JP2013504458A - ボードを製造する方法 - Google Patents

Abstract

３次元物体として形成されたボードを製造する方法であって；第１の面および第２の面と、９０度未満の角度（α）で第１の面と交わる長手方向軸をそれぞれが有する複数のチャネルを画定する壁構造とを有する３次元物体として形成されたコアを用意することと、コアの第１の面に水性接着剤を付けることと、ボードの第１の面に第１の外装シートを積層することとを含む方法。

Description

発明の分野
本発明は、軽量ボード（light-weight board）を製造する方法に関する。本発明はさらにボードに関する。

技術的背景
近年、例えば家具、広告看板、商品陳列台などでは、ＭＤＦなどの伝統的なボード材料に代えて、印刷可能な外装シート（facing sheet）の間に挟まれたコア（core）に基づくボードが一般的に使用されている。

US3661099は、上外装シートと下外装シートの間に挟み込まれたコアに基づくボードを含むパレットデッキ（ｐａｌｌｅｔ ｄｅｃｋ）を開示している。前記ボードのコアと外装シートはともに紙シートである。コアを形成する紙シートを波形にし、積み重ねて、外装シートに対してその縦軸が垂直な段（ｆｌｕｔｅ）またはチャネル（ｃｈａｎｎｅｌ）を形成する。

EP1714776A1は、軽量の木部繊維に基づく前述のサンドイッチ型のボードであって、外装シートに対して段またはチャネルが傾いたボードを開示している。構造の壁と壁の間の有効な接触が増大するため、このような構造は高い強度を生み出す。

WO200705228は、材料を積層する方法および装置を開示している。前記方法は、積層シートにホットメルト接着剤を塗布する工程と、ホットメルト接着剤で覆われたこの積層シートを材料スラブに押し付ける工程とを含む。この材料スラブはハニカムスラブとすることができる。

WO200705228に開示された方法の１つの問題は、ホットメルト接着剤を使用すると、ボードの曲げ抵抗性が弱くなることである。さらに、ホットメルト接着剤による接合は熱に敏感であり、このことが、ボードを、高温環境において不安定にする。さらに、ホットメルト接着剤は、環境に対する有害な影響を有する。WO200705228に開示された方法の他の問題は、接着剤は積層シートの表面全体に塗布されるが、接着結合が形成されるのは、ハニカムチャネルの端部と積層シートの間だけであるため、不必要な量の接着剤が消費されることである。

発明の概要
本発明の目的は、高められた強度を有する軽量のボードを製作する方法を提供することにある。本発明の他の目的は、高い曲げ抵抗性（bending resistance）を有し、熱に対して鈍感な軽量のボードを製作する方法を提供することにある。他の目的は、先行技術の方法に比べてより効率的で、より環境にやさしい方法で、軽量のボードを製作することにある。

これらの目的および他の利点は、本発明に基づく方法によって達成される。本発明による方法は、第１の面および第２の面と、複数のチャネルを画定する（define）壁構造（wall structure）とを有する（present）３次元物体（three dimensional body）として形成されたコアを用意する工程、ここで各チャネルは９０度未満の角度（α）、より好ましくは４５度と８５度の間の角度で第１の面と交わる長手方向軸を有する；コアの第１の面に水性接着剤（water based adhesive）を付ける（apply）工程；および、ボードの第１の面に第１の外装シートを積層する（laminate）工程を含む。

水性接着剤を使用してコアに外装シートを取り付ける（attach）と、熱に鈍感で、高い曲げ抵抗性を有する強いボードが得られる。さらに、水性接着剤を使用すると、ボードを所望の外形に切断するのが容易になる。この切断はしばしば、レイザーブレード（razorblade）または振動ナイフ（oscillating knife）によって実施される。ナイフは切断位置における摩擦によって加熱されるため、ホットメルト接着剤を使用すると、ナイフ上に接着剤の目詰まり（clogging）が生じることがある。しかしながら、本発明に従って水性接着剤を使用すると、ナイフ上の接着剤目詰まりが回避される。

本発明においてコアとして使用される傾いた壁構造は、水性接着剤の使用を可能にするが、その理由は、強い材料が、品質に悪影響を及ぼすことなく、積層されたボードを乾燥することを可能にするためである。

本発明の他の利点は、コアの第１の面を形成するチャネルの端部に接着剤が付けられるため、すなわち、外装シートの全面ではなく、接着結合を形成する部分にだけ接着剤が付けられるため、接着剤の消費量が最小限に抑えられることである。

本発明に基づく方法で使用される水性接着剤は、水性ポリマー接着剤とすることができ、ポリ酢酸ビニルおよびポリ酢酸ビニルに基づく配合物、ポリビニルアルコールおよびポリビニルアルコールに基づく配合物、デキストリンおよびデキストリンに基づく配合物、ポリアクリル酸（ｐｏｌｙａｃｒｙｌｉｃｓ）およびポリアクリル酸に基づく配合物、酢酸ビニル−アクリル酸（ａｃｒｙｌｉｃ）共重合体および酢酸ビニル−アクリル酸共重合体に基づく配合物、エチレン−酢酸ビニル共重合体およびエチレン−酢酸ビニル共重合体に基づく配合物、酢酸ビニル−エチレン共重合体および酢酸ビニル−エチレン共重合体に基づく配合物、同様の特性の他の接着剤、ならびにそれらの任意の混合物からなる群の中から選択することができる。この接着剤はポリビニルアセタト（ｐｏｌｙｖｉｎｙｌａｃｅｔａｔ）であることが好ましい。この接着剤は、高い固形分（solid content）、例えば少なくとも５０％の固形分、より好ましくは、６０〜８０％、６０〜７０％など、少なくとも６０％の固形分を有することが最も好ましい。接着剤の高い固形分は、ボードの外装シートの水分含有量を最小化し、したがって硬いボード表面を生み出す。

本発明の他の実施形態では、この方法がさらに、コアの第１の面に水性接着剤を付けるときに、コアの第２の面に水性接着剤を同時に付ける工程と、ボードの第１の面に第１の外装シートを積層するときに、ボードの第２の面に第２の外装シートを同時に積層する工程とを含む。

ボードの２つの対向する面に接着剤を付け、そしてコアの対向する第１および第２の面に２枚の外装シートを積層することは同時に、逆向きの２方向から同じ応力を同時にコアにかけることを含み、こうするとボードの表面が平らになる。

コアの第１および／または第２の面に第１および／または第２の外装シートを積層する工程の前に、外装シート（一つもしくは複数）を予熱してもよい。外装シートの予熱は、水性溶媒の蒸発および接着剤の硬化を容易にする。コアの水分含有量が均一になるため、外装シートの予熱は、より良好な強度特性を有するボードを生み出す。外装シートの予熱は、加熱されたローラによってコアに外装シートを積層することによって実施することができる。このようにすると、コアに積層される時だけでなく積層される前にも、外装シートが、加熱されたローラと接触する。

第２の態様において、本発明は、第１の面および前記第１の面に対向する第２の面と、９０度未満の角度α）で第１の面と交差する複数のチャネルを画定する壁構造とを有する３次元物体として形成されたコアと、前記第１の面に取り付けられた外装シートと、コアの第１の面に前記外装シートを固定するために前記外装シートと前記第１の面との間に配された水性接着剤とを含むボードを提供する。前述のとおり、このようなボードは、非常に優れた強度、曲げ抵抗性および熱に対する鈍感さを示す。

傾いた壁構造を有するコアの略透視図を示す。 本発明の一実施形態に基づくボードを製造する方法を示す流れ図を示す。

発明の詳細な説明
本発明によれば、複数のチャネルを画定した壁構造を含むコアの第１の面であって、チャネルの端部によって形成された第１の面に、水性接着剤を付ける。その後に、コアの当該面に外装シートを積層する。このようにすると、高い強度を有するボードが製作される。

コアは、最初に、複数のチャネルを有し、コアの所望の厚さを超える厚さを有する材料ブロック（ｂｌｏｃｋ ｏｆ ｍａｔｅｒｉａｌ）を用意し、次いで、前記材料ブロックから、コアを形成するための材料片を切り出すことによって製造することができる。この材料ブロックは、紙もしくはボール紙（cardboard）などの木繊維ベースの材料（wood fiber based material）でできた、積み重ねられた（stacked）波形の複数のシートから形成することができる。しかしながら、金属シート、ポリマーシートなどの他の材料を使用してもよい。この積み重ね体（stack）中のそれぞれのシートは、接着剤、好ましくは水性接着剤によって、隣接するシートに接着されていてもよい。前記複数の波形シートの間に実質的に平らなシートを複数挟み込んで（interleave）もよい。

コアの第１の面に付ける水性接着剤は例えばポリ酢酸ビニルとすることができる。この接着剤を、塗布ローラによってチャネルの端部に付けることができる。これによって、接着剤の消費量は最小限に抑えられる。接着剤の消費量をさらに抑えるため、接着剤を泡立ててもよい。すなわち、ガス、例えば空気を接着剤に注入し、それによってその体積を増やしてもよい。

外装シートは、紙シート、ボール紙積層品、シート状金属、木製ベニヤ単板（ｗｏｏｄ ｖｅｎｅｅｒ）、ポリマーフィルムもしくはポリマーシート、または、表面、例えば滑らか（smooth）で、印刷可能で、かつ／もしく撥水性であってよい表面を提供するためにコアに取り付けることができる他の材料とすることができる。好ましい一実施形態では、外装シートは、ロールから供給され、加熱されたローラによってコアの第１の面に導かれる（conducted）高密度繊維板、ＨＤＦである。したがって、この実施形態によれば、製造プロセスにおいてオンライン（on-line）でＨＤＦボードがコアに積層される。本発明によるプロセスにおいてオンラインで積層することができる高密度繊維板（ＨＤＦ）の厚さは、２ｍｍ未満、好ましくは０．５ｍｍと２ｍｍの間、さらには０．５ｍｍと１ｍｍの間であることが好ましい。意外にも、このような薄いＨＤＦをオンライン積層プロセスにおいてロールから供給することができることが示されている。

さらに、第２の外装シートをコアの第２の面に取り付けることもでき、この第２の面は第１の面に対向し、第１の面と相互に平行である。好ましくは、対向して配置された複数のローラによって、第１および第２の面に第１および第２の外装シートを同時に取り付ける。

コアの第１および／または第２の面に第１および／または第２の外装シートを積層する工程の前に、外装シートを予熱してもよい。外装シートの予熱は、加熱されたローラによって実施することができる。このローラは、９０度〜９５度の温度に加熱することができ、それによって、積層するときの外装シートの温度もほぼ９０度に達する。

その後に、薄層したパネルを、レイザーブレードまたは振動ナイフによって所望の外形に切断することができる。切断したコアの側部、したがってコアの第１の面と第２の面を接続しているコアの部分に、縁ライナ（ｅｄｇｅ ｌｉｎｅｒ）を取り付けてもよい。前記側部は、コアの第１および第２の面に垂直な平面内に伸びた部分（extension）を有することがある。縁ライナは、知られている任意の接着剤、例えばホットメルト接着剤または水性接着剤を使用してコアに取り付けることができる。

コアの壁構造を画定するチャネルは、９０度未満、好ましくは４５度と８５度の間の角度でコアの第１の面と交わる長手方向軸を有することができる。このような傾いた構造は高められた強度を生み出す。傾いた壁構造を有するコアは、前記長手方向軸が９０度未満の角度または４５度と８５度の間の角度で第１の面と交わるように、材料ブロックを切断することによって提供されることができる。これは、前記長手方向軸が第１の面と交わる角度と等しい角度で交わる２つの隣接するブロック面を有する平行六面体の形状の材料ブロックを用意することによって実施することができる。その後に、一方のブロック面に平行な方向に前記材料ブロックを切断して、傾いた壁構造を有するコアを形成することができる。代替実施形態では、垂直なブロック面（複数）を有する材料ブロックを、前記長手方向軸が第１の面と交わる前記角度に等しい、このブロック面（複数）のうちの１つのブロック面に対する切断角度で切断する。

図１ａおよび１ｂは、傾いた壁構造を有するコアの略透視図を示す。図１ａおよび１ｂに示すコアは、第１の面１０１、および第１の面１０１に平行な第２の面１０５を有する。面１０１と面１０５はコアの厚さＴだけ離れており、面１０１と面１０５を接続する側部１１０がある。図１ｂはコア１００の側面図であり、側部１１０を示す。典型的には、コア１００の厚さＴは８ｍｍ〜５０ｍｍの間である。コア１００は、面１０１、１０５に対して傾いたチャネル（複数）１０２を画定した内部壁構造で構成される。すなわち、それぞれのチャネル１０２は、９０度未満の交差角αで面１０１、１０５と交差する長手方向軸１０３を有する。本発明によれば、コアの第１の面１０１および／または第２の面１０５に水性接着剤を付け、そしてすぐに（whereupon）、そこに第１の外装シートおよび／または第２の外装シートを積層する（図１に前記外装シートは示されていない）。

図２は、本発明の一実施形態に基づく曲がった（curved）積層品を製造する方法を示す流れ図を示す。

第１の工程２０１で、前記長手方向軸と第１の面との間の角度に等しい角度で交わる２つの隣接するブロック面を有する平行六面体が形成されるようにオフセット（offset）を用いて、波形のシートを積み重ね、それらのシートを接着する。

工程２０２で、この平行六面体を所望の厚さのコアに切断する。この切断は、レイザーブレードによって、前記ブロック面の一方に平行な方向に実行する。

工程２０３で、コアの互いに反対側に配置された塗布ローラによって、コアの第１の面１０１と第２の面１０５に水性接着剤を同時に付ける。

工程２０４で、対向して配置され、９０℃〜９５℃に加熱された２本のローラによって、コアの第１の面に第１の外装シートを取り付け、同時に、コアの第２の面に第２の外装シートを取り付ける。

工程２０５で、このボードを所望の外形に切断する。

工程２０６で、ホットメルト接着剤によってボードの側縁に縁ライナを取り付ける。

前記工程２０１〜２０６は、オンラインプロセスで実行されることが好ましい。

Claims (14)

1. ３次元物体として形成されたボードを製造する方法であって、
   第１の面および第２の面と、複数のチャネルを画定する壁構造とを有する３次元物体として形成されたコアを用意する工程、ただし、各チャネルは、９０度未満の角度（α）で前記第１の面と交わる長手方向軸を有し、
   前記コアの前記第１の面に水性接着剤を付ける工程、および、
   前記ボードの前記第１の面に第１の外装シートを積層する工程
   を含む方法。
2. 前記接着剤がポリビニルアセタトである、請求項１に記載の方法。
3. 前記接着剤の固形分が少なくとも５０％である、請求項１または２に記載の方法。
4. 前記角度（α）が４５度と８５度の間にある、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
5. 前記コアの第１の面に水性接着剤を付けるときに、同時に、前記コアの第２の面に水性接着剤を付ける工程と、
   前記コアの第１の面に第１の外装シートを積層するときに、同時に、前記ボードの第２の面に第２の外装シートを積層する工程と
   をさらに含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
6. 前記コアの第１および／または第２の面に第１および／または第２の外装シートを積層する工程の前に、第１および／または第２の外装シートを予熱する工程をさらに含む、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
7. 加熱されたローラによって前記コアに外装シートを積層する、請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
8. 前記外装シートがＨＤ〜ＭＤＦを含み、ローラによってオンラインで前記コアに付けられる、請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
9. 第１の面および前記第１の面に対向する第２の面と、９０度未満の角度（α）で前記第１の面と交わる複数のチャネルを画定する壁構造とを有する３次元物体として形成されたコアと、
   前記第１の面に取り付けられた外装シートと、
   前記コアの第１の面に前記外装シートを固定するために配された水性接着剤と
   を含むボード。
10. 前記接着剤がポリビニルアセタトである、請求項９に記載のボード。
11. 前記接着剤の固形分が少なくとも５０％である、請求項９または１０に記載のボード。
12. 前記チャネルが、４５度〜８０度の間の角度（α）で前記第１の面と交わる、請求項９〜１１のいずれか一項に記載のボード。
13. 前記コアの第２の面に水性接着剤によって第２の外装シートが取り付けられた、請求項９〜１２のいずれか一項に記載のボード。
14. 前記外装シートがＨＤＦを含む、請求項９〜１３のいずれか一項に記載のボード。

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