JPH08258009A

JPH08258009A - 建築用材およびその製造方法

Info

Publication number: JPH08258009A
Application number: JP9007595A
Authority: JP
Inventors: Tomiyasu Honda; 富泰本多
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1995-03-24
Filing date: 1995-03-24
Publication date: 1996-10-08

Abstract

(57)【要約】【目的】木質材を基材としてその表面に塗装を施して
なる建築用材において、基材の全体比重を高めることな
く、表裏部分のみの比重を高めて表裏に硬質層を形成
し、軽量でありながら、曲げ強度、表面性状、寸法安定
性に優れ、反りやねじれの発生のない建築用材を提供す
る。【構成】繊維飽和点以下に含水率調整された木質材を
熱盤間にはさみ、木質材の結晶成分であるセルロースの
軟化点温度以上であって且つ非結晶成分の前記調整後の
含水率における軟化点温度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、木質材の表裏両面に
圧密化された硬質層２を有する木質材を得る。この圧密
化材を基材１として、その木口上端縁に面取り部６を形
成する。好ましくは、この面取り部、および基材上の化
粧層４を含む基材の全表面に、表面保護層５が形成され
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は木質材の表面に面取り部
が形成されてなる建築用材およびその製造方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】壁板、床板、天井板、階段踏板、階段側
板、棚板、カウンター、扉用材、枠材、開口部材、造作
材等種々に用いられる建築用材としては、木質材、特に
木材の無垢挽材、あるいは集成材、合板、パーティクル
ボード等の基板表面に、任意塗装や柄模様印刷等を施
し、または接着剤を介して化粧紙、突板等の化粧材を貼
着して化粧層を形成したものが用いられている。

【０００３】また、化粧層を保護するとともに表面の摩
耗性を向上するために、耐摩耗材を混入した塗膜層を化
粧層の表面に形成することも行われている。

【０００４】一方、木質材を加熱圧縮して圧密化するこ
とが従来より提案されている。従来法による木質材の加
熱圧縮により圧密化は、木質材を湿潤状態とするか、あ
るいは水蒸気雰囲気中で加湿して、木質材を高含水率と
した状態で行われている。

【０００５】この方法は、高含水率で、すなわち木質材
中に多量の水分が存在する状態で加熱圧縮による圧密化
を行うため、水が可塑剤、特に木材の主要成分中のヘミ
セルロース、リグニン等の非結晶成分に対して可塑剤と
して大きく作用し、それらの軟化点温度をそれぞれ６０
℃程度にまで低下させ、木質材の可塑性を増大させるも
のである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、建築用
材の基板として用いられる木質材は一般にその表面強度
が不十分であり、特に耐衝撃性が低いことから、耐摩耗
性を付与した塗膜層を化粧層表面に形成しても、引っ掻
き傷や滑り傷は防止されるものの、衝撃による凹みや表
面割れ等の傷がつきやすいものであった。

【０００７】一方、前記従来法による木質材の圧密化処
理においては、高含水率状態で木質材の加熱圧縮が行わ
れるため、木質材の内部に存在する水分の高蒸気圧力が
解圧時には圧密化状態を復元しようとする力として働
き、さらに解圧によるスプリングバック現象とあいまっ
て、圧密化状態を維持することが困難である。また、特
に比重の低い木質材においては、該高蒸気圧力が一瞬の
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。

【０００８】高蒸気圧力の放出を防止するために、圧締
状態のままで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てしまう。

【０００９】さらには、前記従来技術によるときは、圧
密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が圧密化されることから、高比重の
木質材となってしまう。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は上記従来技術の
問題点を解消することを目的として創案されたものであ
って、木質材を加熱圧縮して表裏両面に圧密化された硬
質層を有する圧密化材を基材として、該基材の木口上端
縁に面取り部が形成されてなることを特徴とする建築用
材である。

【００１１】また、本発明による建築用材は、繊維飽和
点以下に含水率調整された木質材の加熱圧縮により表裏
両面に圧密化された硬質層が形成されてなる圧密化材を
基材として、該基材の木口上端縁に面取り部が形成され
てなることを特徴とする。

【００１２】また、本発明による建築用材の製造方法
は、繊維飽和点以下に含水率調整された木質材を熱盤間
にはさみ、木質材の結晶成分であるセルロースの軟化点
温度以上であって且つ非結晶成分の前記調整後の含水率
における軟化点温度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、木質材の表裏両面に圧密化
された硬質層を有する圧密化材を得、該圧密化材の木口
上端縁に面取り部を形成することを特徴とする。

【００１３】本発明の建築用材の基板として用いる木質
材としては、木材の無垢材、無垢挽材、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。これら木材材としては、針葉樹
材、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。

【００１４】これら木質材は、製材前または製材後に乾
燥されて、繊維飽和点以下の含水率に調整される。ここ
で言う繊維飽和点以下の含水率とは、好ましくは３５％
以下の含水率を意味する。

【００１５】繊維飽和点以下に含水率調整された木質材
は、上下の熱盤の間隔を規制する一般にディスタンスバ
ーと呼ばれる厚さ規制治具が取り付けられたホットプレ
ス装置の熱盤間に挿入される。

【００１６】熱盤間の厚さ規制治具は、木質材の厚さの
８０〜９５％、より好ましくは８２〜９２％の厚さを有
するものが用いられる。言い換えれば、木質材の圧縮率
が５〜２０％、より好ましくは８〜１８％となるよう
に、厚さ規制治具が取り付けられる。

【００１７】木質材の圧縮率が５％未満であると表裏両
面に対する圧密化が不十分となり、硬質層として必要な
強度を得ることができない。逆に木質材の圧縮率が２０
％を越えると表裏両面の圧密化が十分になされて硬質層
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は
原料材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。

【００１８】圧縮率は、上記範囲内において、使用木質
材の樹種、材自体の比重、得ようとする表面硬度等に応
じて任意に選択することができ、該圧縮率に対応して厚
さ規制治具をセットする。

【００１９】厚さ規制治具が取り付けられたホットプレ
ス装置の上下熱盤間に挿入された木質材は、熱圧圧締に
より加熱圧縮され、表裏両面において圧密化されて硬質
層を形成する。

【００２０】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温度以上であって且つ
非結晶成分の前記調整後の含水率における軟化点温度以
上の温度として行われる。

【００２１】圧締時間および圧締圧力は、使用木質材の
材自体の比重、柔らかさ等に応じて任意設定されるが、
圧締の際に前記厚さ規制治具が用いられて必要圧縮率が
得られるため、圧締時間３〜１５分、圧締圧力５〜２５
ｋｇ／ｃｍ^２とすることが好ましい。

【００２２】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、熱盤と直に接する表裏面より徐々に
中心部に向けて熱軟化および圧締力による圧密化が進行
するが、繊維飽和点以下の低含水率に調整されているこ
とから熱伝達が比較的緩慢であり、木質材の表裏部分の
みが圧密化される。このように、熱圧時においても木質
材自体の温度が全体に高くなることがないため、その後
の解圧により容易に冷却される。しかも、木材組織中に
は繊維質であるセルロースが熱軟化することなく残存し
ており、熱圧時に軟化溶融したヘミセルロース、リグニ
ンがセルロースに対して接着剤として作用するため、熱
圧圧締後の解圧に伴う木質材のスプリングバックが最小
限に抑えられ、表裏両面に圧密化された硬質層が形成さ
れる。

【００２３】圧密化された硬質層の硬さは、ＪＩＳＺ
−２００７による木材の硬さ試験方法において４．５ｋ
ｇｆ／ｍｍ^２以上であることが好ましい。硬質層が４．
５ｋｇｆ／ｍｍ^２に満たないと、表面の耐衝撃性が不十
分となって傷がつきやすくなり、また、圧密化が不十分
であるために材自体の曲げ強度の向上がなされず、疎水
性、膨潤率、吸水率を減少させることもできないので寸
法安定化が達成されない。

【００２４】このようにして得られた表裏両面に硬質層
を有する圧密化材を基材として、必要に応じてその木口
縁に実加工を施すとともに、その木口上端縁に面取り部
を形成する。面取り部は基材表面の硬質層の厚さ範囲内
に形成することができる。

【００２５】基材の基材上端縁の面取り部を含む全表面
に、必要に応じてシーラー処理を施した後、表面保護層
を形成する。表面保護層は、必要に応じて任意着色され
た透明または半透明のアミノアルキッド樹脂塗料、ウレ
タン樹脂塗料、アクリル樹脂塗料、ポリエステル樹脂塗
料等の合成樹脂塗料を塗布、乾燥することにより形成さ
れる。

【００２６】また、この塗料中に、耐摩材として粒子径
が３０〜２００μのアルミナ、炭化珪素等の鉱物性粒子
を添加混合したものを用いて、塗布、乾燥することによ
り、耐摩耗性表面保護層が形成される。塗料中に混合さ
れる鉱物性粒子は、形成される耐摩耗性表面保護層の表
面に一部露出した状態で、あるいは塗膜層内に埋没して
内在した状態で、塗膜層中に散在している。

【００２７】あるいはまた、基材の表面に化粧層を形成
した後、該基材の木口上端縁の面取り部を含む全表面
に、上記したような表面保護層を形成してもよい。化粧
層は、基材表面に必要に応じて目止め処理、シーラー処
理等の下地処理を施した後、たとえば着色塗装や柄模様
印刷を施し、あるいは接着剤を介して化粧単板、化粧
紙、化粧合成樹脂シート等の化粧材を貼着することによ
って形成される。

【００２８】基材の表面硬質層には、必要に応じて、そ
の表面にワイヤブラシ掛け、サンダー掛け等により微細
溝を形成することができる。微細溝は硬質層の表面積を
増大させ、またそれによる投錨効果が発揮されるので、
硬質層表面に設けられる化粧材の接着力を向上させる。

【００２９】

【作用】木質材中の結晶成分であるセルロースの軟化点
温度は、木質材の含水率にかかわらず２００〜２５０℃
でほぼ一定しているが、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、リグニ
ンの軟化点温度はそれぞれ約１８０℃、約１５０℃であ
るが、木質材の繊維飽和点である３５％の含水率におい
てはともに軟化点温度が６０℃付近まで低下する。すな
わち、実質的に非可塑性であるセルロースと異なり、ヘ
ミセルロースおよびリグニンは繊維飽和点以下であって
も木質材に含有される水分が可塑剤として作用して可塑
化する。

【００３０】したがって、たとえば繊維飽和点である３
５％の含水率に調整された木質材の場合は、約６０〜約
２００℃の範囲の熱圧温度とすることにより、結晶成分
であるセルロースはほとんど軟化させずに、組織細胞内
において非結晶成分であるヘミセルロース、リグニンを
熱軟化させることができる。

【００３１】繊維飽和点以下の低含水率の木質材をこの
ような温度で加熱圧縮することにより、木質材の表裏近
くの部分のみが圧密化されて硬質層が形成される。

【００３２】基材の木口上端縁に面取り部が形成され
て、本発明の建築用材が得られる。

【００３３】

【実施例】図１は本発明による建築用材の概略構成を示
し、基材１である木質材の表裏両面には圧密化による硬
質層２、２が形成され、その一表面に化粧層４が形成さ
れ、さらにその表面に該化粧層４を隠蔽することなく耐
摩耗性の表面保護層５が形成されている。基材１の木口
上端縁には、硬質層２の厚さ範囲内において、面取り部
６、６が形成されている。

【００３４】基材１の一実施例として、厚さ３０ｍｍ、
幅１５０ｍｍ、長さ１００ｍｍ、全体比重約０．５のア
ガチス無垢挽材を、繊維飽和点以下の低含水率（１９〜
２１％）に乾燥した後に、２５ｍｍの厚さ規制治具を取
り付けたホットプレス装置の熱盤間に挿入し、熱盤温度
１６０℃、圧締圧力１０ｋｇｆ／ｃｍ^２、圧締時間１５
分間の条件にて加熱圧締したところ、得られた厚さ２５
ｍｍの圧縮無垢挽材の表裏面よりそれぞれ約８〜１０ｍ
ｍの厚さ範囲において比重０．６〜１．０の硬質層２、
２が形成され、その内側中心部３の比重は圧密化処理前
の全体比重（約０．５）のままでほぼ一定であった。ま
た、硬質層の硬さは４．５〜１６．５ｋｇｆ／ｍｍ^２で
あり、圧密化処理前の材硬さ２．６〜３．４ｋｇｆ／ｍ
ｍ^２に比して著しく向上したものであった。

【００３５】

【発明の効果】本発明によれば、全体比重を高めること
なく、木質材の表裏のみの比重を高めて硬質層が形成さ
れるため、軽量でありながら、曲げ強度、表面平滑性、
表面硬度等の向上が図られ、また、表裏のバランスが保
たれることから、その一方の表面のみに面取り部や、化
粧層、表面保護層等を形成しても、反りやねじれを発生
させることがない。

【００３６】表面強度に優れた硬質層により衝撃による
凹みや表面割れ等の傷が付くことが防止され、さらに、
表面に耐摩耗性の表面保護層が形成されることにより引
っ掻き傷や滑り傷の防止がなされるため、表面耐摩性に
きわめて優れた建築用板が得られる。

【００３７】また、基材である木質材の表裏の硬質層は
主として木質材中の非結晶成分であるヘミセルロース、
リグニンが一旦軟化溶融された後に圧縮された高密度に
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、圧密化による親水性の低減とあいまって、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】本発明による建築用材の概略構成を示す断面図
である。

【符号の説明】

１基材２硬質層３中心部４化粧層５耐摩耗性表面保護層６面取り部

【手続補正書】

【提出日】平成７年４月２６日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】請求項８

【補正方法】変更

【補正内容】

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１２

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１２】また、本発明による建築用材の製造方法
は、繊維飽和点以下に含水率調整された木質材を熱盤間
にはさみ、木質材の結晶成分であるセルロースの軟化点
温度以下であって且つ非結晶成分の前記調整後の含水率
における軟化点温度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、木質材の表裏両面に圧密化
された硬質層を有する圧密化材を得、該圧密化材の木口
上端縁に面取り部を形成することを特徴とする。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２０

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２０】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温度以下であって且
つ非結晶成分の前記調整後の含水率における軟化点温度
以上の温度として行われる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】木質材を加熱圧縮して表裏両面に圧密
化された硬質層を有する圧密化材を基材として、該基材
の木口上端縁に面取り部が形成されてなることを特徴と
する建築用材。
【請求項２】繊維飽和点以下に含水率調整された木
質材の加熱圧縮により表裏両面に圧密化された硬質層が
形成されてなる圧密化材を基材として、該基材の木口上
端縁に面取り部が形成されてなることを特徴とする建築
用材。
【請求項３】前記硬質層の硬さが４．５ｋｇｆ／ｍ
ｍ^２以上であることを特徴とする請求項１または２の建
築用材。
【請求項４】前記基材の前記面取り部を含む全表面
に表面保護層が形成されてなることを特徴とする請求項
１ないし３のいずれかの建築用材。
【請求項５】前記基材の表面に化粧層が形成され、
該基材の前記面取り部を含む全表面に表面保護層が形成
されてなることを特徴とする請求項１ないし３のいずれ
かの建築用材。
【請求項６】前記表面保護層が硬質の耐摩材を混入
された耐摩耗性表面保護層よりなることを特徴とする請
求項４または５の建築用材。
【請求項７】前記面取り部が前記硬質層の厚さ範囲
内に形成されてなることを特徴とする請求項１ないし６
のいずれかの建築用材。
【請求項８】繊維飽和点以下に含水率調整された木
質材を熱盤間にはさみ、木質材の結晶成分であるセルロ
ースの軟化点温度以上であって且つ非結晶成分の前記調
整後の含水率における軟化点温度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、木質材の表裏
両面に圧密化された硬質層を有する圧密化材を得、該圧
密化材の木口上端縁に面取り部を形成することを特徴と
する建築用材の製造方法。
【請求項９】前記圧密化材の硬質層表面に微細溝を
形成した後、前記接着剤を介して前記面取り部を形成す
ることを特徴とする請求項８の建築用材の製造方法。