JPH04122636A - 複合板及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は建材用又は家具用部材として用いられる複合板
及びその製造方法に関する。

〈従来技術及びその課題〉 一般に挽材、合板、単板積層板（ＬＶＬ、ＬＶＢ）と呼
ばれる木質板は、建築用及び家具用部材として多種多様
な用途に用いられているが、これらは一定の繊維方向を
有するため、水分の吸放出に伴って膨張収縮が発生し、
特に繊維方向に対して垂直の方向への膨張率が大きく、
寸法安定性に欠けるっ更に表面に導管孔が存在するため
、表面塗装、紙貼り等の加工の際にノーラー処理、目止
処理等の下地処理を施す必要がある等の問題点を有して
いた。

上記木質板に比べ、木繊維に接着剤を添加混合して成形
される木質繊維板は木繊維の方向性がなく、水分の吸放
出による膨張収縮が各方向において均一であって、寸法
安定性に優れている。日本工業規格によればこの木質繊
維板は比重によって軟質繊維板、中質繊維板、硬質繊維
板の３種に大別される。これら各種の繊維板は比重差に
よって性質や強度が異なるものてあって、夫々異なる用
途に用いられている。すなわち軟質繊維板は主として建
築用の天井、下地材、畳床等に、中質繊維板は主として
建材用及び家具用部材に、また硬質繊維板は主として外
装材、自動車内装部材に、夫々用いられている。

ところで、木質繊維板を製造するに用いられる木質繊維
には針葉樹材を解繊して得られる針葉樹繊維と広葉樹材
を解繊して得られる広葉樹繊維とがあり、これによって
木質繊維板は針葉樹繊維板と広葉樹繊維板とに分類する
ことができるっ針葉樹繊維は細く長（白色系であるの対
し、広葉樹繊維は安価な広葉樹材から得られるものの繊
維が粗く色調が褐色系に近いものである。このため、針
葉樹繊維板は表面が平滑で白色系となり、その後の表面
化粧処理、例えば塗装や突板、化粧紙等の接着を円滑に
行うことができる。一方、広葉樹繊維板はその表面に粗
い木質繊維に起因する微細な凹凸が生じ、また褐色系の
色調が表面に現出されるため、表面化粧処理が困難であ
る。また、針葉樹繊維板は細長い繊維同士が強く絡み合
うため、同一の熱圧条件で圧締した場合には、広葉樹繊
維板よりも比重が高く、圧縮強度及び曲げ強度の大きな
ものが得られる。

〈課題を解決するための手段〉 本発明は上記した従来の木質板の有する問題点に鑑み、
また上記したような針葉樹繊維板と広葉樹繊維板の相違
点に着目して、鋭意研究を重ねた結果創案されたもので
ある。

即ち本発明は、広葉樹繊維層の表面または表裏両面に、
木質繊維の細胞孔内及び／又は細胞孔内壁面及び／又は
該木質繊維の外周部に不燃性無機化合物が充填又は付着
或は固着された針葉樹繊維層が積層されて成ることを特
徴とする複合板である。広葉樹層は、その木質繊維の細
胞孔内及び／又は細胞孔内壁面及び／又は該木質繊維の
外周部に不燃性無機化合物が充填又は付着或は固着され
たものを接着成形したものとすることができる。

また本発明による複合板の製造方法は、広葉樹繊維に接
着剤を添加して形成される広葉樹繊維マット層の表面ま
たは表裏面に、針葉樹材を解繊して得られたものであっ
てその細胞孔内及び／又は細胞孔内壁面及び／又は該木
質繊維の外周部に不燃性無機化合物が充填又は付着或は
固着された木質繊維に接着剤を添加して形成される針葉
樹繊維マット層が配されるように積層した後、圧締して
接着一体成形することを特徴とする。

本発明による複合板は、例えば第１図に示す構成であり
、表面及び裏面に不燃化処理された針葉樹繊維層１ａ、
１ｂを配し、表裏の針葉樹繊維層１ａ、１ｂの間に広葉
樹繊維層２を配して積層−休出されているっ 針葉樹繊維層１．ａ、１ｂは、例えば松、杉、桧等の針
葉樹材をチップにした後、常法に従って解繊して得られ
た木質繊維を、その細胞孔内及び／又は細胞孔内壁面及
び／又は該木質繊維の外周部に不燃性無機化合物を充填
又は付着或は固着せしめることによって不燃化処理して
得られる針葉樹繊維から構成される。

広葉樹繊維層２は、ラワン、ポプラ、カポール、栗等の
広葉樹材を原料として常法に従って解繊して得られた木
質繊維を用い、必要に応じて針葉樹材の木質繊維と同様
の方法で不燃化処理した広葉樹繊維から構成される。

本発明の複合板の製造方法について以下第２図を参照し
ながら説明する。針葉樹繊維マット製造ラインと広葉樹
繊維マット製造ラインとにより夫々接着剤の添加された
針葉樹繊維と広葉樹繊維とを製造し、表面及び裏面に針
葉樹繊維マットが配されると共に表裏の針葉樹繊維マ・
ノドの間に広葉樹繊維マットが配されるよう積層した後
、圧締して接着一体成形することにより、本発明の複合
板が製造される。以下各工程について詳述する。

■針葉樹繊維マット製造ライン 例えば松、杉、栂、桧等の針葉樹材の原木、剥心、廃材
等の一種又は複数種を木材チップとし、これを高温高圧
蒸気下で蒸者して脱脂軟化処理した後、解繊装置によっ
て解繊して針葉樹繊維を得る。この針葉樹繊維は長さが
１〜３Ｑｍｍ、太さが直径２〜３００μ程変のものが大
半を占める。この針葉樹繊維は、木材の細胞や導管孔か
ら成る細胞孔が数本ないし数十水束になった形をしてお
り、繊維外周部の細胞壁は引き裂かれたり割れ目を生じ
たりしていることが多いため、湿気や水分を多く吸収す
る。

得られた針葉樹繊維を乾燥装置に投じてその含水率が７
〜１５％程度となるように調整する。

この乾燥された針葉樹繊維の細胞孔、導管孔等の空隙部
に不燃性無機化合物を充填させ、或は細胞孔内壁に沿っ
て層状に該不燃性無機化合物を固着又は付着させ、更に
針葉樹繊維の外周部にも該不燃性無機化合物を固着又は
１寸着させることによって、不燃化処理を行う。この不
燃化処理は例えば下記工程によって行うことができる。

即ち、針葉樹繊維を水溶性無機塩の水溶液（以下「第１
液」と称す）中に十分に浸漬させて含浸させる。この際
、減圧又は加圧を加えて含浸処理を強制的に促進させる
と有効である。また針葉樹繊維を乾燥することなく高含
水率状態として、或は−旦乾燥した後に水または温水に
浸漬して吸水させこれを飽水状態とした後に、第１液中
に浸漬させて拡散含浸させても良い。第１液としては、
Ｍｇ　ＣＪ２゜ＭｇＢｒ２．Ｍｇ５Ｏ，−Ｈ２Ｏ，Ｍｇ
（Ｎｏ３：ｈ・６Ｈ２０ＡＩＣ１３，ＡｌＢｒ３．　　
Ａ／２（Ｓ　０４）３ＡＩ（ＮＯ３）３・９Ｈ２０，Ｃ
ａＣ７！２．ＣａＢｒ２Ｃａ（Ｎｏ３）２．ＺｎＣｌ２
．ＢａＢｒ２ＢａＣｌ２・２Ｈ２０，Ｂａ（ＮＯ３）２
等の水溶液が例示される。針葉樹繊維を第１液に浸漬含
浸することによって溶質の無機塩のイオンが拡散により
針葉樹繊維の細胞孔内にまで入り込む。

次いて余剰分の第１液を除去するために脱液処理を行う
。脱液処理は例えば遠心脱液或はノヤワ、どぶ漬けの水
洗い等の手段によって１１われ、余剰分の第１液を除去
することによって針葉樹繊維表面において不燃性無機化
合物が過剰に生成されることを抑制し、次に含浸される
水溶液の拡散含浸を良好にする。また針葉樹繊維に付着
又は固着されない遊離状態で不燃性無機化合物が生成さ
れることを防止する。

次いで、第１液と反応して水不溶性の不燃性無機化合物
を生成するような化合物液（以下「第２液」と称す）を
ブレンダー、スプレー等を用いて針葉樹繊維に添加混合
し或は浸漬せしめることによって、該第２液を針葉樹繊
維に含浸させる。第１液の場合と同様に、減圧又は加圧
処理によって針Ｍ樹繊維に対する第２液の含浸を促進せ
しめることができる。第２液としては、Ｎａ２ＣＯ３Ｈ
２ＳＯ４，（ＮＨ４）２ＣＯ３，Ｎａ２ＳＯ４゜（ＮＨ
４）２Ｓ０４．Ｈ２ＰＯ４，Ｎａ２ＨＰ０４（ＮＨＪ）
２ＨＰ０４．Ｈ２ＢＯ３，ＮａＢＯ２Ｎ８４ＢＯ３等が
例示される。第２液を塗布ないし浸漬することにより針
葉樹繊維の細胞孔内に該第２液が拡散含浸され、針葉樹
繊維中で第１液と第２液とが反応し、不燃性無機化合物
が生成される。

生成される不燃性無機化合物としては、リン酸マグネシ
ウム、リン酸力ルンウム、リン酸バリウムリン酸アルミ
ニウム、ホウ酸マグネンウム、炭酸マグネシウム、炭酸
カルシウム、リン酸亜鉛、炭酸バリウム、硝酸力ルシウ
ム。硝酸バリウム等のカルシウム化合物、マグネンウム
化合物、アルミニウム化合物、バリウム化合物、鉛化合
物、亜鉛化合物、ケイ酸化合物等が例示される。例えば
第１液として塩化バリウムを用い、第２液としてリン酸
水素アンモニウムを用いて反応させると、バリウムのカ
チオンとリン酸のアニオンとが反応して、リン酸バリウ
ムとリン酸水素バリウムとが生成される。

反応終了後、遠心脱液或はシャワー、どぶ漬は等による
水洗い等の手段によって脱液処理して余剰分の第２液を
除去する。第２液の浸Ｌ１！処理及び脱液処理は必要に
応じて複数回反復して行っても良い。脱液処理後、乾燥
してその含水率を２５％以下、好ましくは７〜１５％と
する。この不燃性無機化合物は水不溶性であるため、乾
燥後において、針葉樹繊維の細胞孔内又は細胞孔内壁面
に充填ないし付着或は固着されると共に針葉樹繊維外周
部にも付着或は固着される。これにより、針葉樹繊維表
面に現出される空隙孔や割れ目を閉塞ないし充填するよ
うな形で不燃性無機化合物が存在することとなる。

不燃性無機化合物は、針葉樹繊維に対して３３重量％以
上の割合で混入されることが好ましく、これ以下では十
分な防火性能が得られない。また第１液と第２液との反
応効率を高めるために、第２液の添加混合は加熱雰囲気
下、特に４０℃以上更に好ましくは５０℃以上の温度で
行うことが好ましい。また第１液と第２液を温水状態と
してこれに針葉樹繊維を浸漬せしめ、あるいは第１液及
び第２液の浸漬時に超音波やパイブレーク等にょ−て電
気的或は機械的振動を与えるようにすると、針葉樹繊維
中への処理液の拡散並びに反応が良好二面われる。なお
第１液と第２液とによる処理順序は問わず、先に第２液
による処理を１１つでも勿論良い。

か（して細胞孔内または内壁面に不燃性無機化合物が固
着され、且つその外周部にも不燃性無機化合物が固着ま
たは付着されて不燃化処理された針葉樹繊維が得られる
。

次いてこの不燃性針葉樹繊維を混合装置に投入して、接
着剤を添加し付着せしめる。混合装置においては必要に
応じて発水剤、減煙剤等任意添加剤を同時に混合するこ
とができる。また接着剤に、上記第１液及び第２液の反
応によって生成されるものと同種又は異種の不燃性無機
化合物を混入させて用いると、更に防火性能を向上させ
ることができる。接着剤としては尿素樹脂系接着剤、フ
ェノール樹脂系接着剤、メラミン樹脂系接着剤、エポキ
ン樹脂系接着剤、インノアネート・酢酸ビニル樹脂系接
着剤或はそれらの変性樹脂等の合成樹脂接着剤が好適に
用いられる。

接着剤を付着された不燃性針葉樹繊維を熱風ダクト中に
投入し、風送搬送しながら乾燥する。この際の風送速度
は約１５〜２０ｍ／秒であるが、木質繊維の比重、送り
量、前後の工程の処理能力等によって広範囲に調整され
得る。この熱風搬送で針葉樹繊維の含水率は６〜１５％
稈度とされる。

乾燥された針葉樹繊維はフォーミング装置３ａ及び３ｂ
（第３図）に搬送される。

■広葉樹繊維マット製造ライン 原料にラワン、カポール、ポプラ、栗等の広葉樹材を用
いる他は、上記した針葉樹繊維マット製造ラインと同様
にして処理する。不燃性無機化合物による不燃化処理は
、広葉樹繊維については必要に応じて行われる。乾燥後
、広葉樹繊維はフォーミング装置４（第３図）に搬送さ
れる。

■フォーミングー熱圧締 各製造ラインによりフォーミング装置３ａ、３ｂ、　　
４に搬送された針葉樹繊維及び広葉樹繊維は、第３図に
示すようにしてコンベア５上に堆積され、表裏層が針葉
樹繊維マット層１ａ、１ｂから成り中心が広葉樹繊維マ
ット層２から成る３層マット１０とされる。この３層マ
ット１０を切断機６により適当なサイズに切断した後、
コンベア７にてホットプレス機８に送り、熱圧締されて
本発明の複合板が製造される。

また、本発明の複合板は、上記要領にて不燃化処理され
た針葉樹繊維から針葉樹繊維板を製造し、必要に応じて
同様に不燃化処理された広葉樹繊維から広葉樹繊維板を
製造し、表面又は表裏面に針葉樹繊維板が配置されるよ
うにしてこれら針葉樹繊維板と広葉樹繊維板とを尿素樹
脂系、フェノール樹脂系又は水性ヒニルウレタン系接着
剤を介して積層した後、ホットプレスにより圧締接着し
て製造することもできる。

上記した方法によって針葉樹繊維板と広葉樹繊維板とを
接着一体止して得られる複合板において、これら針葉樹
繊維板及び広葉樹繊維板は、製造工程における熱圧の温
度、圧力及び時間の調整によってその比重を０４以下（
軟質繊維板）、０４〜０．８（中質繊維板）及び０８以
上（硬Ｗ繊維板）まで任軟に選択することができるっ従
って、例えば表裏の針葉樹繊維層１ａ、１．ｂとして比
重０８以上の硬質針葉樹繊維板を用い、中間の広葉樹繊
維＠２として比重０４〜０８の中質広葉樹繊維板を選択
して、これらを積層一体成形して複合板とすると、表面
に外力が加わった際、表面側の比重の高い針葉樹繊維層
１ａの圧縮強度及び裏面側の針葉樹繊維層１ｂの引っ張
り強度、更に針葉樹繊維層による拘束力が相俟って、優
れた曲げヤング率（剛性）を示し、軽量で且つ強度の大
きな複合板が得られる。このように、本発明による複合
板は針葉樹繊維層及び広葉樹繊維層の比重を自由に選択
し更にそれらの厚さを調整することにより、用途に応じ
て要求される強度と重量とを有する複合板とすることが
できる。

く作用〉 複合板の基板として比較的安価な広葉樹繊維層が設けら
れ、その表面または表裏両面には高強度で表面が平滑て
且つ白色系である針葉樹繊維層が設けられる、針葉樹繊
維層はその釧葉樹繊維が予め不燃化処理され、複合板の
防火性能を向−１ニさせる。

〈実施例〉 ■針葉樹繊維の処理 ランアータパインのチップを１６０℃、７　ｋｑ／ｃ屓
２て５分間煮沸して脱脂、軟化処理を行った。このチッ
プをデフアイブレーター式リファイナーで解繊し、得ら
れた針葉樹繊維を乾燥した。

この針葉樹繊維を塩化バリウム３０％水溶液に１０分間
浸漬し、拡散処理した後脱液した。これを熱風乾燥して
含水率７％に調整した。この針葉樹繊維をブレンター装
置に投入してリン酸アンモニウム４０％水溶液を添加混
合し、該針葉樹繊維の細胞孔等の孔内又は針葉樹繊維外
周部に水不溶性のリン酸バリウムとリン酸水素バリウム
とから成る不燃性無機化合物を生成させた後、脱液、水
洗し、熱風乾燥により含水率６％に調整した。この不燃
性処理による針葉樹繊維の重量増加率は４０％であった
。

不燃性処理された針葉樹繊維をブレンターに投入し、該
ブレンダー内において針葉樹繊維量に対して４％のワッ
クスサイズ剤及び１０％のフェノール樹脂接着剤を添加
混合した後、フォーミンク装置に搬送した。

■広葉樹繊維の処理 ラワンのチップを１６０°Ｃ，７ｈｇ／ｃｍ２て５分間
煮沸して脱脂軟化処理した。このチップをデフアイブレ
ーター式リファイナーで解繊し、得られた広葉樹繊維を
乾燥した。

この広葉樹繊維を針葉樹繊維と同様にして不燃化処理し
た後、連続式ミキサーに投入し、該ミキサー内において
広葉樹繊維層に対し４％のワックスサイズ剤及び１０％
のフェノール樹脂接着剤を添加混合した後、フォーミン
グ装置に搬送した。

■マット形成、熱圧締 スクリーンコンベア上に、コンベアの搬送方向下流側か
ら、第１の針葉樹繊維のフォーミング装置、広葉樹繊維
のフォーミング装置、第２の針葉樹繊維のフォーミング
装置の順に設置し、スクリーンコンベア上に針葉樹繊維
及び広葉樹繊維を落下させ、表面側から釧葉樹繊維／広
葉樹繊維／釦葉樹繊維の順に堆積された連続状３層マッ
トを形成した。

このマットをその幅、長さを所定寸法に切断した後、ホ
ントプレスに投入して２００°Ｃにて５分間熱圧成形し
、表裏の針葉樹繊維層が各々５ＭＮ、中心の広葉樹繊維
層が１．３．、、全体厚み２３膚宵、３　×６　サイズ
の複合板を得た。

なお得られた複合板中の木質繊維層の比重は０７、本削
片層の比重は０６であり、複合板全体としての比重は０
６であった。

〈発明の効果〉 本発明による複合板は、安価な広葉樹材より製造される
広葉樹繊維層を基板とし、その片面又は両面に平滑で白
色系の表面を有し且つ圧縮強度及び曲げ強度共に優れた
針葉樹繊維層が設けられているので、表面化粧性が良好
であり、軽量て高強度の複合板が安価に得られる。本発
明の複合板は一定の繊維方向を持たないため、従来の複
合板における水分や湿気の吸放出に伴う膨張収縮等の問
題を解決することができる。更に表面に設けられる針葉
樹繊維層中の木質繊維が不燃化処理されているので、熱
により劣化ないし炭化することがなく、長期的にも発火
する恐れがない。従って厨房等の火を用いる場所におい
ても広（建築材料或は家具／建築部材として好適に用い
られる。広葉樹繊維層中の本削片を同様に不燃化処理す
ることにより、更に防火性能を向上させることができる
。

基板としての広葉樹繊維層及び表面または表裏面の針葉
樹繊維層として、夫々予め製造した広葉樹繊維板及び針
葉樹繊維板を用い、これらを積層接着して得られる複合
板は、その製造工程において夫々の繊維板の比重及び厚
さを任意に調整することができ、用途に応じた重量及び
強度を有する複合板を容易に得ることがてきる。

また、針葉樹繊維と広葉樹繊維とに夫々接着剤を添加し
、フォーミングして積層マットを形成した後熱圧成形す
る方法により製造される複合板は、針葉樹繊維層と広葉
樹繊維層の夫々における繊維同士の結合（絡み合い）に
加え、針葉瘤繊維と広葉樹繊維との結合が生じ、針葉樹
繊維層と広葉樹繊維層とが同時に一枚の板として製造さ
れるものであるから、各層の接合強度の非常に大きなも
のが得られる。更にマットを形成する際のフォーミング
機から落下させる針葉樹犠維及び広葉樹繊維の量を調整
することにより、針葉樹繊維層及び広葉樹繊維層の厚さ
を自在に調整することができる。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明による複合板の構成を示す斜視図、第２
図は本発明による複合板の製造方法を示す工程図、第３
図は第２図中のフォーミンク以降の工程を行うための設
備の一例を概略的に示す側面図である。 符号の説明 ］、ａ、１ｂ・・・針葉樹繊維層　２・・・広葉樹繊維
層３ａ、３ｂ、４・・フォーミング装置　８　・ホット
プレス機　１０・・・３層マット 第 ］− 図 第 図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）広葉樹繊維層の少なくとも表面に、木質繊維の細
   胞孔内及び／又は細胞孔内壁面及び／又は該木質繊維の
   外周部に不燃性無機化合物が充填又は付着或は固着され
   た針葉樹繊維層が積層されて成ることを特徴とする複合
   板。
2. （２）木質繊維の細胞孔内及び／又は細胞孔内壁面及び
   ／又は該木質繊維の外周部に不燃性無機化合物が充填又
   は付着或は固着された針葉樹繊維層を表裏面に配し、表
   裏の該針葉樹繊維層間に広葉樹繊維層を配して成ること
   を特徴とする複合板。
3. （３）上記広葉樹繊維層が、本質繊維の細胞孔内及び／
   又は細胞孔内壁面及び／又は該木質繊維の外周部に不燃
   性無機化合物が充填又は付着或は固着された広葉樹繊維
   層であることを特徴とする、請求項１又は２記載の複合
   板。
4. （４）広葉樹繊維に接着剤を添加して形成される広葉樹
   繊維マット層の表面または表裏面に、針葉樹材を解繊し
   て得られたものであってその細胞孔内及び／又は細胞孔
   内壁面及び／又は該木質繊維の外周部に不燃性無機化合
   物が充填又は付着或は固着された針葉樹繊維に接着剤を
   添加して形成される針葉樹繊維マット層が配されるよう
   に積層した後、圧締して接着一体成形することを特徴と
   する、複合板の製造方法。