(57)【要約】      （修正有）【課題】建材用途等として使用可能な強度をもつ繊維ボードを効率よく簡便に製造できる繊維ボードの製造方法を提供する。【解決手段】植物性繊維に合成樹脂繊維をバインダー成分として混合した混合物１を加熱圧締して繊維ボード２０を製造する方法において、合成樹脂繊維として植物性繊維より融点が低い低融点合成樹脂繊維、および低融点合成樹脂繊維より融点が高く、かつ植物性繊維より融点が低い高融点合成樹脂繊維を用い、低融点合成樹脂繊維および高融点合成樹脂繊維が溶融する温度で混合物１を加熱して双方の合成樹脂繊維を溶融させ、冷却固化により植物性繊維を合成樹脂繊維に仮固定した後、高融点合成樹脂繊維の融点より低く且つ低融点合成樹脂繊維が溶融する温度で混合物１を加熱圧締する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
植物性繊維に合成樹脂繊維をバインダー成分として混合した混合物を加熱圧締して繊維ボードを製造する方法において、合成樹脂繊維として植物性繊維より融点が低い低融点合成樹脂繊維、および低融点合成樹脂繊維より融点が高く、かつ植物性繊維より融点が低い高融点合成樹脂繊維を用い、低融点合成樹脂繊維および高融点合成樹脂繊維が溶融する温度で混合物を加熱して双方の合成樹脂繊維を溶融させ、冷却固化により植物性繊維を合成樹脂繊維に仮固定した後、高融点合成樹脂繊維の融点より低く且つ低融点合成樹脂繊維が溶融する温度で混合物を加熱圧締することを特徴とする繊維ボードの製造方法。
【請求項２】
低融点合成樹脂繊維が、芯鞘構造を有し、鞘部分の融点が前記高融点合成樹脂繊維の融点より低く、芯部分の融点が前記高融点合成樹脂繊維の融点より高い芯鞘繊維であって、低融点合成樹脂繊維および高融点合成樹脂繊維が溶融する温度で混合物を加熱する加熱温度を芯鞘繊維の芯部分の融点より低く且つ芯鞘繊維の鞘部分および高融点合成樹脂繊維が溶融する温度とし、次いで行われる混合物の加熱圧締温度を高融点合成樹脂繊維の融点より低く且つ芯鞘繊維の鞘部分が溶融する温度とすることを特徴とする請求項１に記載の繊維ボードの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、繊維ボードの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
植物性繊維を配合した繊維ボードの製造方法としては、植物性繊維に合成樹脂のバインダー成分を加えて加熱圧締する方法が知られている（例えば、特許文献１，２参照）。繊維ボードを建材として使用するには適当な比重へと圧締して強度を発現させる必要があるが、圧締の際、圧締を押し戻そうとする植物性繊維の反発力が大きく、圧締の開圧後の植物性繊維のスプリングバックが抑えられないという問題がある。特に熱可塑性樹脂をバインダー成分として使用した場合には加熱圧締時に全体が溶融して植物性繊維同士の拘束力が低下するので、開圧時のスプリングバック量が大きくなる傾向がある。このような場合、繊維ボードの比重が小さくなり強度が弱まるため加熱圧締後に冷却圧締することが必須となり、工程数や製造時間が増え、また設備的にも負担となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−１２７１５６号公報
【特許文献２】特許第２７９７９２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は以上の通りの事情に鑑みてなされたものであり、建材用途等として使用可能な強度をもつ繊維ボードを効率よく簡便に製造できる繊維ボードの製造方法を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は以下のことを特徴としている。
【０００６】
第１には、植物性繊維に合成樹脂繊維をバインダー成分として混合した混合物を加熱圧締して繊維ボードを製造する方法において、合成樹脂繊維として植物性繊維より融点が低い低融点合成樹脂繊維、および低融点合成樹脂繊維より融点が高く、かつ植物性繊維より融点が低い高融点合成樹脂繊維を用い、低融点合成樹脂繊維および高融点合成樹脂繊維が溶融する温度で混合物を加熱して双方の合成樹脂繊維を溶融させ、冷却固化により植物性繊維を合成樹脂繊維に仮固定した後、高融点合成樹脂繊維の融点より低く且つ低融点合成樹脂繊維が溶融する温度で混合物を加熱圧締する。
【０００７】
第２には、上記第１の発明において、低融点合成樹脂繊維が、芯鞘構造を有し、鞘部分の融点が前記高融点合成樹脂繊維の融点より低く、芯部分の融点が前記高融点合成樹脂繊維の融点より高い芯鞘繊維であって、低融点合成樹脂繊維および高融点合成樹脂繊維が溶融する温度で混合物を加熱する加熱温度を芯鞘繊維の芯部分の融点より低く且つ芯鞘繊維の鞘部分および高融点合成樹脂繊維が溶融する温度とし、次いで行われる混合物の加熱圧締温度を高融点合成樹脂繊維の融点より低く且つ芯鞘繊維の鞘部分が溶融する温度とする。
【発明の効果】
【０００８】
第１の発明によれば、バインダー成分である低融点合成樹脂繊維および高融点合成樹脂繊維の溶融、冷却固化により、固化した合成樹脂繊維がバインダーとなって植物性繊維同士を接着して仮固定できる。その状態で高融点合成樹脂繊維の融点より低く且つ低融点合成樹脂繊維が溶融する温度で混合物を加熱圧締することにより、加熱圧締時において、高融点合成樹脂繊維は溶融せず植物性繊維同士、植物性繊維と固化した合成樹脂繊維とが接着した状態となり、加熱圧締開圧後の植物性繊維のスプリングバックが効果的に抑制される。したがって、加熱圧締後に冷却圧締することなく、または短時間の冷却圧締でも、建材用途等として使用可能な強度をもつ繊維ボードを効率よく簡便に製造することができる。
【０００９】
第２の発明によれば、加熱圧締時において、芯鞘繊維の芯部分も溶融しないため、加熱圧締開圧後の植物性繊維のスプリングバックが更に効果的に抑制される。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明にかかる繊維ボードの製造方法を説明するための、繊維ボードの製造工程を模式的に示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明は前記のとおりの特徴をもつものであるが、以下に、本発明を実施するための最良の形態を説明する。
【００１２】
本実施形態では、植物性繊維と、植物性繊維より融点が低い低融点合成樹脂繊維、および低融点合成樹脂繊維より融点が高く、かつ植物性繊維より融点が低い高融点合成樹脂繊維とを混合し、不織布状にマット化した混合物を加熱（以下、「一次加熱」ともいう）して一旦冷却した後、加熱圧締し比重を高めて繊維ボードを得る。低融点合成樹脂繊維と高融点合成樹脂繊維は繊維ボードにおいて植物性繊維のバインダー成分として配合されるものであり、低融点合成樹脂繊維および高融点合成樹脂繊維が溶融して冷却固化することにより植物性繊維同士が固定されて寸法変化し難い構造の繊維ボードが得られる。
【００１３】
本実施形態において、何よりも特徴的なことは、繊維マットを加熱圧締する前に低融点合成樹脂繊維および高融点合成樹脂繊維を溶融する温度で一次加熱することとし、一旦冷却した後、高融点合成樹脂繊維が溶融せず低融点合成樹脂繊維が溶融する温度で加熱圧締することである。最初の繊維マットの一次加熱により低融点合成樹脂繊維および高融点合成樹脂繊維の双方が溶融し、その後の冷却固化により低融点合成樹脂繊維および高融点合成樹脂繊維が植物性繊維を拘束して植物性繊維同士が合成樹脂繊維に仮固定される。ここでの仮固定は、次いで行われる加熱圧締において開圧後の植物性繊維のスプリングバックが抑制されるように固化した高融点合成樹脂繊維に植物性繊維同士が接着されて保形される程度に固定化されていればよい。加熱圧締では、高融点合成樹脂繊維が溶融せず植物性繊維を拘束して植物性繊維同士が高融点合成樹脂繊維に接着した状態となっている。一方、低融点合成樹脂繊維は再溶融して熱圧される。加熱圧締開圧後は、高融点合成樹脂の拘束力により植物性繊維と高融点合成樹脂繊維との結合が維持されたままの状態になり、また低融点合成樹脂繊維の溶融粘着力も合わさり、植物性繊維の反発力が抑えられてスプリングバックが効果的に抑制される。更に加熱圧締時の熱によって高融点合成樹脂繊維が軟化し、加熱圧締したときの形状になじむよう変化するため、加熱圧締開圧しても、繊維ボードの厚みは加熱圧締時とほぼ同等の厚みに抑制される。例えば、加熱圧締は、プレス機にスペーサーが配置されそのスペーサーの厚さまで繊維マットが加熱圧締される方法等で行われており、加熱圧締開圧後はスペーサー厚に対し５〜１５％程度厚めの繊維ボードが得られる。このように本実施形態では、加熱圧締後に冷却圧締することなく、または短時間の冷却圧締であっても、建材用途等として使用可能な強度をもつ繊維ボードを効率よく簡便に製造することができる。
【００１４】
本実施形態において使用される植物性繊維は、例えば、ケナフ、亜麻、ラミー、大麻、ジュート等の麻類植物の靱皮から採取される繊維、マニラ麻やサイザル麻等の麻類植物の茎または端の筋から採取される繊維、木材繊維等の天然繊維が挙げられる。これらの植物性繊維は単独でも混合物でも使用可能である。麻類植物が主体となる繊維、例えば、植物性繊維全量中、麻類植物の繊維が５０質量％以上の繊維を用いると、繊維強度の強さ、および吸湿時の寸法安定性の良さを活かすことができ、繊維ボードが湿気を含む場合でも繊維ボードの寸法変化を小さくすることができる。したがって、扉や背板として調湿ボードを組み込んだ場合、反りや歪みを抑制することができる。
【００１５】
本実施形態において使用される低融点合成樹脂繊維および高融点合成樹脂繊維は、互いに融点が異なり、一方の合成樹脂繊維の融点が他方の合成樹脂繊維の融点よりも高くもしくは低くなっていればよい。それぞれの合成樹脂繊維の融点は、植物性繊維より融点が低いものであれば特に限定されるものではないが、繊維ボードの製造設備を考慮すると、低融点合成樹脂繊維は、例えば融点が１４０℃以下の繊維が含まれており、高融点合成樹脂繊維は融点が１４０℃を超える繊維で構成されていることが考慮される。
【００１６】
低融点合成樹脂繊維の具体例として、ポリエステル樹脂、ポリオレフィン樹脂等の熱可塑性樹脂の繊維が挙げられる。高融点合成樹脂繊維の具体例として、ポリプロピレン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂等の熱可塑性樹脂の繊維が挙げられる。低融点合成樹脂繊維および高融点合成樹脂繊維は、単一素材の合成樹脂繊維でもよいし、複数の素材を組合わせた繊維、例えば、芯部分と鞘部分の素材が異なる芯鞘構造の繊維（以下、「芯鞘繊維」ともいう）でもよい。低融点合成樹脂繊維として複数の素材を組合わせた繊維を用いる場合、その一部が低融点の合成樹脂であればよい。例えば、低融点合成樹脂繊維として芯鞘構造の繊維を用いる場合、鞘部分は芯部分および高融点合成樹脂繊維の融点よりも低い合成樹脂が採用される。芯部分は高融点合成樹脂繊維よりも融点が高い合成樹脂であることが好ましい。かかる芯鞘構造の繊維を低融点合成樹脂繊維として用いる場合、混合物の一次加熱温度を芯鞘繊維の芯部分の融点より低く且つ芯鞘繊維の鞘部分および高融点合成樹脂繊維が溶融する温度とし、次いで行われる混合物の加熱圧締温度を高融点合成樹脂繊維の融点より低く且つ芯鞘繊維の鞘部分が溶融する温度とする。混合物の一次加熱時および加熱圧締時において芯鞘繊維の芯部分は溶融しないので、植物性繊維間が溶融樹脂によって完全に埋められてしまうことがなくなる。このため、植物性繊維同士の間に形成される空間が維持されるため、通気性を備えた繊維ボードを得ることができる。
【００１７】
以下に繊維ボードの製造方法を図１を参照して説明する。
【００１８】
図１に示すように、解繊混合した植物性繊維、低融点合成樹脂繊維、高融点合成樹脂繊維の混合物１をホッパー２から連続的に供給してベルトコンベア３上に分散させ、積み重ねて搬送し、不織布状にマット化する。その際、ニードルパンチ装置４に搬送してニードル５によるパンチングで繊維同士を交絡させてもよい。ニードルパンチ装置４には複数のニードル５が設けられ、各ニードル５には側面に複数の係止爪６が突設されており、混合物１がニードルパンチ装置４を通過する際に、ニードル５が混合物１を貫通するように上下動してニードルパンチが施される。
【００１９】
混合物１にニードルパンチを施した後、加熱炉７に搬送し、混合物１に一次加熱処理を施す。
【００２０】
一次加熱処理は、低融点合成樹脂繊維および高融点合成樹脂繊維の融点以上の温度で行い、これら合成樹脂を溶融させる。溶融した合成樹脂が冷却固化することにより、合成樹脂がバインダーとなって植物性繊維同士が接着されて植物性繊維が合成樹脂に仮固定される。一次加熱処理後または一次加熱処理中、押圧ロール８等で軽く圧締してもよい。
【００２１】
低融点合成樹脂繊維として、鞘部分の融点が前記高融点合成樹脂繊維の融点より低く、芯部分の融点が前記高融点合成樹脂繊維の融点より高い芯鞘繊維を用いた場合には、芯鞘繊維の芯部分の融点より低く且つ芯鞘繊維の鞘部分および高融点合成樹脂繊維が溶融する温度で一次加熱処理を施すようにする。
【００２２】
加熱処理後、冷却装置９に搬送して加熱された混合物１に常温の空気を通気させて冷却し、裁断機１０で所定の長さにカットし、プレス機１１で所定の温度で加熱プレス（加熱圧締）し、ボード状態に成形して繊維ボード２０を得る。加熱プレスはバッチ式プレスでもよいし、ロールによる連続プレスでもよい。繊維ボード２０の強度を向上させるため、加熱圧締は、得られる繊維ボード２０の比重が０．５を上回るような条件で圧締めされることが考慮される。
また、加熱圧締温度は、高融点合成樹脂繊維の融点より低く且つ低融点合成樹脂繊維が溶融する温度とする。なお低融点合成樹脂繊維として、鞘部分の融点が前記高融点合成樹脂繊維の融点より低く、芯部分の融点が前記高融点合成樹脂繊維の融点より高い芯鞘繊維を用いた場合には、高融点合成樹脂繊維の融点より低く且つ芯鞘繊維の鞘部分が溶融する温度とすると好ましい。
この条件で加熱圧締をおこなうと、高融点合成樹脂繊維が溶融せず植物性繊維同士、植物性繊維と固化した合成樹脂繊維とを接着した状態となる。そして開圧後は、植物性繊維と高融点合成樹脂繊維との結合が維持されたままの状態になるので植物性繊維のスプリングバックが効果的に抑制される。このため、加熱圧締後に冷却圧締することなく、または短時間の冷却圧締でも、建材用途等として使用可能な強度をもつ繊維ボード２０を効率よく簡便に製造することができる。
【００２３】
得られた繊維ボード２０は、充分な調湿機能と強度を有しており、例えば、住宅の内壁の表面建材、打上天井材、押入やクローゼット内の内壁や天井等、居住空間における建材や収納建具材として広く施工可能である。
【００２４】
以上、実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記の実施形態に何ら限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内において各種の変更が可能である。例えば、植物性繊維、低融点合成樹脂繊維、高融点合成樹脂繊維の混合割合は特に限定されず、必要とされる強度や通気性に応じて調整できる。また、繊維ボードには調湿剤や消臭剤等の機能性材料を混合することもできる。調湿剤としては、例えば、木炭、竹炭等の炭類、タルク、ゼオライト、珪藻土、シリカゲル、モンモリロナイト、セピオライト等の粘土鉱物、アルミナ、シリカ等の無機物、天然素材、アクリル樹脂等の高分子吸放湿材等を挙げることができる。その他の機能性材料としては、例えば、炭類の粉末、消臭や抗菌機能性粉体、常温で臭い成分を分解できる触媒粉等を挙げることができる。
【実施例】
【００２５】
＜実施例、比較例＞
（使用材料）
・植物性繊維：ケナフ繊維
・低融点合成樹脂繊維：ポリエステル樹脂繊維（芯鞘構造で鞘部分の融点が１１０℃、芯部分の融点が２５０℃）
・高融点合成樹脂繊維：ポリプロピレン樹脂繊維（融点１６０℃）
（繊維ボードの製造）
植物性繊維、低融点合成樹脂繊維、高融点合成樹脂繊維を表１に示す割合で混合し、その混合物にニードルパンチを施した後、２００℃設定の加熱炉にて２分加熱（一次加熱）した。一次加熱後、一旦冷却、切断し、下記条件でプレス機にて圧締し、加熱圧締後に冷却圧締することなく繊維ボードを得た。
プレス条件：１４０℃、３０ｋｇ／ｃｍ２加重、２分間（狙い厚さ２．０ｍｍに対し、プレス時に１．８ｍｍのスペーサーを使用した）
得られた繊維ボードの仕上がり平均厚さ、比重を測定し、繊維ボードの強度を評価した。強度の合格判定基準は繊維板（ＪＩＳ  Ａ５９０５）ＭＤＦ１５タイプの規格を参考に１５ＭＰａ以上とし、その代用特性として比重０．６以上の場合を合格「○」、０．６未満を不合格「×」とした。その結果を表１に示す。
【００２６】
【表１】
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【００２７】
以上の結果より、低融点合成樹脂繊維および高融点合成樹脂繊維が溶融する温度で混合物を加熱し、高融点合成樹脂繊維の融点より低く且つ低融点合成樹脂繊維が溶融する温度で混合物を加熱圧締することにより、良好な強度の繊維ボードが得られることが確認できた。
【符号の説明】
【００２８】
１  植物性繊維、低融点合成樹脂繊維、高融点合成樹脂繊維の混合物
２０  繊維ボード
【図１】
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