JPH04122637A - 複合板及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は建材用又は家具用部材として用いられる複合板
及びその製造方法に関する。

〈従来技術及びその課題〉 一般に挽材、合板、単板積層板（ＬＶＬ、ＬＶＢ）と呼
ばれる木質板は、建築用及び家具用部材として多種多様
な用途に用いられているが、これらは一定の繊維方向を
有するため、水分の吸放出に伴って膨張収縮が発生し、
特に繊維方向に対して垂直の方向への膨張率が大きく、
寸法安定性に欠ける。更に表面に導管孔が存在するため
、表面塗装、紙貼り等の加工の際にシーラー処理、目止
処理等の下地処理を施す必要がある等の問題点を有して
いた。

また、最近良質水の枯渇によりこのような木質板は価格
上昇傾向にあり、そのために、木材小片を接着して成る
木削片板が安価で且つ資源の有効利用に適合した材料で
あるとして注目されるに至っている。

しかしながら、本削片板は本削片を接着して得られるも
のであるため表面が非常に粗く、表面へのｆヒ粧が困難
であるっ一般には、厚い］ヒ粧ノート状物を貼着して表
面化粧を１〒う必要があり、高価なものとなってしまう
っまた表面剥離強度が低く、個々に繊維方向を持った木
削片の集合であるために水分の吸放出による膨張収縮が
著しく、化粧目的で表面に貼着した化粧ンート状物の剥
離やクラックが発生し易い。更には、化粧シート状物の
貼着に際して尿素樹脂及びフェノール樹脂等の接着剤を
多量に用いるためホルマリン臭が強く残り、家具等に用
いた場合このホルマリン臭が家具内にこもる等の問題を
有していた。

このような木削片板を改良したものとして、表層の木削
片は精で薄（、中心層の本削片は粗なものから構成され
た所謂３層ポートが知られている。

この３層ホードは単層の木削片板に比べた場合、表面に
ある程度の平滑性が与えられ、曲げ強度の改善にも寄与
することができるが、依然として前記した木削片板の有
する根本的な欠点を解消することはできない。更に、表
層の平滑性を高めるために表層部における木削片を短く
　（細か（）薄いものにすると、木削片同士の絡み合い
による結合力が小さくなり、同様の曲げ強さを維持する
ためには多量の接着剤を必要とする等の問題点を有して
いた。

〈課題を解決するための手段〉 本発明はこのような現状に鑑みて本削片板における上記
問題点を解消することを目的として鋭意工夫の末に創案
されたものである。

即ち本発明は、木削片層の表面または表裏両面に、木質
繊維中に存在する水酸基をアセチル基と置換すべくアセ
チル化処理されると共に該木質繊維の細胞孔内及び／又
は細胞孔内壁面及び／又は該木質繊維の外周部に不燃性
無機化合物が充填又は付着或は固着されて不燃化処理さ
れた木質繊維層が積層されて成ることを特徴とする複合
板である。木削片層として、同様にアセチル化処理され
ると共に不燃化処理されたものを用いても良い。

また本発明による複合板の製造方法は、木材を切削して
得られる本削片に接着剤を添加して形成繊して得られる
木質繊維を酢酸無水物反応液中に浸漬しつつ加熱反応さ
せて該木質繊維中の水酸基をアセチル基と置換せしめる
ことによってアセチル化処理された木質繊維の細胞孔内
及び／又は細胞孔内壁面及び／又は該木質繊維の外周部
に不燃性無機化合物が充填又は付着或は固着されたもの
である該木質繊維に接着剤を添加して形成される木質繊
維マット層が配されるように積層した後、圧締して接着
一体成形することを特徴とする。

本発明による複合板は、例えば第１図に示す構成であり
、表面及び裏面にアセチル化処理されると共に不燃化処
理された木質繊維層、１−ａ、１ｂを配し、表裏の木質
繊維層１ａ、１ｂの間に木削片層２を配して積層一体止
されている。

木質繊維層１ａ、１ｂは、例えばラワン、カポール、栗
、ポプラ等の広葉樹材又は松、杉、桧等の針葉樹材をチ
ップにした後、常法に従って解繊して得られた木質繊維
を、その木質繊維中に存在する水酸基をアセチル基と置
換すべくアセチル化内壁面及び／又は該木質繊維の外周
部に不燃性無機化合物を充填又は１寸着或は固着せしめ
ることによって不燃化処理して得られる木質繊維から構
成される。

木削片層２は、小径木、製材廃材、原木むき芯、廃材チ
ップ等を原料として切削及び破砕した木削片を用い、必
要に応じて木質繊維と同様の方法でアセチル化及び／又
は不燃化処理された本削片から構成される。

本発明の複合板の製造方法について以下、第２図を参照
しながら説明する。アセチル化処理及び不燃化処理され
た木質繊維マットを製造するラインと、必要に応じて同
様にアセチル化及び不燃化処理された木削片マットを製
造するラインとにより夫々製造された木質繊維マット及
び本削片マットを、表裏の木質繊維層マットの間に木削
片層マットが配されるよう積層した後、圧締して接着一
体成形することにより、本発明の複合板が製造される。

以下各工程について詳述する。

■木質繊維マット製造ライン 例えば松、杉、栂、絵等の針葉樹材又はラワン、カポー
ル、アビトン、クルイン、栗、ポプラ、ヤナギ等の広葉
樹材の原木、剥心、廃材等の一種又は複数種を木材チッ
プとし、これを高温高圧蒸気下で蒸煮して脱脂軟化処理
した後、解繊装置によって解繊して木質繊維を得る。こ
の木質繊維は長さが１〜３０ｍｍ、太さが直径２〜３０
０μ程度のものが大半を占める。この木質繊維は、木材
の細胞や導管孔或は仮導管孔から成る細胞孔が数本ない
し数十水束になった形をしており、繊維外周部の細胞壁
は引き裂かれたり割れ目を生じたりしていることが多い
ため、湿気や水分を多く吸収する。

また木質繊維として、サトウキヒ、トウモロコシの茎、
ヤシ殻等をチップとした後これを解繊して得られるハヤ
スを代用することもてきる。

得られた木質繊維を乾燥装置に投じてその含水率が７〜
１５％程度となるように調整する。

この乾燥された木質繊維を、その木質繊維中に存在する
水酸基をアセチル基と置換すべくアセチル化処理する。

このアセチル化処理は、木質繊維を無触媒下であるいは
触媒として例えば酢酸ナトリウムや酢酸カリウム等の酢
酸金属塩水溶液を含浸させて乾燥した後、無水酢酸、無
水クロル酢酸等の酢酸無水物反応液槽中に浸漬し、１０
０〜１５０°Ｃにて数分〜数時間加熱反応させることに
よって行われる。反応終了後過剰の反応液を除去し、洗
浄し乾燥する。

かくしてアセチル化処理された木質繊維を次いで、木質
繊維の細胞孔、導管孔等の空隙部に不燃性無機化合物を
充填させ、或は細胞孔内壁に沿って層状に該不燃性無機
化合物を固着又は付着させ、更に木質繊維の外周部にも
該不燃性無機化合物を固着又は付着させることによって
、不燃化処理を行う。この不燃化処理は例えば下記工程
によって行うことができる。即ち、木質繊維を水溶性無
機塩の水溶液（以下「第１液」と称す）中に十分に浸漬
させて含浸させる。この際、減圧又は加圧を加えて含浸
処理を強制的に促進させると有効である。また木質繊維
を乾燥することなく高含水率状憾Ｌｌ−−１斗　ロ騎凪
ＩＪ−５弘？（ル士す−Ｉ→旧＋ｌ−浸漬して吸水させ
これを飽水状態とした後に、第１液中に浸漬させて拡散
含浸させても良い。第１液としては、Ｍｇ（Ｊ’２．Ｍ
ｇＢｒ、ＭｇＳＯ４・Ｈ２ＯＭｇ（ＮＯ３）２’６Ｈ２
０，Ａｌｃ１３．ＡｌＢｒ３゜Ａ／ｚ（Ｓ　０４）３．
　Ａ／（ＮＯ３）３・９　Ｈ２Ｏ，ＣａＣｌ２ＣａＢｒ
２．　Ｃａ（ＮＯ３）２．　　Ｚｎ（Ｊ！２．　　Ｂａ
Ｂｒ２ＢａＣｌ２”２Ｈ２０，Ｂａ（ＮＯ３）２等の水
溶液が例示される。木質繊維を第１液に浸漬含浸するこ
とによって溶質の無機塩のイオンが拡散により木質繊維
の細胞孔内にまで入り込む。

次いで余剰分の第１液を除去するために脱液処理を行う
。脱液処理は例えば遠心脱液或はジャワ、どぶ漬けの水
洗い等の手段によって行われ、余剰分の第１液を除去す
ることによって木質繊維表面において不燃性無機化合物
が過剰に生成されることを抑制し、次に含浸される水溶
液の拡散含浸を良好にする。また木質繊維に付着又は固
着されない遊離状態で不燃性無機化合物が生成されるこ
とを防止する。

々１．ｖ？’　　笛１彼μＦ内１て＋Ｔ佼妊のス檄朴儒
機化合物を生成するような化合物液（以下「第２液」と
称す）をブレンダー、スプレー等を用いて木質繊維に添
加混合し或は浸漬せしめることによって、該第２液を木
質繊維に含浸させる。第１液の場合と同様に、減圧又は
加圧処理によって木質繊維に対する第２液の含浸を促道
せしめることができる。第２液としては、Ｎａ２ＣＯ３
，Ｈ２Ｓ　Ｏ４（ＮＨ４）２ＣＯ３，Ｎａ２ＳＯ４，（
ＮＨ４）２ＳＯ４゜Ｈ，、ＰＯ４，Ｎａ、、ＨＰＯ，、
（ＮＨ４）２８ＰＯ４Ｈ３ＢＯ３，ＮａＢＯ２，ＮＨ４
ＢＯ２等が例示される。

第２液を塗布ないし浸漬することにより木質繊維の細胞
孔内に該第２液が拡散含浸され、木質繊維中で第１液と
第２液とが反応し、不燃性無機化合物が生成される。生
成される不燃性無機化合物としては、リン酸マグネシウ
ム、リン酸カルシウムリン酸バリウム、リン酸アルミニ
ウム、ホウ酸マグネシウム、炭酸マグネシウム、炭酸カ
ルシウム。

リン酸亜鉛、炭酸バリウム、硝酸カルシウム、硝酸バリ
ウム等のカルシウム化合物、マグネシウム化合物、アル
ミニウム化合物、バリウム化合物、鉛化合物、亜鉛化合
物、ケイ酸化合物等が例示される。例えば第１液として
塩化バリウムを用い、第２液としてリン酸水素アンモニ
ウムを用いて反応させると、バリウムのカチオンとリン
酸のアニオンとが反応して、リン酸バリウムとリン酸水
素バリウムとが生成される。

反応終了後、遠心脱液或はシャワー、どぶ漬は等による
水洗い等の手段によって脱液処理して余剰分の第２液を
除去する。第２液の浸漬処理及び脱液処理は必要に応じ
て複数回反復して行っても良い。脱液処理後、乾燥して
その含水率を２５％以下、好ましくは７〜１５％とする
。この不燃性無機化合物は水不溶性であるため、乾燥後
において、木質繊維の細胞孔内又は細胞孔内壁面に充填
ないし付着或は固着されると共に木質繊維外周部にも付
着或は固着される。これにより、木質繊維表面に現出さ
れる空隙孔や割れ目を閉塞ないし充填するような形で不
燃性無機化合物が存在することとなる。

不燃性無機化合物は、木質繊維に対して３３重量％以上
の割合で混入されることが好ましく、これ以下では十分
な防火性能が得られない。また第１液と第２液との反応
効率を高めるために、第２液の添加混合は加熱雰囲気下
、特に４０℃以上更に好ましくは５０℃以上の温度で行
うことが好ましい。また第１液と第２液を温水状態とし
てこれに木質繊維を浸漬せしめ、あるいは第１液及び第
２液の浸漬時に超音波やバイブレータ等によって電気的
或は機械的振動を与えるようにすると、木質繊維中への
処理液の拡散並びに反応が良好に行われる。なお第１液
と第２液とによる処理順序は問わず、先に第２液による
処理を行っても勿論良い。

かくしてアセチル化処理されると共に不燃化処理された
木質繊維を混合装置に投入して、接着剤を添加し付着せ
しめる。混合装置においては必要に応じて発水剤、減煙
剤等任意添加剤を同時に混合することができる。また接
着剤に、上記第１液及び第２液の反応によって生成され
るものと同種と、更に防火性能を向上させることができ
る。接着剤としては尿素樹脂系接着剤、フェノール樹脂
系接着剤、メラミン樹脂系接着剤、エポキン樹脂系接着
剤、イソシアネート・酢酸ビニル樹脂系接着剤或はそれ
らの変性樹脂等の合成樹脂接着剤が好適に用いられる。

接着剤を付着された木質繊維を熱風ダクト中に投入し、
風送搬送しながら乾燥する。この際の風送速度は約１５
〜２０ｍ／秒であるが、木質繊維の比重、送り量、前後
の工程の処理能力等によって広範囲に調整され得る。こ
の熱風搬送で木質繊維の含水率は６〜１５％程度とされ
る。

乾燥された木質繊維はフォーミング装置３ａ及び３ｂ（
第３図）に搬送される。

■木削片マット製造ライン 小径木、製材廃材、原木むき芯、廃材チップ等を原料と
し、これを切削及び破砕更に必要に応じて二次破砕する
ことによって木材小片を得る。得られた木材小片を選別
して均一な大きさと形状に得られた木削片に、必要に応
じて木質繊維に対して行ったと同様の方法によりアセチ
ル化処理及び不燃化処理を施した後、接着剤を添加混合
するっこの開用いる接着剤は木質繊維に添加混合したも
のと同様のものであって良い。接着剤を付着された本削
片は、必要に応じて乾燥した後、フォーミング装置４（
第３図）に搬送される。

■フォーミンクー熱圧締 各製造ラインによりフォーミング装置３ａ、３ｂ、　　
４に搬送された木質繊維及び木削片は、第３図に示すよ
うにしてコンベア５上に堆積され、表裏層が木質繊維層
１ａ、１ｂから成り中心が木削片層２から成る３層マッ
ト１０とされる。この３層マット１０を切断機６により
適当なサイズに切断した後、コンベア７にてホットプレ
ス機８に送り、熱圧締されて本発明の複合板が製造され
る。

また、本発明の複合板は、上記要領にてアセチル化及び
不燃化処理された木質繊維から木質繊維板を製造し、必
要に応じて同様にアセチル化及び不燃化処理された本削
片から木削片板を製造し、少なくとも表面又は表裏面に
木質繊維板が配置されるようにしてこれら木質繊維板と
木削片板とを尿素樹脂系、フェノール樹脂系又は水性ビ
ニルウレタン系接着剤を介して積層した後、ホットプレ
スにより圧締接着して製造することもてきる。

木質繊維板と本削片板とを接着一体止して得られる複合
板において、木質繊維層は、製造工程における熱圧の温
度、圧力及び時間の調整によってその比重を０４以下（
軟質繊維板）、０４〜０．８（中質繊維板）及び０．　
８以上（硬質繊維板）まで任意に選択することができる
。同様に、木削片層においても、製造工程中の熱圧の温
度、圧力及び時間の調整によってその比重を０．３前後
（軽量木削片板）、０．４〜０．８（中庸木削片板）及
び０８〜１．０５（硬質木削片板）まで任意に選択する
ことができる。従って、例えば表裏の木質繊維層１ａ、
Ｉｂとして比重０８Ｊ：）。

上の硬質繊維板を用い、中間の木削片層２として比重０
，４〜０．８の中庸木削片板を選択して、これらを積層
一体成形して複合板とすると、表面に外力が加わった際
、表面側の比重の高い木質繊維層１ａの圧縮強度及び裏
面側の木質繊維層１ｂの引っ張り強度、更に木質繊維層
による拘束力が相俟って、優れた曲げヤング率（剛性）
を示し、軽量で且つ強度の大きな複合板が得られる。こ
のように、本発明による複合板は木質繊維層及び木削片
層の比重を自由に選択し更にそれらの厚さを調整するこ
とにより、用途に応じて要求される強度と重量とを有す
る複合板とすることができる。

〈実施例〉 ■木質繊維の処理 ラジアータパインのチップを１６０℃、７ｋｇ／ｃ１２
て５分間煮沸して脱脂、軟化処理を行った。このチップ
をデフアイブレーク−式リファイナーで解繊し、得られ
た木質繊維を乾燥した。

この木質繊維を無水酢酸に浸漬し、１２０℃にて１時間
加熱反応を行った。反応終了後、過剰の反応液を除去し
、直ちに洗浄機に投入して水洗し、乾燥させることによ
って、アセチル化処理された木質繊維を得た。この際、
アセチル化によ名重量増加率は１７％であった。

更にこのアセチル化処理された木質繊維を塩化バリウム
３０％水溶液に１０分間浸漬し、拡散処理した後脱液し
た。これを熱風乾燥して含水率７％に調整した。この木
質繊維をブレンダー装置に投入してリン酸アンモニウム
４０％水溶液を添加混合し、該木質繊維の細胞孔等の孔
内又は木質繊維外周部に水不溶性のリン酸バリウムとリ
ン酸水素バリウムとから成る不燃性無機化合物を生成さ
せた後、脱液、水洗し、熱風乾燥により含水率６％に調
整した。この不燃化処理による木質繊維の重量増加率は
４０％であった。

アセチル化及び不燃化処理された木質繊維をブレンダー
に投入し、該ブレンダー内において木質繊維量に対して
４％のワックスサイズ剤及び１０％のフェノール樹脂接
着剤を添加混合した後、フォーミング装置に搬送した。

■木削片の処理 ラジアータパイン原木及び廃材をフレーカ−に投入して
フレーク状の木削片を得た。この木削片を乾燥した後、
仕分けして適性フレーク状木削片を得た。この木削片を
木質繊維に対すると同様にしてアセチル化及び不燃化処
理した後、連続式ミキサーに投入し、該ミキサー内にお
いて本削片量に対し１％のワックスサイズ剤及び８％の
フェノール樹脂接着剤を添加混合した後、フォーミング
装置に搬送した。

■マット形成、熱圧締 スクリーンコンベア上に、コンベアの搬送方向下流側か
ら、第１の木質繊維のフォーミング装置、本削片のフォ
ーミング装置、第２の木質繊維のフォーミング装置の順
に設置し、スクリーンコンベア上に木質繊維及び木削片
を落下させ、表面側から木質繊維／木削片／木質繊維の
順に堆積された連続状３層マットを形成した。

このマットをその幅、長さを所定寸法に切断した後、ホ
ットプレスに投入して２００°Ｃにて５分間熱圧成形し
、表裏の木質繊維層が各々５ｍｍ、中心の木削片層が１
５１Ｍ、全体厚み２５１Ｎ、３′×６′サイズの複合板
を得た。

なお得られた複合板中の木質繊維層の比重は０７、木削
片層の比重は０５てあり、複合板全体としての比重は０
６てあった。

〈発明の効果〉 本発明による複合板は、軽量で安価な本削片を用い、木
削片層の片面又は両面に木質繊維層が設けられているの
で、表面平滑であって良好な化粧性が得られ、塩化ビニ
ルシート、突板、化粧紙等のシート状化粧材の表面貼り
加工、プレス成形等によるオーバーレイ加工、表面塗装
加工等を円滑かつ容易に行うことができる。また表面剥
離強度に優れ、本削片板の有する吸水、吸湿に伴う膨張
収縮等の問題を解決することができる。

更に木質繊維層中の木質繊維がアセチル化処理されてい
るので、寸法安定性に優れ、木質繊維層中への水分吸収
及び乾燥に伴う板の膨張収縮が抑制され、同時に、不燃
化処理されることによって、熱により劣化ないし炭化す
ることがなく、長期的にも発火する恐れがないため、厨
房等の火を用いる場所においても広く建築材料或は家具
／建築部材として好適に用いられる。木削片層中の木削
片を同様に不燃化処理することにより、更に防火性能を
向上させることができる。

本発明の複合板の製造方法において、予め製造した木質
繊維板及び木削片板を積層接着して複合板とする場合に
は、各々の製造工程において各々の板の比重及び厚さを
任意に調整することができるため、用途に応じた重量及
び強度を有する複合板を容易に得ることができる。

また、木質繊維と木削片とに夫々接着剤を添加し、フォ
ーミングして積層マットを形成し、熱圧成形する方法に
より製造される複合板は、木質繊維同士の結合（絡み合
い）に加え、木質繊維と木削片との結合が生じ、木質繊
維層と木削片層とが同時に一枚の板として製造されるも
のであるから、各層の接合強度の非常に大きなものが得
られる。

更にマットを形成する際のフォーミング機から落下させ
る木質繊維及び木削片の量を調整することにより、木質
繊維層及び木削片層の厚さを自在に調整すス、−人か１
缶不一

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による複合板の構成を示す斜視図、第２
図は本発明による複合板の製造方法を示す工程図、第３
図は第２図中のフォーミング以降の工程を行うための設
備の一例を概略的に示す側面図である。 符号の説明 ｌａ、ｌｂ・・・木質繊維層　２・・・木削片層　３ａ
。 ３ｂ、４・・・フォーミング装置　８・・・ホットプレ
ス機　１０・・・３層マット

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）木削片層の少なくとも表面に、木質繊維中に存在
   する水酸基をアセチル基と置換すべくアセチル化処理さ
   れると共に該木質繊維の細胞孔内及び／又は細胞孔内壁
   面及び／又は該木質繊維の外周部に不燃性無機化合物が
   充填又は付着或は固着された木質繊維層が積層されて成
   ることを特徴とする複合板。
2. （２）木質繊維中に存在する水酸基をアセチル基と置換
   すべくアセチル化処理されると共に該木質繊維の細胞孔
   内及び／又は細胞孔内壁面及び／又は該木質繊維の外周
   部に不燃性無機化合物が充填又は付着或は固着された木
   質繊維層を表裏面に配し、表裏の該木質繊維層間に木削
   片層を配して成ることを特徴とする複合板。
3. （３）上記木削片層が、木質繊維中に存在する水酸基を
   アセチル基と置換すべくアセチル化処理されると共に、
   該木質繊維の細胞孔内及び／又は細胞孔内壁面及び／又
   は該木質繊維の外周部に不燃性無機化合物が充填又は付
   着或は固着されて不燃化処理された木削片層であること
   を特徴とする、請求項１又は２記載の複合板。
4. （４）木材を切削して得られる木削片に接着剤を添加し
   て形成される木削片層の表面または表裏面に、木材を解
   繊して得られる木質繊維を酢酸無水物反応液中に浸漬し
   つつ加熱反応させて該木質繊維中の水酸基をアセチル基
   と置換せしめることによってアセチル化処理された木質
   繊維の細胞孔内及び／又は細胞孔内壁面及び／又は該木
   質繊維の外周部に不燃性無機化合物が充填又は付着或は
   固着されたものである該木質繊維に接着剤を添加して形
   成される木質繊維マット層が配されるように積層した後
   、圧締して接着一体成形することを特徴とする、複合板
   の製造方法。