(57)【要約】【課題】強度や寸法安定性等の基本性能に優れた木質ボードを製造する際の生産性を向上させることができる木質ボードの製造方法を提供する。【解決手段】植物繊維２ａに粒状接着剤３ａを分散させた第１マット状積載物４を連続的に搬送する第１工程と、第１マット状積載物の表面に、第１マット状積載物を搬送しながら、木片粉砕品または植物パーティクル５に接着剤６を付着させた接着性チップ７を連続的に供給する第２工程と、接着性チップが供給された第１マット状積載物の表面側に、第１マット状積載物を搬送しながら、植物繊維２ｂに粒状接着剤３ｂを分散させた第２マット状積載物８を連続的に積層する第３工程と、第１マット状積載物の裏面側と第２マット状積載物の表面側とを挟みつけ、加熱加圧成形して木質ボード１を作製する第４工程とを含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
植物繊維に粒状接着剤を分散させた第１マット状積載物を連続的に搬送する第１工程と、
前記第１マット状積載物の表面に、前記第１マット状積載物を搬送しながら、木片粉砕品または植物パーティクルに接着剤を付着させた接着性チップを連続的に供給する第２工程と、
前記接着性チップが供給された前記第１マット状積載物の表面側に、前記第１マット状積載物を搬送しながら、植物繊維に粒状接着剤を分散させた第２マット状積載物を連続的に積層する第３工程と、
前記第１マット状積載物の裏面側と第２マット状積載物の表面側とを挟みつけ、加熱加圧成形して木質ボードを作製する第４工程と
を含むことを特徴とする木質ボードの製造方法。
【請求項２】
前記植物繊維が、麻系天然繊維、ヤシ繊維または農産廃棄物繊維のいずれか１種以上であることを特徴とする請求項１に記載の木質ボードの製造方法。
【請求項３】
前記木片粉砕品が、木片を粉砕して得られる細片または繊維であることを特徴とする請求項１または２に記載の木質ボードの製造方法。
【請求項４】
前記植物パーティクルが、麻系植物のパーティクルであることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の木質ボードの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、木質ボードの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、木片等の木質チップや植物由来の植物パーティクルを配合した木質ボードは、住宅用の床材、壁材、扉材等の建材として幅広い分野で使用されてきている。木質ボードは、例えば、木質チップや植物パーティクルにバインダーとして合成樹脂を加え、加熱加圧成形して製造される。
【０００３】
木質ボードを建材として使用するためには、適当な密度として強度を発現させる必要があるが、単なる高密度化では断熱性や吸湿特性など、建材として好適な特性が低下してしまうおそれがある。また、木質ボードの高密度化は重量の増大をもたらし、施工現場で扱いにくいといった問題も生じる。
【０００４】
そこで、軽量で取り扱いが容易でありながら、強度や寸法安定性等の物理特性に優れた長繊維複合ボードの製造方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載された長繊維複合ボードの製造方法では、接着剤を分散させたリグノセルロース材料を加工して得た多数のパーティクルからなるパーティクル層と、接着剤を分散させた多数本のリグノセルロース長繊維からなる繊維層とを複数組み合わせ、加熱加圧成形する。このため、得られる長繊維複合ボードは、軽量でありながら、強度が十分となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−２４６７０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載された長繊維複合ボードの製造方法は、パーティクル層および繊維層をそれぞれ個別に形成し、個別に形成した複数個の層体を接着して積層するものである。このため、長繊維複合ボードの製造は、バッチ処理であり、生産効率を上げにくいという問題が指摘される。
【０００７】
本発明は、以上のとおりの事情に鑑みてなされたものであり、強度や寸法安定性等の基本性能に優れた木質ボードを製造する際の生産性を向上させることができる木質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】
【０００８】
上記の課題を解決するために、本発明の木質ボードの製造方法は、植物繊維に粒状接着剤を分散させた第１マット状積載物を連続的に搬送する第１工程と、第１マット状積載物の表面に、第１マット状積載物を搬送しながら、木片粉砕品または植物パーティクルに接着剤を付着させた接着性チップを連続的に供給する第２工程と、接着性チップが供給された第１マット状積載物の表面側に、第１マット状積載物を搬送しながら、植物繊維に粒状接着剤を分散させた第２マット状積載物を連続的に積層する第３工程と、第１マット状積載物の裏面側と第２マット状積載物の表面側とを挟みつけ、加熱加圧成形して木質ボードを作製する第４工程とを含むことを特徴としている。
【０００９】
また、本発明の木質ボードの製造方法は、植物繊維が、麻系天然繊維、ヤシ繊維または農産廃棄物繊維のいずれか１種以上であることが好ましい。
【００１０】
また、本発明の木質ボードの製造方法は、木片粉砕品が、木片を粉砕して得られる細片または繊維であることが好ましい。
【００１１】
また、本発明の木質ボードの製造方法は、植物パーティクルが、麻系植物のパーティクルであることが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の木質ボードの製造方法によれば、強度や寸法安定性等の基本性能に優れた木質ボードを製造する際の生産性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の木質ボードの製造方法の一実施形態を模式的に示した工程断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１は、本発明の木質ボードの製造方法の一実施形態を模式的に示した工程断面図である。
【００１５】
木質ボード１の製造方法は、第１マット状積載物４を連続的に搬送する第１工程と、第１マット状積載物４の表面に、接着性チップ７を供給する第２工程とを含む。この第２工程では、接着性チップ７の供給は、第１マット状積載物４を搬送しながら連続的に行われる。
【００１６】
また、木質ボード１の製造方法は、上記第２工程後の第１マット状積載物４の表面側に第２マット状積載物８を積層する第３工程を含む。この第３工程においても、第２マット状積載物８の積層は、第１マット状積載物４を搬送しながら連続的に行われる。
【００１７】
また、木質ボード１の製造方法は、上記第３工程により得られる積層体を、第１マット状積載物４の裏面側と第２マット状積載物８の表面側とから挟みつけ、加熱加圧成形して木質ボード１を作製する第４工程を含む。
【００１８】
上記第１工程、第２工程、第３工程、および第４工程について以下に詳述する。
（１）第１工程
第１工程で連続的に搬送する第１マット状積載物４は、植物繊維２ａに粒状接着剤３ａを分散させた混合物を、ベルトコンベア上１０に積載して長尺に形成したものである。植物繊維２ａと粒状接着剤３ａを供給機９に投入し、攪拌して植物繊維２ａに粒状接着剤３ａを分散させ、供給機９からベルトコンベア１０上に連続的に供給し、ベルトコンベア１０上に長尺の第１マット状積載物４を層状に展開する。
【００１９】
植物繊維２ａとしては、通常、木質ボード１に用いられる植物繊維２ａであれば特に限定されないが、木質ボード１の強度や耐久性、寸法安定性等の基本性能を考慮すると、麻系天然繊維、ヤシ繊維または農産廃棄物繊維のいずれか１種以上であることが好ましい。麻系天然繊維としては、例えば、ケナフ、亜麻、ラミー、大麻、ジュート、ヘンプ、サイザル等の麻類植物の靭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葉の筋から採取される繊維が例示される。これらの麻系天然繊維は、植物原料を機械的に解繊することによって得られ、針葉樹繊維や広葉樹繊維等の木材繊維に比べて約２〜１４倍の高い引張強度を有している。ヤシ繊維としては、例えば、油ヤシから得られる油ヤシ繊維、ココヤシから得られるココヤシ繊維が例示される。農産廃棄物繊維としては、例えば、さとうきび、とうもろこし、竹、イネ等の農産廃棄物を原料とする繊維が例示される。このような植物繊維２ａを用いることによって、植物繊維２ａ自体の高い引張強度を有効に活用することができるため、曲げ性能および温度変化や湿度変化による長さ変化等に対して特に優れた性能を有する木質ボード１が実現される。
【００２０】
なお、植物繊維２ａの平均繊維長は、特に限定されないが、木質ボード１の強度や耐久性、寸法安定性等の基本性能を考慮すると、５ｍｍ以上１００ｍｍ以下、好ましくは１０ｍｍ以上７０ｍｍ以下、より好ましくは３０ｍｍ以上６０ｍｍ以下が例示される。平均繊維長が当該範囲内の植物繊維２ａを用いることによって、加熱加圧成形後の木質ボード１の内部における植物繊維２ａの絡み合いが多数存在するようになり、また、植物繊維２ａ一本当たりの粒状接着剤３ａの付着部分を増やすことができる。さらに、植物繊維２ａ同士の継ぎ目部分を少なくできるため、植物繊維２ａ自体の高い引張強度をより効果的に活用することができる。このため、低密度でありながら、強度、表面硬度、温度変化や湿度変化による長さ変化等に対してより優れた性能を有する木質ボード１が実現される。
【００２１】
また、植物繊維２ａの平均繊維径は、特に限定されないが、木質ボード１の強度や耐久性、寸法安定性等の基本性能を考慮すると、７０μｍ以上４００μｍ以下、好ましくは１００μｍ以上３５０μｍ、より好ましくは１５０μｍ以上３００μｍ以下が例示される。平均繊維径が当該範囲内の植物繊維２ａを用いることによって、植物繊維２ａ間に適度な空隙が生まれ、空隙内に粒状接着剤３ａを均一に分散させることができる。また、植物繊維２ａの剛直性によって植物繊維２ａ同士の絡み合いが多数存在するようになり、十分な強度を備えた木質ボード１を得ることができる。
【００２２】
植物繊維２ａに分散させる粒状接着剤３ａとしては、通常、木質ボード１に用いられる接着剤であれば、特に限定されない。例えば、フェノール樹脂、レゾルシノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、フルフラール樹脂、イソシアネート樹脂等の熱硬化性樹脂を単独または２種類以上を併用したものが例示される。このような粒状接着剤３ａには、必要に応じて、サイズ剤等を添加することができる。
【００２３】
なお、第１マット状積載物４における粒状接着剤３ａの配合比率は、特に限定されないが、硬化後の固形分として１０質量％〜２０質量％の範囲内であることが好ましい。粒状接着剤３ａの配合比率が上記の範囲内にあれば、植物繊維２ａ同士の接着が充分となり、得られる木質ボード１の強度が良好となる。
（２）第２工程
第２工程で、第１マット状積載物４の表面に供給する接着性チップ７は、木片粉砕品または植物パーティクル５に接着剤６を付着させたものである。
【００２４】
木片粉砕品としては、通常、木質ボード１に用いられる木片粉砕品であれば特に限定されないが、木質ボード１の強度や耐久性、寸法安定性等の基本性能を考慮すると、木片を粉砕して得られる細片または繊維であることが好ましい。木片を粉砕して得られる細片または繊維は、製材時の端材等を粉砕することによって得られるため、木質ボード１の製造コスト低減が期待される。
【００２５】
また、木片粉砕品として、木粉状に粉砕した微小片や木片状の粗大片も用いることができる。
【００２６】
このような木片粉砕品としては、例えば、間伐材や建築解体材を主とするものが例示される。間伐材としては、例えば、マツ、スギ、ヒノキ等の針葉樹、またはラワン、カポール、ポプラ等の広葉樹が例示される。
【００２７】
植物パーティクルとしては、通常、木質ボード１に用いられる植物パーティクルであれば特に限定されないが、木質ボード１の強度や耐久性、寸法安定性等の基本性能を考慮すると、麻系植物のパーティクルであることが好ましい。麻系植物のパーティクルは、第１マット状積載物４に用いた麻系天然繊維と同様の特性を有しており、強度や寸法安定性等の基本性能に優れた木質ボード１の材料となる。
【００２８】
木片粉砕品または植物パーティクル５の大きさは、例えば、厚みが０．１ｍｍ〜５ｍｍであり、長さが１ｍｍ〜５０ｍｍであり、かつ幅が０．５ｍｍ〜１０ｍｍの範囲内が例示される。上記の範囲内にあれば、木片粉砕品または植物パーティクル５同士の接着が充分となり、得られる木質ボード１の強度が良好となる。
【００２９】
木片粉砕品または植物パーティクル５の作製に使用可能な機器および設備は、特に限定されない。例えば、ハンマーミル、ドラムフレーカー、リングフレーカー、ディスクリファイナー等を用いることができる。
【００３０】
木片粉砕品または植物パーティクル５に付着させる接着剤６も、特に限定されない。木質ボード１の製造に通常用いられている熱硬化性樹脂接着剤の中から適宜選択して採用することができる。例えば、ＭＤＩ（ジフェニルメタンジイソシアネート）、ＴＤＩ(トリレンジイソシアネート)、ＭＤＩプレポリマー、ＴＤＩプレポリマー等よりなるイソシアネート樹脂接着剤が例示される。また、ユリア樹脂接着剤、メラミン樹脂接着剤、ユリア・メラミン共縮合樹脂接着剤が例示される。さらに、フェノール樹脂接着剤、レゾルシノール樹脂接着剤、エポキシ樹脂接着剤、ウレタン樹脂接着剤、フルフラール樹脂接着剤が例示される。これらの接着剤６は、単独または２種類以上の併用が可能である。また、接着剤６は、粉末状または液状のいずれの形態であってもよい。さらに、接着剤６の選択には、木質ボード１の耐水性や、シックハウス症候群の原因となるホルムアルデヒドの放出量等をも考慮することができる。イソシアネート樹脂接着剤は、ホルムアルデヒドを原料としないため、安全性の高い接着剤６である。接着剤６には、必要に応じてサイズ剤等を添加することができる。
【００３１】
木片粉砕品または植物パーティクル５に接着剤６を付着させる際には、木片粉砕品または植物パーティクル５をベルトコンベア１１上に供給し、ベルトコンベア１１上を搬送しながら、供給機１２から接着剤６を供給して、木片粉砕品または植物パーティクル５に接着剤６を付着させることができる。供給機１２としては、グルーブレンダー等の定量供給機の使用や、従来用いられているリボンブレンダー、高速ミキサー、タンブラー等の混合設備の使用が可能である。この他、製造ラインに設けたロータリフィーダー、スクリューフィーダー等で木片粉砕品または植物パーティクル５に一定量ずつ接着剤６を供給することもできる。このようにすることによって、木片粉砕品または植物パーティクル５と接着剤６との均一な混合が可能となる。
【００３２】
木片粉砕品または植物パーティクル５に付着させる接着剤６の添加量は、特に限定されない。例えば、木片粉砕品または植物パーティクル５に対して、硬化後の固形分として１５質量％以下が例示される。
【００３３】
第１工程後の第１マット状積載物４の表面に、接着性チップ７を連続的に供給する際には、接着性チップ７を供給機１３に投入し、攪拌した接着性チップ７を供給機１３から第１マット状積載物４の表面側に連続的に供給することができる。このように、接着性チップ７の供給は、ベルトコンベア１０により搬送される第１マット状積載物４に対し連続的に行われる。
（３）第３工程
第３工程では、上記のとおりの第２工程後の第１マット状積載物４の表面側に、第２マット状積載物８を連続的に積層する。第２マット状積載物８も、第１マット状積載物４と同様に、植物繊維２ｂに粒状接着剤３ｂを分散させた混合物を、ベルトコンベア上１０に積載して長尺に形成したものである。植物繊維２ｂと粒状接着剤３ｂを供給機１４に投入し、攪拌して植物繊維２ｂに粒状接着剤３ｂを分散させ、この混合物を供給機１４から第１マット状積載物４の表面側に連続的に供給する。このように連続的に供給することにより、第２マット状積載物８の積層は、ベルトコンベア１０により搬送される第１マット状積載物４に対し連続的に行われる。
【００３４】
第２マット状積載物８を形成する植物繊維２ｂおよび粒状接着剤３ｂは、第１マット状積載物４を形成する植物繊維２ａおよび粒状接着剤３ａと同種のものであっても、異種のものであってもよい。
（４）第４工程
第４工程では、上記第３工程により得られる積層体をプレス機１７において加熱加圧成形する。具体的には、第１マット状積載物４の裏面側より下プレス１５を、第２マット状積載物８の表面側より上プレス１６をあてがい、第１マット状積載物４の裏面側と第２マット状積載物８の表面側とを挟みつける。そして、プレス機１７により加熱加圧成形して木質ボード１を作製する。
【００３５】
プレス機１７により加熱加圧成形する際には、例えば、加熱した熱板である下プレス１５と上プレス１６からなるプレス装置や、加熱した一対のスチールベルトの隙間に圧力を加えながら積層物を搬送する連続プレス装置等を用いることができる。木質ボード１の加熱加圧成形条件は、用いた粒状接着剤３ａ、３ｂや接着性チップ７に付着した接着剤６が硬化する条件であれば特に限定されない。例えば、成形温度として１２０℃〜１９０℃の範囲、成形圧力として１ＭＰａ〜４ＭＰａの範囲が例示される。加圧時間は、加熱加圧成形後に得られる木質ボード１の板厚や密度、成形時の加熱温度等を考慮して適宜設定することができる。木質ボード１の厚みについては、例えば、１ｍｍ〜２０ｍｍの範囲内に設定することができ、木質ボード１の強度や耐久性、寸法安定性等の基本性能を考慮すると、２ｍｍ以上とするのが好ましい。木質ボード１の密度については、６００ｋｇ／ｍ３〜９００ｋｇ／ｍ３の範囲内、より好ましくは７００ｋｇ／ｍ３〜８５０ｋｇ／ｍ３の範囲内に設定することができる。木質ボード１の密度が上記の範囲内であれば、木質ボード１は、強度や耐久性、寸法安定性等の基本性能により優れ、しかも、コスト面で有利となる。
【００３６】
このような第４工程を経て、裏面に第１植物繊維層１８が形成され、表面に第２植物繊維層２０が形成され、第１植物繊維層１８と第２植物繊維層２０の間に、芯層としてチップ層１９が形成された木質ボード１が得られる。
【００３７】
上記のとおりの木質ボード１の製造方法は、第１植物繊維層１８、チップ層１９および第２植物繊維層２０の形成が連続的であり、しかも加熱加圧成形により一度に実現され、それらの層１８、１９、２０が一体となった木質ボード１が得られる。したがって、強度や耐久性、寸法安定性等の基本性能に優れた木質ボード１を、連続的に製造することが可能となり、木質ボード１の生産性を向上させることができる。
【００３８】
木質ボード１は、床材、壁材、天井材等の建築部材、扉部材、巾木、廻り縁等の造作部材、家具用材料等の幅広く適用することができる。
【符号の説明】
【００３９】
１  木質ボード
２ａ、２ｂ  植物繊維
３ａ、３ｂ  粒状接着剤
４  第１マット状積載物
５  木片粉砕品または植物パーティクル
６  接着剤
７  接着性チップ
８  第２マット状積載物
【図１】
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