(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023078469
(43)【公開日】2023-06-06
(54)【発明の名称】繊維ボード
(51)【国際特許分類】
B27N 3/04 20060101AFI20230530BHJP
B27K 3/18 20060101ALI20230530BHJP
B27K 3/34 20060101ALI20230530BHJP
B27K 5/00 20060101ALI20230530BHJP
【ＦＩ】
B27N3/04 B
B27N3/04 C
B27K3/18
B27K3/34 Z
B27K5/00 F
【審査請求】有
【請求項の数】5
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023057754
(22)【出願日】2023-03-31
(62)【分割の表示】P 2019152220の分割
【原出願日】2019-08-22
(71)【出願人】
【識別番号】000000413
【氏名又は名称】永大産業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110002572
【氏名又は名称】弁理士法人平木国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】川添 正伸
(57)【要約】
【課題】オイルパームを出発材料としたボードであっても、腐敗し難いボード（繊維ボード）の製造方法を提供する。
【解決手段】表面および裏面に沿って維管束１２が配向されるように、オイルパーム材１Ａから切り出した単板１Ｃを準備し、単板１Ｃのボードの状態を維持しつつ、単板１Ｃの厚さ方向Ｔに維管束１２同士の隙間による貫通孔１５が形成されるように、単板１Ｃから維管束１２、１２の間に充填された柔細胞１３を掻き出すことにより、繊維ボード１０を製造する。
【選択図】図４
【解決手段】表面および裏面に沿って維管束１２が配向されるように、オイルパーム材１Ａから切り出した単板１Ｃを準備し、単板１Ｃのボードの状態を維持しつつ、単板１Ｃの厚さ方向Ｔに維管束１２同士の隙間による貫通孔１５が形成されるように、単板１Ｃから維管束１２、１２の間に充填された柔細胞１３を掻き出すことにより、繊維ボード１０を製造する。
【選択図】図４
【特許請求の範囲】
【請求項1】
表面および裏面に沿って維管束が配向されるように、オイルパーム材から切り出した単板を準備する工程と、
前記単板のボードの状態を維持しつつ、前記単板の厚さ方向に前記維管束同士の隙間による貫通孔が形成されるように、前記単板から前記維管束の間に充填された柔細胞を掻き出す工程と、
を含むことを特徴とする繊維ボードの製造方法。
前記単板のボードの状態を維持しつつ、前記単板の厚さ方向に前記維管束同士の隙間による貫通孔が形成されるように、前記単板から前記維管束の間に充填された柔細胞を掻き出す工程と、
を含むことを特徴とする繊維ボードの製造方法。
【請求項2】
前記掻き出す工程において、前記柔細胞の掻き出しを、前記維管束が配向された方向に沿って行うことを特徴とする請求項１に記載の繊維ボードの製造方法。
【請求項3】
前記掻き出す工程において、前記柔細胞の掻き出しをドライ環境下で行うことを特徴とする請求項１または２に記載の繊維ボードの製造方法。
【請求項4】
請求項１～３のいずれか一項に記載の製造方法で製造された繊維ボードを積層した積層ボードの製造方法であって、
隣接する繊維ボードの維管束が異なる方向に配向されるように、前記繊維ボードを積層することを特徴とする積層ボードの製造方法。
隣接する繊維ボードの維管束が異なる方向に配向されるように、前記繊維ボードを積層することを特徴とする積層ボードの製造方法。
【請求項5】
請求項１～３のいずれか一項に記載の製造方法で製造された繊維ボード、または請求項４に記載の製造方法で製造された積層ボードに、樹脂材料を含浸した後、前記樹脂材料を硬化させることを特徴とする複合ボードの製造方法。
【請求項6】
請求項１～３のいずれか一項に記載の製造方法で製造された繊維ボード、または請求項４に記載の製造方法で製造された積層ボードに、無機材料の粉末を含むスラリーを含浸した後、前記スラリーを硬化させることを特徴とする複合ボードの製造方法。
【請求項7】
オイルパーム材の維管束が一方向に配向された繊維ボードであり、前記繊維ボードの厚さ方向に、前記維管束同士の隙間による貫通孔が形成されていることを特徴とする繊維ボード。
【請求項8】
前記維管束は、捩じれたまたは屈曲した非直線部分を有しており、前記維管束同士は、前記非直線部分において連結されていることを特徴とする請求項７に記載の繊維ボード。
【請求項9】
前記繊維ボードは、維管束が配向された方向と直交する方向において、弾性的に伸縮自在であることを特徴とする請求項７または８に記載の繊維ボード。
【請求項10】
前記繊維ボードは、維管束が配向された方向と直交する方向において、単位長さあたり、３％～７％の範囲で弾性的な伸び率を有することを特徴とする請求項９に記載の繊維ボード。
【請求項11】
請求項７～１０のいずれか一項に記載の繊維ボードを積層した積層ボードであって、
隣接する前記繊維ボードの維管束が配向された方向が異なることを特徴とする積層ボード。
隣接する前記繊維ボードの維管束が配向された方向が異なることを特徴とする積層ボード。
【請求項12】
請求項７～１０のいずれか一項に記載の繊維ボード、または請求項１１に記載の積層ボードにおいて、前記維管束同士の隙間に樹脂材料が配置されていることを特徴とする複合ボード。
【請求項13】
請求項７～１０のいずれか一項に記載の繊維ボード、または請求項１１に記載の積層ボードにおいて、前記維管束同士の隙間に無機材料が配置されていることを特徴とする複合ボード。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、繊維ボードおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来から、パーム油は、植物性の食用油として幅広く利用されており、オイルパーム（アブラヤシ）の花房の果肉から採取される。１本のオイルパームから採取できるパーム油の量は、植林してから２０年程度経過すると減少するため、採取量が減少したオイルパームは、伐採される。伐採されたオイルパームの幹には、柔細胞が含まれており、この柔細胞には、他の植物に比べて、より多くのデンプンおよび糖が含有されている。したがって、伐採したオイルパームの幹をそのまま放置すると、腐朽し易く、虫害を受け易いため、オイルパームの幹は焼却処分されることもある。
【0003】
このような点を鑑みて、伐採したオイルパームを、活用する技術が検討されている。たとえば、特許文献１には、板状のオイルパーム材を積層して積層体を成形する工程と、積層体を所定の温度で加熱しながら積層面と垂直な方向から押圧することにより、積層体のオイルパーム材同士を接合する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】国際公開第２０１７／０１０００５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
特許文献１に示す技術では、製造工程の段階で、オイルパーム材を熱処理するため、柔細胞に含まれるデンプンおよび糖を腐りにくい成分に変質することができるとされている。しかしながら、この熱処理が不十分な場合には、オイルパーム材の内部にデンプンおよび糖を含有したまま柔細胞が残存するおそれがあり、結果として、この残存した柔細胞に起因して、オイルパーム材であるボードが腐敗してしまうことが想定される。
【0006】
本発明は、このような点を鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、オイルパームを出発材料としたボードであっても、腐敗し難く、管理し易いボード（繊維ボード）とその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
前記課題を鑑みて、発明者が鋭意検討を重ねた結果、オイルパーム材から切り出した単板は、維管束と、維管束同士の間に充填された柔細胞とで構成され、この柔細胞を、単板の形状（ボードの状態）を維持したまま単板から簡単に掻き出して、単板から除去することができるという、これまでに無い知見を得た。
【0008】
本発明は、このような発明者による新たな知見に基づくものであり、本発明に係る繊維ボードは、表面および裏面に沿って維管束が配向されるように、オイルパーム材から切り出した単板を準備する工程と、前記単板のボードの状態を維持しつつ、前記単板の厚さ方向に前記維管束同士の隙間による貫通孔が形成されるように、前記単板から前記維管束の間に充填された柔細胞を掻き出す工程と、を含むことを特徴とする。
【0009】
本発明によれば、掻き出す工程において、単板から維管束の間に充填された柔細胞を掻き出すことにより、ボードの腐敗の起因となる柔細胞を単板から取り除き、ボードの軽量化を図るとともに、その腐敗を抑えることができる。
【0010】
特に、本発明では、この掻き出す工程において、柔細胞が存在していた部分が維管束同士の隙間となり、この隙間により、単板（繊維ボード）の厚さ方向に貫通孔が形成される。この貫通孔は、繊維ボードの内部を通気する通気孔として作用する。したがって、繊維ボードの内部に、仮に僅かに柔細胞が残存していたとしても、ボード内の通気性が向上し、残存した柔細胞を簡単に乾燥することができるため、ボードの腐敗を抑えることができる。さらに、通気性の向上に伴い、ボード内に過剰な水分が保持されることを抑え、水分に起因したボードの寸法変化を抑制することができ、繊維ボードの寸法安定性を確保することができる。これにより、繊維ボードを保管し易く、二次加工の素材としても利用し易い。
【0011】
このようにして、これまで、利用価値が低いと判断され、廃棄されていたオイルパーム材から、繊維ボードを製造するので、オイルパーム材の廃棄を抑え、廃棄時に発生するＣＯ２を削減することができる。
【0012】
ここで、柔細胞を掻き出すことができるのであれば、維管束が配向された方向と交差する方向に沿って、柔細胞を掻き出してもよく、その掻き出し方法は、特に限定されるものではない。しかしながら、より好ましい態様としては、前記掻き出す工程において、前記柔細胞の掻き出しを、前記維管束が配向された方向に沿って行う。
【0013】
この態様によれば、オイルパーム材に由来の維管束は、捩じれたまたは屈曲した非直線部分を有しており、維管束が配向された方向（配向方向）に沿って柔細胞を掻き出すと、配向方向に沿った維管束の直線部分同士の間の柔細胞が掻き出され易い。この結果、維管束同士の屈曲した非直線部分において、維管束同士が連結された構造の繊維ボードを得ることができる。このような繊維ボードは、維管束の配向方向にはほとんど伸縮せず、配向方向に直交する方向において弾性的に伸縮し、可撓性が高まる。特に、維管束同士の絡まりは、オイルパームの成長段階で、維管束の成長に応じた自然な絡まりであるため、配向方向に直交する方向において所定の荷重では、安定した弾性変形を有し、これを超えた荷重で、繊維ボードを配向方向に沿って、分断することができる。
【0014】
ここで、掻き出す工程において、水等の液体を塗布しながら、または単板を液体に浸漬させた後ウエット環境下で柔細胞を掻き出してもよく、単板から柔細胞を掻き出すことができるのであれば、掻き出す環境下は特に限定されるものではない。しかしながら、より好ましい態様としては、前記掻き出す工程において、前記柔細胞の掻き出しをドライ環境下で行う。
【0015】
この態様によれば、柔細胞の掻き出しをドライ環境下で行うことにより、掻き出した柔細胞は粉末状になるため、柔細胞を回収し易い。また、柔細胞による掻き出し用の装置および繊維ボードへの付着を抑えることができる。特に、準備した単板が乾燥されている場合には、このような効果を一層期待することができる。
【0016】
このように製造された繊維ボードを積層することにより、積層ボードを製造してもよい。この積層ボードの製造方法では、隣接する繊維ボードの維管束が異なる方向に配向されるように、前記繊維ボードを積層することが好ましい。
【0017】
この態様によれば、製造された積層ボードでは、隣接する繊維ボードの維管束が異なる方向に配向されるため、維管束の配向方向に交差する方向の積層ボードの強度を高めることができる。
【0018】
ここで、上述した製造方法で製造された繊維ボード、または、上述した製造方法で製造された積層ボードに、他の材料を含浸して複合ボードを製造してもよい。より好ましい態様としては、上述した製造方法で製造された繊維ボード、または、上述した製造方法で製造された積層ボードに、樹脂材料を含浸した後、前記樹脂材料を硬化させて、複合ボードを製造する。この製造方法で製造された複合ボードは、維管束で繊維強化された樹脂ボードであるため、ボードの軽量化と強度向上を図ることができる。
【0019】
なお、含浸する樹脂材料が、熱硬化性樹脂である場合には、未硬化の熱硬化性樹脂を、繊維ボードまたは積層ボードに含浸した後、加熱等によりこれを硬化し、複合ボードを成形してもよい。また、未硬化の熱硬化性樹脂を熱圧しながら繊維ボードまたは積層ボードに含浸しつつ、これを硬化し、複合ボードを成形してもよい。一方、含浸する樹脂材料が、熱可塑性樹脂である場合には、熱可塑性樹脂を加熱により軟化した状態で、繊維ボードまたは積層ボードに含浸した後、これを冷却することにより硬化し、複合ボードを成形してもよい。
【0020】
別の好ましい態様としては、上述した製造方法で製造された繊維ボード、または、上述した製造方法で製造された積層ボードに、無機材料の粉末を含むスラリーを含浸した後、前記スラリーを硬化させて、複合ボードを製造してもよい。この製造方法で製造された複合ボードは、複合ボードの内部に維管束が配向されている。このため、複合ボードに衝撃荷重が作用して亀裂等が発生したとしても、維管束により複合ボードが割損することを抑えることができる。
【0021】
本明細書では、さらに繊維ボードの発明も開示する。本発明に係る繊維ボードは、オイルパーム材の維管束が一方向に配向された繊維ボードであり、前記繊維ボードの厚さ方向に、前記維管束同士の隙間による貫通孔が形成されていることを特徴とする。
【0022】
本発明によれば、繊維ボードの厚さ方向に形成された貫通孔は、繊維ボードの内部を通気する通気孔として作用する。このため、繊維ボードの内部に僅かに柔細胞が残存していたとしても、これを簡単に乾燥することができため、ボードの腐敗を抑えることができるばかりでなく、水分に起因した寸法変化を抑えることができ、繊維ボードの寸法安定性を確保することができる。これにより、繊維ボードを保管し易く、二次加工の素材としても利用し易い。さらに、本発明に係る繊維ボードは、維管束が配向された方向と直交する方向において、オイルパーム材に比べて可撓性が高い。
【0023】
このようにして、これまで、利用価値が低いと判断され、廃棄されていたオイルパーム材に含まれる維管束を利用した繊維ボードであるので、オイルパーム材の廃棄を低減し、廃棄時に発生するＣＯ２を削減することができる。
【0024】
ここで、貫通孔が形成されるように維管束が配列された状態で、維管束の直線部分同士が接着剤等で連結されていてもよいが、より好ましくは、前記維管束は、捩じれたまたは屈曲した非直線部分を有しており、前記維管束同士は、前記非直線部分において連結されている。
【0025】
このような繊維ボードは、維管束同士の捩じれまたは屈曲した非直線部分において、維管束同士が連結された構造であるので、維管束が配向された方向に直交する方向において弾性的に伸縮し易い。一方、繊維ボードは、維管束が配向された方向には、ほとんど伸縮しない。
【0026】
さらに、好ましい態様としては、前記繊維ボードは、維管束が配向された方向と直交する方向において、弾性的に伸縮自在である。特に、前記繊維ボードが、維管束が配向された方向と直交する方向において、単位長さあたり、３％～７％の範囲で弾性的な伸び率を有することがさらに好ましい。
【0027】
このような繊維ボードは、維管束が配向された方向と直交する方向において、弾性的に伸縮自在であるが、維管束が配向された方向には、ほとんど伸縮しない。これにより、維管束が配向された方向と直交する引張り方向に、繊維ボードに衝撃等が作用した際に、この衝撃を緩衝することができる。弾性的な伸び率は、オイルパーム材に対する単板の切り出し位置、オイルパーム材のロッド等により、変化する。ここで、伸び率が３％未満である場合には、十分な伸縮が得られず、伸び率が７％を超えるような繊維束を得ることは難しい。
【0028】
ここで、上述した繊維ボードを積層した積層ボードとした場合、積層ボードは、隣接する繊維ボードの維管束が配向された方向が異なることが好ましい。この態様によれば、隣接する繊維ボードの維管束が異なる方向に配向されるため、維管束の配向方向に交差する方向の積層ボードの強度を高めることができる。
【0029】
さらに、上述した繊維ボードまたは積層ボードに、他の材料を含む複合ボードとした場合、繊維ボードまたは積層ボードにおいて、前記維管束同士の隙間に樹脂材料が配置されていることが好ましく、維管束同士の隙間に樹脂材料が充填されていてもよい。この複合ボードは、維管束で繊維強化された樹脂ボードであるため、ボードの軽量化と強度向上を図ることができる。
【0030】
別の好ましい態様としては、繊維ボードまたは積層ボードにおいて、前記維管束同士の隙間に無機材料が配置されていることが好ましい。この複合ボードは、無機ボードの内部に維管束が配向されたボードであるため、複合ボードに衝撃荷重が作用して亀裂等が発生したとしても、維管束により複合ボードが割損することを抑えることができる。
【発明の効果】
【0031】
本発明の製造方法で製造された繊維ボードおよび本発明の繊維ボードは、オイルパームを出発材料としたボードであっても、腐敗し難く、管理し易い。
【図面の簡単な説明】
【0032】
【図1】本発明の実施形態に係る繊維ボードの製造方法を説明するためのフロー図である。
【図4】（ａ）は、掻き出し工程後の単板（繊維ボード）の模式的斜視図である。（ｂ）の左図は、掻き出し工程前における、維管束の配向方向に対して直交する単板の模式的拡大断面図である。（ｂ）の右図は、掻き出し工程後における、維管束の配向方向に対して直交する単板（繊維ボード）の模式的拡大断面図である。（ｃ）は、単板から取り出した維管束の模式的平面図である。
【図6】（ａ）は、掻き出し工程前の単板の平面写真である。（ｂ）は、掻き出し工程後の単板（繊維ボード）の平面写真である。
【図7】（ａ）～（ｃ）は、単板を２０倍、５０倍、および１００倍に拡大した写真であり、各左図は、掻き出し工程前の単板の顕微鏡写真であり、各右図は、掻き出し工程後の単板（繊維ボード）の顕微鏡写真である。
【図8】（ａ）は、掻き出し工程前後の単板の平面斜視である。（ｂ）の右図および左図は、掻き出し工程前の単板の可撓性を確認した単板の側面写真である。（ｃ）の右図および左図は、（ｂ）の右図および左図に対応する掻き出し工程後の単板（繊維ボード）の可撓性を確認した単板の側面写真である。
【発明を実施するための形態】
【0033】
以下に、図１～図８を参照しながら、本発明の実施形態に係る繊維ボード１０の製造方法と、この製造方法により製造された繊維ボード１０についても説明する。さらに、図５Ａ～図５Ｃを参照しながら、繊維ボード１０を用いた積層ボードおよび複合ボードの製造方法と、この製造方法により製造された積層ボードおよび複合材についても説明する。なお、本明細書では、繊維ボード１０は、板状の繊維構造体ばかりでなく、シート状の繊維構造体（繊維シート）も含むものである。
【0034】
１．繊維ボード１０の製造方法について
本実施形態に係る繊維ボード１０の製造方法では、図１に示す切り出し工程Ｓ１～掻き出し工程Ｓ３までを行う。
本実施形態に係る繊維ボード１０の製造方法では、図１に示す切り出し工程Ｓ１～掻き出し工程Ｓ３までを行う。
【0035】
１－１．切り出し工程Ｓ１について
切り出し工程Ｓ１では、図２（ａ）に示すように、オイルパームを伐採し、外皮が除去された幹材（オイルパーム材）１Ａから、かつら剥きのようにして単板１Ｂを切り出す。具体的には、オイルパームの幹材１Ａを回転させながら、ロータリーレースの刃具６０を幹材１Ａの周方向に当接させる。これにより、幹材１Ａの外周層を剥ぐようして、連続した単板１Ｂが切り出される。切り出された単板１Ｂを、図２（ｂ）に示すように、所望のサイズの単板１Ｃにカットする。
切り出し工程Ｓ１では、図２（ａ）に示すように、オイルパームを伐採し、外皮が除去された幹材（オイルパーム材）１Ａから、かつら剥きのようにして単板１Ｂを切り出す。具体的には、オイルパームの幹材１Ａを回転させながら、ロータリーレースの刃具６０を幹材１Ａの周方向に当接させる。これにより、幹材１Ａの外周層を剥ぐようして、連続した単板１Ｂが切り出される。切り出された単板１Ｂを、図２（ｂ）に示すように、所望のサイズの単板１Ｃにカットする。
【0036】
このようにして、得られた単板１Ｃは、樹幹方向に沿って製材されるため、単板１Ｂの表面および裏面に沿って維管束が配向される。特に、幹材１Ａの外周側から芯部に向かって、維管束の密度は異なるため、ロータリーレースによる単板１Ｂの切り出しにより、より均質な維管束の密度を有した単板１Ｃを得ることができる。
【0037】
なお、本実施形態では、ロータリーレースにより単板を切り出したが、たとえば、スライサーにより単板１Ｃを切り出してもよく、単板１Ｃの表面および裏面に沿って維管束が配向されるのであれば、単板１Ｃの切り出し方法は、特に限定されるものではない。
【0038】
ここで、切り出した単板１Ｃの厚さは、３～５ｍｍであることが好ましく、単板１Ｃの厚さ方向に、維管束が、２～５本の範囲で存在していることがより好ましい。これにより、後述する掻き出し工程Ｓ３において、単板１Ｃのボードの状態を維持しつつ、単板１Ｃから略すべての柔細胞１３を掻き出して、繊維ボードに貫通孔１５を簡単に形成することができる。
【0039】
１－２．乾燥工程Ｓ２について
乾燥工程Ｓ２では、単板１Ｃを乾燥室内に配置して、これを乾燥する。これにより、単板１Ｃの含水率を下げることができる。単板１Ｃを構成する柔細胞には、糖およびデンプンが、他の木材よりも多く含まれるため、後述する掻き出し工程Ｓ３を行うまでの間、単板１Ｃを腐敗させることなく、長期間保管することができる。
乾燥工程Ｓ２では、単板１Ｃを乾燥室内に配置して、これを乾燥する。これにより、単板１Ｃの含水率を下げることができる。単板１Ｃを構成する柔細胞には、糖およびデンプンが、他の木材よりも多く含まれるため、後述する掻き出し工程Ｓ３を行うまでの間、単板１Ｃを腐敗させることなく、長期間保管することができる。
【0040】
さらに、後述する掻き出し工程Ｓ３により、柔細胞が粉状となって単板１Ｃから除去されるためにも、乾燥工程Ｓ２により、単板１Ｃの含水率が、０質量％～１５質量％の範囲に収まるように、単板１Ｃを乾燥させることが好ましい。
【0041】
なお、本実施形態では、切り出し工程Ｓ１および乾燥工程Ｓ２を行ったが、これらの工程が完了した単板１Ｃ、すなわち、表面および裏面に沿って維管束１２が配向された乾燥済みの単板１Ｃを準備し、以下に示す掻き出し工程Ｓ３を行ってもよい。また、幹材１Ａがすでに乾燥している場合には、乾燥工程Ｓ２を省略してもよい。
【0042】
１－３．掻き出し工程Ｓ３について
掻き出し工程Ｓ３では、単板１Ｃのボードの状態を維持しつつ、単板１Ｃの厚さ方向Ｔに維管束１３同士の隙間による貫通孔１５が形成されるように、単板１Ｃから維管束１２の間に充填された柔細胞１３を掻き出す（図３、図４（ｂ）の右図参照）。本実施形態では、周方向に放射状に金属製のワイヤが配置された一対のブラシロール６１Ａ、６１Ｂで単板１Ｃを挟み込みながら、ブラシロール６１Ａ、６１Ｂと、単板１Ｃを相対的に移動させる。
掻き出し工程Ｓ３では、単板１Ｃのボードの状態を維持しつつ、単板１Ｃの厚さ方向Ｔに維管束１３同士の隙間による貫通孔１５が形成されるように、単板１Ｃから維管束１２の間に充填された柔細胞１３を掻き出す（図３、図４（ｂ）の右図参照）。本実施形態では、周方向に放射状に金属製のワイヤが配置された一対のブラシロール６１Ａ、６１Ｂで単板１Ｃを挟み込みながら、ブラシロール６１Ａ、６１Ｂと、単板１Ｃを相対的に移動させる。
【0043】
これにより、単板１Ｃの表面および裏面の両側から、ブラシロール６１Ａ、６１Ｂのワイヤで、単板１Ｃから維管束１２の間に充填された柔細胞１３を簡単に掻き出すことができる。なお、図３、図４（ａ）では、柔細胞１３を掻き出すことにより現われる維管束１２を、図示の便宜上、直線状の維管束１２として示しているが、実際の維管束１２は、後述する図４（ｃ）で示すような形状のものである。
【0044】
ここで、掻き出し工程Ｓ３において、水等の液体を塗布しながら、または単板を液体に浸漬させた後ウエット環境下で柔細胞１３を掻き出してもよいが、本実施形態では、柔細胞１３の掻き出しをドライ環境下で行う。これにより、掻き出した柔細胞１３は粉末状になるため、柔細胞１３を、例えば集塵装置などで回収し易い。さらに、掻き出された柔細胞１３がブラシロール６１Ａ、６１Ｂおよび繊維ボード１０に付着することを抑えることができる。特に、本実施形態では、乾燥工程Ｓ２により、単板１Ｃが乾燥されているので、このような効果を一層期待することができる。
【0045】
さらに、単板１Ｃから柔細胞１３を掻き出すことができるのであれば、ブラシロール６１Ａ、６１Ｂの回転方向と、単板１Ｃの維管束１２の配向方向Ｄとが、交差していてもよい。しかしながら、本実施形態では、その好ましい態様として、ブラシロール６１Ａ、６１Ｂの回転方向と、単板１Ｃの維管束１２の配向方向Ｄとを一致させる。これにより、柔細胞１３の掻き出しを、維管束１２が配向された方向に沿って行うことができる。なお、維管束１２が配向された方向（配向方向）Ｄは、オイルパームの幹材１Ａの樹幹に沿った方向である。
【0046】
図４（ｃ）に示すように、幹材１Ａであるオイルパームに由来の維管束１２は、直線状の直線部分１２ａと、捩じれたまたは屈曲した非直線部分１２ｂと、を有している。本実施形態では、維管束１２が配向された方向に沿って柔細胞１３を掻き出すので、配向方向Ｄに沿った維管束１２の直線部分１２ａ、１２ａ同士の間の柔細胞１３が掻き出され易い。
【0047】
この結果、後述するように、維管束１２、１２同士の屈曲した非直線部分１２ｂにおいて、維管束１２、１２同士が連結された構造の繊維ボード１０を得ることができる。このような繊維ボード１０は、維管束１２の配向方向Ｄには、ほとんど伸縮せず、配向方向Ｄに直交する方向Ｇにおいて弾性的に伸縮し、可撓性が高まる。特に、維管束１２、１２同士の絡まりは、オイルパームの成長段階で、維管束１２、１２の成長に応じた自然な絡まりであるため、配向方向Ｄに直交する方向Ｇにおいて所定の荷重では、安定した弾性変形を有し、これを超えた荷重で、繊維ボード１０を配向方向Ｄに沿って、簡単に分断することができる。
【0048】
本実施形態では、ブラシロール６１Ａ、６１Ｂによるブラッシングにより、単板１Ｃから柔細胞１３を掻き出したが、たとえば、金属製または樹脂製の複数のワイヤを備えたブラシを用いて、維管束に沿って単板１Ｃの両面から、または片面ごとに除去してもよい。
【0049】
このように、掻き出し工程Ｓ３において、得られた繊維ボード１０は、図４（ａ）に示すように、オイルパーム材の維管束１２が一方向（配向方向Ｄ）に配向された繊維ボード１０である。繊維ボード１０は、図４（ｂ）の右図に示すように、繊維ボード１０の厚さ方向Ｔに、維管束１２、１２同士の隙間による貫通孔１５が形成されている。図４（ｃ）に示すように、維管束１２は、捩じれたまたは屈曲した非直線部分１２ｂを有しており、維管束１２、１２同士は、非直線部分１２ｂにおいて連結されている。
【0050】
さらに、繊維ボード１０は、維管束１２の配向方向Ｄと直交する方向Ｇにおいて、弾性的に伸縮自在である。後述する発明者の実験からも明らかなように、繊維ボード１０が、維管束１２の配向方向Ｄと直交する方向Ｇにおいて、単位長さあたり、３％～７％の範囲で弾性的な伸び率を有する。
【0051】
このように、単板１Ｃから維管束１２の間に充填された柔細胞１３を掻き出すことにより、ボードの腐敗の起因となる柔細胞を単板１Ｃから取り除き、ボードの軽量化を図るとともに、繊維ボード１０の腐敗を抑えることができる。
【0052】
特に、この掻き出し工程Ｓ３において、柔細胞１３が存在していた部分が維管束１２、１２同士の隙間となり、この隙間により、繊維ボード１０の厚さ方向Ｔに貫通孔１５が形成されるため、この貫通孔１５は、繊維ボード１０の内部を通気する通気孔として作用する。したがって、繊維ボード１０の内部に、仮に僅かに柔細胞１３が残存していたとしても、ボード内の通気性が向上し、残存した柔細胞を簡単に乾燥することができるため、ボードの腐敗を抑えることができる。さらに、通気性の向上に伴い、ボード内に過剰な水分が保持されることを抑え、水分に起因したボードの寸法変化を抑制することができ、繊維ボード１０の寸法安定性を確保することができる。これにより、繊維ボード１０を保管し易く、二次加工の素材としても利用し易い。
【0053】
繊維ボード１０は、維管束１２、１２同士の捩じれまたは屈曲した非直線部分１２ｂにおいて、維管束１２、１２同士が連結された構造であるので、維管束１２の配向方向に直交する方向Ｇにおいて弾性的に伸縮し易く、一方、繊維ボード１０は、維管束１２が配向された方向には、ほとんど伸縮しない。これにより、維管束１２が配向された方向と直交する引張り方向に、繊維ボード１０に衝撃等が作用した際に、この衝撃を緩衝することができる。繊維ボード１０の弾性的な伸び率が３～７％の範囲にあるので、このような効果をより顕著に発現することができる。なお、伸び率が３％未満である場合には、十分な伸縮が得られず、伸び率が７％を超えるような繊維束を得ることは難しいと考えられる。
【0054】
このようにして、これまで、利用価値が低いと判断され、廃棄されていたオイルパーム材から、繊維ボードを製造するので、オイルパーム材の廃棄を抑え、廃棄時に発生するＣＯ２を削減することができる。
【0055】
１－４．加工工程Ｓ４について
加工工程Ｓ４では、掻き出し工程Ｓ３により得られた繊維ボード１０を用いて、積層ボード１０Ａまたは複合ボード１０Ｂ、１０Ｃを製造する。
加工工程Ｓ４では、掻き出し工程Ｓ３により得られた繊維ボード１０を用いて、積層ボード１０Ａまたは複合ボード１０Ｂ、１０Ｃを製造する。
【0056】
具体的には、図５Ａに示すように、繊維ボード１０を積層した積層ボード１０Ａを製造する。積層ボード１０Ａの製造方法では、隣接する繊維ボード１０の維管束１２が異なる方向に配向されるように（好ましくは直交するように）、繊維ボード１０を積層する。本実施形態では、繊維ボード１０を２枚積層しているが、３枚以上の繊維ボードを積層してもよい。
【0057】
繊維ボード１０を積層する際には、繊維ボード１０、１０の少なくとも一方の表面に、接着剤を塗布し、接着剤を介して繊維ボード１０、１０を積層した状態で接合する。接合時には、繊維ボード１０、１０同士を熱圧してもよい。接着剤としては、フェノール樹脂接着剤、メラミン樹脂接着剤、ユリア樹脂接着剤、またはイソシアネート樹脂接着剤等を挙げることができる。
【0058】
この際、積層ボード１０Ａから、後述する複合ボード１０Ｂ、１０Ｃをさらに製造する場合には、積層ボード１０Ａの製造にあたって各繊維ボードの貫通孔１５を接着剤で塞がないように（すなわち、積層ボード１０Ａの両面に貫通孔１５が連通するように）、繊維ボード１０、１０同士を積層し、これらを接合してもよい。これにより、後述する含浸用樹脂８Ａまたは無機粒子を含むスラリー８Ｂを、積層ボード１０Ａに含浸し易くなる。
【0059】
このようにして製造された積層ボード１０Ａでは、隣接する繊維ボード１０、１０の維管束１２、１２が異なる方向に配向されるため、維管束１２、１２の配向方向Ｄに交差する方向の積層ボード１０Ａの強度を高めることができる。
【0060】
さらに、図５Ｂに示すように、掻き出し工程Ｓ３で得られた繊維ボード１０に、樹脂材料１６を含浸した後、樹脂材料１６を硬化させて、複合ボード１０Ｂを製造してもよい。具体的には、本実施形態では、図５Ｂ（ａ）に示すように、熱圧装置６５の基台６５Ａに、繊維ボード１０と、シートまたはボード状の熱可塑性樹脂からなる含浸用樹脂８Ａを配置し、これらを加熱された押圧部材６５Ｂで押圧する。これにより、含浸用樹脂８Ａが軟化し、含浸用樹脂８Ａの樹脂を繊維ボード１０の内部に含浸することができる。その後、繊維ボード１０に含浸された樹脂材料１６を放冷または強制冷却し、樹脂材料１６を硬化させる。
【0061】
これにより、図５Ｂ（ｂ）に示すように、繊維ボード１０において、維管束１２、１２同士の隙間に樹脂材料１６が配置された複合ボード１０Ｂを得ることができる。ここで、図５Ｂ（ｃ）に示すように、維管束同士の隙間に（具体的は貫通孔１５）に樹脂材料１６が充填された複合ボード１０Ｂであってもよく、貫通孔１５の一部に空隙等が設けられていてもよい。
【0062】
含浸用樹脂８Ａ（樹脂材料１６）に、熱硬化性樹脂を用いてもよい。この場合には、未硬化の熱硬化性樹脂からなる含浸用樹脂８Ａを、繊維ボードに含浸しながら、押圧部材６５Ｂにより含浸した樹脂材料１６を加熱しながら硬化してもよい。この他にも、基台６５Ａにヒータ（図示せず）を設けて、押圧部材６５Ｂで押圧しながら、基台６５Ａで、含浸した樹脂を加熱しながら硬化してもよい。
【0063】
本実施形態では、繊維ボード１０に樹脂材料１６を含浸することで、複合ボード１０Ｂを製造したが、図５Ａに示す積層ボード１０Ａに、同様の方法で樹脂材料１６を含浸し、複合ボードを製造してもよい。また、樹脂材料１６の含浸方法として、成形型内で射出することで樹脂材料１６を含浸してもよく、軟化した樹脂を塗布することにより、樹脂材料１６を含浸してもよい。
【0064】
なお、樹脂材料１６を繊維ボード１０または積層ボード１０Ａに含浸できるものであれば、その材料は、特に限定されるものではない。上述した熱可塑性樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリウレタン、ＡＢＳ樹脂、または、アクリル樹脂等を挙げることができる。熱硬化性樹脂としては、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、またはポリウレタン樹脂等を挙げることができ、これらに発泡剤を含有させて、加熱時に樹脂材料１６を発泡してもよい。
【0065】
このようにして得られた複合ボード１０Ｂは、維管束１２で繊維強化された樹脂ボードであるため、ボードの軽量化と強度向上を図ることができる。特に、積層した繊維ボード１０、ｌ０の貫通孔１５が連通しており、かつ、この連通した貫通孔１５に樹脂材料１６が充填されれば、樹脂材料１６を介して繊維ボード１０、１０同士の接合強度を高めることができる。
【0066】
さらに、図５Ｃに示すように、掻き出し工程Ｓ３で得られた繊維ボード１０に無機材料の粉末を含むスラリーを含浸した後、スラリーを硬化させて、複合ボード１０Ｃを製造してもよい。具体的には、本実施形態では、図５Ｃ（ａ）に示すように、成形型の下型６６Ａに、繊維ボード１０と、スラリー８Ｂを配置し、成形型６６の上型６６Ｂで押圧する。これにより、繊維ボード１０の内部に、スラリー８Ｂを繊維ボード１０の内部に含浸することができる。その後、繊維ボード１０に含浸されたスラリー８Ｂを水和反応等により、硬化させる。
【0067】
これにより、図５Ｃ（ｂ）に示すように、繊維ボード１０において、維管束１２、１２同士の隙間に無機材料１７が配置された複合ボード１０Ｃを得ることができる。ここで、図５Ｃ（ｃ）に示すように、維管束１２、１２同士の隙間に（具体的は貫通孔１５）に無機材料が充填された複合ボード１０Ｃであってもよく、貫通孔１５の一部に空隙等が設けられていてもよい。
【0068】
無機材料が石膏である場合には、このようなスラリー８Ｂは、たとえば、β型半水石膏（硫酸カルシウム半水塩、含有量９０％以上）を主成分とする半水石膏に対して水を適量（標準混水量８５％、石膏１００重量部に対して加える水の最適量が８５重量部）加え、その懸濁液をミキサーで攪拌して調整することにより得られる。そして、そのスラリー８Ｂと繊維ボード１０を下型６６Ａに配置し、上型６６Ｂで押圧することによりスラリー８Ｂを繊維ボード１０に含浸する。その後、室温で静置して半水石膏を水和させ、水和反応が終了した後に成形型６６から成形体である複合ボード１０Ｃを取り出し、４０～５０℃の乾燥機内で乾燥する。
【0069】
無機材料１７がセメントである場合には、このようなスラリー８Ｂとして、ポルトランドセメント、高炉セメント、シリカセメント、フライアッシュセメントなどセメントのスラリー８Ｂを準備する。上述した方法と同様の方法で、スラリー８Ｂと繊維ボード１０を下型６６Ａに配置し、上型６６Ｂで押圧することによりスラリー８Ｂを繊維ボード１０に含浸する。その後、水和反応によりスラリー８Ｂを硬化させ、成形型６６から成形体である複合ボード１０Ｃを取り出し、乾燥させる。
【0070】
このようにして得られた複合ボード１０Ｃは、無機ボードの内部に維管束が配向されたボードであるため、複合ボード１０Ｃに衝撃荷重が作用して亀裂等が発生したとしても、維管束１２、１２により複合ボード１０Ｃが割損することを抑えることができる。積層した繊維ボード１０、ｌ０の貫通孔１５が連通しており、かつ、この連通した貫通孔１５に無機材料１７が充填されれば、無機材料１７を介して繊維ボード１０、１０同士の接合強度を高めることができる。
【0071】
本実施形態では、繊維ボード１０に無機材料１７を含浸することで、複合ボード１０Ｃを製造したが、図５Ａに示す積層ボード１０Ａに、同様の方法でスラリー８Ｂを含浸し、複合ボードを製造してもよい。
【実施例0072】
発明者は、本発明の実施例として、以下の手順で繊維ボードを作製した。まず、オイルパーム材から切り出した単板として、図６（ａ）に示すように、幅（維管束の配向方向）１５０ｍｍ×長さ（配向方向と直交方向）３００ｍｍ×厚さ５ｍｍの気乾状態の単板を準備した。線径約０．３ｍｍ、長さ約１０ｍｍ、ワイヤ間隔約３ｍｍの複数のステンレス鋼製のワイヤが表面に等間隔で立設された金属ブラシを用いて、ワイヤを単板の表面に押し当てて、単板の維管束の配向方向に沿って金属ブラシを往復動させることにより、単板から柔細胞を掻き出した。この作業を、単板の片面ごとに行うことにより、図６（ｂ）に示す繊維ボードを得た。掻き出し工程を行ったとしても、維管束同士が維管束の非直線部分同士で結合しており、ボードの形状を維持できた。
【0073】
図７（ａ）～（ｃ）の左の写真に示された掻き出し工程前の単板に対して、図７（ａ）～（ｃ）の幹の写真に示された掻き出し工程後の単板（繊維ボード）には、柔細胞が除去されたことにより維管束の間に隙間が形成されていることが確認できた。そして、この隙間により、単板（繊維ボード）に貫通孔が形成されていることも確認できた。さらに、図７（ｃ）の右の写真からも明らかなように、単板から柔細胞が略除去されていることが分かり、維管束にダメージは全くみられなかった。さらに、ブラッシング処理で分離されたパーム単板の柔細胞は、１００μｍ以下の粒径の揃った乾燥粉末であり、簡単に回収可能であることが分かった。
【0074】
さらに発明者は以下の実験を行った。具体的は、オイルパーム材から切り出した単板として、幅（維管束の配向方向）１００ｍｍ×長さ（配向方向と直交方向）３００ｍｍ×厚さ５ｍｍの気乾状態の単板を準備した（図８（ａ）の上図参照）。上述した方法と同様の方法で、掻き出し工程を行った（図８（ａ）の下写真参照）。
【0075】
評価方法としては、掻き出し工程前の単板（図８（ｂ）参照）と、掻き出し工程後の単板（図８（ｃ）参照）を単板の長さ方向の中央で持ち上げて、単板の曲易さ（可撓性）を確認した。図８（ｂ）および図８（ｃ）に示すように、掻き出し工程後の単板（繊維ボード）は、掻き出し工程前の単板よりも、中央の曲率半径は小さく、その曲率半径は１／２～１／５まで小さくなった。したがって、掻き出し工程を行うことにより、可撓性が高くなると言える。
【0076】
さらに発明者は、以下の実験も行った。具体的は、オイルパーム材から切り出した単板として、幅（維管束の配向方向）１５０ｍｍ×長さ（配向方向と直交方向）１５０ｍｍ×厚さ５ｍｍの気乾密度０．４ｇ／ｃｍ３の単板（Ｎｏ.１～Ｎｏ.４の４枚）を準備し、上述した方法と同様の方法で、掻き出し工程を行った。掻き出し工程前後の単板に対して、引張試験治具間の距離を５０ｍｍ、引張速度２ｍｍ／分とし、（配向方向と直交方向）に引張荷重を印加した。最大応力時の単板の伸び率を測定した。なお、伸び率は、最大応力時の単板の伸び（５０ｍｍからの伸び）に対して伸び前の長さ（５０ｍｍ）を除算した値である。この結果を以下の表１に示す。
【0077】
【表1】
【0078】
表１に示すように、繊維ボードは、維管束が配向された方向と直交する方向において、単位長さあたり、３．６％～６．２％の範囲で弾性的な伸び率を有することが確認でき、得られる繊維ボードの弾性的な伸び率が、３％～７％の範囲を期待できる。
【0079】
以上、本発明の実施形態について詳述したが、本発明は、前記の実施形態に限定されるものではなく、請求の範囲に記載された本考案の精神を逸脱しない範囲で、種々の設計変更を行なうことができるものである。
たとえば、本実施形態で掻き出し工程を行なって得られた繊維板に、熱処理を行ってもよい。
たとえば、本実施形態で掻き出し工程を行なって得られた繊維板に、熱処理を行ってもよい。
【符号の説明】
【0080】
８Ｂ：スラリー、１０：繊維ボード、１０Ａ：積層ボード、１０Ｂ，１０Ｃ：無機ボード、１２：維管束、１３：柔細胞、１５：貫通孔、１６：樹脂材料、１７：無機材料
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5A】
【図5B】
【図5C】
【図6】
【図7】
【図8】
【手続補正書】
【提出日】2023-04-14
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
オイルパームの維管束が一方向に配向された繊維ボードであり、前記繊維ボードの厚さ方向に、前記維管束同士の隙間による貫通孔が形成されている繊維ボードであって、
前記維管束は、捩じれたまたは屈曲した非直線部分を有しており、前記維管束同士は、前記非直線部分において、前記オイルパームの成長段階で前記維管束の成長に応じた自然な維管束同士の絡まりにより、連結されていることを特徴とする繊維ボード。
前記維管束は、捩じれたまたは屈曲した非直線部分を有しており、前記維管束同士は、前記非直線部分において、前記オイルパームの成長段階で前記維管束の成長に応じた自然な維管束同士の絡まりにより、連結されていることを特徴とする繊維ボード。
【請求項2】
前記繊維ボードは、維管束が配向された方向と直交する方向において、弾性的に伸縮自在であることを特徴とする請求項１に記載の繊維ボード。
【請求項3】
請求項１または２に記載の繊維ボードを積層した積層ボードであって、
隣接する前記繊維ボードの維管束が配向された方向が異なることを特徴とする積層ボード。
隣接する前記繊維ボードの維管束が配向された方向が異なることを特徴とする積層ボード。
【請求項4】
請求項１または２に記載の繊維ボード、または請求項３に記載の積層ボードにおいて、前記維管束同士の隙間に樹脂材料が配置されていることを特徴とする複合ボード。
【請求項5】
請求項１または２に記載の繊維ボード、または請求項３に記載の積層ボードにおいて、前記維管束同士の隙間に無機材料が配置されていることを特徴とする複合ボード。