JPH0455083B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （発明の分野） 本発明は、木材片を圧締、結合してなるパーテ
イクルボード、フアイバーボード等の木質人造板
材、特に、細長の処理木材片を一定方向に配向し
て形成する配向性木質人造板材に関するものであ
る。

（従来技術とその問題点） 従来、原木等を一定寸法の木材片に加工し、こ
の木材片を圧締、結合してなる木質人造板材は、
木材資源を有効に利用でき、均一な大版製品を得
られるとともに、材質、接着剤、加圧力により
種々の性質の板材を得られるので、建築用材、そ
の他広範な用途に利用されている。

しかしながら、この木質人造板材は、各種菌類
の侵蝕や白蟻等の虫害を受けて腐朽し易い。特
に、昨今のように気密性が高く、暖房装置の普及
が進んだ住宅環境下においては、このような腐朽
の発生はむしろ増加してきており、木質人造板材
の耐久性低下の一因として大きな問題になつてき
ている。

この問題を解決するため、一般的な方法として
製造時に防腐防虫剤の添加が実施されているが、
防腐防虫剤は有毒であり、人畜に害を与えるおそ
れがあるので、使用箇所が限定されるという欠点
がある。

しかも、木質人造板材は湿気等の水分を周囲の
環境条件に応じて吸収、放散するという、いわゆ
る呼吸性を有するが、このような湿気等の吸収、
放散の繰返しにより、木質人造板材は膨潤化した
り、反り、ねじれ、伸縮等の変形を生じるという
本質的な欠点をも有している。

さらに、木質人造板材は均一な材質を有してい
るが、ランダムな木材片の集合体にすぎないた
め、機械的強度、特に曲げ強度が低いという欠点
がある。

（発明の目的） 本発明の目的は、前記欠点に鑑みてなされたも
ので、防腐防蟻性、寸法安定性、耐湿性に優れ、
機械的強度が高い人畜無害な木質人造板材（パー
テイクルボード、フアイバーボード等）を提供す
ることにある。

（発明の構成） 本発明にかかる木質人造板材は、前記目的を達
成するため、繊維状あるいはチツプ状等の木材片
を、圧締、結合してなる木質人造板材において、
少なくとも片側表面の木材片が、木材成分中の水
酸基に反応して非親水性で反応性の低い置換基を
導入する有機化合物で化学的に処理して得た細長
の処理木材片からなり、かつ、一定方向に配向さ
れた構成としてある。

本発明にかかる木質人造板材の第１実施態様と
しては、第１図に示すように、その全層を、一定
方向に配向、堆積した細長の処理木材片４で構成
したものがある。

このような木質人造板材は、例えば、次の方法
で製造できる。

まず、木材原材から細長の木材片を作り（第１
工程）、前記木材片を反応体で化学的に処理して
処理木材片を得（第２工程）、得られた処理木材
片に接着剤を付着させた後（第３工程）、処理木
材片を一定方向に配向して一定厚さに堆積させ
（第４工程）、次いで堆積させた処理木材片を圧締
結合すればよい（第５工程）。

以下、各工程につき、詳細に説明する。

第１工程は、木材原材をチツパー等にて細片化
することにより、細長の木材繊維をはじめ、細長
のチツプ状、フレーク状、パーテイクル状、スト
ランド状の木材片を得る工程である。使用し得る
木材原材の樹種に特に制限はない。

第２工程は前記木材片に非親水性で反応性の低
い置換基を導入する有機化合物を適当な手段で接
触させることにより、その木材成分、特にセルロ
ースの水酸基を化学的に修飾する工程である。

そして、前記有機化合物とは、木材成分、特
に、セルロースの水酸基と化学的に反応して木材
片に非親水性で反応性の低い置換基を導入する物
質を意味し、その代表的なものとして下記の如き
エステル化剤およびエーテル化剤を挙げることが
できる。

エステル化剤としては有機酸無水物（例えば酢
酸、プロピオン酸、酪酸などの酸無水物）、有機
酸ハロゲン化物（例えば前記の酸の他カプロン
酸、ラウリン酸、ステアリン酸およびメタクリル
酸などの酸ハロゲン化物、特に酸塩化物）、およ
び有機酸無水物と脂肪酸の混合物（例えば無水ト
リフルオル酢酸または無水クロル酢酸、プロピオ
ン酸、カプロン酸またはラウリン酸等の混合物）
などを挙げることができる。これらのエステル化
剤は単独で、あるいは２種以上混合して使用する
ことができる。

前記エステル化剤には、木材成分との反応を促
進するための触媒および／または、エステル化剤
の木材細胞膜内への浸透を促進するための溶剤を
添加しておくことができる。このような触媒とし
ては硫酸、過塩素酸、尿素−硫安、脂肪酸塩およ
びスピリジンなどが、溶剤としてはベンゼン、ト
ルエン、ジメチルホルムアミドおよび四酸化二窒
素−ジメチルホルムアミドなどが挙げられ、また
各々２種またはそれ以上の混合物として用いても
よい。

これらの触媒および／または溶剤は、エステル
化剤に添加する代りに、あるいは添加するととも
に、該エステル化剤で処理する前の木材片に予め
含浸させておいてもよい。

次に、エーテル化剤としては、例えばエチレン
オキサイド、プロピレンオキサイド等の１，２−
エポキシド、塩化メチル、塩化エチル等のハロゲ
ン化アルキル、塩化ベンジル等の芳香族ハロゲン
化物、ジメチル硫酸等のジアルキル硫酸、モノク
ロル酢酸等のα−ハロゲン酸、シアン化ビニル等
の陰性基で活性化されたビニル化合物、ホルムア
ルデヒド等のアルデヒドなどを用いることができ
る。

エーテル化剤の場合も、エステル化剤の場合と
同様、触媒（例えば水酸化ナトリウムの如きアル
カリ触媒）や溶剤（例えばエステル化剤の場合に
使用されるものと同様の溶剤）を適宜添加するこ
とができ、またエーテル化剤で処理する前の木材
片に予めこれらを含浸させておくこともできる
が、触媒の場合は特に後者によるのが好ましい。

木材片に前記有機化合物を接触させるには、木
材片を反応液中に浸漬し、あるいは、気化した反
応体に晒して接触させる。また、このような方法
を減圧下、加圧下あるいは減圧加圧法により行え
ば、木材片に対する反応体の含浸をより一層促進
させることができる。なお、反応体と木材片との
接触時間は、前記の処理条件に応じて異なる。

このような有機化合物による化学的処理によ
り、木材成分、特にセルロースの水酸基がエステ
ル化、エーテル化などの化学的修飾を受ける。

第３工程は、前述の第２工程で得られた処理木
材片に接着剤を、適宜、付着させる工程である。

処理木材片に接着剤を付着させる方法として
は、例えば、落下する処理木材片に接着剤をスプ
レイによつて吹きつける方法がある。

なお、処理木材片は吸水率が小さいため、処理
木材片に吸収される接着剤が少なくなり、接着剤
を節約できるという利点がある。

第４工程は、前述の第３工程において接着剤を
付着させた処理木材片を、一定方向かつ一定厚さ
に配向して堆積させる工程である。

すなわち、一定方向に配向して堆積させる方法
としては、例えば、多数のプレートを一定間隔に
並設して配向枠を形成し、この配向枠を振動さ
せ、その上方から細長の処理木材片を落下させ、
一定方向、一定厚さに配向、堆積させる方法があ
る。

第５工程は、堆積した処理木材片を加圧して圧
締結合させる工程である。なお、接着剤の種類に
よつては加圧時に加熱してもよい。

第２実施態様としては、前述の第１実施態様が
木質人造板材の全層を、一定方向、一定厚さに配
向、堆積した細長の処理木材片４で形成する場合
であるのに対し、表層部１，２を除く中間層３
を、ランダムに配向、堆積した処理木材片４で構
成する場合である（第２図参照）。

木材片の化学的処理方法および接着剤の塗布方
法は、前述の第１実施態様と同様であるので、説
明を省略する。

そして、前記構造の木質人造板材を製造するに
は、例えば、細長の処理木材片４を一定方向、一
定厚さに配向、堆積した後、その上に処理木材片
４、例えば、チツプ状の処理木材片４をランダム
に配向、堆積し、さらに、その上に細長の処理木
材片４を一定方向、一定厚さに配向、堆積し、次
いで圧締、結合して３層構造とする方法がある。

なお、本実施態様の圧締結合方法は前述の第１
実施態様と同様であるので、説明を省略する。

第３実施態様としては、前述の第２実施態様が
中間層３をランダムに配向したチツプ状の処理木
材片４で構成する場合であるのに対し、処理木材
片４の配向方向を相互に直交させて積層し、表層
部１，２および中間層３からなる３層構造とした
場合である（第３図）。

本実施態様によれば、処理木材片の配向方向が
直交しているので、機械的強度において異方性の
少ない木質人造板材を得ることができるという利
点がある。

なお、前述の実施態様では、単層または３層構
造の場合を示したが、必ずしもこれらに限らず、
２層構造または３層以上の構造を有する木質人造
板材であつてもよい。

また、全層に処理木材片を使用する必要はな
く、中間層あるいは片側表層部を無処理木材片に
て構成してもよい。

さらに、前述の実施態様では、木材原材を細長
に細片化した後、化学的処理して細長の処理木材
片を得、この処理木材片にて木質人造板材を形成
する場合を示したが、必ずしもこれ限らず、木材
原木を化学的に処理した後、従来と同様の方法で
細片化して得た処理木材片にて木質人造板材を形
成してもよいことは勿論である。

なお、参考例としては、中間層３を一定方向に
配向した処理木材片４で形成し、表層部１，２に
寸法の小さな繊維状あるいはチツプ状の処理木材
片４を配してなる木質人造板材がある（第４図参
照）。

この参考例によれば、表層部１，２に寸法の小
さな処理木材片を配してあるので、滑らかな表面
形状を有する木質人造板材を得ることができる。
特に、その表面を加熱、圧締すれば、耐摩耗性、
塗装性および成型性に優れた木質人造板材を得る
ことができるという利点がある。

（実施例の説明） 以下、本発明にかかる実施例を説明する。

第１実施例 木材をフレーカーにて切削し、長さ２〜60mm、
幅0.5〜10m／ｍ、厚さ0.1〜３mmの無処理木材片
を得た。

この無処理木材片の一部を反応容器に入れ、容
積比で無水酢酸90％、酢酸10％からなる反応液を
前記反応容器内に注入した後、反応容器を125℃
に加熱し、この温度を30分間維持して反応させ、
木材成分中の水酸基の一部を非親水性のアセチル
基に置換することにより、無処理木材片との全乾
重量比で18％重量が増加した細長の処理木材片を
得た。

次に、この細長の処理木材片とメラミン樹脂か
らなる結合剤とを、処理木材片の全乾重量に対し
てメラミン樹脂が固型分で6.0重量％となるよう
にスプレーで吹き付けながら混合して第１混合物
を得た。

この第１混合物を配向機に上方から散布し、配
向機内の複数のスリツト板の間を落下させて一定
方向に配向し、堆積させることにより、厚さ約12
mmの板状堆積物を得た。

次いで、前記無処理木材片とメラミン樹脂から
なる結合剤とを、無処理木材片の全乾重量に対し
てメラミン樹脂が固形分で7.5重量％となるよう
にスプレーで吹き付けながら混合して第２混合物
を得た。

そして、この第２混合物を配向機に上方から散
布し、前記処理木材片の配向方向と同一方向とな
るように配向して落下させ、前記処理木材片のみ
からなる板状堆積物の上面に体積させることによ
り、全体厚さ約36mmの二層構造の板状堆積物を得
た。

更に、この二構造の板状堆積物の上面に、前述
の処理と同様に操作して得た第１混合物を、前述
と同様の操作を施して堆積させることにより、全
体厚さ約48mmの三層構造の板状堆積物を得た。

このようにして得られた三構造の板状堆積物
を、145℃，35Kg／cm²の条件で加熱、加圧するこ
とにより、表裏面層が同一方向に配向した処理木
材片で形成され、かつ、芯層が無処理木材片（表
裏層と同一方向に配向した）で形成された厚さ12
mmの３層構造の木質人造板材を得た。

第２実施例 厚さ２mmのロータリー単板を反応容器に入れ、
第１実施例と同一の反応液および同一条件で化学
的に処理し、木材成分中の水酸基の一部をアセチ
ル基に置換することにより、無処理のロータリー
単板との全乾重量比で17％重量が増加したロータ
リー処理単板を得た。

そして、このロータリー処理単板をフレーカー
で粉砕することにより、長さ２mm〜15mm、幅0.5
〜４mm、厚さ0.1〜1.5mmで第１実施例の処理木材
片よりも平均的に細かい処理木材片を得た。

ついで、この処理木材片で木質人造板材の表裏
面層を形成する一方、芯層は第１実施例で使用し
たと同様な無処理木材片で形成することより、厚
さ12mmの木質人造板材を得た。なお、配向方向、
堆積方法、加熱加圧の条件等は前述の第１実施例
と同様であるので、説明を省略する。

（発明の効果） 以上の説明から明らかなように、本発明によれ
ば、少なくとも片側表面が、一定方向に配向した
細長の処理木材片で覆われることになる。

しかも、前記処理木材片は防腐防虫剤を使用し
なくても十分な防腐防蟻性を有し、しかも、処理
木材片は吸水率が小さく、膨潤化しにくいという
性質がある。

このため、本発明によれば、防腐防虫剤を使用
しなくても、優れた防腐防蟻性を有する木質人造
板材を得ることができる。この結果、防腐防虫剤
を使用する必要がないので、人畜に害を与えるお
それがなく、環境汚染の心配もない。

しかも、処理木材片は吸水率が小さく、膨潤化
しにくいので、木材片内に吸収される接着剤が少
なく、接着剤を節約できるとともに、膨潤化によ
る寸法変化、軟弱化を防止できる。

特に、本発明にかかる木質人造板材は、その中
間層を無処理木材片で構成しても、少なくとも片
側表面を処理木材片で覆つているので、湿気が中
間層に侵入しにくく、優れた寸法安定性が得られ
る。

また、本発明にかかる木質人造板材は、少なく
とも片側表面を、一定方向に配向、堆積した細長
の処理木材片で構成しているので、一定方向の機
械的強度、特に、曲げ強度が向上するという効果
がある。

【図面の簡単な説明】

第１，第２，第３図は本発明にかかる第１，第
２，第３実施態様を示す部分断面図、第４図は参
考例にかかる部分断面図である。 １，２……表層部（表面）、４……処理木材片。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 繊維状あるいはチツプ状等の木材片を、圧
   締、結合してなる木質人造板材において、 少なくとも片側表面の木材片が、木材成分中の
   水酸基に反応して非親水性で反応性の低い置換基
   を導入する有機化合物で化学的に処理して得た細
   長の処理木材片からなり、かつ、一定方向に配向
   されていることを特徴とする木質人造板材。 ２ 前記細長の処理木材片が、木材原材を細片化
   して得た細長の木材片を、木材成分中の水酸基に
   反応して非親水性で反応性の低い置換基を導入す
   る有機化合物で化学的に処理して得たものである
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の
   木質人造板材。 ３ 前記細長の処理木材片が、木材原材を木材成
   分中の水酸基に反応して非親水性で反応性の低い
   置換基を導入する有機化合物で化学的に処理した
   後、細長に細片化して得たものであることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項に記載の木質人造板
   材。 ４ 前記有機化合物が、エステル化剤またはエー
   テル化剤であることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項ないし第３項のいずれか１項に記載の木質
   人造板材。