(57)【要約】【課題】植物繊維材料からなるボード材の製造方法であって、表面が平滑でしかも鉄、樹脂製品に比べ紙を貼り付けたような柔らかい風合いを持つボード材が得られる製造方法を提供することを課題とする。【解決手段】植物繊維材料にバインダ樹脂を混合した後に、その混合物を加熱及び加圧してボード材を製造する方法であって、前記植物繊維材料の少なくとも一部を細繊化する細繊化工程を備え、前記細繊化工程では、前記植物繊維材料の少なくとも一部を天然石からなる部材で磨り潰して細繊化する、ボード材の製造方法。また、前記細繊化工程では、前記植物繊維材料の少なくとも一部を天然石からなる石臼で磨り潰して細繊化することが好ましい。前記植物繊維材料は、ケナフの靭皮より採取された植物繊維材料であることが好ましい。【選択図】        なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
植物繊維材料にバインダ樹脂を混合した後に、その混合物を加熱及び加圧してボード材を製造する方法であって、
前記植物繊維材料の少なくとも一部を細繊化する細繊化工程を備え、
前記細繊化工程では、前記植物繊維材料の少なくとも一部を天然石からなる部材で磨り潰して細繊化する、ボード材の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載のボード材の製造方法であって、
前記細繊化工程では、前記植物繊維材料の少なくとも一部を天然石からなる石臼で磨り潰して細繊化する、ボード材の製造方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のボード材の製造方法であって、
前記細繊化工程では、植物の茎、靭皮または葉部から植物繊維材料を取り出す解繊処理を同時に行う、ボード材の製造方法。
【請求項４】
請求項１または請求項２に記載のボード材の製造方法であって、
前記植物繊維材料は、ケナフの靭皮より採取された植物繊維材料である、ボード材の製造方法。
【請求項５】
植物繊維材料にバインダ樹脂を混合した後に、その混合物を加熱及び加圧して成形されるボード材であって、
前記ボード材の表面及び裏面のうち少なくとも一方の面に対して、天然石からなる部材で磨り潰して細繊化された植物繊維材料からなる層を有する、ボード材。
【請求項６】
請求項５に記載のボード材であって、
前記細繊化された植物繊維材料からなる層と植物繊維材料からなる他の層とから構成され、両層の植物繊維材料は同じ植物から採取されたものである、ボード材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ケナフの靭皮などから採取される植物繊維材料にバインダ樹脂を混合した後に、その混合物を加熱及び加圧して得られるボード材の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車両の内装部材や外装部材等に使用されるボード材は、プラスチックなどの石油化学材料により成形されるのが一般的であるが、近年における環境問題に対する意識の高まりによって、天然由来の植物繊維材料が代替材料として盛んに用いられるようになってきている。例えば、特許文献１には、麦わらを原料として製造されるセルロース製ボード材が開示されている。
【０００３】
【特許文献１】特開平９−２２５９０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、植物繊維材料は加熱プレス時にほとんど溶融しないので、ボード材の表面が平滑になりにくい。このため、ボード材の表面を平滑にするためには、原料である植物繊維材料ができる限り細繊化されていることが好ましいと考えられる。
そこで、植物繊維材料を細繊化するためには、金属製の粉砕機やリファイナーなどの機器を用いることが考えられる。しかし、これらの機器は金属製で非常に硬いために、植物繊維材料が必要以上に細かく粉砕され、ボード材の表面が平滑になるとしても、ボード材の物理的強度が低下してしまうという問題がある。
【０００５】
また、ボード材の表面を平滑にするためには、ボード材の表面に紙を貼り付けるなどの方法が考えられる。この方法の場合、紙特有の柔らかい風合いを持つボード材が得られるとともに、表面が平滑なボード材を得ることができる。しかし、ボード材の表面に紙を貼り付けた場合には、植物繊維材料からなるボード材の表面はざらざらとしていて接着性が悪いために、ボード材の表面から紙が剥がれやすい、という問題がある。
【０００６】
そこで本発明は、植物繊維材料からなるボード材の製造方法であって、表面が平滑でしかも鉄、樹脂製品に比べ紙を貼り付けたような柔らかい風合いを持つボード材が得られる製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
課題を解決するための手段は、以下の発明である。
（１）植物繊維材料にバインダ樹脂を混合した後に、その混合物を加熱及び加圧してボード材を製造する方法であって、
前記植物繊維材料の少なくとも一部を細繊化する細繊化工程を備え、
前記細繊化工程では、前記植物繊維材料の少なくとも一部を天然石からなる部材で磨り潰して細繊化する、ボード材の製造方法。
（２）上記（１）に記載のボード材の製造方法であって、
前記細繊化工程では、前記植物繊維材料の少なくとも一部を天然石からなる石臼で磨り潰して細繊化する、ボード材の製造方法。
（３）上記（１）または（２）に記載のボード材の製造方法であって、
前記細繊化工程では、植物の茎、靭皮または葉部から植物繊維材料を取り出す解繊処理を同時に行う、ボード材の製造方法。
（４）上記（１）から（３）のうちいずれかに記載のボード材の製造方法であって、
前記植物繊維材料は、ケナフの靭皮より採取された植物繊維材料である、ボード材の製造方法。
（５）植物繊維材料にバインダ樹脂を混合した後に、その混合物を加熱及び加圧して成形されるボード材であって、
前記ボード材の表面及び裏面のうち少なくとも一方の面に対して、天然石からなる部材で磨り潰して細繊化された植物繊維材料からなる層を有する、ボード材。
（６）上記（５）に記載のボード材であって、
前記細繊化された植物繊維材料からなる層と植物繊維材料からなる他の層とから構成され、両層の植物繊維材料は同じ植物から採取されたものである、ボード材。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、植物繊維材料を必要以上に細繊化したり、ボード材の表面に紙を貼り付けたりしなくとも、表面が平滑でしかも柔らかい風合いを持つボード材を製造することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明は、植物繊維材料にバインダ樹脂を混合した後に、その混合物を加熱及び加圧してボード材を製造する方法である。本発明は、前記植物繊維材料の少なくとも一部を細繊化する細繊化工程を備えており、前記細繊化工程では、前記植物繊維材料の少なくとも一部を天然石からなる部材で磨り潰して細繊化することを特徴としている。
【００１０】
本発明によって製造されるボード材は、植物繊維材料にバインダ樹脂を混合した後に、その混合物を加熱及び加圧して成形されるボード材である。この混合物を加熱及び加圧するためには、ホットプレス機などの公知の加圧成形機を用いることができる。
本発明によって製造されるボード材は、単層のボード材であってもよく、複数層のボード材であってもよい。また、必要に応じて、曲げ成形や絞り成形が施されるボード材であってもよい。本発明によって製造されるボード材は、例えば、車両、建物、船舶などを構成する内装部材、内壁材、床材、天井材、外装部材等に使用することができる。より具体的には、例えば、車両のドアトリムやインストルメントパネル、ボディパネル等に使用することができる。本発明によって製造されるボード材は、車両以外にも、例えば、家具類の天板などに使用することができる。勿論、本発明によって製造されるボード材は、これら以外の用途に使用することも可能である。
【００１１】
[植物繊維材料について] 
ボード材の原料となる植物繊維材料は、草本類あるいは木本類などの植物の茎や靭皮や葉部から採取することが可能である。
植物繊維材料は、植物の茎や靭皮や葉部を解繊処理してセルロース以外の成分（リグニンなど）を除去することによって得ることができる。解繊処理では、公知の機械的あるいは化学的な解繊化手法によって植物繊維材料を得ることが可能である。例えば、公知のパルプ化法や微生物処理、あるいは、水に浸して繊維のみを取り出す手法であるレッティング処理などを用いることが可能である。解繊処理によって得られた植物繊維材料は、セルロース以外の部分が除去されており、柔軟性を有するとともに、絡み合いなどによってボード材に良好な曲げ強さを付与することができる。草本類、特に靭皮植物からは、比較的安価に良質の繊維を得ることができる。具体的には、例えば、綿、麻、サイザル、ジュート、ラミー、ケナフなどからは、ボード材の原料に適した良質の植物繊維材料を得ることができる。特に、ケナフの靭皮からは、繊維長が長くて強度の高い植物繊維材料を採取することが可能である。また、ケナフを用いた場合には、ケナフは一年草の植物で短期間に大量に栽培可能であることから、地球環境への負荷をさらに低減できる効果がある。
なお、本発明に係るボード材の製造方法において、植物の茎や靭皮を解繊処理して植物繊維材料を得るための工程（解繊工程）は、後述する「細繊化工程」と同時に実施することも可能である。      
【００１２】
［バインダ樹脂について］
ボード材の原料として使用するバインダ樹脂は、特に制限するものではないが、例えば、熱可塑性合成樹脂あるいは熱硬化性合成樹脂を使用することができる。熱可塑性合成樹脂としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等を使用することができる。熱硬化性合成樹脂としては、例えば、メラミン樹脂やフェノール樹脂等を使用することができる。また、ポリ乳酸樹脂などの生分解性樹脂を使用することもできる。あるいは、植物から採取されたリグニン、タンニンなどを原料とする熱硬化性樹脂を使用することもできる。この中で特に好ましいのは、リグニン樹脂、タンニン樹脂である。リグニン樹脂やタンニン樹脂は、植物から植物繊維材料を得る工程で副産物として生成するので経済的である。また、バインダ樹脂としてこれらの樹脂を使用した場合には、ボード材全体を天然由来の材料で製造することができるので、地球環境にとってより優しいボード材を製造することが可能である。
【００１３】
[混合物について] 
本発明における混合物は、植物繊維材料にバインダ樹脂を混合した材料である。そして、この混合物は加熱及び加圧する前の材料であるから、ある程度形状が整ったものである。従って、混合物は、ニードルパンチング等の装置によってマット状に集合させた所定形状のマット体であることが好ましい。
【００１４】
[天然石について] 
植物繊維材料を細繊化する工程（細繊化工程）では、天然石からなる部材を使用する。ここでいう「天然石からなる部材」とは、その全部または一部が天然石で構成されている部材のことである。このような部材の一例としては、石臼を挙げることができる。
天然石は、特に制限するものではないが、例えば、安山石、花崗岩、砂岩、みかげ石、などを使用することができる。天然石で構成されている部材の間で植物繊維材料を磨り潰すことによって、ボード材にとって極めて良好な状態に植物繊維材料を細繊化することが可能である。
すなわち、天然石からなる部材によって植物繊維材料を磨り潰すことによって、植物繊維材料のセルロース分子構造が過度に破壊されることなく、しかもその形状が極めて細くかつ短くなるように裁断することが可能となる。その理論的な根拠については必ずしも明らかではないが、天然石が、鉄などの金属とは異なり、硬すぎず、しかも柔らかすぎず、適度な硬度を有するためであると考えられる。
【００１５】
本発明において、植物繊維材料の少なくとも一部を細繊化する細繊化工程では、植物の茎や靭皮や葉部から植物繊維材料を取り出す処理である「解繊処理」を同時に実施することが可能である。
すなわち、化学的手法や機械的手法を用いて植物繊維材料を取り出す「解繊処理」は、細繊化工程よりも前段階の処理として実施されるのが通常である。しかし、本発明では、天然石からなる部材によって植物の茎や靭皮をそのまま磨り潰すことによって、リグニン、ヘミセルロース等を除去して植物繊維材料を取り出すのと同時に、植物繊維材料を細繊化することが可能である。これにより、レッティング等の解繊する工程を有する場合に比してボード材の製造工程の簡略化を図ることが可能である。
【実施例１】
【００１６】
以下、図面を参照しながら、本発明に係るボード材の製造方法の具体的な実施例について説明する。
図１は、ボード材の製造方法の工程図である。図２は、ボード材の製造方法について模式的に示した図である。
図１に示すように、本実施例に係るボード材の製造方法は、植物繊維材料を細繊化する「細繊化工程」と、前記細繊化工程で細繊化された植物繊維材料にバインダ樹脂を混合してその混合物である成形前材料を作成する「成形前材料作成工程」と、前記成形前材料作成工程で作成された成形前材料を圧縮してボード材を成形する「プレス工程」と、を備えている。
【００１７】
［細繊化工程］
本実施例において、植物繊維材料を細繊化する「細繊化工程」では、図２に示すように、みかげ石からなる基盤部１０ａと回転部１０ｂとを備える石臼１０を使用する。この石臼１０は電動回転式であり、石臼１０の回転部１０ｂがモータなどの駆動装置によって高速に回転するようになっている。
石臼１０の基盤部１０ａには凹部１０ｃが設けられており、この凹部１０ｃにケナフの靭皮から採取された植物繊維材料１２が投入される。
凹部１０ｃに植物繊維材料１２が投入された後、回転部１０ｂに設けられている凸部１０ｄが凹部１０ｃに嵌めこまれて高速回転することによって、凹部１０ｃと凸部１０ｄとの間に挟まれた植物繊維材料１２が磨り潰される。そして、石臼１０の下方に設けられている吐出口１０ｅからは、細繊化された植物繊維材料２２が量産的に取り出される仕組みとなっている。細繊化された植物繊維材料２２は、一本一本の大きさを顕微鏡で観察したところ、その平均繊維長は１ｍｍ以上２ｍｍ以下であり、平均繊維径は２０μｍ以下であった。
【００１８】
［成形前材料作成工程］
つぎに、細繊化工程で細繊化された植物繊維材料２２にバインダ樹脂を混合して成形前材料３２を作成する。この「成形前材料」とは、植物繊維材料をプレス成形してボード材を成形する前の予備段階の材料という意味である。この成形前材料３２を作成する工程のことを、本実施例では、「成形前材料作成工程」と呼ぶ。
成形前材料作成工程では、図２に示すように、容器２０ａの内部で細繊化された植物繊維材料２２とリグニン樹脂２４とを攪拌器２０ｂによって撹拌する。これにより、細繊化された植物繊維材料２２に対してバインダ樹脂（リグニン樹脂２４）を均一に混合することができる。
この細繊化された植物繊維材料２２は、カード、フリース、エアレイなどによって堆積させてウェブ状に成形するのが好ましい。さらに、ニードルパンチングなどにより、マット状の形状を保持し得る程度に絡締処理を施しておくのが好ましい。これらの処理によって、細繊化された植物繊維材料２２がマット状に成形された成形前材料３２を作成することが可能である。
【００１９】
［プレス工程］
つぎに、成形前材料作成工程で作成された成形前材料３２を加熱しながら加圧して（ホットプレスして）ボード材５０を作成する。つまり、加熱する工程と加圧する工程を同時に実施した。このボード材５０を作成する工程のことを、本実施例では、「プレス工程」と呼ぶ。
プレス工程では、図２に示すように、ホットプレス機４０の上型４０ａ及び下型４０ｂの間で成形前材料３２を加熱しながら加圧することによって平板状のボード材５０を成形する。ホットプレス機４０のプレス面は１８０℃前後に加熱されているので、バインダとして混合されているリグニン樹脂２４が硬化し、これによってボード材５０の形状を固定化することができる。そして、平面が平滑に形成されたボード材５０を得ることができる。得られたボード材５０は、鉄、樹脂製品に比べ表面にパルプのような素材感が残されており、自然で柔らかい風合いを有していた。また、得られたボード材５０は、自動車の内装部材等に適用しうる程度の十分な強度を有するものであった。
なお、本実施例に係るボード材の製造方法において、成形前材料３２を加熱した後に、バインダ樹脂が溶融状態で冷間プレスすることも可能である。
【実施例２】
【００２０】
図３は、ボード材の製造方法の工程図である。図４は、ボード材の製造方法について模式的に示した図である。
図３に示すように、本実施例に係るボード材の製造方法は、植物繊維材料を細繊化する「細繊化工程」と、前記細繊化工程で細繊化された植物繊維材料にバインダ樹脂を混合して成形前材料を作成する「成形前材料作成工程」と、細繊化されていない植物繊維材料に絡締処理を施した成形用マット３２ｂの表面に成形前材料３２を積層させる積層工程と、前記積層工程で作成された積層体を圧縮してボード材を成形する「プレス工程」と、を備えている。
【００２１】
［細繊化工程］
本実施例において、植物繊維材料を細繊化する「細繊化工程」では、図４に示すように、安山石からなる基盤石１５ａと回転石１５ｂとを備える石臼１０を使用する。この石臼１０は手動回転式であり、石臼１０の回転石１５ｂが回転調節機によって所望の速度で回転するようになっている。
石臼１０の基盤石１５ａの上側には、投入口１５ｃが設けられており、この投入口１５ｃにケナフの靭皮から採取された植物繊維材料１２が投入される。
投入口１５ｃに植物繊維材料１２が投入された後、操作棒１５ｄで回転石１５ｂを所望の回転速度で回転させることによって基盤石１５ａと回転石１５ｂとの間に挟まれた植物繊維材料１２が磨り潰される。そして、石臼１０の下方に設けられている吐出路１５ｅからは、細繊化された植物繊維材料２２が量産的に取り出される仕組みとなっている。細繊化された植物繊維材料２２は、一本一本の大きさを顕微鏡で観察したところ、その平均繊維長は１ｍｍ以上２ｍｍ以下であり、平均繊維径は２０μｍ以下であった。
【００２２】
［成形前材料作成工程］
つぎに、細繊化工程で細繊化された植物繊維材料２２にバインダ樹脂を混合してその混合物である成形前材料３２を作成する。この成形前材料３２を作成する工程のことを、本実施例では、「成形前材料作成工程」と呼ぶ。
成形前材料作成工程では、図４に示すように、容器２０ａの内部で細繊化された植物繊維材料２２とリグニン２４とを攪拌器２０ｂによって撹拌する。これにより、細繊化された植物繊維材料２２に対してバインダ樹脂（リグニン樹脂２４）を均一に混合することができる。
【００２３】
［積層工程］
つぎに、細繊化されていない植物繊維材料にバインダ樹脂（リグニン樹脂２４）を均一に混合させて成形用マット３２ｂを作成する。本実施例において、「成形用マット」とは、細繊化されていない植物繊維材料にニードルパンチング等の絡締処理を施したもので、成形前材料３２とは別に準備したものであることを意味している。なお、成形用マット３２ｂを作成する際に用いられる植物繊維材料は、成形前材料３２と同じくケナフの靭皮から採取されたものである。この成形用マット３２ｂの表面に成形前材料３２を積層させる工程のことを、本実施例では、「積層工程」と呼ぶ。
積層工程では、図４に示すように、細繊化されていない植物繊維材料をニードルパンチングによる絡締処理を施しマット状に形成された成形用マット３２ｂの表面に成形前材料３２を積層する。そして、成形前材料３２と成形用マット３２ｂからなる積層体４２を作成する。つまり、積層体４２は、細繊化された植物繊維材料からなる層と植物繊維材料からなる他の層とから構成されるものである。また、両層の植物繊維材料は同じ植物から採取されたものであるから、異なった材料を用いる場合に比して、材料の入手が容易となり、低コスト化を図ることができる。このとき、成形前材料３２が積層体４２の意匠面となるように配置する。
【００２４】
［プレス工程］
つぎに、積層工程で作成された積層体４２を加熱しながら加圧して（ホットプレスして）ボード材５０を作成する。このボード材５０を作成する工程のことを、本実施例では、「プレス工程」と呼ぶ。
プレス工程では、図４に示すように、ホットプレス機４０の上型４０ａ及び下型４０ｂの間で積層体４２を加熱しながら加圧することによって平板状のボード材５０を成形する。ホットプレス機４０のプレス面は１８０℃前後に加熱されているので、バインダとして混合されているリグニン樹脂２４が硬化し、これによって成形前材料３２と成形用マット３２ｂが一体化されたボード材５０の形状を固定化することができる。つまり、本実施例によって製造されたボード材５０は、表面に対して、細繊化工程で細繊化された植物繊維材料２２からなる層が配置された複数層のボード材となっており、強度が高く且つ意匠面が平滑に形成されたボード材５０を得ることができる。得られたボード材５０は、意匠面にパルプのような素材感が残されており、自然で柔らかい風合いを有していた。また、得られたボード材５０は、自動車の内装部材等に適用しうる程度の十分な強度を有するものであった。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】実施例１に係るボード材の製造方法の工程図である。
【図２】実施例１に係るボード材の製造方法の概要を示す概要図である。
【図３】実施例２に係るボード材の製造方法の工程図である。
【図４】実施例２に係るボード材の製造方法の概要を示す概要図である。
【符号の説明】
【００２６】
１０  石臼
１２  植物繊維材料
２０ａ      容器
２０ｂ      攪拌器
２２  植物繊維材料
２４  リグニン樹脂
３２  成形前材料
３２ｂ      成形用マット
４０  ホットプレス機
４０ａ      上型
４０ｂ      下型
４２  積層体
５０  ボード材
【図１】
2007044908.tif 000002
【図２】
2007044908.tif 000003
【図３】
2007044908.tif 000004
【図４】
2007044908.tif 000005