JPH11268013A

JPH11268013A - 低比重繊維板の製造方法

Info

Publication number: JPH11268013A
Application number: JP9075698A
Authority: JP
Inventors: Shoichi Oba; 正一大場; Kazushi Nanba; 一志南葉; Tomotaka Sasada; 智貴笹田; Kazuhiro Sato; 和博佐藤
Original assignee: Daiken Trade and Industry Co Ltd
Current assignee: Daiken Trade and Industry Co Ltd
Priority date: 1998-03-18
Filing date: 1998-03-18
Publication date: 1999-10-05

Abstract

(57)【要約】【課題】比重が0.05〜0.4 の低比重であるにもかかわ
らず、圧縮強度及び耐湿強度の大きい繊維板を経済的に
製造する。【解決手段】乾式法によって低比重繊維板を製造する
方法において、水性接着剤を主剤とし、これに耐水化剤
と水とを混合してなるバインダーを繊維に均一に攪拌混
合したのち、この繊維を横幅が成形すべき繊維板の厚み
方向に形成している平面長方形状の縦長成形枠内に投
入、堆積させ、プレス板によって上下方向及び横方向に
圧締して繊維方向を繊維マットの厚み方向に配向させた
繊維マットを作製し、この繊維マットの表裏面に耐水化
剤を付着させたのち、プレスによって所望厚みに圧縮さ
せた状態で加熱、加湿して水性接着剤をゲル化させるこ
とにより少量のバインダーの使用で繊維同士の接着を可
能にし、しかるのち、乾燥させて低比重繊維板を得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、耐湿強度を有する低比
重繊維板を能率よく且つ経済的に製造し得る低比重繊維
板の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、比重が約0.4 以下の軟質繊維
板や低比重のロックウール板を製造するには通常、湿式
抄造法によって行われている。湿式抄造法によれば、繊
維がスラリー中に容易に分散して板厚や密度の均一なボ
ードが得られると共に繊維同士の絡み合いが良好となっ
てバインダーの添加量を低減させることができ、この湿
式抄造法によって得られた繊維板は天井材や壁材、或い
は畳の芯材などの建築分野の各種用途に用いられてい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、湿式抄
造法によって繊維板を製造するには、バインダー及び各
種添加剤をボード内に定着させたりこのボードを乾燥さ
せるのに長時間と膨大な熱エネルギーを要し、その上、
廃水処理にも費用がかかって極めて不経済であるという
問題点がある。このため、乾式法によって低比重で強度
を有する繊維板を製造する方法が各種試みられている
が、乾式法の場合には繊維同士の絡み合いが弱く接触面
積も小さいので、バインダーを多量に添加しなければ所
定の強度を発揮する繊維板を得ることができず、繊維板
の比重が増大する上にコストの上昇が避けられないとい
う問題点があった。

【０００４】本発明はこのような問題点に鑑みてなされ
たもので、比重が小さいにも拘わらず優れた強度を発揮
する低比重繊維板を安価に且つ容易に製造し得る低比重
繊維板の製造方法の提供を目的とするものである。

【０００５】

【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の製造方法は、乾式法によって
低比重繊維板を製造する方法であって、水性接着剤と耐
水化剤と水とからなるバインダーを添加、混合した繊維
をマット状に成型し、このマットの表裏面に耐水化剤を
付着させた後、マットを加湿、加熱することにより上記
水性接着剤をゲル化させ、しかるのち、乾燥させて比重
が0.05〜0.40の低比重繊維板を得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、請
求項２に係る発明は、マットの成型時に繊維をマットの
厚さ方向に配向させることを特徴としている。

【０００７】

【作用】マットを成型する際に、水性接着剤と耐水化剤
及び水とを混合させることでスラリー状にして繊維に分
散、添加するので、湿式抄造法よりも乾燥時間が短くな
り、エネルギーが大幅に低減する。また、繊維に添加し
ているバインダーは水性接着剤であるから、マットを加
湿、加熱した時にこの水性接着剤がゲル化して膨潤し、
少量であっても多量の繊維同士を接着させる作用を奏す
る。その上、この水性接着剤と共に繊維に添加した耐水
化剤によって圧縮強度、特に高湿時での圧縮強度が増大
した繊維板が得られるものであり、さらに、マットの表
裏面に付着させた耐水化剤によって表裏面の硬度が高ま
り、高湿時の圧縮強度が更に向上すると共に曲げ強度も
増大する。

【０００８】また、請求項２に記載したように、繊維を
マットの厚さ方向に配向させておけば、同程度の比重で
あっても圧縮強度が著しく増大した繊維板が得られる。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を詳細に説明
すると、まず、水性接着剤をバインダー主剤としてこの
水性接着剤と耐水化剤と水とからなるバインダーを繊維
に添加、混合してマット状に成型する。使用する繊維と
しては、平均繊維長が20mm程度の木質繊維、綿、麻、等
の天然繊維、レーヨン、ポリエステル、ポリエチレン、
ポリプロピレン等の化学繊維、ロックウール、ガラス繊
維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。

【００１０】一方、バインダー主剤として用いる水性接
着剤としては澱粉、デキストリン、酸変性澱粉、酸化澱
粉、架橋型澱粉、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接着剤であって、そのうちの１種以
上を耐水化剤と水とに混合することにより調製する。

【００１１】耐水化剤としてはメラミン樹脂、尿素メラ
ミン樹脂、フェノール樹脂、ユリア樹脂などの縮合型熱
硬化性樹脂、またはグリオキザール、イソシアネート化
合物、ホルマリン、パラホルムアルデヒド、メチロール
化合物、ホウ砂等の澱粉用架橋剤を用いる。

【００１２】なお、繊維に対する上記バインダーの添
加、混合方法としてはつぎに述べるいずれの方法であっ
てもよい。．バインダー主剤と耐水化剤と水との混合
スラリーを繊維に添加する。．バインダー主剤と水と
の混合スラリーを繊維に添加したのち、耐水化剤水溶液
を添加する。．繊維に耐水化剤水溶液を添加したの
ち、バインダー主剤と水との混合スラリーを添加する。
．バインダー主剤と耐水化剤との混合粉末を繊維に添
加したのち水を添加する。．繊維に水を添加した後、
バインダー主剤と耐水化剤との混合粉末を添加する。

【００１３】上記バインダーにおいて、バインダー主剤
である水性接着剤に対する水の添加量は、水性接着剤を
均一に分散させたスラリーを得るために３倍量以上とす
ることが望ましく、また、水性接着剤に対する耐水化剤
の混合比は、５重量％以下では充分な耐水強度を有する
繊維板が得られないので、５〜50重量％とすることが望
ましい。

【００１４】次いで、上記バインダーを均一に混合して
いる繊維を堆積させてマット状に成型することにより繊
維マットを作製する。この繊維マットの作製は製造すべ
き繊維板の平面形状が同一の成形枠内に上記繊維を散
布、堆積させたのち、所望厚みまで圧縮してもよいが、
図１に示すような縦長の成形枠２を用いて繊維マット１
を作製することが望ましい。この成形枠２はその枠内空
間の横幅Ｗを繊維マット１の厚みに等しく形成され、そ
の高さＨを繊維マット１の幅方向に、縦幅Ｌを繊維マッ
ト１の長さ方向にそれぞれ向けた平面長方形状で一定高
さを有する立方体の箱形状に形成されている。

【００１５】この成形枠２内にバインダーを添加混合し
てなる繊維1aを投入散布して充満状態に堆積させること
により繊維堆積体1Aを形成する。次いで、成形枠２の上
端開口部から該開口面積に等しい大きさのプレス板３を
嵌め込んで、図２に示すように繊維堆積体1Aを成形枠２
の高さ方向に圧締して製造すべき低比重繊維板の横幅H1
と略同一寸法になるまで圧締処理を施す。このように、
成形枠２内の繊維堆積体1Aを該成形枠２の高さ方向に圧
締すると、散布時にはランダムな方向を向いている繊維
がプレス板３による圧締力によってその圧締方向に対し
て直角な面に沿う方向に強制的に向けられる。

【００１６】次いで、図３に示すようにプレス板3aによ
って成形枠２の縦幅Ｌ方向に圧締すると、上記プレス板
３によって長さ方向を成形枠２の平面方向、即ち成形枠
２の横幅Ｗ方向と縦幅Ｌ方向に向けられた繊維1aのう
ち、縦幅Ｌ方向に向けている繊維1aは横幅Ｗ方向（繊維
マットの厚み方向）に強制的に配向させられるものであ
る。なお、成形枠２内に投入、堆積した繊維堆積体1Aを
成形枠２の高さ方向に圧締めしたのち、縦幅Ｌ方向に圧
締したが、いずれか一方方向の圧締後に他方方向の圧締
を行ってもよく、両方向の圧締を同時に行ってもよい。
また、成形枠２内にバインダーを添加混合してなる繊維
1aを投入する際に、成形枠２の開口端に該形成枠２の横
幅Ｗ方向に長いスリットを多数、穿設している多孔板を
配設して、これらのスリットを通じて繊維1aを投入して
もよく、この場合には、スリットによって繊維方向1aを
成形枠２の横幅Ｗ方向に配向させることができる。

【００１７】こうして、成形枠２内で繊維堆積体1Aを圧
締することによって大半の繊維1aが厚み方向に配向して
いる繊維マット１を作製すると、この繊維マット１は低
比重であるにもかかわらず、厚さ方向に対して大きな圧
縮強度を有する。次いで、この繊維マット１を成形枠２
から取り出したのち、その表裏全面に上記耐水化剤を吹
き付け又は塗布することによって付着させる。しかるの
ち、図４に示すように繊維マット１をプレス装置４の下
側プレート4a上にその厚みW1を高さ方向に向けた状態に
して載置すると共に該繊維マット１の外周をディスタン
スバー兼用の外枠５によって囲繞したのち、上側プレー
ト4bを降下させて該プレート4bが外枠５の上端面に当接
するまで外枠５から突出している繊維マット１の上部を
外枠５内に没入させ、繊維マット全体を得られる繊維板
の比重が0.2 以下となる厚さまで圧縮すると共にこの圧
締を維持した状態で加熱、加湿してバインダー主剤であ
る水性接着剤のゲル化を図る。

【００１８】繊維マット中の水性接着剤を高温、高湿に
よってゲル化させるには、次に記載したいずれかの方法
を用いることができる。．繊維マット全体をオートク
レープにかける。．繊維マットに蒸気を吹き付ける。
．繊維マットを減圧下において蒸気を吹き込む。．
繊維マットの片面から蒸気を吹き込み、他方の片面から
吸引する。．マイクロ波または高周波によって加熱す
る。

【００１９】水性接着剤がゲル化すると、その周囲の多
量の繊維に付着して少量の水性接着剤の添加にもかかわ
らず、多量の繊維同士の接着を可能にする。これは、水
性接着剤がゲル化すると膨潤して堆積が数倍になり、接
着面積が増すためであるものと推考される。しかるの
ち、繊維マットを熱風によって乾燥させる。この乾燥手
段としては、上記の項に記載した方法を利用して繊維
マットを減圧下で熱風を厚さ方向に通過させることによ
り、効率的に乾燥させることができる。この熱風による
乾燥によりバインダーが固化して低比重繊維板が得られ
る。この際、水性接着剤と共に繊維中に添加している耐
水化剤がメラミン樹脂、フェノール樹脂等の上記縮合型
熱硬化性樹脂の場合には溶融後、固化して繊維同士を強
固に連結させるものであり、グリオキザール、イソシア
ソート化合物等の上記澱粉用架橋剤の場合には、水性接
着剤同士を架橋させて繊維間を連結させる。

【００２０】こうして得られた低比重繊維板は、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、その繊維方向が厚み方向に配向しているので、
圧縮強度が大きく、畳床用芯板等の用途に最適に使用す
ることができる。また、熱風による乾燥時に、繊維マッ
トの表裏面に付着させている耐水化剤が固化して表裏面
の硬度が高まり、高湿時の圧縮強度が向上すると共に曲
げ強度も大きい低比重繊維板が得られる。次に、本発明
の具体的な実施例と比較例とを示す。

【００２１】

【実施例】水100 重量部に対して所定量の澱粉、メラミ
ン樹脂を下記の実施例１及び比較例１〜４で示す配合
量、配合方法によって混合し、これを木繊維に添加して
ミキサーで均一に混合した。次いで、この澱粉等の添加
木繊維をほぐしながら高さ900mm 、縦幅600mm 、横幅29
mmの箱状成形枠内に略一杯となるまで投入したのち、成
形枠の開口上端からプレス板により縦方向に圧締して約
300 ×600 ×29mmの繊維マットに成形すると共にこの圧
締状態を維持しながら繊維マットを横方向から更にプレ
ス板により圧締めして約300 ×300 ×29mmの繊維マット
を得た。この繊維マットを成形枠から取り出して成形枠
の横幅方向に相当する板厚方向を高さ方向に向けた状態
で圧締面に微細な通気口を多数設けている上下プレート
間に挿入し、高さ20mmのディスタンスバーで囲んだのち
プレートによって厚さ方向に圧締し、この圧締状態を維
持してプレートの通気口から170 ℃の蒸気を２分間、繊
維マットの上面に噴射すると共に下面から吸引して澱粉
をゲル化させ、次いで、170 ℃の乾燥空気を７分間、繊
維マットの上面に噴射すると共に下面から吸引して乾燥
させた。得られた繊維板の乾燥比重は全て略0.1 であっ
た。

【００２２】〔実施例１〕木繊維75重量部、澱粉15部、
メラミン樹脂５重量部の配合割合で、上記方法により繊
維マットを成形したのち、その表裏面に20％メラミン樹
脂水溶液を固形分量で各2.5 重量部ずつ噴霧し、次い
で、圧締した状態で加熱、加湿したのち乾燥させること
により低比重繊維板を得た。

【００２３】〔比較例１〕木繊維75重量部、澱粉15部、
メラミン樹脂10重量部の配合割合で、上記方法により繊
維マットを成形し、次いで、圧締した状態で加熱、加湿
したのち乾燥させることにより低比重繊維板を得た。

【００２４】〔比較例２〕木繊維75重量部、澱粉15部の
配合割合で、上記方法により繊維マットを成形したの
ち、その表裏面に20％メラミン樹脂水溶液を固形分量で
各５重量部ずつ噴霧し、次いで、圧締した状態で加熱、
加湿したのち乾燥させることにより低比重繊維板を得
た。

【００２５】〔比較例３〕木繊維75重量部、澱粉25部の
配合割合で、上記方法により繊維マットを成形し、次い
で、圧締した状態で加熱、加湿したのち乾燥させること
により低比重繊維板を得た。

【００２６】〔比較例４〕木繊維75重量部、メラミン樹
脂25部の配合割合で、上記方法により繊維マットを成形
し、次いで、圧締した状態で加熱、加湿したのち乾燥さ
せることにより低比重繊維板を得た。

【００２７】上記実施例１及び比較例１〜４で得られた
低比重繊維板に対して圧縮試験を行った結果を表１に示
す。表中、乾燥時とは105 ℃の乾燥機で１日乾燥させた
ものを示し、高湿時とは25℃90％RHで恒量になるまで養
生したものであり、いずれも95mm角の低比重繊維板の試
験片で各９個ずつ圧縮試験を行った平均値を示す。

【００２８】

【表１】

【００２９】上記表から明らかなように、実施例１で得
た低比重繊維板は、乾燥時、高湿時ともに優れた圧縮強
度を発揮した。

【００３０】

【発明の効果】以上のように本発明は、比重が0.05〜0.
40の低比重繊維板を乾式法で製造する方法において、水
性接着剤と耐水化剤と水とからなるバインダーを添加、
混合した繊維をマット状に成型し、このマットの表裏面
に耐水化剤を付着させた後、マットを加湿、加熱するこ
とにより上記水性接着剤をゲル化させ、しかるのち、乾
燥することを特徴とするものであるから、水性接着剤を
バインダーとして用いているので、少量の添加量によっ
て所望の圧縮強度を有する低比重繊維板を製造すること
ができ、その上、水性接着剤と共に耐水化剤を添加して
いるので、圧縮強度、特に高湿時での圧縮強度が増大し
た低比重繊維板を得ることができる。さらに、マットを
成型する際に、水性接着剤と耐水化剤及び水とを混合さ
せることでスラリー状にして繊維に分散、添加するの
で、湿式抄造法よりも乾燥時間が短くなり、エネルギー
を大幅に低減することができて経済的である。また、マ
ットの表裏面に付着させた耐水化剤によって低比重繊維
板の表裏面の硬度を増大させることができると共に高湿
時の圧縮強度が更に向上し、曲げ強度も増大させること
ができる。

【００３１】また、請求項２に係る発明によれば、マッ
トの成型時に繊維をマットの厚さ方向に配向させるもの
であるから、同程度の比重であっても圧縮強度が著しく
増大した低比重繊維板が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】成形枠に繊維を投入、散布して繊維堆積体を形
成した状態の簡略斜視図、

【図２】繊維堆積体を縦方向に圧締処理している状態の
簡略斜視図、

【図３】繊維堆積体を横方向に圧締処理している状態の
簡略斜視図、

【図４】プレス処理を施す状態の簡略正面図。

【符号の説明】

１繊維マット 1a 繊維２成形枠３プレス板４プレス装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者佐藤和博大阪市北区中之島２ー３ー18 大建工業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】比重が0.05〜0.40の低比重繊維板を乾式
法で製造する方法において、水性接着剤と耐水化剤と水
とからなるバインダーを添加、混合した繊維をマット状
に成型し、このマットの表裏面に耐水化剤を付着させた
後、マットを加湿、加熱することにより上記水性接着剤
をゲル化させ、しかるのち、乾燥することを特徴とする
低比重繊維板の製造方法。
【請求項２】マットの成型時に繊維をマットの厚さ方
向に配向させることを特徴とする請求項１記載の低比重
繊維板の製造方法。