JPH0367601B2

JPH0367601B2 -

Info

Publication number: JPH0367601B2
Application number: JP11449486A
Authority: JP
Inventors: Minoru Ueda; Hideaki Matsuda; Masanori Hara
Original assignee: Okura Industrial Co Ltd
Current assignee: Okura Industrial Co Ltd
Priority date: 1986-05-21
Filing date: 1986-05-21
Publication date: 1991-10-23
Also published as: JPS62271702A

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕本発明は耐水性および耐候性が大幅に改良され
たプラスチツク様の木質系成形板の製造方法に関
するものである。〔従来の技術〕再生可能な資源である森林資源、なかでも小径
木、間伐材等の未利用木材の有効な利用方法が現
在強く望まれている。また、木材を使用する工業
において工業廃棄物として副生する木材小片など
についてもより一層有効な利用方法の確立が急が
れている。本発明者らは上記の実情にかんがみ、先に木材
小片を主原料としたプラスチツク様の外観を呈す
る木質系成形品を開発し特許出願（特開昭59−
152837号公報）を行つた。これは木材小片に二塩
基酸無水物を反応させて木材中にカルボキシル基
を導入したエステル化木材小片に着目して、該エ
ステル化木材小片にエポキシ化合物を混合し、該
混合物を熱圧成形することにより得られるもので
ある。得られた木質系成形品は、成形品を構成し
ている木材小片が可塑化されており、表面が平滑
で光沢のあるプラスチツク様の外観を呈し、木材
成分が主成分であるにもかかわらず、水に対する
寸法安定性ならびに機械的強度、硬度、熱変形温
度の優れたものである。しかしながら、上記木質系成形品は下記のよう
な問題点があり、その用途を限定しなければなら
ないという難点があつた。即ち、上記木質系成形
品は水に浸せきした場合、寸法安定性においては
良好であるが、表面の平滑性および光沢が低下す
る問題があつた。また、耐候性においても木質系
成形品表面の白化および劣化が見られるという欠
点があつた。〔発明が解決しようとする問題点〕したがつて、本発明は水に浸せきしておいても
表面の平滑性および光沢性の低下が見られない、
また耐候性の優れた木質系成形板を得る方法を提
供するにある。〔問題点を解決するための手段〕本発明者らは上記木質系成形品の有する問題点
を解決すべく検討した結果、熱圧成形時に樹脂フ
イルムを介在させこれを同時に積層接着すること
により上記の問題点が大幅に解決された成形品が
得られることを見い出した。即ち、本発明は木材
中の水酸基に多塩基酸無水物を反応させて得られ
るカルボキシル基含有エステル化木材小片または
未反応多塩基酸無水物を含有している該カルボキ
シル基含有エステル化木材小片と分子中に２ケ以
上のエポキシ基を含む化合物からなる混合物を熱
圧成形して木質系成形板を得る方法において、熱
圧成形時に該混合物の片面または両面に熱可塑性
樹脂フイルムを施して、140℃以上、60Kg／cm²以
上で熱圧して一体に成形することを特徴とする耐
水性と耐候性に優れた木質系成形板の製造方法で
ある。本発明において使用するカルボキシル基含有エ
ステル化木材小片とはチツプ状、繊維状、あるい
は粉末状の木材小片に多塩基酸無水物を反応さ
せ、木材組織中に含まれているセルロース、ヘミ
セルロース、リグニン等の化学成分中の水酸基を
エステル化することにより、木材小片中にカルボ
キシル基を化学的に導入したもので本発明者らの
方法（特開昭59−152837号公報）に従つて容易に
製造することができる。この場合未反応の多塩基
酸無水物を含有しているものであつても何ら差し
つかえない。即ち、本発明においてはカルボキシ
ル基含有エステル化木材小片または未反応多塩基
酸無水物を含有している該カルボキシル基含有エ
ステル化木材小片のいずれを用いてもよい。分子中に２ケ以上のエポキシ基を含む化合物と
しては、例えば、ビスフエノールＡとエピクロル
ヒドリンより得られるビスフエノール型エポキシ
化合物、フエノール樹脂とエピクロルヒドリンよ
り得られるリボラツク型エポキシ化合物、ハロゲ
ン化ビスフエノールＡとエピクロルヒドリンより
得られるハロゲン化エポキシ化合物、ポリアルキ
レングリコールとエピクロルヒドリンより得られ
るポリアルキレンエーテル型エポキシ化合物等が
挙げられる。特に工業的に多量生産されており、
かつ安価に入手できるビスフエノール型エポキシ
化合物が好ましい。これらエポキシ化合物の使用
量は混合物中のカルボキシル基１当量または未反
応の多塩基酸無水物が存在している場合は、カル
ボキシル基と無水酸基の合計１当量に対してエポ
キシ基0.3〜２当量、好ましくは0.8〜1.2当量にな
るようにするのがよい。本発明において熱可塑性樹脂フイルムは熱圧成
形によつて基材と強固に接着して一体化し、得ら
れる木質系成形板の耐水性と耐候性を大幅に改良
する役目を果すものである。特に耐水性の良好な
フイルムが好ましくその透湿度が140g／m²、24
時間、40℃、90％RH以下の性能を有するフイル
ムにその効果が著しい。このような熱可塑性フイ
ルムとしてはメタクリル樹脂、アクリロニトリル
系樹脂、ポリアセタール樹脂、スチレン系樹脂、
ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂等で形成した
フイルム、またはこれらを主体とするラミネート
フイルム等が挙げられるが、ポリアミド樹脂等の
如く樹脂の特性上多少透湿性を有するものは厚み
調整によつて前記透湿度の範囲内に収めたものを
用いるのが好ましい。また基材との接着性の点か
ら上記樹脂中、メタクリル樹脂、ポリカーボネー
ト樹脂、アクリロニトリル系樹脂、スチレン系樹
脂等で形成したフイルムが好ましい。さらに最も
好ましいのはメタクリル樹脂またはポリカーボネ
ート樹脂で形成したフイルムであり、これらは透
明性、耐水性、耐候性の点でより優れている。次に本発明の製造方法を手順を追つて説明す
る。まず、カルボキシル基含有エステル化木材小
片または未反応多塩基酸無水物を含有している該
カルボキシル基含有エステル化木材小片と分子中
に２ケ以上のエポキシ基を含む化合物を充分に混
合する。この際必要に応じて、エポキシ基とカル
ボキシル基および組成によつては酸無水物基間の
付加反応による硬化反応を促進させるために従
来、エポキシ樹脂の多価カルボン酸や酸無水物硬
化において使用されている触媒、例えば、カルボ
ン酸の金属塩、三級アミン等を添加してもよい。
また得られる木質系成形板の機械的強度をさらに
向上させるためにガラス繊維を、難燃性を付与す
るためにハロゲン含有化合物、例えば、テトラブ
ロムビスフエノールＡ、テトラクロルビスフエノ
ールＡ、ヘキサクロルベンゼン等を、着色剤とし
て染料、顔料を同時に添加混合してもよい。混合方法としてはブレンダー、ニーダー、ミキ
シングロール等を用いて行うことができる。な
お、場合によつては混合時に加熱工程を設けるこ
とにより、混合をより効率的に行うことができ
る。次に、上記の如くして得られた混合物の片面ま
たは両面に熱可塑性樹脂フイルムを施して熱圧成
形する。熱圧成形方法としてはどのような方法で
も差しつかえないが、例えば、ホツトプレスを用
いて以下のように行うことができる。まず、コー
ル板の上に直接か、またはコール板の上に施され
た熱可塑性樹脂フイルムの上に前記混合物をフオ
ーミングしてマツトを形成する。次いで、該マツ
トの上に熱可塑性樹脂フイルムを施して、さらに
その上に平滑な鏡面板または凹凸模様を有するエ
ンボス板をあてがつて、所要時間加熱加圧を行
う。熱圧は混合物中の木材小片が可塑化し、得ら
れる基材とフイルムが接着する温度と圧力の条件
を満たすものでなければならず、140℃以上、60
Kg／cm²以上が必要である。この条件を満たさない
圧力、温度下では混合物中の木材小片が可塑化し
難くなつたり、またはたとえば可塑化しても得ら
れる基材とフイルムとの接着性が悪くなるので好
ましくない。また熱圧の上限は特に制限はない
が、一般的には熱可塑性樹脂フイルムが溶融流動
しない範囲が好ましい。フイルムが熱圧時に溶融
すると、同時に可塑化している基材中に混合され
て本来の目的を発揮できない場合がある。上記混
合物は上記条件下では主としてエステル化木材小
片中のカルボキシル基とエポキシ化合物中のエポ
キシ基との付加エステル化反応が起こり架橋結合
されて強靭な木質系成形板となる。このようにして得られた木質系成形板は木材小
片が可塑化されており、表面が平滑で光沢のある
プラスチツク様の外観を呈する。また、熱可塑性
樹脂フイルムは基材と一体化して強固に結合して
いることが認められるが、これは基材の木材小片
を含む混合物全体が熱圧成形下で溶融流動してフ
イルム表面と充分に接触し、その後固化する過程
でフイルムに対して接着剤として作用したことに
よるものと思われる。高温高圧下で混合物中のエ
ポキシ化合物、または酸無水物を含有する場合は
その両者がフイルムを充分に濡らし、さらにミク
ロ的にはフイルムの表面を部分的に溶解または膨
潤させた後反応して硬化することによつて強固に
接着したものと考えられる。したがつて、硬化反
応がかなり進むか、または完了した段階の基材に
フイルムを熱圧しても接着剤の良好なものは得ら
れない。このように、本発明は基材とフイルムの積層接
着に接着剤を用いる必要がないことも特徴の一つ
である。〔発明の効果〕前述の如く、本発明においてはエステル化木材
小片とエポキシ化合物からなる混合物を熱圧し
て、木材小片が可塑化された緻密なプラスチツク
様の木質系成形板を成形する際に、熱可塑性樹脂
フイルムを介在させることにより、該フイルムが
基材の表面と効果的に接着し、同時に一体成形さ
れることが見い出された。このことにより、木質
系成形板の緻密性、光沢性、その他の優れた特徴
を損うことなく、さらに水に浸せきしても表面の
平滑性及び光沢の低下がなく、また耐候性におい
ても表面に白化および劣化が見られず、耐水性、
耐候性を大幅に改善することができた。以上の如
く、本発明の製造方法により得られた優れた特性
を有する木質系成形板は建築材料、電気絶縁材
料、工業用部品材料等として多くの分野において
好適である。以下、製造例、実施例、比較例によつてさらに
詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるも
のではない。製造例カルボキシル基含有エステル化木材の製
造製造例１ 24メツシユ篩を通過した赤松材の乾燥木粉
400g、無水フタル酸102g、触媒として炭酸ナト
リウム2.1gを容量５のニーダー中に添加して、
170℃で２時間撹拌下にエステル化反応を行つた。
反応後、反応生成物を取り出し、洗浄することな
く該反応生成物をエステル化木粉として用いた。
このエステル化木粉中の木粉に付加された無水フ
タル酸の付加率は木粉を基準として15.8重量％で
あつた。製造例２製造例１において、反応時間を１時間にした以
外は製造例１と同様にして、無水フタル酸の付加
率が14.2重量％のエステル化木粉を得た。実施例１製造例１で得られたエステル化木粉66gに、ビ
スフエノールＡのジグリシジルエーテル（三井石
油化学エポキシ(株)製EPOMIK Ｒ−139、エポキ
シ当量180〜190）29gを添加しミキシングロール
で混合し、さらに容量５のニーダー中で、170
℃で25分間加熱撹拌を行つた。次に、該混合物を
コール板の上に施された厚さ40μのメタクリル樹
脂フイルムの上にフオーミングしてマツトを形成
した。次いで、該マツトの上にさらに上記と同一
フイルムを施して、その上に鏡面板をあてがい、
これらをプレス機の熱板間に挿入して熱圧成形を
行つた。熱圧条件は温度180℃、圧力150Kg／cm²、
時間30分であつた。熱圧成形後、厚さ3.6mmの木
質系成形板を得た。実施例２実施例１で熱圧条件の温度180℃を145℃に換え
ること以外は実施例１と同様に成形して、厚さ
3.6mmの木質系成形板を得た。比較例１実施例１で熱圧条件の温度180℃を130℃に換え
ること以外は実施例１と同様に成形して、厚さ
3.6mmの木質系成形板を得た。比較例２実施例１で熱圧条件の圧力150Kg／cm²を50Kg／
cm²に換えること以外は実施例１と同様に成形し
て、厚さ4.8mmの木質系成形板を得た。比較例３実施例１において、ニーダー中で混合して得た
混合物をコール板の上に直接フオーミングして、
マツトを形成した。次に、該マツトの上に鏡面板
をあてがい、これらをプレス機の熱板間に挿入し
て熱圧成形を行つた。熱圧条件は温度180℃、圧
力150Kg／cm²、時間30分であつた。このようにし
て得られた成形板を、再度コール板の上に施され
た厚さ40μのメタクリル樹脂フイルムの上に置
き、さらに該成形板の上にも上記と同一フイルム
を施し、その上に鏡面板をあてがい、次に、プレ
ス機の熱板間に挿入して熱圧成形を行つた。熱圧
条件は温度180℃、圧力150Kg／cm²、時間30分であ
つた。熱圧成形後、厚さ3.7mmの木質系成形板を
得た。

【表】実施例１，２および比較例１〜３で得られた木
質系成形板において、各々成形板の可塑性、基材
とメタクリル樹脂フイルムとの接着性、耐水性、
および耐候性について調べた。可塑性は木質系成
形板表面の可塑化の状態から評価した。接着性試
験はゴバン目セロテープ剥離試験により次の如く
行つた。即ち、成形板表面に、ハガネで1.5cm角
内にゴバン目を100個形成し、さらにその表面に
セロテープを貼着した。その後、この貼着された
セロテープを一気に剥離して、ゴバン目にフイル
ムが接着されて残存している比率、即ち接着率を
求めた。耐水試験は次の如く行つた。試験片を23
℃の水中に１カ月間浸せきした後、60℃で２時間
乾燥して、試験片表面の光沢の減少および基材と
熱可塑性樹脂フイルムとの接着の状態について観
察した。また、耐候性試験は次の如く行つた。サ
ンシヤインウエザーメーターを用いて、試験経過
時間による試験片表面の状態を観察した。これら
の結果を表−１に示す。表−１から実施例１，２
の本発明の製造方法による木質系成形板は比較例
に比べて、基材とメタクリル樹脂フイルムとの間
の接着性、さらに耐水性および耐候性が優れてい
ることが認められる。実施例３製造例２で得られたエステル化木粉143gにビ
スフエノールＡのジグリシジルエーテル47gを添
加しミキシングロールで混合し、さらに容量５
のニーダー中で、170℃で30分間加熱撹拌を行つ
た。次に、該混合物をコール板の上に施された厚
さ40μのメタクリル樹脂フイルムの上にフオーミ
ングしてマツトを形成した。次いで、該マツトの
上にさらに上記と同一フイルムを施して、その上
に鏡面板をあてがい、これらをプレス機の熱板間
に挿入して熱圧成形を行つた。熱圧条件は温度
170℃、圧力150Kg／cm²、時間30分であつた。熱圧
成形後、厚さ6.4mmの木質系成形板を得た。実施例４実施例３で使用した厚さ40μのメタクリル樹脂
フイルムを厚さ35μのポリカーボネート樹脂フイ
ルムに換えること以外は実施例３と同様に成形し
て、厚さ6.4mmの木質系成形板を得た。実施例５実施例３で使用した厚さ40μのメタクリル樹脂
フイルムを厚さ40μのポリアクリロニトリルフイ
ルムに換えること以外は実施例３と同様に成形し
て、厚さ6.4mmの木質系成形板を得た。実施例６実施例３で使用した厚さ40μのメタクリル樹脂
フイルムを厚さ40μの無延伸ナイロンフイルムに
換えること以外は実施例３と同様に成形して、厚
さ6.4mmの木質系成形板を得た。比較例４実施例３で使用した厚さ40μのメタクリル樹脂
フイルムを使用しなかつたこと以外は実施例３と
同様に成形して、厚さ6.3mmの木質系成形板を得
た。

【表】

【表】実施例３〜６および比較例４で得られた木質系
成形板の接着性、耐水性、および耐候性の試験結
果を表−２に示す。なお、各成形板はいずれも可
塑性良好であつた。また、基材と熱可塑性樹脂フ
イルムとの接着性を前記ゴバン目セロテープ剥離
試験によつて評価した結果、実施例３〜６いずれ
も良好であつたので、この場合はさらにセロテー
プ剥離試験を同一のゴバン目の場所で20回繰返し
た。表−２から明らかな如く、実施例３〜６の本
発明の製造方法による木質系成形板は比較例４の
熱可塑性樹脂フイルムを貼着していない木質系成
形板に比べて、耐水性および耐候性において優れ
ていることが認められる。

Claims

【特許請求の範囲】１木材中の水酸基に多塩基酸無水物を反応させ
て得られるカルボキシル基含有エステル化木材小
片または未反応多塩基酸無水物を含有している該
カルボキシル基含有エステル化木材小片と、分子
中に２ケ以上のエポキシ基を含む化合物からなる
混合物を熱圧成形して木質系成形板を得る方法に
おいて、熱圧成形時に該混合物の片面または両面
に熱可塑性樹脂フイルムを施して、140℃以上、
60Kg／cm²以上で熱圧して一体に成形することを特
徴とする木質系成形板の製造方法。２熱圧成形において、熱可塑性樹脂フイルムが
溶融流動しない成形条件であることを特徴とする
特許請求の範囲第１項記載の木質系成形板の製造
方法。３熱可塑性樹脂フイルムが透湿度140g／m²、
24時間、40℃、90％RH以下のフイルムである特
許請求の範囲第１項または第２項記載の木質系成
形板の製造方法。４熱可塑性樹脂フイルムがメタクリル樹脂また
はポリカーボネート樹脂で形成したフイルムであ
る特許請求の範囲第１〜３項のいずれかに記載の
木質系成形板の製造方法。