(57)【要約】  【課題】  パーティクルボードなどの繊維質成形ボードの表面への凹凸形成を、繊維質成形ボード本来の特性や機能を損なうことなく、生産性良く経済的に達成することである。特に、十分な深さのある凹凸であっても、上記目的が達成できるようにする。  【解決手段】  繊維質材料を結合剤とともに加圧成形する繊維質成形ボードの製造方法であって、表面に凹凸形状を有する成形型１６とこの凹凸成形型１６に対向して配置された別の成形型１５との間に、繊維質材料と結合剤との混合物を層状に堆積させた堆積層２２、２４、２２を配置する工程（ａ）と、堆積層２２…を一対の成形型１６、１５の間で加圧成形して、凹凸成形型１６の凹凸形状が表面に転写された繊維質成形ボードを得る工程（ｂ）とを含む。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
繊維質材料を結合剤とともに加圧成形する繊維質成形ボードの製造方法であって、
表面に凹凸形状を有する成形型とこの凹凸成形型に対向して配置された別の成形型との間に、前記繊維質材料と結合剤との混合物を層状に堆積させた堆積層を配置する工程（ａ）と、
前記堆積層を前記一対の成形型の間で加圧成形して、前記凹凸成形型の凹凸形状が表面に転写された繊維質成形ボードを得る工程（ｂ）と
を含む繊維質成形ボードの製造方法。
【請求項２】
前記凹凸成形型が、合成樹脂の成形体からなる
請求項１に記載の繊維質成形ボードの製造方法。
【請求項３】
前記堆積層が、前記繊維質材料として小片状の繊維質材料を用いた中間層と、中間層の両側に配置され、前記繊維質材料として粒子状の繊維質材料を用いた表面層とを有する
パーティクルボードを製造する
請求項１または２に記載の繊維質成形ボードの製造方法。
【請求項４】
繊維質材料を結合剤とともに加圧成形してなる繊維質成形ボードであって、
であって、
前記繊維質材料からなる層の表面に凹凸形状を有する
繊維質成形ボード。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、繊維質成形ボードの製造方法および繊維質成形ボードに関し、詳しくは、建築物の壁面材料などに利用されているパーティクルボードその他の繊維質成形ボードの製造方法と、このような製造方法で得られる繊維質成形ボードとを対象にしている。
【背景技術】
【０００２】
パーティクルボードは、通常、木材を加工したときに出るカンナ屑やおが屑、木材をシェービング機械で切削して得られる切削片などを、熱硬化型接着剤と混合して堆積させた状態で加圧成形することによって製造される板状の建築材である。天然の木板に近い特性や機能を有するとともに、天然木では避けられない木目や節などがないため、ボード全体で均一な性能を発揮でき、経時後の寸法安定性にも優れているなどの利点を有している。建築物の壁面材料などとして広く利用されている。
通常のパーティクルボードは、両面が平坦で均一な厚みの板状をなしている。パーティクルボードの意匠性を向上させるために、パーティクルボードの表面に立体的な模様付けを行う技術も提案されている。
【０００３】
特許文献１には、表面が平坦なパーティクルボードの上に、発泡剤を含有する接着剤層を塗工し、模様を印刷した化粧シートを重ね、アルミ製などのエンボス板を重ねて加熱圧締することで、発泡膨張した接着剤層および化粧シートの表面に、エンボス板の凹凸に対応する凹凸形状を転写する技術が示されている。木目模様を印刷した化粧シートを用い、エンボス板で木目状の凹凸を形成すれば、木目状の色模様および凹凸模様を有する天然木質感が高い化粧ボードが得られる、とされている。
【特許文献１】特開平７−８０９９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来におけるパーティクルボードへの凹凸模様の形成技術は、深い凹凸模様を加工し難く、製造工程が複雑であるなどの問題がある。
特許文献１のように、平坦なパーティクルボードの上に、凹凸のある別の層を配置するのであれば、パーティクルボードの製造工程に加えて、凹凸模様層を形成したりパーティクルボードと接合一体化させたりする工程が余分に必要である。製造工程が増え、製造の手間が増大し、製造コストも増える。しかも、パーティクルボードの表面に別の材料層が存在するのであるから、パーティクルボードそのものとは特性や性状が違ってくる。パーティクルボードの特徴である木材に近い特性や性状が発揮でき難くなる。長期間使用したり、外力の振動や衝撃が加わったりすると、パーティクルボードと表面の別材料層とが剥がれる可能性もある。深い凹凸模様を形成するには、上記別材料層を分厚くしなければならないが、そうすると、前記した別材料層が存在することの欠点がより強く発現することになる。
【０００５】
パーティクルボード以外にも、木材などの繊維質材料を集積し成形して製造されるボード建材、例えば、ＭＤＦボードなどにも同様の問題がある。
本発明の課題は、パーティクルボードなどの繊維質成形ボードの表面への凹凸形成を、繊維質成形ボード本来の特性や機能を損なうことなく、生産性良く経済的に達成することである。特に、十分な深さのある凹凸であっても、上記目的が達成できるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明にかかる繊維質成形ボードの製造方法は、繊維質材料を結合剤とともに加圧成形してなる繊維質成形ボードの製造方法であって、表面に凹凸形状を有する成形型とこの凹凸成形型に対向して配置された別の成形型との間に、前記繊維質材料と結合剤との混合物を層状に堆積させた堆積層を配置する工程（ａ）と、前記堆積層を前記一対の成形型の間で加圧成形して、前記凹凸成形型の凹凸形状が表面に転写された繊維質成形ボードを得る工程（ｂ）とを含む。
〔繊維質材料〕
基本的に、パーティクルボードなど、建材として利用されている各種の繊維質成形ボードの材料と共通する繊維質材料が使用できる。
【０００７】
繊維質材料として、天然の木材のほか、竹やケナフなどの草木類などが挙げられる。ガラス繊維や無機物繊維、合成樹脂繊維などの合成繊維を含むことも使用できる。繊維質材料は、比較的に小さな片状あるいはチップ状にして使用することができる。さらに細かい、粉粒状や繊維糸状などで使用することもある。木材の場合、製材屑やおが屑、木材製品の製造時に発生する廃棄材料の粉砕物、建築物や家具などの廃品を回収して粉砕したものなども使用できる。製材には利用し難い間伐材を利用することもできる。
繊維質材料の形状寸法は、繊維質成形ボードに要求される機械的強度や耐久性、軽量性などの特性に合わせて設定できる。形状寸法が異なる繊維質材料を組み合わせることもできる。繊維質成形ボードの部位によって、それぞれの部位に要求される機能に合わせて、構成する繊維質材料を違えることできる。具体的には、小さな短冊状などの板片からなるものが使用できる。不定形に破砕した破砕片状のものや、さらに細かく粉砕した粉粒状のものも使用できる。チップ状の木片を解繊して繊維化したものも使用できる。
【０００８】
繊維質材料として、原料のことなるもの、あるいは、形状寸法の異なるものを組み合わせて使用することもできる。
一般的に、パーティクルボードの場合、板片や破砕片状の繊維質材料は、堆積層のうち表面に露出しない中間層に使用され、粉粒状の繊維質材料は、堆積層のうち表面に露出する表面層に使用されることが多い。
例えば、木質廃材などを破砕機で破砕し、ふるい分けすれば、パーティクルボードの表面層に適した細かい粒子状の繊維質材料と、中間層に適した長さ５〜４０ｍｍ程度の小片状の繊維質材料とを、同時に得ることができる。
【０００９】
ＭＤＦボードなどのファイバーボードの場合、木片チップを解繊して得られた繊維状の材料を使用する。インシュレーションボードやハードボードなどと呼ばれるボードも同様である。
〔結合剤〕
繊維質材料を結合一体化させる機能を有する。基本的には、通常の繊維質成形ボード製造に利用されている結合剤が使用できる。
結合剤として、熱硬化型接着剤あるいは熱硬化型樹脂が使用できる。熱硬化型以外の接着剤や樹脂を用いることも可能である。具体的な接着剤あるいは樹脂の材料として、尿素樹脂やメラミン樹脂、ウレタン樹脂、イソシアネート樹脂、フェノール樹脂などが挙げられる。複数の樹脂を組み合わせることもできる。
【００１０】
結合剤は、液状や練状であるもののほか、粉体状のものもある。何れも、繊維質材料と均一に混合し易い形態で使用される。
〔成形装置〕
基本的には、通常の繊維質成形ボードの製造用に利用されている成形装置と共通する技術が適用できる。
一般的な成形装置は、成形枠の内側で、上下一対の成形型を加圧できるようになっている。一対の成形型の間に繊維質成形ボードの原料を挟んで加圧成形する。油圧などによるプレス機構を備えている。必要に応じて、成形枠の内部あるいは成形型を加熱できるようになっている。加熱は、ヒータや蒸気供給によって行われる。
【００１１】
一対の成形型のうち、少なくとも片側の成形型が、表面に凹凸形状を有する凹凸成形型である。
凹凸成形型に設ける凹凸形状は、繊維質成形ボードの使用目的や要求特性によって異なる。繊維質成形ボードの外観意匠性を高めるための模様となる凹凸形状がある。模様には、抽象的な線や図形などのほか、より具象的な図象を表すものもある。例えば、レンガ壁や石垣、木板壁などを表す凹凸形状がある。外観意匠上の凹凸形状のほか、機能上の凹凸形状もある。例えば、他の建築材を係合したり嵌合したりするための溝や穴などの凹凸形状がある。吸音性や吸振性を高めるための凹凸形状がある。
【００１２】
凹凸形状の深さは、凹凸形状の目的や要求性能によって異なる。例えば、厚みが１２ｍｍ程度の繊維質成形ボードに対して、深さ２〜４ｍｍ程度の凹凸形状が形成できる。凹凸形状が深いほど、繊維質成形ボードの表面に明瞭な模様や複雑な模様が現出できたり、より多くの機能が発揮できる可能性が増えたりする。但し、凹凸形状が深すぎると、繊維質成形ボードの成形が行い難くなったり、繊維質成形ボードの機械的強度が低下したりすることもある。
繊維質成形ボードの両面に対応する一対の成形型のうち、片側だけが凹凸成形型で他方は平坦な成形型であってもよいし、一対の成形型が両方とも凹凸成形型であることもできる。
【００１３】
成形型の材質は、通常の繊維質成形ボード成形装置と同様の材料が使用できる。鋼などの金属材料のほか、機械的強度や耐熱性に優れた合成樹脂も利用できる。セラミック材料も使用できる。凹凸成形型については、合成樹脂の成形体を使用することで、複雑で微細な凹凸形状が比較的容易に作製できる。合成樹脂として、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、ポリエステル樹脂などが挙げられる。成形型の表面に離型処理を施しておくこともできる。
〔成形方法〕
＜混合物＞
繊維質成形ボードを成形する材料として、繊維質材料と結合剤とを含む混合物を用いる。
【００１４】
例えば、パーティクルボードの場合、通常は、混合物の全体に対して、繊維質材料を７０〜９５重量％、結合剤を５〜３０重量％に設定する。繊維質材料と結合剤との配合割合によって、パーティクルボードの成形性や機械的特性などが変わる。繊維質材料：結合剤を、７：３〜９．５：０．５の範囲に設定できる。
混合物には、繊維質材料、結合剤に加えて、通常の繊維質成形ボードに使用される添加材料を配合しておくことができる。具体的には、耐水性付与剤、ホルマリン吸収剤、着色剤などが挙げられる。
配合の異なる混合物を組み合わせて、積層構造の繊維質成形ボードを製造することもできる。
【００１５】
＜成形作業＞
基本的には、通常の繊維質成形ボードの成形製造と共通している。但し、成形型として少なくとも片側に凹凸成形型を用いる。
通常は、片側の成形型を成形枠の内側に装着し、その上方に前記混合物を供給して堆積させる。その上にもう一つの成形型を載せて、一つの成形型を締めつけるように加圧する。必要であれば、加圧と同時に加熱する。成形型の表面には離型剤をコーティングしておくことができる。
加圧の圧力は、繊維質材料の種類や要求性能などによって異なる。パーティクルボードの場合、通常は、１９６〜３９２Ｎ／ｃｍ２（２０〜４０ｋｇｆ／ｃｍ２）の範囲が採用できる。加熱条件は、使用する繊維質材料や結合剤によって異なる。パーティクルボードの場合、通常は、加熱温度１６０〜２００℃で、ボード厚１ｍｍ当たり１５〜６０秒の加熱時間が採用できる。ＭＤＦボードの場合、通常、加熱温度１６０〜２５０℃、プレス圧１９６〜３９２Ｎ／ｃｍ２、加圧時間６０〜１８０秒で製造される。
【００１６】
混合物の堆積層が圧縮され結合剤によって一体結合すれば、繊維質成形ボードが得られる。得られた繊維質成形ボードの両面は、それぞれの面に配置された成形型の面形状に対応している。成形型が凹凸成形型であれば、凹凸成形型の凹凸形状が繊維質材料層の表面に転写される。成形型が平坦な成形型であるほうの繊維質材料層の表面は平坦である。
＜積層構造＞
一対の成形型の間に配置する混合物として、配合の異なる混合物を組み合わせれば、厚み方向で特性の異なる層が積層された繊維質成形ボードが得られる。
例えば、パーティクルボードの製造では、混合物の堆積層として、繊維質材料として小片状の繊維質材料を用いた中間層と、中間層の両側に配置され、繊維質材料として粒子状の繊維質材料を用いた表面層との積層構造にすることができる。このようにすれば、製造されたパーティクルボードの表面は、微細な粒子状の繊維質材料によって、滑らかで緻密な表面質感が得られる。パーティクルボードの中央は、比較的にコストの安価な小片状の繊維質材料で構成されることで、パーティクルボード全体のコスト低減が図れる。小片状の繊維質材料は隙間ができ易いので、パーティクルボードの軽量化や通気性の向上にも有効である。
【００１７】
上記のような積層構造では、凹凸成形型で凹凸形状が形成される側の表面層については、凹凸形状の形成によって、表面層の厚みが部分的に薄くなったり表面層がなくなったりしないように、表面層の厚みを十分に確保しておくことが望ましい。具体的には、凹凸形状の厚みによっても異なるが、例えば、ボード厚１２ｍｍの場合に表面層の厚みを１〜３ｍｍの範囲に設定できる。
その他の積層構造として、小片状の繊維質材料を用いた中間層の片面だけに、粒子状の繊維質材料を用いた表面層を配置する２層構造や、前記３層構造の表面層あるいは中間層をさらに複数の異なる混合物からなる複層に増やした４層以上の積層構造も採用できる。
【００１８】
〔繊維質成形ボード〕
加圧成形によって得られた繊維質成形ボードは、少なくとも片面に凹凸形状を有している。
繊維質成形ボードの全体形状は、通常の建築用途の場合は、矩形が一般的であるが、矩形以外の多角形や異形状も採用できる。成形装置の成形枠の形状を変えれば、上記のような様々な形状が実現できる。勿論、矩形で成形された繊維質成形ボードを切断加工して様々な形状にすることもできる。
繊維質成形ボードの寸法は、使用する用途によって異なる。例えば、矩形の繊維質成形ボードの場合、長さ９０〜５００ｃｍの範囲に設定できる。繊維質成形ボードの厚みは、ボードの種類によって異なり、例えば、パーティクルボードの場合、通常は１０〜３０ｍｍに設定できる。ＭＤＦボードの場合、２〜２０ｍｍに設定できる。
【００１９】
繊維質成形ボードには、通常の繊維質成形ボード製品の製造と同様の後処理や追加の加工処理を施すことができる。
繊維質成形ボードの表面に、塗装を施し、繊維質成形ボードの表面に塗膜層を形成することができる。塗膜層によって、繊維質成形ボードの外観や質感を向上できるほか、表面特性を変えることができる。耐候性や機械的強度を向上できる。建築物の表装材として使用する場合に有効である。塗膜層の厚みは、繊維質材料の層に形成された凹凸形状が隠れてしまわない程度の厚みに設定しておく。具体的には、塗膜層の厚みを、５０〜１０００μｍに設定できる。
【００２０】
繊維質成形ボードの表面に、合成樹脂フィルムや紙などの表装シートを積層することもできる。凹凸形状を有する表面の場合、凹凸形状に沿って変形容易な柔軟性のある表装シートが好ましい。
【発明の効果】
【００２１】
本発明にかかる繊維質成形ボードの製造方法では、繊維質材料を結合剤とともに層状に堆積させた堆積層を、表面に凹凸形状を有する成形型を用いて、通常の繊維質成形ボードの製造作業と同様の方法で加圧成形することで、表面に成形型の凹凸形状が転写された繊維質成形ボードを得ることができる。
繊維質成形ボードに別の部材を貼り付けたり付け加えたりしなくても、繊維質成形ボードを構成する繊維質材料そのものに凹凸形状を形成することができる。凹凸形状の部分とその他の部分との一体性は良好である。表面特性なども、通常の繊維質成形ボードと大きな違いはない。基本的な製造工程は、通常の繊維質成形ボードの製造工程と共通しているので、製造時間が大きく延びたり、製造工程が特別に複雑になったりすることはない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
図１は、繊維質成形ボードであるパーティクルボードの成形装置１０を示す。
基台１２の上に、成形枠１８が配置され、鋼材などからなる成形枠１８の内部で基台１２の上に鋼製の敷き型板１４および樹脂製の凹凸成形型１６が配置されている。凹凸成形型１６は、エポキシ樹脂の成形品からなり、上面に凹凸形状が形成されている。敷き型板１４と凹凸成形型１６とで一対の対向する成形型を構成する。
図２に示すように、成形枠１８の内側で凹凸成形型１６の上に、繊維質材料の堆積層２２、２４、２２を配置する。上面に配置された堆積層２２は、木材を細かく粉砕した実質的に粉状をなす繊維質材料と熱硬化型接着剤との混合物で構成されている。中間に配置された堆積層２４は、堆積層２２の木材粉よりはかなり大きなチップ状の木片と熱硬化型接着剤との混合物で構成されている。下面に配置された堆積層２２は、凹凸成形型１６の凹凸形状を埋めるように堆積させられている。但し、下層側の堆積層２２の上面は、下面の凹凸よりも少し均されて緩やかな湾曲状を示している。中間の堆積層２４は、下層側の堆積層２２の湾曲を埋めており、堆積層２４の上面はほぼ平坦である。上層側の堆積層２２の上面も平坦である。上下面に配置された堆積層２２、２２が、パーティクルボードの表面層を構成する。中間にされた堆積層２４が、パーティクルボードの芯になる中間層を構成する。
【００２３】
堆積層２２等の上部に、凹凸成形型１６と対向する成形型になる鋼製の抑え型板１５を載せ、図示を省略したプレス装置によって、上方から下方へと圧力を加える。このとき、成形枠１８の外側などから加熱して、堆積層２２等に加圧と同時に加熱を行う。
堆積層２２等に含まれる熱硬化型接着剤の接合作用によって、堆積層２２等を構成する木材の粉体あるいはチップが接合一体化する。
図３、４に示すように、加熱および加圧によって成形されたパーティクルボード２０が得られる。パーティクルボード２０は、前記堆積層２２等が厚み方向に圧縮されるとともに、全ての堆積層２２、２４、２２に含まれる繊維質材料が結合剤の作用によって、実質的に一体結合して板状をなしている。
【００２４】
パーティクルボード２０の表面のうち、前記成形工程で凹凸成形型１６に面していた側の面には、凹凸成形型１６の凹凸形状が転写された凹凸形状を有している。
パーティクルボード２０の凹凸形状は、図４（ａ）に示すように、自然のレンガ壁を模した凹凸模様である。
図４に示すように、成形されたパーティクルボード２０には、凹凸形状を有する表面に、塗装仕上げを施して、凹凸形状を覆う塗膜２６を形成している。塗膜２６の表面にも同様の凹凸模様が表れる。塗膜２６は、通常の壁用塗料を用いている。
このようなパーティクルボード２０は、住宅の室内壁面を構成する表装建材として利用できる。通常の表面が平坦なパーティクルボードでは到底得られない意匠性の高い仕上げ面を構築することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施形態を表す成形装置の断面図
【図２】成形工程を示す断面図
【図３】成形されたパーティクルボードの断面図
【図４】製造されたパーティクルボードの斜視図（ａ）および断面図（ｂ）
【符号の説明】
【００２６】
１０    成形装置
１２    基台
１４    敷き型板
１５    抑え型板
１６    凹凸成形型
１８    成形枠
２０    繊維質成形ボード（パーティクルボード）
２２    表面層（堆積層）
２４    中間層（堆積層）
２６    塗膜
【図１】
2005186606.tif 000003
【図２】
2005186606.tif 000004
【図３】
2005186606.tif 000005
【図４】
2005186606.tif 000006