JPH07166642A

JPH07166642A - 板状体

Info

Publication number: JPH07166642A
Application number: JP31474293A
Authority: JP
Inventors: Kiyoshi Mimura; 清三村; Akio Ko; 秋夫高; Kiyoshi Kurosaki; 清志黒崎
Original assignee: Daiken Trade and Industry Co Ltd
Current assignee: Daiken Trade and Industry Co Ltd
Priority date: 1993-12-15
Filing date: 1993-12-15
Publication date: 1995-06-27
Anticipated expiration: 2014-06-23
Also published as: JP2910899B2

Abstract

(57)【要約】【目的】吸水時の厚さ膨張率、吸湿線膨張率が合板と
同等以下で、合板，パーティクルボードまたは中比重繊
維板に代替可能な板状体を提供することにある。【構成】鉱物質繊維，有機繊維，無機粉状体および結
合剤を水中に懸濁せしめて得た水性スラリーを、湿式抄
造して下層部および上層部となる湿潤無機マットを得
る。一方、無機発泡体，有機繊維および結合剤を混合し
て中層部用混合物を得る。ついで、この混合物を、湿式
抄造して得た下層部となる前記湿潤無機マットの表面に
均一に散布，堆積して中層部を形成する。そして、前記
中層部の上面に、上層部となる前記湿潤無機マットを積
層し、圧締して一体化する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、建築材，家具材に用い
られる合板，中比重繊維板，パーティクルボードに代替
可能な板状体に関する。

【０００２】

【従来の技術と発明が解決しようとする課題】従来、建
築材，家具材として合板が多用されているが、環境保護
の見地より、森林（特に、熱帯雨林）の伐採が抑制され
ているので、合板用木材の入手が困難となり、高価格化
につながるおそれがある。このため、合板，製材品の廃
材等を主原料とするパーティクルボード，中比重繊維板
が合板の代替品として使用されている。

【０００３】しかし、パーティクルボードは、比重が合
板よりも高い０．７３〜０．７８であり、また、その曲
げ強度が合板の１／３程度の１８０〜２５０ kgf/cm²
である。さらに、パーティクルボードは、吸水時の厚さ
膨張率が合板の４〜５倍であり、吸湿線膨張率が合板の
約２倍である。

【０００４】一方、中比重繊維板は、比重は合板とほぼ
同程度であるが、その曲げ強度が合板の６０〜７０％に
相当する３５０〜４００ kgf/cm² である。また、中比
重繊維板は、吸水時の厚さ膨張率が合板の約２倍であ
り、吸湿線膨張率が合板の２〜４倍である。

【０００５】このため、いずれのものも、吸水時の厚さ
膨張率，吸湿線膨張率が合板よりも大きいので、合板で
は支障のない水濡れや、その後の乾燥によって膨れ、反
り、目隙きが生じやすいという問題点がある。

【０００６】本発明にかかる板状体は、前記問題点に鑑
み、吸水時の厚さ膨張率、吸湿線膨張率が合板と同等以
下であり、合板，パーティクルボードまたは中比重繊維
板に代替可能な板状体を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明にかかる板状体
は、前記目的を達成するため、鉱物質繊維、有機繊維、
無機粉状体および結合剤からなる外層部である上層部と
下層部との間に、無機発泡体、有機繊維および結合剤か
らなる中層部を配し、全体の曲げ強さが少なくともパー
ティクルボードの強度である１８０kgf/cm² より大とな
るように層状に形成一体化した構成としてある。

【０００８】そして、前記外層部の比重は０．９以上で
あることが好ましく、また、中層部の比重は０．４〜
０．７であることが好ましい。さらに、前記板状体は、
その全体厚さが４．０ｍｍ以上で、かつ、全体比重が
０．６〜０．８のものである。

【０００９】外層部を形成する鉱物質繊維は、所望の曲
げ強さを得るとともに、吸水時の厚さ膨張率、吸湿膨張
率を抑制するために添加されるものであり、例えば、ロ
ックウール，スラグウール，ミネラルウール，ガラス繊
維などを挙げることができ、これらは単独で、あるい
は、２種以上組み合わせて使用できる。そして、外層部
における鉱物質繊維の組成比は２０〜６０重量％とする
のが好ましい。２０重量％以下であると、曲げ強度が低
く、ビス打込時に表面が破壊し易いからであり、６０重
量％以上であると、無機粉状体の添加量が相対的に低く
なり、表面硬度およびネジ止め性能を高くできないから
である。

【００１０】外層部を形成する有機繊維は、曲げ強さを
向上させるために添加されるものであり、例えば、ポリ
プロピレン繊維等の合成樹脂繊維の他、パルプ等を挙げ
ることができ、これらを単独で、あるいは、２種以上組
み合わせて使用できる。そして、外層部における有機繊
維の組成比は少なくとも５重量％とするのが好ましい。
５重量％未満であると、鉱物質繊維の割合を増しても繊
維が脆いために強度が上がらないためである。

【００１１】外層部を形成する無機粉状体は、防火性を
維持しつつ、硬度を高めてネジ止め性能を高めるための
ものであり、例えば、炭酸カルシウム，硅砂，マイクロ
シリカ，スラグ，水酸化アルミニウム，ワラストナイト
等を挙げることができる。そして、外層部における無機
粉状体の組成比は２０〜６０重量％とするのが好まし
い。２０重量％未満であると、所望の表面硬度が得られ
ないからであり、６０重量％を越えると、鉱物質繊維の
割合が相対的に減少するため、所望の強度が得られない
からである。なお、外層部の強度は、粒径約１５０μの
無機粉状体を用いた場合が最も大きいが、無機粉状体は
平均粒径４０μ〜３００μのものであってもよい。

【００１２】外層部を形成する結合剤は、前記鉱物質繊
維、有機繊維および無機粉状体を連結一体化するための
ものであり、例えば、ポリビニルアルコール樹脂，フェ
ノール樹脂等の合成樹脂やスターチ等が挙げられ、これ
らは単独で、あるいは、２種以上組み合わせて使用でき
る。ただし、スターチは少量で曲げ強さを高めることが
できるが、それ単独では湿潤時に接着力が低下するの
で、フェノール樹脂，アクリル樹脂等を併用することが
好ましい。

【００１３】なお、一般に、前記有機繊維および結合剤
が多ければ多いほど、強度面において有効である。ま
た、繊維状物と結合剤とを兼ねる融着性繊維を使用する
ことも、強度等を改善するうえで好ましい。

【００１４】さらに、外層部の比重が０．９以上である
ことが好ましいのは、以下の理由によるものである。す
なわち、無機粉状体の割合を、例えば、４０重量％とし
て外層部を形成した場合、外層部の比重と表面硬度との
間、および、その比重と曲げ強度との間にはそれぞれ相
関関係があり、比重の増加につれて表面硬度，曲げ強度
が増加する。そして、実用上、パーティクルボードとほ
ぼ同等の表面硬度および曲げ強度を有する外層部を得る
ためには、外層部の比重が０．９以上になることが必要
だからである。さらに、比重が０．９未満であると、緻
密な外層部が得られず、吸水量が増大して所望の耐水性
等が得られないからである。

【００１５】中層部を形成する無機発泡体は圧縮強度を
維持しつつ、軽量化するためのものであり、例えば、パ
ーライト，シラス発泡体，シリカフラワー，ガラス発泡
体等があり、これらは単独で、あるいは、２種以上組み
合わせて使用できる。そして、中層部における無機発泡
体の組成比は６０〜９０重量％とするのが好ましい。６
０重量％未満であると、中層部を形成するために添加さ
れる結合剤、その他の割合が相対的に増加するので、強
度は向上するが、比重低下の効果が得られないからであ
り、９０重量％を超えると、結合剤あるいは繊維の割合
が低下し、全体強度を向上させることが困難となるから
である。

【００１６】中層部を形成する有機繊維は、前記無機発
泡体同士を連結し、強度の向上を図るために添加するも
のであり、中層部を形成する有機繊維の材質，添加量
は、前述の外層部の場合と同様であるので、説明を省略
するが、少なくとも５重量％以上添加するのが好まし
い。すなわち、５重量％未満の添加量では、無機発泡体
が主として結合剤によって連結されてしまうために脆く
破壊され易いからである。

【００１７】中層部を形成する結合剤は、前記無機発泡
体および有機繊維を連結するために添加するものであ
り、結合剤の材質，添加量は前述の外層部の場合と同様
であるので、説明を省略するが、必ずしも同一の材質の
ものを同一量だけ添加する必要はなく、異なる材質のも
のを適量使用できる。また、結合剤として融着性繊維を
使用することは可能であるが、外層部又は中層部のいず
れかに用いる場合には、中層部に用いた方が効果は大き
い。

【００１８】また、中層部の比重は０．４〜０．５とす
ることが好ましい。これは、厚さ１２〜２０ｍｍのパー
ティクルボードの代替品となる板状体を得ようとする
と、所望の曲げ強度を確保するためには、上下層部の比
重を０．９以上とする必要がある。そして、三層構造の
板状体を一度のプレス圧締で形成しようとすると、上下
層部の比重を上げるためには大きなプレス圧で加圧する
必要があり、これが必然的に中層部の比重を増大させ、
中層部の比重を０．４〜０．５とするからである。

【００１９】さらに、中層部の比重は０．５〜０．６で
あってもよい。中比重繊維板の代替品となる板状体を得
ようとすると、プレス圧締で上下層部の比重を１．０以
上とする必要があり、このプレス圧締が必然的に中層部
の比重を０．５〜０．６とするからである。

【００２０】そして、上下層部の比重を１．０以上とす
るプレス圧締で、中層部の比重を０．６〜０．７として
もよい。この場合、有機繊維の種類，量および結合剤の
量により合板に匹敵する曲げ強度，曲げヤング率を得る
ことが可能である。

【００２１】このように上下層の比重を０．９以上にす
ることにより、中層部の比重でもって対応する板状体が
ほぼ決まる。すなわち、中層部の比重が０．４〜０．５
の場合にはパーティクルボードに、０．５〜０．６の場
合には中比重繊維板に、０．６〜０．７の場合にはほぼ
合板に代替可能な性能を有する。

【００２２】なお、合板，中比重繊維板は、共に３ｍｍ
厚さ程度より大なものが市販されているが、本願発明品
は、上下層の比重が大であり、中層を形成しないと、比
重が大となりすぎるので、厚さ約４．０ｍｍが厚みの下
限となる。

【００２３】次に、本実施例にかかる板状体の製造方法
について説明する。例えば、鉱物質繊維，有機繊維，無
機粉状体および結合剤を水中に懸濁せしめて水性スラリ
ーを得、これを湿式抄造して下層部および上層部（外層
部）となる湿潤無機マットを得る。

【００２４】一方、無機発泡体，有機繊維および結合剤
を混合して中層部用混合物を得、これを湿式抄造して得
た下層部となる前記湿潤無機マットの表面に均一に散
布，堆積して中層部を形成し、その上に上層部となる前
記湿潤無機マットを積層して積層体を得る。

【００２５】ついで、前記積層体をプレスで圧締する
と、中層部の空気が押し出されて一定の密度に達した
後、上下層部の密度が増大し、上下層部の比重が０．７
〜０．８に達する。さらに、加圧すると、中層部の無機
発泡体の一部が上下層部に喰い込み、無機発泡体の薄肉
部が破壊されて中層部の密度が増大すると同時に、上下
層部の比重が０．９以上まで増大し、さらに、圧力を高
めることにより、中層部の密度が増大する。この状態で
加熱すると、上下層部から発生した水蒸気が中層部に流
れ込み、これが中層部の結合剤を活性化して全体を一体
化する。

【００２６】なお、生産性の見地より、連続プレスで乾
燥まですることは得策でなく、一体化した後に、別途、
乾燥機で乾燥することが好ましい。また、前述の製造方
法では乾式と湿式とを組み合わせた製造方法について説
明したが、すべて乾式で製造してもよく、あるいは、す
べて湿式で製造してもよく、任意の製造方法を選択でき
る。

【００２７】

【実施例】次に、本発明にかかる実施例を説明する。（実施例１）ロックウール３０重量部、パルプ２０重量
部、炭酸カルシウム２５重量部、スターチ５重量部、粉
末フェノール２０重量部、および、若干量の定着剤を清
水中に投入，撹拌して濃度２％の水性スラリーを得、こ
れを長網式抄造機に導いて抄造し、厚さ５．０ｍｍの下
層部，上層部となる湿潤無機マットを得た。

【００２８】一方、無機発泡体としてパーライト６５重
量部、パルプ１０重量部、スターチ１５重量部、およ
び、粉末フェノール１０重量部を、これら固型分１００
に対し、水３０の割合の噴霧下で混合し、中層部用混合
物を得た。

【００２９】そして、下層部となる湿潤無機マット上に
前記中層部用混合物を厚さ３０ｍｍとなるように均一に
散布，堆積し、その上に上層部となる湿潤無機マットを
配し、全体厚さ４０ｍｍの積層体を得た。ついで、この
積層体を温度１８０℃、圧力１２ kg/cm² の連続プレス
で加圧して全体厚さ９ｍｍになるまで圧締した後、温度
１８０℃の乾燥炉内で２０分間乾燥し、さらに、適当な
長さに切断して板状体を得、これをサンプルとした。な
お、得られたサンプルの上下層部の比重は１．０であ
り、中層部の比重は０．７３であり、全体比重は０．７
７であった。

【００３０】（比較例１）市販の合板（厚さ９ｍｍのタ
イプＩＩ合板）をサンプルとした。

【００３１】（実施例２）ロックウール４０重量部、パ
ルプ１０重量部、炭酸カルシウム３０重量部、スターチ
１０重量部、粉末フェノール１０重量部、および、若干
量の定着剤を清水中に投入，撹拌して濃度２％の水性ス
ラリーを得、これを長網式抄造機に導いて抄造し、厚さ
５．５ｍｍの下層部，上層部となる湿潤無機マットを得
た。

【００３２】一方、無機発泡体としてパーライト６５重
量部、パルプ１０重量部、スターチ１５重量部、およ
び、粉末フェノール１０重量部を、これら固型分１００
に対し、水３０の割合の噴霧下で混合し、中層部用混合
物を得た。

【００３３】そして、下層部となる湿潤無機マット上に
前記中層部用混合物を厚さ３６ｍｍになるように均一に
散布，堆積し、その上に上層部となる湿潤無機マットを
配し、全体厚さ４７ｍｍの積層体を得た。ついで、この
積層体を温度１８０℃、圧力１０ kg/cm² の連続プレス
で加圧して厚さ１５ｍｍになるまで圧締した後、温度１
８０℃の乾燥炉内で２０分間乾燥し、さらに、適当な長
さに切断して板状体を得、これをサンプルとした。な
お、サンプルの上下層部の比重は０．９であり、中層部
の比重は０．５２であり、全体比重は０．６５であっ
た。

【００３４】（比較例２）市販のパーティクルボード
（Ｐ−１５０）をサンプルとした。

【００３５】（実施例３）ロックウール４０重量部、パ
ルプ１５重量部、炭酸カルシウム２５重量部、スターチ
５重量部、粉末フェノール１５重量部、および、若干量
の定着剤を清水中に投入，撹拌して濃度２％の水性スラ
リーを得、これを長網式抄造機に導いて抄造し、厚さ
５．０ｍｍの下層部，上層部となる湿潤無機マットを得
た。

【００３６】一方、無機発泡体としてパーライト６５重
量部、パルプ１０重量部、スターチ５重量部、および、
粉末フェノール２０重量部を、これら固型分１００に対
し、水３０の割合の噴霧下で混合し、中層部用混合物を
得た。

【００３７】そして、下層部となる湿潤無機マット上に
前記中層部用混合物を厚さ２５ｍｍになるように均一に
散布，堆積し、その上に上層部となる湿潤無機マットを
配し、全体厚さ３５ｍｍの積層体を得た。ついで、この
積層体を温度１８０℃、圧力１０ kg/cm² の連続プレス
で加圧して厚さ９ｍｍになるまで圧締した後、温度１８
０℃の乾燥炉内で２０分間乾燥し、さらに、適当な長さ
に切断して板状体を得、これをサンプルとした。なお、
サンプルの上下層部の比重は０．９５であり、中層部の
比重は０．５３であり、全体比重は０．６７であった。

【００３８】（比較例３）市販の厚さ９ｍｍの中比重繊
維板（ＭＤＦ−Ｌタイプ）をサンプルとした。

【００３９】次に、実施例１〜３および比較例１〜３の
物性に関する測定結果を表１に表示する。

【表１】

【００４０】なお、前記測定結果は下記の方式に基づい
て得られたものである。曲げ強度： JIS A ５９０７−１９７７に基づ
く。曲げヤング率： JIS Z ２１１３−６３に基づく。 JAS2曲げ強さ： JAS特殊合板に対する湿潤方法に準
じて湿潤，乾燥させた後、曲げ強さをJIS A ５９０７に
よって測定。 JAS2厚さ膨張率： JAS特殊合板に対する湿潤方法に準
じて湿潤，乾燥させた後、厚さ膨張率をJIS A ５９０８
−９３によって測定。吸湿線膨張率： JIS A ５４０３に準じて行なった。木ネジ保持力： JIS A ５９０８に基づく。釘頭貫通力： JIS A ５９１０に基づく。

【００４１】以上の測定結果から明らかなように、実施
例１と、比較例１（合板）とを比較すると、密度，曲げ
強度，曲げヤング率，ＪＡＳ２曲げ強さにおいて実施例
１の方が比較例１よりも若干劣るが、これは実用上、問
題とならない程度の差である。また、吸水時の特性を示
すＪＡＳ２厚さ膨張率，吸湿線膨張率または剥離強度に
おいては実施例１のほうが比較例１よりも優れており、
合板よりも耐水性に優れた板状体を得られることがわか
った。さらに、木ネジ保持力，釘頭貫通力において実施
例１は比較例１よりも劣っているが、前者は比較例２の
パーティクルボードとほぼ同等の性能を有しているの
で、実用上の問題はないと考えられ、また、後者によれ
ば、実用上、一定の制約は受けるが、充分に使用に耐え
られると考えられる。したがって、実施例１によれば、
合板と代替可能な板状体が得られることがわかった。

【００４２】実施例２と、比較例２（パーティクルボー
ド）とを比較すると、曲げヤング率において実施例２の
方が比較例２よりも若干劣るが、これは実用上、問題と
ならない程度の差である。また、密度，曲げ強度，剥離
強度において実施例２のほうが比較例２よりも優れてい
る。特に、吸水時の特性を示すＪＡＳ２曲げ強さ，ＪＡ
Ｓ２厚さ膨張率，吸湿線膨張率において実施例２の方が
比較例２よりもはるかに優れている。なお、木ネジ保持
力，釘頭貫通力において実施例２は比較例２よりも劣っ
ているが、前者は、実用上、問題のない程度の差と考え
られ、また、後者によれば、実用上、一定の制約は受け
るが、充分、使用に耐え得る値であると考えられる。し
たがって、実施例２によれば、パーティクルボードと代
替可能な板状体が得られることがわかった。

【００４３】実施例３と、比較例３（中比重繊維板）と
を比較すると、密度において実施例３の方が比較例３よ
りも若干劣っているが、ほぼ同等と考えられる程度の差
である。これに対し、曲げ強度、曲げヤング率、吸水時
の特性を示すＪＡＳ２曲げ強さ，ＪＡＳ２厚さ膨張率，
吸湿線膨張率、または、剥離強度において実施例３のほ
うが比較例３よりもはるかに優れている。なお、木ネジ
保持力，釘頭貫通力において実施例３は比較例３よりも
若干劣っているが、前者の場合は、実用上、問題となら
ない程度の差であり、後者の場合は、実用上、一定の制
約は受けるが、充分、使用に耐え得ると考えられる。し
たがって、実施例３によれば、中比重繊維板と代替可能
な板状体が得られることがわかった。

【００４４】以上の測定結果より、実施例１，２，３に
かかる板状体によれば、比較例１，２，３である合板，
パーティクルボード，中比重繊維板と比べてそれぞれ耐
水性，耐湿性に優れた代替品を得られることがわかっ
た。

【００４５】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、材料，製造条件を適宜選択することにより、
合板，パーティクルボード，中比重繊維板とほぼ同等の
性能を有し、特に、吸水時の性能低下が少ない板状体が
得られるので、合板等の代替品として利用できる汎用性
に優れた板状体が得られる。また、材料，製造条件を適
宜選択するだけで、一式の装置により、合板，パーティ
クルボード，中比重繊維板の代替品を製造できるので、
製造の自由度が広がるという効果がある。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】鉱物質繊維、有機繊維、無機粉状体およ
び結合剤からなる外層部である上層部と下層部との間
に、無機発泡体、有機繊維および結合剤からなる中層部
を、全体の曲げ強さが１８０ kgf/cm² 以上となるよう
に層状に形成一体化したことを特徴とする板状体。
【請求項２】前記上下層部の比重が、０．９以上であ
ることを特徴とする請求項１に記載の板状体
【請求項３】前記中層部の比重が、０．４〜０．５で
あることを特徴とする請求項１または２に記載の板状
体。
【請求項４】前記中層部の比重が、０．５〜０．６で
あることを特徴とする請求項１または２に記載の板状
体。
【請求項５】前記中層部の比重が、０．６〜０．７で
あることを特徴とする請求項１または２に記載の板状
体。
【請求項６】全体の厚さ寸法が４．０ｍｍ以上で、全
体比重が０．６〜０．８であることを特徴とする請求項
１ないし５のいずれか一項に記載の板状体。