説明

長繊維板とその製造方法

【課題】表面が平滑であり、化粧面材の基材に用いた場合に意匠性を損なうことのない長繊維板とその製造方法を提供する。
【解決手段】長繊維板を成型した後、成型時よりも高温かつ高圧の条件で熱圧処理して得られたものであることを特徴とする。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、長繊維板とその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【0002】
ドアパネル、引戸、間仕切り開閉壁等の建具に用いられるフラッシュパネルは、LVLやパーティクルボードで作製された枠材で枠組みをした後、これを面材で両側から挟んで構成される。
【0003】
面材には素板、合板、繊維板等の木質材料を用いることができるが、平滑で表面性の良い中密度繊維板(MDF)に数十μmの薄いPET製の化粧シートを酢酸ビニル等の水性エマルジョン接着剤で貼り合わせた化粧面材が意匠性の点から広く用いられている。
【0004】
しかしながら、MDFは含水率が変化したときの寸法変化が大きい。そのため、湿度の異なる2室をMDFの化粧面材を用いた建具で仕切った場合、両面のMDFの含水率の違いにより寸法に差が生じ、建具に反りが発生する。その結果、建具が枠につかえて開閉しづらくなる不具合や、枠と建具との間に隙間が生じる不具合等が生じる。
【0005】
そのため、防湿性の高いシートを両面に貼ることでMDFの含水率変化を抑制しようとする方策もなされているが、シートのコストが高いという問題や、一般に用いられる酢酸ビニル等の水性エマルジョン接着剤で貼ることが難しいという問題が生じる。
【0006】
一方、ケナフやジュート等の植物長繊維を原材料とした長繊維板が知られている(特許文献1、2参照)。長繊維板は、含水率変化したときの寸法安定性に特に優れていることから、これを建具の面材として用いることで面材の寸法変化が抑制され、反りが生じにくい建具とすることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【特許文献1】特開2009−202376号公報
【特許文献2】特開2000−263519号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
しかしながら、長繊維板は原材料の長繊維が長くて太いためにボード表面の凹凸が大きく、これを基材にして化粧シートを貼ると凹凸が化粧シート表面に現われてしまうために、意匠性が損なわれてしまう。
【0009】
本発明は、以上の通りの事情に鑑みてなされたものであり、表面が平滑であり、化粧面材の基材に用いた場合に意匠性を損なうことのない長繊維板とその製造方法を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【0010】
本発明の長繊維板は、長繊維板を成型した後、成型時よりも高温かつ高圧の条件で熱圧処理して得られたものであることを特徴とする。
【0011】
本発明の長繊維板の製造方法は、長繊維板を成型する工程と、この長繊維板を成型時よりも高温かつ高圧の条件で熱圧処理する工程とを含むことを特徴とする。
【0012】
この長繊維板の製造方法において、温度300〜350℃、圧力300〜400N/mmの条件で熱圧処理することが好ましい。
【0013】
この長繊維板の製造方法において、長繊維板を成型した後、長繊維板の含水率を5〜10%として熱圧処理することが好ましい。
【0014】
この長繊維板の製造方法において、長繊維板を成型した後、予め長繊維板に樹脂を塗布しておき、この樹脂を塗布した長繊維板を熱圧処理することが好ましい。
【発明の効果】
【0015】
本発明の長繊維板とその製造方法によれば、成型後の熱圧処理により表面が平滑になるため、これを化粧面材の基材に用いたときに凹凸が化粧シート表面に現われることを抑制することができ、意匠性を損なうことがない。
【発明を実施するための形態】
【0016】
以下に、本発明を詳細に説明する。
【0017】
本発明において、長繊維板は、天然の長繊維を原材料としてこれを樹脂で接着して板状に成型したものである。
【0018】
長繊維としては、例えば、ケナフ、ジュート、ヘンプ、ラミー、リネン等の天然の長繊維を用いることができる。これらの長繊維はヘミセルロースを多く含有し、成型後の熱圧処理時にこのヘミセルロースが変性し表面に現われることで、熱圧処理後の長繊維板の表面平滑性や耐水性が向上する。この点からも、本発明では、上記したような非木材の天然の長繊維を用いることが好ましい。
【0019】
長繊維は、長さが10〜200mm程度のものを用いることが好ましく、このような長繊維を用いることで寸法安定性の良い長繊維板を得ることができる。
【0020】
この長繊維を用いて長繊維板を製造する際には、まず、長繊維を解繊し不織布状にしたものに樹脂を供給する。樹脂の供給方法としては、特に限定されないが、例えば、不織布に水溶性樹脂を含浸させる湿式の方法や、不織布の成型時に樹脂繊維や樹脂粉末を混綿しておく乾式の方法等を用いることができる。
【0021】
樹脂としては、成型後の熱圧処理時における高温下でも変形しないものであれば特に限定されないが、例えば、尿素樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、ウレタン樹脂等の熱硬化性樹脂が好ましく用いられる。
【0022】
そして本発明においては、長繊維板を成型する工程と、この長繊維板を成型時よりも高温かつ高圧の条件で熱圧処理する工程とを経て長繊維板が製造される。
【0023】
まず、長繊維板を成型する工程では、例えば、樹脂を供給した長繊維の不織布を熱盤等を用いてプレスすることにより行うことができる。加熱および加圧の条件は、用いる樹脂の種類や得ようとする長繊維板の密度等によっても異なるが、例えば、温度140〜200℃、圧力1〜3MPaで行うことができる。
【0024】
この成型時において、過剰に高い温度条件で成型すると硬化不良が発生し、また過剰に高い圧力で成型すると部分的に樹脂のシミが発生したりする場合がある。これに対して本発明では、一旦適切な熱圧条件で長繊維板を成型した後、加熱ロール等を用いて成型時よりも高温かつ高圧の条件で熱圧処理を行う。そのため、硬化不良や樹脂のシミの発生を抑制しつつ長繊維板の表面を平滑にすることができる。
【0025】
この成型後に熱圧処理する工程において、温度条件としては、成型時よりも高温であることが必要であり、好ましくは300〜350℃である。温度が低過ぎると熱圧処理による平滑化が不十分となる場合があり、温度が高過ぎると長繊維板が炭化してしまう場合がある。
【0026】
次に、圧力条件としては、成型時よりも高圧であることが必要であり、好ましくは300〜400N/mmである。圧力が低過ぎると熱圧処理による平滑化が不十分となる場合があり、圧力が高過ぎると圧縮破壊やそれに伴う反りが発生する場合がある。
【0027】
そして本発明では、長繊維板を成型した後、長繊維板の含水率を5〜10%として熱圧処理することが好ましい。長繊維板の含水率をこの範囲内とすることにより、熱圧処理後の長繊維板の表面の平滑性を向上させることができる。
【0028】
また、長繊維板を成型した後、予め長繊維板に樹脂を塗布しておき、この樹脂を塗布した長繊維板を熱圧処理することが好ましい。これにより、熱圧処理後の耐水性を向上させることができ、熱圧処理後の平滑性が吸湿後も安定的に持続することから、長繊維板の表面の平滑性をさらに向上させることができる。このとき用いる樹脂としては、耐水性の高い樹脂が好ましい。具体的には、例えば、尿素樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、ウレタン樹脂等の熱硬化性樹脂を用いることができる。これらは、例えば水性エマルジョンとして供給することができる。
【0029】
成型後の熱圧処理を行う装置は、特に限定されないが、必要とする熱圧条件やメンテナンスの簡便性の観点から、誘電発熱式の加熱ロールを用いた高圧カレンダー機等を用いることが好ましい。
【0030】
以上のようにして得られる長繊維板は、表面が平滑であり、表面に化粧シートを貼ることで建具等の化粧面材の基材として用いることができる。この基材を用いた化粧面材は、意匠性が良く反りの発生も少ない建具とすることができる。
【実施例】
【0031】
以下に、実施例により本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。
<実施例1>
目付け1000g/m2のケナフ長繊維による不織布に、フェノール樹脂を固形分で20質量%供給した。これを200℃、2.0MPa、3.5分間の条件で熱圧成型し、2.0mmのボードとした後、#240の研磨布で表面をサンディングして厚み1.5mm、密度700kg/cm2の長繊維板を得た。
【0032】
この長繊維板を気乾状態で養生して含水率が約5%となるように調湿した。その後、高圧カレンダー機を用いて、温度300℃、圧力(線圧)300N/mm、送り速度5m/minの条件で熱圧処理を行い、長繊維板を製造した。
<実施例2>
実施例1において、高圧カレンダー機の温度を350℃とし、それ以外は実施例1と同様にして長繊維板を製造した。
<実施例3>
実施例2において、成型後の長繊維板を調湿した後、その片面に固形分50質量%の水性ポリウレタン樹脂(DIC株式会社製)を100g/m2塗布し、その後高圧カレンダー機による熱圧処理を行った。それ以外は実施例2と同様にして長繊維板を製造した。
<実施例4>
実施例2において、長繊維板を気乾状態で養生して含水率約10%となるように調湿し、その後高圧カレンダー機による熱圧処理を行った。それ以外は実施例2と同様にして長繊維板を製造した。
<実施例5>
実施例2において、高圧カレンダー機の圧力を400N/mmとし、それ以外は実施例2と同様にして長繊維板を製造した。
<比較例1>
厚み2.5mm、密度700kg/cm2の針葉樹系MDF(N&E社製)を用いた。
<比較例2>
実施例1において、長繊維板を成型後、気乾状態で養生して含水率約5%となるように調湿し、その後高圧カレンダー機による熱圧処理を行わず、それ以外は実施例1と同様にして長繊維板を製造した。
<比較例3>
実施例1において、高圧カレンダー機による圧力を200N/mmとし、加熱しないで加圧処理を行った。それ以外は実施例1と同様にして長繊維板を製造した。
<比較例4>
実施例1において、高圧カレンダー機による圧力を300N/mmとし、加熱しないで加圧処理を行った。それ以外は実施例1と同様にして長繊維板を製造した。
<比較例5>
実施例1において、高圧カレンダー機による圧力を600N/mmとし、加熱しないで加圧処理を行った。それ以外は実施例1と同様にして長繊維板を製造した。
<比較例6>
実施例1において、高圧カレンダー機の温度を約200℃(200℃未満)とし、それ以外は実施例1と同様にして長繊維板を製造した。
<参考例1>
実施例1において、高圧カレンダー機の温度を400℃とし、それ以外は実施例1と同様にして長繊維板を製造した。
<参考例2>
実施例1において、成型後の長繊維板を105℃の乾燥機で絶乾状態にして、これに高圧カレンダー機で熱圧処理を行った。それ以外は実施例1と同様にして長繊維板を製造した。
<参考例3>
実施例1において、長繊維板を気乾状態で養生して含水率約15%となるように調湿し、その後高圧カレンダー機による熱圧処理を行った。それ以外は実施例1と同様にして長繊維板を製造した。
【0033】
実施例1〜5、比較例1〜6、および参考例1〜3の各ボードについて、初期状態および40℃、90%RHの恒温恒湿槽に7日間放置後の表面粗さ(Ra)を測定した。その結果を表1に示す。
【0034】
【表1】

【0035】
表1において、比較例1はMDFの結果であるが、化粧面材においてシート貼り可能な表面平滑性の目標値となる。
【0036】
比較例2は、成型後に熱圧処理をしていない長繊維板の結果であるが、MDFに比べると表面粗さが大きく、シート貼りしてもシート表面に凹凸が現われて意匠性が損なわれてしまう。
【0037】
比較例3、4の結果から、成型後の熱圧処理において圧力を加えることで平滑性は向上していくものの、吸湿することで元に戻ることがわかる。また、比較例5では、さらに圧力を加えると平滑性は増すものの、高圧のためボードが部分的に圧縮破壊を起こしてボードがゆがんでしまったため、面材として用いることは不可能な状態となった。
【0038】
一方、実施例1、2の結果より、300℃以上の高温の状態で高圧をかけることにより初期の平滑性が向上し、吸湿後も持続させることができた。適切な温度範囲について検討を行ったところ、比較例6の結果より、温度が200℃未満であると耐水性の向上は小さくなり、参考例1の結果より、400℃付近を超えると長繊維板が炭化してしまった。
【0039】
実施例3では、樹脂を塗布した状態で熱圧処理を行うことにより耐水性が向上し、吸湿後も平滑性は低下しなかった。
【0040】
実施例4では、散水して含水率の高い状態で熱圧処理を行うことにより、初期の平滑性と耐水性が向上した。しかし、参考例2の結果より、含水率が低過ぎると熱圧処理をしても平滑性の向上は見られなかった。また参考例3の結果より、含水率が高過ぎても平滑性の向上は見られなかったが、これは、おそらく高圧カレンダー機のロールの熱が奪われたことによるものと考えられる。
【0041】
実施例5では、高圧カレンダー機の圧力を300N/mmから400N/mmに変更したが、上記の実施例と同等の結果が得られた。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
長繊維板を成型した後、成型時よりも高温かつ高圧の条件で熱圧処理して得られたものであることを特徴とする長繊維板。
【請求項2】
長繊維板を成型する工程と、この長繊維板を成型時よりも高温かつ高圧の条件で熱圧処理する工程とを含むことを特徴とする長繊維板の製造方法。
【請求項3】
温度300〜350℃、圧力300〜400N/mmの条件で熱圧処理することを特徴とする請求項2に記載の長繊維板の製造方法。
【請求項4】
長繊維板を成型した後、長繊維板の含水率を5〜10%として熱圧処理することを特徴とする請求項2または3に記載の長繊維板の製造方法。
【請求項5】
長繊維板を成型した後、予め長繊維板に樹脂を塗布しておき、この樹脂を塗布した長繊維板を熱圧処理することを特徴とする請求項2ないし4いずれか一項に記載の長繊維板の製造方法。

【公開番号】特開2011−245699(P2011−245699A)
【公開日】平成23年12月8日(2011.12.8)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−119888(P2010−119888)
【出願日】平成22年5月25日(2010.5.25)
【出願人】(000005832)パナソニック電工株式会社 (17,916)
【Fターム(参考)】