(57)【要約】【課題】バルカナイズドファイバーの表面層に木目模様をプリントした三層製品を提供し、木工用途で有用な加工ベニヤ板を製造すること。【解決手段】芯材、及び芯材の少なくとも１つの表面に設けられた少なくとも１つのバルカナイズドファイバー層であって、その表面に装飾的模様がプレプリントされたバルカナイズドファイバー層を含むセルロース系製品。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
芯材、及び
芯材の少なくとも１つの表面に設けられた少なくとも１つのバルカナイズドファイバー層であって、その表面に装飾的模様がプレプリントされたバルカナイズドファイバー層
を含むことを特徴とするセルロース系製品。
【請求項２】
芯材が、パーティクルボード、中質繊維板、又は、積層合板の１つを含むものである請求項１記載のセルロース系製品。
【請求項３】
プレプリントされた装飾的模様が木目模様である請求項１記載のセルロース系製品。
【請求項４】
バルカナイズドファイバー層は、幅が４フィート以下である請求項１記載のセルロース系製品。
【請求項５】
バルカナイズドファイバー層が芯材の上面、底面、及び、端面に設けられており、芯材の上面及び端面に設けられた各バルカナイズドファイバー層が表面に装飾的模様をプレプリントされたものである請求項１記載のセルロース系製品。
【請求項６】
芯材の底面に設けられたバルカナイズドファイバー層が表面に装飾的模様をプレプリントされたものである請求項５記載のセルロース系製品。
【請求項７】
バルカナイズドファイバー層はやすりがけをできるものであり、染色液、ワニス、接着剤、及び、塗料を受け付けるものである請求項１記載のセルロース系製品。
【請求項８】
バルカナイズドファイバー層は、接着剤で芯材と連結している請求項１記載のセルロース系製品。
【請求項９】
バルカナイズドファイバー層は芯材の外形に沿ったものである請求項１記載のセルロース系製品。
【請求項１０】
バルカナイズドファイバー層のプレプリントされた装飾的模様がインクジェット印刷を用いて形成される請求項１記載のセルロース系製品。
【請求項１１】
バルカナイズドファイバー層のプレプリントされた装飾的模様がデジタルパターンファイルとして保存される請求項１０記載のセルロース系製品。
【請求項１２】
バルカナイズドファイバー層のプレプリントされた装飾的模様がグラビア印刷を用いて形成される請求項１記載のセルロース系製品。
【請求項１３】
表面に装飾的模様がプレプリントされたバルカナイズドファイバーを製造する方法であって、
複数のセルロース紙層に装飾的模様をプレプリントし、さらに
プレプリントされたセルロース紙層及び複数の裸のセルロース紙層を、バルカナイズドファイバー形成方法に付すことによって、装飾的模様がプレプリントされたバルカナイズドファイバーを形成する
ことを特徴とする方法。
【請求項１４】
プレプリント工程が装飾的模様のインクジェット印刷を含む請求項１３記載の方法。
【請求項１５】
装飾的模様がデジタルパターンファイルとして保存される請求項１４記載の方法。
【請求項１６】
プレプリント工程が装飾的模様のグラビア印刷を含む請求項１３記載の方法。
【請求項１７】
セルロース系製品を製造する方法であって、
芯材を提供し、さらに、
芯材の少なくとも１つの表面に、装飾的模様が表面にプレプリントされたバルカナイズドファイバー層を少なくとも１つ設ける
ことを特徴とする方法。
【請求項１８】
さらに、芯材の上面、底面、及び、端面にバルカナイズドファイバー層を設ける工程を含み、
芯材の上面及び端面に設けられた各バルカナイズドファイバー層は、表面に装飾的模様をプレプリントされたものである
請求項１７記載のセルロース系製品の製造方法。
【請求項１９】
芯材の底面に設けられたバルカナイズドファイバー層が、表面に装飾的模様をプレプリントされたものである請求項１８記載のセルロース系製品の製造方法。
【請求項２０】
さらに、接着剤でバルカナイズドファイバー層を芯材に連結する工程を含む請求項１７記載のセルロース系製品の製造方法。
【請求項２１】
バルカナイズドファイバー層のプレプリントされた装飾的模様がインクジェット印刷を用いて形成される請求項１７記載のセルロース系製品の製造方法。
【請求項２２】
バルカナイズドファイバー層のプレプリントされた装飾的模様がグラビア印刷を用いて形成される請求項１７記載のセルロース系製品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、出願日が２００３年１２月１８日の米国仮特許出願番号６０／５３１，４４０、及び、出願日が２００４年１１月２日の米国特許出願番号（未定）の優先権を主張するものであり、それらの開示内容全体を、参照してここに取り込む。
【０００２】
本発明は、一般に、家具作製用の圧縮木製パネルの製造におけるような天然又は再生木材製品の層のホットプレスに関するものであり、より具体的には、プリント・バルカナイズドファイバー系製品及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００３】
バルカナイズド・セルロースファイバーは、木製パネル用の添え芯（ｃｒｏｓｓ  ｂａｎｄ）及び表面ベニヤ材として非常に好適である。バルカナイズドファイバーは、全方向において極めて高い引張強度を持つので、薄いバルカナイズドファイバーは、木製シート又はベニヤ材を適所にしっかりと固定するのに使用できる。さらにそのセルロースとしての性質は木材と適合性が高いので、表面ベニヤ材の割れ及びひびを避けられる。
【０００４】
バルカナイズドファイバーは厚さが約０．２５ミリメートルから約０．８０ミリメートルまであり得、表面ベニヤ材の色と調和するよう顔料で着色するのが好ましい。また、このバルカナイズドファイバーは極めて薄い約２から約６層の粗い紙を重ね合わせたものでもよい。顔料は通常、紙のロールを作るもとのビーターストックに添加し、繊維の乾燥重量基準でわずか約０．５〜約２％の顔料を使用する必要がある。
【０００５】
バルカナイズドファイバーの製造に使用する紙は、１００％クラフト紙又は亜硫酸パルプから、フォードリニア・マシンで連続的にロール状にされる。各ロールは、繊維の乾燥重量基準で、平方ヤードあたり約２．５〜約４オンスの繊維を含むのが好ましい。
【０００６】
ロール紙は含水量約２％〜約４％に乾燥した後、積層し、積層条件下で、加硫用タンク、次いで精製用タンクに供給した後、乾燥する。加硫処理は、積層した層を互いに接着させるもので、乾燥の後には剥離しなくなる。精製用タンクはシートから加硫用薬品を洗い流す。次いで積層品をカレンダーにかけて均一な厚み、滑らかな表面にする。
【０００７】
バルカナイズドファイバーのウェブはロールに巻き上げられるかシート状にする。この段階でウェブは乾燥していてもよく、すなわち含水量が約６％〜７％であってよい。
【０００８】
図１は、従来の装飾表面五層天然木材ベニヤ系パネル１００の等測図である。パネル１００は、パーティクルボード芯材２２と、各面に貼り合わせた添え芯板１０４、及び、各添え芯板１０４に積層した木材ベニヤ表面板１０６、１０８とからなる。添え芯板１０４は、バルカナイズドファイバーから作られたものであってもよいし、そうでなくてもよい。表面板の１枚は、例えば、図１に示すように、装飾的な木目模様を含んだ装飾用木材ベニヤ板１０６であってもよい。他の表面板１０８は、同じく装飾的なものでもよいし、単に普通の木材ベニヤ板であってもよい。
【０００９】
次に、組み合わせられた品は、平方インチあたり約１５０ポンドの圧力で約２７５°Ｆに加熱した各板をプレスする。熱が組立品に浸透して、数分後には添え芯板１０４上で接着層が硬化する。その際、表面板１０６、１０８は、せいぜい約３０ミリメートルほどの厚みである。
【００１０】
十分な時間が経過した後、プレスを開放して、硬化パネル１００を取り外す。次いで硬化パネル１００の端面を、装飾用又は他のフェイスストリップで固めることで、端をまとめることができる。端まとめに使用されるエチレン−ビニルアセテート及びポリアミド系ホットメルト接着剤等の標準的な接着剤を併用することによって、添え芯板のストリップはこの目的に使用することができる。通常のウレア−ホルムアルデヒド及びポリビニルアセテート系接着剤等の常温硬化性接着剤も、この目的と、所望により添え芯用に使用することができる。
【００１１】
図１の芯材１０２は、パネルと同じ大きさの一枚の板片として示しているが、２枚以上の板片の組合せでもよく、必要に応じて互いに接合して所望の長さ及び幅とすることが好ましい。特に好ましい配置は、パーティクルボード芯材が、その４つの端において１又は１．５インチの幅の固体木材ストリップにより囲まれたもので、これは端まとめを要することなく、添え芯があるものである。
【００１２】
従来の装飾表面五層天然木材ベニヤ系パネル製品には天然木材製品と比較して多くの利点があるが、この五層製品は、かなりの製造工程を要するものであり、天然木材製品の外観を持つものではない。さらに、従来の装飾表面五層天然木材ベニヤ系パネル製品は、天然木材製品のようには加工（すなわち染色、やすりがけ、塗装等）することができない。
【００１３】
したがって、当業界では、関連技術の課題を克服するセルロース系製品が求められている。
【発明の開示】
【００１４】
本発明は、バルカナイズドファイバーの表面層に木目模様をプリントした三層製品を提供し、木工用途で有用な加工ベニヤ板を製造することで、関連技術の課題を解決するものである。本発明の製品は天然木材製品のように加工（すなわち染色、やすりがけ、塗装等）することができる。
【００１５】
本発明のさらなる用途範囲は、以下に記載する詳細な説明から明らかになろう。しかしながら、詳細な説明及び具体例は本発明の好ましい態様を示すものではあるが、例示のためだけに記載していることを了解されるべきである。なぜなら、本発明の趣旨及び範囲内での各種変更及び改変はこの詳細な説明から当業者に明らかになるであろうから。これまでの一般的記載及び以下の詳細な説明はいずれも、代表例でかつ説明のためのものであり、クレームのように本発明を限定するものではないことを了解されたい。
【００１６】
本発明は、以下に記載した詳細な説明及び添付の図面からより理解することができるが、これらは例示のためだけに記載したもので、本発明を制限するものではない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下の本発明の詳細な説明では、添付の図面を参照する。異なる図面における同じ参照番号は、同一又は同様の要素を指すものである。また、以下の詳細な説明は本発明を制限するものではない。むしろ、本発明の範囲は、添付のクレーム及びその均等物によって定義される。
【００１８】
本発明は、概して、プレプリントされたバルカナイズドファイバー層を含む三層製品に関するものであり、一般には、図２の参照番号１０として示される。製品１０はパーティクルボード芯材１２と、各表面に組み合わせられた模様付きバルカナイズドファイバーシート又は層１４、１６とを含む。バルカナイズドファイバーシートのひとつ１４には、例えば、表面に装飾用木目模様１８がプレプリントされていてもよい。他のバルカナイズドファイバーシート１６は、製品１０の用途に応じて、同じく装飾的なもの（すなわち、プレプリントされた木目模様２０を持つ）でもよいし、単にバルカナイズドファイバーの普通のシートでもよい。プレプリントされた模様１８、２０は製品１０の用途に応じて所望の模様であってよく、例えば、あらゆる種類の木材の木目等であってよい。
【００１９】
バルカナイズドファイバーシート１４、１６には、芯材１２に面している側に従来の接着層を施してもよい。次いで、芯材１２及びバルカナイズドファイバーシート１４、１６は、平方インチあたり約１５０ポンドの圧力で約２７５°Ｆに加熱した各板をプレスすることができる。熱が組立品に浸透して、数分後にはバルカナイズドファイバーシート１４、１６上で接着層が硬化する。
【００２０】
十分な時間が経過した後、プレスを開放して、硬化パネル１００を取り外す。次いで、装飾用又は他のフェイスストリップを固めることで、硬化パネル１００の端面をまとめることができる。端まとめに使用されるエチレン−ビニルアセテート及びポリアミド系ホットメルト接着剤等の標準的な接着剤を併用することによって、バルカナイズドファイバーシート１４、１６と同様にして製造された物質のストリップをこの目的に使用することができる。通常のウレア−ホルムアルデヒド及びポリビニルアセテート系接着剤等の常温硬化性接着剤もまた、所望によりこの目的に使用することができる。
【００２１】
図２の芯材１２は、パネルと同じ大きさの一枚の板片として示しているが、２枚以上の板片の組合せでもよく、必要に応じて互いに接合して所望の長さ及び幅とすることが好ましい。特に好ましい配置はパーティクルボード芯材１２を有するものであるが、芯材１２は、他の材料、例えば、中質繊維板、積層合板等から作られたものでもよい。
【００２２】
バルカナイズドファイバー方法に付す前にバルカナイズドファイバーシート１４、１６の上部又は層に模様１８、２０をプレプリントする点以外は、バルカナイズドファイバーシート１４、１６の形成方法は上述した従来の方法と同一であってもよい。さらに、バルカナイズドファイバーシート１４、１６は添え芯板ではなく、製品１０の上層であるから、シート１４、１６の上層には接着剤は必要ではない。
【００２３】
本発明のバルカナイズドファイバーシート１４、１６の形成方法は、図３において参照番号３０として概略的に示している。バルカナイズドファイバー形成方法３０は、セルロース紙材料を、物理的及び化学的性質の特異な組合せを持ったユニークな積層体に変換するものである。セルロース紙は、強度及び耐久性が向上した材料に加工される。
【００２４】
バルカナイズドファイバーはセルロース紙層の積層体である。原料は１００％の木材セルロースであり、これを大型の飽和質紙に加工する。木材セルロースは高アルファパルプである。従来のバルカナイズドファイバー形成方法と異なり、本発明の方法３０は、プレプリント方法３６において、セルロース紙層の上部シート３２に模様１８、２０をプレプリントする。複数の裸の（模様がプレプリントされていない）セルロース紙層３４をバルカナイズドファイバー形成方法３０に供給して、異なる厚みを得ることもできる。
【００２５】
プレプリント方法３６は様々なプリント技術を含んでもよい。例えば、プレプリント工程３６はグラビア印刷を含んでもよく、これはクロム・エッチ・ドラム・ロールで永久光速染料（ｐｅｒｍａｎｅｎｔ  ｌｉｇｈｔ−ｆａｓｔ  ｄｙｅｓ）及び顔料を用いた連続的な印刷方法である。模様１８、２０はドラム・ロールでエッチングされ、セルロース紙層３２に転写されてよい。セルロース紙層３２の印刷表面の耐久性はバルカナイズドファイバー形成方法３０によって著しく向上する。このプレプリント方法がバルカナイズドファイバー１４、１６を製造するのに使用されると、染色、やすりがけ、彩色、塗装等をすることができる製品が得られる。
【００２６】
他のプレプリント方法３６の例としては、インクジェット式デジタル印刷（好ましくは、デジタルパターンファイルから、幅広のフォーマットで、セルロース紙層３２に浸透するアーカバイル品質のインク、染料及び顔料を用いた）を挙げることができる。これにより、セルロース紙層３２の厚みによる印刷模様を生産する。このプレプリント方法がバルカナイズドファイバー１４、１６を生産するのに用いられると、染色、やすりがけ、彩色、塗装等をすることができる製品が得られる。
【００２７】
あるいは、好ましくはないものの、バルカナイズドファイバー形成方法３０以前にセルロース紙層３２にプレプリントする代わりに、バルカナイズドファイバー形成方法３０の後にバルカナイズドファイバー１４、１６に模様付けをしてもよい。このようなポストプリント方法は、塗装又は染色のいずれかによってバルカナイズドファイバー１４、１６の上面にスクリーン印刷することを含むのが好ましい。インクジェット印刷方法と同様、スクリーン印刷方法はデジタルパターンファイルを使用することができる。
【００２８】
インクジェット印刷方法又はスクリーン印刷方法で使用するデジタルパターンファイルは、従来のコンピュータ・デバイスで保存することができるデジタルファイルを含む。例としては、ＴＩＦ、ＢＭＰ、ＪＰＧ、ＧＩＦ、ＰＣＸ、ＰＮＧ、ＬＺＷ、ＤＣＸ、ＦＰＸ等のファイル形式を有するデジタルファイルが挙げられる。デジタルファイルは、コンピュータ・デバイスにおいて模様をデジタル形式で保存するソフトウェア・コードを含む。異なるデジタルファイル、すなわち模様は、従来の方法でコンピュータ・デバイスから容易に検索され、本発明の印刷方法３６で使用することができる。さらに、あらゆる種類の木材はスキャンされデジタル化されることによって、あらゆる種類の木材に関するデジタル模様ファイルを作成することができる。
【００２９】
コンピュータ・デバイスは、プロセッサ、読取り専用メモリ（ＲＯＭ）、メインメモリ、保存機器、入力機器、出力機器、及び、通信インターフェースを連結するバスを含む。バスは、すべての機器が直接ラインに接続されすべての信号が各機器を経由するネットワーク・トポロジー又は回路装置である。各機器は独自の識別符（ｕｎｉｑｕｅ  ｉｄｅｎｔｉｔｙ）を持ち、それを意図したシグナルを認識できる。プロセッサはコンピュータ・デバイスの基本命令に応答し処理する論理回路を含む。ＲＯＭは、命令、及び、プロセッサにより使用された日付を保存するスタティックメモリを含む。
【００３０】
コンピュータ・ストレージは、コンピュータ・プロセッサによるアクセスのために電磁的形式でデータを保持するものである。メインメモリはＲＡＭであってもよいし他の種類のダイナミックメモリであってもよいが、コンピュータ・デバイスの一次記憶装置を構成する。コンピュータ・デバイスの二次記憶装置は、ハードディスク、テープ、ディスケット、Ｚｉｐドライブ、ＲＡＩＤシステム、ホログラフィックストレージ、光学式記憶装置、ＣＤ−ＲＯＭ、磁気テープ等の記憶機器、並びに、他の外部機器、及び、それに対応するドライブを含んでよい。
【００３１】
入力機器としては、キーボード、マウス、ポインティング・デバイス、サウンド・デバイス（例えば、マイクロホン等）、バイオメトリック・デバイス、又は、コンピュータ・デバイスに入力をさせる他のあらゆる機器が挙げられる。出力機器としては、ディスプレイ、プリンタ、サウンド・デバイス（例えば、スピーカー等）、又は、コンピュータ・デバイスに出力をさせる他の機器が挙げられる。通信インターフェースとしては、ネットワーク接続、モデム、又は、他のコンピュータシステム又は機器との通信に使用される他の機器が挙げられる。
【００３２】
バルカナイズドファイバー形成方法３０において、セルロース紙層３２、３４は濃縮塩化亜鉛溶液に浸される。塩化亜鉛はこの方法において消費されない触媒である。浸されたセルロース紙層３２、３４を次に接合する。一連の水浸出タンクにより、接合したセルロース紙層又はウェブから塩化亜鉛を除去し、セルロース紙層が純度０．０５％になるまで塩化亜鉛を水と取り換えた。次いで、塩化亜鉛は回収工程により完全に再利用することができる。
【００３３】
精製工程後、接合したウェブは水に浸されるが、次に含水量が約５％〜約８％になるまで乾燥する。この乾燥工程のあいだにこそ、加硫方法のユニークな特性が発現する。接合したウェブの密度は収縮の結果２〜３倍（典型的には、流れ方向に１０％、前後方向に２０％、厚みが３０％）増加する。最終産物、すなわちプリント・バルカナイズドファイバー１４、１６は１００％セルロースであり、プリント・バルカナイズドファイバー１４、１６の用途に応じて、シート状、ロール状等であってよい。
【００３４】
プリント・バルカナイズドファイバー１４、１６は、天然の硬材よりも密度及び物理的強度特性が大きい。バルカナイズドファイバー１４、１６は接着剤、樹脂、サイズ剤、又は、結合剤を含まない。本発明はバルカナイズドファイバー工程の前に飽和セルロース紙層３２に模様印刷を施すものであり、当該工程は、天然木材製品に通常使用される染色液及び保護仕上げ剤を受け入れる多孔性表面を維持しながら、プリント模様をユニークな耐磨耗表面に取り入れるものである。
【００３５】
本発明の三層製品を形成する方法は、従来の五層方法よりも必要な処理工程が少なく、製造コストを低減する。本発明の三層バルカナイズドファイバー含有製品１０は、従来の五層製品と比較して他の多くの利点を提供する。本発明の製品１０は、割れやひびを防止するのに添え芯を必要とせず、木製単板と比較して全方向において顕著な物理的強度を有する。本発明のバルカナイズドファイバー１４、１６は、パネルのレイアップで継ぎ目を除去する４フィート幅のものまで作ることができ、大型のパネル（幅は４フィートまで、長さは限定なし）において一様な模様を持つことができ、端まとめが求められるのにコイル状に切断してもよい。本発明のバルカナイズドファイバー１４、１６はやすりがけをしてもよく、天然木材とまったく同様に、染色液、ワニス、接着剤、及び、塗料を受け付けることができる。本発明のセルロース紙層３２、３４は、稜線を除去するのに基本色を持っていてもよい。厚みが約０．２５〜約０．４ミリメートルのバルカナイズドファイバー１４、１６は柔軟性があり、外郭形成用途で曲線及び湾曲部に順応する。厚みが約０．４を超えて約０．８ミリメートルまでのバルカナイズドファイバー１４、１６は外郭形成用途で熱又は蒸気で成形することができる。本発明のバルカナイズドファイバー１４、１６は装飾用象嵌のためにカットしてもよいし、機械的又は化学的な手法でエンボス加工や切り込み加工をしてもよい。デジタルパターンファイルはあらゆる珍しい又は異国風の木材模様をスキャンし印刷する能力を提供する。本発明のバルカナイズドファイバー１４、１６は高光沢仕上げのためにやすりがけをしてもよい。本発明のバルカナイズドファイバー１４、１６は建築デザイナーに無限の模様を提供し、例えば、バルカナイズドファイバー１４、１６にはいかなる模様も印刷することができ、バルカナイズドファイバー１４、１６の色は変更、調整、及び、制御することができる。バルカナイズドファイバー１４、１６は接着剤や溶剤を含まず毒性ガスの放出もない１００％セルロースである。すなわち、バルカナイズドファイバー１４、１６の廃棄物処理は木材と同じである。最後に、バルカナイズドファイバー１４、１６の木材繊維原料は更新可能な供給源であり、ある種の木の絶滅を防止するものである。
【００３６】
本発明の三層バルカナイズドファイバー含有パネルにおいて、及び、三層バルカナイズドファイバー含有パネルの構造において、具体例をすでに記載した本発明の範囲又は趣旨から離れることなく、各種変更及び変態を行うことは当業者にとって明らかであろう。
【００３７】
本発明の他の態様は明細書、及び、ここで開示した本発明の実施を考慮すると当業者に明らかであろう。明細書及び具体例は例示としてのみ考慮されることを意図しており、本発明の真正の範囲及び趣旨は以下のクレームで示す。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】従来の装飾表面五層天然木材ベニヤ系パネルの分解透視図
【図２】天然木材製品のように加工（染色、やすりがけ、塗装等）することのできるプリント・バルカナイズドファイバー層を含む本発明による三層製品の分解透視図
【図３】図２に示した三層パネルで使用するバルカナイズドファイバー製品に加工するために、層表面に意匠をプレプリントする工程を示した概略側面図
【符号の説明】
【００３９】
１００、従来の装飾表面五層天然木材ベニヤ系パネル
１０２、芯材
１０４、添え芯板
１０６、木材ベニヤ表面板
１０８、木材ベニヤ表面板
１０、プレプリント・バルカナイズドファイバー層を含む三層製品
１２、パーティクルボード芯材
１４、模様付きバルカナイズドファイバーシート
１６、模様付きバルカナイズドファイバーシート
１８、プレプリントされた模様
２０、プレプリントされた模様
３０、バルカナイズドファイバー形成方法
３２、セルロース紙層の上部シート
３４、セルロース紙層
３６、プレプリント方法
【図１】
2008515655.tif 000002
【図２】
2008515655.tif 000003
【図３】
2008515655.tif 000004