JP3103820B2 - 圧縮木質材の製造方法 - Google Patents

圧縮木質材の製造方法

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JP3103820B2 JP08129263A JP12926396A JP3103820B2 JP 3103820 B2 JP3103820 B2 JP 3103820B2 JP 08129263 A JP08129263 A JP 08129263A JP 12926396 A JP12926396 A JP 12926396A JP 3103820 B2 JP3103820 B2 JP 3103820B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は木質材を加熱圧縮し
て圧縮木質材を製造する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の圧縮木質材は、木質材を湿潤状態
であるいは水蒸気雰囲気中で加湿加温して高含水率・高
温状態とした後、加熱圧縮して製造されている。
【0003】上記従来技術は、木質材中に多量の水分が
存在する状態で高温の中で加熱圧縮して圧縮木質材を得
るものであり、セルロース、ヘミセルロース、リグニン
等の木材成分を軟化させ、特に非結晶成分であるヘミセ
ルロースおよびリグニンに対しては水分が可塑剤として
大きく作用してそれらの軟化温度をそれぞれ約60℃に
まで低下させ、木質材の可塑性を増大させつつ加熱圧縮
を行うものである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、高含水
率状態で木質材の加熱圧縮を行う従来技術による場合、
木質材の内部に存在する水分の高蒸気圧力が圧締の解圧
時に圧縮状態を復元しようとする力として働き、更に解
圧によるスプリングバック現象と相まって、圧縮状態を
維持することが困難である。
【0005】また、特に比重の低い木質材においては、
圧縮が容易になされるものの、水分の高蒸気圧力が圧締
の解圧時に一瞬のうちに放出されることによりパンク
(層間剥離)が発生するおそれがある。
【0006】高蒸気圧力の影響を防止するために、圧締
圧縮状態を保持しつつ冷却することも考えられるが、生
産性がきわめて低く、コストを大幅に上昇させるので実
際的ではない。
【0007】更に、圧縮化状態を維持することができた
としても、高含水率状態にある木質材全体に亘って圧縮
化されることから、高比重の木質材となってしまう。こ
のことは、圧縮化状態の維持により材積が小さくなり、
製品歩留まりを低下させ、コストを大幅に上昇させるこ
とを意味している。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は上記従来技術に
よる問題点を解決することのできる圧縮木質材の製造方
法を提供することを目的とする。
【0009】
【0010】すなわち、本発明による圧縮木質材の製造
方法は、繊維飽和点以下に含水率調整された木質材を予
備加熱してその表裏材温を高め、その表裏面に水を塗布
した後、該木質材の結晶成分であるセルロースの軟化点
以上の温度にて加熱圧縮し、その後解圧冷却することに
より、該木質材の表裏面にそれぞれ加熱圧縮により圧縮
化された高比重層を形成することを特徴とする。
【0011】
【発明の実施の形態】木質材としては、木材の挽材ある
いは集成材、単板積層材、合板、パーティクルボード、
繊維板等の加工材が用いられる。
【0012】これら木質材には針葉樹材および広葉樹材
のいずれもが使用可能であり、特に柔らかいもの、低比
重のものが好適に用いられる。
【0013】木質材は、その含水率を繊維飽和点以下、
好ましくは35%以下に調整される。このため、木質材
として挽材が用いられる場合、木材を製材前に乾燥した
後挽材とするか、あるいは乾燥せずに挽材とした後に乾
燥して得られる。加工材を用いる場合にはその製造過程
で繊維飽和点以下に含水率調整される。
【0014】繊維飽和点以下に含水率調整された木質材
を予備加熱して、その表裏材温を高める。予備加熱は、
木質材をドライヤーに投入したり、熱盤間に挟む等の任
意の方法で行うことができ、好ましくは木質材の表裏材
温を80℃以上とする。
【0015】予備加熱により表裏材温を高められた木質
材の表裏面に水を塗布する。水の塗布は、ロールコータ
ー、スプレー等を用いて行われ、木質材の表面含水率を
高め、後の熱圧による木質材の圧縮化を助長する働きを
なす。
【0016】水は、常温水、温水、熱水等のいずれの状
態で用いてもよい。予備加熱によって表裏材温が高めら
れた状態で水が塗布されるため、木質材表面への水の浸
透が良好となり、表面含水率が増大する。水の木質材表
面への浸透をさらに促進するために、界面活性剤のよう
な浸透性補助剤を添加混合することができる。あるい
は、木質材表面に微小凹溝や切溝を刻設することにより
水の浸透を助長するようにしてもよい。
【0017】次いで、上下の熱盤の間隔を規制する厚さ
規制治具(一般にディスタンスバーと呼ばれる)が取り
付けられたホットプレス装置の熱盤間に、予備加熱によ
り表裏材温が高められると共に水の塗布により表裏の含
水率が高められた木質材を挿入する。
【0018】加熱圧縮時に熱盤間に取り付けて用いられ
る厚さ規制治具は、最終的に得ようとする圧縮木質材の
厚みと略同じ厚みを有するものとされ、木質材の圧縮率
が5〜40%、より好ましくは8〜35%となるように
設けられることが好適である。換言すれば、木質材の厚
さの60〜95%、より好ましくは65〜92%の厚さ
を有する厚さ規制治具が好適に用いられる。
【0019】木質材の圧縮率が5%未満であると、表裏
両面に対する圧縮化が不十分となり、高比重層として必
要な強度を得ることができない。逆に、圧縮率が40%
を超えると、表裏両面の圧縮化は十分に行われて高比重
層としての必要強度が得られるものの、全体比重が高く
なって重量増を招き、また過大な圧縮率を与えることに
よる材積の減少、すなわち原材料のロスが大きくなるた
めに歩留まりが低下し、コストアップの原因となるので
好ましくない。
【0020】木質材の圧縮率は、上記範囲内において、
使用する木質材の樹種、比重、得ようとする表裏面の硬
度等に応じて任意に選択することができ、その選択され
た圧縮率に対応して厚さ規制治具をセットする。
【0021】圧締時間および圧締圧力は、使用する木質
材の種類、樹種、材自体の比重、柔らかさ等に応じて任
意に設定されるが、一般に圧締時間1〜7分、圧締圧力
5〜25kg/cmとすることが好ましい。
【0022】ホットプレス装置における木質材の熱圧圧
締は、その熱圧温度を、木質材の結晶成分であるセルロ
ースの軟化点以上の温度として行われる。
【0023】木質材中の結晶成分であるセルロースの軟
化点温度は、樹種によって若干異なるものの、概ね20
0〜250℃であり、しかも木質材の含水率にかかわら
ずほぼ一定している。従って、本発明では熱圧温度を2
00℃以上として圧締する必要がある。
【0024】なお、木質材の非結晶成分であるヘミセル
ロース、リグニンの軟化点温度は木質材の含水率によっ
て大きく変化し、絶乾状態におけるヘミセルロースおよ
びリグニンの軟化点温度はそれぞれ約180℃、約15
0℃であるが、木質材の繊維飽和点である35%の含水
率においては共に軟化点温度が60℃付近にまで低下す
る。従って、繊維飽和点以下に含水率調整された木質材
を用いる本発明において、セルロースの軟化点以上の温
度で熱圧圧締することにより、結晶成分であるセルロー
スが熱軟化すると同時に、非結晶成分であるヘミセルロ
ースおよびリグニンも軟化溶融する。
【0025】ホットプレス装置の上下熱盤間にて加熱圧
縮された木質材は、熱盤の熱が表裏部分に伝わり、該表
裏部分において熱軟化および圧縮力による圧縮化が進行
するが、木質材が繊維飽和点以下の含水率に調整されて
いることから、熱伝達は比較的緩慢な速度で内部に移行
し、従って木質材の表裏部分のみが早期に圧縮化され
る。特に、本発明においては、熱圧前に予備加熱により
表裏材温が高められると共に水を塗布することにより木
質材の表裏部分の含水率が高められているため、熱圧に
よる木質材の表裏部分の圧縮化が効率的且つ早期に行わ
れる。
【0026】なお、特に木質材の表裏面に塗布する水と
して常温水を用いた場合には、予備加熱がされていると
いえ、この塗布により木質材自体の材温が低下すること
があるが、表面含水率が高められた状態での加熱圧縮で
あるため表裏部分においては熱伝達が迅速であり、また
非結晶成分の軟化点温度が低下することとも相俟って、
圧締時間の大幅な短縮が可能である。
【0027】以上のようにして加熱圧縮を行った後に解
圧冷却する。
【0028】木質材の表裏面の高比重層の硬さはJIS
Z−2007による木材の硬さ試験法において1.5
kgf/mm以上であることが好ましい。これにより
表面の耐衝撃性が十分なものとなって傷がつきにくくな
り、材自体の曲げ強度を向上させると共に、疎水性、膨
潤率、吸水率の減少により木質材としての寸法安定性を
向上させる。なお、上記試験法による硬さの数値は、そ
の各々の高比重層を研削等により外面に露出させた状態
で測定したものである。
【0029】以上のようにして、繊維飽和点以下に含水
率調整された木質材の表裏面にそれぞれ加熱圧縮により
圧縮化された高比重層2、2が設けられて成ることを特
徴とする本発明の圧縮木質材1が得られる(図1)。
【0030】かかる木質板は、その表面に必要に応じて
下地処理、着色塗装、柄模様印刷、上塗り塗装等のダイ
レクト化粧や、突板、化粧紙、化粧合成樹脂フィルム等
の化粧材を積層することによるオーバーレイ化粧が施さ
れる化粧板の基材として好適に用いられ、該化粧板は建
築用材や建具または家具用材として有効に利用されるも
のである。
【0031】
【発明の効果】本発明によれば、全体比重を高めること
なく、木質材の表裏面およびその厚さ方向の中心にそれ
ぞれ高比重層が形成されるため、軽量でありながら曲げ
強度、表面平滑性、表面硬度の向上がなされ、また表裏
のバランスが保たれることから反りやねじれを発生させ
ることのない圧縮木質材が得られる。
【0032】木質材の表裏面にそれぞれ形成される高比
重層は、木質材の結晶成分であるセルロースが軟化さ
れ、また非結晶成分であるヘミセルロース、リグニンが
軟化溶融された後に圧縮されて高比重に硬化して形成さ
れるものであるため、疎水性の被膜となり、圧縮化によ
る親水性の低減と相まって、膨潤率および吸水率を減少
させることができ、木質材の寸法安定性を大幅に向上さ
せる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による圧縮木質材の概略構成を示す断面
図である。
【符号の説明】
1 圧縮木質材 2 高比重層
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平7−54467(JP,A) 特開 平6−238615(JP,A) 特開 平9−225904(JP,A) 特開 平9−225905(JP,A) 特開 平9−225906(JP,A) 特開 平6−238615(JP,A) 特開 平8−224708(JP,A) 特開 平8−224707(JP,A) 特開 平8−258221(JP,A) 特開 平8−258010(JP,A) 特開 平8−294906(JP,A) 実開 平5−85937(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B27K 5/00 B27K 5/06

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】繊維飽和点以下に含水率調整された木質材
    を予備加熱してその表裏材温を高め、その表裏面に水を
    塗布した後、該木質材の結晶成分であるセルロースの軟
    化点以上の温度にて加熱圧縮し、その後解圧冷却するこ
    とにより、該木質材の表裏面にそれぞれ加熱圧縮により
    圧縮化された高比重層を形成することを特徴とする圧縮
    木質材の製造方法。
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