JP2009248339A

JP2009248339A - 木質ボード

Info

Publication number: JP2009248339A
Application number: JP2008095304A
Authority: JP
Inventors: Kunio Takahashi; 邦雄高橋
Original assignee: Achilles Corp
Current assignee: Achilles Corp
Priority date: 2008-04-01
Filing date: 2008-04-01
Publication date: 2009-10-29

Abstract

【目的】水廻りの使用において充分な耐水性が発揮されるとともに、硬質ポリウレタンフォームの廃材やポリスチレンフォームの廃材の有効利用を図った耐水性に優れる木質ボードを提供するものである。
【構成】本発明の木質ボードは、中芯層と、該中芯層の両面に積層される表層とからなる木質ボードであって、表層は、少なくとも木粉と接着剤とからなる層であり、中芯層は、少なくともスチレン粉とからなる層であることを特徴とする。
【選択図】なし

Description

本発明は、建築用としての床材、内装材、外装材の他、家具、家電製品、厨房設備など
に広く用いられ、特に水廻りなどにも好適に使用できる木質ボードに関するものである。

天然木材に代わる木質ボードとして、木粉や木片等の木質チップを用い、結合材となる
接着剤を添加して加圧成形してなる木質ボードが用いられており、具体的なものとして例
えばパーティクルボードが挙げられる。

このパーティクルボードは、森林伐採時の端材や使用後の木材を粉砕して木質チップと
し、この木質チップと接着剤とを混合して熱加圧成形して得られるボードである。よって
、今まで廃棄処分されてきた端材や使用後の木材を再利用することができる環境に優しい商品である。しかも、このパーティクルボード使用後、再度粉砕し、得られたチップを再利用することが可能な循環型木材でもある。

そして、このパーティクルボードの代表的な構成は、中芯層の両面に表層が積層された
三層構造のもので、表層は木粉と接着剤とからなる層であり、中芯層は木片と接着剤とか
らなる層のものである。

しかしながら、このような木質ボードには木質チップを用いているため耐水性に劣るも
のであり、水回りの用途には不適であった。そこで、耐水性を向上させるために、特許文
献１のようにパーティクルボードへ撥水性の組成物を付与する発明が開示されているが、
それでも水廻りの使用における耐水性を満足できるものではなかった。

一方、近年循環型社会を目指す法律が制定され、製品のリサイクル化要求が高まってき
ており、特に製品サイクルの短い家庭用冷蔵庫の硬質ポリウレタンフォームからなる断熱
材の廃材は、家電リサイクル法によりリサイクルが義務付けられている。さらに自動販売
機、ショーケース、保冷車、仮設ハウス、梱包用などで使用されている硬質ポリウレタン
フォームやポリスチレンフォームからなる断熱材の廃材も問題視されてきた。
特開平０１−２２５６８４号公報

本発明は、上記問題を解決するためになされたもので、水廻りの使用において充分な耐
水性が発揮されるとともに、硬質ポリウレタンフォームの廃材やポリスチレンフォームの廃材の有効利用を図った耐水性に優れる木質ボードを提供するものである。

本発明の請求項１に記載の木質ボードは、中芯層と、該中芯層の両面に積層される表層とからなる木質ボードであって、表層は、少なくとも木粉と接着剤とからなる層であり、中芯層は、少なくともスチレン粉とからなる層であることを特徴とするものであり、ポリスチレンフォームの廃材の有効利用を図るとともに水廻りの使用において充分な耐水性が発揮される木質ボードである。

また、請求項２に記載の木質ボードは、前記中芯層が、スチレン粉とウレタン粉とからなる層であることを特徴とするものであり、硬質ポリウレタンフォームの廃材やポリスチレンフォームの廃材の有効利用を図った耐水性に優れる木質ボードである。

また、請求項３に記載の木質ボードは、前記中芯層が、スチレン粉とウレタン粉と木片とからなる層であることを特徴とするものであり、硬質ポリウレタンフォームの廃材やポリスチレンフォームの廃材の有効利用を図った耐水性に優れる木質ボードである。

本発明の木質ボードは、水廻りの使用において充分な耐水性が発揮されるとともに、硬質ポリウレタンフォーム廃材やポリスチレンフォーム廃材等のプラスチック廃材を有効利用することが出来たものである。

以下、この発明の実施の形態について詳細に説明する。

本発明の木質ボードは、中芯層と、該中芯層の両面に積層される表層とからなる３層構
造であり、各層を構成する材料を混合後、順次堆積するよう撒布して熱加圧成形などで一
体化されるものであり、少なくとも耐水性を向上させるためスチレン粉が中芯層にのみ入れられていることを特徴とする木質ボードである。なお、中芯層（第２層）の両面に積層される表層（第１層）と表層（第３層）とは同一の構成材料からなるものである。

本発明の木質ボードを構成する表層（第１層および第３層）は、少なくとも木材を粉砕
した木粉と接着剤とで構成され、主として表面が緻密かつ平滑で綺麗な木質ボードとする
機能を担う層である。

この表層には、できるだけ均一で、より細かい微粉末状の木粉が用いられ、これによっ
て表面が緻密かつ平滑で綺麗な木質ボードにすることができる。

この木粉としては、建築用途に使用した木材或いはその際に発生した木質廃材、広葉樹
及び針葉樹、或いはマツ、ツガ、スギ、ヒノキ等の木材を鋸の屑状に微細化した微粉末を
主体とするものが用いられる。

また、この木粉を容器等に盛ったときの見かけ比重は０．１〜０．３ｇ／ｃｃ程度であ
る。

さらに、この木質ボードの表層に用いられる接着剤としては、通常のパーティクルボー
ドなどの木質ボードで使用される接着剤を用いることができ、例えばユリア・メラミン系
樹脂、フェノール系樹脂、ユリア系樹脂、ＭＤＩ(ジフェニルメタンジイソシアネート)、
ＴＤＩ(トリレンジイソシアネート)、あるいはＭＤＩプレポリマー、ＴＤＩプレポリマー
等を挙げることができる。

そして、この木質ボードを構成する表層（第１層および第３層）は、少なくとも木粉と
、接着剤とで構成され、木粉１００重量部に対して、接着剤を固形分で１０〜２０重量部
添加して、木粉および接着剤とを均一に混合することが好ましく、通常のパーティクルボ
ードなどの製造設備を用い、熱加圧成形によって第２層とともに一体成形される。

また、スチレン粉やウレタン粉等の合成樹脂粉を添加しない表層（第１層および第３層）とすることで、本発明の木質ボード製造時において例えば熱加圧プレス時に合成樹脂粉（或いは後述する紙面材）が熱加圧プレス機或いはコール板上に付着することを防止することが出来る。

次に、この木質ボードを構成する中芯層（第２層）は、表層の第１層と第３層との間に
設けられるものであり、少なくともスチレン粉とからなる層であり、主として耐水性と強度とを担う機能をなす層である。

また、スチレン粉としては、ＥＰＳ法により製造されたポリスチレンフォームや、ＡＢＳ樹脂やＳＡＮ樹脂等のスチレン系樹脂からなる成形品を１０ｍｍ以下に粉砕した粉砕物を使用することが出来る。１０ｍｍを超える粉砕物であると、例えば木片等を添加する場合に均一混合が出来難くなる。なお、環境上の観点からそれらフォームや成形品の廃材を粉砕した粉砕物をスチレン粉として用いることが好ましい。そして、廃材は単独で使用してもよく、また、複数の廃材を使用してもよい。

また、上記ポリスチレンフォームの廃材としては、建築分野の断熱材として使用されて
いるもの、建築断熱工事現場で発生する断熱パネルの端材や残材、建築物解体時で発生す
る断熱パネルの廃材、さらに断熱材を工場で生産する際に発生する廃材（サイドロス等）
、漁箱等の容器の廃材，緩衝材の廃材等、つまりスチレン樹脂から成形された廃材（発泡
体に限らず）等を回収したものが挙げられる。ポリスチレンフォームの廃材の見かけ比重は０．０１〜０．１ｇ／ｃｃのものが好ましい。

また、本発明の第２層となる中芯層には、スチレン粉の他にウレタン粉を添加してもよい。ウレタン粉としては、環境上の観点から硬質ポリウレタンフォーム、変成イソシアヌレートフォーム等の廃材を３ｍｍ以下に粉砕して使用することが好ましい。なお、これら廃材は、単独で使用してもよく、また、複数の廃材を使用してもよい。

また、上記硬質ポリウレタンフォームの廃材としては、建築分野の断熱材として使用さ
れているもの、また廃冷蔵庫、廃自販機から回収した断熱材、建築断熱工事現場で発生す
る断熱パネルの端材や残材、建築物解体時で発生する断熱パネルの廃材、さらに断熱材を
工場で生産する際に発生する廃材等を回収したものである。硬質ポリウレタンフォーム廃
材の見かけ比重は０．０２〜０．２０ｇ／ｃｃのものが好ましい。なお、上記廃材に面材
（例えば、紙面材等）が含有されていてもよく、硬質ポリウレタンフォームの廃材に対し
て７０重量％以下がよく、好ましくは５０重量％以下である。

また、本発明の第２層となる中芯層には、スチレン粉の他に木片を添加してもよい。木片としては、建築用途に使用した木材或いはその際に発生した木質廃材、広葉樹及び針葉樹或いはマツ、ツガ、スギ、ヒノキ等の木材の太さ０．２〜３ｍｍ、長さ５〜３０ｍｍ程度の大きさの微小片を主体とするものが用いられる。

また、この木片の容器等に盛ったときの見かけ比重は０．１〜０．３ｇ／ｃｃ程度であ
る。

そして、この木質ボードを構成する中芯層（第２層）は、少なくともスチレン粉とで構成され、通常のパーティクルボードなどの製造設備を用い、熱加圧成形によって第１層および第３層とともに一体成形される。

なお、この木質ボードを構成する中芯層（第２層）には、接着剤、撥水材、水、硬化剤等は一切使用しない。

本発明の木質ボードは、第１層と第２層と第３層との３層構造からなるものであり、第
１層と第２層と第３層の重量割合を、１０：８０：１０〜４０：２０：４０で構成するこ
とが好ましい。

本発明の木質ボードは、従来のパーティクルボードなどの製造設備をそのまま用いて製
造することができ、例えば木粉と接着剤とを加えて混合した表層（第１層および第３層）
用材料を用意するとともに、木片と接着剤と合成樹脂粉とを加えて混合した中芯層（第２
層）用材料を用意し、表層（第１層）となる第１層用材料、中芯層となる第２層用材料、
表層（第３層）となる第３層用材料を順次堆積（散布）した後に、熱加圧成形にて一体化
することで製造される。

なお、表層（第１層および第３層）用材料或いは中芯（第２層）層用材料の混合には、
従来から使用されているリボンブレンダー、高速回転ミキサー、タンブラーなどの混合設備を利用でき、均一に混合することができる。

本発明の木質ボードの製造は、通常の木質ボード製造ラインを使用することができ、例
えばスチールベルトを用いて、その上に各層用の材料を供給して堆積し、この堆積物をプ
レス板やプレスベルトで熱加圧成形することなどで製造することができるが、成形台やス
チールベルト等への堆積前又は堆積後に各層用の材料を、目的とする形状に予備圧縮して
から加圧成形すれば、得られる木質ボードの品質が安定する。なお、熱加圧時の熱プレスの金型温度は１００〜１８０度の範囲が好ましく、１８０度を超えた場合、スチレン粉の分解が一部発生し、物性の低下を招く場合がある。

また、厚い木質ボードを製造する場合には、複数の予備圧縮された各層用の材料の層を
成形台やスチールベルト上に堆積したのちに、加圧成形すれば品質が安定する。

この加圧成形は、常温で加圧成形しても良いし、成形台やスチールベルト等を加熱して
加圧成形しても良い。
なお、木材の微粉末と木材の微小片或いは木質繊維等とが混ざり合うことは好ましいもの
ではないが、木質材料を作製する過程において多少の混ざり合いは避けることができず、
木材の微粉末に少量の木材の微小片や木質繊維が混入したものも木粉であり、木材の微小
片に少量の木材の微粉末や木質繊維が混入したものも木片である。

また、本発明の木質ボードを製造するに際し、防腐剤、防黴剤、防虫剤、防火剤、撥水剤（例えば、パラフィン系のワックスと水とを混合した混合物）、寸法安定剤を強度等の物性に影響を与えない範囲で使用することは、何ら問題がない。なお、撥水材については、本発明の表層のみに使用出来るものとする。

以下、この発明を実施例により説明するが、この発明はこれらに限定されるものではな
い。

この実施例では、次のものを用いた。

木粉としては、建築時に発生した木質廃材を微細化した微粉末（含水率が５％で、見か
け比重が０．２２ｇ／ｃｃ）のものを使用した。

木片としては、建築時に発生した木質廃材で、太さ０．２乃至０．３ｍｍ・長さ５乃至
１０ｍｍ程度の大きさの微小片（含水率が３％で、見かけ比重が０．２２ｇ／ｃｃ）のも
のを使用した。

ＰＵ粉としては、住宅の解体時に発生した紙面材を有する硬質ポリウレタンフォームの廃材をターボミル（ターボミル工業社製）で平均粒径１ｍｍに粉砕し、見かけ比重が０．１０ｇ／ｃｃのものを使用した。

ＥＰＳ粉としては、ビーズ法ポリスチレンフォームの廃材をターボミル（ターボミル工業社製）で平均粒径２ｍｍ以下になるように粉砕し、見かけ比重が０．１０ｇ／ｃｃのものを使用した。

ＰＳ粉としては、梱包用として使用済みのポリスチレンフォームの廃材をカワタ社製１００Ｌスーパーミキサーに投入し、粉砕・混合・溶融させてゲル状物を得、該ミキサーから排出後冷却し、この冷却させたものを開き目が１ｍｍφのメッシュを有するスクリーンを設置したオリエント社製縦型粉砕機により平均粒径が１．０ｍｍ以下になるように粉砕し、見かけ比重が０．３５ｇ／ｃｃのものを使用した。

接着剤Ａとしては、ユリア・メラミン樹脂（スイソボンド７０１、日本化成社製）を使
用した。

接着剤Ｂとしては、水乳化型ジフェニルメタンジイソシアネート（ウッドキュア３０
０、日本ポリウレタン工業社製）を使用した。

また、各実施例および各比較例で用いる構成材料とその配合量（表層用材料は、木粉を
１００とし、中芯層用材料は、ＥＰＳ粉及び／又はＰＳ粉とＰＵ粉、又は木片との合計を
１００として各成分の配合割合を表した）を表１に示した。

なお、常態曲げ強度（Ｎ／ｍｍ^２）、湿潤Ａ法曲げ強度（Ｎ／ｍｍ^２）、吸水率（％）、厚さ膨張率（％）については、ＪＩＳＡ５９０８に準拠して測定した。

（実施例１）
第１層および第３層用の表層用材料ａ’である木粉１００重量部と接着剤Ａであるユレ
アーメラミン樹脂１３．９重量部とを小型タンブラーに投入し、混合させて得た。

第２層用の中芯層用材料ａである木片３０重量部とＰＵ粉１７．５重量部とＥＰＳ粉１７．５重量部とＰＳ粉３５重量部を小型タンブラーに投入し、混合させて得た。

これら表層用材料ａ’と中芯層用材料ａとを用いて３層構造の木質ボードとするため、
第１層：第２層：第３層の重量割合が、２０：６０：２０となるように、コール板上に表
層用材料ａ’と中芯層用材料ａと表層用材料ａ’とを順次堆積（撒布）した後に予備圧縮
し、生成したマットの両端に９ｍｍのディスタンスバー（スペーサ）を置き、さらにマ
ット上にコール板載せて１５０℃に加熱したプレス機で５分間熱加圧し、４５０ｍｍ×４
５０ｍｍ角で９ｍｍ厚、密度が８４０ｋｇ／ｍ^３の木質ボードを得た。

この得られた木質ボードを用い、常態曲げ強度（Ｎ／ｍｍ^２）、湿潤Ａ法曲げ強度（Ｎ／ｍｍ^２）、吸水率（％）、厚さ膨張率（％）の試験を行った。

その結果を表２に示す。

同表から明らかなように、常態曲げ強度が３３．８Ｎ／ｍｍ^２，湿潤Ａ法曲げ強度が１５．２Ｎ／ｍｍ^２，吸水率が２０．９％，厚さ膨張率が４．８％であった。

（実施例２）
第２層用の中芯層用材料ｂとして、木片３０重量部とＰＵ粉３５重量部とＥＰＳ粉１７．５重量部とＰＳ粉１７．５重量部とを用いた以外は、実施例１と同様とし、４５０ｍｍ×４５０ｍｍ角で９ｍｍ厚、密度が８５９ｋｇ／ｍ^３の木質ボードを得た。

得られた木質ボードを用い、実施例１同様の常態曲げ強度（Ｎ／ｍｍ^２）、湿潤Ａ法曲げ強度（Ｎ／ｍｍ^２）、吸水率（％）、厚さ膨張率（％）の試験を行った。

その結果を表２に示す。

同表から明らかなように、常態曲げ強度が２４．６Ｎ／ｍｍ^２，湿潤Ａ法曲げ強度が１４．７Ｎ／ｍｍ^２，吸水率が２９．７％，厚さ膨張率が９．１％であった。

（実施例３）
第２層用の中芯層用材料ｃとして、木片３０重量部とＰＵ粉５６重量部とＥＰＳ粉７重量部とＰＳ粉７重量部とを用いた以外は、実施例１と同様とし、４５０ｍｍ×４５０ｍｍ角で９ｍｍ厚、密度が８３３ｋｇ／ｍ^３の木質ボードを得た。

その結果を表２に示す。

同表から明らかなように、常態曲げ強度が１９．８Ｎ／ｍｍ^２，湿潤Ａ法曲げ強度が１０．５Ｎ／ｍｍ^２，吸水率が３７．１％，厚さ膨張率が１５．３％であった。

（実施例４）
第２層用の中芯層用材料ｄとして、ＰＵ粉５０重量部とＥＰＳ粉２５重量部とＰＳ粉２５重量部とを用いた以外は、実施例１と同様とし、４５０ｍｍ×４５０ｍｍ角で９ｍｍ厚、密度が８６５ｋｇ／ｍ^３の木質ボードを得た。

その結果を表２に示す。

同表から明らかなように、常態曲げ強度が２４．８Ｎ／ｍｍ^２，湿潤Ａ法曲げ強度が１０．９Ｎ／ｍｍ^２，吸水率が１４．２％，厚さ膨張率が５．８％であった。

（実施例５）
第２層用の中芯層用材料ｅとして、木片３０重量部とＰＵ粉３５重量部とＥＰＳ粉１７．５重量部とＰＳ粉１７．５重量部とを用いた以外は、実施例１と同様とし、４５０ｍｍ×４５０ｍｍ角で９ｍｍ厚、密度が８６８ｋｇ／ｍ^３の木質ボードを得た。

その結果を表２に示す。

同表から明らかなように、常態曲げ強度が１８．８Ｎ／ｍｍ^２，湿潤Ａ法曲げ強度が１１．６Ｎ／ｍｍ^２，吸水率が３０．４％，厚さ膨張率が９％であった。

（実施例６）
第２層用の中芯層用材料ｆとして、ＰＵ粉５重量部とＰＳ粉９５重量部とを用いた以外は、実施例１と同様とし、４５０ｍｍ×４５０ｍｍ角で９ｍｍ厚、密度が９００ｋｇ／ｍ^３の木質ボードを得た。

その結果を表２に示す。

同表から明らかなように、常態曲げ強度が２９．９Ｎ／ｍｍ^２，湿潤Ａ法曲げ強度が１８．３Ｎ／ｍｍ^２，吸水率が１０．２％，厚さ膨張率が４．６％であった。

（比較例１）
第２層用の中芯層用材料ｇとして、ＰＵ粉９０重量部とＰＳ粉１０重量部とを用いた以外は、実施例１と同様とし、４５０ｍｍ×４５０ｍｍ角で９ｍｍ厚、密度が７５７ｋｇ／ｍ^３の木質ボードを得た。

その結果を表２に示す。

同表から明らかなように、常態曲げ強度が２．１Ｎ／ｍｍ^２，湿潤Ａ法曲げ強度が１．８３Ｎ／ｍｍ^２，吸水率が２１．２％，厚さ膨張率が１０．２％であった。

（比較例２）
第２層用の中芯層用材料ｈとして、木片６５重量部とＰＵ粉１７重量部とＥＰＳ粉９重量部とＰＳ粉９重量部とを用いた以外は、実施例１と同様とし、４５０ｍｍ×４５０ｍｍ角で９ｍｍ厚、密度が８６３ｋｇ／ｍ^３の木質ボードを得た。

その結果を表２に示す。

同表から明らかなように、常態曲げ強度が２０．１Ｎ／ｍｍ^２，湿潤Ａ法曲げ強度が９．６Ｎ／ｍｍ^２，吸水率が５６％，厚さ膨張率が２５％であった。

（参考例）
第２層用の中芯層用材料ｉして、木片６５重量部とＰＵ粉３５重量部と接着剤Ｂとして水乳化型ジフェニールメタンジイソシアネートとを用いた以外は、実施例１と同様とし、４５０ｍｍ×４５０ｍｍ角で９ｍｍ厚、密度が８７０ｋｇ／ｍ^３の木質ボードを得た。

その結果を表２に示す。

同表から明らかなように、常態曲げ強度が２４Ｎ／ｍｍ^２，湿潤Ａ法曲げ強度が１１Ｎ／ｍｍ^２，吸水率が１８％，厚さ膨張率が７．８％であった。

以上より、本発明の木質ボードは、中芯層用材料として接着剤の代わりにＥＰＳ粉やＰＳ粉等のスチレン系樹脂粉をバインダーとして使用出来たので、曲げ強度に優れ、且つ湿潤Ａ法曲げ強度、吸水率、厚さ膨張率に優れた、すなわち耐水性に優れたボードを得ることが出来た。また、本発明の中芯層において、従来使用していた接着剤を使用しなかったので大幅なコスト削減が出来た。

Claims

中芯層と、該中芯層の両面に積層される表層とからなる木質ボードであって、
表層は、少なくとも木粉と接着剤とからなる層であり、
中芯層は、少なくともスチレン粉とからなる層であることを特徴とする木質ボード。
前記中芯層が、スチレン粉とウレタン粉とからなる層であることを特徴とする請求項１記載の木質ボード。
前記中芯層が、スチレン粉とウレタン粉と木片とからなる層であることを特徴とする請求項１記載の木質ボード。