JPS63501631A - 多層の木製品 - 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】 多層の木製品 本発明は多層の木製品に関する。ここでいう１多層の木製品″という言葉は主と して合板及び積層されたベニヤ材を意味する。

全世界における合板工業は、近年適当な質の木を得る事が非常に困難となって来 ている事実に直面している。木の層剤のカバの木の供給は、今日従来の良質の合 板を維持する事が困難となる範囲迄減少している。

カバの木は簡潔で且つ大きな損耗抵抗を有するような層の製産に対して非常に好 適でおる。供給が減少した為、カバの木を他の種類、即ち針葉樹に代える事が急 速度で必要となった。針葉樹で作られた木の層は合板の製造者と使用者の両方に 問題があった。針葉樹の層はカバの木の層よ）も荒い表面を有している。・この 木の層は容易に損傷し、又柾目は節の点で曲ってくる。

木の層の従来の製造方法は得られた未加工の材料の約２５％を利用するに過ぎな い。残少は理想的な品質を維持する為に新しい特別な処置を必要とする。

合板の質における低下は全世界において反響を生じた。スエーデン、ソビエト連 邦及びフランスにおける合板工業はこの事における改良に対して最も早い提案を した。例えば、今日の合板は従来のよシも更に折れ易い事が判った。そして従来 のものと同様様々の目的に適さない。合板はコンクリートの鋳型に問題がある。

合板はコンクリートの流れ或は振動によって生ずる曲が〕に耐えられずに破損し 、従って、凍った水が割れ目に侵入し、切損が生じた。合板は水を吸収せず、従 って、水はコンクリートと型との間に残り、形成された空気の泡が固まったコン クリート内に残る。又合板の衝撃強度は従来のものよシ小さい事が判９た。

種々の努力が問題を解決する為になされた。合板の出現に影響する凹所、割れ目 のような表面のきづは充填材で平らＫされた。これは若しきづが小さくて非常に 少なければ有効である。それにも拘らずとシまく木の表面と比較してきづは使用 に際し問題の根源である合板の均質性を失う。充填材はきづによって生じた損傷 の影響を除去し得ない。更に、充填材は部分的或は全体的にはがれ、従って湿気 が層の間に入シ、その除去が必要となる。節によりて生じたきづけ均質な合板の 円形木片によって修繕される。この木片は節のまわシに形成された孔に正しくあ てがわれて、合板を一回で圧縮して木の層の下方に固着する。圧縮後、板はみが かれる。このきづに対する修理方法はきづが円滑な円形をなしているから良い方 法である。然し乍ら、円形の木片は常にその位置に止まらない。層が圧縮工程前 に互いに分離する時は、木片はその縁においてのみ層に膠−Ｏ″げされる。層の 処理の時、木片はしばしばづれたシ或は完全にはがれたシする。木片にはとシま く木の層と同様の収縮と膨張特性を有するので不必要な制御を必要とするという 別の問題がおる。木片はその大きな膨張の為に彎曲したシひび割れする事がらシ 、或は大きな収縮の為その縁ではがれるという事もある。

一般に総ての修繕は手でなされる。製造費を考えるとこれは不利である。修繕は 合板の損耗抵抗を改良せず又修繕個所において気候に対する抵抗もない。外観は 、一部の修繕だけで大きく改良されてない。かくして、この種の問題は、層に用 いられる木の質がどこでも低下しているから、更に悪化する事は明らかである。

合板を製造するに際し、合板の外表面の自然の木の模様の保存は重要であるから 、合板の外表面は加熱プレスによる樹脂によって木の表面に接着される透明な薄 膜で覆われる。薄膜は圧縮によって前もって製造された薄い膜であシ、この薄膜 は合板の一回の圧縮によシ加圧される。この薄膜は木の表面のきづを目立たない 状態で部分の修繕を含む広さに覆う。木の表面はむしろ荒くなシ品質が低下する 。米国特許第４，０８４，９９６号は従来技術のこの種のものに関するものでオ 夛、この特許は接着剤としてフェノールホルムアルデヒド樹脂を有する前もって 製造された薄いセルローズの膜が一回の加圧によって合板の外表面に加熱プレス されることを示している。この特許は薄膜が透明、不透明に拘らず、現在の市場 における被覆された合板の製造に対する公知技術を示している。この種の合板の 例はいわゆる塗装用の基紙或は凝固した（Ｃｏｎｃｒｅｔｉｎｇ）薄膜で覆われ た合板である。本質的には、製造に用いられる薄膜の繊維構造はその早い製造段 階で最終の形を得る。

従って、薄膜の繊維は圧縮に際し木の表面のきづの形に追随し得ない。

又ポリエステルのような樹脂で接着されるガラス繊維の層で木の表面を被覆する ことが知られている。

被覆は通電子でなされる。木の表面はむしろ荒くなり低質となる。被覆は若し、 表面が清浄であれば木の表面に適当に粘着し、外表面の欠かんを有効に保護する 。

又被覆の構造物の強度を改良する。然し乍ら、この方法は合板の製造にとりて非 常にゆりくシであシ、望ましい最終の品質は一回の圧縮によって得られるべきで ある。

公知の被覆方法の共通の欠点は被覆と木の表面との間の接着が総ての用途に対し て不十分な墨である。

前述の特許に述べられたような場合においてこの欠点は薄膜の形に対する不十分 な融合性の為である。薄膜は弾力性はおるが凹所の総ての隅部に迄伸びない。薄 膜は前もって形成される為、木の層に対して加圧された時薄膜が凹所の隅部上に 曲がるように薄膜の面の方向に繊維は配向されるから、空隙が薄膜の下方に残る 。

大きな凹所に比較して特に松の層においては木の表面上に多数の微小な凹所があ る。密度の大きい薄膜はこれ等の凹所内に達し得ない。その結果、被覆と木の表 面との間の薄い中間の層は均質ではない。従って、剪断応力が繊維で補強されな いある場所に伝わる。これは勿論、逆に均一な粘着層を有する合板と比較して全 体として被覆された合板の強度に影響を及ぼす。木の表面上に加圧されない被覆 は粘着性が悪い。

本発明の目的は前記の欠点を除去する事である。

かくして、本発明は請求の範囲第１項によって特徴づけられた多層の木製品に関 する。好ましい実施例は請求の範囲第２項乃至第１０項に詳細に示している。

本発明によると、多層の木製品はその製造において一工程の加熱プレスによシ樹 脂によって木の層に接着される合成層を有している。従来技術と異なるように、 本発明による合成層は最終位置に加圧される時、構造において変化がある。合成 層は初めは密度が小さく、比較的厚い。この状態における層をここではグライブ ランクと呼ぶ。言いかえると、このプライブランクは弾性の繊維の複合体で、少 くとも加圧されてない繊維材料、接着剤、添加剤及び充填材料よシなる。プライ ブランクは前もって製造され、多層の木製品の外表面を形成するように位置する か、或は製品の加圧前に木の層の間に位置する。多層の木製品加圧状態において は、グライブランクは一回の加熱プレス工程中において合成層に圧縮され、従っ て最終の木製品においてプライブランクはその構造の一部を形成し、その厚さと 機能とは木の層の厚さと機能と同様である。グライブランクの繊維はばらばらに 配向されるからプライブランクは凹所のどの隅にも達し得る。被覆は均質であシ 、従って全体の多層の木製品の強度は、薄い予め形成された繊維の膜で被覆され た構造よシも強い。均質性の為、木の層の表面のきづが多いという事実、即ち公 知の被覆されたものよシ木の層の質が悪いという事実にも拘らず初期のきづは相 当に減少する。よシ良い粘着の為、被覆は良好であシ、製品は気候の影響を殆ど 受けない。合成層の厚さは木の層の厚さと略同−であるから表面の抵抗は合成層 の厚さによって増大する。然して、若し合成層が機械的歪の為折れても折損個所 のまわシの均質性と粘着性とによシ、水による被害は極めて少ない。

シライブランクは、計画された目的の必要性によシ処理される。基本的な構造は 繊維材料、好ましくは鉱質綿（ガラス繊維、鉱質繊維、スラッグ繊維或はセラミ ック繊維）と樹脂との組み合せである。特別な用途においては、鉱質綿は若し必 要でおればセルローズ繊維或はいくつかの他の有機的繊維或は互いに粘着する繊 維が確実な網目を形成するように機械加工によりて孔あけされ得る繊維とおきか えられる。接着剤は大きな耐火性を有する樹脂が好ましい。特別な用途において は、プライブランクは夫々特別な場合における必要条件に応じて処理される。か かる特別な必要条件は改良された耐火性、必要な吸湿性、必要な反響の抑圧性、 小さな自然の振動スペクトル等でちる。然し乍ら、主な目的はたとえ木の層の質 が相当に悪くても少くとも合板の良質性を維持する一体の連続する合成層を設け る事である。この目的は少くとも鉱質綿と樹脂とを有するシライブランクによシ 達成し得る。

前述した合板に関する説明は特に積層されたベニア材にも適応し得る。一般に、 積層されたベニア材は約６０〜１６０ｍｍに至る迄層を厚くし得る事において合 板とは異なシ、又木の層の粒子の方向が本質的に平行で長手方向にある事でも合 板と異なる。積層されたベニア材は建築物の桁として用いられる。米国特許第３ ．９０８，７２５号はこの分野における従来技術を示している。

フィンランドの特許明細書８４２，６９５　号には重合化された接着剤で互いに 接着されたくだかれた鉱質繊維からなる複合薄膜が示されて居）、これは建築用 の板として適している。然し乍ら、この複合薄膜とその繊維は前もって加熱プレ スされ、繊維は樹脂によって接着される。複合薄膜の使用は二つの別の加熱プレ ス工程を必要とし、その工程の一つは薄膜が製造される時であシ、他の一つは薄 膜が所定位置に固定される時である。

次に本発明は添付された概略図によって詳細に述第１図は従来技術による合板の 拡大断面図、第２図は本発明による多層の木製品の断面図で第３図は積層された ベニア材の好ましい実施例である。

第１図において、１，２．３は合板を形成するように互いに膠付された３つの木 の層を示す。層内の凹所４，６のようなきづけ樹脂で接着された薄膜５で覆われ る。薄膜の不十分な弾力の為、薄膜は凹所の形状に追従し得ず７で示すように曲 がる。薄膜は加熱プレス中生ずる蒸気或はガスによりて生ずる圧力の影響で８で 示すように膨張する。かくして被覆は均一でなくなる。もろい被覆は折れ又凹所 は別の折れ曲がシ作用を生ずる。中間層の表面は前述したように節１０に位置す る環状片９によシ、或は充填物１１によって修繕されるが、その結果は満足すべ きものではない。第２図、即ち本発明による実施例においては、被覆１４の繊維 は凹所の底部に進達する。若し、非常に大きな力が必要であると、木の層は合成 の層におきかえられる。

第２図の合成層はこのような置換を示す。

原則として、合成層の鉱質綿は従来の鉱質綿の製造ラインの綿の室の直後に得ら れた綿と質的に同一である。かくして鉱質綿は密度が小さい◎プライブランクの 密度は５０ｋｇ／ｍ’から２００　ｋｇ／ｍ’に変るのが好ましい。若し、重い 充填材料が用いられると、密度は大きくなる。プライブランクは又接着剤を含む が、これは必要ではない。若し、必要であれば、グライブランクは最初の厚さに 容易に圧縮される。然し乍ら、≦１００１１ＩＩｌ＋の最初の繊維の長さ、鉱質 綿ではく１０閣の繊維の長さはばらばらの繊維の配向と同様に変らない事が重要 でちる。最終状態では、即ち、グライブランクが多層の木製品の合板を形成する のに圧縮される時は、その密度は１００　ｋｇ／ｍ　〜５　、０００　ｋ１７／ ｍ　で、繊維の長さは≦１０■で、鉱質綿ではく３００μｍが好ましい。所謂テ クニカルウールが良く用いられるが、かかるウールは特に熱絶縁の用途を意図し ていない。

“中間繊維プライブランク”という言葉は加熱圧縮段階前の状態をいう。

ここに述べられたプライブランクに用いられる好ましい接着剤は所望の圧縮温度 、即ち５０℃〜３５０℃の範囲内で作用する。若し、用途が圧縮されるべき構造 を介して伝えられる非常に大きな量の熱を要求する接着剤の使用を必要とすれば 、その温度は圧縮時間の間前記の温度内でｔ＃に一定の値に維持される。若し、 特別な要求がなければ、ｐｖｃ形成は塩素を含む樹脂が耐火性を改良する為の接 着剤として用いられる。一般に・適度に上昇した温度で溶けて、冷却した時に最 初の状態に復帰するから熱可塑性の樹脂が有効である。

若し、温度が非常に高くなると、熱硬化性樹脂はその接着特性を失う。然し乍ら 、熱硬化性樹脂は熱可塑性樹脂よシも高い温度に耐えるという利点がある。熱硬 化性樹脂はより大きな弾力性を有するから、サンドウィッチ状にする為生ずる剪 断力を伝えるのに適している。更に熱硬化性樹脂はよシ大きな引張シ抵抗がある 。

樹脂には妥協的なものが選ばれるが、かかる樹脂は最も可能な方法で合板の重要 な作用の要求を満たすように選ばれる。

若し、特別な用途が有機繊維或は更に一般的に機械加工によって孔があけられ得 る・繊維の選択を必要とするならば、好ましい孔は１００〜３０’ＳＲである。

かがる繊維はセルローズ繊維、動物の柔かい毛、アスベスト繊維であシ、更に一 般的にはしっかシした繊維の網目が形成されるように機械加工によって互いに粘 着する繊維である。

前述した吸湿性と反響の抑制は合成層の多孔性によって調整される。ここで多孔 性とは鰯体の物質を含まない合成層の容積部分を意味する。所望の多孔性は接着 剤としてフェノールホルムアルデヒド樹脂ノような重縮合樹脂を用いる事によっ て得られる。多層製品の自然の振動スペクトルは、鉱質粉末或はバリウム。

タングステン、鉛素の成分のような重質の充填材料の有効な量をプライブランク に加える事によって低周波に移行し得る。

改良された耐火性はグライブランクに三酸化アンチモン或は二水和石膏を加える 事によって得られる。

前記はプライブランクが多層の木製品に所望の特性を与える方法を限定的に示し たのみである。総ての可能性は勿論このことについて述べられ得ない。重要な目 的は低質の木屑で作られた合板を期待された要求に合うように作る事である。こ れは多層の木製品のある数の木屑が繊維接着剤の複合材料と添加剤及びそれに加 えられた充填材料よシなる合成層でおき代えられるという手段の本発明によって 達成され得る。合成層は最初の形において、板状に圧縮されるべき木屑の間にブ ランクとして位置し、多層の木製品を形成する為、−回の加熱圧縮工程で多層の 製品の合成層として最終の形を得る。従って、本発明は合板製品から要求され、 且つプライブランクの好ましい組成によって得られ得る多数の特性に関する事が 明らかである。

次に、いくつかの例が本発明による方法によって得られた特性を示す為に述べら れる。合板の使用に際し、最も重要な基準であるから板の強さが比較における基 準として用いられる。

例１ 本発明によって製造された合成層と、従来の圧縮圧力によって製造された幾何学 的に同様の木屑の強さの値が同一条件で且つ同一応力の元で別々に比較された強 度試験がなされた。

合成層の繊維材料はｘ、５ｏｏｋ！？／ｍ５の密度を有する硝子繊維で、３０重 量パーセントの濃度を有するフェノールホルムアルデヒド樹脂が接着剤として用 いられた。合成層の多孔性は容積ろたシ２５チであった。

次の結果が得られた。

１、３．の厚さを有する３枚のカバの層が従来の合板製造によって処理され、加 熱プレス様内に重ねられた。本発明によって製造され、約１５閣の厚さと１００ に９／ｍ　の密度を有する合成プライブランクが最上の木屑の上方と最下の木屑 の下方に位置された。プライブランクは鉱質綿とブランクの重量で計算された３ ５重量バーセントの濃度を有するフェノールホルムアルデヒド樹脂を有する。全 体は１３０℃の温度と１．６　ＭＰａの圧力で４分間圧縮された。

圧縮後、合成層の厚さは１ｗＲ１密度は１．４００ｋｇ／ｍ’　、多孔性は答槓 当＃）２５チであシ、全体の合板の厚さは６ｍ！であった。

強度の比較の為に、他の同様の板が同一の層で作られ、その板の外表面は樹脂の 薄い層でのみ覆われた。

そして更に他の従来の合板即ちその外表面が処理されない板が用意された。試験 される板の層内のきづの状態がその位置と形の両方で同一であるように層は正確 に選ばれた。総ての３つの試験板は同一の手段で板から切シ出された複数の条片 を用いて同様の曲げ試験を受けた。そして次の結果が得られた。

前述から明らかなように、本発明による多層製品の最も本質的な部分は合成層で あシ、最初の形はシライブランクである。層は主としてグラスウール、鉱質綿或 はスラッグウールのような鉱質綿であシ、多層の製品は一回の圧縮によって形成 されるのが好ましい。

−回の圧縮は四つの異なった利点を有する。第１に、−回の圧縮は他の圧縮がな いから、費用が安い。

第２に、−回の圧縮は、木の構造に含まれる熱硬化性形の結合部が一回しか変形 しないという利点を有する。

第３に、合板の製造において木の構造にかかる圧力は木の粒子の破断限界に達す る。特に、２回の圧縮による従来の方法においては木の材料は弱くなる。本発明 による方法はこの欠点を除去する。第４に、木の層の間のフェノールホルムアル デヒド樹脂の接着層はそれが一回の圧縮中に形成されるから、重合状態にある時 全く変形しない。

鉱質綿の被覆の特性は他の繊維の被覆よシも優れて居シ、特性を悪くする亀裂が 被覆に際して生じない。

被覆は木の層から発散して泡を生じたシ、又表面を裂くような物質を阻止する。

従来から、フェノールホルムアルデヒド樹脂は木部と鉱質繊維との両方を接着し 得るものとして知られている。

適宜の圧縮技術によシ、重ねられる層の変形の為合板の製造に対し従来技術では 不可能でおった正確な寸法の板が鉱質綿の被覆によって得られた。

鉱質の繊維層の特性は木の層の特性に対し優れて居シ、言いかえれば、グライブ ランクは従来の強度特性が低質な木の材料で得られるように木の層の構造を強く する。鉱質のプライブランクは下面の凹凸をふさぎ、均質な被覆を形成するから 、従来より低質の層の材料を用いる事が可能で、同時に層、特に層の表面を修繕 する必要がない。本発明による層の材料は節のある或は修繕された木の層よシも 常に大きな強度を有する。

合成プライブランクの特徴は、プライブランクの成分と成分の比率とを変える事 によシ大巾に変わる。

これは繊維片で補強されたプラスチックの複合物とブレンドしたグラスチックの 複合物の場合にも同様に行われる。

次に、未加工の材料に合成プライブランクを適当に組み合わせる事によって得ら れ、且つ本発明による被覆で覆われた板の使用を本質的に広くするという二。

三の特別な利点が述べられる。合成層の基本的な構造は主に鉱質綿で形成され、 最終積層えの圧縮中に上述した分離（ｓｐｌｉｔｔｉｎｇ）と再配向特性を有す る。

積層の構造と被覆特性は圧縮中の異なる圧縮のパラメータ（圧縮速度９周期）を 変化する事によって得られる。

積層の特別な音、熱に関する特性は表面の多孔性を変える事によって本質的に得 られる。多孔の積層は適宜の重縮合樹脂或は異なった種類の液体発泡剤或は不十 分な量の接着剤を用いる事によって得られる。

積層の被覆性は、多孔性の面の方が完全に目のつまりた面よシも被覆し易いから 多孔質によって影響される。

含有する大量の有機的材料によって木版の燃え易さくｆｌｒｅｌｏａｄ）を減少 する積層の耐火抵抗は接着剤の量を減少し、 可燃性の接着剤の使用を少くし、 火災防止の化学薬品を用い、 無機物の接着剤を用い、 無機物の充填材料を接着剤に加え、 水、泡を形成する添加剤を接着剤に加える事によって影響される。

積層の電気的、磁気的及び温度的特性は金属と石炭繊維（ｃｏａｌ　ｆｉｂｒｅ ｓ）　Ｖ？：よって変化する。

従来の織物繊維系の被覆の使用は本発明による表面に対する粘着性が非常に良い から更に有効である。

被覆は着色され得る。

本発明によって被覆された板は寸法が一定して居シ、総ての方向に均質である。

本発明による被覆の異なった種類の製造は摩擦を改良する為の被覆と同様十分に 可能である。

本発明による被覆によシ、表面は従来のものよシも遥かに固く且つ損耗抵抗を有 する。

被覆は湿気に対して全く化学変化をおこさない。

大体において、本発明による多層の木製品は今日用いられている総ての種類の被 覆された合板に匹敵し得る。若し、木の表面の保護が必要であれば、木の層に合 成プライブランクを被覆する事が適当である。本発明による合成層で被覆された 多層の木製品の値段は従来の合板と比較して十分競争し得る。そして従来の用途 と比較して本発明製品は新しい用途を見出す。

合成層で被覆されたこの材料は、少くとも次の実除の用途を有する。

モータ及び輸送工業、 建設工業の表面板、 鋳型材料、 デート及び船舶の製造（中間壁）、 プレハブ工業、 農場の建物、 包装材料。

第３図は積層されたベニヤ材に適用した本発明の実施例を示す。２０は木の層を 示し、２１は本発明による合成層を示し、２２は従来技術では別の充填片を必要 とする孔を示し、２３は木の層におけるきづを示し、２４と２５とは積層された ベニア材の曲げ強度を改良する為に長手方向にずれた接目を示す。木の層２０と 合成層２１との接目は２６と２７で示すように傾斜している。

国際調査報告 ｌｍａｍ＋。。２１ＡＩ６□、７９．、Ｎｏ　ρＣＴ／ＦＩ８６１００１２’＋ １ｌｌｌ＋＋”ＩＩ：。ｎａｌ　Ａ、１’ＺＮ１．。、Ｎ、、ＰＣＴ／Ｆ１８６ １０ＯＩＣ

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. （１）少くともその一層は、一回の工程の加熱プレスにより多層の木製品を製造 するに際し、無計画に配向された繊維材料，接着剤，添加剤，充填材料よりなる 未加工の繊維プライブランクで形成された一体の層１４により形成され、前記プ ライブランクは加熱プレスの工程中、隣接する木の屑の表面の凹凸部を充填し、 かくして正確な寸法の簡潔な合成層を形成する多層の木製品。
2. （２）繊維材料は硝子繊維，石繊維（ｓｔｏｎｅ　ｆｉｂｒｅ），スラグ繊維或 はセラミック繊維系の鉱質綿である請求の範囲第１項記載の多層の木製品。
3. （３）未加工繊維のプライブランクの最初の密度は５０〜２，５００ｋｇ／ｍ３ ，最終の密度は１００〜５０００ｋｇ／ｍ３，繊維の最初の長さは≦１００ｍｍ ，鉱質綿では≦１０ｍｍ，最終の長さは≦１０ｍｍ，鉱質綿では≦１，０００μ ｍ，繊維の直径は０．５〜５０μもである請求の範囲第１項記載の多層の木製品 。
4. （４）繊維材料は機械加工によって少くとも開孔度が１０〜３０°ＳＲに孔あけ される繊維である請求の範囲第１項乃至第３項の何れか１項記載の多層の木製品 。
5. （５）接着剤の量は繊維材料の５〜７０重量パーセントであり、接着剤は５０〜 ３５０℃の温度で働く請求の範囲第１項乃至第４項の何れか１項記載の多層の木 製品。
6. （６）合成層１５は一対及び数対の木の層１，３間にのみ固着される請求の範囲 第１項乃至第５項の何れか１項記載の多層の木製品。
7. （７）吸湿性と音響的反響の抑制を必要とする用途に特に向けられるものであっ て、合成層１４，１５の多孔性は容積あたり０〜８０％であり、これは接着剤と してのフェノールホルムアルデヒド樹脂或は熱可塑性材料のような重縮合樹脂の 使用によって得られる前記請求の範囲の何れか１項記載の多層の木製品。
8. （８）特に耐火性を必要とする用途に向けられるものであって、塩素を含む重合 体が接着剤として用いられ、発泡剤及び含水塩のような加熱結合物質或はアルミ ニューム水酸化物のような化学的に結合した水を含む化合物が添加剤として用い られる前記請求の範囲の何れか１項記載の多層の木製品。
9. （９）その一層のみは木或は木片で作られた層である前記請求の範囲の何れか１ 項記載の多層の木製品。
10. （１０）積層されたべニァ材の形状において、各二層は合成層であり又各二層は 木層である前記請求の範囲の何れか１項記載の多層の木製品。