(57)【要約】【課題】強度が良好であり表面の凹凸を低減した繊維板の製造方法を提供する。【解決手段】粘度の異なる２種の樹脂バインダーを供給した繊維マットを、振動プレス成形する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
粘度の異なる２種の樹脂バインダーを供給した繊維マットを、振動プレス成形することを特徴とする繊維板の製造方法。
【請求項２】
前記２種の樹脂バインダーのうち低粘度の樹脂バインダーが１０〜２５０ｍＰａ・ｓの範囲であり、高粘度の樹脂バインダーが３５０〜１００００ｍＰａ・ｓの範囲であることを特徴とする請求項１に記載の繊維板の製造方法。
【請求項３】
前記２種の樹脂バインダーの配合比率は、低粘度の樹脂バインダー：高粘度の樹脂バインダーが重量比で３０：７０〜７０：３０の範囲であることを特徴とする請求項１または２に記載の繊維板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、繊維板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
繊維マットと樹脂との複合材である繊維板は軽量で強度も良好であるため、繊維板にオレフィンシートや突板等の表面化粧材を貼着したものが、例えばドアパネル、間仕切り等の内装建具として利用される。繊維板は、その繊維分が多いゆえに表面の凹凸が大きく、そのまま表面化粧材を貼っても繊維板表面の凹凸が表出して商品の外観を損ねてしまうため、繊維板の表面の平滑性を高めることが望まれている。
【０００３】
特許文献１では、ポリプロピレン樹脂繊維とケナフ繊維とを混合し、ケナフ繊維に対するポリプロピレン樹脂繊維の表面側の混合比を内部よりも高くした混合マットを準備し、これをポリプロピレン樹脂繊維の軟化点以上に加熱、成形して繊維板を製造している。混合マットは、表面側のポリプロピレン樹脂繊維の混合量が内部よりも大きいものとされているので、加熱成形後の繊維板は、ケナフ繊維の表面への突出が低減し、表面平滑性が高められている。しかしながら、この方法は、ポリプロピレン樹脂繊維とケナフ繊維との混合比率を厚み方向に徐々に変化させながら層状に堆積して混合マットを形成させる必要があり、このような混合マットを製造することは容易ではない。
他方、繊維マットに液状の樹脂バインダーを含浸させ、次いで乾燥、熱圧成形して繊維板を製造する簡便な方法が知られている（例えば特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−９５９１８号公報
【特許文献２】特開２０００−２６３５１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、この方法において使用される繊維は長繊維であるため、熱圧成形後の繊維板は、長繊維による凹凸が残り、平滑にするためにサンディング等の表面処理を行う必要があった。
本発明は、以上のとおりの事情に鑑みてなされたものであり、強度が良好であり表面の凹凸を低減した繊維板の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】
【０００６】
上記の課題を解決するために、本発明の繊維板の製造方法は、粘度の異なる２種の樹脂バインダーを供給した繊維マットを、振動プレス成形することを特徴とする。
【０００７】
この繊維板の製造方法においては、２種の樹脂バインダーのうち低粘度の樹脂バインダーが１０〜２５０ｍＰａ・ｓの範囲であり、高粘度の樹脂バインダーが３５０〜１００００ｍＰａ・ｓの範囲であることが好ましい。
【０００８】
またこの繊維板の製造方法においては、２種の樹脂バインダーの配合比率は、低粘度の樹脂バインダー：高粘度の樹脂バインダーが重量比で３０：７０〜７０：３０の範囲であることが好ましい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、強度が良好であり表面の凹凸を低減した繊維板を得ることができる。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態である繊維板の製造方法について説明する。本発明の実施形態である繊維板の製造方法は、粘度の異なる２種の樹脂バインダーを供給した繊維マットを、振動プレス成形する。
【００１１】
樹脂バインダーは、繊維マットの繊維同士を結合可能な結合成分としての熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂で構成され、所定の流動性を有している。熱可塑性樹脂としては、例えば、脂肪族ポリエステル樹脂、アセチルセルロース樹脂、デンプン等を挙げることができる。また、熱硬化性樹脂は、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂等を挙げることができる。本実施形態で用いられる樹脂バインダーは、結合成分を希釈する希釈剤としての酢酸エチルやトルエン等の溶剤、もしくは分散媒としての水を含有しない。樹脂バインダーによる繊維マットの繊維同士の結合時にその架橋構造に取り込まれる架橋剤としての役割を有するスチレン等の重合性モノマーは樹脂バインダーに含まれていてもよい。
【００１２】
粘度の異なる２種の樹脂バインダーとは、低粘度の樹脂バインダーと高粘度の樹脂バインダーを指し、これら樹脂バインダーの粘度は、主に、結合成分としての樹脂の粘度に由来するものであって、その樹脂の粘度はその樹脂の分子量によって変わる。一般的には低分子量の樹脂であれば粘度が低く、高分子量の樹脂であれば粘度が高くなる。
【００１３】
粘度の異なる２種の樹脂バインダーは、その樹脂種は同一種であってもよいし異種のものであってもよい。例えば後述する実施例では、低粘度の樹脂バインダーおよび高粘度の樹脂バインダーとして、樹脂種が同一種であって分子量が異なる4,4'-ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)接着剤（ウレタン樹脂系接着剤）を用いている。
【００１４】
このような粘度の異なる２種の樹脂バインダーを繊維マットに供給した後、例えば表裏面が上下に配置されるように繊維マットを略水平に保持した状態でこの繊維マットを振動プレス成形する。その振動プレス成形の振動により低粘度の樹脂バインダーを高粘度の樹脂バインダーの下方に偏析させることができる。つまり、繊維マット下側の表面部分においては、高粘度の樹脂バインダーに対する低粘度の樹脂バインダーの混合割合が繊維マット内部よりも大きくなる。低粘度の樹脂バインダーの混合割合が大きいと樹脂の流動性が高くなるため、繊維マット下側の表面部分においては繊維マットの繊維に起因する凹凸が形成されにくくなり、その結果、表面の凹凸を低減した繊維板を得ることができる。このような繊維板には、繊維マット下側の表面部分において、その表面の凹凸を低減した、主に低粘度の樹脂バインダーで構成される樹脂層が形成されているともいえる。
【００１５】
一方、繊維マット内部においては、低粘度の樹脂バインダーに対する高粘度の樹脂バインダーの混合割合が繊維マット下側の表面部分よりも大きくなる。高粘度の樹脂バインダーは低粘度の樹脂バインダーよりもその樹脂の分子量が大きく接着性が優れるため、繊維マットの繊維同士を効果的に結合させることができ、成形後、強度、耐剥離性等の物性が良好な繊維板を得ることができる。
【００１６】
このように振動プレス成形の振動によって低粘度の樹脂バインダーを高粘度の樹脂バインダーよりも効果的に下方に偏析させる観点から、両者の樹脂バインダーの粘度差は、例えば１００ｍＰａ・ｓ以上であることが好ましい。なお、粘度は、回転型粘度計で測定される。
【００１７】
低粘度の樹脂バインダーの粘度としては、例えば１０〜２５０ｍＰａ・ｓの範囲であることが好ましく、より好ましくは２０〜１５０ｍＰａ・ｓの範囲、とくに３０〜５０ｍＰａ・ｓの範囲であることが望ましい。低粘度の樹脂バインダーの粘度が１０〜２５０ｍＰａ・ｓの範囲内であれば、表面の凹凸をさらに低減した、平滑な表面を有する繊維板を製造することができる。
【００１８】
高粘度の樹脂バインダーの粘度としては、例えば３５０〜１００００ｍＰａ・ｓの範囲であることが好ましく、なかでも４５０〜９００ｍＰａ・ｓの範囲、とくに５５０〜７５０ｍＰａ・ｓの範囲であることが望ましい。高粘度の樹脂バインダーの粘度が３５０〜１００００ｍＰａ・ｓの範囲内であれば、強度、耐剥離性等の物性がより良好な繊維板を得ることができる。
【００１９】
これら２種の樹脂バインダーの配合比率は、低粘度の樹脂バインダー：高粘度の樹脂バインダーが重量比で３０：７０〜７０：３０の範囲であることが好ましく、より好ましくは４０：６０〜６０：４０の範囲、とくに５０：５０であることが望ましい。樹脂バインダーの配合比率がかかる範囲内の場合、繊維板の強度、耐剥離性等の物性および、繊維板表面の平滑性がともに良好になるので望ましい。
【００２０】
繊維マットに樹脂バインダーを供給する方法としては、樹脂バインダーを収納した樹脂含浸槽に繊維マットをディッピングする方法、シャワーコータやカーテンコータを用いて繊維マットに樹脂バインダーを散布、含浸する方法等が挙げられる。繊維マットへの樹脂バインダーの供給に際しては、前段において高粘度の樹脂バインダーを繊維マットに供給し後段において低粘度の樹脂バインダーを繊維マットに供給することができる。逆に前段において低粘度の樹脂バインダーを繊維マットに供給し後段において高粘度の樹脂バインダーを繊維マットに供給することもできる。低粘度の樹脂バインダーと高粘度の樹脂バインダーの混合物を繊維マットに供給することもできる。また、シャワーコータやカーテンコータを用いて繊維マットに樹脂バインダーを供給した後、振動プレス成形時に繊維マットに含浸させるようにしてもよい。
【００２１】
これらの方法により繊維マットに樹脂バインダーを含浸した後、必要に応じて絞りロールで余分な樹脂バインダーを圧搾することで、所望の樹脂含浸量に調整することができる。
【００２２】
繊維マットに対する樹脂バインダーの樹脂含浸量は、特に限定されないが、繊維マット：樹脂バインダーが重量比で９０：１０〜５０：５０の範囲であることが好ましく、より好ましくは８０：２０〜６０：４０の範囲、とくに７０：３０であることが望ましい。樹脂バインダーの樹脂含浸量がかかる範囲内の場合、繊維板の強度、耐剥離性等の物性および、繊維板表面の平滑性がともに良好になるので望ましい。
【００２３】
本実施形態で用いられる繊維マットは、繊維をマット状に形成したものである。ニードルパンチングや加圧によりその形状を安定化させたものであってもよい。
【００２４】
繊維マットを構成する繊維は、植物由来の繊維、熱可塑性樹脂繊維等の合成樹脂繊維等、公知の繊維である。植物由来の繊維としては、ケナフ、亜麻、ラミー、大麻、ジュート等の麻類植物の靱皮から採取される繊維、マニラ麻やサイザル麻等の麻類植物の茎または端の筋から採取される繊維等を挙げることができる。合成樹脂繊維としては、ナイロン、アクリル、ポリウレタン、レーヨン等を挙げることができる。これら繊維は、例えば１０〜２００ｍｍ程度の長さおよび、１００μｍ以下の直径を有する長繊維でもよいし、それよりも長さが短い短繊維であってもよい。
【００２５】
本実施形態では、粘度の異なる２種の樹脂バインダーを繊維マットに供給した後、この繊維マットを振動プレス成形して繊維板を製造する。ここで、振動プレス成形とは、繊維マットに振動を与えながらあるいは振動を与えた後加圧して板状に成形することである。振動を与える方法は、カム・クランク式や電磁型の加振機等、公知の機器を利用することができる。
【００２６】
繊維マットに与える振動の振動数、振幅、振動方向は、低粘度の樹脂バインダーを高粘度の樹脂バインダーの下方に偏析させることができれば特に制限されるものではない。振動数は、例えば１０〜１０００００Ｈｚの範囲内で適宜設定され、振幅は、例えば１μｍ〜１ｃｍの範囲内で適宜設定される。振動方向は、水平方向、垂直方向を問わない。
【００２７】
例えば上下一対の加熱ロールの間に、粘度の異なる２種の樹脂バインダーを供給した繊維マットを通過させることにより繊維板を製造することができる。この場合、上下一対の加熱ロールのうち少なくとも一方の加熱ロールを上下に振動させることにより繊維マットに振動を与え、また一対の加熱ロール間で繊維マットを押圧して熱を加えることにより板状に成形する。複数ある上下一対の加熱ロールの間に、粘度の異なる２種の樹脂バインダーを供給した繊維マットを通過させて繊維板を製造することもできる。このような上下一対の加熱ロールを有する装置は、上下一対の加熱ロールの軸が回転可能に支柱の軸受けに装着され、少なくとも一方の加熱ロールの軸受けが上下動自在に支柱に装着されている構成とされている。そして加振機等を用いて軸受けを上下動させることにより、上下一対の加熱ロール間を通過する繊維マットに振動を与える。
【００２８】
型枠によって表面を異型化した繊維板を製造することもできる。この場合、例えば粘度の異なる２種の樹脂バインダーを供給した繊維マットを上下金型の間に挟み、加振機等で上金型に振動を与えながら繊維マットを押圧する。これにより繊維マットに振動を与えながら繊維マットを熱圧成形することになり、所定の繊維板を得る。
【００２９】
このように振動プレス成形の振動によって低粘度の樹脂バインダーを高粘度の樹脂バインダーの下方に偏析させることができる。そして、その状態でプレス成形することによって、繊維マット下側の表面部分においては繊維マットの繊維に起因する凹凸が形成されにくくなり、その結果、表面の凹凸を低減した繊維板を得ることができる。表面の凹凸を低減した面（繊維板の下面）は製品表面として構成され、サンディング等の表面処理を行うことなしに、または多少の表面処理で表面化粧材を貼着することができる。一方、繊維マット内部においては、繊維マットの繊維同士が高粘度の樹脂バインダーで効果的に結合されるので、強度、耐剥離性等の物性が良好な繊維板を得られる。
【００３０】
以上、実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記の実施形態に何ら限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内において各種の変更が可能である。
以下に本発明の実施例を示すが、本発明はこれらに制限されるものではない。
【実施例】
【００３１】
＜実施例１、比較例１−３＞
ケナフを原料として作製した繊維マットに、樹脂バインダーとしての下記接着剤を表１に示した割合で含浸させ、これを下記条件で振動プレス成形して繊維板を製造した。なお、繊維マットに対する樹脂バインダーの樹脂含浸量は繊維マット：樹脂バインダーが重量比で７０：３０である。
・低粘度の樹脂バインダー：低分子量ＭＤＩ接着剤（ＢＡＳＦ社製変性ＭＤＩ（ルプラネート  「ＭＭ１０３」））、粘度３０〜５０ｍＰａ・ｓ
・高粘度の樹脂バインダー：高分子量ＭＤＩ接着剤（ＢＡＳＦ社製変性ＭＤＩ（ルプラネート  「ＭＰ１０２」））、粘度５５０〜７５０ｍＰａ・ｓ
・振動プレス成形の成形条件
温度１２０℃、圧力５ＭＰａ、
振動条件：振幅１．８ｍｍ、振動数２３０Ｈｚ
【００３２】
製造した繊維板について表面平滑性と繊維マットの繊維間の接着状態について評価した。
表面平滑性は、成形した下側の面を目視で観察し、表面の凹凸がほとんどないものを「○」と評価し、大きな凹凸があるものを「×」と評価した。繊維マットの繊維間の接着状態は、ＪＩＳ規格である剥離強さ０．４ＭＰａ以上を「○」と評価し、それ未満を「×」と評価した。その結果を表１に示す。
【００３３】
【表１】
2012223994.tif 000002
【００３４】
表１の結果より、粘度の異なる２種の樹脂バインダーを含浸させた繊維マットを振動プレス成形して製造した実施例１の繊維板は、その繊維マット下側の面の凹凸が低減していることが確認できた。また繊維マットの繊維間の接着状態が良好であることから、繊維板は良好な強度を有することが確認された。
【００３５】
一方、高粘度の樹脂バインダーのみを含浸させて製造した比較例１の繊維板は、振動プレス成形において振動による偏析が起こらず繊維マット下側の面の凹凸を低減できないことが確認された。低粘度の樹脂バインダーのみを含浸させて製造した比較例２の繊維板は、振動プレス成形における振動による偏析のため、繊維マット上側の面付近の繊維間を接着することができないことが確認できた。振動を与えることなくプレス成形して製造した比較例３の繊維板は、表面平滑性の評価が実施例１の繊維板と比べて劣ることが確認できた。