JPH09156039A

JPH09156039A - 建築用材およびその製造方法

Info

Publication number: JPH09156039A
Application number: JP34541095A
Authority: JP
Inventors: Tomiyasu Honda; 富泰本多
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1995-12-11
Filing date: 1995-12-11
Publication date: 1997-06-17

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、その表面に化粧層４および耐摩耗
性塗膜層５を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は木質材の表面に化粧
層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、少なくともその表
面に化粧層が形成され、さらに、耐摩耗性塗膜層が化粧
層を隠蔽することなく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、少なくともその表面に化粧層が形成され、
さらに、耐摩耗性塗膜層が化粧層を隠蔽することなく形
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、該圧密化材の少な
くとも表面に化粧層を形成し、さらに、耐摩耗性塗膜層
を化粧層を隠蔽することなく形成することを特徴とす
る。

【００１３】この方法において、前記圧密化材の硬質層
表面に微細溝を形成した後に、前記接着剤を介して前記
化粧層を形成することができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】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。

【００１５】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。

【００１６】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。

【００１７】熱盤間の厚さ規制治具は、木質材の厚さの
６０〜９５％、より好ましくは６５〜９２％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５〜４０％、より好ましくは８〜３５％となるよう
に、厚さ規制治具が取り付けられる。

【００１８】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４０
％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。

【００１９】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。

【００２０】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。

【００２１】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。

【００２２】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。

【００２３】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。

【００２４】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１．５ｋ
ｇｆ／ｍｍ^２以上であることが好ましい。硬質層が１．
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。

【００２５】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、少なくともその表面に
化粧層を形成する。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。

【００２６】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。

【００２７】化粧層の表面にはさらに、該化粧層を隠蔽
することなく、耐摩耗性塗膜層を形成する。耐摩耗性塗
膜層は、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
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が添加混合されたものを塗布、
乾燥することによって形成される。塗料中に混合される
鉱物性粒子は、形成される耐摩耗性塗膜層の表面に一部
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。

【００２８】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２００〜２５
０℃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。

【００２９】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。

【００３０】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。

【００３１】硬質層の上に化粧層および耐摩耗性塗膜層
が形成されて、本発明の建築用材が得られる。

【００３２】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
耐摩耗性塗膜層５が形成されている。

【００３３】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２０ｋｇｆ／ｃｍ^２、圧締時間５分
間の条件にて加熱圧締したところ、得られた厚さ２５ｍ
ｍの圧縮無垢挽材の表裏面よりそれぞれ約４〜５ｍｍ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１．５〜３．６ｋｇｆ／ｍｍ^２であり、
圧密化処理前の材硬さ０．８〜１．１ｋｇｆ／ｍｍ^２に
比して著しく向上したものであった。

【００３４】

【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化粧層および耐
摩耗性塗膜層を形成しても、反りやねじれを発生させる
ことがない。

【００３５】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、
化粧層表面に耐摩耗性塗膜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。

【００３６】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耐摩耗性塗膜層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｂ３２Ｂ 33/00 Ｂ３２Ｂ 33/00 Ｅ０４Ｃ 2/12 Ｅ０４Ｃ 2/12 Ｅ

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、少なく
ともその表面に化粧層が形成され、さらに、耐摩耗性塗
膜層が前記化粧層を隠蔽することなく形成されてなるこ
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、少なくともその
表面に化粧層が形成され、さらに、耐摩耗性塗膜層が前
記化粧層を隠蔽することなく形成されてなることを特徴
とする建築用材。
【請求項３】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
密化材の少なくとも表面に化粧層を形成し、さらに、耐
摩耗性塗膜層を前記化粧層を隠蔽することなく形成する
ことを特徴とする建築用材の製造方法。
【請求項４】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化粧層を形成する
ことを特徴とする請求項３の建築用材の製造方法。