(57)【要約】【課題】吸湿や乾燥による寸法変化率の小さい建築用板を提供する。【解決手段】木質繊維と木質薄片との混合物を接着剤を介して一体成形して基板１とする。木質薄片の繊維方向に対する寸法変化率は木質繊維の寸法変化率に比べて小さいので、基板全体としての寸法変化率を小さくすることができる。さらに、その表面に防水層２を介して凹凸層３を設けた建築用板４（図２）、あるいはその表面に防水層２および凹凸層３を介して主として無機物からなる軽量セメント層５を設けた建築用板６（図３）を提供する。凹凸層や無機質層は基板にくらべ寸法変化率が小さいので、基板自体の寸法変化率を小さくすることにより、凹凸層や無機質層の剥離や割れの発生が実質的に防止された建築用板が得られる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
木質繊維と木質薄片との混合物を接着剤を介して一体成形してなる基板の表面に、防水層を介して凹凸層を設けたことを特徴とする建築用板。
【請求項２】
木質繊維と木質薄片との混合物を接着剤を介して一体成形してなる基板の表面に、防水層を介して凹凸層を設け、さらにこの凹凸層の上に主として無機物からなる無機質層を設けたことを特徴とする建築用板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主として建築物の外装下地材などに用いられる建築用板に関する。
【背景技術】
【０００２】
このような建築用板として、従来は、たとえば下記特許文献１に開示されるように、合板、ＭＤＦ、パーティクルボードなどが広く用いられている
【特許文献１】特開２０００−３１３０８８号公報（段落番号００１２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
合板は、吸湿や乾燥による長さ方向の寸法変化率が凡そ０．２２〜０．２７％と比較的小さいが、木材資源の枯渇化により良質の単板を得ることが困難になってきている。
【０００４】
ＭＤＦやパーティクルボードは、吸湿や乾燥による寸法変化率が合板の凡そ２．５〜３．５倍と大きい。ＭＤＦやパーティクルボードを無機系外装板の基板として使用する場合、基板の上に設けるセメント層に対して寸法変化率が大きいため、セメント層の剥離や割れなどに対する配慮が必要となる。
【０００５】
したがって、本発明が解決しようとする課題は、吸湿や乾燥による寸法変化率の小さい建築用板を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、請求項１にかかる本発明は、木質繊維と木質薄片との混合物を接着剤を介して一体成形してなる基板の表面に、防水層を介して設けた凹凸層を設けたことを特徴とする建築用板である。
【０００７】
請求項２にかかる本発明は、木質繊維と木質薄片との混合物を接着剤を介して一体成形してなる基板の表面に、防水層を介して凹凸層を設け、さらにこの凹凸層の上に主として無機物からなる無機質層を設けたことを特徴とする建築用板である。
【０００８】
木質繊維は、針葉樹材と広葉樹材のうちの一種または複数種よりなる木材チップを高温高圧蒸気で蒸煮して脱脂軟化処理した後、解繊することによって得られる。これを風送乾燥して所定含水率に調整する。
【０００９】
木質薄片（フレーク）は、たとえばスギ、ヒノキ、アカマツ、カラマツ、エゾマツ、トドマツなどから形成され、厚さ０．０３〜１．０ｍｍ、幅０．５〜３０ｍｍ前後、長さ略１５〜５０ｍｍを有する。
【００１０】
木質繊維と木質薄片との混合割合は、木質繊維５０〜９０重量部に対して木質薄片１０〜５０重量部を混合して合計１００重量部となるようにする。
【００１１】
木質繊維同士、木質薄片同士および木質繊維と木質薄片とを接着する接着剤としてはホルムアルデヒドの発散が少ないものを用いることが好ましく、たとえばユリア樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、レゾルシノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、シリコーン樹脂またはそれらの変性樹脂接着剤、イソシアネート系接着剤などの熱硬化性接着剤から任意選択される一種または複数種を使用することが好ましい。
【００１２】
木質繊維の表面に付着させる接着剤の量は、木質繊維１００重量部に対して接着剤５〜３５重量部の割合で添加する。木質繊維への接着剤の付着は、解繊と同時に行っても良く、あるいは解繊後の風送時に行っても良い。
【００１３】
木質薄片の表面に付着させる接着剤の量は、木質薄片１００重量部に対して接着剤５〜３５重量部の割合で添加する。木質薄片への接着剤の付着は、木質薄片を風送乾燥させつつ搬送し、この過程において木質薄片に接着剤を付着させると良い。
【００１４】
木質繊維および木質薄片は、予めアセチル化して耐湿性を持たせても良い。木質繊維および木質薄片をアセチル化する方法は公知であり、たとえば特開平６−３１２４１１号公報記載の方法によってアセチル化処理することができる。
【００１５】
接着剤を付着させた木質繊維と接着剤を付着させた木質薄片とを風送しながら混合し、この混合物をダクト出口から散布することによりマットを形成し、このマットを所定の厚さの板に一体成形、たとえば熱圧成形することにより、本発明の基板が形成される。
【００１６】
木質繊維と木質薄片との混合物をダクト出口から散布することにより木質薄片の繊維方向を任意方向にランダムに配列させることができる。また、ダクト出口に配向用円盤などを設け、木質薄片の繊維方向を一方向に配列させたり、木質薄片の繊維方向を直交する二方向に配列させたりすることもできる。
【００１７】
熱圧は、たとえば熱圧プレスで行う。熱圧条件は、圧力１〜２．５ＭＰａ、温度１４５〜２２０°Ｃ、時間１〜２０分の各範囲において、樹種、マット厚さ、使用接着剤などを考慮して選定する。
【００１８】
本発明の建築用板は、この基板の表面に防水層を介して凹凸層を設けることによって、あるいはさらにこの凹凸層の上に主として無機物からなる無機質層を設けることによって得られる。
【００１９】
防水層は、基板の表面に、合成樹脂、ラテックス、瀝青質物質またはそれらのエマルジョンをロールコーターやフローコーター等の塗布装置にて均一に塗布し、乾燥させることにより形成する。ここで合成樹脂としては酢酸ビニル樹脂、塩化ビニル樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂等を用いることができ、ラテックスとしてはニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）等を用いることができ、瀝青質物質としてはタール、アスファルト等を用いることができる。防水層を形成するための塗料にはクレー、タルク、炭酸カルシウム等の増量剤や分散剤等の助剤を添加混合してもよい。
【００２０】
そして、防水層の表面に、セメントと合成樹脂、ラテックスまたは瀝青質物質、骨材、成形助剤および水の混合物をロールコータ等の塗布装置にて層状に塗布し、乾燥させてセメント混合物よりなる凹凸層を形成する。この凹凸層に混合される合成樹脂、ラテックスまたは瀝青質物質は、上記防水層に用いたものと同系のものを用いることが好ましい。これにより、防水層中の物質と凹凸層中の物質との間で分子間引力が働き、それらの密着強度を増大させることができる。セメント、骨材および成形助剤については後述の無機質層を形成するために用いられるものと同様のものであってよい。
【００２１】
以上により、基板表面に防水層を介して凹凸層が形成された建築用板が得られる。このような建築用板は、予め工場にて大量生産が可能であるため、その用途に応じた構成のものを均一な品質で低コストにて提供することができる。
【００２２】
さらに、この凹凸層の上に無機質層を設けた建築用板とすることができる。無機質層は主として無機物からなる層であり、軽量セメント層や漆喰層などとして形成することができる。
【００２３】
軽量セメント層は、セメント、合成樹脂発泡粒、骨材、補強繊維、成形助剤および混練水を主体とする軽量セメント混合物により形成され、硬化後の密度が０．５５〜０．７５ｇ／ｃｍ3、好ましくは０．６〜０．７ｇ／ｃｍ3である。ここでセメントとしては普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント等のポルトランドセメント、天然セメント、アルミナセメント等の任意のセメントを用いることができる。セメント硬化時の収縮を抑制して建築用板の反りを防止するため、セメントの配合量は上記軽量セメント混合物から水を除いた全体重量の３５重量％以下とすることが好ましい。また、同全体重量の２０重量％以上のセメント配合量としないと硬化が不十分となり必要な強度が得られない。
【００２４】
合成樹脂発泡粒としては、ポリスチレン等のスチレン樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン等のオレフィン系樹脂、アクリロニトリル・スチレン共重合体、スチレン・エチレン共重合体等の共重合体、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン等の塩化ビニル樹脂等の合成樹脂を発泡させて球形または略球形のビーズ状に形成したもの、あるいはこれら合成樹脂発泡体廃材を粉砕したものを用いることができる。中でもポリスチレンの発泡粒が強度が大きく安価であることから好ましい。合成樹脂発泡粒の平均粒径は０．１〜２．０ｍｍ、平均密度は０．０３〜０．２ｇ／ｃｍ3、発泡倍率は５〜３０倍であることが好ましく、このような合成樹脂発泡粒をセメント重量に対して６〜２１重量％混合することが好ましい。
【００２５】
補強繊維としてはワラストナイト、セピオライト、セラミック繊維等の無機繊維、パルプ、ポリプロピレン繊維等の有機繊維を単独または併用して用いることができる。軽量セメント中に補強繊維を混合することは該繊維同士の結合力を介して強度を増大させるが、反面、補強繊維の混入量が多くなりすぎるとセメント硬化時の収縮力が過大となって建築用板として製造したときに反りを生じやすくなることから、補強繊維はセメント重量に対して２〜９重量％混合することが好ましい。
【００２６】
骨材としては珪石粉、フライアッシュ、スラグ、再生粉等を用いることができ、セメント重量に対して１５０〜２５０重量％を混合させる。このように軽量セメント層における骨材の配合割合を高めることにより、軽量セメント層の硬化時の収縮を減少させて反りを防止することができる。
【００２７】
成形助剤としてはメチルセルロース、エチルセルロース、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）等のセルロース誘導体を用いることができ、セメント、合成樹脂発泡粒、骨材および補強繊維の合計重量に対して０．１〜１０重量％添加する。
【００２８】
これらの材料にさらに混練水を加えて十分に混練して軽量セメント混合物を得る。混練水量はセメント重量に対して１４０〜２１０重量％とすることが好ましい。この混練水量は、水を除いた軽量セメント混合物の全体重量に対して２０〜４０重量％、好ましくは２５〜３５重量％である。
【００２９】
得られた軽量セメント混合物を押し出し成形機に投入して、前記建築用板と略同一の平面寸法を有する軽量セメント成形板とした後、直ちにこの成形板を建築用板の凹凸層の上に載置し、ロールプレス等によりその表面を加圧した後、ドライヤーにより加熱乾燥硬化させる軽量セメント成形板は押し出し直後であって未硬化状態にあり、これを凹凸層の上に積層した状態で加圧することで表面平滑な建築用板が得られる。凹凸層の凹凸表面上に未硬化状態の軽量セメント成形板を載置してプレスされるので、軽量セメント成形板の裏面部分は凹凸層の凹凸表面に投錨的に入り込み、大きな密着強度が得られると共に、プレス時に建築用板と軽量セメント成形板との間に位置ずれが生ずることを防止する。
【００３０】
あるいは、凹凸層が表面に形成された前記建築用板を施工した後、現場で前記軽量セメント混合物を凹凸層の上に塗布することによって、軽量セメント層を形成しても良い。この場合にも、塗布した軽量セメント混合物が凹凸層の凹凸表面に投錨的に入り込み、大きな密着強度が得られる。
【発明の効果】
【００３１】
本発明による建築用板は、木質繊維と木質薄片とから形成された基板を有する。木質繊維は吸湿や乾燥による寸法変化率は等方性であるが大きい。木質薄片は、その繊維方向に対しては吸湿や乾燥による寸法変化率は木質繊維の寸法変化率に比べおよそ２分の１ないし３分の１で小さい。このため基板全体としての寸法変化率は木質繊維のみで形成されるものに比べ小さくなる。
【００３２】
また、基板の上に設ける凹凸層や無機質層は基板にくらべ寸法変化率が小さいので、基板自体の寸法変化率を小さくすることにより、凹凸層や無機質層の剥離や割れの発生を実質的に防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
図１は本発明の一実施形態による建築用板の基板１を示す断面図である。この基板１は、木質繊維ａと木質薄片ｂ（フレーク）との混合物を接着剤により熱圧一体成形して得たものである。木質繊維ａと木質薄片ｂとが混合されていることにより、吸湿時や乾燥時の寸法変化率が木質繊維のみで形成されるものに比べて小さくなっている。基板の厚さはたとえば７〜３０ｍｍである。なお、図１において木質繊維および木質薄片はそれぞれ散発的に示されているが、実際にはこれらが混合された状態で密集している。
【００３４】
図２は本発明の一実施形態による建築用板４を示す断面図である。この建築用板４は、図１の基板１の表面に、防水層２および凹凸層３を順次に設けたものである。防水層２および凹凸層３の組成や形成方法などは既述した通りである。
【００３５】
図３は本発明の別の実施形態による建築用板６を示す断面図である。この建築用板６は、図１の基板１の表面に、防水層２および凹凸層３を順次に設け、さらに凹凸層３の表面に軽量セメント層５を設けたものである。軽量セメント層５の厚さは１０ｍｍ前後であるが、既述したように、軽量セメント層５を予め軽量セメント板として成板したものを凹凸層３の上に積層してプレス成形することにより図３の構成の建築用板６として工場生産する場合と、図２の構成の建築用板を施工した後に現場で軽量セメント混合物を塗布・乾燥することにより軽量セメント層５を形成する場合と、いずれを採用しても良い。防水層２、凹凸層３および軽量セメント層５の組成や形成方法などは既述した通りである。
【００３６】
図４は図１に示す基板１の製造方法を示す説明図である。接着剤を付着させた木質繊維１１をダクト１２から風送すると共に、接着剤を付着させた木質薄片１３をダクト１４から風送する。ダクト１２，１４は風送方向下流で合流して単一のダクト１５となるので、各ダクト１２，１４で風送された木質繊維１１と木質薄片１３はダクト１５で混合されてさらに風送され、吹出口１６からコンベヤー１７上に均一に散布されてマット１８を形成する。
【００３７】
吹出口１６に設けられる配向用円盤１９は、散布される混合物に含まれる木質薄片の繊維方向を略同一方向（ここではコンベヤー１７の移動方向）に一致させるためのものであり、一定のピッチで平行に同軸状に複数の円盤を並べて同速で回転させている。円盤の軸方向はコンベヤー１７の移動方向に直交する。なお、配向用円盤１９は必ずしも必須ではなく、割愛することができる。この場合は、木質薄片の繊維方向がランダムになるので、縦横方向の曲げ強度が略同一のマット１８が得られる。
【００３８】
マット１８はコンベヤー１７上で移送されるが、この間に、マット１８の厚みを均一にするために、ロール２０でマット１８の凹凸部分を削り取って平坦にする。
【００３９】
次に、平坦にされたマット１８を厚さ方向に任意の圧縮率（たとえば５０％程度）で圧縮した後、この圧縮されたマット２１を図示のように回転刃２２により略所定の長さＬに切断して定尺マット２３とし、コンベヤー２４にて次工程に送る。
【００４０】
図５は図４に続く製造工程を示し、（ａ）は熱圧プレスの上下熱圧盤の間に定尺マット２３を載置した状態の断面図、（ｂ）は熱圧成形直後の断面図である。図４に示す工程により得た定尺マット２３を、熱圧プレス２５の下側熱圧盤２７の上に載置した（ａ）後、上側熱圧盤２６を下降させ、これら上下熱圧盤２６，２７間で加熱圧締する（ｂ）。熱圧条件は、たとえば圧力１〜２．５ＭＰａ、温度１４０〜２２０°Ｃ、時間１〜２０分の各範囲において、樹種、厚さ、使用接着剤などを考慮して選定する。これにより図１の基板１が得られる。
【００４１】
図６は、図５で得た基板１を用いて図３に示す建築用板６を製造する方法を示す説明図である。まず、無機質原料に水を加えて混練した混練物２８を押出機２９に投入する。混練物２８は、たとえばセメントにフライアッシュなどの混和剤と珪石粉、再生粉、発泡ポリスチレン（ＥＰＳ）などの骨材を加え、さらにメチルセルロースなどの押出助剤とポリプロピレン繊維、パルプなどの補強繊維を加え、これに適量の水を加えて混練したものである。
【００４２】
押出機２９に投入された混練物２８は、押出機２９内のスクリュー３０により移送され、その吐出口から、搬送コンベヤー３１上に載置された基板１上に押し出される。搬送コンベヤー３１は押出機２９からの押出成形物吐出速度と略同速に駆動される。このようにして基板１上に軽量セメントモルタル層３２が載置された状態となったものを、位置ｐでカットし、押さえロール３３で押さえながら密着させる。そして、搬送コンベヤー３１による搬送中に位置ｑおよび位置ｒで規定長さに切断されて建築用板素板３４となり、搬送コンベヤー３５で所定場所へと搬送され、その後乾燥・養生されることにより、軽量セメント層５を有する図３の建築用板６が製造される。
【００４３】
本発明の効果を確認するため、本発明による建築用板の基板とＭＤＦ単体からなる基板とについて寸法変化率の比較試験を行った。
【００４４】
試験体としては、厚さ９ｍｍの本発明基板から採取した試験体を実施例１、厚さ１２ｍｍの本発明基板から採取した試験体を実施例２とし、厚さ９ｍｍのＭＤＦから採取した試験体を比較例１、厚さ１２ｍｍのＭＤＦから採取した試験体を比較例２とした。
【００４５】
表１に本発明による基板（実施例１，２）およびＭＤＦ基板（比較例１，２）の寸法変化率試験結果を示す。この試験は、ＡＳＴＭ  Ｄ  １０３７に準じた測定方法を２０℃の温度で行ったものである。また、表１における長さ変化量δは０〜９５％ＲＨの長さ方向寸法変化率ＬＥから算出した初期寸法１８００ｍｍ当たりの数値であり、厚さ変化量θは０〜９５％ＲＨの厚さ方向寸法変化率ＴＥから算出した同行の厚さ９ｍｍまたは１２ｍｍ当たりの数値である。
【００４６】
【表１】
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【００４７】
すなわち、厚さ９ｍｍの試験体（実施例１，比較例１）について見ると、実施例１の長さ方向寸法変化率ＬＥ＝０．４３（％）は比較例１の長さ方向寸法変化率ＬＥ＝０．６３（％）に比べ３２％小さい。このことから、実施例１の長さ変化量δ＝７．７（ｍｍ）は比較例１の長さ変化量δ＝１１（ｍｍ）より小さくなっている。また、実施例１の厚さ方向寸法変化率ＴＥ＝０．３０（％）は比較例１の厚さ方向寸法変化率ＴＥ＝０．６３（％）に比べ５２％小さく、このことから実施例１の厚さ変化量θ＝０．０２７（ｍｍ）は比較例１の厚さ変化量θ＝０．０５７（ｍｍ）より小さくなっている。これらの比較から、本発明の効果が確認することができた。
【００４８】
また、厚さ１２ｍｍの試験体（実施例２，比較例２）について見ると、実施例２の長さ方向寸法変化率ＬＥ＝０．４４（％）は比較例２の長さ方向寸法変化率ＬＥ＝０．６５（％）に比べ３２％小さく、このことから実施例２の長さ変化量δ＝７．９（ｍｍ）は比較例２の長さ変化量δ＝１２（ｍｍ）より小さくなっており、また、実施例２の厚さ方向寸法変化率ＴＥ＝０．３１（％）は比較例２の厚さ方向寸法変化率ＴＥ＝０．６５（％）に比べ５２％小さく、このことから実施例２の厚さ変化量θ＝０．０３７（ｍｍ）は比較例２の厚さ変化量θ＝０．０７８（ｍｍ）より小さくなっている。これらの比較から、同様に本発明による効果を確認することができた。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明による建築用板の基板構成を示す断面図である。
【図２】図１の基板を用いた建築用板の一実施形態の構成を示す断面図である。
【図３】図１の基板を用いた建築用板の他の実施形態の構成を示す断面図である。
【図４】図１の基板の製造方法を説明する説明図である。
【図５】図４に続く熱圧工程で図１の基板を製造する方法の説明図である。
【図６】図５で得た基板を用いて図３の建築用板を製造する方法の説明図である。
【符号の説明】
【００５０】
１  基板
２  防水層
３  凹凸層
４  建築用板
５  軽量セメント層（無機質層）
６  建築用板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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