JPH0775880B2 - 複合材料及びその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は複合材料及びその製造方法に関し、特に木質繊
維板上に金属被覆層が形成されて成る複合材料及びその
製造方法に関する。

〈従来技術〉 特開昭50-12948号公報に、ハードボード、合板、木材、
スレート、陶磁器等の基材ボードの表面に900℃以下の
融点をもつ金属または合金を溶射し、更にその上に1000
〜1600℃の融点をもつ金属または合金を溶射した耐熱ボ
ードが開示されている。この従来技術によるボードは二
層の溶射を行うものであり、耐熱性及び耐水性に優れた
ものとされている。

〈発明が解決しようとする課題〉 上記従来技術による耐熱ボードは基材と金属層との複合
であるため、基材と金属層とにおける吸湿、吸水、乾燥
及び熱等に伴う膨張、収縮の違いによって、ボード自体
に反り、ねじれ、クラック、基材と金属層との層間剥離
等が発生する傾向が認められる。特に、ハードボード、
合板、木材等の有機質基材は、防湿、防水、乾燥に伴う
膨張、収縮が無機質基材に比して大きく、このような有
機質基材と金属層とを複合した場合には上記した傾向が
顕著に現れる。このため、この従来技術による耐熱ボー
ドは、建築材料或は家具、建築部材として使用されるに
至っていないのが現状である。

〈課題を解決するための手段〉 本発明は、このような従来技術の欠点に鑑みてその課題
を解決することを目的として鋭意工夫の末に完成された
ものであって、繊維中に存在する水酸基をアセチル基と
置換すべくアセチル化処理された木質繊維板を基板と
し、該基板の少なくとも一表面に溶射法による金属被膜
層が形成されて成ることを特徴とする複合材料である。

本発明はまたかかる複合材料の製造方法をも提供するも
のであって、この発明方法は、木材チップを蒸着により
脱脂・軟化処理した後解繊して木繊維を得、該木繊維を
酢酸無水物反応液中に浸漬しつつ加熱反応させて該木繊
維中の水酸基をアセチル基と置換せしめ、かくしてアセ
チル化処理された木繊維を接着性物質を用いて成形一体
化して木繊維マットを形成し、該木繊維マットを熱圧成
形して木質繊維板を形成し、該木質繊維板の少なくとも
一表面に金属を溶射した後冷却することにより金属被膜
層を形成することを特徴とする。

本発明において用いられる木繊維は、例えば松、杉、桧
等の針葉樹材又はラワン、カポール、栗、ポプラ等の広
葉樹材をチップにした後、このチップを蒸煮することに
より脱脂・軟化処理し、更にこの蒸煮チップを解繊装置
により解繊することによって得られる。この木繊維は長
さ１〜30mm、直径２〜300μ程度のものが大半を占め
る。この木繊維は導管及び仮導管又は細胞が束になった
ような形をしており、繊維外周部の細胞壁は引き裂かれ
たり割れ目を生じたりしているものが多いため、湿気や
水分を良く吸収する。

得られた木繊維は乾燥装置により乾燥した後、木繊維の
繊維中に存在する水酸基をアセチル基と置換させるべく
アセチル化処理する。このアセチル化処理は、木繊維
を、無触媒下で或は触媒として例えば酢酸ナトリウムや
酢酸カリウム等の酢酸金属塩水溶液を含浸させ乾燥させ
た後、無水酢酸、無水クロル酢酸等の酢酸無水物反応液
槽中に浸漬し、100〜150℃にて数分乃至時間加熱反応さ
せることによって行われる。反応終了後、過剰の反応液
を除去し、洗浄し乾燥する。

かくしてアセチル化された木繊維を混合装置に投入し、
接着剤、サイズ剤等を添加混合して付着させる。次いで
木繊維を風送し、フォーミング装置にて搬送装置上に一
定厚の連続した木繊維マットを形成する。

得られた木繊維マットを定尺切断した後、ホットプレス
に挿入して熱圧成形し、木質繊維板が得られる。この木
質繊維板の比重は0.4〜1.2の範囲内とすることが好まし
い。この理由は、比重が0.4以下であると表面がポーラ
スであるために金属被膜層が形成されにくくなり、膜厚
を大きくする必要が生ずるためであり、また比重が1.2
以上であると表面が密になり過ぎて金属被膜層の木質繊
維板に対する投錨効果が減少し、密着力が低下するため
である。また木質繊維板の含水率は20％以下とすること
が好ましい。この理由は、含水率が20％以上であると、
金属溶射時にその熱の影響で溶射面側の内部水が蒸発し
反対側に水分移動されるために内部バランスが崩れ、金
属溶射中において木質繊維板自体に溶射面側を凹とする
反りが生じ易くなるためである。

得られた木質繊維板を養生し、必要に応じてその表面
（後に金属被膜層が形成される側）をサンディングした
後、溶射器を用いて必要量の溶融金属を吹き付け溶射を
行う。金属溶射は木質繊維板の表面に限らず裏面、木口
面等の必要箇所、また全面を被覆するように行うことが
できる。金属溶射が行われる木質繊維板の面の温度は40
〜100℃であることが好ましく、この観点より、熱圧成
形後の木質繊維板の材温が高いうちに或は少なくとも木
質繊維板の金属被膜層を形成する面の温度を温めた後
に、金属溶射を行うことが好ましい。40℃以下であると
吹き付けられた溶融金属が直ちに冷却固化してしまうた
め、木質繊維板の被覆面に対する投錨効果による密着力
が十分に発揮されない。また100℃以上であると溶融金
属の温度影響が強く、木質繊維板の表面を劣化させるこ
ととなって、密着力が低下する。溶射される金属として
は錫、鉛、亜鉛、銅、黄銅、青銅、アルミニウム、ニッ
ケル、鉄、ステンレス等の金属合金が好適に用いられ
る。溶射法としては一般に行われる電気溶線式溶射法、
ガス溶線式溶射法、粉末式溶射法のいずれを採用しても
良い。溶射された金属は、その後の冷却により固化し、
木質繊維板の表面上に金属被膜層が密着形成される。

〈作用〉 木質繊維板の表面に形成される金属被膜層によって耐熱
性が向上される。木質繊維板は、その木繊維中の水酸基
がアセチル基と置換されてアセチル化処理されるので寸
法安定性に優れ、木繊維中への水分吸収及び乾燥に伴う
板の膨張・収縮が抑制される。木質繊維板自体におい
て、その木繊維が蒸煮脱脂処理されているため、溶融金
属の溶射に際して前処理を行う必要がない。

〈実施例〉 ラジアータパインのチップをダイジェスターにより160
℃、7kg/cm²で５分間蒸煮して脱脂・軟化処理した。こ
のチップをディファイブレーター式リファイナーで解繊
し、脱脂された木繊維を得た。この木繊維を乾燥した
後、無水酢酸に浸漬し、120℃で１時間加熱反応を行っ
た。反応終了後、過剰の反応液を除去し、直ちに洗浄機
に投入して水洗し、乾燥させることによって、アセチル
化処理された木繊維を得た。この際アセチル化による重
量増加率は17％であった。

アセチル化処理された木繊維をブレンダーに投入し、該
ブレンダー内において木繊維量に対して４％のワックス
サイズ及び10％のフェノール樹脂接着剤を添加混合した
後、風送し、フェルターにてスクリーンコンベア上にフ
ォーミングして一定厚の連続した木繊維マットを形成し
た。この木繊維マットをその幅、長さを所定寸法に切断
した後、ホットプレスに挿入して200℃にて４分間圧締
成形し、比重0.8、10mm厚、３′×６′サイズの木質繊
維板を得た。

得られた木質繊維板を養生し、表面温度が50℃になった
ところで、粉末式溶射法によりニッケル合金（Ni30％,Z
n4％,Cu66％、融点800〜1200℃）の溶融金属を溶射し、
後冷却することにより、金属被膜層を形成し、本発明に
よる複合材料が得られた。

〈発明の効果〉 本発明による複合材料は、木質繊維板の表面に金属被膜
層が形成されることにより耐熱性・耐水性に優れ、しか
も基材である基質繊維板はアセチル化処理されているた
めに寸法安定性に優れ、吸湿、吸水に伴う膨張・収縮が
抑制される。よって広く建築材料或は家具・建築部材と
して好適に用いられる。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】繊維中に存在する水酸基をアセチル基と置
   換すべくアセチル化処理された木質繊維板を基板とし、
   該基板の少なくとも一表面に、溶射法による金属被膜層
   が形成されて成ることを特徴とする、複合材料。
2. 【請求項２】木材チップを蒸煮により脱脂・軟化処理し
   た後解繊して木繊維を得、該木繊維を酢酸無水物反応液
   中に浸漬しつつ加熱反応させて該木繊維中の水酸基をア
   セチル基と置換せしめ、かくしてアセチル化処理された
   木繊維を接着性物質を用いて成形一体化して木繊維マッ
   トを形成し、該木繊維マットを熱圧成形して木質繊維板
   を形成し、該木質繊維板の少なくとも一表面に金属を溶
   射した後冷却することにより金属被膜層を形成すること
   を特徴とする、複合材料の製造方法。
3. 【請求項３】上記金属溶射を、熱圧成形後の上記木質繊
   維板の材温が40〜100℃である状態で行うことを特徴と
   する、請求項２記載の複合材料の製造方法。