JP6223699B2 - 木質ボードおよびその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、潜熱蓄熱材を利用した木質ボードに関する。

最近の住宅では、スマートハウスに代表されるように、「省エネ」、「創エネ」、「蓄エネ」をキーワードとして、快適で二酸化炭素を排出させない住宅造りを目指している。一方で、パッシブハウスという考え方があり、高性能な断熱性能を備えることで、高い省エネルギー性と快適性を実現した住宅造りが注目されている。いずれの住宅においても、住宅の断熱性能と熱環境に対する性能の向上が必要不可欠とされている。他方では、二酸化炭素排出削減のために、「木材利用促進法」の制定に見られるように、できるだけ木材を利用して住宅を建てようという傾向が高まってきている。そういった背景から、木質材との組み合わせを考え、住宅の床、壁で蓄熱し、省エネで快適な住空間を提供できる蓄熱性を有した建材の研究・開発が盛んとなってきている。

たとえば、太陽光等の自然エネルギー、冷暖房装置等により発生する熱エネルギー、または、生活において発生する熱エネルギー等を潜熱蓄熱材に蓄熱し、外気温の変動に対して吸熱・放熱を行うことで室内の温度変化を極力少なくしようという提案や試みがなされてきた。

このような点を鑑みて、たとえば、潜熱蓄熱材を金属やプラスチック等の容器に封入した蓄熱ボード（たとえば、特許文献１参照）や、潜熱蓄熱材を内包するマイクロカプセルと木質繊維、および接着剤からなる組成物を、熱圧着成形した蓄熱性繊維ボードが提案されている（例えば、特許文献２参照）また、別の技術として、潜熱蓄熱材を含浸した木材チップに、セメントなどの無機質硬化体をマトリクスとして成形した蓄熱性無機硬化体が提案されている（例えば、特許文献３参照）。

特開平３−１６０２９８号公報 特開２００３−２６０７０５号公報 特開２００６−２４８８３４号公報

しかしながら、特許文献１の如く、容器に潜熱蓄熱材を封入した蓄熱ボードは、潜熱蓄熱材が蓄熱ボードから滲み出すことを抑えることができるが、容器とこれを収容したボードの凹部壁面との間に隙間が生じるため、熱伝導性が良いものとはいえない。

このような点を鑑みると、特許文献２の如く、蓄熱性繊維ボードの内部に、マイクロカプセル化した潜熱蓄熱材を混入させることが考えられるが、この場合には、製造上マイクロカプセルを混入できる量が限られて、単位重量あたりの蓄熱量も減少する。マイクロカプセル化した潜熱蓄熱材同士は、蓄熱性繊維ボード内において分散して配置されることになるので、潜熱蓄熱材同士の直接的な熱伝導を期待することができず、潜熱蓄熱材による蓄熱の応答性は高いものであるとはいえない。さらに、特に、パラフィン系の潜熱蓄熱材を用いた場合には、成形時にマイクロカプセルがパンクするおそれがある。

そこで、特許文献３の如く、木質系材料を潜熱蓄熱材に含浸されたものを、ボード状に加圧成形することも考えられるが、木質系材料同士の接着性を確保するためには、マトリクスとなるセメントなどの無機質硬化体を介在させねばならない。この結果、潜熱蓄熱材の蓄熱量は十分なものであるといえず、蓄熱の応答性を高めることができないことがある。この点を鑑みて、木質系材料同士を接するように成形した場合には、木質系材料同士はほとんど接合しないため、木質ボードの強度が低下してしまうことがあった。

本発明は、このような点を鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、木質ボードの強度低下を招くことなく、これまでのものに比べて蓄熱性を高めることができる木質ボードおよびその製造方法を提供することにある。

このような点を鑑みて、発明者らが鋭意検討を重ねた結果、木質成形体に、直接的に潜熱蓄熱材を含浸させることにより、より多くの潜熱蓄熱材を木質ボード内に含有させることができ、この結果、木質ボードの表面からの入熱された熱を効率的に蓄熱し、木質ボードの強度自体も高めることができると考えた。

そこで、発明者らは、木質成形体に対して潜熱蓄熱材を含浸させる際には、木質成形体の内部に形成される空隙が大きい方が、より多くの潜熱蓄熱材を内部に含浸させることができると考え、木質片を集積してボード状に加圧成形した、パーティクルボードなどの木質成形体を用いることが好ましいと考えていた。しかしながら、このような場合、確かに空隙に溶融状態の潜熱蓄熱材が入り込み易いが、一旦、木質成形体内に含浸された溶融状態の潜熱蓄熱材は、空隙が大きいため空隙から一部抜け出してしまうことがわかった。

そこで、発明者らは、ボード状に加圧成形する木質系材料として、木質繊維に着眼した。すなわち、木質繊維を集積してボード状に加圧成形した場合、木質片を集積してボード状に加圧成形したものに比べて、その内部には微細な空隙が形成される。この空隙に溶融状態の潜熱蓄熱材を含浸したとしても、空隙自体が微細であるため、上述した如き潜熱蓄熱材が空隙から抜けることがほとんど無いと考えた。この際に、木質成形体に好適に潜熱蓄熱材を含浸させ、含浸させた潜熱蓄熱材を木質成形体内に保持するには、木質成形体の密度が重要であるとの新たな知見を得た。

本発明は発明者らのこの新たな知見に基づくものであり、本発明に係る木質ボードの製造方法は、木質繊維を集積して加圧成形したボード状の木質成形体に、潜熱蓄熱材を含浸する工程を含み、前記潜熱蓄熱材を含浸する工程において、前記木質成形体として、密度が０．２〜０．５ｇ／ｃｍ^３の範囲にある木質成形体を用いることを特徴とする。

本発明によれば、上述した密度範囲となるように予め木質繊維を集積してボード状に加圧成形された木質成形体に対して、溶融状態の（相変化温度以上の）潜熱蓄熱材を含浸させるので、上述したマイクロカプセル化した潜熱蓄熱材を用いた場合のような強度低下を招くことなく、木質ボードに対して単位重量あたりの潜熱蓄熱材の含有量をこれまでのものに比べて高めた木質ボードを得ることができる。

特に、本発明では、木質片ではなく木質繊維を用いたので、発明者らの実験からも明らかなように木質片に比べて木質繊維は溶融状態の潜熱蓄熱材が浸透しやすく、木質ボード内の空隙は微細であるため、木質繊維同士の間に充填された溶融状態の潜熱蓄熱材が、木質繊維同士の間で保持され易くなる。すなわち、同じ密度の木質片からなる木質成形体に比べて、より多くの潜熱蓄熱材が木質ボード内に保持され易い。このような結果、含浸後の潜熱蓄熱材を、放冷などにより冷却することにより、木質ボード内に潜熱蓄熱材をこれまでのもの以上に保持することができ、木質ボードの表面からの入熱された熱を効率良く蓄熱することができる。また、木質片を用いた木質系ボードに比べて機械的強度を高めることができる。

ここで、木質成形体の密度が０．２ｇ／ｃｍ^３未満の木質成形体を、加圧成形により成形することが難しい場合があり、たとえ成形されたとしても、含浸の際に木質ボードの強度が不足するおそれがある。一方、木質成形体の密度が０．５ｇ／ｃｍ^３を超えた場合には、潜熱蓄熱材が十分に木質成形体に含浸され難いばかりでなく、含浸した潜熱蓄熱材が溶出する（滲み出す）ことがある。

より好ましい態様としては、前記潜熱蓄熱材を含浸する工程において、前記木質ボードに潜熱蓄熱材が０．２９〜０．４８ｇ／ｃｍ^３含有するように、該木質成形体を構成する木質繊維の内部および木質繊維同士の間に前記潜熱蓄熱材を含浸させる。

この態様によれば、上述した密度範囲の木質成形体に対して、潜熱蓄熱材を０．２９〜０．４８ｇ／ｃｍ^３含有するので、木質ボードからの潜熱蓄熱材の溶出を抑えるとともに、木質ボードの蓄熱性を高めることができる。また、木質繊維間に潜熱蓄熱材が充填されるので、木質繊維の表面に潜熱蓄熱材を覆うばかりでなく、木質成形体（木質ボード）内に（具体的には表面から裏面に亘って）、潜熱蓄熱材をネットワーク状（網目状）に連続して形成することができる。この結果、含浸後の木質ボードの機械的強度を大幅に向上させることができる。

上述した密度範囲の木質成形体に対して、潜熱蓄熱材の含有量が０．２９ｇ／ｃｍ^３未満の場合には、潜熱蓄熱材による蓄熱性を十分に期待することができないばかりでなく、潜熱蓄熱材を含浸しても木質ボードの機械的強度の大幅な向上が望めないこともある。一方、上述した密度範囲の木質成形体に対して、潜熱蓄熱材の含有量が０．４８ｇ／ｃｍ^３を越える場合には、木質ボードから潜熱蓄熱材が溶出するおそれがある。

本発明として、上述した課題を解決するための木質ボードをも開示する。本発明に係る木質ボードは、木質繊維を集積してボード状に加圧成形した木質成形体と、潜熱蓄熱材とを少なくとも備えた木質ボードであって、前記木質成形体の密度は、０．２〜０．５ｇ／ｃｍ^３の範囲にあり、該木質成形体を構成する木質繊維の内部および木質繊維同士の間に、前記潜熱蓄熱材が０．２９〜０．４８ｇ／ｃｍ^３含有していることを特徴とする。

本発明によれば、上述した範囲の木質成形体の密度の範囲において、上述した含有量の範囲の潜熱蓄熱材が、木質成形体を構成する木質系材料の内部および木質系材料同士の間の双方に含有しているので、木質ボードは、これまでのものよりも機械的強度および蓄熱性が高いものとなる。このような範囲を満たした場合には、木質繊維の表面が潜熱蓄熱材で覆われ、木質成形体（木質ボード）内には、ネットワーク状（網目状）に潜熱蓄熱材がほとんど空隙なく連続して形成されているので、上述した熱伝導性を高めるとともに、木質ボードの機械的強度をも高めることができる。

特に、本発明では、木質片ではなく木質繊維を用いたので、発明者らの実験からも明らかなように木質片に比べて木質繊維は溶融状態の潜熱蓄熱材が浸透しやすく、木質ボード内の空隙は微細であるため、木質繊維同士の間に充填された溶融状態の潜熱蓄熱材が木質繊維同士の間で保持されやすい。このような結果、本発明に係る木質ボードは、使用時においても、木質片を用いた木質ボードに比べて、木質ボードから潜熱蓄熱材が滲み出し難いため、蓄熱性が高いばかりでなく、機械的強度も高い。

ここで、木質成形体の密度が０．２ｇ／ｃｍ^３未満の場合には、木質成形体が強度不足となる。一方、木質成形体の密度が０．５ｇ／ｃｍ^３を超えた場合には、木質ボードの機械的強度を高めることは難しく、潜熱蓄熱材が溶出する（滲み出す）ことがある。

さらに、上述した密度範囲の木質成形体に対して、潜熱蓄熱材の含有量が０．２９ｇ／ｃｍ^３未満の場合、潜熱蓄熱材が木質成形体に十分に含有してないので、木質ボードの蓄熱性が十分なものとはいえず、さらには潜熱蓄熱材による木質ボードの機械的強度の大幅な向上を望めないことがある。一方、上述した密度範囲の木質成形体に対して、潜熱蓄熱材の含有量が０．４８ｇ／ｃｍ^３を越える場合には、木質ボードから潜熱蓄熱材が溶出するおそれがある。

本発明によれば、木質ボードの強度低下を招くことなく、これまでのものに比べて蓄熱性を高めることができる。

本発明の実施形態に係る木質ボードの製造方法を説明する模式的概念図。 図１に示す製造方法で製造された木質ボードの模式的部分拡大断面図であり、（ａ）は、本実施形態に係る木質ボードの模式的部分拡大断面図であり、（ｂ）は、（ａ）に示す木質ボードと対比するための、木質片からなる木質成形体を用いて製造された木質ボードの模式的部分拡大断面図。 木質ボードの蓄熱量を測定する方法を説明するための図。 実施例１〜４および比較例２、４〜７に係る木質ボードのボード密度と、パラフィンの含有量との関係を示した図。 実施例１〜４および比較例２、４〜７に係る木質ボードのボード密度と、ボード曲げ強さ向上率との関係を示した図。 実施例１〜４および比較例２、４〜７に係る木質ボードのボード密度と、蓄熱量との関係を示した図。 参考例に係る木質ボードの含浸状態を説明するための写真図であり、（ａ）は、ヒノキ材に潜熱蓄熱材を含浸させたときの断面写真図、（ｂ）は、スギ材に潜熱蓄熱材を含浸させたときの断面写真図。

以下、図面を参照して、本実施形態に基づき本発明を説明する。

図１は、本発明の実施形態に係る木質ボードの製造方法を説明する模式的概念図である。図２は、図１に示す製造方法で製造された木質ボードの模式的部分拡大断面図であり、（ａ）は、本実施形態に係る木質ボードの模式的部分拡大断面図であり、（ｂ）は、（ａ）に示す木質ボードと対比するための、木質片からなる木質成形体を用いて製造された木質ボードの模式的部分拡大断面図である。

本実施形態に係る木質ボード１を製造する際に、まず、図１に示すように、ラワンや針葉樹のマツやスギ等木質繊維を集積してボード状に加圧成形された木質成形体１ａを準備する。木質成形体としては、ＭＤＦ、インシュレーションボード等の木質繊維板を挙げることができる。

本実施形態では、より好ましい態様として、木質系材料に木質繊維を用い、木質成形体として木質繊維を集積させた木質繊維板（木質成形体）を準備する。木質系材料に木質繊維から得られる木質繊維板は、木質片で成形したパーティクルボードの木質成形体などに比べて、木質成形体の空隙は微細であり、後述するように、木質片などで構成される木質成形体に比べて、木質成形体内に潜熱蓄熱材をより多く含浸させることができる。

木質成形体は、これらの木質繊維を必要に応じてイソシアネート接着剤、フェノールホルムアルデヒド系接着剤、尿素ホルムアルデヒド系接着剤、メラミンホルムアルデヒド系接着剤と混合し、集積してボード状に加圧成形することにより得られる。木質成形体を成形する際には、加圧加熱成形を行ってもよい。

ここで、木質成形体の密度は、０．２〜０．５ｇ／ｃｍ^３の範囲にあり、ボード状に加圧成形する際の圧力条件、加熱条件等を調整することにより、このような密度範囲とすることができる。木質成形体１ａの密度が０．２ｇ／ｃｍ^３未満の場合、加圧成形により木質ボードを成形することが難しい場合がある。

このようにして得られたボード状の木質成形体１ａに、溶融状態の潜熱蓄熱材５ａを含浸させる（含浸工程）。潜熱蓄熱材５ａは、加熱装置の設置されたバット９内において融点以上（通常は融点＋２０〜３０℃程度）に加熱されており、溶融した状態となっている。このバット９内の潜熱蓄熱材５ａに木質成形体１ａを浸漬し、所定時間放置することにより、木質繊維同士３、３の間に潜熱蓄熱材５が充填されるとともに、木質繊維３の表面から木質繊維３の内部に潜熱蓄熱材５が浸透するように、溶融状態の潜熱蓄熱材５ａを木質ボード内に含浸させる。より好ましくは、予め設定した浸漬時間で、木質ボード１内においてネットワーク状に配置されるように、木質成形体１ａへの潜熱蓄熱材の含浸を行なう。

具体的には、本実施形態では、得られる木質ボード１に対して潜熱蓄熱材が０．２９〜０．４８ｇ／ｃｍ^３含有するように、木質成形体１ａを構成する木質系材料の内部および木質繊維同士３、３の間に潜熱蓄熱材５ａを含浸させる。この結果、密度０．６〜０．８ｇ／ｃｍ^３となる木質ボード１を得ることができる。

バット９内に含浸される潜熱蓄熱材は、日射光により付与される日射熱、または、室内の暖房による熱などで固体から液体に相変化する潜熱蓄熱材であり、好ましくは、住宅用蓄熱建材を考慮すると、潜熱蓄熱材の相変化温度（融点）は５℃〜６０℃の範囲にあり、より好ましくは、２０℃〜６０℃の範囲にある。室内の壁用に用いる場合には、融点が２０℃〜３０℃の範囲にあることが望ましく、室内の床用に用いる場合には、３０℃〜６０℃の範囲にあることが望ましい。

潜熱蓄熱材としては、ｎ−ヘキサデカン、ｎ−ヘプタデカン、ｎ−オクタデカン、ｎ−ナノデカン等及びこれらの混合物で構成されるｎ−パラフィンやパラフィンワックス等の脂肪族炭化水素、オクタン酸、カプリン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸等及びこれらの混合物で構成される長鎖脂肪酸、または、上記脂肪酸のエステルやポリエチレングリコール等のポリエーテル化合物等を挙げることができる。たとえば２８℃で融解するものであれば、ｎ−オクタデカンを選択し、１８℃で融解するものであれば、ｎ−ヘキサデカンを選択する。さらに、上述した融点の異なる潜熱蓄熱材を混合して用いてもよい。

ここで、本実施形態では、バット９内の潜熱蓄熱材５ａに木質成形体１ａを浸漬させることにより、潜熱蓄熱材を木質成形体に含浸させたが、たとえば、木質成形体１ａの表面に潜熱蓄熱材を流すまたは塗布することにより、潜熱蓄熱材を木質成形体１ａに含浸させてもよい。

そして、図１に示すように、潜熱蓄熱材５ａが含浸された木質ボード１を立て、表面に付着した潜熱蓄熱材５ａおよび内部に含浸された溶融した潜熱蓄熱材５ａの一部の液きりを行い、その後、放冷などにより冷却して、潜熱蓄熱材５ａを固化させる。

このようにして得られた木質ボード１は、図２（ａ）に示すように、木質繊維３の表面に、潜熱蓄熱材が、木質ボード内の全体に（木質ボードの表面から裏面まで）ネットワーク状（網目状）に形成されるとともに、木質繊維の内部には潜熱蓄熱材が浸透している。さらに、木質ボード１の内部には、空隙が形成されることがほとんどはない。なお、木質成形体１ａの密度が０．５ｇ／ｃｍ^３を超えた場合には、潜熱蓄熱材５ａが十分に木質成形体１ａに含浸され難いばかりでなく、含浸した潜熱蓄熱材が溶出する（滲み出す）ことがある。

このような結果、上述したマイクロカプセル化した潜熱蓄熱材を用いた場合のような強度低下を招くことなく、木質片のものに比べて木質繊維３を用いた木質ボード１は、木質系材料である木質繊維３に潜熱蓄熱材５を含有するとともに、木質繊維３同士の間に、潜熱蓄熱材５が保持されることになる。これにより、これまでのものに比べて木質ボード１の表面からの入熱された熱を効率良く蓄熱することができる。

木質成形体（木質ボード）１ａの表面（一方の面）から裏面（他方の面）に亘って、ネットワーク状（網目状）に、潜熱蓄熱材５が配置されるので、上述した熱伝導性を高めるとともに、木質ボードの機械的強度をより一層高めることができる。

また、木質ボード１は、潜熱蓄熱材５がボード表面から裏面に亘って、その内部においてネットワーク状に連続して形成されているので、木質ボード１の機械的強度も高めつつも、潜熱蓄熱材５を介して木質ボードの内部に迅速に伝えることができる。さらに、木質繊維３の内部にも潜熱蓄熱材５が浸透されているので、この浸透された潜熱蓄熱材５により木質ボード１の表面からの入熱された熱を効率良く蓄熱することができる。

ここで、たとえば、木質片を集積してボード状に加圧成形した木質成形体に対して潜熱蓄熱材を含浸した場合には、木質片同士の間に形成された空隙は、本実施形態の木質繊維３同士の間に形成された空隙よりも大きい（粗大である）ため、この空隙に潜熱蓄熱材は入り込み易い。しかしながら、一旦、木質成形体内に含浸された溶融状態の潜熱蓄熱材は、空隙が粗大でるため空隙から抜け出してしまう。このような結果、図２（ｂ）に示すように、木質片７の表面に蓄熱層８が形成されるとともに、木質ボードの内部には、空隙８ａが形成されてしまう。

一方、本実施形態に係る木質ボード１の場合には、木質成形体１ａの構成材料として木質繊維３を用いたので、木質ボード内の空隙は微細であるため、木質繊維同士の間に充填された溶融状態の潜熱蓄熱材５が、木質繊維同士３、３の間で保持され易くなる。

さらに、ボードの成形に木質片を用いた場合には、一般的には木質片の大きさは通常、厚さ０．６〜２ｍｍ、幅１〜５ｍｍ、長さ１〜２０ｍｍのものを用いるが、例えばパラフィンの場合には、繊維方向に５ｍｍ程度、繊維直交方向に０．２〜０．３ｍｍが含浸の限界であるため、木質片内部までパラフィンが完全に含浸されることはない。

一方、本実施形態に係る木質ボード１の場合には、一般的な木質繊維は、平均直径０．１〜０．３ｍｍ、長さ１〜２０ｍｍであるので、木質繊維を用いればその内部までパラフィンがほぼ完全に含浸される。

このような結果、本実施形態に係る木質ボード１は、木質片に比べて木質繊維３に潜熱蓄熱材５がより多く浸透（含有）しており、木質繊維同士３，３の間の空隙をほとんど残すことなく潜熱蓄熱材５が充填される。このような結果、木質ボード１は、木質片を用いた木質ボードに比べて、同じ密度の木質成形体であっても、蓄熱性が高いばかりでなく機械的強度も高くなる。

また、木質繊維３の表面には、ネットワーク状（網目状）となった潜熱蓄熱材５が被覆されているので、木質ボード１の吸湿性および吸水性を抑えることができ、さらには、接着剤のホルムアルデヒドの放散をも抑制することができる。

上述した密度範囲の木質成形体１ａに対して、潜熱蓄熱材の含有量が０．２９ｇ／ｃｍ^３未満の場合には、潜熱蓄熱材による蓄熱性を十分に期待することができないばかりでなく、潜熱蓄熱材による木質ボード１の機械的強度の向上が望めないこともある。一方、上述した密度範囲の木質成形体１ａに対して、潜熱蓄熱材の含有量が０．４８ｇ／ｃｍ^３を越える場合には、木質ボード１から潜熱蓄熱材の溶出するおそれがある。

以下に本発明を実施例により説明する。

＜実施例１＞
スギチップから解繊した木質繊維に、尿素メラミンホルムアルデヒド接着剤を１０質量％添加して、プレス温度１８０℃、プレス時間１０分、３５０ｍｍ×３５０ｍｍ×厚さ１２ｍｍの木質繊維板（ボード状の木質成形体）を密度０．２０ｇ／ｃｍ^３となるように加圧加熱成形した。得られた木質繊維板を２００ｍｍ×２００ｍｍにカットして、パラフィンワックス（日本精蝋（株）製ＰＷ−１１５：融点４８℃、融解蓄熱量２００ｋＪ／ｋｇ）からなる潜熱蓄熱材（以下パラフィンと呼ぶ）を８０℃まで加熱してバット内で溶融させ、融解した潜熱蓄熱材にカットした木質繊維板を５分間浸漬し、木質繊維板内に潜熱蓄熱材を含浸させ、潜熱蓄熱材を液きり後放冷し、木質ボードを作製した。

＜実施例２〜４＞
実施例１と同じように、木質ボードを作製した。実施例２〜４に係る木質ボードが、実施例１と相違する点は、順次、密度０．３０ｇ／ｃｍ^３、０．４０ｇ／ｃｍ^３、０．５０ｇ／ｃｍ^３となるように、３５０ｍｍ×３５０ｍｍ×厚さ１２ｍｍの木質繊維板（ボード状の木質成形体）を加圧加熱成形した点である。

＜比較例１＞
実施例１と同じように、木質ボードを作製した。実施例１と相違するように、密度０．１５ｇ／ｃｍ^３となるように、３５０ｍｍ×３５０ｍｍ×厚さ１２ｍｍの木質繊維板（ボード状の木質成形体）を加圧加熱成形しようとしたが、木質繊維板の強度が弱く、パラフィンを含浸できるような状態ではなかった。

＜比較例２＞
実施例１と同じように、木質ボードを作製した。実施例１と相違するように、密度０．６ｇ／ｃｍ^３となるように、３５０ｍｍ×３５０ｍｍ×厚さ１２ｍｍの木質繊維板（ボード状の木質成形体）を加圧加熱成形した点である。

＜比較例３〜７＞
実施例１と同じように、木質ボードを作製した。実施例１と相違する点は、スギチップからなる木質片に、尿素メラミンホルムアルデヒド接着剤を１０質量％添加して、プレス温度１８０℃、プレス時間６分、３５０ｍｍ×３５０ｍｍ×厚さ１２ｍｍのパーティクルボード（ボード状の木質成形体）を比較例３〜７の順に、密度０．２５ｇ／ｃｍ^３、０．３１ｇ／ｃｍ^３、０．４０ｇ／ｃｍ^３、０．４９ｇ／ｃｍ^３、０．６０ｇ／ｃｍ^３となるように加圧加熱成形した。比較例３の場合、密度０．２５ｇ／ｃｍ^３となるように、３５０ｍｍ×３５０ｍｍ×厚さ１２ｍｍのパーティクルボードを加圧加熱成形しようとしたが、成形時（解圧時）にパーティクルボードがパンクし成形不能となった。

比較例４〜７に係るパーティクルボードを２００ｍｍ×２００ｍｍにカットして、パラフィンワックス（日本精蝋（株）製ＰＷ−１１５：融点４８℃、融解蓄熱量２００ｋＪ／ｋｇ）〔以下パラフィンという〕からなる潜熱蓄熱材を８０℃まで加熱してバット内でこれを溶融し、融解した潜熱蓄熱材にカットしたパーティクルボードを５分間浸漬し、パーティクルボード内に潜熱蓄熱材を含浸させ、潜熱蓄熱材を液きり後放冷し、木質ボードを作製した。

［木質ボードの密度の測定］
実施例１〜４および比較例２、４〜７の木質ボードに係る木質ボードの密度、および、木質ボードに含浸された潜熱蓄熱材の含有量を測定した。具体的には、木質ボードの寸法から木質ボードの体積を算出し、この体積と木質ボードの重量とから木質ボードの密度を算出した。含浸前の木質ボード（木質成形体）の重量と、含浸後の木質ボードの重量から、潜熱蓄熱材の含有量を算出した。この結果を表１および２に示す。

［木質ボードの蓄熱量の測定］
実施例１〜４および比較例２、４〜７の木質ボードの蓄熱量を測定した。具体的には、図３に示すように、各木質ボード１を加熱板１１に載置し、木質ボードの側面を断熱材で囲い、側面からボード表面およびボード裏面に、熱流計１４、１６、熱電対１５、１７を配置した。加熱板をそれぞれの木質ボードに対して５５℃となるように加熱し、加熱板から木質ボードに流入した熱量Ｑ１から流出した熱量Ｑ２を差し引いた熱量から算出した。具体的には、加熱板により上述した温度に５時間加熱を行い、流量計により木質ボードの蓄熱量を測定した。この結果を表１に示す。

［ホルムアルデヒド放散量の測定］
ＪＩＳ Ａ ５９０８に準拠して、実施例１〜４および比較例２、４〜７の木質ボードのホルムアルデヒドの放散量を測定した。この結果を表１および２に示す。

［潜熱蓄熱材の溶出評価］
実施例１〜４および比較例２、４〜７の木質ボードを１００℃のドライヤーで３時間加熱し、２０℃６５％Ｒ．Ｈ．の試験環境下に移し、試験体から潜熱蓄熱材の溶出状況を確認した。この結果を表１に示す。評価は、下記に示すとおりである。

◎：まったくべたつきを感じない
○：少しべたつきを感じる
×：相当べたつきを感じる

＜結果１＞
表１に示すように、実施例１〜４および比較例２の如く、木質成形体（木質繊維板）の密度（ボード密度）が、０．２ｇ／ｃｍ^３以上の場合には、木質繊維板に潜熱蓄熱材を含浸することができる。

図４に示すように、実施例２、３、４に係る木質ボードのパラフィン含有量は、ほぼ同じ密度の木質成形体（パーティクルボード）に含浸した比較例４、５、６に係る木質ボードのパラフィン含有量よりも多かった。

これは、比較例４、５、６の場合、これに対応する実施例２、３、４とほぼ同じ密度の木質成形体を用いたが、比較例４、５、６の木質片同士の間に形成された空隙は、実施例２、３、４の木質繊維同士の間に形成された空隙よりも大きいため、一旦、木質成形体内に含浸された溶融状態の潜熱蓄熱材は、空隙が粗大でるため空隙から抜け出したと考えられる。さらに、後述する確認試験からも、比較例４、５、６の場合、木質片内部までパラフィンが完全に含浸さなかったと考えられる。

一方、実施例２〜４さらには実施例１に係る木質ボードの場合には、木質成形体の構成材料として木質繊維を用いたので、木質ボード内の空隙は微細であるため、木質繊維同士の間に充填された溶融状態の潜熱蓄熱材が、木質繊維同士の間で保持され易くなったと考えられる。さらに、後述する試験からも、木質繊維を用いればその内部までパラフィンがほぼ完全に含浸されたと考えられる。

＜結果２＞
図５に示すように、実施例１〜４および比較例４〜６に係る木質ボードのボード曲げ強さは、潜熱蓄熱材を含浸させることにより向上したが、比較例２、比較例７の場合には、潜熱蓄熱材を含浸しても、木質ボードの曲げ強さはほとんど向上しなかった。これは、比較例２、比較例７の場合には、潜熱蓄熱材が、木質ボード（木質繊維板）内に十分含浸されていないからであると考えられる。

実施例２〜４の木質ボードの場合には、潜熱蓄熱材が木質ボード（木質繊維板）内に十分に含浸されていたと考えられる。すなわち、木質繊維同士の間にパラフィンがほとんど空隙なく連続して充填されるとともに、この充填状態で、パラフィンが木質ボード内において（表面から裏面まで）ネットワーク状（網目状）に形成されると考えられる。これにより、実施例２〜４の木質ボードの曲げ強さは、表１および２に示すように、ほぼ同じ密度の木質成形体に対応する比較例４、５、６の木質ボードの曲げ強さに比べて高くなったと考えられる。

特に、図４および図５に示すように、木質ボード（木質繊維板）の密度（ボード密度）が、０．２〜０．３ｇ／ｃｍ^３の範囲では、図４に示すように、パラフィン含有量は他の例に比べて極めて高く、図５に示すように、ボード曲げ強さ向上率も極めて大きい。

図６に示すように実施例１〜４に係る木質ボードの蓄熱量は、比較例２、および４〜７のものに比べて多くなった。これは、図４に示す如く、木質ボードの蓄熱量が、木質ボードに含有するパラフィンの含有量に依存することによると考えられる。

さらに、表１および２に示すように、実施例１〜４に係る木質ボードの溶出評価は良好であったが、比較例２および７に係る木質ボードの、溶出評価は良好ではなかった。これは、比較例２および７の場合には、実施例１〜４に比べてボード密度が高いため、潜熱蓄熱材をボード内に十分に保持することができなかったものと考えられる。

また、特に実施例２および３に係る木質ボードの溶出評価は、比較例４および５に比べて明らかに良好であり、蓄熱材をボード内に十分保持することができたものと考えられる。

以上のことから、実施例１〜３に示すように、木質繊維を集積して加圧成形した木質成形体に潜熱蓄熱材を含浸する場合、密度が０．２〜０．５ｇ／ｃｍ^３の範囲にある木質成形体であれば、上述した効果を期待することができることは明らかである。さらに、この密度範囲の木質ボードを前提として、潜熱蓄熱材が０．２９〜０．４８ｇ／ｃｍ^３含有するように、木質成形体を構成する木質繊維の内部および木質繊維同士の間に、潜熱蓄熱材を含浸させることがより好ましいといえる。

［確認試験］
木質ボードにパラフィンを含浸させた場合、木質系材料の寸法・形状がパラフィンの含浸性に影響を及ぼすことが考えられる。そこで、木質系材料を用いて木材の繊維方向及び繊維直交方向に対するパラフィンの含浸性を調べた。

木質系材料としてはスギの気乾材（寸法：Ｒ１６ｍｍ×Ｌ１００ｍｍ×Ｔ１２０ｍｍ）及びヒノキの気乾材（寸法：Ｒ１６ｍｍｘ×Ｌ１００ｍｍ×Ｔ１２０ｍｍ）を準備した。８０℃で加熱溶融したパラフィン（実施例１と同じもの）に木質系材料を４分間浸漬し、これにパラフィンを含浸させて、木質ボードを作製し、下記方法にて含浸性を評価した。

（繊維方向に対する含浸性の評価）
（１）パラフィン含浸後の木質ボードを木口から繊維方向に約３０ｍｍの長さで切断した。（２）０．５％濃度染色液（染料：メチレンブルー）に木質ボードを浸漬して染色液の減圧含浸処理を数分実施した。（３）染色された木質ボードを切削し、内部の染色状況を目視で観察した。

（繊維直交方向に対する含浸性の評価）
（１）パラフィン含浸後の木質ボードの繊維方向の中央部で繊維方向長さ約1ｃｍの切削片を採取（２）０．５％濃度染色液（染料：メチレンブルー）に木質ボードを浸漬して染色液の減圧含浸処理を数分実施した。（３）染色された木質ボードして、内部の染色状況を光学顕微鏡で観察した。

＜結果３＞
繊維方向に対する含浸性の評価では、木口から繊維方向に５ｍｍ程度の範囲が染色されなかった。つまり、繊維方向は木口から繊維方向に５ｍｍ程度までパラフィンが含浸されたことになる。一方、図７（ａ）、（ｂ）に示すように、繊維直交方向に対する含浸性の評価では、木材表面から内部に２００〜３００μｍの範囲で染色されなかった。つまり、繊維直交方向では、木材表面から内部に２００〜３００μｍ程度までパラフィンが含浸された。

以上のことから、ボードの成形に木質片を用いた場合には、一般的には木質片の大きさは通常、厚さ０．６〜２ｍｍ、幅１〜５ｍｍ、長さ１〜２０ｍｍのものを用いるが、パラフィンの場合には、繊維方向に５ｍｍ程度、繊維直交方向に０．２〜０．３ｍｍ程度が含浸の限界であるため、木質片内部までパラフィンが完全に含浸されることはないと考えられる。一方、一般的な木質繊維は、平均直径０．１〜０．３ｍｍ、長さ１〜２０ｍｍであるので、木質繊維を用いれば、木質繊維の内部までパラフィンがほぼ完全に含浸される。このことから、木質繊維からなる木質成形体に潜熱蓄熱材を含浸させた場合には、木質片の場合に比べて、木質繊維間に潜熱蓄熱材が保持され易くなるばかりでなく、各木質繊維の内部にまで潜熱蓄熱材が浸透し易いといえる。

以上、本発明の実施形態について詳述したが、本発明は、前記の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の精神を逸脱しない範囲で、種々の設計変更を行うことができるものである。

本実施形態の木質ボードに化粧材を設けてもよい。また、木質ボード自体に切削、穴あけ等の加工をさらに施してもよい。これにより、高い防音性を発揮することができる。さらに木質ボードを断熱材と組み合わせることにより、高い蓄熱性と断熱性の効果を期待することができる。

１ａ：木質成形体、１：木質ボード、３：木質繊維、５ａ：潜熱蓄熱材、５：潜熱蓄熱材、７：木質片、８：蓄熱層、８a：空隙、９：バット

Claims (2)

1. 木質繊維を集積して加圧成形したボード状の木質成形体に、潜熱蓄熱材を含浸する工程を含み、
   前記潜熱蓄熱材を含浸する工程において、前記木質成形体として、密度が０．２〜０．５ｇ／ｃｍ^３の範囲にある木質成形体を用い、
   前記潜熱蓄熱材を含浸する工程において、前記木質ボードに潜熱蓄熱材が０．２９〜０．４８ｇ／ｃｍ ^３ 含有するように、該木質成形体を構成する木質繊維の内部および木質繊維同士の間に前記潜熱蓄熱材を含浸させることを特徴とする木質ボードの製造方法。
2. 木質繊維を集積してボード状に加圧成形した木質成形体と、潜熱蓄熱材とを少なくとも備えた木質ボードであって、
   前記木質成形体の密度は、０．２〜０．５ｇ／ｃｍ^３の範囲にあり、
   該木質成形体を構成する木質繊維の内部および木質繊維同士の間に、前記潜熱蓄熱材が０．２９〜０．４８ｇ／ｃｍ^３含有していることを特徴とする木質ボード。

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