JPH09169013A - パッド一体型木質系成形体の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 木質基材の成形とこの木質基材への樹脂パッ
ドの接着を同時に行うことのできる方法を提供する。 【解決手段】 木質繊維に結合剤としてフェノール樹脂
とポリイソシアネートを添加した木質系成形素材を堆積
させて木質素材集合体を形成し、この素材集合体をあら
かじめ樹脂パッドをセットした成形型に投入し、次いで
前記木質素材集合体と樹脂パッドとを圧縮して木質基材
の成形とこの木質基材と樹脂パッドとの接着を同時に行
う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、木質基材と樹脂パ
ッドからなるパッド一体型木質系成形体の製造方法に関
し、さらに詳細には、自動車のインストルメントパネ
ル、ドアトリム等に利用されるパッド一体型木質系成形
体を同時一体成形する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車の内装部品、電気製品のキャビネ
ット、あるいは家具等に使用される木質系成形体は、従
来、例えばチップ等の木片を解繊機等によって解繊して
木質繊維を形成し、これに合成樹脂等の結合剤を混合し
て圧縮成形して木質基材を形成し、この基材上に接着剤
によって表皮を接着することにより形成されている。こ
の木質基材は軽量でかつ熱変形性がなく、自由な形状に
成形することができる等の利点を有するため、上記のよ
うな各種用途に広く用いられている。この木質基材は現
在、木質繊維に結合剤を添加した木質成形素材を堆積さ
せて低密度の木質素材集合体を形成し、この木質素材集
合体を成形型に入れ圧縮成形する直接成形法により製造
されている。

【０００３】自動車の内装部品、例えばインストルメン
トパネル、ドアトリム等には、そのソフト感を高めるた
めあるいは衝突時の乗員に対する衝撃を抑えるため等の
要求される機能に応じて、ウレタンスラブ等の樹脂パッ
ドが設けられている。従来、この樹脂パッドは、上記の
ような木質基材上に、別途に成形された樹脂パッドを接
着剤により接着し、次いで表皮材を接着することにより
製造されていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、木質基
材の成形と樹脂パッドの接着を別工程で行うと、製品ご
とに樹脂パッドの取り付け位置にばらつきが発生しやす
い。また、樹脂パッドの接着の手数及びそのための設
備、治具、接着剤等が必要なため、コストが高く、生産
性の点においても十分ではない。さらに、樹脂パッドを
取り付けた後、表皮をはりつけた場合、樹脂パッドと基
材の境界部に存在する隙間や段差が表皮の表面に現れ凹
凸が発生し、意匠的にも好ましくなく、従って前記の隙
間や段差にパテを施す等の修正作業が必要であった。

【０００５】そこで、木質基材の成形と樹脂パッドの接
着を別工程ではなく、同時に行うことが試みられた。こ
れは、木質基材を成形する型内の位置にあらかじめ樹脂
パッドをセットしておき、次いでこの型内に上記の木質
素材集合体を入れ圧縮成形することにより、木質基材の
成形とこの木質基材への樹脂パッドの接着を同時に行お
うとするものである。

【０００６】しかしながら、従来上記の木質繊維に添加
されている結合剤はフェノール樹脂等の熱硬化性樹脂で
あり、これを硬化させるために成形型を200 〜250 ℃と
かなりの高温に加熱することが必要になる。しかしなが
らこのような高温では、樹脂パッドとしてポリエチレ
ン、ポリウレタンのような熱可塑性樹脂を用いているた
め、成形時の高温によって溶融・分解してしまう。その
ため上記のような同時一体成形はほとんど不可能であっ
た。

【０００７】本発明は、上記の問題を解決することを課
題としてなされたものであり、木質基材の成形とこの木
質基材への樹脂パッドの接着を同時に行うことのできる
方法を提供することを目的とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明によれば、木質繊維に結合剤としてフェノー
ル樹脂とポリイソシアネートを添加した木質成形素材を
堆積させて木質素材集合体を形成し、この素材集合体を
あらかじめ樹脂パッドをセットした成形型に投入し、次
いで前記木質素材集合体と樹脂パッドとを圧縮して木質
基材の成形とこの木質基材と樹脂パッドとの接着を同時
に行うことを特徴とする、木質基材と樹脂パッドからな
るパッド一体型木質系成形体の製造方法が提供される。

【０００９】本発明では、木質素材の結合剤としてフェ
ノール樹脂とポリイソシアネートの混合物を使用するこ
とにより、結合剤としてフェノール樹脂を単独で使用す
る場合よりも結合剤の硬化温度を低下させ、その結果、
より低い温度で表皮と樹脂パッドの一体成形が可能とな
る。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明において用いる木質繊維
は、木材等をほぐしたものであり、この木材としては種
々のものを用いることができ、その例としてはヒノキ、
アカマツ、スギ、ラワン、ブナ等が例示される。この木
材を解繊して木質繊維を製造する方法は特に限定され
ず、当業者において慣用の方法を用いることができる。
その例としては、加圧して蒸煮し、そのままの圧で機械
的にほぐす方法や、蒸煮した後常圧で機械的にほぐす方
法などが挙げられる。

【００１１】この木質繊維に加えられる結合剤は、フェ
ノール樹脂とポリイソシアネートの混合物である。フェ
ノール樹脂とポリイソシアネートの混合比は、重量比で
１：３〜３：１であることが好ましく、１：１がより好
ましい。結合剤がフェノール樹脂のみでは成形温度を20
0 ℃以上の高温にする必要があり、ポリイソシアネート
のみでは得られる成形体の高い強度が得られず、フェノ
ール樹脂とポリイソシアネートの混合物を用いることに
より、樹脂パッドを溶融させることのない温度において
成形することができ、かつ満足な強度を有する成形体を
得ることができ、混合比を上記の比にすることによりさ
らにその効果が十分なものとなる。

【００１２】フェノール樹脂は、一般に木材の接着に用
いられているものであり、特に制限はなく、いずれのも
のも用いることができる。ポリイソシアネートについて
も公知のものであり、例えばトリレンジイソシアネート
（ＴＤＩ）、ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤ
Ｉ）、あるいはイソシアネートプレポリマー等を用いる
ことができる。このポリイソシアネートは反応性が高
く、比較的低温において、例えば木材、繊維、紙、合成
樹脂等と強力な一次結合を形成する。フェノール樹脂と
ポリイソシアネートは混合物として木質繊維に加えても
よく、又は別々に加えてもよい。これらフェノール樹脂
及びポリフェノールは原液のままでは粘度が高く、混合
を容易にするため水もしくはアセトン等で希釈して用い
てもよい。

【００１３】フェノール樹脂及びポリイソシアネート
は、混合物として６〜20重量％添加することが好まし
い。この範囲以下では、十分な結合が得られないことが
あり、またこの範囲以上ではコストが高くなり、さらに
得られる成形体の剛性が高くなりすぎると共に、ぜい性
破壊することがあるからである。

【００１４】こうして木質繊維に結合剤を添加した木質
成形素材を堆積させ木質素材集合体を形成した後、この
木質素材集合体をあらかじめ樹脂パッドをセットした成
形型に投入し、次いで前記素材集合体と樹脂パッドとを
圧縮して木質基材の成形とこの木質基材と樹脂パッドと
の接着を同時に行う。この圧縮において90〜130 ℃の成
形温度で行うことにより、樹脂パッドを溶融させること
なく木質基材と樹脂パッドの間に十分な結合が得られ
る。この樹脂パッドとしては各種のものを使用すること
ができ、例えばポリウレタン、ポリエチレン、ポリアミ
ド、ポリスチレン等を用いることができる。

【００１５】本発明において用いる結合剤は上記の90〜
130 ℃の温度において十分硬化するが、硬化時間を短縮
することが望ましい場合がある。そのような場合、成形
時の温度を高めれば硬化時間は短縮されるが、樹脂パッ
ドの変形等の問題が生じてしまう。この問題を解決する
ため、樹脂パッドが接する側の型の温度を低くし、一方
結合剤を含む木質素材集合体が接する側の型の温度を高
くすることが好ましい。すなわち、樹脂パッド側の型温
度を、この樹脂パッドが変形しないが木質素材集合体と
十分結合する80〜110 ℃にし、木質素材集合体側の型温
度を100 〜150℃にする。また、樹脂パッドの線膨張係
数は木質素材集合体の線膨張係数より大きいため、同じ
温度の型を用いて成形すると、常温に戻った際に樹脂パ
ッドの収縮が大きく、得られる成形体にソリが発生する
おそれがあるが、上記のように木質素材集合体側の型の
温度を高くすることにより、常温に戻った際のソリを抑
制することが期待できる。

【００１６】さらに、結合剤の硬化時間を短縮するた
め、ポリイソシアネートの硬化用触媒を使用してもよ
い。このような触媒としては種々のものが公知であり、
例えば以下のものが例示される。N,N,N',N'-テトラメチ
ルヘキサメチレンジアミン、N,N,N',N'-テトラメチルプ
ロピレンジアミン、N,N,N',N'-テトラメチルエチレンジ
アミン、N,N,N',N',N'- ペンタメチルジエチレントリア
ミン、N,N-ジメチルベンジルアミン、N-メチルモルホリ
ン、N-エチルモルホリン、1,4-ジアザビシクロ[2,2,2]
オクタン、1,8-ジアザビシクロ[5,4,0]-7-ウンデセン、
1,5-ジアザビシクロ[4,3,0] ノン-5- エン、ジメチルエ
タノールアミン、N-メチル-N−（ジメチルアミノプロピ
ル）アミノエタノール、ジメチルアミノプロピルアミ
ン、N,N,N',N'-テトラメチルジエチレントリアミン、2,
4,6-トリス（ジメチルアミノメチル）フェノール。

【００１７】これらの触媒を結合剤を混入する際に添加
することも可能であるが、そのような場合、低温におい
ても結合剤の硬化が進行してしまい、木質素材集合体の
可使時間が短くなってしまい好ましくない。そこでこの
可使時間を長くするためには以下のようにして上記触媒
を用いる。

【００１８】第一の方法としては、木質素材集合体を成
形型に入れる際に、成形型にあらかじめセットされた樹
脂パッドの、木質素材集合体と接触する表面上に前記触
媒を塗布しておく。この触媒は、成形体の圧縮成形時に
おいて蒸発し、木質素材集合体内に拡散する。この結
果、結合剤の硬化が促進され、時間を短縮することがで
きる。第二の方法としては、木質素材集合体を成形型に
入れた後に成形時に触媒をこの集合体内に混入させる。
通常、成形用の型にはガス抜きのための穴が設けられて
おり、この穴を利用して成形時に木質素材集合体内に触
媒を拡散することができる。この方法によれば、素材集
合体内に均一に触媒を分散させることができ、結合剤の
硬化時間をさらに短縮することができる。このように触
媒を用いることにより結合剤の硬化時間を短縮すること
ができ、また触媒を使用しない場合と比較してより低い
温度において成形することも可能になる。

【００１９】ポリイソシアネートは反応性が高く、常温
環境においても水もしくはフェノール樹脂と徐々に反応
し、従って結合剤を含む木質素材集合体を長時間経過放
置すると結合剤の硬化によって使用することができなく
なってしまう。このような木質素材集合体の可使時間を
長くするためにはポリイソシアネートの添加を遅らせ、
結合剤を硬化させる直前に添加することが好ましい。

【００２０】第一の方法としては、まず木質繊維とフェ
ノール樹脂を混合する。フェノール樹脂は反応性が低い
ため、所定の条件で保存すれば長期にわたって保存可能
である。次いで成形する直前にこの混合物を落下させな
がらポリイソシアネートを噴霧し積層ケースに堆積さ
せ、木質素材集合体を形成する。この噴霧によってポリ
イソシアネートは木質素材集合体内に均一に分散され
る。次いでこの素材集合体を成形機に入れ成形を行う。

【００２１】第二の方法としては、木質繊維とフェノー
ル樹脂を混合し堆積させて木質素材集合体を形成する。
上記のように、この木質素材集合体は長期にわたって保
存が可能である。次いでこの木質素材集合体を成形機に
入れる際の搬送時に表皮と接する側からポリイソシアネ
ートを噴霧する。上記木質素材集合体は嵩密度が低く、
従ってポリイソシアネートは木質素材集合体の内部まで
浸透することができる。また当然のことながら、ポリイ
ソシアネートの濃度は噴霧側、すなわち表皮と接する側
のほうが高くなる。ポリイソシアネートと樹脂パッドの
接合強度はフェノール樹脂と樹脂パッドの接合強度より
も高いため、結果としてより樹脂パッドとの結合強度の
高い成形体が得られる。また、木質素材集合体の型側は
フェノール樹脂がリッチであるが、型の温度を高くする
ことによって硬化時間の遅延を防止することができる。

【００２２】第三の方法としては、上記のように木質繊
維とフェノール樹脂を混合し、次いで成形する直前にこ
の混合物を落下させながらポリイソシアネートを噴霧し
積層ケースに堆積させる。この際、成形体の製造に必要
な木質素材集合体すべてにポリイソシアネートを噴霧せ
ず、その一部のみに噴霧し、前記堆積物の上部層はポリ
イソシアネートを含まないものにする。次いでこの素材
集合体を計量し、成形体形成に必要な量以外の余剰の素
材集合体を除去する。この除去された素材集合体はポリ
イソシアネートをまったくもしくは少量のみしか含まな
いため、長期間保存することができ、リサイクル可能で
ある。その後、この素材集合体にポリイソシアネートを
噴霧し混入させ、成形機に入れる。

【００２３】また、樹脂パッドを木質基材と挟み込むよ
うに、成形型にあらかじめ表皮をセットしておき、この
表皮上に樹脂パッドをのせ、次いで上記の本発明の方法
を実施してもよい。このように、表皮をセットしておく
ことにより、基材−樹脂パッド−表皮からなる成形体を
同時一体成形することもできる。この表皮材としては、
従来使用されている各種のものを使用することができ、
例えばポリ塩化ビニル等を使用することができる。

【００２４】

【実施例】実施例１ 木質繊維にフェノール６wt％及びイソシアネート６wt％
を添加し、木質成形素材24を形成する。次にこの木質成
形素材24を図２に示す積層用容器21に供給する。この木
質成形素材24は底板25に多数穿設された空気孔22を介し
て容器21の外の図示しないコンプレッサより送り込まれ
る空気によって攪拌される。次いで、この木質成形素材
24が浮遊している容器21の底板25をシリンダ27の駆動に
より上昇させながら容器21の上方に設けられた保持器28
の上方より真空引き(V/C) を行い、木質素材集合体29を
形成する。この際、保持器28内の天井側に設けられた吸
引穴31を有する天井板23よりつりさげられた金網もしく
はパンチングメタル等からなる形状出し用の成形部材30
が、前記成形素材集合体29を完成後の成形体の形状にみ
あう形状、例えば湾曲形状に形成され取り付けられてい
るので、真空引き後の木質素材集合体29は、成形体に対
応する形状を呈し、一定の密度を有している。こうして
形成した木質素材集合体29を、シリンダ26によって保持
器28を移動させることにより図１に示す成形機に搬送す
る。

【００２５】成形機は上型11、下型12、下型12を囲む保
持枠13、上型11と下型12を支持してこれらを所定の温度
に保持する熱板14とからなっている。上型11及び下型12
には電磁バルブ17及び15により余剰の水蒸気、触媒ガス
等を吸引するためのガス抜き穴19及び16が各々設けられ
ている。下型12には、樹脂パッドとして必要形状に加工
した密度0.06〜0.07g/cm³ の硬質ウレタン発泡体18が乗
せられている。このような成形機に対し、上記搬送用保
持器28の真空引きを解除すると、素材集合体29は自重に
より硬質ウレタン18の上に落下する。その後上型11を下
降させ上型温140 ℃、下型温90℃、圧締時間30秒、成形
圧力30kg/cm²において成形を行った。この際、成形型ク
リアランスは、木質基材層のみで構成される部分を2.3m
m とし、木質基材と樹脂パッドの２層からなる部分のう
ちパッド外周部の幅10〜20mmの範囲をクリアランス2.9m
m とし、この部分のパッド厚を10mmとした。こうして得
た木質基材は厚さ2.3mm 、密度0.75g/cm³ であった。得
られた成形品では、木質基材と樹脂パッドの接着境界は
滑らかであった。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る木質
系成形体の製造方法によれば、樹脂パッドを溶融・変形
させることなく木質基材と樹脂パッドからなる木質系成
形体を同時一体成形することができる。さらに、本発明
によれば、木質基材と樹脂パッドの接着の境界部を滑ら
かにすることができ、表皮を設けた場合に意匠面上の凹
凸の発生を抑制することができる。さらに、製造する成
形体の製品形状の自由度を高めることもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る木質系成形体の製造方法の最終工
程である成形工程を示す断面図である。

【図２】木質素材集合体の製造装置を示す断面図であ
る。

【符号の説明】 １１…上型 １２…下型 １３…保持枠 １４…熱板 １５…電磁バルブ １６…吸引穴 １７…電磁バルブ １８…樹脂パッド １９…吸引穴 ２１…積層用容器 ２２…空気孔 ２３…天井板 ２４…木質成形素材 ２５…底板 ２６…シリンダ ２７…シリンダ ２８…保持器 ２９…木質素材集合体 ３１…吸引穴

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊豆原 康之 愛知県豊田市小坂町16丁目55番地 (72)発明者 林 修弘 愛知県豊田市吉原町上藤池25番地 アラコ 株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 木質基材と樹脂パッドからなるパッド一
   体型木質系成形体の製造方法であって、木質繊維に結合
   剤としてフェノール樹脂とポリイソシアネートを添加し
   た木質成形素材を堆積させて木質素材集合体を形成し、
   この素材集合体をあらかじめ樹脂パッドをセットした成
   形型に投入し、次いで前記木質素材集合体と樹脂パッド
   とを圧縮して木質基材の成形とこの木質基材と樹脂パッ
   ドとの接着を同時に行うことを特徴とする、パッド一体
   型木質系成形体の製造方法。