(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
粒径４〜１０ｍｍφの炭材１００部に対し、パウダー状の固形フェノール樹脂を３〜１０部の範囲で混合して芯材混合物を作成し、
一方、モミガラ又はワラの切断処理物１００部に対し、パウダー状の固形フェノール樹脂を８〜１２部の範囲で混合して表面材混合物を作成し、
芯材混合物を内層として、表面材混合物を上層及び下層の双方又はいずれか一方の外層としてボードを形取った型内に充填し、
熱プレス機にて、
（ａ）加圧下で温度上昇を促す工程と、
（ｂ）昇温を停止して１００℃付近に温度を保ち、フェノール樹脂の軟化を惹起し、芯材混合物及び表面材混合物に圧縮による組織変化をもたらす工程と、
（ｃ）再度昇温を開始して、フェノール樹脂の分子架橋で硬化反応を促す工程とを経て、
一体化されたボードを得ることを特徴とするモミガラ、ワラを表面材としたボードの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、モミガラ、ワラを表面材としたフェノール樹脂で結合させたボードの製造方法に関し、更に詳細には、芯材として炭材を利用すると共に、表面材にモミガラ又はワラを利用し、共にフェノール樹脂の特性を活用して、表裏面のモミ、ワラ材と芯材としての炭材とを簡潔な工程で一体的に成形できる建築材等に利用するボードの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
多孔性に富んだ炭材は、室内の湿気の吸収能や、悪臭や有害成分吸収能に優れており、これが見直されて、今日新たな建材として用途が見い出されつつある。一方、モミガラやワラは、稲の刈り入れが済んだ後には、田畑の有機質材として振りまかれるか、不要物として焼却処分される等して廃棄物の一種として扱われているに過ぎない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記炭材の結合材としてフェノール樹脂を活用しようとすると、その利点である空孔を塞いでしまい吸湿能等を削ぐ恐れがある。
一方、廃棄物として処理されるモミガラやワラには、細胞としての強さを備えると共に、ボードの表面材として活用した場合、室内のデザインに未だない新たな趣向をもたらすことが見い出されれた。
そこで、本発明は、上記炭材とフェノール樹脂の結合においてを空孔を塞ぐことのないよう工夫すると共に、モミガラ、ワラを活用した新規なボードを簡潔な工程でボードとして一体的に成形できる製造方法の開発を狙いとしたものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明ボードの製造方法は、粒径４〜１０ｍｍφの炭材１００部に対し、パウダー状の固形フェノール樹脂を３〜１０部の範囲で混合して芯材混合物を作成し、一方、モミガラ又はワラの切断処理物１００部に対し、パウダー状の固形フェノール樹脂を８〜１２部の範囲で混合して表面材混合物を作成し、芯材混合物を内層として、表面材混合物を上層及び下層の双方又はいずれか一方の外層としてボードを形取った型内に充填する。熱プレス機にて、（ａ）加圧下で温度上昇を促す工程と、（ｂ）昇温を停止して１００℃付近に温度を保ち、フェノール樹脂の軟化を惹起し、芯材混合物及び表面材混合物に圧縮による組織変化をもたらす工程と、（ｃ）再度昇温を開始して、フェノール樹脂の分子架橋で硬化反応を促す工程とを経て、一体化されたボードを得ることを特徴として構成される。
【０００５】
【発明の実施の形態】
先ず、炭材２は、壁材等の建材として使用することを前提とするから、適切な粒径のものを選ぶ必要があり、粒径を４〜１０ｍｍφとする。３ｍｍφ以下では、粉状となり固化に不向きであり、１１ｍｍφ以上では大粒に過ぎて壁材としての物理的強度に劣るからである。
この炭材２は、その出発原料は限定されず、木材を炭化した従来の炭材から、建築廃材を炭化して得られる廃棄物利用の炭材まで、広く利用が可能である。
【０００６】
この炭材２はボード芯材として利用するが、この炭材２を固化するにあたっては、フェノール樹脂３を活用する。
何故なら、結合力が強く、且つ、繰り返しの使用にも耐える再生の可能な合成樹脂だからであるからである。
しかし、上述した通り、該フェノール樹脂３で固化すると、多孔性の炭材の表面を溶融したフェノール樹脂が覆ってしまい、せっかくの空孔が閉塞されて吸着、吸収能を喪失することになる。
そこで、本発明では、該フェノール樹脂３に固形のフェノール樹脂を選び、且つ、それをパウダー状のものとする。
何故なら、固形で且つパウダー状のフェノール樹脂は、炭材の表面に付着してもほんの一部分を覆うに過ぎず、その残りの大部分は炭材表面をそのままに空隙性に富んだ表面とすることができるからである。
【０００７】
そのパウダー状のフェノール樹脂の混合割合は、炭材１００部に対し３〜１０部の範囲が適切である。２部以下では、ボードとしての固化ができず、１１部以上では強度は増すが、吸湿性が劣り、３〜１０部の範囲でボード材として物理的強度を満たすと共に、水分の吸着能等を維持するに必要な条件を満たすからである。
【０００８】
次いで、採取したモミガラ又はワラを用意する。
モミガラは、稲を脱穀した後に廃棄されるものを用いることができる。モミガラは、本来乾燥の要があるが、脱穀のときの乾燥工程によって乾燥状態にあれば、そのまま用いることができる。
ワラにおいても、同様である。そして、ワラは最近の刈り取り時の農作業では、３〜１０ｃｍ程度に切断されるので、そのまま用いる。勿論、そうでない長いものは３〜１０ｃｍ程度に切断する。
【０００９】
斯くして、表面材１としてモミガラ又はワラを利用するわけであるが、その理由を挙げると以下の如くである。
（ａ）モミガラ、ワラは、植物の一部として、それ自体が通気性を保持し、芯材に炭材を利用して湿性等を求める本発明ボードに対し、これを阻害しないこと。
（ｂ）モミガラ、ワラは、例えば大きな木材を粉砕してチップ状としたものと比較すると、植物としての単位細胞は破壊されることなく、細胞形態がそのまま維持される。従って、細胞膜等の機能が損なわれることがないので、上記通気性に加え、強度や耐候性、堅牢性等に優れること。
等の理由による。
（ｃ）小さな粒のモミガラや、切断された繊維状のワラは、それを表面材に配して固化すると、新しいデザイン性を帯びること。
【００１０】
該モミガラ又はワラ１００部に対して、フェノール樹脂を８部〜１２部の範囲で混合させる。
７部以下では、通気性は良いが、表面材１としての物理的強度が劣り、ボードとしての使用に不適だからである。即ち、表面材１は、通気性を維持し得る範囲で物理的強度を優先させることになる。
逆に、１３部以上では、物理的強度としては好ましいが、通気性の悪化が顕著となる。
そこで、８〜１２部が適正範囲となり、最適値は１０部付近であった。
【００１１】
上記フェノール樹脂３には、フェノールをホルムアルデヒドを塩基性触媒の下で加熱反応させて得たレゾール型のものを用いる。
【００１２】
上記によって、先ず、粒径４〜１０ｍｍφの炭材１００部に対し、パウダー状の固形フェノール樹脂を３〜１０部の範囲で混合して芯材混合物を作成する。混合は通常のミキサー内で、炭材２にパウダー状の固形フェノール樹脂３を混入させつつ、炭材２を壊すことなく、ゆっくりと撹拌する。
同様にして、モミガラ又はワラの切断処理物１００部に対し、パウダー状の固形フェノール樹脂を８〜１２部の範囲で混合して表面材混合物を作成する。
そして、芯材混合物を中間層として、表面材混合物を上層及び下層の双方又はいずれか一方として、ボードを形取った型内に充填する。
即ち、２層の場合、芯材混合物を内層とし、上層にモミガラ又はワラを配する態様となる。３層の場合、同様に芯材混合物を内層とするが、上下層共にモミガラ又はワラを揃える態様と、モミガラをワラが上下層で異なる態様とが存するが、用途に応じて選択する。
これを敷き詰め、型内に充填する。
【００１３】
充填された型を、熱プレス機により、以下の工程により加圧する。
（ａ）先ず、６０分程度の間は、加圧下で熱を徐々に上昇させる。すると、フェノールとホルマリンとの間で架橋反応が開始されるが、比較的低温のこの間は、わずかの反応にとどまる。
【００１４】
（ｂ）次いで、温度が１００℃付近に至った時点で、温度上昇を停止させ、約３０分の間温度を１００℃付近に保つ。
すると、先ず、反応中間体としてのフェノール樹脂３に一種の軟化が惹起され、炭表面に付着したフェノール樹脂３が軟化し、加えられた圧力で隣接する炭材２同志が圧着状態に置かれる。
【００１５】
更に、１００℃付近に温度を維持すると、軟化がすすみ、このとき急激にチップ嵩容積が減少し、恰もスポンジが縮むかのように全体が圧縮される現象が起こる。
即ち、樹脂の軟化が最高に達すると、炭材相互を固定させていた抗力が失われ、チップ組成全体が弾辱体のように縮む現象が惹起される。その結果、チップ相互の噛み合いが密となり、緻密な組成構造に変化する。
【００１６】
このとき、１００℃付近に約３０分程度保つことが重要で、もし、この工程を経ることなく、直線状に温度上昇を続けると、即座に硬化反応が開始され、ボード側への樹脂の浸透や、圧縮を伴う組織変化は困難となる。
【００１７】
（ｃ）次いで、加圧力を強めつつ再度加熱を始めと、１２０〜１４０℃付近でフェノール樹脂３の硬化反応が開始され、分子間に架橋反応が進行し、上記軟化した樹脂間に硬化反応が進む。
【００１８】
その結果、モミガラ又はワラの外層と芯材としての炭材２の内層とが一連に連続した形態で硬化反応が進んで一体化が促され、且つ、緻密な構造に変換された形態で固化される。
従って、一連の工程で炭材２の芯材と外側の表面材１とが簡潔な工程で一体成形される。
【００１９】
【実施例１】
＜モミガラボード＞
粒径５ｍｍφの炭材１００部に対し、パウダー状の固形フェノール樹脂を５部の割合で混合して芯材混合物を作成した。一方、モミガラ１００部に対し、パウダー状の固形フェノール樹脂を１０部の割合で混合して表面材混合物を作成した。下層にモミガラの表面混合物として厚み３ｍｍ、内層に炭材の芯材混合物を厚み１２ｍｍ、上層にモミガラの表面混合物として厚み３ｍｍを充填し、熱プレス機内にセットした。熱プレスの温度を上昇させながら、加圧し、約６０分で１００℃付近にまで昇温させ、その後１００℃の温度付近で昇温を停止し、３０分間その温度を維持し、圧縮を伴う組織変化が惹起された。その後、加熱を開始し、３０分で１３５℃程度にまで昇温し、硬化反応を促した。プレス終了後、取り出して、自然冷却し、内層と上下の外層とが一体化されたボードを得た。
表面には小さなモミガラの粒が重ねられた連続模様が浮き彫りに表出され、独特のデザイン性が得られた。
【００２０】
【実施例２】
＜ワラボード＞
粒径５ｍｍφの炭材１００部に対し、パウダー状の固形フェノール樹脂を５部の割合で混合して芯材混合物を作成した。
一方、長さ５ｃｍ程度に切断されたワラ１００部に対し、パウダー状の固形フェノール樹脂を１０部の割合で混合して表面材混合物を作成した。下層にワラの表面混合物として厚み３ｍｍ、内層に炭材の芯材混合物を厚み１２ｍｍ、上層にワラの表面混合物として厚み３ｍｍを充填し、熱プレス機内にセットした。熱プレスの温度を上昇させながら、加圧し、約６０分で１００℃付近にまで昇温させ、その後１００℃の温度付近で昇温を停止し、３０分間その温度を維持し、圧縮を伴う組織変化が惹起された。その後、加熱を開始し、３０分で１３５℃程度にまで昇温し、硬化反応を促した。プレス終了後、取り出して、自然冷却し、内層と上下の外層とが一体化されたボードを得た。
表面には長繊維状のワラが重ねられた模様が浮き彫りに表出され、独特のデザイン性が得られた。
【００２１】
【発明の効果】
以上の構成に基づく本発明は、以下の如き優れた効果を奏する。
【００２２】
吸湿性、脱臭性等に富んだ炭材の機能を阻害することなく、フェノール樹脂と活用して芯材を形成すると共に、同様に通気性を損なうことなく、モミガラ又はワラで構成する表面材が形成でき、簡潔な工程で、芯材と表面材とを一体的に成形することができ、表面の装飾性、デザイン性に富んだ付加価値の高いボードが、経済的に低廉に得られる。
【００２３】
（ｂ）植物として単位細胞をそのままの形態で保持したモミガラ、ワラは、通気性を備えると共に、強度や耐候性、堅牢性等に優れ、表面材としての機能性に優れる。
【００２４】
（ｃ）又、小さな粒が連続模様となって現れるモミガラや、長い繊維状のワラは、それを表面材に配すると、新しいデザイン性を帯び、新規な趣向性を備えたボードとなる。
【００２５】
廃棄物として処理されていたモミガラ、ワラを有効資源として活用でき、環境改善の一助となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明により得られたボードの一部切欠拡大断面図。
【符号の説明】
１  表面材
２  炭材
３  フェノール樹脂
【図１】
0003954827.tif 000002