JPH0732323A

JPH0732323A - 木質パネルの製法

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Publication number: JPH0732323A
Application number: JP18051593A
Authority: JP
Inventors: Tatsuo Iwata; 立男岩田; Hirotoshi Takahashi; 宏寿高橋; Satoshi Suzuki; 敏鈴木; Kazuyuki Endo; 和志遠藤
Original assignee: Yamaha Corp
Current assignee: Yamaha Corp
Priority date: 1993-07-21
Filing date: 1993-07-21
Publication date: 1995-02-03
Anticipated expiration: 2016-07-03
Also published as: JP3182988B2

Abstract

(57)【要約】【目的】低密度で軽量であり、なおかつ十分な強度を
有する木質パネルの製法を提供することにある。【構成】バインダーを塗布した木質繊維からなる第１
の層１４を形成し、その上に少なくとも１枚の熱可塑性
発泡樹脂からなる板材１０を積層し、その板材１０の側
面周囲を取り囲むように、バインダーを塗布した木質繊
維と木材薄片との混合物１５を配設して第２の層を形成
し、さらにその上にバインダーを塗布した木質繊維から
なる第３の層１２を積層して積層体を形成した後、その
積層体を、前記熱可塑性発泡樹脂の融点以上の温度で熱
圧し成形一体化することを特徴とする木質パネルの製
法。【効果】本発明の製法で製造した木質パネルは、その
内部に中空部を有しているので、木質パネル全体の密度
を低下させることができ、強度、剛性が維持されてお
り、表面は平滑とすることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は木質パネルの製法に関
し、より詳しくは、内部に中空部を有し、軽量であり、
なおかつ高強度を保持した木質パネルの製法に関する。

【０００２】

【従来の技術】木質繊維や木材薄片等を用いた木質パネ
ルは、従来廃材とされていた木質繊維や木材薄片等を有
効に利用できることから木材資源保護にも有効であり、
成形用の金型を変えることにより、要求される寸法、形
状の材料を比較的容易に得ることができ、構成要素を改
質したり、添加剤を加えてから成形することにより、防
虫性、防腐性、難燃性などを向上させることができ、天
然の木材にない特徴をもたせることができる。これらの
木質パネルは、一般に木材薄片や木質繊維等の構成要素
を、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂などの
バインダーで接着し、成形一体化して形成される。

【０００３】しかしながら、これらの木質パネルは、気
孔等の空隙を内在する天然木材に比較すると、その密度
が高くなる傾向があり、バインダー量を減少させて密度
を下げようとすると、得られる木質パネルの強度が低下
してしまう問題があった。さらに、木質パネルをなす構
成要素の寸法を大きくすることによって、強度を維持し
ながら低密度化すると、木質パネルの表面平滑性が失わ
れるという問題もあった。従って、このような木質パネ
ルを、例えば、ドア材等の大型軽量を要求される板材と
して使用するのは困難であった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】よって、本発明におけ
る課題は、低密度で軽量であり、なおかつ十分な強度を
有する木質パネルを得る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】かかる課題は、バインダ
ーを塗布した木質繊維からなる第１の層を形成し、その
上に少なくとも１枚の熱可塑性発泡樹脂からなる板材を
積層し、その板材の側面周囲を取り囲むように、バイン
ダーを塗布した木質繊維と木材薄片との混合物を配設し
て第２の層を形成し、さらにその上にバインダーを塗布
した木質繊維からなる第３の層を積層して積層体を形成
した後、その積層体を、前記熱可塑性発泡樹脂の融点以
上の温度で熱圧し成形一体化する木質パネルの製法によ
って解決できる。

【０００６】本発明の製法によって製造した木質パネル
は、その内部に１つ以上の中空部を有するものとなる。
図１に本発明の製法によって製造した木質パネルの一例
を示す。この木質パネル１は、中密度木質繊維成形板か
らなる一方の表層材４の上面に、２つの中空部３を有
し、木質繊維・木材薄片成形板からなる芯材５が積層さ
れ、さらにその芯材５の上面に、中密度木質繊維成形板
からなる他方の表層材２が積層されて成形一体化されて
いる。

【０００７】このような木質パネルは、図２に示すよう
に、まず、バインダーを塗布した木質繊維を均一に散布
して第１の層１４を形成する。その第１の層１４の上に
発泡スチロール等の熱可塑性発泡樹脂からなる板材１０
を２枚積層する。次に、この板材１０の側面周囲に、木
材薄片と木質繊維の混合物にバインダーを塗布したもの
１５を、その厚さが前記熱可塑性発泡樹脂の板材１０の
厚さと同じになるように充填して第２の層とする。さら
に、この第２の層の上に、バインダーを塗布した木質繊
維を積層して第３の層１２を形成する。

【０００８】このようにして得られた３層積層物を、図
における上下方向から圧縮するとともに加熱して成形一
体化する。この熱圧工程においては、温度が熱可塑性発
泡樹脂の融点に達しない段階で、熱可塑性発泡樹脂の板
材を内在したまま圧縮成形されるとともにバインダーが
固化して一体化され、木質パネル１の基本形状が形成さ
れる。その後、さらに昇温して前記熱可塑性発泡樹脂の
融点を越えると、その熱可塑性発泡樹脂は融解して収縮
し、中空部３が形成されて図１に示した形状の木質パネ
ルが得られる。

【０００９】本発明の木質パネルの製法によると、前記
第１の層１４が熱圧成形されて一方の表層材４が形成さ
れ、同様に、第２の層から芯材５が形成され、第３の層
１２から他方の表層材２が概略形成されるが、それらは
各々独立しているのではなく、表層材／芯材／表層材が
積層された状態で一体成形されている。

【００１０】本発明の木質パネルの製法において用いら
れる熱可塑性発泡樹脂の板材１０は、熱可塑性樹脂から
なる板材であり、発泡していて低密度のものが好まし
い。その熱可塑性樹脂としては、発泡スチロールが代表
的な例であるが、木質パネルの熱圧成形温度以下で融解
するものであれば特に限られるものではなく、例えば、
発泡性ポリウレタン樹脂等の自己発泡した樹脂や、発泡
剤によって発泡した樹脂等を用いてもよい。

【００１１】発泡剤によって発泡する樹脂の例として
は、熱可塑性ポリウレタン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポ
リ塩化ビニル樹脂またはそれらの混合物などがあり、発
泡剤としては、揮発性発泡剤、例えばＣＣｌ₃Ｆ、ＣＣ
ｌ₂Ｆ₂、またはＣＣｌ₂Ｆ−ＣＣｌＦ₂などや、熱分
解性発泡剤、例えばアゾジカルボンアミド、アゾヘキサ
ヒドロベンゾニトリル、２，２’−アゾイソブチロニト
リル、ベンゼンスルホヒドラジド、またはＮ，Ｎ’−ジ
ニトロソ−Ｎ，Ｎ’−ジメチルテレフタルアミドなどを
挙げることができる。

【００１２】このような熱可塑性発泡樹脂は、常法によ
って所望の大きさの板状にに成形したものを用いる。こ
の熱可塑性発泡樹脂の板材１０の形状や大きさは特に限
られるものではなく、目的とする木質パネルの形状、強
度、及び厚み等によって、適宜変更できる。特に高強度
が要求される場合には、第２の層中に占める熱可塑性発
泡樹脂の割合を低くして中空部の容積を小さくするのが
好ましく、特に軽量化が要求される場合には、その割合
を高くして中空部の容積を大きくするのが好ましい。

【００１３】また、本発明の木質パネルの製法における
第１の層と第３の層は、同じ材料で形成するのが好まし
く、それはバインダーを塗布した木質繊維であるのが好
ましい。さらに、その第１の層及び第３の層を熱圧成形
して概略形成される表層材は、木質繊維を、バインダー
で接着し成形一体化した木質繊維成形板のうち中密度の
ものとなるのが好ましい。即ち、この表層材の密度が、
０．４０〜０．６５ｇ／ｃｍ³となるように調整するの
が好ましい。この密度が０．６５ｇ／ｃｍ³より大きい
と、得られる木質パネルの重量が増加し、０．４０ｇ／
ｃｍ³より小さいと表面平滑性が十分でなくなる。

【００１４】この第１の層及び第３の層を形成する木質
繊維としては、木材チップを常法によって解繊して得ら
れるものであって、その繊維長が１〜３０ｍｍ程度、好
ましくは３ｍｍ以上の長さの繊維を全体の５０％以上含
み、繊維幅が０．１〜２ｍｍ程度であるものが好まし
い。この木質繊維は、予めアセチル化しておくのが好ま
しく、その場合、木質繊維を含水率３％以下、好ましく
は１％以下になるまで乾燥した後、酢酸、無水酢酸、ク
ロル酢酸等の気化蒸気に接触させて気相中でアセチル化
（アセチル化度１２〜２０％）するのが好ましい。ま
た、これらの木質繊維を接着一体化するバインダーとし
ては、ユリア樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂等の
非発泡性バインダーを主体としたもの用いるのが、金型
からの離型性の点から好ましい。

【００１５】また、この第１の層及び第３の層におけ
る、木質繊維に対するバインダーの割合は、木質繊維１
００重量部に対して５重量部以上とするのが好ましい。
木質繊維１００重量部に対しバインダーの添加量を５重
量部以下とすると、得られる表層材の強度が不十分にな
る。また、この表層材の厚さは、３〜４ｍｍとするのが
好ましく、厚さを３ｍｍ以下とすると、得られた木質パ
ネルの表面平滑性が十分でなくなり、４ｍｍ以上とする
と、木質パネルの重量が増加する。

【００１６】本発明の木質パネルの製法における第２の
層にあって、前記熱可塑性発泡樹脂の板材の周囲に配設
される材料は、木質繊維と木材薄片の混合物にバインダ
ーを塗布したものが好ましく、それを熱圧成形して概略
形成される芯材は木質繊維・木材薄片成形板となるのが
好ましい。この第２の層で用いられる木質繊維は、前記
第１及び第３の層で用いられるのと同様の木質繊維が好
ましく、木材薄片としては、長さが２０〜１００ｍｍ、
幅が３〜５ｍｍ、厚さが０．２〜０．８ｍｍ程度のもの
が好ましい。また、木質繊維と木材薄片の混合比は、目
的に応じて適宜設定することができるが、特に強度を向
上させるためには木材薄片の割合を高くし、表面の平滑
性を向上させるためには木質繊維の割合を高くするのが
好ましい。

【００１７】これらの木質繊維と木材薄片の混合物を接
着一体化するバインダーとしては、前記の非発泡性バイ
ンダー、発泡性ウレタン樹脂等の発泡性バインダー、あ
るいはそれらの混合物のいずれも用いられるが、得られ
る芯材の密度を低下させて軽量化するためには、発泡性
樹脂を含むものが好ましい。非発泡性樹脂と発泡性樹脂
の混合比は、目的とする密度によって適宜調整すること
ができる。

【００１８】この第２の層における、木質繊維と木材薄
片の混合物に対するバインダーの割合は、木質繊維と木
材薄片の混合物１００重量部に対して１０〜３０重量部
とするのが好ましい。また、得られる芯材の密度は、
０．６０ｇ／ｃｍ³程度とするのが好ましい。密度が
０．６０ｇ／ｃｍ³より小さいと、木質パネルの強度が
不十分になる。また、この芯材の曲げ強さは４０〜５０
ＭＰａであるのが好ましく、ＪＩＳ−Ａ５９０８による
ビス保持力が４０〜７０ｋｇであるのが好ましい。

【００１９】本発明の木質パネルの製法では、上記第１
の層から第３の層までを、熱圧成形機中に乾式フォーミ
ングし、その乾式フォーミングした積層物に熱圧を加え
て成形するのが好ましい。その熱圧条件は、用いる熱可
塑性発泡樹脂の融点により異なるが、圧力が１〜２ＭＰ
ａ、温度が１５０〜２００℃、時間が、目的とする木質
パネルの厚み（ｍｍ）×５〜１２０秒程度とするのが好
ましい。また、この熱圧成形は、圧力を印加した状態で
前記熱可塑性発泡樹脂の融点以下の温度に昇温し、その
温度で一定時間おいて成形した後に、熱可塑性発泡樹脂
の融点以上の温度まで昇温して中空部を形成するように
してもよいし、低温から熱可塑性発泡樹脂の融点以上ま
で連続的に昇温しながら成形するようにしてもよい。

【００２０】以上述べたように、本発明の製法によって
製造した木質パネルは、２枚の表層材の間に、中空部が
形成された芯材が積層されているため、木質パネル全体
の密度が低下する。また、芯材は木質繊維・木材薄片成
形板からなるため強度、剛性を保持しており、表層材は
木質繊維成形板からなるため、木質パネルの表面は平滑
になる。この木質パネルは、１回の熱圧成形で製造でき
る。

【００２１】次に、本発明の木質パネルの製法を実施例
に基づいて具体的に説明する。（実施例１）第１の層及び第３の層の材料として、繊維
長３ｍｍ以上のものを５０％以上含む木質繊維（カナデ
ィアンフォレストプリダクツ社製、Ｆ−４−１７）を１
００重量部と、バインダーとしての非発泡性フェノール
レジン２０重量部を用意し、低速で回転する回転ドラム
内に上記の木質繊維１００重量部を入れて、ドラム内で
自然落下する際にスプレーにより散布することにより、
木質繊維にバインダーを塗布した。

【００２２】第２の層の材料は、熱可塑性発泡樹脂の板
材として、厚さ７５ｍｍ、幅１００ｍｍ、長さ２０６０
ｍｍの発泡スチロール（７０倍発泡品、大日本インキ社
製、リュパール７０Ｂ）板を２枚用意し、芯材の材料と
して、木質繊維（カナディアンフォレストプリダクツ社
製、Ｆ−４−１７）を５０重量部用意した。また、長さ
が２０〜１００ｍｍ、幅が３〜５０ｍｍ、厚さが０．２
〜０．８ｍｍである木材薄片を、シェービングマシン
（（株）岩倉組製）で作製した。さらに、バインダーと
して、非発泡性の未濃縮ユリア樹脂と発泡性ウレタン樹
脂（住友バイエルウレタン社製の粗ＭＤＩ）の２：１混
合物を２０重量部を用意し、低速で回転する回転ドラム
内に上記の木質繊維と木材薄片を入れて、ドラム内で自
然落下する際にスプレーにより散布することにより、木
質繊維と木材薄片にバインダーを塗布した。

【００２３】まず、前記第１の層及び第３の層の材料の
うちの半分を、幅４００ｍｍ、長さ２３００ｍｍの熱圧
板上に均一に散布した。次に、２枚の熱可塑性発泡樹脂
の板材を、１００ｍｍの間隔をあけて並列させて積層
し、その側面周囲に芯材の材料を充填した。さらにその
上に、第１の層及び第３の層の材料の残り半分を均一に
散布して、図２に示すような積層体とした。この積層体
に、温度１６０℃、圧力２ＭＰａで２０分間熱圧成形
し、厚さ２１ｍｍの木質パネルを得た。得られた木質パ
ネルは、反りも見られず、表面も平滑であった。

【００２４】このようにして作製した木質パネルの曲げ
強さを、ＪＩＳ−Ａ５９０８に基づいて測定した。その
結果、曲げ強さは３８〜４５ＭＰａであった。また、こ
の木質板のビス保持力は、表面で５０〜８０ｋｇ、木口
面で４０〜７０ｋｇであった。さらに、この木質パネル
の密度は０．４１ｇ／ｃｍ³であり、全体の重量は１
２．６ｋｇであった。

【００２５】（比較例１）実施例１で作製した木質パネ
ルと同様の外寸の木質繊維成形板について、その密度を
測定したところ、０．６５〜０．７０ｇ／ｃｍ³でり、
全体の重量は２２．０ｋｇであった。また、その木質繊
維成形板のビス保持力は、表面で５０〜６０ｋｇ、木口
面で３５〜４０ｋｇであった。これらの結果から、本発
明の製法で製造した木質パネルは、低密度であり、従来
の木質繊維成形板と同等以上のビス保持力と、十分な曲
げ強さを有していることがわかる。

【発明の効果】本発明の木質パネルの製法によれば、表
層材、芯材及び熱可塑性発泡樹脂の板材を積層し、その
積層体を熱圧成形して形成され、その熱圧成形時に熱可
塑性発泡樹脂が融解して中空部が形成されるため、各部
材を接着するなどの工程が不要となり、しかも１回の熱
圧成形工程で製造することができるので、生産効率、コ
ストの面から非常に有効である。また、本発明の製法で
製造した木質パネルは、その内部に中空部を有している
ので、木質パネル全体の密度を低下させることができ、
ドア材等の大型板材としても軽量である。また、芯材は
木質繊維・木材薄片成形板であるため強度、剛性が維持
されており、表層材は中密度木質繊維成形板からなるた
め、たとえ芯材表面に凹凸があっても木質パネル表面は
平滑とすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の木質パネルの製法によって製造した
木質パネルの一例を示す一部断面図である。

【図２】本発明の木質パネルの製法を説明するための
断面図である。

【符号の説明】

１…木質パネル、２…表層材、３…中空部、４…表層
材、５…芯材、１０…熱可塑性発泡樹脂板材、１２…第
１の層、１４…第３の層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者遠藤和志静岡県浜松市中沢町10番１号ヤマハ株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】バインダーを塗布した木質繊維からなる
第１の層を形成し、その上に少なくとも１枚の熱可塑性
発泡樹脂からなる板材を積層し、その板材の側面周囲を
取り囲むように、バインダーを塗布した木質繊維と木材
薄片との混合物を配設して第２の層を形成し、さらにそ
の上にバインダーを塗布した木質繊維からなる第３の層
を積層して積層体を形成した後、その積層体を、前記熱
可塑性発泡樹脂の融点以上の温度で熱圧し成形一体化す
ることを特徴とする木質パネルの製法。
【請求項２】前記熱可塑性発泡樹脂が、発泡スチロー
ルであることを特徴とする請求項１記載の木質パネルの
製法。
【請求項３】請求項１または２記載の製法で製造され
たことを特徴とする木質パネル。