JP2009101544A

JP2009101544A - 圧縮成形ボード及びその製造方法

Info

Publication number: JP2009101544A
Application number: JP2007273650A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Fukuhara; 敦志福原; Kazuaki Nakabayashi; 和昭中林; Kohei Morimoto; 康平森本
Original assignee: Itoki Corp
Current assignee: Itoki Corp
Priority date: 2007-10-22
Filing date: 2007-10-22
Publication date: 2009-05-14
Anticipated expiration: 2027-10-22
Also published as: JP5096866B2

Abstract

【課題】天然素材である農作物の殻を活用したボードであって、実用性に優れたボードを実現する。
【解決手段】農作物の殻を含有する圧縮成形ボード１であって、粉砕された前記殻が接着剤とともに加熱圧縮されて成形された基材２と、基材２の表裏面の一方または両方に設けられた表面層３とを有している。そして、表面層３は、前記殻が視認できる程度の透光性を有する層である。
【選択図】図１

Description

本発明は、もみ殻等の農作物の殻を含有する圧縮成形ボードに関するものである。

家具や建材用のボードとして、従来から木片や穀物等の天然素材の小片を、接着剤と混合し加熱圧縮して成形したボート（パーティクルボード等）が多数知られており（特許文献１他）、このような天然素材製のボードは、廃棄物の活用や環境保護の観点（バイオマス材料の活用）からも推奨されている。

このような小片をボード状に圧縮成形した基材には、その表面に小片同士の隙間が必然的に生じて凹部となり、平滑性が不十分であった。そのため、基材の表面を研磨したり、あるいは、特許文献１のように、基材に接着剤を介して紙を固着した後に、この紙を研磨して除去することで、平滑で緻密な表面に仕上げたりしている。
特開２０００−３７７１２号公報

しかしながら、このように表面を平滑に仕上げるために研磨工程を付加したり、特許文献１のように一旦紙を接着した後に研磨で除去したりすると、製造工数が増えるため、コスト上昇の要因になるという問題がある。

また、農作物の殻を活用したボードであるため、できるだけ素材を外部から認識できるようにして、環境に優しいボードであることをアピールしたいという要望もあった。

本発明は、上記問題を解消するものであり、天然素材である農作物の殻を活用したボードであって、実用性に優れたボードを実現することを目的とするものである。

前記目的を達成するために、請求項１に記載の発明における圧縮成形ボードは、農作物の殻を含有する圧縮成形ボードであって、粉砕された前記殻が接着剤とともに加熱圧縮されて成形された基材と、前記基材の表裏面の一方または両方に設けられた表面層とを有し、前記表面層は、前記殻が視認できる程度の透光性を有する層であることを特徴とするものである。

また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の圧縮成形ボードにおいて、前記表面層は、ＤＡＰ樹脂を含浸した混抄紙を素材とした層であることを特徴とするものである。

また、請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の圧縮成形ボードにおいて、前記基材の少なくとも一方の面は非研磨面であって、この一方の面に前記混抄紙を素材とする表面層が形成されていることを特徴とするものである。

また、請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の圧縮成形ボードにおいて、前記表面層は、ＤＡＰ樹脂を前記基材に塗布して形成した層であることを特徴とするものである。

また、請求項５に記載の発明における圧縮成形ボードは、農作物の殻を含有する圧縮成形ボードであって、粉砕された前記殻が接着剤とともに加熱圧縮されて成形された基材と、前記基材の表裏面の一方または両方に設けられた表面層とを有し、前記表面層は、２枚以上のチタン紙を重ねて形成した層であることを特徴とするものである。

また、請求項６に記載の発明における圧縮成形ボードは、農作物の殻を含有する圧縮成形ボードであって、粉砕された前記殻が接着剤とともに加熱圧縮されて成形された基材と、前記基材の表裏面の一方または両方に固着された再生パルプと、再生パルプに積層された化粧紙とを備えたことを特徴とするものである。

また、請求項７に記載の発明における圧縮成形ボードの製造方法は、成形用の枠体の内部に、粉砕された前記殻と未硬化の接着剤とを混合した基材用素材を所定量投入して基材用素材層を設ける工程と、前記基材用素材層を設ける工程に前後して、前記基材用素材層の下層または上層のいずれか一方または両方に再生パルプを配置する工程と、前記基材用素材層と前記再生パルプとを重ねた状態で、これらを加熱圧縮して、前記殻を含有する基材の表裏面のいずれか一方または両方に再生パルプを固着する工程と、を備えることを特徴とするものである。

また、請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の圧縮成形ボードの製造方法において、前記加熱圧縮する工程の前に、前記基材用素材層に前記再生パルプを挟んで化粧紙が配置され、前記加熱圧縮する工程では、前記基材用素材層と前記再生パルプと前記化粧紙とを加熱圧縮して、これらを一体化することを特徴とするものである。

請求項１に記載の発明によれば、農作物の殻を用いて基材を成形し、表面層は基材の殻を視認できる程度の透光性を有しているので、天然素材である殻の風合いや色合いをそのまま生かすことができる。また、環境に優しい商品としてのアピールも可能である。

請求項２に記載の発明によれば、表面層は、ＤＡＰ樹脂を含浸した混抄紙を素材とした層である。ＤＡＰ樹脂は透光性を有していて、ＤＡＰ樹脂の透光性を損なわない混抄紙を選択することで、基材の殻を十分に認識することができる。

請求項３に記載の発明によれば、基材の少なくとも一方の面は非研磨面であって、この一方の面に前記混抄紙を素材とする表面層が形成されている。殻を圧縮した基材の表面は、殻同士の隙間による凹みが多数形成されているが、混抄紙は、基材の凹凸を吸収することができるので、基材を研磨せずに表面層を固着しても、表面層が平滑化する。従って、表面層に混抄紙を用いると、基材の研磨工程を省略又は簡略化することができる。

請求項４に記載の発明によれば、表面層は、ＤＡＰ樹脂を基材に塗布して形成した層である。つまり、表面層にＤＡＰ樹脂を含浸したシート材（化粧紙等）を用いるのではなく、ＤＡＰ樹脂を直接基材に塗布しているから、シート材（化粧紙等）を用いない分だけ、表面層の透明性が高められ、コスト削減の効果も奏する。また、ＤＡＰ樹脂は基材の表面の凹部に浸透してこれを埋めるようにして硬化するので、ＤＡＰ樹脂からなる表面層の表面を平滑にすることができる。

請求項５に記載の発明によれば、農作物の殻を用いて基材を成形し、表面層は２枚以上のチタン紙を重ねて形成した層である。殻を圧縮した基材の表面は、殻同士の隙間による凹みが多数形成されているため、表面層としてチタン紙を１枚だけで構成すると、基材の凹凸を吸収しきれない。表面層に２枚以上のチタン紙を重ねて用いることにより、基材の凹凸を吸収し、表面層の表面を平滑にすることが可能となり、基材の研磨工程を省略又は簡略化することができる。

請求項６に記載の発明によれば、農作物の殻を用いて基材を成形し、基材と化粧紙との間に再生パルプを介在させている。殻を圧縮した基材の表面は、殻同士の隙間による凹みが多数形成されているが、再生パルプは前記凹みを吸収するので、基材を研磨しなくても、化粧紙の表面に基材の凹凸が影響することを防止でき、化粧紙の表面を平滑化できる。

請求項７に記載の発明によれば、枠体の内部に投入された基材用素材層と、その下層または上層のいずれか一方または両方に配置された再生パルプとを、同時に加熱圧縮して一体化し、基材に再生パルプを固着している。殻を圧縮した基材の表面は、殻同士の隙間による凹みが多数形成されているが、再生パルプは、この凹みを吸収することができる。そして上記製造方法では、再生パルプを基材に固着する場合に、基材の成形と同時にできるから、製造工程を大幅に増やすことなく形成できる。

請求項８に記載の発明によれば、成形用の枠体の内部に、基材用素材層の下層または上層のいずれか一方または両方に再生パルプを配置し、さらに、再生パルプに化粧紙を積層し、この状態で、これらを同時に加熱しながら圧縮する。これにより、再生パルプによって基材の凹凸を吸収し、且つ基材を化粧紙で覆う工程を、一度の押圧加工の工程で行うことができる。

以下に、本発明の具体的な実施形態を、図面を用いて説明する。本発明の圧縮成形ボード１は、農作物の殻を含有するボードであって、農作物としては、穀物が好適で、稲、大麦、小麦、燕麦、あわ、ひえ、きび、とうもろこし、豆等が利用できる。特に、稲の殻であるもみ殻は、他の素材と比較しても一括して大量に入手し易く、工業的にも安定した材料として利用できる。従って、以下の説明では、農作物の殻としてもみ殻を利用した圧縮成形ボード１について説明する。

もみ殻は、稲から分離した状態のままでは嵩比重が０．１５〜０．２程度と小さいため、嵩比重が０．８程度になるように粉砕して用いている。この場合、もみ殻の繊維組織が長く残るような方向に粉砕することが好ましい。そして、この粉砕したもみ殻とイソシアネート系樹脂の接着剤（未硬化）を混合した素材を、加熱しながら押圧することで、接着剤を硬化させ、板状の基材２が成形される。この実施形態では、加熱、押圧の条件としては、１５０℃、３０分、面圧３５ｋｇ／ｃｍ^２にしている。そして、基材２の表裏面のうちのいずれか一方または両方には、表面層３が形成されている。

第１実施形態の圧縮成形ボード１では、図１（ａ）に示すように、表裏面のうちの一方（表面）に表面層３を設け、この表面層３を、ＤＡＰ（ジアリルフタレート）樹脂５を含浸した混抄紙４で形成している。ＤＡＰ（ジアリルフタレート）樹脂５は熱硬化性樹脂であり、周知のように、耐傷性、耐汚性に優れていることに加え、透光性も有している。一方、混抄紙４は、ここでは、ＤＡＰ樹脂の透光性を生かすために、印刷を施さずに白色に仕上げたものを用いており、ポリエステル系繊維に、パルプを５５〜８０％混合したもので、秤量が６０〜１２０ｇ／ｍ^２のものを適用している。

ＤＡＰ樹脂を主成分とした原料樹脂は、モノマー又はオリゴマー（プレポリマー）の状態で存在しており、適切な溶媒で粘度を低めてから混抄紙４に含浸される。樹脂の含浸量は、混抄紙４の１ｍ^２当たり７５〜１００ｇの範囲が好適である。

次に、第１実施形態の圧縮成形ボード１の製造方法について説明する。図２に示すように、ホットプレス装置に用いる枠体１０の内部に、粉砕したもみ殻と未硬化の接着剤とを混合した基材用素材層２０を所定量（所定の高さ分）投入し、その上に、未硬化のＤＡＰ樹脂５を含浸した混抄紙４を重ねる。そして、１５０℃に加熱しながら面圧３５ｋｇ／ｃｍ^２の圧力で３０分押圧することにより、基材２の圧縮成形と同時に、表面層３を基材２に積層固定することができる。なお、図２とは上下を逆にして、基材用素材層２０の下方のみに、未硬化のＤＡＰ樹脂５を含浸した混抄紙４を配置して成形してもよい。

また、第１実施形態では、基材２の表裏面のうち一方の面のみに表面層３を設けているが、もちろん表裏両面に設けてもよく、その場合には、加熱押圧する前に、枠体１０において、あらかじめ基材用素材層２０の上下を挟むように、未硬化のＤＡＰ樹脂５を含浸した混抄紙４を配置しておけばよい。

上記構成によると、基材２の表面に、未硬化のＤＡＰ樹脂が含浸された混抄紙４を重ねて、加熱しながら加圧するとＤＡＰ樹脂が硬化し、表面層３が基材２に固着する。すると、全体として多少白みを帯びるものの、もみ殻を外部から視認できる程度の透光性（半透明性）が得られるので、表面層３を介しても、天然素材であるもみ殻を利用したボードであることをアピールすることができる。

また、基材２は、もみ殻Ｍを圧縮成形したものであるため、もみ殻Ｍ同士の間に必然的に生じる隙間によって、基材２の表裏面には、図１（ｂ）に模式的に示したように、微細な凹み２ａが多数形成されている。ところが、混抄紙４は、基材２の凹凸を吸収する特性を有しているため、基材２に表面層３を積層すると、表面層３の表面は凹凸なく平滑になるという効果を奏する。なお、基材２に含まれるもみ殻Ｍは、木片等に比べて本来の大きさが揃っている上に粉砕して使用しているから、基材２の表裏面にできる凹凸は、木片等を圧縮成形した基材（パーティクルボード等）の表裏面の凹凸よりも小さい（細かく）なるという利点も有している。

また、一般的に、基材２の厚みを正確に仕上げるため、あるいは、基材２の表面の凹凸を除去するために、製造時には、圧縮成形された後に、基材２の表裏面を研磨する研磨工程が含まれる。しかしながら、基材２の表面に混抄紙４を適用した表面層３を設けていて、前述したように、混抄紙４は基材２の凹凸を吸収して平滑化する特性を有している。

従って、基材２の裏面を研磨して厚みを仕上げれば、基材２の表面に対する研磨は不要となり、さらに、圧縮加工の工程のみで基材２の板厚を高い精度で成形すれば、基材２の表裏面のいずれに対しても研磨は不要となる。つまり、表面層３に混抄紙４を用いると、研磨工程を簡略化または省略することができる利点もある。

このように成形された圧縮成形ボード１は、押圧の条件を変えることで、密度（硬さ）のコントロールが可能となり、密度の大きいものは建材用に、小さいものは家具用に好適である。

第１実施形態を変形した第２実施形態では、図３に示すように、圧縮成形ボード１の表面層３をＤＡＰ樹脂５のみで形成してもよい。つまり、第１実施形態のように、ＤＡＰ樹脂５を混抄紙４に含浸して表面層３を形成するのではなく、基材２の表面に、未硬化のＤＡＰ樹脂５を直接塗布し、加熱することにより硬化させて、表面層３を形成している。なお、第２実施形態（以下に示す他の実施形態）の基材２は第１実施形態と同様に形成されている。

第２実施形態では、塗布したＤＡＰ樹脂が、基材２の凹みに浸透して硬化するから、凹凸を吸収することができ、表面層３の表面を平滑に仕上げることができる。また、表面層３に混抄紙４を含まない分だけ透光性が高まる（透明性）ため、もみ殻の色合いをほとんど損なわずに、外部から認識することができる。

また、第１実施形態を変形した第３実施形態では、図４に示すように、圧縮成形ボード１の表面層３をチタン紙６にＤＡＰ樹脂５を含浸して形成してもよい。チタン紙６は、原紙に細かい穴が多数あいているため未硬化のＤＡＰ樹脂５を含浸することができ、添加されている二酸化チタンが遮蔽性を発揮する。従って、第３実施形態では、透光性を有するＤＡＰ樹脂５を含浸しても、表面層３としては透光性を発揮することはできないから、もみ殻を外部から視認する必要がない用途に適している。

また、チタン紙６は、混抄紙４に比べて基材２の凹凸を吸収し難いから、２枚以上重ねて基材２に固着することが望ましく、図３では、チタン紙６を２枚重ねた場合を図示している。もちろん、チタン紙６を３枚以上重ねてもよい。

第１実施形態を応用した第４実施形態では、図５（ａ）に示すように、圧縮成形ボード１の基材２と表面層３との間に、再生パルプ７を介在させていて、この実施形態では、基材２の表裏両面に表面層３を設けた場合を例示している。表面層３には、混抄紙やチタン紙にかかわらず任意の化粧紙を選択してもよい。

再生パルプ７としては、一般古紙（短繊維）または牛乳パック（長繊維）が使用可能であるが、再生パルプ７を介在させる（インサート成形する）と、基材２の表裏面の凹凸を吸収緩和することができるので、基材２の研磨が不要になるという利点がある。従って、再生パルプ７を介在させると、第１実施形態のように混抄紙を用いたり、第３実施形態のようにチタン紙６を複数枚積層したりしなくても、基材２の凹凸を吸収できるので、化粧紙の枚数を減らし、任意に選択できるのである。

また、このように再生パルプ７を介在させる形態の場合には、図５（ｂ）に示したように、製造時、ホットプレス装置の枠体１０において、基材用素材層２０と、表面層３とからなる化粧紙との間に、再生パルプ７を挟んで、加熱、圧縮させることで、これらを同時に一体化して圧縮成形ボード１を形成できるので、製造工程も簡略化できる。

（ａ）は第１実施形態の圧縮成形ボードの縦断面図、（ｂ）は基材の模式的拡大図である。第１実施形態の圧縮成形ボードの製造方法を説明する図である。第２実施形態の圧縮成形ボードの縦断面図である。第３実施形態の圧縮成形ボードの縦断面図である。（ａ）は第４実施形態の圧縮成形ボードの縦断面図、（ｂ）は第４実施形態の圧縮成形ボードの製造方法を説明する図である。

符号の説明

１圧縮成形ボード
２基材
２ａ凹み
３表面層
４混抄紙
５ＤＡＰ樹脂
６チタン紙
７再生パルプ
１０枠体
２０基材用素材層
Ｍもみ殻

Claims

農作物の殻を含有する圧縮成形ボードであって、
粉砕された前記殻が接着剤とともに加熱圧縮されて成形された基材と、前記基材の表裏面の一方または両方に設けられた表面層とを有し、
前記表面層は、前記殻が視認できる程度の透光性を有する層であることを特徴とする圧縮成形ボード。
前記表面層は、ＤＡＰ樹脂を含浸した混抄紙を素材とした層であることを特徴とする請求項１に記載の圧縮成形ボード。
前記基材の少なくとも一方の面は非研磨面であって、この一方の面に前記混抄紙を素材とする表面層が形成されていることを特徴とする請求項２に記載の圧縮成形ボード。
前記表面層は、ＤＡＰ樹脂を前記基材に塗布して形成した層であることを特徴とする請求項１に記載の圧縮成形ボード。
農作物の殻を含有する圧縮成形ボードであって、
粉砕された前記殻が接着剤とともに加熱圧縮されて成形された基材と、前記基材の表裏面の一方または両方に設けられた表面層とを有し、
前記表面層は、２枚以上のチタン紙を重ねて形成した層であることを特徴とする圧縮成形ボード。
農作物の殻を含有する圧縮成形ボードであって、
粉砕された前記殻が接着剤とともに加熱圧縮されて成形された基材と、前記基材の表裏面の一方または両方に固着された再生パルプと、再生パルプに積層された化粧紙とを備えたことを特徴とする圧縮成形ボード。
農作物の殻を含有する圧縮成形ボードの製造方法であって、
成形用の枠体の内部に、粉砕された前記殻と未硬化の接着剤とを混合した基材用素材を所定量投入して基材用素材層を設ける工程と、
前記基材用素材層を設ける工程に前後して、前記基材用素材層の下層または上層のいずれか一方または両方に再生パルプを配置する工程と、
前記基材用素材層と前記再生パルプとを重ねた状態で、これらを加熱圧縮して、前記殻を含有する基材の表裏面のいずれか一方または両方に再生パルプを固着する工程と、を備えることを特徴とする圧縮成形ボードの製造方法。
前記加熱圧縮する工程の前に、前記基材用素材層に前記再生パルプを挟んで化粧紙が配置され、
前記加熱圧縮する工程では、前記基材用素材層と前記再生パルプと前記化粧紙とを加熱圧縮して、これらを一体化することを特徴とする請求項７に記載の圧縮成形ボードの製造方法。