(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-07-05
(45)【発行日】2022-07-13
(54)【発明の名称】木質繊維ボードおよびその製造方法
(51)【国際特許分類】
B27N 3/04 20060101AFI20220706BHJP
B27N 3/12 20060101ALI20220706BHJP
【ＦＩ】
B27N3/04 D
B27N3/12
【請求項の数】
4
(21)【出願番号】P 2019198869
(22)【出願日】2019-10-31
(65)【公開番号】P2021070262
(43)【公開日】2021-05-06
【審査請求日】2021-06-14
(73)【特許権者】
【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】特許業務法人平木国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】山野 英治
(72)【発明者】
【氏名】前田 雄介
【審査官】星野 浩一
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１７－１７７０８７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１２－２１４０１１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０４－０２５４０３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１７－１８５６４０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１８－０６９６７０（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許第０６１０１７６２（ＵＳ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ２７Ｎ ３／０４
Ｂ２７Ｎ ３／１２
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
水分を含む雰囲気下で針葉樹を原料とする木削片を加熱した後、加熱した木削片から繊維に解繊する解繊工程と、前記解繊した繊維を加圧及び加熱することで木質繊維ボードを成形する成形工程と、を含む木質繊維ボードの製造方法であって、
前記解繊工程において、前記木削片から、単繊維と、単繊維に解繊される前の状態の繊維集合体と、を生成し、
前記解繊工程において、目開きが５００μｍの篩を通過しない繊維集合体が、前記解繊した繊維に対して、１５質量％～３２質量％の範囲となるように、前記木削片を解繊するとともに、
前記単繊維が、前記解繊した繊維に対して、５０質量％以上となり、
前記単繊維の長さが１．６ｍｍ以上の単繊維の個数が、前記単繊維の総数に対して、４０％～６５％となるように、前記木削片を解繊することを特徴とする木質繊維ボードの製造方法。
【請求項2】
水分を含む雰囲気下で針葉樹を原料とする木削片を加熱した後、加熱した木削片から繊維に解繊する解繊工程と、前記解繊した繊維を加圧及び加熱することで木質繊維ボードを成形する成形工程と、を含む木質繊維ボードの製造方法であって、
前記解繊工程において、前記木削片から、単繊維と、単繊維に解繊される前の状態の繊維集合体と、を生成し、
前記解繊工程において、目開きが５００μｍの篩を通過しない繊維集合体が、前記解繊した繊維に対して、１５質量％～３２質量％の範囲となるように、前記木削片を解繊するとともに、
前記単繊維が、前記解繊した繊維に対して、５０質量％以上となり、
前記単繊維の平均長さが、１．５ｍｍ～２．０ｍｍとなるように、前記木削片を解繊することを特徴とする木質繊維ボードの製造方法。
【請求項3】
針葉樹を原料とする木削片を解繊した繊維から成形された木質繊維ボードであって、前記繊維は、単繊維と、単繊維に解繊される前の状態の繊維集合体と、を備えており、
前記木質繊維ボードには、目開きが５００μｍの篩を通過しない繊維集合体が、前記繊維に対して、１５質量％～３２質量％の範囲で含有し、
前記単繊維が、前記繊維に対して、５０質量％以上であり、
前記単繊維の長さが１．６ｍｍ以上の単繊維の個数が、前記単繊維の総数に対して、４０％～６５％であることを特徴とする木質繊維ボード。
【請求項4】
針葉樹を原料とする木削片を解繊した繊維から成形された木質繊維ボードであって、前記繊維は、単繊維と、単繊維に解繊される前の状態の繊維集合体と、を備えており、
前記木質繊維ボードには、目開きが５００μｍの篩を通過しない繊維集合体が、前記繊維に対して、１５質量％～３２質量％の範囲で含有し、
前記単繊維が、前記繊維に対して、５０質量％以上であり、
前記単繊維の平均長さが、１．５ｍｍ～２．０ｍｍであることを特徴とする木質繊維ボード。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、針葉樹を原料とする木削片を解繊した繊維から成形された木質繊維ボードおよびその製造方法に関する。
【0002】
従来から、木質繊維ボードは、フレーク、チップ、繊維等を熱圧成形して製造される。例えば、特許文献１には、水分を含む雰囲気下で針葉樹を原料とする木削片を加熱した後、加熱した木削片から繊維に解繊し、解繊した繊維を加圧及び加熱することで木質繊維ボードを成形している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開２０１２－２１４０１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、特許文献１のように、解繊した繊維から成形された木質繊維ボードの表面に、たとえば、粘着剤または接着剤を介して化粧シート等の化粧材を貼り付けた際、これらの化粧材の密着強度が十分でないことがある。
【0005】
具体的には、化粧材を木質繊維ボードから引き剥がそうとすると、本来、粘着剤または接着剤から化粧材が剥がれることが望ましいところ、木質繊維ボードの表面の単繊維とともに、化粧材が木質繊維ボードから引き剥がされてしまうことがある。すなわち、木質繊維ボードに化粧材を貼り付ける際に、より強力な粘着力または接着力を有した粘着剤または接着剤を用いたとしても、これらの粘着剤または接着剤が本来期待される粘着性または接着性を十分に発揮することができない場合がある。
【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、粘着剤または接着剤の本来期待される粘着性または接着性を十分に発揮することができる木質繊維ボードおよび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】
ここで、発明者らは、これまでの中密度繊維板（ＭＤＦ）などの木質繊維ボードは、より多くの単繊維を絡みあわせることにより、その強度を高めようとしているため、その表面を露出する単繊維の割合も多いことが望ましいと考えた。しかしながら、発明者らは、このような表面では、木質繊維ボードの表層ごと、粘着剤または接着剤とともに木質繊維ボードの本体から引き剥がされると考えた。
【0008】
特に、針葉樹の場合には、木材に早材および晩材の層があり、早材に対して晩材は硬質の層であるため、均一に木材を解繊しようとして、晩材に由来する繊維集合体を無理矢理解繊しようとすると、晩材のみならず早材の部分から生成される繊維が短くかつ細かくなる傾向にあり、このような短い繊維を含む、木質繊維ボードの表層は、その表層ごと、粘着剤または接着剤とともに木質繊維ボードの本体から引き剥がされ易い。
【0009】
そこで、発明者らは、単繊維に解繊される前の状態の繊維集合体を表層に含めることにより、この繊維集合体が、木質繊維ボードの表層の楔になると考えた。そして、発明者らは、単繊維に解繊するリファイナの刃型の間隔を、通常用いられる間隔よりもより大きくすることにより、これまでに無い割合で特定の大きさの繊維集合体をより多く生成することに成功した。
【0010】
これにより、木質繊維ボードの表層ごと、粘着剤または接着剤とともに木質繊維ボードの本体から引き剥がされることを抑え、粘着剤または接着剤の本来期待される粘着性または接着性を十分に発揮することができるとの新たな知見を得た。
【0011】
本発明は、発明者らによるこの新たな知見によるものであり、本発明に係る木質繊維ボードの製造方法は、水分を含む雰囲気下で針葉樹を原料とする木削片を加熱した後、加熱した木削片から繊維に解繊する解繊工程と、前記解繊した繊維を加圧及び加熱することで木質繊維ボードを成形する成形工程と、を含む木質繊維ボードの製造方法であって、前記解繊工程において、前記木削片から、単繊維と、単繊維に解繊される前の状態の繊維集合体と、を生成し、前記解繊工程において、目開きが５００μｍの篩を通過しない繊維集合体が、前記解繊した繊維に対して、１５質量％～３２質量％の範囲となるように、前記木削片を解繊することを特徴とする。
【0012】
本発明によれば、解繊工程において、目開きが５００μｍの篩を通過しない繊維集合体が、解繊した繊維に対して、１５質量％～３２質量％の範囲となるように、木削片を解繊する。これにより、成形工程において、成形された木質繊維ボードの表層には、これまでの木質繊維ボードの表層に比べて、繊維集合体がより多く、分散した状態で含まれる。
【0013】
これにより、木質繊維ボードの表面に粘着剤または接着剤を介して化粧材等の貼着部材を貼り付けたとしても、繊維集合体が木質繊維ボードの表層の楔となり、木質繊維ボードの表層ごと、粘着剤または接着剤とともに木質繊維ボードの本体から引き剥がされるのを防止することができる。
【0014】
ここで、目開きが５００μｍの篩を通過しない繊維集合体が、解繊した繊維に対して、１５質量％未満である場合には、繊維集合体が少な過ぎるため、繊維集合体による木質繊維ボードの表層の楔効果を十分に発揮することができない。これにより、化粧材等の貼着部材の剥離強度を十分に確保することができない。
【0015】
一方、目開きが５００μｍの篩を通過しない繊維集合体が、解繊した繊維に対して、３２質量％を超えた場合には、繊維集合体が多過ぎるため、粘着剤または接着剤が付着する面積が十分に確保できないため、この場合も、化粧材等の貼着部材の剥離強度を十分に確保することができない。
【0016】
より好ましい態様としては、前記解繊工程において、前記単繊維が、前記解繊した繊維に対して、５０質量％以上となり、前記単繊維の長さが１．６ｍｍ以上の単繊維の個数が、前記単繊維の総数に対して、４０％～６５％となるように、前記木削片を解繊する。
【0017】
この態様によれば、木質繊維ボードには、単繊維が、解繊した繊維に対して５０質量％以上存在するので、単繊維により、湿度変化における木質繊維ボードの寸法変化を安定させることができる。特に、単繊維の長さが１．６ｍｍ以上の単繊維の個数が、単繊維の総数に対して、４０％～６５％となる繊維を用いて、木質繊維ボードを成形するため、湿度変化における寸法変化量をこれまでに無い程度まで低減することができる。
【0018】
ここで、単繊維が、解繊した繊維に対して５０質量％未満である場合には、繊維集合体の割合が増えるため、成形される木質繊維ボードごとに、湿度変化における木質繊維ボードの寸法変化を安定させることが難しいことがある。
【0019】
一方、単繊維の長さが１．６ｍｍ以上の単繊維の個数が、単繊維の総数に対して、４０％未満である場合には、湿度変化における木質繊維ボードの寸法変化が大きくなってしまう。一方、単繊維の長さが１．６ｍｍ以上の単繊維の個数が、単繊維の総数に対して、６５％を超えるような木削片の解繊を行うことは難しい。
【0020】
さらに好ましい態様としては、前記解繊工程において、前記単繊維が、前記解繊した繊維に対して、５０質量％以上となり、前記単繊維の平均長さが、１．５ｍｍ～２．０ｍｍとなるように、前記木削片を解繊する。
【0021】
この態様によれば、木質繊維ボードには、単繊維が、解繊した繊維に対して５０質量％以上存在するので、単繊維により、湿度変化における木質繊維ボードの寸法変化を安定させることができる。特に、単繊維の平均長さが、１．５ｍｍ～２．０ｍｍとなる繊維を用いて、木質繊維ボードを成形するため、湿度変化における寸法変化量をこれまでに無い程度まで低減することができる。
【0022】
ここで、単繊維が、解繊した繊維に対して５０質量％未満である場合には、上述した場合と同様に、繊維集合体の割合が増えるため、成形される木質繊維ボードごとに、湿度変化における木質繊維ボードの寸法変化を安定させることが難しいことがある。
【0023】
一方、単繊維の平均長さが、１．５ｍｍ未満の場合には、湿度変化における木質繊維ボードの寸法変化が大きくなってしまう。一方、単繊維の平均長さが、２．０ｍｍを超えるような木削片の解繊を行うことは難しい。
【0024】
本明細書では、木質繊維ボードをも開示する。本発明に係る木質繊維ボードは、針葉樹を原料とする木削片を解繊した繊維から成形された木質繊維ボードであって、前記繊維は、単繊維と、前記単繊維に解繊される前の状態の繊維集合体と、を備えており、前記木質繊維ボードには、目開きが５００μｍの篩を通過しない繊維集合体が、前記繊維に対して、１５質量％～３２質量％の範囲となる。
【0025】
本発明によれば、解繊工程において、目開きが５００μｍの篩を通過しない繊維集合体が、繊維に対して、１５質量％～３２質量％の範囲となるように、木削片を解繊する。これにより、成形工程において、成形された木質繊維ボードの表層には、これまでの木質繊維ボードの表層に比べて、繊維集合体がより多く、分散した状態で含まれる。
【0026】
これにより、木質繊維ボードの表面に粘着剤または接着剤を介して化粧材等の貼着部材を貼り付けたとしても、繊維集合体が木質繊維ボードの表層の楔となり、木質繊維ボードの表層ごと、粘着剤または接着剤とともに木質繊維ボードの本体から引き剥がされるのを防止することができる。
【0027】
ここで、目開きが５００μｍの篩を通過しない繊維集合体が、繊維に対して、１５質量％未満である場合には、繊維集合体が少な過ぎるため、繊維集合体による木質繊維ボードの表層の楔効果を十分に発揮することができない。これにより、化粧材等の貼着部材の剥離強度を十分に確保することができない。
【0028】
一方、目開きが５００μｍの篩を通過しない繊維集合体が、繊維に対して、３２質量％を超えた場合には、繊維集合体が多過ぎるため、粘着剤または接着剤が付着する面積が十分に確保できないため、この場合も、化粧材等の貼着部材の剥離強度を十分に確保することができない。
【0029】
より好ましい態様としては、前記単繊維が、前記繊維に対して、５０質量％以上であり、前記単繊維の長さが１．６ｍｍ以上の単繊維の個数が、前記単繊維の総数に対して、４０～６５％である。
【0030】
この態様によれば、木質繊維ボードには、繊維に対して５０質量％以上存在するので、単繊維により、湿度変化における木質繊維ボードの寸法変化を安定させることができる。特に、単繊維の長さが１．６ｍｍ以上の単繊維の個数が、単繊維の総数に対して、４０％～６５％となる繊維を用いて、木質繊維ボードを成形するため、湿度変化における寸法変化量をこれまでに無い程度まで低減することができる。
【0031】
上述した製造方法で示した効果と同様に、単繊維が、解繊した繊維に対して５０質量％未満である場合には、繊維集合体の割合が増えるため、成形される木質繊維ボードごとに、湿度変化における木質繊維ボードの寸法変化を安定させることが難しいことがある。
【0032】
一方、単繊維の長さが１．６ｍｍ以上の単繊維の個数が、単繊維の総数に対して、４０％未満である場合には、湿度変化における木質繊維ボードの寸法変化が大きくなってしまう。一方、単繊維の長さが１．６ｍｍ以上の単繊維の個数が、単繊維の総数に対して、６５％を超えるような木削片の解繊を行うことは難しい。
【0033】
より好ましい態様としては、前記単繊維が、前記繊維に対して、５０質量％以上であり、前記単繊維の平均長さが、１．５ｍｍ～２．０ｍｍである。上述した製造方法で示した効果と同様に、木質繊維ボードには、単繊維が、繊維に対して５０質量％以上存在するので、単繊維により、湿度変化における木質繊維ボードの寸法変化を安定させることができる。特に、単繊維の平均長さが、１．５ｍｍ～２．０ｍｍとなる繊維を用いて、木質繊維ボードを成形するため、湿度変化における寸法変化量をこれまでに無い程度まで低減することができる。
【0034】
ここで、単繊維が、解繊した繊維に対して５０質量％未満である場合には、上述した場合と同様に、繊維集合体の割合が増えるため、成形される木質繊維ボードごとに、湿度変化における木質繊維ボードの寸法変化を安定させることが難しいことがある。一方、単繊維の平均長さが、１．５ｍｍ未満の場合には、湿度変化における木質繊維ボードの寸法変化が大きくなってしまう。一方、単繊維の平均長さが、２．０ｍｍを超えるような木削片の解繊を行うことは難しい。
【発明の効果】
【0035】
本発明によれば、粘着剤または接着剤の本来期待される粘着性または接着性を十分に発揮することができる表面を有した木質繊維ボードを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【0036】
【図1】本発明の実施形態に係る木質繊維ボードの表層近傍の模式的断面図である。
【図5A】実施例１において、目開きが５００μｍの篩を通過しない繊維集合体の一例を撮影した写真である。
【図5B】実施例２において、１．６ｍｍ以上の単繊維の一例を撮影した写真である。
【発明を実施するための形態】
【0037】
以下に、本発明に係る実施形態を説明する。
本実施形態に係る木質繊維ボードの製造方法は、木削片を木質繊維に解繊し、解繊した木質繊維から木質繊維ボードを製造する方法であり、中質繊維板（ＭＤＦ）などの乾式の木質繊維ボードを製造する方法である。
本実施形態に係る木質繊維ボードの製造方法は、木削片を木質繊維に解繊し、解繊した木質繊維から木質繊維ボードを製造する方法であり、中質繊維板（ＭＤＦ）などの乾式の木質繊維ボードを製造する方法である。
【0038】
【0039】
図１に示すように、本実施形態に係る木質繊維ボード１は、針葉樹を原料とする木削片を解繊した繊維から成形された木質繊維ボードである。針葉樹としては、スギ、マツ、ヒノキなどを挙げることができる。なお、後述するように、通常、針葉樹は、周方向に早材および晩材が形成されており、早材および晩材は、径方向に形成されている。晩材は、夏から秋に形成される層であり、通常は、晩材に由来する繊維集合体をさらに無理矢理解繊しようとする。したがって、通常、一般的に知られた木質ボードは、晩材のみならず早材の部分から生成した短い単繊維の割合が多く、単繊維に解繊されていない繊維集合体（単繊維に解繊途中の繊維集合体）の割合が少ない。
【0040】
しかしながら、本実施形態では、木質繊維ボード１を構成する繊維は、単繊維１１と、単繊維１１に解繊される前の状態の繊維集合体１２と、を備えており、目開きが５００μｍの篩を通過しない繊維集合体１２が、繊維に対して、１５質量％～３２質量％の範囲で含有している。
【0041】
ここで、目開きとは、ＪＩＳ Ｚ ８８０１－１（２００６）に規定された公称目開きのことであり、後述する解繊工程後に、解繊された繊維を分級することにより、目開きが５００μｍの篩を通過しない繊維集合体１２の割合を確認することができる。
【0042】
なお、目開きが５００μｍの篩を通過しない繊維集合体１２を上述した範囲で含んでいればよく、繊維のなかに、目開きが５００μｍの篩を通過する繊維集合体１２が存在していてもよい。５００μｍの目開きを通過しない繊維集合体１２は、単繊維が３～２０本、好ましくは、５～１５本集合している繊維であることが好ましく、木材由来のリグニンにより結合されていてもよい。また、繊維集合体１２は、集合している単繊維が毛羽立つように集合していてもよく、繊維集合体１２から一部枝分かれするように集合していてもよい。なお、５００μｍの目開きを通過しない繊維集合体１２は、２０００μｍ（２ｍｍ）の目開きの篩を通過することが好ましく、換言すると、解繊した繊維は、２ｍｍの目開きの篩を通過するものであることが好ましい。
【0043】
但し、繊維集合体１２の大きさは、後述するリファイナを用いて、５０質量％以上の単繊維が存在するように解繊を行えば、その上限は決まるため、繊維集合体１２の上限の大きさを限定する必要はない。ただし、長さが６ｍｍ以上の繊維集合体を含まないことがより好ましい。含有する割合にもよるが、６ｍｍ以上の長さを有する繊維集合体を含むと、木質繊維ボード１の強度が低下するおそれがある。
【0044】
さらに、本実施形態では、その好ましい態様として、単繊維１１が、繊維全体に対して、５０質量％以上である。さらに、単繊維１１の長さが１．６ｍｍ以上の単繊維１１の個数が、単繊維の総数（総個数）に対して、４０％～６５％であり、換言すると、単繊維の平均長さが１．５ｍｍ～１．９ｍｍである。なお、単繊維１１のうち１．６ｍｍ以下の単繊維を含んでいてもよい。
【0045】
なお、上で特定した、目開きが５００μｍの篩を通過しない繊維集合体１２の割合、１．６ｍｍ以上の単繊維１１の個数の割合、および単繊維１１の平均長さの範囲に関する効果については、以下の製造方法を説明した後に詳述する。
【0046】
本実施形態における木質繊維ボード１の製造方法は、以下に示す、解繊工程Ｓ１１、成形工程Ｓ１３を少なくとも含む。以下に、各工程について説明する。
【0047】
解繊工程Ｓ１１について
解繊工程Ｓ１１を図３を参照しながら、以下に説明する。まず、実施形態の木質繊維ボード１の出発材料として、チップ状の木削片を準備する。木削片としては、例えば、スギ、マツ、ヒノキなどの針葉樹を原料とした木削片Ｔを準備する。
解繊工程Ｓ１１を図３を参照しながら、以下に説明する。まず、実施形態の木質繊維ボード１の出発材料として、チップ状の木削片を準備する。木削片としては、例えば、スギ、マツ、ヒノキなどの針葉樹を原料とした木削片Ｔを準備する。
【0048】
次に、このような木削片Ｔを水分を含む雰囲気下で加熱後、加熱した木削片Ｔから湿式繊維Ｆに解繊する。具体的には、木削片Ｔを材料供給部３２を介して、圧力容器３３に投入し、蒸気供給部３１を介して圧力容器３３に供給する。０．５～０．７ＭＰａの蒸気圧下で、１５５～１６５℃の蒸煮温度で、６～１２分間の蒸煮時間で、蒸煮処理することが好ましい。
【0049】
次に、圧力容器３３の排出部３４から、蒸煮処理した木削片Ｔを刃型３５に送り込む。具体的には、図示しないが、刃型３５の内部に、加熱された状態（具体的には温度が保持された状態）の木削片Ｔが供給され、この木削片Ｔが、刃型３５、３６の間に送り込まれる。刃型３６には、モータ３７の出力軸が連結されている。
【0050】
これにより、刃型３６が回転し、刃型３５、３６間において、木削片Ｔが解繊され、その回転中心からその外周に向かって、単繊維および繊維集合体からなる繊維Ｆが放出される。本実施形態では、刃型３５、３６の間隔ｄをこれまでよりも広くする（具体的には、２倍～３倍程度広くする）ことにより、解繊工程Ｓ１１において、目開きが５００μｍの篩を通過しない繊維集合体１２が、解繊した繊維に対して、１５質量％～３２質量％の範囲となるように、木削片Ｔを解繊することができる。
【0051】
このような蒸煮温度および蒸煮時間で蒸煮処理することにより、後述するリファイナ３０を構成する刃型３５、３６の間隔をこれまで以上に広げて木削片Ｔを解繊したとしても、より長い単繊維１１の割合を増やすことが容易にできるとともに、上述した割合で繊維集合体１２を得やすくなる。
【0052】
なお、リファイナ３０の刃型３５、３６の形状、大きさ等にもよるが、上に示す蒸煮温度が１５５℃未満、または、蒸煮時間が６分間よりも短い場合には、繊維集合体１２の割合が上述した範囲を超えるおそれがあり、単繊維の割合が５０質量％を下回るおそれがある。また、木削片Ｔが十分に軟らかくなっていないため無理矢理に繊維に解繊されることから、１．６ｍｍ以上の単繊維の個数が、上述した割合を下回り、かつ、単繊維１１の平均長さが、上述した範囲を下回るおそれがある。
【0053】
一方、上に示す蒸煮温度が１６５℃を超えた場合、または、蒸煮時間が１２分間を超えた場合には、単繊維１１に熱エネルギが付与され過ぎるため、１．６ｍｍ以上の単繊維の個数が、上述した割合を下回り、かつ、単繊維１１の平均長さが、上述した範囲を下回るおそれがある。
【0054】
特に、上述した蒸煮温度および蒸煮時間で木削片Ｔを解繊することにより、単繊維１１が、繊維全体に対して、５０質量％以上となり、単繊維１１の長さが１．６ｍｍ以上の単繊維１１の個数が、単繊維の総数に対して、４０％～６５％となる（換言すると、単繊維の平均長さが、１．５ｍｍ～２．０ｍｍとなる）単繊維を得ることができる。
【0055】
集積工程Ｓ１２について
この工程では、解繊された繊維Ｆに接着剤を添加後に乾燥させて、マット状に集積する（木質マットを成形する）。接着剤は、熱硬化性樹脂かなる接着剤、熱可塑性樹脂からなる接着剤のいずれであってもよい。熱硬化性樹脂としては、常温硬化型または熱硬化型の熱硬化性樹脂でよく、例えば、ユリア樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ジアリルフタレート樹脂、シリコーン樹脂、またはアルキド樹脂等を挙げることができる。
この工程では、解繊された繊維Ｆに接着剤を添加後に乾燥させて、マット状に集積する（木質マットを成形する）。接着剤は、熱硬化性樹脂かなる接着剤、熱可塑性樹脂からなる接着剤のいずれであってもよい。熱硬化性樹脂としては、常温硬化型または熱硬化型の熱硬化性樹脂でよく、例えば、ユリア樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ジアリルフタレート樹脂、シリコーン樹脂、またはアルキド樹脂等を挙げることができる。
【0056】
成形工程Ｓ１３について
この工程では、成形された木質マットをプレス機に投入して、加圧及び加熱（熱圧）することにより、木質繊維ボードを成形する。具体的には、木質マットを、成形装置に投入し、加熱温度を１６０℃～２６０℃、加圧条件として、０．２ＭＰａ～５ＭＰａで加圧保持時間３０秒～５分間で熱圧する。
この工程では、成形された木質マットをプレス機に投入して、加圧及び加熱（熱圧）することにより、木質繊維ボードを成形する。具体的には、木質マットを、成形装置に投入し、加熱温度を１６０℃～２６０℃、加圧条件として、０．２ＭＰａ～５ＭＰａで加圧保持時間３０秒～５分間で熱圧する。
【0057】
本実施形態によれば、解繊工程において、目開きが５００μｍの篩を通過しない繊維集合体１２が、解繊した繊維Ｆに対して、１５質量％～３２質量％の範囲となるように、木削片Ｔを解繊する。これにより、成形工程Ｓ１３において、成形された木質繊維ボード１の表層には、これまでの木質繊維ボードの表層に比べて、繊維集合体１２がより多く、分散した状態で含まれる。
【0058】
このような結果、図４に示すように、木質繊維ボード１の表面に接着剤４０を介して化粧材等の貼着部材５０を貼り付けたとしても、繊維集合体１２が木質繊維ボード１の表層の楔となり、木質繊維ボード１の表層ごと、接着剤４０とともに木質繊維ボード１の本体から引き剥がされるのを防止することができる。
【0059】
ここで接着剤４０としては、たとえば、酢酸ビニル樹脂エマルジョン接着剤、ユリア樹脂接着剤、エポキシ樹脂接着剤、フェノール樹脂接着剤、合成ゴム系接着剤などの溶液系または水分散系の接着剤を挙げることができる。接着剤４０の代わりに、粘着剤を用いてもよく、粘着剤としては、アクリル樹脂系粘着剤、合成ゴム系粘着剤、天然ゴム系粘着剤、ビニルエーテル系粘着剤、シリコーン系粘着剤、ウレタン系粘着剤などの粘着剤を挙げることができる。
【0060】
ここで、目開きが５００μｍの篩を通過しない繊維集合体１２が、解繊した繊維Ｆに対して、１５質量％未満である場合には、繊維集合体１２が少な過ぎるため、繊維集合体１２による木質繊維ボード１の表層の楔効果を十分に発揮することができない。これにより、化粧材等の貼着部材５０の剥離強度を十分に確保することができない。
【0061】
一方、目開きが５００μｍの篩を通過しない繊維集合体１２が、解繊した繊維Ｆに対して、３２質量％を超えた場合には、繊維集合体１２が多過ぎるため、接着剤４０の表面に凹凸が増えてしまい、接着剤４０が付着する面積が十分に確保できない。この場合も、貼着部材５０の剥離強度を十分に確保することができない。
【0062】
さらに、木質繊維ボードＦには、単繊維１１が、解繊した繊維Ｆに対して５０質量％以上存在するので、単繊維１１により、湿度変化における木質繊維ボードＦの寸法変化を安定させることができる。特に、単繊維の長さが１．６ｍｍ以上の単繊維の個数が、単繊維の総数に対して、４０％～６５％となる繊維Ｆ、単繊維の平均長さが、１．６ｍｍ～２．０ｍｍとなる繊維Ｆを用いることにより、湿度変化における寸法変化量をこれまでに無い程度まで低減することができる。
【0063】
ここで、単繊維が、解繊した繊維に対して５０質量％未満である場合には、繊維集合体の割合が増えるため、成形される木質繊維ボードごとに、湿度変化における木質繊維ボードの寸法変化を安定させることが難しいことがある。
【0064】
一方、単繊維の長さが１．６ｍｍ以上の単繊維の個数が、単繊維の総数に対して、４０％未満である場合、または、単繊維の平均長さが、１．５ｍｍ未満の場合には、湿度変化における木質繊維ボードの寸法変化が大きくなってしまう。一方、単繊維の長さが１．６ｍｍ以上の単繊維の個数が、単繊維の総数に対して、６５％を超えるような木削片の解繊、または、単繊維の平均長さが２．０ｍｍを超える単繊維に木削片を解繊することは難しい。
【実施例】
【0065】
以下に、本発明の実施例を説明する。
【0066】
１．最適な繊維集合体の割合について
〔実施例１〕
木削片として、図３に示すリファイナを用いて、大きさ数センチの針葉樹チップ（スギ）を、０．７ＭＰａの圧力で、蒸煮温度１６５℃にし、蒸煮時間を６分で蒸煮した後、この針葉樹チップの加熱温度を保持した状態で、針葉樹チップをリファイナで解繊した。刃型の間隔は、従来設定されている間隔の２倍に設定した。解繊した繊維の重量を測定し、ＪＩＳ Ｚ ８８０１－１（２００６）に準拠して、目開きが５００μｍの篩で分級し、目開きが５００μｍの篩を通過しない繊維集合体の総質量を測定し、その割合を測定した。この結果を表１に示す。なお、図５Ａは、目開きが５００μｍの篩に通過しなかった繊維集合体の一例を示した写真である。
〔実施例１〕
木削片として、図３に示すリファイナを用いて、大きさ数センチの針葉樹チップ（スギ）を、０．７ＭＰａの圧力で、蒸煮温度１６５℃にし、蒸煮時間を６分で蒸煮した後、この針葉樹チップの加熱温度を保持した状態で、針葉樹チップをリファイナで解繊した。刃型の間隔は、従来設定されている間隔の２倍に設定した。解繊した繊維の重量を測定し、ＪＩＳ Ｚ ８８０１－１（２００６）に準拠して、目開きが５００μｍの篩で分級し、目開きが５００μｍの篩を通過しない繊維集合体の総質量を測定し、その割合を測定した。この結果を表１に示す。なお、図５Ａは、目開きが５００μｍの篩に通過しなかった繊維集合体の一例を示した写真である。
【0067】
〔実施例２〕
実施例１と同じようにして、針葉樹チップをリファイナで解繊した。実施例１と相違する点は、実施例１に対して、繊維集合体の割合がより多くなるように、刃型の間隔、蒸煮温度、および蒸煮時間を調整した。そして、実施例１と同様に、目開きが５００μｍの篩を通過しない繊維集合体の総質量を測定し、その割合を測定した。この結果を表１に示す。
実施例１と同じようにして、針葉樹チップをリファイナで解繊した。実施例１と相違する点は、実施例１に対して、繊維集合体の割合がより多くなるように、刃型の間隔、蒸煮温度、および蒸煮時間を調整した。そして、実施例１と同様に、目開きが５００μｍの篩を通過しない繊維集合体の総質量を測定し、その割合を測定した。この結果を表１に示す。
【0068】
〔比較例１〕
実施例１と同じようにして、針葉樹チップをリファイナで解繊した。実施例１と相違する点は、実施例１に対して、繊維集合体の割合が少なくなるように、刃型の間隔を狭くし、蒸煮温度、および蒸煮時間を調整した。そして、実施例１と同様に、目開きが５００μｍの篩を通過しない繊維集合体の総質量を測定し、割合を測定した。この結果を表１に示す。
実施例１と同じようにして、針葉樹チップをリファイナで解繊した。実施例１と相違する点は、実施例１に対して、繊維集合体の割合が少なくなるように、刃型の間隔を狭くし、蒸煮温度、および蒸煮時間を調整した。そして、実施例１と同様に、目開きが５００μｍの篩を通過しない繊維集合体の総質量を測定し、割合を測定した。この結果を表１に示す。
【0069】
〔比較例２〕
実施例２と同じようにして、針葉樹チップをリファイナで解繊した。実施例１と相違する点は、実施例２に対して、繊維集合体の割合が多くなるように、刃型の間隔を広げつつ、蒸煮温度、および蒸煮時間を調整した。そして、実施例１と同様に、目開きが５００μｍの篩を通過しない繊維集合体の総質量を測定し、割合を測定した。この結果を表１に示す。
実施例２と同じようにして、針葉樹チップをリファイナで解繊した。実施例１と相違する点は、実施例２に対して、繊維集合体の割合が多くなるように、刃型の間隔を広げつつ、蒸煮温度、および蒸煮時間を調整した。そして、実施例１と同様に、目開きが５００μｍの篩を通過しない繊維集合体の総質量を測定し、割合を測定した。この結果を表１に示す。
【0070】
実施例１、２および比較例１、２で得られた繊維から木質マットを成形し、マット成形機を用いて、厚さ７０ｍｍの木質マットに成形した。この木質マットを、プレス機に投入して、加熱条件、すなわち熱圧温度１８５℃、熱圧時間５０秒、厚さ３ｍｍとなるように加圧することにより、木質繊維ボードを得た。なお、比較例１は、市販されている木質繊維ボードに近い状態である。
【0071】
（平面引張試験）
実施例１、２および比較例１、２の木質繊維ボードに対して、ＪＩＳ Ａ ５９０５に準拠した平面引張強さ試験を、それぞれに対して複数回行った。具体的には木質繊維ボードの表面に接着剤を塗布し、金属片を接着し、金属片を木質繊維ボードから引き剥がした時の応力を測定し、平均値を算出した。この結果を表１に示す。なお、これらの試験を複数回行って、応力の標準偏差も算出し（表１参照）、バラツキが無いことを確認した。
実施例１、２および比較例１、２の木質繊維ボードに対して、ＪＩＳ Ａ ５９０５に準拠した平面引張強さ試験を、それぞれに対して複数回行った。具体的には木質繊維ボードの表面に接着剤を塗布し、金属片を接着し、金属片を木質繊維ボードから引き剥がした時の応力を測定し、平均値を算出した。この結果を表１に示す。なお、これらの試験を複数回行って、応力の標準偏差も算出し（表１参照）、バラツキが無いことを確認した。
【0072】
【表1】
【0073】
表１の結果から明らかなように、実施例１および２の木質繊維ボードの平面引張強度は、比較例１および２のものに比べて高かった。ここで、比較例１では、平面引張試験後の金属片には、木質繊維ボードの単繊維が、接着剤を介して層状に付着していた。また、比較例２では、平面引張試験により、接着層から金属片が剥離（分離）していた。
【0074】
このことから、実施例１および２では、木質繊維ボードの表面に存在する繊維集合体により、その表層の強度が確保され、接着剤本来の接着性を発揮できたと言える。一方、比較例１では、木質繊維ボードの表層が、単繊維からなるため脆弱であり、表層ごと、金属片に付着したと言える。また、比較例２では、繊維集合体の割合が多過ぎるため、木質繊維ボードの表面の凹凸が、他のものに比べて大きくなり、この結果、接着剤により接着する面積が十分に確保できなかったと考えられる。
【0075】
以上の点から、目開きが５００μｍの篩を通過しない繊維集合体が、解繊した繊維に対して、１５質量％～３２質量％の範囲を満たすように木削片を解繊した繊維を用いて、木質繊維ボードを成形すれば、接着剤の本来の性能を有効に発揮できると考えられる。
【0076】
２．最適な単繊維の割合について
以下に、湿度変化に伴う木質繊維ボードの寸法変化に影響する繊維とその最適な割合について、実験を行った。
以下に、湿度変化に伴う木質繊維ボードの寸法変化に影響する繊維とその最適な割合について、実験を行った。
【0077】
〔実施例３〕
実施例１と同様の条件で、針葉樹チップを解繊し、繊維を得た。この繊維に対して、目開き５００μｍ、目開き２５０μｍ、目開き１５０μｍの篩を用いて順次分級した。目開きが５００μｍの篩を通過しない繊維を繊維Ａとし、目開きが５００μｍの篩を通過するが、目開きが２５０μｍの篩を通過しない繊維を繊維Ｂとし、目開きが２５０μｍの篩を通過するが、目開き１５０μｍの篩を通過しない繊維を繊維Ｃとし、目開きが１５０μｍの篩を通過する繊維を繊維Ｄとした。なお、繊維Ａ～Ｃは、繊維集合体であり、繊維Ｄは、単繊維であった。次に、繊維Ａ～Ｄの割合を測定した。さらに、単繊維である繊維Ｄの平均長さを測定した。この結果を表２に示す。なお、単繊維の一例となる写真を図５Ｂに示した。
実施例１と同様の条件で、針葉樹チップを解繊し、繊維を得た。この繊維に対して、目開き５００μｍ、目開き２５０μｍ、目開き１５０μｍの篩を用いて順次分級した。目開きが５００μｍの篩を通過しない繊維を繊維Ａとし、目開きが５００μｍの篩を通過するが、目開きが２５０μｍの篩を通過しない繊維を繊維Ｂとし、目開きが２５０μｍの篩を通過するが、目開き１５０μｍの篩を通過しない繊維を繊維Ｃとし、目開きが１５０μｍの篩を通過する繊維を繊維Ｄとした。なお、繊維Ａ～Ｃは、繊維集合体であり、繊維Ｄは、単繊維であった。次に、繊維Ａ～Ｄの割合を測定した。さらに、単繊維である繊維Ｄの平均長さを測定した。この結果を表２に示す。なお、単繊維の一例となる写真を図５Ｂに示した。
【0078】
〔比較例３〕
実施例２と同様の条件で、針葉樹チップを解繊した。なお、実施例２と相違する点は、単繊維である繊維Ｄの割合が多くなるように（具体的には６７質量％）、刃型の間隔、蒸煮温度、および蒸煮時間を調整した。得られた繊維Ａ～Ｄの割合を測定した。さらに、単繊維である繊維Ｄの平均長さを測定した。この結果を表２に示す。
実施例２と同様の条件で、針葉樹チップを解繊した。なお、実施例２と相違する点は、単繊維である繊維Ｄの割合が多くなるように（具体的には６７質量％）、刃型の間隔、蒸煮温度、および蒸煮時間を調整した。得られた繊維Ａ～Ｄの割合を測定した。さらに、単繊維である繊維Ｄの平均長さを測定した。この結果を表２に示す。
【0079】
〔比較例４〕
実施例２と同様の条件で、針葉樹チップを解繊した。なお、実施例２と相違する点は、単繊維である繊維Ｄの割合が多くなるように（具体的には６７質量％）、かつ、単繊維の平均長さが短くなるように、刃型の間隔、蒸煮温度、および蒸煮時間を調整した。得られた繊維Ａ～Ｄの割合を測定した。さらに、単繊維である繊維Ｄの平均長さを測定した。この結果を表２に示す。
実施例２と同様の条件で、針葉樹チップを解繊した。なお、実施例２と相違する点は、単繊維である繊維Ｄの割合が多くなるように（具体的には６７質量％）、かつ、単繊維の平均長さが短くなるように、刃型の間隔、蒸煮温度、および蒸煮時間を調整した。得られた繊維Ａ～Ｄの割合を測定した。さらに、単繊維である繊維Ｄの平均長さを測定した。この結果を表２に示す。
【0080】
実施例３および比較例３、４で得られた繊維から木質マットを成形し、マット成形機を用いて、実施例１と同様の条件で、木質繊維ボードを作製した。なお、比較例４は、市販されている木質繊維ボードに近い状態である。
【0081】
＜寸法変化試験＞
実施例３および比較例３、４で作製した木質繊維ボードに対して、温度２０℃、湿度ＲＨ６５％で３日間養生し、温度４０℃、湿度ＲＨ９０％で７日間静置した（吸湿試験）後、木質繊維ボードの長さを測定し、その後、温度４０℃、湿度ＲＨ３０％で７日間静置した（放湿試験）後、木質繊維ボードの長さを測定し、これらの寸法から、木質繊維ボードの面方向に沿った寸法変化率を測定した。この結果を表２に示す。
実施例３および比較例３、４で作製した木質繊維ボードに対して、温度２０℃、湿度ＲＨ６５％で３日間養生し、温度４０℃、湿度ＲＨ９０％で７日間静置した（吸湿試験）後、木質繊維ボードの長さを測定し、その後、温度４０℃、湿度ＲＨ３０％で７日間静置した（放湿試験）後、木質繊維ボードの長さを測定し、これらの寸法から、木質繊維ボードの面方向に沿った寸法変化率を測定した。この結果を表２に示す。
【0082】
【表2】
【0083】
表２からも明らかなように、実施例３および比較例３の木質繊維ボードでは、単繊維である繊維Ｄの割合が違うが、寸法変化率は同じであった。比較例３および比較例４の木質繊維ボードでは、繊維Ｄの割合が同じであるが、比較例４の木質繊維ボードの方が、寸法変化率が大きくなった。
【0084】
実施例３および比較例３の結果から、単繊維の割合が５０質量％以上であれば、木質繊維ボードの寸法変化率は安定し、比較例３および比較例４の結果から、単繊維の割合が５０質量％以上であることを前提に、木質繊維ボードの寸法変化率は、単繊維の平均長さが長くなるに従って、小さくなると言える。したがって、以下の実施例４、５および比較例６、７で、最適な単繊維の長さおよびその個数について、発明者らはさらに検討した。
【0085】
３．最適な単繊維の長さおよびその個数について
〔実施例４〕
実施例１と同様の条件で、針葉樹チップを解繊し、繊維を得た。単繊維（上述した繊維Ｄ）を抽出し、１．６ｍｍ以上の単繊維の個数の割合を測定した。また、単繊維全体の平均長さを測定した。さらに、解繊したすべての繊維（上述した繊維Ａ～Ｄ）の平均長さを測定した。この結果を表３に示す。なお、１．６ｍｍ以上の単繊維の個数は、任意のサンプル数２００個に対して、測定した個数である。
〔実施例４〕
実施例１と同様の条件で、針葉樹チップを解繊し、繊維を得た。単繊維（上述した繊維Ｄ）を抽出し、１．６ｍｍ以上の単繊維の個数の割合を測定した。また、単繊維全体の平均長さを測定した。さらに、解繊したすべての繊維（上述した繊維Ａ～Ｄ）の平均長さを測定した。この結果を表３に示す。なお、１．６ｍｍ以上の単繊維の個数は、任意のサンプル数２００個に対して、測定した個数である。
【0086】
〔実施例５〕
実施例４と同様の条件で、針葉樹チップを解繊し、繊維を得た。実施例４と相違する点は、単繊維の平均長さが短くなるように、蒸煮時間を１２分に調整した。得られた繊維Ａ～Ｄの割合を測定した。なお、解繊した繊維に対する単繊維の割合を５０質量％以上確保している。実施例４と同様に、１．６ｍｍ以上の単繊維の個数の割合を測定し、単繊維全体の平均長さを測定し、解繊したすべての繊維の平均長さを測定した。この結果を表３に示す。
実施例４と同様の条件で、針葉樹チップを解繊し、繊維を得た。実施例４と相違する点は、単繊維の平均長さが短くなるように、蒸煮時間を１２分に調整した。得られた繊維Ａ～Ｄの割合を測定した。なお、解繊した繊維に対する単繊維の割合を５０質量％以上確保している。実施例４と同様に、１．６ｍｍ以上の単繊維の個数の割合を測定し、単繊維全体の平均長さを測定し、解繊したすべての繊維の平均長さを測定した。この結果を表３に示す。
【0087】
〔比較例６〕
比較例４と同様の条件で、針葉樹チップを解繊し、繊維を得た。なお、解繊した繊維に対する単繊維の割合を５０質量％以上確保している。実施例４と同様に、１．６ｍｍ以上の単繊維の個数の割合を測定し、単繊維全体の平均長さを測定し、解繊したすべての繊維の平均長さを測定した。この結果を表３に示す。
比較例４と同様の条件で、針葉樹チップを解繊し、繊維を得た。なお、解繊した繊維に対する単繊維の割合を５０質量％以上確保している。実施例４と同様に、１．６ｍｍ以上の単繊維の個数の割合を測定し、単繊維全体の平均長さを測定し、解繊したすべての繊維の平均長さを測定した。この結果を表３に示す。
【0088】
〔比較例７〕
実施例４と同様の条件で、針葉樹チップを解繊し、繊維を得た。実施例４と相違する点は、単繊維の平均長さが短くなるように、刃型の間隔を２分の１にし、蒸煮温度を１５５℃にし、および蒸煮時間６分にした。なお、解繊した繊維に対する単繊維の割合を５０質量％以上確保している。実施例４と同様に、１．６ｍｍ以上の単繊維の個数の割合を測定し、単繊維全体の平均長さを測定し、解繊したすべての繊維の平均長さを測定した。この結果を表３に示す。なお、この比較例７の解繊したすべての繊維の平均長さは、先行技術文献と同程度のものである。また、１．６ｍｍ以上の単繊維の個数の割合は少なく、それよりも短い単繊維の割合が多い。
実施例４と同様の条件で、針葉樹チップを解繊し、繊維を得た。実施例４と相違する点は、単繊維の平均長さが短くなるように、刃型の間隔を２分の１にし、蒸煮温度を１５５℃にし、および蒸煮時間６分にした。なお、解繊した繊維に対する単繊維の割合を５０質量％以上確保している。実施例４と同様に、１．６ｍｍ以上の単繊維の個数の割合を測定し、単繊維全体の平均長さを測定し、解繊したすべての繊維の平均長さを測定した。この結果を表３に示す。なお、この比較例７の解繊したすべての繊維の平均長さは、先行技術文献と同程度のものである。また、１．６ｍｍ以上の単繊維の個数の割合は少なく、それよりも短い単繊維の割合が多い。
【0089】
【表3】
【0090】
表３に示すように、実施例４および５の木質繊維ボードの寸法変化率は、比較例６、７のものに比べて小さかった。実施例４および５と発明者の知見から、単繊維の割合を５０質量％以上確保することを前提に、単繊維の長さが１．６ｍｍ以上の単繊維の個数が、単繊維の総数に対して、４０％～６５％程度であれば、木質繊維ボードの寸法変化率を抑えることができると言える。また、別の観点から、単繊維の割合を５０質量％以上確保することを前提に、同様に、単繊維の平均長さが、１．５ｍｍ～２．０ｍｍ程度であれば、木質繊維ボードの寸法変化率を抑えることができると言える。
【0091】
以上、本発明の一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、特許請求の範囲に記載された本発明の精神を逸脱しない範囲で、種々の設計変更を行うことができるものである。
【符号の説明】
【0092】
１：木質繊維ボード、１１：単繊維、１２：繊維集合体、Ｓ１１：解繊工程、Ｓ１３：成形工程、Ｆ：繊維、Ｔ：木削片
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5A】
【図5B】
