JP5858443B2 - 板および板要素を処理する方法 - Google Patents

Description

本発明は、ＨＤＦ板、ＭＤＦ板、合板、厚板、または板などの木質材料の板を処理する方法に関する。本発明はまた、１つまたは複数の板層を含む木質材料の板要素に関する。

木質系または木繊維系の製品は、広範な用途を有し、家具製造の中の建具造作、建築工事などで使用することができる。木材は、単に、鋸挽きまたはかんな削りによって板または厚板に機械加工された材料の形態で使用することができる。ベニヤ単板、すなわち、０．５〜２ｍｍ厚の木板同士を複数の層に貼り合わせて、合板、例えば、ベニヤ合板を形成することができる。低品質の木材から取った木繊維は、様々なタイプの繊維板、例えば、ＭＤＦ板およびＨＤＦ板（中密度繊維板および高密度繊維板）などの木繊維系製品の製造に使用することができる。ＨＤＦ板は、８００ｋｇ／ｍ^３を超える密度を有する繊維板と定義することができ、一方、ＭＤＦ板は、８００ｋｇ／ｍ^３未満の密度を有する繊維板と定義することができる。

これらの木質系製品は、製品の強度および耐性を高めるために、さまざまな方法で処理することができる。１つの方法は、例えば、水溶性塩、油溶性剤、およびクレオソートなどの木材防腐剤を木材に圧力含浸させて、水分浸透、菌類の侵食（ｆｕｎｇａｌ ａｔｔａｃｋ）すなわちかび、摩滅、紫外線暴露などに対する耐性を高めることである。木質製品を保護する他の方法は、木質製品の表面にラッカーまたは塗料を塗ることである。一般的に言うと、ベニヤ合板などの高価な木質製品は、例えば、ＭＤＦなどの、より安価な製品よりも水分浸透に対する耐性が良好である。

特に、ＭＤＦ板およびＨＤＦ板の製造に関しては、現在高い生産速度を求められているために、より古く、より遅い方法によって製造された板と比べて、板の密度が低くなっている。結合剤を加えた木繊維で構成された繊維板を乾式または湿式プロセスで製造することは公知である。最新の製造プロセスでは、乾式プロセスは、主にＨＤＦ板の製造に使用されている。製造で使用される結合剤の例として、フェノールホルムアルデヒド（ＰＦ）およびメラミンホルムアルデヒド（ＭＦ）がある。

ＨＤＦ板は、特に、建具および建築材料として、多数の応用分野を有する。ＨＤＦ板の１つの応用分野は戸の製造にあり、その場合に、特に、扉の形成を目的とする。これらの扉には、ラッカーが塗られ、多くの場合、扉内に削り出された装飾溝が設けられる。特に北欧の気候において、例えば、耐水性などに関して、非常に高い要求が扉に課せられる。装飾溝は、削り出された溝からラッカーを塗った面の下に水が浸透できるために問題を引き起こすことがある（目荒れ）。戸の製造におけるこれらの問題は、これまで、たとえば、１０００ｋｇ／ｍ^３を超える非常に高い密度を有するＨＤＦ板であって、防水性があり、水分浸透を防止する表面が形成されたＨＤＦ板の使用によって回避されてきた。

しかし、速くて合理的な製造に対する現在の要求を受けて目下製造されているＨＤＦ板は、例えば、北欧気候における扉に課せられた要求を満たしていない。耐水性に関してＨＤＦ板に有益な特性を付与するフェノールホルムアルデヒドなどの結合剤は、それらの硬化プロセスの間に一様な圧力および高い温度を必要とする。これは、フェノールホルムアルデヒドが結合剤として使用される場合に、連続プロセスを使用することが不可能であることを意味する。現代の製造では、断続的なプロセスを使用することは、十分に速いとみなされないことから、その代わりとして、実質的にメラミンホルムアルデヒド（ＭＦ）で構成された結合剤が連続プロセスに使用されている。しかし、これらの結合剤を連続プロセスで使用することで、ＨＤＦ板の耐水性が比較的劣ったものになる。さらに、メラミンホルムアルデヒド（ＭＦ）を使用することで、完成した製品のホルムアルデヒドの濃度が高くなり、それに対して、フェノールホルムアルデヒド（ＰＦ）では、硬化後のホルムアルデヒドの濃度は比較的低くなる。

上記を考慮して、本発明の１つの目的は、特に、板の密度を上げることと、例えば、透水に対する板の耐性の強化とに関して、木質材料の板の特性を改善する、木質材料の板の処理方法を提供し、さらに、このように改善された木質材料の板要素を提供することである。

より正確には、木質材料の板を用意し、結合剤を含む組成物を前記板の第１の主面に配置するステップと、前記板を排液面に配置するステップと、前記板および板に配置された組成物を熱処理するステップと、組成物を前記板に加圧注入するステップとを含む、ＨＤＦ板、ＭＤＦ板、合板、ベニヤ単板、厚板、または板などの木質材料の板を処理する方法が提供される。

本発明の方法に従って処理された木質材料の板では、未処理の板と比較して高い密度が得られ、板への水の浸透などの加害行為に対するより良好な耐性が得られる。方法に従って処理された板は、結合剤を含む組成物が板の主面に配置されるために、より防水性の高い表面を有する。結合剤のタイプと、板の主面に塗布される結合剤の量と、加圧によって生じる圧力の大きさとを変えることによって、高い密度の板を得ることができる。用意された板が従来のＨＤＦ板である場合、例えば、加えた結合剤の量、加えた圧力の大きさ、および加圧時間に応じて、１０５０〜１２００ｋｇ／ｍ^３の密度を有するＨＤＦ板を得ることができる。例えば、元の密度が９７０ｋｇ／ｍ^３の４ｍｍ厚のＨＤＦ板では、フェノールホルムアルデヒドの形態の結合剤８０ｇで、圧力３００ｂａｒをかけて３分にわたって処理した後、１０５０ｋｇ／ｍ^３の密度を得ることができる。

ＭＤＦ板またはＨＤＦ板では、結合剤によって木繊維同士が結合される。木繊維と結合剤との間には、ポケットまたは空洞がある。無垢の木材もまた、様々な程度の空洞のある組織を有し、その空洞度は、一部には木材の種類によって決まる。水分率が１５％とすると、ほとんどの木種の平均密度は、３５０〜７５０ｋｇ／ｍ^３に収まる。組成物が木質材料の板に浸透するために、結合剤は、板の組織の中まで浸透し、組織内のポケットを埋める。

本発明の方法に従って処理された板はさらに、結合剤の濃度が高く、その第１の主面が結合剤で処理されるために、より良好な耐水性を獲得することができる。方法に従って処理された板は、より高い密度を獲得したために、水に浸された場合に膨張があまりない。板の密度がより高いということは、水が板の組織内に浸透できる、材料内のポケットがほとんどないことを意味する。

本発明の方法に従って処理された板は、耐水性に関する要求が非常に高い応用分野での使用に適している。そのような応用分野の例には、表戸、窓、フランス窓、外装材、建具などがある。１２００ｋｇ／ｍ^３を超えるなどの非常に高い密度を有する板、例えば、ＨＤＦ板は、湿気のある部屋で表面被覆材として、またはベークライトと取り替えるためなど、耐水性に関する要求が高い電気的用途での材料として使用することができる。ＨＤＦなどの処理した板は、積層材と取り替えることもできる。

本発明の方法に従って処理された板は、良好な耐水性のほかに、硬質な耐摩耗性層を獲得する。その板は、従来の未処理の板よりも良好な耐摩耗性を獲得する。

本発明のさらなる利点は、本発明の方法に従って処理された板に対して、目荒れ問題が軽減されることである。板のラッカー塗り、および塗料塗りでは、目荒れ問題が発生するが、これは、何層かのラッカーを塗布し、次に、平滑化する、例えば、ＵＶラッカーを塗布するか、または、次に、新たな下地塗り層を塗布して平滑化することで対処することができ、その後、上塗りを塗布することができる。これらの目荒れ問題は、上記の方法で処理された板が使用される場合、完全に、または部分的に防止される。その結果として、上記の方法で処理された板は、目荒れ問題が軽減されているので、所望の結果を得るために、大幅に少ない塗り回数、例えば、下地塗りおよび上塗りだけ、または上塗りだけで処理されればよい。したがって、板の単位面積当たりのニスおよび／または塗料の消費が、先行技術と比較して低減される。ラッカーを塗られる、かつ／または塗料を塗られる板は、こうして、公知の方法と比較して低い価格で製造することができる。そのような板は、塗料を塗られる様々な分野、例えば、台所設備、戸、窓、パネル、他の家具、および建具などに使用することができる。

本発明による方法に従って処理された板に水性塗料を使用することも可能である。このようにして、従来からの塗料で塗装するのと比較して、低いコストで環境への影響を軽減する塗装板を得ることができる。

結合剤を含有する組成物が、板の組織に加圧注入されて浸透するために、処理した板は、板の中に広がる、表面のすぐ上ではない部分において密度がより高い組織を獲得する。戸の製造では、扉の仕上げの際に所望の平面を得るために、約０．１ｍｍ削り取るのが一般的である。板が単に表面を処理しただけの場合、この要因に関係して表面処理が削り取られる。本発明の方法に従って処理された板の再仕上げでは、処理された部分が板の中に広がるようにすることができるために、処理された部分が削り取られることはない。これは、平削りが行われる他の用途、例えば、床にも当てはまる。

特に、戸に対して、扉上に装飾溝を削り出すことも一般的である。上記の方法に従って処理された板では、削り出された溝は、例えば、耐水性に関して板の特性が改善された板の部分を完全にまたは部分的に貫通することができる。

組成物中の結合剤の量と、板が加圧される時間と、加圧によって生じる圧力の大きさとを変えることにより、組成物が、ひいては結合剤が、板の中にどこまで浸透するかを制御することが可能である。

組成物は、結合剤のほかに、結合剤が溶ける水などの液体を含むのが好ましい。板および板に配置された組成物が熱をかけられると、組成物の液体部分は蒸発する。板が排液面に配置されることによって、組成物が温かい領域から離れる場合に、組成物の液体部分または蒸気部分のための、板を貫通する通路ができる。これにより、組成物が板に浸透する。したがって、結合材は、組成物の液体部分または蒸気部分が、温かい領域から離れ板の中に入ることにより板に移送される。結合剤は、板の主面に対して垂直方向に板の中に移送される。組成物は、このように板に加圧注入される。加圧することは、組成物が板を通って下方に浸透する以外の経路をとるのを防止することを意味する。これは、例えば、不浸透性の面を有する物体を板および板に配置された組成物の上に配置することで実現され得る。物体がその質量に基づいて作用させる圧力とは別に、外部圧力を板に加えることもできる。例えば、超過圧力などを供給することによって組成物を加圧することもできる。こうして、組成物は、板に浸透することだけが可能となり、次いで、組成物の液体部分が、排液面の効果で板から漏出する。組成物内の結合剤も、それに伴って板の中に移送され、組成物が板を移動するときに硬化する。結合剤は、圧力および／または熱が特定の値に達したときに、特定の時間を経て硬化する。硬化するのに必要な圧力、温度、および時間は、結合剤の特性に依存する。結合剤の硬化しなかった部分は、組成物の液体部分または蒸気部分と共に、引き続き板の中を下方に、より深く運ばれる。圧力、温度、および時間を変えることで、硬化プロセスを制御することができる。

結合剤は、フェノールホルムアルデヒド（ＰＦ）、メラミンホルムアルデヒド（ＭＦ）、尿素ホルムアルデヒド（ＵＦ）、またはそれらの組み合わせからなる群から選択することができる。フェノールホルムアルデヒドを使用することは、硬化後に比較的低い濃度でホルムアルデヒドが放出されること、したがって、完成した製品のホルムアルデヒド濃度が低くなることを意味する。フェノールホルムアルデヒドはまた、良好な耐水性を得るという観点から見て有益な特性を有し、したがって、完成した製品が屋外での使用を意図されている場合に特によく適する。

用意される木質材料の板は、ポケットを含む組織を有し、組成物を前記板に加圧注入するステップは、組成物をポケットに加圧注入することを含む。ポケットを埋めることで、さらに高密度の板の組織、およびより高い密度が得られる。組織が高密度になるほど、耐水性が良好になる。

組成物を前記板に加圧注入するステップは、前記第１の主面に機械圧力を加えることで行われる。機械圧力を加えることは、板の表面に均一な圧力が加えられることを意味する。機械圧力は、バッチ式プレス機を用いて加えることができる。バッチ式プレス機とは、主面の全体に均一な圧力が加えられ、圧力が所望の時間にわたって維持されるプレス機を意味する。この後、板はプレス機から解放される。

組成物を前記板に加圧注入するステップは、組成物を前記板の少なくとも１つの表面部分に加圧注入することを含むことができる。したがって、表面部分は、より高い密度と、例えば、水の浸透および外部の加害行為に対するより良好な耐性とを得ることができる。加える結合剤の量を変えることで、表面部分から板の第１の主面への、板に直交する方向の広がりを変えることができる。

組成物を前記板に加圧注入するステップは、組成物を前記板の厚さと実質的に等しい浸透深さまで加圧注入することを含むことができる。したがって、その断面全体にわたって板の特性が改善される。そのような板の中で削り出された溝は、良好な耐水性を有する領域のみを通る。これは、目荒れ、および溝の近傍での透水の危険性を軽減する。

前記板を排液面に配置するステップは、前記板を鋼製織布に配置することを含むことができる。鋼製織布、いわゆる金網は、液体が集まることができる多数の小穴を形成する。したがって、これは、加圧に伴い液体が板から押し出されるのを容易にし、そのため、結合剤を含む組成物を板に加圧注入することができる。

温度、圧力、および板が圧力を受ける時間は、処理した板が所望の特性を獲得するように選択することができる。温度、時間、および圧力は、選択された結合剤、基材の特性、基材の厚さなどに応じて選択される変量である。

方法は、結合剤を含む組成物を、第１の主面の反対側にある前記板の第２の主面にも配置するステップをさらに含むことができる。このようにして、板の２つの表面部分に、より高い密度、より高い不浸透性、およびより良好な耐水性などの改善された特性を有する板を得ることができる。当然ながら、そのステップは、方法の前のステップから独立して実行することができる。例えば、第１の主面に組成物を配置し、板を排液面に配置し、加熱処理し、組成物を板に加圧注入することができる。この後、第２の主面に組成物を配置し、板をもう一度排液面に配置し、加熱処理し、組成物を板に加圧注入することができる。

方法は、木質材料の別の板を用意するステップと、結合剤を含む組成物を、前記第１の主面とは異なる、板の一方のさらなる主面に配置するステップとをさらに含み、さらなる主面は、第２の板の方を向いているものとされる。これにより、２つの結合された板層を有する板要素が形成される。したがって、板要素の断面は、特性が改善された２つの部分を有し、１つ目は第１の面の近傍にあり、２つ目は、互いに当接する板層に隣接して配置された境界部分の近傍にある。加える結合剤の量に応じて、その部分を完全に、または部分的に埋めることができる。このようにして、２つの板層を有する板要素を形成するために、板を別の板に結合するのと同じステップで板の主面を処理することが可能である。

本発明の別の態様によれば、１つまたは複数の板層を含む、ベニヤ単板、合板の板要素、またはＨＤＦもしくはＭＤＦなどの木繊維でできた板要素であって、２つの主面および少なくとも１つの側面を有する板要素が用意され、板要素は結合剤を含み、結合剤は、前記１つまたは複数の板層の少なくとも１つに不均一に分布する。

結合剤の濃度は、板要素の主面に係わる部分または層で、より高くすることができる。

本発明の方法に関連して前述した利点は、本発明による板要素にも適用可能である。加える結合剤により、耐水性に関して改良された特性を有する、より硬質で、より耐性の高い表面が木質材料の板要素に付与される。板要素は、表戸、窓、フランス窓、外装材、建具、湿気のある部屋の表面被覆などに使用することができる。板要素は、結合剤の濃度にもよるが、高い耐水性が要求される用途においてベークライトなどの材料に取って代わることができる。

結合剤の濃度は、板要素の中心部分の結合剤の濃度と比較して、板要素の第１の主面に係わる部分、および板要素の第２の主面に係わる部分で高くすることができる。したがって、板要素の両方の主面は、改善された耐水性を有する、より硬質で、より耐性の高い面を有する。板要素はさらに、選択した結合剤に応じて、従来の板要素と比較して高い密度を有することができる。

結合剤の濃度は、板要素の第２の主面に係わる部分の結合剤の濃度と比較して、板要素の第１の主面に係わる部分、および板要素の境界部分に係わる部分で高くすることができる。そのような板要素は、結合剤を含有する組成物が間に塗布され、板層に加圧注入された２つの板層を含む。したがって、板要素は、結合剤の濃度が境界部分の近傍でより高くなり、第１の主面の近傍でより高くなる。

結合剤の濃度は、第１の板層の第１の主面に係わる部分と、第２の板層の第２の主面に係わる部分と、さらには、互いに当接する板層によって画定される境界部分に係わる部分とにおいて、第１または第２の主面に係わる部分と境界部分に係わる部分との間の中間部分と比較して高くすることができる。そのような板要素は、結合剤を含有する組成物が間に塗布され、板層に加圧注入された２つの板層を含む。結合剤を含有する組成物は、少なくとも１つの主面に塗布および加圧注入することができる。したがって、板要素は、結合剤の濃度が、境界部分の近傍でより高くなり、さらには、それぞれの板層の第１の主面の近傍および／または第２の主面の近傍でより高くなる。

板要素は、結合剤を含む第１の部分と、結合剤のない第２の部分とを有することができる。板要素が結合剤で前もって処理されていない、厚板または板などの板要素である場合に、板要素は、結合剤を含む部分と、結合剤が全くない別の部分とを有することになる。

板要素は、第１の部分および第２の部分を有することができ、第１の部分の結合剤の濃度は、第２の部分の結合剤の濃度よりも高い。板要素が、例えば、ＭＤＦまたはＨＤＦ板要素である場合、板要素は最初から結合剤を含有する。さらなる結合剤が板要素に加えられるために、板要素は、結合剤の濃度が比較的高い方の部分と、結合剤の濃度が比較的低い方の部分とを有することになる。

結合剤は、フェノールホルムアルデヒドとすることができる。フェノールホルムアルデヒドは、硬化した場合に比較的低いホルムアルデヒド濃縮物を放出し、良好な耐水性を有する硬質で耐性のある表面をもたらす。

例えば、板要素は、少なくとも１０００ｋｇ／ｍ^３の密度を有するＨＤＦ要素とすることができる。

本発明の実施形態が、例示を目的として、添付の図面を参照して下記に説明される。

図１は、ＨＤＦ板、ＭＤＦ板、合板、厚板、または板などの木質材料の板を示している。 図２は、複数の板層を含む、ＨＤＦ板、ＭＤＦ板、合板、厚板、または板などの木質材料の板要素を示している。 図３は、圧力をかけて木質材料の板を処理するための機械式プレス機の概略的な断面図を示している。 図４は、鋼製織布の部分拡大図を示している。 図５ａは、結合剤を含む組成物で処理された木質材料の板の概略的な断面図を示している。 図５ｂは、図５ａに示す板をさらに詳細に示している。 図６ａは、結合剤を含む組成物で処理された板の概略的な断面図を示している。 図６ｂは、図６ａに示す板をさらに詳細に示している。 図７ａは、２つの表面部分が、結合剤を含む組成物で処理された板の概略的な断面図を示している。 図７ｂは、図７ａに示す板をさらに詳細に示している。 図８ａは、結合剤を含む組成物で処理された表面部分および境界部分を有する２つの板層を含む板要素の概略的な断面図を示している。 図８ｂは、図８ａに示す板要素をさらに詳細に示している。 図９ａは、結合剤を含む組成物で処理された２つの表面部分および境界部分を有する２つの板層を含む板要素の断面図を示している。 図９ｂは、図９ａに示す板要素をさらに詳細に示している。

板１が図１に示されている。板１は長方形の形状を有する。板１は木質材料でできており、両側の２つの主面２、３および４つの側面４、５、６、７を有する。主面２、３は平行とすることができる。あるいは、板は円形の形状、三角形の形状を有することも、少なくとも１つの側面を有する別の形状を有することもできる。

木質材料の板１は、木繊維の板、または木材から生成される板とすることができる。木繊維でできた板の例には、ＭＤＦ（中密度繊維板）およびＨＤＦ（高密度繊維板）がある。木材から直接生成される板の例には、厚板、板、およびベニヤ単板がある。

木質材料の板１は、１つの板層、または全体として木質材料の板要素１０を形成する複数の板層１１、１２で構成することができる。そのような板要素１０が図２に示されている。板要素は、２つの主面および少なくとも１つの側面を有する。板要素の厚さは、板要素１０が有する板層１１、１２の数量によって変えることができる。板層１１、１２は、例えば、２〜６ｍｍの厚さを有することができる。当然ながら、板１について説明されたものは、板要素１０にも適用可能であり、逆も同様である。

ＭＤＦおよびＨＤＦなどの木繊維材料の板１は、湿式または乾式プロセスで製造することができる。両方のプロセスにおいて、木繊維同士を結合するために結合剤が加えられる。湿式プロセスでは、木繊維と、結合剤および水を含む組成物とが混合されてペースト状になる。水がペーストから加圧抽出されると同時に、結合剤が硬化し、木繊維がプレス機で圧縮される。湿式プロセスの欠点は、結合剤がペーストから出た水に同伴することであり、プロセスから生じた在留生成物の清浄が強く求められる。

もっとも、現在のところ、乾式プロセスがより一般的である。乾式プロセスでは、木繊維が結合剤と混合される。現在の製造技術および現在の生産速度に対する要求により、連続プロセスで木繊維が圧縮され、結合剤が硬化される。連続プロセスとは、ペーストが、走行路に沿って連続的に移動するベルトに配置されることを意味する。複数の回転式円筒ローラがペーストに圧力をかける。同時に、熱を供給して、結合剤の硬化プロセスを加速させることができる。

２つのプロセスで使用される結合剤は、フェノールホルムアルデヒド（ＰＦ）、メラミンホルムアルデヒド（ＭＦ）、またはそれらの組み合わせとすることができる。

この種の乾式プロセスによって製造されたＨＤＦ板は、例えば、９７０±３０ｋｇ／ｍ^３の密度を有することができる。そのようなＨＤＦ板の一例には、Ｌｅｓｏｎｉｔ製のＵｌｔｒａｌｅｓ Ｈ１０がある。

木質材料の板１を処理する本発明による方法について、図３を参照して説明する。上記のタイプの木質材料の板１は、本発明の方法を行うための基材として使用される。板１は、かんな削りまたは鋸挽きされた板または厚板、あるいは前もって作製されたＭＤＦ板、ＨＤＦ板、または合板とすることができる。したがって、方法は、基材として使用される木質材料の板１の製造プロセスとは別に実施することができる。

方法は、木質材料の板１を用意することを含む。（例えば、図５ａおよび図５ｂに見ることができる）結合剤９を含む組成物８は、板１の第１の主面２に配置されている。組成物８は、液体、例えば、水で希釈された結合剤９を含む。結合剤９は、フェノールホルムアルデヒド（ＰＦ）、メラミンホルムアルデヒド（ＭＦ）、尿素ホルムアルデヒド（ＵＦ）、またはそれらの組み合わせからなる群から選択することができる。他のポリマー、および、特に、他の熱硬化性プラスチックなどの他の結合剤を使用することも可能である。結合剤９は、フェノールホルムアルデヒドであるのが好ましい。

板１は、排液面２２に置かれる。排液面２２は、加圧中に板１用のベース部としても機能する。排液面２２は、鋼製織布とすることができる。鋼製織布は、図４にさらに詳細に示すように、縦鋼線２２ａおよび横鋼線２２ｂから織られている。鋼製織布は、多数の小ポケット２３を形成しており、液体はポケット２３内に移送することができる。例えば、鋼製織布が織られる鋼線２２ａ、２２ｂは、１ｃｍ当たり７つのポケット２３が形成され、線の太さが５ｍｍである（タイプ７／５）ようなものとすることができる。排液面２２は、板１の下に直接置くことができる。あるいは、中間透水層を板１と鋼製織布２２との間に配置することができる。他の実施形態では、排液面は、有孔プレート、砂の床、低密度板、または水分を排出できる、あるいは水分を保持できる何らかの他の排液面とすることができる。

板１および板１に配置された組成物８は熱処理を受ける。熱処理によって板が達する温度は、選択した結合剤の硬化温度に基づいて選択することができる。熱処理の効果は、組成物が熱から逃れ、下方に板１を通ることである。排液面２２により、組成物９の液体または蒸気部分のための、板１を貫通する通路ができる。液体部分、例えば、水を蒸発させるのに役立つ、組成物の熱処理は、一定の期間にわたって行われる。結合剤８は、板１内に保持される。

組成物８は、熱処理に併せて板１に加圧注入される。組成物の第１の主面２への加圧注入は、機械圧力を板１にかけることで行うことができる。組成物８の板１への加圧注入は、真空を用いてか、または組成物８が板１を通る以外の経路をとることを防止する何らかの他の方法でも行うことができる。

機械圧力が板１に加えられる場合、図３に示すように、板１は機械式プレス機２０に配置される。板１が排液面２２に配置され、次に、排液面２２が、複数のラム２４から作用を受ける圧力面２３に配置される。加圧プロセスでは、ラム２４は圧力面２３、ひいては板１を上に位置する対圧面２１に押しつける。こうして、結合剤９を含む組成物８が配置された板１の主面２に機械圧力が加えられる。熱処理は、対圧面２１および／または圧力面２３を特定の温度まで加熱することで、加圧と同時に行うことができる。板１が排液ベース部２２に配置され、板１と板１に配置された組成物８とが熱をかけられることによって、組成物８は、板１の組織を通って、例えば、ポケットのある、または空洞のある板の組織を通って濾過される。組成物８の液体部分、例えば、水は、排液ベース部２２の効果によって板１から送り出すことができる。組成物８内の結合剤９も、こうして板１の組織に加圧注入される。結合剤９は、板１の組織内の残りのポケットを完全に、または部分的に埋める。組成物９は漸進的に硬化する。

板１の単位面積当たりの、および板１の厚さ当たりの結合剤９の量を変えることで、結合剤９が、板１の主面に直角な方向に、どのくらいの量でどのくらいの距離だけ下方に浸透するかを変えることが可能である。したがって、板１の耐水性において、改良がどのくらいになるかを調整することも可能である。結合剤９の量が多くなるほど、表面被覆は硬くなり、外部からの加害行為に対する耐性が高くなり、例えば、板の耐水性が改善される。フェノールホルムアルデヒドをＭＤＦ板またはＨＤＦ板に加えた場合のように、結合剤９が板１よりも高い密度を有する場合、この処理により処理された板の密度も高くなる。

結合剤９を含む組成物が配置された主面２上で、結合剤９は保護面を形成する。

前述のように、板１は、組成物８の板１への加圧注入に併せて熱も加えられる。熱により、組成物の液体部分が蒸発することのほかに、熱は結合剤９の硬化プロセスを加速する。フェノールホルムアルデヒドが結合剤として使用される一例によれば、４ｍｍ厚のＨＤＦ板が、少なくとも１３０℃の温度に達する点で加熱処理され、そのときに、板１は、少なくとも３０ＭＰａの圧力を受ける。当業者ならば、時間、温度、および圧力といった変量は相互作用し、互いに関連して変えることができると分かるであろう。当然ながら、時間、温度、および圧力などの変量は、板１の大きさおよび厚さ、さらには、加えられる組成物８の量および結合剤の選択に応じて変えることができる。温度は、とりわけ、使用される結合剤９と、結合剤の硬化温度とに依存する。

木質材料の板１がＨＤＦ板またはＭＤＦ板の場合、板１内にすでに結合剤があり、その結合剤が木繊維を互いに結合している。材料内には、板１の密度に応じて、木繊維と結合剤との間に空気含有ポケットまたは空洞がある。密度が低いほど板材は多くのポケットを有する。板１が方法に従って処理された場合に、これらの空洞が結合剤で埋められる。このようにして、密度が高くなり、板の耐水性および表面硬度が改善される。ＨＤＦ板またはＭＤＦ板を形成するのに使用される１つまたは複数の結合剤は、本発明の方法による板１の処理で使用される１つまたは複数の結合剤９と異なってもよい。

処理された板１、または１つもしくは複数の板層１１、１２を含む処理された板要素１０をこうして得ることができる。このようにして処理された板１が図５ａおよび図５ｂに示されており、以下に図５ａおよび図５ｂについて言及する。後に追加された結合剤９が、結合剤９を含有する組成物８が塗布された主面２、３から離れる方向で板１の中に浸透している。明らかなように、結合剤９は、板１内に不均一に分布している。結合剤９の濃度は、結合剤９を含む組成物８が配置される主面２、３に係わる部分または層１３でより高くすることができる。層または部分１３は連続的に広がっている。結合剤９の濃度は、第１の主面２から離れる方向に低くすることができる。

板要素１０がＨＤＦ板要素またはＭＤＦ板要素である場合、板要素１０は、図５ａに示すように、結合剤９が第１の濃度である第１の部分または層１３と、結合剤９が第２の濃度である第２の部分または層１４とを有することができる。この場合に、第１の部分または層１３の結合剤９の濃度は、第２の層１４よりも高くすることができる。第２の部分または層１４は、基材、すなわち、従来のＨＤＦ板またはＭＤＦ板が持つ組織および結合剤の濃度を有することができる。第１の層１３の結合剤９の濃度がより高いのは、板１に加圧注入された、供給結合剤９によるものである。例えば、第２の層１４の結合剤の濃度は、１０〜１２％とすることができ（乾燥重量に関する）、一方、第１の層１３の結合剤の濃度は、１５〜２５％とすることができる。

板１が板または厚板の場合、板は、結合剤９を含む第１の部分または層１３と、結合剤のない第２の部分または層１４とを有する。

あるいは、結合剤９は、結合剤の濃度が高い方の層１３が、図６ａおよび図６ｂに示すように、実質的に板１の厚さ全体にわたって広がるような量および圧力下で加えることができる。この場合に、処理した板１は、第１の部分または層１３、および第２の部分または層１４を有さないで、基本的に１つの部分または層１３を有する。

一実施形態によれば、組成物８は、上記の態様で、最初に第１の主面２に配置され、板１に加圧注入される。この後、結合剤９を含む組成物８は、第１の主面２の反対側に位置する第２の主面３に配置される。次に、板１が、上記の態様で、もう一度排液面２２に配置され、板が熱処理を受けるときに、組成物９がもう一度板１に加圧注入される。このようにして、選択した結合剤に応じて、より良好な耐性、および、場合によっては、さらに高い密度を有する板１、または複数の板層１１、１２を含む板要素１０が得られる。そのような板１が、図７ａおよび図７ｂに示されており、以下に図７ａおよび図７ｂについて言及する。結合剤９を含む組成物８の両面塗布によって、さらに多くの結合剤９が板１に加圧注入されている。

図７ａおよび図７ｂに示す種類の板１は、このように結合剤９の分布が不均一である。結合剤９の濃度は、第１の主面２に係わる層または部分１３と、板１の第２の主面３に係わる層または部分１３とでより高くなっている。したがって、結合剤９の濃度は、板の主面２、３の近傍で最も高く、板１の中心近くで最も低い。層または部分１３はそれぞれ連続的に広がっている。

板がＭＤＦ板またはＨＤＦ板である場合、したがって、板１は、結合剤９の濃度が、第２の層または部分１４の結合剤の濃度よりも高い２つの層または部分１３を有する。あるいは、例えば、板が前もって結合剤で処理されていない場合、図５ａおよび図５ｂに関連して上記に説明したように、第２の層１４には結合剤が全くない。

さらなる実施形態によれば、結合剤９を含む組成物８は、第１の板１１の第１の主面２に配置される。結合剤９を含む組成物８は、第１の板１１の第２の主面、または第１の板１１の第２の主面の方を向いているものとされる第２の板１２の主面にも塗布される。第１の板１１は、第２の板１２に配置され、排液ベース部２２に置かれる。この後、上記の態様で、板が熱処理を受けるときに、組成物９が、板１１、１２に加圧注入される。２つの互いに結合された板層１１、１２を含む板要素１０がこうして得られる。そのような板要素１０は、図８ａおよび図８ｂに示されており、以下に図８ａおよび図８ｂについて言及する。１つのステップで、板層１１、１２が結合され、結合剤９を含有する組成物８が板層１１、１２に加圧注入される。

図８ａおよび図８ｂに示す種類の板要素１０は、このように板層１１、１２内の結合剤９の分布が不均一である。このおよび他の実施形態において、不均一な分布とは、単に板層間に配置された接着線だけでなく、実際の板層内に浸透した結合剤の不均一な分布を意味する。結合剤９の濃度は、板１の第１の主面２に係わる層または部分１３と、２つの板要素１１、１２の互いに当接する主面によって画定される境界部分１５に係わる層または部分１３とでより高くなっている。層または部分１３はそれぞれ連続的に広がっている。板要素がＭＤＦ板要素またはＨＤＦ板要素である場合、したがって、板要素１０は、結合剤９の濃度が、２つの第２の層または部分１４の結合剤の濃度よりも高い２つの層または部分１３を有する。あるいは、例えば、板要素１０が前もって結合剤で処理されていない場合、上記に説明したように、第２の層１４内には結合剤が全くない。さらに、当業者ならば、同じプロセス使用して、さらにより多くの板層を含む板要素１１を製造できると分かるであろう。そのような板要素１０は、より多くの結合剤が板要素に浸透しているので、透水に対するさらに高い耐性を有する。

さらなる実施形態によれば、結合剤９を含む組成物８は、第１の板１１の第１の主面２に配置される。第１の板１１は、排液ベース部２２に配置され、組成物８は、第１の板１１に加圧注入される。次いで、結合剤９を含有する組成物８は、第２の板１２の第１の主面２’、および第１の板１１または第２の板１２、あるいは両方の板の第２の主面にも配置される。板１１、１２は、組成物８を支持する面が第２の板の方を向いた状態で重ねて配置される。上記の態様で、板１１、１２は、排液ベース部２２に配置され、組成物８は、板が熱処理を受けるときに板１１、１２に加圧注入される。図９ａおよび図９ｂに示すように、２つの互いに結合された板層１１、１２を含む板要素１０がこうして得られる。

図９ａおよび図９ｂに示す種類の板要素１０は、したがって板層１１、１２内の結合剤９の分布が不均一である。結合剤の濃度は、第１の板層１１の主面２に係わる層または部分１３と、第２の板層１２の主面２’に係わる層または部分１３と、さらには、互いに当接する板層１１、１２によって画定される境界部分１５に係わる層または部分１３とでより高くなっている。層または部分１３はそれぞれ連続的に広がっている。

板要素１０がＭＤＦ板要素１０またはＨＤＦ板要素１０である場合、したがって、板要素１０は、結合剤９の濃度が、２つの第２の層または部分１４内の結合剤の濃度よりも高い３つの層または部分１３を有する。あるいは、例えば、板要素１０が前もって結合剤で処理されていない場合、上記に説明したように、第２の層１４内には結合剤が全くない。異なる方向から板層１１、１２に加圧注入された結合剤９の塗布量によっては、加えられた結合剤を有する層は合流することができる。そのような場合には、処理後に第２の層または部分１４が全くない。板要素１０に加圧注入された結合剤９の濃度のさらなる増加により、板要素１０は、例えば、水の浸透に対する耐性が高まる。

さらに、板要素は、結合剤９の分布が不均一な少なくとも１つの板層、さらには、結合剤９の分布が均一な１つまたは複数の板層および／または結合剤がない１つまたは複数の板層によって形成することができると当業者には分かるであろう。そのような実施形態では、ただ１つの板層が本発明に従って処理される。そのような板要素の一例には、例えば、結合剤の分布が均一な、または結合剤が全くない１つまたは複数の板層に接着で結合された、例えば、図５ａ〜ｂに示すように、結合剤９の分布が不均一な板層によって形成される板要素がある。例えば、ＨＤＦ板、ＭＤＦ板、または本発明に従って処理された他の板は、板要素を形成するために、未処理のＨＤＦ板、ＭＤＦ板、ベニヤ単板、厚板に接着することができる。したがって、板要素は、改良された特性を有する外側部分または層を有する。したがって、基材が異なる、特性が異なる、および厚さが異なる板層を互いに結合して、板要素を形成することができる。

一実施形態によれば、板要素は、ベニヤ単板の板層、および、例えば、ＨＤＦまたはＭＤＦの板層によって形成される。ベニヤ単板の板層の厚さは、ＨＤＦまたはＭＤＦの板層の厚さよりも薄くすることができる。ベニヤ単板の板層は、本発明に従って処理される。ベニヤ単板の板層は、例えば、接着により、下にある、例えば、ＭＤＦまたはＨＤＦの板層に結合される。図８ａ〜ｂを参照して前述のように、１つのステップで、板層が互いに結合され、結合剤９を含有する組成物８が板層に加圧注入されるのが好ましい。そのような実施形態では、結合剤９を含む組成物８は、第１の板、例えば、ベニヤ単板の第１の主面２に配置される。結合剤９を含む組成物８はまた、第１の板の第２の主面、または第１の板の第２の主面の方を向いているものとされる第２の板、例えば、ＭＤＦ板もしくはＨＤＦ板の主面に塗布される。第１の板は第２の板に配置され、排液面２２に置かれる。この後、上記の態様で、板が熱処理を受けるときに、組成物９が板に加圧注入される。ベニヤ単板の表面層とＭＤＦまたはＨＤＦのコア部とを有する板要素などの、２つの互いに結合された板層を含む板要素がこうして得られる。そのような板要素は、例えば、床板として、または家具用途で使用することができる。

一例によれば、結合剤４０％および水６０％を含有する組成物２００ｇをＨＤＦ板に加える。結合剤はフェノールホルムアルデヒドであり、フェノールホルムアルデヒドの濃度はフェノールホルムアルデヒド８０ｇに相当する。ＨＤＦ板は、元の密度が９７０ｋｇ／ｍ^３であり、ＨＤＦ板の主面は大きさが１ｍ^２である。ＨＤＦ板の厚さは４ｍｍである。上記の態様で、フェノールホルムアルデヒド８０ｇを含有する組成物をＨＤＦ板の主面に塗布し、機械圧力３０ＭＰａを３分にわたって加えることで、組成物をＨＤＦ板に加圧注入する。この処理の後、ＨＤＦ板は密度１０５０ｋｇ／ｍ^３を獲得する。

以下の例では、本発明の方法による処理後に、耐水性の向上によりＨＤＦ板の膨張がどのように減るかを示す。厚さ４ｍｍの従来のＨＤＦ板を、水が２０℃の温度を２４時間にわたって維持する水槽内に置く。２４時間後、ＨＤＦ板の膨張量を、ＨＤＦ板の水槽前の厚さに対する水槽後の厚さの比率として測定する。このＨＤＦ板は１６％の膨張度を有する。

上記の方法に従って、結合剤４０％および水６０％を含有する組成物３００ｇ／ｍ^２で４ｍｍ厚のＨＤＦ板を処理した。図５ａおよび図５ｂに示すのとほぼ同じように、第１の主面に置いた組成物でＨＤＦ板を処理した。結合剤の濃度は１ｍ^２当たり１２０ｇの結合剤に相当する。結合剤はフェノールホルムアルデヒドの形態である。処理したＨＤＦ板を、水が２０℃の温度を２４時間にわたって維持する水槽内に置いた。この処理したＨＤＦ板は、２４時間後に上記の態様で測定して膨張が１１％である。

上記の方法に従って、結合剤４０％および水６０％を含有する組成物６００ｇ／ｍ^２で４ｍｍ厚のＨＤＦ板を処理した。図７ａおよび図７ｂに示すのとほぼ同じように、第１および第２の主面に置いた組成物でＨＤＦ板を処理した。結合剤の濃度は１ｍ^２当たり２４０ｇの結合剤に相当する。結合剤はフェノールホルムアルデヒドの形態である。処理したＨＤＦ板を、水が２０℃の温度を２４時間にわたって維持する水槽内に置いた。この処理したＨＤＦ板は、２４時間後に上記の態様で測定して膨張が６％である。

上記の方法に従って、結合剤４０％および水６０％を含有する組成物１２００ｇ／ｍ^２で４ｍｍ厚のＨＤＦ板を処理した。図８ａおよび図８ｂに示すのとほぼ同じように、ＨＤＦ板は、それぞれ２ｍｍの２つの板層を含み、第１の主面と、第１および第２の板層間の境界部とに置いた組成物でＨＤＦ板を処理した。結合剤の濃度は１ｍ^２当たり４８０ｇの結合剤に相当する。結合剤はフェノールホルムアルデヒドの形態である。処理したＨＤＦ板を、水が２０℃の温度を２４時間にわたって維持する水槽内に置いた。この処理したＨＤＦ板は、２４時間後に上記の態様で測定して膨張が２％である。

本発明の主題ではないさらなる態様によれば、特定のタイプの板構成および板材料に対して、排液面またはベース部に板を配置することなく、組成物を板に加圧注入することが可能である。これは、特に、ＭＤＦおよびチップボードなどの低密度板を処理するのに実施可能であり、その理由は、組成物の形態で板に供給される水分が板内に残ることができ、板が膨張できるからである。この場合に、板がそれ自体排液路または排液面として機能する。これはまた、特に、厚さがより厚い板を処理するのに実施可能である。

ＭＤＦなどの木繊維でできた板、チップボード、パーティクルボードを処理するそのような方法は、板を用意するステップと、結合剤を含む組成物を前記板の第１の主面に配置するステップと、、前記板および板に配置された組成物を熱処理するステップと、、組成物を前記板に加圧注入するステップとを含む。板が排液ベース部に配置されるのではなくて、むしろそれ自体排液路として機能することを除いて、上記の説明は、このさらなる態様にも適用可能である。当然ながら、上記の例および実施形態は、限定するための説明とみなすべきではなくて、単に可能な応用例とみなすべきである。

さらに、本発明によれば、２つの板層同士を結合して板要素を形成するために、単に、結合剤を含む組成物を、別の板に支持されるように配置された主面に配置することが可能であるのも当然のことである。この後、上記の態様で板が加圧される。

結果として、多数の修正形態および変形形態が可能であり、したがって、本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲によってのみ定義される。

Claims (9)

1. ＨＤＦ板、ＭＤＦ板、合板、ベニヤ単板、厚板、または板などの木質材料の板（１）を処理する方法において、
   木質材料の板（１）を用意するステップと、
   結合剤（９）を含む組成物（８）を前記板（１）の第１の主面（２）に配置するステップと、
   前記第１の主面（２）の反対側に位置する前記板（１）の第２の主面（３）を排液面（２２）に配置するステップと、
   前記板（１）および前記板（１）に配置された組成物を熱処理するステップと、
   前記組成物（８）を前記板（１）に加圧注入するステップと、
   を含むことを特徴とする方法。
2. 請求項１に記載の方法において、前記結合剤（９）は、フェノールホルムアルデヒド（ＰＦ）、メラミンホルムアルデヒド（ＭＦ）、尿素ホルムアルデヒド（ＵＦ）、またはそれらの組み合わせからなる群から選択されることを特徴とする方法。
3. 請求項１または２に記載の方法において、用意した前記木質材料の板（１）は、ポケットのある組織を有し、前記組成物（８）を前記板（１）に加圧注入する前記ステップは、前記組成物（８）を前記ポケットに加圧注入することを含むことを特徴とする方法。
4. 請求項１乃至３の何れか１項に記載の方法において、前記組成物（８）を前記板（１）に加圧注入する前記ステップは、前記第１の主面（２）に機械圧力を加えることで行われることを特徴とする方法。
5. 請求項１乃至４の何れか１項に記載の方法において、前記組成物（８）を前記板（１）に加圧注入する前記ステップは、前記組成物（８）を前記板（１）の前記第１の主面（２）の表面部分に加圧注入することを含むことを特徴とする方法。
6. 請求項１乃至５の何れか１項に記載の方法において、前記組成物（８）を前記板（１）に加圧注入する前記ステップは、前記組成物（８）を前記板（１）の厚さに実質的に等しい浸透深さまで加圧注入することを含むことを特徴とする方法。
7. 請求項１乃至６の何れか１項に記載の方法において、前記排液面（２２）が鋼製織布を含むことを特徴とする方法。
8. 請求項１乃至７の何れか１項に記載の方法において、前記第１の主面（２）に配置された前記組成物（８）を前記板（１）に加圧注入した後に、前記結合剤（９）を含む前記組成物（８）を前記板（１）の第２の主面（３）にも配置するステップと、前記板（１）の第１の主面（２）を排液面（２２）に配置するステップと、前記板（１）および前記第２の主面（３）に配置された組成物を熱処理するステップと、前記第２の主面（３）に配置された前記組成物（８）を前記板（１）に加圧注入するステップとをさらに含むことを特徴とする方法。
9. 請求項１乃至７の何れか１項に記載の方法において、
   木質材料の第２の板（１２）を用意するステップと、
   前記結合剤（９）を含む前記組成物（８）を、前記板（１）の前記第２の主面（３）または前記第２の板（１２）の第１の主面にも配置するステップであって、前記第２の板（１２）の第１の主面は、前記板（１）の前記第２の主面（３）の方を向いているものとされる、ステップと、
   前記第２の板（１２）に前記板（１）を配置するステップと、
   前記第２の板（１２）の第２の主面を前記排液面（２２）に配置するステップとをさらに含むことを特徴とする方法。

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