複合板。