JP6273596B2 - Manufacturing method of fiber board - Google Patents
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Description
本発明は、繊維ボードの製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a fiber board.
パーティクルボード(PB)、中密度繊維板(MDF)などの木質系ボードは、建築用材料として幅広い分野で使用されている。これらは、製材時の残廃材や製紙未利用低質チップ、建築解体材などから得られる木材小片、木質繊維を熱硬化性樹脂などの接着剤で接着して板状に成形して形成されたものである。このため木質資源の有効活用といった観点から環境に優しい材料である。また、上記した木質系ボードは、木材を製材して得られる挽き板に比べて品質が安定している、異方性が少なく加工性が良好である、などの特徴を有している。 Wood based boards such as particle board (PB) and medium density fiber board (MDF) are used in a wide range of fields as building materials. These are formed by bonding the wood scraps and wood fibers obtained from the waste materials used at the time of lumbering, low-quality paper-free chips, building demolition materials, etc., and bonding them with a thermosetting resin, etc. into a plate shape. It is. For this reason, it is an environmentally friendly material from the viewpoint of effective utilization of wood resources. In addition, the above-described wood-based board has characteristics such that the quality is stable compared to a sawed board obtained by sawing wood, and there is little anisotropy and processability is good.
しかしながら、上記した木質系ボードは、構成要素として木材小片や木質繊維などを用いているため、一般的には挽き板に比べて強度が十分でなく、吸水時あるいは吸湿・乾燥時の寸法変化が大きい。中でもMDFなどの木質繊維板は、床材に用いた場合、目隙や突き上げなどが生じることがあり、壁材などに用いた場合、十分な強度や透湿性能が得られず、施工後の寸法変化によって壁の反りが発生することがあるという課題があった。また、ドア・扉材などの内装部材の基材として用いた場合、十分な強度が得られにくく、さらには寸法変化に起因する反りや狂いが大きくなりかねないなどの課題があった。 However, the above-mentioned wood-based board uses small pieces of wood, wood fibers, etc. as constituent elements, and therefore generally does not have sufficient strength as compared with a sawed board, and changes in dimensions during water absorption or moisture absorption / drying. large. Among them, wood fiber boards such as MDF may cause gaps and push-ups when used for flooring, and when used for wall materials, sufficient strength and moisture permeability cannot be obtained. There has been a problem that wall warpage may occur due to dimensional changes. Further, when used as a base material for interior members such as doors and door materials, there is a problem that it is difficult to obtain sufficient strength, and warpage and deviation due to dimensional changes may increase.
このため本出願人は、上記課題に対して、ケナフ(アオイ科の一年生草本類)などの靭皮部分から得られる繊維を集合させた繊維マットに液状接着剤を含浸させて作製した繊維ボードを提案している(特許文献1参照)。 For this reason, the present applicant, in response to the above problem, is a fiber board produced by impregnating a liquid mat into a fiber mat in which fibers obtained from a bast portion such as kenaf (Aomyceae). It has been proposed (see Patent Document 1).
上記繊維ボードは従来の木質系ボードに比べて、高強度、高い寸法安定性、及び良好な透湿性を有している。しかしながら、上記繊維ボードであっても、近年の住宅部材に求められる要求がより高まっている状況においては、基本機能を維持しながらより一層の軽量化が望まれている。 The fiber board has high strength, high dimensional stability, and good moisture permeability as compared with a conventional wood board. However, even in the above-described fiber board, in a situation where demands for recent housing members are increasing, further weight reduction is desired while maintaining the basic function.
繊維ボードの軽量化の方策として、繊維量を減らして繊維ボードの密度を低減することが挙げられる。しかしながら、この方策は繊維量を減らしているため、繊維の絡み合いが少なくなると共に、繊維同士の接触点が少なくなり、繊維同士の接着性が損なわれることがある。すなわち、繊維の優れた特徴を十分に活かすことが出来なくなる。つまり、軽量化を図ることによって、良好な強度及び寸法安定性を有した繊維ボードを得ることが困難となる。繊維同士の接着性を高めるために、繊維マットに含浸させる液状接着剤を増やすことが考えられるが、液状接着剤自体が繊維に浸透し易いという特性を有するため、接着性の向上効果が小さい。また、繊維内部に浸透した液状接着剤が硬化すると、繊維自体の寸法変化が抑制されるという利点がある一方で、繊維が脆くなり、繊維自体のもつ粘り強さを活かすことができなくなる場合がある。つまり、良好な強度を有した低密度の繊維ボードを、液状接着剤を用いて作製することが難しかった。 One way to reduce the weight of the fiber board is to reduce the density of the fiber board by reducing the amount of fibers. However, since this measure reduces the amount of fibers, the entanglement of the fibers decreases, the contact points between the fibers decrease, and the adhesion between the fibers may be impaired. In other words, the excellent characteristics of the fiber cannot be fully utilized. That is, it becomes difficult to obtain a fiber board having good strength and dimensional stability by reducing the weight. In order to improve the adhesiveness between the fibers, it is conceivable to increase the liquid adhesive impregnated in the fiber mat. However, since the liquid adhesive itself has a property of easily penetrating into the fibers, the effect of improving the adhesiveness is small. Further, when the liquid adhesive that has penetrated into the inside of the fiber is cured, there is an advantage that the dimensional change of the fiber itself is suppressed. On the other hand, the fiber becomes brittle, and the tenacity of the fiber itself may not be utilized. . That is, it was difficult to produce a low-density fiber board having good strength using a liquid adhesive.
この低密度の繊維ボードの強度物性を改善する方策として、例えば、粒状接着剤を用いることが考えられる。粒状接着剤は固形の接着剤であり、液状接着剤に比べて繊維内部に浸透し難いため、繊維内部への接着剤の浸透によって繊維を脆くすることなく繊維自体の粘り強さを活かすことが可能となる。 As a measure for improving the strength properties of the low-density fiber board, for example, it is conceivable to use a granular adhesive. Granular adhesives are solid adhesives that are harder to penetrate inside the fiber than liquid adhesives, so it is possible to utilize the tenacity of the fiber itself without making the fiber brittle by penetration of the adhesive into the fiber. It becomes.
しかしながら、次のような問題があった。すなわち、平均繊維長が10〜200mm程度であり平均繊維径が数十〜数百μmの繊維の集合体に、粒状接着剤をより均一に分散させ、繊維同士の接着性を十分に確保することが困難であった。つまり、粒状接着剤は液状接着剤に比べて繊維内部への浸透が抑えられるが、繊維へ付着し難くなる。結果として、繊維マットに粒状接着剤を混合しても粒状接着剤が繊維マットから脱落し易くなり、繊維マットに混合した接着剤を繊維同士の接着性向上に十分に活かすことができず、繊維同士の接着性を十分に確保することが困難であった。繊維同士の接着性を確保するために、繊維マットに粒状接着剤を過剰に混合させることが考えられる。しかしながら、この場合には粒状接着剤の脱落等によって繊維マット中に粒状接着剤の偏析等が生じ、粒状接着剤を均一に分散させることが困難であるという問題が残され、結果として十分な強度を有する繊維ボードを得ることができない。さらには、この場合には高コスト化につながるだけでなく、過剰な粒状接着剤により透湿性が損なわれたり、接着剤染みによる外観不良の発生や、成形時にパンクや熱板への付着などのトラブルを引き起こすおそれがあった。 However, there were the following problems. That is, the granular adhesive is more uniformly dispersed in an aggregate of fibers having an average fiber length of about 10 to 200 mm and an average fiber diameter of several tens to several hundreds of μm, thereby sufficiently securing the adhesion between the fibers. It was difficult. That is, the granular adhesive is less likely to penetrate into the fiber than the liquid adhesive, but is less likely to adhere to the fiber. As a result, even if the granular adhesive is mixed with the fiber mat, the granular adhesive is easily removed from the fiber mat, and the adhesive mixed with the fiber mat cannot be fully utilized for improving the adhesion between the fibers. It was difficult to ensure sufficient adhesion between each other. In order to ensure the adhesiveness between the fibers, it is conceivable to add a granular adhesive to the fiber mat excessively. However, in this case, the granular adhesive is segregated in the fiber mat due to dropping off of the granular adhesive, and the problem that it is difficult to uniformly disperse the granular adhesive remains, resulting in sufficient strength. It is not possible to obtain a fiberboard with Furthermore, in this case, not only the cost is increased, but also moisture permeability is impaired by excessive granular adhesive, appearance failure due to adhesive stain, adhesion to puncture and hot plate during molding, etc. There was a risk of causing trouble.
本発明は、以上のとおりの事情に鑑みてなされたものであり、強度、寸法安定性及び透湿性が良好であり、軽量化が可能な繊維ボードの製造方法を提供することを課題としている。 This invention is made | formed in view of the situation as mentioned above, and makes it a subject to provide the manufacturing method of the fiber board which intensity | strength, dimensional stability, and moisture permeability are favorable, and can be reduced in weight.
上記の課題を解決するために、本発明の繊維ボードの製造方法は、植物繊維で形成される平均繊維長5mm以上100mm以下及び平均繊維径70μm以上400μm以下の主構成繊維に、麻系天然繊維、ヤシ繊維及び農産廃棄物繊維から選ばれる一種以上の植物繊維を平均繊維径20μm以上70μm未満の範囲に解繊した微細繊維に熱硬化性樹脂または熱可塑性樹脂を樹脂成分として含む粒状接着剤を加えて混合したものを、重量比で主構成繊維:微細繊維=50:50〜90:10の割合で混合し、その混合物をマット状に形成して繊維マットとし、次いでこの繊維マットを板状に熱圧成形することを特徴とする In order to solve the above-described problems, the fiber board manufacturing method of the present invention is characterized in that hemp natural fibers are added to main constituent fibers formed of plant fibers and having an average fiber length of 5 mm to 100 mm and an average fiber diameter of 70 μm to 400 μm. A granular adhesive comprising a thermosetting resin or a thermoplastic resin as a resin component in fine fibers obtained by defibrating one or more plant fibers selected from palm fibers and agricultural waste fibers in a range of an average fiber diameter of 20 μm or more and less than 70 μm was added a mixture, the main constituent fibers in a weight ratio: the fine fibers = 50: 50-90: 10 were mixed at a ratio of, a fiber mat to form the mixture into a mat, and then plate the fiber mat It is characterized by hot pressing
この繊維ボードの製造方法においては、前記繊維マットを加熱して前記繊維マット中の粒状接着剤を溶融させた後、前記繊維マットを熱圧成形することが好ましい。 In this fiber board manufacturing method, it is preferable that the fiber mat is heated to melt the granular adhesive in the fiber mat and then hot-press-molded.
この繊維ボードの製造方法においては、繊維ボードの密度が600〜900kg/m3の範囲となるように前記繊維マットを熱圧成形することが好ましい。 In this fiber board manufacturing method, the fiber mat is preferably hot-press molded so that the density of the fiber board is in the range of 600 to 900 kg / m 3 .
この繊維ボードの製造方法においては、前記主構成繊維として、麻系天然繊維、ヤシ繊維及び農産廃棄物繊維から選ばれる一種以上の植物繊維を用いることが好ましい。 In this fiber board manufacturing method, it is preferable to use one or more plant fibers selected from hemp natural fibers, palm fibers, and agricultural waste fibers as the main constituent fibers.
この繊維ボードの製造方法においては、前記主構成繊維の解繊度を高めて前記微細繊維を製造することが好ましい。 In this fiber board manufacturing method, it is preferable to increase the fibrillation degree of the main constituent fibers to manufacture the fine fibers.
この繊維ボードの製造方法においては、前記微細繊維として、前記主構成繊維の原料繊維を解繊して前記主構成繊維を製造した際に副次的に生成される繊維を用いることが好ましい。 In the fiber board manufacturing method, it is preferable to use, as the fine fiber, a fiber that is generated as a secondary fiber when the main constituent fiber is defibrated to produce the main constituent fiber.
この繊維ボードの製造方法においては、前記主構成繊維及び前記微細繊維のうち少なくとも一方の繊維に、ドンゴロス袋を解繊して得られる繊維を用いることが好ましい。 In this fiber board manufacturing method, it is preferable to use a fiber obtained by opening a dongoros bag for at least one of the main constituent fiber and the fine fiber.
本発明によれば、強度、寸法安定性及び透湿性が良好であり、軽量化が可能な繊維ボードを製造することができる。 According to the present invention, it is possible to manufacture a fiber board that has good strength, dimensional stability, and moisture permeability and can be reduced in weight.
本発明の繊維ボードの製造方法は、以下のようにして繊維ボードを製造している。 The fiber board manufacturing method of the present invention manufactures a fiber board as follows.
まず、植物繊維で形成される平均繊維長5mm以上100mm以下及び平均繊維径70μm以上400μm以下の主構成繊維に微細繊維と粒状接着剤とを加えて混合する。微細繊維は、麻系天然繊維、ヤシ繊維及び農産廃棄物繊維から選ばれる一種以上の植物繊維を平均繊維径20μm以上70μm未満の範囲に解繊した繊維である。この微細繊維は、主構成繊維に、重量比で主構成繊維:微細繊維=50:50〜90:10の割合で加える。次いで、得られた混合物をマット状に形成して繊維マットとし、この繊維マットを板状に熱圧成形する。これによって、目的とする繊維ボードを得ることができる。 First, fine fibers and a granular adhesive are added to and mixed with main constituent fibers having an average fiber length of 5 mm to 100 mm and an average fiber diameter of 70 μm to 400 μm formed of plant fibers. The fine fiber is a fiber obtained by defibrating one or more plant fibers selected from hemp-based natural fibers, palm fibers, and agricultural waste fibers in a range of an average fiber diameter of 20 μm or more and less than 70 μm. The fine fibers are added to the main constituent fibers in a weight ratio of main constituent fibers: fine fibers = 50: 50 to 90:10. Subsequently, the obtained mixture is formed into a mat to form a fiber mat, and the fiber mat is hot-pressed into a plate. Thereby, the target fiber board can be obtained.
以下に、繊維ボードの製造フロー図を示した図1を参照して、繊維ボードの製造方法の一例を説明する。 Below, with reference to FIG. 1 which showed the manufacture flowchart of the fiber board, an example of the manufacturing method of a fiber board is demonstrated.
図1(a)に示すように、まず、主構成繊維の原料となる植物から長さが数十cm〜数m、幅が5mm〜30mmの繊維束を採取して秤量する。次に、ロータリーカッター等の切断機に繊維束を投入し、おおよそ5〜10cmの長さとなるように切断する。次に、切断した繊維束を反毛機で解繊する。その際、平均繊維長が5mm以上100mm以下、平均繊維径が70μm以上400μm以下になるまで解繊する。こうして目的の主構成繊維を得る。反毛機は、先端の尖ったピンや切断刃を備えたシリンダーが高速回転する機構を有した機械であり、本機械に繊維束を通過させることによって、束状となった繊維束を分離し、解繊、繊維化できる。なお、平均繊維長は繊維長分布測定機等を用いて計測される。平均繊維径は、光学顕微鏡あるいは電子顕微鏡の画像から複数箇所における繊維径を測定した平均値として計測される。 As shown in FIG. 1A, first, a fiber bundle having a length of several tens of centimeters to several meters and a width of 5 mm to 30 mm is collected and weighed from a plant that is a raw material for main constituent fibers. Next, the fiber bundle is put into a cutting machine such as a rotary cutter and cut so as to have a length of about 5 to 10 cm. Next, the cut fiber bundle is defibrated with a lapping machine. At that time, the fiber is defibrated until the average fiber length is 5 mm to 100 mm and the average fiber diameter is 70 μm to 400 μm. Thus, the intended main constituent fiber is obtained. A repelling machine is a machine that has a mechanism in which a cylinder equipped with a pin with a sharp tip and a cutting blade rotates at high speed. By passing the fiber bundle through this machine, the bundle of fiber bundles is separated. Can be defibrated and fiberized. The average fiber length is measured using a fiber length distribution measuring machine or the like. The average fiber diameter is measured as an average value obtained by measuring fiber diameters at a plurality of locations from an image of an optical microscope or an electron microscope.
微細繊維も同様にして、所定の平均繊維径に解繊された繊維を得る。 Similarly, fine fibers are fibrillated to a predetermined average fiber diameter.
次に、主構成繊維と微細繊維とを所定の割合で混合し、さらに粒状接着剤を添加して混合し、混合物を得る。粒状接着剤は、主構成繊維と微細繊維との合計重量に対して、固形分換算で樹脂成分が例えば5〜30重量%の範囲内となるように添加することができる。 Next, main constituent fibers and fine fibers are mixed at a predetermined ratio, and a granular adhesive is added and mixed to obtain a mixture. A granular adhesive agent can be added so that a resin component may exist in the range of 5-30 weight% in conversion of solid content with respect to the total weight of a main constituent fiber and a fine fiber.
繊維の混合には、例えば、2種類の繊維(主構成繊維及び微細繊維)を定量供給する調合機構と、繊維を混ぜ合わせるためのピン付きシリンダーとを有する混綿機を用いることができる。また、接着剤の混合には、粒状接着剤を定量供給する機構を備えた機器を用いることができる。 For the mixing of the fibers, for example, a blending machine having a blending mechanism for quantitatively supplying two types of fibers (main constituent fibers and fine fibers) and a pinned cylinder for mixing the fibers can be used. Moreover, the apparatus provided with the mechanism which supplies a granular adhesive quantitatively can be used for mixing of an adhesive agent.
ここで、図1(b)に示すように、微細繊維に粒状接着剤を加えて混合したものを、主構成繊維に加えて混合することにより混合物を得るようにしてもよい。微細繊維は、毛羽立った構造を表面に有するため、粒状接着剤が付着し易くなっている。このため、微細繊維と粒状接着剤とを予め混合することによって、粒状接着剤が付着した微細繊維を得る。粒状接着剤を微細繊維に付着させた状態で主構成繊維に加えて混合することにより、粒状接着剤を単独で加えた場合と比べて、粒状接着剤の脱落等によるロスを抑制することができる。また、粒状接着剤をより均一に分散させることもできる。 Here, as shown in FIG.1 (b), you may make it obtain a mixture by adding and mixing the thing which added and mixed the granular adhesive agent to the fine fiber to the main component fiber. Since the fine fibers have a fuzzy structure on the surface, the granular adhesive is easily attached. For this reason, the fine fiber to which the granular adhesive adhered is obtained by previously mixing the fine fiber and the granular adhesive. By adding and mixing the granular adhesive to the main constituent fiber in a state of adhering to the fine fibers, it is possible to suppress loss due to dropping off of the granular adhesive and the like compared to the case where the granular adhesive is added alone. . In addition, the granular adhesive can be more uniformly dispersed.
この方法では、粒状接着剤の一部を微細繊維に予め混合するようにしてもよい。すなわち、粒状接着剤の一部を微細繊維に加えて混合したものを、主構成繊維に加えて混合し、次いで粒状接着剤の残りを主構成繊維に加えて混合することにより混合物を得るようにしてもよい。これによって、粒状接着剤の添加量を増やすことができる。また、粒状接着剤の脱落等によるロスを抑制したり、粒状接着剤をより均一に分散させることもできる。微細繊維と予め混合する粒状接着剤の割合としては、所期の効果をより効果的に実現する観点から、粒状接着剤全体量のうち50重量%以上であることが好ましい。 In this method, a part of the granular adhesive may be mixed in advance with fine fibers. That is, a mixture obtained by adding a part of the granular adhesive to the fine fibers and mixing the mixture is added to the main constituent fibers, and then the remainder of the granular adhesive is added to the main constituent fibers and mixed. May be. Thereby, the addition amount of a granular adhesive agent can be increased. Further, loss due to dropping off of the granular adhesive or the like can be suppressed, and the granular adhesive can be more uniformly dispersed. The proportion of the granular adhesive preliminarily mixed with the fine fibers is preferably 50% by weight or more of the total amount of the granular adhesive from the viewpoint of more effectively realizing the desired effect.
次に、図1(a)に示すように、得られた混合物をマット状に形成して繊維マットとする。混合物の繊維マット化には、例えば、マットフォーマーと呼ばれる連続的に繊維マットを製造する装置を用いることができる。また、型枠に混合物を散布するなどの方法によって繊維マットを形成することもできる。 Next, as shown to Fig.1 (a), the obtained mixture is formed in mat shape and it is set as a fiber mat. For making the mixture into a fiber mat, for example, an apparatus called a mat former that continuously produces fiber mats can be used. The fiber mat can also be formed by a method such as spraying a mixture on a mold.
次に、必要に応じて、繊維マットを加熱するマット加熱処理を行い、繊維マット中の粒状接着剤を溶融させる。これによって、主構成繊維が絡み合った集合体の空隙部分に溶融した粒状接着剤を均一に分散させたまま保持する作用が働く。この作用により、繊維マットを搬送するなど、繊維マットを取り扱う際に、粒状接着剤の脱落や偏析を抑制することができる。また、液状接着剤に繊維を含浸させた場合の液状接着剤の繊維内への浸透性と比べて、溶融した粒状接着剤の繊維内への浸透性は低く、溶融した粒状接着剤は主として繊維の表面に付着する。このため、繊維を脆くすることなく繊維自体の粘り強さを活かすことが可能となる。この結果、比較的低密度であっても、高い透湿性を有しながら主構成繊維による強度及び寸法安定化の作用が効果的に働き、より一層強度及び寸法安定性に優れた繊維ボードを提供できるようになる。 Next, if necessary, a mat heat treatment for heating the fiber mat is performed to melt the granular adhesive in the fiber mat. As a result, an action of holding the molten granular adhesive agent uniformly dispersed in the void portions of the aggregate in which the main constituent fibers are intertwined works. Due to this action, when the fiber mat is handled, for example, when the fiber mat is transported, the dropping and segregation of the granular adhesive can be suppressed. Moreover, compared with the permeability of the liquid adhesive into the fiber when the fiber is impregnated with the liquid adhesive, the permeability of the molten granular adhesive into the fiber is low. Adhere to the surface. For this reason, it becomes possible to make use of the tenacity of the fiber itself without making the fiber brittle. As a result, even if the density is relatively low, the strength and dimensional stability of the main constituent fiber are effective while having high moisture permeability, providing a fiber board with even greater strength and dimensional stability. become able to.
繊維マットの加熱には、例えば、加熱ヒータや熱風送風器等の熱源を備え、コンベアベルト等で繊維マットを搬送する機構を有した加熱装置を用いることができる。また、後述する熱圧成形で用いる装置を利用することもできる。加熱条件は、粒状接着剤の種類や、繊維マットの面重量によって適宜設定されるものであるが、60〜150℃の加熱温度で1〜10分間加熱することが好ましい。 For heating the fiber mat, for example, a heating device having a heat source such as a heater or a hot air blower and having a mechanism for conveying the fiber mat by a conveyor belt or the like can be used. Moreover, the apparatus used by the hot press molding mentioned later can also be utilized. The heating conditions are appropriately set according to the type of the granular adhesive and the surface weight of the fiber mat, but it is preferable to heat at a heating temperature of 60 to 150 ° C. for 1 to 10 minutes.
次に、繊維マットを板状に熱圧成形して繊維ボードを得る。繊維マットの熱圧成形には、例えば、加熱した一対のスチールベルトの隙間に、圧力を加えながら繊維マットを搬送させる連続プレス装置や、加熱した複数の熱板間に繊維マットを挟んで加圧する多段プレス装置等を用いることができる。成形条件は、特に限定されるものではないが、成形温度120〜190℃、成形圧力1〜4MPaの範囲が好ましい。成形時間は繊維ボードの板厚や成形温度に応じて適宜設定すればよい。 Next, a fiber mat is obtained by hot pressing the fiber mat into a plate shape. For hot pressing of the fiber mat, for example, a continuous press device that conveys the fiber mat while applying pressure to a gap between a pair of heated steel belts, or pressurizing the fiber mat between a plurality of heated hot plates. A multi-stage press apparatus etc. can be used. The molding conditions are not particularly limited, but a molding temperature of 120 to 190 ° C. and a molding pressure of 1 to 4 MPa are preferable. What is necessary is just to set a shaping | molding time suitably according to the board thickness and shaping | molding temperature of a fiber board.
次に、成形後に得られた繊維ボードについて、必要に応じて、含水率調整(養生)を行ったり、所定サイズに切断したりするなどの後加工を行う。 Next, post-processing such as adjusting the moisture content (curing) or cutting into a predetermined size is performed on the fiber board obtained after molding, as necessary.
このようにして製造された繊維ボードは、繊維同士が粒状接着剤由来の接着剤(以下、単に「接着剤」と記す場合がある。)で効果的に接着されており、主構成繊維の絡み合いが強固になっている。このため、繊維ボードを軽量化した場合でも、強度、寸法安定性及び透湿性が良好である。 In the fiber board manufactured in this way, the fibers are effectively bonded with an adhesive derived from a granular adhesive (hereinafter simply referred to as “adhesive”), and the main constituent fibers are entangled. Has become stronger. For this reason, even when the fiber board is reduced in weight, strength, dimensional stability and moisture permeability are good.
図2は、繊維ボードの一実施形態を模式的に示す断面図である。 FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing one embodiment of a fiber board.
図2の繊維ボード1は、主構成繊維2と微細繊維3とが混合され、繊維同士が接着剤4で接着されている。具体的には、比較的大きな繊維径を有する主構成繊維2同士がゆるやかに湾曲して絡み合って形成される集合体の空隙部分5に、比較的小さな繊維径を有する微細繊維3が均一に分散し、繊維同士が接着剤4で接着された状態となっている。 In the fiber board 1 of FIG. 2, main constituent fibers 2 and fine fibers 3 are mixed, and the fibers are bonded together with an adhesive 4. Specifically, the fine fibers 3 having a relatively small fiber diameter are uniformly dispersed in the void portion 5 of the aggregate formed by the main constituent fibers 2 having a relatively large fiber diameter being gently curved and entangled with each other. The fibers are bonded with the adhesive 4.
このような繊維ボードは、上述したように、主構成繊維、微細繊維及び粒状接着剤の混合物を熱圧成形することによって得られる。主構成繊維、微細繊維及び粒状接着剤の混合により、主構成繊維の集合体の空隙部分に微細繊維及び粒状接着剤が入り込み、微細繊維及び粒状接着剤が均一に分散する。微細繊維は、植物繊維の解繊による微細化によってその表面が毛羽立った構造を有しているので、微細繊維の表面に粒状接着剤が付着し易くなっている。粒状接着剤の微細繊維表面への付着によって、粒状接着剤は混合物から脱落しにくくなっており、また、粒状接着剤の偏析等が生じにくくなっている。このため、混合物においては、粒状接着剤の均一な分散を維持できるようになる。このような混合物を熱圧成形することによって、繊維同士を接着剤で効果的に接着させることができ、主構成繊維の絡み合いを強固にすることができる。こうして得られる繊維ボードは、高い透湿性を有しながら、主構成繊維による強度及び寸法安定化の作用が効果的に働く。したがって、繊維ボードの密度が比較的低密度であっても、つまり、繊維ボードを軽量化した場合でも、強度、寸法安定性及び透湿性が良好である。 Such a fiber board is obtained by hot-pressing a mixture of main constituent fibers, fine fibers and a granular adhesive as described above. By mixing the main constituent fibers, the fine fibers, and the granular adhesive, the fine fibers and the granular adhesive enter the voids of the aggregate of the main constituent fibers, and the fine fibers and the granular adhesive are uniformly dispersed. Since the fine fiber has a structure with a fluffy surface due to the refinement of the plant fiber by defibration, the granular adhesive easily adheres to the surface of the fine fiber. Due to the adhesion of the granular adhesive to the surface of the fine fibers, the granular adhesive is less likely to fall out of the mixture, and segregation of the granular adhesive is less likely to occur. For this reason, in the mixture, a uniform dispersion of the granular adhesive can be maintained. By hot-pressing such a mixture, the fibers can be effectively bonded with an adhesive, and the entanglement of the main constituent fibers can be strengthened. The fiber board obtained in this way has the high moisture permeability, and the action of strength and dimensional stabilization by the main constituent fibers works effectively. Therefore, even if the density of the fiber board is relatively low, that is, when the fiber board is lightened, the strength, dimensional stability and moisture permeability are good.
このような繊維ボードは、床材、壁材、天井材、野地板等の建築用部材として利用することができる。また、ドア、扉材等の内装部材の基材として利用することもできる。 Such a fiber board can be used as a building member such as a flooring material, a wall material, a ceiling material, and a field board. Moreover, it can also utilize as a base material of interior members, such as a door and a door material.
本実施形態においては、主構成繊維として、例えば、麻系天然繊維、ヤシ繊維、農産廃棄物繊維、木質繊維等の植物繊維を用いることができる。 In the present embodiment, for example, plant fibers such as hemp-based natural fibers, palm fibers, agricultural waste fibers, and wood fibers can be used as the main constituent fibers.
麻系天然繊維は、ケナフ、ジュート、亜麻、ラミー、ヘンプ、サイザル等の靭皮繊維系植物を原料とする繊維である。靭皮繊維系植物は、既に紡績や不織布工業の中で一般的な工業原料として流通しており、安定的な調達が可能である。この靭皮繊維系植物の靭皮部分から得られる繊維束を機械的に解繊することによって、高強度で良好な寸法安定性を有する繊維を得ることができる。また、解繊条件を適宜設定することにより、繊維束を所定の繊維長、繊維径にまで解繊でき、目的とする繊維を比較的容易に得ることができる。 Hemp-based natural fibers are fibers made from bast fiber-based plants such as kenaf, jute, flax, ramie, hemp, and sisal. Bast fiber-based plants are already distributed as general industrial raw materials in the spinning and nonwoven fabric industries, and can be stably procured. A fiber having high strength and good dimensional stability can be obtained by mechanically defibrating the fiber bundle obtained from the bast portion of the bast fiber plant. Moreover, by appropriately setting the defibrating conditions, the fiber bundle can be defibrated to a predetermined fiber length and fiber diameter, and the target fiber can be obtained relatively easily.
靭皮繊維系植物から平均繊維長5mm以上100mm以下、平均繊維径70μm以上400μm以下の麻系天然繊維を得る場合、例えば、次の手順に従って、目的とする繊維を得ることができる。まず、靭皮繊維系植物の靭皮部分から、長さが数十cm〜数m、幅が5mm〜30mmの靭皮繊維束を採取する。次いで、ロータリーカッター等でおおよそ5〜10cmの長さとなるように靭皮繊維束を切断する。次いで、反毛機にかけて、靭皮繊維束を平均繊維長が5mm以上100mm以下、平均繊維径が70μm以上400μm以下になるまで解繊する。 When obtaining a hemp natural fiber having an average fiber length of 5 mm to 100 mm and an average fiber diameter of 70 μm to 400 μm from a bast fiber plant, for example, the target fiber can be obtained according to the following procedure. First, a bast fiber bundle having a length of several tens of cm to several m and a width of 5 mm to 30 mm is collected from the bast portion of the bast fiber plant. Next, the bast fiber bundle is cut so as to have a length of about 5 to 10 cm with a rotary cutter or the like. Subsequently, the bast fiber bundle is defibrated until the average fiber length is 5 mm or more and 100 mm or less, and the average fiber diameter is 70 μm or more and 400 μm or less by using a lapping machine.
ヤシ繊維は、油ヤシ、ココヤシ等の植物を原料とする繊維である。この植物原料も安定的な調達が可能である。油ヤシ、ココヤシ等の果実房部分からヤシ油を搾り取った後の繊維質部分を、上記した靭皮繊維束と同様に、所定の繊維長、繊維径にまで解繊することによって、高強度な繊維を容易に得ることができる。 Palm fiber is fiber made from plants such as oil palm and coconut palm. This plant material can also be procured stably. High strength by defibrating the fiber part after squeezing palm oil from the fruit bunches such as oil palm and coconut to the prescribed fiber length and fiber diameter, similar to the bast fiber bundle described above Can be obtained easily.
農産廃棄物繊維は、さとうきび、とうもろこし、竹、イネ等の農産廃棄物を原料とする繊維である。例えば、さとうきびから糖分を煮出した後の搾りかす(以下、バガスと称する)を乾燥した後、繊維状に加工することにより、かさ密度の小さなバガス繊維を得ることができる。そして、上記した靭皮繊維束と同様に、所定の繊維長、繊維径にまで解繊することによって、目的とする繊維を容易に得ることができる。バガスは、従来、廃棄されるか、ボイラー燃料や紙の原料、家畜飼料や肥料等に用いられていたが、環境問題の高まりから、利用可能なバイオマス資源として、近年注目を集めている。 Agricultural waste fiber is a fiber made from agricultural waste such as sugar cane, corn, bamboo, and rice. For example, a bagasse fiber having a small bulk density can be obtained by drying a squeezed residue (hereinafter referred to as bagasse) after boiling sugar from sugarcane and then processing it into a fiber. Then, similarly to the bast fiber bundle described above, the target fiber can be easily obtained by defibrating to a predetermined fiber length and fiber diameter. Bagasse has conventionally been discarded or used as boiler fuel, paper raw materials, livestock feed, fertilizer, and the like, but has recently attracted attention as an available biomass resource due to increasing environmental problems.
バガス以外にも、とうもろこしや竹の茎、稲藁等の原料を解繊することにより、目的とする農産廃棄物繊維を得ることが出来る。従来は廃棄されていた原料を用いることで、廃棄物を削減することができ、貴重な資源を節約することができる。また、繊維ボードのコスト低減も可能となる。 In addition to bagasse, the desired agricultural waste fiber can be obtained by defibrating raw materials such as corn, bamboo stalks and rice straw. By using raw materials that have been discarded in the past, waste can be reduced and valuable resources can be saved. In addition, the cost of the fiber board can be reduced.
木質繊維は、針葉樹や広葉樹等を原料とする繊維である。木質繊維は、一般的にMDF原料として用いられている、雑木、木工屑、廃材、欠陥のある材木、間伐材等を利用することができる。このため、地球環境面から貴重な資源となる木質系原料を有効に利用することできる。このような木質系原料を、上記した靭皮繊維束と同様に、所定の繊維長、繊維径にまで解繊することによって、目的とする繊維を容易に得ることができる。 Wood fiber is a fiber made from conifers, hardwoods, and the like. The wood fiber can use miscellaneous trees, woodwork scraps, waste materials, defective timbers, thinned wood, etc., which are generally used as MDF raw materials. For this reason, it is possible to effectively use wood-based raw materials that are valuable resources from the viewpoint of the global environment. Similar to the bast fiber bundle described above, the intended fiber can be easily obtained by defibrating such a wood-based material to a predetermined fiber length and fiber diameter.
主構成繊維は、麻系天然繊維、ヤシ繊維、農産廃棄物繊維、木質繊維等の植物繊維を適宜組み合わせて使用することができる。繊維ボードの強度や寸法安定性をより向上させ、また繊維ボードをより安価に得るという観点から、麻系天然繊維、ヤシ繊維及び農産廃棄物繊維から一種以上を選択して使用することが望ましい。 The main constituent fibers can be used by appropriately combining plant fibers such as hemp-based natural fibers, palm fibers, agricultural waste fibers, and wood fibers. From the viewpoint of further improving the strength and dimensional stability of the fiber board and obtaining the fiber board at a lower cost, it is desirable to use one or more selected from hemp-based natural fibers, palm fibers, and agricultural waste fibers.
主構成繊維は、上記のとおり、平均繊維長5mm以上100mm以下、平均繊維径70μm以上400μm以下の繊維である。 As described above, the main constituent fibers are fibers having an average fiber length of 5 mm to 100 mm and an average fiber diameter of 70 μm to 400 μm.
平均繊維長及び平均繊維径が上記範囲内であれば、繊維ボードが低密度でありながらも、主構成繊維の絡み合いによる強度及び寸法安定化の作用が効果的に働くことが可能となる。したがって、軽量化した場合でも、強度、寸法安定性及び透湿性が良好な繊維ボードを提供することができる。この観点から、平均繊維長として、好ましくは10mm以上70mm以下であり、より好ましくは30mm以上60mm以下であることが望ましい。平均繊維径として、好ましくは100μm以上350μm以下であり、より好ましくは150μm以上300μm以下であることが望ましい。 If the average fiber length and the average fiber diameter are within the above ranges, the strength and dimensional stabilization due to the entanglement of the main constituent fibers can work effectively while the fiber board has a low density. Therefore, even when the weight is reduced, it is possible to provide a fiber board having good strength, dimensional stability, and moisture permeability. From this viewpoint, the average fiber length is preferably 10 mm or more and 70 mm or less, and more preferably 30 mm or more and 60 mm or less. The average fiber diameter is preferably 100 μm or more and 350 μm or less, and more preferably 150 μm or more and 300 μm or less.
主構成繊維の平均繊維長が5mmより短いと、繊維同士の絡み合いが少なく、また繊維間の接着部分も少なくなるので、繊維ボードとして十分な強度を得ることができない。主構成繊維の平均繊維長が100mmより長いと、主構成繊維が屈曲した状態となり、繊維長さ方向の寸法変化が小さいという特徴を活かしにくくなり、寸法安定性が低下する。また、主構成繊維の集合体を均一な構造となるように形成することが難しい。これによって、繊維ボードの密度のばらつきが大きくなることがあり、また強度面において欠陥となる部分が生じることがあり、繊維ボードの強度や寸法安定性を十分に高めることができなくなる。 When the average fiber length of the main constituent fibers is shorter than 5 mm, there is less entanglement between the fibers and there are also fewer bonded portions between the fibers, so that sufficient strength as a fiber board cannot be obtained. When the average fiber length of the main constituent fibers is longer than 100 mm, the main constituent fibers are bent, making it difficult to take advantage of the small dimensional change in the fiber length direction and reducing the dimensional stability. Moreover, it is difficult to form an aggregate of main constituent fibers so as to have a uniform structure. As a result, the variation in density of the fiber board may increase, and a portion that becomes a defect in strength may occur, and the strength and dimensional stability of the fiber board cannot be sufficiently increased.
主構成繊維の平均繊維径が70μmより細いと、繊維間の空隙が小さくなり、微細繊維及び粒状接着剤を均一に分散させることが難しくなる。主構成繊維の平均繊維径が400μmより太いと、その剛直性によって繊維同士の絡み合いが少なくなって、繊維ボードとして十分な強度を得ることができない。また、繊維ボード表面の凹凸が大きくなり、表面平滑性が低下することもある。 When the average fiber diameter of the main constituent fibers is thinner than 70 μm, the gap between the fibers becomes small, and it becomes difficult to uniformly disperse the fine fibers and the granular adhesive. If the average fiber diameter of the main constituent fibers is larger than 400 μm, the entanglement between the fibers decreases due to the rigidity, and sufficient strength as a fiber board cannot be obtained. Moreover, the unevenness | corrugation on the surface of a fiber board becomes large and surface smoothness may fall.
本実施形態においては、微細繊維として、麻系天然繊維、ヤシ繊維及び農産廃棄物繊維から選ばれる一種以上の植物繊維を平均繊維径20μm以上70μm未満の範囲にまで機械的に解繊して得られる繊維が用いられる。 In the present embodiment, as fine fibers, one or more plant fibers selected from hemp-based natural fibers, palm fibers, and agricultural waste fibers are mechanically defibrated to an average fiber diameter of 20 μm or more and less than 70 μm. Fibers are used.
麻系天然繊維、ヤシ繊維及び農産廃棄物繊維の詳細については、上記した主構成繊維において説明したものと同様であるのでその説明を省略する。これら麻系天然繊維、ヤシ繊維及び農産廃棄物繊維は、後述するように、細胞壁からなる単繊維の集合体として構成されている。この集合体は、隣接する単繊維が外力によって界面で分離し易くなっている。このため、麻系天然繊維、ヤシ繊維及び農産廃棄物繊維を所定の繊維径にまで解繊すると、単繊維が分離するなどの毛羽立った構造を有する微細繊維が得られる。 The details of the hemp-based natural fiber, palm fiber, and agricultural waste fiber are the same as those described in the main constituent fiber described above, and thus the description thereof is omitted. These hemp-based natural fibers, palm fibers, and agricultural waste fibers are configured as an aggregate of single fibers composed of cell walls, as will be described later. In this aggregate, adjacent single fibers are easily separated at the interface by an external force. For this reason, when the hemp-based natural fiber, palm fiber and agricultural waste fiber are defibrated to a predetermined fiber diameter, fine fibers having a fluffy structure such as separation of single fibers can be obtained.
微細繊維として、主構成繊維として用いられる麻系天然繊維、ヤシ繊維及び農産廃棄物繊維から選ばれる一種以上の植物繊維の解繊度を高めて製造した繊維を用いることができる。例えば、麻系天然繊維、ヤシ繊維、又は農産廃棄物繊維を主構成繊維として用いる場合、その繊維を製造する解繊工程において、反毛回数を増やすなど解繊条件を変更する。そして、平均繊維径20μm以上70μm未満になるまで繊維を微細化し、主構成繊維と組み合わせる微細繊維を製造する。これによれば、主構成繊維及び微細繊維の原料繊維の種類が1種類ですむため、製造工程を簡略化できるといった利点が得られる。 As the fine fibers, fibers produced by increasing the defibration degree of one or more plant fibers selected from hemp-based natural fibers, palm fibers and agricultural waste fibers used as the main constituent fibers can be used. For example, when hemp-based natural fiber, coconut fiber, or agricultural waste fiber is used as the main constituent fiber, the defibrating conditions are changed, such as increasing the number of bristles in the defibrating process for producing the fiber. And a fiber is refined | miniaturized until it becomes an average fiber diameter of 20 micrometers or more and less than 70 micrometers, and the fine fiber combined with a main component fiber is manufactured. According to this, since only one kind of main constituent fiber and fine fiber raw material fiber is required, there is an advantage that the manufacturing process can be simplified.
微細繊維として、主構成繊維の原料繊維を解繊して主構成繊維を製造した際に副次的に生成される繊維(カディス繊維)を用いることもできる。すなわち、屑繊維として廃棄される繊維を微細繊維として用いる。カディス繊維は、平均繊維径20μm以上70μm未満の繊維であり、その表面が毛羽立った構造である。このため、粒状接着剤が付着し易い。また、繊維長が比較的短いため、主構成繊維の集合体の空隙部分により均一に分散し易い。したがって、より安価で、強度、寸法安定性及び透湿性が良好な繊維ボードを得ることができる。 As the fine fiber, a fiber (cadis fiber) that is generated as a secondary component when the raw fiber of the main constituent fiber is disentangled to produce the main constituent fiber can also be used. That is, fibers discarded as waste fibers are used as fine fibers. Cadiz fibers are fibers having an average fiber diameter of 20 μm or more and less than 70 μm, and the surface thereof is fluffy. For this reason, a granular adhesive agent tends to adhere. Moreover, since the fiber length is relatively short, it is easy to disperse uniformly in the voids of the aggregate of the main constituent fibers. Therefore, it is possible to obtain a fiber board that is cheaper and has good strength, dimensional stability, and moisture permeability.
また、穀物等の輸送袋として大量に流通しているドンゴロス袋を所定の繊維径にまで解繊して得られる繊維を、主構成繊維や微細繊維として用いることもできる。ドンゴロス袋は、ジュート等の麻系天然繊維を編んで作られている。このため、ドンゴロス袋を解繊することにより、優れた強度特性を有する麻系天然繊維が得られるといった利点に加え、原料繊維の安定調達が可能であるという利点がある。さらに、使用済みのドンゴロス袋を廉価に購入可能であるため、より安価で、強度、寸法安定性及び透湿性が良好な繊維ボードを得ることができる。 Further, fibers obtained by defibrating Dongoros bags that are distributed in large quantities as transport bags for grains and the like to a predetermined fiber diameter can also be used as main constituent fibers and fine fibers. Dongoross bags are made of hemp natural fibers such as jute. For this reason, there is an advantage that the raw fiber can be stably procured in addition to the advantage that the hemp-based natural fiber having excellent strength characteristics can be obtained by opening the dongoros bag. Furthermore, since the used Dongoross bag can be purchased at a low price, it is possible to obtain a fiber board that is cheaper and has good strength, dimensional stability, and moisture permeability.
微細繊維は、上記のとおり、平均繊維径20μm以上70μm未満の繊維である。 As described above, the fine fibers are fibers having an average fiber diameter of 20 μm or more and less than 70 μm.
平均繊維径が上記範囲内であれば、毛羽立った構造が効果的に形成され、粒状接着剤が微細繊維に付着し易くなる。これによって、粒状接着剤の脱落、偏析等が生じにくくなり、繊維ボードが低密度でありながらも、主構成繊維の絡み合いによる強度及び寸法安定化の作用が効果的に働くことが可能となる。したがって、軽量化した場合でも、強度、寸法安定性及び透湿性が良好な繊維ボードを提供することができる。この観点から、平均繊維径として、好ましくは25μm以上60μm以下であり、より好ましくは30μm以上40μm以下であることが望ましい。また、同様の観点から、微細繊維の平均繊維長は、例えば、5mm以上100mm以下であることが望ましい。より好ましくは5mm以上50mm以下であり、さらに好ましくは10mm以上30mm以下である。 When the average fiber diameter is within the above range, a fuzzy structure is effectively formed, and the granular adhesive is likely to adhere to fine fibers. This makes it difficult for the granular adhesive to fall off, segregate, and the like, so that the strength and dimensional stabilization due to the entanglement of the main constituent fibers can be effectively performed while the fiber board has a low density. Therefore, even when the weight is reduced, it is possible to provide a fiber board having good strength, dimensional stability, and moisture permeability. From this viewpoint, the average fiber diameter is preferably 25 μm or more and 60 μm or less, and more preferably 30 μm or more and 40 μm or less. From the same viewpoint, the average fiber length of the fine fibers is preferably 5 mm or more and 100 mm or less, for example. More preferably, they are 5 mm or more and 50 mm or less, More preferably, they are 10 mm or more and 30 mm or less.
微細繊維の平均繊維径が70μm以上であると、その表面に粒状接着剤が付着し難くなる。また、径が太くなることによって、主構成繊維が絡み合った集合体の空隙部分に均一に分散され難くなる。このため、主構成繊維の接着強度が不十分となり、繊維ボードの強度や寸法安定性を十分に高めることができないことがある。微細繊維の平均繊維径が20μmより細いと、解繊される過程で、例えば5mm未満の繊維長になるなど、繊維長が短くなることが多い。この場合、主構成繊維が絡み合った集合体の空隙部分に微細繊維が均一に分散せず、脱落、偏析しやすくなる。このため、主構成繊維の接着強度が不十分となり、繊維ボードの強度や寸法安定性を十分に高めることができないことがある。 When the average fiber diameter of the fine fibers is 70 μm or more, it becomes difficult for the granular adhesive to adhere to the surface. Moreover, when the diameter is increased, it is difficult to uniformly disperse the voids of the aggregate in which the main constituent fibers are intertwined. For this reason, the adhesive strength of the main constituent fibers becomes insufficient, and the strength and dimensional stability of the fiber board may not be sufficiently increased. When the average fiber diameter of the fine fibers is thinner than 20 μm, the fiber length is often shortened in the process of defibration, for example, the fiber length is less than 5 mm. In this case, the fine fibers are not uniformly dispersed in the voids of the aggregate in which the main constituent fibers are intertwined, and are easily dropped and segregated. For this reason, the adhesive strength of the main constituent fibers becomes insufficient, and the strength and dimensional stability of the fiber board may not be sufficiently increased.
麻系天然繊維の一例として、ジュートの繊維束を解繊して得られたジュート繊維を図3に示す。図3(a)は、ジュート繊維の断面構造を示している。図3(b)は、ジュート繊維をさらに解繊して得られた微細繊維の外観を示している。 As an example of hemp-based natural fiber, a jute fiber obtained by defibrating a fiber bundle of jute is shown in FIG. FIG. 3A shows the cross-sectional structure of the jute fiber. FIG. 3B shows the appearance of fine fibers obtained by further defibrating jute fibers.
図3(a)に示すように、ジュート繊維6は、平均繊維径が70μm以上400μm以下の範囲内であり、主構成繊維として利用できる。ジュート繊維6は、内部に空孔を有する約5〜10μm径の単繊維7の集合体として構成されている。この集合体は、隣接する単繊維7が外力によって界面で分離し易くなっている。このため、解繊条件を適宜設定してジュート繊維6を解繊することによって、図3(b)に示すように、単繊維が分離し、毛羽立った構造を有する平均繊維径20μm以上70μm未満の微細繊維を容易に得ることができる。毛羽立った構造を表面に有する微細繊維は、粒状接着剤を表面に付着させやすくするといった利点を有している。 As shown in FIG. 3A, the jute fiber 6 has an average fiber diameter in the range of 70 μm to 400 μm and can be used as a main constituent fiber. The jute fiber 6 is configured as an aggregate of single fibers 7 having a diameter of about 5 to 10 μm and having pores therein. In this aggregate, adjacent single fibers 7 are easily separated at the interface by an external force. For this reason, by setting the defibrating conditions appropriately and defitting the jute fiber 6, as shown in FIG. 3 (b), the single fibers are separated and have an average fiber diameter of 20 μm or more and less than 70 μm having a fluffy structure. Fine fibers can be easily obtained. The fine fiber having a fuzzy structure on the surface has an advantage of facilitating adhesion of the granular adhesive to the surface.
ヤシ繊維についても、ジュート繊維と同様に、細胞壁からなる単繊維から構成されている。このため、解繊条件を適宜設定してヤシ繊維を解繊することによって、毛羽立った構造を繊維表面に有する平均繊維径20μm以上70μm未満の微細繊維を容易に得ることができる。 Palm fiber is also composed of a single fiber composed of cell walls, similar to jute fiber. For this reason, fine fibers having an average fiber diameter of 20 μm or more and less than 70 μm having a fluffy structure on the fiber surface can be easily obtained by appropriately setting the defibrating conditions and defibrating the palm fibers.
農産廃棄物繊維の一例としてバガス繊維を図4に示す。図4(a)は、バガス繊維の外観を示している。図4(b)は、バガス繊維をさらに解繊して得られた微細繊維の外観を示している。 Bagasse fiber is shown in FIG. 4 as an example of agricultural waste fiber. Fig.4 (a) has shown the external appearance of the bagasse fiber. FIG.4 (b) has shown the external appearance of the fine fiber obtained by further defibrating a bagasse fiber.
図4(a)のバガス繊維は、繊維径がおおよそ200μmにまで解繊された繊維であり、主構成繊維として利用できる。図4(a)のバガス繊維をさらに解繊し、繊維径がおおよそ20〜70μmとなるまで微細化した繊維が、図4(b)の微細繊維である。図4(b)に示すように、この微細繊維も毛羽立った構造を繊維表面に有する。 The bagasse fiber of FIG. 4A is a fiber that has been defibrated to a fiber diameter of approximately 200 μm, and can be used as a main constituent fiber. The bagasse fiber of FIG. 4 (a) is further defibrated, and the fiber refined until the fiber diameter becomes approximately 20 to 70 μm is the fine fiber of FIG. 4 (b). As shown in FIG. 4B, this fine fiber also has a fluffy structure on the fiber surface.
バガス繊維についても、ジュート繊維やヤシ繊維と同様に、細胞壁からなる単繊維から構成されている。このため、解繊条件を適宜設定してバガス繊維を解繊することによって、毛羽立った構造を繊維表面に有する平均繊維径20μm以上70μm未満の微細繊維を容易に得ることができる。 Bagasse fiber is also composed of a single fiber composed of cell walls, similar to jute fiber and palm fiber. For this reason, fine fibers having an average fiber diameter of 20 μm or more and less than 70 μm having a fluffy structure on the fiber surface can be easily obtained by appropriately setting the defibrating conditions and defibrating the bagasse fibers.
本実施形態においては、主構成繊維と微細繊維との混合比を、重量比で50:50〜90:10としている。主構成繊維と微細繊維との混合比が、この範囲内であれば、主構成繊維の絡み合いによる物性向上作用と、微細繊維による粒状接着剤保持やその保持される粒状接着剤の均一分散による繊維接着力の強固作用との双方が効果的に作用する。これによって、軽量化した場合でも、強度、寸法安定性及び透湿性が良好な繊維ボードを提供することができる。この観点から、主構成繊維と微細繊維との混合比が、重量比で、好ましくは60:40〜90:10であり、より好ましくは70:30〜85:15であることが望ましい。 In this embodiment, the mixing ratio of the main constituent fibers and the fine fibers is 50:50 to 90:10 by weight. If the mixing ratio of the main constituent fiber and the fine fiber is within this range, the physical property improving effect by the entanglement of the main constituent fiber, and the fiber by holding the granular adhesive by the fine fiber and by uniformly dispersing the held granular adhesive Both the strong action of the adhesive force work effectively. Thereby, even when the weight is reduced, a fiber board having good strength, dimensional stability and moisture permeability can be provided. From this viewpoint, the mixing ratio of the main constituent fiber and the fine fiber is preferably 60:40 to 90:10, more preferably 70:30 to 85:15, in terms of weight ratio.
主構成繊維と微細繊維との合計量中、微細繊維が重量比で10%未満であれば、微細繊維への粒状接着剤の付着が少なくなるため、十分な量の粒状接着剤を保持することが難しくなる。また、微細繊維が主構成繊維の集合体の空隙部分に均一に分散されにくくなり、主構成繊維による強度及び寸法安定化の作用が働きにくくなる。微細繊維が重量比で50%を超えると、粒状接着剤の保持は十分に出来るものの、繊維ボードにおいては主構成繊維の割合が減り、主構成繊維の絡み合いが少なくなる。このため、繊維ボードの強度面や寸法安定性の面で性能が損なわれるおそれがある。 If the fine fiber is less than 10% by weight in the total amount of the main constituent fiber and the fine fiber, the adhesion of the granular adhesive to the fine fiber is reduced, so a sufficient amount of the granular adhesive is retained. Becomes difficult. In addition, the fine fibers are less likely to be uniformly dispersed in the voids of the aggregate of the main constituent fibers, and the strength and dimensional stabilization by the main constituent fibers are less likely to work. When the fine fiber exceeds 50% by weight, the granular adhesive can be sufficiently retained, but in the fiber board, the proportion of the main constituent fibers is reduced and the entanglement of the main constituent fibers is reduced. For this reason, there exists a possibility that performance may be impaired in the surface of the strength of a fiber board, or the dimension stability.
本実施形態において、繊維同士の接着に用いられる粒状接着剤は固形状である。このような粒状接着剤としては、例えば、ユリア樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、不飽和ポリエスエテル樹脂等の熱硬化性樹脂を樹脂成分として含むものを挙げることができる。また、ポリプロピレン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリエチレンテレフタレート(PET)樹脂、塩化ビニル(PVC)樹脂等の熱可塑性樹脂を樹脂成分として含むものも挙げることができる。 In this embodiment, the granular adhesive used for adhesion | attachment of fibers is solid. Examples of such granular adhesives include those containing thermosetting resins such as urea resins, phenolic resins, melamine resins, epoxy resins, urethane resins, and unsaturated polyester resins as resin components. Moreover, what contains thermoplastic resins, such as a polypropylene resin, a polyethylene resin, a polyethylene terephthalate (PET) resin, a vinyl chloride (PVC) resin, as a resin component can also be mentioned.
粒状接着剤の「粒状」には、粉末状の形状を含む。このような粒状接着剤の粒径としては、例えば平均粒径が100μm以下であることが好ましく、50μm以下であることがより好ましい。これによって、微細繊維の表面に粒状接着剤が付着し易くなる。また、主構成繊維が絡み合った集合体の空隙部分に、微細繊維と粒状接着剤がより均一に分散し易くなる。その結果、繊維と粒状接着剤との混合性が良好となり、繊維ボードを軽量化した場合でも、強度、寸法安定性及び透湿性が良好な繊維ボードを提供することができる。粒状接着剤の粒径の下限は特に制限されるものではないが、実際上は平均粒径10μmが下限となる。なお、平均粒径は、レーザー回折・散乱法によって測定した値である。 The “granular” of the granular adhesive includes a powdery shape. As the particle size of such a granular adhesive, for example, the average particle size is preferably 100 μm or less, and more preferably 50 μm or less. This makes it easier for the granular adhesive to adhere to the surface of the fine fibers. Moreover, it becomes easy to disperse the fine fibers and the granular adhesive agent more uniformly in the void portion of the aggregate in which the main constituent fibers are intertwined. As a result, the fiber board having good strength, dimensional stability, and moisture permeability can be provided even when the fiber board and the granular adhesive are mixed and the fiber board is lightened. The lower limit of the particle size of the granular adhesive is not particularly limited, but in practice, the average particle size is 10 μm. The average particle diameter is a value measured by a laser diffraction / scattering method.
主構成繊維と微細繊維との合計重量に対する粒状接着剤の混合(添加)量は、固形分換算で樹脂成分が好ましくは5〜30重量%、より好ましくは15〜25重量%の範囲内になるように設定する。粒状接着剤の添加量を5重量%以上とすることにより、繊維同士をより強固に接着することができる。これによって、高い強度特性や優れた寸法安定性を有する繊維ボードを得ることができる。粒状接着剤の添加量を30重量%以下とすることにより、染みの発生を抑えることができる。また、粒状接着剤の無駄な消費を抑えたり、粒状接着剤を効果的に硬化させることができ、コスト面で有利である。 The mixing (addition) amount of the granular adhesive with respect to the total weight of the main constituent fibers and the fine fibers is preferably 5 to 30% by weight, more preferably 15 to 25% by weight of the resin component in terms of solid content. Set as follows. By making the addition amount of the granular adhesive 5% by weight or more, the fibers can be bonded more firmly. Thereby, a fiber board having high strength characteristics and excellent dimensional stability can be obtained. By making the addition amount of the granular adhesive 30% by weight or less, it is possible to suppress the occurrence of stains. Further, wasteful consumption of the granular adhesive can be suppressed, and the granular adhesive can be effectively cured, which is advantageous in terms of cost.
本実施形態において、繊維ボードの軽量化を図りつつ、強度、寸法安定性及び透湿性のバランスがとれた繊維ボードとするために、500〜900kg/m3の範囲内の密度となるように繊維ボードを製造することができる。強度特性及び寸法安定性をより高めるために、繊維ボードの密度は、600〜700kg/m3の範囲内であることが好ましい。繊維ボードの密度は、繊維ボードの作製時において粒状接着剤の含有量を調整したり、繊維マットの面重量を調整したりすることなどによって行なうことができる。 In this embodiment, in order to obtain a fiber board that balances strength, dimensional stability, and moisture permeability while reducing the weight of the fiber board, the fiber has a density in the range of 500 to 900 kg / m 3. A board can be manufactured. In order to further increase the strength characteristics and dimensional stability, the density of the fiber board is preferably in the range of 600 to 700 kg / m 3 . The density of the fiber board can be achieved by adjusting the content of the granular adhesive or adjusting the surface weight of the fiber mat at the time of producing the fiber board.
以上、実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記の実施形態に何ら限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内において各種の変更が可能である。 While the present invention has been described based on the embodiments, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention.
以下、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。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention further in detail, this invention is not limited to these Examples at all.
(実施例1)
ジュートの靭皮繊維束(幅:1〜2cm、長さ:2〜4m)を切断機により長さ方向にカットした後、反毛機を用いて機械的に解繊処理した。これによって、平均繊維長が約55mm及び平均繊維径が約150μmであるジュート繊維を主構成繊維として得た。
Example 1
A jute bast fiber bundle (width: 1 to 2 cm, length: 2 to 4 m) was cut in the length direction by a cutting machine, and then mechanically defibrated using a repelling machine. As a result, jute fibers having an average fiber length of about 55 mm and an average fiber diameter of about 150 μm were obtained as main constituent fibers.
また、前記方法と同様にして、反毛機にかける回数を増やし解繊度を高めることにより、平均繊維長が約20mm及び平均繊維径が約30μmであるジュートの微細繊維を得た。 Further, in the same manner as described above, jute fine fibers having an average fiber length of about 20 mm and an average fiber diameter of about 30 μm were obtained by increasing the number of times to be applied to the lapping machine and increasing the degree of fibrillation.
次に、主構成繊維と微細繊維の重量比率が75:25となるように混合したものに粒状接着剤を所定量添加した。その際、主構成繊維と微細繊維との合計重量に対する接着剤の添加量が、固形分換算で樹脂成分が22重量%となるように調整した。粒状接着剤として、ノボラック型フェノール樹脂を樹脂成分とする粉末フェノール樹脂(平均粒径:約20μm)を用いた。 Next, a predetermined amount of a granular adhesive was added to the mixture of the main constituent fibers and fine fibers so that the weight ratio was 75:25. At that time, the addition amount of the adhesive with respect to the total weight of the main constituent fibers and fine fibers was adjusted so that the resin component was 22% by weight in terms of solid content. As the granular adhesive, a powdered phenol resin (average particle size: about 20 μm) containing a novolac type phenol resin as a resin component was used.
次に、主構成繊維、微細繊維及び粒状接着剤の混合物を、ピン付きシリンダーを有する小型の混綿機に投入し、繊維と接着剤が均一になるよう混合した。次に、この混合物を散布する機構を有した簡易フォーミング装置(型枠内寸:30cm角)を用いて、混合物を型枠に散布してマット状に形成し、繊維マットを得た。ここで、得られた繊維マットの重量が約263gとなるように混合物の散布量を調整した。 Next, the mixture of the main constituent fiber, the fine fiber and the granular adhesive was put into a small cotton blender having a pinned cylinder and mixed so that the fiber and the adhesive were uniform. Next, the mixture was sprayed on the mold using a simple forming device having a mechanism for spraying the mixture (inner size of the mold: 30 cm square) to form a mat, thereby obtaining a fiber mat. Here, the spraying amount of the mixture was adjusted so that the weight of the obtained fiber mat was about 263 g.
次に、繊維マットを上蓋で軽く圧締めした後、型枠から取り出し、小型熱圧プレス機で繊維マットを軽く圧締しながら140℃で約1分間加熱して粉末フェノール樹脂を溶融させた。これによって、ハンドリングが可能な厚さ約40mmの繊維マットを得た。 Next, the fiber mat was lightly pressed with an upper lid, and then taken out from the mold, and heated at 140 ° C. for about 1 minute while lightly pressing the fiber mat with a small hot press machine to melt the powdered phenol resin. As a result, a fiber mat having a thickness of about 40 mm that can be handled was obtained.
次に、この繊維マットを前記小型熱圧プレス機を用いて、180℃、3MPa、3分間の条件で加熱加圧成形し、30cm角サイズで、厚さ4.5mmの繊維ボードを得た。この繊維ボードの密度は約650kg/m3であった。 Next, this fiber mat was heated and pressed under the conditions of 180 ° C., 3 MPa, and 3 minutes using the above-mentioned small hot press machine to obtain a fiber board having a 30 cm square size and a thickness of 4.5 mm. The density of this fiber board was about 650 kg / m 3 .
尚、繊維ボードの一部をアセトン抽出前後の重量を計測して繊維ボード内部に含有する接着剤の割合を算出した所、実際の接着剤含有率は20重量%であった。また、接着剤添加量に対する実際の接着剤含有率の割合である接着剤定着割合(定着率)は91%であった。定着率は下記の式で算出した
定着率= (実際の接着剤含有率 / 接着剤添加量) ×100
(実施例2)
主構成繊維と微細繊維の重量比率を85:15とする以外は、実施例1と同様にして、繊維ボードを作製した。
When the proportion of the adhesive contained in the fiber board was calculated by measuring the weight of a portion of the fiber board before and after acetone extraction, the actual adhesive content was 20% by weight. Further, the adhesive fixing ratio (fixing ratio), which is the ratio of the actual adhesive content to the added amount of adhesive, was 91%. The fixing rate was calculated by the following formula: fixing rate = (actual adhesive content / adhesive addition amount) × 100
(Example 2)
A fiber board was produced in the same manner as in Example 1 except that the weight ratio of the main constituent fibers to the fine fibers was 85:15.
尚、繊維ボード内部の実際の接着剤含有率は、実施例1と同様に、20重量%であり、接着剤の定着割合は91%であった。
(実施例3)
主構成繊維と微細繊維の重量比率を55:45とする以外は、実施例1と同様にして、繊維ボードを作製した。
The actual adhesive content in the fiber board was 20% by weight as in Example 1, and the adhesive fixing ratio was 91%.
(Example 3)
A fiber board was produced in the same manner as in Example 1 except that the weight ratio of the main constituent fibers to the fine fibers was 55:45.
尚、繊維ボード内部の実際の接着剤含有率は21重量%であり、接着剤の定着割合は95%であった。
(比較例1)
ジュートの靭皮繊維束(幅:1〜2cm、長さ:2〜4m)を切断機により長さ方向にカットした後、反毛機を用いて機械的に解繊処理した。これによって、平均繊維長が約55mm及び平均繊維径が約150μmであるジュート繊維を主構成繊維として得た。
The actual adhesive content in the fiber board was 21% by weight, and the fixing ratio of the adhesive was 95%.
(Comparative Example 1)
A jute bast fiber bundle (width: 1 to 2 cm, length: 2 to 4 m) was cut in the length direction by a cutting machine, and then mechanically defibrated using a repelling machine. As a result, jute fibers having an average fiber length of about 55 mm and an average fiber diameter of about 150 μm were obtained as main constituent fibers.
次に、主構成繊維を集合させて繊維マットを作製した。次に、フェノール樹脂を樹脂成分とする液状接着剤に繊維マットを10秒間浸漬した。その後、絞りローラに繊維マットを通すことによって、液状接着剤の含有率(接着剤添加量)が固形分換算で樹脂成分が22重量%となるよう調整し、繊維マットに液状接着剤を付着させた。 Next, the main constituent fibers were assembled to produce a fiber mat. Next, the fiber mat was immersed in a liquid adhesive containing a phenol resin as a resin component for 10 seconds. Thereafter, the fiber mat is passed through the squeeze roller so that the liquid adhesive content (adhesive addition amount) is adjusted so that the resin component is 22% by weight in terms of solid content, and the liquid adhesive is adhered to the fiber mat. It was.
次に、液状接着剤を付着させた繊維マットに50℃の乾燥空気を送風することによって、繊維マット中の水分量が10重量%以下になるように乾燥を行なった。 Next, it dried so that the moisture content in a fiber mat might be 10 weight% or less by blowing dry air of 50 degreeC on the fiber mat to which the liquid adhesive was adhered.
次に、上記の乾燥した繊維マットを3層重ねた後、この繊維マットを実施例1と同様に、小型熱圧プレス機を用いて、180℃、3MPa、3分間の条件で加熱加圧成形し、厚さ4.5mm、ボード密度650kg/m3の繊維ボードを得た。 Next, after three layers of the above-mentioned dried fiber mats were stacked, the fiber mats were heated and pressed under the conditions of 180 ° C., 3 MPa, and 3 minutes using a small hot press machine as in Example 1. A fiber board having a thickness of 4.5 mm and a board density of 650 kg / m 3 was obtained.
尚、繊維ボードの一部をアセトン抽出前後の重量を計測して繊維ボード内部に含有する接着剤の割合を算出した所、実際の接着剤含有率は20重量%であり、接着剤の定着割合は91%であった。
(比較例2)
主構成繊維と微細繊維の重量比率を100:0とする以外は、実施例1と同様にして、繊維ボードを作製した。
In addition, when the ratio of the adhesive contained in the fiber board was calculated by measuring the weight of a part of the fiber board before and after acetone extraction, the actual adhesive content was 20% by weight, and the adhesive fixing ratio Was 91%.
(Comparative Example 2)
A fiber board was produced in the same manner as in Example 1 except that the weight ratio of the main constituent fibers to the fine fibers was 100: 0.
尚、繊維ボード内部の実際の接着剤含有率は14重量%であった。接着剤の定着割合は64%と低い結果となった。
(比較例3)
粒状接着剤の添加量を35重量%とする以外は、比較例2と同様にして、繊維ボードを作製した。
The actual adhesive content in the fiber board was 14% by weight. The fixing rate of the adhesive was as low as 64%.
(Comparative Example 3)
A fiber board was produced in the same manner as in Comparative Example 2, except that the amount of the granular adhesive added was 35% by weight.
尚、繊維ボード内部の実際の接着剤含有率は20重量%であった。接着剤の定着割合は57%と低い結果となった。
(比較例4)
主構成繊維と微細繊維の重量比率を40:60とする以外は、実施例1と同様にして、繊維ボードを作製した。
The actual adhesive content in the fiber board was 20% by weight. The fixing rate of the adhesive was as low as 57%.
(Comparative Example 4)
A fiber board was produced in the same manner as in Example 1 except that the weight ratio of the main constituent fibers to the fine fibers was 40:60.
尚、繊維ボード内部の実際の接着剤含有率は20重量%であり、接着剤の定着割合は91%であった。
(比較例5)
主構成繊維と微細繊維の重量比率を0:100とする以外は、実施例1と同様にして、繊維ボードを作製した。
The actual adhesive content in the fiber board was 20% by weight, and the adhesive fixing ratio was 91%.
(Comparative Example 5)
A fiber board was produced in the same manner as in Example 1 except that the weight ratio of the main constituent fibers to the fine fibers was 0: 100.
尚、繊維ボード内部の実際の接着剤含有率は21重量%であり、接着剤の定着割合は95%であった。 The actual adhesive content in the fiber board was 21% by weight, and the fixing ratio of the adhesive was 95%.
上記の実施例1〜3、及び比較例1〜5で作製した繊維ボードについて、ボード物性評価を行った。 The board physical properties of the fiber boards prepared in Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 5 were evaluated.
尚、ボード物性評価に先立って、透湿抵抗を測定したところ、実施例、比較例いずれの繊維ボードも、0.4〜0.6m2・h・mmhg/gという値が得られた。同等厚みの合板が5〜10m2・h・mmhg/gであることから、繊維ボードは極めて高い透湿性を有していることが分かった。 In addition, when moisture-permeable resistance was measured prior to board physical-property evaluation, the value of 0.4-0.6m < 2 > * h * mmhg / g was obtained for both the fiber boards of an Example and a comparative example. Since the plywood having the same thickness is 5 to 10 m 2 · h · mmhg / g, it was found that the fiber board has extremely high moisture permeability.
透湿抵抗の測定は、JIS A 1324(建築材料の透湿性測定方法)に示すカップ法に基づいて行った。すなわち、透湿カップ内に塩化カルシウムを入れた後に、このカップを試料で密閉することによって、試料の取付けを行った。次に、試料を取り付けたカップを温度23℃、相対湿度50%に設定した恒温恒湿槽内に置き、所定の時間間隔でカップを取り出して、カップの質量増加を測定し、試料の透湿量を求めた。そして、次の式から透湿抵抗を算出した。 The measurement of moisture permeability resistance was performed based on the cup method shown in JIS A 1324 (Method for measuring moisture permeability of building materials). That is, after putting calcium chloride in a moisture-permeable cup, the sample was attached by sealing the cup with the sample. Next, the cup to which the sample is attached is placed in a constant temperature and humidity chamber set at a temperature of 23 ° C. and a relative humidity of 50%, the cup is taken out at predetermined time intervals, the increase in the mass of the cup is measured, and the moisture permeability of the sample is measured. The amount was determined. And moisture permeability resistance was computed from the following formula.
Zp=(P1−P2)×A/G
Zp:透湿抵抗[(m2・s・Pa)/ng]{(m2・h・mmHg)/g}
G:透湿量(ng/s){g/h}
A:透湿面積(m2)
P1:恒温恒湿槽内の空気の水蒸気圧(Pa){mmHg}
P2:透湿カップ内の空気の水蒸気圧(0Pa){0mmHg}
透湿抵抗以外のボード物性として、釘逆引き抜き抵抗、曲げ強度、剥離強度を計測し、強度特性を評価した。また、吸水長さ変化率、吸水厚さ膨潤率を計測し、寸法安定性を評価した。いずれの試験もJIS A 5905(繊維板)で規定された方法に準拠して行なった。
Zp = (P1-P2) × A / G
Zp: Moisture permeability resistance [(m 2 · s · Pa) / ng] {(m 2 · h · mmHg) / g}
G: Moisture permeability (ng / s) {g / h}
A: Moisture permeable area (m 2 )
P1: Water vapor pressure of air in a constant temperature and humidity chamber (Pa) {mmHg}
P2: Water vapor pressure of air in the moisture permeable cup (0 Pa) {0 mmHg}
As board physical properties other than moisture permeation resistance, nail reverse pulling resistance, bending strength, and peel strength were measured to evaluate strength characteristics. Moreover, the water absorption length change rate and the water absorption thickness swelling rate were measured, and dimensional stability was evaluated. All tests were conducted in accordance with the method defined in JIS A 5905 (fiberboard).
ボード物性評価の結果と、添加量に対する実際の接着剤含有率の割合である接着剤定着割合の結果を表1に示す。 Table 1 shows the results of the evaluation of board physical properties and the results of the adhesive fixing ratio, which is the ratio of the actual adhesive content to the added amount.
表1では、前記計測数値に加えて、釘逆引き抜き抵抗が、800N以上であれば◎、650N以上800N未満であれば○、500N以上650N未満であれば△、500N未満であれば×と表記した。曲げ強度に関しては、45MPa以上であれば◎、35MPa以上45MPa未満であれば○、25MPa以上35MPa未満であれば△、25MPa未満であれば×と表記した。剥離強度に関しては、0.70MPa以上であれば◎、0.50MPa以上0.70MPa未満であれば○、0.20MPa以上0.50MPa未満であれば△、0.20MPa未満であれば×と表記した。また、寸法安定性の評価に関しても、吸水長さ変化率が、0.05%未満であれば◎、0.05%以上0.10%未満であれば○、0.10%以上0.20%未満であれば△、0.20%以上であれば×と表記した。吸水厚さ膨潤率に関しては、12%未満であれば◎、12%以上18%未満であれば○、18%以上25%未満であれば△、25%以上であれば×と表記した。 In Table 1, in addition to the above measured numerical values, the nail reverse pull-out resistance is expressed as ◎ if it is 800 N or more, ○ if it is 650 N or more and less than 800 N, Δ if it is 500 N or more and less than 650 N, and × if it is less than 500 N. did. Regarding the bending strength, it is indicated as ◎ if it is 45 MPa or more, ○ if it is 35 MPa or more and less than 45 MPa, Δ if it is 25 MPa or more and less than 35 MPa, and × if it is less than 25 MPa. With respect to the peel strength, ◎ if 0.70 MPa or more, ○ if 0.50 MPa or more and less than 0.70 MPa, △ if 0.20 MPa or more and less than 0.50 MPa, × if less than 0.20 MPa. did. Also, regarding the evaluation of dimensional stability, ◎ if the water absorption length change rate is less than 0.05%, ◯ if it is 0.05% or more and less than 0.10%, 0.10% or more and 0.20. If it was less than%, it was expressed as Δ, and if it was 0.20% or more, it was expressed as x. With respect to the water absorption thickness swelling rate, it is indicated as ◎ if less than 12%, ◯ if it is 12% or more and less than 18%, Δ if it is 18% or more and less than 25%, and × if it is 25% or more.
表1にみられるように、実施例1〜3の繊維ボードは、比較例1〜5の繊維ボードに比べ、釘逆引き抜き抵抗、曲げ強度、剥離強度、吸水長さ変化率、吸水厚さ膨潤率のいずれの特性もバランス良く優れていることが分かる。 As can be seen in Table 1, the fiber boards of Examples 1 to 3 have a nail reverse pulling resistance, bending strength, peel strength, rate of change in water absorption length, and water absorption thickness swelling compared to the fiber boards of Comparative Examples 1 to 5. It can be seen that both characteristics of the rate are excellent in a well-balanced manner.
実施例1〜3の繊維ボードは、液状接着剤を用いた低密度繊維ボード(比較例1)の欠点であった、釘引き抜き抵抗や剥離強度等が改善されている。 The fiber boards of Examples 1 to 3 have improved nail pulling resistance, peel strength, and the like, which were disadvantages of the low density fiber board using the liquid adhesive (Comparative Example 1).
比較例1の繊維ボードは、液状接着剤を使用しており、この液状接着剤は繊維内部に浸透する作用が働く。このため、650kg/m3と比較的低密度の繊維ボードでは、繊維同士の接着性が低下し、結果として剥離強度等が低下する。また、繊維内部に浸透した接着剤が硬化することで繊維自体の寸法変化を抑制できる利点があるものの、繊維が脆くなり、繊維自体のもつ粘り強さを活かすことができなくなるため、釘逆引き抜き抵抗が大幅に低下していることが分かる。 The fiber board of Comparative Example 1 uses a liquid adhesive, and this liquid adhesive works to penetrate into the fiber. For this reason, in a fiber board having a relatively low density of 650 kg / m 3 , the adhesiveness between the fibers decreases, and as a result, the peel strength and the like decrease. In addition, the adhesive that has penetrated into the inside of the fiber has the advantage of suppressing the dimensional change of the fiber itself, but the fiber becomes brittle and cannot take advantage of the tenacity of the fiber itself. It can be seen that there is a significant drop.
比較例2の繊維ボードは、粒状接着剤添加量を実施例1の繊維ボードと同様にしているにもかかわらず、微細繊維を含んでいないために、粒状接着剤の定着割合が極めて低くなっている。そのため、繊維同士の接着強度が損なわれ、結果としてボード物性の低下が顕著である。 Although the fiber board of Comparative Example 2 has the same amount of the granular adhesive as that of the fiber board of Example 1, it does not contain fine fibers, so the fixing ratio of the granular adhesive becomes extremely low. Yes. Therefore, the adhesive strength between the fibers is impaired, and as a result, the physical properties of the board are significantly reduced.
比較例3の繊維ボードは、接着剤添加量を高めることによって、実際の接着剤含有率を実施例1〜3の繊維ボードと同等レベルとしているものの、ボード物性としては、実施例
1〜3の繊維ボードに比べて劣っている。このことはすなわち、過剰に粒状接着剤を添加して含有させたとしても、粒状接着剤が均一に分散せず、結果として十分なボード物性を得ることができないことを示している。
Although the fiber board of the comparative example 3 is making the actual adhesive agent content rate into the same level as the fiber board of Examples 1-3 by raising adhesive addition amount, as a board physical property, it is the Example of Examples 1-3. Inferior to fiberboard. This indicates that even if the particulate adhesive is added and contained excessively, the particulate adhesive is not uniformly dispersed, and as a result, sufficient board physical properties cannot be obtained.
また、比較例4、5に示すように、微細繊維の比率が60重量%を超えると、粒状接着剤の定着割合は高いレベルであるものの、主構成繊維であるジュート繊維の比率が低下するため、強度、寸法安定性に関して、物性が低下していることが分かる。 Further, as shown in Comparative Examples 4 and 5, when the fine fiber ratio exceeds 60% by weight, the fixing ratio of the granular adhesive is high, but the ratio of the jute fiber as the main constituent fiber is decreased. It can be seen that the physical properties are reduced with respect to strength and dimensional stability.
以上より、主構成繊維と微細繊維が所定の割合で混合され、粒状接着剤を用いて作製されている実施例1〜3の繊維ボードは、軽量でありながら、高い透湿性を有し、強度、寸法安定性に優れていることが確認できた。
(実施例4)
ジュート繊維からなるドンゴロス袋を切断し、反毛して得られた平均繊維長20mm、平均繊維径30μmのジュート繊維を得た。このジュート繊維を微細繊維として用い、成形後のボード密度を550kg/m3とする以外は、実施例1と同様にして、繊維ボードを作製した。
(実施例5)
反毛機にかけて副次的に生成した、平均繊維長が約26mm及び平均繊維径が約40μmのカディス繊維を微細繊維として用い、成形後のボード密度を600kg/m3とする以外は、実施例1と同様にして、繊維ボードを作製した。
(実施例6)
機械的に解繊処理して得られた平均繊維長が約40mm及び平均繊維径が約180μmであるケナフ繊維を主構成繊維として用い、平均繊維長が約26mm及び平均繊維径が約40μmのカディス繊維を微細繊維として用いた。また、粒状接着剤として平均粒径が40μmの粉末エポキシ樹脂を用い、主構成繊維と微細繊維の重量比率を60:40とした。それ以外は、実施例1と同様にして、繊維ボードを作製した。
(実施例7)
機械的に解繊処理して得られた平均繊維長が約70mm及び平均繊維径が約200μmであるココヤシ繊維を主構成繊維として用いた。また、ドンゴロス袋を切断し、反毛して得られた平均繊維長20mm、繊維径30μmのジュート繊維を微細繊維として用いた。また、粒状接着剤として平均粒径が40μmの粉末エポキシ樹脂を用い、主構成繊維と微細繊維の重量比率を60:40とし、成形後のボード密度を600kg/m3とした。それ以外は、実施例1と同様にして、繊維ボードを作製した。
(比較例6)
主構成繊維と微細繊維の重量比率を100:0とし、粒状接着剤の添加量を40重量%とする以外は、実施例4と同様にして、繊維ボードを作製した。
From the above, the fiber boards of Examples 1 to 3 in which the main constituent fibers and the fine fibers are mixed at a predetermined ratio and are produced using the granular adhesive are lightweight and have high moisture permeability and strength. It was confirmed that the dimensional stability was excellent.
Example 4
A dongoros bag made of jute fiber was cut and rejuvenated to obtain a jute fiber having an average fiber length of 20 mm and an average fiber diameter of 30 μm. A fiber board was produced in the same manner as in Example 1 except that this jute fiber was used as a fine fiber and the board density after molding was changed to 550 kg / m 3 .
(Example 5)
Example, except that Cadiz fiber, which was produced on a reversing machine and was secondarily produced and having an average fiber length of about 26 mm and an average fiber diameter of about 40 μm, was used as a fine fiber and the board density after molding was 600 kg / m 3. In the same manner as in No. 1, a fiber board was produced.
(Example 6)
A kenaf fiber having an average fiber length of about 40 mm and an average fiber diameter of about 180 μm obtained by mechanical defibration treatment is used as a main constituent fiber, and Cadiz having an average fiber length of about 26 mm and an average fiber diameter of about 40 μm. The fiber was used as a fine fiber. Moreover, the powder epoxy resin whose average particle diameter is 40 micrometers is used as a granular adhesive agent, The weight ratio of the main constituent fiber and the fine fiber was 60:40. Other than that was carried out similarly to Example 1, and produced the fiber board.
(Example 7)
Coco fiber having an average fiber length of about 70 mm and an average fiber diameter of about 200 μm obtained by mechanically defibrating was used as the main constituent fiber. In addition, jute fibers having an average fiber length of 20 mm and a fiber diameter of 30 μm obtained by cutting and repelling Dongoros bags were used as fine fibers. Further, a powder epoxy resin having an average particle diameter of 40 μm was used as the granular adhesive, the weight ratio of the main constituent fibers to the fine fibers was 60:40, and the board density after molding was 600 kg / m 3 . Other than that was carried out similarly to Example 1, and produced the fiber board.
(Comparative Example 6)
A fiber board was produced in the same manner as in Example 4 except that the weight ratio of the main constituent fibers and fine fibers was 100: 0 and the addition amount of the granular adhesive was 40% by weight.
上記の実施例4〜7、及び比較例6で作製した繊維ボードについて、ボード物性評価の結果を表2に示す。また、繊維ボード内部の実際の接着剤含有率、及び接着剤定着割合も表2に示す。 Table 2 shows the results of board physical property evaluation for the fiber boards produced in Examples 4 to 7 and Comparative Example 6 described above. Table 2 also shows the actual adhesive content in the fiber board and the adhesive fixing ratio.
尚、ボード物性評価に先立って、透湿抵抗を測定したところ、実施例、比較例いずれの繊維ボードも、0.4〜0.6m2・h・mmhg/gという値が得られ、極めて高い透湿性を有していることが分かった。 In addition, when the moisture permeation resistance was measured prior to the evaluation of the physical properties of the board, the value of 0.4 to 0.6 m 2 · h · mmhg / g was obtained for each of the fiber boards of the examples and comparative examples, which is extremely high. It was found to have moisture permeability.
表2にみられるように、実施例4〜7の繊維ボードは、釘逆引き抜き抵抗、曲げ強度、剥離強度、吸水長さ変化率、吸水厚さ膨潤率いずれの特性もバランス良く優れていることが分かる。 As can be seen in Table 2, the fiber boards of Examples 4 to 7 are excellent in a well-balanced manner in all properties of reverse nail pull-out resistance, bending strength, peel strength, water absorption length change rate, and water absorption thickness swelling rate. I understand.
比較例6の繊維ボードは、微細繊維を含まないことにより、粒状接着剤の定着割合が極めて低くなっている。また、比較例6の繊維ボードは、粒状接着剤添加量を実施例4と同様にしているにもかかわらず、ボード物性の低下が顕著である。つまり、比較例6に示すような、繊維ボードを構成する繊維として主構成繊維のみからなり、ボード密度が550kg/m3程度まで低減された繊維ボードは、十分な接着強度が得られないため、強度特性や寸法安定性は大きく損なわれるものであった。 Since the fiber board of Comparative Example 6 does not contain fine fibers, the fixing ratio of the granular adhesive is extremely low. Moreover, although the fiber board of the comparative example 6 makes the addition amount of a granular adhesive agent the same as that of Example 4, the fall of board physical property is remarkable. That is, as shown in Comparative Example 6, the fiber board that consists of only the main constituent fibers as the fiber constituting the fiber board and the board density is reduced to about 550 kg / m 3 cannot obtain sufficient adhesive strength. The strength characteristics and dimensional stability were greatly impaired.
以上より、主構成繊維としてケナフ繊維やココヤシ繊維を用いた繊維ボード、微細繊維としてドンゴロス袋を解繊して得られた繊維やカディス繊維を用いた繊維ボードでも、軽量でありながら、高い透湿性を有し、強度、寸法安定性に優れていることが確認できた。また、粒状接着剤として粉末エポキシ樹脂を用いた繊維ボードにおいても、軽量でありながら、高い透湿性を有し、強度、寸法安定性に優れていることが確認できた。 Based on the above, fiber boards using kenaf fibers and coconut fibers as the main constituent fibers, and fiber boards using fibers and Cadiz fibers obtained by opening the dongoros bag as fine fibers are lightweight but highly moisture permeable. It was confirmed that it was excellent in strength and dimensional stability. Moreover, it was confirmed that the fiber board using the powder epoxy resin as the granular adhesive also has high moisture permeability and is excellent in strength and dimensional stability while being lightweight.
ドンゴロス袋を解繊して得られた繊維やカディス繊維は、原料繊維の安定調達が可能であるという利点がある。また、使用済みのドンゴロス袋を廉価に購入可能であるため、より低コストで繊維ボードを製造することができる。
(実施例8)
バガス原料を解繊することにより、平均繊維長が約25mmで平均繊維径が約350μmであるバガス繊維を主構成繊維として得た。また、前記方法と同様にして、解繊度を高めることにより、平均繊維長が約10mm及び平均繊維径が約60μmであるバガス繊維を微細繊維として得た。この主構成繊維と微細繊維を用いる以外は、実施例1と同様にして、繊維ボードを作製した。
(実施例9)
機械的に解繊処理して得られた平均繊維長が約20mm及び平均繊維径が約30μmであるジュート繊維を微細繊維として用いる以外は、実施例8と同様にして、繊維ボードを作製した。
(実施例10)
機械的に解繊処理して得られた平均繊維長が約55mm及び平均繊維径が約150μmであるジュート繊維を主構成繊維として用いる以外は、実施例8と同様にして、繊維ボードを作製した。
(比較例7)
主構成繊維と微細繊維の重量比率を100:0とする以外は、実施例8と同様にして、繊維ボードを作製した。
Fibers and Cadiz fibers obtained by defogging Dongoross bags have an advantage that stable procurement of raw material fibers is possible. Moreover, since the used dongoros bag can be purchased at a low price, the fiber board can be manufactured at a lower cost.
(Example 8)
By defibrating the bagasse raw material, bagasse fibers having an average fiber length of about 25 mm and an average fiber diameter of about 350 μm were obtained as main constituent fibers. In addition, bagasse fibers having an average fiber length of about 10 mm and an average fiber diameter of about 60 μm were obtained as fine fibers by increasing the degree of fibrillation in the same manner as in the above method. A fiber board was produced in the same manner as in Example 1 except that this main constituent fiber and fine fiber were used.
Example 9
A fiber board was produced in the same manner as in Example 8 except that jute fibers having an average fiber length of about 20 mm and an average fiber diameter of about 30 μm obtained by mechanical fibrillation treatment were used as fine fibers.
(Example 10)
A fiber board was produced in the same manner as in Example 8 except that a jute fiber having an average fiber length of about 55 mm and an average fiber diameter of about 150 μm obtained by mechanically defibrating was used as the main constituent fiber. .
(Comparative Example 7)
A fiber board was produced in the same manner as in Example 8 except that the weight ratio of the main constituent fibers to the fine fibers was 100: 0.
上記の実施例8〜10、及び比較例7で作製した繊維ボードについて、ボード物性評価の結果を表3に示す。また、繊維ボード内部の実際の接着剤含有率、及び接着剤定着割合も表3に示す。 Table 3 shows the results of board physical property evaluation for the fiber boards produced in Examples 8 to 10 and Comparative Example 7. Table 3 also shows the actual adhesive content inside the fiber board and the adhesive fixing ratio.
尚、ボード物性評価に先立って、透湿抵抗を測定したところ、実施例、比較例いずれの繊維ボードも、0.4〜0.6m2・h・mmhg/gという値が得られ、極めて高い透湿性を有していることが分かった。 In addition, when the moisture permeation resistance was measured prior to the evaluation of the physical properties of the board, the value of 0.4 to 0.6 m 2 · h · mmhg / g was obtained for each of the fiber boards of the examples and comparative examples, which is extremely high. It was found to have moisture permeability.
表3にみられるように、実施例8〜10の繊維ボードは、釘逆引き抜き抵抗、曲げ強度、剥離強度、吸水長さ変化率、吸水厚さ膨潤率いずれの特性もバランス良く優れていることが分かる。なかでも実施例10に示すように、主構成繊維であるジュート繊維と、微細繊維であるバガス繊維とを複合した構造とすることで、微細繊維と粒状接着剤が均一に分散され、主構成繊維の絡み合いが強固となり、特に釘逆引き抜き抵抗が優れたものとなる。 As can be seen in Table 3, the fiber boards of Examples 8 to 10 are excellent in a well-balanced manner in all properties of reverse nail pullout resistance, bending strength, peel strength, water absorption length change rate, water absorption thickness swelling rate. I understand. In particular, as shown in Example 10, by forming a structure in which jute fibers as main constituent fibers and bagasse fibers as fine fibers are combined, the fine fibers and the granular adhesive are uniformly dispersed, and the main constituent fibers The entanglement becomes strong, and particularly the resistance to reverse pulling out of the nail is excellent.
一方、比較例7の繊維ボードは、微細繊維を含まないことにより、粒状接着剤の定着割合が極めて低くなっている。また、比較例7の繊維ボードは、粒状接着剤添加量を実施例8と同様にしているにもかかわらず、ボード物性の低下が顕著である。つまり、比較例7に示すような、繊維ボードを構成する繊維として主構成繊維のみからなる繊維ボードは、十分な接着強度が得られないため、強度特性や寸法安定性は大きく損なわれるものであった。 On the other hand, since the fiber board of Comparative Example 7 does not contain fine fibers, the fixing ratio of the granular adhesive is extremely low. Moreover, although the fiber board of the comparative example 7 makes the addition amount of a granular adhesive agent the same as that of Example 8, the fall of a board physical property is remarkable. That is, as shown in Comparative Example 7, a fiber board made only of main constituent fibers as the fiber constituting the fiber board cannot obtain sufficient adhesive strength, and thus the strength characteristics and dimensional stability are greatly impaired. It was.
以上より、主構成繊維や微細繊維としてバガス繊維を用いた繊維ボードにおいても、軽量でありながら、高い透湿性を有し、強度、寸法安定性に優れていることが確認できた。 From the above, it was confirmed that the fiber board using bagasse fiber as the main constituent fiber and fine fiber has high moisture permeability and is excellent in strength and dimensional stability while being lightweight.
バガス繊維のような、従来は廃棄されていた農産廃棄物を原料として利用可能とすることで、廃棄物を削減することができる。また、低コストで繊維ボードを製造することができる。 Waste can be reduced by making agricultural waste, such as bagasse fiber, conventionally discarded, available as a raw material. Moreover, a fiber board can be manufactured at low cost.
1 繊維ボード
2 主構成繊維
3 微細繊維
1 Fiber board 2 Main constituent fiber 3 Fine fiber
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