JPH04122638A - 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】 〈産業上の利用分野〉 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、ＩｊＢ）と呼
ばれる木質板は、建築用及び家具用部本として多種多様
な用途に用いられているが、こオらは一定の繊維方向を
有するため、水分の吸放Ｈ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
、表往塗装、紙貼り等の加工の際にシーラー処理、目且
処理等の下地処理を施す必要がある等の問題点４有して
いた。

上記木質板に比べ、木繊維に接着剤を添加湿舌して成形
される木質繊維板は木繊維の方向性カルく、水分の吸放
出による膨張収縮が各方向におＣて均一であって、寸法
安定性に優れている。日オニ業規格によればこの木質繊
維板は比重によって軟質繊維板、中質繊維板、硬質繊維
板の３種にす別される。これら各種の繊維板は比重差に
よって性質や強度が異なるものであって、夫々異なる注
途に用いられている。すなわち軟質繊維板は主として建
築用の天井、下地材、畳床等に、中質繊維板は主として
建材用及び家具用部材に、また硬質繊維板は主として外
装材、自動車内装部材に、夫々用いられている。

ところで、木質繊維板を製造するに用いられる木質繊維
には針葉樹材を解繊して得られる針葉樹繊維と広葉樹材
を解繊して得られる広葉樹繊維とがあり、これによって
木質繊維板は針葉樹繊維板と広葉樹繊維板とに分類する
ことができる。針葉樹繊維は細く長く白色系であるの対
し、広葉樹繊維は安価な広葉樹材から得られるものの繊
維が粗（色調が褐色系に近いものである。このため、針
葉樹繊維板は表面が平滑で白色系となり、その後の表面
化粧処理、例えば塗装や突板、化粧紙等の接着を円滑に
行うことができる。一方、広葉樹繊維板はその表面に粗
い木質繊維に起因する微細な凹凸が生じ、また褐色系の
色調が表面に現出されるため、表面化粧処理が困難であ
る。また、針葉樹繊維板は細長い繊維同士が強く絡み合
うため、同一の熱圧条件で圧締した場合には、広葉樹繊
維板よりも比重が高く、圧縮強度及び曲げ強度の大きな
ものが得られる。

く課題を解決するための手段〉 本発明は上記した従来の木質板の有する問題点に鑑み、
また上記したような針葉樹繊維板と広葉樹繊維板の相違
点に着目して、鋭意研究を重ねた結果創案されたもので
ある。

即ち本発明は、広葉樹繊維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
理された針葉樹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。広葉樹層としては、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、広葉樹鋤址ｌ−
悼芙預１ん送加１て存５虚六飴スナ苺尉地址）、。

ト層の表面または表裏面に、針葉樹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
、かくし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
ある針葉樹繊維に接着剤を添加して形成される針葉樹繊
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
理された針葉樹繊維層１ａ、ｌｂを配し、表裏の針葉樹
繊維層１ａ、ｌｂの間に広葉樹繊維層２を配して積層一
体止されている。

針葉樹繊維層１ａ、ｌｂは、例えば松、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、該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帆押ｊ、百ｌ−拳の繍杓Ａ山
乃７に／ｌ→蜘り項由鴎而及び／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針葉樹繊維から
構成される。

広葉樹繊維層２は、ラワン、ポプラ、カポール、栗等の
広葉樹材を原料として常法に従って解繊して得られた木
質繊維を用い、必要に応じて針葉樹材の木質繊維と同様
の方法でアセチル化処理及び／又は不燃化処理した広葉
樹繊維から構成される。

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。針葉樹繊維マット製造ラインと広葉樹
繊維マット製造ラインとにより夫々接着剤の添加された
針葉樹繊維と広葉樹繊維とを製造し、表面及び裏面に針
葉樹繊維マットが配されると共に表裏の針葉樹繊維マッ
トの間に広葉樹繊維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。

■針葉樹繊維マット製造ライン 例えば松、杉、栂、桧等の針葉樹材の原木、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
て解繊して針葉樹繊維を得る。この針葉樹繊維は長さが
１〜３０ｍｍ、太さが直径２〜３００μ程度のものが大
半を占める。この針葉樹繊維は、木材の細胞や導管孔か
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。

得られた針葉樹繊維を乾燥装置に投じてその含水率が２
０％以下、好ましくは１０％以下となるまで乾燥した後
、該針葉樹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、針葉樹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、１
００〜１５０℃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針葉樹繊維を、次いてそ
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、更に針葉樹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、針葉樹繊維を水溶性無
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。また針葉樹繊
維を乾燥することなく高含水率状態として、或は−旦乾
燥した後に水または温水に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、ＭｇＣｌ２．ＭｇＢｒ２゜Ｍ
ｇＳ　Ｏ４・Ｈ２０、Ｍｇ（Ｎ　Ｏ３）２”　６　Ｈ２
０，ＡＩＣ１３ＡＩＢｒ＊、Ａｘ９（ＳＯ４）ｔ、Ａｌ
（ＮＯ３：ｈ”９Ｈ７ｏ。

ＣａＣＪ’２．ＣａＢｒ２．Ｃａ（ＮＯ３）２．ＺｎＣ
６゜ＢａＢｒ２．ＢａＣ／２・２Ｈ２０，Ｂａ（ＮＯ３
）ｚ等の水溶液が例示される。針葉樹繊維を第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
より針葉樹繊維の細胞孔内にまで入り込む。

次いて余剰分の第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ンヤワ、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
ることによって針葉樹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。また針葉樹繊維に付着又
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。

次いで、第１液と反応して水不溶性の不燃性無機化合物
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針葉樹繊維に添加混合
し或は浸漬せしめることによって、該第２液を針葉樹繊
維に含浸させる。第１液の場合と同極に一減圧又は加圧
処理によって針葉樹繊維に対する第２液の含浸を促進せ
しめることができる。第２液としては、Ｎａ２　ＣＯ３
Ｈ２ＳＯ４，（ＮＨ４）２ＣＯ３，Ｎａ２Ｓ０４（ＮＨ
４）２ＳＯ４，Ｈ２ＰＯ４，Ｎａ２ＨＰｏ４゜（ＮＨ４
）２ＨＰＯ４，Ｈ３ＢＯ３，ＮａＢＯ２Ｎ　Ｈａ　Ｂ　
Ｏ２等が例示される。第２液を塗布ないし浸漬すること
により針葉樹繊維の細胞孔内に該第２液が拡散含浸され
、針葉樹繊維中で第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、針葉樹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針葉樹繊維外周部に
も付着或は固着される。これにより、針葉樹繊維表面に
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
形て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、針葉樹繊維に対して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°Ｃ以上更以上型しくは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
としてこれに針葉樹繊維を浸漬せしめ、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、針葉樹繊
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
針葉樹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
れるものと同種又は異種の不燃性無機化合物を混入させ
て用いると、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、エポキシ樹接着剤或はそ
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針葉樹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１
５〜２０ｍ／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。

この熱風搬送で針葉樹繊維の含水率は６〜１５％程度と
される。

乾燥された針葉樹繊維はフォーミング装置３ａ及び３ｂ
（第３図）に搬送される。

■広葉樹繊維マット製造ライン 原料にラワン、カポール、ポプラ、栗等の広葉樹材を用
いる他は、上記した針葉樹繊維マット製造ラインと同様
にして処理する。アセチル化処理及び／又は不燃化処理
は、広葉樹繊維については必要に応じて行われる。乾燥
後、広葉樹繊維はフォーミング装置４（第３図）に搬送
される。

■フォーミングー熱圧締 各製造ラインによりフォーミング装置３ａ、３第３図に
示すようにしてコンヘア５上に堆積され、表裏層が針葉
樹繊維マット層１ａ、１ｂから成り中心が広葉樹繊維マ
ット層２から成る３層マット１０とされる。この３層マ
ント１０を切断機６により適当なサイスに切断した後、
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
不燃化処理された針葉樹繊維から針葉樹繊維板を製造し
、必要に応じて同様にアセチル化及び／又は不燃化処理
された広葉樹繊維から広葉樹繊維板を製造し、表面又は
表裏面に針葉樹繊維板が配置されるようにしてこれら針
葉樹繊維板と広葉樹繊維板とを尿素樹脂系、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。

上記した方法によって針葉樹繊維板と広葉樹繊維板とを
接着一体止して得られる複合板において、これら針葉樹
繊維板及び広葉樹繊維板は、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）、０４〜０８（中質繊維板）及び０８以上
（硬質繊維板）まで任意に選択することができる。従っ
て、例えば表裏の針葉樹繊維層１ａ、１ｂとして比重０
８以上の硬質針葉樹繊維板を用い、中間の広葉樹繊維層
２として比重０．　４〜０８の中質広葉樹繊維板を選択
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針葉樹繊維層
１ａの圧縮強度及び裏面側の針葉樹繊維層１ｂの引っ張
り強度、更に針葉樹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
板は針葉樹繊維層及び広葉樹繊維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。

〈作用〉 複合板の基板として比較的安価な広葉樹繊維層が設けら
れ、その表面または表裏両面には高強度で表面が平滑で
且つ白色系である針葉樹繊維層が設けられる。針葉樹繊
維層はその針葉樹繊維が予めアセチル化処理されている
ため、寸法安定性に優れ、針葉樹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、また不燃化処
理されているため、複合板の防火性能を向上させる。

〈実施例〉 ■針葉樹繊維の処理 ランアータパインのチップを１６０℃、７　ｋｇ／ｃ冒
２で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ター式リファイナーで解繊し、得ら
れた針葉樹繊維を乾燥した。

この針葉樹繊維を無水酢酸に浸漬し、１２０°Ｃ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針葉樹繊維を得た。こ
の際アセチル化による重量増加率は１７％であった。

このアセチル化処理された針葉樹繊維を塩化バリウム３
０％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。この針葉
樹繊維をブレンタ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、該針葉樹繊維の細胞孔等の
孔内又は針葉樹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針葉樹繊維の重量増
加率は４０％であった。

不燃化処理された針葉樹繊維をブレンターに投入し、該
ブレンダー内において針葉樹繊維量に対して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。

■広葉樹繊維の処理 ラワンのチップを１６０℃、７　ｋｇ／ｃｍ２で５分間
煮沸して脱脂軟化処理した。このチップをデフアイブレ
ーター式リファイナーで解繊し、得られた広葉樹繊維を
乾燥した。

この広葉樹繊維を針葉樹繊維と同様にしてアセチル化処
理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広葉樹繊維量に対し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。

■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の針葉樹繊維のフォーミング装置、広葉樹繊維
のフォーミング装置、第２の針葉樹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針葉樹繊維
及び広葉樹繊維を落下させ、表面側から針葉樹繊維／広
葉樹繊維／針葉樹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
、表裏の針葉樹繊維層が各々５　Ｍｌｌ、中心の広葉樹
繊維層が１３肩肩、全体厚み２３肩真、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０６であり、複合板全体としての比重は０
６であった。

〈発明の効果〉 本発明による複合板は、安価な広葉樹材より製造される
広葉樹繊維層を基板とし、その片面又は両面に平滑で白
色系の表面を有し且つ圧縮強度及び曲げ強度共に優れた
針葉樹繊維層が設けられているので、表面化粧性が良好
であり、軽量で高強度の複合板が安価に得られる。本発
明の複合板は一定の繊維方向を持たないため、従来の複
合板における水分や湿気の吸放出に伴う膨張収縮等の問
題を解決することがてきる。

更に表面に設けられる針葉樹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、針葉樹
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
制されると共に、不燃化処理されているので、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
れがなく、従って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
。

広葉樹繊維層中の本削片を同様にアセチル化及び不燃化
処理することにより、更に寸法安定性及び防火性能を向
上させることができる。

基板としての広葉樹繊維層及び表面または表裏面の針葉
樹繊維層として、夫々予め製造した広葉樹繊維板及び針
葉樹繊維板を用い、これらを積層接着して得られる複合
板は、その製造工程において夫々の繊維板の比重及び厚
さを任意に調整することができ、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、針葉樹繊維と広葉樹繊維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た後熱圧成形す
る方法により製造される複合板は、針葉樹繊維層と広葉
樹繊維層の夫々における繊維同士の結合（絡み合い）に
加え、針葉樹繊維と広葉樹繊維との結合が生じ、針葉樹
繊維層と広葉樹繊維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
のング機から落下させる針葉樹繊維及び広葉樹繊維の量
を調整することにより、針葉樹繊維層及び広葉樹繊維層
の厚さを自在に調整することができる。

【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・・・針葉樹繊維層　２・・・広葉樹繊維層
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）広葉樹繊維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て不燃化処理された針葉
   樹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針
   葉樹繊維層を表裏面に配し、表裏の該針葉樹繊維層間に
   広葉樹繊維層を配して成ることを特徴とする複合板。
3. （３）上記広葉樹繊維層が、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広葉樹繊維層であ
   ることを特徴とする、請求項１又は２記載の複合板。
4. （４）広葉樹繊維に接着剤を添加して形成される広葉樹
   繊維マット層の表面または表裏面に、針葉樹材を解繊し
   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、かくし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
   たものである針葉樹繊維に接着剤を添加して形成される
   針葉樹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。