WO2013118531A1 - パーティクルボード - Google Patents

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particle board
particles
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surface layer
fiber
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塚本　政介
六嶋　一雅
鈴木　伸一
前田　直彦
鉄平 朝田
Original Assignee
パナソニック株式会社
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B27—WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
    • B27N—MANUFACTURE BY DRY PROCESSES OF ARTICLES, WITH OR WITHOUT ORGANIC BINDING AGENTS, MADE FROM PARTICLES OR FIBRES CONSISTING OF WOOD OR OTHER LIGNOCELLULOSIC OR LIKE ORGANIC MATERIAL
    • B27N3/00—Manufacture of substantially flat articles, e.g. boards, from particles or fibres
    • B27N3/02—Manufacture of substantially flat articles, e.g. boards, from particles or fibres from particles

Definitions

  • the present invention relates to a particle board.
  • a fiber board manufactured by hot-pressing a resin composite long fiber mat in which an adhesive is uniformly dispersed on long fibers is also used as an interior building material (for example, see Patent Document 2).
  • the fiber board generally has better dimensional stability against moisture absorption and desorption than the particle board.
  • fiber boards generally have poor surface smoothness compared to particle boards. For this reason, even if particle board can be applied as an alternative material for plywood in interior building materials, fiberboard may not be applied.
  • the present invention has been made in view of the circumstances as described above, and an object thereof is to provide a particle board having surface smoothness and small dimensional fluctuation due to moisture absorption and desorption.
  • the particle board of the present invention is a particle board formed by hot-press molding a mixture of plant-based particles and an adhesive, and at least the surface layer includes plant-based fibers.
  • the average fiber length of the plant-based fibers in the surface layer is 0.3 to 3.0 times the average length of the particles in the surface layer.
  • the plant fiber content in the surface layer is preferably 10% by weight to 30% by weight with respect to the surface layer particles.
  • the plant fiber is cut between a pair of cutting blades.
  • the adhesive is preferably an isocyanate resin adhesive or a phenol resin adhesive.
  • the adhesive further contains a melamine resin adhesive.
  • the plant fiber is preferably a non-wood fiber.
  • the surface layer includes plant fibers having a predetermined average fiber length.
  • the particle board of this embodiment is formed into a plate shape with a constant area and thickness by hot pressing a mixture of plant-based particles and an adhesive. And at least the surface layer contains plant fibers together with particles.
  • Such particle boards can be used as interior building materials and flooring materials such as door panels, sliding doors, and partitions.
  • the surface layer refers to a layer having the outer surface (front surface and back surface) of the particle board.
  • the layer deposits a mixture containing particles before hot pressing and an adhesive on the molding belt, which will be described later, separately from other mixtures, and forms a plate with a certain area and thickness by hot pressing. It is formed.
  • the particle board has a multilayer structure, that is, when each layer is formed in a plate shape with a constant area and thickness and each layer is laminated, the outermost layer is the surface layer.
  • FIG. 1 shows a cross-sectional view of a multilayered particle board.
  • the surface layer 2 is a layer on the front surface side and a layer on the back surface side of the particle board 1.
  • the central layer is the core layer 3.
  • the plant layer 4 is included in the surface layer 2, and the plant fiber 4 is not included in the core layer 3.
  • the particle board has a single layer structure, that is, when it is composed of a single layer, the single layer is the surface layer.
  • particles used in a conventionally known particle board can be used.
  • plant materials including wood such as conifers such as pine, cedar and cypress, broad-leaved trees such as lawan, capol, and poplar, and kenaf core are used as raw materials.
  • the plant-based material can be crushed or cut by a crusher or cutting machine such as a hammer mill, drum flaker, ring flaker, etc. to make chips into chips. Chips (fine pieces) or wood chips (coarse pieces) crushed into a wood powder shape can also be used.
  • the particle size is the same as the conventional one.
  • a material having a length of 1 to 50 mm, a thickness of 0.1 to 5 mm, and a width of 0.5 to 10 mm can be used.
  • a particle board having high strength and high rigidity can be obtained.
  • the particles constituting the surface layer desirably have an average length of 3 to 8 mm, particularly 3 to 4 mm.
  • particles in the average length of 3 to 8 mm are used to disperse the plant fibers more evenly. Can do.
  • particles having a length within a certain range can be obtained by classification using a known classifier such as a vibrating screen.
  • the plant fiber used in this embodiment has an average fiber length of 0.3 to 3.0 times the average length of the particles constituting the surface of the particle board. Plant fibers having such an average fiber length tend to be more uniformly dispersed with respect to the particles constituting the surface layer. For this reason, in addition to the surface smoothness inherent to the particle board, the particle board of the present embodiment can have a small size expansion and contraction (size variation) due to moisture absorption and desorption. From the viewpoint of further reducing the expansion and contraction of dimensions due to moisture absorption and desorption, the average fiber length of the plant fiber is 1.0 to 2.6 times the average length of the particles constituting the surface of the particle board.
  • the fiber length is long, the dispersibility of the fiber is deteriorated, and the effect of suppressing dimensional fluctuation due to moisture absorption and desorption is lowered.
  • the average fiber length of the plant fiber is less than 0.3 times the average length of the particles constituting the surface layer of the particle board, the effect of suppressing the dimensional fluctuation due to moisture absorption / release is not sufficient.
  • when exceeding 3.0 times when mixing so that the particles after adhesive dispersion
  • Such plant fibers having a predetermined average fiber length can be obtained by performing a conventionally known defibrating method for a long time on the long fibers.
  • a predetermined length is obtained by tearing a fiber bundle made of long plant fibers using a defibrator or the like.
  • the weak part in the fiber bundle is torn off, and the torn part becomes the end of the plant fiber.
  • the fiber bundle can be cut into a predetermined length by a cutting machine.
  • a cutting machine the apparatus which cut
  • FIG. 2 is an explanatory view of the cutting of the fiber bundle by the cutting machine.
  • the cutting machine 5 in FIG. 2 includes a flat blade-shaped cutting blade 6 (guillotine blade) that moves linearly along the cutting line.
  • the cutting blade 6 can be moved up and down.
  • the distal end portion of the cutting blade 6 has a smaller thickness toward the distal end, and the blade tip is formed in a V shape in a sectional view.
  • the cutting machine 5 also includes a fiber bundle mounting table 8 that supports the fiber bundle 7 and a cutting blade 9.
  • the cutting blade 9 is fixed to the fiber bundle mounting table 8 as a fixed blade.
  • the fiber bundle 7 can be cut between the pair of cutting blades 6 and 9 by supporting the fiber bundle 7 with the fiber bundle mounting table 8 and the cutting blade 9 and lowering the cutting blade 6 from above the fiber bundle 7. .
  • part peeled in the cut cross section of the plant fiber 4 is easy to osmose
  • FIG. it becomes easy to adhere the rigid part of the plant fiber 4 to the particles by using the plant fiber 4 cut as described above.
  • the adhesiveness between the rigid portion of the plant fiber 4 and the particles is strengthened, and the effect of suppressing the variation in dimensions due to the strength of the particle board and moisture absorption / release can be further enhanced.
  • Plant fiber has a low bulk density as a volume compared to particles. For this reason, in order to easily achieve uniform dispersion of plant fibers with respect to particles, when mixing particles and plant fibers, plant fibers should be less in weight ratio than particles. It is desirable to mix. From this viewpoint, the content of the plant fiber in the surface layer portion is preferably 30% by weight or less with respect to the particles constituting the surface layer. Moreover, it is preferable that the content rate of a plant-type fiber is 10 weight% or more with respect to the particle which comprises a surface layer from a viewpoint of improving the suppression effect of the dimensional variation by moisture absorption / release. More preferably, it is 15 wt% or more and 25 wt% or less.
  • Wood fiber can be used as a raw material for plant fiber, but non-wood fiber is desirable in consideration of ease of processing, adhesive permeability, the effect of suppressing dimensional fluctuation of particle board due to moisture absorption and release, etc. .
  • bast fibers include jute, kenaf, flax, cannabis and the like.
  • stem fiber include bamboo, rice straw, wheat straw, sugarcane bagasse and straw.
  • leaf fibers include Manila hemp and sisal hemp. Two or more of these can be used in combination.
  • an adhesive used in a conventionally known particle board can be used.
  • isocyanate resin adhesives such as MDI (diphenylmethane diisocyanate), TDI (tolylene diisocyanate), MDI prepolymer, and TDI prepolymer can be used.
  • a urea resin adhesive, a melamine resin adhesive, a urea / melamine cocondensation resin adhesive, a phenol resin adhesive, or the like can be used. Two or more of these can be used in combination. Among them, isocyanate resin adhesives and phenol resin adhesives have good compatibility with plant fibers and easily penetrate into the fibers.
  • an isocyanate resin adhesive or a phenol resin adhesive it is possible to enhance the adhesion between the particles and the plant fiber, and to further enhance the effect of suppressing the dimensional fluctuation due to the strength of the particle board and moisture absorption / release.
  • the melamine resin adhesive easily spreads on the surface of the particles and plant fibers, and can effectively bond the particles and the plant fibers. For this reason, it is desirable to use an isocyanate resin adhesive or a phenol resin adhesive in combination with a melamine resin adhesive.
  • Such an adhesive can be used, for example, within a range of 5 wt% to 30 wt% with respect to the particles. By using an adhesive in a proportion within such a range, particles, particles and plant fibers, or plant fibers can be effectively bonded.
  • the particle board of the present embodiment can be manufactured by hot pressing a mixture of particles, plant-based fibers, and an adhesive. More specifically, fragmentation of plant material and cutting of long-fiber plant fiber, drying of small pieces and plant fiber, addition of adhesive, mesh passing process, mat molding (forming), hot pressing, finishing A method performed through the steps can be given as an example. In such a particle board manufacturing method, it is not necessary to use a special device such as a card machine that mats long fibers used in the manufacture of fiber boards and a device that disperses the long fibers with air.
  • the above-described crushing machine or cutting machine is used for fragmenting the plant material that becomes particles of the surface layer 2 and the core layer 3.
  • the particles constituting the surface layer 2 particles having an average length of 3 to 8 mm can be preferably used.
  • the particles constituting the core layer 3 particles having an average length longer than that of the surface layer 2 can be used.
  • the surface layer 2 becomes dense and the core layer 3 becomes rough. Therefore, the smoothness of the surface can be increased, the overall density can be lowered, and the bending strength can be increased.
  • the cutting machine 5 shown in FIG. 2 is used for cutting the long plant fiber.
  • the adhesiveness between the rigid portion of the plant fiber 4 and the particles is strengthened, and the effect of suppressing the dimensional fluctuation due to the strength of the particle board 1 and moisture absorption / release can be further enhanced.
  • Drying of the small pieces and the plant fibers 4 is an effective process for suppressing puncture during hot pressing.
  • the addition of the adhesive can be performed in a state where the particles and the plant fiber 4 are stirred.
  • the adhesive is sprayed while stirring the particles and the plant fibers 4 in a drum blender.
  • the plant fiber 4 is desirably mixed so as to be 10 wt% or more and 30 wt% or less with respect to the particles of the surface layer 2.
  • distribution of the plant fiber 4 with respect to a particle can be implement
  • a core layer forming mixture in which particles and an adhesive are mixed to form the core layer 3 of the particle board 1 is also prepared in the same manner as the surface layer forming mixture except that the plant fiber 4 is not mixed.
  • the surface layer-forming mixture and the core layer-forming mixture may contain other additives such as a water repellent and ammonium sulfide within the range not impairing the effects of the present invention.
  • the prepared mixture for surface layer formation is passed through a mesh having a predetermined opening.
  • This step is effective for making the dispersed state of the plant fiber 4 more uniform, and can be performed as necessary.
  • the aggregates can be removed or reduced by defibrating the fine aggregates of the plant fibers 4.
  • the part including the aggregates becomes a weak body part having lower adhesiveness than the peripheral part.
  • the dimensional stability against moisture absorption / release may be affected. Therefore, by reducing aggregates in the surface layer forming mixture as much as possible, it is possible to suppress the occurrence of local swelling when the particle board 1 absorbs water. Moreover, the dimensional stability with respect to moisture absorption / release can be improved.
  • the mesh has a large number of openings that penetrate the front and back.
  • Examples of the shape of the opening include a circular hole (circular) and a square hole (square), but are not particularly limited.
  • FIG. 3 shows a schematic diagram of the main part of the mesh.
  • FIG. 3A shows a mesh 10 having a circular hole 11
  • FIG. 3B shows a mesh 10 having a square hole 12.
  • the inner dimension of the opening is an opening.
  • the diameter P of the circular hole 11 is an opening
  • the length Q of one side of the square hole 12 is an opening.
  • the average length of the particles on the surface layer 2 is reduced. It is desirable to use a mesh 10 having an opening of 0.75 times or more and 2.0 times or less. In addition, the influence on this effect by the difference in the shape of the opening part of the mesh 10 is small.
  • Examples of the material of the mesh 10 include metal materials such as stainless steel, zinc, copper, brass, and iron, and synthetic resin materials such as nylon, but are not particularly limited. Moreover, as a shape, although a net-like thing, a punching metal, etc. can be mentioned, it is not specifically limited.
  • a method of classifying by the self-weight of the surface layer forming mixture may be used, but a method of forcibly classifying by the external load is more suitable for the particles and the plant fibers 4. It is preferable because it is easy to maintain a dispersed state.
  • the apparatus for forcibly classifying include a sieve such as a vibration sieve, an in-plane sieve and a centrifugal dispersion sieve, a crusher, and a pulverizer. Among them, the centrifugal force dispersion sieve is preferable because the dispersion state of the mixture after treatment is good and the treatment speed is high.
  • a surface layer forming mixture is laminated on a molding belt, then a core layer forming mixture is laminated thereon, and then another surface layer forming mixture is laminated thereon to obtain a mat. Can do.
  • the mat thus obtained is preferably pre-compressed at room temperature or the like.
  • the quality of the particle board 1 can be stabilized by pre-compressing in consideration of the shape of the target particle board 1 before or after lamination on a molding table, a steel belt, etc., and then hot pressing.
  • the hot pressure conditions moisture content, temperature, pressing pressure, time, etc.
  • the hot pressure conditions can be factors that determine the characteristics of the particle board 1, such as the surface state and bending strength.
  • the surface temperature and pressure of the hot platen or steel belt at the time of hot pressing depends on the type of adhesive, but can be set to, for example, a surface temperature of 180 to 220 ° C. and a pressure of 3 to 5 MPa.
  • Examples of the hot-pressure forming press method include a continuous press using a steel belt, a flat press such as a batch-type multi-stage press and a single-stage press. Especially, when productivity is considered, continuous press is preferable.
  • the target particle board 1 can be manufactured through finishing processes such as trimming and surface finishing with a sander.
  • fine particles are used for the surface layer 2, and larger particles are used for the core layer 3.
  • the overall density can be lowered and the bending strength can be increased.
  • surface smoothness can be improved.
  • the particle board since the effect of suppressing dimensional fluctuation due to moisture absorption and release can be effectively obtained without mixing plant fibers in a layer other than the surface layer 2 (core layer 3), the particle board has good dimensional stability. 1 can be manufactured at low cost.
  • plant fibers can be mixed in layers other than the surface layer.
  • the average fiber length of the plant-based fibers in the layers other than the surface layer can be 0.3 to 3.0 times the average length of the particles in the layer.
  • the effect of suppressing the dimensional fluctuation due to the strength of the particle board and moisture absorption / release can be further enhanced.
  • the adhesive is also dispersed or dissolved in water and supplied.
  • a particle board having a three-layer structure was manufactured by the following procedure. Blender with particles processed from wood (demolition material for construction waste) to an average length of 3.5 mm and plant fibers cut from jute to the length shown in Table 1-2 using the cutting method shown in Table 1-2 The adhesive was sprayed while stirring. Even after spraying the adhesive, the particles were stirred together to prepare a surface layer forming mixture.
  • Plant fibers were used in the proportions shown in Table 1-2 with respect to the surface particles.
  • the adhesive shown in Table 1-2 was used in the ratio shown in Table 1-2 with respect to the surface particles.
  • the phenol resin adhesive used was a type having a molecular weight of 500 or less and good impregnation properties.
  • the system using “a pair of cutting blades” as a cutting method of plant fiber shown in Table 1-2 is a method in which a fiber bundle is sandwiched between a pair of cutting blades 6 and 9 of a cutting machine 5 as shown in FIG. This refers to a method of cutting to a predetermined length.
  • the method using the “defibner” refers to a method in which a fiber bundle is torn to a predetermined length.
  • This three-layer structure was hot-press molded under the conditions of 200 ° C., 3 MPa, and 5 minutes to obtain a particle board having a length and width of 300 ⁇ 300 mm and a thickness of 12 mm.
  • the prepared mixture for surface layer formation was evaluated for uniform mixing properties. Judgment criteria are as follows. The presence or absence of lumps was confirmed visually. Occurrence of no lump that makes particle board production impossible: ⁇ (pass) Occurrence of dust that makes it impossible to manufacture particleboard: ⁇ (Failure)
  • the dimensional change rate was measured about the obtained particle board, and the dimensional variability by moisture absorption / release was evaluated.
  • the dimensional change rate is a change rate of a dimensional value that has changed from becoming constant in a 40 ° C., 90% RH environment until becoming constant in a 40 ° C., 30% RH environment.
  • the rate of dimensional change of the plywood under the same conditions is 0.2%.
  • the dimensional change rate of the conventional particle board (particle board which does not use plant fiber: Comparative Example 3) under the same conditions is 0.40%.
  • the dimensional change rate of the particle board is 0.25% or less, it is evaluated that the dimensional variability due to moisture absorption and desorption is similar to that of the plywood. ⁇ ”. If the rate of dimensional change was greater than 0.25% and less than or equal to 0.35%, it was evaluated as “B” because it was slightly inferior to plywood but better than conventional particle boards. When the dimensional change rate was larger than 0.35%, it was evaluated as “x” by evaluating that it was the same level as the conventional particle board.
  • Example 1-9 The particle boards manufactured under the manufacturing conditions of Example 1-9 all had better dimensional variability due to moisture absorption / release than the plywood, and it was confirmed that the size expansion / contraction due to moisture absorption / release was small. Further, when the surface of the particle board was visually observed, it was confirmed that all had good surface smoothness.
  • Comparative Example 1 uses plant fibers that are less than 0.3 times the average length of the surface particles.
  • the dimensional variability due to moisture absorption / release of the obtained particle board was similar to that of the conventional particle board (Comparative Example 3).
  • Comparative Example 2 plant fibers exceeding 3.0 times the average length of the surface particles are used. Under these production conditions, the particle board could not be produced due to the occurrence of lumps in the surface layer forming mixture.

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Abstract

表面平滑性を有し、吸放湿による寸法変動が小さいパーティクルボードを提供する。パーティクルと接着剤との混合物が熱圧成形されて形成されているパーティクルボード１において、少なくとも表層２に植物系繊維４を含み、この表層２の植物系繊維４の平均繊維長は表層２のパーティクルの平均長さに対して０．３倍以上３．０倍以下である。

Description

パーティクルボード
　本発明は、パーティクルボードに関する。
　木材を含む植物系材料を粉砕したパーティクル（小片）に合成樹脂等の接着剤を塗布することにより、パーティクルと接着剤との混合物を形成し、この混合物を熱圧成形してパーティクルボードを製造することが知られている。このようなパーティクルボードは合板の代替材料として注目されており、ドアパネル、引戸、間仕切り等の内装建材として使用され、近年では床材としても使用されている（例えば、特許文献１参照）。しかしながら、合板と比べると、吸放湿による寸法の伸び縮みが大きいため、接着施工等において施工が制限されたり、湿気を遮断する材料を要したりする場合がある。このため、吸放湿に対する寸法安定性の向上が望まれている。
　一方、長繊維に接着剤が均一に散布された樹脂複合長繊維マットを熱圧成形して製造される繊維ボードも内装建材として使用されている（例えば、特許文献２参照）。繊維ボードは、パーティクルボードと比較して、一般的に吸放湿に対する寸法安定性が良好である。
特開２０１０－１５０９１２号公報 特開２００９－１７２９２９号公報
　しかしながら、繊維ボードは、パーティクルボードと比べて一般的に表面平滑性が劣る。このため、内装建材等において合板の代替材料としてパーティクルボードが適用できても、繊維ボードが適用できない場合がある。
　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、表面平滑性を有し、吸放湿による寸法変動が小さいパーティクルボードを提供することを課題としている。
　上記の課題を解決するために、本発明のパーティクルボードは、植物系のパーティクルと接着剤との混合物が熱圧成形されて形成されているパーティクルボードにおいて、少なくとも表層に植物系繊維を含み、この表層の植物系繊維の平均繊維長は表層のパーティクルの平均長さに対して０．３倍以上３．０倍以下であることを特徴とする。
　このパーティクルボードにおいては、前記表層の植物系繊維の含有率が、表層のパーティクルに対して１０重量％以上３０重量％以下であることが好ましい。
　このパーティクルボードにおいては、前記植物系繊維は、一対の切断刃に挟んで切断されたものであることが好ましい。
　このパーティクルボードにおいては、前記接着剤は、イソシアネート樹脂接着剤又はフェノール樹脂接着剤であることが好ましい。
　このパーティクルボードにおいては、前記接着剤は、さらにメラミン樹脂接着剤が併用されていることが好ましい。
　このパーティクルボードにおいては、前記植物系繊維は、非木材繊維であることが好ましい。
　本発明のパーティクルボードにおいては、表層に、所定の平均繊維長の植物系繊維が含まれている。これにより、表面平滑性を有し、吸放湿による寸法変動が小さいパーティクルボードを得ることができる。
パーティクルボードの一例を示す断面図である。 切断機による繊維束の切断の説明図である。 本発明のパーティクルボードの製造に用いられるメッシュの要部の模式図である。（ａ）は円孔を有するメッシュであり、（ｂ）は角孔を有するメッシュである。
　以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。
　本実施形態のパーティクルボードは、植物系のパーティクルと接着剤との混合物が熱圧成形されて一定の面積と厚みに板状に形成されている。そして、少なくとも表層には、パーティクルと共に植物系繊維が含まれている。このようなパーティクルボードは、ドアパネル、引戸、間仕切り等の内装建材や床材として利用することができる。
　本実施形態において、表層とは、パーティクルボードの外側面（表面及び裏面）を有する層を指す。ここで、層は、熱圧成形前のパーティクルと接着剤とを含む混合物を、後述する成形ベルト上に他の混合物とは区別して堆積し、熱圧成形によって一定の面積と厚みに板状に形成されたものである。パーティクルボードが多層構造である場合、つまり、各層が一定の面積と厚みに板状に形成され、各層が積層して構成されている場合、最も外側に積層される層が表層である。一例として、図１に、多層構造のパーティクルボードの断面図を示す。図１のパーティクルボード１は３層構造であり、この構造において表層２は、パーティクルボード１の表面側の層と裏面側の層である。中央の層は芯層３である。この例では、表層２には植物系繊維４が含まれており、芯層３には植物系繊維４が含まれていない。パーティクルボードが単層構造である場合、つまり、単一の層で構成されている場合は、その単一の層が表層である。
　本実施形態のパーティクルボードを構成するパーティクルとしては、従来公知のパーティクルボードに用いられるパーティクルを用いることができる。例えば、マツ、スギ、ヒノキ等の針葉樹、ラワン、カポール、ポプラ等の広葉樹、ケナフの芯部等、木材を含めて植物系材料を原料とする。そして、この植物系材料をハンマーミル、ドラムフレーカー、リングフレーカー等の破砕機や切削機によって破砕や切削して小片化してチップとしたものを用いることができる。木粉状に粉砕したチップ（微小片）や木片状のチップ（粗大片）も用いることができる。
　パーティクルの大きさについても、従来のものと同様である。例えば、長さ１～５０ｍｍ、厚み０．１～５ｍｍ、幅０．５～１０ｍｍの範囲内のものを用いることができる。平均長さ３～１５ｍｍの範囲内のパーティクルを用いることで、高強度かつ高剛性のパーティクルボードを得ることができる。表層を構成するパーティクルとしては、平均長さ３～８ｍｍ、特に３～４ｍｍの範囲内であることが望ましい。パーティクルボードの製造過程において接着剤散布後のパーティクル同士をすり合わせるように攪拌、混合する際、平均長さ３～８ｍｍの範囲内のパーティクルを用いることで、植物系繊維をより均一に分散させることができる。
　パーティクルの長さを揃えたい場合には、例えば、振動形スクリーン等の公知の分級機によって分級することにより一定の範囲内の長さのパーティクルを得ることができる。
　本実施形態において用いられる植物系繊維は、その平均繊維長がパーティクルボードの表層を構成するパーティクルの平均長さに対して０．３倍以上３．０倍以下とされている。このような平均繊維長を有する植物系繊維は、表層を構成するパーティクルに対してより均一に分散した状態になりやすい。このため、本実施形態のパーティクルボードは、パーティクルボードが本来有する表面平滑性に加え、吸放湿による寸法の伸び縮み（寸法の変動）が小さいものとすることができる。吸放湿による寸法の伸び縮みをより小さくするという観点から、植物系繊維の平均繊維長は、パーティクルボードの表層を構成するパーティクルの平均長さに対して１．０倍以上２．６倍以下であることが好ましい。繊維長が長いと、繊維の分散性が悪くなり吸放湿による寸法変動の抑制効果が低下するため、特に１．０倍以上２．０倍以下であることが望ましい。植物系繊維の平均繊維長がパーティクルボードの表層を構成するパーティクルの平均長さに対して０．３倍未満の場合には、吸放湿による寸法変動の抑制効果が十分でない。また、３．０倍を超える場合には、パーティクルボードの製造過程において接着剤散布後のパーティクル同士をすり合わせるように混合する際、植物系繊維同士が絡み合い凝集した状態（ダマ状態）となって植物系繊維を均一に分散させることができない。その結果、均一な品質のパーティクルボードを製造することが困難となる。パーティクルボードを製造することができたとしても、表面平滑性が劣り、吸放湿による寸法変動の抑制効果も不十分となる。
　このような所定の平均繊維長の植物系繊維は、従来公知の解繊方法を長繊維に対して長時間実施することで得ることができる。この方法では、解繊機を用いるなどして長繊維の植物系繊維からなる繊維束を引きちぎるようにして所定の長さとしている。この場合、繊維束において強度の弱い部分が引きちぎられ、その引きちぎられた部分が植物系繊維の端部となる。
　繊維束を切断機によって所定の長さに切断することもできる。切断機としては、繊維束を切断線に沿って直線的に切断する装置を用いることができる。図２は、切断機による繊維束の切断の説明図である。図２の切断機５は、切断線に沿って直線的に移動する平刃状の切断刃６（ギロチン刃）を備えている。切断刃６は上下に昇降可能である。切断刃６の先端部は、先端ほど厚みが薄くなっており、刃先が断面視でＶ字状に形成されている。切断機５は、繊維束７を支持する繊維束載置台８と切断刃９を備えてもいる。切断刃９は固定刃として繊維束載置台８に固定されている。繊維束載置台８と切断刃９で繊維束７を支え、繊維束７の上から切断刃６を下降させることで、一対の切断刃６，９に挟んで繊維束７を切断することができる。
　長繊維の植物系繊維１４からなる繊維束７が一対の切断刃６，９で切断される際、繊維先端がややお辞儀する形となる。このため、切断された各植物系繊維４の切断断面を微視的に見ると、切断断面の上側の部位は切断刃６で切られ、下側の部位は引き剥がされた状態となる。このようにして切断された植物系繊維４の端部は、上記した従来公知の解繊方法にて得られた植物系繊維の端部とは異なり、ちぎれ難い部分（繊維束において強度の強い部分）で形成され得る。ちぎれ難い部分は剛直に形成されている。また、植物系繊維４の切断断面において引き剥がされた部位は、切断刃６で切られた部位と比較して接着剤が繊維内部に浸透しやすい。このため、上記のように切断された植物系繊維４を用いることで、植物系繊維４の剛直な部分をパーティクルに接着させやすくなる。結果として、植物系繊維４の剛直な部分とパーティクルとの接着性が強化され、パーティクルボードの強度や吸放湿による寸法変動の抑制効果をさらに高めることができる。
　植物系繊維は、パーティクルと比較すると、体積としては嵩密度が低い。このため、パーティクルに対して植物系繊維の均一な分散を容易に実現するためには、パーティクルと植物系繊維とを混合する際、パーティクルよりも植物系繊維の方が重量比で少なくなるように混合することが望ましい。この観点から、表層の部分の植物系繊維の含有率は、表層を構成するパーティクルに対して３０重量％以下であることが好ましい。また、吸放湿による寸法変動の抑制効果をより向上させる観点から、植物系繊維の含有率は、表層を構成するパーティクルに対して１０重量％以上であることが好ましい。より好適には１５重量％以上２５重量％以下である。
　植物系繊維の原料としては、木材繊維を用いることもできるが、加工の容易性、接着剤の浸透性、吸放湿によるパーティクルボードの寸法変動の抑制効果等を考慮すると、非木材繊維が望ましい。このような非木材繊維においては、靭皮繊維、茎繊維、葉繊維等を用いることができる。靭皮繊維の具体例としては、ジュート、ケナフ、亜麻、***等を挙げることができる。茎繊維の具体例としては、竹、稲わら、麦わら、サトウキビバガス、葦等を挙げることができる。葉繊維の具体例としては、マニラ麻、サイザル麻等を挙げることができる。これらは２種以上を併用することができる。
　本実施形態において用いられる接着剤としては、従来公知のパーティクルボードに用いられる接着剤を用いることができる。例えば、ＭＤＩ（ジフェニルメタンジイソシアネート）、ＴＤＩ(トリレンジイソシアネート)、ＭＤＩプレポリマー、ＴＤＩプレポリマー等のイソシアネート樹脂接着剤を用いることができる。また、ユリア樹脂接着剤、メラミン樹脂接着剤、ユリア・メラミン共縮合樹脂接着剤や、フェノール樹脂接着剤等を用いることもできる。これらは２種以上を併用することができる。なかでもイソシアネート樹脂接着剤やフェノール樹脂接着剤は、植物系繊維と相性が良く、繊維内部に浸透しやすい。したがって、イソシアネート樹脂接着剤やフェノール樹脂接着剤を用いることで、パーティクルと植物系繊維との接着性を高めて、パーティクルボードの強度や吸放湿による寸法変動の抑制効果をより高めることができる。また、メラミン樹脂接着剤はパーティクルや植物系繊維の表面部分に拡がりやすく、パーティクルと植物系繊維とを効果的に接着させることができる。このため、イソシアネート樹脂接着剤又はフェノール樹脂接着剤と、メラミン樹脂接着剤と、を組み合わせて使用することが望ましい。
　このような接着剤は、例えば、パーティクルに対して５重量％以上３０重量％以下の範囲内で用いることができる。かかる範囲内の割合で接着剤を用いることにより、パーティクル同士、パーティクルと植物系繊維、植物系繊維同士を効果的に接着させることができる。
　本実施形態のパーティクルボードは、パーティクルと植物系繊維と接着剤との混合物を熱圧成形することで製造することができる。より具体的には、植物系材料の小片化及び長繊維の植物系繊維の切断、小片及び植物系繊維の乾燥、接着剤の添加、メッシュ通過工程、マット成形（フォーミング）、熱圧成形、仕上げ工程を経て行われる方法を一例として挙げることができる。このようなパーティクルボードの製造方法においては、繊維ボードの製造において用いられる長繊維を解繊しながらマット化するカード機や長繊維をエアー分散させる装置など特別な装置を用いなくてもよい。
　以下に、図１のパーティクルボードについて製造方法を説明する。
　表層２や芯層３のパーティクルとなる植物系材料の小片化は、例えば、上記した破砕機や切削機が用いられる。表層２を構成するパーティクルとしては、好ましく平均長さ３～８ｍｍのものを用いることができる。芯層３を構成するパーティクルとしては、表層２のパーティクルよりも平均長さが長いものを用いることができる。このようなパーティクルを用いて製造されるパーティクルボード１は、表層２は緻密になり、芯層３は粗になる。そのため表面の平滑性を高めることができ、さらに全体の密度を低くし、かつ曲げ強さを高めることができる。
　長繊維の植物系繊維の切断は、例えば、図２の切断機５が用いられる。これによって、植物系繊維４の剛直な部分とパーティクルとの接着性が強化され、パーティクルボード１の強度や吸放湿による寸法変動の抑制効果をさらに高めることができる。
　小片及び植物系繊維４の乾燥は、熱圧成形時におけるパンクを抑制するために有効な工程である。
　接着剤の添加は、パーティクルと植物系繊維４を攪拌した状態で行うことができる。例えば、ドラムブレンダーの中でパーティクルと植物系繊維４とを攪拌しながら接着剤を散布する。ここで、植物系繊維４は、表層２のパーティクルに対して１０重量％以上３０重量％以下となるように混合することが望ましい。これによって、パーティクルに対して植物系繊維４の均一な分散を容易に実現することができ、吸放湿による寸法変動の抑制効果をより向上させることができる。また、接着剤は、パーティクルに対して５重量％以上３０重量％以下の範囲内となるように添加することが望ましい。これによって、パーティクル同士、パーティクルと植物系繊維４、植物系繊維４同士を効果的に接着させることができる。
　接着剤散布後もパーティクル同士をすり合わせるようにして攪拌する。植物系繊維４は、パーティクルに対して所定の長さを有しているので、ダマ状態となることが抑えられる。このようにして、パーティクルと植物系繊維４と接着剤とを混合した表層形成用混合物が調製される。この表層形成用混合物はパーティクルボード１の表層２を形成するものである。表層形成用混合物では、植物系繊維４が均一に分散されている。
　パーティクルボード１の芯層３を形成する、パーティクルと接着剤とを混合した芯層形成用混合物も、植物系繊維４を混合しないこと以外は表層形成用混合物と同様にして調製される。
　表層形成用混合物や芯層形成用混合物には、本発明の効果を損なわない範囲内において、撥水剤や硫化アンモニウムをはじめ他の添加剤を配合することができる。
　メッシュ通過工程では、調製された表層形成用混合物を、所定の目開きを有したメッシュに通過させる。この工程は、植物系繊維４の分散状態をより均一化するために有効であり、必要に応じて行うことができる。この工程によって、植物系繊維４同士の微細な凝集体を解繊するなどして凝集体を除去したり低減したりすることができる。最終的に得られるパーティクルボード１内部に凝集体が存在すると、凝集体を含む部分は周辺部よりも接着性が弱い弱体部となる。このようなパーティクルボード１が吸水した場合には、その弱体部に起因して局部的な膨れが発生することがある。また、吸放湿に対する寸法安定性に影響を与えることがある。よって、表層形成用混合物中の凝集体をできるだけ低減することによって、パーティクルボード１が吸水した際の局部的な膨れの発生を抑えることができる。また、吸放湿に対する寸法安定性を向上させることができる。
　メッシュには、表裏に貫通する多数の開口部が形成されている。開口部の形状として、例えば、円孔（円形目）、角孔（正方目）を挙げることができるが、特に限定されるものではない。一例として、図３にメッシュの要部の模式図を示す。図３（ａ）が円孔１１を有するメッシュ１０であり、図３（ｂ）が角孔１２を有するメッシュ１０である。開口部の内寸が目開きである。図３（ａ）のメッシュ１０では、円孔１１の直径Ｐが目開きであり、図３（ｂ）のメッシュ１０では、角孔１２の一辺の長さＱが目開きである。
　表層形成用混合物中のパーティクルと植物系繊維４との分級分離を抑制し、微小な凝集体を効果的に除去したり低減したりするという観点から、表層２のパーティクルの平均長さに対して０．７５倍以上２．０倍以下の目開きのメッシュ１０を用いることが望ましい。なお、メッシュ１０の開口部の形状の相違による本効果への影響は小さい。
　メッシュ１０の材質としては、ステンレス、亜鉛、銅、真鍮、鉄等の金属素材や、ナイロン等の合成樹脂素材を挙げることができるが、特に限定されるものではない。また、形状としては、網状のもの、パンチングメタル等を挙げることができるが、特に限定されるものではない。
　表層形成用混合物をメッシュ１０に通過させる方式としては、表層形成用混合物の自重で分級する方式でもよいが、外部からの負荷によって強制的に分級する方式の方が、パーティクルと植物系繊維４の分散状態を保持しやすいために好ましい。強制的に分級する方式の装置の具体例としては、例えば、振動ふるい、面内ふるい、遠心力分散ふるい等のふるい機や、解砕機、粉砕機等が挙げられる。なかでも遠心力分散ふるいは、処理後の混合物の分散状態が良好であり、また、処理速度が速いので好適である。
　マット成形では、表層形成用混合物を成形ベルト上に積層し、次に芯層形成用混合物をその上に積層し、その後、別の表層形成用混合物をその上に積層することでマットを得ることができる。
　こうして得られたマットは、室温等において予備圧縮することが好ましい。成形台やスチールベルト等への積層前または積層後に目的とするパーティクルボード１の形状を考慮して予備圧縮し、その後に熱圧成形することで、パーティクルボード１の品質を安定させることができる。
　このようにしてマットを形成した後、板状に熱圧成形する。このときの熱圧条件（含水率、温度、圧締圧、時間等）はパーティクルボード１の特性、例えば表面状態、曲げ強さ等を決める要因となり得る。
　熱圧成形時の熱盤またはスチールベルトの表面温度と圧力は、接着剤の種類等によるが、例えば表面温度１８０～２２０℃、圧力３～５ＭＰａとすることができる。熱圧成形のプレス方式は、スチールベルトを用いる連続プレスや、バッチ式の多段プレス、一段プレス等の平面プレス等を挙げることができる。なかでも、生産性を考慮すると、連続プレスが好ましい。
　その後、トリミング、サンダーによる表面仕上げ等の仕上げ工程を経て、目的のパーティクルボード１を製造することができる。パーティクルボード１は、表層２に細かなパーティクルが用いられており、芯層３により大きなパーティクルが用いられている。このため、全体の密度を低くし、かつ曲げ強さを高めることができる。また、表面平滑性を高めることができる。さらにまた、表層２以外の層（芯層３）に植物系繊維を混合しなくても、吸放湿による寸法変動の抑制効果を有効に得ることができるので、寸法安定性が良好なパーティクルボード１を安価に製造することができる。
　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。例えば、パーティクルボードが多層構造の場合、表層以外の層にも植物系繊維を混合することができる。この場合、表層以外の層の植物系繊維の平均繊維長は、その層のパーティクルの平均長さに対して０．３倍以上３．０倍以下とすることができる。これによって、パーティクルボードの強度や吸放湿による寸法変動の抑制効果をさらに高めることができる。また、植物系繊維とパーティクルの攪拌を、水中に分散して混合して行い、混合物をすき上げることによりマット状に形成することも可能である。この場合、水中に接着剤をも分散または溶解させておき供給する。
　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。
　以下の手順で３層構造のパーティクルボードを製造した。
　木材（建築用廃材の解体材）を平均長さ３．５ｍｍに加工したパーティクルと、ジュートを表１－２に示す切断方式で表１－２に示す長さに切断した植物系繊維とをブレンダーにて攪拌しながら接着剤を散布した。接着剤散布後もパーティクル同士をすり合わせるようにして攪拌して、表層形成用混合物を調製した。
　植物系繊維は、表層のパーティクルに対して表１－２に示す割合で使用した。接着剤は、表１－２に示すものを表層のパーティクルに対して表１－２に示す割合で使用した。なお、フェノール樹脂接着剤は分子量５００以下の含浸性が良いタイプを用いた。
　表１－２に示される植物系繊維の切断方式としての「一対の切断刃」を用いる方式とは、図２に示されるような切断機５の一対の切断刃６，９に繊維束を挟んで所定の長さに切断する方式を指す。「解繊機」を用いる方式とは、繊維束を引きちぎるようにして所定の長さとする方式を指す。
　また、木材（建築用廃材の解体材）を平均長さ１２ｍｍに加工したパーティクルをブレンダーにて攪拌しながら接着剤を散布し、接着剤散布後もパーティクル同士をすり合わせるようにして攪拌して、芯層形成用混合物を調製した。接着剤は、対応する表層形成用混合物に用いたものと同じものを同じ割合で芯層のパーティクルに対して使用した。
　パーティクルボードが表層：芯層：表層＝２５：５０：２５の重量比からなる３層構造となるように、表層形成用混合物の半分量をベルトに積層し、その上に芯層形成用混合物を積層し、さらにその上に表層形成用混合物の残りの半分量を積層して３層構成物を得た。この３層構成物を、２００℃、３ＭＰａ、５分間の条件で熱圧成形して、縦横３００×３００ｍｍ、厚み１２ｍｍのパーティクルボードを得た。
　調製した表層形成用混合物について、均一混合性を評価した。判定基準は以下の通りである。なお、ダマの発生の有無は目視で確認した。
　パーティクルボードの製造が不可となるダマの発生無し：○（合格）
　パーティクルボードの製造が不可となるダマの発生有り：×（不合格）
　また、得られたパーティクルボードについて、寸法変化率を測定し、吸放湿による寸法変動性を評価した。寸法変化率は、４０℃、９０％ ＲＨ環境で恒量になった後、４０℃、３０％ ＲＨ環境で恒量になるまでに変動した寸法の変化率である。同条件による合板の寸法変化率は０．２％である。また、同条件による従来のパーティクルボード（植物系繊維を使用しないパーティクルボード：比較例３）の寸法変化率は０．４０％である。これら合板及び従来のパーティクルボードの寸法変化率に基づいて、パーティクルボードの寸法変化率が０．２５％以下であれば、吸放湿による寸法変動性が合板と同程度であると評価して「◎」とした。寸法変化率が０．２５％より大きく０．３５％以下であれば、合板よりやや劣るものの従来のパーティクルボードよりは良好であると評価して「○」とした。寸法変化率が０．３５％より大きい場合には、従来のパーティクルボードと同程度であると評価して「×」とした。
　以上の結果を表１－２に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　実施例１－９の製造条件で製造したパーティクルボードは、いずれも吸放湿による寸法変動性が合板よりも良好であり、吸放湿による寸法の伸び縮みが小さいことが確認できた。また、パーティクルボードの表面を目視で観察すると、いずれも表面平滑性が良好であることが確認できた。
　表層のパーティクルの平均長さに対して１．０倍以上２．０倍以下の植物系繊維を使用することで、得られたパーティクルボードの吸放湿による寸法変動性がより良好となることが確認できた（実施例１－３の対比）。
　表層のパーティクルに対して１０重量％以上３０重量％以下となるように植物系繊維を用いることで、得られたパーティクルボードの吸放湿による寸法変動性がより良好となることが確認できた（実施例２，４－６の対比）。
　接着剤としてイソシアネート樹脂接着剤又はフェノール樹脂接着剤を用いることで、得られたパーティクルボードの吸放湿による寸法変動性がより良好となることが確認できた（実施例４，７，９の対比）。また、メラミン樹脂接着剤を併用することで、吸放湿による寸法変動性がさらに良好となることが確認できた。
　植物系繊維の切断方式として一対の切断刃を用いる方式を採用してこの方式で切断された植物系繊維を用いることで、得られたパーティクルボードの吸放湿による寸法変動性がより良好となることが確認できた（実施例４，８の対比）。
　比較例１は、表層のパーティクルの平均長さに対して０．３倍未満の植物系繊維を使用している。得られたパーティクルボードの吸放湿による寸法変動性が従来のパーティクルボード（比較例３）と同程度であった。比較例２は、表層のパーティクルの平均長さに対して３．０倍を超える植物系繊維を使用している。この製造条件では、表層形成用混合物にダマが発生してパーティクルボードを製造することができなかった。
１　パーティクルボード
２　表層
４　植物系繊維
６，９　切断刃

Claims (6)

  1. 　植物系のパーティクルと接着剤との混合物が熱圧成形されて形成されているパーティクルボードにおいて、少なくとも表層に植物系繊維を含み、この表層の植物系繊維の平均繊維長は表層のパーティクルの平均長さに対して０．３倍以上３．０倍以下であることを特徴とするパーティクルボード。
  2. 　前記表層の植物系繊維の含有率が、表層のパーティクルに対して１０重量％以上３０重量％以下であることを特徴とする請求項１に記載のパーティクルボード。
  3. 　前記植物系繊維は、一対の切断刃に挟んで切断されたものであることを特徴とする請求項１又は２に記載のパーティクルボード。
  4. 　前記接着剤は、イソシアネート樹脂接着剤又はフェノール樹脂接着剤であることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のパーティクルボード。
  5. 　前記接着剤は、さらにメラミン樹脂接着剤が併用されていることを特徴とする請求項４に記載のパーティクルボード。
  6. 　前記植物系繊維は、非木材繊維であることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載のパーティクルボード。
     
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