JPH06155420A

JPH06155420A - 木質繊維材とその製法

Info

Publication number: JPH06155420A
Application number: JP30735992A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiro Hirano; 善啓平野
Original assignee: Yamaha Corp
Current assignee: Yamaha Corp
Priority date: 1992-11-17
Filing date: 1992-11-17
Publication date: 1994-06-03

Abstract

(57)【要約】【目的】可撓性に優れ、強靱であり、木ネジ保持力が
強く、かつ寸法安定性が高く、耐湿性、耐水性が改善さ
れ、防カビ防虫性が向上された木質繊維材を得る。【構成】木質繊維材であって、繊維長５〜５０ｍｍの
木質繊維をホルマール化してから集積し一体化成形する
か、またはこの木質繊維を集積し一体化成形してからそ
の成形物をホルマール化するか、いずれかの方法によっ
て製造されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は木質繊維材とその製法に
関するものであり、特にホルマール化された長繊維の木
質繊維から成形された成形物であって、物性、加工性、
耐水性、防カビ防虫性などが改善された木質繊維材とそ
の製法に関する。

【０００２】

【従来の技術】木質繊維を原料とし、これを集積し、合
成樹脂バインダーを接着剤として一体化成形した木質繊
維材は既に知られている。このものは、方向性が少な
い、均質で加工が容易である、大量生産が可能であるな
どの特徴があり、各種建材や家具調度材などとして使用
されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来の木質繊維材は上
記のような優れた特徴を有する一方で、繊維間の空隙に
起因して多孔質の性状を有し、本質的に吸湿性であるセ
ルローズの露出表面積が大きいため吸湿率が高く、耐湿
性、耐水性、寸法安定性、防カビ・防虫性などに劣る欠
点がある。本発明はこのような問題を解決するためにな
されたものであり、その目的は物性、加工性、耐湿性、
耐水性、防カビ防虫性などが改善された木質繊維材を得
ることにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】このような課題は、繊維
長５〜５０ｍｍの木質繊維が集積され、一体化成形され
た成形物であって、この木質繊維がホルマール化されて
いる木質繊維材を提供することによって解決できる。こ
のような木質繊維材は、木材を解繊して得られた繊維長
５〜５０ｍｍの木質繊維をホルマール化し、このホルマ
ール化木質繊維を集積し、一体化成形することによって
製造できる。または、このような木質繊維材は、木材を
解繊して得られた繊維長５〜５０ｍｍの木質繊維を集積
して一体化成形し、この一体化成形物をホルマール化す
ることによっても製造できる。上記いずれかの製法にお
いて、ホルマール化は、二酸化イオウの存在下に気相の
ホルマール化剤を用いて行うことが好ましい。

【０００５】以下、本発明を詳しく説明する。本発明の
木質繊維材に用いられる木質繊維としては、例えば木材
をチッパーでチップ化し、得られたチップを解繊したも
のが用いられる。解繊には、例えば高圧蒸気により蒸煮
したのちディスクリファイナーによって解繊するなどの
方法が用いられる。

【０００６】本発明の木質繊維材では特に、繊維長が５
〜５０ｍｍの木質繊維が用いられる。繊維長が５ｍｍよ
り短い木質繊維で成形された木質繊維材は曲げ強度が小
さいために曲げ加工などが困難であり、５０ｍｍより長
いと成形加工中に繊維が絡まって塊状になり易く、均一
な集積が困難になる。繊維長が５〜５０ｍｍの木質繊維
は、木材チップを解繊したのち、分級して得ることがで
きる。しかし、木質繊維材の物性や成形性に実質的に影
響を与えない程度の、上記限界外の繊維長のものが含ま
れていても差し支えない。例えばスプルース類のような
針葉樹から得られる木質繊維は比較的長繊維で、実質的
な割合の木質繊維がこの限界内の繊維長を有するから、
チップ化及び解繊の工程条件を適当に制御することによ
って、特に分級しなくても実質的に繊維長が５〜５０ｍ
ｍの木質繊維を得ることができる。本発明に使用される
木質繊維としては、繊維長が長いばかりでなく繊維径が
細く、靱性の高いものが、ホルマール化反応がよく進行
し、かつ得られた木質繊維材の物性が強化されるので好
ましい。

【０００７】本発明の木質繊維材にあっては、このよう
にして得られた繊維長５〜５０ｍｍの木質繊維が、好ま
しくは接着剤と共に集積され、一体化成形されていて、
かつその木質繊維はホルマール化されている。このよう
な本発明の木質繊維材を製造するのには、大きく分けて
二つの方法がある。一つには、繊維長５〜５０ｍｍの木
質繊維を予めホルマール化し、次いでこのホルマール化
された木質繊維を、好ましくは接着剤と共に、集積して
一体化成形する方法である。他の一つは、繊維長５〜５
０ｍｍの木質繊維を、好ましくは接着剤と共に、集積し
て予め一体化成形し、次いでこの一体化成形物をホルマ
ール化する方法である。いずれの方法によっても同様な
性状の木質繊維材が得られるから、いずれを採用するか
は工程設備や作業条件を考慮して決定すればよい。

【０００８】ホルマール化する以前の木質繊維またはそ
の一体化成形物（以下、これらを「未処理材」と称す
る）をホルマール化するには、従来から木材をホルマー
ル化するのに知られている任意の方法が採用できる。例
えば、ホルマリンをホルマール化剤とし、塩化水素を触
媒として、液相または気相中でホルマール化することも
できる。しかしこの方法は洗浄、排水処理などの後処理
が煩雑であり、しかも木質繊維の靱性を劣化させ、装置
機器を腐食するなどの問題があり、好ましい方法ではな
い。未処理材のホルマール化は、二酸化イオウ触媒の存
在下に気相のホルマール化剤を用いて行うことが好まし
い。この方法によれば木質繊維の物性を損なわず、また
装置機器を腐食することもない。

【０００９】未処理材をホルマール化するに先だって、
この未処理材を均一に乾燥することが好ましい。この乾
燥は、特にホルマール化触媒として二酸化イオウを使用
する場合には、平衡含水率が５重量％以下となるように
調節することが好ましい。この上限以上ではホルマール
化が充分に進行しない。このような乾燥は例えば１００
〜１０５℃の乾燥炉中に入れるか、熱風乾燥によって行
うことができる。

【００１０】このようにして乾燥した未処理材をホルマ
ール化する。このホルマール化は一般には、密閉容器中
に未処理材とホルムアルデヒド源、例えばトリオキサ
ン、テトラオキサン、パラホルムアルデヒド、またはホ
ルムアルデヒドモノマとを仕込み、この密閉容器にホル
マール化触媒を導入し、所定時間加熱して行うことがで
きる。これらのホルムアルデヒド源は、仕込時には固体
または液体であっても、加熱によって気相のホルムアル
デヒドモノマを発生し、二酸化イオウのような気相のホ
ルマール化触媒と共に未処理材の組織内に浸透し、木質
繊維のセルローズと反応する。

【００１１】ホルマール化触媒として二酸化イオウを使
用する場合は、例えば次のような順序でホルマール化を
行うことができる。まず、上記のように乾燥した未処理
材と、ホルムアルデヒド源とを密閉反応容器に仕込む。
次いでこの容器を減圧排気し、この密閉反応容器に二酸
化イオウガスを導入し、８０〜１４０℃の温度で１〜７
２時間加熱する。その後、排気して未反応ガス類を排除
し、処理材を取り出す。

【００１２】特性の良好な本発明の木質繊維材を得るた
めには、ホルマール化に使用するホルムアルデヒド源の
量は乾燥未処理材に対して１〜３０重量％であることが
好ましい。１重量％未満ではホルマール化が不充分で顕
著な効果が得られず、３０重量％を越えてもその過剰分
は未処理材のホルマール化に寄与しない。

【００１３】ホルマール化触媒として使用する二酸化イ
オウの導入量は、反応容器の容積に対して４〜６×１０
^-3ｍｏｌ／ｄｍ³とすることが好ましい。これは、二酸
化イオウが均一なホルマール化反応に寄与するためには
未処理材の組織内部に充分浸透する必要があり、この浸
透のためには一定以上のガス圧が必要なことによる。４
×１０^-3ｍｏｌ／ｄｍ³未満では未処理材の内部に均一
に浸透することが期待できず、６×１０^-3ｍｏｌ／ｄｍ
³を越えても過剰となって無駄に排出される。ホルマー
ル化処理が施された処理材は、水または温水で洗浄し、
付着しているホルマール化剤を除去したのち、所定の含
水率まで乾燥する。

【００１４】予めホルマール化された、またはまだホル
マール化されていない木質繊維（以下、「成形素材」と
称する）を集積し、一体化成形するには、概略次のよう
な方法が用いられる。乾燥した成形素材を、例えば回転
ミキサ中で接着剤と均一に混合する。このときの接着剤
としては、例えばユリア系、メラミン系、フェノール
系、ウレタン系など、通常木質繊維の接着に使用されて
いるものがいずれも使用できる。接着剤の量は成形素材
に対して５〜２０重量％とすることが好ましい。５重量
％未満では集積された繊維の相互の接着に不充分であ
り、２０重量％を越えると、成形物の可撓性が低下しま
た木質感もなくなる。

【００１５】次にこの混合物を熱圧成形機上に集積し、
熱と圧力を加えて一体化成形する。この工程は公知の方
法と装置を用いて行うことができる。熱圧成形機は、例
えば回分式のホットプレス、またはコンベアで搬送しな
がら熱と圧力を加える連続式のホットプレスのいずれも
使用できる。また、曲面や凹凸面を有する型中で熱圧を
加えることもできる。これによって、板状、曲面状また
は柱状などの一体化成形物が得られる。

【００１６】

【作用】このように、繊維長５〜５０ｍｍの木質繊維を
予めホルマール化してから一体化成形するか、またはこ
の木質繊維を予め一体化成形してからその成形物をホル
マール化するか、いずれかの方法によって製造される本
発明の木質繊維材は、繊維長が充分に長いので可撓性に
優れ、強靱であり、曲げ強度、曲げヤング率が高いので
曲げ加工が可能となり、また木ネジ保持力も強化され
る。また、木質繊維のセルローズが、その水酸基がホル
マール化されることによって架橋され、分子構造を凝集
させるので寸法安定性が向上する。さらに、遊離水酸基
の減少によって耐湿性、耐水性が改善され、防カビ性及
び防虫性も高くなる。

【００１７】本発明の木質繊維材は、難燃剤、色素、防
虫剤、防腐防かび剤、撥水剤、吸音材、発泡ビーズ、充
填材、補強材などの添加物を含んでいてもよい。これら
の添加物は例えば、集積する前の成形素材に添加するこ
とによって、本発明の木質繊維材に配合することができ
る。

【００１８】

【実施例】次に実施例を示す。（実施例１，２）エゾマツの木材チップを蒸煮、解繊し
て長さが実質的に５〜５０ｍｍに分布する細長繊維を得
た。これを１００〜１０５℃で含水率が５〜７重量％と
なるまで乾燥した。内容積９ｌの密閉反応容器に上記の
乾燥した木質繊維７０ｇとトリオキサン（ホルムアルデ
ヒド源）２０ｇとを仕込み、容器内を減圧排気し、次い
でこれに６ｌの１０％二酸化イオウガスを導入した。反
応容器を恒温油槽に浸漬して１００℃とし、実施例１，
２それぞれに表１に示す時間加熱し、ホルマール化され
た木質繊維を得た。このものを水洗し、含水率４〜５重
量％に乾燥して成形素材を得た。次にこの成形素材を１
５重量％のウレタン系接着材と均一に混合し、ホットプ
レス上に集積し、１５０℃に１０分間、加熱プレスして
一体化成形し、厚さ１０ｍｍの木質繊維材を得た。

【００１９】（比較例１）実施例１，２の方法におい
て、ホルマール化を行わない以外は同様に処理して比較
例１の木質繊維材を得た。

【００２０】（試験例１）［吸水試験］各試料を２５℃の水に２４時間浸漬し、
その厚さ膨張率（％）を測定した。結果を表１に示す。（試験例２）［吸湿試験］各試料を３５℃、９５％ＲＨの恒温恒湿
槽に４８時間放置し、その厚さ膨張率（％）を測定し
た。結果を表１に示す。

【００２１】

【表１】

【００２２】この結果から、実施例１，２の木質繊維材
がいずれも比較例１に比べ耐水性、耐湿性とも改善され
ていることは明かである。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の木質繊維
材は、繊維長５〜５０ｍｍの木質繊維を予めホルマール
化してから集積し一体化成形するか、またはこの木質繊
維を予め集積し一体化成形してからその成形物をホルマ
ール化するか、いずれかの方法によって製造されている
ので、曲げ加工が可能となり、また木ネジ保持力も強化
される。さらにホルマール化によって寸法安定性が向上
すると共に、耐湿性、耐水性が改善され、防カビ防虫性
が高められている。この木質繊維材の製造に際しては、
ホルマール化が二酸化イオウの存在下に、気相のホルマ
ール化剤を用いて行われるので、木質繊維が脆化せず、
装置が侵食されず、また排水処理の問題もない。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】繊維長５〜５０ｍｍの木質繊維が集積さ
れ、一体化成形された成形物であって、この木質繊維が
ホルマール化されている木質繊維材。
【請求項２】木材を解繊して得られた繊維長５〜５０
ｍｍの木質繊維をホルマール化し、このホルマール化さ
れた木質繊維を集積し、一体化成形することを特徴とす
る木質繊維材の製法。
【請求項３】木材を解繊して得られた繊維長５〜５０
ｍｍの木質繊維を集積して一体化成形し、この一体化成
形物をホルマール化することを特徴とする木質繊維材の
製法。
【請求項４】上記請求項２または３において、ホルマ
ール化を二酸化イオウの存在下に、気相のホルマール化
剤を用いて行うことを特徴とする木質繊維材の製法。