JPH091512A - 木質系複合材料の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】製品肉厚の厚薄に関係なく、表面から内部まで
均一に加熱して熱硬化性接着剤を硬化させることができ
る、強度に優れた木質系複合材料の製造方法を提供す
る。 【構成】木質系粒状材料を熱硬化性接着剤にて接着硬化
せしめる木質系複合材料の製造方法であって、熱硬化性
接着剤１００重量部に対して金属粉１〜５０重量部を混
合したものを木質系粒状材料に付着させ、これを賦形す
る工程と、その賦形体１５を誘導加熱により金属粉を発
熱させることにより加熱して熱硬化性接着剤を硬化させ
る工程とを包含する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、木質系粒状材料を用い
た木質系複合材料の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、木質系複合材料、例えば、合板や
ベニア板等を製造する場合、材料となる薄板状の木材に
接着剤を塗布・積層後、圧縮・加熱を行って接着剤を硬
化させて製品とする方法がとられている。

【０００３】又、オリエンテッド・ストランド・ボード
（ストランドを配向させた層を直交するように配設した
ボード：ＯＳＢ）や、ミディアム・デンシティ・ファイ
バーボード（木材を繊維化させてフォーミング後、熱圧
して固めたボード：ＭＤＦ）等の木質系ボード類は、材
料チップに接着剤を塗布し、あるいは木繊維と接着剤を
混合し、板状になるように型によって賦形・圧縮・加熱
して製品とする方法がとられている。

【０００４】この場合、加熱方法としては、型からの伝
導熱を材料に与え、接着剤を硬化させる方法が一般的で
ある。このような加熱方法の場合、薄板状の製品の場合
は、断面積が小さいため、内部まで均一に熱を伝えるこ
とができる。しかし、厚物の場合は、断面積が大きくな
り、しかも木質系粒状材料は熱伝導率が小さいので、型
に接触している材料表面からの熱伝導が、内部にまで伝
わりにくく、そのため内部が未硬化になり易い。又、内
部まで充分硬化させるために加熱温度を上昇させたり、
加熱時間をのばしたりすると、表面の過熱により焼け、
焦げ、炭化等が生じるという問題点があった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】この問題点に鑑み、例
えば、材料内部に高温蒸気を通して加熱するという方法
がある。この方法の場合、内部まで均一に加熱すること
は可能であるが、材料あるいは製品内部に水分が残って
しまい、そのため乾燥工程を更に必要とする。又、接着
剤の種類によっては、蒸気によって溶け出し、接着剤の
量が不足してしまい、必要とする接着強度が得られない
という問題点がある。

【０００６】又、電子レンジのように、材料に電磁波
（マイクロ波）をあてることで、材料中の水分子を振動
させ、その振動によって内部より加熱するという方法も
ある（例えば、特公昭５６─３６０４２号公報）。この
方法の場合、材料中の水分子を電磁波で振動させること
で加熱するため、材料の含水率によって加熱効果が大き
く変化してしまう。一般に、材料の含水率はかなりのバ
ラツキがあるため、加熱効果を一定にするためには、含
水率を一定にしなければならず、そのための乾燥あるい
は加湿の工程が別途更に必要となるという問題点があ
る。

【０００７】本発明は、上記の如き従来の問題点を解消
し、製品肉厚の厚薄に関係なく、表面から内部まで均一
に加熱して熱硬化性接着剤を硬化させることができる、
強度に優れた木質系複合材料の製造方法を提供すること
を目的としてなされたものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本願の請求項１に記載の
発明（以下、発明１という）は、木質系粒状材料を熱硬
化性接着剤にて接着硬化せしめる木質系複合材料の製造
方法であって、熱硬化性接着剤１００重量部に対して金
属粉１〜５０重量部を混合したものを木質系粒状材料に
付着させ、これを賦形する工程と、その賦形体を誘導加
熱により金属粉を発熱させることにより加熱して熱硬化
性接着剤を硬化させる工程とを包含する木質系複合材料
の製造方法である。

【０００９】本願の請求項２に記載の発明（以下、発明
２という）は、木質系粒状材料を熱硬化性接着剤にて接
着硬化せしめる木質系複合材料の製造方法であって、径
が０．１〜１０ｍｍ、長さが２０〜１０００ｍｍの木ス
トランド間に、径が０．１〜１ｍｍで、長さが木ストラ
ンドとほぼ等しい金属繊維を分散させ、これに熱硬化性
接着剤を付着させ、これを賦形する工程と、その賦形体
を誘導加熱により金属繊維を発熱させることにより加熱
して熱硬化性接着剤を硬化させる工程とを包含する木質
系複合材料の製造方法である。

【００１０】本発明１及び本発明２（以下、併せて本発
明という）は、上記賦形工程と接着剤の硬化工程に関
し、両者が同時期に行われる場合を包含するものであ
る。

【００１１】本発明において、熱硬化性接着剤として
は、合板等の製造に用いられる公知の木材用の接着剤が
使用でき、例えば、フェノール樹脂系、メラミン・フェ
ノール樹脂系、メラミン樹脂系、メラミン・ユリア樹脂
系、ユリア樹脂系、イソシアネート樹脂系、ウレタン樹
脂系等が挙げられる。

【００１２】本発明１において、木質系粒状材料として
は、例えば、杉、檜、松、栂、さわら、樫、なら、か
ば、ブナ、オーク、ラワン、ひば、栗、けやき、椎、
柳、竹等の木材を圧搾、粉砕あるいは切断して、木スト
ランド、木チップ、木片、木粉等としたものが使用され
る。木材としては、建築端材や廃木材、間抜材等を使用
することもできる。

【００１３】木質系粒状材料を得る方法としては、公知
の方法を使用することができ、例えば、プレスや回転ロ
ール等による圧搾、ハンマーミル、ターボミルやユニバ
ーサルフレーカー、ナイフリングフレーカー等による粉
砕、スリッターや切断機等による切断等の方法が挙げら
れる。木質系粒状材料の大きさ、長さ、形状としては、
用途や強度等の必要に応じて任意のものとすることがで
きるが、賦形容易性等の点から、通常０．１〜１０ｍ
ｍ、好ましくは０．９〜５ｍｍのものが用いられる。

【００１４】本発明１において、金属粉としては、誘導
加熱により発熱する金属粉であれば何でも使用すること
ができ、例えば、鉄、アルミニウム、銅、真鍮、ステン
レス等からなる粉末が挙げられる。金属粉の大きさは、
小さすぎると、接着中で凝集してしまい、分散性が悪く
なり、又、大きすぎると接着剤との比重差から金属粉だ
けが沈んでしまい、混合しにくくなるため、直径０．０
１〜２ｍｍが好ましく、０．１〜１ｍｍがより好まし
い。

【００１５】金属粉の混合量としては、少なすぎると誘
導加熱により十分発熱させることができず、又、多すぎ
ると接着剤に混合しにくくなるため、接着剤１００重量
部に対して、１〜５０重量部である必要があり、好まし
くは５〜２０重量部である。

【００１６】本発明１において、熱硬化性接着剤を木質
系粒状材料に付着させる方法としては、公知の方法が使
用でき、例えば、スプレー、ハケ塗り、ディッピング、
ロールコーティング等の塗布方法、あるいは木チップ、
木片、木粉と熱硬化性接着剤とをミキサーで混合する方
法等が挙げられる。

【００１７】本発明２において、木ストランドとして
は、例えば、杉、檜、松、栂、さわら、樫、なら、か
ば、ブナ、オーク、ラワン、ひば、栗、けやき、椎、
柳、竹等の木材を圧搾、切断したものが使用される。木
材としては、建築端材や廃木材、間抜材等を使用するこ
ともできる。

【００１８】木ストランドを得る方法としては、公知の
方法を使用することができ、例えば、プレスや回転ロー
ル等による圧搾、ハンマーミルやユニバーサルフレーカ
ー、ナイフリングフレーカー等による粉砕、スリッター
や切断機等による切断等の方法が挙げられる。木ストラ
ンドの形態としては、径が０．１〜１０ｍｍ、長さが２
０〜１０００ｍｍのものが使用される必要がある。径が
小さすぎると厚物としては強度が出にくく、又大きすぎ
ると均一に加熱することができなくなる。長さが短かす
ぎると厚物としては強度が出にくく、又長すぎると均一
に加熱することができなくなる。

【００１９】本発明２において、金属繊維としては、誘
導加熱により発熱する金属繊維であれば、何でも使用す
ることができ、例えば、鉄、アルミニウム、銅、真鍮、
ステンレス等からなる繊維が挙げられる。

【００２０】金属繊維の形態としては、径が０．１〜１
ｍｍで、長さが木ストランドとほぼ等しい必要がある。
径が小さすぎると、取扱いが非常に困難で、木ストラン
ド中に均一に分散させにくくなり、大きすぎると、均一
に加熱することができなくなる。長さが短かすぎると、
取扱いが非常に困難で、木ストランド中に均一に分散さ
せにくくなり、長すぎると、均一に加熱することができ
なくなる。尚、長さは均一に加熱するために、木ストラ
ンドとほぼ等しくそろえる方がよい。

【００２１】金属繊維の混合量としては、少なすぎると
誘導加熱により充分発熱させることができず、又、多す
ぎると接着剤に混合しにくくなるため、木ストランド１
００重量部に対して、通常１〜５０重量部、好ましくは
５〜２０重量部とされる。

【００２２】本発明２において、熱硬化性接着剤を木ス
トランドに付着させる方法としては、公知の方法が使用
でき、例えば、スプレー、ハケ塗り、ディッピング、ロ
ールコーティング等の塗布方法等が挙げられる。

【００２３】本発明において、誘導加熱装置としては、
コイルに電流を流し、そのコイル中を被加熱物を通過さ
せ、被加熱物に誘導電流を流すことで発熱させるタイプ
のもであればよく、使用電流は高周波、低周波のいずれ
でもよい。

【００２４】以下、本発明を図面を参照して説明する。
図１は本発明の一例の工程を説明する斜視図である。

【００２５】まず、熱硬化性接着剤１００重量部に対し
て金属粉１〜５０重量部を混合したものを木質系粒状材
料に付着させて成形材料１２を調製する。この成形材料
１２を、引取装置１９の引取りにより連続的に進行する
フィルム１１上に散布し、これを賦形ガイド１３を通過
させることにより、成形材料１２をフィルム１１の両側
部で包み込むようにして金型１４に導入させて加圧しな
がら予備加熱することにより賦形して、賦形体１５を連
続的に作製する。

【００２６】次に、連続的に進行する賦形体１５を、誘
導加熱装置１６により誘導加熱により金属粉を発熱させ
ることにより加熱し、冷却型１７内を通過させて熱硬化
性接着剤を硬化させて連続成形体１８を得たのち、引取
機１９の後に設けられた切断機（図示せず）にて適宜長
さに切断して、図３又は図４に示す如き木質系複合材料
を得る。

【００２７】図３に示す木質系複合材料３は、上面に長
手方向に沿って凹溝３１が設けられたものである。図４
に示す木質系複合材料４は、一側縁部に長手方向に沿っ
て突条４１が設けられるとともに、他側縁部に長手方向
に沿って凹溝４２が設けられており、多数並列させたと
きに、隣接する突条４１と凹溝４２が嵌合できるように
されたものである。

【００２８】図２は本発明の別の例の工程を説明する斜
視図である。まず、径が０．１〜１０ｍｍ、長さが２０
〜１０００ｍｍの木ストランド間に、径が０．１〜１ｍ
ｍで、長さが木ストランドとほぼ等しい金属繊維を分散
させ、これに熱硬化性接着剤を付着させた成形材料２２
を調製する。この成形材料２２を、引取装置３９の引取
りにより連続的に進行するフィルム２１上に散布し、こ
れを賦形ガイド２３を通過させることにより、成形材料
２２をフィルム２１の両側部で包み込むようにして金型
２４に導入させて加圧しながら予備加熱することにより
賦形して、賦形体２５を連続的に作製する。

【００２９】次に、連続的に進行する賦形体２５を、誘
導加熱装置２６により誘導加熱により金属繊維を発熱さ
せることにより加熱して、冷却型２７内を通過させて熱
硬化性接着剤を硬化させて連続成形品２８を得て、これ
を引取機２９の後に設けられた切断機（図示せず）にて
適宜長さに切断して、図３又は図４に示す如き木質系複
合材料を得る。

【００３０】

【作用】本発明１の木質系複合材料の製造方法は、熱硬
化性接着剤１００重量部に対して金属粉１〜５０重量部
を混合したものを木質系粒状材料に付着させ、これを賦
形する工程と、その賦形体を誘導加熱により金属粉を発
熱させることにより加熱して熱硬化性接着剤を硬化させ
る工程とを包含することにより、製品肉厚の厚薄に関係
なく、表面から内部まで均一に加熱して、熱硬化性接着
剤を硬化させることができるので、強度に優れた木質系
複合材料を簡単な工程により製造することができる。

【００３１】本発明２の木質系複合材料の製造方法は、
径が０．１〜１０ｍｍ、長さが２０〜１０００ｍｍの木
ストランド間に、径が０．１〜１ｍｍで、長さが木スト
ランドとほぼ等しい金属繊維を分散させ、これに熱硬化
性接着剤を付着させ、これを賦形する工程と、その賦形
体を誘導加熱により金属繊維を発熱させることにより加
熱して熱硬化性接着剤を硬化させる工程とを包含するこ
とにより、製品肉厚の厚薄に関係なく、表面から内部ま
で均一に加熱して、熱硬化性接着剤を硬化させることが
できるので、強度に優れた木質系複合材料を簡単な工程
により製造することができる。

【００３２】

【実施例】実施例１ 図１を参照して説明した工程により、図３に示す如き木
質系複合材料の製造を行った。栂の建築端材（厚さ×幅
×長さ≒５０ｍｍ×１００ｍｍ×２００ｍｍ）を、ハン
マーミルで粉砕して、径が約１ｍｍ、長さが約２０ｍｍ
の木片とした。イソシアネート系接着剤１００重量部
と、砂鉄（直径約０．１ｍｍ）５重量部とを混合したも
のと木片とをミキサー内で混合して成形材料１２を調製
した。

【００３３】この成形材料１２を連続的に進行するポリ
エステル（ＰＥＴ）フィルム１１上に散布し、これを賦
形ガイド１３を通過させることにより、成形材料１２を
フィルム１１の両側部で包み込むようにして金型１４に
導入させて加圧しながら１２０℃に予備加熱することに
より賦形して、縦×横≒１００ｍｍ×１００ｍｍで、上
面が凹状とされた賦形体１５を連続的に作製した。

【００３４】次に、連続的に進行する賦形体１５を、誘
導加熱装置１６により誘導加熱により金属粉を発熱させ
ることにより１５０℃で３分間加熱した後、冷却型１７
内を通過させ熱硬化性接着剤を硬化させて連続成形品１
８を得た。これを切断機にて適宜長さに切断した後、Ｐ
ＥＴフィルム１１を剥ぎ取り、図３に示す如き木質系複
合材料を得た。

【００３５】比較例１ 成形材料中に金属粉を混合することなく、誘導加熱装置
を使用することなく、金型にて１５０℃で１０分間加熱
・加圧したこと以外は実施例１と同様にして、図３に示
す如き木質系複合材料を得た。

【００３６】実施例１及び比較例１で得られた木質径複
合材料について、幅２ｍｍの曲げ強度を測定するととも
に、断面観察を行った。それらの結果を表１に示した。

【００３７】

【表１】

【００３８】表１からも明らかな如く、得られた木質系
複合材料は、実施例１の場合には、内部まで均一に硬化
しており、曲げ強度が高いのに対して、比較例１の場合
には内部が未硬化であって、曲げ強度が低い。

【００３９】実施例２ 図３を参照して説明した工程により、図４に示す如き木
質系複合材料の製造を行った。栂の建築端材（厚さ×幅
×長さ≒５０ｍｍ×１００ｍｍ×５００ｍｍ）を、圧延
ロールで圧搾して、径が約３ｍｍ、長さが約５００ｍｍ
の木ストランドとした。この木ストランド中に、径が約
０．１ｍｍ、長さが約５００ｍｍの鉄繊維を、木ストラ
ンド１００重量部に対して１０重量部となる量を均一に
分散させ、この混合物にイソシアネート系接着剤をスプ
レーにて吹き付けて成形材料２２を調製した。

【００４０】この成形材料２２を、引取装置２９の引取
りにより連続的に進行するＰＥＴフィルム２１上に散布
し、これを賦形ガイド２３を通過させることにより、成
形材料２２をフィルム２１の両側部で包み込むようにし
て金型２４に導入させて加圧しながら１２０℃に予備加
熱することにより賦形して、厚さ×幅≒３０ｍｍ×１０
０ｍｍで両側面に凹凸状の連結部を有する賦形体２５を
連続的に作製した。

【００４１】次に、連続的に進行する賦形体２５を、誘
導加熱装置２６により誘導加熱により金属繊維を発熱さ
せることにより１５０℃で３分間加熱して熱硬化性接着
剤を硬化させた後、冷却型２７内を通過させて連続成形
品２８を得た。これを切断機にて適宜長さに切断した
後、ＰＥＴフィルム２１を剥ぎ取り、図４に示す如き木
質系複合材料を得た。

【００４２】比較例２ 成形材料中に金属繊維を混合することなく、誘導加熱装
置を使用することなく、金型にて１５０℃で１０分間加
熱・加圧したこと以外は実施例２と同様にして、図４に
示す如き木質系複合材料を得た。

【００４３】比較例３ 直径が３０ｍｍの木ストランドを用いたこと以外は実施
例２と同様にして、図４に示す如き木質系複合材料を得
た。

【００４４】比較例３ 直径が２ｍｍの金属繊維を用いたこと以外は実施例２と
同様にして、図４に示す如き木質系複合材料を得た。

【００４５】実施例２及び比較例２〜４で得られた木質
径複合材料について、実施例１と同様にして曲げ強度及
び測定するとともに、断面観察を行った。それらの結果
を表２に示した。

【００４６】

【表２】

【００４７】表２からも明らかな如く、得られた木質系
複合材料は、実施例２の場合には、内部まで均一に硬化
しており、曲げ強度が高いのに対して、比較例２〜４の
場合には内部が未硬化であるか内部が部分的に未硬化で
あって、曲げ強度が低い。

【００４８】

【発明の効果】本発明１，２の木質系複合材料の製造方
法は、それぞれ、上記の如き構成とされているので、製
品肉厚の厚薄に関係なく、強度に優れた木質系複合材料
を簡単な工程により製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の木質系複合材料の製造方法の一例の工
程を説明する斜視図である。

【図２】本発明の木質系複合材料の製造方法の別の例の
工程を説明する斜視図である。

【図３】本発明により得られた木質系複合材料の一例を
示す斜視図である。

【図４】本発明により得られた木質系複合材料の別の例
を示す斜視図である。

【符号の説明】

１５，２５ 賦形体 １６，２６ 誘導加熱装置

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 木質系粒状材料を熱硬化性接着剤にて接
   着硬化せしめる木質系複合材料の製造方法であって、熱
   硬化性接着剤１００重量部に対して金属粉１〜５０重量
   部を混合したものを木質系粒状材料に付着させ、これを
   賦形する工程と、その賦形体を誘導加熱により金属粉を
   発熱させることにより加熱して熱硬化性接着剤を硬化さ
   せる工程とを包含することを特徴とする木質系複合材料
   の製造方法。
2. 【請求項２】 木質系粒状材料を熱硬化性接着剤にて接
   着硬化せしめる木質系複合材料の製造方法であって、径
   が０．１〜１０ｍｍ、長さが２０〜１０００ｍｍの木ス
   トランド間に、径が０．１〜１ｍｍで、長さが木ストラ
   ンドとほぼ等しい金属繊維を分散させ、これに熱硬化性
   接着剤を付着させ、これを賦形する工程と、その賦形体
   を誘導加熱により金属繊維を発熱させることにより加熱
   して熱硬化性接着剤を硬化させる工程とを包含すること
   を特徴とする木質系複合材料の製造方法。