JPH02191797A - リグノセルロース複合材料成形体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、リグノセルロース複合材料成形体に関するも
のである。更に詳しく述べるならば、本発明は、天然リ
グノセルロース材料と、固体高分子材料との複合材料か
らなり、セルロース材ｒ）の細胞内空孔を保有し、軽量
で強度が高く、しかも所望形状に成形することが可能で
あり、従って建築材料、内装材料、機械部品、容器、包
装材料などの広い用途を有する成形体に関するものであ
る。

〔従来の技術〕

リグノセルロース材料は、その低いコストや、入手の容
易さ、および優れた力学的性質などから、さまざまな幅
広い分野で利用されている。リグノセルロース材料、特
に木材は、一般に成型性が劣るため、そのまま材木とし
て利用されている。し。

かじ、一方では、リグノセルロース材料をパルプなどに
細分化した後、再びこれを集合体とする過程で、種々の
形状寸法に成型する試みは古くから行なわれていた。

すなわち、リグノセルロース材料を主成分とする成形体
の製造に関して、種々の技術が知られている０例えば木
材やバガスなど草木類のパルプを主原料として湿式法に
よりシートなどの形状に成形し、これを乾燥と同時に圧
締して成形体を得る方法、即ちファイバーボード（繊維
板）の製造法は、１９世紀末にすでに工業化されており
、その後これにさまざまな改良が加えられて現在に至っ
ている。この技術によって製造される成形体は、用途に
応じて比重が０．３程度の軟質材料から、比重が１．１
程度の硬質材料まであるが、これらのいずれの材料も、
その構造は、天然リグノセルロース材料の構造に近似さ
せようと意図したものではなく単にリグノセルロース繊
維を集合体としたものに過ぎない、すなわち、上記ｊ！
ｌｉ！ＩＩ板における繊維間の結合も、繊維表面のセル
ロース同士による水素結合力に多く依存しており、複合
材料というよりも板紙の範晴に入れるべき材料である。

また、この繊維板の技術と極く近い技術としては、木材
を細片化して樹脂と共に圧締するいわゆるパーティクル
ボードの技術がある。この技術は木材の持つ高次構造、
即ち中空繊維が配向した構造を部分的に利用しようとし
ている点で繊維板より天然木材に近い構造を持っている
といえる。しかし、パーティクルボード中の木材繊維は
巨視的には配向していないため、従来のパーティクルボ
ード中の木材繊維は、十分な強化効果をはたしていない
、木材の高次構造をさらに生かして利用するために、よ
り大きな木片（チップ）を樹脂で固める技術（チップボ
ード）も公知であるが、このような材料は、更に他の形
状・寸法に成形することが困難であるという欠点がある
。

以上の技術はリグノセルロース材料を主原料とした成形
体を得る方法であって、結合材として用いられる樹脂の
配合割合は比較的低い範囲にある。

しかし、他方では、各種の高分子材料成形体の充填材又
は補強材としてリグノセルロース材料を用いる多数の技
術が知られている。この場合、リグノセルロース材料は
、主として成形体のコスト節減の目的で混合されること
が多く、その補強効果はそれほど期待されていない、す
なわち、熱硬化性樹脂成形体例えばフェノール樹脂の充
填材として、木粉あるいはパルプなどのリグノセルロー
ス材料を用いる技術が広〈実施されている。（参考文献
：高分子機能材料　フェノール樹脂ガイドブンク、共立
出版、昭和４２年発行、ｐ、２６など）また熱可塑性樹
脂成形体としては、例えばセルロース繊維を、ポリオレ
フィン樹脂と混合する技術（公開特許公報昭６０−１５
８２３６、同６１−１３３２４９など）などが知られて
いる。これらの従来技術においては、細胞内の空隙構造
に代表されるリグノセルロース材料の持つ高度な複合構
造を活用使用という意図がみられず、従ってその機能を
十分に発現せしめ、これを利用するに至っていない。

リグノセルロース材料を熱可塑性樹脂と湿式で混抄し、
熱圧締により軽量な複合成形体とする技術も公知である
。（祇パルプ技術協会誌、４２巻、９号、ｐ、４３．１
９８Ｂ）　、この技術ではフレークなどの固体の状態の
高分子材料と、リグノセルロース材料とを湿式法により
混抄し、得られたシート状体を成型するもので、リグノ
セルロース繊維の相互結合は熱可塑性樹脂の融着による
ものである。

この技術は、リグノセルロース材料繊維の軽量かつ強靭
という性質を、合成高分子材料の成形性や耐水性などと
結びつけて利用しようとした点で前述の繊維板の技術よ
りも進歩したものであるが、しかし、リグノセルロース
繊維の持つ高度な中空強化構造に着目したものではなく
、従って、これを積極的に生かして利用するに至ってい
ない。

本発明と関連のある技術として、剛度のある成形体を得
ることを目的としたものではないが、リグノセルロース
材料繊維と繊維状の高分子を湿式もしくは乾式で混抄し
てシート状体とし、熱や圧力によりその繊維間を結合さ
せる技術、即ち熱融着性繊維を結合材として用いたリグ
ノセルロース系の不織布製造の技術が広く行なわれてい
る。この技術では、高分子繊維の種類や形状に様々な発
明がなされており、リグノセルロース材料との混抄技術
も非常に多（の発明が知られている。これらの技術にお
いて、用いられるリグノセルロース繊維はそのほとんど
がリンター、すなわち木綿繊維であり、木材から製造さ
れたパルプが用いられることは極めて希である。

天然の木材の構造を、リグノセルロース以外の材料を用
いて再構築しようとする試みもある（繊維と工業、３７
巻、６号、ｐ、２１．５．１９８１．）　、この技術は
、連続ガラス繊維とポリウレタン樹脂を特殊な加工法に
より複合化して木材に近い構造を持たせようとしたもの
である。

また、中空のガラス繊維によってエポキシ樹脂を強化し
たＦＲＰの概念も知られているが（Ｐｏｐｅ。

Ｅ、Ｊ、Ａ、　ａｒｉｄ　Ｍａｃｋｅｎｚｉｅ、　Ｊ、
Ｄ、、　Ｐｒｏｃｅｅｄｌｎｇｓ　ｏ！３２ｎｄ　Ｉｎ
ｔｓｒｎａ！１ｏｎａｌ　５Ａ肝１！　Ｓｙ＋＋＋ｐｏ
ｓｉｕｍ、　Ａｐｒｊｌ　６−９、１９８７　）　、こ
の技術を記載した文献には、具体的な実施例の記載がな
く、発明者らの実験では文献にあるような強度性能を実
際に発現させることは非常に困難であることが判明して
いる。

〔本発明が解決しようとする課題〕

本発明は、リグノセルロース材ｆ４の繊維の有する中空
構造を保有しつつ、高分子ｕ′！４と複合化することに
より、軽量、強靭、しかも低コストというリグノセルロ
ース材料の特長に、高分子材料の有する高成形性、およ
び高耐水性などの好ましい性質を付与した、リグノセル
ロース複合材料成形体を提供しようとするものである。

〔課題を解決するための手段、および作用〕本発明のリ
グノセルロース複合材料成形体は、パルプ収率が７０％
以上の機械パルプ、およびサルファイドパルプの少なく
ともＸｍからなるリグノセルロース材料と、固体高分子
材料との混合物を主成分として、抄紙用により製造され
た少なくとも１個のシート状体から、加圧、および／又
は加熱工程を経て形成された成形体であって、前記各抄
造シート状体のタテ方向引張り強度の、ヨコ方向引張強
度に対する比が１．３以上であり、かつ、成形体の全体
積に対するリグノセルロース材料細胞内空孔の総体積の
割合が、５％以上に保持されていることを特徴とするも
のである。

リグノセルロース材料、特に工業的に最も重要な木材は
、−ａに、ガラスなどの無機材料や、鉄、アルミニウム
などの金属材料に比べて強度が劣るものと見なされてい
る。しかし、複合材料として重要な性質として、重量あ
たりの強度（比強度−破壊強度値や弾性率を比重で除し
たもの）にフいて、リグノセルロース材料を、上記ｇｌ
、又は金属材料とを比較すると、リグノセルロース材料
は、これら無機、又は金属材料とほぼ同等なのである。

木材が、ｔｉ造造材色して長い歴史を持ち、現在でもそ
の需要が拡大している理由の一つは、この高い比強度に
あると言うこともできる。

しかし、木材は、天然物であり、そのためにいくつかの
欠点も有している０Ｍち、木材には可塑性が無いために
プラスチックなどのように成形加工ができないという点
、水分の影響を受は易く、吸湿によって寸法が変化した
り、強度が低下したりする点、腐ったり、虫などの食害
を受は易い点などである。

発明者らは、木材の持つ軽くて強いという性質を生かし
ながら、上記のような欠点を他の高分子材料と複合化す
ることにより改善することを目的に鋭意努力を重ね、そ
の結果本発明を完了したのである。

リグノセルロース材料の高い比強度は、その構成成分で
あるセルロース微細繊維の高い強度によることは明らか
であるが、これに加えて、このセルロースを強化繊維と
して結合させているリグニンやヘミセルロースなどのマ
トリックス材料が、セルロースとともにきわめて高度な
三次元複合構造を形成しているという点も極めて重要で
ある。

リグノセルロース材料の軽さは、通常その実体積の約七
割を占める細胞内空孔、即ち繊維細胞内の空間に起因し
ている。この細胞内の空孔（細胞内腔−ルーメン）は、
セルロース微細繊維／ヘミセルロース／リグニンなどの
複合体からなる細胞壁が、いわゆるフィラメントワイン
ディングの構造をとって強化している空間であり、樹脂
発泡体の気泡のような単なる髭（す）とは異なることが
大きな特徴である。上記の高次構造によってリグノセル
ロース材料は多くの空孔を含んでいても強度の低下が最
小限に抑えられていると考えられている０本発明者らは
、この強化された空間を利用して、軽量で強く、成形可
能で、しかも水分にも強い成形体を提供する。以下にそ
の詳細を記す。

本発明に用いられるリグノセルロース繊維は、容易にル
ーメンがつぶれないような性質を備えていなければなら
ない、リグノセルロース材料を繊維化する技術は一般に
パルプ化と呼ばれているが、このパルプ化の工程でリグ
ノセルロース繊維の脱リグニンが過度に施されると、繊
維壁が柔軟化し、これを乾燥すると、水の表面張力など
によってルーメンがつぶれてしまう事が知られている９
本発明に用いるのに適当なパルプを製造する場合、製造
したパルプの重量が、原料チップ重量の７０％以−しく
収率７０％収率）になるように、脱リグニン工程をコン
トロールすることが必要である。この様にして製造した
パルプは、繊維断面方向の剛度が高く、乾燥時、あるい
は後述するようなプレス工程においても、繊維内のルー
メンがつぶれることがない。

上述のようなリグノセルロース材料を与えるパルプ化法
としては、グラウンドウッド法（Ｃ，Ｐ）、リファイナ
ーメカニカル法（ＲＧＰ）、サーモメカニカル法（ＴＭ
Ｐ）、ブレッシ＋−ライズドグラウンドウッド法（ＰＧ
Ｗ）　、ケミメカニカル法、ケミサーモメカニカル法な
どの機械パルプ化法や、サルファイド法などの高収率パ
ルプの製造に一般に用いられる方法が使用可能であるが
、これらの中でも本発明の目的に通した方法は、サーモ
メカニカル法、ケミサーモメカニカル法、および高収率
サルファイド法である。これらのパルプ化法は、剛性が
高く、損傷の少ないリグノセルロース繊維材料を得るの
に適している。

これらの方法の中でも特に本発明の目的に適している方
法は、サーモメカニカル法およびケミサーモメカニカル
法で、これらのなかでも、蒸気の温度が高いプロセス（
アスブルンド法）により、特に本発明の目的にかなった
繊維を作ることが出来る。高温の蒸気で処理されたチッ
プをリファイナーで解繊すると、繊維間のリグニンが軟
化して結合力を失うため、繊維損傷を最小限に抑制しな
がら解繊することができる。このようなアスブルンド法
に通した処理蒸気温度は１５０〜１９０’Ｃ１特に好ま
しくは１７０〜１８０°Ｃである。この方法に適したリ
ファイニングプレートの形状や、クリアランス、処理段
数などは個々の装置によって異なり、−概に規定するこ
とはできないが、通常のサーモメカニカル法用設備に準
する事が出来る。リファイニングが終了したパルプを速
やかにｔｏｏ’ｃ以下に冷却し、熱による過度な繊維の
損傷を避けることが望ましい。

パルプ化が終わったリグノセルロース材料繊維のスラリ
ーを、８０〜９０’Ｃの温度に１〜２時間保持し、それ
によってレファイユング中に繊維に発生したくせ（残留
応力）を取り除いてできるだけ真っ直ぐな状態にしてお
く事が望ましい、この工程は、スクリーニングの効率を
上げるためにも重要であるが、最終製品中の繊維の配向
性を向上させ、それにより製品の物性を向上させるため
にも重要である。くせを取り除いたパルプを、スクリー
ンにかけて、結束繊維や異物を取り除いておくことが望
ましい。

このようなリグノセルロース材料繊維には、後述する固
体状高分子との結合を改善するために、必要に応じて疎
水化などの処理を施すこともできる。

本発明に用いられるリグノセルロース材料は、それを構
成する細胞が内部に空孔を有するものである限り、その
種類に格別の限定はない、即ち、ブナ、カバ、ナラ、ユ
ーカリ、ポプラなどの広葉樹、モミ、マツ、トウヒ、ス
ギなどの針葉樹、あるいは、イネワラ、タケ、サトウキ
ビなどの草類を原料として使用することが出来る。

本発明において、リグノセルロース材料繊維と混抄する
固体高分子材料としては、室温で固体状のものであり、
リグノセルロース繊維と結合させることができるもので
あれば特に制限はなく、例えば、ポリアミド、ポリエス
テル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリウレタン、
フェノール樹脂、セルロース誘導体、ポリビニルアルコ
ール、ビニロン、ポリ酢酸ビニル、ポリ酢酸ビニルポリ
エチレン共重合体、ポリビニルアルコールポリエチレン
共重合体、ポリスチレン、ポリメタクリル酸メチル、ポ
リアクリロニトリルなどを成分として含むものが用いら
れる。

これらの高分子材料の中で、本発明に特に好適なものは
、比較的低い融点を持つ熱可塑性樹脂、ないし熱可塑性
を有する熱硬化性（縮合性）樹脂の部分縮合体である。

前者としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリビ
ニルアルコールとその架橋体、ポリビニルアルコールポ
リエチレン共重合体、ポリ酢酸ビニルポリエチレン共重
合体、ポリ酢酸ビニルなどがあり、後者としては、レゾ
ール樹脂の中間硬化物などがある。これらの材ｔ４は、
リグノセルロース繊維と混抄した状態で熱と圧力をかけ
ると融解して繊維間を結合させる役割を果たすが、リグ
ノセルロース材料の熱分解が最小限にとどめるためには
、２００°Ｃ以下の融点を有することが好ましい。

本発明の方法に用いられる固体状高分子の形状には特に
制限はなく、粉末、ベレット、鱗片、繊維なとのいづれ
の形状でも用いることができる。

一般には、本発明に用いられる高分子材料は繊維の形状
を有することが好ましい、このような高分子材料繊維は
、リグノセルロース繊維と同程度の非常に小さい寸法の
ものが取り扱い易く、リグノセルロース繊維と共にマッ
ト状に加工（抄紙）する場合の生産性や、歩留まりがよ
い。この場合、高分子材料繊維の寸法には特に制限はな
いが、−般に繊維径が５〜５０μｍで、長さが１〜２０
１！１１の比較的真っ直ぐな繊維であることが好ましい
。

この様な繊維は抄紙し易く、また、リグノセルロース繊
維と均一に混合することが出来る。

固体高分子材料の配合率に特に制限はないが、好適な配
合率は全シート状材料重量に対し５〜９０重璽％で、２
０〜６０重景％であることがより好ましい。

上記のようにルーメンを保有するリグノセルロース繊維
と、固体高分子材料を混抄する方法としては、不織布を
製造する方法が応用できる。すなわち、通常の紙と同様
の湿式法や乾式法が通用できる。この場合、本発明の方
法に特に好適な方法は、湿式抄紙法であって、この方法
では木材繊維などの比較的短い繊維を、その繊維配向を
調節しながら抄く事ができ、かつ生産性も高いという特
徴を有する。シート状体の製造に用いられる抄紙機とし
ては、不織布の湿式抄紙に通常用いられる傾斜式フォー
マ−５円網代フォーマー１長網式フォーマ−などを備え
たものを使用できる。これらの抄紙機では、原料流量や
ワイヤーの速度などを適当に選択することにより、製品
中の繊維の配向状態を調節することが容易である。湿式
法の抄紙条件は、通常の湿式不織布の抄紙条件に準する
が、むらがなく配向のよいマットを得るためには、抄紙
濃度、ワイヤー速度、原料供給量などを適切に選び、必
要に応じて界面活性剤などの分散剤や、水溶性高分子な
どの増粘剤あるいは歩留まり向上剤、消泡剤などを添加
してもよい。

紙などのような、繊維のマット状集合体において強度、
繊維が一軸方向に配向していて繊維間が十分結合されて
いる場合、その強度、（破断強度）は一般に繊維の配向
方向（−触にＭＤと称する）において最大値を示し、配
向方向に直交する方向（一般にＣＤと称する）において
最小となる。この強度の差異は繊維の配向度が大きくな
るほど増大する。各抄造シート状体中の繊維の配向度を
測定する方法としては様々な方法が公知であるが、簡便
で確度の高い方法として、引、張り強度の異方性を測定
する場合が多い。

ルーメンを保有するリグノセルロース繊維は、それを配
向させて抄紙することにより比強度の高い成形体の前駆
■各抄造シート状→を作ることが出来る。その機構とし
ては、下記の要件が考えられる。

（１）繊維同士の交差が減少し、抄紙したマットを圧締
した場合繊維同士の交差点で繊維、即ちルーメンがつぶ
れる事が少なく充填率を上げることが出来る。また、 （２）繊維が平行に揃っているほど隣接する繊維間の接
触面積が増加し、得られる成形体の強度が向上する。こ
れらの効果は、繊維の配向度が高いほど向上するが、成
形体の配向軸方向（タテ方向）（ＭＤ）の引張り強度を
、それに直交する方向（ヨコ方向）（ＣＤ）の引張強度
で除した値が、１．３を越えると、顕著になる６本発明
の成形体は、その繊維の配向性が向上すると、上記（２
）にあげられた効果により、繊維間の結合面積も増加す
るので、ＣＤ方向の強度は、ＭＤ力方向強度に比して、
通常の紙や不織布はど著しくない。

この様にして配向させてマット状に集合させたリグノセ
ルロース繊維と固体高分子材料とからなる少な（とも１
個の抄造シート状体から加圧、および／又は加熱工程を
経て成形体が形成される。

この圧締にあたり、リグノセルロース材料に過度の圧力
を加えてルーメンをつぶしてしまってはならない、この
様な目的に適した圧力の範囲は、０、１〜２０ｋｇ／ｃ
ｊであり、特に好適な圧力は０．５〜１０　ｋｇ　／　
ｃｄである。

圧締する場合の温度も重要な因子である。リグノセルロ
ース材料は高温では急速に分解するので、繊維間を結合
させる固体高分子材料が結合力を発現するのに十分で、
かつ可能な限り低い温度で圧締することが必要である。

固体高分子材料に１８０℃以上の温度をかける場合は、
加熱時間をできるだけ短時間にとどめる必要がある。

固体高分子材料が結合力を発揮するためには、−Ｍにそ
の融点以上に温度を上げる必要があり、高分子の種類に
よってその温度範囲はまちまちであるが、−例としてア
イソタクチックポリプロピレンを混抄する場合に好適な
圧締時の温度は１５０〜２００℃であり、特に好適な温
度は１６５〜１８０℃である。高分子によっては融解に
至るまで温度を上げなくても十分に結合力を発現するも
のもある。

圧締時のマットの水分含有率も、成形体中のリグノセル
ロース材料中のルーメンの保持に影響がある。水分含有
率が高すぎると、高温度で圧締すると、繊維がつぶれる
傾向にある。

リグノセルロース繊維の配向性が高く、かつ適切に圧締
された成形体の配向軸に直交する断面を顕微鏡で観察す
ると、ルーメンを保有する繊維が高密度に充填されてい
る状況が認められ、この構造は、天然の木材の、繊維軸
に垂直な断面と類似の構造をとっていることがわかる。

本発明の方法により、調製された成形体は、その全体積
に対し、５％以上の、好ましくは１０〜７０％のリグノ
セルロース細胞内空孔の総体積を有するものである。

このような成形体を配向軸方向に延伸することによりさ
らに配向効果を高め、リグノセルロース材料繊維の充填
率を更に増大させることができる。

上記延伸を無理なく行なうために、成形体の温度を固体
高分子材料の融点を越えない範囲で上昇させることも、
必要に応じて行われる。この延伸操作により、成形体中
のリグノセルロース材料繊維は、延伸軸方向に再配向す
るとともに、相互にすり合わされ密着する事により、そ
の充填率も向上するのである。

これに対して、ルーメンが保持されているリグノセルロ
ース材料繊維を配向させる事なく固体高分子材料と混抄
したマットを圧締すると、リグノセルロース材料繊維が
、他の繊維と非常に多くの点で交差しているために交差
点でつぶれが発生し、完成した成形体中に、所望量のル
ーメンを保有することが不可能になる。また、断面方向
の剛度が高いリグノセルロース材料繊維を用いた場合、
繊維同士が大きな交差角で交差すると、繊維間の接触面
積が減少し、成形体の強度を低下させる。

上述のように、本発明の特徴を十分に発揮させるために
は、ルーメンを保持している剛度の高いリグノセルロー
ス材料繊維を使用することと、これを配向させながら固
体状高分子とマット状に混抄すること、さらにこのリグ
ノセルロース繊維のルーメンを保持する様な圧締を加え
ることが重要である。

（実施例〕 本発明を下記の実施例によりさらに説明する。

下記実施例および比較例において調製した試料の強度は
、引張り試験機にて面内引張り破壊強度（以下破壊強度
と称する）および応力歪曲線から求めた面内引張り初期
弾性率（以下弾性率と称する）を測定する事により求め
た０強度試験に用いた試料の輻および長さは、すべて、
それぞれ１５■および１００謔であった。試料の密度は
、２００　ｍＸ２００鍾の正方形の試料の寸法と重量を
測定することにより求めた。成形体全体積に対するリグ
ノセルロース材料細胞内空孔の総体積の割合は、成形体
断面の顕微鏡写真から求めた。

Ｕ缶狙 風乾針葉樹チップの絶乾重量１０００ｇ　（ニジマツ材
）を、水中に漬けて水分含有率を５０％としたものを、
実験用加圧リファイナーを用いてリップイニングした。

このときのスチーミング温度は１７０℃、温度保持時間
は５分間、プレート間隔は０、５−とした、試料の一部
を採り、１１０″Ｃの送風乾燥機で恒量になるまで乾燥
し、収率を測定した結果、リファイニングを終了したパ
ルプの絶乾重量は使用したチップの絶乾重量の９５％で
あった。

このパルプを濃度５％で水中に懸濁し、８５°Ｃ１攪拌
下に６０分保持したのち、１／１００インチ幅のスリッ
トスクリーンを通して結束繊維を除去した。この精選パ
ルプ７００ｇを含むスラリーに、ポリプロピレン繊維（
２ｄ　Ｘ　３　ａｓ＋）３００ｇを加え、更に水を追加
して全体の固形分濃度を０．０１％とした。

また、分散剤として、アルキルフェニルエーテル系の界
面活性剤を、ポリプロピレン繊維重量に対し０．１重量
％添加した。このパルプスラリーを実験用円網抄紙機に
供給し、絶乾坪量１５０　ｇ　／　ｎｆとなるように抄
紙した。抄き上げたマットを６０°Ｃの送風乾燥器中で
６時間乾燥した後（試料Ａ）、この抄造シート状体をホ
ットプレスを用いて熱圧締（成形）した、プレス面の温
度は１６５℃、試料にかかる圧力はＸ０ｋｇ／ｃ＋ｊ、
圧締時間は５分間であった。成形後の試料の繊維配向軸
方向（タテ方向）の破壊強度値を配向軸に直交する方向
（ヨコ方向）の破壊強度値で除した値は１．６であった
。

また、成形体全体積中のリグノセルロース材料細胞内空
孔の総体積の割合は平均で１５％であり、成形体の比重
は０．６であった。（試料Ｂ　）試料Ｂの引張り破壊強
度、比破壊強度、弾性率、および比弾性率の測定結果を
第１表に示す。

ｌｔｉ、、例」一 実施例１において調製した熱圧締前のマット（試料Ａ）
から３枚のシートの切りとり、これらを繊維の配向軸を
６０度づつ回転させて積層した後、ホットプレスを用い
て熱圧締（成形）した。

このとき、プレス面の温度はＩ６５℃、試料にかかる圧
力は１０ｋｇ／Ｃ４、圧締時間は５分間であった。

この試料は破壊強度値の異方性は熊かった。また、成形
体の全体積中のリグノセルロース材料細胞内空孔の総体
積の割合は平均で１５％であり、成形体の比重は０．６
であった。　　（ＬＫ料Ｃ）試料Ｃの試験結果を第１表
に示す。

↓困り 実施例１において調製した熱圧締前のマット（試料Ａ）
を、試料温度１８０’Ｃ１試料にががる圧力２０ｋｇ／
ｃシで熱圧締した。成形体の全体積に対するリグノセル
ロース材料細胞内空孔の総体積の割合は平均で３％であ
り、成形体の比重は０．８であった。（試料Ｄ） 試料りの試験結果を第１表に示す。

北１石１４ 実施例１と同様の方法で調製した精選パルプ７０部と、
実施例１にて使用したものと同じポリプロピレン繊維３
０部とに水を加え、固形分濃没０、１％のスラリーに調
製し、これにポリプロピレン繊維ｉｔに対し０．１％の
フルキルフェニルエーテル系界面活性剤を添加した。こ
のパルプスラリーからＪＩＳ　Ｐ８２０９に：よる手抄
き法により、重１ｉ１．５０ｇ　／　％のマットを調製
した。このマットから３枚のシートを切りとり、これら
を積層してプレス面の温度１６５℃、シートにかかる圧
力１５ｋｇ／ｃｄ、圧締時間５分で熱圧締した。この樺
にして調製し゛た試料は、面内の破壊強度値には異方性
がなかった。また、成形体の全体積に対するリグノセル
ロース材料の細胞内空孔の総体積の割合は平均で４％で
あり、成形体の比重は０．６であった。

（試料Ｅ） 試料Ｅの試験結果を第１表に示す。

第１表 注１）引張り破壊強度を比重で除した値注２）弾性率を
比重で除した値 注３）繊維配向翔；ｊＪにおける測定値第１表が明示し
ているように、円網抄紙機で繊維を配向させた抄造シー
ト状体を熱圧締した試料（Ｉ３）は、比重が０．６とい
う小さい値を示しているにもかかわらず、その破壊強度
、および弾性率は高いものであった。即ち、この試Ｆｌ
（Ｂ）は軽くて強度の高い材料であることがわかる。同
様の試料を、圧力および温度を高くして熱圧締した試１
４（Ｄ）においては、その引張り破壊強度、および弾性
率ともに、試料（Ｂ）のそれらより若干向上しているが
、しかし、リグノセルロース材料中のルーメンが７ぶれ
てしまっているため、その比重が大きくなっており、こ
のため、比強度、比弾性率ともに逆に低下している。

配向させたシート状体を、強度物性の異方性が無いよう
に３桟積層して圧締した試料（Ｃ）は、無配向の手抄き
の試料（ＩＥ）と同じ比重を有するにもかかわらず、よ
り優れた強度物性を示す、これは配向させた試料は、熱
圧締時にリグノセルロース材料中のルーメンがつぶれに
くいが、これに対して、無配向試料は、それが容易につ
ぶれてしまうため、ルーメンを強化空孔として強度物性
向上に有効に利用していないためであると考えられる。

〔発明の効果〕

本発明のリグノセルロース複合材料成形体を構成するリ
グノセルロース材料繊維−一高分子材料シート状体は、
そのタテ方向の引張り強度が、ヨコ方向引張り強度の１
．３倍以上になるように配向されたものであり、このた
め、このシート状体に圧締処理を施しても、リグノセル
〔」−ス繊維の交差点においてその細胞内空孔がつぶれ
ることが少ない。

従って、本発明の複合材料は、低い比重と、高い機械的
強度を示すことができ、建築材料、内装材料、機械部品
、各種容器、包装材料などの広い用途に有用なものであ
る。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、パルプ収率が７０％以上の機械パルプ、およびサル
   ファイドパルプの少なくとも１種からなるリグノセルロ
   ース材料と、固体高分子材料との混合物を主成分として
   抄紙法により製造された少なくとも１個のシート状体か
   ら加圧および／または加熱工程を経て形成された成形体
   であって、前記各抄造シート状体のタテ方向引張り強度
   の、ヨコ方向引張り強度に対する比が１．３以上であり
   、かつ、成形体の全体積に対する、リグノセルロース材
   料細胞内空孔の総体積の割合が５％以上に保持されてい
   る、 ことを特徴とするリグノセルロース複合材料成形体。