JPH0811108A

JPH0811108A - 低比重繊維板およびその製造方法

Info

Publication number: JPH0811108A
Application number: JP16907494A
Authority: JP
Inventors: Shoichi Oba; 正一大場; Kazuhiro Sato; 和博佐藤
Original assignee: Daiken Trade and Industry Co Ltd
Current assignee: Daiken Trade and Industry Co Ltd
Priority date: 1994-06-27
Filing date: 1994-06-27
Publication date: 1996-01-16
Anticipated expiration: 2014-03-08
Also published as: JP2867214B2

Abstract

(57)【要約】【目的】軽量で圧縮強度に優れた低比重繊維板とその
製造方法を提供する。【構成】横幅が成形すべき低比重繊維板１の厚み方向
に形成している縦長箱形状の成形枠４内に結合剤添加繊
維２をその長さ方向が成形枠４の横幅方向に配向するよ
うに散布して堆積させたのち、縦方向に適宜プリプレス
して板状物1aを形成し、次いで、この板状物1aを成形枠
４から取り出してその厚み方向に熱圧することにより比
重が0.2 以下で厚み方向に配向している繊維２により圧
縮強度が増大した低比重繊維板１を得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、圧縮強度に優れた低比
重繊維板とこの低比重繊維板を能率よく製造する方法に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、木質繊維板（インシュレーシ
ョンボード）は断熱性、防音性等に優れ、且つ実用強度
も比較的大きいので、天井板や壁材、畳床等に広く採用
されているが、その比重は一般的に0.25〜0.3 程度であ
って0.2 よりも低くすると実用上必要な強度を保持し得
なくなるという問題点がある。このため、木質繊維板を
例えば、畳床に用いると重量が20kg/ 畳以上となって極
めて重くなり、取り扱い難くなる。従って、この木質繊
維板よりも比重の小さいポリスチレンフォーム板の表面
又は表裏両面に木質繊維板を配した複合体よりなる畳床
を採用しているのが現状である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ポリス
チレンフォーム板は焼却処理時に多量の燃焼熱と黒煙を
発するために燃焼熱で焼却炉に損傷を与える虞れがある
と共に黒煙によって環境を害するという問題点があり、
その上、分解し難いので地中に廃棄するのは好ましくな
く、処理が困難である。そのため、特に畳床に限らず大
版の床下地材、壁下地材等の内装材においても比重が小
さく且つ圧縮強度に優れた木質繊維板が要望されてい
る。本発明はこのような要望を満たすことのできる低比
重繊維板およびその製造方法の提供を目的とするもので
ある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の低比重繊維板は、繊維を結合剤によって結
合してなる繊維板において、大半の繊維の長さ方向が板
厚方向に配向し、且つ板厚方向に圧縮成形されてなる構
造としている。なお、請求項２に記載しているように、
この繊維板の表裏面の少なくとも一方にシート状物を貼
着しておくことが望ましい。

【０００５】また、上記低比重繊維板の製造方法は、請
求項３に記載しているように、結合剤を添加混合した繊
維を横幅が縦幅及び高さ寸法よりも小さい寸法に形成し
てなる成形枠内に大半の繊維の長さ方向が横幅方向に配
向するように散布堆積させて横幅方向が厚み方向となる
板状物を成形したのち、この板状物を板厚方向に圧締め
すると共に結合剤を硬化させることを特徴とするもので
ある。

【０００６】上記低比重繊維板の製造方法においては、
請求項４に記載しているように、板状物の圧締後の収縮
率が圧締前の厚みの10〜20％となるように圧締すればよ
いが、請求項５に記載しているように20％以上であって
もよい。また、請求項６に記載したように、上記成形枠
の開口端に横幅方向に長いスリットを縦幅方向に並設し
ておくことが好ましく、さらに、硬化剤の硬化と共に繊
維板を乾燥させる方法として、請求項７に記載している
ように、上記板状部の繊維の配向方向に熱風または蒸気
を通過させる手段を採用することができる。

【０００７】

【作用】繊維の長さ方向が繊維板の厚み方向に配向して
いるので、圧縮強度が極めて大きく、その上、比重が0.
2 以下の低比重繊維板に形成しても充分な圧縮強度を維
持して軽量化を図ることができる。さらに、この繊維板
の表裏面の少なくとも一方の面にシート状物を貼着して
おくと、繊維板に局部的な荷重が掛かってもその荷重を
シート状物を介して繊維板の板面方向に均一に分散さ
せ、圧縮強度が一層増大する。

【０００８】また、このような低比重繊維板は、請求項
３に記載しているように、結合剤を添加混合した繊維を
その繊維の長さ方向が成形枠の横幅方向に配向するよう
に散布堆積させて横幅方向が厚み方向となる板状物を成
形したのち、この板状物を板厚方向に圧締めすると共に
結合剤を硬化させることによって容易に製造することが
できる。その際、請求項４に記載したように、上記板状
物の圧締後の収縮率が圧締前の厚みの10〜20％となるよ
うに圧締することによって、板状物の表層部分の繊維を
圧密化させて繊維同士の結合力が増大した面に形成する
ことができる。また、請求項５に記載したように、板状
物の圧締後の収縮率が圧締前の厚みの20％以上となるよ
うに圧締すれば、板厚方向に配向した繊維が圧縮されて
弓状に湾曲した状態で結合剤により互いに結合し、クッ
ション性に優れた低比重繊維板を得ることができる。

【０００９】なお、請求項６に記載したように、上記成
形枠の開口端に横幅方向に長いスリットを縦幅方向に並
設しておけば、そのスリットを通じて成形枠内に散布さ
れる繊維の長さ方向を成形枠の横幅方向、即ち、板厚方
向に容易に配向させることができる。また、請求項７に
記載したように、板状部の繊維の配向方向に熱風または
蒸気を通過させれば、一層効率的に乾燥、硬化させるこ
とができる。

【００１０】

【実施例】次に、本発明の実施例を図面について説明す
ると、図１において、１は比重が0.2 以下に形成された
低比重繊維板であって、その大半の繊維２の長さ方向を
板厚方向に配向させた状態で結合剤３の硬化によって板
状物に結合、成形してなるものである。なお、同図にお
いては、繊維２は直状状態で板厚方向に配向されている
が、図２に示すように、成形時において板厚方向の圧縮
率を大きくすることにより繊維２を弓形状に湾曲させた
構造としておいてもよい。

【００１１】このような低比重繊維板１の製造方法を述
べると、まず、図３に示すような成形枠４を使用して該
成形枠４内に結合剤３を添加混合してなる繊維２を散布
し、堆積させる。この成形枠４はその横幅Ｗ及び縦幅Ｌ
を後述する繊維板成形前の板状物1aの板厚W1及び縦幅L1
と同一寸法に形成されていると共に高さＨを板状物1aの
横幅H1よりも大きい狭幅立方体の箱形状に形成してあ
る。

【００１２】この成形枠４内に堆積させる繊維２として
は、平均繊維長が20mm程度の木質繊維、綿、麻、毛等の
天然繊維、アクリル、ビニロン、ナイロン、ポリプロピ
レン等の有機繊維、ロックウール、グラスウール等の無
機繊維等の繊維材料であり、そのうちの一種または２種
以上の混合繊維を使用することができる。一方、繊維２
の結合剤３としては澱粉、又はフェノール樹脂、ユリア
樹脂、メラミン樹脂等の熱硬化性樹脂、ポリビニールア
ルコール、エチレンビニルアルコール等の熱可塑性樹脂
を単独または複数、組み合わせて使用する。

【００１３】繊維２に対する結合剤３の添加割合は、繊
維に対して５重量％以下では繊維間の充分な結合が達成
できなく、30重量％以上ではコスト高になるばかりでな
く、繊維間の空間が結合剤で完全に充填されて比重が高
くなるので好ましくない。従って、繊維に対する結合剤
３の添加割合は５〜30重量％となるように調製する。こ
のように繊維２に対して所定割合の結合剤３を添加し、
ミキサー等で均一に混合したのち、上記成形枠４内に散
布して堆積させる。

【００１４】この散布時に、大半の繊維２の長さ方向が
成形枠４の横幅Ｗ方向に配向するように散布する。その
方法としては、散布口を細長く形成してその長さ方向を
成形枠４の横幅Ｗ方向に向けた状態で該散布口により長
さ方向がランダムな方向に向いている繊維をできるだけ
成形枠の横幅Ｗ方向に配向させながら成形枠４内に散布
する方法、或いは、図４に示すように、成形枠４の開口
上端に該成形枠４の横幅Ｗ方向に長い細長棒状部材５、
５・・・５を縦幅Ｗ方向に小間隔（繊維長よりも短い間
隔）毎に設けて細長棒状部材５、５間でスリット６を形
成してなる開口枠体７を着脱自在に取付け、この枠体７
のスリット６を繊維２が通過する際にその長さ方向に成
形枠４の横幅Ｗ方向に強制的に向けるようにして投入、
堆積させる方法を採用する。

【００１５】こうして、成形枠４内に高さが製造すべき
低比重繊維板１の横幅よりも高くなる部分まで結合剤添
加繊維２を堆積させたのち、枠体７が配設されている場
合にはその枠体７を取り外し、成形枠４の開口から適宜
なプレス板（図示せず）を挿入して図５に示すように、
堆積した繊維２を製造すべき低比重繊維板１の横幅と略
同一高さ寸法になるまでプリプレス処理を施す。このプ
リプレス処理により、繊維が一層絡み合うと共に、散布
時に多少、ランダムな方向に向いている繊維の長さ方向
が成形枠４の横幅Ｗ方向に平行に配向した板状物1aに圧
縮成形される。

【００１６】次いで、成形枠４をその横幅Ｗ方向が垂直
状態となるように90度、倒して寝かせ、成形枠４内から
繊維方向が板厚方向に配向した板状物1aを取り出す。し
かるのち、この板状物1aを板厚方向に圧締めすると共に
結合剤３を硬化させて低比重繊維板１を得るものであ
る。

【００１７】板状物1aの圧締手段としては、ホットプレ
ス又はスチームインジェクションプレス、或いは図６に
示すようなドライヤ装置を使用し、収縮率（圧縮率）が
板状物1aの厚みの10〜20％、又は20％以上となるように
熱圧して結合剤３を硬化させる。この場合、収縮率が10
〜20％となるように板状物1aを圧締めすると、該板状物
1aの表裏層部の繊維が強く圧縮されて密になり、繊維同
士の結合力が増大した表裏面に形成されて局部的な荷重
を面方向に分散させて受け止めることができる圧縮強度
の強い低比重繊維板１が得られる。なお、圧締めによる
板状物1aの収縮率が10％以下では表裏層部の繊維の圧密
による結合状態が弱くて所望の圧縮強度が得られない。

【００１８】また、収縮率が20％以上となるように板状
物1aを圧締めしてもよく、このように圧締率を増大させ
ると、板状物1aが厚み方向に全体的に圧縮されて図２に
示すように板厚方向に配向している繊維２が弓形状に湾
曲した低比重繊維板１を得ることができる。従って、繊
維２が板厚方向に直状に配向した上記収縮率が10〜20％
の低比重繊維板１に比較して圧縮強度がやゝ低下する
が、弓形状に湾曲した繊維２によるクッション性に優れ
た低比重繊維板１を得ることができる。なお、収縮率を
増大させると圧縮強度が低下するばかりでなく比重が増
大するので、0.2以下の比重となるようにその上限を限
定する。

【００１９】低比重繊維板１を得るための上記ドライヤ
装置としては、中空の固定下盤８と上下昇降自在な中空
の可動上盤９とからなり、これらの対向盤面には多数の
小径通気孔8a、9aを穿設していると共に可動上盤９内に
熱風管路10を連結、連通させ、固定下盤８には吸気装置
（図示せず）に連通した吸気管路11を連結、連通してな
る構造を有する。

【００２０】このドライヤ装置の固定下盤８上に上記板
状物1aを載置し、可動上盤９を降下させて板状物1aをそ
の圧締前の厚みの10％以上の収縮率となるように圧締め
すると共に熱風管路10を通じて熱風を可動上盤９に供給
し、さらに、固定下盤８内に吸気力を発生させることに
より上盤９の通気孔9aから板状物1a内を通じて下盤８の
通気孔8aに積極的に通過させる。この時、熱風は板状物
1aの構成繊維２の配向方向に通過するので、結合剤３を
短時間で効率良く乾燥、硬化させることができる。な
お、結合剤３の硬化処理は、熱風に限らず、蒸気を通過
させることによって行ってもよい。

【００２１】こうして得られた低比重繊維板１は比重が
0.2 以下となるように比較的弱く圧締めされたものであ
っても、その繊維方向が板厚方向に配向しているので、
圧縮強度が大きくて畳床に最適な物性を有するものであ
るが、畳床以外に床材、天井材、壁材等の内装材やこの
低比重繊維板１のポーラスな内部構造を利用した吸音材
や断熱材等にも用いることができるものである。

【００２２】また、低比重繊維板１の表裏面の少なくと
もいずれか一方の面に図８に示すようにシート状物12を
貼着しておけば、そのシート状物12によって繊維板に掛
かる局部的な荷重を分散させることができるので、圧縮
強度が一層向上するものであり、その上、防水性のシー
ト状物12を使用すれば、ポーラスな低比重繊維板１内に
水分が浸透するのを防止し得るという付加的効果を奏す
ることができる。なお、低比重繊維板１は使用目的に応
じて適宜寸法に切断したり、その表面に模様付け塗装を
施してもよく、さらに、板状物1aからこのような処理ま
での一連の工程を連続的に行って効率よく生産すること
もできる。

【００２３】上記実施例においては、成形枠４によって
板厚方向に繊維２を配向させた板状物1aを成形したの
ち、この板状物1aを該成形枠４から取り出し、次いで、
ドライヤ装置等によって低比重繊維板１に熱圧成形した
が、成形枠のみによって所望の比重、及び圧縮強度を有
する低比重繊維板１を成形することもできる。即ち、図
７に示すように、平面細長長方形状の固定底板41の両短
縁辺と一方の長縁辺とに一定高さの前後固定壁板42、43
と固定側壁板44とを立設し、他方の長縁辺側に配設した
側壁板45を固定側壁板44に対してシリンダー等により接
離方向に移動可能にすると共に両側壁板44、45を熱盤と
してなる成形枠を形成し、この成形枠の上方にプリプレ
ス板46を昇降自在に配設してなる装置を使用する。

【００２４】この装置の成形枠の開口上端に、上記同様
に必要に応じてスリット６を設けた開口枠体７を装着し
たのち、結合剤添加繊維を該成形枠内に繊維の長さ方向
が両側壁板方向に配向するように散布、堆積させ、プリ
プレス板46を降下させて軽く圧締めしたのち、該プリプ
レス板46を上昇させ、次いで、可動側壁板45を固定側壁
板44側に移動させて所望の圧縮率となるように熱圧すれ
ば、低比重繊維板１を製造することができる。そして、
熱圧後、可動側壁板45を離間させれば、成形枠から低比
重繊維板１を取り出すことができるものである。次に、
本発明の具体的な実施例を示す。

【００２５】実施例１平均繊維長が20mmの針葉樹木質繊維（松、ひのき、杉
等）80部に、メラミン・ユリア樹脂20部を添加し、ミキ
サーで均一になるように攪拌混合したのち、この樹脂添
加繊維を高さ500mm 、幅350mm 、厚さ30mmの縦長の成形
枠内に略一杯となるまで投入、散布し、しかるのち、高
さが350mm 程度にまでプリプレスしてマット（板状物）
に成形し、次いで、成形枠を90度倒して該成形枠からマ
ットを取り出したのち、このマットをホットプレスによ
り厚さが約17％収縮するように160℃の温度で30分間、
熱圧した。その結果、厚さ25.1mm、比重0.11の低比重繊
維板が得られた。

【００２６】実施例２平均繊維長が20mmの針葉樹木質繊維（松、ひのき、杉
等）80部に、ユリア樹脂10部、澱粉10部、水50部を添加
し、ミキサーで均一になるように攪拌混合したのち、こ
の樹脂添加繊維を高さ500mm 、幅350mm 、厚さ30mmの縦
長の成形枠内に略一杯となるまで投入、散布し、しかる
のち、高さが350mm 程度にまでプリプレスしてマット
（板状物）に成形し、次いで、成形枠を90度倒して該成
形枠からマットを取り出したのち、上記ドライヤ装置を
使用して厚さが約17％収縮するように150 ℃の温度で15
分間、熱圧した。その結果、厚さ25.1mm、比重0.11の低
比重繊維板が得られた。

【００２７】実施例３高さ500mm 、幅350mm 、厚さ35mmの縦長の成形枠を用
い、その他は上記実施例１と同じようにメラミン・ユリ
ア樹脂添加繊維を実施例１と同一条件で同一処理を施す
ことによって厚さ25.1mmで比重が0.13の低比重繊維板を
得た。なお、この繊維板の厚さ方向に配向している繊維
は弓形状に湾曲しており、手で押すと容易に圧縮すると
共に反発力で元に戻るため、圧縮強度は比較的弱いもの
のクッション性に優れていた。

【００２８】実施例４実施例１によって得られたマットの表面に200g/m²=のク
ラフト紙をメラミンユリア樹脂接着剤によって貼着し、
これをホットプレスに挿入して厚さ（高さ）が25mmのデ
ィスタンスバーを配した状態で160 ℃で５分間、熱圧す
ることにより厚さ25mm、比重0.13の低比重繊維板を得
た。

【００２９】比較例１実施例１によって得られたマットをその厚さ方向に約７
％収縮するようにホットプレスによって熱圧することに
より低比重繊維板を得た。この繊維板の厚さは25mm、比
重0.11であった。

【００３０】比較例２厚さ25.2mm、比重0.24の市販のインシュレーシンボード
の圧縮強度を求めた。

【００３１】比較例３厚さ25mm、比重0.03の畳用ポリスチレンフォームの圧縮
強度を求めた。次に、上記実施例１〜４で得た低比重繊
維板と、比較例１、２の繊維板、及び比較例３のインシ
ュレーシンボードとの比重及び圧縮強度を表１、表２に
示す。なお、圧縮強度はすべて５％ひずみ強度である。

【００３２】

【表１】

【００３３】

【表２】

【００３４】上記表から明らかなように、本発明の実施
例１〜４で得られた低比重繊維板は比較例２に比して約
１／２と軽量化されているにも拘わらず、圧縮強度は実
施例１、２、４においては比較例２よりも大きくなって
おり、比較例３の畳用ポリスチレンフォームと同等な強
度を有している。また、実施例３においては圧縮強度は
比較例２に比して弱いがクッション性に優れていた。な
お、比較例１に示すように、本発明の実施例１において
マットの圧縮率を小さくした場合には比較例２と同等な
強度しか得られなかった。

【００３５】

【発明の効果】以上のように本発明の低比重繊維板によ
れば、大半の繊維が板厚方向に配向した状態で圧縮成形
されているので、比重が0.2 以下の低比重繊維板に成形
されたものであっても板厚方向に配向している繊維によ
って従来の木質繊維板と同等以上の圧縮強度を有してい
るものであり、そのため、軽量にして取扱性に優れ且つ
圧縮強度が大きいことから畳床、その他、天井材、床
材、壁材等の内装材に適していると共にそのポーラスな
内部構造を利用した吸音材や断熱材等にも使用すること
ができるものである。さらに、この繊維板の表裏面の少
なくとも一方の面にシート状物を貼着しておけば、繊維
板に局部的な荷重が掛かってもその荷重をシート状物を
介して繊維板の板面方向に均一に分散させ、圧縮強度が
一層増大させることができるものである。

【００３６】また、本発明の低比重繊維板の製造方法
は、結合剤を添加混合した繊維を横幅が縦幅及び高さ寸
法よりも小さい寸法に形成してなる成形枠内に大半の繊
維の長さ方向が横幅方向に配向するように散布堆積させ
て横幅方向が厚み方向となる板状物を成形したのち、こ
の板状物を板厚方向に圧締めすると共に結合剤を硬化さ
せることを特徴とするものであるから、繊維を板厚方向
に配向させた所望の比重、所望の圧縮強度を有する一定
寸法の低比重繊維板を極めて簡単かつ能率よく製造する
ことができるものである。

【００３７】この製造方法において、請求項４に記載し
たように、上記板状物の圧締後の収縮率が圧締前の厚み
の10〜20％となるように圧締すれば、板状物の表層部分
の繊維を圧密化させて繊維同士の結合力が増大した面に
形成することができ、また、請求項５に記載したよう
に、板状物の圧締後の収縮率が圧締前の厚みの20％以上
となるように圧締すれば、板厚方向に配向した繊維が圧
縮されて弓状に湾曲した状態で結合剤により互いに結合
し、クッション性に優れた低比重繊維板を得ることがで
きる。

【００３８】なお、請求項６に記載したように、上記成
形枠の開口端に横幅方向に長いスリットを縦幅方向に並
設しておけば、そのスリットを通じて成形枠内に散布さ
れる繊維の長さ方向を成形枠の横幅方向、即ち、板厚方
向に容易に配向させることができ、また、請求項７に記
載したように、板状部の繊維の配向方向に熱風または蒸
気を通過させれば、一層効率的に乾燥、硬化させること
ができるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明低比重繊維板の簡略断面図、

【図２】繊維を湾曲させた状態の低比重繊維板の簡略断
面図、

【図３】成形枠の簡略斜視図、

【図４】開口枠体を装着した成形枠の開口部の簡略斜視
図、

【図５】低比重繊維板の製造工程図、

【図６】ドライヤ装置による熱圧状態を示す簡略縦断面
図、

【図７】別な低比重繊維板成形装置を示す簡略断面図、

【図８】表面にシート状物を貼着した本発明低比重繊維
板の簡略断面図。

【符号の説明】１低比重繊維板２繊維３結合剤４成形枠

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】繊維を結合剤によって結合してなる繊維
板において、大半の繊維の長さ方向が板厚方向に配向
し、且つ板厚方向に圧縮成形されていることを特徴とす
る低比重繊維板。
【請求項２】上記繊維板の表裏面の少なくとも一方に
シート状物を貼着していることを特徴とする請求項１記
載の低比重繊維板。
【請求項３】結合剤を添加混合した繊維を横幅が縦幅
及び高さ寸法よりも小さい寸法に形成してなる成形枠内
に大半の繊維の長さ方向が横幅方向に配向するように散
布堆積させて横幅方向が厚み方向となる板状物を成形し
たのち、この板状物を板厚方向に圧締めすると共に結合
剤を硬化させることを特徴とする低比重繊維板の製造方
法。
【請求項４】上記板状物の圧締後の収縮率が圧締前の
厚みの10〜20％となるように圧締することを特徴とする
請求項３記載の低比重繊維板の製造方法。
【請求項５】上記板状物の圧締後の収縮率が圧締前の
厚みの20％以上となるように圧締することを特徴とする
請求項３記載の低比重繊維板の製造方法。
【請求項６】成形枠の開口端に横幅方向に長いスリッ
トを縦幅方向に並設してなることを特徴とする請求項３
記載の低比重繊維板の製造方法。
【請求項７】上記板状物の繊維の配向方向に熱風また
は蒸気を通過させて乾燥し、結合剤を硬化させることを
特徴とする請求項３記載の低比重繊維板の製造方法。