JPH0623894A

JPH0623894A - 木質成形材とその製法

Info

Publication number: JPH0623894A
Application number: JP4182698A
Authority: JP
Inventors: Tatsuo Iwata; 立男岩田; Hirotoshi Takahashi; 宏寿高橋; Satoshi Suzuki; 敏鈴木
Original assignee: Yamaha Corp
Current assignee: Yamaha Corp
Priority date: 1992-07-09
Filing date: 1992-07-09
Publication date: 1994-02-01

Abstract

(57)【要約】【目的】軽量かつ強靱であり、表面が堅牢であり、塗
装に当たって塗布が円滑で、塗料のしみ込みが少なく、
光沢のよい塗膜が得られ、塗装物の耐久性と寸法安定性
がよく、しかも安価に製造できる木質成形材とその製法
を得る。【構成】木質成形材が、長繊維の木質繊維をその重量
の５〜３０％の熱硬化性樹脂バインダーと一体化成形し
てなる芯部１と、短繊維の木質繊維をその重量の３０〜
４００％の熱硬化性樹脂バインダーと一体化成形してな
る表層部２とからなる。

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し得る木質成形材とその製法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】木材チップを解繊して得られる木質繊維
をフェノール樹脂、アミノ系樹脂などの合成樹脂バイン
ダーと混和してシート状に抄造し、熱圧成形（ホットプ
レス）して得られる木質繊維材は既に知られている。こ
のような木質繊維材は、その比重から例えば、軟質繊維
板、半硬質繊維板、及び硬質繊維板などのように分類さ
れているが、このような比重の相違は主として木質繊維
の抄造密度と熱圧成形の圧力差などによるものであり、
いずれの木質繊維材も均質な断面組織を有し、その表面
は、程度の差はあれ多孔質であり、吸湿性、吸水性及び
吸油性がきわめて高い。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このような従来の木質
繊維材は、表面の硬度が低く、わずかな引っかきや衝撃
で損傷を受け易い。また、その表面を塗装する場合、塗
料が大量に組織内にしみ込んで浪費されるばかりでな
く、塗面に光沢が出ず、またしみ込んだ塗料成分の収縮
などによって塗装物に変形歪曲が起こり、塗面に亀裂が
生じるなど、寸法安定性や耐久性にも問題があった。

【０００４】このような課題を解決するために、従来か
ら、この木質繊維材の表面に樹脂層を積層する方法が提
案されている。これには二つの方法があって、その一つ
はフェノール樹脂含浸硬化紙などの裏打ち材を、熱圧成
形された木質繊維材の表面に後貼りする方法である。こ
の方法によって得られた成形物は、塗装に際して塗料の
しみ込みもなく、また塗面の状態や対衝撃性も良好であ
る。しかし後貼りのための工数を要し、経費が嵩む。も
う一つの方法は、木質繊維材の成形に際して、木質繊維
とバインダーの混和抄造物を、予めフェノール樹脂含浸
未硬化シートなどのプリプレグシートと積層し、その積
層物を熱圧成形する方法である。この方法によって得ら
れた成形物は後貼りのための工数を要することはない
が、熱圧成形時に発生したガスが通気性のないプリプレ
グシートに妨げられて内部に残留し、熱圧開放時に成形
物表面に気泡による不規則な凹凸を生ずる。このような
表面の凹凸は塗装しても隠ぺいすることができない。

【０００５】従って、本発明の目的は、上記の課題を解
決して、表面が平滑で硬く、塗装に際して塗料を浪費せ
ず、光沢ある塗面が得られ、塗装物の寸法安定性と耐久
性に優れ、しかもその製造に際して余分な工数を必要と
しない木質成形材と、その製法を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】このような課題は、長繊
維の木質繊維をその重量の５〜３０％の熱硬化性樹脂バ
インダーと一体化成形してなる芯部と、短繊維の木質繊
維をその重量の３０〜４００％の熱硬化性樹脂バインダ
ーと一体化成形してなる表層部とからなる木質成形材を
提供することによって解決できる。上記において、芯部
の木質繊維の繊維長は５〜５０ｍｍであることが好まし
い。上記において、表層部の木質繊維の繊維長は２〜５
ｍｍであることが好ましい。上記の木質成形材は、長繊
維の木質繊維をその重量の５〜３０％の未硬化熱硬化性
樹脂バインダーと抄造して得られる芯部抄造物と、短繊
維の木質繊維をその重量の３０〜４００％の未硬化熱硬
化性樹脂バインダーと抄造して得られる表層部抄造物と
を積層して積層抄造物とし、次いでこの積層抄造物を熱
圧成形することによって製造することができる。上記の
製法において、長繊維の木質繊維として、繊維長が５〜
５０ｍｍであるものを使用することが好ましい。上記の
製法において、短繊維の木質繊維として、繊維長が２〜
５ｍｍであるものを使用することが好ましい。

【０００７】次に本発明の木質成形材とその製法につい
て、図面を参照して説明する。図１はパネルの形態に成
形された本発明の木質成形材の一実施例を示している。
図１において、１は芯部であり、２は表層部である。こ
のパネルは、シート状に成形された芯部１と、この両面
にシート状に成形された表層部２とからなっている。

【０００８】芯部１は、長繊維の木質繊維をその重量の
５〜３０％の熱硬化性樹脂バインダーと一体化成形した
ものである。芯部１を構成する木質繊維は、例えばエゾ
マツ、ヒノキ、ラワン、ブナ、カバのような木材をチッ
プ化し、蒸煮の工程を経て解繊して得られるものであっ
て、繊維長が長く、靱性の高いものである。長繊維の木
質繊維は、その抄造物が嵩高で靱性に富んでいるから、
これを用いて得られた木質成形材は軽く、かつ可撓性の
優れたものとなる。芯部１の成形に用いる木質繊維は、
特にその繊維長が５〜５０ｍｍであることが好ましい。
繊維長が５ｍｍ以下では芯部１を軽量に、かつ可撓性に
成形することが困難になり、５０ｍｍ以上では製造の
際、繊維が互いに絡まって均質な抄造物を得ることが困
難になる。

【０００９】芯部１中の熱硬化性樹脂バインダーは木質
繊維相互の接着剤として用いられている。この熱硬化性
樹脂バインダーとしては、従来から木質繊維成形材のバ
インダーとして使用されているものがいずれも使用でき
る。その例としては例えば、フェノール樹脂、エポキシ
樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂、ウレタン樹脂、また
はそれらの変性物及び混合物を主成分とする組成物を挙
げることができる。しかし、芯部１の可撓性を高めるに
は、ポリウレタン変性熱硬化性樹脂組成物、例えばユリ
ア樹脂／ＭＤＩポリウレタン樹脂の２／１組成物などを
用いることが好ましい。この樹脂組成物には硬化剤、ま
たは硬化促進剤が含まれていてもよい。

【００１０】芯部１の一体化成形に際しては、これらの
未硬化の熱硬化性樹脂組成物が木質繊維の表層に均一に
付着するよう混合される。このとき使用される樹脂組成
物は、有機溶剤溶液、水性乳液、水性懸濁液、粉体のい
ずれの形態であってもよく、要は木質繊維の表面に均一
に付着して、加熱したとき硬化することによって木質繊
維相互の接点を接着すればよい。芯部１に使用される熱
硬化性樹脂バインダーの配合割合は、木質繊維の重量の
５〜３０％の範囲内である。５％以下では木質繊維の一
体化成形に際して充分な接着が得られず、３０％以上で
は芯部１の木質繊維が過度に緻密に接着し、嵩が縮小し
て軽量化が達成できないばかりでなく、木質繊維、樹脂
ともに過剰となって余分な経費が嵩む。

【００１１】表層部２は、短繊維の木質繊維をその重量
の３０〜４００％の熱硬化性樹脂バインダーと一体化成
形したものである。表層部２を構成する木質繊維は、例
えばエゾマツ、ヒノキ、ラワン、ブナ、カバのような木
材をチップ化し、蒸煮の工程を経て解繊して得られるも
のであって、繊維長の短いものが使用される。短繊維の
木質繊維はその抄造物が緻密であるから、これを用いる
と、得られた木質成形材の表面を硬く平滑にし、かつ呼
吸性を維持しながら吸湿性、吸水性、及び吸油性を低減
することができる。表層部２の成形に用いる木質繊維
は、特にその繊維長が２〜５ｍｍであることが好まし
い。繊維長が２ｍｍ以下では表層部２における繊維相互
の絡み合いが不足して、得られた木質成形材表面が靱性
を失い、５ｍｍ以上では表層部２の緻密性が失われ、本
発明の木質成形材が表層部２を設けた効果が減少する。

【００１２】表層部２中の熱硬化性樹脂バインダーは木
質繊維相互の接着剤、及び表層部２を構成するマトリク
ス要素として用いられている。この熱硬化性樹脂バイン
ダーとしては、従来から木質繊維成形材のバインダーと
して使用されているものがいずれも使用できる。その例
としては例えば、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、メラ
ミン樹脂、ユリア樹脂、ウレタン樹脂、またはそれらの
変性物及び混合物を主成分とする組成物を挙げることが
できる。しかし、表層部２の硬度と撥水性を高めるに
は、フェノールノボラック樹脂、メラミン樹脂、エポキ
シ樹脂またはそれらの変性樹脂組成物を用いることが好
ましい。この樹脂組成物には硬化剤、または硬化促進剤
が含まれていてもよい。

【００１３】表層部２の一体化成形に際しては、これら
の未硬化の熱硬化性樹脂組成物が木質繊維と均一に混合
される。このとき使用される樹脂組成物は、有機溶剤溶
液、水性乳液、水性懸濁液、粉体のいずれの形態であっ
てもよいが、表面の平滑性を高め吸水性・吸油性を低減
するには未硬化の粉体樹脂組成物、例えば粉体フェノー
ルノボラック樹脂組成物（硬化剤を含む）などを用いる
ことが好ましい。表層部２に使用される熱硬化性樹脂バ
インダーの配合割合は、木質繊維の重量の３０〜４００
％の範囲内である。３０％以下では表面に充分な硬度と
平滑性が得られず、また吸湿性、吸水性、吸油性の低減
効果も少ないものとなる。４００％以上では表層部の木
質感が失われ、また、過剰な樹脂の使用は経費が余分に
嵩む。

【００１４】本発明の木質成形材は、芯部１と表層部２
を個々に一体化成形し、一体化成形されたそれぞれの部
材を接合することによって製造することもできるが、長
繊維の木質繊維を未硬化熱硬化性樹脂バインダーと抄造
して得られる芯部抄造物と、短繊維の木質繊維を未硬化
熱硬化性樹脂バインダーと抄造して得られる表層部抄造
物とを加熱硬化する前に積層して積層抄造物とし、次い
でこの積層抄造物を熱圧成形する本発明の製法は、一度
の熱圧成形によって本発明の木質成形材が得られるの
で、工数が削減できて好ましい製法である。

【００１５】本発明の製法では、例えば熱圧機（例えば
ホットプレス）中に置かれた基台上で、まず芯部１また
は表層部２のいずれか一方を形成する木質繊維と未硬化
熱硬化性樹脂バインダーの混合物を所望の厚さに抄造
（集積・整形）して抄造物を形成する。この上に、他方
を形成する混合物を所望の厚さに抄造し、積層抄造物を
形成する。この際、湿式、半湿式、及び乾式のいずれの
抄造方法を採用してもよい。図１に示すような、芯部１
の両面に表層部２を有する木質成形材を製造する場合に
は、上記の抄造操作を、表層部抄造、芯部抄造、表層部
抄造の順に行って、３層の積層抄造物を形成する。次
に、この積層抄造物を上部から加圧板で一定圧に押圧し
ながら、抄造物中の熱硬化性樹脂の硬化温度に加熱し、
所定時間保持して熱圧成形する。このような熱圧装置は
回分式、連続式ともに、通常この分野で使用されている
ものが使用できる。上記のような本発明の製法により製
造された木質成形材は、芯部１と表層部２の界面でそれ
ぞれの繊維が絡み合い、また双方の樹脂が重複して接着
しているので、曲げ応力や剪断応力によって層間剥離を
起こすことはない。

【００１６】本発明の木質成形材は、図１に示すよう
な、芯部１の両面に表層部２を有するものだけではな
く、芯部１の片面のみに表層部２を有するものであって
もよい。また、本発明の木質成形材は平板状のものばか
りでなく、曲面状のもの、周面が表層部２で覆われた柱
状のもの、または表層部２の表面にエンボス状、または
彫刻調の凹凸模様が施されているものであってもよい。
このような凹凸模様は例えば、積層抄造物を熱圧成形す
るダイの面に陰刻を施すことによって賦与することがで
きる。

【００１７】本発明の木質成形材は芯部１、表層部２ま
たはその双方に、難燃剤、色素、防虫剤、防腐防かび
剤、撥水剤、吸音材、発泡ビーズ、充填材、補強材など
の添加物を含んでいてもよい。これらの添加物は例え
ば、芯部及び表層部のそれぞれの抄造前の組成物に添加
することによって、本発明の木質成形材に配合すること
ができる。

【００１８】

【実施例】次に本発明の一実施例について、さらに詳し
く説明する。この実施例は図１に示すように、パネル状
の木質成形材である。図１において、１は芯部であり、
２は表層部である。このパネルは、シート状に成形され
た芯部１と、この両面にシート状に成形された表層部２
とからなっている。このパネルは比重が０．５５〜０．
６０であり、厚さは１９ｍｍである。

【００１９】パネルの芯部１を形成する素材の種類と、
木質繊維を１００としたときのそれらの重量割合を下に
示す。繊維長５〜５０ｍｍ、繊維径０．１〜１．０ｍｍ
の木質繊維、１００重量部。熱硬化性樹脂バインダーと
して、ユリア樹脂／粗ＭＤＩポリウレタン樹脂の２／１
組成物、２０重量部。及びパラフィン系撥水剤、１．０
重量部。この芯部１の厚さは１５ｍｍである。

【００２０】次に、表層部２を形成する素材の種類と、
木質繊維を１００としたときのそれらの重量割合を下に
示す。繊維長２〜５ｍｍ、繊維径０．１〜０．５ｍｍの
木質繊維、１００重量部。熱硬化性樹脂バインダーとし
て、フェノールノボラック樹脂（ヘキサメチレンテトラ
ミン硬化剤を含む）、３００重量部。表層部２の厚さは
それぞれ２ｍｍである。

【００２１】このパネルは次のようにして製造した。ホ
ットプレス機の平滑な熱板上に、繊維長２〜５ｍｍ、繊
維径０．１〜０．５ｍｍの木質繊維１００重量部と、未
硬化の粉末フェノールノボラック樹脂（ヘキサメチレン
テトラミン硬化剤を含む）３００重量部からなる表層部
組成物（組成物Ａ）を、１ｍ²当り１，１００ｇの割合
で均一に散布し抄造した。次にこの抄造物の上に、繊維
長５〜５０ｍｍ、繊維径０．１〜１．０ｍｍの木質繊維
１００重量部、未硬化のユリア樹脂／粗ＭＤＩポリウレ
タン樹脂の２／１組成物２０重量部、及びパラフィン系
撥水剤１．０重量部からなる芯部組成物（組成物Ｂ）を
１ｍ²当り８，２５０ｇの割合で均一に散布し抄造し
た。さらにその抄造物の上に組成物Ａを１ｍ²当り１，
１００ｇの割合で均一に散布し抄造した。このようにし
て、熱板上に表層部抄造物／芯部抄造物／表層部抄造物
の３層からなる積層抄造物を形成し、平滑な加圧板で２
０ｋｇ／ｃｍ²に押圧し、１５０℃に１３分間加熱し
た。加熱後は熱圧を開放して水平に保持して冷却した。
得られたパネルは平滑な硬い表面を有していて、表層部
と芯部の界面は緊密に接着していた。

【００２２】このパネルについて塗装試験を行った。パ
ネル表面を＃６０〜＃８０のサンダーで研磨し、黒色の
ポリエステル塗料をこの上に塗布した。塗布は円滑に行
うことができ、塗料のしみ込みも少なく、かつ鏡面光沢
を有する塗膜が得られた。

【００２３】この塗装されたパネルをそれぞれ、３５℃
９５％相対湿度に２０日間、及び３５℃２０％相対湿度
に２０日間放置して環境試験を行ったところ、いずれの
場合も外観、寸法、強度に異常を認めなかった。この実
施例から、本発明の製法により製造された本発明の木質
成形材が、優れた表面特性と寸法安定性と耐久性を有し
ていることは明かである。

【００２４】

【発明の効果】本発明の木質成形材は、長繊維の木質繊
維をその重量の５〜３０％の熱硬化性樹脂バインダーと
一体化成形してなる芯部と、短繊維の木質繊維をその重
量の３０〜４００％の熱硬化性樹脂バインダーと一体化
成形してなる表層部とからなるものであるので、軽量で
しかも強靱であり、表面が堅牢であり、塗装に当たって
は塗布が円滑に行えて、塗料のしみ込みが少なく、光沢
のよい塗膜が得られ、塗装物の耐久性と寸法安定性がよ
く、しかも安価に製造できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の木質成形材の一実施例を示す斜視図
である。

【符号の説明】

１…芯部、２…表層部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｂ２９Ｋ 105:06 Ｂ２９Ｌ 31:10 4Ｆ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】長繊維の木質繊維をその重量の５〜３０
％の熱硬化性樹脂バインダーと一体化成形してなる芯部
と、短繊維の木質繊維をその重量の３０〜４００％の熱
硬化性樹脂バインダーと一体化成形してなる表層部とか
らなることを特徴とする木質成形材。
【請求項２】請求項１において、芯部の木質繊維の繊
維長が５〜５０ｍｍであることを特徴とする木質成形
材。
【請求項３】請求項１において、表層部の木質繊維の
繊維長が２〜５ｍｍであることを特徴とする木質成形
材。
【請求項４】請求項１記載の木質成形材を製造するに
際して、長繊維の木質繊維をその重量の５〜３０％の未
硬化熱硬化性樹脂バインダーと抄造して得られる芯部抄
造物と、短繊維の木質繊維をその重量の３０〜４００％
の未硬化熱硬化性樹脂バインダーと抄造して得られる表
層部抄造物とを積層して積層抄造物とし、次いでこの積
層抄造物を熱圧成形することを特徴とする木質成形材の
製法。
【請求項５】請求項４において、長繊維の木質繊維と
して、繊維長が５〜５０ｍｍであるものを使用すること
を特徴とする木質成形材の製法。
【請求項６】請求項４において、短繊維の木質繊維と
して、繊維長が２〜５ｍｍであるものを使用することを
特徴とする木質成形材の製法。