JPH06198610A

JPH06198610A - 木質繊維材の製法

Info

Publication number: JPH06198610A
Application number: JP213193A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiro Hirano; 善啓平野
Original assignee: Yamaha Corp
Current assignee: Yamaha Corp
Priority date: 1993-01-08
Filing date: 1993-01-08
Publication date: 1994-07-19

Abstract

(57)【要約】【目的】耐水性と耐湿性が高く、寸法安定性と耐候性
に優れ、かつ防かび性と防虫性を有する木質繊維材を得
る。【構成】木質繊維材を製造するに際して、木材を解繊
して得られる木質繊維を液相中でアセチル化し、このア
セチル化木質繊維を集積し、一体化成形する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は家屋の内壁、間仕切り、
戸、棚、家具・調度、楽器、電気・音響機器、玩具など
の構成材として使用される耐水性、耐湿性、防かび性、
及び防虫性に優れた木質繊維材の製法に関する。

【０００２】

【従来の技術】木材チップを解繊して得られる長さ数ｍ
ｍ〜数１０ｍｍの木質繊維を、ビニル系合成樹脂バイン
ダなどで接着し、一体化成形して得られる木質繊維材は
知られている。このような木質繊維材は方向性が少な
く、均質で、加工が容易であり、形状が平面に限らず曲
面、柱状など自由に成形でき、かつ大量生産ができるな
どの特長を有している。また一方で、これら木質繊維材
は本質的に多孔質であり、親水性表面積が大きいので、
吸水性及び吸湿性が他の木質成形材に比べて著しく高
い。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このような従来の木質
繊維材における高い吸水性及び吸湿性は、使用上大きな
障害となる場合がある。即ち、このような木質繊維材
は、吸水及び吸湿によって膨張、湾曲、軟化、剥離など
変形や崩壊を起こし易く、寸法安定性と耐候性に乏しい
ものであった。また、かびが生え易く、食木虫の被害も
受け易かった。

【０００４】従って本発明の目的は、上記の課題を解決
して、耐水性と耐湿性が高く、寸法安定性と耐候性に優
れ、かつ防かび性と防虫性を有する木質繊維材の製法を
提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】このような課題は、木材
を解繊して得られる木質繊維を液相中でアセチル化し、
このアセチル化木質繊維を集積し、一体化成形すること
からなる木質繊維材の製法を提供することによって解決
できる。上記の液相中でのアセチル化は、無水酢酸単独
からなるアセチル化剤によって行うことができる。また
は、上記の液相中でのアセチル化は、無水酢酸と有機媒
体との混合物からなるアセチル化剤によって行うことが
できる。この場合の有機媒体は、キシレンであることが
好ましい。上記の木質繊維材の製法において、アセチル
化木質繊維の集積が、未硬化の熱硬化性樹脂バインダ組
成物の存在下に行われることが好ましい。

【０００６】以下、本発明を詳しく説明する。本発明の
製法で用いられる木質繊維としては、木材をチップ化
し、得られたチップを蒸煮などによって解繊したものが
用いられる。使用する木質繊維としては、繊維径が０．
１〜０．７ｍｍ程度の細いものが好ましい。細い木質繊
維は、アセチル化に際して薬剤の浸透性を高め、処理後
の洗浄を容易にし、かつ得られた木質繊維材中のアセチ
ル化表面積を高める。また、繊維長が２〜５０ｍｍ程度
の長く、かつ柔軟な木質繊維を使用することが好まし
い。これは、アセチル化、洗浄工程において木質繊維の
流失を防ぎ、濾過などの作業性を良好にし、かつ得られ
た木質繊維材の靱性及び成形・加工性を高める。このよ
うに細く、長くかつ柔軟な木質繊維は、例えばエゾマツ
などの木材から得ることができる。

【０００７】木材を解繊して得られる木質繊維をアセチ
ル化するに際しては、これに先だって、木質繊維を含水
率が５％以下、好ましくは１％以下になるまで充分に乾
燥することが好ましい。これは、木質繊維を実質的に絶
乾状態にもたらすことによって、アセチル化反応が円滑
に進むからである。

【０００８】本発明では木質繊維のアセチル化を液相で
行う。木質繊維の液相アセチル化は、木質繊維を液相中
でアセチル化剤と接触させ、所定の温度で所定時間反応
させることによって行う。アセチル化剤としては酢酸、
無水酢酸、クロル酢酸などが使用可能であるが、特に無
水酢酸を使用することが好ましい。これ以外のアセチル
化剤は高価であったり、反応が緩慢であったり、廃液処
理が煩雑であったりするからである。

【０００９】また、無水酢酸による木質繊維のアセチル
化に際しては、これと反応しない不活性な有機媒体を存
在させることがさらに好ましい。有機媒体を使用する
と、発熱反応であるアセチル化反応を温和な状態で進め
ることができ、反応の調整が容易となり、木質繊維の過
度のアセチル化や熱劣化を防ぐことができる。このよう
な有機媒体の例としては、リグロイン、塩化メチレン、
テトラクロルエチレン、ベンゼン、トルエン、キシレ
ン、クロルベンゼン、ｏ−ジクロルベンゼンなどを挙げ
ることができる。有機媒体の無水酢酸に対する比率は容
量比０〜１０倍の範囲で調節し得るが、０．５〜２．０
倍の範囲とすることが好ましい。０．５倍以下では有機
媒体を存在させる効果がほとんど現れず、２．０倍以上
ではアセチル化反応が緩慢になりすぎて生産効率が低下
するからである。

【００１０】特に好ましい有機媒体はキシレンである。
キシレンは、沸点がアセチル化反応に好適であり、生成
したアセチル化木質繊維に対して非溶媒であり、安価か
つ毒性が比較的低いからである。

【００１１】木質繊維の液相中でのアセチル化に当たっ
ては、木質繊維の種類、求めるアセチル化度、反応液の
性質などによって、適度の温度と反応時間が選択され
る。これらは実験によって決定することができる。一般
には１２０〜１５０℃の温度で数分間〜数時間アセチル
化反応を行う。木質繊維のアセチル化度は耐湿性、吸水
率などの要求に応じて適宜調節することができるが、木
質感を残して耐水性、耐湿性を高めるには、重量増加率
で１０〜３０％とすることが好ましい。アセチル化の反
応容器としては、通常の液相アセチル化反応容器が使用
できる。無水酢酸や有機媒体の蒸散を防ぐために還流装
置を付設することが好ましい。

【００１２】アセチル化された木質繊維は、プレス濾過
などによって液相から分離し、水または温水で充分に洗
浄して、残留する無水酢酸やキシレン、また副生した酢
酸などを除去する。この後、熱風乾燥などによって含水
率が約３〜７％になるまで乾燥する。

【００１３】次に、得られたアセチル化木質繊維に合成
樹脂バインダを塗布し、所望の形態に集積し、一体化成
形する。これらの工程は、通常、木質繊維材の製造に使
用されている設備と操作法を用いて、回分式でも連続式
でも行うことができる。一般的にはブレンダなどの混合
装置中でアセチル化木質繊維の表面に合成樹脂バインダ
を塗布し、回分式または連続式のホットプレス上に集積
し、この集積物に熱と圧力を加えて一体化成形する。

【００１４】本発明の製法は、集積し一体化成形する際
の型を選択することによって、平板状の木質繊維材ばか
りでなく、曲面状のもの、柱状のもの、または表面にエ
ンボス加工、または彫刻調の凹凸模様が施されているも
のも製造することができる。このような凹凸模様は例え
ば、集積物を熱圧成形する型の面に陰刻を施すことによ
って賦与することができる。

【００１５】特に本発明の製法では、アセチル化木質繊
維の集積が、未硬化の熱硬化性樹脂バインダ組成物の存
在下に行われることが好ましい。これによって、さらに
強靱で、耐水性、耐湿性が高く、寸法安定性と耐候性に
優れた木質繊維材が得られる。

【００１６】上記の未硬化熱硬化性樹脂バインダ組成物
に含まれる熱硬化性樹脂の例としては、フェノール樹
脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂、エポキシ樹脂、ポリア
ミド樹脂、ポリウレタン樹脂、及びこれらの混合物また
は変性物を挙げることができる。特に、成形された木質
繊維材に靱性が求められる場合は未硬化のポリウレタン
樹脂を含む熱硬化性樹脂バインダ組成物を使用すること
が好ましい。熱硬化性樹脂バインダ組成物は上記の樹脂
成分の他に、硬化剤、硬化触媒、硬化促進剤、希釈剤、
増粘剤、粘着剤、分散剤、撥水剤、などを含んでいても
よい。

【００１７】熱硬化性樹脂バインダ組成物は、その硬化
成分がアセチル化木質繊維の重量の５〜２０％になるよ
うに配合することができる。５％以下では繊維の接着に
不十分であり、２０％以上では樹脂が過剰となって不経
済であるばかりでなく、成形物表面の木質感が減少す
る。

【００１８】この熱硬化性樹脂バインダ組成物は、水を
媒体とする乳液または分散液、有機溶剤を媒体とする溶
液、または粉体のいずれの形態のものも使用できるが、
作業効率と経済の観点からは、粉体のものが好ましい。
この観点からは例えば、未硬化の粉体フェノールノボラ
ック樹脂組成物（ヘキサメチレンテトラミンのような硬
化触媒を含む）は好ましい熱硬化性樹脂バインダ組成物
である。

【００１９】以上説明した本発明の木質繊維材の製法に
おいては、木質繊維をアセチル化するに先だって、木質
繊維の微細表面がアセチル化剤を受容し、アセチル化反
応が促進されるような前処理を施すことがさらに好まし
い。この前処理は、例えば、木質繊維を酢酸塩の水溶液
に浸漬し、濾過するなどの方法である。例えば、木質繊
維を２〜５％の酢酸カリウムまたは酢酸ナトリウムの水
溶液に１０分またはそれ以上浸漬した後、遠心分離機な
どによって余分な薬液を除去する。また別の方法として
は上記の水溶液を木質繊維に減圧または加圧によって注
入し、余分な薬液を洗浄除去する。しかし、このような
前処理は好ましくはあるが必須ではない。

【００２０】本発明の製法においては、アセチル化木質
繊維を集積する際、この集積物に難燃剤、色素、防虫
剤、防腐剤、防かび剤、撥水剤、吸音材、発泡ビーズ、
充填材、補強材などの添加物を配合することができる。
これらの添加物の配合によって、得られた木質繊維材に
それぞれ期待される特性を賦与することができる。

【００２１】以上に説明したような本発明の製法によっ
て製造される木質繊維材は、元来親水性である繊維素の
微細表面がアセチル化されているので、吸水性及び吸湿
性が著しく減少している。また、合成樹脂バインダとし
て熱硬化性樹脂が用いられているので、この木質繊維材
を水に浸漬したり高湿度の雰囲気中に長期間置いたとし
ても、吸水や吸湿によって膨張、湾曲、軟化、剥離など
の変形や崩壊を起こすことはなく、寸法安定性及び耐候
性が高い。また、木質繊維の微細表面がアセチル化され
ているから、菌、かび、木食性の虫類に対しても抵抗性
が高い。さらに、木質繊維の芯部までアセチル化されて
はいないので、適度の吸湿性が保持され、呼吸性と木質
感が維持されている。

【００２２】

【実施例】次に本発明の実施例を示す。（実施例１）エゾマツのチップを蒸煮し解繊して得られ
た木質繊維を５％酢酸ナトリウム水溶液に２時間浸漬し
て前処理を行った後、遠心分離して脱液し、さらに熱風
乾燥機中で含水率が１％になるまで乾燥した。得られた
乾燥物をセパラブルフラスコに入れ、その全量が浸漬す
る量の無水酢酸をアセチル化剤として注入し、１３０℃
に４時間保持した。処理後、フラスコ内容物をプレス濾
過して液相を除き、得られた繊維分は酢酸臭がなくなる
まで温水洗浄した。この洗浄操作の後、含水率が約５％
になるまで熱風乾燥した。ここに得られたアセチル化木
質繊維をブレンダに入れ、その重量の１５％の未硬化ポ
リウレタン樹脂と均一に混和し、ホットプレス上に集積
して加熱加圧して一体化成形し、実施例１の木質繊維材
ボードを得た。このものの厚さは１０ｍｍ、密度は０．
７であった。

【００２３】（実施例２）前処理の操作を省いた以外は
実施例１と同様の操作を繰り返し、実施例２の木質繊維
材ボードを得た。

【００２４】（実施例３）アセチル化剤として無水酢酸
とキシレンの１：１（容量）混合物を使用した以外は実
施例１と同様の操作を繰り返し、実施例３の木質繊維材
ボードを得た。実施例１〜３によって得られた木質繊維
材は、いずれも酢酸臭を認めなかった。

【００２５】（比較例）前処理とアセチル化の処理を行
わない木質繊維を用いて、実施例１と同様の集積・一体
化成形操作を行い比較例の木質繊維材ボードを得た。

【００２６】（試験例）これらの木質繊維材ボードにつ
いて、吸水試験と吸湿試験を行った。吸水試験は、試料
を２５℃の水に２４時間浸漬した後の厚さ膨張率（％）
を測定して行った。吸湿試験は、試料を３５℃、９５％
ＲＨの環境試験機に４８時間静置した後の厚さ膨張率
（％）を測定して行った。これら試験の結果を表１に示
す。

【００２７】

【表１】

【００２８】以上の結果から、本発明の方法によって製
造された木質繊維材が優れた耐水性及び耐湿性を有して
いることは明かである。

【００２９】

【発明の効果】本発明の木質繊維材の製法は、木材を解
繊して得られる木質繊維を液相中でアセチル化し、この
アセチル化木質繊維を集積し、一体化成形して木質繊維
材とするものであるので、耐水性と耐湿性が高く、寸法
安定性と耐候性に優れ、かつ防かび性と防虫性を有する
木質繊維材が得られるという効果がある。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】木材を解繊して得られる木質繊維を液相
中でアセチル化し、このアセチル化木質繊維を集積し、
一体化成形することを特徴とする木質繊維材の製法。