(57)【要約】【課題】MDFの耐衝撃性を向上させ厚みが薄くても合板と同等以上の耐衝撃性を有し、コストも安い強化木質繊維板を提供する。【解決手段】中密度繊維板からなる木質繊維板２の少なくとも一方の面に接着層３を介在させて繊維基材４を積層一体化させた強化木質繊維板１であって、繊維基材４は少なくとも一方向に繊維糸を配列した繊維糸配列体である。繊維基材４は２方向以上に繊維糸６，７を配列したネット状補強材が好ましい。この強化木質繊維板１は木工用釘、ネジ、ステープル、ビス等も容易に打ち込める。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中密度繊維板からなる木質繊維板の少なくとも一方の面に接着層を介在させて繊維基材を積層一体化させた強化木質繊維板であって、
前記繊維基材は、少なくとも一方向に繊維糸を配列した繊維糸配列体であることを特徴とする強化木質繊維板。
【請求項２】
前記繊維基材は、２方向以上に繊維糸を配列したネット状補強材である請求項１に記載の強化木質繊維板。
【請求項３】
前記繊維基材の糸密度は、０．５〜９本／ｃｍである請求項１又は２に記載の強化木質繊維板。
【請求項４】
前記繊維基材の繊度は、１００〜６０００ｄｔｅｘである請求項１〜３のいずれかに記載の強化木質繊維板。
【請求項５】
前記繊維基材は、ポリエステル繊維、ガラス繊維、ビニロン繊維、ポリエチレン繊維、セルロース繊維、カーボン繊維、高強力ポリエチレン糸、アラミド繊維、ポリアリレート繊維、ポリ（ｐ−フェニレンベンゾビスオキザール）（ＰＢＯ）繊維、ポリ（ｐ−フェニレンベンゾビスチアゾール）（ＰＢＺＴ）繊維、ポリエチレン繊維、ポリエーテルエーテルケトン繊維、ポリビニルアルコール繊維、ポリアリレート繊維、ポリフェニレンスルフィド繊維、ポリエーテルエーテルケトン繊維及びポリビニルアルコール繊維から選ばれる少なくとも一つの繊維である請求項１〜４のいずれかに記載の強化木質繊維板。
【請求項６】
前記繊維基材の表面に、さらに不織布又は紙が積層一体化されている請求項１〜５のいずれかに記載の強化木質繊維板。
【請求項７】
前記繊維基材が積層されている面及び木質繊維板の面から選ばれる少なくとも一つの面に、化粧層及び防水層から選ばれる少なくとも一つの保護層が積層一体化されている請求項１〜６のいずれかに記載の強化木質繊維板。
【請求項８】
前記強化木質繊維板は、蹴込み板用板である請求項１〜７のいずれかに記載の強化木質繊維板。
【請求項９】
前記強化木質繊維板は、自動車の荷物車載用板である請求項１〜７のいずれかに記載の強化木質繊維板。
【請求項１０】
請求項１〜８に記載の強化繊維板を蹴込み板に用いた階段構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、中密度繊維板(MDF: medium density fiberboardの略)を繊維で強化した強化木質板に関する。
【背景技術】
【０００２】
合板や木質繊維板、木質ボード（OSB、パーティクル）等、多くの木質板が様々な用途で使用されている。特に合板は、その剛性や耐衝撃性、加工性等、取扱いが良い。しかし、木材資源の枯渇化が進み木材の入手が困難となり、その価格が高騰しつつある。さらには入手できる木材の品質も低下しつつある。そのため、合板の代替として、中密度繊維板（MDF）が注目されている。MDFの特徴としては、成形性が良く、平滑な表面性状や色合いも均質で良く、高い表面硬度を有していることが挙げられる。一方で、脆いという欠点があり、特に薄いMDFは衝撃を受ける用途には適していない。また、耐衝撃性を有する部材として、選択肢に合板が存在することから、耐衝撃性を向上させたMDFは開発があまりされてこなかった。従来のMDFの耐衝撃性を向上させる技術としては、MDFの製造工程でエマルジョンを混合させることで靱性の向上を図ることが提案されている（特許文献１）。特許文献２〜３にはMDFの裏面に繊維層を積層することが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平０９−２４８８０７号公報
【特許文献２】特開平０８−１３５１５６号公報
【特許文献３】特開２０１４−１７７８０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、前記従来技術は、耐衝撃性の問題を解決するにはいまだ不十分であり、さらなる改善が求められていた。
【０００５】
本発明は、前記従来の問題を解決するため、MDFの耐衝撃性を向上させ厚みが薄くても合板と同等以上の耐衝撃性を有し、コストも安い強化木質繊維板を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の強化木質繊維板は、中密度繊維板からなる木質繊維板の少なくとも一方の面に接着層を介在させて繊維基材を積層一体化させた強化木質繊維板であって、前記繊維基材は、少なくとも一方向に繊維糸を配列した繊維糸配列体であることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の強化木質繊維板は、中密度繊維板からなる木質繊維板の少なくとも一方の面に接着層を介在させて少なくとも一方向に繊維糸を配列した繊維糸配列体を積層一体化させたことにより、厚みが薄くても合板と同等以上の耐衝撃性を有し、コストも安い強化木質繊維板を提供できる。さらに、木工用釘、ネジ、ステープル、ビス等も容易に打ち込める強化木質繊維板とすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１Ａは本発明の一実施形態の強化木質繊維板の模式的断面図、図１Ｂは同模式的斜視図である。
【図２】図２は本発明の別の実施形態の強化木質繊維板の模式的断面図である。
【図３】図３は本発明のさらに別の実施形態の強化木質繊維板の模式的斜視図である。
【図４】図４Ａは本発明の一実施形態のネット状補強材の模式的斜視図、図４Ｂは同模式的断面図である。
【図５】図５Ａは同、別の一実施形態のネット状補強材の模式的斜視図、図５Ｂは同模式的断面図である。
【図６】図６は本発明の実施例のシャルピー衝撃試験測定装置の模式的説明図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明は、中密度繊維板(MDF)からなる木質繊維板の少なくとも一方の面に接着層を介在させて少なくとも一方向に繊維糸を配列した繊維糸配列体を積層一体化させた強化木質繊維板である。中密度繊維板（ＭＤＦ）は、厚みが２．０〜１３．０ｍｍが好ましく、より好ましくは２．５〜１０．０ｍｍである。密度は０．３５〜０．８５ｇ／ｃｍ3が好ましく、より好ましくは０．３５〜０．８０ｇ／ｃｍ3である。含水率は５〜１３％が好ましい。このようなMDFの少なくとも一方の面に接着層を介在させて少なくとも一方向に繊維糸を配列した繊維糸配列体を積層一体化させたことにより、厚みが薄くても合板と同等以上の耐衝撃性を有し、コストも安いものとなる。さらに、ネジ、釘、ステープル、ビス等も容易に打ち込める強化木質繊維板とすることもできる。
【００１０】
繊維基材は、一方向に繊維糸を配列した繊維糸配列体でも良いし、２方向以上に繊維糸を配列したネット状補強材でもよい。例えば２方向、３方向、４方向に繊維糸を配列したネット状補強材でもでもよい。この中でも２方向に繊維糸を配列したネット状補強材は、コストが安いことから好ましい。
【００１１】
繊維基材の糸密度は、０．５〜９本／ｃｍが好ましく、さらに好ましくは２〜６本／ｃｍである。２方向に繊維糸を配列したネット状補強材は、タテ方向、ヨコ方向ともに前記の糸密度を満たすのが好ましい。前記の糸密度であれば耐衝撃強度を高く維持できる。繊維基材の繊度は、１００〜６０００dtexが好ましく、さらに好ましくは２５０〜２５００dtexである。同様に前記の繊度範囲であれば耐衝撃強度を高く維持できる。ここでdtexはdecitexのことである。ネット状補強材を構成する糸はマルチフィラメント糸、モノフィラメント糸、紡績糸等が使用できるが、この中でもマルチフィラメント糸が好ましい。
【００１２】
繊維基材は、ポリエステル繊維、ガラス繊維、ビニロン繊維、ポリエチレン繊維、セルロース繊維、カーボン繊維、高強力ポリエチレン糸、アラミド繊維、ポリアリレート繊維、ポリ（ｐ−フェニレンベンゾビスオキザール）（ＰＢＯ）繊維、ポリ（ｐ−フェニレンベンゾビスチアゾール）（ＰＢＺＴ）繊維、ポリエチレン繊維、ポリエーテルエーテルケトン繊維、ポリビニルアルコール繊維、ポリアリレート繊維、ポリフェニレンスルフィド繊維、ポリエーテルエーテルケトン繊維及びポリビニルアルコール繊維から選ばれる少なくとも一つの繊維が好ましい。これらは補強繊維として好ましい強度を有する。
【００１３】
繊維基材の表面に、さらに不織布が積層一体化されていてもよい。これによりさらに耐衝撃強度を高く維持できる。とくに一方向に繊維糸を配列した繊維糸配列体の場合は、不織布によりさらに補強効果を高めることができる。不織布はいかなるものであってもよく、カードウェブ、エアレイ、湿式、スパンボンド、スパンレース、フラッシュ紡糸、メルトブロー、ケミカルボンド、サーマルボンド、ニードルパンチ、ウォータージェット、ステッチボンド法又はこれらの方法を任意に組み合わせた方法による不織布を使用できる。不織布の質量（目付）は１〜３００ｇ／ｍ2が好ましい。
【００１４】
繊維基材の表面には、化粧層及び防水層から選ばれる少なくとも一つの保護層を積層一体化してもよい。繊維基材、又は繊維基材と不織布層は視認できるので、視認されない側に配置される場合は、あえて保護層を設ける必要はないが、視認される場合は保護層を設けるのが好ましい。化粧性及び防水性は同時に満たしてもよい。これにより、防湿性と意匠性を満足できる。強化木質繊維板の一表面に保護層を積層一体化することもできる。
【００１５】
強化木質繊維板は、住宅建材用途（階段用部材（蹴込み板）、天井板、床材、ドア）や家具、倉庫の壁、車両内の壁等があげられる。とくに蹴込み板用又は自動車の荷物車載用板として有用である。
【００１６】
以下、好ましい実施態様を説明する。
(1)強化木質繊維板の裏面側最外層（ネット状補強材の外層）には紙、不織布、フィルム、シート等の保護層を貼付することも可能である。保護層は薄葉紙、防湿フィルム、防水フィルム、加飾シート等でもよい。
(2)接着層に使用する接着剤としては、酢ビ、アクリル、イソシアネート、ユリア、EVA等の接着剤を使用できる。この中でも酢ビとアクリル系樹脂を混合した水系接着剤が好ましい。この水系接着剤は木質との親和性が良好である。
(3)耐衝撃性は合板以上の強度が好ましい。耐衝撃性試験は、実施例で説明するようにシャルピー試験で行う。
(4)木質繊維板の少なくとも一方の面に接着層を介在させて繊維基材を積層一体化する一例として、木質繊維板の表面に接着剤を塗布し、その上に繊維基材を乗せ、室温又は加熱して圧着する。
(5)中低密度のMDFを用いれば、穴を開けやすく、蹴込み板用途に適している。蹴込み板用は密度0.75g/cm3以下が好ましい。階段の蹴込み板とは、一般的には側板と踏板と合わせて住宅等で施工される室内階段構造において、階段で足の乗る 踏板と踏板の間の垂直部（蹴込という。）に立てた板のことをいう。
この側板と、踏板と、蹴込み板とを有して構成される室内階段構造の施工は、
(i)  側板を壁面に固定する。
(ii)  階段の踏板を、側板に形成した踏板嵌合溝に嵌入させて、楔を打ち込んで側板に固定する。
(iii)  蹴込板の上端木口に接着剤を塗布する。
(iv)  蹴込板の左右端部を側板の蹴込板嵌合溝に嵌入させると共に、蹴込板上端を踏板裏面の蹴込板嵌合溝に嵌入させる。
(v)  蹴込板を、側板と踏板のそれぞれにビス、釘、木ネジなどの固定具で固定する。
の順序で行われるのが一般的であるが、この蹴込み板には従来から合板が用いられてきた。これは、階段を上る時につま先で蹴込み板に衝撃を与えることがあり、耐衝撃強度が求められてきたためである。低密度MDFを蹴込み板に用いた場合、耐衝撃性能が低くつま先が当った程度の衝撃で破損してしまう恐れがある一方、高密度MDFを用いた場合であれば、ある程度の衝撃が加わっても、それにより破損するなどの不具合を発生するおそれは少なくなるが、一方で、ビスや釘、木ネジ等の施工金具で取付施工を行う場合に、高密度MDFを用いた場合、施工金具の周囲に打ち込み方向に合わせて、凸型の盛り上がりが発生し、現場での施工性が悪く、施工金具を用いた取付等に用いることができなかった。本発明の強化木質繊維板を用いることで、施工性の良さと合板同等以上の強度の蹴込み板およびその蹴込み板を利用した階段構造を提供できる。
(6)強化木質繊維板は加工性に問題がなく、現場で切断等を行うことができる。
(7)強化木質繊維板は、価格的に合板と同程度にコストが安い。
(8)合板と同等の重量で、厚みを薄くでき、車両用途に適している。
(9)化粧シートを表面側最外層に貼付してもよい。MDFは水を吸収すると膨張するため、化粧シートを貼りつけることで、防湿性と意匠性を同時に満たすことができる。
【００１７】
以下図面を用いて説明する。以下の図面において同一符号は同一物を示す。図１は本発明の一実施形態の強化木質繊維板１の模式的断面図、図１Ｂは同模式的斜視図である。この強化木質繊維板１は、中密度繊維板からなる木質繊維板２の少なくとも一方の面に接着層３を介在させて繊維基材４を積層一体化させている。この例においては、繊維基材４はタテ糸６とヨコ糸７で構成されるネット状補強材を配置している。蹴込み板用の場合、５ａは表面側、５ｂは裏面側である。
【００１８】
図２は本発明の別の実施形態の強化木質繊維板８の模式的断面図である。この強化木質繊維板８は、図１に示す強化木質繊維板２の繊維基材４の表面に、さらに不織布層９を積層一体化した例である。強化木質繊維板２の繊維基材４の表面にさらに不織布層９を積層一体化するには、繊維基材４と不織布層９を重ねて室温又は加熱して圧着する。このようにすると１回の圧着処理で、接着層３の接着剤が拡散し不織布層９まで積層一体化できる。
【００１９】
図３は本発明のさらに別の実施形態の強化木質繊維板１０の模式的斜視図である。この例においては、繊維基材１１として一方向に繊維糸を配列した繊維糸配列体を積層一体化させている。これにより衝撃強度を向上できる。
【００２０】
図４Ａは本発明の一実施形態のネット状補強材の模式的斜視図、図４Ｂは同模式的断面図である。この例においては、タテ糸１３ａ，１３ｂの間にヨコ糸１４を挟み込んでネット状補強材としている。タテ糸１３ａ，１３ｂは上下に重なるように配置されている。図５Ａは同、別の一実施形態のネット状補強材の模式的斜視図、図５Ｂは同模式的断面図である。この例においては、タテ糸１５ａ，１５ｂが交互に配置され、間にヨコ糸１６が配置されている。
【００２１】
図６は本発明の実施例のシャルピー衝撃試験測定装置２４の模式的説明図である。この装置は、基部１７の上にサンプル乗せ台２２を固定し、この上にサンプル２３を固定する。基部１７の上には支柱１８があり、この上に円盤１９が固定されており、円盤１９の中心からアーム２０の先に取り付けたハンマー（振り子）２１を矢印のように振り落とし、サンプル２３に衝撃を加え、この値を測定する。
【実施例】
【００２２】
以下実施例を用いて本発明を具体的に説明する。なお、本発明は下記の実施例に限定されるものではない。
【００２３】
＜シャルピー衝撃試験＞
・準備（サンプル作成）：強化木質繊維板を幅１０ｍｍ、長さ１３８ｍｍにカットして、サンプルとする。
・シャルピー衝撃試験（JIS K 7111-1（ISO 179-1））準拠
(1)フラットワイズ法適用  ノッチ無し
(2)使用ハンマーの容量：３Ｊ
(3) 木質板の一表面に繊維基材を積層したサンプルにおいては、ハンマー衝突部位は木質板表面である。
【００２４】
（実施例１〜７、比較例１〜４）
（１）製造条件
・材料：MDF(密度0.8g/cm3,厚み5.5mm)、接着剤、繊維基材
・工程：以下の順に実施した。
(1)MDF上に接着剤を塗布した。塗布量は200ｇ/cｍ2とした。
(2)接着剤を塗布後、繊維基材を積層した。接着剤は、酢ビ（コニシ製）ボンド木工用 CH18、又は酢ビとアクリル接着剤を混合した水系接着剤とした。混合割合は酢ビ：アクリル＝５：５、ガラス転移点( Tg)は-32℃であった。
(3)繊維基材を積層後、接着剤が広がるよう扱く。
(4)PET不織布を積層させる際は、この上に重ねた。PET不織布は質量(目付)が15ｇ/m2のスパンボンド不織布を使用した。
(5)樹脂フィルムを上下の最外層側に重ねた後、SUS板で挟み込み、重量20kgの荷重を加え、一晩常温にて静置した。このようにして、幅10.0ｍｍ、長さ138ｍｍのサンプルを得た。合板(厚み5.5mm)も同じ大きさとした。
(6)繊維基材は、クラボウ社製、商品名"クレネット ESW33130, ET22130, GD4400"とした。内容は表１に示すとおりである。
【００２５】
【表１】
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【００２６】
評価結果を表２に示す。
【００２７】
【表２】
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【００２８】
（実施例８〜１０、比較例５〜７）
MDFを密度0.7g/cm3,厚み4.0mmとし、PET不織布の代わりに紙(晒プリント,質量30g/m2)を積層した(実施例８，１０）以外は、実施例１〜７と同様に実験した。評価結果を表３に示す。
【００２９】
【表３】
2019151068.tif 000005
【００３０】
（実施例８〜１０、比較例５〜７）
MDFを密度0.7g/cm3,厚み2.5mmとした以外は、実施例１〜１０と同様に実験した。評価結果を表４に示す。
【００３１】
【表４】
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【００３２】
以上の結果を考察すると次のとおりである。
（１）表２，４の試験結果より、通常のMDFと合板では、耐衝撃性の強度は合板の方が強いことがわかった。MDFと不織布を貼り合せた複合板は、強度が向上したが、合板には及ばなかった（比較例１〜４、比較例８〜１２）。表３の試験結果より、通常のMDFと合板では、耐衝撃性の強度は合板の方が強かった（比較例５〜７）。
（２）これに対してMDFとネット状補強材（商品名：クレネット）の積層体は、いずれもが合板の強度と同等もしくは超えることが確認できた。
（３）また、表２〜４の結果より、MDFの密度や厚みに関係なく、MDFとネット状補強材（商品名：クレネット）の積層体は、耐衝撃性が向上した。
（４）クレネットのようなネット状補強基材を用いる効果としては、織物のように繊維が縦・横で波打たず、直方向で構成されているため、MDFと繊維の接着している界面が強固になっているためと考えられる。
（５）また、不織布のみでは効果は低い。これは不織布の構成が長繊維ではないために、衝撃があると不織布を構成している繊維同士の接着性が崩されるため、効果が低いと考えられる。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明の強化木質繊維板は、住宅建材用途（階段用部材（蹴込み板）、天井板、床材、ドア）や家具、倉庫の壁、車両内の壁等があげられる。とくに蹴込み板用又は自動車の荷物車載用板として有用である。
【符号の説明】
【００３４】
１，８，１０  強化木質繊維板
２  中密度繊維板からなる木質繊維板
３  接着層
４，１１  繊維基材
５ａ  表面側
５ｂ  裏面側
６，１３ａ，１３ｂ，１５ａ，１５ｂ  タテ糸
７，１４，１６  ヨコ糸
９  不織布層
１７  基部
１８  支柱
１９  円盤
２０  アーム
２１  ハンマー（振り子）
２２  サンプル乗せ台
２３  サンプル
２４  シャルピー衝撃試験測定装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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