JP5014463B2 - ボードの製造方法 - Google Patents
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しかし合成樹脂接着剤の使用は、ホルムアルデヒド等の化学物質の放出、自然界で分解されない、石油資源に依存する等の問題があった。また木材の使用について、二酸化炭素固定化による地球温暖化の防止、森林の保護のため、非木材の新たな植物原料の使用が望まれている。
しかしながら、特許文献1の方法によると、強度性能の優れたボードを得るためには、ケナフをあらかじめ高温高圧水蒸気処理する必要があり、製造工程が複雑である。また、耐圧容器、高温高圧水蒸気発生装置等の設備費もかかる。また、高温高圧水蒸気を発生させるためのエネルギーコストがかかる。
以下、本発明を詳細に説明する。
パルプを使用する場合、特に常温でかつ無薬品で作られたパルプが好ましい。かかるパルプは、ケナフに含まれる自己接着成分が流出せずそのまま温存している。また、ケナフ芯部が細長い繊維状になっており、三次元形成など複雑な形状のボードを作るうえで有効である。また、パルプを使用する場合、特に発芽後4ヶ月以内に収穫したケナフから作ったパルプが好ましい。発芽後4ヶ月以内のケナフは柔軟性に富み複雑な形状のボードを作るうえでより適している。
水の添加量は、マットの表層部20%の平均含水率が12%以上になる量であり、好ましくは20%以上、より好ましくは40%になる量である。尚、ここで言うマットの表層部20%とは、マット両面の表層側の乾燥重量でマット全体の20重量%を占める部分のことである。
水蒸気は、最初にマットの表層部で発生し、それがマット芯層部を通過し、最後にプレス機の側部から出る。芯層部に水分が残っていると、表層部から送られて来る水蒸気の温度を下げてしまい、処理条件を悪くする。尚、ここで言うマットの芯層部80%とは、マットの芯層部の乾燥重量でマット全体の80重量%を占める部分のことである。
加熱加圧時間は、温度や水の添加量によっても異なるが、通常目的とするボードの厚さに比例し、厚さ1mmに対して40〜150秒が好ましく、60〜90秒がより好ましい。
プレス機の種類は、多段ホットプレス、一段平板ホットプレス等パーティクルボード、乾式繊維板の製造で一般的なものが使用できる。
(1)本発明の製法によれば、高温高圧水蒸気処理とボード成型を一つの工程で行うことができるので、製造工程を大幅に簡略化できる。
(2)本発明の製法によれば、耐圧容器、水蒸気発生装置など高温高圧水蒸気処理を行うための専用設備が必要ない。
(3)本発明の製法によれば、プレス機の熱で水蒸気を発生するので、水蒸気発生のためのエネルギーコストが低い。
(4)本発明の製法によれば、ケナフを原料として使用し二酸化炭素の固定化に有利で地球温暖化防止に貢献する。
(5)本発明の製造方法によれば、合成樹脂接着剤を使用しないので、その製品はそのままで、また焼却しても、有害物質を発生せず安全である。
(6)本発明の製造方法によれば、石油由来である合成樹脂接着剤を使用しないので、地球温暖化防止に貢献する。
実施例及び比較例では、40cm角のコール板の上に22cm角のフォーミングボックスを置き、原料のケナフを手撒きし手押ししてマットにした後、50cm角の成型可能な電熱ヒーター付油圧プレス機を使用し、所定の厚さのスペーサーを用い、温度220℃、圧力28kg/cm2で所定の時間加熱加圧した。
また、完成したボードの強度性能を調べるために曲げ強さを、JIS A 5908.5.6に準拠し、50×200mmのサイズにカットした3本の試験片の測定値の平均値で求めた。
ケナフ茎部から靭皮部を除去した後の直径0.5〜3.0cmの棒状のケナフ木質部を約20cmの長さに切断し、これを耐圧容器に入れ、内温が100℃になるまで予熱した。
次いで、この耐圧容器に連結した高温高圧水蒸気発生装置から250℃の高温高圧水蒸気を送り込み、耐圧容器の内温を180℃にし3分間維持した。その後、耐圧容器の内温が100℃以下になるまで冷却し、ケナフ木質部を取出した。
次に、このケナフ木質部を、Pallmanナイフリングフレーカーを使用し刃出し0.6mmで加工してフレーク状の小片にし、それを乾燥機で含水率5%になるまで乾燥した。
このようにして得たケナフ木質部の小片340gを使用してマットにし、それをプレス機で10mmのスペーサーを使用して15分間加熱加圧して、ケナフを原料とした合成樹脂接着剤を使用しないボードを得た。このボードの曲げ強さは28N/mm2であった。
比較例1で使用したものと同様のケナフ木質部を、水蒸気処理はしないで、Pallmanナイフリングフレーカーを使用し比較例1と同じ方法でフレーク状の小片にし、それを乾燥機で含水率5%になるまで乾燥した。
次に、コール板にフォーミングボックスを置きその上からスプレーで水14gをコール板上に噴霧し、次いでケナフの小片340gを手撤き手押ししてマットにし、次にそのマットにスプレーで水を14g噴霧した。このマットは、計算上、表層側20%の平均含水率が50%となる。
このマットを10mmのスペーサーを使用してプレス機で17分加熱加圧した。加熱加圧開始20秒後にプレス機側面から蒸気が出はじめ、それが激しくなるが、2分後にほとんど出なくなった。この間にケナフは水蒸気処理された。次いで、残りの15分間にケナフは熱硬化反応して、ボードに成形された。
このケナフを原料とし合成樹脂接着剤を使用しないボードの曲げ強さは、27N/mm2であった。
発芽後3ヶ月経って収穫したケナフの茎部を原料として常温かつ無触媒で製造したパルプを、耐熱容器に入れ比較例1と同じ方法で高温高圧水蒸気処理を行った。次にこのパルプを、乾燥機で含水率5%になるまで乾燥した。
このパルプ160gを使用してマットにし、プレス機で4mmのスペーサーを使用して6分間加熱加圧して、ケナフを原料とした合成樹脂接着剤を使用しないボードを得た。このボードの曲げ強さは32N/mm2であった。
比較例2で使用したものと同様のケナフパルプを、乾燥機で含水率5%になるまで乾燥した。
次に、コール板にフォーミングボックスを置き、その上からスプレーで水3.8gをコール板上に噴霧し、次いでケナフパルプ160gを手撒き手押ししてマットにし、次にそのマットにスプレーで水を3.8g噴霧した。このマットは、計算上、表層側20%の平均含水率が30%となる。
このマットをプレス機で4mmのスペーサーを使用して7分間加熱加圧した。加熱加圧開始後間もなくプレス機側面から蒸気が出はじめるが1分後にはほとんど出なくなった。この間にケナフパルプは水蒸気処理された。次いで、残りの6分間にケナフパルプは、熱硬化反応してボードに成形された。
このケナフを原料とし合成樹脂接着剤を使用しないボードの曲げ強さは、34N/mm2であった。
Claims (6)
- ケナフを原料とし接着剤を使用しないボードの製造方法であって、ケナフの小片をマット化し、そのマットの表面には水が添加されており、次いでそのマットをプレス機で180〜260℃の温度で加熱加圧することにより、高温高圧水蒸気処理とボード成型とを一つの工程で行うことを特徴とするボードの製造方法。
- 前記マットの表面への水の添加が、マット下面はマット形成前にあらかじめコール板に水を散布しておくことによって、かつマット上面はマット形成後にマット表面に水を散布することによって行われることを特徴とする請求項1のボードの製造方法。
- 前記マットの表面に添加する水の量を、マットの表層側20%の平均含水率が12%以上になるようにすることを特徴とする請求項1又は2のボードの製造方法。
- 前記マットの表面に水を添加する量を、マットの表層側20%の平均含水率が20%以上になるようにすることを特徴とする請求項3のボードの製造方法。
- 前記ケナフが、常温かつ無薬品でパルプ化されたものであることを特徴とする請求項1〜4いずれか記載のボードの製造方法。
- 前記ケナフが発芽後4ヶ月以内に収穫したものであることを特徴とする請求項5のボードの製造方法。
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