JPS6117245B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は特に装飾性に優れた化粧材の製造方法
に関し、更に詳しくは木材薄板をエステル化剤、
エーテル化剤など、木材成分の水酸基と反応し得
る反応体で化学的に処理し、得られた処理木材に
重合性物質を含浸させ、次いでこれを加熱圧締す
ることからなる、特に装飾性に優れた化粧材の製
造方法に関する。 木材と合成樹脂の複合物からなる化粧材は公知
であり、これは木材内部の空隙に合成樹脂液など
の重合性液状物を含浸させ、これを加熱圧締して
含浸された重合性液状物を固化せしめることによ
り製造されている。この様な化粧材は損傷や汚染
は受け難く、また通常の木材に較べて透明度が高
く深みのある外観を有するために装飾性にもも優
れており、主として合板などの基板上に貼合する
ことにより、床材、壁材などの建築用化粧材およ
び家具用化粧材などに用いられている。しかしな
がら、これら従来の化粧材は元の木材に較べて物
性や装飾性が多少優れてはいるものの、木材成分
自体が質的に変化したものではない為、装飾性の
向上、あるいは物性の改善には限度があるという
問題を残していた。 本発明者らは、木材薄板をエステル化剤、エー
テル化剤など、木材成分中の水酸基と反応し得る
反応体（以下、単に反応体という）で化学的に処
理し、主として木材成分のセルロース結晶を非晶
化し、得られた処理木材にモノマー、オリゴマ
ー、プレポリマー、ポリマーなどの重合性物質を
含浸させ、次いでこれを加熱圧締すれば、従来技
術では達し得なかつた効果が得られることを見い
出し本発明を完成するに至つた。即ち、本発明方
法によれば、光の透過性が改善され、透明度の高
い深味のある外観を木材に付与し得るとともに、
元の木目模様に変化を与えて新しい木目模様を形
成させることができ、かくして装飾性が著しく向
上した化粧材を得ることができるが、同時にま
た、柔軟性、寸法安定性などの物性にも優れ、曲
面状、折曲状などの立体形状に形成することので
きる優れた化粧材を得ることができる。 既述した如く、本発明方法は反応体で木材薄板
を化学的に処理する段階（第１段階）、第１段階
で得た木材に重合性物質を含浸させる段階（第２
段階）および第２段階で得た木材を加熱圧締する
段階（第３段階）からなる。各段階につき、以下
に詳細に説明する。 第１段階では、木材薄板を適当な手段で反応体
と接触せしめることにより、該木材成分、特にセ
ルロースの水酸基を化学的に修飾し、セルロース
の結晶構造を非晶化する。 使用し得る木材の樹種や形状には特に制限はな
い。しかし形状に関しては、反応体による処理の
し易さ、高い生産性、完成品としての化粧材の利
用価値の高さなどの点で約0.3〜10mmの薄板であ
ることが望ましい。 既述した如く、反応体とは木材成分、特にセル
ロースの水酸基と化学的に反応する物質を意味
し、その代表的なものとしてエステル化剤および
エーテル化剤を挙げることができる。 エステル化剤としては有機酸無水物（例えば酢
酸、プロピオン酸、酪酸などの酸無水物）、有機
酸ハロゲン化物（例えば上記の酸の他カプロン
酸、ラウリン酸、ステアリン酸およびメタクリル
酸などの酸ハロゲン化物、特に酸塩化物）、およ
び有機酸無水物と脂肪酸の混合物（例えば無水ト
リフルオル酢酸または無水クロル酢酸と酢酸、プ
ロピオン酸、カプロン酸またはラウリン酸などと
の混合物）などを挙げることができる。これらの
エステル化剤は単独で、あるいは２種以上混合し
て使用することができる。 上記エステル化剤には、木材成分との反応を促
進するための触媒および／または、エステル化剤
の木材細胞膜内への浸透を促進するための溶剤を
添加しておくことができる。この様な触媒として
は硫酸、過塩素酸、尿素−硫安、塩化亜鉛および
ピリジンなどが、溶剤としては酢酸、ベンゼン、
トルエン、ジメチルホルムアミド、四酸化二窒素
−ジメチルホルムアミドなどが挙げられ、また
各々２種またはそれ以上の混合物として用いても
よい。 これらの触媒および／または溶剤は、エステル
化剤に添加する代りに、あるいは添加すると共
に、該エステル化剤で処理する前の木材に予め含
浸させておいてもよい。 次に、エーテル化剤としては、例えばエチレン
オキサイド、プロピレンオキサイド等の１・２−
エポキシド、塩化メチル、塩化エチル等のハロゲ
ン化アルキル、塩化ベンジル等の芳香族ハロゲン
化物、ジメチル硫酸等のジアルキル硫酸、モノク
ロル酢酸等のα−ハロゲン酸、シアン化ビニル等
の陰性基で活性化されビニル化合物、ホルムアル
デヒド等のアルデヒドなどを用いることができ
る。 エーテル化剤の場合も、エステル化剤の場合と
同様、触媒（例えば水酸化ナトリウムの如きアル
カリ触媒）や溶剤（例えばエステル化剤の場合に
使用されるものと同様の溶剤）を適宜添加するこ
とができ、またエーテル化剤で処理する前の木材
に予めこれらを含浸させておくこともできるが、
触媒の場合は特に後者によるのが好ましい。 水酸基と反応し得る反応体としては、上記のエ
ステル化剤およびエーテル化剤のほか、イソシア
ネート類（例えばメチルイソシアネート、エチル
イソシアネートなど）、を挙げることができる。 反応体を木材薄板を接触させるには、例えば木
材を反応体中に浸漬するか、あるいは反応体を気
化しめ、これに木材をさらせばよい。また、この
様な方法を減圧下、加圧下あるいは減圧加圧法に
より行ない、木材への反応体の含浸を促進させる
ことができる。 この様な反応体による化学的処理により、木材
成分、特にセルロースの水酸基がエステル化、エ
ーテル化などの化学的修飾を受けてセルロースの
結晶構造が非晶化され、かくして膨潤化された状
態の木材（以下、処理木材という）が得られる。
この際、セルロースとともに木材の主成分をなす
ヘミセルロースおよびリグニンの水酸基も同様の
化学変化を受けることがあり、この場合は木材成
分間の結合が弱まり、木材の膨潤化の程度が一層
著しくなる。 尚、非晶化および膨潤化の程度は反応体の種類
および処理時間等により適宜調節することができ
るものであるが、一般に、導管、仮導管などの大
きな空隙を有する組織が多くかつ細胞膜の薄い春
材部は、秋材部に較べて反応体が含浸し易く、従
つて非晶化、膨潤化が秋材部に較べて進んでお
り、このことが、後述する様に、新しい木目を形
成する一因となつていると推定される。反応体に
よる処理条件が弱い場合、例えば低温で反応させ
たり、反応時間が短かすぎたり、反応体の量が少
な過ぎたり、あるいは触媒を使用せずに反応を行
なつた場合には、反応体がセルロース結晶部分に
までは反応せず、従つて非晶化が起らず、本発明
の目的を達成することができない。従つて本発明
を実施するに際しては、予備実験を行なつて非晶
化が起る条件を予め設定しておくことが望まし
い。非晶化が起つたかどうかは、最終製品におけ
る木目の変形、あるいはその電子顕微鏡写真にお
ける細胞膜の崩壊によつて知る以外に確実な方法
はないが、反応体で処理した木材の重量増加を測
定することにより、一応の目安をたてることがで
きる。例えばアセチル化の場合、重量増加が20重
量％以上となれば、非晶化が起つた可能性が高い
と考えてよい。しかしアセチル化剤により木材成
分が多量に流失してしまつた場合には、重量増加
が15％程度であつても非晶化は起つていた例も観
察されているので注意を要する。 以上の第１段階で得た処理木材を第２段階の重
合性物質含浸操作に付す。 重合性物質の含浸は、処理木材を重合性物質中
に浸漬したり、あるいは処理木材に重合性物質を
塗布したりすること等により行なうことができ
る。尚、浸漬操作を減圧下、加圧下あるいは減圧
加圧法により行なつて含浸時間を短縮することも
できる。 この第２段階で用いる重合性物質とは、木材に
含浸された後、適当な手段で樹脂固形物に変換さ
れ得る液状物質であり、モノマーやオリゴマーの
みならず、プレポリマーやポリマーも包含され
る。この様な重合性物質としては、例えばメチル
メタクリレート（MMA）ジアリルフタレート
（DAP）、スチレン、アクリルオリゴマーなどの
モノマー、オリゴマー、プレポリマーおよびフエ
ノール樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂、エポキ
シ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリウレタン
樹脂などのポリマーを挙げることができる。これ
らの重合性物質は単独で、あるいは２種以上混合
して用いることができる。 これらの重合性物質を使用するに当り、これに
過酸化ベンゾイル、メチルエチルケトンパーオキ
サイド、過酸化水素、アゾビスイソブチロニトリ
ルなどの触媒を添加し得ることは言うまでもな
く、さらに必要に応じて硬化剤、希釈剤、難燃
剤、着色剤および／または可塑剤などを混合する
ことができる。 既述した如く、処理木材は非晶化、膨潤化され
ている為、この第２段階の処理においては、木材
の導管、仮導管などの空隙は勿論のこと、細胞膜
内へも重合性物質を十分かつ容易に含浸させるこ
とができる。そしてこれは、空隙部が多く細胞の
膜厚が薄い春材部においては特に著しい。 従つて、本発明方法により重合性物質を含浸さ
せると、木材は湿潤された状態になり、木材の非
晶化と相俟つて顕著な熱可塑性を有するに至る。 以上の第２段階で得た重合性物質含浸処理木材
を第３段階の加熱圧締処理に付す。 加熱圧締条件は、第１段階の処理条件、含浸さ
せた重合性物質の種類や量などに応じて適宜設定
されるが、例えば約80〜250℃の温度、２〜20Kg/
cm²の圧力下で約５〜30分間行なうという比較的緩
やかな条牛下においても、良好に本発明の目的を
達することができる。 この加熱圧締により、膨潤化し脆弱化していた
重合性物質含浸処理木材のその熱可塑性を発現
し、緻密な化粧材に形成される。尚、加熱圧締条
件を適宜設定することにより、重合性物質含浸処
理木材を溶融させることもできる。また、加熱圧
締の際、複数の処理木材を積層したり、あるい
は、合板等の台板と処理木材を積層して加熱圧締
することにより、これらを一体化して積層体に形
成することもできる。尚、本明細書において木材
の「溶融」とは、主として、化学的処理をを受け
た木材中のセルロースが融解し、重合しつつある
重合性物質と混燃一体となる状態であつて、巨視
的に見れは木材の随所に軟化、変形した部分が生
じることをいう。 以下に、本発明方法により達成される特筆すべ
き効果を列挙する。 (イ) 処理木材が膨潤化しているため、樹脂固形物
は導管、仮導管などの空隙のみならず細胞膜内
にまで充填でき、従つて得られた化粧材は緻密
な状態で木材と樹脂が複合されてなるため高い
光の透過性を有しており、透明度が高く深みの
ある装飾性に優れた外観を呈する。特に加熱圧
締工程において重合性物質含浸処理木材を溶融
させた場合は、光の透過性付与の阻害要因とな
る導管、仮導管等の空隙が一層減少するため、
特に緻密な、顕著な透明性を有する化粧材が得
られる。 (ロ) 第１段階の処理による木材の非晶化、膨潤化
の程度は春材部と秋材部とでは異なるため、本
発明方法の各段階で年輪巾が変化し、元の木材
とは異なつた木目模様を有する化粧材を得るこ
とができる。 (ハ) 重合性物質を含浸する前の処理木材に、浸漬
などの方法で着色液を含浸させたり、重合性物
質中に着色剤を添加することによつて着色され
た化粧材を得ることができるが、この場合処理
木材が膨潤化されているため着色が容易に、か
つムラなく均一に行なうことができ、付与され
た高い透明性と相俟つて一層深味のある外観を
呈する化粧材を得ることができる。 (ニ) 重合性物質含浸処理木材は熱可塑性を有する
ため、成形型を用いて加熱圧締することにより
化粧材を曲面状、折曲状などの立体形状に容易
に形成したりエンボス模様付けを行つたりする
ことができる。 (ホ) 木材の非晶化による木材自体の可塑化と細胞
膜内にまで含浸して固化した樹脂の充填効果が
相俟つて柔軟性に富んだ化粧材を得ることがで
き、クラツクが生じ易いという従来の化粧材の
欠点が克服できる。また、用いる木材にこぶが
あつたり、表面に木口模様を有するような割れ
等の破損を生じ易い木材を用いた場合でも破損
等を生じることなく、耐クラツク性に富んだ化
粧材に形成できる。更に、この柔軟性により、
特にそれが0.3〜10mm程度の木材薄板の場合
は、曲面状などの立体面を有する物体への積層
を容易に行なうことができる。 (ヘ) 第１段階において親水基を持たない反応体を
使用した場合は、化粧材の耐水性や耐寸法安定
性を著しく向上させることができる。 (ト) 本発明方法により得られる化粧材は柔軟性、
熱可塑性を有する為、種々の成形品に成形する
ことができる。 以下に実施例を挙げて本発明を更に詳細に説明
する。 実施例 １ 0.8mm厚のスプルース材柾目単板を氷酢酸液中
に２時間浸漬した後、無水酢酸：氷酢酸：トルエ
ン：過塩素酸が各々３：１：１：0.015の容積割
合で混合されてなる液温30℃の混合液に４時間浸
漬して上記単板の木材成分をアセチル化（エステ
ル化）し、トルエンにて洗浄後乾燥してアセチル
化単板を得た。 尚、このアセチル化単板は、粉砕してIRスペ
クトル測定を行つたところ、無処理の同一単板に
較べてOH基の吸収スペクトルが明らかに小さく
なり、替つてＣ＝Ｏ基の吸収スペクトルが大きく
なつており、木材中の成分のOH基がアセチル化
されていることが確認された。次いで、得られた
上記アセチル化単板を減圧釜に入れ20mmHg以下
となるように釜内を減圧したのち、該釜内に不飽
和ポリエステル：スチレン：過酸化ベンゾイルが
各々50：50：４の（重量）割合で混合されてなる
合成樹脂液を供給して約１時間放置し、次いで釜
内の圧力を大気圧にもどしたのち一晩放置して、
上記合成樹脂液が（アセチル化単板内空隙に）注
入されたアセチル化単板を調整した。 次いで、この合成樹脂液注入アセチル化単板を
減圧釜から取り出し、ホツトプレスにてプレート
温度130℃、プレス圧５Kg/cm²、プレス時間20分間
の条件下加熱圧締し、化粧材(A)を得た。得られた
化粧材(A)は、透明度、特に春材部の透明度が高
く、且つ、年輪巾がもとの無処理単板に較べて広
がつた外観を呈しており、また柔軟性を有してい
た。 実施例 ２ 0.8mm厚のカバ材柾目単板を30％濃度の水酸化
ナトリウム溶液に１時間浸漬した後、90℃に加温
された塩化ベンジル溶液に４時間浸漬して、上記
単板の木材成分をベンジル化（エーテル化）し、
メタノール洗浄および水洗したのち乾燥してベン
ジル化単板を得た。 このベンジル化単板は、ベンジル化前と較べて
重量が38％増加していた。 次いで、上記ベンジル化単板に実施例１で用い
た合成樹脂液を、実施例１と同一条件下で注入
し、次いでホツトプレスにて実施例１と同一条件
下で加熱圧締して化粧材(B)を得た。得られた化粧
材(B)は、黄色を帯びた透明度が高く且つ年輪巾が
もとの無処理単板に較べて広がつた外観を呈して
おり、又柔軟性を有していた。 実施例 ３ 実施例１のアセチル化単板を酸性染料アシツド
オレンジの0.05％濃度、60℃加温水溶液に１時
間浸漬して着色処理を施したのち、実施例１と同
一方法で合成樹脂液の注入と、ホツトプレスによ
る加熱圧締を行つて着色された化粧材(C)を得た。
この化粧材(C)は、全体が橙色を帯び、特に年輪巾
の広がつた春材部は深味のある橙色を呈した透明
度の高い外観を有していた。 実施例 ４ 実施例２のベンジル化単板に、実施例１で用い
た合成樹脂液に油溶性染料ブラウンを0.02（重
量）部混入してなる着色合成樹脂液を、実施例１
と同一条件で注入し、且つ実施例１と同一方法で
ホツトプレスによる加熱圧締を行つて着色された
化粧材Ｄを得た。得られた化粧材(D)は、全体が橙
色を帯びたブラウン色を呈し、透明度が高い深味
のある外観を有していた。 実施例 ５ 実施例１で調整した合成樹脂液が注入されたア
セチル化単板を角部が10Rの曲率半径を有する雌
雄の〓字状型間に挿入し、型の温度130℃、圧力
５Kg/cm²、圧締時間20分間の条件下で加熱圧締成
形を行い略Ｌ字状に成形された化粧材を得た。こ
の成形品は、アール部分での割裂がなく、美麗な
外観を有していた。 比較例 １ 実施例１で用いたものと同一の0.8mm厚のスプ
ルース材柾目単板をアセチル化処理を施こすこと
なく、前記実施例１と同一方法で、同一の合成樹
脂液の注入と、ホツトプレスによる加熱圧締を行
い化粧材(a)を得た。 比較例 ２ 実施例１で用いたものと同一の0.8mm厚のスプ
ルース材柾目単板を実施例１と同一方法でアセチ
ル化し、実施例１と同一のアセチル化単板を得
た。このアセチル化単板には、合成樹脂液を注入
せずそのままホツトプレスにて、プレート温度
180℃、プレス圧50Kg/cm²、プレス時間10分間の条
件下加熱圧締を行い単板(b)を得た。 比較例 ３ 実施例２で用いたものと同一の0.8mm厚カバ柾
目単板をベンジル化（エーテル化）処理を施すこ
となく、前記実施例２（すなわち実施例１）と同
一方法で、同一の合成樹脂液の注入とホツトプレ
スによる加熱圧締を行い化粧材(c)を得た。 比較例 ４ 実施例２で用いたものと同一の0.8mm厚カバ柾
目単板を実施例２と同一方法でベンジル化（エー
テル化）し、実施例２と同一のベンジル化単板を
得た。このベンジル化単板には合成樹脂液を注入
せずそのままホツトプレスにて、プレート温度
180℃、プレス圧30Kg/cm²、プレス時間10分間の条
件下加熱圧締を行い単板(d)を得た。 次に実施例１および２で得られた化粧材、
と比較例１ないし４で得られた単板、、、
の光の透過率をJIS Ｋ 6714に基づいて比較し
た。結果を以下に示す。

【表】 表より明らかなように実施例、の化粧材
は、比較例ないしに較べて顕著に透明性が向
上していることが確認された。 又、実施例１〜４で得られた化粧材、、
、は、いずれも比較例１〜４で得られた単板
、、、、に較べて柔軟性に富んでいた。 さらに又、比較例１で得られるホツトプレスに
よる加熱圧締前の合成樹脂液が注入された単板
を、実施例５と同一方法にて成形加工を行つたと
ころ、木材繊維と直交する方向で割裂が生じ成形
できなかつた。従つて、実施例５に示したように
加熱圧締による成形加工品の形成を割裂等の欠点
を生じることなく容易に行なえることが確認され
た。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 木材薄板中のセルロース結晶が非晶化される
   まで、木材成分の水酸基と反応し得る反応体で該
   木材薄板を処理し、得られた処理薄板に重合性物
   質を含浸させ、次いで加熱圧締することからなる
   化粧材の製造方法。 ２ 反応体がエステル化剤またはエーテル化剤で
   ある特許請求の範囲第１項に記載の化粧材の製造
   方法。 ３ 曲面状または折曲状に加熱圧締する特許請求
   の範囲第１項に記載の化粧材の製造方法。