JPH0692542B2 - 合成木材の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】

この発明は、天然の木材に代わって使用れる合成木材の
製造方法に関する。特に、現在有効に利用されていない
膨大な量のモミガラを、有効に最適状態で再利用できる
合成木材の製造方法に関する。

【従来の技術ならびにその課題】

合成木材は、天然の木材にない独得の性質を備えてい
る。合成木材は、木目のない合成樹脂成型品であるた
め、反りや歪を少なくできる特長がある。合成木材を、
合成樹脂成型品と区別するために大切なことは、50％以
上の多量の木質系粉体を混合して、表面を美しく仕上げ
ることである。木質系粉体の混合率が低い合成木材は、
「安物」の合成樹脂成型品と同等としての評価しかされ
ない。木質系粉体の混合率を多くするにしたがって、天
然木材に近い高級な感じとなる。 木質系粉体に、木粉を使用した合成木材は開発されてい
る。この合成木材は、ペレット状の合成樹脂原料に、木
粉を混合して製造している。ところが、この方法で製造
された合成木材は、均質な物性とするのが極めて難しい
欠点がある。それは、木粉の材質が、木材の種類によっ
て著しく変動することが理由である。 この欠点を解決するために、禾本科植物の種子の外皮を
微粉末状にしたものを、合成樹脂に混合して成型する技
術が開発されている（特公昭60−11949号公報）。この
公報には、禾本科植物の種子の微粉末を、ポリプロピレ
ンやポリ塩化ビニル樹脂に混合して成型する技術が示さ
れている。 ところが、この方法で合成木材を製造すると、禾本科植
物の微粉末の混合率を高くすると、表面状態が悪くな
り、多量の種子粉末を混合して、高級な合成木材を製造
できない欠点があった。ちなみに、この方法で種子粉末
を合成樹脂原料に混合する場合、種子粉末の混合率が40
重量％以内にして表面状態を奇麗に仕上げることができ
る。しかしながら、これ以上の混合量とすると、表面を
奇麗に成形できなくなる。それは、多量の種子粉末を混
合すると、合成樹脂原料と種子粉末とが充分に混合でき
ず、金型内における流動性が低下することが理由であ
る。流動性の悪い合成樹脂は、極めて高圧の射出圧力で
射出成形する必要がある。金型表面との摩擦抵抗が大き
いからである。この状態で成形された合成樹脂は、表面
を奇麗に成形できないばかりでなく、表面の種子粉末が
熱で焦げて変質してしまう欠点がある。この弊害は、種
子粉末の混合割合を増加させると極めて甚だしくなる。 奇麗な表面に成形しできない成形品は、塗装による表面
仕上げを著しく阻害する。平滑面でない表面に塗装する
と、全体を均一に着色できずに斑ができる。この為、表
面を美しく塗装できない欠点がある。 本発明者は、禾本科植物の種子であるモミガラの添加量
を多くするために、独得の方法でモミガラを処理して添
加する合成樹脂成形品の製造方法を開発した（特開平３
−20324号公報）。この方法は下記の方法で顆粒状ない
し粉末状の合成樹脂組成物を製造する。 モミガラを加圧加熱状態として組織を破壊して昇温さ
せる。 約185℃の熱間で熱処理してモミガラの水分を除去す
るとともに、一定時間高温状態に保持して冷却する。 熱可塑性又は熱硬化製樹脂と混合して粉砕する。 粉砕する摩擦熱で昇温して、モミガラと合成樹脂の混
合物を半溶融状態から塊状になりかけたときに、加水す
る。 さらに解砕して熱で水分を蒸発して除去させ、粉砕し
たモミガラに合成樹脂を含浸させて、顆粒状ないし粉末
状の合成樹脂組成物とする。 この方法は、合成樹脂組成物に多量のモミガラを添加す
ることができる。しかしながら、この方法は製造に著し
く手間がかかる欠点がある。さらに、粉砕する途中の工
程で添加する水を、摩擦熱で気化させて蒸発するので、
水の気化に多量のエネルギーを必要とし、ランニングコ
ストが高くなる欠点がある。さらにまた、この方法は、
モミガラの添加量を多くした合成樹脂組成物を製造でき
るが、製造された合成樹脂組成物が顆粒状ないし粉末状
であるため、これを再び成形する必要がある。さらに、
モミガラの添加量が多くした合成樹脂組成物は、金型内
における流動性が低く、簡単かつ容易に、しかも能率よ
く綺麗な表面の成形品とすることが難しい。 この発明は、さらにこの欠点を解決することを目的に開
発されたもので、この発明の重要な目的は、木質系粉体
の混合率を高くして、表面を奇麗に仕上げることができ
る合成木材の製造方法を提供するにある。

【従来の課題を解決する為の手段】

本発明者は、前述の目的を達成するために、膨大な実験
を繰り返し、さらに、合成樹脂内にインサートされた木
質系粉体を顕微鏡でミクロに観察した。その結果、木質
系粉体と合成樹脂との結合状態と、成型品の表面状態と
の間に密接な関係があることを見いだした。 すなわち、木質系粉体の混合率を高くすると、木質系粉
体の表面全体を合成樹脂が完全に被覆しなくなり、この
状態となると、成形品の表面に凹凸ができて汚くなる現
象を見いだした。言い替えると、木質系粉体と合成樹脂
との混和性が低下して相性が悪くなると、表面状態が悪
化する現象を見いだした。 木質系粉体と合成樹脂との混合性を改善するために、種
々の添加物を試験した。しかしながら、いかなる添加材
を混合しても、木質系粉体の混合率を高くして、表面を
奇麗に成型することが出来なかった。 そこで、本発明者は、さらに実験を繰り返した結果、極
めて簡単な方法で、木質系粉体と合成樹脂との混和性を
著しく改善することに成功した。この発明の合成木材の
製造方法は、木質系粉体に５〜80重量％のモミガラ微粉
末を使用する。モミガラ微粉末は、モミガラを微粉末状
に加工したものである。さらに、本発明の方法は、モミ
ガラ微粉末と合成樹脂との混和性を改善するために、２
液を混合して硬化反応する２液性の合成樹脂原料を使用
する。モミガラ微粉末は、２液性の合成樹脂原料であっ
て未硬化状態にあって液状またはペースト状である合成
樹脂原料に混合して充分に攪拌される。モミガラ微粉末
が分散された液状またはペースト状の未硬化合成樹脂原
料であって、２液が混合された合成樹脂原料を金型に注
入成型またはプレス成型し、金型で所定の形状に成型す
ることを特徴としている。 ところで、この明細書において液状とは、水のように粘
度の低い状態は言うに及ばず、ペースト状も含む広い意
味に使用する。

【作用】

本発明の合成木材の製造方法は、合成樹脂に添加する木
質系粉体にモミガラを使用する。モミガラはそのままの
状態で使用されず、これを微粉末状に加工して合成樹脂
に添加される。さらに、モミガラ微粉末を添加する合成
樹脂原料は、２液性の合成樹脂原料である。２液性の合
成樹脂原料は、未硬化の状態においては、加熱すること
なく液状またはペースト状をしている。この状態にある
２液性の未硬化合成樹脂原料にモミガラ微粉末が添加さ
れる。液状またはペースト状の合成樹脂原料に添加され
たモミガラ微粉末は、充分に攪拌されて均一に分散され
る。 ２液性の未硬化合成樹脂原料は、熱可塑性合成樹脂のよ
うに溶融するために加熱する必要がない。常温で液状ま
たはペースト状をしているからである。常温で液状また
はペースト状である２液性の未硬化合成樹脂原料に微粉
末状のモミガラを添加して攪拌すると、両者の相溶性が
極めてよく、モミガラ微粉末が極めて均一に分散て充分
に混合される。さらに、２液性の合成樹脂原料は、加熱
しないで液状またはペースト状をしているので、モミガ
ラ微粉末を熱で劣化させることがない。微粉末に加工し
たモミガラが均一に分散された２液性の未硬化合成樹脂
原料は流動性がよく、注入成型またはプレス成型して奇
麗な表面に成形できる。たとえば、鏡面仕上げした成形
室に注入すると、表面が鏡面仕上げされた極めて奇麗な
成形品となる。このように、本発明の合成木材の製造方
法は、合成樹脂に添加する木質系粉体にモミガラを微粉
末に加工したものを使用し、さらにこれを２液性の未硬
化合成樹脂原料に添加して充分に混合し、さらにまた、
これを、注入成型またはプレス成型して硬化させるとい
う極めて簡単な方法で、奇麗に表面仕上げされた合成木
材を製造できる正に理想的な特長を実現している。

【好ましい実施例】

以下、この発明の実施例を詳細に説明する。 但し、以下に示す実施例は、この発明の技術思想を具体
化する為の方法を例示するものであって、この発明の合
成木材の製造方法は、製造工程、成型条件等を下記の条
件に特定するものでない。この発明の方法は、特許請求
の範囲に記載の範囲に於て、種々の変更が加えられる。 ［実施例１］ 下記の工程で合成木材を製造する。 原料攪拌工程 下記の原料を混合して攪拌する。 モミガラ微粉末…………70重量％、 液状のエポキシ樹脂……30重量％、 モミガラ微粉末には、50〜70メッシュのものを使用す
る。 液状のエポキシ樹脂には、２液性のエポキシ樹脂を使用
する。 硬化剤を混合しない液状のエポキシ樹脂に、モミガラ微
粉末を添加し、充分に攪拌する。モミガラ微粉末を均一
に分散した後、硬化剤を添加して更に攪拌する。 成型工程 の工程で得られた、モミガラ微粉末混合の未硬化合成
樹脂原料を、金型の板状の成形室に注入する。その後、
型締めして金型を常温冷間プレスするか加熱プレスす
る。成形室の合成樹脂は、反応し硬化する。硬化した
後、金型を開いて、成型された合成木材を脱型する。 この工程で得られた合成木材は、70重量％ものモミガラ
微粉末を含有するにもかかわらず、表面が極めて奇麗な
平滑面となった。この合成木材は、天然の木材と同様に
釘止や切削加工が自在にできる。 また、この合成木材を、湿度90％、温度30℃の環境に10
日置き、その後、湿度30％、温度20℃の室内に10日置い
て変形量を観測した。その結果、反りや歪はほとんど発
生しなかった。 従って、この合成木材は、天然の木に変わって、建築用
の板材として有効に使用できる。 ［実施例２］ 下記の工程で合成木材を製造する。 原料攪拌工程 下記の原料を混合して攪拌する。 モミガラ微粉末……………80重量％、 不飽和ポリエステル樹脂…20重量％、 モミガラ微粉末には、50〜70メッシュのものを使用す
る。 硬化剤を混合しない液状の不飽和ポリエステル樹脂に、
モミガラ微粉末を添加し、充分に攪拌する。モミガラ微
粉末を均一に分散した後、硬化剤を添加して更に攪拌す
る。 成型工程 の工程で得られた、モミガラ微粉末混合の不飽和ポリ
エステル樹脂を、金型の板状の成形室に圧注入する。そ
の後、型締めして不飽和ポリエステル樹脂を硬化させ
る。硬化した後、金型を開いて、成型された合成木材を
脱型する。 この工程で得られた合成木材は、80重量％ものモミガラ
微粉末を含有するにもかかわらず、表面が極めて奇麗な
平滑面となった。この合成木材は、天然の木材と同様に
釘止または切削加工ができる。 また、この合成木材を、湿度90％、温度30℃の環境に10
日置き、その後、湿度30％、温度20℃の室内に10日置い
て変形量を観測した。その結果、反りや歪はほとんど発
生しなかった。 従って、この合成木材は、天然の木に変わって、建築用
の板材として有効に使用できる。 ［実施例３］ 下記の工程で合成木材を製造する。 原料攪拌工程 下記の原料を混合して攪拌する。 モミガラ微粉末…………60重量％、 液状のウレタン樹脂……40重量％、 モミガラ微粉末には、50〜70メッシュのものを使用す
る。 ウレタン樹脂として、ポリエーテルとイソシアネートと
を使用する。また、ウレタン樹脂には、少量の触媒と、
発泡材を添加する。 ポリエーテルとイソシアネートとを計量し、これにモミ
ガラ微粉末を添加して充分に攪拌し、モミガラ微粉末を
均一に分散させる。 成型工程 の工程で得られた、モミガラ微粉末混合のポリエーテ
ルとイソシアネートとを、金型の成形室に注入する。そ
の後、型締してウレタン樹脂を発泡成型する。発泡成型
されたモミガラ微粉末混合のウレタン樹脂は、金型を開
いた脱型する。 この工程で得られた合成木材は、60重量％ものモミガラ
微粉末を含有するにもかかわらず、表面が極めて奇麗な
平滑面にできた。この合成木材は、ウレタン樹脂の発泡
体をモミガラ微粉末のバインダーとして使用しているの
で、特に釘止や切削が簡単にできる特長がある。 また、この合成木材を、湿度90％、温度30℃の環境に10
日置き、その後、湿度30％、温度20℃の室内に10日置い
て変形量を観測した。その結果、極めて高い寸法精度を
保持した。 また、ウレタン樹脂群の各特性のある種々の性質を持っ
たものを使用して、無発泡の硬質ソリッドタイプや水反
応型の発泡タイプも加工用途によって自在に使用でき
る。従って、この合成木材は、天然の木に変わって、NC
機やMC機のナライのマスターモデルに使用でき、また真
空成型や圧空成型用の型材に最適である。 ［実施例４］ 下記の工程で合成木材を製造する。 原料攪拌工程 下記の原料を混合して攪拌する。 モミガラ微粉末…………50重量％、 液状のアクリル樹脂……50重量％、 モミガラ微粉末には、50〜70メッシュのものを使用す
る。 アクリル樹脂には、未硬化状態で液状のものを使用す
る。 アクリル樹脂にモミガラ微粉末を添加して充分に攪拌
し、モミガラ微粉末を均一に分散させる。 成型工程 の工程で得られた、モミガラ微粉末混合のアクリル樹
脂を、金型の成形室に注入する。その後、型締してアク
リル樹脂を硬化させる。硬化したモミガラ微粉末混合の
アクリル樹脂は、金型を開いて脱型する。 この工程で得られた合成木材は、50重量％のモミガラ微
粉末を含有し、表面が極めて奇麗な平滑面をしていた。
この合成木材は、釘止が簡単にできる特長がある。 また、この合成木材を、湿度90％、温度30℃の環境に10
日置き、その後、湿度30％、温度20℃の室内に10日置い
て変形量を観測した。その結果、極めて高い寸法精度を
保持した。 従って、この合成木材は、天然の木に変わって、ナライ
のマスターモデルに使用して、真空成型や圧空成型用の
型材に最適である。 以上の実施例は、モミガラ微粉末の混合率を50〜80重量
％としている。この混合率で合成木材の表面を奇麗な平
滑状に仕上げることができる。従って、モミガラ微粉末
の混合率を、５〜80重量％の範囲とすることも可能であ
るのは言うまでもない。 なお、これ等の実施４例を用いて、例えば、家具部材、
板材、床材、楽器、音響装置、弱電部材、電装類、置物
等の範囲に使用ができる。

【発明の効果】

この発明の合成木材の製造方法は、モミガラ微粉末を液
状の未硬化合成樹脂原料に添加して充分に攪拌してい
る。この状態で合成樹脂原料に添加されたモミガラ微粉
末は、合成樹脂に極めて均一に分散できる。それは、成
型する前工程で、液状の合成樹脂原料を充分に攪拌し
て、モミガラ微粉末を分散できるからである。この工程
で混合されるモミガラ微粉末と液状合成樹脂とは、混和
性が極めてよく、モミガラ微粉末を合成樹脂内に均一に
分散できる。この状態の合成樹脂原料は、金型に注入ま
たはプレス成型すると、80重量％ものモミガラ微粉末を
混合して奇麗な表面状態を成型できる特長がある。 また、この発明の合成木材の製造方法は、木質系粉体に
モミガラ微粉末を使用して、その混合率を高くできるの
で、均質な合成木材を製造できる特長も実現する。 モミガラ微粉末は、木粉に比較すると、品質が極めて安
定している。世界中で生産されるモミガラ微粉末の品質
は殆ど変わらない。また、モミガラの発生量は極め多
く、有効に利用されていない。さらに好都合なことに、
モミガラの主成分は、木材と同様のセルロースである。
従って、多量のモミガラ微粉末を添加して製造できる合
成木材は、原料コストを著しく低減して、安価に多量生
産できる特長がある。 さらにまた、この発明の方法で製造された合成木材は、
表面を平滑面にできるので均一に斑なく塗装して奇麗に
表面仕上げできる特長も実現する。 さらにまた、この発明の方法で製造された合成木材は、
モミガラ微粉末の混合率を多くできるので天然木材に近
く、塗装仕上がりが非常に平滑で、塗装し易く、塗料の
吸い込みが殆どないので高能率に塗布できる利点があ
る。 また、天然木材と異なり、害虫による被害や湿気による
カビの発生や腐る恐れもない。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】木質系粉体を合成樹脂に混合して所定の形
   状に成型する合成木材の製造方法において、木質系粉体
   にモミガラを微粉末状に加工したモミガラ微粉末を使用
   すると共に、モミガラ微粉末の混合率を全重量の５〜80
   重量％とし、さらに、モミガラ微粉末を、２液を混合す
   ると硬化反応する２液性の合成樹脂原料であって、未硬
   化状態にあって液状またはペースト状の合成樹脂原料に
   混合して攪拌し、モミガラ微粉末が分散された未硬化合
   成樹脂原料であって２液が混合された合成樹脂原料を金
   型に注入成型またはプレス成型して硬化させることを特
   徴とする合成木材の製造方法。