JPH11320516A

JPH11320516A - 木質系ボ―ド

Info

Publication number: JPH11320516A
Application number: JP7087099A
Authority: JP
Inventors: Michitaka Takeshita; 道孝竹下; Takeichi Yoshida; 竹一吉田; Masanori Abe; 正紀阿部; Kenji Inaba; 健司稲葉
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 1998-03-17
Filing date: 1999-03-16
Publication date: 1999-11-24

Abstract

(57)【要約】【課題】難燃性、耐火性、防蟻性、防腐性を向上させ
る。【解決手段】木質系芯材１の両面に表面材２を積層し
た木質系ボードにおいて、表面材２が樹脂の含浸を可能
とするシート基材２１に熱硬化性樹脂を含浸させたシー
ト２０からなり、熱硬化性樹脂としてプリプレグ状態に
おけるフロー率が２〜５０％であるフェノール樹脂を用
いた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、床、壁、天井、
あるいは柱や家具及びキャビネットなどの下地材、自動
車の内装材さらには各種造作の下地材として好適に使用
される木質系ボードに関する。

【０００２】

【従来の技術】防腐性、防蟻性を付与するために不燃性
無機物との複合、化学修飾法、薬剤含浸法が用いられて
いた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】いずれも、処理液中に
木材を浸漬して処理液を木材中に浸透させることにより
木材を改質させるものであるが、この時浸透していくの
は水などの溶媒のみとなってしまい十分な効果を得るに
は熟練した技術が必要となる。さらに価格も高く、作業
性、生産性が悪い。

【０００４】そこで、この発明は、難燃性、耐火性、防
蟻性、防腐性、耐傷性に優れ、生産性もよく低コストな
木質系ボードを提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
め、この発明は、木質系芯材の両面に表面材を積層した
木質系ボードにおいて、表面材が樹脂の含浸を可能とす
るシート基材に熱硬化性樹脂を含浸させたシートからな
り、熱硬化性樹脂としてプリプレグ状態におけるフロー
率が２〜５０％であるフェノール樹脂を用いたものであ
る。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下にこの発明の好適な実施例を
図面を参照にしつつ説明する。

【０００７】図１では、木質系芯材１の両面に表面材２
を貼着して積層した状態を示し、木質系芯材１として使
用できるものとしては、パーティクルボード、オリエン
テッドウエハーボード、ウエハーボード、木質系繊維ボ
ード（ハードボード、ＭＤＦ、インシュレーションボー
ド）、木毛セメントボード、木片セメントボード等が挙
げられる。

【０００８】表面材２は、樹脂の含浸を可能とするシー
ト基材２１に熱硬化性樹脂を含浸させたシート２０を使
用し、熱硬化性樹脂としてプリプレグ状態におけるフロ
ー率が２〜５０％であるフェノール樹脂を用いた。

【０００９】シート２０は紙、織布、不織布等からなる
シート基材２１（図２参照）に熱硬化性樹脂を含浸させ
たものである。シート基材２１として熱硬化性樹脂が含
浸される紙としては、石膏ボード紙、クラフト紙、レー
ヨン紙等が好適に使用できる。織布としては、有機繊維
の織物、ガラス繊維、炭素繊維、無機ウィスカー、ロッ
クファイバー、ロックウール等の無機繊維の織物、アモ
ルファス金属繊維等の織物が好適に使用できる。不織布
としては、ガラス繊維、綿、レーヨン等の原料繊維を接
着もしくは絡み合わせ或いはその双方を用いて機械的・
化学的・加熱的もしくは溶媒を用いる方法、或いはそれ
らの組み合わせによって作られたシート状のものであ
る。繊維原料としては、３〜５０ｍｍにカットされた繊
維を湿式抄紙若しくは乾式不織布製造法によりマット化
したものをバインダー樹脂で結合したものが使用に好適
である。繊維原料としては、ガラス繊維単独、若しくは
ガラス繊維とアルミナ繊維、アルミナシリカ繊維、炭素
繊維、金属繊維等の無機系繊維や、アラミド繊維、レー
ヨン繊維、ビニロン繊維、ナイロン繊維、ポリエステル
繊維、ポリプロピレン繊維、ポリエチレン繊維等の有機
系繊維を単独もしくは複数混合して用いることができ
る。シート基材２１の強度を考慮するとともに、樹脂含
浸の容易さ等を考慮したとき、ガラス繊維を用いるのが
好適である。さらに、含浸性、脱泡性、シート基材強
度、ハンドリング、成形品の耐傷性の点から坪量は１０
〜１０００ｇ／ｍ²であることが好ましく、さらに好ま
しい坪量は５０〜２５０ｇ／ｍ²である。１０ｇ／ｍ²よ
り少ないと、耐傷性が発現しにくく、１０００ｇ／ｍ²
より多いと含浸が困難となる。これらの繊維は３ｍｍ以
下の短繊維では補強効果が低く、一方５０ｍｍを越える
長繊維では均一シート化が困難であり、結果として優れ
た補強効果が得られない。また、３〜１５ｍｍの短繊維
が全繊維中２０〜１００％であることが、強度（補強
性）、不織布の均一性の観点からは好ましい。短繊維が
２０％より少ないと均一な不織布とはならない。これら
繊維材料の他に短繊維のセルロースパルプ等を混合する
ことは差し支えない。また、ガラス繊維を用いる場合
は、繊維表面をシランカップリング剤でコートしておく
ことにより、補強効果を高めることができる。

【００１０】シート基材２１に含浸させる熱硬化性樹脂
としては、表面材としての必要な特性がある樹脂が選択
され、例えば、フェノール類とアルデヒド類との反応に
より得られるフェノール樹脂、末端に反応性のエポキシ
基を持つオリゴマーに硬化剤を添加して得られるエポキ
シ樹脂、熱硬化エチレン酢酸ビニル共重合体、ユリア樹
脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂、ＤＡＰ（ジアリール
フタレート）樹脂、不飽和ポリエステル樹脂等が例示で
きる。これらの樹脂は単独もしくは複数混合されて主と
して含浸により繊維材料と複合化する。含浸する樹脂溶
液として、水溶液、溶剤ワニス、エマルジョン等いずれ
でもよく、固形樹脂粉末を散布するやり方でもよい。こ
の中でもコスト、安全性の点から水、アルコール等に溶
解もしくは分散させたものを用いることが好ましい。ア
ルコールを用いる場合、ふっ点が低く乾燥しやすいの
で、ＭｅＯＨが好適である。

【００１１】さらにこれらに各種の充填剤、例えばステ
アリン酸鉛、ジブチル錫ジラウレート、カーボンブラッ
ク、炭酸カルシウム、チタンホワイト、雲母、ガラス
球、水酸化アルミニウム、酸化アンチモン、トリ（２，
３ジプロモプロピル）ホスフェート、脂肪族スルフォン
酸塩、高級アルコール酸塩エステル等、熱安定剤、強化
剤、難燃剤、帯電防止剤等を配合して使用することもで
きる。

【００１２】また、熱硬化性樹脂にフェノール樹脂を選
んだ場合、フェノール樹脂の製造に必要な触媒として
は、アルキルアミン、アンモニア、水酸化ナトリウム、
水酸化バリウム等が好ましい。特に、アルキルアミン、
アンモニアについては他の２つに比べ分子量も大きく、
分子構造上、水和性が低いので貼り合わせ後の耐水性が
飛躍的に向上する。この時、フェノール樹脂は、固形分
２０〜８０重量％となるように水又は有機溶媒などの溶
媒に溶解もしくは分散されていることが含浸の容易さの
点から好ましい。フェノール樹脂を溶解もしくは分解さ
せる有機溶媒としては、フェノール樹脂を溶解する能力
が高いことから、メタノール、エタノール等の低級アル
コール、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類、
トルエン、キシレン等のうち１種若しくは２種以上混合
して用いられる。特に乾燥の容易さを考慮して、沸点の
低い低級アルコール類、特にメタノールが好適に用いら
れる。固形分が２０重量％未満だと必要量含浸すること
が困難となり、８０重量％より多いと粘度上昇により含
浸が困難となる。

【００１３】熱硬化性樹脂は、プリプレグ状態における
フロー率が２〜５０％、さらに好ましくは５〜２０％で
あるフェノール樹脂である。フロー率が５０％を超える
と、プレス時に脇から樹脂がはみ出してしまうため十分
な耐傷性を発現しない。フロー率が３％未満だと、基材
と樹脂の複合化が不十分となり、プレス時の化粧材３表
面への染み出しが少なくなるため十分な耐傷性を発現し
ない。プリプレグ状態におけるフェノール樹脂のフロー
率は、直径５ｃｍのプリプレグシートを１０枚重ね、所
定条件でプレスしたときのはみ出した樹脂の割合（はみ
出した樹脂／全樹脂×１００）である。このフロー率と
傷深さの関係を図３のグラフに示す。

【００１４】プリプレグシートに含まれるフェノール樹
脂の粘度は、２５℃の温度下において０．１〜５０ポイ
ズであり、粘度が０．１ポイズ未満であると、耐傷性発
現に十分な量を含浸させることができず、またプレス時
に脇から樹脂がはみ出してしまうために十分な耐傷性を
発現できない。粘度が５０ポイズを超えると、樹脂の均
一な含浸が困難となり、またプレス時の一方の表面材２
上に積層する化粧材（図示せず）表面への染み出しが少
なくなるため十分な耐傷性を発現しない。

【００１５】熱硬化性樹脂として使用するフェノール樹
脂は、シート基材２１に、固形分５０〜５００ｇ／
ｍ²、好ましくは１５０〜３５０ｇ／ｍ²になるように含
浸させる。５０ｇ／ｍ²未満だと充分な耐傷性を発現し
にくく、５００ｇ／ｍ²以下でなければ硬化時間がかか
り、端部からのはみだし等外観上も問題がある。含浸方
法は、例えば図２に示すようにシート基材２１をローラ
でフェノール樹脂溶液１０中へディッピングし、その後
一定条件下で乾燥させてプリプレグ状態のシート２０を
得る。

【００１６】シート２０としては紙、織布、不織布のい
ずれか１つをシート基材２１としてこれに熱硬化性樹脂
を含浸させたものを単独で用いず、例えばこれを複数枚
用いたり、これに紙を貼り合わせたものをシート２０と
して用いることもできる。例えば、未硬化のフェノール
樹脂をガラス不織布に含浸させ、これに紙を貼り合わせ
たものを用いれば全体の強度や寸法安定性が飛躍的に向
上する。

【００１７】シート基材２１に含浸させる熱硬化性樹脂
は含浸後半硬化状態、すなわちプリプレグ状態であるこ
とが望ましく、このプリプレグ状態のシート２０を木質
系芯材１上に重ね、このシート２０上に化粧材を重ね合
わせ、これらを熱プレスすれば、互いに強固に接着され
る。プリプレグは、繊維補強材と熱硬化性樹脂、その他
必要に応じ熱可塑性樹脂、着色剤、硬化触媒等を混和し
てなる強化プラスチックの、接着性と成形性の能力を残
した硬化終了前の半硬化状態の成形素材であり、好まし
いゲルタイムは１５０℃の設定温度において３０秒〜８
００秒である。

【００１８】シート基材２１に含浸させる熱硬化性樹脂
を、含浸後半硬化状態にするための乾燥条件として、シ
ート２０のできあがり溶媒分率の下限を０重量％、好ま
しくは３重量％以上、さらに好ましくは５重量％以上、
上限を１５重量％以下、より好ましくは１０重量％以下
とする。１５重量％以下でない場合は、シート同士ブロ
ッキングをおこす。また、乾燥時間と温度の関係を表１
に示す。表１で使用した熱硬化性樹脂は有機溶媒に溶解
又は分散させたフェノール樹脂であり、有機溶媒として
メタノールを使用した。表中○はでき上がりのプリプレ
グシートの状態が使用可能、△は使用するにあたりあま
り好ましくない、×は使用不可能を示す。

【００１９】

【表１】

【００２０】熱硬化性樹脂として水に溶解又は分散させ
たフェノール樹脂を使用したものについて、乾燥時間と
温度の関係を表２に示す。表中○はでき上がりのプリプ
レグシートの状態が使用可能、△は使用するにあたりあ
まり好ましくない、×は使用不可能を示す。

【００２１】

【表２】

【００２２】上記表１，２からもわかるように、水又は
有機溶媒に溶解又は分散させたフェノール樹脂を使用し
た場合、８０〜１２０℃の温度で乾燥時間３〜３０分で
好ましい半硬化状態のシートを得ることができる。

【００２３】プリプレグシートの引張強度としては、充
分な耐傷性発現のためには、破断強度１０ｋｇｆ／ｃｍ
²以上であることが好ましい。１０ｋｇｆ／ｃｍ²未満で
は充分な耐傷性が発現しない。破断強度の測定は、プリ
プレグ状態のシート２を２枚の離型紙間に挟み、１５０
℃、５分、１０ｋｇｆ／ｃｍ²の条件下で熱プレスして
樹脂を硬化させた後のものについて行った。このような
測定は、ＪＩＳＫ７０５４に準じて行った。

【００２４】シート２０、木質系芯材１、シート２０の
順で積層したもののプレス条件としては、温度１３０〜
１８０℃が好ましく、さらには１４０〜１６０℃が好ま
しい。１３０℃より低いと樹脂の硬化が充分でなく、防
蟻性、防腐性、耐傷性が発現できず、１８０℃より高い
と樹脂の硬化が速すぎて木質系芯材１との接着が不十分
となり、かつ木質系芯材１の反りも大きくなってしまう
ためである。また、圧力としては、１〜２０ｋｇｆ／ｃ
ｍ²が好ましく、さらには５〜１５ｋｇｆ／ｃｍ²が好ま
しい。１ｋｇｆ／ｃｍ²より低いと樹脂の化粧材へのし
み出しが充分でないために防蟻性、防腐性、耐傷性が低
くなり、２０ｋｇｆ／ｃｍ²より大きいと木質系芯材１
の反りが大きくなる等の不都合が生ずる。さらにまた、
プレス時間としては、２．５〜２０分間が好ましくさら
に好ましくは３〜１２．５分である。２．５分より短い
と樹脂の硬化が充分ではなく、防蟻性、防腐性、耐傷性
が低下し、２０分より長いと樹脂の劣化が生じ、防蟻
性、防腐性、耐傷性も低下し、木質系芯材１の反りも大
きくなる。

【００２５】これらの樹脂のうち木質系芯材１と自着性
のある樹脂例えばエポキシ樹脂やウレタン樹脂等にあっ
てはそのまま、当該芯材１と自着性の劣る樹脂を使用し
た場合には、この両者の間に適当な接着剤を介して、加
熱圧着して一体の木質系芯材１とするものである。

【００２６】中でも、建築用のボードに採用されるもの
としては、木質系芯材１の少なくとも一方側の表面にさ
らに防湿層を積層したもの、さらには、木質系芯材１の
面の少なくとも一方側の表面或いはその内部に耐引張補
強材を配置したものがよい。そして、耐引張補強材は、
木質系芯材１の引張り破断時伸びより大きいものがよ
い。構造的に言えば、木質系芯材１の側面にも防湿層を
備えたものがよい。なお、耐引張補強材としては、ガラ
スマット、ガラスペーパー、ガラス不織布の他、セラミ
ック、ロックウール等の無機系のものや、ポリエステ
ル、アクリル、ビニロン、ポリプロピレン等の有機系の
織物、ネット、不織布等が挙げられる。

【００２７】かかる構造の建築用のボードにあっては、
置床に用いられた場合には、置床の上から加わる荷重に
より木質系芯材１の断面内に発生する引張応力側に、そ
の応力に抗することができる耐引張補強材を前記芯材１
の内部或いはその表面に配置することになる。このよう
にすれば、超荷重に対処できるだけでなく、加湿繰返し
による材料の寸法変化量を小さくした、寸法安定性に優
れる例えば置床用木質系ボードを提供できる。

【００２８】耐引張補強材として例えば合板を用いたも
のにあっては、木質系芯材１のヤング係数よりも大きい
ものが採用され、木質系芯材１のパーティクルボード単
体が約１５０００〜２５０００ｋｇ／ｃｍ²であるのに
対し、合板は約６００００ｋｇ／ｃｍ²のものとなって
いる。

【００２９】表面材２としての防湿層のうち、芯材１の
表面に塗布するものとしては、アクリル、ウレタン、エ
ポキシ、フェノール等の樹脂が挙げられ、また、高分子
材料からなる各種のフィルムも使用可能である。さら
に、シート状のものとしては紙、布、樹脂等が挙げられ
る。この防湿層は、芯材１の表裏面のみならず側面（木
口部）に施すのが望ましい。

【００３０】木質系芯材１としてパーティクルボードを
用い、ガラス繊維の不織布をシート基材２１とし、この
基材２１にフェノール樹脂を含浸させたプリプレグ状態
のシート２０を重ね、１８０℃、１０ｋｇ／ｃｍ²の条
件で１０分間プレスして木質系芯材１の両面に表面材２
を形成した厚さ１２ｍｍのこの発明の実施例と厚さ１２
ｍｍのパーティクルボード単体からなる比較例との耐火
性能を比較した。耐火性能の評価は、ＪＩＳＡ１３
０４−１９７５の「建築構造部分の耐火試験方法」に準
じて行なった。上記実施例の試験体Ａと比較例の試験体
Ｂとをプロパンガスを熱源とする加熱炉内に鉛直に保持
し、片面から加熱し、試験体の面密度（ｋｇ／ｃｍ²）
の違いによる燃え抜け時間（分）を観察した。その結果
は、図４に示すグラフのようになった。図４からも明ら
かなように、この発明の実施例は耐火性能が向上してい
る。また、加熱は表３に示すように、時間とともに加熱
温度を上昇させていった。なお、図４中の「燃え抜け時
間」とは、試験体の加熱される面とは反対の面側から、
加熱炎が目視できる隙間または孔があくまでの時間とし
た。

【００３１】

【表３】

【００３２】次に、難燃性の性能評価を上述のこの発明
の実施例に係る試験体Ａと、ガラス繊維不織布に２０重
量％の炭酸カルシウムを分散させたフェノール樹脂を含
浸させた点を除いて試験体Ａと同一条件で製造された試
験体Ｃとで行なった。その結果を表４に示す。

【００３３】

【表４】

【００３４】表４中の酸素指数（Ｏ．Ｉ．）は、ＪＩＳ
Ｋ７２０１に規定するように、所定の試験条件下に
おいて、材料が燃焼を持続するのに必要な酸素中の容量
パーセントで表される最低酸素濃度の数値をいう。難燃
試験は、ＪＩＳＡ１３２１に準じて行ない、表４中
の「煙」は単位面積当たりの発煙係数（ＣＡ）をいい、
「残煙」は加熱終了後の煙が消えるまでの時間である。
発煙係数は、ＣＡ＝２４０ log 10 Ｉ₀／Ｉ、で求めら
れ、Ｉ₀は加熱試験開始時の光の強さ（Ｉｘ）、Ｉは加
熱試験中の光の強さの最低値（Ｉｘ）である。

【００３５】上記試験体Ａの木口面をエポキシ樹脂でシ
ールした試験体Ｄと上記試験体Ａとの耐蟻性の試験を行
なった。この試験は、試験体Ａ，Ｄを夫々アカマツ木片
の上にのせ、この上に同じアカマツの木片を置いてはさ
み、これをイエシロアリ飼育巣に設置して、２８℃の暗
室内でイエシロアリの食害を暴露し、３ヶ月放置した結
果を目視による形状変化で評価した。試験体Ａについて
は側面から内部に侵入し食害したが、試験体Ｄにおいて
は全く食害は認められなかった。尚、試験体Ａにおいて
も表面からの食害は認められなかった。

【００３６】さらに、上記試験体Ａ，Ｄで耐朽性試験を
行なった。試験方法は、日本木材保存協会（ＪＷＰＡ）
規格の第３号−１９７９の「木質材料の耐朽性試験方
法」にほぼ準拠して行なった。すなわち、供試菌として
褐色腐朽菌のオオウズラタケ（Tyromyces palustris ）
と、白色腐朽菌のカワラタケ（Coriolus versicolor ）
を用い、マヨネーズびんに石英砂と培養液（グルコー
ス、ペプトン、麦芽抽出液の組成）を入れて培地とし
た。振とう培養した菌糸粒を振り掛け、その菌そうが十
分広がったところで、試験体Ａ，Ｄを培養びん中に設置
し、２６℃の培養室内で３ヶ月間腐朽させた。試験体
Ａ，Ｄは、腐朽操作の前後、６０℃で乾燥させて恒量
（Ｗ１，Ｗ２）を求めた。試験体Ａ，Ｄの減少率は、
〔（Ｗ１−Ｗ２）／Ｗ１〕×１００で計算した。その結
果は、次の表５に示す通りであった。なお、試験体Ａに
ついて、表面材２からの腐食は認められず、木口面から
の腐食のみであった。

【００３７】

【表５】

【００３８】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、木質系芯材の両面に表面材を積層した木質系ボード
において、表面材が樹脂の含浸を可能とするシート基材
に熱硬化性樹脂を含浸させたシートからなり、熱硬化性
樹脂としてプリプレグ状態におけるフロー率が２〜５０
％であるフェノール樹脂を用いたので、シートの熱硬化
性樹脂が木質系芯材に含浸し、難燃性、耐火性、防蟻
性、防腐性を向上させ、表面材上に化粧材を積層すると
き、化粧材にも熱硬化性樹脂が含浸して硬化するので耐
傷性も向上する。また、木質系芯材に表面材や化粧材を
接着するための接着剤は不要となり、熱プレスするだけ
で木質系芯材上に表面材などを貼り合わせることがで
き、製造も容易である。さらに、温度や湿度の変化に対
してもシートの存在により寸法安定性に優れ、強度面で
も向上する。さらにまた、水又は有機溶媒に溶解又は分
散されるフェノール樹脂を用いれば、安価かつ容易に製
造でき、耐傷性も向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の好適な実施例を示す断面図。

【図２】シートの製造例を示す説明図。

【図３】フロー率と傷深さの関係を示すグラフ。

【図４】耐火試験の結果を示すグラフ。

【符号の説明】

１木質系芯材２表面材２０シート２１シート基材

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】木質系芯材の両面に表面材を貼着した木
質系ボードにおいて、表面材が樹脂の含浸を可能とするシート基材に熱硬化性
樹脂を含浸させたシートからなり、熱硬化性樹脂としてプリプレグ状態におけるフロー率が
２〜５０％であるフェノール樹脂を用いたことを特徴と
する木質系ボード。
【請求項２】木質系芯材の両面に表面材を貼着した木
質系ボードにおいて、表面材が樹脂の含浸を可能とするシート基材に熱硬化性
樹脂を含浸させたシートからなり、前記シートは熱硬化性樹脂をシート基材に対し固形分５
０〜５００ｇ／ｍ²になるように含浸させた後に半硬化
状態にしたものであることを特徴とする木質系ボード。
【請求項３】木質系芯材の両面に表面材を貼着した木
質系ボードにおいて、表面材が樹脂の含浸を可能とするシート基材に熱硬化性
樹脂を含浸させたシートからなり、シートがガラス繊維単独もしくは他の繊維と混合された
繊維から構成されたガラス不織布に熱硬化性樹脂を含浸
させたものであることを特徴とする木質系ボード。
【請求項４】木質系芯材の両面に表面材を貼着した木
質系ボードにおいて、表面材が樹脂の含浸を可能とするシート基材に熱硬化性
樹脂を含浸させたシートからなり、シートの引張り強度が、１５０℃のプレス温度かつ１０
ｋｇｆ／ｃｍ²のプレス圧力で５分間熱プレスされた後
において１０ｋｇｆ／ｃｍ²であることを特徴とする木
質系ボード。