(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
木質繊維を集積し、バインダーを用いて一体化成形した集積板であって、
該集積板の厚さが2.6〜３mm、密度分布が0.75〜1.20g/cm３の範囲であって、下記２条件、
ａ）該集積板の表裏両面における表層部の厚さが0.1〜1.3mm、密度が0.95g/cm３以上、
ｂ）中層部の厚さが0.3mm以上、密度が前記表層部の密度より低いが0.75g/cm３以上
を満足することを特徴とする木質繊維集積板。
【請求項２】
前記バインダーが、ポリイソシアネートである
ことを特徴とする請求項１記載の木質繊維集積板。
【請求項３】
前記バインダーが、メラミンユリア樹脂である
ことを特徴とする請求項１記載の木質繊維集積板。
【請求項４】
前記木質繊維は、含水率が１５重量％以下の木質繊維であって、該木質繊維に付着させたポリイソシアネートバインダーの添加量が４〜１２重量％である
ことを特徴とする請求項２記載の木質繊維集積板。
【請求項５】
前記木質繊維は、含水率が１５重量％以下の木質繊維であって、該木質繊維に付着させたメラミンユリア樹脂バインダーの添加量が１２〜３０重量％である
ことを特徴とする請求項３記載の木質繊維集積板。
【請求項６】
前記木質繊維は、長さが0.1mm〜10.0mmで、直径が１μm〜300μmである
ことを特徴とする請求項１記載の木質繊維集積板。
【請求項７】
芯層が合板であり、該合板の少なくとも一方に請求項１〜６のいずれかに記載の木質繊維集積板を積層した
ことを特徴とする床材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、木質繊維集積板およびそれを用いた床材に関する。
【背景技術】
【０００２】
日本国内で用いられている木質床材に関しては、図４に示すように１２mm厚さの合板101に0.1〜0.3mm厚さの突板化粧単板102を積層し、塗装103してなる構成が主流を占めている（特許文献１，２参照）。この合板101は熱帯雨林で生育したラワンを主材としている。
【０００３】
しかるに、前記従来例の木質床材では、つぎの欠点がある。
イ）過剰な森林伐採で熱帯雨林保護が急務の現実からラワンを主材とする合板が使用できない。
ロ）合板の表面は、干割れ、節、導管の凹みなどがあり、0.1〜0.3mm厚さの薄い突板化粧単板を接着積層しただけでは平滑性がなく、合板表面のパテ埋め・埋木修正などの補修工程を要する。
ハ）合板はラワン材の薄板を数層に貼合せているが、貼合せに用いるバインダーのホルムアルデヒド放散量が多く、改正建築基準法2003.7のＶＯＣ環境規制の内装使用制限がある。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２７６１４０
【特許文献２】特開２００１−２５４５０３
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は上記事情に鑑み、植林再生可能な広葉樹・針葉樹を使用でき、曲げ剛性が高く表面平滑性に優れた木質繊維集積板を提供することを目的とする。また、充分な曲げたわみ基準を満足する床材を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１発明の木質繊維集積板は、木質繊維を集積し、バインダーを用いて一体化成形した集積板であって、該集積板の厚さが2.6〜３mm、密度分布が0.75〜1.20g/cm３の範囲であって、下記２条件、ａ）該集積板の表裏両面における表層部の厚さが0.1〜1.3mm、密度が0.95g/cm３以上、ｂ）中層部の厚さが0.3mm以上、密度が前記表層部の密度より低いが0.75g/cm３以上を満足することを特徴とする。
第２発明の木質繊維集積板は、第１発明において、前記バインダーが、ポリイソシアネートであることを特徴とする。
第３発明の木質繊維集積板は、第１発明において、前記バインダーが、メラミンユリア樹脂であることを特徴とする。
第４発明の木質繊維集積板は、第２発明において、前記木質繊維は、含水率が１５重量％以下の木質繊維であって、該木質繊維に付着させたポリイソシアネートバインダーの添加量が４〜１２重量％であることを特徴とする。
第５発明の木質繊維集積板は、第３発明において、前記木質繊維は、含水率が１５重量％以下の木質繊維であって、該木質繊維に付着させたメラミンユリア樹脂バインダーの添加量が１２〜３０重量％であることを特徴とする。
第６発明の木質繊維集積板は、第１発明において、前記木質繊維は、長さが0.1mm〜10.0mmで、直径が１μm〜300μmであることを特徴とする。
第７発明の床材は、芯層が合板であり、該合板の少なくとも一方に請求項１〜６のいずれかに記載の木質繊維集積板を積層したことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
第１発明によれば、ａ）木質繊維を集積・一体化するのでチップ化できる植林再生可能な広葉樹・針葉樹を原料として使用でき、熱帯林産のラワン木材を使用した合板を使う必要がない。ｂ）全体の密度が0.75〜1.2g/cm３であって、従来の木質繊維集積板よりも高密度で密度分布に工夫があるため、高い強度・剛性が得られる。ｃ）表層部の密度が0.95g/cm３以上と高く、かつ厚さが0.1〜1.3mmであるため高密度の性質を活かせるので全体剛性がアップし表面平滑性も良好となり、補修工程を必要としない。ｄ）中層部も最低限の密度0.75g/cm３を確保しており、厚さが0.3mm以上あると全体の強度を落すことなく、必要以上の重量増加も招くことはない。よって、床材に好適な強度を有する木質繊維集積板を提供できる。
第２発明によれば、バインダーとしてポリイソシアネートを用いているので、加圧成形時のプレス時間短縮及び成形品の耐水性向上できるという利点がある。
第３発明によれば、バインダーとしてメラミンユリア樹脂を用いているので、加圧成形時のプレス時間短縮及び成形品の耐水性向上できるという利点がある。
第４発明によれば、含水率が１５重量％以下であるので、熱プレスの条件設定によって目標とする密度分布（0.75〜1.20g/cm３）が得られ、またポリイソシアネートバインダーの添加量が４〜１２重量部であるので、充分な曲げ強度が得られ、経済的に生産できる。
第５発明によれば、含水率が１５重量％以下であるので、熱プレスの条件設定によって目標とする密度分布（0.75〜1.20g/cm３）が得られ、またメラミンユリア樹脂バインダーの添加量が１２〜３０重量部であるので、充分な曲げ強度が得られ、経済的に生産できる。
第６発明によれば、繊維長が0.1mm〜10.0mmであり直径が１μｍ〜300μｍであると、優れた表面平滑性を得ながら充分な強度と剛性を確保することができる。
第７発明によれば、密度が0.5〜0.80g/cm３であり、曲げヤング係数が４０〜８５×１０2ＭＰａとなる条件を満足することができ、床材に必要な剛性を保有することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
つぎに、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
本発明の木質繊維集積板は高密度に成形されている点が特徴であって、いわゆるＨＤＦ（High
Density Fiber board）と称されるものである。
図１は本発明の一実施形態に係る木質繊維集積板１の説明図である。同図に示すように、本発明の木質繊維集積板１は、木質繊維１ａがバインダー１ｂにより成形によって一体化されている。そして、この木質繊維集積板は、ａ）該集積板の表裏両面における表層部の厚さが0.1〜1.3mm、密度が0.95g/cm３以上、ｂ）中層部の厚さが0.3mm以上、密度が0.75g/cm３以上という二つの条件を満足するものである。
【０００９】
前記木質繊維集積板１は、木質繊維１ａの大きさとして長さが0.1mm〜10.0mmで、直径が１μm〜300μmが大半を占め、かつ木質繊維として含水率が１５重量％以下のものが用いられる。そして、このような条件を満足する木質繊維にバインダーを付着させ、木質繊維を加圧成形して一体に結合することで本発明の木質繊維集積板を製造することができる。
【００１０】
本発明の木質繊維集積板１を製造するために用いる木質繊維としては、植林再生可能な広葉樹または針葉樹の木材をチッパーでチップ化し、得られたチップを解繊したものが用いられる。解繊には、150〜160℃程度の高圧蒸気によりチップを蒸煮した後、ディスクリファイナー（解繊機）によって解繊する方法等の公知の方法が用いられる。
【００１１】
本発明においては、木質繊維の大きさとして長さが0.1mm〜10.0mmで直径（太さ）が1μm〜300μmが大半を占めるものが用いられるが、ここでいう大半とは、木質繊維集積板の製造に用いる木質繊維総量中、長さが0.1mm〜10.0mmでかつ直径が１μm〜300μmの大きさの木質繊維が約７０重量％、好ましくは約８０重量％以上であることを意味する。
木質繊維の長さが１０mmを越えると表面平滑性が低下し、化粧材（たとえば、突板化粧単板、化粧シートフィルムおよび化粧シート紙等）を積層した後の塗面の美麗さを損なう。木質繊維の長さが0.1mm〜10.0mmであればすぐれた表面平滑性を得ることが可能となる。なお、木質繊維の直径は、顕微鏡により観察し求めることができる。
【００１２】
木質繊維は、含水率が１５重量％以下のものが用いられる。この含水率は、木質繊維の乾燥条件を調整することで得られる。
木質繊維として、含水率が１５重量％を越えるものを用いると木質繊維集積板の表面部において極度に密度が高い層ができ易くなり、加圧成形時のプレス時間も延びる。なお、木質繊維の含水率は、日本工業規格、JIS A 5905-2003 6.4で求めることができる。即ち、含水率（重量％）は、（m1−m０）×100／m０で求められる。
ここで、m1は、乾燥前の木質繊維試料の質量（g）であり、m０は該木質繊維試料を103℃の空気乾燥機に入れ恒量になったときの質量（g）である。
【００１３】
木質繊維を結合するためのバインダー１ｂとしては、ユリア樹脂、メラミンユリア樹脂、フェノール樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂等及びこれらの混合物を用いることができる。用いるに好ましいバインダーは加圧成形時のプレス時間短縮及び成形品の耐水性向上より、ポリウレタン樹脂及びメラミンユリア樹脂である。特にポリウレタン樹脂としては、イシシアネート基を分子中に２個以上有するイソシアネート化合物であり、イソシアネート化合物の例は、粗ジフェニルメタン−４,４−ジイソシアネ−ト等である。
【００１４】
バインダー１ｂの使用量は、木質繊維１ａの絶乾重量100重量部に対して、固形分で４〜３０重量部であることが好ましい。バインダー量が４重量部未満では曲げ強度が弱く、３０重量部を越える量では、過剰のため剛性が過度でまた経済的に不利である。バインダーとしてイソシアネート化合物の総量は４〜１２重量部、メラミンユリア樹脂の総量は１２〜３０重量部であることがそれぞれ好ましい。
【００１５】
本発明の木質繊維集積板は、つぎのようにして製造する。
長さ0.1〜１０mmで直径１〜300μmの大きさが大半を占め、かつ含水率が１５重量％以下の木質繊維とバインダー等を混合して、木質繊維１ａの表面上にバインダーを付着させることで、木質繊維集積板を形成するための木質繊維材が準備される。
木質繊維とバインダーとの混合は、スプレー方式で塗布する方法でもよい。例えば、低速で回転する回転ドラム内へ木質繊維を入れ、この回転ドラム内で木質繊維が自然落下する際にバインダーを木質繊維にスプレー塗布する方法が好適である。
つぎに、バインダーの付着した木質繊維をマット状に仮成形し、このマット状物を熱圧成形することで木質繊維が一体に結合した木質繊維集積板が得られる。この熱圧成形により、マット状物中のバインダーは反応して硬化し、木質繊維はバインダーの硬化物により結合される。
【００１６】
熱圧成形温度は、バインダーの種類にもよるが、約150〜230℃である。木質繊維として含水率が１５重量％以下のものを用い、熱圧プレス時の熱圧定盤の木質繊維への接触タイミング、熱圧定盤の木質繊維への接触後目標厚さまでの閉め時間および圧力を調整することにより、図２に示すように密度分布が0.75〜1.20g/cm３の範囲であって、表面部1.3mm以内において密度が0.95g/cm３以上の層が存在する厚さ３mmの薄物木質繊維集積板を得ることができる。
熱圧プレス時の熱圧定盤の木質繊維への接触タイミング及び熱圧定盤の木質繊維への接触後目標厚さまでの閉め時間が短時間である程、たとえば、接触タイミング0.5〜１０秒位及び熱圧定盤の木質繊維への接触後目標厚さまでの閉め時間１〜１５秒位であると表層近くに密度が0.95g/cm３以上の層を得られ易い。このように、表層に密度の高い、いわゆる岩盤層を設けると、表面が平滑でなおかつ十分な強度及び剛性有する木質繊維集積板を得ることができる。したがって、この木質繊維集積板を用いた床材も、その表面平滑性及び強度・剛性に優れることになる。
【００１７】
上記の製法で作成した木質繊維集積板の密度分布を図２に示す。厚み方向の密度分布（デンシティプロファイル,Density Profile）は、密度分布測定器を用いて測定した。
同図に示すように、表裏両面の表層部の密度は中層部の密度より高くなっている。すなわち、ａ）表裏両面における表層部の厚さが0.1〜1.3mmにおいて、密度が0.95g/cm３以上の部分が存在し、ｂ）中層部の厚さが0.3mm以上の部分において、密度が0.75g/cm３以上を満足している。
よって、表層部の密度が0.95g/cm３以上と高く、かつその厚さが0.1〜1.3mmあるので表面平滑性が良好となり、パテなどの補修工程を必要としなくなり、なおかつ十分な強度及び剛性を有する木質繊維集積板となる。また、中層部も最低限の密度0.75g/cm３を確保しており、厚さが0.3mm以上あるので全体の強度を落すことなく、必要以上の重量増加も招くことはない。
【００１８】
次に本発明の木質繊維集積板１を用いた床材Ａについて説明する。
図３は本発明の木質繊維集積板を積層した床材の断面図である。同図に示すように、本発明の床材は、合板１０に木質繊維集積板１を貼合せるが、表裏両面または表面側にのみ貼合せてもよい。貼合せに用いる接着剤は、日本工業規格、JIS A5536-2003 表３Ｆ☆☆☆☆対応の接着剤を用いることが好ましい。
図３に示す実施形態では、植林再生可能な広葉樹・針葉樹を使用した合板１０を芯層として使用し、表裏両面に木質繊維集積板１を貼合せて、更にその表面層に0.02〜0.2mm厚さの化粧材を接着積層したものである。0.02〜0.3mm厚さの化粧材２は、木質繊維集積板１が平滑性に優れるため、表面平滑性を呈する。この化粧表面には、さらに厚さ２０〜６０μｍ程度のウレタン塗装等を施してもよい。
【００１９】
図３の構成の床材において、木質繊維集積板１は、いわゆるＨＤＦ（High Density Fiber Board、JIS A
5905-2003にしたがった高密度木質繊維集積板）であって、このＨＤＦは、強度・剛性に優れるため、図３の床材構成として密度が0.67g/cm３であり、曲げヤング係数（合板の日本農林規格平成１５年２月２７日号農林水産省告示２３３号）が５５×１０2ＭＰａを示した。そして、フローリングの日本農林規格（平成１５年２月２７日号農林水産省告示２４０号）規格の曲げたわみ基準（すなわち、床材試料を300mm（幅）×1800mm（長さ）×１２mm（厚さ）として、スパン700mmで支持し、スパン中央に置いた荷重棒の上に２１kg重の荷重をかけたときの変位（Ａ）と、同様に９kg重の荷重をかけたときの変位（Ｂ）との差（Ａ−Ｂ）であり、曲げたわみの値として3.5mm以下が合格。）が2.1mmであった。従って、本発明の床材Ａは、曲げたわみのフローリングの日本農林規格を満足しており、床材として使用するのに十分な剛性を有していることがわかった。
【００２０】
本実施形態の木質繊維集積板および床材は、つぎの利点を奏する。
イ）植林再生可能な広葉樹・針葉樹をＨＤＦ１および合板１０に使用しているため、環境対応の床材Ａとなる。
ロ）図２に示すように表層ＨＤＦ１が表面部1.3mm以内において密度が0.95g/cm３以上の層が存在するため、表面平滑性に優れ、補修工程不要で、0.02〜0.3mm厚さの薄い突板化粧単板、化粧シートフィルム、化粧シート紙を積層して、平滑で美麗な表面を得ることが可能であり、なおかつ十分な強度及び剛性を呈する。
ハ）表層ＨＤＦ１のバインダーおよび芯層合板１０に使用する接着剤として、JIS
A5536-2003  表３ Ｆ☆☆☆☆対応の接着剤を使用するため、ホルムアルデヒド放散量が少なく、改正建築基準法（2003.7）の内装制限がない。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一実施形態に係る木質繊維集積板の説明図である。
【図２】本発明に係る木質繊維集積板の密度分布図である。
【図３】本発明の木質繊維集積板を積層した床材の断面図である。
【図４】従来の床材の断面図である。
【符号の説明】
【００２２】
１      木質繊維集積板（ＨＤＦ）
１ａ    木質繊維    
１ｂ    バインダー
１０    合板
【図１】
0004486113.tif 000002
【図２】
0004486113.tif 000003
【図３】
0004486113.tif 000004
【図４】
0004486113.tif 000005