(57)【要約】【課題】軽量で、水により膨潤せず、植物茎の質感と意匠性に富んだ積層材を得る。【解決手段】複数の植物茎を互いに平行に配列してシート状物を形成し、複数のシート状物をシート状物を構成する植物茎が互いに交差するように積層して第１積層体を形成する。第１積層体を熱圧成形して第１積層成形体を形成し、この第１積層成形体をその積層面に垂直にかつその構成要素である植物茎に平行に又は直交するようにスライスして複数のスライス片を得る。平面状の基材に複数のスライス片をスライス面が接着面となるように配列して第１層を形成することにより第２積層体を得る。第２積層体を冷圧成形又は熱圧成形して板状の第２積層成形体からなる積層材を形成する。この積層材に透明なフィルムを貼合せ、フィルムを有する積層材をクッション材を用いて冷圧成形して、フィルム表層に第２積層成形体の表層を構成する木質の硬さに応じた凹凸を付与する。【選択図】図１
2011101959.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
(a) 複数の植物茎(11)を互いに平行に配列してシート状物(13)を形成する工程と、
(b) 複数のシート状物(13)をシート状物を構成する植物茎(11)が互いに交差するように第１接着剤を介して積層して第１積層体(21)を形成する工程と、
(c) 前記第１積層体(21)を熱圧成形して板状の第１積層成形体(31)を形成する工程と、
(d) 前記第１積層成形体(31)をその積層面に垂直にかつその構成要素である植物茎(11)に平行に又は直交するように所定の幅でスライスして複数のスライス片(18)を得る工程と、
(e) 平面状の基材(19)の片面又は両面に第２接着剤を塗布する工程と、
(f) 前記第２接着剤が塗布された基材(19)の片面又は両面に前記複数のスライス片(18)をスライス面が接着面となるように配列しかつ互いに前記第２接着剤により接着して第１層(41)を形成する工程と、
(g) 前記工程(f)で前記基材(19)の片面又は両面に前記第１層(41)を積層して得られた第２積層体(22)を冷圧成形又は熱圧成形して板状の第２積層成形体からなる積層材(10)を形成する工程と、
(h) 前記形成した積層材(10)の片面又は両面に透明なフィルム(51)を貼合せ、前記フィルム(51)を有する積層材(10)をクッション材(57a)を用いて冷圧成形することにより、前記フィルム(51)表層に前記第２積層成形体の表層を構成する木質の硬さに応じた凹凸を付与する工程と
を含む積層材の製造方法。
【請求項２】
(A) 複数の植物茎を互いに平行に配列してシート状物を形成する工程と、
(B) 複数のシート状物をシート状物を構成する植物茎が互いに交差するように第１接着剤を介して積層して第１積層体を形成する工程と、
(C) 前記第１積層体を熱圧成形して板状の第１積層成形体を形成する工程と、
(D) 前記第１積層成形体をその積層面に垂直にかつその構成要素である植物茎に平行に又は直交するように所定の幅でスライスして複数のスライス片を得る工程と、
(E) 平面状の基材の片面又は両面に第２接着剤を塗布する工程と、
(F) 前記第２接着剤が塗布された基材の片面又は両面に前記複数のスライス片をスライス面が接着面となるように配列しかつ互いに前記第２接着剤により接着して第１層を形成する工程と、
(G) 平面状の第１層の表面に第３接着剤を塗布する工程と、
(H) 前記第３接着剤が塗布された第１層の表面に前記複数のスライス片をスライス面が接着面となりかつ前記第１層の配列方向と直交するように配列しかつ互いに前記第３接着剤により接着して第２層を形成する工程と、
(I) 前記工程(G)と前記工程(H)を１回ずつ行うか或いは２回以上繰返し行うことにより多重積層体を得る工程と、
(J) 前記多重積層体を冷圧成形又は熱圧成形して板状又は柱状の多重積層成形体からなる積層材を形成する工程と、
(K) 前記形成した積層材の片面又は両面に透明なフィルムを貼合せ、前記フィルムを有する積層材をクッション材を用いて冷圧成形することにより、前記フィルム表層に前記多重積層成形体の表層を構成する木質の硬さに応じた凹凸を付与する工程と
を含む積層材の製造方法。
【請求項３】
前記基材(19,99)が、前記第１積層成形体、単板、ＭＤＦ、パーティクルボード、紙又は不織布である請求項１又は２記載の積層材の製造方法。
【請求項４】
前記基材(89)が、前記第１積層成形体(31)をその積層面に垂直にかつその構成要素である植物茎(11)に平行に又は直交するように所定の幅でスライスして得られた複数のスライス片(18)をスライス面が露出するように配列して互いに接着された配列層である請求項１又は２記載の積層材の製造方法。
【請求項５】
前記複数のシート状物(13)を積層するときに、シート状物(13)とシート状物(13)の間に薄いシート(16)を介在させるか、或いは前記複数のシート状物(13)を積層して得られた積層物の一方の面又は双方の面に薄いシート(16)を重ねて前記第１積層体(21)を形成する請求項１又は２記載の積層材の製造方法。
【請求項６】
前記複数の植物茎(11)を色材により着色した後、前記シート状物(13)を形成する請求項１又は２記載の積層材の製造方法。
【請求項７】
前記クッション材(57a)として２５％圧縮荷重が０．２ＭＰａ以下のものを用い、前記フィルム(51)を有する積層材(10)に対するクッション材(57a)を用いた冷圧成形の圧力が０．３〜２．０ＭＰａで行われる請求項１又は２記載の積層材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高りゃん、とうもろこし、砂糖きび等のイネ科の植物の茎を主な原料とする強化された積層材の製造方法に関する。更に詳しくは建築用材、家具用材、断熱材、吸音材、ディスプレイ用材、各種工作用材に利用される積層材の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の積層材の製造方法として、リグノセルロースを主体とする皮部と多孔性の随部とを有する直線部分の植物茎にリグノセルロースの液化液又はリグノセルロースの樹脂化液である加熱硬化液を含浸処理し、上記植物茎を複数互いに平行に配列し、配列した植物茎を熱圧成形して上記加熱硬化液を加熱硬化させる積層材の製造方法が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。この積層材の製造方法では、植物茎を圧縮して皮部に割れ目を発生させた後、加熱硬化液を含浸処理する。このように構成された積層材では、植物茎に加熱硬化液を含浸すると、加熱硬化液が容易に植物茎の皮部のみならず、芯の多孔性の髄部にまで均一に浸透するとともに、加熱硬化液のリグノセルロースの液化液又はその樹脂化液にはリグノセルロースの加水分解等の分解の際に広範囲の分子量成分が生成されているために、髄部には低分子量成分及び高分子量成分がともに浸透する。それと同時に皮部には低分子量成分が皮層内部へ浸透して皮部の増強効果を示し、また高分子量成分は皮部表層にて樹脂層を形成し、皮部の増強と同時に接着作用を示す。更にリグノセルロースの液化液又はその樹脂化液を使用することにより、積層に際して使用する接着剤の使用量を減らすか或いは全く使用せずに済む効果も得られるとともに、配列した複数の植物茎を熱圧成形すると接着剤が乾燥し、かつ加熱硬化液が硬化して樹脂化合物に変わり、強化された積層材となる。この結果、製造コストが安価で済み、軽量で、水により膨潤しない、用途に富んだ積層材を得られるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第２９４４７９２号公報（請求項１、請求項２、段落［０００５］、段落［００１７］）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記従来の特許文献１に示された方法で製造された積層材では、その表面に竹のような茎の形状がそのまま表面に露出するため意匠性に乏しく、積層材としての商品価値が低い不具合があった。この点を解消するために、積層材の表面に単板を貼付すると、合板と同様の外観しか現れず、天然素材である植物茎の質感を発揮できない問題点があった。
【０００５】
本発明の目的は、軽量で、植物茎であるが故の大きな弱点となりうる、塗装処理では補えない性能を持たせ、表面が優れた耐水性を有し、水により膨潤せず、植物茎の質感と意匠性に富んだ、積層材の製造方法を提供することにある。
【０００６】
本発明の別の目的は、表面の塗装が不要で、高い強度を有し、加工性に優れた、積層材の製造方法を提供することにある。
【０００７】
本発明の更に別の目的は、中間に位置するシート状物や端部に位置するシート状物のうねりを低減でき、また第１接着剤を容易に塗布できる、積層材の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１の観点は、図１〜図１２に示すように、(a) 複数の植物茎１１を互いに平行に配列してシート状物１３を形成する工程と、(b) 複数のシート状物１３をシート状物を構成する植物茎１１が互いに交差するように第１接着剤を介して積層して第１積層体２１を形成する工程と、(c) 第１積層体２１を熱圧成形して板状の第１積層成形体３１を形成する工程と、(d) 第１積層成形体３１をその積層面に垂直にかつその構成要素である植物茎１１に平行に又は直交するように所定の幅でスライスして複数のスライス片１８を得る工程と、(e) 平面状の基材１９の片面又は両面に第２接着剤を塗布する工程と、(f) 第２接着剤が塗布された基材１９の片面又は両面に複数のスライス片１８をスライス面が接着面となるように配列しかつ互いに第２接着剤により接着して第１層４１を形成する工程と、(g) 上記工程(f)で基材１９の片面又は両面に第１層４１を積層して得られた第２積層体２２を冷圧成形又は熱圧成形して板状の第２積層成形体からなる積層材１０を形成する工程と、(h) 上記形成した積層材１０の片面又は両面に透明なフィルム５１を貼合せ、このフィルム５１を有する積層材１０をクッション材５７ａを用いて冷圧成形することにより、フィルム５１表層に第２積層成形体の表層を構成する木質の硬さに応じた凹凸を付与する工程とを含む積層材の製造方法である。
【０００９】
本発明の第２の観点は、(A) 複数の植物茎を互いに平行に配列してシート状物を形成する工程と、(B) 複数のシート状物をシート状物を構成する植物茎が互いに交差するように第１接着剤を介して積層して第１積層体を形成する工程と、(C) 第１積層体を熱圧成形して板状の第１積層成形体を形成する工程と、(D) 第１積層成形体をその積層面に垂直にかつその構成要素である植物茎に平行に又は直交するように所定の幅でスライスして複数のスライス片を得る工程と、(E) 平面状の基材の片面又は両面に第２接着剤を塗布する工程と、(F) 第２接着剤が塗布された基材の片面又は両面に複数のスライス片をスライス面が接着面となるように配列しかつ互いに第２接着剤により接着して第１層を形成する工程と、(G) 平面状の第１層の表面に第３接着剤を塗布する工程と、(H) 第３接着剤が塗布された第１層の表面に複数のスライス片をスライス面が接着面となりかつ第１層の配列方向と直交するように配列しかつ互いに第３接着剤により接着して第２層を形成する工程と、(I) 工程(G)と工程(H)を１回ずつ行うか或いは２回以上繰返し行うことにより多重積層体を得る工程と、(J) 多重積層体を冷圧成形又は熱圧成形して板状又は柱状の多重積層成形体からなる積層材を形成する工程と、(K) 上記形成した積層材の片面又は両面に透明なフィルムを貼合せ、このフィルムを有する積層材をクッション材を用いて冷圧成形することにより、フィルム表層に多重積層成形体の表層を構成する木質の硬さに応じた凹凸を付与する工程とを含む積層材の製造方法である。
【００１０】
本発明の第３の観点は、第１又は第２の観点に基づく発明であって、図１又は図１６に示すように、更に基材１９，９９が、第１積層成形体、単板、ＭＤＦ、パーティクルボード、紙又は不織布であることを特徴とする。
【００１１】
本発明の第４の観点は、第１又は第２の観点に基づく発明であって、図１５に示すように、更に基材８９が、第１積層成形体３１をその積層面に垂直にかつその構成要素である植物茎１１に平行に又は直交するように所定の幅でスライスして得られた複数のスライス片１８をスライス面が露出するように配列して互いに接着された配列層であることを特徴とする。
【００１２】
本発明の第５の観点は、第１又は第２の観点に基づく発明であって、図８に示すように、更に複数のシート状物１３を積層するときに、シート状物１３とシート状物１３の間に薄いシート１６を介在させるか、或いは複数のシート状物１３を積層して得られた積層物の一方の面又は双方の面に薄いシート１６を重ねて第１積層体２１を形成することを特徴とする。
【００１３】
本発明の第６の観点は、第１又は第２の観点に基づく発明であって、図１３に示すように、更に複数の植物茎１１を色材により着色した後、シート状物を形成することを特徴とする。
【００１４】
本発明の第７の観点は、第１又は第２の観点に基づく発明であって、図２及び図３に示すように、更にクッション材５７ａとして２５％圧縮荷重が０．２ＭＰａ以下のものを用い、フィルム５１を有する積層材１０に対するクッション材５７ａを用いた冷圧成形の圧力が０．３〜２．０ＭＰａで行われることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の第１〜第４の観点では、第１積層成形体をスライスして形成されたスライス片をそのスライス面が露出するように配列して積層接着して積層材を作製したので、この積層材の表面に従来の木材や合板にない独特の模様が現れる。この結果、本発明の積層材は植物茎の質感と意匠性に富んでいるので、家具・什器の材料や内装品として、或いはオブジェや装飾材料として幅広く利用できる。また高りゃん、とうもろこし、砂糖きびなどの植物茎の直線部分を細片に切断せずに用いるので、軽量でありながら極めて高い曲げ強度を有する積層材を作製できる。また本発明の積層材は、イソシアネート系化合物を接着剤に用いているため、耐水性に優れており、水により膨潤し難い。この結果、寸法安定性に優れるという効果を奏する。更に表面にフィルムを貼付けるので、表面の塗装が不要になり、塗装工程の大幅な削減に繋がり、表面の耐水性に優れ、高い強度を有し、加工性にも優れるといった、塗装品以上の効果と塗装品と同等仕上げをもたらす。また、フィルムの貼付けは冷圧成形であるため、簡易な設備で行うことができ、製造コストを抑制することができる。
【００１６】
本発明の第５の観点では、複数のシート状物の間に薄いシートを介在したり、或いは複数のシート状物の積層物の両面等に薄いシートを重ねたので、中間に位置するシート状物や端部に位置するシート状物のうねりを低減できるとともに、第１接着剤を容易に塗布できる。
【００１７】
本発明の第６の観点では、植物茎を色材により着色したので、これを用いた積層材は更に植物茎の質感と意匠性に富んだものとなる。
【００１８】
本発明の第７の観点では、規定したクッション材の性質並びに圧力条件とすることで、積層材に割れを生じることなく、フィルム表層に適度な凹凸を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明第１実施形態の積層材の製造方法であって基材の両面にスライス片を積層接着する工程を示す斜視図である。
【図２】積層材の両面に透明なフィルムを貼付けてフィルムを有する積層材を作製する工程を示す側面図である。
【図３】図２に示すフィルムを有する積層材を熱圧成形してフィルム表層に第２積層成形体の表層を構成する木質の硬さに応じた凹凸を付与する状態を示す構成図である。
【図４】その出発原料である植物茎の斜視図である。
【図５】その植物茎を圧縮して皮部に割れ目を発生させている状態を示す要部斜視図である。
【図６】図５のＡ矢視図である。
【図７】圧縮した複数の植物茎を互いに平行に配列してシート状物を形成した状態を示す斜視図である。
【図８】複数のシート状物をシート状物を構成する植物茎の配列方向を互いに交差するように重ね合わせかつ単板で挟持して第１積層体を作製する直前の状態を示す斜視図である。
【図９】図８に示す第１積層体を熱圧成形して第１積層成形体を形成する状態を示す構成図である。
【図１０】第１積層成形体の側面図である。
【図１１】第１積層成形体の斜視図である。
【図１２】第１積層成形体を所定の幅でスライスしてスライス片を作製している状態を示す斜視図である。
【図１３】本発明第２実施形態の皮部に割れ目を発生させた植物茎を黒色顔料水溶液に浸漬して植物茎を着色している状態を示す図である。
【図１４】本発明第３実施形態の植物茎をシート状物にした後に圧縮して皮部に割れ目を発生させている状態を示す要部斜視図である。
【図１５】本発明第４実施形態を示す図１に対応する斜視図である。
【図１６】本発明第５実施形態を示す図１に対応する斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
次に本発明を実施するための形態を図面に基づいて説明する。
【００２１】
＜第１の実施の形態＞
本発明の積層材の製造方法は、次の工程(a)〜(g)を含む。
(1) 工程(a)
図１及び図４に示すように、本実施の形態の積層材１０に用いられる材料は、表面にリグノセルロースを主体とする皮部１１ａと芯に多孔性の髄部１１ｂを有する構造の植物茎１１である。高りゃん、とうもろこし、砂糖きびなどの茎はその代表的なものである。これ以外に、葦、稲、むぎ等のごとき他のイネ科の植物の茎を使用することもできる。植物茎１１は葉又は袴の部分を切除した直線部分を細片に切断せずに用いる。これにより細片に切断してボード状に成板した従来のバガスボードやストローボードに比べて、軽量でありながら極めて高い曲げ強度を有する積層材１０が僅かな工数で得られる。接着剤を塗布する前に、植物茎１１を繊維方向に切開かずにそのまま圧縮ローラ等により圧縮して皮部に割れ目１１ｃを発生させておく（図５及び図６）。圧縮ローラ１２，１２を用いる場合には、ローラ１２，１２の外周面にローラの円周方向に延びる複数のリング状の溝（図示せず）を形成することにより、ローラ１２，１２の圧力で植物茎１１の一部が溝に進入して皮部１１ａの割れ目１１ｃを増やすことができる。この状態で複数の植物茎１１を互いに平行に配列してシート状物１３を形成する（図７）。シート状物１３にするに際して、各植物茎１１が分散しないように、配列した全ての茎の端部を糸１４で結束するか、図示しないが粘着テープや再湿テープで仮止めするか、或いは糸状又は帯状に接着剤を塗布して全ての茎を結束する。
【００２２】
(2) 工程(b)
複数のシート状物１３をシート状物を構成する植物茎１１が互いに交差するように第１接着剤を介して積層して第１積層体２１を形成する。具体的には、全ての方向に均一な曲げ強度をもたせ、積層材１０の反りを防止するために、図８に示すように構成する植物茎１１がシート状物１３毎に交差するようにシート状物１３を複数重ね合わせて第１積層体２１を作製する。このとき複数のシート状物１３を積層して得られた積層物の双方の面に薄いシート１６をそれぞれ重ねる。これにより端部に位置するシート状物１３のうねりを低減できる。なお、薄いシートをシート状物とシート状物の間に介在させてもよい。この場合、中間に位置するシート状物のうねりを低減できるとともに、第１接着剤を容易に塗布できる。
【００２３】
第１接着剤としては、イソシアネート系接着剤を好適に使用できる。即ち、接着剤は、分子内に少なくとも２つのイソシアネート基を有する室温で液状の化合物と、充填剤とを有する。イソシアネート基を有する室温で液状の化合物としては、トリレン・ジイソシアネート、ジフェニルメタン・ジイソシアネート（以下、ＭＤＩという）、キシレン・ジイソシアネート、ヘキサメチレン・ジイソシアネート、ナフタレン・ジイソシアネート等のような分子内に少なくとも２つの同種のイソシアネート基を有し、常温において液状を保つ化合物（モノメリック及びポリメリックの各種異性体を含む。）、又はこれらの化合物の中から選ばれた１種又は２種以上の化合物を含む混合物が挙げられる。
【００２４】
充填剤としては、クレー，ベントナイト，カルシウム，マグネシウムなどの炭酸塩や、硫酸カルシウム，ケイ酸カルシウムなどのカルシウム化合物や、アルミニウム，亜鉛，マグネシウム，鉄などの金属酸化物又は水酸化物や、カーボン，ガラス，マイカなどの無機物の粉末又は繊維状物や、木屑，やし殻，籾殻，高りゃんなどの粉末や、クルミ，桃などの種子殻粉や、小麦，米，芋デンプン，脂肪大豆，血粉，カゼインなどのタンパク質粉末又はデンプン質粉末が挙げられる。充填剤の配合割合は、使用可能な粘度の範囲内において、イソシアネート化合物１００質量部に対し、５０〜２００質量部であることが好ましい。充填剤の配合割合を５０〜２００質量部の範囲に限定したのは、５０質量部未満ではイソシアネート化合物がシート状物などの被着体の内部へ浸透し過ぎるため接着性能が不十分となり、２００質量部を超えると配合物である接着剤の流動状態が低下しシート状物などの被着体の表面への均一な塗布が困難となるからである。また必要に応じ界面活性剤、難燃剤、着色剤、増粘剤、湿潤剤、可塑剤等を接着剤に添加することができる。なお、上記接着剤は常温接着も可能であるが、耐水性の安定及び生産性向上のために熱圧することが好ましい。
【００２５】
(3) 工程(c)
第１積層体２１を熱圧成形して板状の第１積層成形体３１（図１０及び図１１）を形成する。具体的には、図９に示すように、第１積層体２１は必要に応じて仮圧締を施された後に、この第１積層体２１の両面をホットプレス１７の金属板１７ａ，１７ａで挟み、５０〜２５０℃の温度下で０．２〜３ＭＰａの圧力をかけて成形する。成形時にスペーサ１７ｂ，１７ｂを配置すれば、第１積層成形体３１を所定の厚さにすることができる。なお、第１積層成形体３１の厚さは１０〜１００ｍｍの範囲に設定されることが好ましい。ここで、第１積層成形体３１の成形時の温度を５０〜２５０℃の範囲に限定したのは、５０℃未満では接着剤の効果が極めて遅く生産性に支障をきたし、２５０℃を超えると表面が炭化してしまうからである。また第１積層成形体３１の成形時の圧力を０．２〜３ＭＰａの範囲に限定したのは、０．２ＭＰａ未満では表面の凹凸が大きくなり、３ＭＰａを超えると第１積層成形体３１に割れが生じてしまうからである。更に第１積層成形体３１の厚さを１０〜１００ｍｍの範囲に限定したのは、１０ｍｍ未満ではスライス片１８を基材１９に配列する手間が多くなり、１００ｍｍを超えると熱圧時間が長くなり第１積層成形体３１の生産性が低下してしまうからである。
【００２６】
(4) 工程(d)
図１２に示すように、第１積層成形体３１をその積層面に垂直にかつその構成要素である植物茎１１に平行に又は直交するように所定の幅でスライスして複数のスライス片１８を得る。第１積層成形体３１の構成要素である植物茎１１は交互に直交するように積層されているため、スライス面は、ある植物茎１１に対しては平行になるけれども、この植物茎１１に隣接する植物茎１１に対しては直交する。またスライス片１８はジグソーやバンドソーなどにより幅が３〜１０ｍｍの範囲になるように切り出される。ここで、スライス片１８の幅を３〜１０ｍｍの範囲に限定したのは、３ｍｍ未満ではスライス片１８が折れ易くなってスライス片１８の取扱いが不便であり、１０ｍｍを超えると接着強度が低下するとともにスライス片１８を並べ難くなるからである。
【００２７】
(5) 工程(e)
平面状の基材１９の両面に第２接着剤を塗布する。この実施の形態では、基材１９として、スライスする前の第１積層成形体を用いる。この第１積層成形体からなる基材１９の両面に第２接着剤を塗布する。第２接着剤を第１接着剤と同一とすれば、部品管理及び工程管理の上で好ましい。
【００２８】
(6) 工程(f)
第２接着剤が塗布された基材１９の両面に複数のスライス片１８をスライス面が接着面となるように配列して第１層４１を形成することにより第２積層体２２を得る。このときスライス面以外の面に第２接着剤を塗布しておく。これにより隣接するスライス片１８を互いに第２接着剤により接着することができるので、積層材１０の強度を向上できる。なお、平面状の基材の片面にのみ第１層を形成することにより第２積層体を作製するときには、平面状の基材の片面のみに第２接着剤を塗布する。
【００２９】
(7) 工程(g)
第２積層体２２を冷圧成形又は熱圧成形して板状の第２積層成形体からなる積層材１０を形成する（図１）。冷圧成形時の圧力は０．１〜２．０ＭＰａの範囲に設定される。また熱圧成形時の圧力は冷圧成形時と同圧力の範囲に設定され、温度は５０〜１５０℃の範囲に設定される。ここで、冷圧成形時又は熱圧成形時の圧力を０．１〜２．０ＭＰａの範囲に限定したのは、０．１ＭＰａ未満では積層材１０の表面に凹凸が発生し、２．０ＭＰａを超えると積層材１０の表面に割れが生じてしまうからである。また熱圧成形時の温度を５０〜１５０℃の範囲に限定したのは、５０℃未満では接着剤の硬化が遅くなり、１５０℃を超えるとパンク（水蒸気爆発）が発生するおそれがあるからである。
【００３０】
このような方法で製造された積層材１０では、第１積層成形体３１をスライスして形成されたスライス片１８をそのスライス面が露出するように配列して積層接着して積層材１０を作製したので、この積層材１０の表面に従来の木材や合板にない独特の模様が現れる。この結果、積層材１０は植物茎の質感と意匠性に富んでいるので、家具・什器の材料や内装品として、或いはオブジェや装飾材料として幅広く利用できる。また高りゃん、とうもろこし、砂糖きびなどの植物茎１１の直線部分を細片に切断せずに用いるので、軽量でありながら極めて高い曲げ強度を有する積層材１０を作製できる。更に本実施の形態の積層材１０はイソシアネート系化合物を接着剤として用いるため、耐水性に優れ、水により膨潤し難い。この結果、寸法安定性に優れるという効果を奏する。
【００３１】
(8) 工程(h)
図２に示すように、形成した積層材１０の片面又は両面に透明なフィルム５１を貼合せる。透明なフィルム５１は例えばＰＶＣフィルム、オレフィン系フィルムであって、３０〜１２０μｍの厚さのものを用いる。厚さが下限値未満であると、薄過ぎて取扱いが煩雑となる、強度に劣る等の不具合が生じ、厚さが上限値を越えると、後に続く成形によってフィルム５１の下層の第２積層成形体に凹みが形成されない、或いは凹みが形成されてもその凹みに倣った形状にならないため、フィルム５１表層に十分な凹凸を付与することが難しくなる。また形状に追随しないと積層材１０とフィルム５１との間に空気が残り塗装と同等の効果が得られない。積層材１０とフィルム５１との貼合せでは、図示しないが、積層材１０の貼合せ面にフィルム用接着剤を塗布しておく。フィルム用接着剤としては、エマルジョン系接着剤を好適に使用できる。
【００３２】
続いて、フィルム５１を有する積層材１０をクッション材を用いて冷圧成形することにより、フィルム５１表層に第２積層成形体の表層を構成する木質の硬さに応じた凹凸を付与する。具体的には、冷圧成形では、図３に示すように、フィルム５１を有する積層材１０の両面をプレス機５７に備えられたクッション材５７ａ，５７ａで挟み、室温で、所定の圧力をかけて成形する。なお、図３では積層材１０の両面をクッション材５７ａ，５７ａで挟む構成としているが、フィルム５１の貼合せが積層材１０の片面のみである場合、クッション材５７ａはフィルム側の一方のみに備わっていればよい。クッション材５７ａを用いて成形することにより、フィルム５１の下層に位置する第２積層成形体の表層を構成する木質のうち、軟らかい部位のみが、その軟らかさに応じた深さで凹み、その凹みに倣うようにフィルム５１表層に凹凸が付与される。
【００３３】
なお、この成形でクッション材５７ａを用いず、例えば、金属板を使用した場合、フィルム５１表層に、フィルム５１の下層に位置する第２積層成形体の木質の硬さに応じた凹凸を付与することができない。また、積層材１０とフィルム５１との間に空気が入り込んだり、接着されない箇所が生じてしまうおそれがある。
【００３４】
また、クッション材５７ａとしては、２５％圧縮荷重（ＪＩＳ Ｋ ６２５４準拠）が０．２ＭＰａ以下のものを使用することが好ましい。クッション材を用いても、その材質が軟らかすぎる、例えば、第２積層成形体の表層を構成する木質の軟らかい部位よりも軟らかいと、フィルム表層に十分な凹凸を付与することができない。また、クッション材の材質が硬すぎると、これもフィルム表層に十分な凹凸を付与することができない。
【００３５】
また、クッション材５７ａは圧縮残留歪み（ＪＩＳ Ｋ ６４０１準拠）が５％以内の反発性に富む材質を使用することが好ましい。クッション材は反発性に乏しい材質の場合でも、フィルム表層に凹凸を付与することはできる。しかし、クッション材を成形に利用すると圧縮した形状となるが、反発性に乏しい材質では、一度成形に利用すると成形により圧縮した形状が成形前の元の形状にまで十分に戻りきらないため、この形状が元に戻らないままのクッション材を再度成形に利用すると、複数の製品にそれぞれ同程度の凹凸を付与することができず、不良品が発生する率が高くなる。従って、成形の度に使用したクッション材を取り替えなければならず、その分製造コストが上昇するので、量産には適さない。
【００３６】
クッション材５７ａとしては高反発性を有し、圧縮残留歪みが小さい高密度ウレタンフォーム『ポロンスポンジＰＯＮ−０２』（ロジャースイノアック社製）などが挙げられる。
【００３７】
フィルム５１を有する積層材１０に対するクッション材５７ａを用いた冷圧成形時の圧力は０．３〜２．０ＭＰａの範囲に設定される。ここで、成形時の圧力を０．３〜２．０ＭＰａの範囲に限定したのは、下限値未満ではフィルム表層に適度な凹凸を付与することができず、上限値を超えると積層材１０の表面に割れが生じてしまうからである。
【００３８】
このように、積層材１０の表面にフィルム５１を貼付けるので、表面の塗装が不要になり、また貼付けたフィルム５１は、塗装による仕上がりと同等程度の仕上がりが得られる。また、塗装では一般的に複数回に分けて塗る複数層塗りをする必要があるため、各層を塗るたび毎に乾燥工程を設ける必要があることから、上記工程(a)〜工程(g)とは別に行わなければならず、工期がかかる問題があるが、本発明の製造方法における工程(h)では塗装に比べて少ない処理数で終えることができるため簡易であり、また工期が早い。更に貼付けたフィルムによって、表面の耐水性に優れ、高い強度を有し、加工性にも優れた積層材となる。
【００３９】
また、植物茎は髄部によって硬いところ、軟らかいところがあり、通常は熱をかけたり、ワイヤーブラシで擦ったりしないと木質に応じた凹凸を付与することはできないが、本発明の製造方法における工程(h)ではクッション材を用いて形成することで、軟らかい部位が、その軟らかさに応じた深さで圧縮されて凹み、フィルム表層に凹凸を付与することができる。
【００４０】
なお、上記形態では図３に示す構成で成形を説明したが、フィルムを有する積層材を、表面がクッション材で覆われたロールを用いて、上記所定の圧力で成形することでも積層材にフィルムを貼合せ、フィルム表層に木質に応じた凹凸を付与することは可能である。
【００４１】
また、上記工程(a)〜工程(f)と同一内容の工程(A)〜工程(F)を施した後に、平面状の第１層の表面に第３接着剤を塗布し（工程(G)）、第３接着剤が塗布された第１層の表面に複数のスライス片をスライス面が接着面となりかつ第１層の配列方向と直交するように配列しかつ互いに第３接着剤により接着して第２層を形成し（工程(H)）、上記工程(G)と工程(H)を１回ずつ行うか或いは２回以上繰返し行うことにより多重積層体を作製し（工程(I)）、更にこの多重積層体を冷圧成形又は熱圧成形して多重積層成形体からなる積層材を形成してもよい（工程(J)）。工程(J)で多重積層成形体からなる積層材を形成した後は、上記工程(h)と同一内容の工程である工程(K)で積層材の片面又は両面に透明なフィルムを貼合せ、このフィルムを有する積層材をクッション材を用いて冷圧成形することにより、フィルム表層に多重積層成形体の表層を構成する木質の硬さに応じた凹凸を付与する。この場合、第１の実施の形態より厚い板状の積層材を作製したり、柱状の積層材を作製することができる。
【００４２】
＜第２の実施の形態＞
図１３は本発明の第２の実施の形態を示す。この実施の形態では、植物茎１１の皮部１１ａに割れ目１１ｃを発生させた後に、植物茎１１を色材により着色する。具体的には、植物茎１１を一対の溝付きの圧縮ローラの間を通過させて圧縮することにより、植物茎１１の皮部１１ａに複数の細かい割れ目１１ｃを発生させた後に、割れ目１１ｃが形成された植物茎１１を所定の顔料水溶液６１に浸漬する。そして顔料水溶液６１が含浸された植物茎１１を絞って余剰の顔料水溶液６１を除去した後に、５０〜１５０℃に０．５〜３．０時間保持して乾燥する。例えば、顔料水溶液として黒顔料『ＳＤ−９０２０』（ＤＩＣ社製）の水溶液を用いる場合、植物茎を１〜１０ｋＰａの減圧下で１０〜１２０分間黒顔料水溶液に浸漬する。ここで、植物茎の黒顔料水溶液への浸漬時の圧力を１〜１０ｋＰａの範囲に限定したのは、１ｋＰａ未満では減圧装置が高価となり、１０ｋＰａを超えると着色に時間がかかり過ぎるからである。また植物茎の黒顔料水溶液への浸漬時間を１０〜１２０分間の範囲に限定したのは、１０分間未満では十分に着色できず、１２０分間を超えると作業性が低下してしまうからである。また染料水溶液として赤染料『Sumifix Red B』（住友化学社製）を用いる場合、黒色顔料と同条件で着色できる。なお、色材としては、黒顔料や赤染料以外に、緑色、黄色、茶色等の色材を用いることができる。上記以外は第１の実施の形態と同一に構成される。このように植物茎１１を所望の色材により着色したので、これを用いて製造された積層材は第１の実施の形態の積層材より植物茎の質感と意匠性に富んだものとなる。上記以外の作用及び効果は第１の実施の形態とほぼ同様であるので、繰返しの説明を省略する。
【００４３】
＜第３の実施の形態＞
図１４は本発明の第３の実施の形態を示す。図１４において図５と同一符号は同一部品を示す。この実施の形態では、複数の植物茎１１を互いに平行に配列してシート状物７３を形成した後に、圧縮ローラ１２，１２等により圧縮して各植物茎１１の皮部１１ａに割れ目１１ｃを発生させる。この場合、圧縮ローラ１２，１２等の圧力で植物茎１１の結束が解除されないように、伸縮可能な紐や粘着テープ等で結束することが好ましい。上記以外は第１の実施の形態と同一に構成される。このように製造された積層材では、植物茎１１をシート状物７３にした後にまとめて圧縮ローラ１２，１２等で圧縮できるので、第１の実施の形態より短時間で植物茎１１の皮部１１ａに割れ目１１ｃを発生させることができる。上記以外の作用及び効果は第１の実施の形態とほぼ同様であるので、繰返しの説明を省略する。
【００４４】
＜第４の実施の形態＞
図１５は本発明の第４の実施の形態を示す。図１５において図１と同一符号は同一部品を示す。この実施の形態では、基材８９が、第１積層成形体３１をその積層面に垂直にかつその構成要素である植物茎１１に平行に又は直交するように所定の幅でスライスして得られた複数のスライス片１８をスライス面が露出するように配列して互いに接着された配列層である。この配列層からなる基材８９の上面に第２接着剤を塗布した後に（工程(e)）、配列層からなる基材８９の上面に複数のスライス片１８をスライス面が接着面となるように配列しかつ互いに第２接着剤により接着して第１層４１を形成して第２積層体８２を得る（工程(f)）。更に工程(f)で得られた第２積層体８２を冷圧成形又は熱圧成形して板状の第２積層成形体からなる積層材８０を形成する（工程(g)）。上記以外は第１の実施の形態と同一に構成される。このように製造された積層材８０では、配列層からなる基材８９が第１層４１と同一に構成されているため、積層材８０の表面に現れる模様がスライス片１８の表面の模様のみとなり、間仕切りとして使用した場合、両面より植物茎の質感を得ることができるという効果を奏する。上記以外の作用及び効果は第１の実施の形態とほぼ同様であるので、繰返しの説明を省略する。
【００４５】
＜第５の実施の形態＞
図１６は本発明の第５の実施の形態を示す。図１６において図１と同一符号は同一部品を示す。この実施の形態では、基材９９としてポプラの単板が用いられる。この単板からなる基材９９の上面に第２接着剤を塗布した後に（工程(e)）、単板からなる基材９９の上面に複数のスライス片１８をスライス面が接着面となるように配列しかつ互いに第２接着剤により接着して第１層４１を形成して第２積層体９２を得る（工程(f)）。更に工程(f)で得られた第２積層体９２を冷圧成形又は熱圧成形して板状の第２積層成形体からなる積層材９０を形成する（工程(g)）。上記以外は第１の実施の形態と同一に構成される。このように製造された積層材９０では、基材９９が単板であるので、壁材として使用した場合、ベニヤ板より植物茎の質感と意匠性に富んだものとなる。上記以外の作用及び効果は第１の実施の形態とほぼ同様であるので、繰返しの説明を省略する。
【００４６】
なお、上記第１〜第５の実施の形態では、基材として第１積層成形体、配列層又は単板を用いたが、ＭＤＦ(Medium Density Fiber Board)、パーティクルボード、ＯＳＢ（Oriented Strand Boaed：配向性ストランドボード）、紙、不織布、無機板等を用いてもよい。
【実施例】
【００４７】
次に本発明の実施例を比較例とともに詳しく説明する。
【００４８】
＜実施例１＞
図４〜図６に示すように、直径が６〜２０ｍｍであって長さを約３０ｃｍにカットした直線部分の高りゃん茎１１をクリアランス（間隔）５ｍｍの溝付きの圧縮ローラ１２，１２により圧縮し、茎１１の皮部１１ａに複数の細かい割れ目１１ｃを設けた（図５及び図６）。この高りゃん茎１１を着色剤として黒顔料『ＳＤ−９０２０』（ＤＩＣ社製）の２％水溶液６１に３ｋＰａの減圧下で１０分間浸漬した（図１３）。黒顔料水溶液は皮部１１ａは勿論、割れ目１１ｃを介して髄部１１ｂに浸透した。この高りゃん茎１１をクリアランス（間隔）３ｍｍの絞りロールに通して余剰の黒顔料水溶液６１を除去した後に、１２０℃に１時間保持して乾燥し、黒色に着色した高りゃん茎１１を得た。黒色に着色した高りゃん茎１１を１７本ずつ互いに平行にかつ密接に配列し、茎端部を糸１４で結束して幅約３０ｃｍのシート状物１３を３枚作製した（図７及び図８）。次に３枚のシート状物１３と２枚のポプラのシート１６（厚さ２．０ｍｍ）の片面に、イソシアネート系化合物ＭＲ−２００（日本ポリウレタン工業社製）１００質量部と、炭酸カルシウム１００質量部と、ノニオン系界面活性剤２質量部と、可塑剤５質量部と、水５質量部とを配合した接着剤をゴムロールにより塗布した後、構成する高りゃん茎１１がシート状物１３毎に直交するように３枚のシート状物１３を重ね、かつ２枚のポプラのシート１６が両端に位置するように重ねて、５層からなる第１積層体２１を作製した。次いで図９に示すように、この第１積層体２１を厚さ１５ｍｍのスペーサ１７ｂ，１７ｂを設置した温度１５０℃に維持したホットプレス１７に入れ、第１積層体２１の両面を金属板１７ａ，１７ａで挾み、約２．０ＭＰａの圧力で２０分間熱圧成形して厚さ１５ｍｍの第１積層成形体３１を得た。
【００４９】
上記第１積層成形体３１をその積層面に垂直にかつその構成要素である植物茎１１に平行に又は直交するように３ｍｍの幅でスライスして複数のスライス片１８を得た（図１２）。また基材１９として第１積層成形体を用い、この第１積層成形体からなる基材１９の両面に第２接着剤を塗布した。第２接着剤は第１接着剤と同一のものを用いた。次に第２接着剤が塗布された基材１９の両面に複数のスライス片１８をスライス面が接着面となるように配列して第１層３１を形成することにより第２積層体２２を得た（図１）。このときスライス面以外の面に第２接着剤を塗布し、これにより隣接するスライス片１８を互いに第２接着剤により接着した。更に第２積層体２２を、圧縮プレスにより１．０ＭＰａの圧力をかけて熱圧成形した。これにより厚さ２１ｍｍの第２積層成形体からなる板状の積層材１０を得た。
【００５０】
更に、形成した積層材１０の両面に厚さ５０μｍの透明なフィルム５１をそれぞれ貼合せた（図２）。続いて図３に示すように、このフィルム５１を有する積層材１０をプレス機５７に入れ、フィルム５１を有する積層材１０の両面をクッション材５７ａ，５７ａ（ポロンスポンジＰＯＮ−０２（ロジャースイノアック社製））で挾み、室温で、約０．５ＭＰａの圧力で１２０分間成形してフィルム５１表層に第２積層成形体の表層を構成する木質の硬さに応じた凹凸を付与した。この積層材１０を実施例１とした。
【００５１】
＜実施例２＞
高りゃん茎を着色剤として赤染料『Sumifix Red B』（住友化学社製）の３％水溶液に常圧でで３０分間浸漬したこと以外は、実施例１と同様にして厚さ２１ｍｍの板状の積層材を作製した。この積層材を実施例２とした。
【００５２】
＜比較例１＞
実施例１の第１積層成形体を２枚用意し、一方の第１積層成形体に第１接着剤を塗布して２層に積層した後に、熱圧成形することにより、厚さ３０ｍｍの板状の積層材を得た。この積層材を比較例１とした。
【００５３】
＜比較試験１及び評価＞
実施例１及び２の積層材と比較例１の積層材を室内に７日間放置した後、ＪＩＳ Ａ ５９０８に規定されたパーティクルボードの試験方法に準じて常態曲げ強さ、曲げヤング率、厚さ膨潤率等をそれぞれ測定した。その結果を表１に示す。
【００５４】
【表１】
2011101959.tif 000003
表１より明らかなように、高りゃん茎からなる板状積層材に関して、実施例１及び２は比較例１と曲げ強度及び曲げヤング率が同等であることが判明した。また実施例１及び２は比較例と吸水率及び厚さ膨潤率が同等であることが分かった。以上のことから、実施例１及び２の積層板は植物茎の質感と意匠性に富み、工業的に優れた特性を有することが判った。
【符号の説明】
【００５５】
１０，８０，９０  積層材
１１  高りゃん茎（植物茎）
１３，７３  シート状物
１６  薄いシート
１８  スライス片
１９，８９，９９  基材
２１  第１積層体
２２，８２，９２  第２積層体
３１  第１積層成形体
４１  第１層
５１  フィルム
５７ａ  クッション材
【図１】
2011101959.tif 000004
【図２】
2011101959.tif 000005
【図３】
2011101959.tif 000006
【図４】
2011101959.tif 000007
【図５】
2011101959.tif 000008
【図６】
2011101959.tif 000009
【図７】
2011101959.tif 000010
【図８】
2011101959.tif 000011
【図９】
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【図１０】
2011101959.tif 000013
【図１１】
2011101959.tif 000014
【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
2011101959.tif 000017
【図１５】
2011101959.tif 000018
【図１６】
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