JP3403903B2

JP3403903B2 - 中密度繊維板成形体及びその製造方法

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Publication number: JP3403903B2
Application number: JP29795196A
Authority: JP
Inventors: 麻紀前原; 石橋　　亮
Original assignee: YKK Corp
Current assignee: YKK Corp
Priority date: 1996-10-22
Filing date: 1996-10-22
Publication date: 2003-05-06
Anticipated expiration: 2016-10-22
Also published as: JPH10119015A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、木質繊維を接着剤
で固め、熱圧成形して得られる中密度繊維板（以下、Ｍ
ＤＦと略記する）の成形体及びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＪＩＳＡ５９０５に示されるＭＤＦ
は、丸太を製材したときに出る廃材などから木質繊維を
取り出して接着剤で固め、熱圧成形して板にした製品で
ある。ＭＤＦは、表面と裏面が高密度、中間部が低密度
という３層構造をしており、木口から水分が吸収されや
すく、厚さ方向に大きく膨潤する反面、繊維が面配向し
ているため、面方向にはほとんど伸びを示さないという
特徴を持っている。そのため、凹凸のある成形体を熱圧
成形されたＭＤＦから通常のプレス成形法により成形し
た場合には、曲げ部および伸長部において材の破壊が発
生し、製品を得ることができない。そのため、凹凸のあ
る製品を得るには、ＭＤＦ板製造時に所望の形状を有す
る金型により熱圧成形する必要がある。しかしながら、
この方法においては、生産規模が大きいことが前提とな
り、多品種小ロット製品の生産には適さない。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】一般に、プレス成形に
より凹凸のある成形体を得るためには、材料に１０％程
度以上の伸びがなければならない。ＭＤＦは木材繊維を
接着材で固めた板状材料であり、木材繊維の性質が強く
現われている。つまり、配向面内にはほとんど伸びはな
く、汎用のユリア樹脂系接着剤を用いたＭＤＦでは、２
５℃の水中へ３日間浸漬させた場合においても、長さ方
向には０．３〜０．５％程度しか伸びを示さない。この
ように、ＭＤＦは、水含浸や加熱等、いかなる処理を施
しても面方向にはせいぜい２％程度のわずかな伸びしか
得られない。そのため、プレス成形を行うと、前処理の
有無やプレス時の圧力に拘らず、必ず引き裂き部が生じ
る。既製のＭＤＦの伸びでは、引き裂き部を生じさせる
ことなくプレス成形することは困難である。さらに、プ
レス加工体の角部は丸みを持ち、切削加工の様なシャー
プな角を成形することができない。本発明は、前記の様
にプレス成形の困難なＭＤＦをプレス成形により凹凸の
ある形状に加工した成形体及びその製造方法を提供する
ものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明によれば、ＭＤＦのプレス成形体において、
引き裂き部、角部及び／又は表面を、不飽和ポリエステ
ル樹脂で充填したことを特徴とするＭＤＦプレス成形体
が提供される。さらに本発明によれば、上記ＭＤＦプレ
ス成形体の製造方法も提供され、その一態様は、ＭＤＦ
のプレス成形において、ＭＤＦをプレス加工する第１の
工程と、それにつづく上記樹脂の充填を行う第２の工程
を同一の金型により行うことを特徴としており、他の態
様は、ＭＤＦをプレス加工する金型内にＭＤＦと上記充
填用樹脂を配置し、単一の工程でＭＤＦの成形と樹脂充
填を同時に行うことを特徴としている。

【０００５】

【発明の実施の形態】前記したように、ＭＤＦをプレス
成形すると、前処理の有無やプレス時の圧力に拘らず、
引き裂き部が生じる。プレス成形に適したＭＤＦは、汎
用のユリア樹脂系ＭＤＦであり、なかでも板厚が薄く低
密度のものが適する。しかし、その板厚以上のしぼり加
工においては、伸びが小さいために引き裂かれる様に割
れが発生する。浅い凹凸加工では圧縮により凹凸を成形
できるため、剪断が働かず、伸びの小さなＭＤＦであっ
ても成形することができる。しかし、この様な浅い凹凸
加工であっても加工端部は丸みを帯び、切削加工の様な
鋭いエッジとはならない。これに対して、本発明によれ
ば、ＭＤＦをプレス成形し、それによって生じた引き裂
き部や角部に樹脂を充填することにより、シャープなエ
ッジ部の凹凸を有する成形体が得られる。これらの工程
は同一の金型を用いて行う事ができる。型取り用のプレ
ス金型及び充填用プレス金型として異なる金型を用いて
行うことも可能である。また、ＭＤＦをプレスする際に
金型内に充填用樹脂を流し込むことにより、１回のプレ
スにより成形体を得ることも可能である。

【０００６】以下、ＭＤＦのプレス工程と樹脂の充填工
程の２工程を有する成形方法について説明する。第１工
程として、まずＭＤＦにプレス成形を施す。このときの
圧力は特に限定されるものではなく、金型がＭＤＦを打
ち抜かない程度の圧力で十分である。次に、第２工程と
して、ＭＤＦの引き裂き部や丸い角部等への樹脂の充填
を実施する。

【０００７】熱硬化性樹脂を使用する場合は、熱圧成形
において比較的低い型締め力でも大きな金型が使用でき
るため有利である。使用される熱硬化性樹脂としては、
不飽和ポリエステル（以下、ＵＰと略記する）が適す
る。特に、ＵＰは離型性に加え、入手の容易さ、またＵ
Ｐ内に一般に重合性モノマーとしてスチレンが含有され
ていることからスチレンに溶解する樹脂を添加できるこ
と、さらには硬化剤（あるいはさらに硬化促進剤）の種
類と量を変えることで樹脂の硬化時間を調整できる等の
特徴を有する。一方、エポキシ樹脂は接着性が高く、Ｍ
ＤＦと強固に接着するが、金型との接着性も高いため、
金型の表面に接着を防止するコーティングが必要であ
る。ウレタン樹脂は、変成ポリウレタンを使用すること
により粘度の高いものが入手可能で、市販のウレタン樹
脂を容易に使用できる。しかし、一般に変成ポリウレタ
ンは柔軟で、硬質な感触を得ることは難しい。

【０００８】樹脂の充填量は引き裂き部や丸い角部等を
充填するのに十分な量であればよく、特に制限されるも
のではない。また、樹脂の粘度は特に制限されることは
なく、引き裂き部を十分に充填できる粘度であればよ
い。樹脂の粘度は剪断速度により変化するが、好ましく
は図１に示すように剪断速度が１２０〜６０００（１／
ｓ）の範囲にあるときに、粘度が図１の２本の線で挟ま
れた範囲内にある樹脂が適しており、剪断速度１２０
（１／ｓ）で、１００〜２０，０００Ｐａｓの範囲が適
する。樹脂の粘度はプレス面積やプレス機の性能等によ
って変えることが可能であるが、比較的高粘度の方が充
填性が高く、成形体がきれいに仕上がる。

【０００９】粘度の調整方法としては、充填用樹脂とし
てＵＰを用いる場合、モノマー特にスチレンに溶解する
樹脂を粘度調整剤として添加する方法が適当である。引
き裂き部に樹脂を充填するには高い粘度を持つＵＰが適
しており、粘弾性測定から求まる貯蔵弾性率の高い液体
が適している。低粘度のＵＰはＭＤＦ内に吸収され、引
き裂き部の充填が完全になされず、また金型の外へ流出
する。逆に粘度が高すぎると、引き裂き部へ充填される
ものと表面に残存するものが生じ、充填効果が半減す
る。ＵＰを適当な粘度に調整するには、通常の市販のＵ
Ｐには重合性モノマーとしてスチレンが３０〜５０％程
度含まれていることを考慮し、ＵＰと相溶性のある樹
脂、なかでもスチレンに溶解する樹脂の添加が好まし
い。ポリスチレン、ポリアクリロニトリル、ＡＢＳ樹
脂、塩化ビニル樹脂等以外のほとんどの樹脂が溶解可能
であり、さらに大部分の未加硫ゴムも溶解可能である。
このような樹脂の中でも、アクリル樹脂はスチレンへの
溶解性が高く、ＵＰともよく相溶し、ＵＰの増粘効果が
高い。さらにアクリル樹脂は接着性が良く、成形体のう
えにラミネート等の後加工を行う際の接着性を損なうこ
とがないので好ましい。

【００１０】第１の工程で生じた引き裂き部等への不飽
和ポリエステル樹脂の充填方法は、特に限定されるもの
ではない。第１の工程でＭＤＦを成形した後、金型を開
き、ＭＤＦを金型中に残したまま、不飽和ポリエステル
樹脂を金型中に注入し、再度プレスすることにより、引
き裂き部等への不飽和ポリエステル樹脂の充填を行う。
第２の工程の金型温度とプレス時間を適当に選ぶことに
より、金型中で熱硬化性の不飽和ポリエステル樹脂を硬
化させることができる。第１の工程のＭＤＦのプレス成
形に用いる金型の温度は、第２の工程で樹脂を充填、硬
化させる際の最適温度を考慮した温度に設定される。こ
の第１の工程によりＭＤＦを予熱し、第２の工程の加工
時間を短縮することが可能である。

【００１１】一方、ＭＤＦのプレス成形において、ＭＤ
Ｆをプレス加工する金型内にＭＤＦと充填用樹脂を配置
し、単一の工程でＭＤＦの成形と樹脂充填を同時に行う
場合には、ＭＤＦと不飽和ポリエステル樹脂を同時に金
型に装填し、型締めを行い、熱圧成形を行う。この時、
金型の温度は不飽和ポリエステル樹脂の硬化温度に設定
する。所定の時間、加熱加圧した後、金型を開き、成形
物を取り出す。この場合、不飽和ポリエステル樹脂の流
動とＭＤＦの成形が同時に行われる。比較的ＭＤＦの変
形が小さく、樹脂量の多い場合にはこの単一工程での成
形が適する。

【００１２】熱硬化性の充填樹脂に硬化剤及び促進剤を
添加することにより、硬化速度を調整することができ、
また、より迅速な樹脂の硬化が期待される。硬化剤及び
促進剤の種類、添加量は特に限定されるものではない
が、ＵＰの場合、ＵＰとの混合性や可使時間、硬化時間
を考慮して決められる。硬化剤は硬化活性の異なる２種
類以上の混合系の使用が好ましい。速硬性の硬化剤のみ
では未反応のＵＰが残存することが懸念され、他方、反
応が緩やかに進行する硬化剤のみでは硬化に時間を要す
る。そのため、これらの混合系が適している。硬化剤の
添加割合はＵＰに対して１〜５重量％、好ましくは１〜
２重量％、促進剤は硬化剤と同量またはそれ以下が好ま
しい。これ以上多量に添加しても、大きな硬化時間の短
縮や大幅な物性向上効果は期待できない。動的粘弾性測
定装置を用いて、硬化剤の種類を変えたときのＵＰ（大
日本インキ化学工業（株）製ＰＢ−２０１）の硬化時間
について、例えば硬化剤として化薬アクゾ（株）製のパ
ーカドックス１６とカヤエステル０−５０をＵＰに対し
てそれぞれ０．５重量％又は１重量％ずつ、促進剤とし
て大日本インキ化学工業（株）製ＲＰ−１５３（６％ナ
フテン酸コバルト溶液）をＵＰに対して１重量％又は２
重量％用いたときの測定の結果をまとめると、図２に示
す結果が得られる。これら２種類の硬化剤と促進剤の配
合比を変えたときのＵＰの硬化時間についてまとめたも
のを表１に示す。

【００１３】

【表１】

【００１４】第２の工程におけるプレス温度は、充填樹
脂が十分に硬化する温度でよいが、効率や作業性等を考
慮すると７０〜１００℃の範囲が望ましい。この温度範
囲においては硬化に要する時間は３〜１０分で十分であ
る。この方法により引き裂き部へ樹脂が充填され、複雑
な形状やシャープエッジを持つＭＤＦ成形体を得ること
ができる。ここで用いる金型は、工業用硬質クロムメッ
キ等により表面処理を行ったものが適する。その理由
は、硬化剤として過酸化物を使用する場合、金型表面が
酸化しやすいためである。金型表面に薄い酸化相が形成
された場合、金型の表面光沢が損なわれるだけでなく、
成形物の離型性が低下し、製品の取り出しが困難とな
る。

【００１５】なお、このように成形されたＭＤＦ成形体
の表面にラミネートフィルム等を貼着して化粧を施すこ
とにより、充填樹脂を表面に露出させることなくＭＤＦ
成形体を諸分野に利用することが可能である。この様な
不飽和ポリエステル樹脂を用いたプレス成形品は、図３
〜図８に示すように、ＭＤＦ（１）の厚み以上のしぼり
加工であっても、厚み以下のエンボス加工であってもよ
い。しぼり加工の場合には、図３〜図６のように引き裂
き部（２）や角部（４）に樹脂（３）を充填硬化させる
ことにより、強度を維持し、シャープエッジを持った成
形体を得ることができる。また、図７及び図８に示すエ
ンボス加工においても同様にシャープエッジを持った成
形体が得られる。

【００１６】

【実施例】次に、実施例を示して本発明について具体的
に説明するが、本発明が以下の実施例に限定されるもの
でないことはもとよりである。

【００１７】実施例１厚さ３．０ｍｍ×縦２００ｍｍ×横１３０ｍｍのホクシ
ン（株）製Ｌタイプのユリア系ＭＤＦを用い、一度プレ
スして型取りをした。粘度調整にアクリル樹脂の粉末を
配合し、剪断速度１０００（１／ｓ）のときの粘度を約
１８０００ｃＰｓに調整したＵＰ（大日本インキ化学工
業（株）製ＰＢ−２０１）に、硬化剤として化薬アクゾ
（株）製のパーカドックス１６とカヤエステル０−５０
をＵＰに対して１重量％ずつ添加し、促進剤として大日
本インキ化学工業（株）製ＲＰ−１５３（６％ナフテン
酸コバルト溶液）をＵＰに対して１重量％添加して調製
した充填用樹脂を、成形されたＭＤＦ上に配置し、７０
℃で７分間熱圧プレスしてＵＰを硬化させ、ＭＤＦ成形
体を得た。得られたプレス成形体は、引き裂き部に樹脂
が充填硬化し、さらに角部は金型の形状を忠実に転写し
てシャープなエッジとなっていた。なお、アクリル樹脂
の粉末を配合していない充填用樹脂を用いた場合、粘度
が低いため、得られたプレス成形体は、ＭＤＦにＵＰが
含浸され、引き裂き部の樹脂充填が不充分であったが、
多量のＵＰを用い、ゆっくりと型締めをすることによ
り、引き裂き部へも充分に充填することができた。

【００１８】実施例２粘度調整にアクリル樹脂の粉末を配合し、剪断速度１０
００（１／ｓ）のときの粘度を約１８０００ｃＰｓに調
整したＵＰ（大日本インキ化学工業（株）製ＰＢ−２０
１）に、硬化剤として化薬アクゾ（株）製のパーカドッ
クス１６とカヤエステル０−５０をＵＰに対して１重量
％ずつ添加し、促進剤として大日本インキ化学工業
（株）製ＲＰ−１５３（６％ナフテン酸コバルト溶液）
をＵＰに対して１重量％添加して調製した充填用樹脂
を、厚さ３．０ｍｍ×縦２００ｍｍ×横１３０ｍｍのホ
クシン（株）製Ｌタイプのユリア系ＭＤＦ上に配置し、
１００℃に加熱した金型中に装填して１０分間熱圧プレ
スしてＵＰを硬化させ、ＭＤＦ成形体を得た。得られた
プレス成形体は、引き裂き部に樹脂が充填硬化し、さら
に角部は金型の形状を忠実に転写してシャープなエッジ
となっていた。

【００１９】実施例３粘度調整に炭酸カルシウムの粉末を配合し、剪断速度１
０００（１／ｓ）のときの粘度を約１８０００ｃＰｓに
調整したＵＰ（大日本インキ化学工業（株）製ＰＢ−２
０１）に、硬化剤として化薬アクゾ（株）製のパーカド
ックス１６とカヤエステル０−５０をＵＰに対して１重
量％ずつ添加し、促進剤として大日本インキ化学工業
（株）製ＲＰ−１５３（６％ナフテン酸コバルト溶液）
をＵＰに対して１重量％添加して調製した充填用樹脂
を、厚さ３．０ｍｍ×縦２００ｍｍ×横１３０ｍｍのホ
クシン（株）製Ｌタイプのユリア系ＭＤＦ上に配置し、
１００℃に加熱した金型中に装填して１０分間熱圧プレ
スしてＵＰを硬化させ、ＭＤＦ成形体を得た。ＵＰがＭ
ＤＦ中に含浸され、表面に炭酸カルシウムが残留するた
め、ＭＤＦ表面に脆い樹脂、炭酸カルシウム複合層が残
り、一部金型に残留するとともに、ＭＤＦ表面も比較的
に粗いものであった。しかし、割れ部には隙間なく樹脂
が充填され、また角部はシャープなエッジとなり、金型
の形状を忠実に転写したものであった。なお、この結果
から、充填用樹脂の粘度調整用の充填剤としては、特に
成形体の表面平滑性の点で、無機フィラーよりも有機フ
ィラーの方が好ましいことがわかる。

【００２０】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、ＭＤＦ
の成形において、既製のＭＤＦをプレス成形し、生じた
引き裂き部や角部に、充填用樹脂、特に粘度調整用樹脂
を添加し粘度を調製した熱硬化性の不飽和ポリエステル
樹脂を充填し、硬化させることにより引き裂き部を補強
し、複雑な形状やシャープエッジを持つＭＤＦ成形体を
得ることができる。従って、大掛かりな設備を要するこ
となく、低価格で既製の板状のＭＤＦに成形加工を施す
ことができると共に、引き裂き部が樹脂化により補強さ
れているため、ＭＤＦ成形体の強度を向上することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】充填用樹脂（ＵＰ）の粘度と剪断速度との関係
を示すグラフである。

【図２】充填用樹脂（ＵＰ）の硬化特性を示すグラフで
ある。

【図３】ＭＤＦプレス成形品の引き裂き部への樹脂充填
の状態を示す概略平面図である。

【図４】ＭＤＦプレス成形品の引き裂き部への樹脂充填
の状態を示す概略側面図である。

【図５】ＭＤＦプレス成形体の引き裂き部及び角部への
樹脂充填の状態を示す部分概略断面図である。

【図６】ＭＤＦプレス成形体の屈曲角部への樹脂充填の
状態を示す部分概略断面図である。

【図７】ＭＤＦプレス成形体の角部への樹脂充填の状態
を示す部分概略断面図である。

【図８】ＭＤＦプレス成形体の表面部及び角部への樹脂
充填の状態を示す部分概略断面図である。

【符号の説明】

１中密度繊維板（ＭＤＦ）２引き裂き部３充填樹脂（ＵＰ）４角部

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】木質繊維を接着剤で固め、熱圧成形して
得られる中密度繊維板のプレス成形体において、引き裂
き部、角部及び／又は表面を、不飽和ポリエステル樹脂
で充填したことを特徴とする中密度繊維板プレス成形
体。
【請求項２】前記不飽和ポリエステル樹脂が、スチレ
ンに溶解する樹脂を含有することを特徴とする請求項１
に記載の中密度繊維板プレス成形体。
【請求項３】前記スチレンに溶解する樹脂がアクリル
樹脂であることを特徴とする請求項２に記載の中密度繊
維板プレス成形体。
【請求項４】木質繊維を接着剤で固め、熱圧成形して
得られる中密度繊維板のプレス成形において、中密度繊
維板をプレス加工する第１の工程と、それにつづき、不
飽和ポリエステル樹脂の充填を行う第２の工程を同一の
金型により行うことを特徴とする中密度繊維板成形体の
製造方法。
【請求項５】木質繊維を接着剤で固め、熱圧成形して
得られる中密度繊維板のプレス成形において、中密度繊
維板をプレス加工する金型内に中密度繊維板と、不飽和
ポリエステル樹脂を配置し、単一の工程で中密度繊維板
の成形と樹脂充填を同時に行うことを特徴とする中密度
繊維板成形体の製造方法。