JP2009172929A - 長繊維板の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】長繊維板表面の凹凸を低減し、平滑性を高めることができる長繊維板の製造方法を提供する。
【解決手段】長繊維マットに樹脂を複合して樹脂複合長繊維マットとし、この樹脂複合長繊維マットを熱圧成形する長繊維板の製造方法であって、繊維粉と樹脂とからなる表層を樹脂複合長繊維マット上に形成し、この表層が形成された樹脂複合長繊維マットを熱圧成形することを特徴とする。
【選択図】なし

Description

本発明は、長繊維板の製造方法に関するものである。

繊維板のうち、ケナフ、麻、ジュートなどの長繊維を使用した長繊維板は、ＭＤＦなどの短繊維板に比べて軽量で強度物性に優れており、寸法安定性も良好である（特許文献１参照）。

そのため、たとえばドアパネル、引戸、間仕切りなどの内装建具に使用されるフラッシュパネルの表面材として利用することで、フラッシュパネルの強度物性や寸法安定性が向上し、反りの発生の少ないフラッシュパネルとすることができるなど、短繊維板を使用した場合では得られなかった特徴を付与することができる。
特開２０００−２６３５１９号公報

しかしながら、長繊維は短繊維に比べて１本ごとのサイズが大きく、これが熱圧成形後の長繊維板表面の凹凸となって現れるという問題点があった。

たとえば、内装建具の表面化粧方法としては、厚みが数十〜数百ミクロンの薄いオレフィンシートを仕上げ材として貼着する方法が広く用いられているが、長繊維板にこのような表面化粧方法を用いるとオレフィンシートに長繊維板表面の凹凸が表出し、意匠性の低下を招くという問題点があった。

本発明は、以上の通りの事情に鑑みてなされたものであり、長繊維板表面の凹凸を低減し、平滑性を高めることができる長繊維板の製造方法を提供することを課題としている。

本発明は、上記の課題を解決するために、以下のことを特徴としている。

第１に、本発明の長繊維板の製造方法は、長繊維マットに樹脂を複合して樹脂複合長繊維マットとし、この樹脂複合長繊維マットを熱圧成形する長繊維板の製造方法であって、繊維粉と樹脂とからなる表層を樹脂複合長繊維マット上に形成し、この表層が形成された樹脂複合長繊維マットを熱圧成形することを特徴とする。

第２に、上記第１の長繊維板の製造方法において、繊維粉は、長繊維マット、長繊維マットの成形時に排出される廃繊維、または長繊維マットの成形時に切り落とされる端材マットのいずれかを粉砕したものであることを特徴とする。

第３に、上記第１または第２の長繊維板の製造方法において、繊維に樹脂を含浸した後粉砕して得られる樹脂複合繊維粉を樹脂複合長繊維マットに散布することにより表層を形成することを特徴とする。

第４に、上記第１または第２の長繊維板の製造方法において、繊維粉を長繊維マットに散布した後、さらに液状樹脂を散布することにより、樹脂複合長繊維マットと表層を同時に形成することを特徴とする。

上記第１の発明によれば、繊維粉と樹脂とからなる表層を樹脂複合長繊維マット上に形成し、この表層が形成された樹脂複合長繊維マットを熱圧成形するようにしたので、長繊維に比べて微細な繊維粉を構成材とする表層により長繊維板表面の平滑性を高めることができる。

上記第２の発明によれば、繊維粉として、長繊維マット、長繊維マットの成形時に排出される廃繊維、または長繊維マットの成形時に切り落とされる端材マットのいずれかを粉砕したものを用いることにより、上記第１の発明の効果に加え、長繊維マットの成形時に発生する廃繊維や端材マットを有効利用して長繊維板表面の平滑性を高めることができ、また、ダスト処理や表層を構成する材料に要するコストを低減することができる。

上記第３の発明によれば、繊維に樹脂を含浸した後粉砕して得られる樹脂複合繊維粉を樹脂複合長繊維マットに散布することにより表層を形成するようにしたので、上記第１および第２の発明の効果に加え、繊維粉に樹脂が均一にコーティングされて熱圧成形後の繊維粉同士の結合が強くなり、その結果として表層の強度を高めることができると共に、長繊維板表面の平滑性も一層高めることができる。

上記第４の発明によれば、繊維粉を長繊維マットに散布した後、さらに液状樹脂を散布することにより樹脂複合長繊維マットと表層を同時に形成するようにしたので、上記第１および第２の発明の効果に加え、長繊維マットと繊維粉へ同時に樹脂を与えることができ、その結果として繊維粉に樹脂を複合させる工程を省力化することができる。

以下、本発明について詳細に説明する。

本発明で使用される長繊維マットには、ケナフ、マニラ麻、サイザル麻、ジュートなど繊維長の長い麻類の長繊維を用いることができ、たとえば長繊維をフォーミングしニードルでパンチングすることにより長繊維マットを作製することができる。たとえば、特開２０００−２６３５１９号公報などに開示している、長繊維を配向して集合させた集合体を用いて長繊維マットとしたものを用いることができる。

これらの長繊維は、針葉樹から得られる針葉樹繊維や広葉樹から得られる広葉樹繊維に比べて概ね２〜１４倍の高い引張強度を有する。そして、これらの長繊維を３次元に絡ませた長繊維板とすることにより、長繊維自体の高い引張強度を有効に活用でき、軽量で強度物性に優れ、しかも寸法変化の小さいものとすることができる。

長繊維の長さは、好ましくは１０〜２００ｍｍであり、当該範囲内のものを用いることで寸法安定性の良い長繊維板を得ることができる。

長繊維マットは、樹脂を複合することにより樹脂複合長繊維マットとされる。長繊維マットに複合する樹脂の具体例としては、ユリア樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、架橋型アクリル樹脂などの熱硬化性樹脂、および酢酸ビニル樹脂、水性ビニル樹脂、ポリビニルアルコールなどの熱可塑性樹脂が挙げられる。

長繊維マットに樹脂を複合する方法としては、長繊維マットを樹脂含浸槽にディッピングする方法、シャワーコータやカーテンコータを用いて長繊維マットに液状樹脂を散布、含浸する方法などが挙げられる。

これらの方法により長繊維マットに樹脂を含浸した後、必要に応じて絞りロールで余分な樹脂を圧搾することで、所望の樹脂含浸量に調整することができる。

また、樹脂含浸後に長繊維マットを乾燥機に入れて余分な水分を乾燥させると、その後の工程での長繊維マットの取り回しを容易にすることができる。

長繊維マットに樹脂を複合する方法として、上記の樹脂含浸による方法の他、ポリプロピレンやＰＥＴなどの繊維状の固形粉末樹脂を長繊維マットの成形時に長繊維と混合する方法なども適用可能であり、当該方法によれば長繊維マットに樹脂を含浸する工程を省略することができる。

本発明は、上記のようにして長繊維マットに樹脂を複合した樹脂複合長繊維マット上に、繊維粉と樹脂とからなる表層を形成し、この表層が形成された樹脂複合長繊維マットを熱圧成形することを特徴としている。表層材である繊維粉と樹脂のうち、繊維粉としては、たとえば木粉や、長繊維マットを構成する長繊維を粉砕したものなどが使用できる。

特に、長繊維マットを構成する長繊維を粉砕したものを繊維粉として使用することが好ましく、具体的には、長繊維マットを成形する際に排出され集塵機で補集される廃繊維、または長繊維マットの成形時、具体的にはサイズカット時に切り落とされて排出される端材マットのいずれかを粉砕したものを好ましく使用できる。

このように廃繊維または端材マットを粉砕した繊維粉を使用することで、長繊維板表面を平滑にできると共に、ダスト処理や表層を構成する材料に要するコストを低減することができる。

繊維粉の形状は、特に制限はないが、微細であるほど熱圧成形後の長繊維板表面は平滑になる。繊維粉の太さは、直径で好ましくは１００μｍ以下、より好ましくは２０μｍ以下であり、繊維粉の長さは、好ましくは１ｍｍ以下、より好ましくは２００μｍ以下である。このような繊維粉を使用すると表面が平滑な長繊維板が得られる。

また、熱圧成形後の長繊維板表面の平滑性には表層材の散布量も影響するが、表層材の散布量は、長繊維マットに使用する長繊維の種類や目付け、繊維粉の種類や嵩密度、および樹脂の種類などに応じて適宜のものとされる。

表層材の樹脂としては、固形粉末状のメラミン樹脂、フェノール樹脂などが使用できる。また、ポリプロピレンやＰＥＴなどの繊維状の樹脂を細かく粉砕したものなども使用できる。

このような固形粉末状樹脂または繊維状樹脂を表層材として使用する場合、長繊維マットに表層材を散布する方法としては、固形粉末状樹脂または繊維状樹脂と繊維粉とを均一に混合したものを長繊維マットに散布する方法と、繊維粉を長繊維マットに散布した後、その上からさらに固形粉末状樹脂または繊維状樹脂を散布するか、あるいは固形粉末状樹脂または繊維状樹脂を長繊維マットに散布した後、その上からさらに繊維粉を散布する方法とがあるが、前者のほうが繊維粉に樹脂が均一にコーティングされて繊維粉同士の結合が強くなり、その結果として表層の強度が高くなるので好ましい。

表層材の樹脂としては、固形粉末状樹脂の他、液状樹脂を使用できる。このような液状樹脂の具体例としては、ユリア樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、架橋型アクリル樹脂などの熱硬化性樹脂、および酢酸ビニル樹脂、水性ビニル樹脂、ポリビニルアルコールなどの熱可塑性樹脂が挙げられる。

このような液状樹脂を表層材として使用する場合、たとえば、繊維に液状樹脂を含浸した後粉砕して得られる樹脂複合繊維粉を樹脂複合長繊維マットに散布することにより表層を形成することができる。樹脂複合繊維粉を作製する際には、繊維粉を液状樹脂に含浸した後、不要な樹脂を圧搾除去する。その後、乾燥機などを用いて余分な水分を乾燥させると樹脂複合繊維粉の取扱いが容易になる。

繊維粉の原料として長繊維マットの廃繊維や端材マットを使用する場合、樹脂複合繊維粉の作製方法として、これらを粉砕して繊維粉にする前に、長繊維の状態で液状樹脂に含浸し、圧搾、乾燥してから粉砕することも可能である。この場合、液状樹脂の含浸には長繊維マットの樹脂塗布装置を使用できるので、樹脂複合繊維粉を新たな設備投資をせずに製造できる。

このように予め樹脂複合繊維粉を形成することで、繊維粉に樹脂が均一にコーティングされて繊維粉同士の結合が強くなり、その結果として表層の強度を高めることができる。また、樹脂複合繊維粉の取扱いも容易になる。

樹脂複合繊維粉を得るための他の方法として、繊維粉に樹脂をスプレーする方法もある。この場合、繊維粉に液状樹脂を均一に付着させるために、繊維粉を混合槽内で流動または浮遊させておいて、そこへ液状樹脂をスプレーで散布することが好ましい。

液状樹脂を使用して表層を形成する他の好適な方法として、繊維粉を長繊維マットに散布した後、さらに液状樹脂を散布することにより、樹脂複合長繊維マットと表層を同時に形成することができる。すなわち、繊維粉を長繊維マットに散布しておき、次いで、シャワーコータやカーテンコータなどにより液状樹脂を散布することで、長繊維マットと繊維粉へ同時に樹脂を与えることができ、繊維粉に樹脂を複合させる工程を省力化することができる。

以上のようにして繊維粉と樹脂とからなる表層を有する樹脂複合長繊維マットを作製した後、この表層が形成された樹脂複合長繊維マットを熱圧成形することにより長繊維板が製造される。

熱圧成形の際のプレス方法としては、バッチ式の平板プレス、連続プレスなどが挙げられるが、特に制限はなく適宜の方法を適用することができる。また、プレスの温度、圧力、および時間は、用いる樹脂の種類や得ようとする長繊維板の厚さなどにより適宜に設定される。

本発明の長繊維板は、表層が設けられた側の表面に化粧シート、化粧単板などの仕上げ材を貼着することにより化粧材とすることができる。化粧シートとしてはオレフィンシートなどを用いることができる。化粧単板としては、丸太、または小角材を集成接着した集成材を薄くスライスして作製されたものなどを用いることができる。

長繊維板と仕上げ材を接着する方法としては、長繊維板または仕上げ材に接着剤を塗布し、長繊維板と仕上げ材とを接着剤塗布面を内側にして重ねてプレス機で熱圧する方法などを用いることができる。

本発明により製造された長繊維板は、ドアパネル、引戸、間仕切りなどの内装建具に使用されるフラッシュパネルの表面材、あるいはフローリング仕上げ床や階段の踏み板などの床材などに好適に用いることができる。

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。
＜実施例１＞
ケナフを原料として繊維長５０〜１００ｍｍ、目付け７５０ｇ／ｍ^２の長繊維マットを作製した。この長繊維マットを、固形分率２０質量％の水溶液であるフェノール樹脂を収容した樹脂含浸槽に浸漬し、次いで絞りロールで余分なフェノール樹脂を圧搾することにより熱圧成形後の長繊維板の樹脂含有量が２０質量％となるように調整した。

次いで、フェノール樹脂を含浸した長繊維マットを乾燥機を用いて乾燥し、余分な水分を除去して樹脂複合長繊維マットを得た。

一方、ケナフを原料として作製した長繊維マットにフェノール樹脂を含浸し、圧搾および乾燥後、粉砕することにより平均繊維長２００μｍ、平均繊維径５０μｍの繊維粉にフェノール樹脂を複合した樹脂複合繊維粉からなる４５メッシュアンダーの表層材を作製した。

この表層材を、フェノール樹脂を含浸した乾燥後の樹脂複合長繊維マットに均一に８００ｇ／ｍ^２散布して樹脂複合長繊維マット上に表層を形成した。

その後、熱盤により１９０℃、圧力３０ｋｇ／ｃｍ^２、３分間の条件で熱圧成形を行い、密度８５０ｋｇ／ｍ^３、厚さ２ｍｍの長繊維板を得た。

得られた長繊維板の表面粗さを表面粗さ計にて測定したところ、平均表面粗さで５μｍ、最大表面粗さＲｙで３０μｍであった。
＜実施例２＞
ケナフを原料として繊維長５０〜１００ｍｍ、目付け７５０ｇ／ｍ^２の長繊維マットを作製した。この長繊維マットに、長繊維マット由来のケナフ長繊維を粉砕した４５メッシュアンダーの繊維粉を均一に８００ｇ／ｍ^２散布した。

この繊維粉を散布した長繊維マットに、固形分率２０質量％の水溶液であるフェノール樹脂をシャワーコータで散布し、次いで絞りロールで余分なフェノール樹脂を圧搾することにより熱圧成形後の長繊維板の樹脂含有量が２０質量％となるように調整した。

次いで、フェノール樹脂を含浸した長繊維マットを乾燥機を用いて乾燥し、余分な水分を除去することにより、繊維粉と樹脂とからなる表層が形成された樹脂複合長繊維マットを得た。

その後、熱盤により１９０℃、圧力３０ｋｇ／ｃｍ^２、３分間の条件で熱圧成形を行い、密度８５０ｋｇ／ｍ^３、厚さ２ｍｍの長繊維板を得た。

得られた長繊維板の表面粗さを表面粗さ計にて測定したところ、平均表面粗さで７μｍ、最大表面粗さＲｙで３５μｍであった。
＜比較例１＞
ケナフを原料として繊維長５０〜１００ｍｍ、目付け７５０ｇ／ｍ^２の長繊維マットを作製した。この長繊維マットを、固形分率２０質量％の水溶液であるフェノール樹脂を収容した樹脂含浸槽に浸漬し、次いで絞りロールで余分なフェノール樹脂を圧搾することにより熱圧成形後の長繊維板の樹脂含有量が２０質量％となるように調整した。

次いで、フェノール樹脂を含浸した長繊維マットを乾燥機を用いて乾燥し、余分な水分を除去して樹脂複合長繊維マットを得た。

その後、熱盤により１９０℃、圧力３０ｋｇ／ｃｍ^２、３分間の条件で熱圧成形を行い、密度８５０ｋｇ／ｍ^３、厚さ１．２ｍｍの長繊維板を得た。

得られた長繊維板の表面粗さを表面粗さ計にて測定したところ、平均表面粗さで１５μｍ、最大表面粗さＲｙで１２０μｍであった。

以上のように、長繊維に比べて微細な繊維粉と、樹脂とからなる表層を樹脂複合長繊維マット上に形成し、この表層が形成された樹脂複合長繊維マットを熱圧成形することにより長繊維板を製造した実施例１、２では、このような表層を形成せずに樹脂複合長繊維マット単独で熱圧成形することにより長繊維板を製造した比較例１に比べて長繊維板表面の平滑性を大幅に高めることができた。

Claims (4)

1. 長繊維マットに樹脂を複合して樹脂複合長繊維マットとし、この樹脂複合長繊維マットを熱圧成形する長繊維板の製造方法であって、繊維粉と樹脂とからなる表層を樹脂複合長繊維マット上に形成し、この表層が形成された樹脂複合長繊維マットを熱圧成形することを特徴とする長繊維板の製造方法。
2. 繊維粉は、長繊維マット、長繊維マットの成形時に排出される廃繊維、または長繊維マットの成形時に切り落とされる端材マットのいずれかを粉砕したものであることを特徴とする請求項１に記載の長繊維板の製造方法。
3. 繊維に樹脂を含浸した後粉砕して得られる樹脂複合繊維粉を樹脂複合長繊維マットに散布することにより表層を形成することを特徴とする請求項１または２に記載の長繊維板の製造方法。
4. 繊維粉を長繊維マットに散布した後、さらに液状樹脂を散布することにより、樹脂複合長繊維マットと表層を同時に形成することを特徴とする請求項１または２に記載の長繊維板の製造方法。